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公開番号2021119300
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210812
出願番号2020013374
出願日20200130
発明の名称気体圧縮機
出願人工機ホールディングス株式会社
代理人特許業務法人筒井国際特許事務所
主分類F04B 39/06 20060101AFI20210716BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】シリンダの放熱性を向上させることの可能な気体圧縮機を提供する。
【解決手段】ピストンを作動可能に支持する第2シリンダ45と、第2シリンダ内に設けられ、かつ、ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、第2シリンダ45が取り付けられたクランクケース24と、クランクケース24内に設けられた回転軸25と、クランクケース24内に設けられ、かつ、回転軸25とピストンとを連結する連結部材と、を有する気体圧縮機であって、第2シリンダ45に熱伝達可能に接続されたヒートシンク65が設けられている。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項1】
ピストンを作動可能に支持するシリンダと、
前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、
前記シリンダが取り付けられたクランクケースと、
前記クランクケース内に設けられた回転軸と、
前記クランクケース内に設けられ、かつ、前記回転軸と前記ピストンとを連結する連結部材と、
を有する気体圧縮機であって、
前記シリンダに熱伝達可能に接続された放熱部材が設けられている、気体圧縮機。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記放熱部材は、前記シリンダと前記クランクケースとの間に配置され、かつ、前記シリンダ及び前記クランクケースに固定されている、請求項1記載の気体圧縮機。
【請求項3】
前記放熱部材は、前記ピストンの作動方向に対して交差する方向に延びる基部を有し、
前記基部の外縁は、前記ピストンの作動方向に対して交差する平面内で、前記シリンダの外縁より外側に配置されている、請求項1または2記載の気体圧縮機。
【請求項4】
前記回転軸によって回転されて空気の流れを形成するファンが、更に設けられ、
前記放熱部材は、前記基部から前記ピストンの作動方向に沿って突出されたガイド部を有し、
前記基部及び前記ガイド部は、前記シリンダの周囲に流れた空気が前記シリンダの外面に沿って流れるように前記空気の流れを規制する、請求項3記載の気体圧縮機。
【請求項5】
前記ピストン、前記シリンダ及び前記圧縮室をそれぞれ有する第1圧縮部及び第2圧縮部と、
前記第1圧縮部の前記圧縮室で圧縮された気体を前記第2圧縮部の前記圧縮室に送る供給部材と、
が更に設けられ、
前記放熱部材は、少なくとも前記第2圧縮部の前記シリンダに熱伝達可能に接続されている、請求項1乃至4の何れか1項記載の気体圧縮機。
【請求項6】
前記放熱部材の熱伝導率は、前記クランクケースの熱伝導率より高い、請求項1乃至5の何れか1項記載の気体圧縮機。
【請求項7】
前記放熱部材を構成する材料の比重は、前記クランクケースを構成する材料の比重より大きい、請求項1乃至6の何れか1項記載の気体圧縮機。
【請求項8】
前記クランクケースは、マグネシウム合金製である、請求項6または7記載の気体圧縮機。
【請求項9】
前記放熱部材は、アルミニウム合金製である、請求項6乃至8の何れか1項記載の気体圧縮機。
【請求項10】
ピストンを作動可能に支持するシリンダと、
前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、
前記シリンダが取り付けられたクランクケースと、
前記クランクケース内に設けられた回転軸と、
前記クランクケース内に設けられ、かつ、前記回転軸と前記ピストンとを連結する連結部材と、
を有する気体圧縮機であって、
前記シリンダと前記クランクケースとの間に配置された放熱部材を有する、気体圧縮機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、ピストンを作動可能に支持するシリンダと、シリンダ内に設けられた圧縮室と、シリンダが取り付けられたクランクケースと、を備えた気体圧縮機に関する。
続きを表示(約 5,800 文字)【背景技術】
【0002】
ピストンを作動可能に支持するシリンダと、シリンダ内に設けられた圧縮室と、シリンダが取り付けられたクランクケースと、を備えた気体圧縮機の例が、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された気体圧縮機は空気圧縮機であり、その空気圧縮機は、モータ、モータ回転軸、クランクケース、シリンダ、モータ回転軸、コネクティングロット、ピストン、ファン、空気タンク及びカバーを有する。モータは、ローラ及びステータを有し、ロータはモータ回転軸に取り付けられている。モータ回転軸の一部は、クランクケース内に設けられている。
【0003】
モータ、クランクケース及びシリンダは、空気タンクの上に設けられている。コネクティングロッドは、モータ回転軸に取り付けられ、ピストンはコネクティングロッドに連結されている。ピストンは、シリンダ内に設けられている。ファンはモータ軸に取り付けられ、ファンはクランクケースの外に配置されている。カバーは、クランクケース、ファン、モータ、シリンダなどを覆っている。
【0004】
モータがモータ軸を回転させると、ピストンがシリンダ内で作動し、シリンダ内圧縮された空気は、空気タンクに溜められる。ファンはモータ回転軸によって回転され、カバーの外部の空気がカバー内へ吸い込まれる。カバー内へ吸い込まれた空気の冷却風が生成され、モータ、クランクケース、シリンダなどが冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2016−70232号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本願発明者は、シリンダの放熱性を向上させる必要がある、という課題を認識した。
【0007】
本発明の目的は、シリンダの放熱性を向上させることの可能な気体圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一実施形態の気体圧縮機は、ピストンを作動可能に支持するシリンダと、前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、前記シリンダが取り付けられたクランクケースと、前記クランクケース内に設けられた回転軸と、前記クランクケース内に設けられ、かつ、前記回転軸と前記ピストンとを連結する連結部材と、を有する気体圧縮機であって、前記シリンダに熱伝達可能に接続された放熱部材が設けられている。
【0009】
他の実施形態の気体圧縮機は、ピストンを作動可能に支持するシリンダと、前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、前記シリンダが取り付けられたクランクケースと、前記クランクケース内に設けられた回転軸と、前記クランクケース内に設けられ、かつ、前記回転軸と前記ピストンとを連結する連結部材と、を有する気体圧縮機であって、前記シリンダと前記クランクケースとの間に配置された放熱部材を有する。
【発明の効果】
【0010】
一実施形態の気体圧縮機は、シリンダの放熱性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明の気体圧縮機の実施形態である空気圧縮機を示す斜視図である。
空気圧縮機にカバーを取り付けた状態の斜視図である。
空気圧縮機の平面図である。
空気圧縮機の平面断面図である。
空気圧縮機の正面図である。
空気圧縮機の側面図である。
空気圧縮機の分解斜視図である。
図3の要部を拡大して示す図である。
図5の要部を拡大して示す図である。
図6の要部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の気体圧縮機に含まれるいくつかの実施形態のうち、代表的な空気圧縮機の実施形態を、図1、図2、図3、図4、図5及び図6を参照して説明する。なお、図各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てある。
【0013】
空気圧縮機10は、金属製のフレーム11、カバー12、電動モータ13、第1圧縮部14及び第2圧縮部15、制御部16、及び空気タンク17,18を有する。空気タンク17,18は金属製であり、空気タンク17,18は、フレーム11に取り付けられ、空気タンク17,18に複数の脚部19がそれぞれ取り付けられている。複数の脚部19は、空気圧縮機10の設置場所20に接触する。フレーム11は、電動モータ13、第1圧縮部14、第2圧縮部15を支持している。カバー12は、空気タンク17,18及びフレーム11に取り付けられている。
【0014】
カバー12により覆われた空間である内部A1に、電動モータ13、第1圧縮部14及び第2圧縮部15が配置されている。第1圧縮部14及び第2圧縮部15は、所定方向に間隔をおいて配置されている。第1圧縮部14及び第2圧縮部15の配置方向で、フレーム11の両端にグリップ22,23が取り付けられている。グリップ22,23は間隔をおいて配置されている。空気圧縮機10は可搬式であり、作業者はグリップ22,23を両手で掴んで空気圧縮機10を持ち上げ、かつ、運搬することができる。
【0015】
クランクケース24がフレーム11に固定されている。クランクケース24は金属製であり、回転軸25がクランクケース24の内部から外部に亘って配置されている。クランクケース24は、軸受21を介して回転軸25を回転可能に支持している。回転軸25は仮想線B1を中心として回転可能である。
【0016】
電動モータ13は、固定子26及び回転子27を有する。固定子26はクランクケース24に対して回転しないように設けられている。回転子27は、回転軸25に取り付けられている。電動モータ13は、例えば、3相交流型のブラシレスモータである。
【0017】
冷却ファン28が回転軸25に取り付けられている。冷却ファン28はカバー12の内部A1に設けられている。カバー12は、第1壁部29及び第2壁部30を有する。第1壁部29と第2壁部30とは、仮想線B1に沿った方向に間隔をおいて配置されている。通気口34が第1壁部29を貫通して設けられ、通気口35が第2壁部30を貫通して設けられている。通気口34は、カバー12の内部A1と外部A2とをつなぎ、通気口35は、カバー12の内部A1と外部A2とをつなぐ。通気口34は、カバー12の外部A2の空気を、内部A1に導く通路である。通気口35は、カバー12の内部A1を流れる空気を、外部A2に導く通路である。
【0018】
図4に示す空気圧縮機10の平面断面視で、冷却ファン28、電動モータ13、クランクケース24及び制御部16は、第1壁部29と第2壁部30との間に仮想線B1方向で互いに異なる位置に配置されている。仮想線B1方向で第1壁部29から第2壁部30に近づくことに伴い、冷却ファン28、電動モータ13、クランクケース24及び制御部16の順序で配置されている。つまり、冷却ファン28、電動モータ13、クランクケース24及び制御部16のうち、冷却ファン28が、仮想線B1方向で第1壁部29に最も近い位置に配置されている。
【0019】
冷却ファン28、電動モータ13、クランクケース24及び制御部16のうち、制御部16が、仮想線B1方向で第2壁部30に最も近い位置に配置されている。電動モータ13及びクランクケース24は、仮想線B1方向で冷却ファン28と制御部16との間に配置されている。電動モータ13は、仮想線B1方向で冷却ファン28とクランクケース24との間に配置されている。クランクケース24は、仮想線B1方向で電動モータ13と制御部16との間に配置されている。
【0020】
空気圧縮機10が設置場所20に置かれた状態、つまり、図5及び図6のように複数の脚部19が設置場所20に接触した状態において、設置場所20の表面が略水平であると、仮想線B1は、略水平である。また、冷却ファン28、電動モータ13、クランクケース24、第1圧縮部14及び第2圧縮部15は、重力の作用方向、つまり、鉛直方向で空気タンク17,18より上方に位置する。
【0021】
図4のように空気圧縮機10を平面断面視すると、グリップ22とグリップ23とが、仮想線B1に対して交差する方向に間隔をおいて配置されている。また、仮想線B1に対して交差する方向で、グリップ22とグリップ23との間に、カバー12、冷却ファン28、電動モータ13、クランクケース24、第1圧縮部14及び第2圧縮部15が配置されている。
【0022】
図3のように、空気圧縮機10を平面視すると、クランクケース24は、仮想線B1に対して交差する方向で、第1圧縮部14と第2圧縮部15との間に配置されている。第1圧縮部14は、第1シリンダ36、第1シリンダヘッド37、第1隔壁38、第1コネクティングロッド39、第1ピストン40、第1圧縮室41、第1排気室42及びポート44を有する。図5のように、仮想線B1に対して垂直な平面内において、第1シリンダ36、第1シリンダヘッド37、第1隔壁38は、冷却ファン28の配置領域より外側に配置されている。
【0023】
第1シリンダ36及び第1シリンダヘッド37は、金属製である。図3のように、第1シリンダ36、第1シリンダヘッド37及び第1隔壁38は、ねじ部材63によってクランクケース24に固定されている。ポート44は、第1隔壁38を貫通し、かつ、第1圧縮室41と第1排気室42とをつなぐ。
【0024】
第1コネクティングロッド39の第1端部は、クランクケース24の内部において、回転軸25に対して回転可能に連結されている。第1ピストン40は、第1コネクティングロッド39の第2端部に設けられている。第1ピストン40は、第1シリンダ36内で作動可能である。第1ピストン40は、図4に示された仮想線E1に沿った方向に往復作動が可能である。仮想線E1は、第1シリンダ36の中心を表す直線である。空気圧縮機10の平面断面視で、仮想線B1と仮想線E1とが所定角度で交差、一例として90度の角度で交差されている。第1圧縮室41は、第1シリンダ36内で第1ピストン40と第1隔壁38との間に形成される。第1排気室42は、第1隔壁38と第1シリンダヘッド37との間に形成されている。
【0025】
第2圧縮部15は、図4のように、第2シリンダ45、第2シリンダヘッド46、第2隔壁47、第2コネクティングロッド48、第2ピストン49、第2圧縮室50、第2排気室51及びポート52を有する。
【0026】
第2シリンダ45及び第2シリンダヘッド46は、金属製である。図3、図7及び図8のように、第2シリンダ45、第2シリンダヘッド46及び第2隔壁47は、ねじ部材64によってクランクケース24に固定されている。図9のように、仮想線B1に対して垂直な平面内において、第2シリンダ45、第2シリンダヘッド46、第2隔壁47は、冷却ファン28の配置領域より外側に配置されている。
【0027】
第2ピストン49は、第2シリンダ45内に作動可能に設けられている。第2ピストン49は、図4に示された仮想線E2に沿った方向に往復作動が可能である。仮想線E2は、第2シリンダ45の中心を表す直線である。空気圧縮機10の平面断面視で、仮想線B1と仮想線E2とが所定角度で交差、一例として90度の角度で交差されている。仮想線E1と仮想線E2とは、仮想線B1に沿った方向で異なる箇所に位置する。
【0028】
図7及び図8のように、第2シリンダ45の外周面には、複数のフィン45Aが全周に亘って設けられている。複数のフィン45Aは、第2シリンダ45の円周方向で所定の間隔をおいて配置されている。複数のフィン45Aは、第2シリンダ45の外周面から径方向にそれぞれ突出され、かつ、仮想線E2に沿った方向に延ばされている。複数のフィン45Aは、第2シリンダ45と一体的に形成されている。また、図7及び図8のように、第2シリンダヘッド46には、複数のフィン46Aが設けられている。複数のフィン46Aは、仮想線E2に沿った方向にそれぞれ突出され、かつ、仮想線B1に沿った方向にそれぞれ延ばされている。さらに、複数のフィン46Aは、仮想線E2に対して90度の角度で交差する方向、つまり、上下方向に所定の間隔をおいて配置されている。複数のフィン46Aは、それぞれ第2シリンダヘッド46に一体的に形成されている。
【0029】
図4に示す空気圧縮機10の平面断面視において、仮想線E2に沿った方向で、第2シリンダヘッド46とクランクケース24との間に、第2隔壁47及び第2シリンダ45が設けられている。第2シリンダヘッド46は、第2隔壁47に接触されている。第2シリンダ45は、仮想線E2に沿った方向で、第2隔壁47とクランクケース24との間に設けられている。
【0030】
第2コネクティングロッド48の第1端部は、クランクケース24内で回転軸25に対して回転可能に連結されている。第2コネクティングロッド48の第2端部は、第2ピストン49に連結されている。第2圧縮室50は、第2シリンダ45内で第2ピストン49と第2隔壁47との間に形成される。ポート52は第2隔壁47を貫通して形成され、かつ、第2圧縮室50と第2排気室51とをつなぐ。第2排気室51は、第2隔壁47と第2シリンダヘッド46との間に形成されている。
(【0031】以降は省略されています)

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