JP2001059475A

JP2001059475A - コンプレッサ

Info

Publication number: JP2001059475A
Application number: JP23465399A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takachi; 健高地; Hideji Okai; 秀司大貝
Original assignee: LONG WELL JAPAN KK
Current assignee: LONG WELL JAPAN KK
Priority date: 1999-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2001-03-06
Anticipated expiration: 2019-08-20
Also published as: JP4226160B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、より小型の定格モータで作動し、か
つ、ボンタイル等の粘性度の高い塗料用の吹付機に適し
たコンプレッサを作成することを目的とする。【解決手段】本発明のコンプレッサは、例えば、アンロ
ード機構Ａを備える複数の圧縮シリンダＣを、クランク
軸Ｅに設けられたクランク装置Ｄを介して一つのモータ
Ｍに連結したもので、各圧縮シリンダＣで作成される圧
縮空気を圧縮空気用マニホールドＢでまとめた構成を基
本構成とする。各圧縮シリンダＣのアンロード機構Ａ
は、コンプレッサの使用状況に応じてそれぞれ個別に作
動され、圧縮シリンダＣを適時無負荷状態にする。これ
により、このコンプレッサは、コンプレッサ全体として
のシリンダ容量を使用状況に応じて適切に変更して、モ
ータＭのオーバーロードを抑制することができるので、
より小型の定格モータで作動させることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に塗料吹付機用
に適したコンプレッサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８に示すように、コンプレッサは、例
えば、ヘッド部に吸気弁Ｃ２と排気弁Ｃ３を備える圧縮
シリンダＣに往復動可能に収納された圧縮ピストンＣ１
を、クランク装置Ｄを介して電磁モータＭで往復動させ
て圧縮空気を作成する。コンプレッサの圧縮シリンダＣ
の容量と、モータＭの定格は、用途に応じて定められ
る。例えば、圧縮シリンダＣの容量は、その用途におい
て最大に必要な空気量を確保できるように設定する。モ
ータＭの定格は、モータＭの許容範囲内で、必要な圧力
の圧縮空気を作成できるように、前記の圧縮シリンダＣ
の容量に対して、使用中の最大の空気圧の圧縮空気が作
成できるようにモータＭの定格を選定する。

【０００３】例えば、コンプレッサは、外壁塗装作業に
おいて、塗料吹付機に塗料吹付け用の空気を供給する用
途に用いられる。この場合、圧縮シリンダＣの容量は、
塗料の吹付けに消費される空気量が確保できるように設
定する。また、塗料の吹付けでは、特に、塗料の吹出し
始めに高い圧力が必要となるので、モータＭの定格は、
吹出し始めに必要な空気圧に応じて設定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、塗料は、種
類によって粘性度が異なる。例えば、建築用の塗料の一
種であるボンタイルは粘性度が比較的高い。ボンタイル
は、吹出し始めにより高い空気圧が必要で、また、吹出
し中により多くの空気量が必要である。

【０００５】例えば、実機では、ボンタイルは、吹出し
始めに約７ｋｇ／ｃｍ²の空気圧が必要であり、また、
吹出し中は、約２００ｌ／ｍｉｎの空気量が必要である
ことが確認されている。

【０００６】このためボンタイル吹付用の塗料吹付機
は、２００ｌ／ｍｉｎの空気量に対応する大きさのシリ
ンダ容量を備え、かつ、このシリンダ容量の圧縮シリン
ダに対して、７ｋｇ／ｃｍ²の空気圧の空気を作成でき
るモータを備えたコンプレッサを有する。従って、ボン
タイル吹付用の塗料吹付機は、２００ｌ／ｍｉｎの空気
量を確保し得る程度のシリンダ容量を備える圧縮シリン
ダに対して、７ｋｇ／ｃｍ²の空気圧の空気を作成でき
るように、２００Ｖで使用可能な定格モータを備えた
コンプレッサが用いられる。しかし、２００Ｖの定格モ
ータは２００Ｖの電源が必要であり、かかる電源が無い
場合は発電機やバッテリーがいる。

【０００７】他方、家庭用の定格電源（１００Ｖ）で使
用可能な定格モータ（１００Ｖ、１３Ａ）は、馬力が不
足するため、２００ｌ／ｍｉｎの空気量を確保し得る程
度のシリンダ容量を備える圧縮シリンダに対して、７ｋ
ｇ／ｃｍ²の空気圧の空気を作成することができず、ま
た、７ｋｇ／ｃｍ²の空気圧の空気を作成するために
は、圧縮シリンダのシリンダ容量を小さくする必要があ
り、８０ｌ／ｍｉｎ程度の空気量しか確保できない。

【０００８】また、２００Ｖの定格モータを備えるコン
プレッサは、塗料の吹出し中に空気圧が下がるため、塗
料吹出し中はモータに余裕があり、モータの能力を十分
に活用できていない。

【０００９】そこで、本発明は、より小型の定格モータ
で作動し、かつ、ボンタイル等の粘性度の高い塗料用の
吹付機に適したコンプレッサを作成することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のコンプレッサ
は、圧縮ピストンを往復動可能に収容した複数の圧縮シ
リンダと、前記各圧縮シリンダを個別に適時無負荷状態
に切替えるアンロード機構と、単一の又は相互に連動す
る複数のクランク軸より、クランクピンを介して前記各
圧縮ピストンを往復運動可能に連結するクランク機構
と、前記クランク軸を回転駆動する駆動モータと、前記
各圧縮シリンダ内で圧縮した圧縮空気を排気する排気口
を連通する圧縮空気用マニホールドとを有することを特
徴とする。また、本発明のコンプレッサは、圧縮ピスト
ンを往復動可能に収納した２つの圧縮シリンダを、各シ
リンダヘッドを外側に向けた状態で同一シリンダ軸線上
に配設した圧縮シリンダユニットと、前記各圧縮シリン
ダを個別に適時無負荷状態に切替えるアンロード機構
と、前記圧縮シリンダユニットにそれぞれ備えられ、各
シリンダユニットの２つのピストンを連結すると共に、
シリンダユニットの軸線に沿って直線往復動する複数の
ピストンロッドと、前記各シリンダユニットのシリンダ
間で、シリンダ軸線にそのピッチ円の中心軸を直交する
と共に、シリンダ軸線と平行に固定的に配設した内周太
陽歯車と、前記内周太陽歯車のピッチ円直径の二分の一
のピッチ円直径を有し、噛合して自転及び公転可能に配
設した遊星歯車と、前記内周太陽歯車のピッチ円の中心
軸回りに回転自在に配設されるクランク軸と、前記クラ
ンク軸の半径方向に突設し前記遊星歯車の自転軸を回転
自在に支持する腕部とを有し、前記遊星歯車のピッチ円
の円周上において前記ピストンロッドの中間部をピン係
合するクランク機構と、前記クランク軸を回転駆動する
駆動モータと、前記各圧縮シリンダ内で圧縮した圧縮空
気を排気する排気口を連通する圧縮空気用マニホールド
とを有することを特徴とする。

【００１１】また、前記駆動モータの出力軸にフライホ
イールを設け、アンロード機構が、コンプレッサ始動時
に所定時間、前記各圧縮シリンダを無負荷状態とするよ
うに構成することが好ましい。

【００１２】また、前記圧縮空気用マニホールド内に気
圧測定センサを備え、前記気圧測定センサにより測定さ
れる圧縮用マニホールド内の気圧測定値に基づいて、前
記アンロード機構が段階的に設定した所定の圧力値に対
応して、所定の圧縮シリンダを無負荷状態に切替えるこ
とにより、前記駆動モータの負担を段階的に軽減するよ
うに構成することが好ましい。

【００１３】例えば、前記アンロード機構は、前記圧縮
シリンダの各吸気弁を電磁開閉弁で構成して、各吸気弁
をそれぞれ個別に適時開放状態に切替えるものとするこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係るコ
ンプレッサについて図面に基づいて説明する。

【００１５】図１に示すように、本発明の第一実施形態
に係るコンプレッサは、後述するアンロード機構Ａ（図
５参照）を備える複数の圧縮シリンダＣを、クランク軸
Ｅに設けられたクランク装置Ｄを介して一つのモータＭ
に連結したもので、各圧縮シリンダＣで作成される圧縮
空気を圧縮空気用マニホールドＢでまとめた構成を有す
るもので、本発明の基本的な構成を備えるものである。

【００１６】モータＭは、所定の定格モータである。圧
縮シリンダＣは、内部に圧縮ピストンＣ１を往復動可能
に収容したものである。圧縮ピストンＣ１は、ピストン
ロッドＣ２及びクランク装置Ｄを介してモータＭに連結
駆動されて往復動する。アンロード機構Ａは、圧縮空気
用マニホールドＢ内の気圧測定値に基づいて作動し、各
圧縮シリンダＣを個別に適時無負荷状態にするものであ
る。なお、この実施形態において、各圧縮シリンダＣ
は、モータＭの負担がクランク軸Ｅの各位相で均等に分
散されるように、圧縮シリンダＣ１がそれぞれ所定の位
相差で作動するように構成されている。

【００１７】図２を参照し、本実施形態にかかるコンプ
レッサを、上述したボンタイル吹付用の塗料吹付機に適
用する場合について説明する。なお、コンプレッサは、
各圧縮シリンダＣの合計のシリンダ容量を２００ｌ／ｍ
ｉｎとし、モータＭを１００Ｖ，１３Ａの定格モータと
する。

【００１８】１００Ｖ，１３ＡのモータＭは、４ｋｇ／
ｃｍ²より低い圧縮空気を作成するのであれば、合計の
シリンダ容量を２００ｌ／ｍｉｎとしても、その許容範
囲内でコンプレッサを駆動させるできるが、２００ｌ／
ｍｉｎのシリンダ容量に対して、４ｋｇ／ｃｍ²よりも
高い圧縮空気を作成する場合は、オーバーロードとなる
可能性がある。

【００１９】以下、このコンプレッサの動作を経時的に
説明する。

【００２０】図２中のｘ１に示すように、コンプレッサ
は、始動時に所定時間だけ全てのアンロード機構Ａを作
動させて、全ての圧縮シリンダＣを無負荷状態とする。
これは、コンプレッサを空転させて、モータＭに掛かる
負荷をできるだけ小さくし、始動時におけるモータＭの
オーバーロードを抑止することを目的とする。

【００２１】次に、塗料吹付機が吹出し始めに必要な約
７ｋｇ／ｃｍ²の空気圧を作成する場合について説明
する。

【００２２】図２中のｘ２に示すように、このコンプレ
ッサは、まず、全てのアンロード機構Ａを解除して、全
ての圧縮シリンダＣを作動させて、より多くの圧縮空気
を圧縮空気用マニホールドＢ内に送る。これは、コンプ
レッサのシリンダ容量を最大にして作動させ、早期に圧
縮空気用マニホールドＢ内の空気圧を上昇させるためで
ある。

【００２３】そして、図２中のｘ３に示すように、圧縮
空気用マニホールドＢ内の空気圧が、４ｋｇ／ｃｍ²を
超えた時に、このコンプレッサは、アンロード機構Ａを
個別に作動させて、作動させる圧縮シリンダＣの数を減
らし、全体のシリンダ容量を小さくして、７ｋｇ／ｃｍ
²の圧縮空気を作成する。これは、コンプレッサのシリ
ンダ容量を縮小して作動させ、モータＭの許容範囲内で
７ｋｇ／ｃｍ²の圧縮空気を作成するためである。例え
ば、１００Ｖ，１３Ａの定格モータＭがオーバーロード
しないように、作動している圧縮シリンダＣの合計のシ
リンダ容量を８０ｌ／ｍｉｎ以下にして７ｋｇ／ｃｍ²
の圧縮空気を作成する。

【００２４】次に、図２中のｘ４に示すように、圧縮空
気用マニホールドＢ内の空気圧が、７ｋｇ／ｃｍ²に達
した場合は、再び全てのアンロード機構Ａを作動させ
て、コンプレッサを空転させる。これは、７ｋｇ／ｃｍ
²以上の圧縮空気を作ることで、モータＭがオーバーロ
ードするのを防止するためである。コンプレッサは、
塗料の吹出しが始まるまで空転して待機する。

【００２５】次に、ボンタイルの吹出しが始まると、圧
縮空気用マニホールドＢ内の気圧が徐々に下がり始める
が、コンプレッサは圧縮空気用マニホールドＢ内の気圧
を所定の気圧以上に維持するため、再び作動して圧縮空
気用マニホールドＢ内に圧縮空気を供給する。

【００２６】このとき、図２中のｘ５に示すように、圧
縮空気用マニホールドＢ内の気圧が４ｋｇ／ｃｍ² 以下
になるまでは、コンプレッサはアンロード機構Ａを個別
に作動させて、シリンダ容量を縮小して作動し、モータ
Ｍがオーバーロードするのを抑止する。また、図２中の
ｘ６に示すように、圧縮空気用マニホールドＢ内の気圧
が４ｋｇ／ｃｍ²よりも低くなると、コンプレッサは全
部のアンロード機構Ａを解除させて全圧縮シリンダＣを
作動して、塗料吹付機が塗料吹出し中に必要な２００ｌ
／ｍｉｎの空気量を確保する。

【００２７】このように、このコンプレッサは、アンロ
ード機構Ａを備える複数の圧縮シリンダＣを１つのモー
タで作動させることにより、圧縮シリンダＣを個別に適
時無負荷状態にすることができ、コンプレッサ全体とし
てのシリンダ容量を、コンプレッサの使用状況に応じて
適切に変化させて、モータＭがオーバーロードしないよ
うに作動させることができる。

【００２８】以下、本発明に係るコンプレッサの具体的
実施形態を説明する。

【００２９】図３に示すように、このコンプレッサは、
モータ１０と、圧縮シリンダユニット２０（図４参照）
と、アンロード機構４０（図６参照）と、制御装置４５
（図６参照）と、クランク装置５０（図７参照）とを主
要な構成要素として備える。このコンプレッサは、ボン
タイル吹付用の塗料吹付機に適用したものである。

【００３０】モータ１０は、例えば、１００Ｖの家庭用
定格電源で使用可能な１００Ｖ，１３Ａの定格モータで
ある。モータ１０の出力軸１１は、フライホール１２を
備え、クランク装置５０のクランク軸５１に動力伝達可
能に連結したものである。

【００３１】圧縮シリンダユニット２０は、図４に示す
ように、水平に設定した同一のシリンダ軸線Ｌ上に、そ
れぞれシリンダヘッドを外側に向けて、２つの圧縮シリ
ンダ２１を対向配置したものである。各圧縮シリンダ２
に往復動可能に収容した圧縮ピストン２２は、同周期に
て１８０°の位相差で往復動するように、それぞれピス
トンロッド２３に枢支連結したものである。２つの圧縮
シリンダは、１００Ｖ，１３Ａの定格モータで作動した
ときに、合わせて約２００ｌ／ｍｉｎの空気量が確保で
きる大きさのシリンダ容量を備える。

【００３２】図５に示すように、各圧縮シリンダ２１
は、シリンダ軸線Ｌに対する中心部と周辺部にそれぞれ
仕切って排気室２５と吸気室２４を設けるヘッドカバー
２６を備える。吸気室２４は、吸気弁２７と、シリンダ
内部に開口する内部吸気口３２と、外部に開口する外部
吸気口２８を有する。排気室２５は、排気弁３４と、シ
リンダ内部に開口する内部排気口３６と、外部に開口す
る外部排気口３５を有する。

【００３３】図５に示すように、吸気室２４には、２つ
の吸気弁２７がシリンダ軸線を挟んだ水平対向位置に設
けられる。外部吸気口２８は、各吸気弁２７の近傍に開
口するように、ヘッドカバー２６の側壁に形成される。
吸気弁２７は、弁部２９と、ロッド部３０と、スプリン
グ３１を主要構成部材として有する。

【００３４】弁部２９は、内部吸気口３２のシリンダ内
部側に配設する。ロッド部３０は、弁部２９から内部吸
気口３２を通ってヘッドカバー２６を貫通して外側に突
出した状態で、弁部２９に一体的に構成する。ロッド部
３０は、シリンダヘッド外側の端部の所定位置に固定的
に設けられたスプリング止部３３を有する。図５中２点
鎖線で示すスプリング３１は、コイルばねであり、ロッ
ド部３０のスプリング止部３３とヘッドカバー２６との
間に嵌挿する。スプリング３１は、ロッド部３０及び弁
部２９をシリンダの外側に引張り、弁部２９を所定の力
でシリンダの内部吸気口３２に押付ける。また、シリン
ダ２１の内壁には、圧縮ピストン２２が上死点に移動し
たときに弁部２９と圧縮ピストン２２が干渉しないよう
に、吸気弁２７が所定の位置よりも開かないようにする
ための段差２１ａが設けられている。

【００３５】この吸気弁２７は、圧縮ピストン２２が上
死点から下死点に移動する際に、外気圧によって押し開
かれ、圧縮ピストン２２が下死点から上死点に移動する
際は、シリンダ内部の空気圧により閉じられる自動弁で
ある。

【００３６】排気室２５は、ヘッドカバー２６のシリン
ダ軸線Ｌに沿った中心部に外部排気口３５を有する。各
圧縮シリンダ２１の排気室２５の外部排気口３５は、排
気管１３によりそれぞれ排気用マニホールド１４（図３
参照）に連通する。従って、各圧縮シリンダ２１で作成
された圧縮空気は、排気用マニホールド１４内で纏めら
れて所定の用途に利用される。

【００３７】また、排気室２５は、シリンダヘッドのシ
リンダ軸線Ｌに沿った中心部に形成した内部排気口３６
に排気弁３４を備える。排気弁３４は、弁部３７と、ロ
ッド部３８と、スプリング３９を主要構成部材として備
える。

【００３８】弁部３７は、シリンダの内部排気口３６の
外側に配設する。ロッド部３８は、例えば、３本のロッ
ドを弁部３７の周縁に均等に配し、弁部３４からヘッド
カバー２６に気密性を確保しつつ貫通させて設ける。図
５中２点鎖線で示すスプリング３９は、ロッド部３８の
弁部３７とヘッドカバー２６の間に嵌挿する。スプリン
グ３９は、弁部３７をシリンダの内部排気口３６に所定
の力で押付ける。

【００３９】排気弁３４は、圧縮ピストン２２が上死点
から下死点に移動する際に、圧縮空気用マニホールド１
４内の空気圧によって閉じられる。また排気弁３４は、
圧縮ピストン２２が下死点から上死点に移動する際に、
圧縮シリンダ２１内の空気圧が圧縮空気用マニホールド
１４の空気圧よりも高くなった場合に押し開かれて、圧
縮空気を圧縮空気用マニホールド１４へ排気する。

【００４０】アンロード機構４０は、図５及び図６に示
すように、各圧縮シリンダ２１の吸気弁２７に取付けら
れて、吸気弁２７を適時開放状態にする機構である。ア
ンロード機構４０は、プッシュレバー４１と、レバー操
作ロッド４２と、ソレノイド４３とを備える。

【００４１】プッシュレバー４１は、ヘッドカバー２６
のシリンダ軸線方向に突設したプッシュレバー取付部４
４に、一端４１ａをピン係合により揺動自在に取付けた
断面略コの字型の片材である。プッシュレバー４１は、
揺動面４１ｂが吸気弁２７のスプリング止部３３に当接
するように配設する。レバー操作ロッド４２は、鉄製の
丸棒で、プッシュレバー４１の揺動する端部に、一端４
２ａをピン係合で取付け、他端４２ｂをソレノイド４３
内に挿入したものである。ソレノイド４３は、電磁石で
構成され、電磁力の作用によってソレノイド４３内に挿
入されたレバー操作ロッド４２を引張るように構成した
ものである。ソレノイド４３は、後述する制御装置４５
の電気的信号に基づいて適時ＯＮ／ＯＦＦ制御される。

【００４２】アンロード機構４０は、図６中の破線で示
すようにソレノイド４３の電磁力でレバー操作ロッド４
２を引張り、プッシュレバー４１をシリンダ側に回動さ
せることによって、吸気弁２７を圧縮シリンダ２１内に
押込み、吸気弁２７を開放した状態に維持する。圧縮シ
リンダ２１の吸気弁２７が開放維持されているときは、
空気が圧縮シリンダ２１内に自由に出入りできるので、
当該圧縮シリンダ２１では圧縮空気が作成されない。そ
して、当該圧縮シリンダ２１で圧縮空気が作成されない
分だけ、モータ１０に掛かる負荷が小さくなる。すなわ
ち、アンロード機構４０は、吸気弁２７を適時開放した
状態として、コンプレッサの圧縮シリンダ２１を個別に
無負荷状態とすることにより、モータ１０の負担を軽減
するものである。

【００４３】図６に示すように、制御装置４５は、圧縮
空気用マニホールド１４内に設けた気圧測定センサ４６
（図３参照）及びタイマー４７に基づいて、各圧縮シリ
ンダ２１に設けたアンロード機構４０を電気的にＯＮ／
ＯＦＦ制御する。

【００４４】図２に示すように、本実施形態では、制御
装置４５は、４ｋｇ／ｃｍ²と７ｋｇ／ｃｍ²に２段階
に設定された圧力値に基づいて、２つの圧縮シリンダ２
１を適時無負荷状態に切替える。

【００４５】すなわち、制御装置４５は、圧縮空気用マ
ニホールド１４内の気圧が４ｋｇ／ｃｍ²未満のとき
に、両方のアンロード機構４０をＯＦＦにして、両方の
圧縮シリンダを作動状態にし、コンプレッサのシリンダ
容量を最大にして作動させる。また、制御装置４５は、
圧縮空気用マニホールド１４内の気圧が４ｋｇ／ｃｍ²
以上７Ｋｇ／ｃｍ²未満のときに、片側のアンロード機
構４０をＯＮにし、当該片側の圧縮シリンダを無負荷
状態とし、コンプレッサのシリンダ容量を縮小して作動
させる。また、制御装置４５は、圧縮空気用マニホール
ド１４内の気圧が７ｋｇ／ｃｍ² 以上のときに、両方の
アンロード機構４０をＯＮにし、両方の圧縮シリンダを
無負荷状態にし、コンプレッサを空転させる。

【００４６】また、制御装置４５は、タイマー４７を備
え、図２に示すように、コンプレッサ始動時において、
両方のアンロード機構４０をＯＮにし、所定時間だけコ
ンプレッサを空転させる。これは、コンプレッサを空転
させて負荷を軽減した状態でモータ１０を始動させるた
めである。これにより、コンプレッサは、フライホール
１２に十分に慣性力が貯えられてから圧縮空気を作成す
るので、始動時におけるモータ１０のオーバーロードを
抑止することができる。

【００４７】図６に示すように、クランク装置５０は、
モータ１０の回転運動をピストンロッド２３の直線往復
運動に変換するものである。クランク装置５０は、軸受
５２を介してクランクケース５３内に回転可能に軸支
し、前述のモータ１０の出力軸１１にフライホイール１
２を介して連結したクランク軸５１と、ピストンロッド
５４に連結した連結ピン５５と、これらクランク軸５１
と連結ピン５５との間に介装される遊星歯車機構５６と
を備える。

【００４８】以下、図４，７に基づいてこの遊星歯車機
構５６を説明する。

【００４９】前記遊星歯車機構５６は、内周面に歯を形
成した内周太陽歯車５７と外周面に歯を形成した遊星歯
車５８を主要な構成部材とする。

【００５０】内周太陽歯車５７は、その中心軸５７ａが
前記シリンダ軸線Ｌに直交し、かつ、中心軸５７ａがク
ランク軸５１の回転中心と一致するように、クランクケ
ース５３に固定的に配設する。

【００５１】遊星歯車５８は、そのピッチ円直径が内周
太陽歯車５７のピッチ円直径の１／２であり、この内周
太陽歯車５７の内周に沿って転動するように配設する。
遊星歯車５８は、その中心に自転軸６０が軸受６１を介
して回転可能に枢支連結されるとともに、自転軸６０の
軸端に回転慣性力を付与するカウンタバランサ６２が一
体形成される。

【００５２】遊星歯車５８の自転軸６０は、クランクピ
ンとなり、クランク軸５１から半径方向に突設した腕部
５１ａに軸支される。

【００５３】連結ピン５５は、カウンターバランサ６２
の側面において、遊星歯車５８のピッチ円５８ｃの直径
がシリンダ軸線Ｌと一致するときに、内周太陽歯車５７
のピッチ円と遊星歯車５８のピッチ円との接点に対応す
る位置に設けられる。連結ピン５５は、軸受を介してコ
ンプレッサのピストンロッド２３の一端を回転可能に枢
支連結する。

【００５４】図６に示すように、このクランク装置５０
は、前述の構成により、クランク軸５１の回転中心から
遊星歯車５８の自転軸６０までの距離と、遊星歯車５８
の自転軸６０からピストンロッド８を連結する連結ピン
５５までの距離が等しく、また、遊星歯車５８が１回公
転する毎に２回自転するので、この連結ピン５５は、遊
星歯車５８が１回公転する毎にシリンダ軸線Ｌ上で直線
往復運動することになる。このため、ピストンロッド２
３が、シリンダ軸線Ｌに対してほとんど揺動することな
く直線往復運動するので、圧縮ピストン２１に半径方向
横向きの力がほとんど作用せず、いわゆるピストンスラ
ップが生じ難くて振動・騒音・キャビテーション・摩耗
損失などが大幅に低減される。

【００５５】なお、ピストンロッド２３の往復動の範囲
は、圧縮シリンダ２１の上死点と下死点の距離に等し
く、そのため、内周太陽歯車５７のピッチ円直径は、圧
縮シリンダ２１の上死点と下死点の距離に等しく設定さ
れる。

【００５６】また、この場合、両方の圧縮ピストン２２
のピストンロッド２３は原理的には一体の連続ロッドで
構成することが可能であるが、本実施形態では、ピン６
３による中折れ可能な連結構造とすることにより、各部
の寸法誤差を吸収して圧縮ピストン３および膨張ピスト
ン２４の往復運動をスムーズなものとしている。

【００５７】以下、図２を参照しつつ本実施形態のコン
プレッサの作用を説明する。

【００５８】図２中のｘ１で示すように、本実施形態の
コンプレッサは、タイマー４７に基づいて、制御装置４
５が、始動時において所定時間だけ両方のアンロード機
構４０を作動させる。これにより、コンプレッサは、始
動後の所定時間だけ空転し、フライホイール１２に十分
な慣性力が得られた後で、コンプレッサが作動するか
ら、始動時におけるモータ１０のオーバーロードが抑止
される。

【００５９】次に、図２中のｘ２で示すように、本実施
形態のコンプレッサは、ボンタイルの吹出しに必要な７
ｋｇ／ｃｍ²の圧縮空気を作成する際は、まず、気圧セ
ンサ４６に基づいて圧縮空気用マニホールド１４内の
気圧が４ｋｇ／ｃｍ²より低い場合に、制御装置４５
が、両方のアンロード機構４０を解除し、両方の圧縮
シリンダ２１で圧縮空気を作成する。これにより、コン
プレッサは最大のシリンダ容量で作動し、モータ１０の
許容範囲内で、より多くの圧縮空気を作成するように作
動する。

【００６０】次に、図２中のｘ３で示すように、本実施
形態のコンプレッサは、気圧センサ４６に基づいて圧縮
空気用マニホールド１４内の気圧が４ｋｇ／ｃｍ²以上
で７ｋｇ／ｃｍ²より低い場合に、制御装置４５が片
側のアンロード機構４０を作動させ、当該片側の圧縮シ
リンダ２１を無負荷状態とする。これにより、コンプレ
ッサはシリンダ容量を縮小して作動し、作成する圧縮空
気の量を少なくして、モータ１０の許容範囲内でより高
い圧力の空気を作成するように作動する。

【００６１】次に、図２中のｘ４で示すように、本実施
形態のコンプレッサは、制御装置４５は、気圧センサ４
６に基づいて圧縮空気用マニホールド内の気圧が７ｋｇ
／ｃｍ²となり、ボンタイルを吹出すことが可能となっ
た場合に、制御装置４５が両方のアンロード機構４０を
作動させて、両方の圧縮シリンダ２１を無負荷状態とし
て、モータ１０のオーバーロードを防止する。

【００６２】その後、ボンタイルの吹出しが始まると、
圧縮空気用マニホールド１４内の気圧が７ｋｇ／ｃｍ²
から徐々に低くなる。図２中のｘ５で示すように、制御
装置４５は、圧縮空気用マニホールド１４内の気圧が
７ｋｇ／ｃｍ２未満４ｋｇ以上では、片方のアンロード
機構４０を作動させコンプレッサのシリンダ容量を縮小
させて作動し、モータ１０のオーバーロードを抑止す
る。また、図２中のｘ６で示すように、制御装置４５
は、圧縮空気用マニホールド１４内の気圧が４ｋｇ未満
ではアンロード機構４０を両方とも解除し、コンプレッ
サを最大のシリンダ容量で作動させて、吹出し中に必要
な２００ｌ／ｍｉｎの空気量を確保する。

【００６３】このように、本実施形態のコンプレッサ
は、２つの圧縮シリンダを備え、各圧縮シリンダを、例
えば、圧縮空気用マニホールド内の空気圧に基づいて、
適時無負荷状態に切替えるように構成したので、通常の
同程度のシリンダ容量を備えるコンプレッサに比べてよ
り小さい定格モータで作動させることができる。このた
め、吹出し始めに高い空気圧が必要で、かつ、吹出し中
により多くの空気量が必要な塗料吹付機用のコンプレッ
サとして好適である。

【００６４】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明のコンプレッサは、上記の実施形態のものに
限定されない。

【００６５】例えば、アンロード機構は、吸気弁をロッ
ド部に直接ソレノイドを設けた電磁開閉弁とするなど、
吸気弁を種々の電磁開閉弁として構成することができ
る。また、アンロード機構は、吸気弁とは別個に独立し
たアンロード用の電磁開閉弁を圧縮シリンダに設けても
良い。

【００６６】また、上記実施形態では、水平に対向配置
した圧縮シリンダユニットに遊星歯車機構を備えるクラ
ンク装置を有するコンプレッサを示したが、本発明のコ
ンプレッサは、これに限定されない。

【００６７】

【発明の効果】本発明に係るコンプレッサは、複数の圧
縮シリンダを備え、各圧縮シリンダを個別に適時無負荷
状態に切替えるアンロード機構を設けたので、シリンダ
容量を適時変更することで、コンプレッサをより小型の
定格モータで作動させることができる。

【００６８】また、本発明のコンプレッサは、圧縮ピス
トンを往復動可能に収納した２つの圧縮シリンダを、各
シリンダヘッドを外側に向けた状態で同一シリンダ軸線
上に配設した圧縮シリンダユニットと、前記各圧縮シリ
ンダを個別に適時無負荷状態に切替えるアンロード機構
と、前記圧縮シリンダユニットにそれぞれ備えられ、各
シリンダユニットの２つのピストンを連結すると共に、
シリンダユニットの軸線に沿って直線往復動する複数の
ピストンロッドと、前記各シリンダユニットのシリンダ
間で、シリンダ軸線にそのピッチ円の中心軸を直交する
と共に、シリンダ軸線と平行に固定的に配設した内周太
陽歯車と、前記内周太陽歯車のピッチ円直径の二分の一
のピッチ円直径を有し、噛合して自転及び公転可能に配
設した遊星歯車と、前記内周太陽歯車のピッチ円の中心
軸回りに回転自在に配設されるクランク軸と、前記クラ
ンク軸の半径方向に突設し前記遊星歯車の自転軸を回転
自在に支持する腕部とを有し、前記遊星歯車のピッチ円
の円周上において前記ピストンロッドの中間部をピン係
合するクランク機構と、前記クランク軸を回転駆動する
駆動モータと、前記各圧縮シリンダ内で圧縮した圧縮空
気を排気する排気口を連数する圧縮空気用マニホールド
とを有するので、各圧縮シリンダにおいてピストンスラ
ップ等の圧縮ピストンの抵抗が低減され、モータの負担
を軽減することができるから、より小型のモータを適用
できる。

【００６９】また、本発明に係るコンプレッサは、アン
ロード機構が、コンプレッサ始動時に所定時間、前記各
圧縮シリンダを無負荷状態とするように構成したので、
始動時において、フライホイールが十分な慣性力を得て
から各圧縮シリンダで圧縮空気を作成するように作動
し、モータのオーバーロードを抑止することができる。

【００７０】また、本発明に係るコンプレッサは、前記
圧縮空気用マニホールド内に備えた気圧測定センサによ
り、圧縮用マニホールド内の気圧測定値に基づき、段階
的に設定された所定圧力値に対応して、所定の圧縮シリ
ンダを無負荷状態に切替えることにより、前記駆動モー
タの負担を段階的に軽減するように構成したので、駆動
モータの許容範囲内でより多くの圧縮空気を作成するよ
うに作動させることができる。

【００７１】また、本発明に係るコンプレッサは、前記
アンロード機構が、前記圧縮シリンダの各吸気弁を電磁
開閉弁で構成したので、例えば、上記気圧測定センサの
気圧測定値に基づく電気的信号によって、各アンロード
機構のＯＮ／ＯＦＦ制御を自動的に行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンプレッサの基本構成を示す
図。

【図２】本発明の実施形態に係るコンプレッサの経時
的に使用状態を示す図。

【図３】本発明の実施形態に係るコンプレッサの平面
図。

【図４】本発明の実施形態に係るコンプレッサの圧縮
シリンダユニット部分の横断面図。

【図５】本発明の実施形態に係るコンプレッサのシリ
ンダヘッド部分の横断面図。

【図６】本発明の実施形態に係るコンプレッサのアン
ロード機構を示す図。

【図７】本発明の実施形態に係るコンプレッサのクラ
ンク装置の概略図。

【図８】従来のコンプレッサを示す図。

【符号の説明】１０モータ１４圧縮空気用マニホールド２０圧縮シリンダユニット２１圧縮シリンダ２７吸気弁４０アンロード機構４１プッシュレバー４２レバー操作ロッド４３ソレノイド４５制御装置５０クランク装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮ピストンを往復動可能に収容した複数
の圧縮シリンダと、前記各圧縮シリンダを個別に適時無負荷状態に切替える
アンロード機構と、単一の又は相互に連動する複数のクランク軸より、クラ
ンクピンを介して前記各圧縮ピストンを往復運動可能に
連結するクランク機構と、前記クランク軸を回転駆動する駆動モータと、前記各圧縮シリンダ内で圧縮した圧縮空気を排気する排
気口を連通する圧縮空気用マニホールドとを有すること
を特徴とするコンプレッサ。
【請求項２】圧縮ピストンを往復動可能に収納した２つ
の圧縮シリンダを、各シリンダヘッドを外側に向けた状
態で同一シリンダ軸線上に配設した圧縮シリンダユニッ
トと、前記各圧縮シリンダを個別に適時無負荷状態に切替える
アンロード機構と、前記圧縮シリンダユニットにそれぞれ備えられ、各シリ
ンダユニットの２つのピストンを連結すると共に、シリ
ンダユニットの軸線に沿って直線往復動する複数のピス
トンロッドと、前記各シリンダユニットのシリンダ間で、シリンダ軸線
にそのピッチ円の中心軸を直交すると共に、シリンダ軸
線と平行に固定的に配設した内周太陽歯車と、前記内周
太陽歯車のピッチ円直径の二分の一のピッチ円直径を有
し、噛合して自転及び公転可能に配設した遊星歯車と、
前記内周太陽歯車のピッチ円の中心軸回りに回転自在に
配設されるクランク軸と、前記クランク軸の半径方向に
突設し前記遊星歯車の自転軸を回転自在に支持する腕部
とを有し、前記遊星歯車のピッチ円の円周上において前
記ピストンロッドの中間部をピン係合するクランク機構
と、前記クランク軸を回転駆動する駆動モータと、前記各圧縮シリンダ内で圧縮した圧縮空気を排気する排
気口を連通する圧縮空気用マニホールドとを有すること
を特徴とするコンプレッサ。
【請求項３】前記駆動モータの出力軸にフライホイール
を設け、前記アンロード機構が、コンプレッサ始動時に
所定時間、前記各圧縮シリンダを無負荷状態とするよう
に構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のコン
プレッサ。
【請求項４】前記圧縮空気用マニホールド内に気圧測定
センサを備え、前記気圧測定センサにより測定される圧縮用マニホール
ド内の気圧測定値に基づいて、前記アンロード機構が段
階的に設定した所定の圧力値に対応して、所定の圧縮シ
リンダを無負荷状態に切替えることにより、前記駆動モ
ータの負担を段階的に軽減するように構成したことを特
徴とする請求項１乃至３記載のコンプレッサ。
【請求項５】前記アンロード機構が、前記圧縮シリンダ
の各吸気弁を電磁開閉弁で構成して、各吸気弁をそれぞ
れ個別に適時開放状態に切替えるものであることを特徴
とする請求項１乃至４記載のコンプレッサ。