JP2022182436A - エアコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮エア駆動式の釘打ち工具等のエアツールに動力源としての圧縮エアを供給するためのエアコンプレッサにおいて、貯留タンクの内圧が設定圧に達すると圧縮機構が一旦停止される。従来、再起動時の負荷低減のためにシリンダに残圧開放用の小径孔を設けていた。このため、圧縮効率が悪くなるとともに小径孔が粉塵等により詰まりやすい問題があった。本開示ではこのような問題を生じないアンロード機構を提供する。【解決手段】従来の小径孔に代えて、ソレノイドアクチュエータ４０で開放されるスプール弁３１を設ける。ソレノイドアクチュエータの駆動力を伝達部材の梃子の作用によりスプール弁に伝達するようにすることで、ソレノイドアクチュエータが小型化及び低コスト化される。小型のソレノイドアクチュエータを用いて４．５ＭＰａ程度の高圧の残圧を開放できるようになる。【選択図】図３

Description

本開示は、例えば圧縮エア駆動式の釘打ち機やエアダスタ等のエアツールに圧縮エアを供給するエアコンプレッサに関する。

特許文献１にエアコンプレッサに関する技術が開示されている。エアコンプレッサは、圧縮空気を生成する圧縮機構を備える。圧縮機構は電動モータを駆動源として動作する。圧縮機構は、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（レシプロ式）を備えている。圧縮機構から吐出された圧縮エアがタンクに貯留される。タンクに貯留された圧縮エアがエアツールに供給される。

タンクの貯留圧が設定圧に達して圧縮機構が停止されるとピストンの停止位置によってはシリンダ内に圧縮エアが残留される（残圧）。この残圧は再起動時に負荷となる。例えば４．５ＭＰａ程度の高圧対応の場合に残圧が大きくなるため、再起動時の高負荷が問題になる。特許文献１には、シリンダにエア抜き用の小径孔を設けることで、モータ起動時の高負荷が回避されるようにした技術が開示されている。

特許第６００７５７０号公報

しかしながら、モータ起動時の高負荷を回避するために設けたエア抜き用の小径孔により圧縮効率が低下する問題がある。また、小径孔に粉塵が詰まってエア抜き効率が低下するおそれがある。本開示では、圧縮効率の低下や小径孔の目詰まり等の問題を生ずることなくモータ起動時の高負荷が確実に回避されるようにすることを目的とする。

本開示の１つの局面によれば、エアコンプレッサは、例えばピストンを往復運動させてシリンダ内でエアを圧縮する圧縮機構と、シリンダと連通されて圧縮エアを貯蔵するタンクを有する。例えばタンクの内圧が所定圧に達した際に圧縮機構の駆動が停止機構により停止される。例えばシリンダと連通されてシリンダを大気に対して開閉可能なスプール弁が設けられる。例えば停止機構が圧縮機構を停止させる際に、ソレノイドアクチュエータによりスプール弁が開き方向に移動する。

従って、圧縮機構が停止する際にスプール弁が開かれてシリンダが大気に開放される。これにより、シリンダ内の残圧が大気に開放されて、圧縮機構の再起動時の負荷が低減される。再起動時の負荷が低減されることで、コンプレッサ全体の振動が低減される。スプール弁は、ソレノイドアクチュエータの動作により確実に開き方向に開かれる。従来の小径孔により残圧を除去する構成ではないことから、圧縮効率の低下を招くことがない。また、小径孔の目詰まりといった問題を生じない。スプール弁は、シリンダに直接並設してもよいし、シリンダの下流側のエア室に並設してもよい。何れの場合も、スプール弁が開かれてシリンダの圧縮室が直接若しくは間接的に大気に開放されて残圧が除去される。

エアコンプレッサの全体斜視図である。 本体カバーを取り外して圧縮機構が露出された状態の全体斜視図である。 圧縮機構の横断面図である。 図３中ＩＶ－ＩＶ線断面矢視図であって、第２逆止弁の縦断面図である。 アンロード機構の横断面図である。本図は非作動状態を示している。 図５中ＶＩ部拡大図である。 アンロード機構の横断面図である。本図は開き側に作動した状態を示している。 図７中ＶＩＩＩ部拡大図である。 アンロード機構の制御ブロック図である。

１つ又はそれ以上の実施態様において、例えばスプール弁とソレノイドアクチュエータの間にソレノイドアクチュエータの駆動力をスプール弁に伝達する伝達部材を有する構成としてもよい。従って、スプール弁をソレノイドアクチュエータから離間して配置できる。これによりスプール弁及びソレノイドアクチュエータの配置の自由度が高まる。

１つ又はそれ以上の実施態様において、例えば伝達部材は回転支軸を介して回転可能に支持された構成としてもよい。従って、伝達部材が回転支軸を中心にして回転することでソレノイドアクチュエータの駆動力がスプール弁に伝達される。

１つ又はそれ以上の実施態様において、例えば回転支軸は、スプール弁とソレノイドアクチュエータの間に設けられる。伝達部材は、回転支軸からソレノイドアクチュエータまで延在する第１伝達部と、回転支軸からスプール弁まで延在する第２伝達部を有し、第１伝達部が第２伝達部よりも長い構成としてもよい。従って、ソレノイドアクチュエータの駆動力が伝達部材により増幅されてスプール弁に伝達される。伝達部材に梃子（てこ）の作用を付加することでソレノイドアクチュエータの小型化及び低コスト化を図ることができる。

１つ又はそれ以上の実施態様において、例えばシリンダとタンクを連通するエア通路と、エア通路の途中に設けられて、タンクからシリンダに向かうエアの逆流を防止する逆止弁を有する構成としてもよい。逆止弁とシリンダとの間においてスプール弁によりエア通路が大気に開放される構成としてもよい。従って、シリンダの残圧がスプール弁により効率よく大気に開放される。逆止弁によりタンク側の圧縮エアがスプール弁により開放されることがない。

１つ又はそれ以上の実施態様において、例えばピストンの圧縮のための移動方向を上方とした際に、ソレノイドアクチュエータがピストンの下端よりも下方に位置する構成としてもよい。従って、ソレノイドアクチュエータが圧縮による発熱部から離間した部位に配置されることで、ソレノイドアクチュエータの動作不良が未然に回避されるとともにその耐久性が高められる。

１つ又はそれ以上の実施態様において、例えばスプール弁を閉じ方向に付勢するバネを有する構成とすることができる。従って、ソレノイドアクチュエータの駆動力が取り除かれると、スプール弁がバネの付勢力により閉じられる。

１つ又はそれ以上の実施態様において、例えば圧縮機構により少なくとも３ＭＰａ以上の高圧エアが生成される構成としてもよい。従って、３ＭＰａ以上の高圧の圧縮エアがスプール弁により開閉される。

１つ又はそれ以上の実施態様において、例えば圧縮機構は、上流側の第１シリンダと下流側の第２シリンダを有する。第１シリンダで圧縮されたエアが第２シリンダでさらに圧縮される二段圧縮構造を有する。例えばシリンダは、第２シリンダとすることができる。従って、２段階で高圧に圧縮された圧縮エアがスプール弁により大気に開放されて、第１、第２シリンダ内の残圧が効率良く取り除かれる。

１つ又はそれ以上の実施態様において、例えばスプール弁は、シリンダから流入されるエアを大気に対して気密にシールする第１オーリングと第２オーリングを有する構成とすることができる。第１オーリングと第２オーリングとの受圧径の径差が例えば０．５ｍｍ以内に設定された構成としてもよい。従って、シリンダ内の残圧が一方のオーリングに対してスプール弁を開き方向に移動させる外力として作用し、他方のオーリングに対してスプール弁を閉じ方向に移動させる外力として作用する。第１オーリングと第２オーリングの受圧径の径差が例えば０．５ｍｍ以内に小さく設定されることで、第１オーリングと第２オーリングに作用するシリンダ内の残圧の影響が相殺される。これにより、ソレノイドアクチュエータの小型化及び低コスト化が図られる。

図１，２に示すようにエアコンプレッサ１は、前後に長い２つの円柱体形のタンク２を備えている。生成された圧縮エアが２つのタンク２に貯蔵される。２つのタンク２の前後には合計４箇所の脚部３が設けられている。各脚部３には、防振性の高いゴム素材が用いられている。各脚部３にはサイドプロテクタ３ａが並設されている。２つのタンク２の前部間に、排水用のドレンコック２ａが設けられている。２つのタンク２の上部間は基台部４で相互に結合されている。基台部４の前後には、持ち運び用のハンドル部５が設けられている。基台部４の上面に圧縮機構１０と駆動部２０が搭載されている。図１は本体カバー６で圧縮機構１０と駆動部２０が覆われた状態を示している。

本体カバー６の前面には、高圧用の吐出口７と低圧用の吐出口８がそれぞれ左右に２口ずつ配置されている。高圧用の吐出口７からは、例えば２．５ＭＰａの圧縮エアが供給される。低圧用の吐出口８からは、例えば１ＭＰａの圧縮エアが供給される。吐出口７，８の上方には、それぞれ吐出圧を設定するための調整ダイヤル７ａ，８ａが設けられている。

本体カバー６の前部上面には、操作部９が設けられている。操作部９には、電源スイッチ９ａ、タンク内圧切り替えボタン９ｂ、動作モード切替ボタン９ｃの他、吐出圧表示部、タンク内圧表示部等が集中配置されている。

図２に示すように本体カバー６を取り外すと、圧縮機構１０が露出される。図３に示すように圧縮機構１０は、前側の第１圧縮部１１と後側の第２圧縮部１２を有する。前後２段階の圧縮部１１，１２により高圧の圧縮エアが生成される。前側の第１圧縮部１１により大気が導入されて一定圧の圧縮エアが生成される。前側の第１圧縮部１１で圧縮生成された圧縮エアが後側の第２圧縮部１２に供給される。供給された圧縮エアが第２圧縮部１２でさらに圧縮されてより高圧（例えば４．５ＭＰａ）の圧縮エアが生成される。

第１圧縮部１１と第２圧縮部１２との間に駆動部２０が配置されている。駆動部２０は円筒形の駆動部ケース２１を有する。駆動部ケース２１は基台部４上に固定されている。駆動部ケース２１の右側部に電動モータ２２が支持されている。電動モータ２２には、比較的大きな起動トルクが得られるブラシレスモータが用いられている。電動モータ２２は、円環形の回転子２２ａと、回転子２２ａの内周側に位置する同じく円環形の固定子２２ｂを有する。固定子２２ｂは、駆動部ケース２１の右側部に固定されている。回転子２２ａの中心に出力軸２２ｃが結合されている。出力軸２２ｃは固定子２２ｂの中心に挿通されている。出力軸２２ｃの右端部には冷却ファン２３が結合されている。

出力軸２２ｃの左端部に駆動軸２５が同軸に結合されている。駆動軸２５は、右側の軸受２５ａと左側の軸受２５ｂを介して駆動部ケース２１の右側部と左側部間に跨った状態で回転可能に支持されている。駆動部ケース２１内は大気に連通されている。駆動部ケース２１の前部に第１圧縮部１１が設けられ、後部に第２圧縮部１２が設けられている。

第１圧縮部１１は、第１シリンダ１１ａと第１ピストン１１ｂを有する。第１シリンダ１１ａは駆動部ケース２１の前部から前方へ延在されている。第１シリンダ１１ａ内において第１ピストン１１ｂが前後に気密に移動可能に収容されている。第１ピストン１１ｂは第１ロッド１１ｃを介して駆動軸２５の第１クランク部２６に結合されている。

第２圧縮部１２は、第２シリンダ１２ａと第２ピストン１２ｂを有する。第２シリンダ１２ａは駆動部ケース２１の後部から後方へ延在されている。第２シリンダ１２ａ内において第２ピストン１２ｂが前後に気密に移動可能に収容されている。第２ピストン１２ｂは第２ロッド１２ｃを介して駆動軸２５の第２クランク部２７に結合されている。

第１クランク部２６と第２クランク部２７は、駆動軸２５の軸線回りの同じ位置で同じ方向に偏心している。このため、駆動軸２５の１回転により第１圧縮部１１と第２圧縮部１２の一方の圧縮工程と他方の吸気工程が同時になされる。第１圧縮部１１において第１ピストン１１ｂが前方へ移動する圧縮工程では、第２圧縮部１２において第２ピストン１２ｂが前方へ移動して吸気工程がなされる。第１圧縮部１１において第１ピストン１１ｂが後方へ移動する吸気工程では、第２圧縮部１２において第２ピストン１２ｂが後方へ移動して圧縮工程がなされる。

第１シリンダ１１ａの第１圧縮室１１ｄと第２シリンダ１２ａの第２圧縮室１２ｄは供給管１３を介して連通されている。供給管１３の上流側は、補助逆止弁１１ｅを介して第１圧縮室１１ｄに接続されている。補助逆止弁１１ｅにより供給管１３から第１圧縮室１１ｄへの圧縮エアの逆流が阻止される。供給管１３の下流側は、第２圧縮室１２ｄに接続されている。第１圧縮室１１ｄから補助逆止弁１１ｅを経て供給管１３に流入した圧縮エアはそのまま第２圧縮室１２ｄに供給される。

このように電動モータ２２の起動により第１圧縮部１１と第２圧縮部１２の２段階で圧縮エアが生成される。第２圧縮部１２の第２圧縮室１２ｄに供給された圧縮エアは、第２ピストン１２ｂが後退することでさらに高圧に圧縮される。第２圧縮室１２ｄで生成された例えば約４．５ＭＰａの高圧の圧縮エアは、第１逆止弁１４を経てタンク２に至るエア通路１５に流入する。第１逆止弁１４により、エア通路１５に流入した圧縮エアが第２圧縮室１２ｄへ逆流することが阻止される。

図４に示すようにエア通路１５の下流側は左右のタンク２に連通されている。エア通路１５の下流側は、第２逆止弁１６を経て左右のタンク２の内部に連通されている。第２逆止弁１６により、タンク２内に貯留された圧縮エアがエア通路１５へ逆流することが阻止される。

エア通路１５の上流側に中間室１５ａが設けられている。中間室１５ａには、アンロード機構３０が並設されている。アンロード機構３０は、圧縮機構１０の停止時に第２圧縮室１２ｄの圧縮エア（残圧）を大気開放する機能を有する。図５，６にアンロード機構３０の詳細が示されている。アンロード機構３０は、スプール弁３１と、スプール弁３１を開き側に作動させるソレノイドアクチュエータ４０を有する。スプール弁３１は、円柱体形のスプール本体３２と、スプール本体３２を保持する円筒形の枠体部３３を有する。枠体部３３は、内周側を左右に開放する横倒し姿勢に配置されている。スプール本体３２は、枠体部３３の内周側に左右に変位可能に支持されている。

スプール本体３２には、２つのオーリング３４，３５が装着されている。２つのオーリング３４，３５の間において、枠体部３３の内周孔３３ｂが通気孔１８を経て中間室１５ａに連通されている。枠体部３３の右端部に止めねじ３６が締め込まれている。止めねじ３６とスプール本体３２との間に圧縮バネ３７が介装されている、スプール本体３２は圧縮バネ３７の付勢力により左方（閉じ側）に付勢されている。

スプール本体３２の右端部にストッパフランジ部３２ａが設けられている。ストッパフランジ部３２ａが枠体部３３の段差部３３ａに当接することで、スプール本体３２の閉じ側の移動端位置が規制される。ストッパフランジ部３２ａが段差部３３ａに当接した位置がスプール本体３２の閉じ位置に相当する。図５，６はスプール本体３２が閉じ位置に保持されて、スプール弁３１が閉じられた状態を示している。

スプール本体３２のストッパフランジ部３２ａと止めねじ３６との間において、枠体部３３には１つの開放孔３８が設けられている。スプール本体３２が閉じ位置に位置する状態では、右側の第１オーリング３４が枠体部３３の内周孔３３ｂに摺接された状態となる。このため、第１オーリング３４の右側と左側が気密に遮断された状態となる。この状態では、通気孔１８が開放孔３８に対して気密に遮断された状態（スプール弁３１の閉じ状態）となる。

図７，８に示すようにスプール本体３２が圧縮バネ３７に抗して右方へ変位されると、スプール弁３１が開かれる。スプール本体３２が右方へ変位されると、第１オーリング３４が枠体部３３の内周孔３３ｂから離脱される。このため、第１オーリング３４の右側と左側が連通された状態となる。この状態では、通気孔１８が開放孔３８に対して連通された状態となる。このため、スプール弁３１が開かれると、中間室１５ａを含むエア通路１５の圧縮エアが開放孔３８を経て大気開放される。これにより中間室１５ａを経て第２圧縮室１２ｄの残圧が大気開放される。

右側の第１オーリング３４により通気孔１８と開放孔３８との間が開閉される。左側の第２オーリング３５が枠体部３３の内周孔３３ｂに常時摺接されて、通気孔１８が大気側から常時気密に遮断される。第１オーリング３４と第２オーリング３５との間において内周孔３３ｂには、通気孔１８を経て常時第２圧縮室１２ｄのエア圧が作用する。

第１オーリング３４は、その左側に設けた第１軸部３２ｂにより軸方向左方への位置ずれが規制されている。第１軸部３２ｂは、第２オーリング３５が装着された第２軸部３２ｃよりも大径になっている。第１オーリング３４の左面に作用するエア圧が、スプール本体３２を右方（開き側）へ移動させる外力として作用する。第２オーリング３５の右面に作用するエア圧が、スプール本体３２を左方（閉じ側）へ移動させる外力として作用する。

本実施例では、第１オーリング３４の受圧径（装着状態の外径）ｄ１は、第２オーリング３５の受圧径（装着状態の外径）ｄ２よりも大きくなっている。本実施例では、第１オーリング３４の受圧径ｄ１は、第２オーリング３５の受圧径ｄ２に対して０．５ｍｍ以下の径差に設定されている。これにより、第１オーリング３４が第２オーリング３５よりも受圧径が大径であることにより受けるエア圧の影響が例えば約２Ｎ程度に抑制される。これにより、スプール本体３２を閉じ側に移動させるために要する圧縮バネ３７の付勢力が例えば約３Ｎ程度のより小さなもので足りるようになっている。これにより、圧縮バネ３７の小型化が実現されている。

圧縮バネ３７の小型化によりスプール本体３２を閉じ側に移動させる付勢力が抑制されることから、スプール本体３２を開き側に移動させる駆動力がより小さなもので足りる。従って、以下述べるソレノイドアクチュエータ４０の小型化が図られる。

スプール本体３２の左端部側は、枠体部３３から左方へ突き出されている。スプール弁３１はソレノイドアクチュエータ４０の駆動力により開き側に動作する。スプール弁３１は中間室１５ａの後ろ側に並設されている。ソレノイドアクチュエータ４０は、第２圧縮部１２の左側部に配置されている。ソレノイドアクチュエータ４０は、前後方向の位置について第２ピストン１２ｂのストローク範囲よりも前方に配置されている。第２ピストン１２ｂの圧縮のための移動方向を上方（本実施例では後方）とした場合に、第２ピストン１２ｂの下降端位置（本実施例では前進端位置）よりも下方（本実施例では前方）にソレノイドアクチュエータ４０が配置されている。このようにソレノイドアクチュエータ４０は圧縮による発熱部位（第２圧縮室１２ｄ）から離れた部位に配置されている。これによりソレノイドアクチュエータ４０の耐久性が高められる。

ソレノイドアクチュエータ４０の駆動力は長尺の伝達部材４１を介してスプール弁３１に伝達される。第２シリンダ１２ａの後端部に支持部４２が設けられている。支持部４２は左側方へ突き出す状態に設けられている。支持部４２の左端部に回転支軸４３を介して伝達部材４１が支持されている。伝達部材４１は長手方向中央付近の回転支軸４３を介して左右に回転可能に支持されている。

伝達部材４１は、回転支軸４３に対して前側の第１伝達部４１ａと、回転支軸４３に対して後側の第２伝達部４１ｂを有する。第１伝達部４１ａの前部はソレノイドアクチュエータ４０の作動部４０ａに当接されている。第２伝達部４１ｂの後部は、スプール本体３２の左端部に当接されている。図５，７に示すように第１伝達部４１ａの長さＬ１が第２伝達部４１ｂの長さＬ２よりも長くなるよう、伝達部材４１の長手方向の位置について回転支軸４３の位置が適切に設定されている。回転支軸４３は、伝達部材４１の長手方向中央より後方にずれて配置されている。このため、ソレノイドアクチュエータ４０の駆動力（作動部４０ａの突き出し力）が伝達部材４１の梃子の作用により増幅されてスプール本体３２に開き方向の外力として伝達される。

伝達部材４１の梃子の作用によりソレノイドアクチュエータ４０の駆動力がスプール本体３２に伝達されることによってもソレノイドアクチュエータ４０の小型化及び低コスト化が図られる。より小型で低コストのソレノイドアクチュエータ４０によって、例えば約４．５ＭＰａ程度の高圧エアのアンロードが実現される。

ソレノイドアクチュエータ４０には、通電遮断により作動部４０ａが突き出され、通電により作動部４０ａが引き込まれる動作形態のソレノイドアクチュエータが用いられている。図７，８に示すように通電遮断によりソレノイドアクチュエータ４０の作動部４０ａが突き出されると、伝達部材４１が回転支軸４３を中心にして図示時計回り方向に回転する。これによりスプール本体３２が第２伝達部４１ｂによって右方へ押される。スプール本体３２が圧縮バネ３７に抗して右方へ押されると、第１オーリング３４が枠体部３３の内周面から離間する。これにより通気孔１８及び開放孔３８を経て中間室１５ａが大気開放される。従って、第２圧縮室１２ｄの残圧が除去される。

図５，６に示すように、ソレノイドアクチュエータ４０へ通電されて作動部４０ａが引き込まれると、伝達部材４１の第２伝達部４１ｂがスプール弁３１の圧縮バネ３７の付勢力により左方へ押されることで、伝達部材４１が回転支軸４３を中心にして図示反時計回り方向に回転する。また、スプール本体３２が圧縮バネ３７の付勢力により左方へ移動する。スプール本体３２が左方へ移動して第１オーリング３４が枠体部３３の内周面に押圧される。これにより通気孔１８と開放孔３８との間が気密に遮断されて、中間室１５ａが大気側から遮断される。

第２圧縮室１２ｄの残圧を開放するためのアンロード機構３０は、圧縮機構１０を停止させる停止機構５０に連動してなされる。図９に示すようにアンロード機構３０の動作制御は、停止機構５０の制御に組み込まれている。停止機構５０は、タンク２の内圧を検知する圧力センサ５１を有する。タンク２の内圧が所定圧（例えば４．５ＭＰａ）に達すると、これが圧力センサ５１により検知される。圧力センサ５１の検知信号が制御回路５２に入力される。これにより、電源回路が遮断されて電動モータ２２が停止されることで、圧縮機構１０が停止される。

電動モータ２２に停止により圧縮機構１０が停止されると、制御回路５２によりアンロード機構３０が起動される。先ず、電源回路からソレノイドアクチュエータ４０への通電が遮断される。これにより、作動部４０ａが突き出される。図７，８に示すようにソレノイドアクチュエータ４０の作動部４０ａが突き出されると、伝達部材４１が回転支軸４３を中心にして図示時計回り方向に回動する。これにより、スプール本体３２が圧縮バネ３７に抗して右方へ押されて、スプール弁３１が開かれる。スプール弁３１が開かれると、通気孔１８及び開放孔３８を経て中間室１５ａが大気開放されることで、第２圧縮室１２ｄの残圧が除去される。第２圧縮室１２ｄの残圧が除去されることで、第１圧縮室１１ｄの残圧も第２圧縮室１２ｄを経て除去される。

タンク２内の圧縮エアの消費によりタンク２内エア圧が所定の設定圧まで低下すると、これが圧力センサ５１により検知される。圧力センサ５１の検知信号により制御回路５２では電動モータ２２への通電信号が出力される。これにより、電動モータ２２が起動して圧縮機構１０が再起動される。圧縮機構１０の停止時に、第１圧縮室１１ｄ及び第２圧縮室１２ｄの残圧がアンロード機構３０により除去されることで、再起動時における圧縮機構１０の負荷が低減される。負荷低減によりエアコンプレッサ１の振動が低減される。

電動モータ２２への通電により圧縮機構１０が再起動される。圧縮機構１０の再起動後、電動モータ２２の回転状態が安定するタイミングで、ソレノイドアクチュエータ４０への通電がなされる。これにより、アンロード機構３０が停止される。ソレノイドアクチュエータ４０への通電により作動部４０ａが引き込まれることで、伝達部材４１がアンロード停止側(図７，８において反時計回り方向）に回転可能な状態となる。伝達部材４１は、圧縮バネ３７の付勢力により左方（通気遮断側）に移動するスプール本体３２に押されることで、回転支軸４３を中心にして反時計回り方向に回転する。図６，７に示すようにスプール本体３２が圧縮バネ３７の付勢力により左方の遮断側に移動して第１オーリング３４が枠体部３３の内周孔３３ｂに摺接されることで、通気孔１８が開放孔３８から気密に遮断される。これにより中間室１５ａ及びエア通路１５がスプール弁３１に対して気密に遮断される。従って、圧縮機構１０の第２圧縮室１２ｄで生成された圧縮エアが第１逆止弁１４、エア通路１５及び第２逆止弁１６を経てタンク２内に流入する。

以上説明したエアコンプレッサ１によれば、停止機構５０により圧縮機構１０が停止する際にアンロード機構３０のスプール弁３１が開かれて第２シリンダ１２ａの第２圧縮室１２ｄが大気に開放される。これにより、第２シリンダ１２ａ内の残圧が大気に開放される。また、第１シリンダ１１ａ内ンの残圧も第２シリンダ１２ａを経て大気開放される。こうして第１圧縮部１１と第２圧縮部１２の残圧が除去されることで、圧縮機構１０の再起動時の負荷が低減される。このように、圧縮機構１０の停止時にスプール弁３１により第２圧縮室１２ｄが大気開放される構成であることから、従来の小径孔によって残圧除去する場合のような圧縮効率の低下や小径孔の目詰まりといった問題は解消される。

スプール弁３１は、ソレノイドアクチュエータ４０の動作により開かれる。スプール弁３１とソレノイドアクチュエータ４０の間に長尺の伝達部材４１が介在されている。ソレノイドアクチュエータ４０の駆動力が伝達部材４１を介してスプール弁３１に伝達される。従って、スプール弁３１をソレノイドアクチュエータ４０から離間して配置できる。これによりスプール弁３１及びソレノイドアクチュエータ４０の配置の自由度が高まる。

ソレノイドアクチュエータ４０の駆動力が伝達部材４１の梃子の作用により増幅されてスプール弁３１に伝達される。これにより、ソレノイドアクチュエータ４０の小型化及び低コスト化を図ることができる。小型で低コストのソレノイドアクチュエータ４０であっても駆動力に余裕をもって、約４．５Ｍｐａ程度の高圧エアを開閉するスプール弁３１を作動させることができる。

第２圧縮部１２の第１逆止弁１４と、タンク２側の第２逆止弁１６とで区画される中間室１５ａがスプール弁３１により大気に開放される。これにより、第２圧縮室１２ｄの残圧がスプール弁３１により迅速かつ効率よく大気に開放される。

ソレノイドアクチュエータ４０は、第２圧縮室１２ｄから前方へ離間した部位に配置されている。第２ピストン１２ｂの圧縮工程の移動方向が後方であり、吸気工程の移動方向が前方となっている。ソレノイドアクチュエータ４０は、第２ピストン１２ｂの吸気工程の移動端（前端位置）よりも前方に配置されている。このように、ソレノイドアクチュエータ４０が圧縮による発熱部(第２圧縮室１２ｄ）から十分に離間した部位に配置されることで、ソレノイドアクチュエータ４０の耐久性が高められる。

以上説明した実施例には種々変更を加えることができる。例えば、スプール弁３１は、例示したように第２圧縮部１２の下流側の中間室１５ａに並設するほか、第２シリンダ１２ａに直接並設する構成としてもよい。この場合、第２シリンダ１２ａに設けた通気孔を経てスプール弁により第２圧縮室１２ｄが大気に開放されて残圧が除去される。

タンク２内のエア圧が４．５ＭＰａに達した時点で停止機構５０により圧縮機構１０が停止される構成を例示したが、停止機構５０による圧縮機構１０を停止させるタンク２の所定圧（停止設定圧）については例えば３ＭＰａ以上で任意に変更して設定することができる。

第１圧縮部１１と第２圧縮部１２の二段階で圧縮生成する圧縮機構１０を例示したが、一段階の圧縮部を有する圧縮機構についても例示したアンロード機構３０を適用することができる。

ソレノイドアクチュエータ４０には、通電遮断により作動部４０ａが引き込まれ、通電により作動部４０ａが突き出される動作形態のソレノイドアクチュエータを用いることができる。また、作動部の両方向について磁力により位置保持される自己保持形のソレノイドアクチュエータを用いることができる。この場合、伝達部材の前端側とソレノイドアクチュエータの作動部とを相互に回転可能に連結し、伝達部材の後端側とスプール本体３２の左端部とを相互に回転可能に連結して、ソレノイドアクチュエータの作動部の両方向の移動動作によりスプール弁３１を開閉する構成としてもよい。これによりスプール弁の圧縮バネ３７を省略することができる。

エアコンプレッサ１の電源は、商用の交流１００Ｖ電源である場合の他に、例えば充電式のバッテリパックを電源とする場合であってもよい。例示したアンロード機構３０は、交流電源式のエアコンプレッサ、直流電源式のエアコンプレッサの何れにも適用することができる。

実施例のエアコンプレッサ１が本開示の１つの局面におけるエアコンプレッサの一例である。実施例の第１シリンダ１１ａ、第２シリンダ１２ａが本開示の１つの局面におけるシリンダの一例である。実施例の第１ピストン１１ｂ、第２ピストン１２ｂが本開示の１つの局面におけるピストンの一例である。実施例の圧縮機構１０が本開示の１つの局面における圧縮機構の一例である。

実施例のタンク２が本開示の１つの局面におけるタンクの一例である。実施例の停止機構５０が本開示の１つの局面における停止機構の一例である。実施例のスプール弁３１が本開示の１つの局面におけるスプール弁の一例である。実施例のソレノイドアクチュエータ４０が本開示の１つの局面におけるソレノイドアクチュエータの一例である。

１…エアコンプレッサ
２…タンク
３…脚部
３ａ…サイドプロテクタ
４…基台部
５…ハンドル部
６…本体カバー
７…吐出口（高圧用）
８…吐出口（低圧用）
９…操作部
９ａ…電源スイッチ、９ｂ…タンク内圧切り替えボタン、９ｃ…動作モード切替ボタン
１０…圧縮機構
１１…第１圧縮部
１１ａ…第１シリンダ、１１ｂ…第１ピストン、１１ｃ…第１ロッド、１１ｄ…第１圧縮室
１１ｅ…補助逆止弁
１２…第２圧縮部
１２ａ…第２シリンダ、１２ｂ…第２ピストン、１２ｃ…第２ロッド、１２ｄ…第２圧縮室
１３…供給管
１４…第１逆止弁
１５…エア通路
１５ａ…中間室
１６…第２逆止弁
１８…通気孔
２０…駆動部
２１…駆動部ケース
２２…電動モータ
２２ａ…回転子、２２ｂ…固定子、２２ｃ…出力軸
２３…冷却ファン
２５…駆動軸
２５ａ，２５ｂ…軸受
２６…第１クランク部
２７…第２クランク部
３０…アンロード機構
３１…スプール弁
３２…スプール本体
３２ａ…ストッパフランジ部、３２ｂ…第１軸部、３２ｃ…第２軸部
３３…枠体部
３３ａ…段差部、３３ｂ…内周孔
３４…第１オーリング
３５…第２オーリング
ｄ１…第１オーリング３４の受圧径、ｄ２…第２オーリング３５の受圧径
３６…止めねじ
３７…圧縮バネ
３８…開放孔
４０…ソレノイドアクチュエータ
４０ａ…作動部
４１…伝達部材
４１ａ…第１伝達部、４１ｂ…第２伝達部
４２…支持部
４３…回転支軸
５０…停止機構
５１…圧力センサ
５２…制御回路

Claims (10)

1. エアコンプレッサであって、
   ピストンを往復運動させてシリンダ内でエアを圧縮する圧縮機構と、
   前記シリンダと連通されて圧縮エアを貯蔵するタンクと、
   前記タンクの内圧が所定圧に達した際に前記圧縮機構の駆動を停止する停止機構と、
   前記シリンダと連通されて前記シリンダを大気に対して開閉可能なスプール弁と、
   前記停止機構が前記圧縮機構を停止させる際に前記スプール弁を開き方向に移動させるソレノイドアクチュエータを有するエアコンプレッサ。
2. 請求項１記載のエアコンプレッサであって、
   前記スプール弁と前記ソレノイドアクチュエータの間に前記ソレノイドアクチュエータの駆動力を前記スプール弁に伝達する伝達部材を有するエアコンプレッサ。
3. 請求項２記載のエアコンプレッサであって、
   前記伝達部材は回転支軸を介して回転可能に支持されたエアコンプレッサ。
4. 請求項３記載のエアコンプレッサであって、
   前記回転支軸は、前記スプール弁と前記ソレノイドアクチュエータの間に設けられ、
   前記伝達部材は、前記回転支軸から前記ソレノイドアクチュエータまで延在する第１伝達部と、前記回転支軸から前記スプール弁まで延在する第２伝達部を有し、
   前記第１伝達部が前記第２伝達部よりも長いエアコンプレッサ。
5. 請求項１～４のいずれか１つに記載のエアコンプレッサであって、
   前記シリンダと前記タンクを連通するエア通路と、
   前記エア通路の途中に設けられて、前記タンクから前記シリンダに向かうエアの逆流を防止する逆止弁を有し、
   前記逆止弁と前記シリンダとの間において前記スプール弁により前記エア通路が大気に開放されるエアコンプレッサ。
6. 請求項１～５のいずれか１つに記載のエアコンプレッサであって、
   前記ピストンの圧縮のための移動方向を上方とした際に、前記ソレノイドアクチュエータが前記ピストンの下端よりも下方に位置するエアコンプレッサ。
7. 請求項１～６のいずれか１つに記載のエアコンプレッサであって、
   前記スプール弁を閉じ方向に付勢するバネを有するエアコンプレッサ。
8. 請求項１～７のいずれか１つに記載のエアコンプレッサであって、
   前記圧縮機構により少なくとも３ＭＰａ以上の高圧エアが生成されるエアコンプレッサ。
9. 請求項１～８のいずれか１つに記載のエアコンプレッサであって、
   前記圧縮機構は、上流側の第１シリンダと下流側の第２シリンダを有し、前記第１シリンダで圧縮されたエアが前記第２シリンダでさらに圧縮される二段圧縮構造を有し、
   前記シリンダは、前記第２シリンダであるエアコンプレッサ。
10. 請求項１～９のいずれか１つに記載のエアコンプレッサであって、
    前記スプール弁は、前記シリンダから流入されるエアを大気に対して気密にシールする第１オーリングと第２オーリングを有し、前記第１オーリングと前記第２オーリングとの受圧径の径差が０．５ｍｍ以内に設定されたエアコンプレッサ。

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