JP3111883U

JP3111883U - 車輌携帯用小型空気ポンプ

Info

Publication number: JP3111883U
Application number: JP2005002289U
Authority: JP
Inventors: 陳啓明
Original assignee: 陳啓明
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2015-04-14

Abstract

【課題】一体成型の連結構造をもち、騒音をおさえ、放熱効果により使用寿命を伸ばした車輌携帯用小型空気ポンプの動作機構を提供する。
【解決手段】モーター主軸はシリンダーカバーの軸孔を貫き、止めねじによりモーターはシリンダーカバーに固定され、モーター主軸は主動車を設け下方の変速車と噛み合せ、変速車はその内部に円形または曲軸とする偏心軸が嵌合され、偏心軸は中心軸と偏心連動軸を備え、偏心軸の中心軸をシリンダーカバーに形成した軸カバーの孔内にはめ込み、他面は偏心連動軸をピストンの軸カバー内にはめ込み上下往復移動運動を行えるようにし、シリンダーカバーは軸孔周辺にモーターに対応した複数の吸気孔が形成され、前方に中空の放熱消音蓋がボルトにより固定され、シリンダーカバーと放熱消音蓋の上部に円形嵌合部をそれぞれ形成し、放熱消音蓋をシリンダー上蓋の縁部に嵌合し、シリンダー上蓋内側が一体成型のシリンダーとなる。
【選択図】図２

Description

本考案は、小型空気ポンプに関し、詳細には、一体に成型したシリンダカバーの設計を採用し、同時に、モーター、偏心変速車及びピストンを完全に連結した構造をもち、そのうち、閉鎖式の放熱消音蓋と循環吸気冷却機能で効果的に騒音をおさえ、モーターとシリンダーを迅速に冷却し、使用寿命を伸ばすと共に低騒音で高い放熱効果を備えた車輌携帯用小型空気ポンプに関する。

小型空気ポンプ（車輌携帯用或いは家庭用空気ポンプ）は一般に、ゴムボート、車用タイヤなどに運用されている。車用タイヤの空気ポンプは、現在すでに車の装備において必要不可欠な工具の一つとなっている。しかしながら、この種の車輌携帯用小型空気ポンプの大部分は、その構造性及び品質の問題からさほど便利または実用的ではなかった。これら問題には、例えばモーターの過熱、空気充填圧力の不足、大きな騒音、過大な振動力、高温または低温の環境で正常に運転できない、等の欠点が含まれるが、これらの問題はピストンの気密性に関係する以外、モーターの放熱と運転の強力さと円滑さによって決まる。機械の概念及び空気流体力学の観点から見ると、モーターの運転によりかかる圧力の拮抗とシリンダー内にもともとある内圧が主要な原因の一つで、直接或いは間接的にモーターの運転動力、実用性及び寿命に影響を与えており、この関係は切っても切れないものである。

従来の小型空気ポンプの機構は開放方式と閉鎖式の２つに分けられる。そのうち、開放式の機構は初期の産物であり、騒音と振動力が非常に大きいという問題から実用性に欠け、現在ではすでに淘汰されつつある。

一方、閉鎖式の小型空気ポンプA1は、図１０に示すように、騒音問題を解決するため、モーターA2及びシリンダーA3はすべて閉鎖方式により遮蔽されているため、騒音量は低くなり、確かにに一定の効果がでた。しかし、モーターの運転の放熱問題が派生し、モーターの連続運転により発生する高熱を迅速に冷却できなければ、直接モーターの動力と周辺部品に影響が出る。まず最初にモーターとシリンダーの過熱によりポンプに空気充填圧力の不足と馬力の減衰現象が発生し、温度がモーターの耐熱温度より高くなると、モーターの焼付きや高温による周辺部品の運転障害につながり、さらには自動車のバッテリー破損を起こす等の問題が発生する。このため、従来の小型空気ポンプは、連続運転時に間断的に休ませることでその温度を下げる必要性があるため、直接空気ポンプの実用性に影響すると同時に、機械の使用寿命も致命的であり、改善の必要がある。

次に、従来の車輌携帯用小型空気ポンプA1の吸気及び排気構造と機能は、シリンダーA3の上蓋A4内に実施され、弁には破損しにくい密封片A5が採用されている。図１０に示すように、上蓋A4は吸気口A41及び排気口A42を含み、この２つの構造はシリンダー内のピストンA31が備える往復運動の特性により、交互に開閉する作用を形成する。つまり、ピストンA31が下方へ移動する時、吸気用の密封片A5は内部吸力の関係で自動的に開き、同時に排気用の密封片A5が閉じて空気が吸気口A41から入り込む。ピストンA31が上方に移動する時、吸気用の密封片A5は内圧の関係で自動的に閉じ、このとき同時に排気用の密封片A5が押し開かれ、圧力空気が管A6から排出される。この原理でピストンA31が往復運動を行うとき、利用可能な空気充填圧力が形成される。

前述から分かるように、従来の小型空気ポンプA1は運転の過程において、空気の進入と排出が共にシリンダーの上蓋A４内で実施され、モーターA2及びシリンダーA3は放熱作用を受けることが全くできないため、前述の過熱の欠点が派生し、克服と解決が非常に困難な問題となっている。

このほか、過熱のためモーターの運転を停止し温度を下げる際、再度モーターを始動するにはタイヤの30PSI近くの強大な反圧力を受けることになり、過熱及び過大な負荷電流が、往々にして車輌のシガレットソケットを焼損させてしまう。業者はこれらの問題の重大性を認識していながらその解決策がなく、生産コストが無駄に増してしまうほか、消費者もまた高品質の空気ポンプを入手することは困難である。

そこで本考案は、機械全体の機構において重大な突破口を開き、同時に、放熱の問題を徹底的に解決し、さらに、本考案は特に実効性のある「円形偏心突起」と「小型はめ込み式空気濾過器」により、機構の圧力拮抗力と低温環境での運転性を強化すると共に、空気の濾過浄化効果を補助的に導入するものである。このため、本考案は機能の増進と打開的構造、新規性を備えており、本考案の特徴、目的、構造についてより理解を深めるため、下で最良の実施例と図面に基づき、詳細に説明する。

本考案の目的は、１．単一のシリンダーカバーの構造設計で、モーター、偏心変速車及びピストン等の部品を機構のモジュール化で安定性が高く、完全な連結性を持った構造とし、生産・組み立ての標準化に有利であるだけでなく、機構の構造及び部品を大幅に簡潔化し、効果的に生産コストを下げると共に、高い持久性と低騒音という２つの特性を得ることができ、２．シリンダーカバーは部品全体の完全な連結構造により、規格を標準化し、生産装備の精度及び量産品の品質を強化することができ、３．変速車によりモーターの回転速度を下げ、効果的に伝動トルクを強化し、変速車は偏心回転運動機能を兼ね備え、直接ピストンを駆動することができ、偏心突起を組み込む空間を排除して機構の体積を縮小し、且つ、良好な運転機能を得ることができ、４．変速車内部に設けた偏心突起の設計に円形構造を採用する場合、機構が厳しい気候環境に置かれても、温度の関係で発生する微量な「均等」変形率で、偏心突起を変速車内部に嵌置した状態を維持でき、運転機能に影響せず、５．放熱消音蓋は機構中心部に蓋をし、効果的に騒音を遮ることができるだけでなく、同時に機構全体の放熱機能を兼ね備え、従来のポンプ機構の過熱による馬力不足の問題を解決し、６．第5点に基づき、騒音を遮るという前提の下、従来の開放式吸気機能を改良し、ポンプ全体に高速で強制的な「高速気体冷却効果」を形成し、７．第6点に基づき、この「高速気体冷却効果」は、高速に回転運動するモーター及びシリンダーに良好な放熱機能を産み出し、この放熱機能はポンプに充分な馬力と持久性を持たせ、モーターが回転運動で過熱しすることによるモーターの焼付きや馬力不足及びシリンダー圧力の減衰などの現象の発生を防ぐことができ、８．第6点に基づき、この「高速気体冷却効果」は、タイヤが負荷状態にあるとき、モーターの運転による過熱現象または断続的なモーターの作動に起因する電流の過負荷によってモーターが焼き付く問題を解決し、９．本考案は循環吸気機能の設計において、圧力回流の問題を有効に防止し、吸気弁を除くシリンダー上部部品を簡潔化し、損傷破壊する確率を減少させ、使用寿命を延長し、生産業者にとって、生産加工部品コストを大幅に低下させることができ、１０．第6点に基づき、循環吸気機能において、非常に便利な小型はめ込み式空気濾過器は、プラスチック製なため、柔軟性を備え、触れたりぶつかったりしても抜け落ちることがなく、騒音を遮る条件の下、吸い込んだ空気を濾過し、装着取替えが便利であるという利点を備えた、小型空気ポンプの動作機構を提供することにある。

本考案は、モーターと、シリンダーカバーと、放熱消音蓋と、変速車と、ピストンと、上蓋などから構成し、モーター前方の蓋は複数の吸気孔を形成し、モーター主軸はシリンダーカバーの軸孔を貫き、止めねじによりモーターはシリンダーカバー上に固定され、モーター主軸は主動車を設け下方の変速車と噛み合わさり、変速車はその内部に偏心軸が嵌合され、該偏心軸は円形または曲軸とすることができ、該偏心軸は中心軸と偏心連動軸を備え、該偏心軸の中心軸をシリンダーカバーに形成した軸カバーの孔内にはめ込み、他面は偏心連動軸をピストンの軸カバー内にはめ込み上下往復移動運動を形成し、シリンダーカバーは軸孔周辺にモーターに対応した複数の吸気孔を形成し、前方に中空の放熱消音蓋をボルトにより固定し、シリンダーカバーと放熱消音蓋の上部に円形嵌合部をそれぞれ形成し、シリンダー上蓋の縁部を包んで嵌合し、シリンダー上蓋内側が一体成型のシリンダーとなることを特徴とする。

本考案は単一のシリンダーカバーと放熱消音蓋により、従来の空気ポンプの騒音、シリンダーの過熱、厳しい環境下で発生する各種問題を同時に解決し、また渋滞の空気ポンプにはない空気濾過器を備えた構造を提供する。つまり、本考案によれば、従来の小型空気ポンプで改良が待たれる４つの技術を同時に解決することができ、空気ポンプの構造技術を大幅に向上し、多くの理想的な使用機能を派生することができる。

図１、図２に示すように、本考案は、モーター１と、シリンダーカバー２と、放熱消音蓋３と、変速車４と、ピストン５と、シリンダー上蓋６から構成する。

モーター１は、蓋１１によりモーター前後の開口部が塞がれ、そのうち前方の蓋１１は主軸１２が外へ突き出し、表面には複数の吸気孔１３を形成している。主軸１２はシリンダーケース２に形成した軸孔２１を貫き、止めねじ２２によりモーター１はシリンダーケース２に完全に固定される。モーター主軸１２は主動車１４に固定され、主動車１４は下方に形成した変速車４に噛み合わさり動力は変速車４に伝えられ、回転比を下げ、運転トルクを上げる。

前述の変速車４はピストン５運動において偏心運動を引き出し、その実施においては、図２下の円内に示すように、変速車４が金属製の場合は一体成型で直接中心軸４１と偏心連動軸４２を含むことができ、また、騒音を抑える為に工業プラスチック材料で製造する場合、図２に示すように、この変速車４の内部に偏心軸４０を嵌置し、その中心軸４１をシリンダーカバー２内壁上に嵌置された軸カバー２３の孔に軸着し、主動車１４の動力を受け回転機能を得る。さらに、変速車４の偏心軸４０の別の面に偏心連動軸４２を設け、この偏心連動軸４２は、ピストン５の棒体の軸カバー５１内に穿通され、その偏心運転を利用して、ピストン５全体の上下往復移動運動が可能となり、完全な連結構造が形成される。

次に、この変速車４は、偏心機能を得ると同時に偏心力による振動と歯車の片側だけが磨耗する等の問題を解決するため、偏心連動軸４２に対向する位置に別途重り４０１を嵌置する。これにより、変速車４がより円滑且つ安定して高速運転ができる。

図５に本考案の変速車４の別の実施例を示す。この実施例においては、図２に示した重り４０１を排除し、直接円形の偏心軸を嵌入し、シリンダーケース２が高温または低温の環境にあるとき、プラスチック製の変速車４に高温または低温で発生する「均等微量変形率」の現象による拮抗力を持たせ、重り４０１の脱落問題を防ぐことができ、厳しい環境における使用に適している。

次に、図６に示すように、この偏心軸は曲軸タイプを採用して重り４０Aとしてもよく、偏心連動軸４２と曲軸の重り４０Aが一体となり、同等の伝動と運転機能を得ることができる。

図２及び図７に示すように、シリンダーケース２の前方には中空の放熱消音蓋３をボルト３１でシリンダーケース２に合わせて固定し、その内側のピストン５、主動車１４、変速車４などの部品は封止された状態になる。また、前述のシリンダーケース２と放熱消音蓋３を相互に合わせ固定する時、上部にそれぞれ予め形成した円形嵌合部２５、３２がシリンダー上蓋６の縁部６１にちょうど嵌入し、同時にこのシリンダー上蓋６内に一体となったシリンダー６２が形成され、このシリンダー６２内でピストン５が上下往復移動運動を行う。シリンダーカバー２と放熱消音蓋３は、共に放熱機能を備えている。

さらに、図３に示すように、シリンダーケース２の軸孔２１周辺にモーター前方の蓋に形成した複数の吸気孔１３に対応する複数の吸気孔２６を形成する。図７に示すように、モーター１が運転を始めると、モーター回転子１５が高速で回転して形成する空気のタービュランスと、ピストン５の高速な上下往復運動で生み出された吸力空気が、モーター１とタービュランス遮蔽カバー１０の間を経て気槽１６へ進入し、前述の吸気孔１３、２６によりシリンダー６２へ導入され、両者に空気による放熱効果を与える。ピストン５は吸気及び排気機能をもち、ピストン５が下方へ移動する時、産み出す瞬間の空気圧力が吸気孔５２上面の吸気片５３を推し、空気がシリンダー６２内に入り、さらにピストン５が上方へ移動圧縮する時、圧縮空気が排気孔６３上面の排気片６４を押し開け、吸気片５３は閉じられた状態になり、圧縮空気は快速に排出され、この繰り返される往復運動は空気を充填する作用と同時に空気冷却を行うダブル効果を形成し、モーターの持久的運転機能を強化する。

小型はめ込み式空気濾過器８を図８、図９に示す。無気槽１６式モーター１を使用し、モーター外側に形成した槽孔にはめ込み、吸気の濾過及び外界空気の導入放熱を行う。小型はめ込み式空気濾過器８は、上蓋８１とカップ８２を相互に噛み合わせて構成され、上蓋８１はその面に気孔８１１を形成し、さらに外側周辺に水液が気孔８１１内側に滴り落ちることを防ぐ水止め縁８１２を設け、カップ８２は中空の挿入部８２１を設けるほか、その内側に濾過材８３を充填し、空気浄化機能を備える。

最後に、本考案の設計構造と精神を変更しないことを原則に、図４に示すように、前述の主動車１４と変速車４の両者は皮ベルト式車構造を採用しても同様の効果を得ることができる。

上述のように、本考案は従来の空気ポンプの構造を完全に革新し、最大の実用的価値を得ることができるだけでなく、実用新案登録出願の要件を備えているため、ここに出願を行うものである。

本考案の一実施例による外観斜視図である。本考案一実施例による構造分解斜視図である。本考案一実施例による部分平面構造図である。本考案一実施例による皮ベルトを使用した車の側面図である。本考案一実施例による変速車の平面構造図である。本考案の別の一実施例による変速車の平面構造図である。本考案一実施例による全体構造断面図である。本考案の別の一実施例による全体構造断面図である。本考案一実施例による小型の空気濾過器断面図である。本考案の別の実施例による小型の空気濾過器の側面図である。本考案のさらに別の実施例による小型の空気濾過器の側面図である。従来の小型空気ポンプの全体平面図及び部分断面図である。

符号の説明

１モーター
１０タービュランス遮蔽カバー
１１蓋
１２主軸
１３吸気孔
１４主動車
１５回転子
１６気槽
２シリンダーカバー
２１軸孔
２２止めねじ
２３軸カバー
２４孔
２５円形嵌合部
２６吸気孔
３放熱消音蓋
３１ボルト
３２円形嵌合部
４変速車
４１中心軸
４２偏心連動軸
５ピストン
５１軸カバー
５２吸気孔
５３吸気片
６シリンダー上蓋
６１縁部
６２シリンダー
６３排気孔
６４排気片
８小型はめ込み式空気濾過器
８１上蓋
８１１気孔
８１２水止め縁
８２カップ
８２１挿入部
８３濾過材
A1 閉鎖式小型空気ポンプ
A2 モーター
A3 シリンダー
A３１ピストン
A４上蓋
A41 吸気口
A42 排気口
A5 密封片
A6 管

Claims

本考案は、気槽を設けたモーターと、シリンダーカバーと、放熱消音蓋と、変速車と、ピストンと、シリンダ上蓋などから構成し、モーター前方の蓋は複数の吸気孔を形成し、モーター主軸はシリンダーカバーの軸孔を貫き、止めねじによりモーターはシリンダーカバーに固定され、モーター主軸は主動車を設け下方の変速車と噛み合せ、変速車はその内部に円形または曲軸とする偏心軸が嵌合され、、該偏心軸は中心軸と偏心連動軸を備え、該偏心軸の中心軸をシリンダーカバーに形成した軸カバーの孔内にはめ込み、他面は偏心連動軸をピストンの軸カバー内にはめ込み上下往復移動運動を行えるようにし、シリンダーカバーは軸孔周辺にモーターに対応した複数の吸気孔が形成され、前方に中空の放熱消音蓋がボルトにより固定され、シリンダーカバーと放熱消音蓋の上部に円形嵌合部をそれぞれ形成し、放熱消音蓋をシリンダー上蓋の縁部に嵌合し、シリンダー上蓋内側が一体成型のシリンダーとなることを特徴とする車輌携帯用小型空気ポンプ。
前記変速車は、金属を以て成形した一体成型とし、且つ、直接中心軸と偏心連動軸としたことを特徴とする請求項１記載の車輌携帯用小型空気ポンプ。
前記モーターは、外側にタービュランス遮蔽カバーを設け、且つモーターの気槽には吸気を濾過し、外界の空気を引き入れ放熱する二つの作用を果たす小型はめ込み式空気濾過器を設け、内部に濾過材を設けたカップを相互に噛み合わせて形成し、上蓋面に気孔を設け、外周りに水止め縁を形成し、さらにカップに中空の挿入部を形成する請求項１記載の車輌携帯用小型空気ポンプ。