(57)【要約】【課題】過大な応力による不具合の発生を防止することができるとともに小型化が可能な真空ポンプを提供すること。【解決手段】真空ポンプ１００は、円筒状のシリンダを有するポンプハウジング１と、シリンダ内に偏心して回転自在に設けられるロータ２と、ロータ２に径方向に形成されるロータ溝部に摺動自在に取り付けられてロータ２の回転時に先端がシリンダの内周部に摺接するブレード３と、ロータ２の重心位置Ｇの近傍に設けられてロータ２を回転自在に取り付けるメタルベアリング１６とを備える。【選択図】        図１
2004300970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のシリンダを有するポンプハウジングと、
前記シリンダ内に偏心して回転自在に設けられるロータと、
前記ロータに径方向に形成される案内溝に摺動自在に取り付けられて前記ロータの回転時に先端が前記シリンダの内周部に摺接するブレードと、
前記ロータの重心位置の近傍に設けられて前記ロータを回転自在に取り付けるベアリングと、
を備えることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
請求項１において、
前記ベアリングは、メタルベアリングであることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ベアリングの設置位置は、前記ロータの軸方向両端面で挟まれた範囲に含まれることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記ポンプハウジングは、前記シリンダの一方の軸方向端面から前記シリンダ内に突出した中空の円筒部を有しており、
前記円筒部の外周面に前記ベアリングを取り付けることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記ロータには、回転駆動力を伝達する回転軸が一体成形されていることを特徴とする真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主にトラックや乗用車に搭載され、大気圧よりも低圧力の真空を発生させる真空ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ディーゼル車両に搭載されたバキュームブレーキブースタの負圧発生源としての車両用サーボブレーキ装置の真空ポンプが知られている。例えば、この種の真空ポンプとしては、偏心型真空ポンプが汎用されている（例えば、特許文献１参照。）。このような偏心型真空ポンプは、ポンプハウジングに形成された円筒状のシリンダ内に、偏心したロータが回転自在に設けられており、このロータの外周に放射状に形成された案内溝の中をブレードが自由に出入りするようになっている。
【０００３】
上述した従来の真空ポンプは、ロータをその両端の２点で支持する構造を有しているが、近年の自動作用真空ポンプとしては、軽量化およびコストダウンを図るために、１個の軸受け（ベアリング）を使用した１点支持構造を有する真空ポンプも市場に出回っている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２０７１４１号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献２】
特開平１０−２７４１８５号公報（第３−４頁、図１−４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特許文献２に開示された真空ポンプでは、ロータの重心とロータの支持部である軸受けとが離れているため、軸受けに曲げモーメントによる過大な応力が加わり、軸受けの焼き付きやロック等の不具合が発生するおそれがあるという問題があった。また、ロータと軸受けとが回転軸に沿って並んで離れて配置されるため、回転軸に沿った全長が長くなり、小型化が難しいという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、過大な応力による不具合の発生を防止することができるとともに小型化が可能な真空ポンプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の真空ポンプは、円筒状のシリンダを有するポンプハウジングと、シリンダ内に偏心して回転自在に設けられるロータと、ロータに径方向に形成される案内溝に摺動自在に取り付けられてロータの回転時に先端がシリンダの内周部に摺接するブレードと、ロータの重心位置の近傍に設けられてロータを回転自在に取り付けるベアリングとを備えている。ロータの重心位置とベアリングの位置とを近づけることにより、ロータの支持部であるベアリングに作用するロータ自重による曲げモーメントを低減することができるため、ベアリングに加わる応力を減らすことができ、過大な応力に起因して発生する焼き付き等の不具合を防止することができる。また、ロータとベアリングとの距離を接近させることにより、ロータの回転軸方向に沿った長さを短くすることができるため、真空ポンプ全体の小型化が可能になる。
【０００８】
また、上述したベアリングは、メタルベアリングであることが望ましい。これにより、ロータの径方向の厚みをほとんど増すことなくベアリングを設けることが可能になり、真空ポンプのさらなる小型化が可能になる。
また、上述したベアリングの設置位置は、ロータの軸方向両端面で挟まれた範囲に含まれることが望ましい。これにより、ロータの重心位置にベアリングの設置位置を近づけることが可能になるとともに、ベアリングがロータの軸方向端面から突出しないように設定することができるためさらなる小型化が可能になる。
【０００９】
また、上述したポンプハウジングは、シリンダの一方の軸方向端面からシリンダ内に突出した中空の円筒部を有しており、円筒部の外周面にベアリングを取り付けることが望ましい。これにより、ロータの軸方向端面よりも内側の重心位置寄りにベアリングを取り付けることが容易となる。
【００１０】
また、上述したロータには、回転駆動力を伝達する回転軸が一体成形されていることが望ましい。これにより、部品点数の低減による部品コストや組付コストの低減が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態の真空ポンプについて、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、一実施形態の真空ポンプの軸方向断面図である。また、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００１２】
これらの図に示すように、本実施形態の真空ポンプ１００は、ポンプハウジング１、ロータ２、ブレード３、フレーム５、メタルベアリング１６を含んで構成されている。
ポンプハウジング１は、ポンプ室１０を形成するためのものであり、円筒状のシリンダを有している。ポンプハウジング１の一方の軸方向端面は開口しており、この開口部がフレーム５によって閉塞される。また、他方の軸方向端面には、ロータ２から延びる回転軸６が挿通される挿通孔１２と、この挿通孔１２の内周部に沿って設けられてシリンダ内に突出した中空の円筒部１４とを備えている。この円筒部１４の内周面は、上述した挿通孔１２の一部を形成している。また、円筒部１４の外周面および先端端面には、一枚のメタルベアリング（プレーンベアリング）１６が取り付けられている。
【００１３】
フレーム５は、その一部に吸入口５０が形成されており、吸入口５０を介してポンプハウジング１と反対側に逆止弁５２が取り付けられている。この逆止弁５２は、ポンプハウジング１のシリンダ内の空気を排出するとともに、その逆方向の空気の流れを遮るためのものである。
【００１４】
ロータ２は、ポンプハウジング１に設けられた挿通孔１２に延びる回転軸６が一体成形されており、この回転軸６とともに一体になって回転する。このロータ２は、径方向に形成された複数の案内溝としてのロータ溝部２０を有しており、各ロータ溝部２０にブレード３が設けられている。複数のブレード３は、ロータ溝部２０のそれぞれに摺動自在に挿入されており、ロータ２が回転すると、遠心力の作用によってロータ溝部２０内を径方向外側に飛び出し、先端（外周端）がシリンダ内周部４に摺接しながらロータ溝部２０内を往復移動する。それぞれのブレード３の先端がシリンダ内周部４に摺接した状態で、シリンダ内周部４、ロータ２の外周部および周方向に隣接する２つのブレード３、およびフレーム５によって区画された空間がポンプ室１０となる。
【００１５】
また、ロータ２の一方の軸方向端面であって回転軸６の外周部には、ポンプハウジング１に設けられた円筒部１４とこの外周部に取り付けられたメタルベアリング１６が収容可能な溝部２２が形成されている。この溝部２２の外周部内径は、円筒部１４に取り付けられた後のメタルベアリング１６の外径よりも若干大きな値に設定されており、これらの隙間に潤滑油等を介在させた状態でロータ２がメタルベアリング１６によって１点支持される構造となっている。
【００１６】
また、上述した挿通孔１２は、ポンプハウジング１の軸方向端面においてシリンダの中心位置から偏心した位置に形成されており、この挿通孔１２と同心状に取り付けられたメタルベアリング１６によって１点支持されたロータ２が、回転軸６の先端のカップリング２４を介してエンジン（図示せず）の駆動力を受けて回転する。このようにしてロータ２が回転すると、シリンダ内周部４、隣接する２つのブレード３、フレーム５によって区画されたポンプ室１０の体積が変化し、体積が最も小さくなって圧縮された内部空気を吐出口５４から吐出パイプ５６を介して吐出することにより、真空ポンプとして動作する。なお、ロータ２の回転時には、軸方向の荷重はロータ２の端面とフレーム５との褶動面で受け、軸方向に対して垂直方向の荷重はメタルベアリング１６によって受けることになる。
【００１７】
このように、本実施形態の真空ポンプ１００では、ポンプハウジング１の端面よりシリンダ内に突出した円筒部１４の外周面にメタルベアリング１６が取り付けられており、回転軸６に沿ったメタルベアリング１６の位置がロータ２の重心位置（図１では重心位置がＧで示されている）に近くなっている。具体的には、メタルベアリング１６の設置位置を、ロータ２の軸方向両端面で挟まれた範囲に含まれるようにすることにより、ロータ２の重心位置Ｇにメタルベアリング１６の設置位置を近づけることが可能になる。このため、ロータ２の支持部であるメタルベアリング１６に作用するロータ２の自重による曲げモーメントを低減することができるため、メタルベアリング１６に加わる応力を減らすことができ、過大な応力に起因して発生する焼き付き等の不具合を防止することができる。
【００１８】
特に、図１に示すように、重心位置Ｇをメタルベアリング１６の軸方向取付位置に含ませることにより、ロータ２の自重による曲げモーメントを最小にすることができ、メタルベアリング１６に加わる応力も最小にすることが可能になる。また、ロータ２とメタルベアリング１６との軸方向距離を接近させることにより、ロータ２の軸方向長さを短くすることができるため、真空ポンプ１００全体の小型化が可能になる。
【００１９】
また、ポールベアリングに比べて径方向の厚みが薄いメタルベアリング１６を用いることにより、ロータ２の径方向の厚みをほとんど増すことなくメタルベアリング１６を設けることが可能になり、真空ポンプ１００のさらなる小型化が可能になる。
【００２０】
また、回転軸６をロータ２と一体成形することにより、部品点数の低減による部品コストや組付コストの低減が可能になる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ロータ２と回転軸６とが一体成形された真空ポンプ１００について説明したが、ロータの中心に取付孔を形成し、別体の回転軸を嵌合させるようにしてもよい。
【００２１】
また、上述した実施形態では、メタルベアリング１６を用いたが、ボールベアリング等の他の種類のベアリングを用いるようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、真空ポンプ１００単体の動作を説明したが、他の補機と一体化するようにしてもよい。例えば、車両用交流発電機と真空ポンプ１００を組合せ、車両用交流発電機の回転子の回転軸を真空ポンプ１００の回転軸６と連結するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の真空ポンプの軸方向断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
１  ポンプハウジング
２  ロータ
３  ブレード
４  シリンダ内周部
５  フレーム
６  回転軸
１０  ポンプ室
１２  挿通孔
１４  円筒部
１６  メタルベアリング
２０  ロータ溝部
２２  溝部
【図１】
2004300970.tif 000003
【図２】
2004300970.tif 000004