JP2008274840A - Air compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に騒音の発生を低減させる構造を備えた空気圧縮機に関する。 The present invention relates to an air compressor provided with a structure that reduces noise generation.
空気圧縮機は様々な用途に用いられており、例えば、昨今の住宅のリフォーム市場の拡大を反映して住宅の建築現場等においては釘打ち機等の各種の空気圧工具の使用に対応できるように空気圧縮機が持ち込まれている。しかしながら、リフォーム工事は通常住人の在宅状態で行われることから、リフォーム現場で圧縮機を使用すると、圧縮機から発生する騒音が問題となる。 Air compressors are used in a variety of applications. For example, reflecting the recent expansion of the home renovation market, it is possible to respond to the use of various pneumatic tools such as nailers at home construction sites. An air compressor is brought in. However, since the renovation work is normally performed in the home state of the resident, noise generated from the compressor becomes a problem when the compressor is used at the renovation site.
このため、空気圧縮機における騒音対策は従来から種々行われており、例えば、その一つとして、往復動型空気圧縮機のクランク軸の軸端に冷却ファンを備えるものにおいて、クランクケース内と冷却ファン収容室との間を仕切り板で仕切ることでクランクケース内の騒音が冷却ファン収容室の通気口から直接外部へ漏れないようにしたものが知られており(例えば、特許文献1参照)、このものにおいては、クランクケース内への空気の取入れのために別途フィルタを備えた吸気穴を該ケースの壁部に設けている。
ところで、空気圧縮機における騒音の発生源は様々であり、また圧縮機の形式によっても異なるものであるが、往復動型の空気圧縮機においては、吸入弁の音、特にクランクケース内におけるベアリング、軸受け部分等の摺動時に発生する騒音が大きくなる傾向にあり、騒音対策の主とするところはクランクケース内から外部に漏れる騒音を如何にして抑え込むかという点にある。 By the way, there are various sources of noise in the air compressor, and it varies depending on the type of the compressor. In the reciprocating type air compressor, the sound of the intake valve, particularly the bearing in the crankcase, There is a tendency that the noise generated when the bearing part slides increases, and the main countermeasure for noise is how to suppress the noise leaking from the inside of the crankcase to the outside.
そして、上述の特許文献1に記載の空気圧縮機における騒音対策は、上記視点から、クランクケース内と冷却ファン収容室内との間を仕切り板で仕切ることで、クランクケース内の騒音が冷却ファン収容室の通気口側に漏れないようにしている。しかしながら、この公知の騒音対策は、仕切り板によりクランクケース内への空気取入れのための吸気口を塞ぐため、別途クランクケース内への空気取入れのための吸気穴を設けている。
And the noise countermeasure in the air compressor of the above-mentioned
吸気穴は複数の比較的小さな穴からなり、これら複数の吸気穴はクランクケースの壁部に直接開口しており、フィルタを介するものであるが、直接外部に向って開口し、しかも該吸気穴は実質的にケース壁部の厚さ分の長さしかなく、クランクケース内の騒音は該吸気穴を通して直接的に外部に漏れることになる。しかし、これら吸気穴には格別の騒音対策は施されておらず、十分な騒音対策が採られた圧縮機とはいえず、既述の住人の在宅状態における住宅のリフォーム現場等におけるこのような空気圧縮機の持ち込み使用は、住人に与える騒音の影響等からして好ましいことではない。 The intake hole is composed of a plurality of relatively small holes, and the plurality of intake holes are directly open to the wall of the crankcase and are through the filter, but directly open to the outside, and the intake holes Is substantially the length of the thickness of the case wall, and the noise in the crankcase leaks directly to the outside through the intake hole. However, no special noise countermeasures have been taken in these air intake holes, and it cannot be said that the compressor has sufficient noise countermeasures, such as in the home renovation site where the residents are at home. The use of an air compressor is not preferable because of the influence of noise on residents.
上述したような状況の中で、本発明はクランクケース内に大気を導入するための吸気通路に格別の構造的工夫を施すことで、該吸気通路を通して外部に漏れるクランクケース内の騒音を可能な限り減衰させるようにした空気圧縮機を提供することをその課題とする。 Under the circumstances as described above, the present invention can make noise in the crankcase leaking outside through the intake passage by applying a special structural device to the intake passage for introducing the atmosphere into the crankcase. It is an object of the present invention to provide an air compressor that is damped as much as possible.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、クランクケース内に設けられたクランク軸を介して圧縮シリンダ内の圧縮ピストンに連結するとともに、上記クランクケースの壁に形成した吸気孔からクランクケースの内部に導入し、さらに圧縮シリンダ内に取り入れた空気を、上記圧縮ピストンによって圧縮して吐出する空気圧縮機において、上記クランクケースの外側には上記吸気孔に連続する空気通路を形成し、吸気通路には絞り部と拡張部とを交互に繰り返し形成したことを特徴とする。
In order to solve the above problems, an invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記吸気通路にはフィルタが設けられていることを特徴とする。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記吸気通路の最終開口部の向きを、近接したカバーと対面しない方向に設けたことを特徴とする。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3に係る発明において、前記壁は上記クランクケースのケースキャップであることを特徴とする。
The invention according to
請求項1に係る発明によれば、クランクケースの壁に形成した吸気孔からクランクケースの内部に導入し、さらに圧縮シリンダ内に取り入れた空気を、上記圧縮ピストンによって圧縮して吐出する空気圧縮機において、上記クランクケースの外側には上記吸気孔に連続する空気通路を形成し、吸気通路には絞り部と拡張部とを交互に繰り返し形成したので、吸気通路を通して外部へ漏れるクランクケース内の騒音は、そのエネルギが吸気通路内の拡張部で拡散されたり絞り部で絞られたりが繰り返されるので、吸気通路を通過することによって空気振動によるエネルギが損失し、また吸気通路の壁面と空気の摩擦による摩擦損失等で減衰されるので、騒音は大幅に低減される。 According to the first aspect of the present invention, the air compressor is introduced into the crankcase through the intake holes formed in the wall of the crankcase, and the air taken into the compression cylinder is compressed by the compression piston and discharged. In this case, an air passage continuing to the intake hole is formed outside the crankcase, and the throttle portion and the expansion portion are alternately and repeatedly formed in the intake passage, so that the noise in the crankcase leaking outside through the intake passage. Since the energy is diffused in the expansion part in the intake passage and is squeezed in the throttle part, the energy due to air vibration is lost by passing through the intake passage, and the friction between the wall of the intake passage and the air Since it is attenuated by the friction loss caused by the noise, the noise is greatly reduced.
請求項2に係る発明によれば、前記請求項1に係る発明において、前記吸気通路にはフィルタが備えられているので、吸気の清浄化することができるとともに、クランクケース内から外部へ漏れる騒音を低減化することができる。
According to the invention according to
請求項3に係る発明によれば、前記請求項1に係る発明において、吸気通路の最終開口部の向きを、近接したカバーと対面しない方向に設けたから、採集開口部からの吸気騒音はカバーから直接には聞こえない。
According to the invention according to
請求項4に係る発明によれば、吸気孔を形成した壁がクランクケースのケースキャップであるから、取り外しが楽であり、取り外して吸気孔の詰まりやフィルタの交換等を容易に行うことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the wall formed with the intake hole is the case cap of the crankcase, it is easy to remove, and the intake hole can be easily clogged or the filter can be replaced. .
図1〜図4に基いて本発明の空気圧縮機の構造について説明する。 The structure of the air compressor of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の空気圧縮機Aは往復動型であり、電動モータ1を収容するモータケース2とクランク軸3を有するクランクケース4と2つの圧縮機5、6とを一体構造としたものである。
The air compressor A according to the present invention is of a reciprocating type, and includes a
モータケース2には電動モータ1のステータ7が配置されている。ステータ7は固定子コイル等から構成され、ロータ8を外周側から包囲するようになっている。ロータ8は永久磁石等からなり、回転軸10に一体的に設けられている。ロータ8はステータ7との間で作用する電磁力によって回転軸10を回転させるもので、回転軸10は、クランクケース4内に延長配置されている。クランクケース4のモータ側の端壁11とケースキャップ12の中央にそれぞれ設けられたボールベアリング13に回転自在に支持されている。
A stator 7 of the
また、回転軸10の一端はモータケース2の外側に突出し、冷却ファン14が固定されている。なお、電動モータ1と冷却ファン14との間には冷却用空気の取り込みガイド板15が形成され、冷却ファン14の回転によって送られた冷却用空気によって電動モータ1が冷却される。
Moreover, one end of the rotating
クランクケース4において、クランク軸3は電動モータ1の回転軸10と一体に構成されている。クランク軸3には軸受9を介して2本のコンロッド16、17が連結され、一方のコンロッド16は一次圧縮機5の圧縮ピストン18に連結され、他方のコンロッド17は二次圧縮機6の圧縮ピストン21に連結されている。
In the
一次圧縮機5の圧縮ピストン18は円筒状の圧縮シリンダ20に摺動自在に収容されている。二次圧縮機6の圧縮ピストン(図示せず)は円筒状の圧縮シリンダ21に摺動自在に収容されている。そして、一次圧縮機5の圧縮シリンダ18には大気が導入される。すなわち、大気はクランクケース4のケースキャップ12に形成した後述の吸気孔24からクランクケース4の内部に導入され、さらに一次圧縮機5の圧縮ピストン18に貫通形成された逆止弁付き導入孔(図示せず)から上記圧縮シリンダ20に取り込まれるように構成されている。二次圧縮機6の圧縮シリンダ21には一次圧縮機5から吐出された一次圧エアが供給されるように構成され、二次圧縮機6によって圧縮された圧縮空気が外部の図示されない空気タンクに供給されて貯留されるようになっている。
The
すなわち、電動モータ1が作動すると、回転軸10とともにクランク軸3が回転するので、一次圧縮機5のコンロッド16によって回転が往復動に変換され、圧縮ピストン18が圧縮シリンダ20内を往復動する。圧縮ピストン18が吸気工程で後退移動すると、圧縮シリンダ20内のスペースが急に拡張するので内部が負圧になり、上記導入孔が開いてクランクケース4内の空気が圧縮シリンダ20に導入される。また、圧縮工程に移って圧縮ピストン18が前進移動すると、逆にクランクケース4内のスペースが急に拡張するので、クランクケース4内に空気が取り込まれ、同時に圧縮シリンダ20内のスペースは収縮して圧縮されるので上記導入孔が閉じ、圧縮シリンダ20に形成した吐出口(図示せず)が開いて圧縮空気が吐出される。これにより、圧縮シリンダ20内に送り込まれた大気は圧縮シリンダ20内で圧縮されて一次圧エアとして吐出される。一次圧エアは図1の空気導出管22から二次圧縮機6の空気導入管23を経て二次圧縮機6の圧縮シリンダ21に供給される。圧縮シリンダ21内の一次圧エアは同様にして往復動する圧縮ピストンによってさらに圧縮されて二次圧エアとして吐出され、昇圧されて空気タンクに供給されて貯留されるのである。
That is, when the
以上のように、大気は吸気孔24からクランクケース4内に送り込まれるが、吸気孔24の手前には吸気通路が形成され、吸気通路を通過してから吸気孔24に導入されるように構成されている。そこで、次に上記吸気通路について詳しく説明する。
As described above, the air is sent into the
ケースキャップ12は鋳造等により中央がクランクケース4の内側に向かって窪んだ皿状に形状に形成され、図2に示されるように、その外周縁はクランクケース4の端部の開口縁25にボルト26で固定されている。ケースキャップ12の中央と一端には円形壁27と方形壁28とを連続形成した起立壁30が立ち上げ形成され、起立壁30の上にはしゃもじ状の形状の蓋板31が配置され、ケースキャップ12に設けられた取付ボスにボルト19等(図3参照)で固定されている。起立壁30の外方には補強リブ32が形成されている。
The
上記ケースキャップ12上には起立壁30と蓋板31との間に吸気通路(図4に実線矢印で示す)が形成されている。すなわち、吸気通路は次のような空間部によって構成されている。円形壁27の中央には比較的広い中央空間部S1が形成され、中央空間部S1の周囲には複数の仕切壁33が放射状に形成されている。したがって隣り合う仕切壁33間には上記中央空間部S1に連続する小間空間部S2が形成されている。また、円形壁27と方形壁28との連結壁34の壁の一部35は切欠きされ、1つの小間空間部S2から方形壁28の方形空間部S3に連通するように形成されている。そして、方形空間部S3の先端側には最終開口部として吸気用開口部36が、近接したカバー29と対面しない方向に形成されているとともに、上記一次圧縮機5側の小間空間部S2には、ケースキャップ12にクランクケース4の内部に連通する吸気孔24が貫通形成されている。吸気孔24は各小間空間部S2に少なくとも、1個ずつ形成されている(2〜3個が好ましい)。なお、吸気孔24を有する小間空間部S2にはフィルタ37(図3参照)が配置されている。
An intake passage (shown by a solid arrow in FIG. 4) is formed on the
吸気通路は上述のように構成されているので、吸気用開口部36から進入した大気は図4に示されるように、吸気通路を通って方形空間部S3、小間空間部S2を通って中央空間部S1からさらに反対側の小間空間部S2の吸気孔24を通ってクランクケース4内に導入される。
Since the intake passage is configured as described above, the air that has entered from the
次に、クランクケース4内部で発生した騒音(空気の粗密波)は、主としてまず複数の小穴である吸気孔24から漏出するが、図4に点線矢印で示すように、狭い吸気孔24からフィルタ37を通って手前の広い小間空間部S2に出て拡散され、さらにこの小間空間部S2からもっと広い中央空間部S1に出て拡散された後、周囲の小間空間部S2にも広がり、最終的には連結壁34の切欠き部35を通って方形空間部S3に進み、吸気用開口部36から外部へと漏出される。このように、クランクケース4内の騒音(音波)は、吸気通路から外部に漏れるまでに比較的長い漏出経路を進むが、その中で吸気孔24は絞り部となり、小間空間は吸気孔24に比して拡張部となり、中央空間部S1はさらに拡張された拡張部、中央区間部S1内でねじ止め用ボス部38は中央区間部S1に対して絞り部となり、さらに小間空間は中央空間部S1に比して絞り部となり、切欠き部35は絞り部となり、また方形空間部S3は拡張部となる。このように絞り部と拡張部とは相対的なものであるが、漏出経路を進む途中で拡張部で拡散されたり絞り部で絞られたりを繰り返しながら進む。しかも、吸気通路を主体とする漏出経路は直線的ではなく、曲がりくねっている。したがって吸気通路を通過することによって騒音の空気振動によるエネルギが損失し、また吸気通路の壁面と空気の摩擦による摩擦損失等で減衰されるので、騒音は大幅に低減される。
Next, noise (air density waves) generated inside the
このように、吸気通路を通じて漏出するクランクケース4内の騒音は、該ケースのケースキャップ12に形成された吸気通路内の複数の拡張部と絞り部によって形成された細かいでこぼこの間を方向を変えながら長い経路を通ってすり抜ける際に、空気振動によるエネルギ損失や通路壁面と空気の摩擦や反射等による減衰作用や摩擦損失の増大等によるエネルギ消失効果で減衰され、外部に漏出されるので、空気圧縮機Aの騒音は大幅に低減される。
In this way, the noise in the
なお、吸気通路の吸気孔24近傍等の適宜箇所の壁面にフィルタ37を設けることでさらに騒音の低減が図られる。
Note that noise can be further reduced by providing the
クランクケース4における吸気のための通路は、ケースキャップ12に形成されており、このケースキャップ12をクランクケース4の開口部に取付けることで形成されるから、前記吸気通路の形成は容易であり、吸気通路形成のためのコストの低減を図ることができる。
The intake passage in the
また、吸気通路内の吸気孔24のフィルタ37が汚れて吸気効率が悪くなったときには、ケースキャップ12を外して簡単にフィルタ37を交換することができる。
Further, when the
なお、吸気孔24はクランクケース4に大気を取り込み可能であればよく、ケースキャップ12に形成する形態は、特に限定されない。
Note that the
A 空気圧縮機
3 クランク軸
4 クランクケース
12 ケースキャップ
18 圧縮ピストン
20 圧縮シリンダ
24 吸気孔
37 フィルタ
A
Claims (4)
上記クランクケースの外側には上記吸気孔に連続する空気通路を形成し、吸気通路には絞り部と拡張部とを交互に繰り返し形成した
ことを特徴とする空気圧縮機。 Air that is connected to the compression piston in the compression cylinder via a crankshaft provided in the crankcase, introduced into the crankcase from the intake hole formed in the wall of the crankcase, and further introduced into the compression cylinder In an air compressor that compresses and discharges the air by the compression piston,
An air compressor characterized in that an air passage continuing to the intake hole is formed outside the crankcase, and a throttle portion and an expansion portion are alternately and repeatedly formed in the intake passage.
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