特許 6876756 空気圧縮機の抜け防止軸受構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6876756

(24)【登録日】2021年4月28日

(45)【発行日】2021年5月26日

(54)【発明の名称】空気圧縮機の抜け防止軸受構造

(51)【国際特許分類】

   F04B 39/00 20060101AFI20210517BHJP

   F04B 35/04 20060101ALI20210517BHJP

   F16C 35/067 20060101ALI20210517BHJP

   F16C 19/06 20060101ALI20210517BHJP

   F16C 33/58 20060101ALI20210517BHJP

【ＦＩ】

   F04B39/00 103K

   F04B35/04

   F16C35/067

   F16C19/06

   F16C33/58

【請求項の数】13

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-145951(P2019-145951)

(22)【出願日】2019年8月8日

(65)【公開番号】特開2020-26795(P2020-26795A)

(43)【公開日】2020年2月20日

【審査請求日】2019年8月8日

(31)【優先権主張番号】107127890

(32)【優先日】2018年8月9日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】512278618

【氏名又は名称】已久工業股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】周 文三

【審査官】 上野 力

(56)【参考文献】

【文献】 登録実用新案第３１７３１６０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１５−２０６３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７０６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１６２８７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｂ ３９／００

Ｆ０４Ｂ ３５／０４

Ｆ１６Ｃ １９／０６

Ｆ１６Ｃ ３３／５８

Ｆ１６Ｃ ３５／０６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空気圧縮機を備えた、空気圧縮機の抜け防止軸受構造であって、
前記空気圧縮機は、ベース、シリンダー及び伝動機構を有し、
前記ベースは、複数の位置決め孔を有し、前記位置決め孔内には、軸受が取り付けられ、
前記シリンダーは、前記ベースと一体化されるか接続技術により前記ベースと結合されるとともに、空気貯蔵ユニットと連通し、
前記伝動機構は、前記シリンダー内でピストン本体を往復させて圧縮動作を行って圧縮空気を発生させ、
前記軸受に設けた外輪が非完全円形状円柱であり、前記軸受を有する前記ベースの前記位置決め孔は、前記外輪の非完全円形状円柱に対応し、前記軸受全体が前記位置決め孔内で空転又は前記ベースの前記位置決め孔から抜けることを防止し、
前記軸受が取り付けられる前記位置決め孔の周囲の上端には非円形のリング面が設けられ、該非円形のリング面は、該非円形のリング面の中心点が前記軸受が取り付けられる前記位置決め孔の中心点から外れるように形成されていることを特徴とする、空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項2】

前記ベース上の複数の前記位置決め孔は、第１の位置決め孔及び第２の位置決め孔を含み、前記第１の位置決め孔には、モータの芯端に設けられた小歯車が収容され、前記第２の位置決め孔内には、前記軸受が取り付けられ、前記軸受は、前記外輪と、内輪と、前記内輪と前記外輪との間の複数の球と、から構成され、前記軸受は上端側及び下端側を有し、前記軸受が取り付けられる前記第２の位置決め孔の下端には、ショルダーが設けられ、前記軸受の下端側と該ショルダーとが当接して前記軸受が前記第２の位置決め孔の軸方向へ抜けることが防止され、
前記シリンダーの中心軸線が延び、前記第２の位置決め孔の中心点の縦軸線と直角に交わって交点が形成されると、このときの前記シリンダーの前記ピストン本体の運動が正常な状態で非偏心状態となり、前記中心軸線と前記縦軸線とが非直角に交わると、前記シリンダーの前記ピストン本体が偏心状態で動き、交点が無いことを特徴とする請求項１に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項3】

前記伝動機構上には、雌ねじを有する中央軸孔と、連杆と、が設けられ、
前記伝動機構の前記中央軸孔は、前記軸受が取り付けられる前記ベースの前記位置決め孔に対応し、前記ベース内に取り付けた前記軸受を介して中心ねじを前記伝動機構の中央軸孔に挿入し、前記雌ねじを有する前記中央軸孔に前記中心ねじを螺着し、前記伝動機構上の前記連杆は、前記ピストン本体に枢着されることを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項4】

前記伝動機構は、ウェイトブロック及び大歯車が粉末冶金技術により一体成形された一部品であるとともに、前記小歯車と噛合することを特徴とする請求項３に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項5】

前記軸受の前記外輪には環状凹溝が凹設され、
前記ベースの前記第２の位置決め孔内には、前記外輪の前記環状凹溝に対応するリブが突設され、前記第２の位置決め孔内に、前記軸受の前記外輪が強固に当接され、前記軸受が前記伝動機構の回転軸の動力により抜けることを防ぐことを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項6】

前記軸受の前記外輪には環状凸部が突設され、前記ベースの前記第２の位置決め孔内に、前記外輪の前記環状凸部に対応する環溝が凹設され、前記第２の位置決め孔内に前記軸受の前記外輪が強固に当接され、前記軸受が前記伝動機構の回転軸の動力により抜けることを防ぐことを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項7】

前記軸受の前記外輪には、前記軸受の中央軸心が延びる方向に直交するＸ軸方向で少なくとも１つのカット面が設けられることを特徴とする請求項２に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項8】

前記軸受の前記外輪には、前記軸受の中央軸心が延びる方向に直交するＸ軸方向において前記外輪の一部が局部的にカットされて局部カット面と、カット後に残った部分である１つのプラットフォームとが少なくとも１つ形成され、
前記軸受が前記ベースの前記第２の位置決め孔内で前記伝動機構の前記回転軸の動力により空転するか抜けることを防ぐことを特徴とする請求項５に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項9】

前記軸受の前記外輪には、前記環状凹溝が形成されるとともに、前記Ｘ軸方向で前記局部カット面及び前記プラットフォームが設けられることを特徴とする請求項８に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項10】

前記軸受の前記外輪は、縦向き環状面と、前記縦向き環状面から前記軸受の上端側に向かうに従い、直径が小さくなるテーパ環状面と、を含み、前記軸受が前記ベースの前記第２の位置決め孔内から前記伝動機構の前記回転軸の動力により抜けることを防ぐことを特徴とする請求項８に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項11】

前記軸受の前記外輪には、前記縦向き環状面及び前記テーパ環状面が設けられるとともに、前記Ｘ軸方向で前記局部カット面及び前記プラットフォームが設けられることを特徴とする請求項１０に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項12】

前記環状凹溝の軸心は、前記軸受の中央軸心と異なり、前記軸心と前記中央軸心とは非同心円であることを特徴とする請求項５に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【請求項13】

前記ピストン本体に前記伝動機構上の前記連杆が枢着されると、前記連杆に形成した環状凹溝中にロック部材が係合され、前記ピストン本体が前記伝動機構の動作中に抜けることを防ぐことを特徴とする請求項３に記載の空気圧縮機の抜け防止軸受構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気圧縮機の抜け防止軸受構造に関し、特に、空気圧縮機のピストン本体をシリンダー内で往復運動させる伝動機構中の中心ねじで軸受を枢着して挟持し、その軸受の外輪は非完全円形状円柱であり、軸受を固定するベースには、対応した位置決め孔が形成され、伝動機構がピストン本体をシリンダー内で往復運動させるとき、軸受が伝動機構の回転軸の動力により空転又は抜けることを防ぎ、シリンダー内でピストン本体をスムーズに動かし、空気圧縮機の使用寿命を延ばすことができる、空気圧縮機の抜け防止軸受構造に関する。

【背景技術】

【0002】

図１４は、従来の車載用空気圧縮機１を示す。空気圧縮機１は、ベース１１と、ベース１１上に結合されたシリンダー１２と、ベース１１上に取り付けられたモータと、モータによりシリンダー１２内で往復運動されるピストン本体と、を含む。モータによりピストン本体をシリンダー１２内で往復運動させ、気体の吸入、圧縮及び加圧された気体の排出を行う。

【0003】

一般に、従来の車載用空気圧縮機１のモータは、歯車機構及びクランク機構の伝動によりピストン本体を往復運動させる。歯車機構は、モータ心軸上に取り付けられた小歯車と、小歯車に噛合した大歯車と、を含む。クランク機構のカウンターウエイトブロック（ｃｏｕｎｔｅｒｗｅｉｇｈｔ ｂｌｏｃｋ）は、大歯車に結合されるとともに、前述したピストン本体に枢着可能な連杆を有する。ベース１１上に形成された軸孔１１０内には、軸受１１１が一般に設けられる。軸受１１１は完全円形状の構造であり、連杆が軸棒に対して偏心しているため、大歯車が小歯車により駆動されると、シリンダー１２内でピストン本体が往復運動する。本発明者が鋭意研究を重ねた結果、従来のプラスチック材料からなるベース１１は、高温により少し軟らかくなる虞があることを突き止めた。つまり、ピストン本体が高速で往復運動すると、ピストン本体と軸受１１１とが相互に引っ掛かり、軸孔１１０と軸受１１１とが僅かにずれて変形し、更には、ピストン本体がずれてピストン本体がシリンダー１２内で垂直方向の運動をし続けることができなくなって偏角が生じ、ピストン本体が往復運動を行う際、軸杆が取り付けられた軸孔１１０の内壁が受ける力が不均一となり、特定の箇所が摩損して非定点の円心運動となることがあった。このような現象が発生すると、ピストン本体がシリンダー１２内で往復運動するときに変形運動が発生し、ピストン本体及び軸孔１１０内の軸受１１１が破壊され、使用寿命が短くなってしまうことがあった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、空気圧縮機のピストン本体をシリンダー内で往復運動させる伝動機構中の中心ねじで軸受を枢着して挟持し、その軸受の外輪は非完全円形状円柱であり、軸受を固定するベースには、対応した位置決め孔が形成され、伝動機構がピストン本体をシリンダー内で往復運動させるとき、軸受が伝動機構の回転軸の動力により空転又は抜けることを防ぎ、シリンダー内でピストン本体をスムーズに動かし、空気圧縮機の使用寿命を延ばすことができる、空気圧縮機の抜け防止軸受構造を提供することにある。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係る空気圧縮機を示す斜視図である。

【図2】図２は、本発明の一実施形態に係る空気圧縮機を示す分解斜視図である。

【図3】図３は、本発明の一実施形態に係る空気圧縮機の組立が完了した状態を示す断面図である。

【図4】図４は、本発明の一実施形態に係る軸受が取り付けられるベースを示す断面斜視図である。

【図5】図５は、本発明の一実施形態に係る軸受及びベースを示す分解斜視図である。

【図6】図６は、本発明の他の実施例図である。

【図7】図７は、本発明の他の実施例図である。

【図8】図８は、本発明の他の実施例図である。

【図9】図９は、図８の平面図である。

【図10】図１０は、本発明の他の実施例図である。

【図11】図１１は、本発明の他の実施例図である。

【図12】図１２は、図１１の平面図である。

【図13】図１３は、本発明の他の実施例図である。

【図14】図１４は、従来の空気圧縮機の分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

図１〜図３を参照する。図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係る空気圧縮機の抜け防止軸受構造は、空気圧縮機２を含む。空気圧縮機２は、ベース３と、ベース３上に結合されたシリンダー４と、ベース３上に取り付けられたモータ５と、伝動機構５１と、を含む。

【0007】

ベース３は、複数の位置決め孔を有する。複数の位置決め孔は、第１の位置決め孔３１及び第２の位置決め孔３２を含む。第１の位置決め孔３１には、モータ５の芯端に設けられた小歯車５０が収容され、第２の位置決め孔３２内には、軸受６が取り付けられる。軸受６は、外輪６１と、内輪６２と、内輪６２と外輪６１との間の複数の球６３と、から構成され、軸受６に取り付けられた第２の位置決め孔３２の下端には、軸受６が第２の位置決め孔３２の軸方向へ抜けることを防ぐために、ショルダー３２０が設けられる。軸受６が取り付けられる第２の位置決め孔３２の周囲の上端には、非円形のリング面３２３が設けられているため、ベース３上の軸受６の位置が変え易い。シリンダー４の中心軸線Ａが延び、第２の位置決め孔３２の中心点の縦軸線Ｂと直角に交わり、図５に示すような交点Ｑが形成されると、このときのシリンダー４のピストン本体５４の運動が正常な状態で非偏心状態となり、リング面３２３は、軸受６がシリンダー４から延びた中心軸線Ａから右方に離れ易く、中心軸線Ａと縦軸線Ｂとが非直角に交わると、このときのシリンダー４のピストン本体５４の運動は偏心状態の動きであり、交点Ｑは無い。

【0008】

シリンダー４は、ベース３と一体化されるか接続技術によりベース３と結合されるとともに、空気貯蔵ユニット４１と連通する。空気貯蔵ユニット４１は、気体を出力するマニホールド４１１と、圧力計４１２と、を有する。

【0009】

伝動機構５１は、前述したシリンダー４内でピストン本体５４を往復させて圧縮動作を行って圧縮空気を発生させる。前述した伝動機構５１は、ウェイトブロック及び大歯車でもよく、粉末冶金技術を利用して一体成形された一部品であるとともに、前述した小歯車５０と噛合してもよい。伝動機構５１上には、雌ねじを有する中央軸孔５１０と、連杆５３と、が設けられる。連杆５３の末端には、環状凹溝５３０が形成される。

【0010】

図２〜図４を参照する。図２〜図４に示すように、本実施形態において、ピストン本体５４に伝動機構５１上の連杆５３が枢着されると、連杆５３に形成した環状凹溝５３０中にロック部材５３１が係合され、ピストン本体５４が伝動機構５１の動作中に抜けることを防ぎ、続いて、ピストン本体５４をシリンダー４中に平行に設置するとともに、伝動機構５１の中央軸孔５１０が、ベース３の第２の位置決め孔３２に取り付けられる軸受６の内輪６２に対応し、中心ねじ５２により、ベース３内に取り付けた軸受６の内輪６２を伝動機構５１に挿入して中央軸孔５１０中に螺着し、自動生産を行う。

【0011】

図２〜図１２に示すように、本実施形態において、軸受６に設けた外輪６１は非完全円形状（ｎｏｎ−ｃｉｒｃｕｌａｒ）円柱であり、ベース３の第２の位置決め孔３２が外輪６１の非完全円形状円柱に対応するため、軸受６全体がベース３の第２の位置決め孔３２内で空転又はベース３の第２の位置決め孔３２から抜けることを防ぐことができる。

【0012】

図２〜図４に示すように、本発明の一実施形態において、軸受６の外輪６１は、環状凹溝７１を有する。環状凹溝７１を機械成形する際、ベース３の第２の位置決め孔３２内には、外輪６１の環状凹溝７１に対応するリブ３２１が突設され、第２の位置決め孔３２内に、軸受６の外輪６１が強固に当接され、軸受６が伝動機構５１の回転軸の動力により抜けることを防ぎ、シリンダー４内のピストン本体５４をスムーズに動かし、空気圧縮機２の使用寿命を延ばすこともできる。

【0013】

図５を参照する。図５に示すように、本発明の他の実施形態において、軸受６の外輪６１は、環状凸部７２を有する。環状凸部７２を機械成形する際、ベース３の第２の位置決め孔３２内に、外輪６１の環状凸部７２に対応する環溝３２２が凹設され、第２の位置決め孔３２内に軸受６の外輪６１が強固に当接され、軸受６が伝動機構５１の回転軸の動力により抜けることを防ぎ、シリンダー４内のピストン本体５４をスムーズに動かし、空気圧縮機２の使用寿命を延ばすこともできる。

【0014】

図６で示された方向で見て、３次元の座標軸で説明すると、本発明のさらに別の実施形態の軸受６の外輪６１は、Ｘ軸方向で少なくとも１つのカット面７３が設けられ、図７が示すさらに別の実施形態の軸受６の外輪６１には、Ｘ軸方向で局部カット面７４が設けられる。即ち、軸受６の外輪６１は、Ｘ軸方向で少なくとも１つのプラットフォーム７４１が残り、軸受６がベース３の第２の位置決め孔３２内で伝動機構５１の回転軸の動力により空転するか抜けることを防ぐ。

【0015】

以下、図８及び図９で示された方向で見て、３次元の座標軸で説明する。本発明の他の実施形態の軸受６の外輪６１は、前述した環状凹溝７１を有するとともに、Ｘ軸方向で前述した局部カット面７４及びプラットフォーム７４１が設けられる。

【0016】

図１０を参照する。図１０に示すように、本発明の他の実施形態の軸受６の外輪６１は、縦向き環状面７５と、縦向き環状面７５から上端に向かうに従い、直径が小さくなるテーパ環状面７５１と、を含み、軸受６によりベース３の第２の位置決め孔３２内では伝動機構５１の回転軸の動力により抜けることを防ぎ、図１１及び図１２で示された方向で見て、３次元の座標軸で説明すると、本発明の他の実施形態の軸受６の外輪６１には、前述した縦向き環状面７５及びテーパ環状面７５１が設けられるとともに、Ｘ軸方向で前述した局部カット面７４及びプラットフォーム７４１が設けられる。

【0017】

以下、図１３で示された方向で見て、３次元の座標軸で説明する。本発明の他の実施形態の軸受６の外輪６１は、環状凹溝７６を有する。環状凹溝７６の軸心Ｐは、軸受６の中央軸心Ｃと異なり、軸心Ｐと中央軸心Ｃとは非同心円である。

【0018】

上述したことから分かるように、本発明の空気圧縮機の抜け防止軸受構造は、空気圧縮機２を含み、空気圧縮機２のピストン本体５４をシリンダー４内で往復運動させる伝動機構５１中の中心ねじ５２で軸受６を枢着して挟持し、その軸受６の外輪６１は非完全円形状円柱であり、軸受６を固定するベース３には、対応した位置決め孔が形成され、伝動機構５１がピストン本体５４をシリンダー４内で往復運動させるとき、軸受６が伝動機構５１の回転軸の動力により空転又は抜けることを防ぎ、シリンダー４内でピストン本体５４をスムーズに動かし、空気圧縮機２の使用寿命を延ばすことができる。

【符号の説明】

【0019】

１：空気圧縮機
２：空気圧縮機
３：ベース
４：シリンダー
５：モータ
６：軸受
１１：ベース
１２：シリンダー
３１：第１の位置決め孔
３２：第２の位置決め孔
４１：空気貯蔵ユニット
５０：小歯車
５１：伝動機構
５２：中心ねじ
５３：連杆
５４：ピストン本体
６１：外輪
６２：内輪
６３：球
７１：環状凹溝
７２：環状凸部
７３：カット面
７４：局部カット面
７５：縦向き環状面
７６：環状凹溝
１１０：軸孔
１１１：軸受
３２０：ショルダー
３２１：リブ
３２２：環溝
３２３：リング面
４１１：マニホールド
４１２：圧力計
５１０：中央軸孔
５３０：環状凹溝
５３１：ロック部材
７４１：プラットフォーム
７５１：テーパ環状面
Ａ：中心軸心
Ｂ：縦軸線
Ｃ：中央軸心
Ｐ：軸心
Ｑ：交点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】