(57)【要約】【課題】ベーンポンプから排出される摩耗粉を圧縮性流体から除去するのに好適な摩耗粉除去装置を提供する。【解決手段】ベーンポンプ７の吐出し口２８が有する吐出し管３０に曲がり部３０ａを設ける。吐出し管３０の少なくとも圧縮性流体が衝突する曲がり部３０ａの内面に、圧縮性流体中に含まれる摩耗粉を捕捉する摩耗粉除去部材３１を設ける。この摩耗粉除去部材３１により、ベーンポンプ７から圧縮性流体とともに吐出される摩耗粉を圧縮性流体から除去するようにしたことを特徴としている。【選択図】      図４
2006125329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーンポンプから圧縮性流体とともに吐出される摩耗粉を前記圧縮性流体から除去する摩耗粉除去装置であって、前記ベーンポンプの吐出し口又はこの吐出し口に接続された送気配管に曲がり部を設け、この曲がり部を有した管の少なくとも圧縮性流体が当たる前記曲がり部の内面に沿わせて、圧縮性流体中に含まれる摩耗粉を捕捉する摩耗粉除去部材を設けた摩耗粉除去装置。
【請求項２】
前記摩耗粉除去部材に、前記摩耗粉を入り込ませて捕捉する微細多孔質の材料、又は前記摩耗粉を付着させて捕捉する粘着層を有した材料を用いた請求項１の記載の摩耗粉除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気等の圧縮性流体を圧送するベーンポンプから圧縮性流体とともに吐出される摩耗粉を圧縮性流体から除去する摩耗粉除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダの端面に取付けたサイドブロックに、シリンダ内に配置されるロータの回転軸を回転自在に軸支し、このロータに形成された複数のベーン溝の夫々にベーンを出没可能に挿入した構成を備えて、シリンダ、サイドブロック、ロータ、隣接するベーンにより仕切られた小室（圧縮室）の容積を、ロータの回転により変化させて、気体を圧送するベーンポンプが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この種のベーンポンプのベーンは、一般的に知られているように耐熱性及び摺動性に優れたカーボンで作られる場合が多いが、特許文献１に示されるようにアルミニューム合金やマグネシューム合金を母材としたベーン、若しくは、アラミド繊維などの補強材を含んだフェノール樹脂製としたベーン、又はこの樹脂に更に潤滑性向上のためにカーボン系等の固定潤滑剤を混入したベーン等も知られている。
【特許文献１】特開2003−113785号（段落0002−0007,0009、0012、0014−0016、図１−図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
引用文献１等で知られるベーンポンプでは、そのベーンが遠心力でシリンダの内面に押付けられながら、この内面に沿って摺動するので、例えベーンに固体潤滑材を混入しても、又はめっき処理により表面の耐摩耗性を向上させたところで、ベーンの摩耗を完全に防止することはできない。そのため、ベーンポンプから吐出される圧縮性流体はベーン等の摩耗粉を必ず含んでいる。
【０００５】
引用文献１には、以上の摩耗粉に対処する工夫についての記載がない。摩耗粉が圧縮性流体とともにベーンポンプ外に吐出されると、圧縮性流体が通る経路にある部品等に摩耗粉が付着し、それが堆積することで、その部品等の動作不良の因子となる恐れが考えられる。
【０００６】
そのため、ベーンポンプを送気源とする送気系統では、ベーンポンプから排出される摩耗粉を圧縮性流体から除去する対策が要請されている。ところで、一般的に空気中から微細な塵を高精度に分離する技術として、ガラス繊維などからなり細かなメッシュを持った織布を複数枚重ねて形成されるヘパフィルター等が知られている。しかし、こうしたフィルターは、流路を仕切るので、流路抵抗が大きいだけではなく、捕捉した摩耗粉によって目詰まりを起こして流路抵抗が増大するものであるため、必要な風量を確保しつつ摩耗粉を圧縮性流体から除去する対策としては好ましくない。
【０００７】
本発明の目的は、ベーンポンプから排出される摩耗粉を圧縮性流体から除去するのに好適な摩耗粉除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、ベーンポンプの吐出し口又はこの吐出し口に接続された送気配管に曲がり部を設けて、この曲がり部を有した管の少なくとも圧縮性流体が当たる前記曲がり部の内面に、圧縮性流体中に含まれる摩耗粉を捕捉する摩耗粉除去部材を設けている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ベーンポンプから排出される摩耗粉を圧縮性流体から除去するのに好適な摩耗粉除去装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１〜図４を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１１】
図１中符号１は給排気により膨縮される空気袋を備えるマッサージ器、例えばマット式のマッサージ器を示している。このマッサージ器１のマット（マッサージ器本体）２には、その長手方向の一端部に位置して駆動ユニット３が例えば内蔵して配設されている。人体支持用例えば人体頭部を支持する枕として使用される空気袋４は、マット２の長手方向の他端部に配設されている。これら駆動ユニット３と空気袋４との間に位置してマット２には、給排気により膨縮を繰り返すマッサージ用の空気袋５（代表して一つのみ図示する。）が夫々配設されている。
【００１２】
駆動ユニット３は、ケーシング６内に、送気源として機能するベーンポンプ７と、ロータリー弁８と、電磁弁９と、トランス１０、及び回路アセンブリ１１などを収容して形成されている。ロータリー弁８は、そのロータリー式の弁体の回転位置をステッピングモータで制御することにより、送気される空気（圧縮性流体）を分配する気体分配器として機能するものである。このロータリー弁８が有した単一の入り口は、ベーンポンプ7の吐出し口にエアーホース１２を介して接続されている。ロータリー弁８が有した複数の出入り用のポートの夫々にはケーシング６を貫通するエアーホース１３を介してマッサージ用の空気袋５が接続されている。又、ロータリー弁８は、図示しないが排気ポートを有し、この排気ポートに膨張された空気袋５から流出する空気を通してケーシング６内に放出でき、それにより、排気音をケーシング６で減衰させるようになっている。
【００１３】
電磁弁９の入り口はエアーホース１２から分岐されたエアーホース１４に接続されている。電磁弁９の出入り用のポートにはケーシング６を貫通するエアーホース１５を介して枕用の空気袋４が接続されている。電磁弁９は、その出入り用のポートを閉じ状態に保持することによって、空気袋４の膨張状態を維持することができる。更に、電磁弁９は排気ポートを有しており、この排気ポートを出入り用のポートに連通することによって、空気袋４から流出する空気をケーシング６内に放出でき、それにより、排気音をケーシング６で減衰させるようになっている。
【００１４】
トランス１０は電源電圧を回路アセンブリ１１に適合させる電圧調整を担うものである。回路アセンブリ１１は、図示しないリモートコントローラなどの操作部を用いて使用者により設定される運転指示に応じてベーンポンプ７、ロータリー弁８、及び電磁弁９の動作を制御するものである。
【００１５】
図２に示すようにベーンポンプ７は、駆動源である電動モータ２１とポンプ機構ユニット２２とを具備している。電動モータ２１にはＡＣモータ又はＤＣモータを使用できる。図３及び図４に示すようにポンプ機構ユニット２２は、シリンダ２３と、カバー２４と、ロータ２５と、複数のベーン２６とを備えている。
【００１６】
シリンダ２３は、内周面が円形をなす筒状で、外周面には接続凸部２３ａが形成されている。図２及び図４に示すようにシリンダ２３には、吸気口２７と吐出し口２８とが設けられている。吸気口２７の一端はシリンダ２３の内周面に開口され、夫々の他端は接続凸部２３ａに開口されていて、この吸気口２７には必要に応じて図１に示されるエルボ状の吸気管２７ａが接続される。
【００１７】
図２及び図４に示すように吐出し口２８は、吐出し通路２９と、これに着脱可能な吐出し管３０とからなる。吐出し通路２９の一端はシリンダ２３の内周面に開口され、他端は接続凸部２３ａに開口されている。吐出し管３０は、エルボ状に曲がっていて、その一端に雄ねじ部を有していて、この雄ねじ部を吐出し通路２９の接続凸部２３ａに開口した端部に着脱可能にねじ込んで接続されている。この吐出し管３０の先端部には前記エアーホース１２の一端部が嵌合して接続されている。
【００１８】
吐出し管３０は曲がり部３０ａ（この曲がり部３０ａは図４の断面図において曲げの中心に対して近い方の管壁がなす曲がり部ではなく、遠い方の管壁がなす曲がり部を指している。）を有している。吐出し管３０を通る空気の流れを基準に、曲がり部３０ａに対し上流側に連続する壁部３０ｂに対して、曲がり部３０ａに対して下流側に連続する壁部３０ｃは直角状に曲がっている。それにより、吐出し通路２９からこれに接続された吐出し管３０の一端部を真っ直ぐに流通する圧縮空気の流れは、この吐出し管３０の曲がり部３０ａの内面に当たりながら、略直角に方向を変えて導かれるようになっている。
【００１９】
曲がり部３０ａの圧縮空気が当たる内面、より詳しくは、曲がり部３０ａの上流側の壁部３０ｂから下流側の壁部３０ｃの内面にわたって、摩耗粉除去部材３１が設けられている。そして、この曲がり部３０ａとその内面に沿って被着された摩耗粉除去部材３１とによって、吐出し口２８を通る空気中に含まれる摩耗粉を捕捉する摩耗粉除去装置３２が形成されている。摩耗粉除去部材３１は、いわゆるポーラス構造をなす微細多孔質の材料、又は粘着層を有した材料で形成されている。微細多孔質材料はその表面に衝突した摩耗粉を細孔内に入り込ませて捕捉することができ、この材料として、例えば連続気泡又は独立気泡の発泡ポリウレタンフォームなどの発泡体を挙げることができる。粘着層を有した材料は、その表面の粘着層に衝突した摩耗粉を付着させて捕捉することができ、粘着層を有した材料として、例えばハイボン（商品名；日立化成ポリマー株式会社製）を挙げることができる。
【００２０】
図３に示すようにカバー２４はシリンダ２３の軸方向両端に夫々固定されていて、シリンダ２３の軸方向の両端開口を夫々塞いでいる。これらのカバー２４の中央部には玉軸受などの軸受２４ａが夫々取付けられている。
【００２１】
周面が円形のロータ２５は、その中心部を貫通するロータ軸２５ａを有していて、このロータ軸２５ａを一対のカバー２４の軸受２４ａに回転自在に軸支することによってシリンダ２３内に配設されている。このロータ２５の中心は、図４に示すようにシリンダ２３の中心軸線から偏心している。ロータ軸２５ａの一端部は電動モータ２１のモータ軸２１ａ（図２参照）に図示しない軸継ぎ手により連結される。それにより、電動モータ２１が運転されると、ロータ２５が回転駆動される。回転されるロータ２５の外周面は、前記偏心に拘わらずシリンダ２３の内周面に接しないようになっている。
【００２２】
図４等に示されるようにロータ２５には、その周面及び軸方向両端面にわたって開放する複数の溝２５ｂが、ロータ２５の周方向に一定間隔で設けられている。ベーン２６はロータ２５の周面に対して出没するように各溝２５ｂに個別に摺動自在に挿入されている。各ベーン２６は摺動性及び耐熱性に優れたカーボンにより成形されている。なお、本実施形態では、ベーン２６をロータ２５外に向けて突出させる力は、ロータ２５の回転に伴う遠心力のみで得ているが、各溝２５ｂ内にばねなどの弾性体を収容して、この弾性体の付勢力を付加してもよい。
【００２３】
シリンダ２３内には、このシリンダ２３の内周面、カバー２４の内面、ロータ２５の周面、及び隣接したベーン２６で仕切られた複数のセグメント空間（圧縮室）Ｅが形成されている。ベーン２６と同数のセグメント空間Ｅは、ロータ２５の回転により移動しながら容積変化するものである。
【００２４】
前記構成のベーンポンプ７は、その電動モータ２１でロータ２５を回転駆動することにより、空気を圧送するポンプ動作を営む。このポンプ動作の際にロータ２５は図４中時計回りに回転されるとともに、各ベーン２６は、それに作用する遠心力によってシリンダ２３の内周面を摺動しつつ、この内周面とロータ２５の周面との距離の変化に応じて溝２５ｂの内面に沿って摺動するから、ロータ２５の１回転中に容積が拡大するセグメント空間Ｅには吸気口２７が連通して、エアーが拡大する前記セグメント空間Ｅには外部の空気が吸込まれる。そして、このセグメント空間Ｅが移動してその容積を縮小するようになると、その時点で容積が縮小するセグメント空間Ｅが吐出し口２８に連通するので、このセグメント空間Ｅ内の圧縮された空気が吐出し口２８から外部に吐き出される。したがって、こうした給排気動作がロータ２５の回転の継続により連続して繰り返されて、脈動が少ない状態で空気を、空気袋４，５等に圧送できる。
【００２５】
こうしたポンプ動作において、各ベーン２６よりも硬いシリンダ２３の内周面をベーン２６の先端縁が摺動するので、その摺動摩擦によって各ベーン２６の先端縁は摩耗する。そして、この摩耗により生成される非常に微細な摩耗粉は、既述の空気の流れに乗って吐出し口２８から送出される。
【００２６】
この吐出し口２８には既述の摩耗粉除去装置３２が構成されていて、この装置３２が有した摩耗粉除去部材３１に吐出し口２８を流通する圧縮空気が衝突するので、それに伴って送出される空気中に含まれた摩耗粉が、慣性の法則にしたがって効果的に摩耗粉除去部材３１に衝突して、この摩耗粉除去部材３１に入り込んだり、又は付着されたりして捕捉される。この捕捉においては、既述のように空気を摩耗粉除去部材３１に衝突させるので、摩耗粉除去部材３１による摩耗粉の除去が確実であり、しかも、吐出し口２８を通る圧縮空気の流速は、吐出し口２８の下流側よりも速く、それにより摩耗粉除去部材３１への衝突の勢いが大きいので、一層確実に摩耗粉を捕捉できる。
【００２７】
この場合、摩耗粉除去部材３１は、曲がり部３０ａの内面に沿って付着されていて、吐出し管３０の流路断面積を僅かに狭めているだけである。言い換えれば、空気中から微細な塵を高精度に分離するために一般的に用いられるヘパフィルター等のように流路を仕切らないだけではなく、捕捉した摩耗粉によって目詰まりを起こして流路抵抗を増大させるものではない。このため、摩耗粉除去装置３２による流路抵抗の低下が殆どなく、必要な風量を確保することができる。
【００２８】
以上のように吐出し口２８内で摩耗粉を捕捉するので、吐出し口２８の下流側に接続されたエアーホース１２，１４、ロータリー弁８、電磁弁９等に、摩耗粉が到達して、特に弁類の動作の支承となる恐れを抑制することができる。更に、既述のように空気袋４，５の上流側に位置した吐出し口２８内で既述のように摩耗粉が除去されるので、空気袋４，５から排出されて駆動ユニット３のケーシング６内に放出される空気中の摩耗粉は極めて少ない。このため、ベーン２６をなすカーボンの摩耗粉が、回路アセンブリ１１に付着堆積して、短絡現象などの電気的な悪影響を招来することを長期間にわたって抑制することが可能である。
【００２９】
又、摩耗粉除去装置３２が構成された吐出し口２８の吐出し管３０は、シリンダ２３に対して着脱することができる。このため、曲がり部３０ａの内面に流通する空気が当たる摩耗粉除去部材３１が被着された新たな吐出し管３０と交換する摩耗粉除去装置３２のメンテナンスを必要に応じて実施することができる。
【００３０】
しかも、本実施形態はベーンポンプ７の構成の一部である吐出し口２８に既述の摩耗粉除去装置３２を設けたので、ベーンポンプ７の下流側の構成がどのように異なっていても、この下流側の構成に影響を与えることなく、ベーンポンプ７から吐出される圧縮空気中に含まれる摩耗粉を除去することができる点で好ましい。
【００３１】
図５は本発明の他の実施形態を示している。この実施形態は、以下説明する事項以外は、前記一実施形態と同じであるので、同じ部分には一実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００３２】
他の実施形態では、ベーンポンプ７の吐出し口２８に摩耗粉除去装置３２を構成することに代えて、吐出し口２８とエアーホース１２との間に介在された送気配管系、言い換えれば、吐出し口２８に接続される下流側配管系に摩耗粉除去装置３２を設けている。
【００３３】
詳しくは、送気配管系３５は、直管からなる第１の送気配管３６と、曲がり部３７ａを有してエルボ状をなす第２の送気配管３７と、直管からなる第３の送気配管３８と、曲がり部３９ａを有してエルボ状をなす第４の送気配管３９とを、互いに着脱可能に螺合して接続することによって形成されている。第１の送気配管３６は吐出し管３０の吐出し管３０の出口端部に螺合され、第４の送気配管３９の出口端にはエアーホース１２が嵌合して接続されている。
【００３４】
この送気配管系３５の内で、その流路を直角状に曲げる第２の送気配管３７の圧縮性流体の流れが当たる曲がり部３７ａの内面と、同じく前記流路を直角状に曲げる第４の送気配管３９の圧縮性流体の流れが当たる曲がり部３９ａの内面との夫々には、これらの内面に沿って、送気配管３７，３９内を流通する圧縮空気中に含まれる摩耗粉を捕捉する摩耗粉除去部材３１を設けられている。なお、吐出し管３０内に摩耗粉除去部材３１は設けられていない。又、以上の事項以外の事項は、図５に示されない事項を含めて前記一実施形態と同じである。
【００３５】
このように吐出し口２８に接続される下流側配管系に摩耗粉除去装置３２を設けたことによって、摩耗粉除去装置３２による流路抵抗の低下が殆どなく必要な風量を確保することができるとともに、前記下流側配管系を通る圧縮空気を摩耗粉除去部材３１に衝突させて、この空気中の摩耗粉を摩耗粉除去部材３１で捕捉できる。しかも、複数個所の摩耗粉除去装置３２の夫々で摩耗粉を除去できるので、摩耗粉を除去する信頼性を向上できる。又、その他の作用効果は前記一実施形態と同じである。
【００３６】
なお、本発明は前記両実施形態には制約されない。一実施形態において、吐出し管が複数の曲がり部を有している場合には、その内の少なくとも一つの曲がり部に摩耗粉除去部材を設けて、１以上の摩耗粉除去装置を、ベーンポンプの吐出し管に構成して実施することが可能である。
【００３７】
又、前記両実施形態では曲がり部を有した管（吐出し管３０、第２の送気配管３７、第４の送気配管３９）の特定部に摩耗粉除去部材３１を設けたが、この特定部を含んで、曲がり部を有した管内面の全体に沿って摩耗粉除去部材３１を設けて実施することができる。
【００３８】
更に、本発明において、曲がり部は、そこを流通しようとする圧縮性流体が当たる構成であればよく、したがって、直角状に限らず、Ｕ字状又はＴ字状或いはく字状などの曲がり部であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る摩耗粉除去装置を有したベーンポンプが使用されるマッサージ器の一部を概略的に示した図。
【図２】一実施形態に係るベーンポンプを電動モータとともに示す斜視図。
【図３】一実施形態に係るベーンポンプを示す縦断面図。
【図４】図３中Ｆ４−Ｆ４線に沿って示すベーンポンプの断面図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る摩耗粉除去装置を有した送気配管系がベーンポンプに接続された状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００４０】
７…ベーンポンプ、２２…ポンプ機構ユニット、２３…シリンダ、２６…ベーン、２７…吸気口、２８…吐出し口、２９…吐出し口の吐出し通路、３０…吐出し口の吐出し管（曲がり部を有する管）、３０ａ…吐出し管の曲がり部、３１…摩耗粉除去部材３１…摩耗粉除去装置、３５…送気配管系、３６…第１の送気配管、３７…第２の送気配管（曲がり部を有する管）、３７ａ…第２の送気配管の曲がり部、３８…第３の送気配管、３９…第２の送気配管（曲がり部を有する管）、３９ａ…第４の送気配管の曲がり部
【図１】
2006125329.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006125329.tif 000005
【図４】
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【図５】
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