(57)【要約】【課題】ポンプの外径寸法を増大することなく、システム側に設置されている土台に容易に着脱することができる防振が可能なベーンロータリ型空気ポンプを提供すること。【解決手段】少なくともエンドプレート１６に貫通穴４６を形成し、この貫通穴４６の両端に段落ちの平面部（肩部）４８を設け、貫通穴４６に締結用ボルト５４を挿入してポンプ本体をシステム側に設置された土台５０に固定するようにした。また、平面部４８と土台５０の間に防振材５２を設置するようにした。【選択図】  図３
2005002969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ機構部と駆動モータとが並設されたポンプ本体を有し、軸心から偏心して形成された円筒状内壁を有するシリンダと、該シリンダ内に配置され複数のベーン溝を有する円筒状のロータと、該ロータと一体的に回転する回転軸と、前記複数のベーン溝に摺動自在に挿入され自己潤滑性を有する材質よりなる板状のベーンと、前記ロータと前記ベーンを挟み込むように前記シリンダの両端面に取り付けられたフロントプレートとエンドプレートとにより前記ポンプ機構部を構成して、該ポンプ機構部に複数のポンプ空間を形成し、前記回転軸を前記駆動モータにより駆動することにより前記ポンプ空間の容積を変化させるようにしたベーンロータリ型空気ポンプであって、
前記回転軸と直交する方向に貫通穴を穿設し、該貫通穴に挿入された締結用ボルトにより前記ポンプ本体を土台に取り付けたことを特徴とするベーンロータリ型空気ポンプ。
【請求項２】
前記貫通穴を前記エンドプレートに設けたことを特徴とする請求項１に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。
【請求項３】
前記エンドプレートを略直方体状に形成したことを特徴とする請求項２に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。
【請求項４】
前記貫通穴の端部が位置する前記エンドプレートの両端面に、その端面間の長さが前記シリンダの外径より短く設定された肩部を形成し、該肩部に前記締結用ボルトの頭部を当接させたことを特徴とする請求項３に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。
【請求項５】
前記貫通穴を前記フロントプレートに設けたことを特徴とする請求項２に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。
【請求項６】
前記フロントプレートを略直方体状に形成したことを特徴とする請求項５に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。
【請求項７】
前記貫通穴の端部が位置する前記フロントプレートの両端面に、その端面間の長さが前記シリンダの外径より短く設定された肩部を形成し、該肩部に前記締結用ボルトの頭部を当接させたことを特徴とする請求項６に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。
【請求項８】
前記駆動モータがそのケーシング外周面上に取り付けられた電源部を有し、該電源部を水平方向に配置したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。
【請求項９】
前記シリンダの外周面を前記回転軸を中心とした円筒状に形成したことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料電池を用いたモバイル用情報端末機器の空気供給装置に使用されるベーンロータリ型空気ポンプの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５及び図６は、従来のベーンロータリ型ポンプを示しており、両端がフロントプレート１１１及びエンドプレート１１２で閉鎖された円筒状内壁を有するシリンダ１０３を備えている。シリンダ１０３の内部には、外周の一部がシリンダ１０３の内壁と小隙間を形成するロータ１０７が配設されている。
【０００３】
ロータ１０７には回転軸１１０が一体的に取り付けられており、回転軸１１０は、フロントプレート１１１に配設されたボール軸受け１１６と、エンドプレート１１２に配設されたボール軸受け１１８とにより回転自在に支持されている。また、ロータ１０７には複数のベーン溝１０８が形成され、各ベーン溝１０８に自己潤滑性を有する材質よりなる板状のベーン１０９の一端が摺動自在に挿入されている。ベーン１０９は、シリンダ１０３、ロータ１０７、フロントプレート１１１、エンドプレート１１２とともにポンプ空間１０４を形成している。さらに、フロントプレート１１１には、ポンプ空間１０４と連通する吸入ポート１１３と吐出ポート１１４が形成されている。
【０００４】
上記構成のベーンロータリ型ポンプにおいて、電動モータ等の駆動源（図示せず）からの動力が回転軸１１０に伝達されると、回転軸１１０とともにロータ１０７が一体的に回転し、吸入ポート１１３からポンプ空間１０４内に流体が吸入される。吸入された流体はポンプ空間１０４内で圧縮された後、吐出ポート１１４から吐出される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特願２００２−２８０９９８
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のベーンロータリ型ポンプをシステム側に設置されている土台に組み付ける場合、フロントプレート１１１、エンドプレート１１２、シリンダ１０３ばかりでなく、エンドプレート１１２に一体的に取り付けられるプレート１１９にもポンプ固定用の貫通穴を設けていないため、ボルトで固定することができなかった。
【０００７】
また、ポンプ本体をバンドで固定した場合、フロントプレート１１１、エンドプレート１１２、シリンダ１０３、プレート１１９、直流モータ１２０の外周面は円形に形成されているため、ポンプが転がりやすく不安定であった。
【０００８】
さらに、モバイル用機器はシステム自体を小型にする必要があることから、ポンプの設置空間に余裕がなく、ポンプ上面側以外からは工具が入りにくい。したがって、防振材の設置が容易でないばかりか、バンドの取り付けに時間がかかり、ポンプの着脱が難しかった。
【０００９】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ポンプの外径寸法を増大することなく、システム側に設置されている土台に容易に着脱することができる防振が可能なベーンロータリ型空気ポンプを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、ポンプ機構部と駆動モータとが並設されたポンプ本体を有し、軸心から偏心して形成された円筒状内壁を有するシリンダと、該シリンダ内に配置され複数のベーン溝を有する円筒状のロータと、該ロータと一体的に回転する回転軸と、前記複数のベーン溝に摺動自在に挿入され自己潤滑性を有する材質よりなる板状のベーンと、前記ロータと前記ベーンを挟み込むように前記シリンダの両端面に取り付けられたフロントプレートとエンドプレートとにより前記ポンプ機構部を構成して、該ポンプ機構部に複数のポンプ空間を形成し、前記回転軸を前記駆動モータにより駆動することにより前記ポンプ空間の容積を変化させるようにしたベーンロータリ型空気ポンプであって、前記回転軸と直交する方向に貫通穴を穿設し、該貫通穴に挿入された締結用ボルトにより前記ポンプ本体を土台に取り付けたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記貫通穴を前記エンドプレートに設けたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記エンドプレートを略直方体状に形成したことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、前記貫通穴の端部が位置する前記エンドプレートの両端面に、その端面間の長さが前記シリンダの外径より短く設定された肩部を形成し、該肩部に前記締結用ボルトの頭部を当接させたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、前記貫通穴を前記フロントプレートに設けたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、前記フロントプレートを略直方体状に形成したことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、前記貫通穴の端部が位置する前記フロントプレートの両端面に、その端面間の長さが前記シリンダの外径より短く設定された肩部を形成し、該肩部に前記締結用ボルトの頭部を当接させたことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、前記駆動モータがそのケーシング外周面上に取り付けられた電源部を有し、該電源部を水平方向に配置したことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、前記シリンダの外周面を前記回転軸を中心とした円筒状に形成したことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１及び図２は、本発明の実施の形態１にかかるベーンロータリ型空気ポンプを示しており、ポンプ機構部２と直流モータ等の駆動モータ４とを並設して構成している。また、図３は本発明の実施の形態１にかかるベーンロータリ型空気ポンプをシステム側に設置されている土台に取り付けた状態を示している。
【００２０】
ポンプ機構部２には、軸心から偏心して形成された円筒状内壁を有するアルミニウム等の金属材料製シリンダ６が設けられており、シリンダ６内には、円筒状のロータ８が配置されている。ロータ８は、その中心軸方向に延びる複数のベーン溝１０を有し、これらのベーン溝１０には自己潤滑性を有するカーボン等の材質よりなる板状のベーン１２が摺動自在に挿入されており、潤滑油は使用されていない。シリンダ６の両端面には、フロントプレート１４とエンドプレート１６がロータ８とベーン１２を挟み込むように配置されて複数のポンプ空間１８を形成している。なお、フロントプレート１４とエンドプレート１６もアルミニウム等の金属材料製である。
【００２１】
また、ロータ８には、エンドプレート１６の反対側に配置された駆動モータ４のモータシャフトを兼ねる回転軸２０が連結されており、回転軸２０はシリンダ６の軸心上に延在し、フロントプレート１４に圧入されたボール軸受け２２及びエンドプレート１６に圧入されたボール軸受け２４により回転自在に支持されている。
【００２２】
さらに、フロントプレート１４には、吸入ポート２６と吐出ポート２８が形成されており、吐出ポート２８には吐出口３０が設けられている。また、エンドプレート１６には、吸入ポート２６と対向する位置に凹部３２が形成されており、吸入ポート２６と凹部３２は、シリンダ６の軸方向に形成された貫通穴３４を介して互いに連通するとともに、貫通穴３４は、シリンダ６の中央部に形成された連通路３６を介してポンプ空間１８と連通している。
【００２３】
一方、駆動モータ４は、ケーシング３５の外周面に取り付けられた電源部３７と、ロータ３８と、ロータ３８の外周部に対向して配置されたステータ４０とを有し、モータシャフトを兼ねる回転軸２０は軸受け４２及び軸受け４４により回転自在に支持されている。
【００２４】
上記構成の本発明にかかるベーンロータリ型空気ポンプにおいて、電源部３７からステータ２８に給電されると、ロータ２６とステータ２８間の磁気作用によりロータ２６は回転トルクを得て回転運動を行い、ロータ２６と一体的に構成されたモータシャフトを兼ねる回転軸２０を介してポンプ機構部２に回転力が伝達される。
【００２５】
ロータ８は回転軸２０に連結されていることから、ロータ８は回転軸２０とともに一体的に回転し、ロータ８のベーン溝１０に挿入されたベーン１２が遠心力によりシリンダ６の内面に向かって飛び出すことで、ベーン１２の先端部がシリンダ６の内面に当接し、ポンプ空間１８を形成する。このとき、フロントプレート１４に形成された吸入ポート２６より吸入された空気は、ポンプ空間１８に直接流入する経路と、シリンダ６に形成された貫通穴３４を通じてエンドプレート１６に形成された凹部３２からポンプ空間１８に流入する経路と、貫通穴３４を通じてシリンダ６の中央部に形成された連通路３６からポンプ空間１８に流入する経路の三つの経路を介してポンプ空間１８に流入する。
【００２６】
ポンプ空間１８に流入した空気は、ロータ８の回転にともないポンプ空間１８内で圧縮され、吐出ポート２８を経て吐出口３０より吐出される。すなわち、ベーンロータリ型空気ポンプにおいては、複数のポンプ空間１８の容積変化（伸縮作用）により空気を圧縮している。
【００２７】
また、図１及び図３に示されるように、本実施の形態においては、フロントプレート１４及びエンドプレート１６を略直方体状に形成し、フロントプレート１４及びエンドプレート１６の各々の両側に、回転軸２０と直交する方向に延びる貫通穴４６を穿設するとともに、貫通穴４６の端部が位置するフロントプレート１４及びエンドプレート１６の両端面に平面部である肩部（段落ち部）４８を形成している。すなわち、各貫通穴４６の両端部が位置する二つの肩部４８間の長さは、シリンダ６の外径より短く設定されている。
【００２８】
かかる構成によれば、モバイル用機器のシステム側に設置されている土台５０に本発明にかかるベーンロータリ型空気ポンプを取り付けるに際し、土台５０とフロントプレート１４との間、及び、土台５０とエンドプレート１６との間に防振材５２を設置し、締結用ボルト５４をポンプ本体の上方から貫通穴４６に挿入することでポンプ本体を土台５０に固定することができる。したがって、ポンプ上面側からアクセスして、ボルト５４を締結あるいは取り外すことによりポンプを容易に着脱できるので、ポンプ本体の取り付けや取外しに要する時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００２９】
また、ボルト５４の頭部は、シリンダ６の外周面頂部より一段下がった肩部（平面部）４８に当接するので、ポンプの外形寸法は従来と略同一に維持することができる。さらに、防振材５２も肩部４８と土台５０との間に形成される空間に設置することができるため、ポンプ外形寸法を大きくすることなく、土台５０に伝わる振動を低減することができる。
【００３０】
なお、貫通穴４６にねじを切り、土台５０の下側からボルト５４でフロントプレート１４及びエンドプレート１６を土台５０に固定することもできる。さらに、フロントプレート１４及びエンドプレート１６の各々の肩部４８に座ぐりを形成して、ボルト５４の頭部を座ぐり部に収容することもできる。
【００３１】
また、モバイル用機器はシステムの小型化が重要課題であり、特に高さ方向はできるだけ小さくする必要があることから、図３に示されるように、電源部３７を水平方向（回転軸２０の高さでケーシング３５の横の外周面上）に設置することにより、ポンプ高さを抑制することができ、システムの薄型化が可能になる。
【００３２】
なお、シリンダ６をエンドプレート１６に組み付けるときのトップクリアランス設定のため、ポンプ機構部締結用ボルト穴５６の内径は、締結用ボルト（図示せず）のねじ部外径より大きく設定されており、締結用ボルトとボルト穴５６の内面には隙間が設けられている。したがって、シリンダ６はその隙間分の移動が許容されていることから、シリンダ６は角度偏りが発生した状態でエンドプレート１６に固定される場合がある。しかしながら、シリンダ６の外周面を回転軸２０を中心とした円筒状に形成することにより、回転軸２０を中心にシリンダ６が回転しても、回転軸２０からシリンダ６の外周面までの距離は同一なので、シリンダ６が、システム側に設置された土台５０に干渉することなくポンプ本体を固定することができる。
【００３３】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２にかかるベーンロータリ型空気ポンプをシステム側に設置されている土台に取り付けた状態を示している。図４において、図１〜図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００３４】
図４に示されるように、本実施の形態では、フロントプレート１４を略直方体状に形成する一方、エンドプレート１６を略円筒状に形成している。また、フロントプレート１４の両側には、回転軸２０と直交する方向に延びる貫通穴４６が穿設されており、貫通穴４６の端部が位置するフロントプレート１４の両端面には平面部である肩部４８が形成されている。
【００３５】
かかる構成によれば、エンドプレート１６がポンプの重心位置近傍に位置することになるので、締結部とポンプ重心とが近接し、ポンプ固定後のがたつきを抑制することができる。また、フロントプレート１４は加工の容易な円筒形状に形成することができるので、加工時間の短縮が可能となる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明によれば、回転軸と直交する方向に貫通穴を設け、締結用ボルトでポンプ本体をシステム側に設置されている土台に締結するようにしたので、上方からポンプ本体にアクセスしてボルトの着脱ができるため、ポンプの取り付けあるいは取り外しが容易になる。
【００３７】
また、貫通穴をエンドプレートに設けるようにしたので、ポンプ外形寸法を大きくせず、ポンプ空間にボルトが臨まない状態でポンプを土台に固定することができる。また、エンドプレートはポンプの重心位置近傍に位置するので、固定後のがたつきを抑制することができる。
【００３８】
さらに、フロントプレートの貫通穴両端面に肩部（段落ち部）を設け、肩部にボルト頭部を当接させるようにしたので、ボルト頭部がポンプ本体の外径寸法以上に飛び出すことがない。また、土台と肩部の間に防振材を設置することができるので、ポンプ本体の外径寸法を大きくすることなくポンプ振動のシステムへの伝達を減少させることができる。
【００３９】
また、エンドプレートを貫通する締結用ボルトに加えて、フロントプレートにも貫通穴を設け、この貫通穴に挿入された締結用ボルトでポンプ本体を土台に締結すると、より強固にポンプを固定することができる。
【００４０】
また、駆動モータの電源部を水平方向に配置するようにしたので、ポンプ高さを抑えることができ、システムの薄型化が可能となる。
【００４１】
また、シリンダの外周面を回転軸を中心とした円筒状に形成したので、シリンダのエンドプレートへの組み付け時に角度偏りが発生した場合でも、シリンダがシステム側に設置された土台に干渉することなくポンプ本体を固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるベーンロータリ型空気ポンプの回転軸に直交する方向の断面図である。
【図２】図１のベーンロータリ型空気ポンプの回転軸に沿った断面図である。
【図３】図１のベーンロータリ型空気ポンプをシステム側に設置されている土台に取り付けたときの斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかるベーンロータリ型空気ポンプを示しており、特に土台に取り付けたときの斜視図である。
【図５】従来のベーンロータリ型空気ポンプの回転軸に沿った断面図である。
【図６】図５の従来のベーンロータリ型空気ポンプの回転軸に直交する方向の断面図である。
【符号の説明】
２  ポンプ機構部、  ４  駆動モータ、  ６  シリンダ、  ８  ロータ、  １０  ベーン溝、  １２  ベーン、  １４  フロントプレート、  １６  エンドプレート、  １８  ポンプ空間、  ２０  回転軸、  ２２，２４  ボール軸受け、２６  吸入ポート、  ２８  吐出ポート、  ３０  吐出口、  ３２  凹部、  ３４  貫通穴、  ３５  モータケーシング、  ３６  連通路、  ３７  電源部、３８  ロータ、  ４０  ステータ、  ４２，４４  軸受け、  ４６  貫通穴、４８  肩部、  ５０  土台、  ５２  防振材、  ５４  ポンプ本体締結用ボルト、  ５６  ポンプ機構部締結用ボルト。
【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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