JP2012112282A - エアコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】携帯性の高い小型のエアコンプレッサは、作業者が肩に掛けたり腰ベルトに固定して使用する場合の利便性を考慮してバッテリ等の主要構成部品を本体ケース内の上部に配置した構成となっている。このため、これを作業台等に設置した場合の安定性が低く、転倒しやすい問題があった。本願は、携帯性を損なうことなく、作業台上に設置した場合の安定性を高めることを目的とする。
【解決手段】電動モータ２１と減速部２２と圧縮部２３とバッテリパック６が、本体ケース１０の高さ方向中央よりも下側の領域に配置されており、電動モータ２１が本体ケース１０の前後方向中央に配置され、電動モータ２１の前側に減速部２２が配置され、減速部２２の前側に圧縮部２３が配置され、圧縮部２３とは前後方向反対側においてバッテリパック６を本体ケース１０の後部に装填する構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば圧縮エア駆動式の釘打ち機やエアタッカ等のエアツールに圧縮エアを供給するためのエアコンプレッサであって、主に比較的小型で携帯性に優れた簡易型のエアコンプレッサに関する。

この簡易型のエアコンプレッサは、据え置き式の大型のエアコンプレッサに比して吐出容量は小さいものの、比較的小型で楽に持ち運べることからエアツールを用いた簡易な軽作業には大きな利便性を発揮する。この簡易型のエアコンプレッサに関する技術が下記の特許文献に開示されている。
この簡易型のエアコンプレッサは、樹脂製ケース内に電動モータと圧縮部を内装したもので、電源には充電式のバッテリパックが用いられている。圧縮部は、電動モータの回転出力を変換してシリンダ内でピストンを往復動させて圧縮エアを吐出する構成を備えており、吐出された圧縮エアを直接エアツールに供給して貯留するためのタンクを省略することにより軽量化が図られている。
これらに開示された簡易型のエアコンプレッサによれば、作業者が肩に掛けてあるいは背負った状態で携帯して用いることができるので、例えば電源コンセントが用意されていない建築作業現場等において使用場所の制約を受けることなく釘打ち機等のエアツールに圧縮エアを供給することができ、これにより補修作業等の軽作業を効率よく行うことができる。

米国特許公報第７１４０８４５号 特開平２−１０８８７８号公報

しかしながら、従来のエアコンプレッサについても種々改良を加える必要があった。例えば、上記従来のエアコンプレッサは、作業者がショルダベルトで肩に掛けた状態、あるいは背負った状態、また腰ベルトに固定した状態等の作業者自身の身体に装備した状態で使用することを想定した構成であることから、装備した状態のまま例えばバッテリパックを交換する動作を考慮して当該バッテリパックは本体上面に配置されており、またエアホースを接続するための吐出ジョイントについては作業者に比較的近い本体上部であってバッテリパックとは前後反対側に配置された圧縮部の排気口に直接取り付けていた。
このように、比較的重量の大きなバッテリパックが本体上部に配置され、またエアホースが接続される吐出ジョイントについてもバッテリパックとは前後反対側において本体上部に配置されていた結果、当該エアコンプレッサの重心が本体上部寄りに位置することとなっていた。本体上部寄りに重心が位置する結果、当該エアコンプレッサを作業者自身の身体に装備するのではなく、例えば作業台上に設置して用いる場合には安定性が悪く、エアツールを接続したエアホースの取り回し経路が移動すること等によって倒れやすい問題があった。
本発明は、この種の携帯形のエアコンプレッサについて、これを作業台等に設置した場合の安定性を高めることを目的とする。

上記課題は下記の発明によって解決される。
第１の発明は、本体ケースに、電動モータと、この電動モータの回転出力を減速する減速部と、この減速部の回転出力をシリンダ内のピストンの往復動に変換して圧縮エアを吐出する圧縮部を内装し、電動モータの電源としてバッテリパックを装填したエアコンプレッサであって、電動モータと減速部と圧縮部とバッテリパックが、本体ケースの高さ方向中央よりも下側の領域に配置されており、電動モータが本体ケースの前後方向中央に配置され、電動モータの前側に減速部が配置され、減速部の前側に圧縮部が配置され、圧縮部とは前後方向反対側においてバッテリパックが本体ケースの後部に装填されたエアコンプレッサである。
第１の発明によれば、当該エアコンプレッサの構成部品のうち比較的重量の大きな構成部品である、電動モータと減速部と圧縮部とバッテリパックが本体ケースの高さ方向中央よりも下側の領域に配置されているため、当該エアコンプレッサの重心が本体ケースの下側に位置することとなる。しかも、前後方向中央の電動モータに対して前側に圧縮部が配置され、後ろ側にバッテリパックが配置されて前後方向の重量バランスがとられている。このように、重量の大きな構成部品が本体ケースの下側に配置され、かつ前後方向に重量バランスをとった状態で配置されていることから、当該エアコンプレッサを例えば作業台上に設置した場合の安定性を大幅に高めることができ、ひいては当該エアコンプレッサの転倒を未然に防止することができる。
第２の発明は、第１の発明において、エアツールをエアホースを介して接続するための吐出ジョイントが、バッテリパックの上方であって本体ケース後部の高さ方向中程に配置されたエアコンプレッサである。この第２の発明によれば、バッテリパックにより接近した部位にエアホースが接続されることから、作業中においてエアホースの取り回し経路の移動等により本体ケースに外力が付加されても当該エアコンプレッサを転倒させることなく安定した状態で設置しておくことができる。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、本体ケースの上部で電動モータの上方にハンドル部を備えたエアコンプレッサである。この第３の発明によれば、ハンドル部を把持して持ち運ぶ際に、安定した姿勢で楽に持ち運ぶことができる。

本実施形態のエアコンプレッサの全体斜視図である。本図は、右斜め後方から見た状態を示している。 本実施形態のエアコンプレッサの全体斜視図である。本図は、左斜め前方から見た状態を示している。 本実施形態のエアコンプレッサの全体平面図である。 本実施形態のエアコンプレッサの分解斜視図である。本図は、左斜め前方から見た状態を示している。 本実施形態のエアコンプレッサの縦断面図である。本図は、左側の半割りケースを取り外した内部構造の左側面図である。 図５の(VI)-(VI)線断面図であって、圧縮部の縦断面図である。 図５の(VII)-(VII)線断面図であって、本体ケースに対する支持ボス部の支持状態を示す横断面図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１〜図３に示すように本実施形態のエアコンプレッサ１は、比較的小型で楽に持ち運びできる携帯性に優れた構成を備えている。このエアコンプレッサ１の本体ケース１０の上部中央には、使用者が持ち運ぶ際に把持するためのハンドル部２が設けられている。このハンドル部２の前方及び後方には、当該エアコンプレッサ１を肩に掛けて持ち運ぶ際の肩ベルト（図示省略）を引き掛けるためのベルト掛け部３，４が設けられている。また、本体ケース１０の後面には、エアホースを介してエアツールを接続するための吐出ジョイント３０が設けられ、その下方には電源としてバッテリパック６が装着されている。このバッテリパック６は、後方へスライドさせて取り外すことができ、取り外して別途用意する充電器により充電することにより繰り返し使用することができる。
さらに、本体ケース１０の上面であってハンドル部２の後ろ側には、起動停止操作用の押しボタン５ａ，５ｂと圧力調整ダイヤル５ｃを有する操作パネル５と、後述する圧力計４２が備え付けられている。また、本体ケース１０の底部の四隅には、弾性ゴム製の脚部７が取り付けられている。
図４に示すようにエアコンプレッサ１の本体ケース１０は、左右に二分される半割りケース構造を備えている。それぞれ樹脂成形により製作した左半割りケース１０Ｌと右半割りケース１０Ｒを相互に突き合わせて複数箇所でビス止めされることにより本体ケース１０に後述する圧縮部ユニット２０が内装されている。図１〜図３に示すように、左右の半割りケース１０Ｌ，１０Ｒの相互の突き合わせ部（分離線）に符号Ｄが付されている。左右の半割りケース１０Ｌ，１０Ｒは、この分離線Ｄで左右に分離される。図４に示すように左右の半割りケース１０Ｌ，１０Ｒは、複数本のケース固定ねじ１１〜１１で相互に結合される。

図５に本体ケース１０に内装された内部構造の詳細が示されている。本体ケース１０の前側に圧縮部ユニット２０が収容されている。圧縮部ユニット２０は、当該エアコンプレッサ１の駆動部をなすもので、電動モータ２１と減速部２２と圧縮部２３とこれらを収容してアッセンブリ化するユニットケース２４を備えている。ユニットケース２４は、電動モータ２１を収容するモータケース部２４ｃと、減速部２２のギヤ列を収容するギヤケース部２４ｄと、圧縮部２３の主としてクランク円板２３ａを収容するクランクケース部２４ｅを備えている。
電動モータ２１は当該エアコンプレッサ１の駆動源であり、バッテリパック６から供給される電力を電源として起動する。図ではそのための配線（電源回路）及び電源回路の図示が省略されている。電動モータ２１の出力軸２１ａには冷却ファン２１ｂと駆動ギヤ２１ｃが取り付けられている。駆動ギヤ２１ｃは、より大径の従動ギヤ２２ａに噛み合わされている。駆動ギヤ２１ｃと従動ギヤ２２ａの噛み合いが減速部２２を構成している。減速部２２のギヤ列の噛み合いにより電動モータ２１の回転出力が減速される。
減速された電動モータ２１の回転出力は、従動ギヤ２２ａが固定された出力軸２５を経て圧縮部２３に出力される。出力軸２５には、圧縮部２３のクランク円板２３ａが取り付けられている。クランク円板２３ａには、クランク軸２３ｂを介してクランクロッド２３ｃの基端部が相対回転可能に支持されている。クランク軸２３ｂは、減速部２２の出力軸２５に対して偏心している。クランクロッド２３ｃの先端部にはピストン２３ｄが取り付けられている。ピストン２３ｄはシリンダ２３ｅ内を気密に往復動可能に保持されている。シリンダ２３ｅは、クランクケース部２４ｅの上部に気密に取り付けられている。シリンダ２３ｅの上部であってピストン上室は、排気孔２３ｆを経て排気口２６に連通している。

電動モータ２１が起動すると、その回転出力が減速部２２で減速されて出力軸２５に出力され、これによりクランク円板２３ａが回転する。クランク円板２３ａが回転すると、クランク軸２３ｂが出力軸２５回りを公転するため、クランクロッド２３ｃが上下に運動し、これによりピストン２３ｄがシリンダ２３ｅ内を上下に往復動する。シリンダ２３ｅ内でピストン２３ｄが往復動することによりピストン上室に外気が給気されて、排気孔２３ｆから排気口２６に圧縮エアが供給される。
排気口２６には、Ｌ形の継ぎ手２７を介して吐出ホース２８が接続されている。吐出ホース２８は、圧縮部２３の前側から側方を経て本体ケース１０の後部側に取り回されている。この吐出ホース２８は、ストレート形の継ぎ手２９と後述する圧力表示部４０を経て、本体ケース１０の後部に取り付けた吐出ジョイント３０に接続されている。この吐出ホース２８を含めて、圧縮部２３から吐出ジョイント３０に至るエア流路が圧縮エアを流すための吐出流路３１として機能する。
ユニットケース２４の外面には、当該ユニットケース２４を本体ケース１０に対して支持するための支持ボス部２４ａ〜２４ａが一体に設けられている。本実施形態では、モータケース部２４ｃの下部と、ギヤケース部２４ｄの上部と、クランクケース部２４ｅの下部及び前面の合計４箇所に支持ボス部２４ａ〜２４ａが設けられている。支持ボス部２４ａ〜２４ａには、弾性体としてのゴムキャップ２４ｂが被せられている。各支持ボス部２４ａ〜２４ａは、ゴムキャップ２４ｂを介して本体ケース１０（１０Ｌ，１０Ｒ）に設けた保持リブ１０ａ内に嵌め込まれた状態で保持されている。保持リブ１０ａは、左右半割りケース１０Ｌ，１０Ｒの双方に相互に対向する状態で設けられている。このため、図７に示すように各支持ボス部２４ａは、左右半割りケース１０Ｌ，１０Ｒの保持リブ１０ａ，１０ａ間にゴムキャップ２４ｂを介在させた状態で挟み込まれて保持されている。
本実施形態では、この４箇所の支持ボス部２４ａ〜２４ａが全て本体ケース１０の分離線Ｄに沿って配置された構成となっている。このため、上記したように左右半割りケース１０Ｌ，１０Ｒを突き合わせて本体ケース１０を組み付ける段階で、４箇所全ての支持ボス部２４ａ〜２４ａがそれぞれゴムキャップ２４ｂを介して左右半割りケース１０Ｌ，１０Ｒ間に挟み込まれる構成となっている。

このように、主たる振動源である圧縮部ユニット２０が弾性体としてのゴムキャップ２４ｂ〜２４ｂを介して本体ケース１０にフローティング支持（弾性支持）されている。このため、電動モータ２１や圧縮部２３で発生する振動が各支持ボス部２４ａのゴムキャップ２４ｂにより吸収されて、本体ケース１０ひいては当該エアコンプレッサ１の振動が低減されるようになっている。
図５に示すようにバッテリパック６は、本体ケース１０の底部後端側に装着されている。また、電動モータ２１は本体ケース１０の前後方向ほぼ中央であって底部付近に配置されている。さらに、電動モータ２１の前側に減速部２２が配置され、その前側に圧縮部２３が配置されている。
このため、圧縮部２３は本体ケース１０の前端寄り底部付近に配置されている。このように、当該エアコンプレッサ１を構成する各構成部品のうち、比較的重量の大きなバッテリパック６と電動モータ２１と圧縮部２３が底部付近において前後方向（モータ軸線方向）に並んで配置されていることから、当該エアコンプレッサ１の重心Ｇが底部付近で前後方向ほぼ中程になるよう設定されている。しかも、図３及び図４に示すようにバッテリパック６と圧縮部ユニット２０が、本体ケース１０の左右幅方向について中央であって左右半割りケース１０Ｌ，１０Ｒの分離線Ｄに沿って配置されていることにより当該エアコンプレッサ１の重心Ｇが左右方向中央に位置している。
このようにエアコンプレッサ１の重心Ｇが本体ケース１０の底部付近の低い位置で前後方向及び左右幅方向の中程に設定されていることにより、当該エアコンプレッサ１が転倒しにくくなっている。また、本体ケース１０の前後方向ほぼ中央に配置されたハンドル部２の下方に重心Ｇが位置することとなって、持ち運び時の安定性が高められている。

次に、圧縮部ユニット２０から吐出された圧縮エアは、吐出ホース２８を含む吐出流路３１を経て吐出ジョイント３０に供給される。吐出ジョイント３０は、バッテリパック６の上方であって本体ケース２０の後面の高さ方向中程に配置されている。この吐出ジョイント３０にエアホース（図示省略）を介して釘打ち機等のエアツールを接続することにより、当該エアツールを作動させることができる。本実施形態のエアコンプレッサ１は、圧縮部ユニット２０から吐出された圧縮エアを蓄圧するためのタンクを備えていない。このため、圧縮部ユニット２０から吐出された圧縮エアは、そのまま直接エアツールに供給される。その結果、エアツールでのエア消費により吐出ホース２８内のエア圧の変動（圧力変動）が比較的大きくなる。この大きな圧力変動は、吐出される圧縮エアのエア圧を表示する圧力計や圧力スイッチの耐久性を低下させる原因になる。
この点、本実施形態のエアコンプレッサ１では、圧力表示部４０に工夫が加えられている。図４及び図５に示すように本実施形態の圧力表示部４０は、吐出流路３１の中途に介装されている。この圧力表示部４０は、ベースブロック４１と流路補助機器としての圧力計４２と圧力スイッチ４３を備えている。ベースブロック４１は、左右の半割りケース１０Ｌ，１０Ｒに相互に対向して設けた保持リブ１０ｂ，１０ｂ間に挟み込まれた状態で保持されている。圧縮部ユニット２０から吐出された圧縮エアのエア圧（後述する吐出流路３１内のエア圧）が圧力計４２に表示され、このエア圧が設定圧に達するとこれが圧力スイッチ４３で検知される。圧力スイッチ４３が設定圧を検知すると、これがモータ制御回路に出力されて電動モータ２１が停止され、従って圧縮部ユニット２０が停止する。供給されるエア圧が設定圧よりも低下すると、これが圧力スイッチ４３で検知されて電動モータ２１が再起動し、従って圧縮部ユニット２０から圧縮エアが再び供給され始める。
このベースブロック４１には、４つの接続口４１ａ〜４１ｄが設けられている。吐出流路３１の上流側となる第１接続口４１ａに継ぎ手２９を介して吐出ホース２８が接続されている。吐出流路３１の下流側となる第２接続口４１ｂに吐出ジョイント３０が接続されている。第１接続口４１ａと第２接続口４１ｂとの間において吐出流路３１には小径の変動調整孔４１ｅを経て第３接続口４１ｃと第４接続口４１ｄが連通されている。本実施形態では、この変動調整孔４１ｅは、最大で約１．５ｍｍ程度の孔径に設定されており、その流路面積は第１接続口４１ａと第２接続口４１ｂとの間における吐出流路３１の流路面積の概ね１０パーセント以下に設定されている。
第３接続口４１ｃはベースブロック４１の上面に開口されている。この第３接続口４１ｃに流路補助機器として圧力計４２が取り付けられている。この第３接続口４１ｃに第４接続口４１ｄが交差する状態で連通されている。この第４接続口４１ｄはベースブロック４１の前側面に開口されている。この第４接続口４１ｄに別の流路補助機器として圧力スイッチ４３が取り付けられている。このように圧力計４２を接続した第３接続口４１ｃ及び圧力スイッチ４３を取り付けた第４接続口４１ｄが小径の変動調整孔４１ｅを経て吐出流路３１に連通されている。このため、吐出流路３１内の圧力変動が直接第３及び第４接続口４１ｃ，４１ｄに伝わることがなく、変動調整孔４１ｅにより抑制された状態で伝わることから、圧力計４２及び圧力スイッチ４３の耐久性を高めることができる。

以上のように構成した本実施形態のエアコンプレッサ１によれば、当該エアコンプレッサ１の構成部品のうち比較的重量の大きな構成部品である、電動モータ２と減速部２２と圧縮部２３とバッテリパック６が本体ケース１０の高さ方向中央よりも下側の領域に配置されて、当該エアコンプレッサ１の重心Ｇが本体ケース１０の高さ方向中央よりも下側に位置している。しかも、本体ケース１０の前後方向中央に配置された電動モータ２１に対して前側に圧縮部２２が配置され、後ろ側にバッテリパック６が配置されて前後方向の重量バランスがとられている。
このように、重量の大きな構成部品である電動モータ２１、減速部２２、圧縮部２３及びバッテリパック６が本体ケース１０の底部付近に沿った下側の領域に配置され、かつ前後方向に重量バランスをとった状態で配置されていることから、当該エアコンプレッサ１を例えば作業台上に設置した場合の安定性を大幅に高めることができ、ひいては当該エアコンプレッサ１の転倒を未然に防止することができる。
また、エアツールをエアホースを介して接続するための吐出ジョイント３０が、バッテリパック６の上方であって本体ケース１０の後部の高さ方向中程に配置されていることから、本体ケースの上部に配置した構成に比してバッテリパック６により接近した部位にエアホースが接続される。このため、作業中においてエアホースの取り回し経路の移動等により本体ケース１０に外力が付加されても当該エアコンプレッサ１を倒れにくくすることができ、これにより安定した状態で設置しておくことができる。
さらに、持ち運び用のハンドル部２が本体ケース１０の上部で電動モータ２１の上方に配置されていることから、当該ハンドル部２を把持してエアコンプレッサ１を持ち運ぶ際に安定した姿勢で楽に持ち運ぶことができる。

以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、電動モータ２１に対して前側に圧縮部２３を配置し、後ろ側にバッテリパック６を装填する構成を例示したが、逆に配置する構成としてもよい。この場合は、本体ケース１０の前面側に吐出ジョイントを配置することが望ましい。
また、スライド取り付け式のバッテリパック６を例示したが、差し込み式のバッテリパックについても同様に適用することができる。
さらに、ショルダベルト用のベルト掛け部３，４を備えない卓上形のエアコンプレッサにも同様に適用することができる。
また、電動モータ２１と減速部２２と圧縮部２３が一つの圧縮部ユニット２０にアッセンブリ化された構成を例示したが、それぞれ本体ケース１０に対して個別に固定される構成についても同様に適用することができる。

１…エアコンプレッサ
Ｇ…重心
２…ハンドル部
３，４…ベルト掛け部
５…操作パネル、５ａ，５ｂ…押しボタン、５ｃ…圧力調整ダイヤル
６…バッテリパック
７…脚部
１０…本体ケース、１０ａ，１０ｂ…保持リブ
Ｄ…分離線
１０Ｌ…左半割りケース、１０Ｒ…右半割りケース
１１…ケース固定ねじ
２０…圧縮部ユニット
２１…電動モータ
２２…減速部
２３…圧縮部
２３ａ…クランク円板、２３ｂ…クランク軸、２３ｃ…クランクロッド
２３ｄ…ピストン、２３ｅ…シリンダ、２３ｆ…排気孔
２４…ユニットケース
２４ａ…支持ボス部、２４ｂ…ゴムキャップ（弾性体）
２４ｃ…モータケース部、２４ｄ…ギヤケース部、２４ｅ…クランクケース部
２５…出力軸
２６…排気口
２７…継ぎ手
２８…吐出ホース
２９…継ぎ手
３０…吐出ジョイント
３１…吐出流路
４０…圧力表示部
４１…ベースブロック
４１ａ…第１接続口、４１ｂ…第２接続口、４１ｃ…第３接続口、４１ｄ…第４接続口
４１ｅ…変動調整孔
４２…圧力計（流路補助機器）
４３…圧力スイッチ（流路補助機器）

Claims (3)

1. 本体ケースに、電動モータと、該電動モータの回転出力を減速する減速部と、該減速部の回転出力をシリンダ内のピストンの往復動に変換して圧縮エアを吐出する圧縮部を内装し、前記電動モータの電源としてバッテリパックを装填したエアコンプレッサであって、
   前記電動モータと前記減速部と前記圧縮部と前記バッテリパックが、前記本体ケースの高さ方向中央よりも下側の領域に配置されており、前記電動モータが前記本体ケースの前後方向中央に配置され、該電動モータの前側に前記減速部が配置され、該減速部の前側に前記圧縮部が配置され、該圧縮部とは前後方向反対側において前記バッテリパックが前記本体ケースの後部に装填されたエアコンプレッサ。
2. 請求項１記載のエアコンプレッサであって、エアツールをエアホースを介して接続するための吐出ジョイントが、前記バッテリパックの上方であって本体ケース後部の高さ方向中程に配置されたエアコンプレッサ。
3. 請求項１又は２記載のエアコンプレッサであって、前記本体ケースの上部で前記電動モータの上方にハンドル部を備えたエアコンプレッサ。
   

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