JP2017099079A - 空気圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気圧縮機の動力源である電動モータの冷却効果を高める。
【解決手段】エアコンプレッサは、動力源としてのブラシレスモータと、ブラシレスモータと対向する冷却ファンと、を備える。ブラシレスモータは、ステータコアと、ステータコアの径方向内側に配置されたロータと、ステータコアの軸方向一端側に配置された第１インシュレータ９１と、ステータコアの軸方向他端側に配置された第２インシュレータ９２と、ステータコアのティース９５に、第１インシュレータ９１および第２インシュレータ９２を介して巻き付けられたステータコイル９６と、を有する。ステータコアとステータコイル９６との間に、ティース９５に沿って伸びてステータコアの径方向内側と径方向外側とに連通する空気流路１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが、第１インシュレータ９１および第２インシュレータ９２によって形成されている。
【選択図】図９

Description

本発明は、空気圧縮機に関するものであり、特に、空気工具の駆動源となる圧縮空気の生成に好適な空気圧縮機に関するものである。

空気圧縮機の１つであるレシプロ型空気圧縮機は、動力源と、動力源から出力される駆動力によって往復駆動されるピストンと、ピストンを往復動可能に収容し、ピストンの往復動に伴って容積が変化するシリンダと、を含む。動力源には、回転駆動力を出力する電動モータが用いられることがあり、この場合、電動モータから出力される回転駆動力は、変換機構によって往復駆動力に変換されてピストンに伝達される。

シリンダ内のピストンが上死点から下死点に移動すると、シリンダの容積が拡大してシリンダ内が負圧になり、シリンダ内に空気が導入される。シリンダ内に導入された空気は、シリンダ内を下死点から上死点に移動するピストンによって圧縮され、圧力が高められる。圧縮された空気（高圧空気）は、所定の配管を介して空気タンクに送られ、該空気タンクに貯留される。

上記のようなピストンおよびシリンダを２組以上備える多段式の空気圧縮機もある。かかる空気圧縮機では、一方のシリンダ内で圧縮された空気が配管を介して他方のシリンダに送られてさらに圧縮される（特許文献１）。すなわち、空気が段階的に圧縮される。

特開２０１５−５９５０３号公報

空気圧縮機の運転中には各部の温度が上昇する。例えば、空気圧縮機の運転中、動力源である電動モータや電動モータの制御回路の温度は、負荷電流に起因するジュール熱によって上昇する。また、空気圧縮機の運転中には、圧縮熱によってシリンダの温度が上昇する。よって、電動モータがシリンダの近傍に配置されている場合、シリンダから発せられる熱によっても電動モータの温度が上昇する。そこで、多くの空気圧縮機は、電動モータに冷却風を供給する冷却ファンを備えている。

冷却ファンによる電動モータの冷却効果を高めるためには冷却風の風量を増大させる必要がある。そして、冷却ファンを大型化したり、冷却ファンの数を増やしたりすれば、容易に冷却風の風量を増大させることができる。

しかし、冷却ファンの大型化や複数化は、空気圧縮機全体の大型化や重量化、コスト増加などを招く。一方、可搬型の小型の空気圧縮機については、作業者の利便性などの観点から、空気圧縮機全体の小型化や軽量化が求められている。

本発明の目的は、冷却ファンを大型化したり複数化したりすることなく、電動モータに対する冷却効果を高めることである。

本発明の空気圧縮機は、ブラシレスモータによって駆動される圧縮空気生成部と、前記ブラシレスモータと対向する冷却ファンと、を備える。前記ブラシレスモータは、ステータコアと、前記ステータコアの径方向内側に配置されたロータと、前記ステータコアの軸方向一端側に配置された第１インシュレータと、前記ステータコアの軸方向他端側に配置された第２インシュレータと、前記ステータコアのティースに、前記第１インシュレータおよび前記第２インシュレータを介して巻き付けられたステータコイルと、を有する。そして、前記ステータコアと前記ステータコイルとの間に、前記ティースに沿って伸びて前記ステータコアの径方向内側と径方向外側とに連通する空気流路が、前記第１インシュレータと前記第２インシュレータの少なくともいずれか一方によって形成される。

本発明の一態様では、前記第１インシュレータの一部は、前記冷却ファンと対向する前記ティースの前面に重ねて配置され、前記ティースの前記前面および前記ステータコイルの内面によって囲まれた空間内に、前記第１インシュレータの前記一部によって前記空気流路が形成される。

本発明の他の態様では、前記第２インシュレータの一部は、前記前面と反対側の前記ティースの背面に重ねて配置され、前記ティースの前記背面および前記ステータコイルの内面によって囲まれた空間内に、前記第２インシュレータの前記一部によって前記空気流路が形成される。

本発明の他の態様では、前記空間内に、隣接する２つの前記空気流路が形成される。前記２つの空気流路の一方は、前記ステータコイルの周方向において前記ティースの一側に配置され、前記２つの空気流路の他方は、前記ステータコイルの周方向において前記ティースの他側に配置される。前記２つの空気流路のそれぞれは、前記ティースおよび前記ステータコイルの双方と接する。

本発明の他の態様では、前記空間内に、前記ステータコイルの周方向において前記２つの空気流路の間に配置された第３の空気流路が形成される。前記第３の空気流路は、前記ステータコイルと接する一方、前記ティースとは非接触である。

本発明の他の態様では、前記冷却ファンは、外側ファンと、前記外側ファンの径方向内側に設けられている内側ファンと、を有する。

本発明の他の態様では、前記外側ファンは軸流ファンであり、前記内側ファンは遠心ファンである。

本発明によれば、冷却ファンを大型化したり複数化したりすることなく、電動モータに対する冷却効果を高めることができる。

エアコンプレッサの斜視図である。 エアコンプレッサの水平断面図である。 冷却ファンの斜視図である。 冷却ファンの他の斜視図である。 ステータの分解斜視図である。 モータの断面図である。 モータの他の断面図である。 モータのさらに他の断面図であって、図７中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 空気流路を示す部分拡大断面図である。

以下、本発明の空気圧縮機の実施形態の一例について説明する。本実施形態に係る空気圧縮機は、電動モータを動力源とする圧縮空気生成部を備えるレシプロ型のエアコンプレッサである。本実施形態に係るエアコンプレッサの用途は特に限定されないが、圧縮空気の圧力によって釘やネジを木材などに打ち込む空気工具に圧縮空気を供給する供給源としての利用に適している。以下、本実施形態に係るエアコンプレッサについて図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示されるように、エアコンプレッサ１は、フレーム等の骨格部と、該骨格部に連結された互いに平行な２つの空気タンク１０ａ，１０ｂと、を含む基台１１を有する。それぞれの空気タンク１０ａ，１０ｂの両端部下面には、台座１２が取り付けられており、エアコンプレッサ１は、４つの台座１２によって所望の設置場所に置かれる。また、基台１１の両端部にはハンドル１３が設けられており、作業者は、ハンドル１３を把持してエアコンプレッサ１を持ち運ぶことができる。

基台１１には、図２に示されるモータ２０と、モータ２０を動力源とする圧縮空気生成部３０と、が搭載されている。通常、モータ２０および圧縮空気生成部３０は、図１に示されるカバー１４によって覆われている。再び図２を参照すると、圧縮空気生成部３０は、クランクケース３１と、２つのシリンダ（第１シリンダ３２ａ，第２シリンダ３２ｂ）と、を含む。

図２に示されるように、モータ２０は、ステータ（固定子）２１，ロータ（回転子）２２，ロータ２２に固定された回転軸（モータ回転軸）２３およびロータ２２の回転位置を検出するホール素子などを有するＤＣブラシレスモータであって、クランクケース３１の外に配置されている。もっとも、モータ２０は、クランクケース３１に固定されており、クランクケース３１と一体化されている。なお、本実施形態におけるモータ２０は、ステータ２１の内側にロータ２２が組み込まれたインナーロータ型のブラシレスモータであるが、モータ２０は他の形式のモータ、例えば、アウターロータ型のブラシレスモータに置き換えることもできる。

モータ回転軸２３は、空気タンク１０ａ，１０ｂの長手方向と直交する方向に伸びてクランクケース３１を貫通しており、クランクケース３１に設けられている軸受によって回転自在に支持されている。クランクケース３１を挟んでモータ２０と反対側には、モータ２０をインバータ制御するための半導体スイッチング素子などが搭載された制御回路基板が配置されている。具体的には、クランクケースカバー３１ａと対向する位置に基板ケース５０が配置されており、この基板ケース５０内に制御回路基板が収容されている。

基板ケース５０とクランクケース３１（クランクケースカバー３１ａ）との間には冷却ファン５１が配置されており、この冷却ファン５１が生成する冷却風によって制御回路基板が冷却される。このとき、基板ケース５０は、制御回路基板との関係でヒートシンクとして機能する。冷却ファン５１は、クランクケースカバー３１ａから突出しているモータ回転軸２３の一端に固定されており、モータ回転軸２３と一体に回転して冷却風を生成する。

第１シリンダ３２ａおよび第２シリンダ３２ｂは、クランクケース３１の両側に取り付けられており、互いに水平対向している。換言すれば、第１シリンダ３２ａと第２シリンダ３２ｂとは、モータ回転軸２３の回転方向に関して１８０度異なる位置に配置されている。そして、第１シリンダ３２ａには第１ピストン３３ａが往復動可能に収容され、第２シリンダ３２ｂには第２ピストン３３ｂが往復動可能に収容されている。

モータ回転軸２３の回転運動を第１ピストン３３ａの往復運動に変換するために、第１ピストン３３ａには、第１コネクティングロッドの一端がピン結合されており、第１コネクティングロッドの他端は、モータ回転軸２３に装着されている第１偏心カムに回転自在に結合されている。すなわち、第１コネクティングロッドは、クランクケース３１と第１シリンダ３２ａとに跨り、モータ回転軸２３と第１ピストン３３ａとを連結している。また、モータ回転軸２３の回転運動を第２ピストン３３ｂの往復運動に変換するために、第２ピストン３３ｂには、第２コネクティングロッドの一端がピン結合されており、第２コネクティングロッドの他端は、モータ回転軸２３に装着されている第２偏心カムに回転自在に結合されている。すなわち、第２コネクティングロッドは、クランクケース３１と第２シリンダ３２ｂとに跨り、モータ回転軸２３と第２ピストン３３ｂとを連結している。そこで、以下の説明では、モータ回転軸２３を“クランクシャフト２３”と呼ぶ場合がある。モータ２０から出力される回転駆動力は、クランクシャフト２３，偏心カム（第１偏心カム，第２偏心カム）およびコネクティングロッド（第１コネクティングロッド，第２コネクティングロッド）からなる変換機構によって往復駆動力に変換されてピストン（第１ピストン３３ａ，第２ピストン３３ｂ）に伝達される。

ここで、第１偏心カムによって第１ピストン３３ａが第１シリンダ３２ａの上室を圧縮する方向に駆動されるとき、第２ピストン３３ｂは第２偏心カムによって第２シリンダ３２ｂの上室を膨張させる方向に駆動される。一方、第２偏心カムによって第２ピストン３３ｂが第２シリンダ３２ｂの上室を圧縮する方向に駆動されるとき、第１ピストン３３ａは第１偏心カムによって第１シリンダ３２ａの上室を膨張させる方向に駆動される。

それぞれのシリンダ３２ａ，３２ｂに設けられているシリンダヘッド３４ａ，３４ｂの内部には、それぞれバッファ室が設けられており、シリンダ３２ａ，３２ｂの上室とそれぞれのバッファ室との間には逆止弁が設けられている。第１ピストン３３ａが第１シリンダ３２ａの上室を圧縮する方向に駆動され、上室内の空気の圧力が所定圧力よりも高くなると、第１シリンダ３２ａの上室とバッファ室との間にある逆止弁が開かれる。すると、第１ピストン３３ａによって圧縮された空気は、第１シリンダ３２ａと第２シリンダ３２ｂとを連通させている第１配管を介して第２シリンダ３２ｂの上室に送られる。

第２ピストン３３ｂが第２シリンダ３２ｂの上室を圧縮する方向に駆動され、上室内の空気の圧力が所定圧力よりも高くなると、第２シリンダ３２ｂの上室とバッファ室との間にある逆止弁が開かれる。すると、第２ピストン３３ｂによって圧縮された空気は、第２シリンダ３２ｂと空気タンク１０ａとを連通させている第２配管を介して空気タンク１０ａに送られ、貯留される。尚、空気タンク１０ａ，１０ｂは、第３配管を介して互いに連通している。よって、空気タンク１０ａ，１０ｂ内の圧力は均一に保たれる。

ここで、図２に示される第１シリンダ３２ａの上室には外気が導入される。すなわち、第１ピストン３３ａは外気を圧縮し、第２ピストン３３ｂは、第１ピストン３３ａによって圧縮された外気（空気）をさらに圧縮する。換言すれば、第１ピストン３３ａは１段目の低圧用のピストンであり、第２ピストン３３ｂは２段目の高圧用のピストンである。また、第１シリンダ３２ａは１段目の低圧用のシリンダであり、第２シリンダ３２ｂは２段目の高圧用のシリンダである。このように、本実施形態に係るエアコンプレッサ１は、空気を２段階で圧縮する。具体的には、第１ピストン３３ａによって１．０[ＭＰａ]前後の圧縮空気を生成し、第２ピストン３３ｂによって４．０〜４．５[ＭＰａ]程度の圧縮空気を生成する。

図１に示されるように、空気タンク１０ａ，１０ｂの端部上方には、圧縮空気の取り出し口であるカプラ１５ａ，１５ｂが設けられている。さらに、空気タンク１０ａ，１０ｂとカプラ１５ａ，１５ｂとの間には、圧縮空気の圧力を調節する減圧弁１６ａ，１６ｂがそれぞれ設けられている。減圧弁１６ａ，１６ｂによって調節された圧縮空気の圧力は、それぞれの減圧弁１６ａ，１６ｂの近傍に設置されている圧力計１７ａ，１７ｂによって計測され、表示される。

また、図２に示されるように、空気タンク１０ａには、空気タンク１０ａ，１０ｂ内の圧力が所定圧力よりも高くなると自動的に開く安全弁１８ａが設けられている。一方、空気タンク１０ｂにはドレン排出装置１８ｂが設けられており、ドレン排出装置１８ｂが操作されると、空気タンク１０ａ，１０ｂ内の圧縮空気および水分が排出される。図１に示されるように、カバー１４の上面には操作パネル１９が設けられており、この操作パネル１９に設けられている不図示の入力部を介して、モータ２０（図２）の起動指令や回転数が入力される。

ここで、エアコンプレッサ１の運転中、ピストン３３ａ，３３ｂの駆動源であるモータ２０には負荷電流が生じる。よって、負荷電流に伴うジュール熱によってモータ２０の温度が上昇する。また、圧縮工程で発生する圧縮熱によってシリンダ３２ａ，３２ｂやピストン３３ａ，３３ｂの温度が上昇する。さらに、モータ２０やシリンダ３２ａ，３２ｂの温度上昇に伴ってこれらと接しているクランクケース３１の温度も上昇する。したがって、モータ２０および圧縮空気生成部３０（クランクケース３１、シリンダ３２ａ，３２ｂ、ピストン３３ａ，３３ｂなど）の過熱を回避するために、これらを冷却する必要がある。

そこで、図２に示されるように、モータ２０を挟んでクランクケース３１と反側に冷却ファン６０が設置されている。尚、モータ回転軸２３の他端に、主に制御回路基板を冷却するための冷却ファン５１が固定されていることは既述の通りである。すなわち、本実施形態では、モータ回転軸２３の一方の端部に冷却ファン５１が設けられ、他方の端部に冷却ファン６０が設けられている。換言すれば、対向する２つの冷却ファン５１，６０の間に、モータ２０および圧縮空気生成部３０（クランクケース３１、シリンダ３２ａ，３２ｂ、ピストン３３ａ，３３ｂなど）が配置されている。

冷却ファン６０は、モータ２０のロータ２２から突出しているモータ回転軸２３の一端に固定されており、モータ回転軸２３と一体に回転する。冷却ファン６０が回転すると冷却風が生成され、この冷却風によってモータ２０および圧縮空気生成部３０が冷却される。

図３，図４は、冷却ファン６０の異なる斜視図である。冷却ファン６０は、同軸に設けられた２種類の多翼ファンを含んでいる。具体的には、冷却ファン６０は、内側ファンとしての遠心ファン７０と、外側ファンとしての軸流ファン８０と、を含んでいる。軸流ファン８０は、遠心ファン７０の周囲に設けられており、遠心ファン７０を取り囲んでいる。つまり、軸流ファン８０は遠心ファン７０の径方向外側に設けられており、遠心ファン７０は軸流ファン８０の径方向内側に設けられている。

遠心ファン７０の中心にはモータ回転軸２３（図２）の端部が挿入される装着穴７１が形成されている。本実施形態では、遠心ファン７０は、装着穴７１に挿入されたモータ回転軸２３の端部に固定されてモータ回転軸２３と一体化されており、軸流ファン８０は、遠心ファン７０と一体化されている。すなわち、冷却ファン６０は、モータ回転軸２３と一体化されている。もっとも、モータ回転軸２３の回転に伴って冷却ファン６０が回転すればよく、冷却ファン６０がモータ回転軸２３と一体化されていることは必須ではなく、また、遠心ファン７０と軸流ファン８０とが一体化されていることも必須ではない。

遠心ファン７０は、回転方向に沿って所定ピッチで配置された複数のフィン７２を備えている。これらフィン７２は図２に示されるモータ２０と対向しており、より詳しくはモータ２０のロータ２２と対向している。

図３，図４に示されるように、遠心ファン７０は、フィン７２に加えて円板状の仕切板７３を備えている。この仕切板７３は、それぞれのフィン７２を軸方向に区画している。具体的には、それぞれのフィン７２は、仕切板７３により、該仕切板７３よりもモータ側に位置する内側フィン部７２ａと、仕切板７３を挟んで内側フィン部７２ａと反対側（反モータ側）に位置する外側フィン部７２ｂと、に区画されている。

図３，図４に示されるように、遠心ファン７０のフィン７２の周囲には、これらを取り囲むファンガイド７４が設けられている。それぞれのフィン７２は、その一部が仕切板７３に連接され、他の一部がファンガイド７４の内周面に連接されている。換言すれば、仕切板７３とファンガイド７４とは複数のフィン７２を介して互いに連結されている。さらに換言すれば、ファンガイド７４は複数のフィン７２によって内側から支持されている。

ファンガイド７４は略円筒形状を有しており、装着穴７１にモータ回転軸２３の端部が挿入されると、ファンガイド７４の開口部がモータ２０と対向する（図２）。具体的には、ファンガイド７４は、図２に示されるモータ２０と対向するモータ側開口部７４ａ（図３）と、モータ側開口部７４ａの反対側に位置する反モータ側開口部７４ｂ（図４）と、を備えており、反モータ側開口部７４ｂの直径は、モータ側開口部７４ａの直径よりも小さい。

図３，図４に示されるように、軸流ファン８０を構成する複数のフィン８１は、ファンガイド７４の外周面上に所定ピッチで配置されている。つまり、ファンガイド７４は、軸流ファン８０を構成するフィン８１が搭載されるベースとしても機能している。本実施形態では、フィン８１のベースとしても機能するファンガイド７４がその内側から多数のフィン７２によって支持され、補強されている。したがって、ファンガイド７４の上に多数のフィン８１を形成して風量の増大を図ることができる。

ここで、ファンガイド７４の反モータ側開口部７４ｂ（図４）の直径は、仕切板７３の直径よりも小さく設定されている。これにより、フィン７２，仕切板７３，ファンガイド７４，フィン８１を含む冷却ファン６０を１つの金型で射出成形することができる。

図２に示されるように、冷却ファン６０が回転すると複数の気流が生成される。図２中では、冷却ファン６０の回転に伴って発生する主な気流を矢印によって模式的に示してある。冷却ファン６０が回転すると、軸流ファン８０（図３，図４）によって、モータ２０の周囲を通って主にシリンダ３２ａ，３２ｂに向かう気流ＣＡ１が生成される。同時に、遠心ファン７０の外側フィン部７２ｂ（図３）によって、主にステータ２１に向かう気流ＣＡ２が生成される。さらに、遠心ファン７０の内側フィン部７２ａ（図３）によって、主にロータ２２に向かう気流ＣＡ３が生成される。もっとも、気流ＣＡ３はロータ２２によってその流れが阻害され、気流ＣＡ２を加速させるように作用する渦流となる。

本実施形態では、上記気流およびその他の気流によってモータ２０がより効率的に冷却されるように、モータ２０に空気流路や隙間が形成されている。以下、具体的に説明する。

図２に示されるように、モータ２０は、ステータ２１と、ステータ２１の内側に配置されたロータ２２と、ロータ２２と相対回転不能に連結されたモータ回転軸２３と、を有する。図５に示されるように、ステータ２１は、ステータコア９０と、ステータコア９０の軸方向一端側（正面側）に配置された第１インシュレータ９１と、ステータコア９０の軸方向他端側（背面側）に配置された第２インシュレータ９２と、を含んでいる。

さらに、ステータコア９０は、リング部９３と、リング部９３の内周面から該リング部９３の中心に向かって伸びる複数のティース９５と、から構成されており、それぞれのティース９５の先端には極弧部が設けられている。

図６に示されるように、それぞれのティース９５には、第１インシュレータ９１（図５）および第２インシュレータ９２を介してステータコイル９６が巻き付けられている。換言すれば、ステータコア９０には複数のスロットが設けられており、それぞれのスロットにステータコイル９６が設けられている。尚、図６には、図５に示されている第１インシュレータ９１は現れていない。また、ロータ２２がステータコア９０の径方向内側に配置され、ロータ２２の中心にモータ回転軸２３が挿通されている。

以上のように、ステータ２１は、ステータコア９０，第１インシュレータ９１，第２インシュレータ９２およびステータコイル９６から構成されている。そして、隣接するステータコイル９６の間には、ステータ２１をモータ回転軸２３の方向に貫通する隙間９７が設けられている。つまり、それぞれの隙間９７は、モータ２０の正面側と背面側とに連通している。

再び図５を参照する。第１インシュレータ９１および第２インシュレータ９２には、各ティース９５に対応するカバー部９８が一体成形されている。以下の説明では、第１インシュレータ９１のカバー部９８を“外側カバー部９８ａ“と呼び、第２インシュレータ９２のカバー部９８を”内側カバー部９８ｂ“と呼んで区別する場合がある。

第１インシュレータ９１はステータコア９０の正面側から該ステータコア９０に被せられる一方、第２インシュレータ９２はステータコア９０の背面側から該ステータコア９０に被せられる。つまり、ステータコア９０は、第１インシュレータ９１および第２インシュレータ９２によって軸方向両側から挟まれる。すると、第１インシュレータ９１のそれぞれの外側カバー部９８ａが対応するティース９５の正面に重なり、ティース９５の正面が外側カバー部９８ａによって覆われる。また、第２インシュレータ９２のそれぞれの内側カバー部９８ｂが対応するティース９５の背面に重なり、ティース９５の背面が内側カバー部９８ｂによって覆われる。このように、それぞれのティース９５の正面および背面がカバー部９８によって覆われる。尚、ステータコア９０のティース９５以外の部分も必要に応じて第１インシュレータ９１および第２インシュレータ９２によって覆われる。

図７，図８に示されるように、それぞれのステータコイル９６は、それぞれのティース９５に、該ティース９５を覆っている第１インシュレータ９１（外側カバー部９８ａ）および第２インシュレータ９２（内側カバー部９８ｂ）を介して巻き付けられている。この結果、図９に示されるように、ティース９５の前面９５ａとこれに対向するステータコイル９６の内面９６ａとの間に、第１インシュレータ９１の一部である外側カバー部９８ａが介在する。また、ティース９５の背面９５ｂとこれに対向するステータコイル９６の内面９６ａとの間に、第２インシュレータ９２の一部である内側カバー部９８ｂが介在する。換言すれば、第１インシュレータ９１の外側カバー部９８ａは、ティース９５の前面９５ａとステータコイル９６の内面９６ａの一部とによって囲まれた第１の空間Ａに配置され、第２インシュレータ９２の内側カバー部９８ｂは、ティース９５の背面９５ｂとこれに対向するステータコイル９６の内面９６ａの他の一部とによって囲まれた第２の空間Ｂに配置される。

第１インシュレータ９１および第２インシュレータ９２のカバー部９８は、ティース９５に当接する脚部１００と、脚部１００から二股に分かれ、それぞれがステータコイル９６の内面９６ａに当接する一対の腕部１０１とからなる略Ｙ字の断面形状を有している。より具体的には、脚部１００の底面はティース９５の表面（前面９５ａまたは背面９５ｂ）に当接しており、それぞれの腕部１０１の先端は、ステータコイル９６の内面角部に当接している。よって、第１の空間Ａが外側カバー部９８ａよって三分割され、第１の空間Ａ内に、３つの空気流路（第１空気流路１０２ａ，第２空気流路１０２ｂ，第３空気流路１０２ｃ）が形成されている。これら第１空気流路１０２ａ，第２空気流路１０２ｂ，第３空気流路１０２ｃのそれぞれは、ティース９５に沿って伸びてステータコア９０（図５）の径方向内側と径方向外側とに連通している。

同じく、第２の空間Ｂが内側カバー部９８ｂよって三分割され、第２の空間Ｂ内に、３つの空気流路（第１空気流路１０２ａ，第２空気流路１０２ｂ，第３空気流路１０２ｃ）が形成されている。これら第１空気流路１０２ａ，第２空気流路１０２ｂ，第３空気流路１０２ｃのそれぞれも、ティース９５に沿って伸びてステータコア９０（図５）の径方向内側と径方向外側とに連通している。

それぞれの空間Ａ，Ｂ内における第２空気流路１０２ｂおよび第３空気流路１０２ｃは、脚部１００を挟んで隣接しており、第２空気流路１０２ｂはステータコア９０の周方向（図９中では左右方向）においてティース９５の一側に位置し、第３空気流路１０２ｃはステータコア９０の周方向においてティース９５の他側に位置している。一方、第１空気流路１０２ａは、ステータコア９０の周方向において第２空気流路１０２ｂと第３空気流路１０２ｃとの間に位置している。つまり、中央に第１空気流路１０２ａが配置され、その第１空気流路１０２ａの両側に第２空気流路１０２ｂおよび第３空気流路１０２ｃが配置されている。

ここで、第２空気流路１０２ｂおよび第３空気流路１０２ｃのそれぞれは、ティース９５およびステータコイル９６の双方と接している。一方、第１空気流路１０２ａは、ステータコイル９６とは接しているが、ティース９５とは接していない。より具体的には、第１の空間Ａ内の第２空気流路１０２ｂおよび第３空気流路１０２ｃは、ティース９５の前面９５ａおよびステータコイル９６の内面９６ａの双方と接している。また、第２の空間Ｂ内の第２空気流路１０２ｂおよび第３空気流路１０２ｃは、ティース９５の背面９５ｂおよびステータコイル９６の内面９６ａの双方と接している。一方、第１の空間Ａ内の第１空気流路１０２ａは、ステータコイル９６の内面９６ａとは接しているが、ティース９５の前面９５ａとは接していない。また、第２の空間Ｂ内の第１空気流路１０２ａは、ステータコイル９６の内面９６ａとは接しているが、ティース９５の背面９５ｂとは接していない。

以上のように、本実施形態では、モータ２０のステータコア９０とステータコイル９６との間に、ティース９５に沿って伸びてステータコア９０の径方向内側と径方向外側とに連通する複数の空気流路（第１空気流路１０２ａ，第２空気流路１０２ｂ，第３空気流路１０２ｃ）が形成されている。したがって、図２に示される冷却ファン６０が回転すると、モータ２０の径方向外側から内側へ、また、径方向内側から外側へ冷却風が流れるので、モータ２０の冷却効果が高まる。ここで、モータ２０の周囲では気流ＣＡ１の発生より圧力上昇が生じる一方、モータ２０の内側では気流（渦流）ＣＡ３の発生より吸込み力が生じる。このため、図９に示される第１の空間Ａにおいては、第１空気流路１０２ａ，第２空気流路１０２ｂおよび第３空気流路１０２ｃを介してモータ２０の径方向外側から内側へ冷却風が流入する（図９の裏面側から表面側へ冷却風が流れる）。一方、第２の空間Ｂには、隙間９７（図６）を通して気流ＣＡ２（図２）が流入するので圧力上昇が生じる。よって、第２の空間Ｂにおいては、第１空気流路１０２ａ，第２空気流路１０２ｂおよび第３空気流路１０２ｃを介してモータ２０の径方向内側から外側へ冷却風が流出する（図９の表面側から裏面側へ冷却風が流れる）。このように、モータ２０の径方向外側から内側への冷却風の流入と径方向内側から外側への冷却風の流出とがスムーズに行われ、モータ２０（特にステータコイル９６）が効果的に冷却される。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図９に示される第１の空間Ａまたは第２の空間Ｂのいずれか一方のみに空気流路を形成してもよい。また、第１の空間Ａや第２の空間Ｂに形成される空気流路の数は３つに限られず、任意に増減させることができる。また、上記実施形態における冷却ファン６０は種類の異なる多翼ファンを備えていたが、通常の軸流ファンや遠心ファンに置き換えることもできる。

上記実施形態に係るエアコンプレッサは、２組のシリンダおよびピストンを備えた多段式の空気圧縮機であったが、シリンダおよびピストンは１組でも３組以上でもよい。また、形式はレシプロ型に限られず、例えばロータリ型のエアコンプレッサも本発明の範囲に含まれる。

１ エアコンプレッサ
１０ａ，１０ｂ 空気タンク
２０ モータ
２１ ステータ
２２ ロータ
２３ モータ回転軸（クランクシャフト）
３０ 圧縮空気生成部
３１ クランクケース
３２ａ 第１シリンダ
３２ｂ 第２シリンダ
３３ａ 第１ピストン
３３ｂ 第２ピストン
５０ 基板ケース
５１ 冷却ファン
６０ 冷却ファン
７０ 遠心ファン
８０ 軸流ファン
９０ ステータコア
９１ 第１インシュレータ
９２ 第２インシュレータ
９３ リング部
９５ ティース
９５ａ （ティースの）前面
９５ｂ （ティースの）背面
９６ ステータコイル
９６ａ （ステータコイルの）内面
９７ 隙間
９８ カバー部
９８ａ 外側カバー部
９８ｂ 内側カバー部
１００ 脚部
１０１ 腕部
１０２ａ 第１空気流路
１０２ｂ 第２空気流路
１０２ｃ 第３空気流路
Ａ 第１の空間
Ｂ 第２の空間

Claims (7)

1. ブラシレスモータによって駆動される圧縮空気生成部と、前記ブラシレスモータと対向する冷却ファンと、を備える空気圧縮機であって、
   前記ブラシレスモータは、
   ステータコアと、
   前記ステータコアの径方向内側に配置されたロータと、
   前記ステータコアの軸方向一端側に配置された第１インシュレータと、
   前記ステータコアの軸方向他端側に配置された第２インシュレータと、
   前記ステータコアのティースに、前記第１インシュレータおよび前記第２インシュレータを介して巻き付けられたステータコイルと、を有し、
   前記ステータコアと前記ステータコイルとの間に、前記ティースに沿って伸びて前記ステータコアの径方向内側と径方向外側とに連通する空気流路が、前記第１インシュレータと前記第２インシュレータの少なくともいずれか一方によって形成されている、
   空気圧縮機。
2. 前記第１インシュレータの一部は、前記冷却ファンと対向する前記ティースの前面に重ねて配置され、
   前記ティースの前記前面および前記ステータコイルの内面によって囲まれた空間内に、前記第１インシュレータの前記一部によって前記空気流路が形成されている、
   請求項１に記載の空気圧縮機。
3. 前記第２インシュレータの一部は、前記前面と反対側の前記ティースの背面に重ねて配置され、
   前記ティースの前記背面および前記ステータコイルの内面によって囲まれた空間内に、前記第２インシュレータの前記一部によって前記空気流路が形成されている、
   請求項２に記載の空気圧縮機。
4. 前記空間内に、隣接する２つの前記空気流路が形成され、
   前記２つの空気流路の一方は、前記ステータコイルの周方向において前記ティースの一側に配置され、前記２つの空気流路の他方は、前記ステータコイルの周方向において前記ティースの他側に配置され、
   前記２つの空気流路のそれぞれは、前記ティースおよび前記ステータコイルの双方と接している、
   請求項２又は３に記載の空気圧縮機。
5. 前記空間内に、前記ステータコイルの周方向において前記２つの空気流路の間に配置された第３の空気流路が形成され、
   前記第３の空気流路は、前記ステータコイルと接している一方、前記ティースとは非接触である、
   請求項４に記載の空気圧縮機。
6. 前記冷却ファンは、外側ファンと、前記外側ファンの径方向内側に設けられている内側ファンと、を有する、
   請求項１に記載の空気圧縮機。
7. 前記外側ファンは軸流ファンであり、前記内側ファンは遠心ファンである、
   請求項６に記載の空気圧縮機。

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