JP2012159011A - 圧縮機及びこの圧縮機を用いたエアサスペンション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度上昇するブラシを積極的に冷却することにより、ブラシの寿命や運転時間を延ばすことができるようにする。
【解決手段】 圧縮機本体９が圧縮するために吸込む空気は、モータハウジング８、クランクケース１０内を流通させ、この吸気流路２６としては、吸気口１７からクランクケース１０内に流入する空気を、各ブラシ７の周囲で流通させて冷却した後に、ロータ４とステータ５との隙間を通してこれらを冷却するように流す構成としている。従って、モータハウジング８内で高温になるブラシ７に対し、温まっていない冷えた空気を供給することができ、このブラシ７を積極的に冷却することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば４輪自動車等の車両に搭載する構成とした圧縮機及びこの圧縮機を用いたエアサスペンション装置に関し、特に、エアサスペンション等に車高調整用の圧縮空気を給排するのに好適に用いられる圧縮機及びこの圧縮機を用いたエアサスペンション装置に関する。

一般に、車高調整装置として車両に搭載されるエアばねは、例えば積載重量の変化等に応じて車両高さ（車高）が変わるのを抑えると共に、運転者の好み等に応じて車高を適宜に調整するために、車載の空気圧縮機（エアコンプレッサ）から圧縮空気が給排されるものである。

そして、エアばねに圧縮空気を供給する車載用の空気圧縮機は、電動モータによって往復動式の圧縮機を駆動することにより、該圧縮機に吸込んだ空気を圧縮してエアばねに供給するものである。

また、圧縮機が空気を吸込むときに、この空気を電動モータの内部を経由させることにより、ステータとロータとの間で流通させて、これらを冷却する構成としている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−６０５２４号公報

特許文献１の空気圧縮機では、電動モータの内部に流入した空気を、ステータとロータとの隙間を通してから、コンミテータに摺接するブラシへと流通させている。このために、ブラシには、ステータとロータとの隙間を通って温度上昇した空気が供給されるから、このブラシを効果的に冷却することができないという問題がある。

本発明の目的は、温度上昇するブラシを積極的に冷却することにより、ブラシの寿命や運転時間を延ばすことができるようにした圧縮機及びこの圧縮機を用いたエアサスペンション装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明が採用する構成の特徴は、モータハウジング内のブラシを冷却した後にコイルを冷却し吸込口に流れるように気体の吸気流路を構成したことにある。

本発明によれば、温度上昇するブラシを積極的に冷却することができ、ブラシの寿命や運転時間を延ばすことができる。

本発明の第１の実施の形態による空気圧縮機を示す縦断面図である。 図１に示す空気圧縮機の右側面図である。 クランクケースとブラシと隔壁（導入口）等を図１中の矢示III−III方向からみた断面図である。 図３中の隔壁を単体で示す正面図である。 エアドライヤに対する金属配管の取付状態を図１中の矢示Ｖ−Ｖ方向からみた断面図である。 空気圧縮機からエアサスペンションまでの圧縮空気の供給構造を示す回路図である。 本発明の第２の実施の形態による空気圧縮機を示す縦断面図である。 エアドライヤと金属配管の関係を図７中の矢示VIII−VIII方向からみた断面図である。 本発明の第３の実施の形態による空気圧縮機を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態による圧縮機を、車載用の空気圧縮機として用いた場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

まず、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、車載用の空気圧縮機１は、後述のブラシモータ２、モータハウジング８、圧縮機本体９、エアドライヤ２２等により構成されている。

空気圧縮機１の動力源となるブラシモータ２は、後述のモータハウジング８内に設けられている。また、ブラシモータ２は、一端側が後述のクランクケース１０に回転可能に支持され、他端側がモータハウジング８の底部８Ｂに回転可能に支持された回転軸３を有している。この回転軸３の軸方向の中間部位には、コイルとしてのロータ４が設けられ、該ロータ４の外周側には該ロータ４との間に隙間をもって対面するようにステータ５が設けられている。このステータ５は、永久磁石からなり後述のモータハウジング８の内面に固着されている。

一方、回転軸３の一側部位には、円筒状のコンミテータ６が設けられ、該コンミテータ６の周囲には、後述の隔壁１９に取付けられた状態で４本のブラシ７が設けられている。４本のブラシ７は、先端部をコンミテータ６に押付けるように径方向に延び、この状態で周方向に９０度間隔で配置されている。これにより、各ブラシ７は、後述する隔壁１９の導入口１９Ｂに対応する位置に固定されている。なお、各ブラシ７は、径方向に移動可能に設けられ、径方向の内側、即ち、コンミテータ６に向けて付勢されている。

ブラシモータ２を収納するモータハウジング８は、円筒部８Ａと底部８Ｂとからなり、該円筒部８Ａの内周面にはステータ５が固着され、底部８Ｂには後述の排気口１８が設けられている。円筒部８Ａの開口側は後述のクランクケース１０に取付けられている。

次に、ブラシモータ２によって駆動される圧縮機本体９は、モータハウジング８の一端側に設けられている。圧縮機本体９は、箱形状のクランクケース１０と、該クランクケース１０上に搭載されたシリンダ１１と、該シリンダ１１上に搭載されたシリンダヘッド１２（図２参照）と、前記クランクケース１０内で回転軸３の一端部に取付けられたクランク１３と、基端側が該クランク１３に取付けられたコネクチングロッド１４と、該コネクチングロッド１４の先端部に取付けられ前記シリンダ１１内を往復動するピストン１５とを含んで構成されている。

クランクケース１０は、他端側が軸受取付面１０Ａとなり、該軸受取付面１０Ａの中央位置には、回転軸３の一端側を支持する軸受１６が取付けられている。また、クランクケース１０の他端側は、蓋板１０Ｂによって閉塞されている。ここで、クランクケース１０の蓋板１０Ｂには、ほぼ中央部に位置して後述の吸気口１７が設けられている。また、軸受取付面１０Ａには、前記吸気口１７から流入した空気をブラシモータ２側に流通させるための連通孔１０Ｃが設けられている。この連通孔１０Ｃは、４本のブラシ７に対応するように、前記軸受１６の外周側に位置して周方向の４箇所に設けられている。

シリンダヘッド１２には、空気の吸込口１２Ａと吐出口１２Ｂ（図６参照）とが設けられ、吸込口１２Ａには後述する接続配管２５の圧縮機側ホース２５Ｃが接続されている。吐出口１２Ｂ側には後述のエアドライヤ２２が接続されている。また、シリンダヘッド１２には、吸込弁と吐出弁（いずれも図示せず）が設けられている。さらに、コネクチングロッド１４は、基端側がクランク１３の偏心位置に軸受１６を介して回転可能に取付けられている。

クランクケース１０の蓋板１０Ｂに設けられた吸気口１７は、大気をクランクケース１０内に流入させるための開口となっている。ここで、吸気口１７を蓋板１０Ｂに設けた場合、クランクケース１０を通過してモータハウジング８内に流入する空気は、最初にブラシ７の周囲を流通し、このブラシ７を冷えた空気によって冷却することができる。また、吸気口１７が配置された蓋板１０Ｂのほぼ中央部は、各軸受１６に対面する位置で、吸気口１７から流入した空気によって各軸受１６を冷却することができる。

一方、モータハウジング８の底部８Ｂに設けられた排気口１８は、ロータ４とステータ５との間を流通した空気を排出するための開口となっている。また、排気口１８は、後述する接続配管２５のモータ側ホース２５Ｂが接続される継手を形成している。

モータハウジング８と圧縮機本体９との間に設けられた隔壁１９は、図３、図４に示すように、中央にコンミテータ６よりも大きな丸穴１９Ａを有した円環状の板体として形成されている。この隔壁１９は、例えばクランクケース１０の軸受取付面１０Ａに対してねじ止めされている。中央の丸穴１９Ａは、コンミテータ６よりも大きく形成されており、該コンミテータ６との間に環状の隙間２０を形成することで、この隙間２０を空気（冷却風）の通り道として利用している。

ここで、隔壁１９には、丸穴１９Ａから半径方向の外側に延びるように切欠き溝状の４本の導入口１９Ｂが設けられている。この４本の導入口１９Ｂは、外側の端部がクランクケース１０の連通孔１０Ｃに対向し、この位置から４本のブラシ７に沿うように対面して丸穴１９Ａ側に延びている。また、各導入口１９Ｂは、ブラシ７の全長に対し、該ブラシ７の中央から先端側に亘る部分に対向するように形成されている。これにより、導入口１９Ｂでは、連通孔１０Ｃから隙間２０に向けて空気を流通させることができ、コンミテータ６に摺接することで高温になるブラシ７の先端側に沿わせて空気を積極的に流通させることができる。各ブラシ７を冷却した空気は、該ブラシ７の周囲を通ってロータ４側に流れる。

吸気口１７には第１フィルタ２１Ａが設けられ、クランクケース１０の各連通孔１０Ｃ（軸受取付面１０Ａ）と隔壁１９の各導入口１９Ｂとの間には第２フィルタ２１Ｂが設けられ、排気口１８には第３フィルタ２１Ｃが設けられ、シリンダヘッド１２の吸込口１２Ａには第４フィルタ２１Ｄが設けられている。これらのフィルタ２１Ａ〜２１Ｄは、各ブラシ７の前位置および後位置に配置されている。

これにより、各フィルタ２１Ａ〜２１Ｄは、後述するエアサスペンション３１に空気を供給するときに、後述の吸気流路２６を流れる空気中の塵埃を捕捉し、清浄な空気をエアサスペンション３１に供給することができる。一方、エアサスペンション３１から空気を排出するときには、吸気流路２６で逆方向に空気を流すことで、各フィルタ２１Ａ〜２１Ｄに付着した塵埃を吹き飛ばして目詰まりを防止している。また、各フィルタ２１Ａ〜２１Ｄは、クランクケース１０とモータハウジング８と接続配管２５を仕切る位置に配置しているから、仕切られたそれぞれの空間で発生した摩耗粉等は、他の空間に流出することはない。

シリンダヘッド１２の吐出口１２Ｂに接続して設けられたエアドライヤ２２は、図５に示すように、中空の密閉容器からなるドライヤケース２３と、該ドライヤケース２３内に収容されたシリカゲル等の乾燥剤からなる水分吸着剤２４とにより大略構成されている。エアドライヤ２２のドライヤケース２３は、一端側がシリンダヘッド１２の吐出口１２Ｂ側に接続されている。そして、エアドライヤ２２は、モータハウジング８と並行に延びるように配置されている。ドライヤケース２３の他端側には、後述のエアサスペンション３１に向けて乾燥状態の圧縮空気を給排するための給排口２３Ａが設けられている。この給排口２３Ａは、図６に示す如く、後述のエア配管３２等を介して複数のエアサスペンション３１（１個のみ図示）に接続されるものである。

また、ドライヤケース２３の外周側には、モータハウジング８側寄りに位置して２個の配管保持爪２３Ｂが設けられている。この配管保持爪２３Ｂは、図１、図５に示すように、ばね性をもってＣ字状に形成され、後述する接続配管２５の金属配管２５Ａの軸方向の両端側を挟んで保持するものである。ここで、各配管保持爪２３Ｂは、金属配管２５Ａとドライヤケース２３の外周側との間に僅かな隙間を形成するように、該金属配管２５Ａをドライヤケース２３の外周面に接近した位置に固定している。これにより、金属配管２５Ａとドライヤケース２３との間に指を入れられなくし、金属配管２５Ａを掴んで持ち上げることができないようにしている。

そして、エアドライヤ２２は、エアサスペンション３１に向け圧縮空気を流通させるときに、この圧縮空気を水分吸着剤２４に接触させることにより水分を吸着して除去し、乾燥した圧縮空気をエアサスペンション３１に向けて供給する。一方、エアサスペンション３１から圧縮空気を排出するときには、乾燥した圧縮空気がドライヤケース２３内を逆流することにより、水分吸着剤２４に付着した水分を離脱させ、再び水分を吸着できるように水分吸着剤２４を再生することができる。

モータハウジング８とシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａとの間を接続して設けられた接続配管２５は、モータハウジング８の排気口１８から排出された空気を、シリンダヘッド１２の吸込口１２Ａ側に供給するものである。この接続配管２５は、少なくとも一部に金属配管を用いている。即ち、接続配管２５は、長さ方向の中間部に設けられ、金属製のパイプ部材からなる金属配管２５Ａと、モータハウジング８の排気口１８と該金属配管２５Ａとを接続するモータ側自在継手としてのモータ側ホース２５Ｂと、前記金属配管２５Ａとシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａとを接続する圧縮機側自在継手としての圧縮機側ホース２５Ｃとにより構成されている。各ホース２５Ｂ，２５Ｃは、可撓性を有するゴムホース、樹脂ホース等により構成されており、振動の伝達を抑制するものである。

ここで、金属配管２５Ａは、ドライヤケース２３に設けられた２個の配管保持爪２３Ｂに挟持して固定されている。この場合、金属配管２５Ａは、ドライヤケース２３の外周面に対し接近した位置に固定されている。これにより、金属配管２５Ａとドライヤケース２３との間に指が入らなくなるから、金属配管２５Ａを掴んで持ち上げる動作を防止することができる。しかも、金属配管２５Ａは、熱伝導率が高いから、ブラシモータ２等を冷却して温度上昇した空気が内部を流通するときに、この空気の熱を効率よく放熱することができる。

ブラシモータ２と圧縮機本体９と接続配管２５とに亘って設けられた吸気流路２６は、シリンダヘッド１２の吸込口１２へと流通する空気の流れ経路である。即ち、吸気流路２６は、吸気口１７、クランクケース１０の連通孔１０Ｃ、隔壁１９の導入口１９Ｂ、隙間２０、ロータ４とステータ５との隙間、排気口１８、接続配管２５によって構成され、エアサスペンション３１に圧縮空気を供給する場合には、この順序で大気が流れるようになっている。

シリンダヘッド１２の吸込側に設けられた給排気切換弁２７は、図６に示すように、圧縮機本体９をバイパスして接続配管２５（シリンダヘッド１２の吸込口１２Ａ）とエアドライヤ２２の一端側とを接続するバイパス管路２８と、該バイパス管路２８に設けられ、コントローラ（図示せず）に接続された２方向２位置のエアパイロット式の電磁開閉弁２９と、該電磁開閉弁２９と直列に設けられ該電磁開閉弁２９を（ｂ）位置に切換えることで開弁位置（ｄ）となる２方向２位置のエアパイロット式の開閉弁３０により大略構成されている。

電磁開閉弁２９は、常時は遮断位置（ａ）にあってバイパス管路２８を遮断し、コントローラから制御信号が供給されたときには連通位置（ｂ）に切換わって開閉弁３０も（ｄ）に切換わることでバイパス管路２８を連通させるものである。

車両に搭載されたエアばねとしてのエアサスペンション３１は、車両の車体側と車輪側（いずれも図示せず）との間にそれぞれ設けられ、例えば４輪自動車の場合には、前輪側と後輪側に合計４個配設されるものである。そして、エアサスペンション３１は、シリンダ３１Ａとピストンロッド３１Ｂとの間にエア室３１Ｃを備え、該エア室３１Ｃは、エア配管３２を介してエアドライヤ２２を構成するドライヤケース２３の給排口２３Ａに接続されている。また、エア配管３２の途中に設けられたエア給排弁３３は、２方向２位置の電磁パイロット式の開閉弁により形成されている。このエア給排弁３３は、常時は遮断位置（ｅ）にあってエア配管３２を遮断し、コントローラからの制御信号が供給されたときには連通位置（ｆ）に切換わってエア配管３２を連通させるものである。

第１の実施の形態による空気圧縮機１は、上述の如き構成を有するもので、次に、車両の車高を調整する場合の空気の流れについて説明する。

まず、エアサスペンション３１により車高を高くする場合には、コントローラからの制御信号でブラシモータ２を駆動し、圧縮機本体９のクランク１３を回転させる。これにより、圧縮機本体９のピストン１５がシリンダ１１内で往復動し、シリンダヘッド１２の吸込口１２から吸込んだ空気を圧縮して吐出口１２Ｂから吐出する。

ここで、シリンダヘッド１２の吸込口１２へと流通する空気の流れ、即ち、空気の吸気流路２６は、吸気口１７、クランクケース１０の連通孔１０Ｃ、隔壁１９の導入口１９Ｂ、隙間２０、ロータ４とステータ５との隙間、排気口１８、接続配管２５によって構成され、エアサスペンション３１に圧縮空気を供給する場合には、この順序で大気が流れるようになっている。従って、吸気口１７からクランクケース１０内に流入した空気は、各軸受１６に沿って流れることにより、該各軸受１６を冷却する。なお、各軸受１６は、ブラシモータ２に比較して運転時の温度の上昇が低くなっているから、この軸受１６を通過した空気でもブラシモータ２を十分に冷却することができる。

各軸受１６を通過した空気の一部は、クランクケース１０の連通孔１０Ｃを通って隔壁１９の導入口１９Ｂへと流れる。この導入口１９Ｂでは、ブラシ７の中央から先端側にかけて該ブラシ７に沿うように空気が流れる。従って、連通孔１０Ｃを通過した空気は、導入口１９Ｂを通って丸穴１９Ａとコンミテータ６との隙間２０に流れるときに、コンミテータ６に摺接することで最も高温になるブラシ７の先端側を積極的に冷却することができる。

各ブラシ７を冷却した空気は、ロータ４とステータ５との隙間を通り、これらを冷却した後に排気口１８に達する。この時点では、各部の熱を奪った空気は温度が高い状態となっている。ところが、温度上昇した空気を、排気口１８から接続配管２５を介して吸込口１２Ａに流通させると、途中の金属配管２５Ａを空気が流通するときに、空気の熱を放出することができ、シリンダヘッド１２の吸込口１２Ａには、冷えた空気を供給することができる。これにより、圧縮機本体９は、熱膨張が抑えられた空気を効率よく圧縮することができる。また、空気の吸気流路２６を空気が流れるときには、複数段のフィルタ２１Ａ〜２１Ｄによって空気中の塵埃を捕捉することができ、清浄な空気をエアサスペンション３１に供給することができる。

シリンダヘッド１２の吐出口１２Ｂから吐出された圧縮空気は、エアドライヤ２２に供給され、ドライヤケース２３内の水分吸着剤２４に接触することにより、水分が吸着されて乾燥した圧縮空気となる。

そして、乾燥した圧縮空気は、エア配管３２、連通位置（ｆ）に切換えられたエア給排弁３３を介して車両のエアサスペンション３１のエア室３１Ｃに供給される。これにより、エアサスペンション３１は、ピストンロッド３１Ｂをシリンダ３１Ａから伸長させ、車体を上昇させる。

次に、車両の車高を低くする場合について説明する。まず、ブラシモータ２を停止させ、圧縮機本体９の運転を止めた状態で、電磁開閉弁２９を切換位置（ｂ）に切換える。これにより、開閉弁３０は、連通位置（ｄ）に切換わってバイパス管路２８を連通させる。

これにより、エアサスペンション３１のエア室３１Ｃから排出される空気は、エア配管３２を介してエアドライヤ２２のドライヤケース２３内に逆流し、ドライヤケース２３内の水分吸着剤２４に付着した水分を奪って該水分吸着剤２４を再生する。

その後、エヤドライヤ２２から流出した空気は、バイパス管路２８、開閉弁２９を通って接続配管２５に流れる。接続配管２５に達した空気は、吸気流路２６を逆方向に流れることで、各フィルタ２１Ａ〜２１Ｄに付着した塵埃を吹き飛ばして再生する。また、モータハウジング８、クランクケース１０内を空気が流れることにより、この逆流（排気）時にも各部を冷却することができる。

かくして、第１の実施の形態によれば、吸気流路２６を形成する吸気口１７からクランクケース１０内に流入する空気は、各ブラシ７を冷却した後にロータ４とステータ５を冷却するように流す構成としている。従って、モータハウジング８内で高温になるブラシ７を、温まっていない冷えた空気で積極的に冷却することができる。

この結果、モータケーシング８内で最も高温になり、ブラシモータ２の寿命にも大きく影響する各ブラシ７を積極的に冷却することにより、該各ブラシ７自体の寿命を延ばすことができる。各ブラシ７の熱影響を小さくして連続して運転できる時間を延ばすことができる。

モータハウジング８内の隔壁１９には、各ブラシ７に対向する位置に導入口１９Ｂを設けているから、高温になる各ブラシ７を確実に冷却することができる。しかも、各導入口１９Ｂは、ブラシ７の全長に対し、該ブラシ７の中央から先端側に亘る部分に対向するように形成している。従って、導入口１９Ｂは、コンミテータ６に摺接することで高温になるブラシ７の先端側に向け空気を積極的に流通させることができ、該ブラシ７を効率よく冷却することができる。

また、気体の吸気経路には、ブラシ７の前位置、後位置、即ち、吸気口１７に第１フィルタ２１Ａを設け、クランクケース１０の各連通孔１０Ｃと隔壁１９の各導入口１９Ｂとの間に第２フィルタ２１Ｂを設け、排気口１８に第３フィルタ２１Ｃを設け、シリンダヘッド１２の吸込口１２Ａに第４フィルタ２１Ｄを設ける構成としている。これにより、各フィルタ２１Ａ〜２１Ｄによって空気中の塵埃を捕捉し、清浄な空気をエアサスペンション３１に供給することができる。

また、各フィルタ２１Ａ〜２１Ｄは、クランクケース１０とモータハウジング８と接続配管２５を仕切る位置に配置しているから、仕切られたそれぞれの空間で発生した摩耗粉等は、他の空間に流出することはない。従って、内部で発生した摩耗粉等による異常摩耗等を防止でき、この点でも耐久性を向上することができる。

モータハウジング８の排気口１８とシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａとの間を接続する接続配管２５を設け、該接続配管２５は、長さ方向の中央位置に設けられた金属製のパイプ材からなる金属配管２５Ａと、前記モータハウジング８の排気口１８と前記金属配管２５Ａとを接続する可撓性のモータ側ホース２５Ｂと、前記金属配管２５Ａと前記シリンダヘッド１２の吸込口１２Ａとを接続する可撓性の圧縮機側ホース２５Ｃとにより構成している。

従って、金属配管２５Ａは、熱伝導率が高いから、ブラシモータ２等を冷却して温度上昇した空気が内部を流通するときに、この空気の熱を効率よく放熱することができ、圧縮機本体９による空気の圧縮効率を高めることができる。また、可撓性を有するゴムホース、樹脂ホース等からなる各ホース２５Ｂ，２５Ｃは、振動の伝達を抑制することができ、耐久性を向上することができる。

接続配管２５の金属配管２５Ａは、モータハウジング８と並行して設けられたエアドライヤ２２のドライヤケース２３に取付ける構成としている。これにより、接続配管２５は、大きく揺れたりしないように、安定的に設けることができる。

また、金属配管２５Ａとエアドライヤ２２のドライヤケース２３の外周側との間には僅かな隙間を形成し、この隙間は指が入らないように小さな隙間としている。これにより、金属配管２５Ａを掴もうとしても、隙間が小さくて掴むことができないから、接続配管２５を持って運搬するような事態を未然に防ぐことができる。

さらに、車両の車体側と車輪側との間に設けられたエアサスペンション３１から空気を排出する際に、この空気を吸気流路２６の逆方向、即ち、接続配管２５、排気口１８、ロータ４とステータ５との隙間、隙間２０、隔壁１９の導入口１９Ｂ、クランクケース１０の連通孔１０Ｃ、吸気口１７の順で空気を流通させることにより、各フィルタ２１Ａ〜２１Ｄに付着した塵埃を吹き飛ばし、該各フィルタ２１Ａ〜２１Ｄをクリーニングすることができる。

次に、図７および図８は本発明の第２の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、接続配管を形成する金属配管をエアドライヤに一体的に設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図７において、第２の実施の形態によるエアドライヤ４１は、前述した第１の実施の形態によるエアドライヤ２２とほぼ同様に、ドライヤケース４２と水分吸着剤４３とにより大略構成されている。しかし、本実施の形態によるエアドライヤ４１は、そのドライヤケース４２に後述の金属配管４４が一体的に設けられている点で、第１の実施の形態によるエアドライヤ２２と相違している。

ドライヤケース４２の外周側に設けられた金属配管４４は、後述する接続配管４５の中間部を構成するものである。金属配管４４は、図８に示すように、金属材料を用いて円筒状の容器として形成されたドライヤケース４２と一体的に形成されている。この金属配管４４は、ドライヤケース４２の軸方向に延びて設けられ、その両端部はモータ側接続口４４Ａと圧縮機側接続口４４Ｂとなって軸方向に突出している。

モータハウジング８とシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａとの間を接続して設けられた第２の実施の形態による接続配管４５は、モータハウジング８の排気口１８から排出された空気を、シリンダヘッド１２の吸込口１２Ａ側に供給するものである。この接続配管４５は、少なくとも一部に金属配管を用いている。即ち、接続配管４５は、長さ方向の中間部に設けられた前述の金属配管４４と、モータハウジング８の排気口１８と該金属配管４４のモータ側接続口４４Ａとを接続するモータ側自在継手としてのモータ側ホース４５Ａと、前記金属配管４４の圧縮機側接続口４４Ｂとシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａとを接続する圧縮機側自在継手としての圧縮機側ホース４５Ｂとにより構成されている。各ホース４５Ａ，４５Ｂは、可撓性を有するゴムホース、樹脂ホース等により構成されており、振動の伝達を抑制するものである。

これにより、接続配管４５を構成する金属配管４４とドライヤケース４２との間には、指が入らないから、金属配管４４を掴んで持ち上げることができなくなっている。また、金属配管４４は、熱伝導率が高いから、ブラシモータ２等を冷却して温度上昇した空気が内部を流通するときに、この空気の熱を放熱することができる。しかも、金属配管４４は、ドライヤケース４２と一体形成しているから、当該金属配管４４に伝達した空気の熱をドライヤケース４２側に逃がすことができる。

かくして、このように構成された第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態とほぼ同様に、接続配管４５の長さ方向の中央位置に金属配管４４を設けているから、ブラシモータ２等を冷却して温度上昇した空気の熱を放熱することができる。特に、金属配管４４は、ドライヤケース４２と一体形成しているから、金属配管４４に伝達した空気の熱をドライヤケース４２側に逃がすことができ、流通する空気を効果的に冷やすことができる。これにより、圧縮機本体９による空気の圧縮効率をより一層高めることができる。また、可撓性を有するゴムホース、樹脂ホース等からなる各ホース４５Ａ，４５Ｂは、振動の伝達を抑制することができ、耐久性を向上することができる。さらに、金属配管４４は、ドライヤケース４２と一体的に形成しているから、この金属配管４４の取付け強度を高めることができ、金属配管４４に指を掛けて空気圧縮機１を運搬することもできる。

次に、図９は本発明の第３の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、導入口をモータハウジングの圧縮機本体が取付けられる側と反対側に設ける構成としたことにある。なお、本実施の形態では前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

図９において、第３の実施の形態によるブラシモータ５１は、一端側がクランクケース１０に回転可能に支持され、他端側が後述するモータハウジング５７の底部５７Ｂに回転可能に支持された回転軸５２を有している。この回転軸５２の軸方向の中間部位には、コイルとしてのロータ５３が設けられ、該ロータ５３の外周側には該ロータ５３との間に隙間をもって対面するようにステータ５４が設けられている。このステータ５４は、永久磁石からなりモータハウジング５７の内面に固着されている。

一方、回転軸５２の圧縮機本体９と反対側、即ち、軸方向の他側部位には、円筒状のコンミテータ５５が設けられ、該コンミテータ５５の周囲には、後述の隔壁６０に取付けられた状態で４本のブラシ５６（１本のみ図示）が設けられている。４本のブラシ５６は、先端部をコンミテータ５５に押付けるように径方向に延び、この状態で周方向に９０度間隔で配置されている。これにより、各ブラシ５６は、後述する隔壁６０の導入口６０Ｂに対応する位置に固定されている。なお、各ブラシ５６は、径方向に移動可能に設けられ、コンミテータ５５に向けて付勢されている。

ブラシモータ５１を収納するモータハウジング５７は、円筒部５７Ａと底部５７Ｂとからなり、該円筒部５７Ａの内周面にはステータ５４が固着され、底部５７Ｂには後述の吸気口５８が設けられている。円筒部５７Ａの開口側（一側）はクランクケース１０に取付けられている。

モータハウジング５７の底部５７Ｂに設けられた吸気口５８は、大気をモータハウジング５７内に流入させるための開口となっている。ここで、吸気口５８を底部５７Ｂに設けることにより、流入する空気を最初に各ブラシ５６の周囲で流通させることができ、冷えた空気によってブラシ５６を冷却することができる。

一方、クランクケース１０の蓋板１０Ｂに設けられた排気口５９は、ロータ５３とステータ５４との間、各軸受１６を流通した空気を排出するための開口となっている。また、排気口５９は、後述する接続配管６２が接続される継手を形成している。

モータハウジング５７内に設けられた第３の実施の形態による隔壁６０は、モータハウジング５７の圧縮機本体９が取付けられる側と反対側、即ち、底部５７Ｂに対面する位置に設けられている。この隔壁６０は、第１の実施の形態による隔壁１９とほぼ同様に、中央にコンミテータ５５よりも大きな丸穴６０Ａを有し、該丸穴６０Ａから半径方向の外側に延びるように切欠き溝状の４本の導入口６０Ｂ（１本のみ図示）が設けられている。また、丸穴６０Ａとコンミテータ５５との間には環状の隙間６１が形成されている。

ここで、隔壁６０に設けられた４本の導入口６０Ｂは、ブラシ５６の全長に対し、該ブラシ５６の中央から先端側に亘る部分に対向するように形成されている。これにより、導入口６０Ｂでは、ブラシ５６に沿うように、高温になるブラシ５６の先端側に向け空気を積極的に流通させることができる。ブラシ５６を冷却した空気は、ブラシ５６の周囲を通ってロータ５３側に流れる。

クランクケース１０とシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａとの間を接続して設けられた第３の実施の形態による接続配管６２は、排気口５９から排出された空気をシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａ側に供給するものである。この接続配管６２は、例えば可撓性を有するゴムホース、樹脂ホース等を略Ｓ字状に曲げることにより形成されている。接続配管６２の一方はクランクケース１０の排気口５９に接続され、他方はシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａに接続されている。

ブラシモータ５１と圧縮機本体９と接続配管６２とに亘って設けられた吸気流路６３は、吸気口５８、隔壁６０の導入口６０Ｂ、隙間６１、ロータ５３とステータ５４との隙間、クランクケース１０の連通孔１０Ｃ、排気口５９、接続配管６２によって構成され、エアサスペンション３１に圧縮空気を供給する場合には、この順序で大気が流れるようになっている。

第３の実施の形態による空気圧縮機１は、上述の如き構成を有するもので、次に、車両の車高を調整する場合の空気の流れについて説明する。

まず、エアサスペンション３１により車高を高くする場合には、コントローラからの制御信号でブラシモータ５１を駆動し、圧縮機本体９のクランク１３を回転させる。これにより、圧縮機本体９のピストン１５がシリンダ１１内で往復動し、シリンダヘッド１２の吸込口１２Ａから吸込んだ空気を圧縮して吐出口１２Ｂから吐出する。

ここで、シリンダヘッド１２の吸込口１２Ａへと流通する空気の流れ、即ち、空気の吸気流路６３は、吸気口５８、隔壁６０の導入口６０Ｂ、隙間６１、ロータ５３とステータ５４との隙間、クランクケース１０の連通孔１０Ｃ、排気口５９、接続配管６２によって構成され、エアサスペンション３１に圧縮空気を供給する場合には、この順序で大気が流れるようになっている。従って、吸気口５８からモータハウジング５７内に流入した空気は、ブラシモータ５１を十分に冷却することができる。

即ち、吸気口５８からモータハウジング５７内に流入した空気は、隔壁６０の導入口６０Ｂへと流れる。この導入口６０Ｂでは、ブラシ５６の中央から先端側にかけて空気が流れる。従って、吸気口５８を通過した空気は、導入口６０Ｂから丸穴６０Ａとコンミテータ５５との隙間６１に流れる間に、コンミテータ５５に摺接することで最も高温になるブラシ５６の先端側を積極的に冷却することができる。

各ブラシ５６を冷却した空気は、ロータ５３とステータ５４との隙間、各軸受１６の周囲を通り、これらを冷却した後に排気口５９に達し、接続配管６２内を通ってシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａに供給される。これにより、圧縮機本体９は、供給される空気を圧縮してシリンダヘッド１２の吐出口１２Ｂから吐出することができる。

シリンダヘッド１２の吐出口１２Ｂから吐出された圧縮空気は、前述した第１の実施の形態と同様の流通経路によって車両のエアサスペンション３１のエア室３１Ｃに供給される。これにより、エアサスペンション３１は、ピストンロッド３１Ｂをシリンダ３１Ａから伸長させ、車体を上昇させる。

次に、車両の車高を低くする場合には、エア室３１Ｃから流出する圧縮空気を、エアドライヤ２２から圧縮機本体９をバイパスして接続配管２５に流すことにより、吸気流路６３で逆流させて外部に排出することができる。このときにも、クランクケース１０、モータハウジング５７内を空気が流れることにより、この逆流（排気）時にも各部を冷却することができる。

かくして、このように構成された第３の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得ることができる。特に、第３の実施の形態によれば、運転時に温度上昇するコンミテータ５５、各ブラシ５６がモータハウジング５７の圧縮機本体９が取付けられる側と反対側、即ち、モータハウジング５７の底部５７Ｂに配設されている場合でも、この底部５７Ｂに吸気口５８を設けることにより、コンミテータ５５、各ブラシ５６を冷えた空気で積極的に冷却することができる。

この結果、各ブラシ５６自体の寿命を延ばすことができる。各ブラシ５６の熱影響を小さくして連続して運転できる時間を延ばすことができる。また、隔壁６０に設けた各導入口６０Ｂは、各ブラシ５６に対向する位置に導入口６０Ｂを設けているから、高温になる各ブラシ５６を確実に冷却することができる。

なお、第１の実施の形態では、空気圧縮機１から車両のエアサスペンション３１のエア室３１Ｃに圧縮空気を供給する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばエアシリンダ、エアタンク等の空圧機器に圧縮空気を給排するのに空気圧縮機１を用いる構成としてもよい。この構成は他の実施の形態についても同様に適用することができるものである。

また、第１の実施の形態では、接続配管２５に自在継手として可撓性を有するゴム材料、樹脂材料等からなるホース２５Ｂ，２５Ｃを設けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、接続配管の自在継手として蛇腹状の金属配管等を用いる構成としてもよい。この構成は他の実施の形態についても同様に適用することができるものである。

また、第１の実施の形態では、隔壁１９をクランクケース１０に取付けた場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、隔壁をモータハウジングに取付ける構成としてもよい。また、隔壁をクランクケースまたはモータハウジングと一体的に設ける構成としてもよい。この構成は第２の実施の形態についても同様に適用することができるものである。

さらに、第３の実施の形態では、排気口５９とシリンダヘッド１２の吸込口１２Ａとの間を、可撓性を有するゴムホース、樹脂ホース等からなる１本の接続配管６２によって接続した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、接続配管６２の一部に金属配管を設ける構成としてもよい。

次に、上記実施の形態に含まれる発明について述べる。即ち、本発明では、モータハウジング内に気体を導入する導入口を設け、該導入口に対向する位置にブラシを固定する構成としている。これにより、空気を導入口を通過させることで、コイルを冷却する前の冷えた空気をブラシに供給することができ、高温になるブラシを確実に冷却することができる。

また、本発明によると、導入口をモータハウジングと圧縮機本体との間の隔壁に設ける構成としている。これにより、隔壁をモータハウジングと圧縮機本体との間に配置するだけで導入口を容易に設けることができる。また、導入口で空気を流通させることにより、圧縮機本体も一緒に冷却することができる。

本発明によると、導入口をモータハウジングの圧縮機本体が取付けられる側と反対側に設ける構成としている。これにより、ブラシモータのブラシが圧縮機本体と反対側に配置された構造にも適用することができる。また、外部から流入したばかりの冷えた空気を最初にブラシに供給することができ、ブラシの冷却作用を高めることができる。

本発明によると、気体の吸気流路には、ブラシの前位置および後位置に気体中の塵埃を捕捉するフィルタを設ける構成としている。これにより、フィルタは、モータハウジング内を流通する気体中の塵埃を捕捉して清浄な気体を圧縮機本体側に供給することができる。

本発明によると、モータハウジングと圧縮機本体の吸込口との間を接続する接続配管を設け、該接続配管の少なくとも一部には金属配管を用いる構成としている。これにより、金属配管は、熱伝導率が高いから、ブラシモータを冷却して温度上昇した空気が内部を流通するときに、この空気の熱を効率よく放熱することができ、圧縮機本体による空気の圧縮効率を高めることができる。

本発明によると、圧縮機本体の吐出側には、吐出された気体を乾燥させるエアドライヤを設け、金属配管は、該エアドライヤの外周側に固定する構成としている。これにより、エアドライヤを利用して接続配管の金属配管を固定することができる。

本発明によると、接続配管は、金属配管と、モータハウジングと金属配管とを接続するモータ側自在継手と、金属配管と圧縮機本体の吸込口とを接続する圧縮機側自在継手とにより構成している。これにより、金属配管は、熱伝導率が高いから、ブラシモータを冷却して温度上昇した空気が内部を流通するときに、この空気の熱を効率よく放熱することができ、圧縮機本体による空気の圧縮効率を高めることができる。また、自在継手は、振動の伝達を抑制することができ、耐久性を向上することができる。

本発明によると、金属配管とエアドライヤの外周側との間には僅かな隙間を形成する構成としている。これにより、僅かな隙間には指が入らないから、金属配管を掴もうとしても、隙間が小さくて掴むことができない。従って、接続配管を持って運搬するような事態を未然に防ぐことができる。

本発明によると、圧縮機本体のクランクケースには、気体としての大気を吸気する吸気口を設ける構成としている。これにより、吸気口から流入する大気によって圧縮機本体内を冷却することができる。

さらに、本発明によると、車両の車体側と車輪側との間に設けられたエアばねの空気を排出する際に、吸気流路を逆流して排出させる構成としている。これにより、エアばねから空気を排出するときにも、ブラシモータと圧縮機本体を冷却することができる。

１ 空気圧縮機
２，５１ ブラシモータ
３，５２ 回転軸
４，５３ ロータ（コイル）
５，５４ ステータ
６，５５ コンミテータ
７，５６ ブラシ
８，５７ モータハウジング
９ 圧縮機本体
１０ クランクケース
１０Ｃ 連通孔
１１ シリンダ
１２ シリンダヘッド
１２Ａ 吸込口
１２Ｂ 吐出口
１３ クランク
１４ コネクチングロッド
１５ ピストン
１６ 軸受
１７，５８ 吸気口
１８，５９ 排気口
１９，６０ 隔壁
１９Ａ，６０Ａ 丸穴
１９Ｂ，６０Ｂ 導入口
２０，６１ 隙間
２１Ａ〜２１Ｄ フィルタ
２２，４１ エアドライヤ
２３，４２ ドライヤケース
２４，４３ 水分吸着剤
２５，４５，６２ 接続配管
２５Ａ，４４ 金属配管
２５Ｂ，４５Ａ モータ側ホース（モータ側自在継手）
２５Ｃ，４５Ｂ 圧縮機側ホース（圧縮機側自在継手）
２６，６３ 吸気流路
３１ エアサスペンション（エアばね）

Claims (11)

1. コイルとブラシを有するブラシモータと、
   該ブラシモータを収納するモータハウジングと、
   前記ブラシモータによってクランクが回転駆動されることによりピストンをシリンダ内で往復動させ吸込口から吸込んだ気体を圧縮して吐出口から吐出する往復動式の圧縮機本体とを備えた圧縮機において、
   前記モータハウジング内の前記ブラシを冷却した後に前記コイルを冷却し前記吸込口に流れるように前記気体の吸気流路を構成したことを特徴とする圧縮機。
2. 前記モータハウジング内に前記気体を導入する導入口を設け、該導入口に対向する位置に前記ブラシを固定する構成としてなる請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記導入口を前記モータハウジングと前記圧縮機本体との間の隔壁に設ける構成としてなる請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記導入口を前記モータハウジングの前記圧縮機本体が取付けられる側と反対側に設ける構成としてなる請求項２に記載の圧縮機。
5. 前記気体の吸気流路には、前記ブラシの前位置および後位置に気体中の塵埃を捕捉するフィルタを設ける構成としてなる請求項１，２，３または４に記載の圧縮機。
6. 前記モータハウジングと前記圧縮機本体の吸込口との間を接続する接続配管を設け、該接続配管の少なくとも一部には金属配管を用いる構成としてなる請求項１，２，３，４または５に記載の圧縮機。
7. 前記圧縮機本体の吐出側には、吐出された気体を乾燥させるエアドライヤを設け、前記金属配管は、該エアドライヤの外周側に固定する構成としてなる請求項６に記載の圧縮機。
8. 前記接続配管は、前記金属配管と、前記モータハウジングと前記金属配管とを接続するモータ側自在継手と、前記金属配管と前記圧縮機本体の吸込口とを接続する圧縮機側自在継手とにより構成してなる請求項６または７に記載の圧縮機。
9. 前記金属配管と前記エアドライヤの外周側との間には僅かな隙間を形成する構成としてなる請求項７または８に記載の圧縮機。
10. 前記圧縮機本体のクランクケースには、前記気体としての大気を吸気する吸気口を設ける構成としてなる請求項１，２，３，５，６，７，８または９に記載の圧縮機。
11. 車両の車体側と車輪側との間に設けられたエアばねと、該エアばねに接続された請求項１ないし１０のいずれかに記載の圧縮機とからなり、前記エアばねの空気を排出する際に、前記吸気流路を逆流して排出させる構成としてなるエアサスペンション装置。

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