JP4230601B2 - 空気圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば空気を圧縮するのに好適に用いられる空気圧縮機に関し、特に、圧縮空気を貯留する貯留タンクと、駆動源となる電動モータ、該電動モータによって駆動する圧縮機本体とが一体的に配設された空気圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、空気圧縮機は、左,右に離間して互いに並行に配設され圧縮空気を貯留する一対の貯留タンクと、該各貯留タンク間の上側に位置して該各貯留タンクの長さ方向の一側に配設された電動モータと、前記貯留タンク間の上側に位置して該各貯留タンクの長さ方向の他側に配設され、該電動モータによって駆動され外部から吸込んだ空気を圧縮しつつ圧縮空気を前記各貯留タンクへと吐出する圧縮機本体とによって構成されたものが知られている(例えば特開平10−246185号公報等)。
【0003】
この種の従来技術による空気圧縮機は、電動モータによって圧縮機本体のクランク軸を回転駆動し、該クランク軸の回転に応じてシリンダ内でピストンを往復動させることにより、吸込室側から吸込んだ空気を圧縮室内で圧縮するものである。そして、圧縮機本体の圧縮室内で圧縮された圧縮空気は、吐出室側から配管等を介してタンクへと吐出され、このタンク内に貯留される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、圧縮機本体を駆動する電動モータとしてコンデンサモータ、インダクションモータ等が使用されていた。しかし、電動モータにコンデンサモータを使用した場合には、圧縮機本体の負荷の軽重に関わらず一定の回転数で電動モータを回転駆動するため、電動モータの動力を有効に使用できない領域が多く存在すると共に、電動モータの消費電力が大きいという問題があった。
【0005】
一方、電動モータに整流子モータを使用した場合には、ロータとステータをブラシによって接続するため、ブラシの飛び跳ね、焼き付き等が生じ易く、空気圧縮機等の大出力を必要とする電動モータには使用できないという問題がある。
【0006】
さらに、電動モータとしてマグネットを利用したDCブラシレスモータを使用した場合には、ロータに適用される永久磁石に砂鉄等が付着することがあり、電動モータの回転運動中にこの砂鉄等が回転力によって飛ばされるという問題があった。このため、電動モータを密閉構造にする必要があり、大出力用の電動モータのように、空気冷却式の開放構造には適用できないという問題があった。
【0007】
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、本発明は電動モータの消費電力を低減すると共に、装置全体を小型化し得る空気圧縮機を提供することを目的としている。
【0008】
【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、請求項1の発明による空気圧縮機は、軸に沿って長い形状の2つの貯留タンクを、前記軸が左,右に離間した状態で互いに並設し、圧縮空気を貯留する一対の貯留タンクと、該一対の貯留タンクの上側に配置された電動モータと、前記電動モータによって駆動される冷却ファンと、前記一対の貯留タンクの上側に配置され、前記電動モータによって駆動され、前記一対の貯留タンクに圧縮空気を供給する圧縮機本体と、前記一対の貯留タンクの間であって前記電動モータよりも下側に配置され、前記電動モータに供給する電流をインバータ制御する給電制御装置と、を備え、前記給電制御装置は、前記貯留タンクの軸方向に長い形状の金属製の筐体を有し、該筐体の内部には、外部から供給された交流電力を整流する整流器と、整流された電力を平滑化する平滑回路と、該平滑回路により平滑化された電力を前記電動モータを駆動するための交流電力に変換するトランジスタ回路と、前記トランジスタ回路を制御するインバータ制御部と、を配置し、前記一対の貯留タンクと前記筐体の外側との間には、冷却風が流通する冷却風流通路を形成する構成としている。
【0010】
このように構成したことにより、給電制御手段を用い電動モータの回転位置に応じて電動モータのステータのコイルに供給する電流、電圧の周波数を可変に制御するインバータ制御を行うことができ、電動モータの消費電力を低減することができる。そして、給電制御手段を一対の貯留タンク間に挟むようにして電動モータの下側に設けることにより、圧縮機全体の上下方向の高さ寸法、左右方向の幅寸法を小さくでき、給電制御手段をコンパクトに配置することができる。
また、一対の貯留タンクと給電制御装置の筐体の外側との間には冷却風流通路を形成したから、冷却ファンによる冷却風は速い流れとなって冷却風流通路を流通する。これにより、インバータ制御を行う給電制御装置が発熱しても、冷却風流通路を流通する冷却風によって給電制御装置を確実に冷却することができる。
さらに、筐体の内部には、整流器、平滑回路、トランジスタ回路およびインバータ制御部を配置した。このため、インバータ制御によってトランジスタ回路が発生する高周波のノイズを、金属製の筐体によって遮断でき、ノイズが外部に漏れるのを防止することができる。
【0011】
また、請求項2の発明による空気圧縮機は、軸に沿って長い形状の2つの貯留タンクを、前記軸が左,右に離間した状態で互いに並設し、圧縮空気を貯留する一対の貯留タンクと、該一対の貯留タンクの上側に配置された電動モータと、前記電動モータによって駆動される冷却ファンと、前記一対の貯留タンクの上側に配置され、前記電動モータによって駆動され、前記一対の貯留タンクに圧縮空気を供給する圧縮機本体と、前記一対の貯留タンクの間であって前記電動モータよりも下側に配置され、前記電動モータに供給する電流をインバータ制御する給電制御装置と、を備え、前記電動モータは、該電動モータのモータケースと前記圧縮機本体とを軸方向に貫通して延びる回転軸を有し、該回転軸には前記冷却ファンが設けられ、前記給電制御装置は、前記貯留タンクの軸方向に長い形状の金属製の筐体を有し、該筐体の内部には、外部から供給された交流電力を整流する整流器と、整流された電力を平滑化する平滑回路と、該平滑回路により平滑化された電力を前記電動モータを駆動するための交流電力に変換するトランジスタ回路と、前記トランジスタ回路を制御するインバータ制御部と、を配置し、前記一対の貯留タンクと前記筐体の外側との間には、前記冷却ファンによって作られる冷却風の一部が導かれ、冷却風が流通する冷却風流通路を形成する構成としている。
【0012】
このように構成した請求項2の発明でも、請求項1の発明と同様な作用効果を得ることができる。
【0013】
また、請求項3の発明による空気圧縮機は、軸に沿って長い形状の2つの貯留タンクを、前記軸が左,右に離間した状態で互いに並設し、圧縮空気を貯留する一対の貯留タンクと、該一対の貯留タンクの上側に配置された電動モータと、前記電動モータによって駆動される冷却ファンと、前記一対の貯留タンクの上側に配置され、前記電動モータによって駆動され、前記一対の貯留タンクに圧縮空気を供給する圧縮機本体と、前記一対の貯留タンクの間であって前記電動モータよりも下側に配置され、前記電動モータに供給する電流をインバータ制御する給電制御装置と、を備え、前記給電制御装置は、前記貯留タンクの軸方向に長い形状の金属製の筐体を有し、該筐体の内部には、外部から供給された交流電力を整流する整流器と、整流された電力を平滑化する平滑回路と、該平滑回路により平滑化された電力を前記電動モータを駆動するための交流電力に変換するトランジスタ回路と、前記トランジスタ回路を制御するインバータ制御部と、を配置し、
前記一対の貯留タンクと前記筐体の外側との間には、冷却風が流通する冷却風流通路を形成し、該冷却風流通路の断面積は、該冷却風流通路の途中で変化している構成としている。
このように構成した請求項3の発明でも、請求項1の発明と同様な作用効果を得ることができる。
【0014】
また、請求項4の発明では、前記冷却風流通路は、その断面積が前記冷却風流通路の途中で狭くなり、冷却風の流速が速くなる形状としている。
【0015】
これにより、例えば給電制御装置のうち最も高温となるトランジスタ回路を流速の速い冷却風を用いて確実に冷却することができる。
【0016】
また、請求項5の発明では、前記電動モータには、該電動モータの回転位置を検出する回転検出器を設け、前記インバータ制御部は、該回転検出器の出力に基づき前記トランジスタ回路を制御し、前記電動モータに供給する交流電流を作る構成としている。
【0017】
これにより、インバータ制御部は、回転検出器からの検出信号に従って電動モータの回転トルクが最大となるように電動モータに対する給電を制御する制御信号を出力することができる。また、インバータ制御部の近傍に回転検出器を設けることにより、インバータ制御部と回転検出器との間を接続する配線長さを短くでき、ノイズ等の侵入を防止することができる。
【0018】
また、請求項6の発明では、前記給電制御装置には商用電源が供給され、該商用電源を前記給電制御装置に供給するための電源ケーブルが、前記一対の貯留タンクの間から外部に延出するように設ける構成としている。
【0019】
さらに、請求項7の発明では、前記電動モータは、該電動モータの回転軸が前記各貯留タンクの軸と同方向となるように配置している。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態による空気圧縮機として2段式空気圧縮機を例に挙げて図1ないし図10に従って詳細に説明する。
【0021】
図において、1,1は左,右に離間して互いに並行に延びた一対の貯留タンク(以下、タンク1という)で、該各タンク1は、金属チューブ等から略円筒状の密閉容器として形成され、後述する下側フレーム5、上側フレーム6によって連結されている。そして、各タンク1の長さ方向両端側には、その下側位置に脚体2,2,…が取付けられ、上側位置には運搬用の把手3,3が取付けられている。
【0022】
また、各タンク1上には後述の圧縮機本体7、電動モータ12等を上側から覆う保護カバー4が図1に示す如く設けられ、該保護カバー4は必要に応じて取外されるようになっている。なお、図4ないし図6では保護カバー4を取外した状態で示している。
【0023】
5,5は各タンク1の下側に位置して各タンク1を左右方向で連結した下側フレームで、該下側フレーム5は図5および図6に示す如く高い剛性をもった金属金具等からなり、例えば各タンク1の長さ方向(前後方向)両端側で該各タンク1に溶接等の手段で固着されている。
【0024】
6,6は各タンク1の上側に位置して各タンク1を左右方向で連結した上側フレームで、該上側フレーム6は下側フレーム5とほぼ同様に高い剛性をもった金属材等からなり、例えば各タンク1の長さ方向(前後方向)に離間して該各タンク1に溶接等の手段で固着されている。そして、上側フレーム6,6は、圧縮機本体7を電動モータ12と共に下側から支承する構成となっている。
【0025】
7は各タンク1間に位置して上側フレーム6上に取付けられた圧縮機本体で、該圧縮機本体7は、略円筒状のクランクケース8と、該クランクケース8の径方向に突出して設けられたシリンダ9Aとシリンダヘッド9Bからなる第1段の圧縮機構9と、該第1段の圧縮機構9の反対側に位置して前記クランクケース8に設けられたシリンダ10Aとシリンダヘッド10Bとからなる第2段の圧縮機構10とによって大略構成されている。
【0026】
そして、第1段の圧縮機構9と第2段の圧縮機構10とは、図4に示す如く左,右方向へと横向きに突出して設けられ、シリンダ9A,10A内にはピストン(図示せず)が摺動可能に挿嵌されている。また、前記シリンダヘッド9B,10Bには吸込弁、吐出弁(いずれも図示せず)等が内蔵され、これら2つの圧縮機構9,10間は連通管11を介して接続されている。
【0027】
このように、本実施の形態による圧縮機本体7は、所謂水平対向型の2段式空気圧縮機として構成されている。
【0028】
12は各タンク1間に位置してクランクケース8の後部側に設けられた電動モータで、該電動モータ12は、例えばインバータ制御式のリラクタンスモータからなり、図4に示すようにクランクケース8と同軸に配設されたモータケース13と、該モータケース13内に配設された例えば3相のステータコイルからなるステータ14と、該ステータ14の内周側に設けられたロータ15と、該ロータ15の内周側に嵌合されロータ15と共に回転する回転軸16とから構成されている。
【0029】
ここで、回転軸16は、圧縮機本体7、電動モータ12のモータケース13を軸方向に貫通して設けられると共に、その前側はクランクケース8内にクランク軸となって配設され、後側が電動モータ12のロータ15に挿嵌されている。そして、回転軸16の両端側は、圧縮機本体7、モータケース13から外側へ突出している。また、モータケース13の下側部位は、クランクケース8の下側部位と共に各タンク1,1間に部分的に入り込み、圧縮機の全高を可及的に低くしている。
【0030】
そして、電動モータ12は、後述する給電制御装置20を介して外部の電源に接続されている。これにより、電動モータ12は、その回転駆動が給電制御装置20によってインバータ制御されるものである。
【0031】
17は圧縮機本体7の前側に位置して回転軸16の前端側に設けられた第1の冷却ファンとしての吸気ファンで、該吸気ファン17は、その外径寸法を後述する排気ファン18の外径寸法よりも大きく形成することにより、該吸気ファン17による冷却風の吸込量を排気ファン18による冷却風の吐出量よりも大きく設定している。これにより、吸気ファン17によって保護カバー4内に吸込まれた冷却風を当該保護カバー4内の全体に行き渡らせると共に、圧縮機本体7、電動モータ12の下側に位置する給電制御装置20にも十分な冷却風を供給するものである。
【0032】
18は電動モータ12の後側に位置して回転軸16の後端側に設けられた第2の冷却ファンとしての排気ファンで、該排気ファン18は、保護カバー4内の空気を排出することにより、吸気ファン17の吸気効率を高めるものである。また、排気ファン18は、電動モータ12の下面側から空気を排出し、給電制御装置20の前側から後側に向けて図6中の矢印の方向へと冷却風を流通させるものである。
【0033】
19は電動モータ12の回転位置を検出するためモータケース13の後端側に設けられた回転検出器で、該回転検出器19は、例えば回転軸16に取付けられたマグネットと該マグネットによる磁束を検出するホール素子等(いずれも図示せず)によって構成されている。そして、回転検出器19は、配線を介して給電制御装置20のインバータ制御部30に接続され、該インバータ制御部30に向けて回転軸16の回転位置に応じた検出信号を出力するものである。
【0034】
20は電動モータ12への給電をインバータ制御するための給電制御装置で、該給電制御装置20は、後述する回路用ケーシング21、給電部23、インバータ制御部30によって構成されている。そして、給電制御装置20は、圧縮機本体7、電動モータ12の下側に位置して各タンク1,1間に配設されている。これにより、給電制御装置20は、圧縮機本体7、電動モータ12との間に前後方向に延びる冷却風流通路Aを画成し、該冷却風流通路Aには吸気ファン17から排気ファン18に向かう冷却風が流通するものである。
【0035】
21は筐体となる略箱状の回路用ケーシングで、該回路用ケーシング21は、例えば薄い金属板をプレス加工することにより形成され、タンク1,1間に位置して前後方向に延びる箱部21Aと、該箱部21Aの前後方向中央に位置して下側部23Aの上側に設けられ、箱部21Aとの間に後述する平滑回路26等を収容する収容空間Bを画成する蓋部21Bとから構成されている。そして、箱部21Aの前後方向両端側は、ボルト22等によって下側フレーム5に固定されている。
【0036】
23は電動モータ12に駆動電力を供給するための給電部で、該給電部23は各タンク1の長さ方向中間部に位置して回路用ケーシング21の箱部21Aに取り付けられている。
【0037】
そして、給電部23は、電源ケーブル24等を介して外部の商用電源等に接続され例えば100Vの単相交流電圧を整流するダイオードによるブリッジ回路からなる整流器25と、該整流器25に接続され整流された電圧を平滑化して直流電圧を出力する複数のコンデンサ26Aからなる平滑回路26と、該平滑回路26と電動モータ12との間に設けられインバータ制御部30からの制御信号に応じて開成,閉成することによって該平滑回路26による直流電圧をパルス変調し、周波数可変の擬似的な交流電圧として電動モータ12に出力する例えば6個のパワートランジスタからなるトランジスタ回路27とによって概略構成されている。
【0038】
また、電源ケーブル24と整流器25との間にはコイル等からなるリアクトル28が接続され、該リアクトル28は、箱部21Aの前端側に取り付けられている。そして、リアクトル28は、単相交流電圧を直流電圧に変換するときに、外部の商用電源側に向けて高調波成分を多く含んだ電流が流れるのを防止し、力率を改善するものである。
【0039】
また、整流器25は発熱源となるため、この整流器25は、蓋部21B側に取り付けられると共に、タンク1の長さ方向の中間部に位置して収容空間B内の上側に配設されている。このため、整流器25から発生した熱は、蓋部21Bを通じて放熱されるものである。また、コンデンサ26Aは、箱部21Aの底面側に取り付けられると共に、収容空間B内の下側に配設され、整流器25と隙間をもって対面している。
【0040】
一方、トランジスタ回路27は発熱源として最も高温になり易いため、このトランジスタ回路27は、放熱板29に取り付けられると共に、電動モータ12の下側に位置して排気ファン18の近傍に配設されている。そして、放熱板29は、蓋部21Bの前側に位置して箱部21Aの上側に取り付けられている。また、放熱板29は、蓋部21Bと共に箱部21Aとの間に収容空間Bを画成すると共に、トランジスタ回路27を収容空間B内に配設している。このため、収容空間Bは、箱部21A、蓋部21B、放熱板29によって静電遮蔽されている。
【0041】
そして、放熱板29は、回路用ケーシング21の蓋部21Bに比べて電動モータ12に接近した位置に設けられている。このため、冷却風流通路Aのうち放熱板29と電動モータ12との間が最も狭い狭路部A1 となっている。
【0042】
また、発熱源となるトランジスタ回路27は、整流器25とは前後方向に離間し、熱に弱い傾向があるコンデンサ26Aとは上下方向に離間している。これにより、コンデンサ26Aは、発熱源となる整流器25、トランジスタ回路27との間に隙間が形成されると共に、これらの整流器25、トランジスタ回路27の下側に配設されている。
【0043】
30は収容空間Bの外側に位置して回路用ケーシング21の後端面側に設けられ電動モータ12をインバータ制御するインバータ制御部で、該インバータ制御部30は、マイクロコンピュータ等によって構成され、その入力側が回転検出器19等に接続され、出力側は給電部23のトランジスタ回路27等に接続されている。そして、インバータ制御部30は、回転検出器19からの検出信号に基づきトランジスタ回路27のパワートランジスタを開成,閉成することによって、電動モータ12のステータ14に供給する電流、電圧の周波数を変化させ、電動モータ12の回転数等を制御している。
【0044】
即ち、インバータ制御部30は、トランジスタ回路27のパワートランジスタを開成,閉成することにより、ステータ14の3相のステータコイルに電流を順次供給する。このとき、インバータ制御部30は、各コイルに供給する電流の周波数が上昇させることによって、電動モータ12を高速で回転し、電流の周波数が低下させることによって、電動モータ12を低速で回転させるものである。また、インバータ制御部30は、回転検出器19からの検出信号に基づきロータ15の回転位置を監視し、ロータ15の回転位置に応じてステータ14の各コイルに供給する電流値を決定する。これにより、インバータ制御部30は、最大の回転トルクを発生するように電動モータ12の駆動を制御するものである。
【0045】
本実施の形態による空気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。
【0046】
まず、電動モータ12に給電して回転軸16を回転駆動させると、第1段の圧縮機構9と第2段の圧縮機構10が作動する。このとき、連接棒を介して連結されたピストンがシリンダ9A,10A内で往復動し、第1段の圧縮機構9から連通管11を経由して第2段の圧縮機構10側に圧縮空気が供給される。そして、第2段の圧縮機構10は、第1段の圧縮機構9による圧縮空気をさらに加圧すると共に、この圧縮空気を各タンク1に向けて吐出する。これにより、タンク1内には圧縮空気が貯留される。
【0047】
このとき、インバータ制御部30は、トランジスタ回路27のパワートランジスタを開成,閉成し、電動モータ12をインバータ制御している。そして、トランジスタ回路27は例えば140V程度の直流電圧が印加されているから、トランジスタ回路27の開成,閉成によってトランジスタ回路27は高温に加熱する。また、整流器25も100V程度の交流電圧が印加されているから、整流器25からも熱が発生する。
【0048】
ここで、電動モータ12の回転軸16には吸気ファン17、排気ファン18が取り付けられているため、圧縮機本体7、電動モータ12の近傍には冷却風が流通する。そして、吸気ファン17と排気ファン18は、いずれも前後方向の前側から後側に向けて冷却風を流通させるから、吸気ファン17によって圧縮機本体7の周囲に供給された冷却風は電動モータ12の近傍を通過して排気ファン18によって排気される。
【0049】
このとき、圧縮機本体7側から電動モータ12側に向けて流れる冷却風の一部は、電動モータ12の下面に沿って流入するから、この冷却風は、タンク1,1間に設けられた給電制御装置20の周囲に供給される。そして、給電制御装置20の整流器25とトランジスタ回路27は、電動モータ12の下面近傍となる回路用ケーシング21の上側に取り付けられ、この部分には前記冷却風が速い流れとなって流通する。
【0050】
このため、回路用ケーシング21の底面側に取付けられた平滑回路26に比べて整流器25、トランジスタ回路27には多くの冷却風が供給されるから、整流器25、トランジスタ回路27は確実に冷却される。
【0051】
また、圧縮機本体7、電動モータ12と給電制御装置20との間に画成された冷却風流通路Aは、トランジスタ回路27の放熱板29と電動モータ12との間が最も狭い狭路部A1 となっているから、この狭路部A1 によって放熱板29の周囲を通過する冷却風の流速が速くなる。このため、給電制御装置20のうち最も高温となるトランジスタ回路27を確実に冷却することができる。
【0052】
かくして、本実施の形態によれば、給電制御装置20を電動モータ12の下側に位置して各タンク1,1間に設けたから、圧縮機全体の上下方向の高さ寸法、左右方向の幅寸法を小さくでき、給電制御装置20をコンパクトに配置することができる。この結果、例えば車両等で運搬するときの占有スペースを小さくできると共に、作業現場等での持ち運び作業を容易に行うことができる。また、給電制御装置20によって電動モータ12をインバータ制御することによって電動モータ12の消費電力を低減することができる。
【0053】
一方、給電制御装置20の給電部23を各タンク1の長さ方向中間部に配置し、インバータ制御部30を給電部23よりも各タンク1の後端側に配置したから、インバータ制御部30の保守、点検作業をタンク1の後端側から行うことができ、電動モータ12の制御を変更、調整等するときのメンテナンス性を向上させることができる。また、インバータ制御部30はマイクロコンピュータ等によって構成されているから、熱に弱い傾向がある。しかし、本実施の形態では、このインバータ制御部30をトランジスタ回路27等の発熱源を有する給電部23から離した状態で配設することができ、インバータ制御部30の信頼性を向上することができる。
【0054】
また、電動モータ12をインバータ制御するときには、インバータ制御部30によってトランジスタ回路27のパワートランジスタを高速で開成,閉成するかた、トランジスタ回路27は高周波のノイズを発生させる。しかし、本実施の形態では、トランジスタ回路27を含む給電部23を回路用ケーシング21と放熱板29によって静電遮蔽された収容空間B内に収容している。このため、トランジスタ回路27による高周波のノイズを、回路用ケーシング21によって遮断でき、ノイズが外部に漏れるのを防止することができる。
【0055】
また、給電部23のトランジスタ回路27を放熱板29を取り付けた状態で電動モータ12近傍に設け、整流器25をトランジスタ回路27と長さ方向に離間した位置に設けると共に、コンデンサ26Aをトランジスタ回路27と整流器25に対して上下方向の下側に離間して設けている。このため、給電部23のうちで、最も高温となり易いトランジスタ回路27は、放熱板29によって冷却することができる。また、熱によって損傷し易いコンデンサ26Aを発熱が生じる整流器25、トランジスタ回路27に対して下側に離間した状態で配置したから、整流器25、トランジスタ回路27による熱が対流等によってコンデンサ26Aに伝わるのを遮断することができる。
【0056】
また、電動モータ12の後端側には、インバータ制御部30の近傍に位置しての電動モータ12の回転位置を検出する回転検出器19を設け、該回転検出器19をインバータ制御部30に接続したから、インバータ制御部30と回転検出器19とを近付けることでき、インバータ制御部30と回転検出器19との間の配線長さを短くしてノイズの侵入等を抑止することができる。このため、電動モータ12の正確な回転位置に従って電動モータ12を駆動することができるから、電動モータ12の回転トルクを確実に大きくすることができる。
【0057】
さらに、電動モータ12の回転軸16にはその両端側に圧縮機本体7、電動モータ12、給電制御装置20に冷却風を供給する吸気ファン17、排気ファン18を設けたから、吸気ファン17、排気ファン18によって圧縮機本体7、電動モータ12、給電制御装置20に多量の冷却風を供給することができ、これらを確実に冷却することができる。
【0058】
なお、実施の形態では、圧縮機本体として水平対向型の2段式空気圧縮機からなる圧縮機本体7を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、1段または3段以上の空気圧縮機を圧縮機本体として用いてもよく、また、シリンダの配置形態もV型等の他の形態としてもよい。
【0059】
また、実施の形態では、吸気ファン17の外径寸法を排気ファン18の外径寸法よりも大きくすることにより、吸気ファン17の吸込量を排気ファン18の吐出量よりも大きくした場合を例示したが、これに替えて、例えば、吸気ファン17の外径寸法と排気ファン18の外径寸法を同等とし、羽根の枚数、形状、角度等を変更することによって吸気ファン17の吸込量を大きくしてもよい。
【0060】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項1,2,3の発明によれば、給電制御装置を圧縮機本体と電動モータの下側に位置して一対の貯留タンクの間に設けたから、圧縮機全体の上下方向の高さ寸法、左右方向の幅寸法を小さくでき、給電制御装置をコンパクトに配置することができる。この結果、運搬時における圧縮機の占有スペースを小さくできると共に、作業現場等での持ち運び作業を容易に行うことができる。また、給電制御装置によって電動モータをインバータ制御することによって電動モータの消費電力を低減することができる。
【0061】
また、請求項1,2,3の発明によれば、一対の貯留タンクと給電制御装置の筐体の外側との間には冷却風流通路を形成したから、冷却ファンによる冷却風は速い流れとなって冷却風流通路を流通する。これにより、インバータ制御を行う給電制御装置が発熱しても、冷却風流通路を流通する冷却風によって給電制御装置を確実に冷却することができる。
【0062】
また、請求項1,2,3の発明によれば、筐体の内部には、整流器、平滑回路、トランジスタ回路およびインバータ制御部を配置した。このため、インバータ制御によってトランジスタ回路が発生する高周波のノイズを、金属製の筐体によって遮断でき、ノイズが外部に漏れるのを防止することができる。
【0063】
また、請求項4の発明によれば、冷却風流通路は、その断面積が冷却風流通路の途中で狭くなり、冷却風の流速が速くなる形状としたから、例えば給電制御装置のうち最も高温となるトランジスタ回路を流速の速い冷却風を用いて確実に冷却することができる。
【0064】
また、請求項5の発明によれば、電動モータには、電動モータの回転位置を検出する回転検出器を設け、インバータ制御部は該回転検出器の出力に基づいてトランジスタ回路を制御し、電動モータに供給する交流電流を作る構成とした。このため、電動モータの正確な回転位置に従って電動モータを駆動することができるから、電動モータの回転トルクを確実に大きくすることができる。
【0065】
また、請求項6の発明のように、商用電源を給電制御装置に供給するための電源ケーブルは、一対の貯留タンクの間から外部に延出するように設ける構成としてもよい。
さらに、請求項7の発明のように、電動モータは、該電動モータの回転軸が各貯留タンクの軸と同方向となるように配置する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるタンク一体型の2段式空気圧縮機を示す正面図である。
【図2】本発明の実施の形態による空気圧縮機を示す平面図である。
【図3】本発明の実施の形態による空気圧縮機を示す底面図である。
【図4】図2中の保護カバーを取外した状態の空気圧縮機を示す平面図である。
【図5】保護カバーを取外した状態の空気圧縮機を示す図4の右側面図である。
【図6】空気圧縮機の給電制御装置等を示す図5中の矢示VI−VI方向からみた断面図である。
【図7】実施の形態による給電制御装置を単体で示す平面図である。
【図8】実施の形態による給電制御装置を示す図7の左側面図である。
【図9】実施の形態による給電制御装置を蓋部、放熱板を取外した状態で示す平面図である。
【図10】実施の形態による給電制御装置を示す電気回路図である。
【符号の説明】
1 貯留タンク
7 圧縮機本体
12 電動モータ
13 モータケース
16 回転軸
17 吸気ファン(第1の冷却ファン)
18 排気ファン(第2の冷却ファン)
19 回転検出器
20 給電制御装置
21 回路用ケーシング(筐体)
23 給電部
24 電源ケーブル
25 整流器
26 平滑回路
26A コンデンサ
27 トランジスタ回路
30 インバータ制御部
A 冷却風流通路
A 1 狭路部
Claims (7)
- 軸に沿って長い形状の2つの貯留タンクを、前記軸が左,右に離間した状態で互いに並設し、圧縮空気を貯留する一対の貯留タンクと、
該一対の貯留タンクの上側に配置された電動モータと、
前記電動モータによって駆動される冷却ファンと、
前記一対の貯留タンクの上側に配置され、前記電動モータによって駆動され、前記一対の貯留タンクに圧縮空気を供給する圧縮機本体と、
前記一対の貯留タンクの間であって前記電動モータよりも下側に配置され、前記電動モータに供給する電流をインバータ制御する給電制御装置と、を備え、
前記給電制御装置は、前記貯留タンクの軸方向に長い形状の金属製の筐体を有し、
該筐体の内部には、外部から供給された交流電力を整流する整流器と、整流された電力を平滑化する平滑回路と、該平滑回路により平滑化された電力を前記電動モータを駆動するための交流電力に変換するトランジスタ回路と、前記トランジスタ回路を制御するインバータ制御部と、を配置し、
前記一対の貯留タンクと前記筐体の外側との間には、冷却風が流通する冷却風流通路を形成する構成としてなる空気圧縮機。 - 軸に沿って長い形状の2つの貯留タンクを、前記軸が左,右に離間した状態で互いに並設し、圧縮空気を貯留する一対の貯留タンクと、
該一対の貯留タンクの上側に配置された電動モータと、
前記電動モータによって駆動される冷却ファンと、
前記一対の貯留タンクの上側に配置され、前記電動モータによって駆動され、前記一対の貯留タンクに圧縮空気を供給する圧縮機本体と、
前記一対の貯留タンクの間であって前記電動モータよりも下側に配置され、前記電動モータに供給する電流をインバータ制御する給電制御装置と、を備え、
前記電動モータは、該電動モータのモータケースと前記圧縮機本体とを軸方向に貫通して延びる回転軸を有し、該回転軸には前記冷却ファンが設けられ、
前記給電制御装置は、前記貯留タンクの軸方向に長い形状の金属製の筐体を有し、
該筐体の内部には、外部から供給された交流電力を整流する整流器と、整流された電力を平滑化する平滑回路と、該平滑回路により平滑化された電力を前記電動モータを駆動するための交流電力に変換するトランジスタ回路と、前記トランジスタ回路を制御するインバータ制御部と、を配置し、
前記一対の貯留タンクと前記筐体の外側との間には、前記冷却ファンによって作られる冷却風の一部が導かれ、冷却風が流通する冷却風流通路を形成する構成としてなる空気圧縮機。 - 軸に沿って長い形状の2つの貯留タンクを、前記軸が左,右に離間した状態で互いに並設し、圧縮空気を貯留する一対の貯留タンクと、
該一対の貯留タンクの上側に配置された電動モータと、
前記電動モータによって駆動される冷却ファンと、
前記一対の貯留タンクの上側に配置され、前記電動モータによって駆動され、前記一対の貯留タンクに圧縮空気を供給する圧縮機本体と、
前記一対の貯留タンクの間であって前記電動モータよりも下側に配置され、前記電動モータに供給する電流をインバータ制御する給電制御装置と、を備え、
前記給電制御装置は、前記貯留タンクの軸方向に長い形状の金属製の筐体を有し、
該筐体の内部には、外部から供給された交流電力を整流する整流器と、整流された電力を平滑化する平滑回路と、該平滑回路により平滑化された電力を前記電動モータを駆動するための交流電力に変換するトランジスタ回路と、前記トランジスタ回路を制御するインバータ制御部と、を配置し、
前記一対の貯留タンクと前記筐体の外側との間には、冷却風が流通する冷却風流通路を形成し、
該冷却風流通路の断面積は、該冷却風流通路の途中で変化している構成としてなる空気圧縮機。 - 前記冷却風流通路は、その断面積が前記冷却風流通路の途中で狭くなり、冷却風の流速が速くなる形状としてなる請求項3に記載の空気圧縮機。
- 前記電動モータには、該電動モータの回転位置を検出する回転検出器を設け、
前記インバータ制御部は、該回転検出器の出力に基づき前記トランジスタ回路を制御し、前記電動モータに供給する交流電流を作る構成としてなる請求項1,2,3または4に記載の空気圧縮機。 - 前記給電制御装置には商用電源が供給され、該商用電源を前記給電制御装置に供給するための電源ケーブルが、前記一対の貯留タンクの間から外部に延出するように設けてなる請求項1,2,3,4または5に記載の空気圧縮機。
- 前記電動モータは、該電動モータの回転軸が前記各貯留タンクの軸と同方向となるように配置してなる請求項1,2,3,4,5または6に記載の空気圧縮機。
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