(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気圧縮機構を収納し、該機構を潤滑する潤滑油がその底部に貯留するように構成された圧縮機構収納ケースを備える空気圧縮機において、
前記潤滑油がその上に貯留する前記圧縮機構収納ケースの底板の外面に放熱フィンを設け、前記底板中央部と該中央部外面の放熱フィンとは磁力線が上下方向に伸びるように予め磁化させてあることを特徴とする空気圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の空気圧縮機において、前記底板を非磁性体金属で形成し、該底板外面の中央部のみは前記放熱フィンを設けずに、その部分に磁力線を上下方向に伸ばす永久磁石を取り付けたことを特徴とする空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気を必要とする工具等に圧縮空気を供給する空気圧縮機に関し、その圧縮機構収納ケースの底部に集まる潤滑油中の鉄粉を除去し、且つ潤滑油の冷却も可能とした空気圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気圧縮機には空気圧縮機構に往復動式、スクリュー式、斜板式等、各種の形式があるが、何れも鋼鉄製、あるいはアルミ合金製の圧縮機構収納ケース内に空気圧縮機構を収納し、それら圧縮機構の摺動部を潤滑油で潤滑する構成を採用している。例えば、往復動式の空気圧縮機はシリンダ内でピストンを往復動させて空気を圧縮するもので、多くの場合、高圧を得るため複数のシリンダを用いて段階的に圧力を高める多段式を採用している。往復動型の２段式空気圧縮機の場合は、圧縮機構収納ケースに相当するクランクケースの上方部に低圧側シリンダと高圧側シリンダの２個の空気圧縮用シリンダを取り付け、低圧側シリンダで圧縮した空気を中間配管を経由して高圧側シリンダに送り、更に圧力を高めて吐出する。圧縮用シリンダは、例えばアルミニウム合金等で略筒状に形成したシリンダ内部にピストンを往復動可能に挿嵌させたものであり、ピストンは連結ロッドにより駆動される。連結ロッドはクランクケース外に設置したモータ等で回転駆動されるクランクシャフトに取り付けられたクランクアームの先端部とピストンとを連結する。クランクアーム先端部がクランクシャフトの軸周りを同心円状に回転すると、連結ロッドはその動きをピストンの直線運動に変換する。シリンダのヘッド部にはピストン運動に同期して開閉する吸込弁と吐出弁が設けられており、吸込弁から吸入された空気はシリンダ内で圧縮され吐出弁から吐出される。
【０００３】
このような往復動型空気圧縮機ではシリンダ内壁面とピストン外周面との間、連結ロッドとピストンの連結部、連結ロッドとクランクアーム先端部の連結部に金属同士が擦れ合う摺動部が存在する。摺動部の摩擦を軽減するため潤滑油が用いられるが、高頻度動作により擦れ合う金属表面が磨耗して鉄粉が生じる。鉄粉は潤滑油に混じり、鉄粉の混じった潤滑油は循環して再び摺動部の潤滑に使用される。鉄粉の混じった潤滑油は摺動部の磨耗を助長するため早期に除去することが求められる。大型の圧縮機ではクランクケース外に取り付けたフィルターで除去する方法が用いられるが、小型の圧縮機では外部にフィルターを取り付けて循環させるのは容易ではない。また、潤滑油はクランクケース内の各部品の表面を潤滑する際に熱を吸収して温度上昇するためその冷却も重要である。
【０００４】
このような問題を解決するため、例えば特許文献１にはシリンダブロック肉壁に磁性体を鋳込み、磁性体の吸着力により部品の取り付け時や取り外し時に落下した部品取り付け具をシリンダブロック肉壁の外向き面に吸着させるとともに、エンジンオイルに含まれる鉄粉をシリンダブロック肉壁の内向き面に吸着させるようにしたエンジンが開示されている。しかし、シリンダブロック肉壁に磁性体を鋳込むのは簡単ではない。また、磁性体の鋳込みによりシリンダブロック肉壁の強度が下がる問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１８５７４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術のこうした問題点を解決するためになされたもので、その課題は空気圧縮機の圧縮機構収納ケース内を循環する潤滑油中の鉄粉を除去し、併せて潤滑油の冷却も可能とした空気圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、空気圧縮機構を収納し、該機構を潤滑する潤滑油がその底部に貯留するように構成された圧縮機構収納ケースを備える空気圧縮機において、潤滑油がその上に貯留する前記圧縮機構収納ケースの底板の外面に放熱フィンを設け、前記底板中央部と該中央部外面の放熱フィンとは磁力線が上下方向に伸びるように予め磁化させてあることを特徴とする空気圧縮機である。
【００１０】
このような構成によれば、潤滑油中の鉄粉は底板の内表面に吸着されて潤滑油中から除去される。その結果、鉄粉の少ない潤滑油が潤滑に使用されることになり摺動部の磨耗が減少する効果を奏する。また、底板の外面に形成した放熱フィンは、底板の内面上に貯留する潤滑油の熱を外部に逃がして温度を下げる効果を発揮する。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気圧縮機において、前記底板を非磁性体金属で形成し、該底板外面の中央部のみは前記放熱フィンを設けずに、その部分に磁力線を上下方向に伸ばす永久磁石を取り付けたことを特徴とする空気圧縮機である。
【００１２】
このような構成の空気圧縮機は請求項１に記載の発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本願発明に係る空気圧縮機１の正面図である。
【図２】空気圧縮機１の平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】底板１５を磁化させた空気圧縮機１の断面図である。
【図５】底板１５を電磁石２０を用いて磁化させる方法の説明図である。
【図６】底板１５の内表面に鉄粉２１が吸着された状態の断面図である。
【図７】永久磁石２５を底板１５の外面側に取り付けた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る空気圧縮機の構成を往復動型の２段式空気圧縮機を例に実施形態に分けて説明する。
（第１の実施形態）
図１は本願発明に係る空気圧縮機１の一例の正面図、図２は平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。空気圧縮機１は往復動型の２段式圧縮機であり、低圧側圧縮部としての空気圧縮用シリンダ２ａと高圧側圧縮部としての空気圧縮用シリンダ２ｂを備える。２個のシリンダ２（２ａ、２ｂ）はクランクケース（圧縮機構収納ケースに相当する。）４の上方部に取り付けてある。低圧側シリンダ２ａはサイレンサ５を通して外部空気を吸い込み、これを圧縮して中間圧力の圧縮空気として中間配管７に吐出する。高圧側シリンダ２ｂは中間配管７を経由した中間圧力の空気を更に圧縮して高圧圧縮空気として吐出配管８に吐出する。中間配管７、吐出配管８中の矢印は圧縮空気の流れを示す。
【００１５】
空気圧縮用のシリンダ２は、図３に示すようにアルミニウム合金等で筒状内部を形成し、そこにピストン９を往復動可能に挿嵌させたものである。ピストン９は連結ロッド１０により往復駆動される。連結ロッド１０はクランクケース４の外に取り付けたモータ等で回転駆動されるクランクシャフト１１に固定取り付けされたクランクアームの先端部１２とピストン９とを連結する。クランクシャフト１１が回転するとクランクアーム先端部１２はクランクシャフト１１の軸周りを同心円状に回転する。クランクアーム先端部１２に一端が連結された連結ロッド１０は揺動し、シリンダ２の円筒内面にガイドされたピストン９を往復運動させる。各シリンダ２のヘッド部にはピストン運動に同期して開閉する吸込弁と吐出弁が設けられており、吸込弁から吸入された空気はシリンダ２内で圧縮されて吐出弁から中間配管７、吐出配管８に吐出される。
【００１６】
クランクケース４内には摺動部を潤滑するための潤滑油１４が封入されている。潤滑油１４はクランクケース４の底板１５の上部の貯留部１６に溜まる。クランクシャフト１１にはかき混ぜ棒１７が取り付けてあり、クランクシャフト１１が回転するとかき混ぜ棒１７も回転して貯留部１６に溜まった潤滑油１４をピストン９、シリンダ２内壁、連結ロッド１０等に向かってはねかける。これによりクランクケース４内の各摺動部は潤滑油１４により潤滑される。潤滑油１４はクランクケース４の頂部に設けた注入口から注入される。クランクケース４の正面側壁には内部清掃用の円形開口が設けられている。円形開口は常時は蓋１８で閉塞されている。交換が必要になった潤滑油１４は正面側壁下部の排出口２２から排出される。
【００１７】
本実施形態の空気圧縮機１では、クランクケース４の底面の底板１５の外面に放熱フィン１９が形成してある。クランクケース４内では各部品が激しく運動して摺動部に摩擦熱が発生し、それに接する潤滑油１４は温度が上昇する。放熱フィン１９は底板１５上に貯留する潤滑油１４の熱を外部に逃がし、その温度を下げるオイルクーラーの機能を果たす。
【００１８】
また、本実施形態の空気圧縮機１の特徴として、クランクケース４の底面の底板１５の中央部は図４に示すように磁力線が上下方向に伸びるように予め磁化させてある。即ち、底板１５の中央部が磁石となり、その磁力線が底板１５の内表面より上方向に伸びている。このため、その上に貯留する潤滑油１４中の鉄粉は磁力により吸引されて底板１５の内表面に吸着され、潤滑油１４から除去される。潤滑油１４中の鉄粉は、摺動部における金属同士の擦れ合いにより生じて潤滑油１４中に混入したものである。
【００１９】
図５は底板１５を上下方向に磁化させる方法の一例を示したものである。底板１５には残留磁気が多く残る金属材料を使用する。好ましくは、底板１５の中央部分のみをそのような材料で形成し、他の部分は非磁性の材料で形成するとよい。磁化に際してはシリンダ２を取り付ける前のクランクケース４内に電磁石２０を装入し、電磁石２０の一方の磁極面を底板１５の内表面に接触させた状態にして強力な磁界を発生させる。発生した磁束は底板１５を上下方向に貫いて底板１５を上下方向に磁化させる。暫くこの状態を保った後に電磁石２０を取り除くと底板１５には図４に示すように上下方向に残留磁気が残る。磁化された底板１５の上に貯留する潤滑油１４中の鉄粉２１は、その磁力により吸引されて底板１５の内表面に図６に示すように吸着される。潤滑油１４に吸着された鉄粉は潤滑油１４を排出口２２から排出した後、正面の蓋１８を外し、円形開口から清掃具を装入して除去する。
【００２０】
このような構成によれば潤滑油１４中の鉄粉は底板１５の内表面に吸着されて除去される。その結果、鉄粉の少ない潤滑油が潤滑に使用されることになり、摺動部の磨耗が減少する効果を奏する。また、底板１５の外面に形成した放熱フィン１９は、底板１５の内面上に貯留する潤滑油１４の熱を外部に逃がして温度を下げる効果を発揮する。
【００２１】
（第２の実施形態）
本実施形態の空気圧縮機は、底板１５上に貯留する潤滑油１４に磁力を及ぼす構造を変えたものである。前記実施形態では底板１５自体を磁化させたのに対し、本実施形態の空気圧縮機では底板１５の外面側に永久磁石を取り付け、その磁力線が底板１５を通過してクランクケース４内に及ぶようにしている。図７は永久磁石２５を取り付けた場合の断面図である。底板１５の外面中央部分は放熱フィン１９を無くし、その部分に永久磁石２５を取り付け、カバー２６で覆う。底板１５は磁力線を通過させるアルミニュウムのような非磁性体金属で形成する。永久磁石２５の磁化方向を上下方向にしておくと、磁力線は底板１５を通過してクランクケース４内に及び、潤滑油１４中の鉄粉を底板１５の内表面に吸着される。底板１５は磁化されないので、吸着した鉄粉は永久磁石２５を取り外すことにより容易に清掃、除去できる。
【符号の説明】
【００２２】
図面中、１は空気圧縮機、２、２ａ、２ｂは空気圧縮用シリンダ、４はクランクケース（圧縮機構収納ケース）、９はピストン、１０は連結ロッド、１１はクランクシャフト、１２はクランクアーム先端、１４は潤滑油、１５は底板、１９は放熱フィン、２５は永久磁石を示す。
【要約】
【課題】空気圧縮機の圧縮機構収納ケース内を循環する潤滑油中の鉄粉を除去し、併せて潤滑油の冷却も可能とした空気圧縮機を提供する。
【解決手段】空気圧縮機構を収納し、該機構を潤滑する潤滑油がその底部に貯留するように構成された圧縮機構収納ケースを備える空気圧縮機において、潤滑油が貯留する圧縮機構収納ケースの底板を予め磁力線が上下方向に伸びるように磁化させておく。底板の外面には潤滑油の放熱のための放熱フィンを設ける。
【選択図】図４【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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