JP6932573B2 - 動力機器 - Google Patents

Description

この発明は、例えばピストンを往復動させて圧縮エアを生成するレシプロ式の圧縮部を有するエアコンプレッサであって、持ち運び可能で、主として床面上に設置して用いる定置式の動力機器に関する。

クランク軸の回転運動をピストンの往復運動（レシプロ運動）に変換して圧縮エアを得るレシプロ式のエアコンプレッサでは、主としてピストンの往復運動による振動が発生しやすい。このため、この種のエアコンプレッサでは、圧縮エアを生成する圧縮部を、生成した圧縮エアを貯留しておくためのタンクに対して、弾性連結部を介在させて搭載した防振構造を備えている。係る構成によれば、動作中の圧縮部におけるピストンの往復運動やクランク軸の回転運動による振動は、弾性連結部が圧縮部を独立で揺れるようにして振動エネルギーを消費させることで、タンクへと伝わらないようになっている。

圧縮部が動作中（圧縮エア生成中）のときは、上記のように圧縮部の振動を弾性連結部によって吸収できるが、タンク内のエア圧が設定圧に達した時点で圧縮部を停止させた場合には、ピストンが急停止したことにより動作中の振動とは異なる往復動方向の大きな慣性力が発生する。圧縮部を起動や停止させるとき、ピストンの往復運動に対し、シリンダ内の圧縮空気がピストンに制動をかけるため、振動方向の大きな慣性力が発生する。この慣性力を弾性連結部では吸収しきれないため、動力機器全体が動いてしまう。特に近年においては、持ち運びやすさを考慮して、あるいはモータの小型化によって、動力機器の軽量化が進んでおり、起動、停止時における意図しない動力機器の移動が発生しやすくなっている。特許文献１には、このような慣性力によって動力機器が設置位置から移動してしまうことを抑制するために、弾性脚部を慣性力の作用方向により変形しやすくする技術について記載されている。

特開２０１６−９４８３２号公報 特許第５３６５９９４号明細書

しかしながら、特許文献１に記載されているような剛性の低い弾性脚部には、動力機器を引き摺って移動させるとき等に破損しやすいという問題があった。特許文献２には、より変形しやすくして、いわゆる腰を弱めた弾性脚部の周囲をホルダで覆って、撓んだ弾性脚部がホルダに当接することにより、弾性脚部の変形を抑え、腰を弱めた弾性脚部の耐久性を補う構成について記載されているが、弾性脚部の変形を適度に抑えるように当接するホルダを別途用意して組み付けることを考えると、弾性脚部単独で耐久性を補える構成にすることで、コストや手間の削減を図りたい。そのため、できる限り剛性を維持させつつ、圧縮部の起動や停止のときの慣性力による衝撃を単独で吸収することができる弾性脚部を提供できることが望ましい。

本発明は、弾性脚部について、当該動力機器の設置部位からの移動を防止しつつ、適度な剛性を維持することにより、その耐久性を高め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、振動源を有する定置式の動力機器である。第１の発明は、定置するための弾性脚部を有している。第１の発明において、弾性脚部は、振動源の振動方向と交差する方向に貫通する貫通孔を備えている。

第１の発明によれば、貫通孔により弾性脚部が弾性変形しやすくなって、設置状態におけるその振動吸収能が高められることにより、当該動力機器の不用意な位置ずれが防止される。貫通孔により振動吸収能が高められるので、当該弾性脚部の素材としてより剛性の高い素材を用いることができ、これにより当該弾性脚部の耐久性をも高めることができる。

第２の発明は、第１の発明において、振動源としてレシプロ機構を備えた動力機器である。

第２の発明によれば、レシプロ機構における振動を、弾性脚部によって吸収することができる。

第３の発明は、第２の発明において、振動源であるレシプロ機構により圧縮エアを生成する圧縮部と、圧縮部で生成された圧縮エアを貯留するタンクと、を備えたエアコンプレッサである動力機器である。

第３の発明によれば、エアコンプレッサの圧縮部の起動や停止のときの慣性力に対しても、弾性脚部の振動吸収作用を働かせることができる。

第４の発明は、第３の発明において、圧縮部がタンクに対して弾性支持されている動力機器である。

第４の発明によれば、動作中の圧縮部で発生する振動が、タンクへと伝わるのを抑制することができる。また、第４の発明によれば、動作中の圧縮部で発生する振動が弾性脚部まで伝わることも抑制できるため、弾性脚部にかかる負荷を軽減させることができる。

第５の発明は、第１〜第４の何れか一つの発明において、弾性脚部が取り付け用の取付孔を有する動力機器である。第５の発明において、弾性脚部は、取付孔の周囲に貫通孔を複数備えている。

第５の発明によれば、貫通孔が取付孔の周囲に設けられることによって、貫通孔の貫通方向と交差する面に沿ったどの方向の振動に対しても、弾性脚部が変形しやすくなっており、振動を吸収することができる。

第６の発明は、第５の発明において、取付孔が、弾性脚部の取付面側に設けた凸部に設けられた動力機器である。

第６の発明によれば、弾性脚部の取付面側の接触面積が、凸部を設けない場合に比べて小さくなるため、弾性脚部がより変形しやすくなる。

第７の発明は、第１〜第６の何れか一つの発明において、弾性脚部が、貫通孔の貫通方向から見て円形を有しており、設置面側の周囲に沿って凸部を設けた動力機器である。

第７の発明によれば、弾性脚部を取り付けるときに、取り付け方向を気にしなくてもよい。また、第７の発明によれば、弾性脚部の設置面側の接触面積が、凸部を設けない場合に比べて小さくなるため、弾性脚部がより変形しやすくなる。

本実施形態に係る動力機器の全体側面図である。本図は、上下方向と圧縮部における往復運動（レシプロ運動）方向の両方に交差する方向から見た図を示している。 本実施形態に係る動力機器の弾性脚部の全体斜視図である。本図は、動力機器への取付面側から見た弾性脚部を示している。 本実施形態に係る動力機器の弾性脚部の全体斜視図である。本図は、設置面側から見た弾性脚部を示している。 本実施形態に係る動力機器の支持脚部および弾性脚部の縦断面図である。本図は、上下方向と往復運動（レシプロ運動）方向の両方に交差する方向から見た図を示している。

次に、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１に示すように本実施形態では、動力機器１として可搬式かつ定置式のエアコンプレッサを例示する。この動力機器１は、回転運動をピストンの往復運動に変換して圧縮エアを生成するレシプロ機構を有する圧縮部３と、圧縮部３で生成された圧縮エアを貯留するタンク４と、圧縮部３をタンク４に対して弾性支持する弾性連結部５と、圧縮部３と弾性連結部５とを覆うハウジング２と、タンク４の下側に設けられて、動力機器１全体を支持する支持脚部１０および弾性脚部２０と、を備えている。図中に示すように以下の説明において、上下方向については設置面Ｆ側を下側とし、圧縮部３のピストンの往復運動（レシプロ運動）の方向を前後方向とする。

本実施形態は弾性脚部２０について従来にない特徴を有している。圧縮部３等その他の構成については従来と同様であり、本実施形態において特に変更を要しない。以下簡単に説明する。圧縮部３は、図示されていないが、動力源としての電動モータと、電動モータにより回転するクランク軸と、クランク軸の回転によりシリンダ内を往復動するピストンとを有するレシプロ機構を備えている。圧縮部３では、電動モータの回転駆動をクランク軸を介してシリンダ内のピストンの往復運動に変換させ、ピストンがシリンダ内の空気を圧縮することで圧縮空気を生成している。生成された圧縮空気は、圧縮部３を下方から支持するタンク４に送られて貯留される。タンク４は、概ね円柱形状をしており、長手方向をレシプロ運動方向（前後方向）に沿わせて、水平横並びで２本設けられている。

圧縮部３が動作中のとき、ピストンの往復運動やクランク軸の回転運動等によって圧縮部３が振動する。圧縮部３とタンク４との間に何も介しない剛体結合の場合、圧縮部３の振動がタンク４へと直接伝達してしまう。このため、圧縮部３とタンク４との間に振動を吸収する弾性部材を介させることで、圧縮部３からタンク４への振動の伝達を防いでいる。弾性連結部５が、この弾性部材に相当する。

図１に示すように弾性連結部５は、圧縮部３の下側、かつタンク４の上側に設けられている。弾性連結部５によって、圧縮部３はタンク４に対して独立して振動できるようになっている。動作中の圧縮部３における振動は、圧縮部３が弾性連結部５上で独立して揺れて振動エネルギーを消費することで、タンク４へと伝達することが防がれている。

圧縮部３の電動モータを起動させると、ピストンが往復運動（レシプロ運動）しようとするのに対し、シリンダ内の空気は、慣性でそのまま留まろうとする。これによって、圧縮部３にピストンが動こうとする方向と逆方向への慣性力が生じる。この慣性力は、弾性連結部５で全て吸収することができず、動力機器１全体に伝達してしまう。このため、動力機器１全体には、慣性力の方向へと移動する力が働く。

圧縮部３の電動モータを停止させると、ピストンは、完全に停止するまで慣性で往復運動（レシプロ運動）しようとするのに対し、シリンダ内の圧縮空気は、その圧力によってピストンが動かないように制動をかける。この制動によってピストンが急停止することで、圧縮部３に往復運動（レシプロ運動）方向への慣性力が生じる。この慣性力は弾性連結部５で全て吸収することができず、動力機器１全体に伝達してしまうため、動力機器１全体には、慣性力の方向へと移動する力が働く。

動力機器１は、タンク４内のエア圧が設定圧に達すると、圧縮部３を一旦停止させ、圧縮エアの消費によりタンク４内のエア圧が設定圧を下回ると、圧縮部３を再起動させる動作制御がなされる。このため、圧縮エアの消費により圧縮部３の起動、停止が比較的頻繁に繰り返される。上記したように圧縮部３のレシプロ機構が起動、停止すると、圧縮エアのエア圧に抗してピストンが移動し始め、あるいは停止する結果、いずれも大きな慣性力が発生する。この慣性力は、弾性連結部５では吸収しきれず、当該動力機器１の全体を設置部位から前方あるいは後方へ移動させる力として作用する。

図１に示すように２本のタンク４の下側前後両端付近の合計４箇所には、樹脂製の支持脚部１０がそれぞれ設けられている。支持脚部１０は、タンク４に後述する弾性脚部２０を取り付けるために設けられている。図４に示すように支持脚部１０は、側面視で台形状に設けられており、設置面Ｆ側（下側）が平面状になっている。弾性脚部２０が取り付けられる支持脚部１０の取付下面１０ｂのほぼ中央には、上側に凹んだ凹部１０ｃが設けられている。凹部１０ｃは、弾性脚部２０の外径よりも大きな内径を有しており、弾性脚部２０の外周に対して当接しないように設けられている。凹部１０ｃの概ね中心には、上下方向に延びて貫通する取付孔１０ａが設けられている。

支持脚部１０の下側に取り付けられる弾性脚部２０は、ゴム硬度が約５０度のブチルゴム（ＩＩＲ）を素材として一体に形成されている。図２および図３に示すように弾性脚部２０は、平面視で円形状（円板形）をしている。弾性脚部２０の上面中心には、他の上端部（上端面外周部２０ｅ）よりも一段高い取付面側凸部２０ｃが設けられている。この取付面側凸部２０ｃの中心には、上下方向に延びて貫通する１つの取付孔２０ａが設けられている。取付孔２０ａの周囲を囲むようにして、上下方向に延びて貫通する複数の貫通孔２０ｂが設けられている。本実施形態では、貫通孔２０ｂは８個設けられている。８個の貫通孔２０ｂは、同一円周上に沿って周方向等分位置に配置されている。貫通孔２０ｂは、取付面側凸部２０ｃよりも一段低い上端面外周部２０ｅに設けられている。それぞれの貫通孔２０ｂは、径が約５ミリメートル程度で同じ円柱形状を有している。このように、本実施形態では、弾性脚部２０について、比較的硬めのブチルゴムを素材とすることにより素材的に適度な剛性を確保しつつ、８つの貫通孔２０ｂにより形状的にいわゆる腰を弱めた構成としたことに特徴を有しており、これにより弾性脚部２０について慣性力吸収能を高めつつ、引き摺り等に対する耐久性が確保されるようになっている。

弾性脚部２０の設置面Ｆ側（下側）には、設置面側凸部２０ｄが設けられている。設置面側凸部２０ｄは、弾性脚部２０の下面周縁の全周に沿って一体に設けられている。

図４に示すように弾性脚部２０は、取付ねじ１１とスリーブ１２とによって支持脚部１０の凹部１０ｃに上部側を進入させた状態に取り付けられる。弾性脚部２０は、その取付面側凸部２０ｃを凹部１０ｃの底部（取付下面１０ｂ）に当接させた状態で、取付ねじ１１でねじ止めされている。取付ねじ１１は、取付孔２０ａと取付孔１０ａに跨って挿通させたスリーブ１２の内周側に挿通されてねじ孔２１ａに締め込まれている。ねじ孔２１ａは、支持脚部１０に一体に設けた鋼板製の取り付けベース２１に設けられている。スリーブ１２は、ゴムで形成されている弾性脚部２０の取付孔２０ａが、ねじ締めによって圧縮されて潰れないようにするため介されている。

以上説明した本実施形態の動力機器１によれば、弾性脚部２０は、比較的硬めのゴムを素材としていることから、当該動力機器１を引き摺って移動させる場合等における当該弾性脚部２０の損傷が防止され、この点で弾性脚部２０の耐久性を高めることができる。また、弾性脚部２０がその上部を支持脚部１０の凹部１０ｃ内に進入させた状態に取り付けられていることから、動力機器１の高さ方向のコンパクト化を図ることができる。

しかも、例示した弾性脚部２０には８つの貫通孔２０ｂが設けられている。貫通孔２０ｂは、圧縮部３の起動、停止時に発生する慣性力の作用方向（前後方向）に交差する方向（上下方向）に貫通して設けられている。この８つの貫通孔２０ｂにより、弾性脚部２０には、慣性力の作用方向に対して大きな柔軟性が持たされている。４箇所の弾性脚部２０が慣性力の作用方向に大きな柔軟性を有することにより、圧縮部３の起動、停止時における慣性力が効率よく吸収されて当該動力機器１の設置部位からの位置ずれ（慣性移動）を抑制若しくは防止することができる。

また、本実施形態の動力機器１によれば、圧縮部３が弾性連結部５上で独立して振動するように設けられていることにより、動作中の圧縮部３で発生する振動がタンク４へと伝わるのを抑制することができる。また、本実施形態の動力機器１によれば、動作中の圧縮部３で発生する振動が弾性脚部２０まで伝わることも抑制できるため、その分だけ弾性脚部２０にかかる負荷を軽減させることができる。

また、本実施形態の動力機器１によれば、貫通孔２０ｂが取付孔２０ａの周囲に均等に設けられることによって、貫通孔２０ｂの貫通方向と交差する面に沿ったどの方向の振動に対しても、弾性脚部２０が変形しやすくなっており、振動を吸収することができる。

また、本実施形態の動力機器１によれば、弾性脚部２０は、その上面中央に設けた取付面側凸部２０ｃを取付下面１０ｂに当接させて取り付けられており、取付下面１０ｂと接触する面積が、取付面側凸部２０ｃを設けない場合に比べて小さくなっている。このため、弾性脚部２０がより変形しやすくなって、起動、停止時における慣性力により当該動力機器１が位置ずれする現象をより効果的に防止することができる。

また、本実施形態の動力機器１によれば、弾性脚部２０は平面視で円形であるため、弾性脚部２０を支持脚部１０に取り付けるときに、取り付け方向を気にしなくてもよいことから当該動力機器１の組み付け性を高めることができる。また、本実施形態の動力機器１によれば、８個の貫通孔２０ｂが周方向に均等に配置されている。これにより、弾性脚部２０の特定部位に負荷が集中して破損しやすくなることを防ぐことができる。また、本実施形態の動力機器１によれば、弾性脚部２０の設置面Ｆ側（下側）の接触面積が、設置面側凸部２０ｄを設けない場合に比べて小さくなるため、弾性脚部２０がより変形しやすい構成になっており、これによっても当該動力機器１の慣性力による位置ずれをより確実に防止できるようになっている。

また、本実施形態の動力機器１によれば、取付下面１０ｂの下側に凹部１０ｃを設けることにより、設けない場合に比べて、動力機器１全体の高さが高くならないように維持しながら、支持脚部１０の高さ方向を肉厚に設けることができる。これにより、動力機器１の安定性の維持と、支持脚部１０の耐久性の向上とを両立することができる。また、本実施形態の動力機器１によれば、凹部１０ｃは、弾性脚部２０の外径よりも大きな内径を有しており、弾性脚部２０の外周に対して当接しないように設けられている。一方で、弾性脚部２０は、ゴム硬度約５０度と適度な剛性を有しており、弾性脚部２０全体の変形量は少ない。このため、弾性脚部２０は、振動や慣性力によって変形しても凹部１０ｃの側面に接することなく動力機器１を支持することができ、この点で当該弾性脚部２０の摩耗を防ぐことができる。

以上説明した本実施形態の動力機器１には種々変更を加えてもよい。たとえば、レシプロ機構により圧縮エアを生成する圧縮部３を備えた可搬式かつ定置式のエアコンプレッサである動力機器１を例示したが、他の振動源を有する可搬式かつ定置式の動力機器についても同様の弾性脚部２０を適用することができる。

また、貫通孔２０ｂを設ける個数や孔径、形状等について、本実施形態に例示したものに限らず適宜変更することができる。たとえば、内径が均一である円柱形状（ストレート形）の貫通孔２０ｂを例示したが、上側（取付面側）の開口面積が下側（設置面Ｆ側）の開口面積よりも大きいテーパ形状や、上側（取付面側）の開口面積が下側（設置面Ｆ側）の開口面積よりも小さいテーパ形状、あるいは砂時計のオリフィス状の形状、等を貫通孔２０ｂに適用してもよい。弾性脚部２０がより変形しやすくなるように、弾性脚部２０に部分的に切欠き部を設けてもよい。特に、下面側に設けた設置面側凸部２０ｄについて、径方向若しくは周方向に切り込み（スリット）を入れることにより、当該弾性脚部２０についてより素材的な剛性を確保しつつ形状的に変形しやすくすることができ、これにより慣性力に抗して動力機器１の設置位置の安定性を高めることができる。また、ゴム硬度約５０度のブチルゴム（ＩＩＲ）を用いた弾性脚部２０を例示したが、振動吸収と剛性維持を両立可能な材質やゴム硬度へと適宜変更してもよい。

Ｆ…設置面
１…動力機器
２…ハウジング
３…圧縮部
４…タンク
５…弾性連結部
１０…支持脚部
１０ａ…取付孔、１０ｂ…取付下面、１０ｃ…凹部
１１…取付ねじ
１２…スリーブ
２０…弾性脚部
２０ａ…取付孔、２０ｂ…貫通孔、２０ｃ…取付面側凸部、２０ｄ…設置面側凸部
２０ｅ…上端面外周部
２１…ベース、２１ａ…ねじ孔

Claims (8)

1. 振動源を有する定置式の動力機器であって、
   前記振動源は、設置面に沿った振動方向に振動し、
   定置するための弾性脚部を有しており、
   前記弾性脚部は、取り付け用の取付孔と、前記取付孔の周囲に設けられかつ前記振動方向と交差する方向に貫通する複数の貫通孔を備え、
   前記複数の貫通孔は、前記振動方向において、前記振動源側と当接する前記弾性脚部の第１当接部と、設置面と当接する前記弾性脚部の第２当接部との間に設けられ、
   前記複数の貫通孔の開口は、前記設置面から離間している動力機器。
2. 振動源を有する定置式の動力機器であって、
   前記振動源は、設置面に沿った振動方向に振動し、
   定置するための弾性脚部を有しており、
   前記弾性脚部は、取り付け用の取付孔と、前記取付孔の周囲に設けられかつ前記振動方向と交差する方向に貫通する複数の貫通孔を備え、
   前記複数の貫通孔は、その貫通方向において、前記振動源側と当接する前記弾性脚部の第１当接部と、設置面と当接する前記弾性脚部の第２当接部との間に設けられ、
   前記複数の貫通孔の開口は、前記設置面から離間している動力機器。
3. 請求項１または２に記載の動力機器であって、
   前記振動源として、レシプロ機構を備えた動力機器。
4. 請求項３記載の動力機器であって、
   前記振動源であるレシプロ機構により圧縮エアを生成する圧縮部と、該圧縮部で生成された圧縮エアを貯留するタンクと、を備えたエアコンプレッサである動力機器。
5. 請求項４記載の動力機器であって、
   前記圧縮部が、前記タンクに対して弾性支持されている動力機器。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載した動力機器であって、
   前記取付孔は、前記弾性脚部の取付面側に設けた凸部に設けられた動力機器。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載した動力機器であって、
   前記弾性脚部は、前記貫通孔の貫通方向から見て円形を有しており、設置面側の周囲に沿って凸部を設けた動力機器。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載した動力機器であって、
   前記複数の貫通孔の開口は、前記第１当接部が当接する前記振動源側から離間している動力機器。

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