JP6772618B2 - 電動エアポンプ - Google Patents

Description

本発明は、電動エアポンプに関する。

下記特許文献１には、電動エアポンプを備えたコンプレッサ装置が開示されている。この電動エアポンプでは、モータと、モータにクランクを介して連結されたピストンと、ピストンを収容するシリンダと、を含んで構成されている。そして、モータが駆動することで、ピストンがシリンダ内を往復移動して、シリンダ内の空気を他の装置に送給するようになっている。

特許第５３７４５２４号公報

しかしながら、上記電動エアポンプでは、モータの軸線とシリンダの軸線とが、直交する方向に交差しているため、電動エアポンプの体格が大型化するという問題がある。

本発明は、上記事実を考慮し、体格を小型化できる電動エアポンプを提供することを目的とする。

本開示の電動エアポンプは、回転軸にウォームが設けられたモータと、前記ウォームに噛合されたウォームホイール及び一端部が前記ウォームホイールに回転可能に連結されたロッドを含んで構成されたクランクと、前記モータの軸方向に沿って延在されたシリンダの内部に収容され、前記ロッドの他端部に連結され且つ前記クランクの作動によって前記シリンダの延在方向に往復移動すると共に、前記シリンダの一端側へ移動することで前記シリンダの一端部に設けられたバルブから前記シリンダの内部の空気を噴射させるピストンと、を備えている。

上記構成の電動エアポンプによれば、モータの回転軸にウォームが設けられている。このウォームには、クランクを構成するウォームホイールが噛合されており、ウォームホイールには、クランクを構成するロッドの一端部が回転可能に連結されている。また、ロッドの他端部には、ピストンが連結されている。

さらに、ピストンは、シリンダの内部に収容されており、クランクの作動によってピストンがシリンダの延在方向に往復移動する。そして、ピストンがシリンダの一端側へ移動することで、シリンダの一端部に設けられたバルブからシリンダの内部の空気が噴射される。

ここで、シリンダは、モータの軸方向に沿って延在されている。これにより、モータの径方向にシリンダが延在される構成と比べて、モータの径方向における電動エアポンプの体格を小型化することができる。

また、本開示の電動エアポンプは、前記シリンダが、前記モータを収容するモータ収容部に対して前記モータの径方向外側に隣接して配置されている。

上記構成の電動エアポンプによれば、モータを収容するモータ収容部に対して、シリンダがモータの径方向外側に隣接して配置されている。このため、モータの径方向外側のスペースを活用して、シリンダを配置することができる。これにより、モータの軸方向における電動エアポンプの体格を小型化することができる。

また、本開示の電動エアポンプは、前記ウォームホイールの軸方向から見て、前記クランクの軸線と前記シリンダの軸線とが前記モータの径方向にオフセットしている。

上記構成の電動エアポンプによれば、ロッドによってピストンをシリンダの一端側へ効率良く押し出すことができる。すなわち、クランクの作動時には、ロッドが、自身の他端部を中心として揺動しながら往復移動される。そして、クランクの軸線とシリンダの軸線とがオフセットすることで、仮にクランクの軸線とシリンダの軸線とが一致している比較例と比べて、ピストンをシリンダの一端側へ移動させるときのロッドの揺動角度を小さくすることができる。換言すると、比較例と比べて、ロッドをシリンダの軸線に沿うようにシリンダの一端側へ移動させることができる。これにより、ロッドによってピストンをシリンダの一端側へ効率良く押し出すことができる。

また、本開示の電動エアポンプは、前記ウォームホイールの軸方向から見て、前記クランクの軸線が、前記シリンダの軸線と前記モータの軸線との間に配置されている。

上記構成の電動エアポンプによれば、クランクの軸線が、シリンダの軸線とモータの軸線との間に配置されているため、モータの径方向における電動エアポンプの体格を一層小型化することができる。

また、本開示の電動エアポンプは、前記ウォームホイールの軸方向一方側に、前記ロッドが配置されており、前記ウォームホイールの軸方向他方側に、前記モータを駆動させる駆動回路を構成する回路基板が配置されている。

上記構成の電動エアポンプによれば、ウォームホイールの軸方向にクランクと回路基板とを並べて配置することができる。これにより、ウォームホイールの軸方向における電動エアポンプの体格を小型化することができる。

また、本開示の電動エアポンプは、前記ロッドにおいて前記ウォームホイールと該ウォームホイールの回転軸方向に対向する部分が、該ウォームホイールの回転径方向外側から見て該ウォームホイールの回転径方向へ直線状に延在されている。

上記構成の電動エアポンプによれば、ウォームホイールの回転軸を避けるための屈曲部をロッドに形成した場合に比べて、ロッドが配置されるスペースの省スペース化を図ることができる。その結果、電動エアポンプの小型化を図ることができる。

また、本開示の電動エアポンプは、前記クランクが配置されるスペースと前記モータを駆動させる駆動回路を構成する回路基板が配置されるスペースとが、前記ウォームホイールの回転軸方向に隣り合って配置されており、前記クランクが配置されるスペース及び前記回路基板が配置されるスペースが、前記ピストンと該ピストンの移動方向へ重なるように配置されている。

上記構成の電動エアポンプによれば、クランクが配置されるスペース及び回路基板が配置されるスペースが、ピストンと当該ピストンの移動方向へ重なるように配置されている。当該配置とすることにより、電動エアポンプにおけるウォームホイールの回転軸方向への小型化を図ることができる。

図１は、本実施の形態に係る電動エアポンプにおいてピストンが下死点に到達した状態を示す平断面図である。 図２は、図１に示される電動エアポンプにおいてピストンが上死点に到達した状態を示す平断面図である。 図３は、図１に示される電動エアポンプの第２カバーを取外した状態を示す下側から見た下面図である。 図４は、図２に示されるクランク・回路収容部の内部を示す拡大した側断面図（図２の４−４線断面図）である。

以下、図面を用いて本実施の形態に係る電動エアポンプ１０について説明する。電動エアポンプ１０は、車両（自動車）に搭載される電動エアポンプとして構成されている。例えば、電動エアポンプ１０は、車両のバックドアに取付けられた車載用カメラ（のレンズ）にエアを吹きつけるエア吹付装置に接続されて、当該エア吹付装置にエアを供給する電動エアポンプとして構成されている。以下、具体的に説明する。なお、以下の説明では、図４に示される矢印Ａ及び矢印Ｂ方向を電動エアポンプ１０の上下方向とする。また、上下方向に直交する図１〜図３に示される矢印Ｃ及び矢印Ｄ方向を第１方向と称し、第１方向に直交する矢印Ｅ及び矢印Ｆ方向を第２方向と称する。

図１〜図３に示されるように、電動エアポンプ１０は、電動エアポンプ１０の外郭を構成するハウジング１２と、モータ３０（図１及び図２参照）と、モータ３０の駆動力をピストン５０に伝達させるためのクランク４０（図１及び図２参照）と、電動エアポンプ１０からエア（空気）を排出（噴射）させるための「バルブ」としてのチェックバルブ６０と、モータ３０の駆動を制御するための駆動回路８０（図３参照）と、を含んで構成されている。以下、電動エアポンプ１０のこれら各構成について説明する。

（ハウジング１２について）
ハウジング１２は、上側から見た平面視で、第１方向を長手方向とする略矩形状に形成されると共に、中空の構造体として構成されている。また、ハウジング１２は、後述するモータ３０を収容するモータ収容部１４と、後述するピストン５０を収容するシリンダ１６と、後述するクランク４０及び駆動回路８０（回路基板８２）を収容するクランク・回路収容部１８と、を有している。

モータ収容部１４は、ハウジング１２における第１方向一方側（図１〜図３の矢印Ｃ方向側）で且つ第２方向一方側（図１〜図３の矢印Ｅ方向側）の部分を構成している。また、モータ収容部１４は、第１方向を軸方向とする略円筒状に形成されている。

シリンダ１６は、モータ収容部１４に対して第２方向他方側（図１〜図３の矢印Ｆ方向側）に隣接して配置されている。このシリンダ１６は、第１方向を軸方向とする略円筒状に形成される共に、モータ収容部１４と一体に形成されている。すなわち、シリンダ１６とモータ収容部１４とが、第２方向（モータ収容部１４の径方向）に平行に並んで配置されている。このため、モータ収容部１４の軸線Ｌ１（図１及び図２参照）と、シリンダ１６の軸線Ｌ２（図１及び図２参照）と、が平行に配置されている。

クランク・回路収容部１８は、モータ収容部１４及びシリンダ１６に対して第１方向他方側（図１〜図３の矢印Ｄ方向側）に隣接して配置されている。また、図３に示されるように、クランク・回路収容部１８は、上下方向に開放された略矩形筒状に形成されて、モータ収容部１４及びシリンダ１６と一体に形成されている。図４に示されるように、クランク・回路収容部１８には、クランク・回路収容部１８の内部を上下方向に区画する区画壁２０が設けられており、区画壁２０におけるモータ収容部１４（図４では不図示）及びシリンダ１６側の端部が、下側へ略クランク状に屈曲されて、モータ収容部１４及びシリンダ１６と一体に形成されている。そして、クランク・回路収容部１８における区画壁２０によって区画された上側（図４の矢印Ａ方向側）の部分が、クランク収容部１８Ａとされており、クランク収容部１８Ａの内部と、モータ収容部１４及びシリンダ１６の内部と、が連通されている。そして、クランク収容部１８Ａの開口部は、第１カバー２２によって閉塞される構成になっている。一方、クランク・回路収容部１８における区画壁２０によって区画された下側（図４の矢印Ｂ方向側）の部分は、回路収容部１８Ｂとされており、回路収容部１８Ｂの開口部が、第２カバー２４によって閉塞される構成になっている。すなわち、本実施形態では、クランク収容部１８Ａと回路収容部１８Ｂとが区画壁２０を境界として上下方向に重なるように配置されている。

区画壁２０には、後述するウォームホイール４２を軸支するための軸部２０Ａが一体に形成されている。この軸部２０Ａは、円柱状に形成されて、区画壁２０から上側へ突出されると共に、平面視でモータ収容部１４の軸線Ｌ１とシリンダ１６の軸線Ｌ２との間に配置されている（図１参照）。また、区画壁２０には、後述する回路基板８２を固定するための複数（本実施の形態では、３箇所）のボス２０Ｂが一体に形成されており、ボス２０Ｂは、円柱状に形成されて、区画壁２０から下側へ突出されている。また、ボス２０Ｂの下面（先端面）には、中心部において、下側へ開放された凹部が形成されている。

また、モータ収容部１４とクランク収容部１８Ａとの間には、両者を隔てると共にクランク収容部１８Ａ側のグリスがモータ収容部１４内に飛散することを抑制する区画壁２１が設けられている。

（モータ３０について）
図１及び図２に示されるように、モータ３０は、所謂ブラシ付直流モータとして構成されている。モータ３０は、略円柱状のモータ本体３０Ａを有しており、このモータ本体３０Ａは、内周面にマグネット３０Ｃが固定されていると共に当該マグネット３０Ｃが固定された部分の外周面に磁性体が取付けられた（巻き付けられた）ヨークハウジング３０Ｄを備えている。

モータ本体３０Ａは、ハウジング１２におけるモータ収容部１４と同軸上に配置されて、モータ収容部１４の内部に嵌入されている。そして、モータ３０の回転軸３０Ｂが、モータ本体３０Ａから第１方向他方側（クランク収容部１８Ａ側）へ延出されている。このため、モータ３０の軸線が、モータ収容部１４の軸線Ｌ１に一致しており、前述したシリンダ１６がモータ３０の軸方向に沿って延在されている。そして、モータ収容部１４の長手方向一端部（図１及び図２の矢印Ｃ方向側の端部）が、略円盤状のキャップ２６によって閉塞されている。

また、回転軸３０Ｂに対して第１方向他方側（クランク・回路収容部１８側）には、ウォーム軸３２が設けられている。このウォーム軸３２は、回転軸３０Ｂと同軸上に配置されており、ウォーム軸３２の軸方向一方側（回転軸３０Ｂ側）の端部が、回転軸３０Ｂの先端部に一体回転可能に連結されている。ウォーム軸３２は、長手方向両端部において、一対のベアリング３６によって回転自在に支持されており、一対のベアリング３６は、区画壁２０におけるクランク収容部１８Ａ側の部分に固定されている。また、ウォーム軸３２の長手方向中間部には、ウォーム３４が一体に形成されており、ウォーム３４の外周にウォームギヤ３４Ａが形成されている。これにより、本発明における「回転軸にウォームが設けられた」とは、ウォーム３４が回転軸３０Ｂに別体に設けられている場合も含んでいる。なお、本実施の形態では、ウォーム軸３２と回転軸３０Ｂとが別体で構成されているが、ウォーム軸３２と回転軸３０Ｂとを一体に構成してもよい。

（クランク４０について）
クランク４０は、ウォームホイール４２と、ロッド４６と、を含んで構成されている。ウォームホイール４２は、上下方向を軸方向とする略円盤状に形成されて、ハウジング１２の軸部２０Ａに回転自在に軸支されている。これにより、ウォームホイール４２がクランク収容部１８Ａ内に収容されている。また、ウォームホイール４２の外周部が、モータ３０のウォーム軸３２におけるウォーム３４に噛合されている。なお、ウォームホイール４２及びウォーム３４には、潤滑用のグリスが塗布されている。さらに、ウォームホイール４２には、後述するロッド４６をウォームホイール４２に連結させるためのクランクピン４４が設けられており、クランクピン４４は、略円柱状に形成されて、ウォームホイール４２から上側へ突出されている（図４参照）。詳説すると、図４に示されるように、ウォームホイール４２には、上側へ開放された凹状の支持孔４２Ａが形成されており、クランクピン４４が、ロッド４６の一端部を介して支持孔４２Ａ内に嵌入されて、支持孔４２Ａによって支持されている。また、クランクピン４４の上端部には、クランクピン４４の径より大径な大径部４４Ａが一体に形成されている。これにより、ロッド４６がクランクピン４４から軸方向上側（図４の矢印Ａ方向側）へ抜けることを抑制している。

図１及び図２に示されるように、ロッド４６は、上下方向を板厚方向とする略長尺板状に形成されている。また、ロッド４６は、第１方向（シリンダ１６の延在方向）に沿うように延在されていると共に、平面視でモータ収容部１４側へ開放された略Ｖ字形に屈曲されていると共に上下方向（板厚方向）へは屈曲されていない。そして、ロッド４６の一端側の部分が、ウォームホイール４２の上側に配置されており、ロッド４６の一端部が、上下方向を軸方向としてクランクピン４４に回転可能に支持されている。詳説すると、図４に示されるように、ロッド４６の一端部には、第１連結孔４６Ａが貫通形成されており、第１連結孔４６Ａは、ウォームホイール４２の支持孔４２Ａと同軸上に配置されている。また、クランクピン４４の外径と支持孔４２Ａの内径とは、略同じ寸法に設定されており、第１連結孔４６Ａの内径が、クランクピン４４の外径よりもわずかに大きく設定されている。そして、クランクピン４４が、第１連結孔４６Ａ内に挿入されると共に、支持孔４２Ａ内に嵌入されている。これにより、ロッド４６の一端部が、クランクピン４４に回転可能に支持されている。また、ロッド４６の長手方向中間部は、ウォームホイール４２の径方向外側の位置において、下側に略クランク状に屈曲されている。そして、ロッド４６の他端側の部分が、シリンダ１６内に配置されており、ロッド４６の他端部が、後述するピストン５０に連結される構成となっている。また、ロッド４６においてウォームホイール４２と対向する部分（ウォームホイール４２の回転軸方向に対向する部分）は、当該ウォームホイール４２の回転径方向外側から見てウォームホイール４２の回転径方向へ直線状でかつウォームホイール４２の面に対して平行に延在されている。また、ロッド４６と軸部２０Ａとは所定のクリアランスをあけて配置されている。

（ピストン５０について）
図１、図２、及び図４に示されるように、ピストン５０は、第１方向他方側へ開放された略有底円筒状に形成されると共に、シリンダ１６と同軸上に配置されて、シリンダ１６の内部に移動可能に収容されている。これにより、ピストン５０の軸線とシリンダ１６の軸線Ｌ２とが一致している。なお、ピストン５０の外径は、シリンダ１６の内径と略同じ寸法に設定されており、ピストン５０とシリンダ１６との間には、図示しないシール部材が介在されている。また、ピストン５０は、クランク収容部１８Ａから回路収容部１８Ｂにかけて上下方向に跨るように配置されている。換言すると、クランク収容部１８Ａ及び回路収容部１８Ｂが、ピストン５０と当該ピストン５０の移動方向へ重なるように配置されている。

ピストン５０の内部には、上下方向を軸方向とする連結軸５２が固定されており、連結軸５２の軸線がピストン５０の軸線Ｌ２を通過するように連結軸５２が配置されている。そして、前述したロッド４６の他端部が、ピストン５０の内部に配置されて、連結軸５２に回転可能に連結されている。これにより、ピストン５０とクランク４０とが連結されている。詳説すると、ピストン５０の軸方向中間部には、固定孔５０Ｂが上下方向に貫通形成されている。また、ロッド４６の他端部には、第２連結孔４６Ｂが貫通形成されており、第２連結孔４６Ｂは固定孔５０Ｂと同軸上に配置されている。さらに、固定孔５０Ｂの内径と連結軸５２の外径とは、略同じ寸法に設定されており、第２連結孔４６Ｂの内径が、連結軸５２の外径よりもわずかに大きく設定されている。そして、連結軸５２が、固定孔５０Ｂ内に嵌入されると共に、第２連結孔４６Ｂ内に挿入されている。これにより、ロッド４６の他端部が、連結軸５２に回動可能に連結されている。

そして、モータ３０が駆動して、クランク４０が作動すると、ピストン５０がシリンダ１６の軸線Ｌ２に沿って往復移動する構成になっている。具体的には、モータ３０の回転軸３０Ｂが回転方向一方側へ回転される（正転される）ことで、ウォームホイール４２が軸部２０Ａの軸回りに回転方向一方側（図１及び図２の矢印Ｇ方向側）へ回転して、ピストン５０がロッド４６によってシリンダ１６の軸線Ｌ２（第１方向）に沿って往復移動するように構成されている。これにより、クランク４０の軸線Ｌ３（詳しくは、ウォームホイール４２の回転中心を通過してピストン５０の移動方向（第１方向）に沿って延びる線）が、ピストン５０（シリンダ１６）の軸線Ｌ２とモータ３０の軸線Ｌ１との間において、ピストン５０の軸線Ｌ２及びモータ３０の軸線Ｌ１と平行に延在する設定になっている。すなわち、クランク４０の軸線Ｌ３が、ピストン５０（シリンダ１６）の軸線Ｌ２に対して、第２方向一方側（モータ３０側）にオフセットして配置されている。そして、以下の説明では、ピストン５０が第１方向一方側（シリンダ１６の一端側）へ最も移動された位置を下死点（図１に示される位置）と称し、ピストン５０が第１方向他方側（シリンダ１６の他端側）へ最も移動された位置を上死点（図２に示される位置）と称する。また、ピストン５０の第１方向一方側への移動（ピストン５０の上死点から下死点への移動）をピストン５０の往動とし、ピストン５０の第１方向他方側への移動（ピストン５０の下死点から上死点への移動）をピストン５０の復動とする。

また、前述したように、ロッド４６は、平面視でモータ収容部１４側へ開放された略Ｖ字形に屈曲されている。これにより、クランク４０の作動時には、ロッド４６の屈曲部によってロッド４６がモータ収容部１４に干渉しない構成になっている。

さらに、図４に示されるように、ピストン５０の一端部（底壁）には、中央部分において、複数の吸入口５０Ａが貫通形成されている。これにより、ピストン５０の内部（クランク収容部１８Ａの内部）とシリンダ１６の内部とが吸入口５０Ａによって連通されている。さらに、ピストン５０に対して第１方向一方側には、略傘状を成す吸入弁５４が設けられている。具体的には、吸入弁５４は、ピストン５０の軸方向を板厚方向とした略円板状に形成されており、吸入弁５４の外周部が、径方向外側へ向かうに従いピストン５０側へ傾斜されている。この吸入弁５４は、ネジ５６によってピストン５０の一端部（底壁）に取付けられており、ネジ５６の頭部が吸入弁５４に対して第１方向一方側に配置されている。また、ネジ５６の頭部と吸入弁５４との間には、ワッシャ５８が介在されている。そして、吸入弁５４は逆止弁として構成されている。すなわち、ピストン５０の往動時には、吸入弁５４の外周部がピストン５０の一端部に当接されて、吸入弁５４が閉じた状態になるように構成されている。一方、ピストン５０の復動時には、シリンダ１６の内部が負圧になり、電動ポンプ１０の外部から吸入されたエア（空気）がシリンダ１６の内部に向かうことで、吸入弁５４の外周部が開弁して（ピストン５０の一端部から離れて）、吸入口５０Ａからシリンダ１６内にエア（空気）が吸入される構成になっている。

（チェックバルブ６０について）
図１及び図２に示されるように、チェックバルブ６０は、バルブ本体部６２と、蓋部６４と、ストッパ６６と、ストッパスプリング６８と、弁７０と、を含んで構成されている。バルブ本体部６２は、第１方向他方側へ開放された略有底円筒状に形成されており、バルブ本体部６２の開口端部が、シリンダ１６の一端部に嵌入されている。これにより、シリンダ１６の一端部がバルブ本体部６２によって閉塞されている。バルブ本体部６２の内部には、後述するストッパ６６を収容するためのストッパ収容部６２Ａが形成されている。このストッパ収容部６２Ａは、シリンダ１６側へ開放された凹状に形成されると共に、第２方向にて断面略円形状に形成されている。

バルブ本体部６２の底壁には、略円筒状の接続部６２Ｂが一体に形成されており、接続部６２Ｂは、シリンダ１６の軸線Ｌ２と同軸上に配置されると共に、バルブ本体部６２の底壁から第１方向一方側（シリンダ１６の軸方向一方側）へ突出されている。そして、接続部６２Ｂには、図示しないホースが接続されており、電動エアポンプ１０からホース内にエアが供給されて、当該エアがエア吹付装置に供給される構成になっている。

また、バルブ本体部６２の底壁には、後述するストッパスプリング６８を取付るための略円筒状の取付筒部６２Ｃが一体に形成されており、取付筒部６２Ｃは接続部６２Ｂと同軸上に配置されると共に、ストッパ収容部６２Ａ側へ突出されている。そして、接続部６２Ｂ及び取付筒部６２Ｃの内部は連通されており、この連通された部分が排気通路６２Ｄとされている。これにより、排気通路６２Ｄによって電動エアポンプ１０の外部（ホースの内部）とストッパ収容部６２Ａとが連通されている。さらに、排気通路６２Ｄにおける接続部６２Ｂ側の開口端部が、排気口６２Ｅとされている。

蓋部６４は、第１方向他方側へ開放された比較的底の浅い有底円筒形状に形成されている。蓋部６４は、シリンダ１６の一端部の内部に配置されると共に、バルブ本体部６２の開口端部に嵌入されている。また、蓋部６４の底壁には、第１方向一方側へ突出された突出部６４Ａが形成されており、突出部６４Ａはストッパ収容部６２Ａの開口端部内に嵌入されている。さらに、突出部６４Ａには、略円形状の排気孔６４Ｂが貫通形成されており、排気孔６４Ｂはシリンダ１６の軸線Ｌ２と同軸上に配置されている。

ストッパ６６は、第１方向一方側へ開放された有底円筒状のストッパ本体６６Ａを有している。このストッパ本体６６Ａは、第１方向（シリンダ１６の軸方向）に移動可能にバルブ本体部６２のストッパ収容部６２Ａ内に収容されている。これにより、ストッパ６６が、図１に示される開位置と、図２に示される閉位置と、の間を移動可能に構成されている。このストッパ本体６６Ａの底壁には、複数の連通孔６６Ａ１が形成されており、連通孔６６Ａ１はストッパ本体６６Ａの周方向に並んで配置されると共に、前述した蓋部６４の排気孔６４Ｂに対して径方向外側に配置されている。

ストッパ本体６６Ａの底壁とバルブ本体部６２の底壁との間には、圧縮コイルスプリングとして構成されたストッパスプリング６８が、圧縮変形した状態で設けられている。そして、ストッパスプリング６８の一端部の内部に取付筒部６２Ｃが挿入されており、ストッパスプリング６８の他端部がストッパ本体６６Ａ内に配置されて、ストッパ本体６６Ａの底壁に当接されている。これにより、ストッパ６６がストッパスプリング６８によってシリンダ１６の軸方向他方側（蓋部６４側）へ付勢されて、閉位置に配置される構成になっている。

また、ストッパ本体６６Ａの底壁には、中央部において、略円柱状のストッパ軸６６Ｂが一体に形成されており、ストッパ軸６６Ｂは、ストッパ本体６６Ａの底壁から蓋部６４側へ突出されている。このストッパ軸６６Ｂの外径は、排気孔６４Ｂの内径よりも小さく設定されており、ストッパ軸６６Ｂが排気孔６４Ｂ内に挿通されている。そして、ピストン５０が下死点に到達するときには、ピストン５０のネジ５６の頭部が、ストッパ軸６６Ｂの先端を第１方向一方側へ押圧して、ストッパ６６が開位置へ移動される構成となっている。

弁７０は、略円環板状に形成されている。そして、弁７０の内部にストッパ軸６６Ｂが嵌入されて、弁７０がストッパ軸６６Ｂの基端部に対して径方向外側に配置されている。また、弁７０の外径は、排気孔６４Ｂの内径より大きく設定されている。これにより、ストッパ６６が閉位置に配置された状態では、弁７０によって、排気孔６４Ｂが閉塞される構成になっている。また、弁７０は、ストッパ本体６６Ａの連通孔６６Ａ１に対して径方向内側に配置されている。換言すると、弁７０の外径が、連通孔６６Ａ１に対して径方向内側に配置されるように設定されている。このため、ストッパ６６が開位置側へ移動されることで排気孔６４Ｂが開かれて、シリンダ１６の内部と、電動エアポンプ１０の外部とが、排気孔６４Ｂ、連通孔６６Ａ１、及び排気通路６２Ｄによって連通される構成となっている。

（駆動回路８０について）
図３及び図４に示されるように、駆動回路８０は、前述したモータ３０の駆動を制御する回路として構成されている。この駆動回路８０は、略矩形板状の回路基板８２を有しており、回路基板８２は、上下方向（ウォームホイール４２の軸方向）を板厚方向として、回路収容部１８Ｂ内に収容されている。具体的には、回路基板８２がハウジング１２における区画壁２０のボス２０Ｂの先端上に載置されて、ネジ８４がボス２０Ｂの凹部に螺合されることで、回路基板８２がネジ８４によってハウジング１２に固定されている。この回路基板８２には、駆動回路８０に電力を供給するコネクタ８６が搭載されており、コネクタ８６は、ハウジング１２から第１方向他方側へ突出されている。また、回路基板８２は、モータ３０と電気的に接続されており、回路基板８２には、モータ３０を駆動制御する、図示しない電子部品が搭載されている。これにより、モータ３０の駆動が、駆動回路８０によって制御される構成になっている。

次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。

上記のように構成された電動エアポンプ１０では、駆動回路８０によってモータ３０が駆動されると、モータ３０の回転軸３０Ｂが回転方向一方側へ回転される（正転される）。このため、回転軸３０Ｂに一体回転可能に設けられたウォーム軸３２が回転方向一方側へ回転して、クランク４０が作動する。具体的には、ウォームホイール４２が軸部２０Ａの軸回りに回転方向一方側へ回転されて、ロッド４６によって連結されたピストン５０が、シリンダ１６の軸方向に沿って上死点と下死点との間を往復移動する。

（ピストン５０の上死点から下死点への移動について）
図２に示されるように、ピストン５０が上死点に配置された状態では、ピストン５０がチェックバルブ６０に対して第１方向他方側へ離間して配置されている。このため、チェックバルブ６０では、ストッパスプリング６８の付勢力によってストッパ６６が閉位置に配置されて、弁７０によって排気孔６４Ｂが閉塞されている。そして、上死点から下死点へピストン５０が往動すると、ピストン５０の往動に伴ってシリンダ１６内の空気が圧縮される。このときには、ストッパスプリング６８の付勢力によって弁７０の排気孔６４Ｂに対する閉塞状態が維持されている。

そして、図１に示されるように、ピストン５０が下死点に到達するときには、ピストン５０の一端側に設けられたネジ５６の頭部が、ストッパスプリング６８の付勢力に抗して、ストッパ軸６６Ｂの先端部を第１方向一方側へ押圧する。このため、ストッパ６６が閉位置から開位置へ移動され、弁７０の排気孔６４Ｂに対する閉塞状態が解除されて、排気孔６４Ｂが開かれる。これにより、シリンダ１６の内部と、電動エアポンプ１０の外部とが、排気孔６４Ｂ、連通孔６６Ａ１、及び排気通路６２Ｄによって連通される。その結果、シリンダ１６内の圧縮された空気が、排気口６２Ｅからホース内に排出（噴射）されて、ホースを介してエア吹付装置に供給される。

（ピストン５０の下死点から上死点への移動について）
そして、ピストン５０が下死点から復動されると、ピストン５０の一端側に設けられたネジ５６の頭部が、ストッパ軸６６Ｂの先端部から第１方向他方側へ離間される。このため、ストッパスプリング６８の付勢力によってストッパ６６が開位置から閉位置へ移動されて、弁７０によって排気孔６４Ｂが閉塞される。また、ピストン５０の復動時には、シリンダ１６の内部が負圧になり、電動ポンプ１０の外部から吸入されたエア（空気）がシリンダ１６の内部に向かうことで、吸入弁５４の外周部が開弁してシリンダ１６内にエア（空気）が吸入される。さらに、ピストン５０が上死点に到達したときには、シリンダ１６内においてエア（空気）が吸入された状態となる。

そして、電動エアポンプ１０では、モータ３０の駆動によって、ピストン５０が上死点と下死点との間を往復移動することで、シリンダ１６内の圧縮されたエア（空気）がホースを介してエア吹付装置に供給される。

ここで、電動エアポンプ１０では、電動エアポンプ１０の外郭を構成するハウジング１２が、モータ３０を収容するモータ収容部１４と、ピストン５０を収容するシリンダ１６と、を含んで構成されている。そして、シリンダ１６がモータ３０の軸方向に沿って延在されている。これにより、背景技術に記載されたような、モータ３０の径方向（モータ３０の軸線Ｌ１に対して直交する方向）に沿ってシリンダ１６が延在される構成と比べて、モータ３０の径方向における電動エアポンプ１０の体格を小型化することができる。

また、シリンダ１６が、モータ収容部１４に対して径方向外側に隣接して配置されている。具体的には、ハウジング１２において、シリンダ１６とモータ収容部１４とがモータ３０の径方向（第２方向）に並んで配置されている。このため、モータ３０の径方向外側のスペースを活用して、シリンダ１６を配置することができる。これにより、仮にシリンダ１６をクランク・回路収容部１８に対して第１方向他方側に配置した場合と比べて、モータ３０の軸方向における電動エアポンプ１０の体格を小型化することができる。

また、電動エアポンプ１０は、ウォームホイール４２の軸方向（上下方向）から見て、クランク４０の軸線Ｌ３とシリンダ１６の軸線Ｌ２とが第２方向にオフセットしている。これにより、ロッド４６によってピストン５０を上死点から下死点へ移動させるときに、ピストン５０をロッド４６によって効率良く押し出すことができる。すなわち、ピストン５０が上死点から下死点へ移動するときには、ロッド４６の一端部は、軸部２０Ａの軸回りに回転するため、ロッド４６が、自身の他端部（ピストン５０との連結部）を中心に揺動しながら移動する（図２の矢印Ｈ１及び矢印Ｈ２参照）。このため、クランク４０の軸線Ｌ３とシリンダ１６の軸線Ｌ２とをオフセットさせることで、仮にクランク４０の軸線Ｌ３とシリンダ１６の軸線Ｌ２とが一致している比較例と比べて、ピストン５０を往動させるときの上記ロッド４６の揺動角度を小さくすることができる。換言すると、比較例と比べて、ロッド４６によってピストン５０を上死点から下死点へ移動させるときに、ロッド４６をシリンダ１６の軸線Ｌ２に沿うように移動させることができる。これにより、ロッド４６によってピストン５０を上死点から下死点へ移動させるときに、ピストン５０をロッド４６によって効率良く押し出すことができる。

また、電動エアポンプ１０では、ウォームホイール４２の軸方向（上下方向）から見て、クランク４０の軸線Ｌ３が、シリンダ１６の軸線Ｌ２とモータ３０の軸線Ｌ１との間に配置されている。このため、クランク４０の軸線Ｌ３を、シリンダ１６の軸線Ｌ２に対してモータ３０の軸線Ｌ１とは反対側（第２方向他方側）に配置した場合と比べて、モータ３０の径方向における電動エアポンプ１０の体格を一層小型化することができる。

また、電動エアポンプ１０では、ウォームホイール４２の上側に、ロッド４６の一端側が配置されており、ウォームホイール４２の軸方向他方側に回路基板８２が配置されている。このため、ウォームホイール４２の軸方向にクランク４０と回路基板８２とを並べて配置することができる。これにより、ウォームホイール４２の軸方向における電動エアポンプ１０の体格を小型化することができる。

さらに、電動エアポンプ１０の一部を構成するモータ３０は、マグネット３０Ｃと対応する部位に磁性体が巻き付けられたヨークハウジング３０Ｄを備えている。このため、ヨークハウジング３０Ｄにおいて磁界に寄与しにくい部分（一例としてブラシホルダが収容されている部分）の厚みを薄くすることができる。これにより、モータ３０も小型化が図れると共に、当該モータ３０を含んで構成された電動エアポンプ１０の小型化を図ることができる。

また、電動エアポンプ１０では、ロッド４６の長手方向中間部が、ウォームホイール４２の径方向外側の位置において下側（すなわち、回路収容部１８Ｂ側）に略クランク状に屈曲されている。これに加えて、ロッド４６においてウォームホイール４２と対向する部分（ウォームホイール４２の回転軸方向に対向する部分）が、当該ウォームホイール４２の回転径方向外側から見てウォームホイール４２の回転径方向へ直線状でかつウォームホイール４２の面に対して平行に延在されている。これにより、ロッド４６が配置されるクランク収容部１８Ａの上下方向への省スペース化を図ることができる。その結果、電動エアポンプ１０の上下方向への小型化を図ることができる。

さらに、電動エアポンプ１０では、ピストン５０が、クランク収容部１８Ａから回路収容部１８Ｂにかけて上下方向に跨るように配置されている。当該構成とすることにより、電動エアポンプ１０の上下方向への小型化を図ることができる。

なお、本実施の形態では、シリンダ１６の軸線Ｌ２とモータ３０の軸線Ｌ１とが平行に設定されているが、上下方向から見て、シリンダ１６の軸線Ｌ２をモータ３０の軸線Ｌ１に対して多少傾けて配置してもよい。すなわち、本発明における「モータの軸方向に沿って延在されたシリンダ」とは、モータの軸方向に対して傾いた方向にシリンダが延在された場合も含んでいる。そして、この場合においても、モータ３０の径方向（軸方向に対して直交する方向）に沿ってシリンダ１６が延在される構成と比べて、モータ３０の径方向における電動エアポンプ１０の体格を小型化することができる。

また、本実施の形態では、モータ収容部１４とシリンダ１６とが隣接するように設定されているが、上下方向から見て、モータ収容部１４とシリンダ１６との長手方向の間にクランク４０を配置してもよい。この場合において、モータ３０の径方向（軸方向に対して直交する方向）に沿ってシリンダ１６が延在される構成に比べて、モータの径方向における電動エアポンプ１０の体格を小型化することができる。

また、本実施の形態では、モータ３０の回転軸３０Ｂが回転方向一方側へ回転されることで、ピストン５０が上死点と下死点との間を往復移動する構成になっている。これに代えて、駆動回路８０によってモータ３０の回転軸３０Ｂを正逆回転させて、ピストン５０を上死点と下死点との間で往復移動させてもよい。

また、本実施の形態では、ピストン５０の第１方向一方側に設けられたネジ５６の頭部によってストッパ軸６６Ｂを押すことで、チェックバルブ６０が開弁される構成になっている。これに代えて、ピストン５０が往動しシリンダ１６の内部（シリンダ１６とピストン５０とで形成される空間）の圧力が一定以上になったときに開弁するようなチェックバルブ６０の構成にしてもよい。この場合では、シリンダ１６の内部の圧力が一定以上になったときにチェックバルブ６０が開弁するように、ストッパスプリング６８の付勢力が設定される。

また、シリンダ１６内部の圧力が一定以上になったときに開弁するチェックバルブ６０の構成では、接続部６２Ｂ（排気孔６４Ｂ）がシリンダ１６の軸線Ｌ２と同軸である必要はない。例えば、接続部６２Ｂ（排気孔６４Ｂ）がシリンダ１６の径方向外側（シリンダ１６の軸線Ｌ２に対して直交する方向）であってもよい。

また、本実施の形態では、図４に示されるように、回路基板８２（回路収容部１８Ｂ）がシリンダ１６と上下方向（ウォームホイール４２の軸方向）にオーバーラップするように配置された構成となっている。これに代えて、回路基板８２がシリンダ１６と上下方向にオーバーラップしないように配置してもよい。この場合では、回路基板８２がシリンダ１６と上下方向にオーバーラップする構成に比べて、上下方向のおける電動エアポンプ１０の体格を小型化することができる。

１０…電動エアポンプ、１４…モータ収容部、１６…シリンダ、３０…モータ、３０Ｂ…回転軸、４０…クランク、４２…ウォームホイール、４６…ロッド、５０…ピストン、６０…チェックバルブ（バルブ）、８０…駆動回路、８２…回路基板、Ｌ１…モータの軸線、Ｌ２…シリンダの軸線、Ｌ３…クランクの軸線

Claims (8)

1. 回転軸にウォームが設けられたモータと、
   前記ウォームに噛合されたウォームホイール及び一端部が前記ウォームホイールに回転可能に連結されたロッドを含んで構成されたクランクと、
   前記モータの軸方向に沿って延在されたシリンダの内部に収容され、前記ロッドの他端部に連結され且つ前記クランクの作動によって前記シリンダの延在方向に往復移動すると共に、前記シリンダの一端側へ移動することで前記シリンダの一端部に設けられたバルブから前記シリンダの内部の空気を噴射させるピストンと、
   を備え、
   前記ウォームホイールの軸方向一方側に、前記ロッドが配置されており、
   前記ウォームホイールの軸方向他方側に、前記モータを駆動させる駆動回路を構成する回路基板が配置されている電動エアポンプ。
2. 回転軸にウォームが設けられたモータと、
   前記ウォームに噛合されたウォームホイールと、
   前記ウォームホイールの回転によって前記モータの軸方向に沿って往復移動するロッドと、
   排気口を有し、前記モータの軸方向に沿って延在されたシリンダと、
   前記モータを駆動させる駆動回路を構成する回路基板と、
   前記シリンダの内部に収容され、前記ロッドの移動に伴い前記シリンダに沿って移動されることで、前記シリンダ内の空気を前記排気口から排気するピストンと、
   前記モータを収容するモータ収容部と、前記シリンダと、を有し、前記ウォームホイール及び前記回路基板が収容されるハウジングと、
   を備え、
   前記ハウジングの内部において前記ロッドが配置される前記ウォームホイールの軸方向一方側と、前記ハウジングの内部において前記回路基板が配置される前記ウォームホイールの軸方向他方側と、が区画壁によって区画されている電動エアポンプ。
3. 前記シリンダが、前記モータを収容するモータ収容部に対して前記モータの径方向外側に隣接して配置されている請求項１又は請求項２に記載の電動エアポンプ。
4. 前記ウォームホイールの軸方向から見て、前記ウォームホイールの回転中心を通過して前記ピストンの移動方向に沿って延びる線と前記シリンダの軸線とが前記モータの径方向にオフセットしている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電動エアポンプ。
5. 前記ウォームホイールの軸方向から見て、前記ウォームホイールの回転中心を通過して前記ピストンの移動方向に沿って延びる線が、前記シリンダの軸線と前記モータの軸線との間に配置されている請求項４に記載の電動エアポンプ。
6. 前記ロッドにおいて前記ウォームホイールと該ウォームホイールの回転軸方向に対向する部分が、該ウォームホイールの回転径方向外側から見て該ウォームホイールの回転径方向へ直線状に延在されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電動エアポンプ。
7. 前記クランクが配置されるスペースと前記モータを駆動させる駆動回路を構成する回路基板が配置されるスペースとが、前記ウォームホイールの回転軸方向に隣り合って配置されており、
   前記クランクが配置されるスペース及び前記回路基板が配置されるスペースが、前記ピストンと該ピストンの移動方向へ重なるように配置されている請求項１又は請求項１を引用する請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の電動エアポンプ。
8. 前記区画壁には、前記ウォームホイールを支持する軸部が軸方向一方側に突出して設けられている請求項２又は請求項２を引用する請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の電動エアポンプ。