JP3219978U

JP3219978U - 小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造

Info

Publication number: JP3219978U
Application number: JP2018004536U
Authority: JP
Inventors: 周　文三; 文三周
Original assignee: Unik World Industrial Co Ltd
Current assignee: Unik World Industrial Co Ltd
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2028-11-22
Also published as: TWM572413U; DE202018106661U1

Abstract

【課題】軸受を密着するように挟持し、強固に位置決めすることができる小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造を提供する。【解決手段】小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造は、ベース３、シリンダー４及び伝動機構を有する空気圧縮機２を備える。ベース３は、互いに離隔されるように配置された第１の位置決め孔３１及び第２の位置決め孔３２を有する。第１の位置決め孔３１からは、動力モータの芯端に設けられた小歯車が延びる。第２の位置決め孔３２内には、軸受６が配設される。軸受６は、外輪６１と、内輪６２と、内輪６２と外輪６１との間に位置する複数の球とにより構成される。シリンダー４は、ベース３上に一体に結合されるか接続技術により結合されるとともに、空気貯蔵ユニット４１と、気体を出力するために用いるマニホールド４１１，４１２とが連通する。伝動機構は、ウェイトを含む歯車５１を有する。【選択図】図２

Description

本考案は、小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造に関し、特に、軸受の内輪に位置し、軸受の外表面から延びた軸棒の頂端を打撃工具（ｓｔｒｉｋｉｎｇｔｏｏｌ）により打撃し、軸棒の頂端が押圧されて折り曲げられて張出縁が形成され、軸棒の張出縁及び環状ショルダにより軸受を密着するように挟持し、強固に位置決めすることができる、小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造に関する。

図１０及び図１１に示すように、従来の車載用空気圧縮機１は、ベース１１と、ベースに結合されたシリンダー１２と、ベース上に取り付けられたモータ１３と、モータ１３により駆動し、シリンダー１２内で往復運動するピストン本体１４と、を含む。モータ１３によりピストン本体１４をシリンダー１２内で往復運動させて気体の吸入、圧縮を行い、加圧された気体を排出させる。

一般に従来の車載用空気圧縮機１のモータ１３は、歯車機構１５及びクランク機構の伝動によりピストン本体１４を往復運動させる。歯車機構１５は、モータ１３の心軸１３１上に取り付けられた第１の歯車（駆動歯車）１５１と、第１の歯車１５１と噛合される第２の歯車（従動歯車）１５２とを含む。クランク機構は、カウンターウェイト１６１、軸棒１６２及び連杆１６４を含む。軸棒１６２の一端は、第２の歯車１５２に挿通され、ベース１１上に形成された軸孔１１０内に取り付けられ、軸孔１１０内には、軸受１１１又は金属ソケット１１２が配設される（図８及び図９を併せて参照する）。軸受１１１は完全円形状の構造からなる。クランク機構の軸棒１６２は、ねじ１７により軸受１１１に螺設されるか（図９及び図１０に示す）、スナップリング１８により軸孔１１０内の金属ソケット１１２中のクランク機構の軸棒１６２にロックされる（図８を参照する）。連杆１６４の一端は、ピストン本体１４のピストンロッド１４１の末端部１４２上の円孔１４３に枢設され、連杆１６４が軸棒１６２に対して偏心しているため、第２の歯車１５２が第１の歯車１５１により駆動されると、ピストン本体１４がシリンダー１２内で往復運動を行う。

しかし、従来の車載用空気圧縮機１のピストン本体１４は、シリンダー１２内で往復運動する過程で変形運動し、空気圧縮機の効率が下がって空気圧縮機の使用寿命が短くなることがあった。本考案者がこの問題について深く研究した結果、その原因の一つは従来のプラスチック材のベース１１が高温により軟らかくなることであることが分かった。ピストン本体１４が高速で往復運動すると、ピストン本体１４のピストンロッド１４１と軸受１１１とが互いに影響を及ぼし合い、ねじ１７により軸棒１６２と軸受１１１とが螺着されている状況下で、実際には、ねじ１７の雄ねじ部１７１と軸棒１６２の雌ねじ部１６３とのねじ部の結合深さが十分でないか、ねじ１７をねじ込むトルクが十分でない場合、軸棒１６２が軸受１１１の内輪で緩んだり、最悪の場合空転したりすることがあった。また、スナップリング１８を金属ソケット１１２中のクランク機構の軸棒１６２の環溝１６５にロックして長期間使用すると、スナップリング１８が外れたり緩んだりしてしまうことがあった。また、ねじ１７又はスナップリング１８を用い、軸棒１６２を軸受１１１又は金属ソケット１１２と結合させると、ピストン本体１４が高速度で往復運動し、軸孔１１０と軸受１１１とが僅かにずれて変形し、軸孔１１０の周辺の壁面が歯車機構１５の第２の歯車１５２の側面壁により摩擦が増え、ピストン本体１４がそれに伴ってずれ、ピストンヘッド１４４がシリンダー１２において垂直方向の運動を維持することができず、僅かに偏角を有し、ピストン本体１４が往復運動を行うとき、軸棒１６２が取り付けられた軸孔１１０の内壁に加わる力が不均一となり、ある一点のみが摩損されることがあった。軸孔１１０が摩損すると、軸棒１６２の旋回（図１１のマークＡで示す）で非定点の円心運動が形成されることがあり、一旦このような現象が発生すると、連杆１６４の旋回（図１１のマークＣで示す）がこれに伴って非円形の運動が形成され、ピストン本体１４のピストンヘッド１４４がシリンダー１２内で往復運動を行うときに変形運動が発生し（図１２の点線で示す）、ピストン本体１４のピストンヘッド１４４及び軸孔１１０内の軸受１１１が容易に破壊され、寿命が短くなることがあった。

本考案の主な目的は、軸受の内輪に位置する軸棒の頂端を打撃工具により打撃し、軸棒の頂端が押圧されて折り曲げられて張出縁が形成され、軸棒の張出縁及び環状ショルダにより軸受を密着するように挟持し、強固に位置決めすることができる、小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造を提供することにある。

図１は、本考案の一実施形態に係る小型空気圧縮機の軸受位置決め構造を示す斜視図である。図２は、本考案の一実施形態に係る小型空気圧縮機の軸受位置決め構造を示す分解斜視図である。図３は、本考案の一実施形態に係る小型空気圧縮機の軸受位置決め構造の説明図である。図４は、本考案の一実施形態に係る小型空気圧縮機の軸受位置決め構造の打撃工具を示す斜視図である。図５は、本考案の一実施形態に係る小型空気圧縮機の軸受が未だ位置決めされていない状態を示す断面図である。図６は、本考案の一実施形態に係る小型空気圧縮機の軸受が位置決めされた状態を示す断面図である。図７は、図６の部分拡大図である。図８は、従来の空気圧縮機の部品を示す分解斜視図である。図９は、従来の別の空気圧縮機の部品を示す分解斜視図である。図１０は、従来の別の空気圧縮機の部品を示す分解斜視図である。図１１は、図１０の仮想線によりピストン本体の運動状態を示す平面図である。図１２は、図１１の軸棒及び連杆の旋回運動を示す模式図である。

以下、本考案の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本考案が限定されるものではない。

図１及び図２を参照する。図１及び図２に示すように、本考案の一実施形態に係る小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造は、小型空気圧縮機２を含む。小型空気圧縮機２は、ベース３と、ベース３上に結合されたシリンダー４と、ベース３上に取り付けられた伝動機構と、を含む。

ベース３は、互いに離隔されるように配置された第１の位置決め孔３１及び第２の位置決め孔３２を有する。第１の位置決め孔３１からは、動力モータの芯端に設けられた小歯車が延び（従来技術であるため図示しない）、第２の位置決め孔３２内には、軸受６が配設される。軸受６は、外輪６１と、内輪６２と、内輪６２と外輪６１との間に位置する複数の球６３とにより構成される。

シリンダー４は、ベース３上に一体に結合されるか接続技術により結合される。シリンダー４には、空気貯蔵ユニット４１と、気体を出力するために用いるマニホールド４１１、４１２と、が連通される。マニホールド４１１、４１２には、ホース、安全弁又は圧力計が接続されてもよい。

伝動機構は、ウェイトを有する歯車５１を含む。歯車５１は、前述した小歯車と噛合する（従来技術であるため表示しない）。歯車５１上には、軸棒５２及び連杆５３が設けられる。軸棒５２の２つの末端は、口径がそれぞれ異なる円柱体に成形され、前記２つの末端間には、階段状の環状ショルダ５２１が形成されている。軸棒５２の口径が大きめである一端には、下向きに凹んだ切欠き５２２が形成されている。切欠き５２２を有する軸棒５２の末端は、前述した歯車５１上に載置される。軸棒５２の口径が小さめである他端には、円形状の頂端面５２３が設けられる。軸棒５２の頂端面５２３の中央部には、凹部５２４が形成される。

図２、図３、図５及び図６を参照する。図２、図３、図５及び図６に示すように、本実施形態の軸受６の位置決め方法は、口径が小さめの軸棒５２の一端が第２の位置決め孔３２の軸受６の内輪６２に挿設され、軸受６の外表面から延び、軸棒５２の環状ショルダ５２１が軸受６に当接され、軸受６の内輪６２中に位置する軸棒５２の頂端が打撃工具７により打撃されると、軸棒５２の頂端が押圧されて折り曲げられて張出縁５２５が形成され、軸棒５２の張出縁５２５及び環状ショルダ５２１により軸受６を密着するように挟持し、強固に位置決めすることができる。

図４を参照する。図４に示すように、打撃工具７は、プレスヘッド７１を有する。プレスヘッド７１の頂面７２には、中央部にかけて口径が徐々に縮小する中心凹部７３が形成されている。中心凹部７３と頂面７２との間には、円錐面７４が形成される。中心凹部７３には、頂面７２より高くなるようにピン７５が上方向へかけて延設されている。ピン７５の径方向口径Ａは、軸棒５２の凹部５２４の径方向口径Ｂより大きい。図５に示すように、打撃工具７のプレスヘッド７１が軸棒５２の頂端面５２３を打撃すると、打撃工具７のピン７５が軸棒５２の凹部５２４に位置し（図７を併せて参照する）、ピン７５は、軸棒５２の凹部５２４に向かって加わる径方向のかしめ力Ｆを得て、軸棒５２の頂端面５２３が打撃工具７の中心凹部７３により押圧されて折り曲げられて変形する。折り曲げられた軸棒５２の頂端面５２３が打撃工具７の円錐面７４に当接され、軸棒５２の凹部５２４上端の槽壁面が打撃工具７の中心凹部７３により押圧されると環状凸面部５２７が形成される。軸棒５２の外周側部の上端には、軸受６の内輪６２をロックする保持外壁部５２６が設けられる。軸棒５２の頂端面５２３、環状凸面部５２７及び保持外壁部５２６は、前述した張出縁５２５を構成する。

小型空気圧縮機２が駆動すると、伝動機構の歯車５１の軸棒５２は、軸受６を密着するように挟持し、伝動起動が駆動している最中に軸棒５２と軸受６との位置がずれることを防ぎ、第２の位置決め孔３２内の軸受６が破壊されることを防ぎ、間接的にシリンダー４内で上下の直線往復運動するピストン本体を最適な状態に保つ。

上述したことから分かるように、本考案の小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造は、軸受６の内輪６２中に位置する軸棒５２の頂端を打撃工具７により打撃すると、軸棒５２の頂端が押圧されて折り曲げられて張出縁５２５が形成され、打撃工具７のピン７５が、軸棒５２の凹部５２４に向かって加わる径方向のかしめ力Ｆを得ると、軸棒５２の張出縁５２５及び環状ショルダ５２１により軸受６を密着するように挟持し、強固に位置決めすることができる。

１空気圧縮機
２空気圧縮機
３ベース
４シリンダー
６軸受
７打撃工具
１１ベース
１２シリンダー
１３モータ
１４ピストン本体
１５歯車機構
１７ねじ
１８スナップリング
３１第１の位置決め孔
３２第２の位置決め孔
４１空気貯蔵ユニット
５１歯車
５２軸棒
５３連杆
６１外輪
６２内輪
６３球
７１プレスヘッド
７２頂面
７３中心凹部
７４円錐面
７５ピン
１１０軸孔
１１１軸受
１１２金属ソケット
１３１心軸
１４１ピストンロッド
１４２末端部
１４３円孔
１４４ピストンヘッド
１５１第１の歯車
１５２第２の歯車
１６１カウンターウェイト
１６２軸棒
１６３雌ねじ部
１６４連杆
１６５環溝
１７１雄ねじ部
４１１マニホールド
４１２マニホールド
５２１環状ショルダ
５２２切欠き
５２３頂端面
５２４凹部
５２５張出縁
５２６保持外壁部
５２７環状凸面部
Ｆ径方向のかしめ力

Claims

ベース、シリンダー及び伝動機構を有する空気圧縮機を備えた、小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造であって、
前記ベースは、互いに離隔されるように配置された第１の位置決め孔及び第２の位置決め孔を有し、前記第１の位置決め孔からは、動力モータの芯端に設けられた小歯車が延び、前記第２の位置決め孔内には、軸受が配設され、前記軸受は、外輪と、内輪と、前記内輪と前記外輪との間に位置する複数の球とにより構成され、
前記シリンダーは、前記ベース上に一体に結合されるか接続技術により結合されるとともに、空気貯蔵ユニットと、気体を出力するために用いるマニホールドと、が連通し、
前記伝動機構は、ウェイトを含む歯車を有し、前記歯車は、小歯車と噛合し、前記歯車上には、軸棒及び連杆が設けられ、前記軸棒の２つの末端は、口径がそれぞれ異なる円柱体に成形され、前記２つの末端間には、階段状の環状ショルダが形成され、
前記軸棒の頂端には、張出縁が形成され、前記軸棒の前記張出縁及び前記環状ショルダにより前記軸受を密着するように挟持し、強固に位置決めすることを特徴とする小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造。
前記軸棒の前記２つの末端は、口径がそれぞれ異なる円柱体であり、
前記２つの末端間には、階段状の前記環状ショルダが形成され、
前記軸棒の口径が大きめである一端には、下向きに凹んだ切欠きが形成され、
前記切欠きを有する前記軸棒の末端は、前記歯車上に載置され、前記軸棒の口径が小さめである他端には、円形状の頂端面が設けられ、
前記軸棒の前記頂端面の中央部には、凹部が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造。
口径が小さめの前記軸棒の一端は、前記第２の位置決め孔の前記軸受の前記内輪に挿設されると、前記軸受の外表面から延び、前記軸棒の前記環状ショルダが前記軸受に当接されることを特徴とする、請求項２に記載の小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造。
前記軸受の前記内輪中に位置する前記軸棒の頂端が打撃工具により打撃されると、
前記打撃工具は、プレスヘッドを有し、
前記プレスヘッドの頂面には、中央部にかけて口径が徐々に縮小する中心凹部が形成され、前記中心凹部と前記頂面との間には円錐面が形成され、前記中心凹部には、前記頂面より高くなるようにピンが上方向へかけて延設され、前記打撃工具の前記プレスヘッドが前記軸棒の前記頂端面を打撃すると、前記打撃工具の前記ピンが前記軸棒の前記凹部に位置し、前記軸棒の前記頂端面が前記打撃工具の前記中心凹部により押圧されて折り曲げられて変形し、折り曲げられた前記軸棒の前記頂端面が前記打撃工具の円錐面に当接され、前記軸棒の前記凹部の上端の槽壁面が前記打撃工具の前記中心凹部により押圧されると環状凸面部が形成され、前記軸棒の外周側部の上端には、前記軸受の前記内輪をロックする保持外壁部が設けられ、前記軸棒の前記頂端面、前記環状凸面部及び前記保持外壁部は、前記張出縁を構成することを特徴とする、請求項２に記載の小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造。
前記打撃工具の前記ピンの径方向口径は、前記軸棒の前記凹部の径方向口径より大きく、前記打撃工具の前記プレスヘッドが前記軸棒の前記頂端面を打撃すると、前記打撃工具の前記ピンが前記軸棒の前記凹部に位置し、前記ピンは、前記軸棒の前記凹部に向かって加わる径方向のかしめ力を得ることを特徴とする、請求項４に記載の小型空気圧縮機の軸受の位置決め構造。