JP6019133B2 - エアポンプ - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

〔技術分野〕
本発明は１つのエアポンプに関わり、具体的にはデュアルエアインテークと効率的なエアポンプに関わる。

〔背景技術〕
工業技術の発展と生活レベルの向上に連れて、各種車両用タイヤ及び空気を入れる用品が多くなって来ているため、各種のエアポンプもそれに応じて現れている。従来の技術に記載している伝統的なエアポンプにはシェル、モータ、偏心輪、サポート、エアバッグ組、シート、一方向吸気弁、キャップと一方向排気弁を含み、モータはシェルの中に取り付け、シェル上に吸気穴を開けてあり、偏心輪はモータの伝動軸上に取り付け、サポートはシェル上に掛け、サポートに貫通的な吸気穴を形成し、エアバッグ組はシートによってサポート上に固定、支え、エアバッグ組の底部は伝動ロッドによって偏心輪に固定し、モータと偏心輪に駆動されて交替に空気を入れ、エアバッグ組の周辺は吸気穴に対応して一方向吸気弁を形成し、シート上はエアバッグ組のエアバッグ位置に対応して、貫通した排気穴を形成し、シートの底面はエアバッグ組の一方向吸気弁とエアバッグに対応して、エア輸送槽を形成し、一方向吸気弁と一方向排気弁はそれぞれ吸気穴と排気穴に被って、キャップはシート上に固定し、キャップがシートに対応する排気穴は排気チャンパを形成し、キャップ上に排気チャンパと繋がる排気配管を形成している。使用時に、エアが直接シェル上の吸気穴からシェル内に入り、サポートの吸気口を経由して上へ行き、エアバッグ組上の一方向吸気弁を突き開け、シートのエア輸送槽を経由してエアバッグ内に入り、モータは伝動ロッドのスイングを駆動して、エアバッグを圧縮か拡張させ、エアをシートの排気穴を経由して上へ行かせ、一方向排気弁を突き開け、キャップの排気チャンパに入り、排気配管を経由して送出して、エアポンプの機能を実現する。但し、このような偏心カムを使用する駆動構造はエアポンプ内のエレメントのアンバランスになり、大きな振動と繋がるので、モータが高い回転数になる際に、この振動が極めて激しくなり、振動に合わせて大きな騒音と電子妨害が発生し、周辺の環境へ騒音公害を与え、エアポンプの使用寿命も下げてしまい、効率も低い。

〔発明の内容〕
上記不足を無くすために、本発明は騒音が小さい、デュアルエアインテーク、高効率の新しいエアポンプを提供し、元の偏心カムで駆動する構造と原理を完全に変えた。

上記目的を実現するために、本発明の技術方案として、
(i)モータ、シェルとパワーコンポーネントを含むデュアルエアインテークと効率的なエアポンプで、また、シェル内の先端に取り付け、なおかつ軸方向で順次に連結するアンダー馬蹄形ダイヤフラム、ピストンルームのアンダーシェル、ピストンルームのアッパーシェル、アッパー馬蹄形ダイヤフラム、円盤状ジェットノズルとジェットノズル保護ディスクを含み、前記ジェットノズル保護ディスクはシェルの端面と固定、連結し、前記モータの出力端はコネクタによって、シェル内の後端に取り付け、
(ii)前記アッパー馬蹄形ダイヤフラム、アンダー馬蹄形ダイヤフラムに対応して、それぞれピストンルームのアッパーシェル、ピストンルームのアンダーシェルの吸気穴、排気穴と合わせて、吸気スイッチコントロールダイヤフラムと排気スイッチコントロールダイヤフラムを設置してあり、
(iii)前記シェルの側壁に複数の吸気溝を形成し、
(iv)前記ピストンルームのアンダーシェルのアッパー端面とピストンルームのアッパーシェルのアンダー端面センターにそれぞれ中心筒を設置してあり、上記軸線を中心とする円周面にいくつかのピストンシリンダーを配置し、
(v)ピストンルームのアンダーシェルのアンダー端面とピストンルームのアッパーシェルのアッパー端面に、ピストンシリンダーに対応して、ピストンルームの吸気穴とピストンルームの排気穴を設置してあり、ピストンルームのアンダーシェル上に中空コラムも設置してあり、ピストンルームのアンダーシェルのアンダー端面に中空コラム排気管穴を設置してあり、前記ピストンルームのアンダーシェルのピストンルーム排気穴は排気配管の下端ダクトと繋がり、
(vi)前記ピストンルームのアッパーシェルのアッパー端面に中心集気筒を設置してあり、アッパー馬蹄形ダイヤフラムと中央集気室に形成し、前記中空コラムの上端は上へ延伸して、ピストンルームのアッパーシェルと対応する中空コラムの排気配管のベース穴中に挿入し、中空コラムの上端開口部は内部の貫通穴を通して、中央集気室と繋がり、
(vii)前記ピストンルームのアッパーシェルのピストンルームの排気穴は中央集気室と繋がり、
(viii)前記パワーコンポーネントには波形カムといくつかのデュアルヘッドピストンを含み、前記デュアルヘッドピストンは中部にシュートを設置することによって、波形カムの円周壁とアクティブに連結し、前記波形カムはピストンルームのアンダーシェルの中心筒とピストンルームのアッパーシェルの中心筒からなる中央室に取り付け、前記波形カムはモータ出力軸と軸方向に連結し、前記デュアルヘッドピストンはピストンルームのアンダーシェルのピストンシリンダーとピストンルームのアッパーシェルのピストンシリンダーからなるピストンルーム内に取り付け、波形カムの回転に連れてピストンルーム内で軸方向に上下移動を行い、
(ix)前記中央集気室は円盤状ジェットノズルを通して外部へ空気を送出することになっている。

本発明の更なる改善として、前記円盤状ジェットノズルのアッパー端面上に複数の蛇状曲げノイズリダクション経路を設置してあり、前記経路の入口はシェルの側壁の吸気溝と繋がり、前記経路の出口はピストンルームのアッパーシェル、アッパー馬蹄形ダイヤフラム上に対応するピストンルームの吸気穴と繋がることにある。蛇状曲げ経路を設置して、気流速度を低くすることによって、気流の騒音を小さくする。

本発明の優先実施例として、前記ピストンルームのアンダーシェルのピストンシリンダーとピストンルームのアッパーシェルのピストンシリンダー数はそれぞれ５つであり、均等に分布している。

本発明の更なる改善として、前記ピストンルームのアッパーシェル、ピストンルームのアンダーシェルの吸気穴は指型のチャンネル吸気穴で、より一歩騒音を小さくすることにある。

本発明の作動原理としては、ピストンの垂直シリンダーによって往復運動を行い、まず常圧空気をポンプの底から側壁上の吸気溝に入れて気流を形成し、ポンプ内に入ってから２つの気流に分け、１つはエアポンプが対応するピストンルームのアンダーシェルの吸気穴から、それに対応するピストンシリンダーに入って、もう１つはエアポンプが対応するピストルームのアッパーシェルの吸気穴から、それに対応するピストンシリンダーに入り、デュアルヘッドピストンによって圧縮、増圧後にシリンダーから排出し、排気穴を経由して、排気配管を通して、中央集気チャンバーに送入後にジェットノズルから噴出する。

本発明の技術特徴と著しい効果は次の通りである。
１．エア経路の設計は気流が底部から側壁の吸気溝を通して吸気してからポンプによって排出するため、気流の抵抗を小さくし、騒音の発生を避けた。
２．波形カムといくつかのデュアルヘッドピストンを本ポンプのドライバーとし、元のエアポンプが偏心カムをドライバーとする構造とそれによる不足、例えば、元のモータが軸方向の力を受けるだけでなく、ラジアル力をも受けるため、早期に失効する可能性がある、また、エアポンプの振動が大きく、騒音が高い、などを完全に変えた。エアポンプの安定性を高め、高速運転時の振動、騒音を小さくし、波形カムによって、ピストンルームのアッパーシェル、アンダーシェルの周辺に分布した複数のデュアルヘッドピストンを通して、相応するピストンシリンダー内にモータを沿って軸方向の運動を行い、モータの軸方向に受けた力のバランスを取って、モータの軸方向に受けた力は殆どゼロに等しく、エアポンプの使用寿命を延ばした。
３．吸気気流がポンプ内で2つに分かれて、同時に圧縮されて、排気気流になり、大いにエアポンプの作動効率を高め、騒音を小さくした。
４．エアポンプ内部の分流経路の設計は製造しやすく、経済性が良い。
５．吸気経路の設計は蛇行弯曲の蛇状曲げノイズリダクション経路を通すことによって、気流の速度を下げ、気流の騒音を小さくした。
６．ピストンルームのアッパーシェルとピストンルームのアンダーシェルは複数のピストンシリンダーと形成でき、複数のピストンルームを構成し、真ん中の1つの波形カムを通して、複数のピストンを駆動して循環運動を行い、構造がコンパクトで、効率が高い、典型的な１０のピストンシリンダーから５つのピストンルームになることは本発明の特徴の具現化である。

〔具体的な実施方式〕
次は添付図面によって、本発明について詳しく説明する、中には本発明の好ましい実施形態を示しているが、この分野の技術者がここで説明した本発明について変更をしても、本発明の効果が実現できるため、下記に説明した内容はこの分野の技術者が周知していると理解でき、本発明に対する制限ではない。

本発明の目的、特徴がより分かりやすいために、次は添付図面に合わせて、本発明の具体的な実施方式について更なる詳細な説明を行う。ここで説明したいのは、添付図面が全て簡略化の絵を使用し、比率も正確なものではない、便利、明確に本発明の実施例を補足説明することだけ目的としている。

［実施例１］
図１に示すように、本発明はモータ１、コネクタ２、シェル３、パワーコンポーネント、シェル３内の先端に取り付け、なおかつ軸方向で順次に連結するアンダー馬蹄形ダイヤフラム５、ピストンルームのアンダーシェル４、ピストンルームのアッパーシェル６、アッパー馬蹄形ダイヤフラム７、円盤状ジェットノズル１０とジェットノズル保護ディスク１１を含むデュアルエアインテーク、効率的なエアポンプに関わり、モータ１の先端がコネクタ２を通して、シェル内の後端に取付け、前記ジェットノズル保護ディスク１１がシェル３の端面と固定、連結する。

図２に示すように、本発明のパワーコンポーネントには波形カム９と５つのデュアルヘッドピストン８を含み、前記モータ１の出力軸が波形カム９と繋がり、デュアルヘッドピストン８の中部にシュート８１を設置してあり、連結時に、デュアルヘッドピストンがシュート８１が波形カム９の円周壁掛け、波形カム９の回転に合わせて軸方向の波動を行う。

図３に示すように、ピストンルームのアッパーシェル６のアッパー端面に中心集気筒６７を設置してあり、上記軸線を中心とする円周面に５つのアッパーピストンシリンダー６６を配置してある。隣接の２つのピストンシリンダー６６の間に中空コラムの排気配管のベース穴６１を設置してあり、ピストンシリンダー６６の底部毎にアッパーピストンルームの排気穴６２とアッパーピストンルームの吸気穴６３を設置してある。図４に示すように、それはピストンルームのアッパーシェル６のアッパー端面で、アッパー端面の中心に中心集気筒６５を設置してあり、前記中心集気筒６５がその裏面にある中心筒６７と貫通しなく、前記中心集気筒６５がアッパー馬蹄形ダイヤフラム７と合わせて中央集気室を形成する。中心集気筒６５の側壁上に内部貫通穴６４を設置してあり、前記内部貫通穴６４がアッパーピストンルームの排気穴６２と貫通してある。

図５に示すように、ピストンルームのアンダーシェル４のアッパー端面の中心にアンダー中心筒４６を設置してあり、上記軸線を中心とする円周面にアッパーピストンシリンダー６６に対応して、５つのアンダーピストンシリンダー４４を配置してある。隣接の２つのピストンシリンダー４４の間に中空コラムの排気配管のベース穴６１に対応して、中空コラム４１を設置してあり、前記中空コラム４１の先端に切り口を設置してある。アンダーピストンシリンダー４４の底部毎にアンダーピストンルームの排気穴６２とアンダーピストンルームの吸気穴６３を設置してある。図６に示すように、ピストンルームのアンダーシェル４のアンダー端面に中空コラムの排気配管穴４５を設置してあり、アンダーピストンルームの排気穴６２と貫通してある。

図８に示すように、アンダー馬蹄形ダイヤフラム５上に、ピストンルームの排気穴６２とアンダーピストンルームの吸気穴に対応して、５セットの排気スイッチコントロールダイヤフラム５１、吸気スイッチコントロールダイヤフラム５２を設置してあり、前記アッパー馬蹄形ダイヤフラム７にも、図８と同様な５セットの排気スイッチコントロールダイヤフラム５１、吸気スイッチコントロールダイヤフラム５２を設置してある。
図９に示すように、前記円盤状ジェットノズル１０のアッパー端面の中心に中央集気室と貫通しているジェットノズル１０４を設置してある。ジェットノズル１０４の周辺に複数の蛇状曲げノイズリダクション経路１０１を設置してあり、前記ノイズリダクション経路の入口１０２がシェルの側壁の吸気溝３１と貫通してあり、前記ノイズリダクション経路の出口１０３がピストンルームのアッパーシェル、アッパー馬蹄形ダイヤフラム上に対応するピストンルームの吸気穴６３と貫通してある。

図７に示すように、ピストンルームのアンダーシェル４とピストンルームのアッパーシェル６を取り付ける時に、ピストンルームのアンダーシェル４上の中空コラム４１がピストンルームのアンダーシェル４の中空コラム排気配管ベース穴６１の中に挿入し、中空コラム４１の先端切り口が内部の貫通穴６４を通して、ピストンルームのアッパーシェルの中央集気筒６５と貫通する。前記ピストンルームのアンダーシェル4とピストンルームのアッパーシェル６が一体になってから、対応するアンダーピストンシリンダー４４とアッパーピストンシリンダー６６が合わせてピストンルームを形成し、デュアルヘッドピストン８の取付に使用する。アンダー中心筒４６がアッパー中心筒６７が合わせて中央室を形成し、波形カム９の取付に使用し、前記波形カム9が中央室内で回転運動を行い、前記デュアルヘッドピストン8がピストンルーム内で波形カムに連れて上下運動を行い、空気を圧縮する。

図１１に示すように、前記シェル３がコネクタ２と合わせて、シェルの側壁上に５つの吸気溝３１を形成し、前記吸気溝３１が蛇状曲げノイズリダクション経路を通して、それぞれアッパー馬蹄形ダイヤフラム７、アンダー馬蹄形ダイヤフラム５上の吸気スイッチコントロールダイヤフラム５１と貫通する。図１０、図１１に示すように、本発明の具体的な作動プロセスとしては、モータ１の駆動により、波形カム９が回転し、デュアルヘッドピストン８の上下往復運動を駆動して、吸気と排気を行う。吸気時に、常圧空気がポンプの底から側壁上の吸気溝３１に入り、吸気気流１２を形成し、気流がポンプ内に入ってから２つに分かれ、１つはエアポンプが対応するピストンルームのアンダーシェルの吸気穴から、それに対応するアンダーピストンシリンダー４４に入り、もう１つはエアポンプが対応するピストルームのアッパーシェルの吸気穴から、それに対応するアッパーピストンシリンダー６６に入る。排気時に、アッパーピストンシリンダー６６内のエアがデュアルヘッドピストン８によって圧縮、増圧後に、排気穴を通して、中空コラムの排気配管穴４５、中空コラム４１、中空コラムの切り口に入り、最後にピストンルームのアッパーシェル上の内部貫通穴６４を通して、中央集気チャンバーに送入後にジェットノズルから噴出する。

本実施例の中に、前記ピストンルームのアッパーシェル、ピストンルームのアンダーシェルの吸気穴は指型のチャンネル吸気穴で、更一歩騒音を小さくすることができる。

本発明の構造設計は巧妙、コンパクトで、作動効率が高く、騒音が小さい、検測によって、本発明に関わるエアポンプの最大騒音が５５ｄｂＡ以下となっている。

本発明の構造分解図である。 本発明の駆動構造斜視図である。 本発明のピストンルームのアッパーシェル斜視図である。 図３の逆方向の斜視図である。 本発明のピストンルームのアンダーシェルの斜視図である。 図５の逆方向の斜視図である。 本発明のピストンルームのアンダーシェルとピストンルームのアッパーシェルの組立図である。 本発明のアンダー馬蹄形ダイヤフラムの斜視図である。 本発明の円盤状ジェットノズルの斜視図である。 本発明の気流経路の構造のイメージ図である。 本発明の組立図である。

１ モータ
２ コネクタ
３ シェル
３１ 吸気溝
４ ピストンルームのアッパーシェル
４１ 中空コラム
４２ アンダーピストンルームの吸気穴
４３ アンダーピストンルームの排気穴
４４ アンダーピストンシリンダー
４５ 中空コラムの排気配管穴
４６ アンダー中心筒
５ アンダー馬蹄形ダイヤフラム
５１ 排気スイッチコントロールダイヤフラム
５２ 吸気スイッチコントロールダイヤフラム
６ ピストンルームのアッパーシェル
６１ 中空コラムの排気配管ベース穴
６２ アッパーピストンルームの排気穴
６３ アッパーピストンルームの吸気穴
６４ 内部貫通穴
６５ 中心集気筒
６６ アッパーピストンシリンダー
６７ アッパー中心筒
７ アッパー馬蹄形ダイヤフラム
８ デュアルヘッドピストン
８１ シュート
９ 波形カム
１０ 円盤状ジェットノズル
１０１ 蛇状曲げノイズリダクション経路
１０２ ノイズリダクション経路の入り口
１０３ ノイズリダクション経路の出口
１０４ ジェットノズル
１１ ジェットノズル保護盤
１２ 吸気気流

Claims (4)

1. モータ、シェルとパワーコンポーネントを少なくとも含むエアポンプであって、
   シェル内の先端に取り付け、なおかつモータ出力軸の軸方向で順次に連結するアンダー馬蹄形ダイヤフラム、ピストンルームのアンダーシェル、ピストンルームのアッパーシェル、アッパー馬蹄形ダイヤフラム、円盤状ジェットノズルとジェットノズル保護ディスクを含み、
   前記ジェットノズル保護ディスクはシェルの端面と固定、連結し、
   前記モータの出力端はコネクタによって、シェル内の後端に取り付け、
   前記アッパー馬蹄形ダイヤフラム、アンダー馬蹄形ダイヤフラムに対応して、それぞれピストンルームのアッパーシェル、ピストンルームのアンダーシェルの吸気穴、
   排気穴と合わせて、吸気スイッチコントロールダイヤフラムと排気スイッチコントロールダイヤフラムを設置してあり、
   前記シェルの側壁に複数の吸気溝を形成し、
   前記ピストンルームのアンダーシェルのアッパー端面とピストンルームのアッパーシェルのアンダー端面センターにそれぞれ中心筒を設置してあり、
   前記軸を中心とする円周面にいくつかのピストンシリンダーを配置し、
   ピストンルームのアンダーシェルのアンダー端面とピストンルームのアッパーシェルのアッパー端面に、ピストンシリンダーに対応して、ピストンルームの吸気穴とピストンルームの排気穴を設置してあり、
   ピストンルームのアンダーシェル上に中空コラムも設置してあり、
   ピストンルームのアンダーシェルのアンダー端面に中空コラム排気管穴を設置してあり、
   前記ピストンルームのアンダーシェルのピストンルーム排気穴は排気配管の下端ダクトと繋がり、
   前記ピストンルームのアッパーシェルのアッパー端面に中心集気筒を設置してあり、アッパー馬蹄形ダイヤフラムと中央集気室に形成し、
   前記中空コラムの上端は上へ延伸して、ピストンルームのアッパーシェルと対応する中空コラムの排気配管のベース穴中に挿入し、
   中空コラムの上端開口部は内部の貫通穴を通して、中央集気室と繋がり、
   前記ピストンルームのアッパーシェルのピストンルームの排気穴は中央集気室と繋がり、
   前記パワーコンポーネントには波形カムといくつかのデュアルヘッドピストンを含み、
   前記デュアルヘッドピストンは中部にシュートを設置することによって、波形カムの円周壁とアクティブに連結し、
   前記波形カムはピストンルームのアンダーシェルの中心筒とピストンルームのアッパーシェルの中心筒からなる中央室に取り付け、
   前記波形カムはモータ出力軸と軸方向に連結し、
   前記デュアルヘッドピストンはピストンルームのアンダーシェルのピストンシリンダーとピストンルームのアッパーシェルのピストンシリンダーからなるピストンルーム内に取り付け、波形カムの回転に連れてピストンルーム内で軸方向に上下移動を行い、
   前記中央集気室は円盤状ジェットノズルを通して外部へ空気を送出することを特徴とするエアポンプ。
2. 前記円盤状ジェットノズルのアッパー端面上に複数の蛇状曲げノイズリダクション経路を設置してあり、
   前記経路の入口はシェルの側壁の吸気溝と繋がり、
   前記経路の出口はピストンルームのアッパーシェル、アッパー馬蹄形ダイヤフラム上に対応するピストンルームの吸気穴と繋がることを特徴とする請求項１に記載のエアポンプ。
3. 前記デュアルヘッドピストンの数は５ つであることを特徴とする請求項１に記載のエアポンプ。
4. 前記ピストンルームのアッパーシェル、ピストンルームのアンダーシェルの吸気穴はチャンネル吸気穴であることを特徴とする請求項１に記載のエアポンプ。

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