CN102042191B - 空气压缩机 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种空气压缩机，其在定位板上设有动力机构及一受动于动力机构且本体设有一偏心梢的重量旋转盘，偏心梢枢结于活塞体的活塞杆的枢轴孔，活塞体的活塞头是容纳在与定位板相连接的唧筒座的气舱室内，其主要在于本发明的活塞头顶端呈面状的推气作用面设为与水平面呈非水平状而具有倾斜角度的斜平面，借此具斜平面推气作用面的构造特征，可提升活塞体在唧筒座内进行往复式压缩空气的效能。
Description
技术领域
本发明有关于一种空气压缩机。
背景技术
本发明人长久致力于空气压缩机的研发，不仅让早期颇费人力工时且构造繁琐的空气压缩机转型为构造精简且容易迅速组装的产品；或是改良空气压缩机的构造以强化空气压缩机的使用效能，此皆可由发明人所取得的美国专利如U.S.Patent No.5,215,447；5,655,887；6,135,725；6,095,758；6,213,725；6,280,163；6,315,534；6,059,542；6,146,112；6,200,110；6,295,693；6,413,056；6,551,077；6,514,058；6,655,928；6,846,162；7,462,018；7,240,642等知之甚详。发明人所发明的众多空气压缩机的构造虽为不同，但其作动方式，可参考图17所示，其主要是藉由马达94轴心来驱动相啮合的小齿轮97、大齿轮95，再由与大齿轮95相连动的重量旋转盘96上所设的曲柄梢961来带动活塞体98在唧筒座91内进行上下往复式运动。唯其中所使用的活塞体98的活塞头981均维持与水平面相平行的平面设计，如图16(该图为表达推气作用面的平面与水平面的关系，故图中不示出其它次要部件)及图17所示，以X、Y、Z三轴立体空气坐标说明，该活塞体98在活塞杆983的枢轴孔932的轴心线基本上形成一平行于水平面的XY平面，而活塞体98的活塞头981在其顶端的推气作用面982保持与水平面相互平行的设计状态，简化表达，活塞头981推气作用面982与XY平面形成一θ2＝0°的设计状态。同时，唧筒座91的气舱室911的顶壁面912也同时保持与水平面相平行的设计状态，亦即θ4＝0°的设计状态。虽然该等活塞体应用在空气压缩机上仍能发挥既定的使用功效，然本发明人更发展出一种可突破习知活塞体98的设计方式而更能增益空气压缩机的使用效能的发明。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种空气压缩机，将空气压缩机活塞体的活塞头顶端设为一非平行于水平面而具有角度及斜面的推气作用面，能提升空气压缩机的活塞体在唧筒座内进行高频率往复式压缩空气的作业效能。
本发明的另一目的是提供一种空气压缩机，将空气压缩机唧筒座的气舱室的顶端设为与活塞体的活塞头的推气作用面具相同斜面状态的斜顶壁，令唧筒座的气舱室与活塞头形成气密及安全的配合。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种空气压缩机，包括有：一主机壳，于主机壳上具有一唧筒座及至少具有一圆孔的定位板，于定位板上并固定有一动力机构；一活塞体，其由在一端设有枢轴孔的活塞杆及由该活塞杆另端所延伸出的活塞头所组成，活塞杆的枢轴孔端可受动于动力机构，活塞头则可容纳在唧筒座内并进行上下往复式的直线运动；所述活塞头顶端面形成一非与水平面相平行而具有倾斜面的推气作用面。
于唧筒座的气舱室顶端设有一相称于前述推气作用面的倾斜面的斜顶壁。
所述动力机构中至少包括有一马达、一重量旋转盘，而定位板上至少设有一下圆孔，马达可固定于前述主机壳的定位板上，马达轴心则穿伸前述下圆孔并结合于该重量旋转盘上，该重量旋转盘上具有一偏心梢，该偏心梢枢固于活塞体活塞杆上的枢轴孔处。
所述动力机构中包括有一马达、一重量旋转盘、一大齿轮及一小齿轮，而定位板设有一下圆孔及一上圆孔，小齿轮固定于前述马达的轴心并穿伸于定位板上的上圆孔，大齿轮的中心轴则枢固于定位板的下圆孔，且大齿轮与小齿轮相啮合，大齿轮同时固定该重量旋转盘，该重量旋转盘上具有一偏心梢，该偏心梢枢固于活塞体的活塞杆上的枢轴孔处。
所述活塞头顶端面的推气作用面上形成凸出的定位柱及挡柱，而唧筒座斜顶壁上设有与定位柱及挡柱对应配合的凹穴。
所述活塞头顶端的推气作用面的中心点与活塞杆的枢轴孔的中央点，此两点间的连线是垂直于水平面的一垂线，而由推气作用面中心点所延伸出的自体垂直轴线则非垂直于水平面，前述垂线及自体垂直轴线二者与水平面的相交集点间形成有一长度距离。
所述定位板与唧筒座为一体成型成为主机壳。
所述定位板与唧筒座为分离式组合成为主机壳。
采用上述方案后，由于本发明的活塞头的推气作用面设为与水平面呈非水平状态而具有一斜面角度，相比较习知活塞体的活塞头采用的平行于水平面的推气作用面，本发明的此种构造特征能让活塞体在推进行程中能维持更佳及有效的气密效果及在退后的行程中能加快活塞体后退的速度，亦即在整个推进、退后行程中能大幅提升空气压缩机在压缩空气时的作业效能。
附图说明
图1为本发明的立体分解图；
图2为本发明的立体组合图；
图3为本发明空气压缩机另一构造的立体分解图；
图4为本发明空气压缩机另一构造的立体组合图；
图5为本发明中主机壳定位板与唧筒座采分离式组合示意图；
图6为本发明中活塞体的结构示意图；
图7为本发明中主机壳的主视图；
图8为本发明中主机壳的侧视图；
图9为本发明的组合剖视图；
图10至图15为本发明活塞体在唧筒座内的动作过程示意图；
图16为习知活塞体的结构示意图；
图17为习知活塞体容纳于唧筒座内的示意图。
主要元件符号说明
1主机壳 10大功率马达 101轴心
12马达 120轴心 13小齿轮
14大齿轮 140中心轴 15重量旋转盘
151偏心梢 19重量旋转盘 190轴孔
191偏心梢 192锁紧螺栓 2定位板
21下圆孔 22上圆孔 28螺栓
29定位孔 3唧筒座 31气舱室
311斜顶壁 312内壁周面 313间隙
314、315凹穴 32泄气座 320内部容室
321、322、323、324泄气歧管
33安全阀 34泄气阀 39定位柱
41软管 42气嘴 43软管
44压力显示表 5活塞体 51活塞杆
510枢轴孔 52活塞头 54推气作用面
55定位柱 56挡柱 91唧筒座
911气舱室 912顶壁面 932枢轴孔
94马达 95大齿轮 96重量旋转盘
961曲柄梢 97小齿轮 98活塞体
981活塞头 982推气作用面 983活塞杆
具体实施方式
以下配合附图及具体实施例对本发明作详细说明。
请先参考图1、2所示，本发明的一种空气压缩机，其将供活塞体5运作的唧筒座3及固定马达12的定位板2设为一体成型独立的主机壳1，该定位板2可固定空气压缩机的动力机构，该动力机构含括有马达12、传动用的小齿轮13、大齿轮14及重量旋转盘15；前述定位板2具有下圆孔21及上圆孔22，设于马达12的轴心120上的小齿轮13穿伸过上圆孔22，藉由螺栓(图中未示出)将马达12固定于定位板2上；前述下圆孔21则与大齿轮14的中心轴140相嵌固，且大齿轮14与小齿轮13相啮合，前述中心轴140可将重量旋转盘15固定于大齿轮14上，重量旋转盘15的偏心梢151则与活塞体5相枢接。当马达12转动后，该活塞体5即可在唧筒座3的气舱室31内进行往复式运作，并将空气压缩至泄气座32的内部容室320。
本发明于泄气座32设有复数只泄气歧管321、322、323、324，其中歧管321连结一个在其一端设有气嘴42的软管41，另一歧管322亦可连结一个在其一端设有压力显示表44的软管43，至于歧管323、324可分别螺合功能组件，如安全阀33、泄气阀34(可参考图5)或是以塞件(图中未示出)将歧管子以封闭。
以上所述是属于利用马达12的轴心120所设的小齿轮13啮合于大齿轮14的传动模式，马达12的轴心120是穿伸过上圆孔22。再请配合图3、4所示，为一种大功率马达10，因无大、小齿轮组的传动，其轴心101是直接穿伸下圆孔21并固定于定位板2。该大功率马达10的轴心101并可结合于重量旋转盘19的轴孔190，当然，藉由一锁紧螺栓192可将重量旋转盘19完全锁固于轴心101上。该重量旋转盘19的偏心梢191可作动活塞体5在唧筒座3内进行上下往复式运作。
一体成型的主机壳1可分别供二种不同传动模式的马达作为固定用途，本发明主机壳1亦可采用将定位板2与唧筒座3采活动式组合的设计方式，如图5所示，其中在定位板2设有定位孔29，于唧筒座3则设有定位柱39，藉由螺栓28予以锁固即可，此等技术可依据发明人所取得的US Patent No.6,655,928作为参考。
空气压缩机藉由动力机构中的重量旋转盘15、19上的偏心梢151、191进行圆周式旋转运动，进而连动活塞体5的活塞杆51的枢轴孔510同步进行圆周旋转运动，而活塞杆51的活塞头52在唧筒座3内进行上下往复式运动，如此即可压缩空气并将空气输入泄气座32内的内部容室320，再由歧管321及气嘴42对待充气物进行充气的使用功能。
请参考图6，本发明的活塞体5，其于活塞杆51的一端形成有一枢轴孔510，活塞杆51的另一端则延伸成一活塞头52，该活塞头52顶端面形成有一倾斜的推气作用面54。以图6的视图方向及以三维空间坐标做为说明，前述枢轴孔510的中心点P0是平行于水平面或位于XY平面，推气作用面54的中心点F0与前述枢轴孔510的中心点P0的连线lpf是平行于Z轴线，该连线lpf是垂直于XY水平面；由推气作用面54的平面中心点F0依Z轴方向延伸出一垂直于自体推气作用面54的垂线lv，该垂线lv与XY平面交集于点P1，该点P1与中央点P0形成一长度距离l。如图6、16相比较(为了凸显推气作用面的平面状态，故活塞头上其它次要部件不在图6、图16中示出)，习知活塞体98的推气作用面982的Z轴向连线lfp，以推气作用面982的平面中心点F9依Z轴方向所延伸的垂直于自体推气作用面982的垂线lv，二者连线lfp及垂线lv相为重迭的状态，然本发明活塞体5中的连线lpf与垂线lv并非重迭的状态而是形成有一距离长度l，更进一步而言，活塞头52的推气作用面54与XY水平面并非相平行状态而是形成一倾斜角度不为零的θ1，亦即活塞头52的推气作用面54相对于活塞杆51呈现一角度及斜面的状态。
请参考图7、8，主机壳1的定位板2上所具有的上圆孔22及下圆孔21，其分别具有一中心轴点P4、P3，由中心轴点P4、P3所延伸的假想线Y2、Y1均是平行于XY水平面。唧筒座3的筒柱内部空间在中心点的垂直线V平行于Z轴向，垂直线V、假想线Y2、假想线Y1三者分别交集出一交集点P6、P5。请参考图9，唧筒座3气舱室31的内顶壁处相应于前述活塞头52的推气作用面54的斜面角度θ1则呈现一具有角度θ3的斜顶壁311。因此当驱动机构中的重量旋转盘15的中心轴140定位于下圆孔21且偏心梢151枢结于前述活塞杆51的枢轴孔510，马达12启动后，活塞杆51的枢轴孔510会以下圆孔21为中心进行圆周旋转运动，活塞杆51另端的活塞头52则可在唧筒座3内进行上下往复式的直线运动。请同时参考图10至图15，活塞杆51枢轴孔510位于下死点如图10所示，当马达12启动后，活塞头52的推气作用面54开始进行如图11、12所示的推进行程的动作，在此推进行程压缩空气的动作中，活塞头52的推气作用面54可与唧筒座3在Z轴向的中心垂直轴线呈相互垂直的状态，因此整个活塞头52与唧筒座3内的圆柱状内壁周面312能维持更佳的气密性，亦即能提升压缩空气的效能，使活塞头52瞬间到达上死点，如图13，在此同时，斜面状的推气作用面54与斜顶壁311亦能形成气密式及安全地相抵触。当活塞头52由上死点往下运作的退后行程可如图14、15所示，此阶段活塞头52的推气作用面54与唧筒座3在Z轴向的中心垂直轴线形成大角度倾斜的状态，能加大活塞头52与唧筒座3的内壁周面312间的间隙313(如图14所示)，有利于进气及活塞52的后退动作，直至活塞头52退后行程到如图10所示下死点的位置，如此致令活塞头52能在唧筒座3内进行往复式上下直线运动，由于活塞头52在推进行程能气密性压缩空气及在退后行程中能加快活塞头52后退的速率，因此能大大地提升空气压缩机的压缩空气的效能。为了配合活塞头52推气平面上作为固定金属簧片(图中未示出)的一端的定位柱55及用于抵挡金属簧片另端的挡柱56，于唧筒座3的斜顶壁311处亦设有相配合的凹穴314、315，如此可使推气作用面54与斜顶壁311能更佳及有效地相接触贴合。
统观前论，习知活塞体的活塞头的推气作用面是平行于水平面，而本发明的活塞头的推气作用面则是与水平面呈非水平状态而具有一斜面角度，此种构造特征能让活塞体在唧筒座内的推进行程中能维持更佳及有效的气密效果及在退后行程中能加快活塞体后退的速度，亦即在整个推进、退后行程中能大幅提升空气压缩机在压缩空气时的使用效益。
Claims (8)
1.一种空气压缩机，其特征在于包括有：
一主机壳，于主机壳上具有一唧筒座及一定位板，该唧筒座的筒柱内部空间在中心点的垂直线V平行于Z轴向，该定位板上设有上圆孔及下圆孔，上下圆孔分别具有中心轴点P4、P3，由中心轴点P4、P3所延伸的假想线Y2、Y1均是平行于XY水平面，该垂直线V、假想线Y2、假想线Y1三者分别交集出交集点P6、P5，于定位板上并固定有一动力机构；
一活塞体，其由在一端设有枢轴孔的活塞杆及由该活塞杆另一端所延伸出的活塞头所组成，活塞杆的枢轴孔端可受动于动力机构，活塞头则可容纳在唧筒座内并进行上下往复式的直线运动；
所述活塞杆垂直于XY水平面而活塞头顶端面形成一非与水平面相平行而具有倾斜面的推气作用面，在推进行程压缩空气的动作中，活塞头的推气作用面可与唧筒座在Z轴向的中心垂直线V呈相互垂直的状态，在活塞头后退行程的阶段，活塞头的推气作用面与唧筒座在Z轴向的中心垂直线形成大角度倾斜的状态，能加大活塞头与唧筒座的内壁周面间的间隙。
2.如权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于：于唧筒座的气舱室顶端设有一相称于前述推气作用面的倾斜面的斜顶壁。
3.如权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于：所述动力机构中至少包括有一马达、一重量旋转盘，马达可固定于前述主机壳的定位板上，马达轴心则穿伸前述下圆孔并结合于该重量旋转盘上，该重量旋转盘上具有一偏心梢，该偏心梢枢固于活塞体活塞杆上的枢轴孔处。
4.如权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于：所述动力机构中包括有一马达、一重量旋转盘、一大齿轮及一小齿轮，而定位板设有一下圆孔及一上圆孔，小齿轮固定于前述马达的轴心并穿伸于定位板上的上圆孔，大齿轮的中心轴则枢固于定位板的下圆孔，且大齿轮与小齿轮相啮合，大齿轮同时固定该重量旋转盘，该重量旋转盘上具有一偏心梢，该偏心梢枢固于活塞体的活塞杆上的枢轴孔处。
5.如权利要求1或2所述的空气压缩机，其特征在于：所述活塞头顶端面的推气作用面上形成凸出的定位柱及挡柱，而唧筒座斜顶壁上设有与定位柱及挡柱对应配合的凹穴。
6.如权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于：所述活塞头顶端的推气作用面的中心点与活塞杆的枢轴孔的中央点，此两点间的连线是垂直于水平面的一垂线，而由推气作用面中心点所延伸出的自体垂直轴线则非垂直于水平面，前述垂线及自体垂直轴线二者与水平面的相交集点间形成有一长度距离。
7.如权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于：所述定位板与唧筒座为一体成型成为主机壳。
8.如权利要求1所述的空气压缩机，其特征在于：所述定位板与唧筒座为分离式组合成为主机壳。
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