JP2016505115A

JP2016505115A - 空気圧縮機装置

Info

Publication number: JP2016505115A
Application number: JP2015555532A
Authority: JP
Inventors: 周　文三; 文三周
Original assignee: 周　文三; 文三周
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2016-02-18
Anticipated expiration: 2033-02-07
Also published as: EP2955381A1; HUE037832T2; PL2955381T3; CN104903579B; WO2014121497A1; KR101801627B1; EP2955381B1; JP6169727B2; EP2955381A4; DK2955381T3; KR20150090227A; CN104903579A

Abstract

本発明は、空気圧縮機装置を公開し、特に、機械式圧力安全弁を取り付ける必要がなく、空気圧縮機が動作段階で圧力を安全値範囲内に保持し、タイヤに気体を注入する際、タイヤ圧が安全値を超えないようにしてタイヤを保護する構造を有し、それは、空気圧縮機のシリンダーの外壁に、副気室を有するマニホールドが設けられ、副気室は、シリンダーの圧縮室と流通するが、排気用の空気貯蔵ユニットと連通せず、空気圧縮機のピストンヘッドの頂面が、シリンダーの圧縮室の頂壁面に完全に当接されると、圧縮空気の一部が副気室内に進入し、ピストン本体の下動行程の動作がスムーズになるとともに、空気圧縮機に圧力安全弁を設置しなくとも、気体注入する際、安全圧力値範囲を超えることを防ぐことができる。

Description

本発明は、機械式安全弁を取り付ける必要がなく、空気圧縮機が動作段階で圧力を安全値範囲内に保持し、タイヤに気体を注入する際、タイヤ圧が安全値を超えないようにしてタイヤを保護する空気圧縮機装置を提供する。

本発明者は長年、小型の空気圧縮機の研究開発に力を注ぎ、手間と時間がかかって複雑な構造であった初期の空気圧縮機を、構造が簡素で、容易かつ速やかに組立てることができる製品へ転換した。米国特許第７４６２０１８号明細書の排出管（ｏｕｔｌｅｔｔｕｂｅ）には、複数のダクト（ｄｕｃｔ）が設けられ、そのうち１つのダクト（ｄｕｃｔ）には、機械式圧力安全弁（ｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅ）が取り付けられる。空気圧縮機のピストンがシリンダー内で直線運動を行い、上死点に達すると、当該案のピストン中のピストンヘッドの頂平面がシリンダーの圧縮室の頂壁面に完全に当接され、ピストンの上動行程の動作において、シリンダーの圧縮室と連通する排気用の排出管に圧縮空気が完全に進入するが、不適切な気体注入により空気圧縮機が被測定タイヤの設定タイヤ圧より高くなると、付加的な機械式圧力安全弁（ｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅ）により自動的に圧力を下げなければならないが、機械式圧力安全弁（ｓａｆｅｔｙｖａｌｖｅ）が古すぎると詰まって故障し、使用者がタイヤに気体を注入する際、タイヤに注入する気体が多すぎるとタイヤが容易にパンクしてしまう危険性があった。
（発明の内容）

本発明の目的は、機械式圧力安全弁を取り付けずに、空気圧縮機が動作段階にあるとき、圧力を安全値範囲内に維持し、タイヤに気体を注入する際、タイヤ圧が安全値を超えてタイヤが破裂してしまう問題が生じることを防ぐ、空気圧縮機装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の解決手段は：
空気圧縮機装置が、ボックス体を含み、その内部には、電源がオンされると空気圧力を発生させる空気圧縮機が設けられ、空気圧縮機は、モータが作動する際、ピストン本体のピストンヘッドがシリンダー内で往復運動し、シリンダー内の圧縮空気が押し出されて空気圧縮機の空気貯蔵ユニット内に進入し、空気貯蔵ユニット上には、空気貯蔵ユニットと連通する複数のマニホールドが設けられる。

空気圧縮機のシリンダーの外壁には、副気室を有するマニホールドが設けられ、副気室は、シリンダーの圧縮室と流通するが、排気用の空気貯蔵ユニットとは連通せず、空気圧縮機のピストンヘッドの頂面が、シリンダーの圧縮室の頂壁面に完全に当接されると、圧縮空気の一部が副気室内に進入し、ピストン本体の下動行程の動作がスムーズになるとともに、空気圧縮機に圧力安全弁を設置しなくとも、気体注入する際、安全圧力値範囲を超えることがない。

上述の構造を採用した後、本発明に係る空気圧縮機装置は、空気圧縮機のシリンダーの外壁に、副気室を有するマニホールドが設けられ、副気室は、シリンダーの圧縮室と流通するが、排気用の空気貯蔵ユニットと連通せず、空気圧縮機のピストンヘッドの頂面が、シリンダーの圧縮室の頂壁面に完全に当接されると、圧縮空気の一部が副気室内に進入し、ピストン本体の下動行程の動作がスムーズになるとともに、空気圧縮機に圧力安全弁を設置しなくとも、気体注入する際、安全圧力値範囲を超えることがない。

従来技術と比べ、本発明に係る空気圧縮機装置は、機械式圧力安全弁を取り付ける必要がなく、空気圧縮機が動作段階で圧力を安全値範囲内に保持し、タイヤに気体を注入する際、タイヤ圧が安全値を超えないようにしてタイヤを保護する目的を達成する。本発明は、製造コストを減らすことができる上、ピストン本体の下動行程の動作をスムーズにすることもできる。
（実施方式）

本発明の技術手段をさらに説明するために、以下、具体的な実施例により本発明を詳細に説明する。

まず、図１〜図４を参照する。図１〜図４に示すように、本発明の空気圧縮機装置は、ボックス体１を含む。ボックス体１上には、押しボタン式のスイッチ１１と、ボタン１２と、中空状の透孔１３とが設けられる。ボックス体１内には、空気圧縮機が設けられる。空気圧縮機は、ピストン本体２５が動作するシリンダー３と、モータ２１を固定するメインフレーム２０とが一体成形された構造である。

メインフレーム２０には、空気圧縮機の動力機構が固定されてもよい。動力機構は、モータ２１と、伝動用のピニオン２２と、ギア２３と、クランクピン２４を有する重量回転盤２８と、放熱用の放熱ファン２７とを含む。モータ２１により空気圧縮機の動力機構を駆動し、ピストン本体２５のピストンヘッド２６がシリンダー３のインナーチャンバ３４内で往復圧縮動作を行い、圧縮された空気が空気孔３２を介して弁体４１を押動してばね４２を圧縮し、圧縮された空気が空気貯蔵ユニット５内に進入する。

空気貯蔵ユニット５上には、空気貯蔵ユニット５と連通する複数のマニホールド５２，５３，５５が設けられる（図８を同時に参照する）。マニホールド５２には、ホース９１が接続される。マニホールド５３は、ガス抜き弁７の設置に応用される。マニホールド５５には、圧力計９が設置される。本発明の最も重要な構造特徴は、シリンダー３の外壁にマニホールド５４が設けられている点である。マニホールド５４内には、流通口３５を介してシリンダー３の圧縮室３３と連通する副気室５４１が設けられているが、副気室５４１は、排気用として用いない空気貯蔵ユニット５のチャンバ５１と連通し、マニホールド５４の外端開口には、螺合可能な調節弁８が設けられる。調節弁８の螺合深さを調整することにより、副気室５４１の容積を調整することができる。

図４〜図７を同時に参照する。空気貯蔵ユニット５は、底部５０においてシリンダー３の頂壁３１と隣接し、共用の中間壁３０が形成される。中間壁３０上には、空気孔３２及び流通口３５が形成される。空気孔３２は、シリンダー３中のインナーチャンバ３４の圧縮室３３と、空気貯蔵ユニット５のチャンバ５１とを連通させ、流通口３５によりシリンダー３のインナーチャンバ３４の圧縮室３３とマニホールド５４の副気室５４１とが連通する。弁体４１は、前述の中間壁３０の空気孔３２上端に設置される。矩形状を呈するトップカバー６（図５を参照する）は、その上端に回転ハンドル６１が設けられる。トップカバー６の中心部からは円筒柱６２が下方へ延び、円筒柱６２上からは互いに離間した複数の環状ショルダ６２１が外方へ延び、トップカバー６と環状ショルダ６２１との間には、複数の凹状環溝６２２が形成される。円筒柱６２は、底端縁６３を有する。底端縁６３には、円筒柱６２の内心へ向かう凸状の押圧部６４が形成される。複数のシールリング６５は、前述の円筒柱６２上の環状ショルダ６２１に嵌合される。

前述のトップカバー６は、前述の空気貯蔵ユニット５上に対応して結合される。図２に示すように、回転ハンドル６１を回転させると、トップカバー６が空気貯蔵ユニット５上に強固に係合され、緩む虞がない。ばね４２は、一端が前述の弁体４１上に設置され、他端がトップカバー６の円筒柱６２上の環状ショルダ６２１に当接される。

図３及び図５を同時に参照する。ガス抜き弁７は、中空状のハット型ソフトキャップ７１と、ナット７２と、を含む。中空状のハット型ソフトキャップ７１は、一端に前端部７１１が設けられ、他端に外リングが設けられ、外リングには互いに離間した複数のバンプ７１２が設けられ、互いに離間したバンプ７１２間には、流通溝７１３が形成される。ナット７２の一端は開口７２１を有し、ナット７２の他端は内口径が開口７２１より小さな透孔７２２から延びる。このときハット型ソフトキャップ７１をマニホールド５３に装入してから、ナット７２の透孔７２２の端部をハット型ソフトキャップ７１に当接させてマニホールド５３内に結合させ、この段階でハット型ソフトキャップ７１の一端の外リングがマニホールド５３の内壁に当接され、ハット型ソフトキャップ７１の他端がナット７２５の透孔７２２の端部に当接される。前述のボックス体１のボタン１２の内側のプッシュバー１２１は、ナット７２に挿通され、ハット型ソフトキャップ７１の前端部７１１に対応する。ボタン１２を押下すると、ガス抜き弁７のハット型ソフトキャップ７１の前端部７１１が押圧され、ハット型ソフトキャップ５１が圧縮されて変形し、気体被注入物の過剰な圧力は、図５及び図６に示すように、ガス抜き弁７に取り付けられたマニホールド５３から排出される。調節弁８は、マニホールド５４内に螺合され、回転することにより副気室５４１の内容積を調整することができる。

本発明のピストン本体２５は、シリンダー３のインナーチャンバ３４内で行う往復直線運動が上死点に達すると、ピストンヘッド２６の頂面２６０がシリンダー３の圧縮室３３の頂壁３１に完全に当接され（図７参照）、このとき大部分の圧縮空気がシリンダー３の頂壁３１に形成された空気孔３２を介して弁体４１が圧縮押動されるとばね４２が圧縮され、圧縮された空気が空気貯蔵ユニット５のチャンバ５１内に進入し、各マニホールド５２，５３，５５を介して異なる性質、機能のオブジェクトに接続される。しかし、シリンダー３から出力される圧縮空気中には、依然として一部の空気が流通口３５を介してマニホールド５４の副気室５４１内へ進入し、副気室５４１内に収容される空気量により、空気圧縮機が気体を注入する際、圧力値が安全範囲を超えることがなく、ピストン本体２５の下動行程を開始する際、動作がスムーズとなる。前述の弁体４１は、駆動されてトップカバー６の円筒柱６２の底端の押圧部６４により制限されると、その動作状態を図７及び図８に示す。

図６及び図７を参照する。気体被注入物の内部圧力が安全圧力値の範囲を超えた場合、使用者はガス抜き弁７を操作して圧力を開放する。

以上を要約すると、本発明のシリンダー３の外側には、副気室５４１を有するマニホールド５４が設けられる。副気室５４１は、流通口３５を介してシリンダー３の圧縮室３３と連通する。シリンダー３の外側に延びた空気貯蔵ユニット５は、空気孔３２を介してシリンダー３の圧縮室３３と連通するが、副気室５４１と空気貯蔵ユニット５のチャンバ５１とは連通せず、大部分の圧縮空気は、空気貯蔵ユニット５に設けたダクトからその他の機能の部材及び気体被注入物に至るまで出力され、残部の圧縮空気は、副気室５４１内に進入して残留するが、このような構造設計は、圧力安全弁を設けなくともピストン本体２５が動作する際に圧力値が安全範囲を超える気体注入が行われることを防ぐとともに、ピストン本体２５の下動行程の動作がスムーズとなり、進歩性を備える。

上述の実施例及び図面は、本発明の製品形態及び様式を限定するものではなく、当業者が行う適宜変更又は修正も全て本発明の特許請求の範囲から外れるものではない。

図１は、本発明の空気圧縮機装置のボックス体の斜視図である。図２は、本発明の空気圧縮機の分解斜視図である。図３は、本発明の空気圧縮機を別の角度から見たところを示す分解斜視図である。図４は、本発明の空気圧縮機装置の断面図である。図５は、図４の部分拡大図である。図６は、本発明のガス抜き弁を操作して圧力を下げる動作を示す動作図である。図７は、本発明が調節弁により調整して副気室の容積を変える動作図である。図８は、本発明の空気圧縮機を別の角度から見たところを示す断面図である。

１ボックス体
１１スイッチ
１２ボタン
１２１プッシュバー
１３透孔
２０メインフレーム
２１モータ
２２ピニオン
２３ギア
２４クランクピン
２５ピストン本体
２６ピストンヘッド
２６０頂面
２７放熱ファン
２８重量回転盤
３シリンダー
３０中間
３１壁頂壁
３２空気孔
３３圧縮室
３４インナーチャンバ
３５流通口
４１弁体
４２ばね
５空気貯蔵ユニット
５１チャンバ
５２マニホールド
５３マニホールド
５４マニホールド
５５マニホールド
５４１副気室
６トップカバー
６１回転ハンドル
６２円筒柱
６２１環状ショルダ
６２２環溝
６３底端縁
６４押圧部
６５シールリング
７ガス抜き弁
７１ハット型ソフトキャップ
７１１前端部
７１２バンプ
７１３流通溝
７２ナット
７２１開口
７２２透孔
８調節弁
９圧力計
９１ホース

Claims

ボックス体を含み、その内部には、電源がオンされると空気圧力を発生させる空気圧縮機が設けられ、前記空気圧縮機は、モータが作動する際、ピストン本体のピストンヘッドがシリンダー内で往復運動し、前記シリンダー内の圧縮空気が押し出されて前記空気圧縮機の空気貯蔵ユニット内に進入し、前記空気貯蔵ユニット上には、前記空気貯蔵ユニットと連通する複数のマニホールドが設けられ、
前記空気圧縮機の前記シリンダーの外壁には、副気室を有する前記マニホールドが設けられ、前記副気室は、前記シリンダーの圧縮室と流通するが、排気用の前記空気貯蔵ユニットと連通せず、前記空気圧縮機の前記ピストンヘッドの頂面が、前記シリンダーの前記圧縮室の頂壁面に完全に当接されると、圧縮空気の一部が前記副気室内に進入し、前記ピストン本体の下動行程の動作がスムーズになるとともに、前記空気圧縮機に圧力安全弁を設置しなくとも、気体注入する際、安全圧力値範囲を超えることがないことを特徴とする空気圧縮機装置。
前記ボックス体上には、ボタンが設けられ、
前記空気貯蔵ユニット上の前記マニホールドをガス抜き弁の設置に応用し、
前記ガス抜き弁は、中空状のハット型ソフトキャップを含み、前記ハット型ソフトキャップは、一端に前端部が設けられ、他端に外リングが設けられ、前記外リングには互いに離間した複数のバンプが設けられ、前記互いに離間したバンプ間には、流通溝が形成され、ナットの一端は開口を有し、前記ナットの他端は内口径が前記開口より小さな透孔から延び、
前記ハット型ソフトキャップが前記マニホールド内に装入され、前記ナットの前記透孔の端部を前記ハット型ソフトキャップに当接させて前記マニホールド内に結合させ、前記ハット型ソフトキャップの一端の前記外リングが前記マニホールドの内壁に当接され、前記ハット型ソフトキャップの他端が前記ナットの前記透孔の端部に当接され、前記ボックス体中の前記ボタン内側のプッシュバーが前記ナットに挿通され、前記ハット型ソフトキャップの前端部に対応し、前記ボタンを押下すると、前記ガス抜き弁の前記ハット型ソフトキャップの前端部に押圧され、前記ハット型ソフトキャップが圧縮されて変形し、気体被注入物の過剰な圧力が流通溝、透孔を介して下がることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機装置。
前記マニホールド内には、調整式の調整弁が設けられ、
前記調整弁は、前記マニホールド内に螺合され、回転により前記副気室の内容積を調整することを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機装置。
前記空気貯蔵ユニットの底部は、前記シリンダーの頂壁と隣接して共用の中間壁が形成され、前記中間壁上には、空気孔が形成され、前記空気孔を介して前記シリンダーのインナーチャンバの圧縮室と、前記空気貯蔵ユニットのチャンバとが連通し、
前記中間壁の前記空気孔の上端には、弁体が設置され、
矩形状を呈するトップカバーは、上端に回転ハンドルが設けられ、前記トップカバーの中心部からは円筒柱が下方へ延び、前記円筒柱上には互いに離間した複数の環状ショルダが外方へ延びて延設され、前記トップカバーと前記環状ショルダとの間には、複数の凹状環溝が形成され、前記円筒柱は、底端縁を有し、前記底端縁には、前記円筒柱の内心へ向かう凸状の押圧部が形成され、
前記円筒柱上の前記環状ショルダには、複数のシールリングが嵌合され、
前記トップカバーは、前記空気貯蔵ユニット上に対応して結合され、回転ハンドルを回転させると前記トップカバーが前記空気貯蔵ユニット上に強固に係合され、
ばねは、一端が前記弁体上に設けられ、他端が前記トップカバーの前記円筒柱上の前記環状ショルダに当接されることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機装置。