JP2021099101A - 圧力計を有する空気圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】気体被注入物が過圧により損壊してしまうことを防ぐ、圧力計を有する空気圧縮機を提供する。【解決手段】圧力計を有する空気圧縮機の圧力計１０は、中空状の円管体１と、過圧保護ユニット３を有する推進器２と、漏れ防止ばね３４と、弾性部材４と、キャップ５とを備える。空気圧縮機が発生させた圧縮空気は、コネクタ１４の内通路１４０から円管体１内に流入可能であり、推進器２の末端の排気経路２５０上に配設され、排気経路２５０を閉止するために用いる過圧保護ユニット３は、過圧保護ユニット３を有する推進器２が限界点まで移動すると、キャップ５前端の十字状突きピン５２により押し開かれ、圧力計１０内の高圧空気が排気経路２５０及び中空管２４から円管体１のチャンバに流入した後、キャップ５に形成された排気道から超過圧力が開放される。【選択図】図３

Description

本発明は、圧力計を有する空気圧縮機に関し、特に、空気圧縮機に圧力計が着脱自在に結合され、圧力計がピストン運動のような方式により圧力を表示し、圧力計に過圧保護ユニットが設けられているため、取付けられた圧力計により今現在の圧力値の変化を測定することができる上、圧力値が所定の安全圧力最大値に達すると、過圧保護ユニットにより超過圧力を開放することができるため、空気圧縮機に安全弁を別途取付けなくても安全が確保でき、気体被注入物が過圧により損壊してしまうことを防ぐ、圧力計を有する空気圧縮機に関する。
初期の空気圧縮機、特に、自動車のタイヤ、エアーマットなどの物品に気体注入するために用いる小型の空気圧縮機は、本体の空気貯蔵ユニット上に僅か２本の排気マニホールド（ｄｕｃｔ）が設けられ、そのうち一方のマニホールドは、円筒状の圧力表示計に取付けられ、他方のマニホールドは、エアーノズルを一端に有するフレキシブル管に接続されている。エアーノズルは、例えば、自動車のタイヤなどの気体被注入物に接続され、空気圧縮機が駆動して発生させた圧縮空気を気体被注入物に注入させる。圧力表示計は、今現在の圧力値を使用者が目視し、気体注入を行う際の安全性を判断するために用いる。このような従来の円筒状の圧力表示計は、ブルドン管（Ｂｏｕｒｄｏｎ Ｔｕｂｅ）原理を利用して作ったメカニカルゲージ圧力計に属し、このようなブルドン管式圧力表示計には多くの精密部品が必要であったため、使用する精密部品が故障すると、測定の精度が低下してしまった。そのため、ブルドン管式圧力表示計の使用機能は理想的でなかった。このようなブルドン管式圧力表示計の使用上の問題点を改善するために、従来技術の特許文献として気体注入装置の圧力表示装置が日本にて実用新案登録出願され、既に公告されている。当該特許文献の圧力表示装置は、中空管体を有し、その管体の両端には、保護カバー及び吸気継手がそれぞれ設けられる。管体内には、直線運動する平面板体及びばねが配設され、管体の外側には、メーターが配設され、管体の最も特徴的なことは、圧力解放可能な圧力解放孔が形成されている点であり、プッシャが気体注入装置の圧縮空気を受けると、平面板体がばねを圧縮して直線移動し、気体注入圧力が最高設定圧力を超えたときに、中空管体に形成された圧力解放孔から超過圧力を開放し、気体被注入物の気体注入の安全性を確保する。従来技術の既に公告された本考案の構造は、従来のブルドン管式圧力表示計の問題点を改善することができたが、過圧安全保護として用いる圧力解放孔の作用面積が小さすぎて点状の円孔を呈していた。気体注入速度が非常に速かったため、圧力解放孔により瞬間的に圧力を開放させる機能が低い上、そこを通過する埃や気体注入装置の本体に運転をスムーズにするために用いる潤滑油に含まれる埃などにより圧力解放孔が詰まり、圧力解放の機能が下がったり失われたりしてしまうことがあった。ここで、長尺状体の平面板体の一端は、プッシャの嵌状溝に着脱可能に接続され、他端が保護カバーの中央部に形成された穿孔に挿通され、プッシャ及びばねが気体注入装置の高周波の振動の影響を受け、平面板体とプッシャとが接続された一端が緩んだりずれたりし易く、平面板体の他端が斜めに移動してしまうこともあった。このように進行経路がずれると、保護カバーの穿孔内に挿通された板体の周囲と穿孔との間で摩擦力が増大し、穿孔の周壁が摩損して穿孔面積が大きくなってしまうことがあり、このように摩損して面積が大きくなった穿孔で平面板体が揺れて振動すると、平面板体とプッシャとが緩んだり完全に外れたりしてしまうことがあり、圧力測定に問題が生じたり精度が低下したりしてしまうことがあった。また、板体の直線移動の長さにメーターを加えた構成長さは、表示装置全体の空間設計上の長さを増大させてしまうという問題を発生させるため、改善の余地があった。
そのため、本発明者は、従来の圧力計の問題点に鑑み、本発明の圧力計を有する空気圧縮機を研究開発した。本発明の圧力計を有する空気圧縮機は、特に、空気圧縮機に圧力計が着脱自在に結合され、圧力計がピストン運動のような方式により圧力を表示し、圧力計に過圧保護ユニットが設けられているため、取付けられた圧力計により今現在の圧力値の変化を測定することができる上、圧力計の推進器が移動して限界点まで移動すると、過圧保護ユニットにより超過圧力を開放することができるため、空気圧縮機に安全弁を別途取付けなくても、安全を確保し、気体被注入物が過圧により損壊してしまうことを防ぐことができる。
本発明の課題は、空気圧縮機の空気貯蔵ユニット上に設けたマニホールドが、過圧保護ユニットを有する圧力計に直接接続され、圧力計により今現在の圧力値の変化を測定することができる上、圧力値が所定の安全圧力最大値に達したときに、圧力計が過圧保護ユニットにより超過圧力を開放させることができるため、空気圧縮機上の排気マニホールド内に圧力安全弁を別途取付ける必要がない、圧力計を有する空気圧縮機を提供することにある。
本発明のもう一つの課題は、空気圧縮機の空気貯蔵ユニット上に設けた排気マニホールドが、過圧保護ユニットを有する圧力計に直接接続され、圧力計の推進器が限界点まで移動されると、推進器の末端の排気経路上に設置されて排気経路を閉止する排気弁が、キャップの前端に設けられた十字状突きピンにより押し開かれ、圧力計内の高圧空気が排気経路を介して推進器中に流入した後、キャップに形成された排気道から超過圧力が開放されるため、空気圧縮機の他方の排気マニホールド上に圧力安全弁を取付けなくても、気体被注入物の安全を確保することができる、圧力計を有する空気圧縮機を提供することにある。
図１は、本発明の一実施形態に係る圧力計が空気圧縮機に取付けられた状態を示す斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る圧力計を示す斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る圧力計を示す分解斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る圧力計の推進器を示す断面斜視図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る圧力計を示す上面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る圧力計を示す側面図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る圧力計の圧力が零を示すときの状態の断面図である。 図８は、本発明の圧力計が圧力源を受け、推進器がピストンのような運動を行うとともに、限界点まで移動する気体放出動作を示す断面図である。 図９は、本発明の空気弁と推進器とが結合された状態を示す断面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態に係る圧力計を示す斜視図である。 図１１は、図１０の側面図である。
図１を参照する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る圧力計を有する空気圧縮機の圧力計１０は、中空状の円管体１と、過圧保護ユニットを有する推進器２と、漏れ防止ばね３４と、弾性部材と、キャップ５と、を備える。中空状の円管体１は、透明円筒状を呈してチャンバ１１を有し、雄ねじ部１２１を有する開口端１２が一端に設けられ、１対の嵌合クランプ１３１を有する末端１３が他端に設けられる。末端１３の外側中央部には、コネクタ１４が設けられる。コネクタ１４は、円管体１のチャンバ１１と連通した内通路１４０を有し、コネクタ１４上には、互いに離隔されるように配置された２つの気密Ｏリング１５，１６が取付けられ、円管体１の末端１３の部分の外側には、数字が刻印された圧力値を示す表示ユニット１７が結合され、表示ユニット１７の内側面が円管体１から分離可能な圧力計１０が形成される。
過圧保護ユニットを有する推進器２は、前述した円管体１内に配設され、空気圧縮機９が発生させた圧縮空気が前述した円管体１内に流入すると、推進器２が押動されて直線移動され、推進器２の移動距離により今現在の圧力値を指し示す（図５を参照する）。図３及び図４を参照する。図３及び図４に示すように、本発明の一実施形態に係る推進器２は、一端に開口端２１が設けられ、他端に底端ベース２２が設けられる。底端ベース２２の外側面には、凹溝２２１が凹設される。推進器２内には、内空部２３が設けられる。底端ベース２２の内空部２３の底部の中心部には、開口端２１から突出した中空管２４が延設され、底端ベース２２の中空管２４の内部には、排気経路２５０を有する突起部２５が設けられる。即ち、底端ベース２２の外側面の凹溝２２１と、排気経路２５０と、中空管２４とは互いに連通し、中空管２４の底部と推進器２の筒壁との間には、環状凹部２６が形成される。前述した底端ベース２２の周側部には、着色Ｏリング２８が嵌設可能な環状凹溝２７が形成されている。本実施形態の過圧保護ユニットは、前端部３１を有する排気弁３である。前端部３１の他端には、縦杆３２が延設されている。縦杆３２の末端には、互いに対をなす２つのサイドウイング３３が設けられる。漏れ防止ばね３４は、推進器２の中空管２４内に配設され、漏れ防止ばね３４の一端は、突起部２５上に当接される。前述した排気弁３のサイドウイング３３の端部は、推進器２の底端ベース２２の外側面の凹溝２２１から排気経路２５０及び漏れ防止ばね３４に挿入され、排気弁３のサイドウイング３３は、漏れ防止ばね３４の他端に係止される。排気弁３の前端部３１が推進器２の底端ベース２２の外側面の凹溝２２１に着座されると、漏れ防止ばね３４が排気弁３の縦杆３２に嵌設され、一端が推進器２の突起部２５上に当接され、他端が排気弁３のサイドウイング３３に当接され、漏れ防止ばね３４の付勢力により、排気弁３が初期位置にある場合、排気弁３の前端部３１が推進器２の底端ベース２２の外側面の凹溝２２１に密着され、排気弁３の前端部３１により推進器２の排気経路２５０が閉止される（図７及び図９を参照する）。
前述した排気弁３と結合された推進器２は、前述した円管体１内に収容されると、底端ベース２２がチャンバ１１の底部に当接される。コネクタ１４の内通路１４０と円管体１のチャンバ１１とが連通され、圧力源の入力圧力が内通路１４０、円管体１のチャンバ１１を介し、推進器２及び排気弁３の前端部３１を押圧し、推進器２と、推進器２と結合された排気弁３とが、円管体１のチャンバ１１中で移動する。
弾性部材は、例えばばねであり、本実施形態ではメインばね４が用いられている。メインばね４は、前述した推進器２の内空部２３中に収容され、中空管２４の外周を取り囲むように嵌設され、環状凹部２６に一端が当接される。
キャップ５は、内周面に雌ねじ部５０が設けられ、内面側の中央部に中心ベース５１が設けられる。中心ベース５１とキャップ５の内側壁との間には、環状収容溝５３が形成される。中心ベース５１の頂端には、１つの十字状突きピン５２が延設されている。十字状突きピン５２は非円形柱体である。十字状突きピン５２の外周面には、内方に凹んだ流通溝５２０が形成される。十字状突きピン５２の最外径は、中心ベース５１の外径直径より小さい。十字状突きピン５２と中心ベース５１との接続箇所には、ショルダー５１１が設けられる。ショルダー５１１と中心ベース５１との接続箇所には、頂上壁５１２が形成され、キャップ５の外向面には、環状配列された複数の排気道５４が形成される。図６に示すように、排気道５４は、キャップ５の環状収容溝５３と連通して気体圧力が外部に排出される（図７及び図８を参照する）。キャップ５は、雌ねじ部５０を介して円管体１の開口端１２の雄ねじ部１２１に螺合されて円管体１に位置決めされる。円管体１とキャップ５との螺合深さを調整することにより圧力計１０の圧力値を調整することができる。前述したメインばね４の他端は、キャップ５の頂上壁５１２に当接される。メインばね４の内径縁は、キャップ５のショルダー５１１の外壁に当接される。円管体１と、排気弁３に結合された推進器２と、着色Ｏリング２８と、気密Ｏリング１５，１６と、メインばね４と、キャップ５とを完全に組み合わせると、図２及び図３の実施形態が示すような圧力計１０が形成される。
図１及び図８を参照する。図１及び図８に示すように、外界の圧力源が、円管体１のコネクタ１４の内通路１４０から圧力計１０の円管体１内に進入し、その入力された外界圧力により推進器２が内部のメインばね４に力を付与し、入力され続ける外界圧力が、排気弁３に結合された推進器２をキャップ５に向かって移動させる。そのときに発生した圧力値を、使用者は透明状の円管体１を介し、着色Ｏリング２８が位置する表示ユニット１７上の数字が刻印された圧力値に鮮明に見ることができる（図５を参照する）。外界の圧力源が失われると、外界空気がキャップ５の排気道５４から円管体１内に流入し、メインばね４の回復力により推進器２が元の初期位置である零に戻り、図７に示すような初期状態に戻る。安全に保護するために、圧力計１０の推進器２が限界点まで移動すると、推進器２の末端の排気経路２５０上に配設され、排気経路２５０を閉止するために用いる排気弁３は、キャップ５前端の十字状突きピン５２により押し開かれ、圧力計１０内の高圧空気が凹溝２２１、排気経路２５０、中空管２４、十字状突きピン５２の流通溝５２０を介して円管体１のチャンバ１１及びキャップ５の環状収容溝５３に流入した後、キャップ５が有する排気道５４を介して超過圧力が開放される。また、気体を注入する際、不適切な操作により過圧現象が発生した場合、推進器２の中空管２４の末端がキャップ５のショルダー５１１に当接されるようにしてメインばね４を保護し、超過圧力によりメインばね４が変形してしまうことを防ぐ（図８を参照する）。
図１０及び図１１を参照する。図１０及び図１１に示すように、数字が刻印された圧力値を示す表示ユニット１７の内側面が、円管体１と一体成形されて圧力計１０が形成される。
上述したことから分かるように、本発明の圧力計を有する空気圧縮機は、空気圧縮機９の空気貯蔵ユニット上に設けた排気マニホールドが、過圧保護ユニットを有する圧力計１０に直接接続される。圧力計１０の推進器２が限界点まで移動されると、推進器２の末端の排気経路２５０上に設置されて排気経路２５０を閉止する排気弁３が、キャップ５の前端に設けられた十字状突きピン５２により押し開かれ、圧力計１０内の高圧空気が排気経路２５０を介して推進器２中に流入した後、キャップ５に形成された排気道５４から超過圧力が開放されるため、空気圧縮機９の他方の排気マニホールド上に圧力安全弁を取付けなくても、気体被注入物の安全を確保することができる。そのため、本発明は、構造設計が従来の物と異なり、圧力値を正確に測定することができる上、実用的である。また、過圧保護ユニットにより過圧気体注入されることを防ぐため安全性が高く、新規性及び進歩性を有する。
１：円管体
２：推進器
３：排気弁
４：メインばね
５：キャップ
９：空気圧縮機
１０：圧力計
１１：チャンバ
１２：開口端
１３：末端
１４：コネクタ
１５：気密Ｏリング
１６：気密Ｏリング
１７：表示ユニット
２１：開口端
２２：底端ベース
２３：内空部
２４：中空管
２５：突起部
２６：環状凹部
２７：環状凹溝
２８：着色Ｏリング
３１：前端部
３２：縦杆
３３：サイドウイング
３４：漏れ防止ばね
５０：雌ねじ部
５１：中心ベース
５２：十字状突きピン
５３：環状収容溝
５４：排気道
１２１：雄ねじ部
１３１：嵌合クランプ
１４０：内通路
２２１：凹溝
２５０：排気経路
５１１：ショルダー
５１２：頂上壁
５２０：流通溝

Claims (7)

  1. 圧力計を有する空気圧縮機であって、
    前記圧力計は、中空状の円管体と、過圧保護ユニットを有する推進器と、漏れ防止ばねと、弾性部材と、キャップと、を備え、
    前記中空状の円管体は、透明円筒状を呈してチャンバを有し、前記円管体の末端の外側中央部には、コネクタが設けられ、前記コネクタは、前記円管体の前記チャンバと連通した内通路を有し、前記円管体の前記末端の部分の外側には、数字が刻印された圧力値を示す表示ユニットが結合され、
    前記過圧保護ユニットを有する前記推進器は、前記円管体内に配設され、空気圧縮機が発生させた圧縮空気が前記円管体内に流入すると、前記過圧保護ユニットを有する前記推進器が押動されて直線移動され、前記推進器の移動距離により今現在の圧力値を指し示し、前記推進器は、一端に開口端が設けられ、他端に底端ベースが設けられ、前記推進器内には、内空部が設けられ、前記底端ベースの前記内空部の底部の中心部には、前記開口端から突出した中空管が延設され、前記底端ベースの前記中空管の内部には、排気経路を有する突起部が設けられ、
    前記漏れ防止ばねは、前記推進器の前記中空管内に配設され、一端が前記突起部上に当接され、他端が前記過圧保護ユニットに当接され、
    前記弾性部材は、前記推進器の前記内空部中に収容されるとともに、前記中空管の外周を取り囲むように嵌設され、
    前記キャップは、内面側の中央部に中心ベースが設けられ、前記中心ベースの頂端には、１つの十字状突きピンが延設され、前記十字状突きピンは非円形柱体であり、前記キャップの外向面には、環状配列された複数の排気道が形成され、前記弾性部材の他端は、前記キャップ上に当接され、
    空気圧縮機が発生させた圧縮空気は、前記コネクタの前記内通路から前記円管体内に流入可能であり、前記推進器の末端の前記排気経路上に配設され、前記排気経路を閉止するために用いる前記過圧保護ユニットは、前記過圧保護ユニットを有する前記推進器が限界点まで移動すると、前記キャップの前端の前記十字状突きピンにより押し開かれ、前記圧力計内の高圧空気が前記排気経路及び前記中空管から前記円管体の前記チャンバに流入した後、前記キャップに形成された前記排気道から超過圧力が開放されることを特徴とする、圧力計を有する空気圧縮機。
  2. 前記円管体は、雄ねじ部を有する開口端が一端に設けられ、１対の嵌合クランプを有する前記末端が他端に設けられ、
    前記コネクタ上には、互いに離隔されるように配置された２つの気密Ｏリングが取付けられることを特徴とする請求項１に記載の圧力計を有する空気圧縮機。
  3. 前記推進器の前記底端ベースの外側面には、凹溝が凹設され、
    前記底端ベースの外側面の前記凹溝と、前記排気経路と、前記中空管とは互いに連通し、
    前記推進器の前記中空管の底部と前記推進器の筒壁との間には、環状凹部が形成され、
    前記底端ベースの周側部には、着色Ｏリングが嵌設可能な環状凹溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧力計を有する空気圧縮機。
  4. 前記過圧保護ユニットは、前端部を有する排気弁であり、
    前記前端部の他端には、縦杆が延設され、
    前記縦杆の末端には、互いに対をなす２つのサイドウイングが設けられ、
    前記排気弁の前記サイドウイングの端部は、前記推進器の前記底端ベースの外側面の前記凹溝から前記排気経路及び前記漏れ防止ばねに挿入され、
    前記排気弁の前記サイドウイングは、前記漏れ防止ばねの他端に係止され、前記排気弁の前記前端部が前記推進器の前記底端ベースの外側面の前記凹溝に着座されると、前記漏れ防止ばねが前記排気弁の前記縦杆に嵌設され、一端が前記推進器の前記突起部上に当接され、他端が前記排気弁の前記サイドウイングに当接され、前記漏れ防止ばねの付勢力により、前記排気弁が初期位置にある場合、前記排気弁の前記前端部が前記推進器の前記底端ベースの外側面の前記凹溝に密着され、前記排気弁の前記前端部により前記推進器の前記排気経路が閉止されることを特徴とする請求項３に記載の圧力計を有する空気圧縮機。
  5. 前記弾性部材は、メインばねであり、
    前記メインばねの一端は、前記推進器の前記環状凹部に当接されることを特徴とする請求項３に記載の圧力計を有する空気圧縮機。
  6. 前記キャップは、内周面に雌ねじ部が設けられ、
    前記キャップの前記中心ベースと前記キャップの内側壁との間には、環状収容溝が形成され、
    前記キャップの前記十字状突きピンの外周面には、内方に凹んだ流通溝が形成され、
    前記十字状突きピンの最外径は、前記中心ベースの外径直径より小さく、
    前記十字状突きピンと前記中心ベースとの接続箇所には、ショルダーが設けられ、
    前記ショルダーと前記中心ベースとの接続箇所には、頂上壁が形成され、
    前記排気道は、前記キャップの前記環状収容溝と連通して気体圧力が外部に排出され、
    前記キャップは、前記雌ねじ部を介して前記円管体の前記開口端の前記雄ねじ部に螺合されて前記円管体に位置決めされ、前記円管体と前記キャップとの螺合深さを調整することにより前記圧力計の圧力値を調整し、前記メインばねの他端は、前記キャップの頂上壁に当接され、前記メインばねの内径縁は、前記キャップの前記ショルダーの外壁に当接されることを特徴とする請求項５に記載の圧力計を有する空気圧縮機。
  7. 数字が刻印された圧力値を示す前記表示ユニットの内側面が、前記円管体と分離可能に結合されるか一体成形されて前記圧力計が形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧力計を有する空気圧縮機。
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