CN103511222A - 压缩机和真空机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压缩机和真空机。压缩机包括：马达；由马达往复运动的活塞；曲轴箱，曲轴箱包括形成有连通孔的壁部，并且曲轴箱收纳活塞；气缸体，所述气缸体紧固到壁部的内表面，气缸体和壁部限定室，室的容量通过活塞的往复运动而增大或减小；以及气缸盖，气缸盖紧固到壁部的外表面，并且气缸盖和壁部限定通过连通孔与室连通的流路，其中，壁部包括彼此相邻的第一壁部和第二壁部，气缸盖包括分别紧固到第一壁部和第二壁部的外表面的第一气缸盖和第二气缸盖，流路包括：第一流路，第一流路由第一壁部和第一气缸盖限定；和第二流路，第二流路由第二壁部和第二气缸盖限定并且与第一流路连通。

Description

压缩机和真空机

技术领域

本发明涉及一种压缩机和真空机。

背景技术

已知一种其中活塞在气缸内往复运动的压缩机和真空机。专利文献1公开了这样的压缩机。在该专利申请公开中，多个活塞被收纳在曲轴箱中，并且与所述多个活塞对应的多个气缸设置在曲轴箱内。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]日本专利申请公开No.2009-30462。

发明内容

待由本发明解决的问题

例如，从多个气缸排出的空气可以由除了气缸或曲轴箱以外的另一构件校正，并且空气可以从单个出口排出。例如，在专利文献1中，从每个气缸排出的空气被引入外壳，并且校正的空气从设置在外壳中的单个出口排出。在另一情况下，从每个气缸排出的空气可以由管子或管件校正。然而，除曲轴箱和气缸以外设置这样的构件，从而装置的整个尺寸增大并且部件的数量也增加。

因此，本发明的目的是提供一种压缩机和真空机，由此减小压缩机和真空机的尺寸，并且由此减少部件的数量。

解决问题的手段

根据本发明的一方面，提供有一种压缩机，所述压缩机包括：马达；由所述马达往复运动的活塞；曲轴箱，所述曲轴箱包括形成有连通孔的壁部，并且所述曲轴箱收纳所述活塞；气缸体，所述气缸体紧固到所述壁部的内表面，所述气缸体和所述壁部限定室，所述室的容量通过所述活塞的往复运动而增大或减小；以及气缸盖，所述气缸盖紧固到所述壁部的外表面，并且所述气缸盖和所述壁部限定通过所述连通孔与所述室连通的流路，其中所述壁部包括彼此相邻的第一壁部和第二壁部，所述气缸盖包括分别紧固到所述第一壁部和所述第二壁部的外表面的第一气缸盖和第二气缸盖，所述流路包括：第一流路，所述第一流路由所述第一壁部和所述第一气缸盖限定；和第二流路，所述第二流路由所述第二壁部和所述第二气缸盖限定并且与所述第一流路连通。

根据本发明的另一方面，提供有一种真空机，所述真空机包括：马达；由所述马达往复运动的活塞；曲轴箱，所述曲轴箱包括形成有连通孔的壁部，并且所述曲轴箱收纳所述活塞；气缸体，所述气缸体紧固到所述壁部的内表面，所述气缸体和所述壁部限定室，所述室的容量通过所述活塞的往复运动而增大或减小；以及气缸盖，所述气缸盖紧固到所述壁部的外表面，并且所述气缸盖和所述壁部限定通过所述连通孔与所述室连通的流路，其中所述壁部包括彼此相邻的第一壁部和第二壁部，所述气缸盖包括分别紧固到所述第一壁部和所述第二壁部的外表面的第一气缸盖和第二气缸盖，所述流路包括：第一流路，所述第一流路由所述第一壁部和所述第一气缸盖限定；和第二流路，所述第二流路由所述第二壁部和所述第二气缸盖限定并且与所述第一流路连通。

本发明的效果

根据本发明，可以提供一种压缩机和真空机，由此减小压缩机和真空机的尺寸，并且由此减少部件的数量。

附图说明

图1是根据本实施方式的压缩机的外观图；

图2是根据本实施方式的压缩机的外观图；

图3是根据本实施方式的压缩机的外观图；

图4是沿着图3的线A-A剖取的剖视图；

图5是与本实施方式具有不同结构的压缩机的局部剖视图；

图6是沿着图3的线B-B剖取的剖视图；以及

图7是关于曲轴箱的连通路径的局部放大图。

具体实施方式

图1至图3是根据第一实施方式的压缩机A的外观图。压缩机A包括：曲轴箱20；设置在曲轴箱20上的四个气缸10a至10d；以及布置在曲轴箱20上侧处的风扇F。风扇F紧固到马达。稍后将详细地描述马达。气缸10a包括：紧固到曲轴箱20的外侧的气缸盖15a；以及设置在曲轴箱20内的气缸体。同样地，其他气缸10b至10d具有相同的结构。因此，其他气缸盖15b至15d分别设置在曲轴箱20的壁部上。

具体地，气缸盖15a至15d分别紧固到曲轴箱20的外周的壁部21a至21d。如图1所示，气缸盖15a至15d关于旋转轴42以均匀的间隔径向布置。壁部21a和21b彼此相邻且垂直，并且壁部21c和21d彼此相邻且垂直。壁部21a和21c以平行方式相互面对，并且壁部21b和21d以平行方式相互面对。而且，曲轴箱20设置有靠近马达的上壁部21e。气缸盖、气缸体、曲轴箱20由具有良好散热特性的诸如铝之类的金属制成。另外，壁部21c设置有用于将空气引入曲轴箱20中的喷嘴E1，并且气缸盖15c设置有用于排出空气的喷嘴E2。

紧固到马达的风扇F包括：具有大致筒形形状的主体部FM；形成在该主体部FM的外侧处的环部FR；以及形成在主体部FM和环部FR之间的多个叶片部FB。马达的旋转使得活塞在曲轴箱20内往复运动并且使得风扇F旋转，如稍后将详细地描述的。这能冷却整个压缩机A。

图4是沿着图3的线A-A剖取的剖面图。首先，将描述马达M。马达M包括：线圈30、转子40、定子50和印刷电路板PB。定子50由金属制成。定子50紧固到曲轴箱20。多个线圈30绕定子50缠绕。线圈30和印刷电路板PB电连接。关于印刷电路板PB，在具有刚性的绝缘板上形成有导电图案。用于向线圈30、信号连接器和其它电子部件供应电力的未示出的电源连接器安装在印刷电路板PB上。例如，电子部件是用于控制线圈30的通电状态的诸如FET之类的输出晶体管（开关元件），或电容器。线圈30被通电，因此定子50被通电。

转子40包括：旋转轴42；磁轭44；以及一个或多个永磁体46。旋转轴42由布置在曲轴箱20内的多个轴承旋转地支承。磁轭44通过毂43紧固到旋转轴42，因此磁轭44和旋转轴42一起旋转。磁轭44具有大致筒形形状并且由金属制成。一个或多个永磁体46紧固到磁轭44的内周侧。永磁体46面对定子50的外周面。线圈30被通电，因此定子50被通电。因此，在永磁体46和定子50之间产生磁吸力和磁斥力。该磁力允许转子40相对于定子50旋转。如上提及的，马达M是供转子40在其中旋转的外转子式马达。

风扇F的主体部FM紧固到磁轭44。具体地，风扇F的主体部FM通过压配合或接合来紧固到磁轭44，但是紧固方式不限于此。主体部FM设置有多个孔FH以减小其重量。而且，磁轭44设置有孔H。风扇F紧固到磁轭44使得磁轭44的孔H重叠风扇F的几个孔FH。这允许空气通过孔H和FH流入马达M中。这能促进马达M的内侧的散热，例如，线圈30的散热。而且，已通过孔H和FH流入马达M中的空气通过定子50和永磁体46之间的间隙部分地流向气缸盖15a至15d以及曲轴箱20。因此可以冷却压缩机A，该压缩机通过活塞的滑动和空气的绝热压缩被加热。另外，定子50从孔H部分露出，如图1和图2所示。

接下来，将描述曲轴箱20的内部结构。旋转轴42在曲轴箱20内延伸。多个活塞25a至25d连接至旋转轴42在曲轴箱20内的那部分。活塞25a的近端通过在从旋转轴42的中心位置偏心的位置处的轴承连接到位。旋转轴42沿单个方向的旋转允许活塞25a往复运动。同样地，其它气缸10b至10以及分别在其内移动的其它活塞25b至25d具有相同的结构。四个活塞25a至25d之间的位置相差是90度。曲轴箱20设置有位于与马达M侧相对的一侧处的下壁部21f。

气缸体12a和12c分别紧固到曲轴箱20的壁部21a和21c的内表面。当旋转轴42旋转时，活塞25a的远端在气缸体12a上滑动。这里，室13a由活塞25a的远端、气缸体12a和曲轴箱20的壁部21a限定。室13a的容量通过活塞25a的往复运动而增大和减小。同样地，其他活塞和其他气缸体以相同方式构造。

如图1至图4所示，喷嘴E1设置在曲轴箱20的壁部21c中。喷嘴E1装配到设置在壁部21c中的通孔内。活塞25a的往复运动允许空气通过喷嘴E1被引入曲轴箱20中。活塞25a的远端设置有连通孔26a，如图4所示。活塞25a的远端的端面设置有用于打开和关闭连通孔26a的未示出的阀构件。在气缸盖15a和壁部21a之间限定有流路18a。室13a和流路18a由壁部21a分开，该壁部形成有使室13a和流路18a连通的连通孔22a。连通孔22a由紧固到壁部21a的外表面的阀构件Va来打开或关闭。同样地，其他气缸盖15b至15d以及壁部21b至21d以相同的方式构造。

活塞25a的往复运动改变了室13a的容量。响应于此，空气通过连通孔26a被引入室13a并且在室13a内被压缩。压缩空气通过连通孔22a被排入流路18a中。流路18a由壁部21a的外表面和气缸盖15a限定。具体地，突出部23a从壁部21a的外表面突出。突出部23a包括夹设连通孔22a的上部和下部。两个突出部23a形成为绕旋转轴42在壁部21a上延伸。气缸盖15a紧固到突出部23a。同样地，突出部23c从壁部21c的外表面突出，并且气缸盖15c紧固到突出部23c以限定流路18c。同样地，其他壁部和其他气缸盖限定相同的流路，如稍后将详细地描述的。

同样地，其他气缸10b至10d具有相同的结构。因此，通过喷嘴E1被引入曲轴箱20的空气通过活塞25a至25d的往复运动被压缩，并且被排出曲轴箱20外。另外，如图4所示，平衡器B1和B2连接到在曲轴箱20内的旋转轴42。

如图4所示，气缸体12a布置在曲轴箱20内，并且曲轴箱20的壁部21a用作供安置活塞25a的座部。同样地，其他壁部21b至21d分别用作供安置活塞25b至25d的座部。另外，为了避免安置活塞过程中的碰撞噪声，可以形成微小间隙以便不会完全安置活塞。因此，压缩机A的尺寸沿活塞25a至25d往复运动所处的方向（也就是说，沿垂直于旋转轴42的方向）减小。这将在下面描述。

图5是与根据本实施方式的压缩机A具有不同结构的压缩机A’的示例的说明图。另外，在压缩机A’中，与根据第一实施方式的压缩机A相似的部件用相似的附图标记表示，并且将省略那些部件的描述。而且，图5是压缩机A’的局部剖视图。如图5所示，关于压缩机A’，气缸体12a’紧固到曲轴箱20’的壁部21a’的外表面。而且，气缸盖15a’紧固到气缸体12a’。在限定于气缸体12a’侧的室13a’和限定于气缸盖15a’侧的排气室18a’之间设置有分隔构件21A’。分隔构件21A’用作供活塞25a’的远端安置的座部。因此，曲轴箱20’的壁部21a’以及分隔构件21A’沿垂直于旋转轴42’的方向布置。而且，壁部21c’和分隔构件21C’以相同方式布置。其他壁部和其他分隔构件以相同的方式布置。为此，压缩机A’的尺寸沿垂直于旋转轴42’的方向增大。

然而，在本实施方式中，曲轴箱20的壁部21a至21d分别用作用于活塞25a至25d的座部。因此，根据本实施方式的压缩机A不需要分隔构件21A’。因此，在根据本实施方式的压缩机A中，尺寸沿活塞25a至25d往复运动所处的方向减小，并且部件的数量减小。

而且，在图5所示的压缩机A’中，曲轴箱20’的壁部21a’和21c’形成有切除部21a’1和21c’1，这些切除部分别具有避开活塞25a’和25c’的轴部的尺寸。而且，其他壁部以相同的方式具有切除部。另一方面，在根据本实施方式的压缩机A中，尽管曲轴箱20的壁部21a设置有连通孔22a，但是壁部21a未设置有如形成在压缩机A’的壁部21a’中的这样大的切除部21a’1。因此，曲轴箱20的硬度大于曲轴箱20’的硬度。因此，改善了曲轴箱20的耐久性。而且，曲轴箱20具有高硬度，因此易于加工曲轴箱20。

在压缩机A’中，上面提及的切除部21a’1设置在曲轴箱20’的壁部21a’中，并且气缸体12a’紧固到壁部21a’的外表面。因此，空气可能从壁部21a’和气缸体12a’之间的间隙泄漏，从而可能出现驱动噪声。在本实施方式中，在曲轴箱20中不设置这样大的切除部。因此可以改善曲轴箱20的气密性并且可以防止空气从曲轴箱20泄漏，由此防止出现驱动噪声。而且，可以想象的是，诸如橡胶构件的密封构件布置成覆盖间隙以便防止空气从所述间隙泄漏。然而，布置这样的橡胶密封构件会使得部件的数量增加。与曲轴箱20’相比，在根据本实施方式的曲轴箱20中，几乎不存在空气可能泄漏的点。因此，减少了用于防止空气泄漏的这种橡胶密封构件的数量。

因此，减小了压缩机A的整个尺寸。然而，与曲轴箱20’的尺寸相比，供气缸体12a等设置在其内的曲轴箱20被设置成大的。因此，曲轴箱20的壁部21a至21d中的每个面积都相对大。在本实施方式中，均具有大面积的壁部21a至21d被部分利用以形成流路。

此外，确保了壁部21a至21d的面积，并且而且确保了除流路以外的平坦部的面积。因此，在根据本实施方式的压缩机A中，喷嘴E1设置在该平坦部中。因为壁部21a至21d的平坦部的面积以这样的方式被确保，因此喷嘴E1可以设置在平坦部中的任何位置处。这改善了喷嘴E1的位置的灵活性。另外，喷嘴E1的位置不限于图中所示的位置。喷嘴E1可以设置在壁部21a至21f的平坦部中的任意位置处，包括曲轴箱的上表面和下表面。

而且，因为确保了壁部21a至21d的平坦部的面积，因此改善了借助风扇F的冷却效果。此外，壁部21a至21d的平坦部可以设置有促进曲轴箱20的散热的散热片。平坦部能以上述方式被有效地使用。

图6是沿着图3的线B-B剖取的剖视图。如图6所示，流路18a至18d分别形成在壁部21a至21d与气缸盖15a至15d之间。这些流路18a至18d形成在曲轴箱20的壁部21a至21d的外侧处，以便围绕旋转轴42。流路18a至18d通过形成在曲轴箱20中的连通路径18ad、18ab、18bc和18dc彼此连通。

连通路径18ad在流路18a和8d之间连通。连通路径18ab在流路18a和18b之间连通。连通路径18bc在流路18b和18c之间连通。连通路径18dc在流路18d和18c之间连通。这些连通路径18ad、18cd、18bc和18dc分别设置在曲轴箱20的角部处。

图7是关于曲轴箱20的连通路径18dc的局部放大图。图7示出了其中气缸盖15c和15d被移除的状态。为了示出连通路径18dc，曲轴箱20的角部被切除，从而连通路径18dc在流路18c和18d之间连通。其他连通路径18ab、18ad和18bc具有相同的结构。

以这样的方式，彼此接合的多个流路18a至18d被分别限定在曲轴箱20的外表面与多个气缸盖15a至15d之间。因此，不需要用于将这些流路18a至18d彼此接合的诸如管子或管件之类的其他构件。因此可以减小根据本实施方式的压缩机A的尺寸并且减少部件的数量。

另外，当马达M驱动并且活塞25a至25d驱动时，空气从相邻流路中的一个流路通过连通路径朝向所述相邻流路中的另一流路流动。例如，空气从流路18d通过连通路径18dc流入流路18c中。

而且，马达M是外转子式马达。在外转子式马达和内转子式马达具有相同的尺寸的情况下，该外转子式马达倾向于比内转子式马达具有更高的转矩。换言之，如果外转子式马达具有与内转子式马达相同的输出，那么外转子式马达能制造得更小。因此，根据本实施方式的压缩机A的马达M制造得小型化。

而且，风扇F紧固到马达M的磁轭44。与其中风扇布置成使得风扇和马达M夹设曲轴箱20的情况相比，压缩机A的尺寸例如沿旋转轴42的轴向方向减小。

风扇由合成树脂制成。供风扇F紧固的磁轭44由金属制成。风扇F的振动的衰减率大于转子40的衰减率。因此可以减小压缩机A的驱动噪声。此外，环部FR设置在多个叶片FB的端部处以防止操作员接触叶片FB的端部并且受伤。而且，优选地是，风扇F的尺寸应该大于压缩机的垂直于旋转轴42的表面。

如上提及的，压缩机A的尺寸减小，这是因为气缸体12a紧固到曲轴箱20的壁部21a的内表面，气缸盖15a紧固到壁部21a的外表面，流路18a至18d通过形成在曲轴箱20中的连通路径18ad、18ab、18bc和18dc连通，采用外转子式马达M，并且风扇F紧固到马达M的磁轭44。

而且，在压缩机A中，驱动噪声减小，这是因为曲轴箱20的气密性被改善，并且风扇F的衰减率大于转子40的衰减率。

另外，当对象装置在压缩机A进气口侧连接时或者当止回阀以与在压缩机A中的安装方式相反的安装方式布置时，压缩机A充当真空机。

而且，在压缩机A用作真空机的另一情况下，对象装置连接至喷嘴E1。在该情况下，设置在气缸10a内的阀构件可以与压缩机A相同。

虽然已经详细地示出了本发明的示例性实施方式，但是本发明不限于上述实施方式，并且在没有脱离本发明的范围的情况下可以形成其他实施方式、变化和修改。

上述实施方式是其中设置四对气缸和活塞的构造的示例。然而，本发明不限于该构造。例如，可以设置一对、两对或三对气缸和活塞。可以设置四对以上的气缸和活塞。

Claims (14)

1.一种压缩机，所述压缩机包括：

马达；

由所述马达往复运动的活塞；

曲轴箱，所述曲轴箱包括形成有连通孔的壁部，并且所述曲轴箱收纳所述活塞；

气缸体，所述气缸体紧固到所述壁部的内表面，所述气缸体和所述壁部限定室，所述室的容量通过所述活塞的往复运动而增大或减小；以及

气缸盖，所述气缸盖紧固到所述壁部的外表面，并且所述气缸盖和所述壁部限定通过所述连通孔与所述室连通的流路；

其中，所述壁部包括彼此相邻的第一壁部和第二壁部；

所述气缸盖包括分别紧固到所述第一壁部和所述第二壁部的外表面的第一气缸盖和第二气缸盖；

所述流路包括：

第一流路，所述第一流路由所述第一壁部和所述第一气缸盖限定；和

第二流路，所述第二流路由所述第二壁部和所述第二气缸盖限定并且与所述第一流路连通。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其中：

所述曲轴箱形成有在所述第一流路和所述第二流路之间连通的连通路径；并且

所述活塞的往复运动允许空气从所述第一流路和所述第二流路中的一者通过所述连通路径朝向所述第一流路和所述第二流路中的另一者流动。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，所述壁部的未设置有所述流路的部分设置有将所述曲轴箱的内侧和外侧连通的气孔。

4.根据权利要求1或2所述的压缩机，其中，所述马达是布置在所述曲轴箱的外侧的外转子式马达。

5.根据权利要求4所述的压缩机，其中，所述马达的外转子设置有风扇。

6.根据权利要求5所述的压缩机，其中，所述风扇关于所述外转子径向布置。

7.根据权利要求5或6所述的压缩机，其中：

所述风扇紧固到所述外转子的磁轭；并且

所述风扇和所述磁轭均设置有孔，以允许空气从所述马达的外侧流到所述马达的内侧。

8.一种真空机，所述真空机包括：

马达；

由所述马达往复运动的活塞；

曲轴箱，所述曲轴箱包括形成有连通孔的壁部，并且所述曲轴箱收纳所述活塞；

气缸体，所述气缸体紧固到所述壁部的内表面，所述气缸体和所述壁部限定室，所述室的容量通过所述活塞的往复运动而增大或减小；以及

气缸盖，所述气缸盖紧固到所述壁部的外表面，并且所述气缸盖和所述壁部限定通过所述连通孔与所述室连通的流路；

其中，所述壁部包括彼此相邻的第一壁部和第二壁部；

所述气缸盖包括分别紧固到所述第一壁部和所述第二壁部的外表面的第一气缸盖和第二气缸盖；

所述流路包括：

第一流路，所述第一流路由所述第一壁部和所述第一气缸盖限定；和

第二流路，所述第二流路由所述第二壁部和所述第二气缸盖限定并且与所述第一流路连通。

9.根据权利要求8所述的真空机，其中：

所述曲轴箱形成有在所述第一流路和所述第二流路之间连通的连通路径，并且

所述活塞的往复运动允许空气从所述第一流路和所述第二流路中的一者通过所述连通路径朝向所述第一流路和所述第二流路中的另一者流动。

10.根据权利要求8或9所述的真空机，其中，所述壁部的未设置有所述流路的部分设置有将所述曲轴箱的内侧和外侧连通的气孔。

11.根据权利要求8或9所述的真空机，其中，所述马达是布置在所述曲轴箱的外侧的外转子式马达。

12.根据权利要求11所述的真空机，其中，所述马达的外转子设置有风扇。

13.根据权利要求12所述的真空机，其中，所述风扇关于所述外转子径向布置。

14.根据权利要求12或13所述的真空机，其中：

所述风扇紧固到所述外转子的磁轭；并且

所述风扇和所述磁轭均设置有孔，以允许空气从所述马达的外侧流到所述马达的内侧。

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