JP2004060524A - 空気圧縮機 - Google Patents

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Yoichi Mizutani
水谷 洋一
Hiroshi Sakai
酒井 博史
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Tokico Ltd
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Abstract

【課題】エアサスペンション装置の空気圧縮機において、モータの冷却を促進する。
【解決手段】往復動型の圧縮機本体2をモータ3によって駆動して吸込口14から吐出口15へ空気を圧送し、エアドライヤ5を介して、エアサスペンションの空気ばねに圧縮空気を供給する。吸込口14を接続ホース20によって、モータ3のフロントカバーを兼ねるクランクケース11内のクランク室18に接続する。モータ3のケース22の底部に通気口32を設ける。通気口32からモータ3の内部に導入した外気をロータ23とステータ24との隙間に通してこれらを冷却し、クランク室18および接続ホース20を介して吸込口14から吸入する。これにより、シリンダ8に吸入される外気によって、モータ3およびクランク室18を効率よく冷却することができる。
【選択図】    図1

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両のエアサスペンション装置等において、圧縮空気を供給するために使用される空気圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の車両のサスペンション装置において、車体を支持する空気ばねに圧縮空気を給排することによって車高を調整可能としたエアサスペンション装置が知られている。一般的にエアサスペンション装置に使用される車載用の往復動型空気圧縮機は、シリンダ内のピストンをコンロッドおよびクランクを介してモータによって駆動して圧縮空気を供給する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
空気圧縮機は、空気の圧縮による温度の上昇およびモータの発熱によって高温になるので、性能を維持するためには、シリンダおよびモータを充分に冷却して過熱を防止する必要がある。しかしながら、車載用の空気圧縮機は、通常、エンジンルーム内に配置されるので、モータ内部への泥、雨水等の侵入を防止するため、密閉型のモータが使用されており、モータの内部が高温になりやすくなっている。
【0004】
また、スポーツユーティリティービークル(SUV)等の大型車両の場合、消費する圧縮空気量が多く、特に蓄圧タンクを備えたシステムでは、空気圧縮機の運転時間が長くなり、過熱が問題となるため、温度センサを設けて、空気圧縮機の運転、休止を制御する必要がある。一般的に、空気圧縮機のシリンダヘッド部とモータとは、高温雰囲気下においては、シリンダヘッド部が先に限界温度に達し、低温雰囲気下においてはモータが先に限界温度に達する。このように、シリンダヘッド部とモータとで温度の上昇特性が異なるので、これらの両方に温度センサを取付けて、それぞれの温度を監視する必要がある。
【0005】
車載用空気圧縮機に関する先行技術として、例えば特許文献1には、モータ内部の水分を除去するためにモータケースの最下部に設けた給排口から、モータケースの内部および圧縮機本体のクランク室を介して、ピストンに設けた吸込弁によってシリンダ内に空気を導入するようにした空気圧縮機が記載されている。
【0006】
しかしながら、上記特許文献1に記載されたものでは、ピストンに設けられた吸込弁からシリンダ内に空気を吸入するため、ピストンリングの摩耗粉等のクランクケース内の異物がシリンダ内に吸入され、吐出弁、排気バルブ等を汚染する虞がある。
【0007】
【特許文献1】
実願昭60−178589号(実開昭62−88443号)のマイクロフィルム
【0008】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、モータを効率よく冷却することができる空気圧縮機を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項1に係る発明は、吸込口から吐出口へ空気を圧送する圧縮機本体と、該圧縮機本体を駆動するモータとを備えた空気圧縮機において、前記モータのケース内と前記吸込口とを接続通路によって接続し、前記ケースに外部に連通する通気口を設け、前記接続通路と前記通気口とが前記モータのロータとステータとの隙間を介して連通するようにしたことを特徴とする。
このように構成したことにより、圧縮機本体の作動によって外部から通気口を通ってモータの内部に導入された空気がロータとステータとの間を通ってこれらを冷却する。
請求項2の発明に係る空気圧縮機は、上記請求項1の構成において、前記接続通路にフィルタを設けたことを特徴とする。
このように構成したことにより、モータ内部で空気に混入した異物をフィルタによって濾過して、清浄な空気を圧縮機本体のシリンダに導入する。
また、請求項3の発明に係る空気圧縮機は、上記請求項1又は2の構成において、前記通気口をエンジンの吸気管に接続したことを特徴とする。
このように構成したことにより、エンジンの吸気管から、より低温の空気がモータ内部に導入される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る空気圧縮機1は、自動車のエアサスペンション装置において、空気ばね又は蓄圧タンクに圧縮空気を給排するための車載用空気圧縮機であり、圧縮機本体2、モータ3、排気ソレノイド弁4およびエアドライヤ5を備え、これらが一体的に結合されて、取付部6,7によって車両のエンジンルーム内に取付けられる。
【0011】
圧縮機本体2は、往復動型空気圧縮機であって、シリンダ8内にピストン9が摺動可能に嵌装され、シリンダ8の一端部にシリンダヘッド10が結合され、他端部にクランクケース11が結合されている。ピストン9には、コンロッド12が連結され、コンロッド12は、クランク13を介してモータ3のシャフト28に連結されている。
【0012】
シリンダヘッド10には、吸込口14および吐出口15が設けられている。吸込口14および吐出口15は、それぞれ吸込弁16および吐出弁17を介してシリンダ8内に連通されており、吸込弁16は、吸込口14からシリンダ8内への流れのみを許容する逆止弁(リード弁)であり、吐出弁17は、シリンダ8内から吐出口15への流れのみを許容する逆止弁(リード弁)である。
【0013】
クランクケース11にクランクカバー11Aが取付けられてクランク室18が形成されている。クランクカバー11Aには、クランク室18に連通する接続口19が設けられており、接続口19と吸込口14とが接続ホース20(接続通路)によって互いに接続されている。クランクカバー11Aには、クランク室18から接続口19へ流れる空気を濾過するフィルタ21が取付けられている。
【0014】
モータ3は、ブラシ付直流モータであって、有底円筒状のケース22内に、ロータ23、ステータ24(永久磁石)およびブラシ基盤25が設けられている。ケース22の開口端側は、モータ3のフロントカバーを兼ねるクランクケース11に結合されており、クランクケース11に取付けられた軸受26およびケース22の底部に取付けられた軸受27によってシャフト28が回転可能に支持されている。ロータ23は、シャフト28に固定され、ステータ24は、ロータ23の周囲に所定の隙間をもって配置されて、ケース22の内周面に固定されている。ブラシ基盤25は、ケース22内のクランクケース11側に取付けられ、ロータ23の整流子29に摺接するブラシ30を支持している。
【0015】
モータ3の内部は、ケース22によって密閉されている。モータ3の内部は、クランクケース11の側壁に設けられた開口部31を介して、クランク室18に連通されている。また、ケース22の底部には、外部に連通する通気口32が設けられており、クランクケース11の開口部31と通気口32とがロータ23とステータ24との隙間を介して互いに連通されている。通気口32には、ホース33が接続されており、ホース33の先端部は、泥、雨水等の侵入を防止するために下方へ向けて外部(大気)に開口されている。なお、ホース33の先端部は、エンジンの吸気管のエアクリーナの下流側に接続するようにしてもよい。
【0016】
排気ソレノイド弁4は、シリンダヘッド10の吐出口15に接続されており、ソレノイドアクチュエータ34によって開閉して吐出口15を外部に連通、遮断するようになっている。
【0017】
エアドライヤ5は、内部に吸着剤35が封入されており、一端側の接続口36が吐出口15に接続され、他端側の接続部37にエアサスペンションの空気ばね(図示せず)又は蓄圧タンク(図示せず)が接続されるようになっている。
【0018】
以上のように構成した本実施形態の作用について次に説明する。
エアサスペンションの空気ばね又は蓄圧タンクに圧縮空気を供給する場合は、排気ソレノイド弁4を閉じ、モータ3を作動させてクランク13およびコンロッド12を介してピストン9を往復運動させる。これにより、圧縮機本体2によって吸込口14から吸入した空気を吐出口15へ圧送し、エアドライヤ5を通して水分を除去したドライエアを空気ばね又は蓄圧タンクに供給することができる。
【0019】
このとき、ホース33および通気口32からモータ3のケース22内に外気が導入され、ロータ23とステータ24との隙間を通ってこれらを冷却し、さらに、整流子29、ブラシ30およびブラシ基盤25を冷却して、開口部31からクランク室18に流入する。クランク室18内に流入した空気は、クランク室18内を冷却し、フィルタ21を通ってブラシ30およびピストン9のピストンリングの摩耗粉等の異物を濾過された後、接続ホース20を介して吸込口14からシリンダ8内に吸入される。
【0020】
このようにして、圧縮機本体2の吸込口14へ導入される外気によって、高温となるモータ3のロータ23、ステータ24、ブラシ基盤25、整流子29およびブラシ30を効率よく冷却することができる。その結果、モータ3の温度上昇を低く抑えることができるので、シリンダヘッド10の温度のみを監視して、空気圧縮機1の運転を制御することにより、圧縮機本体2およびモータ3の過熱を防止することができる。
【0021】
なお、ホース33をエンジン吸気管のエアクリーナの下流側に接続した場合、より低温の外気をモータ3の内部に導入することができ、冷却効率を高めることができる。この場合、エアクリーナによって、異物がモータ内部に侵入するのを確実に防止することができる。
【0022】
また、フィルタ21によって、ピストン9のピストンリング摩耗粉およびブラシ30の摩耗粉等の異物が濾過されるので、吸込弁16、吐出弁17およびソレノイド排気弁4等が異物によって汚染されることがない。なお、上記実施形態では、フィルタ21をクランク室18内に配置しているが、フィルタ21は、このほか、例えば接続口19、接続ホース20又は吸込口14に設けてもよく、クランク室18と吸込弁16との間に設けることができる。
【0023】
空気ばねまたは蓄圧タンクから空気を排出する場合は、モータ3を停止し、ソレノイド排気弁4を開く。これにより、空気ばねまたは蓄圧タンクの圧縮空気がエアドライヤ5を通り、ソレノイド排気弁4を介して外部へ排出される。このとき、エアドライヤ5の吸着剤35に吸着された水分が圧縮空気と共に外部へ放出されて吸着剤35が再生される。
【0024】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項1の発明に係る空気圧縮機によれば、圧縮機本体の作動によって外部から通気口を通してモータの内部に導入された空気がロータとステータとの間を通ってこれらを冷却するので、モータを効率よく冷却することができる。
請求項2の発明に係る空気圧縮機によれば、モータ内部で空気に混入した異物をフィルタによって濾過して、清浄な空気を圧縮機本体のシリンダに導入することができ、吸込弁、吐出弁等の汚染を防止することができる。
また、請求項3の発明に係る空気圧縮機によれば、エンジンの吸気管から、より低温の空気をモータ内部に導入することができ、モータの冷却を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る空気圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
1  空気圧縮機
2  圧縮機本体
3  モータ
14 吸込口
15 吐出口
20 接続ホース(接続通路)
21 フィルタ
22 ケース
23 ロータ
24 ステータ
32 通気口

Claims (3)

  1. 吸込口から吐出口へ空気を圧送する圧縮機本体と、該圧縮機本体を駆動するモータとを備えた空気圧縮機において、前記モータのケース内と前記吸込口とを接続通路によって接続し、前記ケースに外部に連通する通気口を設け、前記接続通路と前記通気口とが前記モータのロータとステータとの隙間を介して連通するようにしたことを特徴とする空気圧縮機。
  2. 前記接続通路にフィルタを設けたことを特徴とする請求項1に記載の空気圧縮機。
  3. 前記通気口をエンジンの吸気管に接続したことを特徴とする請求項1又は2に記載の空気圧縮機。
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