(57)【要約】【解決手段】  バキュームポンプ１は、吸入口１１ｂから吸入した気体を圧縮して排気口１２ｂから排出するポンプ手段２と、このポンプ手段を駆動するモータ３とを備えている。  上記モータのモータケーシングとしてのステータコア２２を収容するハウジング４を設けて、上記ステータコアの外面とハウジングの内面との間に冷却通路Ｓｃを形成し、上記ポンプ手段の排気口から排出された気体を上記冷却通路に流通させてモータを冷却させる。【効果】  モータを冷却することでモータの性能ひいてはポンプ手段の吸引性能を維持することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入口から吸入した気体を圧縮して排気口から排出するポンプ手段と、このポンプ手段を駆動するモータとを備えたバキュームポンプにおいて、
上記モータのモータケーシングを収容するハウジングを設けて、上記モータケーシングの外面とハウジングの内面との間に冷却通路を形成し、上記ポンプ手段の排気口から排出された気体を上記冷却通路に流通させてモータを冷却させることを特徴とするバキュームポンプ。
【請求項２】
上記モータはブラシレスモータであって、永久磁石を備えるとともに上記ポンプ手段に連結された駆動軸と、上記モータケーシングとしてのステータコアの内部に設けられるとともに上記駆動軸を囲繞するように設けた複数組のコイルと、上記ステータコアの外部に設けられて上記コイルを制御する基板とを備え、
上記基板を上記冷却通路の内部に配置したことを特徴とする請求項１に記載のバキュームポンプ。
【請求項３】
上記冷却通路は、ハウジングの内面と上記ステータコアの外面との間に形成した第１冷却通路と、当該第１冷却通路に対して区画されるとともに上記基板を収容する第２冷却通路と、これら第１冷却通路と第２冷却通路とを連通させる連通口とから構成し、
上記ポンプ手段における排気口の径を、上記連通口の径よりも小径としたことを特徴とする請求項２に記載のバキュームポンプ。
【請求項４】
上記ポンプ手段は、一方の端面に略円形のポンプ室が形成されるとともに他方の端面に上記モータが固定されたポンプケーシングと、上記ポンプケーシングの一方の端面に形成されて上記ポンプ室を閉鎖するととともに上記排気口が形成されたカバーと、上記モータによりポンプ室の内部で回転するロータと、ロータの回転に伴って上記ポンプ室を複数の空間に区画するベーンとを備え、
上記ポンプケーシングに一方の端面から他方の端面へと貫通する貫通孔を形成し、さらに当該貫通孔を上記ハウジングに形成された冷却通路と連通するように設け、
さらに、上記ポンプケーシングにおける上記一方の端面側に、上記排気口と貫通孔とを連通させるダンパ空間を形成するサイレンサーを設けて、
上記排気口より排出された空気を、上記ダンパ空間および上記貫通孔を介して上記冷却通路へと流入させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のバキュームポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバキュームポンプに関し、詳しくは吸入口から吸入した気体を圧縮して排気口から排出するポンプ手段と、このポンプ手段を駆動するモータとを備えたバキュームポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車用のブレーキ倍力装置に負圧を供給するためにバキュームポンプが使用されており、このようなバキュームポンプとして、吸入口から吸入した気体を圧縮して排気口から排出するポンプ手段と、このポンプ手段を駆動するモータとを備えたものが知られている（特許文献１）。
このようなバキュームポンプでは、上記モータによって上記ポンプ手段を駆動し、これにより上記吸入口から気体を吸入して倍力装置に負圧を供給し、一方では上記排出口から吸入した気体を排出するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１８７８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記ブレーキ用のバキュームポンプは自動車のエンジンルーム内に装着されることから、エンジンルーム内の温度および上記モータ自体が発生する温度によって高温環境下にさらされることとなる。
高温となることによりモータの特性が変化すると、上記ポンプ手段による吸引性能も変化してしまうことから、安定した負圧を供給することができず、また耐久性に影響を及ぼすこととなる。
このため従来のバキュームポンプでは、高温環境下においても作動可能なモータをバキュームポンプに採用しなければならないという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はモータを冷却してモータの性能ひいてはポンプ手段の吸引性能を維持することが可能なバキュームポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち請求項１の発明にかかるバキュームポンプは、吸入口から吸入した気体を圧縮して排気口から排出するポンプ手段と、このポンプ手段を駆動するモータとを備えたバキュームポンプにおいて、
上記モータのモータケーシングを収容するハウジングを設けて、上記モータケーシングの外面とハウジングの内面との間に冷却通路を形成し、上記ポンプ手段の排気口から排出された気体を上記冷却通路に流通させてモータを冷却させることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
上記発明によれば、上記排気口より排出された気体がモータのモータケーシングとハウジングとの間に形成された冷却通路を流通し、上記モータを冷却することでモータの性能ひいてはポンプ手段の吸引性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施例にかかるバキュームポンプの断面図
【図２】図１におけるＩＩ―ＩＩ部の断面図
【図３】図１におけるＩＩＩ―ＩＩＩ部の断面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について説明すると、図１はブレーキの倍力装置に負圧を供給するバキュームポンプ１を示しており、自動車のエンジンルーム内に設けられている。
上記バキュームポンプ１は、吸入した気体を圧縮して排出するポンプ手段２と、このポンプ手段２を駆動するモータ３と、上記モータ３を保持するハウジング４とから構成され、上記ポンプ手段２としてはいわゆるベーンポンプを、上記モータ３としてはブラシレスモータをそれぞれ使用している。
【０００９】
図２に示すように、上記ポンプ手段２は、上面に略円形のポンプ室１１ａが形成されるとともに下面に上記モータ３が固定されたポンプケーシング１１と、上記ポンプケーシング１１の上面に設けられて上記ポンプ室１１ａを閉鎖するカバー１２と、上記モータ３によってポンプ室１１ａの内部で回転するロータ１３と、ロータ１３の回転に伴ってポンプ室１１ａを複数の空間に区画する複数枚のベーン１４と、上記カバー１２の上面を覆うサイレンサー１５とから構成されている。
上記ポンプケーシング１１は略直方体の部材によって構成され、その上面に形成された上記ポンプ室１１ａには気体を吸引するための吸入口１１ｂが形成され、上記ポンプ室１１ａを閉鎖する上記カバー１２には圧縮された気体を排出する排気口１２ａが形成されている。
上記吸入口１１ｂは図２に示すように上記ポンプケーシング１１の側面に設けた上記吸入ポート１６に連通し、この吸入ポート１６は図示しない配管を介して倍力装置に接続されている。
上記排気口１２ａは図１に示すように上記カバー１２に穿設されて圧縮された気体をポンプケーシング１１およびカバー１２の上方に排出させるようになっており、また図２に示すように上記ロータ１３を挟んで上記吸入口１１ｂとは略反対側に形成されている。
【００１０】
上記ロータ１３の中心はポンプ室１１ａの中心に対して偏心した位置に設けられ、図１に示すように上記モータ３の駆動軸２１に連結部材を介して連結され、図２においては反時計回りに回転するようになっている。
また上記ロータ１３には直径方向に対して傾斜した角度で等間隔に４つのスリット１３ａが形成されており、当該スリット１３ａにはそれぞれ上記ベーン１４が出没可能に設けられている。
上記ベーン１４は上記スリット１３ａより出没しながらその先端を上記ポンプ室１１ａの内周面に接触させ、これにより上記ポンプ室１１ａを複数の空間に区画するようになっている。
【００１１】
上記サイレンサー１５は有底で下端部が開口した箱状の部材であって、開口部の周囲にフランジ１５ａを備え、当該フランジ１５ａをポンプケーシング１１のカバー１２の上面に設けたシール部材に密着させて、このサイレンサー１５によって上記カバー１２との間に外部より区画されたダンパ空間Ｓｄを形成するようになっている。
また図２に示すように上記ポンプケーシング１１の４隅にはボルト孔１１ｃが穿設されており、上記カバー１２および上記サイレンサー１５の同じ位置に穿設されたボルト孔を貫通するようにボルトを挿通させて、上記カバー１２ごとサイレンサー１５をポンプケーシング１１に固定するようになっている。
さらに、上記ポンプケーシング１１およびカバー１２には、その上面から下面へと貫通する貫通孔１７が形成されており、この貫通孔１７の上端は上記サイレンサー１５によって形成されたダンパ空間Ｓｄに開口している。
従って、上記カバー１２に形成された排気口１２ａと上記貫通孔１７とは上記ダンパ空間Ｓｄを介して相互に連通しており、上記排気口１２ａより排出された気体は、上記ダンパ空間Ｓｄおよび上記貫通孔１７を通過して、ポンプケーシング１１の下面側より排出されるようになっている。
【００１２】
上記モータ３はいわゆる４極６スロットのブラシレスモータとなっており、上記ポンプ手段２のロータ１３に連結された駆動軸２１と、モータケーシングとしての円筒状を有するステータコア２２と、当該ステータコア２２の内部に設けられるとともに上記駆動軸２１を囲繞するように配置された６組のコイル２３と、上記ステータコア２２の外部に設けられて上記コイル２３を制御する基板２４とを備えている。
また上記ハウジング４は本実施例において上記モータ３の一部を構成しており、上記ポンプケーシング１１に密着して駆動軸２１の先端側を軸支する第１部材２５と、当該第１部材２５の下部に設けられて上記ステータコア２２を保持する第２部材２６と、当該第２部材２６の下部に設けられて駆動軸２１の後端側を軸支する第３部材２７と、当該第３部材２７の下面に設けられて上記基板２４を収容する第４部材２８とから構成されている。
上記第１部材２５ないし第３部材２７を組み合わせると、その内部には空間が形成されるようになっており、また上記第４部材２８は有底で上面が開口した箱状の部材となっており、上記第３部材２７との間に空間が形成されるようになっている。
そして、第１〜第４部材２５〜２８の４隅には上記ポンプケーシング１１に形成されたボルト孔１１ｃと同じ位置にボルト孔が形成されており、ボルトによりポンプ手段２の下面に上記モータ３ごと第１〜第４部材２５〜２８が固定されるようになっている。
【００１３】
上記駆動軸２１は、図１において上下に突出する小径部２１ａと、上記コイル２３の位置に合わせて形成された大径部２１ｂとから構成され、上記ハウジング４の第１、第３部材２５、２７には上記小径部２１ａを軸支する軸受２９が設けられ、上記大径部２１ｂの外周面には互いに磁極が異なるように配置された４つの永久磁石３０が固定されている。
上記ステータコア２２は筒状を有しており、図１に示すようにその上端および下端が上記ハウジング４の第１部材２５および第３部材２７によって挟持されている。これにより、ステータコア２２の内部、すなわち駆動軸２１の設けられた空間は外部から区画されるようになっている。
またステータコア２２の内部にはステータとして６個の突起２２ａが形成されており、上記駆動軸２１の外周面と突起２２ａの内周面との間には若干の隙間が形成されている。
そして上記突起２２ａに上記コイル２３がそれぞれ巻回されており、各コイル２３は図示しない配線により上記基板２４に接続され、当該基板２４の制御によって、各コイル２３は磁界を発生させるようになっている。
【００１４】
本実施例では、図１、図３に示すようにステータコア２２の中心が上記ハウジング４に対して若干図示左方に偏倚しており、上記ステータコア２２における図示右方の外周面のみがハウジング４の内部に露出し、それ以外の部分は上記第２部材２６が密着することで、グステータコア２２が移動しないように保持されている。
そして、このステータコア２２の外面とハウジング４の内面との間に形成された空間は、冷却通路Ｓｃを構成する第１冷却通路Ｓｃ１を形成し、図１、図３に示すように上記ポンプ手段２のポンプケーシング１１に形成した貫通孔１７と連通している。
また、上記ハウジング４における第２部材２６の底面および第３部材２７には、破線で示す連通口３１が形成されており、上記第３部材２７と第４部材２８とによって形成された上記冷却通路Ｓｃを構成する第２冷却通路Ｓｃ２に連通している。
上記連通口３１は、上記図示上方の貫通孔１７の連通位置に対して図示下方に形成されており、連通口３１を上記第１冷却通路Ｓｃ１において貫通孔１７の略反対側に設けることで、第１冷却通路Ｓｃ１の内部を流通する気体が上記ステータコア２２の外面に沿って流通するようになっている。
そして、上記第４部材２８には図１に示すように側面に排出口２８ａが形成され、これにより上記第２冷却通路Ｓｃ２を流通した気体はこの排出口２８ａより排出されるようになっている。
そして、本実施例におけるバキュームポンプ１において、上記ポンプ手段２に形成された上記排気口１２ａの径は、その他の上記貫通孔１７、上記ハウジング４に形成された上記連通口３１および排出口２８ａよりも小径となっている。
【００１５】
以上、上記構成を有するバキュームポンプ１の動作について説明すると、上記モータ３を構成する基板２４を介してコイル２３に電流を印加すると、当該コイル２３に磁界が発生して上記駆動軸２１に設けた永久磁石３０が相互に接近または離隔し、これにより駆動軸２１が回転する。
ポンプ手段２では、上記駆動軸２１に連結されたロータ１３が上記ポンプケーシング１１に形成されたポンプ室１１ａで図１の反時計回りに回転し、これによりベーン１４がポンプ室１１ａを複数の空間に区画させた状態で移動する。
上記ロータ１３の回転に伴って、上記ベーン１４によって区画された空間が上記ポンプ室１１ａに形成された吸入口１１ｂを通過する際、当該空間はその後ロータ１３の回転に伴って徐々に容積が増加することから、上記吸入口１１ｂから気体が吸引され、上記吸入ポート１６を介して倍力装置に負圧が供給される。
その後、上記ベーン１４によって区画された空間は上記排気口１２ａに向けてさらに容積が縮小するため、当該空間が排気口１２ａに連通すると、圧縮された気体が当該排出口２８ａより排出されるようになっている。
【００１６】
排出口２８ａより排出された気体は、上記サイレンサー１５によって形成されたダンパ空間Ｓｄに流入し、これによりバキュームポンプ１が発生させる騒音が低減されるようになっている。
またダンパ空間Ｓｄを流通した気体は上記ポンプケーシング１１およびカバー１７に形成された貫通孔１７を流通した後、上記ハウジング４に形成された冷却通路Ｓｃのうち第１冷却通路Ｓｃ１内に流入する。
このとき、上記排気口１２ａの径は上記貫通孔１７の径よりも小径となっているため、上記排気口１２ａでの排気抵抗に比べて、上記ダンパ空間Ｓｄの気体が貫通孔１７に流入する際の排気抵抗は小さくなっており、上記ポンプ手段２の吸気性能を低下させないようになっている。
【００１７】
ここで、上記モータ３のコイル２３は常時印加される電流によって発熱しており、伝熱によってこのコイル２３の巻回された上記突起２２ａの形成されたステータコア２２も温度が上昇することとなる。
上記貫通孔１７より第１冷却通路Ｓｃ１に流入した気体は、上記第３部材２７に形成された連通口３１に向けて流通し、その際気体は上記ステータコア２２の表面に沿って流通することから、ステータコア２２および当該ステータコア２２の内部に保持されたコイル２３が冷却される。
そして第１冷却通路Ｓｃ１を流通した気体は、上記連通口３１を介して上記第２冷却通路Ｓｃ２へと排出され、その際も上記排気口１２ａの径は上記連通口３１の径よりも小径となっているため、上記排気口１２ａでの排気抵抗に比べて、上記第１冷却通路Ｓｃ１の気体が連通口３１に流入する際の排気抵抗は小さくなっている。
上記第２冷却通路Ｓｃ２には、上記連通口３１の前方に上記基板２４が配置されていることから、上記連通口３１より流入した気体は直接基板２４に吹き付けられ、当該基板２４が効率的に冷却されるようになっている。
その後、気体は第４部材２８に形成されて上記連通口３１より離隔した位置に形成された排出口２８ａより排出され、その際も上記排気口１２ａの径は上記排出口２８ａの径よりも小径となっているため、上記排気口１２ａの排気抵抗に比べて、上記第１冷却通路Ｓｃ１の気体が排出口２８ａより排出される際の排気抵抗は小さくなっている。
【００１８】
このように、本実施例におけるバキュームポンプ１によれば、上記モータ３のステータコア２２の外面と上記ハウジング５の内面との間に形成した冷却通路Ｓｃに、上記ポンプ手段２の排気口１２ａより排出された気体を流通させることで、当該気体によりモータ３を冷却することが可能となっている。
このため、従来に比べて耐熱性の低いモータ３を用いたとしても、安定性を損なわずにバキュームポンプ１を作動させることが可能となり、バキュームポンプ１を安価に得ることが可能となる。
また、本実施例ではモータ３としてブラシレスモータ３を使用しているが、このブラシレスモータ３は上記ステータコア２２の内周面に近接した位置に発熱するコイル２３を備えているため、この発熱するコイル２３を効率的に冷却することができる。
その際、気体はステータコア２２における駆動軸２１側の空間には流入しないため、ステータコア２２の内部における駆動軸２１の回転部分に異物が入り込むことはなく、異物によるモータ２２の異常発生を防止することができる。
さらに、上記ブラシレスモータ３には基板２４が必要となるが、この基板２４も上記冷却通路Ｓｃに設けて上記気体により冷却しており、ブラシレスモータ３の問題点である基板２４の耐熱性も解消することができる。
そして、本実施例では上記冷却通路Ｓｃを上記ステータコア２２を冷却するための第１冷却通路Ｓｃ１と、基板２４を冷却するための第２冷却通路Ｓｃ２とを設けているため、基板２４をこの第２冷却通路Ｓｃ２で別途冷却することが可能となっている。
また上記ポンプ手段２にはダンパ空間Ｓｄを形成するサイレンサー１５を設けることで、上記気体の排出に伴う騒音を低減することができ、またポンプケーシング１１に貫通孔１７を形成したことで、外部に新たな配管を設けずに気体を上記冷却通路Ｓｃに供給することが可能となっている。
その際、上記排出口２８ａの径は上記貫通孔１７の径よりも小径となっているため、貫通孔１７に流入する際の排気抵抗は上記排出口２８ａより排出される気体の排気抵抗よりも小さく、上記貫通孔１７を気体が流通することによるポンプ手段２の効率が低下することもない。
【００１９】
なお、上記実施例において図３に示すように上記ステータコア２２はその一部だけが冷却通路Ｓｃに露出しているが、上記ハウジング５の形状を異ならせることにより、ステータコア２２の全周を囲繞する冷却通路を形成してもよい。
また上記実施例の図１において、上記第２部材２６における上記ステータコア２２との接触部分に、上記冷却通路Ｓｃに連通するように円周方向に溝を形成し、この溝も冷却通路Ｓｃとして気体を流通させるようにすることもできる。
さらに、上記ハウジング４を構成する第４部材２８については、これを上記第１部材２５とポンプケーシング１１との間に設け、当該第４部材２８の内部に上記実施例と同様、上記基板２４を収容する構成としてもよい。
この場合、気体は上記貫通孔１７は第４部材２８に形成された第２冷却通路Ｓｃ２に流入した後、例えば第１部材２５と第４部材２８との間に形成した連通口３１を介して第１冷却通路Ｓｃ１に流入し、ステータコア２２を冷却することができる。
一方、上記実施例では気体を上記ハウジング５における第４部材２８に流入させて基板を冷却しているが、上記連通口３１を省略するとともに上記第２部材２６に排出口を形成することで、ステータコア２２だけを冷却して基板２４については冷却しないようにすることもできる。
そして、上記実施例における上記モータ３をいわゆるブラシモータとしてもよく、ブラシモータであってもハウジングの内部に露出したモータケーシングを冷却することによってモータ３全体を冷却することが期待できる。
【符号の説明】
【００２０】
１  バキュームポンプ            ２  ポンプ手段
３  モータ                      ４  ハウジング
１１  ポンプケーシング          １１ａ  ポンプ室
１１ｂ  吸入口                  １２  カバー
１２ａ  排気口                  １５  サイレンサー
２１  駆動軸                    ２２  ステータコア（モータケーシング）
Ｓｄ  ダンパ空間                Ｓｃ  冷却通路
Ｓｃ１  第１冷却通路            Ｓｃ２  第２冷却通路
【図１】
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【図２】
2013241907.tif 000004
【図３】
2013241907.tif 000005