往復運動壓縮的製造方法
2023-07-02 20:28:56 3
往復運動壓縮的製造方法
【專利摘要】一種往復運動壓縮機，由具有第一、第二氣缸(4，5)的殼體(2)；具有在殼體(2)上安裝的旋轉軸(9)的電動機(8)；分別能夠往復運動地插入嵌合在各氣缸(4，5)中的第一及第二活塞(11，14)；一端分別安裝在各活塞(11，14)上，另一端位於曲軸室(3F)內，分別具有第一、第二軸承(13，16)的第一、第二連接棒(12，15)構成。在驅動軸(9)上，在曲軸室(3F)內設置有與驅動軸分體的曲軸部件(17)，曲軸部件(17)插通第一連接棒(12)的第一軸承(13)，並且插通第二連接棒(15)的第二軸承(16)。曲軸部件(17)具有在軸向定位各軸承(13，16)的定位體(20)。
【專利說明】往復運動壓縮機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種往復運動壓縮機，其例如適合用於向四輪汽車等車輛中裝載的空氣懸架等供排車高調整用的壓縮空氣。
【背景技術】
[0002]一般，為了例如抑制隨著載重重量的變化而車輛高度(車高)發生變化，並且為了根據司機的愛好適當調整車高，從車載的空氣壓縮機(AirCompressor)向作為車高調整裝置在車輛中裝載的空氣懸架供排壓縮空氣。
[0003]並且，向空氣懸架供給壓縮空氣的車載用的空氣壓縮機通過使用電動機驅動往復運動式的壓縮機壓縮吸入該往復運動壓縮機的空氣並向空氣懸架供給。
[0004]近年來，人們希望提高調整車高時的反應速度，作為其方法的一種，採用在儲氣罐內儲存壓縮空氣的方法。由此，在車高調整時能夠從儲氣罐內向空氣懸架瞬時供給必要量的壓縮空氣。
[0005]但是，在向空氣懸架供給在儲氣罐內存儲的壓縮空氣的情況下，必須在在儲氣罐內儲存壓力比空氣懸架使用的壓縮空氣的壓力更高的壓縮空氣。由此，需要往復運動壓縮機能夠壓縮到高壓。
[0006]作為能夠壓縮到高壓的往復運動壓縮機，兩段式往復運動壓縮機被認為是有效的。該兩段式往復運動壓縮機包括下述部件構成:殼體，以包圍曲軸室的方式，具有第一氣缸和第二氣缸；電動機，安裝在該殼體上，具有旋轉軸；第一及第二活塞，分別能夠往復運動地插入嵌合上述各氣缸中；第一及第二連接棒，一端分別安裝在各活塞上，另一端位於上述曲軸室內，分別具有第一軸承和第二軸承。第一、第二連接棒經由在第一、第二軸承的內周設置的偏心部件安裝在電動機的旋轉軸上(例如參照日本特開2007-205207號公報)。
[0007]在日本特開2007-205207號公報的往復運動壓縮機中，因為採用在旋轉軸上經由偏心部件安裝各連接棒的結構，所以不得不使第一、第二軸承大徑化，並且第一、第二連接棒的曲軸室側也要大徑化，從而存在重量或者大小不利這樣的課題。
[0008]另外，也考慮通過使用曲軸，不要偏心部件，使第一、第二軸承小型化的結構，但是為了使一根曲軸通過兩個軸承，也存在結構複雜，進而裝配性差等的課題。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在於提供一種能夠通過簡單的結構實現小型化、低成本化的往復運動壓縮機。
[0010]為解決上述課題，本發明所採用的結構特徵在於，一種往復運動壓縮機，其具有:殼體，以包圍曲軸室的方式，具有第一氣缸和第二氣缸；旋轉軸，能夠旋轉地安裝在該殼體上；驅動機構，與該旋轉軸的一側連結，旋轉驅動該旋轉軸；第一活塞，能夠往復運動地插入嵌合在所述第一氣缸中；第二活塞，能夠往復運動地插入嵌合在所述第二氣缸中；第一連接棒，該第一連接棒的一端部安裝在所述第一活塞上，該第一連接棒的另一端位於所述曲軸室內，所述第一連接棒具有第一軸承；第二連接棒，該第二連接棒的一端部安裝在所述第二活塞上，該第二連接棒的另一端位於所述曲軸室內，所述第二連接棒具有第二軸承；其中，在上述旋轉軸的另一側，具有插通所述第一連接棒的所述第一軸承的第一軸部，在上述第一軸部的前端部結合有結合部件，所述結合部件插通所述第二連接棒的所述第二軸承，並且將所述第二連接棒在旋轉軸方向上固定。
[0011 ] 根據本發明，能夠實現小型化及低成本化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是表示本發明的第一實施方式的往復運動壓縮機的縱剖圖。
[0013]圖2是表示圖1中的壓縮結構部的放大縱剖圖。
[0014]圖3是在分解狀態下表示曲軸箱、各活塞、各連接棒、隔墊物和曲軸部件的分解縱剖圖。
[0015]圖4是在組裝狀態下表示曲軸主體和定位體的曲軸部件的放大縱剖圖。
[0016]圖5是從和圖2同樣的位置看第二實施方式的往復運動壓縮機的壓縮結構部的縱剖圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018]下面以將本發明實施方式的往復運動壓縮機作為在具有空氣懸架的車輛上搭載的兩段式往復運動壓縮機使用的情況為例，參照附圖詳細進行說明。
[0019]首先，圖1到圖4表示本發明的第一實施方式。在圖1中，車載用的往復運動空氣壓縮機I包括後述的殼體2、電動機8、活塞11，14、連接棒12，15、曲軸部件17、空氣乾燥器22。
[0020]往復運動空氣壓縮機I的殼體2包括箱狀的曲軸箱3、在該曲軸箱3上安裝的第一氣缸4、在上述曲軸箱3上安裝的第二氣缸5。在此,各氣缸4,5配置在包圍後述的曲軸箱3的曲軸室3F的位置，例如配置在夾著曲軸室3F的位置。
[0021]如圖2、圖3所示，曲軸箱3由在彼此相對的位置具有第一氣缸安裝面3A和第二氣缸安裝面3B的中空結構體構成，由該各氣缸安裝面3A，3B夾著的一個面成為電動機安裝面3C。另外，曲軸箱3中夾著各氣缸安裝面3A，3B與電動機安裝面3C相反的一側成為蓋體安裝面3D，在該蓋體安裝面3D上安裝後述的蓋體7以堵塞用於進行組裝作業的開口。並且，在曲軸箱3內，通過使從電動機安裝面3C伸入內部的位置縮徑而形成圓環狀的軸承支撐部3E，在該軸承支撐部3E上支撐有後述的曲軸用軸承19。
[0022]另外，在曲軸箱3內，由第一氣缸安裝面3A、第二氣缸安裝面3B、電動機安裝面3C及蓋體安裝面3D圍成的空間成為曲軸室3F。在該曲軸室3F內，以連結狀態配置有後述的連接棒12，15和曲軸部件17。
[0023]第一氣缸4安裝在曲軸箱3的第一氣缸安裝面3A上。第一氣缸4構成吸入壓縮到中間壓力的空氣而排出高壓的壓縮空氣的高壓氣缸。第一氣缸4具有基端側安裝在第一氣缸安裝面3A上的筒狀氣缸主體4A和以堵塞該氣缸主體4A的前端側的方式設置的氣缸蓋4B。在此，在氣缸主體4A內，在氣缸蓋4B和後述的第一活塞11之間形成有壓縮室4C。
[0024]在氣缸蓋4B上與壓縮室4C連通地設置有吸入口 4D和排出口 4E，吸入口 4D經由連接管路6與在後述的第二氣缸5的氣缸蓋5B上設置的排出口連接。另一方面，排出口 4E與用於安裝後述的空氣乾燥器22的乾燥器安裝口 4F連接。並且，在氣缸蓋4B上設置有:吸入閥4G，其防止從吸入口 4D吸入的壓縮空氣的逆流；排出閥4H，其防止從排出口4E向乾燥器安裝口 4F側排出的壓縮空氣的逆流。
[0025]第二氣缸5安裝在曲軸箱3的第二氣缸安裝面3B上，第二氣缸5和上述的第一氣缸4夾著曲軸室3F相對配置。第二氣缸5構成吸入低壓(大氣壓)的空氣而排出中間壓力的壓縮空氣的低壓氣缸。第二氣缸5具有基端側安裝在第二氣缸安裝面3B上的筒狀氣缸主體5A和以堵塞該氣缸主體5A的前端側的方式設置的氣缸蓋5B。氣缸主體5A的內徑尺寸設定為比上述的高壓側的氣缸主體4A的內徑尺寸大的尺寸。在此，在氣缸主體5A內，在氣缸蓋5B和後述的第二活塞14之間形成有壓縮室5C。
[0026]在氣缸蓋5B上與壓縮室5C連通地設置有排出口該排出口經由連接管路6與在第一氣缸4的氣缸蓋4B上設置的吸入口 4D連接。此外，在排出口上設置有防止向連接管路6側排出的壓縮空氣逆流的排出閥(未圖示)。
[0027]蓋體7為了堵塞曲軸箱3的蓋體安裝面3D的開口而安裝在該蓋體安裝面3D上。在該蓋體7上，設置有用於向曲軸箱3內的曲軸室3F吸入空氣的吸氣口 7A，在該吸氣口 7A上安裝有用於去除空氣中的塵埃的吸氣過濾器(未圖示)。
[0028]如圖1所示，在殼體2上安裝的作為驅動機構的電動機8構成往復運動空氣壓縮機I的驅動機構。該電動機8包括後述的驅動軸9，由電動機殼體8A、轉子SB、定子SC、換向器8D等構成。通過用普通的材料將驅動軸9形成為普通的形狀，能夠廉價地製造電動機8。
[0029]成為電動機8的外殼的電動機殼體8A收納驅動軸9、轉子8B、定子8C等，安裝在曲軸箱3的電動機安裝面3C上。該電動機殼體8A由圓筒部8A1和底部8A2構成，在該底部8A2的中央設置有小徑的有底筒狀的軸承收納部8A3。在此，如圖2所示，電動機殼體8A配置成將與上述的曲軸箱3的軸承支撐部3E、驅動軸9相同的軸線01-01作為中心軸。
[0030]構成電動機8的轉子8B位於電動機殼體8A內，由在驅動軸9的周圍安裝的線圈形成。定子8C以與轉子SB的外周側具有間隙地相對的方式由在電動機殼體8A的圓筒部8A1的內表面上安裝的永久磁鐵形成。並且，換向器8D位於轉子SB的另一側，由在驅動軸9的周圍設置的圓筒體組成，在該換向器8D的周圍配置有多個電刷(都未圖示)，多個電刷與換向器8D滑動接觸並進行供電。
[0031]如圖1所示，在電動機殼體8A內設置的驅動軸9的長度方向的一端9A經由旋轉軸用軸承10能夠旋轉地支撐於電動機殼體8A的軸承收納部8A3，而驅動軸9的長度方向的另一端9B在曲軸箱3的曲軸室3F內經由後述的曲軸主體18、曲軸用軸承19能夠旋轉地支撐於軸承支撐部3E。由此，驅動軸9在長度方向的兩端被支撐的兩端支承的狀態下，以通過曲軸箱3的軸承支撐部3E、電動機殼體8A的軸中心位置的軸線01-01為中心軸被旋轉驅動。
[0032]並且，在驅動軸9的另一端9B同軸地突出設置有外螺紋部9C。通過使該外螺紋部9C與曲軸主體18的旋轉軸側內螺紋孔18E擰合，能夠使曲軸部件17以一體旋轉的方式固定在驅動軸9的另一端9B偵||。
[0033]在此，驅動軸9向曲軸部件17傳遞電動機8的旋轉力，幾乎不承受後述的各活塞11，14往復運動時產生的徑向負荷。因此，驅動軸9不需要增大直徑尺寸來提高強度或者使用高價的材料來提高強度。即，驅動軸9能夠大體與一般安裝在電動機上的軸體同樣地形成。
[0034]第一活塞11能夠往復運動地插入嵌合(能夠滑動)在第一氣缸4內。該第一活塞11在第一氣缸4內的壓縮室4C內再次壓縮從成為低壓側的第二氣缸5供給的中間壓力的空氣，作為擺動型活塞(擺動活塞)形成。第一活塞11由具有比氣缸主體4A的內徑尺寸稍小的直徑尺寸的圓板體構成，在其周圍安裝有唇式密封件11A。
[0035]該唇式密封件IlA通過包圍第一活塞11的外周側氣密地密封該活塞11的外周面與第一氣缸4的氣缸主體4A的內周面之間即壓縮室4C。另外，在把第一活塞11的做壓縮功的一側(壓縮室4C側)作為表面的情況下，在相反側的背面中央部位一體地安裝有後述的第一連接棒12的一端12A。
[0036]第一連接棒12連接第一活塞11與後述的曲軸部件17。該第一連接棒12的長度方向的一端12A —體地安裝在第一活塞11的背面中央部位，而連接棒12的另一端位於曲軸箱3的曲軸室3F內，成為圓筒狀的軸承支撐部12B，在該軸承支撐部12B內插入嵌合有第一軸承13。該第一軸承13安裝在構成後述的曲軸部件17的曲軸主體18的偏心軸部18C上。
[0037]在此，第一軸承13由內圈13A、外圈13B及多個滾動體13C構成為球軸承。第一軸承13的內圈13A安裝在曲軸主體18的偏心軸部18C上，外圈13B安裝在第一連接棒12的軸承支撐部12B上。在這種情況下，第一軸承13通過使用壓入、止動環等手段以不脫落的狀態(定位狀態)配置在軸承支撐部12B內。
[0038]另一方面，第二活塞14能夠往復運動(能夠滑動)地插入嵌合在第二氣缸5內。該第二活塞14吸入外部的空氣(大氣)並在壓縮室5C內壓縮，與第一活塞11同樣地，形成為擺動型活塞(擺動活塞)。第二活塞14由具有比氣缸主體5A的內徑尺寸稍小的直徑尺寸的圓板體組成，在其周圍安裝有唇式密封件14A。第二活塞14形成為具有比第一活塞11大的直徑尺寸的圓板體。
[0039]另外，在第二活塞14上設置有用於將曲軸箱3內的空氣導入壓縮室5C的吸入口和防止通過該吸入口的空氣逆流的吸入閥(都未圖示)。並且，在把活塞14的壓縮室5C側作為表面的情況下，在相反側的背面中央部位一體地安裝有後述的第二連接棒15的一端15A。
[0040]第二連接棒15連接第二活塞14與後述的曲軸部件17。該第二連接棒15的長度方向的一端15A —體地安裝在第二活塞14的背面中央部位，而連接棒15的另一端位於曲軸箱3的曲軸室3F內，成為圓筒狀的軸承支撐部15B，在該軸承支撐部15B內插入嵌合有第二軸承16。該第二軸承16安裝在構成後述的曲軸部件17的定位體20的軸部20A上。
[0041]在此，第二軸承16與所述的第一軸承13同樣地由內圈16A、外圈16B及多個滾動體16C構成為球軸承。第二軸承16的內圈16A安裝在定位體20的軸部20A上，外圈16B安裝在第二連接棒15的軸承支撐部15B上。在這種情況下，第二軸承16與第一軸承13同樣地，通過使用壓入、止動環等手段以不脫落的狀態(定位狀態)配置在軸承支撐部15B內。
[0042]曲軸部件17位於構成電動機8的驅動軸9的另一端9B側即曲軸箱3的曲軸室3F內，作為與該驅動軸9分體的部件來設置。該曲軸部件17插通第一連接棒12的第一軸承13，並且插通第二連接棒15的第二軸承16。而且，曲軸部件17具有在軸向上定位第一軸承13和第二軸承16的定位體20。即第一實施方式的曲軸部件17由曲軸主體18和定位體20構成。
[0043]如圖3、圖4所示，構成曲軸部件17的曲軸主體18由旋轉軸部18A、配重部18B及偏心軸部18C構成，其中旋轉軸部18A位於軸向中間，形成為短圓柱形；配重部18B用於平衡旋轉時的重量，從該旋轉軸部18A的一側向徑向外側延伸地設置；偏心軸部18C從上述旋轉軸部18A的另一端面垂直(和軸線01-01平行)地突出設置。該曲軸主體18構成本發明的旋轉軸，偏心軸部18C構成本發明的第一軸部。
[0044]旋轉軸部18A經由曲軸用軸承19能夠旋轉地安裝在曲軸箱3的軸承支撐部3E上。由此，與驅動軸9同軸地，即以軸線01-01為中心軸旋轉。另一方面，偏心軸部18C以從軸承支撐部3E突出的狀態夾著軸線01-01配置在配重部18B的相反側。具體而言，如圖4所示，成為偏心軸部18C的中心軸的軸線02-02配置在從旋轉軸部18A的軸線01-01偏離偏心尺寸δ的位置。
[0045]偏心軸部18C具有在位於軸向一側的階梯部18C1處縮徑並向另一側延伸的支撐軸部位18C2。該支撐軸部位18C2能夠插通第一連接棒12的第一軸承13，並且能夠旋轉地安裝在第一軸承13上。由此，第一活塞11以偏心尺寸δ的兩倍即行程尺寸2 δ在第一氣缸4內往復運動。
[0046]並且，在偏心軸部18C內以向支撐軸部位18C2的另一端面開口的方式形成有定位側內螺紋孔18C3。成為該定位側內螺紋孔18C3的中心軸的軸線03-03配置在從偏心軸部18C的軸線02-02向配重部18Β的相反側偏離偏心尺寸Y的位置。由此，內螺紋孔18C3的軸線03-03相對於軸線01-01配置在從偏心軸部18C的軸線02-02偏離偏心尺寸Y的位置。因此，內螺紋孔18C3的軸線03-03配置在從旋轉軸部18Α的軸線01-01偏離偏心尺寸δ上加上偏心尺寸Y的尺寸δ + Y的位置。
[0047]另一方面，在旋轉軸部18Α的軸中心位置(軸線01-01)，旋轉軸側內螺紋孔18Ε設置在一側開口的定位孔18D的深處。該定位孔18D供驅動軸9的另一端9Β同軸地插入嵌合，旋轉軸側內螺紋孔18Ε供驅動軸9的外螺紋部9C擰入。由此，曲軸主體18能夠和驅動軸9 一起以軸線01-01為中心軸旋轉。
[0048]作為本發明的結合部件的定位體20配置在曲軸箱3的曲軸室3F內，與曲軸主體18 —起構成曲軸部件17。該定位體20在軸向上定位第一軸承13和第二軸承16，並且在與曲軸主體18的偏心軸部18C的軸線02-02不同的軸線03-03上配置第二軸承16。定位體20以插通在第二連接棒15上設置的第二軸承16內的狀態安裝在曲軸主體18的偏心軸部18C 上。
[0049]即，定位體20由插通第二軸承16的軸部20Α、從該軸部20Α的一端部突出的外螺紋部20Β、使上述軸部20Α的另一端部擴徑而形成的六邊形的頭部20C構成。通過將定位體20的外螺紋部20Β擰入在曲軸主體18的偏心軸部18C上設置的定位體側內螺紋孔18C3內，能夠在和該偏心軸部18C的支撐軸部位18C2接續的位置配置軸部20Α。
[0050]在這種情況下，定位體20在其頭部20C和偏心軸部18C的階梯部18C1之間夾著各軸承13，16的內圈13Α，16Α和後述的隔墊物21，使軸承13，16和隔墊物21在軸向上定位且以不脫落的狀態固定。
[0051] 另一方面，因為偏心軸部18C的內螺紋孔18C3配置成其軸線03_03從偏心軸部18C的軸線02-02向配重部18B的相反側偏離偏心尺寸Y，所以在該內螺紋孔18C3內擰入的定位體20的軸部20A也以軸線03-03為軸中心配置。
[0052]在此，兩段式往復運動空氣壓縮機I的成為低壓側的第二氣缸5、第二活塞14的直徑尺寸設定成比成為高壓側的第一氣缸4、第一活塞11的直徑尺寸大。因此，例如在以相同的行程尺寸使各活塞11，14往復運動的情況下，因為在高壓側和在低壓側的壓縮比不同，所以在壓縮第一氣缸4的壓縮室4C時和在壓縮第二氣缸5的壓縮室5C時,為使電動機8的驅動軸9旋轉所必要的動力在該驅動軸9的旋轉位置(圓周方向位置)不同。因此，因為使驅動軸9旋轉時的負荷增大，所以需要大的(高輸出的)動力源。
[0053]對此，在第一實施方式中，使定位體20的軸部20A的軸線03_03從偏心軸部18C的軸線02-02偏離偏心尺寸Y配置。因此，第二活塞14的行程尺寸能夠成為比第一活塞11的行程尺寸2δ大2y的行程尺寸2(δ + y)，所以能夠使高壓側和低壓側的壓縮比相同。由此，能夠使驅動軸9的旋轉平衡變得良好，減輕負荷，即使用小的動力也能夠使驅動軸9旋轉。即，能夠實現成為動力源的電動機8的小型化、輕量化、低成本化等。
[0054]隔墊物21作為與曲軸主體18的偏心軸部18C的外周側嵌合的圓環狀體形成。該隔墊物21在第一軸承13和第二軸承16之間確保間隙，使得第一連接棒12和第二連接棒15互不幹涉。
[0055]在第一氣缸4上安裝的空氣乾燥器22(參照圖1)包括由中空密閉容器形成的乾燥器殼體22Α和在該乾燥器殼體22Α內收納的由矽膠等乾燥劑形成的水分吸附劑(未圖示)。空氣乾燥器22的乾燥器殼體22k安裝在第一氣缸4的乾燥器安裝口 4F上。另外，空氣乾燥器22與向多個空氣懸架供給壓縮空氣的儲氣罐(都未圖示)連接，向該儲氣罐供排乾燥狀態的壓縮空氣。
[0056]第一實施方式的兩段式往復運動空氣壓縮機I具有如上所述的結構，說明組裝該往復運動空氣壓縮機I時的步驟的一例。
[0057]把曲軸主體18的旋轉軸部18A插入嵌合到在曲軸箱3的軸承支撐部3E上安裝的曲軸用軸承19。在該狀態下把第一連接棒12的軸承支撐部12B從第一氣缸安裝面3A插入曲軸箱3的曲軸室3F內，使偏心軸部18C的支撐軸部位18C2插通第一軸承13的內圈13A內。
[0058]接著，在支撐軸部位18C2的前端配置隔墊物21後，把第二連接棒15的軸承支撐部15B從第二氣缸安裝面3B插入曲軸箱3的曲軸室3F內，使定位體20的軸部20A插入第二軸承16的內圈16A。接著，把定位體20的外螺紋部20B擰入在曲軸主體18的偏心軸部18C內設置的定位體側內螺紋孔18C3，在頭部20C上使用工具(未圖示)進行緊固。由此，通過在定位體20的頭部20C和偏心軸部18C的階梯部18C1之間夾著各軸承13，16的內圈13A, 16A和隔墊物21，能夠將軸承13，16和隔墊物21在軸向上定位。通過進行這樣的作業，能夠將曲軸部件17、各連接棒12，15 (各活塞11，14)組裝到曲軸箱3。
[0059]在將曲軸部件17、各連接棒12，15等組裝到曲軸箱3內之後，在曲軸箱3的第一氣缸安裝面3A上用螺栓固定第一氣缸4，在第二氣缸安裝面3B上用螺栓固定第二氣缸5，接著在蓋體安裝面3D上用螺栓固定蓋體7。接著，把電動機8的驅動軸9的外螺紋部9C擰入曲軸主體18的旋轉軸側內螺紋孔18E，在曲軸箱3的電動機安裝面3C上用螺栓固定電動機殼體8A。進而，通過將空氣乾燥器22安裝在第一氣缸4的乾燥器安裝口 4F上，能夠組裝往復運動空氣壓縮機I。
[0060] 接著說明如上所述組裝的兩段式往復運動空氣壓縮機I的壓縮動作。
[0061 ] 在壓縮運行的情況下，通過旋轉驅動電動機8的驅動軸9，使曲軸部件17與該驅動軸9 一起以軸線01-01為中心軸旋轉驅動。由此，在第二氣缸5內第二活塞14往復運動，經由蓋體7的吸氣口 7A、曲軸箱3的曲軸室3F、第二活塞14的吸入口把外部空氣吸入壓縮室5C,並且將該吸入的空氣用第二活塞14壓縮後從壓縮室5C排出。另一方面,在第一氣缸4內第一活塞11往復運動，把從第二氣缸5經由連接管路6供給的中間壓力的壓縮空氣從吸入口 4D吸入並壓縮，將作為高壓的空氣從排出口 4E排出。從排出口 4E排出的壓縮空氣通過空氣乾燥器22，作為清淨乾燥的壓縮空氣儲存在儲氣罐內。
[0062]在此，在第一實施方式中，定位體20的軸部20A的軸線03_03從曲軸主體18的偏心軸部18C的軸線02-02偏離偏心尺寸Y配置。因此，與定位體20連結的第二活塞14的行程尺寸能夠比與偏心軸部18C連結的第一活塞11的行程尺寸2 δ大尺寸2 Y。該行程尺寸2 Y是能夠使直徑尺寸不同的高壓側的第一活塞11和低壓側的活塞14在分別往復運動時使在高壓側和在低壓側的壓縮比相同的尺寸。由此，能夠將驅動軸9旋轉時負荷的變動抑制得較小，使驅動軸9的旋轉平衡變得良好，從而即使使用電動機8的小的動力也能夠使驅動軸9平穩地旋轉。
[0063]這樣，根據第一實施方式，在電動機8的驅動軸9的另一端9Β側設置位於曲軸箱3的曲軸室3F內且與驅動軸9分體的部件所形成的曲軸部件17。該曲軸部件17插通第一連接棒12的第一軸承13，並且插通第二連接棒15的第二軸承16。在此基礎上，曲軸部件17具有在軸向上定位第一軸承13和第二軸承16的定位體20。
[0064]因此，因為驅動軸9構成為與曲軸部件17分體的部件，所以各活塞11，14往復運動時的負荷幾乎不作用在驅動軸9上。因此，驅動軸9僅傳遞通過電動機8的旋轉力即可，無需增大直徑尺寸或者使用具有強度的高價材料。其結果，能夠實現電動機8的小型化及低成本化。
[0065]在此，在第一實施方式中，定位體20的軸部20Α的軸線03_03從偏心軸部18C的軸線02-02偏離偏心尺寸Y配置。因此，能夠使第二活塞14往復運動時的行程尺寸比第一活塞11往復運動時的行程尺寸2 δ大尺寸2 Y。由此，能夠使高壓側的活塞11與低壓側的活塞14的壓縮比相同。其結果，能夠使驅動軸9的旋轉平衡變得良好，即使以小的動力也能夠使驅動軸9旋轉。即，能夠實現成為動力源的電動機8的小型化、輕量化、低成本化坐寸ο
[0066]曲軸部件17由具有插通第一連接棒12的第一軸承13的偏心軸部18C的曲軸主體18和插通第二連接棒15的第二軸承16且安裝在該曲軸主體18的偏心軸部18C上的定位體20構成。因此，在曲軸主體18的偏心軸部18C上安裝第一連接棒12的第一軸承13、在定位體20的軸部20Α上安裝第二連接棒15的第二軸承16的狀態下，把定位體20的外螺紋部20Β擰入偏心軸部18C的定位體側內螺紋孔18C3內。由此，能夠將各連接棒12，15的各軸承13，16以軸向定位的狀態安裝到曲軸部件17上。
[0067]另外，使曲軸主體18的偏心軸部18C的中心軸(軸線02-02)與定位體20的中心軸(軸線03-03)相離尺寸Y而固定。因此，僅通過在偏心軸部18C上安裝定位體20，就能夠使成為高壓側的第一活塞11的行程尺寸2 δ與成為低壓側的第二活塞14的行程尺寸2(δ + y)不同，能夠在高壓側和在低壓側使壓縮比一致。而且，通過使曲軸部件17由曲軸主體18和定位體20兩個部件形成，能夠以簡單的結構將偏心軸部18C的中心軸(軸線
02-02)和定位體20的中心軸(軸線03-03)偏離而配置。另外，僅通過改變偏心軸部18C的定位體側內螺紋孔18C3的位置，也能夠容易地改變Y。
[0068]另一方面，將第二氣缸5作為吸入低壓的空氣而排出中間壓力的壓縮空氣的低壓氣缸，將第一氣缸4作為吸入中間壓力的空氣而排出高壓的壓縮空氣的高壓氣缸。由此，往復運動空氣壓縮機I通過分兩階段地壓縮空氣能夠向儲氣罐供給比空氣懸架使用的壓力聞的壓縮空氣。
[0069]並且，各活塞11，14作為一體設置有各連接棒12，15的擺動型活塞構成，從而能夠減少部件數量，能夠提高裝配作業性、降低製造成本等。
[0070]接著，圖5表不本發明的第二實施方式,本實施方式的特徵在於,把第一實施方式的曲軸部件作為與驅動軸同軸的旋轉部件，在與第一連接棒的第一軸承的連接中設置與以往同樣的偏心部件，利用定位體安裝插通第二連接棒的第二軸承的軸部。需要說明的是，在第二實施方式中，對與上述第一實施方式相同的結構部件標記相同的符號並省略其說明。
[0071]在圖5中，第二實施方式的往復運動空氣壓縮機31和上述的第一實施方式的往復運動空氣壓縮機I大體相同，包括上述的殼體2、電動機8、空氣乾燥器22、後述的各活塞32，35、各連接棒33，36、旋轉部件38及偏心部件41。
[0072]第二實施方式的第一活塞32與上述第一實施方式的第一活塞11大體相同，由能夠往復運動(能夠滑動 )地插入嵌合在第一氣缸4內的擺動型活塞(擺動活塞)構成，在第一氣缸4的壓縮室4C內再次壓縮從成為低壓側的第二氣缸5供給的中間壓力的空氣。第一活塞32由圓板體構成，在其周圍安裝有唇式密封件32Α。另外，在把第一活塞32的氣缸蓋4Β側作為表面的情況下，在相反側的背面中央部位一體安裝有後述的第一連接棒33的一端 33Α。
[0073]第二實施方式的第一連接棒33與上述第一實施方式的第一連接棒12大體相同，在第一活塞32的背面中央部位一體地安裝有第一連接棒33的長度方向的一端33Α，而連接棒33的另一端位於曲軸箱3的曲軸室3F內，成為圓筒狀的軸承支撐部33Β，在該軸承支撐部33Β內，第一軸承34以不脫落的狀態插入嵌合。然而，第二實施方式的第一連接棒33為了在內徑側安裝後述的偏心部件41，使第一軸承34直徑增大，並且與之一致地，使軸承支撐部33Β的直徑也增大，這一點與第一實施方式的第一連接棒12不同。
[0074]第二實施方式的第二活塞35與上述第一實施方式的第二活塞14大體相同，由能夠往復運動(能夠滑動)地插入嵌合在第二氣缸5內的擺動型活塞(擺動活塞)構成，吸入外部的空氣(大氣)並壓縮。第二活塞35由圓板體構成，在其周圍安裝有唇式密封件35Α。另外，在第二活塞35的背面中央部位一體地安裝有後述的第二連接棒36的一端36Α。
[0075]第二實施方式的第二連接棒36與上述第一實施方式的第二連接棒15大體相同，在第二活塞35的背面中央部位一體地安裝有第二連接棒36的長度方向的一端36Α，而連接棒36的另一端位於曲軸箱3的曲軸室3F內，成為圓筒狀的軸承支撐部36Β，第二軸承37在該軸承支撐部36Β內以不脫落的狀態插入嵌合。這樣，第二實施方式的第二連接棒36與第一連接棒33同樣地以第二軸承37不脫落的狀態插入嵌合有第二軸承37。
[0076]旋轉部件38與第一實施方式的曲軸部件17大體相同，位於驅動軸9的另一端9Β側即位於曲軸箱3的曲軸室3F內，作為與驅動軸9分體的部件來設置。該旋轉部件38插通第一連接棒33的第一軸承34。並且，旋轉部件38具有在軸向上定位第二軸承37的定位體40。即，第二實施方式的旋轉部件38由構成本發明的旋轉軸的旋轉部件主體39和構成結合部件的定位體40構成。
[0077]構成旋轉部件38的旋轉部件主體39與第一實施方式的曲軸主體18大體相同，由旋轉軸部39A、配重部39B、連結軸部39C構成，與電動機8的驅動軸9同軸地旋轉，即以軸線01-01為中心軸旋轉，連結軸部39C與第一實施方式不同，也與軸線01-01同軸地旋轉。該旋轉部件主體39構成本發明的旋轉軸，連結軸部39C構成本發明的第一軸部。
[0078]在該連結軸部39C內以向另一端面開口的方式形成有定位體側孔39C1。另一方面，在旋轉軸部39A的軸中心位置(軸線01-01)，在向一側開口的定位孔39D的深處設置有旋轉軸側內螺紋孔39E。該定位孔39D供驅動軸9的另一端9B同軸地插入嵌合，並且旋轉軸側內螺紋孔39E供驅動軸9的外螺紋部9C擰入。
[0079]作為第二實施方式的結合部件的定位體40與旋轉部件主體39 —起構成旋轉部件38。該定位體40在軸向上定位第二軸承37。定位體40前端的圓柱狀的銷40A壓入連結軸部39C的定位體側孔39C1內。
[0080]在連結軸部39C與第一軸承34之間設置的偏心部件41作為厚壁的圓環狀體形成。該偏心部件41以與連結軸部39C的軸線01-01不同的軸線04-04為中心軸，在徑向上定位第一軸承34和第一連接棒33的軸承支撐部33B。另外，在偏心部件41上設置有與軸線01-01同軸的連結孔41A，在該連結孔41A內壓入固定有連結軸部39C。由此，第一活塞32經由第一連接棒33以行程尺寸2 δ往復運動。
[0081]定位體40配置成其中心軸(軸線05-05)從偏心部件41的中心軸(軸線04_04)偏離偏心尺寸β。由此，定位體40相對於旋轉軸部39Α的軸線01-01的偏心尺寸成為偏心尺寸S-偏心尺寸β的(δ-β)。由此，第二活塞35經由第二連接棒36以行程尺寸2(δ-β)往復運動。
[0082]第二實施方式的兩段式往復運動空氣壓縮機31具有如上所述的結構，說明組裝該往復運動空氣壓縮機31的步驟的一例。
[0083]使旋轉部件主體39的旋轉軸部39Α插入嵌合於在曲軸箱3的軸承支撐部3Ε上安裝的曲軸用軸承19。另一方面，在第一連接棒33的軸承支撐部33Β上依次安裝第一軸承34、偏心部件41。同樣地，在第二連接棒36的軸承支撐部36Β上安裝第二軸承37。把在第一連接棒33上設置的偏心部件41壓入旋轉部件主體39的連結軸部39C內，從而在軸向上定位。
[0084]接著，將定位體40的銷40Α壓入連結軸部39C的定位體側孔39C1內。由此，能夠在軸向上定位第二軸承37，另外能夠將旋轉部件38、各連接棒33，36 (各活塞32，35)安裝到曲軸箱3上。
[0085]在將旋轉部件38、各連接棒33，36等安裝到曲軸箱3之後，通過將第一氣缸4、第二氣缸5、蓋體7、電動機8、空氣乾燥器22安裝到曲軸箱3，能夠組裝往復運動空氣壓縮機31。
[0086]於是，根據這樣構成的第二實施方式，與上述第一實施方式大體相同地，能夠實現與驅動軸9 一體設置的電動機8的小型化及低成本化。而且，在第二實施方式中，為使第一連接棒33偏心，使用僅在厚壁的圓環狀體上形成連結孔41A的偏心部件41。因此，能夠使結構簡化，而且通過把偏心部件41更換為連結孔41A的偏心尺寸不同的其他偏心部件，能夠容易地調整壓縮比。
[0087]需要說明的是，在第一實施方式中，第一活塞11和第二活塞14 二者都作為擺動型活塞(擺動活塞)形成，但是本發明不限於此，例如可以使第一活塞11和第二活塞14中的一個或者兩個構成為經由連接銷與連接棒連結的結構。該結構同樣也可以適用於第二實施方式。
[0088]另外，在第一實施方式中，例示了在一側(電動機8側)配置成為高壓側的第一氣缸4、第一活塞11、第一連接棒12、第一軸承13，而在另一側(蓋體7側)配置成為低壓側的第二氣缸5、第二活塞14、第二連接棒15、第二軸承16的情況。但是本發明不限於此，也可以採用在另一側配置高壓側的部件，而在一側配置低壓側的部件的結構。該結構同樣也能夠適用於第二實施方式。
[0089]並且，在第一實施方式中，例示了使殼體2的第一氣缸4和第二氣缸5夾著曲軸箱3的曲軸室3F配置的情況。但是本發明不限於此，例如只要是包圍曲軸室3F的位置，也可以採用以V形配置第一氣缸和第二氣缸的結構。該結構同樣也能夠適用於第二實施方式。
[0090]需要說明的是，在上述各實施方式中，表示了一體設置有作為驅動機構的電動機8的結構，但是不限於此，也可以把電動機分體設置，通過皮帶等使旋轉軸即曲軸部件17及旋轉部件主體39旋轉。
[0091]另外，在上述第一實施方式中，表示了將偏心軸部18C的內螺紋孔18C3的軸線
03-03從偏心軸部18C的軸線02-02偏離偏心尺寸、配置的例子，但是也可以不偏心。
[0092]並且，在上述第一實施方式中，通過擰入定位體20，使第二連接棒15在軸向上定位，並且經由隔墊物21使第一連接棒也在軸向上定位，但是不限於此，可以使第一連接棒12通過壓入曲軸主體18等定位,定位體20隻對第二連接棒15進行定位。
[0093]並且，在上述實施方式中，採用了兩段壓縮，但是在要求大風量的情況下，也可以並列使用各氣缸。
[0094]接著敘述在上述實施方式中包含的發明。即，在本發明中，採用使第一軸部的軸心和結合部件的軸心不同的結構。由此，通過調整第一活塞和第二活塞的行程尺寸，能夠使在高壓側和低壓側的壓縮比一致。而且，通過由第一軸部和結合部件兩個部件形成，能夠以簡單的結構使第一軸部的軸心和結合部件的軸心偏離而配置。
[0095]根據本發明，採用通過在第一軸部與第一連接棒的第一軸承之間，和/或結合部件與第二連接棒的第二軸承之間設置使各軸承的中心軸不同的偏心部件，使各活塞的行程尺寸不同的結構。由此，以使用偏心部件的簡單的結構就能夠使各活塞的行程尺寸不同。另夕卜，通過把偏心部件更換為偏心尺寸不同的其他的偏心部件，能夠容易地調整壓縮比。
[0096]另一方面，根據本發明，第二氣缸是吸入低壓的氣體並排出中間壓力的壓縮氣體的低壓氣缸，第一氣缸是吸入中間壓力的氣體並排出高壓的壓縮氣體的高壓氣缸。由此，往復運動壓縮機能夠分兩個階段地壓縮氣體，例如能夠向儲氣罐供給比空氣懸架使用的壓力高的壓力的壓縮空氣。
[0097]並且，根據本發明，第一活塞和第二活塞都作為擺動型活塞構成。由此，能夠減少部件數目，能夠提高裝配作業性，減低製造成本等。
【權利要求】
1.一種往復運動壓縮機，其具有: 殼體，以包圍曲軸室的方式具有第一氣缸和第二氣缸； 旋轉軸，能夠旋轉地安裝在該殼體上； 驅動機構，與該旋轉軸的一側連結，旋轉驅動該旋轉軸； 第一活塞，其能夠往復運動地插入嵌合在所述第一氣缸中； 第二活塞，其能夠往復運動地插入嵌合在所述第二氣缸中； 第一連接棒，該第一連接棒的一端部安裝在所述第一活塞上，該第一連接棒的另一端位於所述曲軸室內，所述第一連接棒具有第一軸承； 第二連接棒，該第二連接棒的一端部安裝在所述第二活塞上，該第二連接棒的另一端位於所述曲軸室內，所述第二連接棒具有第二軸承； 所述往復運動壓縮機的特徵在於， 在所述旋轉軸的另一側具有插通所述第一連接棒的所述第一軸承的第一軸部，在所述第一軸部的前端部結合有結合部件，所述結合部件插通所述第二連接棒的所述第二軸承，並且使所述第二連接棒固定在旋轉軸方向上。
2.如權利要求1所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，所述第一軸部的軸心與所述結合部件的軸心不同。
3.如權利要求1所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，通過在所述第一軸部與所述第一連接棒的所述第一軸承之間，和/或在所述結合部件與所述第二連接棒的所述第二軸承之間設置使各軸承的中心軸不同的偏心部件，使各活塞的行程尺寸不同。
4.如權利要求2所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，通過在所述第一軸部與所述第一連接棒的所述第一軸承之間，和/或在所述結合部件與所述第二連接棒的所述第二軸承之間設置使各軸承的中心軸不同的偏心部件，使各活塞的行程尺寸不同。
5.如權利要求1所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，所述第二氣缸是吸入低壓的氣體而排出中間壓力的壓縮氣體的低壓氣缸，所述第一氣缸是吸入所述中間壓力的氣體而排出高壓的壓縮氣體的高壓氣缸。
6.如權利要求2所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，所述第二氣缸是吸入低壓的氣體而排出中間壓力的壓縮氣體的低壓氣缸，所述第一氣缸是吸入所述中間壓力的氣體而排出高壓的壓縮氣體的高壓氣缸。
7.如權利要求3所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，所述第二氣缸是吸入低壓的氣體而排出中間壓力的壓縮氣體的低壓氣缸，所述第一氣缸是吸入所述中間壓力的氣體而排出高壓的壓縮氣體的高壓氣缸。
8.如權利要求1所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，所述第一活塞和所述第二活塞都作為擺動型活塞構成。
9.如權利要求2所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，所述第一活塞和所述第二活塞都作為擺動型活塞構成。
10.如權利要求3所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，所述第一活塞和所述第二活塞都作為擺動型活塞構成。
11.如權利要求4所述的往復運動壓縮機，其特徵在於，所述第一活塞和所述第二活塞都作為擺動型活塞構成。
【文檔編號】F04B27/02GK104074706SQ201410198488
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2013年3月29日
【發明者】伊藤勉, 山中照章 申請人:日立汽車系統株式會社