JP2013007291A - 空気圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンス等における作業性を良くすると共に騒音等の低下を図った空気圧縮機の提供。
【解決手段】駆動部３と、駆動部３により回転駆動され空気を圧縮するピストン部６を駆動するクランク部５と、クランク部５に付設されたバランスウェイト５４と、を備え、クランク部５は、駆動部３に接続されるクランクシャフト５１と、クランクシャフト５１と一体回転しピストン部６に接続される第一クランクアーム５２とを有し、バランスウェイト５４は、クランクシャフト５１に装着されると共に第一クランクアーム５２に接続され、バランスウェイト５４と第一クランクアーム５２との間にはバランスウェイト５４をクランクシャフト５１に対して付勢する付勢機構が介在している空気圧縮機を提供する。
【選択図】図４

Description

本発明は、圧縮空気を動力源とする工具等に圧縮空気を供給するための空気圧縮機に関する。

建築現場などでは、圧縮空気の圧力で釘やネジを木材などに打ち込む空気工具が広く使用されており、この空気工具に供給される圧縮空気を生成するのに空気圧縮機が用いられている。空気圧縮機は、モータ等によりシリンダ内のピストンを駆動して空気を圧縮すると共に圧縮した空気をタンクに貯留し、このタンクから空気工具に圧縮空気を供給している。

また圧縮空気の圧力を高圧にするために、例えば特許文献１に示されるように、複数のピストンで段階的に圧縮を行う多段式往復圧縮機が公知になっている。またピストンを駆動する機構として、例えば特許文献２に示されるように、モータの出力軸に接続されるクランク軸にクランク部材を偏心状態で固定し、このクランク部材でピストンを駆動するクランク軸を構成している。

特開２００９−１８５６４８号公報 特開２０１１−０２７０６３号公報

クランク軸とクランク部材とは、一般にキーにより一体回転するように構成されるが、クランク軸とキーとの間、及びキーとクランク部材との間に隙間があると、空気圧縮機稼働中にガタツキによる振動や騒音の原因となる。上記隙間を無くして圧入すると、部品組立や、メンテナンスの際の作業性が悪化する。よって本発明は、メンテナンス等における作業性を良くすると共に隙間に起因する騒音等の低下を図った空気圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、回転力を出力する駆動部と、該駆動部により回転駆動されるクランク部と、該クランク部に駆動される圧縮部と、該クランク部に付設されたバランスウェイトと、を備え、該クランク部は、該駆動部に接続されるクランクシャフトと、該クランクシャフトと一体回転し該圧縮部に接続されるクランクアームとを有し、該バランスウェイトは、該クランクシャフトに装着されると共に該クランクアームに接続され、該バランスウェイトと該クランクアームとの間には該バランスウェイトを該クランクシャフトに対して押圧する押圧部が介在している空気圧縮機を提供する。

このような構成によると、クランクシャフトにバランスウェイトが押圧されるため、クランクシャフトとバランスウェイトとの間でのガタツキの発生が抑制されて騒音等を低減することができる。またバランスウェイトはクランクシャフトに装着されたクランクアームに反力を取って押圧するため、クランクアームもクランクシャフトを押圧することになり、故にクランクアームとクランクシャフトとの間でのガタの発生が抑制されて騒音等を低減することができる。

上記構成の空気圧縮機において、該クランクシャフトは、該クランクアームと係合して該クランクアームと該クランクシャフトとを同軸一体回転させるキーを有し、該キーは、該バランスウェイトと該クランクシャフトとの間であって該クランクシャフトが該バランスウェイトの押圧力を受ける位置にも配置されていることが好ましい。

このような構成によると、バランスウェイトでキーがクランクシャフトに押圧されるため、バランスウェイトとキーとの間、及びキーとクランクシャフトとの間でのガタツキの発生が抑制されて騒音等を低減することができる。

また該押圧部は、該バランスウェイトを該クランクアームに対して移動させ該バランスウェイトを該クランクアームに締結する締結部と、該締結部によって該バランスウェイトが該クランクアームに対して移動した際に該バランスウェイトを該クランシャフトの軸方向と交差する方向に移動させ該バランスウェイトを該クランクシャフトに対して押圧する押圧力発生部と、から構成されていることが好ましい。

また該押圧力発生部は、該バランスウエイトに設けられた当接部と、該クランクアームに設けられ該バランスウェイトが該クランクアームに接続された状態で該当接部が当接する被当接部とから構成され、該当接部と該被当接部との少なくとも一方には、該バランスウエイトが該クランクアームに対して移動した際に、該当接部を該バランスウェイトが該クランクシャフトを押圧する方向へと導く斜面が設けられていることが好ましい。

また該押圧力発生部は、該バランスウェイトを該クランクシャフトに押圧する押圧方向が、該クランクシャフトの軸心と直交する半径方向と平行となるように構成され、該押圧力発生部は、該軸心を通り半径方向に延びる軸に関して該クランクシャフトの周方向一方側と他方側とに位置していてもよい。

これらのような構成によると簡単な構成で押圧力発生部を構成することができる。

また該クランクシャフトにおいて該バランスウエイトが装着された箇所の軸方向と直交する断面は、非真円形状を成し、該バランスウェイトには、該クランクシャフトが挿入され該クランクシャフトの該非真円形状と一致する内周形状を成す穿孔が形成され、該押圧力発生部は、該バランスウェイトを該クランクシャフトに押圧する押圧方向が、該クランクシャフトの軸心回りの周方向となるように構成されていてもよい。

また上記課題を解決するために本発明は、回転力を出力する駆動部と、該駆動部により回転駆動され空気を圧縮する圧縮部を駆動するクランク部と、を備え、該圧縮部は、第一圧縮部と第二圧縮部とを、有し、該クランク部は、該駆動部に接続されるクランクシャフトと、該クランクシャフトに接続されて該クランクシャフトと一体回転し該第一圧縮部に接続される第一クランクアームと、該クランクシャフトに接続されて該クランクシャフトと一体回転し該第二圧縮部に接続される第二クランクアームとを有し、該第一クランクアームと該第二クランクアームとの間には、該第一クランクアームと該第二クランクアームとを互いに押圧する押圧部が介在している空気圧縮機を提供する。

このような構成によると、第一クランクアームと第二クランクアームとが互いに異なる方向へと移動するため、第一貫通孔及び第二貫通孔に挿入されたクランクシャフトが、第一クランクアームと第二クランクアームとによって剪断されるように締結される。よって、第一クランクアーム及び第二クランクアームとクランクシャフトとの間でのガタツキの発生が抑制されて騒音等を低減することができる。

上記構成の空気圧縮機において、該押圧部は、該第一クランクアームと該第二クランクアームとを該クランクシャフトの軸方向において相対的に近接するように近接移動させ該第一クランクアームと該第二クランクアームとを一体に締結する締結部と、該第一クランクアームと該第二クランクアームとが該近接移動した際に該第一クランクアームと該第二クランクアームとを該軸方向と交差する交差方向の一方向側と他方向側とにそれぞれ押圧する押圧力発生部と、から構成されていることが好ましい。

また該押圧力発生部は、該第一クランクアームと該第二クランクアームとのいずれか一方に設けられた当接部と、該第一クランクアームと該第二クランクアームとのいずれか他方に設けられ該第一クランクアームと該第二クランクアームとが接続された状態で該当接部が当接する被当接部とから構成され、該当接部と該被当接部との少なくとも一方には、該第一クランクアームと該第二クランクアームとが互いに該軸方向に近接移動した際に、該当接部を該非当接部に対して該一方向側若しくは該他方向側へと導く斜面が設けられていることが好ましい。

これらのような構成によると簡単な構成で押圧力発生部を構成することができる。

また該第一クランクアームには該クランクシャフトが貫通する第一貫通孔が形成され、該第二クランクアームには該クランクシャフトが貫通する第二貫通孔が形成され、該押圧力発生部は、該交差方向が、該クランクシャフトの軸心と直交する半径方向と平行となるように構成され、該押圧力発生部は、該軸心を通り半径方向に延びる軸に関して該クランクシャフトの周方向一方側と他方側とに位置していてもよい。

また該第一クランクアームには該クランクシャフトが貫通する第一貫通孔が形成され、該第二クランクアームには該クランクシャフトが貫通する第二貫通孔が形成され、該クランクシャフトにおいて該第一クランクアームと該第二クランクアームとが装着された箇所の該軸方向と直交する断面は、非真円形状を成し、該押圧力発生部は、該交差方向が、該クランクシャフトの軸心回りの周方向となるように構成されていてもよい。

また該クランクシャフトは、該第一クランクアームと該第二クランクアームとにそれぞれ係合して該第一クランクアーム及び該第二クランクアームと該クランクシャフトとを同軸一体回転させるキーを有していることが好ましい。

このような構成によると、キーも該第一クランクアーム及び該第二クランクアームで締結されるため、該第一クランクアーム及び該第二クランクアームとキーとの間、及びキーとクランクシャフトとの間でのガタツキの発生が抑制されて騒音等を低減することができる。

本発明の空気圧縮機によれば、メンテナンス等における作業性が良くなると共に隙間に起因する騒音等の低下を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る空気圧縮機の正面斜視図。 本発明の実施の形態に係る空気圧縮機のカバーを外した状態での正面斜視図。 本発明の実施の形態に係る空気圧縮機のカバーを外した状態での正面図。 図３のIV−IV線に沿った断面図。 本発明の実施の形態に係る空気圧縮機の第一クランクアームを示す（ａ）後面図、（ｂ）（ａ）のV-V線に沿った断面図。 本発明の実施の形態に係る空気圧縮機の第二クランクアームを示す（ａ）前面図、（ｂ）（ａ）のVI-VI線に沿った断面図。 本発明の実施の形態に係る空気圧縮機のクランク部の前面図。 本発明の実施の形態に係る空気圧縮機のクランク部からバランスウェイトを取り去った状態での前面図。 図７のIX−IX線に沿った断面図。

以下、本発明の実施の形態に係る空気圧縮機を図１乃至図９に基づき説明する。図１に示される空気圧縮機１は、エア式の釘打ち機等の工具へ圧縮空気を供給するハンディタイプの空気圧縮機であり、図２に示されるように、タンク部２と、駆動部３と、圧縮空気生成部４と、制御回路部８とから主に構成されており、駆動部３、圧縮空気生成部４、制御回路部８は、図１に示されるようにハウジング１Ａで覆われている。

タンク部２は、図２に示されるように二本のタンク２１、２２とから主に構成されており、圧縮空気生成部４から供給される圧縮空気を最高圧力４．２ＭＰａ程度で貯留している。二本のタンク２１、２２は、それぞれ同形状であって両端部が閉塞された略円筒形状をなしており、その円筒の軸心が平行になるように並列配置され、軸方向一端側と他端側とにおいてそれぞれフレーム２３（図３）で連結されていると共に、図示せぬ連結管により内部が連通している。以下の説明においては、円筒の軸方向を空気圧縮機１の前後方向とし、この前後方向と直交する方向であって二本のタンク２１、２２が並ぶ方向を左右方向とする。また前後方向及び左右方向と直交する方向を上下方向とする。タンク部２は、上下方向において空気圧縮機１の最下部に位置している。

二本のタンク２１、２２それぞれの前端位置及び後端位置であって下側には、空気圧縮機１における載置部分となる防振支持用ゴム足２１Ａ、２２Ａが設けられており、軸方向一端及び他端（前端及び後端）に位置するフレーム２３からは、上方に向けてハンドル２３Ａ、２３Ａがそれぞれ延出されている。

タンク部２において、タンク２１には、高圧側と低圧側とに対応した圧縮空気取り出し口であるカプラ２４Ａ、２４Ｂが設けられており、これらカプラ２４Ａ、２４Ｂにはホースを介して釘打機等の圧縮空気を動力として駆動される工具が接続される。カプラ２４Ａ、２４Ｂのタンク２１側には、減圧弁２５Ａ、２５Ｂがそれぞれ設けられている。減圧弁２５Ａ、２５Ｂにより、カプラ２４Ａ、２４Ｂから吐出される圧縮空気の圧力が、上記最高圧力以下となる。カプラ２４Ａ、２４Ｂの近傍には、圧力計２６が設けられてタンク２１内の圧縮空気の圧力をモニタしている。またタンク２１には、後述の高圧側ピストン部６Ｂに接続されて圧縮空気が送気されるパイプ２１Ｂが接続されている。またタンク２１、２２には、内部圧力が異常に高くなった場合に圧縮空気を大気中に吐出する図示せぬ安全弁が設けられている。

駆動部３は、直流モータから構成され、図４に示されるようにステータ３１と、ロータ３２と、ロータ３２と一体回転する出力軸部３３とを備えており、出力軸部３３の軸方向が前後方向と一致し、出力軸部３３が前方に突出するようにタンク部２上であって、前後方向の略中心位置に配置されている。

圧縮空気生成部４は、アルミ等の金属製のクランクケース４１を枠体とし、主にクランク部５と、圧縮部であるピストン部６とを有している。クランク部５は、クランクケース４１内のクランク室４１ａ内に配置され、クランクシャフト５１と、クランクシャフト５１に一体回転するように装着される第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３とを備え、バランスウェイト５４が付設されると共に第一クランクアーム５２、第二クランクアーム５３、バランスウェイト５４を一体に固定するネジ５５が設けられている。

クランクシャフト５１は、軸方向が前後方向と一致するように配置されて出力軸部３３に一体回転するように接続されており、その前端近傍位置でクランクケース４１に回転可能に軸支されている。クランクシャフト５１の最前端は、クランクケース４１から突出しており、この最前端位置にクランクケース４１や駆動部３に冷却風を送風するファン４２が同軸一体回転するように装着されている。また図５に示されるようにクランクシャフト５１において、第一クランクアーム５２、第二クランクアーム５３、及びバランスウェイト５４が装着される箇所には、前後方向に延びる溝５１ａ（図５）が穿設されており、この溝５１ａ内にキー５１Ａが挿入されている。よってクランクシャフト５１の第一クランクアーム５２、第二クランクアーム５３、及びバランスウェイト５４が装着される箇所における断面形状は、図７に示されるように、非真円形状になる。具体的には、キー５１Ａを除外した状態でのクランクシャフト５１の断面形状は、クランクシャフト５１の外周において溝５１ａ部分が凹形状を成しており、キー５１Ａを含んだ状態でのクランクシャフト５１の断面形状は、クランクシャフト５１の外周においてキー５１Ａが凸形状を成している。

図５（ａ）に示されるように、第一クランクアーム５２は、円板状のカムであり、円板の軸心Ｇから外れた位置に、円板の中心とは異なる軸心Ｇ’を有しキー５１Ａを含んだクランクシャフト５１の外周形状と僅かな隙間を空けて一致する第一貫通孔５２ａが形成されている。第一貫通孔５２ａにおいて、キー５１Ａが挿入される箇所は、軸心Ｇ’から軸心Ｇを結ぶ線上に位置しており、第一貫通孔５２ａ内にクランクシャフト５１及びキー５１Ａが挿入されて、軸心Ｇの軸方向がクランクシャフト５１の軸方向と平行になるように第一クランクアーム５２がクランクシャフト５１に装着されている。第一クランクアーム５２において軸心Ｇに関して軸心Ｇ’の反対側には、ネジ５５が貫通する孔５２ｂが形成されている。この孔５２ｂは、後述するように第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３とが相対移動した際に、ネジ５５と孔５２ｂ内周とが当接しない程度の孔径に形成されている。また第一クランクアーム５２の後面には、後方へと向かって突出する台形状の当接部５２Ａが設けられており、図５（ｂ）に示されるように、当接部５２Ａには、第一斜面５２Ｂが設けられている。第一斜面５２Ｂは、前後方向と直交する断面において、その向きが半径方向及び接線方向と交差するように配置されている。また図８及び図９に示されるように、第一クランクアーム５２の前面において、軸心Ｇから軸心Ｇ’を結び孔５２ｂに延びる直線の両隣となる第一クランクアーム５２の周方向一方側と他方側に、それぞれ同一形状を成す被当接部である凹部５２ｃ、５２ｃが形成されている。それぞれの凹部５２ｃ、５２ｃには、半径方向と直交する方向に延び、軸心Ｇ’側を向く第三斜面５２Ｃ、５２Ｃが設けられている。

図６（ａ）に示されるように、第二クランクアーム５３は、第一クランクアーム５２と同径の円板状に構成されたカムであり、第一クランクアーム５２とほぼ同位相となる位置に第一貫通孔５２ａと同形状の第二貫通孔５３ａが形成されており、第二貫通孔５３ａにクランクシャフト５１及びキー５１Ａが挿入されてクランクシャフト５１に装着されている。また第二クランクアーム５３において軸心Ｇに関して軸心Ｇ’の反対側には、ネジ５５が螺合するネジ孔５３ｂが形成されている。このネジ孔５３ｂは、第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３とを第一貫通孔５２ａと第二貫通孔５３ａとが同軸上に位置するように重ね合わせた状態で、孔５２ｂと一致する位置に配置されている。また第二クランクアーム５３の前面には、図６（ｂ）に示されるように後方へと向かって穿設され当接部５２Ａを挿入可能な凹状の被当接部５３ｃが形成されている。被当接部５３ｃ内には、第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３とが重ねられた状態で第一斜面５２Ｂが向く方向に対して反対方向を向く第二斜面５３Ｂが設けられている。

この被当接部５３ｃは、第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３とを第一貫通孔５２ａと第二貫通孔５３ａとが同軸上に位置するように重ね合わせた状態で、当接部５２Ａと完全には一致しないが、ほぼ一致する位置に配置されている。ここで「完全には一致しない」とは、上述のように第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３とを重ねた状態で、当接部５２Ａが被当接部５３ｃ内に挿入されるが、第一斜面５２Ｂと第二斜面５３Ｂのみが当接する状態をいう。

バランスウェイト５４は、図７に示されるように、装着部５４Ａと、ウエイト部５４Ｂとから構成されており、第一クランクアーム５２の前面に当接するように装着されている。装着部５４Ａには、第一貫通孔５２ａ、第二貫通孔５３ａと同形状を成しクランクシャフト５１及びキー５１Ａが挿入される穿孔５４ａと、孔５２ｂと連通してネジ５５が貫通する孔５４ｂ（図９）が形成されている。孔５４ｂは、半径方向を長径とする長孔状に形成されている。また装着部５４Ａにおいて第一クランクアーム５２の前面と当接する後面には、一対の凹部５２ｃ、５２ｃと対向する位置に当接部であり互いに同形状を成す一対の凸部５４Ｃ、５４Ｃが設けられており、一対の凸部５４Ｃ、５４Ｃにはそれぞれ第四斜面５４Ｄ、５４Ｄが設けられている。第四斜面５４Ｄ、５４Ｄは、装着部５４Ａが第一クランクアーム５２に装着された状態で、第三斜面５２Ｃ、５２Ｃが向く方向に対して反対方向を向き、第三斜面５２Ｃ、５２Ｃに対向するように構成されている。

この凸部５４Ｃ、５４Ｃは、第一クランクアーム５２と装着部５４Ａとを第一貫通孔５２ａと穿孔５４ａとが同軸上に位置するように重ね合わせた状態で、凹部５２ｃ、５２ｃと完全には一致しないが、ほぼ一致する位置に配置されている。ここで「完全には一致しない」とは、上述のように第一クランクアーム５２と装着部５４Ａとを重ねた状態で、凸部５４Ｃ、５４Ｃが凹部５２ｃ、５２ｃ内に挿入されるが、第三斜面５２Ｃと第四斜面５４Ｄのみが当接する状態をいう。

ウエイト部５４Ｂは、前後方向と直交する断面において、軸心Ｇから軸心Ｇ’に向かう方向に装着部５４Ａから延出されて設けられており、クランクシャフト５１の軸心軸心Ｇ’回りにおいて、第一クランクアーム５２、第二クランクアーム５３との重量バランスを取っている。

ネジ５５は、図９に示されるように、バランスウェイト５４の前面にフランジが当接して、孔５４ｂ、孔５２ｂを貫通してネジ孔５３ｂに螺合している。このようにネジ５５が螺合することにより、バランスウェイト５４と第一クランクアーム５２とを前後方向で密着させると共に、第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３を密着させる。

このように第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３とを互いに近接させることにより、第一斜面５２Ｂに沿って第二斜面５３Ｂが移動する。この移動に伴い、第一クランクアーム５２は、第二クランクアーム５３に対して、軸心Ｇ’回り周方向かつ半径方向に移動する。即ち、第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３は、第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３はクランクシャフト５１に対して周方向の一方側と他方側、かつ半径方向の一方側と他方側とに移動する。よってクランクシャフト５１において第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３に装着されている箇所は、上述の第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３の移動により、第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３によって剪断力及び捩り力を受ける。この剪断力及び捩り力により、第一貫通孔５２ａ及び第二貫通孔５３ａとクランクシャフト５１及びキー５１Ａとの間の隙間が無くなり、クランクシャフト５１及びキー５１Ａが第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３によって締結される。この締結により、第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３とを互いに該クランクシャフト５１に押圧することができ、第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３とクランクシャフト５１との間にガタツキが発生することが抑制される。

バランスウェイト５４と第一クランクアーム５２とを互いに近接させることにより、第三斜面５２Ｃに沿って第四斜面５４Ｄが移動する。この移動に伴い、バランスウェイト５４は、第一クランクアーム５２に対して、軸心Ｇから軸心Ｇ’に向かう方向に移動する。バランスウェイト５４及び第一クランクアーム５２は、それぞれクランクシャフト５１に穿孔５４ａ及び第一貫通孔５２ａで装着されているため、上述のバランスウェイト５４及び第一クランクアーム５２の移動により、バランスウェイト５４及び第一クランクアーム５２によってクランクシャフト５１が剪断力を受ける。この剪断力により、穿孔５４ａ及び第一貫通孔５２ａとクランクシャフト５１及びキー５１Ａとの間の隙間が無くなり、クランクシャフト５１及びキー５１Ａがバランスウェイト５４及び第一クランクアーム５２によって締結される。これにより、バランスウェイト５４及び第一クランクアーム５２とクランクシャフト５１との間にガタツキが発生することが抑制される。またクランクシャフト５１において剪断力を受ける箇所には、キー５１Ａが配置されているため、キー５１Ａとクランクシャフト５１との間、及びキー５１Ａとバランスウェイト５４との間でもガタツキが抑えられる。尚、当接部５２Ａ、被当接部５３ｃから第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３間における押圧力発生部が規定され、主にこの押圧力発生部とネジ５５とから第一クランクアーム５２及び第二クランクアーム５３間における押圧部が規定される。また凸部５４Ｃ、凹部５２ｃからバランスウェイト５４及び第一クランクアーム５２間における押圧力発生部が規定され、主にこの押圧力発生部とネジ５５とからバランスウェイト５４及び第一クランクアーム５２間における押圧部が規定される。

ピストン部６は圧縮部であり、図４に示されるように、第一クランクアーム５２で駆動される低圧側ピストン部６Ａと第二クランクアーム５３で駆動される高圧側ピストン部６Ｂとから構成されており、低圧側ピストン部６Ａで大気中より取り込んだ空気を圧縮すると共に圧縮した空気をパイプ６Ｃ（図３）を介して高圧側ピストン部６Ｂに吐出し、高圧側ピストン部６Ｂで吐出された空気を更に圧縮して圧縮空気を作成しタンク部２に圧縮空気を吐出している。

低圧側ピストン部６Ａは、主に低圧側シリンダ６１Ａと低圧側コンロッド６２Ａと低圧側ピストン６３Ａとから構成されている。低圧側シリンダ６１Ａは、クランクケース４１から図４紙面上において左方向に突出するようにクランクケース４１に接続されており、クランク室４１ａに連通する低圧側圧縮室６１ａを画成している。また低圧側シリンダ６１Ａの先端には、大気中の空気を低圧側圧縮室６１ａ内に取り入れる図示せぬ弁及びパイプ６Ｃ（図３）に接続されて圧縮した空気を後述の高圧側圧縮室６１ｂに送気するバルブ６１が接続されている。

低圧側ピストン６３Ａは、低圧側圧縮室６１ａ内径より小径に構成されて低圧側圧縮室６１ａ内に配置され、クランク室４１ａ側に向かって低圧側リップリング６４Ａ及び低圧側下部ピストン６５Ａが接続されている。低圧側リップリング６４Ａは、低圧側下部ピストン６５Ａを介してネジ６６Ａで低圧側ピストン６３Ａに固定されており、その外周が低圧側圧縮室６１ａ内面と当接するように構成されて、低圧側圧縮室６１ａ内の空気がクランク室４１ａ及び外気に漏れることを抑制している。また、低圧側リップリング６４Ａは、低圧側ピストン６３Ａと低圧側圧縮室６１ａ内面が直接接触して互いに損傷することを防止している。

低圧側コンロッド６２Ａは、一端がベアリング６７Ａを介して第一クランクアーム５２の外周に接続されると共に、他端が低圧側下部ピストン６５Ａに接続されており、第一クランクアーム５２と共にクランクシャフト５１の回転運動を低圧側ピストン６３Ａの往復運動に変換している

高圧側ピストン部６Ｂは、主に高圧側シリンダ６１Ｂと高圧側コンロッド６２Ｂと高圧側ピストン６３Ｂとから構成されている。高圧側シリンダ６１Ｂは、クランクケース４１から図４紙面上において右方向に突出するようにクランクケース４１に接続されており、クランク室４１ａに連通する高圧側圧縮室６１ｂを画成している。また高圧側シリンダ６１Ｂの先端には、パイプ６Ｃに接続されて低圧側圧縮室６１ａから吐出された空気を高圧側圧縮室６１ｂ内に取り入れるバルブ６１Ｄ、及びパイプ２１Ｂ（図２）に接続されて高圧側圧縮室６１ｂで圧縮された圧縮空気をタンク部２に向けて吐出するバルブ６１Ｅが接続されている。

高圧側ピストン６３Ｂは、高圧側圧縮室６１ｂ内径より小径に構成されて高圧側圧縮室６１ｂ内に配置され、クランク室４１ａ側に向かって高圧側リップリング６４Ｂ及び高圧側下部ピストン６５Ｂが接続されている。高圧側リップリング６４Ｂは、高圧側下部ピストン６５Ｂを介してネジ６６Ｂで高圧側ピストン６３Ｂに固定されており、その外周が高圧側圧縮室６１ｂ内面と当接するように構成されて、高圧側圧縮室６１ｂ内の空気がクランク室４１ａ及び外気に漏れることを抑制している。さらに、該高圧側リップリング６４Ｂのクランクシャフト５１側には、高圧側ピストン６３Ｂと高圧側下部ピストン６５Ｂで構成する空間に、耐摩耗性が優れた弾性材で構成されたサポートリング６４Ｃが配設されている。サポートリング６４Ｃの高圧側リップリング６４Ｂ側の面は、半径方向外側が高圧側リップリング６４Ｂ側にせり出した形状となっている。またサポートリング６４Ｃは、高圧側コンロッド６２Ｂが傾いたときに、高圧側リップリング６４Ｂと高圧側ピストン６３Ｂの外周面との問にはわずかな隙間が形成されるように構成されている。このような構成により、サポートリング６４Ｃ、高圧側リップリング６４Ｂの外周部が高圧側圧縮室６１ｂの内周部を摺動するように接触し、高圧側リップリング６４Ｂは、高圧側圧縮室６１ｂ内の圧縮中の空気がクランク室４１ａ及び外気へ抜けることを防止するように、高圧側圧縮室６１ｂを気密にシーリングすることができる。また、高圧側リップリング６４Ｂおよび、サポートリング６４Ｃは、高圧側ピストン６３Ｂ及び高圧側下部ピストン47cと高圧側圧縮室６１ｂ内面とが直接接触して互いに損傷することを防止している。

高圧側コンロッド６２Ｂは、一端がベアリング６７Ｂを介して第二クランクアーム５３の外周に接続されると共に、他端が高圧側下部ピストン６５Ｂに接続されており、第二クランクアーム５３と共にクランクシャフト５１の回転運動を高圧側ピストン６３Ｂの往復運動に変換している。

図２に示されるように制御回路部８は、駆動部３の後方に配置され、駆動部３のオン・オフの制御を行っている。また制御回路部８には、主電源スイッチ８Ａが設けられている。

上記構成の空気圧縮機１において、圧縮空気を生成するには、主電源スイッチ８Ａをオンにして駆動部３を駆動してクランクシャフト５１を回転し、低圧側ピストン６３Ａ、高圧側ピストン６３Ｂを往復動させる。この往復動に係る工程のうち、低圧側ピストン６３Ａ、高圧側ピストン６３Ｂが低圧側圧縮室６１ａ、高圧側圧縮室６１ｂ内の上死点から下死点へ下降運動する吸い込み工程において、外部空気が低圧側圧縮室６１ａに吸い込まれると共に、低圧側圧縮室６１ａ内で圧縮された空気が高圧側圧縮室６１ｂ内に吸い込まれる。一方、低圧側ピストン６３Ａ、高圧側ピストン６３Ｂが低圧側圧縮室６１ａ、高圧側圧縮室６１ｂ内の下死点から上死点へ上昇運動する圧縮工程においては、低圧側ピストン６３Ａ、高圧側ピストン６３Ｂが低圧側圧縮室６１ａ、高圧側圧縮室６１ｂ内の吸い込み空気を圧縮し、圧縮空気を生成する。さらに、低圧側ピストン６３Ａ、高圧側ピストン６３Ｂが低圧側圧縮室６１ａ、高圧側圧縮室６１ｂの上死点へ達する吐出工程において生成された圧縮空気は、高圧側圧縮室６１ｂに向けて吐出されると共に、タンク部２に向けて吐出される。

以上の吸い込み工程、圧縮工程および吐出工程を低圧側ピストン６３Ａ、高圧側ピストン６３Ｂの往復運動により繰り返すことによって、圧縮空気生成部４よりタンク部２に許容最高圧力の圧縮空気を供給することができる。

この圧縮空気を製造する過程で、クランクシャフト５１、キー５１Ａ、第一クランクアーム５２、第二クランクアーム５３、バランスウェイト５４の相互間にガタツキが発生する隙間があると、部品同士の衝突により衝撃荷重が発生し、振動や騒音が発生する。しかし、本発明による空気圧縮機１では、上述のように隙間を無くしてガタツキの発生を防止しているので、作動中の騒音や振動の発生を抑えることが可能となる。またネジ５５で締結していない状態では、第一クランクアーム５２、第二クランクアーム５３、バランスウェイト５４と、クランクシャフト５１、キー５１Ａとの間に僅かな隙間が形成されるため、クランクシャフト５１、キー５１Ａに第一クランクアーム５２、第二クランクアーム５３、バランスウェイト５４を容易に装着することができ、メンテナンス等における作業性が良くなる。

本実施の形態では、第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３との間で主にクランクシャフト５１の軸周り周方向の相対移動を生じさせてクランクシャフト５１等のガタツキを抑制すると共に、第一クランクアーム５２とバランスウェイト５４との間でクランクシャフト５１の半径方向の相対移動を生じさせてクランクシャフト５１等のガタツキを抑制している。しかし、これに限らず、例えば第一クランクアーム５２と第二クランクアーム５３との間でクランクシャフト５１の半径方向への相対移動を生じさせるように当接部と被当接部とを構成しても良く、また第一クランクアーム５２とバランスウェイト５４との間でクランクシャフト５１の軸周り周方向の相対移動を生じさせるように当接部と被当接部とを構成しても良い。

１：空気圧縮機 １Ａ：ハウジング ２：タンク部 ３：駆動部 ４：圧縮空気生成部
５：クランク部 ６：ピストン部 ６Ａ：低圧側ピストン部 ６Ｂ：高圧側ピストン部
８：制御回路部 ８Ａ：主電源スイッチ ２１：タンク ２１Ａ：防振支持用ゴム足
２３：フレーム ２３Ａ：ハンドル ２４Ａ：カプラ ２５Ａ：減圧弁 ２６：圧力計
３１：ステータ ３２：ロータ ３３：出力軸部 ４１：クランクケース
４１ａ：クランク室 ４２：ファン ５１：クランクシャフト ５１Ａ：キー
５１ａ：溝 ５２：第一クランクアーム ５２Ａ：当接部 ５２Ｂ：第一斜面
５２Ｃ：第三斜面 ５２ａ：第一貫通孔 ５２ｂ：孔 ５２ｃ：凹部
５３：第二クランクアーム ５３Ｂ：第二斜面 ５３ａ：第二貫通孔 ５３ｂ：ネジ孔
５３ｃ：被当接部 ５４：バランスウェイト ５４Ａ：装着部 ５４Ｂ：ウエイト部
５４Ｃ：凸部 ５４Ｄ：第四斜面 ５４ａ：穿孔 ５４ｂ：孔 ５５：ネジ
６１Ａ：低圧側シリンダ ６１Ｂ：高圧側シリンダ ６１Ｃ：バルブ ６１Ｄ：バルブ
６１Ｅ：バルブ ６１ａ：低圧側圧縮室 ６１ｂ：高圧側圧縮室
６２Ａ：低圧側コンロッド ６２Ｂ：高圧側コンロッド ６３Ａ：低圧側ピストン
６３Ｂ：高圧側ピストン ６４Ａ：低圧側リップリング ６４Ｂ：高圧側リップリング
６４Ｃ：サポートリング ６５Ａ：低圧側下部ピストン ６５Ｂ：高圧側下部ピストン
６６Ａ：ネジ ６６Ｂ：ネジ ６７Ａ：ベアリング ６７Ｂ：ベアリング

Claims (12)

1. 回転力を出力する駆動部と、
   該駆動部により回転駆動されるクランク部と、
   該クランク部に駆動される圧縮部と、
   該クランク部に付設されたバランスウェイトと、を備え、
   該クランク部は、該駆動部に接続されるクランクシャフトと、該クランクシャフトと一体回転し該圧縮部に接続されるクランクアームとを有し、
   該バランスウェイトは、該クランクシャフトに装着されると共に該クランクアームに接続され、
   該バランスウェイトと該クランクアームとの間には該バランスウェイトを該クランクシャフトに対して押圧する押圧部が介在していることを特徴とする空気圧縮機。
2. 該クランクシャフトは、該クランクアームと係合して該クランクアームと該クランクシャフトとを同軸一体回転させるキーを有し、
   該キーは、該バランスウェイトと該クランクシャフトとの間であって該クランクシャフトが該バランスウェイトの押圧力を受ける位置にも配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
3. 該押圧部は、該バランスウェイトを該クランクアームに対して移動させ該バランスウェイトを該クランクアームに締結する締結部と、該締結部によって該バランスウェイトが該クランクアームに対して移動した際に該バランスウェイトを該クランシャフトの軸方向と交差する方向に移動させ該バランスウェイトを該クランクシャフトに対して押圧する押圧力発生部と、から構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の空気圧縮機。
4. 該押圧力発生部は、該バランスウェイトに設けられた当接部と、該クランクアームに設けられ該バランスウェイトが該クランクアームに接続された状態で該当接部が当接する被当接部とから構成され、該当接部と該被当接部との少なくとも一方には、該バランスウェイトが該クランクアームに対して移動した際に、該当接部を該バランスウェイトが該クランクシャフトを押圧する方向へと導く斜面が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の空気圧縮機。
5. 該押圧力発生部は、該バランスウェイトを該クランクシャフトに押圧する押圧方向が、該クランクシャフトの軸心と直交する半径方向と平行となるように構成され、
   該押圧力発生部は、該軸心を通り半径方向に延びる軸に関して該クランクシャフトの周方向一方側と他方側とに位置していることを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載の空気圧縮機。
6. 該クランクシャフトにおいて該バランスウェイトが装着された箇所の軸方向と直交する断面は、非真円形状を成し、
   該バランスウェイトには、該クランクシャフトが挿入され該クランクシャフトの該非真円形状と一致する内周形状を成す穿孔が形成され、
   該押圧力発生部は、該バランスウェイトを該クランクシャフトに押圧する押圧方向が、該クランクシャフトの軸心回りの周方向となるように構成されていることを特徴とする請求項３または請求項４のいずれかに記載の空気圧縮機。
7. 回転力を出力する駆動部と、
   該駆動部により回転駆動され空気を圧縮する圧縮部を駆動するクランク部と、を備え、
   該圧縮部は、第一圧縮部と第二圧縮部とを、有し、
   該クランク部は、該駆動部に接続されるクランクシャフトと、該クランクシャフトに接続されて該クランクシャフトと一体回転し該第一圧縮部に接続される第一クランクアームと、該クランクシャフトに接続されて該クランクシャフトと一体回転し該第二圧縮部に接続される第二クランクアームとを有し、
   該第一クランクアームと該第二クランクアームとの間には、該第一クランクアームと該第二クランクアームとを互いに押圧する押圧部が介在していることを特徴とする空気圧縮機。
8. 該押圧部は、該第一クランクアームと該第二クランクアームとを該クランクシャフトの軸方向において相対的に近接するように近接移動させ該第一クランクアームと該第二クランクアームとを一体に締結する締結部と、該第一クランクアームと該第二クランクアームとが該近接移動した際に該第一クランクアームと該第二クランクアームとを該軸方向と交差する交差方向の一方向側と他方向側とにそれぞれ押圧する押圧力発生部と、から構成されていることを特徴とする請求項７に記載の空気圧縮機。
9. 該押圧力発生部は、該第一クランクアームと該第二クランクアームとのいずれか一方に設けられた当接部と、該第一クランクアームと該第二クランクアームとのいずれか他方に設けられ該第一クランクアームと該第二クランクアームとが接続された状態で該当接部が当接する被当接部とから構成され、該当接部と該被当接部との少なくとも一方には、該第一クランクアームと該第二クランクアームとが互いに該軸方向に近接移動した際に、該当接部を該非当接部に対して該一方向側若しくは該他方向側へと導く斜面が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の空気圧縮機。
10. 該第一クランクアームには該クランクシャフトが貫通する第一貫通孔が形成され、該第二クランクアームには該クランクシャフトが貫通する第二貫通孔が形成され、
    該押圧力発生部は、該交差方向が、該クランクシャフトの軸心と直交する半径方向と平行となるように構成され、
    該押圧力発生部は、該軸心を通り半径方向に延びる軸に関して該クランクシャフトの周方向一方側と他方側とに位置していることを特徴とする請求項８または請求項９のいずれかに記載の空気圧縮機。
11. 該第一クランクアームには該クランクシャフトが貫通する第一貫通孔が形成され、該第二クランクアームには該クランクシャフトが貫通する第二貫通孔が形成され、
    該クランクシャフトにおいて該第一クランクアームと該第二クランクアームとが装着された箇所の該軸方向と直交する断面は、非真円形状を成し、
    該押圧力発生部は、該交差方向が、該クランクシャフトの軸心回りの周方向となるように構成されていることを特徴とする請求項８または請求項９のいずれかに記載の空気圧縮機。
12. 該クランクシャフトは、該第一クランクアームと該第二クランクアームとにそれぞれ係合して該第一クランクアーム及び該第二クランクアームと該クランクシャフトとを同軸一体回転させるキーを有していることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか一に記載の空気圧縮機。
    

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