JP6266415B2 - エアコンプレッサ - Google Patents

Description

この発明は、例えば圧縮エア駆動式の打ち込み工具等のエア工具の駆動源となる圧縮エアを生成するためのエアコンプレッサに関する。

従来、使用者が例えば手に持って、あるいは背負う等して自由に持ち運びできる小型軽量のエアコンプレッサが提供されている。係る従来の携帯式エアコンプレッサでは、電源としてバッテリが用いられている。係るバッテリ式のエアコンプレッサに関する技術が下記の特許文献に記載されている。ところが、下記の特許文献に記載されているように、バッテリのみを電源とする場合には、バッテリが切れた場合には充電するか、別のバッテリに交換する必要があり、この間エアコンプレッサを稼動できなくなる。このため、バッテリとは別に、商用１００Ｖの交流電源を電源としても利用できることが望ましい。充交両用であれば、当該エアコンプレッサを背負う等して利用する場合にはバッテリを電源とし、商用１００Ｖコンセントの近くに設置して利用する場合には交流電源を電源として用いることができ、作業条件等に合わせて電源を切り換えることができる。

特開２０１２−１７７３５６号公報

ところが、エアコンプレッサの電源として充交両用とする場合には、次のような問題がある。バッテリを電源とする場合であってエアコンプレッサを背負う等して携帯する場合には、エア工具が接続されるエアホースは必要以上に長いと邪魔になって作業性が損なわれる。これに対して、商用１００Ｖ電源等の交流電源を電源とする場合であってエアコンプレッサを電源コンセント付近に設置する場合には、エア工具が接続されるエアホースは十分に長い方が作業範囲が広まって作業性が高まる。このため、電源を充交両用とする場合には、これに合わせてエアホースの長さを変更できることが望ましい。かといって、電源を切り換えるたびに、接続するエアホースを交換することは面倒であり、かえって作業性が損なわれる。

本発明は、直流電源としてバッテリ（二次電池）と交流電源を切り換えて使用できる場合に、エアホースの長さをわざわざ交換することなく任意の長さに変更できるようにすることで、エア工具を用いた作業の一層の効率化を図ることを目的とする。

上記の課題は以下の各発明により解決される。第１の発明は、電動モータを駆動源とするエア生成部を本体ケースに内装したエアコンプレッサである。第１の発明では、直流電源と交流電源の双方を電源として利用可能であり、エア工具を接続するためのエアホースを巻き取り可能なホース巻取り部を備えている。第１の発明によれば、直流電源としてのバッテリを電源とすることにより使用者は当該エアコンプレッサを背負う等して携帯することにより効率よく作業を行うことができる。直流電源に代えて交流電源を用いる場合には、当該エアコンプレッサを商用１００Ｖコンセント付近に設置して長時間使用することができる。

また、第１の発明によれば、エアコンプレッサは、エアホースを巻き取るためのホース巻取り部を備えている。このため、作業内容に合わせてエアホースの長さ（ホース巻取り部からの引き出し量）を任意に調整することができる。直流電源を利用する場合にはエアコンプレッサを背負う等して携帯することができ、この場合にはエアホースを短くして邪魔にならないようにすることで作業効率を高めることができる。一方、交流電源を利用する場合には、当該エアコンプレッサを商用１００Ｖコンセント付近に設置しておくことができ、この場合にはエアホースを長く引き出して作業範囲を広くすることができる。このように、直流電源と交流電源を切り換えて利用することができ、かつ電源に合わせてホース巻取り部からのエアホースの引き出し量を任意に調整することにより、エア工具を用いた作業の効率化を一層図ることができる。

第２の発明は、第１の発明において、使用者が携帯するための身に付け具を備えたエアコンプレッサである。第２の発明によれば、使用者はエアコンプレッサを身に付けて携帯することにより、両手を空けた状態で作業を効率よく行うことができる。身に付け具としては、肩掛けベルト、腰ベルトあるいは背負いベルトを設定することができる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、ホース巻取り部を、平面的に見て本体ケースの外径以内の領域に備えたエアコンプレッサである。第３の発明によれば、ホース巻取り部が本体ケースよりも側方(径方向）へはみ出さない状態に設けられていることから、使用者が携帯する際の利便性及び携帯性（携帯しやすさ）を高めることができる。

第４の発明は、第１〜第３の何れか一つの発明において、エア生成部で生成された圧縮エアを直接外部に吐出するタンクレス構造としたエアコンプレッサである。第４の発明によれば、エア生成部で生成された圧縮エアを一時的に貯留しておくためのタンクを省略することにより当該エアコンプレッサのコンパクト化を図ってその携帯性を一層高めることができる。

第５の発明は、第１〜第４の何れか一つの発明において、エア生成部に隣接してホース巻取り部を備えたエアコンプレッサである。第５の発明によれば、エア生成部で生成された圧縮エアの流れに即してホース巻取り部を効率よく配置することができ、これにより当該エアコンプレッサのコンパクト化を図ることができる。

第６の発明は、第１〜第５の何れか一つの発明において、ホース巻き取り部に、エアホースを手動操作により巻き取るための操作部材を備えたエアコンプレッサである。第６の発明によれば、手動操作によりホースを巻き取ることができる。手動操作タイプのホース巻取り部とすることにより、当該ホース巻取り部ひいてはエアコンプレッサを低コストかつコンパクトな構成とすることができる。

第７の発明は、第１〜第６の何れか一つの発明において、ホース巻取り部に、エアホースを自動で巻き取るための自動巻取り機構を備えたエアコンプレッサである。第７の発明によれば、引き出したエアホースは手動操作によることなく自動で巻き取られる。自動巻取り機構としては、電動モータを駆動源とする電動巻取りタイプ、あるいはぜんまいばねの付勢力により巻き取るばね巻取りタイプを採用することができる。

第８の発明は、第１〜第７の何れか一つの発明において、エア生成部は、電動モータにより回転する可動側スクロールと、本体ケースに対して固定された固定側スクロールを備えたエアコンプレッサである。第８の発明によれば、いわゆるスクロール形式のエア生成部により圧縮エアが生成される。スクロール式のコンプレッサは、レシプロ式のようにシリンダ内でピストンを往復動させる構成を備えないことからトルクの脈動が小さい結果、振動、騒音がレシプロ式に比して小さいという利点がある。また、スクロール式はレシプロ式に比して体積効率がよいことから比較的小型で大きな吐出量を得ることが容易である利点がある。

本実施形態に係るエアコンプレッサの全体斜視図である。 本実施形態に係るエアコンプレッサの右側面図である。 本実施形態に係るエアコンプレッサを図２中矢印(III)方向から見た上面図である。 図３の(IV)-(IV)線断面矢視図であって、本実施形態に係るエアコンプレッサの縦断面図である。 図４の(V)-(V)線断面矢視図であって、本実施形態に係るエアコンプレッサの横断面図である。 肩掛けベルトを取り付けたエアコンプレッサの正面図である。 エアコンプレッサを使用者が背負った状態を示す右側面図である。

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及び図２に示すように本実施形態のエアコンプレッサＣＰは、概ね円柱体形状の外観を有して軽量かつコンパクトな電動式のコンプレッサ本体１と、このコンプレッサ本体１を使用者が身に付けて携帯するための「身に付け具」を備えている。コンプレッサ本体１は、使用者が手に持って使用する圧縮エア駆動式の釘打ち機等のエア工具Ｔに駆動源としての圧縮エアを供給する機能を有している。

コンプレッサ本体１の下面にバッテリ取り付け部３が設けられている。このバッテリ取り付け部３に、充電可能なバッテリパック（二次電池）２が取り付けられている。このバッテリパック２を電源としてコンプレッサ本体１が作動する。このバッテリパック２は、ねじ締め機や切断工具等の充電式電動工具のバッテリとしても利用できるリチウムイオンバッテリ（１８Ｖ）が適用されている。このバッテリパック２は、取り外して別途用意した充電器で充電することにより繰り返し使用することができる。

このバッテリパック２は、バッテリ取り付け部３に対して正面側から背面側に向けてスライドさせることにより取り付けられ、背面側から正面側に向けてスライドさせることにより取り外すことができる。バッテリパック２のバッテリ取り付け部３に対する取り付け状態は、当該バッテリパック２が備えるロック爪（図では見えていない）がバッテリ取り付け部３の係合凹部に対して弾性的に係合されることによりロックされる。ロック爪の係合凹部に対する係合状態は、バッテリパック２の正面側に設けたアンロックボタン２ａを下方へ押し下げることにより解除することができる。アンロックボタン２ａを下方へ押し下げた状態で正面側に向けてスライドさせることにより、当該バッテリパック２をバッテリ取り付け部３から取り外すことができる。

図４に示すようにバッテリ取り付け部３の背面側には、交流電源接続用のアダプタ接続部３ａが設けられている。このアダプタ接続部３ａに電源アダプタ５を接続することにより、エアコンプレッサ１を商用１００Ｖの交流電源を電源として利用することができる。電源アダプタ５は、ＡＣ／ＤＣ回路を内装したアダプタ本体５ａと、交流電源側の電源コード５ｂと、直流電源側のアダプタコード５ｃを有している。アダプタコード５ｃをアダプタ接続部３ａに接続し、電源コード５ｂを商用１００Ｖ電源コンセントに接続することにより、商用１００Ｖの交流電源が直流１８Ｖに変換されて電源回路に供給される。使用者は、当該エアコンプレッサ１の電源として、バッテリパック２の１８Ｖ直流電源と、商用１００Ｖ電源とを任意に選択することができる。図４に示すようにバッテリ取り付け部３にバッテリパック２を取り付け、かつアダプタ接続部３ａに電源アダプタ５を接続した場合には、例えば商用１００Ｖ電源が優先されるよう電源回路が構成されている。

コンプレッサ本体１はスクロール式のコンプレッサで、その内部構造が図４及び図５に示されている。このコンプレッサ本体１は、円筒形状の本体ケース１０に、下側から順にコントローラ１１、冷却ファン１２、電動モータ１３、エア生成部２０、ホース巻取り部４０をほぼ直列に内装した構成を備えている。冷却ファン１２と電動モータ１３とエア生成部２０は、相互に結合された上側機構ベース１５と下側機構ベース１４を介してアセンブリ化された機構部４を構成している。

コントローラ１１は、バッテリパック２の電源制御回路及び電動モータ１３の制御回路等の基板を底浅のケース内に収容した構成を備えている。コントローラ１１は、本体ケース１０の底部に固定されている。コントローラ１１の上方に冷却ファン１２が位置している。冷却ファン１２は、電動モータ１３の出力軸１３ａに取り付けられている。

電動モータ１３はアウタロータ形のブラシレスモータで、回転子１３ｂの内周側に固定子１３ｃを備えている。回転子１３ｂには円筒形のホルダ１７が取り付けられている。ホルダ１７の中心に出力軸１３ａが固定されている。出力軸１３ａは、下側の軸受け１４ａと上側の軸受け１４ｂを介して下側機構ベース１４に回転自在に支持されている。下側の軸受け１４ａにはニードルベアリングが用いられ、上側の軸受け１４ｂにはボールベアリングが用いられている。固定子１３ｃは、下側機構ベース１４の下面側ボス部１４ｃに固定されている。

出力軸１３ａの上部には偏心孔１３ｄが設けられている。この偏心孔１３ｄに、スクロール式のエア生成部の可動側スクロール（渦巻き体）２１が回転可能に支持されている。可動側スクロール２１に対向して上側に固定側スクロール２２が配置されている。固定側スクロール２２は、上側機構ベース１５に固定されている。出力軸１３ａの回転により、可動側スクロール２１が固定側スクロール２２に対して旋回運動することにより、圧縮エアが生成される。生成された圧縮エアは、固定側スクロール２２の中心に設けた吐出口２２ａを経てエア室２４に排出される。吐出口２２ａには、逆止弁２３が取り付けられている。エア室２４は、上側機構ベース１５に取り付けたエア室ケース２６により気密に区画されている。エア室２４には、エア室ケース２６の上面に取り付けた吐出管２５を介してエアホース４１が接続されている。

エアホース４１は、十分な長さを有しており、その先端にエア工具Ｔを接続するためのカプラ４２が取り付けられている。エアホース４１は、ホース巻取り部４０により巻き取り可能で、任意の長さに引き出すことができる。ホース巻取り部４０は、エア室ケース２６の上面に設けた支軸部２６ａを介して回転可能に取り付けられている。ホース巻取り部４０は、本体ケース１０の外径寸法よりも小さなサイズの円筒形を有しており、当該本体ケース１０の上部に収容さている。このため、ホース巻取り部４０は、平面的に見て本体ケース１０の外径以内の領域に収容されている。

ホース巻取り部４０の中心には、巻き取り芯部４４が設けられている。巻き取り芯部４４の上部は本体ケース１０の上面側に突き出されている。巻き取り芯部４４の突き出し部に、手動操作用の巻き取りレバー４３が取り付けられている。使用者が巻き取りレバー４３を把持して手動で回転操作することにより、引き出したエアホース４１を巻き取り芯部４４の周囲に巻き取ることができる。エアホース４１は、本体ケース１０の側部に設けたホース孔１０ｃから引き出される。エアホース４１を経て吐出される圧縮エアの圧力は、図３に示すように本体ケース１０の上面側に配置した圧力計２７により確認することができる。

本体ケース１０の下部側には、内部に外気（冷却風）を導入するための吸気口１０ａ〜１０ａが設けられている。本体ケース１０の上部側には、導入された外気を外部へ排出するための排気口１０ｂ〜１０ｂが設けられている。図示するように吸気口１０ａ〜１０ａ及び排気口１０ｂ〜１０ｂは、上下に長いスリット形の貫通溝孔で、本体ケース１０の周囲に沿って多数並列に配置されている。図４に示すように、吸気口１０ａ〜１０ａは、コントローラ１１及び冷却ファン１２の周囲に配置されている。排気口１０ｂ〜１０ｂは、エア生成部２０の周囲に配置されている。電動モータ１３の起動により冷却ファン１２が一体で回転すると、吸気口１０ａ〜１０ａを経て外気が本体ケース１０内に吸気される。吸気された外気は冷却ファン１２により、コントローラ１１、電動モータ１３の回転子１３ｂ及び固定子１３ｃに吹き付けられてそれらの冷却がなされる。ホルダ１７には、複数の通風孔１７ａ〜１７ａが設けられている。

冷却ファン１２により吸気口１０ａ〜１０ａから上方へ向けて流れる冷却風は、下側機構ベース１４の外周側及びエア生成部２０の外周側を経て排気口１０ｂ〜１０ｂから外部に排気される。エア生成部２０の外周には、本体ケース１０との間に、冷却風を通過させるために十分な隙間（通風路７〜７）が空けられて、大きな通風抵抗が発生しないようになっており、これにより排気口１０ｂ〜１０ｂを経たスムーズな排気がなされるようになっている。

図５に示すように固定側スクロール２２の周囲四等分位置に放射方向に張り出す支持凸部２２ｂ〜２２ｂが設けられている。また、図では示されていないが、上側の機構ベース１５の周囲四等分位置にも放射方向に張り出す支持凸部が設けられている。固定側スクロール２２の支持凸部２２ｂ〜２２ｂ及び上側の機構ベース１５の支持凸部が、本体ケース１０の内面に設けた台座部に対して固定ねじ６〜６によりねじ止めされて当該固定側スクロール２２及び機構ベース１５が本体ケース１０に対して固定されている。

固定側スクロール２２の隣接する支持凸部２２ｂ，２２ｂ間に、通風路７が形成されている。各通風路７は、エア生成部２０の外周側と本体ケース１０の排気口１０ｂ〜１０ｂとの間に位置している。冷却ファン１２の回転により吸気口１０ａ〜１０ａから導入された冷却風（外気）は本体ケース１０内を上方へ流れた後、この通風路７〜７を経てスムーズに排気口１０ｂ〜１０ｂから排出される。

本体ケース１０の上部には、左右一対のベルト掛け部１８，１８が設けられている。図６に示すようにこのベルト掛け部１８，１８には、使用者が当該コンプレッサ本体１を身に付けて携帯するための身に付け具の一例として肩掛け用の肩掛けベルト１９を装着することができる。使用者は肩掛けベルト１９を肩に掛けることによりコンプレッサ本体１を身に付けて両手を空けた手ぶらの状態で携帯することができ、これによりエア工具Ｔを両手で把持して効率よく作業を行うことができる。

また、持ち運び式のエアコンプレッサの場合には、持ち運び時には少なくとも片手が塞がってしまい、作業時には安定した床面等に設置しておく必要があるが、本実施形態に係るエアコンプレッサ１の場合、身に付け具により両手を空けた手ぶら状態でコンプレッサ本体１を携帯することができ、かつそのまま打ち込み作業等を行うことができるので、持ち運び式のエアコンプレッサに比して大幅に作業性及び取り扱い性を高めることができる。図３に示すようにコンプレッサ本体１の上面には、前記した巻き取りレバー４３、圧力計２７のほか、電源スイッチ２８、動作表示灯２９が配置されている。

以上のように構成した本実施形態のエアコンプレッサＣＰによれば、エア生成部２０で生成された圧縮エアをエア工具Ｔに供給するためのエアホースとして十分に長いエアホース４１を備えている。このエアホース４１は、ホース巻取り部４０により任意の引き出し長さに巻き取ることができる。また、本実施形態のエアコンプレッサＣＰによれば、直流電源としてのバッテリパック２若しくは商用１００Ｖの交流電源を任意に選択して利用することができる。このことから、使用者は身に付け具によりコンプレッサ本体１を携帯する場合であって電源としてバッテリパック２を利用する場合には、エアホース４１の引き出し長さを短くして邪魔にならない状態でエア工具Ｔを用いることができ、これにより作業を効率よく行うことができる。

一方、電源アダプタ５をアダプタ接続部３ａに接続して当該コンプレッサ本体１の電源として商用１００Ｖの交流電源を用いる場合には、当該コンプレッサ１を電源コンセント付近に設置させておくことができる。この点で使用者は身軽になって楽に作業を行うことができる。しかも、ホース巻取り部４０からエアホース４１を十分に長く引き出すことにより、エア工具Ｔを用いた作業範囲を広くすることができ、この点でも作業の効率化を図ることができる。このように、本実施形態のエアコンプレッサＣＰは、携帯式（主に直流電源使用時）、据え置き式（主に交流電源使用時）といったコンプレッサ本体１の利用形態若しくは使用電源に合わせてエアホース４１の引き出し長さを任意に調整することができることから、わざわざエアホースを交換する等の手間をかけることなく作業を効率よく行うことができる。

以上例示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、図７に示すようにコンプレッサ本体１に身に付け具として背負いベルト３０を装着することにより、当該コンプレッサ本体１を背中に背負って携帯可能な構成とすることもできる。背負いベルト３０は、背当て部３１と、肩ベルト部３２，３２と腰ベルト部３３を備えている。背当て部３１には、コンプレッサ本体１を保持するための本体固定ベルト３１ａ，３１ａが設けられている。この上下の本体固定ベルト３１ａ，３１ａによりコンプレッサ本体１を背当て部３１の後面に沿って保持することができる。この場合、図示するようにエアホース４１のカプラ４２（コンプレッサ本体１の正面側）を背後に向けた状態で当該コンプレッサ本体１を背当て部３１に固定することにより使用者は背負った際にエア生成部２０等の発熱の影響を背中に受けにくくすることができる。

背当て部３１の上部左右に肩ベルト部３２，３２の上部側が結合されている。左右の肩ベルト部３２，３２の下部側は腰ベルト部３３の左右上部に結合されている。腰ベルト部３３は、バックル部３３ａを締め付けることにより腰周りに沿って固定することができる。使用者は、この背負いベルト３０を用いることによりコンプレッサ本体１を背中に背負って携帯することができる。身に付け具として背負いベルト３０を用いてコンプレッサ本体１を背中に背負って携帯することにより、前記肩掛けベルト１９を用いて携帯する場合よりもさらに作業性を高めることができる。

また、図示は省略したが肩掛けベルト１９若しくは背負いベルト３０に代えて腰ベルトを装着することにより、コンプレッサ本体１を腰に吊り下げた状態で携帯可能な構成としてもよい。さらに、例えばベルト掛け部１８にフックを取り付け、このフックを介してコンプレッサ本体１を作業ズボンのベルトに引き掛けて手ぶら状態で携帯する構成としてもよい。

ＡＣ／ＤＣ変換回路を内装した電源アダプタ５を接続して商用１００Ｖ電源を使用可能とする構成を例示したが、例えばバッテリ取り付け部３に当該変換回路を内装することにより、バッテリ取り付け部から電源コードを引き出しておく構成としてもよい。

また、巻き取りレバー４３を手動により回転操作してエアホース４１を巻き取る手動操作式のホース巻取り部４０を例示したが、ぜんまいばねを内装することによりその付勢力によりエアホース４１を巻き取る半自動式のホース巻取り部としてもよい。さらに、巻き取り用の電動モータを内装することにより全自動巻取り式のホース巻取り部としてもよい。半自動巻取り式若しくは全自動巻取り式であっても、エアホース４１を任意の長さに引き出し可能であることにより同様の作用効果を得ることができる。

ＣＰ…エアコンプレッサ
Ｔ…エア工具
１…コンプレッサ本体
２…バッテリパック、２ａ…アンロックボタン
３…バッテリ取り付け部、３ａ…アダプタ接続部
４…機構部
５…電源アダプタ
５ａ…アダプタ本体、５ｂ…電源コード、５ｃ…アダプタコード
６…固定ねじ
７…通風路
１０…本体ケース
１０ａ…吸気口、１０ｂ…排気口、１０ｃ…ホース孔
１１…コントローラ
１２…冷却ファン
１３…電動モータ
１３ａ…出力軸、１３ｂ…回転子、１３ｃ…固定子、１３ｄ…偏心孔
１４…下側機構ベース、１４ａ，１４ｂ…軸受け、１４ｃ…下面側ボス部
１５…上側機構ベース、１５ａ…支持凸部
１７…ホルダ、１７ａ…通風孔
１８…ベルト掛け部
１９…肩掛けベルト（身に付け具）
２０…エア生成部（スクロール式）
２１…可動側スクロール
２２…固定側スクロール、２２ａ…吐出口
２３…逆止弁
２４…エア室
２５…吐出管
２６…エア室ケース、２６ａ…支軸部
２７…圧力計
２８…電源スイッチ
２９…動作表示灯
３０…背負いベルト（身に付け具）
３１…背当て部、３１ａ…本体固定ベルト
３２…肩ベルト部
３３…腰ベルト部、３３ａ…バックル部
４０…ホース巻取り部
４１…エアホース
４２…カプラ
４３…巻き取りレバー
４４…巻き取り芯部

Claims (8)

1. 概ね円柱体形状の外観を有する本体ケースに、電動モータを駆動源とするエア生成部を内装したエアコンプレッサであって、直流電源と交流電源の双方を電源として利用可能であり、前記本体ケースの上部に、エア工具を接続するためのエアホースを巻き取り可能なホース巻取り部を備え、前記本体ケースの下面に、電源としてのバッテリパックを取り付けるためのバッテリ取り付け部を備え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、使用者が携帯するための身に付け具を備え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、前記ホース巻取り部を、平面的に見て前記本体ケースの外径以内の領域に備えたエアコンプレッサ。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載したエアコンプレッサであって、前記エア生成部で生成された圧縮エアを直接外部に吐出するタンクレス構造としたエアコンプレッサ。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載したエアコンプレッサであって、前記エア生成部に隣接して前記ホース巻取り部を備えたエアコンプレッサ。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載したエアコンプレッサであって、前記ホース巻き取り部に、前記エアホースを手動操作により巻き取るための操作部材を備えたエアコンプレッサ。
7. 請求項１〜５の何れか１項に記載したエアコンプレッサであって、前記ホース巻取り部に、前記エアホースを自動で巻き取るための自動巻取り機構を備えたエアコンプレッサ。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載したエアコンプレッサであって、前記エア生成部は、前記電動モータにより回転する可動側スクロールと、前記本体ケースに対して固定された固定側スクロールを備えたエアコンプレッサ。

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