JP6390318B2 - 空気圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、空気圧縮機に関するものであり、特に、レシプロ型の空気圧縮機に関するものである。

レシプロ型の空気圧縮機は、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２０１３−４０５８６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には、圧縮熱によってピストン、シリンダ及びその周辺の温度が上昇する。また、電動モータや電動モータの制御回路は、負荷電流に起因するジュール熱によって温度が上昇する。このように、空気圧縮機は、その運転中に温度が上昇する複数の要素を含んでいる。そこで、多くの空気圧縮機は、運転中に温度が上昇する要素（冷却対象物）に冷却風を供給する冷却ファンを備えている。

冷却対象物に対する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ところ、冷却ファンの大型化やファンの複数化を行えば容易に冷却風の風量を増大させることはできる。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、およびコスト増加などを招く。一方、特に可搬型の小型の空気圧縮機においては、作業者の利便性の観点から、空気圧縮機全体のダウンサイジング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することなく、空気圧縮機内の冷却対象物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、レシプロ型の空気圧縮機であって、冷却ファンと、前記冷却ファンによって生成される冷却風が供給される、前記冷却ファンよりも外径が小さな第１の冷却対象物と、前記冷却ファンによって生成される冷却風が供給される、前記第１の冷却対象物よりも外径が大きな第２の冷却対象物と、を有する。前記冷却ファン、第１の冷却対象物および第２の冷却対象物が同軸上にこの順で一列に並べられ、前記第１の冷却対象物の軸方向一部が前記冷却ファンの径方向内側に位置する。

本発明の一態様では、空気圧縮機は、前記第１の冷却対象物としてのモータと、前記モータを動力源とする、前記第２の冷却対象物としての圧縮空気生成部と、を有する。前記冷却ファン、モータおよび圧縮空気生成部が前記モータの回転軸上にこの順で一列に並べられ、前記冷却ファンは、前記回転軸の一端に装着される。

本発明の他の態様では、前記圧縮空気生成部は、シリンダと、該シリンダ内に往復動可能に収容されたピストンと、前記モータから出力される回転駆動力を往復駆動力に変換して前記ピストンに伝達する変換機構を内蔵するクランクケースと、を含む。

本発明の他の態様では、前記冷却ファンは、径方向外周部に円筒部を有する。

本発明の他の態様では、前記冷却ファンは、円周上に配置された複数の第１の羽根と、前記円周よりも直径の小さな他の円周上に配置された複数の第２の羽根と、を備え、前記第１の冷却対象物の軸方向一部は、前記第１の羽根の内側に位置する。

本発明の他の態様では、前記冷却ファンは、第１の円筒部をさらに備える。前記第１の羽根は、前記第１の円筒部の外側に設けられ、前記第２の羽根は、前記第１の円筒部の内側に設けられる。前記第１の羽根の一辺は、前記第１の円筒部の外周面に接続され、前記第２の羽根の一辺は、前記第１の円筒部の内周面に接続される。

本発明の他の態様では、前記冷却ファンは、前記第１の円筒部の内側に設けられた第２の円筒部をさらに備える。前記第２の羽根は、前記第１の円筒部と前記第２の円筒部との間に設けられ、前記第２の羽根の他の一辺は、前記第２の円筒部の外周面に接続される。

本発明の他の態様では、前記冷却ファンは、前記第２の円筒部の内側に設けられた第３の円筒部と、前記第２の円筒部と前記第３の円筒部との間に設けられた第３の羽根と、をさらに備える。

本発明の他の態様では、前記第１の羽根および前記第２の羽根は、前記冷却対象物へ向かう気流を発生させ、前記第３の羽根は、前記気流と逆方向へ向かう気流を発生させる。

本発明の他の態様では、前記冷却ファンは、前記第１の円筒部の外側に設けられた第４の円筒部をさらに備え、前記第１の羽根は、前記第１の円筒部と前記第４の円筒部との間に設けられ、前記第１の羽根の他の一辺は、前記第４の円筒部の内周面に接続される。

本発明の他の態様では、圧縮空気の流路を形成する配管が設けられ、前記配管の少なくとも一部は、前記冷却ファンと前記第２の冷却対象物との間において、これらの配列方向と交差する方向に伸び、かつ、前記第１の冷却対象物の周囲を通過する。

本発明によれば、冷却ファンを大型化することなく、空気圧縮機内の冷却対象物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。 エアコンプレッサの鉛直断面図である。 エアコンプレッサの他の水平断面図である。 冷却ファンの斜視図である。 冷却ファンの正面図である。

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、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おり、また、可搬型の小型の空気圧縮機への適用が適している。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、脚部１２が取り付けられており、エアコンプレッサ１は、４つの脚部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４０と、２つのシリンダ（第１シリンダ５１ａ，第２シリンダ５１ｂ）と、を含む。

モータ２０は、固定子（ステータコイル）２１と、固定子２１の内側に組み込まれた回転子（ロータ）２２と、回転子２２に固定された回転軸（モータ回転軸）２３と、回転子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４０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４０の一方のカバー（第１クランクケースカバー４０ａ）に固定されており、クランクケース４０と一体化されている。なお、本実施形態におけるモータ２０はインナーロータ型の電動モータであるが、他の形式のモータ、例えば、アウターロータ型の電動モータに置き換えることもできる。

モータ回転軸２３は、クランクケース４０を貫通するとともに、クランクケース４０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。具体的には、モータ回転軸２３は、第１クランクケースカバー４０ａ及びこれと対向するクランクケース４０の他方のカバー（第２クランクケースカバー４０ｂ）を貫通しており、それぞれのカバー４０ａ，４０ｂ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４０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６０が配置されている。制御回路基板６０は、第２クランクケースカバー４０ｂと対向するように配置され、空気タンク１０ｂに固定されている。制御回路基板６０とクランクケース４０（第２クランクケースカバー４０ｂ）との間には冷却ファン６１が配置されており、この冷却ファン６１が生成する冷却風によって制御回路基板６０が冷却される。冷却ファン６１は、第２クランクケースカバー４０ｂ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。

クランクケース４０の両側には第１シリンダ５１ａおよび第２シリンダ５１ｂが取り付けられている。第１シリンダ５１ａと第２シリンダ５１ｂ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おり、第１シリンダ５１ａには第１ピストン５２ａが往復動可能に収容され、第２シリンダ５１ｂには第２ピストン５２ｂ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５２ａの往復運動に変換するために、第１ピストン５２ａには、第１コネクティングロッド５３ａ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５３ａの他端は、モータ回転軸２３に装着されている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５３ａは、クランクケース４０と第１シリンダ５１ａとに跨り、モータ回転軸２３と第１ピストン５２ａ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５２ｂの往復運動に変換するために、第２ピストン５２ｂには、第２コネクティングロッド５３ｂ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５３ｂの他端は、モータ回転軸２３に装着されている他の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５３ｂは、クランクケース４０と第２シリンダ５１ｂとに跨り、モータ回転軸２３と第２ピストン５２ｂ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５３ａ，第２コネクティングロッド５３ｂ）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５２ａ，第２ピストン５２ｂ）に伝達される。

ここで、それぞれの偏心カムは、ピストン５２ａ，５２ｂの駆動方向に関して互いに逆向きに偏心している。したがって、第１ピストン５２ａが第１シリンダ５１ａの上室を圧縮する方向に駆動されるとき、第２ピストン５２ｂは第２シリンダ５１ｂの上室を膨張させる方向に駆動される。一方、第２ピストン５２ｂが第２シリンダ５１ｂの上室を圧縮する方向に駆動されるとき、第１ピストン５２ａは第１シリンダ５１ａの上室を膨張させる方向に駆動される。尚、シリンダ５１ａ，５１ｂの上室とは、それぞれのシリンダ５１ａ，５１ｂ内におけるピストン５２ａ，５２ｂよりも上方の空間である。

それぞれのシリンダ５１ａ，５１ｂに設けられているシリンダヘッド５４ａ，５４ｂの内側には、バッファ室５５ａ，５５ｂが設けられており、シリンダ５１ａ，５１ｂの上室とバッファ室５５ａ，５５ｂとの間にはそれぞれ逆止弁が設けられている。第１ピストン５２ａが第１シリンダ５１ａ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５１ａの上室とバッファ室５５ａとの間にある逆止弁が開かれる。すると、第１ピストン５２ａによって圧縮された空気は、第１シリンダ５１ａと第２シリンダ５１ｂとを連通させている第１配管５６を介して第２シリンダ５１ｂの上室に送られる。尚、本実施形態における第１配管５６は金属製のパイプである。

第２ピストン５２ｂが第２シリンダ５１ｂ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５１ｂの上室とバッファ室５５ｂとの間にある逆止弁が開かれる。すると、第２ピストン５２ｂによって圧縮された空気は、第２シリンダ５１ｂと空気タンク１０ａとを連通させている不図示の第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５８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。尚、本実施形態における第２配管および第３配管５８は、金属製のパイプである。

ここで、図２に示される第１シリンダ５１ａの上室には外気が導入される。すなわち、第１ピストン５２ａは外気を圧縮し、第２ピストン５２ｂは、第１ピストン５２ａ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５２ａは１段目の低圧用のピストンであり、第２ピストン５２ｂは２段目の高圧用のピストンである。また、第１シリンダ５１ａは１段目の低圧用のシリンダであり、第２シリンダ５１ｂ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５２ａによって１．０[ＭＰａ]前後の圧縮空気を生成し、第２ピストン５２ｂ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解放弁１８ａが設けられている。一方、空気タンク１０ｂにはドレン装置１８ｂが設けられており、ドレン装置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５２ａ，５２ｂ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５１ａ，５１ｂやピストン５２ａ，５２ｂの温度が上昇する。さらに、モータ２０やシリンダ５１ａ，５１ｂ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４０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４０、シリンダ５１ａ，５１ｂ、ピストン５２ａ，５２ｂ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，図３に示されるように、モータ２０を挟んでクランクケース４０と反側に冷却ファン７０が設置されている。尚、クランクシャフト２３の他端に、主に制御回路基板６０を冷却するための冷却ファン６１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、クランクシャフト２３の一方の端部に冷却ファン６１が設けられ、他方の端部に冷却ファン７０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６１，７０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４０、シリンダ５１ａ，５１ｂ、ピストン５２ａ，５２ｂなど）が配置されている。

図３に示されるように、冷却ファン７０は、モータ２０の回転子２２から突出しているクランクシャフト２３の一端に固定されており、クランクシャフト２３と一体に回転する。冷却ファン７０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（クランクケース４０、シリンダ５１ａ，５１ｂ、ピストン５２ａ，５２ｂなど）が冷却される。すなわち、モータ２０および圧縮空気生成部３０は、冷却ファン７０によって生成される冷却風が供給され、これによって冷却される冷却対象物である。

図４を参照する。図４は、図２と縮尺のみが異なる実質的に同一の断面図である。但し、図４では、作図の便宜上、図２に示されている符号の一部が省略されている。図４に示されるように、冷却対象物の１つあるモータ２０の外径（Ｄ１）は、冷却ファン７０の外径（Ｄ２）よりも小さい（Ｄ１＜Ｄ２）。一方、冷却対象物の他の１つである圧縮空気生成部３０の外径（Ｄ３）は、モータ２０の外径（Ｄ１）よりも大きく（Ｄ３＞Ｄ１）、かつ、冷却ファン７０の外径（Ｄ２）よりも大きい（Ｄ３＞Ｄ２）。このように、モータ２０は、冷却ファン７０よりも外径の小さな冷却対象物であって、本発明における第１の冷却対象物に相当する。また、圧縮空気生成部３０は、第１の冷却対象物であるモータ２０よりも外径の大きな冷却対象物であって、本発明における第２の冷却対象物に相当する。また、冷却ファン７０の外径（Ｄ２）は、モータの外径（Ｄ１）よりは大きく、圧縮空気生成部３０の外径（Ｄ３）よりは小さい。すなわち、各外径の大小関係は、（Ｄ３）＞（Ｄ２）＞（Ｄ１）である。

ここで、モータ２０がインナーロータ側の電動モータである本実施形態におけるモータ２０の外径（Ｄ１）は、固定子２１の外径と同一または略同一である。また、本実施形態における圧縮空気生成部３０の外径（Ｄ３）とは、２つのシリンダヘッド５４ａ，５４ｂの頂点間を結ぶ直線の長さと同一または略同一である。

図３，図４に示されるように、冷却ファン７０，モータ２０および圧縮空気生成部３０は、クランクシャフト２３に沿ってこの順で一列に並んでいる。すなわち、冷却ファン７０，モータ２０および圧縮空気生成部３０は、同軸上にこの順で一列に並んでいる。また、圧縮空気の流路を形成している第１配管５６の一部は、冷却ファン７０と圧縮空気生成部３０（クランクケース４０）との間において、これらの配列方向と交差する方向に伸びている。さらに、第１配管５６の一部は、モータ２０を迂回するように該モータ２０の周囲（下方）を通過している。この結果、モータ２０と第１配管５６の一部とは、モータ２０の径方向において上下に重なっている。

図５は冷却ファン７０の斜視図であり、図６は冷却ファン７０の正面図である。冷却ファン７０は、第１の円筒部７１と、第１の円筒部７１の内側に設けられた第２の円筒部７２と、第２の円筒部７２の内側に設けられた第３の円筒部７３と、第１の円筒部７１の外側に設けられた第４の円筒部７４と、を備えている。これら４つの円筒部は、同心円状に配置されており、第３の円筒部７３の外径が最も小さく、第４の円筒部７４の外径が最も大きく、この第４の円筒部７４の外径が冷却ファン７０の外径（Ｄ２）に相当する。

さらに、冷却ファン７０は、第１の円筒部７１と第４の円筒部７４との間に設けられた複数の第１の羽根８１と、第１の円筒部７１と第２の円筒部７２との間に設けられた複数の第２の羽根８２と、第２の円筒部７２と第３の円筒部７３との間に設けられた複数の第３の羽根８３と、を備えている。換言すれば、複数の第１の羽根８１は、第１の円筒部７１の外側に設けられており、第１の円筒部７１の外周面上（円周上）に周方向に沿って所定ピッチで並んでいる。また、それぞれの第１の羽根８１の一辺は第１の円筒部７１の外周面に接続され、他の一辺は第４の円筒部７４の内周面に接続されている。第１の羽根８１の対向する二辺を円筒部７１，７４にそれぞれ接続することにより、第１の羽根８１の強度が向上し、形成可能な第１の羽根８１の枚数が増加する。尚、本実施形態では１０枚の第１の羽根８１が形成されている。

複数の第２の羽根８２は、第１の円筒部７１の内側に設けられており、第２の円筒部７２の外周面上（円周上）に周方向に沿って所定ピッチで並んでいる。また、それぞれの第２の羽根８２の一辺は第２の円筒部７２の外周面に接続され、他の一辺は第１の円筒部７１の内周面に接続されている。第２の羽根８２の対向する二辺を円筒部７２，７１にそれぞれ接続することにより、第２の羽根８２の強度が向上し、形成可能な第２の羽根８２の枚数が増加する。尚、本実施形態では８枚の第２の羽根８２が形成されている。

複数の第３の羽根８３は、第２の円筒部７２の内側に設けられており、第３の円筒部７３の外周面上（円周上）に周方向に沿って所定ピッチで並んでいる。また、それぞれの第３の羽根８３の一辺は第３の円筒部７３の外周面に接続され、他の一辺は第２の円筒部７２の内周面に接続されている。第３の羽根８３の対向する二辺を円筒部７３，７２にそれぞれ接続することにより、第３の羽根８３の強度が向上し、形成可能な第３の羽根８３の枚数が増加する。尚、本実施形態では６枚の第３の羽根８３が形成されている。さらに、第３の羽根８３は、第１の羽根８１および第２の羽根８２とは逆向きに延在している。

図３に示されるように、第４の円筒部７４の軸方向長さ（Ｌ１）は、第１の円筒部７１の軸方向長さ（Ｌ２）よりも長い（Ｌ１＞Ｌ２）。また、第２の円筒部７２および第３の円筒部７３の軸方向長さは、第１の円筒部７１の軸方向長さ（Ｌ２）と同一または略同一である。さらに、軸方向長さが相対的に短い第１の円筒部７１と、軸方向長さが相対的に長い第４の円筒部７４との間に設けられている第１の羽根８１は、第１の円筒部７１の外周面に接続されている一辺から第４の円筒部７４に接続されている他の一辺に向けて次第に面積が大きくなる略扇形に形成されており、第１の羽根８１の軸方向長さ（Ｌ３）は、第４の円筒部７４の軸方向長さ（Ｌ１）と略同一である。これにより、冷却ファン７０の外径を従来よりも大きくすることなく、冷却風の風量が大幅に増大される。

上記構造および寸法を備える冷却ファン７０は、図３に示されるように、モータ回転軸２３の一端に固定されている。具体的には、モータ回転軸２３の一端が第３の円筒部７３の内側に挿入され、固定されている。ここで、冷却ファン７０よりも外径の小さなモータ２０の軸方向一部は、冷却ファン７０（第１の羽根８１）の径方向内側に位置している。換言すれば、モータ２０の軸方向一部が冷却ファン７０の内側に進入している。さらに換言すれば、冷却ファン７０によってモータ２０の軸方向一部が覆われている。本実施形態におけるモータ２０の外径（Ｄ１）は、冷却ファン７０の第１の円筒部７１の外径と略同一であり、冷却ファン７０の内側に位置しているモータ２０の端面は、第１の円筒部７１および第２の円筒部７２の開口面と対向している。この結果、冷却ファン７０の内側に位置しているモータ２０の端面は、第１の円筒部７１と第２の円筒部７２との間に設けられている第２の羽根８２および第２の円筒部７２と第３の円筒部７３との間に設けられている第３の羽根８３と対向している。

モータ回転軸２３の回転に伴って冷却ファン７０が回転すると、図４に示されるように、第１の羽根８１によって気流ＣＡ１が生成され、第２の羽根８２によって気流ＣＡ２が生成され、第３の羽根８３によって気流ＣＡ３が生成される。大部分がモータ２０の径方向外側に位置している第１の羽根８１によって生成される気流ＣＡ１は、モータ２０の周囲を通過してクランクケース４０やシリンダ５１ａ，５１ｂを含む圧縮空気生成部３０に向かう。このとき、モータ２０の外周面は、気流ＣＡ１をクランクケース４０やシリンダ５１ａ，５１ｂへ案内する導風板として機能する。また、モータ２０の軸方向一部を覆っている第４の円筒部７４は、気流ＣＡ１の拡散を抑制する制風板として機能する。よって、気流ＣＡ１がスムーズかつ効率良くクランクケース４０やシリンダ５１ａ，５１ｂなどに供給され、これらに対する冷却効果が向上する。

また、圧縮空気の流路を形成している第１配管５６はモータ２０の周囲を通過している。よって、モータ２０の外周面（導風板）によって案内される気流ＣＡ１が第１配管５６にも供給される。換言すれば、モータ２０の外周面（導風板）によって案内される気流ＣＡ１の通り道に第１配管５６が配置されている。したがって、第１配管５６内を流れる圧縮空気の温度が下げられ、圧縮空気の密度が高まり、圧縮効率が向上する。

モータ２０の端面と対向している第２の羽根８２によって生成される気流ＣＡ２は、モータ２０に直接的に供給される。このとき、第１の円筒部７１によって気流ＣＡ２の拡散が抑制されるので、気流ＣＡ２が効率良くモータ２０に供給され、モータ２０に対する冷却効果が向上する。一方、モータ２０の端面と対向し、かつ、第２の羽根８２と逆向きに延在している第３の羽根８３によって生成される気流ＣＡ３は、気流ＣＡ２と逆方向に流れる。この結果、気流ＣＡ３によって気流ＣＡ２が誘導され、気流ＣＡ２の拡散がさらに抑制され、モータ２０に対する冷却効果がより一層向上する。

冷却ファン７０においては、その中心から離れた場所ほど慣性力が大きくなる。この点、冷却ファン７０の中心から最も離れた場所に設けられている第４の円筒部７４の軸方向長さ（Ｌ１）は、これよりも内側に設けられている第１の円筒部７１その他の円筒部の軸方向長さ（Ｌ２）よりも長い（図３）。よって、冷却ファン回転時における慣性力が増大し、モータ２０の負荷変動や回転変動およびこれに起因する振動や騒音が抑制される。

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、上記実施形態に係るエアコンプレッサ１は２つの冷却対象物（モータ２０および圧縮空気生成部３０）を含んでいた。しかし、冷却対象物の数は２つに限定されるものではなく、また、モータ２０や圧縮空気生成部３０に限られるものでもない。本発明の空気圧縮機には、３つ以上の冷却対象物を含む空気圧縮機が含まれる。例えば、第１，第２および第３の冷却対象物を含む本発明の空気圧縮機では、第１〜第３の冷却対象物は同軸上にこの順で一列に配置される。また、第１の冷却対象物の外径は、冷却ファンの外径よりも小さく、第２の冷却対象物の外径は、第１の冷却対象物の外径よりも大きく、第３の冷却対象物の外径は、第２の冷却対象物の外径よりも大きい。かかるレイアウトにより、第１の冷却対象物の外面は、第２の冷却対象物に冷却風を案内する導風板（導風面）として機能し、第２の冷却対象物の外面は、第３の冷却対象物に冷却風を案内する導風板（導風面）として機能する。

図５，図６に示される冷却ファン７０には、冷却対象物に向かう第１の気流と、第１の気流とは逆方向に向かう第２の気流と、を発生させる羽根が設けられていた。しかし、第２の気流を発生させる羽根は必須ではない。また、上記実施形態における第１の羽根８１，第２の羽根８２および第３の羽根８３の枚数は一例である。

上記実施形態に係るエアコンプレッサ１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。

１ エアコンプレッサ
１０ａ，１０ｂ 空気タンク
１１ 基台
１２ 脚部
１３ ハンドル
１４ カバー
１５ａ，１５ｂ カプラ
１６ａ，１６ｂ 減圧弁
１７ａ，１７ｂ 圧力計
１８ａ 解放弁
１８ｂ ドレン装置
１９ 操作パネル
２０ モータ
２１ 固定子
２２ 回転子
２３ モータ回転軸（クランクシャフト）
３０ 圧縮空気生成部
４０ クランクケース
４０ａ 第１クランクケースカバー
４０ｂ 第２クランクケースカバー
５１ａ 第１シリンダ
５１ｂ 第２シリンダ
５２ａ 第１ピストン
５２ｂ 第２ピストン
５３ａ 第１コネクティングロッド
５３ｂ 第２コネクティングロッド
５４ａ，５４ｂ シリンダヘッド
５５ａ，５５ｂ バッファ室
５６ 第１配管
５８ 第３配管
６０ 制御回路基板
６１，７０ 冷却ファン
７１ 第１の円筒部
７２ 第２の円筒部
７３ 第３の円筒部
７４ 第４の円筒部
８１ 第１の羽根
８２ 第２の羽根
８３ 第３の羽根

Claims (7)

1. レシプロ型の空気圧縮機であって、
   冷却ファンと、
   前記冷却ファンによって生成される冷却風が供給される、前記冷却ファンよりも外径が小さなモータと、
   前記冷却ファンによって生成される冷却風が供給される、前記モータよりも外径が大きく、かつ、前記モータを動力源とする圧縮空気生成部と、を有し、
   前記冷却ファン、モータおよび圧縮空気生成部が同軸上にこの順で一列に並べられ、
   前記モータは、固定子と、前記固定子の内側に組み込まれ、回転軸が固定された回転子と、を備え、
   前記冷却ファンは前記回転軸の一端に装着され、
   前記冷却ファンは、第１の円筒部と、前記第１円筒部の外側に設けられた複数の第１の羽根と、を備え、
   それぞれの前記第１の羽根の一辺は、前記第１の円筒部の外周面に接続され、
   前記モータの軸方向一部は、前記第１の羽根の径方向内側に位置し、
   前記第１の円筒部の内径は前記固定子の内径よりも大きく、かつ、前記第１の円筒部の外径は前記固定子の外径よりも小さい、
   空気圧縮機。
2. 前記圧縮空気生成部は、シリンダと、該シリンダ内に往復動可能に収容されたピストンと、前記モータから出力される回転駆動力を往復駆動力に変換して前記ピストンに伝達する変換機構を収容するクランクケースと、を含む、
   請求項１に記載の空気圧縮機。
3. 前記冷却ファンは、前記第１の円筒部よりも直径の小さな第２の円筒部と、
   前記第１の円筒部と前記第２の円筒部との間に設けられた複数の第２の羽根と、を備え、
   前記第２の羽根の一辺は、前記第１の円筒部の内周面に接続され、
   前記第２の羽根の他の一辺は、前記第２の円筒部の外周面に接続されている、
   請求項１または２に記載の空気圧縮機。
4. 前記冷却ファンは、前記第２の円筒部の内側に設けられた第３の円筒部と、前記第２の円筒部と前記第３の円筒部との間に設けられた第３の羽根と、をさらに備える、
   請求項３に記載の空気圧縮機。
5. 前記第３の羽根は、前記第１の羽根および前記第２の羽根が発生させる気流と逆方向へ向かう気流を発生させる、
   請求項４に記載の空気圧縮機。
6. 前記冷却ファンは、前記第１の円筒部の外側に設けられた第４の円筒部をさらに備え、
   前記第１の羽根は、前記第１の円筒部と前記第４の円筒部との間に設けられ、
   前記第１の羽根の他の一辺は、前記第４の円筒部の内周面に接続されている、
   請求項４〜６のいずれかに記載の空気圧縮機。
7. 圧縮空気の流路を形成する配管を有し、
   前記配管の少なくとも一部は、前記冷却ファンと前記圧縮空気生成部との間において、これらの配列方向と交差する方向に伸びており、かつ、前記モータの周囲を通過している、
   請求項１〜６のいずれかに記載の空気圧縮機。

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