JP6924866B1

JP6924866B1 - 自動車用インフレータ

Info

Publication number: JP6924866B1
Application number: JP2020071901A
Authority: JP
Inventors: ▲クァン▼新華
Original assignee: 広州市安途電器有限公司
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2021-08-25
Anticipated expiration: 2040-04-13
Also published as: US20210262459A1; CN111188750A; JP2021134914A; DE102020109856A1; US11408409B2

Abstract

【課題】ピストンの密封構造を簡素化することにより、コストを低減するとともに、使用の信頼性を向上させることができる自動車用インフレータを提供する。【解決手段】ピストンは、ピストン室２１を前室２１２と後室２１１とに仕切るように、ロッカアーム３の先端に設けられてピストン室内に移動可能に収容され、前室が空気充填口を有し、後室が外部環境と連通し、駆動コンポーネントがロッカアームを回転駆動することができ、さらにピストンを直線に沿って往復運動させ、ピストンの外周に第１環状溝が設けられ、第１環状溝の後端面に第１シール面が形成され、ピストンの先端面に第１環状溝と連通する吸気孔が設けられる。シールリング５は、第１環状溝内に設けられ、シールリングの先端がピストンの外周壁から少なくとも部分的に突出し、シールリングの後端面に第２シール面が形成され、シールリングの外周壁がシリンダブロックの内周壁に密封当接する。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車部品の技術分野に関し、特に、自動車用インフレータに関する。

現在、自動車用インフレータのピストンは、通常、シールリング及びスロットルシートを含む二重密封構造を採用する必要があり、シールリングは、ピストンの外周に外嵌され、ピストンとシリンダブロックの内側壁との間の密封を実現するために用いられ、スロットルシートは、ピストンの先端面の吸気孔に設けられ、ピストンの吸気通路の開閉用のものとする。この構造は、製造及び組立を行うために複数のプロセスを必要とし、製造コストが高く、かつスロットルシートに故障が発生しやすく、これにより、構造の信頼性がよいとはいえない。

本発明は、従来技術における不備を克服するために、ピストンの密封構造を簡素化することにより、コストを低減するとともに、使用の信頼性を向上させることができる自動車用インフレータを提供することを目的とする。

上記目的を実現するために、本発明は、自動車用インフレータであって、
駆動コンポーネントと、
後端が前記駆動コンポーネントの動力出力端に取り付けられるロッカアームと、
前記駆動コンポーネントに接続され、内部にピストン室が形成されるシリンダブロックと、
前記ロッカアームの先端に設けられたピストンであって、前記ピストンは、前記ピストン室を前室と後室とに仕切るように、前記ピストン室内に移動可能に収容され、前記前室が空気充填口を有し、前記後室が外部環境と連通し、前記駆動コンポーネントが前記ロッカアームを回転駆動することができ、さらに前記ピストンを直線に沿って往復運動させ、前記ピストンの外周に第１環状溝が設けられ、前記第１環状溝の後端面に第１シール面が形成され、前記ピストンの先端面に前記第１環状溝と連通する吸気孔が設けられるピストンと、
前記第１環状溝内に設けられたシールリングであって、前記シールリングの先端の少なくとも一部が前記ピストンの外周壁から突出し、前記シールリングの後端面に第２シール面が形成され、前記シールリングの外周壁が前記シリンダブロックの内周壁に密封当接するシールリングと、を含み、
ここで、前記前室の圧力が前記後室の圧力よりも大きくなる時、前記第２シール面は、前記第１シール面に密封当接し、前記吸気孔は、前記後室と連通しなくなり、前記前室の圧力が前記後室の圧力よりも小さくなる時、前記第２シール面と前記第１シール面との間には隙間が残り、前記吸気孔は、前記隙間を介して前記後室と連通している自動車用インフレータを提供する。

好ましい態様として、前記シールリングは、内環と、前記内環の外周に環状に設置された外環とを含み、前記内環の後端は、前記外環の後端に接続され、前記内環と前記外環との間には、前方に開口する第２環状溝が形成され、
前記内環と前記外環との接続箇所には、前記第２シール面が形成され、前記内環は、前記第１環状溝内に収容されている。

好ましい態様として、前記外環の先端は、前記内環の先端から突出し、かつ前記外環の先端は、前記ピストンの外周に環状に設置されている。

好ましい態様として、前記ロッカアーム及び前記ピストンは、いずれもプラスチック部材である。

好ましい態様として、前記ロッカアームと前記ピストンとは一体成形されている。

好ましい態様として、前記ピストンの先端面には、周方向に間隔をおいて複数の前記吸気孔が設けられている。

好ましい態様として、前記ピストンは、ピストン本体と、前記ピストン本体の先端に設けられた先端板と、前記ピストン本体の後端に設けられた後端板とを含み、
前記先端板及び前記後端板の外縁は、前記ピストンの外周に前記第１環状溝が形成されるように、いずれも前記ピストン本体の外縁から突出し、前記吸気孔が前記先端板に設けられ、前記ピストン本体において各前記吸気孔に対向する位置にいずれも逃げ溝が設けられ、前記逃げ溝が前記吸気孔と前記第１環状溝とを連通することにより、前記ピストン本体の外縁全体は、波形をなしている。

好ましい態様として、前記駆動コンポーネントは、モーターと、カムとを含み、前記カムは、前記モーターの動力出力軸に取り付けられ、前記ロッカアームの後端は、前記カムの偏心位置に回転可能に接続され、前記シリンダブロックは、前記モーターのハウジングに接続されている。

好ましい態様として、前記自動車用インフレータは、互いに接続された第１座本体と第２座本体とを含む取付座をさらに含み、
前記第１座本体は、前記モーターのハウジングの一端に取り付けられ、前記第１座本体には、前記モーターの動力出力軸が貫通するための第１取付孔が設けられ、前記カムは、前記第１座本体の外側面に密着して設置され、
前記第２座本体には、前記シリンダブロックを取り付けるための第２取付孔が設けられている。

本発明の実施例による自動車用インフレータは、従来技術によるものと比較して、以下の有益な効果を有する。

本発明の実施例の自動車用インフレータにおいて、そのピストンの密封構造は、１つのシールリングのみを含み、該シールリングは、ピストンとシリンダブロックの内周壁との間の常時密封を実現するために用いられるだけでなく、ロッカアームの押し引き過程でのピストン室に発生する気圧の変化で、シールリングを弾性変形させることができ、これにより、該シールリングが吸気孔の開閉を制御し、さらに空気の循環的な圧縮及び吸入を可能にし、空気充填過程を完了する。該自動車用インフレータは、構造がシンプルで、生産効率を効果的に向上させ、コストを低減することができる。

本発明の実施例における自動車用インフレータの構造模式図である。本発明の実施例における自動車用インフレータの分解模式図である。本発明の実施例における自動車用インフレータの縦断面模式図である。図３における自動車用インフレータのピストン、シールリング及びシリンダブロックの間の係合関係に関する部分拡大模式図である。本発明の実施例における自動車用インフレータのピストンの構造模式図である。本発明の実施例における自動車用インフレータのシールリングの縦断面模式図である。

以下、図面及び実施例を参照して、本発明の具体的な実施形態についてさらに詳細に説明する。以下の実施例は、本発明を説明するためのものであるが、本発明の範囲を限定するものではない。

本発明の説明において、様々な情報を説明するために本発明における「第１」、「第２」などの用語が使用されるが、これらの情報は、これらの用語に限定されるべきではなく、これらの用語は、同じタイプの情報を互いに区別させるためにのみ使用されることを理解されたい。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、「第１」情報は、「第２」情報とも呼ばれてもよく、同様に、「第２」情報は、「第１」情報とも呼ばれてもよい。

なお、本実施例では、この自動車用インフレータを用いて空気を充填する時、空気充填口に近い一端を「先端」と定義し、空気充填口から離れた一端を「後端」と定義することに留意されたい。

図１−図５に示すように、本発明の実施例には、駆動コンポーネント１、シリンダブロック２、ロッカアーム３、ピストン４及びシールリング５を含む自動車用インフレータが提案され、ロッカアーム３の後端は、前記駆動コンポーネント１の動力出力端に取り付けられ、シリンダブロック２は、前記駆動コンポーネント１に接続され、前記シリンダブロック２の内部には、ピストン室２１が形成され、ピストン４は、前記ピストン室２１を前室２１１と後室２１２とに仕切るように、前記ロッカアーム３の先端に設けられるとともに前記ピストン室２１内に移動可能に収容され、前室２１１には、空気充填口２２が設けられ、後室２１２は、外部環境と連通しており、前記駆動コンポーネント１は、前記ロッカアーム３を回転駆動することができ、さらに前記ピストン４をピストン室２１内に直線に沿って往復運動させ、前記ピストン４の外周には、第１環状溝４４が設けられ、前記第１環状溝４４の後端面には、第１シール面４５が形成され、前記ピストン４の先端面には、前記第１環状溝４４と連通する吸気孔４２１が設けられ、シールリング５は、前記第１環状溝４４内に設けられ、かつ前記シールリング５の先端の少なくとも一部は、前記ピストン４の外周壁から突出し、前記シールリング５の後端面には、第２シール面５１が形成され、前記シールリング５の外周壁は、前記シリンダブロック２の内周壁に密封当接している。

空気充填過程において、駆動コンポーネント１は、ロッカアーム３を前方に押すか又は後方に引くように動かすことにより、前室２１１内の気圧を変化させることができる。ロッカアーム３を前方に移動するように押して前記前室２１１の圧力が前記後室２１２の圧力よりも大きくなる時、前室２１１内の高圧は、シールリング５の先端のうち前記ピストン４の外周壁から突出する部分に作用するこれにより、シールリング５を弾性変形させ、前記第２シール面５１が前記第１シール面４５に密封当接するまで後方に移動し、前記吸気孔４２１が前記後室２１２と連通しなくなり、これにより、ピストン４は、前室２１１内の空気を圧縮し、圧縮された空気が空気充填口２２から流出して空気充填を行う。ロッカアーム３を後方に後退するように引いて、前記前室２１１の圧力が前記後室２１２の圧力よりも小さくなる時、シールリング５が回復し、前記第２シール面５１と前記第１シール面４５との間に隙間が残り、前記吸気孔４２１が前記隙間を介して前記後室２１２と連通することで、外部環境における空気は、後室２１２、隙間及び吸気孔４２１を順次通して前室２１１内に入る。ロッカアーム３を前方に押して後方に引くように繰り返すことにより、空気の圧縮及び吸入を循環的に行うことを可能にし、空気充填過程を完了する。

上記形態に基づき、本発明の実施例における自動車用インフレータにおいて、ピストン４の密封構造は、１つのシールリング５のみを含み、空気充填過程の全体において、シールリング５は、ピストン４とシリンダブロック２の内周壁との間の密封性を常に維持することができる。同時に、ロッカアーム３の押し引き過程での前室２１１に発生する気圧変化で、シールリング５を弾性変形させ、これにより、空気の循環的な圧縮及び吸入を実現して空気充填過程を完了するように、吸気孔４２１の開閉を制御することができる。本実施例における自動車用インフレータは、構造がシンプルで、組み立てやすく、何らの補助的な作業や治具も必要とせず、生産効率を効果的に向上させ、生産コストを低減することができ、かつ吸気孔の連通及び遮断を確実に制御することができる。

好ましくは、本実施例では、図３、図４及び図６に示すように、前記シールリング５は、内環５２と、前記内環５２の外周に環状に設置された外環５３とを含み、前記内環５２の後端は、前記外環５３の後端に接続され、前記内環５２と前記外環５３との間には、前方に開口する第２環状溝５４が形成され、前記内環５２と前記外環５３との接続箇所には、前記第２シール面５１が形成され、前記内環５２は、前記第１環状溝４４内に収容される。ロッカアーム３を前方に押す時、第２環状溝５４が前室２１１と連通することになり、前室２１１内の空気は圧縮作用によって気圧が大きくなるため、高気圧は、シールリング５の先端面に作用し、シールリング５を弾性変形させ、第２シール面５１がピストン４における第１シール面４５に当接するまで後方に移動し、吸気孔４２１が閉状態となる。該シールリング５の構造の最適化により、シールリング５は、吸気孔４２１の開閉を柔軟で確実に制御することができる。

さらに、シールリング５が吸気孔４２１の開閉を柔軟に制御するとともに、シールリング５がシリンダブロック２の内側壁に常に密封当接することを確保するために、前記外環５３の先端は、前記内環５２の先端から突出し、かつ前記外環５３の先端は、前記ピストン４の外周に環状に設置されている。

同様の目的から、より好ましくは、本実施例における外環５３は、後方から前方に向かうにつれて前記内環５２から徐々に離れ、外環５３は、全体が円錐台状をなし、シールリング５は、主に外環５３の外側壁の先端に近い位置がシリンダブロック２の内側壁に当接することにより、シールリング５とシリンダブロック２との間の確実な密封当接を常に維持することを保証できる。外環５３が後方から前方に内環５２から徐々に離れることにより、気圧変化時のシールリング５の弾性変形を容易にし、これによって、第２シール面５１と第１シール面４５との確実な当接または離間を制御することができる。

成形を容易にするとともに製造コストを低減するために、本実施例におけるロッカアーム３及びピストン４は、いずれもプラスチック部材であり、かつ、ロッカアーム３とピストン４とは一体成形されている。

本実施例では、空気充填過程における吸気孔の開閉より柔軟に制御するために、前記ピストン４の先端面には、周方向に間隔をおいて複数の前記吸気孔４２１が設けられている。例示的に、各吸気孔は均一に設置されている。

これに対応して、具体的には、図５に示すように、本実施例におけるピストン４は、ピストン本体４１と、前記ピストン本体４１の先端に設けられた先端板４２と、前記ピストン本体４１の後端に設けられた後端板４３とを含む。前記先端板４２及び前記後端板４３の外縁は、前記ピストン４の外周に前記第１環状溝４４が形成されるように、いずれも前記ピストン本体４１の外縁から突出し、前記吸気孔４２１が前記先端板４２に設けられ、前記ピストン本体４１において各前記吸気孔４２１に対向する位置にいずれも逃げ溝４１１が設けられ、前記逃げ溝４１１が前記吸気孔４２１及び前記第１環状溝４４を連通することにより、前記ピストン本体４１の外縁全体は、波形をなしている。ピストン４の構造を最適化することにより、第２シール面５１と第１シール面４５とが密封されていない状態において、外部空気が第１シール面と第２シール面との間の隙間、逃げ溝４１１及び吸気孔４２１を通して前室２１１内に入ることができることを保証できるだけでなく、ピストン４の強度を保証してピストン４の使用寿命を向上させることができる。

本実施例では、より具体的に、前記駆動コンポーネント１は、モーター１１と、カム１２とを含み、具体的に、図１−図３に示すように、前記カム１２は、前記モーター１１の動力出力軸に取り付けられ、前記ロッカアーム３の後端は、前記カム１２の偏心位置に回転可能に接続され、前記シリンダブロック２は、前記モーター１１のハウジングに接続されている。モーター１１の回転によりカム１２が回転し、さらにロッカアーム３が回転することで、ロッカアーム３の先端に設けられたピストン４をピストン室２１に直線沿って往復運動させる。

図１及び図２を再び参照して、本実施例における自動車用インフレータは、互いに接続された第１座本体６１及び第２座本体６２を含む取付座６をさらに備える。前記第１座本体６１は、前記モーター１１のハウジングの一端に取り付けられ、前記第１座本体６１には、前記モーター１１の動力出力軸が貫通するための第１取付孔６１１が設けられ、前記カム１２は、前記第１座本体６１の外側面に密着して設置されている。前記第２座本体６２には、前記シリンダブロック２を取り付けるための第２取付孔６２１が設けられている。ここで、第１取付孔６１１の中心軸と第２取付孔６２１の中心軸とが垂直になるように設けられるため、モーター１１とシリンダブロック２とは、垂直になるように配置されている。

例示的に、本実施例における第１座本体６１と第２座本体６２とは一体成形されている。

以上のように、本発明の実施例は、自動車用インフレータを提供し、そのピストンの密封構造は、１つのシールリングのみを含み、該シールリングは、ピストンとシリンダブロックの内周壁との間の常時密封を実現するために用いられるだけでなく、ロッカアームの押し引き過程でのピストン室に発生する気圧変化で、シールリングを弾性変形させることができ、それにより、該シールリングが吸気孔の開閉を制御し、さらに空気の循環的な圧縮及び吸入を可能にし、空気充填過程を完了する。該自動車用インフレータは、構造がシンプルで、生産効率を効果的に向上させ、コストを低減することができる。

以上の説明は、本発明の好適な実施形態を示すものに過ぎず、当業者であれば、本発明の技術的思想を逸脱することなく、各種の変更や置換が可能であることは自明であり、これらの変更や置換も本発明の保護範囲とみなされるべきである。

１駆動コンポーネント、１１モーター、１２カム、２シリンダブロック、２１ピストン室、２１１前室、２１２後室、２２空気充填口、３ロッカアーム、４ピストン、４１ピストン本体、４１１逃げ溝、４２先端板、４２１吸気孔、４３後端板、４４第１環状溝、４５第１シール面、５シールリング、５１第２シール面、５２内環、５３外環、５４第２環状溝、６取付座、６１第１座本体、６１１第１取付孔、６２第２座本体、６２１第２取付孔。

Claims

自動車用インフレータであって、
駆動コンポーネントと、
後端が前記駆動コンポーネントの動力出力端に取り付けられるロッカアームと、
前記駆動コンポーネントに接続され、内部にピストン室が形成されるシリンダブロックと、
前記ロッカアームの先端に設けられたピストンであって、前記ピストンは、前記ピストン室を前室と後室とに仕切るように、前記ピストン室内に移動可能に収容され、前記前室が空気充填口を有し、前記後室が外部環境と連通し、前記駆動コンポーネントが前記ロッカアームを回転駆動することができ、さらに前記ピストンを直線に沿って往復運動させ、前記ピストンの外周に第１環状溝が設けられ、前記第１環状溝の後端面に第１シール面が形成され、前記ピストンの先端面に前記第１環状溝と連通する吸気孔が設けられるピストンと、
前記第１環状溝内に設けられたシールリングであって、前記シールリングの先端の少なくとも一部が前記ピストンの外周壁から突出し、前記シールリングの後端面に第２シール面が形成され、前記シールリングの外周壁が前記シリンダブロックの内周壁に密封当接するシールリングと、を含み、
ここで、前記前室の圧力が前記後室の圧力よりも大きくなる時、前記第２シール面は、前記第１シール面に密封当接し、前記吸気孔は、前記後室と連通しなくなり、前記前室の圧力が前記後室の圧力よりも小さくなる時、前記第２シール面と前記第１シール面との間には隙間が残り、前記吸気孔は、前記隙間を介して前記後室と連通しており、
前記シールリングは、内環と、前記内環の外周に環状に設置された外環とを含み、前記内環の後端は、前記外環の後端に接続され、前記内環と前記外環との間には、前方に開口する第２環状溝が形成され、
前記内環と前記外環との接続箇所には、前記第２シール面が形成され、前記内環は、前記第１環状溝内に収容されており、
前記外環の先端は、前記内環の先端から突出し、かつ、前記外環の先端は、前記ピストンの外周に環状に設置されていること、を特徴とする自動車用インフレータ。
前記外環は、後方から前方に向かうにつれて前記内環から徐々に離れる、ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用インフレータ。
前記ロッカアーム及び前記ピストンは、いずれもプラスチック部材である、ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用インフレータ。
前記ロッカアームと前記ピストンとは一体成形されている、ことを特徴とする請求項３に記載の自動車用インフレータ。
前記ピストンの先端面には、周方向に間隔をおいて複数の前記吸気孔が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の自動車用インフレータ。
前記ピストンは、ピストン本体と、前記ピストン本体の先端に設けられた先端板と、前記ピストン本体の後端に設けられた後端板とを含み、
前記先端板及び前記後端板の外縁は、前記ピストンの外周に前記第１環状溝が形成されるように、いずれも前記ピストン本体の外縁から突出し、前記吸気孔が前記先端板に設けられ、前記ピストン本体において各前記吸気孔に対向する位置にいずれも逃げ溝が設けられ、前記逃げ溝が前記吸気孔と前記第１環状溝とを連通することにより、前記ピストン本体の外縁全体は、波形をなしている、ことを特徴とする請求項５に記載の自動車用インフレータ。
前記駆動コンポーネントは、モーターと、カムとを含み、前記カムは、前記モーターの動力出力軸に取り付けられ、前記ロッカアームの後端は、前記カムの偏心位置に回転可能に接続され、前記シリンダブロックは、前記モーターのハウジングに接続されている、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動車用インフレータ。
互いに接続された第１座本体と第２座本体とを含む取付座をさらに含み、
前記第１座本体は、前記モーターのハウジングの一端に取り付けられ、前記第１座本体には、前記モーターの動力出力軸が貫通するための第１取付孔が設けられ、前記カムは、前記第１座本体の外側面に密着して設置され、
前記第２座本体には、前記シリンダブロックを取り付けるための第２取付孔が設けられている、ことを特徴とする請求項７に記載の自動車用インフレータ。