JP2023157402A - 作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機の性能を向上させる。【解決手段】空気圧縮機は、電動モータと、往復動するピストン部と、前記ピストン部を収容するケース部３０と、を有する。ケース部３０は、クランク室２９が形成されるクランクケース２４と、前記ピストン部とともに圧縮室を画定するシリンダ部と、前記圧縮室とケース部３０の外部とを連通する吸気通路３１と、を含む。前記シリンダ部は、クランクケース２４の外周部から立設されるとともに筒形状であり、吸気通路３１は、前記シリンダ部に設けられ、外部と接続される吸気口３１ａと、前記シリンダ部に設けられ、吸気口３１ａとクランク室２９とを連通する第１通路３１ｂと、前記シリンダ部に設けられ、クランク室２９と前記圧縮室とを連通する第２通路３１ｃと、を有する。【選択図】図９

Description

本発明は、空気圧縮機などの作業機に関する。

作業機の一例として、圧縮された空気を外部に排出可能な空気圧縮機が知られている。このような空気圧縮機として、駆動源と、該駆動源の駆動力によって往復運動して空気を圧縮するピストンと、該ピストンを往復運動可能な状態で収容するシリンダと、を有し、カバー外部から取り込んだ空気をクランク室へ流入させ、その後、シリンダ側面に設けられた吸気通路を通ってシリンダヘッド内部の圧縮室へ空気を供給する空気圧縮機が、特許文献１に記載されている。

特開２０１８－１５０９１４号公報

特許文献１に記載された空気圧縮機では、シリンダ側面の吸気通路を通ることでシリンダの熱を奪って温度上昇した空気が、そのまま圧縮室に供給されるため、圧縮室内の空気の温度は上昇する。この状態で空気の圧縮が行われるため圧縮室の空気の温度はさらに上昇し、圧縮室は、内側から温められてしまう。

その結果、シリンダの冷却性を高めることができず、空気圧縮機の圧縮性能を高められなかった。そこで、シリンダの冷却性を向上させることで、空気圧縮機の圧縮性能を向上させながら、それに伴う発熱を低減することで空気圧縮機の耐久性を向上させることが望まれていた。

本発明の目的は、性能を向上させた作業機を提供することにある。

一実施の形態の作業機は、駆動軸を有する駆動部と、前記駆動軸の回転力を往復動力に変換する往復動変換部と、前記往復動変換部の往復動力を受けて往復動するピストン部と、前記往復動変換部及び前記ピストン部を内部に収容するケース部と、を有し、前記ケース部は、前記往復動変換部を収容する収容室が形成される収容部と、前記収容部の外周部から立設され、内部を前記ピストン部が往復動可能な筒形状であり、かつ、前記ピストン部とともに圧縮室を画定するシリンダ部と、前記圧縮室と前記ケース部の外部とを連通する吸気通路と、を含み、前記吸気通路は、前記シリンダ部に設けられ、外部と接続される吸気口と、前記シリンダ部に設けられ、前記吸気口と前記収容室とを連通する第１通路と、前記シリンダ部に設けられ、前記収容室と前記圧縮室とを連通する第２通路と、を有する。

本発明によれば、作業機の性能を向上させることができる。

本発明の実施形態１の作業機の一例である空気圧縮機を示す斜視図である。 図１に示す空気圧縮機の正面図である。 図２に示すＡ-Ａ線に沿って切断した断面図である。 図１に示す空気圧縮機のケース部とファンの位置関係を示す平面図である。 図４に示す第１シリンダの構造を示す断面図である。 図５に示す第１シリンダの冷却風による冷却状態を示す模式図である。 図４に示す第２シリンダの構造を示す断面図である。 図７に示す第２シリンダの冷却風による冷却状態を示す模式図である。 図１に示す空気圧縮機のケース部における空気の流れを示す概念図である。 図１に示す空気圧縮機のケース部における空気通路の構造を示す斜視図である。 図１０に示すケース部におけるクランクキャップの構造を示す斜視図である。 本発明の実施形態２の空気圧縮機のケース部とファンの位置関係を示す平面図である。 図１２に示す空気圧縮機のケース部における空気通路の構造を示す斜視図である。 図１２に示すケース部のフィルタ部の設置構造を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態３の空気圧縮機のケース部とファンの位置関係を示す平面図である。 図１５に示すシリンダの構造を示す断面図である。 図１６に示すシリンダの冷却風による冷却状態を示す模式図である。 図１５に示す空気圧縮機のケース部における空気の流れを示す概念図である。 図１８に示すケース部における空気の流れを示す斜視図である。 図１９示すケース部における空気通路の構造を示す分解斜視図である。

本実施の形態の作業機について図面を参照して説明する。

（実施形態１）
本実施形態１では、作業機の一例として、空気圧縮機１０を取り上げて説明する。空気圧縮機１０の一例が、図１～図４に示されている。なお、各図に示される同一の要素、または同等の要素には、それぞれ同一の符号を付してある。空気圧縮機１０は、金属製のフレーム１１、カバー１２、電動モータ１３、第１圧縮部１４、第２圧縮部１５、制御部１６及び空気タンク１７，１８を有する。空気タンク１７，１８は金属製である。空気タンク１７，１８は、共に筒形状であり、かつ、圧縮された空気を貯溜する。空気タンク１７の中心線Ａ１と、空気タンク１８の中心線Ａ２とが、略平行に配置されている。空気タンク１７，１８に複数の脚部１９がそれぞれ取り付けられている。複数の脚部１９は、空気圧縮機１０の設置場所２０に接触する。

フレーム１１は、空気タンク１７から空気タンク１８に亘って取り付けられている。フレーム１１は、電動モータ１３、第１圧縮部１４、第２圧縮部１５を支持している。複数のブラケット７１が、空気タンク１７，１８にそれぞれ設けられている。複数のブラケット７１は、中心線Ａ１，Ａ２に沿った方向に間隔をおいて設けられている。

カバー１２は、一例として合成樹脂製である。カバー１２は、重力の作用方向である鉛直方向において、空気タンク１７，１８の上部に取り付けられている。具体的には、カバー１２は、複数のブラケット７１に対して固定要素、例えば、ねじ部材９３によって固定されている。

グリップ２２，２３が、外部に露出して設けられている。グリップ２２，２３は、中心線Ａ１，Ａ２に沿った方向に間隔をおいて設けられている。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、運搬することができる。

電動モータ１３、第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５は、カバー１２の内部に設けられている。つまり、電動モータ１３、第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５は、カバー１２によって覆われている。さらに、カバー１２の内部にはクランクケース（収容部）２４が設けられ、該クランクケース２４は、フレーム１１に固定されている。図３に示されるように、クランクケース２４は、中心線Ａ１，Ａ２に沿った方向で第１圧縮部１４と第２圧縮部１５との間に設けられている。

クランクケース２４は金属製であり、回転軸２５がクランクケース２４の内部から外部に亘って配置されている。中心線Ｂ１は、回転軸２５の回転中心（軸線）を表す仮想線である。空気圧縮機１０を平面断面視すると、中心線Ｂ１は、中心線Ａ１，Ａ２に対して所定角度で交差、例えば、略９０度の角度で交差している。

駆動部である電動モータ１３は、固定子２６及び回転子２７を有する。固定子２６はクランクケース２４に対して回転しないように設けられている。回転子２７は、駆動軸である回転軸２５に取り付けられている。電動モータ１３は、例えば、３相交流型の電動ブラシレスモータである。電動モータ１３は、電力が供給されると回転子２７が回転し、これによって回転軸２５が回転する。

冷却ファン２８が回転軸２５に取り付けられている。冷却ファン２８は、カバー１２の内部に設けられている。冷却ファン２８は、例えば、軸流ファンである。冷却ファン２８は、図３に示されるように、複数の羽根２８ａを有する。複数の羽根２８ａは、中心線Ｂ１を中心として冷却ファン２８の回転方向に間隔をおいて設けられている。冷却ファン２８は、電動モータ１３の駆動力により回転し、冷却風２８ｂ（後述する図６参照）を生成する。つまり、冷却ファン２８が回転されると空気の流れが生成される。

図３に示されるように、冷却ファン２８、電動モータ１３、クランクケース２４及び制御部１６は、中心線Ｂ１に沿った方向で互いに異なる位置に配置されている。

空気圧縮機１０が設置場所２０に置かれた状態、つまり、図２のように複数の脚部１９が設置場所２０に接触した状態において、設置場所２０の表面が略水平であると、中心線Ａ１，Ｂ１は、略水平である。また、冷却ファン２８、電動モータ１３、クランクケース２４、第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５は、重力の作用方向、つまり、鉛直方向で空気タンク１７，１８より上方に位置する。

図３に示されるように、中心線Ａ１，Ａ２に沿った方向で、グリップ２２とグリップ２３との間に、カバー１２、冷却ファン２８、電動モータ１３、クランクケース２４、第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５が配置されている。

第１圧縮部１４は、第１シリンダ（シリンダ部）３６、第１シリンダヘッド３７、第１コネクティングロッド３９、第１ピストン（ピストン部）４０、第１圧縮室４１及び第１排気室４２を有する。第１ピストン４０は、電動モータ１３の駆動力により回転する回転軸２５の回転によって往復動し、筒状の第１シリンダ３６は、第１ピストン４０を中心軸Ｃ１（後述する図９参照）方向に往復動可能な状態で収容する。第１シリンダ３６及び第１シリンダヘッド３７は、クランクケース２４に固定されている。第１コネクティングロッド３９の一方の端部は、回転軸２５に連結されている。第１ピストン４０は、第１コネクティングロッド３９の他方の端部に設けられている。第１ピストン４０は、第１シリンダ３６内で作動可能である。

第２圧縮部１５は、第２シリンダ（シリンダ部）４５、第２シリンダヘッド４６、第２コネクティングロッド４８、第２ピストン（ピストン部）４９、第２圧縮室５０及び第２排気室５１を有する。第２ピストン４９は、電動モータ１３の駆動力により回転する回転軸２５の回転によって往復動し、筒状の第２シリンダ４５は、第２ピストン４９を中心軸Ｃ２方向に往復動可能な状態で収容する。第２シリンダ４５及び第２シリンダヘッド４６は、クランクケース２４に固定されている。第２ピストン４９は、第２シリンダ４５内に作動可能に設けられている。第２コネクティングロッド４８の一方の端部は、回転軸２５に対して回転可能に連結されている。第２コネクティングロッド４８の他方の端部は、第２ピストン４９に連結されている。

つまり、第１圧縮部１４においては、電動モータ１３の回転軸２５の回転運動を第１ピストン４０の往復運動に変換するために、第１ピストン４０には、第１コネクティングロッド３９の一方の端部が結合されており、第１コネクティングロッド３９の他方の端部は、回転軸２５上に設けられた偏心カム３９ｂに回転可能に結合されている。言い換えると、第１コネクティングロッド３９は、クランクケース２４と第１シリンダ３６とに跨り、回転軸２５と第１ピストン４０とを連結している。

また、第２圧縮部１５においては、電動モータ１３の回転軸２５の回転運動を第２ピストン４９の往復運動に変換するために、第２ピストン４９には、第２コネクティングロッド４８の一方の端部が結合されており、第２コネクティングロッド４８の他方の端部は、回転軸２５上に設けられた偏心カム４８ｂに回転可能に結合されている。言い換えると、第２コネクティングロッド４８は、クランクケース２４と第２シリンダ４５とに跨り、回転軸２５と第２ピストン４９とを連結している。

以上により、電動モータ１３の回転軸２５の回転運動は、上記偏心カムや第１コネクティングロッド３９などからなる往復動変換部３９ａ、及び上記偏心カムや第２コネクティングロッド４８などからなる往復動変換部４８ａによって往復運動に変換されて第１ピストン４０及び第２ピストン４９に伝達される。言い換えれば、電動モータ１３から出力される回転軸２５の駆動力（回転力）は、往復動変換部３９ａ及び往復動変換部４８ａによって往復動力に変換され、ピストン部である第１ピストン４０及び第２ピストン４９に入力される。つまり、第１ピストン４０及び第２ピストン４９は、往復動変換部３９ａ及び往復動変換部４８ａの往復動力を受けて往復動する。この結果、第１ピストン４０及び第２ピストン４９は、それぞれ回転軸２５の方向と交差する中心軸Ｃ１及び中心軸Ｃ２に沿った方向に往復動する。

また、図４に示される接続管（連通路）６０の一方の端部が、図３に示される第１排気室４２に接続され、接続管６０の他方の端部が第２圧縮室５０に接続されている。接続管６０は、一例として金属製である。接続管６０は湾曲されており、電動モータ１３及び冷却ファン２８の上方を迂回するように配置されている。

図３に示されるように、第２排気室５１は、空気タンク１７，１８に接続されている。２つの空気タンク１７，１８内は図示せぬ連通管で接続されており、内部の空気圧は同じである。

また、空気タンク１７，１８内の圧力を検出して信号を出力する圧力センサ７４が設けられている。圧力センサ７４は、空気タンク１７の上端から上に向けて突出されている。供給管７６は、減圧バルブ７５を介して空気タンク１７に接続されている。減圧バルブ７５は、空気タンク１７の上端から上に向けて突出されている。操作ノブ７５ａが減圧バルブ７５に取り付けられており、作業者は、操作ノブ７５ａを操作可能である。減圧バルブ７５は、空気タンク１７から供給管７６へ送られる空気の圧力を調整、具体的には、減圧する。

また、供給管７６内の空気圧を表示する圧力計７７が、図２に示されるように設けられている。カプラ７８が供給管７６に取り付けられている。カプラ７８は、エアホースに取り付け及び取り外しが可能である。カプラ７８はエアホースを介して他の作業機に接続される。

供給管８０は、減圧バルブ７９を介して空気タンク１８に接続されている。操作ノブ７９ａが減圧バルブ７９に取り付けられており、作業者は、操作ノブ７９ａを操作可能である。減圧バルブ７９は、空気タンク１８から供給管８０へ送られる空気の圧力を調整、具体的には、減圧する。また、供給管８０内の空気圧を表示する圧力計８１が、図１に示されるように設けられている。操作ノブ７５ａ，７９ａ及び圧力計７７，８１は、カバー１２の外部に露出して配置されている。カプラ８２が供給管８０に取り付けられている。カプラ８２は、エアホースに取り付け及び取り外しが可能である。カプラ８２はエアホースを介して他の作業機に接続される。

図１に示されるように、カバー１２の天板８６に操作部８３が設けられており、操作部８３は、電源スイッチ、表示パネル等を有する。図３に示される制御部１６は、電動モータ１３の作動及び停止を制御する機構である。制御部１６は、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マイクロコンピュータである。

インバータ回路がカバー１２の内部に設けられている。制御部１６はインバータ回路を制御する。カバー１２の内部に、電動モータ１３の回転方向の位相を検出するセンサ、電動モータ１３の回転数を検出するセンサが設けられている。圧力センサ７４、電源スイッチ及び各種のセンサの信号は制御部１６に入力される。なお、制御部１６がインバータ回路を含む構成でもよい。

次に、作業者が空気圧縮機１０の使用する例を説明する。作業者が操作部８３の電源スイッチをオンすると、制御部１６はインバータ回路を制御し、電動モータ１３の回転子２７が回転する。回転子２７及び回転軸２５が一体回転すると、回転軸２５のトルクで第１ピストン４０及び第２ピストン４９が、それぞれ往復動される。

第１ピストン４０が作動されると、カバー１２の外部の空気は、第１圧縮部１４の第１圧縮室４１に吸入され、第１圧縮室４１で空気が圧縮される。第１圧縮室４１で圧縮された空気は、第１排気室４２へ排出される。第２ピストン４９が作動されると、第１排気室４２の空気は、接続管６０を通って第２圧縮部１５の第２圧縮室５０に吸い込まれる。第２圧縮室５０は、空気を更に圧縮し、第２圧縮室５０で圧縮された空気は、第２排気室５１を経由して空気タンク１７，１８へ送られる。なお、第２圧縮室５０から吐出される空気圧は、第１圧縮室４１から吐出される空気圧よりも高い。

このように空気圧縮機１０は、空気を２段階で圧縮する。作業者は、空気タンク１７，１８内の空気を、減圧バルブ７５により減圧して供給管７６に送ること、減圧バルブ７９により減圧して供給管８０に送ること、のうち少なくとも一方を行うことが可能である。

制御部１６は、圧力センサ７４の信号を処理して空気タンク１７，１８内の空気圧を検出する。制御部１６は、記憶部に記憶されているデータに基づいて、電動モータ１３の回転、停止、回転数及びトルクを制御する。制御部１６は、電源スイッチがオンされていると、空気タンク１７，１８内の空気圧が、目標圧力まで上昇するように電動モータ１３の回転数、トルクを制御する。制御部１６は、空気タンク１７，１８内の空気圧が目標圧力になると、電動モータ１３を停止させる。

また、冷却ファン２８は回転軸２５と共に回転する。冷却ファン２８が回転すると、カバー１２の外の空気は、図１及び図２に示す複数の通気路３４を通って内部へ吸い込まれる。吸い込まれた空気は、カバー１２内で第２圧縮部１５の第２シリンダ４５に当たるように流れる。電動モータ１３、第１圧縮部１４、第２圧縮部１５、クランクケース２４及び制御部１６の熱は、冷却ファン２８から供給されて内部を流れる空気（図６に示される冷却風２８ｂ）に伝達される。内部を流れた空気は、通気路３４と反対側に設けられた通気路から外部へ排出される。

なお、図５に示されるように、第１シリンダ３６にはその外周部に複数のフィン３６ａが設けられている。また、図７に示されるように、第２シリンダ４５にもその外周部に複数のフィン４５ａが設けられている。したがって、図６及び図８に示されるように、冷却ファン２８から供給された空気（冷却風２８ｂ）がフィン３６ａやフィン４５ａの表面を通過するため、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５は冷却される。

しかしながら、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５と冷却ファン２８との配置により、冷却ファン２８から供給される空気（冷却風２８ｂ）は、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５それぞれの冷却ファン２８側の側面には当たるものの、冷却ファン２８と反対側（冷却ファン２８から遠い側）のシリンダ側面には当たり難い状態となっている。すなわち、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５において冷却ファン２８から遠い側の側面には空気（冷却風２８ｂ）が当たり難く、シリンダが熱くなり易い。言い換えると、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５の冷却が十分には行われていない。特に、本実施形態１の空気圧縮機１０のように低圧側と高圧側の２段圧縮式の圧縮機の場合には、その高圧側のシリンダ（第２シリンダ４５）がより熱くなり易い。

そこで、本実施形態１の空気圧縮機１０では、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５の冷却効率をさらに高めるために、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５それぞれの側面に吸気通路３１が設けられている。

次に、空気圧縮機１０における吸気通路３１及びその周辺の詳細構造について説明する。空気圧縮機１０は、図９に示されるように、往復動変換部３９ａと往復動変換部４８ａ及びシリンダ部を有するケース部３０を有している。具体的には、ケース部３０は、往復動変換部３９ａ及び往復動変換部４８ａを収容するクランク室（収容室）２９が形成されるクランクケース（収容部）２４と、第１ピストン４０及び第２ピストン４９とともに圧縮室を画定するシリンダ部と、前記圧縮室とクランクケース２４の外部とを連通する吸気通路３１と、を含んでいる。

前記シリンダ部は、中心軸Ｃ１に沿った方向（第１方向）の一方側に向かってクランクケース２４の外周部から立設される低圧側の第１シリンダ３６と、中心軸Ｃ１に沿った方向の他方側に向かってクランクケース２４の外周部から立設される高圧側の第２シリンダ４５と、を含んでいる。なお、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５は、筒形状であるとともに、その内部を第１ピストン４０及び第２ピストン４９が往復動可能である。

また、前記圧縮室は、第１シリンダ３６に設けられる低圧側の第１圧縮室４１と、第２シリンダ４５に設けられる高圧側の第２圧縮室５０と、を含んでいる。さらに、ケース部３０は、第１圧縮室４１から排気された空気を第２圧縮室５０へと供給する接続管（連通路）６０を有している。

そして、吸気通路３１は、第２シリンダ（シリンダ部）４５に設けられ、かつ、外部と接続される吸気口３１ａと、第２シリンダ（シリンダ部）４５に設けられ、かつ、吸気口３１ａとクランク室２９とを連通する第１通路３１ｂと、第１シリンダ（シリンダ部）３６に設けられ、かつ、クランク室２９と第１圧縮室４１とを連通する第２通路３１ｃと、を有している。

また、吸気口３１ａには図示しないホースが接続され、該ホースの先端が図１に示されるフィルタカバー１２ａの内側に接続されている。そして、低圧側の第１シリンダヘッド３７は台座３６ｂを介して第１シリンダ３６に設けられており、台座３６ｂには一方向への空気の流れを許容する弁部材４４ａ，４４ｂが設けられている。同様に、高圧側の第２シリンダヘッド４６は台座４５ｂを介して第２シリンダ４５に設けられており、台座４５ｂには一方向への空気の流れを許容する弁部材４４ｃ，４４ｄが設けられている。

したがって、空気圧縮機１０の外部からフィルタカバー１２ａ及び上記ホースを介して取り込まれた空気（Ｅ１）は、吸気口３１ａを介して第２シリンダ４５の側面の第１通路３１ｂを通った後、クランク室２９内に送られる（Ｅ２）。そして、クランク室２９の内部を通った後、第１シリンダ３６の側面の第２通路３１ｃを通り（Ｅ３、Ｅ４）、その後、低圧側の第１圧縮室４１へ送られる。さらに、第１圧縮室４１で圧縮された空気は、第１排気室４２を介して（Ｅ５）接続管６０を通り（Ｅ６、Ｅ７）、第２圧縮室５０へ送られ、第２圧縮室５０で高圧に圧縮される。そして、高圧に圧縮された空気（Ｅ８）は、第２排気室５１を介してタンクへ送られる（Ｅ９）。なお、第１通路３１ｂを通って温度上昇してクランク室２９内に送られた空気は、クランク室２９で撹拌されて一旦冷やされた後、第２通路３１ｃを通って低圧側の第１圧縮室４１へ送られる。

つまり、本実施形態１の空気圧縮機１０では、外部から取り込んだ空気を高圧側のシリンダ側面に通して高圧側のシリンダを冷却し、この高圧側のシリンダの冷却により温められた空気をクランク室２９内に送る。さらに、温められた空気をクランク室２９で撹拌して一旦冷やし、その後、温度が下がった空気を低圧側のシリンダ側面に通して低圧側のシリンダを冷却してから低圧側の圧縮室へ送る。すなわち、高圧側のシリンダを冷却しつつ、低圧側のシリンダも熱くならないようにするものである。

なお、第１通路３１ｂ及び第２通路３１ｃのうちの何れか一方は、図３に示される回転軸２５の中心線（軸線）Ｂ１方向において、冷却ファン２８と反対側のシリンダ部の側面に設けられる。本実施形態１の空気圧縮機１０では、図１０及び図１１に示されるように、第１通路３１ｂが、回転軸２５の中心線Ｂ１方向において、冷却ファン２８と反対側の高圧側の第２シリンダ４５の側面に設けられている。一方、第２通路３１ｃは、低圧側の第１シリンダ３６の上面に設けられている。さらに、第１通路３１ｂ及び第２通路３１ｃは、図９に示されるシリンダ部の中心軸（軸線）Ｃ１及び中心軸Ｃ２方向に沿って直線状に形成されている。すなわち、第１通路３１ｂ及び第２通路３１ｃは、両方ともシリンダ側面もしくはシリンダ上面において直線状に形成されている。具体的には、第１通路３１ｂは、第２シリンダ４５の側面、台座４５ｂ、及びクランクケース２４に嵌合されるブッシュ２４ｂに形成され、直線状に連なっている。一方、第２通路３１ｃは、第１シリンダ３６の上面、台座３６ｂ、及びクランクケース２４に形成され、直線状に連なっている。

また、吸気口３１ａは、シリンダ部の中心軸Ｃ１方向において、第２シリンダ４５のクランクケース２４と反対側の端部に設けられている。詳細には、吸気口３１ａは、シリンダ部の中心軸Ｃ１方向において、台座４５ｂを介して第２シリンダ４５に接続される第２シリンダヘッド４６に設けられており、第１通路３１ｂに繋がっている。これにより、吸気口３１ａから取り込まれた空気は、台座４５ｂ、第２シリンダ４５及びブッシュ２４ｂそれぞれの第１通路３１ｂを直線状に進んだ後、クランク室２９に送られる。

また、図１１に示されるように、クランクケース２４は、シリンダ部の中心軸Ｃ１方向と交差する方向（図３に示される回転軸２５が延びる中心線Ｂ１に沿った方向）に延びる筒形状であるとともに、冷却ファン２８と反対側には複数のリブ３３を備えたクランクキャップ３２が設けられている。そして、図９に示される往復動変換部３９ａ，４８ａは、回転軸２５からクランクケース２４の径方向Ｌ１に沿って突出する突出部を有している。例えば、前記突出部は、図１０に示されるような金属製のバランサ２４ａである。バランサ２４ａは往復動変換部３９ａ，４８ａによるアンバランスを低減するための部材であり、クランクケース２４内を回転する。また、クランクケース２４内には第１コネクティングロッド３９や第２コネクティングロッド４８のような金属製の前記突出部が複数設けられており、第１ピストン４０や第２ピストン４９を往復動させるために往復動している。したがって、クランク室２９内は、バランサ２４ａや第１コネクティングロッド３９、第２コネクティングロッド４８が駆動している間はこれらによって撹拌される。その際、バランサ２４ａや第１コネクティングロッド３９、第２コネクティングロッド４８、クランクケース２４が金属製であるため、クランク室２９に送られた空気の熱を奪い取り、該空気の温度を下げることができる。すなわち、吸気口３１ａから取り込まれ、第２シリンダ４５の第１通路３１ｂを通ることで温度上昇してクランク室２９に送られた空気は、クランク室２９内でバランサ２４ａや第１コネクティングロッド３９、第２コネクティングロッド４８等の突出部によって撹拌され、かつ、金属製のバランサ２４ａや第１コネクティングロッド３９、第２コネクティングロッド４８、クランクケース２４に熱を奪われて一旦冷やされる。そして、クランク室２９で一旦冷やされた空気が第１シリンダ３６の第２通路３１ｃを通った後に第１圧縮室４１に送られる。

これにより、本実施形態１の空気圧縮機１０では、高圧側の第２シリンダ４５を冷却しつつ、低圧側の第１シリンダ３６も熱くならないように冷やすことができる。このように第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５の冷却性を向上させることで、空気圧縮機１０の圧縮性能を向上させることができる。すなわち、空気圧縮機１０の性能を向上させることができる。また、空気圧縮機１０の圧縮に伴う発熱を低減することができるため、空気圧縮機１０の耐久性を向上させることができる。特に高圧側の第２シリンダ４５は高温になり易いため、高圧側の第２シリンダ４５の冷却性を高められることは、空気圧縮機１０の耐久性を向上させるためにより有効である。

また、第１通路３１ｂ及び第２通路３１ｃのそれぞれが直線状に設けられていることにより、空気を滑らかに通すことができ、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５それぞれの冷却効果をさらに高めることができる。また、第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５に対して直線状の穴を追加工するだけで第１通路３１ｂ及び第２通路３１ｃを成形できるため、製造コストを低減できる。

また、カバー１２の一部にフィルタカバー１２ａが設けられ、吸気口３１ａとフィルタカバー１２ａとがホースを介して接続されることで、カバー１２の外部の低温の空気を防塵した上で取り込むことができ、空気圧縮機１０の性能をさらに向上させることができる。また、カバー１２の一部にフィルタカバー１２ａが設けられていることで、フィルタにアプローチし易くなり、空気圧縮機１０のメンテナンス性を向上できる。

（実施形態２）
図１２～図１４を用いて実施形態２について説明する。本実施形態２は、図１に示されるカバー１２の内部において、図１２に示される冷却ファン２８の回転によって発生した空気の気流を吸気口３１ａから取り込む構造を示している。本実施形態２の構造では、図１４に示されるように、第２シリンダヘッド４６に複数の吸気口３１ａが形成されている。そして、これら複数の吸気口３１ａが、第２シリンダ４５の第１通路３１ｂに連通するように設けられている。さらに、図１３及び図１４に示されるように、複数の吸気口３１ａに対して、吸気通路３１に粉塵が進入することを抑制するフィルタ部４３ａが装着されている。なお、フィルタ部４３ａはフィルタカバー４３によって覆われている。

このように第２シリンダヘッド４６に形成された吸気口３１ａにフィルタ部４３ａが装着されることにより、シリンダ部では電動モータ１３の回転力やピストンの往復動に起因する振動が発生するため、該振動によってフィルタ部４３ａに付着した粉塵を脱落させて取り除くことができる。これにより、フィルタ部４３ａの除塵効果を高めて空気圧縮機１０の性能を向上させることができる。また、実施形態１の空気圧縮機１０と同様に、高圧側の第２シリンダ４５を冷却しつつ、低圧側の第１シリンダ３６も熱くならないように冷やすことができ、その結果、空気圧縮機１０の圧縮性能を向上させることができる。

（実施形態３）
本実施形態３は、シリンダ部として、単一のシリンダを有する場合を示すものである。図１５に示されるように、クランクケース２４に第１シリンダ３６のみが接続されている。そして、第１シリンダ３６に台座３６ｂを介して第１シリンダヘッド３７が接続されており、この第１シリンダヘッド３７に吸気口３１ａが設けられている。

本実施形態３の構造においても、第１シリンダ３６と冷却ファン２８との配置により、図１６及び図１７に示されるように、冷却ファン２８から供給される空気（冷却風２８ｂ）は、第１シリンダ３６の冷却ファン２８側の側面には当たるものの、冷却ファン２８と反対側（冷却ファン２８から遠い側）のシリンダ側面には当たり難い状態となっている。すなわち、第１シリンダ３６において冷却ファン２８から遠い側の側面には空気（冷却風２８ｂ）が当たり難く、第１シリンダ３６が熱くなり易い状態である。

そこで、本実施形態３においても第１シリンダ３６の冷却効率をさらに高めるために、第１シリンダ３６の側面に吸気通路３１が設けられている。詳細には、図１８に示されるように、ケース部３０は、往復動変換部３９ａを収容するクランク室２９が形成されるクランクケース２４と、第１ピストン４０とともに第１圧縮室４１を画定する第１シリンダ３６と、第１圧縮室４１とクランクケース２４の外部とを連通する吸気通路３１と、を含んでいる。

そして、吸気通路３１は、第１シリンダヘッド３７に設けられ、かつ、外部と接続される吸気口３１ａと、第１シリンダ３６に設けられ、かつ、吸気口３１ａとクランク室２９とを連通する第１通路３１ｂと、第１シリンダ３６に設けられ、かつ、クランク室２９と第１圧縮室４１とを連通する第２通路３１ｃと、を有している。

また、吸気口３１ａには図示しないホースが接続され、該ホースの先端が図１に示されるフィルタカバー１２ａの内側に接続されている。また、台座３６ｂには一方向への空気の流れを許容する弁部材４４ｅ，４４ｆが設けられている。これにより、図１８～図２０に示されるように、外部から取り込まれた空気（Ｆ１）は、吸気口３１ａを介して第１シリンダ３６の側面の第１通路３１ｂを通った後、クランク室２９内に送られる（Ｆ２）。そして、クランク室２９の内部を通った後、第１シリンダ３６の底面の第２通路３１ｃを通り（Ｆ３、Ｆ４）、その後、第１圧縮室４１へ送られる。さらに、第１圧縮室４１で圧縮された空気（Ｆ５）は、第１排気室４２を介して外部へ送られる（Ｆ６）。ここでも、第１通路３１ｂを通って温度上昇してクランク室２９内に送られた空気は、クランク室２９で撹拌されて一旦冷やされた後、第２通路３１ｃを通って第１圧縮室４１へ送られる。

つまり、本実施形態３の構造においても、外部から取り込んだ空気をシリンダ側面に通して第１シリンダ３６を冷却し、この第１シリンダ３６の冷却により温められた空気をクランク室２９内に送る。さらに、温められた空気をクランク室２９で撹拌して一旦冷やし、その後、温度が下がった空気を再びシリンダ底面に通して第１シリンダ３６を冷却してから第１圧縮室４１へ送る。

これにより、第１シリンダ３６をより冷やすことで第１シリンダ３６の冷却性を向上させることができ、空気圧縮機の圧縮性能を向上させることができる。すなわち、空気圧縮機の性能を向上させることができる。

本発明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、上記実施形態３の構造において、実施形態２の構造を採用してもよい。すなわち、第１シリンダヘッド３７に複数の吸気口３１ａが形成され、これら複数の吸気口３１ａが第１通路３１ｂに連通するように設けられており、さらに、複数の吸気口３１ａに対してフィルタ部４３ａが装着された構造であってもよい。

１０…空気圧縮機（作業機）、１１…フレーム、１２…カバー、１２ａ…フィルタカバー、１３…電動モータ（駆動部）、１４…第１圧縮部、１５…第２圧縮部、１６…制御部、１７，１８…空気タンク、１９…脚部、２０…設置場所、２２，２３…グリップ、２４…クランクケース（収容部）、２４ａ…バランサ（突出部）、２４ｂ…ブッシュ、２５…回転軸（駆動軸）、２６…固定子、２７…回転子、２８…冷却ファン（ファン）、２８ａ…羽根、２８ｂ…冷却風、２９…クランク室（収容室）、３０…ケース部、３１…吸気通路、３１ａ…吸気口、３１ｂ…第１通路、３１ｃ…第２通路、３２…クランクキャップ、３３…リブ、３４…通気路、３６…第１シリンダ（シリンダ部）、３６ａ…フィン、３６ｂ…台座、３７…第１シリンダヘッド、３９…第１コネクティングロッド（突出部）、３９ａ…往復動変換部、３９ｂ…偏心カム、４０…第１ピストン（ピストン部）、４１…第１圧縮室、４２…第１排気室、４３…フィルタカバー、４３ａ…フィルタ部、４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ…弁部材、４５…第２シリンダ（シリンダ部）、４５ａ…フィン、４５ｂ…台座、４６…第２シリンダヘッド、４８…第２コネクティングロッド（突出部）、４８ａ…往復動変換部、４８ｂ…偏心カム、４９…第２ピストン（ピストン部）、５０…第２圧縮室、５１…第２排気室、６０…接続管（連通路）、７１…ブラケット、７４…圧力センサ、７５…減圧バルブ、７５ａ…操作ノブ、７６…供給管、７７…圧力計、７８…カプラ、７９…減圧バルブ、７９ａ…操作ノブ、８０…供給管、８１…圧力計、８３…操作部、８６…天板、９３…ねじ部材、Ａ１，Ａ２…中心線、Ｂ１…中心線（軸線）、Ｃ１，Ｃ２…中心軸（軸線）、Ｅ１～Ｅ９…空気の流れ、Ｆ１～Ｆ６…空気の流れ、Ｌ１…径方向

Claims (10)

1. 駆動軸を有する駆動部と、
   前記駆動軸の回転力を往復動力に変換する往復動変換部と、
   前記往復動変換部の往復動力を受けて往復動するピストン部と、
   前記往復動変換部及び前記ピストン部を内部に収容するケース部と、
   を有し、
   前記ケース部は、
   前記往復動変換部を収容する収容室が形成される収容部と、
   前記収容部の外周部から立設され、内部を前記ピストン部が往復動可能な筒形状であり、かつ、前記ピストン部とともに圧縮室を画定するシリンダ部と、
   前記圧縮室と前記ケース部の外部とを連通する吸気通路と、
   を含み、
   前記吸気通路は、
   前記シリンダ部に設けられ、外部と接続される吸気口と、
   前記シリンダ部に設けられ、前記吸気口と前記収容室とを連通する第１通路と、
   前記シリンダ部に設けられ、前記収容室と前記圧縮室とを連通する第２通路と、
   を有する、作業機。
2. 前記シリンダ部は、第１方向の一方側に向かって前記収容部の外周部から立設される第１シリンダと、前記第１方向の他方側に向かって前記収容部の外周部から立設される第２シリンダと、を含み、
   前記第１通路は、前記第２シリンダに設けられ、
   前記第２通路は、前記第１シリンダに設けられる、請求項１に記載の作業機。
3. 前記圧縮室は、前記第１シリンダに設けられる第１圧縮室と、前記第２シリンダに設けられる第２圧縮室と、を含み、
   前記ケース部は、前記第１圧縮室から排気された空気を前記第２圧縮室へと供給する連通路を有し、
   前記吸気口は、前記第２シリンダに設けられ、
   前記第２通路は、前記収容室と前記第１圧縮室とを連通する、請求項２に記載の作業機。
4. 前記シリンダ部は、単一のシリンダを有する、請求項１に記載の作業機。
5. 前記駆動軸を回転軸として回転可能なファンを有し、
   前記第１通路及び前記第２通路の少なくとも一方は、前記駆動軸の軸線方向において前記ファンと反対側の前記シリンダ部の側面に設けられる、請求項１乃至４の何れか一項に記載の作業機。
6. 前記第１通路は、前記駆動軸の軸線方向において前記ファンと反対側の前記シリンダ部の側面に設けられる、請求項５に記載の作業機。
7. 前記収容部は、前記シリンダ部の軸線方向と交差する方向に延びる筒形状であり、
   前記往復動変換部は、前記駆動軸から前記収容部の径方向に沿って突出する突出部を有する、請求項１に記載の作業機。
8. 前記吸気口は、前記シリンダ部の軸線方向において前記シリンダ部の前記収容部と反対側の端部に設けられる、請求項１に記載の作業機。
9. 前記吸気口に装着され、前記吸気通路に粉塵が進入することを抑制するフィルタ部が設けられる、請求項８に記載の作業機。
10. 前記第１通路及び前記第２通路は、前記シリンダ部の軸線方向に沿って直線状に形成される、請求項１に記載の作業機。

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