JP3236996U - 手動式コンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】高性能であり、小型且つ構成を簡易にできる手動式コンプレッサを提供する。【解決手段】手動式コンプレッサ１は、シリンダ内に収容されシリンダの内面と摺接する大径部とシリンダの内面から離間した小径部を備えたピストン２９と、ピストンを往復動させる操作アーム５と、大径部の端面とシリンダとの間に形成された第１圧縮室３１と、小径部の外側面とシリンダとの間に形成された第２圧縮室３５と、第１圧縮室と第２圧縮室とを連通するピストン内流路４１と、吸気口と排気口２３とピストン内流路にそれぞれ設置された逆止弁２１、４５と、を具備し、ピストンが下死点にある状態から操作アームを操作して第１圧縮室内の空気を圧縮するとともにピストン内流路を介して第２圧縮室内に移動させ、操作アームを逆方向に操作することにより第２圧縮室内の空気を圧縮するとともに排気口から流出させ、同時に吸気口から第１圧縮室内に吸気するようにして圧縮空気を得る。【選択図】図２

Description

本考案は、例えば、緊急時に圧縮空気をディーゼルエンジンに供給する手動式コンプレッサに係り、特に、高性能であり、小型且つ構成を簡易にできるように工夫したものに関する。

従来の手動式コンプレッサ１０１は、例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すような構成である。
まず、フレーム１０２があり、例えば図５（ａ）に示すように上記フレーム１０２にはロッド１０３が図５(a)中左右方向に移動可能に設置されている。上記フレーム１０２にはアーム１０５が揺動可能に設置されている。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、上記ロッド１０３の図５（ａ）中左右方向中央にはカム面１０４、１０４が形成されている。また、図５（ｂ）に示すように、上記アーム１０５の図５（ｂ）中下側の図５（ｂ）中左右方向両側には軸１０６、１０６を介してカムフォロアー１０７、１０７が回転可能に設置されている。上記カムフォロアー１０７、１０７は上記カム面１０４、１０４に当接されていて、上記アーム１０５が揺動されると、上記カムフォロアー１０７、１０７が上記カム面１０４、１０４の間で転動され、上記ロッド１０３が図５（ａ）中左右に移動される。

上記フレーム１０２の図５（ａ）中左側には低圧側シリンダ１０９がある。上記低圧側シリンダ１０９の反フレーム１０２側（図５中左側）の開口部はキャップ１１１により閉塞される。上記キャップ１１１には吸入路１１３が形成されていて、上記吸入路１１３には上記低圧側シリンダ１０９内からの気体の流出を規制する逆止弁１１５が設置されている。また、上記キャップ１１１には排気路１１７が形成されていて、上記排気路１１７には上記低圧側シリンダ１０９外部から上記低圧側シリンダ１０９内部への気体の流入を規制する逆止弁１１９が設置されている。また、上記排気路１１７の外側の開口部にはジョイント１２１が設置されている。

上記低圧側シリンダ１０９内には低圧側ピストン１２３が軸方向（図５（ａ）中左右方向）に摺動可能に設置されている。上記低圧側ピストン１２３の下死点側（図５（ａ）中右側）には上記ロッド１０３の一端側（図５(a)中左側）が連結されている。

上記フレーム１０２の図５（ａ）中右側には高圧側シリンダ１２７がある。上記高圧側シリンダ１２７の反フレーム１０２側（図５中右側）の開口部はキャップ１２９により閉塞される。上記キャップ１２９には、上記吸入路１３１が形成されていて、上記吸入路１３１の外側の開口部側（図５（ａ）中上側）には、図示しないパイプを介して上記低圧シリンダ１０９のジョイント１２１と連結されるジョイント１３３が設置されている。上記吸入路１３１内には上記高圧側シリンダ１２７内からの気体の流出を規制する逆止弁１３５が設置されている。また、上記キャップ１２９には高圧側排気口１３７が設けられていて、上記高圧側排気口１３７の外側の開口部にはジョイント１３９が設置されている。上記高圧側排気口１３７内には上記高圧側シリンダ１２７内への気体の流入を規制する逆止弁１４１が設置されている。上記ジョイント１３９には別のジョイント１４２が取り付けられている。このジョイント１４２には図示しない逆止弁が取り付けられている。

上記高圧側シリンダ１２７内には高圧側ピストン１４３が軸方向（図５（ａ）中左右方向）に摺動可能に設置されている。上記高圧側ピストン１４３の下死点側（図５（ａ）中左端）には上記ロッド１０３の他端側（図５（ａ）中右側）が連結されている。

上記アーム１０５を使用者が手動で揺動させることで、上記低圧側シリンダ１０９で圧縮された空気がパイプを介して上記高圧側シリンダ１２７へと送られ、上記高圧側シリンダ１２７内の空気がさらに圧縮されて、高圧側排気口１３７から排出されるようになっている。

また、従来の手動式コンプレッサとして、特許文献１に記載されたようなものもある。また、従来のコンプレッサとして、特許文献2に記載されたようなものもある。

実開昭６１－１３７８８９号公報 実開昭６０－５４７８６号公報

上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、低圧側シリンダ１０９と高圧側シリンダ１２７が設けられているため、構成が複雑である。また、性能を確保しようとするとサイズが大きくなってしまう。

本考案はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、高性能であり、小型且つ構成を簡易にできる手動式コンプレッサを提供することにある。

上記目的を達成すべく本願考案の請求項１による手動式コンプレッサは、吸気口と排気口を備えたシリンダと、上記シリンダ内に往復動可能に収容され上記シリンダの内面と摺接する大径部と上記シリンダの内面から離間した小径部を備えたピストンと、上記シリンダの外に設置され上記ピストンに連結され揺動操作されることにより上記ピストンを往復動させる操作アームと、上記ピストンの大径部の端面と上記シリンダとの間に形成された第１圧縮室と、上記ピストンの小径部の外側面と上記シリンダとの間に形成された第２圧縮室と、上記ピストンに設けられ上記第１圧縮室と上記第２圧縮室とを連通するピストン内流路と、上記吸気口と上記排気口と上記ピストン内流路にそれぞれ設置された逆止弁と、を具備し、上記ピストンが下死点にある状態から上記操作アームを操作して上記ピストンを往動させることにより上記第１圧縮室内の空気を圧縮するとともに上記ピストン内流路を介して上記第２圧縮室内に移動させ、上記操作アームを逆方向に操作して上記ピストンを復動させることにより上記第２圧縮室内の空気を圧縮するとともに上記排気口を介して流出させ、同時に上記吸気口を介して上記第１圧縮室内に新たな空気を吸気するようにし、以下、同様の操作を繰り返すことにより圧縮空気を得ることを特徴とするものである。
また、請求項２による手動式コンプレッサは、請求項１記載の手動式コンプレッサにおいて、上記シリンダには上記ピストンの小径部が摺接する小径部が設けられていて、上記排気口は上記シリンダの小径部に設けられていて、上記シリンダの小径部には上記第２圧縮室と上記排気口との間には排気側連絡流路が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項３による手動式コンプレッサは、請求項２記載の手動式コンプレッサにおいて、上記排気側連絡通路は上記シリンダの小径部の内周面に設けられた半円形の横断面形状をなした溝であることを特徴とするものである。
また、請求項４による手動式コンプレッサは、請求項２又は請求項３記載の手動式コンプレッサにおいて、上記シリンダは上記第１圧縮室及び第２圧縮室が形成される側の第１シリンダ要素と上記小径部が形成される側の第２シリンダ要素を連結して構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項５による手動式コンプレッサは、請求項４記載の手動式コンプレッサにおいて、上記第１シリンダ要素の上記第１圧縮室側の端面にはキャップが取り付けられていて、上記第２シリンダ要素の端部が上記第１シリンダ要素内に挿し込まれていて、上記キャップにより上記ピストンの上死点を規定し、上記第２シリンダ要素の挿込端面によって上記ピストンの下死点を規定することを特徴とするものである。

以上述べたように本願考案の請求項１による手動式コンプレッサによると、吸気口と排気口を備えたシリンダと、上記シリンダ内に往復動可能に収容され上記シリンダの内面と摺接する大径部と上記シリンダの内面から離間した小径部を備えたピストンと、上記シリンダの外に設置され上記ピストンに連結され揺動操作されることにより上記ピストンを往復動させる操作アームと、上記ピストンの大径部の端面と上記シリンダとの間に形成された第１圧縮室と、上記ピストンの小径部の外側面と上記シリンダとの間に形成された第２圧縮室と、上記ピストンに設けられ上記第１圧縮室と上記第２圧縮室とを連通するピストン内流路と、上記吸気口と上記排気口と上記ピストン内流路にそれぞれ設置された逆止弁と、を具備し、上記ピストンが下死点にある状態から上記操作アームを操作して上記ピストンを往動させることにより上記第１圧縮室内の空気を圧縮するとともに上記ピストン内流路を介して上記第２圧縮室内に移動させ、上記操作アームを逆方向に操作して上記ピストンを復動させることにより上記第２圧縮室内の空気を圧縮するとともに上記排気口を介して流出させ、同時に上記吸気口を介して上記第１圧縮室内に新たな空気を吸気するようにし、以下、同様の操作を繰り返すことにより圧縮空気を得るので、高性能であり、小型且つ構成を簡易にできる。
また、請求項２による手動式コンプレッサによると、請求項１記載の手動式コンプレッサにおいて、上記シリンダには上記ピストンの小径部が摺接する小径部が設けられていて、上記排気口は上記シリンダの小径部に設けられていて、上記シリンダの小径部には上記第２圧縮室と上記排気口との間には排気側連絡流路が設けられているので、更に効率を高めることができる。
また、請求項３による手動式コンプレッサによると、請求項２記載の手動式コンプレッサにおいて、上記排気側連絡通路は上記シリンダの小径部の内周面に設けられた半円形の横断面形状をなした溝であるので、更に簡易な構成により効率を高めることができる。
また、請求項４による手動式コンプレッサによると、請求項２又は請求項３記載の手動式コンプレッサにおいて、上記シリンダは上記第１圧縮室及び第２圧縮室が形成される側の第１シリンダ要素と上記小径部が形成される側の第２シリンダ要素を連結して構成されているので、簡易な構成で製造が容易なものとすることができる。
また、請求項５による手動式コンプレッサによると、請求項４記載の手動式コンプレッサにおいて、上記第１シリンダ要素の上記第１圧縮室側の端面にはキャップが取り付けられていて、上記第２シリンダ要素の端部が上記第１シリンダ要素内に挿し込まれていて、上記キャップにより上記ピストンの上死点を規定し、上記第２シリンダ要素の挿込端面によって上記ピストンの下死点を規定するので、更に簡易な構成で製造が容易なものとすることができる。

本考案の一実施の形態を示す図で、手動式コンプレッサの斜視図である。 本考案の一実施の形態を示す図で、図２（ａ）は図１のＩＩａ－ＩＩａ断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ－ＩＩｂ断面図である。 本考案の一実施の形態を示す図で、手動式コンプレッサの断面図であり、串型ピストンをシリンダの上死点側から下死点側に移動させる場合を示す図である。 本考案の一実施の形態を示す図で、手動式コンプレッサの断面図であり、串型ピストンをシリンダの下死点側から上死点側に移動させる場合を示す図である。 従来の構成を示す図で、図５（ａ）は手動式コンプレッサの縦断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のVb-Vb断面図である。

以下、図１乃至図４を参照して本考案の一実施の形態を説明する。
例えば、図１に示すように、この一実施の形態による手動式コンプレッサ1にはベース３がある。上記ベース３には操作アーム５が揺動可能に設置されている。

例えば、図２（ａ）に示すように、上記ベース３の図２（ａ）中上側であって上記操作アーム５の左側にはシリンダ１１が設置されている。上記シリンダ１１は第１シリンダ要素１３と第２シリンダ要素１５から構成されている。上記第２シリンダ要素１５は上記第１シリンダ要素１３の下死点側（図２（ａ）中右側）に差し込まれ、上記第２シリンダ要素１５の上死点側（図２（ａ）中左側）に第１シリンダ要素１３が連結されている。上記第１シリンダ要素１３の上死点側（図２（ａ）中左側）の開口部はキャップ１７によって閉塞されている。上記キャップ１７には吸入路１９が形成されていて、上記吸入路１９の入口側（図２（ａ）中左側）には上記第１シリンダ要素１３内からの気体の流出を規制する逆止弁２１が設置されている。上記第２シリンダ要素１５の側周面には排気口２３が設けられている。上記排気口２３の出口側（図２（ａ）中上側）には上記第２シリンダ要素１５内側への気体の流入を規制する逆止弁２５が設置されている。

上記手動式コンプレッサ1には串型ピストン２９が上記第２シリンダ要素１５と上記第１シリンダ要素１３に跨って軸方向（図２（ａ）中左右方向）に摺動可能に設置されている。例えば、図３に示すように、上記第１シリンダ要素１３内の上記串型ピストン２９より上死点側（図３中左側）の空間は、第１圧縮室３１となっている。例えば、図２（ａ）に示すように、上記串型ピストン２９の下死点側（図２(a)中右側）は上記操作アーム５とリンク３４を介して連結されている。又、上記第１シリンダ要素１３の内径よりも上記第２シリンダ要素１５の内径の方が小さく設定されていて、上記第2シリンダ要素１５は上記シリンダ１１の小径部となっている。また、上記串型ピストン２９の上死点側（図２（ａ）中左側）には上記第１シリンダ要素１３の内周面と同じ径の大径部３２が設けられているとともに、上記大径部３２より下死点側（図２（ａ）中右側）には上記第２シリンダ要素１５の内周面と同じ径に設定された小径部３３が設けられている。

また、上記串型ピストン２９の小径部３３、上記第１シリンダ要素１３の内周面、上記ピストン２９の大径部３２、及び、上記第２シリンダ要素１５の上死点側(図２（ａ）中左側）の挿込端面３６との間の空間が第２圧縮室３５となっている。なお、上記キャップ１７によって上記串型ピストン２９の上死点が規定され、上記第２シリンダ要素１５の挿込端面３６によって上記串型ピストン２９の下死点が規定される。
上記第２シリンダ要素１５の内周面には上記第２圧縮室３５と上記排気口２３を連絡する排気側連絡流路３７が図２（ａ）中左右方向に延長されて形成されている。図２（ｂ）に示すように、上記排気側連絡流路３７は上記第２シリンダ要素１５の内周面に形成された半円形の横断面形状を成す溝である。
上記串型ピストン２９には第１圧縮室３１側（図２(a)中左側）と上記第２圧縮室３５側（図２(a)中上側）に開口されたピストン内流路４１が設けられている。上記ピストン内流路４１の第１圧縮室３１側（図２(a)中左側）の入口４３側に逆止弁４５が設置される。上記逆止弁４５は上記ピストン内流路４１内の上記第２圧縮室３５側から上記第１圧縮室３１側への空気の逆流を規制する。
なお、上記逆止弁２１、２５、４５は同じものである。

上記串型ピストン２９の上死点側（図２（ａ）中左側）の外周面にはOリング収容凹部５１が形成されていて、上記Ｏリング収容凹部５１内にはＯリング５３が設置されている。また、上記串型ピストン２９の下死点側（図２（ａ）中右側）の外周面にはＯリング収容凹部５５が形成されていて、上記Ｏリング収容凹部5５内にはＯリング５７が設置されている。

次に、この一実施の形態による作用について説明する。
操作アーム５を図２（ａ）中左右方向に揺動させると、串型ピストン２９が図２（ａ）中左右方向に往復動される。

図３に示すように、上記串型ピストン２９が上死点側（図３中左端）から下死点側（図３中右側）に移動されはじめると、逆止弁２１内を通過して吸入路１９から第１圧縮室３１内に空気が流入される。また、このとき、第２圧縮室３５の空気が圧縮され、排気口２３から逆止弁２５を通過して排出される。

図４に示すように、上記串型ピストン２９が下死点側（図３中右端側）から上死点側（図３中左側）に移動されはじめると、上記第１圧縮室３１内の空気が圧縮されるとともに、逆止弁４５を通過してピストン内流路４１により上記第２圧縮室３５側に移動される。

上記操作アーム５を往復動させることで、上記第１圧縮室３１及び上記第２圧縮室３５に取り込んだ空気の圧縮動作と上記排気口２３からの排出を繰り返し行う。

次に、この一実施の形態による効果を説明する。
シリンダ１１内に第１圧縮室３１が設けられているとともに、串型ピストン２９の外周面に小径部３３が設けられることにより上記串型ピストン２９の外周面と上記シリンダ１１を構成する第１シリンダ要素１３の内周面との間には第２圧縮室３５も設けられていて、上記第１圧縮室３１と上記第２圧縮室３５を連絡するピストン内流路４１が設けられている。このような構成から、上記串型ピストン２９の往復動に際し、上記第１圧縮室３１内への空気の吸入と上記第２圧縮室３５内の空気の圧縮と外部への排出を同時に行い、上記第１圧縮室３１内の空気の圧縮と上記第２圧縮室３５内への移動を同時に行うようになっているので、シリンダ及びピストンの数を減らし簡易な構成により性能を高めることができる。
また、シリンダ及びピストンの数を減らしたことにより逆止弁の数が少なくて済み、より簡易な構成とすることができる。この一実施の形態の場合は、逆止弁２１、２５、４５の３つの逆止弁が設置されているのみである。
また、上記シリンダ１１及び上記串型ピストン２９が一つずつあればよいため、手動式コンプレッサ1の小型化を図ることができる。

また、上記第２シリンダ要素１５の内周面には上記第２圧縮室３５と上記排気口２３を連絡する半円形の溝である排気側連絡流路３７が形成されている。そのため、上記第２圧縮室３５内で圧縮された空気が上記排気口２３から排出される前に断面積の小さい流路を通過するので、簡易な構成により更に圧縮効率を高めることができる。
また、上記シリンダ１１は上記第1シリンダ要素１３に上記第2シリンダ要素１５を差し込んで連結させたものであり、キャップ１７によって上記串型ピストン２９の上死点が規定され、上記第２シリンダ要素１５の挿込端面３６によって上記串型ピストン２９の下死点が規定されるような構成になっているので、簡易な構成であり製造も容易である。

なお、本考案は前記一実施の形態に限定されない。
各構成要素の形状や寸法は様々な場合が考えられる。
図示した構成は、あくまで一例である。

本考案は、例えば、緊急時に空気をディーゼルエンジンに供給する手動式コンプレッサに係り、特に、性能を高めることができ且つ構成を簡易にできるように工夫したものに関し、例えば、船舶用のディーゼルエンジンに空気を供給する緊急用コンプレッサに好適である。

１ 手動式コンプレッサ
５ アーム
１３ 第１シリンダ
１５ 第２シリンダ
２１ 逆止弁
２３ 排気口
２５ 逆止弁
２９ 串型ピストン
３１ 第１圧縮室
３３ 小径部
３５ 第２圧縮室
３７ 排気側連絡流路
４１ ピストン内流路
４５ 逆止弁

Claims (5)

1. 吸気口と排気口を備えたシリンダと、
   上記シリンダ内に往復動可能に収容され上記シリンダの内面と摺接する大径部と上記シリンダの内面から離間した小径部を備えたピストンと、
   上記シリンダの外に設置され上記ピストンに連結され揺動操作されることにより上記ピストンを往復動させる操作アームと、
   上記ピストンの大径部の端面と上記シリンダとの間に形成された第１圧縮室と、
   上記ピストンの小径部の外側面と上記シリンダとの間に形成された第２圧縮室と、
   上記ピストンに設けられ上記第１圧縮室と上記第２圧縮室とを連通するピストン内流路と、
   上記吸気口と上記排気口と上記ピストン内流路にそれぞれ設置された逆止弁と、
   を具備し、
   上記ピストンが下死点にある状態から上記操作アームを操作して上記ピストンを往動させることにより上記第１圧縮室内の空気を圧縮するとともに上記ピストン内流路を介して上記第２圧縮室内に移動させ、
   上記操作アームを逆方向に操作して上記ピストンを復動させることにより上記第２圧縮室内の空気を圧縮するとともに上記排気口を介して流出させ、同時に上記吸気口を介して上記第１圧縮室内に新たな空気を吸気するようにし、
   以下、同様の操作を繰り返すことにより圧縮空気を得ることを特徴とする手動式コンプレッサ。
2. 請求項１記載の手動式コンプレッサにおいて、
   上記シリンダには上記ピストンの小径部が摺接する小径部が設けられていて、
   上記排気口は上記シリンダの小径部に設けられていて、
   上記シリンダの小径部には上記第２圧縮室と上記排気口との間には排気側連絡流路が設けられていることを特徴とする手動式コンプレッサ。
3. 請求項２記載の手動式コンプレッサにおいて、
   上記排気側連絡通路は上記シリンダの小径部の内周面に設けられた半円形の横断面形状をなした溝であることを特徴とする手動式コンプレッサ。
4. 請求項２又は請求項３記載の手動式コンプレッサにおいて、
   上記シリンダは上記第１圧縮室及び第２圧縮室が形成される側の第１シリンダ要素と上記小径部が形成される側の第２シリンダ要素を連結して構成されていることを特徴とする手動式コンプレッサ。
5. 請求項４記載の手動式コンプレッサにおいて、
   上記第１シリンダ要素の上記第１圧縮室側の端面にはキャップが取り付けられていて、
   上記第２シリンダ要素の端部が上記第１シリンダ要素内に挿し込まれていて、
   上記キャップにより上記ピストンの上死点を規定し、
   上記第２シリンダ要素の挿込端面によって上記ピストンの下死点を規定することを特徴とする手動式コンプレッサ。

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