(57)【要約】  ガスポンプが、ガス状の媒体を圧送するポンプロータ（１１５）と、該ポンプロータ（１１５）を回転可能に収容しているポンプケーシング（１０５）と、該ポンプケーシング（１０５）を軸方向で閉鎖する制限部材（１２５）と、該制限部材（１２５）と共に消音器を形成する閉鎖部材（１３０）とを有している。前記制限部材は、前記ポンプケーシング（１０５）と前記消音器との間で媒体を通流させる開口（２３０）と、軸方向で延びるウェブ（２２０）とを有しており、該ウェブは前記開口（２３０）を半径方向で取り囲んでいて、前記閉鎖部材（１３０）は軸方向で前記ウェブ（２２０）に当接している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状の媒体を圧送するポンプロータ（１１５）と、
該ポンプロータ（１１５）を回転可能に収容しているポンプケーシング（１０５）と、
該ポンプケーシング（１０５）を軸方向で閉鎖する制限部材（１２５）と、
該制限部材（１２５）と共に、圧送媒体を収容する中空室を形成する閉鎖部材（１３０）とを有しており、
前記制限部材（１２５）は、前記ポンプケーシング（１０５）と前記中空室との間で媒体を通流させる開口（２３０）を有している、ガスポンプ（１００）であって、
前記制限部材（１２５）は、軸方向で延びるウェブ（２２０）を有しており、該ウェブは前記開口（２３０）を半径方向で取り囲んでいて、前記閉鎖部材（１３０）は軸方向で前記ウェブ（２２０）に当接していることを特徴とするガスポンプ。
【請求項２】
前記ウェブ（２２０）と前記閉鎖部材（１３０）との間の接触面が扁平である、請求項１記載のガスポンプ。
【請求項３】
前記制限部材（１２５）は別のウェブ（２５０）を有しており、該別のウェブ（２５０）は前記中空室を、互いに接続されている複数の部分中空室に分割している、請求項１又は２記載のガスポンプ。
【請求項４】
２つの前記部分中空室が異なる大きさである、請求項３記載のガスポンプ。
【請求項５】
部分体積によって、前記中空室を通る媒体のための長さの異なる選択的な複数の経路が形成されている、請求項３又は４記載のガスポンプ。
【請求項６】
前記部分中空室の一方が、前記媒体を該部分中空室内へと通す、又は該部分中空室から流出させる唯１つの貫通部（２６０）のみを有している、請求項３から５までのいずれか１項記載のガスポンプ。
【請求項７】
前記部分中空室の一方が１つの通路（２７０）であって、該通路の長さは、該通路の幅及び高さよりも大きくて、前記通路（２７０）は横断面突出部において、隣接する部分中空室へと開口している、請求項３から６までのいずれか１項記載のガスポンプ。
【請求項８】
前記中空室は、異なる湾曲を有した内側輪郭の区分を有している、請求項１から７までのいずれか１項記載のガスポンプ。
【請求項９】
前記中空室に多孔質のエレメント（２８０）が配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のガスポンプ。
【請求項１０】
前記制限部材（１２５）は焼結部材である、請求項１から９までのいずれか１項記載のガスポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景技術
ガス状の媒体を圧送するために、例えば自動車分野では、種々様々なポンプが使用される。負圧制御されるブレーキブースタで必要であるようなバキューム圧を発生させるために、通常、ベーンポンプが使用される。多くのポンプの場合と同様に、ベーンポンプから出る媒体は脈動を伴い、この脈動により自動車の範囲にいる人にとって不快なノイズを発生させる恐れがある。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９３６６４４号明細書により、組み込まれた消音器を備えた空気ポンプを形成することが提案されており、この消音器は円筒状の中空室であって、この中空室内に、ポンプ室から出た媒体が流入する。キャップ状の構成部材がポンプ室を収容しており、ポンプ室と、キャップの内側制限部との間に中空室が形成されている。
【０００３】
本発明の課題は、簡単に製造できる組み込まれた消音器を備えたポンプを提供することである。
【０００４】
発明の開示
本発明の課題は、請求項１記載の特徴を備えたポンプにより解決される。従属請求項にはより好ましい構成が記載されている。
【０００５】
本発明によるガスポンプは、ガス状の媒体を圧送するポンプロータと、該ポンプロータを回転可能に収容しているポンプケーシングと、該ポンプケーシングを軸方向で閉鎖する制限部材と、該制限部材と共に中空室を形成する閉鎖部材とを有している。前記制限部材は、前記ポンプケーシングと前記中空室との間で媒体を通流させる開口と、軸方向で延びるウェブとを有しており、該ウェブは前記開口を半径方向で取り囲んでおり、前記閉鎖部材は軸方向で前記ウェブに当接している。
【０００６】
このような構成により、閉鎖部材は極めて簡単な形状を有することができるので、コスト的利点が得られる。中空室の残りの部分は制限部材によって規定されており、この制限部材は１つのプロセスで製造することができ、このプロセスではウェブを製造するのに付加的に僅かな手間しか要さない。好ましい構成では、ウェブと閉鎖部材との間の接触面は扁平である。従って閉鎖部材は最も簡単なものでは、均一な厚さの扁平な構成部材、例えば薄板カバーであって良い。
【０００７】
前記制限部材は別のウェブを有することができ、該別のウェブは前記中空室を、互いに接続されている複数の部分中空室に分割する。これにより、ポンプケーシングから流出する媒体の流れの脈動を効果的に減衰することができるので、改善された消音が得られる。１つの構成では、２つの中空室が異なる大きさであって良い。これにより消音はさらに最良にすることができる。消音器の内側でウェブによって２つ以上の部分中空室を規定することもでき、これにより消音をさらに良好にすることができる。全てのウェブが軸方向で延びているので、制限部材の製造コストは、ウェブの構造が複雑な場合でも実質的に同じである。
【０００８】
部分中空室によって、消音器を通る媒体のための長さの異なる選択的な複数の経路を規定することができる。異なる選択的な経路を通過した脈動する媒体流を重畳させることにより脈動を抹消することができ、これによりさらにノイズを減衰することができる。理想的には各経路の長さは、脈動する媒体流の波長の半分に相当する分だけ異なっている。
【０００９】
前記部分中空室の一方は、前記媒体をこの部分中空室内へと通す、又はこの部分中空室から流出させる唯１つの貫通部のみを有していて良い。媒体流が脈動する周波数に関してこの部分中空室はヘルムホルツ共鳴器として作用することができる。この部分中空室の内側では、脈動する媒体のエネルギを別のエネルギ形態、例えば熱に変換するための別の措置を行うことができる。
【００１０】
前記部分中空室の一方は１つの通路であって、該通路の長さは、該通路の幅及び高さよりも大きくて、前記通路は横断面突出部で、隣接する部分中空室へと開口している。媒体の流れ方向に関して横断面は減少又は増大して良い。この場合、通路は有利には方形の横断面を有しているので、横断面流においては、できるだけ良好な反射が得られる。
【００１１】
中空室は、異なる湾曲を有した内側輪郭の区分を有している。この内側輪郭は、好ましくは、１つのウェブの区分によって形成される。まっすぐな区分は、湾曲した区分よりも反射面として適している。断続的に広がる媒体はこれにより、全体として消音率が高まるように変向される。
【００１２】
中空室には多孔質のエレメントを配置することができる。多孔質のエレメントは例えば、大きな表面積を有するフォームゴムであって良い。多孔質のエレメントによって脈動する媒体の運動エネルギを熱に変換することができる。一構成では、上記ヘルムホルツ共鳴器には部分的に又は全体的に多孔質のエレメントが充填されている。
【００１３】
好ましくは、制限部材は焼結部材である。焼結部材は連続気泡型の表面により、ポンプロータに対する摩擦パートナとして特に適している。何故ならば、両摩擦パートナ間には摩耗材料から成るトランスファーフィルムが形成されるので、これによりさらなる摩耗は最小になるからである。さらに焼結部材の製造プロセスにより、制限部材を僅かな手間でほぼ任意の形状に形成することができる。本発明により形成された制限部材と相応の閉鎖部材を設けることにより、形成されるガスポンプは省スペースであり、消音器として働く中空室を僅かな付加的なコストで設けることができる。
【００１４】
次に図面につき本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ガスポンプを示した図である。
【図２】図１のガスポンプのための消音器の構成を示した図である。
【図３】図１のガスポンプのための消音器の別の構成を示した図である。
【図４】図１のガスポンプのための消音器のさらに別の構成を示した図である。
【図５】図１のガスポンプのための消音器のさらに別の構成を示した図である。
【図６】図１のガスポンプのための消音器のさらに別の構成を示した図である。
【００１６】
実施例の詳細な説明
図１にはガスポンプ１００の斜視図が示されている。ガスポンプ１００はポンプケーシング１０５を有しており、このポンプケーシング１０５は下方に対してポンプ底板１１０によって閉鎖されている。ポンプケーシング１０５内には、鉛直軸線を中心として回転可能なポンプロータ１１５が配置されている。このためにポンプロータ１１５を、図示されていない軸を介して、ポンプ底板１１０の下方に配置された電気モータによって駆動することができる。
【００１７】
ポンプロータ１１５は、ポンプロータの回転軸線を中心とする所定の１つの円周からポンプロータ１１５の外縁部まで所定の角度を成して延びる３つのスリットを有している。各スリットには１つのベーン１２０が収容されていて、このベーン１２０は遠心力及び／又はばねエレメントによって、ポンプケーシング１０５の内周面に保持される。ポンプケーシング１０５の内面は、ポンプロータ１１５の回転軸線に対して平行にずらされている中心軸線を中心とする円筒面である。従って、消音器１２５と、ポンプ底板１１０と、ポンプケーシング１０５の内壁と、ポンプロータ１１５の外壁と、隣接する２つのベーン１２０との間にそれぞれ形成されるポンプ室Ａ、Ｂ、Ｃは、ポンプロータ１１５の回転位置に応じて互いに異なる容積を有する。
【００１８】
ポンプケーシング１０５は、軸方向で下方に向かってはポンプ底板１１０に隣接しており、軸方向で上方に向かっては消音器１２５に隣接している。消音器１２５はここでは透明に図示されているが、図２〜図６にはより詳しく示されている。消音器１２５は軸方向上方でポンプカバー１３０に接している。ポンプカバー１３０では軸方向上方に向かって吸込み管片１３５が延びていて、この吸込み管片１３５は消音器１２５に設けられた鉛直方向の貫通開口１４０へと開口している。貫通開口１４０は、ポンプロータ１１５の外周面とポンプケーシング１０５の内周面との間の領域に配置されている吸込み開口１６０で終わっている。吸込み開口１６０と同様に、ポンプロータ１１５の外周面とポンプケーシング１０５の内周面との間の領域の別の個所に配置されている流出開口１４５により、ポンプケーシング１０５の内室から消音器１２５へとガスが流れることができる。このように消音器１２５内へと進入したガスは消音器１２５を貫流して、排気開口１５０から周囲の大気中へと流出する。
【００１９】
ガスポンプ１００は好適には、空気媒体のための真空ポンプとして使用される。ガスポンプ１００は、自動車のブレーキブースタの排気のために用いることができる。このためにブレーキブースタは吸込み管片１３５に接続されている。ポンプロータ１１５はその鉛直回転軸線を中心として時計回りに回転する。これにより図１では吸込み管片１３５に接続されているポンプ室Ａが時計回りでさらに回転されると、下方のベーン１２０は所定の回転後に、ポンプ室Ａと吸込み管片１３５との間の接続を遮断する。ポンプロータ１１５はさらに時計回りで動かされ、この際、ポンプ室Ａの容積は連続的に減少する。最終的にはポンプ室Ａは、ポンプ室Ａを制限する前方のベーン１２０が流出開口１４５を通過するまで、ポンプケーシング１０５の内面に沿って動かされる。図１ではこの位置はポンプ室Ｂに相当する。次いで、加圧ガスがポンプ室Ｂから消音器１２５へと流れる。
【００２０】
ポンプロータ１１５は、ベーン１２０の１つが、ポンプ室Ｂと流出開口１４５との接続を遮断するまでさらに回転させられる。この位置は、図１のポンプ室Ｃに相当する。
【００２１】
ポンプロータ１１５がさらに回転する際、その直後に、別のベーン１２０によって、吸込み開口１６０への接続が開かれ、当該ポンプ室は再び、図１のポンプ室Ａに相当する。ポンプロータ１１５はさらに回転し、ポンプ室Ａの容積は、後方のベーン１２０が、吸込み開口１６０へのポンプ室の接続を遮断するまで連続的に増大する。次いで、上記過程を再度行うことができる。３つのベーンが、ポンプロータ１１５の周面に沿って３つのポンプ室Ａ、Ｂ、Ｃを規定しているので、ポンプロータ１１５の１回転につき、上記プロセスが３回、互いに位相をずらして行われる。
【００２２】
図２〜図６には、図１の消音器１２５の種々異なる構成が示されている。全ての構成において消音器１２５はベースプレート２１０を有しており、ベースプレート２１０からはウェブ２２０が鉛直方向上方に向かって延びている。ウェブ２２０の上端部は扁平である。ウェブ２２０は、図１の流出開口１４５に対応する入口２３０を取り囲んでいる。ウェブ２２０の一個所には排気開口１５０が設けられている。ウェブ２２０は半径方向で入口２３０を取り囲んでいて、即ち、消音器１２５の体積は半径方向でウェブ２２０によって制限されている。消音器１２５の体積は、鉛直方向下方ではベースプレート２１０によって、上方ではポンプカバー１３０（図１参照）によって制限されている。
【００２３】
さらに、消音器１２５は貫通開口１６０を有していて、この貫通開口１６０は上方では円形の吸込み管片１３５に、下方では吸込み開口１４０に開口している（図１参照）。ガスポンプ１００の別の構成では、吸込み管片１３５が別の個所でポンプケーシング１０５へと、例えば半径方向で通じていても良い。これにより空いた構成スペースを消音器１２５によって付加的に利用することができる。
【００２４】
図２に示した消音器１２５は、空間的な条件に関して最大の体積を有している。入口２３０から前記体積内に流入し、排気開口１５０から消音器１２５を出て行くガスのための反射エレメント又はガイドエレメントは設けられていない。消音器１２５の半径方向の内側輪郭は一般的に円形であるが、ガス若しくは音波のための反射面として働くことができるまっすぐな区分が設けられていても良い。
【００２５】
図３に示した消音器１２５の構成では別の２つのウェブ２５０が設けられていて、これらのウェブ２５０は例えば垂直にウェブ２２０から延びていて、半径方向の一平面で互いに向かって延びていて、互いの間に貫通部２６０が形成されている。消音器１２５は別のウェブ２５０によって異なる大きさの部分中空室に分割されていて、これらの部分中空室は貫通部２６０によって互いに接続されている。入口２３０から排気開口１５０へのガスの流路は両部分中空室と貫通部２６０とを通って延びている。図示していない別の構成では、部分中空室の一方が、貫通部２６０によって他方の部分中空室にのみ接続されており、入口２３０と排気開口１５０とは他方の部分中空室の領域に位置している。ガスは前者の部分中空室を貫流しないが、この部分中空室は共鳴体積として、特にヘルムホルツ共鳴器として働く。
【００２６】
図４に示した消音器１２５の構成では、複数の別のウェブ２５０が１つの通路２７０を形成している。ガスの経路に沿って、通路２７０はほぼ一定の横断面を有している。好ましくはこの横断面は矩形である。通路２７０は、入口２３０から流出するガスの波長若しくは音波の波長に適合された長さを有している。図示していない別の構成ではさらに別のウェブが消音器１２５に配置されていて、これにより入口２３０から排気開口１５０へ到るガスのために少なくとも２つの選択的な経路が形成されており、これらの経路は異なる長さを有しているので、音波若しくはガス波は、両経路が互いに出会うところで相殺される。長さの異なる経路は相応の複数の通路２７０によって形成することができる。この場合、通路２７０は消音器１２５の部分体積に開口しているか又は、この部分体積から出ているか、又は入口２３０又は排気開口１５０に直接接続されていて良い。
【００２７】
図５の消音器の構成では、別のウェブ２５０によって、図４と類似の形式で通路２７０が形成されている。さらに、別の２つのウェブ２５０の間に極めて短い通路若しくは貫通部２６０が形成されている。入口２３０から排気開口１５０へのガスの流路に沿って、通路２７０の端部並びに貫通部２６０の両側面に横断面突出部が形成されている。このような横断面突出部は、音波若しくはガス波の部分反射のために使用することができ、消音器１２５の効果をさらに上げるのに適している。
【００２８】
図６に示した構成では、消音器１２５の体積中に、多孔質のエレメント、例えば気泡ゴム又はフォームゴムが存在している。図示の構成では、多孔質のエレメント２８０には、入口２３０と排気開口１５０との間を直接接続する楔状の切欠２４０が設けられている。別の構成では、任意の部分又は部分中空室又は通路２７０を多孔質のエレメント２８０によって覆う又は充填することができる。さらにフォームゴムは少なくとも一方の側でコーティング、例えばフィルムを有していて良い。
【００２９】
消音器１２５を構成するための図２〜図６に示した手段は任意の形式で互いに組み合わせ可能であることを付言する。例えば図３に示した、異なる大きさの部分中空室は、図４又は図５に示した構成の通路２７０の１つと問題なく組み合わせることができる。別の構成では、図４の通路を、図２の円形の制限輪郭に組み合わせることができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月22日(2013.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記部分中空室によって、前記中空室を通る媒体のための長さの異なる選択的な複数の経路が形成されている、請求項３又は４記載のガスポンプ。
【国際調査報告】
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