(57)【要約】第１及び第２シリンダブロック（１００、２００）間に配置されるギヤボックス（２１）と、モータ（１１）の駆動シャフト（１３）に連結されるように前記ギヤボックス（２１）内に配置されるギヤリング手段（１）と、前記ギヤリング手段（１）にそれぞれ偏心回転運動可能に装着される四つの偏心シャフト（ＥＳ１〜ＥＳ４）と、前記第１シリンダブロック（１００）の上部及び下部容積室（１１０、１５０）と前記第２シリンダブロック（２００）の上部及び下部容積室（２１０、２５０）に配置されるように前記偏心シャフト（ＥＳ１〜ＥＳ４）にそれぞれ装着される四つのピストン（１２０、１６０、２２０、２６０）とを含んでなるフォアインポンプを開示する。
2005528559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２シリンダブロック間に配置されるギヤボックスと、
モータの駆動シャフトに連結されるように前記ギヤボックス内に配置されるギヤリング手段と、
前記ギヤリング手段にそれぞれ偏心回転運動可能に装着される四つの偏心シャフトと、
前記第１シリンダブロックの上部及び下部容積室と前記第２シリンダブロックの上部及び下部容積室に配置されるように前記偏心シャフトにそれぞれ装着される四つのピストンとを含んでなることを特徴とする、フォアインポンプ。
【請求項２】
前記ギヤリング手段は、前記駆動シャフトに装着される駆動ギヤと、前記駆動ギヤと連動する第１及び第２従動ギヤとを含むことを特徴とする、請求項１に記載のフォアインポンプ。
【請求項３】
前記第１従動ギヤは、第１ピストンを作動させるための第１偏心シャフト及び第３ピストンを作動させるための第３偏心シャフトを有し、前記第２従動ギヤは、第２ピストンを作動させるための第２偏心シャフト及び第４ピストンを作動させるための第４偏心シャフトを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のフォアインポンプ。
【請求項４】
前記駆動ギヤの回転中心点は基準中心点から垂直軸の方向に所定長さだけ偏心し、前記従動ギヤの回転中心点は基準中心点から垂直軸の方向に前記駆動ギヤの偏心距離の分だけ偏心していることを特徴とする、請求項２に記載のフォアインポンプ。
【請求項５】
前記第１及び第３偏心シャフトは、その各端部が互いに対応してキーにより固定され、多数のボルトにより第１従動ギヤに完全に固定されることを特徴とする、請求項１に記載のフォアインポンプ。
【請求項６】
前記第２及び第４偏心シャフトは、その各端部が互いに対応してキーにより固定され、多数のボルトにより第２従動ギヤに完全に固定されることを特徴とする、請求項１に記載のフォアインポンプ。
【請求項７】
前記従動ギヤと前記二つの従動ギヤは、前記駆動シャフトに対して直角に配置される前記偏心シャフトに動力を伝達するように互いに垂直に連動し得るヘリカルギヤであることを特徴とする、請求項２に記載のフォアインポンプ。
【請求項８】
前記二つの従動ギヤは、そのギヤ歯の方向が反対に形成されることを特徴とする、請求項７に記載のフォアインポンプ。
【請求項９】
前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤはそれぞれウォーム及びウォームギヤであることを特徴とする、請求項７に記載のフォアインポンプ。
【請求項１０】
前記ピストンは、スラストベアリング及びボールベアリングにより円筒形ボディに対して相対回転する偏心シャフトと、弾性ゴムでコートされた前記円筒形ボディの外周面と、フロントキャップを貫通して前記偏心シャフトのタップ孔に締結されるボルトと、前記フロントキャップと前記ボールベアリング間に配置されるスプリングと、前記円筒形ボディをシールするため、前記フロントキャップの前方に配置されるフロントシールと、前記円筒形ボディの後方開口部に配置されるリヤキャップと、前記リヤキャップに配置される環状の気密部材とを含むことを特徴とする、請求項１に記載のフォアインポンプ。
【請求項１１】
第１及び第２シリンダブロック間に配置されるギヤボックスと、モータの駆動シャフトに連結されるように前記ギヤボックス内に配置されるギヤリング手段と、前記ギヤリング手段にそれぞれ偏心回転運動可能に装着される四つの偏心シャフトと、前記第１シリンダブロックの上部及び下部容積室と前記第２シリンダブロックの上部及び下部容積室に配置されるように前記偏心シャフトにそれぞれ装着されるピストンとを含むフォアインポンプにおいて、
上部ピストンはピストンハウジング内に配置されたベアリングハウジングを有し、
前記ベアリングハウジング内にはベアリングが装着され、
前記偏心シャフトは前記ベアリング内に挿入され、
前記ピストンハウジングの内周面は楕円形、前記ベアリングハウジングの外周面は楕円形であるので、前記ピストンハウジングと前記ベアリングハウジング間に間隙が形成されることを特徴とするフォアインポンプ。
【請求項１２】
前記ベアリングハウジングの外周面には、前記間隙により離隔した部分を補償するため、多数の弾性Ｏリングが装着されることを特徴とする、請求項１１に記載のフォアインポンプ。
【請求項１３】
下部ピストンの構成及び作動は前記上部ピストンと同一であり、第２容積室の上部及び下部ピストンの構成及び作動は前記第１シリンダブロックの上部ピストンと同一であることを特徴とする、請求項１１に記載のフォアインポンプ。
【請求項１４】
前記ギヤリング手段は、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤが偏心なしで回転中心軸を中心に互いに連動し、前記偏心シャフトの回転速度は前記ギヤのモジュールの変更により動力伝達比を変更することにより変更可能であることを特徴とする、請求項１１に記載のフォアインポンプ。
【請求項１５】
第１及び第２シリンダブロック間に配置されるギヤボックスと、
モータの駆動シャフトに連結されるように前記ギヤボックス内に配置されるギヤリング手段と、
前記ギヤリング手段にそれぞれ装着される二つのシャフトと、
前記第１シリンダブロックの上部及び下部容積室と前記第２シリンダブロックの上部及び下部容積室に配置されるように前記シャフトにそれぞれ装着されるピストンとを含んでなることを特徴とする、フォアインポンプ。
【請求項１６】
前記ギヤリング手段の駆動ギヤ及び従動ギヤが連動することにより、前記従動ギヤに装着されたシャフトが回転可能であり、前記シャフトの両端部には前記シャフトの回転中心軸線と同一の回転軸線を有するテーパー部が形成され、前記テーパー部には前記シャフトの回転中心軸線に対して偏心した偏心ピストンが装着されることを特徴とする、請求項１５に記載のフォアインポンプ。
【請求項１７】
前記シャフトは、前記ピストンの偏心位置が任意に調整され、前記偏心ピストンの作動順序が任意に設定されるように、前記偏心ピストンが前記テーパー部に装着されることを特徴とする、請求項１６に記載のフォアインポンプ。
【請求項１８】
前記偏心ピストン内のピストンハウジングの内周面が楕円形であり、前記ピストンハウジングの内周面に装着されたベアリングハウジングの外周面が楕円形であるので、前記ピストンハウジングの内周面と前記ベアリングハウジングの外周面間に間隙が形成されることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載のフォアインポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は四つの容積室にそれぞれ配置されたピストンがポンピング運動を行うフォアインポンプに係り、より詳しくは第１シリンダブロックと第２シリンダブロック間に配置されたギヤボックスのギヤリング手段により四つの偏心シャフトが偏心回転運動を行い、偏心シャフトにそれぞれ装着されたピストンが第１及び第２シリンダブロックの容積室内で相違した速度で偏心内接運動を行うフォアインポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許出願第２００１-７７８４２号（２００１．１２．１０日付で出願）は、“一対の容積室を有する容積型ポンプ及びその組立方法”を開示している。
【０００３】
前記容積型ポンプは、ねじり応力に対応し得るほどに偏心シャフトの直径を大きく形成することができ、前記偏心シャフトの自由端に装着されたピストンを加圧するナットが設けられるので、ピストンがシリンダ内で内接偏心運動を行う間、ピストンの側面がシリンダの内壁に密着して、シリンダ内のポンピング物がピストンの内部に流入しないとともにピストン内の潤滑油がシリンダの内部に流入しなくなる。
【０００４】
しかし、前記容積型ポンプは、ピストンの内接偏心回転運動による脈動及び振動が激しい問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、第１シリンダブロックと第２シリンダブロック間に配置されたギヤボックスのギヤリング手段により四つの偏心シャフトが偏心回転運動を行い、偏心シャフトにそれぞれ装着されたピストンが第１及び第２シリンダブロックの容積室内で相違した速度で偏心内接運動を行うことにより、脈動及び振動を相殺することが可能なフォアインポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記及びそのほかの目的及び利点は、第１及び第２シリンダブロック間に配置されるギヤボックスと、モータの駆動シャフトに連結されるように前記ギヤボックス内に配置されるギヤリング手段と、前記ギヤリング手段にそれぞれ偏心回転運動可能に装着される四つの偏心シャフトと、前記第１シリンダブロックの上部及び下部容積室と前記第２シリンダブロックの上部及び下部容積室に配置されるように前記偏心シャフトにそれぞれ装着される四つのピストンとを含んでなるフォアインポンプを提供することにより達成可能である。
【０００７】
前記ギヤリング手段は、前記駆動シャフトに装着される駆動ギヤと、前記駆動ギヤと連動する第１及び第２従動ギヤとを含む。
【０００８】
前記第１従動ギヤは、第１ピストンを作動させるための第１偏心シャフト及び第３ピストンを作動させるための第３偏心シャフトを有し、前記第２従動ギヤは、第２ピストンを作動させるための第２偏心シャフト及び第４ピストンを作動させるための第４偏心シャフトを有する。
【０００９】
前記駆動ギヤの回転中心点は基準中心点から垂直軸の方向に所定長さだけ偏心し、前記従動ギヤの回転中心点は基準中心点から垂直軸の方向に前記駆動ギヤの偏心距離の分だけ偏心している。
【００１０】
前記駆動ギヤと前記従動ギヤが偏心して連動する場合、第１及び第２ピストンがシリンダブロックの容積室に内接して偏心回転運動を行うとき、第１四分面での第１偏心シャフトの回転速度が第１ピストンの回転速度より相対的に速くなり、第１偏心シャフトのノーズ部が前記第１ピストンより先に上死点から前記水平軸に回転される。
【００１１】
前記駆動ギヤと前記従動ギヤが偏心して連動する場合、第１及び第２ピストンがシリンダブロックの容積室に内接して偏心回転運動を行うとき、第２四分面での第２偏心シャフトが第２ピストンの平均速度よりも遅く回転される。
【００１２】
前記第１及び第３偏心シャフトは、その各端部が互いに対応してキーにより固定され、多数のボルトにより第１従動ギヤに完全に固定される。
【００１３】
前記第２及び第４偏心シャフトは、その各端部が互いに対応してキーにより固定され、多数のボルトにより第２従動ギヤに完全に固定される。
【００１４】
前記従動ギヤと前記二つの従動ギヤは、前記駆動シャフトに対して直角に配置される前記偏心シャフトに動力を伝達するように互いに垂直に連動し得るヘリカルギヤである。
【００１５】
前記二つの従動ギヤは、そのギヤ歯の方向が反対に形成される。
【００１６】
前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤはそれぞれウォーム及びウォームギヤであり得る。
【００１７】
前記ピストンは、スラストベアリング及びボールベアリングにより円筒形ボディに対して相対回転する偏心シャフトと、弾性ゴムでコートされた前記円筒形ボディの外周面と、フロントキャップを貫通して前記偏心シャフトのタップ孔に締結されるボルトと、前記フロントキャップと前記ボールベアリング間に配置されるスプリングと、前記円筒形ボディをシールするため、前記フロントキャップの前方に配置されるフロントシールと、前記円筒形ボディの後方開口部に配置されるリヤキャップと、前記リヤキャップに配置される環状の気密部材とを含む。
【００１８】
前記目的は、第１及び第２シリンダブロック間に配置されるギヤボックスと、モータの駆動シャフトに連結されるように前記ギヤボックス内に配置されるギヤリング手段と、前記ギヤリング手段にそれぞれ偏心回転運動可能に装着される四つの偏心シャフトと、前記第１シリンダブロックの上部及び下部容積室と前記第２シリンダブロックの上部及び下部容積室に配置されるように前記偏心シャフトにそれぞれ装着されるピストンとを含むフォアインポンプにおいて、上部ピストンはピストンハウジング内に配置されたベアリングハウジングを有し、前記ベアリングハウジング内にはベアリングが装着され、前記偏心シャフトは前記ベアリング内に挿入され、前記ピストンハウジングの内周面は楕円形、前記ベアリングハウジングの外周面は楕円形であるので、前記ピストンハウジングと前記ベアリングハウジング間に間隙が形成されるフォアインポンプを提供することにより達成可能である。
【００１９】
前記ベアリングハウジングの外周面には、前記間隙により離隔した部分を補償するため、多数の弾性Ｏリングが装着される。
【００２０】
下部ピストンの構成及び作動は前記上部ピストンと同一であり、第２容積室の上部及び下部ピストンの構成及び作動は前記第１シリンダブロックの上部ピストンと同一である。
【００２１】
前記ギヤリング手段は、前記駆動ギヤ及び前記従動ギヤが偏心なしで回転中心軸を中心に互いに連動し、前記偏心シャフトの回転速度は前記ギヤのモジュールの変更により動力伝達比を変更することにより変更可能である。
【００２２】
前記目的は、第１及び第２シリンダブロック間に配置されるギヤボックスと、モータの駆動シャフトに連結されるように前記ギヤボックス内に配置されるギヤリング手段と、前記ギヤリング手段にそれぞれ装着される二つのシャフトと、前記第１シリンダブロックの上部及び下部容積室と前記第２シリンダブロックの上部及び下部容積室に配置されるように前記シャフトにそれぞれ装着されるピストンとを含んでなるフォアインポンプを提供することにより達成可能である。
【００２３】
前記ギヤリング手段の駆動ギヤ及び従動ギヤが連動することにより、前記従動ギヤに装着されたシャフトが回転可能であり、前記シャフトの両端部には前記シャフトの回転中心軸線と同一の回転軸線を有するテーパー部が形成され、前記テーパー部には前記シャフトの回転中心軸線に対して偏心した偏心ピストンが装着される。
【００２４】
前記シャフトは、前記ピストンの偏心位置が任意に調整され、前記偏心ピストンの作動順序が任意に設定されるように、前記偏心ピストンが前記テーパー部に装着される。
【００２５】
前記偏心ピストン内のピストンハウジングの内周面が楕円形であり、前記ピストンハウジングの内周面に装着されたベアリングハウジングの外周面が楕円形であるので、前記ピストンハウジングの内周面と前記ベアリングハウジングの外周面間に間隙が形成される。
【００２６】
本発明の前記及びそのほかの目的、特徴及び利点は添付図面を参照する以降の詳細な説明から明らかに理解可能であろう。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。  
図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態によるフォアインポンプ（four-in pump）は、第１シリンダブロック１００と第２シリンダブロック２００間にギヤボックス２１が配置され、前記ギヤボックス２１内に配置されたギヤリング手段１がモータ１１の駆動シャフト１３に連結され、前記ギヤリング手段１に四つの偏心シャフトＥＳ１〜ＥＳ４がそれぞれ装着され、前記偏心シャフトＥＳ１〜ＥＳ４にそれぞれ装着されたピストン１２０、１６０、２２０、２６０が、第１シリンダブロック１００の上部容積室１１０及び下部容積室１５０と第２シリンダブロック２００の上部容積室２１０及び下部容積室２５０に配置される。
【００２８】
図１において、図面符号５００は第１シリンダブロック１００と第２シリンダブロック２００の吸入口に連結される吸入管であり、図面符号６００は第１シリンダブロック１００と第２シリンダブロック２００の吐出口に連結される吐出管である。
【００２９】
前記ギヤリング手段１は、図２に示すように、モータの駆動シャフト１３に装着された駆動ギヤ３１と、前記駆動ギヤ３１と連動する第１及び第２従動ギヤ４１、５１とからなる。
【００３０】
前記第１従動ギヤ４１には、第１ピストン１２０を作動させるための第１偏心シャフトＥＳ１と第３ピストン２２０を作動させるための第３偏心シャフトＥＳ３が装着され、前記第２従動ギヤ５１には、第２ピストン１６０を作動させるための第２偏心シャフトＥＳ２と第４ピストン２６０を作動させるための第４偏心シャフトＥＳ４が装着される。
【００３１】
このような構成により、図２に示すように、第１ピストン１２０及び第２ピストン１６０が下死点に位置するとき、第３ピストン２２０及び第４ピストンが上死点に位置する。
【００３２】
図３に示すように、前記駆動ギヤ３１は、回転中心点Ｏ１が基準中心点Ｐ１から垂直軸ｙの方向に所定長さｄだけ偏心し、前記従動ギヤ４１、５１も、回転中心点Ｏ２、Ｏ３が基準中心点Ｐ２、Ｐ３から垂直軸ｙの方向に駆動ギヤ３１の偏心距離ｄの分だけ偏心する。
【００３３】
前記従動ギヤ４１、５１の偏心状態がピストン１２０、１６０、２２０、２６０の作動に及ぼす影響を図４に基づいて説明する。図４は第１ピストン１２０が下死点に到達して、第１シリンダブロック１００の上部容積室１１０からポンピング物の吐出が完了され、第４ピストン１６０が上死点に到達して、第２シリンダブロック２００の下部容積室２５０から同時にポンピング物の吐出が完了された状態である。また、第２ピストン１６０が下死点に到達して、第１シリンダブロック１００の下部容積室１５０にポンピング物が吸入され、第３ピストン２２０が上死点に到達して、第２シリンダブロック２００の上部容積室２１０にポンピング物が吸入される状態である。
【００３４】
一般に、円運動する物体は、中心点から遠くなるほど接線速度及び加速度が減少し、中心点に近接するほど接線速度及び加速度が増加する。すなわち、回転中心Ｏ２を介して、第１従属ギヤ４１が駆動ギヤ３１と連動して、前記第１従属ギヤ４１が円弧ＡＢＣ区間を通過するとき、角加速度が増加し、円弧ＣＤＡ区間を通過するとき、角加速度が減少する。したがって、第１従属ギヤ４１が円弧ＡＢＣ区間を通過するとき、第１偏心シャフトＥＳ１の回転速度が増加して第１ピストン１２０の回転速度が増加するので、第１シリンダブロック１００の吐出口１１５からポンピング物を速く吐き出す。逆に、前記第１従属ギヤ４１が円弧ＡＢＣ区間を通過するとき、第２従属ギヤ５１は角加速度が減少する円弧ＧＨＥ区間で回転中心Ｏ３を介して駆動ギヤ３１と噛み合うので、第４偏心シャフトＥＳ４の回転速度が減少し、第４ピストン２６０の回転速度が減少し、これにより、第４ピストン２６０の角加速度が第１ピストン１２０の角加速度第１ピストン４１の角速度より第４ピストン２６０の角速度より低くなる。その結果、第２シリンダブロック２００の吐出口２１５に吐き出されるポンピング物が、第１シリンダブロック１００の吐出口１１５に吐き出されるポンピング物より相対的に遅く吐き出される。この際、第２ピストン１６０と第３ピストン２１０の吸入過程においては、第２ピストン１６０によるポンピング物の吸入が第３ピストン２１０によるポンピング物の吸入より相対的に遅くなる。
【００３５】
第１及び第２従動ギヤ４１、５１がさらに回転すると、ピストンによるポンピング物の吸入及び吐出過程が前述した過程と反対に行われる。
【００３６】
前記駆動ギヤ３１と前記従動ギヤ４１、５１の偏心による第１シリンダブロック１００の第１及び第２ピストン１２０、１６０の作動原理を図５ａ及び図５ｂに基づいて説明する。図５ａ及び図５ｂにおいて、第１シリンダブロック１００に配置される第１及び第２ピストン１２０、１６０と第２シリンダブロック２００に配置される第３及び第４ピストン２２０、２６０は位相差があるばかりで、構成及び作動原理が同一である。したがって、説明の便宜上、第１シリンダブロック１００に配置される第１及び第２ピストン１２０、１６０と第１及び第２偏心シャフトＥＳ１、ＥＳ２の作動関係のみを説明する。
【００３７】
図４で説明したように、駆動ギヤ３１と従動ギヤ４１、５１が偏心して連動する場合、ピストン１２０、１６０の全体速度は変わらないが、従動ギヤ４１、５１が１回転するとき、ピストン１２０、１６０の角速度は各地点によって変わる。
【００３８】
すなわち、図５ａに示す状態から図５ｂに示す状態に、第１及び第２ピストン１２０、１６０が第１シリンダブロック１００の上部及び下部容積室１１０、１５０に内接する偏心回転運動を行うとき、第１四分面Ｆ１において、第１偏心シャフトＥＳ１の回転速度が第１ピストン１２０の回転速度より速くなり、第１偏心シャフトＥＳ１のノーズ部が上死点からＸ２軸線上に第１ピストン１２０より先に回転する。したがって、第１ピストン１２０が第１四分面Ｆ１の４５°地点に到達するとき、前記第１ピストン１２０が第１シリンダブロック１００の上部容積室１１０の内周面を加圧しなくなり、第１四分面Ｆ１での第１ピストン１２０の速度が平均速度より速くなってポンピング物を加圧する。一般に、吐出口１１５に連結される吐出管（図示せず）が吸入口１１３より高く形成されるので、ポンピング物の吐出に有利であり、駆動ギヤ３１と従動ギヤ４１、５１が偏心していない場合に発生する諸般問題点を解決することができる。
【００３９】
すなわち、図６に示すように、連結フレーム４１０により第１ピストン４２０と第２ピストン４３０が互いに連結された容積式ポンプにおいて、駆動ギヤと受動ギヤが偏心していない場合、第１ピストン４２０が第１四分面Ｆ１を通過するとき、第１ピストン４２０と第２ピストン４３０の皺部が上部容積室４５０の第１四分面Ｆ１と下部容積室４３０の第２四分面Ｆ２を侵入することになる。したがって、前記第１ピストン４２０及び第２四分面４３０が上部容積室４５０の第１四分面Ｆ１と下部容積室４６０の第２四分面Ｆ２を通過する間、剛体のシリンダブロック４００から反力を受けて破損するか又は変形される。
【００４０】
図５ａ及び図５ｂに示すように、図５ａの状態から図５ｂの状態に、第１及び第２ピストン１２０、１６０が第１シリンダブロック１００の上部及び下部容積室１１０、１５０に内接して偏心回転運動を行うとき、第２四分面Ｆ２で第２偏心シャフトＥＳ２が第２ピストン１６０の平均速度より遅く回転することになる。これにより、前述したように第１偏心シャフトＥＳ１が第１四分面Ｆ１で第１ピストン１２０より相対的に速く回転するような効果をもたらして、第２ピストン１２０が破損することを防止することができ、第１ピストン１２０の吐出行程を干渉しない効果が得られる。
【００４１】
このような原理は、第１ピストン１２０が第３四分面を通過し、第２ピストン１６０が第４四分面を通過する場合にも適用される。
【００４２】
図７に示すように、前記第１偏心シャフトＥＳ１と第３偏心シャフトＥＳ３は、端部が対応するように、第１従動ギヤ４１に挿入された後、キー４３により固定され、多数のボルト４５により前記第１従動ギヤ４１に完全に固定される。
【００４３】
第２偏心シャフトＥＳ２と第４偏心シャフトＥＳ４も、端部が対応するように、第２従動ギヤ５１に挿入された後、キー５３により固定され、多数のボルト５５により前記第２従動ギヤ５１に完全に固定される。
【００４４】
前記駆動ギヤ３１と二つの従動ギヤ４１、５１は、駆動シャフト１３に対して直角に配置された偏心シャフトＥＳ１、ＥＳ２、ＥＳ３、ＥＳ４に動力を伝達するように互いに垂直に連動し得るヘリカルギヤ（一般に、駆動ヘリカルギヤと従動ヘリカルギヤのねじり角が４５°をなして、動力が９０°の角度に伝達される）が好ましい。前記従動ギヤ４１、５１はギヤ歯が相互反対方向に形成される。また、前記駆動ギヤ３１と従動ギヤ４１、５１はこれに限定されなく、ウォーム及びウォームギヤであり得る。
【００４５】
本発明による第１ピストン１２０、第２ピストン１６０、第３ピストン２２０及び第４ピストン２６０はその構成及び作動が同一であるので、説明の便宜上図８に基づいて第１ピストンの構成及び作動のみを説明する。
【００４６】
本発明の第１実施形態によるピストン１２０は、スラストベアリング３０１とボールベアリング３０２により偏心シャフトＥＳ１が円筒形ボディ３１０に対して相対回転することができ、前記円筒形ボディ３１０の外周面が弾性ゴム３２０でコートされ、フロントキャップ３３０を貫通するボルト３４０が前記偏心シャフトＥＳ１のタップ孔３４５とボールベアリング３０１間にスプリング３５０が配置され、前記フロントキャップ３３０の前方にフロントシール３６０が配置されて円筒形ボディ３１０を密閉し、前記ボディ３１０の後方開口部３１５にリヤキャップ３７０が配置され、前記リヤキャップ３７０に環状の気密部材３８０が配置される。
【００４７】
前記気密部材３８０はシリンダブロック１００のリヤパネル１０５に対して相対摺動することにより、溶接室内のポンピング物がハウジング３１０の内部に流入することを防止し、ハウジング内のグリースがシリンダブロックの容積室に流出されることを防止する。
【００４８】
このように構成されるピストン１２０は、偏心シャフトＥＳ１が回転するとき、ボルト３４０が偏心シャフトＥＳ１にさらに締め付けられるように螺旋部を有するので、偏心シャフトＥＳ１が回転するほどフロントキャップ３３０がスプリング３５０を加圧することにより、円筒形ボディ３１０が矢印３９０の方向に力を受けて、環状の気密部材３８０とシリンダブロック１００のリヤパネル１０５にさらに密着する。
【００４９】
図９に示すように、本発明の第２実施形態によるピストン１２０′はシリンダブロックの容積室及びピストン自体が大きい大容量の容積式ポンプに適したもので、偏心シャフトの代わりに、一つの回転軸線を有する一般のシャフトＳが使用され、円筒形ボディ３１０′が前記シャフトＳに偏心して配置されることを除き、第１実施形態のピストンと構成が同一である。
【００５０】
以下、図１０及び図１１に基づいて本発明の第２実施形態によるフォアインポンプを説明する。
【００５１】
第１シリンダブロック１００に配置される上部ピストン１２０及び下部ピストン１６０の構成と第２シリンダ２００の上部ピストン２２０と下部ピストン２６０の構成が同一であるため、いすれか一方のみを選択して説明する。特に、図１０は、ピストンハウジング１２１とベアリングハウジング１３０間の間隙ｄを強調するため、円形であるときのピストンを一点鎖線で示す。ここで、上部ピストン１２０は、前述したように、ピストンハウジング１２１内にベアリングハウジング１３０が配置され、前記ベアリングハウジング１３０内にベアリング１４０が装着され、前記ベアリング１４０に偏心シャフトＥＳ１が挿入される。
【００５２】
前記ピストンハウジング１２１は内周面１２２が楕円形に形成され、前記ベアリングハウジング１３０は外周面１３１が楕円形に形成されるので、前記ピストンハウジング１２０と前記ベアリングハウジング１３０間に間隙ｄが形成される。したがって、前記ピストンハウジング１２１の内経は、Ｙ軸の長さがＸ１軸の長さより長いように形成され、ベアリングハウジング１３０の直径は、Ｙ軸の長さがＸ軸の長さより短いように形成される。
【００５３】
前記間隙ｄはシリンダブロックの容積室及びピストンの大きさによって変わらなければならない。すなわち、上部ピストン１２０の回転軸の中心と下部ピストン１６０の回転軸の中心間の垂直長さが９６ｍｍである場合、間隙ｄは１．３２４２ｍｍ以上でなければならなく、上部ピストン１２０の回転軸の中心と下部ピストン１６０の回転軸の中心間の垂直長さが１２０ｍｍである場合、間隙ｄは１．０６２ｍｍ以上でなければならなく、前記垂直長さが１４４ｍｍである場合、間隙ｄは０．８８６２以上でなければならない。
【００５４】
また、前記ベアリングハウジング１３０の外周面１３１には弾性Ｏリング１３３が多数装着されることにより、前記間隙ｄにより離隔された部分を補償し、前記Ｏリング１３３は、ピストンハウジング１２１の内周面とベアリングハウジング１３０間の間隙ｄに異物が流入することを防止し、ピストンハウジング１２１の内周面にベアリングハウジング１３０の外周面が密着するとき、圧縮される。
【００５５】
このような構成により、本発明の第２実施形態によるフォアインポンプは、図１３に示すように、偏心シャフトＥＳ１によりピストン１２０が容積室１１０内で偏心円運動を行うとき、ベアリングハウジング１３０の外周面１３１′（点線で表示）が矢印方向に間隙ｄだけ移動してベアリングハウジング１３０の外周面１３１がピストンハウジング１２１の内周面に密着する。これにより、ピストンハウジング１２１の外周面１２２と容積室１１０の内周面間で応力が発生しないので、ピストン１２０の破損及び作動不能の問題が解決される。図１３において、二点鎖線は、ベアリングハウジング１３０の外周面１３１′がピストンハウジング１２１の内周面に移動しなかった場合、ベアリングハウジング１３０の外周面１３１′が位置する仮想線である。
【００５６】
したがって、本発明のフォアインポンプは、図１２に示すように、前記駆動ギヤＧ１と前記従動ギヤＧ２、Ｇ３が偏心なしで回転中心軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ４３を中心に連動することができ、前記ギヤＧ１、Ｇ２、Ｇ３のモジュールを変更して動力伝達比を変更することにより、偏心シャフトＥＳ１〜ＥＳ４の回転速度を変更することができる。
【００５７】
以上では上部ピストン１２０のみについて説明したが、下部ピストン１６０の構成及び作動は上部ピストン１２０と同一であり、また、第２シリンダブロック２００の上部ピストン２２０及び下部ピストン２６０の構成及び作動も第１シリンダブロック１００の上部ピストン１２０と同一である。
【００５８】
図１４に示すように、ポンプの大きさが大きい場合、より詳しくはピストンを回転させるシャフトが大きい場合、偏心シャフトを加工することは大変難しいことである。したがって、本発明の第３実施形態によるフォアインポンプは、第２実施形態の四つの偏心シャフトの代わりに、偏心のない二つのシャフトＳ１、Ｓ２を使用し、駆動ギヤＧ１と従動ギヤＧ２、Ｇ３が連動することにより、前記シャフトＳ１、Ｓ２が回転し、前記シャフトＳ１、Ｓ２の両端に、前記シャフトＳ１、Ｓ２の回転中心軸線Ｘ２、Ｘ３と同一の回転軸線を有するテーパー部５０１、５０２、５０３、５０４が形成される。これにより、前記シャフトＳ１、Ｓ２の回転中心軸線Ｘ２、Ｘ３に対して偏心を有するように形成された偏心ピストンＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４が前記シャフトＳ１、Ｓ２のテーパー部５０１、５０２、５０３、５０４に装着される。
【００５９】
前記シャフトＳ１、Ｓ２は、テーパー部５０１、５０２、５０３、５０４に装着される偏心ピストンＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４の偏心偏向位置が任意に調整可能であるので、偏心ピストンＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４の作動順序を任意に設定することができ、これによりポンピング順序を任意に調整することができる。例えば、第１及び第２者フラットパネルディスプレイとＳ１、Ｓ２のテーパー部５０１に装着された第１偏心ピストンＥＰ１が先に第１シリンダブロックＣ１お第１容積室５０１で吸入行程を行い、続いて第２シリンダブロックＣ２の第４容積室５１３に配置された第４偏心ピストンＥＰ４が吸入行程を行い、その後、第１シリンダブロックＣ１の第２容積室５１１に配置された第２偏心ピストンＥＰ２が吸入行程を行い、最終に第２シリンダブロックＣ２の第３容積室５１２に配置された第３偏心ピストンＥＰ３が吸入行程を行う順に四つのピストンのポンピング行程が循環される。
【００６０】
図１５に示すように、前記四つの偏心ピストンＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、Ｅｐ４はその構成及び作動が同一であるので、図７には第１偏心ピストンＥＰ１が代表的に示されている。
【００６１】
前記第１偏心ピストンＥＰ１は、第１実施例の上部ピストンと同様に、ピストンハウジング６１０の内周面６１１が楕円形に形成され、前記ピストンハウジング６１０の内周面６１１に装着されるベアリングハウジング６２０の外周面６２１が楕円形に形成されるので、前記ピストンハウジング６１０の内周面６１１とベアリングハウジング６２０の外周面６２１間に間隙ｄが形成される。また、前記ベアリングハウジング６２０は中心軸Ｏ１に対して回転軸Ｘ２だけ偏心しているので、シャフトＳ１が回転するとき、ピストンハウジング６１０が偏心回転することになる。
【００６２】
前記間隙ｄによる第１偏心ピストンＥＰ１の作用は第２実施形態の上部ピストンの作用と同一である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
以上説明したように、本発明によるフォアインポンプは、第１シリンダブロックと第２シリンダブロック間に配置されたギヤボックスのギヤリング手段により四つの偏心シャフトが偏心回転運動を行い、偏心シャフトにそれぞれ装着されたピストンが第１及び第２シリンダブロックの容積室でそれぞれ相違した速度で偏心内接円運動して脈動及び振動を相殺させるので、全体的な脈動及び振動が著しく減少する効果がある。
【００６４】
以上本発明を特定の実施形態に基づいて図示及び説明したが、当業者であれば、添付する特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱なしで多様な形態及び詳細部の変形が可能であることが理解可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は本発明によるフォアインポンプの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図２は本発明によるフォアインポンプの作動を説明するため、図１のＡ−Ａ線についての断面で各構成要素を概略的に示す断面図である。
【図３】図３は本発明によるフォアインポンプにおいて、駆動ギヤと従動ギヤの偏心を説明するため、駆動ギヤと従動ギヤのみを示す概略図である。
【図４】図４は従動ギヤの偏心によるピストンが作動する原理を説明するため、従動ギヤとピストンを並んで示す図である。
【図５】図５ａ及び図５ｂはギヤの偏心によるピストンの作動を説明する概略図である。
【図６】図６は一般の容積式パンプにおいて、偏心がないときに発生する問題点を示す図である。
【図７】図７はフォアインポンプにおいて、従動ギヤに偏心シャフトが装着される例を示す部分断面図である。
【図８】図８は本発明によるピストンの一例を示す断面図である。
【図９】図９は本発明によるピストンのほかの例を示す断面図である。
【図１０】図１０は本発明のほかの実施形態によるフォアインポンプを示す図１２のＡ−Ａ線についての断面図である。
【図１１】図１１は図１０のピストンの分解斜視図である。
【図１２】図１２は本発明のほかの実施形態によるフォアインポンプを概略的に示す側断面図である。
【図１３】図１３はピストンが作動するとき、ベアリングハウジングがピストンハウジングの内周面に間隙だけ摺動することを示す図である。
【図１４】図１４は本発明のさらにほかの実施形態によるフォアインポンプを概略的に示す側断面図である。
【図１５】図１５は偏心ピストンを示す図１４のＢ−Ｂ線についての断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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