JP2002525498A - 真空ポンプ - Google Patents

真空ポンプ

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JP2002525498A
JP2002525498A JP2000572525A JP2000572525A JP2002525498A JP 2002525498 A JP2002525498 A JP 2002525498A JP 2000572525 A JP2000572525 A JP 2000572525A JP 2000572525 A JP2000572525 A JP 2000572525A JP 2002525498 A JP2002525498 A JP 2002525498A
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オットー、ディエター
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ルク オートモービルテクニーク ゲーエムベーハー アンド シーオー．カーゲー
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Abstract

(57)【要約】 駆動可能なロータを有し、このロータを介して羽根をケーシング内で回転させることができる特に自動車内の制動倍力装置用の真空ポンプが提案される。この真空ポンプは、ロータがプラスチックからなりかつ一体に形成されていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項1の前文に記載された特に自動車内の制動倍力装置用の真空
ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここで言及される種類の真空ポンプは公知である。それらは金属、たいていは
焼結金属、からなるロータを有し、このロータは駆動軸によって回転させること
ができる。ケーシング内に配置されるロータは、異形リングに沿って滑動する羽
根と噛合っている。ロータは、脱離可能に互いに結合された複数の個別部品から
なる。ロータがその重量のゆえに大きな質量慣性モーメントを有し、これにより
真空ポンプの軸動力が望ましくないほどに高いことが判明した。ロータはさらに
中実の高価な構造様式を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、こうした欠点を有していない冒頭に指摘した種類の真
空ポンプを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、請求項１に指摘された特徴を有する真空ポンプが
提案される。この真空ポンプは、ロータがプラスチックからなりかつ一体に形成
されていることを特徴としている。このロータは、簡単安価に例えば射出成形法
で製造可能であり、公知のロータに比べて重量が一層少ない。ロータの一体形成
に基づいてコンパクトな構造様式が可能であり、真空ポンプ用組付け空間は縮小
することができる。真空ポンプの軸動力はロータの質量慣性モーメントが小さい
ので比較的少ない。
【０００５】 縁の開口した少なくとも１つの空洞をロータが有する実施例の真空ポンプが好
ましい。ロータが好ましくは射出成形法で製造される場合、単数もしくは複数の
空洞は、相応に形成されたコアを射出成形用金型内に挿入することによって簡単
に製造することができる。ロータ内に空洞を設けることによって、例えば外方に
向って、そして羽根がそのなかで変位可能となった溝に対して、薄壁は実現する
ことができる。さらに、プラスチック製であるがゆえに元々軽量のロータの重量
は一層低減することができる。
【０００６】 ロータの壁厚推移が連続的または実質連続的であることを特徴とする実施例の
真空ポンプも好ましい。すなわち、厚さの異なる２つの壁領域の間の移行部は一
様であり、顕著な壁厚急変を有していない。
【０００７】 また、ロータが少なくとも２つの並置された空洞を有し、これらの空洞がリブ
によって相互に分離されている実施例の真空ポンプが好ましい。ロータの形状剛
性はリブを設けることによって一層高められる。２つの空洞の間に形成されるリ
ブは、好ましくは、その他のロータ壁よりも薄い。これにより、リブおよびロー
タ壁の移行領域内でくぼみ部が避けられる。好ましい実施例において、単数もし
くは複数のリブの厚さは１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲内であり、この場合ロー
タの壁厚はこれに比較して好ましくは１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内である。
【０００８】 ロータの縦中心線を横切りまたは実質横切って延びる少なくとも１つの閉じた
壁をロータが有することを特徴とする実施形態の真空ポンプも特別好ましい。こ
れにより、ロータが空洞を有する場合に駆動側からロータを通して真空ポンプ内
に空気が達することのないことを確保することができる。つまり付加的シールが
必要でない。
【０００９】 真空ポンプの好ましい１実施例では、駆動軸と協動する弾性駆動要素をロータ
が有する。例えば直接噴射エンジンにおいて現れるような、例えば自動車の内燃
機関に連結された駆動軸から伝達されるトルクピークもしくはトルク振動は、継
手を介してロータと噛合いまたは直接にロータと噛合う駆動要素によって減衰さ
れ、ロータの破損は高い確実性で防止される。
【００１０】 有利な１実施形態では、例えば薄板、好ましくはばね薄板、からなる駆動要素
が、導入されるトルクを受けて捩れるトーションバーとして形成される。例えば
ロータが自動車の内燃機関によって駆動される実施例において、例えば真空ポン
プの作動開始（コールドスタート）時に現れおよび／または直接噴射エンジンに
関連して現れるようなトルクピークは、平らにして著しく低減させることができ
る。
【００１１】 最後に、駆動要素が駆動軸の溝内に突出しかつこの溝内で摺動可能に案内され
ていることを特徴とする実施例の真空ポンプも好ましい。これにより、有利なこ
とに真空ポンプと駆動軸との間のオフセットは、このために継手を必要とするこ
となく補償することができる。溝に垂直なオフセットの補償は、駆動要素がロー
タに固定結合されている場合、駆動要素が弾性範囲内で曲がることによって補償
することができる。駆動要素がロータに対して相対運動を行えるように駆動要素
がロータに緩く結合されている場合、溝に垂直なオフセットは駆動要素の傾動に
よって補償される。
【００１２】 本発明の１展開によれば、ロータが自動車の内燃機関によって駆動可能である
。他の真空ポンプ実施例において、例えば自動車の制動倍力装置に関連して真空
ポンプが自動車内で利用されている場合でも、ロータはモータ、特に電動機、に
よって駆動可能である。モータは例えば液圧または空気圧で作動することもでき
る。他の変更実施形態において、ロータは内燃機関またはモータによって選択的
に駆動可能である。
【００１３】 その他の有利な諸構成は残りの従属請求項から明らかとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明が図面に基づいて以下に詳しく説明される。
【００１５】 図１は、片側で支承された真空ポンプロータの第１実施例の３つの図である。
【００１６】 図２〜図７は、他のロータ実施例のそれぞれ側面図と正面図である。
【００１７】 図８Ａと図８Ｂは、他のロータ実施例の駆動装置から離れた方の正面のそれぞ
れ平面図である。
【００１８】 図９は、他のロータ実施例の側面図である。
【００１９】 図１０Ａ〜図１０Ｃは、継手を介して駆動されるロータの複数の実施例の駆動
側正面のそれぞれ平面図である。
【００２０】 図１１は、キャップを備えた駆動ジャーナルを有するロータの側面図である。
【００２１】 図１２は、駆動ジャーナル領域内の図１１のロータの拡大部分断面図である。
【００２２】 図１３と図１４は、駆動要素を有するロータの２つの実施例のそれぞれ縦断面
図と駆動側正面の平面図である。
【００２３】 図１５は、駆動要素実施例の平面図である。
【００２４】 図１６は、図１５に示した駆動要素の組付け状態における平面図である。
【００２５】 図１７は、駆動要素第４実施例の末端領域の拡大部分断面図である。
【００２６】 図１８は、駆動要素用凹部の底領域内のロータの部分断面図である。
【００２７】 図１９は、図１８に示した凹部の平面図である。
【００２８】 図２０は、他の駆動要素実施例の末端領域の部分断面図である。
【００２９】 図２１は、他のロータ実施例の駆動側正面の平面図である。
【００３０】 図２２は、他の駆動要素実施例の末端領域の平面図である。
【００３１】 図２３は、本発明によるロータの他の実施例の３つの図である。
【００３２】 真空ポンプ用ロータの以下に述べる実施例のすべてに共通する点として、ロー
タは一体に形成されてプラスチックからなる。ロータは有利には射出成形法で製
造可能であり、ごく僅かな重量を有する。
【００３３】 図１は図示しない真空ポンプのロータ１の第１実施例の３つの図であり、この
ロータが連続溝３を備えている。溝３は図示しない羽根を受容するのに役立ち、
この羽根は溝３の内部で直径方向で変位可能である。この実施例の場合、溝３は
ロータ１の駆動装置から離れた方の正面５から端面６に設けられており、つまり
縁を開口させて形成されている。通常、トルクを負荷可能な駆動軸が駆動装置と
して役立つ。ロータ１の外面は円筒形に形成されている。
【００３４】 ロータの第１縦部分７が二面体９として形成されており、図示しない駆動軸か
ら伝達されるトルクがこの二面体でロータ１に加えられる。第１縦部分７に続く
第２縦部分１１は第１縦部分７よりも大きな外径を有する。第２縦部分１１は、
この場合片持ロータ１の軸受１３として役立つ。支承方式として好ましくは滑り
支承部が設けられている。直径の一層大きい第３縦部分１５が軸受１３に続いて
おり、この縦部分は−半径方向に見て−羽根用溝３が穿設されている。
【００３５】 図２は、２つの軸受を有するロータ１の他の実施例の側面図と駆動側正面１７
の正面図である。ロータを両側で支承する場合にも滑り支承部が好ましい。ロー
タ１の第２縦部分１１が第１軸受１３を形成し、第３縦部分１５に続く第４縦部
分１９が第２軸受２１を形成する。両方の軸受１３、２１の直径は、第３縦部分
１５に設けられる羽根用溝３領域内のロータ直径よりも僅かに、好ましくは１ｍ
ｍ〜５ｍｍ、小さいだけである。軸受１３、２１の外径はこの場合異なっている
が、他の実施例では同一としておくこともできる。
【００３６】 ロータ１の両側支承は片側支承に比べて機能上の利点も製造時の利点も有する
。片側で支承されたロータの場合時々ロータが単数もしくは複数の軸受内で傾く
ことがあるが、それが現れないことに機能上の利点はある。さらに、両方の軸受
をごく短く実施することができるので、コンパクトな構造形状のロータが実現可
能である。さらに、両側で支承されるロータは高い形状安定性を有する。ロータ
の高い形状安定性のゆえに、ロータ作製時に狭い公差を守ることができる。
【００３７】 図３が２つの図で示す他の実施例のロータ３は、重量低減のためにロータ内に
空洞が設けられている点で、図２を基に説明したロータと相違しているにすぎな
い。ロータ１の駆動装置に近い方の正面１７で軸受１３の端面２４に、そして駆
動装置から離れた方の正面５で端面６に、それぞれ２つの空洞２３が設けられて
おり、これらの空洞は図３の右図からわかるように円切片状横断面を有する。図
３の左図から認めることができるように、空洞２３はロータもしくは第３縦部分
１５の中央領域内にまで延びている。相向き合わせて配置される空洞の間に残存
する壁領域はごく僅かな厚さを有する。さらに、僅かな厚さを有するだけの壁、
例えば軸受１３、２１領域内のロータ外壁が、空洞によって形成されている。羽
根用溝３と空洞との間の壁も比較的薄い。空洞の形状は変更可能であり、円形ま
たは卵形とすることもできる。重要なのは、空洞を設けることによって薄壁が形
成され、ロータの重量が低減されることである。厚さの異なる２つの壁の間の移
行部は好ましくは段差なしである。
【００３８】 図４は他のロータ実施例の側面図と駆動側正面１７の平面図であり、この実施
例ではもっぱら駆動装置から離れた方の正面５に空洞２３が設けられている。端
面６に円形くぼみ２５が設けられており、このくぼみはその中央領域で溝３の間
近まで延びている。くぼみ２５の底に円切片状空洞２３が設けられており、これ
らの空洞は第２縦部分１１内にまで、つまりロータ全体にわたって第１軸受１３
に向って、延びている。すべての実施例に共通する点として、一方の正面からの
み空洞がこの正面に設けられる場合、駆動側から離れた方のロータ正面５が好ま
しい。
【００３９】 図５に示した実施例のロータ１では、駆動側に配置される軸受１３の直径は溝
３領域内、つまり第３縦部分１５内のロータ１の直径よりもかなり小さい。軸受
１３の小さな外径によって真空ポンプの比較的小さな心出し直径が実現可能であ
ることが判明した。駆動側から離れた方の第２軸受２１はこの場合直径が溝３領
域内のロータ１よりも僅かに小さいだけである。空洞２３およびくぼみ２５はこ
の場合にも正面５の方からロータ１内に設けられている。
【００４０】 図６が２つの図で示す他の実施例のロータでは第２軸受２１の直径と、羽根用
溝３が設けられている第３縦部分１５の直径は同一である。その際の利点として
、正面５で端面６に設けられるくぼみ２５とこれに続く空洞２３とによってロー
タの外側領域内で極端に薄くかつ技術的に最適な壁厚が可能となる。プラスチッ
クからなるロータの場合壁厚は好ましくは１．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲内であ
る。両方の軸受１３、２１が羽根用溝領域内のロータ１と同じ直径を有すること
も勿論可能である。駆動側に配置される第１軸受１３のみが、溝３を有する第３
縦部分１５領域内のロータと同じ直径を有し、第２軸受２１が一層小さな直径を
有することも考えられる。
【００４１】 図７に示す実施例のロータ１では、ロータ１の駆動装置から離れた方の正面５
に設けられる第２軸受２１は第３縦部分１５領域内のロータ１の直径よりもかな
り小さな直径を有する。薄壁を形成するために、第２縦部分１１の端面２４と第
３縦部分１５の端面２６とにそれぞれ２つの空洞２３が設けられており、これら
の空洞は−図７の右図からわかるように−円切片状横断面を有する。この構成に
基づいて第３縦部分１５領域のロータ外径領域内および第２軸受２１領域内に薄
壁は実現することができる。
【００４２】 図８Ａは１実施例のロータ１の駆動装置から離れた方の正面５の正面図であり
、この正面から複数の空洞が設けられている。ロータ１は、ロータ１の縦中心線
２９に垂直に延びる横軸線２７を中心に対称に形成されている。それゆえに以下
では横軸線２７より上の空洞のみ説明される。合計３つの空洞２３Ａ、２３Ｂ、
２３Ｃが僅かな距離で並置されている。空洞２３Ｂは空洞２３Ａ、２３Ｃからそ
れぞれリブ３１によって分離されており、このリブは一体に形成されるロータ１
の壁によって形成されている。リブ３１はロータ１の形状剛性を高め、リブがロ
ータ１の残りの壁領域に移行している壁領域内でくぼみ部、つまり先細りまたは
狭窄を避けるために、リブは好ましくはその他のロータ壁よりも薄い。空洞２３
Ａ〜２３Ｃの配置および構成に基づいてこれらの空洞は共に円切片形状を有して
おり、リブ３１のＶ形配置に基づいて中央の空洞２３Ｂは扇形横断面を有する。
この場合にも空洞の形状によって、特にロータの外側領域内で、薄壁が実現され
ている。
【００４３】 図８Ｂに示す実施例のロータ１は、リブ３１がこの場合距離を置いて平行に配
置されている点で、図８Ａに基づいて述べたものと相違しているにすぎない。明
らかとなるように、リブの配置は変更可能であり、好ましくは、所要の剛性特性
に依存して確定される。
【００４４】 図９は他の実施例のロータ１の側面図であり、その正面１７、５の方から空洞
２３が、もしくはくぼみ２５とこれに続く空洞２３が、軸受１３、２１内に設け
られている。空洞２３はロータの中央領域内にまで延びている。ロータ１はその
縦中心線２９を実質横切って延びる閉じた想定壁３３を有し、この壁の推移が破
線で示してある。壁３３は−ロータの縦方向を横切って見て−ロータの横断面全
体にわたって延びて、ここに、駆動側に近い方の第１軸受１３を含む。これによ
り、空洞２３にもかかわらず駆動側から空気がロータ１内を通って真空ポンプ内
に達することのないことが確保される。
【００４５】 ロータ１のすべての実施例に共通する点として、ロータは駆動軸によって直接
にかまたは継手を介してかのいずれかで回転させることができる。両方の駆動の
可能性のいずれがその都度利用されるのかは特に駆動トルクの値、駆動軸の回転
むら、そしてロータと駆動軸との間に生じうるオフセットに依存する。駆動軸に
近い方の正面１７の平面図をそれぞれに示す図１０Ａ、図１０Ｂに基づいて継手
の２つの実施例を以下に詳しく説明する。
【００４６】 図１０Ａに示す継手３５はディスク３７によって形成されており、このディス
クの中央領域に長方形長孔３９が設けられており、この長孔がディスク３７を貫
通している。駆動軸の相応に形成された部分が嵌り込むこの長孔３９は、真空ポ
ンプと駆動軸との間のオフセットの補償を可能とする。ディスクは、好ましくは
、打抜きによって製造することができるように形成されている。円形横断面を有
するディスク３７は相反する側で周面に設けられる２つの切欠き部を有し、これ
により各１つの載置面４１が形成されており、この載置面は−図１０Ａに示すよ
うに−平らである。駆動軸からロータ１にトルクを伝達するために各載置面４１
はロータ１に設けられる相手面４３に押付可能である。図１０Ａから明らかとな
るように、ディスク３７の直径ｄが小さいにもかかわらずロータ１と継手との間
の当接面が大きくなるように切欠き部の形状は選定されている。大きな当接面に
基づいてこの領域内で接面圧力が小さく、継手が鋼製または焼結鉄製であるなら
、場合によっては継手の焼入れは省くことができる。好ましい１実施例において
、ディスク３７の厚さｂと直径ｄとの比は０．１≦ｂ／ｄ≦０．３の範囲内であ
る。
【００４７】 相手面４３はロータに一体に結合される各１つの駆動セグメント４５Ａもしく
は４５Ｂに設けられており、この駆動セグメントは第１軸受１３の端面２４から
ドーム状に突出している。駆動セグメント４５Ａ、４５Ｂの間の距離とその形状
は、継手が遊隙を有して駆動セグメントの間に配置されてその縦中心線の周りを
小さな角度範囲内で揺動可能となるように選定されている。ロータ１はその駆動
範囲内でごく安定した形状を有する。これが可能となったのは、特に、この場合
力の方向で駆動セグメント４５Ａ、４５Ｂのきわめて長い支持長ｌが実現されて
いるがゆえにである。支持長ｌとロータ１の直径Ｄとの間に好ましくは０．３５
≦ｌ／Ｄ≦０．６５の範囲内の比が実現される。
【００４８】 図１０Ｂに示した実施例のロータでは、駆動セグメント４５Ａ、４５Ｂは閉じ
たリング４７によって互いに結合されており、これによりロータ１の形状剛性は
高めることができる。さらに、リング４７はロータ用の特に滑り支承するための
軸受としても利用することができる。この実施形態のロータは軸方向でごくコン
パクトに構成されている。
【００４９】 図１０Ｂに示した変更実施形態の継手３５では、その中央領域に長孔の代わり
に二面体４９が設けられており、この二面体は駆動軸に相応に形成される溝内に
嵌り込む。二面体４９を介してトルクが駆動軸から継手に伝達される。
【００５０】 図１０Ｃは、ディスク３７’によって形成された継手３５の他の実施形態にお
いて、図１０Ａに基づいて説明したロータ１の正面１７の平面図である。同じ部
品には同じ符号が付けてあり、それらの説明は図１０Ａを参照するように指示す
る。ディスク３７’の周面に２つの同一の切欠き部が設けられており、これによ
り各１つの平らな載置面４１と、これに直角に延びまたは載置面４１に実質直角
に延びる側壁４６が形成されている。図１０Ｃから明らかとなるように、ディス
ク３７’の載置面４１がロータの相手面４３に当接すると側壁４６は駆動セグメ
ント４５Ａもしくは４５Ｂの離間配置される部分壁４８と平行に配置されている
が、図１０Ａに示した実施例では継手のこの位置のとき側壁４６は駆動セグメン
トの部分壁４８に対して傾いており、もしくはこれらとで鋭角を内抱する。この
実施例の場合ディスク３７’の側壁４６と周面との間の移行部５０は丸くされて
おり、鋭い稜を有していない。真空ポンプの運転時に、例えば直接噴射エンジン
において発生し得るようなトルク振動が現れて、ディスク３７’がその移行部５
０領域で駆動セグメント４５Ａ、４５Ｂに突接するとしても、プラスチックから
なる駆動セグメントの部分壁８０の破損は防止される。
【００５１】 図１１は先行する図に基づいて説明した実施例のロータ１を示しており、この
ロータは二面体９として形成される第１縦部分７を有する。ジャーナル状二面体
９は好ましくは薄板からなるカップ形キャップ５１を備えており、このキャップ
は二面体に押付けまたはクリップ止めすることができる。ロータの射出成形時に
すでにキャップを金型内に挿入し、こうしてロータの製造時にキャップをロータ
と脱離不可能に結合することも可能である。キャップ５１は、所要のトルクを伝
達するのに十分な強度の二面体９を摩耗から保護する。この摩耗は、二面体と継
手との間の相対運動によって、またはロータが直接駆動される場合、すなわち継
手なしに駆動される場合、二面体と駆動軸との間の相対運動によって、引き起こ
される。
【００５２】 図１２は第１縦部分７に取付けられたキャップ５１の拡大部分断面図であり、
このキャップが少なくとも１つの加圧部５３を有し、これによりキャップ５１の
内面に膨出部が形成されており、この膨出部はロータ７の二面体に設けられるく
ぼみ５５内に形状結合式に嵌り込む。これにより、弾性キャップおよび／または
弾性材料からなるキャップ５１は簡単に二面体９にクリップ止めすることができ
る。
【００５３】 図１３は他の実施例のロータ１の縦断面図と駆動側正面１７の平面図であり、
このロータは一体に形成されかつプラスチックからなる。ロータ１はこの場合、
図示しない駆動軸と協動する弾性駆動要素５７を含み、この駆動要素は例えば金
属薄板、好ましくはばね薄板、からなる。Ｕ形駆動要素５７の脚部５９、５９’
はロータ１の各１つの凹部６１に挿入されている。両方の脚部の末端領域がロー
タ１内に流し込成形されており、これにより駆動要素５７は脱離不可能にロータ
１に結合されている。凹部６１は第１軸受１３の端面２４からロータの中央領域
を越えるまで延びており、凹部の大きさは脚部５９、５９’が凹部領域内でロー
タに対して相対的に移動し得るように選定されている。一体な駆動要素５７の脚
部５９、５９’を結合する部分６３は端面２４から張り出す。凹部６１の配置は
、真空ポンプの羽根を案内している溝３の大きな領域を脚部５９、５９’が取り
囲むように選定されている。この構成に基づいて駆動トルクはこの場合、真空ポ
ンプの溝３内で摺動可能に支承された羽根を支えているロータ領域に直接導入さ
れる。
【００５４】 真空ポンプ組立状態のとき駆動要素５７はその部分６３が駆動軸の溝内に嵌り
込む。駆動軸が回転すると駆動トルクは駆動要素５７を介してロータに導入され
、発生するトルクピークを弾性駆動要素５７が平らにする。
【００５５】 図１４に示した実施例では、脚部５９、５９’がその末端領域に各２つの加圧
部６７を有し、これにより駆動要素の片側に凸状湾曲部が形成され、反対側に凹
状湾曲部が形成される。脚部５９、５９’の加圧部が駆動要素の異なる側に設け
られており、脚部の凸状湾曲部も駆動要素の異なる側にある。脚部末端の凸状湾
曲部は、駆動要素５７がロータの表面もしくは内部で確実に保持されるように両
方の脚部５９、５９’を凹部６１内で挟み付けるのに役立つ。脚部を凹部内に挿
入するのに必要な押付力は比較的小さい。駆動軸の溝内に嵌り込む駆動要素５７
の部分６３がこの溝内にも遊隙なしに配置可能となるように、部分６３は駆動要
素の各側にそれぞれ２つの加圧部６７を有し、加圧部の領域内で駆動要素は凹状
湾曲部もしくは凸状湾曲部を有する。例えばトルク振動の結果として駆動要素５
７が振子運動するとき、両側に設けられる加圧部６７によって凹部内での脚部の
往復突接と、駆動軸の溝内での部分６３の往復突接は防止される。というのも、
これらの領域内で駆動要素５７は両側が凹部内もしくは溝内で当接するからであ
る。
【００５６】 図１５は他の実施例の縦長駆動要素５７の側面図であり、この駆動要素はその
末端で相反する側にそれぞれ２つの加圧部６７を有し、これにより凹状湾曲領域
と凸状湾曲領域が形成される。真空ポンプと駆動軸との間のオフセットａは−図
１６から明らかとなるように−、このために継手を必要とすることなく、弾性駆
動要素５７によって補償することができる。図１６に示したように、駆動要素５
７はこのため駆動軸７１の溝６９内に突出する。駆動要素５７の他端は溝内また
はロータ１の凹部内に突出する。この構成に基づいて溝６９の縦方向でオフセッ
トは駆動要素５７が溝６９内で変位することによって補償することができる。溝
６９の縦方向に垂直なオフセットは、駆動要素がロータに固定結合されている場
合、駆動要素が弾性範囲内で曲がることによって達成される。駆動要素が溝内ま
たはロータの凹部内で遊隙を有して案内されている場合、トルク伝達時駆動要素
は溝の壁の方に傾動する。駆動軸内およびロータ内の溝の壁に駆動要素５７が当
接する領域が図１６に点で示唆されている。
【００５７】 図１５に示した実施例の駆動要素５７に対する選択案として、駆動要素は加圧
部６７に代えてその末端領域に−図１７に示したように−球形面部分７３を有す
ることもでき、これらの面部分は駆動要素５７の両側で材料肉盛によって形成さ
れ、または駆動要素５７と一体に結合されている。これにより、薄い駆動要素５
７の縁を介してではなく面を介して駆動トルクが伝達されることが確保される。
【００５８】 図１８はＵ形駆動要素の脚部５９、５９’用凹部６１領域内のロータ１の部分
断面図であり、脚部の末端領域を締付けて固着するための受容部７５が凹部の底
に設けられている。ロータの凹部６１を平面図で示す図１９から明らかとなるよ
うに、駆動要素５７の各脚部用に受容部７５が設けられており、この受容部は溝
を有する腹部７７によってそれぞれ形成されており、駆動要素の脚部がこの溝内
に押し込まれている。
【００５９】 図２０はロータ１の凹部６１内に遊隙を有して差し込まれた駆動要素５７を示
しており、この駆動要素は傾動によってオフセットを補償することができる。駆
動要素５７はその当接領域内で両側が球形に形成されている。すなわち、駆動要
素はその末端領域で両側に凸状湾曲部を有する。図２０に示した実施例において
特別有利な点として、それにもかかわらずオフセットのとき駆動要素の傾動によ
って付加的支承力が発生せず、トルクのみがロータに導入される。駆動要素５７
の球形末端領域は、トルクが縁を介してではなく球形面を介して伝達されるのを
防止する。
【００６０】 駆動要素５７を受容するロータ１の凹部６１は、好ましくは、荷重を受けて変
形する駆動要素５７がロータ内で、塑性変形範囲に達する前に止めに当接するよ
うに形成されている。このため、図２１に示した実施例のロータ１では複数の止
め面７７が設けられており、止め面は駆動要素５７の両側に配置されている。
【００６１】 図２２は１実施例の駆動要素５７の末端領域を示しており、この場合駆動要素
が２重に折り曲げられており、これにより駆動要素は有利なことに駆動軸内およ
びロータ内の大きさの異なる溝に適合させることができる。
【００６２】 図２３は他の実施例のロータ１の３つの図であり、このロータは先行する図に
基づいて説明した駆動要素５７と両方の正面５、１７から設けられる複数の空洞
２３とを有し、空洞はロータの重量を低減するのに役立つ。図２３の図から明ら
かとなるように、ロータ１の壁はプラスチックに即した厚さを有する。駆動要素
５７の脚部５９、５９’はこの場合、羽根用溝３を完全に取り囲んで第２軸受２
１にまで達する長さである。脚部末端はロータ材料によって完全に取り囲まれて
おり、それゆえに脱離不可能にロータに結合されている。この構成に基づいて駆
動トルクは駆動装置から離れた方のロータ末端に直接導入され、ロータ１の残り
の領域は少なくとも実質的に応力を受けていない。
【００６３】
【発明の効果】
まとめとして確認しておくなら、プラスチックからロータを製造することによ
って真空ポンプのための費用は著しく低減することができる。プラスチックロー
タは金属からなるロータに比べて僅かな重量を有するだけであり、少なくとも１
つの空洞を設けることによって重量はさらに低減される。空洞は、射出成形法で
製造されるロータの場合コアを金型に挿入することによって形成することができ
、またはロータの製造後にロータを切削加工して設けることができる。空洞の形
状、造形および数は変更可能であり、例えばロータに加えることのできる駆動ト
ルクによって確定される。さらに、空洞を有する各実施形態のロータは図８Ａ、
図８Ｂに基づいて説明したような補強リブ３１を備えておくことができる。
【００６４】 高い温度が支配する領域内、例えば自動車のエンジンルーム内に真空ポンプが
配置されることもあるので、好ましい１実施例において、好ましくは少なくとも
８０℃まで耐久性を保証することのできるプラスチックからロータは製造される
。少なくとも１４０℃以上に至るまでその強度特性を、少なくとも実質的に、失
わないようなプラスチックも当然に使用することができる。
【００６５】 ロータの設計構成にかかわりなく、ロータは駆動軸によって直接にかまたは継
手を介してかのいずれかで駆動することができる。継手が設けられていないかも
しくは継手が必要とされない実施形態のロータは、継手を省くことで真空ポンプ
のための費用を低減することができるので好ましい。ロータを直接駆動する場合
、トルクピークおよびトルク振動を弱めて平らにする図示説明した駆動要素を有
する実施形態が好ましい。これにより、駆動トルクが高い場合でも、ごく僅かな
壁厚を有してコンパクトに構成されるロータは実現することができる。
【００６６】 図から明らかとなるように、継手を介しても上記弾性駆動要素を介しても駆動
されるのではないロータ実施形態のみが、好ましくは二面体として形成される第
１縦部分７を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】片側で支承された真空ポンプロータの第１実施例の３つの図。
【図２】他のロータ実施例のそれぞれ側面図と正面図。
【図３】さらに他のロータ実施例のそれぞれ側面図と正面図。
【図４】さらに他のロータ実施例のそれぞれ側面図と正面図。
【図５】さらに他のロータ実施例のそれぞれ側面図と正面図。
【図６】さらに他のロータ実施例のそれぞれ側面図と正面図。
【図７】さらに他のロータ実施例のそれぞれ側面図と正面図。
【図８】図８Ａと図８Ｂは、さらに他のロータ実施例の駆動装置から離れた方の
正面のそれぞれ平面図。
【図９】さらに他のロータ実施例の側面図。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｃは、継手を介して駆動されるロータの複数の実施
例の駆動側正面のそれぞれ平面図。
【図１１】キャップを備えた駆動ジャーナルを有するロータの側面図。
【図１２】駆動ジャーナル領域内の図１１のロータの拡大部分断面図。
【図１３】駆動要素を有するロータの実施例のそれぞれ縦断面図と駆動側正面の
平面図。
【図１４】駆動要素を有するロータの他の実施例のそれぞれ縦断面図と駆動側正
面の平面図。
【図１５】駆動要素のさらに他の実施例の平面図。
【図１６】図１５に示した駆動要素の組付け状態における平面図。
【図１７】駆動要素第４実施例の末端領域の拡大部分断面図。
【図１８】駆動要素用凹部の底領域内のロータの部分断面図。
【図１９】図１８に示した凹部の平面図。
【図２０】他の駆動要素実施例の末端領域の部分断面図。
【図２１】他のロータ実施例の駆動側正面の平面図。
【図２２】他の駆動要素実施例の末端領域の平面図。
【図２３】本発明によるロータの他の実施例の３つの図。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１０月１０日（２０００．１０．１０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 駆動可能なロータを有し、このロータを介して羽根をケーシング
    内で回転させることができる特に自動車内の制動倍力装置用の真空ポンプにおい
    て、ロータ（１）がプラスチックからなりかつ一体に形成されていることを特徴
    とする真空ポンプ。
  2. 【請求項２】 好ましくは射出成形法で製造されるロータ（１）が、縁の開口し
    た少なくとも１つの空洞（２３）を有することを特徴とする、請求項１記載の真
    空ポンプ。
  3. 【請求項３】 空洞（２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ）が好ましくはロータ（１
    ）の駆動側正面（１７）から、または駆動装置から離れた方のその正面（５）か
    ら、設けられていることを特徴とする、請求項１または２記載の真空ポンプ。
  4. 【請求項４】 少なくとも２つの空洞（２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ）が設け
    られており、これらの空洞がそれぞれロータ（１）の一方の正面（５、１７）か
    ら設けられて、好ましくはロータ（１）の中央領域内にまで延びていることを特
    徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  5. 【請求項５】 ロータ（１）の壁が僅かな厚さを有することを特徴とする、請求
    項１〜４のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  6. 【請求項６】 ロータ（１）の厚さの異なる２つの壁領域の間の移行部が連続的
    であり、好ましくは段差なしであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか
    １項記載の真空ポンプ。
  7. 【請求項７】 ロータ（１）が少なくとも１つの軸受（１３、２１）を有し、こ
    の軸受の直径が溝（３）領域内のロータ直径よりも小さく、好ましくは僅かに小
    さいだけであり、この溝内で羽根が変位可能であることを特徴とする、請求項１
    〜６のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  8. 【請求項８】 ロータ（１）が少なくとも１つの軸受（２１）を有し、この軸受
    の直径が溝（３）領域内のロータ直径と同じ大きさであり、この溝内で羽根が変
    位可能であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の真空ポンプ
    。
  9. 【請求項９】 ロータ（１）が２つの軸受（１３、２１）を有し、少なくとも一
    方の軸受（２１、１３）の直径が溝（３）領域内のロータ直径よりも小さく、好
    ましくはかなり小さいことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項記載の真
    空ポンプ。
  10. 【請求項１０】 ロータ（１）が少なくとも２つの並置される空洞（２３Ａ、２
    ３Ｂ、２３Ｃ）を有し、これらの空洞がリブ（３１）によって相互に分離されて
    いることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  11. 【請求項１１】 リブ（３１）がロータ（１）の残りの壁領域よりも薄いことを
    特徴とする、請求項１０記載の真空ポンプ。
  12. 【請求項１２】 ロータ（１）が、ロータ（１）の縦中心線（２９）を横切りま
    たは実質横切って延びる少なくとも１つの閉じた壁を有することを特徴とする、
    請求項１〜１１のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  13. 【請求項１３】 ロータ（１）が、ディスク（３７）によって形成される継手（
    ３５）を介してトルクを負荷可能であることを特徴とする、請求項１〜１２のい
    ずれか１項記載の真空ポンプ。
  14. 【請求項１４】 ディスク（３７）の厚さ（ｂ）と直径（ｄ）との比が０．１≦
    ｂ／ｄ≦０．３の範囲内であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１
    項記載の真空ポンプ。
  15. 【請求項１５】 ディスク（３７）が少なくとも１つの載置面（４１）を有し、
    この載置面がトルクを伝達するためにロータ（１）の相手面（４３）に当接する
    ことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  16. 【請求項１６】 相手面（４３）が、ロータ（１）の駆動側端面から突出する駆
    動セグメント（４５Ａ；４５Ｂ）に設けられていることを特徴とする、請求項１
    〜１５のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  17. 【請求項１７】 駆動セグメント（４５Ａ；４５Ｂ）の支持長（ｌ）とロータ（
    １）の直径（Ｄ）との比が０．３５≦ｌ／Ｄ≦０．６５の範囲内であることを特
    徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  18. 【請求項１８】 閉じたリング（４７）によって互いに結合される少なくとも２
    つの駆動セグメント（４５Ａ、４５Ｂ）が設けられていることを特徴とする、請
    求項１〜１７のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  19. 【請求項１９】 継手は駆動軸が嵌り込む長孔（３９）を有し、または駆動軸の
    相応の溝に嵌り込む駆動ジャーナル、好ましくは二面体（４９）、を有すること
    を特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  20. 【請求項２０】 ロータ（１）の好ましくは二面体（９）として形成される第１
    縦部分（７）が、好ましくは薄板からなるカップ形キャップ（５１）を備えてい
    ることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  21. 【請求項２１】 ロータ（１）が、駆動軸と協動する弾性駆動要素（５７）を有
    することを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  22. 【請求項２２】 駆動要素（５７）が金属薄板、好ましくはばね薄板、からなる
    ことを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  23. 【請求項２３】 駆動要素が駆動軸（７１）の溝（６９）内に突出しかつこの溝
    内で摺動可能に案内されていることを特徴とする、請求項１〜２２のいずれか１
    項記載の真空ポンプ。
  24. 【請求項２４】 駆動要素がロータの溝状凹部（６１）内に嵌り込むことを特徴
    とする、請求項１〜２３のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  25. 【請求項２５】 駆動要素（５７）が凹部（６１）内で摺動不可能に保持されて
    いることを特徴とする、請求項１〜２４のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  26. 【請求項２６】 駆動要素（５７）がロータ（１）内に埋め込まれていることを
    特徴とする、請求項１〜２３のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  27. 【請求項２７】 駆動要素（５７）がＵ形に形成されていることを特徴とする、
    請求項１〜２６のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  28. 【請求項２８】 駆動要素（５７）にトルクが負荷されるとこの駆動要素は凹部
    （６１）の少なくとも１つの部分（止め面（７７））に当接することを特徴とす
    る、請求項１〜２７のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  29. 【請求項２９】 駆動要素（５７）が当接領域内で球形に形成されていることを
    特徴とする、請求項２８記載の真空ポンプ。
  30. 【請求項３０】 ロータが駆動要素用に少なくとも１つの止めを有することを特
    徴とする、請求項１〜２９のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  31. 【請求項３１】 駆動要素はロータの凹部内に嵌り込むその末端が折り曲げられ
    ていることを特徴とする、請求項１〜３０のいずれか１項記載の真空ポンプ。
  32. 【請求項３２】 ロータ（１）が自動車の内燃機関および／またはモータ、特に
    電動機、によって駆動可能であることを特徴とする、請求項１〜３１のいずれか
    1項記載の真空ポンプ。
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