ポンプ装置
【課題】ポンプ装置において、装置の小型化及び低コスト化を可能とする。
【解決手段】中空形状をなすハウジング１１内に、電気モータ１３と、この電気モータ１３により負圧流体を生成可能な圧力流体生成機構１２と、この圧力流体生成機構１２により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ１７を設け、このチャンバ１７内に電気モータ１３の本体部を配置する。
【解決手段】中空形状をなすハウジング１１内に、電気モータ１３と、この電気モータ１３により負圧流体を生成可能な圧力流体生成機構１２と、この圧力流体生成機構１２により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ１７を設け、このチャンバ１７内に電気モータ１３の本体部を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を吸引して負圧を生成したり、流体を圧縮して高圧を生成するポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ装置として用いられるスラストピストンポンプ装置としては、例えば、下記特許文献１、２に開示されたものがある。特許文献１に記載されたスラストピストンポンプ装置は、ホルダに対して、その内部に設けられたシリンダ部材の相対的な回転運動を、カム部材を介してピストンの往復運動に変換させ、このピストンの往復運動により吸入した流体を圧縮し、圧力流体として蓄圧するものである。
【０００３】
また、特許文献２に開示された往復ピストン式気体圧縮機では、電動機により駆動軸を駆動し、一体のクランク軸をもってシリンダに挿入したピストンを往復運動させ、気体を電動機ケースの導気孔から吸引し、電動機を経てクランクケース内へ導き、シリンダにおけるピストンの前側へ吸引して加圧し、シリンダの先端より送り出すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２３５１２号公報
【特許文献２】特開２００７−０５１６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的なポンプ装置の構成要素としては、電動機（モータ）とポンプ機構と蓄圧タンクが必要である。上述した従来のポンプ装置（特許文献１，２）にあっては、この電動機とポンプと蓄圧タンクが別々に設けられていることから、装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、装置の小型化及び低コスト化を可能とするポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のポンプ装置は、中空形状をなすハウジング内に、電動機と、該電動機により負圧流体または高圧流体を生成可能な圧力流体生成機構と、該圧力流体生成機構により生成される負圧流体または高圧流体を蓄圧可能なチャンバが設けられ、前記チャンバ内に前記電動機の本体部が設けられる、ことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のポンプ装置では、前記ハウジングは、モータハウジングとポンプハウジングとが一体に固定されて構成され、前記モータハウジング内に前記電動機の本体部と前記チャンバが設けられることを特徴としている。
【０００９】
本発明のポンプ装置では、前記圧力流体生成機構は、前記電動機の内側に配置されることを特徴としている。
【００１０】
本発明のポンプ装置では、前記圧力流体生成機構は、吸入部から吸入した流体を圧縮して排出部から排出可能であり、前記チャンバは、一端部に吸入口が設けられて他端部が前記圧力流体生成機構の吸入部に連通されることで、負圧流体を蓄圧可能であることを特徴としている。
【００１１】
本発明のポンプ装置では、前記圧力流体生成機構は、円筒形状をなして前記ハウジングに固定されるシリンダ部材と、該シリンダ部材の内部にシリンダ軸方向にて往復動自在に設けられて各軸端部と前記シリンダ部材との間に第１ポンプ室及び第２ポンプ室を区画する往復動ピストンと、前記シリンダ部材の外側に相対回転自在に設けられて前記電動機により回転可能なホルダと、前記ホルダの回転運動を前記往復動ピストンの往復運動に変換する運動変換機構と、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室に流体を吸入可能な吸入通路と、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室から流体を排出可能な排出通路とを有することを特徴としている。
【００１２】
本発明のポンプ装置では、前記ハウジングは、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室から流体を排出する第１排出口及び第２排出口が前記電動機の回転軸中心における各軸端部側に配置され、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室に流体を吸入可能な吸入口が前記第１排出口及び前記第２排出口より前記電動機の径方向の外側に配置されることを特徴としている。
【００１３】
本発明のポンプ装置では、前記第１ポンプ室と前記第２ポンプ室のいずれか一方から前記往復動ピストンを貫通して前記運動変換機構に潤滑材を供給可能な潤滑材供給路が設けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のポンプ装置によれば、中空形状をなすハウジング内に電動機と圧力流体生成機構とチャンバを設け、チャンバ内に電動機の本体部を設けている。従って、装置の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るポンプ装置を表す断面図である。
【図２】図２は、実施例１のポンプ装置におけるカム軌跡を表す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施例２に係るポンプ装置を表す概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施例３に係るポンプ装置を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係るポンプ装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に係るポンプ装置を表す断面図、図２は、実施例１のポンプ装置におけるカム軌跡を表す概略図である。
【００１８】
実施例１のポンプ装置は、電気モータ（電動機）により駆動可能な電動式のスラストピストンポンプ装置である。そして、このポンプ装置は、後述するが、ハウジング内に、電気モータと、この電気モータにより負圧流体（負圧エア）を生成可能な圧力流体生成機構と、圧力流体生成機構により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバが設けられ、このチャンバ内に電気モータの本体部が設けられている。
【００１９】
即ち、実施例１のポンプ装置にて、図１に示すように、中空形状をなすハウジング１１内には、その中心部に圧力流体生成機構１２が配置され、この圧力流体生成機構１２の外周側に電気モータ１３が配置されている。このハウジング１１は、圧力流体生成機構１２の外側であって、電気モータ１３の回転軸中心における軸方向の一方側に、圧力流体生成機構１２へ流体を吸入可能な吸入口１４が形成される一方、圧力流体生成機構１２の軸中心における軸方向の両方側に、圧力流体生成機構１２から流体を排出する第１排出口１５及び第２排出口１６が形成されている。そして、ハウジング１１内にて、吸入口１４から圧力流体生成機構１２までの空間が、この圧力流体生成機構１２により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ１７として機能し、このチャンバ１７内に電気モータ１３の本体部が位置している。
【００２０】
ハウジング１１は、有底の円筒形状をなすモータハウジング２１と、このモータハウジング２１の開口端側に嵌合するように一体に固定される円板形状をなすポンプハウジング２２とにより構成されている。そして、モータハウジング２１における底部の外周側に吸入管２３が固定されることで、吸入口１４が形成されている。また、モータハウジング２１における底部の中心部と、ポンプハウジング２２における中心部に排出管２４，２５が固定されることで、第１排出口１５と第２排出口１６が形成されている。この場合、モータハウジング２１内に電気モータ１３の本体部とチャンバ１７が設けられている。
【００２１】
圧力流体生成機構１２は、円筒形状をなすシリンダ部材２６と、このシリンダ部材２６内に組付けられて円柱形状をなす往復動ピストン２７と、シリンダ部材２６の外側に組付けられて円筒形状をなすホルダ２８と、シリンダ部材２６及び往復動ピストン２７に対するホルダ２８の相対的な回転運動を往復動ピストン２７の往復運動に変換する運動変換機構２９とを有している。
【００２２】
シリンダ部材２６は、内部に軸心方向に沿うシリンダ孔２６ａが形成されると共に、軸心方向に直交する方向に沿う２つの貫通孔２６ｂが形成されている。そして、シリンダ部材２６は、一端部が排出管２４のフランジ部２４ａに嵌合するように固定され、他端部がポンプハウジング２２の突出部２２ａに嵌合すると共に、排出管２５のフランジ部２５ａに嵌合するように固定されている。即ち、シリンダ部材２６は、各排出管２４，２５を介して、且つ、直接、ハウジング１１の軸中心位置に固定されている。
【００２３】
往復動ピストン２７は、シリンダ孔２６ａにシリンダ軸方向に沿って移動自在に嵌合されており、軸方向の一方側に第１ピストン部３１が設けられる一方、軸方向の他方側に第２ピストン部３２が設けられている。そして、第１ピストン部３１は、外周部にシリンダ孔２６ａとの間でシール機能を有する環状のシール部材３３が装着され、第２ピストン部３２は、外周部にシリンダ孔２６ａとの間でシール機能を有する環状のシール部材３４が装着されている。
【００２４】
排出管２４の端部には、往復動ピストン２７の第１ピストン部３１に対向して仕切板３５が固定されることで、シリンダ部材２６と第１ピストン部３１と仕切板３５により第１ポンプ室Ｐ１が区画される。また、排出管２５の端部には、往復動ピストン２７の第２ピストン部３２に対向して仕切板３６が固定されることで、シリンダ部材２６と第２ピストン部３２と仕切板３６により第２ポンプ室Ｐ２が区画される。
【００２５】
また、排気管２４のフランジ部２４ａには、チャンバ１７と第１ポンプ室Ｐ１とを連通する連通孔（吸入部）２４ｂが形成されている。一方、シリンダ部材２６における他端部には、連通孔２６ｃが複数形成されると共に、排気管２５のフランジ部２５ａには、チャンバ１７（連通孔２６ｃ）と第２ポンプ室Ｐ２とを連通する連通孔（吸入部）２５ｂが形成されている。
【００２６】
更に、仕切板３５は、外周部とシリンダ孔２６ａとの間に隙間が形成され、外周部には、この隙間を開閉する環状をなす吸気弁（一方向弁、逆止弁）３７が固定されている。また、仕切板３５は、中心部に開閉孔３５ａが形成され、排気管２４の台座部２４ｃには、この開閉孔３５ａを開閉する排気弁（一方向弁、逆止弁）３８が圧縮ばね３９に付勢支持されている。なお、排気管２４には、仕切板３５側と第１排出口１５側とを連通する連通孔（排出部）２４ｄが形成されている。
【００２７】
従って、第１ポンプ室Ｐ１が負圧状態にあるとき、チャンバ１７内の流体を連通孔２４ｂから、吸気弁３７により開放された隙間を通って第１ポンプ室Ｐ１に吸入することができる。なお、このとき、第１ポンプ室Ｐ１の負圧により排気弁３８は、開閉孔３５ａを閉止している。一方、第１ポンプ室Ｐ１が高圧状態にあるとき、第１ポンプ室Ｐ１の高圧流体を排気弁３８により開放された開閉孔３５ａを通り、且つ、連通孔２４ｄを通って第１排出口１５に排出することができる。なお、このとき、第１ポンプ室Ｐ１の高圧により吸気弁３７は、隙間を閉止している。
【００２８】
一方、仕切板３６は、外周部とシリンダ孔２６ａとの間に隙間が形成され、外周部には、この隙間を開閉する環状をなす吸気弁（一方向弁、逆止弁）４０が固定されている。また、仕切板３６は、中心部に開閉孔３６ａが形成され、排気管２５の台座部２５ｃには、この開閉孔３６ａを開閉する排気弁（一方向弁、逆止弁）４１が圧縮ばね４２に付勢支持されている。なお、排気管２５には、仕切板３６側と第２排出口１６側とを連通する連通孔（排出部）２５ｄが形成されている。
【００２９】
従って、第２ポンプ室Ｐ２が負圧状態にあるとき、チャンバ１７内の流体を連通孔２６ｃ及び連通孔２５ｂから、吸気弁４０により開放された隙間を通って第２ポンプ室Ｐ２に吸入することができる。なお、このとき、第２ポンプ室Ｐ２の負圧により排気弁４１は、開閉孔３６ａを閉止している。一方、第２ポンプ室Ｐ２が高圧状態にあるとき、第２ポンプ室Ｐ２の高圧流体を排気弁４１により開放された開閉孔３６ａを通り、且つ、連通孔２５ｄを通って第２排出口１６に排出することができる。なお、このとき、第２ポンプ室Ｐ２の高圧により吸気弁４０は、隙間を閉止している。
【００３０】
この場合、吸入口１４、チャンバ１７、連通孔２４ｂ，２５ｂが、第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２に流体を吸入可能な吸入通路として機能し、開閉孔３５ａ，３６ａ、連通孔２４ｄ，２５ｄ、排出口１５，１６が、第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２から流体を排出可能な排出通路として機能する。
【００３１】
また、往復動ピストン２７は、軸心方向に直交する方向に沿って取付孔２７ａが形成されており、この取付孔２７ａには、一対の支持筒４３ａ，４３ｂが移動自在に嵌合している。そして、各支持筒４３ａ，４３ｂは、先端部にカムフォロア４４ａ，４４ｂがそれぞれ装着されると共に、両者の間に介装された圧縮ばね４５により離間する方向に付勢支持されている。
【００３２】
ホルダ２８は、シリンダ部材２６の外周部に一対の軸受４６，４７を介して相対回転自在に組付けられている。一対の軸受４６，４７は、軸方向に所定距離だけ離れて配置されており、ホルダ２８の内周部には、この軸受４６，４７の間に位置して２つのカムリング４８，４９が固定されている。このカムリング４８，４９は、対向する内側のエッジ部が傾斜面をなしており、この一対の傾斜面により三角形状に凹んだカム溝５０が形成されている。このカム溝５０は、図２に詳細に示すように、ホルダ２８の周方向に沿って設けられると共に、軸方向に波形をなすように蛇行して設けられている。この場合、カム溝５０の蛇行周期は、ホルダ２８の１周Ｒに対して偶数周期（例えば、２周期）で形成されており、その蛇行幅はＷに設定されている。
【００３３】
そして、上述した支持筒４３ａ，４３ｂの先端部がシリンダ部材２６の貫通孔２６ｂを貫通し、カムフォロア４４ａ，４４ｂがホルダ２８（カムリング４８，４９）のカム溝５０に圧接するように係合している。この場合、貫通孔２６ｂにおけるシリンダ部材２６の軸方向長さは、カム溝５０の蛇行幅Ｗ以上確保されている。なお、実施例１にて、支持筒４３ａ，４３ｂ、カムフォロア４４ａ，４４ｂ、カムリング４８，４９、カム溝５０により運動変換機構２９が構成される。
【００３４】
また、シリンダ部材２６とホルダ２８との間には、軸受４６，４７の外側に隣接してシール部材５１，５２が装着されている。
【００３５】
従って、シリンダ部材２６に対してホルダ２８が相対回転すると、カム溝５０の蛇行形状に沿ってカムフォロア４４ａ，４４ｂが追従し、支持筒４３ａ，４３ｂを介して往復動ピストン２７を軸心方向に移動することができる。この場合、カム溝５０がホルダ２８の１周に対して２周期に形成されていることで、ホルダ２８が１回転するとき、往復動ピストン２７は、２往復することができる。
【００３６】
往復動ピストン２７は、第２ピストン部３２に、第２ポンプ室Ｐ２側から取付孔２７ａに貫通する潤滑材供給孔（潤滑材供給路）５３が形成されている。そして、支持筒４３ａ，４３ｂには、潤滑材供給孔５３に対向して貫通孔４３ｃ，４３ｄが形成されている。従って、第２ポンプ室Ｐ２側からこの潤滑材供給孔５３及び貫通孔４３ｃ，４３ｄを通して運動変換機構２９に対して潤滑材（オイル）を供給することができる。なお、往復動ピストン２７の作動時には、潤滑材供給孔５３に栓５４を固定して潤滑材の漏洩を阻止している。
【００３７】
電気モータ１３は、シリンダ部材２６に対してホルダ２８を回転駆動するものである。この電気モータ１３は、モータハウジング２１の内周部に固定されるマグネット６１と、ホルダ２８の外周部に固定されるコイル６２と、このコイル６２に通電するためのブラシ６３を有しており、ブラシ６３にコネクタ６４が接続されている。なお、この電気モータ１３は、図示しない制御装置により制御されるように構成されている。この場合、電気モータ１３は、マグネット６１とコイル６２とブラシ６３により本体部が構成される。
【００３８】
ここで、実施例１のポンプ装置の作動について説明する。電気モータ１３に通電すると、ハウジング１１に固定されたシリンダ部材２６に対してその外周側にあるホルダ２８が回転する。すると、ホルダ２８と共にカム溝５０が回転することから、このカム溝５０と係合するカムフォロア４４ａ，４４ｂ及び支持筒４３ａ，４３ｂを介して往復動ピストン２７が軸心方向に往復動する。つまり、運動変換機構２９によりホルダ２８の回転運動が往復動ピストン２７の往復運動に変換される。この場合、ホルダ２８の１周に対して往復動ピストン２７が２往復する。
【００３９】
往復動ピストン２７がシリンダ部材２６に対して軸方向に往復動（ポンプ作動）すると、各ポンプ室Ｐ１，Ｐ２の容積がそれぞれ増減する。即ち、往復動ピストン２７が図１にて上方に移動して第１ポンプ室Ｐ１の容積が増加すると、第１ポンプ室Ｐ１が吸引されて負圧が発生する。すると、この負圧が吸気弁３７を開放し、連通孔２４ｂからチャンバ１７に作用し、このチャンバ１７内の流体を連通孔２４ｂから、吸気弁３７により開放された隙間を通って第１ポンプ室Ｐ１に吸入される。そのため、チャンバ１７内に負圧流体が蓄圧されることとなる。
【００４０】
一方、往復動ピストン２７が図１にて下方に移動して第１ポンプ室Ｐ１の容積が減少すると、第１ポンプ室Ｐ１が圧縮されて高圧が発生する。すると、この高圧が排気弁３８を開放することで、第１ポンプ室Ｐ１内の流体が開閉孔３５ａ及び連通孔２４ｄを通って第１排出口１５から外部に排出される。
【００４１】
また、往復動ピストン２７が図１にて下方に移動して第２ポンプ室Ｐ２の容積が増加すると、第２ポンプ室Ｐ２が吸引されて負圧が発生する。すると、この負圧が吸気弁４０を開放し、連通孔２５ｂからチャンバ１７に作用し、このチャンバ１７内の流体を連通孔２６ｃ、連通孔２５ｂから、吸気弁４０により開放された隙間を通って第２ポンプ室Ｐ２に吸入される。そのため、チャンバ１７内に負圧流体が蓄圧されることとなる。
【００４２】
また、往復動ピストン２７が図１にて上方に移動して第２ポンプ室Ｐ２の容積が減少すると、第２ポンプ室Ｐ２が圧縮されて高圧が発生する。すると、この高圧が排気弁４１を開放することで、第２ポンプ室Ｐ２内の流体が開閉孔３６ａ及び連通孔２５ｄを通って第２排出口１６から外部に排出される。
【００４３】
このように往復動ピストン２７が往復動すると、各ポンプ室Ｐ１，Ｐ２の容積がそれぞれ増減することで、チャンバ１７内の流体が各ポンプ室Ｐ１，Ｐ２に吸引される。そのため、吸入口１４からハウジング１１内に吸入された流体は、圧力流体生成機構１２の一端部側にある連通孔２４ｂから第１ポンプ室Ｐ１に流れると共に、マグネット６１とコイル６２の隙間を通り、圧力流体生成機構１２の他端部側にある連通孔２６ｃ、連通孔２５ｂから第２ポンプ室Ｐ２に流れる。ここで、流体は、電気モータ１３の本体部、つまり、マグネット６１とコイル６２とブラシ６３を冷却する。
【００４４】
このように実施例１のポンプ装置にあっては、中空形状をなすハウジング１１内に、電気モータ１３と、この電気モータ１３により負圧流体を生成可能な圧力流体生成機構１２と、この圧力流体生成機構１２により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ１７を設け、このチャンバ１７内に電気モータ１３の本体部を配置している。
【００４５】
従って、ハウジング１１内に電気モータ１３と圧力流体生成機構１２とチャンバ１７を効率良く配置し、電気モータ１３のハウジングとチャンバ１７とをハウジング１１として共用化することで、装置の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００４６】
また、実施例１のポンプ装置では、ハウジング１１をモータハウジング２１とポンプハウジング２２とを一体に固定して構成し、モータハウジング２１内に電気モータ１３の本体部とチャンバ１７を配置している。従って、モータハウジング２１を、電気モータ１３のケース及びチャンバ１７として共通化し、装置のコンパクト化を可能とすることができる。
【００４７】
また、実施例１のポンプ装置では、圧力流体生成機構１２を電気モータ１３の内側に配置している。即ち、電気モータ１３の本体部をそれぞれ円筒形状のマグネット６１、コイル６２、ブラシ６３により構成し、コイル６２の内側に圧力流体生成機構１２を配置している。従って、圧力流体生成機構１２を効率良く配置することで、更なる装置のコンパクト化を可能とすることができる。
【００４８】
また、実施例１のポンプ装置では、圧力流体生成機構１２は、吸入した流体を圧縮して排出可能であり、チャンバ１７は、一端部に吸入口１４が設けられて他端部が圧力流体生成機構１２に連通されることで、負圧流体を蓄圧可能としている。従って、チャンバ１７内の負圧流体により電気モータ１３の本体部を効率良く冷却することができ、電気モータ１３の発熱を抑制して許容電流を上昇し小型化を可能とすることができる。
【００４９】
また、実施例１のポンプ装置では、圧力流体生成機構１２として、ハウジング１１に固定されるシリンダ部材２６と、シリンダ部材２６の内部に往復動自在に設けられてシリンダ部材２６との間に第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２を区画する往復動ピストン２７と、シリンダ部材２６の外側に回転自在に設けられて電気モータ１３により回転可能なホルダ２８と、ホルダ２８の回転運動を往復動ピストン２７の往復運動に変換する運動変換機構２９とを設けている。従って、ハウジング１１内に第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２に対する流体の吸入通路と排出通路を簡単に設けることができ、装置のコンパクト化を可能とすることができる。
【００５０】
また、実施例１のポンプ装置では、ハウジング１１にて、第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２から流体を排出する第１排出口１５及び第２排出口１６を電気モータ１３の回転軸中心における各軸端部側に配置し、第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２に流体を吸入可能な吸入口１４を第１排出口１５及び第２排出口１６より電気モータ１３の径方向の外側に配置している。従って、流体の吸入経路を一つとすることで、電気モータ１３、圧力流体生成機構１２、チャンバ１７を効率的に配置することができる。
【００５１】
また、実施例１のポンプ装置では、第２ポンプ室Ｐ２から往復動ピストン２７を貫通して運動変換機構２９に潤滑材を供給可能な潤滑材供給孔５３を設けている。従って、ハウジングを大型化及び複雑化することなく、運動変換機構２９に対して潤滑材を供給することができる。
【実施例２】
【００５２】
図３は、本発明の実施例２に係るポンプ装置を表す概略図である。
【００５３】
実施例２のポンプ装置にて、図３に示すように、中空形状をなすハウジング１０１内には、その中間部に電気モータ１０２が配置され、一端部にこの電気モータ１０２の駆動軸１０３に連結された回転体１０４を有する圧力流体生成機構１０５が配置され、他端部に圧力流体生成機構１０５により生成された負圧流体を蓄圧するチャンバ１０６が配置されている。そして、ハウジング１０１は、側部に圧力流体生成機構１０５へ流体を吸入可能な吸入口１０７が設けられ、他端部に圧力流体生成機構１０５から流体を排出する第１排出口１０８及び第２排出口１０９が設けられている。そして、ハウジング１０１内にて、吸入口１０７から圧力流体生成機構１０５までの空間が、この圧力流体生成機構１０５により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ１０６として機能し、このチャンバ１０６内に電気モータ１０２の本体部が位置している。
【００５４】
従って、ハウジング１０１内に電気モータ１０２と圧力流体生成機構１０５とチャンバ１０６を効率良く配置し、電気モータ１０２のハウジングとチャンバ１０６とをハウジング１０１として共用化することで、装置の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。
【実施例３】
【００５５】
図４は、本発明の実施例３に係るポンプ装置を表す概略図である。
【００５６】
実施例３のポンプ装置にて、図４に示すように、中空形状をなすハウジング２０１内には、その中間部に電気モータ２０２が配置され、一端部にこの電気モータ２０２の駆動軸２０３に連結された回転体２０４を有する圧力流体生成機構２０５が配置され、他端部に圧力流体生成機構２０５により生成された負圧流体を蓄圧するチャンバ２０６が配置されている。そして、ハウジング２０１は、一端部に圧力流体生成機構２０５へ流体を吸入可能な吸入口２０７が設けられ、他端部に圧力流体生成機構２０５から流体を排出する第１排出口２０８及び第２排出口２０９が設けられている。そして、ハウジング２０１内にて、吸入口２０７から圧力流体生成機構２０５までの空間が、この圧力流体生成機構２０５により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ２０６として機能し、このチャンバ２０６内に電気モータ２０２の本体部が位置している。
【００５７】
従って、ハウジング２０１内に電気モータ２０２と圧力流体生成機構２０５とチャンバ２０６を効率良く配置し、電気モータ２０２のハウジングとチャンバ２０６とをハウジング２０１として共用化することで、装置の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００５８】
なお、上述した実施例では、本発明のポンプ装置を、スラストピストンポンプ装置や一般的な真空ポンプとしたが、これらの構造を有するポンプ装置に限定されるものではない。また、上述した実施例では、本発明のポンプ装置を負圧ポンプとして構成したが、高圧流体を吐出可能な高圧ポンプとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係るポンプ装置は、ハウジング内に電動機と圧力流体生成機構とチャンバを設け、チャンバ内に電動機の本体部を配置することで、装置の小型化及び低コスト化を可能とするものであり、どのような形式のポンプ装置に適用しても有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１１ ハウジング
１２ 圧力流体生成機構
１３ 電気モータ
１４ 吸入口
１５ 第１排出口
１６ 第２排出口
１７ チャンバ
２１ モータハウジング
２２ ポンプハウジング
２６ シリンダ部材
２７ 往復動ピストン
２８ ホルダ
２９ 運動変換機構
Ｐ１ 第１ポンプ室
Ｐ２ 第２ポンプ室
５０ カム溝
５３ 潤滑材供給孔（潤滑材供給路）
６１ マグネット
６２ コイル
６３ ブラシ
６４ コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を吸引して負圧を生成したり、流体を圧縮して高圧を生成するポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポンプ装置として用いられるスラストピストンポンプ装置としては、例えば、下記特許文献１、２に開示されたものがある。特許文献１に記載されたスラストピストンポンプ装置は、ホルダに対して、その内部に設けられたシリンダ部材の相対的な回転運動を、カム部材を介してピストンの往復運動に変換させ、このピストンの往復運動により吸入した流体を圧縮し、圧力流体として蓄圧するものである。
【０００３】
また、特許文献２に開示された往復ピストン式気体圧縮機では、電動機により駆動軸を駆動し、一体のクランク軸をもってシリンダに挿入したピストンを往復運動させ、気体を電動機ケースの導気孔から吸引し、電動機を経てクランクケース内へ導き、シリンダにおけるピストンの前側へ吸引して加圧し、シリンダの先端より送り出すようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２３５１２号公報
【特許文献２】特開２００７−０５１６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的なポンプ装置の構成要素としては、電動機（モータ）とポンプ機構と蓄圧タンクが必要である。上述した従来のポンプ装置（特許文献１，２）にあっては、この電動機とポンプと蓄圧タンクが別々に設けられていることから、装置が大型化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、装置の小型化及び低コスト化を可能とするポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のポンプ装置は、中空形状をなすハウジング内に、電動機と、該電動機により負圧流体または高圧流体を生成可能な圧力流体生成機構と、該圧力流体生成機構により生成される負圧流体または高圧流体を蓄圧可能なチャンバが設けられ、前記チャンバ内に前記電動機の本体部が設けられる、ことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のポンプ装置では、前記ハウジングは、モータハウジングとポンプハウジングとが一体に固定されて構成され、前記モータハウジング内に前記電動機の本体部と前記チャンバが設けられることを特徴としている。
【０００９】
本発明のポンプ装置では、前記圧力流体生成機構は、前記電動機の内側に配置されることを特徴としている。
【００１０】
本発明のポンプ装置では、前記圧力流体生成機構は、吸入部から吸入した流体を圧縮して排出部から排出可能であり、前記チャンバは、一端部に吸入口が設けられて他端部が前記圧力流体生成機構の吸入部に連通されることで、負圧流体を蓄圧可能であることを特徴としている。
【００１１】
本発明のポンプ装置では、前記圧力流体生成機構は、円筒形状をなして前記ハウジングに固定されるシリンダ部材と、該シリンダ部材の内部にシリンダ軸方向にて往復動自在に設けられて各軸端部と前記シリンダ部材との間に第１ポンプ室及び第２ポンプ室を区画する往復動ピストンと、前記シリンダ部材の外側に相対回転自在に設けられて前記電動機により回転可能なホルダと、前記ホルダの回転運動を前記往復動ピストンの往復運動に変換する運動変換機構と、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室に流体を吸入可能な吸入通路と、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室から流体を排出可能な排出通路とを有することを特徴としている。
【００１２】
本発明のポンプ装置では、前記ハウジングは、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室から流体を排出する第１排出口及び第２排出口が前記電動機の回転軸中心における各軸端部側に配置され、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室に流体を吸入可能な吸入口が前記第１排出口及び前記第２排出口より前記電動機の径方向の外側に配置されることを特徴としている。
【００１３】
本発明のポンプ装置では、前記第１ポンプ室と前記第２ポンプ室のいずれか一方から前記往復動ピストンを貫通して前記運動変換機構に潤滑材を供給可能な潤滑材供給路が設けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のポンプ装置によれば、中空形状をなすハウジング内に電動機と圧力流体生成機構とチャンバを設け、チャンバ内に電動機の本体部を設けている。従って、装置の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るポンプ装置を表す断面図である。
【図２】図２は、実施例１のポンプ装置におけるカム軌跡を表す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施例２に係るポンプ装置を表す概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施例３に係るポンプ装置を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係るポンプ装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に係るポンプ装置を表す断面図、図２は、実施例１のポンプ装置におけるカム軌跡を表す概略図である。
【００１８】
実施例１のポンプ装置は、電気モータ（電動機）により駆動可能な電動式のスラストピストンポンプ装置である。そして、このポンプ装置は、後述するが、ハウジング内に、電気モータと、この電気モータにより負圧流体（負圧エア）を生成可能な圧力流体生成機構と、圧力流体生成機構により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバが設けられ、このチャンバ内に電気モータの本体部が設けられている。
【００１９】
即ち、実施例１のポンプ装置にて、図１に示すように、中空形状をなすハウジング１１内には、その中心部に圧力流体生成機構１２が配置され、この圧力流体生成機構１２の外周側に電気モータ１３が配置されている。このハウジング１１は、圧力流体生成機構１２の外側であって、電気モータ１３の回転軸中心における軸方向の一方側に、圧力流体生成機構１２へ流体を吸入可能な吸入口１４が形成される一方、圧力流体生成機構１２の軸中心における軸方向の両方側に、圧力流体生成機構１２から流体を排出する第１排出口１５及び第２排出口１６が形成されている。そして、ハウジング１１内にて、吸入口１４から圧力流体生成機構１２までの空間が、この圧力流体生成機構１２により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ１７として機能し、このチャンバ１７内に電気モータ１３の本体部が位置している。
【００２０】
ハウジング１１は、有底の円筒形状をなすモータハウジング２１と、このモータハウジング２１の開口端側に嵌合するように一体に固定される円板形状をなすポンプハウジング２２とにより構成されている。そして、モータハウジング２１における底部の外周側に吸入管２３が固定されることで、吸入口１４が形成されている。また、モータハウジング２１における底部の中心部と、ポンプハウジング２２における中心部に排出管２４，２５が固定されることで、第１排出口１５と第２排出口１６が形成されている。この場合、モータハウジング２１内に電気モータ１３の本体部とチャンバ１７が設けられている。
【００２１】
圧力流体生成機構１２は、円筒形状をなすシリンダ部材２６と、このシリンダ部材２６内に組付けられて円柱形状をなす往復動ピストン２７と、シリンダ部材２６の外側に組付けられて円筒形状をなすホルダ２８と、シリンダ部材２６及び往復動ピストン２７に対するホルダ２８の相対的な回転運動を往復動ピストン２７の往復運動に変換する運動変換機構２９とを有している。
【００２２】
シリンダ部材２６は、内部に軸心方向に沿うシリンダ孔２６ａが形成されると共に、軸心方向に直交する方向に沿う２つの貫通孔２６ｂが形成されている。そして、シリンダ部材２６は、一端部が排出管２４のフランジ部２４ａに嵌合するように固定され、他端部がポンプハウジング２２の突出部２２ａに嵌合すると共に、排出管２５のフランジ部２５ａに嵌合するように固定されている。即ち、シリンダ部材２６は、各排出管２４，２５を介して、且つ、直接、ハウジング１１の軸中心位置に固定されている。
【００２３】
往復動ピストン２７は、シリンダ孔２６ａにシリンダ軸方向に沿って移動自在に嵌合されており、軸方向の一方側に第１ピストン部３１が設けられる一方、軸方向の他方側に第２ピストン部３２が設けられている。そして、第１ピストン部３１は、外周部にシリンダ孔２６ａとの間でシール機能を有する環状のシール部材３３が装着され、第２ピストン部３２は、外周部にシリンダ孔２６ａとの間でシール機能を有する環状のシール部材３４が装着されている。
【００２４】
排出管２４の端部には、往復動ピストン２７の第１ピストン部３１に対向して仕切板３５が固定されることで、シリンダ部材２６と第１ピストン部３１と仕切板３５により第１ポンプ室Ｐ１が区画される。また、排出管２５の端部には、往復動ピストン２７の第２ピストン部３２に対向して仕切板３６が固定されることで、シリンダ部材２６と第２ピストン部３２と仕切板３６により第２ポンプ室Ｐ２が区画される。
【００２５】
また、排気管２４のフランジ部２４ａには、チャンバ１７と第１ポンプ室Ｐ１とを連通する連通孔（吸入部）２４ｂが形成されている。一方、シリンダ部材２６における他端部には、連通孔２６ｃが複数形成されると共に、排気管２５のフランジ部２５ａには、チャンバ１７（連通孔２６ｃ）と第２ポンプ室Ｐ２とを連通する連通孔（吸入部）２５ｂが形成されている。
【００２６】
更に、仕切板３５は、外周部とシリンダ孔２６ａとの間に隙間が形成され、外周部には、この隙間を開閉する環状をなす吸気弁（一方向弁、逆止弁）３７が固定されている。また、仕切板３５は、中心部に開閉孔３５ａが形成され、排気管２４の台座部２４ｃには、この開閉孔３５ａを開閉する排気弁（一方向弁、逆止弁）３８が圧縮ばね３９に付勢支持されている。なお、排気管２４には、仕切板３５側と第１排出口１５側とを連通する連通孔（排出部）２４ｄが形成されている。
【００２７】
従って、第１ポンプ室Ｐ１が負圧状態にあるとき、チャンバ１７内の流体を連通孔２４ｂから、吸気弁３７により開放された隙間を通って第１ポンプ室Ｐ１に吸入することができる。なお、このとき、第１ポンプ室Ｐ１の負圧により排気弁３８は、開閉孔３５ａを閉止している。一方、第１ポンプ室Ｐ１が高圧状態にあるとき、第１ポンプ室Ｐ１の高圧流体を排気弁３８により開放された開閉孔３５ａを通り、且つ、連通孔２４ｄを通って第１排出口１５に排出することができる。なお、このとき、第１ポンプ室Ｐ１の高圧により吸気弁３７は、隙間を閉止している。
【００２８】
一方、仕切板３６は、外周部とシリンダ孔２６ａとの間に隙間が形成され、外周部には、この隙間を開閉する環状をなす吸気弁（一方向弁、逆止弁）４０が固定されている。また、仕切板３６は、中心部に開閉孔３６ａが形成され、排気管２５の台座部２５ｃには、この開閉孔３６ａを開閉する排気弁（一方向弁、逆止弁）４１が圧縮ばね４２に付勢支持されている。なお、排気管２５には、仕切板３６側と第２排出口１６側とを連通する連通孔（排出部）２５ｄが形成されている。
【００２９】
従って、第２ポンプ室Ｐ２が負圧状態にあるとき、チャンバ１７内の流体を連通孔２６ｃ及び連通孔２５ｂから、吸気弁４０により開放された隙間を通って第２ポンプ室Ｐ２に吸入することができる。なお、このとき、第２ポンプ室Ｐ２の負圧により排気弁４１は、開閉孔３６ａを閉止している。一方、第２ポンプ室Ｐ２が高圧状態にあるとき、第２ポンプ室Ｐ２の高圧流体を排気弁４１により開放された開閉孔３６ａを通り、且つ、連通孔２５ｄを通って第２排出口１６に排出することができる。なお、このとき、第２ポンプ室Ｐ２の高圧により吸気弁４０は、隙間を閉止している。
【００３０】
この場合、吸入口１４、チャンバ１７、連通孔２４ｂ，２５ｂが、第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２に流体を吸入可能な吸入通路として機能し、開閉孔３５ａ，３６ａ、連通孔２４ｄ，２５ｄ、排出口１５，１６が、第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２から流体を排出可能な排出通路として機能する。
【００３１】
また、往復動ピストン２７は、軸心方向に直交する方向に沿って取付孔２７ａが形成されており、この取付孔２７ａには、一対の支持筒４３ａ，４３ｂが移動自在に嵌合している。そして、各支持筒４３ａ，４３ｂは、先端部にカムフォロア４４ａ，４４ｂがそれぞれ装着されると共に、両者の間に介装された圧縮ばね４５により離間する方向に付勢支持されている。
【００３２】
ホルダ２８は、シリンダ部材２６の外周部に一対の軸受４６，４７を介して相対回転自在に組付けられている。一対の軸受４６，４７は、軸方向に所定距離だけ離れて配置されており、ホルダ２８の内周部には、この軸受４６，４７の間に位置して２つのカムリング４８，４９が固定されている。このカムリング４８，４９は、対向する内側のエッジ部が傾斜面をなしており、この一対の傾斜面により三角形状に凹んだカム溝５０が形成されている。このカム溝５０は、図２に詳細に示すように、ホルダ２８の周方向に沿って設けられると共に、軸方向に波形をなすように蛇行して設けられている。この場合、カム溝５０の蛇行周期は、ホルダ２８の１周Ｒに対して偶数周期（例えば、２周期）で形成されており、その蛇行幅はＷに設定されている。
【００３３】
そして、上述した支持筒４３ａ，４３ｂの先端部がシリンダ部材２６の貫通孔２６ｂを貫通し、カムフォロア４４ａ，４４ｂがホルダ２８（カムリング４８，４９）のカム溝５０に圧接するように係合している。この場合、貫通孔２６ｂにおけるシリンダ部材２６の軸方向長さは、カム溝５０の蛇行幅Ｗ以上確保されている。なお、実施例１にて、支持筒４３ａ，４３ｂ、カムフォロア４４ａ，４４ｂ、カムリング４８，４９、カム溝５０により運動変換機構２９が構成される。
【００３４】
また、シリンダ部材２６とホルダ２８との間には、軸受４６，４７の外側に隣接してシール部材５１，５２が装着されている。
【００３５】
従って、シリンダ部材２６に対してホルダ２８が相対回転すると、カム溝５０の蛇行形状に沿ってカムフォロア４４ａ，４４ｂが追従し、支持筒４３ａ，４３ｂを介して往復動ピストン２７を軸心方向に移動することができる。この場合、カム溝５０がホルダ２８の１周に対して２周期に形成されていることで、ホルダ２８が１回転するとき、往復動ピストン２７は、２往復することができる。
【００３６】
往復動ピストン２７は、第２ピストン部３２に、第２ポンプ室Ｐ２側から取付孔２７ａに貫通する潤滑材供給孔（潤滑材供給路）５３が形成されている。そして、支持筒４３ａ，４３ｂには、潤滑材供給孔５３に対向して貫通孔４３ｃ，４３ｄが形成されている。従って、第２ポンプ室Ｐ２側からこの潤滑材供給孔５３及び貫通孔４３ｃ，４３ｄを通して運動変換機構２９に対して潤滑材（オイル）を供給することができる。なお、往復動ピストン２７の作動時には、潤滑材供給孔５３に栓５４を固定して潤滑材の漏洩を阻止している。
【００３７】
電気モータ１３は、シリンダ部材２６に対してホルダ２８を回転駆動するものである。この電気モータ１３は、モータハウジング２１の内周部に固定されるマグネット６１と、ホルダ２８の外周部に固定されるコイル６２と、このコイル６２に通電するためのブラシ６３を有しており、ブラシ６３にコネクタ６４が接続されている。なお、この電気モータ１３は、図示しない制御装置により制御されるように構成されている。この場合、電気モータ１３は、マグネット６１とコイル６２とブラシ６３により本体部が構成される。
【００３８】
ここで、実施例１のポンプ装置の作動について説明する。電気モータ１３に通電すると、ハウジング１１に固定されたシリンダ部材２６に対してその外周側にあるホルダ２８が回転する。すると、ホルダ２８と共にカム溝５０が回転することから、このカム溝５０と係合するカムフォロア４４ａ，４４ｂ及び支持筒４３ａ，４３ｂを介して往復動ピストン２７が軸心方向に往復動する。つまり、運動変換機構２９によりホルダ２８の回転運動が往復動ピストン２７の往復運動に変換される。この場合、ホルダ２８の１周に対して往復動ピストン２７が２往復する。
【００３９】
往復動ピストン２７がシリンダ部材２６に対して軸方向に往復動（ポンプ作動）すると、各ポンプ室Ｐ１，Ｐ２の容積がそれぞれ増減する。即ち、往復動ピストン２７が図１にて上方に移動して第１ポンプ室Ｐ１の容積が増加すると、第１ポンプ室Ｐ１が吸引されて負圧が発生する。すると、この負圧が吸気弁３７を開放し、連通孔２４ｂからチャンバ１７に作用し、このチャンバ１７内の流体を連通孔２４ｂから、吸気弁３７により開放された隙間を通って第１ポンプ室Ｐ１に吸入される。そのため、チャンバ１７内に負圧流体が蓄圧されることとなる。
【００４０】
一方、往復動ピストン２７が図１にて下方に移動して第１ポンプ室Ｐ１の容積が減少すると、第１ポンプ室Ｐ１が圧縮されて高圧が発生する。すると、この高圧が排気弁３８を開放することで、第１ポンプ室Ｐ１内の流体が開閉孔３５ａ及び連通孔２４ｄを通って第１排出口１５から外部に排出される。
【００４１】
また、往復動ピストン２７が図１にて下方に移動して第２ポンプ室Ｐ２の容積が増加すると、第２ポンプ室Ｐ２が吸引されて負圧が発生する。すると、この負圧が吸気弁４０を開放し、連通孔２５ｂからチャンバ１７に作用し、このチャンバ１７内の流体を連通孔２６ｃ、連通孔２５ｂから、吸気弁４０により開放された隙間を通って第２ポンプ室Ｐ２に吸入される。そのため、チャンバ１７内に負圧流体が蓄圧されることとなる。
【００４２】
また、往復動ピストン２７が図１にて上方に移動して第２ポンプ室Ｐ２の容積が減少すると、第２ポンプ室Ｐ２が圧縮されて高圧が発生する。すると、この高圧が排気弁４１を開放することで、第２ポンプ室Ｐ２内の流体が開閉孔３６ａ及び連通孔２５ｄを通って第２排出口１６から外部に排出される。
【００４３】
このように往復動ピストン２７が往復動すると、各ポンプ室Ｐ１，Ｐ２の容積がそれぞれ増減することで、チャンバ１７内の流体が各ポンプ室Ｐ１，Ｐ２に吸引される。そのため、吸入口１４からハウジング１１内に吸入された流体は、圧力流体生成機構１２の一端部側にある連通孔２４ｂから第１ポンプ室Ｐ１に流れると共に、マグネット６１とコイル６２の隙間を通り、圧力流体生成機構１２の他端部側にある連通孔２６ｃ、連通孔２５ｂから第２ポンプ室Ｐ２に流れる。ここで、流体は、電気モータ１３の本体部、つまり、マグネット６１とコイル６２とブラシ６３を冷却する。
【００４４】
このように実施例１のポンプ装置にあっては、中空形状をなすハウジング１１内に、電気モータ１３と、この電気モータ１３により負圧流体を生成可能な圧力流体生成機構１２と、この圧力流体生成機構１２により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ１７を設け、このチャンバ１７内に電気モータ１３の本体部を配置している。
【００４５】
従って、ハウジング１１内に電気モータ１３と圧力流体生成機構１２とチャンバ１７を効率良く配置し、電気モータ１３のハウジングとチャンバ１７とをハウジング１１として共用化することで、装置の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００４６】
また、実施例１のポンプ装置では、ハウジング１１をモータハウジング２１とポンプハウジング２２とを一体に固定して構成し、モータハウジング２１内に電気モータ１３の本体部とチャンバ１７を配置している。従って、モータハウジング２１を、電気モータ１３のケース及びチャンバ１７として共通化し、装置のコンパクト化を可能とすることができる。
【００４７】
また、実施例１のポンプ装置では、圧力流体生成機構１２を電気モータ１３の内側に配置している。即ち、電気モータ１３の本体部をそれぞれ円筒形状のマグネット６１、コイル６２、ブラシ６３により構成し、コイル６２の内側に圧力流体生成機構１２を配置している。従って、圧力流体生成機構１２を効率良く配置することで、更なる装置のコンパクト化を可能とすることができる。
【００４８】
また、実施例１のポンプ装置では、圧力流体生成機構１２は、吸入した流体を圧縮して排出可能であり、チャンバ１７は、一端部に吸入口１４が設けられて他端部が圧力流体生成機構１２に連通されることで、負圧流体を蓄圧可能としている。従って、チャンバ１７内の負圧流体により電気モータ１３の本体部を効率良く冷却することができ、電気モータ１３の発熱を抑制して許容電流を上昇し小型化を可能とすることができる。
【００４９】
また、実施例１のポンプ装置では、圧力流体生成機構１２として、ハウジング１１に固定されるシリンダ部材２６と、シリンダ部材２６の内部に往復動自在に設けられてシリンダ部材２６との間に第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２を区画する往復動ピストン２７と、シリンダ部材２６の外側に回転自在に設けられて電気モータ１３により回転可能なホルダ２８と、ホルダ２８の回転運動を往復動ピストン２７の往復運動に変換する運動変換機構２９とを設けている。従って、ハウジング１１内に第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２に対する流体の吸入通路と排出通路を簡単に設けることができ、装置のコンパクト化を可能とすることができる。
【００５０】
また、実施例１のポンプ装置では、ハウジング１１にて、第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２から流体を排出する第１排出口１５及び第２排出口１６を電気モータ１３の回転軸中心における各軸端部側に配置し、第１ポンプ室Ｐ１及び第２ポンプ室Ｐ２に流体を吸入可能な吸入口１４を第１排出口１５及び第２排出口１６より電気モータ１３の径方向の外側に配置している。従って、流体の吸入経路を一つとすることで、電気モータ１３、圧力流体生成機構１２、チャンバ１７を効率的に配置することができる。
【００５１】
また、実施例１のポンプ装置では、第２ポンプ室Ｐ２から往復動ピストン２７を貫通して運動変換機構２９に潤滑材を供給可能な潤滑材供給孔５３を設けている。従って、ハウジングを大型化及び複雑化することなく、運動変換機構２９に対して潤滑材を供給することができる。
【実施例２】
【００５２】
図３は、本発明の実施例２に係るポンプ装置を表す概略図である。
【００５３】
実施例２のポンプ装置にて、図３に示すように、中空形状をなすハウジング１０１内には、その中間部に電気モータ１０２が配置され、一端部にこの電気モータ１０２の駆動軸１０３に連結された回転体１０４を有する圧力流体生成機構１０５が配置され、他端部に圧力流体生成機構１０５により生成された負圧流体を蓄圧するチャンバ１０６が配置されている。そして、ハウジング１０１は、側部に圧力流体生成機構１０５へ流体を吸入可能な吸入口１０７が設けられ、他端部に圧力流体生成機構１０５から流体を排出する第１排出口１０８及び第２排出口１０９が設けられている。そして、ハウジング１０１内にて、吸入口１０７から圧力流体生成機構１０５までの空間が、この圧力流体生成機構１０５により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ１０６として機能し、このチャンバ１０６内に電気モータ１０２の本体部が位置している。
【００５４】
従って、ハウジング１０１内に電気モータ１０２と圧力流体生成機構１０５とチャンバ１０６を効率良く配置し、電気モータ１０２のハウジングとチャンバ１０６とをハウジング１０１として共用化することで、装置の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。
【実施例３】
【００５５】
図４は、本発明の実施例３に係るポンプ装置を表す概略図である。
【００５６】
実施例３のポンプ装置にて、図４に示すように、中空形状をなすハウジング２０１内には、その中間部に電気モータ２０２が配置され、一端部にこの電気モータ２０２の駆動軸２０３に連結された回転体２０４を有する圧力流体生成機構２０５が配置され、他端部に圧力流体生成機構２０５により生成された負圧流体を蓄圧するチャンバ２０６が配置されている。そして、ハウジング２０１は、一端部に圧力流体生成機構２０５へ流体を吸入可能な吸入口２０７が設けられ、他端部に圧力流体生成機構２０５から流体を排出する第１排出口２０８及び第２排出口２０９が設けられている。そして、ハウジング２０１内にて、吸入口２０７から圧力流体生成機構２０５までの空間が、この圧力流体生成機構２０５により生成される負圧流体を蓄圧可能なチャンバ２０６として機能し、このチャンバ２０６内に電気モータ２０２の本体部が位置している。
【００５７】
従って、ハウジング２０１内に電気モータ２０２と圧力流体生成機構２０５とチャンバ２０６を効率良く配置し、電気モータ２０２のハウジングとチャンバ２０６とをハウジング２０１として共用化することで、装置の小型化及び低コスト化を可能とすることができる。
【００５８】
なお、上述した実施例では、本発明のポンプ装置を、スラストピストンポンプ装置や一般的な真空ポンプとしたが、これらの構造を有するポンプ装置に限定されるものではない。また、上述した実施例では、本発明のポンプ装置を負圧ポンプとして構成したが、高圧流体を吐出可能な高圧ポンプとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上のように、本発明に係るポンプ装置は、ハウジング内に電動機と圧力流体生成機構とチャンバを設け、チャンバ内に電動機の本体部を配置することで、装置の小型化及び低コスト化を可能とするものであり、どのような形式のポンプ装置に適用しても有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１１ ハウジング
１２ 圧力流体生成機構
１３ 電気モータ
１４ 吸入口
１５ 第１排出口
１６ 第２排出口
１７ チャンバ
２１ モータハウジング
２２ ポンプハウジング
２６ シリンダ部材
２７ 往復動ピストン
２８ ホルダ
２９ 運動変換機構
Ｐ１ 第１ポンプ室
Ｐ２ 第２ポンプ室
５０ カム溝
５３ 潤滑材供給孔（潤滑材供給路）
６１ マグネット
６２ コイル
６３ ブラシ
６４ コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状をなすハウジング内に、電動機と、該電動機により負圧流体または高圧流体を生成可能な圧力流体生成機構と、該圧力流体生成機構により生成される負圧流体または高圧流体を蓄圧可能なチャンバが設けられ、
前記チャンバ内に前記電動機の本体部が設けられる、
ことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、モータハウジングとポンプハウジングとが一体に固定されて構成され、前記モータハウジング内に前記電動機の本体部と前記チャンバが設けられることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記圧力流体生成機構は、前記電動機の内側に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記圧力流体生成機構は、吸入部から吸入した流体を圧縮して排出部から排出可能であり、前記チャンバは、一端部に吸入口が設けられて他端部が前記圧力流体生成機構の吸入部に連通されることで、負圧流体を蓄圧可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記圧力流体生成機構は、円筒形状をなして前記ハウジングに固定されるシリンダ部材と、該シリンダ部材の内部にシリンダ軸方向にて往復動自在に設けられて各軸端部と前記シリンダ部材との間に第１ポンプ室及び第２ポンプ室を区画する往復動ピストンと、前記シリンダ部材の外側に相対回転自在に設けられて前記電動機により回転可能なホルダと、前記ホルダの回転運動を前記往復動ピストンの往復運動に変換する運動変換機構と、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室に流体を吸入可能な吸入通路と、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室から流体を排出可能な排出通路とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のポンプ装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室から流体を排出する第１排出口及び第２排出口が前記電動機の回転軸中心における各軸端部側に配置され、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室に流体を吸入可能な吸入口が前記第１排出口及び前記第２排出口より前記電動機の径方向の外側に配置されることを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置。
【請求項７】
前記第１ポンプ室と前記第２ポンプ室のいずれか一方から前記往復動ピストンを貫通して前記運動変換機構に潤滑材を供給可能な潤滑材供給路が設けられることを特徴とする請求項５または６に記載のポンプ装置。
【請求項１】
中空形状をなすハウジング内に、電動機と、該電動機により負圧流体または高圧流体を生成可能な圧力流体生成機構と、該圧力流体生成機構により生成される負圧流体または高圧流体を蓄圧可能なチャンバが設けられ、
前記チャンバ内に前記電動機の本体部が設けられる、
ことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記ハウジングは、モータハウジングとポンプハウジングとが一体に固定されて構成され、前記モータハウジング内に前記電動機の本体部と前記チャンバが設けられることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記圧力流体生成機構は、前記電動機の内側に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記圧力流体生成機構は、吸入部から吸入した流体を圧縮して排出部から排出可能であり、前記チャンバは、一端部に吸入口が設けられて他端部が前記圧力流体生成機構の吸入部に連通されることで、負圧流体を蓄圧可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記圧力流体生成機構は、円筒形状をなして前記ハウジングに固定されるシリンダ部材と、該シリンダ部材の内部にシリンダ軸方向にて往復動自在に設けられて各軸端部と前記シリンダ部材との間に第１ポンプ室及び第２ポンプ室を区画する往復動ピストンと、前記シリンダ部材の外側に相対回転自在に設けられて前記電動機により回転可能なホルダと、前記ホルダの回転運動を前記往復動ピストンの往復運動に変換する運動変換機構と、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室に流体を吸入可能な吸入通路と、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室から流体を排出可能な排出通路とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のポンプ装置。
【請求項６】
前記ハウジングは、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室から流体を排出する第１排出口及び第２排出口が前記電動機の回転軸中心における各軸端部側に配置され、前記第１ポンプ室及び前記第２ポンプ室に流体を吸入可能な吸入口が前記第１排出口及び前記第２排出口より前記電動機の径方向の外側に配置されることを特徴とする請求項５に記載のポンプ装置。
【請求項７】
前記第１ポンプ室と前記第２ポンプ室のいずれか一方から前記往復動ピストンを貫通して前記運動変換機構に潤滑材を供給可能な潤滑材供給路が設けられることを特徴とする請求項５または６に記載のポンプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２４２５２３（Ｐ２０１０−２４２５２３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８９３９８（Ｐ２００９−８９３９８）
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１日（２００９．４．１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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