JP3237933U - 空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体 - Google Patents

空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体 Download PDF

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Abstract

【課題】ピストン本体の上下動行程がスムーズとなり安定する、空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体を提供する。【解決手段】空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体は、ピストンヘッド２を含む。ピストンヘッド２の頂端平面２０には、少なくとも１つのエアストップシート７を位置決めする固定ピンが設けられ、エアストップシート７の位置決め領域７１に隣り合う箇所には、少なくとも１つの摺曲部７０が設けられ、摺曲部７０のエアストップシート７の他方の側部には作用領域７２が設けられ、作用領域７２は、ピストンヘッド２の頂端平面２０の少なくとも１つの通気孔２１を覆い、作用領域７２のシリンダーの上面に背向する背面がピストンヘッド２の頂端平面２０に対して小角度で開いた状態となって通気空間が形成され、シリンダー内の圧力と外気の圧力とが均衡し、エアストップシート７が再び稼働されるときに背圧抵抗力が発生しない。【選択図】図１

Description

本考案は、空気圧縮機に関し、特に、空気圧縮機のシリンダー内で上動行程及び下動行程を行うピストンと、ピストンヘッド上を覆うエアストップシートを含む空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体に関する。
空気圧縮機の主な構造は、モータによりシリンダー内でピストンを往復させて圧縮動作を行うと、圧縮された空気がシリンダーを介して空気貯蔵ユニット内まで送られる。空気貯蔵ユニット上のマニホールドに接続されたホースは気体被注入物に接続され、従来のピストンのピストンヘッドは、上下方向に貫通されて形成されたエア通路を有する。ピストンヘッドの頂面は、エア通路上を覆うエアストップシートを有し、空気圧縮機が停止している状態下で、エアストップシートによりピストンヘッドのエア通路を閉じ、空気圧縮機の前回の稼働後、ピストンヘッドの円形周辺に設けたＯリング及びエアストップシートによりピストンヘッドのエア通路を閉じて形成された気密性により、シリンダー内に残留した高圧空気は排出することができなかった。空気圧縮機を再び稼働させると、ピストンが圧縮を開始する過程で、シリンダー内に残留した高圧空気と衝突し、空気圧縮機の負荷及び電流が瞬間的に増大し、空気圧縮機の寿命が短くなることがあった。
そのため従来の問題点を改善するために、本考案者は、空気圧縮機が停止した状態で、ピストンヘッドの頂端面とエアストップシートとの間に対して小角度θの通気空間を形成し、空気圧縮機の稼働が終了した後、シリンダー内に残留した圧縮空気を通気空間からエア通路を介して排出してシリンダー中の圧力を外気の圧力と均衡させ、空気圧縮機を再び稼働させたときにピストンの上動行程で余分な抵抗力が発生しないようにし、圧縮負荷及び電流が瞬間的に増大することを防ぎ、ピストンがシリンダー内で往復運動するときにスムーズに圧縮させるとともに、安全に使用することができる上、使用寿命が延び、気体被注入物に容易かつ速やかに気体を注入させることができる。
本考案の第１の課題は、空気圧縮機のシリンダー内のピストンヘッドの頂端平面には、少なくとも１つのエアストップシートを位置決めする固定ピンが設けられ、エアストップシートの位置決め領域に隣り合う箇所には、少なくとも１つの摺曲部が設けられ、摺曲部のエアストップシートの他方の側部には作用領域が設けられ、作用領域は、ピストンヘッドの頂端平面の少なくとも１つの通気孔を覆い、上述した作用領域のシリンダーの上面に背向する背面が前述したピストンヘッドの頂端平面に対して小角度で開いた状態となって通気空間が形成され、シリンダー内の圧力と外気の圧力とが均衡し、前述したエアストップシートが再び稼働されるときに背圧抵抗力が発生せず、ピストン本体の上下動行程がスムーズとなり安定する、空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体を提供することにある。
本考案の第２の課題は、エアストップシートに摺曲部が設けられ、この摺曲部は、折曲げ線を有し、実際に使用する際、摺曲部の複数の折曲げ線により、空気圧縮機の様々な大きさの出力パワーのニーズに対応し得る、空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体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ピストン本体を示す分解斜視図である。 図２は、本考案の一実施形態に係るピストン本体を示す断面図である。 図３は、本考案の一実施形態に係るピストン本体を示す部分拡大断面図である。 図４は、本考案の一実施形態に係るピストン本体のシリンダーの下動行程時の圧縮空気の流れの説明図である。 図５は、本考案の一実施形態に係るピストン本体の上動行程時の部分拡大断面図である。 図６は、本考案の一実施形態に係る空気圧縮機が筐体に設置された状態を示す分解斜視図である。 図７は、本考案の一実施形態に係る複数の折曲げ線を含むエアストップシートを示す断面図である。 図８は、本考案の他のピストン本体及び他のエアストップシートを示す説明図である。 図９は、本考案の他のピストン本体及び他のエアストップシートを示す説明図である。 図１０は、本考案の他のピストン本体及び他のエアストップシートを示す説明図である。 図１１は、本考案の他のピストン本体及び他のエアストップシートを示す説明図である。 図１２は、本考案の他のピストン本体及び他のエアストップシートを示す説明図である。
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６を参照する。図６に示すように、本考案の一実施形態に係る空気圧縮機１０は、チャンバ、筐体１又はその他現場に設置されてもよい。図６に示すように、筐体１内には、空気圧縮機１０が配設される。この空気圧縮機１０は、気体を注入するために用いるか、シール・ポンプアップ装置と接続して（この技術は従来技術であるため図示しない）気体注入及びパンク修理を行うことができる。空気圧縮機１０は、モータ１２を固定する基板１１と、基板１１上に結合されたシリンダー１３と、を含む。基板１１には、空気圧縮機１０の伝動機構１４が配設される。伝動機構１４には、ピストン本体が接続される。図１～図５を参照する。図１～図５に示すように、ピストン本体は、ピストンヘッド２を含む。ピストンヘッド２の外周縁部には、Ｏリング２４が取り付けられる。Ｏリング２４は、空気圧縮機１０が稼働中でもピストン本体の周囲及びシリンダー１３内の表面を密封し続けることができる。前述したピストンヘッド２の頂端平面２０には、少なくとも１つの通気孔２１が形成される。前述したピストンヘッド２には、下方に延びたピストンロッド５が延設される。ピストンロッド５は、伝動機構１４中のクランクシャフト１４１が枢着される円孔５１を下端に有する。モータ１２の出力軸は、伝動機構１４のクランクシャフト１４１を旋回させるとともに、シリンダー１３内でピストン本体が上動及び下動の動作を行って発生させた圧縮空気を空気貯蔵ユニット１５内に進入させ、排気マニホールドを介して圧縮空気を圧力計１６に進入させて圧力を表示させ、排気ホースを接合して気体被注入物に気体を注入してもよいし（図示せず）、排気ホース又はバルブを介して破損したタイヤにシール剤を注入してタイヤを修理するとともにタイヤの気圧を高めてもよいが（図示せず）、これらは従来技術であるため図示しておらず、細部の構造についても省略していることをここで併せて述べておく。
図１～図４を参照する。図１～図４に示すように、本考案に係る空気圧縮機１０は、ピストン本体に取り付けられたピストンヘッド２の頂端平面２０上に少なくとも１つのエアストップシート７が配設される。このエアストップシート７には、位置決め領域７１が設けられる。位置決め領域７１に隣り合う箇所には、摺曲部７０が設けられる。摺曲部７０は、不用意にエアストップシート７を折曲げて折曲げ角度を形成するのではなく、機械工業技術を利用して精確にエアストップシート７に予め折曲げ角度を形成し、摺曲部７０及びそれに属する折曲げ線７０１を形成する。１本又は複数本の折曲げ線であっても、複数本の折曲げ線は、空気圧縮機の様々な出力パワーのニーズに対応することができ、外気の圧力がエアストップシート７に印加されると、エアストップシート７は既定の折曲げ線７０１（又は軌道）に沿って応力が発生し、上下方向に開閉動作を行う。摺曲部７０の一方の側辺のシートには位置決め領域７１が設けられ、摺曲部７０の他方の側辺には作用領域７２が設けられる。エアストップシート７の位置決め領域７１は、ピストンヘッド２の頂端平面２０上に固定するために用いる。前述したエアストップシート７の作用領域７２とエアストップシート７の位置決め領域７１とは、摺曲部７０を境界の軸線として用い、エアストップシート７の正面（即ち、上動動作を行うときのエアストップシート７はシリンダー１３の上表面に対向する）に、１８０度より小さな鈍角が形成されるとともに、エアストップシート７の作用領域７２がシリンダー１３の上面に背向する背向面（背面）が自ずと前述したピストンヘッド２の頂端平面２０に対して小角度θで開いた状態となって通気空間Ｚが形成され、通気空間Ｚがピストンヘッド２の通気孔２１と連通すると、空気圧縮機１０のピストン本体が静止状態にあるとき、エアストップシート７の作用領域７２は、前述したピストンヘッド２の通気孔２１を開いた状態に維持し、ピストン本体の通気孔２１の流れがスムーズとなり、シリンダー１３中の圧力は、外気の圧力と均衡し、空気圧縮機１０が再び稼働されると、そのピストン本体の上動行程時に余計な抵抗力（背圧抵抗力）は発生しない。本考案の構成、特徴及びその他目的を容易に理解できるように、以下、図面を参照しながら好適な実施形態の詳細な説明で明らかにする。
図１～図４を参照する。図１～図４に示すように、本考案に係る空気圧縮機１０は、ピストン本体に取り付けたピストンヘッド２の頂端平面２０上に１つのエアストップシート７が配設される。このエアストップシート７には、位置決め領域７１が設けられる。位置決め領域７１に隣り合う箇所には、摺曲部７０が設けられる。この摺曲部７０は、不用意にエアストップシート７を折曲げて折曲げ角度を形成するのではなく、機械工業技術を利用して精確にエアストップシート７に予め折曲げ角度を形成し、摺曲部７０及びそれに属する折曲げ線７０１が形成される。１本又は複数本の折曲げ線であっても、複数本の折曲げ線は、図７に示すように、摺曲部７０内には折曲げ線７０１、第２の折曲げ線７０２及び第３の折曲げ線７０３が含まれて空気圧縮機の様々な出力パワーのニーズに対応することができ、外気の圧力がエアストップシート７に印加されると、エアストップシート７は既定の折曲げ線７０１（又は軌道）に沿って応力が発生し、上下方向に開閉動作を行う。図１～図５を参照する。図１～図５に示すように、空気圧縮機１０に取り付けたピストン本体のピストンヘッド２の頂端平面２０の軸心には、エアストップシート７が位置する。エアストップシート７の円心近くには、リング状の摺曲部７０が設けられ、摺曲部７０の内径内側には位置決め領域７１が設けられ、摺曲部７０の外径外側には作用領域７２が設けられる。作用領域７２のシリンダー１３の上面に背向する背面が前述したピストンヘッド２の頂端平面２０に対して小角度θで開いた状態となって通気空間Ｚが形成され、前述したエアストップシート７の位置決め領域７１中には多角形状穿孔７３が形成され、多角形状穿孔７３に対応するようにピストンヘッド２に多角形状ベース２２が設けられ、エアストップシート７の多角形状穿孔７３をピストンヘッド２の多角形状ベース２２に位置決めし、多角形状ベース２２頂端に延設された円柱２３上に固定キャップ２５が嵌設されると、エアストップシート７がピストンヘッド２上に堅牢に固定される。前述したピストンヘッド２の頂端平面２０は、円周縁部に隣り合う箇所に、間隔をおいてリング状に配列されるとともに、前述したピストンヘッド２の上下端に貫通した通気孔２１が複数形成される。これら複数の通気孔２１が上述した通気空間Ｚと連通すると、ピストン本体の上動行程の動作（図５を参照する）において、前述したエアストップシート７の作用領域７２は複数の通気孔２１を閉じる。下動行程の動作及びピストン本体が静止状態にあるとき（図４を参照する）、上述したエアストップシート７の作用領域７２が開いた状態となり、シリンダー内のピストンヘッド２の上方に残留した圧力が上述した通気空間Ｚ及び通気孔２１を介して排出され、シリンダー１３内の圧力と外気の圧力とが均衡する。
本考案の主な技術的特徴は、以下（１）～（３）である。
（１）エアストップシート７に摺曲部７０が設けられる。摺曲部７０には、少なくとも１つの折曲げ線７０１が設けられる。
（２）エアストップシート７の摺曲部７０は、一方の側辺に位置決め領域７１が設けられ、他方の側辺に作用領域７２が設けられ、作用領域７２がシリンダー１３の上面に背向する背面が前述したピストンヘッド２の頂端平面２０に対して小角度θで開いた状態となって通気空間Ｚが形成される。
（３）少なくとも１つの通気孔２１がピストンヘッド２の頂端平面２０に形成され、通気空間Ｚと通気孔２１とが連通されているため、シリンダー１３内の圧力と外気の圧力が均衡し、前述したエアストップシート７が再び稼働されたときに背圧抵抗力は発生せず、ピストン本体の上動行程及び下動行程がスムーズとなり安定する。本考案の他の実施形態では、上述した考案の様々な目的を様々な構造により達成してもよい。
図８を参照する。図８に示すように、本考案の他の実施形態において、ピストンヘッドの頂端平面３には、２つの固定ピン３１，３３を介してエアストップシート３０の位置決め領域３２が固定される。前述したエアストップシート３０は、摺曲部３４と、摺曲部３４の他辺に設けられた作用領域３６と、を有する。作用領域３６は、ピストンヘッドの通気孔３５を覆う。作用領域３６の背面は、本考案の最も主要な考案概念であり、作用領域３６の背面がピストンヘッドの頂端平面に対して小角度θで開いた状態となって通気空間Ｚが形成される。
図９を参照する。図９の他の実施形態に示すように、同じ考案概念を図９に応用し、ピストンヘッドの頂端平面４は、固定ピン４１，４３を介してエアストップシート４０の位置決め領域４２に固定される。位置決め領域４２の２つの外側辺には、摺曲部４４，４６がそれぞれ設けられ、前述した位置決め領域４２の摺曲部４４，４６に対応した他方の２つの側辺に作用領域４５，４７がそれぞれ設けられる。作用領域４５，４７は、ピストンヘッドの通気孔４８，４９を覆うことが可能であり、作用領域４５，４７の背面は本考案の最も主要な考案概念であり、作用領域４５，４７の背面がピストンヘッドの頂端平面４に対して小角度θで開いた状態となって通気空間Ｚが形成される。
図１０を参照する。図１０の他の実施形態に示すように、同じ考案概念を図１０に応用し、ピストンヘッドの頂端平面６は、固定ピン６１，６３，６５，６７を介してエアストップシート６０の位置決め領域６２に固定される。位置決め領域６２の四辺には、摺曲部６４１，６４２，６４３，６４４がそれぞれ設けられ、前述した位置決め領域６２の摺曲部６４１，６４２，６４３，６４４に対応した四辺には、作用領域６６１，６６２，６６３，６６４が設けられる。作用領域６６１，６６２，６６３，６６４は、ピストンヘッドの複数の通気孔６８１，６８２，６８３，６８４を覆うことが可能であり、作用領域６６１，６６２，６６３，６６４の背面は本考案の最も主要な考案概念であり、作用領域６６１，６６２，６６３，６６４の背面がピストンヘッドの頂端平面６に対して小角度θで開いた状態となって通気空間Ｚが形成される。
図１１を参照する。図１１の他の実施形態に示すように、同じ考案概念を図１１に応用し、ピストンヘッドの頂端平面８は、固定ピン８１，８３を介してエアストップシート８０の位置決め領域８２に固定される。前述したエアストップシート８０は、円形の摺曲部８４を有する。摺曲部８４の縁部には作用領域８６が設けられる。作用領域８６は、ピストンヘッドの複数の通気孔８５を覆うことが可能であり、作用領域８６の背面は本考案の最も主要な考案概念であり、作用領域８６の背面がピストンヘッドの頂端平面８に対して小角度θで開いた状態となって通気空間Ｚが形成される。
図１２を参照する。図１２の他の実施形態に示すように、同じ考案概念を図１２に応用し、ピストンヘッドの頂端平面９は、２つの固定ピン９１，９３を介して２つのエアストップシート９２，９４の２つの位置決め領域９２２，９４２にそれぞれ固定される。前述した２つのエアストップシート９２，９４は、摺曲部９２１，９４１をそれぞれ有する。２つの摺曲部の縁部には、２つの作用領域９２３，９４３がそれぞれ設けられる。２つの作用領域９２３，９４３は、ピストンヘッドの２つの通気孔９５，９６をそれぞれ覆うことが可能であり、２つの作用領域９２３，９４３の背面は本考案の最も主要な考案概念であり、作用領域９２３，９４３の背面がピストンヘッドの頂端平面８に対して小角度θで開いた状態となって通気空間Ｚが形成される。
上述したことをまとめると、本考案の設計概念は、既に特許を受けたＥＰ１４３７５０８号と比べ、新規性を有するとともに進歩性を有する。
１：筐体
２：ピストンヘッド
３：頂端平面
４：頂端平面
５：ピストンロッド
６：頂端平面
７：エアストップシート
８：頂端平面
９：頂端平面
１０：空気圧縮機
１１：基板
１２：モータ
１３：シリンダー
１４：伝動機構
１５：空気貯蔵ユニット
１６：圧力計
２０：頂端平面
２１：通気孔
２２：多角形状ベース
２３：円柱
２４：Ｏリング
２５：固定キャップ
３０：エアストップシート
３１：固定ピン
３２：位置決め領域
３３：固定ピン
３４：摺曲部
３５：通気孔
３６：作用領域
４０：エアストップシート
４１：固定ピン
４２：位置決め領域
４３：固定ピン
４４：摺曲部
４５：作用領域
４６：摺曲部
４７：作用領域
４８：通気孔
４９：通気孔
５１：円孔
６０：エアストップシート
６１：固定ピン
６２：位置決め領域
６３：固定ピン
６５：固定ピン
６７：固定ピン
７０：摺曲部
７１：位置決め領域
７２：作用領域
７３：多角形状穿孔
８０：エアストップシート
８１：固定ピン
８２：位置決め領域
８３：固定ピン
８４：摺曲部
８５：通気孔
８６：作用領域
９１：固定ピン
９２：エアストップシート
９３：固定ピン
９４：エアストップシート
９５：通気孔
９６：通気孔
１４１：クランクシャフト
６４１：摺曲部
６４２：摺曲部
６４３：摺曲部
６４４：摺曲部
６６１：作用領域
６６２：作用領域
６６３：作用領域
６６４：作用領域
６８１：通気孔
６８２：通気孔
６８３：通気孔
６８４：通気孔
７０１：折曲げ線
７０２：第２の折曲げ線
７０３：第３の折曲げ線
９２１：摺曲部
９２２：位置決め領域
９２３：作用領域
９４１：摺曲部
９４２：位置決め領域
９４３：作用領域
Ｚ：通気空間
θ：角度

Claims (5)

  1. 空気圧縮機がチャンバ、筐体又はその他作業場に設置し得るとともに、気体を注入するために用いるか、シール・ポンプアップ装置と接続して気体注入及びパンク修理を行い得る空気圧縮機が筐体内に配設された、空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体であって、
    前記空気圧縮機のシリンダー内のピストンヘッドの頂端平面には、少なくとも１つのエアストップシートを位置決めする固定ピンが設けられ、前記エアストップシートの位置決め領域に隣り合う箇所には、少なくとも１つの摺曲部が設けられ、前記摺曲部の前記エアストップシートの他方の側部には作用領域が設けられ、前記作用領域は、前記ピストンヘッドの頂端平面の少なくとも１つの通気孔を覆い、前記作用領域の前記シリンダーの上面に背向する背面が前記ピストンヘッドの頂端平面に対して小角度で開いた状態となって通気空間が形成され、前記シリンダー内の圧力と外気の圧力とが均衡し、前記エアストップシートが再び稼働されるときに背圧抵抗力が発生せず、ピストン本体の上下動行程がスムーズとなり安定することを特徴とする、空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体。
  2. 前記摺曲部は、折曲げ線を有することを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体。
  3. 前記摺曲部は、前記空気圧縮機の様々な大きさの出力パワーのニーズに対応し得るように複数の折曲げ線を有することを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体。
  4. 前記空気圧縮機に取り付けたピストン本体の前記ピストンヘッドの頂端平面の軸心には、前記エアストップシートが位置し、前記エアストップシートの円心近くには、リング状の摺曲部が設けられ、前記摺曲部の内径内側には位置決め領域が設けられ、前記摺曲部の外径外側には作用領域が設けられ、前記作用領域の前記シリンダーの上面に背向する背面が前記ピストンヘッドの頂端平面に対して小角度で開いた状態となって通気空間が形成され、
    前記ピストンヘッドの外円周の頂端平面には、前記ピストンヘッドの上下端に貫通した通気孔が形成され、前記通気孔が前記通気空間と連通すると、前記シリンダー内の圧力と外気の圧力とが均衡し、前記エアストップシートが再び稼働されるときに背圧抵抗力が発生せず、ピストン本体の上下動行程がスムーズとなり安定し、
    前記通気孔は、前記ピストンヘッドの外円周の頂端平面に、互いに間隔をおいて円周状に配列され、
    前記エアストップシートの前記位置決め領域中には、多角形状穿孔が形成され、前記多角形状穿孔に対応するように前記ピストンヘッドに多角形状ベースが設けられ、前記エアストップシートの前記多角形状穿孔を前記ピストンヘッドの前記多角形状ベースに位置決めし、前記多角形状ベースの頂端に延設された円柱上に固定キャップが嵌設されると、前記エアストップシートが前記ピストンヘッド上に固定され、前記空気圧縮機のピストン本体が静止状態にあるとき、前記エアストップシートの前記作用領域がピストン本体の前記通気孔に対して開いた状態となることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体。
  5. 前記ピストンヘッドの頂端平面には、２つの前記固定ピンを介して２つの前記エアストップシートの２つの前記位置決め領域が固定され、２つの前記エアストップシートは、摺曲部をそれぞれ有し、２つの前記摺曲部の他辺には２つの作用領域が設けられ、２つの前記作用領域は、前記ピストンヘッドの２つの通気孔を覆い、２つの前記作用領域の背面が前記ピストンヘッドの頂端平面に対して小角度で開いた状態となって通気空間が形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機のシリンダー内の多孔ピストン本体。
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