TW201231815A - an air compressor - Google Patents

Description

201231815 發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] [0002] 100102591 本發明係有關於一種空氣壓縮機，特別是指一種空 氣壓縮機之主機殼的定位板設有一在相對於唧筒座之筒 軸中心線係形成一斜偏式的圓孔，且活塞體在其活塞頭 頂端形成一斜平面推氣作用面，當空氣壓縮機之活塞體 在唧筒座内進行高頻率往復式壓縮空氣的作工階段，能 提升空氣壓縮效能者。 【先前技術·】 本發明人長久致力於空氣壓縮機之研發，不僅讓早 期頗費人力工時且構造繁瑣之空氣壓縮機轉型為構造精 簡且容易迅速組裝的產品；或是改良空氣壓縮機之構造 以強化空氣壓縮機之使用效能，此皆可由發明人所取得 之美國專利如U.S. Patent No. 5, 215, 447; 5, 655, 887 ; 6, 135, 725 ; 6, 095, 758 ; 6, 21 3, 725 ; 6, 280, 1 63 ； 6, 315, 534 ； 6, 059, 542 ； 6, 146, 112 ； 6, 2 00, 1 10 ； 6, 295, 693 ； 6,41 3,056 ； 6, 551, 077 ； 6,514,058 ； 6,655,928 ； 6,846,162 ； 7,462,018 ； 7, 240,642等知之甚詳。發明人所發明之眾多空氣壓縮 機之構造雖為不同，但其作動方式，可參考第十七圖所 示，其主要是藉由馬達94軸心來驅動相嚙合之小齒輪97 、大齒輪95，再由與大齒輪95相連動之重量旋轉盤96上 所設之曲柄梢961來帶動活塞體98在唧筒座91内進行上下 往復式運動。唯其中所使用之活塞體98的活塞頭981均維 持與水平面相平行之平面設計，如第十六圖（該圖為表 達推氣作用面之平面與水平面之關係，故圖中不示出其 表單編號A0101 第4頁/共32頁 1002004604-0 201231815 它次要部件）及十七圖所示，以Χ、Υ、Ζ三軸立體空氣座 標說明，該活塞體98在活塞桿983之樞轴孔932的轴心線 基本上形成一平行於水平面之ΧΥ平面，而活塞體98之活 塞頭981在其頂端之推氣作用面982係保持與水平面相互 平行之設計狀態，簡化表達，活塞頭981推氣作用面982 與ΧΥ平面形成一 0 2 = 0°的設計狀態。同時，唧筒座91之 氣艙室911的頂壁面91 2也同時保持與水平面相平行之設 計狀態，即Θ , = 0°的設計狀態。另方面，習知空氣壓縮 機主機殼之定位板90所設之二圓孔，其中一上圓孔係讓 〇 馬達之軸心及其所設之小齒輪97所穿伸，另一下圓孔則 是提供大齒輪95之軸心穿伸，該二圓孔之中心軸點971、 951，其中之一中心軸點951所延伸之中心橫軸線與圓筒 型唧筒座所延伸之筒軸中心線（在Ζ軸方向）係為相交集的 ，雖然該等結構應用在空氣壓縮機上仍能發揮既定之使 用功效，然本發明人更發展出一種可突破習知活塞體98 及定位板在選擇圓孔定位上的設計方式而更能增益空氣 壓縮機之使用效能的發明。 〇 【發明内容】 [0003] 緣是： 本發明之主要目的，其係提供一種空氣壓縮機，該 空氣壓縮機具有一主機殼，該主機殼的定位板設有一在 相對於唧筒座之筒軸中心線係形成一斜偏式的圓孔，亦 即圓孔中心點所延伸之中心橫軸線與圓筒型唧筒座所延 伸之筒軸中心線係互不相交集，能提昇空氣壓縮機之壓 縮空氣的氣密效能。 本發明之另一主要目的，其係提供一種空氣壓縮機 100102591 表單編號Α0101 第5頁/共32頁 1002004604-0 201231815 ，該空氣壓縮機具有一活塞體，於活塞體之活塞桿的一 端設有一可連結並受動於空氣壓縮機上所設之動力機構 的樞軸孔，而在活塞桿另一端則延伸一可在唧筒座内進 行上下往復式運動之活塞頭，該活塞頭上的頂端係形成 一非平行於水平面而具有角度及斜面之推氣作用面者。 本發明之再一主要目的，其係提供一種空氣壓縮機 ，該空氣壓縮機具有一唧筒座，該唧筒座之氣艙室的頂 端設有一斜頂壁，該斜頂壁係與活塞體之活塞頭的推氣 作用面形成相同斜面之狀態者。 【實施方式】 [0004] 100102591 有關本發明之具體構造及其使用功效，茲佐以圖式 詳加說明如后。 請先參考第一及二圖所示，本發明係提供一種空氣 壓縮機，其可將提供活塞體5運作之唧筒座3及提供馬達 12固定之定位板2可為一體成型之獨立個體的主機殼1， 該定位板2可固定空氣壓縮機之動力機構，該動力機構係 含括有馬達12、傳動用途之小齒輪13、大齒輪14及重量 旋轉盤15。前述定位板2具有下圓孔21及上圓孔22，上圓 孔22可讓馬達12之軸心120上所設的小齒輪13穿伸過， 並藉由螺栓（圖中未示出）將馬達12固定於定位板2上。 前述下圓孔21則是與大齒輪14之中心軸140相嵌固，大齒 輪14且與小齒輪13相嚙合，前述中心軸140可將重量旋轉 盤15固定於大齒輪14上，重量旋轉盤15之偏心梢151則 與活塞體5相樞結。當馬達12轉動後，該活塞體5即可在 唧筒座3之氣艙室31内進行往復式運作，並將空氣壓縮至 洩氣座32之内部容室320。 表單編號A0101 第6頁/共32頁 1002004604-0 201231815 本發明於洩氣座32設有複數只洩氣歧管321、322、 323、324 ’其中歧管321可連結〆個在其一端設有氣嘴 42之軟官41，另一歧管322亦可速結一個在其一端設有壓 力顯示錶44之軟管43，至於歧管323 ' 324可分別螺合功 能元件，如安全閥33、洩氣閥34 (可參考第五圖）或是 以塞件（圖中未示出）將歧管予以封閉。

别述所提及係屬於利用馬達12之輪心12 〇所設之小齒 輪13嚙合於大齒輪丨4的傳動模式，馬達12之軸心120是 穿伸過上圓孔22。再請配合第三及四圖，此種大功率馬 達10因無大、小齒輪組之傳動，其轴心1 〇 1係直接穿伸下 圓孔21並固定於定位板2。該大功率馬達10之轴心101並 叮、° s於重量旋轉盤1 9之軸孔1 90 '當然，藉由一鎖緊螺 栓192可將重量旋轉盤19完全鏔固於輛心1〇1上。該重量 旋轉盤19之偏心梢191可役動活塞體5在唧筒座3内進行上 下在復式運作。 體成型之主機殼1可分別提供二種不同傳動模式的

4ϋ^4©^it , ^ 與哪筒座3採活動組合的設汁方式，如第五圖所示意者 ，其中在定位板2設有定位孔29，於唧筒座3則設有定位 柱39藉由螺栓28予以鎖固即可，此等技術可依據發明 人所取得之US Patent No. 6, 655, 928作為參考。 空氣壓縮機藉由動力機構中之重量旋轉盤15/19上之 偏心梢151/191進行圓周式旋轉運動，進而連動活塞體5 之活塞桿51的樞轴孔510同步進行圓周旋轉運動，而活塞 桿51之活塞頭52在唧筒座3内進行上下往復式運動，如此 即可壓縮空氣並將空氣輸入茂氣座32内之内部容室320， 100102591 表單編號 A〇m S 7 頁/共 32 I 1002004604-0 201231815 再由歧管321及氣嘴42對待充氣物進行充氣之使用功能。 請參考第六圖，本發明之活塞體5，其於活塞桿51之 一端形成有一樞軸孔510 ,活塞桿51之另一端則延伸成一 活塞頭52，該活塞頭52頂端面係形成有一推氣作用面54 。依第六圖之視圖方向及以三維空間座標做為說明，前 述樞軸孔510之中央點ρ〇是平行於水平面或言位於χγ平面 ，推氣作用面54之中心點F〇與前述樞軸孔51〇之中央點ρ 之連線、〖是平行於ζ軸線，該連線lpf是垂直κΧΥ水平面G ;由推氣作用面54之平面中心點[〇依2軸方向延伸出—垂 直於自體推氣作用面54之垂線、，該垂線、並與Χγ平面 交集於SPi，該點？〗與中央點p〇形成一長度距離1。如第 六及十六圖相比較（為了凸顯推氣作用面之平面狀態， 故活塞頭上其它次要部件不在第六及十六圖中示出）， 習知活塞體98之推氣作用面982之Z轴向連線lfp，以推氣 作用面982之平面中心點F9依Z軸方向所延伸之垂直於自 體推氣作用面982之垂線lv，二#連線ifp及垂線1相為 重疊的狀態’然本發明活塞體5中之連線1與垂線！祐 pf v北 非重疊之狀態而是形成有一距離長度1，更進一步而言， 活塞頭5 2之推氣作用面5 4與XY水平面並非相平行狀態而 是形成一傾斜角度不為零之，亦即活塞頭52之推氣作 用面54相對於活塞桿51係呈現一角度及斜面之狀態者。 請參考第七及八圖，主機殼1之定位板2上所具有之 上圓孔22及下圓孔21’其分別具有一中心轴點P 、p ， 4 3 由中心轴點P4、P3所延伸之假想線丫2、Yi均是平行於χγ 水平面。唧筒座3之筒柱内部空間在中心點的垂直線V係 平行於ζ軸向’其中垂直線v與假想線丫2相互交集出—交 100102591 表單編號Α0101 第8頁/共32頁 1002004604-0 201231815 =點p6 ’然而垂直線v與假想線Υι則互不相交集，亦即如 圖之視圖方向，在相對於垂直線v而論，該中心轴點 二與中心軸點p4之間會形成一角度請參考第九圖， \ 虱艙至31之内頂壁處相應於前述活塞頭52之推氟 ^用面54之斜面角度則呈現一具有角度03之斜頂壁 U。因此當驅動機構中之重量旋轉盤丨5的中 心軸140定 於下圓孔21且偏心梢151樞結於前述活塞桿51之樞軸扎 51 π ’馬達12啟動後，活塞桿51之樞轴孔51〇會以下圓孔 _ 21為中心進行圓周旋轉運動，活塞桿51另端之活塞頭52 則可在听筒座3内進行上下往復式之直線運動。請同時參 考第十至十五圖’活塞桿51框轴孔510位於下死點如第十 圖所不’當馬達12啟動後，活塞頭52之推氣作用面54開 始進订如第十一、十二圖所示之推進衧程的動作，在此 推進仃程壓縮空氣的動作中，活塞頭52之推氣作用面54 與05卩筒座3在Z軸向的中心垂直轴線係相互垂直的狀態， 因此整個活塞頭52與唧筒座3内之圓柱狀内壁周 面312能 持更佳的氣密性’亦即能提导壓縮空氣的效能，活塞 頭52_間到達上死點，如第十兰圖，在此同時，斜面狀 之·推乳作用面54與斜頂壁311亦能形成氣密式及安全地相 把觸°當活塞項52由上死點往下運作的退後行程可如第 十四 '十五圖所示’此階段活塞頭52之推氣作用面54與 W筒座3在Z轴向的中心垂直轴線係形成大角度傾斜的狀 •4 ’能加大活塞頭52與唧筒座3之内壁周面312間的間隙 313 (如第十四圖所示），有利於進氣及活塞52的後退動 作’直至活塞頭52退後行程到如第十圖所示下死點之位 置’如此致令活塞頭52能在唧筒座3内進行往復式上下直 100102591 表單編號 A0101 第 9 頁/共 32 頁 1002004604-0 201231815 線運動，由於活塞頭52在推進行程能氣密性壓縮空氣及 在退後行程中能加快活塞頭52後退之速率，因此能大大 地提升空氣壓縮機之壓縮空氣的效能。為了配合活塞頭 52推氣平面上作為固定金屬簧片（圖中未示出）之一端 的定位柱55及用於抵擋金屬簧片另端之擋柱56，於唧筒 座3之斜頂壁311處亦設有相配合的凹穴314、315，如此 可使推氣作用面54與斜頂壁311能更佳及有效地相接觸貼 合。 統觀前論，習知活塞體之活塞頭的推氣作用面係平 行於水平面，然本發明之活塞頭的推氣作用面則是與水 平面呈非水平狀態而具有一斜面角度。再方面，習知空 氣壓縮機主機殼之定位板所設之二圓孔，其中心軸點所 延伸之中心橫軸線與圓筒型背筒座所延伸之筒軸中心線 係為相交集的，然本發明之主機殼的定位板設有一在相 對於唧筒座之筒軸中心線係形成一斜偏式的圓孔，此種 相搭配構造特徵能讓活塞體在推進行程中能維持更佳及 有效的氣密效果及在退後行程中能加快活塞體後退的速 度，亦即在整個推進、退後行程中能大幅提升空氣壓縮 機在壓縮空氣時之使用效益。本發明不僅在構造上具有 創新性，而此種異於習知構造的創新設計亦能提升空氣 壓縮機的使用效益，顯然亦具有進步性。 【圖式簡單說明】 [0005] 100102591 第一圖：係空氣壓縮機之構造分解圖。 第二圖：係第一圖之立體組合圖。 第三圖：係空氣壓縮機之另一構造分解。 第四圖：係第三圖之立體組合圖。 表單編號A0101 第10頁/共32頁 1002004604-0 201231815 第五圖：係主機殼中之定位板與唧筒座採分離式組合之 示意圖。 第六圖：係活塞體之構造示意圖。 第七圖：係主機殼正面之構造示意圖。 第八圖：係主機殼側面之構造示意圖。 第九圖：係活塞體動力機構與主機殼相結合後之部分剖 面示.意圖。 Ο [0006] 第十至十五圖：係活塞體在唧筒座内之動作圖。 第十六圖：係習知活塞體構造示意圖。 第十七圖：係習知活塞體容納於唧筒座内之示意圖。 【主要元件符號說明】 Ο 100102591 (1)主機殼 (10 )大功率馬達 (101)軸心 (12)馬達 (120)軸心 (13)小齒輪 (14)大齒輪 (14 0 )中心軸 (15)重量旋轉盤 (151 );偏心梢 (19)重量旋轉盤 (190)軸孔 (191)偏心梢 (192)鎖繁螺栓 (2)定位板 (21)下圓孔 (22)上圓孔 (28)螺栓 (29)定位孔 (3)唧筒座 (31)氣艙室 (311)斜頂壁 (312)内壁周面 (313)間隙 (314)(315)凹穴 (32)洩氣座 (320)内部容室 (321)(322)(35 歧管 表單編號A0101 第u 真/共32頁 1002004604-0 201231815 (33)安全閥 (39)定位柱 (42)氣嘴 (44)壓力顯示錶 (51) 活塞桿 (52) 活塞頭 (55)定位柱 (90)定位板 (911)氣艙室 (932)樞軸孔 (95) 大齒輪 (96) 重量旋轉盤 (97) 小齒輪 (98) 活塞體 (982)推氣作用面 (34)洩氣閥 (41)軟管 (43)軟管 (5)活塞體 (51 0)樞轴孔 (54)推氣作用面 (56)擋柱 (91)唧筒座 (912)頂壁面 (94)馬達 (951)中心轴 (961)曲柄梢 (971)中心軸 (981)活塞頭 (983)活塞桿 100102591 表單編號A0101 第12頁/共32頁 1002004604-0

Claims (1)

1. 201231815 七、申請專利範圍： 1 . 一種空氣壓縮機，包括有： 一主機殼，於主機殼上具有一唧筒座及具有二圓孔之定位 板，上圓孔可定位一動力機構，下圓孔則可定位一在本體 上設有一偏心梢的重量旋轉盤，該下圓孔中心點所延伸之 中心橫軸線與圓筒型唧筒座所延伸之筒轴中心線係互不相 交集； 一活塞體，其係由在一端設有樞軸孔之活塞桿及由該活塞 桿另端所延伸出之活塞頭所組成，活塞桿之樞軸孔端可受 0 動於動力機構，活塞頭則可容納在唧筒座内並進行上下往 復式之直線運動； 藉著此種構造可讓活塞頭在唧筒座内所進行往復式壓縮空 氣的氣密效能更為提升者。 2. 如申請專利範圍第1項所述之空氣壓縮機，其中，前述活 塞頭頂端面係形成一非與水平面相平行而具有傾斜面之推 氣作用面。 3. 如申請專利範圍第1項所述之空氣壓縮機，其中，於唧筒 〇 座之氣艙室頂端設有一相稱於前述推氣作用面之傾斜面的 斜頂壁，使推氣作用面與斜頂壁能形成氣密式及安全地相 抵觸。 4. 如申請專利範圍第1項所述之空氣壓縮機，其中，動力機 構中至少包括有一馬達、一重量旋轉盤，而前述定位板上 至少設有一下圓孔，馬達可固定於前述主機殼之定位板上 ，馬達軸心則穿伸前述下圓孔並結合於重量旋轉盤上，前 述重量旋轉盤上具有一偏心梢，該偏心梢樞固於前述活塞 100102591 表單編號A0101 第13頁/共32頁 1002004604-0 201231815 體之活塞桿上的枢軸孔處，當馬達作動時，活塞頭上之傾 斜狀的推氣作用面在唧筒座内更能維持氣密性推進動作及 加快活塞頭後退動作之速率。 5 .如申請專利範圍第4項所述之空氣壓縮機，其中，動力機 構中另具有大齒輪、小齒輪，而定位板另設有一上圓孔， 小齒輪固定於前述馬達之軸心並穿伸於定位板上之上圓孔 ，大齒輪之中心轴柩固於定位板之下圓孔且大齒輪同時固 定前述具有偏心梢之重量旋轉盤，前述偏心梢枢固於前述 活塞體之活塞桿上的樞軸孔處，當馬達作動時，活塞頭上 之傾斜狀的推氣作用面在唧筒座内更能維持氣密性推進動 作及加快活塞頭後退動作之速率。 6 .如申請專利範圍第3項所述之空氣壓縮機，其中，唧筒座 斜頂壁上設有凹穴，用於配合前述活塞頭上所凸出之定位 柱及播柱。 7.如申請專利範圍第2項所述之空氣壓縮機，其中，活塞頭 頂端之推氣作用面的中心點與活塞桿之枢軸孔的中央點， 此兩點間之連線係垂直於水平面之一垂線，而由推氣作用 面中心點所延伸出之自體垂直軸線則非垂直於水平面，前 述垂線及自體垂直軸線二者與水平面之相交集點間形成有 一長度距離者。 8 .如申請專利範圍第1項所述之空氣壓縮機，其中，定位板 與唧筒座係可一體成型為主機殼者。 9 .如申請專利範圍第1項所述之空氣壓縮機，其中，定位板 與唧筒座係可為分離式組合成為主機殼者。 10. —種空氣壓縮機，包括有： 一主機殼，於主機殼上具有一唧筒座及具有二圓孔之定位 100102591 表單編號A0101 第14頁/共32頁 1002004604-0 201231815 板，上圓孔可定位一動力機構，下圓孔則可定位一在本體 上,設有一偏心梢的重量旋轉盤，該下圓孔中心點所延伸之 中心橫軸線與圓筒型唧筒座所延伸之筒軸中心線係互不相 交集； 一活塞體，其係由在一端設有樞軸孔之活塞桿及由該活塞 桿另端所延伸出之活塞頭所組成，活塞桿之枢軸孔端可受 動於動力機構，活塞頭則可容納在唧筒座内並進行上下往 復式之直線運動，活塞頭頂端面係形成一非與水平面相平 行而具有傾斜面之推氣作用面； 〇 藉著此種構造可讓活塞頭在唧筒座内所進行往復式壓縮空 氣的氣密效能更為提升者。 100102591 表單編號A0101 第15頁/共32頁 1002004604-0