(57)【要約】【課題】単純な工程でフロントプレート、エンドプレートを製作し、安価なオイルレスのベーンロータリ型空気ポンプを提供する。【解決手段】オイルレスの空気ポンプにおいて、ポンプ空間１０４に望む、フロントプレート１１１、エンドプレート１１２の摺動面のみバリ取りを行い、それ以外の面は同じ動作流体で圧力が高いまたは重い動作流体に曝してバリが脱落しない事を簡単な工程で保証してバリ残りを許容することにより、安価な空気ポンプを提供できる。【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ベーンを挟み込むように前記シリンダの両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、前記エンドプレートのポンプ機構部とは反対側にモータを配置し、このモータが前記メカシャフトを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、前記フロントプレートと前記エンドプレートの摺動面はバリ取りを行い、その他の面には動作圧力より高い圧力の雰囲気に曝すか、空気より重い流体に曝す事により、バリ残りを許容したことを特徴とするベーンロータリ型空気ポンプ。
【請求項２】
前記フロントプレート、および前記エンドプレートの摺動面に固体潤滑剤被膜を形成した請求項１に記載の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オイルレスの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、カーボンを主体とした金属をベーンに用いた真空ポンプが開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３および図４は特許文献１に記載された従来のベーンロータリ型ポンプを示すものである。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にカーボンを主体とした金属よりなる板状のベーン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。シリンダ１０３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】
通常はベーン１０９とシリンダ１０３、ロータ１０７、フロントプレート１１１、エンドプレート１１２はそれぞれ摺動部となる。これら各部品は溝や切り欠きを持つ為、面が交叉して加工のバリが残りやすい部品形状となっている。
【特許文献１】特開平６−１８５４８４号公報（第３項、図１および図２）
【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、前記従来の構成では、シリンダ１０３とロータ１０７は加工のバリが残っても単純な形状であるためバリ取り加工は容易だが、フロントプレート１１１とエンドプレート１１２は複雑な形状をしているため、ロータ１０７が回転する事によりベーン１０９が回転摺動しても引っかからない様にするために部品全体のバリ取り工数がかかり、高価な部品となってしまうという課題を有していた。
【０００８】
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、必要な面のみバリ取りを行い、その他の面はバリが残ったままで使用し安価なベーンロータリ型空気ポンプの提供を目的とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の第１の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、摺動面のみバリ取りを行い、その他の面にはバリが残っていても許容することによりフロントプレート、
エンドプレートの加工工数を低減し、安価な空気ポンプとすることが出来る。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、請求項１の発明において、さらに摺動面に固体潤滑材皮膜を形成することにより、バリが固体潤滑材を含む樹脂で固定されるためバリ残りを許容出来るようになるので、加工工数を低減することが出来、さらに安価な空気ポンプとすることが出来る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の空気ポンプは部品の加工を安価な工程で製作することが出来るので安価な空気ポンプを供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、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ポンプ機構部を構成し、前記エンドプレートの反メカ側にはモータを配置し、このモータが前記メカシャフトを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、前記フロントプレート、前記エンドプレートの摺動面はバリ取りを行い、その他の面にはバリが残っていても許容することにより、フロントプレートとエンドプレートを安価な工程で製作するとなり、安価なベーンロータリ型空気ポンプを供給することが出来る。
【００１３】
第２の発明は、特に第１の発明のプレートの摺動面に固体潤滑材の皮膜を形成したことにより、バリが固体潤滑材を含む樹脂で固着させることが出来るので、安価な工程で製作し、更に信頼性が高くなるので、安価で高信頼性のベーンロータリー型空気ポンプを供給することが出来る。
【００１４】
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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１、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断面図である。図１、図２において、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、ロータの中心軸にはエンドプレートの反メカ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。フロントプレート１１１にはボール軸受け挿入部１１６ａ、吸入ポート１１３、吐出ポート１１４のほかに、ベーン１０９が出やすくする均圧溝１３１と吸入ポート１１３と連通
する連通溝１３２も加工されている。エンドプレート１１２には吸入の段落ち部１１７とボール軸受け挿入部１１８ａが加工されている。
【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および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と結合されたロータ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。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。
【００２０】
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。ロータ１０７が回転し、ベーン１０９が溝１０８から突出しシリンダ１０３の内面に摺動する際にベーン１０９が出る方向と反対側の空間が広がり減圧されベーン１０９が始動時に出にくいという現象を防止するために吸入ポート１１３と連通溝１３２と均圧溝１３１が構成されており始動時のベーン１０９背面の減圧を防止し、円滑に始動するようになっている。
【００２１】
前述のように、従来のポンプでは、フロントプレート１１１、エンドプレート１１２には溝や穴が加工され、複雑な交差部が多数形成されるので加工後のバリ取り作業が摺動面以外の部分でも作業負荷が大きく、部品単価が高くなるという課題を有していた。
【００２２】
これに対して、本実施形態では、シリンダ１０３やロータ１０７は単純形状であるためバリ取りは容易であるのは従来と同一であるが、フロントプレート１１１およびエンドプレート１１２のポンプ空間１０４に臨む面（摺動面）にバリ取りを行い、その他の面についてはバリの残りを許容している。摺動面以外の個所のバリについては、使用中に不具合が発生しないように対策を施す必要がある。本部品の動作流体は空気であるので、動作圧力より高い圧力の雰囲気に曝すか、空気より重い流体に曝す事により使用中のバリによる不具合が発生しないように保証することが出来る。その方法としては、動作圧力以上の空気噴流吹き付け、動作流体より重い流体（水流または油流等）の流れへの浸漬、ショットブラスト、バレルなど、またはそれらの組み合わせなど、安価に大量処理が出来るものを選択して工程組み込みを行うことによりバリによる使用中の不具合の発生を保証することが出来る。
【００２３】
このことにより、工数のかかるバリ取り作業を減らすことが出来るので、安価な空気ポンプとすることが出来る。
【００２４】
また、フロントプレート、エンドプレートの摺動面に固体潤滑材皮膜を形成する場合には、摺動面側に残ったバリが固体潤滑材を含む樹脂で固められ運転中にバリが脱落することがないので、より信頼性の高い部品とすることが出来る。さらに、固体潤滑材皮膜の密着強さを向上させる為に下地にショットブラストを施すと、バリが残っていても脱落する可能性はさらに低くなり固体潤滑材を含む樹脂で固着されるので、固体潤滑材が剥離しにくくなるのとの併せて、さらに信頼性が高く安価な空気ポンプとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明にかかるベーンロータリー型空気ポンプは摺動面以外でのバリ残りを許容し、安価な部品の実現と許容が可能となるので、摺動する面を持つポンプや圧縮機等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかるベーンロータリ型空気ポンプの第１実施形態を示す縦断面図
【図２】図１のベーンロータリ型空気ポンプの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の従来のベーンロータリ型ポンプのＩ−Ｉ断面図
【符号の説明】
【００２７】
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
１２０  ステータ
１２１  モータロータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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