(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケースと、
該クランクケースに取り付けられたシリンダと、
該シリンダ内に往復動可能に嵌挿されたピストンと、
前記クランクケース内に設けられたクランク部に前記ピストンを支持し回転時に該ピストンを前記シリンダ内で往復動させるクランク軸と、
前記クランクケースの外側で前記クランク軸と同軸に設けられた円盤状の連結板部と該連結板部の周囲に取り付けられたロータマグネットとからなるロータと、該ロータの周囲に前記ロータマグネットと対向するように設けられたステータとからなり、前記クランク軸を回転させるモータと、
を備えてなる往復動圧縮機において、
前記クランク軸の回転時の径方向のバランスをとるためのバランサを設けず、前記ロータの連結板には、前記クランク軸の回転時の径方向のバランスをとるための切欠部が円周方向の所定範囲に形成され、残りの所定範囲には形成されていないことを特徴とする往復動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を圧縮する往復動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
気体を圧縮する圧縮機として、クランクケースと、クランクケースに取り付けられたシリンダとを有し、シリンダ内に往復動可能に嵌挿されたピストンを、クランクケースに設けられたクランク軸で往復動させる往復動圧縮機がある。この種の往復動圧縮機においては、振動および騒音抑制のために、クランク軸の回転時のバランスをとる別途のバランスウエイトが設けられることになる。例えば、クランク軸と同軸にモータのロータを設けた圧縮機において、クランク軸の回転時のバランスをとるバランスウエイトをモータのロータに取り付ける技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のように別途のバランスウエイトをモータのロータに取り付けるものであると、部品点数増になってしまうという問題があった。
【０００４】
したがって、本発明は、部品点数増を防止することができる往復動圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、クランクケースと、該クランクケースに取り付けられたシリンダと、該シリンダ内に往復動可能に嵌挿されたピストンと、前記クランクケース内に設けられたクランク部に前記ピストンを支持し回転時に該ピストンを前記シリンダ内で往復動させるクランク軸と、前記クランクケースの外側で前記クランク軸と同軸に設けられた円盤状の連結板部と該連結板部の周囲に取り付けられたロータマグネットとからなるロータと、該ロータの周囲に前記ロータマグネットと対向するように設けられたステータとからなり、前記クランク軸を回転させるモータと、を備えてなる往復動圧縮機において、前記クランク軸の回転時の径方向のバランスをとるためのバランサを設けず、前記ロータの連結板には、前記クランク軸の回転時の径方向のバランスをとるための切欠部が円周方向の所定範囲に形成され、残りの所定範囲には形成されていないことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明によれば、ロータに切欠部を形成することで、クランク軸の回転時の径方向のバランスをとるため、部品点数増を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１実施形態の往復動圧縮機を図１〜図４を参照して以下に説明する。
図１において、１はタンク一体型の往復動圧縮機であり、該往復動圧縮機１は、気体として空気を圧縮するものである。この往復動圧縮機１は、貯留タンク２，３、圧縮部７、モータ８等によって大略構成されている。 
【００１０】
２，３は左右方向に離間して互いに平行に延びた一対の貯留タンクで、該各貯留タンク２，３は、圧縮部７から供給される圧縮空気を貯えるものである。ここで、各貯留タンク２，３は、軽量化を図るために例えばアルミニウム材料等を用いてほぼ円筒状の密閉容器として形成され、連結ステー（図示せず）によって互いに連結されている。また、左右の貯留タンク２，３は、連結配管６Ａによって連通されている。
【００１１】
７は各貯留タンク２，３間の後側寄りに取り付けられた圧縮部で、該圧縮部７は、クランクケース７Ａと、該クランクケース７Ａの左右方向一側に取り付けられるシリンダ４Ｂを含む低圧側の圧縮機構７Ｂと、クランクケース７Ａの左右方向逆側に取り付けられるシリンダ４Ｃを含む高圧側の圧縮機構７Ｃとからなる、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。
【００１２】
８は各貯留タンク２，３間に位置して圧縮部７の前側に設けられたモータで、該モータ８は、外部から給電されることにより圧縮部７を駆動するものである。該モータ８は、ブラシレスモータであって、円環状のステータ（固定子）８Ａと、このステータ８Ａの内側に回転可能に設けられたロータ（回転子）８Ｂとを有している。ステータ８Ａは、略円環状のステータコア８Ａａと、ステータコア８Ａａの内側に円周方向に等ピッチで配設された複数のステータコイル８Ａｂとを有しており、ロータ８Ｂは、略円環状のロータコア８Ｂａと、ロータコア８Ｂａの外周面に円周方向に等ピッチで配設された複数のロータマグネット８Ｂｂとを有している。
【００１３】
９は貯留タンク２，３内に貯えられた一次圧の圧縮空気を二次圧に減圧する低圧用減圧弁で、該低圧用減圧弁９は、貯留タンク２に取り付けられた弁部９Ａと、該弁部９Ａに対して上側に向けて取り付けられた調整つまみ部９Ｂとによって構成されている。この低圧用減圧弁９は、調整つまみ部９Ｂを操作することによって後述の急速継手１２，１３から吐出される圧縮空気の二次圧を調整するものである。
【００１４】
１０は低圧用減圧弁９の弁部９Ａに設けられた低圧用圧力計で、該圧力計１０は、低圧用減圧弁９によって調整された圧縮空気の二次圧を検出して表示するものである。
【００１５】
１１は低圧用減圧弁９の弁部９Ａに取り付けられた分岐管形状の配管部材で、該配管部材１１には、上側継手としての低圧用の上側急速継手１２と、下側継手としての低圧用の下側急速継手１３とが、上下に離間して前後方向にほぼ平行に延びて配置されている。急速継手１２，１３は例えば別々の低圧駆動型の釘打機（図示せず）からのホースが接続されるものである。つまり、急速継手１２，１３は、マニホールドタイプとなっている。
【００１６】
１４は貯留タンク２，３内に貯えられた一次圧の圧縮空気を二次圧に減圧する高圧用減圧弁で、該高圧用減圧弁１４についても、低圧用減圧弁９とほぼ同様に、弁部１４Ａと調整つまみ部１４Ｂとによって構成されている。
【００１７】
１５は高圧用減圧弁１４の弁部１４Ａに設けられた高圧用圧力計で、該圧力計１５も、低圧用圧力計１０とほぼ同様に、高圧用減圧弁１４によって調整された圧縮空気の二次圧を検出して表示するものである。
【００１８】
１６は高圧用減圧弁１４の弁部１４Ａに取り付けられた分岐管形状の配管部材で、該配管部材１６には、上側継手としての高圧用の上側急速継手１７と、下側継手としての高圧用の下側急速継手１８とが、上下に離間して前後方向にほぼ平行に延びて配置されている。急速継手１７，１８は例えば別々の高圧駆動型の釘打機（図示せず）からのホースが接続されるものである。つまり、急速継手１７，１８も、マニホールドタイプとなっている。
【００１９】
この圧縮機１は、モータ８のステータ８Ａに給電してロータ８Ｂを回転させると、低圧側の圧縮機構７Ｂが外気を吸い込んで圧縮し、配管６Ｂを介してこの圧縮空気を高圧側の圧縮機構７Ｃに供給する。これにより、高圧側の圧縮機構７Ｃは、低圧側の圧縮機構７Ｂからの圧縮空気をさらに圧縮して高圧圧縮空気とし、この高圧圧縮空気を配管６Ｃを介して貯留タンク３さらには連結配管６Ａを介して貯留タンク２に貯留する。そして、この圧縮部７の急速継手１２，１３，１７，１８には例えば複数の釘打機側のホース（図示せず）が接続され、作業者は、これらの釘打機を用いて釘を打ち付ける作業を行なう。なお、モータ８のロータ８Ｂの回転で冷却ファン１９も回転し、圧縮部７に冷却風を吹き付ける。
【００２０】
図２に示すように、クランクケース７Ａは、略有底筒状のケース本体２１と、ケース本体２１の開口側に取り付けられる端板２２とで構成されている。そして、クランクケース７Ａの前後となるケース本体２１の底部および端板２２にはベアリング２３，２４が同軸に設けられており、これらベアリング２３，２４にクランク軸２６が回転可能に支持されている。クランク軸２６は、一端側がクランクケース７Ａから突出しており、この突出部分にモータ８のロータ８Ｂが固定されている。また、クランクケース７Ａの端板２２には、このロータ８Ｂの外周側に配置されたステータ８Ａが取り付けられている。クランク軸２６の他端側もクランクケース７Ａから突出しており、この突出部分に冷却ファン１９が固定されている。
【００２１】
クランク軸２６は、クランクケース７Ａ内に位置する部分に、クランク軸２６の回転中心軸線に対して偏心する一対の円板状のクランク部２８，２９を有しており、一方のクランク部２８には、低圧側の圧縮機構７Ｂのシリンダ４Ｂ内に往復動可能に嵌挿された揺動ピストン３１がベアリング３２を介して相対回転自在に支持されている。他方のクランク部２９にはベアリング３４を介して連接棒３５の一端側が相対回転自在に支持され、この連接棒３５の他端側は、高圧側の圧縮機構７Ｃのシリンダ４Ｃ内に往復動可能に嵌挿されたピストン３６にピン３７を介して連結されている。
【００２２】
その結果、モータ８のステータ８Ａによって、クランクケース７Ａよりも外側でクランク軸２６と同軸に設けられたロータ８Ｂを回転させることにより、クランク軸２６がロータ８Ｂと一体に回転し、クランク軸２６の一方のクランク部２８が偏心回転して揺動ピストン３１をシリンダ４Ｂ内で往復動させるとともに、他方のクランク部２９も偏心回転して連接棒３５を介してピストン３６をシリンダ４Ｃ内で往復動させる。
【００２３】
そして、第１実施形態の往復動圧縮機１においては、図３に示すように、ロータ８Ｂにおけるロータマグネット８Ｂｂを保持するロータコア８Ｂａが、外周側にロータマグネット８Ｂｂを保持する円筒状部４０と、この円筒状部４０の内側範囲に設けられてクランク軸２６に固定される連結板部４１とを有しており、連結板部４１には、クランク軸２６の回転時の径方向のバランスをとるための複数の穴状の切欠部４２が形成されている。つまり、連結板部４１は、円周方向の所定範囲に複数の切欠部４２が等間隔で形成されており、残りの所定範囲は切り欠かれない重錘部４３となっている。なお、切欠部４２は穴状であっても溝状であっても良い。
【００２４】
ここで、このようにロータコア８Ｂａに回転方向において不均等に切欠部４２を形成することでクランク軸２６の回転時の径方向のバランスをとるため、クランクケース７Ａ内でクランク軸２６に設けられてクランク軸２６の回転時の径方向のバランスをとる別途のバランサは、図２および図４に示すように設けられていない。
【００２５】
以上に述べた第１実施形態の往復動圧縮機１によれば、ロータ８Ｂのロータコア８Ｂａに切欠部４２を回転方向において不均等に形成することで、クランク軸２６の回転時の径方向のバランスをとるため、部品点数増を防止することができる。
【００２６】
次に、参考技術の往復動圧縮機を主に図５〜図７を参照して第１実施形態との相違部分を中心に説明する。
【００２７】
参考技術では、図５に示すように、クランクケース７Ａ（図２参照）内でクランク軸２６に設けられてクランク軸２６の回転時の径方向のバランスをとる別途のバランサ４５が設けられている。
【００２８】
そして、図６に示すように、モータ８のロータ８Ｂにおけるロータコア８Ｂａに、上記のようにバランサ４５が取り付けられたクランク軸２６の回転時の軸方向のバランスをとるための切欠部４７が形成されている。つまり、連結板部４１に、円周方向の全範囲に複数の切欠部４７が等間隔で形成されており、そのうちの隣り合う所定の二つの切欠部４７（ａ）の切欠面積が他の切欠部４７（ｂ）よりも小さくされている。つまり、これら面積の小さい二つの切欠部４７（ａ）の間の外径側には、他にはない重錘部４８が形成されている。この重錘部４８が、クランク部２８，２９とバランサ４５との軸方向の位置相違によってクランク軸２６に生じる軸方向のモーメントを打ち消すためのカウンタバランスとなっている。
【００２９】
つまり、図７に模式的に示すように、クランク軸２６のクランク部２８，２９に関連する部分の重量をＷ１とし、カウンタ４５の重量をＷ２とし、クランク軸２６の支持点であるＡ点（図２に示すベアリング２４）からのそれぞれの軸方向の距離をＬ１，Ｌ２とすると、クランク軸２６にＷ２・Ｌ２−Ｗ１・Ｌ１の軸方向のモーメントが生じるため、このモーメントを相殺するように、Ｗ２・Ｌ２−Ｗ１・Ｌ１＝Ｗ３・Ｌ３の関係を満たす重錘部４８つまりカウンタバランスをＡ点よりも外側のロータ８に設けるのである。
【００３０】
以上に述べた参考技術によれば、ロータ８Ｂのロータコア８Ｂａに、異なる形状の切欠部４７（ａ）および切欠部４７（ｂ）を形成することで、クランク軸２６の回転時の軸方向のバランスをとるため、部品点数増を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態の圧縮機を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態の圧縮機を示す平断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の圧縮機におけるモータ等を示す正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態の圧縮機におけるクランク軸等を示す側面図である。
【図５】参考技術の圧縮機におけるクランク軸等を示す側面図である。
【図６】参考技術の圧縮機におけるモータ等を示す正面図である。
【図７】参考技術の圧縮機におけるクランク軸のモーメントの関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  往復動圧縮機
４Ｂ，４Ｃ  シリンダ
７Ａ  クランクケース
８  モータ
８Ｂ  ロータ
２６  クランク軸
２８，２９  クランク部
３１，３６  ピストン
４２  切欠部
４５  バランサ
４７  切欠部
【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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