(57)【要約】【課題】本体重量の増大を避けながら運転に伴う振動を従来と比較して低減することの可能な空気圧縮機を提供する。【解決手段】駆動軸２３は、弾性ないし可撓性を有する回転伝達部材としてのフレキシブルカップリング２６を介して、圧縮機構部３のクランクシャフト３２に弾性的且つ回転伝達可能に結合されている。モータ２を圧縮機構部３から切り離し、タンク部４の２本の空気タンク４１を結合するフレーム４２ａにモータ２をボルト等の締結具４５（金具）で固定している。圧縮機構部３は、タンク部４の２本の空気タンク４１を結合するフレーム４２ｂに対して、弾性部材４３を介してボルト等の締結具４４（金具）で弾性的に結合される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータによって駆動される圧縮機構と、
前記圧縮機構にて生成された圧縮空気を貯留する空気タンクを含むタンク部とを備え、
前記モータは前記タンク部に固定され、前記圧縮機構が弾性部材を介して前記タンク部に結合されており、
前記モータの回転軸と前記圧縮機構の回転軸との軸心がずれても、前記モータの回転力を前記圧縮機構に伝達する回転伝達部材を備える、空気圧縮機。
【請求項２】
前記回転伝達部材がフレキシブルカップリング又はユニバーサルジョイントである請求項１に記載の空気圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮機構で生成された圧縮空気を前記空気タンクへ配送するための配管部を備え、前記配管部が弾性を有する、請求項１又は２に記載の空気圧縮機。
【請求項４】
前記配管部がフレキシブルチューブである請求項３に記載の空気圧縮機。
【請求項５】
前記モータは駆動力の伝達を除き前記圧縮機構と直接結合していない請求項１から４のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
【請求項６】
前記モータが弾性部材を介さずに前記タンク部に固定されている請求項１から５のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
【請求項７】
前記タンク部は前記空気タンクを支持するフレームを含み、前記フレームに前記圧縮機構が結合されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
【請求項８】
前記圧縮機構が往復式の圧縮機構である請求項１から７のいずれか一項に記載の空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば釘打機等の空気工具を駆動するために必要な圧縮空気を生成する空気圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
建築現場などでは、圧縮空気の圧力で釘やネジを木材などに打ち込む空気工具が広く使用されている。一般に、空気工具等を駆動する空気圧縮機は、モータ等の駆動部の回転出力軸の回転運動が、圧縮空気生成部のクランク軸を介してシリンダ内のピストンの往復運動として変換され、ピストンの往復運動によってシリンダの吸気弁から吸い込んだ空気を圧縮するように構成される。シリンダ内で圧縮された圧縮空気はシリンダの排気弁からパイプを通して空気タンクに吐出され、空気タンク内に貯留される。また、気体を高い圧力まで圧縮する場合には、段階的に圧力をあげていく多段式往復動圧縮機が一般的に用いられている。このような空気圧縮機は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１は、「モータ部２のモータハウジングの一端側には圧縮部３がステータホルダ２３を介して結合されており、圧縮部３は空気タンク４ａ、４ｂ間を連結しているフレーム９上にボルトにて固定される」（特許文献１の段落［００４４］、図２）との構造を開示する。この場合、モータ部２と圧縮部３とが一体化されてフレーム９に固定されるため、振動する部分（加振源）の質量が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８５６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の空気圧縮機においては、ピストンの往復運動に起因する振動により空気圧縮機本体が大きく振動する。また、床面との設置状態によっては、空気圧縮機本体の振動により設置位置が少しずつ移動する「位置ずれ現象」が発生する場合もある。ここで、空気圧縮機本体の重量を大きくすれば振動を緩和することが期待できる。しかし、空気圧縮機は手で持ち運んでさまざまな現場で使用されるため本体は極力小型、軽量となるように構成されており、重量の増大は避けることが望ましい。
【０００６】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、本体重量の増大を避けながら運転に伴う振動を従来と比較して低減することの可能な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】
【０００７】
本発明のある態様は、空気圧縮機である。この空気圧縮機は、
モータと、
前記モータによって駆動される圧縮機構と、
前記圧縮機構にて生成された圧縮空気を貯留する空気タンクを含むタンク部とを備え、
前記モータは前記タンク部に固定され、前記圧縮機構が弾性部材を介して前記タンク部に結合されており、
前記モータの回転軸と前記圧縮機構の回転軸との軸心がずれても、前記モータの回転力を前記圧縮機構に伝達する回転伝達部材を備える。
【０００８】
前記回転伝達部材がフレキシブルカップリング又はユニバーサルジョイントであってもよい。
【０００９】
前記圧縮機構で生成された圧縮空気を前記空気タンクへ配送するための配管部を備え、前記配管部が弾性を有してもよい。
【００１０】
前記配管部がフレキシブルチューブであってもよい。
【００１１】
前記モータは駆動力の伝達を除き前記圧縮機構と直接結合していなくてもよい。
【００１２】
前記モータが弾性部材を介さずに前記タンク部に固定されていてもよい。
【００１３】
前記タンク部は前記空気タンクを支持するフレームを含み、前記フレームに前記圧縮機構が結合されていてもよい。
【００１４】
前記圧縮機構が往復式の圧縮機構であってもよい。
【００１５】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、圧縮機構を介さずにモータをタンク部に固定するため、モータと圧縮機構とを一体として圧縮機構をタンク部に固定する場合と比較して、本体重量の増大を避けながら運転に伴う振動を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る空気圧縮機１の斜視図。
【図２】図１に示す空気圧縮機１のモータ２及び圧縮機構部３を断面として示した平面図（カバー１５は図示略）。
【図３】図１に示す空気圧縮機１の一部を破断して示す正断面図（カバー１５は図示略）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。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、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る空気圧縮機１の斜視図である。図２は、空気圧縮機１のモータ２及び圧縮機構部３を断面として示した平面図である。図３は、空気圧縮機１の一部を破断して示す正断面図である。なお、図２及び図３においてカバー１５の図示を省略している。
【００２０】
図１に示すように、空気圧縮機１は、圧縮空気を貯留する一対の空気タンク４１を含むタンク部４にカバー１５を被せた構造である。床面と接触する防振支持用ゴム足７がタンク部４に一体に設けられ、また持ち運び用のハンドル６がタンク部４に立設される。図２及び図３に示すように、空気圧縮機１は、カバー１５の内側に、駆動源であるモータ２、モータ２により駆動され圧縮空気を生成する圧縮機構部３、モータ２の動作を制御する制御回路部５を具備している。作業者は、カバー１５から露出した電源スイッチ８を操作することで電源コード９（図３）より空気圧縮機１に供給される商用交流電源をオン、オフする。電源スイッチ８を介して制御回路部５およびモータ２等の駆動電源が供給される。
【００２１】
モータ２は、回転子２１、固定子２２、駆動軸２３で構成され、回転動作は制御回路部５によって制御される。駆動軸２３の一端には冷却用のファン２４が備えられ、ファン２４はファンガイド２５により外周を包囲されている。一方、駆動軸２３の他端は、弾性ないし可撓性を有する回転伝達部材としてのフレキシブルカップリング２６（例えば樹脂や鋼材からなる）を介して、圧縮機構部３のクランクシャフト３２に弾性的且つ回転伝達可能に結合されている。従来は、モータ２を圧縮機構部に固定一体化していたが、本実施の形態においては、モータ２を圧縮機構部３から切り離し、タンク部４の２本の空気タンク４１を結合するフレーム４２ａにモータ２をボルト等の締結具４５（金具）で固定している。当該固定に弾性部材は用いていない。
【００２２】
圧縮機構部３は、２段の往復式の圧縮機構であり、クランクケース３１、クランクシャフト３２、高圧側ピストン３３ａを有する高圧側コンロッド３４ａ、低圧側ピストン３３ｂを有する低圧側コンロッド３４ｂ、高圧側シリンダ３５ａ、低圧側シリンダ３５ｂで構成される。高圧側ピストン３３ａと高圧側シリンダ３５ａにより高圧側圧縮室３６ａが、低圧側ピストン３３ｂと低圧側シリンダ３５ｂにより低圧側圧縮室３６ｂが形成される。高圧側コンロッド３４ａ及び低圧側コンロッド３４ｂの内側には、それぞれベアリング３８を介して高圧側クランクアーム３７ａ及び低圧側クランクアーム３７ｂが配設されている。高圧側クランクアーム３７ａ及び低圧側クランクアーム３７ｂは、クランクシャフト３２に対して偏芯して取り付けられ、クランクシャフト３２の回転運動を高圧側ピストン３３ａ及び低圧側ピストン３３ｂの往復運動に変換する。また、クランクシャフト３２には、クランクアームやピストンのアンバランス荷重を相殺させる為のバランサ３９（フライホイール）が配設される。圧縮機構部３は、タンク部４の２本の空気タンク４１を結合するフレーム４２ｂに対して、弾性部材４３を介してボルト等の締結具４４（金具）で弾性的に結合される。
【００２３】
圧縮空気を貯留するタンク部４は、例えば並行に配置された一対の円筒状タンクである空気タンク４１をフレーム４２ａ,４２ｂ（空気タンク４１に例えば溶接で固定）により結合して構成され、配管１０により圧縮機構部３と接続されている。配管１０は弾性を有する例えばフレキシブルチューブ（例えば樹脂や金属からなる）である。また、タンク部４の一部には安全弁（不図示）が取り付けられており、タンク部４内の圧力が異常に高くなったときに、その圧縮空気の一部を外部に吐出させて、万が一の異常な圧力上昇を防止している。
【００２４】
タンク部４には、一対の圧縮空気取出口１１が設けられており、取出口１１の各々にはホースを介して釘打機等の空気工具（不図示）が接続される。取出口１１側とタンク部４の間には、減圧弁１２がそれぞれ設けられており、タンク部４内部の圧力を、空気工具の駆動に適した圧力に減圧して取り出す機能を持つ。従って、取出口１１には、タンク部４内の圧力にかかわらず、空気タンク４１の許容最高圧力以下の圧力を持つ圧縮空気が得られる。取出口１１の近傍には圧力計１３が取り付けられており、取出口１１から取り出す圧力をモニタできるように構成されている。
【００２５】
次に、空気圧縮機１による圧縮空気の生成工程について概略的に説明する。
【００２６】
モータ２の回転運動は、駆動軸２３、フレキシブルカップリング２６を介してクランクシャフト３２へ伝達され、高圧側クランクアーム３７ａ、低圧側クランクアーム３７ｂを回転させる。高圧側クランクアーム３７ａの外周には、ベアリング３８を介して、高圧側コンロッド３４ａが回動自在に配設され、高圧側クランクアーム３７ａが偏芯して回転することにより、高圧側シリンダ３５ａに内接する高圧側ピストン３３ａの往復運動に変換される。同様に、低圧側クランクアーム３７ｂの外周には、ベアリング３８を介して、低圧側コンロッド３４ｂが回動自在に配設され、低圧側クランクアーム３７ｂが偏芯して回転することにより低圧側シリンダ３５ｂに内接する低圧側ピストン３３ｂの往復運動に変換される。
【００２７】
高圧側圧縮室３６ａ及び低圧側圧縮室３６ｂの上壁部には、外部空気の吸い込み弁（不図示）と、圧縮空気の吐出弁（不図示）とが設けられ、一方向のみに空気を流す逆止弁としての機能を有する。まず、高圧側ピストン３３ａ及び低圧側ピストン３３ｂが高圧側シリンダ３５ａ及び低圧側シリンダ３５ｂ内の上死点から下死点へ下降運動する吸い込み工程において、外部空気が高圧側圧縮室３６ａ及び低圧側圧縮室３６ｂ内に吸い込まれる。一方、高圧側ピストン３３ａ及び低圧側ピストン３３ｂが高圧側シリンダ３５ａ及び低圧側シリンダ３５ｂ内の下死点から上死点へ上昇運動する圧縮工程においては、高圧側ピストン３３ａ及び低圧側ピストン３３ｂが高圧側圧縮室３６ａ及び低圧側圧縮室３６ｂ内の空気を圧縮し、圧縮空気を生成する。さらに、高圧側ピストン３３ａ及び低圧側ピストン３３ｂが高圧側圧縮室３６ａ及び低圧側圧縮室３６ｂの上死点へ達する吐出工程において生成された圧縮空気は、タンク部４に流通する配管１０へ吐出される。高圧側ピストン３３ａ及び低圧側ピストン３３ｂの往復運動は位相がずれており、低圧側圧縮室３６ｂから吐出された圧縮空気は高圧側圧縮室３６ａに吸い込まれ、高圧側圧縮室３６ａから吐出された圧縮空気は配管１０を介して空気タンク７に供給される。圧縮機構部３で圧縮された空気は、その吐出口より配管１０を通してタンク部４内に供給される。尚、供給された圧縮空気は、タンク部４内で、例えば３.０〜４.５ＭＰａ程度の圧力を有する。
【００２８】
以上の吸い込み工程、圧縮工程および吐出工程を高圧側ピストン３３ａ及び低圧側ピストン３３ｂの往復運動により繰り返すことによって、圧縮機構部３よりタンク部４に許容最高圧力の圧縮空気を供給することができる。
【００２９】
上記に示した高圧側ピストン３３ａ及び低圧側ピストン３３ｂの往復運動に起因して圧縮機構部３が振動し、この振動がタンク部４に伝達されることにより、空気圧縮機１全体が振動する。本実施の形態においては、モータ２を自身と比較して大きな加振源となる圧縮機構部３から分離し、タンク部４に直接固定している。従って、モータ２を圧縮機構部３と一体化する場合と比較して、加振源（圧縮機構部３と一体に振動する部分）の質量が減少する一方、加振源でない又は振動の比較的小さい部分の質量及び慣性モーメントがモータ２により増加するため、タンク部４が振動しにくくなり、空気圧縮機１全体の振動を低減することが可能となる。さらに、駆動軸２３とクランクシャフト３２をフレキシブルカップリング２６を用いて弾性的に結合しているため、組み立て時或いは圧縮機構部３の振動によって生じる芯ずれに起因する駆動軸２３及びクランクシャフト３２の損傷を防止可能となり、それら部品の長寿命化を図ることが可能となる。また、圧縮機構部３と空気タンク４１とを接続する配管１０を弾性を有する例えばフレキシブルチューブとしているため、圧縮機構部３の振動による配管１０の損傷を防止することが可能となる。
【００３０】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。例えば、フレキシブルカップリングに変えて自動車のプロペラシャフトに代表されるようなユニバーサルジョイントを用いても同様の効果を得ることが可能である。また、例えば、モータ２とタンク部の間に弾性部材を設けても良い。
【符号の説明】
【００３１】
１．１０１．空気圧縮機
２．モータ    ２１．回転子    ２２．固定子  ２３．駆動軸    ２４．ファン
２５．ファンガイド    ２６．フレキシブルカップリング
３．圧縮機構部    ３１．クランクケース    ３２．クランクシャフト
３３a．高圧側ピストン  ３３b．低圧側ピストン
３４a．高圧側コンロッド    ３４b．低圧側コンロッド
３５a．高圧側シリンダ    ３５b．低圧側シリンダ
３６a．高圧側圧縮室    ３６b．低圧側圧縮室
３７a．高圧側クランクアーム    ３７b．低圧側クランクアーム
３８．ベアリング    ３９．バランサ
４．タンク部    ４１．タンク    ４２a,４２b．フレーム    ４３．弾性部材
５．制御回路部    ６．ハンドル    ７．ゴム足    ８．電源スイッチ
９．電源コード    １０．配管    １１．圧縮空気取出口    １２．減圧弁
１３．圧力計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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