JP2018150914A - Gas compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、第1圧縮部及び第2圧縮部を備えた気体圧縮機に関する。 The present invention relates to a gas compressor including a first compression unit and a second compression unit.
従来、第1圧縮部及び第2圧縮部を備えた気体圧縮機の例が、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された気体圧縮機は空気圧縮機であり、その空気圧縮機は、モータ、圧縮部、低圧側シリンダ、高圧側シリンダ、第1配管、第2配管及び空気タンクを有する。第1配管は高圧側シリンダと低圧側シリンダとを接続する。第2配管は低圧側シリンダと第1空気タンクとを接続する。第1ピストンが低圧側シリンダ内に設けられ、第2ピストンが高圧圧側シリンダ内に設けられている。
Conventionally,
モータが圧縮部を駆動すると、第1ピストン及び第2ピストンが作動する。第1ピストンが作動すると低圧側シリンダで空気が圧縮され、低圧側シリンダで圧縮された空気は、第1配管を通り高圧側シリンダに送られる。高圧側シリンダに送られた空気は、第2ピストンの作動により更に圧縮される。高圧側シリンダで圧縮された空気は、第2配管を通り空気タンクに送られる。 When the motor drives the compression unit, the first piston and the second piston are activated. When the first piston is operated, air is compressed in the low pressure side cylinder, and the compressed air in the low pressure side cylinder is sent to the high pressure side cylinder through the first pipe. The air sent to the high pressure side cylinder is further compressed by the operation of the second piston. The air compressed by the high pressure side cylinder passes through the second pipe and is sent to the air tank.
しかし、特許文献1に記載された気体圧縮機は、第1配管及び第2配管を有するため大型化する問題があった。
However, since the gas compressor described in
本発明の目的は、大型化を抑制可能な気体圧縮機を提供することである。 The objective of this invention is providing the gas compressor which can suppress an enlargement.
一実施形態の気体圧縮機は、気体を圧縮する第1圧縮部及び第2圧縮部と、前記第1圧縮部及び第2圧縮部を駆動する駆動機構と、前記駆動機構を収容する収容部と、を備えた気体圧縮機であって、前記第1圧縮部から排出される気体を前記第2圧縮部に送る第1通気路と、前記第2圧縮部から排出される気体を外部設備に送る第2通気路と、を有し、前記収容部は、前記駆動機構を収容し、かつ、開口部を備えたケースと、前記ケースに固定され、かつ、前記開口部を塞ぐ蓋部材と、を有し、前記第1通気路または前記第2通気路の少なくとも一方は、前記ケースと前記蓋部材とで構成される。 The gas compressor of one embodiment includes a first compression unit and a second compression unit that compress gas, a drive mechanism that drives the first compression unit and the second compression unit, and a storage unit that stores the drive mechanism. A first air passage that sends the gas discharged from the first compression section to the second compression section, and sends the gas discharged from the second compression section to an external facility. A housing that houses the drive mechanism and includes an opening, and a lid member that is fixed to the case and closes the opening. And at least one of the first air passage or the second air passage is constituted by the case and the lid member.
一実施形態の気体圧縮機は、ケース及び蓋部材が第1通気路または第2通気路の少なくとも一方を形成するため、大型化を抑制できる。 In the gas compressor of one embodiment, since the case and the lid member form at least one of the first ventilation path or the second ventilation path, an increase in size can be suppressed.
以下、本発明の一実施形態である空気圧縮機について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付している。 Hereinafter, an air compressor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent component, member, etc. which are shown by each drawing.
図1に示す空気圧縮機10は、第1圧縮部11、第2圧縮部12、駆動機構13、収容部14、制御部15、ファン16、2個の空気タンク17,18及びカバー19を有する。空気タンク17,18は金属製であり、空気タンク17,18は、それぞれ図3のフレーム90で接続されている。空気タンク17,18は圧縮空気を溜める要素である。カバー19は空気タンク17,18に取り付けられており、図2及び図3のように、カバー19は空気タンク17,18の外面の一部を覆っている。図3のように、カバー19と空気タンク17,18との間に、カバー19により覆われた空間A1が形成されている。図1のように、第1圧縮部11、第2圧縮部12、駆動機構13、収容部14、制御部15及びファン16は、空間A1内に配置されている。
An
また、図3のように空気タンク17,18に複数の脚部21がそれぞれ取り付けられている。図3に示す空気圧縮機10は、複数の脚部21が水平な床面に接触している状態を表す。フレーム90は、第1圧縮部11、第2圧縮部12及び駆動機構13を支持している。
Further, as shown in FIG. 3, a plurality of
第1圧縮部11及び第2圧縮部12は、互に間隔をおいて配置されている。フレーム91が設けられている。第1圧縮部11及び第2圧縮部12の配置方向で、フレーム91の両端にグリップ22,23が取り付けられている。空気圧縮機10は可搬式であり、作業者はグリップ22,23を両手で掴んで空気圧縮機10を持ち上げ、かつ、空気圧縮機10を作業場所に移動することができる。
The
収容部14は、図6のように、クランクケース25及びクランクケースカバー26を有する。クランクケース25は、図5のように開口部24を有する。クランクケースカバー26は、図6のようにクランクケース25に固定され、かつ、開口部24を塞ぐ。クランクケース25及びクランクケースカバー26は共に金属製、例えばアルミニウム製である。クランクケース25は、図4及び図7のように筒形状である。図3のように、クランクケース25は脚部27を有し、脚部27は弾性部材28を介してフレーム90により支持されている。弾性部材28は合成ゴム製である。
The
図1に示す駆動機構13は、電動モータ29及び回転軸30を含む。電動モータ29はクランクケース25の外部に配置され、電動モータ29は固定子31及び回転子32を有する。固定子31はクランクケースカバー26に対して回転しないように設けられている。回転子32は、回転軸30に連結されている。回転軸30は回転子32と同心状に配置され、回転軸30は回転子32と共に一体回転する。回転軸30は、クランクケース25の内部から外部に亘って配置されている。軸受33がクランクケース25及びクランクケースカバー26にそれぞれ設けられ、軸受33は、回転軸30を軸線B1を中心として回転可能に支持する。
The
ファン16は回転軸30に取り付けられている。ファン16は、クランクケース25の外部に設けられている。カバー19は、吸気口34及び排気口35を有する。図1に示す空気圧縮機10の平面視で、ファン16、電動モータ29、収容部14及び制御部15は、軸線B1方向で互いに異なる位置に配置されている。図1のように空気圧縮機10を平面視すると、収容部14は、軸線B1に直交する方向で第1圧縮部11と第2圧縮部12との間に配置されている。
The
第1圧縮部11は、図1及び図4のように、第1クランクアーム36、第1コネクティングロッド37、第1ピストン38、第1シリンダ39、第1圧縮室40、吸気室41、第1排気室42及び第1シリンダヘッド43を有する。第1クランクアーム36は回転軸30に取り付けられ、図7のように、第1コネクティングロッド37は、軸受84を介して第1クランクアーム36に取り付けられている。第1ピストン38は第1コネクティングロッド37に取り付けられている。第1ピストン38は第1シリンダ39内で往復動可能に設けられている。第1ピストン38は、回転軸30の回転力で第1シリンダ39内で往復動する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
クランクケース25は端面64を有し、第1シリンダ39はクランクケース25の端面に接触して固定されている。第1シリンダ39は第1圧縮室40を形成している。第1シリンダヘッド43は第1シリンダ39に固定され、吸気室41及び第1排気室42を形成する。第1圧縮部11は、第1吸気弁及び第1排気弁44を有する。第1吸気弁は、吸気室41と第1圧縮室40とを接続または遮断する。第1排気弁44は、第1圧縮室40と第1排気室42とを接続または遮断する。
The
図4のように、クランクケース25に第1通気路45が設けられている。図1のように、吸気管46が空間A1に設けられている。カバー19に吸気口が設けられ、吸気管46の第1端部は吸気口を介してカバー19の外部につながっている。吸気管46の第2端部は、第1通気路45に接続されている。図4のように、第1シリンダ39に吸気路47及び排気路56が設けられ、吸気路47は吸気室41及び第1通気路45につながっている。排気路56は第1排気室42につながっている。
As shown in FIG. 4, the
図4のように、第2圧縮部12は、第2クランクアーム48、第2コネクティングロッド49、第2ピストン50、第2シリンダ51、第2圧縮室52、第2排気室53及び第2シリンダヘッド54を有する。第2クランクアーム48は回転軸30に取り付けられ、図7のように、第2コネクティングロッド49は、軸受85を介して第2クランクアーム48に取り付けられている。第2ピストン50は第2コネクティングロッド49に取り付けられている。第2ピストン50は第2シリンダ51内で往復動可能に設けられている。第2ピストン50は、回転軸30の回転力で第2シリンダ51内で往復動する。クランクケース25は端面65を有する。図6のように収容部14を平面視すると、端面65は端面64と平行であり、かつ、軸線B1に対して平行である。
As shown in FIG. 4, the
第2シリンダ51は端面65に接触した状態でクランクケース25に固定され、第2シリンダ51は第2圧縮室52を形成している。第2シリンダヘッド54は第2シリンダ51に固定され、かつ、第2排気室53を形成している。
The
第2シリンダ51に吸気路55が設けられ、吸気路55は第2圧縮室52につながっている。第2圧縮部12は、第2吸気弁及び第2排気弁57を有する。第2吸気弁は、吸気路55と第2圧縮室52とを接続または遮断する。第2排気弁57は、第2圧縮室52と第2排気室53とを接続または遮断する。
An
図4、図5及び図6のように、クランクケース25は接続通路63を有する。接続通路63は、排気路56と吸気路55とをつないでいる。接続通路63は、図6に示すように、クランクケース25自体に設けられた孔58,59,60,61及び溝62を含む。言い換えると、クランクケース25は、孔58,59,60,61及び溝62を構成する要素である。孔58は端面64に開口され、孔61は端面65に開口されている。収容部14を平面視すると、孔58,61は軸線B1に対して直交して配置され、孔59,60は軸線B1と平行に配置されている。孔58は排気路56及び孔59につながっている。孔61は吸気路55及び孔60につながっている。
As shown in FIGS. 4, 5 and 6, the
図5のように、クランクケース25は端面87を有する。図6のように収容部14を平面視すると、端面87は軸線B1に対して直角である。溝62は端面87に沿って設けられている。軸線B1に対して垂直な平面視で、クランクケース25の外面66の形状の一部は円弧状である。図5のように軸線B1に対して垂直な平面視で、溝62は、軸線B1を中心として円弧状に配置されている。このように、溝62はクランクケース25の外面66の形状に沿って配置されている。そして、クランクケースカバー26はクランクケース25に固定されており、クランクケースカバー26は開口部24を塞いでいる。
As shown in FIG. 5, the
図4のように、第2シリンダ51は排気路67を有する。図5のように、クランクケース25は接続通路68を有する。接続通路68は、孔69と、孔69につながった溝70と、溝70につながった孔71と、を有する。孔69は、排気路67及び溝70につながっている。溝70は、端面87に設けられている。溝70は、外面66に沿って円弧状に形成されている。
As shown in FIG. 4, the
図6及び図7のように、クランクケースカバー26とクランクケース25との間に、シール部材92が設けられている。ねじ部材93を締め付けて、クランクケースカバー26がクランクケース25に固定されている。シール部材92は合成ゴム製のガスケットである。シール部材92の形状は、環状または円弧形状の何れでもよい。シール部材92は、溝62,70の周囲でクランクケース25及びクランクケースカバー26に密着している。シール部材92は、クランクケース25またはクランクケースカバー26に固定されていてもよい。シール部材92は、溝62,70をそれぞれ気密にシールする。
As shown in FIGS. 6 and 7, a
このように、接続通路68は、クランクケース25自体に設けられている。言い換えると、クランクケース25は接続通路68を構成する要素である。図5のように軸線B1に対して垂直な平面視で、溝62,70は、軸線B1を中心とする同一円周上に配置されている。接続通路68は、回転軸30と空気タンク17,18との間に配置されている。
Thus, the
図7のように、フレキシブルホース72が設けられている。フレキシブルホース72の第1端部はカプラ73により孔71に接続され、フレキシブルホース72の第2端部はカプラ74により空気タンク17に接続されている。図1のように、空気タンク17内と空気タンク18内とを接続する接続管86が設けられており、2つの空気タンク17,18内の空気圧は同じである。
As shown in FIG. 7, a
空気タンク17は、減圧バルブ75を介して供給管76に接続されている。減圧バルブ75は、空気タンク17の空気の圧力を調整、具体的には、減圧して供給管76に送る。また、供給管76内の空気圧を表示する圧力計77が設けられている。カプラ78が供給管76に設けられている。カプラ78は、エアホースを介して作業機に接続される。
The
空気タンク18は、減圧バルブ79を介して供給管80に接続されている。減圧バルブ79は、空気タンク18の空気の圧力を調整、具体的には、減圧して供給管80に送る。また、供給管80内の空気圧を表示する圧力計81が設けられている。カプラ82が供給管80に設けられている。カプラ82は、エアホースを介して作業機に接続される。
The
図2のように、カバー19の表面に操作部83が設けられており、操作部83は、電源スイッチ、表示パネル、入力部を有する。制御部15は、基板、マイクロコンピュータ及びインバータ回路を有する。マイクロコンピュータは基板に設けられており、かつ、入力インタフェース、出力インタフェース、中央演算処理部及び記憶部を有する。インバータ回路は、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子はそれぞれ単独でオン及びオフが可能である。マイクロコンピュータは、インバータ回路を制御する。インバータ回路は、電源と電動モータ29の固定子31とを接続及び遮断する。空間A1に、電動モータ29の回転方向の位相を検出するセンサ、電動モータ29の回転数を検出するセンサが設けられている。圧力計77,81、電源スイッチ及び各種のセンサの信号は制御部15に入力される。
As shown in FIG. 2, an
次に、空気圧縮機10の使用例を説明する。作業者が電源スイッチをオンすると、制御部15はインバータ回路を制御し、電動モータ29の回転子32が回転する。回転子32及び回転軸30が一体回転すると、回転軸30の回転力で、第1ピストン38及び第2ピストン50が往復動する。第1ピストン38が作動して第1吸気弁が開くと、空間A1の空気は、吸気管46、第1通気路45、吸気路47及び吸気室41を介して第1圧縮室40に吸い込まれる。第1ピストン38の作動により第1圧縮室40で空気が圧縮される。第1圧縮室40の圧力が上昇して第1排気弁44が開くと、第1圧縮室40の空気が第1排気室42に吐出される。第1排気室42に吐出された空気は、排気路56、接続通路63及び吸気路55を経由して第2圧縮部12に送られる。
Next, a usage example of the
第2圧縮部12において、第2ピストン50が作動して第2吸気弁が開くと、吸気路55の空気が第2圧縮室52に吸い込まれる。第2ピストン50の作動により第2圧縮室52内で更に空気が圧縮されて第2排気弁57が開くと、第2圧縮室52の空気は第2排気室53に吐出される。第2排気室53に吐出された空気は、排気路67、接続通路68及びフレキシブルホース72を経由して空気タンク17,18に送られる。
In the
このように、空気圧縮機10は第1圧縮部11及び第2圧縮部12で2段階に空気の圧力を上昇する多段圧縮機である。空気圧縮機10は、回転軸30の回転力を、第1ピストン38及び第2ピストン50の往復動力に変換するレシプロ型である。そして、空気圧縮機10は、接続通路63,68が収容部14自体に設けられている。つまり、収容部14は、回転軸30、第1コネクティングロッド37、第2コネクティングロッド49を収容する役割に加え、接続通路63,68を構成する要素を兼ねている。このため、第1圧縮部11から第2圧縮部12に圧縮空気を送る配管、第2圧縮部12から空気タンク17に圧縮空気を送る配管を、それぞれ専用に設けずに済む。
Thus, the
したがって、空気圧縮機10の大型化を抑制でき、かつ、空気圧縮機10の重量が増加することを抑制できる。また、配管を設けずに済むため、空気圧縮機10の部品点数の増加を抑制でき、部品の配置スペースを省略できる。さらに、空気圧縮機10の製造コストが上昇することを抑制できる。さらにまた、配管が振動することによる騒音の発生を抑制できる。
Therefore, the enlargement of the
さらに、クランクケース25及びクランクケースカバー26は、金属製であり熱伝導性に優れている。そして、圧縮空気が接続通路63,68を通る際に、圧縮空気の熱がクランクケース25及びクランクケースカバー26に伝達される。このため、圧縮空気の温度上昇を抑制できる。また、接続通路63,68を通る圧縮空気から、クランクケース25及びクランクケースカバー26に伝達された熱は、空間A1を流れる空気に伝達されて、クランクケース25及びクランクケースカバー26の温度上昇を抑制できる。したがって、フレキシブルホース72として耐熱性の低いものを使用できる。
Furthermore, the
また、接続通路68の一部である孔71は、クランクケース25のうち、空気タンク17に最も近い位置に配置されている。このため、孔71と空気タンク17とを接続するフレキシブルホース72の全長を、なるべく短くすることができる。
Further, the
さらに、回転軸30が回転してファン16が回転すると、カバー19の外部の空気は吸気口34を介して空間A1に導入され、空間A1に導入された空気は、排気口35からカバー19の外部に排出される。したがって、空間A1の温度上昇を抑制できる。特に、電動モータ29、収容部14、制御部15の熱が空間A1を流れる空気に伝達され、電動モータ29、収容部14、制御部15の温度上昇を抑制できる。
Further, when the rotating
実施形態で説明した事項の意味を説明すると、空気圧縮機10は気体圧縮機の一例であり、空気タンク17は外部設備の一例であり、空気は気体の一例である。接続通路63は第1通気路の一例であり、接続通路68は第2通気路の一例である。クランクケース25はケースの一例であり、クランクケースカバー26は蓋部材の一例である。ファン16は冷却ファンの一例であり、電動モータ29はモータの一例である。
If the meaning of the matter demonstrated by embodiment is demonstrated, the
気体圧縮機は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、接続通路63,68のいずれか一方を収容部14自体に設け、残りの一方を配管にして収容部14の外に設けることも可能である。圧縮する気体は、空気、不活性ガスを含む。また、第2圧縮部で圧縮された気体を蓄える空気タンクは、単数または複数の何れでもよい。また、第2圧縮部で圧縮された気体を、空気タンクを介することなく、エアホースまたは配管を介して作業機に送る構成としてもよい。この場合、作業機は外部設備に相当する。
The gas compressor is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. For example, any one of the
本開示の収容部は、駆動機構を収容する空間を備えており、収容部は、ケーシング、ハウジングを含む。本開示の第1通気路及び第2通気路は、気体が通過可能であればよく、第1通気路及び第2通気路は、孔、溝、切り欠き、を含む。第1通気路及び第2通気路は、蓋部材に設けられているものを含む。第1通気路及び第2通気路は、ケースまたは蓋部材の少なくとも一方に設けられているものを含む。収容部は、駆動機構の一部を収容するもの、駆動機構の全部を収容するものを含む。 The accommodating part of this indication is provided with the space which accommodates a drive mechanism, and an accommodating part contains a casing and a housing. The 1st ventilation path and 2nd ventilation path of this indication should just pass gas, and the 1st ventilation path and the 2nd ventilation path contain a hole, a slot, and a notch. The first ventilation path and the second ventilation path include those provided in the lid member. The first ventilation path and the second ventilation path include those provided in at least one of the case or the lid member. The accommodating part includes one that accommodates part of the drive mechanism and one that accommodates all of the drive mechanism.
10…空気圧縮機、11…第1圧縮部、12…第2圧縮部、13…駆動機構、14…収容部、16…ファン、17,18…空気タンク(外部設備)、19…カバー、24…開口部、25…クランクケース(ケース)、26…クランクケースカバー(蓋部材)、29…電動モータ(モータ)、30…回転軸、38…第1ピストン、39…第1シリンダ、40…第1圧縮室、50…第2ピストン、51…第2シリンダ、52…第2圧縮室、63…接続通路(第1通気路)、68…接続通路(第2通気路)、66…外面、92…シール部材。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第1圧縮部から排出される気体を前記第2圧縮部に送る第1通気路と、
前記第2圧縮部から排出される気体を外部設備に送る第2通気路と、
を有し、
前記収容部は、
前記駆動機構を収容し、かつ、開口部を備えたケースと、
前記ケースに固定され、かつ、前記開口部を塞ぐ蓋部材と、
を有し、
前記第1通気路または前記第2通気路の少なくとも一方は、前記ケースと前記蓋部材ととで構成される、気体圧縮機。 A gas compressor comprising: a first compression unit and a second compression unit that compress gas; a drive mechanism that drives the first compression unit and the second compression unit; and a storage unit that stores the drive mechanism. And
A first ventilation path for sending gas discharged from the first compression section to the second compression section;
A second ventilation path for sending gas discharged from the second compression section to external equipment;
Have
The accommodating portion is
A case containing the drive mechanism and having an opening;
A lid member fixed to the case and closing the opening;
Have
At least one of the first ventilation path or the second ventilation path is a gas compressor including the case and the lid member.
前記シール部材は、前記第1通気路または前記第2通気路の少なくとも一方を気密にシールする、請求項1または2記載の気体圧縮機。 The accommodating portion has a seal member between the case and the lid member,
The gas compressor according to claim 1, wherein the sealing member hermetically seals at least one of the first air passage or the second air passage.
モータと、
前記モータに連結され、前記ケース内に収容された回転軸と、
を有し、
前記第1圧縮部は、
前記回転軸の回転力で往復動する第1ピストンと、
前記第1ピストンを往復動可能に支持する第1シリンダと、
前記第1ピストンの往復動により気体を圧縮する第1圧縮室と、
を有し、
前記第2圧縮部は、
前記回転軸の回転力で往復動する第2ピストンと、
前記第2ピストンを往復動可能に支持する第2シリンダと、
前記第2ピストンの往復動により気体を圧縮する第2圧縮室と、
を有し、
前記第1通気路は、前記第1圧縮室と前記第2圧縮室とを接続する、請求項3記載の気体圧縮機。 The drive mechanism is
A motor,
A rotating shaft coupled to the motor and housed in the case;
Have
The first compression unit includes
A first piston that reciprocates with the rotational force of the rotating shaft;
A first cylinder for reciprocally supporting the first piston;
A first compression chamber for compressing a gas by reciprocation of the first piston;
Have
The second compression unit includes
A second piston that reciprocates with the rotational force of the rotating shaft;
A second cylinder for reciprocally supporting the second piston;
A second compression chamber for compressing gas by reciprocation of the second piston;
Have
The gas compressor according to claim 3, wherein the first air passage connects the first compression chamber and the second compression chamber.
前記第1通気路または前記第2通気路の少なくとも一方は、前記収容部の外面に沿って配置されている、請求項1乃至5の何れか1項記載の気体圧縮機。 The accommodating portion has a cylindrical shape,
6. The gas compressor according to claim 1, wherein at least one of the first air passage or the second air passage is disposed along an outer surface of the housing portion.
前記カバーにより覆われた空間に設けられ、かつ、前記カバーの外部の気体を前記カバーにより覆われた空間に導入するファンと、
が設けられている、請求項1乃至7の何れか1項記載の気体圧縮機。 A cover that covers the first compression unit, the second compression unit, and the storage unit;
A fan that is provided in a space covered by the cover and introduces gas outside the cover into the space covered by the cover;
The gas compressor according to claim 1, wherein a gas compressor is provided.
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- 2017-03-15 JP JP2017049449A patent/JP6790937B2/en active Active
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