JP2002339861A - 密閉式ポンプ装置 - Google Patents
密閉式ポンプ装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイヤフラムを用いた従来の密閉式ポンプ装
置では、体格が大きくなってしまう。 【解決手段】 対向するピストン８の間の空間に駆動機
構１０を配置したことで、密閉式ポンプ装置の体格を小
型化することができる。また、第１ベローズ１２の内部
に形成された隔離空間１３の内部に駆動機構１０を配置
する構造であるため、駆動機構１０の作動によって発生
する摺動粉や潤滑剤等が流体に混入する不具合がない。
つまり、流体が作動粉等に汚染されることなく、密閉式
ポンプ装置の体格を小型化できる。また、第２ベローズ
２７で隔離された第２隔離空間２８内においてピストン
８が駆動シャフト１６に支持され、シリンダ６とピスト
ン８との間に微細なクリアランスが保たれるため、シリ
ンダ６とピストン８との間で摺動粉が発生せず、流体を
汚染しない。
置では、体格が大きくなってしまう。 【解決手段】 対向するピストン８の間の空間に駆動機
構１０を配置したことで、密閉式ポンプ装置の体格を小
型化することができる。また、第１ベローズ１２の内部
に形成された隔離空間１３の内部に駆動機構１０を配置
する構造であるため、駆動機構１０の作動によって発生
する摺動粉や潤滑剤等が流体に混入する不具合がない。
つまり、流体が作動粉等に汚染されることなく、密閉式
ポンプ装置の体格を小型化できる。また、第２ベローズ
２７で隔離された第２隔離空間２８内においてピストン
８が駆動シャフト１６に支持され、シリンダ６とピスト
ン８との間に微細なクリアランスが保たれるため、シリ
ンダ６とピストン８との間で摺動粉が発生せず、流体を
汚染しない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部との遮断性に
優れた密閉式ポンプ装置に関するものであり、例えば、
燃料電池用の水素循環ポンプや、可燃性流体、毒性流体
のポンプに用いて好適な技術である。
優れた密閉式ポンプ装置に関するものであり、例えば、
燃料電池用の水素循環ポンプや、可燃性流体、毒性流体
のポンプに用いて好適な技術である。
【０００２】
【従来の技術】密閉式ポンプ装置として、特開平９−２
５９９１２号公報に開示されたダイヤフラム式ポンプが
知られている。この密閉式ポンプ装置は、ダイヤフラム
によって区画された作動室の容積を、ダイヤフラムを変
位させることによって変化させるものであり、ダイヤフ
ラムの変位による作動室の容積変化を利用して作動流体
の吸入および吐出を行うものである。
５９９１２号公報に開示されたダイヤフラム式ポンプが
知られている。この密閉式ポンプ装置は、ダイヤフラム
によって区画された作動室の容積を、ダイヤフラムを変
位させることによって変化させるものであり、ダイヤフ
ラムの変位による作動室の容積変化を利用して作動流体
の吸入および吐出を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ダイヤフラム
を用いた密閉式ポンプ装置では、ダイヤフラムの伸縮量
を大きくとることができない。このため、燃料電池用の
未反応ガスを循環させるのに要求される大流量の循環ポ
ンプ等、容量を増大させるには、ポンプ装置の体格を大
きくする必要がある。特に、車載用の場合では、ポンプ
装置の体格が大きくなると、ポンプ装置を車両に搭載す
るのが困難になってしまう。また、ダイヤフラムによる
作動室とは別の部分にダイヤフラムを駆動する駆動機構
が設けられる構造であるため、これによってもポンプ装
置の体格が大きくなってしまう。
を用いた密閉式ポンプ装置では、ダイヤフラムの伸縮量
を大きくとることができない。このため、燃料電池用の
未反応ガスを循環させるのに要求される大流量の循環ポ
ンプ等、容量を増大させるには、ポンプ装置の体格を大
きくする必要がある。特に、車載用の場合では、ポンプ
装置の体格が大きくなると、ポンプ装置を車両に搭載す
るのが困難になってしまう。また、ダイヤフラムによる
作動室とは別の部分にダイヤフラムを駆動する駆動機構
が設けられる構造であるため、これによってもポンプ装
置の体格が大きくなってしまう。
【０００４】
【発明の目的】本発明の第１の目的は体格の小型化が可
能な密閉式ポンプ装置の提供にあり、第２の目的は摺動
粉が流体に混入することのない密閉式ポンプ装置の提供
にあり、第３の目的は低振動の密閉式ポンプ装置の提供
にあり、第４の目的は凍結による作動不良の発生のない
密閉式ポンプ装置の提供にある。
能な密閉式ポンプ装置の提供にあり、第２の目的は摺動
粉が流体に混入することのない密閉式ポンプ装置の提供
にあり、第３の目的は低振動の密閉式ポンプ装置の提供
にあり、第４の目的は凍結による作動不良の発生のない
密閉式ポンプ装置の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】〔請求項１の手段〕請求
項１の手段を採用することにより、ピストンの内部空間
にピストンを往復動させる駆動機構を配置したことで、
密閉式ポンプ装置の体格を小型化することができる。ま
た、伸縮部材の内部に形成された隔離空間の内部に駆動
機構が配置されるため、駆動機構の作動によって発生す
る摺動粉や潤滑材等が作動室に混入する不具合がなく、
密閉式ポンプ装置から吐出される流体を汚染する不具合
がない。
項１の手段を採用することにより、ピストンの内部空間
にピストンを往復動させる駆動機構を配置したことで、
密閉式ポンプ装置の体格を小型化することができる。ま
た、伸縮部材の内部に形成された隔離空間の内部に駆動
機構が配置されるため、駆動機構の作動によって発生す
る摺動粉や潤滑材等が作動室に混入する不具合がなく、
密閉式ポンプ装置から吐出される流体を汚染する不具合
がない。
【０００６】〔請求項２の手段〕請求項２の手段を採用
し、伸縮部材として、蛇腹状を呈した筒型のベローズを
用いても良い。
し、伸縮部材として、蛇腹状を呈した筒型のベローズを
用いても良い。
【０００７】〔請求項３、４の手段〕請求項３、４の手
段を採用し、対向配置されたピストン間の隔離空間内に
駆動機構を配置することにより、ピストン間に形成され
るデッドスペースを有効に利用することができ、密閉式
ポンプ装置の体格を小型化することができる。また、ピ
ストンの往復動に伴う振動が、ピストンが対向作動する
ことによって打ち消され、密閉式ポンプ装置を低振動に
できる。
段を採用し、対向配置されたピストン間の隔離空間内に
駆動機構を配置することにより、ピストン間に形成され
るデッドスペースを有効に利用することができ、密閉式
ポンプ装置の体格を小型化することができる。また、ピ
ストンの往復動に伴う振動が、ピストンが対向作動する
ことによって打ち消され、密閉式ポンプ装置を低振動に
できる。
【０００８】〔請求項５の手段〕請求項５の手段を採用
して、ピストンに連結固定された第１滑りガイドと、ケ
ーシングに連結固定された第２滑りガイドとを、軸方向
のみに往復動するように設けたことによって、ピストン
の回転が阻止され、ピストンは軸方向のみに往復動す
る。なお、第１滑りガイドと第２滑りガイドの摺接面に
固体潤滑材（フッ素系樹脂等）を被覆することにより、
第１滑りガイドと第２滑りガイドの摺接抵抗が低減し、
ピストンを円滑に往復動させることができる。
して、ピストンに連結固定された第１滑りガイドと、ケ
ーシングに連結固定された第２滑りガイドとを、軸方向
のみに往復動するように設けたことによって、ピストン
の回転が阻止され、ピストンは軸方向のみに往復動す
る。なお、第１滑りガイドと第２滑りガイドの摺接面に
固体潤滑材（フッ素系樹脂等）を被覆することにより、
第１滑りガイドと第２滑りガイドの摺接抵抗が低減し、
ピストンを円滑に往復動させることができる。
【０００９】〔請求項６の手段〕請求項６の手段を採用
して、ピストンとケーシングとの間に形成される空間に
第２伸縮部材を配置して、駆動シャフトの周囲を第２隔
離空間内に配置したことにより、駆動シャフトの周囲で
発生する摺動粉が流体に混入する不具合がない。これに
よって、密閉式ポンプ装置から吐出される流体を汚染す
る不具合がない。
して、ピストンとケーシングとの間に形成される空間に
第２伸縮部材を配置して、駆動シャフトの周囲を第２隔
離空間内に配置したことにより、駆動シャフトの周囲で
発生する摺動粉が流体に混入する不具合がない。これに
よって、密閉式ポンプ装置から吐出される流体を汚染す
る不具合がない。
【００１０】〔請求項７の手段〕請求項７の手段を採用
して、ピストンを駆動シャフトによって支持させ、ピス
トンがシリンダに摺接しないように設けたことにより、
ピストンとシリンダの摺動粉が発生せず、密閉式ポンプ
装置から吐出される流体を汚染する不具合がない。
して、ピストンを駆動シャフトによって支持させ、ピス
トンがシリンダに摺接しないように設けたことにより、
ピストンとシリンダの摺動粉が発生せず、密閉式ポンプ
装置から吐出される流体を汚染する不具合がない。
【００１１】〔請求項８の手段〕請求項８の手段を採用
して、シリンダに対してピストンが軸方向のみに往復動
するように設けたことによって、ピストンの回転が阻止
され、ピストンは軸方向のみに往復動する。なお、シリ
ンダとピストンの摺接面に固体潤滑材（フッ素系樹脂
等）を被覆することにより、シリンダに対するピストン
の摺接抵抗が低減し、ピストンを円滑に往復動させるこ
とができる。
して、シリンダに対してピストンが軸方向のみに往復動
するように設けたことによって、ピストンの回転が阻止
され、ピストンは軸方向のみに往復動する。なお、シリ
ンダとピストンの摺接面に固体潤滑材（フッ素系樹脂
等）を被覆することにより、シリンダに対するピストン
の摺接抵抗が低減し、ピストンを円滑に往復動させるこ
とができる。
【００１２】〔請求項９の手段〕請求項９の手段を採用
して、対向作動するピストンの間に挟まれた空間の容積
変化も第２作動室として利用することにより、１つのピ
ストンが１往復する間に２回の吸入行程と２回の吐出行
程とが得られる。このため、吸入量および吐出量が増大
し、結果的に密閉式ポンプ装置の体格を小型化できる。
して、対向作動するピストンの間に挟まれた空間の容積
変化も第２作動室として利用することにより、１つのピ
ストンが１往復する間に２回の吸入行程と２回の吐出行
程とが得られる。このため、吸入量および吐出量が増大
し、結果的に密閉式ポンプ装置の体格を小型化できる。
【００１３】〔請求項１０の手段〕シリンダに対してピ
ストンが摺接しないように設けると、シリンダとピスト
ンのクリアランスによって流体のリークが発生してポン
プ効率の低下を招く可能性がある。そこで、請求項１０
の手段を採用して、ピストンの外周面にラビリンス溝を
設けることにより、クリアランスにおける流体のリーク
を抑えることができ、結果的にポンプ効率の低下を防ぐ
ことができる。
ストンが摺接しないように設けると、シリンダとピスト
ンのクリアランスによって流体のリークが発生してポン
プ効率の低下を招く可能性がある。そこで、請求項１０
の手段を採用して、ピストンの外周面にラビリンス溝を
設けることにより、クリアランスにおける流体のリーク
を抑えることができ、結果的にポンプ効率の低下を防ぐ
ことができる。
【００１４】一方、請求項１０の手段を採用して、ピス
トンの外周面にラビリンス溝を設けることにより、シリ
ンダとピストンの間に凝縮水が発生した場合であって
も、その水がラビリンス溝内に溜る。このため、運転停
止中に温度低下によって水が凍結した場合であっても、
起動させた際にシリンダとピストンがロックする不具合
を回避できる。また、シリンダとピストンとが水の凍結
によって結合されるような場合であっても、ラビリンス
溝の分だけ凍結による結合面積が小さくなる。このた
め、凍結時における起動トルクを低減することができ、
凍結による密閉式ポンプ装置の破損を防止できる。
トンの外周面にラビリンス溝を設けることにより、シリ
ンダとピストンの間に凝縮水が発生した場合であって
も、その水がラビリンス溝内に溜る。このため、運転停
止中に温度低下によって水が凍結した場合であっても、
起動させた際にシリンダとピストンがロックする不具合
を回避できる。また、シリンダとピストンとが水の凍結
によって結合されるような場合であっても、ラビリンス
溝の分だけ凍結による結合面積が小さくなる。このた
め、凍結時における起動トルクを低減することができ、
凍結による密閉式ポンプ装置の破損を防止できる。
【００１５】〔請求項１１、１２の手段〕請求項１１、
１２の手段を採用して、駆動シャフトが１８０°回転す
ることにより、対向配置されたピストンが１往復動する
ため、吸入量および吐出量が増大し、結果的に密閉式ポ
ンプ装置の体格を小型化できる。
１２の手段を採用して、駆動シャフトが１８０°回転す
ることにより、対向配置されたピストンが１往復動する
ため、吸入量および吐出量が増大し、結果的に密閉式ポ
ンプ装置の体格を小型化できる。
【００１６】〔請求項１３の手段〕請求項１３の手段を
採用することにより、クランクとコンロッドを有したク
ランク機構を持たずとも、駆動シャフトの回転を直交方
向の往復動に変換することができる。これによって、駆
動シャフトに対して直交方向に往復動する密閉式ポンプ
装置を小型化できる。また、ピストンの往復動に伴う振
動が、ピストンが対向作動することによって打ち消され
るため、密閉式ポンプ装置を低振動化できる。
採用することにより、クランクとコンロッドを有したク
ランク機構を持たずとも、駆動シャフトの回転を直交方
向の往復動に変換することができる。これによって、駆
動シャフトに対して直交方向に往復動する密閉式ポンプ
装置を小型化できる。また、ピストンの往復動に伴う振
動が、ピストンが対向作動することによって打ち消され
るため、密閉式ポンプ装置を低振動化できる。
【００１７】〔請求項１４の手段〕請求項１４の手段を
採用して、伸縮部材内における隔離空間内において、ピ
ストンに固定される拘束部材ホルダーを滑り軸受を介し
て筒状固定部材に支持する構造とすることにより、シリ
ンダにピストンが摺接しないようにできる。このため、
ピストンとシリンダの摺動粉が発生せず、密閉式ポンプ
装置から吐出される流体を汚染する不具合がない。
採用して、伸縮部材内における隔離空間内において、ピ
ストンに固定される拘束部材ホルダーを滑り軸受を介し
て筒状固定部材に支持する構造とすることにより、シリ
ンダにピストンが摺接しないようにできる。このため、
ピストンとシリンダの摺動粉が発生せず、密閉式ポンプ
装置から吐出される流体を汚染する不具合がない。
【００１８】〔請求項１５の手段〕請求項１５の手段を
採用して、吸入口がシリンダの外周側に設けられる場
合、板状を呈した吸入リード弁の開放端を駆動シャフト
に向けて設けたことにより、外周から内周に向かう吸入
流体をスムーズにシリンダ内に導くことができる。これ
によって、ピストンによって吸引される流体の吸入効率
が増し、密閉式ポンプ装置の小型化および高流量化が可
能になる。また、シリンダの内側に向いて流体が吸入さ
れるため、ピストンの中心部を効率的に冷却することが
できる。これによって、ピストンの内部に配置される駆
動機構の高温化を防ぐことができ、結果的に駆動機構の
耐久性を向上させることができる。さらに、板状を呈し
た吸入リード弁を用いたものであるため、弁機構を簡素
化でき、密閉式ポンプ装置の小型化が可能になる。
採用して、吸入口がシリンダの外周側に設けられる場
合、板状を呈した吸入リード弁の開放端を駆動シャフト
に向けて設けたことにより、外周から内周に向かう吸入
流体をスムーズにシリンダ内に導くことができる。これ
によって、ピストンによって吸引される流体の吸入効率
が増し、密閉式ポンプ装置の小型化および高流量化が可
能になる。また、シリンダの内側に向いて流体が吸入さ
れるため、ピストンの中心部を効率的に冷却することが
できる。これによって、ピストンの内部に配置される駆
動機構の高温化を防ぐことができ、結果的に駆動機構の
耐久性を向上させることができる。さらに、板状を呈し
た吸入リード弁を用いたものであるため、弁機構を簡素
化でき、密閉式ポンプ装置の小型化が可能になる。
【００１９】〔請求項１６の手段〕請求項１６の手段を
採用して、吐出口がシリンダの外周側に設けられる場
合、板状を呈した吐出リード弁の開放端を駆動シャフト
とは異なった側に向けて設けたことにより、内周から外
周に向かう吐出流体をスムーズに吐出口に導くことがで
きる。これによって、流体の吐出効率が増し、密閉式ポ
ンプ装置の小型化および高流量化が可能になる。
採用して、吐出口がシリンダの外周側に設けられる場
合、板状を呈した吐出リード弁の開放端を駆動シャフト
とは異なった側に向けて設けたことにより、内周から外
周に向かう吐出流体をスムーズに吐出口に導くことがで
きる。これによって、流体の吐出効率が増し、密閉式ポ
ンプ装置の小型化および高流量化が可能になる。
【００２０】さらに、板状を呈した吐出リード弁を用い
たものであるため、弁機構を簡素化でき、密閉式ポンプ
装置の小型化が可能になる。
たものであるため、弁機構を簡素化でき、密閉式ポンプ
装置の小型化が可能になる。
【００２１】〔請求項１７の手段〕伸縮部材は、弾性的
に伸縮するために、バネとみなすことができる。このた
め、伸縮部材が長くなると、固有振動数が低くなるた
め、高速作動時にはサージングを起こして破損する可能
性がある。そこで、請求項１７の手段を採用して、弾性
的に伸縮する伸縮部材を、対向配置したピストンの間に
おいて分割し、その連結部材を固定部材に固定すること
により、伸縮部材の固有振動数を２倍に高めることがで
きる。これによって、高速作動時においてもサージング
の発生を防ぐことができ、連結部材の破損を防ぐことが
できる。
に伸縮するために、バネとみなすことができる。このた
め、伸縮部材が長くなると、固有振動数が低くなるた
め、高速作動時にはサージングを起こして破損する可能
性がある。そこで、請求項１７の手段を採用して、弾性
的に伸縮する伸縮部材を、対向配置したピストンの間に
おいて分割し、その連結部材を固定部材に固定すること
により、伸縮部材の固有振動数を２倍に高めることがで
きる。これによって、高速作動時においてもサージング
の発生を防ぐことができ、連結部材の破損を防ぐことが
できる。
【００２２】〔請求項１８の手段〕シリンダに対してピ
ストンが摺接しないように設けると、シリンダとピスト
ンのクリアランスによって流体のリークが発生してポン
プ効率の低下を招く可能性がある。そこで、請求項１８
の手段を採用して、ピストンによって圧縮される流体の
一部をピストン内に導き、ピストンの外周面よりピスト
ンの頂部側へ向けて吹き出す逆噴射手段を設けることに
より、クリアランスから流入した流体と、逆噴射手段か
ら吹き出された流体とが衝突し、大きな合流損失が生じ
る。これによって、クリアランスにおける流体のリーク
を抑えることができ、結果的にポンプ効率の低下を防ぐ
ことができる。
ストンが摺接しないように設けると、シリンダとピスト
ンのクリアランスによって流体のリークが発生してポン
プ効率の低下を招く可能性がある。そこで、請求項１８
の手段を採用して、ピストンによって圧縮される流体の
一部をピストン内に導き、ピストンの外周面よりピスト
ンの頂部側へ向けて吹き出す逆噴射手段を設けることに
より、クリアランスから流入した流体と、逆噴射手段か
ら吹き出された流体とが衝突し、大きな合流損失が生じ
る。これによって、クリアランスにおける流体のリーク
を抑えることができ、結果的にポンプ効率の低下を防ぐ
ことができる。
【００２３】〔請求項１９、２０の手段〕シリンダとピ
ストンの間に凝縮水が発生し、運転停止中の温度低下に
よって水が凍結した場合、起動させた際にシリンダとピ
ストンがロックする可能性がある。そこで、請求項１９
の手段を採用して、ピストンの外周面に撥水材を被覆す
る、あるいは請求項２０の手段を採用して、シリンダの
内周面に撥水材を被覆することにより、シリンダとピス
トンの間に付着する水の量を少なくすることができる。
このため、凍結による結合面積が小さくなるため、凍結
時における起動トルクを低減することができ、凍結によ
る密閉式ポンプ装置の破損を防止できる。
ストンの間に凝縮水が発生し、運転停止中の温度低下に
よって水が凍結した場合、起動させた際にシリンダとピ
ストンがロックする可能性がある。そこで、請求項１９
の手段を採用して、ピストンの外周面に撥水材を被覆す
る、あるいは請求項２０の手段を採用して、シリンダの
内周面に撥水材を被覆することにより、シリンダとピス
トンの間に付着する水の量を少なくすることができる。
このため、凍結による結合面積が小さくなるため、凍結
時における起動トルクを低減することができ、凍結によ
る密閉式ポンプ装置の破損を防止できる。
【００２４】〔請求項２１の手段〕弁機構を構成する弁
体と弁座の間に凝縮水が発生し、運転停止中の温度低下
によって水が凍結した場合、弁体が開弁しない可能性が
ある。そこで、請求項２１の手段を採用して、弁体ある
いは弁座の少なくとも一方に撥水材を被覆することによ
り、弁体と弁座の間に付着する水の量を少なくすること
ができる。このため、凍結による弁機構の作動不良を抑
えることができ、凍結による密閉式ポンプ装置の作動不
良を抑えることができる。
体と弁座の間に凝縮水が発生し、運転停止中の温度低下
によって水が凍結した場合、弁体が開弁しない可能性が
ある。そこで、請求項２１の手段を採用して、弁体ある
いは弁座の少なくとも一方に撥水材を被覆することによ
り、弁体と弁座の間に付着する水の量を少なくすること
ができる。このため、凍結による弁機構の作動不良を抑
えることができ、凍結による密閉式ポンプ装置の作動不
良を抑えることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、複数の実
施例および変形例を用いて説明する。 〔第１実施例〕図１は密閉式ポンプ装置の断面図であ
る。この密閉式ポンプ装置は、例えば車両に搭載される
燃料電池用の水素循環用ポンプに用いられるものであ
り、大別して、ポンプユニット１と、このポンプユニッ
ト１を駆動するための電動モータ２とから構成される。
なお、この実施例に示すポンプユニット１は、少なくと
も水素に触れる部分は、水素を透過せず、破毒性および
耐久性に優れた金属材料（例えばＳＵＳ３１６Ｌ等のス
テンレス）によって構成されるものである。
施例および変形例を用いて説明する。 〔第１実施例〕図１は密閉式ポンプ装置の断面図であ
る。この密閉式ポンプ装置は、例えば車両に搭載される
燃料電池用の水素循環用ポンプに用いられるものであ
り、大別して、ポンプユニット１と、このポンプユニッ
ト１を駆動するための電動モータ２とから構成される。
なお、この実施例に示すポンプユニット１は、少なくと
も水素に触れる部分は、水素を透過せず、破毒性および
耐久性に優れた金属材料（例えばＳＵＳ３１６Ｌ等のス
テンレス）によって構成されるものである。
【００２６】ポンプユニット１は、ケーシング３の内部
に収められたものであり、このケーシング３は、略円筒
状を呈した筒状ケース４、および筒状ケース４の両端に
ボルト等によって締結される円盤状の側壁５からなる。
筒状ケース４の内部には、円筒形状を呈したシリンダ６
が形成されている。このシリンダ６の内部には、シリン
ダ６の内部を往復動することによりシリンダ６内に形成
される第１作動室７の容積を変化させ、流体の吸入と圧
縮動作を行うピストン８が対向配置されている。このピ
ストン８は、後述する駆動機構１０によって対向作動す
るものであり、対向作動するピストン８に挟まれた空間
にも、流体の吸入と圧縮動作を行う第２作動室１１が形
成される。
に収められたものであり、このケーシング３は、略円筒
状を呈した筒状ケース４、および筒状ケース４の両端に
ボルト等によって締結される円盤状の側壁５からなる。
筒状ケース４の内部には、円筒形状を呈したシリンダ６
が形成されている。このシリンダ６の内部には、シリン
ダ６の内部を往復動することによりシリンダ６内に形成
される第１作動室７の容積を変化させ、流体の吸入と圧
縮動作を行うピストン８が対向配置されている。このピ
ストン８は、後述する駆動機構１０によって対向作動す
るものであり、対向作動するピストン８に挟まれた空間
にも、流体の吸入と圧縮動作を行う第２作動室１１が形
成される。
【００２７】対向するピストン８の内部は、ピストン８
の往復動方向に沿って弾性的に伸縮する第１ベローズ１
２（伸縮部材に相当）が配置され、ピストン８の内部に
第１ベローズ１２によって隔離された隔離空間１３を形
成している。なお、第１ベローズ１２は、ピストン８の
往復動方向に沿って弾性的に伸縮する蛇腹状の筒形を呈
したものである。
の往復動方向に沿って弾性的に伸縮する第１ベローズ１
２（伸縮部材に相当）が配置され、ピストン８の内部に
第１ベローズ１２によって隔離された隔離空間１３を形
成している。なお、第１ベローズ１２は、ピストン８の
往復動方向に沿って弾性的に伸縮する蛇腹状の筒形を呈
したものである。
【００２８】この第１ベローズ１２は、対向するピスト
ン８の間において分割して設けられており、分割された
第１ベローズ１２を連結する中央の連結部材１４は、ケ
ーシング３に固定されている。筒状ケース４の側面に
は、図２に示すように、複数のボルト穴１５が設けられ
ており、このボルト穴１５にボルト（図示しない）を締
結することにより、連結部材１４がケーシング３に固定
される。この実施例のように、弾性的に伸縮する第１ベ
ローズ１２を分割し、その連結部材１４をケーシング３
に固定することにより、第１ベローズ１２の固有振動数
を２倍に高めることができる。これによって、高速作動
時においてもサージングの発生を防ぐことができ、第１
ベローズ１２の破損を防ぐことができる。
ン８の間において分割して設けられており、分割された
第１ベローズ１２を連結する中央の連結部材１４は、ケ
ーシング３に固定されている。筒状ケース４の側面に
は、図２に示すように、複数のボルト穴１５が設けられ
ており、このボルト穴１５にボルト（図示しない）を締
結することにより、連結部材１４がケーシング３に固定
される。この実施例のように、弾性的に伸縮する第１ベ
ローズ１２を分割し、その連結部材１４をケーシング３
に固定することにより、第１ベローズ１２の固有振動数
を２倍に高めることができる。これによって、高速作動
時においてもサージングの発生を防ぐことができ、第１
ベローズ１２の破損を防ぐことができる。
【００２９】第１ベローズ１２によって隔離された隔離
空間１３の内部には、ピストン８をシリンダ６内で往復
駆動させるための駆動機構１０が配置されている。この
駆動機構１０は、対向配置されたピストン８間に形成さ
れた隔離空間１３内に配置されるものであり、電動モー
タ２によって回転駆動される駆動シャフト１６と、この
駆動シャフト１６と一体に回転し、駆動シャフト１６の
周囲にリブ状に張り出したフェイスカム１７と、このフ
ェイスカム１７の軸方向のカム面に沿うローラ１８を有
し、そのローラ１８の軸方向変位をピストン８に伝達す
るローラホルダー１９とを備え、対向配置したピストン
８を対向動作させるものである。
空間１３の内部には、ピストン８をシリンダ６内で往復
駆動させるための駆動機構１０が配置されている。この
駆動機構１０は、対向配置されたピストン８間に形成さ
れた隔離空間１３内に配置されるものであり、電動モー
タ２によって回転駆動される駆動シャフト１６と、この
駆動シャフト１６と一体に回転し、駆動シャフト１６の
周囲にリブ状に張り出したフェイスカム１７と、このフ
ェイスカム１７の軸方向のカム面に沿うローラ１８を有
し、そのローラ１８の軸方向変位をピストン８に伝達す
るローラホルダー１９とを備え、対向配置したピストン
８を対向動作させるものである。
【００３０】駆動シャフト１６は、電動モータ２の出力
軸２０が挿入されて、その出力軸２０と一体回転するも
のであり、円盤状の側壁５の中心穴に配置されたシャフ
トベアリング２１によって回転自在に支持されている。
フェイスカム１７は、図３に示すように、駆動シャフト
１６が１回転すると、軸方向に２回波うつように設けら
れている。
軸２０が挿入されて、その出力軸２０と一体回転するも
のであり、円盤状の側壁５の中心穴に配置されたシャフ
トベアリング２１によって回転自在に支持されている。
フェイスカム１７は、図３に示すように、駆動シャフト
１６が１回転すると、軸方向に２回波うつように設けら
れている。
【００３１】ローラホルダー１９は、フェイスカム１７
の軸方向の変位をピストン８に伝えるものであり、ロー
ラホルダー１９の概略を図２〜図４を用いて説明する。
なお、図２〜図４では、フェイスカム１７を軸方向の両
側から挟むローラピン１８’（ローラ１８に相当）を備
えるものであり、ローラピン１８’はベアリング２２’
を介して回転自在に支持されるものである。フェイスカ
ム１７が９０°回転すると、図４（ａ）から図４（ｂ）
に示すように、対向するピストン８が離反するように駆
動され、さらにフェイスカム１７が９０°回転すると、
図４（ｂ）から図４（ａ）に示すように、対向するピス
トン８が接近するように駆動されるものである。つま
り、駆動シャフト１６が１８０°回転することにより、
対向配置されたピストン８が１往復動する。
の軸方向の変位をピストン８に伝えるものであり、ロー
ラホルダー１９の概略を図２〜図４を用いて説明する。
なお、図２〜図４では、フェイスカム１７を軸方向の両
側から挟むローラピン１８’（ローラ１８に相当）を備
えるものであり、ローラピン１８’はベアリング２２’
を介して回転自在に支持されるものである。フェイスカ
ム１７が９０°回転すると、図４（ａ）から図４（ｂ）
に示すように、対向するピストン８が離反するように駆
動され、さらにフェイスカム１７が９０°回転すると、
図４（ｂ）から図４（ａ）に示すように、対向するピス
トン８が接近するように駆動されるものである。つま
り、駆動シャフト１６が１８０°回転することにより、
対向配置されたピストン８が１往復動する。
【００３２】具体的なローラホルダー１９は、図１に示
すように、アッパーホルダー１９ａとロワホルダー１９
ｂとを組み合わせたものである。また、図４のローラピ
ン１８’に代わって、フェイスカム１７に沿って回転す
るローラ１８を設けたものであり、このローラ１８はア
ッパーホルダ１９ａとロワホルダー１９ｂに支持される
ローラ支持ピン２２によって回転自在に支持される。そ
して、ローラホルダー１９の軸方向の変位は、ピストン
８とローラホルダー１９の両方に固定されたリングプレ
ート２３を介してピストン８に伝達される。
すように、アッパーホルダー１９ａとロワホルダー１９
ｂとを組み合わせたものである。また、図４のローラピ
ン１８’に代わって、フェイスカム１７に沿って回転す
るローラ１８を設けたものであり、このローラ１８はア
ッパーホルダ１９ａとロワホルダー１９ｂに支持される
ローラ支持ピン２２によって回転自在に支持される。そ
して、ローラホルダー１９の軸方向の変位は、ピストン
８とローラホルダー１９の両方に固定されたリングプレ
ート２３を介してピストン８に伝達される。
【００３３】フェイスカム１７が回転すると、ローラホ
ルダー１９を介してピストン８に回転トルクが加わる。
このため、ピストン８の回転を阻止し、ピストン８を往
復動させる手段が設けられている。この手段は、駆動シ
ャフト１６の両側の周囲に設けられるものであり、ピス
トン８にリングプレート２３を介して連結固定された略
円筒形状を呈した第１滑りガイド２４と、ケーシング３
に連結固定され、第１滑りガイド２４の外周に嵌まり合
う第２滑りガイド２５とを具備する。図５に示すよう
に、第２滑りガイド２５の内周面には、軸方向に沿うス
プライン溝２５ａが設けられ、第１滑りガイド２４の外
周面には、スプライン溝２５ａに嵌まり合う軸方向に沿
うスプライン凸部２４ａが設けられている。このように
設けられることによって、ピストン８の回転を阻止し、
ピストン８を往復動させることができる。
ルダー１９を介してピストン８に回転トルクが加わる。
このため、ピストン８の回転を阻止し、ピストン８を往
復動させる手段が設けられている。この手段は、駆動シ
ャフト１６の両側の周囲に設けられるものであり、ピス
トン８にリングプレート２３を介して連結固定された略
円筒形状を呈した第１滑りガイド２４と、ケーシング３
に連結固定され、第１滑りガイド２４の外周に嵌まり合
う第２滑りガイド２５とを具備する。図５に示すよう
に、第２滑りガイド２５の内周面には、軸方向に沿うス
プライン溝２５ａが設けられ、第１滑りガイド２４の外
周面には、スプライン溝２５ａに嵌まり合う軸方向に沿
うスプライン凸部２４ａが設けられている。このように
設けられることによって、ピストン８の回転を阻止し、
ピストン８を往復動させることができる。
【００３４】なお、第１滑りガイド２４と第２滑りガイ
ド２５の摺接面は、フッ素系樹脂等の固体潤滑材が被覆
されている。これによって、第１滑りガイド２４と第２
滑りガイド２５の摺接抵抗が低減し、ピストン８を円滑
に往復動させることができる。ピストン８を支持する第
１滑りガイド２４と、駆動シャフト１６との間には、回
転方向および軸方向のすべりが可能な滑り軸受２６が配
置されており、駆動シャフト１６の回転に関係なく、第
１滑りガイド２４が駆動シャフト１６の周囲に支持され
る。
ド２５の摺接面は、フッ素系樹脂等の固体潤滑材が被覆
されている。これによって、第１滑りガイド２４と第２
滑りガイド２５の摺接抵抗が低減し、ピストン８を円滑
に往復動させることができる。ピストン８を支持する第
１滑りガイド２４と、駆動シャフト１６との間には、回
転方向および軸方向のすべりが可能な滑り軸受２６が配
置されており、駆動シャフト１６の回転に関係なく、第
１滑りガイド２４が駆動シャフト１６の周囲に支持され
る。
【００３５】第１滑りガイド２４および第２滑りガイド
２５の周囲には、ピストン８の往復動方向に沿って伸縮
する第２ベローズ２７（第２伸縮部材に相当）が配置さ
れている。この第２ベローズ２７は、上述した第１ベロ
ーズ１２と同様、弾性的に伸縮する蛇腹状の筒形を呈し
たものであり、ピストン８とケーシング３との間に形成
される空間の内部に、駆動シャフト１６、第１滑りガイ
ド２４、第２滑りガイド２５を収容する第２隔離空間２
８を形成するものである。
２５の周囲には、ピストン８の往復動方向に沿って伸縮
する第２ベローズ２７（第２伸縮部材に相当）が配置さ
れている。この第２ベローズ２７は、上述した第１ベロ
ーズ１２と同様、弾性的に伸縮する蛇腹状の筒形を呈し
たものであり、ピストン８とケーシング３との間に形成
される空間の内部に、駆動シャフト１６、第１滑りガイ
ド２４、第２滑りガイド２５を収容する第２隔離空間２
８を形成するものである。
【００３６】このように、第２ベローズ２７によって駆
動シャフト１６や第１滑りガイド２４、第２滑りガイド
２５の周囲を覆うことにより、ピストン８の支持部材で
ある第１滑りガイド２４と第２滑りガイド２５の摺動
粉、第１滑りガイド２４と滑り軸受２６の摺動粉、およ
びこの滑り軸受２６と駆動シャフト１６との摺動粉等が
流体に混入する不具合がない。これによって、密閉式ポ
ンプ装置から吐出される流体を摺動粉で汚染する不具合
がない。
動シャフト１６や第１滑りガイド２４、第２滑りガイド
２５の周囲を覆うことにより、ピストン８の支持部材で
ある第１滑りガイド２４と第２滑りガイド２５の摺動
粉、第１滑りガイド２４と滑り軸受２６の摺動粉、およ
びこの滑り軸受２６と駆動シャフト１６との摺動粉等が
流体に混入する不具合がない。これによって、密閉式ポ
ンプ装置から吐出される流体を摺動粉で汚染する不具合
がない。
【００３７】上述したように、ピストン８は、第１滑り
ガイド２４、滑り軸受２６等を介して駆動シャフト１６
の周囲に支持されるものであり、ピストン８がシリンダ
６に摺接しないように設けられている。この構成によっ
て、ピストン８とシリンダ６の摺動粉が発生せず、密閉
式ポンプ装置から吐出される流体を摺動粉で汚染する不
具合がない。
ガイド２４、滑り軸受２６等を介して駆動シャフト１６
の周囲に支持されるものであり、ピストン８がシリンダ
６に摺接しないように設けられている。この構成によっ
て、ピストン８とシリンダ６の摺動粉が発生せず、密閉
式ポンプ装置から吐出される流体を摺動粉で汚染する不
具合がない。
【００３８】シリンダ６に対してピストン８が摺接しな
いように設けると、シリンダ６とピストン８のクリアラ
ンスによって対向する第１作動室７が繋がり、クリアラ
ンスによる流体のリークが発生してポンプ効率の低下を
招く可能性がある。そこで、図６に示すように、ピスト
ン８の外周面に円周方向に沿う複数のラビリンス溝３１
を設けている。このようにラビリンス溝３１を複数設け
ることにより、クリアランスにおける流体のリークを抑
えることができ、ポンプ効率の低下を防ぐことができ
る。
いように設けると、シリンダ６とピストン８のクリアラ
ンスによって対向する第１作動室７が繋がり、クリアラ
ンスによる流体のリークが発生してポンプ効率の低下を
招く可能性がある。そこで、図６に示すように、ピスト
ン８の外周面に円周方向に沿う複数のラビリンス溝３１
を設けている。このようにラビリンス溝３１を複数設け
ることにより、クリアランスにおける流体のリークを抑
えることができ、ポンプ効率の低下を防ぐことができ
る。
【００３９】密閉式ポンプ装置によって駆動される流体
（燃料電池の循環ガス）には、水素の他に、窒素、凝縮
水が含まれる。このため、凝縮水がシリンダ６とピスト
ン８のクリアランスに発生する場合がある。しかるに、
ピストン８の外周面に複数のラビリンス溝３１を設ける
ことにより、シリンダ６とピストン８の間に凝縮水が発
生した場合であっても、その水がラビリンス溝３１内に
溜る。このため、運転停止中に温度低下によって水が凍
結した場合であっても、起動させた際にシリンダ６とピ
ストン８が凍結によってロックする不具合を回避するこ
とができる。また、シリンダ６とピストン８とが水の凍
結によって結合されるような場合であっても、ラビリン
ス溝３１の分だけ凍結による結合面積が小さくなる。こ
のため、凍結時における起動トルクを低減することがで
き、凍結による密閉式ポンプ装置の破損を防止できる。
（燃料電池の循環ガス）には、水素の他に、窒素、凝縮
水が含まれる。このため、凝縮水がシリンダ６とピスト
ン８のクリアランスに発生する場合がある。しかるに、
ピストン８の外周面に複数のラビリンス溝３１を設ける
ことにより、シリンダ６とピストン８の間に凝縮水が発
生した場合であっても、その水がラビリンス溝３１内に
溜る。このため、運転停止中に温度低下によって水が凍
結した場合であっても、起動させた際にシリンダ６とピ
ストン８が凍結によってロックする不具合を回避するこ
とができる。また、シリンダ６とピストン８とが水の凍
結によって結合されるような場合であっても、ラビリン
ス溝３１の分だけ凍結による結合面積が小さくなる。こ
のため、凍結時における起動トルクを低減することがで
き、凍結による密閉式ポンプ装置の破損を防止できる。
【００４０】筒状ケース４の側面（図１では下面）に
は、流体をポンプユニット１内に導く吸入口３２が設け
られており、この実施例の吸入口３２は、ケーシング３
内に形成された吸入通路３３と、２つのピストン８の間
に形成される第２作動室１１とへ、吸入流体を導くため
に、３又の吸入路３３ａが設けられている。吸入口３２
とは異なる側の筒状ケース４の側面（図１では上面）に
は、ポンプユニット１内で圧縮された流体を外部へ導く
吐出口３４が設けられており、この実施例の吐出口３４
は、上述した吸入口３２と同様、ケーシング３内に形成
された吐出通路３５と、２つのピストン８の間に形成さ
れる第２作動室１１とから圧送される流体を外部へ導く
ために、３又の吐出路３５ｂが設けられている。
は、流体をポンプユニット１内に導く吸入口３２が設け
られており、この実施例の吸入口３２は、ケーシング３
内に形成された吸入通路３３と、２つのピストン８の間
に形成される第２作動室１１とへ、吸入流体を導くため
に、３又の吸入路３３ａが設けられている。吸入口３２
とは異なる側の筒状ケース４の側面（図１では上面）に
は、ポンプユニット１内で圧縮された流体を外部へ導く
吐出口３４が設けられており、この実施例の吐出口３４
は、上述した吸入口３２と同様、ケーシング３内に形成
された吐出通路３５と、２つのピストン８の間に形成さ
れる第２作動室１１とから圧送される流体を外部へ導く
ために、３又の吐出路３５ｂが設けられている。
【００４１】外周側の吸入口３２から吸入された流体
は、シリンダ６の両端部に固着された弁機構の吸入弁３
６を介して第１作動室７へ導かれる。このため、外周側
から吸入された流体は、吸入弁３６を通ってからピスト
ン８の中心側に向けて吸い込まれる。逆に、第１作動室
７内で圧縮された流体は、シリンダ６の両端部に固着さ
れた弁機構の吐出弁３７を介して外周側に設けられた吐
出口３４に導かれる。このため、第１作動室７内で圧縮
された流体は、吐出弁３７を通ってから外周方向に向け
て吐出される。
は、シリンダ６の両端部に固着された弁機構の吸入弁３
６を介して第１作動室７へ導かれる。このため、外周側
から吸入された流体は、吸入弁３６を通ってからピスト
ン８の中心側に向けて吸い込まれる。逆に、第１作動室
７内で圧縮された流体は、シリンダ６の両端部に固着さ
れた弁機構の吐出弁３７を介して外周側に設けられた吐
出口３４に導かれる。このため、第１作動室７内で圧縮
された流体は、吐出弁３７を通ってから外周方向に向け
て吐出される。
【００４２】ここで、シリンダ６の両端部に設けられる
弁機構を、図７を参照して説明する。弁機構は、吸入リ
ード弁３８および吐出リード弁３９を形成する薄板状の
弁体リング４１と、吸入リード弁３８の吸入側の変位量
を所定量に規制する吸入弁抑え４２ａおよび吐出穴４２
ｂが形成された吸入弁抑えリング４２と、吐出リード弁
３９の吐出側の変位量を所定量に規制する吐出弁抑え４
３ａおよび吸入穴４３ｂが形成された吐出弁抑えリング
４３とを積層したものである。
弁機構を、図７を参照して説明する。弁機構は、吸入リ
ード弁３８および吐出リード弁３９を形成する薄板状の
弁体リング４１と、吸入リード弁３８の吸入側の変位量
を所定量に規制する吸入弁抑え４２ａおよび吐出穴４２
ｂが形成された吸入弁抑えリング４２と、吐出リード弁
３９の吐出側の変位量を所定量に規制する吐出弁抑え４
３ａおよび吸入穴４３ｂが形成された吐出弁抑えリング
４３とを積層したものである。
【００４３】ここで、吸入リード弁３８の開放端は、駆
動シャフト１６に向けて設けられている。これによっ
て、外周から内周に向かう吸入流体をスムーズに第１作
動室７内に導くことができる。この結果、第１作動室７
への流体の吸入効率が増す。また、第１作動室７の内側
に向いて流体が吸入されるため、ピストン８の中心部を
効率的に冷却することができる。これによって、ピスト
ン８の内部に配置される駆動機構１０の高温化を防ぐこ
とができ、結果的に駆動機構１０の耐久性を向上させる
ことができる。
動シャフト１６に向けて設けられている。これによっ
て、外周から内周に向かう吸入流体をスムーズに第１作
動室７内に導くことができる。この結果、第１作動室７
への流体の吸入効率が増す。また、第１作動室７の内側
に向いて流体が吸入されるため、ピストン８の中心部を
効率的に冷却することができる。これによって、ピスト
ン８の内部に配置される駆動機構１０の高温化を防ぐこ
とができ、結果的に駆動機構１０の耐久性を向上させる
ことができる。
【００４４】また、吐出リード弁３９の開放端を駆動シ
ャフト１６とは異なった側に向けて設けたことにより、
内周から外周に向かう吐出流体をスムーズに吐出口３４
に導くことができる。これによって、流体の吐出効率が
増す。
ャフト１６とは異なった側に向けて設けたことにより、
内周から外周に向かう吐出流体をスムーズに吐出口３４
に導くことができる。これによって、流体の吐出効率が
増す。
【００４５】第２作動室１１へ流体を導く第２吸入弁４
４および第２作動室１１で圧縮された流体を吐出口３４
に導く第２吐出弁４５も、上述した弁機構と同様、板状
を呈したリード弁を用いたものである。このように、各
弁機構に構成が単純で薄型化できるリード弁を用いたこ
とにより、弁機構を簡素化でき、密閉式ポンプ装置の小
型化が可能になる。
４および第２作動室１１で圧縮された流体を吐出口３４
に導く第２吐出弁４５も、上述した弁機構と同様、板状
を呈したリード弁を用いたものである。このように、各
弁機構に構成が単純で薄型化できるリード弁を用いたこ
とにより、弁機構を簡素化でき、密閉式ポンプ装置の小
型化が可能になる。
【００４６】〔第１実施例の作動〕電動モータ２が作動
し、駆動シャフト１６の回転に伴ってフェイスカム１７
が回転すると、フェイスカム１７の軸方向の変位に伴っ
て２つのローラホルダー１９が軸方向に対向して往復動
する。２つのローラホルダー１９が往復動すると、各ロ
ーラホルダー１９に連結された２つのピストン８がシリ
ンダ６の内部において対向作動する。駆動シャフト１６
が１８０°回転する毎に、各ピストン８が対向して往復
動し、２つのピストン８の両側の各第１作動室７がそれ
ぞれ流体の吸入と圧縮を行うとともに、２つのピストン
８の間の第２作動室１１が流体の圧縮と吸入を行う。こ
の各第１作動室７および第２作動室１１における流体の
吸入行程によって、吸入口３２から流体が吸い込まれる
とともに、各第１作動室７および第２作動室１１で圧縮
された流体が吐出口３４から吐出される。
し、駆動シャフト１６の回転に伴ってフェイスカム１７
が回転すると、フェイスカム１７の軸方向の変位に伴っ
て２つのローラホルダー１９が軸方向に対向して往復動
する。２つのローラホルダー１９が往復動すると、各ロ
ーラホルダー１９に連結された２つのピストン８がシリ
ンダ６の内部において対向作動する。駆動シャフト１６
が１８０°回転する毎に、各ピストン８が対向して往復
動し、２つのピストン８の両側の各第１作動室７がそれ
ぞれ流体の吸入と圧縮を行うとともに、２つのピストン
８の間の第２作動室１１が流体の圧縮と吸入を行う。こ
の各第１作動室７および第２作動室１１における流体の
吸入行程によって、吸入口３２から流体が吸い込まれる
とともに、各第１作動室７および第２作動室１１で圧縮
された流体が吐出口３４から吐出される。
【００４７】〔第１実施例の効果〕上記の実施例で示し
たように、密閉式ポンプ装置は、ピストン８の内部空間
に駆動機構１０を配置したことで、密閉式ポンプ装置の
体格を小型化することができる。また、第１ベローズ１
２の内部に形成された隔離空間１３の内部に駆動機構１
０が配置されるため、駆動機構１０の作動によって発生
する摺動粉や潤滑材等が流体に混入する不具合がなく、
密閉式ポンプ装置から吐出される流体を汚染する不具合
がない。また、シリンダ６とピストン８との間に微細な
クリアランスが保たれるため、第１ベローズ１２の隔離
空間１３の外側に摺動部がなく、摺動に伴う摺動粉が流
体に混入せず、密閉式ポンプ装置から吐出される流体を
汚染する不具合がない。
たように、密閉式ポンプ装置は、ピストン８の内部空間
に駆動機構１０を配置したことで、密閉式ポンプ装置の
体格を小型化することができる。また、第１ベローズ１
２の内部に形成された隔離空間１３の内部に駆動機構１
０が配置されるため、駆動機構１０の作動によって発生
する摺動粉や潤滑材等が流体に混入する不具合がなく、
密閉式ポンプ装置から吐出される流体を汚染する不具合
がない。また、シリンダ６とピストン８との間に微細な
クリアランスが保たれるため、第１ベローズ１２の隔離
空間１３の外側に摺動部がなく、摺動に伴う摺動粉が流
体に混入せず、密閉式ポンプ装置から吐出される流体を
汚染する不具合がない。
【００４８】対向配置されたピストン８間に生じるデッ
ドスペースを有効に利用することができ、対向するピス
トン８を備えた密閉式ポンプ装置の体格を小型化するこ
とができる。ピストン８が対向作動することによってピ
ストン８の往復動に伴う振動が打ち消されるため、密閉
式ポンプ装置を低振動にでき、騒音も低減できる。
ドスペースを有効に利用することができ、対向するピス
トン８を備えた密閉式ポンプ装置の体格を小型化するこ
とができる。ピストン８が対向作動することによってピ
ストン８の往復動に伴う振動が打ち消されるため、密閉
式ポンプ装置を低振動にでき、騒音も低減できる。
【００４９】ピストン８の１回の伸縮で、第１作動室７
と第２作動室１１が１回ずつ、駆動シャフト１６の回転
に対して９０°位相がずれた状態で２回連続して流体を
吸引するとともに、第１作動室７と第２作動室１１が１
回ずつ、９０°位相がずれた状態で流体を２回連続して
吐出する。これによって、ポンプ能力が高くなり、密閉
式ポンプ装置の体格を従来に比較して小型化することが
できる。第１作動室７と第２作動室１１の吸入行程と吐
出行程の位相が９０°ずれるため、流体の吸引および吐
出の脈動が平均化される。
と第２作動室１１が１回ずつ、駆動シャフト１６の回転
に対して９０°位相がずれた状態で２回連続して流体を
吸引するとともに、第１作動室７と第２作動室１１が１
回ずつ、９０°位相がずれた状態で流体を２回連続して
吐出する。これによって、ポンプ能力が高くなり、密閉
式ポンプ装置の体格を従来に比較して小型化することが
できる。第１作動室７と第２作動室１１の吸入行程と吐
出行程の位相が９０°ずれるため、流体の吸引および吐
出の脈動が平均化される。
【００５０】〔第２実施例〕図８を参照して第２実施例
を説明する。なお、以下の各実施例では、上記実施例と
相違する部分のみを説明するものであり、第１実施例と
同一機能物は同一符号を付して説明を省略する。
を説明する。なお、以下の各実施例では、上記実施例と
相違する部分のみを説明するものであり、第１実施例と
同一機能物は同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】この第２実施例は、駆動機構１０が第１実
施例と異なるものであり、この実施例の駆動機構１０
は、駆動シャフト１６と一体に回転し、外周囲にカム溝
５１が形成されたカムロータ５２と、カム溝５１に挿入
されたガイドピン５３を有し、そのガイドピン５３の軸
方向変位をピストン８に伝達するガイドピンホルダー５
４とを備えるものであり、２つの対向したガイドピンホ
ルダー５４の往復動によって、対向配置したピストン８
を対向動作させるものである。
施例と異なるものであり、この実施例の駆動機構１０
は、駆動シャフト１６と一体に回転し、外周囲にカム溝
５１が形成されたカムロータ５２と、カム溝５１に挿入
されたガイドピン５３を有し、そのガイドピン５３の軸
方向変位をピストン８に伝達するガイドピンホルダー５
４とを備えるものであり、２つの対向したガイドピンホ
ルダー５４の往復動によって、対向配置したピストン８
を対向動作させるものである。
【００５２】なお、カム溝５１は、図８に示すように、
駆動シャフト１６が１回転すると、軸方向に２回波うつ
ように設けられている。また、ガイドピン５３は、ベア
リング５５を介してガイドピンホルダー５４に回転自在
に支持されるものである。このように設けられることに
より、第１実施例の駆動機構１０と同様、カムロータ５
２が９０°回転すると、対向するピストン８が離反する
ように駆動され、さらにカムロータ５２が９０°回転す
ると、対向するピストン８が接近するように駆動され
る。
駆動シャフト１６が１回転すると、軸方向に２回波うつ
ように設けられている。また、ガイドピン５３は、ベア
リング５５を介してガイドピンホルダー５４に回転自在
に支持されるものである。このように設けられることに
より、第１実施例の駆動機構１０と同様、カムロータ５
２が９０°回転すると、対向するピストン８が離反する
ように駆動され、さらにカムロータ５２が９０°回転す
ると、対向するピストン８が接近するように駆動され
る。
【００５３】〔第３実施例〕図９を参照して第３実施例
を説明する。この第３実施例は、ピストン８の回転を阻
止し、ピストン８を往復動させる手段が第１実施例と異
なるものであり、この実施例では、図９（ａ）に示すよ
うにピストン８の外周壁に軸方向に沿う溝８ａを設け、
図９（ｂ）に示すようにシリンダ６の内周壁に、ピスト
ン８の溝８ａに嵌まり合う凸部６ａ（例えば軸方向に沿
うリブ）を設けたものである。このように設けることに
よって、第１実施例と同様、ピストン８の回転を阻止
し、ピストン８を往復動させることができる。
を説明する。この第３実施例は、ピストン８の回転を阻
止し、ピストン８を往復動させる手段が第１実施例と異
なるものであり、この実施例では、図９（ａ）に示すよ
うにピストン８の外周壁に軸方向に沿う溝８ａを設け、
図９（ｂ）に示すようにシリンダ６の内周壁に、ピスト
ン８の溝８ａに嵌まり合う凸部６ａ（例えば軸方向に沿
うリブ）を設けたものである。このように設けることに
よって、第１実施例と同様、ピストン８の回転を阻止
し、ピストン８を往復動させることができる。
【００５４】なお、シリンダ６とピストン８の摺接面の
少なくとも一方に、フッ素系樹脂等の固体潤滑材を被覆
し、シリンダ６に対するピストン８の摺接抵抗を低減
し、ピストン８が円滑に往復動するように設けられてい
る。なお、この第３実施例では、第１実施例で示した第
１滑りガイド２４および第２滑りガイド２５が必要ない
ため、ピストン８と駆動シャフト１６との間に回転方向
および軸方向のすべりが可能な滑り軸受（図示しない）
が配置され、この滑り軸受を介してピストン８が駆動シ
ャフト１６に支持される。
少なくとも一方に、フッ素系樹脂等の固体潤滑材を被覆
し、シリンダ６に対するピストン８の摺接抵抗を低減
し、ピストン８が円滑に往復動するように設けられてい
る。なお、この第３実施例では、第１実施例で示した第
１滑りガイド２４および第２滑りガイド２５が必要ない
ため、ピストン８と駆動シャフト１６との間に回転方向
および軸方向のすべりが可能な滑り軸受（図示しない）
が配置され、この滑り軸受を介してピストン８が駆動シ
ャフト１６に支持される。
【００５５】〔第４実施例〕図１０を参照して第４実施
例を説明する。この第４実施例に示すピストン８には、
ピストン８によって圧縮される流体の一部をピストン８
内に導き、そしてピストン８の外周面よりピストン８の
頂部側へ向けて吹き出す複数の逆噴射孔５６（逆噴射手
段に相当）が設けられたものである。このように、ピス
トン８に複数の逆噴射孔５６を設けることにより、シリ
ンダ６とピストン８の間のクリアランスから流入した流
体と、逆噴射孔５６から吹き出される流体とが衝突し、
合流損失が生じる。これによって、クリアランスにおけ
る流体のリークを抑えることができ、結果的にポンプ効
率の低下を防ぐことができる。
例を説明する。この第４実施例に示すピストン８には、
ピストン８によって圧縮される流体の一部をピストン８
内に導き、そしてピストン８の外周面よりピストン８の
頂部側へ向けて吹き出す複数の逆噴射孔５６（逆噴射手
段に相当）が設けられたものである。このように、ピス
トン８に複数の逆噴射孔５６を設けることにより、シリ
ンダ６とピストン８の間のクリアランスから流入した流
体と、逆噴射孔５６から吹き出される流体とが衝突し、
合流損失が生じる。これによって、クリアランスにおけ
る流体のリークを抑えることができ、結果的にポンプ効
率の低下を防ぐことができる。
【００５６】〔第５実施例〕上記の第１実施例では、ピ
ストン８の外周面にラビリンス溝３１を設けることによ
って、シリンダ６とピストン８のクリアランスに発生し
た水の凍結によるピストン８のロックを防ぐ例を示した
が、この第５実施例ではピストン８の外周面に、水をは
じく撥水材（例えば、フッ素系樹脂）を被覆したもので
ある。これにより、シリンダ６とピストン８の間に付着
する水の量を少なくすることができる。このため、凍結
による結合面積が小さくなるため、凍結時における起動
トルクを低減することができ、凍結による密閉式ポンプ
装置の破損を防止できる。なお、第１実施例で示したラ
ビリンス溝３１を併用しても良い。
ストン８の外周面にラビリンス溝３１を設けることによ
って、シリンダ６とピストン８のクリアランスに発生し
た水の凍結によるピストン８のロックを防ぐ例を示した
が、この第５実施例ではピストン８の外周面に、水をは
じく撥水材（例えば、フッ素系樹脂）を被覆したもので
ある。これにより、シリンダ６とピストン８の間に付着
する水の量を少なくすることができる。このため、凍結
による結合面積が小さくなるため、凍結時における起動
トルクを低減することができ、凍結による密閉式ポンプ
装置の破損を防止できる。なお、第１実施例で示したラ
ビリンス溝３１を併用しても良い。
【００５７】〔第６実施例〕上記の第５実施例では、ピ
ストン８の外周面に撥水材を被覆した例を示したが、こ
の第６実施例はシリンダ６の内周面に、水をはじく撥水
材（例えば、フッ素系樹脂）を被覆したものである。こ
のように設けることにより、第５実施例と同様の効果を
得ることができる。
ストン８の外周面に撥水材を被覆した例を示したが、こ
の第６実施例はシリンダ６の内周面に、水をはじく撥水
材（例えば、フッ素系樹脂）を被覆したものである。こ
のように設けることにより、第５実施例と同様の効果を
得ることができる。
【００５８】〔第７実施例〕この第７実施例では、弁機
構を構成する弁体（吸入リード弁３８および吐出リード
弁３９を形成する弁体リング４１）、あるいは弁座（吸
入弁抑えリング４２と吐出弁抑えリング４３）の少なく
とも一方に、水をはじく撥水材（例えば、フッ素系樹
脂）を被覆したものである。このように設けることによ
り、弁体と弁座の間に付着する水の量を少なくすること
ができる。このため、凍結による弁機構の作動不良を抑
えることができ、凍結による密閉式ポンプ装置の作動不
良を抑えることができる。
構を構成する弁体（吸入リード弁３８および吐出リード
弁３９を形成する弁体リング４１）、あるいは弁座（吸
入弁抑えリング４２と吐出弁抑えリング４３）の少なく
とも一方に、水をはじく撥水材（例えば、フッ素系樹
脂）を被覆したものである。このように設けることによ
り、弁体と弁座の間に付着する水の量を少なくすること
ができる。このため、凍結による弁機構の作動不良を抑
えることができ、凍結による密閉式ポンプ装置の作動不
良を抑えることができる。
【００５９】〔第８実施例〕図１１、図１２を参照して
第８実施例を説明する。この第８実施例は、駆動シャフ
ト１６の軸方向に対してピストン８が直交方向に往復動
するタイプの密閉式ポンプ装置を示すものである。駆動
シャフト１６に対してピストン８が直交方向に往復動さ
せる駆動機構１０は、ピストン８を対向配置してなるピ
ストン８間の隔離空間１３内に配置されるものであり、
駆動シャフト１６と一体に回転する楕円形状を呈した楕
円カム６１と、この楕円カム６１の周囲を取り囲む４つ
の連結鎖からなるチェーン状を呈し、楕円カム６１の回
転を往復動のストロークに変換する拘束部材６２と、こ
の拘束部材６２による往復動のストロークをピストン８
に伝達する拘束部材ホルダー６３とを備えるものであ
り、拘束部材ホルダー６３は、４つの連結鎖の対向する
連結部分が連結されたものである。このような構成を採
用する駆動機構１０により、対向配置したピストン８を
対向動作させるものである。
第８実施例を説明する。この第８実施例は、駆動シャフ
ト１６の軸方向に対してピストン８が直交方向に往復動
するタイプの密閉式ポンプ装置を示すものである。駆動
シャフト１６に対してピストン８が直交方向に往復動さ
せる駆動機構１０は、ピストン８を対向配置してなるピ
ストン８間の隔離空間１３内に配置されるものであり、
駆動シャフト１６と一体に回転する楕円形状を呈した楕
円カム６１と、この楕円カム６１の周囲を取り囲む４つ
の連結鎖からなるチェーン状を呈し、楕円カム６１の回
転を往復動のストロークに変換する拘束部材６２と、こ
の拘束部材６２による往復動のストロークをピストン８
に伝達する拘束部材ホルダー６３とを備えるものであ
り、拘束部材ホルダー６３は、４つの連結鎖の対向する
連結部分が連結されたものである。このような構成を採
用する駆動機構１０により、対向配置したピストン８を
対向動作させるものである。
【００６０】この実施例では、ピストン８が駆動シャフ
ト１６の軸方向に対して直交方向に往復動するものであ
るため、シリンダ６も駆動シャフト１６の軸方向に対し
て直交方向に設けられている。なお、この実施例のシリ
ンダ６は、一方のピストン８を収容する部分と、他方の
ピストン８を収容する部分とが分割されており、分割さ
れたシリンダ６は、中心側の隔壁６４および駆動シャフ
ト１６が挿通された結合部材６５によって結合されてい
る。
ト１６の軸方向に対して直交方向に往復動するものであ
るため、シリンダ６も駆動シャフト１６の軸方向に対し
て直交方向に設けられている。なお、この実施例のシリ
ンダ６は、一方のピストン８を収容する部分と、他方の
ピストン８を収容する部分とが分割されており、分割さ
れたシリンダ６は、中心側の隔壁６４および駆動シャフ
ト１６が挿通された結合部材６５によって結合されてい
る。
【００６１】この実施例では、クランクとコンロッドを
有したクランク機構を持たずとも、駆動シャフト１６の
回転を直交方向の往復動に変換し、２つのピストン８を
往復動することができる。これによって、駆動シャフト
１６に対して直交方向に往復動する密閉式ポンプ装置を
小型化できる。また、ピストン８の往復動に伴う振動
が、ピストン８が対向作動することによって打ち消され
るため、密閉式ポンプ装置を低振動化できる。
有したクランク機構を持たずとも、駆動シャフト１６の
回転を直交方向の往復動に変換し、２つのピストン８を
往復動することができる。これによって、駆動シャフト
１６に対して直交方向に往復動する密閉式ポンプ装置を
小型化できる。また、ピストン８の往復動に伴う振動
が、ピストン８が対向作動することによって打ち消され
るため、密閉式ポンプ装置を低振動化できる。
【００６２】一方、この実施例では、第１ベローズ１２
内における隔離空間１３内において、拘束部材ホルダー
６３を滑り軸受６６を介して筒状固定部材６７に支持す
る構造を採用している。なお、筒状固定部材６７は、隔
壁６４および結合部材６５に固定されるものである。こ
の構造によって、拘束部材ホルダー６３に連結されたピ
ストン８がシリンダ６に摺接しないようにできるため、
ピストン８とシリンダ６の摺動粉が発生せず、密閉式ポ
ンプ装置から吐出される流体を汚染する不具合がない。
内における隔離空間１３内において、拘束部材ホルダー
６３を滑り軸受６６を介して筒状固定部材６７に支持す
る構造を採用している。なお、筒状固定部材６７は、隔
壁６４および結合部材６５に固定されるものである。こ
の構造によって、拘束部材ホルダー６３に連結されたピ
ストン８がシリンダ６に摺接しないようにできるため、
ピストン８とシリンダ６の摺動粉が発生せず、密閉式ポ
ンプ装置から吐出される流体を汚染する不具合がない。
【００６３】〔変形例〕上記の各実施例では、１つの駆
動機構１０によって２つのピストン８を駆動する例を示
したが、図１３に示すように、２つのピストン８を、そ
れぞれ別々に設けた駆動機構１０で独立駆動するように
設けても良い。また、上記の各実施例では、２つの対向
するピストン８が軸方向の両外方向に向けて流体を圧縮
するように設けたが、図１３に示すように、軸方向の中
心側に向けて流体を圧縮するように設けても良い。
動機構１０によって２つのピストン８を駆動する例を示
したが、図１３に示すように、２つのピストン８を、そ
れぞれ別々に設けた駆動機構１０で独立駆動するように
設けても良い。また、上記の各実施例では、２つの対向
するピストン８が軸方向の両外方向に向けて流体を圧縮
するように設けたが、図１３に示すように、軸方向の中
心側に向けて流体を圧縮するように設けても良い。
【００６４】上記の実施例では、本発明を水素循環用ポ
ンプに適用した例を示したが、例えば水素以外の可燃性
ガス、毒性ガス等の気体圧送用ポンプや、可燃性液体、
毒性液体等の液体圧送用ポンプに適用しても良い。上記
の実施例では、ポンプユニット１の材質として、金属を
用いた例を示したが、ポンプユニット１の構成部材の一
部、あるいは全部を樹脂やゴムを用いて構成しても良
い。つまり、例えば、適用される作動流体に応じて、第
１、第２ベローズ１２、２７等を樹脂やゴムを用いて構
成しても良い。上記の実施例では、筒状ケース４の内部
に円筒形状を呈したシリンダ６が形成されている例を示
したが、シリンダライナ部材をケース内部に挿入、固定
することで、シリンダを形成しても良い。
ンプに適用した例を示したが、例えば水素以外の可燃性
ガス、毒性ガス等の気体圧送用ポンプや、可燃性液体、
毒性液体等の液体圧送用ポンプに適用しても良い。上記
の実施例では、ポンプユニット１の材質として、金属を
用いた例を示したが、ポンプユニット１の構成部材の一
部、あるいは全部を樹脂やゴムを用いて構成しても良
い。つまり、例えば、適用される作動流体に応じて、第
１、第２ベローズ１２、２７等を樹脂やゴムを用いて構
成しても良い。上記の実施例では、筒状ケース４の内部
に円筒形状を呈したシリンダ６が形成されている例を示
したが、シリンダライナ部材をケース内部に挿入、固定
することで、シリンダを形成しても良い。
【図１】密閉式ポンプ装置におけるポンプユニットの断
面図である（第１実施例）。
面図である（第１実施例）。
【図２】ポンプユニットの分解斜視図である（第１実施
例）。
例）。
【図３】駆動機構の分解斜視図である（第１実施例）。
【図４】駆動機構の概略説明図である（第１実施例）。
【図５】第１、第２滑りガイドの分解斜視図である（第
１実施例）。
１実施例）。
【図６】ピストンの外周面に形成されたラビリンス溝の
説明図である（第１実施例）。
説明図である（第１実施例）。
【図７】弁機構の分解斜視図である（第１実施例）。
【図８】駆動機構の概略説明図である（第２実施例）。
【図９】シリンダおよびピストンに形成したピストンの
回り止め手段の説明図である（第３実施例）。
回り止め手段の説明図である（第３実施例）。
【図１０】ピストンに形成した逆噴射孔の説明図である
（第４実施例）。
（第４実施例）。
【図１１】ポンプユニットの駆動シャフト側から見た断
面図である（第８実施例）。
面図である（第８実施例）。
【図１２】ポンプユニットの駆動シャフトに沿う断面図
である（第８実施例）。
である（第８実施例）。
【図１３】ポンプユニットの駆動シャフトに沿う断面図
である（変形例）。
である（変形例）。
１ ポンプユニット ２ 電動モータ ３ ケーシング（固定部材） ６ シリンダ ６ａ 凸部（シリンダの内周壁に設けられた凸部） ７ 第１作動室 ８ ピストン ８ａ 溝（ピストンの外周壁に設けられた軸方向に沿う
溝） １０ 駆動機構 １１ 第２作動室 １２ 第１ベローズ（伸縮部材） １３ 隔離空間 １４ 連結部材 １６ 駆動シャフト １７ フェイスカム １８ ローラ １９ ローラホルダー ２４ 第１滑りガイド ２４ａ スプライン凸部（溝に嵌まり合う凸部） ２５ 第２滑りガイド ２５ａ スプライン溝（軸方向に沿う溝） ２６ 滑り軸受 ２７ 第２ベローズ（第２伸縮部材） ２８ 第２隔離空間 ３１ ラビリンス溝 ３２ 吸入口 ３４ 吐出口 ３６ 吸入弁 ３７ 吐出弁 ３８ 吸入リード弁 ３９ 吐出リード弁 ４１ 弁体リング（弁体） ４２ 吸入弁抑えリング（弁座） ４３ 吐出弁抑えリング（弁座） ５１ カム溝 ５２ カムロータ ５３ ガイドピン ５４ ガイドピンホルダー ５６ 逆噴射孔（逆噴射手段） ６１ 楕円カム ６２ 拘束部材 ６３ 拘束部材ホルダー ６６ 滑り軸受 ６７ 筒状固定部材
溝） １０ 駆動機構 １１ 第２作動室 １２ 第１ベローズ（伸縮部材） １３ 隔離空間 １４ 連結部材 １６ 駆動シャフト １７ フェイスカム １８ ローラ １９ ローラホルダー ２４ 第１滑りガイド ２４ａ スプライン凸部（溝に嵌まり合う凸部） ２５ 第２滑りガイド ２５ａ スプライン溝（軸方向に沿う溝） ２６ 滑り軸受 ２７ 第２ベローズ（第２伸縮部材） ２８ 第２隔離空間 ３１ ラビリンス溝 ３２ 吸入口 ３４ 吐出口 ３６ 吸入弁 ３７ 吐出弁 ３８ 吸入リード弁 ３９ 吐出リード弁 ４１ 弁体リング（弁体） ４２ 吸入弁抑えリング（弁座） ４３ 吐出弁抑えリング（弁座） ５１ カム溝 ５２ カムロータ ５３ ガイドピン ５４ ガイドピンホルダー ５６ 逆噴射孔（逆噴射手段） ６１ 楕円カム ６２ 拘束部材 ６３ 拘束部材ホルダー ６６ 滑り軸受 ６７ 筒状固定部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｂ 35/01 Ｆ０４Ｂ 21/00 Ｎ ５Ｈ０２７ 45/02 21/02 Ｂ 53/00 21/04 Ｃ 53/10 Ｚ 53/14 1/00 // Ｈ０１Ｍ 8/04 35/00 １０２ (72)発明者 河合 博 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 木本 幸博 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3H070 AA05 BB15 CC01 CC07 CC21 CC34 DD11 DD22 DD26 DD31 DD58 DD92 EE08 3H071 AA06 AA15 BB01 CC12 CC21 CC26 DD02 DD04 DD06 DD12 DD13 DD42 EE03 3H075 AA18 AA20 BB03 BB04 BB30 CC16 CC17 CC19 CC34 CC36 DA02 DA04 DA05 DA09 DB03 DB23 DB43 3H076 AA02 AA13 AA14 AA40 BB01 BB10 BB11 BB21 BB26 BB38 BB43 CC07 CC19 CC31 CC34 CC39 CC40 CC47 CC92 CC93 3H077 AA11 BB10 CC03 CC07 DD02 DD12 EE02 EE21 EE24 EE36 FF01 FF06 FF12 FF14 FF38 5H027 AA02 BA19
Claims (21)
- 【請求項１】筒状を呈するシリンダと、 このシリンダ内に配置され、前記シリンダ内を往復動す
ることにより前記シリンダ内の容積を変化させ、流体の
吸入と圧縮動作を行うピストンと、 このピストンの往復動方向に沿って弾性的に伸縮し、前
記ピストンの内部に隔離空間を形成する伸縮部材と、 前記隔離空間の内部に配置され、前記ピストンを前記シ
リンダ内で往復駆動させるための駆動機構と、を具備す
る密閉式ポンプ装置。 - 【請求項２】請求項１の密閉式ポンプ装置において、 前記伸縮部材は、蛇腹状を呈する筒型のベローズである
ことを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項３】請求項１または請求項２の密閉式ポンプ装
置において、 前記駆動機構は、 前記ピストンを対向配置し、そのピストン間に形成され
る前記隔離空間内に配置されるものであり、 回転駆動される駆動シャフトと、 この駆動シャフトと一体に回転し、前記駆動シャフトの
周囲にリブ状に張り出したフェイスカムと、 このフェイスカムの軸方向のカム面に沿うローラを有
し、そのローラの軸方向変位を前記ピストンに伝達する
ローラホルダーとを備え、 対向配置した前記ピストンを対向動作するように設けら
れたことを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項４】請求項１または請求項２の密閉式ポンプ装
置において、 前記駆動機構は、 前記ピストンを対向配置し、そのピストン間に形成され
る前記隔離空間内に配置されるものであり、 回転駆動される駆動シャフトと、 この駆動シャフトと一体に回転し、外周囲にカム溝が形
成されたカムロータと、 前記カム溝に挿入されたガイドピンを有し、そのガイド
ピンの軸方向変位を前記ピストンに伝達するガイドピン
ホルダーとを備え、 対向配置した前記ピストンを対向動作するように設けら
れたことを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項５】請求項３または請求項４の密閉式ポンプ装
置において、 前記ピストンを往復動させるとともに、前記ピストンの
回転を阻止する手段は、 前記ピストンに連結固定された略円筒形状を呈した第１
滑りガイドと、 前記シリンダを収納するケーシングに連結固定され、前
記第１滑りガイドの外周あるいは内周に嵌まり合う第２
滑りガイドとを具備し、 前記第１滑りガイドと前記第２滑りガイドの一方の摺動
部分には、軸方向に沿う溝が設けられ、 前記第１滑りガイドと前記第２滑りガイドの他方の摺動
部分には、前記溝に嵌まり合う凸部が設けられたもので
あり、 前記第１滑りガイドまたは前記第２滑りガイドの一方
と、前記駆動シャフトとの間には、回転方向および軸方
向のすべりが可能な滑り軸受が配置されたことを特徴と
する密閉式ポンプ装置。 - 【請求項６】請求項３ないし請求項５のいずれかの密閉
式ポンプ装置において、 前記ピストンと前記シリンダを収納するケーシングとの
間に形成される空間には、前記ピストンの往復動方向に
沿って伸縮し、前記駆動シャフトの周囲を覆った第２隔
離空間を形成する第２伸縮部材が配置されたことを特徴
とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項７】請求項３ないし請求項６のいずれかの密閉
式ポンプ装置において、 前記ピストンは、前記駆動シャフトによって支持される
ことによって、前記シリンダに対して摺接しないことを
特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項８】請求項３または請求項４の密閉式ポンプ装
置において、 前記ピストンを往復動させるとともに、前記ピストンの
回転を阻止する手段は、 前記シリンダの内周壁あるいは前記ピストンの外周壁の
一方に設けられた軸方向に沿う溝と、 前記シリンダの内周壁あるいは前記ピストンの外周壁の
他方に設けられ、前記溝に嵌まり合う凸部とからなり、 前記ピストンと前記駆動シャフトとの間には、回転方向
および軸方向のすべりが可能な滑り軸受が配置されたこ
とを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項９】請求項３ないし請求項８のいずれかの密閉
式ポンプ装置において、 対向作動する前記ピストンの間に挟まれた空間の容積変
化も、流体の吸入と圧縮動作の第２作動室として利用す
ることを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項１０】請求項７の密閉式ポンプ装置において、 前記ピストンの外周面には、周方向に沿うラビリンス溝
が設けられたことを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項１１】請求項３または請求項４の密閉式ポンプ
装置において、 前記駆動シャフトが１８０°回転することにより、対向
配置された前記ピストンが１往復動するように設けられ
たことを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項１２】請求項１１の密閉式ポンプ装置におい
て、 前記駆動シャフトが９０°回転することにより、対向配
置された前記ピストンが１往動あるいは１復動するよう
に設けられたことを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項１３】請求項１の密閉式ポンプ装置において、 前記駆動機構は、 前記ピストンを対向配置してなる前記ピストン間の前記
隔離空間内に配置されるものであり、 回転駆動される駆動シャフトと、 この駆動シャフトと一体に回転する楕円形状を呈した楕
円カムと、 この楕円カムの周囲を取り囲むチェーン状を呈し、前記
楕円カムの回転を往復動のストロークに変換する拘束部
材と、 この拘束部材による往復動のストロークを前記ピストン
に伝達する拘束部材ホルダーとを備え、 対向配置した前記ピストンを対向動作するように設けら
れたことを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項１４】請求項１３の密閉式ポンプ装置におい
て、 前記拘束部材ホルダーは、前記ピストンに固定されるも
のであり、前記伸縮部材内における前記隔離空間内にお
いて滑り軸受を介して筒状固定部材に支持されることを
特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項１５】請求項３または請求項４の密閉式ポンプ
装置において、 前記シリンダと前記ピストンとの間に形成される第１作
動室へ吸入流体を導く吸入口が前記シリンダの外周側に
設けられる場合、 前記吸入口から吸引された流体を前記第１作動室に導く
とともに、前記第１作動室で圧縮された流体の流出を阻
止する吸入弁は、板状を呈した吸入リード弁を用いて構
成されるものであり、 前記吸入リード弁の開放端は、前記駆動シャフトに向け
て設けられたことを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項１６】請求項３または請求項４の密閉式ポンプ
装置において、 前記シリンダと前記ピストンとの間に形成される第１作
動室で圧縮された圧縮流体を外部へ導く吐出口が前記シ
リンダの外周側に設けられる場合、 前記第１作動室で圧縮された流体を前記シリンダの外部
へ導くとともに、流体が前記第１作動室の内部に流出す
るのを阻止する吐出弁は、板状を呈した吐出リード弁を
用いて構成されるものであり、 前記吐出リード弁の開放端は、前記駆動シャフトとは異
なった側に向けて設けられたことを特徴とする密閉式ポ
ンプ装置。 - 【請求項１７】請求項３または請求項４の密閉式ポンプ
装置において、 前記伸縮部材は、対向配置した前記ピストンの間におい
て分割して設けられ、分割された前記伸縮部材を連結す
る連結部材は、固定部材に固定されたことを特徴とする
密閉式ポンプ装置。 - 【請求項１８】請求項１ないし請求項１７のいずれかの
密閉式ポンプ装置において、 前記ピストンには、そのピストンによって圧縮される流
体の一部を前記ピストン内に導き、前記ピストンの外周
面より前記ピストンの頂部側へ向けて吹き出す逆噴射手
段が設けられたことを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項１９】請求項１ないし請求項１８のいずれかの
密閉式ポンプ装置において、 前記ピストンの外周面は、水をはじく撥水材が被覆され
ていることを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項２０】請求項１ないし請求項１８のいずれかの
密閉式ポンプ装置において、 前記シリンダの内周面は、水をはじく撥水材が被覆され
ていることを特徴とする密閉式ポンプ装置。 - 【請求項２１】請求項１ないし請求項２０のいずれかの
密閉式ポンプ装置において、 弁機構を構成する弁体あるいは弁座の少なくとも一方
は、水をはじく撥水材が被覆されていることを特徴とす
る密閉式ポンプ装置。
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|---|---|---|---|
| JP2001147064A JP4569039B2 (ja) | 2001-05-16 | 2001-05-16 | 密閉式ポンプ装置 |
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| JP2002339861A true JP2002339861A (ja) | 2002-11-27 |
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- 2001-05-16 JP JP2001147064A patent/JP4569039B2/ja not_active Expired - Fee Related
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