(57)【要約】【課題】安定した性能で高い信頼性の軽量なベーンロータリ型空気ポンプを提供する。【解決手段】ロータ１０７とメカシャフト１１０の間に嫌気性接着剤を保持する保持部１３０を構成することにより十分な嫌気性接着剤を保持することが出来るので、ロータ１０７がアルミニウム合金で製作されても運転停止による熱履歴による熱膨張係数の差で発生する伸びの差にも対応できる固着強度を実現し、更に、メカシャフト１１０とロータ１０７の隙間を小さくすることが出来るので組立時のふれ周りを小さくすることが出来るので、シリンダ１０３の内壁とロータ１０７の最小隙間の変動が小さくなり、軽量で安定した性能で高い信頼性を実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状内壁を有するシリンダ内に、円筒形状のロータを前記シリンダの中心軸から偏心させた状態で配置し、前記ロータにはその中心軸方向に複数の溝を設け、これらの溝には板状のベーンを摺動可能な状態で嵌合させ、フロントプレートとエンドプレートを前記ロータと前記ベーンを挟み込むように前記シリンダの端面に配置して複数のポンプ空間を形成し、前記ロータの中心軸にはメカシャフトを備えてポンプ機構部を構成し、前記ポンプ機構部の前記エンドプレート側に直流モータを配置し、この直流モータが前記メカシャフトを回転駆動することにより、前記ポンプ空間が伸縮作用を生じるオイルレス空気ポンプであって、前記メカシャフトおよび前記ロータの嵌合部の隙間を小さくするとともに、少なくとも１カ所には所定の空間を設けて、その空間を接着剤を保持する保持部としたことを特徴とするベーンロータリ型空気ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を用いたモバイル用情報端末機器の空気供給装置に使用されるベーンロータリ型空気ポンプの構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のベーンロータリ型ポンプとしては、図３および図４に示すものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このベーンロータリ型ポンプは、両端がフロントプレート１１１およびエンドプレート１１２で閉鎖された筒状内壁を有するシリンダ１０３を有している。シリンダ１０３の内部には、外周の一部がシリンダ１０３の内壁と小隙間を形成するロータ１０７が配設されている。
【０００４】
ロータ１０７に一体的に形成されたメカシャフト１１０は、両端がそれぞれフロントプレート１１１に配設されたボール軸受け１１６、およびエンドプレート１１２に配設されたボール軸受け１１８により回転自在に支持されている。ロータ１０７の外周面には、複数の溝１０８が形成され、各溝１０８に板状のベーン１０９の一端が摺動自在に挿入されている。そして、ベーン１０９はシリンダ１０３、ロータ１０７、フロントプレート１１１、エンドプレート１１２とともにポンプ空間１０４を形成している。フロントプレート１１１にはポンプ空間１０４と連通する吸入ポート１１３と吐出ポート１１４が形成されている。
【０００５】
動力がメカシャフト１１０に伝達されると、ロータ１０７が回転し、吸入ポート１１３からポンプ空間１０４内に吸入された流体はポンプ空間１０４内で圧縮された後、吐出ポート１１４から吐出される。
【０００６】
ロータ１０７とメカシャフト１１０の固定には種々の方法があり、圧入や焼きばめ等のほか、特に小型の空気ポンプにおいては嫌気性接着剤などを用いて固着される構成となっている。
【特許文献１】特開平６−１８５４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の構成で、特に接着剤を用いて固定する場合には、メカシャフトとロータの固定時のふれを少なくするために隙間を小さくしているが、その為に接着剤の量が少なくなる。そのため固着強度が低くなり、運転中に部品の温度が高温（例えば８０℃程度）まで上昇し、停止時には常温に戻るという熱履歴を繰り返した場合、メカシャフトとロータの固着が緩みロータが回転不能に陥るという問題を有していた。特にメカシャフトは鋼で製作されることが多いが、ポンプを軽量にするために各部材にアルミニウム合金を使用した場合、熱膨張係数が２倍の差が有るので、熱変動による寸法変化は無視できない。
【０００８】
また、固着強度を上げるために隙間を広げて多量の嫌気性接着剤でメカシャフトの固着させた場合は、互いの中心がずれてロータがふれ周りを起こしてシリンダとの隙間が不安定となり、ポンプの性能が安定しないという問題を有していた。
【０００９】
本発明は前記従来の課題を解決するためになされたものであって、十分な接着強度を維
持しながら、ロータ７のふれ回りが小さく、高い性能で安定した運転が可能な信頼性の高いベーンロータリ型空気ポンプの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明のベーンロータリ型空気ポンプは、メカシャフトおよびロータの嵌合部の隙間を小さくしつつ、少なくとも１カ所には所定の空間を設け、その空間を接着剤を保持する保持部としたものである。
【００１１】
この構成によれば、メカシャフトとロータの固着は、メカシャフトとロータの隙間は小さくても、その間に設けられた保持部に保持された接着剤で強固に行われ長い寿命を実現でき、更に、事前に注入された嫌気性接着剤を保持する保持部が貫通する際にメカシャフトとロータの僅かな隙間に均等に入り込むことが出来るためメカシャフトとロータのふれ回りが小さくなり安定した性能のポンプとすることが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のベーンロータリ型空気ポンプは、メカシャフトとロータの間に嫌気性接着剤を保持する空間を設けて保持部とすることにより十分な固着強度を維持し、軽量化によるアルミ部品で構成されても運転停止による熱履歴にも対応でき、更にメカシャフトとロータの隙間を小さくし、かつ小さな隙間でも全周に嫌気性接着剤が回ってふれ周りを小さくすることが出来るので、シリンダ内壁との隙間の変動が小さくなり安定した性能で高い信頼性を持ち、軽量にすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１および図２は、本発明の実施の形態１におけるベーンロータリ型空気ポンプの正面および側面の断面図である。
【００１５】
図１、図２おいて、このベーンロータリ型空気ポンプは、ポンプ機構部１０１と直流モータ１１９とで構成している。
【００１６】
筒状内壁を有するシリンダ１０３内に、円筒形状のロータ１０７をシリンダ１０３の中心軸から偏心させた状態で配置し、ロータ１０７にはその中心軸方向に複数の溝１０８を設け、これらの溝１０８には板状のベーン１０９を摺動可能な状態で嵌合させ、フロントプレート１１１とエンドプレート１１２をロータ１０７とベーン１０９を挟み込むようにシリンダ１０３の端面に配置して複数のポンプ空間１０４を形成している。ロータ１０７の中心軸には、エンドプレート１１２側に配置された直流モータ１１９のモータシャフトを兼ねるメカシャフト１１０が結合されており、フロントプレート１１１に圧入されたボール軸受け１１６およびエンドプレート１１２に圧入されたボール軸受け１１８で回転可能に支持することでポンプ機構部１０１を構成している。
【００１７】
直流モータ１１９はモータロータ１２１の外周にステータ１２０を配置し、モータシャフトを兼ねるメカシャフト１１０は軸受け１２２および軸受け１２３で支持されている。
【００１８】
かかる構成部によれば、ロータ１２１とステータ１２０間の磁気作用によりモータロータ１２１は回転トルクを得て回転運動する。ロータ１２１と一体的に構成されたモータシャフトを兼ねるメカシャフト１１０が軸受け１２２，１２３によって回転可能に支持されることで、ポンプ機構部１０１に回転力を伝達可能とする。
【００１９】
直流モータ１１９によって出力された回転力はモータシャフトを兼ねるメカシャフト１１０と固着されたロータ１０７に伝達される。回転力を得たロータ１０７の回転にともない、ベーン１０９が遠心力によってロータ１０７の中心軸方向に設けられた溝１０８に沿って飛び出すことで、ポンプ空間１０４を形成する。
【００２０】
同時に吸入ポート１１３より吸入された空気は、直接ポンプ空間１０４に流入する経路、シリンダ１０３に設けられた貫通穴１０５を通じてエンドプレート１１２に設けられた段落ち部１１７からポンプ空間１０４に流入する経路、貫通穴１０５を通じてシリンダ中央部に設けられた連通路１２６からポンプ空間１０４に流入する経路の３箇所からポンプ空間１０４に流入する。
【００２１】
流入した空気は、ロータ１０７の回転にともないポンプ空間１０４内で圧縮され、吐出ポート１１４を経て吐出口１１５より吐出される。
【００２２】
本実施形態では、メカシャフト１１０とロータ１０７の嵌合部の隙間はできるだけ小さくして、ロータのふれ回りがないようにしている。その上で、少なくとも一カ所に所定の空間を設けて、その空間を嫌気性接着剤を保持する保持部１３０としたものである。この構成により、メカシャフト１１０とロータ１０７の固着強度は十分に高めることが出来るので、メカシャフト１１０とロータ１０７の隙間を小さくしても使用時に発生する熱履歴に対応することが可能となり、高い信頼性を持つポンプとすることが出来る。更に、保持部１３０に事前に嫌気性接着剤を供給した後にメカシャフト１１０を挿入するので、狭い隙間でも嫌気性接着剤が全周に渡って入り込むのでふれ回りも抑制することが出来るので、シリンダ１０３の内径との最小隙間も安定させることが出来、性能の安定した信頼性の高いポンプを実現することが出来る。
【００２３】
本実施例では、メカシャフト１１０側の全周に凹みを加工しロータ１０７と組み合わせた場合の保持部１３０を構成したが、ロータ１０７の内径に凹みを設けても同様である。また、一カ所の保持部１３０を構成したが、複数になっても効果は変わらない。更に、嫌気性接着剤を使用してメカシャフト１１０とロータ１０７を固着するとしたが、嫌気性効果と紫外線硬化を混合した接着剤を使用しても同様な効果を得ることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように、本発明にかかるベーンロータリ型空気ポンプは、接着剤によりロータとシャフトを信頼性が高い強度で固着することができるので、燃料電池を用いたモバイル用情報端末機器の空気供給装置に使用される小型のベーンロータリ型空気ポンプ等の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるベーンロータリ型空気ポンプの縦断面図
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図
【図３】従来のベーンロータリ型ポンプの縦断面図
【図４】図３におけるＩ−Ｉ断面図
【符号の説明】
【００２６】
１０１  ポンプ機構部
１０３  シリンダ
１０４  ポンプ空間
１０７  ロータ
１０８  溝
１０９  ベーン
１１０  メカシャフト
１１１  フロントプレート
１１２  エンドプレート
１１９  直流モータ
１３０  保持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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