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JP2006291800A - Vane rotary air pump - Google Patents

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Publication number
JP2006291800A
JP2006291800A JP2005112010A JP2005112010A JP2006291800A JP 2006291800 A JP2006291800 A JP 2006291800A JP 2005112010 A JP2005112010 A JP 2005112010A JP 2005112010 A JP2005112010 A JP 2005112010A JP 2006291800 A JP2006291800 A JP 2006291800A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
cylinder
wall
vane
air pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005112010A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Nakamoto
達也 中本
Atsushi Sakuta
淳 作田
Noboru Iida
登 飯田
Kiyoshi Sawai
清 澤井
Tsutomu Tsujimoto
力 辻本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2005112010A priority Critical patent/JP2006291800A/en
Publication of JP2006291800A publication Critical patent/JP2006291800A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Rotary Pumps (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

【課題】吸入容積を確保しながら、シリンダを軸方向に縮小したベーンロータリ型空気ポンプの提供を目的とすること。
【解決手段】シリンダ3内壁の一部にロータ4と同心円の曲面内壁を有し、この曲面内壁の両端と、シリンダ3とロータ4の間の最小隙間部とを楕円形状などの非真円形曲面で結んで構成したシリンダ曲面内壁を設けることで、吸入容積を確保しながら、シリンダ3を軸方向に縮小することができ、ポンプの小型化を図ることができる。
【選択図】図2
An object of the present invention is to provide a vane rotary type air pump in which a cylinder is reduced in the axial direction while securing a suction volume.
A part of the inner wall of a cylinder 3 has a curved inner wall concentric with the rotor 4, and both ends of the curved inner wall and a minimum gap between the cylinder 3 and the rotor 4 are non-circular curved surfaces such as an elliptical shape. By providing the cylinder curved inner wall formed by connecting the cylinder 3 and the cylinder 3, the cylinder 3 can be reduced in the axial direction while ensuring the suction volume, and the pump can be downsized.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、燃料電池を用いたモバイル用情報端末機器の空気供給装置などに使用されるベーンロータリ型空気ポンプの構成に関するものである。   The present invention relates to a configuration of a vane rotary type air pump used for an air supply device of a mobile information terminal device using a fuel cell.

従来、この種のベーンロータリ型ポンプは、シリンダ内壁を真円の円筒形状とし、ロータをシリンダより直径が小さい真円の円柱形状で構成しているものが多くあった(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, many vane rotary pumps of this type have a cylinder inner wall having a perfect circular cylindrical shape and a rotor having a perfect circular cylindrical shape whose diameter is smaller than that of the cylinder (see, for example, Patent Document 1). ).

図3および図4は特許文献1に記載された従来のベーンロータリ型ポンプを示すものである。円筒形状のシリンダ3内に、シリンダ3より直径が小さい円柱形状のロータ4を、互いの中心軸をずらして近接するように配設し、ロータ4にはその中心軸方向に複数のスリット5を設けて、それぞれに板状のベーン6を摺動可能な状態で嵌合させ、フロントプレート1とエンドプレート2をロータ4とベーン4を挟み込むようにシリンダ3の両端面に配置してポンプ空間7を形成し、ロータ4の中心軸にはメカシャフト10を備えてポンプ機構部8を構成している。そして、このメカシャフト10を駆動することによりロータ4が回転し、ベーン6がスリット5内を往復運動しつつ、そのベーン6の先端がシリンダ3の内壁に沿って摺動することで、ポンプ空間7が伸縮作用を生じ、空気の吸入・圧縮・吐出を繰り返すものである。   3 and 4 show a conventional vane rotary pump described in Patent Document 1. FIG. A cylindrical rotor 4 having a diameter smaller than that of the cylinder 3 is disposed in the cylindrical cylinder 3 so as to be close to each other by shifting the central axes thereof, and the rotor 4 is provided with a plurality of slits 5 in the direction of the central axis. The plate-like vanes 6 are slidably fitted to each other, and the front plate 1 and the end plate 2 are arranged on both end faces of the cylinder 3 so as to sandwich the rotor 4 and the vanes 4. , And a mechanical shaft 10 is provided on the central axis of the rotor 4 to constitute a pump mechanism unit 8. Then, by driving the mechanical shaft 10, the rotor 4 rotates, and the vane 6 reciprocates in the slit 5, while the tip of the vane 6 slides along the inner wall of the cylinder 3. No. 7 produces an expansion / contraction action and repeats the suction, compression and discharge of air.

ここで、吸入ポート17はポンプ空間7が最大になる位置までに終るように形成され、吐出ポート20は、所定の吐出圧力が得られるようにシリンダ3とロータ4が近接している近傍に形成されている。
特開昭62−276291号公報
Here, the suction port 17 is formed so as to end up to a position where the pump space 7 is maximized, and the discharge port 20 is formed in the vicinity where the cylinder 3 and the rotor 4 are close to each other so as to obtain a predetermined discharge pressure. Has been.
JP 62-276291 A

しかしながら、前記従来の構成では、吸入ポートおよび吐出ポート付近においてシリンダ内壁とロータ外壁の距離が接近してしまい、ポンプ空間を大きく取ることが難しかった。その結果、吸入容積を確保するためにはシリンダの全長を軸方向に拡大しなければならず、ポンプが大型になるという課題を有していた。   However, in the conventional configuration, the distance between the inner wall of the cylinder and the outer wall of the rotor approaches in the vicinity of the suction port and the discharge port, and it is difficult to make a large pump space. As a result, in order to secure the suction volume, the entire length of the cylinder has to be expanded in the axial direction, which has the problem that the pump becomes large.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、シリンダ内壁の一部にロータと同心円の曲面内壁を設けることでポンプ空間を大きく取り、小型なベーンロータリ型空気ポンプの提供を目的とすることである。   An object of the present invention is to solve the above-described conventional problems, and to provide a small vane rotary air pump by providing a large pump space by providing a curved inner wall concentric with the rotor on a part of a cylinder inner wall. It is.

前記従来の課題を解決するために、本発明のベーンロータリ型空気ポンプは、シリンダ内壁の一部にロータと同心円の曲面内壁を設けたものである。これにより、吸入ポートおよび吐出ポート付近のシリンダ内壁とロータ外壁の距離を広げることができる。そのため、ポンプ空間を大きく取ることができ、吸入容積を拡大できる。よって、必要な吸入容積を確保ながらシリンダの全長を軸方向に短縮できる。   In order to solve the above-described conventional problems, the vane rotary type air pump of the present invention has a curved inner wall concentric with the rotor on a part of the inner wall of the cylinder. As a result, the distance between the cylinder inner wall and the rotor outer wall near the suction port and the discharge port can be increased. Therefore, a large pump space can be taken and the suction volume can be expanded. Therefore, the entire length of the cylinder can be shortened in the axial direction while ensuring a necessary suction volume.

本発明のベーンロータリ型空気ポンプは、シリンダ内壁面の一部にロータと同心円の曲面内壁を設け、この曲面内壁の両端と、シリンダとロータの間の最小隙間部とを非円形曲面で結んで構成したシリンダ曲面内壁を有することでポンプ空間を大きく取ることができ
、ポンプの全長を軸方向に短縮することができ、ポンプの小型化が可能となる。
The vane rotary type air pump of the present invention is provided with a curved inner wall concentric with the rotor on a part of the inner wall surface of the cylinder, and connects both ends of the curved inner wall and the minimum clearance between the cylinder and the rotor with a non-circular curved surface. By having the constructed cylinder curved inner wall, a large pump space can be obtained, the entire length of the pump can be shortened in the axial direction, and the pump can be miniaturized.

第1の発明は、シリンダ内壁の一部にロータと同心円の曲面内壁を有し、この曲面内壁の両端と、シリンダとロータの間の最小隙間部を楕円で結び構成したシリンダ曲面内壁を設けることで、吸入ポートおよび吐出ポート付近のシリンダ内壁とロータ外壁の距離を広げることができるためポンプ空間を大きく取ることができ、吸入容積を拡大できる。よって、必要な吸入容積を確保しながらシリンダの全長を軸方向に短縮できる。   1st invention provides the cylinder curved inner wall which comprised the curved inner wall concentric with a rotor in a part of cylinder inner wall, and connected the both ends of this curved inner wall, and the minimum clearance gap between a cylinder and a rotor by the ellipse. Thus, the distance between the inner wall of the cylinder and the outer wall of the rotor in the vicinity of the suction port and the discharge port can be increased, so that the pump space can be increased and the suction volume can be increased. Therefore, the entire length of the cylinder can be shortened in the axial direction while ensuring a necessary suction volume.

第2の発明は、特に、第1の発明において、ロータと同心円のシリンダ曲面内壁を圧縮行程に設けることで、従来のシリンダでは発生していたベーン先端に働く摩擦力の分力が発生せず、シリンダとロータの間の最小隙間部からロータの回転方向に180度の範囲においては、ベーンをスリット内へ押し戻そうとする力が軽減できるため、ベーンがシリンダ内壁から離れにくくなり、ベーンがシリンダ内壁から離れた後に再接触する現象であるベーンジャンプによって発生する騒音を抑制できる。   In the second invention, in particular, in the first invention, the cylinder curved inner wall concentric with the rotor is provided in the compression stroke, so that the frictional force acting on the vane tip generated in the conventional cylinder is not generated. In the range of 180 degrees in the rotation direction of the rotor from the smallest gap between the cylinder and the rotor, the force to push the vane back into the slit can be reduced, so that the vane is difficult to separate from the cylinder inner wall, Noise generated by vane jump, which is a phenomenon of recontact after leaving the inner wall of the cylinder, can be suppressed.

同時に、シリンダとロータの間の最小隙間部の180度対向する点からロータの回転方向に180度の範囲においては、ベーンをシリンダ内壁に押え付けようとする力が軽減できるため、ベーン先端の摩耗が軽減でき、ベーンの長寿命化が可能になる。   At the same time, in the range of 180 degrees in the rotational direction of the rotor from the point where the smallest gap between the cylinder and the rotor is 180 degrees, the force to press the vane against the cylinder inner wall can be reduced, so the vane tip wear Can be reduced and the life of the vane can be extended.

第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、シリンダに設けたロータと同心円の曲面内壁と、シリンダとロータの間の最小隙間部を非円形曲面で結び構成した曲面内壁の接点に吐出ポートの開始点を設けることで、吐出行程において、ベーン先端に働く圧力とベーン背面に働く圧力をバランスさせ、その圧力差によってベーン先端をシリンダ内壁に押し付ける力をなくすことができるため、ベーン先端をシリンダ内壁に押し付ける力を軽減し、ベーン先端の摩耗が軽減でき、ベーンの長寿命化が可能になる。   In particular, the third aspect of the present invention is the first or second aspect of the present invention, wherein the curved inner wall concentric with the rotor provided in the cylinder and the minimum inner clearance between the cylinder and the rotor are connected by a non-circular curved surface. By providing the starting point of the discharge port in the discharge stroke, the pressure acting on the vane tip and the pressure acting on the back of the vane can be balanced in the discharge stroke, and the force that presses the vane tip against the cylinder inner wall can be eliminated by the pressure difference. The force that pushes the tip against the inner wall of the cylinder is reduced, wear on the vane tip can be reduced, and the life of the vane can be extended.

第4の発明は、特に、第1から第3の発明のいずれかにおいて、ロータに設けたスリットをロータ中心からオフセットさせて配置することで、放射状のスリット配置と比較して、ロータの外径が同じであればスリットの切り込み長さを長くすることができ、ベーンのかかり代を長く取ることができる。また、放射状のスリット配置と同じかかり代を確保する場合はロータの外径を縮小でき、吸入容積を確保しながらシリンダの内径および外径も縮小できるため、ポンプ機構部を径方向にも小型化できる。   According to a fourth aspect of the present invention, in particular, in any one of the first to third aspects, the outer diameter of the rotor is compared with the radial slit arrangement by disposing the slit provided in the rotor offset from the rotor center. Are the same, it is possible to increase the slit cutting length and to increase the cost of the vane. In addition, when securing the same allowance as the radial slit arrangement, the outer diameter of the rotor can be reduced, and the inner diameter and outer diameter of the cylinder can also be reduced while securing the suction volume. it can.

第5の発明は、特に、第4の発明において、ポンプを径方向に縮小した場合、ロータに設けたスリットをロータの回転方向にオフセットさせて配置することで、ベーン先端に働く摩擦力の分力によりベーン先端をシリンダ内壁に押し付ける力を発生させる。この力により、ベーンに働く遠心力の減少によるベーン先端押し付け力の低減分を補い、ベーンジャンプによって発生する騒音を抑制できる。   In the fifth aspect of the invention, in particular, in the fourth aspect of the invention, when the pump is reduced in the radial direction, the slit provided in the rotor is offset in the rotational direction of the rotor, thereby disposing the frictional force acting on the vane tip. Force is generated to press the vane tip against the cylinder inner wall. This force compensates for the reduction in the vane tip pressing force due to the decrease in the centrifugal force acting on the vane, and can suppress the noise generated by the vane jump.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態1)
図1、図2は、本発明の実施の形態1におけるベーンロータリ型空気ポンプの断面図で、図1は軸方向の断面、図2は径方向の断面である。図1において、このベーンロータリ型空気ポンプはポンプ機構部8と直流モータ9で構成している。
(Embodiment 1)
1 and 2 are sectional views of a vane rotary type air pump according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is an axial section, and FIG. 2 is a radial section. In FIG. 1, the vane rotary type air pump includes a pump mechanism unit 8 and a DC motor 9.

図2において、吸入完了ポイント23から吐出開始ポイント25の区間をロータ4と同心の真円形状の曲面内壁で構成し、吐出開始ポイント25からシリンダ3とロータ4の最
小隙間部22の区間、および最小隙間部22から吸入完了ポイント23の区間を楕円形状の内壁で結び構成したシリンダ3内に、円筒形状のロータ4を配置し、ロータ4には、ロータ回転方向26の方向にオフセットさせて配置した2つのスリット5を設け、これらのスリット5には自己潤滑性を有するカーボン材質よりなる板状のベーン6を摺動可能な状態で嵌合させ、ポンプ空間7に望む面に吸入ポート17と吐出ポート20と背圧溝21を設けたフロントプレート1とエンドプレート2を、ロータ4とベーン6を挟み込むようにシリンダ3のそれぞれの端面に配置して複数のポンプ空間7を形成し、ロータ4の中心軸にはエンドプレート2の反メカ側に配置された直流モータ9のモータシャフトを兼ねるメカシャフト10が結合されており、フロントプレート1に圧入されたボール軸受11およびエンドプレート2に圧入されたボール軸受12で回転可能に支持することでポンプ機構部8を構成している。
In FIG. 2, a section from the suction completion point 23 to the discharge start point 25 is configured by a perfectly circular curved inner wall concentric with the rotor 4, and a section from the discharge start point 25 to the minimum gap portion 22 between the cylinder 3 and the rotor 4, and A cylindrical rotor 4 is arranged in a cylinder 3 in which a section from the minimum gap portion 22 to the suction completion point 23 is connected by an elliptical inner wall, and the rotor 4 is arranged by being offset in the direction of the rotor rotation direction 26. The plate-shaped vane 6 made of a self-lubricating carbon material is slidably fitted in these slits 5, and the suction port 17 and the surface desired for the pump space 7 are provided. The front plate 1 and the end plate 2 provided with the discharge port 20 and the back pressure groove 21 are respectively attached to the end surfaces of the cylinder 3 so as to sandwich the rotor 4 and the vane 6. A plurality of pump spaces 7 are formed, and a mechanical shaft 10 that also serves as a motor shaft of a DC motor 9 disposed on the opposite side of the end plate 2 is coupled to the central axis of the rotor 4. The pump mechanism 8 is configured by being rotatably supported by the ball bearing 11 press-fitted into the ball and the ball bearing 12 press-fitted into the end plate 2.

直流モータ9はモータロータ13の外周にステータ14を配置し、モータシャフトを兼ねるメカシャフト10は軸受15および軸受16で支持されている。   In the DC motor 9, a stator 14 is disposed on the outer periphery of a motor rotor 13, and a mechanical shaft 10 that also serves as a motor shaft is supported by a bearing 15 and a bearing 16.

かかる構成によれば、モータロータ13とステータ14間の磁気作用によりモータロータ13は回転トルクを得て回転運動する。モータロータ13と一体的に構成されたモータシャフトを兼ねるメカシャフト10がボール軸受11および12によって回転可能に支持されることで、ポンプ機構部8に回転力を伝達することができる。   According to this configuration, the motor rotor 13 obtains rotational torque and rotates by the magnetic action between the motor rotor 13 and the stator 14. The mechanical shaft 10 also serving as the motor shaft integrally formed with the motor rotor 13 is rotatably supported by the ball bearings 11 and 12, so that the rotational force can be transmitted to the pump mechanism unit 8.

直流モータ9によって出力された回転力はメカシャフト10と結合されたロータ4に伝達される。回転力を得たロータ4の回転にともない、ベーン6が遠心力によってロータ4の中心軸方向に設けられたスリット5に沿って飛び出すことで、ポンプ空間7を形成する。同時に吸入ポート17より吸入された空気は、直接ポンプ空間7に流入する経路と、シリンダ3に設けられた貫通穴18を通じてエンドプレート2に設けられた段落ち部19からポンプ空間7に流入する経路の2箇所からポンプ空間7に流入する。そして、流入した空気はロータ4の回転にともないポンプ空間7内で圧縮され、吐出ポート20を経て吐出される。   The rotational force output by the DC motor 9 is transmitted to the rotor 4 coupled to the mechanical shaft 10. Along with the rotation of the rotor 4 that has obtained the rotational force, the vane 6 jumps out along the slit 5 provided in the central axis direction of the rotor 4 by the centrifugal force, thereby forming the pump space 7. At the same time, the air sucked from the suction port 17 flows directly into the pump space 7 and the route flows into the pump space 7 from the stepped portion 19 provided in the end plate 2 through the through hole 18 provided in the cylinder 3. Flows into the pump space 7 from the two locations. The inflowing air is compressed in the pump space 7 as the rotor 4 rotates, and is discharged through the discharge port 20.

このシリンダ3の真円形状と楕円形状とを組み合せた内壁形状により、吸入ポート17および吐出ポート20付近のシリンダ3の内壁とロータ4の外壁の距離を広げることができるため、ポンプ空間を大きく取ることができる。そのため、従来の真円のシリンダ内壁形状と比べて吸入容積を拡大できる。よって、必要な吸入容積を確保しながらシリンダ3の全長を軸方向に短縮できる。   The distance between the inner wall of the cylinder 3 in the vicinity of the suction port 17 and the discharge port 20 and the outer wall of the rotor 4 can be increased by the inner wall shape combining the perfect circular shape and the elliptical shape of the cylinder 3. be able to. As a result, the suction volume can be increased as compared with the conventional circular cylinder inner wall shape. Therefore, the entire length of the cylinder 3 can be shortened in the axial direction while ensuring a necessary suction volume.

また、ロータ4と同心円の曲面内壁を圧縮行程に設けることで、圧縮中は従来の真円のシリンダでは発生していたベーン6の先端に働く摩擦力の分力が発生せず、吸入完了ポイント23から従来の真円のシリンダとロータ4との最大隙間部24の範囲においては、ベーン6をスリット5内へ押し戻そうとする力が軽減できるため、ベーン6がシリンダ3の内壁から離れにくくなり、ベーン6がシリンダ3の内壁から離れた後に再接触する現象であるベーンジャンプによって発生する騒音を抑制できる。   Further, by providing the curved inner wall concentric with the rotor 4 in the compression stroke, the component force of the frictional force acting on the tip of the vane 6 generated in the conventional perfect cylinder is not generated during the compression, and the suction completion point In the range from 23 to the maximum clearance 24 between the conventional perfect cylinder and the rotor 4, the force to push the vane 6 back into the slit 5 can be reduced, so that the vane 6 is difficult to separate from the inner wall of the cylinder 3. Thus, the noise generated by the vane jump, which is a phenomenon in which the vane 6 re-contacts after separating from the inner wall of the cylinder 3, can be suppressed.

同時に、従来の真円のシリンダとロータ4との最大隙間部24から吐出開始ポイント25の範囲においても、ベーン6の先端に働く摩擦力の分力が発生せず、ベーン6をシリンダ3の内壁に押え付けようとする力が軽減できるため、ベーン6の先端の摩耗が軽減でき、ベーン6の長寿命化が可能になる。   At the same time, even in the range from the maximum clearance 24 between the conventional circular cylinder and the rotor 4 to the discharge start point 25, no component force of the frictional force acting on the tip of the vane 6 is generated, and the vane 6 is connected to the inner wall of the cylinder 3. Since the force for pressing the blade 6 can be reduced, wear at the tip of the vane 6 can be reduced, and the life of the vane 6 can be extended.

さらに、シリンダ3に設けたロータ4と同心円の曲面内壁と、シリンダ3とロータ4の間の最小隙間部22とを楕円で結び構成した曲面内壁の接点に吐出ポート20の開始点である吐出開始ポイント25を設けることで、吐出行程において、ベーン6の先端に働く圧
力と、吐出ポート20から吐出溝22を通じてベーン6の背面へ導かれるベーン6の背面に働く圧力をバランスさせ、圧力によってベーン6の先端をシリンダ3の内壁に押え付けようとする力を軽減できる。その結果、ベーン4の先端の摩耗が軽減でき、ベーン4の長寿命化が可能になる。
Further, the discharge start which is the starting point of the discharge port 20 is made at the contact point of the curved inner wall formed by connecting the curved inner wall concentric with the rotor 4 provided in the cylinder 3 and the minimum clearance 22 between the cylinder 3 and the rotor 4 by an ellipse. By providing the point 25, the pressure acting on the tip of the vane 6 and the pressure acting on the back surface of the vane 6 guided from the discharge port 20 to the back surface of the vane 6 through the discharge groove 22 are balanced in the discharge stroke. It is possible to reduce the force of pressing the tip of the cylinder to the inner wall of the cylinder 3. As a result, wear at the tip of the vane 4 can be reduced, and the life of the vane 4 can be extended.

ロータ4に設けたスリット5は、ロータ4の中心からオフセットさせて配置することで、放射状のスリット配置と比較して、ロータ4の外径が同じであればスリット5の切り込み長さを長くすることができ、ベーン6のかかり代を長く取ることができる。また、放射状のスリット配置と同じかかり代を確保する場合はロータ4の外径を縮小でき、吸入容積を確保しながらシリンダ3の内径および外径も縮小できるため、ポンプ機構部8を径方向にも小型化できる。   The slit 5 provided in the rotor 4 is arranged to be offset from the center of the rotor 4 so that the cut length of the slit 5 is increased as long as the outer diameter of the rotor 4 is the same as compared to the radial slit arrangement. The cost of the vane 6 can be increased. Further, when the same allowance as the radial slit arrangement is secured, the outer diameter of the rotor 4 can be reduced, and the inner diameter and the outer diameter of the cylinder 3 can be reduced while securing the suction volume. Can also be miniaturized.

また、ロータ4に設けたスリット5をロータ回転方向26にオフセットさせることで、ベーン6の先端に働く摩擦力の分力によりベーン6先端をシリンダ3の内壁に押し付ける力を発生させる。この力により、ポンプ機構部8を径方向に縮小した場合において発生するベーン6に働く遠心力の減少にともなうベーン6先端のシリンダ3の内壁への押し付け力の低減分を補い、ベーンジャンプによる騒音を抑制できる。   In addition, by offsetting the slit 5 provided in the rotor 4 in the rotor rotation direction 26, a force for pressing the tip of the vane 6 against the inner wall of the cylinder 3 is generated by the component force of the friction force acting on the tip of the vane 6. This force compensates for the reduction in the pressing force of the tip of the vane 6 against the inner wall of the cylinder 3 due to the reduction of the centrifugal force acting on the vane 6 that occurs when the pump mechanism 8 is contracted in the radial direction. Can be suppressed.

以上のように、本発明にかかるベーンロータリ型空気ポンプは、小型かつ長寿命であるため、屋外で使用するレジャー用品や医療用治療器具等の用途にも適用できる。   As described above, since the vane rotary type air pump according to the present invention is small and has a long life, the vane rotary type air pump can be applied to applications such as leisure goods and medical treatment instruments used outdoors.

本発明の実施の形態1におけるベーンロータリ型空気ポンプの軸方向の断面図Sectional drawing of the axial direction of the vane rotary type | mold air pump in Embodiment 1 of this invention 本発明の実施の形態1におけるベーンロータリ型空気ポンプの径方向の断面図Sectional drawing of the radial direction of the vane rotary type | mold air pump in Embodiment 1 of this invention 従来のベーンロータリ型空気ポンプの径方向の断面図Radial sectional view of a conventional vane rotary air pump 従来のベーンロータリ型空気ポンプの軸方向の断面図A sectional view in the axial direction of a conventional vane rotary type air pump

符号の説明Explanation of symbols

1 フロントプレート
2 エンドプレート
3 シリンダ
4 ロータ
5 スリット
6 ベーン
7 ポンプ空間
8 ポンプ機構部
9 直流モータ
10 メカシャフト
17 吸入ポート
20 吐出ポート
22 最小隙間部
23 吸入完了ポイント
24 最大隙間部
25 吐出開始ポイント
26 ロータ回転方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front plate 2 End plate 3 Cylinder 4 Rotor 5 Slit 6 Vane 7 Pump space 8 Pump mechanism part 9 DC motor 10 Mechanical shaft 17 Suction port 20 Discharge port 22 Minimum clearance part 23 Suction completion point 24 Maximum clearance part 25 Discharge start point 26 Rotor rotation direction

Claims (5)

曲面内壁を有するシリンダ内に、円柱形状のロータを配置し、前記ロータにはその中心軸方向に複数のスリットを設け、これらのスリットには自己潤滑性を有するカーボン材質よりなる板状のベーンを摺動可能な状態で嵌合させ、吸入ポートを備えたフロントプレートとエンドプレートを前記ロータと前記ベーンを挟み込むように前記シリンダの両端面に配置してポンプ空間を形成し、前記ロータの中心軸にはメカシャフトを備えてポンプ機構部を構成し、前記エンドプレートの反メカ側にはモータを配置し、このモータが前記メカシャフトを駆動することにより、前記ロータが回転し、前記ベーンが前記スリット内を往復運動しつつ、そのベーン先端が前記シリンダの内壁に沿って摺動することで、前記ポンプ空間が伸縮作用を生じ、空気の吸入・圧縮・吐出を繰り返すオイルレス空気ポンプであって、前記シリンダ内壁の一部に前記ロータと同心円の曲面内壁を有し、この曲面内壁の両端と、前記シリンダと前記ロータの間の最小隙間部とを非真円形曲面で結び構成したシリンダ曲面内壁を有することを特徴とするベーンロータリ型空気ポンプ。 A cylindrical rotor is disposed in a cylinder having a curved inner wall, and the rotor is provided with a plurality of slits in the direction of the central axis, and plate-like vanes made of a carbon material having self-lubricating properties are provided in these slits. A front plate and an end plate having a suction port are fitted in a slidable state and arranged on both end faces of the cylinder so as to sandwich the rotor and the vane to form a pump space, and a central axis of the rotor Is provided with a mechanical shaft, and a pump mechanism portion is configured, and a motor is disposed on the side opposite to the mechanical mechanism of the end plate. When the motor drives the mechanical shaft, the rotor rotates, and the vane As the vane tip slides along the inner wall of the cylinder while reciprocating in the slit, the pump space expands and contracts. An oilless air pump that repeats suction, compression, and discharge, and has a curved inner wall concentric with the rotor on a part of the inner wall of the cylinder, and both ends of the curved inner wall and a minimum gap between the cylinder and the rotor A vane rotary type air pump characterized by having a cylinder curved inner wall formed by connecting a portion with a non-circular curved surface. 吸入完了直後から吐出開始直前までの区間において、シリンダ内壁にロータと同心円の曲面内壁を有することを特徴とする請求項1に記載のベーンロータリ型空気ポンプ 2. The vane rotary air pump according to claim 1, wherein a cylinder inner wall has a curved inner wall concentric with the rotor in a section from immediately after completion of suction to immediately before discharge start. シリンダ曲面内壁を構成するロータと同心円の内壁と、非真円形曲面とが接する位置から吐出ポートを形成することを特徴とする請求項1から請求項2に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。 3. The vane rotary air pump according to claim 1, wherein the discharge port is formed from a position where the inner wall of the cylinder and the inner wall of the concentric circle are in contact with the non-circular curved surface. ロータに設けたスリットをロータ中心からオフセットさせて配置したことを特徴とする請求項1から請求項3に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。 The vane rotary type air pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the slit provided in the rotor is arranged offset from the center of the rotor. ロータに設けたスリットをロータの回転方向にオフセットさせて配置したことを特徴とする請求項4に記載のベーンロータリ型空気ポンプ。
The vane rotary type air pump according to claim 4, wherein a slit provided in the rotor is arranged to be offset in a rotation direction of the rotor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014058961A (en) * 2012-08-22 2014-04-03 Calsonic Kansei Corp Gas compressor

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