真空ポンプ
【課題】機械ロスを増加することなく、駆動機の耐久性の低下を防止できる真空ポンプを提供すること。
【解決手段】電動モータ１０のケース１１の円板部６１Ａに取り付けられるケーシング３１と、このケーシング３１内を電動モータ１０の出力軸１２により回転駆動されるロータ２７と、このロータ２７に出没自在に収容される複数のベーン２８とを備えた真空ポンプ１において、ケーシング３１は、ロータ２７が回転駆動し、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室Ｓと、このシリンダ室Ｓの開口を塞ぐサイドプレート２５，２６とを備え、このサイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間に形成される空間７０を、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７に形成される膨張室３３に連通させる連通孔を備えた．
【解決手段】電動モータ１０のケース１１の円板部６１Ａに取り付けられるケーシング３１と、このケーシング３１内を電動モータ１０の出力軸１２により回転駆動されるロータ２７と、このロータ２７に出没自在に収容される複数のベーン２８とを備えた真空ポンプ１において、ケーシング３１は、ロータ２７が回転駆動し、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室Ｓと、このシリンダ室Ｓの開口を塞ぐサイドプレート２５，２６とを備え、このサイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間に形成される空間７０を、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７に形成される膨張室３３に連通させる連通孔を備えた．
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーン式の真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、駆動機の壁面に取り付けられるケーシングと、このケーシング内を前記駆動機の回転軸により回転駆動されるロータと、このロータに出没自在に収容される複数のベーンとを備えた真空ポンプが知られている。この種の真空ポンプでは、ケーシング内のロータ及びベーンを電動モータ等の駆動機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、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室と、このシリンダ室の開口を塞ぐサイドプレートとを備えたケーシングを駆動機の壁面に取り付けることで、小型化の実現が模索されている。
この構成では、ケーシングを駆動機の壁面に取り付けた際に、この壁面とサイドプレートとの間に微小な空間が形成される。この空間は、ロータと回転軸との隙間及びロータとサイドプレートとの隙間を通じて、真空ポンプの運転中に発生する負圧の空間と連通することにより、この負圧により上記空間の空気が引き込まれ、当該空間内が大気圧以下（すなわち負圧）となることがある。
駆動機の壁面とサイドプレートとの間の空間内が負圧になると、駆動機内の空気が上記回転軸のベアリング近傍の孔部を通って当該空間内に流入する流れが生じることがある。駆動機内には、摺動により摩耗粉が存在することがあり、この摩耗粉がベアリングに付着することで駆動機の耐久性が低下するという問題が想定される。この場合、ベアリングをシールを有するものに変更することもできるが、シールベアリングを用いた構成では、機械ロスが増加するといった問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、機械ロスが増加することなく、駆動機の耐久性の低下を防止できる真空ポンプ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、駆動機の壁面に取り付けられるケーシングと、このケーシング内を前記駆動機の回転軸により回転駆動されるロータと、このロータに出没自在に収容される複数のベーンとを備えた真空ポンプにおいて、前記ケーシングは、前記ロータが回転駆動し、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室と、このシリンダ室の開口を塞ぐサイドプレートとを備え、このサイドプレートと前記駆動機の壁面との間に形成される空間を、大気圧以上となる他の空間に連通させる連通孔を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、サイドプレートと駆動機の壁面との間に形成される空間が大気圧以下となった際には、連通孔を通じて大気圧以上の圧力の空気が空間に流入することにより、当該空間が速やかに大気圧（もしくは大気圧以上）に回復する。このため、駆動機内の空気が上記空間に流入する事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉による駆動機の耐久性の低下を防止できる。
【０００６】
この構成において、本発明は、ケーシングは、シリンダ室と排気口とを繋ぐ排気経路に形成される膨張室を当該シリンダ室の周縁部に備え、この膨張室に前記連通孔を形成したことを特徴とする。また、本発明は、連通孔は、前記膨張室における前記回転軸よりも高い位置に形成されたことを特徴とする。また、本発明は、前記駆動機は、前記回転軸を軸支する軸受を備え、この軸受よりも高い位置となる前記壁面に前記連通孔を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、サイドプレートと駆動機の壁面との間に形成される空間を大気圧以上となる他の空間に連通させる連通孔を備えたため、この空間が大気圧以下となった際には、連通孔を通じて大気圧以上の圧力の空気が当該空間に流入することにより、当該空間が速やかに大気圧（もしくは大気圧以上）に回復する。このため、駆動機内の空気が上記空間に流入する事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉による駆動機の耐久性の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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】ケーシング本体の背面図である。
【図４】空気の流れを説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。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。
【００１０】
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。
【００１１】
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を駆動源として作動するポンプ本体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自動車等の車体に固定支持されている。
【００１２】
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（回転軸）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。
【００１３】
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（壁面）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がインロー嵌合により取り付けられる嵌合穴部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、この貫通孔６１Ｄの周囲にケース本体６０の内側に延びる円環状のベアリング保持部６１Ｅとが形成され、このベアリング保持部６１Ｅの内周面６１Ｆに、上記出力軸１２を軸支するベアリング６２の外輪が保持される。本実施形態では、ベアリング６２として開放型のボールベアリングが採用されている。開放型のボールベアリングは、シールド型のものに比べて回転時の抵抗及び機械ロスが小さいため、電動モータの消費電力の低減を図ることができる。
【００１４】
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。
【００１５】
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、上向きに延びる直管であり、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。なお、シリンダ部２３及びロータ２７は、略同じ程度の熱膨張係数を有する金属材料であれば、異なる材料を用いても構わない。
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、シールリング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。
【００２０】
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、その軸穴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。
【００２１】
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から出没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。
【００２２】
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、このスペースにはシリンダ部２３の周縁部に沿って、吐出口２３Ｃ、２２Ｃに連通する膨張室３３が形成されている。
膨張室３３は、シリンダ部２３の下方から出力軸１２の上方に至るまで、当該シリンダ部２３の周縁部に沿った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２３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。
【００２３】
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、このスペースに大きな膨張室３３を形成することにより、ケーシング本体２２に膨張室３３を一体に形成することができるため、当該膨張室３３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。
【００２４】
ポンプカバー２４は、前側のサイドプレート２６にシールリング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。
【００２５】
図３は、ケーシング本体２２を背面図である。
上記したように、真空ポンプ１は、電動モータ１０とポンプ本体２０とを連結して構成されており、電動モータ１０の出力軸１２に連結されたロータ２７及びベーン２８がポンプ本体２０のシリンダ部２３内で摺動する。このため、ポンプ本体２０を電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１に合わせて組み付けることが重要である。
このため、本実施形態では、上記したように、電動モータ１０は、ケース１１の一端側に出力軸１２の回転中心Ｘ１を中心とした嵌合穴部６３が形成されている。一方、ケーシング本体２２の背面には、図３に示すように、シリンダ室Ｓの周囲に後方へ突出した円筒状の嵌合部２２Ｆが一体に形成されている。この嵌合部２２Ｆは、電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１と同心に形成されており、電動モータ１０の嵌合穴部６３にインロー嵌合する外径に形成されている。さらに、嵌合部２２Ｆの角部２２Ｇには、ケーシング本体２２を電動モータ１０の嵌合穴部６３に容易に嵌め込むことができるように面取り加工が施されている。
このため、この構成では、電動モータ１０の嵌合穴部６３にケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆを嵌め込むだけで、簡単に中心位置を合わせることができるため、電動モータ１０とポンプ本体２０との組み付け作業を容易に行うことができる。また、ケーシング本体２２の背面には、嵌合部２２Ｆの周囲にシール溝２２Ｅが形成され、このシール溝２２Ｅには環状のシール材３５が配置されている。
【００２６】
ところで、本実施形態の真空ポンプ１は、電動モータ１０の嵌合穴部６３にケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆを嵌め込んで固定している。この嵌合部２２Ｆの内側には、図１に示すように、シリンダ室Ｓを形成するシリンダ部２３が配置され、このシリンダ部２３の後端（電動モータ１０）側には、サイドプレート２５が配置されているため、このサイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間には微小な空間７０が形成される。
一方、真空ポンプ１を作動させた場合、各サイドプレート２５，２６とロータ２７とが常時密着しているわけではないため、各圧縮室Ｐにて発生した負圧により、サイドプレート２５，２６とロータ２７との隙間、ロータ２７の軸穴２７Ａと出力軸１２との隙間を通じて、上記した空間７０から空気が引き込まれ、この空間７０内が大気圧以下（すなわち負圧）となることがある。
すると、電動モータ１０のケース１１内の空気が開放型のベアリング（軸受）６２近傍の孔部である貫通孔６１Ｄを通って上記空間７０に流入する流れが生じる可能性がある。この流れが生じた場合、電動モータ１０のブラシ等の摺動により生じた摩耗粉が、ベアリング６２に付着してしまう可能性があり、この摩耗粉の付着を回避することが望まれる。
【００２７】
本構成では、サイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間に形成された微小な空間７０内が負圧になることを防止するために、当該空間７０と大気圧以上となる膨張室（他の空間）３３とを連通する小径（本実施形態では直径１．６ｍｍ）の連通孔７１がケーシング本体２２に形成されている。これによれば、空間７０が大気圧以下となった際には、図４に示すように、連通孔７１を通じて大気圧以上の圧力の空気が空間７０に流入することにより、当該空間７０が速やかに大気圧（もしくは大気圧以上）に回復する。このため、電動モータ１０のケース１１内の空気が貫通孔６１Ｄを通って上記空間７０に流入する事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉がベアリング６２に付着してしまうことを回避でき、ベアリング６２、ひいては、電動モータ１０の耐久性の低下を防止することができる。
この場合、ポンプ本体２０内には連通孔７１を通じて空気が流入するため、外部機器内の真空度の低下が懸念される。しかしながら、連通孔７１を形成することで、最大負圧値は若干低下する（−９５ｋＰａが−９３ｋＰａ）ものの、自動車のブレーキ倍力装置における通常の使用範囲（例えば、−６０ｋＰａ〜−８０ｋＰａ）では、まったく支障がないことが実験により判明している。
【００２８】
連通孔７１は、図２に示すように、膨張室３３の上部におけるシリンダ部２３に近い箇所で、出力軸１２よりも上方に形成されている。上記空間７０と連通する位置であれば、膨張室３３の何処に連通孔７１を形成しても、当該空間７０の負圧の解消は実現できる。しかし、膨張室３３の下方、すなわち排気口２４Ａの近傍に連通孔を設けた場合には下記の問題がある。
シリンダ室Ｓ内では、ベーンがシリンダ室Ｓの内周面２３Ａを摺動する際に徐々に摩耗するため、排気口２４Ａの近傍では、摩耗粉を含んだ空気が排出されやすい。このため、排気口２４Ａの近傍に連通孔を設けた場合には、摩耗粉を含んだ空気が連通孔を通じて空間７０に流入することにより、この摩耗粉がベアリング６２に付着する問題が生じうる。また、排気口２４Ａを通じて雨水が侵入する膨張室３３内に侵入することも想定され、排気口２４Ａの近傍に連通孔を設けた場合には、雨水が連通孔を通じて、上記空間７０に流入することが想定される。この場合、空間７０には電動モータ１０が隣接しているため、この電動モータ１０内への水の流入は確実に防止する必要がある。
これらの問題の発生を抑制するために、本実施形態では、連通孔７１は、膨張室３３の上部における出力軸１２よりも上方に形成されている。このため、万一、膨張室３３内に摩耗粉や水が侵入したとしても、これら摩耗粉及び水は、出力軸１２よりも上方まで移動する可能性が低いため、連通孔７１を通じて空間７０に流入されることを防止できる。
【００２９】
このように、本実施形態では、サイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間に形成された微小な空間７０と、大気圧以上となる膨張室（他の空間）３３とを連通する連通孔７１をケーシング本体２２に形成したため、電動モータ１０のケース１１内の空気が貫通孔６１Ｄを通って上記空間７０に流入する事態が抑制されることで、この空気に含まれる摩耗粉がベアリング６２に付着してしまうことを回避できる。一方で、真空ポンプ１の運転中には、電動モータ１０のケース１１内温度が上昇するため、この温度上昇による空気の膨張分をケース１１の外部に積極的に排出する必要がある。
この電動モータ１０は防水タイプに形成されているため、ケース本体６０には、排気口となる開口が設けられていない。このため、何も対策を施さなければ、温度上昇による膨張した空気は、開放型のベアリング（軸受）６２近傍の孔部である貫通孔６１Ｄを通って排出されることとなり、電動モータ１０のブラシ等の摺動により生じた摩耗粉が、ベアリング６２に付着してしまうという問題が生じうる。
【００３０】
このため、本実施形態では、電動モータ１０は、ケース１１の円板部６１Ａにおけるベアリング６２よりも高い位置、すなわち、図１に示すように、出力軸１２の真上であって、ケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆに対向する円板部６１Ａに排気口（連通孔）７２が形成されている。ケース１１内が温度上昇した際には、この排気口７２を通じて、温度上昇による膨張分が排出されるため、電動モータ１０のケース１１内の空気が貫通孔６１Ｄを通って排出される事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉がベアリング６２に付着してしまうことを回避でき、ベアリング６２、ひいては、電動モータ１０の耐久性の低下を防止することができる。
さらに、本実施形態では、排気口７２から排出された空気は、シールリング２５Ａとの隙間を通じて上記空間７０に流入することにより、当該排気口７２は、シールリング２５Ａを介して当該空間７０と連通することとなる。このため、排気口７２は、真空ポンプ１の運転中には、当該空間７０を電動モータ１０のケース（大気圧以上の空間）１１内と連通する連通孔としても機能する。
排気口７２は、ケース１１の円板部６１Ａにおけるベアリング６２よりも高い位置に形成されているため、この排気口７２を通じて、ケース１１内の摩耗粉が排出されることを抑制できるとともに、当該排気口７２を通じて水がケース１１内に侵入することを抑制できる。
【００３１】
以上、説明したように、本実施形態によれば、電動モータ１０のケース１１の円板部６１Ａに取り付けられるケーシング３１と、このケーシング３１内を電動モータ１０の出力軸１２により回転駆動されるロータ２７と、このロータ２７に出没自在に収容される複数のベーン２８とを備えた真空ポンプ１において、ケーシング３１は、ロータ２７が回転駆動し、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室Ｓと、このシリンダ室Ｓの開口を塞ぐサイドプレート２５，２６とを備え、このサイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間に形成される空間７０を、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７に形成される膨張室３３に連通させる連通孔７１を備えたため、上記空間７０が大気圧以下となった際には、連通孔７１を通じて膨張室３３内の大気圧以上の圧力の空気が当該空間７０内に流入することにより、当該空間７０が速やかに大気圧（もしくは大気圧以上）に回復する。このため、電動モータ１０のケース１１内の空気が上記空間７０に流入する事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉による電動モータ１０のベアリング６２、ひいては電動モータ１０の耐久性の低下を防止できる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、ケーシング３１を構成するケーシング本体２２は、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７に形成される膨張室３３を当該シリンダ室Ｓの周縁部に備えるため、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。さらに、膨張室３３と空間７０とを連通する連通孔７１をケーシング本体２２に形成したため、膨張室３３内の空気を簡単に上記空間７０に流入させることができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、連通孔７１は、膨張室３３における出力軸１２よりも高い位置に形成されているため、万一、膨張室３３内に摩耗粉や水が侵入したとしても、これら摩耗粉及び水は、出力軸１２よりも上方まで移動する可能性が低いため、連通孔７１を通じて空間７０に流入されることを防止できる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、電動モータ１０は、出力軸１２を軸支するベアリング６２を備え、このベアリング６２よりも高い位置となるケース１１の円板部６１Ａに排気口７２を形成したため、ケース１１内が温度上昇した際には、この排気口７２を通じて、温度上昇による膨張分が排出されることにより、電動モータ１０のケース１１内の空気が貫通孔６１Ｄを通って排出される事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉がベアリング６２に付着してしまうことを回避でき、ベアリング６２、ひいては、電動モータ１０の耐久性の低下を防止することができる。
【００３５】
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、排気口７２は、出力軸１２の真上であって、ケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆに対向する円板部６１Ａに設けられていたが、これに限るものではなく、ベアリング６２の上方であれば、シールリング２５Ａの内側に設けても良い。この場合、電動モータ１０のケース１１の円板部６１Ａには、ベアリング６２よりも低い位置に水抜き孔を設けても良い。この水抜き孔は、万一、ケース１１内に水が侵入した際に、この水を外部に排出させるための孔であり、円板部６１Ａの極力低い位置に設けるのが望ましい。なお、この水抜き孔は、上記した排気口７２と同様に、真空ポンプ１の運転中に、上記空間７０を電動モータ１０のケース（大気圧以上の空間）１１内と連通する連通孔として機能する。
【符号の説明】
【００３６】
１ 真空ポンプ
１０ 電動モータ（駆動機）
１１ ケース
１２ 出力軸（回転軸）
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
２８ ベーン
３０ 真空吸込ニップル
３３ 膨張室（大気圧以上の他の空間）
３７ 排気経路
３８ 吸気側膨張室
６０ ケース本体
６１ カバー体
６１Ａ 円板部（壁面）
７０ 空間
７１ 連通孔
７２ 排気口（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、ベーン式の真空ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、駆動機の壁面に取り付けられるケーシングと、このケーシング内を前記駆動機の回転軸により回転駆動されるロータと、このロータに出没自在に収容される複数のベーンとを備えた真空ポンプが知られている。この種の真空ポンプでは、ケーシング内のロータ及びベーンを電動モータ等の駆動機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、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室と、このシリンダ室の開口を塞ぐサイドプレートとを備えたケーシングを駆動機の壁面に取り付けることで、小型化の実現が模索されている。
この構成では、ケーシングを駆動機の壁面に取り付けた際に、この壁面とサイドプレートとの間に微小な空間が形成される。この空間は、ロータと回転軸との隙間及びロータとサイドプレートとの隙間を通じて、真空ポンプの運転中に発生する負圧の空間と連通することにより、この負圧により上記空間の空気が引き込まれ、当該空間内が大気圧以下（すなわち負圧）となることがある。
駆動機の壁面とサイドプレートとの間の空間内が負圧になると、駆動機内の空気が上記回転軸のベアリング近傍の孔部を通って当該空間内に流入する流れが生じることがある。駆動機内には、摺動により摩耗粉が存在することがあり、この摩耗粉がベアリングに付着することで駆動機の耐久性が低下するという問題が想定される。この場合、ベアリングをシールを有するものに変更することもできるが、シールベアリングを用いた構成では、機械ロスが増加するといった問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、機械ロスが増加することなく、駆動機の耐久性の低下を防止できる真空ポンプ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、駆動機の壁面に取り付けられるケーシングと、このケーシング内を前記駆動機の回転軸により回転駆動されるロータと、このロータに出没自在に収容される複数のベーンとを備えた真空ポンプにおいて、前記ケーシングは、前記ロータが回転駆動し、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室と、このシリンダ室の開口を塞ぐサイドプレートとを備え、このサイドプレートと前記駆動機の壁面との間に形成される空間を、大気圧以上となる他の空間に連通させる連通孔を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、サイドプレートと駆動機の壁面との間に形成される空間が大気圧以下となった際には、連通孔を通じて大気圧以上の圧力の空気が空間に流入することにより、当該空間が速やかに大気圧（もしくは大気圧以上）に回復する。このため、駆動機内の空気が上記空間に流入する事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉による駆動機の耐久性の低下を防止できる。
【０００６】
この構成において、本発明は、ケーシングは、シリンダ室と排気口とを繋ぐ排気経路に形成される膨張室を当該シリンダ室の周縁部に備え、この膨張室に前記連通孔を形成したことを特徴とする。また、本発明は、連通孔は、前記膨張室における前記回転軸よりも高い位置に形成されたことを特徴とする。また、本発明は、前記駆動機は、前記回転軸を軸支する軸受を備え、この軸受よりも高い位置となる前記壁面に前記連通孔を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、サイドプレートと駆動機の壁面との間に形成される空間を大気圧以上となる他の空間に連通させる連通孔を備えたため、この空間が大気圧以下となった際には、連通孔を通じて大気圧以上の圧力の空気が当該空間に流入することにより、当該空間が速やかに大気圧（もしくは大気圧以上）に回復する。このため、駆動機内の空気が上記空間に流入する事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉による駆動機の耐久性の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【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】ケーシング本体の背面図である。
【図４】空気の流れを説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。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。
【００１０】
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。
【００１１】
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を駆動源として作動するポンプ本体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自動車等の車体に固定支持されている。
【００１２】
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（回転軸）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。
【００１３】
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（壁面）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がインロー嵌合により取り付けられる嵌合穴部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、この貫通孔６１Ｄの周囲にケース本体６０の内側に延びる円環状のベアリング保持部６１Ｅとが形成され、このベアリング保持部６１Ｅの内周面６１Ｆに、上記出力軸１２を軸支するベアリング６２の外輪が保持される。本実施形態では、ベアリング６２として開放型のボールベアリングが採用されている。開放型のボールベアリングは、シールド型のものに比べて回転時の抵抗及び機械ロスが小さいため、電動モータの消費電力の低減を図ることができる。
【００１４】
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。
【００１５】
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、上向きに延びる直管であり、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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。なお、シリンダ部２３及びロータ２７は、略同じ程度の熱膨張係数を有する金属材料であれば、異なる材料を用いても構わない。
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、シールリング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。
【００２０】
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、その軸穴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。
【００２１】
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から出没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。
【００２２】
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、このスペースにはシリンダ部２３の周縁部に沿って、吐出口２３Ｃ、２２Ｃに連通する膨張室３３が形成されている。
膨張室３３は、シリンダ部２３の下方から出力軸１２の上方に至るまで、当該シリンダ部２３の周縁部に沿った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２３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。
【００２３】
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、このスペースに大きな膨張室３３を形成することにより、ケーシング本体２２に膨張室３３を一体に形成することができるため、当該膨張室３３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。
【００２４】
ポンプカバー２４は、前側のサイドプレート２６にシールリング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。
【００２５】
図３は、ケーシング本体２２を背面図である。
上記したように、真空ポンプ１は、電動モータ１０とポンプ本体２０とを連結して構成されており、電動モータ１０の出力軸１２に連結されたロータ２７及びベーン２８がポンプ本体２０のシリンダ部２３内で摺動する。このため、ポンプ本体２０を電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１に合わせて組み付けることが重要である。
このため、本実施形態では、上記したように、電動モータ１０は、ケース１１の一端側に出力軸１２の回転中心Ｘ１を中心とした嵌合穴部６３が形成されている。一方、ケーシング本体２２の背面には、図３に示すように、シリンダ室Ｓの周囲に後方へ突出した円筒状の嵌合部２２Ｆが一体に形成されている。この嵌合部２２Ｆは、電動モータ１０の出力軸１２の回転中心Ｘ１と同心に形成されており、電動モータ１０の嵌合穴部６３にインロー嵌合する外径に形成されている。さらに、嵌合部２２Ｆの角部２２Ｇには、ケーシング本体２２を電動モータ１０の嵌合穴部６３に容易に嵌め込むことができるように面取り加工が施されている。
このため、この構成では、電動モータ１０の嵌合穴部６３にケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆを嵌め込むだけで、簡単に中心位置を合わせることができるため、電動モータ１０とポンプ本体２０との組み付け作業を容易に行うことができる。また、ケーシング本体２２の背面には、嵌合部２２Ｆの周囲にシール溝２２Ｅが形成され、このシール溝２２Ｅには環状のシール材３５が配置されている。
【００２６】
ところで、本実施形態の真空ポンプ１は、電動モータ１０の嵌合穴部６３にケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆを嵌め込んで固定している。この嵌合部２２Ｆの内側には、図１に示すように、シリンダ室Ｓを形成するシリンダ部２３が配置され、このシリンダ部２３の後端（電動モータ１０）側には、サイドプレート２５が配置されているため、このサイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間には微小な空間７０が形成される。
一方、真空ポンプ１を作動させた場合、各サイドプレート２５，２６とロータ２７とが常時密着しているわけではないため、各圧縮室Ｐにて発生した負圧により、サイドプレート２５，２６とロータ２７との隙間、ロータ２７の軸穴２７Ａと出力軸１２との隙間を通じて、上記した空間７０から空気が引き込まれ、この空間７０内が大気圧以下（すなわち負圧）となることがある。
すると、電動モータ１０のケース１１内の空気が開放型のベアリング（軸受）６２近傍の孔部である貫通孔６１Ｄを通って上記空間７０に流入する流れが生じる可能性がある。この流れが生じた場合、電動モータ１０のブラシ等の摺動により生じた摩耗粉が、ベアリング６２に付着してしまう可能性があり、この摩耗粉の付着を回避することが望まれる。
【００２７】
本構成では、サイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間に形成された微小な空間７０内が負圧になることを防止するために、当該空間７０と大気圧以上となる膨張室（他の空間）３３とを連通する小径（本実施形態では直径１．６ｍｍ）の連通孔７１がケーシング本体２２に形成されている。これによれば、空間７０が大気圧以下となった際には、図４に示すように、連通孔７１を通じて大気圧以上の圧力の空気が空間７０に流入することにより、当該空間７０が速やかに大気圧（もしくは大気圧以上）に回復する。このため、電動モータ１０のケース１１内の空気が貫通孔６１Ｄを通って上記空間７０に流入する事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉がベアリング６２に付着してしまうことを回避でき、ベアリング６２、ひいては、電動モータ１０の耐久性の低下を防止することができる。
この場合、ポンプ本体２０内には連通孔７１を通じて空気が流入するため、外部機器内の真空度の低下が懸念される。しかしながら、連通孔７１を形成することで、最大負圧値は若干低下する（−９５ｋＰａが−９３ｋＰａ）ものの、自動車のブレーキ倍力装置における通常の使用範囲（例えば、−６０ｋＰａ〜−８０ｋＰａ）では、まったく支障がないことが実験により判明している。
【００２８】
連通孔７１は、図２に示すように、膨張室３３の上部におけるシリンダ部２３に近い箇所で、出力軸１２よりも上方に形成されている。上記空間７０と連通する位置であれば、膨張室３３の何処に連通孔７１を形成しても、当該空間７０の負圧の解消は実現できる。しかし、膨張室３３の下方、すなわち排気口２４Ａの近傍に連通孔を設けた場合には下記の問題がある。
シリンダ室Ｓ内では、ベーンがシリンダ室Ｓの内周面２３Ａを摺動する際に徐々に摩耗するため、排気口２４Ａの近傍では、摩耗粉を含んだ空気が排出されやすい。このため、排気口２４Ａの近傍に連通孔を設けた場合には、摩耗粉を含んだ空気が連通孔を通じて空間７０に流入することにより、この摩耗粉がベアリング６２に付着する問題が生じうる。また、排気口２４Ａを通じて雨水が侵入する膨張室３３内に侵入することも想定され、排気口２４Ａの近傍に連通孔を設けた場合には、雨水が連通孔を通じて、上記空間７０に流入することが想定される。この場合、空間７０には電動モータ１０が隣接しているため、この電動モータ１０内への水の流入は確実に防止する必要がある。
これらの問題の発生を抑制するために、本実施形態では、連通孔７１は、膨張室３３の上部における出力軸１２よりも上方に形成されている。このため、万一、膨張室３３内に摩耗粉や水が侵入したとしても、これら摩耗粉及び水は、出力軸１２よりも上方まで移動する可能性が低いため、連通孔７１を通じて空間７０に流入されることを防止できる。
【００２９】
このように、本実施形態では、サイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間に形成された微小な空間７０と、大気圧以上となる膨張室（他の空間）３３とを連通する連通孔７１をケーシング本体２２に形成したため、電動モータ１０のケース１１内の空気が貫通孔６１Ｄを通って上記空間７０に流入する事態が抑制されることで、この空気に含まれる摩耗粉がベアリング６２に付着してしまうことを回避できる。一方で、真空ポンプ１の運転中には、電動モータ１０のケース１１内温度が上昇するため、この温度上昇による空気の膨張分をケース１１の外部に積極的に排出する必要がある。
この電動モータ１０は防水タイプに形成されているため、ケース本体６０には、排気口となる開口が設けられていない。このため、何も対策を施さなければ、温度上昇による膨張した空気は、開放型のベアリング（軸受）６２近傍の孔部である貫通孔６１Ｄを通って排出されることとなり、電動モータ１０のブラシ等の摺動により生じた摩耗粉が、ベアリング６２に付着してしまうという問題が生じうる。
【００３０】
このため、本実施形態では、電動モータ１０は、ケース１１の円板部６１Ａにおけるベアリング６２よりも高い位置、すなわち、図１に示すように、出力軸１２の真上であって、ケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆに対向する円板部６１Ａに排気口（連通孔）７２が形成されている。ケース１１内が温度上昇した際には、この排気口７２を通じて、温度上昇による膨張分が排出されるため、電動モータ１０のケース１１内の空気が貫通孔６１Ｄを通って排出される事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉がベアリング６２に付着してしまうことを回避でき、ベアリング６２、ひいては、電動モータ１０の耐久性の低下を防止することができる。
さらに、本実施形態では、排気口７２から排出された空気は、シールリング２５Ａとの隙間を通じて上記空間７０に流入することにより、当該排気口７２は、シールリング２５Ａを介して当該空間７０と連通することとなる。このため、排気口７２は、真空ポンプ１の運転中には、当該空間７０を電動モータ１０のケース（大気圧以上の空間）１１内と連通する連通孔としても機能する。
排気口７２は、ケース１１の円板部６１Ａにおけるベアリング６２よりも高い位置に形成されているため、この排気口７２を通じて、ケース１１内の摩耗粉が排出されることを抑制できるとともに、当該排気口７２を通じて水がケース１１内に侵入することを抑制できる。
【００３１】
以上、説明したように、本実施形態によれば、電動モータ１０のケース１１の円板部６１Ａに取り付けられるケーシング３１と、このケーシング３１内を電動モータ１０の出力軸１２により回転駆動されるロータ２７と、このロータ２７に出没自在に収容される複数のベーン２８とを備えた真空ポンプ１において、ケーシング３１は、ロータ２７が回転駆動し、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室Ｓと、このシリンダ室Ｓの開口を塞ぐサイドプレート２５，２６とを備え、このサイドプレート２５と電動モータ１０の円板部６１Ａとの間に形成される空間７０を、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７に形成される膨張室３３に連通させる連通孔７１を備えたため、上記空間７０が大気圧以下となった際には、連通孔７１を通じて膨張室３３内の大気圧以上の圧力の空気が当該空間７０内に流入することにより、当該空間７０が速やかに大気圧（もしくは大気圧以上）に回復する。このため、電動モータ１０のケース１１内の空気が上記空間７０に流入する事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉による電動モータ１０のベアリング６２、ひいては電動モータ１０の耐久性の低下を防止できる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、ケーシング３１を構成するケーシング本体２２は、シリンダ室Ｓと排気口２４Ａとを繋ぐ排気経路３７に形成される膨張室３３を当該シリンダ室Ｓの周縁部に備えるため、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。さらに、膨張室３３と空間７０とを連通する連通孔７１をケーシング本体２２に形成したため、膨張室３３内の空気を簡単に上記空間７０に流入させることができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、連通孔７１は、膨張室３３における出力軸１２よりも高い位置に形成されているため、万一、膨張室３３内に摩耗粉や水が侵入したとしても、これら摩耗粉及び水は、出力軸１２よりも上方まで移動する可能性が低いため、連通孔７１を通じて空間７０に流入されることを防止できる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、電動モータ１０は、出力軸１２を軸支するベアリング６２を備え、このベアリング６２よりも高い位置となるケース１１の円板部６１Ａに排気口７２を形成したため、ケース１１内が温度上昇した際には、この排気口７２を通じて、温度上昇による膨張分が排出されることにより、電動モータ１０のケース１１内の空気が貫通孔６１Ｄを通って排出される事態が抑制されることにより、この空気に含まれる摩耗粉がベアリング６２に付着してしまうことを回避でき、ベアリング６２、ひいては、電動モータ１０の耐久性の低下を防止することができる。
【００３５】
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、排気口７２は、出力軸１２の真上であって、ケーシング本体２２の嵌合部２２Ｆに対向する円板部６１Ａに設けられていたが、これに限るものではなく、ベアリング６２の上方であれば、シールリング２５Ａの内側に設けても良い。この場合、電動モータ１０のケース１１の円板部６１Ａには、ベアリング６２よりも低い位置に水抜き孔を設けても良い。この水抜き孔は、万一、ケース１１内に水が侵入した際に、この水を外部に排出させるための孔であり、円板部６１Ａの極力低い位置に設けるのが望ましい。なお、この水抜き孔は、上記した排気口７２と同様に、真空ポンプ１の運転中に、上記空間７０を電動モータ１０のケース（大気圧以上の空間）１１内と連通する連通孔として機能する。
【符号の説明】
【００３６】
１ 真空ポンプ
１０ 電動モータ（駆動機）
１１ ケース
１２ 出力軸（回転軸）
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
２８ ベーン
３０ 真空吸込ニップル
３３ 膨張室（大気圧以上の他の空間）
３７ 排気経路
３８ 吸気側膨張室
６０ ケース本体
６１ カバー体
６１Ａ 円板部（壁面）
７０ 空間
７１ 連通孔
７２ 排気口（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】
駆動機の壁面に取り付けられるケーシングと、このケーシング内を前記駆動機の回転軸により回転駆動されるロータと、このロータに出没自在に収容される複数のベーンとを備えた真空ポンプにおいて、
前記ケーシングは、前記ロータが回転駆動し、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室と、このシリンダ室の開口を塞ぐサイドプレートとを備え、このサイドプレートと前記駆動機の壁面との間に形成される空間を、大気圧以上となる他の空間に連通させる連通孔を備えたことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記ケーシングは、前記シリンダ室と排気口とを繋ぐ排気経路に形成される膨張室を当該シリンダ室の周縁部に備え、この膨張室に前記連通孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記連通孔は、前記膨張室における前記回転軸よりも高い位置に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記駆動機は、前記回転軸を軸支する軸受を備え、この軸受よりも高い位置となる前記壁面に前記連通孔を形成し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真空ポンプ。
【請求項１】
駆動機の壁面に取り付けられるケーシングと、このケーシング内を前記駆動機の回転軸により回転駆動されるロータと、このロータに出没自在に収容される複数のベーンとを備えた真空ポンプにおいて、
前記ケーシングは、前記ロータが回転駆動し、端部に開口を有する中空形状のシリンダ室と、このシリンダ室の開口を塞ぐサイドプレートとを備え、このサイドプレートと前記駆動機の壁面との間に形成される空間を、大気圧以上となる他の空間に連通させる連通孔を備えたことを特徴とする真空ポンプ。
【請求項２】
前記ケーシングは、前記シリンダ室と排気口とを繋ぐ排気経路に形成される膨張室を当該シリンダ室の周縁部に備え、この膨張室に前記連通孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。
【請求項３】
前記連通孔は、前記膨張室における前記回転軸よりも高い位置に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の真空ポンプ。
【請求項４】
前記駆動機は、前記回転軸を軸支する軸受を備え、この軸受よりも高い位置となる前記壁面に前記連通孔を形成し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真空ポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１１７４４１（Ｐ２０１２−１１７４４１Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７５５６（Ｐ２０１０−２６７５５６）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【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２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【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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