JP2023156885A - 流体機械 - Google Patents

Abstract

【課題】外部開放部から作動流体を吸い込む流体機械において、異物や水などの内部吸入を抑制できかつ排出を円滑に行えることである。【解決手段】流体機械１は、外部の空気を取り込む外部開放部８を備える。外部開放部８は流体機械１の外部に対して開放する外部開放口１０ａと、吸入室７１と外部開放口１０ａとを連通する上流側内部空間８ｕおよび下流側内部空間８ｄとを有する。外部開放口１０ａの通路横断面積は内部空間と吸入室７１とを連通させる吸入通路７０の通路横断面積よりも大きく形成されている。外部開放口１０ａは吸入通路７０の入口よりも下方に位置して設けられている。外部開放口１０ａは、内部空間に取り込まれた空気から分離された異物または水分が外部へ落下する排出口として機能する。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、流体機械に関する。

特許文献１は、膨張室と共鳴室により圧縮機の騒音が減衰できる圧縮機の吸入マフラを開示している。

特許第２９６０４０９号公報

特許文献１の装置では、蒸発器からの気相冷媒が吸入孔を通って本体内の膨張室に流入して膨張室で膨張し、膨張した冷媒は吸入室に流入する。膨張室では冷媒が膨張するため、圧縮機の吸気負荷が減少し、これにより、圧力脈動に因る騒音が低減される。

特許文献１の技術は、外部開放部から作動流体とともに水や異物を吸い込んだ装置に適用した場合に装置内部への吸入を抑制できかつ排出を行う点について改良の余地がある。この明細書は、異物や水などの流体内部への吸入を抑制できかつ排出を円滑に行えるように、特許文献１に記載されていない技術を開示する。

この明細書における開示の目的は、外部開放部から作動流体を吸い込む流体機械において、異物や水などの内部吸入を抑制できかつ排出を円滑に行えることである。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された流体機械の一つは、ハウジング（２４，３１，３２；１３１；２３１）と、モータ部（２）と、モータ部が与える駆動力によって駆動されて、ハウジングの内側において回転するポンプロータ（６）と、ハウジングの内部に設けられた吸入室（７１）に吸入された作動流体をポンプロータの回転に伴って圧縮して吐出する圧縮室（７３）と、流体機械の外部雰囲気に存在している作動流体に対して開放する外部開放口（１０ａ）、および吸入室と外部開放口とを連通する通路の一つである内部空間（８ｕ，８ｄ；１０８ｕ，１０８ｄ；２０８ｕ，２０８ｄ；５０８ａ）を有する外部開放部（８；１０８；２０８；３０８；４０８；５０８）と、を備え、
外部開放口は、通路横断面積が内部空間と吸入室とを連通させる吸入通路（１０ｃ，７０；３８１ａ；１８ａ）の通路横断面積よりも大きく形成され、さらに吸入通路の入口よりも下方に位置して設けられており、外部開放口は、内部空間に取り込まれた作動流体から分離された異物または水分が外部へ落下する排出口として機能する。

この流体機械によれば、外部開放口は吸入通路よりも大きな通路横断面積を有するため、吸引流速が抑えられ内部空間に水滴などが吸引されにくい構造を提供する。外部開放口は吸入通路の入口よりも下方に位置するため、作動流体を吸入通路に吸引でき、かつ内部空間に進入してしまった異物や水分を外部開放口へ戻すことに寄与する。さらに外部開放口は、外部の作動流体を吸入室へ吸引する入口部であるとともに外部開放口へ戻った異物や水分を重力によって落下させる排出口として提供される。したがって、この流体機械によれば、外部開放部から作動流体を吸い込む機器において、異物や水などの内部吸入を抑制できかつ排出を円滑に行える。

開示された流体機械の一つは、ハウジング（２４，３１，３２）と、モータ部（２）と、モータ部が与える駆動力によって駆動されて、ハウジングの内側において回転するポンプロータ（６）と、ハウジングの内部に設けられた吸入室（７１）に吸入された作動流体をポンプロータの回転に伴って圧縮して吐出する圧縮室（７３）と、流体機械の外部雰囲気に存在している作動流体に対して開放する外部開放口（１０ａ）、外部開放口を覆うように設けられたフィルタ部材（１９）、および、吸入室と外部開放口とを連通する通路の一つである内部空間（６０８ａ）を有する外部開放部（６０８）と、を備え、
外部開放口は、通路横断面積が内部空間と吸入室とを連通させる吸入通路（１０ｃ，７０）の通路横断面積よりも大きく形成され、さらに吸入通路の入口よりも下方に位置して設けられており、外部開放口は、内部空間に取り込まれた作動流体から分離された水分が外部へ落下する排出口として機能する。

この流体機械は、外部開放口は吸入通路よりも大きな通路横断面積を有するため、吸引流速が抑えられ内部空間に水滴などが吸引されにくい構造を提供する。外部開放口を覆うフィルタ部材は、内部空間に進入しようとする異物や水分を捕捉可能なため、異物等の吸入室への侵入を抑制することができる。外部開放口は吸入通路の入口よりも下方に位置するため、作動流体を吸入通路に吸引でき、かつフィルタ部材を通過した水分等を外部開放口へ戻すことに寄与する。さらに外部開放口は、外部の作動流体を吸入室へ吸引する入口部であり、捕捉漏れして外部開放口へ戻ってきた水分等を重力によって落下させる排出口として提供される。この流体機械によっても、外部開放部から作動流体を吸い込む機器において、異物や水などの内部吸入を抑制できかつ排出を円滑に行える。

第１実施形態に係る流体機械の縦断面図である。 第２実施形態の流体機械における排出部の横断面図である。 第３実施形態の流体機械における排出部の横断面図である。 第４実施形態の流体機械における排出部の横断面図である。 第５実施形態の流体機械における排出部の横断面図である。 第６実施形態の流体機械における排出部の横断面図である。 第７実施形態の流体機械における排出部の横断面図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

＜第１実施形態＞
流体機械の一例を開示する第１実施形態について図１を参照しながら説明する。流体機械は、作動流体を圧縮するポンプ部を含んでいる。作動流体は、流体機械の外部雰囲気に存在している流体である。作動流体の好ましい例としては、流体機械の外部に存在している空気である。流体機械は、流体機械が設置されている室内などに存在している作動流体を内部に吸入し圧縮して外部に吐出する。第１実施形態に開示する流体機械１は、雰囲気に存在する空気を圧縮して外部へ流出させることができる。流体機械１は、例えば、閉じられた配管などによって形成されたループ回路において作動流体を駆動する装置ではない。流体機械１は、外部の雰囲気に対して開放された外部開放部８から吸入した作動流体を流体機械１の外部へ供給する。また、流体機械１は、例えば、室内または室外から吸入した作動流体を外部へ供給することに適用可能な装置である。

この明細書で開示する流体機械は、ベーン型流体機械に限定されるものではない。ここで流体機械１は、一つの例として、ポンプロータ６を貫通するように延びて径方向に滑動するベーンを備えたベーン型流体機械である。流体機械１は、外部からオイルの供給を受けないで正常に機能を発揮できるオイルレス方式の装置であることが好ましい。流体機械１は、例えば医療用エアや工場用エアなど、クリーンな空気を供給する空気圧源としても適用することができる。以下に、流体機械１が作動流体を空気とする例について説明する。

以下に、流体機械１の構成について図１を参照して説明する。図１において、ＲＤは径方向を示し、ＡＤはシャフト２１やポンプロータ６の軸方向を示し、ＭＳはモータ部２側を示し、ＣＳは圧縮機構部側を示している。図１において、軸方向ＡＤは横方向または水平方向を示し、径方向ＲＤは上下方向を示している。図１において、ＲＤは鉛直方向でもあり、ＵＤは上方向を示し、ＢＤは下方向を示している。流体機械１は、モータ部２、ポンプ部３等を備えている。ポンプ部３は、シリンダ３２、ポンプロータ６および複数のベーン等によって周方向に区画形成された圧縮室７３を備えている。ポンプ部３は、流体機械１においてモータ部２を除く作動流体が流通する通路を形成している。圧縮室７３は、吸入室７１を経て供給された空気をポンプロータ６の回転に伴って圧縮して吐出する。

流体機械１は、複数の部材によって一体に形成されたハウジングを備えている。流体機械１は、モータヨーク２４、吸入室ケース３１、シリンダ３２、吸入側プレート３５、吐出側プレート３３およびカバー３４を含んでハウジングを形成している。モータヨーク２４と吸入室ケース３１は、結合されてハウジングの一部を構成している。吸入室ケース３１とモータヨーク２４は、ボルト締めまたは溶接等により固定されている。

吸入室ケース３１は、内部に第２軸受部２１２を含んでいる。吸入室ケース３１とシリンダ３２は、吸入側プレート３５を介して一体に形成されている。吸入室ケース３１は、筒状体の端部がガスケットを介在させて吸入側プレート３５に結合する構成により、封止状態で吸入側プレート３５と一体になっている。シリンダ３２は、筒状体の端部がガスケットを介在させて吸入側プレート３５に結合する構成により、封止状態で吸入側プレート３５と一体になっている。各ガスケットは、ポンプ室から外気への作動流体の流出を、外気からの作動流体への異物の流入を抑止している。

シリンダ３２とカバー３４は、吐出側プレート３３を介して一体に形成されている。シリンダ３２は、筒状体の端部がガスケットを介在させて吐出側プレート３３に結合する構成により、封止状態で吐出側プレート３３と一体になっている。カバー３４は、筒状体の端部がガスケットを介在させて吐出側プレート３３に結合する構成により、封止状態で吐出側プレート３３と一体になっている。吸入室ケース３１、吸入側プレート３５、シリンダ３２、吐出側プレート３３およびカバー３４は、例えばボルト締めまたは溶接等により固定されている。これらの部材は、シャフト２１の軸方向ＡＤに積層するように設置されてハウジングを形成する。

吸入室ケース３１、吸入側プレート３５、シリンダ３２、吐出側プレート３３、カバー３４は、それぞれの外壁が大気に露出するように設置されている。これらの部材は、少なくとも一部が熱伝導性の良い金属によって形成されている構成でもよい。これらの部材は、少なくとも一部が大気に露出するように構成されていればよい。この構成によれば、ポンプロータ６の回転によって摺動する部分で発生する熱は、外壁を通じて拡散し、流体機械１の外部の雰囲気に放出される。

吸入室ケース３１は、流体機械１におけるハウジングの一部である。吸入室ケース３１は、内側に、空気が吸入される吸入室７１を形成している。吸入室７１は、モータ部２とポンプ部３との間に設けられているマフラ室であり、作動流体の脈動低減に寄与している。吸入室ケース３１には、外部から流出した空気を吸入室７１に吸い込む吸入通路７０が設けられている。吸入通路７０は、吸入室ケース３１を径方向に貫通する通路であり、流体機械１の内部に空気を取り入れる入口部である。

吸入通路７０と吸入室７１は、フィルタ部材１５を介して連通している。吸入室７１は、フィルタ部材１５よりも作動流体流路の下流に設けられている。吸入通路７０を通じて吸い込まれた空気は、フィルタ部材１５、吸入室７１の順に流下する。吸入室７１は、吸入通路７０よりも通路横断面積が大きく形成されている。吸入室７１の通路横断面積は、吸入室７１について軸方向ＡＤに直交する平面の断面積である。

フィルタ部材１５は、圧縮室７３よりも上流において作動流体中に含まれる異物を捕捉する装置である。フィルタ部材１５は、異物による動作不具合、腐食等によって性能が損なわれることを抑止する。フィルタ部材１５は、多孔質材料によって形成されている。フィルタ部材１５は、例えば、繊維の織布、不織布などの濾材によって形成されている。フィルタ部材１５は、例えば、異物が通過しない開口率に設定された網部と網部を支持するフレーム部とを備えている。網部は例えばポリプロピレンまたはナイロン６６で形成されており、フレーム部は、例えばガラス繊維によって強化されたポリプロピレンまたはナイロン６６によって形成されている。フィルタ部材１５は、防水処理がなされている構成でもよい。

吸入側プレート３５には、吸入室７１と圧縮室７３とを連通させる圧縮室導入通路７２が設けられている。圧縮室導入通路７２は、吸入側プレート３５を軸方向ＡＤに貫通する通路であり、空気を吸入室７１から圧縮室７３に引き込む通路である。吸入側プレート３５は、圧縮室導入通路７２が設けられた通路形成部材である。圧縮室導入通路７２は、周方向に細長く、シリンダ３２の内周面３２ａに沿うような形状である開口を形成している。

吸入通路７０と圧縮室導入通路７２は、作動流体が吸入室７１における広範囲に流通するような位置関係で設けられていることが好ましい。吸入室７１に流入した作動流体は、シャフト２１の周りを流れてシャフト２１を通り越して移動し、軸方向に流れを変更して圧縮室導入通路７２に至る。

カバー３４は、基盤部と、基盤部の周縁部から基盤部を取り囲むように軸方向ＡＤに突出する筒状壁とを備える。カバー３４の基盤部は、吐出側プレート３３に接触し、シリンダ３２とで吐出側プレート３３を挟んで支持している。カバー３４と吐出側プレート３３とで囲まれた空間は、吐出口７６に連通する吐出室７５を区画形成している。吐出口７６は、吐出室７５に連通し、流体機械１の外部へ流体を吐出する外部側流出通路である。

吐出室７５には、フィルタ部材１６が設けられている構成でもよい。この場合のフィルタ部材１６は、固定された部材とポンプロータ６との摺動によって発生する摩耗粉などを捕集可能な部材である。このフィルタ部材は、多孔質材料によって形成されている。フィルタ部材１６は、多孔質材料を所定の形状に形成した部材である。フィルタ部材１６は、例えば、繊維の織布、不織布などの濾材によって形成されている。フィルタ部材１６は、防水処理がなされている構成でもよい。

吐出側プレート３３には、吐出室７５と圧縮室７３とを連通させる吐出室導入通路７４が設けられている。吐出室導入通路７４は、吐出側プレート３３を軸方向ＡＤに貫通する通路であり、作動流体を圧縮室７３から吐出室７５に吐出する通路である。吐出室導入通路７４は、周方向に細長く、シリンダ３２の内周面３２ａに沿うような形状である開口を形成している。シリンダ３２、ポンプロータ６、ベーンは、作動流体を吸入し圧縮し、吐き出すための圧縮機構部を構成している。

筒状のシリンダ３２の内側には、円柱状のポンプロータ６が設けられている。ポンプロータ６の外周面６ａとシリンダ３２の内周面３２ａとの間には、複数の圧縮室７３が形成されている。ポンプロータ６の中心軸は、シリンダ３２の中心軸に対してずれた位置に設けられている。この構成により、ポンプロータ６は、シリンダ３２の内側において片側に寄った位置で回転する。ポンプロータ６には、周方向に並んで設置された複数のベーンが滑動可能に装着されている。ベーンは、ポンプロータ６に形成されたベーン溝に嵌まった状態で径方向に滑動する。ベーンにおける径外側の先端部は、ポンプロータ６の回転とともにシリンダ３２の内周面３２ａに対して摺動する。

複数の圧縮室７３のそれぞれは、周方向に隣り合うベーンとベーンとの間に形成されている。圧縮室７３は、ベーンとシリンダ３２の内周面３２ａとポンプロータ６の外周面６ａと吸入側プレート３５と吐出側プレート３３とによって区画されている。他の部分よりも外周面６ａが内周面３２ａに接近している部分において外周面６ａと内周面３２ａの間は、狭くなっている。狭くなっている外周面６ａと内周面３２ａの間には、他の部分よりも狭い圧縮室７３が形成されている。この実施形態で一例として挙げる流体機械１は、４個のベーンを備えている。流体機械１は、周方向に並ぶ３個の圧縮室７３を有している。流体機械１は、狭い圧縮室７３と、狭い圧縮室７３とは反対側に位置する広い圧縮室７３とを有している。狭い圧縮室７３は、外周面６ａが内周面３２ａに接近している部分において形成されている。広い圧縮室７３は、外周面６ａが内周面３２ａに大きく離間している部分において形成されている。複数の圧縮室７３は、ポンプロータ６の回転に伴って周方向に移動する。ベーンが周方向に移動するにつれて、周方向に隣り合うベーン間の圧縮室７３は最大の状態から最小の状態へ変化し、さらに最小の状態から最大の状態へ変化する。

ポンプロータ６は、シャフト２１における圧縮機構部側の一方端部２１ｂに連結されている軸部材に接触して支持されている被支持部を備えている。被支持部は、ポンプロータ６において軸方向に延びる内周面を形成し、所定の軸方向長さを有する部分である。軸部材は、被支持部の内周面に対して圧入されて、軸部材と被支持部は嵌合している。

ポンプロータ６には、ベーンが嵌まっているスリット状のベーン溝が設けられている。ベーン溝は、ポンプロータ６の半径方向に対して交差する方向に延びる細長い横断面形状を有し、軸方向に延びる溝によって形成されている。ベーン溝は、ポンプロータ６を軸方向に貫通する溝面によって形成された空間である。ベーン溝は、ベーンを完全に収容することができる形状や体積を有している。ベーンの先端部には、湾曲面が形成されている。

ポンプロータ６には、軸方向に貫通する穴を形成する係合穴部が設けられている。係合穴部は、挿通された駆動用ピンに接触している。駆動用ピンは、係合穴部に係合してポンプロータ６を支持している。シャフト２１と駆動用ピン６４は、シャフト２１の回転に伴い一体に回転する。シャフト２１は、駆動用ピン６４を介してポンプロータ６を駆動する。この構成により、シャフト２１およびポンプロータ６は、シャフト２１によって一体に回転する。シャフト２１は、ポンプロータ６に対して回転駆動力を与える駆動部である。

吸入室ケース３１、シリンダ３２、吸入側プレート３５、吐出側プレート３３、カバー３４は、金属、樹脂などによって形成することができる。ポンプロータ６は、例えば、ステンレス系の材質によって形成されている。吸入側プレート３５、吐出側プレート３３は、ポンプロータ６と摺動する摺動面に設けられたポリテトラフルオロエチレンのコーティングを有している。あるいは、ポンプロータ６はカーボンによって形成されており、吸入側プレート３５、吐出側プレート３３はステンレス系の材質によって形成されている構成としてもよい。このような構成によれば、外部から潤滑油の供給が無い無給油条件下における摺動性能を確保することに寄与する。

シリンダ３２は、流体機械１におけるハウジングの一部である。シリンダ３２は、例えば、ステンレス系の材質によって形成されている。ベーンは、カーボンによって形成されていることが好ましい。この構成によれば、ベーンの先端部とシリンダ３２の内周面３２ａとの摩耗や焼き付きを抑えることに寄与し、無給油条件下で使用される流体機械１において有用である。

吸入室ケース３１には、シリンダ３２側とは反対側においてモータ部２が一体に設けられている。モータヨーク２４は、筒状体の端部がガスケットを介在させて吸入室ケース３１に結合する構成により、封止状態で吸入室ケース３１と一体になっている。モータヨーク２４は、流体機械１におけるハウジングの一部である。

モータ部２は、モータヨーク２４の内側に設けられた、ステータ、モータロータ２２およびシャフト２１等を有している。モータ部２は、モータ室２４１に収容されている。モータ室２４１は、第１軸受支持部と第２軸受部２１２と吸入室ケース３１とによって吸入室７１に対して遮断するように区画されている。モータ室２４１は、吸入室７１から吐出口７６までの作動流体である空気の流路から遮断されているため、大気圧に維持されている。このため、モータ室２４１には積極的な外気の流入がなく、流体機械１は、外気に起因する湿気によるモータ部２の腐食抑制に寄与する。

モータ部２として、ブラシ付モータまたはブラシレスモータなど、種々のモータを採用することが可能である。シャフト２１は、モータヨーク２４の内側に設けられた第１軸受部２１１と、第２軸受部２１２とによって回転可能に設けられている。第１軸受部２１１は、シャフト２１におけるモータ部側の他方端部２１ａを支持する。第２軸受部２１２は、吸入室ケース３１の内側に位置して、モータ部２の駆動力をポンプロータ６に伝達するシャフト２１を回転可能に支持する軸受部である。

ステータ、モータロータ２２等は、モータヨーク２４の内側に形成されたモータ室２４１に位置している。モータ室２４１は、モータヨーク２４と、吸入室ケース３１、第１軸受部２１１および第２軸受部２１２を支持する軸受支持部で囲まれた内部空間によって形成されている。モータ室２４１は、吸入室ケース３１を介して吸入室７１に隣接している空間部である。

シャフト２１は、モータ部２が与える駆動力によって回転駆動される。ポンプロータ６およびシャフト２１は、同軸に配されており、一体に回転駆動される。シャフト２１の中心軸は、ポンプロータ６の回転軸である。シャフト２１は、駆動用ピンを介してポンプロータ６を回転させる駆動軸部である。

ポンプロータ６は、外周面６ａのうち内周面３２ａに最接近する円弧状シール部と内周面３２ａから大きく離間する離間部とを形成した状態で、シリンダ３２内を自転する。流体機械１は、円弧状シール部側に狭い圧縮室７３を形成し、離間部側に広い圧縮室７３を形成する。狭い圧縮室７３は、ベーンが回転する間に回転方向に移動し、離間部に近づくにつれて拡大して広い圧縮室７３に変化する。広い圧縮室７３は、ベーンが回転する間に回転方向に移動し、円弧状シール部に近づくにつれて縮小して狭い圧縮室７３に変化する。このように各圧縮室７３は、ベーンが一回転する間に吐出室導入通路７４に近づきながら、その容積が次第に縮小するように変化する。圧縮室導入通路７２を通じて圧縮室７３に供給された空気は圧縮され、この空気は吐出室導入通路７４から吐出室７５に吐き出される。

流体機械１において作動流体である空気は、吸入通路７０、吸入室７１、圧縮室導入通路７２、圧縮室７３の順に流下する。空気は、圧縮室７３から吐出室導入通路７４、吐出室７５の順に流下し、吐出口７６から外部に流出する。空気は、この流体経路を流れる過程において、各部の冷却を図り、特に摺動部分の熱を効果的に放出することに寄与する。

次に、外部開放部８について説明する。吸入室ケース３１には、吸入通路７０に連通する通路を形成する外部開放部８が一体に固定されている。外部開放部８は、外部雰囲気に存在する作動流体を吸入室７１に吸引するための導入用部材である。外部開放部８は、下壁と、下壁に対向する上壁８１と、上壁８１から下方に延びる側壁８０とを含んで形成された筐体状をなしている。外部開放部８の各部は、防錆効果のある材質、例えば樹脂もしくはステンレス等によって形成されていることが好ましい。あるいは外部開放部８の各部には、アルマイトや金属メッキなど防錆処理の施された材質が用いられていることが好ましい。

図１に示すように、外部開放部８は、外部開放口１０ａと、外部開放口１０ａよりも下流側に形成された内部空間と、吸入通路１０ｃとを備えている。吸入通路１０ｃは、内部空間に流入した作動流体を、吸入室７１に連通する吸入通路７０に吸い込む通路である。吸入通路１０ｃは、外部開放部８の上壁８１を上下方向に貫通する通路であり、流体機械１の内部に作動流体を取り入れる入口部である。吸入通路１０ｃの入口は、下方に向けて開口し、吸入通路７０や吸入室７１よりも下方に位置している。

内部空間は、吸入室７１と外部開放口１０ａとを連通する通路である。内部空間は、外部開放口１０ａに連通する上流側内部空間８ｕと、上流側内部空間８ｕよりも下流に位置する下流側内部空間８ｄとを含んでいる。上流側内部空間８ｕは、外部開放部８の内部に設けられた障壁部８３よりも上流に形成されている空間である。下流側内部空間８ｄは、障壁部８３よりも下流に形成されている空間である。上流側内部空間８ｕは、容積が下流側内部空間８ｄよりも大きくなるように形成されている。吸入通路１０ｃの入口は、下流側内部空間８ｄにおいて開口している。

障壁部８３は、外部開放部８の上壁８１から下方に向けて延びる壁部である。障壁部８３は、外部開放部８内に吸引された作動流体が衝突する壁部として機能する。障壁部８３の下端部は、外部開放部８の下壁、例えば傾斜壁８２に対して離間している。障壁部８３の下端部と外部開放部８の下壁との間は、絞り通路１０ｂを形成する。絞り通路１０ｂは、上流側内部空間８ｕや下流側内部空間８ｄよりも通路横断面積が小さい通路であり、外部開放部８内に吸引された作動流体の通路抵抗部として機能する。図１の実線矢印で示すように、上流側内部空間８ｕに流入した作動流体は、障壁部８３に衝突すると下方に向きが変わり絞り通路１０ｂを経由して下流側内部空間８ｄに流入する。

外部開放口１０ａは、外部開放部８を形成する筐体の下壁に形成されて下方に向けて開口している。外部開放口１０ａは、通路横断面積が吸入通路７０や吸入通路１０ｃの通路横断面積よりも大きく形成されている。この明細書における外部開放口１０ａの通路横断面積は、外部開放口１０ａについて中心軸に直交する平面の断面積である。外部開放口１０ａは、一つの開口部で形成される構成でもよいし、複数の開口部で形成される構成でもよい。この場合、外部開放口１０ａの通路横断面積は、複数の開口部に係る合計の通路横断面積に相当する。

外部開放口１０ａは、吸入通路１０ｃの入口や吸入通路７０の入口よりも下方に位置して設けられている。外部開放口１０ａは、筐体の上壁８１から下方に向けて延びている３つの側壁８０ｂ，８０ｃの下端部と傾斜壁８２の下端部とによって形成されている。傾斜壁８２は、吸入通路１０ｃと障壁部８３の真下に設けられている。傾斜壁８２は、吸入通路１０ｃの真下に位置する部位よりも障壁部８３の真下に位置する部位の方が低くなるように形成されている。傾斜壁８２は、障壁部８３の真下に位置する部位よりも外部開放口１０ａの開口縁部を形成する部位の方が低くなるように形成されている。傾斜壁８２は、吸入通路１０ｃの真下に近い下流側部位よりも外部開放口１０ａに近い上流側部位の方が低くなるように形成されている。

上壁８１は、流体機械１におけるハウジングに接触している。上壁８１とハウジングとの間には、両者に密着してシールするガスケットが設けられている。外部開放口１０ａは、上壁８１に対して対向する位置に設けられている。外部開放口１０ａと上壁８１の間には、内部空間の一つである上流側内部空間８ｕが形成されている。

吸入室７１に作用する吸引力により、流体機械１の外部雰囲気に存在する作動流体の一例である空気は、外部開放口１０ａから上流側内部空間８ｕに吸い込まれる。このとき、外部開放口１０ａの通路横断面積が吸入通路７０等よりも大きいため、吸入流速を抑制できるので空気とともに異物や水分を吸引することを抑制できる。外部開放口１０ａからゆるやかに吸い込まれた空気は、上流側内部空間８ｕで拡散し障壁部８３に衝突したりしながら絞り通路１０ｂを通過する際に大きな通風抵抗を受ける。さらに空気は、絞り通路１０ｂから下流側内部空間８ｄへ流入して拡散した後、吸入通路１０ｃを通じて吸入室７１に吸引される。

流体機械１は、空気が上流側内部空間８ｕ、絞り通路１０ｂ、下流側内部空間８ｄ、吸入通路１０ｃを流通する際に膨張、収縮を繰り返すことで吸入空気の圧力脈動を抑制できる。この圧力脈動の抑制により、流体機械１は騒音の低減を図ることができる。上流側内部空間８ｕに流入した空気は、絞り通路１０ｂを流下するまでに障壁部８３やその他の壁に衝突して、空気から異物や水分が分離されて落下する。分離された異物等は、図１の破線矢印で示すように傾斜壁８２に落下して傾斜壁８２を下っていき、外部開放口１０ａから外部に落下する。また、下流側内部空間８ｄに流入した異物等は、吸入通路１０ｃを流下するまでに重力により空気から分離して落下する。分離された異物等は、傾斜壁８２に落下して傾斜壁８２を下っていき、外部開放口１０ａから外部に落下する。このように外部開放口１０ａは、外部から内部空間へ空気を取り込む取入口であるとともに、内部空間に取り込まれた空気から分離された異物等が外部へ落下する排出口でもある。

第１実施形態の流体機械１がもたらす作用効果について説明する。流体機械１は、外部雰囲気に存在する作動流体を取り込む外部開放部８を備える。外部開放部８は、流体機械の外部に対して開放する外部開放口１０ａと、吸入室７１と外部開放口１０ａとを連通する通路の一つである内部空間を有する。外部開放口１０ａは、通路横断面積が内部空間と吸入室７１とを連通させる吸入通路７０の通路横断面積よりも大きく形成され、さらに吸入通路１０ｃ，７０の入口よりも下方に位置して設けられている。外部開放口１０ａは、内部空間に取り込まれた作動流体から分離された異物または水分が外部へ落下する排出口として機能する。

吸入通路７０よりも大きな通路横断面積を有する外部開放口１０ａによれば、吸引流速が抑えられ内部空間に水滴などが吸引されにくい流体機械１を提供できる。吸入通路７０の入口よりも下方の外部開放口１０ａによれば、作動流体を吸入通路７０に吸引できかつ内部空間に進入した異物や水分を外部開放口１０ａへ戻すことに寄与する。さらに外部開放口１０ａは、外部の作動流体を吸入室７１へ吸引する入口部であるとともに外部開放口側へ戻る異物や水分を重力によって落下させる排出口として提供される。

外部開放部８は、外部開放口１０ａから流入した作動流体が衝突可能な障壁部８３を備える。障壁部８３は、内部空間に取り込まれた作動流体から異物または水分を分離する分離機能部である。これによれば、外部開放部８内に取り込まれた作動流体が障壁部８３に衝突することで作動流体の流速を低下させて異物の慣性力を低下し重力により異物等を落下できる。したがって、外部開放部８は、障壁部８３の分離機能によって、外部開放口１０ａからの異物の落下を助長する効果を奏する。

外部開放部８は、外部開放口１０ａに向けて高さが低くなるように鉛直方向に対して傾斜する面を形成し傾斜壁８２を備える。傾斜壁８２は、内部空間に取り込まれた作動流体から分離された異物または水分が外部開放口１０ａへ向けて落ちることを助長する機能を有する。これによれば、外部開放部８内に取り込まれた作動流体から分離された異物または水分が重力により傾斜壁８２の表面を外部開放口１０ａへ向けて落下することができる。したがって、外部開放部８は、傾斜壁８２の案内機能によって、外部開放口１０ａからの異物の落下を助長する効果を奏する。

外部開放部８の障壁部８３は、下端が傾斜壁８２の真上に位置するように設けられている。これによれば、障壁部８３への衝突によって落下した異物等を傾斜壁８２の表面に導いて円滑に外部開放口１０ａから排出することができる。したがって、外部開放部８は、障壁部８３の分離機と傾斜壁８２の案内機能によって、外部開放口１０ａからの異物の落下を助長する効果を奏する。

流体機械１は、車両搭載用であって空気を吸引するポンプであることが好ましい。これによれば、空気に含まれる水分、路面の水飛沫などを吸引しやすい車両搭載環境において、とりわけ有用な流体機械１を提供できる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について図２を参照して説明する。図２は、第２実施形態に係る流体機械１０１を示している。第２実施形態は、第１実施形態に対して、外部開放部１０８の構成が相違する。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図２に示すように、吸入室ケース３１の上壁には、吸入通路７０に連通する通路を形成する外部開放部１０８が一体に固定されている。外部開放部１０８は、外部雰囲気に存在する作動流体を吸入室７１に吸引するための導入用部材である。外部開放部１０８は、外部開放口１０ａと、外部開放口１０ａよりも下流側に形成された内部空間と、吸入管１７とを備えている。吸入管１７内の吸入通路１０ｃは、内部空間に流入した作動流体を、吸入室７１に連通する吸入通路７０に吸い込む通路である。

吸入通路１０ｃは、下流側内部空間１０８ｄにおいて上下方向に延びる通路であり、流体機械１０１の内部に作動流体を取り入れる入口部である。吸入管１７において上端に位置する開口端部１７ａは、吸入通路１０ｃの入口に相当する。吸入通路１０ｃの入口は、上方に向けて開口し、吸入通路７０や吸入室７１よりも上方に位置している。

内部空間は、外部開放口１０ａに連通する上流側内部空間１０８ｕと、上流側内部空間１０８ｕよりも下流に位置する下流側内部空間１０８ｄとを含む。上流側内部空間１０８ｕは、外部開放部１０８の内部に設けられた障壁部１８３よりも上流に形成されている空間である。下流側内部空間１０８ｄは、障壁部１８３よりも下流に形成されている空間である。吸入通路１０ｃの入口は、下流側内部空間１０８ｄにおいて開口している。

障壁部１８３は、外部開放部１０８の上壁８１から下方に向けて延びる壁部である。障壁部１８３は、外部開放部１０８内に吸引された作動流体が衝突する壁部として機能する。障壁部１８３の下端部は、外部開放部１０８の下壁、例えば傾斜壁８２に対して離間している。障壁部１８３の下端部と外部開放部１０８の下壁との間は、絞り通路１０ｂを形成する。絞り通路１０ｂは、上流側内部空間１０８ｕや下流側内部空間１０８ｄよりも通路横断面積が小さい通路である。絞り通路１０ｂは、外部開放部１０８内に吸引された作動流体の通路抵抗部として機能する。開口端部１７ａまたは吸入通路１０ｃの入口は、障壁部１８３の下端部よりも高い位置にある。図２の実線矢印で示すように、上流側内部空間１０８ｕに流入した作動流体は、障壁部１８３に衝突すると下方に向きが変わり絞り通路１０ｂを経由して下流側内部空間１０８ｄに流入する。

外部開放口１０ａは、外部開放部１０８を形成する筐体の下壁に形成されて下方に向けて開口している。吸入通路１０ｃの入口は、外部開放口１０ａよりも上方に位置して設けられている。傾斜壁８２は、障壁部１８３の真下や、吸入通路１０ｃの入口よりも下方に設けられている。傾斜壁８２の傾斜面は、下流側内部空間１０８ｄに位置する部位に対して、外部開放口１０ａに近づくにつれて低くなるように形成されている。

外部開放部１０８の下壁は、流体機械１０１におけるハウジングに接触している。下壁とハウジングとの間には、両者に密着してシールするガスケットが設けられている。外部開放口１０ａと上壁８１の間には、内部空間の一つである上流側内部空間１０８ｕが形成されている。

吸入室７１に作用する吸引力により、流体機械１０１の外部雰囲気に存在する作動流体の一例である空気は、外部開放口１０ａから上流側内部空間１０８ｕに吸い込まれる。第２実施形態においても、外部開放口１０ａの通路横断面積の大きさによって吸入流速を抑制できるので空気とともに異物や水分を吸引することを抑制できる。外部開放口１０ａからゆるやかに吸い込まれた空気は、上流側内部空間１０８ｕで拡散し障壁部１８３に衝突したりしながら絞り通路１０ｂを通過する際に大きな通風抵抗を受ける。さらに空気は、絞り通路１０ｂから下流側内部空間１０８ｄへ流入して拡散した後、吸入通路１０ｃを通じて吸入室７１に吸引される。

空気は上流側内部空間１０８ｕ、絞り通路１０ｂ、下流側内部空間１０８ｄ、吸入通路１０ｃを流通する際に膨張、収縮を繰り返すことで吸入空気の圧力脈動を抑制できる。この圧力脈動の抑制により、流体機械１０１は騒音の低減を図ることができる。上流側内部空間１０８ｕに流入した空気は、絞り通路１０ｂを流下するまでに障壁部１８３やその他の壁に衝突して、空気から異物や水分が分離されて落下する。分離された異物等は、図２の破線矢印で示すように傾斜壁８２に落下して傾斜壁８２を下っていき、外部開放口１０ａから外部に落下する。また、下流側内部空間１０８ｄに流入した異物等は、吸入通路１０ｃを流下するまでに重力により空気から分離して落下する。分離された異物等は、傾斜壁８２を下っていき、外部開放口１０ａから外部に落下する。流体機械１０１の外部開放口１０ａは、外部から内部空間へ空気を取り込む取入口でありかつ内部空間に取り込まれた空気から分離された異物等が外部へ落下する排出口である。

第２実施形態の流体機械１０１によれば、吸入通路１０ｃの入口が、ポンプ部３および外部開放口１０ａよりも高い位置に設けられている。この構成によれば、吸入室７１への水滴の接近を防ぐことができ、防水性能を高めることに寄与する。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について図３を参照して説明する。図３は、第３実施形態に係る流体機械２０１を示している。第３実施形態は、第１実施形態に対して、外部開放部２０８の構成および流体機械２０１の設置状態が相違する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図３において、軸方向ＡＤは上下方向を示し、径方向ＲＤは横方向または水平方向を示している。また、モータ部２はポンプ部３より上方に位置している。図３に示すように、吸入室ケース３１の側壁には、吸入通路７０に連通する通路を形成する外部開放部２０８が一体に固定されている。

外部開放部２０８は、外部雰囲気に存在する作動流体を吸入室７１に吸引するための導入用部材である。外部開放部２０８は、上壁８１と、上壁８１から下方に延びる側壁８０とを含んで形成された筐体状をなしている。図３に示すように、外部開放部２０８は、外部開放口１０ａと、外部開放口１０ａよりも下流側に形成された内部空間と、吸入通路１０ｃとを備えている。吸入通路１０ｃは、下流側内部空間２０８ｄにおいて横方向に開口している。吸入通路１０ｃは、外部開放部２０８の側壁８０ｃを径方向または横方向に貫通する通路であり、流体機械２０１の内部に作動流体を取り入れる入口部である。

内部空間は、外部開放口１０ａに連通する上流側内部空間２０８ｕと、上流側内部空間２０８ｕよりも下流に位置する下流側内部空間２０８ｄとを含む。上流側内部空間２０８ｕは、外部開放部２０８の内部に設けられた障壁部２８３よりも上流に形成されている空間である。上流側内部空間２０８ｕは、障壁部２８３よりも下方に形成されている空間である。下流側内部空間２０８ｄは、障壁部２８３よりも下流に形成されている空間である。下流側内部空間２０８ｄは、障壁部２８３よりも上方に形成されている空間である。上流側内部空間２０８ｕは、容積が下流側内部空間２０８ｄよりも大きくなるように形成されている。

障壁部２８３は、外部開放部２０８の側壁８０ａから、対向する側壁８０ｂに向けて延びる壁部である。障壁部２８３は、外部開放部２０８内に吸引された作動流体が衝突する壁部として機能する。障壁部２８３の先端部は、側壁８０ｂに対して離間している。障壁部２８３の先端部と側壁８０ｂとの間は、絞り通路１０ｂを形成する。絞り通路１０ｂは、上流側内部空間２０８ｕや下流側内部空間２０８ｄよりも通路横断面積が小さい通路である。絞り通路１０ｂは、外部開放部２０８内に吸引された作動流体の通路抵抗部として機能する。図３の実線矢印で示すように、上流側内部空間２０８ｕに流入した作動流体は、障壁部２８３に衝突すると側壁８０ｂ側に向きが変わり絞り通路１０ｂを経由して下流側内部空間２０８ｄに流入する。

外部開放口１０ａは、外部開放部２０８を形成する筐体の下壁に形成されて下方に向けて開口している。外部開放部２０８の外部開放口１０ａは、通路横断面積が吸入通路７０や吸入通路１０ｃの通路横断面積よりも大きく形成されている。外部開放部２０８の外部開放口１０ａは、吸入通路１０ｃの入口や吸入通路７０の入口よりも下方に位置して設けられている。外部開放口１０ａは、筐体の上壁８１から下方に向けて延びている４つの側壁の下端部によって形成されている。

側壁８０ｃは、流体機械２０１におけるハウジングに接触している。側壁８０ｃとハウジングとの間には、両者に密着してシールするガスケットが設けられている。外部開放口１０ａと上壁８１の間には、上流側内部空間２０８ｕと下流側内部空間２０８ｄとが並んで形成されている。

吸入室７１に作用する吸引力により、流体機械２０１の外部雰囲気に存在する作動流体の一例である空気は、外部開放口１０ａから上流側内部空間２０８ｕに吸い込まれる。外部開放口１０ａからゆるやかに吸い込まれた空気は、上流側内部空間２０８ｕで拡散し障壁部２８３に衝突したりしながら絞り通路１０ｂを通過する際に大きな通風抵抗を受ける。さらに空気は、絞り通路１０ｂから下流側内部空間２０８ｄへ流入して拡散した後、吸入通路１０ｃを通じて吸入室７１に吸引される。

空気が上流側内部空間２０８ｕ、絞り通路１０ｂ、下流側内部空間２０８ｄ、吸入通路１０ｃを流通する際に膨張、収縮を繰り返すことで吸入空気の圧力脈動を抑制できる。この圧力脈動の抑制により、流体機械２０１は騒音の低減を図ることができる。上流側内部空間２０８ｕに流入した空気は、絞り通路１０ｂを流下するまでに障壁部２８３やその他の壁に衝突して、空気から異物や水分が分離されて落下する。分離された異物等は、図３の破線矢印で示すように障壁部２８３から落下したり側壁をつたって落下したりして、外部開放口１０ａから外部に落下する。また、下流側内部空間２０８ｄに流入した異物等は、吸入通路１０ｃを吸い込まれるまでに重力により空気から分離して落下する。分離された異物等は、障壁部２８３上に落下したり、側壁をつたって落下して外部開放口１０ａから外部に落下する。また障壁部２８３の上面を傾斜面に形成した構成の場合、分離された異物等は障壁部２８３の上面を滑り落ちて先端部から落下して外部開放口１０ａから外部に落下する。流体機械２０１の外部開放口１０ａは、外部から内部空間へ空気を取り込む取入口でありかつ内部空間に取り込まれた空気から分離された異物等が外部へ落下する排出口である。

＜第４実施形態＞
第４実施形態について図４を参照して説明する。図４は、第４実施形態に係る流体機械３０１を示している。第４実施形態は、第１実施形態に対して、外部開放部３０８をハウジングの内部において吸入室７１に隣接させて設ける点が相違する。第４実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図４に示すように、吸入室ケース１３１には、吸入室７１に連通する通路を形成する外部開放部３０８が一体に設けられている。吸入室ケース１３１の内部には、外部開放部３０８の上流側内部空間８ｕと下流側内部空間８ｄとが隣接して設けられている。外部開放部３０８は、外部雰囲気に存在する作動流体を吸入室７１に吸引するための導入部である。外部開放部３０８は、傾斜壁８２を含む下壁と、下壁に対向する上壁３８１と、上壁３８１から下方に延びる側壁８０とを含み、吸入室ケース１３１の一部をなしている。上壁３８１は、吸入室７１と外部開放部３０８の内部空間とを仕切る仕切壁である。

上流側内部空間８ｕと下流側内部空間８ｄを含む内部空間は、軸方向ＡＤについてモータ部２とポンプ部３の間に位置するように設けられている。内部空間は、モータ部２とポンプ部３の間において、軸方向ＡＤについてモータ部２とポンプ部３の両方に隣接する位置に設けられている。外部開放部３０８は、軸方向ＡＤについてモータ部２とポンプ部３の間に位置して挟まれるように設けられている。

図４に示すように、外部開放部３０８は、外部開放口１０ａと、外部開放口１０ａよりも下流側に形成された内部空間と、吸入通路３８１ａとを備えている。吸入通路３８１ａは、内部空間に流入した作動流体を、吸入室７１に吸い込む通路である。吸入通路３８１ａは、外部開放部３０８の上壁３８１を上下方向に貫通する通路であり、流体機械３０１の吸入室７１に作動流体を取り入れる入口部である。吸入通路３８１ａの入口は、下方に向けて開口し、吸入室７１よりも下方に位置している。

外部開放部３０８の内部空間は、外部開放口１０ａに連通する上流側内部空間８ｕと、上流側内部空間８ｕよりも下流に位置する下流側内部空間８ｄとを含んでいる。上流側内部空間８ｕは、外部開放部３０８の内部に設けられた障壁部３８３よりも上流に形成されている空間である。下流側内部空間８ｄは、障壁部３８３よりも下流に形成されている空間である。吸入通路３８１ａの入口は、下流側内部空間８ｄにおいて開口している。

障壁部３８３は、吸入室ケース１３１の内部に設けられた上壁３８１から下方に向けて延びる壁部である。障壁部３８３は、外部開放部３０８内に吸引された作動流体が衝突する壁部として機能する。障壁部３８３の下端部は、外部開放部３０８の下壁、例えば傾斜壁８２に対して離間している。障壁部３８３の下端部と外部開放部３０８の下壁との間は、絞り通路１０ｂを形成する。絞り通路１０ｂは、上流側内部空間８ｕや下流側内部空間８ｄよりも通路横断面積が小さい通路であり、外部開放部３０８内に吸引された作動流体の通路抵抗部として機能する。図４の実線矢印のように、上流側内部空間８ｕに流入した作動流体は、障壁部３８３に衝突すると下方に向きが変わり絞り通路１０ｂを経由して下流側内部空間８ｄに流入する。

外部開放口１０ａは、外部開放部３０８を形成する筐体の下壁に形成されて下方に向けて開口している。外部開放口１０ａは、通路横断面積が吸入通路３８１ａの通路横断面積よりも大きく形成されている。外部開放口１０ａは、吸入通路３８１ａの入口よりも下方に位置して設けられている。外部開放口１０ａは、筐体の上壁３８１から下方に向けて延びている３つの側壁８０ｂ，８０ｃの下端部と傾斜壁８２の下端部とによって形成されている。

傾斜壁８２は、吸入通路３８１ａと障壁部３８３の真下に設けられている。傾斜壁８２は、吸入通路３８１ａの真下に位置する部位よりも障壁部３８３の真下に位置する部位の方が低くなるように形成されている。傾斜壁８２は、障壁部３８３の真下に位置する部位よりも外部開放口１０ａの開口縁部を形成する部位の方が低くなるように形成されている。傾斜壁８２は、吸入通路３８１ａの真下に近い下流側部位よりも外部開放口１０ａに近い上流側部位の方が低くなるように形成されている。外部開放口１０ａは、上壁３８１に対して対向する位置に設けられている。外部開放口１０ａと上壁３８１の間には、内部空間の一つである上流側内部空間８ｕが形成されている。

吸入室７１に作用する吸引力により、流体機械３０１の外部雰囲気に存在する作動流体の一例である空気は、外部開放口１０ａから上流側内部空間８ｕに吸い込まれる。このとき、外部開放口１０ａの通路横断面積が吸入通路３８１ａよりも大きいため、吸入流速を抑制できるので空気とともに異物や水分を吸引することを抑制できる。外部開放口１０ａからゆるやかに吸い込まれた空気は、上流側内部空間８ｕで拡散し障壁部３８３に衝突したりしながら絞り通路１０ｂを通過する際に大きな通風抵抗を受ける。さらに空気は、絞り通路１０ｂから下流側内部空間８ｄへ流入して拡散した後、吸入通路３８１ａを通じて吸入室７１に吸引される。

空気が上流側内部空間８ｕ、絞り通路１０ｂ、下流側内部空間８ｄ、吸入通路３８１ａを流通する際に膨張、収縮を繰り返すことで吸入空気の圧力脈動を抑制できる。この圧力脈動の抑制により、流体機械３０１は騒音の低減を図ることができる。上流側内部空間８ｕに流入した空気は、絞り通路１０ｂを流下するまでに障壁部３８３やその他の壁に衝突して、空気から異物や水分が分離されて落下する。分離された異物等は、図４の破線矢印で示すように傾斜壁８２に落下して傾斜壁８２を下っていき、外部開放口１０ａから外部に落下する。また、下流側内部空間８ｄに流入した異物等は、吸入通路３８１ａを流下するまでに重力により空気から分離して落下する。このように分離された異物等は、傾斜壁８２に落下して傾斜壁８２を下っていき、外部開放口１０ａから外部に落下する。外部開放口１０ａは、外部から内部空間へ空気を取り込む取入口であり、かつ内部空間に取り込まれた空気から分離された異物等が外部へ落下する排出口でもある。

第４実施形態によれば、外部開放部３０８は、内部空間がハウジングの内部において吸入室７１に隣接するように、ハウジングの一部をなして設けられている。外部開放部３０８と、吸入室７１を形成するハウジングとは、同一の部品として構成される。また、外部開放部３０８は、軸方向ＡＤについてモータ部２とポンプ部３の間に位置して、モータ部２とポンプ部３の両方に隣接するように設けられている。これによれば、ハウジング内部に、吸入室７１と圧力脈動抑制の構造と防水および排水の構造とを集約して搭載する流体機械３０１を提供できる。したがって、騒音低減機能、防水および排水機能を兼ね備えた流体機械３０１の小型化を図ることができる。流体機械３０１は、特に径方向の体格を抑えることに寄与する。

＜第５実施形態＞
第５実施形態について図５を参照して説明する。図５は、第５実施形態に係る流体機械４０１を示している。第４実施形態は、第１実施形態に対して、外部開放部４０８をハウジングの内部において吸入室７１に隣接させて設ける点が相違する。第５実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図５に示すように、吸入室ケース２３１には、吸入室７１に連通する通路を形成する外部開放部４０８が一体に設けられている。吸入室ケース２３１の内部には、外部開放部４０８の上流側内部空間８ｕと下流側内部空間８ｄとが隣接して設けられている。外部開放部４０８は、外部雰囲気に存在する作動流体を吸入室７１に吸引するための導入部である。外部開放部４０８は、傾斜壁４８２を含む下壁と、下壁に対向する上壁２３１ｃと、上壁２３１ｃから下方に延びる側壁２３１ａとを含み、吸入室ケース２３１の一部をなしている。

外部開放部４０８内の内部空間は、軸方向ＡＤについてモータ部２とポンプ部３の間に位置するように設けられている。この内部空間は、モータ部２とポンプ部３の間において、軸方向ＡＤについてモータ部２とポンプ部３の両方に隣接する位置に設けられている。外部開放部４０８は、軸方向ＡＤについてモータ部２とポンプ部３の間に位置して挟まれるように設けられている。

図５に示すように、外部開放部４０８は、外部開放口１０ａと、外部開放口１０ａよりも下流側に形成された内部空間と、吸入管１８とを備えている。吸入管１８内の吸入通路１８ａは、内部空間に流入した作動流体を、吸入室７１に吸い込む通路である。吸入通路１８ａは、下流側内部空間８ｄにおいて上下方向に延びる通路であり、流体機械４０１の吸入室７１に作動流体を取り入れる入口部である。吸入管１８において上端に位置する開口端部は、吸入通路１８ａの入口に相当する。吸入通路１８ａの入口は、上方に向けて開口し、吸入室７１よりも上方に位置している。吸入通路１８ａは、外部開放部４０８の下壁２３１ｂを貫通するように設けられて、下流側内部空間８ｄと吸入室７１とを連通している。

外部開放部４０８の内部空間は、外部開放口１０ａに連通する上流側内部空間８ｕと、上流側内部空間８ｕよりも下流に位置する下流側内部空間８ｄとを含んでいる。上流側内部空間８ｕは、外部開放部４０８の内部に設けられた障壁部４８３よりも上流に形成されている空間である。下流側内部空間８ｄは、障壁部４８３よりも下流に形成されている空間である。障壁部４８３は、上流側内部空間８ｕと下流側内部空間８ｄとを仕切る仕切壁である。吸入通路１８ａの入口は、下流側内部空間８ｄにおいて開口している。

障壁部４８３は、吸入室ケース２３１に設けられた上壁２３１ｃから下方に向けて延びる壁部である。障壁部４８３は、上壁２３１ｃと下壁２３１ｂとを接続する壁部である。障壁部４８３は、外部開放部４０８内に吸引された作動流体が衝突する壁部として機能する。障壁部４８３を貫通する絞り通路４８３ａは、上流側内部空間８ｕと下流側内部空間８ｄとを連通させる通路である。絞り通路４８３ａは、上流側内部空間８ｕや下流側内部空間８ｄよりも通路横断面積が小さい通路であり、外部開放部４０８内に吸引された作動流体の通路抵抗部として機能する。図５の実線矢印のように、上流側内部空間８ｕに流入した作動流体は、障壁部４８３に衝突して絞り通路４８３ａへ向きが変わり絞り通路４８３ａから下流側内部空間８ｄに流入する。

外部開放口１０ａは、外部開放部４０８を形成する側壁２３１ａに形成されて横方向に向けて開口している。外部開放口１０ａは、通路横断面積が吸入通路１８ａの通路横断面積よりも大きく形成されている。外部開放口１０ａは、吸入通路１８ａの入口よりも下方に位置して設けられている。外部開放口１０ａは、筐体の上壁２３１ｃから下方に向けて延びている側壁２３１ａの下端部と傾斜壁４８２の下端部とによって形成されている。

傾斜壁４８２は、障壁部４８３の下部に接触して設けられている。傾斜壁４８２の傾斜面は、障壁部４８３側の部位に対して、外部開放口１０ａに近づくにつれて低くなるように形成されている。外部開放口１０ａと障壁部４８３の間には、内部空間の一つである上流側内部空間８ｕが形成されている。

吸入室７１に作用する吸引力により、流体機械４０１の外部雰囲気に存在する作動流体の一例である空気は、外部開放口１０ａから上流側内部空間８ｕに吸い込まれる。このとき、外部開放口１０ａの通路横断面積が吸入通路１８ａよりも大きいため、吸入流速を抑制できるので空気とともに異物や水分を吸引することを抑制できる。外部開放口１０ａからゆるやかに吸い込まれた空気は、上流側内部空間８ｕで拡散し障壁部４８３に衝突したりしながら絞り通路４８３ａを通過する際に大きな通風抵抗を受ける。さらに空気は、絞り通路４８３ａから下流側内部空間８ｄへ流入して拡散した後、吸入通路１８ａを通じて吸入室７１に吸引される。

空気が上流側内部空間８ｕ、絞り通路４８３ａ、下流側内部空間８ｄ、吸入通路１８ａを流通する際に膨張、収縮を繰り返すことで吸入空気の圧力脈動を抑制できる。この圧力脈動の抑制により、流体機械４０１は騒音の低減を図ることができる。上流側内部空間８ｕに流入した空気は、絞り通路４８３ａを流下するまでに障壁部４８３やその他の壁に衝突して、空気から異物や水分が分離されて落下する。分離された異物等は、図５の破線矢印のように傾斜壁４８２に落下して傾斜壁４８２を下っていき、外部開放口１０ａから外部に落下する。また、下流側内部空間８ｄに流入した異物等は、吸入通路１８ａの入口部に達するまでに重力により空気から分離して落下する。このように重力によって落下した異物等は、吸入室７１には流入しない。

第５実施形態によれば、外部開放部４０８は、内部空間がハウジングの内部において吸入室７１に隣接するように、ハウジングの一部として設けられている。外部開放部４０８と、吸入室７１を形成するハウジングとは、同一の部品として構成される。また、外部開放部４０８は、軸方向ＡＤについてモータ部２とポンプ部３の間に位置して、モータ部２とポンプ部３の両方に隣接するように設けられている。これによれば、ハウジング内部に、吸入室７１と圧力脈動抑制の構造と防水および排水の構造とを集約して搭載する流体機械４０１を提供できる。したがって、騒音低減機能、防水および排水機能を兼ね備えた流体機械４０１の小型化を図ることができる。流体機械４０１は、特に径方向の体格を抑えることに寄与する。

＜第６実施形態＞
第６実施形態について図６を参照して説明する。図６は、第６実施形態に係る流体機械５０１を示している。第６実施形態は、第１実施形態に対して、外部開放部５０８の構成が相違する。第６実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図６に示すように、吸入室ケース３１の下壁には、吸入通路７０に連通する通路を形成する外部開放部５０８が一体に固定されている。外部開放部５０８は、外部雰囲気に存在する作動流体を吸入室７１に吸引するための導入用部材である。外部開放部５０８は、外部開放口１０ａと、外部開放口１０ａよりも下流側に形成された内部空間５０８ａとを備えている。内部空間５０８ａは、外部雰囲気から取り入れ作動流体を、吸入室７１に連通する吸入通路７０に吸い込む通路である。内部空間５０８ａは、外部開放口１０ａと吸入通路７０とを連通させる通路を構成する。内部空間５０８ａは、外部開放口１０ａから吸入通路７０に至る過程で、鉛直方向に対して蛇行する蛇行通路を形成する。

障壁部５８３は、吸入室ケース３１の下壁から下方に向けて延びる壁部である。障壁部５８３は、外部開放部５０８内に吸引された作動流体が衝突する壁部として機能する。障壁部５８３は、蛇行通路を形成する通路壁部の一部をなしている。障壁部５８３の下端部は、外部開放部５０８の下壁、例えば傾斜壁５８２の上端部に結合している。外部開放部５０８は、内部空間５０８ａにおいて通路横断面積が前後の通路よりも小さい絞り通路を備える構成でもよい。この絞り通路は、外部開放部５０８内に吸引された作動流体の通路抵抗部として機能する。図２の実線矢印のように、内部空間５０８ａに流入した作動流体は、障壁部５８３に沿って上方に流れ吸入室ケース３１の下壁で横方向に向きが変わり、吸入通路７０へ流下する。さらに作動流体は、吸入通路７０に流入する際に、上向きの流れに変わり、吸入室７１に吸入される。

外部開放口１０ａは、外部開放部５０８を形成する筐体において横方向に向けて開口している。吸入通路７０の入口は、外部開放口１０ａよりも上方に位置して設けられている。傾斜壁５８２は、障壁部５８３や、吸入通路７０の入口よりも下方に設けられている。傾斜壁５８２の傾斜面は、障壁部５８３近傍の上流部位に対して、外部開放口１０ａに近づくにつれて低くなるように形成されている。

吸入室７１に作用する吸引力により、流体機械５０１の外部雰囲気に存在する作動流体の一例である空気は、外部開放口１０ａから内部空間５０８ａに吸い込まれる。第６実施形態においても、外部開放口１０ａの通路横断面積の大きさによって吸入流速を抑制できるので空気とともに異物や水分を吸引することを抑制できる。外部開放口１０ａからゆるやかに吸い込まれた空気は、内部空間５０８ａで拡散し障壁部１８３に衝突したりしながら蛇行通路を通過する際に通風抵抗を受ける。さらに空気は、吸入通路７０を通じて吸入室７１に吸引される。

空気は、蛇行通路を形成する内部空間５０８ａ、吸入通路１０ｃを流通する際に膨張、収縮を繰り返すことで吸入空気の圧力脈動を抑制できる。この圧力脈動の抑制により、流体機械５０１は騒音の低減を図ることができる。内部空間５０８ａに流入した空気は、吸入通路７０に流入するまでに障壁部５８３やその他の壁に衝突して、空気から異物や水分が分離されて落下する。分離された異物等は、図６の破線矢印で示すように傾斜壁５８２に落下して傾斜壁５８２を下っていき、外部開放口１０ａから外部に落下する。流体機械５０１の外部開放口１０ａは、外部から内部空間へ空気を取り込む取入口でありかつ内部空間に取り込まれた空気から分離された異物等が外部へ落下する排出口である。

第６実施形態の流体機械５０１は、吸入通路７０の入口が、外部開放口１０ａよりも高い位置に設けられている。流体機械５０１によれば、吸入室７１への水滴の接近を防ぐことができ、防水性能を高めることに寄与する。

＜第７実施形態＞
第７実施形態について図７を参照して説明する。図７は、第７実施形態に係る流体機械６０１を示している。第７実施形態は、第１実施形態に対して、外部開放部６０８の構成が相違する。第７実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、異なる点についてのみ説明する。

図７に示すように、吸入室ケース３１の下壁には、吸入通路７０に連通する通路を形成する外部開放部６０８が一体に固定されている。外部開放部６０８は、外部雰囲気に存在する作動流体を吸入室７１に吸引するための箱体状の導入用部材である。外部開放部６０８は、外部開放口１０ａと、外部開放口１０ａよりも下流側に形成された内部空間６０８ａと、外部開放口１０ａを覆うフィルタ部材１９とを備えている。フィルタ部材１９は、板材に多数の孔部が形成した構成を有し、または、繊維の織布、不織布などの濾材によって形成されている。フィルタ部材１９は、例えば、異物が通過しない開口率に設定された網部と網部を支持するフレーム部とを備えている。フィルタ部材１９の網部は、例えば、多数の孔部が形成された板状部や、ポリプロピレンまたはナイロン６６で形成されている。フィルタ部材１９のフレーム部は、例えばガラス繊維によって強化されたポリプロピレンまたはナイロン６６によって形成されている。フィルタ部材１９は、例えば、多数の孔部やメッシュ構造を有する金属製の部材で構成されてもよい。フィルタ部材１９は、防水処理がなされている構成でもよい。

吸入通路１０ｃ，７０は、内部空間６０８ａにおいて上下方向に延びる通路であり、流体機械６０１の内部に作動流体を取り入れる入口部である。吸入通路７０は、吸入通路１０ｃの下流に接続されている。吸入通路１０ｃの入口は、内部空間６０８ａにおいて下方に向けて開口している。

図７の実線矢印で示すように、フィルタ部材１９を通過した作動流体は、内部空間６０８ａに流入して拡散し、横向きに流れの向きが変わり吸入通路７０へ向かう。作動流体は、吸入通路１０ｃに流入する際に、上方に流れの向きが変わるとともに通路抵抗によって収縮するようになる。

外部開放口１０ａは、外部開放部６０８を形成する筐体の下壁に形成されて下方に向けて開口している。外部開放部６０８における吸入通路１０ｃの入口は、外部開放口１０ａよりも上方に位置して設けられている。外部開放部６０８の上壁８１は、流体機械６０１におけるハウジングに接触している。

吸入室７１に作用する吸引力により、流体機械６０１の外部雰囲気に存在する作動流体の一例である空気は、外部開放口１０ａから内部空間６０８ａに吸い込まれる。第７実施形態においても、外部開放口１０ａの通路横断面積の大きさによって吸入流速を抑制できるので空気とともに異物や水分を吸引することを抑制できる。外部開放口１０ａからゆるやかに吸い込まれた空気は、内部空間６０８ａで拡散し壁部に衝突したりしながら吸入通路１０ｃを通過する際に大きな通風抵抗を受ける。

空気はフィルタ部材１９、内部空間６０８ａ、吸入通路１０ｃを流通する際に膨張、収縮を繰り返すことで吸入空気の圧力脈動を抑制できる。この圧力脈動の抑制により、流体機械６０１は騒音の低減を図ることができる。外部雰囲気に存在する空気は、フィルタ部材１９を通過する際に、空気から異物や水分が分離されて捕捉される。フィルタ部材１９が異物により目詰まりする前に、フィルタ部材１９から異物を除去したり、フィルタ部材１９を交換したりすることが好ましい。内部空間６０８ａで分離された水分等は、図７の破線矢印で示すように下壁８６に落下して外部開放口１０ａへ向けて流下し、外部開放口１０ａから外部に落下する。また、下壁８６の表面は、外部開放口１０ａに近づくにつれて低くなるように形成されていることが好ましい。流体機械６０１の外部開放口１０ａは、外部から内部空間へ空気を取り込む取入口でありかつ内部空間に取り込まれた空気から分離された水分が外部へ落下する排出口である。

第７実施形態の流体機械６０１は、外部雰囲気に存在する作動流体を取り込む外部開放部６０８を備える。外部開放部６０８は、流体機械の外部に対して開放する外部開放口１０ａと、吸入室７１と外部開放口１０ａとを連通する通路の一つである内部空間を有する。外部開放部６０８は、外部開放口１０ａを覆うように設けられたフィルタ部材１９を備える。外部開放口１０ａは、通路横断面積が内部空間６０８ａと吸入室７１とを連通させる吸入通路７０の通路横断面積よりも大きく形成されている。さらに外部開放口１０ａは、吸入通路１０ｃ，７０の入口よりも下方に位置して設けられている。外部開放部６０８の外部開放口１０ａは、内部空間に取り込まれた作動流体から分離された異物または水分が外部へ落下する排出口として機能する。

流体機械６０１は、外部開放口１０ａが吸入通路よりも大きな通路横断面積を有するため、吸引流速が抑えられ内部空間に水滴などが吸引されにくい構造を提供する。フィルタ部材１９は、内部空間に進入しようとする異物や水分を捕捉可能なため、異物等の吸入室への侵入を抑制することができる。外部開放口１０ａは吸入通路の入口よりも下方に位置するため、作動流体を吸入通路に吸引できかつフィルタ部材１９で捕捉漏れした水分を外部開放口へ戻すことに寄与する。外部開放口１０ａは、外部の作動流体を吸入室へ吸引する入口部であり、捕捉漏れして外部開放口へ戻ってきた水分を重力によって落下させる排出口として提供される。この流体機械６０１によっても、外部開放口１０ａから作動流体を吸い込む機器において、異物や水などの内部吸入を抑制できかつ排出を円滑に行える。

＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

この明細書で開示する目的を達成可能な流体機械は、前述のベーン型流体機械に限定されない。例えば、この流体機械は、スクロール型圧縮機、ダイヤフラム式圧縮機などを含んでいる。

第２実施形態～第７実施形態における外部開放部の各部は、外部開放部８と同様に、防錆効果を有する素材や、防錆処理の施された材質で形成されていることが好ましい。

第４実施形態の外部開放部３０８は、前述のフィルタ部材１９と同様の構成を有するフィルタ部材を備える構成でもよい。例えば、外部開放部３０８のフィルタ部材は、外部開放口１０ａを覆うように設けられている。

２…モータ部、 ６…ポンプロータ
８，１０８，２０８，３０８，４０８，５０８，６０８…外部開放部
８ｄ，１０８ｄ，２０８ｄ…下流側内部空間（内部空間）
８ｕ，１０８ｕ，２０８ｕ…上流側内部空間（内部空間）、 １０ａ…外部開放口
１０ｃ，１８ａ，７０，３８１ａ…吸入通路、 １９…フィルタ部材
２４…モータヨーク（ハウジング）
３１，１３１，２３１…吸入室ケース（ハウジング）、 ３２…シリンダ（ハウジング）
７１…吸入室、 ７３…圧縮室、 ８２，４８２，５８２…傾斜壁
８３，１８３，２８３，３８３，４８３，５８３…障壁部
５０８ａ，６０８ａ…内部空間

Claims (8)

1. ハウジング（２４，３１，３２；１３１；２３１）と、
   モータ部（２）と、
   前記モータ部が与える駆動力によって駆動されて、前記ハウジングの内側において回転するポンプロータ（６）と、
   前記ハウジングの内部に設けられた吸入室（７１）に吸入された作動流体を前記ポンプロータの回転に伴って圧縮して吐出する圧縮室（７３）と、
   流体機械の外部雰囲気に存在している作動流体に対して開放する外部開放口（１０ａ）、および前記吸入室と前記外部開放口とを連通する通路の一つである内部空間（８ｕ，８ｄ；１０８ｕ，１０８ｄ；２０８ｕ，２０８ｄ；５０８ａ）を有する外部開放部（８；１０８；２０８；３０８；４０８；５０８）と、
   を備え、
   前記外部開放口は、通路横断面積が前記内部空間と前記吸入室とを連通させる吸入通路（１０ｃ，７０；３８１ａ；１８ａ）の通路横断面積よりも大きく形成され、さらに前記吸入通路の入口よりも下方に位置して設けられており、
   前記外部開放口は、前記内部空間に取り込まれた作動流体から分離された異物または水分が外部へ落下する排出口として機能する流体機械。
2. 前記外部開放口から流入した作動流体が衝突可能な障壁部（８３；１８３；２８３；３８３；４８３；５８３）を備え、
   前記障壁部は、前記内部空間に取り込まれた前記作動流体から異物または水分を分離する分離機能部である請求項１に記載の流体機械。
3. 前記外部開放口に向けて高さが低くなるように鉛直方向に対して傾斜する面を形成し、前記内部空間に取り込まれた作動流体から分離された異物または水分が前記外部開放口へ向けて落ちることを助長する傾斜壁（８２；４８２；５８２）をさらに備える請求項１に記載の流体機械。
4. 前記外部開放口に向けて高さが低くなるように鉛直方向に対して傾斜する面を形成し、前記内部空間に取り込まれた作動流体から分離された異物または水分が前記外部開放口へ向けて落ちることを助長する傾斜壁（８２）をさらに備え、
   前記障壁部は、下端が前記傾斜壁の真上に位置するように設けられている請求項２に記載の流体機械。
5. 前記外部開放部は、前記内部空間が前記ハウジングの内部において前記吸入室に隣接するように、前記ハウジングの一部をなして設けられている請求項１に記載の流体機械。
6. 前記外部開放部は、前記ポンプロータの軸方向について、作動流体を圧縮するポンプ部（３）と前記モータ部との間に位置して前記モータ部と前記ポンプ部の両方に隣接するように、設けられている請求項１に記載の流体機械。
7. 前記吸入室に設けられたフィルタ部材（１５）をさらに備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の流体機械。
8. ハウジング（２４，３１，３２）と、
   モータ部（２）と、
   前記モータ部が与える駆動力によって駆動されて、前記ハウジングの内側において回転するポンプロータ（６）と、
   前記ハウジングの内部に設けられた吸入室（７１）に吸入された作動流体を前記ポンプロータの回転に伴って圧縮して吐出する圧縮室（７３）と、
   流体機械の外部雰囲気に存在している作動流体に対して開放する外部開放口（１０ａ）、前記外部開放口を覆うように設けられたフィルタ部材（１９）、および、前記吸入室と前記外部開放口とを連通する通路の一つである内部空間（６０８ａ）を有する外部開放部（６０８）と、
   を備え、
   前記外部開放口は、通路横断面積が前記内部空間と前記吸入室とを連通させる吸入通路（１０ｃ，７０）の通路横断面積よりも大きく形成され、さらに前記吸入通路の入口よりも下方に位置して設けられており、
   前記外部開放口は、前記内部空間に取り込まれた作動流体から水分が外部へ落下する排出口として機能する流体機械。

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