(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を生成する一対の空気圧縮部と、該一対の空気圧縮部の駆動軸を駆動する駆動モータと、前記一対の空気圧縮部の夫々の上部に設けられた第１、第２のシリンダヘッドと、該第１、第２のシリンダヘッドの夫々の内部に形成される第１、第２の吸気室と、前記第１、第２のシリンダヘッドの夫々の内部に形成され前記空気圧縮部で生成された圧縮空気を外部に吐出する第１、第２の吐出室と、を有する空気圧縮機において、
前記第１のシリンダヘッドに一体に設けられ前記第１の吸気室に連通する、パイプ状の管路と、
前記第２のシリンダヘッドに設けられ前記第２の吸気室に連通し、前記管路がシール部材を介し摺動可能に挿入される孔と、
前記第２のシリンダヘッドに設けられ一端が前記孔に連通し、他端が外部に開口する空気吸い込み口と、を備えたことを特徴とする空気圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧縮機に係り、特に一対の空気圧縮部を有する空気圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に空気圧縮機は、圧縮空気を生成する空気圧縮部と、空気圧縮部の駆動軸を駆動する駆動モータとを有する構成となっている。また、空気圧縮部では、駆動モータの回転駆動力によりピストンが往復運動しており、ピストンの往復運動に伴って空気を吸い込んで圧縮し、圧縮空気を吐出する。
【０００３】
また、空気圧縮機の小型化及び圧縮空気の安定供給を図るため、一対の空気圧縮部を１台のモータで駆動するよう構成された２気筒型空気圧縮機がある。この種の空気圧縮機では、例えば医療用機械等の圧縮空気を利用する装置の筐体内部に設置されるため、吸気経路及び吐出経路もコンパクトな構成であることが要望されている。
【０００４】
さらに、一対の空気圧縮部では、吸気口に設けられたサイレンサ（消音器）から外部の空気を吸引して圧縮し、外部に設けられた空気タンクへ圧縮空気を供給している。上記のように一対の空気圧縮部を有する構成された空気圧縮機では、サイレンサ及び吸気口が一対の空気圧縮部の一方にのみ設けられており、例えば、サイレンサを介して吸気口から吸引された空気は第１の空気圧縮部の吸気室に導入され、その一部が第１の空気圧縮部で圧縮され、残りの空気が第２の空気圧縮部で圧縮される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記空気圧縮機においては、空気を圧縮する際に熱が発生するため、第２の空気圧縮部に供給される空気が第１の空気圧縮部の吸気室を通過する過程で加熱される。従って、第２の空気圧縮部では、第１の空気圧縮部の吸気室で加熱されて膨張した状態の空気を圧縮することになるため、圧縮空気の温度が第１の空気圧縮部よりも高温になってしまう。
【０００６】
そのため、上記空気圧縮機では、より高温となった圧縮空気の温度が低下すると、空気圧が低下してしまうという圧縮効率の低下の問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決した空気圧縮機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような特徴を有する。
【０００９】
本発明は、圧縮空気を生成する一対の空気圧縮部と、該一対の空気圧縮部の駆動軸を駆動する駆動モータと、前記一対の空気圧縮部の夫々の上部に設けられた第１、第２のシリンダヘッドと、該第１、第２のシリンダヘッドの夫々の内部に形成される第１、第２の吸気室と、前記第１、第２のシリンダヘッドの夫々の内部に形成され前記空気圧縮部で生成された圧縮空気を外部に吐出する第１、第２の吐出室と、を有する空気圧縮機において、
前記第１のシリンダヘッドに一体に設けられ前記第１の吸気室に連通する、パイプ状の管路と、
前記第２のシリンダヘッドに設けられ前記第２の吸気室に連通し、前記管路がシール部材を介し摺動可能に挿入される孔と、
前記第２のシリンダヘッドに設けられ一端が前記孔に連通し、他端が外部に開口する空気吸い込み口と、を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、本発明によれば、第１のシリンダヘッドに設けられたパイプ状の管路を第２のシリンダヘッドに設けられた孔にシール部材を介して摺動可能に挿入し、第２のシリンダヘッドに設けられた空気吸い込み口と外部に開口する孔とを連通して空気吸い込み口と第１の吸気室と第２の吸気室との間を連通するため、第１の吸気室及び第２の吸気室の夫々に同じ温度の空気を供給することができ、一方の空気圧縮部で加熱された空気を圧縮することがないため、圧縮空気の温度が低下したとき圧力が急激に低下することを防止できる。
さらに、第２のシリンダヘッドに設けられた孔に対する第１のシリンダヘッドに設けられたパイプ状の管路の挿入位置を調整することにより、第１のシリンダヘッドと第２のシリンダヘッドとの離間距離を調整することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は本発明になる空気圧縮機の一実施例のシリンダヘッドの一部を断面にした平面図である。また、図２は図１に示す空気圧縮機の構成を示す縦断面図である。また、図３は図１に示す空気圧縮機の正面図である。また、図４空気圧縮機の平面図である。また、図５は空気圧縮機の側面図である。
【００１３】
図１乃至図５に示されるように、空気圧縮機１０は、ピストン・シリンダ機構（第１、第２の空気圧縮部）１２，１４からなる２気筒を１台の駆動モータ１６で駆動する往復動圧縮機である。ピストン・シリンダ機構１２，１４は、駆動モータ１６の左右両側に配置されており、同軸上に設けられている。
【００１４】
駆動モータ１６は、大略、ハウジング１８と、ステータ２０と、モータ軸２２と、ロータ２４とから構成されている。ハウジング１８の両側に配された壁部１８ａ，１８ｂには、モータ軸２２を回転自在に軸承する軸受２６，２８が設けられている。モータ軸２２は、軸受２６，２８間でロータ２４に結合されており、コイルを有するステータ２０とマグネットからなるロータ２４との間で電磁力による回転トルクが発生すると、ロータ２４と共に回転駆動される。
【００１５】
また、モータ軸２２の両端部２２ａ，２２ｂは、軸受２６，２８を貫通して左右方向に延在している。そして、モータ軸２２の両端部２２ａ，２２ｂは、夫々ピストン・シリンダ機構１２，１４のクランク軸３０，３２を偏心した位置で貫通した状態で連結されている。さらに、クランク軸３０，３２の側面には、クランクアーム３４，３６が一体的に形成されている。
【００１６】
また、クランク軸３０，３２の外周には、軸受３８，４０が嵌合しており、軸受３８，４０の外周には、連接棒４２，４４の大端部４２ａ，４４ａが嵌合している。従って、ピストン４５，４６は、クランク軸３０，３２の回転により連接棒４２，４４の大端部４２ａ，４４ａが円運動すると、小端部４２ｂ，４４ｂと共に揺動しながらシリンダ４８，５０内を往復運動する。シリンダ４８，５０の上部には、ピストン４５，４６の吸入行程で開弁する吸気弁４８ａ，５０ａと、ピストン４５，４６の吐出行程（圧縮行程）で開弁する吐出弁４８ｂ，５０ｂとが設けられている。さらに、シリンダ４８，５０の上部には、シリンダヘッド５２，５４が装着されている。
【００１７】
また、シリンダヘッド５２，５４は、互いに結合された状態で取付ボルト６３の締め付けによりシリンダ４８，５０の上部に固定される。
【００１８】
そして、一対のシリンダヘッド５２，５４は、夫々内部に第１、第２の吸気室５２ａ，５４ａと、ピストン４５，４６の往復動により生成された圧縮空気を外部へ吐出する第１、第２の吐出室５２ｂ，５４ｂと、第１、第２の吸気室５２ａ，５４ａに連通された吸気路５６ａ，５６ｂと、第１、第２の吐出室５２ｂ，５４ｂに連通された吐出路５８ａ，５８ｂとを有する。
【００１９】
尚、吸気路５６ａ，５６ｂ及び吐出路５８ａ，５８ｂの端部開口は、栓（図示せず）により閉塞される。
【００２０】
図５に示されるように、第１の吸気室５２ａと第２の吸気室５４ａとの間を連通するシリンダヘッド５４の吸気路５６ｂに合流するように吸気口４９が設けられている。この吸気口４９は、一端が吸気路５６ｂの中間位置に連通され、他端がシリンダヘッド５４の背面に開口している。そして、吸気口４９の他端開口には、吸気音を低減するためのサイレンサ５１が接続されている。また、サイレンサ５１は、長方形状に形成され、その側面には接続部５１ａが突出しており、サイレンサ５１の接続部５１ａは、吸気口４９の取付孔４９ａに螺着される。
【００２１】
従って、サイレンサ５１から吸引された空気は、上記吸気口４９を通過して吸気路５６ａ，５６ｂに流入し、第１、第２の吸気室５２ａ，５４ａに供給される。そのため、ピストン・シリンダ機構１２，１４の一方の熱によって他方に供給される空気が加熱されることがなく、ピストン・シリンダ機構１２，１４の圧縮効率を同一にすることができる。
【００２２】
また、シリンダ４８，５０内に供給される空気の温度が同じため、一対のピストン・シリンダ機構１２，１４の両方がほぼ同じように劣化する。例えば、本実施の形態では、ピストン４５，４６の外周に取り付けられたリップリング（図示せず）に同一のものを使用しているが、従来の空気圧縮機のように第１の空気圧縮部で加熱された空気が第２の空気圧縮部に供給されることで第２の空気圧縮部の温度が第１の空気圧縮部よりも高温になって、ピストンに取り付けられたリップリングの磨耗が速くなるため、第１の空気圧縮部より第２の空気圧縮部の寿命が短くなってしまうといったことがない。
【００２３】
従って、一対の空気圧縮部がほぼ同一条件で稼動するため、各空気圧縮部に装着されたリップリングの寿命がほぼ同じになる。また、第１、第２の吸気室５２ａ，５４ａに供給される空気は、共に加熱されていないので、シリンダ４８，５０内を冷却してピストン４５，４６の外周に取り付けられたリップリング（図示せず）の熱による劣化を防止できる。
【００２４】
ここで、本実施の形態のシリンダヘッド５２，５４の構成について説明する。尚、シリンダヘッド５２と５４とは、上記取付孔４９ａを除いて同一構成であるので、一方のシリンダヘッド５２について説明する。
【００２５】
図６はシリンダヘッド５２の平面図である。また、図７はシリンダヘッド５２の底面図である。また、図８は図７中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。また、図９は図７中Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面図である。
【００２６】
図６乃至図９に示されるように、シリンダヘッド５２は、第１の吸気室５２ａに連通された第１の管路５３が一体に設けられている。さらに、シリンダヘッド５２は、第１の吐出室５２ｂに連通する第１の孔５５が設けられている。シリンダヘッド５２の第１の吸気室５２ａと第１の吐出室５２ｂとは、隔壁５２ｃにより画成されており、底面側に開口している。また、第１の吸気室５２ａ及び第１の吐出室５２ｂを囲む外周壁５２ｄの周囲には、取付ボルト６３が挿通されるボルト挿通孔５２ｅが上下方向に貫通している。
【００２７】
そして、吐出路５８ａと第１の管路５３の通路５３ａは、同軸上に配置されており、第１の吸気室５２ａを介して連通されている。また、吸気路５６ａと第１の孔５５は、同軸上に配置されており、第１の吐出室５２ｂを介して連通されている。
【００２８】
また、他方のシリンダヘッド５４は、上記シリンダヘッド５２と同様に、第２の吐出室５４ｂに連通された第２の管路５７が一体に設けられている。さらに、シリンダヘッド５４は、第２の吸気室５４ａに連通する第２の孔５９が設けられている。シリンダヘッド５４は、第２の吸気室５４ａと、第２の吐出室５４ｂを有する。
【００２９】
第１、第２の管路５３，５７は、内部に連通路５３ａ，５７ａを有する筒状に形成されており、連通路５３ａ，５７ａを介して第１、第２の吸気室５２ａ，５４ａ間、第１、第２の吐出室５２ｂ，５４ｂ間を連通する。また、管路５３，５７の先端外周には、Ｏリング（シール部材）６１を装着するためのＯリング溝５３ｂ，５７ｂが設けられている。
【００３０】
そして、一対のシリンダヘッド５２，５４をシリンダ４８，５０の上端に取り付ける際、第１の管路５３は第２の孔５９に挿入され、第２の管路５７は第１の孔５５に挿入される。これにより、シリンダヘッド５２，５４は、相互に連結される。同時に、第１、第２の吸気室５２ａ，５４ａ間が第１の管路５３、第２の孔５９を介して連通されると共に、第１、第２の吐出室５２ｂ，５４ｂ間が第２の管路５７、第１の孔５５を介して連通される。
【００３１】
上記シリンダヘッド５２の第１の管路５３は、シリンダヘッド５４の第２の孔５９に摺動可能に挿入されると共に、シリンダヘッド５４の第２の管路５７はシリンダヘッド５２の第１の孔５５に摺動可能に挿入される。そのため、例えば出力の異なる駆動モータ１６の両側にピストン・シリンダ機構１２，１４を取り付ける場合、モータ軸２２の全長に応じて管路５３，５７と孔５５，５９との挿入位置を変更してシリンダヘッド５２と５４との間の離間距離を調整することができる。
【００３２】
さらに、クランクアーム３４，３６を貫通したモータ軸２２の両端部２２ａ，２２ｂには、外気を冷却用の空気流として導入するための送風ファン６４，６６が嵌合固定されている。また、ハウジング１８の左右両側には、送風ファン６４，６６を覆うファンカバー６８，７０が取り付けられている。
【００３３】
また、シリンダヘッド５４には、前述したように、サイレンサ５１を取り付けるための取付孔４９ａが設けられている。尚、取付孔４９ａは、シリンダヘッド５２の第１の管路５３の先端が挿入される位置と重複しない位置に設けられている。
【００３４】
図３及び図４に示されるように、このファンカバー６８，７０は、送風ファン６４，６６に対向するように垂直方向に形成された平面部６８ａ，７０ａと、ハウジング１８の前面側で係止される前側係止部６８ｂ，７０ｂと、ハウジング１８の後面側で係止される後側係止部６８ｃ，７０ｃとを有する。
【００３５】
また、ファンカバー６８，７０は、平面部６８ａ，７０ａの内面中央に変形防止部材として機能する突出部７２，７４が一体的に設けられている。この突出部７２，７４は、図１に示されるように、モータ軸２２の両端部２２ａ，２２ｂの端面に近接ように突出しており、通常はモータ軸２２の両端部２２ａ，２２ｂと非接触となる位置にある。従って、突出部７２，７４とモータ軸２２の両端部２２ａ，２２ｂの端面との間には、僅かな隙間が介在して互いに近接した位置で対向している。
【００３６】
そのため、ファンカバー６８，７０に外力が作用すると、ファンカバー６８，７０の平面部６８ａ，７０ａの中央部分が内側に変形するが、直ぐに平面部６８ａ，７０ａの内面中央に設けられた突出部７２，７４がモータ軸２２の両端部２２ａ，２２ｂの端面に当接する。これにより、ファンカバー６８，７０の平面部６８ａ，７０ａの中央部分の変形が防止される。
【００３７】
ファンカバー６８，７０の平面部６８ａ，７０ａには、水平方向に延在する第１のリブ７６と、第１のリブ７６の延在方向に対し６０°の角度で傾斜した方向に延在する第２のリブ７８と、第１のリブ７６及び第２のリブ７８の延在方向に対し６０°の角度で傾斜した方向に延在する第３のリブ８０とが設けられている。
【００３８】
そのため、複数本の各リブ７６，７８，８０同士が強固に連結された状態で一体成形されているので、ファンカバー６８，７０自体の強度が高められている。
さらに、第１のリブ７６間には第１の吸気孔８２が延在形成され、第２のリブ７８間には第２の吸気孔８４が延在形成され、第３のリブ８０間には第３の吸気孔８６が延在形成されている。
【００３９】
次に、本実施の形態の変形例について説明する。
【００４０】
図１０は変形例の正面図である。また、図１１は変形例の平面図である。また、図１２は変形例の側面図である。
【００４１】
図１０乃至図１２に示されるように、変形例では、サイレンサ５１は、シリンダヘッド５４の上面に取り付けられている。すなわち、シリンダヘッド５４には、通路５３ａより上方に延在する吸気口４９を有する。そして、吸気口４９の端部開口にはめねじが形成された取付孔４９ａが設けられている。
【００４２】
また、サイレンサ５１の底面には、シリンダヘッド５４に当接しないように取り付け高さ位置を確保するための取付台５１ｂが突出しており、この取付台５１ｂから接続部５１ａが突出している。
【００４３】
このように、上記変形例では、サイレンサ５１がシリンダヘッド５４の上方に取り付けられているので、ハウジング１８の側面に突出せず、コンパクトな構成になっている。
尚、上記実施の形態では、ピストン・シリンダ機構１２，１４からなる空気圧縮部を一例として挙げたが、これに限らず、他の形式の空気圧縮部を有する空気圧縮機にも適用できるのは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、第１のシリンダヘッドに設けられたパイプ状の管路を第２のシリンダヘッドに設けられた孔にシール部材を介して摺動可能に挿入し、第２のシリンダヘッドに設けられた空気吸い込み口と外部に開口する孔とを連通して空気吸い込み口と第１の吸気室と第２の吸気室との間を連通するため、第１の吸気室及び第２の吸気室の夫々に同じ温度の空気を供給することができる。従って、一対の空気圧縮部で生成される圧縮空気の温度がほぼ同一になるため、一方の空気圧縮部で加熱された空気を他方の空気圧縮部で圧縮するといったことがなく、その分圧縮効率が向上する。
さらに、第２のシリンダヘッドに設けられた孔に対する第１のシリンダヘッドに設けられたパイプ状の管路の挿入位置を調整することにより、第１のシリンダヘッドと第２のシリンダヘッドとの離間距離を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる空気圧縮機の一実施例のシリンダヘッドの一部を断面にした平面図である。
【図２】本発明になる空気圧縮機の構成を示す縦断面図である。
【図３】空気圧縮機の正面図である。
【図４】空気圧縮機の平面図である。
【図５】空気圧縮機の側面図である。
【図６】シリンダヘッド５２の平面図である。
【図７】シリンダヘッド５２の底面図である。
【図８】図７中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。
【図９】図７中Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面図である。
【図１０】変形例の正面図である。
【図１１】変形例の平面図である。
【図１２】変形例の側面図である。
【符号の説明】
１０  空気圧縮機
１２，１４  ピストン・シリンダ機構
１６  駆動モータ
１８  ハウジング
２２  モータ軸
２６，２８  軸受
３０，３２  クランク軸
４５，４６  ピストン
４８，５０  シリンダ
４９  吸気口
５１  サイレンサ
５２，５４  シリンダヘッド
５２ａ  第１の吸気室
５２ｂ  第１の吐出室
５３  第１の管路
５４ａ  第２の吸気室
５４ｂ  第２の吐出室
５５  第１の孔
５６ａ，５６ｂ  吸気路
５７  第２の管路
５８ａ，５８ｂ  吐出路
５９  第２の孔
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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