JP2005240803A - Air compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種の空圧機器に供給される圧縮空気を貯蔵する空気タンク内の圧力が常に設定圧力を保持するように圧縮空気を供給するエアコンプレッサに関し、より詳しくは、空気タンク内の圧力が設定値を超えると、圧縮空気の供給動作が停止し、圧力が設定値以下になると、圧縮空気の供給動作が再開されるようにしたエアコンプレッサに関する。 The present invention relates to an air compressor that supplies compressed air so that the pressure in an air tank that stores compressed air supplied to various pneumatic devices always maintains a set pressure, and more specifically, the pressure in the air tank. When the air pressure exceeds a set value, the compressed air supply operation is stopped, and when the pressure falls below the set value, the compressed air supply operation is restarted.
一般に、バスやトラックまたはトレーラーのような大型車両には、圧縮空気の圧力を利用して制動を行うエアブレーキ、またはドアを自動に開閉するエア開閉器などのような空圧機器が搭載されており、このような空圧機器に供給される圧縮空気は、エンジンの動力で動作するエアコンプレッサにより空気タンクに供給・貯蔵され、提供される。このためには、空気タンク内に圧縮空気が常に適正な圧力を保つように貯蔵されていなければならない。 In general, large vehicles such as buses, trucks, and trailers are equipped with pneumatic equipment such as air brakes that use compressed air pressure to brake or air switches that automatically open and close doors. The compressed air supplied to such pneumatic equipment is supplied and stored in an air tank by an air compressor that operates with the power of the engine. For this purpose, the compressed air must be stored in the air tank so as to always maintain an appropriate pressure.
図1は、このような動作を行う従来のエアコンプレッサの一例を示す図であり、このエアコンプレッサは、エンジンの動力がタイミングギヤ(図示せず)と歯合している駆動ギヤ3を通じて前記エンジンに設けられたクランクケース1内のクランク軸2に伝達され、このクランク軸が回転すると、ポンプ室4内のピストンが連動するため、吐出口6′を通して圧縮空気が空気タンク5内に供給されて貯蔵され、このような動作が続けられ、前記空気タンク内の圧力が設定圧力よりも高くなると、その圧力の一部がガバナー7を通じてアンローダ6に信号圧で伝達されると、このアンローダが動作され、圧縮空気が前記空気タンクに供給されることを中断させるため、エアコンプレッサは、空回転することになり、前記空気タンク内に貯蔵された圧縮空気が使われることにより、圧力が低くなると、前記アンローダが逆動作され、圧縮空気が再び空気タンクに供給されるようにしたものである。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional air compressor that performs such an operation. The air compressor is configured to drive the engine through a drive gear 3 in which the power of the engine meshes with a timing gear (not shown). When the crankshaft 2 is transmitted to the crankshaft 2 in the crankcase 1 provided in the cylinder and the piston in the pump chamber 4 is interlocked, compressed air is supplied into the
しかし、このようなエアコンプレッサは、アンローダ6の動作により圧縮空気が空気タンク5に供給されないときにも、エアコンプレッサは、空回転し続けてあるため、エンジンの動力消費が続けられ、かつ、エアコンプレッサの空回転により燃料の損失が多くなり、これにより、車両の燃費改善に大いに逆行するという欠点があった。また、クランク軸2やピストンの往復運動が続けられるに従い、摩擦熱によりシリンダーの内部温度が上昇すると共に、クランクケース内に供給されるエンジンオイルの消費量が増加することは勿論、消費量の増加に比例する多量の汚染物質を含有した高温の吐出空気により、大気及び周辺機器の汚染を招き、騒音発生及び磨耗率が高くなり、エアコンプレッサの寿命が大いに短縮されるなどの多くの問題点があった。
However, in such an air compressor, even when compressed air is not supplied to the
従って、本願出願人は、このような問題点を解消するために、空気タンク内の圧力が設定圧力よりも高くなり、その信号圧がアンローダに伝達されると、駆動ギヤのみが空回転することになり、クランク軸やピストンは、動作しなくなり、圧縮空気の供給動作が停止され、圧力が低くなると、前記クランク軸やピストンが再び動作し、圧縮空気を供給することになるエアコンプレッサを発明して先出願(韓国特許出願第2003-101314号)を行った。 Therefore, in order to eliminate such problems, the applicant of the present application is that when the pressure in the air tank becomes higher than the set pressure and the signal pressure is transmitted to the unloader, only the drive gear rotates idly. The crankshaft and the piston stop operating, the compressed air supply operation is stopped, and when the pressure becomes low, the crankshaft and the piston operate again to supply the compressed air. The previous application (Korean Patent Application No. 2003-101314) was filed.
図2aは、前記先出願の発明のエアコンプレッサにおけるクランク軸が後退した状態を示す断面図であり、図2bは、同エアコンプレッサにおけるクランク軸が前進した状態を示す断面図であり、この先出願の発明のエアコンプレッサは、図2aのように、リング板スプリング150の反発力によりクランクケース110内に取り付けられているクランク軸120が後退移動され、クラッチハウジング130と駆動ギヤ160との間に介在しているスチールリング板171と摩擦リング板172らとが互いに密着して一体化したような状態で、すなわち、クラッチ170が前記駆動ギヤとクラッチハウジングとを接続させている状態でエンジン100が稼動すると、その動力は、エンジンのタイミングギヤ(図示せず)と歯合している前記駆動ギヤとクラッチとを経てクラッチハウジングを通じてクランク軸に伝達され、このクランク軸を回転させるため、コネクティングロッド192によりポンプ室190内のポンプピストン191が往復運動しながら、圧縮空気を吐出口195を通して吐出させ、空気タンク600に送り貯蔵されるようにし、このような動作が続けられ、前記空気タンク内に供給され貯蔵される圧縮空気の圧力が設定圧力よりも高くなると、圧縮空気の一部が信号圧でガバナー611を経てカバー181の流入口182を通してエアシリンダー180内に流入され、流入される信号圧がクランク軸120を後退移動させているリング板スプリング150の反発力よりも大きくなると、ピストン183を押圧して前進させるため、図2bに示すように、クランク軸が前進され、クラッチハウジング130を押圧するため、前記リング板スプリングは圧縮され、一体化したように密着していたスチールリング板171と摩擦リング板172らとの密着状態が緩くなり、互いに離隔されるに従い、駆動ギヤ160とクラッチハウジング130とは、クラッチ170による接続が解除されることにより、前記駆動ギヤがエンジン100の動力により回転し続けても、その回転力は、クランク軸120に伝達されず、前記駆動ギヤのみ空回転することになる。
FIG. 2a is a cross-sectional view showing a state in which the crankshaft is retracted in the air compressor of the invention of the earlier application, and FIG. 2b is a cross-sectional view showing a state in which the crankshaft is advanced in the air compressor. In the air compressor of the invention, as shown in FIG. 2 a, the
このようになると、エアコンプレッサが動作しなくなるため、空気タンク600への圧縮空気の供給が停止され、圧力が不必要に上昇することは勿論、エンジン100の動力損失が防止され、かつ、燃料及びエンジンオイルの消費が大幅に減少し、車両の燃費改善にも大いに寄与すると共に磨耗率も低減し、寿命短縮が抑制され、内部の摩擦熱が低下し、吐出空気の温度が低くなることは勿論、高温の空気が吐出されず、大気及び周辺の汚染が減少するなどの効果が得られる。
When this happens, the air compressor stops operating, the supply of compressed air to the
しかし、このような先出願の発明のエアコンプレッサ(韓国特許出願第2003-101314号)は、クランク軸120が前進されると、たとえ、駆動ギヤ160のみが空回転することになっても、前記クランク軸が前進するときに発生される軸荷重と前進したクラッチハウジング130により圧縮されたリング板スプリング150の反発力がこのリング板スプリング押さえ140に加えられることになり、前記駆動ギヤとリング板スプリング押さえとの接地面が強い密着状態を維持するため、これらの間にブッシュが介在していてもこれらの接地面では摩擦が発生し続けることにより、磨耗し易く、前記ブッシュは勿論、駆動ギヤやリング板スプリング押さえの寿命短縮を招き、これにより、たとえ、クランク軸まで空回転していた図1のエアコンプレッサに比べると、それほど大きくはないが、動力の損失や燃料及びエンジンオイルの消費量が増加し、燃費改善にも障害となるなどの問題点があった。
However, the air compressor (Korean Patent Application No. 2003-101314) according to the invention of the prior application, even when only the
また、エンジン100の内壁101と駆動ギヤ160の前面との間にスラストベアリング200を取り付け、クランク軸120の前進時に発生する軸荷重を減衰させていたが、その構造上、スラストベアリングの取り付けのための空間の確保のために、管状のリング板スプリング押さえ140が相対的に長く形成していなければならず、かつ、前記クランク軸の外周に組み立てられて回転する各部品の個体が多いため、このリング板スプリング押さえの加工及び組み立て作業が非常に難しくて複雑であり、極めて微細な誤差によっても振動及び騒音が大きく発生するなどの問題点もあった。
Further, the thrust bearing 200 is attached between the
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、駆動ギヤやリング板スプリング押さえの磨耗及び寿命短縮が防止されることは勿論、燃料やエンジンオイルの消費量を最小にするエアコンプレッサを提供することを目的とする。また、本発明は、リング板スプリング押さえの加工及び組み立て作業が非常に簡単かつ容易になることは勿論、変形及び亀裂などが発生し難くなるようにしたエアコンプレッサを提供することを他の目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an air compressor that minimizes the consumption of fuel and engine oil as well as preventing wear and shortening of the life of the drive gear and ring plate spring retainer. The purpose is to do. Another object of the present invention is to provide an air compressor in which deformation and cracking are less likely to occur, as well as processing and assembling of the ring plate spring presser are very simple and easy. To do.
上記の目的を達成するため、本発明によるエアコンプレッサは、空気タンク内の圧力が設定圧力よりも高くなり、信号圧が伝達されると、クランク軸やピストンの動作が停止し、圧縮空気の供給が中断した状態で駆動ギヤが空回転するとき、リング板スプリング押さえとの摩擦が発生しないようにすると共に、クランク軸の前進移動の際に、軸荷重が殆ど発生しないことを特徴するが、このエアコンプレッサは、エンジンのタイミングギヤと歯合されて回転する駆動ギヤの駆動力をクランク軸に伝達したり遮断したりするクラッチが収容されるクラッチハウジングと前記駆動ギヤとの間にリング板スプリング押さえを介在させて駆動ギヤの回転力がリング板スプリング押さえとクラッチとを介してクラッチハウジングを経てクランク軸に伝達されるようにし、駆動ギヤが空回転するときには、リング板スプリング押さえとの摩擦が発生しないようにし、このため、前記先出願の発明とは逆に、クランク軸が前進移動すれば、エアコンプレッサが動作され、圧縮空気を供給し、クランク軸が後退すると、エアコンプレッサの動作が停止され、圧縮空気の供給が中断することを特徴する。 In order to achieve the above object, the air compressor according to the present invention stops the operation of the crankshaft and the piston when the pressure in the air tank becomes higher than the set pressure and the signal pressure is transmitted, and the compressed air is supplied. When the drive gear rotates idly in the state of interruption, friction with the ring plate spring retainer is not generated, and almost no shaft load is generated during forward movement of the crankshaft. The air compressor is configured to hold a ring plate spring between a drive housing and a clutch housing in which a clutch that transmits and shuts off a drive force of a drive gear that meshes with an engine timing gear is transmitted to or disconnected from the crankshaft. Rotating force of the drive gear is transmitted to the crankshaft through the clutch housing via the ring plate spring retainer and the clutch. Therefore, when the drive gear is idling, friction with the ring plate spring retainer is prevented from occurring. Therefore, contrary to the invention of the prior application, if the crankshaft moves forward, the air compressor operates. When the compressed air is supplied and the crankshaft is retracted, the operation of the air compressor is stopped and the supply of the compressed air is interrupted.
このような本発明によるエアコンプレッサによれば、圧縮空気の供給動作時には、クランク軸がリング板スプリングの反発力により前進移動しているため、リング板スプリング押さえや駆動ギヤに加えられる軸荷重が大きくならないことは勿論、圧縮空気の供給動作の停止時には、クランク軸が後退移動され、リング板スプリングを圧縮させるため、その反発力がリング板スプリング押さえを前方に押圧しないようにするため、反発力が駆動ギヤに加えられなくなるという特徴があり、これにより、駆動ギヤが周辺の他の部品と摩擦されず、空回転することになり、本願出願人の先出願の発明に比べ、全体的な磨耗率が大幅に低減することは勿論、エンジンの動力損失の抑制効果が極大化すると共に、燃料及びエンジンオイルの消費も大いに減少し、燃費改善や寿命短縮の抑制にもさらに寄与することになる。また、先出願のエアコンプレッサに比べ、リング板スプリング押さえの長さが減少し、その加工及び組み立て作業が非常に簡単かつ容易になることは勿論、クランクケースの前面から駆動ギヤの前面までの間隔も大いに縮小すると共にスラストベアリングが除かれ、エンジンに取り付ける作業も非常に簡単かつ容易になるという利点もある。 According to the air compressor of the present invention, the crankshaft is moved forward by the repulsive force of the ring plate spring during the compressed air supply operation, so that the axial load applied to the ring plate spring retainer and the drive gear is large. Of course, when the compressed air supply operation is stopped, the crankshaft is moved backward to compress the ring plate spring, so that the repulsive force does not press the ring plate spring retainer forward, the repulsive force is There is a feature that it is not added to the drive gear, which causes the drive gear to idle without being rubbed with other parts in the vicinity, and the overall wear rate compared to the earlier invention of the applicant of the present application. As well as greatly reducing the power loss of the engine, the consumption of fuel and engine oil is greatly increased. Little, thus further contributing to the suppression of fuel efficiency and life shortening. In addition, the length of the ring plate spring presser is reduced compared to the air compressor of the previous application, and the machining and assembling operations are very simple and easy, as well as the distance from the front of the crankcase to the front of the drive gear. There is also an advantage that it is greatly reduced and the thrust bearing is removed, and the operation of mounting on the engine becomes very simple and easy.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。図3は、本発明の実施形態によるエアコンプレッサの分解斜視図であり、図4a〜図4d及び図5a〜図5dは、同エアコンプレッサにおけるクランク軸が前進移動及び後退移動した状態を示すそれぞれの断面図である。本発明の実施形態によるエアコンプレッサのクランクケース10は、エンジン100に設けられており、前記クランクケース内の下部に水平に貫通するように形成されるクランク室11には、クランク軸20が回転自在に取り付けられる。クランク軸20の先端部は、クランク室11の先端側にスナップリングで外れないように結合されるブッシュ12を貫通して露出され、エンジン100の内部に位置することになるもので、前記露出された先端部の中で外周面が水平となっている後側の水平部位21には、中央に前記水平部位が貫通する軸穴31が形成された円筒状のクラッチハウジング30が軸結合される。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is an exploded perspective view of an air compressor according to an embodiment of the present invention. FIGS. 4a to 4d and FIGS. 5a to 5d are respectively views showing a state where a crankshaft of the air compressor is moved forward and backward. It is sectional drawing. A
クラッチハウジング30は、その後面がブッシュ12の前面に支持されるように、軸結合されるものであり、内周面には、スプライン32が形成され、軸穴31の前後幅は、水平部位21の前後幅よりも小さくなる。これは、クランク軸20が軸穴31と水平部位21との前後幅の差による間隔tの範囲内で前進・後退移動できるようにするためのものである。クランク軸20の先端部の中で外周面が先端側に向けて傾斜している中間の傾斜部位22には、内周面が前記傾斜部位と合致する傾斜面となった管状のリング板スプリング押さえ40が軸結合され、このリング板スプリング押さえは、前記先端部の中で外周面に螺旋が形成された先端の螺旋部位23に締結される締結部材40aに外れないように前記中間の傾斜部位に軸着される。
The
締結部材40aとしては、ナットが好ましく、リング板スプリング押さえ40の内周面が傾斜部位22と合致する傾斜面となっているため、これらが互いにしっかりと密着するように前記締結部材を締結すると、リング板スプリング押さえは、クランク軸と共に回転することになる。リング板スプリング押さえ40は、内周面の先端部位41の内径を後側部位の内径よりも大きくして、締結部材40aが先端部内に収容されるようにし、外周面の後端部側には、クラッチハウジング30の内周面に形成されたスプライン32と歯合するスプライン43が外周縁に形成されたフランジ42が延びている。このようなリング板スプリング押さえ40をクランク軸20に軸着すると、フランジ部42の後面とクラッチハウジング30の内前面との間には、所定の間隔の空間aが形成され、この空間には、複数個のリング板スプリング50が取り付けられる。
As the
このように取り付けられるリング板スプリング50の反発力は、クラッチハウジング30を後方に押してブッシュ12に密着させると共に、リング板スプリング押さえ40を前方に押してクランク軸20を前進移動させる作用を有する。リング板スプリング押さえ40の先端部側の外周面には、前記先端部を軸として結合され、リング板スプリング押さえとは別に自由に回転するように駆動ギヤ60が設けられている。駆動ギヤ60は、外周縁にエンジン100側のタイミングギヤ(図示せず)と歯合されるギヤ歯が形成されたギヤ部61と、直径が小さく後側に延びており、外周面には、スプライン63が形成された軸管部62とから構成される。そして、軸管部62の前後端側及び内周面とリング板スプリング押さえ40の先端部側の外周面との間には、これらが直接面接触しないようにするブッシュ60aが介在され、前記リング板スプリング押さえの先端部側の外周面には、ワッシャー44を取り付けスナップリング45を着設して駆動ギヤ60が外れないようにする。また、駆動ギヤ60の前面中央部64は、所定の深さで凹むように形成し、クランク軸20の先端が前記中央部内に位置するようにすることにより、クランクケース10の前面から前記クランク軸の先端までの露出される間隔を最大限に縮小させる。
The repulsive force of the
一方、クラッチハウジング30の内周面と駆動ギヤ60の軸管部62の外周面との間には、これらの直径の差により、リング板スプリング押さえ40のフランジ部42の前方側に収容空間bが形成され、この収容空間内にはクラッチ70が取り付けられる。クラッチ70は、軸穴の内径は、軸管部62の外径よりも大きく、外周面には、クラッチハウジング30の内周面に形成されたスプライン32と結合されるスプラインが形成された複数のスチールリング板71と、このスチールリング板よりも直径が小さく、軸穴の内周面には、前記軸管部の外周面に形成されたスプライン63と結合されるスプラインが形成された複数の摩擦リング板72とから構成される。
On the other hand, between the inner peripheral surface of the
このようなスチールリング板71と摩擦リング板72とは、互いに一つずつ交互に重なるように取り付けられるものであって、前記スチールリング板の軸穴は、軸管部62と離隔される反面、外周面に形成されたスプラインは、クラッチハウジング30のスプライン32と結合され、前記摩擦リング板の軸穴に形成されたスプラインは、軸管部のスプライン63と結合される反面、外周面は、前記クラッチハウジングの内周面から離隔される。これにより、スチールリング板71は、クラッチハウジング30と共に回転することになり、摩擦リング板72は、駆動ギヤ60と共に回転することになる。また、前記スチールリング板や摩擦リング板は、クラッチハウジングの内周面の先端側に着設するスナップリング73により前方に外れないように取り付けられると共に、その後方は、リング板スプリング押さえ40のフランジ部42により支持される。
The
このように取り付けられるクラッチ70のスチールリング板71と摩擦リング板72らとは、リング板スプリング50の反発力の作用でリング板スプリング押さえ40とクランク軸20とが共に前進移動することになると、フランジ部42とスナップリング73との間で押圧され、互いに隙間無くしっかりと密着するため、駆動ギヤ60と前記リング板スプリング押さえ及びクラッチハウジングとを一体となるように接続させる。このように接続されると、駆動ギヤ60の回転力は、クラッチ70によりクラッチハウジング30に伝達されると共に、スプライン32と結合されているフランジ部42のスプライン43を通じてリング板スプリング押さえ40に伝達されてクランク軸20を回転させる。逆に、後述するように、クランク軸20と共にリング板スプリング押さえ40が後退移動すれば、リング板スプリング50は圧縮され、互いに密着していたスチールリング板71と摩擦板72らとは、互いに離隔されるため、駆動ギヤ60の回転力を前記クランク軸に伝達するクラッチ70の作用が解除され、前記駆動ギヤのみが空回転することになり、これにより、エアコンプレッサの動作は停止する。
The
一方、クランク室11の後端側には、リング板スプリング50の反発力で前進しているクランク軸20を後退移動させるエアシリンダー80が設けられる。エアシリンダー80は、クランク室11の開放された後端を密封するように着設され、前面の中央には、クランク軸20が軸結合される軸溝が形成され、後面には、収容部が形成された気筒81と、この気筒の開放された収容部を密封するように後面に着設されるカバー82と、前記収容部に取り付けられるピストン83と、端部が前記気筒とピストンの中央に形成された貫通穴とを通してクランク軸の後端部の中央に締結されるスクリュー軸84と、このスクリュー軸によりピストンの後面と所定の間隔で離れるように軸着されるベアリングホルダー85と、前記ピストンと支持板との間に介在されるベアリング86と、前記気筒の後面とピストンの前面との間に圧縮空気である信号圧が注入されるように気筒に形成された注入口87と、前記気筒の後面とピストンの前面との間に介在されるように取り付けられ、ピストンを後方に弾発させることにより。前記ベアリングに予圧を与えるコイルスプリング88と、前記気筒の後面に形成されたガイド溝に端部が嵌挿されるように、前記ピストンにねじ締結され、このピストンの回転防止及び前進・後退移動を案内するガイドピン89とを備えている。
On the other hand, an
そして、気筒81には、クランク室11に流入されるエンジンオイルがシリンダー室80aに供給されるようにすると共に、ピストン83の動作の際に流入されたエンジンオイルが排出され、圧力の抵抗を抑制する流通路81aが前後面を貫通するように形成されている。スクリュー軸84の外周面は、気筒81及びピストン83の各中央に形成された貫通穴の内周面と接触しないようにすることが好ましく、このためには、これらの間に直径の差による間隙が形成されるようにしたり、あるいはベアリングホルダー85の中央に形成されたスクリュー軸84の軸穴の先端の周縁部を前方に延長させて形成される軸管部85aが前記スクリュー軸の外周面と貫通穴の内周面との間に介在するようにしても良い。勿論、このような場合にも、軸管部85aの外周面は、気筒81及びピストン83の各軸穴の内周面と、また、前記軸管部の内周面は、スクリュー軸84の外周面と接触しないようにこれらの間に間隙が維持されるようにすることが好ましい。
The engine oil that flows into the
このようなエアシリンダー80は、ガバナー6bを通じて送られ、注入口87を通して気筒81の後面とピストン83の前面との間に注入される圧縮空気である信号圧がクランク軸20を前進させているリング板スプリング50の反発力よりも大きいと、前記ピストンを後退させるため、ベアリングホルダー85とスクリュー軸84とで結合された前記クランク軸が共に後退移動され、同時にリング板スプリング押さえ40も後退するため、前記リング板スプリングは圧縮される。このとき、ピストン83が後退する程度は、軸穴31と後端の水平部位21との前後幅の差による間隔tに比例する。
Such an
このようになると、クランク軸20の先端部側に軸着されたリング板スプリング押さえ40も共に後退するため、互いに隙間無く一体に密着していたクラッチ70のスチールリング板71と摩擦リング板72らとが互いに離隔され、スリップ状態となるため、駆動ギヤ60とクラッチハウジング30とは、前記クラッチによる接続が切れ、これにより、前記駆動ギヤは回転しても、その回転力は、クラッチハウジングに伝達されず、前記リング板スプリング押さえやクランク軸は回転しなくなり、駆動ギヤのみが空回転することになる。
In this case, the ring
クランクケース11には、ポンプ室90がクランク室11と直交するように上方向に延設されており、前記ポンプ室には、ポンプピストン91が取り付けられる。ポンプピストン91は、一端がクランク軸20の水平部分24に軸結合されるコネクティングロッド92の他端部に軸結合され、前記クランク軸の回転時に往復動作しながら、圧縮空気を空気タンク6aに供給することになる。コネクティングロッド92の他端部は、ポンプピストン91の中心にクランク室11側に開放されるように凹んで形成された結合溝93に嵌挿されるもので、この結合溝の内幅rは、図4dに示すように、前記コネクティングロッドの前後幅fよりも大きく、その中間部分を水平に横断するように軸穴94が形成されている。従って、軸ピン96をコネクティングロッド92の他端部に形成された軸穴を貫通するように結合して、その両端を軸穴94に固定すれば、前記コネクティングロッドは、軸ピンに軸結合された状態でその前後幅fと結合溝93の内幅rとの大きさの差による範囲内で水平に前進及び後退移動することになる。
A
このことは、ポンプピストン91は、ポンプ室90内で垂直方向に往復運動するように取り付けられている反面、クランク軸20は、クランク室11内で前進及び後退移動するように設けられているため、このクランク軸が前進及び後退移動するとき、コネクティングロッド92も共に前進及び後退移動してこそ、前記ポンプピストンをポンプ室内で往復運動させることが可能となるためである。そして、ポンプ室90の開放された上端は、ポンプピストン91により発生する圧縮空気が吐出され、空気タンク6aに送られる吐出口95を備えたヘッドカバー97で覆われる。
This is because the
このように構成される本発明の実施形態によるエアコンプレッサは、リング板スプリング50の反発力によりリング板スプリング押さえ40とクランク軸20とが前進移動され、クラッチハウジング30と駆動ギヤ60との間に介在しているスチールリング板71と摩擦リング板72らとが互いに密着して一体化したような状態、すなわち、クラッチ70が前記駆動ギヤとクラッチハウジング30とを接続させている状態でエンジン100が稼働すると、その動力は、エンジンのタイミングギヤと歯合している前記駆動ギヤとクラッチとを経てクラッチハウジングやリング板スプリング押さえを通じてクランク軸に伝達され、このクランク軸を回転させる。
In the air compressor according to the embodiment of the present invention configured as described above, the ring
このようになると、クランク軸20の後端にスクリュー軸84に着設されたベアリングホルダー85は、一緒に回転するが、ピストン83は、前記スクリュー軸及びベアリングホルダーと離隔されているため、回転しなくなる反面、コネクティングロッド92によりポンプ室90内のポンプピストン91が往復運動することになり、この過程で発生する圧縮空気は、吐出口95を通して吐出され、空気タンク6aに送られ貯蔵される。このような動作が続けられ、空気タンク6a内に供給される圧縮空気の圧力が設定圧力よりも高くなると、圧縮空気である信号圧がガバナー6bを経て流入口87を通してエアシリンダー80内の気筒81の後面とピストン83の前面との間に流入されるが、このように流入される信号圧がクランク軸20を前進させているリング板スプリング50の反発力よりも大きくなると、前記ピストンを後方に押圧して後退移動させる。
In this case, the bearing
このように、クランク軸20が後退すると、リング板スプリング押さえ40も共に後退するため、リング板スプリング50は圧縮され、これにより、前記リング板スプリングの反発力により一体化したように密着していたスチールリング板71と摩擦リング板72らとは密着状態が解除され、互いに離隔されるため、結局、駆動ギヤ60とクラッチハウジング30及び前記リング板スプリング押さえとは、クラッチ70による接続が切れる。そして、クラッチ70の接続が切れると、駆動ギヤ60は、エンジン100の動力により回転し続けてもその回転力は、クラッチハウジング30に伝達されなくなるため、前記駆動ギヤのみが空回転することになり、クランク軸20は、回転しなくなる。
In this way, when the
これにより、エアコンプレッサが動作しなくなるため、空気タンク6aへの圧縮空気の供給が中断して、圧力が不必要に上昇することは勿論、エンジン100の動力の損失も防止される。その後、空気タンク6a内に貯蔵されていた圧縮空気が使われ、その圧力が設定値よりも低くなると、ガバナー6bを通じてエアシリンダー80に流入していた信号圧が遮断され、このエアシリンダー内の圧力が弱くなり、これにより、リング板スプリング50の反発力が信号圧よりも大きくなると、前記反発力が作用して、リング板スプリング押さえ40を前方に押圧するため、クランク軸20が前進移動される。
As a result, the air compressor does not operate, and the supply of compressed air to the
このようになると、前進したリング板スプリング押さえ40によりクラッチ70のスチールリング板71と摩擦リング板72らとが互いに密着して一体化するため、駆動ギヤ60とクラッチハウジング30とが前記クラッチにより接続され、これにより、エンジン100の動力が前記クラッチハウジングとリング板スプリング押さえとを経てクランク軸20に伝達されるため、エアコンプレッサが動作して、圧縮空気を空気タンク6bに供給することになる。
In this case, the
このような過程で、クランク軸20とコネクティングロッド92とが前進及び後退移動される間隔は、クラッチ70のスチールリング板71と摩擦リング板72らとの密着及び密着状態のみ解除される程度であれば良いので、その間隔が大きくなく、前記コネクティングロッドがポンプピストン91の中心線上から偏心した位置にあってもその偏心程度が大きくないから、前記ポンプピストンは、ポンプ室90内で常に正常な往復運動を行うことになる。
In such a process, the interval at which the
一方、前述の実施形態においては、コネクティングロッド92がクランク軸20と共に前進及び後退移動するように設けられており、ポンプピストン91を往復運動させることをその例にして説明しているが、必ずこれに限定されるものでなく、前記コネクティングロッドは、前進及び後退移動されず、クランク軸のみ前進及び後退移動するようにしても良い。このためには、クランク軸20でコネクティングロッド92の一端が軸結合される水平部分24の長さを前記コネクティングロッドの前後幅fよりも長くして、前記水平部分がスライドするようにする反面、前記コネクティングロッドの上端は、前進及び後退移動せず、回転だけするようにポンプピストン91に軸着すれば良い。
On the other hand, in the above-described embodiment, the connecting
また、クランク軸20とコネクティングロッド92との?結は、前述の実施形態の他にも多様な変形例が考えられるが、その動作が前進及び後退移動するように取り付けられたクランク軸20の回転力を往復運動するポンプピストン91に伝達するためのものであれば、何れも本発明の範囲に属することは言うまでもない。そして、迅速な圧縮空気の供給のために、大容量化が求められるときには、ポンプ室90を複数で設けることが好ましいが、圧縮空気の消費量が少ない車両では、コスト低減のために、ポンプ室90を1個にすることが好ましく、これに比例して、ポンプピストン91とコネクティングロッド92とを前記一つのポンプ室に単数で設ければ良い。
The
また、本発明の実施形態においては、前記したように、ポンプ室90を1気筒にする場合の図は示していないが、これはポンプ室が2気筒となっている前述の実施形態により簡単に適用可能であって、省略されており、この場合にも本発明の範囲を外れるものではない。以上のように、上記実施の形態を参照して詳細に説明され図示されたが、本発明は、これに限定されるものでなく、このような本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲内で、当業界の通常の知識を有する者にとっては、他の多くの変更が可能であろう。また、本発明は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであることは言うまでもない。
Further, in the embodiment of the present invention, as described above, the figure in the case where the
10 クランクケース
11 クランク室
20 クランク軸
21 水平部位
22 傾斜部位
23 螺旋部位
30 クラッチハウジング
31 軸穴
32 スプライン
40 リング板スプリング押さえ
41 先端部位
42 フランジ部
43 スプライン
50 リング板スプリング
60 駆動ギヤ
61 ギヤ部
62 軸管部
63 スプライン
70 クラッチ
71 スチールリング板
72 摩擦リング板
73 スナップリング
80 エアシリンダー
81 気筒
82 カバー
83 ピストン
84 スクリュー軸
85 ベアリングホルダー
86 ベアリング
87 注入口
88 コイルスプリング
89 ガイドピン
80a シリンダー室
81a 流通路
90 ポンプ室
91 ポンプピストン
92 コネクティングロッド
DESCRIPTION OF
62
88
Claims (9)
前記クランク軸の露出された先端部中で外周面が水平となっている後側の水平部位に軸結合され、内周面には、スプラインが形成され、前記水平部位に軸結合される軸穴の前後幅は、前記水平部位の前後幅よりも小さくなるクラッチハウジングと、
前記クランク軸の露出された先端部中で外周面が先端側に向けて傾斜した中間の傾斜部位に軸結合され、内周面は、前記傾斜部位と合致する傾斜面となり、外周面の後端部側には、外周縁に前記クラッチハウジングのスプラインと歯合するスプラインが形成されたフランジ部が取り囲んで延びている管状のリング板スプリング押さえと、
前記クランク軸の露出された先端部中で外周面に螺旋が形成された先端の螺旋部位に締結され、前記リング板スプリング押さえを傾斜部位に軸着させ、クランク軸と共に回転及び前進・後退移動されるようにする締結部材と、
前記クラッチハウジングの内前面と前記リング板スプリング押さえのフランジ部の後面との間に取り付けられ、その反発力が、前記クラッチハウジングは、後方に押圧してクランク室の前面に密着して固定されるようにし、前記リング板スプリング押さえは、前方に押圧して前記クランク軸が共に前進移動するようにするリング板スプリングと、
外周縁には、エンジン側のタイミングギヤと歯合するギヤ歯が形成されたギヤ部が後側に延びており、外周面には、スプラインが形成された軸管部を備え、前記リング板スプリング押さえの先端部側に軸結合され、この先端部を軸としてリング板スプリング押さえと別に回転する駆動ギヤと、
前記駆動ギヤの軸管部の外周面側とクラッチハウジングの内周面との間の収容空間にクラッチハウジングの内周面の先端側に着設されるスナップリングと前記リング板スプリング押さえのフランジ部により前後側が支持されるように取り付けられ、軸穴の内径は、前記駆動ギヤの軸管部の外径よりも大きく、外周面には、クラッチハウジングのスプラインと歯合するスプラインが形成された複数のスチールリング板と、前記スチールリング板と一つずつ交互に重なり、スチールリング板よりも直径が小さく、軸穴の内周面には、前記軸管部の外周面に形成されたスプラインと歯合するスプラインが形成された複数個の摩擦リング板からなるクラッチと、
前記クランクケースのクランク室と直交するように延びているポンプ室内に往復運動するように取り付けられ、圧縮空気を空気タンクに供給する動作を行い、中心には内幅がコネクティングロッドの前後幅よりも大きい結合溝がクランク室に開放されるように形成されたポンプピストンと、
一端は、前記クランク軸が前進・後退移動するときには、一緒に前進・後退移動するようにクランク軸に軸結合され、他端は、前記クランク軸が前進・後退移動するときには、その前進・後退移動する範囲内で水平にスライドするように前記ポンプピストンの結合溝に嵌挿され、結合溝を水平に横断するように着設されるピストンピンに軸結合され、前記クランク軸が回転すると、前記ポンプピストンを往復運動させるコネクティングロッドと、
前記クランク室の後方に着設され、前記空気タンク内に貯蔵される圧縮空気の圧力が設定値を超えると動作され、前記クランク軸を後退移動させるエアシリンダーとを備えることを特徴とするエアコンプレッサ。 A crankshaft is attached so as to move forward and backward in a crankcase of a crankcase provided in the engine, and a tip portion is exposed to the front through the crankcase;
A shaft hole that is axially coupled to a rear horizontal portion whose outer peripheral surface is horizontal in the exposed front end portion of the crankshaft, a spline is formed on the inner peripheral surface, and is axially coupled to the horizontal portion. The front and rear width of the clutch housing is smaller than the front and rear width of the horizontal portion,
The outer peripheral surface of the crankshaft that is exposed is axially coupled to an intermediate inclined portion inclined toward the front end side, and the inner peripheral surface is an inclined surface that matches the inclined portion, and the rear end of the outer peripheral surface On the part side, a tubular ring plate spring presser extending around a flange portion formed with a spline that meshes with the spline of the clutch housing on the outer periphery,
Fastened to the spiral part of the tip of the crankshaft where the spiral is formed on the outer peripheral surface in the exposed tip part of the crankshaft. A fastening member to allow
The clutch housing is mounted between the inner front surface of the clutch housing and the rear surface of the flange portion of the ring plate spring retainer, and the repulsive force presses the clutch housing rearward so as to be in close contact with the front surface of the crank chamber. The ring plate spring press is a ring plate spring that presses forward so that the crankshaft moves forward together,
A gear portion formed with gear teeth that mesh with an engine-side timing gear extends to the rear side of the outer peripheral edge, and an outer peripheral surface includes a shaft tube portion formed with a spline. A drive gear that is shaft-coupled to the front end side of the presser and rotates separately from the ring plate spring presser with this front end as an axis,
A snap ring attached to the distal end side of the inner peripheral surface of the clutch housing in a housing space between the outer peripheral surface side of the shaft pipe portion of the drive gear and the inner peripheral surface of the clutch housing, and a flange portion of the ring plate spring presser The shaft hole has an inner diameter that is larger than the outer diameter of the shaft tube portion of the drive gear, and a plurality of splines that engage with the splines of the clutch housing are formed on the outer peripheral surface. The steel ring plate and the steel ring plate are alternately overlapped one by one, the diameter is smaller than the steel ring plate, and the spline and teeth formed on the outer peripheral surface of the shaft tube portion are formed on the inner peripheral surface of the shaft hole. A clutch comprising a plurality of friction ring plates formed with splines to be joined;
The crankcase is mounted so as to reciprocate in a pump chamber extending perpendicular to the crank chamber of the crankcase, and operates to supply compressed air to the air tank, with an inner width at the center that is larger than the front and rear width of the connecting rod. A pump piston formed so that a large coupling groove is opened in the crank chamber;
One end is axially coupled to the crankshaft so that when the crankshaft moves forward / backward, the other end moves forward / backward when the crankshaft moves forward / backward. When the crankshaft rotates when the crankshaft rotates, the pump shaft is inserted into a coupling groove of the pump piston so as to slide horizontally within a range to be slid and is horizontally coupled to the piston pin. A connecting rod for reciprocating the piston;
An air compressor, which is provided behind the crank chamber and is operated when a pressure of compressed air stored in the air tank exceeds a set value and moves the crankshaft backward. .
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