(57)【要約】【課題】電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換し、クランク室を介して気体を排出する気体ポンプにおいて、電動モータを構成する部品を適切且つ十分に冷却し得る気体ポンプを提供する。【解決手段】クランク室ＣＣ内を電動モータ３のケース３４内に連通する連通路ＣＰが形成されると共に、この連通路を介してケース内に導入される気体を排出する排気孔ＥＨがケースに形成されている。そして、電動モータのケースからの気体の排出を許容しケース内への気体の流入を阻止する逆止弁７が排気孔に配設されている。【選択図】図１
2015121129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内を往復運動するピストンと、該ピストンに連結し電動モータの回転運動を当該ピストンの往復運動に変換するクランク機構を備え、該クランク機構を収容するクランク室を介して気体を排出する気体ポンプにおいて、前記クランク室内を前記電動モータのケース内に連通する連通路と、前記ケースに形成され、前記連通路を介して前記ケース内に導入される気体を排出する排気孔と、該排気孔に配設され、前記ケースからの気体の排出を許容し前記ケース内への気体の流入を阻止する逆止弁を備えたことを特徴とする気体ポンプ。
【請求項２】
前記排気孔は、前記連通路から最も離隔した位置の前記ケースに形成されていることを特徴とする請求項１記載の気体ポンプ。
【請求項３】
前記シリンダを構成するシリンダ部と、該シリンダ部に接合し吸気弁及び排気弁を支持するシリンダヘッド部と、前記シリンダ部に接合し前記クランク室を形成するクランクケース部を具備し、該クランクケース部に前記ケースが接合されるハウジングを備え、前記クランクケース部に前記連通路が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の気体ポンプ。
【請求項４】
前記電動モータと前記クランク機構との間に介装される減速歯車機構を備え、該減速歯車機構を介して前記電動モータの回転出力が減速されて前記クランク機構に伝達されるように構成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の気体ポンプ。
【請求項５】
前記電動モータは、出力軸が前記シリンダの軸に直交するように前記クランク室内に配置されており、前記減速歯車機構は、前記電動モータの出力軸に固定されるピニオン歯車と、該ピニオン歯車に噛合する平歯車とを備え、該平歯車の回転軸が前記クランク機構に連結されていることを特徴とする請求項４記載の気体ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体ポンプに関し、特に、シリンダ内のピストン駆動に応じて気体を吸排し所謂真空ポンプに好適な気体ポンプに係る。
【背景技術】
【０００２】
気体ポンプには種々の態様のポンプが存在するが、所謂真空ポンプについて、例えば下記の特許文献１には、「従来技術よりも排出ガスの脈動による圧力変動を緩和して排気騒音を低減すると共にコストが安く、車両に搭載するにあたり占有空間が小さく且つ耐振性の高い真空ポンプを提供すること」を目的とし（特許文献１の段落〔００１１〕に記載）、「シリンダと、シリンダの内周面に往復動自在に挿設したピストンと、ピストンを往復動させる駆動手段を備える駆動室と、シリンダのヘッド側に設けたシリンダヘッドと、シリンダと、ピストンと、シリンダヘッドとにより形成される作動室と、作動室に接続される吸気弁と、作動室に接続される排気弁と、内周面を形成するシリンダ壁内に設けられ排気弁を介在して作動室の排出ガスを駆動室へ導く排出ガス流路と、駆動室に設けられ駆動室の排出ガスを大気へ放出する駆動室側排気ポートとを備え、排出ガス流路を通過して駆動室へ流入する排出ガスの流路断面積が拡大され、駆動室から駆動室側排気ポートへ流入する排出ガスの流路断面積が縮小される」真空ポンプが提案されている（同段落〔００１２〕に記載）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−７１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１においては、モータの冷却の関点からクランクケースとモータとが連通されることが好ましい旨言及され、モータの側壁に連通孔を開口することが記載されているが（特許文献１の段落〔００２６〕に記載）、単に連通孔を開口するのみではモータを十分冷却することは困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、電動モータの回転運動をピストンの往復運動に変換し、クランク室を介して気体を排出する気体ポンプにおいて、電動モータを構成する部品を適切且つ十分に冷却し得る気体ポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を達成するため、本発明は、シリンダ内を往復運動するピストンと、該ピストンに連結し電動モータの回転運動を当該ピストンの往復運動に変換するクランク機構を備え、該クランク機構を収容するクランク室を介して気体を排出する気体ポンプにおいて、前記クランク室内を前記電動モータのケース内に連通する連通路と、前記ケースに形成され、前記連通路を介して前記ケース内に導入される気体を排出する排気孔と、該排気孔に配設され、前記ケースからの気体の排出を許容し前記ケース内への気体の流入を阻止する逆止弁を備えることとしたものである。
【０００７】
上記の気体ポンプにおいて、前記排気孔は、前記連通路から最も離隔した位置の前記ケースに形成されている構成とするとよい。そして、前記シリンダを構成するシリンダ部と、該シリンダ部に接合し吸気弁及び排気弁を支持するシリンダヘッド部と、前記シリンダ部に接合し前記クランク室を形成するクランクケース部を具備し、該クランクケース部に前記ケースが接合されるハウジングを備えたものとし、前記クランクケース部に前記連通路が形成されている構成とするとよい。
【０００８】
また、上記の気体ポンプにおいて、更に、前記電動モータと前記クランク機構との間に介装される減速歯車機構を備えたものとし、該減速歯車機構を介して前記電動モータの回転出力が減速されて前記クランク機構に伝達されるように構成するとよい。
【０００９】
更に、前記電動モータは、出力軸が前記シリンダの軸に直交するように前記クランク室内に配置されており、前記減速歯車機構は、前記電動モータの出力軸に固定されるピニオン歯車と、該ピニオン歯車に噛合する平歯車とを備えたものとし、該平歯車の回転軸が前記クランク機構に連結されている構成とするとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明の気体ポンプにおいては、上記のクランク室内を電動モータのケース内に連通する連通路と、電動モータのケースに形成され、連通路を介してケース内に導入される気体を排出する排気孔と、該排気孔に配設され、ケースからの気体の排出を許容しケース内への気体の流入を阻止する逆止弁を備えており、電動モータのケース内に排出気体の流路が形成されるので、電動モータを構成する部品を適切且つ十分に冷却することができると共に、逆止弁によって、水分や塵埃を含む外部の空気がケース内に侵入することを防止することができる。
【００１１】
上記の気体ポンプにおいて、排気孔が、連通路から最も離隔した位置の電動モータのケースに形成されている構成とすれば、ケース内に形成される排出気体の流路が最長となるので、電動モータを構成する部品を有効に冷却することができる。そして、上記の構成に成るハウジングのクランクケース部に連通路が形成されている構成とすれば、当該ハウジングに電動モータのケースを接合するだけで容易にケース内に排出気体の流路を確保することができる。
【００１２】
更に、電動モータとクランク機構との間に介装される減速歯車機構を備えたものとし、この減速歯車機構を介して電動モータの回転出力が減速されてクランク機構に伝達されるように構成すれば、高回転・低トルク型の電動モータを用いることができ、電動モータの小型化が可能となる。
【００１３】
上記の気体ポンプにおいて、電動モータは、出力軸がシリンダの軸に直交するようにクランク室内に配置されており、減速歯車機構は、電動モータの出力軸に固定されるピニオン歯車と、ピニオン歯車に噛合する平歯車とを備えたものとし、平歯車の回転軸がクランク機構に連結されている構成とすれば、気体ポンプ全体の小型化が可能となる。更に、一つのハウジング内に電動モータ及び減速歯車機構を収容するように構成することが可能となるので、気体ポンプの作動音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る気体ポンプの縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る気体ポンプの横断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に供する逆止弁の拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る気体ポンプの一部を示す縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る気体ポンプの一部を示す横側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の望ましい実施形態を図面を参照して説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態に係る気体ポンプを示すもので、例えば自動車のブレーキブースタに連結される負圧供給源として、ドライ真空ポンプに供される。本実施形態の基本構成は、シリンダ１内を往復運動するピストン２と、このピストン２に連結され、電動モータ３の回転運動を往復運動に変換するクランク機構４を備えている。そして、シリンダ１を構成するシリンダ部１１と、これに接合され、ピストン２との間に負圧室ＶＣを形成すると共に、吸気弁５及び排気弁６を支持するシリンダヘッド部１２と、シリンダ部１１に接合されクランク室ＣＣを形成するクランクケース部１３を具備した金属製のハウジング１０に、電動モータ３のケース３４が接合されている。
【００１６】
シリンダヘッド部１２には、吸気口ＩＰ及び一対の吸気孔（代表して５１で表す）に連通する吸気室ＩＣと、一対の排気孔（代表して６１で表す）に連通する排気室ＥＣが形成されている。図２に示すように、ハウジング１０には排気流路ＥＰが形成されており、排気室ＥＣとクランク室ＣＣが連通するように構成されている。尚、吸気弁５は単体の傘型バルブで構成され、常時はその傘部（符合省略）が負圧室ＶＣ側から吸気孔５１を閉塞する方向に付勢されている。一方、排気弁６は二部品の一方向バルブで構成され、常時はその弁体（符合省略）がスプリング６ｓによって排気室ＥＣ側から排気孔６１を閉塞する方向に付勢されている。ピストン２の外周面には二条の環状溝（符合省略）が形成されており、一方の環状溝には気密性を確保する環状のメインブシュ２２が嵌合され、他方の環状溝には円滑な摺動作動を確保するための円筒状のガイドブシュ２３が嵌合されている。
【００１７】
更に、ハウジング１０には、クランク室ＣＣ内を電動モータ３のケース３４内に連通する連通路ＣＰが形成されており、この連通路ＣＰから最も離隔した位置のケース３４に一対の排気孔（代表してＥＨで表す）が形成されている。この排気孔ＥＨには、ケース３４からの空気の排出を許容しケース３４内への空気の流入を阻止する逆止弁７が配設されている。本実施形態の逆止弁７は、図３に示すように吸気弁５と同様の傘型バルブで構成され、排気孔ＥＨを傘部７１が囲繞するようにケース３４に装着されている。
【００１８】
上記の構成になる気体ポンプ（真空ポンプ）は、吸気口ＩＰが連結ホース（図示せず）によってブレーキブースタの負圧室（図示せず）に接続され、ピストン２の往復作動に応じて、ブレーキブースタの負圧室内の空気が吸引される（即ち、負圧が供給される）。即ち、電動モータ３が回転駆動され、クランク機構４を介してピストン２が図１の右方向へ移動（吸引作動）すると、閉状態に維持される排気弁６によって負圧室ＶＣが密閉状態とされ、吸気孔５１及び吸気弁５を介して吸気口ＩＰからの空気が吸引される（負圧が発生する）。
【００１９】
これに対し、ピストン２が図１の左方向へ移動（排気作動）するときには、負圧室ＶＣ内の圧力上昇により排気弁６が開状態とされるので、負圧室ＶＣ内の空気は、排気孔６１、開状態の排気弁６、排気室ＥＣ及び排気流路ＥＰを介してクランク室ＣＣ内に導入され、更に、連通路ＣＰを介して電動モータ３のケース３４内に導入され、排気孔ＥＨから排出される。この間、ケース３４内に導入される排出空気によって電動モータ３の構成部品を適切且つ十分に冷却することができ、逆止弁７によって、水分や塵埃を含む外部の空気がケース３４内に侵入することを防止することができる。尚、ケース３４内の圧力が所定の限度圧を超えた場合に逆止弁７が排気孔ＥＨから脱落するように構成すれば、フェールセーフ機能をもたせることができる。
【００２０】
図４及び図５は、本発明の他の実施形態に係るもので、電動モータ３００とクランク機構４００との間に介装される減速歯車機構５００を備えており、この減速歯車機構５００を介して電動モータ３００の回転出力が減速されてクランク機構４００に伝達されるように構成されている。尚、減速歯車機構５００を除き、基本的な構成は図１及び図２に示す実施形態と同様であり、図４及び図５ではシリンダヘッド部を省略している。
【００２１】
本実施形態の電動モータ３００は、その出力軸３１０がシリンダ１００の軸に直交するようにクランク室ＣＣ内に配置され、減速歯車機構５００はハウジング１１０に支持されている。本実施形態の減速歯車機構５００は、電動モータ３００の出力軸３１０に固定されるピニオン歯車５１０と、このピニオン歯車５１０に噛合する平歯車５２０とを備え、平歯車５２０の回転軸５３０がクランク機構４００に連結されている。この減速歯車機構５００により、例えば減速比１／４（損失は無視）とすると、前述の電動モータ３の回転数を４倍に増加させ、定格トルクを１／４に抑えることができるので、電動モータ３００として小型で設計が容易な高回転・低トルク型モータを用いることができる。従って、図４に示すようにハウジング１１０内に電動モータ３００を収容することができるので、気体ポンプ全体の小型化が可能となるだけでなく、作動音を低減することができる。
【００２２】
更に、ハウジング１１０には、前述の実施形態と同様、クランク室ＣＣ内を電動モータ３００のケース３４０内に連通する連通路ＣＰが形成されており、この連通路ＣＰから最も離隔した位置のケース３４０及びハウジング１１０に排気孔ＥＨが形成されている。そして、リードバルブで構成された逆止弁７００が排気孔ＥＨを囲繞するように配設され、ハウジング１１０に固定されている。尚、逆止弁７００は図３に示す逆止弁７と同様、傘型バルブで構成することとしてもよい。而して、クランク室ＣＣ内に導入された排出空気は連通路ＣＰを介して電動モータ３００のケース３４０内に導入され、排気孔ＥＨから大気に排出されるので、排出空気によって電動モータ３００の構成部品を適切且つ十分に冷却することができると共に、逆止弁７００によって、水分や塵埃を含む外部の空気がケース３４０内に侵入することを防止することができる。
【００２３】
尚、上記の各実施形態において、排気孔ＥＨと逆止弁７（７００）との間にサイレンサ（図示せず）を介装することとしてもよい。また、上記の気体ポンプ（真空ポンプ）は自動車に限らず、負圧を必要とする他の装置にも使用可能であり、空気以外の気体を対象とするポンプにも適用可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１、１００  シリンダ
２、２００  ピストン
３、３００  電動モータ
４、４００  クランク機構
５  吸気弁
６  排気弁
７  逆止弁
１０、１１０  ハウジング
１１  シリンダ部
１２  シリンダヘッド部
１３  クランクケース部
３４、３４０  ケース
５００  減速歯車機構
ＣＰ  連通路
ＥＣ  排気室
ＥＨ  排気孔
ＥＰ  排気流路
ＩＣ  吸気室
ＩＰ  吸気口
ＣＣ  クランク室
ＶＣ  負圧室
【図１】
2015121129.tif 000003
【図２】
2015121129.tif 000004
【図３】
2015121129.tif 000005
【図４】
2015121129.tif 000006
【図５】
2015121129.tif 000007