(57)【要約】  本発明は、ポンプの吸気及び給気サイクル中に開閉することによってそのポンプを制御するいくつかのバルブ（10，20）がポンピング・チェンバ（13）内に設けられているタイプの真空ポンプであって、前記バルブ（10，20）あるいはそれに接続されたいくつかの部品が少なくとも部分的に強磁性素材で形成されており、磁気インダクタ（４）がそのポンプのポンピング・チェンバ（13）の非強磁性素材でつくられた壁面（２）の外側に圧着されており、そしてそのポンピング・チェンバ（13）内には、つくり出された磁気フローを、前記インダクタ（４）によって直接あるいは間接的に、前記バルブ（10，20）あるいはそれに接続された部品によって失活された位置に近い極性ポイント（12）まで伝導するのに適した強磁性素材の伝導要素が設けられており、前記インダクタが作動されるとバルブを失活位置まで磁気的に引きつけ、それによって、その動作を止めることもなしにそのポンプの空気圧作動を停止し、アイドリング状態にすることを特徴とする真空ポンプ。好ましくは、前記バルブ（10，20）はポンピング・チェンバ（13）内に収容されたロータ（７）内に取り付けられ、伝導性強磁性要素（11）もポンプ・ロータ（７）に取り付けられ、それらがバルブ（10，20）のずれ動作を制限する止め部材近くの箇所に極性ポイント（12）を有している。
2010512479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプの吸気及び給気サイクル中に開閉することによってそのポンプを制御するいくつかのバルブ（10，20）がポンピング・チェンバ（13）内に設けられているタイプの真空ポンプであって、
前記バルブ（10，20）あるいはそれに接続されたいくつかの部品が少なくとも部分的に強磁性素材で形成されており、
磁気インダクタ（４）がそのポンプのポンピング・チェンバ（13）の非強磁性素材でつくられた壁面（２）の外側に圧着されており、
そしてそのポンピング・チェンバ（13）内には、つくり出された磁気フローを、前記インダクタ（４）によって直接あるいは間接的に、前記バルブ（10，20）あるいはそれに接続された部品によって失活された位置に近い極性ポイント（12）まで伝導するのに適した強磁性素材の伝導要素（11）が設けられており、
前記インダクタが作動されるとバルブを失活位置まで磁気的に引きつけ、それによって、その動作を止めることもなしにそのポンプの空気圧作動を停止し、アイドリング状態にすることを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記バルブ（10，20）がポンピング・チェンバ（13）内に設置されている場合は、前記伝導性強磁性要素（11）もポンプ・ロータ（７）内に設置されることを特徴とする、請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項３】
バルブ（10，20）の失活状態がその開放位置に対応する場合、各磁気フロー伝導要素（11）が対応するバルブ（10，20）の開放ずれ動作を制限する止め部材（12）の近くの箇所に配置された極性ポイント（12）を有しているか、あるいはそれ自体が止め部材（12）を形成していることを特徴とする、請求項２記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記バルブ（10，20）に接続された前記強磁性部品が、磁場の作用を受け、バルブ（10，20）に機械的に作用するように配置された中間強磁性部材であることを特徴とする、請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項５】
磁気フローを伝導する前記要素（11）によって運ばれる磁気フローが前記インダクタ（４）によって直接つくりだされる磁気フローであることを特徴とする、請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項６】
磁気フローを伝導する前記要素（11）によって運ばれる磁気フローが前記インダクタ（４）によってポンピング・チェンバ（13）内に配置された電気巻線に作用することによって間接的につくりだされる磁気フローであることを特徴とする、請求項１記載の真空ポンプ。
【請求項７】
ポンピング・チェンバ（13）内に配置された前記電気巻線が固定位置に取り付けられ、インダクタ（４）が交流磁気フローをつくりだすことを特徴とする、請求項６記載の真空ポンプ。
【請求項８】
前記電気巻線がポンプの回転ロータ（７）上に取り付けられ、外側インダクタ（４）によってつくりだされる磁気誘導場内でのそれ自体の運動によって電磁誘導を受けることを特徴とする、請求項６記載の真空ポンプ。
【請求項９】
前記外側インダクタ（４）がケーブル（５）を通じての直流によって通電される電磁インダクタであることを特徴とする、請求項８記載の真空ポンプ。
【請求項１０】
前記外側インダクタ（４）がインダクタ（４）によってつくりだされる磁気フローのポンピング・チェンバ（13）に向けての伝送を受け入れたり遮断したりするための手段を備えた永久磁石であることを特徴とする、請求項８記載の真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、その機能が不必要な期間中はその作動を停止するための装置を備えた真空ポンプである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の分野では通常『真空ポンプ』と呼ばれるポンプが使われており、その大部分はベーン・ポンプであって、その機能はエア・タンク内で圧力降下状態をつくりだし、その状態を維持することにある。この圧力降下状態は、主として、補助制動及び作動のために圧力降下状態を必要とするその他の装置のための空気サーボモータを作動させるために用いられるものである。圧力降下状態が最初に発生されると、これらのポンプの作動が、圧力降下したタンクに接続された装置及び漏出によって起こされる圧力降下達成を相殺する。これらの装置は永続的に作動するものではなく、漏出も限定的なものなので、そのポンプの作動が不必要になる期間がある程度持続する。しかしながら、通常の技術によれば、これらのポンプはエンジンによって永続的に駆動されている。それは不必要な動力消費を確実に引き起こし、従って、燃料消費の一定の増加と燃焼ガスの放出、そして、ポンプの構成要素の不必要な摩耗を引き起こす。
【０００３】
その作動が必要とされない期間中にポンプを失活させると、エンジンに対して求められる全体的な動力の低減を可能にし、さらに燃焼ガスの放出と構成部品の摩耗の現象を可能にして、その寿命を延長させることになり、さらに、それらの素材の応力を低減することによって、そのポンプの構成部品を製造するためにより安価な材料の選択を可能にしてくれる。従って、ポンプの作動が不必要な期間中にその真空ポンプの駆動を停止するために、いくつかの装置が開発されている。
【０００４】
この目的のために特に改良された装置がイタリア特許出願第TO2004 A 000,530に開示されている。この装置は、ポンプの作動が必要な時には作動を開始させ、作動が必要でない期間中は作動を中止させてこれらの期間中はそのポンプを不作動にするかあるいはほぼ不作動にするために、そのポンプの回転系とポンプを駆動するエンジンの対応部分との間に挿入するように意図されている。しかしながら、この装置はそのポンプの駆動系に追加的な構成部品を挿入することを必要としている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上に述べたことに鑑み、本発明の主たる目的は、作動が不必要な期間中は、そのポンプの機械的駆動を中断させず、従って、そのポンプの駆動系に追加的な構成備品を何も挿入する必要なしに、そのポンプの作動を失活させることができる装置を備えた真空ポンプを提供することである。本発明のもうひとつの目的は、比較的シンプルで信頼性が高くそしてさらに安価な手段で上記の主たる目的を達成することである。
【０００６】
本発明は特に、ポンプの吸気及び給気サイクル中に開閉することによってそのポンプを制御するいくつかのバルブがポンピング・チェンバ内に設けられているタイプの真空ポンプに適用される。こうした真空ポンプの事例は、イタリア特許出願第TO2006 A 000,673に開示されている。この資料に述べられているポンプにおいては、作動を制御するバルブはポンプ・ロータ内部に搭載されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上に述べた本発明の主たる目的は、ポンプの吸気及び給気サイクル中に開閉することによってその動作を制御するいくつかのバルブがポンピング・チェンバ内に設けられているタイプの真空ポンプによって達成され、このポンプは前記バルブあるいはそれに接続されたいくつかの部品が少なくとも部分的に強磁性材料で形成されており、磁気インダクタがそのポンプのポンピング・チェンバの非強磁性素材でつくられた壁面の外側に設けられ、そしてそのポンピング・チェンバ内にはつくり出された磁気フローを、前記インダクタによって直接あるいは間接的に、前記バルブあるいはそれに接続された部品によって不活性にされた位置に近い極性ポイントまで伝導し、前記インダクタが作動されるとバルブを不活性位置まで磁気的に引きつけ、それによって、その動作を止めることもなしにそのポンプの空気圧作動を停止し、アイドリング状態にすることを特徴としている。
【０００８】
特に、前記バルブがポンピング・チェンバ内に収容されているロータの中に取り付けられている場合は、その伝導性の強磁性要素もそのポンプ・ロータ内に設置される。より詳細に述べると、それらのバルブの不活性状態がその開放位置に対応している場合、その伝導性で強磁性の各要素は対応する弁を開放するずれ動作を制限する止め部材の近くの位置に配置されている極性ポイントを有している。
【０００９】
特に、それらのバルブに接続された強磁性部品は、磁場の作用を受け入れてそれらのバルブに磁気的に作用するように配置された中間強磁性部材であってもよい。
【００１０】
磁気フローを伝える前記要素によって運ばれた磁気フローはそのインダクタによって直接的につくりだされた磁気フローであってもよいし、あるいは前記ポンピング・チェンバ内部に配置された電気巻線に作用することでそのインダクタによって間接的につくりだされた磁気フローであってもよい。そして、ポンピング・チェンバ内部に配置されているこの電気巻線は固定位置に取り付けてもよく、この場合は、前記インダクタは交流磁気フローをつくりだすことになり、あるいはその内部電気巻線をそのポンプの回転部分上に取り付けてもよく、その場合は前記インダクタによってつくりだされる磁気誘導場内部でのそれ自体の動きによって電磁誘導を受けることができる。
【００１１】
後者の場合は、外側インダクタは直流が供給される電磁インダクタであってもよく、あるいは永久磁石であってもよい。後者の場合は、そのインダクタによってつくりだされる磁気フローのポンピング・チェンバ方向への伝播を可能にしたりあるいは中断するための何らかの手段を設けるべきである。
【００１２】
なお、ここで用いられている『強磁性素材』の定義には高い磁気感受性を有するすべての素材、従って、鉄合金あるいはその他の金属合金、そしてそれ自体の性質によるかあるいは高い磁気感受性を有する電荷の存在のいずれかの理由によって高い磁気感受性を有する合成素材が含まれる。
【００１３】
本発明の上に述べたような、あるいはその他の特徴、目的、利点は非限定的事例である３つの好ましい実施の形態についての以下の説明と、添付図面を参照することでより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によって備えられた真空ポンプの外部俯瞰図である。
【図２】本発明によって備えられた真空ポンプの一部である羽根付きロータの、第１の実施の形態を上部及び下部断面図で示す図である。
【図３】本発明によって備えられた真空ポンプの一部である羽根付きロータの、第２の実施の形態を、図２と同様に示している図である。
【図４】本発明によって備えられた真空ポンプの一部である羽根付きロータの、第３の実施の形態を、図２と同様に示している図である。
【図５】図４で用いられている強磁性ブリッジの構成を俯瞰で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明による装置は、主として、イタリア特許出願TO2006 A 000,673によって用いられる自動車での使用を目的とした真空ポンプでの適用に適しており、従って、以下の説明は前記適用例を前提としているが、本発明は、ポンプの動作を制御することを意図している１つあるいは複数のバルブがポンピング・チェンバの内部で、固定位置かあるいはポンプ・ロータ内に取り付けられているあらゆる真空ポンプで利用が可能である。
【００１６】
図１は真空ポンプの外面図で、この真空ポンプはその内部にポンピング・チェンバが配置されている本体１で構成されており、その本体１はカバー２で閉じられ、さらに吸気接続３を有している。これらの部品は対応する従来部品と異なるものではなく、従って、それらについての詳細な説明は不必要である。本発明の特徴は、磁気インダクタ４がポンピング・チェンバの壁面、この例の場合では好ましくはカバー２に圧着され、この壁面は非強磁性素材で形成されている。図示されている実施の形態で、インダクタ４は電磁インダクタであり、電源供給用の、接続クランプ６で終端するケーブル５を有している。インダクタ４が圧着される前記壁面（本例ではカバー２）は、インダクタ４によって発生される磁場がポンピング・チェンバ内部にまで広がるように、非強磁性素材で形成されることが必要である。
【００１７】
図２は、上側がロータ７を示しており、下側がその断面図で、このロータ７はそれを取り囲むスペース13で示されているポンピング・チェンバ内に挿入される。このポンピング・チェンバ13はポンプ本体１内部に収容されている。
【００１８】
図示されている実施の形態で、ロータ７はイタリア特許出願TO2006 A 000,673の図３に示されているロータと基本的に同じである。そうしたロータの動作の詳細については、上記出願の説明に含まれている詳細な説明を参照していただきたいが、本発明に関することがらは、以下の点について述べれば十分であろう。
【００１９】
ロータ７はポンピング・チェンバ13内を通じて開口部８の方向に延びている空気通路を制御する４枚の羽根を含んでおり、そのうちの２枚が図２の下側に示されている。これらの羽根は弾力性のある重ね板バネ９の端部部分10によって形成されている。これらのバルブは図示されている位置、バルブ10が開口部８を取り囲んでいる境界で定置されてこれらの開口部を閉鎖する定置位置と、重ね板バネ９の端部部分10が開口部８から持ち上げられて止め部材12に対して定置される開放位置との間で動くことができる。バルブ10のこれらのずれ動作はロータ７の対応する開口部８の領域内のポンピング・チェンバ13内に存在している圧力によって行われる。すべてのバルブ10が開放されていると、ロータ７はアイドリング状態になり、ポンプはその作動を停止する。
【００２０】
本発明においては、この弾力性のある重ね板バネ９は、例えば適切な品質のスチールなど、磁気ヒステレシスが少ない強磁性素材で構成される必要があり、止め部材12はアーチ形のブリッジ11の端部で形成される。このアーチ形のブリッジ11はその全体が図２の上側の部分に示されており、図２の下側の断面図では、止め部材12を形成している対応するブリッジの端部部分だけが見えている。このブリッジ11とそれらの端部部分12は、例えば鉄など、磁気ヒステレシスが少ない強磁性素材で形成されるべきである。上に述べた部分の磁気ヒステレシスが少なくてはならない理由は、それらが磁気誘導場の影響を受けた後に検出可能な程度の永久磁化を保有してはならないからである。
【００２１】
内部にロータ７が収容されているポンピング・チェンバ13内の磁気インダクタ４が励起されていないと、磁場は存在せず、ロータ７は通常の状態で作動し、その羽根10がそれに作用する圧力に従って開いたり、閉じたりする。ポンプは通常の状態で作動する。
【００２２】
反対に、ケーブル５を通じて電流を供給することにより磁気インダクタ４が励起されると、インダクタ４は磁気誘導場を発生させ、カバー２は非強磁性素材でできているので、この磁場がカバー２によって減ることなしにポンピング・チェンバ13内部に広がり、従ってロータ７によって占有されているスペース内部にも広がる。この磁気誘導場に曝されると、強磁性素材で形成されているブリッジ11が磁気双極子の性質を帯び、上記重ね板バネ９の端部部分10と向き合っている止め部材を形成しているその端部部分12が双極性になって、ポンプの羽根を形成している端部部分10を磁気的に引きつける。
【００２３】
従って、羽根10はその開放位置を決める止め部材12に対して定置され、インダクタ４が通電されている限り、この位置に止まる。そして、ポンプはバルブ10が持続的に開放されるので、インダクタ４が励起されている限り、この状態が持続する。ロータ７は通常の状態で回転を続けるが、接続３を通じての吸気はまったく行わない。インダクタ４の励起が終わると、そのインダクタによってつくりだされる磁気誘導場が取り消され、ブリッジ11はもはや磁化されず、そしてその極性端部部分12がバルブ10を磁気的に引きつけるのをやめる。そして、バルブ10が再び通常の動作を行い、ポンプが再び接続３を通じて吸気を開始する。
【００２４】
従って、真空ポンプの活性化と非活性化を制御するには、インダクタ４の励起を電気的な方法で制御すれば十分である。真空ポンプは持続的に回転を続けるが、それが失活されている期間中は、その部品の摩擦を除けば回転に対する抵抗はまったく示されず、従って、機械的な力が実際上ゼロになるので、応力や摩耗も最小限になる。
【００２５】
図３はロータ７の１つの実施の形態を示しており、下側にその断面図が示されているが、この実施の形態は図２に示されているロータ７と基本的には同じである。前の実施の形態との違いはブリッジ11で、その端部部分はバルブ10を磁気的に引きつけるための極12を形成している。この実施の形態で、ブリッジ11はアーチ形ではなく直線的である。動作はまったく同一である。なお、ブリッジ11の形状は動作には重要な意味を持たないが、この形状を適切に選択すると、そのインダクタ４のために選ばれた構成に依存するポンピング・チェンバ内の磁場のコースを反映して、インダクタ４によってつくられる磁気誘導場が最もよく引き出される。
【００２６】
図４は上側と下側の断面図でロータ７の１つの実施の形態を示しており、このロータ７はイタリア特許出願TO2006 A 000,673の図７に示されているロータと基本的に同じである。この実施の形態で用いられるブリッジ11−12の全体的構成を図５に示す。この例では、バルブ20は重ね板バネの端部部分で形成されているのではなく、それらはロータ７に対して枢支されている、重ねられたバランス20−21の一部である。この枢支接続は各バランスの円筒形中央部分をロータ７の適切な構造部分、特に図示されているように鞍状の部分22とタイル状の部分23との間に結合することで達成される。この例では、バルブ20の閉鎖位置は重ね板バネの弾力によって決められるのではなく、バランスの部分21によるバルブ部分20に対する平衡作用によって程よく緩和されたロータ７の回転による遠心力によって決められる。また、この例では、少なくとも、バルブを形成しているバランス部分21は、磁気ヒステレシスが少ない強磁性素材で形成されるべきである。この実施の形態における動作は上に述べた実施の形態の動作とまったく同じであることは容易に分かるであろう。インダクタ４が励起されてポンピング・チェンバ内部とロータ７によって占有されているスペース13内に磁気誘導場をつくりだすと、ブリッジ11の止め部材を形成している極12によってバルブが磁気的に引きつけられる。
【００２７】
上記では、バルブ10あるいは20を形成する部品はその開放位置でバルブのための止め部材を形成する極12によって磁気的に引きつけられるようにするために強磁性の素材でなければならないと述べた。しかしながら、もちろん、これらのバルブは、強磁性の素材で構成される他の部分に固着され、磁極12によって引きつけられるのに適したものであれば、どんな非強磁性素材でできていても構わない。磁場の作用を受け入れるための、そしてバルブに対して機械的に作用するように構成された中間強磁性部分を設けるのも好適であろう。適切であれば、バルブを磁気的に引きつけるための磁極12を、それらの位置がバルブに対して必要な磁気的吸着を及ぼすのに適していれば、バルブの止め部材から切り離しても構わないことも明らかである。
【００２８】
ポンプの失活にはバルブが開放位置ではなく閉鎖位置で保持されていることを必要とする種々の実施の形態において、バルブを磁気的に引きつけるための磁極は対応する方法で配置されるべきである。インダクタ４がポンピング・チェンバ内部でその極がバルブの磁気的吸着を行わせる磁気伝導性要素に直接作用する磁気誘導場を発生させる場合、本発明の装置の構造が最もシンプルになる。しかしながら、いくつかの例では、ポンピング・チェンバ内部でインダクタ４によって発生される磁気誘導場がポンピング・チェンバ内部に配置され、バルブを磁気的に引きつけるために用いられる磁気誘導場をつくりだすための電気巻線によって用いられるのが好ましい場合もある。こうした場合は、インダクタ４は間接的に作用するが、得られる効果は同じである。
【００２９】
なお、本発明は上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、例として示されている。いくつかの可能な修正形態は説明の過程でも述べてあるし、当業者であればその他の修正形態も容易に設計できるであろう。これらの、そしてその他の修正形態、及び技術的に同等の手段によるいずれの置き換えも、添付請求項に述べられているような本発明の精神及び本特許の範囲から逸脱するものではない。
【図１】
2010512479.tif 000003
【図２】
2010512479.tif 000004
【図３】
2010512479.tif 000005
【図４】
2010512479.tif 000006
【図５】
2010512479.tif 000007
【国際調査報告】
2010512479.tif 000008
2010512479.tif 000009
2010512479.tif 000010