JPH0988827A - 往復動型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転中に高温になる大端部軸受，小端部軸受
を冷却し、これらの耐久性を向上してその寿命を延ばす
ことができるようにする。 【解決手段】 クランクケース１内には電動モータ４が
配設される。電動モータ４は出力軸５を回転駆動するこ
とにより、クランク室２内でクランク６，連接棒１１を
介してピストン１０を往復動させ、シリンダ７内に空気
等を吸込んで圧縮、吐出させる。冷却風発生フィン１６
は、バランス１５に一体形成され、このバランス１５と
共に出力軸５によって回転駆動される。これにより、ク
ランク室２内には、矢示ＡおよびＢ方向に流通する冷却
風が発生し、大端部軸受１２，小端部軸受１３を冷却す
る。そして、この冷却風は各通風口３を介してクランク
室２内から外部へと矢示Ｃ方向に排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば多段式空気
圧縮機等の往復動型圧縮機に関し、特にクランクケース
内に潤滑油を供給しない無給油式の往復動型圧縮機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、クランクケースと、該クランク
ケースに回転可能に配設され、駆動源によって回転駆動
されるクランクと、前記クランクケースに設けられ、シ
リンダヘッドが搭載されたシリンダと、該シリンダ内に
摺動可能に挿嵌されたピストンと、該ピストンをシリン
ダ内で往復動させるべく、大端部が大端部軸受を介して
前記クランクに回転可能に連結され、小端部が小端部軸
受を介して前記ピストンに回転可能に連結された連接棒
とを備えてなる往復動型圧縮機は広く知られている。

【０００３】この種の従来技術による往復動型圧縮機で
は、ケーシングとなるクランクケース内に例えば電動モ
ータ等の駆動源が配設され、この電動モータ等の出力軸
（回転軸）の先端側はクランクを構成している。また、
クランクケースの上側面にはシリンダヘッドを搭載した
シリンダが設けられ、このシリンダ内にはピストンが摺
動可能に挿嵌されている。

【０００４】一方、連接棒は基端側が前記クランクと連
結する大端部として形成され、先端側がピストンと連結
する小端部として形成されている。そして、連接棒はク
ランクケース内で基端側の大端部が大端部軸受を介して
クランクに回転可能に連結されると共に、先端側がクラ
ンクケースからシリンダ内に伸長し、このシリンダ内で
小端部がピストンに小端部軸受を介して回転可能に連結
されている。そして、電動モータによりクランクが回転
駆動されると、連結棒は大端部がこのクランクの周囲で
回転運動を行い、小端部側がピストンに対して揺動しつ
つ、このピストンをシリンダ内で往復動させる。

【０００５】このようにして、従来技術の往復動型圧縮
機では、電動モータ等によりクランクが回転駆動される
ことでピストンがシリンダ内で往復動を繰返し、シリン
ダ内に例えば空気等の流体を吸込んで圧縮し、外部に吐
出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術の往復動型圧縮機では、圧縮運転中に連接棒の大
端部がクランクの周囲を高速で回転するのに伴い、大端
部軸受はこの大端部とクランクとの間に位置して外周部
と内周部を高速で摺動させる。また、連接棒の小端部側
がピストンに対して高速で揺動するのに伴い、小端部軸
受はこの小端部とピストンとの間に位置して外周部と内
周部を高速で摺動させるため、大端部軸受，小端部軸受
は圧縮運転中に摩擦熱等によって高温になる。

【０００７】そして、クランクケースは中空のケーシン
グとして形成され、熱が外部に放出されにくい構造とな
っているため、高温になった大端部軸受，小端部軸受は
十分に放熱することができず、圧縮運転中は常時高温に
さらされた状態になってしまう。この結果、大端部軸
受，小端部軸受は内部に封入されたグリース等の潤滑油
がこの高温で劣化したり、外部に漏洩したりする場合が
あり、これにより早期の摩耗や焼付き等を起こして摺動
（回転）抵抗が増大し、連接棒とクランク，ピストンと
が円滑に回転動作を行うことができなくなる。

【０００８】そこで、従来技術の往復動型圧縮機では、
クランクケースの外部に冷却ファンを設け、この冷却フ
ァンによりクランクケースに冷却風として外気をあて、
クランクケース内を間接的に冷却するようにしている。
しかし、この冷却方法ではクランクケース内に冷却風を
流通させていないため、大端部軸受，小端部軸受は十分
に放熱できずに高温にさらされた状態になり、耐久性が
低下してしまうという問題がある。

【０００９】特に、ピストンと連接棒の小端部を連結す
る小端部軸受は、ピストンがシリンダ内に画成する圧縮
室に近いために圧縮熱が伝導して高温となりやすい上、
クランクケースに突出するように設けられたシリンダ内
に位置するためにほとんど放熱できず、耐久性が早期に
低下しやすい傾向にある。

【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、運転中に高温になる連接棒の大端部軸
受，小端部軸受を冷却でき、これら大端部軸受，小端部
軸受の耐久性を向上してその寿命を延ばすことができる
往復動型圧縮機を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、クランクケースと、該クランクケース
に回転可能に配設され、駆動源によって回転駆動される
クランクと、前記クランクケースに設けられ、シリンダ
ヘッドが搭載されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可
能に挿嵌されたピストンと、該ピストンをシリンダ内で
往復動させるべく、大端部が大端部軸受を介して前記ク
ランクに回転可能に連結され、小端部が小端部軸受を介
して前記ピストンに回転可能に連結された連接棒とを備
えてなる往復動型圧縮機において、前記クランクケース
には前記連接棒を前記駆動源と反対側に前記駆動源によ
って回転されるバランスを設け、該バランスには前記軸
受に向け冷却風を送る冷却風発生手段を設けたことを特
徴としてなる構成を採用している。

【００１２】このように構成することにより、駆動源が
回転するとき、バランスに設けた冷却風発生手段によっ
てクランクケース内に発生させた冷却風を連接棒の軸受
近傍に向けて送り、該軸受を往復動型圧縮機の運転中に
直接冷却することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って詳細に説明する。

【００１４】図１ないし図３は本発明の実施例を示し、
図中、１は往復動型圧縮機のケーシングとなるクランク
ケースを示し、該クランクケース１は中空の有蓋筒体と
して形成され、筒状をなす胴部１Ａの先端側は開口端１
Ｂとなっている。また、クランクケース１の内部には隔
壁部１Ｃが形成され、該隔壁部１Ｃよりも基端側に位置
するクランクケース１内は閉塞され、その内部には後述
の電動モータ４が配設されている。

【００１５】そして、２はクランクケース１内に位置し
て画成されたクランク室で、該クランク室２の上側には
後述のシリンダ７が取付けられると共に、該シリンダ７
は内部がクランクケース１の胴部１Ａに形成された連通
穴１Ｄを介してクランク室２内に連通している。また、
クランク室２内には、後述のクランク６，連接棒１１等
が配設されると共に、後述の冷却風発生フィン１６が一
体形成されたバランス１５が配設されている。

【００１６】３，３，…はクランクケース１の周壁に所
定の間隔で形成された開口部となる複数個の通風口（２
個のみ図示）で、該各通風口３は略長方形の貫通穴とし
て連接棒１１と隔壁部１Ｃの間に位置してクランクケー
ス１の胴部１Ａに形成され、クランク室２内とクランク
ケース１の外部を連通している。

【００１７】４は駆動源としての電動モータで、該電動
モータ４はクランクケース１内に設けられ、その先端側
には出力軸５が突出して設けられている。そして、出力
軸５は先端側がクランクケース１の隔壁部１Ｃを貫通
し、クランク室２内においてクランク６が設けられてい
る。ここで、前記クランク６はクランクケース１内に位
置して出力軸５に一体的に回転可能に設けられ、該クラ
ンク６は軸線から偏心している。

【００１８】７はクランク室２上に位置してクランクケ
ース１の胴部１Ａに設けられたシリンダを示し、該シリ
ンダ７は略円筒状に形成され、基端側がクランクケース
１の胴部１Ａ上に垂直に突出するように取付けられてい
る。そして、前記シリンダ７には弁座板９を介してシリ
ンダヘッド８が搭載されている。

【００１９】１０はシリンダ７内に摺動可能に挿嵌され
たピストンで、該ピストン１０は連接棒１１を介して往
復動する間に圧縮室内の空気等を圧縮するものである。
ここで、前記連接棒１１は基端側の大端部１１Ａが大端
部軸受１２を介してクランク６に回転可能に連結される
と共に、先端側の小端部１１Ｂが小端部軸受１３を介し
てピストン１０のピストンピン１４に回転可能に連結さ
れている。これにより、ピストン１０は連接棒１１を介
してクランク６に回転可能に連結され、該クランク６が
回転駆動されることによってピストン１０はシリンダ７
内で往復動を行う。

【００２０】１５はクランク６を円滑に回転させるため
にクランク室２内に設けられたバランスを示し、該バラ
ンス１５は円板状に形成され、連接棒１１を挟んで電動
モータ４と対向する反対位置で、かつ該連接棒１１と隣
接して、出力軸５に一体的に固定されている。そして、
バランス１５には図２に示すように挿嵌穴１５Ａが貫通
して形成され、該挿嵌穴１５Ａには出力軸５が挿嵌され
るようになっている。これにより、出力軸５の回転時に
はバランス１５がその周囲を偏心した状態で回転し、ク
ランク６等により生ずる振動を打消すことによって出力
軸５の回転を円滑にすると共に、連接棒１１とのバラン
スをとるようになっている。なお、バランス１５には半
月状の貫通穴１５Ｂが貫通して形成されている。

【００２１】１６はバランス１５に一体に設けられた冷
却風発生手段としての冷却風発生フィンを示し、該冷却
風発生フィン１６は図２，図３に示すように、出力軸５
と同軸な円板１７と、該円板１７の外周面に設けられた
各羽根板１８等とから構成されている。

【００２２】そして、冷却風発生フィン１６は図１に示
すように、円板１７の挿嵌穴（図示せず）に出力軸５が
挿通されることにより、クランクケース１の開口端１Ｂ
に位置してバランス１５に一体的に固定され、出力軸５
により回転駆動されてクランク室２内に冷却風を送るよ
うになっている。なお、前記円板１７の外周面に一体形
成された各羽根板１８は小片な平板として形成されてい
る。

【００２３】１９は出力軸５の先端側に固定された送風
ファンで、該送風ファン１９は出力軸５によって回転駆
動されることにより、クランクケース１内に向けて送風
を行うものである。

【００２４】本実施例による往復動型圧縮機は上述の如
き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。

【００２５】まず、電動モータ４により出力軸５が回転
駆動されると、クランク６に連結された連接棒１１は、
大端部１１Ａが出力軸５の周囲を大端部軸受１２を介し
て回転することにより、小端部１１Ｂ側でピストン１０
をシリンダ７内で往復動させる。これにより、空気がシ
リンダヘッド８内に吸込まれ、この吸込まれた空気はシ
リンダ７内の圧縮室内に流入して圧縮され、圧縮空気と
してシリンダヘッド８から外部に吐出される。

【００２６】また、電動モータによって出力軸５が回転
するとき、クランクケース１外に設けられた送風ファン
１９が回転し、該送風ファン１９からの冷却風はクラン
クケース１の開口端１Ｂ、シリンダヘッド８等に向けて
流れる。

【００２７】これと同時に、冷却風発生フィン１６は出
力軸５により回転駆動され、送風ファン１９によって送
られた冷却風をクランク室２内に導き、冷却風として図
１中の矢示Ａに示すように大端部軸受１２に向け勢いよ
く送風することにより、該大端部軸受１２を直接冷却す
る。また、冷却風はクランク室２からシリンダ７内に矢
示Ｂに示すように流込み、小端部軸受１３等を直接冷却
する。さらに、クランク室２内を流通するこれらの冷却
風は、冷却風発生フィン１６によってクランク室２内に
新たに送込まれる冷却風により、各通風口３から外部へ
と例えば矢示Ｃに示すように排出される。

【００２８】このように、本実施例では、連接棒１１を
挟んで電動モータ４と対向する位置にバランス１５を設
け、該バランス１５に冷却風発生フィン１６を一体形成
する構成としたから、該冷却風発生フィン１６によりク
ランク室２内に冷却風を送り込むことができ、大端部軸
受１２を効率よく冷却することができる。また、冷却風
発生フィン１６は発生させた冷却風をクランク室２から
シリンダ７内に流入させることができ、小端部軸受１３
を効率よく冷却できる上に、例えばピストン１０，連接
棒１１，ピストンピン１４等を直接冷却することができ
る。

【００２９】かくして、冷却風発生フィン１６は大端部
軸受１２，小端部軸受１３に直接冷却風を当てることに
より、これらを効率よく冷却することができるから、運
転中に大端部軸受１２，小端部軸受１３に発生する熱を
確実に放熱させることができ、これらが運転中に高温に
なるのを防止できる。従って、大端部軸受１２，小端部
軸受１３の内部に封入されたグリス等の潤滑油が高温に
さらされて劣化したり、外部に漏洩したりするのを確実
に防止でき、大端部軸受１２，小端部軸受１３の耐久性
を向上でき、その寿命を大幅に延ばすことができる。

【００３０】また、クランク室２を外部に連通する各通
風口３を設けたから、大端部軸受１２，小端部軸受１３
を冷却して暖まった冷却風を各通風口３から外部に排出
することができ、クランク室２内の放熱および冷却を確
実に行うことができる。従って、大端部軸受１２，小端
部軸受１３に向け新しい冷却風を常時流通させることが
でき、大端部軸受１２，小端部軸受１３を効率よく冷却
することができる。

【００３１】なお、前記実施例においては、バランス１
５と冷却風発生フィン１６とを同一部材として一体形成
する構成としたが、本発明はこれに限らず、バランス１
５に対して別部材からなる冷却風発生フィン１６を、例
えばボルト止め，リベット止め等や溶接等の手段により
一体的に固定する構成としてもよい。

【００３２】また、前記実施例では、連接棒１１とバラ
ンス１５を別体として形成する場合を例示したが、連接
棒１１とバランス１５を単一部材として一体形成しても
よく、また出力軸５とバランス１５を一体形成してもよ
い。

【００３３】さらに、前記実施例においては、１個のシ
リンダ７を有する往復動型圧縮機に冷却風発生フィン１
６を設けた場合を例に挙げて述べたが、本発明はこれに
限らず、例えば複数個のシリンダを有して段階的に空気
等の圧縮を行う多段式往復動型縮機に適用してもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、バ
ランスに冷却風発生手段を設け、該冷却風発生手段をバ
ランスと共にクランクによって高速で回転駆動する構成
としたから、該冷却風発生手段により冷却風をクランク
ケース内に勢いよく発生させることができ、この冷却風
で連接棒の軸受を確実に冷却することができる。これに
より、大端部軸受等が運転中に高温になるのを防止でき
るから、これらの内部に封入されたグリス等の潤滑油が
高温にさらされて劣化したり、外部に漏洩したりするの
を確実に防止でき、例えば大端部軸受，小端部軸受の耐
久性を向上でき、その寿命を大幅に延ばすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による往復動型圧縮機を示す縦
断面図である。

【図２】図１中のバランスと一体形成された冷却風発生
フィンを示す正面図である。

【図３】図１中のバランスと一体形成された冷却風発生
フィンを示す側面図である。

【符号の説明】

１ クランクケース ４ 電動モータ（駆動源） ５ 出力軸 ６ クランク ７ シリンダ ８ シリンダヘッド １０ ピストン １１ 連接棒 １１Ａ 大端部 １１Ｂ 小端部 １２ 大端部軸受 １３ 小端部軸受 １５ バランス １６ 冷却風発生フィン（冷却風発生手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクケースと、該クランクケースに
   回転可能に配設され、駆動源によって回転駆動されるク
   ランクと、前記クランクケースに設けられ、シリンダヘ
   ッドが搭載されたシリンダと、該シリンダ内に摺動可能
   に挿嵌されたピストンと、該ピストンをシリンダ内で往
   復動させるべく、大端部が大端部軸受を介して前記クラ
   ンクに回転可能に連結され、小端部が小端部軸受を介し
   て前記ピストンに回転可能に連結された連接棒とを備え
   てなる往復動型圧縮機において、前記クランクケースに
   は前記連接棒を挟んで前記駆動源と反対側に前記駆動源
   によって回転されるバランスを設け、該バランスには前
   記軸受に向け冷却風を送る冷却風発生手段を設けたこと
   を特徴とする往復動型圧縮機。