JP5285539B2 - コンプレッサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、パンクしたタイヤにシーリング剤と圧縮空気とを順次送り込んでパンク修理を応急的に行うパンク応急修理用として好適であり、特にリリーフバルブから排出される高温度の圧縮空気に起因する火傷等を防止したコンプレッサ装置に関する。

パンク応急修理用のコンプレッサ装置として、例えば図１１に略示するように、収納ケースａに、モータｂ、該モータｂにクランク機構ｃを介して連結されるピストンｄと、このピストンｄを往復動可能に収容するシリンダｅとを具えるコンプレッサ本体ｆ、及び前記シリンダｅに取り付きかつ前記コンプレッサ本体ｆの過圧を逃がすリリーフバルブｇを収納したものが多用されている（例えば特許文献１参照）。

この主のコンプレッサ装置では、軽量かつコンパクトさが強く要求されるため、スペース上、各部材の配置に大きな制約を受ける。例えば、前記シリンダｅには、圧力計ｈに連なるホースｉ１と、圧縮空気をタイヤ側に供給するホースｉ２と、前記リリーフバルブｇとが連結されるが、このうちホースｉ１、ｉ２側には広いスペースが必要となる。従って、必然的に、前記リリーフバルブｇは、収納ケースａの厚さ方向に沿って、即ち、リリーフバルブｇの先端を収納ケースａの下板部ａ２（又は上板部ａ１）に向けて配置せざるを得なくなる。このときリリーフバルブｇの先端は、下板部ａ２との間の距離Ｌ１が、例えば５mm以下と、下板部ａ２に非常に近接している。

特開２００５−３４４５７０号公報

しかし、従来のリリーフバルブｇでは、過圧となった高温の圧縮空気を、その先端から排気している。そのため、この排気された高温の圧縮空気が、近接する下板部ａ２に直接当たりその部分の温度を局部的に高温度に上昇させる。その結果、使用者が知らずに触れたとき驚かせてしまい、装置を手放して落下させたり手をぶつけたりして２次的に怪我や故障を招くなど、安全性の点で改善が望まれている。

そこで本発明は、リリーフバルブを構成する円筒状胴部の周壁に開口部を形成することを基本として、過圧となった高温の圧縮空気を、近接する収納ケースに直接当てることなく排気でき、収納ケースの局部的な温度上昇を抑えて安全性を高め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。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、収納ケースに、モータ、該モータにクランク機構を介して連結されるピストンと、この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ポンプ室を形成するシリンダとを具えるコンプレッサ本体、及び前記シリンダに取り付きかつ前記コンプレッサ本体の過圧を逃がすリリーフバルブを収納したコンプレッサ装置であって、
前記収納ケースは、両側の側板部と前後の側板部とからなる小高さの周囲壁部の上端、下端を上板部と下板部とで閉じた偏平な矩形箱状を有し、
前記リリーフバルブは、
前記シリンダから、該シリンダの軸芯方向とは直交する向きに突出する円筒状をなし、かつ内部に、一端が前記ポンプ室に通じかつ他端が前記上板部又は下板部に向かって開口するとともに前記一端と他端との間に弁座部を形成した中心孔を有する円筒状胴部と、
前記中心孔内に配されて前記弁座部を開閉する弁軸と、
前記中心孔内に配されて前記弁軸を弁座部に向かって付勢するバネ体と、
前記中心孔の他端に取り付いて前記バネ体を押さえるバネ押さえとを具えるとともに、
前記円筒状胴部の周壁に、前記弁座部と弁軸との間から排気される圧縮空気を排出する開口部を形成したことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記開口部は、前記円筒状胴部に設けられかつ前記他端から一端側にのびるスリットにより形成されることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記開口部は、前記円筒状胴部に設けられる穴からなることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記開口部は、開口面積が０．７ｍｍ^２以上であることを特徴としている。

本発明は叙上の如く、リリーフバルブを構成する円筒状胴部の周壁に、排気用の開口部を形成している。そのため、前記開口部から、過圧となった高温の圧縮空気を、近接する収納ケースに直接当てることなくケース内に排出でき、収納ケースが局部的に高温に温度上昇するのを抑え、安全性を高めることができる。

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。 コンプレッサ本体を示す分解斜視図である。 コンプレッサ本体の作動状態を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）はリリーフバルブの作動状態を示す断面図である。 リリーフバルブを示す側面図である。 開口部の向きを説明する図面である。 （ａ）〜（ｃ）は開口部の他の形状を説明する側面図である。 リリーフバルブの他の例を説明する側面図である。 遮蔽板を示す断面図である。 表２において温度測定した位置を説明する図面である。 （ａ）〜（ｃ）は従来のコンプレッサ装置の問題点を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１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に連結されるピストン３との間でポンプ室４を形成するシリンダ５を有するコンプレッサ本体６と、前記シリンダ５に取り付きかつ前記コンプレッサ本体６の過圧を逃がすリリーフバルブ７とを収納している。

前記収納ケース２は、両側の側板部８ａ、８ｂと、前後の側板部８ｃ、８ｄとからなる小高さの周囲壁部８の上端、下端を、それぞれ上板部９Ｕと下板部９Ｌとで閉じた横置きの偏平矩形状の箱体として形成される。なお本例では、前記収納ケース２は上下のケース部２Ａ、２Ｂに分解可能に形成されている。

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１０Ａを先端に設けた電源コード１０が、前記収納ケース２の上板部９Ｕに取り付く電源スイッチＳＷを介して接続されている。このモータＭには、その出力軸Ｍ１（図２に示す。）とは反対側に、冷却ファンＭ２が連結されるとともに、該冷却ファンＭ２が臨む一方の側板部８ａには、外気を取り入れる吸気口１１が形成される。なお前記吸気口１１には、埃や雨の侵入を防止するため、フィルタやルーバー等が配される。

次に、前記コンプレッサ本体６は、図２に示すように、前記モータＭにクランク機構１２を介して連結されるピストン３と、このピストン３を往復動可能に収容するとともに前記ピストン３との間で空気を圧縮するポンプ室４を形成するシリンダ５とを具える。

具体的には、モータＭには、複数の歯車を組み合わせた周知構造のギヤー減速手段１４が接続され、例えばモータ回転数を１／３〜１／８程度に減速して最出力側の歯車である回転体１４Ａに伝達する。又前記クランク機構１２は、前記回転体１４Ａに固定のクランク１２ａと、このクランク１２ａに一端が枢支されるロッド１２ｂとから形成される。なお前記回転体１４Ａ自体をクランク１２ａとして構成することもできる。

又前記ロッド１２ｂの他端には前記ピストン３が配される。本例では、前記ロッド１２ｂとピストン３とはＦＲＰからなる一体成形体として形成される。又ピストン３には、図３に示すように、該ピストン３をその軸芯方向に貫通してのびる吸気孔１５Ａと、この吸気孔１５Ａをポンプ室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１５Ｂとを用いた吸気弁１５が形成される。このピストン３は、前記シリンダ５の内腔内に収納され、該ピストン３との間に、空気を圧縮しうるポンプ室４を形成する。このコンプレッサ本体６は、前記ピストン３がポンプ室４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１５が開いてポンプ室４内に外気を流入させるとともに、前記ピストン３が前進移動するとき、前記吸気弁１５を閉じて前記ポンプ室４内の空気を圧縮せしめ、圧力を高める。

又前記シリンダ５は、本例では、前記ポンプ室４を形成する円筒状のシリンダ本体１６の後端側に、前記ポンプ室４からの圧縮空気を貯留してピストン３による圧力の脈動を抑えるサージタンク室１７を形成するサージタンク部１８が付設される。

前記サージタンク室１７は、前記シリンダ本体１６の後端を閉じる隔壁１６Ａに形成される小孔１６Ａ１を介して前記ポンプ室４に導通する。又サージタンク部１８は、前記シリンダ本体１６よりも小径な筒状をなし、本例ではシリンダ本体１６に対して前記上板部９Ｕ側に芯ズレすることにより、サージタンク部１８と下板部９Ｌとの間のスペースをやや大きなものとしている。

そして、前記サージタンク部１８の周壁には、圧力計２０からの接続ホース２１が連結されるニップル状の第１の接続部１８ａ、圧縮空気をタイヤ側に供給する接続ホース２２が連結されるニップル状の第２の接続部１８ｂ、及びリリーフバルブ７が形成される。なお前記第１、第２の接続部１８ａ、１８ｂは、一方、他方の側板部８ａ、８ｂに向かって突出している。これに対して、リリーフバルブ７は、前記下板部９Ｌに向かって突設される。

前記リリーフバルブ７は、図４に示すように、前記サージタンク部１８から、シリンダ５の軸芯方向とは直交する向きに一体に突出する円筒状胴部２３を具える。この円筒状胴部２３の中心孔２４は、その一端Ｅ１が前記サージタンク室１７に通じかつ他端Ｅ２が前記下板部９Ｌに向かって開口しており、又前記一端Ｅ１と他端Ｅ２との間には、先細コーン状の弁座部２４ａが形成される。

又前記中心孔２４内には、前記弁座部２４ａを開閉する弁軸２５と、この弁軸２５を弁座部２４ａに向かって付勢するバネ体２６とが配されるとともに、該中心孔２４の前記他端Ｅ２には、前記バネ体２６を押さえるバネ押さえ２７が取付られる。本例では、バネ押さえ２７が螺着される場合が例示され、このバネ押さえ２７が螺進退することにより、リリーフバルブ７のリリーフ圧力を自在に調整しうる。このように、前記リリーフバルブ７は、前記円筒状胴部２３と、弁軸２５と、バネ体２６と、バネ押さえ２７とを含んで形成される。

ここで、本実施形態のコンプレッサ装置１では、コンパクト化のため、前記リリーフバルブ７は、バネ押さえ２７の先端と、これに向き合う下板部９Ｌとの間の距離Ｌ１が例えば５mm以下（本例では３mm）と、前記下板部９Ｌに非常に近接して配されている。

そして本発明では、前記円筒状胴部２３の周壁に、前記弁座部２４ａと弁軸２５との間から排気される圧縮空気を排出する開口部２８を形成している。

この開口部２８は、本例では、図４、５に示すように、中心孔２４の前記他端Ｅ２から一端Ｅ１側にのびるスリット２９によって形成される。厳密には、前記スリット２９のうち、バネ押さえ２７の先端２７ｅの位置と、スリット２９の先端２９ｅの位置との間で前記開口部２８が形成される。このような開口部２８を設けることにより、過圧となった高温の圧縮空気を、近接する前記下板部９Ｌに直接当てることなく、ケース内に排出でき、収納ケース２の一部が局部的に高温度となって使用者が火傷するのを防ぐことができる。

なおリリーフバルブ７と前記側板部８ａ〜８ｄとの間においては、比較的スペースに余裕が持てる。そのため、例えば図６に示すように、前記開口部２８が、前記側板部８ａ〜８ｄのうちでこの開口部２８に最も近い側板部（本例では、後の側板部８ｄに相当）に向かって開口した場合にも、この間の距離Ｌ２を、例えば１５ｍｍ以上に充分確保することは可能であり、前記最も近い側板部８ｄの温度上昇を低く抑えることができる。従って、前記開口部２８の向きは特に規制されることがなく、自在な向きに形成できる。

前記開口部２８は、必要な排気効率を確保して過圧を確実に逃がすために、その開口面積は０．７ｍｍ^２以上であることが好ましい。

又前記開口部２８としては、本例の如くスリット２９として形成する他、例えば穴３０によって形成しても良く、係る場合、前記穴３０の開口形状として、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、円形、楕円形（長円を含む）、矩形等の種々なものが採用できる。この場合にも穴３０の開口面積は０．７mm^２以上が好ましい。なお穴３０の場合には、前記円筒状胴部２３をシリンダ５と一体成形した後、穴加工をする必要が生じるが、スリット２９の場合、前記一体成形において同時に形成しうるため、生産効率の観点から好ましい。

又本例の場合、前記バネ押さえ２７には、従来の如き、排気孔を形成していない。しかし、好ましくはないが、図８に示すように、前記バネ押さえ２７にも、前記中心孔２４と同方向にのび前記下板部９Ｌに向かって開口する従来と同様の排気孔３１を設け、前記開口部２８と排気孔３１とで、過圧となった圧縮空気を排気させることもできる。かかる場合にも、圧縮空気が分散され、排気孔３１からの流量が減じるため、下板部９Ｌの温度上昇を抑えることができる。

なお本発明とは異なるが、前記開口部２８を形成する以外に、リリーフバルブ７からの圧縮空気が、近接する収納ケース（例えば下板部９Ｌ）に直接当たるのを防止する手段として、図９に示すように、バネ押さえ２７に設ける排気孔３１の開口３１ａと、下板部９Ｌとの間に、遮蔽板４０を設けることが挙げられる。
このとき前記遮蔽板４０は、前記排気孔３１の中心線ｊを中心とした、前記開口３１ａの開口径Ｄ１の３倍以上の直径Ｄｙの遮蔽範囲Ｙを被覆しうる幅Ｗａを有することが必要である。また遮蔽板４０と下板部９Ｌとの間に、１．０ｍｍ以上の隙間Ｋ１を形成すること、及び開口３１ａと遮蔽板４０との間に、１．０ｍｍ以上の隙間Ｋ２を形成することも必要である。

このような遮蔽板４０は、前記開口３１ａからの圧縮空気が下板部９Ｌに直接当たるのを防止する。又前記隙間Ｋ１によって形成される空気層４１が断熱効果を発揮し、前記遮蔽効果と相俟って、下板部９Ｌの局部的な温度上昇を抑制できる。なお前記隙間Ｋ１が１．０ｍｍ未満では、断熱効果が不足し温度上昇を充分抑制できなくなる。又前記隙間Ｋ２が１．０ｍｍ未満では、前記開口３１ａから圧縮空気が円滑に排気できなくなる。なお隙間Ｋ１、Ｋ２の上限は、前記距離Ｌ１及び隙間Ｋ１、Ｋ２の下限の制約内で、適宜設定できる。

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。

本発明の効果を確認するため、図１に示す構造をなすコンプレッサ装置を、表１の仕様で形成するとともに、収納ケース表面における、リリーフバルブ周辺の各位置での温度を測定し互いに比較した。なお温度測定位置Ｐ１〜Ｐ３は、図１０に示す。

コンプレッサ装置の基本仕様は、以下の通りである。
・定格（１２Ｖ、１０Ａ仕様）、
・吐出量（１７リッタ／分）（無負荷時）、
・リリーフ圧（３５０ｋＰａ）、
・収納ケースのサイズ（横幅１５０mm×縦幅１２８mm×高さ５５mm）、材質（ＡＢＳ）、肉厚（２mm）
・モータに冷却ファン有り。

又コンプレッサ装置では、リリーフバルブからの圧縮空気は、収納ケース内に排気し、収納ケース外には排出していない。又、リリーフバルブに設けた開口部は、図６に示すように、後の側板部に向かって開口しており、開口部から後の側板部までの距離Ｌ２は２０mmであった。又バネ押さえから下板部までの距離Ｌ１（図３）は３．０mmで有り、従来例、及び実施例１では、バネ押さえに、下板部に向かって開口する排気孔を設けている。

＜試験方法＞
タイヤ（１９５／６５Ｒ１５）に接続し、リリーフ圧３５０ｋＰａの条件にて３０分連続運転した。その時の収納ケース表面の位置Ｐ１〜Ｐ３（図１０）における最高温度を測定し比較した。実験室の室温は２３℃。

実施例は、リリーフバルブの円筒状胴部の周壁に、開口部を形成したため、収納ケース表面の局部的な温度上昇を効果的に抑制しうるのが確認できる。

（参考実験）
円筒状胴部の周壁に、開口部を形成するのに代えて、従来のリリーフバルブを用い、図９に示すように、前記排気孔と下板部との間に遮蔽板を表２の仕様にて形成するとともに、そのときの収納ケース表面の位置Ｐ１〜Ｐ３での温度を測定し、比較した。なお遮蔽板の材質は、収納ケースと同様ＡＢＳで形成される。又遮蔽板は、前記遮蔽範囲Ｙを越える幅Ｗａを有する。又測定方法は上記と同じである。

参考例に示すように、遮蔽板を形成した場合にも、収納ケース表面の局部的な温度上昇を抑制しうるのが確認できる。

１ コンプレッサ装置
２ 収納ケース
３ ピストン
４ ポンプ室
５ シリンダ
６ コンプレッサ本体
７ リリーフバルブ
８ 周囲壁部
８ａ、８ｂ 側板部と
８ｃ、８ｄ 前後の側板部
９Ｌ 下板部
９Ｕ 上板部
１２ クランク機構
２３ 円筒状胴部
２４ 中心孔
２４ａ 弁座部
２５ 弁軸
２６ バネ体
２７ バネ押さえ
２８ 開口部
２９ スリット
３０ 穴
Ｍ モータ

Claims (4)

1. 収納ケースに、モータ、該モータにクランク機構を介して連結されるピストンと、この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ポンプ室を形成するシリンダとを具えるコンプレッサ本体、及び前記シリンダに取り付きかつ前記コンプレッサ本体の過圧を逃がすリリーフバルブを収納したコンプレッサ装置であって、
   前記収納ケースは、両側の側板部と前後の側板部とからなる小高さの周囲壁部の上端、下端を上板部と下板部とで閉じた偏平な矩形箱状をなし、
   前記リリーフバルブは、
   前記シリンダから、該シリンダの軸芯方向とは直交する向きに突出する円筒状をなし、かつ内部に、一端が前記ポンプ室に通じかつ他端が前記上板部又は下板部に向かって開口するとともに前記一端と他端との間に弁座部を形成した中心孔を有する円筒状胴部と、
   前記中心孔内に配されて前記弁座部を開閉する弁軸と、
   前記中心孔内に配されて前記弁軸を弁座部に向かって付勢するバネ体と、
   前記中心孔の他端に取り付いて前記バネ体を押さえるバネ押さえとを具えるとともに、
   前記円筒状胴部の周壁に、前記弁座部と弁軸との間から排気される圧縮空気を排出する開口部を形成したことを特徴とするコンプレッサ装置。
2. 前記開口部は、前記円筒状胴部に設けられかつ前記他端から一端側にのびるスリットにより形成され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. 前記開口部は、前記円筒状胴部に設けられる穴からなることを特徴とする請求項１記載のコンプレッサ装置。
4. 前記開口部は、開口面積が０．７ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のコンプレッサ装置。

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