JP5144553B2

JP5144553B2 - エアポンプ

Info

Publication number: JP5144553B2
Application number: JP2009019860A
Authority: JP
Inventors: 重光石橋; 篤樹橋本
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2029-01-30
Also published as: EP2392824A1; WO2010087436A1; EP2392824A4; US20110280752A1; JP2010174799A; US8727753B2; EP2392824B1

Description

本発明はエアポンプに係り、特に、エアポンプの消音装置に関する。

エアポンプは、空気を周囲から吸引し圧縮して排出するようになっているが、当該ポンプの駆動部で発生する振動音が、空気の吸入通路等を通して外部へ伝わり周囲への騒音を生じる。このため、種々の消音装置が開発されている。

たとえば、下記特許文献１には、エアポンプユニットを収納する円筒状のハウジングを備え、該ハウジングに消音手段を施した消音装置が開示されている。この消音装置では、ハウジングの円筒状壁（外側壁）の内側に、該円筒状壁と並行にほぼ３００度にわたって延びる内側壁を設けてそれら壁の間に吸気通路を形成し、その通路の一端は内側壁を円筒状壁に連結して閉塞端とし、他端を開放端として、ハウジング外側からの空気を該閉塞端近くから該吸気通路に吸引し該通路を通して該開放端からポンプユニットの収納されているハウジング内部に入るようにしている。この消音装置では、このようにして吸気通路を長くとることで吸気路を通して外部へ伝わる騒音を抑制している。

実公平６−６２７号

本発明は、上記のようなポンプを収納する消音装置としてのハウジングではなく、ポンプユニット自体の吸気部に消音のための手段を設け、より消音効果を向上させたエアポンプを提供することを目的としている。

すなわち、本発明は、
シリンダ室を有し、該シリンダ室内で往復動可能とされたピストン及び該ピストンを該シリンダ室内で往復動するための電磁駆動部を収納するケーシングを備えるエアポンプであって、
該ケーシングが、その外周面から内周面に貫通して、該シリンダ室へのエアを該ケーシングの周囲から該ケーシング内に吸入するための吸気孔と、該ケーシングの外周面に環状に形成された消音壁であって、該吸気口が該消音壁で囲まれた該ケーシングの外周面の領域内に開口するようにした環状の消音壁と、該消音壁の頂部によって画定される開口を閉じるように設定され、該消音壁とケーシングの外周面とともに、該吸気孔に連通した消音室を画定する蓋部材とを有し、
該消音壁が、該消音壁内をその周方向に延び、一端が当該消音壁の外側面に開口し、他端が当該消音壁の内側面に開口する少なくとも１つの細長い消音用通路を有するようにしたエアポンプを提供する。

このエアポンプでは、ケーシングに上述のごとき消音壁が形成され、ケーシング内に吸入される空気は、消音壁内に形成された消音用通路を通して、消音室内に導入され、更に、該消音室からケーシングを貫通して設けられた吸気孔を通してケーシング内に導入されるようになっており、従って、ケーシングから上記吸気孔、消音室及び消音用通路を経て外部に至る経路は長く、ケーシング内から該経路を通して外部へ漏れる音に対する消音効果を図ることができる。消音室は広い空間とすることができ、その前後の狭い消音通路及び吸気孔との組み合わせによってより消音効果を上げることが可能となる。尚、蓋部材は消音壁と一体的に形成することもできる。

具体的には、
該消音壁が、両端が連結されていない第１の環状壁と、該第１の環状壁と並行して延びる第２の環状壁であって、その両端が連結されていない第２の環状壁とを有し、消音通路が該第１及び第２の環状壁の間に画定されるようにすることができる。

より具体的には、
該第１の環状壁が該消音室の周りを延びて、該消音室に対して一端が他端よりも外側の位置となるようにされ、該第２の環状壁が、該第１の環状壁の長さ方向での中間で該第１の環状壁の内側の位置にある内側端から該第１の環状壁の該一端から該他端に向かって延びる方向と同じ方向に、該第１の環状壁に並行に延びて、該第１の環状壁の該一端と該他端との間を通り、該第１の環状壁の外側を該第１の環状壁に並行に延びて、該内側端よりも外側にある外側端にまで至るようにすることができる。

また、上記のようなエアポンプにおいて、
該ケーシングの該吸気孔を画定している部分の壁厚を、その周囲の部分よりも厚くして、該吸気孔の長さを長くすることもできる。消音効果を高めるためである。

該吸気孔は、小径の複数の孔から形成することができる。小径にするほど消音効果を上げることが可能となる。

本発明に係るエアポンプの縦断面図である。図１のII―II線断面図である。ポンプユニットのケーシングを構成する、ケーシング本体とシリンダ本体との組立体、及び、ピストンとアーマチュアとの組立体とを示す断面正面図であり、一方のピストンのみ断面としていない図である。ケーシング本体とシリンダ本体との組立体の側面図である。ケーシング本体とシリンダ本体との組立体の底面図である。電磁石用台座の平面図である。図６のVII―VII線図である。図９のVIII―VIII線図である。ケーシング本体の平面図である。タンク本体の底面図である。図１０のXI―XI線図である。ポンプユニットの底面図である。エアタンクのエア出口とハウジングの排気口との間を連結するＳ字管の平面図である。

以下、本発明に係るエアポンプの一実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

図示のように、本発明に係るエアポンプ１０は、空気を周囲から吸引して圧縮するためのポンプユニット１２と、該ポンプユニットからの圧縮空気を一時的に貯留して該ポンプユニットのピストン１６の往復動によって生じた脈動を抑えて排出するためのエアタンク２０と、ポンプユニット１２とエアタンク２０とを収納するハウジング２４とを有する。

以下においては、先ず、これら構成要素及び全体構成の概要を説明する。

先ず、ポンプユニット１２は、図１で見て左右対称に配置されてピストン１６を収納する一対のシリンダ室１４を有するケーシング１７と、両ピストン１６を連結して往復動させる電磁駆動部１８とを有する。ケーシング１７は、具体的には、図２〜図５に示すように全体的に箱状で電磁駆動部１８を収納する駆動室を画定するケーシング本体２６と、該ケーシング本体２６の図１で見て左右の側壁２６−１３に形成されている貫通孔２６−１に装着された一対のシリンダ部材２８と、ケーシング本体２６をその左右両側から挟むようにして取り付けられてシリンダ部材２８と共にシリンダ室１４を画定するヘッドカバー３０と、ヘッドカバー３０の端面にシール部材３１を介して当接固定された端壁部材３３とを有している。

電磁駆動部１８は、上記一対のピストン１６を相互連結するように設けられ、図１で見て左右対象に配置された板状の永久磁石３２を備えるアーマチュア３４と、図２で見て該アーマチュア３４の両側に設けられ永久磁石３２に作用して該アーマチュアを図１で見て左右方向に往復動させる電磁石３６とを有する。図１で見て、アーマチュア３４の左右両側にはコイルバネ３５が設けられており、該アーマチュア３４をポンプユニットの中央位置に保持するようになっており、電磁石３６に交番電流がかけられることにより、交番磁界が発生して永久磁石を備えたアーマチュア３４及びその両端のピストン１６が往復動される。これにより、周囲の空気がハウジング２４の頂部に取り付けられたフィルタ３８を通してポンプユニット内に吸引され、シリンダ室１４内で圧縮されて、エアタンク２０に供給される。空気の流れは、その流路の詳細は示さないが、矢印Aで示すように、先ず、ケーシング１７の駆動室内に入り、ピストン１６に設けた図示しない逆止弁を通ってシリンダ室１４に至るようにされている。電磁駆動部１８は、たとえば特開２００７−１６７６１などに開示されているような当業者には知られている技術であり、その構造の詳細な説明は省略する。

エアタンク２０は、ポンプユニット１２を載せる矩形の頂壁４０、該頂壁から下方にのびる周壁４２を備え、下向きの開口を有する樹脂製のタンク本体４４、及び、該タンク本体４４の開口を密閉するように取り付けられる金属製の底壁部材４６を有する。底壁部材４６の周縁部分には複数個のボルト４７が通され、ポンプユニットのケーシング１７に螺合されて締め付けられ、樹脂製のタンク本体４４を該金属製の底壁部材４６とケーシングとの間で挟着固定するようになっている。

ポンプユニット及びエアタンクを収納するハウジング２４は、具体的には、平底とされたパン状底部５０と、該底部５０の上に取り付けられたハウジング本体５２と、該ハウジング本体頂部に取り付けられたカバー５４とを有している。カバー５４とハウジング本体５２との間には雨水トラップ部５６を備える空気取入通路５８が設けられており、雨水トラップ部５６を通してハウジング２４内に導入された空気は、ハウジング本体５２の頂部に設けられたフィルタ３８を通してハウジング本体内部にすすむようになされている。ハウジングの底部５０は防振ゴム製の支持スタッド６６を介してエアタンク２０を支持するようになっている。

以上が、本発明に係るエアポンプの概要であるが、以下においては、詳細部分について説明を行う。

図３は、ケーシング１７を構成するケーシング本体２６と、該ケーシング本体の、同図で見て、左右の貫通孔２６−１に嵌合された一対のシリンダ部材２８との組立体、及び、該組立体に装填されるピストン１６とアーマチュア３４との組立体とを示している。ケーシング本体２６は、中央底壁に電磁石装填用開口２６−２を有している。該開口２６−２は、図５に示すように、下方から見て矩形状とされている。上記一対のシリンダ部材２８は、一方のシリンダ部材２８を一方の貫通孔２６−１に通してボルト止めし、他方のシリンダ部材２８を他方の貫通孔２６−１に通して、該他方のシリンダ部材２８のピストン１６を受け入れる円筒状の内周面２８−１が上記一方のシリンダ部材の内周面２８−１と軸線方向で整合した状態としてボルト止めするようになっている
(図４、図５参照)。アーマチュア３４とピストン１６との組立体は、図３に示すように、当該ケーシング本体２６の外側から一方のシリンダ部材２８をその軸線方向で通して当該ケーシング本体内に設定できるようにされる。

図５及び図３に示すように、ケーシング本体２６の底壁の電磁石装填用開口２６−２に対応する頂壁２６−３の内側面２６−４には、該頂壁２６−３を上下に貫通するネジ穴２６−５を備えた雌ネジ部２６−６が、底部開口２６−２の周縁に対応するような位置で、相互に間隔を開けて設けられている。これら雌ネジ部２６−６は、図５で見て上下対称に設けられており、これら上下の雌ネジ部２６−６には、それぞれ、図６及び図７に示すように、ネジ穴２６−５に対応して設けられた孔２６−８を有するコ字状の電磁石用台座部材２６−７が当接され、図２に示すように電磁石３６の下方から通したボルト３６−１が該孔２６−８を挿通し、雌ネジ部２６−６のネジ穴２６−５に螺合することにより、該電磁石をアーマチュア３４の永久磁石３２に対する適正な高さの位置に設定するようにしている。

ケーシング本体２６の頂壁２６−３の上面には、消音用壁２６−９が立設されている。具体的には、該消音用壁２６−９は、図９に示すように、並行に延びる一対のループ状又は環状の壁２６−１０、２６−１０´から構成されており、一方の壁２６−１０は、図の左上から反時計方向に約３６０°延びて、その終端が始端よりも内側となるようにされており、他方の壁２６−１０´は右下の位置から時計方向に上記一方の壁２６−１０に対してその内側を並行に延び、該一方の壁２６−１０の上記始端と終端との間を通り、更に、該一方の壁の外側を該一方の壁と並行に延びて全体として約３６０°延びて、それら壁２６−１０、２６−１０´の間に消音用通路としても機能するエア導入用の通路２６−１１が形成されている。該消音壁２６−９の頂部には板状の蓋部材２９が載せられてボルト止めされており、ハウジングの外周面と消音壁２６−９と該蓋部材とによって消音室２６−１４を画定している。ハウジング本体５２の頂部に設けたフィルタ３８を通して該ハウジング本体５２内に導入された空気は、消音用通路２６−１１を通して、該消音室に入り、頂壁２６−３を貫通するように設けられた孔２６−１２(図２、図５)を通して、ケーシング本体２６内に導入されるようになっている。頂壁２６−３の内側面の孔２６−１２の周りは下方に延びており、該孔２６−１２が長くされている。このような消音用壁２６−９、消音室２６−１４、孔２６−１２などの構成は、アーマチュア３４の往復動によって生じる騒音が、これら孔２６−１２，消音室２６−１４、消音用通路２６−１１などの空気が導入される通路を通して外部に伝わるのを少なくするためのものである。

エアタンク本体４４は、図１、図１０、及び、図１１に示されるように、周壁４２が外側壁４２−１，内側壁４２−２，及び、それらの間に設けられた空隙４２−３とからなる二重壁構造とされており、タンク内の空気の振動音が外部に伝達されにくいようにされている。図示の例では、空隙４２−３が周壁の周方向で間隔をあけて複数形成され、空隙４２−３の間には、外側及び内側壁を連結する中間壁４２−９が形成されている。エアタンク本体内には、その内部空間を複数に仕切る仕切り壁４２−４が、当該エアタンク本体の頂壁４０から吊り下げられるように形成されている。該仕切り壁４２−４には、その底部から上方に延びるエア通路４２−５が設けられており、頂壁４０に設けられたエア入口４２−６から導入された空気が、それらのエア通路４２−５を通り、エア出口４２−１０に流れるようにされており、そのようにすることによりエア出口から排出される空気の脈動を抑制するようにしている。仕切り壁４２−４及び内側壁４２−２は、外側壁４２−１よりも短くされている。エア出口４２−９は、図１３に示すようなS字管７４によりハウジング底部５０の排気口５０−１に連結されている。S字管７４を用いるのは、ハウジング底部５０とエアタンク２０との間での振動を吸収するためである。

周壁４２には複数のネジ挿通孔４２−７が上下方向で貫通するように設けられており、金属製の底壁部材４６の周辺部分を通されたボルト４７が該挿通孔４２−７を通り、金属製のケーシング１７の底部部分に螺合されることにより、エアタンク本体４４を底壁部材４６とケーシング１７の底部部分との間に挟着するようになっている。また、当該エアタンク本体４４の中央部分において仕切り壁４２−４にも挿通孔４２−８が設けられており、底壁部材４６の中央部を通されたボルト４９が該挿通孔４２−８を通り、その先端が、同挿通孔４２−８の上端に嵌合されたナット４９−１に螺合することにより、該底壁部材をタンク本体に固定するようになっている。底壁部材４６の上面には、エアタンク本体４４の外側壁４２−１の内側に、エアタンク本体の樹脂よりも軟質の材料からなるシート状のシール部材４３が積層されるように設けられ、エアタンク本体の内側壁４２−２及び仕切り壁４２−４が、該シール部材４３を底壁部材４６との間に密封挟着するようになっている。図１１に示すように、エアタンク本体の内側壁及び仕切り壁の底面には、シール部材４３に食い込むような突条部４２−２’、４２−４’がそれぞれの壁に沿って設けられている。

図１２は、ポンプユニット１２を下から見た図であり、ケーシング本体２６の電磁石装填用開口２６−２からは、アーマチュア３４及びその両側に設けられた電磁石３６並びに該電磁石への配線３６−２が見えている。上述のエアタンク本体４４を固定するボルト４７の先端（上端）が螺合されるネジ孔４７−１が、ケーシング本体２６及びヘッドカバー３０の底部に形成されている。ヘッドカバー３０の底部にはまた、シリンダ室１４から排出された空気がエアタンク２０にむけて排出される２つのエア排出口３０−１が形成されており、該エア排出口は、図１０に示したエアタンク本体４４の頂壁４０に形成したエア入口４２−６と整合された位置とされている。エア排出口３０−１の周囲には、それらの周縁に沿って環状の突条部７０が形成されており、エアタンク２０をポンプユニット１２の底面に固定するときに、それらの間に挟着されるシート状のシール部材７６に食い込んで密封係合するようになっている。また、電磁石装填用開口２６−２の周囲には、それらの周縁に沿って環状の突条部７６が形成されており、電磁石装填用開口２６−２に対応するようにしてシール部材７６に形成された開口の周縁部分に係合するようになされている。

エアポンプ１０；ポンプユニット１２；ピストン室１４；貫通孔２６−１；ピストン１６；ケーシング１７；エアタンク２０；ハウジング２４；ケーシング本体２６；貫通孔２６−１；電磁石装填用開口２６−２；頂壁２６−３；内側面２６−４；ネジ穴２６−５；雌ネジ部２６−６；電磁石用台座２６−７；孔２６−８；消音用壁２６−９；環状壁２６−１０；消音用通路２６−１１；孔２６−１２；側壁２６−１３；消音室２６−１４；シリンダ部材２８；内周面２８−１；ヘッドカバー３０；エア排出口３０−１；蓋部材２９；永久磁石３２；端壁部材３３；アーマチュア３４；コイルバネ３５；電磁石３６；配線３６−２；フィルタ３８；頂壁４０；周壁４２；外側壁４２−１；内側壁４２−２；突条部４２−２’；空隙４２−３；仕切り壁４２−４；突条部４２−４’；エア通路４２−５；エア入口４２−６；ネジ挿通孔４２−７；挿通孔４２−８；中間壁４２−９；エア出口４２−１０；シール部材４３；タンク本体４４；底壁部材４６；ボルト４７；ネジ孔４７−１；ボルト４９；ナット４９−１；底部５０；ハウジング本体５２；カバー５４；雨水トラップ部５６；空気取入通路５８；防振ゴム６６；S字管７４

Claims

シリンダ室を有し、該シリンダ室内で往復動可能とされたピストン及び該ピストンを往復動するための電磁駆動部を収納するケーシングを備えるエアポンプであって、
該ケーシングが、その外周面から内周面に貫通して、該シリンダ室へのエアを当該ケーシングの周囲から該ケーシング内に吸入するための吸気孔と、当該ケーシングの外周面に環状に設けられる消音壁であって、該吸気孔が該消音壁で囲まれた該ケーシングの外周面の領域内に開口するようにした環状の消音壁と、該消音壁の頂部によって画定される開口を閉じるように設けられ、該消音壁とケーシングの外周面とともに、該吸気孔に連通した消音室を画定する蓋部材とを有し、
該消音壁が、該消音壁内をその周方向に延び、一端が当該消音壁の外側面に開口し、他端が当該消音壁の内側面に開口する少なくとも１つの細長い消音用通路を有するようにしたエアポンプ。
該消音壁が該ケーシングの外周面に一体成形されている請求項１に記載のエアポンプ。
該消音壁が、両端が連結されていない第１の環状壁と、該第１の環状壁と並行して延びる第２の環状壁であって、その両端が連結されていない第２の環状壁とを有し、消音通路が該第１及び第２の環状壁の間に画定されている請求項１または２に記載のエアポンプ。
該第１の環状壁が該消音室の周りを延びて、該消音室に対して一端が他端よりも外側となるようにされ、該第２の環状壁が、該第１の環状壁の長さ方向での中間で該第１の環状壁の内側の位置にある内側端から該第１の環状壁の該一端から該他端に向かって延びる方向と同じ方向に、該第１の環状壁に並行に延びて、該第１の環状壁の該一端と該他端との間を通り、該第１の環状壁の外側を該第１の環状壁に並行に延びて、該内側端よりも外側にある外側端にまで至るようにした請求項３に記載のエアポンプ。
該ケーシングの該吸気孔を画定している部分の壁厚が、その周囲の部分よりも厚くされており、該吸気孔の長さを長くしている請求項１乃至４のいずれかに記載のエアポンプ。
該吸気孔が、小径の複数の孔から形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載のエアポンプ。