JPH0914190A - 真空ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空ポンプのロータの破損を防止する。 【解決手段】ロータ（７）は、連結器と協働する弾性的
な駆動要素（１３）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連結器を介して動
力車の内燃機関により駆動可能なロータを有し、該ロー
タを介して羽根をケーシング内で回転させるようにした
真空ポンプ、特に動力車の制動力増幅装置用の真空ポン
プに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ここで述べる種類の真空ポンプは、連結
器を介して内燃機関により駆動されるロータを有してい
る。ロータは、連結器とは逆の側の端部において、ケー
シング内で回転可能な羽根と係合する。駆動によって生
じる回転振動が連結器を介してロータに伝えられるの
で、ロータは高い機械的荷重にさらされる。しかも、駆
動軸と連結器との結合部、及び連結器とロータとの結合
部に必要な遊隙は、駆動軸の回転角加速度をさらに増幅
させる。このためロータが破損したり、或いは高強度の
材料の使用を余儀なくされるが、その加工は面倒であ
り、コストを要するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
欠点を有しないこの種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】本発明は、上記課題を解
決するため、ロータが、連結器と協働する弾性的な駆動
要素を有していることを特徴とするものである。

【０００５】真空ポンプのロータが、連結器と協働する
弾性的な駆動要素を有しているので、連結器の係合の際
に生じるトルクピーク及び回転振動も効果的に減少し、
よってロータの破損は確実に回避される。

【０００６】ロータが長尺の駆動要素を有し、この駆動
要素が連結器の係合領域から羽根まで達しているよう
な、真空ポンプの実施例が有利である。従って、連結器
のトルクは羽根まで伝達される。この場合、回転振動に
よっても生じる荷重ピークは効果的に減少する。

【０００７】さらに、駆動要素が一体に形成されている
ような、真空ポンプの実施例が有利である。なぜなら、
この実施例では製造コストが安く、構成が簡潔なために
機能障害が最小に抑えられるからである。

【０００８】また、駆動要素が、長手方向に可変な幅を
有している連結部分を有しているような、真空ポンプの
実施例が有利である。この構成により、駆動要素の弾性
特性を種々の真空ポンプの作動条件に適合させることが
可能である。

【０００９】本発明による真空ポンプの特に有利な実施
例では、ロータは、互いに平行に間隔を持って配置され
ている二つの羽根領域を備えた羽根部分を有する駆動要
素を有している。その結果、真空ポンプの羽根をこれら
の羽根領域の間に配置することができる。このようにし
て、駆動要素に作用するトルクが確実に羽根に伝動する
よう保障されている。

【００１０】最後に、ロータが同一に構成される二つの
本体半部分を有し、これらの本体半部分の分離領域に駆
動要素が配置されているような、真空ポンプの実施例が
有利である。駆動力は直接本体半部分によって受容さ
れ、ロータに導入される。その結果、非常に安定な構成
が得られる。ロータは、駆動要素をロータの内部で確実
に支持する。この場合ロータの製造は非常に簡単であ
り、よって低コストで実現可能である。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて
説明する。図１に図示した真空ポンプ１は、フランジ３
と、該フランジ３に固定されているケーシング５とを有
している。真空ポンプ１内にはロータ７が設けられてお
り、ロータ７は複数の部分から形成され、本実施例では
二つの本体半部分９と１１を有している。ロータ７の外
面は筒状に形成されている。本体半部分９と１１は同一
の構成である。本体半部分９と１１は、ロータ７の対称
面が位置している分割領域に駆動要素１３を有してい
る。

【００１２】ロータ７の第１の部分１５はフランジ３の
内側にあり、そこで適当な態様で支持されている。ロー
タ７の第２の部分１７はより大きな外径を有し、ケーシ
ング５の内部に配置されている。その内径は、第２の部
分１７の内径よりも大きい。

【００１３】第２の部分１７は、本体半部分９と１１の
分割面の領域に配置される連続したスリット１９を備え
ている。スリット１９は羽根２１を収容し、羽根２１の
長さは第２の部分１７の直径よりも長い。羽根２１は、
スリット１９の内部において径方向に延長可能である。
羽根２１はロータ７（その中心はケーシング５の中心の
外側に配置されている）によって次のように案内され、
即ちほぼ楕円形に形成されるケーシング５の内部空間が
二つの部分に分割されるように案内される。これら二つ
の部分は真空を発生させるために用いる。ここで述べる
種類の真空ポンプは知られているので、その機能及び構
成に関しこれ以上詳細に言及しない。

【００１４】駆動要素１３は、フランジ３の領域に配置
される連結部分２３を有している。連結部分２３は平面
Ｋ内に配置され、この平面Ｋ内をロータ７の回転軸線２
５も延びている。

【００１５】連結部分２３は、ロータ７の連結側の端面
２７から突出している。本体半部分９と１１は、端面２
７の近くにスリット状凹部２９が形成されるように構成
されている。スリット状凹部２９はロータ７の径方向
に、本実施例では平面Ｋまたは本体半部分９と１１の分
割面の方向に延びている。スリット状凹部２９の、端面
２７から測った深さは、変えることができる。これによ
り、締付け固定されていない自由な連結部分２３の長さ
も変わる。このようにして、駆動要素１３の弾性特性を
種々のタイプの真空ポンプ１に適合させることができ
る。これに関し、以下で詳細に説明する。

【００１６】駆動要素１３は羽根部分３１を有してい
る。羽根部分３１は二つの羽根領域３３と３５を有して
いる。羽根領域３３，３５は、互いに平行に且つ間隔を
持って配置される平面Ｆ１とＦ２内に延びている。平面
Ｆ１とＦ２は、連結部分２３の平面Ｋに平行に延びてい
る。平面Ｋが平面Ｆ１とＦ２の対称面または中心面を形
成するのが有利である。

【００１７】図１からわかるように、駆動要素１３は一
体に形成されており、ロータ７の全長にわたって延びて
いる。特に図１から明瞭なことは、羽根領域３３と３５
が、少なくも部分的に、スリット１９の少なくとも一つ
の側面を形成していることである。本実施例では、羽根
領域３３と３５はスリット１９の互いに対向する側面に
配置されている。羽根領域３３と３５が羽根２１の側面
に当接しているので、連結部分２３に作用するトルクは
直接羽根２１に伝えられる。

【００１８】真空ポンプ１と協働する連結器は連結部分
２３の自由部分に係合して、ロータ７を回転させる。こ
れによりはね２１もケーシング５の内部で回転し、公知
の態様で負圧が発生する。

【００１９】以下では、ロータ７の構成を図２の縦断面
図を用いてより詳細に説明する。同一の部材には同一の
符号を付したので、この限りでは図１の説明を参照され
たい。

【００２０】即ち、ロータ７の同一構成の二つの本体半
部分９と１１の間に駆動要素１３が配置され、その駆動
部分２３はロータ７の端面２７を越えて突出して、スリ
ット状凹部２９の中に配置されている。駆動要素１３が
弾性的にたわみ可能な材料からなっているので、連結部
分２３に導入されるトルクは連結部分２３の自由領域に
ねじれを生じさせる。駆動要素１３が本体半部分９と１
１の間で締付け固定され、本体半部分９と１１が例えば
駆動要素１３を貫通するねじ３７によって互いに結合さ
れているので、連結部分２３に導入されるトルクはロー
タ７に伝えられる。

【００２１】さらに図２からわかるように、駆動要素１
３は一体に形成され、ロータ７の全長にわたって延び、
特にスリットの端面にも配置されている。このため羽根
部分３１は二つの羽根領域３３と３５に二分割されてい
る。

【００２２】ロータ７またはその本体半部分９はプラス
チック、金属、または焼結材料から成ることができる。
重要なことは、ここには図示していない連結器からロー
タ７に作用する駆動力が駆動要素１３またはその連結部
分２３によって受容され、羽根部分３１の羽根領域３３
と３５が当接している羽根２１に伝えられることであ
る。ロータ７の本体半部分９と１１は駆動要素１３の支
持に用いられるが、一方駆動要素１３は駆動力の大部分
を捕獲し、その結果ロータ７に対する強度条件を著しく
緩和させることができる。さらに本体半部分９と１１
は、ポンプ内部の密封機能の用を成す。この密封機能に
より、本体半部分にたいして特別な強度条件を課さない
ようなポンプ機能が達成可能になる。したがって、安価
な部品（材料の選択、製造方法）を使用することができ
る。

【００２３】駆動要素１３の構成は、連結部分２３と羽
根部分３１を図示した図３の平面図から明らかである。
連結部分２３はほぼ長方形に形成されている。破線は、
互いにほぼ平行に延びている縦ダクト３９と４１が、連
結部分２３の長手方向に見て、互いに可変な間隔を有す
ることができるということ、即ち連結部分２３の幅は異
なっていてもよいことを示している。同様に破線で示す
ように、連結部分２３は中央に凹状に形成させた縦エッ
ジ領域４３と４５を有することができ、その結果連結部
分２３の強度はその長手方向において異なっていてもよ
い。

【００２４】連結部分２３をこのように構成することに
より、連結部分２３の弾性を真空ポンプ１の所望の作動
態様に同調させることができる。従って、ポンプの作動
時に圧力脈動を発生させるトルクピーク及び回転振動
を、駆動要素１３の弾性を目的に適うように制御するこ
とにより特に好適に抑えることができる。

【００２５】さらに、駆動要素１３のばね弾性特性は、
連結部分２３の幅を可変にすることによってばかりでな
く、スリット状凹部２９の深さによっても可変にするこ
とができる。連結部分２３の自由領域が長ければ長いほ
ど、駆動要素１３のこの領域はたわみやすい。

【００２６】駆動要素１３のばね弾性を制御するため、
連結部分２３を、少なくとも、端面２７を越えて突出し
及び（または）スリット状凹部２９内に配置されている
突出自由領域において、波形状に形成してもよい。ま
た、連結部分２３に、中心軸線４７にたいして横に、ま
たはこれに沿って延びる部分を設けて、駆動モーメント
または回転振動をより柔軟に捕獲するようにしてもよ
い。

【００２７】図３からわかるように、羽根部分３１は対
称に形成された二つの羽根領域３３と３５を有してい
る。羽根領域３３と３５は、ロータ７の回転軸線２５と
一致する中心軸線４７に関して対称に配置されている。
両羽根領域３３と３５は、長尺のスリット４９によって
互いに分離されている。スリット４９は、羽根領域３
３，３５の全長にわたって延びており、連結部分２３の
なかへいくぶん突出している。これにより、破線の湾曲
線５１と５３によって示すように、羽根領域３３と３５
を連結部分２３の平面Ｋから回動させることができる。
例えば羽根領域３３は連結部分２３にたいして下方へ曲
げられて、一方羽根領域３５は連結部分２３にたいして
上方へ曲げられる。この場合両羽根領域３３と３５は間
隔を持って平行に延在し、連結部分２３の平面Ｋがその
中心を延びる平面Ｆ１とＦ２内に配置される。駆動要素
１３は弾性材料から製造されており、有利には金属から
製造されている。駆動要素１３は押し抜き過程により簡
単に製造できるので、製造コストは最小である。

【００２８】ロータ７の第２の部分１７のより大きな外
径に対応して、羽根部分３１の全幅は連結部分２３の幅
よりも大きい。駆動要素１３の個々の領域の長さと幅
は、ロータ７のサイズに適合される。

【００２９】駆動要素１３がトルクを連結器から羽根２
１へ伝達させることができるので、本体半部分９と１１
を実質的に補助体と呼んでもよい。即ちロータ７を真空
ポンプ１のフランジ３で支持すると共に、他方で、羽根
２１をケーシング５内で保持し且つ回転させる用を成す
補助体と呼ぶこともできる。この場合スリット１９の側
面が羽根２１の側壁に当接して半径方向の密封が保証さ
れ、且つケーシング５の内部に形成される二つのチャン
バーが互いに分離されていなければならない。

【００３０】駆動要素１３が連結器と係合し且つ羽根２
１に接していることにより、トルクを確実に伝達させる
ことができる。さらに図３の平面図からわかるように、
湾曲線５１と５３を備えた領域は弾性要素として用いら
れ、駆動力ばかりでなく押圧力も弾性によりたわんで捕
獲する。即ち、駆動要素１３の弾性特性を真空ポンプ１
の特定の作動条件に適合させるために、湾曲線５１と５
３を備えた領域の幅を変えることができる。

【００３１】駆動要素１３は、有利には焼結方法で製造
される連結器（図示せず）の長穴に係合している。連結
器を製造する際の工具の十分な強度のためには、長穴は
少なくとも約６ｍｍの幅を有していなければならない。
駆動要素１３は薄板部材から有利に押しぬかれるので、
連結器の長穴に係合する連結部分２３の厚さは６ｍｍよ
りも薄い。

【００３２】連結器と連結部分２３との間でのトルクの
伝達を確実にするため、図４ないし図７に示すように、
連結部分２３が特殊な構成を持っていてもよい。図４に
よれば、連結部分２３はそのエッジ領域が異なる平面Ｅ
１とＦ２内に配置されているように変形していてもよ
い。両平面Ｅ１とＦ２の間隔は、破線で示した連結器の
長穴５５の幅よりもいくぶん大きいのが有利である。連
結部分２３は、長穴５５への挿入の際いくぶん圧縮さ
れ、その後駆動要素１３の材料の弾性特性により連結器
内で遊隙なしに保持される。

【００３３】図５に図示した連結部分２３の実施例は図
４に図示した実施例に対応しているが、図５の実施例で
は、平面Ｅ１とＥ２内に配置される連結部分２３のエッ
ジ領域５７と５９は直角に折り曲げられており、この場
合折り曲げられた部分６１と６３の長さはほぼ長穴５５
の幅に対応している。この構成によっても、連結部分２
３（その材料の厚さは、連結器の長穴５５の幅よりも著
しく小さい）は連結器内で遊隙なしに保持される。

【００３４】連結部分２３の他の実施例は、図６と図７
に図示されている。この実施例では連結部分はＵ字状に
折り曲げられており、この場合折り曲げ部の屈曲線は、
図３に図示した中心軸線４７にたいして垂直に延びてい
る。連結部分２３のＵ字状に折り曲げられた領域の両ア
ーム部分は、平面Ｅ３とＥ４内にある。平面Ｅ３とＥ４
の間隔は、連結部分２３のＵ字状に折り曲げられた領域
が遊隙なしに、有利にはある程度の予緊張力の元に、連
結器の長穴５５に配置されるように選定されている。

【００３５】図７は、連結部分２３の折り曲げ領域の側
面図である。この場合駆動要素１３は、図２に図示した
位置に対応する位置で図示されている。この図では、駆
動要素１３の羽根領域３３と３５がはっきり見て取れ
る。図７では、連結器６５とその長穴５５を破線で示し
た。

【００３６】連結部２３の構成は、例示したものに限定
されるものではない。連結部２３のエッジ領域に、内側
へ中心軸線４７の方向に折り曲げられる羽根部分を備え
させてもよい。その結果、図４ないし図７を用いて説明
したように、長穴５５の幅に対応する間隔で互いに配置
される面内に存在するような材料領域が得られる。

【００３７】いずれにしても、駆動要素１３が比較的薄
い薄板から製造可能で、それにもかかわらず連結器の長
穴５５で確実に保持されることが保証されている。長穴
５５の幅は、特別な製造方法により、即ち焼結方法によ
り、ある程度の最小量を下回らない。それにもかかわら
ず、どのような場合も駆動要素１３は遊隙なしに連結器
と連結され、その結果前述したような利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による真空ポンプの部分断面側面図であ
る。

【図２】真空ポンプのロータの縦断面図である。

【図３】図１の真空ポンプの駆動要素の平面図である。

【図４】駆動要素の変形実施例である。

【図５】駆動要素の変形実施例である。

【図６】駆動要素の変形実施例である。

【図７】駆動要素の変形実施例である。

【符号の説明】

１ 真空ポンプ ７ ロータ １３ 駆動要素 １９ スリッ
ト ２１ 羽根 ２３ 連結部
分 １９ スリット状凹部 ３１ 羽根部
分 ３３，３５ 羽根領域 ３９，４１
縦ダクト

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連結器を介して動力車の内燃機関により
   駆動可能なロータを有し、該ロータを介して羽根をケー
   シング内で回転させるようにした真空ポンプにおいて、 ロータ（７）が、連結器と協働する弾性的な駆動要素
   （１３）を有していることを特徴とする真空ポンプ。
2. 【請求項２】 駆動要素（１３）が、ロータ（７）の長
   手方向に延びていることを特徴とする、請求項１に記載
   の真空ポンプ。
3. 【請求項３】 駆動要素（１３）が、連結器とロータと
   の係合領域から羽根（２１）まで延びていることを特徴
   とする、請求項１または２に記載の真空ポンプ。
4. 【請求項４】 駆動要素（１３）が、連結器を介して調
   達可能な駆動モーメントを直接羽根（２１）に伝えるこ
   とを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１つに
   記載の真空ポンプ。
5. 【請求項５】 駆動要素（１３）が一体に形成されてい
   ることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１
   つに記載の真空ポンプ。
6. 【請求項６】 駆動要素（１３）が押し抜き部品として
   形成され、有利には金属薄板から成っていることを特徴
   とする、請求項１から５までのいずれか１つに記載の真
   空ポンプ。
7. 【請求項７】 駆動要素（１３）が連結部分（２３）を
   有していることを特徴とする、請求項１から６までのい
   ずれか１つに記載の真空ポンプ。
8. 【請求項８】 連結部分（２３）が、平面図で見て、ほ
   ぼ長方形に形成されていることを特徴とする、請求項１
   から７までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
9. 【請求項９】 連結部分（２３）が、その長手方向にお
   いて幅を可変であることを特徴とする、請求項１から８
   までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
10. 【請求項１０】 連結部分（２３）の縦エッジ（３９，
    ４１）が凹状にへこんでいることを特徴とする、請求項
    １から９までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
11. 【請求項１１】 駆動要素（１３）が羽根部分（３１）
    を有していることを特徴とする、請求項１から１０まで
    のいずれか１つに記載の真空ポンプ。
12. 【請求項１２】 羽根部分（３１）が二つの部分から形
    成されて二つの羽根領域（３３，３５）を有しており、
    これらの羽根領域（３３，３５）が、スリット（４９）
    により互いに分離されていることを特徴とする、請求項
    １から１１までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
13. 【請求項１３】 羽根領域（３３，３５）が、スリット
    （４９）に関して対称に形成されていることを特徴とす
    る、請求項１から１２までのいずれか１つに記載の真空
    ポンプ。
14. 【請求項１４】 羽根領域（３３，３５）が連結部分
    （２３）にたいしてずれており、且つ互いに平行に間隔
    を持って配置されていることを特徴とする、請求項１か
    ら１３までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
15. 【請求項１５】 連結部分（２３）が、羽根領域（３
    ３，３５）の平面（Ｆ１，Ｆ２）に平行に位置する平面
    （Ｋ）内に配置されていることを特徴とする、請求項１
    から１４までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
16. 【請求項１６】 連結部分（２３）の平面（Ｋ）が、羽
    根領域（３３，３５）の平面（Ｆ１，Ｆ２）の間のほぼ
    中央に配置されていることを特徴とする、請求項１から
    １５までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
17. 【請求項１７】 羽根部分（３１）が連結部（２３）よ
    りも幅広であることを特徴とする、請求項１から１６ま
    でのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
18. 【請求項１８】 連結部分（２３）が、駆動要素（１
    ３）の中心軸線（４７）に関して対称に形成されている
    ことを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか１
    つに記載の真空ポンプ。
19. 【請求項１９】 連結部分（２３）の対称軸線の延長線
    が、羽根領域（３３，３５）の間にあるスリット（４
    ９）と一致していることを特徴とする、請求項１から１
    ８までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
20. 【請求項２０】 ロータ（７）が複数の部分から、有利
    には二つの部分から形成されていることを特徴とする、
    請求項１から１９までのいずれか１つに記載の真空ポン
    プ。
21. 【請求項２１】 ロータ（７）が二つの、有利には同一
    に構成される本体半部分（９，１１）を有し、これら本
    体半部分（９，１１）の分離領域に駆動要素（１３）が
    配置されていることを特徴とする、請求項１から２０ま
    でのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
22. 【請求項２２】 ロータ（７）が、駆動要素（１３）の
    連結部分（２３）の領域にスリット状凹部（２９）を有
    していることを特徴とする、請求項１から２１までのい
    ずれか１つに記載の真空ポンプ。
23. 【請求項２３】 ロータ（７）が、駆動要素（１３）の
    羽根部分（３１）の領域に、羽根（２１）を収容するス
    リット（１９）を有していることを特徴とする、請求項
    １から２２までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。
24. 【請求項２４】 スリット（１９）の少なくとも一つの
    側面が、少なくとも部分的に、駆動要素（１３）の羽根
    部分（３１）及び（または）羽根領域（３，３５）によ
    り形成されることを特徴とする、請求項１から２３まで
    のいずれか１つに記載の真空ポンプ。
25. 【請求項２５】 ロータ（７）の本体半部分（９，１
    １）が互いに固定結合され、駆動要素（１３）が両本体
    半部分（９，１１）により固持されることを特徴とす
    る、請求項１から２４までのいずれか１つに記載の真空
    ポンプ。
26. 【請求項２６】 ロータ（７）がプラスチック、金属ま
    たは焼結材料から成っていることを特徴とする、請求項
    １から２５までのいずれか１つに記載の真空ポンプ。