JP5712279B2

JP5712279B2 - 圧力計

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Publication number: JP5712279B2
Application number: JP2013265745A
Authority: JP
Inventors: 周　文三; 文三周
Original assignee: 周　文三; 文三周
Priority date: 2013-02-01
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2033-12-24
Also published as: TWI494552B; US20140216164A1; PL2762849T3; EP2762849B1; JP2014149290A; CN203465050U; KR20140099173A; US9304052B2; EP2762849A1; CN103968991A; CN103968991B; JP3189341U; KR101533692B1; TW201432236A

Description

本発明は、圧力計に関し、特に、圧力値を表示し、気体抜き孔を介して空気圧力を安全値の範囲内に保持し、空気圧縮機に利用することができる圧力計に関する。

圧力計は、電子式及び機械式に大別される。電子式圧力計は、圧力センサと、それに関連する電子部品とが結合され、圧力値を測定してその値を表示する（例えば、特許文献１）。機械式圧力計は、伸縮自在のブルドン管、歯車、レバー、又はヘアスプリングを有する回転軸へ利用することが可能である（例えば、特許文献２）。さらに従来技術には、歯車を利用せずに、振動板、摺動軸部、摺動筒、螺旋状線材、スプリング及び表示用指針を利用した圧力計（例えば、特許文献３）があった。電子式圧力計又は機械式圧力計は、設計が異なるが、ともに圧力を測定してその数値を表示する機能を備える。そのため、圧力を正確に測定することができるとともに、電子部品を利用したり指針を備えたりしない、圧力値を表示することができる圧力計が求められていた。

台湾特許出願第０９３１２４６０８号台湾実用新案登録出願第０８８２０３５２８号台湾特許出願第６５１０５０１号

本発明の第１の目的は、一端に蓋体が結合され、他端に圧力源からの圧力が供給される本体を含み、本体内には、ピストン筒が取り付けられ、ピストン筒が主スプリング及び補助スプリングに作用し、初期圧力が本体に供給されると、ピストン筒により弾性係数が小さめの補助スプリングに作用し、その後、弾性係数が大き目の主スプリングに作用し、高感度で正確な圧力値を得る圧力計を提供することにある。
本発明の第２の目的は、本体が透光円筒状の管体であり、管体上には圧力値を表す数字が刻印され、ピストン筒の末端近くに着色Ｏリングが嵌合され、ピストン筒が入力圧力により作用し、移動する段階においてＯリングが着色されているため圧力値を容易に見て知ることができる圧力計を提供することにある。
本発明の第３の目的は、安全かつ保護作用を有し、本体に気体抜き孔が貫通するように形成され、ピストン筒が入力圧力により継続的に押圧されて所定の安全圧力の最大値に達すると、ピストン筒の着色Ｏリングが気体抜き孔を横切り、入力圧力が気体抜き孔を介して排出され、ピストン筒を押し動かすことがない圧力計を提供することにある。
本発明の第４の目的は、車載用空気圧縮機へ容易に接続し、圧力計の本体のコネクタを空気圧縮機の排気マニホールドへ直列接続することができる圧力計を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、本体、ピストン筒、蓋体及び弾性部材を備えた圧力計であって、前記本体は、円筒状であり、内チャンバを有するとともに、開口端を一端に有し、圧力源から入力圧力が供給される末端を他端に有し、数字が刻印された表示部が末端に近接した箇所に設けられ、前記ピストン筒は、一端に設けられた開口端と、他端に設けられた底端ベースとを有し、内部に前記内チャンバが形成され、前記本体の前記内チャンバに収容され、前記蓋体は、前記本体の前記開口端に螺合される雌ねじ部を有し、前記弾性部材は、前記本体中に収容され、一端が前記ピストン筒の前記内チャンバ底部に当接され、他端が前記蓋体に当接され、前記圧力源から前記本体へ供給される圧力により前記ピストン筒が駆動し、前記弾性部材を圧縮し、前記表示部に刻印された数字により圧力値を表すことを特徴とする圧力計が提供される。

前記円筒状本体は、透光材料からなり、前記ピストン筒の前記底端ベースの外向面には凹部が形成され、着色Ｏリングが嵌合される環溝が前記ピストン筒の周辺側に形成され、前記着色Ｏリングが指し示す前記表示部上に刻印された数字により、ユーザへ圧力値を知らせることが好ましい。

前記ピストン筒の前記底端ベースは、前記内チャンバの底部中心部において前記開口端から主軸が延びて突出し、前記主軸の底部と前記ピストン筒の筒壁との間には、環状凹部が形成され、前記弾性部材は、前記環状凹部に一端が当接される主スプリングであることが好ましい。

前記ピストン筒の前記主軸の頂端部には、口径が小さくて長さが短めの短軸が延設され、前記主軸の頂端部には、頂上壁が形成され、前記ピストン筒全体が前記本体内に収容され、前記底端ベースが前記内チャンバの底部に当接され、前記本体末端の外側中央部にはアダプタが設けられ、前記アダプタは、前記本体の前記内チャンバと連通した流路と、互いに間隔をあけて設置されたＯリングとを有し、前記アダプタの前記流路と前記底端ベースの凹部とが連通し、前記圧力源の入力圧力が前記流路及び前記凹部を介して前記ピストン筒を押圧し、前記ピストン筒が前記本体の前記内チャンバ中で移動することが好ましい。

前記蓋体の内面側の中央部には、中心ベースが設けられ、前記中心ベースの頂端には、前記内チャンバを有する中心筒が延設され、前記中心筒の末端には開口部が形成され、前記内チャンバの内径は前記主軸の外径より大きく、前記中心筒の外径は前記主スプリングの内径より小さく、小さめの弾性係数を有する補助スプリングが前記中心筒の前記内チャンバ中に取り付けられ、前記補助スプリングの一端が前記中心ベースに当接され、前記蓋体が前記本体の前記開口端に螺着された後、前記補助スプリングの他端が短軸に外嵌されて前記主軸の頂上壁に当接されることが好ましい。

前記蓋体の外向面には、貫通孔が形成され、前記中心ベースには、流路が貫通するように形成され、前記流路と前記中心筒の前記内チャンバとが連通することが好ましい。

前記本体には、気体抜き孔が貫通するように形成され、前記ピストン筒が入力圧力により継続的に押圧されて所定の安全圧力の最大値に達すると、前記ピストン筒の前記着色Ｏリングが前記気体抜き孔を超えて入力圧力が前記気体抜き孔から漏れて前記ピストン筒が推し進められることが止まることが好ましい。

前記本体の末端には、嵌合クランプが設けられ、モータ、シリンダ、ピストン及びエアー溜筒を有する空気圧縮機をさらに備え、前記モータが起動すると動力伝達機構により前記シリンダ内で前記ピストンが往復運動し、前記エアー溜筒周辺のマニホールドから圧縮空気が直接排出され、その一端に設けられた空気ノズルの可撓性チューブが前記マニホールドに接続され、前記空気ノズルは、インフレータ又は圧縮空気が必要な物品に結合され、前記マニホールド端には、矩形状ドッキングプレートが設けられ、前記本体の末端に設けた前記嵌合クランプが前記矩形状ドッキングプレートに結合され、前記空気圧縮機が発生させる圧縮空気を前記本体内部へ供給することが好ましい。

前記本体の末端には、前記マニホールドに延設された前記可撓性チューブが挿着可能な階段状アダプタが設けられることが好ましい。

前記本体の末端には、雌ねじ部を有するマニホールドを螺着させる雄ねじアダプタが設けられることが好ましい。

図１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断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係る圧力計のピストン筒の動作を示す断面図である。図５は、本発明の一実施形態に係る圧力計を空気圧縮機に取り付けたときの状態を示す側面図である。図６は、本発明の一実施形態に係る圧力計の本体コネクタを示す部分拡大図（１）である。図７は、本発明の一実施形態に係る圧力計の本体コネクタを示す部分拡大図（２）である。

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

図１〜図４を参照する。図１〜図４に示すように、本発明の一実施形態に係る圧力計は、少なくとも本体１、ピストン筒２、弾性部材及び蓋体５から構成される。

本体１は、透光円筒状であり、内チャンバ１１を有する。本体１は、雄ねじ部１２が設けられた開口端１０を一端に有し、１対の嵌合クランプ１４が設けられた末端１３を他端に有する。末端１３の外側中央部には、アダプタ１５が形成されている。アダプタ１５は、本体１の内チャンバ１１と連通した流路１５０を有する。アダプタ１５上には、互いに分離されたＯリング１６，１７がそれぞれ取り付けられている。本体１は、数字が刻印された表示部１９が末端１３に近接した箇所に設けられ、２つの対をなす翼部が中段部に設けられている。

ピストン筒２は、一端に設けられた開口端２０と、他端に設けられた底端ベース２４とを有する。ピストン筒２内には、内チャンバ２１が形成されている。底端ベース２４の内チャンバ２１の底部中心部には、開口端２０の主軸２２が延設されている。主軸２２の底部とピストン筒の筒壁との間には、環状凹部２２２が形成され（図３参照）、主軸２２の頂端部には口径が小さくて長さが短めの短軸２３が延設され、主軸２２の頂端部には、頂上壁２２１が形成されている。前述の底端ベース２４の外向面には凹部２６が形成され、着色Ｏリング２７が嵌合される環溝２５が周辺側に形成されている。ピストン筒２全体を前述の本体１内へ収容し、底端ベース２４を内チャンバ１１の底部へ当接させる。アダプタ１５の流路１５０と底端ベース２４の凹部２６とが連通し、圧力源の入力圧力が流路１５０及び凹部２６を介してピストン筒２に供給されると、ピストン筒２が本体１の内チャンバ１１中で移動する。

弾性部材は、例えばスプリングであり、弾性係数が高めの主スプリング３が、主軸２２に巻き付けられるように前述のピストン筒２の内チャンバ２１中に収容され、主スプリング３の一端が環状凹部２２２に当接され、主スプリング３の外径縁がピストン筒２の内壁面に当接される。

蓋体５には雌ねじ部５０が設けられ、蓋体５の内面側中央部には、中心ベース５１が設けられている。中心ベース５１の頂端には、内チャンバ５２０を有する中心筒５２が延設される。中心筒５２の末端には、開口部５２１が形成されている。内チャンバ５２０の内径は、前述の主軸２２の外径より大きく、中心筒５２の外径は、主スプリング３の内径より小さい。小さ目の弾性係数を有する補助スプリング４は、前述の中心筒５２の内チャンバ５２０中へ取り付けられ、補助スプリング４の一端が中心ベース５１へ当接され、蓋体５が本体１の開口端１０に螺着された後、補助スプリング４の他端が短軸２３へ嵌合されて主軸２２の頂上壁２２１に当接され、補助スプリング４の外径縁が中心筒５２の内筒壁に近接する。蓋体５の外向面には貫通孔５５が形成される。中心ベース５１には、流路５４が貫通するように形成されている。流路５４は、中心筒５２の内チャンバ５２０と連通し、本体１、ピストン筒２、主スプリング３、補助スプリング４、着色Ｏリング２７、Ｏリング１６，１７及び蓋体５を組み立てると、図２の圧力計が形成される。

本発明の一実施形態に係る圧力計は、図２〜図５に示すように、空気圧縮機を圧力源として用いる。空気圧縮機６は、モータ６０、シリンダ６１、ピストン６２及びエアー溜筒６３を有する。モータ６０を起動した後、動力伝達機構６９によりピストン６２をシリンダ６１内で往復運動させる。圧縮空気は、エアー溜筒６３の周縁部に設けられた排気マニホールド６４，６５を介して直接排出される。排気マニホールド６４には、空気ノズル６７を一端に有する可撓性チューブ６６が接続される。空気ノズル６７は、インフレータ又は圧縮空気が必要な物品上に結合される。例えば、自動車のタイヤに接続させて空気を入れる場合、排気マニホールド６５から排出される空気量が排気マニホールド６４から排出される空気量に等しいため、圧力計により圧力値を測定し、その変化をリアルタイムで表示することができる。排気マニホールド６５から排出される圧縮空気は、本体１のアダプタ１５の流路１５０を介して本体１内に流入するが、この入力圧力は、ピストン筒２の底端ベース２４に形成した凹部２６が流路１５０と直接連通しているため、ピストン筒２により内部の主スプリング３へ入力圧力が加えられるとともに、主軸２２により中心筒５２内に位置する補助スプリング４へ圧力が加えられ、継続的に加えられる圧力によりピストン筒２が蓋体５へ向かって移動する。ユーザは透光性の本体１を介して、着色Ｏリング２７が指し示す表示部１９上の数字をはっきり見ることができるため、圧力値を知ることができる。圧力計により圧力を測定する過程は図３及び図４に示す。

本実施形態の本体１の末端１３上に設けた嵌合クランプ１４及びアダプタ１５は、圧力源を供給する物品特性に応じて設計してもよく、例えば、図５の空気圧縮機の排気マニホールド６５上に設けられた矩形状ドッキングプレート６８により、圧力計は、排気マニホールド６５へ速やかに結合させることができる。排気マニホールド６５にドッキングプレート６８が設けられていない場合、圧力計の本体１に設けた階段状アダプタ７は、排気マニホールド６５に延設した可撓性チューブへ挿着させる（図６参照）。例えば、排気マニホールド６５は雌ねじを有し、本体１に形成した雄ねじのねじアダプタ８と組み合わせてもよい（図７参照）。

本発明の圧力計は、空気圧縮機へ応用し、車載用空気圧縮機装置へ取り付ける際、装置が筐体を用いて空気圧縮機及び圧力計が取り付けられているため、圧力計の本体１に設けられた１対の翼部１８により、筐体のリブ又は凹部へ容易に係合させることができるため、安定性の要求を満たすことができる。

本発明の圧力計には、大き目の弾性係数を有する主スプリング３と、小さめの弾性係数を有する補助スプリング４とが設けられ、圧力源の初期圧力が圧力計の本体１内へ供給されるとき、まず、補助スプリング４が作用して初期状態のときの小さな圧力値に感度良く反応し、増え続ける圧力により、インフレータへ気体が完全に注入されるまで、ピストン筒２により主スプリング３及び補助スプリング４が圧縮される。圧力計がインフレータから外されると、外界の空気が筐体の流路５４から本体１内へ流入し、スプリングの回復力によりピストン筒２が初期位置へ回復する。圧力計が故障しないように、入力圧力値が安全圧力値より大きい場合、ピストン筒２の底端ベース２４上に設けた着色Ｏリング２７が気体抜き孔１９１を横切り、圧力計の内部へ継続的に供給される入力圧力が気体抜き孔１９１を介して外部へ漏れる。そのため、インフレータが損壊したりスプリングが故障したりすることを防ぐことができる上、過大な圧力により圧力計が変形することを防ぐこともできる。

上述したことから分かるように、本発明の圧力計は、異なる弾性係数を有する主スプリング３及び補助スプリング４の作用により、従来の圧力計と構造が異なるだけでなく、良好な感度で圧力値を測定することができるため、実用的である上、気体抜き孔１９１を利用して圧力が高くなりすぎることを防ぐ気体充填操作を行うことができるため安全性が高い。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１本体
２ピストン筒
３主スプリング
４補助スプリング
５蓋体
６空気圧縮機
７階段状アダプタ
８ねじアダプタ
１０開口端
１１内チャンバ
１２雄ねじ部
１３末端
１４嵌合クランプ
１５アダプタ
１６Ｏリング
１７Ｏリング
１８翼部
１９表示部
２０開口端
２１内チャンバ
２２主軸
２３短軸
２４底端ベース
２５環溝
２６凹部
２７着色Ｏリング
５０雌ねじ部
５１中心ベース
５２中心筒
５３環状受内チャンバ
５４流路
５５貫通孔
６０モータ
６１シリンダ
６２ピストン
６３エアー溜筒
６４排気マニホールド
６５排気マニホールド
６６可撓性チューブ
６７空気ノズル
６８ドッキングプレート
６９動力伝達機構
１５０流路
１９１気体抜き孔
２２１頂上壁
２２２環状凹部
５１１頂上壁
５２０内チャンバ
５２１開口部

Claims

本体、ピストン筒、蓋体及び弾性部材を備える圧力計であって、
前記本体は、円筒状であり、内チャンバを有するとともに、開口端を一端に有し、圧力源から入力圧力が供給される末端を他端に有し、数字が刻印された表示部は末端に近接する箇所に設けられ、
前記ピストン筒は、一端に設けられた開口端と他端に設けられた底端ベースとを有し、この内部には前記内チャンバが形成され、該ピストン筒は前記本体の前記内チャンバに収容され、
前記蓋体は、前記本体の前記開口端に螺合される雌ねじ部を有し、
前記弾性部材は前記本体中に収容され、この一端は前記ピストン筒の前記内チャンバ底部に当接され、他端は前記蓋体に当接され、
前記圧力源から前記本体へ供給される圧力により前記ピストン筒を駆動し、前記弾性部材を圧縮し、前記表示部に刻印された数字により圧力値を表し、
前記ピストン筒の前記底端ベースは、前記内チャンバの底部中心部において前記開口端から突出する主軸を有し、
前記主軸の底部と前記ピストン筒の筒壁との間には環状凹部が形成され、
前記弾性部材は、一端が前記環状凹部に当接される主スプリングであり、
前記蓋体の内面側の中央部には中心ベースが設けられ、
前記中心ベースの頂端には前記内チャンバを有する中心筒が延設され、
前記中心筒の末端には開口部が形成され、前記内チャンバの内径は前記主軸の外径より大きく、前記中心筒の外径は前記主スプリングの内径より小さく、小さめの弾性係数を有する補助スプリングは前記中心筒の前記内チャンバ中に取り付けられ、前記補助スプリングの一端は前記中心ベースに当接され、前記蓋体が前記本体の前記開口端に螺着された後、前記補助スプリングの他端は短軸に外嵌されて前記主軸の頂上壁に当接されることを特徴とする圧力計。
前記円筒状本体は透光材料からなり、
前記ピストン筒の前記底端ベースの外向面には凹部が形成され、着色Ｏリングが嵌合される環溝は前記ピストン筒の周辺側に形成され、
前記着色Ｏリングが前記表示部上に刻印された数字を指すことによりユーザに圧力値を知らせることを特徴とする請求項１に記載の圧力計。
前記ピストン筒の前記主軸の頂端部には、口径が小さくて長さが短めの短軸が延設され、
前記主軸の頂端部には、頂上壁が形成され、前記ピストン筒全体が前記本体内に収容され、前記底端ベースは前記内チャンバの底部に当接され、
前記本体末端の外側中央部にはアダプタが設けられ、
前記アダプタは、前記本体の前記内チャンバと連通する流路と、互いに間隔を空けて設置されたＯリングとを有し、前記アダプタの前記流路と前記底端ベースの凹部とが連通し、前記圧力源の入力圧力は前記流路及び前記凹部によって前記ピストン筒を押圧し、前記ピストン筒は前記本体の前記内チャンバ中で移動することを特徴とする請求項１に記載の圧力計。
前記蓋体の外向面には貫通孔が形成され、
前記中心ベースは流路が貫通するように形成され、
前記流路と前記中心筒の前記内チャンバとが連通することを特徴とする請求項１に記載の圧力計。
前記本体は気体抜き孔が貫通するように形成され、前記ピストン筒が入力圧力に継続的に押圧されて所定の安全圧力の最大値に達すると、前記ピストン筒の前記着色Ｏリングが前記気体抜き孔を超えることにより、入力圧力を前記気体抜き孔から漏らし、かつ前記ピストン筒が推し進められることを止めることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力計。
前記本体の末端には嵌合クランプが設けられ、
モータ、シリンダ、ピストン及びエアー溜筒を有する空気圧縮機をさらに備え、
前記モータが起動するときの動力伝達機構により前記シリンダ内で前記ピストンが往復運動し、前記エアー溜筒周辺のマニホールドから圧縮空気が直接排出され、その一端に設けられた空気ノズルの可撓性チューブは前記マニホールドに接続され、前記空気ノズルはインフレータ又は圧縮空気が必要な物品に結合され、前記マニホールド端には矩形状ドッキングプレートが設けられ、前記本体の末端に設けた前記嵌合クランプは前記矩形状ドッキングプレートに結合され、前記空気圧縮機が発生させる圧縮空気を前記本体内部へ供給することを特徴とする請求項１に記載の圧力計。
前記本体の末端には、前記マニホールドに延設された前記可撓性チューブに挿着される階段状アダプタが設けられることを特徴とする請求項６に記載の圧力計。
前記本体の末端には、雌ねじ部を有するマニホールドに螺着させる雄ねじアダプタが設けられることを特徴とする請求項６に記載の圧力計。