(57)【要約】  本発明は、電気駆動容積式コンプレッサに関し、特に、コンプレッサを駆動するための電気駆動モータ（９）と、入口（７８）および出口（７６）を有する作動チャンバ（３２）とを備える、真空ポンプ（１）であって、電気駆動モータ（９）は、リング形電気ステータ（１２）と、リング形電気ステータ（１２）の内側に配設されて、電気ロータ（１６）内部に空隙（２４）を画定する電気ロータ（１６）とを備え、作動チャンバ（３２）は、少なくとも部分的に、電気ロータ（１６）の空隙（２４）の内側に配設されている、真空ポンプ（１）に関する。本発明によれば、コンプレッサ・ロータ（３６）は、作動チャンバ（３２）の内側に配設されて、電気ロータ（１６）に結合されている。
2018521252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンプレッサを駆動するための電気駆動モータ（９）と、
入口（７８）および出口（７６）を有する作動チャンバ（３２）と
を含み、
前記電気駆動モータ（９）は、リング形電気ステータ（１２）と、前記リング形電気ステータ（１２）の内側に配設されて、当該電気ロータ（１６）内部に空隙（２４）を画定する電気ロータ（１６）とを含んでおり、
前記作動チャンバ（３２）は、少なくとも部分的に前記電気ロータ（１６）の空隙（２４）の内側に配設されている、電気駆動容積式コンプレッサ、特に真空ポンプ（１）において、
前記作動チャンバ（３２）の内側に配設されているとともに前記電気ロータ（１６）に結合されているコンプレッサ・ロータ（３６）を備えていることを特徴とする電気駆動容積式コンプレッサ、特に、真空ポンプ（１）。
【請求項２】
前記駆動モータ（９）がブラシレス・モータであることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ。
【請求項３】
その内側に前記作動チャンバ（３２）を画定するチャンバ・ケース（２６）を備え、前記チャンバ・ケース（２６）は、少なくとも部分的に前記リング形電気ロータ（１６）の内側に配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のコンプレッサ。
【請求項４】
前記チャンバ・ケース（２６）が、非強磁性材料、特にアルミニウムから形成されていることを特徴とする請求項３に記載のコンプレッサ。
【請求項５】
前記コンプレッサ・ロータ（３６）が、少なくとも１つのベーン（６６）を回転させて、流体を、入口（７８）を介して前記作動チャンバ（３２）中に引き込むとともに、出口（７６）を介して前記作動チャンバ（３２）から引き出すために、前記作動チャンバ（３２）の内側で少なくとも１つのベーン（６６）に係合することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のコンプレッサ。
【請求項６】
前記ベーン（６６）は、前記コンプレッサ・ロータ（３６）内に形成されたスロット（６８）内に摺動可能に設けられた、単独のモノ・ベーンとして形成されていることを特徴とする請求項５に記載のコンプレッサ。
【請求項７】
前記作動チャンバ（３２）が中心軸（ＡＣ）を含み、前記電気ロータ（１６）が回転軸（ＡＭ）を備えるとともに、前記作動チャンバ（３２）の前記中心軸（ＡＣ）は、前記電気ロータ（１６）の前記回転軸（ＡＭ）に対してオフセット（Ｏ）していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のコンプレッサ。
【請求項８】
前記コンプレッサ・ロータ（３６）の回転軸（ＡＲ）が、前記電気ロータ（１６）の回転軸（ＡＭ）と同軸に配設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のコンプレッサ。
【請求項９】
前記コンプレッサ・ロータ（３６）と前記電気ロータ（１６）が、互いに固定して接続されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のコンプレッサ。
【請求項１０】
前記電気ロータ（１６）が、実質的に、半径方向リング形側壁（２０）と、該側壁（２０）から前記コンプレッサ・ロータ（３６）と係合するために回転軸（ＡＭ）に向かって半径方向に延びる、底壁（２１）とを有する、カップの形態であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載のコンプレッサ。
【請求項１１】
前記コンプレッサ・ロータ（３６）がシャフト（３８）を含み、該シャフト（３８）は、前記チャンバ・ケース（２６）内に形成された少なくとも１つのベアリング（４４）内に受け入れられて、電気ロータ（１６）と係合するために、そこを通過して延びていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載のコンプレッサ。
【請求項１２】
前記駆動モータ（９）と前記チャンバ・ケース（２６）を収容するための、ハウジング（２）を含み、前記チャンバ・ケース（２６）は前記ハウジング（２）に装着されていることを特徴とする請求項３または４に記載のコンプレッサ。
【請求項１３】
前記電気ステータ（１２）はステータ巻線（１４）を含み、前記電気ロータ（１６）は、複数の永久磁石（２２）を含んでいることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一つに記載のコンプレッサ。
【請求項１４】
車両のブレーキ・システム用の真空圧力を生成するための真空ポンプとして実行される、請求項１〜１３のいずれか一つに記載のコンプレッサ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一つに記載のコンプレッサ（１）を含む車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気駆動容積式コンプレッサ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｄｒｉｖｅｎ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）、特に、真空ポンプ、および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
そのようなコンプレッサ、特に真空ポンプは、ガソリン・エンジンまたはディーゼル・エンジンに加えて、ハイブリッド・モータおよび電気モータを備えた道路車両に搭載してもよい。通常、過去において、また今日でも燃焼エンジン車両では、真空ポンプは、エンジンのカムシャフトによって駆動されてきた。一般に、そのような真空ポンプは、例えば、本出願人の名前で、特許文献１に開示されている。開示された真空ポンプは、入口と出口が設けられた作動チャンバを画定するケースを備え、作動チャンバ内には可動部材が設けられており、この可動部材は、入口における圧力の低下を誘起するように、流体を、入口を介してチャンバ中に引き込むとともに、出口を介してチャンバから引き出すように移動可能である。入口は、ブレーキ・ブースタなどの消費機器（ｃｏｎｓｕｍｅｒ）に接続可能である。出口は、燃焼エンジンが使用される場合には、通常、エンジンのクランク・ケースに接続され、真空ポンプのモードにおいては、コンプレッサが使用される。デバイスがコンプレッサ・モードで使用される場合には、流体に高い圧力を加える出口は、空気圧エンジンなどの、その他の応用に使用してもよい。
【０００３】
今日では、道路車両の電化が増大し、その結果として、真空ポンプをエンジンのカムシャフトに直接的に結合する代わりに、別個の電気駆動モータで真空ポンプを駆動することが必要となっている。
【０００４】
真空ポンプを駆動するために、上記の知られたタイプの真空ポンプを備える、電気駆動モータを装着することが知られている。通常、電気駆動モータは、真空ポンプの駆動シャフトが、電気駆動モータの出力シャフトに直接的または間接的に結合されるように、軸方向に隣接して真空ポンプに結合される。
【０００５】
そのような解決策の欠点は、軸方向における、それぞれの真空ポンプの寸法が、比較的大きく、このことは、装着スペースが通常、非常に制限されている、道路車両のエンジン領域にそのようなデバイスを装着するときに問題を生じることがある。
【０００６】
真空ベーン・ポンプを電気駆動モータと一体化することが、特許文献２に提案されている。特許文献２に開示されている真空ポンプは、複数の磁石と複数の摺動可能なベーンとを担持する、リング形電気ロータを備える。電気ロータは、その内側に、真空ポンプの作動チャンバを画定する。ロータは、リング形電気ステータの半径方向内側に設けられる。作動チャンバの内側に、円筒形シャフトの形態のポンプ・ステータが設けられる。ポンプ・ステータ軸は、電気ロータのロータ軸に対してオフセットしており、ステータとロータの間のスロットが、真空ポンプの作動チャンバとして使用される。電気ロータに担持されているベーンは、作動ゾーンを画定するために、半径方向において作動チャンバを横切り、流体を入口から出口へと移動させるために、ステータの外表面に接触する。ステータの外表面とベーンの間の接触が確保されるように、ステータの外表面に向かって所定の力でベーンに付勢するために、付勢部材が、ベーンの半径方向外側先端と係合して設けられている。電気モータのロータと、ベーン・ポンプのロータとは、この場合には同一要素である。すなわち、ロータの内表面は、作動チャンバの外表面を画定する。
【０００７】
電気ロータとベーン・ポンプのロータを一体化することにより、デバイス全体の軸方向長さは、そのような配設によって低減できるが、そのような配設は、内部ポンプ・ステータの外表面に沿って移動する、複数のベーンにのみ使用できる。さらに、そのような配設は、真空ポンプの入口において真空が効果的に誘起されるように、リング形ロータをケースに対して封止する必要があるので、封止問題に直面する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００７／１１６２１６号
【特許文献２】国際公開第２０１２／００７１２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、真空ポンプの軸方向長さをできる限り短く保ちながら、封止に関して改善がなされるとともに、作動チャンバの設計において、より広い多様性および／または柔軟性で使用できる、前述のタイプの、電気駆動容積式コンプレッサ、特に真空ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、上記問題は、請求項１に記載の電気駆動容積式コンプレッサ、特に真空ポンプによって解決される。
【００１１】
本発明は、前述のタイプの、電気駆動容積式コンプレッサ、特に真空ポンプであって、コンプレッサを駆動するための電気駆動モータと、入口および出口を有する作動チャンバとを備え、電気駆動モータは、リング形電気ステータと、リング形電気ステータの内側に配設されて、電気ロータ内部に空隙を画定する電気ロータとを備え、作動チャンバは、少なくとも部分的に、電気ロータの空隙の内側に配設されている、コンプレッサから始まる。本発明によれば、コンプレッサ・ロータは、作動チャンバの内側に配設されて、電気ロータに結合されている。
【００１２】
本発明は、電気モータと、コンプレッサ、特に真空ポンプとを一体化するという一般的な考えに基づいている。電気ロータが、リング形電気ステータの内側に配設されて、空隙を画定する場合には、コンプレッサの軸方向長さを低減するために、コンプレッサの作動チャンバをこの空隙の内側に配設することが可能である。同時に、作動チャンバを介して流体を移動させるために、可動インペラー要素と結合してもよいコンプレッサ・ロータを作動チャンバの内側で使用することが有益である。この配設によって、コンプレッサ・ロータだけを作動チャンバに対して封止する必要があり、リング形コンプレッサ・ロータをその全周長にわたって封止する必要がない。さらに、作動チャンバは、特に電気ロータの空隙の内側で、電気ロータの設計から実質的に独立して、より自由に設計することが可能である。
【００１３】
真空ポンプに対して以下のことを参照するときには、これは、コンプレッサにも言及するものと理解されるべきであり、その逆も成り立つ。これらの用語の一方だけが用いられる場合には、それは簡略化のためだけである。
【００１４】
本発明の、これら、およびさらに進展した構成は、独立請求項においてさらに概説される。それによって、提案された概念の上述の利点は、さらに改善される。従属請求項の各特徴に対して、この開示の他のすべての特徴から独立して、独立の保護が請求される。
【００１５】
本発明の第１の好ましい実施形態によれば、電気駆動モータはブラシレス・モータとして形成される。この実施形態によって、コンプレッサの保全が簡略化されるとともに、効率も改善することができる。ブラシが省略されるので、ブラシにおける摩耗も無くなる。好ましくは、ブラシレス電気モータは、ＤＣモータである。これは、コンプレッサが道路車両において使用されて、道路車両の電気系に接続されるときに、特に好ましい解決策である。車両電気系は、通常、限定された電圧で直流を供給し、その結果として、ブラシレスＤＣモータが好まれる。ブラシレスＤＣモータは、比較的大きい直径と短い軸方向寸法で製作することができる。これによって、容積式コンプレッサ、特に真空ポンプの特性によく適した、より高いトルクとより低い回転速度が得られる。このブラシレスＤＣモータを、電気ロータがステータの半径方向内側に配設されるように実装することによって、磁気的に要求されることのない、電気ロータの中心のスペースが利用可能となる。このスペースは、その代りに、小型コンプレッサまたは真空ポンプ機構を収納するのに使用することもできる。結果として得られる解決策は、電気ロータを装着するのに、コンプレッサまたは真空ポンプロータを使用してもよく、それによって、典型的には、少なくとも１つのベアリングと、モータとコンプレッサの間の従来型カップリングとを排除する。デバイスの全軸方向長さは絶対最小値まで低減される。
【００１６】
さらに、コンプレッサが、その内側に作動チャンバを画定するチャンバ・ケースを備え、チャンバ・ケースは、少なくとも部分的に、リング形電気ロータの内側に配設されていることが好ましい。チャンバ・ケースは、作動チャンバの幾何学形状を画定するとともに、電気ロータの内側の空隙の内側に嵌め込むことができるように、電気ロータの内径よりも小さい直径を有する。チャンバ・ケースは、好ましくは、静止して、それによって電気ロータが、チャンバ・ケースの外側部分のまわりに回転する。好ましくは、チャンバ・ケースの軸方向長さの少なくとも３分の１が電気ロータの空隙の内側に配設され、より好ましくは、軸方向長さの約半分が、さらに好ましくは、チャンバ・ケースの全軸方向長さが、電気ロータの空隙の内側に配設される。この具体的な配設は、電気モータの設計の仕方にも依存し、特に、電気モータの軸方向寸法に依存する。この配設によって、コンプレッサの軸方向一体化がさらに得られて、コンプレッサの全軸方向長さがさらに短くなる。
【００１７】
チャンバ・ケースは、非強磁性材料、特にアルミニウムで形成するのが好ましい。このことは、ブラシレスＤＣモータが使用されるときに、特に好ましい。チャンバ・ケースが非強磁性材料で形成されている場合には、電気モータの磁場に対するチャンバ・ケースの影響が減少して、効率が増大するとともに、コンプレッサ全体の動作が円滑になる。さらに、アルミニウムを使用すると、コンプレッサの重量も低減することができる。使用することのできる、さらなる代替材料、例えば、チタンなどの他の非強磁性材料も入手可能であり、またはプラスチック材料も好ましく、具体的な応用に応じて、有利に使用することができる。
【００１８】
さらに、チャンバ・ケースは、作動チャンバを閉鎖するためのカバーを備えることが好ましい。カバーは、好ましくは、必要なときにチャンバ・ケースへのアクセスを与えるために、チャンバ・ケースに解除可能に固定される。カバーは、好ましくは、チャンバ・ケースと同一の材料で形成される。したがって、カバーもまた、好ましくは、非強磁性材料、特にアルミニウムで形成される。一実施形態において、コンプレッサの入口および出口はカバー内に設けられる。代替的に、入口および出口は、チャンバ・ケース自体の中に設けられる。カバー内に入口および出口を設けると、チャンバ・ケースを電気ロータ内に形成された空隙のより内側に配設することができるので、さらなる軸方向長さの低減に導くことができる。
【００１９】
さらなる好ましい実施形態によれば、ロータは、少なくとも１つのベーンを回転させて、流体を、入口を介して作動チャンバ中に引き込むとともに、出口を介して作動チャンバから引き出すために、作動チャンバの内側で少なくとも１つのベーンに係合する。この移動によって、入口における圧力の低下が誘起される、とともに／かまたは、出口における圧力の増大が誘起される。好ましくは、２つ以上のベーン、より好ましくは４つ以上のベーンが設けられる。各ベーンは、ロータの半径方向に移動可能であって、作動ゾーンを画定するために、各ベーンが、ロータから作動チャンバのケースの内壁まで、作動チャンバを横切るように、付勢手段、例えば、バネなどによって、ロータに対抗して付勢されてもよい。
【００２０】
特定の好ましい実施形態において、少なくとも１つのベーンは、コンプレッサ・ロータ内に形成されたスロット内に摺動可能に設けられた、単独のモノ・ベーン（ｍｏｎｏ  ｖａｎｅ）として形成される。そのようなコンプレッサは、単独ベーンコンプレッサまたは真空ポンプと呼んでもよい。そのような実施形態における作動チャンバは、実質的に円筒形の内壁を有してもよく、モノ・ベーンは、作動チャンバの直径に対応する長さを有する。コンプレッサ・ロータは、ベーンがそこに着座しているスロットを有し、スロットは、好ましくは、コンプレッサ・ロータの半径方向に形成される。効率を増大させるために、潤滑手段は、スロット内のベーンを潤滑するために、コンプレッサ・ロータに設けてもよい。そのような配設は、非常に簡単であり、単独ベーンを付勢するための付勢手段は、この実施形態においては省略することができる。
【００２１】
さらに、コンプレッサチャンバが中心軸を有し、電気ロータが回転軸を有し、ここで作動チャンバの中心軸は電気ロータの回転軸に対してオフセットしているのが好ましい。コンプレッサチャンバが中心軸を備えることは、横断面が円形であることを、必ずしも示唆するものではない。さらに、非円形断面、例えば、楕円、カージオイド（ｃａｒｄｉｏｉｄ）、またはその他任意のエピサイクロイド（ｅｐｉｃｙｃｌｏｉｄ）の形態が好ましい。入口において真空を誘起するため、および／または作動チャンバの出口において圧力増大を誘起するために、そのような作動ゾーン内で流体を加圧または減圧するために、増大または減少する作動ゾーンを作動チャンバ内部に形成することが必要である。作動チャンバの中心軸が電気ロータの回転軸に対してオフセットしている、この非対称の配設の故に、作動ゾーンを、効率的かつ簡単な方法で形成することができる。
【００２２】
さらに、コンプレッサ・ロータの回転軸は、電気ロータの回転軸と同軸に配設されていることが好ましい。コンプレッサ・ロータは、コンプレッサ・ロータを回転させるために、電気ロータに結合されているので、この配設により、電気ロータの回転移動が、コンプレッサ・ロータへ簡単に伝達される。軸間の伝達は必要ではなく、コンプレッサ・ロータは、電気ロータ内部で、したがって全体に電気モータ内部で、同軸に配設することが可能である。このことにより、電気モータ内部の磁場に好影響を与える可能性のある、鋼などの強磁性材料からコンプレッサ・ロータを形成して、コンプレッサまたは真空ポンプの全体効率性を増大させることも可能になる。
【００２３】
さらなる好ましい実施形態によれば、コンプレッサ・ロータと電気ロータは互いに固定して接続される。特に、コンプレッサ・ロータと電気ロータが、互いに同軸に配設されるときに、この実施形態が好ましい。特定の好ましい実施形態において、コンプレッサ・ロータと電気ロータは、プレス嵌め（ｐｒｅｓｓ  ｆｉｔ）によって互いに固定される。プレス嵌めは、追加の要素を必要とすることなく、これらの２つの部品の確実な装着をもたらし、結果として製造コストの低減と保全の低減とが得られる。代替的に、コンプレッサ・ロータと電気ロータを一体として形成してもよい。
【００２４】
さらに別の好ましい実施形態においては、電気ロータは、実質的に半径方向リング形側壁と、そこからコンプレッサ・ロータに係合するための回転軸に向かって半径方向に延びる底壁とを有するカップの形態である。半径方向リング形側壁と底壁の両方は、中実であっても、なくてもよい。例えば、半径方向リング形側壁は、中実材料で形成されて、実質的に中空の円筒状形態を有してもよく、底壁は、側壁をコンプレッサ・ロータに接続する半径方向に延びるアームとして形成されてもよい。好ましくは、電気ロータは、一体品、例えば、深絞り部品（ｄｅｅｐ−ｄｒａｗｎ  ｐａｒｔ）として形成される。底壁は、コンプレッサ・ロータと、好ましくは電気モータ用の複数の永久磁石を担持する、半径方向形側壁との間の接続機構として作用する。カップ形の形態によって、電気ロータの半径方向リング形側壁は、軸方向に、作動チャンバを越えて、したがってチャンバ・ケースを越えて延びることができ、その結果として、コンプレッサの軸方向長さを低減することができる。
【００２５】
さらに、コンプレッサ・ロータは、シャフトを備え、シャフトは、チャンバ・ケース内に形成された、少なくとも１つのベアリング内に受け入れられて、電気ロータに係合するためにそこを貫通して延びていることが好ましい。そのようなシャフトによって、ロータを、電気ロータに容易に接続することが可能であり、さらに、シャフトによって、コンプレッサ・ロータを、チャンバ・ケース上に容易に支持することができる。好ましくは、シャフトはまた、カバー内に形成されたベアリング内に受け入れられる。したがって、コンプレッサ・ロータは、２つの対向するベアリングによって支持されて、動作の際の高度な安定性につながる。コンプレッサ・ロータのシャフトが、電気ロータに係合するために、チャンバ・ケースへと延びるときに、好適な封止手段が、チャンバ・ケースとシャフトの間に設けられることが好ましい。例えば、Ｏリングまたは半径方向シャフトシールを設けることができる。シャフトが追加的にカバー内に形成されたベアリング内に受け入れられる場合には、シャフトが、カバーも横切る必要がない。さらに、追加の封止が必要でないように、シャフトの軸方向前方側端をカバー内に受け入れることもできる。
【００２６】
ベアリングは、スリーブ・ベアリングとして形成されるのが好ましい。スリーブ・ベアリングは、ベアリング効果に加えて、ある程度の封止効果をもたらし、その結果として、そのようなベアリングが好ましい。さらに、スリーブ・ベアリングは製造が簡単である。好ましくは、スリーブ・ベアリングにオイルを供給するために、適当なオイル潤滑システムが、チャンバ・ケース内に設けられる。スリーブ・ベアリングの十分な潤滑が確保されるように、オイル・ギャラリを、スリーブ・ベアリングの領域内にシャフトを包囲して設けてもよい。代替的に、ローラベアリングも使用してもよいが、それは、それを通過するガスに対して封止するのはより困難である。
【００２７】
さらに好ましい実施形態によれば、コンプレッサは、駆動モータとチャンバ・ケースとを収容するためのハウジングを備え、チャンバ・ケースは、ハウジングに装着されている。ハウジングは、特に、電気モータのステータを受け入れるとともに、ステータを支持する。チャンバ・ケースは、例えば、ねじとねじ穴（ｓｃｒｅｗ  ａｎｄ  ｓｃｒｅｗ  ｔｈｒｅａｄｅｄ  ｂｏｒｅ）型の適当な装着手段でハウジングに固定される。したがって、チャンバ・ケースとステータは互いに所定関係にある。コンプレッサ・ロータは、チャンバ・ケースと所定関係にあるとともに、電気ロータは、コンプレッサ・ロータに係合されるので、また電気ロータは、電気ステータと所定関係にあり、その結果として、コンプレッサまたは真空ポンプの円滑な動作と効率的な動作が可能である。
【００２８】
さらに、電気ステータは、ステータ巻線を備え、電気ロータは、複数の永久磁石を備えるのが好ましい。永久磁石は、好ましくは、ロータのまわりにリング形に配設されて、ロータに固定して接続される。永久磁石は、電気モータの電気ロータを形成するために、好ましくは、交互にポールで支えられている。そのような設計は、ブラシレスＤＣモータを提供する簡単な方法である。
【００２９】
本発明の特に好ましい実施形態によれば、コンプレッサは、車両のブレーキ・システムのための真空圧力を生成するために、真空ポンプとして実施される。コンプレッサの入口において真空圧力を生成するか、または誘起するために、コンプレッサを真空ポンプとして使用することは、上記のコンプレッサの便益がとりわけ明白になるので好ましい。ブレーキ・システムに真空源を設けるために、ブレーキ・システムは、好ましくは、この実施形態においては真空ポンプとして使用される、コンプレッサの入口と接続される。
【００３０】
本発明の第２の態様において、導入部分において記述された問題は、本発明の第１の態様によるコンプレッサの、前述の好ましい実施形態の少なくとも１つによるコンプレッサを備える、車両によって解決される。本発明の第１の態様のコンプレッサと、本発明の第２の態様の車両とは、複数の好ましい実施形態を共有することを理解すべきである。好ましい実施形態と利点とに関する限り、本発明の第１の態様の好ましい実施形態と利点についての上記の考察が参照される。好ましくは、車両は、道路車両、特に乗用車またはトラックである。
【００３１】
本発明のより完全な理解のために、次に、添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。この詳細な説明は、本発明の好ましい実施形態と考えられるものについて図解して説明する。勿論のこと、本発明の趣旨から逸脱することなく、形式および詳細における様々な修正と変更を容易に行うことができることを理解すべきである。したがって、本発明は、本明細書において示して説明された詳細の厳密な形式に限定されるものではなく、また本明細書において開示され、本明細書において後に請求されるような本発明の全体に満たないものに限定されるものではないことを意図している。さらに、本発明を開示する、明細書、図面および特許請求の範囲において記述された特徴は、考えられる単独で、または組み合わせにおいて本発明に必須である。特に、特許請求の範囲における、任意の参照記号は、本発明の範囲を限定するものとみなすべきではない。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、その他の要素またはステップを除外するものではない。また、「ａ」または「ａｎ」という用語は、複数を除外しない。「いくつかの」項目という表現は、１つの、すなわち単一の項目と、さらに２つ、３つ、４つその他の数を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるコンプレッサの概略全断面図である。
【図２】本発明の第２の好ましい実施形態の、より詳細な全断面図である。
【図３】真空ポンプとして機能する、本発明のコンプレッサに接続された、真空ブレーキ・ブースタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１において、真空ポンプ１の形態のコンプレッサが示されている。真空ポンプ１は、ハウジング２を備え、ハウジング２は、真空ポンプ１を実質的に包含するとともに、それによって、真空ポンプ１を、所望の場所、例えば道路車両のエンジンの領域内に装着してもよい。ハウジング２は、後壁６と前方開口８を有する、実質的にリング形の側壁４を備える。電気駆動モータ９が、ハウジング２内部に設けられている。ハウジング２のリング形の側壁４の半径方向内側部分１０に、電気駆動モータ９に属する電気ステータ１２が装着されている。電気ステータ１２は、この場合には、概略的にだけ示されている、ステータ巻線１４を備える。ステータ１２は、一般的に、リング形の形態であり、電気駆動モータ９の回転軸ＡＭの軸方向長さＬ１にわたって延びている。電気駆動モータ９は、電気ロータ１６をさらに備え、この電気ロータ１６は、軸ＡＭのまわりに回転可能であって、電気ステータ１２の半径方向内側に配設されている。電気ロータ１６は、実質的にカップ形の本体１８を含み、この本体１８は、実質的にリング形の側壁２０と、実質的に平坦な底壁２１を有し、側壁２０上には、複数の永久磁石２２が設けられている。電気ステータのステータ巻線１４にステータ電流が供給されると、磁場がステータ１２の内側に誘起されて、電気ロータ１６が軸ＡＭのまわりに回転させられる。
【００３４】
電気ロータ１６は、実質的にカップ形形態であって、実質的にリング形の側壁２０を有するので、空隙２４が、電気ロータ１６の半径方向内側に設けられる。したがって、電気モータ９を、中空モータ、またはインサイド・アウト・アウトランナー電気モータ（ｉｎｓｉｄｅ−ｏｕｔ  ｏｕｔｒｕｎｎｅｒ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｍｏｔｏｒ）と呼ぶことができる。
【００３５】
真空ポンプ１は、装着部分２８を介して対応するハウジング２の装着部分２９に固定されている、チャンバ・ケース２６をさらに備える。ケース２６は、ねじとねじ穴、クランプ手段もしくはクリップ手段など知られている固定手段によってハウジング２に固定される。ケース２６は、ハウジング２の開口８から軸ＡＭに沿って軸方向に電気モータ９中に延びるカップ形部分３０を含むとともに、実質的にロータ１６を横切る。ケース２６のカップ形部分３０の半径方向内側に、真空ポンプ１の作動チャンバ３２が画定されている。したがって、作動チャンバ３２は、実質的に電気モータ９の半径方向内側、特に電気ロータ１６の内側に配設されている。作動チャンバ３２は半径方向側壁３４を含み、この側壁は、これが必須ではないが、実質的に円筒形である。作動チャンバは、円形ではなく、例えば、楕円、カージオイド、またはその他任意のエピサイクロイド形態により形成された、横断面を有してもよいことを理解すべきである。作動チャンバ３２は、電気モータ９の回転軸ＡＭに平行であるが、オフセットＯだけこの軸ＡＭに対してオフセットしている、中心軸ＡＣを含む。作動チャンバ３２は、それぞれ、軸ＡＣおよびＡＭの軸方向長さＬ２にわたって延びている。図１において分かるように、電気モータ９の軸方向長さＬ１および作動チャンバ３２の軸方向長さＬ２は、真空ポンプ１の機械的拘束によって生じる小さなオフセットを除き互いにほぼ一致する。この配設によって、全体的な軸方向長さは、少なくとも軸方向における電気モータ９のオーバラップＯＬおよび作動チャンバ３２の量だけ低減される。したがって、この実施形態による真空ポンプ１の軸方向寸法は、通常、電気駆動モータが作動チャンバに軸方向に隣接して配設される、知られている真空ポンプと比較されるときに実質的に低減される。
【００３６】
さらに、コンプレッサ・ロータ３６が作動チャンバ３２内に設けられている。コンプレッサ・ロータ３６は、電気モータ９の回転軸ＡＭと同一である回転軸ＡＲを含む。コンプレッサ・ロータ３６は、ケース２６のカップ形部分３０の底部部分４２内の開口４０を通して延びるシャフト３８を備えている。開口４０の領域において、ベアリング４４がスリーブ・ベアリングの形態で設けられている（図２も参照）。カップ形部分３０の外側部分において、シャフト３８は係合部分４６に係合する。図１に示された実施形態によれば、係合部分４６は、カップ形ロータ本体１８の底壁２１内の開口によって形成されている。この実施形態による底壁２１は、電気ロータ１６をコンプレッサ・ロータ３６に係合させるために、電気ロータ１６のリング形側壁部分２０を係合部分４６に接続する。この実施形態によれば、側壁２０および底壁２１は、深絞りプロセスによって一体として形成されている。しかしながら、代替的な実施形態において、側壁２０および底壁２１は、一緒に装着された別個の部品である。底壁２１は、例えば、ロータ本体１８のリング形部分２０をコンプレッサ・ロータ３６に接続するストラット（単数または複数）として形成されてもよい。この実施形態による係合部分４６によって、電気ロータ１６は、プレス嵌めを用いてシャフト３８に装着されている。
【００３７】
図１において分かるように、底壁２１とシャフト３８の間の係合点は、軸方向において電気モータ９に実質的に隣接して、したがって電気モータ９の内側ではなく、配設されている。しかしながら、リング形側壁２０は、磁石２２を所定位置に保持するために、電気モータ９中に延びるように、底壁２１によって支持されている。したがって、電気ロータ１６は、作動チャンバ３２を越えて、したがってケース２６を越えて延びて、その内側で作動チャンバ３２を画定している。ケース２６、特にケース２６のカップ形部分３０が、電気モータ９の内側で対称的に配設されずに、オフセットＯだけオフセットしているので、ケース２６は、アルミニウムなどの非強磁性材料から形成されるのが好ましい。この実施形態によれば、ケース２６はアルミニウムから形成されている。スリーブ・ベアリング４４も、好ましくは、やはり非強磁性材料、例えば銅または真鍮から形成される。ロータ１６およびハウジング２も、鋼などの強磁性材料から形成してもよい。また、コンプレッサ・ロータ３６も、それが電気ロータ１８に係合されて、同じ回転速度で回転し、また電気モータ９の内側で回転対称に配設されているので、鋼から形成してもよい。
【００３８】
コンプレッサ・ロータ３６は、さらに、カップ形部分３０の底壁４２の内側部分において当接するために、シャフト３８への遷移部分において、当接部５０を形成する拡大直径を備える部分４８を含む。この配設により、コンプレッサ・ロータ３６の有利な封止が得られる。シャフト３８および拡径部分４８は、コンプレッサ・ロータ３６が全体として一体品として形成されるように、一体品として形成することができる。拡径部分４８は、作動チャンバ３２内側での回転のための、ベーン（図２も参照）などの、可動インペラー部材を担持する。
【００３９】
作動チャンバ３２は、ケース２６に対して装着された、カバー５２を用いて閉止される。カバー５２は、実質的に平坦な板として形成され、ねじと、ケース２６内の対応するねじ穴によってケース２６に装着してもよい。カバー５２をケース２６に装着するための代替案が知られている。この実施形態によるカバー５２は、ベアリング４４の反対側の、コンプレッサ・ロータ３６の拡径部分４８から延びる、シャフト３８の部分を受け入れる、凹部５４を備える。凹部５４内で、追加のスリーブ・ベアリングが設けられて、その結果として、コンプレッサ・ロータ３６は、対向して配設された２つのベアリングに受け入れられる。カバー５２は、好ましくは、ケース２６と同じ材料、この場合にはアルミニウム、から形成される。
【００４０】
次いで、図２を見ると、本発明による真空ポンプ１のより詳細な実施形態が示されている。図２に記載の真空ポンプ１は、図１に記載の真空ポンプ１と実質的に同一の設計を有し、類似および同一の部品は、上記で使用されたような同一の参照記号で示されている。これまで、図１についての上述の説明を参照したが、以下では、説明の焦点は図１と図２の間の差異である。
【００４１】
図２によれば、真空ポンプ１は、やはり、半径方向側壁４と後壁６とを有するハウジング２を備える。ハウジング２の内側で、電気モータ９が、ステータ巻線１４を有するステータ１２と、その本体１８上に永久磁石２２を担持する、ロータ１６とを有する、ブラシレスＤＣモータの形態で設けられている。ロータ１６は、電気ステータ１２の半径方向内側に配設され、電気ロータ１６の半径方向内側に空隙２４を画定する。電気ロータ１６は、やはり、底壁２１と、実質的にリング形側壁２０とを有する、実質的にカップ形である。この実施形態（図２）によれば、ロータ１６は中実であり、リング形側壁２０と、底壁２１とを有するロータ本体１８は、深絞りによって一体として形成される。したがって、側壁２０および底壁２１は、湾曲部分１９によって互いに接続されて、半径方向に延びる底壁２１と円周状に配設された側壁２０の間の円滑な遷移をもたらす。電気ロータ１６の係合部分４６と、コンプレッサ・ロータ３６のシャフト３８とにおいて、底壁１８は、電気ロータ１６とコンプレッサ・ロータ３６の間の頑丈なプレス嵌めをもたらすために、拡大壁厚を有する部分４７を含む。
【００４２】
第１の実施形態（図１）によれば、第２の実施形態の真空ポンプ１もケース２６を備え、このケース２６は、カップ形部分３０を有するとともに、空隙２４の内側に実質的に配設されている、作動チャンバ３２を画定する。この実施形態によるカップ形部分３０の底壁４２は、やはり、シャフト３８用のスリーブ・ベアリング４４を設ける、開口４０を備える。この実施形態によるスリーブ・ベアリング４４は、オイル供給導管６２に接続された、オイル・ギャラリ６０を備え、このオイル供給導管６２は、ケース２６内に形成されて、オイルの源６３に接続されている。導管６２によって、オイル・ギャラリ６０には、一定流のオイルが供給されて、このオイルはまた、作動チャンバ３２の内側で回転する、コンプレッサ・ロータ３６、特に、移動部材を潤滑するために、ある程度、作動チャンバ３２中に流れてもよい。作動チャンバ３２に対して、開口４０の遠位部分において、スリーブ・ベアリング４４から電気モータ９へオイルが流れないように、スリーブ・ベアリング４４および作動チャンバ３２を環境に対して、特に、電気モータ９に対して、封止するために、封止要素６４が、シャフト３８の回りに設けられている。
【００４３】
この実施形態における移動可能な部材は、モノ・ベーン６６として形成されている。モノ・ベーン６６は、ロータ３６に形成されたスロット６８に設けられており、このロータ３６は、この実施形態においては、内部空隙３７を画定する中空ロータとして形成されている。ベーン６６は、ロータ３６に対して、ロータ３６の半径方向、したがってベーン方向６６において縦方向において、移動することができる。ベーン６６は、作動チャンバ３２の内壁３４の２つの対向点と、常に接触している。スリーブ・ベアリング４４から作動チャンバ３２中に流れる、オイルはまた、ベーン６６を、壁３４に対して封止するとともに、真空ポンプ１の円滑な動作をもたらす役割を果たす。
【００４４】
カバー５２はまた、この実施形態において、ケース２６と同様に、アルミニウムから形成されている。カバー５２は、ねじ７０、７２によってケース２６に対して装着されており、図２においては、そのうち２つだけを見ることができる。カバー５２は、リング形凹部７４を備え、この凹部７４は作動チャンバ３２のまわりに延びる。凹部７４は、カバー５２が流体密にケース２６に対して封止することができるように、Ｏリングなどのような封止要素を受け入れることができる。
【００４５】
図２において分かるように、作動チャンバ３２の入口７８は、カバー５２の近傍ではあるが、実際には、電気モータ９の外側に設けられている。対応する出口７６は、やはりカバー５２の近傍の、入口７８の反対側に設けられている。
【００４６】
図３は、通常のブレーキ・マスタ・シリンダ８０、真空ブースタ８２、流体リザーバ８４、およびブレーキ・ペダル８６を含む、車両油圧ブレーキ回路に対する、本発明の典型的な設置を模式的に示す。マスタ・シリンダ８０の油圧出力は、矢印８８によって表され、車両構造は、参照符号９０で模式的に示されている。
【００４７】
真空ポンプとして形成されたコンプレッサ１は、真空ダクト９２を介してブースタ８２の真空チャンバに接続されている。したがって、真空ポンプ１は、必要なときに、真空ダクト９２を介してブースタの真空チャンバへ真空を供給する。コンプレッサ１は、信号線９４を介して車両の電気システム９６へさらに接続されている（電気システムは、図３における点線の四角で示す）。信号線９４を介して、コンプレッサは、電気エネルギーおよび信号を受けとり、それによって、必要な場合に、コンプレッサ１のスイッチをオンにするだけでよい。このことは、エネルギーまたは燃料を節約するのに役立ち、コンプレッサ１の不必要な運転時間を低減する。
【符号の説明】
【００４８】
１        真空ポンプ
２        ハウジング
４        側壁
６        後壁
８        前方開口
９        電気駆動モータ
１０      内側部分
１２      電気ステータ
１４      ステータ巻線
１６      電気ロータ
１８      ロータのカップ形本体
１９      湾曲部分
２０      リング形側壁
２１      底壁
２２      永久磁石
２４      空隙
２６      チャンバ・ケース
２８      装着部分
２９      装着部分
３０      カップ形部分
３２      作動チャンバ
３４      半径方向側壁
３６      コンプレッサ・ロータ
３８      シャフト
４０      開口
４４      スリーブ・ベアリング
４６      コンプレッサ・ロータの係合部分
４８      コンプレッサ・ロータの拡径部分
５０      コンプレッサ・ロータの当接部
５２      カバー
５４      カバー内の凹部
６０      オイル・ギャラリ
６２      オイル供給導管
６３      オイル源
６４      封止要素
６６      ベーン
６８      スロット
７０      ねじ
７２      ねじ
７４      凹部
７６      出口
７８      入口
８０      ブレーキ・マスタ・シリンダ
８２      真空ブースタ
８４      流体リザーバ
８６      ブレーキ・ペダル
８８      マスタ・シリンダの油圧出力
９０      車両構造
９２      真空ダクト
９４      信号線
９６      電気システム
ＡＭ      モータの回転軸
ＡＣ      中心軸
ＡＲ      ロータの回転軸
Ｏ        オフセット
ＯＬ      オーバラップ
Ｌ１      軸方向長さ
Ｌ２      軸方向長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2018521252.tif 000007
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