CN102016310B

CN102016310B - 压缩机设备

Info

Publication number: CN102016310B
Application number: CN2009801151862A
Authority: CN
Inventors: 儿岛义秀; 石田孝明
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2008-04-30
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2029-02-26
Also published as: JP2009270441A; WO2009133721A1; US20110038738A1; EP2275679A4; JP4369981B2; EP2275679A1; US8562306B2; EP2275679B1; CN102016310A

Abstract

本发明的压缩机设备使得能够清楚地辨别压缩空气是否达到指定压力，同时通过省去气压计而允许降低成本。部件包括：马达(M)；转轴(11)；压缩机主体(10)，其具有气缸室(15)；以及检测装置(7)，当来自气缸室(15)的压缩空气的压力超过基准压力P时该检测装置通知使用者。该检测装置(7)设有：阀主体(30)，其具有设有排放口(33)的阀流动通道(30A)和开关阀(34)，当压缩空气的压力超过基准压力(P)时该开关阀打开所述阀流动通道(30A)并从上述排放口(33)排放空气；检测盖(31)，其设置在排放口(33)处并通过从排放口(33)排放的空气压力从常规位置(Y1)被上推至突出位置(Y2)；以及保持装置(32)，当压缩空气低于基准压力(P)时该保持装置将上述检测盖(31)保持在上述常规位置(Y1)。

Description

压缩机设备

技术领域

本发明涉及一种压缩机设备，该压缩机设备适于为轮胎充填空气、能够在不使用气压计的情况下以高精确度通知使用者所产生的压缩空气压力达到基准压力、并且能够以在先指示为基准压力的指定压力为轮胎充补空气。

背景技术

作为为轮胎充填压缩空气的压缩机设备，例如，提出了图8所示的压缩机设备(例如，参见专利文献1)。该设备a包括：

马达b；

使得产生压缩空气的压缩机主体c；

使产生的压缩空气进入轮胎中的空气供给装置d；

测量所产生的压缩空气的压力的气压计e；以及

作为安全阀用以释放由压缩机主体c产生的过压的安全阀f。

通过将上述空气供给装置d连接到轮胎并驱动马达b，为轮胎充补所产生的压缩空气。此时，使用者注视气压计e并辨别压缩空气达到充填轮胎的指定压力。

例如在轿车的情况下，充填轮胎的指定压力一般是在200kPa到250kPa的范围内，并且根据车型来指定。因此，为了利用空气补充产生降压的轮胎或者为了给穿孔轮胎充补空气，需要使用者在进行充气的同时监视气压计并且当压力达到针对车型指定的指定压力时关闭设备。

专利文献1：日本早期公开公报No.2005-344570。

发明内容

本发明要解决的问题

但是，利用气压计，使用者无法清楚得知压力是否达到指定压力。因此，存在如下问题，即：使用者的判定易于较大地变化并且难以以高精确度利用空气将轮胎充补至指定压力。此外，当为轮胎充填过多的空气时，用于降压的操作需要额外的操作；这样导致工作时间的增加。

因此，本发明的目的是提供一种压缩机设备，基于利用至今使用的传统溢流阀——其已作为安全阀——作为检测装置，该压缩机设备能够明确地通知使用者压缩空气是否达到指定压力，减少使用者的判定差异，并以高度的精确度利用空气将轮胎充补至指定压力，同时省去气压计并降低成本。

解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明在本申请的权利要求1中提出了一种压缩机设备，其在存储外壳内包括：马达；由马达旋转驱动的转轴；压缩机主体，该压缩机主体包括连杆、活塞和气缸，所述连杆经由曲柄附连到转轴，所述活塞设置在连杆的端部，所述气缸将活塞以能够往复运动的方式容纳并形成用于压缩在上述活塞与气缸之间的空气的气缸室；空气供给装置，所述空气供给装置具有空气供给流动通道用以将压缩空气从上述气缸室供给到轮胎中；以及检测装置，所述检测装置通知使用者从上述气缸室供给的压缩空气的压力超过基准压力并提示使用者关闭上述马达。上述检测装置包括：阀主体，所述阀主体具有阀流动通道和开关阀，所述阀流动通道包括通向空气供给流动通道的一个端部和通向排放口的另一端部，所述开关阀处于阀流动通道中间并且当压缩空气压力超过上述基准压力时释放阀流动通道用以从上述排放口排放空气；检测盖，所述检测盖设置在上述排放口处并通过从上述排放口排放的空气压力从常规位置被上推至突出位置，所述常规位置与上述存储外壳的外表面处于同一水平或在外表面的内侧，所述突出位置突出超过上述存储外壳的外表面；以及保持装置，当上述压缩空气低于基准压力P时所述保持装置用以将上述检测盖保持在上述常规位置处。

发明的有益效果

如上所述，根据本发明的设备包括检测装置，该检测装置通知使用者从气缸室供给的压缩空气的压力超过基准压力并提示使用者关闭马达，由此减小了使用者的判定差异。因此，使用者能够以高度的精确度将轮胎充补至接近指定压力。

关于上述检测装置，利用至今已用作检测装置的传统的溢流阀用于阀主体，所述溢流阀作为用于由过压所引起的破坏的安全阀。并且，将针对车型指定的轮胎的充填压力设定为其基准压力。因此，在上述阀主体中，当压缩空气达到基准压力(针对车型指定的轮胎的充填压力)时，压缩空气能够从排放口排放。此外，由于上述排放空气压力，检测盖被上推至该检测盖的外表面突出超过存储外壳的外表面的突出位置。因此，这样能够利用检测盖的较小的运动来明确地通知使用者压缩空气超过基准压力，也就是说，这样能够减小使用者在停止马达中的判定差异。此外，该检测装置具有简单的结构，并且其能够省去传统的气压计，由此降低了成本并使设备小型化。

附图说明

图1是示出一实施方式的根据本发明的压缩机设备的立体简图。

图2是示出其内部的立体简图。

图3是压缩机主体的分解立体图。

图4是处于操作状态的压缩机主体的横截面图。

图5(a)和(b)是示出第一实施方式的检测装置的横截面图。

图6(a)和(b)是示出第二实施方式的检测装置的横截面图。

图7是说明开关阀的状态与压缩空气压力之间的关系的示意图。

图8是传统的压缩机设备的立体图。

附图标记列表

2 存储外壳

7 检测装置

10 压缩机主体

11 转轴

12 曲柄

13 连杆

14 活塞

15 气缸室

16 气缸

18 空气供给装置

18A 空气供给流动通道

30 阀主体

30A 阀流动通道

31 检测盖

32 保持装置

33 排放口

34 开关阀

42 弹簧

45 共鸣管

46 磁铁

M 马达

P 基准压力

Y1 常规位置

Y2 突出位置

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明本发明的实施方式。如图1和2图示出，本实施方式的压缩机设备1包括存储外壳2，所述压缩机设备1包括：马达M；由马达M旋转驱动的转轴11；包括气缸室15用以压缩空气的压缩机主体10；将压缩空气从上述气缸室15供给到轮胎中的空气供给装置18；以及通知使用者从上述气缸室15供给的压缩空气的压力超过基准压力P并提示使用者关闭上述马达M的检测装置7。

上述存储外壳2是横向放置的低高宽比矩形的箱体，在该实施例中，可分为上壳体部2A和下壳体部2B。并且，关于上述马达M，可使用多种市售的直流马达，其由汽车的12V直流电源驱动。马达M能够经由附连到上述存储外壳2的上表面的通断开关SW连接到电源线19，电源线19具有能够在远端处连接到汽车的点烟器插座的电源插头19A。

如图3所示，上述压缩机主体10包括：连杆13，该连杆13经由曲柄12附连到通过上述马达M旋转驱动的转轴11；活塞14，该活塞14设置在其连杆端部；以及气缸16，该气缸16将活塞14以能够往复运动的方式容纳并形成压缩在上述活塞14与气缸之间的空气的气缸室15。顺便提及，在马达M与转轴11之间具有已知的减速机构20，例如其包括齿轮、皮带轮等。减速机构20使马达M的旋转减速成大约1/3到1/8并将其传送至转轴11。

此外，在上述曲柄12中，上述连杆13的一个端部能够通过支承销21枢转地支承。连杆13的另一端部设有活塞14。在本实施例中，上述连杆13和活塞14一体形成为由纤维增强塑料制成的成形体。在该实施例中，如图3和4所示，活塞14包括进气阀22，进气阀22包括进气孔22A和阀元件22B，进气孔22A以沿轴心方向贯穿活塞14的方式延伸，阀元件22B从活塞前侧关闭进气孔22A、具有弹簧特性并由例如橡胶、合成树脂、金属等弹性体制成。该活塞14置于上述气缸16的空腔内并形成能够压缩在活塞14与气缸之间的空气的气缸室15。顺便提及，活塞14的外周设有密封胶环23，由此保持气缸16与活塞之间的气密性。

在该压缩机主体10中，当上述活塞14沿增大气缸室15的容量的方向后退时，上述进气阀22打开并使得入流从进气孔22A进入到气缸室15中。并且，当上述活塞14前移时，上述进气阀22关闭，上述气缸室15中的空气受到压缩，并且压力提高。

上述气缸16接合到空气供给装置18，空气供给装置18具有将压缩空气从气缸室15供给到轮胎中的空气供给流动通道18A。

该空气供给装置18包括内部具有稳压罐室25的稳压罐部26，稳压罐室25经由压缩空气入口24连接到上述气缸室15。稳压罐室25通过小开口状的压缩空气入口24保持压缩空气，并抑制由活塞14引起的压力的脉动。顺便提及，上述压缩空气入口24可设有单向阀。上述进气阀22可形成在气缸16中。而且，例如，上述稳压罐部26设有向前突出的乳头状的连接部28以便可拆卸地连接至用于供给压缩空气的软管27。上述空气供给装置18包括上述稳压罐部26和软管27。

因此，根据本发明的压缩机设备1设有检测装置7，检测装置7通知使用者从上述气缸室15供给的压缩空气的压力超过基准压力P并提示使用者关闭上述马达M。

如图5所示，检测装置7包括阀主体30、检测盖31和保持装置32。上述阀主体30至少包括阀流动通道30A和开关阀34，阀流动通道30A的一个端部通向上述空气供给流动通道18A并且另一端部通向排放口33，开关阀34位于阀流动通道30A中间并且当压缩空气压力超过上述基准压力P时释放阀流动通道30A用以从上述排放口33排放所供给的压缩空气。

更具体地，阀主体30包括从上述稳压罐部26向上伸出的管状壳体35。在壳体的中心孔35a中，在其下端侧上形成渐缩锥形的阀座部35a1，而在其上端侧上形成内螺纹部35a2。此外，调整螺钉36螺旋地附连到内螺纹部35a2。在上述中心孔35a中，阀轴37通过与阀座部35a1接触来关闭上述阀座部35a1。此外，在上述调整螺钉36与阀轴37之间设置向下推压上述阀轴37的随动弹簧(follow spring)38。在上述调整螺钉36中形成连接孔36A，连接孔36A的一个端部通向上述中心孔35a并且另一端部通向并开口于上述调整螺钉36的上端面上的排放口33。因此，上述阀流动通道30A由上述中心孔35a和连接孔36A形成。并且，开关阀34由上述阀座部35a1和阀轴37形成。

如图5(b)所示，在阀主体30中，当稳压罐室25中的压缩空气压力增大并超过基准压力P的值时，压缩空气通过克服随动弹簧38并抬起阀轴37而经过阀流动通道30A从排放口33排放。在本发明中，上述基准压力P是针对车型指定的轮胎充填压力并且可根据要求通过螺旋旋转上述调整螺钉36进行调整。例如，当上述调整螺钉36拧紧时，随动弹簧38被压缩，并且其推斥力更大地向下按压开关阀34，由此提高上推开关阀34的压力。相反，当松开调整螺钉36时，上推压力减小。充气压力——即基准压力P——可通过上述调整螺钉的旋拧量的变化进行调整。顺便提及，在将传统的溢流阀用作安全阀的情况下，基准压力是确定用以防止由压缩机的过压所引起的破坏的安全基准压力，因此，传统的安全阀不同于阀主体30。

上述检测盖31设置在上述排放口33处。检测盖31通过从排放口33排放的空气压力从常规位置Y1被上推至突出位置Y2，在常规位置Y1，外表面31S与上述存储外壳2的外表面2S位于同一水平或在外表面2S的内侧，在突出位置Y2，外表面31S突出超过上述存储外壳2的外表面2S。这样在视觉上通知使用者压缩空气超过基准压力P。

上述检测盖31是桶状的盖，并且圆筒形体部39的上端部由板部40封闭。在本实施方式中，圆筒形体部39具有阶梯，并包括包围上述调整螺钉36的大直径部39a以及例如经由阶梯部39b在其上端侧延伸的小直径部39c。在上述存储外壳2中，形成引导孔41，通过可移动地插入上述圆筒形体部39(在该实施例中为小直径部39c)，以能够上下滑动的状态引导上述检测盖31。在上述阶梯部39b的外表面与存储外壳2之间具有向下推压上述检测盖31的弹簧42。

因此，当压缩空气不大于基准压力P时，由于被弹簧42推压，上述检测盖31保持在常规位置Y1，在常规位置Y1处上述阶梯部39b的内表面邻接调整螺钉36的上表面。根据本实施方式，弹簧42形成上述保持装置32。当压缩空气超过基准压力P时，来自排放口33的排放空气的压力克服上述弹簧42的推压力，并能够将检测盖31上推至上述突出位置Y2。

而且，上述检测盖31从常规位置Y1运动至突出位置Y2，在常规位置Y1，外表面31S与上述存储外壳2的外表面2S处于同一水平或在外表面2S的内侧，在突出位置Y2，外表面31S突出超过上述存储外壳2的外表面2S。这种较小的位移将允许使用者觉察并得知检测盖31存在运动。顺便提及，为了保证上述辨别更加准确，在上述突出位置Y2中的外表面31S距外表面2S的突出高度L1优选地不小于2.0mm、更优选地不小于3.0mm。在常规位置Y1中的外表面31S距外表面2S的凹入深度L2优选地大于0mm、更优选地在从0.5mm到1.5mm的范围中。顺便提及，压缩机主体10在设备的操作期间振动，从而当上述突出高度L1小于2.0mm时，变得难以辨别检测盖31的突出。当检测盖31过小时，对于使用者来讲变得难以辨别上述运动。因此，上述检测盖31的外表面31S的直径D不小于5.0mm。而且，使用者辨别检测盖31的运动并停止马达M。因此，优选地将检测盖31邻近上述通断开关SW设置。

在上述阀主体30中，如图7概念性地示出，在不大于一定压力p1的状态下，由上述随动弹簧38的力将开关阀34保持关闭。但是，当压力达到一定压力p1时，开关阀34稍微打开并释放压缩空气。因此，随着压缩空气的压力p增大，开关阀34逐渐加大地打开并最终变为处于完全打开状态(开关阀34全部打开)。因此，在开关阀34的初始运动状态的压力p1与完全打开状态的压力p2之间，在阀主体30中存在小的压力差Δp(delta p)。

相反，在利用弹簧42作为保持装置32的根据第一实施方式的检测装置7的情况下，上述检测盖31随着开关阀34的运动而运动。也就是说，在达到上述压力p1之后，检测盖31不停地重复弹起和弹下运动，即进出运动。弹起的量和时间段逐渐增大。在完全打开状态下的压力p2处，检测盖保持在最大量的弹起。因此，在第一实施方式中，上述弹起的最大量设定为突出高度L1。此外，由于压力差Δp，使用者的判定可能变化较大。于是，在根据第一实施方式的检测装置7的情况下，判定标准优选地限定为上述检测盖31的上述进出运动停止的时间点(检测盖31的最大弹起的时间点)。

图6示出的检测装置7的另一实施方式(在下文中称作第二实施方式)。在本实施例中，保持装置32由附连到上述检测盖31的板部40的磁铁46形成并被朝向上述排放口33吸引。更具体地，例如，检测盖31的下端部邻接到设置于存储外壳2内的挡板44上，并且在磁铁46与调整螺钉36之间具有小间隙K。小间隙K设定为如下距离，即：在该距离处，在磁铁46与调整螺钉36之间的吸引力F与上述开关阀34处于完全打开状态时的压力p2基本上相同。因此，在阀主体30运动的初始时间处，由于上述吸引力F很大，因此检测盖31能够停止在常规位置Y1。而当阀主体30处于完全打开状态并且压力变得大于吸引力F时，上述检测盖31能够立刻从常规位置Y1移动至突出位置Y2。

因此，在第二实施方式的情况下，不存在如第一实施方式的情况中的压力差Δp。使用者的判定差异能够有利地比第一实施方式减小。同时，图7概念性地示出与开关阀34的运动相关的根据第一和第二实施方式的检测盖31的运动。

在第二实施方式的情况下，弹簧42不像第一实施方式那样起作用。因此，例如，突出高度L1可保持为20mm或更大，并且这样使得使用者对其进行明确地辨别。但是，当突出高度L1超过20mm时，不期望存储外壳2的尺寸不必要地增大。因此，高度L1的上限优选地不大于15mm、更优选地不大于10mm。

在上述磁铁46中，为了使吸引力稳定地作用，磁铁46优选地形成为具有与上述检测盖31的板部40的内表面基本上相同的直径。而且，当磁铁46过厚时，磁铁变得笨重，并且检测盖31在突出位置Y2处上下震动；因此变得难以辨别。因此，磁铁46的厚度优选地不大于3.0mm、更优选地不大于2.0mm、进一步优选地不大于1.5mm。当磁铁46过薄时，检测盖31易于在上述开关阀34的完全打开状态之前被上推。因此，磁铁46的厚度的下限优选地不小于1.0mm。

在上述根据本实施方式的检测装置7中，流动通道部——即上述阀流动通道30A的在排放口33侧的上述连接孔36A——是共鸣管45。来自上述排放口33的排放空气产生不小于2000Hz的高音调的声音(方便起见，在下文中称作嘟嘟声)。利用该布置，还能够在听觉上通知使用者压缩空气超过基准压力P，由此更加提高了辨别效果。为此，上述共鸣管45的直径d优选地设定在从1.2mm到2.5mm的范围中。当直径小于1.2mm时，排放空气的量变得最小化，并且嘟嘟声的声压太小而难以辨别。当直径超过2.5mm时，从共鸣管45传出的由轴心发出的打击音变得响亮，并且变得难以分辨嘟嘟声。当直径d更大时，不再产生嘟嘟声。并且，上述共鸣管45的长度J是对于嘟嘟声的声压的重要因素。不小于8.0mm的长度J越长，则对于声压越有利，由此增大了识别性。

由上述压缩机主体10产生的操作噪声主要是从800Hz到1800Hz范围内的声音。因此，优选地不小于2000Hz的嘟嘟声可改善识别性。但是，频率过高则难以听到；因此，嘟嘟声的上限不大于10000Hz。在压缩机设备1中，嘟嘟声的产生优选地使得包括操作噪声的全部声音的声压变响不小于1dB(A)。小于1dB(A)的音量增大会缺乏识别性。

这种共鸣管45可应用在保持装置32为弹簧42的情况中。根据本发明的压缩机设备1不仅能够用于为内压下降的轮胎充填空气，而且还可作为用于逐渐供给密封剂并将空气充补到穿孔轮胎中的穿孔修理系统的压缩机设备，例如如在日本未审查专利申请公开公报No.2005-344570中公开的压缩机设备。

尽管已详细说明了本发明的特别优选的实施方式，但是本发明不限于图示的实施方式，并能够作出各种改型。

实施方式

具有图2所示结构的压缩机设备1基于表1所示的规格进行试制。当轮胎具有195/65R15的轮胎尺寸并从零充气至指定内压(250kPa)时，由各压缩机设备1来测量检测盖31操作时的内压。

在各压缩机设备1中，限定阀主体30使得处于完全打开状态下的基准压力P为250kPa。检测盖31的外径为14mm，而内径为12mm，并由尼龙树脂(红色)制成。突出位置Y2处的突出高度L1为7mm。此外，在实施方式2中，磁铁46的外径为12mm，并且厚度为1.0mm。

表1

	实施例1	实施例2
			保持装置	弹簧	磁铁
弹起开始的压力P1<kPa>	220	250
			最大弹起时的压力P2<kPa>	250	250
压力差(P2-P1)<kPa>	30	0

在实施方式1中，在检测盖31的弹起开始处的压力p1与最大弹起时间点处的压力p2之间存在大约30kPa的压力差。将最大弹起的时间点限定为关闭马达的基准，由此消除充补压力的差异。而在实施方式2中，弹起的开始与最大弹起的时间点会合；因此，使用者能够明确地辨别以使马达停止。

检测装置7中的连接孔36A的直径d基于表2所示的规格变化，并且当连接孔36A形成为共鸣管45时，测试嘟嘟声的识别性。同时，通过分类者的感觉测试识别性，并且将评估分级成4级分制，例如非常差-差-良好-非常好。利用在压缩机设备1上方远离50cm的扩音器测量声压。连接孔36A的长度J为8.0mm，而壳体35的中心孔35A的内径为8.0mm。

如表2所示，当直径d在1.2mm到2.5mm的范围内时，声压差增大，由此确认识别性的提高。

Claims

1.一种压缩机设备，所述压缩机设备在存储外壳内包括：

马达；

由所述马达旋转驱动的转轴；

压缩机主体，所述压缩机主体包括连杆、活塞和气缸，所述连杆经由曲柄附连到所述转轴，所述活塞设置在所述连杆的端部，所述气缸将所述活塞以能够往复运动的方式容纳并形成用于压缩在所述活塞与所述气缸之间的空气的气缸室；以及

空气供给装置，所述空气供给装置具有空气供给流动通道用以将压缩空气从所述气缸室供给到轮胎中；以及

检测装置，所述检测装置通知使用者从所述气缸室供给的压缩空气的压力超过基准压力并提示使用者关闭所述马达；

其特征在于，

所述检测装置包括：

阀主体，所述阀主体具有阀流动通道和开关阀，所述阀流动通道包括通向所述空气供给流动通道的一个端部和通向排放口的另一端部，所述开关阀处于所述阀流动通道中间并且当压缩空气压力超过所述基准压力时释放所述阀流动通道用以从所述排放口排放空气，

检测盖，所述检测盖设置在所述排放口并通过从所述排放口排放的空气压力从常规位置被上推至突出位置，所述常规位置与所述存储外壳的外表面处于同一水平或在所述外表面的内侧，所述突出位置突出超过所述存储外壳的所述外表面，以及

保持装置，用以在所述压缩空气低于所述基准压力时将所述检测盖保持在所述常规位置处。

2.如权利要求1所述的压缩机设备，其特征在于，所述基准压力是所述轮胎的充气压力。

3.如权利要求1或2所述的压缩机设备，其特征在于，所述保持装置是朝向所述常规位置迫压所述检测盖的弹簧。

4.如权利要求1或2所述的压缩机设备，其特征在于，所述保持装置是附连到所述检测盖并被朝向所述排放口吸引的磁铁。

5.如权利要求1所述的压缩机设备，其特征在于，在所述检测装置中，所述阀流动通道的在所述排放口侧的流动通道部是共鸣管，并且来自所述排放口的排放空气产生不小于2000Hz的高音调的声音。