TWI454347B - Air compressor - Google Patents

Description

空氣壓縮機

本發明主要關於比較小型且在便攜性優秀的簡易型空氣壓縮機，該空氣壓縮機用於向例如壓縮空氣驅動式的打釘機、空氣切割機等氣動工具供給壓縮空氣。

雖然該簡易型空氣壓縮機比固定式的大型空氣壓縮機的排出量小，但由於比較小型而能夠輕鬆地搬運，因此，在使用氣動工具的簡單的輕作業中發揮較大的便利性。該簡易型空氣壓縮機所涉及的技術在下述專利文獻中公開。

由於該簡易型空氣壓縮機在樹脂制殼體內內置有電動馬達和壓縮部，因此，在電源方面使用充電式的電池組。壓縮部具備轉換電動馬達的旋轉輸出，使活塞在氣缸內往復移動來排出壓縮空氣的結構，由於將排出的壓縮空氣直接供給至氣動工具，省略了用於貯存的罐，因此能夠實現輕量化。

根據上述公開的簡易型空氣壓縮機，由於作業人員能夠以掛在肩上或者背在背上的狀態攜帶並使用，因此，能夠在例如沒有準備電源插座的建築作業現場等，不受使用場所制約地將壓縮空氣供給至打釘機等氣動工具，由此，能夠高效地進行修補作業等輕作業。

專利文獻1：美國專利公報第7140845號

專利文獻2：日本特開平2-108878號公報

然而，對現有的空氣壓縮機也需要施加各種改良。例如，在上述現有的空氣壓縮機中主要構成為：為了抑制電動馬達、壓縮部等的振動產生源的振動，在上述振動產生源與主體殼體之間夾裝有振動吸收用緩衝材料的狀態下，利用固定螺絲等將上述主要部件固定於主體殼體。因此，在將上述主要部件安裝於主體殼體的工序中，需要進行夾裝振動吸收用緩衝材料的作業和利用固定螺絲進行螺紋緊固的作業，需要在這方面削減工序數量，提高該空氣壓縮機的組裝性。

本發明的目的在於，對這種空氣壓縮機謀求降低在工作中的振動，並且提高其組裝性。

上述課題通過下述的發明得以解決。

在第一發明的空氣壓縮機中，在具備對開殼體結構的主體殼體內置有電動馬達、對該電動馬達的旋轉輸出進行減速的減速部、以及將該減速部的旋轉輸出轉換為活塞的往復移動並排出壓縮空氣的壓縮部，上述空氣壓縮機構成為，將電動馬達、減速部和壓縮部作為一個壓縮部單元而集成化，在該壓縮部單元至少設置三處支承凸部，在該支承凸部安裝彈性體，將該彈性體夾入主體殼體的對開殼體之間而將該壓縮部單元支承於主體殼體內。

根據第一發明，由於壓縮部單元經由彈性體被彈性支承(浮動支承)於主體殼體，因此，在壓縮部單元中產生的振動由彈性體吸收，由此，能夠降低該空氣壓縮機的振動。並且，由於採用在設置於壓縮部單元的至少三處的支承凸部設置彈性體，將該彈性體夾在對開殼體之間，從而將該壓縮部單元支承於主體殼體內的結構，因此，在使對開殼體對接而組裝主體殼體的階段，同時完成壓縮部單元對主體殼體的安裝作業。由此，能夠省略現有的壓縮部單元對主體殼體的螺紋緊固作業，能夠提高該空氣壓縮機的組裝性。

對於主體殼體的對開結構，除了設置為左右兩部分的對開結構之外，也可以是上下分離的對開結構，重點是，只要是在使分離的對開殼體相互結合而組裝主體殼體的階段，以壓縮部單元的支承凸部(彈性體)被夾持地進行支承的結構即可。

在第一發明的基礎上，第二發明中的空氣壓縮機構成為，主體殼體具備左右兩部分的對開殼體結構，支承凸部沿著左右兩部分的殼體的分離線設置，對該支承凸部分別經彈性體而被夾在左右對開殼體之間，從而將壓縮部單元支承於主體殼體內。

根據第二發明，由於在使左右對開殼體相互對接時，經由彈性體夾持壓縮部單元的支承凸部，從而該壓縮部單元被支承於主體殼體內，因此能夠提高該壓縮部單元的組裝性。並且，如果使左右對開的殼體相互分離，則能夠簡單地取下壓縮部單元，也能夠提高該空氣壓縮機的維護性。

在第一或者第二發明的基礎上，第三發明的空氣壓縮機構成為，在支承凸部覆蓋作為彈性體的橡膠帽。根據該第三發明，能夠提高彈性體對支承凸部的組裝性，在這方面，能夠實現該空氣壓縮機的結構的簡易化以及低成本化。

接下來，基於附圖1~7對本發明的實施方式進行說明。如圖1~3所示，本實施方式的空氣壓縮機1具備比較小型而能夠輕鬆地搬運、亦即在便攜性優秀的結構。在該空氣壓縮機1的主體殼體10的上部中央，設置有用於供使用者在搬運時把持的把手部2。在該把手部2的前方以及後方，設置有用於吊起將該空氣壓縮機1掛在肩上搬運時的肩帶(未圖示)的掛帶部3、4。並且，在主體殼體10的後面，設置有用於經由空氣軟管與氣動工具連接的排出介面30，在該排出介面30的下方，安裝有作為電源的電池組6。該電池組6能夠通過向後方滑動而取下，取下後能夠利用另外準備的充電器進行充電來反復使用。

此外，在主體殼體10的上表面、亦即把手部2的後側，設置有：具有起動停止操作用的按鈕5a、5b和壓力調整盤5c的操作面板5c；以及、後述的壓力計42。並且，在主體殼體10的底部的四角，設置有彈性橡膠製的腳部7。

如圖4所示，空氣壓縮機1的主體殼體10具備左右兩部分的對開殼體結構。使分別利用樹脂成形制作的左對開殼體10L和右對開殼體10R相互對接，在多個位置進行螺釘緊固，由此在主體殼體10內置有後述的壓縮部單元20。如圖1~圖3所示，在左右的對開殼體10L、10R的相互對接部(分離線)標注符號D。左右對開殼體10L、10R由該分離線D被左右分離。如圖4所示，左右對開殼體10L、10R利用多個殼體固定螺絲11~11相互結合。

圖5詳細地示出內置於主體殼體10的內部結構的細節。在主體殼體10的前側收納有壓縮部單元20。壓縮部單元20成為該空氣壓縮機1的驅動部，具備收納電動馬達21、減速部22和壓縮部23以及將它們集成化的單元殼體24。單元殼體24具備收納電動馬達21的馬達殼體部24c、收納減速部22的齒輪組的齒輪殼體部24d、以及收納作為壓縮部23的主要部分的曲柄圓板23a的曲柄殼體部24e。

電動馬達21是該空氣壓縮機1的驅動源，將從電池組6供給的電力作為電源起動。在附圖中省略了用於起動的配線(電源電路)以及電源電路的圖示。在電動馬達21的輸出軸21a安裝有冷卻扇21b和驅動齒輪21c。驅動齒輪21c與直徑更大的從動齒輪22a嚙合。驅動齒輪21c與從動齒輪22a的嚙合構成減速部22。電動馬達21的旋轉輸出通過減速部22的齒輪組的嚙合而減速。

減速後的電動馬達21的旋轉輸出經過固定有從動齒輪22a的輸出軸25輸出至壓縮部23。在輸出軸25固定有壓縮部23的曲柄圓板23a。在曲柄圓板23a上，經由曲柄軸23b以能夠相對旋轉的方式支承有曲柄連杆23c的底端部。曲柄軸23b相對於減速部22的輸出軸25偏心。在曲柄連杆23c的前端部安裝有活塞23d。活塞23d被保持為能夠在氣缸23e內氣密地往復移動。氣缸23e氣密地安裝在曲柄殼體部24e的上部。氣缸23e的上部、亦即活塞上室經由排氣孔23f與排氣口26連通。

當電動馬達21起動時，該電動馬達21的旋轉輸出在減速部22中減速並輸出至輸出軸25，由此曲柄圓板23a旋轉。由於當曲柄圓板23a旋轉時，曲柄軸23b繞輸出軸25公轉，因此，曲柄連杆23c上下運動，由此，活塞23d在氣缸23e內上下往復移動。由於活塞23d在氣缸23e內往復移動，因此外部氣體供給至活塞上部的腔室，壓縮空氣從排氣孔23f供給至排氣口26。

在排氣口26經由L形的接頭27連接有排出軟管28。排出軟管28從壓縮部23的前側經由側方繞到主體殼體10的後部側。該排出軟管28經由直型接頭29和後述的壓力顯示部40與安裝於主體殼體10的後部的排出介面30連接。包含該排出軟管28，從壓縮部23直至排出介面30為止的空氣流路作為供壓縮空氣流動的排出流路31發揮功能。

在單元殼體24的外表面一體地設置有將該單元殼體24相對主體殼體10進行支承用的支承凸部24a~24a。在本實施方式中，在馬達殼體部24c的下部、齒輪殼體部24d的上部、曲柄殼體部24e的下部以及前表面合計4處設置有支承凸部24a~24a。在支承凸部24a~24a覆蓋有作為彈性體的橡膠帽24b。各個支承凸部24a~24a以經由橡膠帽24b嵌入設置於主體殼體10(10L、10R)的保持肋部10a內的狀態被保持。保持肋部10a設置為與左右的對開殼體10L、10R雙方相互對置的狀態。因此，如圖7所示，各個支承凸部24a以裝夾有橡膠帽24b的狀態夾入左右對開殼體10L、10R的保持肋部10a、10a之間的方式被保持。

在本實施方式中，這四處支承凸部24a~24a構成為全部沿著主體殼體10的分離線D配置。因此如上所述，在使左右對開的殼體10L、10R對接而組裝主體殼體10的階段，四個位置所有的支承凸部24a~24a構成為分別經由橡膠帽24b夾在左右對開的殼體10L、10R之間。

如此，作為主要的振動源的壓縮部單元20經由作為彈性體的橡膠帽24b~24b而被浮動支承(彈性支承)於主體殼體10。因此，在電動馬達21、壓縮部23產生的振動由各個支承凸部24a的橡膠帽24b吸收，主體殼體10、進而該空氣壓縮機1的振動降低。

如圖5所示，電池組6安裝於主體殼體10的底部後端側。並且，電動馬達21配置於主體殼體10的前後方向近似中央、且是底部附近。此外，減速部22配置在電動馬達21的前側，在上述減速部22的前側配置有壓縮部23。

因此，壓縮部23配置在主體殼體10的靠前端的底部附近。如此，由於構成該空氣壓縮機1的各個元件中重量比較大的電池組6、電動馬達21和壓縮部23在底部附近沿前後方向(馬達軸線方向)並列配置，因此，該空氣壓縮機1的重心G設定在底部附近、且是在前後方向的近乎中央。並且，如圖3以及圖4所示，由於電池組6和壓縮部單元20在主體殼體10的左右寬度方向上沿著中央、亦即左右對開殼體10L、10R的分離線D配置，從而該空氣壓縮機1的重心G位於左右方向中央。

如此，由於該空氣壓縮機1的重心G設定在主體殼體10的底部附近的較低的位置，且設定在前後方向以及左右寬度方向的中間，因此該空氣壓縮機1不容易傾倒。並且，由於重心G位於配置在主體殼體10的前後方向近似中央的把手部2的下方，因此提高了搬運時的穩定性。

接下來，從壓縮部單元20排出的壓縮空氣經由包含排出軟管28的排出流路31而供給至排出介面30。排出介面30配置在電池組6的上方、且是配置在主體殼體20的後表面的高度方向中央。通過將打釘機等氣動工具經由空氣軟管(省略圖示)與該排出介面30連接，能夠使該氣動工具動作。本實施方式的空氣壓縮機1不具備用於儲存從壓縮部單元20排出的壓縮空氣的罐。因此，從壓縮部單元20排出的壓縮空氣直接供給至氣動工具。其結果是，因氣動工具中的空氣消耗導致排出軟管28內的氣壓的變動(壓力變動)較大。上述較大的壓力變動成為顯示排出的壓縮空氣的氣壓的壓力計、壓力開關的耐久性降低的原因。

在這方面，在本實施方式的空氣壓縮機1中對壓力顯示部40進行了改進。如圖4以及圖5所示，本實施方式的壓力顯示部40裝夾在排出流路31的途中。該壓力顯示部40具備基座墊塊41、作為流路輔助設備的壓力計42、以及壓力開關43。基座墊塊41以夾入與左右對開殼體10L、10R相互對置設置的保持肋部10b、10b之間的狀態被保持。從壓縮部單元20排出的壓縮空氣的氣壓(後述的排出流路31內的氣壓)顯示于壓力計42，當該氣壓達到設定壓力時，由開關43檢測到。當壓力開關43檢測到達到設定壓力時，檢測到的內容輸出到馬達控制電路，電動馬達21被停止，因此壓縮部單元20停止。當供給的氣壓比設定壓力低時，由壓力開關43檢測到，從而電動馬達21再次起動，因此，從壓縮部單元20再次開始供給壓縮空氣。

在該基座墊塊41設置有四個連介面41a~41d。在成為排出流路31的上游側的第一連介面41a經由接頭29連接有排出軟管28。在成為排出流路31的下游側的第二連介面41b連接有排出介面30。在第一連介面41a與第二連介面41b之間，且是在排出流路31中，第三連介面41c和第四連介面41d經由小徑的變動調整孔41e連通。在本實施方式中，該變動調整孔41e設定為孔徑最大約為1.5mm左右，其流路面積設定為第一連介面41a與第二連介面41b之間的排出流路31的流路面積的大概10%以下。

第三連介面41c被開口於基座墊塊41的上面。在該第三連介面41c安裝有作為流路輔助設備的壓力計42。第四連介面41d以與第三連介面41c交叉的狀態與該第三連介面41c連通。該第四連介面41d被開口於基座墊塊41的前側面。在該第四連介面41d安裝有作為另一個流路輔助設備的壓力開關43。如此，連接有壓力計42的第三連介面41c以及安裝有壓力開關43的第四連介面41d經由小徑的變動調整孔41e與排出流路31連通。因此，由於排出流路31內的壓力變動不會直接傳遞至第三以及第四連介面41c、41d，而是以利用變動調整孔41e抑制後的狀態傳遞，因此，能夠提高壓力計42以及壓力開關43的耐久性。

根據如上構成的本實施方式的空氣壓縮機1，成為主要振動源的電動馬達21、壓縮部23以及減速部22被收納在一個單元殼體24內，並作為壓縮部單元20被集成化，該壓縮部單元20經由作為彈性體的橡膠帽24b~24b浮動支承於主體殼體10。因此，在電動馬達21、壓縮部23產生的振動由橡膠帽24b~24b吸收，能夠降低該空氣壓縮機1在工作中的振動。

並且，在本實施方式的空氣壓縮機1中，主體殼體10是使左右對開的殼體10L、10R對接而得到的對開結構的殼體。因此，在該空氣壓縮機1的組裝作業、亦即左右對開的殼體10L、10R的組裝工序中，通過將壓縮部單元20的各個支承凸部24a經由橡膠帽24b夾入保持肋部10a、10a之間，能夠同時完成該壓縮部單元20向主體殼體10內組裝的作業，在這方面，能夠提高該壓縮部單元20、進而是空氣壓縮機1的組裝性。並且，由於如果使左右對開的殼體10L、10R相互分離，則能夠簡單地取下壓縮部單元20，因此，也能夠提高該空氣壓縮機1的維修性。

此外，在本實施方式中，使用橡膠帽24b~24b作為用於吸收壓縮部單元20的振動的彈性體。各個橡膠帽24b通過覆蓋于支承凸部24a這樣簡單的作業就能夠安裝，在這方面能夠提高彈性體對各個支承凸部24a的組裝性，並且，能夠實現該空氣壓縮機1的結構的簡易化以及低成本化。

並且，在左右對開的殼體10L、10R之間，採用夾持四處支承凸部24a~24a而將壓縮部單元20支承於主體殼體10內的結構，其結果是，容易在壓縮部單元20的周圍保持與主體殼體10之間的適當的間隙，由於能夠減少在以往那樣進行螺紋緊固的情況下的壓縮部單元相對於主體殼體的接觸面積，並且能夠擴大兩者之間的間隙，因此，能夠使在壓縮部單元產生的熱量不易於傳遞至主體殼體，在這方面能夠提高使用者的操作性。

此外，由於壓縮部單元20構成為將其支承凸部24a~24a裝夾在左右對開的殼體10L、10R之間而被支承，因此，與現有的使用固定螺絲的結構相比，能夠減少部件數量。

對以上說明的實施方式能夠施加各種變更。例如，雖然舉例示出了對於主體殼體10，將用於支承壓縮部單元20的支承凸部24a~24a設置於單元殼體24的四個位置的結構，但也可以構成為設置於三個位置，或者也可以設置於五個位置以上。重點是，由於構成為在單元殼體設置至少三處以上支承凸部，在各個支承凸部安裝彈性體，使該各個彈性體與主體殼體接觸而將該壓縮部單元彈性支承於主體殼體10內，因此能夠實現該空氣壓縮機1的低振動化。

並且，雖然舉例示出了在單元殼體24的外表面一體地設置支承凸部24a~24a的結構，但也可以採用對另外準備的圓柱體形狀的支承部件進行螺絲緊固等，將彈性體安裝于該支承部件的結構。此外，雖然舉例示出了在各個支承凸部24覆蓋另外準備的橡膠帽24b的結構，但也可以採用如下結構(支承凸部與彈性體一體化的結構)：在單元殼體24的外表面的至少三個位置以上，對另外準備的圓柱體形狀的彈性橡膠進行螺絲緊固等，將該彈性橡膠自身作為支承凸部。

並且，雖然舉例示出了沿著左右對開的殼體10L、10R的分離線D在單元殼體24設置四處支承凸部24a~24a，對上述四處支承凸部24a~24a各自夾入左右對開的殼體10L、10R之間的結構，但也可以構成為，在單元殼體的左右兩側部左右不對稱地設置支承凸部，分別對其安裝彈性部件，利用左側對開殼體10L支承左側的支承凸部，利用右側對開殼體10R支承右側的支承凸部，並且以將該壓縮部單元夾入左右對開殼體10L、10R之間的方式支承該壓縮部單元，並且也可以採用組合上述方法的結構。

此外，雖然以橡膠帽24b作為安裝于各個支承凸部24a的彈性體而舉例示出，但代替上述方法，也可以採用例如以壓縮彈簧、板簧等作為彈性體使用的結構。

並且，雖然舉例示出了通過使左右對開的殼體10L、10R對接並結合而構成的對開結構的主體殼體10，但對於例如上下兩部分的主體殼體，也能夠應用示例的彈性支承結構的壓縮部單元20。

並且，雖然舉例示出了不具備用於貯存從壓縮部單元20排出的壓縮空氣的罐的空氣壓縮機1，但對於具備貯存罐的空氣壓縮機，也能夠應用示例的壓縮部單元20的彈性支承結構。

此外，也能夠應用於不具備把手部2或者掛肩用的掛帶部3、4的固定型或者大型的空氣壓縮機。

並且，雖然舉例示出了以充電式電池組作為電源的直流電源型空氣壓縮機1，但也能夠應用於交流電源型或者發動機型的空氣壓縮機。

1．．．空氣壓縮機

2．．．把手部

3．．．掛帶部

4．．．掛帶部

5．．．操作面板

5a．．．按鈕

5b．．．按鈕

5c．．．壓力調整盤

6．．．電池組

7．．．腳部

10．．．主體殼體

10a．．．保持肋部

10b．．．保持肋部

10L．．．左對開殼體

10R．．．右對開殼體

11．．．殼體固定螺絲

20．．．壓縮部單元

21．．．電動馬達

22．．．減速部

23．．．壓縮部

23a．．．曲柄圓板

23b．．．曲柄軸

23c．．．曲柄連杆

23d．．．活塞

23e．．．氣缸

23f．．．排氣孔

24．．．單元殼體

24a．．．支承凸部

24b．．．橡膠帽(彈性體)

24c．．．馬達殼體部

24d．．．齒輪殼體部

24e．．．曲柄殼體部

25．．．輸出軸

26．．．排氣口

27．．．接頭

28．．．排出軟管

29．．．接頭

30．．．排出介面

31．．．排出流路

40．．．壓力顯示部

41．．．基座墊塊

41a．．．第一連介面

41b．．．第二連介面

41c．．．第三連介面

41d．．．第四連介面

41e．．．變動調整孔

42．．．壓力計(流路輔助設備)

43．．．壓力開關(流路輔助設備)

G．．．重心

D．．．分離線

圖1是本實施方式的空氣壓縮機的整體立體圖。本圖示出從右斜後方觀察時的狀態。

圖2是本實施方式的空氣壓縮機的整體立體圖。本圖示出從左斜前方觀察時的狀態。

圖3是本實施方式的空氣壓縮機的整體俯視圖。

圖4是本實施方式的空氣壓縮機的分解立體圖。本圖示出從左斜前方觀察時的狀態。

圖5是本實施方式的空氣壓縮機的縱剖視圖。本圖是將左側的對開殼體拆下後的內部結構的左視圖。

圖6是沿著圖5的(VI)-(VI)線剖開後的剖視圖，亦即壓縮部的縱剖視圖。

圖7是沿著圖5的(VII)-(VII)線剖開後的剖視圖，亦即示出支承凸部對主體殼體的支承狀態的橫剖視圖。

1．．．空氣壓縮機

2．．．把手部

3．．．掛帶部

4．．．掛帶部

5．．．操作面板

5a．．．按鈕

5b．．．按鈕

5c．．．壓力調整盤

6．．．電池組

10L(10)．．．左對開殼體

10R(10)．．．右對開殼體

42(40)．．．壓力計(流路輔助設備)

D．．．分離線

Claims (3)

1. 一種空氣壓縮機，其係在具備對開殼體結構的主體殼體中內置有電動馬達、對該電動馬達的旋轉輸出進行減速的減速部、以及將該減速部的旋轉輸出轉換為氣缸內的活塞的往復移動並排出壓縮空氣的壓縮部，其特徵在於，所述空氣壓縮機構成為，將所述電動馬達、所述減速部和所述壓縮部作為一個壓縮部單元而集成化，在該壓縮部單元至少設置三處支承凸部，在該支承凸部安裝彈性體，經由該彈性體將所述支承凸部裝夾在所述主體殼體的對開殼體之間，將該壓縮部單元支承於所述主體殼體內。
2. 如申請專利範圍第1項之空氣壓縮機，其中所述主體殼體構成為，具備左右兩部分的對開殼體結構，所述支承凸部沿著所述左右對開殼體的分離線設置，對於該支承凸部分別經所述彈性體而夾在所述左右對開殼體之間，將所述壓縮部單元支承於所述主體殼體內。
3. 如申請專利範圍第1或2項之空氣壓縮機，其中該空氣壓縮機構成為，在所述支承凸部覆蓋有作為所述彈性體的橡膠帽。