JP2007092680A - 往復動圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 反射した冷却風の吸込みや冷却風の流速低下を防止し、圧縮機本体の冷却効率を向上させる。
【解決手段】 外側保護カバー１３は、電動モータ２の駆動プーリ５、圧縮機本体６の従動プーリ１０、ベルト１２を外側から覆う。このとき、外側保護カバー１３は、従動プーリ１０等の背面側に位置する背面板１４と、背面板１４の外周縁に位置して従動プーリ１０等の外周側を覆う外周面板１５とによって構成する。また、背面板１４のうち従動プーリ１０と対面した部位は冷却風の流通を許す開口部１４Ａによって構成し、残余の部位は冷却風を遮断する遮断部１４Ｂによって構成する。これにより、遮断部１４Ｂを用いて圧縮機本体６等から反射した冷却風が従動プーリの背面側に廻り込むのを防止できると共に、乱流の発生を抑制して冷却風の流速を高めることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えば電動モータを用いて圧縮機本体を駆動することにより、空気等の気体を圧縮するのに用いて好適な往復動圧縮機に関する。

一般に、空気等の気体を圧縮する往復動圧縮機として、電動モータによって圧縮機本体を駆動する構成としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、電動モータの駆動軸には駆動プーリを取付け、圧縮機本体のクランク軸には冷却ファン付の従動プーリを取付けると共に、これらの駆動プーリと従動プーリとの間にはベルトが巻装されている。これにより、圧縮機本体は、クランク軸に連結されたピストンがシリンダ内で往復動し、空気等を圧縮する構成となっている。

特開平１０−８９２５６号公報

また、従来技術による往復動圧縮機では、従動プーリの背面側には従動プーリ、ベルト等を覆う外側保護カバーを設けると共に、従動プーリの正面側には該外側保護カバーとの間に従動プーリ、ベルト等を挟む内側保護カバーを設けている。そして、外側保護カバーには、略全面に亘って網目状等の通気口が形成されている。これにより、従動プーリの冷却ファンは、該通気口を通じて従動プーリの背面側から冷却風を吸込むと共に、従動プーリの正面側に位置する圧縮機本体に向けて冷却風を供給する構成となっていた。

ところで、上述した従来技術による往復動圧縮機では、外側保護カバーの略全面に亘って通気口が設けられている。このため、内側保護カバー、シリンダ等で反射した冷却風が外側保護カバーを通じて従動プーリの背面側に流出することがある。このとき、シリンダ等で反射した冷却風は、シリンダ等の放熱に伴ってその温度が上昇している。これに対し、冷却ファンは、外側保護カバーの背面側に流出した暖かい冷却風を再度吸込むから、圧縮機本体に供給する冷却風の温度が外気温よりも上昇し、圧縮機本体の冷却効率が低下するという問題がある。

また、内側保護カバー等で反射した冷却風は、圧縮機本体に供給する冷却風と逆向きに流通するから、従動プーリの周囲に乱流や渦流が生じ易い。この結果、乱流や渦流によって圧縮機本体に供給する冷却風の流量、流速が低下するから、これによっても圧縮機本体の冷却効率が低下するという問題がある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、反射した冷却風の吸込みや冷却風の流速低下を防止し、圧縮機本体の冷却効率を向上できるようにした往復動圧縮機を提供することにある。

上述した課題を解決するために本発明は、電動モータと、該電動モータの駆動軸に取付けられた駆動プーリと、前記電動モータから離間して配置されクランク軸に連結されたピストンがシリンダ内を往復動する間に流体を圧縮する往復動型の圧縮機本体と、前記クランク軸に取付けられ回転時に冷却風を発生させる冷却ファン付きの従動プーリと、該従動プーリと駆動プーリとの間に巻装されたベルトと、該ベルトを挟んで前記圧縮機本体と電動モータの反対側が設けられ該ベルト、駆動プーリおよび従動プーリを外側から覆う外側保護カバーと、前記ベルトを挟んで該外側保護カバーの反対側に設けられ前記ベルト、駆動プーリおよび従動プーリを内側から覆う内側保護カバーとを備えてなる往復動圧縮機に適用される。

そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記外側保護カバーは、前記従動プーリと対向した部位を外部から前記圧縮機本体に向けて冷却ファンによる冷却風の流通を許す開口部とし、該開口部以外の残余の部位を冷却風の流通を遮断する遮断部とする構成としたことにある。

請求項２の発明では、前記外側保護カバーには、前記開口部の周縁から前記従動プーリに向けて突出し前記冷却ファンに向けて冷却風を導くガイド部を設ける構成としている。

請求項３の発明では、前記内側保護カバーは、前記圧縮機本体のシリンダと対向した部位を該シリンダに向けて冷却ファンによる冷却風の流通を許す流通部によって構成している。

請求項１の発明によれば、外側保護カバーは、従動プーリと対向した部位を開口部とし、残余の部位を遮断部としたから、内側保護カバー、圧縮機本体等で反射した冷却風を、外側保護カバーの遮断部によって遮断することができ、冷却風が圧縮機本体の反対側となる従動プーリの背面側に流出することがなくなる。この結果、冷却ファンは暖かい冷却風を再度吸込むことがなくなるから、圧縮機本体に向けて外気温と同温程度の冷却風を供給することができ、圧縮機本体の冷却効率を高めることができる。

また、外側保護カバーの開口部は従動プーリと対向した位置にのみ設けたから、開口部は、従動プーリの背面側から正面側に向う冷却風だけを流通させることができ、逆方向に向う冷却風は遮断部によって遮断することができる。この結果、従動プーリの周囲に乱流等が生じるのを抑制することができるから、冷却風の流量、流速を高め、冷却効率を向上することができる。

請求項２の発明によれば、外側保護カバーには開口部の周縁から従動プーリに向けて突出したガイド部を設けたから、該ガイド部によって、冷却風の漏洩を防止しつつ、冷却風を冷却ファンに向けて導くことができる。このため、冷却風の逆流を確実に防ぐことができるから、冷却風の流量、流速をさらに高め、冷却効率を向上することができる。

請求項３の発明によれば、内側保護カバーは圧縮機本体のシリンダと対向した部位を流通部としたから、冷却ファンによる冷却風を流通部からのみ流出させることができる。これにより、過熱し易いシリンダに集中的に冷却風を供給できるから、シリンダに供給する冷却風の流量、流速を高めることができ、シリンダの冷却効率をさらに向上することができる。

以下、本発明の実施の形態による往復動圧縮機として、空気圧縮機を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

まず、図１ないし図６は第１の実施の形態を示している。そして、図において、１は圧縮空気を貯蔵するエアタンクで、該エアタンク１は、両端側が閉塞された略円筒形状に形成され、その上側には後述の電動モータ２と圧縮機本体６とが載置されている。

２はエアタンク１上の長さ方向の一側に搭載された電動モータで、該電動モータ２は、圧縮機本体６を駆動する駆動源を構成している。また、電動モータ２は、固定子、回転子（いずれも図示せず）を内蔵したモータケース３と、該モータケース３の軸中心に回転可能に支持され、前記回転子が取付けられた駆動軸４とによって大略構成されている。そして、電動モータ２は、駆動軸４がエアタンク１の長さ方向に対して直交するように該エアタンク１上に配置されると共に、駆動軸４はモータケース３から突出している。また、電動モータ２のモータケース３内には、駆動軸４に連結されたファン（図示せず）が取付けられている。これにより、駆動軸４の回転駆動に伴ってファンによる冷却風が電動モータ２内を流通するから、電動モータ２は、ファンを用いて自己冷却される構成となっている。

５は駆動軸４の突出端に取付けられた駆動プーリで、該駆動プーリ５は、略円環状に形成され、その外周側には後述のベルト１２を挿入するための溝が設けられている。

６はエアタンク１上の長さ方向の他側に搭載された圧縮機本体で、該圧縮機本体６は、クランク軸７Ａを回転可能に支持するクランクケース７と、該クランクケース７の上側に設けられ内部にピストン（図示せず）を収容した２つのシリンダ８とによって大略構成されている。このとき、シリンダ８は、クランクケース７を中心にして略Ｖ字状をなすように斜めに傾斜した状態で配置されている。そして、ピストンは連接棒を介してクランク軸７Ａに接続され、クランク軸７Ａの回転に伴ってシリンダ８内を往復動する。また、圧縮機本体６は、クランク軸７Ａがエアタンク１の長さ方向に対して直交するように該エアタンク１上に配置されると共に、クランク軸７Ａはクランクケース７の背面側から突出している。

そして、圧縮機本体６は、後述のベルト１２等を介してクランク軸７Ａが回転すると、ピストンの往復動に伴って各シリンダ８内に吸込んだ空気を圧縮し、この圧縮空気を吐出配管９を介してエアタンク１に吐出する。

１０はクランク軸７Ａの突出端に取付けられた従動プーリで、該従動プーリ１０は、駆動プーリ５とほぼ同様に略円環状に形成され、その外周側には後述のベルト１２を挿入するための溝が設けられている。

また、従動プーリ１０の内周側には、冷却ファン１１が一体的に設けられている。これにより、従動プーリ１０は、その回転時に冷却ファン１１によって従動プーリ１０の背面側から正面側に向けて冷却風を発生させることができ、従動プーリ１０の正面に位置する圧縮機本体６に向け冷却風を供給することができる。

１２は電動モータ２の駆動プーリ５と圧縮機本体６の従動プーリ１０とに亘って巻装されたベルトで、該ベルト１２は、電動モータ２の駆動軸４の回転力を圧縮機本体６に伝達し、クランク軸７Ａを回転させるものである。

１３はベルト１２を挟んで電動モータ２、圧縮機本体６等の反対側に設けられた外側保護カバーで、該外側保護カバー１３は、例えばブラケット（図示せず）等を介してエアタンク１に固定されている。また、外側保護カバー１３は、図３ないし図５に示す如く、駆動プーリ５、従動プーリ１０の背面側に対面して設けられた背面板１４と、該背面板１４の下端縁を除いて背面板１４の外周縁から各プーリ５，１０側に向けて延びた略コ字状の外周面板１５とにより大略構成されている。これにより、外側保護カバー１３は、各プーリ５，１０、ベルト１２を外側（背面側および外周側）から覆っている。

ここで、背面板１４のうち従動プーリ１０と対面する部位は、通気性を有する網状板等からなる開口部１４Ａによって形成されている。一方、背面板１４のうち開口部１４Ａ以外の残余の部位は、冷却風の通気を遮断する金属板、樹脂板等からなる遮断部１４Ｂによって形成されている。また、外周面板１５も、背面板１４の遮断部１４Ｂと同様に、金属板、樹脂板等からなり、冷却風の通気が遮断されている。これにより、外側保護カバー１３は、開口部１４Ａを通じて外部の冷却風を従動プーリ１０の冷却ファン１１に向けて流通させる構成となっている。

１６はベルト１２を挟んで外側保護カバー１３の反対側に設けられた内側保護カバーで、該内側保護カバー１６は、例えばエアタンク１、外側保護カバー１３にボルト等を用いて固定されている。また、内側保護カバー１６は、図２および図３に示すように、駆動プーリ５、従動プーリ１０およびベルト１２を内側（電動モータ２、圧縮機本体６側）から覆っている。

ここで、内側保護カバー１６の下部側には、図６に示すように、電動モータ２の駆動軸４および圧縮機本体６のクランク軸７Ａに対応した位置に切欠き部１７，１８がそれぞれ形成されている。これにより、内側保護カバー１６は、切欠き部１７，１８よりも長さ方向の両側に位置する一側面部１９、他側面部２０と、切欠き部１７，１８間に位置する中間面部２１とによって構成され、全体として略Ｅ字状に形成されている。

そして、他側面部２０の上側と中間面部２１の上側は、Ｖ字状に配置された２つのシリンダ８がそれぞれ対向した状態で配置される。このため、内側保護カバー１６のうち他側面部２０の上側と中間面部２１の上側には、複数の貫通孔からなる流通部１６Ａがそれぞれ設けられている。一方、内側保護カバー１６のうち流通部１６Ａ以外の残余の部位は、冷却風の通気を遮断する金属板、樹脂板等からなる流通遮断部１６Ｂをなしている。これにより、内側保護カバー１６は、流通部１６Ａを通じて冷却ファン１１による冷却風をシリンダ８に向けて流通させる構成となっている。

本実施の形態による空気圧縮機は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。

まず、電動モータ２の駆動軸４を回転駆動すると、この回転力は駆動プーリ５、ベルト１２、従動プーリ１０を介して圧縮機本体６のクランク軸７Ａに伝達される。これにより、圧縮機本体６は、クランク軸７Ａの回転によって各シリンダ８内でピストンを往復動させる。これにより、圧縮機本体６は、吸込んだ空気を圧縮すると共に、吐出配管９を通じてエアタンク１に向けて吐出し、エアタンク１内に圧縮空気を貯留する。

また、従動プーリ１０が回転駆動したときには、冷却ファン１１によって圧縮機本体６に向け冷却風が供給されるから、該圧縮機本体６の各シリンダ８等を冷却することができる。これにより、シリンダ８内に吸込んだ空気の熱膨張を抑制することができ、圧縮効率を高めることができる。

ここで、冷却ファン１１は、内側保護カバー１６の流通部１６Ａを介して圧縮機本体６のシリンダ８に向けて冷却風を供給する。このとき、冷却風の一部は、内側保護カバー１６の流通遮断部１６Ｂによって反射されると共に、圧縮機本体６（シリンダ８等）によっても反射される。

然るに、本実施の形態では、外側保護カバー１３のうち従動プーリ１０と対向した部位には開口部１４Ａを設けるものの、残余の部位には遮断部１４Ｂを設けている。このため、内側保護カバー１６によって反射した冷却風は、遮断部１４Ｂによってクランク軸７Ａの軸方向への流通が遮断され、従動プーリ１０の背面側に向うことができないから、内側保護カバー１６の切欠き部１７，１８等を通じて電動モータ２、圧縮機本体６側に向けて排出される。また、圧縮機本体６によって反射した冷却風も、内側保護カバー１６の流通遮断部１６Ｂや外側保護カバー１３の遮断部１４Ｂによってクランク軸７Ａの軸方向への流通が遮断され、従動プーリ１０の背面側に向うことができない。このため、圧縮機本体６によって反射した冷却風は、圧縮機本体６の周囲に拡散する。

従って、内側保護カバー１６、圧縮機本体６等で反射した冷却風が、圧縮機本体６の反対側となる従動プーリ１０の背面側に流出することがなくなる。この結果、冷却ファン１１は暖かい冷却風を再度吸込むことがなくなるから、圧縮機本体６に向けて外気温と同温程度の新鮮な冷却風を供給することができ、圧縮機本体６の冷却効率を高めることができる。

また、外側保護カバー１３の開口部１４Ａは従動プーリ１０と対向した位置にのみ設けたから、開口部１４Ａは、従動プーリ１０の背面側から正面側に向う冷却風だけを流通させることができ、逆方向に向う冷却風は遮断部１４Ｂによって遮断することができる。この結果、従動プーリ１０の周囲に乱流等が生じるのを抑制することができるから、冷却風の流量、流速を高め、冷却効率を向上することができる。

さらに、内側保護カバー１６には圧縮機本体６のシリンダ８と対向した部位に流通部１６Ａを設けると共に、残余の部位に流通遮断部１６Ｂを設けたから、冷却ファン１１による冷却風を流通部１６Ａからのみ流出させることができる。これにより、過熱し易いシリンダ８に集中的に冷却風を供給できるから、外側保護カバー１３の開口部１４Ａとの相乗効果によってシリンダ８に供給する冷却風の流量、流速をさらに高めることができ、シリンダ８の冷却効率をさらに向上させることができる。

次に、図７ないし図９は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、外側保護カバーには開口部の周縁から従動プーリに向けて突出したガイド部を設けたことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

３１は本実施の形態による外側保護カバーで、該外側保護カバー３１は、第１の実施の形態による外側保護カバー１３とほぼ同様に、駆動プーリ５、従動プーリ１０の背面側に対面して設けられた背面板３２と、該背面板３２の下端縁を除いて背面板３２の外周縁から各プーリ５，１０側に向けて延びた略コ字状の外周面板３３とによって構成されている。そして、外側保護カバー３１は、ベルト１２を挟んで電動モータ２、圧縮機本体６等と反対側に設けられ、駆動プーリ５、従動プーリ１０およびベルト１２を外側から覆っている。また、外側保護カバー３１の正面側には、ベルト１２等を挟んだ状態で内側保護カバー１６が取付けられている。

ここで、背面板３２のうち従動プーリ１０と対面する部位は、通気性を有する網状板等からなる開口部３２Ａによって形成されている。一方、背面板３２のうち開口部３２Ａ以外の残余の部位は、冷却風の通気を遮断する金属板、樹脂板等からなる遮断部３２Ｂとなっている。また、外周面板３３も、背面板３２の遮断部３２Ｂと同様に、冷却風の通気が遮断されている。これにより、外側保護カバー３１は、開口部３２Ａを通じて外部の冷却風を従動プーリ１０の冷却ファン１１に向けて流通させる構成となっている。

３４は外側保護カバー３１に設けられたガイド部で、該ガイド部３４は、背面板３２のうち開口部３２Ａの周縁から従動プーリ１０に向けて突出した円筒状に形成されている。そして、ガイド部３４の突出端は従動プーリ１０の外周端近傍に配置されている。これにより、ガイド部３４は、外部から外側保護カバー３１の開口部３２Ａ内に流入した冷却風を冷却ファン１１に向けて導いている。

かくして、このように構成される本実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、本実施の形態では、外側保護カバー３１には開口部３２Ａの周縁から従動プーリ１０に向けて突出したガイド部３４を設けたから、ガイド部３４によって、冷却風の漏洩を防止しつつ、冷却風を冷却ファン１１に向けて導くことができる。このため、冷却風の逆流を確実に防ぐことができるから、冷却風の流量、流速をさらに高め、冷却効率を向上することができる。

なお、前記各実施の形態では、２つのシリンダを有する２気筒の圧縮機本体６を備えた空気圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば単気筒または３気筒以上の多気筒の圧縮機本体を備えた空気圧縮機にも適用してもよい。また、空気圧縮機の他に、真空ポンプ、冷媒圧縮機等にも広く適用できるものである。

第１の実施の形態による空気圧縮機を電動モータ側から示す正面図である。 図１中の空気圧縮機を外側保護カバーの一部を破断した状態で示す左側面図である。 図１中の電動モータ、圧縮機本体、従動プーリ、外側保護カバー、内側保護カバー等を分解した状態で示す分解斜視図である。 図１の外側保護カバーを単体で示す斜視図である。 図１の外側保護カバーを単体で示す背面図である。 図１の内側保護カバーを単体で示す正面図である。 第２の実施の形態による空気圧縮機を外側保護カバーの一部を破断した状態で示す左側面図である。 図７中の電動モータ、圧縮機本体、従動プーリ、外側保護カバー、内側保護カバー等を分解した状態で示す分解斜視図である。 図７の外側保護カバーを単体で示す斜視図である。

符号の説明

２ 電動モータ
４ 駆動軸
５ 駆動プーリ
６ 圧縮機本体
７Ａ クランク軸
８ シリンダ
１０ 従動プーリ
１１ 冷却ファン
１２ ベルト
１３，３１ 外側保護カバー
１４，３２ 背面板
１４Ａ，３２Ａ 開口部
１４Ｂ，３２Ｂ 遮断部
１５，３３ 外周面板
１６ 内側保護カバー
１６Ａ 流通部
１６Ｂ 流通遮断部
１７，１８ 切欠き部
１９ 一側面部
２０ 他側面部
２１ 中間面部
３４ ガイド部

Claims (3)

1. 電動モータと、該電動モータの駆動軸に取付けられた駆動プーリと、前記電動モータから離間して配置されクランク軸に連結されたピストンがシリンダ内を往復動する間に流体を圧縮する往復動型の圧縮機本体と、前記クランク軸に取付けられ回転時に冷却風を発生させる冷却ファン付きの従動プーリと、該従動プーリと駆動プーリとの間に巻装されたベルトと、該ベルトを挟んで前記圧縮機本体と電動モータの反対側が設けられ該ベルト、駆動プーリおよび従動プーリを外側から覆う外側保護カバーと、前記ベルトを挟んで該外側保護カバーの反対側に設けられ前記ベルト、駆動プーリおよび従動プーリを内側から覆う内側保護カバーとを備えてなる往復動圧縮機において、
   前記外側保護カバーは、前記従動プーリと対向した部位を外部から前記圧縮機本体に向けて冷却ファンによる冷却風の流通を許す開口部とし、該開口部以外の残余の部位を冷却風の流通を遮断する遮断部とする構成としたことを特徴とする往復動圧縮機。
2. 前記外側保護カバーには、前記開口部の周縁から前記従動プーリに向けて突出し前記冷却ファンに向けて冷却風を導くガイド部を設けてなる請求項１に記載の往復動圧縮機。
3. 前記内側保護カバーは、前記圧縮機本体のシリンダと対向した部位を該シリンダに向けて冷却ファンによる冷却風の流通を許す流通部によって構成してなる請求項１または２に記載の往復動圧縮機。

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