(57)【要約】  【課題】各種の空圧機器に供給される圧縮空気を貯蔵する空気タンク内の圧力が設定値を超えると、動作が停止し、設定値以下になると、動作が再開されるようにしたエアコンプレッサを提供すること。  【解決手段】クランク室１１内に前進・後退移動可能に取り付けられるクランク軸２０と、このクランク軸２０に軸結合されるクラッチハウジング３０と、クランク軸２０を前進方向へ付勢するリング板スプリング５０と、クランク軸２０と駆動ギヤ６０とを係脱自在に連結するクラッチ７０と、クランク室１１と直交するポンプ室内に取り付けられるポンプピストン８３と、一端は、クランク軸２０に結合され、他端は、ポンプピストン９１に軸結合されるコネクティングロッド９２と、クランク室１１の後方に着設され、ガバナー６ｂを通じて送られる信号圧が大きいときに、クランク軸２０を後退移動させ、クラッチ７０を離脱状態とするエアシリンダー８０とを備える。【選択図】  図４ａ
2005240803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに設けられるクランクケースのクランク室内に前進及び後退移動するように取り付けられ、先端部は、前記クランク室を貫通して前方に露出されるクランク軸と、
前記クランク軸の露出された先端部中で外周面が水平となっている後側の水平部位に軸結合され、内周面には、スプラインが形成され、前記水平部位に軸結合される軸穴の前後幅は、前記水平部位の前後幅よりも小さくなるクラッチハウジングと、
前記クランク軸の露出された先端部中で外周面が先端側に向けて傾斜した中間の傾斜部位に軸結合され、内周面は、前記傾斜部位と合致する傾斜面となり、外周面の後端部側には、外周縁に前記クラッチハウジングのスプラインと歯合するスプラインが形成されたフランジ部が取り囲んで延びている管状のリング板スプリング押さえと、
前記クランク軸の露出された先端部中で外周面に螺旋が形成された先端の螺旋部位に締結され、前記リング板スプリング押さえを傾斜部位に軸着させ、クランク軸と共に回転及び前進・後退移動されるようにする締結部材と、
前記クラッチハウジングの内前面と前記リング板スプリング押さえのフランジ部の後面との間に取り付けられ、その反発力が、前記クラッチハウジングは、後方に押圧してクランク室の前面に密着して固定されるようにし、前記リング板スプリング押さえは、前方に押圧して前記クランク軸が共に前進移動するようにするリング板スプリングと、
外周縁には、エンジン側のタイミングギヤと歯合するギヤ歯が形成されたギヤ部が後側に延びており、外周面には、スプラインが形成された軸管部を備え、前記リング板スプリング押さえの先端部側に軸結合され、この先端部を軸としてリング板スプリング押さえと別に回転する駆動ギヤと、
前記駆動ギヤの軸管部の外周面側とクラッチハウジングの内周面との間の収容空間にクラッチハウジングの内周面の先端側に着設されるスナップリングと前記リング板スプリング押さえのフランジ部により前後側が支持されるように取り付けられ、軸穴の内径は、前記駆動ギヤの軸管部の外径よりも大きく、外周面には、クラッチハウジングのスプラインと歯合するスプラインが形成された複数のスチールリング板と、前記スチールリング板と一つずつ交互に重なり、スチールリング板よりも直径が小さく、軸穴の内周面には、前記軸管部の外周面に形成されたスプラインと歯合するスプラインが形成された複数個の摩擦リング板からなるクラッチと、
前記クランクケースのクランク室と直交するように延びているポンプ室内に往復運動するように取り付けられ、圧縮空気を空気タンクに供給する動作を行い、中心には内幅がコネクティングロッドの前後幅よりも大きい結合溝がクランク室に開放されるように形成されたポンプピストンと、
一端は、前記クランク軸が前進・後退移動するときには、一緒に前進・後退移動するようにクランク軸に軸結合され、他端は、前記クランク軸が前進・後退移動するときには、その前進・後退移動する範囲内で水平にスライドするように前記ポンプピストンの結合溝に嵌挿され、結合溝を水平に横断するように着設されるピストンピンに軸結合され、前記クランク軸が回転すると、前記ポンプピストンを往復運動させるコネクティングロッドと、
前記クランク室の後方に着設され、前記空気タンク内に貯蔵される圧縮空気の圧力が設定値を超えると動作され、前記クランク軸を後退移動させるエアシリンダーとを備えることを特徴とするエアコンプレッサ。
【請求項２】
前記リング板スプリング押さえは、その内周面の先端部位の内径を後側部位の内径よりも大きくして、締結部材が前記先端部内に収容されるように構成することを特徴とする請求項１に記載のエアコンプレッサ。
【請求項３】
前記駆動ギヤの軸管部の前後端側及び内周面とリング板スプリング押さえの先端部側の外周面との間には、ブッシュを介在させることを特徴とする請求項１に記載のエアコンプレッサ。
【請求項４】
前記エアシリンダーは、前記クランク室が開放された後端を密封するように着設され、前面の中央には、クランク軸が軸結合される軸溝が形成され、後面には、収容部が形成された気筒と、前記気筒の開放された収容部を密封するように後面に着設されるカバーと、前記収容部に取り付けられるピストンと、端部が前記気筒とピストンとの中央に形成された貫通穴を通してクランク軸の後端部の中央に締結されるスクリュー軸と、前記スクリュー軸によりピストンの後面と所定の間隔で離隔されるように軸着されるベアリングホルダーと、前記ピストンとベアリングホルダーとの間に介在しているベアリングと、前記気筒の後面とピストンの前面との間に圧縮空気である信号圧が注入されるように気筒に形成された注入口とを備えることを特徴とする請求項１に記載のエアコンプレッサ。
【請求項５】
前記スクリュー軸は、その直径を前記気筒及びピストンの各中央に形成されたスクリュー軸の貫通穴の直径よりも小さくして、互いに面接触しないように構成されることを特徴とする請求項４に記載のエアコンプレッサ。
【請求項６】
前記気筒の後面とピストンの前面との間には、前記ピストンを後方に弾発させるコイルスプリングを取り付け、前記ベアリングに予圧を与えることを特徴とする請求項４に記載のエアコンプレッサ。
【請求項７】
前記気筒の後面とピストンの前面との間には、前記ピストンを後方に弾発させるコイルスプリングが取り付けられることを特徴とする請求項４に記載のエアコンプレッサ。
【請求項８】
前記気筒の後面には、ガイド溝を形成し、前記ピストンには端部が前記ガイド溝に嵌挿されるようにねじ締結され、前記ピストンの回転防止及び前進・後退を案内するガイドピンを備えることを特徴とする請求項４または７に記載のエアコンプレッサ。
【請求項９】
前記エアシリンダーの気筒には、前記クランク室とピストンが取り付けられたシリンダー室とを連通させ、エンジンオイルの流通及び圧力抵抗を抑制する流通路が形成されたことを特徴とする請求項４に記載のエアコンプレッサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の空圧機器に供給される圧縮空気を貯蔵する空気タンク内の圧力が常に設定圧力を保持するように圧縮空気を供給するエアコンプレッサに関し、より詳しくは、空気タンク内の圧力が設定値を超えると、圧縮空気の供給動作が停止し、圧力が設定値以下になると、圧縮空気の供給動作が再開されるようにしたエアコンプレッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、バスやトラックまたはトレーラーのような大型車両には、圧縮空気の圧力を利用して制動を行うエアブレーキ、またはドアを自動に開閉するエア開閉器などのような空圧機器が搭載されており、このような空圧機器に供給される圧縮空気は、エンジンの動力で動作するエアコンプレッサにより空気タンクに供給・貯蔵され、提供される。このためには、空気タンク内に圧縮空気が常に適正な圧力を保つように貯蔵されていなければならない。
【０００３】
図１は、このような動作を行う従来のエアコンプレッサの一例を示す図であり、このエアコンプレッサは、エンジンの動力がタイミングギヤ（図示せず）と歯合している駆動ギヤ３を通じて前記エンジンに設けられたクランクケース１内のクランク軸２に伝達され、このクランク軸が回転すると、ポンプ室４内のピストンが連動するため、吐出口６′を通して圧縮空気が空気タンク５内に供給されて貯蔵され、このような動作が続けられ、前記空気タンク内の圧力が設定圧力よりも高くなると、その圧力の一部がガバナー７を通じてアンローダ６に信号圧で伝達されると、このアンローダが動作され、圧縮空気が前記空気タンクに供給されることを中断させるため、エアコンプレッサは、空回転することになり、前記空気タンク内に貯蔵された圧縮空気が使われることにより、圧力が低くなると、前記アンローダが逆動作され、圧縮空気が再び空気タンクに供給されるようにしたものである。
【０００４】
しかし、このようなエアコンプレッサは、アンローダ６の動作により圧縮空気が空気タンク５に供給されないときにも、エアコンプレッサは、空回転し続けてあるため、エンジンの動力消費が続けられ、かつ、エアコンプレッサの空回転により燃料の損失が多くなり、これにより、車両の燃費改善に大いに逆行するという欠点があった。また、クランク軸２やピストンの往復運動が続けられるに従い、摩擦熱によりシリンダーの内部温度が上昇すると共に、クランクケース内に供給されるエンジンオイルの消費量が増加することは勿論、消費量の増加に比例する多量の汚染物質を含有した高温の吐出空気により、大気及び周辺機器の汚染を招き、騒音発生及び磨耗率が高くなり、エアコンプレッサの寿命が大いに短縮されるなどの多くの問題点があった。
【０００５】
従って、本願出願人は、このような問題点を解消するために、空気タンク内の圧力が設定圧力よりも高くなり、その信号圧がアンローダに伝達されると、駆動ギヤのみが空回転することになり、クランク軸やピストンは、動作しなくなり、圧縮空気の供給動作が停止され、圧力が低くなると、前記クランク軸やピストンが再び動作し、圧縮空気を供給することになるエアコンプレッサを発明して先出願（韓国特許出願第２００３-１０１３１４号）を行った。
【０００６】
図２ａは、前記先出願の発明のエアコンプレッサにおけるクランク軸が後退した状態を示す断面図であり、図２ｂは、同エアコンプレッサにおけるクランク軸が前進した状態を示す断面図であり、この先出願の発明のエアコンプレッサは、図２ａのように、リング板スプリング１５０の反発力によりクランクケース１１０内に取り付けられているクランク軸１２０が後退移動され、クラッチハウジング１３０と駆動ギヤ１６０との間に介在しているスチールリング板１７１と摩擦リング板１７２らとが互いに密着して一体化したような状態で、すなわち、クラッチ１７０が前記駆動ギヤとクラッチハウジングとを接続させている状態でエンジン１００が稼動すると、その動力は、エンジンのタイミングギヤ（図示せず）と歯合している前記駆動ギヤとクラッチとを経てクラッチハウジングを通じてクランク軸に伝達され、このクランク軸を回転させるため、コネクティングロッド１９２によりポンプ室１９０内のポンプピストン１９１が往復運動しながら、圧縮空気を吐出口１９５を通して吐出させ、空気タンク６００に送り貯蔵されるようにし、このような動作が続けられ、前記空気タンク内に供給され貯蔵される圧縮空気の圧力が設定圧力よりも高くなると、圧縮空気の一部が信号圧でガバナー６１１を経てカバー１８１の流入口１８２を通してエアシリンダー１８０内に流入され、流入される信号圧がクランク軸１２０を後退移動させているリング板スプリング１５０の反発力よりも大きくなると、ピストン１８３を押圧して前進させるため、図２ｂに示すように、クランク軸が前進され、クラッチハウジング１３０を押圧するため、前記リング板スプリングは圧縮され、一体化したように密着していたスチールリング板１７１と摩擦リング板１７２らとの密着状態が緩くなり、互いに離隔されるに従い、駆動ギヤ１６０とクラッチハウジング１３０とは、クラッチ１７０による接続が解除されることにより、前記駆動ギヤがエンジン１００の動力により回転し続けても、その回転力は、クランク軸１２０に伝達されず、前記駆動ギヤのみ空回転することになる。
【０００７】
このようになると、エアコンプレッサが動作しなくなるため、空気タンク６００への圧縮空気の供給が停止され、圧力が不必要に上昇することは勿論、エンジン１００の動力損失が防止され、かつ、燃料及びエンジンオイルの消費が大幅に減少し、車両の燃費改善にも大いに寄与すると共に磨耗率も低減し、寿命短縮が抑制され、内部の摩擦熱が低下し、吐出空気の温度が低くなることは勿論、高温の空気が吐出されず、大気及び周辺の汚染が減少するなどの効果が得られる。
【０００８】
しかし、このような先出願の発明のエアコンプレッサ(韓国特許出願第２００３-１０１３１４号)は、クランク軸１２０が前進されると、たとえ、駆動ギヤ１６０のみが空回転することになっても、前記クランク軸が前進するときに発生される軸荷重と前進したクラッチハウジング１３０により圧縮されたリング板スプリング１５０の反発力がこのリング板スプリング押さえ１４０に加えられることになり、前記駆動ギヤとリング板スプリング押さえとの接地面が強い密着状態を維持するため、これらの間にブッシュが介在していてもこれらの接地面では摩擦が発生し続けることにより、磨耗し易く、前記ブッシュは勿論、駆動ギヤやリング板スプリング押さえの寿命短縮を招き、これにより、たとえ、クランク軸まで空回転していた図１のエアコンプレッサに比べると、それほど大きくはないが、動力の損失や燃料及びエンジンオイルの消費量が増加し、燃費改善にも障害となるなどの問題点があった。
【０００９】
また、エンジン１００の内壁１０１と駆動ギヤ１６０の前面との間にスラストベアリング２００を取り付け、クランク軸１２０の前進時に発生する軸荷重を減衰させていたが、その構造上、スラストベアリングの取り付けのための空間の確保のために、管状のリング板スプリング押さえ１４０が相対的に長く形成していなければならず、かつ、前記クランク軸の外周に組み立てられて回転する各部品の個体が多いため、このリング板スプリング押さえの加工及び組み立て作業が非常に難しくて複雑であり、極めて微細な誤差によっても振動及び騒音が大きく発生するなどの問題点もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、駆動ギヤやリング板スプリング押さえの磨耗及び寿命短縮が防止されることは勿論、燃料やエンジンオイルの消費量を最小にするエアコンプレッサを提供することを目的とする。また、本発明は、リング板スプリング押さえの加工及び組み立て作業が非常に簡単かつ容易になることは勿論、変形及び亀裂などが発生し難くなるようにしたエアコンプレッサを提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明によるエアコンプレッサは、空気タンク内の圧力が設定圧力よりも高くなり、信号圧が伝達されると、クランク軸やピストンの動作が停止し、圧縮空気の供給が中断した状態で駆動ギヤが空回転するとき、リング板スプリング押さえとの摩擦が発生しないようにすると共に、クランク軸の前進移動の際に、軸荷重が殆ど発生しないことを特徴するが、このエアコンプレッサは、エンジンのタイミングギヤと歯合されて回転する駆動ギヤの駆動力をクランク軸に伝達したり遮断したりするクラッチが収容されるクラッチハウジングと前記駆動ギヤとの間にリング板スプリング押さえを介在させて駆動ギヤの回転力がリング板スプリング押さえとクラッチとを介してクラッチハウジングを経てクランク軸に伝達されるようにし、駆動ギヤが空回転するときには、リング板スプリング押さえとの摩擦が発生しないようにし、このため、前記先出願の発明とは逆に、クランク軸が前進移動すれば、エアコンプレッサが動作され、圧縮空気を供給し、クランク軸が後退すると、エアコンプレッサの動作が停止され、圧縮空気の供給が中断することを特徴する。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明によるエアコンプレッサによれば、圧縮空気の供給動作時には、クランク軸がリング板スプリングの反発力により前進移動しているため、リング板スプリング押さえや駆動ギヤに加えられる軸荷重が大きくならないことは勿論、圧縮空気の供給動作の停止時には、クランク軸が後退移動され、リング板スプリングを圧縮させるため、その反発力がリング板スプリング押さえを前方に押圧しないようにするため、反発力が駆動ギヤに加えられなくなるという特徴があり、これにより、駆動ギヤが周辺の他の部品と摩擦されず、空回転することになり、本願出願人の先出願の発明に比べ、全体的な磨耗率が大幅に低減することは勿論、エンジンの動力損失の抑制効果が極大化すると共に、燃料及びエンジンオイルの消費も大いに減少し、燃費改善や寿命短縮の抑制にもさらに寄与することになる。また、先出願のエアコンプレッサに比べ、リング板スプリング押さえの長さが減少し、その加工及び組み立て作業が非常に簡単かつ容易になることは勿論、クランクケースの前面から駆動ギヤの前面までの間隔も大いに縮小すると共にスラストベアリングが除かれ、エンジンに取り付ける作業も非常に簡単かつ容易になるという利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。図３は、本発明の実施形態によるエアコンプレッサの分解斜視図であり、図４ａ〜図４ｄ及び図５ａ〜図５ｄは、同エアコンプレッサにおけるクランク軸が前進移動及び後退移動した状態を示すそれぞれの断面図である。本発明の実施形態によるエアコンプレッサのクランクケース１０は、エンジン１００に設けられており、前記クランクケース内の下部に水平に貫通するように形成されるクランク室１１には、クランク軸２０が回転自在に取り付けられる。クランク軸２０の先端部は、クランク室１１の先端側にスナップリングで外れないように結合されるブッシュ１２を貫通して露出され、エンジン１００の内部に位置することになるもので、前記露出された先端部の中で外周面が水平となっている後側の水平部位２１には、中央に前記水平部位が貫通する軸穴３１が形成された円筒状のクラッチハウジング３０が軸結合される。
【００１４】
クラッチハウジング３０は、その後面がブッシュ１２の前面に支持されるように、軸結合されるものであり、内周面には、スプライン３２が形成され、軸穴３１の前後幅は、水平部位２１の前後幅よりも小さくなる。これは、クランク軸２０が軸穴３１と水平部位２１との前後幅の差による間隔ｔの範囲内で前進・後退移動できるようにするためのものである。クランク軸２０の先端部の中で外周面が先端側に向けて傾斜している中間の傾斜部位２２には、内周面が前記傾斜部位と合致する傾斜面となった管状のリング板スプリング押さえ４０が軸結合され、このリング板スプリング押さえは、前記先端部の中で外周面に螺旋が形成された先端の螺旋部位２３に締結される締結部材４０ａに外れないように前記中間の傾斜部位に軸着される。
【００１５】
締結部材４０ａとしては、ナットが好ましく、リング板スプリング押さえ４０の内周面が傾斜部位２２と合致する傾斜面となっているため、これらが互いにしっかりと密着するように前記締結部材を締結すると、リング板スプリング押さえは、クランク軸と共に回転することになる。リング板スプリング押さえ４０は、内周面の先端部位４１の内径を後側部位の内径よりも大きくして、締結部材４０ａが先端部内に収容されるようにし、外周面の後端部側には、クラッチハウジング３０の内周面に形成されたスプライン３２と歯合するスプライン４３が外周縁に形成されたフランジ４２が延びている。このようなリング板スプリング押さえ４０をクランク軸２０に軸着すると、フランジ部４２の後面とクラッチハウジング３０の内前面との間には、所定の間隔の空間ａが形成され、この空間には、複数個のリング板スプリング５０が取り付けられる。
【００１６】
このように取り付けられるリング板スプリング５０の反発力は、クラッチハウジング３０を後方に押してブッシュ１２に密着させると共に、リング板スプリング押さえ４０を前方に押してクランク軸２０を前進移動させる作用を有する。リング板スプリング押さえ４０の先端部側の外周面には、前記先端部を軸として結合され、リング板スプリング押さえとは別に自由に回転するように駆動ギヤ６０が設けられている。駆動ギヤ６０は、外周縁にエンジン１００側のタイミングギヤ（図示せず）と歯合されるギヤ歯が形成されたギヤ部６１と、直径が小さく後側に延びており、外周面には、スプライン６３が形成された軸管部６２とから構成される。そして、軸管部６２の前後端側及び内周面とリング板スプリング押さえ４０の先端部側の外周面との間には、これらが直接面接触しないようにするブッシュ６０ａが介在され、前記リング板スプリング押さえの先端部側の外周面には、ワッシャー４４を取り付けスナップリング４５を着設して駆動ギヤ６０が外れないようにする。また、駆動ギヤ６０の前面中央部６４は、所定の深さで凹むように形成し、クランク軸２０の先端が前記中央部内に位置するようにすることにより、クランクケース１０の前面から前記クランク軸の先端までの露出される間隔を最大限に縮小させる。
【００１７】
一方、クラッチハウジング３０の内周面と駆動ギヤ６０の軸管部６２の外周面との間には、これらの直径の差により、リング板スプリング押さえ４０のフランジ部４２の前方側に収容空間ｂが形成され、この収容空間内にはクラッチ７０が取り付けられる。クラッチ７０は、軸穴の内径は、軸管部６２の外径よりも大きく、外周面には、クラッチハウジング３０の内周面に形成されたスプライン３２と結合されるスプラインが形成された複数のスチールリング板７１と、このスチールリング板よりも直径が小さく、軸穴の内周面には、前記軸管部の外周面に形成されたスプライン６３と結合されるスプラインが形成された複数の摩擦リング板７２とから構成される。
【００１８】
このようなスチールリング板７１と摩擦リング板７２とは、互いに一つずつ交互に重なるように取り付けられるものであって、前記スチールリング板の軸穴は、軸管部６２と離隔される反面、外周面に形成されたスプラインは、クラッチハウジング３０のスプライン３２と結合され、前記摩擦リング板の軸穴に形成されたスプラインは、軸管部のスプライン６３と結合される反面、外周面は、前記クラッチハウジングの内周面から離隔される。これにより、スチールリング板７１は、クラッチハウジング３０と共に回転することになり、摩擦リング板７２は、駆動ギヤ６０と共に回転することになる。また、前記スチールリング板や摩擦リング板は、クラッチハウジングの内周面の先端側に着設するスナップリング７３により前方に外れないように取り付けられると共に、その後方は、リング板スプリング押さえ４０のフランジ部４２により支持される。
【００１９】
このように取り付けられるクラッチ７０のスチールリング板７１と摩擦リング板７２らとは、リング板スプリング５０の反発力の作用でリング板スプリング押さえ４０とクランク軸２０とが共に前進移動することになると、フランジ部４２とスナップリング７３との間で押圧され、互いに隙間無くしっかりと密着するため、駆動ギヤ６０と前記リング板スプリング押さえ及びクラッチハウジングとを一体となるように接続させる。このように接続されると、駆動ギヤ６０の回転力は、クラッチ７０によりクラッチハウジング３０に伝達されると共に、スプライン３２と結合されているフランジ部４２のスプライン４３を通じてリング板スプリング押さえ４０に伝達されてクランク軸２０を回転させる。逆に、後述するように、クランク軸２０と共にリング板スプリング押さえ４０が後退移動すれば、リング板スプリング５０は圧縮され、互いに密着していたスチールリング板７１と摩擦板７２らとは、互いに離隔されるため、駆動ギヤ６０の回転力を前記クランク軸に伝達するクラッチ７０の作用が解除され、前記駆動ギヤのみが空回転することになり、これにより、エアコンプレッサの動作は停止する。
【００２０】
一方、クランク室１１の後端側には、リング板スプリング５０の反発力で前進しているクランク軸２０を後退移動させるエアシリンダー８０が設けられる。エアシリンダー８０は、クランク室１１の開放された後端を密封するように着設され、前面の中央には、クランク軸２０が軸結合される軸溝が形成され、後面には、収容部が形成された気筒８１と、この気筒の開放された収容部を密封するように後面に着設されるカバー８２と、前記収容部に取り付けられるピストン８３と、端部が前記気筒とピストンの中央に形成された貫通穴とを通してクランク軸の後端部の中央に締結されるスクリュー軸８４と、このスクリュー軸によりピストンの後面と所定の間隔で離れるように軸着されるベアリングホルダー８５と、前記ピストンと支持板との間に介在されるベアリング８６と、前記気筒の後面とピストンの前面との間に圧縮空気である信号圧が注入されるように気筒に形成された注入口８７と、前記気筒の後面とピストンの前面との間に介在されるように取り付けられ、ピストンを後方に弾発させることにより。前記ベアリングに予圧を与えるコイルスプリング８８と、前記気筒の後面に形成されたガイド溝に端部が嵌挿されるように、前記ピストンにねじ締結され、このピストンの回転防止及び前進・後退移動を案内するガイドピン８９とを備えている。
【００２１】
そして、気筒８１には、クランク室１１に流入されるエンジンオイルがシリンダー室８０ａに供給されるようにすると共に、ピストン８３の動作の際に流入されたエンジンオイルが排出され、圧力の抵抗を抑制する流通路８１ａが前後面を貫通するように形成されている。スクリュー軸８４の外周面は、気筒８１及びピストン８３の各中央に形成された貫通穴の内周面と接触しないようにすることが好ましく、このためには、これらの間に直径の差による間隙が形成されるようにしたり、あるいはベアリングホルダー８５の中央に形成されたスクリュー軸８４の軸穴の先端の周縁部を前方に延長させて形成される軸管部８５ａが前記スクリュー軸の外周面と貫通穴の内周面との間に介在するようにしても良い。勿論、このような場合にも、軸管部８５ａの外周面は、気筒８１及びピストン８３の各軸穴の内周面と、また、前記軸管部の内周面は、スクリュー軸８４の外周面と接触しないようにこれらの間に間隙が維持されるようにすることが好ましい。
【００２２】
このようなエアシリンダー８０は、ガバナー６ｂを通じて送られ、注入口８７を通して気筒８１の後面とピストン８３の前面との間に注入される圧縮空気である信号圧がクランク軸２０を前進させているリング板スプリング５０の反発力よりも大きいと、前記ピストンを後退させるため、ベアリングホルダー８５とスクリュー軸８４とで結合された前記クランク軸が共に後退移動され、同時にリング板スプリング押さえ４０も後退するため、前記リング板スプリングは圧縮される。このとき、ピストン８３が後退する程度は、軸穴３１と後端の水平部位２１との前後幅の差による間隔ｔに比例する。
【００２３】
このようになると、クランク軸２０の先端部側に軸着されたリング板スプリング押さえ４０も共に後退するため、互いに隙間無く一体に密着していたクラッチ７０のスチールリング板７１と摩擦リング板７２らとが互いに離隔され、スリップ状態となるため、駆動ギヤ６０とクラッチハウジング３０とは、前記クラッチによる接続が切れ、これにより、前記駆動ギヤは回転しても、その回転力は、クラッチハウジングに伝達されず、前記リング板スプリング押さえやクランク軸は回転しなくなり、駆動ギヤのみが空回転することになる。
【００２４】
クランクケース１１には、ポンプ室９０がクランク室１１と直交するように上方向に延設されており、前記ポンプ室には、ポンプピストン９１が取り付けられる。ポンプピストン９１は、一端がクランク軸２０の水平部分２４に軸結合されるコネクティングロッド９２の他端部に軸結合され、前記クランク軸の回転時に往復動作しながら、圧縮空気を空気タンク６ａに供給することになる。コネクティングロッド９２の他端部は、ポンプピストン９１の中心にクランク室１１側に開放されるように凹んで形成された結合溝９３に嵌挿されるもので、この結合溝の内幅ｒは、図４ｄに示すように、前記コネクティングロッドの前後幅ｆよりも大きく、その中間部分を水平に横断するように軸穴９４が形成されている。従って、軸ピン９６をコネクティングロッド９２の他端部に形成された軸穴を貫通するように結合して、その両端を軸穴９４に固定すれば、前記コネクティングロッドは、軸ピンに軸結合された状態でその前後幅ｆと結合溝９３の内幅ｒとの大きさの差による範囲内で水平に前進及び後退移動することになる。
【００２５】
このことは、ポンプピストン９１は、ポンプ室９０内で垂直方向に往復運動するように取り付けられている反面、クランク軸２０は、クランク室１１内で前進及び後退移動するように設けられているため、このクランク軸が前進及び後退移動するとき、コネクティングロッド９２も共に前進及び後退移動してこそ、前記ポンプピストンをポンプ室内で往復運動させることが可能となるためである。そして、ポンプ室９０の開放された上端は、ポンプピストン９１により発生する圧縮空気が吐出され、空気タンク６ａに送られる吐出口９５を備えたヘッドカバー９７で覆われる。
【００２６】
このように構成される本発明の実施形態によるエアコンプレッサは、リング板スプリング５０の反発力によりリング板スプリング押さえ４０とクランク軸２０とが前進移動され、クラッチハウジング３０と駆動ギヤ６０との間に介在しているスチールリング板７１と摩擦リング板７２らとが互いに密着して一体化したような状態、すなわち、クラッチ７０が前記駆動ギヤとクラッチハウジング３０とを接続させている状態でエンジン１００が稼働すると、その動力は、エンジンのタイミングギヤと歯合している前記駆動ギヤとクラッチとを経てクラッチハウジングやリング板スプリング押さえを通じてクランク軸に伝達され、このクランク軸を回転させる。
【００２７】
このようになると、クランク軸２０の後端にスクリュー軸８４に着設されたベアリングホルダー８５は、一緒に回転するが、ピストン８３は、前記スクリュー軸及びベアリングホルダーと離隔されているため、回転しなくなる反面、コネクティングロッド９２によりポンプ室９０内のポンプピストン９１が往復運動することになり、この過程で発生する圧縮空気は、吐出口９５を通して吐出され、空気タンク６ａに送られ貯蔵される。このような動作が続けられ、空気タンク６ａ内に供給される圧縮空気の圧力が設定圧力よりも高くなると、圧縮空気である信号圧がガバナー６ｂを経て流入口８７を通してエアシリンダー８０内の気筒８１の後面とピストン８３の前面との間に流入されるが、このように流入される信号圧がクランク軸２０を前進させているリング板スプリング５０の反発力よりも大きくなると、前記ピストンを後方に押圧して後退移動させる。
【００２８】
このように、クランク軸２０が後退すると、リング板スプリング押さえ４０も共に後退するため、リング板スプリング５０は圧縮され、これにより、前記リング板スプリングの反発力により一体化したように密着していたスチールリング板７１と摩擦リング板７２らとは密着状態が解除され、互いに離隔されるため、結局、駆動ギヤ６０とクラッチハウジング３０及び前記リング板スプリング押さえとは、クラッチ７０による接続が切れる。そして、クラッチ７０の接続が切れると、駆動ギヤ６０は、エンジン１００の動力により回転し続けてもその回転力は、クラッチハウジング３０に伝達されなくなるため、前記駆動ギヤのみが空回転することになり、クランク軸２０は、回転しなくなる。
【００２９】
これにより、エアコンプレッサが動作しなくなるため、空気タンク６ａへの圧縮空気の供給が中断して、圧力が不必要に上昇することは勿論、エンジン１００の動力の損失も防止される。その後、空気タンク６ａ内に貯蔵されていた圧縮空気が使われ、その圧力が設定値よりも低くなると、ガバナー６ｂを通じてエアシリンダー８０に流入していた信号圧が遮断され、このエアシリンダー内の圧力が弱くなり、これにより、リング板スプリング５０の反発力が信号圧よりも大きくなると、前記反発力が作用して、リング板スプリング押さえ４０を前方に押圧するため、クランク軸２０が前進移動される。
【００３０】
このようになると、前進したリング板スプリング押さえ４０によりクラッチ７０のスチールリング板７１と摩擦リング板７２らとが互いに密着して一体化するため、駆動ギヤ６０とクラッチハウジング３０とが前記クラッチにより接続され、これにより、エンジン１００の動力が前記クラッチハウジングとリング板スプリング押さえとを経てクランク軸２０に伝達されるため、エアコンプレッサが動作して、圧縮空気を空気タンク６ｂに供給することになる。
【００３１】
このような過程で、クランク軸２０とコネクティングロッド９２とが前進及び後退移動される間隔は、クラッチ７０のスチールリング板７１と摩擦リング板７２らとの密着及び密着状態のみ解除される程度であれば良いので、その間隔が大きくなく、前記コネクティングロッドがポンプピストン９１の中心線上から偏心した位置にあってもその偏心程度が大きくないから、前記ポンプピストンは、ポンプ室９０内で常に正常な往復運動を行うことになる。
【００３２】
一方、前述の実施形態においては、コネクティングロッド９２がクランク軸２０と共に前進及び後退移動するように設けられており、ポンプピストン９１を往復運動させることをその例にして説明しているが、必ずこれに限定されるものでなく、前記コネクティングロッドは、前進及び後退移動されず、クランク軸のみ前進及び後退移動するようにしても良い。このためには、クランク軸２０でコネクティングロッド９２の一端が軸結合される水平部分２４の長さを前記コネクティングロッドの前後幅ｆよりも長くして、前記水平部分がスライドするようにする反面、前記コネクティングロッドの上端は、前進及び後退移動せず、回転だけするようにポンプピストン９１に軸着すれば良い。
【００３３】
また、クランク軸２０とコネクティングロッド９２との?結は、前述の実施形態の他にも多様な変形例が考えられるが、その動作が前進及び後退移動するように取り付けられたクランク軸２０の回転力を往復運動するポンプピストン９１に伝達するためのものであれば、何れも本発明の範囲に属することは言うまでもない。そして、迅速な圧縮空気の供給のために、大容量化が求められるときには、ポンプ室９０を複数で設けることが好ましいが、圧縮空気の消費量が少ない車両では、コスト低減のために、ポンプ室９０を１個にすることが好ましく、これに比例して、ポンプピストン９１とコネクティングロッド９２とを前記一つのポンプ室に単数で設ければ良い。
【００３４】
また、本発明の実施形態においては、前記したように、ポンプ室９０を１気筒にする場合の図は示していないが、これはポンプ室が２気筒となっている前述の実施形態により簡単に適用可能であって、省略されており、この場合にも本発明の範囲を外れるものではない。以上のように、上記実施の形態を参照して詳細に説明され図示されたが、本発明は、これに限定されるものでなく、このような本発明の基本的な技術的思想を逸脱しない範囲内で、当業界の通常の知識を有する者にとっては、他の多くの変更が可能であろう。また、本発明は、添付の特許請求の範囲により解釈されるべきであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一般的なエアコンプレッサの一例を概略的に示す構成図である。
【図２ａ】従来の先出願のエアコンプレッサの動作状態を示す断面図である。
【図２ｂ】同従来の先出願のエアコンプレッサの動作状態を示す断面図である。
【図３】本発明のエアコンプレッサの分解斜視図である。
【図４ａ】本発明のエアコンプレッサにおいてクランク軸が前進した状態を示す断面図である。
【図４ｂ】図４ａにおけるクラッチ部分を拡大して示す断面図である。
【図４ｃ】図４ａにおけるエアシリンダー部分を拡大して示す断面図である。
【図４ｄ】図４ａにおけるポンプピストン部分を拡大して示す断面図である。
【図５ａ】本発明のエアコンプレッサにおいてクランク軸が後退した状態を示す断面図である。
【図５ｂ】図５ａにおけるクラッチ部分を拡大して示す断面図である。
【図５ｃ】図５ａにおけるエアシリンダー部分を拡大して示す断面図である。
【図５ｄ】図５ａにおけるポンプピストン部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  クランクケース
１１  クランク室
２０  クランク軸
２１  水平部位
２２  傾斜部位
２３  螺旋部位
３０  クラッチハウジング
３１  軸穴
３２  スプライン
４０  リング板スプリング押さえ
４１  先端部位
４２  フランジ部
４３  スプライン
５０  リング板スプリング
６０  駆動ギヤ
６１  ギヤ部 
６２  軸管部
６３  スプライン
７０  クラッチ
７１  スチールリング板
７２  摩擦リング板
７３  スナップリング
８０  エアシリンダー
８１  気筒
８２  カバー
８３  ピストン
８４  スクリュー軸
８５  ベアリングホルダー
８６  ベアリング
８７  注入口 
８８  コイルスプリング
８９  ガイドピン
８０ａ  シリンダー室
８１ａ  流通路
９０  ポンプ室
９１  ポンプピストン
９２  コネクティングロッド
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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