往复运动压缩机和氧浓缩装置的制作方法

文档序号：5463422阅读：216来源：国知局

专利名称：往复运动压缩机和氧浓缩装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有四个气缸的往复运动压縮机、和具有该往复运动压缩机的氧浓缩装置。
背景技术：
在现有的氧浓縮器等中使用的小型活塞泵的一个例子公开在专利文献1中。专利文献1公幵的泵是具有两个气缸的两头式往复运动压縮机，包括具有主动轴(电动机轴)的电动机；沿着与主动轴的轴方向正交的方向配置的两个气缸；以及分别一体形成有活塞头部和杆部的两个活塞，其中，上述活塞头部能够往复运动地嵌合在两个气缸的每一个上，上述杆部能够旋转地嵌合在固定在电动机轴上的偏心轴上。在该两头式往复运动压缩机中，两个活塞的活塞头部分别在维持 180度的相位差的同时进行气缸内的压縮室中的吸气压縮冲程。
专利文献l:日本特开2004—211708号公报

发明内容
但是，在上述专利文献1的两头式往复运动压縮机中，当使性能不下降、具体地说是在保持转速和喷出流量的同时使活塞杆5P (参照图28 (b))较小以达到小型化时，活塞的摆动角e (参照图28 (a)) 变大，存在难以确保压縮室的气密性的问题。此外，由于活塞的摆动角变大，活塞的活塞头部的滑动距离也变大，因此，存在安装在活塞头部的密封部件会提前磨耗使产品寿命变短的问题。
于是，本发明的目的是提供一种能够实现高效率化、长寿命化、小型轻量化、且低噪音、低振动的往复运动压縮机，以及具有该往复运动压縮机的氧浓縮装置。
第一发明的往复运动压縮机的特征在于！包括具有电动机轴的电动机；沿着与上述电动机轴的轴方向正交的方向配置的4个气缸；和分别一体形成有活塞头部和杆部的4个活塞，上述活塞头部能够往复运动地嵌合在上述4个气缸的每一个上，上述杆部能够旋转地嵌合在固定在上述电动机轴上的偏心轴上。
在该往复运动压縮机中，通过将气缸的数目从2个增加至4个，能够在保持各活塞的转速和整体的喷出流量的同时使冲程变短，因此，即使活塞杆变短，也能够维持活塞的摆动角度。由此，能够确保压缩室的气密性并且实现压縮机的小型化。此外，由于能够使冲程变短，能够使活塞头部的摆动距离变小，因此，能够长时间地确保配置在活塞头部的密封部件的密封性。而且，通过使气缸为4个，散热面积大幅扩大，能够抑制压縮室的温度上升，能够大幅提高压縮效率。
第二发明的往复运动压縮机的特征在于，在第一发明的往复运动压缩机中，上述4个气缸是在俯视时，配置在通过上述电动机轴的中心的直线上的2个气缸、和配置在与上述直线正交且通过上述电动机轴的中心的直线上的2个气缸。
在该往复运动压缩机中，在俯视时，在通过电动机轴的中心的直线上、和在与该直线正交且通过电动机轴的中心的直线上，分别配置有2个气缸，从而，能够使在圆周方向上相邻的两个气缸的全部的间隔变小。此外，在相邻的两个活塞的活塞头部间难以产生干涉，因此，能够使活塞杆进一步变短。从而，能够实现压縮机的进一步小型化。
第三发明的往复运动压缩机的特征在于，在第一或第二发明的往复运动压縮机中，上述4个活塞的活塞头部分别在维持90度的相位差的同时进行吸气压缩冲程。
在该往复运动压縮机中，4个活塞的吸气压縮冲程在分别维持90 度的相位差的同时进行，从而在压縮冲程时，能够使施加在4个活塞的活塞头部的力相互抵消，来抑制电动机轴的转矩的变动。由此能够大幅提高压缩效率。此外，从4个压縮室产生的吸排气音也相互抵消，能够实现低噪音和低振动化。
第四发明的往复运动压縮机的特征在于，在第一三的任一个发明的往复运动压縮机中，上述偏心轴为1个。
在该往复运动压縮机中，通过使四个活塞嵌合的偏心轴为1个，能够使电动机轴方向的活塞的杆部的间隔变小。此外，能够将从某个活塞的压縮冲程转移至吸气冲程时的力作为帮助其它活塞运动的力有效地进行传递，因此，能够减少力的传递损失。从而能够进一步提高压縮效率。
第五发明的往复运动压縮机的特征在于，在第一四的任一个发明的往复运动压縮机中，具有收纳上述电动机轴的壳体，在上述壳体形成有第一定位部，在上述四个气缸分别形成有以与上述第一定位部对应的方式配置的第二定位部，上述四个气缸，对于上述壳体由上述
第一定位部和上述第二定位部进行定位，使得上述4个气缸的每一个的轴中心与上述4个活塞的活塞头部的每一个的轴中心一致。
在该往复运动压縮机中，壳体具有第一定位部，4个气缸分别具有与第一定位部对应的第二定位部，从而能够对于壳体将4个气缸的每一个定位，使得4个气缸的每一个的轴中心与活塞的活塞头部的轴中心一致，因此，能够抑制密封部件的偏磨耗。
第六发明的往复运动压縮机的特征在于，在第一五的任一个发明的往复运动压縮机中，在上述电动机轴的轴方向，在上述4个活塞的杆部之间，配置有用于调整上述杆部的位置的调整部件。
在该往复运动压縮机中，在电动机的轴方向，在4个活塞的杆部间配置调整部件，从而能够调整杆部的位置。于是，能够使气缸的轴中心与活塞的活塞头部的轴中心准确一致，因此能够抑制密封部件的偏磨耗。
第七发明的往复运动压缩机的特征在于，在第一六的任一个发明的往复运动压縮机中，上述四个气缸具有沿着上述气缸轴方向的筒状的主体部、和通过螺栓被固定在上述主体部的一端的板状的平板部，在上述主体部与上述平板部之间夹着弹性部件。
在该往复运动压缩机中，在4个气缸的每一个的主体部与平板部之间夹着弹性部件，从而仅通过基于连结主体部与平板部的螺栓的转矩管理的调节，即能够使4个活塞的每一个的活塞头部在上死点的与
气缸的间隙变小。从而能够使压縮机的性能稳定，能够进一步提高压缩效率。
第八发明的往复运动压縮机的特征在于，在第一七的任一个发明的往复运动压縮机中，在上述活塞头部与通过螺栓被固定的按压板
10之间，夹着具有弹性的间隔物。
在该往复运动压縮机中，通过在4个活塞的每一个的活塞头部与按压板之间夹着间隔物，从而仅通过基于连结活塞头部与按压板的螺栓的转矩管理的调节，即能够使4个活塞的每一个的活塞头部在上死点的与气缸的间隙变小。从而能够使压縮机的性能稳定，能够进一步提高压縮效率。
第九发明的往复运动压縮机的特征在于，在第一八的任一个发明的往复运动压縮机中，包括收纳上述电动机轴的壳体；与上述4 个气缸的每一个的内部连接、且使流体能够在内部流通的多个吸入流路；与上述4个气缸的每一个的内部连接、且使流体能够在内部流通的多个排出流路；以及用于汇合上述多个吸入流路的汇合吸入流路、和用于汇合上述多个排出流路的汇合排出流路中的至少任一方，上述汇合吸入流路和上述汇合排出流路中的至少任一方配置为与沿着上述电动机轴的轴方向的轴区域和其周边区域中的至少任一方重叠。
在该往复运动压縮机中，通过设置汇合吸入流路和汇合排出流路中的至少任一方，能够汇合多个气缸间的流路。此外，汇合吸入流路和汇合排出流路中的至少任一方配置为与沿着电动机轴的轴方向的轴区域和其周边区域中的至少任一方重叠，从而能够抑制由于汇合流路的设置而导致的压縮机整体的大型化。结果，利用该结构，能够在抑制大型化的同时汇合多个气缸间的流路。
此外，此处的"重叠"意味着，汇合流入流路或汇合排出流路配置为纳入由轴区域和周围区域构成的区域内。
第十发明的往复运动压縮机的特征在于，在第九发明的往复运动压缩机中，上述汇合吸入流路和上述汇合排出流路中的至少任一方形成为以上述轴区域为中心的环状流路。
在该往复运动压縮机中，通过使汇合流路为环状流路，能够紧凑地集中流路，能够容易地抑制大型化。此外，通过例如使汇合排出流路为环状，能够确保液体的散热面积，能够提高压縮效率。
第十一发明的往复运动压縮机的特征在于，在第十发明的往复运动压縮机中，被形成为上述环状流路的上述汇合排出流路形成为沿着与上述电动机轴的轴方向垂直的平面二维地扩展。
i在该往复运动压縮机中，能够在抑制由汇合排出流路造成的压縮机的大型化的同时，容易地确保用于提高压縮效率的流体的散热面积。
第十二发明的往复运动压縮机的特征在于，在第十或第十一发明的往复运动压縮机中，还具有配置在上述电动机轴的轴端部的轴承支承部，上述汇合排出流路和上述汇合吸入流路中的至少任一方形成在该轴承支承部。
在该往复运动压缩机中，通过有效地利用轴承支承用的部件和其周围的空间，能够有效地抑制大型化并且汇合多个气缸间的流路。
第十三发明的往复运动压缩机的特征在于，在第九十二的任一个发明的往复运动压缩机中，上述多个排出流路分别具有沿着上述电动机轴的轴方向的第一平行部。
在该往复运动压縮机中，排出流路具有沿着电动机轴的轴方向的部分，从而能够高效地配置排出流路。
第十四发明的往复运动压缩机的特征在于，在第十三发明的往复运动压缩机中，上述第一平行部形成在上述壳体的内部。
在该往复运动压缩机中，将排出流路的第一平行部形成在壳体的内部，从而没有必要另外设置管等用于形成流路的部件，或者，能够使需要另外形成的用于形成流路的部件变少，因此，能够在抑制压縮机大型化的同时使部件个数变少，更高效地配置排出流路。此外，因为壳体自身成为散热部，所以能够大幅扩大散热面积，能够进一步提高压缩效率。
另外，通常在成为壳体的骨架的加强部的内部形成流路，从而能够在确保壳体的功能的同时有效地利用壳体。
第十五发明的往复运动压縮机的特征在于，在第九十一的任一个发明的往复运动压縮机中，上述电动机具有主体部，上述汇合吸入流路和上述汇合排出流路，在上述电动机轴的轴方向上配置在夹着上
述4个气缸的两侧，上述汇合吸入流路和上述汇合排出流路中的任一方配置在上述电动机轴的轴端部侧，另一方配置在上述主体部侧。
在该往复运动压缩机中，能够在抑制压縮机大型化的同时，高效地配置汇合吸入流路和汇合排出流路这两者。此外，通过隔离汇合吸入流路和汇合排出流路，能够防止在两者间热的传递，能够进一步提高压縮效率。
第十六发明的往复运动压縮机的特征在于，在第九十五的任一发明的往复运动压縮机中，上述多个吸入流路分别具有沿着上述电动机轴的轴方向的第二平行部。
在该往复运动压縮机中，吸入流路具有沿着电动机轴的轴方向的部分，从而能够高效地配置吸入流路。
第十七发明的往复运动压縮机的特征在于，在第九十六的任一个发明的往复运动压縮机中，上述壳体包括第一部件和第二部件，上述多个排出流路被形成为通过上述第一部件的内部，上述多个吸入流路被形成为通过上述第二部件的内部，上述第一部件和上述第二部件分别独立形成，而且上述第一部件的热传导率比上述第二部件的热传
导率局o
在该往复运动压縮机中，将吸入流路和排出流路分别形成在独立的第二部件和第一部件的内部，而且第一部件和第二部件的热传导率不同，从而能够防止排出流路的热传至吸入流路，能够进一步提高压縮效率。
第十八发明的往复运动压縮机的特征在于，在第九十六的任一发明的往复运动压缩机中，上述多个排出流路分别具有沿着上述电动机轴的轴方向的第一平行部，上述多个吸入流路分别具有沿着上述电动机轴的轴方向的第二平行部，一对上述第一平行部和一对上述第二平行部形成在上述壳体的内部，一对上述第一平行部被配置为夹着上述电动机轴相对置，而且，一对上述第二平行部被配置为夹着上述电动机轴相对置。
在该往复运动压縮机中，将排出流路的第一平行部和吸入流路的第二平行部这两者形成在壳体的内部，从而能够没有浪费地有效应用壳体，能够进一步有效地抑制大型化并且汇合气缸间的流路。
第十九发明的往复运动压縮机的特征在于，在第九十八的任一个发明的往复运动压縮机中，上述多个排出流路分别具有沿着重力方向的分支通路，并且配置有粘附剂。
在该往复运动压縮机中，在多个排出通路的每一个上设置沿着重力方向的分支通路，在该排出流路上涂敷粘附剂，从而能够防止密封
13部件的磨耗粉的排出。
第二十发明的往复运动压縮机的特征在于，在第一十九的任一个发明的往复运动压縮机中，具有安装在上述活塞头部的密封部件，
在上述4个活塞位于下死点时，沿着上述密封部件的密封平面相对于包含上述电动机轴的中心和上述偏心轴的中心的基准平面呈非直角。
在该往复运动压缩机中，在上述活塞位于下死点时，沿着上述密封部件的密封平面相对于包含上述旋转轴的中心和偏心轴的中心的基准平面呈非直角，因此，能够使得密封平面相对于与上述基准平面垂直的平面的倾斜度的绝对值在压縮冲程等PV值大的密封部件的高负荷时比吸气冲程等的PV值小的密封部件的低负荷时小。
从而，在对上述密封部件施加高负荷时，密封部件与气缸的内表面均匀接触，能够防止密封部件的局部磨耗，实现长寿命，并且，能够减小气缸与密封部件之间的间隙，防止空气泄漏，提高压縮效率。第二十一发明的往复运动压缩机的特征在于，在第二十发明的往
复运动压縮机中，在上述4个活塞位于下死点时，作为上述密封部件的上述密封平面的上述4个活塞的活塞头部的顶面相对于上述基准平面呈非直角。
在该往复运动压縮机中，上述活塞的活塞头部的顶面是上述密封部件的上述密封平面，能够使得上述活塞的活塞头部的顶面的倾斜角在吸气冲程等低负荷时比压縮冲程等PV值大的密封部件的高负荷时小。
从而，使得上述密封部件与气缸的内表面均匀接触，能够防止密封部件的局部磨耗，实现长寿命，并且，能够减小气缸与密封部件之间的间隙，能够防止空气泄漏，提高压縮效率。
第二十二发明的往复运动压縮机的特征在于，在第二十或二十一发明的往复运动压缩机中，在上述4个活塞位于下死点时，关于上述基准平面，在与上述偏心轴的中心的移动方向相反的一侧，上述密封平面相对于上述基准平面呈锐角。
在该往复运动压縮机中，能够使得密封平面相对于与上述基准平面垂直的平面的倾斜度的绝对值在压縮冲程等PV值大的密封部件的高负荷时比吸气冲程等PV值小的密封部件的低负荷时小。从而，能够防止上述密封部件的局部磨耗，实现长寿命，并且，能够减小气缸与密封部件之间的间隙，能够防止空气泄漏，提高压縮效率。
第二十三发明的往复运动压缩机的特征在于，在第二十一发明的
往复运动压縮机中，上述密封部件的一部分被夹持并固定在上述4个活塞的活塞头部的顶面与按压板之间。
在该往复运动压縮机中，利用上述按压板，将上述密封部件安装在活塞的活塞头部的顶面，因此，能够调整上述活塞的顶面的倾斜角，简单地设定密封平面的倾斜度。
第二十四发明的往复运动压縮机的特征在于，在第二十一或二十三发明的往复运动压縮机中，在上述4个活塞位于上死点时，上述4 个活塞的活塞头部的顶面与上述4个气缸的压縮室的顶面大致平行。
在该往复运动压缩机中，在上述活塞位于上死点时，上述活塞的活塞头部的顶面与上述气缸的压縮室的顶面大致平行，因此，在活塞的上死点，上述活塞的活塞头部的顶面与气缸的压縮室的顶面之间的死区(dead space)变小，能够提高压縮效率。
第二十五发明的往复运动压縮机的特征在于，在第二十二十四的任一个发明的往复运动压縮机中，上述密封平面相对于与上述基准平面垂直的平面的倾斜角的绝对值在压縮冲程中比在吸气冲程中小。
在该往复运动压缩机中，上述密封平面相对于与上述基准平面垂直的平面的倾斜角的绝对值在压縮冲程中比在吸气冲程中小，因此，在密封部件的高负荷时密封部件与气缸的内表面大致均匀地接触，能够防止密封部件的局部磨耗，实现长寿命，并且，能够减少气缸与密封部件间的间隙，防止空气泄漏，提高压縮效率。
第二十六发明的往复运动压縮机的特征在于，在第二十二十五的任一个发明的往复运动压縮机中，在密封部件的PV值成为最大的上述电动机轴的旋转角的附近，上述密封平面相对于上述基准平面呈直角。
在该往复运动压縮机中，在密封部件的PV值成为最大的上述旋转轴的旋转角的附近，上述密封平面相对于上述基准平面呈直角，在最大负荷时，密封平面的倾斜消失，因此能够防止密封部件的局部磨耗，实现长寿命，并且，能够防止空气泄漏，提高压縮效率。
第二十七发明的往复运动压縮机的特征在于，在第一二十六的任一个发明的往复运动压縮机中，具有收纳上述电动机轴的壳体，包括配置在上述壳体和上述4个气缸中的至少任一方的内部的排出气
在该往复运动压縮机中，将、;l却用介质通i排出气体流路从冷却用吸入口引导至往复运动压縮机的内部之后，从冷却用排出口排出到外部，从而能够确保往复运动压縮机的密闭构造，并且冷却往复运动压縮机的密封部件、轴承等，由此，能够提高往复运动压縮机的密封部件、轴承的耐久性，而且能够抑制压缩室的温度上升，因此能够提高压縮效率。
第二十八发明的氧浓縮装置的特征在于，包括第二十七发明的往复运动压縮机；被供给由上述往复运动压縮机所压縮的空气、并收纳有从该空气中有选择地吸附氮的吸附剂的吸附容器；从上述吸附容器内取出氧浓縮气体的氧浓縮气体取出部；对通过上述氧浓縮气体取出部从上述吸附容器中取出的上述氧浓縮气体进行储存的氧罐；和将包含通过使上述吸附容器内减压而从上述吸附剂脱离的氮的气体从上述吸附容器内排出的气体排出部，上述冷却用介质是通过上述气体排出部从上述吸附容器排出的包含氮的气体。
在该氧浓縮装置中，将通过上述气体排出部从吸附容器排出的包含氮的气体，通过排出气体流路引导至往复运动压縮机的密闭容器内部之后，向外部排出，从而能够确保往复运动压縮机的密闭构造，并且冷却往复运动压縮机的密闭容器内的密封部件、轴承等，由此，能够提高往复运动压缩机的密封部件、轴承的耐久性，通过冷却风扇的小型化、低旋转化能够达到节能化和静音化，能够进一步提高压縮效率，防止氧浓縮气体的氧浓度的下降。
此外，将从上述吸附容器排出的包含氮的气体，通过排出气体流路引导至偏心轴和活塞头部之后向外部排出，从而能够冷却往复运动压縮机的密闭容器内的偏心轴和活塞头部，尤其能够提高安装在容易产生高热的偏心轴的轴承和活塞头部的密封部件的耐久性。如以上所说明的，根据本发明能够得到以下的效果。
在第一八发明中，通过将气缸的数目从2个增加到4个，能够在保持各活塞的转速和整体的喷出流量的同时使冲程变短，因此即使使活塞杆变短，也能够维持活塞的摆动角度。由此，能够确保压縮室的气密性，并且能够实现压縮机的小型化。此外，通过使冲程变短，能够使活塞头部的摆动距离变小，因此，能够长时间地确保配置在活塞头部的密封部件的密封性。而且，通过使气缸为4个，散热面积大幅扩大，能够抑制压縮室的温度上升，能够大幅提高压縮效率。而且, 4个压缩室在分别维持90度的相位差的同时进行吸气压縮冲程，从而施加在电动机轴的力相互抵消，能够抑制转矩的变动，由此能够提高压縮效率，此外，吸排气音也相互抵消，因此能够实现低噪音和低振动化。
在第九十九发明中，通过设置汇合吸入流路和汇合排出流路中的至少任一方，能够汇合多个气缸间的流路。此外，汇合吸入流路和汇合排出流路中的至少任一方配置为与沿着电动机轴的轴方向的轴区域和其周边区域中的至少任一个重叠，从而能够抑制由于汇合流路的设置而导致的压縮机整体的大型化。结果，利用该结构，能够在抑制大型化的同时汇合多个气缸间的流路。
在第二十二十六发明中，在上述活塞位于下死点时，沿着上述密封部件的密封平面相对于包含上述旋转轴的中心和偏心轴的中心的基准平面呈非直角，因此，能够使得密封平面相对于与上述基准平面垂直的平面的倾斜度的绝对值在压縮冲程等的PV值大的密封部件的高负荷时比吸气冲程等的PV值小的密封部件的低负荷时小。从而，在对上述密封部件的高负荷时，密封部件与气缸的内表面均匀接触，能够防止密封部件的局部磨耗，实现长寿命，并且，能够减小气缸与密封部件之间的间隙，能够防止空气泄漏，提高压縮效率。
在第二十七和二十八发明中，将冷却用介质通过排出气体流路从冷却用吸入口引导至往复运动压縮机的内部之后，从冷却用排出口排出到外部，从而能够确保往复运动压縮机的密闭构造，并且冷却往复运动压縮机的密封部件、轴承等，由此，能够提高往复运动压縮机的密封部件、轴承的耐久性，提高压缩效率，通过冷却风扇的小型化、
17低旋转化能够达到节能化和静音化，能够防止氧浓縮气体的氧浓度的下降。

图1是表示本发明的第一实施方式的往复运动压縮机的立体概要图。
图2是图1的往复运动压縮机的概要图，(a)是俯视概要图，(b) 是X向视侧面概要图，(c)是Y向视侧面概要图。
图3是图2 (c)的A-A向视截面概要图。
图4是图2 (a)的B-B向视截面概要图。
图5是图2 (a)的C-C向视截面概要图。
图6是图2 (c)的D-D向视截面概要图。
图7是图3的E-E向视截面概要图。
图8是表示往复运动压縮机的图1的Z向视概略立体图。
图9是表示图1的壳体的第二部件的立体概要图。
图10是图9的第二部件的概要图，(a)是(b)的T-U-V组合截面图，(b)是俯视概要图，(c)是X向视侧面概要图，(d)是Y向视侧面概要图，(e)是J-J截面图。
图11是表示图1的壳体的第一部件的立体概要图。
图12是图11的第一部件的概要图，(a)是俯视概要图，(b)是X 向视侧面概要图，(c)是仰视概要图，(d)是Y向视侧面概要图，(e) 是H-H向视截面图。
图13是图11的第一部件的截面图，(a)是图12的F-F截面概要图，(b)是图12的G-G截面概要图。
图14是表示图1的轴承支承部件的立体概要图。
图15是图14的轴承支承部件的概要图，(a)是仰视概要图，(b) 是N-N向视截面概要图，(c)是M-M向视截面概要图。
图16是图14的轴承支承部件的概要图，(a)是俯视概要图，(b) 是O-O向视截面概要图。
图17是图1的气缸的概要图，(a)是(b)的X向视侧面概要图， (b)是概要正面视图，(c)是K-K向视截面概要图。图18是一同表示安装在图1的气缸上的部件与气缸的立体说明图。
图19是表示图1的头盖的立体概要图。
图20是图19的头盖的概要图，(a)是内表面概要图，(b)是X 向视侧面概要图，(c)是外表面概要图，(d)是L-L向视截面概要图。图21是表示图1的往复运动压縮机的内部的活塞的分解说明图，
(a) 是说明4个活塞的图，(b)是说明l个活塞的图。
图22是用于说明图1的往复运动压縮机的组装中壳体的安装的立体概要图。
图23是用于说明图1的往复运动压缩机的组装中活塞的安装的立体说明图。
图24是用于说明图1的往复运动压縮机的组装中气缸等的安装的立体说明图。
图25是用于说明图1的往复运动压縮机的组装中气缸对于壳体的定位的立体说明图。
图26是用于说明图1的往复运动压縮机的组装中的轴承支承部、壳体盖等的安装的立体说明图。
图27是用于说明图1的往复运动压縮机中的轴区域和其周边区域的说明概要图。
图28是说明活塞杆的图，(a)是往复运动压缩机的俯视概要图，
(b) 是活塞的俯视概要图。图29是说明活塞的摆动角和滑动距离的图，(a)是偏心距离恒定
的情况下的模型图，(b)是偏心距离不恒定的情况下的模型图。
图30是说明使气缸数变化的情况下的电动机轴的转矩的变动的图。
图31是具有图1的往复运动压縮机的氧浓缩装置的框图。图32是说明图1的往复运动压縮机内的空气的流动的图，图32 (a)是说明冷却用吸入口的纵截面图，图32 (b)是说明冷却用排出口的纵截面图。
图33是表示本发明的第二实施方式的往复运动压縮机的概要图， (a)是俯视概要图，(b)是Y向视侧面概要图。图34是图33 (b)的P-P向视截面概要图。
图35是图34的Q-Q向视截面概要图。
图36是图33 (a)的R-R向视截面概要图。
图37是图33 (a)的S-S向视截面概要图。
图38是说明本发明的第三实施方式的往复运动压縮机的示意图。
图39是上述实施方式的动作说明图。
图40是表示上述实施方式的旋转角度与PV值和头倾斜角的关系的图。
图41是说明现有的往复运动压縮机的示意图。符号说明
1、 101往复运动压縮机 2电动机 2b主体部 2s电动机轴 2t轴端部
3、 103壳体 3B第一定位部 3j冷却用排出口 3d电动机用贯通孔 3f第一部件
3r槽部
3s第二部件
3t环状部
3u吸入用突出部
3v柱状部
3w加强部
3x排出用入口
3y、 103y吸入用出口
3z、 103z吸入口
4、 104、 204气缸 4a、 204a主体部4p、 204p平板部 4h、 104h头盖 4j、 204J压縮室 4A、 204A弹性部件 4B第二定位部
5、 205活塞
5h、 205h活塞头部 5R、 205R杆部
6、 106吸入流路 6f、 106f第二平行部 7排出流路
7f第一平行部
7s分支通路
7A粘附剂
8汇合排出流路
9、 109汇合吸入流路
10轴承支承部
10h排出口
10i排出用流入口
10j冷却用吸入口
15壳体盖
16成对法兰(companionflange)
17偏心轴
18配重
21轴架
22a、 22b轴承
27、 227按压板
28、 228密封部件 29螺栓
30间隙物 31轴区域32周边区域
33与轴方向垂直的平面
100氧浓縮装置
303控制阀
304A第一吸附筒
304B第二吸附筒
305A、 305B单向阀
306吹扫阀
307氧罐
308减压阀
309流量调整器
310喷出口联接器
311防尘过滤器
320控制部
322隔音盒
323风扇
324排出口
361管
362排出管
R基准平面
S密封平面
Z排出气体流路
具体实施例方式
(第一实施方式)
以下，参照

本发明的优选实施方式。图1是表示本发明的第一实施方式的往复运动压縮机的立体概要图。图2是图1的往复运动压缩机的概要图，(a)是俯视概要图，(b)是X向视侧面概要图， (c)是Y向视侧面概要图。图3是图2 (c)的A-A向视截面概要图。图4是图2 (a)的B-B向视截面概要图。图5是图2 (a)的C-C向视截面概要图。图6是图2 (c)的D-D向视截面概要图。图7是图3的
22E-E向视截面概要图。图8是表示往复运动压縮机的图1的Z向视概略立体图。图9是表示图1的壳体的第二部件的立体概要图。图10是图9的第二部件的概要图，(a)是(b)的T-U-V组合截面图，(b)是俯视概要图，(c)是X向视侧面概要图，(d)是Y向视侧面概要图，
(e)是J-J截面图。图ll是表示图1的壳体的第一部件的立体概要图。图12是图11的第一部件的概要图，(a)是俯视概要图，(b)是X向视侧面概要图，(c)是仰视概要图，(d)是Y向视侧面概要图，(e) 是H-H向视截面图。图13是图11的第一部件的截面图，(a)是图12 的F-F截面概要图，(b)是图12的G-G截面概要图。图14是表示图 1的轴承支承部件的立体概要图。图15是图14的轴承支承部件的概要图，(a)是仰视概要图，(b)是N-N向视截面概要图，(c)是M-M向视截面概要图。图16是图14的轴承支承部件的概要图，(a)是俯视概要图，(b)是O-O向视截面概要图。图17是图1的气缸的概要图，
(a)是(b)的X向视侧面概要图，(b)是概要正面视图，(c)是K-K 向视截面概要图。图18是一同表示安装在图1的气缸上的部件与气缸的立体说明图。图19是表示图1的头盖的立体概要图。图20是图19 的头盖的概要图，(a)是内表面概要图，(b)是X向视侧面概要图，
(c)是外表面概要图，(d)是L-L向视截面概要图。图21是表示图1 的往复运动压縮机的内部的活塞的分解说明图，(a)是说明4个活塞的图，(b)是说明l个活塞的图。图22是用于说明图1的往复运动压縮机的组装中壳体的安装的立体概要图。图23是用于说明图1的往复运动压縮机的组装中活塞的安装的立体说明图。图24是用于说明图1 的往复运动压縮机的组装中气缸等的安装的立体说明图。图25是用于说明图1的往复运动压縮机的组装中气缸对于壳体的定位的立体说明图。图26是用于说明图1的往复运动压缩机的组装中的轴承支承部、壳体盖等的安装的立体说明图。图27是用于说明图1的往复运动压縮机中的轴区域和其周边区域的说明概要图。图28是说明活塞杆的图，
(a)是往复运动压縮机的俯视概要图，(b)是活塞的俯视概要图。图 29是说明活塞的摆动角和滑动距离的图，(a)是偏心距离恒定的情况下的模型图，(b)是偏心距离不恒定的情况下的模型图。图30是说明使气缸数变化的情况下的电动机轴的转矩的变动的图。图31是具有图1的往复运动压縮机的氧浓縮装置的框图。图32是说明图1的往复运动压縮机内的空气的流动的图，图32 (a)是说明冷却用吸入口的纵截面图，图32 (b)是说明冷却用排出口的纵截面图。其中，在图3 图 5中，对于电动机表示侧面图，对于电动机以外的部分以截面表示。 (整体结构)
首先，说明本实施方式的往复运动压縮机1的整体结构。在本实施方式中，往复运动压縮机l在用于产生高浓度的氧的氧浓缩器等中，被用作吸入气体流体(空气)并进行压縮的压縮器。虽然省略了图示，但氧浓縮器构成为，使用该往复运动压縮机1对取入的空气进行压缩，使排出的该压縮空气与合成沸石(具有氮吸附功能)接触，由此排出高浓度的氧。
往复运动压縮机1包括电动机2、壳体3、 4个气缸4、 4个活塞5、多个吸入流路6、多个排出流路7、汇合吸入流路9、汇合排出流路8、和轴承支承部10。被取入的空气通过汇合吸入流路9、吸入流路6流入4个气缸4，在此被压縮后，通过排出流路7、汇合排出流路8，最终从往复运动压縮机l向外排出。以下说明各部的结构。 (电动机)
电动机2具有电动机轴2s和主体部2b (参照图3)。往复运动压縮机1的电动机的数目是一个，通过一个电动机2驱动4个活塞5 (详细的内容在后面叙述)。电动机轴2s是电动机2的输出轴，如图3所示，被轴架2h支承。而且，电动机轴2s，由安装在壳体3的内侧的轴承22a、和配置在电动机轴2s的轴端部2t的被轴承支承板10支承的轴承22b支承从而能自由旋转。此外，在电动机2上安装收纳电动机轴 2s的壳体3的第一部件3f (后述)。 C壳体)
此外，壳体3收纳电动机轴2s等，通过成对法兰16在一端安装电动机2。壳体3包含第一部件3f和第二部件3s (参照图22、 23)。第一部件3f和第二部件3s分别独立形成，并且，第一部件3f的热传导率比第二部件3s的热传导率高。具体地说，第一部件3f是金属制的，第二部件3s是树脂制的。另外，第一部件3f和第二部件3s并不限于这些材料。例如，第二部件3s可以是热传导率比第一部件3f低的金属
24制部件，此外，第一部件3f和第二部件3s可以是相同的材料。此外，第二部件3s的热传导率可以比第一部件3f高。以下说明第一部件3f 和第二部件3s。 (第一部件)
第一部件3f作为通常的壳体起作用。如上所述，第一部件3f是金属制的，在往复运动压縮机l中，作为电动机轴2s周围的骨架部件起作用。此夕卜，第一部件3f具有4个加强部3w。加强部3w以沿着电动机轴方向延伸的方式形成(参照图11 13)。更具体地说，第一部件 3f为下述形状在沿安装在电动机2上时的电动机轴方向延伸的四角筒中，在4个壁部的每一个上，形成有沿着电动机轴方向的4个槽部 3r,结果，第一部件3f的各壁部在正面视图中为U字状。此外，在第一部件3f的4个角部形成有沿电动机轴方向延伸的加强部3w。在形成于4个加强部3w之间的4个槽部3r，分别嵌入4个活塞5中的连结部 5c (参照图21)和轴承支承部10的突出部10z、 10w (后述)(参照图 15、 16)。此外，用于使电动机2的电动机轴2s等贯通的电动机用贯通孔3d形成在第一部件3f的底板部3q的俯视图(图12 (a)、 (c)) 中的中央部。而且，在第一部件3f的内部形成有多个排出流路7的一部分(详细内容在后面叙述)。而且，在第一部件3f上安装轴承22a。
此外，多个排出流路7分别具有沿着电动机轴2s的轴方向的第一平行部7f (参照图13、图4、图6)。而且，第一平行部7f形成在壳体 3的内部。此外，在第一部件3f上形成有与4个气缸4分别对应的共计4个排出用入口 3x，这4个排出用入口 3x分别与4个气缸4的内部连接(参照图4、图7)。此外，在第一部件3f中形成有两个第一平行部7f，它们以夹着电动机轴2s相互对置的方式配置在不相邻的两个角部(参照图6)。对一个第一平行部7f设置有两个排出用入口3x。艮卩，一个第一平行部7f是从两个气缸4排出的空气的共用的流路。具体地说，以图6进行说明，连接上和左的两个气缸4的内部的是左上的第一平行部7f，连接右和下的两个气缸4的内部的是右下的第一平行部 7f。此外，在第一部件3f的4个角部，两个第一平行部7f配置在图6 的左上和右下，在图6的右上和左下部分也分别形成有两个流路106f (参照图5)，这在本实施方式中不使用。另夕卜，在图11 13中，在共计4个的排出用入口 3x中，为了使各图间的对应关系明确，对于其中的两个排出用入口特别标注3x (a)、 3x (b)的符号。
在各个气缸4中被压缩并排出的空气，通过与各个气缸4对应设置的排出用入口3x，向第一平行部7f送入(参照图4等)。另外，如本实施方式所示，通过在作为壳体3的骨架的加强部3w的内部形成流路，能够在确保壳体的加强功能的同时防止大型化，有效地利用壳体。而且，在由外部冷却装置(鼓风机、或风扇等)进行头的散热的情况下，如图4所示，与4个气缸4分别对应设置的4个排出用入口 3x配置在对角的两个位置，由此也可以不分别冷却4个气缸4，因此能够高效地进行冷却。
而且，在第一部件3f的侧部形成有冷却用排出口 3j (参照图11 和图12)。冷却用排出口3j用于从后述的排出气体流路Z(参照图32) 排出冷却用介质。 (第二部件)
第二部件3s如上所述由树脂制成，具有环状部3t、对环状部3t 安装的两根柱状部3v、和吸入用突出部3u (参照图9、 10〉。两根柱状部3v和吸入用突出部3u形成为沿着在安装于电动机2上的状态下的电动机轴2s的轴方向延伸(参照图10 (a))。在两根柱状部3v的内部形成有多个吸入流路6的一部分(详细内容在后面叙述)，在环状部3t 的内部形成有汇合吸入流路9 (参照图IO (a)、 (b)、图3等)。此外，在吸入用突出部3u形成有吸入口 3z，从吸入口 3z进入的空气被送向汇合吸入流路9 (参照图4、图10 (c)等)。
此外，多个吸入流路6分别具有沿着电动机轴2s的轴方向的第二平行部6f(参照图10、图5 7)。此外，在第二部件3s形成有与4个气缸4分别对应的共计4个吸入用出口 3y。而且，该吸入用出口 3y 与4个气缸4的每一个的内部连接(参照图6、 10 (b)等)。此夕卜，在第二部件3s中形成有两个第二平行部6f，它们以夹着电动机轴2s相互对置的方式配置(参照图6、 10 (b)等)。对一个第二平行部6f设置有两个吸入用出口3y。 gp，一个第二平行部6f是向两个气缸4供给的空气的共用的流路(参照图10 (b)的表示吸入流路6的点划线部)。具体地说，以图6进行说明，连接上和右的两个气缸4的内部的是右
26上的第二平行部6f，连接左和下的两个气缸4的内部的是左下的第二平行部6f。此外，两个第二平行部6f相面对地位于第一部件3f的角部，在第一部件3f的4个角部中，相面对地位于与两个第一平行部7f所处的角部(图6中的左上和右下的角部)不同的角部(图6中的右上和左下的角部)。由此，隔离吸入流路6和排出流路7，因此能够抑制排出流路7的热传送至吸入流路6。
此外，在往复运动压縮机1中，第二部件3s的柱状部3v在电动机轴2s的周方向被配置于在俯视时各错开90度配置的4个气缸4间的位置(图6的角部分)(参照图6、 7)。此外，柱状部3v距电动机轴 2s中心的最大距离与头盖4h距电动机轴2s中心的最大距离大致相等。而且，因为柱状部3v在俯视时纳入由沿着4个头盖4h的外表面的直线构成的四边形(参照图6的T)中，因此能够有效利用气缸4间的空间，防止壳体的大型化。 (汇合吸入流路)
形成在环状部3t的内部的汇合吸入流路9用于汇合多个吸入流路 6。汇合吸入流路9形成为以沿着电动机轴2s的轴方向的轴区域31为中心的环状流路(参照图27)。而且，汇合吸入流路9配置为与沿着电动机轴2s的轴方向的轴区域31的周边区域32重叠(参照图27)。该配置的详细内容在后面叙述。此外，汇合吸入流路9成为通过第二部件3s和后述的成对法兰16的组合封闭的空间(参照图3 5)。另外，汇合吸入流路可以不是环状流路，例如可以形成为块状。此外，在本实施方式中，汇合吸入流路9的圆中心与电动机轴2s的中心一致，由此，从小型化的观点出发，能够进行以电动机轴2s为中心的平衡性好的配置，在汇合吸入流路为环状的情况下，汇合吸入流路的圆中心也可以与电动机轴的中心不一致，中心可以偏移。 (气缸)
在本实施方式中，气缸设置有4个。而且，4个气缸4分别以气缸轴方向(图6的箭头方向)沿着与电动机轴2s的轴方向正交的方向的方式配置，并且在俯视时，2个气缸4配置在通过电动机轴2s的中心的直线上，另2个气缸4配置在与上述直线正交且通过电动机轴2s的中心的直线上(参照图6、图28等)。4个气缸4分别具有压縮室4j(气缸内部)(参照图17等)。此夕卜，气缸4具有沿着气缸轴方向的筒状的主体部4a、和与主体部4a的一端固定的板状的平板部4p。平板部4p的一部分成为面对压縮室4j的壁部的一部分(参照图17 (c))。主体部4a和平板部4p由将头盖4h (后面叙述)安装在气缸4上时的 6个螺栓固定。而且，在主体部4a与平板部4p之间，夹着弹性部件 4A (参照图3)。另外，在主体部4a与平板部4p之间，也可以不夹着环状的弹性部件4A，此外，弹性部件4A也可以不是环状。而且，在平板部4p形成有4个贯通孔4b、 4c、 4f、 4g。此外，在平板部4p形成有槽部4m(参照图17等)。而且，主体部4a具有内径(bore diameter) X (参照图28 (a))。
在气缸4上安装有如图18所示的各结构部件。具体地说，排出阀 4w、排出阀压板4z、吸气阀4v通过固定螺钉20a、垫片20b安装。吸气阀4v安装在气缸4内侧的压縮室4j侧，排出阀4w和排出阀压板4z 安装在气缸4的外侧(参照图18、图6)。吸气阀4v通常为关闭状态，当通过贯通孔4c的空气的压力为规定的大小以上时，弯曲而成为打开状态。此外，排出阀4w通常为关闭状态，当通过贯通孔4f的压縮空气的压力为规定的大小以上时，(由排出阀压板4z限制最大弯曲角度) 弯曲而成为打开状态。
此外，对于各个气缸4，头盖4h通过6个螺栓而被安装(参照图 19、 20)。在头盖4h形成有内部空间和隔断部4s，头盖4h的内部空间由隔断部4s分离为第一室4n和第二室4k。此处，第一室4n是被供给至压縮室4j前的空气通过的空间，第二室4k是从压縮室4j排出的空气通过的空间。此外，头盖4h夹着气缸密封件20e (参照图24)安装在气缸4上，该气缸密封件20e形成为使隔断部4s的前端部嵌入气缸 4的槽部4m，在头盖4h被安装在气缸4上的状态下，隔断部4s和槽部4m通过气缸密封件20e被密封，在头盖4h的内部，通过头盖4h和平板部4p，第一室4n、第二室4k形成为(除了排出阀4w或吸气阀 4v为打开状态的时候)被封闭的空间(参照图7)。
以下说明头盖4h被安装在气缸4上的状态。贯通孔4b与第二部件3s的吸入用出口 3y连接，通过第二平行部6f到来的空气通过吸入用出口3y、贯通孔4b被供给至第一室4n(参照图6)。贯通孔4c是使
28通过贯通孔4b被导入的空气通过的孔，第一室4n的空气通过贯通孔 4c被送至压缩室4j (参照图6)。此外，贯通孔4f是使从压縮室4j排出的压缩空气通过的孔，压缩空气在通过贯通孔4f之后，在第二室4k 内部，被送至贯通孔4g(参照图18)。贯通孔4g与第一部件3f的排出用入口3x连接，被排出的压縮空气通过贯通孔4g、排出用入口3x被送至第一平行部7f (参照图7)。此外，头盖4h的内部空间(平板部 4p的外侧)构成吸入流路6、排出流路7的一部分。而且，头盖4h的内部空间(平板部4p的外侧)中，吸入流路6、排出流路7中的空气的流动如图18的点划线所示。在上述结构的气缸4的内部，进行吸气、压縮、排气。 (活塞)
4个活塞5配置在4个气缸4的每一个的内部(参照图3 7等)。在本实施方式的往复运动压缩机1中，设置有与4个气缸对应的4个活塞5。如图21 (a)所示，各个活塞5分别一体形成有能够往复运动地嵌合在4个气缸4的每一个上的活塞头部5h、和能够旋转地嵌合在固定在电动机轴2s上的偏心轴17上的杆部5R。而且，杆部5R由连结部5c和环部5r构成。在配置在活塞头部5h上的密封部件28与按压板27之间，如图21 (b)所示，夹有间隔物30，通过一个螺栓29连结来进行固定。另外，在偏心轴17上设置有配置在杆部5R的内部的轴承17b。
而且，在4个活塞5的每一个中，如图28 (a)和图28 (b)所示，与活塞头部5h的中心轴对应的直线的活塞杆5P具有从按压板27的端面27s到活塞5的环部5r的中心的长度L。活塞5的摆动角，如图28 (a)所示，在俯视时由活塞杆5P相对于气缸轴的倾斜角9表示，在本实施例中，在电动机轴2s已旋转卯度时成为最大。而且，4个活塞 5在分别维持卯度的相位差的同时，在气缸4内进行滑动而进行吸气压縮冲程。
而且，4个活塞5组装为图23所示的状态。具体地说，如图21 (a) 所示，在1个偏心轴17上依次插入4个活塞5的环部5r，并插入配重 18。此时，在电动机轴2s的轴方向，为了调整活塞5的位置，在4个活塞5的环部5r间分别配置有3个调整部件34。(轴承支承部)
图14 16所示的轴承支承部10配置在电动机轴2s的轴端部2t(参照图3 5、图26)。轴承支承部10通过轴承22b旋转自由地支承电动机轴2s，在该轴承支承部10形成有汇合排出流路8 (参照图14 16)。在轴承支承部10的中央部形成有轴承孔10k，电动机轴2s的轴端部 2t嵌于该轴承孔10k (参照图3)。此外，在轴承支承部10的侧部，在相互对置的位置，(在作为往复运动压縮机l被组装的状态下)形成有沿电动机轴2s的轴方向延伸的突出部10w、 10z，在该突出部10w、 10z 的每一个中形成有排出口 10h、冷却用吸入口 10j (参照图14 16)。在汇合排出流路8中被汇合的压缩空气最终从排出口 10h排出(参照图16 (a))。冷却用吸入口 10j用于将冷却用介质吸入后述的排出气体流路Z (参照图32)的内部。在轴承支承部10的角部分形成有两个排出用流入口 10i，该排出用流入口 10i构成排出流路7的一部分。此夕卜，两个排出用流入口 10i分别以连接到汇合排出流路8的方式形成，排出流路7经由排出用流入口 10i被连接到汇合排出流路8 (参照图4、 16 等)。
(汇合排出流路)
形成在轴承支承部10的内部的汇合排出流路8用于汇合多个排出流路7，形成为以沿着电动机轴2s的轴方向的轴区域31为中心的环状流路(参照图27)。而且，汇合排出流路8配置为与沿着电动机轴2s 的轴方向的轴区域31的周边区域32重叠。该配置的详细内容在后面叙述。此外，作为环状流路形成的汇合排出流路8形成为沿着与电动机轴2s的轴方向垂直的平面33二维地扩展(参照图14、 27)。此外，汇合排出流路8成为通过轴承支承部10和后述的壳体盖15的组合而封闭的空间(参照图3 5)。另外，汇合排出流路可以不是环状流路。此外，在本实施方式中，汇合排出流路8的圆中心与电动机轴2s的中心一致，由此，从小型化的观点出发，能够进行以电动机轴2s为中心的平衡性好的配置，在汇合排出流路为环状的情况下，汇合吸入流路的圆中心也可以与电动机轴的中心不一致，中心可以偏移。此外，在本实施方式中，被形成为环状流路的汇合排出流路8形成为沿着与电动机轴2s的轴方向垂直的平面33 二维地扩展，但并不限定于此，也可以形成为沿着相对于平面33倾斜的平面二维地扩展，此外，也可以不以二维扩展的方式形成，而是例如以在轴方向上延伸的方式形成。此外，汇合排出流路也可以不形成在轴承支承部，例如，可以另外设置与轴承支承部等部件不同的汇合排出流路用的部件。通过如本实施方式所示在轴承支承部10设置汇合排出流路8，能够防止零件个数的增加。
另外，在本实施方式中，在轴承支承部10仅形成有汇合排出流路 8,但只要汇合排出流路和汇合吸入流路中的至少任一方形成在轴承支承部即可，并不限定于这样的结构。例如，可以仅是汇合吸入流路形成在轴承支承部，也可以是汇合排出流路和汇合吸入流路这两者形成在轴承支承部。
(汇合吸入流路和汇合排出流路的位置关系)
接着，参照图27等，说明汇合吸入流路9和汇合排出流路8的位置关系。首先，汇合吸入流路9和汇合排出流路8在电动机轴的轴方向上配置于夹着4个气缸4的两侧(参照图3 5)。而且，在电动机轴 2s的轴方向，汇合排出流路8配置在电动机轴2s的轴端部2t侧，汇合吸入流路9配置在主体部2b侧。
此外，汇合吸入流路9和汇合排出流路8形成为环状，它们的圆中心与电动机轴2s的圆中心一致。此外，汇合吸入流路9和汇合排出流路8这两者配置为与沿着电动机轴的轴方向的轴区域31和其周边区域32的至少任一方重叠。此处，"重叠"是指，如图27所示，汇合吸入流路9或汇合排出流路8配置为纳入由轴区域31和周围区域32构成的区域内。汇合吸入流路9和汇合排出流路8在径方向不超出由轴区域31和周边区域32构成的区域的宽度(参照图27的宽度Wl)。在本实施方式中，Wl大致是成对法兰16的直径的大小。此外，汇合吸入流路、汇合排出流路更优选不超出电动机2的主体部2b的宽度(参照图27的宽度W2)。本实施方式的汇合排出流路8不超出该宽度，从而在与轴方向垂直的径方向，能够抑制压縮机的大型化。此外，汇合吸入流路9、汇合排出流路8在轴方向位置上具有与电动机轴2s重复的部分。因此，在轴方向上也能够抑制压縮机的大型化。
另外，在本实施方式中，汇合排出流路8配置在电动机轴2s的轴端部2t侧，汇合吸入流路9配置在主体部2b侦IJ，但汇合吸入流路9 和汇合排出流路8中的任一方配置在电动机轴2s的轴端部2t侧，另一方配置在主体部2b侧即可，该配置也可以相反。此外，汇合排出流路和汇合吸入流路也可以不配置在夹着气缸4的两侧，可以不夹着气缸 4，而是在电动机轴2s的轴方向上在相对气缸4的同一侧配置汇合排出流路和汇合吸入流路。
此外，在本实施方式中，汇合吸入流路9和汇合排出流路8这两者配置在周边区域32的内部，但汇合吸入流路和汇合排出流路中的至少任一方配置成与沿着电动机轴的轴方向的轴区域31和其周边区域中的至少任一个重叠即可，例如，也可以采用下述结构，仅汇合排出流路和汇合吸入流路中的任一方纳入由轴区域31和周边区域32构成的区域内(在径方向上，宽度W1的范围内)，并且，另一方不纳入由轴区域31和周边区域32构成的区域内而是伸出，此外，也可以配置成，
轴2s i复:、且与轴区域31口和周边区域32重—叠(在径(向::纳入宽
度Wl的范围内)。 (吸入流路)
接着，说明多个吸入流路6。如上所述，多个吸入流路6以通过第二部件3s的内部的方式形成，多个吸入流路6形成为在其内部能够流通流体。此外，多个吸入流路6与4个气缸4的每一个的内部(压縮室4j)连接(参照图6的表示吸入流路6的点划线部)。
首先，空气从第二部件3s的吸入口3z进入第二部件3s的内部，从此处流入汇合吸入流路9 (参照图4、图IO)。以下，说明各个吸入流路6即直至气缸4内部(压缩室4j)的流路。第二部件3s的内部形成为汇合吸入流路9连接到2个第二平行部6f，汇合吸入流路9内的空气被送至2个第二平行部6f (参照图5、 10)。然后，通过各个第二平行部6f的空气从吸入用出口 3y通过贯通孔4b被送至第一室4n (参照图6、 10等)。然后，第一室4n的空气通过贯通孔4c被送至压縮室 4j。一个吸入流路6如上所述构成。 (排出流路)
接着，说明多个排出流路7。如上所述，多个排出流路7以通过第一部件3f的内部的方式形成，多个排出流路7形成为在其内部能够流通流体(在本实施方式中为空气)。此外，多个排出流路7与4个气缸 4的每一个的内部(压缩室4j)连接(参照图4的表示排出流路7的点划线部)。
以下说明各个排出流路7，即从气缸4内部(压缩室4j)到排出口 10h的流路。首先，在气缸4的内部的压縮室4j被压縮的空气通过贯通孔4f，并通过第二室4k，进入贯通孔4g (参照图18)。然后，已通过贯通孔4g的压縮空气被送至第一部件3f的排出用入口 3x，从此处被送至第一平行部7f(参照图7)。然后，压縮空气通过第一平行部7f，进入轴承支承部10的排出用流入口 10i (参照图4)。一个排出流路7 以上述方式构成。从多个(4个)排出流路7流入的压縮空气经由排出用流入口 10i流入至汇合排出流路8 (参照图16)，最终从排出口 10h 被排出。
另外，在本实施方式中，往复运动压縮机1具有4个排出流路7 和4个吸入流路6。此处，如上所述，在4个排出流路7中，第一平行部7f是2个排出流路7共用的流路，在4个吸入流路6中，第二平行部6f是2个吸入流路6共用的流路。这样，多个排出流路7和多个吸入流路6分别在一部分中具有共用的流路，但排出流路7和吸入流路6 的数目分别作为4个进行处理。
此外,4个排出流路7具有沿着重力方向的分支通路7s(参照图4)。而且，在分支通路7s配置有粘附剂7A。由此，由活塞5的摆动运动产生的密封部件28的磨耗粉被粘附剂7A吸附，从而能够防止其排出至往复运动压缩机l的外部。另外，在本实施方式中，第一平行部7f与分支通路7s同样沿着重力方向，并配置有粘附剂7A (参照图4)，从而能够防止磨耗粉被排出至往复运动压縮机1的外部。 (往复运动压縮机的组装)
接着，说明往复运动压縮机1的组装。首先，在电动机2上安装成对法兰16、和壳体3 (第一部件3f、第二部件3s)(参照图22)。此处，在成对法兰16与第二部件3s之间，安装有用于确保空气的气密性的橡胶制的O型环20c、 20d (参照图22、图3 5)。另外，成对法兰16为了组装电动机2和壳体3、并且在向氧浓缩器的壳体安装往复运动压縮机1时作为固定支承部而设置。因此，在本实施方式中，采
用使第二部件3s的环状部3t与成对法兰16的尺寸相匹配的结构，从而在确保作为固定支承部所必需的尺寸的基础上，能够抑制压縮机的大型化。
接着，安装4个活塞5 (参照图23)。此处，如图21 (a)所示，4 个活塞5为与配重18和调整部件34 —同插入偏心轴17的状态。从而，通过利用调整部34调整4个活塞5各自的杆部5R的位置，能够容易地使气缸4的轴中心与活塞5的活塞头部5h的轴中心一致。从而，能够抑制密封部件28的偏磨耗。
接着，安装4个气缸4 (参照图24)。具体地说，以覆盖各个活塞 5的方式安装气缸4，在气缸4上安装头盖4h。此外，此处的气缸4 是图18所说明的安装有吸气阀4v、排出阀4w的状态，此外，在气缸 4与头盖4h之间，安装有用于确保气密性的气缸密封件20e。此外，头盖4h使用多个固定螺栓20h、 20i对气缸4进行安装。此外，在排出用入口3x安装用于确保气密性的O型环20f。另外，在图24中仅表示一个气缸4。
此处，如图25所示，在壳体3形成第一定位部3B，在4个气缸4 上分别形成以与第一定位部3B对应的方式配置的第二定位部4B的情况下，4个气缸4对于壳体3通过第一定位部3B和第二定位部4B被定位，使得4个气缸4的每一个的轴中心与4个活塞5的活塞头部5h 的每一个的轴中心一致。
接着，安装轴承支承部10、壳体盖15等(参照图26)。具体地说，对电动机轴2s插入轴架21，对轴架21插入轴承22b，将轴承支承部 10、壳体盖15使用多个固定螺栓20p安装于第一部件3f。此处，在第一部件3f的第一平行部7f与轴承支承部10的排出用流入口 10i之间，安装两个用于确保气密性的O型环20j，在轴承支承部10与壳体盖15 之间安装用于确保气密性的密封件20m和O型环20n。另外，在图26 中，表示的是安装有三个气缸4，一个气缸4还未被安装的状态。于是，图1所示的往复运动压縮机1如上所述被组装。 (活塞的摆动角与活塞杆的长度的关系)
如图29 (a)所示，在使偏心轴17的中心C与电动机轴2s的中心
34O的偏心距离e恒定的情况下，当活塞杆5P的长度L变短成为长度L' 时，活塞的摆动角即活塞杆5P的倾斜角e变大，成为倾斜角e'。从而，当活塞杆5P的长度L变短时，活塞头部5h相对于气缸4的倾斜度变大，从而活塞头部5h与气缸4的间隙变大。
另一方面，如图29 (b)所示，在使偏心轴17的中心C与电动机轴2s的中心O的偏心距离e小的情况下，当活塞杆5P的长度L变短成为长度L'时，活塞杆5P的倾斜角e维持为大致相同的倾斜角e 。从而，当活塞杆5P的长度L变短时，活塞头部5h相对于气缸4的倾斜度大致相同，从而活塞头部5h与气缸4的间隙被维持。由此，能够确保气缸4内的压縮室4j的气密性并且实现压縮机1的小型化。 (活塞的滑动距离和活塞杆的长度的关系)
如图29 (a)所示，在使偏心轴17的中心C与电动机轴2s的中心 O的偏心距离e恒定的情况下，如果使活塞杆5P的长度L变短成为长度L，，如上所述，活塞杆5P的倾斜角6变大成为倾斜角e ，，从而活塞头部5h相对气缸4的倾斜角变大，由此活塞5的滑动距离即活塞头部5h的中心a与气缸4的距离H变大成为距离H，。
另一方面，如图29 (b)所示，在使偏心轴17的中心C与电动机轴2s的中心O的偏心距离e小的情况下，当使活塞杆5P的长度L变短成为长度L'时，如上所述，活塞杆5P的倾斜角e维持为大致相同，由此活塞头部5h相对于气缸4的倾斜度大致相同，于是活塞5的滑动距离，即活塞头部5h的中心a与气缸4的距离H维持为距离H。由此，即使活塞杆5P的长度变短也能够将活塞5的滑动距离保持恒定，因此，能够长时间确保配置在活塞5上的密封部件28的密封性。 (电动机的转矩)
在具有多个气缸的往复运动压縮机1中，在使活塞的转速、压力和冲程固定的情况下，变更活塞的内径(bore diameter) X以使总排出流量相同。此时，如图30所示，在气缸的数目为l个、2个、和3个的情况下，电动机轴2s的转矩分别伴随电动机轴2s的旋转以描绘波动曲线的方式变动，在旋转角度为约100度的时刻成为最大，在旋转角度为约200度的时刻成为最小。另一方面，在气缸的数目为4个的本实施方式中，在4个活塞5分别维持90度的相位差的同时进行吸气压縮冲程，从而在活塞5的压縮冲程时施加在活塞头部5h上的力相互抵消，因此，电动机轴2s的转矩几乎不随着电动机轴2s的旋转产生变动，描绘大致直线。由此，在具有4个气缸的往复运动压缩机中，相比于具有1个、2个、和3个气缸的往复运动压缩机，能够大幅抑制转矩的变动。
(氧浓縮装置)
接着，说明具有本实施方式的往复运动压缩机的氧浓縮装置。氧浓縮装置用于对呼吸器疾患患者等提供高浓度氧的家庭氧疗法。另外，在具有本实施方式的往复运动压縮机的氧浓縮装置中，如图32所示，密闭容器330具有壳体3、安装在壳体3上的气缸4、覆盖气缸4的头盖4h、配置在壳体3的上端的轴承支承部10、和安装在轴承支承部10 上的壳体盖15。
如图31所示，在氧浓縮装置100中，配置有排出气体流路Z，其用于将通过气体排出部303c、 303d从吸附容器304A、 304B排出的包含氮的气体(冷却用介质)，引导至往复运动压縮机1的密封容器330 内部，之后向外部排出。
具体地说，氧浓縮装置100包括用于除去从外部吸入的空气中的灰尘的防尘过滤器311;压縮通过防尘过滤器311被吸入的空气的往复运动压縮机1;配置在往复运动压縮机1的喷出压縮空气侧的气体流路上的控制阀303;第一吸附筒304A,其是通过控制阀303从往复运动压縮机1被供给压縮空气、收纳有吸附该压缩空气中的氮的吸附剂的吸附容器的一个例子；配置在第一吸附筒304A的下游侧的气体流路上的单向阀305A;第二吸附筒304B,其是收纳有对通过控制阀303 从往复运动压縮机1被供给的空气中的氮进行吸附的吸附剂的吸附容器的一个例子；配置在第二吸附筒304B的下游侧的气体流路上的单向阀305B;配置在第一、第二吸附筒304A、 304B的下游侧的气体流路间的吹扫阀306;通过单向阀305A、 305B与第一、第二吸附筒304A、 304B连接的氧罐307;对来自氧罐307的氧浓缩气体进行减压的减压阀308;用于调整从氧罐307通过减压阀308供给的氧浓縮气体的流量的流量调整器309;和连接有用于向人提供通过流量调整器309已调整了流量的氧浓縮气体的套管(未图示)的喷出口联接器310。往复运动压縮机1配置在隔音盒322内，在该隔音盒322的侧面安装有冷却用风扇323。利用该冷却用风扇323对隔音盒322内的往复运动压缩机l进行冷却。此外，氧浓縮装置100具有控制控制阀303、吹扫阀306和冷却用的风扇323等的控制部320。通过控制部320驱动往复运动压縮机l内的电动机2 (参照图3)。
此外，控制阀303具有一端与往复运动压缩机1的压缩空气流路连接、另一端与第一吸附筒304A连接的第一端口 303a; —端与往复运动压缩机1的压縮空气流路连接、另一端与第二吸附筒304B连接的第二端口 303b; —端与往复运动压縮机1的排出气体流路Z连接、另一端与第一吸附筒304A连接的第三端口 303c;以及一端与往复运动压縮机1的排出气体流路Z连接、另一端与第二吸附筒304B连接的第四端口 303d。
此外，控制部320由微型计算机和输入输出电路等构成，控制吹扫阀306和风扇323。控制部320具有控制第一切换部和第二切换部的切换控制部的功能。
在上述结构的氧浓缩装置100中，利用控制部320，打开控制阀 303的第一端口 303a和第四端口 303d，关闭第二端口 303b和第三端口 303c，使往复运动压縮机1运行(第一吸附筒304A的加压冲程，第二吸附筒304B的减压冲程)。然后，往复运动压縮机1对通过防尘过滤器311吸入的空气进行压縮。通过往复运动压縮机1被压縮的空气，通过控制阀303的第一端口 303a在第一吸附筒304A中被加压，使空气中的氮被吸附剂吸附，生成高浓度氧。在第一吸附筒304A生成的高浓度氧通过单向阀305A存储在氧罐307。这样，存储在氧罐307 中的氧浓縮气体在通过减压阀308进行减压之后，通过流量调整器309 调整流量，从喷出口联接器310被喷出。
此时，第二吸附筒304B侧，通过减压使氮从吸附剂解吸，将包含解吸的氮的气体，通过控制阀303的第四端口 303d和往复运动压縮机 1向外部排出。
此处，在第一吸附筒304A的加压过程中，在第一吸附筒304A生成的高浓度氧的一部分通过吹扫阀306供给至第二吸附筒304B,在使第二吸附筒304B内的压力稍稍提升的状态下，利用控制部320，打开控制阀303的第二端口 303b和第三端口 303c，关闭第一端口 303a和第四端口 303d，切换至第二吸附筒304B的加压过程。这样，重复进行如下循环，即交替地进行第一、第二吸附筒304A、 304B内的使用了吸附剂的氮的吸附和解吸。
此时，在往复运动压縮机1中，如图32 (a)所示，与电动机轴 2s正交并在形成于轴承支承部10的侧部(图32 (a)中的右侧)的冷却用吸入口 10j上连接有管361的一端，以流入含氮的气体。而且，如图32 (b)所示，使形成在壳体3的侧部(图32 (b)中的右侧)的冷却用排出口3j与排出口 324通过排出管362连接。另外，在本实施方式中，形成有冷却用吸入口 10j的轴承支承部10的侧部与形成有冷却用排出口 3j的壳体3的侧部，在电动机轴2s的周方向上相邻。
而且，形成有排出气体流路Z，该排出气体流路Z利用管361和轴承支承部10以及排出管362和壳体3，将从图31所示的氧浓縮装置 IOO的第一、第二吸附筒304A、 304B排出的包含氮的气体，通过控制阀303的第三端口 303c和第四端口 303d引导至往复运动压縮机1的密闭容器330内部，之后向外部排出。此时，排出气体流路Z配置在壳体3和4个气缸4的至少一方的内部。
在上述结构的氧浓縮装置100中，从氧浓缩装置100的第一、第二吸附筒304A、 304B排出的包含氮的气体，通过管361流入往复运动压縮机1的密闭容器330内之后，通过形成排出气体流路Z，冷却偏心轴17的轴承17b、轴承22a、 22b、活塞5等各零件，并向外部排出。在本实施方式中，如图32所示，排出气体流路Z在往复运动压縮机1 的密闭容器330内从上方到下方地形成。此外，排出气体流路Z也形成在4个气缸4间的间隙、偏心轴17与轴承17b的间隙等、配置在密闭容器330内的各零件间的间隙。 [本发明的特征]
本实施方式的往复运动压縮机1具有以下的特征。
在本实施方式的往复运动压縮机1中，通过将气缸4的数目从2 个增加至4个，能够在保持各活塞5的转速和整体的喷出流量的同时使冲程变短，因此，即使活塞杆5P变短，也能够维持活塞5的摆动角度e。由此，能够确保压縮室4j的气密性并且实现压縮机的小型化。
38此外，通过使冲程变短，能够使活塞头部5h的摆动距离变小，因此，能够长时间地确保配置在活塞头部5h的密封部件28的密封性。而且，通过使气缸4为4个，散热面积大幅扩大，能够抑制压縮室4j的温度上升，能够大幅提高压縮效率。
此外，在俯视时，在通过电动机轴2s的中心的直线上、和在与该直线正交且通过电动机轴2s的中心的直线上，分别配置有2个气缸4，从而，能够使在圆周方向上相邻的两个气缸4的全部的间隔变小。此夕卜，在相邻的两个活塞5的活塞头部5h间难以发生干涉，因此，能够使活塞杆5P进一步变短。从而，能够实现压縮机的进一步的小型化。
此外，4个活塞5的吸气压縮冲程在分别维持卯度的相位差的同时进行，从而在压縮冲程时，施加在4个活塞5的活塞头部5h的力相互抵消，能够抑制电动机轴2s的转矩的变动。由此能够大幅提高压縮效率。此外，从4个压縮室产生的吸排气音也相互抵消，能够实现低噪音和低振动化。
此外，通过使四个活塞5嵌合的偏心轴17为1个，能够使电动机轴2s方向的活塞5的杆部5R的间隔变小。此外，能够将从某个活塞5 的压縮冲程转移至吸气冲程时的力作为帮助其它活塞5运动的力有效地进行传递，因此，能够减少力的传递损失。从而能够进一步提高压縮效率。
此外，壳体3具有第一定位部3B， 4个气缸4分别具有与第一定位部3B对应的第二定位部4B，从而能够对于壳体3定位4个气缸4，使得4个气缸4的每一个的轴中心与活塞5的活塞头部5h的轴中心一致，因此，能够抑制密封部件28的偏磨耗。
此外，在电动机2s的轴方向，在4个活塞5的杆部5R间配置调整部件34，从而能够调整杆部5R的位置。因此，能够使气缸4的轴中心与活塞5的活塞头部5h的轴中心准确一致，因此能够抑制密封部件28的偏磨耗。
此外，在4个气缸4的每一个的主体部4a与平板部4p之间夹着弹性部件4A，从而仅通过基于连结主体部4a与平板部4p的螺栓的转矩管理的调节，即能够使4个活塞5的每一个的活塞头部5h的上死点的与气缸4的间隙变小。从而能够使压縮机的性能稳定，能够进一步提高压縮效率。
此外，通过在4个活塞5的每一个的活塞头部5h与按压板27之间夹着间隔物30，从而仅通过基于连结活塞头部5h与按压板27的螺栓的转矩管理的调节，即能够使4个活塞5的每一个的活塞头部5h在上死点的与气缸4的间隙变小。从而能够使压縮机的性能稳定，能够进一步提高压縮效率。
通过设置汇合吸入流路9和汇合排出流路8中的至少任一方，能够汇合多个气缸间的流路。此外，汇合吸入流路9和汇合排出流路8 中的至少任一方被配置成与沿着电动机轴2s的轴方向的轴区域31和其周边区域32中的至少任一个重叠，从而能够抑制由于汇合流路的设置而导致的压縮机整体的大型化。结果，利用该结构，能够在抑制大型化的同时汇合多个气缸间的流路。
另外，在本实施方式中，设置了4个气缸4、 4个活塞5、 4个吸入流路6、 4个排出流路7，但它们的数量只要分别为多个即可，并不限于4个。
此外，上述汇合吸入流路9和上述汇合排出流路8形成为以轴区域31为中心的环状流路。通过这样使汇合流路为环状流路，能够紧凑地集中流路，能够容易地抑制大型化。此外，特别是通过使汇合排出流路8为环状，能够确保液体的散热面积，能够提高压缩效率。
此外，被形成为环状流路的汇合排出流路8形成为沿着与电动机轴2s的轴方向垂直的平面二维地扩展。因此，在抑制由汇合排出流路 8引起的压縮机的大型化的同时，能够容易地确保用于提高压縮效率的的流体的散热面积。
此外，还具有配置在电动机轴2s的轴端部2t的轴承支承部10，汇合排出流路8形成于该轴承支承部10。因此，通过有效地应用轴承支承用的部件和其周围的空间，能够有效地抑制大型化并且汇合多个气缸间的流路。
此外，4个排出流路7分别具有沿着电动机轴2s的轴方向的第一平行部7f。这样，排出流路7具有沿着电动机轴2s的轴方向的部分，从而能够高效地配置排出流路7。
此外，第一平行部7f形成在壳体3的内部。这样，通过将排出流
40路7的第一平行部7f形成在壳体3的内部，没有必要另外设置管等用于形成流路的部件，或者，能够使需要另外形成的用于形成流路的部件减少，因此，能够在抑制压縮机的大型化的同时使零件个数变少，更高效地配置排出流路。此外，因为壳体3自身成为散热部，所以能够大幅扩大散热面积，能够进一步提高压縮效率。
此外，电动机2具有主体部2b，汇合吸入流路9和汇合排出流路 8，在电动机轴2s的轴方向上配置在夹着4个气缸4的两侧，汇合排出流路8配置在电动机轴2s的轴端部2t侧，汇合吸入流路9配置在主体部2b侧。因此，能够在抑制压縮机的大型化的同时，高效地配置汇合吸入流路9和汇合排出流路8这两者。此外，通过隔离汇合吸入流路9和汇合排出流路8，能够防止热在两者间传递，能够进一步提高压縮效率。
此外，多个吸入流路6分别具有沿着电动机轴2s的轴方向的第二平行部6f。这样，在该往复运动压縮机l中，吸入流路6具有沿着电动机轴2s的轴方向的部分，从而能够高效地配置吸入流路6。
此外，壳体3包括第一部件3f和第二部件3s，多个排出流路7以通过第一部件3f的内部的方式形成，多个吸入流路6以通过第二部件 3s的内部的方式形成，第一部件3f和第二部件3s分别独立形成，而且第一部件3f的热传导率比第二部件3s的热传导率高。这样，将吸入流路6和排出流路7分别形成在独立的第二部件3s和第一部件3f的内部，而且第一部件3f和第二部件3s的热传导率不同，从而能够防止排出流路7的热传至吸入流路6，能够进一步提高压縮效率。此外，在本实施方式中，第一部件3f为金属制的，热传导率高，因此能够高效地进行流体的散热，能够进一步提高压縮效率。
此外，将4个活塞5以各自的活塞头部5h的朝向错开90度、并且相对于一个电动机轴2s沿着电动机轴方向顺次排列进行安装。因此，离电动机2的主体部2b最近的气缸4 (与主体部侧的活塞5对应)，壳体3、轴承支承部10、和壳体盖15的壁部上的其气缸4的电动机2s 的轴端部2t侧的空间比离主体部2b最远的气缸4 (与轴端部侧的活塞 5对应)的大。于是，在往复运动压縮机l中，利用其空间形成排出口 10h (参照图1、 2、 3)。因此，能够不需要其它部件地，将排出口 10h配置于接近轴承支承部10内部的汇合排出流路8的位置，并且能够配置于不会成为大型化的原因的不显眼的适当位置。
此外，在多个排出通路的每一个上设置沿着重力方向的分支通路 7s，在该排出流路上涂敷粘附剂7A，从而能够防止密封部件的磨耗粉排出。
此外，按照本实施方式的氧浓縮装置100，通过对密闭型的往复运动压縮机1内进行冷却能够提高耐久性，通过冷却用的风扇323的小型化、低旋转化，能够达到节能化和静音化。此外，通过使往复运动压縮机l的内部温度下降，能够抑制供给至第一、第二吸附筒304A、 304B的压縮空气的温度上升，因此能够防止氮向第一、第二吸附筒 304A、 304B内的吸附剂的吸附效率的下降，从而能够防止氧浓縮气体的氧浓度下降。
此外，包含从上述第一、第二吸附筒304A、 304B排出的氮的气体，通过形成排出气体流路Z，能够提高特别会产生高热的活塞头部 5h的密封部件28的耐久性。 (第二实施方式)
接着，说明本发明的往复运动压縮机的第二实施方式。其中，对与上述实施方式同样的部分在图中标注相同的符号，省略其说明。图 33是表示本发明的第二实施方式的往复运动压縮机的概要图，(a)是俯视概要图，(b)是Y向视侧面概要图。图34是图33 (b)的P-P向视截面概要图。图35是图34的Q-Q向视截面概要图。图36是图33 (a)的R-R向视截面概要图。图37是图33 (a)的S-S向视截面概要图。
在本实施方式的往复运动压縮机101中，在相当于上述第一部件 3f的金属制部件的内部，形成有第一平行部7f和第二平行部106f。而且，伴随壳体103与上述实施方式的不同，气缸104中贯通孔的位置等也有所改变(省略图示)。
往复运动压縮机101中的多个排出流路7分别具有沿着电动机轴 2s的轴方向的第一平行部7f (与上述实施方式同样。参照图33 (a)、图36)。此外，多个吸入流路106分别具有沿着电动机轴的轴方向的第二平行部106f (参照图33 (a)、图37)。而且，一对第一平行部7f和一对第二平行部106f形成在壳体103 的内部，一对第一平行部7f配置为夹着电动机轴2s相对置(参照图 33 (a)的虚线部)，而且，一对第二平行部106f配置为夹着电动机轴 2s相对置(参照图33 (a)的点划线部)。而且，一对第一平行部7f 和一对第二平行部106f被配置成第一平行部7f与第二平行部106f相邻(参照图33 (a)、图36、 34)。
此外，壳体103与上述实施方式不同，相当于上述实施方式的第一部件的壳体103具有4个吸入用出口 103y (参照图37)。而且，汇合吸入流路109形成在壳体103内部的在电动机轴方向上比活塞5更靠主体部2b侧的空间(参照图34 34)。而且，向该汇合吸入流路109 的吸入口 103z形成在壳体103的外壁部(参照图35)。
在这样构成的往复运动压缩机101中，排出流路7与上述实施方式大致相同，但吸入流路106与上述实施方式不同。多个吸入流路106 以通过壳体103的内部的方式形成，具体地说，第二平行部106f形成在壳体103的内部。多个吸入流路106与多个气缸104的每一个的内部(压缩室4j)连接(参照图37的表示吸入流路106的点划线部)。
空气首先从形成在壳体103的吸入口 103z进入壳体103的内部，从此处流入汇合吸入流路109 (参照图35)。以下，说明各个吸入流路 106，即直至气缸104内部(压縮室4j)的流路。壳体103的内部被形成为汇合吸入流路109连接到两个第二平行部106f,汇合吸入流路109 内的空气被送至两个第二平行部106f (参照图37)。而且，通过各个第二平行部106f的空气，从吸入用出口 103y通过贯通孔(相当于上述实施方式的贯通孔4b)被送至第一室。而且，第一室的空气通过贯通孔 4c被送至压縮室4j。一个吸入流路106以上述方式构成。
如上所述，本实施方式的往复运动压縮机101中，多个排出流路7 分别具有沿着电动机轴2s的轴方向的第一平行部7f，多个吸入流路106 分别具有沿着电动机轴2s的轴方向的第二平行部106f，一对第一平行部7f和一对第二平行部106f形成在壳体103的内部，一对第一平行部 7f配置为夹着电动机轴2s相对置，并且一对第二平行部106f配置为夹着电动机轴2s相对置。这样，通过将排出流路7的第一平行部7f和吸入流路106的第二平行部106f这两者形成在壳体103的内部，能够没有浪费地有效应用壳体103，能够进一步有效地抑制大型化并且汇合多个气缸间的流路。
(第三实施方式)
接着，说明本发明的往复运动压縮机的第三实施方式。另外，对与上述实施方式同样的部分在图中标注相同的符号，并省略其说明。图38是说明本发明的第三实施方式的往复运动压縮机的示意图。图39 是图38的往复运动压縮机的动作说明图。图40是表示图38的往复运动压縮机的旋转角度与PV值和头倾斜角的关系的图。图41是说明现有的往复运动压縮机的纵截面图。
如图38所示，本实施方式的往复运动压縮机，在4个活塞5位于下死点时，沿着密封部件228的密封平面S相对于包含电动机轴2s的中心O和偏心轴17的中心C的基准平面R呈非直角。
如图38所示，气缸204具有主体部204a和平板部204p，将平板部204p固定在主体部204a上，形成压縮室204j。在该气缸204的主体部204a与平板部204p之间，以弹性部件204A进行密封。气缸204 被固定在壳体(未图示)上。
另一方面，在气缸204内配置有活塞205。该活塞205中，活塞头部205h和杆部205R成为一体，将活塞头部205h以在气缸204内能够自由摆动和往复运动的方式进行配置。在活塞205的活塞头部205h的顶面S即密封平面S上载置环状的密封部件228的一部分，使该一部分被活塞205的活塞头部205h的顶面S和按压板227夹持而固定。该密封部件228的另一部分从活塞头部205h和按压板227突出，与气缸 204的内表面接触，进行密封。而且，按压板227通过螺钉230固定在活塞头部205h上。
如图38所示，活塞205的活塞头部205h的顶面S，即沿着环状的密封部件228的密封平面S，在活塞205位于下死点时，相对于包含电动机轴2s的中心O和偏心轴17的中心C的基准平面R呈非直角。更详细地说，在活塞205位于下死点时，活塞205的活塞头部205h的顶面S，即沿着环状的密封部件228的密封平面S,相对于上述基准平面 R倾斜88.5。。 B卩，在活塞205位于下死点时，活塞205的活塞头部 205h的顶面S(密封平面S)，相对于与基准平面R垂直的平面倾斜1.5。，相对于与气缸204的中心轴垂直的平面具有1.5。的倾斜角。由此，如图40所示，在PV值大致为最大的电动机轴2s的旋转角约135°的附近即约149° ，相对于与基准平面R垂直的平面的倾斜角即活塞205 的活塞头部205h的顶面S的倾斜角为零。
气缸204的压縮室204j的顶面241，在活塞205位于下死点和上死点时，与活塞205的活塞头部205h的顶面S平行。即，气缸204的压縮室22的顶面241相对于与气缸204的中心轴垂直的平面倾斜1.5°。由此，在活塞205位于上死点时，在气缸204的压縮室22的顶面241 与按压板227的上表面之间不会产生死区，从而提高压縮效率。
参照图38、 39和图40说明上述结构的往复运动压縮机的动作。
在图40中，横轴表示电动机轴2s的旋转角度，右侧的纵轴表示活塞205的活塞头部205h的顶面S相对于与气缸204的中心轴垂直的平面的倾斜角，左侧的纵轴表示PV值。
在往复运动压縮机中，从图38所示的状态开始，通过电动机2的驱动，电动机轴2s顺时针旋转，如图39的(a) (e)所示，活塞 205在摆动的同时进行往复运动，进行空气等气体的吸气、压縮。
此时，如图40中曲线M所示，在下死点(电动机轴的旋转角0。) 和上死点(电动机轴2s的旋转角180° )，活塞205的活塞头部205h 的顶面S，即沿着环状的密封部件228的密封平面S，相对于与基准平面R垂直的平面(与气缸204的中心轴垂直的平面)倾斜1.5° 。而且，随着电动机轴2s的旋转，如图39和图40所示，活塞205的活塞头部 205h的顶面S，即沿着环状的密封部件228的密封平面S的倾斜角(头倾斜角)发生变化。
根据图40的曲线M可知，在该实施方式中，活塞205的活塞头部205h的顶面S的倾斜角即密封平面S的倾斜角的绝对值，在压縮冲程中比曲线M，所示的现有的图41的活塞205的活塞头部205h的顶面 S的倾斜角小，在吸气冲程中比曲线M'所示的现有的图41的活塞205 的活塞头部205h的顶面S的倾斜角大。
这样，在PV值大、对密封部件228的负荷大的压縮冲程中，该实施方式的密封平面S的倾斜角的绝对值(图40的曲线M)，比图41的现有例的密封平面S的倾斜角的绝对值(图40的曲线M')小，因此，
45密封部件228与气缸204的内表面大致均匀地接触，能够防止密封部件228的局部磨耗，实现长寿命，并且，能够减小气缸204与密封部件228间的间隙，防止空气泄漏，提高压縮效率。
另外，在吸气冲程中，PV值整体比在压縮冲程中小，对密封部件 228的负荷比较小，因此即使活塞205的活塞头部205h的顶面S的倾斜角即密封平面S的倾斜角的绝对值变大，密封部件228的局部的磨耗、泄漏等问题也基本不会产生。
此外，在上述实施方式中，密封平面S相对于与基准平面R垂直的平面的倾斜角的绝对值，在压縮冲程中比在吸气冲程中小，因此，在密封部件228的高负荷时密封部件228与气缸的内表面大致均匀的接触，能够防止密封部件228的局部磨耗，实现长寿命，并且，能够减小气缸204与密封部件228间的间隙，防止空气泄漏，提高压縮效率。
此外，在上述实施方式中，在PV值成为最大的电动机轴2s的旋转角约135°的附近，活塞205的活塞头部205h的顶面S即密封平面 S相对于基准平面R为直角，在最大负荷时，密封平面S相对于气缸 204的中心轴的倾斜消失，因此能够防止密封部件228的局部磨耗，实现长寿命，并且，能够防止空气泄漏，提高压縮效率。
此外，在上述实施方式中，利用按压板227，将密封部件228安装在活塞205的活塞头部205h的顶面S上，因此，能够调整活塞头部205h 的顶面S的倾斜角，简单地设定密封平面S的倾斜度。
此外，在上述实施方式中，活塞205的活塞头部205h的顶面S与气缸204的压縮室204j的顶面241平行，能够减小按压板227的上表面与气缸204的压縮室204j的顶面241间的死区，提高压縮效率。
以上，参照

了本发明的实施方式，但应该理解为具体的结构并不限定于这些实施方式。本发明的范围不是通过上述实施方式的说明表示，而是由权利要求的范围表示，而且包括在与权利要求的范围均等的意思和范围内的全部变更。
例如，在上述实施方式中，设置有汇合吸入流路和汇合排出流路这两者，但只要设置有它们中的至少任一方即可，例如，也可以不具有汇合吸入流路和汇合排出流路中的一方。此外，在上述实施方式中，排出流路具有沿着电动机轴的轴方向的第一平行部，吸入流路具有沿着电动机轴的轴方向的第二平行部，但在排出流路和吸入流路也可以不具有第一平行部、第二平行部。此外，也可以在排出流路和吸入流路仅形成有第一平行部和第二平行部中的任一方。
此外，在上述实施方式中，在活塞头部5h和通过螺栓固定的按压板27之间，夹着密封部件28和间隔物30，但在密封部件28承担间隔物30的功能的情况下，也可以仅夹着密封部件28。
此外，在上述实施方式中，形成有冷却用吸入口 10j的轴承支承部 10的侧部和形成有冷却用排出口 3j的壳体3的侧部，配置为在电动机轴2s的周方向上相邻，但可以配置为与电动机轴2s具有任何位置关系，例如，也可以相对于电动机轴2s对置配置。
此外，在上述实施方式中，冷却用吸入口 10j形成在轴承支承部 IO的侧部，但只要能够将冷却用介质吸入排出气体流路Z的内部，则能够形成在往复型压縮机的任何位置。此外，冷却用排出口3j形成在壳体3的侧部，但只要能够从排出气体流路Z排出冷却用介质，则能够形成在往复型压缩机的任何位置。
此外，在上述实施方式中，以空气作为被吸入往复运动压縮机的流体，但往复运动压缩机也可以构成为吸入这之外的气体流体(例如氮、氧、二氧化碳、致冷剂等)并进行压縮。
此外，在上述第三实施方式中，将密封部件228用按压板227固定在活塞205的活塞头部205h,但也可以不使用按压板，在活塞的活塞头部设置沿着相对于与气缸的中心轴垂直的平面倾斜的面的未图示的槽，在该槽中嵌合环状的密封部件。重要的是，沿着环状的密封部件的密封平面，在活塞的上死点和下死点，相对于与气缸的中心轴垂直的平面倾斜即可。
此外，在上述第三实施方式中，活塞205的活塞头部205h的顶面 S的相对于与气缸204的中心轴垂直的平面的倾斜角为1.5。，但当然并不限于1.5° 。
此外，在上述实施方式中，虽然没有图示，但作为偏心轴，也可以使用作为曲轴的曲柄销。
47此外，在上述第四实施方式中，说明了具有共两个第一、第二吸
附筒的氧浓縮装置100，但也可以将本发明应用于具有一个或三个以上的吸附筒的氧浓縮装置100中。但是，因为具有两个以上的吸附筒作
为吸附容器，切换多个吸附筒并交替地重复进行吸附和解吸，从而连续排出包含被解吸的氮的气体，所以能够对密闭型的往复运动压縮机内高效地进行冷却。
此外，在上述第四实施方式中，说明了为了对呼吸器疾患患者等
进行家庭氧疗而使用的氧浓縮装置100，但氧浓縮装置100并不限定于
此，能够将本发明应用于提供髙浓度的氧的所有领域。产业上的可利用性
通过利用本发明，能够实现高效率化、长寿命化、小型轻量化、以及低噪音、低振动。
权利要求
1.一种往复运动压缩机，其特征在于，包括具有电动机轴(2s)的电动机(2)；沿着与所述电动机轴的轴方向正交的方向配置的4个气缸(4)；和分别一体形成有活塞头部(5h)和杆部(5R)的4个活塞(5)，所述活塞头部(5h)能够往复运动地嵌合在所述4个气缸的每一个上，所述杆部(5R)能够旋转地嵌合在固定在所述电动机轴上的偏心轴(17)上。
2. 如权利要求1所述的往复运动压縮机，其特征在于所述4个气缸是在俯视时，配置在通过所述电动机轴的中心的直线上的2个气缸、和配置在与所述直线正交且通过所述电动机轴的中心的直线上的2个气缸。
3. 如权利要求1或2所述的往复运动压縮机，其特征在于所述4个活塞的活塞头部分别在维持90度的相位差的同时进行吸气压縮沖程。
4. 如权利要求1 3中任一项所述的往复运动压缩机，其特征在于所述偏心轴为1个。
5. 如权利要求1 4中任一项所述的往复运动压缩机，其特征在于具有收纳所述电动机轴的壳体(3)，在所述壳体形成有第一定位部(3B)，在所述四个气缸分别形成有以与所述第一定位部对应的方式配置的第二定位部(4B)，所述四个气缸，对于所述壳体由所述第一定位部和所述第二定位部进行定位，使得所述4个气缸的每一个的轴中心与所述4个活塞的活塞头部的每一个的轴中心一致。
6. 如权利要求1 5中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于在所述电动机轴的轴方向，在所述4个活塞的杆部之间，配置有用于调整所述杆部的位置的调整部件(34)。
7. 如权利要求1 6中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于所述四个气缸具有沿着所述气缸轴方向的筒状的主体部(4a)、和通过螺栓被固定在所述主体部的一端的板状的平板部(4p)，在所述主体部与所述平板部之间夹着弹性部件(4A)。
8. 如权利要求1 7中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于在所述活塞头部与通过螺栓被固定的按压板(27)之间，夹着具有弹性的间隔物(30)。
9. 如权利要求1 8中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于，包括收纳所述电动机轴的壳体(3);与所述4个气缸的每一个的内部连接、且使流体能够在内部流通的多个吸入流路(6);与所述4个气缸的每一个的内部连接、且使流体能够在内部流通的多个排出流路(7);以及用于汇合所述多个吸入流路的汇合吸入流路(9)、和用于汇合所述多个排出流路的汇合排出流路(8)中的至少任一方，所述汇合吸入流路和所述汇合排出流路中的至少任一方配置为与沿着所述电动机轴的轴方向的轴区域(31)和其周边区域(32)中的至少任一方重叠。
10. 如权利要求9所述的往复运动压縮机，其特征在于所述汇合吸入流路和所述汇合排出流路中的至少任一方形成为以所述轴区域为中心的环状流路。
11. 如权利要求10所述的往复运动压縮机，其特征在于被形成为所述环状流路的所述汇合排出流路形成为沿着与所述电动机轴的轴方向垂直的平面二维地扩展。
12. 如权利要求10或11所述的往复运动压縮机，其特征在于还具有配置在所述电动机轴的轴端部的轴承支承部(10), 所述汇合排出流路和所述汇合吸入流路中的至少任一方形成在该轴承支承部。
13. 如权利要求9 12中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于-所述多个排出流路分别具有沿着所述电动机轴的轴方向的第一平行部(7f)。
14. 如权利要求13所述的往复运动压縮机，其特征在于所述第一平行部形成在所述壳体的内部。
15. 如权利要求9 11中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于所述电动机具有主体部，所述汇合吸入流路和所述汇合排出流路，在所述电动机轴的轴方向上配置在夹着所述4个气缸的两侧，所述汇合吸入流路和所述汇合排出流路中的任一方配置在所述电动机轴的轴端部侧，另一方配置在所述主体部侧。
16. 如权利要求9 15中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于所述多个吸入流路分别具有沿着所述电动机轴的轴方向的第二平行部(6f)。
17. 如权利要求9 16中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于所述壳体包括第一部件(3f)和第二部件(3s)，所述多个排出流路被形成为通过所述第一部件的内部，所述多个吸入流路被形成为通过所述第二部件的内部，所述第一部件和所述第二部件分别独立形成，而且所述第一部件的热传导率比所述第二部件的热传导率高。
18. 如权利要求9 16中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于所述多个排出流路分别具有沿着所述电动机轴的轴方向的第一平行部，所述多个吸入流路分别具有沿着所述电动机轴的轴方向的第二平行部，一对所述第一平行部和一对所述第二平行部形成在所述壳体的内部，一对所述第一平行部被配置为夹着所述电动机轴相对置，而且，一对所述第二平行部被配置为夹着所述电动机轴相对置。
19. 如权利要求9 18中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于所述多个排出流路分别具有沿着重力方向的分支通路(7s)，并且配置有粘附剂(7A)。
20. 如权利要求1 19中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于具有安装在所述活塞头部(205h)的密封部件(228)，在所述4个活塞(205)位于下死点时，沿着所述密封部件的密封平面(S)相对于包含所述电动机轴的中心(O)和所述偏心轴的中心(C)的基准平面(R)呈非直角。
21. 如权利要求20所述的往复运动压縮机，其特征在于在所述4个活塞位于下死点时，作为所述密封部件的所述密封平面的所述4个活塞的活塞头部的顶面(S)相对于所述基准平面呈非直角。
22. 如权利要求20或21所述的往复运动压缩机，其特征在于-在所述4个活塞位于下死点时，关于所述基准平面，在与所述偏心轴的中心的移动方向相反的一侧，所述密封平面相对于所述基准平面呈锐角。
23. 如权利要求21所述的往复运动压縮机，其特征在于所述密封部件的一部分被夹持并固定在所述4个活塞的活塞头部的顶面与按压板(227)之间。
24. 如权利要求21或23所述的往复运动压縮机，其特征在于在所述4个活塞位于上死点时，所述4个活塞的活塞头部的顶面与所述4个气缸的压縮室(204j)的顶面大致平行。
25. 如权利要求20 24中任一项所述的往复运动压缩机，其特征在于所述密封平面相对于与所述基准平面垂直的平面的倾斜角的绝对值在压缩冲程中比在吸气冲程中小。
26. 如权利要求20 25中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于在密封部件的PV值成为最大的所述电动机轴的旋转角的附近，所述密封平面(S)相对于所述基准平面(R)呈直角。
27. 如权利要求1 26中任一项所述的往复运动压縮机，其特征在于具有收纳所述电动机轴的壳体(3)，包括配置在所述壳体和所述4个气缸中的至少任一方的内部的排出气体流路(Z);(10j);和
28. —种氧浓縮装置，其特征在于，包括权利要求27所述的往复运动压缩机(1、 101);被供给由所述往复运动压縮机所压縮的空气、并收纳有从该空气中有选择地吸附氮的吸附剂的吸附容器(304A、 304B);从所述吸附容器内取出氧浓縮气体的氧浓縮气体取出部(305A、 305B);对通过所述氧浓縮气体取出部从所述吸附容器中取出的所述氧浓縮气体进行储存的氧罐(307);和将包含通过使所述吸附容器内减压而从所述吸附剂脱离的氮的气体从所述吸附容器内排出的气体排出部(303c、 303d)，所述冷却用介质是通过所述气体排出部从所述吸附容器排出的包含氮的气体。
全文摘要
本发明提供往复运动压缩机和氧浓缩装置。其能够实现高效率化、长寿命化、小型轻量化、以及低噪音、低振动。往复运动压缩机(1)包括具有电动机轴(2s)的电动机；沿着与电动机轴(2s)的轴方向正交的方向配置的4个气缸(4)；以及分别一体形成有活塞头部(5h)、和杆部(5R)的4个活塞(5)，其中，所述活塞头部(5h)能够往复运动地嵌合在4个气缸(4)的每一个上，所述杆部(5R)能够旋转地嵌合在固定在电动机轴(2s)上的偏心轴(17)上。
文档编号F04B39/12GK101605993SQ20088000447
公开日2009年12月16日申请日期2008年2月8日优先权日2007年2月9日
发明者上田哲, 桑村由纪, 近藤启太申请人:大金工业株式会社

完整全部详细技术资料下载

该技术已申请专利。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
技术研发人员：近藤启太;上田哲;桑村由纪
技术所有人：大金工业株式会社
我是此专利的发明人