JP6060205B2 - 空気圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、空気圧縮機に関し、特に、シリンダーと、モータを固定するメインハウジングとが一体成形され、空気貯蔵ユニットとシリンダーとが着脱自在に結合されるとともに、プラスチック材料からなる空気圧縮機に関する。

本発明者は、長年にわたり空気圧縮機の研究・開発に力を注いでおり、手間と時間がかかって構造が複雑だった初期の空気圧縮機を簡素な構造にして速やかに組立てることができる製品に改良したり、空気圧縮機の構造を改良して空気圧縮機の使用機能を向上させたりしていた。従来の空気圧縮機の構造は、主に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い、圧縮された空気がシリンダーから空気貯蔵ユニットへ送られてから、空気貯蔵ユニットに設けられたマニホールドが中間の伝送部材を介し、異なる使用性質を有する部品（例えば、インフレータブルノズル又はその他の機能を有する安全バルブ、ガス抜き弁などの部品）へ接続される。従来の空気圧縮機の空気貯蔵ユニット及びシリンダーがともに金属材料からなるため、ピストンがシリンダー内で往復運動を行う際に生じる熱エネルギーによりシリンダーが変形することを防ぐことができるが、その製造コストを下げることは容易でなく、シリンダーと空気貯蔵ユニットとの間に設けられた閉塞部材、即ち、バルブ又は所謂弾性ばねは開閉動作が長期間行われると気密効果が下がり、圧縮機のピストンがシリンダー内で往復運動を行う際の速度に悪影響を与えることがあり、空気圧縮機の空気圧縮性能を向上させることは困難であった。これに鑑み、本発明者は、空気圧縮機を開発し、この空気圧縮機は、シリンダーと、モータを固定するメインハウジングとの２つの機能部品がプラスチック材料により一体成形されている。このようなプラスチック材料により一体成形されて製作されたシリンダーは、その頂端の通気孔の接触部にクランプ縁及び係合溝が形成され、Ｏリングが係合溝内に置かれて係合溝の外表面縁に接触され、Ｏリングの周縁部内側の上表面にクランプ縁が当接されているため、Ｏリングが落下することを防ぎ、閉塞部材を通気孔に配設して２重層の高い気密効果を得て、空気圧縮機のピストンがシリンダー圧縮チャンバ内で往復運動する際、閉塞部材が長期間、開閉されても閉塞部材と気密孔との間の気密効果を好適な状態に維持し、かつ、非金属材料により製造することにより製造コストを減らす経済効果を得て、空気圧縮機の車載時の重量を減らすこともできる長所を有する。

本発明の第１の目的は、ピストン本体が往復運動するシリンダーを有し、シリンダーと、モータを固定するメインハウジングとはプラスチック材料により一体成形され、メインハウジングには、軸方向で放熱ファンが発生した空気流が導入される導流孔が形成され、メインハウジングの両側縁部及び下縁にＵ字状を呈する集風フードが設けられ、集風フードと第２の位置決め部との間には、放射状に配列された複数のブレースが設けられ、ブレースは、螺旋状に気流が導入されて軸受を放熱し、シリンダー内でピストン本体が往復運動を行う際に発生する熱エネルギーを速やかに下げて使用の安全性を高め、非金属材料で製作して製造コストを減らして経済性を高める空気圧縮機を提供することにある。

本発明の第２の目的は、空気貯蔵ユニットとシリンダーとが着脱自在に結合される空気圧縮機を提供することにある。

本発明の第３の目的は、空気圧縮機に設けたシリンダーは、下部に開口端が設けられた円形開口縁を有し、円形開口縁は、シリンダーの中軸線により分けられ、シリンダーの開口縁は、シリンダーの中軸線により分けられた一方の側辺が水平面に対して平行であり、シリンダーの中軸線により分けられた他方の側辺の開口縁が下方へ延びて形成された斜面筒壁を有し、斜面筒壁の末端面が傾斜面に形成される空気圧縮機を提供することにある。

本発明の第４の目的は、空気圧縮機に配設されるシリンダーの頂壁には、接続部の外径より小さな拡張フランジが設けられ、拡張フランジの円形平面頂端には、拡張フランジの外径より長くて環状当接部が形成され、当接部の拡張フランジの外径厚さより大きい最も外縁に近い箇所にクランプ縁が形成され、クランプ縁の底部は、拡張フランジの外周縁とともに係合溝が形成され、係合溝内には、Ｏリングが嵌合され、Ｏリングの周縁部内側の外表面が係合溝の外表面縁部に当接され、かつ、Ｏリングの内周側の上表面がクランプ縁により当接されるため、Ｏリングが外れることを防ぎ、Ｏリングの断面部の高さは、係合溝の高さより大きく、拡張フランジの内部には、接続部及び圧縮チャンバと連通した通気孔が形成され、前記閉塞部材は、前記ばねの付勢力により押圧され、閉塞部材が通気孔に完全に密着され、大きめの弾性係数を有するばねが用いられる場合、ばねにより押圧される閉塞部材は、拡張フランジの外周縁に形成された係合溝に取り付けたＯリングと密着される上、大きめの押圧力を受けてＯリングが下方へ押圧され、拡張フランジの当接部と密着されるため、２重層の気密効果を高めることができる空気圧縮機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、メインハウジングと、前記メインハウジングに接続されてピストン本体を作動するシリンダーとを備え、前記メインハウジングには、前端に小ギアを有するモータが固定され、前記モータの後端には、放熱用途の放熱ファンが設けられ、前記小ギアには、大ギアが噛合され、前記大ギアには、重量回転盤が接続され、前記重量回転盤は、クランクピンを有し、前記クランクピンは、前記ピストン本体に枢着され、前記モータが作動して前記クランクピンが円周運動を行うと、前記ピストン本体のピストンヘッドが前記シリンダー内で往復運動を行い、前記シリンダー内の圧縮空気が押し出されて空気貯蔵ユニット内に進入され、前記ピストン本体が動作する前記シリンダーと、前記モータを固定する前記メインハウジングとがプラスチック材料により一体成形されることを特徴とする空気圧縮機が提供される。

前記メインハウジングは、互いに分離された第１の位置決め部及び第２の位置決め部を有し、前記第１の位置決め部により前記モータが固定され、前記重量回転盤上には、軸杆が設けられ、前記軸杆の一端は、前記大ギアに挿通されて前記第２の位置決め部内の軸受に枢着され、前記メインハウジングには、軸方向で前記モータの後端に配設された前記放熱ファンにより発生された空気流が導入される導流孔が形成され、前記メインハウジングの両側端部及び下縁には、Ｕ字状の集風フードが設けられ、前記集風フードと前記第２の位置決め部との間には、放射状に配列された複数のブレースが設けられ、前記ブレースにより螺旋状の気流が導入され、前記ピストン本体が前記シリンダー内で往復運動する際に発生する熱エネルギーを速やかに減らし、高い安全性を得ることが好ましい。

前記シリンダーは、頂壁と、開口端が下部に形成された円形状開口縁とを有し、前記頂壁には、外方へ延びた前部フランジが延設され、前記前部フランジは、互いに対応した２つのドッキングプレートを有し、互いに対応して逆に反り返る２つの嵌合クランプを末端に有し、前記嵌合クランプの内側面と、前記ドッキングプレートとの間には収容槽が形成され、円筒柱状の前記空気貯蔵ユニットは、一端に開口部及び内空部を有し、前記開口部には、周囲に広がる拡張フランジが形成され、前記拡張フランジには、前記互いに対応した２つのドッキングプレートが形成され、前記ドッキングプレートには、ストッパ側板が垂直に延設され、前記ストッパ側板の末端には、反対方向へ延びる短翼板が延設され、前記短翼板、前記ストッパ側板及び前記ドッキングプレートにより収容槽が画成され、前記空気貯蔵ユニットを回転させると、前記空気貯蔵ユニットの前記拡張フランジの前記ドッキングプレートが、前記シリンダーの前記前部フランジに形成した前記嵌合クランプ中に速やかに進入して結合され、前記ドッキングプレートが前記収容槽中に収容され、前記ドッキングプレートが前記収容槽内に収容されると、前記ストッパ側板により阻まれて回転繰出動作が止まり、前記空気貯蔵ユニットが前記シリンダーに堅牢に結合され、前記シリンダーと前記空気貯蔵ユニットとが着脱自在に結合されることが好ましい。

前記シリンダーは、上方へ延びた円柱状の接続部を頂壁に有し、シールリングが嵌合される環状溝が外周側部に形成され、前記接続部上側の環状面には、前記接続部の外径より小さな拡張フランジが延設され、前記拡張フランジの円形平面の頂端には、前記拡張フランジの外径より大きい環状当接部が形成され、前記当接部は、前記拡張フランジの外径より大きな厚さの外端点にクランプ縁が形成され、前記クランプ縁の底部には、前記拡張フランジの外周縁及び環状面とともに係合溝が形成され、前記係合溝内には、Ｏリングが嵌合され、前記Ｏリングの周縁部内側の外表面は、前記係合溝の外表面縁部に当接され、前記Ｏリングの周縁部内側の上表面には、前記クランプ縁が当接されて前記Ｏリングが外れることを防ぎ、前記Ｏリングの断面高さは、前記係合溝の高さより大きく、前記拡張フランジの内部には、前記接続部及び前記シリンダーの前記圧縮チャンバと連通する通気孔が形成され、前記空気貯蔵ユニットの内周壁には、間隔をおいて配列された複数のリブが突設され、互いに隣接した２つの前記リブ間には、中空状の流通溝が形成され、前記空気貯蔵ユニットの内面中心部には、下方へ円筒柱が延び、前記円筒柱の外周には、環状ショルダが設けられ、前記環状ショルダと前記円筒柱との間には、凹状環状溝が形成され、前記環状ショルダと、環状配列された前記リブとの間には、凹状環状溝が形成され、前記ばねは、一端が前記円筒柱に嵌合され、前記環状ショルダと前記円筒柱との間に形成された環状溝内に着座されることが好ましい。

前記閉塞部材は、前記通気孔に配設されて空気の出入りを制御するスイッチとして用いられ、前記空気圧縮機が未だ送気を行っていないとき、前記閉塞部材は、前記ばねの付勢力により押圧され、前記閉塞部材が前記通気孔に完全に密着され、小さめの弾性係数を有するばねを用いる場合、前記ばねにより押圧される前記閉塞部材は、前記拡張フランジの外周縁に形成された前記係合溝に取り付けた前記Ｏリングと密着されることが好ましい。

前記シリンダーの下部に形成された開口端の円形状開口縁は、前記シリンダーの中軸線により分けられ、前記シリンダーの開口縁が、前記シリンダーの中軸線により分けられた一方の側辺は、水平面に対して平行であり、前記シリンダーの中軸線により分けられた他方の側辺の開口縁は、下方へ延びて斜面筒壁が形成され、前記斜面筒壁の末端面には、傾斜面が形成され、前記シリンダーの前記開口縁の傾斜面の最端部の端点と、前記シリンダーの開口縁の水平面とともに長さ距離が形成され、前記ピストン本体の下動行程の際、前記ピストンヘッドの頂端面と前記シリンダーの前記斜面筒壁の傾斜面とは平行な状態であり、前記ピストンヘッドが下死点に達すると、前記シリンダー内に完全に収容されて滑りが生じることを防ぐことができるため、前記シリンダー内で前記ピストンヘッドが往復してスムーズに上下直線運動を行い、高い安全性を得ることが好ましい。

前記ばねに大きめの弾性係数を有するばねを用いる場合、前記ばねにより押圧される前記閉塞部材が、前記拡張フランジの外周縁に形成された前記係合溝に取り付けられた前記Ｏリングに密着される上、大きめの押圧力を受けて前記Ｏリングが下向きに押圧され、前記拡張フランジの前記当接部と密着され、２層の高い気密効果を得ることが好ましい。

既にばねが取り付けられた前記円筒柱の外周には、口径が大きめのばねが配設され、 前記円筒柱は、一端が前記環状ショルダと、環状配列されたリブとの間に形成された環状溝内に着座し、他端が前記閉塞部材に当接されることが好ましい。

前記閉塞部材は、弁体であり、前記弁体には、同一軸心で異なる直径を有する円形状の下段、中段及び上段が順次形成され、前記弁体は、間隔をおいて環状配列された複数のリブにより形成された内周室中に配設されているため、前記弁体が押動されてもずれることが無く、前記ばねは、一端が、前記弁体の前記上段の外周に嵌合されて前記中段上に着座し、前記下段の直径は、前記内周室の直径より小さいが前記通気孔の直径より大きく、前記通気孔の圧縮空気が前記リブ間の前記流通溝を介して前記空気貯蔵ユニットの内空部内に流入することが好ましい。

前記閉塞部材は、弾性ばね片であり、前記拡張フランジの外側の接続部上には、前記弾性ばね片を固定する位置決めピンが設けられ、前記空気貯蔵ユニットの内側面の中心部には、下方へ延びた長めの円筒柱が延設され、前記円筒柱には、前記弾性ばね片が圧縮空気により押圧されて当接され、前記円筒柱の外周には、環状ショルダが設けられ、前記環状ショルダと前記円筒柱との間には、凹状環状溝が形成され、前記環状ショルダと、環状配列されたリブとの間には、凹状環状溝が形成され、前記ばねは、一端が前記円筒柱に嵌合されて前記環状ショルダと前記円筒柱との間に形成された前記環状溝内に着座し、他端が前記弾性ばね片に当接されることが好ましい。

本発明の一実施形態に係る空気圧縮機を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮機の別の角度からの斜線図である。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮機を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮機を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮機を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮機を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮機を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る空気貯蔵ユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る空気圧縮機の弁体が空気貯蔵ユニット内のリブにより形成された内周室を示す平面図である。 弁体が低圧を受けてＯリングと低圧で密着される動作を示す概略図である。 図１０の部分拡大図である。 図１１の部分平面図である。 弁体が高圧を受けてＯリング、拡張フランジと二層気密効果を得る高圧で密着される動作を示す概略図である。 本発明の弁体が圧縮空気で押動される動作を示す概略図である。 本発明にばねを加えた状態を示す分解斜視図である。 図１５の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る空気圧縮機を示す分解斜視図である。 図１７の弾性ばね片が位置決めピン上に取り付けられた状態を示す部分拡大図である。 図１７の正面図である。 図１７の弾性ばね片の初期位置を示す部分拡大図である。 図１７の弾性ばね片が圧縮空気により押動される動作を示す部分拡大図である。 図１７にばねが加えられた状態を示す分解斜視図である。 図２２の弾性ばね片の初期位置を示す部分拡大図である。 図２２の弾性ばね片が圧縮空気により押動される動作を示す部分拡大図である。

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空気圧縮機は、ピストン本体２５が動作するシリンダー３と、モータ２１を固定するメインハウジング１とがプラスチック材料により一体成形されている。メインハウジング１は、互いに分離された第１の位置決め部１１及び第２の位置決め部１２（図５を併せて参照する）を有する。第１の位置決め部１１は、前端に小ギア２２が設けられたモータ２１を固定する。モータ２１の後端には、放熱用途の放熱ファン２７が設けられている。大ギア２３上には、重量回転盤２８が結合される。重量回転盤２８上には、クランクシャフト２８１及びクランクピン２４が設けられる。クランクシャフト２８１の一端は、大ギア２３に挿通され、第２の位置決め部１２内の軸受２９に枢着される。クランクピン２４の一端が、ピストン本体２５の末端に枢着されると、小ギア２２は、大ギア２３と噛合される。メインハウジング１の２つの位置決め部１１，１２間の左右両側には、導流孔１３，１４が形成され、軸方向で放熱ファン２７に発生した空気流が導入され、メインハウジング１の両側縁部及び下縁にＵ字状を呈する集風フード１５が設けられている。集風フード１５と第２の位置決め部１２との間には、放射状に配列された複数のブレース１６が設けられている。ブレース１６は、螺旋状の気流を導入して軸受２９の放熱を行う。モータ２１が運転すると、小ギア２２により大ギア２３が駆動され、ピストン本体２５のピストンヘッド２６がシリンダー３の圧縮チャンバ３４内で往復して圧縮動作を行い、圧縮された空気は、通気孔３０を介して閉塞部材４を押動してばね４３を圧縮し、圧縮された空気が空気貯蔵ユニット５内に進入する。空気貯蔵ユニット５上には、空気貯蔵ユニット５と連通した複数のマニホールド５３，５４が一体成形される。マニホールド５３には、ホース（図示せず）が接続される。マニホールド５４には、安全バルブ６が接続される。

空気圧縮機のシリンダー３は、頂壁３１と、下部に開口端が形成された円形状の開口縁３２とを有する。頂壁３１には、外方へ水平に延びた前部フランジ３３が延設されている。前部フランジ３３上には、互いに対応した２つのドッキングプレート３３０が設けられ、その末端には、互いに対応して逆に反り返った２つの嵌合クランプ３３１が設けられ、嵌合クランプ３３１の内側面とドッキングプレート３３０との間には、収容槽３３２が形成され、かつ、シリンダー３の頂壁３１には、上方へ延びた円柱状接続部３５が形成され、その外周側部には、シールリング３６を嵌合する環状溝３５１が形成され、接続部３５の上側の環状面３５０には、接続部３５の外径より小さな拡張フランジ３７が延びている。拡張フランジ３７の円形状の平面頂端には、拡張フランジ３７の外径Ｒより長くて平面視で環状を呈する当接部３７２が形成され（図１１及び図１２を同時に参照する）、当接部３７２は拡張フランジ３７の外径厚さより大きい最も外縁に近い箇所にクランプ縁３７３が形成されている。クランプ縁３７３の底部は、拡張フランジ３７の外周縁及び環状面３５０とともに弧状溝３７１を形成する。弧状溝３７１内には、Ｏリング３８が嵌合される。Ｏリング３８の周縁部内側の外表面が弧状溝３７１の外表面縁部に当接され、かつ、Ｏリング３８の内周側の上表面がクランプ縁３７３により当接されるため、Ｏリング３８が外れることを防ぐことができる。Ｏリング３８の断面部の高さは、弧状溝３７１より高く、拡張フランジ３７の内部には、接続部３５及び圧縮チャンバ３４と連通した通気孔３０が形成されている。通気孔３０は、シリンダー３の圧縮により形成された圧縮空気が出力され、空気貯蔵ユニット５の内空部５２に直接進入する。以下、図６に基づいて説明する。前述したシリンダー３の下部に形成された開口端の円形開口縁３２は、シリンダー３の中軸線により分けられる。シリンダー３の開口縁３２が、シリンダー３の中軸線により分けられた一方の側辺は、水平面に対して平行であり、シリンダー３の中軸線により分けられた他方の側辺の開口縁３２は、下方へ延びて斜面筒壁３２１が形成される。斜面筒壁３２１の末端面には、傾斜面３２２が形成されている。シリンダー３の開口縁３２の傾斜面３２２の最端部の端点と、シリンダー３の開口縁３２の水平面とともに長さ距離Ｘが形成される（図７を参照する）。

一端に開口部５１及び内空部５２が設けられた円筒柱状の空気貯蔵ユニット５は、開口部５１に周囲に広がる拡張フランジ５５が形成されている。拡張フランジ５５上には、互いに対応した２つのドッキングプレート５５１が形成され、ドッキングプレート５５１上からは、ストッパ側板５５２が垂直に延びている。ストッパ側板５５２の末端には、反対方向へ延びる短翼板５５３が延設されている（図８を参照する）。短翼板５５３、ストッパ側板５５２及びドッキングプレート５５１により収容槽５５０が画成され、空気貯蔵ユニット５の内周壁上には、間隔をおいて配列された複数のリブ５９が突設され、互いに間隔をおいて配列された２つのリブ５９間には、中空状の流通溝５９１が形成され、かつ、空気貯蔵ユニット５の内側面の中心部には、下方へ延びた円筒柱５６が延設されている。円筒柱５６の外周には、環状ショルダ５７が設けられている。環状ショルダ５７と円筒柱５６との間には、凹状環状溝５０が形成されている。環状ショルダ５７と環状配列されたリブ５９との間には、凹状環状溝５８が形成されている。異なる円径を有する環状溝５０，５８は、異なる円径を有するばねを収容する。例えば、図１０のばね４３において、円筒柱５６がばね４３の他方の端部に嵌入され、環状溝５０内に着座する。図１５及び図１６に示すように、他の実施形態において口径が大きめのばね４４は、既にばね４３が取り付けられた円筒柱５６の外周に配設されて環状溝５８内に着座する。

閉塞部材４は、弁体４１でもよい。弁体４１には、同一軸心で異なる直径を有する円形状の下段４１１、中段４１２及び上段４１３が順次形成されている。弁体４１は、間隔をおいて環状配列された複数のリブ５９により画成された内周室５９２中に配設されているため、弁体４１が押動されてもずれることが無い。前述のばね４３は、その一端が、弁体４１の上段４１３の外周に嵌合されて中段４１２上に着座され、弁体４１の下段４１１の直径が内周室５９２の直径より小さいが（図９を参照する）、通気孔３０の直径より大きく、通気孔３０の圧縮空気がリブ５９間の流通溝５９１を介して空気貯蔵ユニット５の内空部５２内に流入する。

図３、図４及び図６を参照する。図３、図４及び図６に示すように、空気貯蔵ユニット５を回転させると空気貯蔵ユニット５の拡張フランジ５５のドッキングプレート５５１が、前述のシリンダー３の前部フランジ３３上に設けられた嵌合クランプ３３１中に速やかに進入されると、ドッキングプレート５５１が収容槽３３２中に収容され、ドッキングプレート３３０が収容槽５５０内に収容され、ストッパ側板５５２により阻まれて回転繰出動作が止まる。このように、空気貯蔵ユニット５は、シリンダー３上に堅牢に結合され、このシリンダー３及び空気貯蔵ユニット５は、着脱自在に結合される。

空気圧縮機のピストン本体２５は、シリンダー３内（図５を参照する）で往復運動し、ピストン本体２５の上動行程によりシリンダー３の圧縮チャンバ３４に発生した圧縮空気が通気孔３０を介して弁体４１を押動してばね４３を圧縮すると、圧縮された空気が前述した複数のリブ５９間の流通溝５９１を介して空気貯蔵ユニット５の内空部５２内へ進入し、図１４に示すように、マニホールド５３のホースから気体被注入物へ送られる。ピストン本体２５の下動行程では、図７に示すように、ピストンヘッド２６の頂端面とシリンダー３の斜面筒壁３２１の傾斜面３２２とは平行な状態であり、ピストンヘッド２６が下死点に達するときに、シリンダー３内に完全に収容され、滑ることを防ぐことができるため、シリンダー３内でピストンヘッド２６が往復して上下直線運動を行う際、スムーズな動作を行う上、安全性が高い。

本発明は、通気孔３０の閉塞部材４が設置された箇所で空気の出入りを行い、空気圧縮機が未だ送気を行っていないとき、閉塞部材４は、ばね４３の付勢力により押圧され、閉塞部材４が通気孔３０に完全に密着される（図１０を参照する）。小さめの弾性係数を有するばね４３を用いる場合、ばね４３により押圧される閉塞部材４は、拡張フランジ３７の外周辺に形成された弧状溝３７１に取り付けたＯリング３８に密着される。大きめの弾性係数を有するばね４３を用いる場合、ばね４３により押圧される閉塞部材４は、拡張フランジ３７の外周縁に形成された弧状溝３７１に取り付けたＯリング３８と密着される以外に、大きめの押圧力を受けてＯリング３８が下方へ押圧され、拡張フランジ３７の当接部３７２と密着されるため（図１３を参照する）、２重層の高い気密効果を得ることができる。

本発明の他の実施形態では、図１７〜図２１に示すように、閉塞部材４は、弾性ばね４２でもよい。前述のシリンダー３の頂壁３１は、上方へ延びるように延設された円柱状の接続部３５を有し、シールリング３６を嵌合する環状溝３５１が外周側部に形成されている。接続部３５の上側には、接続部３５の外径より小さな拡張フランジ３７が設けられている。拡張フランジ３７の外周縁には、Ｏリング３８を嵌合する弧状溝３７１が形成されている。Ｏリング３８の断面部の高さは、弧状溝３７１の高さより大きく、拡張フランジ３７の内部には、接続部３５及び圧縮チャンバ３４と連通した通気孔３０が形成され、拡張フランジ３７外側の接続部３５上には、弾性ばね４２を固定する位置決めピン３９が設けられている。前述の空気貯蔵ユニット５内面の中心部には、下方へ延びた長めの円筒柱５６が延ばされ、弾性ばね４２が圧縮空気により押動されると円筒柱５６に当接され、その動作を図２０及び図２１に示す。円筒柱５６の外周には、環状ショルダ５７が設けられる。環状ショルダ５７と円筒柱５６との間には、凹状環状溝５０が形成される。環状ショルダ５７と環状配列されたリブ５９との間には、凹状環状溝５８が形成される。異なる円径を有する環状溝５０，５８には、それぞれ異なる円径を有するばねが対応して収容される。例えば、図１７及び図１９のばね４３は、前述の円筒柱５６がばね４３の他方の端部に嵌入されて環状溝５０内に着座し、ばね４３の他方の端部が弾性ばね４２上に当接される。また、（図１５及び図１６の実施形態と同様に）図２２〜図２４に示すように、口径が大きめのばね４４は、既にばね４３が取り付けられた円筒柱５６の外周に配設され、ばね４４は、一方の端部が環状溝５８内に着座され、他方の端部が弾性ばね４２上に当接される。

上述したことから分かるように、本発明の空気圧縮機は以下の技術的特徴を有する。本発明の空気圧縮機は、シリンダー３と、モータ２１を固定するメインハウジング１とがプラスチック材料により一体成形されて構成されている。空気貯蔵ユニット５とシリンダー３とは、着脱自在に結合される。メインハウジング１上には、放熱ファン２７が発生させる空気流を軸方向で導入する導流孔１３，１４が形成され、メインハウジング１の両側縁部及び下縁部には、Ｕ字状の集風フード１５が形成されている。集風フード１５と第２の位置決め部１２との間には、螺旋状に気流を導入して軸受２９を放熱するために用いる放射状に配列された複数のブレース１６が形成され、シリンダー３内でピストン本体２５が往復運動するときに発生する熱エネルギーを速やかに減らすことができるため、使用の安全性が非常に高く、非金属材料で構成されているため製造コストが少なく、経済性が高い。

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 メインハウジング
３ シリンダー
４ 閉塞部材
５ 空気貯蔵ユニット
６ 安全バルブ
１１ 第１の位置決め部
１２ 第２の位置決め部
１３ 導流孔
１４ 導流孔
１５ 集風フード
１６ ブレース
２１ モータ
２２ 小ギア
２３ 大ギア
２４ クランクピン
２５ ピストン本体
２６ ピストンヘッド
２７ 放熱ファン
２８ 重量回転盤
２９ 軸受
３０ 通気孔
３１ 頂壁
３２ 開口縁
３３ 前部フランジ
３４ 圧縮チャンバ
３５ 接続部
３６ シールリング
３７ 拡張フランジ
３８ Ｏリング
３９ 位置決めピン
４１ 弁体
４２ 弾性ばね
４３ ばね
４４ ばね
５０ 環状溝
５１ 開口部
５２ 内空部
５３ マニホールド
５４ マニホールド
５５ 拡張フランジ
５６ 円筒柱
５７ 環状ショルダ
５８ 環状溝
５９ リブ
２８１ クランクシャフト
３２１ 斜面筒壁
３２２ 傾斜面
３３０ ドッキングプレート
３３１ 嵌合クランプ
３３２ 収容槽
３５０ 環状面
３５１ 環状溝
３７１ 弧状溝
３７２ 当接部
３７３ クランプ縁
４１１ 下段
４１２ 中段
４１３ 上段
５５０ 収容槽
５５１ ドッキングプレート
５５２ ストッパ側板
５５３ 短翼板
５９１ 流通溝
５９２ 内周室

Claims (9)

1. メインハウジングと、前記メインハウジングに接続されてピストン本体を作動するシリンダーとを備えた空気圧縮機であって、
   前記メインハウジングには、前端に小ギアを有するモータが固定され、前記モータの後端には、放熱用途の放熱ファンが設けられ、前記小ギアには、大ギアが噛合され、前記大ギアには、重量回転盤が接続され、前記重量回転盤は、クランクピンを有し、前記クランクピンは、前記ピストン本体に枢着され、前記モータが作動して前記クランクピンが円周運動を行うと、前記ピストン本体のピストンヘッドが前記シリンダー内で往復運動を行い、前記シリンダー内の圧縮空気が押し出されて空気貯蔵ユニット内に進入され、
   前記ピストン本体が動作する前記シリンダーと、前記モータを固定する前記メインハウジングとがプラスチック材料により一体成形され、
   前記メインハウジングは、互いに分離された第１の位置決め部及び第２の位置決め部を有し、
   前記第１の位置決め部により前記モータが固定され、
   前記重量回転盤上には、軸杆が設けられ、
   前記軸杆の一端は、前記大ギアに挿通されて前記第２の位置決め部内の軸受に枢着され、
   前記メインハウジングには、軸方向で前記モータの後端に配設された前記放熱ファンにより発生された空気流が導入される導流孔が形成され、前記メインハウジングの両側端部及び下縁には、Ｕ字状の集風フードが設けられ、
   前記集風フードと前記第２の位置決め部との間には、放射状に配列された複数のブレースが設けられ、前記ブレースにより螺旋状の気流が導入され、前記ピストン本体が前記シリンダー内で往復運動する際に発生する熱エネルギーを速やかに減らし、高い安全性を得ることを特徴とする空気圧縮機。
2. 前記シリンダーは、頂壁と、開口端が下部に形成された円形状開口縁とを有し、
   前記頂壁には、外方へ延びた前部フランジが延設され、
   前記前部フランジは、互いに対応した２つのドッキングプレートを有し、互いに対応して逆に反り返る２つの嵌合クランプを末端に有し、
   前記嵌合クランプの内側面と、前記ドッキングプレートとの間には収容槽が形成され、
   円筒柱状の前記空気貯蔵ユニットは、一端に開口部及び内空部を有し、
   前記開口部には、周囲に広がる拡張フランジが形成され、
   前記拡張フランジには、前記互いに対応した２つのドッキングプレートが形成され、前記ドッキングプレートには、ストッパ側板が垂直に延設され、前記ストッパ側板の末端には、反対方向へ延びる短翼板が延設され、前記短翼板、前記ストッパ側板及び前記ドッキングプレートにより収容槽が画成され、前記空気貯蔵ユニットを回転させると、前記空気貯蔵ユニットの前記拡張フランジの前記ドッキングプレートが、前記シリンダーの前記前部フランジに形成した前記嵌合クランプ中に速やかに進入して結合され、前記ドッキングプレートが前記収容槽中に収容され、前記ドッキングプレートが前記収容槽内に収容されると、前記ストッパ側板により阻まれて回転繰出動作が止まり、前記空気貯蔵ユニットが前記シリンダーに堅牢に結合され、前記シリンダーと前記空気貯蔵ユニットとが着脱自在に結合されることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
3. 前記シリンダーは、上方へ延びた円柱状の接続部を頂壁に有し、シールリングが嵌合される環状溝が外周側部に形成され、前記接続部上側の環状面には、前記接続部の外径より小さな拡張フランジが延設され、
   前記拡張フランジの円形平面の頂端には、前記拡張フランジの外径より大きい環状当接部が形成され、
   前記当接部は、前記拡張フランジの外径より大きな厚さの外端点にクランプ縁が形成され、
   前記クランプ縁の底部には、前記拡張フランジの外周縁及び環状面とともに係合溝が形成され、
   前記係合溝内には、Ｏリングが嵌合され、
   前記Ｏリングの周縁部内側の外表面は、前記係合溝の外表面縁部に当接され、
   前記Ｏリングの周縁部内側の上表面には、前記クランプ縁が当接されて前記Ｏリングが外れることを防ぎ、前記Ｏリングの断面高さは、前記係合溝の高さより大きく、前記拡張フランジの内部には、前記接続部及び前記シリンダーの圧縮チャンバと連通する通気孔が形成され、
   前記空気貯蔵ユニットの内周壁には、間隔をおいて配列された複数のリブが突設され、互いに隣接した２つの前記リブ間には、中空状の流通溝が形成され、
   前記空気貯蔵ユニットの内面中心部には、下方へ円筒柱が延び、前記円筒柱の外周には、環状ショルダが設けられ、前記環状ショルダと前記円筒柱との間には、凹状環状溝が形成され、前記環状ショルダと、環状配列された前記リブとの間には、凹状環状溝が形成され、
   ばねは、一端が前記円筒柱に嵌合され、前記環状ショルダと前記円筒柱との間に形成された環状溝内に着座されることを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮機。
4. 閉塞部材は、前記通気孔に配設されて空気の出入りを制御するスイッチとして用いられ、
   前記空気圧縮機が未だ送気を行っていないとき、前記閉塞部材は、前記ばねの付勢力により押圧され、前記閉塞部材が前記通気孔に完全に密着され、
   前記ばねにより押圧される前記閉塞部材は、前記拡張フランジの外周縁に形成された前記係合溝に取り付けた前記Ｏリングと密着されることを特徴とする請求項３に記載の空気圧縮機。
5. 前記シリンダーの下部に形成された開口端の円形状開口縁は、前記シリンダーの中軸線により分けられ、前記シリンダーの開口縁が、前記シリンダーの中軸線により分けられた一方の側辺は、水平面に対して平行であり、前記シリンダーの中軸線により分けられた他方の側辺の開口縁は、下方へ延びて斜面筒壁が形成され、前記斜面筒壁の末端面には、傾斜面が形成され、前記シリンダーの前記開口縁の傾斜面の最端部の端点と、前記シリンダーの開口縁の水平面とともに長さ距離が形成され、
   前記ピストン本体の下動行程の際、前記ピストンヘッドの頂端面と前記シリンダーの前記斜面筒壁の傾斜面とは平行な状態であり、前記ピストンヘッドが下死点に達すると、前記シリンダー内に完全に収容されて滑りが生じることを防ぐことができるため、前記シリンダー内で前記ピストンヘッドが往復してスムーズに上下直線運動を行い、高い安全性を得ることを特徴とする請求項４に記載の空気圧縮機。
6. 弾性係数がさらに大きいばねを用いて、前記ばねにより押圧される前記閉塞部材が、前記拡張フランジの外周縁に形成された前記係合溝に取り付けられた前記Ｏリングに密着される上、さらに大きい押圧力を受けて前記Ｏリングが下向きに押圧され、前記拡張フランジの前記当接部と密着され、高い気密効果を得ることを特徴とする請求項４に記載の空気圧縮機。
7. 既に前記ばねが取り付けられた前記円筒柱の外周には、口径が前記ばねより大きい別のばねが配設され、
   前記円筒柱は、一端が前記環状ショルダと、環状配列されたリブとの間に形成された環状溝内に着座し、他端が前記閉塞部材に当接されることを特徴とする請求項６に記載の空気圧縮機。
8. 前記閉塞部材は、弁体であり、
   前記弁体には、同一軸心で異なる直径を有する円形状の下段、中段及び上段が順次形成され、
   前記弁体は、間隔をおいて環状配列された複数のリブにより画成された内周室中に配設されているため、前記弁体が押動されてもずれることが無く、
   前記ばねは、一端が、前記弁体の前記上段の外周に嵌合されて前記中段上に着座し、前記下段の直径は、前記内周室の直径より小さいが前記通気孔の直径より大きく、前記通気孔の圧縮空気が前記リブ間の前記流通溝を介して前記空気貯蔵ユニットの内空部内に流入することを特徴とする請求項６に記載の空気圧縮機。
9. 前記閉塞部材は、弾性ばね片であり、
   前記拡張フランジの外側の接続部上には、前記弾性ばね片を固定する位置決めピンが設けられ、
   前記空気貯蔵ユニットの内側面の中心部には、下方へ延びた円筒柱が延設され、
   前記円筒柱には、前記弾性ばね片が圧縮空気により押圧されて当接され、
   前記円筒柱の外周には、環状ショルダが設けられ、
   前記環状ショルダと前記円筒柱との間には、凹状環状溝が形成され、
   前記環状ショルダと、環状配列されたリブとの間には、凹状環状溝が形成され、
   前記ばねは、一端が前記円筒柱に嵌合されて前記環状ショルダと前記円筒柱との間に形成された前記環状溝内に着座し、他端が前記弾性ばね片に当接されることを特徴とする請求項６に記載の空気圧縮機。

Images