JP6093116B2 - Vacuum pump - Google Patents
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Description
本発明は、電動モータで駆動される回転圧縮要素を備えた真空ポンプに関する。 The present invention relates to a vacuum pump provided with a rotary compression element driven by an electric motor.
一般に、電動モータで駆動される回転圧縮要素をケーシング内に備えた真空ポンプが知られている。この種の真空ポンプは、例えば、自動車のブレーキ倍力装置を作動させるための真空を発生させるために使用され、ケーシングに設けられたシリンダ室内で回転圧縮要素を駆動することによって真空を得ることができる。
ところで、この種の真空ポンプでは、電動モータと回転圧縮要素を有するケーシングとを連結して構成されており、電動モータの回転軸に連結された回転圧縮要素がシリンダ室内で摺動する。このため、ケーシングを電動モータの回転軸の回転中心に合わせて組み付けることが重要である。
このため、従来、電動モータのケースの一端側に、回転軸の回転中心を中心とした嵌合穴部を形成するとともに、ケーシングの背面に、シリンダ室の周囲に突出した円筒状の嵌合部を形成し、この嵌合部を上記電動モータの嵌合穴部にインロー嵌合することで、組み付け時の位置合わせを正確、かつ容易に行うことができる真空ポンプが出願人により提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Generally, a vacuum pump having a rotary compression element driven by an electric motor in a casing is known. This type of vacuum pump is used, for example, to generate a vacuum for operating a brake booster of an automobile, and can obtain a vacuum by driving a rotary compression element in a cylinder chamber provided in a casing. it can.
By the way, this type of vacuum pump is configured by connecting an electric motor and a casing having a rotary compression element, and the rotary compression element connected to the rotary shaft of the electric motor slides in the cylinder chamber. For this reason, it is important to assemble the casing in accordance with the rotation center of the rotating shaft of the electric motor.
For this reason, conventionally, a fitting hole portion around the rotation center of the rotating shaft is formed on one end side of the case of the electric motor, and a cylindrical fitting portion protruding around the cylinder chamber is formed on the back surface of the casing. The applicant has proposed a vacuum pump that can be accurately and easily aligned at the time of assembling by fitting the fitting portion into the fitting hole portion of the electric motor by inlay fitting. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、従来の構成では、電動モータとケーシングとを組付けた際に、嵌合穴部と嵌合部との嵌め合い公差のクリアランス分だけ、シリンダ室と回転圧縮要素との間にズレが発生し、真空ポンプの性能に個体差が生じるおそれがあった。また、従来の構成では、電動モータのケースに嵌合穴部を形成し、ケーシングに嵌合部を形成するため、これらを形成する別々の金型が必要となるため、製造コストが増大する問題があった。
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、製造コストの低減を図るとともに、組み付け時に発生するズレを抑制し、略均一な性能を発揮できる真空ポンプを提供することを目的とする。
However, in the conventional configuration, when the electric motor and the casing are assembled, a gap is generated between the cylinder chamber and the rotary compression element by the clearance of the fitting tolerance between the fitting hole and the fitting portion. However, individual differences may occur in the performance of the vacuum pump. Further, in the conventional configuration, since the fitting hole is formed in the case of the electric motor and the fitting portion is formed in the casing, separate molds for forming these are required, which increases the manufacturing cost. was there.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a vacuum pump that can reduce manufacturing costs, suppress a deviation that occurs during assembly, and exhibit substantially uniform performance. And
上記目的を達成するため、本発明は、モータで駆動される回転圧縮要素をケーシング内に備えた真空ポンプにおいて、前記ケーシングは、前記回転圧縮要素が摺動するシリンダライナと、前記モータの回転軸を支持する軸受部とを備え、有底筒状のモータケース本体の開口部に取り付けられ、前記ケーシングは、前記シリンダライナが配置される穴部を備え、この穴部は開口端から奥側に向けて縮径する段付穴であることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention provides a vacuum pump having a rotary compression element driven by a motor in a casing, wherein the casing includes a cylinder liner on which the rotary compression element slides, and a rotary shaft of the motor. and a bearing portion for supporting a mounting et is the opening of the bottomed cylindrical motor case body, the casing is provided with a hole in which the cylinder liner is disposed, the back side from the hole open end It is a stepped hole that is reduced in diameter toward .
この構成によれば、ケーシングは、回転圧縮要素が摺動するシリンダライナと、モータの回転軸を支持する軸受部とを備え、有底筒状のモータケース本体の開口部に取り付けられているため、ケーシングは、シリンダライナが配置される穴部を備え、この穴部は開口端から奥側に向けて縮径する段付穴であるため、ケーシングのみでシリンダライナと回転圧縮要素との位置関係を規定することができる。このため、ケーシングと電動モータとの組付け時に発生するズレを抑制することができ、個体差の少ない略均一な性能を発揮することができる。さらに、上記したケーシングは、単一の金型で形成することができるため、部品点数の削減による製造コストの削減を図ることができる。また、穴部にシリンダライナを配置する際に、当該シリンダライナの端部が段付穴の段部に当接することにより、シリンダライナの位置決めを容易に行うことができる。 According to this configuration, the casing includes the cylinder liner on which the rotary compression element slides and the bearing portion that supports the rotation shaft of the motor, and is attached to the opening of the bottomed cylindrical motor case body. The casing includes a hole portion in which the cylinder liner is disposed, and the hole portion is a stepped hole whose diameter is reduced from the opening end toward the back side, so that the positional relationship between the cylinder liner and the rotary compression element is only the casing. Can be defined. For this reason, the shift | offset | difference which generate | occur | produces at the time of the assembly | attachment of a casing and an electric motor can be suppressed, and the substantially uniform performance with few individual differences can be exhibited. Furthermore, since the above-described casing can be formed with a single mold, it is possible to reduce the manufacturing cost by reducing the number of parts. Further, when the cylinder liner is disposed in the hole portion, the cylinder liner can be easily positioned by the end portion of the cylinder liner contacting the step portion of the stepped hole.
また、前記段付穴の縮径部の穴径は、前記シリンダライナの内径よりも大きく形成されても良い。この構成によれば、縮径部にシリンダライナの内径よりも大きなサイドプレートを配置することができ、このサイドプレートによってシリンダライナの開口を簡単に塞ぐことができる。 The diameter of the reduced diameter portion of the stepped hole may be larger than the inner diameter of the cylinder liner. According to this configuration, a side plate larger than the inner diameter of the cylinder liner can be disposed in the reduced diameter portion, and the opening of the cylinder liner can be easily blocked by the side plate.
本発明によれば、ケーシングは、回転圧縮要素が摺動するシリンダライナと、モータの回転軸を支持する軸受部とを備え、有底筒状のモータケース本体の開口部に取り付けられているため、ケーシングのみでシリンダライナと回転圧縮要素との位置関係を規定することができる。このため、ケーシングと電動モータとの組付け時に発生するズレを抑制することができ、個体差の少ない略均一な性能を発揮することができる。さらに、上記したケーシングは、単一の金型で形成することができるため、部品点数の削減による製造コストの削減を図ることができる。 According to the present invention, the casing includes the cylinder liner on which the rotary compression element slides and the bearing portion that supports the rotation shaft of the motor, and is attached to the opening of the bottomed cylindrical motor case body. The positional relationship between the cylinder liner and the rotary compression element can be defined only by the casing. For this reason, the shift | offset | difference which generate | occur | produces at the time of the assembly | attachment of a casing and an electric motor can be suppressed, and the substantially uniform performance with few individual differences can be exhibited. Furthermore, since the above-described casing can be formed with a single mold, it is possible to reduce the manufacturing cost by reducing the number of parts.
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態について説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る真空ポンプ1を負圧源として使用したブレーキ装置100の概要図である。ブレーキ装置100は、例えば、自動車等の車両の左右の前輪に取り付けられたフロントブレーキ2A,2B、及び左右の後輪に取り付けられたリアブレーキ3A,3Bを備えている。これらの各ブレーキは、マスターシリンダ4とブレーキ配管9によりそれぞれ接続されており、マスターシリンダ4からブレーキ配管9を介して送られる油圧によって各ブレーキが作動する。
また、ブレーキ装置100は、ブレーキペダル5と連結されたブレーキブースター(ブレーキ倍力装置)6を備え、このブレーキブースター6には、空気配管8を介して、真空タンク7及び真空ポンプ1が直列に接続されている。ブレーキブースター6は、真空タンク7内の負圧を利用してブレーキペダル5の踏力を倍力するものであり、小さな踏力でマスターシリンダ4のピストン(図示せず)を移動させることにより、十分なブレーキ力を引き出せるようになっている。
真空ポンプ1は、車両のエンジンルーム内に配置され、真空タンク7内の空気を車両外部へ排出し、当該真空タンク7内を真空状態とする。なお、自動車等に用いる真空ポンプ1の使用範囲は、例えば、−60kPa〜−80kPaである。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments according to the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of a
The
The vacuum pump 1 is disposed in the engine room of the vehicle, discharges the air in the
図2は、真空ポンプ1の水平部分断面図であり、図3は、真空ポンプ1をその後側から見た図である。ただし、図3は、シリンダ室Sの構成を示すべく、ポンプカバー24、サイドプレート26等の部材を取り外した状態を図示している。なお、以下では、説明の便宜上、図2および図3の上部にそれぞれ矢印で示す方向が、真空ポンプ1の上下前後左右を示すものとして説明する。また、前後方向については軸方向、左右方向については幅方向ともいう。
FIG. 2 is a horizontal partial cross-sectional view of the vacuum pump 1, and FIG. 3 is a view of the vacuum pump 1 as seen from the rear side. However, FIG. 3 illustrates a state in which members such as the
図2に示すように、真空ポンプ1は電動モータ10と、この電動モータ10を駆動源として作動するポンプ本体20とを備えており、これら電動モータ10及びポンプ本体20が一体に連結された状態で自動車等の車体に固定支持されている。
As shown in FIG. 2, the vacuum pump 1 includes an
電動モータ10は、略円筒形状に形成されたモータケース本体11の一方の端部(後端)の略中心からポンプ本体20側(後側)に向かって延びる出力軸(回転軸)12を有している。出力軸12は、ポンプ本体20を駆動する駆動軸として機能するものであり、前後方向に延びる回転中心X1を基準として回転する。出力軸12の先端部12Aには、ポンプ本体20のロータ27に設けられたねじ孔に螺合する雄ねじが形成され、出力軸12とロータ27とが一体に回転可能に連結される。更に、本実施形態では、出力軸12の雄ねじには、ロータ27の先端側でナット70が係合されることにより、ロータ27の出力軸12の先端側への移動が規制されている。
電動モータ10は、電源(図示略)の投入により、出力軸12が、図3中の矢印R方向(反時計回り)に回転し、これによりロータ27を、回転中心X1を中心として同方向(矢印R方向)に回転させるようになっている。
The
In the
モータケース本体11は、一端に開口部11Aを有する有底円筒形状に形成されており、この開口部11A側がポンプ本体20に固定されている。具体的には、モータケース本体11は、開口部11Aの周縁を外方に折り曲げて一体に形成されたフランジ部11Bを備え、このフランジ部11Bがポンプ本体20にねじ60で固定される。
The motor case
一方、ポンプ本体20は、図2に示すように、電動モータ10のモータケース本体11の後側に形成されたフランジ部11Bに取り付けられるケーシング本体22と、このケーシング本体22内に圧入されてシリンダ室Sを形成するシリンダライナ23と、当該ケーシング本体22を後側から覆うポンプカバー24とを備えている。本実施形態ではケーシング本体22、シリンダライナ23及びポンプカバー24を備えて、真空ポンプ1のケーシング31を構成している。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
ケーシング本体22は、例えば、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属材料を用いて、図3に示すように、後側から見た形状が上記した回転中心X1を略中心とした上下方向に長い略矩形に形成されている。ケーシング本体22の一方の側面(右側面)部には、このケーシング本体22に設けられたシリンダ室S内に連通する連通孔22Aが形成され、この連通孔22Aには真空吸込ニップル30が圧入されている。この真空吸込ニップル30は、図2に示すように、幅方向外側に延びる直管であり、当該真空吸込ニップル30の一端30Aには、外部機器(例えば、真空タンク7(図1参照))から負圧空気を供給するための管またはチューブが接続される。
The
ケーシング本体22には、前後方向に延びる軸心X2を基準として、後端(開口端)から前方へ途中まで延びる穴部72が形成され、この穴部72に円筒状に形成されたシリンダライナ23が圧入されている。なお、シリンダライナ23を穴部72に圧入するのではなく、嵌入する構成としても良いことは勿論である。
軸心X2は、上述の電動モータ10の出力軸12の回転中心X1に対して平行で、かつ、図2に示すように、回転中心X1に対して右側斜め上方に偏心している。本構成では、回転中心X1を中心とするロータ27の外周面27Bが、軸心X2を基準に形成されているシリンダライナ23の内周面23Aに接するように軸心X2が偏心されている。
The casing
The shaft center X2 is parallel to the rotation center X1 of the
シリンダライナ23は、ロータ27と同一の金属材料(本実施形態では、鉄)で形成されている。この構成では、シリンダライナ23とロータ27とは熱膨張係数が同じなので、シリンダライナ23及びロータ27の温度変化にかかわらず、ロータ27が回転した際の当該ロータ27の外周面27Bとシリンダライナ23の内周面23Aとの接触を防止できる。なお、シリンダライナ23及びロータ27は、略同じ程度の熱膨張係数を有する金属材料であれば、異なる材料を用いても構わない。
また、ケーシング本体22に形成された穴部72にシリンダライナ23を圧入することにより、ケーシング本体22の前後方向の長さ範囲内でシリンダライナ23を収容することができるため、このシリンダライナ23がケーシング本体22から突出することが防止され、ケーシング本体22の小型化を図ることができる。
更に、ケーシング本体22はロータ27よりも熱伝導性の高い材料で形成されている。これによれば、ロータ27及びベーン28が回転駆動した際に発生した熱がケーシング本体22に速やかに伝達できることにより、ケーシング本体22から十分に放熱することができる。
The
Further, the
Further, the
シリンダライナ23には、上記したケーシング本体22の連通孔22Aとシリンダ室S内とを繋ぐ給気口23Bが形成されており、真空吸込ニップル30を通じた空気は、連通孔22A,給気口23Bを通じてシリンダ室S内に供給される。また、ケーシング本体22及びシリンダライナ23における当該ケーシング本体22の他方の側面(左側面)部側には、これらケーシング本体22及びシリンダライナ23を貫通し、シリンダ室Sで圧縮された空気が吐出される吐出口22C,23Cが設けられている。これら吐出口22C,23Cは、上記した連通孔22A及び給気口23Bと同軸上に形成されている。
The
シリンダライナ23の前端および後端には、それぞれシリンダ室Sの開口を塞ぐサイドプレート25,26が配設されている。これらサイドプレート25,26は、その直径がシリンダライナ23の内周面23Aの内径よりも大きく設定されており、シールリング25A,26Aにより付勢されて、シリンダライナ23の前端及び後端にそれぞれ押し付けられている。これにより、シリンダライナ23の内側は、真空吸込ニップル30に連なる給気口23B及び吐出口23C,22Cを除いて、密閉されたシリンダ室Sが形成される。
本実施形態では、電動モータ10側のサイドプレート26は、上記した穴部72の終端に配置され、この穴部72の壁部72Aとシリンダライナ23との間にシールリング26Aを介して挟持されている。
In the present embodiment, the
シリンダ室Sには、ロータ27が配設されている。ロータ27は、電動モータ10の回転中心X1に沿って延びる円柱形状を有し、ポンプ本体20の駆動軸である出力軸12が螺合される軸孔27Aを有すると共に、この軸孔27Aから径方向に離れた位置に、複数のガイド溝27Cが軸孔27Aを中心とする等角度間隔で周方向に間隔を空けて設けられる。また、ロータ27のポンプカバー24に対向する側の端面(いわゆる後端面)27Gには、図2に示すように、凹部27Hが形成され、この凹部27H内にて出力軸12の雄ねじにナット70が螺合される。本実施形態では、凹部27H内に延出する出力軸12の軸端の長さ及びナット70の厚みは、それぞれ凹部27Hの深さと略同一もしくは、わずかに小さく設定されており、ロータ27の後端面27Gから出力軸12やナット70が突出しないようになっている。
A
ロータ27の前後方向の長さは、シリンダライナ23のシリンダ室Sの長さ、すなわち、上述の2枚にサイドプレート25,26の相互に対向する内面間の距離と略等しく設定され、ロータ27とサイドプレート25,26との間は略閉塞されている。
また、ロータ27の外径は、図3に示すように、ロータ27の外周面27Bが、シリンダライナ23の内周面23Aのうちの左斜め下方に位置する部分と微小なクリアランスを保つように設定されている。これにより、図3に示すように、ロータ27の外周面27Bと、シリンダライナ23の内周面23Aとの間には、三日月形状の空間が構成される。
The length of the
Further, as shown in FIG. 3, the outer diameter of the
ロータ27には、三日月形状の空間を区画する複数(本例では5枚)のベーン28が設けられている。ベーン28は、板状に形成されていて、その前後方向の長さは、ロータ27と同様、2枚のサイドプレート25,26の相互に対向する内面間の距離と略等しくなるように設定されている。これらベーン28は、ロータ27に設けられたガイド溝27Cから出没自在に配設されている。各ベーン28は、ロータ27の回転に伴い、遠心力によってガイド溝27Cに沿って外側へ突出し、その先端をシリンダライナ23の内周面23Aに当接させる。これにより、上述の三日月形状の空間は、相互に隣接する2枚のベーン28,28と、ロータ27の外周面27Bと、シリンダライナ23の内周面23Aとによって囲まれる5つの圧縮室Pに区画される。これら圧縮室Pは、出力軸12の回転に伴うロータ27の矢印R方向の回転に伴い、同方向に回転し、その容積が、給気口23B近傍で大きく、一方、吐出口23Cで小さくなる。つまり、ロータ27、ベーン28の回転により、給気口23Bから1つの圧縮室Pに吸入された空気は、ロータ27の回転に伴って回転しつつ圧縮されて、吐出口23Cから吐出される。
The
また、吐出口22Cが形成されたケーシング本体22の左側面には、この吐出口22Cを囲むように排気部32が取り付けられている。この排気部32は、略中央が幅方向外側に膨出した膨出部32Aと、この膨出部32Aの周囲に設けられてケーシング本体22の左側面に密着する周縁部32Bとを備え、この周縁部32Bをねじ64でケーシング本体22に取り付けている。膨出部32Aには、吐出口23Cから吐出された空気を機外(真空ポンプ1の外部)に排出するため排気口32Cが設けられ、この排気口32Cには、機外からポンプ内への空気の逆流を防止するためのチェックバルブ29が取り付けられている。
An
ポンプカバー24は、前側のサイドプレート26にシールリング26Aを介して配置され、ケーシング本体22にボルト66で固定されている。ケーシング本体22の後端面には、図2に示すように、シリンダライナ23を囲んでシール溝22Dが形成され、このシール溝22Dには環状のシール材67が配置されている。
The
上記したように、真空ポンプ1は、電動モータ10とポンプ本体20とを連結して構成されており、電動モータ10の出力軸12に連結されたロータ27及びベーン28がポンプ本体20のシリンダライナ23内で摺動する。このため、ポンプ本体20を電動モータ10の出力軸12の回転中心X1に合わせて組み付けることが重要である。
As described above, the vacuum pump 1 is configured by connecting the
本実施形態では、ケーシング本体22には、電動モータ10が取り付けられる面の略中央に、出力軸12が貫通する貫通孔73と、この貫通孔73の周囲に円環状のベアリング保持部74とが形成され、このベアリング保持部74の内周面74Aに、上記出力軸12を支持するベアリング(軸受部)75の外輪が保持される。これら貫通孔73及びベアリング保持部74は、回転中心X1を中心として形成されており、シリンダライナ23が圧入される穴部72と一体にケーシング本体22に形成されている。これによれば、ケーシング本体22の穴部72及びベアリング保持部74に、それぞれシリンダライナ23及びベアリング75を設けた場合、ケーシング本体22の内部で、回転中心X1を基準とするベアリング75と、軸心X2を基準とするシリンダライナ23との位置関係を規定することができるため、ケーシング本体22に電動モータ10のモータケース本体11を組付ける際に発生するズレを抑制することができ、組付けられた真空ポンプ1は、個体差の少ない略均一な性能を発揮することができる。
さらに、ケーシング本体22は、単一の金型を用いて形成することができるため、部品点数の削減による製造コストの削減を図ることができる。
In the present embodiment, the casing
Furthermore, since the
図4は、図2の部分拡大図である。
上述のように、シリンダライナ23は、ケーシング本体22に形成された穴部72に圧入される。本構成では、穴部72は、ケーシング本体22の後端(開口端)から奥側(壁部72A)に向かって縮径する段付穴として形成され、シリンダライナ23が保持されるライナ保持部72Bと、このライナ保持部72Bよりも縮径されて上記サイドプレート26が配置される縮径部72Cと、これらライナ保持部72B及び縮径部72Cの間に形成される段部72Dとを備える。
これにより、シリンダライナ23を段部72Dに当接するまで圧入することにより、シリンダライナ3の圧入作業を容易に、かつ、正確に行うことができる。
更に、縮径部72Cの穴径は、シリンダライナ23の内径よりも大きく形成されているため、この縮径部72Cにシリンダライナ23の内径よりも大きなサイドプレート26を配置することができ、このサイドプレート26によってシリンダライナ23の開口を簡単に塞ぐことができる。
FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.
As described above, the
Accordingly, the
Further, since the hole diameter of the reduced diameter portion 72C is formed larger than the inner diameter of the
以上、本発明を実施するための最良の実施の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。 Although the best embodiment for carrying out the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. It is.
1 真空ポンプ
6 ブレーキブースター(ブレーキ倍力装置)
7 真空タンク
10 電動モータ(モータ)
11 モータケース
11A 開口部
12 出力軸(回転軸)
22 ケーシング本体
23 シリンダライナ
27 ロータ(回転圧縮要素)
28 ベーン(回転圧縮要素)
31 ケーシング
72 穴部
72C 縮径部
74 ベアリング保持部
75 ベアリング(軸受部)
100 ブレーキ装置
1
7
11
22
28 Vane (Rotary compression element)
31
100 Brake device
Claims (2)
前記ケーシングは、前記回転圧縮要素が摺動するシリンダライナと、前記モータの回転軸を支持する軸受部とを備え、有底筒状のモータケース本体の開口部に取り付けられ、
前記ケーシングは、前記シリンダライナが配置される穴部を備え、この穴部は開口端から奥側に向けて縮径する段付穴であることを特徴とする真空ポンプ。 In a vacuum pump provided with a rotary compression element driven by a motor in a casing,
The casing includes a cylinder liner in which the rotary compression element to slide, and a bearing portion for supporting the rotation shaft of the motor, mounted et is the opening of the bottomed cylindrical motor case body,
The said casing is provided with the hole part by which the said cylinder liner is arrange | positioned, This hole part is a stepped hole diameter-reduced toward an inner side from an opening end, The vacuum pump characterized by the above-mentioned.
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