JP5317731B2 - エアポンプ - Google Patents

Description

本発明はエアポンプに係り、特に、電磁駆動往復動式エアポンプに関する。

電磁駆動往復動エアポンプは、通常、一対のピストンと、該一対のピストンをその軸線方向で整合させた状態で連結するアーマチュアとからなるピストン組立体と、該アーマチュアの両側に設定され、交番電流がかけられることにより交番磁界を発生し、該アーマチュアを該ピストンの軸線方向で往復動させるための電磁石と、該一対のピストンを摺動可能に収納する一対のシリンダ室、及び、該シリンダ室の間において該アーマチュアを通し、且つ、該電磁石を収納する駆動室を有するポンプケーシングとを有する。

このようなポンプケーシングでは、駆動室内を横断して延びるアーマチュアに取り付けられた永久磁石に対して電磁石を適切な位置に設定するために、当該ケーシングの内壁面に駆動室内に突設される形で台座が形成されており、電磁石はこの台座に固定されるようになっている。このため、一対のピストンを設定する場合に、上記のようにアーマチュアで連結されたピストン組立体として、当該ケーシングの一方のシリンダ室から該ケーシング内に挿入して他方のシリンダ室まで延ばすように配置しようとすると、上記台座が邪魔してしまう。このため、これまでのこの種エアポンプでは、ピストンをそれぞれ当該ケーシングの左右の側面側からシリンダ室内に挿入設定し、その後でアーマチュアにより連結するようにしている。

しかし、このようなピストン設定の作業は煩雑で、時間がかかるために、より簡易に設定できるようにすることが望まれていた。

本発明は、このような要望を可能にしたエアポンプを提供するものである。

すなわち、本発明は、
一対のピストンと、該一対のピストン間に取り付けられ、該一対のピストンをその軸線方向で整合させた状態で連結するようにされたアーマチュアとからなるピストン組立体と、
該軸線方向に直交する方向で該アーマチュアの両側に設定され、交番電流がかけられることにより該アーマチュアを横断する交番磁界を発生し、該アーマチュアを該ピストンの軸線方向で往復動させるための一対の電磁石と、
該一対のピストンを摺動可能に収納する一対のシリンダ室、及び、該一対のシリンダ室の間において該アーマチュアを通し、且つ、該電磁石を収納する駆動室を有するポンプケーシングと
を有するエアポンプであって、
該ポンプケーシングが、
該軸線方向で対向する側壁であって、該ピストンと摺動可能とされた該シリンダ室が貫通するように画定された側壁と、該対向する側壁の間に延びて該駆動室を画定する筒状の周壁とを有するケーシング本体であって、電磁石装填用開口が該駆動室側から外側に該周壁を貫通して設けられており、該ピストン組立体を一方の側壁の該シリンダ室を通して該ケーシング本体内に該軸線方向で挿入し、該一対のピストンがそれぞれ対応する該シリンダ室内に設定されるようにしたケーシング本体と、
該一対の電磁石を、該アーマチュアの該両側に位置決めするための電磁石用台座部材であって、該電磁石装填用開口を通して該駆動室内に挿入され、該周壁の内周面に当接するよう設定され、該電磁石装填用開口から挿入される対応する電磁石が当接してアーマチュアに対する所定の位置となるようにする電磁石用台座部材と、
該ピストン組立体が装填された該ケーシング本体にその左右両側から取り付けられ、該一対のシリンダ室の端部を覆うように設定されるヘッドカバーと
を有するエアポンプを提供する。

このエアポンプでは、電磁石用台座をポンプ本体と別体として用意したために、ピストン組立体を一体として当該ポンプ本体の側面側から挿入設定することが可能となる。

具体的には、
該ポンプケーシング本体が、その側壁を貫通する貫通孔を有し、該貫通孔に嵌合固定された筒状のシリンダ部材を有し、該シリンダ部材が該シリンダ室を画定するようにすることができる。

また、該電磁石用台座部材が、該一対の電磁石に対応する一対の電磁石用台座部材からなるようにすることができる。

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。

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。 ポンプ本体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。 ポンプ本体の底面図である。 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。

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本体１２と、該ポンプ本体からの圧縮空気を一時的に貯留して該ポンプ本体のピストン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、ポンプ本体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、ポンプ本体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を連結した状態で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を図１で見て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を相互連結し、図１及び図３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をポンプ本体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を通してポンプ本体内に吸引され、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で示すような流路をと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、ポンプ本体１２を載せる平面視で矩形の頂壁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、ポンプ本体のケーシング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。

ポンプ本体及びエアタンクを収納するハウジング２４は、具体的には、平底のパン状底部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進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、詳細な説明を行う。

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、そのピストン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の一方の端部側からシリンダ部材２８を通して当該ケーシング本体内に挿入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に、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、該一方の壁と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、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、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、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、ポンプ本体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をポンプ本体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に係合するようになされている。

エアポンプ１０；ポンプ本体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 (3)

1. 一対のピストンと、該一対のピストン間に取り付けられ、該一対のピストンをその軸線方向で整合させた状態で連結するようにされたアーマチュアとからなるピストン組立体と、
   該軸線方向に直交する方向で該アーマチュアの両側に設定され、交番電流がかけられることにより該アーマチュアを横断する交番磁界を発生し、該アーマチュアを該ピストンの軸線方向で往復動させるための一対の電磁石と、
   該一対のピストンを摺動可能に収納する一対のシリンダ室、及び、該一対のシリンダ室の間において該アーマチュアを通し、且つ、該電磁石を収納する駆動室を有するポンプケーシングと
   を有するエアポンプであって、
   該ポンプケーシングが、
   該軸線方向で対向する側壁であって、該ピストンと摺動可能とされた該シリンダ室が貫通するように画定された側壁と、該対向する側壁の間に延びて該駆動室を画定する筒状の周壁とを有するケーシング本体であって、電磁石装填用開口が該駆動室側から外側に該周壁を貫通して設けられており、該ピストン組立体を一方の側壁の該シリンダ室を通して該ケーシング本体内に該軸線方向で挿入し、該一対のピストンがそれぞれ対応する該シリンダ室内に設定されるようにしたケーシング本体と、
   該一対の電磁石を、該アーマチュアの該両側に位置決めするための電磁石用台座部材であって、該電磁石装填用開口を通して該駆動室内に挿入され、該周壁の内周面に当接するよう設定され、該電磁石装填用開口から挿入される対応する電磁石が当接してアーマチュアに対する所定の位置となるようにする電磁石用台座部材と、
   該ピストン組立体が装填された該ケーシング本体にその左右両側から取り付けられ、該一対のシリンダ室の端部を覆うように設定されるヘッドカバーと
   を有するエアポンプ。
2. 該ケーシング本体が、該側壁を貫通する貫通孔を有し、該貫通孔に嵌合固定された筒状のシリンダ部材を有し、該シリンダ部材が該シリンダ室を画定するようになされている請求項１に記載のエアポンプ。
3. 該電磁石用台座部材が、該一対の電磁石に対応する一対の電磁石用台座部材からなる請求項１又は２に記載のエアポンプ。
   

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