两级往复运动压缩机的制作方法

1.本发明涉及一种两级往复运动压缩机。


背景技术：

2.公知有一种为了获得高压的压缩空气而以两级压缩空气的两级往复运动压缩机。两级往复运动压缩机具有低压侧缸和高压侧缸。在两级往复运动压缩机中，由低压侧缸压缩后的空气被送入高压侧缸，在高压侧缸中被进一步压缩。在高压侧缸中压缩后的压缩空气经由喷出端口向空压机械供给。在两级往复运动压缩机搭载于商用车的情况下，从高压侧缸盖喷出来的压缩空气例如向制动器、空气悬架供给。以往的两级往复运动压缩机被日本特开2013
‑
040586号公报公开。
3.在空气被压缩的工序中产生压缩热，因此，在往复运动压缩机的运转过程中，缸和活塞的温度上升。另外，电动马达由施加电流驱动，因此，由于该施加电流而产生焦耳热。由此，电动马达的温度也上升。因此，在以往的往复运动压缩机设置有冷却风扇的情况较多。具备冷却风扇的两级往复运动压缩机被日本特开平9
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264253号公报和日本特开2016
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070233号公报公开。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2013
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040586号公报
7.专利文献2：日本特开平9
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264253号公报
8.专利文献3：日本特开2016
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070233号公报


技术实现要素：

9.发明要解决的问题
10.在具备冷却风扇的两级往复运动压缩机中要求冷却效果的进一步的提高。
11.本公开的目的之一在于改善两级往复运动压缩机中的冷却效果。通过参照本技术说明书的整体的记载，可理解本公开的除了上述目的以外的目的。
12.用于解决问题的方案
13.本发明的一形态的两级往复运动压缩机具备：旋转驱动源，其收容到壳体；输出轴，其输出来自所述旋转驱动源的旋转，并以一端从所述壳体的端面突出的方式设置，该输出轴在轴向上延伸；低压压缩要素，其以来自所述输出轴的旋转驱动力为动力源而压缩空气；中间冷却器，其对从所述低压压缩要素喷出来的压缩空气进行冷却；高压压缩要素，其以来自所述马达输出轴的旋转驱动力为动力源而进一步压缩由所述中间冷却器冷却后的压缩空气；以及送风风扇，其与所述输出轴连接，在所述轴向上配置到所述外壳的所述端面与所述中间冷却器之间。
14.在本发明的一形态中，所述壳体在其外表面具有在所述轴向上延伸的多个肋。
15.在本发明的一形态中，所述壳体具有在与所述轴向垂直的方向上延伸的多个其他
肋。
16.本发明的一形态的两级往复运动压缩机还具备向所述低压压缩要素供给所述空气的消声器。
17.本发明的一形态的两级往复运动压缩机还具备大多覆盖所述壳体、所述低压压缩要素、所述中间冷却器、所述高压压缩要素以及所述送风风扇中的至少一部分的罩。
18.本发明的一形态涉及一种汽车。该汽车具备上述的两级往复运动压缩机。
19.发明的效果
20.根据本发明的实施方式，能够改善两级往复运动压缩机中的冷却效果。
附图说明
21.图1是示意性地表示一实施方式的两级往复运动压缩机的立体图。
22.图2是图1的两级往复运动压缩机的示意性的侧视图。
23.图3是示意性地表示沿着a
‑
a线剖切图2的两级往复运动压缩机而得到的截面的剖视图。
24.图4是示意性地表示其他实施方式的两级往复运动压缩机的立体图。
25.图5是其他实施方式的两级往复运动压缩机的示意性的剖视图。
具体实施方式
26.参照图1～图3而说明本发明的各种实施方式的两级往复运动压缩机1。图1是概略地表示本发明的一实施方式的两级往复运动压缩机1的立体图，图2是图1的两级往复运动压缩机1的示意性的侧视图，图3是示意性地表示沿着图2的a
‑
a线剖切两级往复运动压缩机1而得到的截面的剖视图。在本说明书中在提及上下方向的情况下，除了在前后文的逻辑性上特别提及的情况之外，以图1所示的上下方向为基准。在本说明书中在提及前后方向的情况下，除了在前后文的逻辑性上特别提及的情况之外，以图2所示的前后方向为基准。在图2中示出有与后述的曲轴的中心轴线一致的轴线c。轴线c在前后方向上延伸。在本说明书中，有时将沿着轴线c的方向称为轴向，将从轴线c起与轴线c垂直地延伸的方向称为径向。
27.如图1所示，两级往复运动压缩机1具备外壳10。外壳10具有马达壳体11、曲轴箱12、第1缸13a以及第2缸13b。第1缸13a和第2缸13b分别设置于曲轴箱12的上侧。在外壳10的下表面借助支承部19安装有4个支脚部。两级往复运动压缩机1借助支脚部18设置于所期望的设置场所。
28.在马达壳体11的外表面设置有沿着轴向延伸的多个第1肋11a和沿着上下方向延伸的第2肋11b。第2肋11b的上端与相对应的第1肋11a的后端连接。多个第1肋11a中的一部分第1肋11a从马达壳体11的后端延伸到前端，剩余的第1肋11a从马达壳体11的后端朝向前方延伸，并在中途与第2肋11b连接。
29.在马达壳体11中形成有沿着轴线c贯通该马达壳体11的内部的内部空间。马达壳体11具有大致空心的圆筒形状。在马达壳体11的内部空间配置有马达22。马达22具有：定子线圈22a，其安装到马达壳体11的内壁；转子22b，其装入于定子线圈22a的径向内侧；以及马达旋转轴22c，其与转子22b一起旋转。马达22也可以具备检测转子22b的旋转位置的旋转检测传感器。马达壳体11的贯通孔在后端处由后侧盖23封堵。由此，后侧盖23的后表面成为马
达壳体11的后端面11c。在后侧盖23的径向中央设置有连接马达壳体11的内部空间和外部空间的贯通孔。马达旋转轴22c穿过设置到后侧盖23的贯通孔而延伸到外壳10的外部。马达旋转轴22c借助轴承被支承成相对于马达壳体11旋转自如。
30.在马达旋转轴22c的从马达壳体11朝向后方突出的后端安装有送风风扇24。送风风扇24与马达旋转轴22c一起绕中心轴线c旋转。由于送风风扇24的旋转而产生从送风风扇24的轴向后方朝向风扇流动的气流fi和从送风风扇24的前方在外壳10的外表面沿着轴向流动的气流fo。
31.在曲轴箱12中形成有沿着轴线c贯通该曲轴箱12的内部的内部空间。曲轴箱12的内部空间与马达壳体11的内部空间由分隔壁20划分开。设置到曲轴箱12的贯通孔在其前端处由前侧盖21封堵。前侧盖21具有大致圆盘形状的盖主体21a和在该盖主体21a的径向中央朝向前方突出的圆顶21b。
32.在曲轴箱12的内部空间配置有曲轴机构。该曲轴机构具有曲轴15。曲轴15在曲轴箱12和马达壳体11的内部沿着中心轴线c延伸。曲轴15在其前端处支承于前侧盖21。曲轴15从设置到分隔壁20的贯通孔进入马达壳体11内，在马达壳体11内支承于空心的马达旋转轴22c的内周面。曲轴15以与马达旋转轴22c一起绕中心轴线c旋转的方式安装于马达旋转轴22c。由此，来自马达22的旋转驱动力借助马达旋转轴22c向曲轴15传递。
33.曲轴15具有第1偏心部15a和设置到比第1偏心部15a靠轴向后侧的位置的第2偏心部15b。第1偏心部15a和第2偏心部15b在以与轴线c垂直的截面观察的剖视中具有圆形形状。偏心部15a的中心相对于轴线c偏心。在第1偏心部15a借助第1连杆14a连接有第1活塞16a。同样地，在第2偏心部15b借助第2连杆14b连接有第2活塞16b。曲轴15的旋转运动被第1连杆14a转换成第1活塞16a的往复运动，被第2连杆14b转换成第2活塞16b的往复运动。这样一来，第1活塞16a在第1缸13a的内部往复运动，第2活塞16b在第2缸13a的内部往复运动。
34.第1偏心部15a和第2偏心部15b具有互不相同的相位。例如，第1偏心部15a的相位与第2偏心部15b的相位相互偏离180
°
。由于该相位的偏离，在第1活塞16a被向压缩第1缸13a的缸室的方向驱动时，第2活塞16b被向使第2缸13b的缸室膨胀的方向驱动。另一方面，在第2活塞16b被向压缩第2缸13b的缸室的方向驱动时，第1活塞16a被向使第1缸13a的缸室膨胀的方向驱动。
35.在第1缸13a的顶端设置有第1缸盖17a，在第2缸13b的顶端设置有第2缸盖17b。第1缸盖17a具有用于向其内部空间吸入空气的进气口27a和用于喷出压缩后的空气的排气口27b。第1缸盖17a的内部空间由分隔壁划分成吸入室和喷出室。从第1缸盖17a的外部经由进气口27a流入到吸入室的空气被向第1缸13a内抽吸，由在缸13a内往复运动的第1活塞16a压缩了之后向喷出室排出。该压缩空气从第1缸盖17a的排气口27b经由配管26a导入中间冷却器25，在由中间冷却器25冷却了之后经由配管26b导入第2缸盖17b。第2缸盖17b具有用于从配管26b吸入压缩空气的进气口28a和排出在第2缸13b中进行了第二级压缩的压缩空气的排气口(未图示)。经由进气口28a流入到第2缸盖17b的空气被向第2缸13b内抽吸，由在缸13b内往复运动的第1活塞16b进行了第二级压缩之后经由排气口向第2缸盖17b的外部喷出。由第2缸13b进行了两级压缩的压缩空气能向未图示的各种空压机械供给。空压机械包括利用压缩空气工作的各种装置。在两级往复运动压缩机1搭载于商用车的情况下，来自第2缸13b的压缩空气例如能向空气制动器、空气悬架、以及除了它们以外的搭载于商用车的
各种空压机械供给。
36.如此，在两级往复运动压缩机1中，从外部导入的空气在第1缸13a中进行第一级压缩，在第2缸13b中进行第二级压缩。如此，第1缸13a是低压用的缸，第2缸13b是高压用的缸。在本说明书中，有时将第1缸13a称为低压压缩要素，有时将第2缸13b称为高压压缩要素。在低压压缩要素中也可以包含第1活塞16a和第1缸盖17a。在高压压缩要素中也可以包含第2活塞16b和第2缸盖17b。
37.如图3所示，中间冷却器25在轴向上设置于比送风风扇24靠后方的位置。换言之，在中间冷却器25与马达壳体11的后端面之间设置有送风风扇24。中间冷却器25利用例如未图示的螺栓安装于马达壳体11。
38.中间冷却器25借助配管26a与第1缸盖17a的排气口27b连接，借助配管26b与第2缸盖17b的进气口28a连接。中间冷却器25具有连接配管26a和配管26b的蜿蜒曲折的配管和设置到该配管的许多散热片。从配管26a向中间冷却器25的配管供给在第1缸13a中压缩后的高温的压缩空气。如上述那样，气流fi随着送风风扇24的旋转而流动，该气流通过中间冷却器25。该气流fi沿着中间冷却器25的配管的外表面和散热片的外表面流动，因此，在中间冷却器25的内部通过的压缩空气被冷却。
39.接下来，对两级往复运动压缩机1的动作进行说明。若对定子线圈22a施加电流，则转子22b相对于定子线圈22a旋转。此时，转子22b的旋转借助马达旋转轴22c向曲轴15和送风风扇24传递。曲轴15的旋转运动被第1连杆14a转换成第1活塞16a的往复运动，被第2连杆14b转换成第2活塞16b的往复运动。利用该第1活塞16a和第2活塞16b的往复运动，从外部导入的空气在第1缸13a中进行第一级压缩，在第2缸13b中进行第二级压缩。在第1缸13a中压缩后的空气在由中间冷却器25冷却了之后导入第2缸13b。从利用来自马达22的旋转驱动力旋转的送风风扇24向中间冷却器25供给冷却风。
40.图4是表示本发明的其他实施方式的两级往复运动压缩机1的立体图。图4的两级往复运动压缩机1在具备罩40这点与图1所示的两级往复运动压缩机1不同。罩40是隔音罩。罩40也可以覆盖两级往复运动压缩机1的整周。在图示的实施方式中，为了便于向车身的安装，两级往复运动压缩机1中的支脚部18相对于罩40暴露。罩40也可以在其一部分设置有连接罩40的内部和外部的贯通孔。罩40由具有隔音功能的材料形成。作为罩40的材料，例如，由毛毡、聚氯乙烯、或除了它们以外的具有隔音性的材料构成。能够利用该罩40抑制从两级往复运动压缩机1产生的声音向外部泄漏。
41.图5是表示本发明的其他实施方式的两级往复运动压缩机1的立体图。图5的两级往复运动压缩机1在具备消声器50这点与图1所示的两级往复运动压缩机1不同。消声器50安装于前侧罩21的圆顶21b。消声器50具有例如空心的圆筒形状。消声器50的内部空间被划分成从进气口50a导入外部空气的第1室和与该第1室连接并从该第1室导入空气的消音室。进气口50a能设置于消声器50的任意的位置。消声器50的内部空间也可以具有除了第1室和消音室以外的划分成的空间。消音室与第1缸盖17a的进气口27a连接。若马达22被驱动，则第1缸盖17a的吸入室成为负压，因此，空气从消声器50的外部引入第1室。该空气从第1室进入消音室。空气在消音室中膨胀，因此，被消音。由此，能够减少在吸入外部空气之际产生的进气噪音。
42.上述的两级往复运动压缩机1例如能搭载于商务车。本发明的一形态是具备两级
往复运动压缩机1的汽车。
43.以下对上述的实施方式所起到的作用效果进行说明。在本发明的一实施方式中，在轴向上，送风风扇24设置于马达壳体11的后端面11c与中间冷却器25之间。由此，由送风风扇24产生的冷却风易于通过中间冷却器25，因此，中间冷却器25中的压缩空气的冷却效果提高。在以往的两级往复运动压缩机中，在轴向上在马达壳体的后端面与送风风扇之间设置有中间冷却器。在该以往的两级往复运动压缩机的配置中，从送风风扇输送到中间冷却器的冷却风与马达壳体的后端面的后端面碰撞而气流紊乱，来自送风风扇的冷却风未充分地贡献于中间冷却器的冷却。在本发明的实施方式中，通过变更送风风扇和中间冷却器的轴向上的配置，改善了冷却效果。
44.在上述的一实施方式中，在马达壳体11的外表面设置有在轴向上延伸的多个第1肋11a和在上下方向上延伸的多个第2肋11b。在两级往复运动压缩机1的运转时，由于施加于定子线圈22a的施加电流而产生焦耳热，在该定子线圈22a处产生的热向马达壳体11传递。利用第1肋11a和第2肋11b使马达壳体11的外表面的表面积变大，因此，能够使在定子线圈22a处产生的热效率良好地向大气中散热。
45.另外，第1肋11a沿着马达壳体11的外表面在轴向上引导来自送风风扇24的冷却风。因而，来自送风风扇24的冷却风在相邻的第1肋11a之间流动，因此，能够利用该冷却风进一步改善散热效率。
46.在本说明书中进行了说明的各构成要素的尺寸、材料以及配置并不限定于在实施方式中明示地进行了说明的各构成要素的尺寸、材料以及配置，该各构成要素能够变形成，具有能包含于本发明的范围的任意的尺寸、材料以及配置。另外，也能够将在本说明书中未明示地说明的构成要素附加于进行了说明的实施方式，也能够省略在各实施方式中进行了说明的构成要素的一部分。
47.以下例示变形例的一部分。马达壳体11和曲轴箱12也可以具有一体的单件构造。马达壳体11和曲轴箱12也可以构成为独立构件。两级往复运动压缩机1也可以设置用于控制马达22的控制电路。
48.附图标记说明
49.1、两级往复运动压缩机；10、外壳；11、马达壳体；12、曲轴箱；13a、第1缸(低压侧缸)；13b、第2缸(高压侧缸)；14a、第1连杆；14b、第2连杆；15、曲轴；15a、第1偏心部；15b、第2偏心部；16a、第1活塞；16b、第2活塞；17a、第1缸盖；17b、第2缸盖；18、支脚部；19、支承部；21、前侧盖；22、马达；22a、定子线圈；22b、转子；22c、马达旋转轴；23、后侧盖；24、送风风扇；25、中间冷却器。