JP7434945B2

JP7434945B2 - 気体圧縮機

Info

Publication number: JP7434945B2
Application number: JP2020013374A
Authority: JP
Inventors: 直人一橋; 賢志小堀; 康輔圷; 貴史野田
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2020-01-30
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2024-02-21
Anticipated expiration: 2040-01-30
Also published as: JP2021119300A

Description

本発明は、ピストンを作動可能に支持するシリンダと、シリンダ内に設けられた圧縮室と、シリンダが取り付けられたクランクケースと、を備えた気体圧縮機に関する。

ピストンを作動可能に支持するシリンダと、シリンダ内に設けられた圧縮室と、シリンダが取り付けられたクランクケースと、を備えた気体圧縮機の例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された気体圧縮機は空気圧縮機であり、その空気圧縮機は、モータ、モータ回転軸、クランクケース、シリンダ、モータ回転軸、コネクティングロット、ピストン、ファン、空気タンク及びカバーを有する。モータは、ローラ及びステータを有し、ロータはモータ回転軸に取り付けられている。モータ回転軸の一部は、クランクケース内に設けられている。

モータ、クランクケース及びシリンダは、空気タンクの上に設けられている。コネクティングロッドは、モータ回転軸に取り付けられ、ピストンはコネクティングロッドに連結されている。ピストンは、シリンダ内に設けられている。ファンはモータ軸に取り付けられ、ファンはクランクケースの外に配置されている。カバーは、クランクケース、ファン、モータ、シリンダなどを覆っている。

モータがモータ軸を回転させると、ピストンがシリンダ内で作動し、シリンダ内圧縮された空気は、空気タンクに溜められる。ファンはモータ回転軸によって回転され、カバーの外部の空気がカバー内へ吸い込まれる。カバー内へ吸い込まれた空気の冷却風が生成され、モータ、クランクケース、シリンダなどが冷却される。

特開２０１６－７０２３２号公報

本願発明者は、シリンダの放熱性を向上させる必要がある、という課題を認識した。

本発明の目的は、シリンダの放熱性を向上させることの可能な気体圧縮機を提供することである。

一実施形態の気体圧縮機は、ピストンを作動可能に支持するシリンダと、前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、前記シリンダが取り付けられたクランクケースと、前記クランクケース内に設けられた回転軸と、前記回転軸によって回転されて空気の流れを形成するファンと、前記クランクケース内に設けられ、かつ、前記回転軸と前記ピストンとを連結する連結部材と、を有する気体圧縮機であって、前記シリンダに熱伝達可能に接続された放熱部材が設けられ、前記放熱部材は、前記回転軸の軸方向に沿って延び、前記回転軸の軸方向と交差する方向において前記シリンダと重なるように配置された第１のガイド部と、前記回転軸の軸方向と交差する方向に沿って延び、前記回転軸の軸方向において前記シリンダに対して前記ファンの反対側に配置された第２のガイド部と、を有し、前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部は、前記ファンによる空気の流れの一部を、前記シリンダと前記第１のガイド部との間を流れ、かつ、前記シリンダと前記第２のガイド部との間を流れるように規制し、前記放熱部材は、前記シリンダと前記クランクケースとの間に配置され、かつ、前記シリンダ及び前記クランクケースに固定されている。

他の実施形態の気体圧縮機は、ピストンを作動可能に支持するシリンダと、前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、前記シリンダが取り付けられたクランクケースと、前記クランクケース内に設けられた回転軸と、前記回転軸によって回転されて空気の流れを形成するファンと、前記クランクケース内に設けられ、かつ、前記回転軸と前記ピストンとを連結する連結部材と、を有する気体圧縮機であって、前記シリンダと前記クランクケースとの間に配置された放熱部材を有し、前記放熱部材は、前記回転軸の軸方向に沿って延び、前記回転軸の軸方向と交差する方向において前記シリンダと重なるように配置された第１のガイド部と、前記回転軸の軸方向と交差する方向に沿って延び、前記回転軸の軸方向において前記シリンダに対して前記ファンの反対側に配置された第２のガイド部と、を有し、前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部は、前記ファンによる空気の流れの一部を、前記シリンダと前記第１のガイド部との間を流れ、かつ、前記シリンダと前記第２のガイド部との間を流れるように規制する。

一実施形態の気体圧縮機は、シリンダの放熱性を向上させることが可能である。

本発明の気体圧縮機の実施形態である空気圧縮機を示す斜視図である。空気圧縮機にカバーを取り付けた状態の斜視図である。空気圧縮機の平面図である。空気圧縮機の平面断面図である。空気圧縮機の正面図である。空気圧縮機の側面図である。空気圧縮機の分解斜視図である。図３の要部を拡大して示す図である。図５の要部を拡大して示す図である。図６の要部を拡大して示す図である。

以下、本発明の気体圧縮機に含まれるいくつかの実施形態のうち、代表的な空気圧縮機の実施形態を、図１、図２、図３、図４、図５及び図６を参照して説明する。なお、図各に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付してある。

空気圧縮機１０は、金属製のフレーム１１、カバー１２、電動モータ１３、第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５、制御部１６、及び空気タンク１７，１８を有する。空気タンク１７，１８は金属製であり、空気タンク１７，１８は、フレーム１１に取り付けられ、空気タンク１７，１８に複数の脚部１９がそれぞれ取り付けられている。複数の脚部１９は、空気圧縮機１０の設置場所２０に接触する。フレーム１１は、電動モータ１３、第１圧縮部１４、第２圧縮部１５を支持している。カバー１２は、空気タンク１７，１８及びフレーム１１に取り付けられている。

カバー１２により覆われた空間である内部Ａ１に、電動モータ１３、第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５が配置されている。第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５は、所定方向に間隔をおいて配置されている。第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５の配置方向で、フレーム１１の両端にグリップ２２，２３が取り付けられている。グリップ２２，２３は間隔をおいて配置されている。空気圧縮機１０は可搬式であり、作業者はグリップ２２，２３を両手で掴んで空気圧縮機１０を持ち上げ、かつ、運搬することができる。

クランクケース２４がフレーム１１に固定されている。クランクケース２４は金属製であり、回転軸２５がクランクケース２４の内部から外部に亘って配置されている。クランクケース２４は、軸受２１を介して回転軸２５を回転可能に支持している。回転軸２５は仮想線Ｂ１を中心として回転可能である。

電動モータ１３は、固定子２６及び回転子２７を有する。固定子２６はクランクケース２４に対して回転しないように設けられている。回転子２７は、回転軸２５に取り付けられている。電動モータ１３は、例えば、３相交流型のブラシレスモータである。

冷却ファン２８が回転軸２５に取り付けられている。冷却ファン２８はカバー１２の内部Ａ１に設けられている。カバー１２は、第１壁部２９及び第２壁部３０を有する。第１壁部２９と第２壁部３０とは、仮想線Ｂ１に沿った方向に間隔をおいて配置されている。通気口３４が第１壁部２９を貫通して設けられ、通気口３５が第２壁部３０を貫通して設けられている。通気口３４は、カバー１２の内部Ａ１と外部Ａ２とをつなぎ、通気口３５は、カバー１２の内部Ａ１と外部Ａ２とをつなぐ。通気口３４は、カバー１２の外部Ａ２の空気を、内部Ａ１に導く通路である。通気口３５は、カバー１２の内部Ａ１を流れる空気を、外部Ａ２に導く通路である。

図４に示す空気圧縮機１０の平面断面視で、冷却ファン２８、電動モータ１３、クランクケース２４及び制御部１６は、第１壁部２９と第２壁部３０との間に仮想線Ｂ１方向で互いに異なる位置に配置されている。仮想線Ｂ１方向で第１壁部２９から第２壁部３０に近づくことに伴い、冷却ファン２８、電動モータ１３、クランクケース２４及び制御部１６の順序で配置されている。つまり、冷却ファン２８、電動モータ１３、クランクケース２４及び制御部１６のうち、冷却ファン２８が、仮想線Ｂ１方向で第１壁部２９に最も近い位置に配置されている。

冷却ファン２８、電動モータ１３、クランクケース２４及び制御部１６のうち、制御部１６が、仮想線Ｂ１方向で第２壁部３０に最も近い位置に配置されている。電動モータ１３及びクランクケース２４は、仮想線Ｂ１方向で冷却ファン２８と制御部１６との間に配置されている。電動モータ１３は、仮想線Ｂ１方向で冷却ファン２８とクランクケース２４との間に配置されている。クランクケース２４は、仮想線Ｂ１方向で電動モータ１３と制御部１６との間に配置されている。

空気圧縮機１０が設置場所２０に置かれた状態、つまり、図５及び図６のように複数の脚部１９が設置場所２０に接触した状態において、設置場所２０の表面が略水平であると、仮想線Ｂ１は、略水平である。また、冷却ファン２８、電動モータ１３、クランクケース２４、第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５は、重力の作用方向、つまり、鉛直方向で空気タンク１７，１８より上方に位置する。

図４のように空気圧縮機１０を平面断面視すると、グリップ２２とグリップ２３とが、仮想線Ｂ１に対して交差する方向に間隔をおいて配置されている。また、仮想線Ｂ１に対して交差する方向で、グリップ２２とグリップ２３との間に、カバー１２、冷却ファン２８、電動モータ１３、クランクケース２４、第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５が配置されている。

図３のように、空気圧縮機１０を平面視すると、クランクケース２４は、仮想線Ｂ１に対して交差する方向で、第１圧縮部１４と第２圧縮部１５との間に配置されている。第１圧縮部１４は、第１シリンダ３６、第１シリンダヘッド３７、第１隔壁３８、第１コネクティングロッド３９、第１ピストン４０、第１圧縮室４１、第１排気室４２及びポート４４を有する。図５のように、仮想線Ｂ１に対して垂直な平面内において、第１シリンダ３６、第１シリンダヘッド３７、第１隔壁３８は、冷却ファン２８の配置領域より外側に配置されている。

第１シリンダ３６及び第１シリンダヘッド３７は、金属製である。図３のように、第１シリンダ３６、第１シリンダヘッド３７及び第１隔壁３８は、ねじ部材６３によってクランクケース２４に固定されている。ポート４４は、第１隔壁３８を貫通し、かつ、第１圧縮室４１と第１排気室４２とをつなぐ。

第１コネクティングロッド３９の第１端部は、クランクケース２４の内部において、回転軸２５に対して回転可能に連結されている。第１ピストン４０は、第１コネクティングロッド３９の第２端部に設けられている。第１ピストン４０は、第１シリンダ３６内で作動可能である。第１ピストン４０は、図４に示された仮想線Ｅ１に沿った方向に往復作動が可能である。仮想線Ｅ１は、第１シリンダ３６の中心を表す直線である。空気圧縮機１０の平面断面視で、仮想線Ｂ１と仮想線Ｅ１とが所定角度で交差、一例として９０度の角度で交差されている。第１圧縮室４１は、第１シリンダ３６内で第１ピストン４０と第１隔壁３８との間に形成される。第１排気室４２は、第１隔壁３８と第１シリンダヘッド３７との間に形成されている。

第２圧縮部１５は、図４のように、第２シリンダ４５、第２シリンダヘッド４６、第２隔壁４７、第２コネクティングロッド４８、第２ピストン４９、第２圧縮室５０、第２排気室５１及びポート５２を有する。

第２シリンダ４５及び第２シリンダヘッド４６は、金属製である。図３、図７及び図８のように、第２シリンダ４５、第２シリンダヘッド４６及び第２隔壁４７は、ねじ部材６４によってクランクケース２４に固定されている。図９のように、仮想線Ｂ１に対して垂直な平面内において、第２シリンダ４５、第２シリンダヘッド４６、第２隔壁４７は、冷却ファン２８の配置領域より外側に配置されている。

第２ピストン４９は、第２シリンダ４５内に作動可能に設けられている。第２ピストン４９は、図４に示された仮想線Ｅ２に沿った方向に往復作動が可能である。仮想線Ｅ２は、第２シリンダ４５の中心を表す直線である。空気圧縮機１０の平面断面視で、仮想線Ｂ１と仮想線Ｅ２とが所定角度で交差、一例として９０度の角度で交差されている。仮想線Ｅ１と仮想線Ｅ２とは、仮想線Ｂ１に沿った方向で異なる箇所に位置する。

図７及び図８のように、第２シリンダ４５の外周面には、複数のフィン４５Ａが全周に亘って設けられている。複数のフィン４５Ａは、第２シリンダ４５の円周方向で所定の間隔をおいて配置されている。複数のフィン４５Ａは、第２シリンダ４５の外周面から径方向にそれぞれ突出され、かつ、仮想線Ｅ２に沿った方向に延ばされている。複数のフィン４５Ａは、第２シリンダ４５と一体的に形成されている。また、図７及び図８のように、第２シリンダヘッド４６には、複数のフィン４６Ａが設けられている。複数のフィン４６Ａは、仮想線Ｅ２に沿った方向にそれぞれ突出され、かつ、仮想線Ｂ１に沿った方向にそれぞれ延ばされている。さらに、複数のフィン４６Ａは、仮想線Ｅ２に対して９０度の角度で交差する方向、つまり、上下方向に所定の間隔をおいて配置されている。複数のフィン４６Ａは、それぞれ第２シリンダヘッド４６に一体的に形成されている。

図４に示す空気圧縮機１０の平面断面視において、仮想線Ｅ２に沿った方向で、第２シリンダヘッド４６とクランクケース２４との間に、第２隔壁４７及び第２シリンダ４５が設けられている。第２シリンダヘッド４６は、第２隔壁４７に接触されている。第２シリンダ４５は、仮想線Ｅ２に沿った方向で、第２隔壁４７とクランクケース２４との間に設けられている。

第２コネクティングロッド４８の第１端部は、クランクケース２４内で回転軸２５に対して回転可能に連結されている。第２コネクティングロッド４８の第２端部は、第２ピストン４９に連結されている。第２圧縮室５０は、第２シリンダ４５内で第２ピストン４９と第２隔壁４７との間に形成される。ポート５２は第２隔壁４７を貫通して形成され、かつ、第２圧縮室５０と第２排気室５１とをつなぐ。第２排気室５１は、第２隔壁４７と第２シリンダヘッド４６との間に形成されている。

接続管６０の第１端部が第１排気室４２に接続され、接続管６０の第２端部が第２圧縮室５０に接続されている。接続管６０は、一例として金属製である。第２排気室５１と空気タンク１８とを接続する接続管７２が設けられている。空気タンク１７と空気タンク１８とを接続する接続管７３が設けられている。２つの空気タンク１７，１８内の空気圧は同じである。図１のように、空気タンク１７，１８内の圧力を検出して信号を出力する圧力センサ７４が設けられている。

空気タンク１７は、減圧バルブ７５を介して供給管７６に接続されている。減圧バルブ７５は、空気タンク１７の空気の圧力を調整、具体的には、減圧して供給管７６に吐出する。また、供給管７６内の空気圧を表示する圧力計７７が設けられている。カプラ７８が供給管７６に取り付けられている。カプラ７８は、エアホースに取り付け及び取り外しが可能である。カプラ７８はエアホースを介して作業機に接続される。

空気タンク１８は、減圧バルブ７９を介して供給管８０に接続されている。減圧バルブ７９は、空気タンク１８の空気の圧力を調整、具体的には、減圧して供給管８０に吐出する。また、供給管８０内の空気圧を表示する圧力計８１が設けられている。カプラ８２が供給管８０に取り付けられている。カプラ８２は、エアホースに取り付け及び取り外しが可能である。カプラ８２はエアホースを介して作業機に接続される。

カバー１２の表面に操作部８３が設けられており、操作部８３は、電源スイッチ、表示パネル等を有する。制御部１６は、第１圧縮部１４及び第２圧縮部１５の作動及び停止を制御する機構である。制御部１６は、入力インタフェース、出力インタフェース、中央演算処理部及び記憶部を有するマイクロコンピュータである。

インバータ回路がカバー１２の内部Ａ１に設けられている。制御部１６はインバータ回路を制御する。カバー１２の内部Ａ１に、電動モータ１３の回転方向の位相を検出するセンサ、電動モータ１３の回転数を検出するセンサが設けられている。圧力センサ７４、電源スイッチ及び各種のセンサの信号は制御部１６に入力される。なお、制御部１６がインバータ回路を含む構成でもよい。

次に、作業者が空気圧縮機１０の使用する例を説明する。作業者が電源スイッチをオンすると、制御部１６はインバータ回路を制御し、電動モータ１３の回転子２７が回転する。回転子２７及び回転軸２５が一体回転すると、回転軸２５のトルクで第１ピストン４０及び第２ピストン４９が、それぞれ往復動される。

第１ピストン４０が作動されると、カバー１２の外部Ａ２の空気は、通気口３４を介して第１圧縮部１４の第１圧縮室４１に吸入され、第１圧縮室４１で空気が圧縮される。第１圧縮室４１で圧縮された空気は、第１排気室４２へ排出される。第２ピストン４９が作動されると、第１排気室４２の空気は、接続管６１を通って第２圧縮部１５の第２圧縮室５０に吸い込まれる。第２圧縮室５０は、空気を更に圧縮し、第２圧縮室５０で圧縮された空気は、第２排気室５１及び接続管７２を介して空気タンク１７，１８へ送られる。

このように、空気圧縮機１０は、空気を２段階で圧縮する。作業者は、空気タンク１７，１８内の空気を、減圧バルブ７５により減圧して供給管７６に送ること、減圧バルブ７９により減圧して供給管８０に送ること、のうち少なくとも一方を行うことが可能である。

制御部１６は、圧力センサ７４の信号を処理して空気タンク１７，１８内の空気圧を検出する。制御部１６は、記憶部に記憶されているデータに基づいて、電動モータ１３の回転、停止、回転数及びトルクを制御する。制御部１６は、電源スイッチがオンされていると、空気タンク１７，１８内の空気圧が、目標圧力まで上昇するように電動モータ１３の回転数、トルクを制御する。制御部１６は、空気タンク１７，１８内の空気圧が目標圧力になると、電動モータ１３を停止させる。

さらに、冷却ファン２８は回転軸２５と共に回転し、カバー１２の外部Ａ２の空気は、通気口３４を通ってカバー１２の内部Ａ１へ流れ込む。冷却ファン２８は、図５及び図９において時計回りに回転される。カバー１２の内部Ａ１に導入された空気は、第２壁部３０に近づくように流れ方向Ｄ１に沿って移動する。電動モータ１３、第１圧縮部１４、第２圧縮部１５、クランクケース２４及び制御部１６の熱は、内部Ａ１を流れる空気に伝達される。内部Ａ１を流れる空気は、通気口３５を通って外部Ａ２へ排出される。

したがって、電動モータ１３、第１圧縮部１４、第２圧縮部１５、クランクケース２４及び制御部１６のそれぞれの表面から空気に熱が伝達され、これらの要素の温度上昇が抑制、つまり、冷却される。特に、内部Ａ１で空気の流れが形成され、各要素と空気との間で、強制対流による熱伝達が行われる。

第２圧縮室５０で圧縮された空気の圧力は、第１圧縮室４１で圧縮された空気の圧力より高い。このため、第２圧縮部１５の温度は、第１圧縮部１４の温度より高くなり易い。また、クランクケース２４の軽量化を目的として、クランクケース２４の材質として、アルミニウム合金製より比重が低いマグネシウム合金製にする場合を想定する。この場合、マグネシウム合金の熱伝達率は、アルムニウム合金の熱伝達率より低く、第２シリンダ４５の熱を、クランクケース２４を介して空気中へ放散することが困難になる。

本開示の空気圧縮機１０は、第２圧縮部１５を冷却する機能を高めるための放熱部材を有する。放熱部材としてヒートシンク６５が設けられ、ヒートシンク６５は、仮想線Ｅ２に沿った方向でクランクケース２４と第２シリンダ４５との間に設けられている。ヒートシンク６５は、クランクケース２４及び第２シリンダ４５とは、物理的に別の部材である。

ヒートシンク６５は、取り付け孔６６を有し、ねじ部材６４の軸部が取り付け孔６６に差し込まれている。つまり、ヒートシンク６５は、ねじ部材６３によって、クランクケース２４と第２シリンダ４５との間に固定されている。ヒートシンク６５は、クランクケース２４及び第２シリンダ４５に対して熱伝達可能に接触、具体的には面接触されている。

ヒートシンク６５は、金属製の板材にプレス加工、例えば、穴あけ加工及び曲げ加工を施して設けられた一体成形品である。ヒートシンク６５は、図６及び図１０のように、基板６７及び複数のガイド部６８，６９，７０，７１を有する。基板６７は、仮想線Ｅ２に対して垂直な平面に沿った設けられたプレートである。仮想線Ｅ２に対して垂直な平面内において、基板６７の外縁は、第２シリンダ４５の外縁より外側に位置する。図１０において、基板６７の外縁及び第２シリンダ４５の外縁は、共に輪郭線で示されている。

基板６７は、開口部９２及び取り付け孔６６を有する。ヒートシンク６５がクランクケース２４と第２シリンダ４５との間に固定された状態において、第２ピストン４９は、開口部９２内で作動可能である。基板６７は、クランクケース２４と第２シリンダ４５との間に挟まれている。

複数のガイド部６８，６９，７０，７１は、基板６７から仮想線Ｅ２に沿った方向にそれぞれ突出されている。ヒートシンク６５は、基板６７、及び複数のガイド部６８，６９，７０，７１を有する単数の部材である。複数のガイド部６８，６９，７０，７１は、クランクケース２４から離間される向き、つまり、第２シリンダヘッド４６に近づく向きに、それぞれ突出されている。

第２圧縮部１５を側面視すると、仮想線Ｅ２に対して垂直な平面内で、複数のガイド部６８，６９，７０，７１は、第２シリンダ４５を、３方向から囲むように配置されている。仮想線Ｅ２を中心とする径方向で、複数のガイド部６８，６９，７０，７１は、第２シリンダ４５より外側に配置されている。複数のガイド部６８，６９，７０，７１により囲まれた空間Ｇ１が形成され、第２シリンダ４５は空間Ｇ１に配置されている。

仮想線Ｂ１に対して垂直な平面内の一例である図９において、鉛直方向における第２圧縮部１５及びヒートシンク６５の配置範囲は、冷却ファン２８の配置範囲内にある。仮想線Ｅ２に沿った方向で、複数のガイド部６８，６９，７０のそれぞれの長さＬ１は、第２シリンダ４５及び第２隔壁４７の長さＬ２以上である。

ガイド部６８，６９は、鉛直方向で仮想線Ｅ２より上に配置されている。ガイド部７１は、鉛直方向で仮想線Ｅ２より下に配置されている。ガイド部７０は、鉛直方向で仮想線Ｅ２より上から、仮想線Ｅ２より下に亘って配置されている。仮想線Ｂ１に沿った方向において、冷却ファン２８とガイド部７０との間に、ガイド部６８，６９，７１が配置されている。

ガイド部６８は、略水平に配置されている。仮想線Ｂ１に沿った方向において、ガイド部６８のうち冷却ファン２８に最も近い端部と、ガイド部７１のうち冷却ファンに最も近い端部と、の間に通気路８８が設けられている。通気路８８は空間Ｇ１につながっている。

ガイド部６８とガイド部６９とが、仮想線Ｂ１に沿った方向に間隔をおいて配置されている。ガイド部６８とガイド部６９との間に切り欠き部８４が設けられている。切り欠き部８４は空間Ｇ１につながっている。

ガイド部６９は、天板８５と、天板８５につながった壁板８６と、を有する。天板８５は、略水平に配置され、壁板８６は、略鉛直方向に沿って配置されている。ガイド部７０は、略鉛直方向に沿って配置されている。ガイド部７１は、略水平方向に沿って配置されている。ガイド部７０とガイド部７１との間に通気路８７が設けられている。通気路８７は空間Ｇ１につながっている。

冷却ファン２８の回転による空気の流れを具体的に説明する。冷却ファン２８の回転によって内部Ａ１を流れる空気の一部は、流れ方向Ｄ２のように、電動モータ１３の側方を通り、かつ、通気路８８から空間Ｇ１へ流れ込む。空間Ｇ１へ流れ込んだ空気の一部は、流れ方向Ｄ３のように、第２シリンダ４５とガイド部６８との間、及び第２シリンダ４５とガイド部６９の天板８５との間を通る。

さらに、空間Ｇ１を流れる空気は、壁板８６によって流れ方向Ｄ４が下向きになる。このため、空間Ｇ１を流れる空気は、流れ方向Ｄ５のように、第２シリンダ４５とガイド部７０との間を通り、通気路８７から排出される。第２シリンダ４５の熱は、ヒートシンク６５に伝達され、ヒートシンク６５に伝達された熱は、ヒートシンク６５の表面から空気へ伝達される。

このように、ヒートシンク６５が設けられているため、第２シリンダ４５の熱が空気へ伝達される面積が増加され、第２シリンダ４５を冷却する性能が向上する。したがって、クランクケース２４の材質として、アルミニウム合金製より比重が低いマグネシウム合金製にする場合においても、第２シリンダ４５を冷却する性能が確保される。また、第２シリンダヘッド４６として、第２シリンダ４５より熱伝導率の低い材質で形成された場合においても、ヒートシンク６５が第２シリンダ４５に直に接触していることから、第２シリンダ４５からの放熱を好適に行うことができる。

また、第２シリンダ４５の表面から熱が伝達された空気の一部は、空間Ｇ１から切り欠き８４を通って排出される。さらに、基板６７、ガイド部６８，６９，７０によってガイドされる空気の流れは、仮想線Ｅ２を中心として第２シリンダ４５の周囲で強制対流させられる。つまり、第２シリンダ４５の周囲の空気が第２シリンダ４５の外面に沿って流れるように、空気の流れが規制される。したがって、第２シリンダ４５を冷却する性能が一層向上する。

さらに、第２シリンダ４５、第２シリンダヘッド４６及び第２隔壁４７をクランクケース２４へ固定するねじ部材６４は、ヒートシンク６５をクランクケース２４及び第２シリンダ４５へ固定する機能も有する。このため、ヒートシンク６５をクランクケース２４及び第２シリンダ４５へ固定する要素を専用で設けずに済む。したがって、部品点数の増加を抑制可能である。

また、第２圧縮室５０は、第２シリンダ４５、シリンダヘッド４６及び第２ピストン４９により形成されており、第２圧縮部１５の内部圧力が上昇する。このため、例えばヒートシンク６５を第２シリンダ４５とシリンダヘッド４６との間に挟まれる構成とする場合、ヒートシンク６５が、第２圧縮室５０のシール性に影響を与えないよう十分に配慮する必要がある。

これに対して、本実施形態では、ヒートシンク６５を、クランクケース２４と第２シリンダ４５との間に挟まれる構成としている。つまり、第２圧縮部１５の内部圧力が、第２圧縮室５０よりも低い箇所に、ヒートシンク６５が配置されている。したがって、ヒートシンク６５が、第２圧縮室５０のシール性に影響を与えることを抑制でき、第２圧縮部１５の良好な組立性を得ることができる。

本実施形態で開示されたクランクケース２４、第２シリンダ４５及びヒートシンク６５のそれぞれの材質、及びそれぞれの物理的性質には、次の具体例を採用可能である。

（具体例１）
ヒートシンク６５の熱伝導率は、第２シリンダ４５またはクランクケース２４の少なくとも一方の熱伝導率より高く設定する。例えば、ヒートシンク６５は、熱伝導率２００Ｗ／ｍＫのアルミニウム合金製とする。第２シリンダ４５またはクランクケース２４の少なくとも一方は、熱伝導率７０Ｗ／ｍＫのマグネシウム合金製とする。また、第２シリンダヘッド４６は、熱伝導率９６Ｗ／ｍＫのアルミニウムダイカスト材である。

（具体例２）
ヒートシンク６５を構成する金属材料の比重は、第２シリンダ４５またはクランクケース２４の少なくとも一方を構成する金属材料の比重より大きく設定する。例えば、ヒートシンク６５は、比重２．７のアルミニウム合金製とする。第２シリンダ４５またはクランクケース２４の少なくとも一方は、比重１．８のマグネシウム合金製とする。

本実施形態で開示した事項の技術的意味の一例は、次の通りである。空気圧縮機１０は、気体圧縮機の一例である。第１シリンダ３６及び第２シリンダ４５は、それぞれシリンダの一例である。第１圧縮室４１及び第２圧縮室５０は、それぞれ圧縮室の一例である。クランクケース２４は、クランクケースの一例である。回転軸２５は、回転軸の一例である。第１コネクティングロッド３９及び第２コネクティングロッド４８は、それぞれ連結部材の一例である。ヒートシンク６５は、放熱部材の一例である。基板６７は、基板の一例である。冷却ファン２８は、ファンの一例である。仮想線Ｅ１，Ｅ２に沿った方向は、それぞれピストンの作動方向の一例である。ガイド部６８，６９，７０，７１は、それぞれガイド部の一例である。第１圧縮部１４は、第１圧縮部の一例である。第２圧縮部１５は、第２圧縮部の一例である。接続管６０は、供給部材の一例である。

気体圧縮機は、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、放熱部材は、第２シリンダと第２隔壁との間に設けることも可能である。さらに、放熱部材は、第１シリンダと、クランクケースとの間に設けることも可能である。放熱部材は、第１シリンダと第１隔壁との間に設けることも可能である。さらに、放熱部材は、クランクケースの表面に熱伝達可能に接触して設けられ、かつ、第１シリンダ及び第２シリンダから離間されていてもよい。

さらに、放熱部材をシリンダまたはクランクケースの少なくとも一方に取り付けるにあたり、専用の固定要素、例えば、ボルト、ナットを用いることも可能である。また、放熱部材をシリンダまたはクランクケースの少なくとも一方に固定するにあたり、溶接、ハンダ、接着の何れかを採用することも可能である。

本開示において“放熱部材が、少なくとも一方の部材に熱伝達可能に接続され”は、放熱部材が、少なくとも一方の部材に直接、接触されているもの、放熱部材と、少なくとも一方の部材との間に熱伝導性を有する別部材が設けられているもの、を含む。

さらに、放熱部材は、プレート形状に代えて、ブロック形状でもよい。また、放熱部材は、基部と、基部から突出されたフィンと、を有していてもよい。さらに、放熱部材の材質は、アルミニウム合金製に代えて、銅製でもよい。

圧縮室で圧縮される気体は、空気に代えて不活性ガスでもよい。不活性ガスは、窒素ガス、希ガスを含む。希ガスは、アルゴンガス、ヘリウムガスを含む。圧縮部は、３箇所以上あってもよい。また、圧縮部で圧縮された気体を蓄えるタンクは、単数または複数の何れでもよい。また、圧縮部で圧縮された気体を、タンクに溜めることなく、エアホースまたは配管を介して作業機に送る構成でもよい。

本実施形態には、次の構成例も開示されている。

（構成例１）
ピストンを作動可能に支持するシリンダと、前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、前記ピストンを作動させる駆動部と、を有する気体圧縮機であって、
前記シリンダに熱伝達可能に接続された基部と、
前記ピストンの作動方向を示す仮想線を中心とする径方向で、前記シリンダよりも外側に配置されたガイド部と、
を有し、
前記ガイド部は、前記シリンダの周囲における空気の流れを前記シリンダの外面に沿ってガイドする、気体圧縮機。駆動部は、本実施形態で開示されているコネクティングロッド及び回転軸を含む。

（構成例２）
構成例1に記載の気体圧縮機において、前記基部と前記ガイド部とが接続された放熱部材を有する、気体圧縮機。

（構成例３）
構成例２に記載の気体圧縮機において、
前記駆動部を収容するケーシングが更に設けられ、
前記基部は、前記ケーシングと前記シリンダとの間に挟まれている、気体圧縮機。ケーシングは、本実施形態で開示されているクランクケースを含む。

１０…空気圧縮機、１４…第１圧縮部、１５…第２圧縮部、２４…クランクケース、２５…回転軸、２８…冷却ファン、３６…第１シリンダ、３９…第１コネクティングロッド、４１…第１圧縮室、４５…第２シリンダ、４８…第２コネクティングロッド、５０…第２圧縮室、６０…接続管、６５…ヒートシンク、６７…基板、６８，６９，７０，７１…ガイド部

Claims

ピストンを作動可能に支持するシリンダと、
前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、
前記シリンダが取り付けられたクランクケースと、
前記クランクケース内に設けられた回転軸と、
前記回転軸によって回転されて空気の流れを形成するファンと、
前記クランクケース内に設けられ、かつ、前記回転軸と前記ピストンとを連結する連結部材と、
を有する気体圧縮機であって、
前記シリンダに熱伝達可能に接続された放熱部材が設けられ、
前記放熱部材は、
前記回転軸の軸方向に沿って延び、前記回転軸の軸方向と交差する方向において前記シリンダと重なるように配置された第１のガイド部と、
前記回転軸の軸方向と交差する方向に沿って延び、前記回転軸の軸方向において前記シリンダに対して前記ファンの反対側に配置された第２のガイド部と、
を有し、
前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部は、前記ファンによる空気の流れの一部を、前記シリンダと前記第１のガイド部との間を流れ、かつ、前記シリンダと前記第２のガイド部との間を流れるように規制し、
前記放熱部材は、前記シリンダと前記クランクケースとの間に配置され、かつ、前記シリンダ及び前記クランクケースに固定されている、気体圧縮機。
前記放熱部材は、前記ピストンの作動方向に対して交差する方向に延びる基部を有し、
前記基部の外縁は、前記ピストンの作動方向に対して交差する平面内で、前記シリンダの外縁より外側に配置され、
前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部は、それぞれ前記基部の外縁から前記ピストンの作動方向に沿って突出して設けられる、請求項１記載の気体圧縮機。
前記ピストン、前記シリンダ及び前記圧縮室をそれぞれ有する第１圧縮部及び第２圧縮部と、
前記第1圧縮部の前記圧縮室で圧縮された気体を前記第２圧縮部の前記圧縮室に送る供給部材と、
が更に設けられ、
前記放熱部材は、少なくとも前記第２圧縮部の前記シリンダに熱伝達可能に接続されている、請求項１または２記載の気体圧縮機。
前記放熱部材の熱伝導率は、前記クランクケースの熱伝導率より高い、請求項１乃至３の何れか１項記載の気体圧縮機。
前記放熱部材を構成する材料の比重は、前記クランクケースを構成する材料の比重より大きい、請求項１乃至４の何れか１項記載の気体圧縮機。
前記クランクケースは、マグネシウム合金製である、請求項４または５記載の気体圧縮機。
前記放熱部材は、アルミニウム合金製である、請求項４乃至６の何れか１項記載の気体圧縮機。
ピストンを作動可能に支持するシリンダと、
前記シリンダ内に設けられ、かつ、前記ピストンの作動によって気体を圧縮する圧縮室と、
前記シリンダが取り付けられたクランクケースと、
前記クランクケース内に設けられた回転軸と、
前記回転軸によって回転されて空気の流れを形成するファンと、
前記クランクケース内に設けられ、かつ、前記回転軸と前記ピストンとを連結する連結部材と、
を有する気体圧縮機であって、
前記シリンダと前記クランクケースとの間に配置された放熱部材を有し、
前記放熱部材は、
前記回転軸の軸方向に沿って延び、前記回転軸の軸方向と交差する方向において前記シリンダと重なるように配置された第１のガイド部と、
前記回転軸の軸方向と交差する方向に沿って延び、前記回転軸の軸方向において前記シリンダに対して前記ファンの反対側に配置された第２のガイド部と、
を有し、
前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部は、前記ファンによる空気の流れの一部を、前記シリンダと前記第１のガイド部との間を流れ、かつ、前記シリンダと前記第２のガイド部との間を流れるように規制する、気体圧縮機。