JP4941228B2 - 複数の空気圧縮機の連結構造 - Google Patents

Description

本発明は複数の空気圧縮機を使用した圧縮空気の供給構造に関し、特に複数台の空気圧縮機を互いに連結することで十分な吐出量の圧縮空気を安定して空気圧工具に供給できるようにした複数の空気圧縮機の連結構造に関する。

釘打機やドライバ等の空気圧工具の多くは建築作業現場等において使用されるため、通常、これら空気圧工具の駆動のための空気圧縮機は作業現場への持込みの容易な電動モータ駆動の可搬式空気圧縮機が用いられる。ところで、このような可搬式空気圧縮機は高い運搬性が求められることから一般的には小型、軽量で、大きな吐出量を有するものではない。

一方、釘打機による釘打ち作業は連続性があり、連続的な釘打ち作業の続行は多量の圧縮空気を消費し、また、インパクトドライバ等のネジ締付用工具によるネジ締め作業は１本当たりのネジ締めに要する作業量が比較的大きいので、やはり多量の圧縮空気を消費することになる。したがって、上述のような可搬式の小型の空気圧縮機の使用においては吐出量不足を招き、上述した空気圧工具による作業が出力低下により円滑に行えないという問題がある。

このような状況の中で、小型の空気圧縮機使用による釘打ち作業における圧縮空気の吐出量不足を解消するために、複数台の空気圧縮機を互いに連結して使用するものが既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２７７１号公報

ところで、上述の特許文献１に記載された技術は、圧縮空気の吐出量の増大と安定供給の確保のために複数台の空気圧縮機を使用するもので、親機側の空気圧縮機と子機側の空気圧縮機の設定圧力を減圧弁で互いに異なるように設定するものであるため、各圧縮機本体に減圧弁を装備せざるを得ず、この減圧弁の装備は該圧縮機を連結用として専用化してしまう。

また、減圧弁の装備による圧縮機本体の重量増加や大型化が避けられず、圧縮機連結のための構造も比較的複雑になるという問題があり、さらに、この圧縮空気供給構造においては空気圧工具用に使用すべき減圧弁が圧縮機連結のために使われているので、使用工具に対応して減圧弁を調圧するということができないという不都合が生じている。

本発明は上記問題点を解消し、複数の空気圧縮機を弁を有するエアホースで連結するようにして、減圧弁を圧縮機本体に直接装備しなくても圧縮機本体の重量増加や大型化を防ぎ、連結構造の簡素化を図るとともに、圧縮空気の吐出量の増大と安定した吐出量の確保を図り、これにより空気圧工具による作業の作業性を大幅に向上させた複数の空気圧縮機の連結構造を提供するものである。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、駆動源であるモータにより駆動される空気圧縮部と、該空気圧縮部から吐出された圧縮空気を貯留するエアタンクと、該エアタンクに貯留された圧縮空気を空気圧工具に供給するための供給手段とを備える複数の空気圧縮機の連結構造において、上記各空気圧縮機のエアタンクは、減圧弁を備えたエアホースを介して連結され、上記減圧弁により、設定圧力の高い空気圧縮機による一次圧側の圧縮空気を設定圧力の低い二次圧側の空気圧縮機に減圧して供給することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記エアホースには、減圧弁に代えて安全弁を設け、一次圧側の空気圧縮機から二次圧側の空気圧縮機に圧縮空気が供給されているとき、二次圧側圧力が設定圧力より低いときは安全弁を閉じ状態として一次圧側からの圧縮空気をエアホースを介して二次圧側の空気圧縮機のエアタンク内に供給し、二次圧側圧力が設定圧力より高くなったときは、上記安全弁を開いて二次圧側の圧縮空気を大気中に放出し、二次圧側圧力が設定圧力の値まで下がると、再び安全弁を閉じることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、上記エアホースの一次圧側の端部は設定圧力の高い空気圧縮機に、二次圧側の端部は設定圧力の低い空気圧縮機に、それぞれ専用のエアカプラによって接続可能とすることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、駆動源であるモータにより駆動される空気圧縮部と、該空気圧縮部から吐出された圧縮空気を貯留するエアタンクと、該エアタンクに貯留された圧縮空気を空気圧工具に供給するための供給手段とを備える複数の空気圧縮機の連結構造において、上記各空気圧縮機のエアタンクは、減圧弁を備えたエアホースを介して連結され、上記減圧弁により、設定圧力の高い空気圧縮機による一次圧側の圧縮空気を設定圧力の低い二次圧側の空気圧縮機に減圧して供給するから、まず、圧縮機の連結が減圧弁を備えるエアホースにより行われるので、圧縮機本体に減圧弁を装備する必要性がなく、圧縮機の大型化や重量増加を防ぐことができる。また、圧縮機連結のための構造が簡素化される。

さらに、設定圧力の高い空気圧縮機側の圧縮空気が減圧弁の開閉作動により適正に制御されて設定圧力の低い空気圧縮機側に供給されるので、空気圧工具による圧縮空気の消費が多くなってもこれに見合う圧縮空気が設定圧力の高い空気圧縮機側から設定圧力の低い空気圧縮機側に前記減圧弁を通して供給されるので、空気圧工具における圧縮空気の吐出量不足による出力低下が効果的に防止されて、該工具による作業の効率が大幅に向上される。

請求項２に係る発明は、上記エアホースには、減圧弁に代えて安全弁を設け、エアホース内の二次圧側の圧力が設定圧力より高くなったときは、上記安全弁により二次圧側の圧縮空気を大気中に放出するものであるから、エアホース内の圧縮空気圧が前記設定圧力を超えると直ちに安全弁が該エアホース内の圧縮空気を大気に放出するように開放作動するので安全運転が確実に確保される。また、安全弁を圧縮機本体に装備する必要性をなくして、圧縮機連結のための構造の簡素化を図ることができる。さらに、二次圧側圧力が設定圧力の値まで下がると、再び安全弁を閉じるので、再び一次圧側からの圧縮空気はエアホースを介して二次圧側の空気圧縮機のエアタンク内に供給される。

請求項３に係る発明によれば、上記エアホースの一次圧側の端部は設定圧力の高い空気圧縮機に、二次圧側の端部は設定圧力の低い空気圧縮機に、それぞれ専用のエアカプラによって接続可能とするものであるから、設定圧力の異なる空気圧縮機を連結するためにエアホースの接続するときに誤接続することを確実に防止できる。したがって、圧縮機の連結作業の作業性が向上する。

図１及び図２に基づいて本発明の複数台（２台）の空気圧縮機１、２の連結構造について説明する。

空気圧縮機１と空気圧縮機２はいずれも、例えば建築工事現場等に持ち込まれて釘打機やドライバ等の空気圧工具Ａ１、Ａ２に圧縮空気を供給するために使用される可搬式の小型で軽量な空気圧縮機であり、電動モータによって駆動される空気圧縮部１０、２０が、それぞれ所定間隔の平行配置で互いに連結された２つのエアタンク１１、１１およびエアタンク２１、２１上に跨るように支持された構造を備えている。なお、２つのエアタンク１１、１１は互いに連通している。エアタンク２１、２１も同様である。

空気圧縮機１と２は互いにその最高の設定圧力を異にしており、設定圧力の高い空気圧縮機１（以下、「高圧用圧縮機」という）は、例えば設定圧力４．３ＭＰａの圧縮機である。この圧縮機１の２つのエアタンク１１、１１にはそれぞれエアホース接続のためのソケット１１ａ、１１ｂが備えられている。

一方のソケット１１ａは他の空気圧縮機との接続のためのものであり、より具体的には設定圧力の低い空気圧縮機２への接続のためのものであり、このソケット１１ａは設定圧力の高い圧縮機１のエアタンク１１内の圧力を取り出す、高圧用圧縮機専用の機能を備えるものとして形成されている。

供給手段として他方のソケット１１ｂはエアホース６を介して釘打機等の空気圧工具Ａ１に接続するためのものであり、空気圧工具Ａ１の使用圧力は通常２ＭＰａであるので、このソケット１１ｂの手前には減圧弁Ｖ１が配備されており、減圧弁Ｖ１は、エアタンク１１内の高圧空気を空気圧工具Ａ１の駆動に適した一定の圧力に変換する圧力調整器として機能する。

これに対し、設定圧力の低い空気圧縮機２（以下、「低圧用圧縮機」という）は、例えば最高の設定圧力４．０ＭＰａの圧縮機である。この圧縮機２においては２つのエアタンク２１、２１には２種類のエアホース３、６に接続するためのためのソケット２１ａ、２１ｂが備えられており、その一方のソケット２１ａは他の空気圧縮機との接続のためのものであり、つまり具体的には高圧用圧縮機１への接続のためのものであり、このソケット２１ａは低圧用圧縮機２のエアタンク２１内の圧力を取り出す低圧用圧縮機専用の機能を備えるソケットとして形成されている。

また、他方のソケット２１ｂはエアホース６を介して空気圧工具Ａ２に接続するためのものであり、上述と同様、ソケット２１ｂの手前には減圧弁Ｖ２が配備されている。

そして図１、２の参照により理解できるように、高圧用圧縮機１と低圧用圧縮機２のエアタンク１１、２１はエアホース３を介して連結可能となっている。エアホース３は互いに上述のエアタンク１１、２１に備えられた専用のソケット１１ａ、２１ａに接続されるプラグ３ａ、３ｂを両端に設けるとともに、減圧弁Ｖ３を備えている。

つまり、エアホース３に備えられた一端のプラグ３ａは高圧用圧縮機１のソケット１１ａに接続される専用のプラグであり、また他端のプラグ３ｂは低圧用圧縮機２のソケット２１ａに接続される専用のプラグであり、このように高圧用圧縮機１に接続するカプラ（ソケット１１ａ、プラグ３ａ）と低圧用圧縮機２に接続するカプラ（ソケット２１ａ、プラグ３ｂ）には互いに互換性はない。

減圧弁Ｖ３は図３に示されるように、高圧用圧縮機１側の圧縮空気を低圧用圧縮機２側に減圧して供給することができる機能を備えるものである。

すなわち、減圧弁Ｖ３のバルブハウジング４１の中間部には隔壁部４２が形成され、隔壁部４２の二次圧側には有底の内筒部４３が連続形成され、内筒部４３の底部はバルブハウジング４１の底壁４０に当たるように形成されている。そして、上記隔壁部４２の中心部には貫通孔４４が形成され、該貫通孔４４の中間からハウジング４１と隔壁部４２との間の外側空間部Ｓ１に通じる連通孔４５が形成され、上記外側空間部Ｓ１は内筒部４３の後端とバルブハウジング４１の底壁４０との間の隙間からバルブハウジング４１の二次圧側開口部ｂに通じるように形成されている。

また、隔壁部４２の貫通孔４４と一次圧側開口部ａとの間には調圧バルブ４６が配置され、該調圧バルブ４６は第１のバネ４８によって隔壁部４２の貫通孔４４を塞ぐように付勢されている。これに対し、隔壁部４２と内筒部４３との間の内側空間部Ｓ２にはピストン４７とピストン４７を一次圧側に付勢する第２のバネ４９が配置されている。ピストン４７には貫通孔４４を通って調圧バルブ４６の背面に当接する軸部４７ａが形成され、該軸部４７ａには中心孔５０が形成され、中心孔５０の後ろ側は内側空間部Ｓ２に開口している。また、内側空間部Ｓ２は外部に通じるリリーフポート５１が形成されている。

ここで、高圧用圧縮機１側の圧力、つまり一次圧側の圧力をＰ１、低圧用圧縮機２側の圧力、つまり二次圧側の圧力をＰ２、低圧用圧縮機２における設定圧力をＰｓとする。また、第１のバネ４８と第２のバネ４９は低圧用圧縮機２の設定圧力Ｐｓを基準として作動するようにそのバネ圧が調整されている。

上記構成において、二次圧側の圧力Ｐ２が設定圧力Ｐｓより低い（Ｐ２＜Ｐｓ）、ときは、第２のバネ４９のバネ力により、ピストン４７が第１のバネ４８と調圧バルブ４６に加わる一次圧側圧力に抗して図の左側に移動し、調圧バルブ４６を一次圧側に押圧するので、調圧バルブ４６は貫通孔４４の開口端から離反する。これにより、一次圧側の圧縮空気は開口部ａから貫通孔４４、連通孔４５、さらに外側空間部Ｓ１を経て矢印のように二次圧側開口部ｂに供給される。

これに対し、二次圧側の圧力Ｐ２が設定圧力Ｐｓと同じ（Ｐ２＝Ｐｓ）なっているときは、二次圧側の圧縮空気は貫通孔４４内で、点線の矢印で示したように、ピストン４７を二次圧側に押圧するので、ピストン４７はこの空気圧と第１のバネ４８のバネ力とにより第２のバネ４９に抗して後退移動する。これにより、調圧バルブ４６は貫通孔４４の開口端を閉じるので、図３のように一次圧の圧縮空気の供給は遮断される。

なお、二次圧側の圧力Ｐ２が何らかの原因で設定圧力Ｐｓより高く（Ｐ２＞Ｐｓ）なると、二次圧側の圧縮空気は貫通孔４４内でピストン４７をさらに二次圧側に押圧するので、ピストン４７はさらに後退移動する。これにより、ピストン４７の軸部４７ａの先端と調圧バルブ４６の背面とが離反し、高圧の一次圧側圧圧縮空気が貫通孔４４から軸部４７ａの中心孔５０を通り、さらに内側空間部Ｓ２から一点鎖線の矢印のようにリリーフポート５１を通って大気に放出されるこれにより二次圧側圧力Ｐ２が設定圧力Ｐｓより高く上昇することによる危険の回避が図られている。

減圧弁Ｖ３は上述のように機能するから、例えば、低圧用圧縮機２のエアタンク２１内の圧縮空気圧Ｐ２が設定圧力Ｐｓまで上昇して、低圧用圧縮機２の運転が自動停止された状態であると、減圧弁Ｖ３の空気流通路が閉鎖されて高圧用圧縮機１側から低圧用圧縮機２のエアタンク２１内への圧縮空気の供給は行われない。

そして、上述の状態から低圧用圧縮機２に接続された空気圧工具Ａ２による作業等で圧縮空気の消費でエアタンク２１内の空気圧力Ｐ２が低下すると、つまりエアタンク２１内の圧力Ｐ２が設定圧力Ｐｓより低くなると、低圧用圧縮機２が再起動し、減圧弁Ｖ３の空気流通路が開放されて、高圧用圧縮機１側の圧縮空気が一次圧側から二次圧側へと流れて低圧用圧縮機２の前記エアタンク２１内に供給され、該タンク２１内に圧縮空気が補給されるようになされている。

このように、空気圧工具Ａ２による作業の続行で圧縮空気の消費量が多く、低圧用圧縮機２の運転にも拘わらず、エアタンク２１内の圧縮空気圧Ｐ２が設定圧力Ｐｓに維持できない状況であれば、高圧用圧縮機１から圧縮空気が減圧弁Ｖ３を通して該タンク２１内に継続的に補給されるので、空気圧工具Ａ２に供給される圧縮空気の吐出量は十分に確保され、空気圧工具Ａ２による作業を支障なく続行することができる。

したがって、上述の構成によれば、減圧弁を圧縮機本体に直接装備する必要性をなくして圧縮機本体の重量増加や大型化を防ぎ、連結構造の簡素化を図るとともに、圧縮空気の吐出量の増大と安定した吐出量の確保を図り、これにより空気圧工具による作業の作業性を大幅に向上させることができる。

なお、上述の実施形態は、２台の空気圧縮機を連結したものであるが、本発明はこれに限定されない。３台以上の空気圧縮機を連結してもよい。この場合、例えば図４に示すように、高圧の圧縮機１に三つ又構造のアダプタ７を取り付け、このアダプタ７から減圧弁Ｖｐ、Ｖｑを備えたエアホース６を介して低圧の圧縮機２ａ、２ｂに連結すればよい。８はカプラを示す。アダプタ７には、圧縮機１との連結にはプラグを、エアホース６との連結にはソケットを設ければよい。また、圧縮機１とアダプタ７とをエアホースを介して連結する構成であってもよい。この場合は、アダプタは３個のソケットを備える構成とする。

なお、２つの空気圧縮機を連結する場合の別の実施形態として、上述の実施形態における減圧弁Ｖ３に代えて、エアホースに安全弁（図１、図２参照）を設けるようにしてもよい。

安全弁は、圧縮空気の通路内の圧力が一定以上の圧力になったときは、上記通路を大気に開放するもので、公知のものでよい。ここでは、低圧用圧縮機２の設定圧力Ｐｓを基準として作動するように調圧された弁であり、一次圧側の高圧圧縮機から二次圧側の低圧側圧縮機に圧縮空気が供給されている中で、二次圧側圧力Ｐ２が設定圧力Ｐｓより低ければ（Ｐ２＜Ｐｓ）、安全弁は閉じ状態となって一次圧側からの圧縮空気をエアホースを介して二次圧側の低圧用圧縮機２のエアタンク２１内に供給する。

これに対し、二次圧側の圧力Ｐ２が設定圧力Ｐｓより高くなった（Ｐ２＞Ｐｓ）ときは、安全弁が開いて二次圧側の圧縮空気は大気中に放出され、これにより二次圧力Ｐ２が設定圧力Ｐｓより高く上昇することによる危険を回避する。

安全弁が開いて圧縮空気放出され、二次圧側圧力Ｐ２が設定圧力Ｐｓの値まで下がると、再び安全弁が閉じて圧縮空気の無駄な放出が防止される。

上述のような構成であるので、結局、安全弁を用いたものにおいても、二次圧側圧力Ｐ２が設定圧力Ｐｓより低い（Ｐ２＜Ｐｓ）状態においてのみ一次圧側の高圧用圧縮機１から、二次圧側の低圧用圧縮機２に圧縮空気が供給されることになる。

この実施形態の複数の空気圧縮機の連結構造においても、空気圧工具Ａ２における作業の続行で圧縮空気の消費量が多く、低圧用圧縮機２の運転にも拘わらず、エアタンク２１内の圧縮空気圧Ｐ２が設定圧力Ｐｓに維持できない状況であれば、高圧用圧縮機１から圧縮空気が安全弁を通過して該タンク２１内に継続的に補給される。したがって、空気圧工具Ａ２に供給される圧縮空気の吐出量は十分に確保され、空気圧工具Ａ２による作業は支障なく続行することができる。

２台の空気圧縮機の連結構造を示す全体斜視図 図１のブロック図 上記空気圧縮機の連結構造において使用される減圧弁の断面図 ３台の空気圧縮機を連結した状態の模式図

符号の説明

１ 高圧用圧縮機
２ 低圧用圧縮機
３ エアホース
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３ 減圧弁
Ｐ１ 一次圧側圧力
Ｐ２ 二次圧側圧力
Ｐｓ 設定圧力
Ａ１、Ａ２ 空気圧工具（釘打ち機）

Claims (3)

1. 駆動源であるモータにより駆動される空気圧縮部と、該空気圧縮部から吐出された圧縮空気を貯留するエアタンクと、該エアタンクに貯留された圧縮空気を空気圧工具に供給するための供給手段とを備える複数の空気圧縮機の連結構造において、
   上記各空気圧縮機のエアタンクは、減圧弁を備えたエアホースを介して連結され、上記減圧弁により、設定圧力の高い空気圧縮機による一次圧側の圧縮空気を設定圧力の低い二次圧側の空気圧縮機に減圧して供給することを特徴とする複数の空気圧縮機の連結構造。
2. 上記エアホースには、減圧弁に代えて安全弁を設け、一次圧側の空気圧縮機から二次圧側の空気圧縮機に圧縮空気が供給されているとき、二次圧側圧力が設定圧力より低いときは安全弁を閉じ状態として一次圧側からの圧縮空気をエアホースを介して二次圧側の空気圧縮機のエアタンク内に供給し、二次圧側圧力が設定圧力より高くなったときは、上記安全弁を開いて二次圧側の圧縮空気を大気中に放出し、二次圧側圧力が設定圧力の値まで下がると、再び安全弁を閉じることを特徴とする、請求項１に記載の複数の空気圧縮機の連結構造。
3. 上記エアホースの一次圧側の端部は設定圧力の高い空気圧縮機に、二次圧側の端部は設定圧力の低い空気圧縮機に、それぞれ専用のエアカプラによって接続可能とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の複数の空気圧縮機の連結構造。

Images