JP2012251502A - 気体ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動室の通気口などが何らかの原因で塞がれた場合にも、気体ポンプの能力に影響が及び難い気体ポンプを提供する。
【解決手段】シリンダ１の内部で往復作動するピストン２を備え、シリンダヘッド側に配置された圧力操作室Ａと反対側にピストン２に往復駆動力を伝える駆動室Ｂを備え、ピストン２の往復作動に応じて圧力操作室Ａに対する気体の給排を制御する弁ユニットＶを備え、弁ユニットＶから排出される排気を装置外に排出する排気部としてサイレンサ室Ｓを設け、所定範囲を逸脱した駆動室Ｂまたはサイレンサ室Ｓの圧力によって駆動室Ｂおよびサイレンサ室Ｓの少なくともいずれか一方の圧力を調整する圧力解放機構９，ＲＶを設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダの内部に往復作動自在にピストンを備え、シリンダヘッド側に圧力操作室を備え、圧力操作室と反対側に前記ピストンに往復駆動力を伝える駆動室を備え、ピストンの往復作動に応じて圧力操作室に対する気体の給排を制御する弁ユニットを備え、さらに、ピストンの吸気方向への作動に応じて、駆動室の内部の気体をシリンダの外に送り出す通気口が駆動室に設けてある気体ポンプに関する。

この種の気体ポンプに関連する先行技術文献情報として下記に示す特許文献１がある。この特許文献１に記された真空ポンプ（気体ポンプ）では、シリンダ（圧力操作室）の排気ポートから排出された真空排気を導管によって一旦ハウジング（駆動室）に取り込み、排気脈動による圧力変動を緩和させた後、ハウジングの排気口（通気口）から外部に排出している。さらに、特許文献１に記された真空ポンプでは、ハウジングの排気口に絞り弁を設け、流量計によって測定した真空ポンプへの吸入量に応じて絞り弁の開度を制御する制御装置を設けている。

したがって、真空ポンプの排気時のハウジング内の圧力損失がなくなるために、ピストンの往復作動に要する動力が少なくて済み、また、真空ポンプの排気圧がピストンを押し上げる力となるため、真空ポンプの駆動に要する動力がハウジングを密閉した場合と同じレベルとなると同時に、排気音の低減も実現できるとされている。

特開２００７−２９１９４０号公報（００１２段落、００１４段落、図３）

しかし、特許文献１に記されたでは、ハウジング（駆動室）の排気口（通気口）や絞り弁が氷結など何らかの原因で塞がれた場合に、ハウジング（駆動室）の内圧がピストンの自由な往復移動を妨げるレベルまで上昇してしまい、真空ポンプ（気体ポンプ）の能力が低下するという問題があった。

そこで、本発明の目的は、上に例示した従来技術による気体ポンプが与える課題に鑑み、駆動室の通気口などが何らかの原因で塞がれた場合にも、気体ポンプの能力に影響が及び難い気体ポンプを提供することにある。

本発明による気体ポンプの特徴構成は、
シリンダの内部に往復作動自在にピストンを備え、シリンダヘッド側に圧力操作室を備え、前記圧力操作室と反対側に前記ピストンに往復駆動力を伝える駆動室を備え、前記ピストンの往復作動に応じて前記圧力操作室に対する気体の給排を制御する弁ユニットを備え、
前記弁ユニットから排出される排気を装置外に排出する排気部としてサイレンサ室が設けてあり、
前記駆動室または前記サイレンサ室の圧力が所定範囲を逸脱したときに、前記逸脱した圧力を調整する圧力解放機が設けられている点にある。

上記の特徴構成による気体ポンプでは、駆動室またはサイレンサ室の圧力が所定範囲を逸脱したときに、駆動室およびサイレンサ室の少なくともいずれか一方の圧力が圧力解放機構によって所定範囲に調整されるため、駆動室やサイレンサ室が異常な圧力（高圧または低圧）によって破損する事態が防止される。また、圧力解放機構による圧力の調整操作に基づいて、通常は聞かれない空気音などの異音が発生するため、使用者などが駆動室やサイレンサ室の圧力異常を早期に知ることができ、同圧力異常を解消するための対策を促されるという効果が得られる。

本発明の他の特徴構成は、
前記圧力操作室が負圧室を構成しており、
前記圧力解放機構が、前記弁ユニットと連通する第１管部と、前記サイレンサ室と連通する第２管部と、前記第１管部と前記第２管部とを前記負圧室の外部で接続し、且つ、前記サイレンサ室の過剰な内部圧力によって一端が前記第１管部または前記第２管部から接続解除されるホースとによって構成されている点にある。

本構成ではサイレンサ室と外気とを連通させる孔が何らかの原因で塞がった場合に、サイレンサ室の圧力が異常に高まるため、この異常圧力によってホースの一端が第１管部または第２管部から接続解除されることで、サイレンサ室の圧力が解放される。
本構成であれば、圧力解放機構がホースで構成されるため取り付けが簡単である。また、内部圧力が過剰となった場合の圧力調整の方法として、ホースの両端のいずれかが管部から抜けるという外観的に明白な現象が生じるので、過剰な内部圧力によって外れたときに非常に分かり易く有利である。また、内部圧力が過剰となった原因を解決した後に、接続解除されたホースの端部を元の管部に再接続する操作も容易となる。

本発明の他の特徴構成は、前記ホースの一端と前記第１管部との間の連結力と、前記ホースの他端と前記第２管部との間の連結力とが、互いに異なるように構成されている点にある。

本構成であれば、ホースの一端と他端の間で対応する管部から接続解除されるのに要する内部圧力の値が同等とされている構成に比して、内部圧力が高まった際に一端と他端のいずれが接続解除されるか事前に把握できるため、接続解除によって生じる異音の性質も事前に予測することができるため好都合である。また、内部圧力が高まった際に一端と他端のいずれが接続解除されるか事前に把握できるため、内部圧力が過剰となった原因を解決した後に、接続解除されたホースの端部を元の管部に再接続する操作もさらに容易となる。

本発明の他の特徴構成は、前記第１管部と前記第２管部とが互いに正対して配置されている点にある。

本構成であれば、第１管部と第２管部とが互いに角度をなしている構成に比べて、正常な運転中に負圧室からサイレンサ室への気体の排気が円滑に行われ、また、第１管部と第２管部が平面視においてシリンダの外形からはみ出し難いため、結果的に気体ポンプの外形をよりコンパクトにできる。

本発明の他の特徴構成は、前記ホースが屈曲して配置されている点にある。

本構成であれば、ホースが直線状に配置されている構成に比して、サイレンサ室の過剰な内部圧力からホースの内部に働く力が、ホースの一端を第１管部または第２管部から管部の軸心に沿って引抜く力として作用し易いので、サイレンサ室の過剰な内部圧力によってホースが確実に第１管部または第２管部から接続解除される。

本発明の他の特徴構成は、前記圧力解放機構が、前記駆動室及び前記サイレンサ室の少なくともいずれか一方と外部とを連通させる圧力解放孔と、前記逸脱した圧力によって一時的に係合解除されるように前記圧力解放孔を閉鎖する閉鎖手段とを有する点にある。

本構成であれば、駆動室やサイレンサ室が所定範囲を逸脱した異常な圧力（高圧または低圧）に達すると、圧力解放孔から閉鎖手段が係合解除され、閉鎖手段の係合解除によって駆動室やサイレンサ室の圧力が所定範囲に復帰する。しかし、閉鎖手段が再び圧力解放孔を閉鎖するため、結果として、閉鎖手段による圧力解放孔の閉鎖と係合解除との繰り返しに基づく異音によって、使用者などが駆動室やサイレンサ室の圧力異常を早期に知ることができ、同圧力異常を解消するための対策を促されるという効果が得られる。

本発明の他の特徴構成は、前記ピストンの吸気方向への作動に応じて、前記駆動室の内部の気体を前記サイレンサ室に送り出す通気口が前記駆動室に設けてある点にある。

本構成であれば、ピストンの吸気方向への作動に基づく駆動室の圧力上昇が抑制されるので、ピストンの往復作動に要する動力がより少なくて済む。また、本構成であれば、ピストンの排気方向への作動に際して負圧室から駆動室への空気の流れを許し、ピストンの吸引方向への作動に際しては負圧室から駆動室への空気の流れが阻止されるピストンリングなどを備えた構成の場合に、ピストンの吸引方向への作動の繰り返しによって駆動室が次第に高圧となる不都合な現象も抑制される。

本発明の他の特徴構成は、
前記圧力操作室が負圧室を構成しており、
前記圧力解放機構が、前記駆動室と連通する第１管部と、前記サイレンサ室と連通する第２管部と、前記第１管部と前記第２管部とを前記駆動室の外部で接続し、且つ、前記駆動室または前記サイレンサ室の過剰な内部圧力によって一端が前記第１管部または前記第２管部から接続解除されるホースとによって構成されている点にある。

本構成では、サイレンサ室と外気とを連通させる孔と、駆動室の内部の気体を前記サイレンサ室に送り出す通気口との少なくともいずれか一方が何らかの原因で塞がった場合に、駆動室またはサイレンサ室の圧力が異常に高まるため、この異常圧力によってホースの一端が第１管部または第２管部から接続解除されることで、駆動室またはサイレンサ室の圧力が解放される。

本構成であれば、圧力解放機構がホースで構成されるため取り付けが簡単である。また、内部圧力が過剰となった場合の圧力調整の方法として、ホースの両端のいずれかが管部から抜けるという外観的に明白な操作が行われるので、過剰な内部圧力によって外れたときに非常に分かり易く有利である。また、内部圧力が過剰となった原因を解決した後に、接続解除されたホースの端部を元の管部に再接続する操作も容易となる。

本発明の他の特徴構成は、前記ホースの一端と前記第１管部との間の連結力と、前記ホースの他端と前記第２管部との間の連結力とが、互いに異なるように構成されている点にある。

本構成であれば、一端と他端の間で対応する管部から接続解除されるのに要する内部圧力の値が同等とされている構成に比して、内部圧力が高まった際に一端と他端のいずれが接続解除されるか事前に把握できるため、接続解除によって生じる異音の性質も事前に予測することができるため好都合である。また、内部圧力が高まった際に一端と他端のいずれが接続解除されるか事前に把握できるため、内部圧力が過剰となった原因を解決した後に、接続解除されたホースの端部を元の管部に再接続する操作もさらに容易となる。

本発明に係る気体ポンプを示す一部破断側面図である。 ピストンリングの作用を示す断面図である。 中継排気ホースの作用を示す断面図である。 リリーフ弁の作用を示す断面図である。 第３実施形態による気体ポンプを示す平面図である。

以下に本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
図１に本発明による気体ポンプの一例としてのレシプロ型の真空ポンプを示す。この真空ポンプは、円筒状のシリンダ１と、シリンダ１の内部に軸心Ｘに沿って往復移動可能に配置されたピストン２とを備える。シリンダ１内のシリンダヘッド側に負圧室Ａ（圧力操作室の一例）が配置され、軸心Ｘに沿って負圧室Ａと反対側に配置された駆動室Ｂには、ピストン２に往復駆動力を与えるクランク機構Ｃが収容されている。

シリンダ１のシリンダヘッド側の端部には、ピストン２の往復作動に応じて負圧室Ａに対する空気（気体の一例）の給排を制御する弁ユニットＶを備えている。
シリンダ１の他方の端部側に気密状に連結されたポンプハウジング３に、クランク機構Ｃを収容した駆動室Ｂが配置されている。

ポンプハウジング３の外側にはクランク機構Ｃを駆動するための電動モータ４が配置されている。クランク機構Ｃは、電動モータ４の出力軸４Ａと一体回転するクランクアーム５、及び、クランクアーム５の出力軸とピストン２とを連結するコネクティングロッド６を有する。

弁ユニットＶは、シリンダ１のシリンダヘッド側に連結されたケーシング２１と、ケーシング２１に形成された吸気空間２１Ａと排気空間２１Ｂとを外部から遮断するカバープレート２４とを含む。ケーシング２１の吸気空間２１Ａと負圧室Ａとの間には吸気弁２２弁が配置され、排気空間２１Ｂには排気弁２３が配置されている。ケーシング２１とカバープレート２４は、ポンプハウジング３に雄ネジ部を螺着した複数の連結ボルト１０によって、シリンダ１のシリンダヘッド側に密閉状に連結されている。

カバープレート２４を介して吸気空間２１Ａと接続されたチューブ２５は外部の対象物（ブレーキブースターなど）と連通している。
吸気弁２２はゴムや樹脂のように柔軟に変形し得る素材を用いて構成され、空気の流れを阻止する場合には弁ケーシング２１に密着し、空気の流れを許す場合には弁ケーシング２１との間に空気の流れを許す空間を形成するように弾性変形する。

排気弁２３は、バネ２３Ｓで閉塞方向に付勢される構成を有しており、空気の流れを阻止する場合にはバネ２３Ｓの付勢力により外周が弁ボディ２１に密着し、空気の流れを許す場合には、バネ２３Ｓの付勢力に抗して外周部分が弁ボディ２１から浮き上がり空気の流れを許す空間を形成する。

弁ケーシング２１の排気空間２１Ｂを挟んで吸気空間２１Ａと反対側の位置からは、排気空間２１Ｂに連通する筒状の第１管部２６が、ポンプハウジング３に向けて突設されている。

ポンプハウジング３の電動モータ４と反対側に形成された開口部はプレート状の閉塞部材７によって閉じることで駆動室Ｂが形成されている。駆動室Ｂは、閉塞部材７の軸心Ｘに沿って中心よりもピストン２と反対側に穿設された比較的小さな通気口７Ａのみを介して経路ブロック１５の内部空間と連通している。経路ブロック１５と閉塞部材７とはポンプハウジング３に対して複数の固定ボルト８により同時に連結固定されている。

経路ブロック１５の下面の中心付近には、経路ブロック１５の内部空間をポンプ外の空間と連通させる比較的小さな開放口１５Ａが形成されている。
また、経路ブロック１５には、経路ブロック１５の内部空間に連通する第２管部１６が弁ユニットＶに向かって突設されている。この経路ブロック１５の第２管部１６と、弁ケーシング２１の第１管部２６とは弾性材料からなる中継排気ホース９によって接続されている。

この真空ポンプを車両用のブレーキブースター（不図示）の負圧源として使用する場合、ピストン２の吸気方向（図１で右側）への作動により、負圧対象（ブレーキブースターなど）側から吸気弁２２を介して負圧室Ａに空気を吸引することで負圧が作られる。また、ピストン２の排気方向（図１で左側）への作動により、空気が負圧室Ａから排気弁２３を介してシリンダ１の外部に排出される。尚、この真空ポンプは自動車に使用されるものに限るものではなく、負圧を必要とする他の機器にも使用可能であり、流体として空気以外の気体を対象とするものでも良い。

尚、ピストン２の吸気方向への作動に応じて駆動室Ｂの気圧が瞬間的に上昇するが、駆動室Ｂの空気の真空ポンプの外への排出を、閉塞部材７の通気口７Ａと経路ブロック１５の開放口１５Ａとによって許すことで、駆動室Ｂの気圧が異常に高まることが抑制されている。
すなわち、ピストン２の排気方向への作動時には、負圧室Ａの空気が経路ブロック１５を介して開放口１５Ａから真空ポンプの外へ排出されるが、ピストン２の吸気方向への作動時にも、駆動室Ｂの空気が経路ブロック１５を介して開放口１５Ａから真空ポンプの外へ排出される。

ピストン２の排気方向への作動に関しては、負圧室Ａから弁ケーシング２１の排気空間２１Ｂ、中継排気ホース９、経路ブロック１５の内部空間を経て、開放口１５Ａに向かう第１排気経路Ｅが形成される。
また、ピストン２の吸気方向への作動に関しては、駆動室Ｂから通気口７Ａ、経路ブロック１５の内部空間を経て、開放口１５Ａに向かう第２排気経路Ｆが形成されている。
負圧室Ａの空気と駆動室Ｂの空気とは基本的に全て第１排気経路Ｅと第２排気経路Ｆとの合流空間Ｇに配置されたエアーフィルタ１７を通じて開放口１５Ａに向かうように構成されている。

経路ブロック１５の内部空間は、弁ユニットＶ及び通気口７Ａから排出される排気を装置外に排出する排気部を構成し、同時に、ピストン２の往復移動に伴う排気騒音を消音するためのサイレンサ室Ｓを構成している。
サイレンサ室Ｓはエアーフィルタ１７を環状に取り囲むドーナツ状の空間によって構成されている。エアーフィルタ１７には除塵性能を有する羊毛フェルトや、紙材、ウレタンフォーム等が使用されている。

（ピストンリング）
図２に示すように、ピストン２の外面の全周に環状溝２Ｇが形成され、環状溝２Ｇの内部にはピストンリング３０が係入されている。ピストンリング３０の軸心Ｘに沿った厚さは環状溝２Ｇの溝幅を下回るため、ピストンリング３０は環状溝２Ｇの内部で軸心Ｘに沿って（ピストン２の作動方向）に変位自在となっている。
ピストン２の外周にはピストンガイドブッシュ３１が嵌め込まれ、シリンダ１の内周面にはピストンリング３０とピストンガイドブッシュ３１とが接触し、ピストン２の両端の外周がシリンダ１の内周面に接触しないように構成されている。

環状溝２Ｇは、負圧室Ａ側の第１側壁２Ｇａと駆動室Ｂ側の第２側壁２Ｇｂと、これらに挟まれるように軸心Ｘと概して平行に延びる内周面状の底壁２Ｇｃとを有している。ピストンリング３０は、内リング３０Ａと中間リング３０Ｂと外リング３０Ｃとの３つのリングを径方向に重ね合わせた３重構造を有している。

内リング３０Ａはステンレス鋼で構成され、中間リング３０Ｂと外リング３０Ｃとは４フッ化エチレン樹脂で構成されている。内リング３０Ａと中間リング３０Ｂと外リング３０Ｃとの周方向の一箇所には、ピストンリング３０を環状溝２Ｇに嵌め込む際に一時的に内径を拡大させるためのスリット（不図示）が形成されている。内リング３０Ａのスリットに対し中間リング３０Ｂのスリットの位置を約１８０度異なる位置に配置し、この中間リング３０Ｂのスリットの位置に対し外リング３０Ｃのスリットを約１８０度異なる位置に配置することでピストン２の気密性の向上が図られている。

ピストンリング３０は、内リング３０Ａが有する拡径方向の付勢力に抗する状態でシリンダ１の内周面に内嵌されているため、この付勢力により外リング３０Ｃの外周はシリンダ１の内周面に当接維持され、且つ、内リング３０Ａの内周面と環状溝２Ｇの底壁２Ｇｃとの間には環状の隙間が形成されている。

ピストン２の内部には、環状溝２Ｇの底壁２Ｇｃとピストン２の内部空間２ＴＭとを連通させる複数の連通孔２Ｔが形成され、この連通孔２Ｔは内部空間２ＴＭを介して駆動室Ｂに連通している。そして、ピストン２が吸引方向へ作動すると、ピストンリング３０がシリンダ１の内周面との摩擦力や慣性によって第１側壁２Ｇａの方向に変位して第１側壁２Ｇａと密接することで、負圧室Ａから連通孔２Ｔへの空気の流れが阻止される。逆に、ピストン２が排気方向へ作動すると、ピストンリング３０が第２側壁２Ｇｂの方向に変位して第２側壁２Ｇｂに当接することで、このピストンリング３０と第１側壁２Ｇａとの間に隙間が形成されて、負圧室Ａから連通孔２Ｔを介して駆動室Ｂへの空気の流れを許す。

すなわち、ピストン２が吸気方向に作動する際は、ピストンリング３０が第１側壁２Ｇａと密接することで負圧室Ａから駆動室Ｂへの空気の流れが阻止される。このピストン２の作動により吸気弁２２が開放されてチューブ２５からの空気を負圧室Ａに吸引して負圧を作用させることになり、同時に、駆動室Ｂの空気が通気口７Ａから第２排気経路Ｆに送られ開放口１５Ａからポンプ外に排出される。このように第２排気経路Ｆに空気が送られる際には、経路ブロック１５内のサイレンサ室Ｓにより排気音が低減される。

他方、ピストン２が排気方向に作動する際は、排気弁２３が開放されて負圧室Ａの空気が第１排気経路Ｅに送られ、同時に、駆動室Ｂが負圧状態になる傾向が生じる。しかし、ピストン２の排気方向への移動に基づく駆動室Ｂの負圧傾向は、負圧室Ａの空気の一部が、駆動室Ｂ側に相対移動したピストンリング３０と第１側壁２Ｇａとの間の隙間から連通孔２Ｔを介して駆動室Ｂに進入することによって軽減されるので、通気口７Ａから駆動室Ｂへ外部の空気が吸引される現象が抑制される。

しかも、通気口７Ａに空気を送る第２排気経路Ｆは、合流空間Ｇにおいて第１排気経路Ｅと合流しているので、負圧により駆動室Ｂに空気が吸引される場合も、吸引される空気の少なくとも一部は、第１排気経路Ｅに由来する空気となり、開放口１５Ａからの外気の吸引量が低減される。また、開放口１５Ａから吸引される少量の外気も、エアーフィルタ１７によって濾過されているので、同外気と共に塵埃や湿気（水分）が駆動室Ｂに浸入する虞は少ない。

更に、ピストン２が排気方向に作動する際は、負圧室Ａの空気が連通孔２Ｔを介して直接的に駆動室Ｂに流れるため、この駆動室Ｂの負圧化による駆動負荷の変動が[抑制されて電動モータ４の駆動トルクを安定させる。さらに、このように電動モータ４が一定の負荷で駆動されるため、電動モータに供給される電力の変動も少なくなって電動モータ４の耐久性を向上させる。また、ピストン２の往復作動時に応じて、第１排気経路Ｅと第２排気経路Ｆの空気が間歇的に流れて流動音を発生させるが、サイレンサ室Ｓがこの流動音を抑制する。

（圧力解放機構）
何らかの原因、例えば、通気口７Ａ、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７に位置する水分の氷結或いは粉塵などによる目詰まりなどによって、駆動室Ｂまたはサイレンサ室Ｓの圧力が所定範囲を逸脱したときに、その逸脱した圧力によって駆動室Ｂおよびサイレンサ室Ｓの少なくともいずれか一方の圧力を調整する圧力解放機構が設けられている。

図１に示す真空ポンプに設けられた圧力解放機構は、サイレンサ室Ｓの圧力が所定範囲を逸脱したときに、その逸脱した圧力によってサイレンサ室Ｓの圧力を調整する圧力解放機構が、弁ケーシング２１の第１管部２６と経路ブロック１５の第２管部１６とを気密状に接続する中継排気ホース９によって構成されている。

特に、中継排気ホース９の一端が弁ケーシング２１の第１管部２６から強制的に接続解除されるのに要するサイレンサ室Ｓの内部圧力が、中継排気ホース９の他端が経路ブロック１５の第２管部１６から強制的に接続解除されるのに要するサイレンサ室Ｓの内部圧力の値よりも確実に小さくなるように、経路ブロック１５の第２管部１６の先端にのみ中継排気ホース９の抜け止め手段として環状の拡径部１６Ａを設けている。

開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常に基づくサイレンサ室Ｓの内部圧力の異常な高まりに対して、圧力解放機構としての中継排気ホース９が弁ケーシング２１の第１管部２６から抜け落ち、以後、ピストン２の排気側への移動による負圧室Ａからの排気が、サイレンサ室Ｓを介さずに、弁ケーシング２１の第１管部２６から外部に直接排気されるため、排気音が消音されることなく外部に直接漏れることで、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常が示される。
この実施形態では、通気口７Ａの異常に基づく駆動室Ｂの内部圧力の異常な高まりに対しては圧力解放機構の作用が見られない。

図１に示す例では、弁ケーシング２１の第１管部２６と経路ブロック１５の第２管部１６とは互いに軸心を共有するように互いに対向配置され、第１及び第２管部２６，１６どうしは直線状の中継排気ホース９によって接続されている。

しかし、余分な長さを備えた中継排気ホース９を用いることで、中間部付近などで湾曲した中継排気ホース９が、互いに対向配置された第１と第２管部２６，１６どうしを接続している形態で実施してもよい。この湾曲した中継排気ホース９の構成では、サイレンサ室Ｓの過剰な内部圧力によって中継排気ホース９の一端がより確実に第１管部２６または第２管部１６から接続解除される。

尚、ピストン２の排気側への移動に際して負圧室Ａの空気の一部を駆動室Ｂに移動させる作用を備えたピストンリング３０が省略された真空ポンプの場合にも、中継排気ホース９（圧力解放機構）の効果が得られる。
すなわち、ピストンリング３０が省略された真空ポンプにおいては、ピストン２の排気側への移動によって負圧室Ａの圧力が高まる傾向は、ピストンリング３０を備えた真空ポンプ以上に、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常に基づいて著しくなる傾向が見られるからである。

（変形例）
図３に例示した変形例では、サイレンサ室Ｓの所定の内部圧力に基づいて、中継排気ホース９が確実に第１管部２６から抜け落ちるように、経路ブロック１５の第２管部１６と弁ケーシング２１の第１管部２６とが互いに対向しないように、平面視で左右に変位した位置となるように設けられている。

すなわち、図３に二点鎖線で示すように、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常に基づくサイレンサ室Ｓの内部圧力の異常な高まりに対して、圧力解放機構としての中継排気ホース９が弁ケーシング２１の第１管部２６から抜け落ち、以後、ピストン２の排気側への移動による負圧室Ａからの排気が、サイレンサ室Ｓを介さずに、弁ケーシング２１の第１管部２６から外部に直接排気されるため、排気音が消音されることなく外部に直接漏れることで、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常が示される。

或いは、サイレンサ室Ｓの過剰な内部圧力によって中継排気ホース９の一端がより確実に第１管部２６または第２管部１６から接続解除されるように、第１及び第２管部２６，１６を互いに同じ方向を向くように、例えば下向き或いは側方向きで互いに概して平行となるように配置し、これらの第１及び第２管部２６，１６どうしを必然的に中間部付近などで湾曲した中継排気ホース９が接続している形態で実施してもよい。

〔第２実施形態〕
図１では、ポンプハウジング３のピストン２と対向する壁面に圧力解放孔３Ｈが形成されており、この圧力解放孔３Ｈを閉じるように設置されたリリーフ弁ＲＶが、駆動室Ｂの圧力が一定値を超えたときに一時的に開放される圧力解放機構を構成している。

図４に示すように、リリーフ弁ＲＶは、圧力解放孔３Ｈの雌ネジ部に螺合された筒状本体３２と、筒状本体３２の内部空間３２Ｖの出口付近に固定されたディスク状のカバー部材３３と、内部空間３２Ｖのカバー部材３３よりも駆動室Ｂ寄りに配置された弁体３４（閉鎖手段の一例）と、カバー部材３３と弁体３４との間に介装されたコイルばね３５とを有する。

カバー部材３３の中心には貫通孔３３Ｈが備えられており、コイルばね３５は弁体３４を内部空間３２Ｖに形成された環状の閉鎖面３２Ｆに押付ける付勢力を与えている。
通気口７Ａ、開放口１５Ａ及びエアーフィルタ１７に異常がない状況では、ピストン２の吸気方向の作動によって駆動室Ｂが一時的に高圧になっても、或いは、ピストン２の排気方向の作動によってサイレンサ室Ｓが一時的に高圧になっても、リリーフ弁ＲＶは弁体３４によって閉鎖された状態が維持される。

他方、通気口７Ａ、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常によって、駆動室Ｂの圧力がコイルばね３５の付勢力によって規定される或る所定値を超えると（逸脱した圧力の一例）、弁体３４がコイルばね３５の付勢力に抗して閉鎖面３２Ｆから外側に押し上げられ、駆動室Ｂの空気の一部がカバー部材３３の貫通孔３３Ｈから外部に排出される。

この排出によって駆動室Ｂの圧力が前記所定値付近を下回ると、再びリリーフ弁ＲＶは弁体３４によって閉じられるため、通気口７Ａ、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常が継続している間は、弁体３４と閉鎖面３２Ｆとの間で生じる衝突音が繰り返されることで、通気口７Ａ、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常が示されることになる。

尚、カバー部材３３の軸心Ｘに沿って位置調整に基づいて、リリーフ弁ＲＶが開放される圧力の閾値を変更可能に構成してもよい。例えば、カバー部材３３を筒状本体３２の内面に形成した雌ネジに螺合する形態で設けておくことで、カバー部材３３の外部からの回転操作に基づいてカバー部材３３を軸心Ｘに沿って位置調整することが可能となる。

尚、ピストン２の排気側への移動に際して負圧室Ａの空気の一部を駆動室Ｂに移動させる作用を備えたピストンリング３０が省略された真空ポンプの場合にも、リリーフ弁ＲＶ（圧力解放機構）の効果が得られる。
すなわち、ピストンリング３０が省略された真空ポンプにおいても、ピストン２の吸気側への移動によって駆動室Ｂの圧力が高まる傾向は、通気口７Ａ、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常に基づいて著しくなる。

尚、図１の真空ポンプは、圧力解放機構として、リリーフ弁ＲＶと中継排気ホース９とを同時に備えた形態で記載されているが、これらは双方が同時に備えられても良く、また、いずれか一方のみを備えた形態としてもよい。

（圧縮ポンプ）
図１に示すケーシング２１を、外部の対象物と連通したチューブ２５がケーシング２１の排気空間２１Ｂに接続され、突出部２６が吸気空間２１Ａと連通された別のケーシング２１に変更し、ピストンリング３０を省略することで、圧縮ポンプ（気体ポンプの一例）として用いることが可能である。

第１管部２６から外気を吸入させるべく中継排気ホース９は省略し、サイレンサ室Ｓから突出された第２管部１６は閉じればよい。
尚、ピストンリング３０を省略する代わりに、ピストン２の吸気側への移動に際して開き、ピストン２の排気側への移動に際して閉じる開閉弁（不図示）をピストン２のピストンヘッドなどに設けてもよい。

圧縮ポンプとして用いる場合には、通気口７Ａ、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７に異常があれば、ピストン２の排気側への移動（図１の左向き）の繰り返しによって、駆動室Ｂの圧力が異常に低下することで、ピストン２の往復駆動に影響が生じる虞がある。
したがって、図１に示す圧力解放孔３Ｈに、リリーフ弁ＲＶの代わりに、駆動室Ｂの圧力が大気圧よりも低い所定の下限値よりも下がったときに開放されて、外気を駆動室Ｂの中に吸入する負圧作動型のリリーフ弁（不図示）を圧力解放機構として取り付けることができる。

〔第３実施形態〕
図５に示す真空ポンプでは、駆動室Ｂまたはサイレンサ室Ｓの圧力が所定範囲を逸脱したときに、逸脱した圧力を調整する圧力解放機構が、駆動室Ｂと連通する第１管部３６と、サイレンサ室Ｓと連通する第２管部３７と、第１管部３６と第２管部３７とを駆動室Ｂの外部で接続する外部中継ホース４０とによって構成されている。

外部中継ホース４０の一端４０Ａが第１管部３６から強制的に接続解除されるのに要する駆動室Ｂの内部圧力の値が、外部中継ホース４０の他端４０Ｂが第２管部３７から強制的に接続解除されるのに要するサイレンサ室Ｓの内部圧力の値よりも十分に高くなるように、第１管部３６の先端にのみ環状に拡径された抜け止め３６Ａが形成されている。

通気口７Ａ、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７に異常がなければ、第１管部３６と第２管部３７とは外部中継ホース４０によって連通接続されており、ピストン２の吸気側への移動に際して、駆動室Ｂの空気は狭い通気口７Ａよりも外部中継ホース４０を介してサイレンサ室Ｓに進入し、開放口１５Ａから外部に排出される。

したがって、駆動室Ｂとサイレンサ室Ｓとが通気口７Ａのみによって連通している図１などの形態に比して、ピストン２の吸気側への移動によって駆動室Ｂが高圧になる傾向が少なく、したがってピストン２の往復移動に要するエネルギーも小さくて済む。

開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７に異常が生じた場合は、ピストン２の吸気側への移動の繰り返しによって駆動室Ｂ及びサイレンサ室Ｓが高圧化するが、サイレンサ室Ｓの内部圧力が所定値を超えると、その逸脱した圧力によって外部中継ホース４０の他端４０Ｂが第２管部３７から強制的に接続解除される。以後、ピストン２の排気側への移動による負圧室Ａからの排気が、サイレンサ室Ｓを介さずに、外部中継ホース４０から外部に直接排気されるため、排気音が消音されることなく外部に直接漏れることで、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常が示される。

尚、ピストン２の排気側への移動に際して負圧室Ａの空気の一部を駆動室Ｂに移動させる作用を備えたピストンリング３０が省略された真空ポンプの場合にも、外部中継ホース４０（圧力解放機構）の効果が得られる。
すなわち、ピストンリング３０が省略された真空ポンプにおいても、ピストン２の吸気側への移動によって駆動室Ｂの圧力が高まる傾向は、通気口７Ａ、開放口１５Ａまたはエアーフィルタ１７の異常に基づいて著しくなる。

第１管部３６と第２管部３７とは、概して同じ向きとなるように平行に配置されているため、外部中継ホース４０は必然的に中間部付近などで湾曲した状態でこれらの第１及び第２管部２６，１６どうしを接続することになり、サイレンサ室Ｓの過剰な内部圧力によって中継排気ホース９の他端がより確実に第２管部３７から接続解除される。

本発明は、シリンダの内部に往復作動自在にピストンを備え、シリンダヘッド側に圧力操作室を備え、圧力操作室と反対側にピストンに往復駆動力を伝える駆動室を備え、ピストンの往復作動に応じて圧力操作室に対する気体の給排を制御する弁ユニットを備える気体ポンプに見られる課題を解決するための技術として利用可能である。

１ シリンダ
２ ピストン
２Ｇ 環状溝
２Ｔ 連通孔
３Ｈ 圧力解放孔（圧力解放機構）
７Ａ 通気口
９ 中継排気ホース（圧力解放機構）
１５Ａ 開放口
１７ エアーフィルタ
２３ 排気弁
３０ ピストンリング
３４ 弁体（閉鎖手段、圧力解放機構）
３６ 第１管部
３７ 第２管部
４０ 外部中継ホース（圧力解放機構）
４０Ａ 一端
４０Ｂ 他端
Ａ 負圧室（圧力操作室）
Ｂ 駆動室
Ｅ 第１排気経路
Ｆ 第２排気経路
Ｇ 合流空間
ＲＶ リリーフ弁（圧力解放機構）
Ｓ サイレンサ室（排気部）
Ｖ 弁ユニット

Claims (9)

1. シリンダの内部に往復作動自在にピストンを備え、シリンダヘッド側に圧力操作室を備え、前記圧力操作室と反対側に前記ピストンに往復駆動力を伝える駆動室を備え、前記ピストンの往復作動に応じて前記圧力操作室に対する気体の給排を制御する弁ユニットを備え、
   前記弁ユニットから排出される排気を装置外に排出する排気部としてサイレンサ室が設けてあり、
   前記駆動室または前記サイレンサ室の圧力が所定範囲を逸脱したときに、前記逸脱した圧力を調整する圧力解放機構が設けられている気体ポンプ。
2. 前記圧力操作室が負圧室を構成しており、
   前記圧力解放機構が、前記弁ユニットと連通する第１管部と、前記サイレンサ室と連通する第２管部と、前記第１管部と前記第２管部とを前記負圧室の外部で接続し、且つ、前記サイレンサ室の過剰な内部圧力によって一端が前記第１管部または前記第２管部から接続解除されるホースとによって構成されている請求項１に記載の気体ポンプ。
3. 前記ホースの一端と前記第１管部との間の連結力と、前記ホースの他端と前記第２管部との間の連結力とが、互いに異なるように構成されている請求項２に記載の気体ポンプ。
4. 前記第１管部と前記第２管部とが互いに正対して配置されている請求項２または３に記載の気体ポンプ。
5. 前記ホースが屈曲して配置されている請求項２から４のいずれか一項に記載の気体ポンプ。
6. 前記圧力解放機構が、前記駆動室及び前記サイレンサ室の少なくともいずれか一方と外部とを連通させる圧力解放孔と、前記逸脱した圧力によって一時的に係合解除されるように前記圧力解放孔を閉鎖する閉鎖手段とを有する請求項１または２に記載の気体ポンプ。
7. 前記ピストンの吸気方向への作動に応じて、前記駆動室の内部の気体を前記サイレンサ室に送り出す通気口が前記駆動室に設けてある請求項１から６のいずれか一項に記載の気体ポンプ。
8. 前記圧力操作室が負圧室を構成しており、
   前記圧力解放機構が、前記駆動室と連通する第１管部と、前記サイレンサ室と連通する第２管部と、前記第１管部と前記第２管部とを前記駆動室の外部で接続し、且つ、前記駆動室または前記サイレンサ室の過剰な内部圧力によって一端が前記第１管部または前記第２管部から接続解除されるホースとによって構成されている請求項７に記載の気体ポンプ。
9. 前記ホースの一端と前記第１管部との間の連結力と、前記ホースの他端と前記第２管部との間の連結力とが、互いに異なるように構成されている請求項８に記載の気体ポンプ。

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