JPH0295782A - 往復揺動型ピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は往復揺動型ピストンポンプに関する。

［従来の技術］ 従来、真空ポンプ、空気圧縮機等として、特公昭５７−
４５９１２号公報に記載される如くのピストンポンプが
ある。このピストンポンプは、ポンプ本体に支持される
駆動軸の偏心ピンにピストンの端部を連結し、上記ポン
プ本体に設けられるシリンダ内に上記ピストンを揺動状
態で往復動するように配設し、上記シリンダのピストン
上死点側にシリンダヘッドを設け、上記シリンダと上記
ピストンと上記シリンダヘッドによりポンプ室を形成し
、上記ポンプ室の内外に開口する吸気孔と排気孔をそれ
ぞれ吸気弁と排気弁を付帯させる状態で上記シリンダヘ
ッドに設けている。

第７図は、このピストンポンプの要部を示す断面図であ
り、１はピストン、２（さシリンダ、３はシリンダヘッ
ド、４はポンプ室、５は吸気孔、６は排気孔である。

このピストンポンプにあっては、（ａ）吸気行程時には
、第７図に示す如く、ピストン１か上死点から下降し、
これにともなうポンプ室４の容積拡張に起因する負圧に
より吸気孔５から吸気する。

また、（ｂ）排気行程時には、ピストン１か下死点から
上昇し、これにともなうポンプ室４の容積減縮に起因す
る正圧により排気孔６から排気する。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、上記ピストンポンプにあっては、その運
転時に、大きなポンプ騒音をともなう。騒音の原因とし
ては、モータ音の他、吸気流体音、排気流体音、ピスト
ンの摺動音、吸排気弁の動作音、軸受の転動音等が考え
られる。

本発明は、ピストンポンプのポンプ騒音を低減すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明は、ポンプ本体に支持される駆
動軸の偏心ピ゛ンにピストンの端部を連結し、上記ポン
プ本体に設けられるシリンダ内に上記ピストンを揺動状
態で往復動するように配設し、上記シリンダのピストン
上死点側にシリンダヘッドを設け、上記シリンダと上記
ピストンと上記シリンダヘッドに・よりポンプ室を形成
し、上記ポンプ室の内外に開口する吸気孔と排気孔をそ
れぞれ吸気弁と排気弁を付帯させる状態て上記シリンダ
ヘッドに設けてなる往復揺動型ピストンポンプにおいて
、前記吸気孔が、吸気行程開始段階におけるピストンの
揺動によりポンプ室の容積拡張率か高くなる側のシリン
ダ内面側を指向する勾配孔面を備えて構成され、前記排
気孔が、排気行程開始段階におけるピストンの揺動によ
りポンプ室の容積減縮率が高くなる側のシリンダ内面寄
を指向する勾配孔面を備えて構成されるようにしたもの
である。

請求項２に記載の本発明は、ポンプ本体に支持される駆
動軸の偏心ピンにピストンの端部を連結し、上記ポンプ
本体に設けられるシリンダ内に上記ピストンな揺動状態
で往復動するように配設し、上記シリンダのピストン上
死点側にシリンダヘッドを設け、上記シリンダと上記ピ
ストンと上記シリンダヘッドによりポンプ室を形成し、
上記ポンプ室の内外に開口する吸気孔と排気孔をそれぞ
れ吸気弁と排気弁を付帯させる状態で上記シリンダヘッ
ドに設けてなる往復揺動型ピストンポンプにおいて、前
記排気孔が、排気行程開始段階におけるピストンの揺動
によりポンプ室の容１８　法線率が高くなる側のシリン
ダ内面側を指向する勾配孔面を備えて構成されるように
したものである。

［作用］ 本発明者の考察によれば、ポンプ室の負圧度か高く、ポ
ンプ室への吸気流速の高い吸気行程開始段階で、ポンプ
室の容積拡張率はピストンの揺動により一方のシリンダ
内面側において高く、他方のシリンダ内面側において低
い。本発明者は、この吸気行程て、上記容積拡張率の高
い領域への吸気（気体の充填）を円滑化することが、吸
気流体音の発生を低減できるものと考えた。

しかしながら、従来のピストンポンプにあっては、吸気
孔がポンプ室の軸方向に平行なストレート孔面にて構成
されており、ポンプ室における容積拡張率の高い領域へ
の吸気の指向性を確保する構成となっていない。・ また、ポンプ室の正圧度が高く、ポンプ室からの排気流
速の高い排気行程開始段階で、ポンプ室の容積減縮率は
ピストンの揺動により一方のシリンダ内面側において高
く、他方のシリンダ内面側において低い。本発明者は、
この排気行程で、上記容積減縮率の高い領域への排気（
気体の押出し）を円滑化することが、排気流体音の発生
を低減てきるものと考えた。

しかしなから、従来のピストンポンプにあっては、排気
孔がポンプ室の軸方向に平行なストレート孔面にて構成
されており、ポンプ室における容積減縮率の高い領域か
らの排気を促進する構成となっていない。

そこで、本発明にあっては、請−求項１に記載の如く、
■吸気孔の孔面に、吸気行程開始段階におけるピストン
の揺動によりポンプ室の容積拡張率か高くなる側のシリ
ンダ内面寄を指向する勾配面を付与し、かつ■排気孔の
孔面に、排気行程開始段階におけるピストンの揺動によ
りポンプ室の容積減縮率が高くなる側のシリンダ内面寄
を指向する勾配面を付与し、結果としてポンプ騒音の低
減をみた。

これは、本発明により、■ポンプ室の負圧度が高く、ポ
ンプ室への吸気流速が高いために吸気流体音を生しやす
い吸気行程開始段階で、吸気がポンプ室における容積拡
張率の高い領域へ円滑に流れ込み可能となり、吸気流体
音の発生を低減し、かつ■ポンプ室の正圧度が高く、ポ
ンプ室からの排気流速が高いために排気流体音を生じや
すい排気行程開始段階で、排気かポンプ室における容積
減縮率の高い領域から円滑に排出可能となり、排気流体
音の発生を低減し、結果としてポンプ騒音を低減できた
ものと考えられる。

また、本発明にあっては、請求項２に記載の如く、排気
孔の孔面に、゛排気行程開始段階におけるピストンの揺
動によりポンプ室の容積減縮率が高くなる側のシリンダ
内面寄を指向する勾配面を付与し、結果としてポンプ騒
音の低減をみた。

これは、本発明により、ポンプ室の正圧度が高く、ポン
プ室からの排気流速か高いために排気流体音な生しやす
い排気行程開始段階て、排気がポンプ室における容積減
縮率の高い領域から円滑に排出可能となり、排気流体音
の発生を低減し、結果としてポンプ騒音を低減できたも
のと考えられる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の■−■線に沿う断面図、第３図はピストンポンプの
作動状態を示す行程図、第４図は吸気孔と排気孔の形状
を示す模式図、第５図は吸気孔と排気孔の他の形状を示
す模式図、第６図は吸気孔と排気孔の他の形状を示す模
式図である。

ピストンポンプ１０は、第１図、第２図に示す如く、ポ
ンプ本体１１に軸受１２を介して支持される駆動軸１３
の偏心ピン１４に、ピストン１５の端部１６を連結して
いる。偏心ピン１４は止ねし１７によって駆動軸１３に
固定され、ピストン１５の端部１６は軸受１８を介して
偏心ピン１４に連結されている。１９は駆動軸１３に固
定されている空冷ファンである。駆動軸１３の不図示の
端部には駆動モータが連結される。

ピストンポンプ１０は、ポンプ本体１１にシリンダ２０
を備え、シリンダ２０のピストン上死点側にはシリンダ
ヘッド２１を備え、シリンダヘッド２１の上部にヘッド
カバー２２を備えている。

ピストン１５とシリンダ２０とシリンダヘッド２１はポ
ンプ室１０Ａを形成する。シリンダヘッド２１はポンプ
室１０Ａの内外に開口する排気孔２３と吸気孔２４を備
えるとともに、排気リード弁２５と吸気リード弁２６を
備えている。また、ヘッドカバー２２は排気接続口２７
と吸気接続口２８とを備えている。２９はシリンダ２０
とシリンダヘッド２１の間に介在される０リンクである
。３０はへラドカバー２２の排気接続口２７と吸気接続
口２８を隔絶する隔壁である。

すなわち、ピストンポンプ１０のピストン１５は、駆動
軸１３がモータ等によって駆動される時、第３図（Ａ）
〜（Ｄ）に示すように、ピストン１５を揺動状態で往復
動じ、第３図（Ｂ）の排気行程と第３図（Ｄ）の吸気行
程とをくり返す。

しかして、ピストンポンプ１０は、第３図（Ｄ）、第４
図（Ａ）に示す如く、吸気孔２４に勾配孔面３１（勾配
角度θ）を備えている。勾配孔面３１は、吸気行程開始
段階における、ピストン１５の揺動によりポンプ室１０
Ａの容積拡張率が高くなる側のシリンダ内面寄を指向し
ている。

また、ピストンポンプ１０は、第３図（Ｂ）、第４図（
Ｂ）に示す如く、排気孔２３に勾配孔面３２（勾配角度
θ）を備えている。勾配孔面３２は、排気行程開始段階
における、ピストン１５の揺動によりポンプ室１０Ａの
容積減縮率が高くなる側のシリンダ内面寄を指向してい
る。

次に、上記実施例の作用について説明する。

ピストンポンプ１０においては、ポンプ室１０Ａの負圧
度が高くポンプ室１０Ａへの吸気流速の高い吸気行程開
始段階で、ポンプ室１０Ａの容積拡張率はピストン１５
の揺動により一方のシリンダ内面側において高く、他方
のシリンダ内面側において低い。本発明者は、この吸気
行程で、上記容積拡張率の高い領域への吸気（気体の充
填）を円滑化することが、吸気流体音の発生を低減てき
るものと考えた。

また、ポンプ室１０Ａの正圧塵が高くポンプ室１０Ａか
らの排気流速の高い排気行程開始段階で、ポンプ室１０
Ａの容積減縮率はピストン１５の揺動により一方のシリ
ンダ内面側において高く、他方のシリンダ内面側におい
て低い。本発明者は、この排気行程で、上記容ｉｘ縮率
の高い領域からの排気（気体の押出し）を円滑化するこ
とが、排気流体音の発生を低減てきるものと考えた。

しかるに、上記実施例にあっては、■吸気孔２４の孔面
に、吸気行程開始段階におけるピストン１５の揺動によ
りポンプ室１０Ａの容積拡張率が高くなる側のシリンダ
内面寄を指向する勾配面３１を付与し、かつ■排気孔２
３の孔面に、排気行程開始段階におけるピストン１５の
揺動によりポンプ室１０Ａの容積減縮率が高くなる側の
シリンダ内面側を指向する勾配孔面３２を付与し、結果
としてポンプ騒音の低減をみた。すなわち、本発明者の
実験結果によれば、上記勾配孔面３１（θ＝　１２．５
度）と勾配孔面３２（θ＝１２．５度）を設けることに
より、ピストンポンプ１０の従来の騒音６６ｄＢ（Ａ）
　３０ｃｍが、６２ｄＢ　（Ａ）　３０ｃｍとなり、４
ｄＢ　（Ａ）の騒音低減効果が認められた。

これは、本発明により、■ポンプ室１０Ａの負圧度か高
く、ポンプ室１０Ａへの吸気流速か高いために、吸気流
体音を生じやすい吸気行程開始段階て、吸気がポンプ室
１０Ａにおける容積拡張率の高い領域へ円滑に流れ込み
可能となり、吸気流体音の発生を低減し、かつ■ポンプ
室１０Ａの正圧塵か高くポンプ室１ｏＡからＱ排気流速
が高いために排気流体音を生じやすい排気行程開始段階
で、排気がポンプ室１０Ａにおける容ｆＩ滅縮率の高い
領域から円滑に排出可能となり、排気流体音の発生を低
減し、結果としてポンプ騒音を低減できたものと考えら
れる。

また、上記吸気孔２４の勾配孔面３１は、相対するスト
レート孔面とともに、吸気の流入方向に向かって次第に
縮小する吸気孔断面を形成する。

このため、吸気流は、吸気孔２４への流入とともに絞ら
れ、かつ勾配孔面３１に案内され、上記容積拡張率の高
い各領域への指向性をより確実化される。

また、上記排気孔２３の勾配孔面３２は、相対するスト
レート孔面とともに、排気の導入方向に向かって次第に
拡大する排気孔断面を形成する。

このため、排気流は、ポンプ室１０Ａから排気孔２３へ
導入されやず〈、かつ勾配孔面３２に案内され、上記容
積減縮率の高い領域からの排出性をより確保される。

なお、本発明の実施において、吸気孔２４に付与する勾
配孔面として゛は、第５図（Ａ）に示す勾配孔面４１の
如く、上記実施例の勾配孔面３１と相対する孔面側に設
けるものであってもよい。また、第６図（Ａ）に示す勾
配孔面５１．５２の如く、相対する２つの孔面に設ける
ものてあってもよい。

また、排気孔２３に付与する勾配孔面としては、第５図
（Ｂ）に示す勾配孔面４２の如く、上記実施例の勾配孔
面３２と相対する孔面側に設けるものであってもよい。

また、第６図（Ｂ）に示ず勾配孔面５３．５４の如く、
相対する２つの孔面に設けるものてあってもよい。

さらに、本発明にあっては、上記実施例におけるように
吸気孔と排気孔の両方に前述の如くの勾配孔面を（１１
ｕえるものでなく、排気孔にのみ前述の如くの、排気行
程開始段階におけるピストンの揺動によりポンプ室の容
積減縮率が高くなる側のシリンダ内面寄を指向する勾配
化面を付与し、結果としてポンプＲ１ｆｆの低減をみる
ものであってもよい。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ピストンポンプのポンプ
騒音を低減することかできる。

【図面の簡単な説明】

第Ｘ図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図の■−■線に沿う断面図、第３図はピストンポンプの
作動状態を示す行程図、第４図は吸気孔と排気孔の形状
を示す模式図、第５図は吸気孔と排気孔の他の形状を示
す模式図、第６図は吸気孔と排気孔の他の形状を示す模
式図、第７図は従来例を示す模式図である。 １０・・・ピストンポンプ、 １０Ａ・・・ポンプ室、 １３・・・駆動軸、 １４・・・偏心ピン、 １５・・・ピストン、 １６・・・端部、 ２０・・・シリンダ、 ２１・・・シリンダヘット、 ２３・・・排気孔、 ２４・・・吸気孔、 ２５・・・排気ソート弁、 ２６・・・吸気ワード弁、 ３１．４１．５１．５２・・・勾配孔面。 ３２．４２．５３．５４・・・勾配孔面。 代理人　弁理２士　塩　川　修　治 第１図 第２図 第４図 （Ａ） （Ｂ） 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポンプ本体に支持される駆動軸の偏心ピンにピス
   トンの端部を連結し、上記ポンプ本体に設けられるシリ
   ンダ内に上記ピストンを揺動状態で往復動するように配
   設し、上記シリンダのピストン上死点側にシリンダヘッ
   ドを設け、上記シリンダと上記ピストンと上記シリンダ
   ヘッドによりポンプ室を形成し、上記ポンプ室の内外に
   開口する吸気孔と排気孔をそれぞれ吸気弁と排気弁を付
   帯させる状態で上記シリンダヘッドに設けてなる往復揺
   動型ピストンポンプにおいて、前記吸気孔が、吸気行程
   開始段階におけるピストンの揺動によりポンプ室の容積
   拡張率が高くなる側のシリンダ内面寄を指向する勾配孔
   面を備えて構成され、前記排気孔が、排気行程開始段階
   におけるピストンの揺動によりポンプ室の容積減縮率が
   高くなる側のシリンダ内面寄を指向する勾配孔面を備え
   て構成されることを特徴とする往復揺動型ピストンポン
   プ。
2. （２）ポンプ本体に支持される駆動軸の偏心ピンにピス
   トンの端部を連結し、上記ポンプ本体に設けられるシリ
   ンダ内に上記ピストンを揺動状態で往復動するように配
   設し、上記シリンダのピストン上死点側にシリンダヘッ
   ドを設け、上記シリンダと上記ピストンと上記シリンダ
   ヘッドによりポンプ室を形成し、上記ポンプ室の内外に
   開口する吸気孔と排気孔をそれぞれ吸気弁と排気弁を付
   帯させる状態で上記シリンダヘッドに設けてなる往復揺
   動型ピストンポンプにおいて、前記排気孔が、排気行程
   開始段階におけるピストンの揺動によりポンプ室の容積
   減縮率が高くなる側のシリンダ内面寄を指向する勾配孔
   面を備えて構成されることを特徴とする往復揺動型ピス
   トンポンプ。