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WO2009133721A1 - コンプレッサ装置 - Google Patents

コンプレッサ装置 Download PDF

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WO2009133721A1
WO2009133721A1 PCT/JP2009/053512 JP2009053512W WO2009133721A1 WO 2009133721 A1 WO2009133721 A1 WO 2009133721A1 JP 2009053512 W JP2009053512 W JP 2009053512W WO 2009133721 A1 WO2009133721 A1 WO 2009133721A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
valve
compressed air
air
exhaust port
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/053512
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
義秀 児島
孝明 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to CN2009801151862A priority Critical patent/CN102016310B/zh
Priority to EP09738658.5A priority patent/EP2275679B1/en
Priority to US12/988,599 priority patent/US8562306B2/en
Publication of WO2009133721A1 publication Critical patent/WO2009133721A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/06Mobile combinations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10Adaptations or arrangements of distribution members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2207/00External parameters
    • F04B2207/70Warnings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2207/00External parameters
    • F04B2207/70Warnings
    • F04B2207/701Sound
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8158With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8158With indicator, register, recorder, alarm or inspection means
    • Y10T137/8225Position or extent of motion indicator
    • Y10T137/8275Indicator element rigidly carried by the movable element whose position is indicated

Definitions

  • the present invention is suitable for filling tire air, and can accurately notify that the pressure of the generated compressed air has reached the reference pressure without using a pressure gauge, and at a specified pressure determined as the reference pressure.
  • the present invention relates to a compressor device capable of filling tires with air.
  • the apparatus a includes a motor b, a compressor main body c for generating compressed air, an air feeding means d for sending the generated compressed air to the tire, a pressure gauge e for measuring the pressure of the generated compressed air, and a compressor main body and a relief valve f as a safety valve that relieves overpressure due to c.
  • the compressed air generated is filled in the tire by connecting the air feeding means d to the tire and driving the motor b.
  • the user looks at the pressure gauge e and recognizes that the compressed air has reached a designated pressure for filling the tire.
  • the designated pressure for filling the tire is usually set in the range of 200 to 250 kPa for each vehicle type. Therefore, when refilling a tire whose pressure has decreased during use or filling a punctured tire with air, the user fills in the air while looking at the pressure gauge. It is necessary to stop the device when the pressure is reached. JP 2005-344570 A
  • the present invention is based on the use of a relief valve that has been used as a safety valve in the past as a detection means, and eliminates the pressure gauge to reduce costs while checking whether the compressed air has reached a specified pressure. It is an object of the present invention to provide a compressor device that can clearly notify the user, suppress variation in judgment by the user, and fill a tire with a specified pressure with high accuracy.
  • the invention of claim 1 of the present application provides a storage case, motor, A rotating shaft driven to rotate by the motor; A rod attached to the rotating shaft via a crank, a piston disposed at an end of the rod, a cylinder that accommodates the piston in a reciprocating manner and forms a cylinder chamber that compresses air with the piston; A compressor body having An air supply means having an air supply passage for sending compressed air from the cylinder chamber to the tire; And when the pressure of the compressed air from the cylinder chamber exceeds a reference pressure, a detection means for notifying the user and prompting the motor to stop is attached.
  • the detection means includes A valve flow path having one end connected to the air supply flow path and an exhaust port provided at the other end, and the valve flow path is opened when the compressed air pressure exceeds the reference pressure.
  • a valve body having an on-off valve portion for exhausting from the exhaust port; The outer surface protrudes beyond the outer surface of the storage case from the normal position that is arranged at the exhaust port and the outer surface is kept flush with or inward of the outer surface of the storage case by the pressure of the exhaust air from the exhaust port. Detection cap pushed up to position, And holding means for holding the detection cap in the normal position when the compressed air is below a reference pressure.
  • the present invention when the pressure of the compressed air from the cylinder chamber exceeds the reference pressure, a detecting means for notifying the user of the fact and urging the motor to stop is attached. Therefore, the judgment variation of the user can be suppressed. Therefore, the tire can be filled with air with high accuracy and efficiency at a pressure close to the specified pressure.
  • a relief valve conventionally used as a safety valve for preventing damage due to overpressure is used as the valve body, and the reference pressure is set to the tire filling pressure determined for each vehicle type. Therefore, in the valve body, when the compressed air reaches the reference pressure (the tire filling pressure determined for each vehicle type), the compressed air can be exhausted from the exhaust port. Further, the detection cap is pushed up to the protruding position where the outer surface of the detection cap protrudes beyond the outer surface of the storage case by the pressure of the exhaust air. Therefore, it can be clearly notified by the smaller movement of the detection cap that the compressed air has exceeded the reference pressure. That is, it is possible to suppress variations in the determination of motor stop. Further, the detection means has a simple structure and can eliminate the conventional pressure gauge, which can contribute to cost reduction and downsizing of the apparatus.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a compressor device of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the inside.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the compressor body.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an operating state of the compressor body.
  • 5A and 5B are cross-sectional views showing the first embodiment of the detection means.
  • 6 (a) and 6 (b) are cross-sectional views showing a second embodiment of the detection means.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing the relationship between the opening / closing amount of the opening / closing valve section and the pressure of compressed air.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a conventional compressor device.
  • the compressor apparatus 1 includes a storage case 2 having a motor M, a rotary shaft 11 driven to rotate by the motor M, and a cylinder chamber 15 for compressing air.
  • a storage case 2 having a motor M, a rotary shaft 11 driven to rotate by the motor M, and a cylinder chamber 15 for compressing air.
  • the storage case 2 is a horizontally-oriented flat rectangular box, and in this example, is formed so as to be disassembled into upper and lower case portions 2A and 2B.
  • As the motor M various commercially available DC motors that operate with a 12V DC power source of an automobile can be used.
  • a power cord 19 having a power plug 19A that can be connected to a car cigarette lighter socket at the tip is connected to the motor M via a power switch SW that is attached to the upper surface of the storage case 2.
  • the compressor body 10 includes a rod 13 attached via a crank 12 to a rotary shaft 11 that is rotationally driven by the motor M, and a piston 14 disposed at the end of the rod,
  • the piston 14 is accommodated so as to be capable of reciprocating, and a cylinder 16 that forms a cylinder chamber 15 for compressing air between the piston 14 is provided.
  • a known speed reduction mechanism 20 using, for example, a gear, a pulley, or the like is interposed between the motor M and the rotation shaft 11, and the rotation of the motor M is reduced to about 1/3 to 1/8. Is communicating to.
  • a piston 14 is disposed at the other end of the rod 13.
  • the rod 13 and the piston 14 are formed as an integrally molded body made of FRP.
  • the piston 14 has an intake hole 22A extending through the piston 14 in the axial direction, and the intake hole 22A has a spring property from the piston front side.
  • the intake valve 22 is formed using a valve body 22B such as an elastic body such as rubber, synthetic resin, or metal.
  • the piston 14 is housed in the inner cavity of the cylinder 16 and forms a cylinder chamber 15 in which air can be compressed.
  • a ring seal member 23 is attached to the outer periphery of the piston 14 to maintain airtightness with the cylinder 16.
  • the compressor body 10 opens the intake valve 22 to allow air to flow into the cylinder chamber 15 through the intake hole 22 ⁇ / b> A, and the piston 14.
  • the intake valve 22 is closed to compress the air in the cylinder chamber 15 and increase the pressure.
  • the cylinder 16 is provided with air supply means 18 having an air supply passage 18A for sending compressed air from the cylinder chamber 15 to the tire.
  • the air supply means 18 includes a surge tank section 26 having a surge tank chamber 25 connected to the cylinder chamber 15 via a compressed air inlet 24 inside.
  • the surge tank chamber 25 stores compressed air through a small hole-shaped compressed air inlet 24 and suppresses pressure pulsation caused by the piston 14.
  • the compressed air inlet 24 can be provided with a check valve, and the intake valve 22 can be formed in the cylinder 16.
  • the surge tank portion 26 is provided with a nipple-like connection portion 28 for detachably connecting a compressed air supply hose 27, and the air supply means 18 is connected to the surge tank portion 26. And the hose 27.
  • the compressor device 1 of the present invention is provided with detection means 7 that informs the user of the fact that the compressed air pressure from the cylinder chamber 15 exceeds the reference pressure P and prompts the motor M to stop. ing.
  • the detection means 7 includes a valve body 30, a detection cap 31, and a holding means 32 as shown in FIG.
  • the valve body 30 includes a valve flow path 30A having one end communicating with the air supply flow path 18A and an exhaust port 33 at the other end, and the pressure of the compressed air interposed in the valve flow path 30A being the reference pressure P. And an opening / closing valve part 34 for opening the valve flow path 30A and exhausting compressed air from the exhaust port 33 when the pressure exceeds the above.
  • the valve body 30 includes a tubular housing 35 protruding upward from the surge tank portion 26, and a tapered cone-shaped valve seat portion 35a1 is formed at the lower end side of the center hole 35a.
  • an inner screw portion 35a2 is formed on the upper end side.
  • An adjustment screw 36 is screwed onto the inner screw portion 35a2, and a valve shaft 37 is disposed in the center hole 35a so as to press the valve seat portion 35a1 and close the valve seat portion 35a1.
  • a push spring 38 that urges the valve shaft 37 downward is disposed between the adjustment screw 36 and the valve shaft 37.
  • the adjustment screw 36 is formed with a conduction hole 36A having one end communicating with the center hole 35a and the other end opened at the exhaust port 33 on the upper end surface of the adjustment screw 36. Accordingly, the valve flow path 30A is formed by the center hole 35a and the conduction hole 36A, and the on-off valve portion 34 is formed by the valve seat portion 35a1 and the valve shaft 37.
  • the valve main body 30 can overcome the push spring 38 and lift the valve shaft 37 when the pressure of the compressed air in the surge tank chamber 25 rises and exceeds the reference pressure P. Air is exhausted from the exhaust port 33 through the valve channel 30A.
  • the reference pressure P is a tire air filling pressure set for each vehicle type, and can be adjusted by screw rotation of the adjusting screw 36 as required. For example, when the adjustment screw 36 is tightened, the push spring 38 is contracted and the on / off valve portion 34 is pressed downward more strongly by the reaction force, so that the pressure for pushing up the on / off valve portion 34 increases, and conversely the adjustment screw 36 is loosened. And the pressure increases.
  • the air filling pressure that is, the reference pressure P can be adjusted by changing the tightening amount of the adjusting screw.
  • the reference pressure is a safety reference pressure determined to prevent damage due to overpressure of the compressor, and is different from the valve main body 30 in this respect.
  • the detection cap 31 is disposed at the exhaust port 33, and from the normal position Y1 where the outer surface 31S is kept flush with or inward of the outer surface 2S of the storage case 2 due to the pressure of the exhaust air from the exhaust port 33.
  • the outer surface 31S is pushed up to the protruding position Y2 that protrudes beyond the outer surface 2S of the storage case 2. As a result, the user can visually recognize that the compressed air has exceeded the reference pressure P.
  • the detection cap 31 is a bottomed cap body in which the upper end of a cylindrical barrel portion 39 is closed by a bottom plate portion 40.
  • the barrel portion 39 is a large-diameter portion 39a surrounding the adjustment screw 36.
  • a stepped shape having a small-diameter portion 39c continuous through a step portion 39b on the upper end side is illustrated.
  • the storage case 2 is formed with a guide hole 41 for guiding the detection cap 31 so as to be slidable up and down by loosely inserting the body 39 (small diameter portion 39c in this example).
  • a spring body 42 that urges the detection cap 31 downward is disposed between the outer surface of the stepped portion 39b and the storage case 2.
  • the detection cap 31 when the compressed air is equal to or lower than the reference pressure P, the detection cap 31 is held at the normal position Y1 where the inner surface of the stepped portion 39b comes into contact with the upper surface of the adjusting screw 36 due to the biasing by the spring body 42. Therefore, in this example, the spring body 42 constitutes the holding means 32.
  • the pressure of the exhaust air from the exhaust port 33 can overcome the urging force of the spring body 42 and push up the detection cap 31 to the protruding position Y2.
  • the detection cap 31 moves from the normal position Y1 where the outer surface 31S is kept flush with or inward of the outer surface 2S of the storage case 2 to the protruding position Y2 where the outer surface 31S protrudes beyond the outer surface 2S of the storage case 2.
  • the protruding height L1 of the outer surface 31S at the protruding position Y2 from the outer surface 2S is preferably 2.0 mm or more, more preferably 3.0 mm or more, and the outer surface 31S at the normal position Y1.
  • the depth L2 of the recess from the outer surface 2S is preferably greater than 0 mm, and more preferably in the range of 0.5 to 1.5 mm. Since the compressor body 10 vibrates during operation of the apparatus, it is difficult to recognize the protrusion of the detection cap 31 when the protrusion height L1 is less than 2.0 mm. Even if the detection cap 31 is too small, it is difficult for the user to recognize the movement. Accordingly, the diameter D of the outer surface 31S of the detection cap 31 is preferably 5.0 mm or more. The user recognizes the movement of the detection cap 31 and stops the motor M. Therefore, it is preferable that the detection cap 31 is disposed adjacent to the power switch SW.
  • the opening / closing valve portion 34 remains closed by a biasing force of the pressing spring 38 at a pressure p 1 or less, but when the pressure reaches a certain pressure p 1, the valve body 30 opens and closes.
  • the valve part 34 opens slightly and discharges compressed air.
  • the opening amount of the on-off valve portion 34 gradually increases, and finally reaches a fully open state (a state in which the on-off valve portion 34 remains open). Therefore, in the valve main body 30, a slight pressure difference ⁇ p is generated between the pressure p1 at which the on-off valve portion 34 starts to move and the pressure p2 when the valve body 30 is fully opened.
  • the detection cap 31 also moves following the movement of the on-off valve portion 34. That is, the detection cap 31 repeats the entering / exiting operation of jumping out and retracting from the pressure p1, and the popping amount and the popping time are gradually increased. It will continue to pop out. Therefore, in the first embodiment, the maximum protrusion amount is set as the protrusion height L1. Further, there is a possibility that the judgment of the user may vary due to the pressure difference ⁇ p. Therefore, in the case of the detection means 7 of the first embodiment, when the detection cap 31 stops the entering / exiting operation (at the time of maximum jumping out). It is preferable to use a judgment criterion.
  • the holding means 32 is formed by a magnet 46 that is attached to the bottom plate portion 40 of the detection cap 31 and is attracted toward the exhaust port 33.
  • a small gap K is formed between the magnet 46 and the adjusting screw 36 by, for example, the lower end of the detection cap 31 coming into contact with a stopper 44 provided in the storage case 2.
  • the small gap K is set to a distance at which the attractive force F between the magnet 46 and the adjusting screw 36 is substantially equal to the pressure p2 when the on-off valve portion 34 is fully opened.
  • the detection cap 31 can be stopped at the normal position Y1 because the suction force F is large.
  • the detection cap 31 can be moved from the normal position Y1 to the protruding position Y2.
  • FIG. 7 conceptually shows the movement of the detection cap 31 in the first and second embodiments in correspondence with the movement of the on-off valve section 34.
  • the protrusion height L1 can be secured up to, for example, 20 mm or more, and can be clearly recognized by the user. . If the protruding height L1 exceeds 20 mm, the storage case 2 becomes unnecessarily large, which is not preferable.
  • the upper limit is preferably 15 mm or less, and more preferably 10 mm or less.
  • the magnet 46 is formed to have substantially the same diameter as the inner surface of the bottom plate portion 40 of the detection cap 31 in order to cause the attractive force to act stably.
  • the thickness of the magnet 46 is preferably 3.0 mm or less, further 2.0 mm or less, and more preferably 1.5 mm or less. If the magnet 46 is too thin, the detection cap 31 tends to be pushed up before the on-off valve portion 34 is fully opened. Therefore, the lower limit of the thickness of the magnet 46 is preferably 1.0 mm or more.
  • the detection means 7 is configured such that the flow path portion on the exhaust port 33 side of the valve flow channel 30A, that is, the conduction hole 36A forms the resonance tube 45, and the exhaust air from the exhaust port 33 has a frequency of 2000 Hz or more.
  • a high-frequency sound (referred to as a beep for convenience) is generated.
  • the diameter d of the resonance tube 45 is preferably in the range of 1.2 to 2.5 mm, and if it is less than 1.2 mm, the amount of discharged air is too small and the sound pressure of the beep is low. Cannot be recognized.
  • the length J of the resonance tube 45 is also important for the sound pressure of a beep sound. A longer length J of 8.0 mm or more is more advantageous for sound pressure and can improve recognition.
  • the operation sound generated from the compressor body 10 is mainly from 800 to 1800 Hz, the recognizability can be improved by setting it to 2000 Hz or more.
  • the upper limit is preferably 10,000 Hz or less.
  • the sound pressure of the entire sound including the operating sound is increased by 1 dB (A) or more due to the generation of a beep sound, and if it is less than 1 dB (A), the recognition performance is lacking.
  • Such a resonance tube 45 can also be formed when the holding means 32 is a spring body 42.
  • the compressor device 1 of the present invention is not only used for filling air of a tire whose internal pressure is reduced, but also, for example, a compressor device described in JP-A-2005-344570. Can be used as a compressor device for a puncture repair system.
  • a prototype of the compressor device 1 having the structure shown in FIG. 2 is manufactured according to the specifications shown in Table 1, and each compressor device 1 is used to fill a tire having a tire size of 195 / 65R15 from an internal pressure of 0 to a specified internal pressure (250 kPa). The internal pressure during the operation of the detection cap 31 was measured.
  • the valve body 30 is set so that the reference pressure P is 250 kPa in the fully opened state.
  • the detection cap 31 is made of nylon resin (red) having an outer diameter of 14 mm and an inner diameter of 12 mm, or the protruding height L1 at the protruding position Y2 is 7 mm.
  • a magnet 46 having an outer diameter of 12 mm and a thickness of 1.0 mm was used.
  • the first embodiment there is a pressure difference of about 30 kPa between the pressure P1 at which the detection cap 31 starts to jump out and the pressure P2 at the time of maximum jumping out.
  • a pressure difference of about 30 kPa between the pressure P1 at which the detection cap 31 starts to jump out and the pressure P2 at the time of maximum jumping out.
  • the diameter d of the conduction hole 36 ⁇ / b> A was changed based on the specifications in Table 2, and the recognizability by the beep sound when the conduction hole 36 ⁇ / b> A was formed as the resonance tube 45 was tested.
  • the recognizability was evaluated in four stages of ⁇ , ⁇ , ⁇ , and ⁇ by the sensory evaluation of the inspector.
  • the sound pressure was measured by installing a microphone at a position 50 cm above the compressor device 1.
  • the length J of the conduction hole 36A is 8.0 mm
  • the inner diameter of the center hole 35a of the housing 35 is 8.0 mm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

 圧力計を排除してコストダウンを図りながら、圧縮空気が指定圧力に達したかどうかを明確に認識させる。  モータMと、回転軸11と、シリンダ室15を有するコンプレッサ本体10と、シリンダ室15からの圧縮空気の圧力が基準圧力Pを超えたとき、そのことを使用者に知らせる検知手段7とを具える。検知手段7は、排気口33を設けたバルブ流路30Aと、圧縮空気の圧力が基準圧力Pを超えたとき該バルブ流路30Aを開放させて前記排気口33から排気させる開閉弁部34とを有するバルブ本体30、排気口33に配され、かつ排気口33からの排気空気の圧力により、通常位置Y1からはみ出し位置Y2まで押し上げられる検出キャップ31、及び圧縮空気が基準圧力P以下のときに前記検出キャップ31を前記通常位置Y1に保持する保持手段32を具える。

Description

コンプレッサ装置
 本発明は、タイヤ空気充填用として好適であり、発生する圧縮空気の圧力が基準圧力に到達したのを、圧力計を用いることなく精度良く知らせることができ、この基準圧力として定まる指定圧力にてタイヤに空気を充填しうるコンプレッサ装置に関する。
 タイヤに圧縮空気を充填するコンプレッサ装置として、例えば図8に示すものが提案されている(例えば特許文献1参照)。この装置aは、モータbと、圧縮空気を発生させるコンプレッサ本体cと、発生する圧縮空気をタイヤに送る空気送給手段dと、発生する圧縮空気の圧力を測定する圧力計eと、コンプレッサ本体cによる過圧を逃がす安全弁としてのリリーフバルブfとを含んで構成されている。
 そして前記空気送給手段dをタイヤに接続し、かつモータbを駆動させることにより、発生する圧縮空気をタイヤに充填する。このとき、使用者は圧力計eを見て、圧縮空気がタイヤ充填のための指定圧力に到達したことを認識する。
 ここで、タイヤ充填のための指定圧力は、例えば乗用車の場合、通常200~250kPaの範囲で、車種毎に設定されている。従って、使用中に圧力が減ったタイヤに空気を補充したり、パンクしたタイヤに空気を充填する場合には、使用者は、圧力計を見ながら空気を充填し、車種毎に設定された指定圧力に達したときに装置を停止させるという作業が必要となる。
特開2005-344570号公報
 しかしながら、圧力計では指定圧力に到達したがどうかが不明瞭であるため、使用者による判断にバラツキが生じやすく、指定圧力で精度良くタイヤに空気を充填することが難しいという問題がある。なお空気を入れすぎた場合には、減圧させる操作が余分に必要となるため、作業時間の増加を招く。
 そこで本発明は、従来安全弁として使用されていたリリーフバルブを検知手段に活用することを基本として、圧力計を排除してコストダウンを図りながら、圧縮空気が指定圧力に到達したかどうかを使用者に明確に知らせることができ、使用者による判断バラツキを抑え、タイヤに指定圧力を高精度で充填させうるコンプレッサ装置を提供することを目的としている。
 前記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、収納ケースに、
 モータ、
 該モータにより回転駆動される回転軸、
 この回転軸にクランクを介して取り付けられるロッドと、そのロッド端に配されるピストンと、該ピストンを往復動可能に収容するとともに前記ピストンとの間で空気を圧縮するシリンダ室を形成するシリンダとを有するコンプレッサ本体、
 前記シリンダ室からの圧縮空気をタイヤに送る空気送給流路を有する空気送給手段、
 及び前記シリンダ室からの圧縮空気の圧力が基準圧力を超えたとき、そのことを使用者に知らせて前記モータの停止を促す検知手段を取り付けるとともに、
 前記検知手段は、
  空気送給流路に一端が通じかつ他端に排気口を設けたバルブ流路と、このバルブ流路に介在し圧縮空気の圧力が前記基準圧力を超えたとき該バルブ流路を開放させて前記排気口から排気させる開閉弁部とを有するバルブ本体、
  前記排気口に配され、かつ前記排気口からの排気空気の圧力により、外面が前記収納ケースの外面と面一或いは内方に控える通常位置から、外面が前記収納ケースの外面から越えてはみ出すはみ出し位置まで押し上げられる検知キャップ、
  及び前記圧縮空気が基準圧力以下のときに前記検知キャップを前記通常位置に保持する保持手段を具えることを特徴としている。
 本発明は叙上の如く、シリンダ室からの圧縮空気の圧力が基準圧力を超えたとき、そのことを使用者に知らせてモータの停止を促す検知手段を取り付けている。そのため、使用者の判断バラツキを抑えることができる。従って、指定圧力に近い圧力で、タイヤに空気を高精度でかつ能率良く充填することができる。
 又前記検知手段では、バルブ本体として、従来、過圧による破損防止のための安全弁として用いられるリリーフバルブを利用し、その基準圧力を車種毎に定まるタイヤの充填圧力に設定している。従って、前記バルブ本体では、圧縮空気が基準圧力(車種毎に定まるタイヤの充填圧力)に到達したとき、その排気口から圧縮空気を排気できる。又検知キャップは、前記排気空気の圧力により、その外面が収納ケースの外面から越えてはみ出すはみ出し位置まで押し上げられる。そのため、圧縮空気が基準圧力を超えたことを、検知キャップのより小さい動きで明確に知らせることができる。即ち、モータ停止の判断バラツキを抑えうる。又検知手段は、構造簡易であり、又従来の圧力計を排除しうるため、コストダウン及び装置の小型化に貢献しうる。
図1は、本発明のコンプレッサ装置の一実施例を示す斜視図である。 図2は、その内部を示す斜視図である。 図3は、コンプレッサ本体を示す分解斜視図である。 図4は、コンプレッサ本体の作動状態を示す断面図である。 図5(a)、(b)は、検知手段の第1実施形態を示す断面図である。 図6(a)、(b)は、検知手段の第2実施形態を示す断面図である。 図7は、開閉弁部の開閉量と圧縮空気の圧力との関係を示す概念図である。 図8は、従来のコンプレッサ装置を示す斜視図である。
符号の説明
2 収納ケース
7 検知手段
10 コンプレッサ本体
11 回転軸、
12 クランク
13 ロッド
14 ピストン
15 シリンダ室
16 シリンダ
18 空気送給手段
18A 空気送給流路
30 バルブ本体
30A バルブ流路
31 検知キャップ
32 保持手段
33 排気口
34 開閉弁部
42 バネ体
45 共鳴管
46 磁石
M モータ
P 基準圧力
Y1 通常位置
Y2 はみ出し位置
 以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図1、2に示すように、本実施形態のコンプレッサ装置1は、収納ケース2に、モータMと、該モータMにより回転駆動される回転軸11と、空気を圧縮するシリンダ室15を有するコンプレッサ本体10と、前記シリンダ室15からの圧縮空気をタイヤに送る空気送給手段18と、前記シリンダ室15からの圧縮空気の圧力が基準圧力Pを超えたとき、そのことを使用者に知らせて前記モータMの停止を促す検知手段7とを取り付けている。
 前記収納ケース2は、横置きの偏平矩形状の箱体であり、本例では上下のケース部2A、2Bに分解可能に形成される。又前記モータMとしては、自動車の12V直流電源で作動する市販の種々のDCモータが採用できる。このモータMには、自動車のシガーライターソケットに接続可能な電源プラグ19Aを先端に設けた電源コード19が、前記収納ケース2の上面に取り付く電源スイッチSWを介して接続されている。
 次に、前記コンプレッサ本体10は、図3に示すように、前記モータMにより回転駆動される回転軸11にクランク12を介して取り付けられるロッド13と、そのロッド端に配されるピストン14と、該ピストン14を往復動可能に収容するとともに前記ピストン14との間で空気を圧縮するシリンダ室15を形成するシリンダ16とを具える。なおモータMと回転軸11との間には、例えばギヤー、プーリなどを用いた周知の減速機構20が介在し、モータMの回転を1/3~1/8程度に減速して回転軸11に伝達している。
 又前記クランク12には、支持ピン21を介して前記ロッド13の一端が回転自在に枢支される。又ロッド13の他端には、ピストン14が配される。本例では、前記ロッド13とピストン14とはFRPからなる一体成形体として形成される。又本例では、ピストン14には、図3、4に示すように、該ピストン14をその軸芯方向に貫通してのびる吸気孔22Aと、この吸気孔22Aをピストン前面側からバネ性を有して閉じる、例えばゴム、合成樹脂、金属等の弾性体などの弁体22Bとを用いた吸気弁22が形成される。このピストン14は、前記シリンダ16の内腔内に収納され、該ピストン14との間で空気を圧縮しうるシリンダ室15を形成する。なおピストン14の外周には、リングシール材23が取り付けられ、シリンダ16との間の気密性が維持される。
 このコンプレッサ本体10は、前記ピストン14がシリンダ室15の容積を増加させる向きに後退移動するとき、前記吸気弁22が開いて吸気孔22Aからシリンダ室15内に空気を流入させるとともに、前記ピストン14が前進移動するとき、前記吸気弁22を閉じて前記シリンダ室15内の空気を圧縮せしめ、圧力を高める。
 又前記シリンダ16には、シリンダ室15からの圧縮空気をタイヤに送る空気送給流路18Aを有す空気送給手段18が連設される。
 この空気送給手段18は、前記シリンダ室15に圧縮空気流入口24を介して連なるサージタンク室25を内部に有するサージタンク部26を含む。このサージタンク室25は、小孔状の圧縮空気流入口24を介して圧縮空気を貯留し、ピストン14による圧力の脈動を抑える。なお前記圧縮空気流入口24には逆止弁を設けることができ、又シリンダ16に前記吸気弁22を形成することもできる。又前記サージタンク部26には、圧縮空気送給用のホース27を着脱自在に連結する例えばニップル状の接続部28を突設しており、前記空気送給手段18は、前記サージタンク部26とホース27とを含んで構成される。
 そして、本発明のコンプレッサ装置1には、前記シリンダ室15からの圧縮空気の圧力が基準圧力Pを超えたとき、そのことを使用者に知らせて前記モータMの停止を促す検知手段7を設けている。
 この検知手段7は、図5に示すように、バルブ本体30と、検知キャップ31と、保持手段32とを具える。前記バルブ本体30は、前記空気送給流路18Aに一端が通じかつ他端に排気口33を設けたバルブ流路30Aと、このバルブ流路30Aに介在し圧縮空気の圧力が前記基準圧力Pを超えたとき該バルブ流路30Aを開放させて前記排気口33から圧縮空気を排気させる開閉弁部34とを少なくとも有する。
 具体的には、バルブ本体30は、前記サージタンク部26から上向きに突出する管状のハウジング35を具え、その中心孔35aには、その下端側に、先細コーン状の弁座部35a1が形成されるとともに、上端側には、内ネジ部35a2が形成される。又該内ネジ部35a2には、調整ネジ36が螺着されるとともに、前記中心孔35a内には、前記弁座部35a1と圧接して該弁座部35a1を閉じる弁軸37が配される。又前記調整ネジ36と弁軸37との間には、前記弁軸37を下方に付勢する押しバネ38が配される。又前記調整ネジ36には、前記中心孔35aに一端が通じかつ他端が前記調整ネジ36上端面の排気口33で開口する導通孔36Aが形成される。従って、前記バルブ流路30Aは、前記中心孔35aと導通孔36Aとから形成され、又開閉弁部34は、前記弁座部35a1と弁軸37とから形成される。
 このバルブ本体30は、図5(b)の如く、サージタンク室25内の圧縮空気の圧力が上昇し、基準圧力Pを越えたとき、押しバネ38に打ち勝って弁軸37を持ち上げでき、圧縮空気をバルブ流路30Aを通って排気口33から排気させる。又前記基準圧力Pは、本発明では、車種毎に設定されるタイヤの空気充填圧力であり、要求により前記調整ネジ36の螺回転によって調整できる。例えば、前記調整ジ36を締めこむと押しバネ38が縮み、その反力で開閉弁部34をより強く下方に押し付けるため、開閉弁部34を押し上げる圧力が高くなり、逆に調整ネジ36を緩めると押し上げ圧力は低くなる。この調整ネジの締めこみ量を変えることで空気充填圧力、すなわち基準圧力Pを調整できる。なお安全弁として使用される従来のリリーフバルブの場合、基準圧力は、コンプレッサの過圧による破損を防止するために定まる安全基準圧力であって、この点でバルブ本体30と相違する。
 又前記検知キャップ31は、前記排気口33に配され、この排気口33からの排気空気の圧力により、外面31Sが前記収納ケース2の外面2Sと面一或いは内方に控える通常位置Y1から、外面31Sが前記収納ケース2の外面2Sから越えてはみ出すはみ出し位置Y2まで押し上げられる。これにより、圧縮空気が基準圧力Pを超えたことを使用者に、目視によって認知させうる。
 前記検知キャップ31は、円筒状の胴部39の上端を底板部40で閉じた有底のキャップ体であり、本例では、胴部39は、前記調整ネジ36の周囲を囲む大径部39aと、その上端側に段差部39bを介して連なる小径部39cとを有する段付き状をなす場合が例示されている。又前記収納ケース2には、前記胴部39(本例では小径部39c)を遊挿することにより前記検知キャップ31を上下にスライド可能に案内するガイド孔41が形成される。又前記段差部39bの外面と収納ケース2との間には、前記検知キャップ31を下方に付勢するバネ体42が配される。
 従って、前記検知キャップ31は、圧縮空気が基準圧力P以下のときには、バネ体42による付勢により、前記段差部39bの内面が、調整ネジ36の上面と当接する通常位置Y1に保持される。従って本例ではこのバネ体42が、前記保持手段32を構成している。又圧縮空気が基準圧力Pを越えたときには、排気口33からの排気空気の圧力が、前記バネ体42の付勢力に打ち勝って、検知キャップ31を前記はみ出し位置Y2まで押し上げしうる。
 ここで、前記検知キャップ31は、その外面31Sが収納ケース2の外面2Sと面一或いは内方に控える通常位置Y1から、外面31Sが収納ケース2の外面2Sから越えてはみ出すはみ出し位置Y2まで移動することで、より少ない変位で、検知キャップ31の動きの有無を、使用者に明確に感知、認識させることができる。なお前記認識をより確実化させるために、前記はみ出し位置Y2における外面31Sの外面2Sからのはみ出し高さL1は、2.0mm以上、さらには3.0mm以上が好ましく、又通常位置Y1における外面31Sの外面2Sからの凹み深さL2は0mmより大、さらには0.5~1.5mmの範囲が好ましい。なお装置作動中は、コンプレッサ本体10が振動しているため、前記はみ出し高さL1が2.0mm未満の場合、検知キャップ31のはみ出しが認識しづらくなる。又前記検知キャップ31が小さ過ぎても、その動きを使用者が認識し難くなる。従って、前記検知キャップ31の外面31Sの直径Dは、5.0mm以上であるのが好ましい。又使用者は、検知キャップ31の動きを認識して、モータMを停止させる。そのため、検知キャップ31は、前記電源スイッチSWに隣り合わせて配置するのが好ましい。
 又前記バルブ本体30では、図7に概念的に示すように、ある圧力p1以下では、前記押しバネ38の付勢力により開閉弁部34は閉じたままであるが、ある圧力p1に達すると、開閉弁部34がわずかに開いて圧縮空気を放出する。そして、圧縮空気の圧力pが次第に高まるにつれて、開閉弁部34の開放量が除々に大きくなり、ついには全開状態(開閉弁部34が開きっぱなしの状態)に至る。従って、バルブ本体30では、開閉弁部34の動き始めの圧力p1と、全開状態になったときの圧力p2との間に、若干の圧力差Δpが生じる。
 他方、保持手段32としてバネ体42を用いた、第1実施形態の検知手段7の場合には、開閉弁部34の動きに追従して前記検知キャップ31も動く。即ち、検知キャップ31は、前記圧力p1からは、一瞬飛び出しては引っ込むという出入り動作を繰り返し、その飛び出し量と飛び出し時間が次第に長くなり、ついには全開状態となる圧力p2において、最大飛び出し量で、飛び出し続けることとなる。従って、第1実施形態では、前記最大飛び出し量を、はみ出し高さL1として設定している。又圧力差Δpにより、使用者の判断にバラツキが生じる恐れがあり、従って、第1実施形態の検知手段7の場合、前記検知キャップ31が、前記出入り動作を停止した時(最大飛び出し時)を、判断基準とするのが好ましい。
 次に、検知手段7の他の実施例(以下第2実施形態という)を図6に示す。本例では、保持手段32は、前記検知キャップ31の底板部40に取り付き、かつ前記排気口33に向かって吸引される磁石46によって形成される。具体的には、検知キャップ31は、例えばその下端が収納ケース2に設けたストッパー44と当接することにより、磁石46と調整ネジ36との間に、小間隙Kが形成される。この小間隙Kは、磁石46と調整ネジ36との間の吸引力Fが、前記開閉弁部34が全開状態となった時の圧力p2とほぼ等しくなる距離に設定される。従って、バルブ本体30が開き始めの時には、前記吸引力Fが大であるため、検知キャップ31は通常位置Y1に停止できる。又バルブ本体30が全開状態となって圧力が吸引力Fより大きくなると、前記検知キャップ31は通常位置Y1からはみ出し位置Y2まで一気に移動できる。
 従って、第2実施形態の場合、第1実施形態の場合のごとき圧力差Δpの発生がなく、第1実施形態に比して、使用者の判断バラツキをさらに抑制することができる点で好ましい。なお図7に、第1、2実施形態における検知キャップ31の動きを、開閉弁部34の動きと対応させて概念的に示している。
 又第2実施形態の場合には、第1実施形態の場合のごときバネ体42による影響がないため、はみ出し高さL1を、例えば20mm若しくはそれ以上まで確保でき、使用者により明確に認識させうる。なお、はみ出し高さL1が20mmを越えると、収納ケース2が不必要に大型化するため好ましくなく、その上限は、15mm以下、さらには10mm以下が望ましい。
 前記磁石46では、吸引力を安定して作用させるために、前記検知キャップ31の底板部40の内面とほぼ同径に形成するのが好ましい。又磁石46が厚すぎると、重くなり、はみ出し位置Y2にて検知キャップ31が上下に振動するなど認識し難くなる。従って、磁石46の厚さは、3.0mm以下さらには2.0mm以下、さらには1.5mm以下が好ましい。又磁石46が薄すぎると、前記開閉弁部34が全開状態となる前に、検知キャップ31が押し上げられる傾向があり、従って磁石46の厚さの下限は、1.0mm以上が好ましい。
 又本例では、前記検知手段7は、前記バルブ流路30Aの排気口33側の流路部分、即ち前記導通孔36Aが共鳴管45をなし、前記排気口33からの排気空気により2000Hz以上の高音域の音(便宜上ピー音と呼ぶ)を発生させている。これにより、聴覚的にも圧縮空気が基準圧力Pを超えたことを使用者に知らせることができ、認識効果をいっそう高めることができる。そのためには、前記共鳴管45の直径dを1.2~2.5mmの範囲とすることが好ましく、1.2mm未満では、排出される空気量が過小となってピー音の音圧が低く認識できなくなる。又2.5mmを上回ると、共鳴管45から洩れる軸芯の打撃音も大きくなってピー音の識別がつきにくくなる。又直径dがさらに大きくなると、ピー音が発生しなくなる。又前記共鳴管45の長さJも、ピー音の音圧に重要であり、長さJが8.0mm以上で長い方が音圧に有利であり、認識性を高めうる。
 前記コンプレッサ本体10から発生する作動音は800~1800Hzの音が中心であるため、2000Hz以上とすることで、認識性を向上しうる。又周波数が高すぎても聞き取り難いため、その上限は10000Hz以下が好ましい。又コンプレッサ装置1では、ピー音の発生により、作動音を含む全体の音の音圧が1dB(A)以上大きくなることが好ましく、1dB(A)未満では、認識性に欠ける。
 このような共鳴管45は、保持手段32がバネ体42である場合にも、形成することができる。又本発明のコンプレッサ装置1は、内圧が低下したタイヤの空気充填用としてだけでなく、例えば、特開2005-344570号公報に記載のコンプレッサ装置の如く、パンクしたタイヤに、シール剤と充填空気とを順次送給するパンク修理システムのコンプレッサ装置として使用することができる。
 以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
 図2に示す構造のコンプレッサ装置1を、表1の仕様にて試作するとともに、各コンプレッサ装置1を用いて、タイヤサイズ195/65R15のタイヤを内圧0から指定内圧(250kPa)まで充填したときの、検知キャップ31の作動時における内圧を測定した。
 各コンプレッサ装置1では、基準圧力Pとして全開状態において250kPaとなるようにバルブ本体30を設定している。なお検知キャップ31は、外径14mm、内径12mmのナイロン樹脂製(赤色)のものを使用し、又はみ出し位置Y2におけるはみ出し高さL1は7mmとしている。又実施例2において、磁石46は外径12mm、厚さ1.0mmのものを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 実施例1では、検知キャップ31の飛出し始めの圧力P1と、最大飛び出し時の圧力P2との間に、約30kPaの圧力差があるが、最大飛び出し時を、モータ停止を判断基準とすることで、充填圧力のバラツキをなくすことができる。又実施例2では、飛出し始めと、最大飛び出し時とが同時であり、従って、モータ停止の判断をより明確に行うことができる。
 又検知手段7において、導通孔36Aの直径dを表2の仕様に基づいて変化させ、導通孔36Aを共鳴管45として形成したときのピー音による認識性についてテストした。なお認識性は検査官の官能評価により、×、△、○、◎の4段階で評価した。又音圧は、コンプレッサ装置1から上方に50cm隔たる位置にマイクロホンを設置して測定した。又導通孔36Aの長さJは8.0mm、又ハウジング35の中心孔35aの内径は8.0mmである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2の如く、直径dが1.2~2.5mmの範囲で音圧差が大となり、認識性が高まるのが確認できる。

Claims (5)

  1.  収納ケースに、
      モータ、
      該モータにより回転駆動される回転軸、
      この回転軸にクランクを介して取り付けられるロッドと、そのロッド端に配されるピストンと、該ピストンを往復動可能に収容するとともに前記ピストンとの間で空気を圧縮するシリンダ室を形成するシリンダとを有するコンプレッサ本体、
      前記シリンダ室からの圧縮空気をタイヤに送る空気送給流路を有する空気送給手段、
      及び前記シリンダ室からの圧縮空気の圧力が基準圧力を超えたとき、そのことを使用者に知らせて前記モータの停止を促す検知手段を取り付けるとともに、
     前記検知手段は、
      空気送給流路に一端が通じかつ他端に排気口を設けたバルブ流路と、このバルブ流路に介在し圧縮空気の圧力が前記基準圧力を超えたとき該バルブ流路を開放させて前記排気口から排気させる開閉弁部とを有するバルブ本体、
      前記排気口に配され、かつ前記排気口からの排気空気の圧力により、外面が前記収納ケースの外面と面一或いは内方に控える通常位置から、外面が前記収納ケースの外面から越えてはみ出すはみ出し位置まで押し上げられる検知キャップ、
      及び前記圧縮空気が基準圧力以下のときに前記検知キャップを前記通常位置に保持する保持手段を具えることを特徴とするコンプレッサ装置。
  2.  前記基準圧力は、タイヤの空気充填圧力であることを特徴とする請求項1記載のコンプレッサ装置。
  3.  前記保持手段は、前記検知キャップを前記通常位置に向かって付勢するバネ体であることを特徴とする請求項1又は2記載のコンプレッサ装置。
  4.  前記保持手段は、前記検知キャップに取り付きかつ前記排気口に向かって吸引される磁石であることを特徴とする請求項1又は2記載のコンプレッサ装置。
  5.  前記検知手段は、前記バルブ流路の排気口側の流路部分が共鳴管をなし、前記排気口からの排気空気が2000Hz以上の高音域の音を発生させることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載のコンプレッサ装置。
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