WO2011013856A1

WO2011013856A1 - 圧縮装置

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Publication number: WO2011013856A1
Application number: PCT/JP2010/063340
Authority: WO
Inventors: 拓川上; 孝治高橋
Original assignee: ナブテスコオートモーティブ株式会社
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2010-07-30
Publication date: 2011-02-03
Also published as: JP2011032920A

Abstract

安全弁が不要な簡単な構成で、ポンプ内を密閉するとともに、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇した際には、この内圧を外部に逃がすことができる圧縮装置を提供するために、ロータ、ベーン等の圧縮要素をケーシング内に備えた圧縮装置において、圧縮要素の吐出口から、ケーシングに形成された排気口に至るポンプ内に、ポンプ内の内圧をシールするシール部材６０を備え、シール部材６０に、内圧が所定圧力を超えて上昇した際に内圧を外部に逃がすように弾性変形する可動部分６２を設けた。

Description

圧縮装置

　本発明は、ケーシング内に圧縮要素を備えた圧縮装置に関する。

　一般に、ケーシング内に圧縮要素を備えた圧縮装置（以下、真空ポンプとも言う。）が知られている。この種の真空ポンプでは、圧縮要素を電動モータで駆動することによって真空を得ることができる。真空ポンプは、例えば、自動車のエンジンルームに搭載されて、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ている（例えば、特許文献１参照）。
　この真空ポンプは、その排気口が、例えば、着雪等によって塞がれてしまった場合には、吸気口から吸引されて圧縮された気体の出口がなくなるため、内圧が所定圧力を超えて上昇するおそれがある。そして、この排気口の閉塞状態が持続されると、例えば、吸気側圧力×ポンプ圧縮比に相当する内圧がかかるおそれがある。
　このような、内圧の不当な上昇を防止するために、必要に応じて安全弁が設けられている。内圧が所定圧力を超えた場合には、安全弁が開放されて、圧力が外部に放出され、これにより、内圧が低下するようになっている。

特開２００３−２２２０９０号公報

　しかしながら、内圧の不当な上昇を防止すべく、安全弁を設けることは、その分、構成が複雑になり、また、部品点数が増加し、さらに、組み立て工数も増加するといった問題が発生する。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、部品点数の増加や組み立て工数の増加を伴わない簡単な構成でありながら、内圧の不当な上昇を有効に防止することができる圧縮装置を提供することを目的とする。

本発明は、シール部材を挟んで複数部材を接合したケーシング内に圧縮要素を備えた圧縮装置において、前記シール部材は、内圧が所定圧力を超えて上昇した際に弾性変形して前記内圧を外部に逃がす可動部分を有することを特徴とする。
　この構成によれば、シール部材は、内圧をシールすることができ、しかも、内圧が所定圧力を超えて上昇した際には、可動部分が弾性変形して内圧を外部に逃がすことができる。つまり、シール部材が安全弁としても作用するので、個別の安全弁を設ける必要がなく、部品点数の増加や組み立て工数の増加を伴わない簡単な構成でありながら、内圧が所定圧力を超えることを防止することができる。
　前記シール部材は、環状のシール本体と、前記シール本体の周方向の全周囲に一体に形成されて相手部材に接離可能な前記可動部分とを有してもよい。
　この構成によれば、シール本体の全周囲に一体に可動部分を形成したため、シール部材の組み付けに際し、方向性がなくなり、容易に組み付けできると共に、樹脂の金型で一体形成できるため、製造が容易になる。
　前記シール部材は、環状のシール本体と、前記シール本体の周方向の全周囲に一体に形成されて相手部材に接離可能な前記可動部分とを有してもよい。
　この構成によれば、シール部材は、例えば、通常、２部材のそれぞれの端面が接合される箇所に装着されるＯリングと安全弁との作用を兼用させることができる。
　前記シール部材は、圧縮要素を駆動する電動モータのリード線が貫通する貫通孔を有するものであってもよい。
　この構成によれば、シール部材は、リード線が貫通する近傍を密閉するとともに、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇した際に、内圧を逃がすことができる。すなわち、この構成によれば、部材の全周にわたってではなく、シール部材が配設された部分的な箇所において、シールと安全弁との作用を兼用することができる。
　前記ケーシングを構成する複数部材の接合面に、前記可動部分に対応して、内圧を逃がすための所定幅の溝部を備えてもよい。また、前記溝部は、前記ケーシングに設けた排気口から離れた位置に設けられてもよい。
　上述の構成において、前記可動部分によって開閉される部位に、溝部を有するようにしたため、内圧が所定圧力を超えて上昇した際に、その内圧を溝部を介して確実に外部に排出することができる。
　また、前記ケーシングに装着されて前記圧縮要素を駆動する電動モータのリード線が貫通する貫通孔を有するグロメットを備え、このグロメットは、内圧が所定圧力を超えて上昇した際に弾性変形して前記内圧を外部に逃がす可動部分を有してもよい。

　本発明によれば、シール部材は、内圧をシールするとともに、前記内圧が所定圧力まで上昇した際には、可動部分が弾性変形して内圧を外部に逃がすことができるので、個別に安全弁を設ける必要がなく、部品点数の増加や組み立て工数の増加を伴うことなく、内圧の不当な上昇を防止できる。また、グロメットが可動部分を有した場合でも、個別に安全弁を設ける必要がなく、部品点数の増加や組み立て工数の増加を伴うことなく、内圧の不当な上昇を防止できる。

　図１は第一の実施の形態に係る真空ポンプの側部部分断面図である。
　図２は図１の真空ポンプをその前側から見た図である。
　図３はシール部材の、下半部を断面で示す側面図である。
　図４は（Ａ）は図１中の右側の下部に図示する収納溝、シール部材近傍の拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）を右側から見た図であり、（Ｃ）は（Ａ）を下側から見た図であり、（Ｄ）は（Ａ）のシール部材の動作を説明する図である。
　図５は排気口の閉塞時におけるポンプ内の内圧の変化を示す図表である。
　図６は第二の実施の形態に係る真空ポンプの側部部分断面図である。
　図７は図６の真空ポンプをその前側から見た図である。
　図８は（Ａ）は図６の下側に図示している収納溝、シール部材近傍の拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）を左側から見た図であり、（Ｃ）は（Ａ）を下側から見た図である。
　図９はシール部材の、下半部を断面で示す側面図である。
　図１０は（Ａ）は図６中の前後方向および上下方向の略中央に図示した透孔、シール部材近傍の拡大図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。
　図１１はグロメット単体を説明する図であり、（Ｃ）はリード線の貫通方向に沿った一方向から見た図であり、（Ａ）はリード線の貫通方向に沿った他方向から見た図であり、（Ｂ）は（Ｃ）のＢ−Ｂ線矢視図、（Ｄ）は（Ｃ）のＤ−Ｄ線矢視図、（Ｅ）は（Ｃ）のＥ−Ｅ線矢視図である。
　図１２はグロメットの装着状態を説明する図であり、（Ｂ）はグロメットを外側から見た図、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線矢視図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線矢視図である。

　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。
　（第一の実施の形態）
　図１は、本発明の第一の実施の形態に係る真空ポンプ（圧縮装置）１の側部部分断面図である。図２は、図１の真空ポンプ１をその前側（同図中の右側）から見た図である。ただし、図２は、シリンダ室Ｓの構成を示すべく、ポンプカバー２３，サイドプレート２５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１および図２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。
　図１に示す真空ポンプ１は、回転式のベーン型真空ポンプであり、例えば、自動車等のブレーキ倍力装置（図示略）の負圧源として使用される。この場合、真空ポンプ１は、通常、エンジンルーム内に配置されて、真空タンク（図示略）を介してブレーキ倍力装置に配管接続される。このようにエンジンルームに配設された真空ポンプ１は、後述するように、その排気口２３Ｃが着雪等によって塞がれてしまうおそれがある。本実施の形態では、このような場合にポンプ内の内圧（後述）が不当に上昇することを防止するようにしている。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。
　図１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に配置されたポンプ本体２０と、このポンプ本体２０に取り付けられた真空吸込ニップル３０とを備えており、これら電動モータ１０、ポンプ本体２０、真空吸込ニップル３０が一体に構成された状態で、取付部材４０によって支持されている。
　電動モータ１０は、略円柱形状に形成されたケース１１の一方の端部（前端）の略中心からポンプ本体２０側（前側）に向かって延びる出力軸１２を有している。出力軸１２は、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の外周面１２Ａには、後述するポンプ本体２０のロータ２６の回り止めとなるキー１３が埋め込まれている。
　電動モータ１０は、電源（図示略）のオンにより、出力軸１２が、図２中の矢印Ｒ１方向（時計回り）に回転し、これにより、ロータ２６を、回転中心Ｘ１を中心として同方向（矢印Ｒ１方向）に回転させるようになっている。なお、キー１３を設けず、ロータ２６と出力軸１２とをスプライン嵌合させてロータ２６の空回りを防止することも可能である。
　ポンプ本体２０は、図１に示すように、電動モータ１０の前側に取り付けられた取付ベース２１と、この取付ベース２１の前側に取り付けられたシリンダ本体２２と、このシリンダ本体２２を前側から覆うポンプカバー２３とを備えている。なお、本実施の形態では、電動モータ１０のケース１１、取付ベース２１、シリンダ本体２２、ポンプカバー２３が相俟って、全体として、真空ポンプ１のケーシングを構成している。
　取付ベース２１は、図２に示すように、前側から見た形状が上下方向に長い略矩形に形成されていて、この取付ベース２１が電動モータ１０の前面の略全体を覆っている。図２の例では、取付ベース２１の左右幅は、電動モータ１０のケース１１の直径よりも少し小さいが、ケース１１の直径より大きい構成とすることも勿論可能である。
　図１に示すように、取付ベース２１には、電動モータ１０の出力軸１２が前後方向に貫通する透孔２１Ａが穿設され、また、透孔２１Ａの上方には、上下方向を向いた流路２１Ｂが形成されている。この流路２１Ｂの上端には、上方に向かって開口する開口部２１Ｃが設けられており、一方、流路２１Ｂの下端には、前方に開口する流路２１Ｄが設けられている。真空吸込ニップル３０から供給された空気は、これらの流路２１Ｂ，２１Ｄを介して、後述するシリンダ本体２２内に送られる。取付ベース２１における流路２１Ｂの後方には、図２に示すように、左右方向に貫通するボルト孔２１Ｅが設けてある。取付ベース２１、ひいては真空ポンプ１全体は、このボルト孔２１Ｅを貫通する固定ボルト４９等によって後述する取付部材４０によって支持されている。
　シリンダ本体２２は、前後方向に延びる軸心Ｘ２を基準とした円筒状に形成されている。この軸心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。これにより、軸心Ｘ２を基準に形成されているシリンダ本体２２の内周面２２Ａは、回転中心Ｘ１を中心とする後述のロータ２６の外周面１６Ｂに対して偏心している。シリンダ本体２２の内周面２２Ａには、後端側上部に、上述の取付ベース２１の流路２１Ｄに連通するとともに、シリンダ本体２２の内側に開口する吸入口２２Ｂが設けられ、また、前端側下部に、後述するポンプカバー２３の内側に連通するとともに、シリンダ本体２２の内側に開口する吐出口２２Ｃが設けられている。
　シリンダ本体２２の後端および前端には、サイドプレート２４，２５が配設されている。これらサイドプレート２４，２５は、その直径が、シリンダ本体２２の内周面２２Ａの内径よりも大きく設定されていて、ガスケット２４Ａ，２５Ａを介して、シリンダ本体２２の内側の空間の後端および前端をそれぞれ封鎖している。これにより、シリンダ本体２２の内側は、上述の吸入口２２Ｂおよび吐出口２２Ｃを除いて、密閉されたシリンダ室Ｓが形成されている。
　シリンダ本体２２の内側のシリンダ室Ｓには、ロータ２６が配設されている。ロータ２６は、厚肉円筒形状に形成されていて、その内周面２６Ａには、上述のキー１３が埋め込まれた出力軸１２が嵌合されている。このキー１３或いは上述したスプライン嵌合の構成により、ロータ２６は出力軸１２と一体となって回転する。ロータ２６の前後方向の長さは、上述の２枚にサイドプレート２４，２５の相互に対向する内面間の距離と略等しく設定されている。また、ロータ２６の外周面２６Ｂの外径は、図２に示すように、外周面２６Ｂが、シリンダ本体２２の内周面２２Ａのうちの左斜め下方に位置する部分に接触するように設定されている。これにより、図２に示すように、ロータ２６の外周面２６Ｂと、シリンダ本体２２の内周面２２Ａとの間には、三日月形状の空間が構成される。
　ロータ２６には、三日月形状の空間を区画する複数（本例では４枚）のベーン２７が設けられている。ベーン２７は、板状に形成されていて、その前後方向の長さは、ロータ２６と同様、２枚のサイドプレート２４，２５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２７は、ロータ２６に設けられたガイド溝２６Ｃから出入り自在に配設されている。各ベーン２７は、ロータ２６の回転に伴い、遠心力によってガイド溝２６Ｃに沿って外側へ突出し、その先端をシリンダ本体２２の内周面２２Ａ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２７と、ロータ２６の外周面２６Ｂと、シリンダ本体２２の内周面２２Ａとによって囲繞される４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２６の矢印Ｒ１方向の回転に伴い、同方向に回転し、その容積が、吸入口２２Ｂ近傍で大きく、一方、吐出口２２Ｃで小さくなる。つまり、ロータ２６，ベーン２７の回転により、吸入口２２Ｂから１つの圧縮室Ｐに吸入された空気は、ロータ２６の回転に伴って回転しつつ圧縮されて、吐出口２２Ｃから吐出される。
　ポンプカバー２３は、図１に示すように、シリンダ本体２２の軸心Ｘ２と同心の軸心（以下、ポンプカバー２３の軸心についても軸心Ｘ２という。）を有している。ポンプカバー２３は、前側のサイドプレート２５との間に空間を設けて取り付けられており、この空間が膨張室２３Ａとして機能する。この膨張室２３Ａには、サイレンサ（図示略）が配置されている。ポンプカバー２３には、シリンダ本体２２の吐出口２２Ｃに対応する位置に、これと膨張室２３Ａとを連通させる連通孔２３Ｂが設けてある。また、ポンプカバー２３の前面には排気口２３Ｃが設けてある。排気口２３Ｃは、膨張室２３Ａに流入した空気を機外（真空ポンプ１の外部）に排出するためのものであり、この排気口２３Ｃ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（図示略）が取り付けられている。
　真空吸込ニップル３０は、図１に示すように、取付ベース２１の開口部２１Ｃに嵌合されている。真空吸込ニップル３０の内側には、流路３０Ａが形成されていて、その上端には開口部２０Ｂを有し、下端は、上述の取付ベース２１の流路２１Ｂに連通されている。
　真空吸込ニップル３０の開口部２１Ｃ近傍における外周面には、外部（例えば、真空タンク（図示略））から負圧空気を供給するための管またはチューブを接続可能にするための突部３０Ｃが形成されている。真空吸込ニップル３０は、空気の流れに沿っての上流側に位置する真空タンクから管またはチューブを介して供給されてきた空気を、下流側のシリンダ本体２２の圧縮室Ｐに送るものである。
　図１に示す構成例において、取付部材４０は、真空ポンプ１の下方を、前側から後側に延びるベース部４１と、このベース部４１の後端から電動モータ１０の後面に沿って上方に延びる後支持部４２と、図１，図２に示すように、ベース部４１の左端および右端から上述の取付ベース２１の左側および右側に沿ってそれぞれ上方の延びる左支持部４３と右支持部４４とを有している。
　後支持部４２は、真空ポンプ１の電動モータ１０を支持している。電動モータ１０のケース１１の上部には、前後方向に延びるブラケット４５が固定ピン４６，４６によって固定されている。ブラケット４５の後端は、起立されていて、この起立部４５Ａが後支持部４２の上部にダンパー４７を介して、支持ピン４８によって支持されている。このダンパー４７により、真空ポンプ１の前後方向の振動が吸収されるようになっている。
　一方、左支持部４３および右支持部４４は、真空ポンプ１の取付ベース２１を支持している。左支持部４３および右支持部４４は、それぞれ上部における、取付ベース２１のボルト孔２１Ｅに対応する位置に透孔４３Ａ，４４Ａが穿設されている。これら透孔４３Ａ，４４Ａおよびボルト孔２１Ｅには、一方の透孔４３Ａ側から固定ボルト４９が左右方向に貫通されて、固定ボルト４９の先端にナット５５が締結されている。この際、取付ベース２１と左支持部４３および右支持部４４との間には、ダンパー５１，５１が介装されていて、これにより、真空ポンプ１の左右方向の振動が吸収されるようになっている。
　なお、上述した取付部材４０の構成はあくまで一例であり、例えば、取付部材をベース部４１に直接取り付ける構成とすることも可能である。また、ダンパー４７、５１、５１は必要に応じて設けられるものであり、ダンパーを持たない構成としてもよい。
　上述の構成の真空ポンプ１は、電動モータ１０の電源をオンすることにより、出力軸１２が図２中の矢印Ｒ１方向に回転し、これにより、ロータ２６が同方向に回転し、上流側の真空タンクからの空気が、管またはチューブ、真空吸込ニップル３０、吸入口２２Ｂ等を介して、１つの圧縮室Ｐに吸入される。吸入された空気は、ロータ２６の回転により圧縮室Ｐが縮小されるのに伴って圧縮され、その後、吐出口２２Ｃから吐出されて膨張室２３Ａに導かれ、排気口２３Ｃから外部に排出される。
　本構成においては、上述の真空ポンプ１は、さらに、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇した際に内圧を外部に逃がすことが可能なシール部材６０を備えている。なお、ここで、ポンプ内の内圧とは、シリンダ本体２２の吐出口２２Ｃからポンプカバー２３の排気口２３Ｃまでの間の圧力をいう。言い換えると、圧縮室Ｐで圧縮された後の空気が、外部に排出されるまでの圧力をいう。
　図３は、シール部材６０の、下半部を断面で示す側面図である。
　本構成では、シール部材６０は、図３に示すように、環状に形成されており、図１に示すように、シリンダ本体２２とポンプカバー２３との間に介装されている。
　ここで、図４（Ａ）は、図１中の右側の下部に図示する収納溝２３Ｅ、シール部材６０近傍の拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）を右側から見た図であり、（Ｃ）は（Ａ）を下側から見た図であり、（Ｄ）は（Ａ）のシール部材６０の動作を説明する図である。
　図１，図４（Ａ）に示すように、シール部材６０は、２つの部材の、それぞれの端面の間に配置されている。詳しくは、図４（Ａ）に示すように、シリンダ本体２２の前端面２２Ｄと、ポンプカバー２３の後端面２３Ｄとの間に介装されている。ポンプカバー２３の後端面２３Ｄには、軸心Ｘ２を基準とした環状の収納溝２３Ｅが全周にわたって形成されている。収納溝２３Ｅは、軸心Ｘ２を含む平面（図示略）で切った断面形状が略コ字形状に形成されており、底面２３Ｆと内壁面２３Ｇと外壁面２３Ｈとを有していて、相手部材であるシリンダ本体２２側が開口されている。収納溝２３Ｅは、例えば、径方向寸法がａ１，軸方向寸法がｂ１に形成されている。また、ポンプカバー２３の後端面２３Ｄには、ポンプ内の連通孔２３Ｂ（以下適宜「ポンプ内」という。）と外部とを連通させる連通溝２３Ｉが形成されている。連通溝２３Ｉは、図４（Ｂ）に示すように、径方向に向けて形成されていて、内側端部がポンプ内に向けて開口し、また、外側端部が外部Ｏに向けて開口するとともに、中間部が収納溝２３Ｅに交差している。つまり、中間部は、収納溝２３Ｅの一部となっている。図４（Ａ）に示すように、連通溝２３Ｉは、軸方向寸法ｂ２が、収納溝２３Ｅの軸方向寸法ｂ１よりも小さくｂ２（ｂ２＜ｂ１）に設定されており、また、（Ｂ）に示すように、周方向寸法がｃ２に設定されている。
　なお、図４（Ａ）に示すように、連通溝２３Ｉは、収納溝２３Ｅによって内側部分２３Ｊと外側部分２３Ｋとに分割されている、と考えることもできる。この場合には、連通溝２３Ｉは、その内側部分２３Ｊがポンプ内と収納溝２３Ｅとを連通させ、外側部分２３Ｋが収納溝２３Ｅと外部Ｏとを連通させていて、この結果、連通溝２３Ｉは、収納溝２３Ｅを介してポンプ内と外部Ｏとを連通させているといえる。このような場合には、連通溝２３Ｉは、その内側部分２３Ｊに対して外側部分２３Ｋの配設位置や大きさの設計の自由度が向上する。例えば、内側部分２３Ｊに対して、外側部分２３Ｋを収納溝２３Ｅの周方向に沿って任意の位置に設定することも可能であり、例えば、１８０度異なる位置に設定することも可能である。また、溝形状に代えて、図４（Ａ）に便宜的に二点鎖線で示すように、ポンプカバー２３の後端面２３Ｄにではなく、収納溝２３Ｅと外部Ｏとを連通する連通孔２３Ｌとすることも可能である。さらに、この連通孔２３Ｌの、収納溝２３Ｅの周方向の位置や、数についても任意に設定することができる。
　なお、連通孔２３Ｌの、収納溝２３Ｅへの開口部分は、後述するシール部材６０によって塞がれないように開口するようにする。
　シール部材６０は、例えば、全体が弾性を有する合成樹脂によって、収納溝２３Ｅに略倣った環状に形成されている。シール部材６０の材料としては、望ましい弾性を容易に得られる点で、特に合成ゴムが好ましい。シール部材６０は、軸心Ｘ２を含む平面で切った断面形状が図３，図４（Ａ）に示すように形成されている。すなわち、シール部材６０は、収納溝２３Ｅに配設された装着状態（収納状態）において、図３に示すように、大別して、変形しないあるいはほとんど変形しないシール本体６１と、このシール本体６１と比較して変形しやすい可動部分（リップ部）６２とを有している。シール本体６１は、図４（Ａ）において、収納溝２３Ｅの内壁面２３Ｇおよび底面２３Ｆに接触する部分を含んで構成され、可動部分６２は、このシール本体６１から後方斜め外側（図４（Ａ）では、左斜め下方）に延びるように分岐されている。
　本実形態では、可動部分６２は、シール本体６１の側面６１Ｓに設けられている。装着状態におけるシール部材６０は、そのシール本体６１の軸方向寸法ｂ３が、収納溝２３Ｅの軸方向寸法ｂ１から連通溝２３Ｉの軸方向寸法ｂ２を引いた長さと略同じに設定されており、また、径方向寸法ａ３は、収納溝２３Ｅの径方向寸法ａ１よりも小さくなるように設定されている。このシール本体６１は、装着状態において、収納溝２３Ｅの内壁面２３Ｇおよび底面２３Ｆに対して、適度な弾性力を持って密着され、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇した際に、図４（Ｄ）に示すように、当接部６２Ａをシリンダ本体２２の前端面２２Ｄから離間させて間隙ｄを形成する。ここで、適度な弾性力とは、ポンプ内の圧力が後述する所定圧力を超えて上昇した場合でも、これらの間から空気が漏洩しない程度の弾性力をいう。なお、本実施の形態においては、外部Ｏよりもポンプ内の方が圧力が高くなるので、シール部材６０は、シール本体６１の外周面６１Ｇを収納溝２３Ｅの外壁面２３Ｈに当接させて、内周面６１Ｉと収納溝２３Ｅの内壁面２３Ｇとの間に隙間が形成されるように装着してもよい。
　可動部分６２は、シール部材６０の装着状態において、シール本体６１から分岐されて連通溝２３Ｉを前側から後側に向かって横断してその外周端側の一部をシリンダ本体２２の前端面２２Ｄに当接させている。この当接部６２Ａは、可動部分６２の弾性変形によって当接状態を保持するようになっている。さらに、この当接状態は、ポンプ内の内圧が所定圧力に達するまで、具体的には外部の圧力（大気圧）よりも少し高い所定の閾値に達するまでは維持される。
　ここで、所定圧力とは、各部品に影響を及ぼすであろう圧力以下の圧力であり、一定の安全度を保って設定される。各部品とは、例えばモータシャフトや、ベーン、パッキン類を含むポンプシール材や、ポンプケーシングの締結ねじ等を含む部品であり、モータシャフトへの横荷重過大のときには、ベアリングの破損に至るし、それ以外の部品のときも、各部品の破損に至る。
　ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇した際に、図４（Ｄ）に示すように、当接部６２Ａをシリンダ本体２２の前端面２２Ｄから離間させて間隙ｄを形成する。これにより、連通溝２３Ｉが開通されてポンプ内と外部Ｏとを連通させる。これにより、例えば、排気口２３Ｃが着雪等に起因して閉塞された場合に、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇することを防止している。
　図５は、排気口２３Ｃの閉塞時におけるポンプ内の内圧の変化を示す。ここで、圧力（所定圧力）Ｐは、可動部分６２を弾性変形させる内圧である。仮に、シール部材６０が可動部分６２を持たない場合、排気口２３Ｃの閉塞時に、内圧が、破線で示すように、圧力Ｐ１を越えて、かつ、危険域を越えて圧力Ｐ２に至って、該圧力Ｐ２が略一定に保持される。これに対し、可動部分６２を持つ場合、危険域に至る前の所定圧力Ｐで、可動部分６２が図４（Ｄ）に示すように変位し、その後は、実線で示すように該圧力Ｐを略一定に保持する。
　なお、連通溝２３Ｉの軸方向寸法ｂ２や幅方向寸法ｃ２については、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇し、シール部材６０の可動部分６２がシリンダ本体２２の前端面２２Ｄから離間されて、ポンプ内の圧力がこの連通溝２３Ｉを介して速やかに外部に排出される必要最小限度に設定すれば十分である。
　上述の真空ポンプ１においては、収納溝２３Ｅ、連通溝２３Ｉをポンプカバー２３側の後端面２３Ｄに形成し、収納溝２３Ｅにシール部材６０を配設して、シール部材６０の可動部分６２を相手部材としてのシリンダ本体２２の前端面２２Ｄに当接させるようにした。本実施の形態の変形例として、この構成に代えて、シール部材をシリンダ本体２２側に装着するようにしてもよい。すなわち、シリンダ本体２２側に、上述のポンプカバー２３の収納溝２３Ｅ、連通溝２３Ｉと同様の収納溝、連通溝（図示略）を設け、この収納溝にシール部材を装着し、このシール部材の可動部分を、相手部材としてのポンプカバー２３の後端面２３Ｄに当接させるようにしてもよい。この場合も同様の作用効果を奏することができる。
　また、上述では、本実施の形態に係るシール部材６０を、シリンダ本体２２の前端面２２Ｄとポンプカバー２３の後端面２３Ｄとの間に介装する場合を例に説明したが、本実施の形態は、これに限定されるものではなく、真空ポンプ１における圧縮室Ｐの吐出口２２Ｃよりも下流側で、かつ排気口２３Ｃよりも上流側において、２つの部材がそれぞれの端面を接合させた状態で連結されている場合には、これら２つの部材の端面の間に収納溝、連通溝等を設けてシール部材を取り付けることにより、上述と同様の効果を奏することができる。さらに、上記実施の形態では４枚のベーン２７を有する場合を例示して説明したが、ベーンの数は任意であり、例えば３~６枚とすることができる。
　（第二の実施の形態）
　図６は、本発明の第二の実施の形態に係る真空ポンプ２の側部部分断面図である。また、図７は、図６の真空ポンプ２をその前側（同図中の右側）から見た図である。ただし、図７は、シリンダ室Ｓの構成を示すべく、サイドプレート１２５等の部材を取り外した状態を図示している。なお、図６，図７中の矢印で示す前後上下左右は、真空ポンプ２の前後上下左右を示している。
　本実施の形態では、相互に接合されてケーシングを構成する一方の部品の外周面と他方の部品の内周面との間にシール部材を介装した例を説明する。なお、真空ポンプ２の基本的な構成および作用等は、上述の真空ポンプ１と略同様であるので、異なる部分を主に説明する。本実施の形態では、電動モータ１１０のケース１１１、取付ベース１２１、シリンダ本体１２２が相俟って、真空ポンプ２のケーシングを構成している。
　真空ポンプ２は、電動モータ１１０と、その前側に配置されたポンプ本体１２０と、真空吸込ニップル１３０とを備えている。本実施の形態では、上述の第一の実施の形態と異なり、ポンプ本体１２０の前面には、膨張室を有するポンプカバーは設けられていない。
　また、ポンプ本体１２０は、シリンダ本体１２２によって構成されていて、取付ベース１２１は、電動モータ１１０の一部を構成している。そして、排気口１２１Ａは、取付ベース１２１の下部に設けられていて、いわゆるモータ内排気を実現している。
　電動モータ１１０は、ケース１１１を備えていて、ケース内に収納されたロータ１１３からは、前方に向けて出力軸１１２が突出されている。シリンダ本体１２２における後部の上側には、真空吸込ニップル１３０からの空気を圧縮室Ｐに導く吸入口１２２Ｂが形成され、また、後部の下側には、圧縮室Ｐ内で圧縮された空気を電動モータ１１０内に導くための吐出口１２２Ｃが形成されている。また、取付ベース１２１の下部には、ポンプ内の空気を外部に排出するための排気口１２１Ａが設けられている。さらに、排気口１２１Ａには、ポンプ内が所定の設定圧力よりも上昇したときに排気口１２１Ａを開放するバルブ１２１Ｂが配設されている。
　シリンダ本体１２２には、出力軸１１２の回転中心Ｘ１に対して偏心した軸心Ｘ２を基準としてシリンダ室Ｓが形成されていて、このシリンダ室Ｓは、サイドプレート１２４，１２５によって前端側および後端側が閉鎖されている。シリンダ室Ｓ内には、出力軸１１２と一体回転するロータ１２６と、このロータ１２６に出入り自在に支持されるとともに、ロータ１２６の回転によって先端をシリンダ本体１２２の内周面１２２Ａに摺擦させる４枚のベーン１２７が配設されている。
　上述構成の真空ポンプ２は、電動モータ１１０の出力軸１１２が図７中の矢印Ｒ２方向に回転するのに伴って、ロータ１２６が同方向に回転する。これにより、真空タンク（図示略）から管またはパイプ、真空吸込ニップル１３０、吸入口１２２Ｂを介して圧縮室Ｐに吸い込まれた空気は、ロータ１２６の回転に伴って圧縮室Ｐが縮小されることで圧縮され、その後、吐出口１２２Ｃから吐出され、さらに、排気口１２１Ａから排出される。
　本実施の形態の真空ポンプ２では、圧縮室Ｐによって圧縮された空気は、膨張室として作用する電動モータ１１０のケース１１１内に導かれつつ、電動モータ１１０の一部を構成する取付ベース１２１の排気口１２１Ａから排気される。なお、吐出口１２２Ｃから吐出された空気は、ケース１１１内に導かれて膨張することにより、騒音が低減される。
　図８（Ａ）は、図６の下側に図示している収納溝１４２Ｃ、シール部材１６０近傍の拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）を左側から見た図であり、（Ｃ）は（Ａ）を下側から見た図である。
　電動モータ１１０のケース１１１は、後ケース１４１と前ケース１４２とによって構成されていて、両者は、図８（Ａ）に示すように、後ケース１４１の内周面１４１Ａに、前ケース１４２の外周面１４２Ａが挿入されることで一体に構成されている。
　後ケース１４１は、前端側に、外側に屈曲されたフランジ部１４１Ｂが形成されている。一方、前ケース１４２は、フランジ部１４２Ｂを有していて、後端側を後ケース１４１に挿入するとともに、このフランジ部１４２Ｂを後ケース１４１のフランジ部１４１Ｂに当接させることで、一体に構成されている。
　シール部材１６０は、図９に示すように、環状に形成されており、後ケース１４１の内周面１４１Ａと前ケース１４２の外周面１４２Ａとの間に介装されている。前ケース１４２の外周面に１４２Ａは、軸心Ｘ２を基準とした環状の収納溝１４２Ｃが形成されている。収納溝１４２Ｃは、断面が略コ字形に形成されており、底面１４２Ｄと前壁面１４２Ｅと後壁面１４２Ｆとを有していて、後ケース１４１の内周面１４１Ａに向かって開口されている。また、外周面１４２Ａには、この収納溝１４２Ｃを前後方向に貫通するように連通溝１４２Ｇが形成されている。この連通溝１４２Ｇは、フランジ部１４２Ｂの後面に、径方向に向けて形成された連通溝１４２Ｈと接続されている。すなわち、ポンプ内は、連通溝１４２Ｇ，１４２Ｈを介して、外部に連通されている。
　シール部材１６０は、例えば、全体が弾性を有する合成樹脂によって、収納溝１４２Ｃに略倣った環状に形成されている。シール部材１６０の材料としては、望ましい弾性を容易に得られる点で、特に合成ゴムが好ましい。シール部材１６０は、軸心Ｘ２を含む平面で切った断面形状が図８（Ａ）に示すように形成されている。すなわち、シール部材１６０は、収納溝１４２Ｃに配設された装着状態（収納状態）において、図８（Ａ），図９に示すように、大別して、変形しないあるいはほとんど変形しないシール本体１６１と、このシール本体１６１と比較して変形しやすい可動部分（リップ部）１６２とを有している。シール本体１６１は、図８（Ａ）において、収納溝１４２Ｃの後壁面１４２Ｆおよび底面１４２Ｄに接触する部分を含んで構成され、可動部分１６２は、このシール本体１６１から前側でかつ斜め外側に延びるように分岐されている。本実施の形態では、可動部分１６２は、シール本体１６１の外周面１６１Ｇに設けられており、可動部分１６２は、例えば図５に示す特性と略同様な特性を持って動作する。
　装着状態において、このシール本体１６１は、収納溝１４２Ｃの後壁面１４２Ｆおよび底面１４２Ｄに対して、適度な弾性力を持って密着されている。ここで、適度な弾性力とは、ポンプ内の圧力が後述する所定圧力以下の状態では空気を漏洩させず、所定圧力を超えた場合に変形して空気を漏洩させる程度の弾性力をいう。
　可動部分１６２は、シール部材１６０の装着状態において、シール本体１６１から分岐されて連通溝１４２Ｇを径方向内側から外側に向かって横断してその外周端側の一部を後ケース１４１の内周面１４１Ａに当接させている。この当接部１６２Ａは、可動部分１６２の弾性変形によって当接状態を保持するようになっている。さらに、この当接状態は、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇するまで、具体的には外部の圧力（大気圧）よりも少し高い所定の閾値に達するまでは維持される。本実施の形態では、例えば、着雪によって図６に示す排気口１２１Ａが閉塞されたり、また、凍結によってバルブ１２１Ｂが作動しなくなったりした場合に、ポンプ内の内圧が不当に上昇するおそれがある。そこで、内圧が所定圧力を超えて上昇した際に、当接部１６２Ａを後ケース１４１の内周面１４１Ａから離間させる。これにより、連通溝１４２Ｇ，１４２Ｈを介して、ポンプ内と外部とが連通されて、ポンプ内の内圧が所定圧力以上になるのを防止している。
　図６において、電動モータ１１０は、そのケース１１１、取付ベース１２１、シリンダ本体１２２によって構成される真空ポンプ２のケーシングによって密閉されている。このため、電動モータ１１０に電力を供給するために、リード線をケース１１１の外部からケース１１１を貫通させて内側に導く必要がある。そこで、前ケース１４２の一部に、例えば、図６に示すような略矩形の径方向に沿った係合溝１４２Ｉを形成し、この係合溝１４２Ｉにブロック状のシール部材１７０を圧着状態で係合させ、このシール部材１７０に、リード線Ｌ，Ｌを貫通させるようにしている。
　図１０（Ａ）は、図６中の前後方向および上下方向の略中央に図示した係合溝１４２Ｉ、シール部材１７０近傍の拡大図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視図である。
　図１０（Ａ）に示すように、後ケース１４１と前ケース１４２との接合面（接合部）における前ケース１４２側には、前ケース１４２の内外を貫通するように略矩形の係合溝１４２Ｉが穿設されている。この係合溝１４２Ｉには、後ケース１４１のフランジ部１４１Ｂに対応する部分を除いた三方に係合溝１４２Ｊが形成されている。シール部材１７０は、全体が弾性を有する合成樹脂等によって形成されていて、ブロック状のシール本体１７１と、このシール本体１７１の側面１７１Ａから外側に向かって斜めに延びる可動部分（リップ部）１７２とを有している。可動部分１７２は、略板状に形成されている。また、シール部材１７０は、可動部分１７２のない３つの側面に、係合溝１４２Ｊに係合可能な凸部１７３を有している。シール部材１７０を係合溝１４２Ｉに嵌め込み、さらに凸部１７３を係合溝１４２Ｊに係合させる。これにより、可動部分１７２は、その先端側の当接部１７２Ａを後ケース１４１のフランジ部１４１Ｂに弾性的に当接させる。シール部材１７０には、ポンプ内と外部とを貫通する貫通孔１７０Ａが穿設されていて、この貫通孔１７０Ａにリード線Ｌ，Ｌが挿通されている。このリード線Ｌは、圧縮要素を駆動する電動モータ１１０に電力を供給するためのリード線である。
　シール部材１７０は、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇した際に、可動部分１７２の当接部１７２Ａが後ケース１４１のフランジ部１４１Ｂから離間して、ポンプ内と外部とを連通させて、ポンプ内の内圧を外部に逃がすようにしている。なお、このブロック状のシール部材１７０に対しては、連通溝は不要である。
　この構成によれば、リード線Ｌ，Ｌが貫通するシール部材１７０に、可動部分１７２を設けて、係合溝１４２Ｉの一部を開閉可能にしたので、可動部分１７２のこれとは別な箇所に内圧を逃がすためのシール部材を設ける必要がない。可動部分１７２は、例えば図５に示す特性と略同様な特性を持って動作する。
　次に、図１１，図１２を参照して、通常はポンプ内の内圧をシールするとともに、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇したときにポンプ内の内圧を外部に逃がすためのシール部材として、グロメット１８０を単独で使用する場合を説明する。
　ここで、図１１は、グロメット１８０単体を説明する図であり、（Ｃ）はリード線の貫通方向に沿った一方向から見た図であり、（Ａ）はリード線の貫通方向に沿った他方向から見た図であり、（Ｂ）は（Ｃ）のＢ−Ｂ線矢視図、（Ｄ）は（Ｅ）のＤ−Ｄ線矢視図、（Ｅ）は（Ｃ）のＥ−Ｅ線矢視図である。また、図１２は、グロメット１８０の装着状態を説明する図であり、（Ｂ）はグロメット１８０を外側から見た図、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線矢視図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ線矢視図である。
　なお、グロメット１８０は、例えば、真空ポンプのケースに取り付けられる場合には、（Ｂ）中の左端側が内側、右端側が外側に配置されるので、以下の説明では、これら内側および外側を基準として説明する。
　グロメット１８０は、例えば、全体が弾性を有する合成樹脂によって形成されていて、図１１（Ｅ）に示すように、シール本体１８１と可動部分（リップ部）１８２と脚部１８３とを有している。シール本体１８１は、（Ｃ），（Ｄ）に示すように、外側部１８１Ａ（図１１（Ｅ）の二点鎖線Ｔ１よりも上側の部分）が、略直方体状に形成され、中間部１８１Ｂ（図１１Ｅ）中の二点鎖線Ｔ１，Ｔ２間）が略円柱状に形成され、そして、内側部１８１Ｃ（図１１（Ｅ）中の二点鎖線Ｔ２よりも下側）が外側部１８１Ａよりも小さい略直方体状に形成されている。中間部１８１Ｂの内側端部における周方向に沿っての２箇所には、（Ａ），（Ｅ）に示すように、切欠１８１Ｄが設けてある。これら切欠１８１Ｄは、後述する可動部分１８２の当接部１８２Ａが、装着先１９０から離間されたときに、内側と外側とを連通させるためのものである。シール本体１８１には、内側と外側とを貫通する貫通孔１８１Ｅが２個、穿設されている。これら貫通孔１８１Ｅには、圧縮要素を駆動する電動モータに電力を供給するリード線Ｌ，Ｌが挿通される。
　可動部分１８２は、円柱状に形成された中間部１８１Ｂの円弧状の外側端縁から、内側に向かって広がるように形成されている。可動部分１８２は、（Ｃ）に示すように、外側から見た形状が円弧状に形成されている。可動部分１８２の内側端部近傍における外周面側には、突起状の当接部１８２Ａが形成されている。
　この突起状の当接部１８２Ａは、円弧状に形成されており、さらに、シール本体１８１の外側部１８１Ａの外周面にも連続するように形成されている。つまり、当接部１８２Ａは、全体が連結されて、円形に形成されている。この当接部１８２Ａは、グロメット１８０が装着先１９０（図１２参照）の所定の位置に装着された際に、全周にわたって装着先１９０に当接し、これにより、装着先１９０に内側と外側とを遮断している。つまり、内側の圧力が外側に逃げないようにしている。
　脚部１８３，１８３は、（Ａ）に示すように、シール本体１８１の内側部１８１Ｃの、相互に対向する短辺側から、（Ｂ）に示すように、内側に向かって延びるように形成されている。脚部１８３における、シール本体１８１の内側部１８１Ｃ近傍には、段状の係合部１８３Ａが形成されている。係合部１８３Ａは、グロメット１８０の装着時に装着先１９０に係合してグロメット１８０全体を位置決め固定するものである。
　図１２を参照して、上述構成のグロメット１８０の使用例を説明する。例えば、真空ポンプにおける、圧縮室によって圧縮された空気が吐出されてから、排気口から排出されるまでの間の部分（装着先１９０）に装着することができる。装着先１９０には、その内側と外側とを貫通する透孔１９１が穿設されていて、さらに、透孔１９１には、グロメット１８０の脚部１８３の係合部１８３Ａが係合される係止部１９２が形成されている。
　グロメット１８０の２つの貫通孔１８１Ｅにそれぞれリード線Ｌを挿通し、グロメット１８０を装着先１９０の透孔１９１に外側から嵌め込む。このとき、係止部１９２にグロメット１８０の脚部１８３の係合部１８３Ａを係合させる。これにより、可動部分１８２が弾性変形して、その当接部１８２Ａを全周にわたって透孔１９１に当接させる。これにより、装着先１９０の内部と外部との連通が阻止される。
　装着先１９０の内側の内圧が所定圧力を超えて上昇すると、可動部分１８２の当接部１８２Ａが透孔１９１から離間されて両者間に間隙が形成され、これにより、切欠１８１Ｄを介して、装着先１９０の内側と外側とが連通される。そしてこの連通によって、装着先１９０の内圧が外部Ｏに排出される。
　このグロメット１８０は、例えば、それぞれの端面を接合させている２つの部材の端面の間や、それぞれの内周面と外周面とを接合させている２つの部材の間にシール部材を配設する場合と異なり、１つの部材（装着先１９０）に対して単独で配設することができるので、リード線Ｌの配設位置についての選択の自由度が高い。このように、グロメット１８０に、可動部分１８２を設けることにより、内圧が所定圧力を超えて上昇したときにこの内圧を外部Ｏに排出することができるので、個別に、内圧を排出するための安全弁等を設ける必要がない。なお、グロメット１８０を装着する装着先１９０とは、例えば、図６に示す後ケース１４１や前ケース１４２がこれに該当する。
　上述の、環状に形成されたシール部材６０，１６０については、可動部分６２，１６２は、上述の形状に限定されるものではない。通常は、ポンプ内を密閉し、ポンプ内の内圧が所定圧力を超えて上昇した際に、容易に変形して、速やかに内圧を外部に排出し、排出後は、速やかにポンプ内を密閉できるものであれば、上述の形状以外のものを使用することも可能である。
　なお、図６に示す真空ポンプ２では、２つのシール部材１６０，１７０に対し、それぞれ可動部分１６２，１７２を設けたが、ポンプ内の内圧を逃がすという観点からは、いずれかのシール部材に対し、可動部分を設ければ足りることは明白である。
　また、第一，第二の実施の形態における連通溝２３Ｉ，１２３Ｉの周方向に配設位量については、排気口２３Ｃ、１２１Ａが着雪等によって閉塞されやすい位置に配置されている場合には、これらから遠い位置に配設することが好ましい。ただし、連通溝２３Ｉ，１２３Ｉにおける、外部への開口位置が、上方を向いている場合には、雨等が入りやすいおそれがあるので、開口位置は、周方向に沿っての、軸心Ｘ２よりも下方に位置することが好ましい。
　また、以上の説明では、圧縮装置として、ベーン型の真空ポンプを用いているが、圧縮要素を備えるものであれば、例えば、スクロール型のものを用いてもよい。

Claims

　シール部材を挟んで複数部材を接合したケーシング内に圧縮要素を備えた圧縮装置において、前記シール部材は、内圧が所定圧力を超えて上昇した際に弾性変形して前記内圧を外部に逃がす可動部分を有することを特徴とする圧縮装置。
　前記シール部材は、環状のシール本体と、前記シール本体の周方向の全周囲に一体に形成されて相手部材に接離可能な前記可動部分とを有したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮装置。
　前記シール部材は、圧縮要素を駆動する電動モータのリード線が貫通する貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の圧縮装置。
　前記ケーシングを構成する複数部材の接合面に、前記可動部分に対応して、内圧を逃がすための所定幅の溝部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の圧縮装置。
　前記溝部は、前記ケーシングに設けた排気口から離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮装置。
　ケーシング内に圧縮要素を備えた圧縮装置において、前記ケーシングに装着されて前記圧縮要素を駆動する電動モータのリード線が貫通する貫通孔を有するグロメットを備え、このグロメットは、内圧が所定圧力を超えて上昇した際に弾性変形して前記内圧を外部に逃がす可動部分を有することを特徴とする圧縮装置。