JP6595457B2

JP6595457B2 - 圧縮機

Info

Publication number: JP6595457B2
Application number: JP2016515375A
Authority: JP
Inventors: シュピンドラーマルティン
Original assignee: イリノイトゥールワークスインコーポレイティド
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: WO2015047643A1; CN105556123A; JP2017532486A; JP6882571B2; CN105556123B; JP2020124920A; US20160195078A1; DE102014113837A1; CN106715903A; JP2016531228A; CN106715903B

Description

本発明は、媒体をヘッド部の圧力チャンバーからその出口を通して管路内へ送達する圧縮機であって、ピストンが圧力チャンバー内に配置されており、圧力チャンバーでは、ピストンが長手方向軸に沿って動く、圧縮機に関する。

多種多様な形態および実施形態の圧縮機が既知であるとともに市販されている。通常、圧縮機は、媒体を引き込み、その媒体を先へ送る機能を果たす。本件では、特に、タイヤに導入されるタイヤシール剤とともに用いる圧縮機を参照する。また通常、この圧縮機は、タイヤを膨らませる機能も果たす。このタイプの圧縮機は、例えば、独国特許出願公開第１０１０６４６８号において必要とされる。

特許文献１は、圧縮空気を生成する圧縮機であって、ハウジングと駆動部とを備え、駆動部は、偏心シャフトを介して、シリンダー内にばね付勢式に（in spring-loaded fashion）ガイドされる圧力ピストンを動かす、圧縮機を記載している。

特許文献２は、タイヤを膨らませるために圧力チャンバーからガスを送出する圧縮機であって、ピストンは、振動運動を行うことが可能であるように圧力チャンバー内に配置される、圧縮機を開示している。ピストンには、駆動シャフトの回転運動を振動運動に変換する伝動部材が割り当てられている。さらに、ピストンには、ピストンの移動方向が変わる際に圧力チャンバー壁に対する隙間を変更するシールが割り当てられている。このようにして、圧縮空気を引き込むための空隙が形成される。この装置は、複数の個別部品から構成され、それらの部品を組み立てなければならない。

独国実用新案第２０２００６００８２１９号独国特許出願公開第１０２００８０６１３１１号

本発明で対処する課題は、個別部品の数を低減するとともに、構造上の空間を低減することである。この課題の意図は、圧縮機をより軽量化し、組立てプロセスをより一層安価にするとともに、誤りがより起こりにくくすることである。

この課題は、ピストンが長手方向軸に対して揺動運動を行うことにおいて解決される。

この改良点により、ピストンが媒体を引き込むために圧力チャンバーの内壁に対して所定の隙間をとり、また続いて、媒体を吐出するためにその隙間を閉鎖することが可能になる。このようにして、シールは簡単になり、受ける負荷が最小限になる。

好ましい例示的な一実施形態において、ピストンの対応する揺動運動は、偏心輪によって行われる。ピストンはピストンロッドによって偏心輪に接続しており、このピストンはピストンロッドに斜めに取り付けられていることが好ましい。このピストンが偏心輪によって揺動運動を起こす場合、圧力チャンバーの内壁に対して上述のピストンの隙間が生じ、再び閉鎖される。このことはシールがあってもなくても実現することができる。好ましい例示的な一実施形態において、ピストンの周縁部には少なくとも１つの環状シールが配置されている。一方、ピストンの揺動運動をもたらすことができるように、圧力チャンバーの内壁を可撓性に設計することが好都合であることもわかるだろう。

単純な例示的な一実施形態において、偏心輪は単にディスク状の形態であり、ピストンロッドがこの偏心輪に対して偏心して接続している。

圧力チャンバーの内部には、傾斜した屋根を設けることも好ましい。この傾斜はピストンの傾斜に略一致する。また、上記傾斜した屋根は出口に向かって延びており、媒体をその方向に導く。

本発明の更なる部分は出口自体に関するが、この更なる部分は第１の部分とともに実現されることが好ましい。この出口はもはや圧力チャンバーの先端部には設けられていない代わりに、圧力チャンバーの長手方向軸に対して径方向側方に位置している。この出口には、媒体の逆流を防ぐ弁が位置している。このために、弁はボール式逆止弁の形態である。しかし、自転車の弁としての実施形態も想定可能であり、この場合、対応する接続ニップルにシースが設けられ、このシースは圧力チャンバーの内部からの圧力下で撓み、それにより、媒体は、ニップルとシースとの間から圧力媒体の管路に出る対応する開口に進入することができる。

従来技術において既に述べたように、特に、タイヤシール剤を欠陥のあるタイヤに吐出するのに用いられる圧縮機が意図されている。このために、管路はここでは上記シール剤の対応する容器に接続し、圧力媒体の蓄積によって、上記シール剤が容器から出てタイヤ内へ圧送されるようになっている。したがって、ここでは管路をタイヤの弁に接続し、タイヤを膨らませることができる。これは本発明の１つの例示的な実施形態である。

本発明の更なる利点、特徴、および詳細は、好ましい例示的な実施形態の以下の記載および図面に基づいて明らかとなる。

圧縮段階における、本発明に係る媒体を送出する圧縮機のヘッド部を通る長手方向断面図である。ピストンの上死点における、図１に従ったヘッド部を通る長手方向断面図である。吸引段階における、図１に従った長手方向断面図である。ピストンの下死点における、図１に従った長手方向断面図である。弁の領域における、本発明に係る媒体を送出する圧縮機のヘッド部を通る部分断面図である。

図１〜図４は、本発明に係る圧縮機のヘッド部１を示し、このヘッド部には圧力チャンバー２が形成されている。ピストン３は、上記圧力チャンバー２において長手方向軸Ａに沿って動く。ここでは、ピストン３は、偏心輪５に関節式に接続しているピストンロッド４に連結している。ここで示されている例示的な実施形態において、偏心輪５は中心点Ｍを有するディスク形態である。偏心輪５は、矢印６によって示すように上記中心点Ｍの回りに回転する。ここでは、偏心輪５は、ピストンロッド４を伴って駆動し、このピストンロッドは、偏心輪５に対する関節式接続部７を有する。この関節式接続部７は、中心点Ｍに対して隙間を置いて配置されている。

図示の例示的な実施形態において、ピストン３は、ピストンロッド４に対して斜めに設けられている、すなわち、このピストンは、一方の側において、ピストンロッド４に対して９０度未満の角度になっており、他方の側において、ピストンロッド４に対して９０度より大きい角度になっている。これは、偏心輪５によって駆動されるピストン４が、長手方向軸Ａに対して揺動運動を行うという効果を有する。

ピストン３の周縁部において、ピストン３には環状シール８が設けられ、環状シール８は、ピストン３の運動のいくつかの段階において、この環状シールが圧力チャンバー２の内壁９に当接することにより、圧力チャンバー２をシールする機能を果たす。

媒体が送出される出口１０は、長手方向軸Ａに対して横方向、すなわち径方向に設けられる。圧力チャンバー２は、上記出口１０に向かって斜めに傾斜している屋根１１を形成する。

図示の例示的な実施形態において、出口１０にはボール弁のボール１２が割り当てられ、このボールには、対応する圧力媒体１３が作用することができる。

出口１０に関して、ニップル１４がヘッド部１に形成されており、このニップルには、タイヤシール剤の容器に対する管路１６を形成するホース１５が押し付けられている。代替的には、このホース１５は、タイヤの弁に接続可能とすることもできる。

本発明の作用を以下に説明する。

図１によれば、ピストン３の上方移動は、圧力チャンバー２において媒体の圧縮をもたらし、媒体は出口１０を通り、ボール１２によって形成されるボール弁を通って、管路１６内へ圧送される。このプロセスでは、媒体は、傾斜している屋根１１によって出口１０に導かれる。この段階では、環状シール８は圧力チャンバー２の内壁９に確実に当接する。

図２は、ピストンロッド４の関節式接続部７が長手方向軸Ａ上にある上死点の位置を示している。ここでは、圧力チャンバー２のサイズは最大限低減されており、最大限の量の媒体が、圧力チャンバー２からボール弁を通って管路１６内へと通過するようになっている。

図３による矢印６の方向に偏心輪５が更に動く間、ピストン３は、環状シール８が圧力チャンバー２の内壁９から持ち上がるように斜めの位置に調整され、それにより環状通路１７が形成される。送出される媒体は、圧力チャンバー２のサイズが増大することにより、上記環状通路１７を通って圧力チャンバー２内に引き込むことができる。

図４のようにピストン３が下死点にある場合、関節式接続部７は再び長手方向軸Ａ上にあり、その結果、ピストン３は、環状シール８が圧力チャンバー２の内壁９に当接するように傾いている。その後、偏心輪５が更に動くうちに、送出される媒体の圧縮段階が始まる。

図１〜図４に示したボール弁の代わりに、ヘッド部１には自転車の弁を割り当てることもできる。この場合、ニップル１４には可撓性シース１８が取り付けられる。可撓性シース１８は、例えばシリコンによって構成することができる。上記シース１８は、押し当てられるホース１５によって保持される。出口１０とホース１５の管路１６との間の接続は、シース１８にある開口１９を介して実現される。この開口は、管路１６の上流に位置する空間２０に出る。媒体がピストン３によって出口１０に圧送される場合、シース１８の前方領域２１はニップル１４から持ち上がり、開口１９に至る媒体の経路を開く。それにより、媒体は、開口１９を通って空間２０内へ、また空間２０から管路１６内へと通過することができる。
なお、本発明は以下の特徴を以って実施することができる。
［特徴１］
媒体をヘッド部（１）の圧力チャンバー（２）から出口（１０）を通して管路（１６）内へ送達する圧縮機であって、ピストン（３）は前記圧力チャンバー（２）内に配置されており、該圧力チャンバー（２）では、前記ピストン（３）が長手方向軸（Ａ）に沿って動き、前記ピストン（３）は前記長手方向軸（Ａ）に対して揺動運動を行うことを特徴とする圧縮機。
［特徴２］
媒体をヘッド部（１）の圧力チャンバー（２）から出口（１０）を通して管路（１６）内へ送達する圧縮機であって、ピストン（３）は前記圧力チャンバー（２）内に配置されており、該圧力チャンバー（２）では、前記ピストン（３）が長手方向軸（Ａ）に沿って動き、前記ヘッド部（１）にある前記出口（１０）は、前記長手方向軸（Ａ）に対して径方向に構成されていることを特徴とする圧縮機。
［特徴３］
前記出口（１０）の下流には弁が接続していることを特徴とする特徴２に記載の圧縮機。
［特徴４］
前記弁は逆止弁の形態であることを特徴とする特徴３に記載の圧縮機。
［特徴５］
前記弁は自転車の弁の形態であることを特徴とする特徴３に記載の圧縮機。
［特徴６］
前記管路（１６）は、シール剤の容器および／またはタイヤの弁に接続することができることを特徴とする特徴１〜５の何れか１項に記載の圧縮機。
［特徴７］
前記ピストン（３）は偏心輪（５）に接続することを特徴とする特徴１〜６の何れか１項に記載の圧縮機。
［特徴８］
ピストン（３）と偏心輪（５）との間の接続は、ピストンロッド（４）によって実現されることを特徴とする特徴７に記載の圧縮機。
［特徴９］
前記偏心輪（５）の中心点（Ｍ）は、前記圧力チャンバー（２）の前記長手方向軸（Ａ）上にあることを特徴とする特徴７または８に記載の圧縮機。
［特徴１０］
前記偏心輪（５）はディスク状の形態であることを特徴とする特徴７〜９の何れか１項に記載の圧縮機。
［特徴１１］
前記ピストン（３）は前記ピストンロッド（４）に斜めに配置されていることを特徴とする特徴８〜１０の何れか１項に記載の圧縮機。
［特徴１２］
前記圧力チャンバー（２）において、傾斜した屋根（１１）が前記出口（１０）に向かって延びていることを特徴とする特徴１〜１１の何れか１項に記載の圧縮機。
［特徴１３］
前記ピストン（３）の前記周縁部には可撓性環状シール（８）が配置されていることを特徴とする特徴１〜１２の何れか１項に記載の圧縮機。
［特徴１４］
前記圧力チャンバー（２）の内壁（９）は可撓性形態であることを特徴とする特徴１〜１３の何れか１項に記載の圧縮機。

１ヘッド部
２圧力チャンバー
３ピストン
４ピストンロッド
５偏心輪
６矢印
７接続部
８環状シール
９内壁
１０出口
１１屋根
１２ボール
１３圧力媒体
１４ニップル
１５ホース
１６管路
１７環状通路
１８シース
１９開口
２０空間
２１前方領域
Ａ長手方向軸
Ｍ中心点

Claims

媒体をヘッド部（１）の圧力チャンバー（２）から出口（１０）を通して管路（１６）内へ送達する圧縮機であって、ピストン（３）が前記圧力チャンバー（２）内に配置されており、該圧力チャンバー（２）は長手方向軸（Ａ）を有しており、前記ピストン（３）は、前記長手方向軸に沿って移動し、
前記ヘッド部（１）は、前記圧力チャンバー（２）を形成する内壁（９）と屋根（１１）とを有し、前記出口（１０）は前記ピストン（３）と前記屋根（１１）との間に配置され、前記屋根（１１）が、前記出口へ向かって前記長手方向軸（Ａ）に対して傾斜する内面を有しており、
前記ピストン（３）は前記長手方向軸（Ａ）に対して揺動運動を行い、
吸引段階の間、前記ピストン（３）は、柔軟な環状シール（８）が前記圧力チャンバー（２）の内壁（９）から持ち上がるように斜めの位置に調整され、それにより、前記ピストン（３）と前記圧力チャンバー（２）の前記内壁（９）との間に環状通路（１７）が形成されることを特徴とする圧縮機。
媒体をヘッド部（１）の圧力チャンバー（２）から出口（１０）を通して管路（１６）内へ送達する圧縮機であって、ピストン（３）が前記圧力チャンバー（２）内に配置されており、該圧力チャンバー（２）は長手方向軸（Ａ）を有しており、前記ピストン（３）は、前記長手方向軸に沿って移動し、
前記ヘッド部（１）は、前記圧力チャンバー（２）を形成する内壁（９）と屋根（１１）とを有し、前記出口（１０）は前記ピストン（３）と前記屋根（１１）との間に配置され、前記屋根（１１）が、前記出口へ向かって前記長手方向軸（Ａ）に対して傾斜する内面を有しており、
前記ヘッド部（１）にある前記出口（１０）は、前記長手方向軸（Ａ）に対して径方向に構成されており、
吸引段階の間、前記ピストン（３）は、該ピストン（３）の周縁部に配設された柔軟な環状シール（８）が前記圧力チャンバー（２）の内壁（９）から持ち上がるように斜めの位置に調整され、それにより、前記ピストン（３）と前記圧力チャンバー（２）の前記内壁（９）との間に環状通路（１７）が形成されることを特徴とする圧縮機。
前記出口（１０）の下流には弁が接続していることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
前記弁は逆止弁の形態であることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
前記管路（１６）は、シール剤の容器および／またはタイヤの弁に接続することができることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の圧縮機。
前記ピストン（３）は偏心輪（５）に接続することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の圧縮機。
前記ピストン（３）と偏心輪（５）との間の接続は、ピストンロッド（４）によって実現されることを特徴とする請求項６に記載の圧縮機。
前記偏心輪（５）の中心点（Ｍ）は、前記圧力チャンバー（２）の前記長手方向軸（Ａ）上にあることを特徴とする請求項６または７に記載の圧縮機。
前記偏心輪（５）はディスク状の形態であることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の圧縮機。
前記ピストン（３）は前記ピストンロッド（４）に斜めに配置されていることを特徴とする請求項７に記載の圧縮機。
前記圧力チャンバー（２）の内壁（９）は可撓性形態であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の圧縮機。