JP5691857B2 - Gas pump - Google Patents
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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。 The present invention includes a piston in a cylinder that can freely reciprocate, a pressure operation chamber on a cylinder head side, a drive chamber that transmits a reciprocating drive force to the piston on a side opposite to the pressure operation chamber, and a reciprocating operation of the piston. And a valve unit that controls supply and discharge of gas to and from the pressure operation chamber, and further, a ventilation port is provided in the drive chamber for sending the gas inside the drive chamber out of the cylinder in response to the operation of the piston in the intake direction. The present invention relates to a gas pump provided.
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。
There exists
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。 Therefore, since there is no pressure loss in the housing when the vacuum pump is evacuated, less power is required for the reciprocating operation of the piston, and since the exhaust pressure of the vacuum pump pushes up the piston, the vacuum pump is driven. It is said that the motive power required for this is the same level as when the housing is sealed, and at the same time the exhaust noise can be reduced.
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。
However, in
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。 Therefore, in view of the problems given by the gas pump according to the prior art exemplified above, the object of the present invention is unlikely to affect the performance of the gas pump even when the vent of the drive chamber is blocked for some reason. It is to provide a gas pump.
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、
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。
The characteristic configuration of the gas pump according to the present invention is as follows:
A piston is provided inside the cylinder so as to be able to reciprocate freely, a pressure operation chamber is provided on the cylinder head side, and a drive chamber is provided on the opposite side of the pressure operation chamber to transmit the reciprocating drive force to the piston. A valve unit for controlling supply and discharge of gas to and from the pressure operation chamber,
A silencer chamber is provided as an exhaust part for exhausting the exhaust discharged from the valve unit to the outside of the device,
A pressure release machine is provided for adjusting the deviated pressure when the pressure in the driving chamber or the silencer chamber deviates from a predetermined range ;
The pressure operation chamber constitutes a negative pressure chamber;
The pressure release mechanism includes a first pipe part communicating with the valve unit, a second pipe part communicating with the silencer chamber, and the first pipe part and the second pipe part outside the negative pressure chamber. One end is constituted by a hose that is connected and is disconnected from the first pipe part or the second pipe part by an excessive internal pressure of the silencer chamber .
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。
In the gas pump according to the above characteristic configuration, when the pressure of the driving chamber or the silencer chamber deviates from the predetermined range, the pressure of at least one of the driving chamber and the silencer chamber is adjusted to the predetermined range by the pressure release mechanism. It is possible to prevent the drive chamber and the silencer chamber from being damaged by abnormal pressure (high pressure or low pressure). In addition, abnormal noise such as air sound that is not normally heard occurs based on the pressure adjustment operation by the pressure release mechanism, so that the user can know the pressure abnormality of the driving chamber and silencer chamber at an early stage, The effect of prompting a countermeasure for eliminating the pressure abnormality is obtained.
In this configuration, when the hole that communicates the silencer chamber with the outside air is blocked for some reason, the pressure in the silencer chamber increases abnormally, so that one end of the hose is connected from the first pipe section or the second pipe section by this abnormal pressure. By releasing the pressure, the pressure in the silencer chamber is released.
If it is this structure, since a pressure release mechanism is comprised with a hose, attachment is easy. In addition, as a method of adjusting the pressure when the internal pressure becomes excessive, a phenomenon that is apparent in appearance that either one of both ends of the hose comes out of the pipe portion occurs. It is easy to understand and advantageous. In addition, after solving the cause of the excessive internal pressure, the operation of reconnecting the end of the disconnected hose to the original pipe is also facilitated.
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。 According to another characteristic configuration of the present invention, a connection force between one end of the hose and the first pipe portion and a connection force between the other end of the hose and the second pipe portion are different from each other. It is in the point which is comprised.
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。 With this configuration, when the internal pressure is increased compared to a configuration in which the value of the internal pressure required to disconnect from the corresponding pipe part between the one end and the other end of the hose is equivalent. Since it is possible to grasp in advance which one of the one end and the other end is to be disconnected, it is advantageous because it is possible to predict in advance the nature of the noise generated by the disconnection. In addition, it is possible to know in advance whether one end or the other end will be disconnected when the internal pressure increases, so after solving the cause of the excess internal pressure, the end of the disconnected hose The operation of reconnecting to the pipe part is further facilitated.
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。 Another characteristic configuration of the present invention is that the first tube portion and the second tube portion are arranged facing each other.
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。 If it is this configuration, the exhaust of gas from the negative pressure chamber to the silencer chamber is performed smoothly during normal operation, compared to the configuration in which the first tube portion and the second tube portion are angled with each other, In addition, since the first tube portion and the second tube portion do not easily protrude from the outer shape of the cylinder in plan view, the outer shape of the gas pump can be made more compact as a result.
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。 Another characteristic configuration of the present invention is that the hose is bent and disposed.
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。 In this configuration, compared to the configuration in which the hose is arranged linearly, the force acting on the inside of the hose from the excessive internal pressure of the silencer chamber causes the one end of the hose to be connected to the first pipe portion or the second pipe portion. Therefore, the hose is reliably disconnected from the first pipe part or the second pipe part by the excessive internal pressure of the silencer chamber.
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。 In another feature of the present invention, the pressure release mechanism is temporarily disengaged by the pressure release hole that communicates at least one of the drive chamber and the silencer chamber with the outside, and the deviated pressure. And a closing means for closing the pressure release hole.
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。 With this configuration, when the driving chamber or the silencer chamber reaches an abnormal pressure (high pressure or low pressure) that deviates from a predetermined range, the closing means is disengaged from the pressure release hole, and the driving chamber is released by disengaging the closing means. Or the pressure in the silencer chamber returns to the specified range. However, since the closing means closes the pressure release hole again, as a result, abnormal noise due to repeated closing and release of the pressure release hole by the closing means may cause the user to abnormally pressure the drive chamber and silencer chamber. Can be known at an early stage, and it is possible to obtain an effect of prompting a countermeasure for eliminating the pressure abnormality.
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。 Another feature of the present invention is that a vent hole is provided in the drive chamber for sending the gas inside the drive chamber to the silencer chamber in response to the operation of the piston in the intake direction.
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。 With this configuration, since the pressure increase in the drive chamber based on the operation of the piston in the intake direction is suppressed, less power is required for the reciprocating operation of the piston. Also, with this configuration, the flow of air from the negative pressure chamber to the drive chamber is allowed when the piston is operated in the exhaust direction, and the flow of air from the negative pressure chamber to the drive chamber is performed when the piston is operated in the suction direction. In the case of a configuration including a piston ring or the like in which the piston is prevented, an undesirable phenomenon in which the driving chamber gradually becomes high pressure due to repeated operation of the piston in the suction direction is also suppressed.
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。
Another feature of the present invention is as follows:
The pressure operation chamber constitutes a negative pressure chamber;
The pressure release mechanism connects the first tube portion communicating with the drive chamber, the second tube portion communicating with the silencer chamber, and the first tube portion and the second tube portion outside the drive chamber. In addition, one end is constituted by a hose that is disconnected from the first pipe part or the second pipe part due to excessive internal pressure of the drive chamber or the silencer chamber.
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。 In this configuration, when at least one of the hole for communicating the silencer chamber and the outside air and the vent for sending the gas inside the drive chamber to the silencer chamber is blocked for some reason, the drive chamber or the silencer chamber Since the pressure is abnormally increased, the pressure in the drive chamber or the silencer chamber is released by disconnecting one end of the hose from the first tube portion or the second tube portion due to the abnormal pressure.
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。 If it is this structure, since a pressure release mechanism is comprised with a hose, attachment is easy. In addition, as a method of adjusting the pressure when the internal pressure becomes excessive, an externally apparent operation is performed in which either end of the hose comes out of the pipe part. It is easy to understand and advantageous. In addition, after solving the cause of the excessive internal pressure, the operation of reconnecting the end of the disconnected hose to the original pipe is also facilitated.
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。 According to another characteristic configuration of the present invention, a connection force between one end of the hose and the first pipe portion and a connection force between the other end of the hose and the second pipe portion are different from each other. It is in the point which is comprised.
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。 In this configuration, when the internal pressure is increased, the one end and the other end are compared with the configuration in which the value of the internal pressure required to be disconnected from the corresponding pipe portion is equal between the one end and the other end. Since it is possible to grasp in advance which one of the other ends is disconnected, it is advantageous because it is possible to predict in advance the nature of the noise generated by the disconnection. In addition, it is possible to know in advance whether one end or the other end will be disconnected when the internal pressure increases, so after solving the cause of the excess internal pressure, the end of the disconnected hose The operation of reconnecting to the pipe part is further facilitated.
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。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated, referring drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a reciprocating type vacuum pump as an example of a gas pump according to the present invention. The vacuum pump includes a
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。
The end of the
A drive chamber B that houses a crank mechanism C is disposed in a pump housing 3 that is airtightly connected to the other end of the
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。
An
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。
The valve unit V includes a
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。
The
The
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。
The
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。
A cylindrical
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。
A driving chamber B is formed by closing an opening formed on the opposite side of the pump housing 3 from the
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。
Near the center of the lower surface of the
Further, the
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。
When this vacuum pump is used as a negative pressure source for a brake booster (not shown) for a vehicle, the intake valve from the negative pressure target (such as a brake booster) is activated by the
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。
Note that the air pressure in the drive chamber B rises momentarily according to the operation of the
That is, when the
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。
With respect to the operation of the
Further, with respect to the operation of the
The air in the negative pressure chamber A and the air in the drive chamber B are basically all configured to go to the
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。
The interior space of the path block 15 constitutes an exhaust part that exhausts the exhaust discharged from the valve unit V and the
The silencer chamber S is constituted by a donut-shaped space surrounding the
(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。
(piston ring)
As shown in FIG. 2, an
A
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。
The
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。
The
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。
Since the
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。
A plurality of
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。
That is, when the
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。
On the other hand, when the
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。
In addition, since the second exhaust path F that sends air to the
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。
Further, when the
(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。
(Pressure release mechanism)
When the pressure in the driving chamber B or the silencer chamber S deviates from a predetermined range due to some cause, for example, clogging due to icing or dust of water located in the
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。
The pressure release mechanism provided in the vacuum pump shown in FIG. 1 is configured such that when the pressure in the silencer chamber S deviates from a predetermined range, the pressure release mechanism that adjusts the pressure in the silencer chamber S by the deviated pressure is the
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。
In particular, the internal pressure of the silencer chamber S required for forcibly disconnecting one end of the
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。
In response to an abnormal increase in the internal pressure of the silencer chamber S due to an abnormality in the
In this embodiment, the action of the pressure release mechanism is not observed for an abnormal increase in the internal pressure of the drive chamber B based on the abnormality of the
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。
In the example shown in FIG. 1, the
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。
However, by using the
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。
Even in the case of a vacuum pump in which the
That is, in the vacuum pump in which the
(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。
(Modification)
In the modification illustrated in FIG. 3, the
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。
That is, as shown by a two-dot chain line in FIG. 3, the
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。
Alternatively, the first and
〔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。
[Second Embodiment]
In FIG. 1, the
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。
As shown in FIG. 4, the relief valve RV includes a cylindrical
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。
A through
In a situation where there is no abnormality in the
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。
On the other hand, when the pressure in the drive chamber B exceeds a predetermined value defined by the biasing force of the
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。
When the pressure in the driving chamber B falls below the predetermined value due to this discharge, the relief valve RV is closed again by the
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。
Note that, based on the position adjustment along the axis X of the
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。
Even in the case of a vacuum pump in which the
That is, even in the vacuum pump in which the
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。
The vacuum pump of FIG. 1 is described as a pressure release mechanism having a relief valve RV and a
(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。
(Compression pump)
The
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。
The
Instead of omitting the
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。
When used as a compression pump, if there is an abnormality in the
Therefore, instead of the relief valve RV, the
〔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。
[Third Embodiment]
In the vacuum pump shown in FIG. 5, when the pressure in the drive chamber B or the silencer chamber S deviates from a predetermined range, the pressure release mechanism that adjusts the deviated pressure includes a
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。
The value of the internal pressure in the driving chamber B required for forcibly disconnecting the one
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。
If there is no abnormality in the
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。
Therefore, the drive chamber B and the silencer chamber S are less likely to become high pressure due to the movement of the
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。
When an abnormality occurs in the
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。
Even in the case of a vacuum pump in which the
That is, even in the vacuum pump in which the
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。
Since the
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。 The present invention includes a piston inside a cylinder so as to freely reciprocate, a pressure operation chamber on the cylinder head side, and a drive chamber that transmits a reciprocating driving force to the piston on the opposite side of the pressure operation chamber. Accordingly, the present invention can be used as a technique for solving a problem found in a gas pump including a valve unit that controls supply and discharge of gas to and from a pressure operation chamber.
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
1
36
40A One
B Drive chamber E First exhaust path F Second exhaust path G Merge space RV Relief valve (pressure release mechanism)
S Silencer chamber (exhaust part)
V valve unit
Claims (8)
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、
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気体ポンプ。 A piston is provided inside the cylinder so as to be able to reciprocate freely, a pressure operation chamber is provided on the cylinder head side, and a drive chamber is provided on the opposite side of the pressure operation chamber to transmit the reciprocating drive force to the piston. A valve unit for controlling supply and discharge of gas to and from the pressure operation chamber,
A silencer chamber is provided as an exhaust part for exhausting the exhaust discharged from the valve unit to the outside of the device,
A pressure release mechanism is provided for adjusting the deviated pressure when the pressure in the driving chamber or the silencer chamber deviates from a predetermined range ;
The pressure operation chamber constitutes a negative pressure chamber;
The pressure release mechanism includes a first pipe part communicating with the valve unit, a second pipe part communicating with the silencer chamber, and the first pipe part and the second pipe part outside the negative pressure chamber. A gas pump comprising a hose that is connected and has one end disconnected from the first pipe part or the second pipe part by an excessive internal pressure of the silencer chamber .
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6に記載の気体ポンプ。 The pressure operation chamber constitutes a negative pressure chamber;
The pressure release mechanism connects the first tube portion communicating with the drive chamber, the second tube portion communicating with the silencer chamber, and the first tube portion and the second tube portion outside the drive chamber. The gas pump according to claim 6 , wherein one end is constituted by a hose that is disconnected from the first pipe part or the second pipe part by an excessive internal pressure of the drive chamber or the silencer chamber. .
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