圧縮装置
【課題】大型化することなく、騒音や振動の低減を図った圧縮装置を提供すること。
【解決手段】ロータ２７やベーン２８が摺動するシリンダ室Ｓが形成されるケーシング本体２２と、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７と、この排気経路３７に形成される膨張室３３とを備え、この膨張室３３をケーシング本体２２内におけるシリンダ室Ｓの周縁部に設けた。
【解決手段】ロータ２７やベーン２８が摺動するシリンダ室Ｓが形成されるケーシング本体２２と、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７と、この排気経路３７に形成される膨張室３３とを備え、この膨張室３３をケーシング本体２２内におけるシリンダ室Ｓの周縁部に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシング内に回転圧縮要素を備えた圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ケーシング内に回転圧縮要素を備えた圧縮装置として真空ポンプが知られている。この種の真空ポンプでは、回転圧縮要素を電動モータ等の駆動装置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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の真空ポンプでは、回転圧縮要素を駆動させてケーシング内に吸込んだ空気を圧縮して排出することにより、排気口から排出する際に大きな騒音や振動を発生するため、これら騒音や振動の低減を図るべく、排気口にサイレンサを設けたり、防振ゴムを設けた頑強なブラケットを介して車両に取り付けていた。このため、部品点数が増加して真空ポンプが大型化してしまうという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、大型化することなく、騒音や振動の低減を図った圧縮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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、ケーシング内に回転圧縮要素を備えた圧縮装置において、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室が形成されるケーシング本体と、前記シリンダ室と排気口とを繋ぐ排気経路と、この排気経路に形成される膨張室とを備え、この膨張室を前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に設けたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、排気経路に膨張室を設けたことにより、排気経路を流れる圧縮空気が膨張室内で膨張、分散して当該膨張室の隔壁にぶつかって乱反射することにより減衰されるため、排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。更に、膨張室がケーシング本体内におけるシリンダ室の周縁部に設けられているため、このケーシング本体内にシリンダ室と膨張室とを一体に形成することができ、圧縮装置の大型化を抑制することができる。
【０００７】
この構成において、前記膨張室には、前記排気経路から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室が接続されていても良い。この共鳴室は、オリフィスを介して膨張室に接続され、排気経路を流れる圧縮空気の圧力脈動を打ち消すような共鳴が発生するように、オリフィスの断面積、長さや共鳴室の体積等が設定されている。このため、膨張室に共鳴室を接続することにより、膨張室で膨張された空気の音エネルギがオリフィスと共鳴室内の空気ばねで振動して減衰されるため、回転圧縮要素から吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
【０００８】
また、前記シリンダ室は、前記ケーシング本体内における前記回転圧縮要素の回転中心から偏心した位置に設けられ、このシリンダ室の前記回転中心側の周縁部に前記膨張室と前記共鳴室とを並設しても良い。この構成によれば、シリンダ室を回転圧縮要素の回転中心から偏心して配置することにより、ケーシング本体にはシリンダ室の回転中心側の周縁部に大きなスペースを確保することができる。このため、このスペースに膨張室と共鳴室とを並設することにより、膨張室及び共鳴室をケーシング本体の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体の小型化を図ることができ、ひいては圧縮装置の小型化を図ることができる。
【０００９】
また、前記シリンダ室に空気を導く吸気経路を備え、この吸気経路に当該吸気経路を流通する空気を膨張させる吸気側膨張室を設けても良い。この構成によれば、吸気経路に吸気側膨張室を設けることにより、真空ポンプに吸い込まれる空気が吸気側膨張室内で膨張、分散することにより減衰されるため、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。
【００１０】
また、前記吸気側膨張室は、前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に前記膨張室と並んで形成されても良い。この構成によれば、シリンダ室の周縁部に膨張室と吸気側膨張室とを設けることにより、ケーシング本体内にシリンダ室、膨張室及び吸気側膨張室を一体に形成することができ、圧縮装置の大型化を抑制することができる。
また、前記吸気側膨張室に乾燥剤を収容しても良い。この構成によれば、吸気経路を通じてシリンダ室に流入する空気中の水分を除去することができるため、乾燥した空気をシリンダ室に供給でき、シリンダ室及び回転圧縮要素での結露を防止することができる。従って、回転圧縮要素の腐食や凍結を防止することができ、圧縮装置の長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排気経路に膨張室を設けたことにより、排気経路を流れる圧縮空気が膨張室内で膨張、分散して当該膨張室の隔壁にぶつかって乱反射することにより減衰されるため、排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。更に、膨張室がケーシング本体内におけるシリンダ室の周縁部に設けられているため、このケーシング本体内にシリンダ室と膨張室とを一体に形成することができ、圧縮装置の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る真空ポンプの側部部分断面図である。
【図２】真空ポンプをその前側から見た図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】別の実施形態にかかる真空ポンプの側部部分断面図である。
【図５】別の実施形態にかかる真空ポンプの側部部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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（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。また、図２では、取付部材４０を取り外した状態を示している。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。
【００１４】
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。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。
【００１５】
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、取付部材４０によって自動車等の車体５０に固定支持されている。
取付部材４０は、ポンプ本体２０の幅方向に延びる矩形の突出溝４１Ａを設けた取付板４１と、この取付板４１の前端及び後端にそれぞれ固定される防振ゴム４２，４２とを備える。これら防振ゴム４２，４２は、車体に形成された孔部に嵌入して保持される。取付板４１は、突出溝４１Ａでポンプ本体２０の下面にボルト４３で固定されている。
【００１６】
電動モータ１０は、略円筒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の先端部１２Ａには、ポンプ本体２０の後述するロータ２７に嵌合し、当該ロータ２７の回り止めとなるスプライン部１２Ｂが形成されている。なお、出力軸１２の外表面にキーを設けてロータ２７の空回りを防止することも可能である。
電動モータ１０は、電源（図示略）の投入により、出力軸１２が、図２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。
【００１７】
ケース１１は、有底円筒形状に形成されたケース本体６０と、このケース本体６０の開口を塞ぐカバー体６１とを備え、ケース本体６０は、その周縁部６０Ａが外方に折り曲げて形成されている。カバー体６１は、ケース本体６０の開口と略同径に形成された円板部６１Ａと、この円板部６１Ａの周縁に連なり、ケース本体６０の内周面に嵌まる円筒部６１Ｂと、この円筒部６１Ｂの周縁を外方に折り曲げて形成した屈曲部６１Ｃとを備えて一体に形成され、円板部６１Ａ及び円筒部６１Ｂがケース本体６０内に進入し、屈曲部６１Ｃが、ケース本体６０の周縁部６０Ａに当接して固定されている。これにより、電動モータ１０には、ケース１１の一方の端部（前端）が内側に窪み、ポンプ本体２０がインロー嵌合される嵌合穴部６３が形成される。
また、円板部６１Ａの略中央には、出力軸１２が貫通する貫通孔６１Ｄと、この出力軸１２を軸支するベアリング６２の外輪を保持する凹部６１Ｅが形成されている。
【００１８】
ポンプ本体２０は、図１に示すように、電動モータ１０のケース１１の前側に形成された嵌合穴部６３に嵌合さ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部２３と、当該ケーシング本体２２を前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、シリンダ部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。
【００１９】
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２に示すように、前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の上部には、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１に示すように、略Ｌ字状に屈曲されたパイプであり、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（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が接続される。本実施形態では、真空吸込ニップル３０をケーシング本体２２の連通孔２２Ａに圧入しているため、車両のように事前に外部機器の配置される位置が判明する場合には、この外部機器が配置される方向に一端３０Ａを向けて圧入すればよく、簡単な構成で、負圧空気を供給するための管またはチューブの引き出し方向を自由に設定することができる。
【００２０】
ケーシング本体２２には、前後方向に延びる軸心Ｘ２を基準とした孔部２２Ｂが形成され、この孔部２２Ｂに円筒状に形成されたシリンダ部２３が圧入されている。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に対して左側斜め上方に偏心している。本構成では、回転中心Ｘ１を中心とする後述のロータ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部２３の内周面２３Ａに接するように軸心Ｘ２が偏心されている。
シリンダ部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、シリンダ部２３とロータ２７とは熱膨張係数が同じなので、シリンダ部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とシリンダ部２３の内周面２３Ａとの接触を防止できる。
また、ケーシング本体２２に形成された孔部２２Ｂにシリンダ部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部２３を収容することができるため、このシリンダ部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。
【００２１】
シリンダ部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内とを繋ぐ開口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，開口２３Ｂを通じてシリンダ室Ｓ内に供給される。このため、本実施形態では、真空吸込ニップル３０、ケーシング本体２２の連通孔２２Ａ及びシリンダ部２３の開口２３Ｂを備えて吸気経路３２が形成される。また、ケーシング本体２２及びシリンダ部２３の下部には、これらケーシング本体２２及びシリンダ部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。
【００２２】
シリンダ部２３の後端および前端には、それぞれサイドプレート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部２３の内周面２３Ａの内径よりも大きく設定されており、ガスケット２５Ａ，２６Ａにより付勢されて、シリンダ部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、シリンダ部２３の内側は、真空吸込ニップル３０に連なる開口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。
【００２３】
シリンダ部２３の内側のシリンダ室Ｓには、ロータ２７が配設されている。ロータ２７は、厚肉円筒形状に形成されていて、その内周面２７Ａには、上述のスプライン部１２Ｂが形成された出力軸１２が嵌合されている。このスプライン嵌合の構成により、ロータ２７は出力軸１２と一体となって回転する。ロータ２７の前後方向の長さは、シリンダ部２３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ている。また、ロータ２７の外径は、図２に示すように、ロータ２７の外周面２７Ｂが、シリンダ部２３の内周面２３Ａのうちの右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２に示すように、ロータ２７の外周面２７Ｂと、シリンダ部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。
【００２４】
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から出入り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部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、シリンダ部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、開口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、開口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。本構成では、ロータ２７及び複数のベーン２８を備えて回転圧縮要素を構成する。
【００２５】
本構成では、シリンダ部２３は、図２に示すように、このシリンダ部２３の軸心Ｘ２が回転中心Ｘ１に対して左側斜め上方に偏心してケーシング本体２２に形成されている。このため、ケーシング本体２２内には、シリンダ部２３が偏心したのと反対の方向に大きなスペースを確保することができ、このスペースに吐出口２３Ｃ、２２Ｃに連通する膨張室３３と、シリンダ部２３の周縁部に膨張室３３と並んだ共鳴室３４とが形成されている。
膨張室３３と共鳴室３４との間は、ケーシング本体２２に一体形成されたリブ３５によって仕切られ、図３に示すように、このリブ３５に膨張室３３と共鳴室（レゾネータ）３４とを接続するオリフィス３５Ａが形成されている。
膨張室３３は、シリンダ部２３の下方に大きな閉空間として形成され、ポンプカバー２４に形成された排気口２４Ａに連通している。この膨張室３３に流入した圧縮空気は、当該膨張室３３内で膨張、分散して当該膨張室３３の隔壁にぶつかって乱反射する。これにより、圧縮空気の音エネルギが減衰されるため、排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。本実施形態では、ケーシング本体２２及びシリンダ部にそれぞれ形成された吐出口２２Ｃ，２３Ｃ、膨張室３３及び排気口２４Ａを備えて排気経路３７を構成する。
【００２６】
ところで、ベーン型の真空ポンプ１では、このロータ２７及びベーン２８がシリンダ室Ｓ内を回転することにより空気を圧縮しているため、シリンダ室Ｓの吐出口２３Ｃ、２２Ｃから膨張室３３に圧縮空気が間欠的に吐出される。このため、シリンダ室Ｓの吐出口２３Ｃ、２２Ｃでは、一定の基本周波数で圧力脈動が生じることにより、この圧力脈動に起因して、騒音及び振動が発生することがある。
このため、本実施形態では、膨張室３３には、排気経路３７から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室３４が接続されている。この共鳴室３４は、排気経路３７を流れる圧縮空気の圧力脈動を打ち消すような共鳴を発生するように形成されており、この圧力脈動による騒音及び振動を抑制するものである。
共鳴室３４は、上記した空気の圧力脈動の基本周波数と一致するような共鳴周波数を生じるように設計されており、具体的には、この共鳴周波数は、膨張室３３と接続するためのオリフィス３５Ａの長さ及び面積と、共鳴室３４の容積とで決定される。
この構成によれば、膨張室３３にオリフィス３５Ａを介して共鳴室３４を接続することにより、膨張室３３で膨張された空気の音エネルギがオリフィス３５Ａと共鳴室３４内の空気ばねで振動して減衰されるため、ロータ２７及びベーン２８の回転により吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
更に、本実施形態では、シリンダ部２３をロータ２７の回転中心Ｘ１から偏心して配置することにより、ケーシング本体２２にはシリンダ部２３の上記回転中心Ｘ１側の周縁部に大きなスペースを確保することができる。このため、このスペースに膨張室３３と共鳴室３４とを並設することにより、ケーシング本体２２に膨張室３３及び共鳴室３４を一体に形成することができるため、当該膨張室３３及び共鳴室３４をケーシング本体２２の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体２２の小型化を図ることができ、ひいては真空ポンプ１の小型化を図ることができる。
【００２７】
また、ケーシング本体２２は、シリンダ部２３を偏心した側の当該シリンダ部２３の周縁部に、吸気側膨張室３８が形成されている。この吸気側膨張室３８は、上記した真空吸込ニップル３０とシリンダ室Ｓとを繋ぐ吸気経路３２に設けられており、本実施形態では、ケーシング本体２２に一体に設けられたリブ３６，３９によって、膨張室３３、共鳴室３４とそれぞれ区分けされている。
この構成によれば、吸気経路３２を流れる空気が吸気側膨張室３８内で膨張、分散して当該吸気側膨張室３８の隔壁にぶつかって乱反射することにより減衰されるため、排気時のみならず、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。
また、吸気側膨張室３８内には、例えば、シリカゲルやゼオライト等の乾燥剤６５が配置されている。この乾燥剤６５は、シリカゲルやゼオライト粒を吐出口２３Ｃ、２２Ｃを通過しない程度の大きさに固着して形成されており、吸気側膨張室３８内に流入した空気中の水分を除去する。このため、乾燥剤６５によって水分が除去された空気がシリンダ室Ｓ内に流入するため、このシリンダ室Ｓ内での結露が防止され、この結露に起因するロータ２７やシリンダ部２３の腐食や、シリンダ室Ｓ内での凍結を防止できる。
【００２８】
また、吸気側膨張室３８をシリンダ室Ｓの周縁部に形成したため、この吸気側膨張室３８を介して、真空吸込ニップル３０とシリンダ室Ｓとが連通される。このため、吸気側膨張室３８が延在している範囲であれば、真空吸込ニップル３０を任意の場所に設けることができ、真空ポンプ１を車両に設置する位置に応じて真空吸込ニップル３０の取付位置を変更することができる。
また、本実施形態では、ケーシング本体２２には、シリンダ部２３の周縁部に膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８を形成されるため、これら膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８をケーシング本体２２にまとまりよく配置することができる。このため、吸気側膨張室３８をケーシング本体２２の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体２２の小型化を図ることができ、ひいては真空ポンプ１の小型化を図ることができる。
また、本実施形態では、シリンダ部２３の周縁部に、膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８を配置し、これら膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８をそれぞれリブ３５，３６，３９で区分けしているため、これらリブ３５，３６，３９の位置を変更することにより、各膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８の大きさを変更することができ、例えば、共鳴室３４の大きさが決定された後に、膨張室３３及び吸気側膨張室３８の大きさを適宜設定することができる。
【００２９】
ポンプカバー２４は、前側のサイドプレート２６にガスケット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の前面には、図２に示すように、シリンダ部２３や膨張室３３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。ポンプカバー２４には、膨張室３３に対応する位置に排気口２４Ａが設けてある。この排気口２４Ａは、膨張室３３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２４Ａ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。
【００３０】
以上、説明したように、本実施形態によれば、ケーシング３１は、ロータ２７やベーン２８が摺動するシリンダ室Ｓが形成されるケーシング本体２２と、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７と、この排気経路３７に形成される膨張室３３とを備え、この膨張室３３をケーシング本体２２内におけるシリンダ室Ｓの周縁部に設けたため、排気経路３７を流れる圧縮空気が膨張室３３内で膨張、分散して当該膨張室３３の隔壁にぶつかって乱反射することにより減衰されることにより、排気口２４Ａから機外に排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。更に、膨張室３３がケーシング本体２２内におけるシリンダ室Ｓの周縁部に設けられているため、このケーシング本体２２内にシリンダ室Ｓと膨張室３３とを一体に形成することができ、真空ポンプ１の大型化を抑制することができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、膨張室３３には、排気経路３７から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室３４がオリフィス３５Ａを介して接続されているため、膨張室３３で膨張された空気の音エネルギがオリフィス３５Ａと共鳴室３４内の空気ばねで振動して減衰されるため、シリンダ室Ｓから吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
更に、本実施形態によれば、シリンダ室Ｓは、ケーシング本体２２内におけるロータ２７やベーン２８の回転中心Ｘ１から偏心した位置に設けられるため、ケーシング本体にはシリンダ室の回転中心側の周縁部に大きなスペースを確保することができる。このため、このスペースに膨張室と共鳴室とを並設することにより、膨張室及び共鳴室をケーシング本体の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体の小型化を図ることができ、ひいては圧縮装置の小型化を図ることができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、シリンダ室Ｓに空気を導く吸気経路３２を備え、この吸気経路３２に当該吸気経路３２を流通する空気を膨張させる吸気側膨張室３８を設けたため、シリンダ室Ｓに吸い込まれる空気が吸気側膨張室３８内で膨張、分散することにより減衰されるため、排気時のみならず、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、吸気側膨張室３８は、ケーシング本体２２内におけるシリンダ室Ｓの周縁部に膨張室３３と並んで形成されているため、シリンダ室Ｓの周縁部に膨張室３３と吸気側膨張室３８とを設けることにより、ケーシング本体２２内にシリンダ室Ｓ、膨張室３３及び吸気側膨張室３８を一体に形成することができ、真空ポンプ１の大型化を抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、吸気側膨張室３８に乾燥剤６５を収容したため、吸気経路３２を通じてシリンダ室Ｓに流入する空気中の水分を除去できることにより、乾燥した空気をシリンダ室Ｓに供給でき、シリンダ室Ｓ及びロータ２７、ベーン２８での結露を防止することができる。従って、ロータ２７の腐食や凍結を防止することができ、真空ポンプ１の長寿命化を図ることができる。
【００３５】
次に、別の実施形態について説明する。
図４は、別の実施形態にかかる真空ポンプ１００の側部部分断面図である。
この別の実施形態では、電動モータ１０のケース１１内が共鳴室として形成される点で上記したものと構成を異にする。上記構成と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
真空ポンプ１００は、図４に示すように、ケーシング本体２２に形成された膨張室３３に設けられた第１オリフィス３３Ａと、ケース１１のカバー体６１に形成されて当該第１オリフィス３３Ａに連なる第２オリフィス６４とを備え、これら第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４を通じて、膨張室３３とケース１１内とが接続されている。この別の実施形態では、ケース１１内の空間１１Ａがヘルムホルツ式の共鳴室として機能する。
この別の実施形態では、例えば、ポンプ本体２０の外径が小さく、シリンダ部２３の周縁部に共鳴室を形成できないような場合に有用であり、膨張室３３に、排気経路３７から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室としてのケース１１が第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４を介して接続されているため、膨張室３３で膨張された空気の音エネルギが第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４とケース１１内の空気ばねで振動して減衰されるため、シリンダ室Ｓから吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
【００３６】
図５は、別の実施形態にかかる真空ポンプ２００の側部部分断面図である。
この別の実施形態では、電動モータ１０のケース１１内を吸気側膨張室として形成される点で上記したものと構成を異にする。上記構成と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この構成では、真空ポンプ２００は、電動モータ１０のケース１１を構成するケース本体６０には、吸気口６０Ａ１が形成され、この吸気口６０Ａ１には、上記した真空吸込ニップル１３０が接続されている。また、ケーシング本体２２には、軸方向に延びる第１連通孔７１と、この第１連通孔７１とシリンダ部２３の開口２３Ｂとを連通する第２連通孔７２とが形成され、カバー体６１には第１連通孔７１に連通する連通孔６８が形成されている。これにより、ケース１１内の空間１１Ａは、連通孔６８、第１連通孔７１、第２連通孔７２及び開口２３Ｂを通じてシリンダ室Ｓと連通しており、これらを備えて吸気経路１３２を形成する。
このため、この別の実施形態では、吸気経路１３２にケース１１内の空間１１Ａを設けたため、シリンダ室Ｓに吸い込まれる空気が空間１１Ａ内で膨張、分散することにより減衰されるため、排気時のみならず、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。更に、真空吸込ニップル１３０を通じてケース１１内の空間に流入した空気流がケース１１内に収容されるコイルや整流子等（不図示）を冷却するため、エンジンルーム等の劣悪環境に配置される場合であっても別途の冷却装置が不要となり、部品点数の削減を図ることができる。
【００３７】
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。例えば、本実施形態では、圧縮装置として、ベーン型の真空ポンプを用いているが、回転圧縮要素を備えるものであれば、スクロール型のものを用いてもよい。
また、上記した実施形態では、排気側の膨張室３３に共鳴室３４（もしくはケース１１内の空間１１Ａ）を組み合わせた構成を有するものとして説明したが、この共鳴室を吸気側膨張室３８（もしくはケース１１内の空間１１Ａ）と組み合わせても良い。
また、上記した図１にかかる真空ポンプ１に図４の共鳴室を組み合わせても良い。すなわち、ケーシング本体２２のシリンダ部２３の周縁部に膨張室３３及び共鳴室３４を設けるだけでなく、この膨張室３３と電動モータ１０のケース１１とを第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４を通じて連通させ、このケース１１内を共鳴室３４とは別の共鳴室として形成しても良い。この構成によれば、第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４の断面積、長さやケース１１内の体積を適宜変更することにより、異なる基本周波数の圧力脈動に対応することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１、１００、２００ 真空ポンプ（圧縮装置）
１１ ケース
１１Ａ 空間（共鳴室、吸気側膨張室）
２０ ポンプ本体
２２ ケーシング本体
２３ シリンダ部
２４ ポンプカバー
２４Ａ 排気口
２７ ロータ（回転圧縮要素）
２８ ベーン（回転圧縮要素）
３０、１３０ 真空吸込ニップル
３２、１３２ 吸気経路
３３ 膨張室
３３Ａ 第１オリフィス
３４ 共鳴室
３５Ａ オリフィス
３７ 排気経路
３８ 吸気側膨張室
６０ ケース本体
６１ カバー体
６４ 第２オリフィス
６５ 乾燥剤
６８ 連通孔
７１ 第１連通孔
７２ 第２連通孔
Ｓ シリンダ室
Ｘ１ 回転中心
Ｘ２ 軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシング内に回転圧縮要素を備えた圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ケーシング内に回転圧縮要素を備えた圧縮装置として真空ポンプが知られている。この種の真空ポンプでは、回転圧縮要素を電動モータ等の駆動装置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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の真空ポンプでは、回転圧縮要素を駆動させてケーシング内に吸込んだ空気を圧縮して排出することにより、排気口から排出する際に大きな騒音や振動を発生するため、これら騒音や振動の低減を図るべく、排気口にサイレンサを設けたり、防振ゴムを設けた頑強なブラケットを介して車両に取り付けていた。このため、部品点数が増加して真空ポンプが大型化してしまうという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、大型化することなく、騒音や振動の低減を図った圧縮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】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、ケーシング内に回転圧縮要素を備えた圧縮装置において、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室が形成されるケーシング本体と、前記シリンダ室と排気口とを繋ぐ排気経路と、この排気経路に形成される膨張室とを備え、この膨張室を前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に設けたことを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、排気経路に膨張室を設けたことにより、排気経路を流れる圧縮空気が膨張室内で膨張、分散して当該膨張室の隔壁にぶつかって乱反射することにより減衰されるため、排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。更に、膨張室がケーシング本体内におけるシリンダ室の周縁部に設けられているため、このケーシング本体内にシリンダ室と膨張室とを一体に形成することができ、圧縮装置の大型化を抑制することができる。
【０００７】
この構成において、前記膨張室には、前記排気経路から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室が接続されていても良い。この共鳴室は、オリフィスを介して膨張室に接続され、排気経路を流れる圧縮空気の圧力脈動を打ち消すような共鳴が発生するように、オリフィスの断面積、長さや共鳴室の体積等が設定されている。このため、膨張室に共鳴室を接続することにより、膨張室で膨張された空気の音エネルギがオリフィスと共鳴室内の空気ばねで振動して減衰されるため、回転圧縮要素から吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
【０００８】
また、前記シリンダ室は、前記ケーシング本体内における前記回転圧縮要素の回転中心から偏心した位置に設けられ、このシリンダ室の前記回転中心側の周縁部に前記膨張室と前記共鳴室とを並設しても良い。この構成によれば、シリンダ室を回転圧縮要素の回転中心から偏心して配置することにより、ケーシング本体にはシリンダ室の回転中心側の周縁部に大きなスペースを確保することができる。このため、このスペースに膨張室と共鳴室とを並設することにより、膨張室及び共鳴室をケーシング本体の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体の小型化を図ることができ、ひいては圧縮装置の小型化を図ることができる。
【０００９】
また、前記シリンダ室に空気を導く吸気経路を備え、この吸気経路に当該吸気経路を流通する空気を膨張させる吸気側膨張室を設けても良い。この構成によれば、吸気経路に吸気側膨張室を設けることにより、真空ポンプに吸い込まれる空気が吸気側膨張室内で膨張、分散することにより減衰されるため、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。
【００１０】
また、前記吸気側膨張室は、前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に前記膨張室と並んで形成されても良い。この構成によれば、シリンダ室の周縁部に膨張室と吸気側膨張室とを設けることにより、ケーシング本体内にシリンダ室、膨張室及び吸気側膨張室を一体に形成することができ、圧縮装置の大型化を抑制することができる。
また、前記吸気側膨張室に乾燥剤を収容しても良い。この構成によれば、吸気経路を通じてシリンダ室に流入する空気中の水分を除去することができるため、乾燥した空気をシリンダ室に供給でき、シリンダ室及び回転圧縮要素での結露を防止することができる。従って、回転圧縮要素の腐食や凍結を防止することができ、圧縮装置の長寿命化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排気経路に膨張室を設けたことにより、排気経路を流れる圧縮空気が膨張室内で膨張、分散して当該膨張室の隔壁にぶつかって乱反射することにより減衰されるため、排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。更に、膨張室がケーシング本体内におけるシリンダ室の周縁部に設けられているため、このケーシング本体内にシリンダ室と膨張室とを一体に形成することができ、圧縮装置の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る真空ポンプの側部部分断面図である。
【図２】真空ポンプをその前側から見た図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】別の実施形態にかかる真空ポンプの側部部分断面図である。
【図５】別の実施形態にかかる真空ポンプの側部部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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（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。また、図２では、取付部材４０を取り外した状態を示している。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。
【００１４】
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。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。
【００１５】
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、取付部材４０によって自動車等の車体５０に固定支持されている。
取付部材４０は、ポンプ本体２０の幅方向に延びる矩形の突出溝４１Ａを設けた取付板４１と、この取付板４１の前端及び後端にそれぞれ固定される防振ゴム４２，４２とを備える。これら防振ゴム４２，４２は、車体に形成された孔部に嵌入して保持される。取付板４１は、突出溝４１Ａでポンプ本体２０の下面にボルト４３で固定されている。
【００１６】
電動モータ１０は、略円筒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の先端部１２Ａには、ポンプ本体２０の後述するロータ２７に嵌合し、当該ロータ２７の回り止めとなるスプライン部１２Ｂが形成されている。なお、出力軸１２の外表面にキーを設けてロータ２７の空回りを防止することも可能である。
電動モータ１０は、電源（図示略）の投入により、出力軸１２が、図２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。
【００１７】
ケース１１は、有底円筒形状に形成されたケース本体６０と、このケース本体６０の開口を塞ぐカバー体６１とを備え、ケース本体６０は、その周縁部６０Ａが外方に折り曲げて形成されている。カバー体６１は、ケース本体６０の開口と略同径に形成された円板部６１Ａと、この円板部６１Ａの周縁に連なり、ケース本体６０の内周面に嵌まる円筒部６１Ｂと、この円筒部６１Ｂの周縁を外方に折り曲げて形成した屈曲部６１Ｃとを備えて一体に形成され、円板部６１Ａ及び円筒部６１Ｂがケース本体６０内に進入し、屈曲部６１Ｃが、ケース本体６０の周縁部６０Ａに当接して固定されている。これにより、電動モータ１０には、ケース１１の一方の端部（前端）が内側に窪み、ポンプ本体２０がインロー嵌合される嵌合穴部６３が形成される。
また、円板部６１Ａの略中央には、出力軸１２が貫通する貫通孔６１Ｄと、この出力軸１２を軸支するベアリング６２の外輪を保持する凹部６１Ｅが形成されている。
【００１８】
ポンプ本体２０は、図１に示すように、電動モータ１０のケース１１の前側に形成された嵌合穴部６３に嵌合さ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部２３と、当該ケーシング本体２２を前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、シリンダ部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。
【００１９】
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２に示すように、前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の上部には、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１に示すように、略Ｌ字状に屈曲されたパイプであり、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（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が接続される。本実施形態では、真空吸込ニップル３０をケーシング本体２２の連通孔２２Ａに圧入しているため、車両のように事前に外部機器の配置される位置が判明する場合には、この外部機器が配置される方向に一端３０Ａを向けて圧入すればよく、簡単な構成で、負圧空気を供給するための管またはチューブの引き出し方向を自由に設定することができる。
【００２０】
ケーシング本体２２には、前後方向に延びる軸心Ｘ２を基準とした孔部２２Ｂが形成され、この孔部２２Ｂに円筒状に形成されたシリンダ部２３が圧入されている。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に対して左側斜め上方に偏心している。本構成では、回転中心Ｘ１を中心とする後述のロータ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部２３の内周面２３Ａに接するように軸心Ｘ２が偏心されている。
シリンダ部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、シリンダ部２３とロータ２７とは熱膨張係数が同じなので、シリンダ部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とシリンダ部２３の内周面２３Ａとの接触を防止できる。
また、ケーシング本体２２に形成された孔部２２Ｂにシリンダ部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部２３を収容することができるため、このシリンダ部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。
【００２１】
シリンダ部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内とを繋ぐ開口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，開口２３Ｂを通じてシリンダ室Ｓ内に供給される。このため、本実施形態では、真空吸込ニップル３０、ケーシング本体２２の連通孔２２Ａ及びシリンダ部２３の開口２３Ｂを備えて吸気経路３２が形成される。また、ケーシング本体２２及びシリンダ部２３の下部には、これらケーシング本体２２及びシリンダ部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。
【００２２】
シリンダ部２３の後端および前端には、それぞれサイドプレート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部２３の内周面２３Ａの内径よりも大きく設定されており、ガスケット２５Ａ，２６Ａにより付勢されて、シリンダ部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、シリンダ部２３の内側は、真空吸込ニップル３０に連なる開口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。
【００２３】
シリンダ部２３の内側のシリンダ室Ｓには、ロータ２７が配設されている。ロータ２７は、厚肉円筒形状に形成されていて、その内周面２７Ａには、上述のスプライン部１２Ｂが形成された出力軸１２が嵌合されている。このスプライン嵌合の構成により、ロータ２７は出力軸１２と一体となって回転する。ロータ２７の前後方向の長さは、シリンダ部２３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ている。また、ロータ２７の外径は、図２に示すように、ロータ２７の外周面２７Ｂが、シリンダ部２３の内周面２３Ａのうちの右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２に示すように、ロータ２７の外周面２７Ｂと、シリンダ部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。
【００２４】
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から出入り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部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、シリンダ部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、開口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、開口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。本構成では、ロータ２７及び複数のベーン２８を備えて回転圧縮要素を構成する。
【００２５】
本構成では、シリンダ部２３は、図２に示すように、このシリンダ部２３の軸心Ｘ２が回転中心Ｘ１に対して左側斜め上方に偏心してケーシング本体２２に形成されている。このため、ケーシング本体２２内には、シリンダ部２３が偏心したのと反対の方向に大きなスペースを確保することができ、このスペースに吐出口２３Ｃ、２２Ｃに連通する膨張室３３と、シリンダ部２３の周縁部に膨張室３３と並んだ共鳴室３４とが形成されている。
膨張室３３と共鳴室３４との間は、ケーシング本体２２に一体形成されたリブ３５によって仕切られ、図３に示すように、このリブ３５に膨張室３３と共鳴室（レゾネータ）３４とを接続するオリフィス３５Ａが形成されている。
膨張室３３は、シリンダ部２３の下方に大きな閉空間として形成され、ポンプカバー２４に形成された排気口２４Ａに連通している。この膨張室３３に流入した圧縮空気は、当該膨張室３３内で膨張、分散して当該膨張室３３の隔壁にぶつかって乱反射する。これにより、圧縮空気の音エネルギが減衰されるため、排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。本実施形態では、ケーシング本体２２及びシリンダ部にそれぞれ形成された吐出口２２Ｃ，２３Ｃ、膨張室３３及び排気口２４Ａを備えて排気経路３７を構成する。
【００２６】
ところで、ベーン型の真空ポンプ１では、このロータ２７及びベーン２８がシリンダ室Ｓ内を回転することにより空気を圧縮しているため、シリンダ室Ｓの吐出口２３Ｃ、２２Ｃから膨張室３３に圧縮空気が間欠的に吐出される。このため、シリンダ室Ｓの吐出口２３Ｃ、２２Ｃでは、一定の基本周波数で圧力脈動が生じることにより、この圧力脈動に起因して、騒音及び振動が発生することがある。
このため、本実施形態では、膨張室３３には、排気経路３７から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室３４が接続されている。この共鳴室３４は、排気経路３７を流れる圧縮空気の圧力脈動を打ち消すような共鳴を発生するように形成されており、この圧力脈動による騒音及び振動を抑制するものである。
共鳴室３４は、上記した空気の圧力脈動の基本周波数と一致するような共鳴周波数を生じるように設計されており、具体的には、この共鳴周波数は、膨張室３３と接続するためのオリフィス３５Ａの長さ及び面積と、共鳴室３４の容積とで決定される。
この構成によれば、膨張室３３にオリフィス３５Ａを介して共鳴室３４を接続することにより、膨張室３３で膨張された空気の音エネルギがオリフィス３５Ａと共鳴室３４内の空気ばねで振動して減衰されるため、ロータ２７及びベーン２８の回転により吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
更に、本実施形態では、シリンダ部２３をロータ２７の回転中心Ｘ１から偏心して配置することにより、ケーシング本体２２にはシリンダ部２３の上記回転中心Ｘ１側の周縁部に大きなスペースを確保することができる。このため、このスペースに膨張室３３と共鳴室３４とを並設することにより、ケーシング本体２２に膨張室３３及び共鳴室３４を一体に形成することができるため、当該膨張室３３及び共鳴室３４をケーシング本体２２の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体２２の小型化を図ることができ、ひいては真空ポンプ１の小型化を図ることができる。
【００２７】
また、ケーシング本体２２は、シリンダ部２３を偏心した側の当該シリンダ部２３の周縁部に、吸気側膨張室３８が形成されている。この吸気側膨張室３８は、上記した真空吸込ニップル３０とシリンダ室Ｓとを繋ぐ吸気経路３２に設けられており、本実施形態では、ケーシング本体２２に一体に設けられたリブ３６，３９によって、膨張室３３、共鳴室３４とそれぞれ区分けされている。
この構成によれば、吸気経路３２を流れる空気が吸気側膨張室３８内で膨張、分散して当該吸気側膨張室３８の隔壁にぶつかって乱反射することにより減衰されるため、排気時のみならず、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。
また、吸気側膨張室３８内には、例えば、シリカゲルやゼオライト等の乾燥剤６５が配置されている。この乾燥剤６５は、シリカゲルやゼオライト粒を吐出口２３Ｃ、２２Ｃを通過しない程度の大きさに固着して形成されており、吸気側膨張室３８内に流入した空気中の水分を除去する。このため、乾燥剤６５によって水分が除去された空気がシリンダ室Ｓ内に流入するため、このシリンダ室Ｓ内での結露が防止され、この結露に起因するロータ２７やシリンダ部２３の腐食や、シリンダ室Ｓ内での凍結を防止できる。
【００２８】
また、吸気側膨張室３８をシリンダ室Ｓの周縁部に形成したため、この吸気側膨張室３８を介して、真空吸込ニップル３０とシリンダ室Ｓとが連通される。このため、吸気側膨張室３８が延在している範囲であれば、真空吸込ニップル３０を任意の場所に設けることができ、真空ポンプ１を車両に設置する位置に応じて真空吸込ニップル３０の取付位置を変更することができる。
また、本実施形態では、ケーシング本体２２には、シリンダ部２３の周縁部に膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８を形成されるため、これら膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８をケーシング本体２２にまとまりよく配置することができる。このため、吸気側膨張室３８をケーシング本体２２の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体２２の小型化を図ることができ、ひいては真空ポンプ１の小型化を図ることができる。
また、本実施形態では、シリンダ部２３の周縁部に、膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８を配置し、これら膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８をそれぞれリブ３５，３６，３９で区分けしているため、これらリブ３５，３６，３９の位置を変更することにより、各膨張室３３、共鳴室３４及び吸気側膨張室３８の大きさを変更することができ、例えば、共鳴室３４の大きさが決定された後に、膨張室３３及び吸気側膨張室３８の大きさを適宜設定することができる。
【００２９】
ポンプカバー２４は、前側のサイドプレート２６にガスケット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の前面には、図２に示すように、シリンダ部２３や膨張室３３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。ポンプカバー２４には、膨張室３３に対応する位置に排気口２４Ａが設けてある。この排気口２４Ａは、膨張室３３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２４Ａ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。
【００３０】
以上、説明したように、本実施形態によれば、ケーシング３１は、ロータ２７やベーン２８が摺動するシリンダ室Ｓが形成されるケーシング本体２２と、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７と、この排気経路３７に形成される膨張室３３とを備え、この膨張室３３をケーシング本体２２内におけるシリンダ室Ｓの周縁部に設けたため、排気経路３７を流れる圧縮空気が膨張室３３内で膨張、分散して当該膨張室３３の隔壁にぶつかって乱反射することにより減衰されることにより、排気口２４Ａから機外に排気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。更に、膨張室３３がケーシング本体２２内におけるシリンダ室Ｓの周縁部に設けられているため、このケーシング本体２２内にシリンダ室Ｓと膨張室３３とを一体に形成することができ、真空ポンプ１の大型化を抑制することができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、膨張室３３には、排気経路３７から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室３４がオリフィス３５Ａを介して接続されているため、膨張室３３で膨張された空気の音エネルギがオリフィス３５Ａと共鳴室３４内の空気ばねで振動して減衰されるため、シリンダ室Ｓから吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
更に、本実施形態によれば、シリンダ室Ｓは、ケーシング本体２２内におけるロータ２７やベーン２８の回転中心Ｘ１から偏心した位置に設けられるため、ケーシング本体にはシリンダ室の回転中心側の周縁部に大きなスペースを確保することができる。このため、このスペースに膨張室と共鳴室とを並設することにより、膨張室及び共鳴室をケーシング本体の外部に設ける必要がなく、ケーシング本体の小型化を図ることができ、ひいては圧縮装置の小型化を図ることができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、シリンダ室Ｓに空気を導く吸気経路３２を備え、この吸気経路３２に当該吸気経路３２を流通する空気を膨張させる吸気側膨張室３８を設けたため、シリンダ室Ｓに吸い込まれる空気が吸気側膨張室３８内で膨張、分散することにより減衰されるため、排気時のみならず、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、吸気側膨張室３８は、ケーシング本体２２内におけるシリンダ室Ｓの周縁部に膨張室３３と並んで形成されているため、シリンダ室Ｓの周縁部に膨張室３３と吸気側膨張室３８とを設けることにより、ケーシング本体２２内にシリンダ室Ｓ、膨張室３３及び吸気側膨張室３８を一体に形成することができ、真空ポンプ１の大型化を抑制することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、吸気側膨張室３８に乾燥剤６５を収容したため、吸気経路３２を通じてシリンダ室Ｓに流入する空気中の水分を除去できることにより、乾燥した空気をシリンダ室Ｓに供給でき、シリンダ室Ｓ及びロータ２７、ベーン２８での結露を防止することができる。従って、ロータ２７の腐食や凍結を防止することができ、真空ポンプ１の長寿命化を図ることができる。
【００３５】
次に、別の実施形態について説明する。
図４は、別の実施形態にかかる真空ポンプ１００の側部部分断面図である。
この別の実施形態では、電動モータ１０のケース１１内が共鳴室として形成される点で上記したものと構成を異にする。上記構成と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
真空ポンプ１００は、図４に示すように、ケーシング本体２２に形成された膨張室３３に設けられた第１オリフィス３３Ａと、ケース１１のカバー体６１に形成されて当該第１オリフィス３３Ａに連なる第２オリフィス６４とを備え、これら第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４を通じて、膨張室３３とケース１１内とが接続されている。この別の実施形態では、ケース１１内の空間１１Ａがヘルムホルツ式の共鳴室として機能する。
この別の実施形態では、例えば、ポンプ本体２０の外径が小さく、シリンダ部２３の周縁部に共鳴室を形成できないような場合に有用であり、膨張室３３に、排気経路３７から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室としてのケース１１が第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４を介して接続されているため、膨張室３３で膨張された空気の音エネルギが第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４とケース１１内の空気ばねで振動して減衰されるため、シリンダ室Ｓから吐出される空気の圧力脈動を低減することができ、排気する際の騒音及び振動をより一層低減することができる。
【００３６】
図５は、別の実施形態にかかる真空ポンプ２００の側部部分断面図である。
この別の実施形態では、電動モータ１０のケース１１内を吸気側膨張室として形成される点で上記したものと構成を異にする。上記構成と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この構成では、真空ポンプ２００は、電動モータ１０のケース１１を構成するケース本体６０には、吸気口６０Ａ１が形成され、この吸気口６０Ａ１には、上記した真空吸込ニップル１３０が接続されている。また、ケーシング本体２２には、軸方向に延びる第１連通孔７１と、この第１連通孔７１とシリンダ部２３の開口２３Ｂとを連通する第２連通孔７２とが形成され、カバー体６１には第１連通孔７１に連通する連通孔６８が形成されている。これにより、ケース１１内の空間１１Ａは、連通孔６８、第１連通孔７１、第２連通孔７２及び開口２３Ｂを通じてシリンダ室Ｓと連通しており、これらを備えて吸気経路１３２を形成する。
このため、この別の実施形態では、吸気経路１３２にケース１１内の空間１１Ａを設けたため、シリンダ室Ｓに吸い込まれる空気が空間１１Ａ内で膨張、分散することにより減衰されるため、排気時のみならず、吸気する際の騒音及び振動の低減を図ることができる。更に、真空吸込ニップル１３０を通じてケース１１内の空間に流入した空気流がケース１１内に収容されるコイルや整流子等（不図示）を冷却するため、エンジンルーム等の劣悪環境に配置される場合であっても別途の冷却装置が不要となり、部品点数の削減を図ることができる。
【００３７】
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。例えば、本実施形態では、圧縮装置として、ベーン型の真空ポンプを用いているが、回転圧縮要素を備えるものであれば、スクロール型のものを用いてもよい。
また、上記した実施形態では、排気側の膨張室３３に共鳴室３４（もしくはケース１１内の空間１１Ａ）を組み合わせた構成を有するものとして説明したが、この共鳴室を吸気側膨張室３８（もしくはケース１１内の空間１１Ａ）と組み合わせても良い。
また、上記した図１にかかる真空ポンプ１に図４の共鳴室を組み合わせても良い。すなわち、ケーシング本体２２のシリンダ部２３の周縁部に膨張室３３及び共鳴室３４を設けるだけでなく、この膨張室３３と電動モータ１０のケース１１とを第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４を通じて連通させ、このケース１１内を共鳴室３４とは別の共鳴室として形成しても良い。この構成によれば、第１オリフィス３３Ａ及び第２オリフィス６４の断面積、長さやケース１１内の体積を適宜変更することにより、異なる基本周波数の圧力脈動に対応することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１、１００、２００ 真空ポンプ（圧縮装置）
１１ ケース
１１Ａ 空間（共鳴室、吸気側膨張室）
２０ ポンプ本体
２２ ケーシング本体
２３ シリンダ部
２４ ポンプカバー
２４Ａ 排気口
２７ ロータ（回転圧縮要素）
２８ ベーン（回転圧縮要素）
３０、１３０ 真空吸込ニップル
３２、１３２ 吸気経路
３３ 膨張室
３３Ａ 第１オリフィス
３４ 共鳴室
３５Ａ オリフィス
３７ 排気経路
３８ 吸気側膨張室
６０ ケース本体
６１ カバー体
６４ 第２オリフィス
６５ 乾燥剤
６８ 連通孔
７１ 第１連通孔
７２ 第２連通孔
Ｓ シリンダ室
Ｘ１ 回転中心
Ｘ２ 軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に回転圧縮要素を備えた圧縮装置において、
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室が形成されるケーシング本体と、前記シリンダ室と排気口とを繋ぐ排気経路と、この排気経路に形成される膨張室とを備え、この膨張室を前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に設けたことを特徴とする圧縮装置。
【請求項２】
前記膨張室には、前記排気経路から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮装置。
【請求項３】
前記シリンダ室は、前記ケーシング本体内における前記回転圧縮要素の回転中心から偏心した位置に設けられ、このシリンダ室の前記回転中心側の周縁部に前記膨張室と前記共鳴室とを並設したことを特徴とする請求項２に記載の圧縮装置。
【請求項４】
前記シリンダ室に空気を導く吸気経路を備え、この吸気経路に当該吸気経路を流通する空気を膨張させる吸気側膨張室を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧縮装置。
【請求項５】
前記吸気側膨張室は、前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に前記膨張室と並んで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮装置。
【請求項６】
前記吸気側膨張室に乾燥剤を収容したことを特徴とする請求項４または５に記載の圧縮装置。
【請求項１】
ケーシング内に回転圧縮要素を備えた圧縮装置において、
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室が形成されるケーシング本体と、前記シリンダ室と排気口とを繋ぐ排気経路と、この排気経路に形成される膨張室とを備え、この膨張室を前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に設けたことを特徴とする圧縮装置。
【請求項２】
前記膨張室には、前記排気経路から分岐したヘルムホルツ式の共鳴室が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮装置。
【請求項３】
前記シリンダ室は、前記ケーシング本体内における前記回転圧縮要素の回転中心から偏心した位置に設けられ、このシリンダ室の前記回転中心側の周縁部に前記膨張室と前記共鳴室とを並設したことを特徴とする請求項２に記載の圧縮装置。
【請求項４】
前記シリンダ室に空気を導く吸気経路を備え、この吸気経路に当該吸気経路を流通する空気を膨張させる吸気側膨張室を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の圧縮装置。
【請求項５】
前記吸気側膨張室は、前記ケーシング本体内における前記シリンダ室の周縁部に前記膨張室と並んで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の圧縮装置。
【請求項６】
前記吸気側膨張室に乾燥剤を収容したことを特徴とする請求項４または５に記載の圧縮装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２１４５２２（Ｐ２０１１−２１４５２２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８３８４３（Ｐ２０１０−８３８４３）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（５１００６３５０２）ナブテスコオートモーティブ株式会社 (34)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（５１００６３５０２）ナブテスコオートモーティブ株式会社 (34)
【Ｆターム（参考）】
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