JPS63154872A - 空気圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、飛行機の化粧室や台所等に対する低圧給水シ
ステムのような飛行機内での補助機能を果すた・めに特
に適した空気ポンプ構造に関する。

〔従来技術とその問題点〕

従来、上述した装置では、モータ駆動の往復ピストン式
空気ポンプが用いられていた。このポンプは２本質的に
アンバランスであシ、騒音と摩耗が発生するので、注油
と同様に各部品交換等常に整備の必要である。更に、騒
音と摩耗π加えて。

このような従来の装装置は、潤滑油を含むダストを発生
し、このダストは、ポンプおよびポンプの１駆動部や池
の近接した構造物に付着するので、常に洗滌が必要であ
った。その上、当然のことながら。

ピストン駆動装置に必要とされる潤滑油は１分配される
圧縮空気の汚染源となっている。

本発明の目的は、従来の装置の不都合をなくシ。

上記したタイプの改善された空気ポンプを提供すること
にある。

本発明の特定の目的は、従来の装置と比較して注油の回
数が、極めて少なくて良く、シかも本質的て汚染のない
圧縮空気を供給する封止された構成により、上記目的を
達成することである。

本発明のもう一つの特定の目的は、そのような空気ポン
プにおいてピストンの使用を避けることである。

本発明の一般的な目的は９本質的に長期間故障なく連続
的に使用可能であシ、基本的に安定した機械的システム
を有し、低騒音の空気ポンプを提供することである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明は、複数の往復動型ベローズユニットが斜板の回
転軸の周りに角度間隔をおいて配置された構成のモータ
によって連続的に駆動されるシステムによって上記目的
を達成するものである。

各々のベローズユニットは一端でフレーム付けされてお
り、他端で斜板によυ軸方向に、駆動される。これらベ
ローズユニット順次往復動すると。

空気は弁・分配二二ツ）ｆ通って流入及び排出される。

この弁・分配ユニットは、一体に形成されたリード逆止
弁を経て出入口ポートに空気全流入及び流出させる。

〔実施例コ 第１図と第２図において９本発明の空気ポンプ装置は、
互いに組み合された３つの部分Ａ、Ｂ。

及びＣからなることを示している。

部分Ａは、略カップ形のハウジング１０内に収容されて
いる。ハウジング１０の封止端には、外部から、駆動さ
れるたわみ軸すなわち第１の心棒部品１１の軸受と、第
２の心棒すなわちポンプ駆動軸１２の一端の軸受とが設
けられている（第３図参照）。部分Ｂもまたカップ状の
ハウジング１３内に収容されており、その封止端１４は
１５にてハウジング１０にボルトで固着されている。こ
こで封止端１４に、駆動軸１２の軸受が設けられており
、また、封市端１４には、Ｅ、Ｆ、Ｇ（第４図参照）に
、角度間隔をもって設置されたベローズユニット１６，
１７．１８（第３図および第４図参照）の各々の軸ガイ
ドが設けられている。

部分Ｃは、ハウジング１３にボルト２１で固着すしてお
シ、空気の入口、出口、！？　−ト２２，２３を露出し
ている封止板２０上に設けられた空気処理部である。こ
こで、封止板２０は、３つのベローズユニ：ｙ）１６．
１７．１８が装着された複数の弁・分配積層体２４の諧
外側の積層板である。

部分Ａのハウジング１０の封止端は、完全に組み立てら
れたポンプを腕木又は隔壁（図示せず）へ設置するため
の孔２６と隅部に有する略角形の基部２５であシ、Ｃま
たはＢとＣの部分は周期的な点検及びサービスに備えて
取）外し可能となっている。部分Ａはたわみ軸１１およ
び駆動軸１２の駆動回転を環状の斜板２７の搭動運動に
変換する機構を備えている。斜板２７は２回転軸に直角
な面からαだけ傾いている。この目的のために。

斜板２７はカムリング３０の傾斜端に第１のスラスト軸
受２８を介して装着されている。ここで。

リング３０は、（Ｅ、動ピン３１とかみ合う）対向した
キー溝を備えた中心孔を有し、駆動＠１２上に＠方向に
浮動案内される。前後に間隔づけられた軸受３２，３３
が、ハウジング１３及び１０の封止板１４　、　’２５
の各々の／・プの対向した孔に装着されている。カムリ
ング３０のスラスト荷重は軸受３４により、封止板２５
により直接受けられる。そしてシャフト１２に付いてい
る圧縮ばね３５により、たわみ軸１１及び径方向フラン
ツ３６は２周囲のシール構造３７に低摩擦シールリング
３８を介して摺動接触している。ここで、リング３８は
、カーボン製で、フランジ３６とシール構造３７の堅い
スチールラジアル面の間にはさまれている。　　　″ 第３図だ良く示されるように、ベローズユニット１８の
、駆動に端は、駆動軸１２の回転軸から半径方向にずら
せて設けた孔に装着された軸受に案内された押棒４０が
支持されている。ここで、押棒の突出端は斜板２７に整
合接触するように円錐形となっている。ベローズユニッ
ト１８は、ステンレススチールのような適当な可撓性の
金属からなシ、斜板２７の撮動周期の全期間斜板２７に
対して押棒４０を介して軸方向に追従するような軸方向
の圧縮性分有している。ベローズユニット１８とその押
棒てついての上記説明は、他の２つのベローズユニッ）
１６．１７とそれらの押捧４１．４２についても適用で
き、ディスク２７に同時に弾性的に結合しており、かつ
ディスク２７の揺動周期への追従動作は相的にずれてい
る。

第６図に良く示されているように１部分Ｃの弁・分配ユ
ニットは、剛体の端板２０．’４４間に整列された一連
の積層板４５，４６，４７，４８゜４９．５０からなシ
、これらは共働して、斜板２７の各揺動運動の間、３つ
のベローズユニット１６．１７．１８に対する空気の吸
・排を行う。

この目的のために、３つのベローズユニット１６゜１７
．１８のフレーム付された端部を取付けた板４４には、
より小さな出口孔と、よシ大きな入口孔が３つのベロー
ズユニットそれぞれに対応して設けられている。簡単に
説明すると、ベローズユニット１６の出口及び入口孔は
、４４ａ、４４ｂで示されている。一方、ベローズユニ
ット１７及びベローズユニッ）１８の出・入口孔はそれ
ぞれ４４　ａ’＋　４４　ｂ’と４４ａ”、４４ｂ”で
示されている。

各々の積層板４５乃至５０において、開口部４５ａ乃至
ｊｏａが（ベローズユニット１６の）孔４４ａと出口ポ
ート２３に位置合せされて整列されている。ここで、積
層板５０だけは、可撓性の２例えば、マイラーからな沙
、その開口５０ａは、後述する逆上弁の作用をなすＵ形
のリード即ち平板状片を有する。またもう一つの例外と
して。

積層板４６の開口は、略Ｔ形のスロットであり。

４６ａば、出口ポート２３に重なる第１の腕部分にある
。この分配スロットの第２の腕部分４６８′は、ベロー
ズユニット１７の出口孔４４ａ′と一直線上に整列され
た開口部４７　ａ’＋　４８ａ’、　４９　ａＺ５０ａ
′に重なる。この分配スロットの第３の椀部４６ａ“は
ベローズユニツ）１８の出口孔４４ａ〃と整列した開口
部４７ａ“、　４８　ａ”、　４９　ａ″、　５０　ａ
″と重なる。更に、可撓性７積層板５０の開口５０　ａ
’と５０ａ“はＵ字形のリードまたは平板状片でちゃ。

後述するような逆止弁の目的をもっている。

同様にして、積層板４８は近接した積層板とともに入口
空気の分配作用を行う。それゆえ、各々の積層板の開口
部４５　ｂ’、　４６　ｂ’、　４７　ｂ’、　４８ｂ
’。

４９ｂ　’ト５０　ｂ’は、ベローズユニット１７０入
ロ孔４４ｂ′と入口ボート２２とに一線に並べられてい
る。

この整列中には、積層板４８内の１字分配スロットの１
つ腕４８ｂ′が含まれている。この１字分配スロットの
第２の腕４８ｂはベローズユニット１６の入口孔４４ｂ
およびさらに介在する積層板４９．５０の開口部４９ｂ
および５９ｂ′と一線に並び、第３の腕４８ｂ“はベロ
ーズユニット１８の入口孔４４　ｂ“および積層板４９
．５０の開口部・１９ｂ“、５０ｂ“と−直線に並ぶ。

ここで、可撓性の積層板５０のすべての入口開口部５０
　ｂ　、５０ｂ’。

５０ｂ“は逆止弁のためのＵ字形のリード状片すなわち
平板状片を有する。

取込み空気に対する逆と弁の作用は、リード即ち平板状
片５０ｂ、５０ｂ’、５０ｂ”を３つの全てのベローズ
ユニットヲ取り付けた積層板４４の広い入口孔中へ弾性
的に偏向するような寸法とすることによって達成される
〇 以下糸口 これらの入口孔リードの寸法は、隣接する積層板４９の
より小さな開口部４９　ｂ　、　４９　ｂ’、４９ｂ”
に関連して決定される。即ち、入口、ｆｆ−ト２２への
空気の逆流を防ぐために開口４９　ｂ　、　４９　ｂ’
。

４９　ｂ”を閉じるように積層板４９に当接される。

一方、リード５０　’ａ　ｍ　５０　ａ／、　５０　ａ
“は近接の積層板４９のより大きな開口部・４９ａ、４
９ａ’、４９ａ”中に偏向することにより、ベローズユ
ニット１６゜１７．１８から圧縮空気が吐出され１分配
スロット４６全通して一つの出口ポート２３へ排出され
る。さらて、小さな開口部４４　ａ　＊　４４　ａ’、
４４ａ”に関連したリード５０ａ　、５０ａ’、５０ａ
”の寸法は、リードが端板４４に当接し、出口ポート２
３に対して吸気作用を防止するようになっている。

上述した。弁・分配積層ユニット２４は、第７図に示さ
れる積層板４６に設けられた一連のボルト素孔５１によ
り示されるように、端板２０と４４間に図示しない締付
はボルトで保持された比較的薄い合板構造である。斜板
２７へ押棒４０　、．１１　。

４２を予備荷重により押圧しておくことにより。

斜板２７の揺動運動に応じて、積層板５０のＩＪ−ドの
吸排気作用が正確な位相で行なわれ、この結果、入口ポ
ート２２および出口ポート２３で、滑らかな空気の流れ
が達成される。

更に、この空気の流れは、取り込まれた空気が。

ポンプの潤滑部にも、また、軸受やシール部に望ましい
最小の注油に影響される部分と接触汚染することなく達
成される。３５〜３８で示される部分の構造と作用は、
ソールの一つであるが、ポンプに吸排気される空気とは
全く接触しない。この３５〜３８におけるシールの作用
は、単に内部機構をゴミや、ほかの外界物の侵入から防
ぐものであシ（また１図示されない駆動モータおよび結
合手段への動的な関節式の適合法を提供するようなもの
である。）、これにより、故障のない長寿命化が達成さ
れる。上記実施例では、軸受３２゜３３は深溝玉軸受で
、スラスト軸受２８．３４も深溝玉軸受である。往復動
＠４０，４１，４２の各々の直線軸受３９は、いわゆる
超精密玉軸受であり９例えばＢａｒｄｅｎＯＬＰシリー
ズとして入手可能なものである。

〔発明の効果〕

上述したように１本発明は、前述した目的を全て達成し
ている。より好ましい３つのベローズユニット構成は、
出力空気の振動全最小にし、かつ斜板を平衝させる。各
ベロースユニッ）は０．００５インチ程度の厚さの堅い
積層板を有する積層多層要素からなっており、各ベロー
ズユニットの押棒取付端板は、ベローズにエレクトロン
ビーム溶接されたステンレススチール板である。積層板
４５乃至４９はアルミニウムが使用できるが、好ましく
は耐食性の鋼が良い。吸排空気の流れは、構造的に、金
属や池の摩耗粒によって汚染されることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の実施例に係る空気圧縮機の側面図、
第２図は、第１図の背面図、第３図は。 第２図の３−３線における縦断面図、第４図は。 第１図と第３図の４−４線における横断面図、第５図は
、第３図のメカニカルシールの詳細を示す縦断面の部分
拡大図、第６図は、第１図、第２図の弁・分配ユニット
の組立てを示す図、第７図は。 第６図の弁・分配ユニットの第２の分配管に関連した第
１の分配管の平面図である。 図中、　１０　、’　１３はカップ状ノ１ウノング、１
１はたわみ軸、１２は、駆動軸、１６，１７及び１８は
ベローズユニット、２２は入口ポート、２３は出口ポー
ト、２４は積層合板体、２５は基部。 ３０は環状カム、２８，３４．３２及び３３は軸受、３
７はシール構造、５０は可撓性板体である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フレームと、該フレームに装着され連続的に回転す
   る駆動軸の中心軸線に対し傾斜を有した周期的な回転振
   動を行なう斜板と、上記中心軸線の周りに角度間隔をも
   って配置され、一端は上記フレームに装着され、他端は
   上記斜板に連動する複数のベローズユニットと、上記各
   ベローズユニットの固定端に結合した入口逆止弁手段と
   、上記ベローズユニットの固定端に結合した出口逆止弁
   手段とを具備して構成されており、かつ上記ベローズユ
   ニットは、軸方向に可撓性を有するとともに、上記斜板
   上の対応する角度的に間隔ずけられた部分へ追従関係を
   有することを特徴とする空気圧縮機。 ２、特許請求の範囲第１項において、それぞれのベロー
   ズユニットに対して、押棒が上記一端と上記斜板間に装
   着され、上記押棒は、上記中心軸線から同様に半径方向
   にずれるとともに等角度間隔をもった軸方向の振動軸上
   にフレームガイドされていることを特徴とする空気圧縮
   機。 ３、特許請求の範囲第２項において、線形軸受がそれぞ
   れの押棒のフレームガイドを与えていることを特徴とす
   る空気圧縮機。 ４、特許請求の範囲第１項において、上記逆止弁がリー
   ド弁でなる上記空気圧縮機。 ５、特許請求の範囲第１項において、単一の出口分配路
   が上記出口逆止弁のそれぞれの出口に連結されている上
   記空気圧縮機。 ６、特許請求の範囲第１項において、単一の入口分配路
   が上記入口逆止弁のそれぞれの入口に連結されている上
   記空気圧縮機。 ７、特許請求の範囲第１項において、ベローズユニット
   の数が３である上記空気圧縮機。 ８、特許請求の範囲第１項において、上記逆止弁手段の
   全てが一端に一つの入口ポートと１つの出口ポートを有
   し、他端に上記複数のベローズユニットを装着されてい
   る積層合板体内に設けられ、上記積層合板体は、上記単
   一の入口ポートを上記ベローズユニットの各々に分配接
   続する第１の積層板と、上記単一の出口ポートを各ベロ
   ーズユニットに分配接続する第２の積層板と、偏向可能
   なそれぞれの逆止弁構成を備えた可撓性積層板を含む第
   ３の積層板を有するものであることを特徴とする上記空
   気圧縮機。 ９、特許請求の範囲第８項において、上記入口逆止弁お
   よび出口逆止弁の全構成が、１枚の可撓性板体に形成さ
   れている上記空気圧縮機。 １０、特許請求の範囲第１項において、上記斜板は環状
   であり、且つスラスト軸受手段により環状カムに装着さ
   れており、該カムは、連続的に回転可能に取り付けられ
   るとともに、上記カムの回転軸に対して傾斜した端面に
   上記スラスト軸受手段を装着されていることを特徴とす
   る上記空気圧縮機。 １１、特許請求の範囲第１０項において、上記カムと上
   記フレーム間に、上記中心軸線上に中心のあるスラスト
   軸受が挿入され、それにより斜板のスラスト反作用力を
   フレームに受けさせるようにした、上記空気圧縮機。 １２、特許請求の範囲第１１項において、上記スラスト
   軸受手段のそれぞれの半径方向位置は、上記ベローズユ
   ニットの斜板のスラスト方向作用力の半径方向位置と実
   質的に等しくなっている上記空気圧縮機。 １３、特許請求の範囲第１項において、上記フレームは
   、一端が開口し且つ他端に上記斜板が装置された中心駆
   動軸の一端部の軸受支持部を備えた封止壁を有する第１
   のカップ状ハウジングと、一端が開口し且つ他端に、上
   記駆動軸の他端部の軸受支持部を備えるとともに、上記
   駆動軸から斜板の半径位置に設けられた長さ方向だけ離
   れかつ等角度間隔で設けた複数のガイド孔を備えた端板
   を有する第２のカップ状ハウジングと、 上記第２のカップ状ハウジングの開口端を封止するハウ
   ジング封止部とからなり、上記第１および第２のハウジ
   ングとハウジング封止部は互いに着脱できるように固定
   されており、複数の可撓性ベローズユニットが、上記第
   ２のハウジング内で上記ハウジング封止部に取り付けら
   れているとともに上記斜板にガイド孔中の押棒を介して
   予備可重された状態で保持されている空気圧縮機。 １４、特許請求の範囲第１３項において、上記ハウジン
   グ封止部により保持された多層合板体が、上記ハウジン
   グ封止部と上記ベローズユニットとの間に装着され、上
   記入口及び出口逆止弁手段と、全ベローズユニットにそ
   れぞれ吸気および排気接続するための分配手段は、上記
   多層合板体の隣接した積層板と共働するように構成され
   ている上記空気圧縮機。