(57)【要約】【課題】ピストン動作時におけるノイズの発生を抑制することができるエアポンプを提供する。【解決手段】シリンダ１１と、シリンダ１１内で往復動可能に設けられたピストン１２と、を備え、ピストン１２は、第１導体１２ａによって構成され、シリンダ１１に接触する第１部位に第１導体１２ａを被覆する第１絶縁体３０、３１を有し、シリンダ１１は、第２導体１１ａによって構成され、ピストン１２に接触する第２部位に第２導体１１ａを被覆する第２絶縁体１１ｂを有し、第１導体１２ａが接地された。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、前記シリンダ内で往復動可能に設けられたピストンと、を備え、
前記ピストンは、第１導体によって構成され、前記シリンダに接触する第１部位に前記第１導体を被覆する第１絶縁体を有し、
前記シリンダは、第２導体によって構成され、前記ピストンに接触する第２部位に前記第２導体を被覆する第２絶縁体を有し、
前記第１導体が接地されたエアポンプ。
【請求項２】
前記ピストンの近傍に配置されて接地されたケース体を備え、
前記第１導体は弾性体を有し、前記弾性体が前記ケース体に接続されるとともに、前記ピストンの往復動に伴い前記弾性体が変形しつつ摺動することで前記第１導体は前記ケース体を介して接地される請求項１に記載のエアポンプ。
【請求項３】
シリンダと、前記シリンダ内で往復動可能に設けられたピストンと、を備え、
前記ピストンは、第１導体によって構成され、前記シリンダに接触する第１部位に前記第１導体を被覆する第１絶縁体を有し、
前記シリンダは、第２導体によって構成され、前記ピストンに接触する第２部位に前記第２導体を被覆する第２絶縁体を有し、
前記第１部位の一部において前記第１導体が露出して設けられるとともに、前記第２部位の一部において前記第１導体に接触するよう前記第２導体が露出して設けられており、
前記第２導体が接地されたエアポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シリンダと、シリンダの内部に往復動可能に配置されたピストンと、を備えたエアポンプ（真空ポンプ）が開示されている。エアポンプは、モータの駆動力をクランク機構により往復動に変換してピストンに伝達しており、ピストンの駆動機構を有する駆動室と、ピストンとシリンダとシリンダヘッドとによって形成される作動室と、作動室に接続される吸気弁及び排気弁とを備えている。
【０００３】
特許文献１のエアポンプは、作動室から排出されるガスを駆動室に導く排出ガス流路と、駆動室のガスをポンプ外に排気する排気ガス流路とを備えており、排出ガス流路の断面積と排気ガス流路の断面積とを調整することで、排気時の騒音を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のエアポンプでは、ピストンは樹脂からなるピストンリングを有しており、シリンダの内表面をピストンリングの外表面が摺動することで両者の間に静電気が起き、その静電気によってノイズが発生することがある。このノイズは、無線機器（例えば、ラジオ等）の動作にラジオノイズとして悪影響を与えることがある。このため、例えば、車両等においてエアポンプの近くに配置された無線機器は、ラジオノイズの影響を受け易くなり誤作動を起こすおそれがある。
【０００６】
上記実情に鑑み、ピストン動作時のノイズの発生を抑制することができるエアポンプが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るエアポンプの特徴構成は、シリンダと、前記シリンダ内で往復動可能に設けられたピストンと、を備え、前記ピストンは、第１導体によって構成され、前記シリンダに接触する第１部位に前記第１導体を被覆する第１絶縁体を有し、前記シリンダは、第２導体によって構成され、前記ピストンに接触する第２部位に前記第２導体を被覆する第２絶縁体を有し、前記第１導体が接地された点にある。
【０００８】
本構成によれば、ピストン及びシリンダが夫々導体によって構成されるとともに、両者が接触する部位においてピストン及びシリンダが絶縁体を有する。これにより、ピストンの動作時において絶縁体同士が接触するため、導体同士が接触する場合よりもピストンを低摩擦で作動させることが可能になる一方、ピストンとシリンダの接触する箇所の帯電量は導体同士が接触する場合よりも多くなる。そこで、本構成では、ピストンを構成する第１導体が接地されることにより、ピストンに帯電した電荷をグランドに放電させることができる。すなわち、ピストンは放電されて帯電しない状態になるため、ポンプ構造に起因する寄生容量やピストンの往復動による寄生容量の変化の影響を無くすことができる。その結果、エアポンプにおいてノイズの発生を抑制することができる。
【０００９】
他の特徴構成は、前記ピストンの近傍に配置されて接地されたケース体を備え、前記第１導体は弾性体を有し、前記弾性体が前記ケース体に接続されるとともに、前記ピストンの往復動に伴い前記弾性体が変形しつつ摺動することで前記第１導体は前記ケース体を介して接地される点にある。
【００１０】
エアポンプにおいて、ノイズの発生を抑制するためには、ピストンが接地された状態を維持する必要がある。しかし、ピストンは往復動して位置が変化するため、ピストンの接地状態が維持されない可能性がある。そこで、本構成では、ピストンの近傍に接地されたケース体を配置し、ピストンを構成する第１導体は弾性体を有し、弾性体がケース体に接続されるとともに、ピストンの往復動に伴い弾性体が変形することで第１導体はケース体を介して接地される。これにより、ピストンが往復動しても第１導体が接地された状態を安定的に維持することができる。
【００１１】
本発明に係るエアポンプの特徴構成は、シリンダと、前記シリンダ内で往復動可能に設けられたピストンと、を備え、前記ピストンは、第１導体によって構成され、前記シリンダに接触する第１部位に前記第１導体を被覆する第１絶縁体を有し、前記シリンダは、第２導体によって構成され、前記ピストンに接触する第２部位に前記第２導体を被覆する第２絶縁体を有し、前記第１部位の一部において前記第１導体が露出して設けられるとともに、前記第２部位の一部において前記第１導体に接触するよう前記第２導体が露出して設けられており、前記第２導体が接地された点にある。
【００１２】
本構成によれば、ピストン及びシリンダが夫々導体によって構成されるとともに、両者が接触する部位においてピストン及びシリンダが絶縁体を有する。これにより、ピストンの動作時において絶縁体同士が接触するため、導体同士が接触する場合よりもピストンを低摩擦で作動させることが可能になる一方、ピストンとシリンダの接触する箇所の帯電量は導体同士が接触する場合よりも多くなる。加えて、ピストンを構成する第１導体とシリンダを構成する第２導体が接触するよう設けられている。これにより、ピストンの動作時に、ピストンの帯電量は低くなる。また、シリンダを構成する第２導体が接地されているため、ピストンに帯電した電荷はシリンダを介してグランドに放電される。すなわち、ピストンは放電されて帯電しない状態になるため、ポンプ構造に起因する寄生容量やピストンの往復動による寄生容量の変化の影響を無くすことができる。その結果、エアポンプにおいて、ノイズの発生を抑制することができる。また、静止体であるシリンダが接地されるので、ピストンの第１導体がシリンダの第２導体に接触し続けることで、ピストンからグランドに向けて確実に放電することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】真空ポンプの断面図
【図２】真空ポンプの平断面図
【図３】ピストンの排気方向への作動状態を示す要部断面図
【図４】第２実施形態におけるピストンの吸気方向への作動状態を示す要部断面図
【図５】第２実施形態におけるピストンの排気方向への作動状態を示す要部断面図
【図６】第３実施形態の真空ポンプの要部平断面図
【図７】第３実施形態のシリンダ及びピストンの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図３は、本発明に係るエアポンプの一例として、例えば自動車のブレーキブースター（図示せず）の負圧源として使用されるレシプロ型の真空ポンプ１を示す。
尚、本発明に係るエアポンプは自動車に使用されるものに限らず、負圧を必要とする他の機器にも使用可能であり、空気以外の流体を対象にしても良い。
【００１５】
図１、図２に示すように、真空ポンプ１は、シリンダ１１と、シリンダ１１の内部で往復動可能に設けられた有底筒状のピストン１２と、シリンダ１１の他端側にボルト連結されているポンプハウジング１３（ケース体の一例）とを備えている。シリンダ１１の一方の端部（シリンダヘッド側）に弁ユニットＶが配置されており、弁ユニットＶとピストン１２によりシリンダ１１の内部に加減圧室Ａが形成されている。また、シリンダ１１の他方の端部側にはポンプハウジング１３が配置されており、このポンプハウジング１３の内部空間により駆動室Ｂが形成されている。
【００１６】
ポンプハウジング１３にはモータ１４が収容されている。クランクアーム１５は、モータ１４の出力軸である回転軸１４ａと一体的に回転する。クランクアーム１５にはコネクティングロッド１６の基端が連結され、このコネクティングロッド１６の先端にはピストン１２が連結されている。クランクアーム１５とコネクティングロッド１６とによりクランク機構Ｃが構成されている。モータ１４が回転することにより、回転軸１４ａの回転駆動力がクランク機構Ｃにより往復作動力に変換されてピストン１２に伝えられ、ピストン１２を往復動させる。
【００１７】
弁ユニットＶは、弁ボディ２１の吸気空間２１ａと連通する部位に吸気弁２２を有しており、この弁ボディ２１の排気空間２１ｂと連通する部位に排気弁２３を有している。排気弁２３は、バネ２３ｓにより加減圧室Ａを閉塞する方向に付勢されている。また、弁ユニットＶは、吸気空間２１ａと排気空間２１ｂとを外部から隔絶するカバープレート２４を有している。外部の対象物（不図示）に負圧を作用させるために、チューブ（不図示）が吸気空間２１ａに接続されている。弁ボディ２１の排気空間２１ｂから経路ブロック１７の外面に穿設された開放口１７ａに亘って流体経路Ｅ（図３参照）が形成されている。
【００１８】
駆動室Ｂは、ポンプハウジング１３の開口部をプレート状の閉塞部材１８（ポンプハウジング１３の一部）で閉塞した構造を有しており、閉塞部材１８には通気口１８ａが穿設されている。この通気口１８ａと連通する内部空間を有する経路ブロック１７が、閉塞部材１８に対してポンプハウジング１３と反対側に配置されている。通気口１８ａから経路ブロック１７の外面に穿設された開放口１７ａに亘って通気経路Ｆ（図１参照）が形成されている。
【００１９】
経路ブロック１７には、フィルタ１９が装備されている。フィルタ１９は、羊毛フェルトや、紙材、ウレタンフォーム等から形成されたフィルタ材を内装して構成されている。ポンプハウジング１３の外周側には、防振ブッシュ４５を介して真空ポンプ１を支持する支持部４６が設けられている。
【００２０】
ピストン１２が吸気方向に作動したとき、すなわち、ピストン１２が図３の位置から図１の位置に移動したときには、吸気弁２２が開放され吸気空間２１ａを通って加減圧室Ａ内に空気が吸引される。これにより外部の対象物に負圧を作用させることができる。そのとき、駆動室Ｂの空気は通気口１８ａから排出され、通気経路Ｆを通って開放口１７ａから真空ポンプ１の外に排出される。
【００２１】
ピストン１２が排気方向に作動したとき、すなわち、ピストン１２が図１の位置から図３の位置に移動したときには、排気弁２３が開放され加減圧室Ａの空気が排気空間２１ｂに排出され、流体経路Ｅを通って開放口１７ａから真空ポンプ１の外に排出される。これと同時に、通気口１８ａから駆動室Ｂに空気が吸引される。このとき、吸気弁２２は閉じるので、加減圧室Ａの空気が吸気空間２１ａに逆流することはない。
【００２２】
ピストン１２はピストン本体１２ａ（第１導体の一例）がアルミあるいはアルミ合金等で構成され、ピストン１２の外表面１２ｂはアルマイト処理が施されている。すなわち、ピストン１２の外表面１２ｂはアルマイト膜で被覆されている。また、シリンダ１１も、シリンダ本体１１ａ（第２導体の一例）がアルミあるいはアルミ合金等で構成され、シリンダ１１の内表面１１ｂにはアルマイト処理が施されている。すなわち、シリンダ１１の内表面１１ｂはアルマイト膜（第２絶縁体の一例）で被覆されている。
【００２３】
図１に示すように、ピストン１２は、外周側に装着されるピストンリング３０（第１絶縁体の一例）と、ピストンガイドブッシュ３１（第１絶縁体の一例）とを備える。ピストンリング３０は、ピストン１２の外周に形成された環状溝１２ｅに装着されている。ピストンガイドブッシュ３１は、ピストン１２のピストンリング３０よりもポンプハウジング１３の側の外周に嵌め込まれている。ピストンリング３０とピストンガイドブッシュ３１とはピストン１２の外周面よりも径方向外側に突出するように装着され、且つ、シリンダ１１の内表面１１ｂに接触するように構成されている。よって、ピストン１２のピストンリング３０とピストンガイドブッシュ３１以外の外表面１２ｂとシリンダ１１の内表面１１ｂとの間には隙間が形成される。
【００２４】
図１に示すように、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（第１絶縁体の一例）とを径方向で重ね合わせた３重構造を有している。内リング３０ａは、ピストンリング３０がシリンダ１１の内表面１１ｂに対して摺動移動するように中間リング３０ｂと外リング３０ｃを拡径方向に付勢するものであり、ステンレス鋼などの金属材料で形成されている。中間リング３０ｂ、外リング３０ｃ、及び、ピストンガイドブッシュ３１は、４フッ化エチレン樹脂などの樹脂材料で形成されている。
【００２５】
真空ポンプ１では、シリンダ１１の内表面１１ｂにピストン１２の外表面１２ｂが摺動することで両者の間に静電気が発生し、その静電気によってノイズが発生することがある。このノイズは、無線機器（例えば、ラジオ等）の動作にラジオノイズとして悪影響を与えることがある。このため、例えば、車両等において真空ポンプ１の近くに配置された無線機器は、ラジオノイズの影響を受け易くなり誤作動を起こすおそれがある。
【００２６】
そこで、本実施形態の真空ポンプ１では、ピストン１２のピストン本体１２ａがグランド線４０を介して接地されている。具体的には、グランド線４０は、一端がピストン本体１２ａに接続され、他方がシリンダ１１に接続されている。また、シリンダ１１はグランドの接続されている。こうして、ピストン１２はグランド線４０及びシリンダ１１を介して接地されている。
【００２７】
上記のように、ピストン１２が第１導体で構成されたピストン本体１２ａを有し、シリンダ１１が第２導体で構成されたシリンダ本体１１ａを有する。ピストン１２は、シリンダ１１と接触する第１部位において、第１絶縁体として外リング３０ｃ、ピストンガイドブッシュ３１を有する。シリンダ１１は、ピストン１２と接触する第２部位において、第２絶縁体として内表面１１ｂ（アルマイト膜）を有する。これにより、ピストン１２の動作時において絶縁体同士が接触するため、導体同士が接触する場合よりもピストン１２（特に、シリンダ１１の内表面１１ｂと接触する、外リング３０ｃとピストンガイドブッシュ３１の表面）の帯電量は高くなる。しかし、ピストン本体１２ａ（第１導体）が接地されているので、ピストン１２に帯電した電荷はグランドに放電される。すなわち、ピストン１２は放電されて帯電しない状態になるため、ポンプ構造に起因する寄生容量やピストン１２の往復動による寄生容量の変化の影響を無くすことができる。その結果、真空ポンプ１においてノイズの発生を抑制することができる。
【００２８】
［第２実施形態］
図４及び図５に、第２実施形態の真空ポンプ１の構成を示す。第１実施形態と同様の構成に関する説明は省略する。また、同じ構成の箇所には同じ符号を付すことにする。図４及び図５では、ピストン１２のピストン本体１２ａが弾性体５０を有し、ピストン１２の近傍に配置されて接地されたポンプハウジング１３に弾性体５０が弾性変形可能に接続される。ピストン１２の往復動に伴い弾性体５０が弾性変形しつつポンプハウジング１３の閉塞部材１８上を摺動することでピストン本体１２ａはポンプハウジング１３を介して接地される。
【００２９】
弾性体５０は、例えば板ばねによって構成されている。弾性体５０は、ピストン１２の側の直線部５１とポンプハウジング１３の側の屈曲部５２とを有する。弾性体５０において、直線部５１の端部がピストン本体１２ａに接続され、屈曲部５２の端部が閉塞部材１８に当接する。屈曲部５２は、端部が閉塞部材１８を常時押圧するよう形成されている。これにより、閉塞部材１８の表面に凹凸があったとしても弾性体５０が弾性変形しつつ閉塞部材１８上を摺動することができる。これにより、ピストン１２が往復動しても接地された状態を安定的に維持することができる。
【００３０】
［第３実施形態］
図６及び図７に、第３実施形態の真空ポンプ１の構成を示す。第１実施形態と同様の構成に関する説明は省略する。また、同じ構成の箇所には同じ符号を付すことにする。図６及び図７では、ピストン１２においてシリンダ１１に接触する第１部位に突出部１２ｃが露出して設けられる。突出部１２ｃはピストン本体１２ａの一部であって導体である。突出部１２ｃの外表面はアルマイト膜で被覆されていない。本実施形態では、ピストンガイドブッシュ３１に形成されたスリット３１ａから突出部１２ｃが露出している。突出部１２ｃ（図７では４つ）はピストン１２の外周部分において分散配置されている。シリンダ１１においてピストン１２に接触する第２部位には突出部１２ｃに接触するようシリンダ本体１１ａが露出する第２内表面１１ｃが設けられている。第２内表面１１ｃは内表面１１ｂとは異なりアルマイト膜は施されていない。すなわち、第２内表面１１ｃはシリンダ本体１１ａの一部であって導体であって、シリンダ本体１１ａが接地されている。
【００３１】
このように、シリンダ本体１１ａが接地されているため、往復動するピストン１２に帯電した電荷は突出部１２ｃからシリンダ１１の第２内表面１１ｃを介してグランドに放電される。すなわち、ピストン１２は放電されて帯電しない状態になるため、ポンプ構造に起因する寄生容量やピストン１２の往復動による寄生容量の変化の影響を無くすことができる。その結果、真空ポンプ１においてノイズの発生を抑制することができる。また、静止体であるシリンダ１１が接地されるので、ピストン１２の突出部１２ｃがシリンダ１１の第２内表面１１ｃに接触し続けることで、ピストン１２からグランドに向けて確実に放電することができる。
【００３２】
〔別実施形態〕
（１）上記の実施形態では、エアポンプとして真空ポンプ１を用いて説明したが、エアポンプは圧縮ポンプであってもよい。
【００３３】
（２）ピストン１２は、ピストンリング３０及びピストンガイドブッシュ３１を有しない構成であってもよい。この場合は、アルマイト処理が施された、ピストン１２の外表面１２ｂが第１絶縁体に相当する。
【００３４】
（３）上記の第２実施形態では、弾性体５０として板ばねを用いた例を示したが、弾性体５０は板ばねに限定されず、弾性変形することでピストン本体１２ａと閉塞部材１８との接続が維持されるものであれば他の構成であってもよい。弾性体５０は、閉塞部材１８上をスライドするものではなく、閉塞部材１８との接続位置が固定された状態で弾性変形するものでもよい。また、弾性体５０は、ポンプハウジング１３に接続されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、無線機器の近傍に配置される真空ポンプに広く用いることが可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１      ：真空ポンプ（エアポンプ）
１１    ：シリンダ
１１ａ  ：シリンダ本体（第２導体）
１１ｂ  ：内表面（第２絶縁体）
１１ｃ  ：第２内表面（第２導体）
１２    ：ピストン
１２ａ  ：ピストン本体（第１導体）
１２ｂ  ：外表面
１２ｃ  ：突出部（第１導体）
１３    ：ポンプハウジング（ケース体）
１５    ：クランクアーム
１６    ：コネクティングロッド
１８    ：閉塞部材
３０    ：ピストンリング
３０ｃ  ：外リング（第１絶縁体）
３１    ：ピストンガイドブッシュ（第１絶縁体）
４０    ：グランド線
５０    ：弾性体
５１    ：直線部
５２    ：屈曲部
Ａ      ：加減圧室
Ｂ      ：駆動室
Ｃ      ：クランク機構
【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５】
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【図６】
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【図７】
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