JP2006002688A - Vane rotary type air pump - Google Patents
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Abstract
Description
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に関するものである。 The present invention relates to a vane rotary type air pump used for an air supply device of a mobile information terminal device using a fuel cell.
従来、この種のベーンロータリ型ポンプとしては、例えば特許文献1に記載されているようなものがあった。図6は特許文献1に記載された従来のベーンロータリ型ポンプの構成を示すものである。 Conventionally, as this kind of vane rotary type pump, there existed what was described in patent documents 1, for example. FIG. 6 shows a configuration of a conventional vane rotary pump described in Patent Document 1. In FIG.
図6に示すベーンロータリ型空気ポンプは、図示しないモータ部と、モータ部によって駆動されるポンプ機構部101とを備える。ポンプ機構部101は、平板状のエンドプレート112と、エンドプレート112の反モータ部側に位置するシリンダ103と、シリンダ103をエンドプレート112とともに挟み込むフロントプレート111とを含む。シリンダ103は内部の孔が均一な径をもつ筒形状であり、エンドプレート112とフロントプレート111とは、互いにエアタイトに結合されている。したがって、ポンプ機構部101は、シリンダ103の内周壁面と、エンドプレート112およびフロントプレート111の各側壁面によって、ポンプ空間104を区画している。メカシャフト110の軸心は、このシリンダ103の内周壁面の中心に対して偏心し、ロータ107の回転中心は、メカシャフト110の軸心と一致し、同一軸線上に位置し、ロータ107は、回転方向に対してメカシャフト110と一体である。
The vane rotary type air pump shown in FIG. 6 includes a motor unit (not shown) and a
ロータ107は、カーボンなどからなるベーン109を収納するためのベーンスリット108を複数備えている。複数のベーンスリット108は、ロータ107の中心回りに等間隔に配置されており、各ベーンスリット108はロータ107の外周面から径方向中途部分まで延びている。各ベーンスリット108に入った各ベーン109は、ロータ107の回転に伴って遠心力の作用を受けて、径方向の先端部分がシリンダ103の内周壁面に接触しつつ、ロータ107とともに回転する。そこで、各ベーン109は、ロータ107ならびにケーシング部品(シリンダ103、エンドプレート112およびフロントプレート111)とともにロータ107の周囲にポンプ空間104を区画する。
The
ポンプ機構部101における各ポンプ空間104の構成については、断面構造を示す図6(b)が明らかにしており、また、図6(b)によって、ポンプ機構部101のポンプ作用を知ることができる。図6(b)に示すように、シリンダ103には、吸入口131と吐出口115とが設けられている。ロータ107の回転中心とシリンダ103の内壁中心とが偏心しているため、ロータ107の周囲のポンプ空間104は、ロータ107の回転に伴ってその体積を変化させる。たとえば、ロータ107が、図8において反時計方向に回転するとき、吸入口131に臨むポンプ空間104は、回転とともに体積を増し、その後、体積を減じることになる。回転に伴って体積を増すポンプ空間104は吸入室として機能し、回転に伴って体積を減じるポンプ空間104は吐出室として機能する。なお、吸入口131は、内部空間の軸線方向中央に位置しており、ポンプ空間104に連通している。
しかしながら、前記従来の構成では、吸入口がポンプ空間に貫通しているため、ポンプ運転時にベーン先端とシリンダ内面の摩擦や、ベーン側面とベーンスリット内の摩擦によ
って発生する摺動音や、ベーン端面とエンドプレートやフロントプレートの摩擦によって発生する摺動音や、ポンプ空間内で圧縮された空気が、ひとつ前の低圧のポンプ空間へ漏れるときに発生する空気の膨張音が、ポンプ空間から直接、吸入口を通じてポンプの外へ漏れ出すため、ポンプ運転時の騒音が大きいという課題を有していた。
However, in the conventional configuration, since the suction port penetrates the pump space, the friction between the vane tip and the cylinder inner surface during the pump operation, the sliding noise generated by the friction between the vane side surface and the vane slit, and the vane end surface The sliding noise generated by the friction between the end plate and the front plate and the expansion sound of the air generated when the air compressed in the pump space leaks into the previous low pressure pump space are directly from the pump space. Since it leaked out of the pump through the suction port, there was a problem that noise during pump operation was large.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ポンプ運転時でも、ベーンとシリンダや、ベーンスリットや、エンドプレートやフロントプレートとの摺動音や、ポンプ空間内で発生する圧縮空気の漏れによる空気の膨張音の吸入口からの漏れ出しを抑制し、静音運転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する。 The present invention solves the above-described conventional problems, and even during pump operation, sliding noise between vanes and cylinders, vane slits, end plates and front plates, and leakage of compressed air generated in the pump space. It is an object of the present invention to provide a vane rotary type air pump that can suppress the leakage of air expansion sound from the suction port and can be operated silently.
前記従来の課題を解決するために、本発明の請求項1に記載のベーンロータリ型空気ポンプは、フロントプレートに屈曲を1箇所以上設けた吸入経路を形成したものである。これによって、ポンプ運転時でも、ベーンとシリンダ内壁や、ベーンとベーンスリットや、ベーンとエンドプレートやフロントプレートとの摺動音や、ポンプ空間内で発生する圧縮空気の漏れによる空気の膨張音の吸入口から漏れ出す騒音を減衰でき、静音運転が可能となる。 In order to solve the conventional problem, the vane rotary type air pump according to claim 1 of the present invention is formed by forming a suction path having one or more bends in the front plate. As a result, even during pump operation, the sliding noise between the vane and the cylinder inner wall, the vane and the vane slit, the vane and the end plate and the front plate, and the expansion sound of the air due to the leakage of compressed air generated in the pump space. Noise leaking from the suction port can be attenuated, and silent operation is possible.
本発明のベーンロータリ型空気ポンプは、運転中にポンプから発生する騒音を低減することができる。 The vane rotary type air pump of the present invention can reduce noise generated from the pump during operation.
第1の発明は、フロントプレートに屈曲を1箇所以上設けた吸入経路を形成したことにより、ポンプ運転時、ベーンとシリンダ内壁や、ベーンとベーンスリットや、ベーンとエンドプレートもしくはフロントプレートとの摺動音や、ポンプ空間内で発生する圧縮空気の漏れによる空気の膨張音の吸入口からの漏れ出しによる騒音を、直接ポンプの外へ開放せず、フロントプレートの吸入経路内で減衰させるため、吸入口からポンプの外へ漏れ出す騒音を抑制でき、静音運転が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, a suction path having one or more bends is formed in the front plate, so that the sliding between the vane and the inner wall of the cylinder, the vane and the vane slit, the vane and the end plate or the front plate is performed during the pump operation. In order to attenuate the noise caused by leakage from the suction port of dynamic noise and air expansion sound due to compressed air leakage generated in the pump space, it is attenuated in the suction path of the front plate without directly opening it to the outside of the pump. Noise that leaks from the suction port to the outside of the pump can be suppressed, and silent operation is possible.
第2の発明では、第1の発明の吸入経路の屈曲角度を60度から120度とすることにより、音の減衰率が向上するため、さらなる騒音低減が可能となる。 In the second invention, since the sound attenuation rate is improved by setting the bending angle of the suction path of the first invention to 60 degrees to 120 degrees, further noise reduction is possible.
第3の発明では、第1又は第2の発明において、吸入経路の途中に通気性を有する吸音材を充填することにより、経路での騒音の減衰効果に加えて、吸音材による静音化が可能となるため、さらなる騒音低減が可能となる。 In the third invention, in the first or second invention, by filling the sound absorption material having air permeability in the middle of the suction route, in addition to the noise attenuation effect in the route, the noise absorption by the sound absorption material is possible. Therefore, further noise reduction is possible.
第4の発明では、第1又は第2の発明において、吸入経路の途中の壁面に吸音材を設けることにより、吸入空気が吸音材を通過する際の吸入損失を低減し、吸入流量の低下を抑えながら、吸入口からポンプの外へ漏れ出す騒音のさらなる抑制が可能となる。 In the fourth invention, in the first or second invention, by providing a sound absorbing material on the wall surface in the middle of the suction path, the suction loss when the intake air passes through the sound absorbing material is reduced, and the suction flow rate is reduced. While suppressing, it is possible to further suppress noise leaking from the suction port to the outside of the pump.
第5の発明では、第1から第4の発明において、吸入経路の途中に絞り部を設けることにより、吸入ポートから漏れ出す騒音の吸入経路での減衰に加えて、絞り部でのマフラー効果による静音化も可能なため、さらなる騒音低減が可能となる。 According to a fifth invention, in the first to fourth inventions, by providing a throttle part in the middle of the suction path, in addition to attenuation of noise leaking from the suction port in the suction path, the muffler effect in the throttle part Since noise reduction is also possible, further noise reduction is possible.
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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1および図2は、本発明の実施の形態1におけるベーンロータリ型空気ポンプの断面
図である。図1、図2において、このベーンロータリ型空気ポンプは、ポンプ機構部101と直流モータ119で構成している。
(Embodiment 1)
1 and 2 are cross-sectional views of a vane rotary type air pump according to Embodiment 1 of the present invention. 1 and 2, the vane rotary type air pump includes a
筒状内壁を有するシリンダ103内に、円筒形状のロータ107をシリンダ103の内壁中心軸から偏心させた状態で配置し、ロータ107にはその中心軸方向に複数のベーンスリット108を設け、これらのベーンスリット108には自己潤滑性を有する材質よりなる板状のベーン109を摺動可能な状態で嵌合させ、フロントプレート111とエンドプレート112をロータ107とベーン109を挟み込むようにシリンダ103の端面に配置して複数のポンプ空間104を形成している。
A
ロータ107の中心軸にはエンドプレート112の反メカ側に配置された直流モータ119のモータシャフトを兼ねるメカシャフト110が結合されており、フロントプレート111に圧入されたころがり軸受け116およびエンドプレート112に圧入されたころがり軸受け118で回転可能に支持することでポンプ機構部101を構成している。
A
直流モータ119は、モータロータ121の外周にステータ120を配置し、モータシャフトを兼ねるメカシャフト110は軸受け122および軸受け123で支持されている。
In the
かかる構成部によれば、図示しない電源部から入力された電流を得て、モータロータ121とステータ120間の磁気作用によりモータロータ121は回転トルクを得て回転運動する。モータロータ121と一体的に構成されたモータシャフトを兼ねるメカシャフト110が軸受け122および123によって回転可能に支持されることで、ポンプ機構部101に回転力を伝達可能とする。
According to such a configuration unit, a current input from a power supply unit (not shown) is obtained, and the
直流モータ119によって出力された回転力はモータシャフトを兼ねるメカシャフト110と結合されたロータ107に伝達される。回転力を得たロータ107の回転にともない、ベーン109が遠心力によってロータ107の中心軸方向に設けられたベーンスリット108に沿って飛び出すことで、ポンプ空間104を形成する。
The rotational force output from the
同時に、吸入空間を形成するための薄板300に設けられた吸入口131から吸入された空気は、フロントプレート111に設けられた溝301を経て吸入ポート113aからポンプ空間104に流入する第一の経路と、吸入ポート113aからシリンダ103に設けられた貫通穴105を経て、エンドプレート112に設けられた吸入ポート113bからポンプ空間104に流入する第二経路の2経路からポンプ空間104に流入する。すなわち、第一に経路は吸入ポート113aから90度で2回屈曲し、第二の経路は、そこから更に2回90度で屈曲する。
At the same time, the first path through which the air sucked from the
図3は、フロントプレートを反モータ側から見た斜視図で、フロントプレート111と薄板300とを分解した状態である。フロントプレート111に吸入ポート113aと連通させた溝301を掘りこみ、反モータ側から吐出口115と吸入口131を設けた薄板300を締結用穴302により締結し、フロントプレート111内に吸入経路を形成している。流入した空気は、ロータ107の回転にともない、ベーン109がスリット108内を往復運動しつつ、ベーン109先端がシリンダ103の内壁に沿って摺動することで、ポンプ104が伸縮作用を生じ、ポンプ空間104内で圧縮され、吐出ポート114を経て吐出口115より吐出される。
FIG. 3 is a perspective view of the front plate as viewed from the non-motor side, in which the
かかる構成によれば、吸入ポート113aを通じてポンプ空間104から漏れ出すベーン109の摺動音や圧縮した空気の漏れによる膨張音は、吸入経路を吸入ポート113a入口で90度屈曲させ、フロントプレート111に設けた溝301を経て吸入口131へ
至る経路を通過することで、直接ポンプの外へ開放させず、溝301内で減衰させるため、吸入口131からポンプの外へ漏れ出す騒音を抑制でき、ポンプの静音運転が可能となる。
According to such a configuration, the sliding sound of the
要は、吸入口131から吸入ポート113aが見通せないことが望ましく、屈曲の角度を60度から120度程度で構成すると、上記のように見通せないとともに、吸入抵抗が増加するような不具合が生じない。
In short, it is desirable that the suction port 131a cannot be seen from the
また、吸入経路の一部となる溝301はフロントプレート111内に成形するため、ポンプ外形寸法の拡大の必要もない。
Further, since the
(実施の形態2)
図4は、図3に対して溝301の屈曲の数を増したもので、吸入ポート113aから漏れ出す騒音を減衰させる個所が増えるため、吸入口131からポンプの外へ漏れ出す騒音をさらに抑制できる。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is an increase in the number of bends of the
また、溝301中に絞り部303を設けている。これにより、吸入空気が絞り部303を通過した直後に拡散させることで振動数を下げ、吸入ポート113aを通じてポンプ空間104から漏れ出すベーン109の摺動音や圧縮した空気の漏れによる膨張音だけでなく、吸入空気の流体騒音も低減することができる。
In addition, a
さらに、絞り部303で区切られた空間に吸音材150を設置してもよい。これにより、吸入ポート113aから漏れ出す騒音を吸音し、吸入口131からポンプの外へ漏れ出す騒音を抑制することができる。また、絞り部303は吸音材150のストッパーともなり、ポンプ運転時に吸入ポート113aへの吸音材150の移動を抑制し、ポンプ空間104内での吸音材150の噛み込みによるポンプロックを防止できる。
Further, the
また、屈曲の数が多ければ、吸音材150を溝301に設置した際、絞り部303がなくても壁面310がストッパーとなり、ポンプ運転時に吸入ポート113aへの吸音材150の移動を抑制し、ポンプ空間104内での吸音材150の噛み込みによるポンプロックを防止できる。
Further, if the number of bends is large, when the
(実施の形態3)
図5は、図4に示す絞り部303で区切られた区間の溝301の壁面、および薄板300の吸入経路に臨む面に、シート状の吸音材150を設けたものである。これにより、吸入空気が吸音材150を通過する際の吸入損失が低減し、吸入空気の流量低下を抑えながら、吸入口からポンプの外へ漏れ出す騒音のさらなる抑制が可能となる。なお、吸音材150は吸入経路内の壁面全域に設けてもよいし、通気性を有して充填するタイプの吸音材と組み合わせて設けてもよい。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a view in which a sheet-like
以上のように、本発明にかかるベーンロータリ型空気ポンプは、運転中にポンプから発生する騒音を、寸法を拡大することなく低減できるため、家庭用健康器具や医療用治療器具等の用途にも適用できる。 As described above, the vane rotary type air pump according to the present invention can reduce noise generated from the pump during operation without enlarging the dimensions, so that it can be used for household health appliances and medical treatment instruments. Applicable.
101 ポンプ機構部
103 シリンダ
104 ポンプ空間
105 貫通穴
107 ロータ
108 ベーンスリット
109 ベーン
110 メカシャフト
111 フロントプレート
112 エンドプレート
119 直流モータ
150 吸音材
300 薄板
301 溝
303 絞り部
310 壁面
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004181029A JP2006002688A (en) | 2004-06-18 | 2004-06-18 | Vane rotary type air pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004181029A JP2006002688A (en) | 2004-06-18 | 2004-06-18 | Vane rotary type air pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006002688A true JP2006002688A (en) | 2006-01-05 |
Family
ID=35771289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004181029A Pending JP2006002688A (en) | 2004-06-18 | 2004-06-18 | Vane rotary type air pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006002688A (en) |
-
2004
- 2004-06-18 JP JP2004181029A patent/JP2006002688A/en active Pending
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