JP6234177B2 - 空気圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、空気圧縮機に関し、特に、シリンダの断面直径より大きな断面直径を有するカバー体がシリンダの円筒型外円周壁に接続され、カバー体とシリンダとの間に形成した容量増量型エアー溜により、シリンダ内でピストン体が往復運動をする際に発生する抵抗力を減らして圧送速度を高め、空気圧縮機能を大幅に高める空気圧縮機に関する。

本発明は、空気圧縮機に関し、特に、シリンダの断面直径より大きな断面直径を有するカバー体がシリンダの円筒型外円周壁に接続され、カバー体とシリンダとの間に形成した容量増量型エアー溜により、シリンダ内でピストン体が往復運動をする際に発生する抵抗力を減らして圧送速度を高め、空気圧縮機能を大幅に高める空気圧縮機に関する。

なし

本発明の第１の目的は、ピストン体によりシリンダを往復運動させ、シリンダの円筒外円周壁にカバー体を接続し、カバー体は、シリンダの外周囲に設けた第１の部位を有し、第１の部位とシリンダの外周囲とにより外環エアー溜が形成され、カバー体がさらにシリンダの上方に設けた第２の部位を有し、第２の部位の内空部はメインエアー溜を形成し、メインエアー溜の直径がシリンダの円筒型内円周壁の直径より大きく、カバー体のエアー溜の容量が増大し、シリンダ内でピストン体が往復運動を行う際に発生する抵抗力を減らして圧送速度を高め、空気圧縮性能を大幅に高めることができ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、設置されるカバー体がシリンダと一体成形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、カバー体とトップカバーとが着脱自在に結合された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、メインフレームを備えた空気圧縮機であって、前記メインフレームは、ピストン体を作動するシリンダに接続され、 前記シリンダは、頂壁と、前記頂壁上に形成された通気孔とを有し、前記メインフレームは、モータを含む動力機構に固定され、クランクピンを有する重量回転盤を有し、前記クランクピンは前記ピストン体に枢着され、前記モータが作動すると前記クランクピンが円周運動し、前記ピストン体のピストンヘッドが前記シリンダ内で往復運動し、前記シリンダ内の圧縮空気が前記頂壁の前記通気孔から排出され、前記シリンダの前記頂壁高さより低い位置にある外円周壁には、内空部を有するカバー体が接続され、前記カバー体の第１の部位と、前記シリンダの頂壁より低い位置にある外円周壁との間には、外環エアー溜が形成され、前記カバー体の第２の部位は、前記シリンダの頂壁より高い位置にあり、前記シリンダの圧縮室の内径より大きな内径を有するメインエアー溜が形成され、前記メインエアー溜、前記外環エアー溜、前記シリンダそれぞれの頂壁上に形成された通気孔が互いに連通することを特徴とする空気圧縮機が提供される。

前記カバー体の前記内空部の一端には、開口部が形成されていることが好ましい。

前記シリンダの開口縁には、外方へ水平に延伸した側底壁が延設され、前記側底壁の他端は、前記シリンダの中心軸線に対して平行に上方へ延び、上端に開口部を有するカバー体が形成されることが好ましい。

前記カバー体の開口端の頂部には、３６０度全方向で外方へ延びた外拡壁が延設され、 前記外拡壁上には、複数の位置決めフックが間隔をおいて円状に並べられ、円形状を呈するトップカバーの外円周に隣接した箇所には、完全に貫通されて円弧形状を呈する位置決め孔が複数形成され、前記位置決め孔中の外側辺には、僅かに凹んだ脱落防止空間が形成され、前記空間の内壁にはバンプが突設され、前記トップカバーの下端には、連結端が延設され、前記連結端の外周壁上には、環溝が形成され、前記連結端には、中心軸線に沿って中空柱が下方へ延設され、前記中空柱にはばねが嵌合され、前記連結端の内周壁と前記中空柱の外周壁との間には、間隙層が形成され、前記連結端の前記環溝には、環状ゴムリングが嵌合され、前記トップカバーの前記位置決め孔は、前記外拡壁上に形成された前記位置決めフックに対応して嵌合され、前記トップカバーを回転させて前記位置決めフックを前記位置決め孔中のバンプへ掛合させると、前記トップカバーが前記位置決めフックにより前記カバー体に堅固にロック結合されることが好ましい。

前記カバー体、前記側底壁及び前記シリンダは、一体成形されることが好ましい。

前記シリンダの前記通気孔に隣接した頂壁上には、リング状の凹溝が形成され、前記凹溝内には、Ｏリングが収容され、前記凹溝の側部頂壁上には、係止座が設けられ、前記係止座上には、弾性ばねが係合され、前記弾性ばねにより、前記シリンダの頂壁に形成された通気孔が封止され、前記ばねは、一端が前記弾性ばね上に当接され、他端が前記トップカバーの前記中空柱中へ嵌合されることが好ましい。

前記シリンダ内の圧縮空気は、前記シリンダの頂壁に形成した前記通気孔を介し、前記弾性ばねを押圧して前記ばねを圧縮し、圧縮空気が前記通気孔を介して前記カバー体の前記内空部中へ流入することが好ましい。

前記カバー体の前記外円周壁上には、少なくとも１つのマニホールドが形成され、前記マニホールドは、前記カバー体の前記内空部と連通することが好ましい。

図１は、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。 図２は、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。 図３は、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。 図４は、本発明のシリンダ直径及びカバー体直径を示す部分断面図である。 図５は、図４のシリンダのインナーチャンバ直径及びカバー体のエアー溜直径を示す模式図である。 図６は、本発明のトップカバーとカバー体とを結合したときの状態を示す模式図である。 図７は、図６の部分拡大図である。 図８は、本発明のピストン体の後退行程により空気圧縮機の外部から空気を吸入するときの流路を示す模式図である。 図９は、本発明のピストン体の前進行程により圧縮された空気の流路を示す模式図である。

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３を参照する。図３に示すように、本発明の一実施形態に係る空気圧縮機は、ピストン体１５を作動させるシリンダ２と、モータ１１に固定するメインフレーム１０とが一体成形された構造を含む。メインフレーム１０は、空気圧縮機を固定する動力機構である。動力機構は、少なくともモータ１１と、伝動用途の小歯車１２と、大歯車１３と、クランクピン１４を有する重量回転盤１８と、放熱用途の放熱ファンブレード１７と、を含む。モータ１１により空気圧縮機の動力機構を駆動し、シリンダ２の圧縮室２６内でピストン体１５のピストンヘッド１６が往復して圧縮動作を行う。

図１〜図４を参照する。本発明の一実施形態に係る空気圧縮機のシリンダ２は、頂壁２１と、開口端を有する円形状の開口縁２４とを有する。本実施形態において、まず、頂壁２１の水平線がＬ１であり、円形状の開口縁２４の水平線がＬ０であると仮定すると（図４参照）、トップカバー５１は、カバー体６と分離された状態である。シリンダ２の開口縁２４には、外方へ延伸した側底壁２７が延設され、シリンダ２中の軸線Ｘに対して平行に側底壁２７から上向きに延びて開口部６０が上端に設けられた円筒状のカバー体６が形成され、カバー体６とシリンダ２との間には、圧縮空気を貯める内空部６０３が形成され、カバー体６の開口部６０の水平線はＬ２であり、カバー体６の頂端高さＨ２をシリンダ２の頂端高さＨ１より大きくする。カバー体６の頂部６１には、３６０度全方向で外方へ延びた外拡壁６２が延設され、外拡壁６２上には、互いに間隔をあけて形成されたリング状の位置決めフック６３が複数形成されている。カバー体６とシリンダ２とは一体成形されている。上述のシリンダ２の頂壁２１には、通気孔２２が形成されている。シリンダ２の圧縮室２６とカバー体６の内空部６０３とは通気孔２２を介して連通し、通気孔２２に隣接した頂壁２１上には、Ｏリング２３０を収容するリング状の凹溝２３が形成されている。凹溝２３の一側の頂壁２１上には、弾性ばね２３２が係合される係止座２３１が設けられている。円形状を呈するトップカバー５１は、その外円周に隣接した箇所に完全に貫通するように形成された円弧状の位置決め孔５２を複数有してもよい。位置決め孔５２内の外側辺には、僅かに凹んだ脱落防止空間が形成され、その空間内壁にはバンプ５２１が突設されている。トップカバー５１の下端には、連結端５３が延設されている。連結端５３の外周壁上には、環溝５３０が形成されている。連結端５３には、中心軸線に沿って中空柱５４が下向きに延設され、その中にばね３０が嵌入され、連結端５３の内周壁と中空柱５４の外周壁との間には間隙層５５が形成されている。環状ゴムリング９３は、前述の連結端５３の環溝５３０に嵌合されてもよい。

前述のトップカバー５１の位置決め孔５２は、外拡壁６２上の位置決めフック６３に対応して嵌合可能であり、トップカバー５１を時計回りで回転させると（図６及び図７参照）、位置決めフック６３が位置決め孔５２内のバンプ５２１に掛止され、位置決めフック６３を介してカバー体６上へトップカバー５１がロック結合される。前述のカバー体６は、実質上、筒状の筐体でもよく、カバー体６及びシリンダ２のそれぞれは中心軸線Ｘを介して連結される方式を採用することが好ましい。図４に示すように、頂壁２１の水平線Ｌ１下方の筐体はカバー体６の第１の部位６０１であり、水平線Ｌ１上方の筐体はカバー体６の第２の部位６０２であり、カバー体６の第１の部位６０１とシリンダ２の外円周壁２０との間には、外環エアー溜６０１１が形成され、カバー体６の第２の部位６０２が頂壁２１より高い位置にあり、カバー体６はシリンダの内径Ｄ１及び外径Ｄ２より大きな内径Ｄ３を有するメインエアー溜６０１２が第２の部位６０２の箇所に形成されているため（図５を併せて参照）、カバー体６の内空部６０３は、外環エアー溜６０１１及びメインエアー溜６０１２を含み、外環エアー溜６０１１とメインエアー溜６０１２とは完全に連通している。前述のカバー体６上には、複数のマニホールド６４，６５が形成されている。マニホールド６４には、ホース９１の一端が接続され、ホース９１の他端には、インフレータブル構造物に接続されるノズル（図示せず）が接続されている。マニホールド６５は、圧力計９２を設置するために用いられる（図３参照）。

本実施形態は通気孔２２の箇所に弾性ばね２３２を設置して空気の吸入・排出を制御し、空気圧縮機が未だ空気を吸入していないとき、弾性ばね２３２がばね３０の弾性回復力により押圧され、弾性ばね２３２を通気孔２２へ完全に密着させ（図８参照）、ピストン体１５がシリンダ２の圧縮室２６内で往復式運動を行う際、ピストン体１５の後退行程において、空気圧縮機外部の空気がシリンダ２内の圧縮室２６へ吸入され、前進工程において圧縮室２６内の空気が、シリンダ２の頂壁２１に形成された通気孔２２を介して弾性ばね２３２を押圧してばね３０を圧縮し、圧縮された空気が通気孔２２を介してカバー体６の内空部６０３内へ流入した後、様々な性質、機能を有する物体に各マニホールド６４，６５を接続した場合でも、前述のばね３０は圧縮されたときにトップカバー５１の中空柱５４内に制限され、その動作状態は図８及び図９の状態となる。カバー体６の内空部６０３のメインエアー溜６０１２は、直径Ｄ３がシリンダ２の円筒型内円周壁２９の直径Ｄ１より大きいため（図３及び図４参照）、その空間容量は圧縮室２６の空間容量よりも大きく、外環エアー溜６０１１の空間容量も大きいため、カバー体６の内空部６０３の空間容量全体がシリンダ２の圧縮室２６の空間容量より遥かに大きい。この構成によりピストン体１５が往復運動を行うときに発生する抵抗力が大幅に減り、ピストン体１５の押し出し速度が大きくなり、空気圧縮性能を大幅に高めることができる。

上述したことから分かるように、本発明の空気圧縮機は、インフレータブル構造物へ空気を供給するために用い、空気圧縮機の空気供給機能を高めることができるため、空気供給にかかる時間を短縮することができるとともに、空気圧縮機の使用寿命を延ばすこともできる。従来の空気圧縮機は、カバー体のエアー溜の直径がシリンダ圧縮室のインナーチャンバの直径より小さくされているため、弾性ばねが受ける反作用の圧力が大き目となり、これによりピストン体の前進行程で受ける抵抗力が大きくなり、ピストン体の圧縮効率が大幅に低下する。逆に、本発明は、カバー体６の内空部６０３の直径Ｄ３がシリンダ２の圧縮室２６の直径Ｄ１より大きいため、ピストン体が往復運動する際に受ける圧力が大幅に減ってピストン体の圧送速度が向上し、空気圧縮性能を大幅に高めることができる。そのため本発明は、従来技術と比べ、使用効果が高くて進歩性を有し、工業上の利用価値が十分に高い。

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。

２ シリンダ
６ カバー体
１０ メインフレーム
１１ モータ
１２ 小歯車
１３ 大歯車
１４ クランクピン
１５ ピストン体
１６ ピストンヘッド
１７ 放熱ファンブレード
１８ 重量回転盤
２０ 外円周壁
２１ 頂壁
２２ 通気孔
２３ 凹溝
２４ 開口縁
２６ 圧縮室
２７ 側底壁
２９ 内円周壁
３０ ばね
５１ トップカバー
５２ 位置決め孔
５３ 連結端
５４ 中空柱
５５ 間隙層
６０ 開口部
６１ 頂部
６２ 外拡壁
６３ 位置決めフック
６４ マニホールド
６５ ホース
９１ ホース
９２ 圧力計
９３ ゴムリング
２３０ Ｏリング
２３１ 係止座
２３２ 弾性ばね
５２１ バンプ
５３０ 環溝
６０１ 第１の部位
６０２ 第２の部位
６０３ 内空部
６０１１ 外環エアー溜
６０１２ メインエアー溜

Claims (6)

1. メインフレームを備えた空気圧縮機であって、
   前記メインフレームは、ピストン体を作動するシリンダに接続され、
   前記シリンダは、頂壁と、前記頂壁上に形成された通気孔とを有し、
   前記メインフレームは、モータを含む動力機構に固定され、クランクピンを有する重量回転盤を有し、前記クランクピンは前記ピストン体に枢着され、前記モータが作動すると前記クランクピンが円周運動し、前記ピストン体のピストンヘッドが前記シリンダ内で往復運動し、前記シリンダ内の圧縮空気が前記頂壁の前記通気孔から排出され、
   前記シリンダの前記頂壁の高さより低い位置にある外円周壁には、内空部を有するカバー体が接続され、前記カバー体の第１の部位は前記頂壁より低い位置にあり、前記カバー体の第１の部位と、前記シリンダの頂壁より低い位置にある外円周壁との間には、外環エアー溜が形成され、前記カバー体の第２の部位は、前記シリンダの頂壁より高い位置にあり、前記シリンダの圧縮室の内径より大きな内径を有するメインエアー溜が形成され、
   前記メインエアー溜、前記外環エアー溜、前記シリンダそれぞれの頂壁上に形成された通気孔が互いに連通し、
   前記シリンダの開口縁には、外方へ水平に延伸した側底壁が延設され、
   前記側底壁から、前記シリンダの中心軸線に対して平行に上方へ延び、上端に開口部を有するカバー体が形成され、
   前記カバー体の開口端の頂部には、３６０度全方向で外方へ延びた外拡壁が延設され、
   前記外拡壁上には、複数の位置決めフックが間隔をおいて円状に並べられ、
   円形状を呈するトップカバーの外円周に隣接した箇所には、完全に貫通されて円弧形状を呈する位置決め孔が複数形成され、前記位置決め孔中の外側辺には、僅かに凹んだ脱落防止空間が形成され、前記脱落防止空間の内壁にはバンプが突設され、前記トップカバーの下端には、連結端が延設され、前記連結端の外周壁上には、環溝が形成され、前記連結端には、中心軸線に沿って中空柱が下方へ延設され、前記中空柱にはばねが嵌合され、前記連結端の内周壁と前記中空柱の外周壁との間には、間隙層が形成され、
   前記連結端の前記環溝には、環状ゴムリングが嵌合され、
   前記トップカバーの前記位置決め孔は、前記外拡壁上に形成された前記位置決めフックに対応して嵌合され、前記トップカバーを回転させて前記位置決めフックを前記位置決め孔中のバンプへ掛合させると、前記トップカバーが前記位置決めフックにより前記カバー体に堅固にロック結合されることを特徴とする空気圧縮機。
2. 前記カバー体の前記内空部の一端には、開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
3. 前記カバー体、前記側底壁及び前記シリンダは、一体成形されることを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。
4. 前記シリンダの前記通気孔に隣接した頂壁上には、リング状の凹溝が形成され、
   前記凹溝内には、Ｏリングが収容され、前記凹溝の側部頂壁上には、係止座が設けられ、
   前記係止座上には、弾性ばねが係合され、
   前記弾性ばねにより、前記シリンダの頂壁に形成された通気孔が封止され、
   前記ばねは、一端が前記弾性ばね上に当接され、他端が前記トップカバーの前記中空柱の中へ嵌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。
5. 前記シリンダ内の圧縮空気は、前記シリンダの頂壁に形成した前記通気孔を介し、前記弾性ばねを押圧して前記ばねを圧縮し、圧縮空気が前記通気孔を介して前記カバー体の前記内空部の中へ流入することを特徴とする請求項４に記載の空気圧縮機。
6. 前記カバー体の前記外円周壁上には、少なくとも１つのマニホールドが形成され、
   前記マニホールドは、前記カバー体の前記内空部と連通することを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機。