JP2008513666A - 流体を搬送するピストンポンプ - Google Patents

Abstract

本発明は、流体を搬送するピストンポンプであって、シリンダ（１０）内において運動可能な少なくとも１つのピストンエレメント（２）と、駆動軸（５）を駆動する駆動装置（９）とが設けられており、駆動軸（５）がウォーム歯列（６）を有していて、該ウォーム歯列（６）が歯車（４）を駆動し、ピストンエレメント（２）がクランク駆動装置（３）を用いて歯車（４）と連結されている。

Description

従来技術
本発明は、流体を搬送するピストンポンプ、特に、シートクッションに空気を充填するためもしくは空気をシートクッションから排出してシートクッションを空にするために、車両用のシート装置において使用される空気を搬送するピストンポンプに関する。

本発明はさらに、ピストンポンプを組み込まれたシート装置にも関する。

流体を搬送する作業機械としては、従来技術において種々様々な構成のものが公知である。そのためには例えばピストンポンプ、ベーンポンプ、スクリュコンプレッサ、ルーツコンプレッサ等が使用される。これら公知の作業機械にはしかしながら次のような欠点、すなわち、所望の吐出流を保証することを目的として、作業機械が高回転数で運転される場合に、運転時に比較的大きな騒音を生ぜしめる、という欠点がある。さらに最近は、シートに座った人のためにマッサージ機構を準備することを目的として又はカーブ走行時などに車両に作用する横方向加速に関連してシートクッション領域を充填又は排出することを目的として、自動車のシートにおいて強力に膨張・排出可能なシートクッションが使用されている。特に、シートに座っている人のサイドサポートの改善を目的としてカーブ走行中にシートクッションを充填・排出するためには、シートクッションを迅速に充填もしくは排出することが必要である。この場合、シートにおいて使用される公知の作業機械は高回転数で運転されねばならず、このことは、運転中における不都合な騒音の原因となる。車両シートにおけるスペース状況は比較的小さいので、このような作業機械は可能な限り小型に設計されねばならず、その結果このような作業機械は行程毎にもしくは回転毎に比較的小さな容量しか吐出もしくは搬送することができない。大きな容積流を得るためには従って、作業機械を高回転数で運転することが必要であり、これにより騒音の問題はさらに大きくなってしまう。

発明の利点
請求項１の特徴部に記載された本発明による流体を搬送するピストンポンプには、公知のものに比べて次のような利点、すなわち極めてコンパクトに構成することができ、しかも流体の極めて騒音の少ない搬送を可能にするという利点がある。このことは本発明によれば、ピストンエレメントがクランク駆動装置を用いて運動可能であり、しかも駆動装置が、駆動装置によって駆動される歯車に固定されていることによって、達成される。これによって本発明によるピストンポンプは、小型に構成されていてかつ高回転数でも騒音なしに働くことに基づいて、特に車両のシートにおいて使用することができる。

本発明の有利な改良は従属請求項に記載されている。

本発明の有利な構成では、駆動装置の被駆動回転数の変速又は減速を可能にするために、被駆動軸と、クランク駆動装置が配置されている歯車との間に、伝動装置が配置されている。本発明の特に有利な構成では、伝動装置がただ１つの中間歯車として形成されていて、ウォーム歯列を備えた被駆動軸とクランク駆動装置の歯車との間に配置されている。中間歯車がウォーム歯列を備えた領域と周面歯列を備えた領域とを有していると、有利である。ウォーム歯列を備えた領域と周面歯列を備えた領域とはこの場合、外周において互いに隣接して配置されている。

搬送流を高めるために、有利には、直列にもしくは一列に配置された複数のピストンエレメントが設けられている。複数のピストンエレメントを一列に配置することによって、本発明によるピストンポンプの特に単純な構造形式を実現することができ、それというのは、ピストンポンプの厚さは単にピストン直径もしくはシリンダ直径によって決定されるからである。ピストンエレメントの本発明によるクランク駆動装置は、公知のクランク軸とは異なり、必要な構造空間を増大させない。それというのは本発明によるクランク駆動装置は歯車に固定されているからである。

特にコンパクトな構造形式を得るために、第１のピストンエレメントの第１の歯車が、隣接した第２のピストンエレメントの第２の歯車を駆動するようになっていると、有利である。３つ以上のピストンエレメントが設けられている場合には、第２のピストンエレメントの歯車が第３のピストンエレメントの隣接した歯車を駆動し、順次、隣接した歯車を駆動するようになっていると、有利である。

十分に大きな搬送流で働く特にコンパクトなピストンポンプを準備するために、有利には４つのピストンエレメントが配置されており、この場合ピストンエレメントのクランク駆動装置は、それぞれ９０°ずつ互いに対してずらされたポジションにおいて個々の歯車に配置されている。

別の有利な構成では、ピストンポンプの弁がシリンダのカバー領域に配置されている。これによって、利用可能な大きな搬送容積を極めてコンパクトな構造形式において得ることができる。

ピストンポンプの駆動装置は有利には電動モータである。

本発明はまた、本発明によるピストンポンプを有する車両用のシート装置に関する。この場合ピストンポンプは、車両シートの単数又は複数のシートクッション領域を充填もしくは排出するために、流体、特に空気を搬送するために働く。ピストンポンプは極めてコンパクトに形成されているので、ピストンポンプは車両内部におけるドライバシートに直接組み込むことができる。本発明によるピストンポンプは事実上騒音を発しないので、運転中にピストンポンプによって不快な騒音が生じることはない。

車両シートのシートクッション領域が、車両に対して作用する横方向加速、いわゆる横Ｇに関連して充填もしくは排出されるようになっていると、特に有利である。これによって例えばカーブ走行時に、シートにおける改善されたサイドホールドを、着席している人をサポートする側部クッション領域の相応な充填によって得ることができる。別の有利な構成では、本発明によるピストンポンプを用いて、シートクッションの連続的な充填もしくは排出によってマッサージ機能をも実施することができる。

ピストンポンプ用の流体としては、気体を使用することも液体を使用することもできる。しかしながら車両シートにおける使用に際しては、閉鎖された回路を設ける必要がないので、空気を搬送流体として使用すると有利である。

図面
次に図面を参照しながら、本発明の有利な実施例を説明する。

図１は、本発明の１実施例によるピストンポンプを概略的に示す斜視図であり、
図２は、図１に示されたピストンポンプを示す側面図であり、
図３は、図１及び図２に示されたピストンポンプのハウジング構成部材及びシリンダ構成部材を示す図であり、
図４は、本発明によるピストンポンプを上から見た平面図である。

実施例の説明
次に図１〜図４の図面を参照して、本発明の実施例によるピストンポンプ１について記載する。

特に図１、図２及び図４から明らかなように、本発明によるピストンポンプは、一列に配置された４つのピストン２を有している。各ピストン２はピストン駆動装置３を有しており、このピストン駆動装置３はロッド３ａと第１のピン３ｂと第２のピン３ｃとから成っている。第１のピン３ｂを用いてロッド３ａはピストン２に公知の形式で固定されている。第２のピストン３ｃは歯車４にロッド３ａを固定するために働く。図１に示されているように、歯車４は周面歯列を備えた第１の歯車４ａと周面歯列を備えた第２の歯車４ｂとを有しており、平歯車である両歯車４ａ，４ｂは互いに平行に、各１つのサイドピン８に配置されている。図面を見易くするために、図１〜図４において歯車の歯は示されていない。図１に示されているように、ピストンのピストン駆動装置３はそれぞれ第１の歯車４ａと第２の歯車４ｂとの間に配置されていて、第２のピン３ｃを用いて固定されている。

さらに本発明によるピストンポンプ１はモータ９を有しており、このモータ９はモータの被駆動軸５を駆動する。被駆動軸５にはウォーム歯列６が配置されている。ウォーム歯列６は中間歯車７と噛み合っている。中間歯車７は被駆動軸５のウォーム歯列６とピストンの歯車４との間の伝動装置として配置されている。図１から分かるように、中間歯車７は周面歯列７ａと第２の周面歯列７ｂとウォーム歯列７ｃとを有している。ウォーム歯列７ｃは、両周面歯列７ａ，７ｂの間の真ん中に配置されている。ウォーム歯列７ｃは被駆動軸５のウォーム歯列６と噛み合っている。中間歯車の周面歯列７ａ，７ｂはそれぞれ、周面歯列を備えた歯車４ａ；４ｂと噛み合っている（図１参照）。

これによって被駆動軸５の回転数はウォーム歯列６を介して中間歯車のウォーム歯列７ｃに伝達され、さらに中間歯車の周面歯列７ａ，７ｂからピストンの歯車４の周面歯列を備えた歯車４ａ，４ｂに伝達される。図面から分かるように、ピストン２はそれぞれ隣接して互いに一列に配置されている。この場合、中間歯車７によって駆動される列の最初の歯車４は、次のピストン２の隣接した次の歯車４を駆動し、この歯車４はさらにその次の隣接した歯車を駆動し、そして駆動は次々と伝達される。

特に図２から分かるように、各ピストン２は、それぞれのピストンが互いに対して９０°ずつ、ずらされて配置されているように、歯車４に固定されている。このような配置形式によって、吐出流の脈動を最小にすることができる。さらにこのような配置形式によって本発明によるピストンポンプは、極めて静かな動きで運転されることができる。

図３に示されたシリンダハウジングは、ピストン２を受容していて、シリンダカバー１１によって覆われている。シリンダカバー１１にはそれぞれ弁１２が端面に配置されており、その結果特にスペースを節減した構成が可能になっている。ポンプの簡単な制御を可能にするために、弁１２は有利には逆止弁として形成されている。

中間歯車７の伝動装置ハウジングは符号１４で示されている。図３からさらに分かるように、サイドプレート１３が設けられており、このサイドプレート１３には歯車４がピン８を用いて回転可能に支承されている。

歯車４におけるクランク駆動装置３の本発明による配置形式によって、特にコンパクトでフラットな構造を実現することができる。さらに、ウォーム歯列６と中間歯車７との間にウォーム伝動装置を使用することによって、ピストンポンプ１の騒音のない運転を実現することができる。ウォーム伝動装置の使用は、付加的な伝達エレメントを必要とすることなしに、中間歯車７における被駆動軸５の回転数の減速を可能にする。ピストン２のクランク駆動装置３はこの場合、等しく形成された歯車４を介して伝達される。

図１及び図４から分かるように、ピストンポンプ１の厚さはほぼピストン２もしくはシリンダの直径に関連している。クランク駆動装置の直列的な配置形式はこの場合、多シリンダポンプもしくは多シリンダコンプレッサの特にフラットな構造形式を可能にする。ウォーム駆動装置の使用はさらに、高い減速比を有する構造形式を可能にし、かつ同時に最少の構成部材数と特に静かな運転とを可能にする。さらに付言すると、ピストンポンプの所定の吐出作用もしくは吸込み作用を得るために、ピストンの代わりにダイヤフラム又はこれに類した部材を使用することももちろん可能である。

本発明の１実施例によるピストンポンプを概略的に示す斜視図である。 図１に示されたピストンポンプを示す側面図である。 図１及び図２に示されたピストンポンプのハウジング構成部材及びシリンダ構成部材を示す図である。 本発明によるピストンポンプを上から見た平面図である。

Claims (12)

1. 流体を搬送するピストンポンプであって、シリンダ（１０）内において運動可能な少なくとも１つのピストンエレメント（２）と、駆動軸（５）を駆動する駆動装置（９）とが設けられており、駆動軸（５）がウォーム歯列（６）を有していて、該ウォーム歯列（６）が歯車（４）を駆動し、ピストンエレメント（２）がクランク駆動装置（３）を用いて歯車（４）と連結されていることを特徴とする、流体を搬送するピストンポンプ。
2. ウォーム歯列（６）を備えた被駆動軸（５）と歯車（４）との間に配置された伝動装置が設けられている、請求項１記載のピストンポンプ。
3. 伝動装置が中間歯車（７）として形成されている、請求項２記載のピストンポンプ。
4. 中間歯車（７）がウォーム歯列を備えた領域（７ｃ）と周面歯列を備えた領域（７ａ，７ｂ）とを有しており、両方の領域が、中間歯車の周面に互いに隣接して配置されている、請求項３記載のピストンポンプ。
5. 複数のピストンエレメント（２）が設けられていて、これらのピストンエレメント（２）が直列にもしくは一列に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
6. 第１のピストンエレメント（２）の歯車（４）が、隣接した第２のピストンエレメントの歯車を駆動する、請求項５記載のピストンポンプ。
7. 正確に４つのピストンエレメントが配置されており、４つのピストンエレメント（２）のクランク駆動装置（３）が歯車（４）において所定のポジションに、すなわち隣接したピストンエレメントに対してそれぞれ９０°ずつずらされているポジションに、配置されている、請求項５又は６記載のピストンポンプ。
8. ピストンポンプの弁（１２）がシリンダ（１０）のカバー領域（１１）に配置されている、請求項１から７までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
9. 駆動装置（９）が電動モータである、請求項１から８までのいずれか１項記載のピストンポンプ。
10. 車両用のシート装置であって、請求項１から９までのいずれか１項記載のピストンポンプ（１）と、少なくとも１つの充填・排出可能なシートクッション領域とが設けられており、該シートクッション領域がピストンポンプ（１）を用いて充填・排出可能であることを特徴とするシート装置。
11. ピストンポンプ（１）が、車両に加えられる横方向加速に関連してシートクッション領域を充填又は排出する、請求項１０記載のシート装置。
12. ピストンポンプ（１）が、シートに座った人のためのマッサージ機能を準備するために、シートクッション領域を連続的に充填し、次いで排出する、請求項９又は１０記載のシート装置。

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