壓縮機及使用該壓縮機的空氣懸架裝置的製作方法

2023-06-07 01:49:51

專利名稱：壓縮機及使用該壓縮機的空氣懸架裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種搭載於例如，四輪機動車等車輛的壓縮機及使用該壓縮機的空氣懸架裝置，特別是，涉及一種適用於對空氣懸架等供給或排出調整車高用壓縮空氣的壓縮機及使用該壓縮機的空氣懸架裝置。
背景技術：
通常，例如，為了抑制根據裝載重量的變化等的車輛高度(車高)的變化，並且也為了根據駕駛者的喜好等適當地調整車高，從車載的空氣壓縮機(空氣壓縮機)對作為車高調整裝置而搭載於車輛的空氣彈簧供給或排出壓縮空氣。向空氣彈簧供給壓縮空氣的車載用空氣壓縮機，通過電動機驅動往復式的壓縮機，從而壓縮吸入該壓縮機的空氣並向空氣彈簧供給。另外，例如日本特開2004-60524號公報所記載，壓縮機吸入空氣時，通過使該空氣流經電動機的內部，使其在定子與轉子之間流動，從而冷卻上述定子與轉子。在日本特開2004-60524號公報的空氣壓縮機中，流入電動機內部的空氣流過定子與轉子之間的間隙後，向與換向器滑動接觸的電刷流動。因此，因為流過定子與轉子之間的間隙而溫度上升的空氣被供給到電刷，所以存在不能夠有效地冷卻該電刷的問題。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種壓縮機及使用該壓縮機的空氣懸架裝置，其能夠通過積極地冷卻溫度上升的電刷，而延長電刷的壽命和運轉時間。為了解決上述技術問題，本發明所採用的壓縮機，其具備換向器電動機，其具有線圈和電刷；電動機殼體,其收納該換向器電動機；壓縮機主體,其為往復運動式,其通過所述換向器電動機驅動曲柄旋轉，使活塞在氣缸內往復運動，從而壓縮從吸入ロ吸入的氣體並將其從排出ロ排出；所述壓縮機的特徵在於，所述氣體的進氣流路構成為使所述氣體冷卻所述電動機殼體內的所述電刷後，冷卻所述線圈並向所述吸入口流動。


圖I是表示本發明的第一實施方式的空氣壓縮機的縱向剖面圖。圖2是圖I所示的空氣壓縮機的右視圖。圖3是從圖I中的箭頭III-III方向看的曲柄箱、電刷及分隔壁(導入口)等的剖面圖。圖4是單獨表示圖3中的分隔壁的主視圖。圖5是從圖I中的箭頭V-V方向看的金屬配管相對於空氣乾燥器的安裝狀態的剖面圖。圖6是表示從空氣壓縮機到空氣懸架的壓縮空氣的供給結構的流路圖。圖7是表示本發明的第二實施方式的空氣壓縮機的縱向剖面圖。
圖8是從圖7中的箭頭VIII-VIII方向看的空氣乾燥器與金屬配管的關係的剖面圖。圖9是表示本發明的第三實施方式的空氣壓縮機的縱向剖面圖。
具體實施例方式以下，以作為車載用的空氣 壓縮機而使用的情況為例，根據附圖對本發明的實施方式的壓縮機進行詳細的說明。首先，圖I至圖6表示本發明的第一實施方式。在圖I中，車載用的空氣壓縮機I由後述的換向器電動機2、電動機殼體8、壓縮機主體9及空氣乾燥器22等構成。作為空氣壓縮機I的動カ源的換向器電動機2設置在後述的電動機殼體8內。另夕卜，換向器電動機2具有旋轉軸3，該旋轉軸3的一端側能夠旋轉地支承在後述的曲柄箱10上，而另一端側能夠旋轉地支承在電動機殼體8的底部8B。在該旋轉軸3的軸向的中間部位設置有作為線圈的轉子4，在該轉子4的外周側設置有定子5，該定子5與該轉子4之間存在間隙並且與該轉子4相對設置。該定子5由永磁鐵構成並固定在後述的電動機殼體8的內面。另ー方面，在旋轉軸3的ー側的部位設置有圓筒狀的換向器6，並且在該換向器6的周圍以被安裝在後述的分隔壁19的狀態設置有四個電刷7。四個電刷7被配置為，以使其前端部按壓在換向器6上的方式沿徑向延伸，並且在該狀態下，在周向間隔90度地配置該四個電刷7。因此，各電刷7固定在與後述的分隔壁19的導入口 19B對應的位置。另外，各電刷7被設置為能夠沿徑向移動，並且朝向徑向內側，即，朝向換向器6施力。收納有換向器電動機2的電動機殼體8由圓筒部8A和底部8B構成，在該圓筒部8A的內周面上固定有定子5，並且在底部8B設置有後述的排氣ロ 18。圓筒部8A的開ロ側安裝在後述的曲柄箱10。接著，被換向器電動機2驅動的壓縮機主體9設置在電動機殼體8的一端側。壓縮機主體9構成為包括箱形的曲柄箱10、搭載於該曲柄箱10上的氣缸11、搭載於該氣缸11上的氣缸頭12 (參照圖2)、在所述曲柄箱10內並安裝於旋轉軸3的一端部的曲柄13、基端側安裝於該曲柄13的連杆14及安裝於該連杆14的前端部並且在所述氣缸11內進行往復運動的活塞15。曲柄箱10的一端側為軸承安裝面10A，在該軸承安裝面IOA的中央位置安裝有支承旋轉軸3的一端側的軸承16。另外，曲柄箱10的另一端側被蓋板IOB封閉。在此，在曲柄箱10的蓋板IOB的大致中央部設置有後述的進氣ロ 17。另外，在軸承安裝面IOA上設置有用於使從所述進氣ロ 17流入的空氣向換向器電動機2側流動的通孔10C。該通孔IOC位於所述軸承16的外周側並且設置在周向的四個位置，從而與四個電刷7對應。在氣缸頭12上設置有空氣的吸入ロ 12A和排出ロ 12B (參照圖6參照)，後述的連接配管25的壓縮機側軟管25C與吸入ロ 12A連接。後述的空氣乾燥器22與排出ロ 12B側連接。另外，在氣缸頭12上設置有吸入閥和排出閥(均未圖示)。而且，連杆14的基端側經由軸承16A能夠旋轉地安裝在曲柄13的偏心位置。設置於曲柄箱10的蓋板IOB上的進氣ロ 17是用於使大氣流入曲柄箱10內的開ロ。在此，在將進氣ロ 17設置於蓋板IOB的情況下，流經曲柄箱10而流入電動機殼體8內的空氣最初在電刷7的周圍流動，從而能夠利用冷空氣冷卻該電刷7。另外，配置有進氣ロ17的蓋板IOB的大致中央部位於與各軸承16、16A相対的位置，從而能夠利用從進氣ロ 17流入的空氣冷卻各軸承16，16A。另ー方面，設置於電動 機殼體8的底部8B的排氣ロ 18是用於排出在轉子4與定子5之間流動的空氣的開ロ。另外，排氣ロ 18形成有與後述的連接配管25的電動機側軟管25B連接的接頭。如圖3、圖4所不,設置於電動機殼體8與壓縮機主體9之間的分隔壁19形成為，在其中央具有比換向器6大的圓孔19A的圓環狀的板體。該分隔壁19例如螺栓固定在例如，曲柄箱10的軸承安裝面IOA上。中央的圓孔19A形成為比換向器6大，由於在中央的圓孔19A與該換向器6之間形成環狀的間隙20，因此利用該間隙20作為空氣(冷卻風)的通道。在此，在分隔壁19上設置有四個切槽狀的導入口 19B，該導入口 19B從圓孔19A向半徑方向的外側延伸。四個該導入口 19B的外側端部處於與曲柄箱10的通孔IOC相対的位置，四個該導入口 19B從該位置沿四個電刷7並與四個電刷7相對配置地向圓孔19A側延伸。另外，相對於電刷7的全長，各導入口 19B形成為，與從該電刷7的中央到該電刷7的前端側的部分相対。由此，在導入口 19B，能夠使空氣從通孔IOC朝向間隙20流動，並且能夠使空氣積極地沿由於與換向器6滑動接觸而處於高溫的電刷7的前端側流動。冷卻各電刷7的空氣流經該電刷7的周圍向轉子4側流動。在進氣ロ 17設置有第一過濾器21A，在曲柄箱10的各通孔IOC (軸承安裝面10A)與分隔壁19的各導入口 19B之間設置有第二過濾器21B，在排氣ロ 18設置有第三過濾器21C，在氣缸頭12的吸入ロ 12A設置有第四過濾器21D。上述過濾器21A 21D配置在各電刷7的上遊位置及下遊位置。由此,在向後述的空氣懸架31供給空氣時,各過濾器21A 21D能夠捕捉在後述的進氣流路26中流動的空氣中的塵埃，從而向空氣懸架31供給乾淨的空氣。另ー方面，當從空氣懸架31排出空氣時，由於空氣在進氣流路26中逆向流動，因此吹落附著於各過濾器21A 21D的塵埃，從而防止阻塞各過濾器21A 21D。另外，因為各過濾器21A 21D配置在分隔曲柄箱10、電動機殼體8、連接配管25及氣缸頭12的位置，所以被分別隔開的空間中所產生的摩擦粉等不會向其他空間流出。如圖5所示，與氣缸頭12的排出ロ 12B連接而設置的空氣乾燥器22大致由乾燥器殼體23和水分吸附劑24構成，其中，所述乾燥器殼體23由中空的密閉容器構成，所述水分吸附劑24由收納於該乾燥器殼體23內的矽膠等乾燥劑構成。空氣乾燥器22的乾燥器殼體23的一端側與氣缸頭12的排出ロ 12B側連接。空氣乾燥器22配置為與電動機殼體8並排延伸。乾燥器殼體23的另一端側設置有用於相對於後述的空氣懸架31供給或排出(給排する)乾燥狀態的壓縮空氣的給排ロ 23A。如圖6所示，該給排ロ 23A經由後述的空氣配管32等與多個空氣懸架31 (圖中只表示I個)連接。另外，在乾燥器殼體23的外周側，在靠近電動機殼體8側的位置設置有兩個配管保持爪23B。如圖I、圖5所示，該配管保持爪23B具有彈性並形成為C形，以夾著後述的連接配管25的金屬配管25A的軸向的兩端側的方式進行保持。在此，各配管保持爪23B將該金屬配管25A固定在接近乾燥器殼體23的外周面的位置，使金屬配管25A與乾燥器殼體23的外周側之間形成狹窄的間隙。從而使手指不能插入金屬配管25A與乾燥器殼體23之間，也就不能抓住金屬配管25A向上提起。壓縮空氣朝向空氣懸架31流動時，空氣乾燥器22通過使該壓縮空氣與水分吸附劑24接觸而吸附並除去水分，從而朝向空氣懸架31供給乾燥的壓縮空氣。另一方面，從空氣懸架31排出壓縮空氣時，因為乾燥的壓縮空氣在乾燥器殼體23內逆向流動，所以使附著於水分吸附劑24的水分脫離水分吸附劑24，從而使水分吸附劑24再生，使其能夠重新吸附水分。連接電動機殼體8的排氣口 18與氣缸頭12的吸入口 12A而設置的連接配管25將從電動機殼體8的排氣口 18排出的空氣供給到氣缸頭12的吸入口 12A側。該連接配管25的至少一部分使用金屬配管。即，連接配管25由金屬配管25A、電動機側軟管25B，壓縮機側軟管25C構成，其中，所述金屬配管25A設置於長度方向的中間部並且由金屬制的管部件構成，所述電動機側軟管25B是連接電動機殼體8的排氣口 18與該金屬配管25A的電動機側萬向接頭，所述壓縮機側軟管25C是連接所述金屬配管25A與氣缸頭12的吸入口 12A的壓縮機側萬向接頭。各軟管25B，25C由具有撓性的橡膠軟管、樹脂軟管等構成，並且抑制振動的傳遞。在此，金屬配管25A固定並夾持在設置於乾燥器殼體23的兩個配管保持爪23B。在該情況下，金屬配管25A固定在接近乾燥器殼體23的外周面的位置。由此，由於手指不能插入金屬配管25A與乾燥器殼體23之間，因此能夠防止抓住金屬配管25A向上提起的動作。而且，因為金屬配管25A的導熱率高，所以當冷卻換向器電動機2等而溫度上升的空氣在內部流動時，能夠使該空氣的熱量有效地進行散熱。穿越壓縮機主體9、換向器電動機2及連接配管25而設置的進氣流路26是向氣缸頭12的吸入口 12流動的空氣的流動路徑。即，進氣流路26由進氣口 17、曲柄箱10的通孔10C、分隔壁19的導入口 19B、間隙20、轉子4與定子5之間的間隙、排氣口 18及連接配管25構成，在向空氣懸架31供給壓縮空氣的情況下，大氣按照該順序流動。如圖6所示，設置於氣缸頭12的吸入側的給排切換閥27大致由旁通管路28、二位二通的空氣旁路式的電磁開閉閥29及二位二通的空氣旁路式的開閉閥30構成，其中，所述旁通管路28繞過壓縮機主體9使連接配管25 (氣缸頭12的吸入口 12A)與空氣乾燥器22的一端側連接，所述電磁開閉閥29設置在該旁通管路28並且與控制器(未圖示)連接，所述開閉閥30與該電磁開閉閥29串聯設置並且通過將該電磁開閉閥29切換至(b)位置而使其處於開閥位置(d)。電磁開閉閥29始終處於阻斷位置(a)而阻斷旁通管路28，當從控制器供給控制信號時，電磁開閉閥29切換至連通位置(b)並且也使開閉閥30切換至(d)，從而連通旁通管路28。作為搭載於車輛的空氣彈簧的空氣懸架31分別設置在車輛的車體側與車輪側(均未圖示)之間，例如在四輪機動車的情況下，在前輪側和後輪側共計配置四個空氣懸架31。空氣懸架31在氣缸31A與活塞杆31B之間具備空氣室31C，該空氣室31C經由空氣配 管32與構成空氣乾燥器22的乾燥器殼體23的給排口 23A連接。另外，設置於空氣配管32中途的空氣給排閥33由二位二通的電磁旁路式的開閉閥形成。該空氣給排閥33始終處於阻斷位置(e)而阻斷空氣配管32，當供給來自控制器的控制信號時，該空氣給排閥33切換至連通位置(f)，與空氣配管32連通。第一實施方式的空氣壓縮機I具有如上所述的結構，接著，對調整車輛的車高的情況下的空氣的流動進行說明。首先，在通過空氣懸架31提高車高的情況下，利用來自控制器的控制信號驅動換向器電動機2，並且使壓縮機主體9的曲柄13旋轉。由此，壓縮機主體9的活塞15在氣缸11內往復運動，壓縮從氣缸頭12的吸入口 12吸入的空氣並從排出口 12B排出。在此，流向氣缸頭12的吸入口 12的空氣的流動，即，空氣的進氣流路26由進氣口17、曲柄箱10的通孔10C、分隔壁19的導入口 19B、間隙20、轉子4與定子5之間的間隙、排氣口 18及連接配管25構成，在向空氣懸架31供給壓縮空氣的情況下，大氣按照該順序流動。因此，從進氣口 17流入曲柄箱10內的空氣沿各軸承16、16A流動，從而冷卻該各軸承16、16A。需要說明的是,與換向器電動機2相比，由於各軸承16、16A運轉時的溫度的上升很小，因此即使流經該軸承16、16A的空氣也能夠充分地冷卻換向器電動機2。流過各軸承16、16A的空氣的一部分流經曲柄箱10的通孔IOC向分隔壁19的導入口 19B流動。在該導入口 19B，空氣沿該電刷7從電刷7的中央流動至電刷7的前端側。因此，當流過通孔IOC的空氣通過導入口 19B向圓孔19A與換向器6之間的間隙20流動時，能夠積極地冷卻由於與換向器6滑動接觸而處於最高溫的電刷7的前端側。冷卻各電刷7的空氣流過轉子4與定子5之間的間隙，在冷卻上述轉子4和定子5後到達排氣口 18。這時，吸收了各部件熱量的空氣處於高溫狀態。但是，當溫度上升的空氣從排氣口 18流經連接配管25向吸入口 12A流動，空氣在中途的金屬配管25A中流動時，能夠釋放空氣的熱量，從而能夠向氣缸頭12的吸入口 12A供給冷空氣。由此，壓縮機主體9能夠高效率地壓縮被抑制了熱膨脹的空氣。另外，當空氣在空氣的進氣流路26流動時，能夠利用多個過濾器21A 21D捕捉空氣中的塵埃，並且能夠向空氣懸架31供給乾淨的空氣。從氣缸頭12的排出口 12B排出的壓縮空氣供給至空氣乾燥器22，通過與乾燥器殼體23內的水分吸附劑24接觸，該壓縮空氣中的水分被吸附，從而形成乾燥的壓縮空氣。乾燥的壓縮空氣流經空氣配管32、切換至連通位置(f)的空氣給排閥33供給至車輛的空氣懸架31的空氣室31C。由此，空氣懸架31使活塞杆31B從氣缸31A伸長，從而使車體上升。接著，對降低車輛的車高的情況進行說明。首先，使換向器電動機2停止，處於停止壓縮機主體9的運轉的狀態，並且將電磁開閉閥29切換至切換位置(b)。由此，通過將開閉閥30切換至連通位置(d)而連通旁通管路28。由此，從空氣懸架31的空氣室31C排出的空氣流經空氣配管32逆向流動至空氣乾燥器22的乾燥器殼體23內，通過吸收附著於乾燥器殼體23內的水分吸附劑24的水分而使該水分吸附劑24再生。之後，從空氣乾燥器22流出的空氣流經旁通管路28、開閉閥29流動至連接配管25。由於到達連接配管25的空氣在進氣流路26沿逆方向流動，因此吹落附著於各過濾器21A 21D的塵埃，從而使水分吸附劑24再生。另外，由於空氣在電動機殼體8、曲柄箱10內流動，因此，即使在該逆向流動(排氣)時也能夠冷卻各部件。由此，根據第一實施方式，從形成進氣流路26的進氣口 17流入曲柄箱10內的空氣以冷卻各電刷7後冷卻轉子4和定子5的方式流動。因此，能夠利用並不熱的冷空氣積極地冷卻在電動機殼體8內處於高溫的電刷7。其結果是，通過積極地冷卻在電動機殼體8內處於最高溫並且對換向器電動機2的壽命影響很大的各電刷7，能夠延長該各電刷7自身的壽命。能夠通過減小各電刷7的熱影響而延長能夠連續運轉的時間。因為在電動機殼體8內的分隔壁19,在與各電刷7相對的位置設置有導入口 19B,所以能夠可靠地冷卻處於高溫的各電刷7。而且，相對於電刷7的全長，各導入口 19B形成為與從該電刷7的中央至該電刷7的前端側的部分相對。因此，導入口 19B能夠使空氣積極地朝向由於與換向器6滑動接觸而處於高溫的電刷7的前端側流動，並且能夠高效率地冷卻該電刷7。另外，氣體的進氣路徑構成為，在電刷7的上遊位置、下遊位置，即，在進氣口 17設置有第一過濾器21A，在曲柄箱10的各通孔IOC與分隔壁19的各導入口 19B之間設置有第二過濾器21B，在排氣口 18設置有第三過濾器21C，在氣缸頭12的吸入口 12A設置有第四過濾器21D。由此，能夠通過各過濾器21A 21D捕捉空氣中的塵埃，從而向空氣懸架31供給乾淨的空氣。另外，因為各過濾器21A 21D配置在分隔曲柄箱10、電動機殼體8、連接配管25及氣缸頭12的位置，所以被分別隔開的空間中產生的摩擦粉等不會向其他空間流出。因此，能夠防止由於內部所產生的摩擦粉等而產生的異常摩擦等，在這一點上也能夠提高耐久性。設置連接電動機殼體8的排氣口 18與氣缸頭12的吸入口 12A的連接配管25，該連接配管25由金屬配管25A、撓性的電動機側軟管25B及撓性的壓縮機側軟管25C構成，其中，所述金屬配管25A設置在長度方向的中央位置並且由金屬制的管材構成，所述電動機側軟管25B連接所述電動機殼體8的排氣口 18與所述金屬配管25A，所述壓縮機側軟管25C連接所述金屬配管25A與所述氣缸頭12的吸入口 12A。因此，因為金屬配管25A的導熱率高，所以當冷卻了換向器電動機2等而溫度上升的空氣在內部流動時，能夠使該空氣的熱量高效率地進行散熱，並且能夠提高壓縮機主體9壓縮空氣的壓縮效率。另外，由具有撓性的橡膠軟管、樹脂軟管等構成的各軟管25B，25C能夠抑制振動的傳遞,並且能夠提高耐久性。連接配管25的金屬配管25A構成為安裝在與電動機殼體8並行設置的空氣乾燥器22的乾燥器殼體23。由此，能夠穩定地設置連接配管25，使其不會搖晃很大。另外，在金屬配管25A與空氣乾燥器22的乾燥器殼體23的外周側之間形成有狹窄的間隙，該間隙小到手指不能插入。由此，即使想抓住金屬配管25A，也由於間隙太小而不能抓住，因此，能夠防止抓住連接配管25而進行搬運的情況的發生。而且，從設置於車輛的車體側與車輪側之間的空氣懸架31排出空氣時，由於該空氣沿進氣流路26的逆方向流動，即，空氣順序在連接配管25、排氣口 18、轉子4與定子5之間的間隙、間隙20、分隔壁19的導入口 19B、曲柄箱10的通孔IOC及進氣口 17流動，因此吹落附著於各過濾器21A 21D的塵埃，從而能夠清潔該各過濾器21A 21D。
接著，圖7及圖8表示本發明的第二實施方式，本實施方式的特徵在於，使形成連接配管的金屬配管構成為一體地設置在空氣乾燥器上。需要說明的是，在本實施方式中，與所述第一實施方式相同的結構元件用相同的附圖標記表示，並省略其說明。
如圖7及圖8所示，第二實施方式的空氣乾燥器41與所述第一實施方式的空氣乾燥器22大致相同地，也大致由乾燥器殼體42和水分吸附劑43構成。但是，本實施方式的空氣乾燥器41將後述的金屬配管44 一體地設置在乾燥器殼體42上，在這一方面，本實施方式的空氣乾燥器22與第一實施方式的空氣乾燥器22不同。設置於乾燥器殼體42的外周側的金屬配管44構成後述的連接配管45的中間部。如圖8所不,金屬配管44 一體地形成在使用金屬材料、作為圓筒狀容器而形成的乾燥器殼體42上。該金屬配管44沿乾燥器殼體42的軸向設置，其兩端部為電動機側連接口 44A和壓縮機側連接口 44B並沿軸向突出。連接電動機殼體8的排氣口 18與氣缸頭12的吸入口 12A而設置的第二實施方式的連接配管45將從電動機殼體8的排氣口 18排出的空氣供給至氣缸頭12的吸入口 12A偵U。在該連接配管45的至少一部分使用金屬配管。即，連接配管45由所述金屬配管44、電動機側軟管45A及壓縮機側軟管45B構成，其中，所述金屬配管44設置在連接配管45的長度方向的中間部，所述電動機側軟管45A是連接電動機殼體8的排氣口 18與該金屬配管44的電動機側連接口 44A的電動機側萬向接頭，所述壓縮機側軟管45B是連接所述金屬配管44的壓縮機側連接口 44B與氣缸頭12的吸入口 12A的壓縮機側萬向接頭。各軟管45A，45B由具有撓性的橡膠軟管、樹脂軟管等構成，因此抑制振動的傳遞。由於金屬配管44構成為一體地形成於乾燥器殼體42，因此，因為手指不能插入構成連接配管45的金屬配管44與乾燥器殼體42之間，所以不能抓住金屬配管44向上提起。另外，因為金屬配管44的導熱率高，所以當因冷卻換向器電動機2等而溫度上升的空氣在內部流動時，能夠使該空氣的熱量進行散熱。而且，因為金屬配管44 一體地形成於乾燥器殼體42，所以能夠使傳遞到該金屬配管44的空氣的熱量向乾燥器殼體42側釋放。由此，根據構成為上述結構的第二實施方式，與所述第一實施方式大致相同地，因為在連接配管45的長度方向的中央位置設置有金屬配管44，所以冷卻換向器電動機2等而溫度上升的空氣的熱量能夠進行散熱。特別是，因為金屬配管44 一體地形成於乾燥器殼體42，所以能夠使傳遞到金屬配管44的空氣的熱量向乾燥器殼體42側釋放，並且能夠有效地冷卻流動的空氣。由此，能夠進一步提高壓縮機主體9壓縮空氣的壓縮效率。另外，由具有撓性的橡膠軟管、樹脂軟管等構成的各軟管45A，45B能夠抑制振動的傳遞，並且能夠提高耐久性。而且，因為金屬配管44 一體地形成於乾燥器殼體42，所以能夠提高該金屬配管44的安裝強度，並且能夠通過用手指握住金屬配管44而搬運空氣壓縮機I。接著，圖9表示本發明的第三實施方式，本實施方式的特徵在於，將導入口設置在電動機殼體的安裝有壓縮機主體一側的相反側。需要說明的是，在本實施方式中，與所述第一實施方式相同的結構元件用相同的附圖標記，並省略其說明。在圖9中，第三實施方式的換向器電動機51具有旋轉軸52，該旋轉軸52的一端側能夠旋轉地支承於曲柄箱10，而另一端側能夠旋轉地支承於後述的電動機殼體57的底部57B。在該旋轉軸52的軸向的中間部位設置有作為線圈的轉子53，在該轉子53的外周側與該轉子53相對向地設置有定子54，並使該定子54與該轉子53之間存在間隙。該定子54由永磁鐵構成並且固定在電動機殼體57的內面。另一方面，在旋轉軸52的壓縮機主體9的相對側，即，軸向的另一側部位設置有圓筒狀的換向器55，在該換向器55的周圍以安裝於後述的分隔壁60的狀態設置有四個電刷56 (圖中只表不一個)。四個電刷56沿徑向延伸，使其前端部按壓在換向器55上,並且在該狀態下，四個電刷56沿周向間隔90度地配置。由此，各電刷56固定在與後述的分隔壁60的導入口 60B對應的位置。需要說明的是，各電刷56被設置為能夠沿徑向移動，並且朝向換向器55施力。
收納換向器電動機51的電動機殼體57由圓筒部57A和底部57B構成，並且在該圓筒部57A的內周面固定有定子54，在底部57B設置有後述的進氣口 58。圓筒部57A的開口側(一側)安裝在曲柄箱10上。設置於電動機殼體57的底部57B的進氣口 58是用於使大氣流入電動機殼體57內的開口。在此，通過將進氣口 58設置於底部57B，能夠使流入的空氣最初在各電刷56周圍流動，並且能夠利用冷空氣冷卻電刷56。另一方面，設置於曲柄箱10的蓋板IOB的排氣口 59是用於排出在轉子53和定子54之間在各軸承16、16A流動的空氣的開口。另外，排氣口 59形成有與後述的連接配管62連接的接頭。設置於電動機殼體57內的第三實施方式的分隔壁60設置在電動機殼體57的安裝有壓縮機主體9 一側的相反側，即，與底部57B的相對位置。該分隔壁60與第一實施方式的分隔壁19大致相同地，在其中央具有比換向器55大的圓孔60A，並且設置有四個切槽狀的導入口 60B(圖中僅表示一個)，該導入口 60B從該圓孔60A向半徑方向的外側延伸。另外，在圓孔60A與換向器55之間形成有環狀的間隙61。在此,相對於電刷56的全長,設置於分隔壁60的四個導入口 60B形成為與從該電刷56的中央到該電刷56的前端側的部分相對。由此，在導入口 60B，空氣能夠沿電刷56朝向處於高溫的電刷56的前端側積極地流動。冷卻了電刷56的空氣流經電刷56的周圍向轉子53側流動。連接曲柄箱10的排氣口 59與氣缸頭12的吸入口 12A而設置的第三實施方式的連接配管62向氣缸頭12的吸入口 12A側供給從排氣口 59排出的空氣。該連接配管62通過將例如，具有撓性的橡膠軟管、樹脂軟管等形成為呈大致S形彎曲。連接配管62的一端與曲柄箱10的排氣口 59連接，另一端與氣缸頭12的吸入口 12A連接。穿越換向器電動機51、壓縮機主體9及連接配管62而設置的進氣流路63由進氣口 58、分隔壁60的導入口 60B、間隙61、轉子53與定子54之間的間隙、曲柄箱10的通孔10C、排氣口 59及連接配管62構成，在向空氣懸架31供給壓縮空氣的情況下，大氣按照該順序流動。第三實施方式的空氣壓縮機I具有如上所述結構，接著，對調整車輛的車高的情況下的空氣的流動進行說明。首先，在利用空氣懸架31提高車高的情況下，利用來自控制器的控制信號驅動換向器電動機51,並使壓縮機主體9的曲柄13旋轉。由此,壓縮機主體9的活塞15在氣缸11內往復運動，從而壓縮從氣缸頭12的吸入口 12A吸入的空氣並從排出口 12B排出。在此，流向氣缸頭12的吸入口 12A的空氣的流動，即，空氣的進氣流路63由進氣口 58、分隔壁60的導入口 60B、間隙61、轉子53與定子54之間的間隙、曲柄箱10的通孔10C、排氣口 59及連接配管62構成，在向空氣懸架31供給壓縮空氣的情況下，大氣按照該順序流動。因此，從進氣口 58流入電動機殼體57內的空氣能夠充分地冷卻換向器電動機51。S卩，從進氣口 58流入電動機殼體57內的空氣向分隔壁60的導入口 60B流動。在該導入口 60B，空氣從電刷56的中央朝向前端側流動。因此，當流過進氣口 58的空氣從導入口 60B向圓孔60A與換向器55之間的間隙61流動的過程中，能夠積極地冷卻由於與換向器55滑動接觸而處於最高溫的電刷56的前端側。冷卻各電刷56的空氣流過轉子53與定子54之間的間隙和各軸承16、16A的周圍，在冷卻上述部件後達到排氣口 59，在連接配管62內流動並供給到氣缸頭12的吸入口 12A。由此，壓縮機主體9能夠壓縮供給的空氣並將其從氣缸頭12的排出口 12B排出。
從氣缸頭12的排出口 12B排出的壓縮空氣通過與所述第一實施方式相同的流通路徑供給到車輛的空氣懸架31的空氣室31C。由此，空氣懸架31使活塞杆31B從氣缸31A伸長，從而使車體上升。接著，在降低車輛的車高的情況下，由於從空氣室31C流出的壓縮空氣從空氣乾燥器22繞過壓縮機主體9向連接配管62流動，因此壓縮空氣能夠在進氣流路63中逆向流動並向外部排出。這時，由於空氣也在曲柄箱10、電動機殼體57內流動，因此即使在該逆向流動(排氣)時也能夠冷卻各部件。由此，在如上所述結構的第三實施方式中，也能夠得到與所述第一實施方式大致相同的作用效果。特別是，根據第三實施方式，即使在將運轉時溫度上升的換向器55和各電刷56配置在電動機殼體57的安裝有壓縮機主體9 一側的相反側，即，電動機殼體57的底部57B的情況下，由於在該底部57B設置有進氣口 58，因此能夠利用冷空氣積極地冷卻換向器55和各電刷56。其結果是，能夠延長各電刷56自身的壽命。能夠通過減小各電刷56的熱影響而延長能夠連續運轉的時間。另外，對設置在分隔壁60的各導入口 60B而言，因為在與各電刷56相對的位置設置有導入口 60B，所以能夠可靠地冷卻處於高溫的各電刷56。需要說明的是，在第一實施方式中，以從空氣壓縮機I向車輛的空氣懸架31的空氣室31C供給壓縮空氣的情況為例進行說明。但是，本發明不限定於此，也可以構成為，例如利用空氣壓縮機I對空氣氣缸、儲氣罐等氣動裝置供給或排出壓縮空氣的結構。該結構也能夠同樣地設用於其他的實施方式。另外，在第一實施方式中，以在連接配管25上設置由具有撓性的橡膠材料、樹脂材料等構成的軟管25B，25C作為萬向接頭的情況為例進行說明。但是，本發明不限定於此，也可以構成為使用波紋狀的金屬配管等作為連接配管的萬向接頭。該結構也能夠同樣地適用於其他的實施方式。另外，在第一實施方式中，以將分隔壁19安裝在曲柄箱10的情況為例進行了說明。但是，本發明不限定於此，可以構成為例如，將分隔壁安裝於電動機殼體。而且，也可以構成為將分隔壁一體地設置於曲柄箱或電動機殼體。該結構也能夠同樣地適用於第二實施方式。而且，在第三實施方式中，以利用由具有撓性的橡膠軟管、樹脂軟管等構成的一個連接配管62連接曲柄箱10的排氣口 59與氣缸頭12的吸入口 12A的情況為例進行了說明。但是，本發明不限定於此，也可以構成為在連接配管62的一部分設置金屬配管。
接著，對包含於上述實施方式的發明進行說明。即，本發明構成為，設置有向電動機殼體內導入氣體的導入口，並且在與該導入口相對的位置固定有電刷。由此，由於空氣流經導入口而流動，因此能夠向電刷供給冷卻線圈前的冷空氣，並且能夠可靠地冷卻處於高溫的電刷。另外，本發明的一個實施方式構成為，將導入口設置在電動機殼體與壓縮機主體之間的分隔壁上。由此，僅通過將分隔壁配置在電動機殼體與壓縮機主體之間就能夠容易地設置導入口。另外，由於空氣在導入口流動，因此也能夠將壓縮機主體一起冷卻。本發明的一個實施方式構成為，將導入口設置在電動機殼體的安裝有壓縮機主體一側的相反側。由此，也能夠適用於將換向器電動機的電刷配置在壓縮 機主體的相反側的結構。另外，能夠將剛從外部流入的冷空氣最先供給至電刷，從而能夠提高電刷的冷卻作用。本發明的一個實施方式構成為，在氣體的進氣流路中，電刷的上遊位置及下遊位置設置有捕捉氣體中的塵埃的過濾器。由此，過濾器通過捕捉在電動機殼體內流動的氣體中的塵埃而能夠向壓縮機主體側供給乾淨的氣體。本發明的一個實施方式構成為，設置有連接電動機殼體與壓縮機主體的吸入口的連接配管，並且在該連接配管的至少一部分使用金屬配管。由此，因為金屬配管的導熱率高，所以當冷卻了換向器電動機而溫度上升的空氣在內部流動時，能夠使該空氣的熱量有效地進行散熱，並且能夠提高由壓縮機主體壓縮空氣的壓縮效率。本發明的一個實施方式構成為，在壓縮機主體的排出側設置有乾燥排出氣體的空氣乾燥器，並且金屬配管固定在該空氣乾燥器的外周側。由此，能夠利用空氣乾燥器固定連接配管的金屬配管。本發明的一個實施方式構成為，連接配管由金屬配管、連接電動機殼體與金屬配管的電動機側萬向接頭及連接金屬配管與壓縮機主體的吸入口的壓縮機側萬向接頭構成。由此，因為金屬配管的導熱率高，所以當冷卻換向器電動機而溫度上升的空氣在內部流動時，能夠使該空氣的熱量有效地進行散熱，從而能夠提高由壓縮機主體壓縮空氣的壓縮效率。另外，萬向接頭能夠抑制振動的傳遞，並且能夠提高耐久性。本發明的一個實施方式構成為，在金屬配管與空氣乾燥器的外周側之間形成有狹窄的間隙。由此，因為手指不能插入狹窄的間隙中，所以即使想抓住金屬配管，也由於間隙太小而不能抓住。因此，能夠防範抓住連接配管進行搬運的情況於未然。本發明的一個實施方式構成為，在壓縮機主體的曲柄箱上設置有吸入作為氣體的大氣的進氣口。由此，能夠利用從進氣口流入的大氣冷卻壓縮機主體內。而且，本發明的一個實施方式構成為，當排出設置於車輛的車體側與車輪側之間的空氣彈簧的空氣時，該空氣在進氣流路中逆向流動而排出。由此，當從空氣彈簧排出空氣時，也能夠冷卻換向器電動機和壓縮機主體。根據上述本發明的實施方式，能夠積極地冷卻溫度上升的電刷，並且延長電刷的壽命和運轉時間。雖然以上詳細說明了本發明的幾個實施方式，但對於本領域技術人員來說，在不脫離本發明主旨的範圍內能夠對上述實施方式進行各種改進。與此相應地，這些改進都應該包含在本發明要求保護的範圍內。
本發明要求申請號為2011-018311、申請日為2011年I月31日的日本專利申請的優先權。本發明在此援引上述申請號為2011-018311、申請日為2011年I月31日的在先日本專利申請的說明書、權利要求書及附圖的全部內容。本發明在此援引日本專利公開2004-60524的說明書、權利要求書及附圖的全部內容作為參考。
權利要求
1.一種壓縮機，其具備 換向器電動機，其具有線圈和電刷； 電動機殼體，其收納該換向器電動機； 壓縮機主體，其為往復運動式，其通過所述換向器電動機驅動曲柄旋轉，使活塞在氣缸內往復運動,從而壓縮從吸入口吸入的氣體並將其從排出口排出； 所述壓縮機的特徵在於，所述氣體的進氣流路構成為使所述氣體冷卻所述電動機殼體內的所述電刷後，冷卻所述線圈並向所述吸入口流動。
2.如權利要求I所述的壓縮機，其特徵在於， 設置有將所述氣體導入所述電動機殼體內的導入口，在與該導入口相對的位置固定有所述電刷。
3.如權利要求2所述的壓縮機，其特徵在於， 所述導入口設置在所述電動機殼體與所述壓縮機主體之間的分隔壁上。
4.如權利要求2所述的壓縮機，其特徵在於， 所述導入口設置在所述電動機殼體的安裝有所述壓縮機主體一側的相反側。
5.如權利要求I或2所述的壓縮機，其特徵在於， 在所述氣體的進氣流路中，在所述電刷的上遊位置及下遊位置設置有用於捕捉氣體中的塵埃的過濾器。
6.如權利要求I或2所述的壓縮機，其特徵在於， 設置有連接所述電動機殼體與所述壓縮機主體的吸入口的連接配管，並且該連接配管的至少一部分使用金屬配管。
7.如權利要求6所述的壓縮機，其特徵在於， 在所述壓縮機主體的排出側設置有用於乾燥排出氣體的空氣乾燥器，所述金屬配管固定在該空氣乾燥器的外周側。
8.如權利要求6或7所述的壓縮機，其特徵在於， 所述連接配管具有所述金屬配管、連接所述電動機殼體與所述金屬配管的電動機側萬向接頭、連接所述金屬配管與所述壓縮機主體的吸入口的壓縮機側萬向接頭。
9.如權利要求7或8所述的壓縮機，其特徵在於，在所述金屬配管與所述空氣乾燥器的外周側之間形成有狹窄的間隙。
10.如權利要求I或2所述的壓縮機，其特徵在於， 在所述壓縮機主體的曲柄箱上設置有吸入作為所述氣體的大氣的進氣口。
11.一種空氣懸架裝置，其具備 設置於車輛的車體側與車輪側之間的空氣彈簧； 與該空氣彈簧連接的權利要求I或2所記載的壓縮機； 在排出所述空氣彈簧的空氣時，該空氣在所述進氣流路逆向流動而排出。
全文摘要
本發明提供一種壓縮機及使用該壓縮機的空氣懸架裝置，該壓縮機具備換向器電動機(2、51)，其具有線圈(4、53)和電刷(7、56)；電動機殼體(8、57)，其收納該換向器電動機；壓縮機主體(9)，其為往復運動式，其通過所述換向器電動機驅動曲柄(13)旋轉，從而使活塞(15)在氣缸(11)內往復運動，壓縮從吸入口(12A)吸入的氣體並將其從排出口(12B)排出；所述氣體的進氣流路(26、63)構成為，所述氣體冷卻所述電動機殼體內的所述電刷後，冷卻所述線圈並向所述吸入口流動。
文檔編號F04B35/04GK102619724SQ201210021279
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月31日 優先權日2011年1月31日
發明者山中照章 申請人:日立汽車系統株式會社