特許 6021141 ポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6021141

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】ポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/00 20060101AFI20161027BHJP

   F04D 29/64 20060101ALI20161027BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/00 C

   F04D29/64 D

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-130430(P2012-130430)

(22)【出願日】2012年6月8日

(65)【公開番号】特開2013-253573(P2013-253573A)

(43)【公開日】2013年12月19日

【審査請求日】2015年4月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】591268623

【氏名又は名称】アルバック機工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(72)【発明者】

【氏名】田辺 優作

(72)【発明者】

【氏名】大坂 泰介

【審査官】 山本 崇昭

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０２−０６１３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３０３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２４７０９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ １／００−１３／１６

Ｆ０４Ｄ １７／００−１９／０２

Ｆ０４Ｄ ２１／００−２５／１６

Ｆ０４Ｄ ２９／００−３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送風口を有するポンプ本体と、
前記送風口に配置された空気吸入用のファンと、
前記送風口に取り付けられ一軸方向に沿った流体の流路を規定する外枠と、前記一軸方向に突出する凸状の第１の面と前記一軸方向に前記第１の面と対向する凹状の第２の面とをそれぞれ有し、前記外枠に支持され、前記流路を複数の領域に区画するフレーム部とを含むファンカバーと
を有する送風ユニットと
を具備し、
前記ファンカバーは、前記第２の面と前記ファンとが前記一軸方向に対向するように配置される
ポンプ装置。

【請求項2】

送風口を有するポンプ本体と、
前記送風口に配置された空気排出用のファンと、
前記送風口に取り付けられ一軸方向に沿った流体の流路を規定する外枠と、前記一軸方向に突出する凸状の第１の面と前記一軸方向に前記第１の面と対向する凹状の第２の面とをそれぞれ有し、前記外枠に支持され、前記流路を複数の領域に区画するフレーム部とを含むファンカバーと
を有する送風ユニットと
を具備し、
前記ファンカバーは、前記第１の面と前記ファンとが前記一軸方向に対向するように配置される
ポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送風口に取り付けられるファンカバー及びこれを備えたポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

真空ポンプの一種である揺動ピストン型ポンプは、シリンダ内でピストンが往復運動することによりポンプ室内の吸気及び排気を交互に行う容積移送式のポンプとして知られており、例えば加圧ポンプとして広く使用されている。

【0003】

この種のポンプには、運転中のモータの発熱を抑制するための冷却機構を備えたものが知られている。例えば下記特許文献１には、モータのシャフトに取り付けられたファンブレードと、ポンプのハウジングに形成されファンブレードの回転によって空気を吸い込むための開口と、その開口に取り付けられたファンガードとを有するポンプが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２００３−５１５０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般に、ファンカバーは、人の手指や異物の侵入を阻止する目的で送風口に取り付けられる。一方、ファンカバーの開口部が小さくなるほど流路の抵抗が大きくなり、ポンプの冷却効率の低下や騒音の発生が問題となる。

【0006】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、流路抵抗を低減できるファンカバー、及びモータの冷却効率を高めることができるポンプ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るファンカバーは、送風口に取り付けられるファンカバーであって、外枠と、フレーム部とを具備する。
上記外枠は、上記送風口に取り付け可能であり、一軸方向に沿った流体の流路を規定する。
上記フレーム部は、上記一軸方向に突出する凸状の第１の面と、上記一軸方向に上記第１の面と対向する凹状の第２の面とをそれぞれ有し、上記外枠に支持され、上記流路を複数の領域に区画する。

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るポンプ装置は、ポンプ本体と、送風ユニットとを具備する。
上記ポンプ本体は、送風口を有する。
上記送風ユニットは、ファンと、ファンカバーとを有する。
上記ファンは、上記送風口に配置される。
上記ファンカバーは、外枠と、フレーム部とを有する。上記外枠は、上記送風口に取り付けられ、一軸方向に沿った流体の流路を規定する。上記フレーム部は、上記一軸方向に突出する凸状の第１の面と、上記一軸方向に上記第１の面と対向する凹状の第２の面とをそれぞれ有し、上記外枠に支持され、上記流路を複数の領域に区画する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るポンプ装置の全体を示す斜視図である。

【図2】上記ポンプ装置の要部の縦断面図である。

【図3】上記ポンプ装置のファンカバーの正面図である。

【図4A】上記ファンカバーの図３におけるＡ−Ａ方向の断面図である。

【図4B】上記ファンカバーの図４Ａにおける要部拡大図である。

【図5A】上記ファンカバーの図３におけるＢ−Ｂ方向の断面図である。

【図5B】上記ファンカバーの図５Ａにおける要部拡大図である。

【図6】比較例に係るファンカバーの要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施形態に係るファンカバーは、送風口に取り付けられるファンカバーであって、外枠と、フレーム部とを具備する。
上記外枠は、上記送風口に取り付け可能であり、一軸方向に沿った流体の流路を規定する。
上記フレーム部は、上記一軸方向に突出する凸状の第１の面と、上記一軸方向に上記第１の面と対向する凹状の第２の面とをそれぞれ有し、上記外枠に支持され、上記流路を複数の領域に区画する。

【0011】

上記フレーム部は、流体の流れ方向に対して突出する第１の面をそれぞれ有するため、第１の面側から第２の面側へ流路を通過する流体の抵抗を小さくすることができる。また凹状の第２の面は、当該第２の面が吸入用ファンに対向して配置された際にファンの回転方向に沿った空気の移動を誘導する。これにより乱流の発生を抑制して風切り音を低減することができる。

【0012】

上記ファンカバーは、上記フレーム部と接合される接合部を有し上記フレーム部を上記外枠に接続する支持部材をさらに具備してもよい。
上記支持部材により、上記フレーム部と外枠との相対位置が保持され、ファンカバーとしての機械的強度を高めることができる。

【0013】

上記接合部は、上記凸状の第１の面と連続的な凸部を有してもよい。
また、上記接合部は、上記凹状の第２の面と連続的な凹部を有してもよい。
これにより、フレーム部の第１の面と接合部の表面、あるいは第２の面と接合部の裏面との間の圧力変動を抑制し、風切り音発生の防止効果を高めることができる。

【0014】

上記凸状の第１の面は、例えば、曲面で形成される。これにより、流路抵抗を効率よく低減することができる。

【0015】

上記フレーム部は、上記一軸方向と直交する方向に同心的に配列された複数の環状体で構成されてもよい。これにより、第２の面においてファンの回転方向に移動する空気の流れを効率よく誘導し、風切り音の発生防止効果を高めることができる。

【0016】

上記外枠、上記フレーム部及び上記支持部材は、それぞれ一体に形成された金属材料の成形体であってもよい。
これにより、上記形状のフレーム部及び支持部材を容易に形成することができるとともに、生産性を高めることができる。また、ファンカバーの耐熱性及び強度を向上させることができる。

【0017】

本発明の一実施形態に係るポンプ装置は、ポンプ本体と、送風ユニットとを具備する。
上記ポンプ本体は、送風口を有する。
上記送風ユニットは、ファンと、ファンカバーとを有する。
上記ファンは、上記送風口に配置される。
上記ファンカバーは、外枠と、フレーム部とを有する。上記外枠は、上記送風口に取り付けられ、一軸方向に沿った流体の流路を規定する。上記フレーム部は、上記一軸方向に突出する凸状の第１の面と、上記一軸方向に上記第１の面と対向する凹状の第２の面とをそれぞれ有し、上記外枠に支持され、上記流路を複数の領域に区画する。

【0018】

上記ポンプ装置において、上記フレーム部は、流体の流れ方向に対して突出する第１の面をそれぞれ有するため、ファンの回転により第１の面側から第２の面側へ空気が移動する場合において、流路を通過する流体の抵抗を小さくすることができる。これによりモータの冷却効率を高めることができる。またこの場合、凹状の第２の面は、ファンの回転方向に沿った空気の移動を誘導する。これにより乱流の発生を抑制して風切り音を低減することができる。

【0019】

上記ファンは吸入用のファンであってもよい。この場合、上記ファンカバーは、上記第２の面と上記ファンとが上記一軸方向に対向するように配置される。一方、上記ファンは排出用のファンであってもよく、この場合、上記ファンカバーは、上記第１の面と上記ファンとが上記一軸方向に対向するように配置される。

【0020】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0021】

［ポンプ装置］
図１は、本発明の一実施形態に係るポンプ装置を示す図である。

【0022】

本実施形態のポンプ装置１は、第１のポンプ部１１と、第２のポンプ部１２と、第１のポンプ部１１及び第２のポンプ部１２を共通に駆動する駆動部１３とを有する。

【0023】

第１及び第２のポンプ部１１は、それぞれ真空ポンプとして構成される。これに限られず、両ポンプ部１１，１２は、それぞれ加圧ポンプ（昇圧ポンプ）として構成されてもよい。ポンプ装置１は、例えば、燃料電池システムにおけるガスの昇圧ブロワ等として使用される。

【0024】

第１及び第２のポンプ部１１，１２は典型的には共通の構成を有しており、本実施形態では揺動ピストンポンプとして構成される。なおこれ以外にも、第１及び第２のポンプ部１１，１２は、ダイアフラムポンプ等の他の容積移送式ポンプとして構成されてもよい。

【0025】

ポンプ装置１は、ポンプ本体１０と、送風ユニット３００とを有する。またポンプ本体１０は、ピストン２１と、ポンプケース１００と、モータＭと、変換機構２００とを有する。ポンプケース１００は、第１のポンプ部１１の一部を構成する第１のケーシング１０１と、第２のポンプ部１２の一部を構成する第２のケーシング１０２と、駆動部１３の一部を構成する第３のケーシング１０３とを含む。

【0026】

図２は、第１のポンプ部１１及び駆動部１３の一部の構成を示す縦断面図である。図２においてＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、相互に直交する３軸方向をそれぞれ示している。なお、第２のポンプ部１２は、第１のポンプ部１１と同様に構成されているため、ここでは第１のポンプ部１１を主に説明する。

【0027】

第１のポンプ部１１は、第１のケーシング１０１と、変換機構２００と、送風ユニット３００とを有する。

【0028】

第１のケーシング１０１は、ケース本体１１０と、シリンダ１１１と、ポンプヘッド１１２と、ポンプヘッドカバー１１３とを有する。ケース本体１１０、シリンダ１１１、ポンプヘッド１１２及びポンプヘッドカバー１１３は、Ｚ軸方向に積み重ねられるように相互に一体化されている。

【0029】

ケース本体１１０は、モータＭを収容する第３のケーシング１０３と接続され、コネクティングロッド２１０が貫通する貫通孔１１０ｈを有する。また、ケース本体１１０の送風ユニット３００が配置される一側面には、空気の吸入口となる送風口１１５が形成される。送風口１１５は円形状の開口であり、一部には後述するファンカバー３２を取り付けるための係合部１１５ａが形成されている。

【0030】

シリンダ１１１は、ケース本体１１０とポンプヘッド１１２との間に配置され、内部にピストン２１をＺ軸方向に摺動自在に収容する。ポンプヘッド１１２は、シリンダ１１１とポンプヘッドカバー１１３との間に配置され、吸気弁１１２ａ及び排気弁１１２ｂをそれぞれ有する。ポンプヘッドカバー１１３はポンプヘッド１１２の上に配置されており、吸気ポート１１４ａに連通する吸気室１１３ａと、排気ポート１１４ｂに連通する排気室１１３ｂとを内部に有する。吸気ポート１１４ａ及び排気ポート１１４ｂは、図１に示すように各ポンプ部１１，１２の相互に対向する側面にそれぞれ設けられており、各ポンプ部１１，１２間を相互に接続している。

【0031】

ピストン２１は円板形状を有し、コネクティングロッド２１０の第１の端部２１１にネジ部材２５を介して固定されている。ピストン２１は、当該ピストン２１とポンプヘッド１１２との間にポンプ室２６を形成する。ピストン２１は、シリンダ１１１の内部においてＺ軸方向に往復移動し、吸気弁１１２ａ及び排気弁１１２ｂを介してポンプ室２６を交互に吸気し及び排気することで、所定のポンプ作用を行う。

【0032】

変換機構２００は、コネクティングロッド２１０と、偏芯部材２２０とを有する。変換機構２００は、モータＭの駆動軸１３１に連結され、モータＭの駆動軸１３１の回転をシリンダ１１１内部におけるピストン２１の往復移動に変換する。

【0033】

コネクティングロッド２１０、ピストン２１と偏芯部材２２０との間を相互に連結する。コネクティングロッド２１０は、ピストン２１と接続される第１の端部２１１と、偏芯部材２２０と接続される第２の端部２１２とを有する。第１の端部２１１は、ピストン２１とほぼ同径の円形に形成される。ピストン２１と第１の端部２１１との間には円板形状のシール部材２４が取り付けられている。シール部材２４の周縁部は、シリンダ１１１の内周面に摺接可能にポンプ室２６側とは反対側に折り曲げられる。

【0034】

なお第１のポンプ１１が加圧ポンプとして構成される場合には、当該シール部材２４の周縁部は、ポンプ室２６側に折り曲げられる。

【0035】

コネクティングロッド２１０の第２の端部２１２は、偏芯部材２２０と嵌合する嵌合孔２１３が形成されている。嵌合孔２１３には偏芯部材２２０を回転自在に支持するベアリングＢ１が装着されている。ベアリングＢ２は、モータＭの駆動軸１３１を回転可能に支持するように構成され、ケース本体１１０に固定される。ベアリングＢ１，Ｂ２は、内輪（インナレース）と、外輪（アウタレース）と、これらの間に封入された複数の転動体（球）とを有する円環状の球軸受で構成される。

【0036】

偏芯部材２２０は、偏芯軸２２１と、カウンタウェイト２２２とを有する。偏芯部材２２０は、固定ネジ２２３によって駆動軸１３１に固定されている。

【0037】

偏芯軸２２１は、駆動軸１３１の回転中心に対して偏芯して形成される。カウンタウェイト２２２は、駆動軸１３１の回転に伴うコネクティングロッド２１０の偏芯軸２２１まわりの回転の際に生じる振動を打ち消すためのもので、駆動軸１３１に対して偏芯軸２２１の偏芯方向とは逆方向に偏倚した位置に配置される。

【0038】

送風ユニット３００は、ファン３１と、ファンカバー３２とを有する。送風ユニット３００は、ファン３１が回転することにより、ポンプケース１００の内部に外気（空気）を導入することで、運転中のポンプ装置１を冷却するように構成される。

【0039】

ファン３１は、送風口１１５に配置され、偏芯部材２２０から突出する駆動軸１３１の端部１３１ａに取り付けられる。ファン３１は、駆動軸１３１と一体に回転する空気吸入用のファンとして構成される。すなわちモータＭは、ファン３１を回転させる駆動源として用いられ、ファン３１及びファンカバー３２と共に送風ユニット３００の一部を構成する。

【0040】

なお、第２のポンプ部１２側も送風ユニット３００と同様の構成の送風ユニットを有しており、当該送風ユニットのファンも、空気吸入用のファンとして構成される。これにより第２のポンプ部１２の冷却効率を高めることができる。

【0041】

なお図１に示すように、第１及び第２のケーシング１０１，１０２には、通気孔１１６ａ，１１６ｂが形成される。通気孔１１６ａは、第１のポンプ部１１側の送風ユニット３００から吸入された空気をケーシング外部へ排出し、通気孔１１６ｂは、第２のポンプ部１２側の送風ユニットから吸入された空気をケーシング外部へ排出する。

【0042】

［ファンカバー］
次に、ファンカバー３２の詳細について説明する。

【0043】

図３はファンカバー３２の正面図である。図４Ａは、図３における［Ａ］−［Ａ］線方向断面図であり、図４Ｂは、図４Ａの要部の拡大図、図５Ａにおける［Ｂ］−［Ｂ］線方向断面図、図５Ｂは、図５Ａにおける要部の拡大図である。

【0044】

ファンカバー３２は、外枠３３と、複数のフレーム部３４と、複数の支持部材３５とを有する。ファンカバー３２は、例えばアルミニウム合金等の金属材料の成形体で構成される。ファンカバー３２は、ファン３１とＹ軸方向に対向して送風口１１５に取り付けられる。

【0045】

外枠３３は、送風口１１５と略同一の径を有する環状に構成され、ファン３１と対向する側の面には送風口１１５の周縁に取り付けられることが可能な環状の嵌合凹部３３ａを有する。外枠３３は、その内周側の縁部によって、送風口１１５の外部から内部へ吸入されるＹ軸方向に沿った空気の流路を規定する。

【0046】

複数のフレーム部３４は、外枠３３によって規定された空気の流路を複数の領域に区画する。複数のフレーム部３４の各々は、ファンカバー３２の略中央（駆動軸１３１とＹ軸方向に対向する領域）に形成された円盤部３６の周囲に配置された径の異なる複数の環状体で構成される。すなわち各フレーム部３４は、Ｙ軸方向と直交する方向である径方向に同心的に配列される。なお、各フレーム部３４は、大きさは異なるが同一形状で構成されるため、それぞれ同一の符号を付して説明する。

【0047】

円盤部３６は、ポンプ装置１の外方へ向かって膨出するように断面が凸状に形成される。これにより円盤部３６を通過する空気の流動抵抗を低下させることができる。

【0048】

隣り合う各フレーム部３４は、径方向に略等間隔で配置され、各々の間に空気の流路の一部となる開口部Ｓを形成する。開口部Ｓの径方向の幅は、例えば人の指等が入らないような幅に規定され、本実施形態において約５ｍｍ以下である。

【0049】

フレーム部３４は、表面（第１の面）３４１と、裏面（第２の面）３４２とをそれぞれ有する。フレーム部３４の表面３４１は、Ｙ軸方向に突出する凸状に構成される。すなわち表面３４１は、径方向の略中心部を通る頂部３４１ａを有し、頂部３４１ａから各開口部Ｓへ傾斜する曲面で構成される。なお、曲面は球面でも非球面でもよく、曲率も特に限られない。

【0050】

一方フレーム部３４の裏面３４２は、Ｙ軸方向に表面３４１と対向する凹状に構成される。裏面３４２は、径方向の略中心部を通る底部３４２ａを有し、底部３４２ａから各開口部Ｓへ傾斜する曲面で構成される。裏面３４２は、例えば表面３４１の凸形状と同心的な曲面で構成される。

【0051】

フレーム部３４は、裏面３４２がファン３１と対向するように配置される。これにより、ポンプ装置１の運転中に第１のポンプ部１１側のファンカバー３２を通過する空気は、表面３４１から裏面３４２に向かって流れることとなる。

【0052】

複数の支持部材３５は、外枠３３と複数のフレーム部３４との間に接続される。すなわち複数の支持部材３５は、複数のフレーム部３４をそれぞれ支持し、複数のフレーム部３４を外枠３３へ接続する。複数の支持部材３５は、それぞれ径方向に沿って延在し、Ｙ軸まわりに等間隔に配列される。すなわち円盤部３６から放射状に配置される。

【0053】

各支持部材３５は、複数のフレーム部３４と接合される複数の接合部３５０を有する。支持部材３５は、径方向に沿って略等間隔で複数のフレーム部３４と接合されるため、接合部３５０は、径方向である支持部材３５の延在方向に沿って略等間隔に形成される。

【0054】

接合部３５０は、フレーム部３４の凸状の表面３４１と連続的な凸部３５１と、フレーム部３４の凹状の裏面３４２と連続的な凹部３５２とを有する。凸部３５１及び凹部３５２は、フレーム部３４の表面３４１及び裏面３４２とそれぞれ同様の形状の曲面で構成される。また、凸部３５１は、フレーム部３４の頂部３４１ａと連続する頂部３５１ａを有し、凹部３５２は、フレーム部３４の底部３４２ａと連続する底部３５２ａを有する。すなわち接合部３５０では、フレーム部３４の表面３４１及び裏面３４２と支持部材３５の表面及び裏面とがそれぞれ滑らかに連接し、周方向に表面３４１及び裏面３４２を構成する曲面が連続するように形成される。

【0055】

ファンカバー３２は、取付部３７と、一対の係止部３８と、一対の固定部３９とをさらに有する。

【0056】

取付部３７は、外枠３３の一部に形成され、送風口１１５の一部に形成された係合部１１５ａと係合可能に構成される。一対の係止部３８は、外枠３３の一部に一体的に形成されており、ケース本体１１０の送風口１１５近傍に形成された係止孔１１７（図１）に係止可能に構成される。一対の固定部３９は、外枠３３の一部に一体的に形成されており、送風口１１５に螺合するネジ１１８（図１）が挿通されるネジ孔３９１をそれぞれ有する。

【0057】

取付部３７、係止部３８及び固定部３９の形成位置は特に限定されず、本実施形態では図３において、取付部３７はファンカバー３２の最下部に形成され、係止部３８及び固定部３９はＺ軸に関して対称なファンカバー３２の上部の位置にそれぞれ形成される。取付部３７、係止部３８及び固定部３９の形状、個数等は特に限定されず、例えば係止部３８は必要に応じて省略されてもよい。

【0058】

以上のように構成されるファンカバー３２は、金属材料の成形体で構成される。成形法はプレス法、ダイキャスト法その他の成形法でもよい。金属材料は、例えばアルミニウム又はその合金が採用されるが、これ以外にも、鉄、ステンレス鋼、銅又はその合金、マグネシウム又はその合金その他の金属材料が採用可能である。

【0059】

ファンカバー３２が成形法で形成されることで、例えば凸状の表面３４１及び凹状の裏面３４２が形成されたフレーム部３４と、凸部３５１及び凹部３５２が形成された支持部材３５とを、容易にかつ同時に形成することが可能となり、生産性を高めることができる。

【0060】

また、ファンカバー３２が金属製であるため、耐熱性及び機械的強度を高めることができる。さらに伝熱特性も高まるため、ポンプケース１００の放熱性を向上させることができる。

【0061】

［第２のポンプ部］
第２のポンプ部１２は、第１のポンプ部１１と同様に構成される。第２のポンプ部１２は、第１のポンプ部１１と同時に共通のモータＭによって駆動される。駆動軸１３１は、第２のポンプ部１２側にも延在し、第２のポンプ部１２の偏芯軸（図示略）に連結される。

【0062】

本実施形態では、第１のポンプ部１１と第２のポンプ部１２とが異なる位相で駆動される。例えば、第１のポンプ部１１のピストン２１が上死点に位置するとき、第２のポンプ部１２のピストンが下死点に位置するように、各ポンプ部１１，１２の偏芯軸が設定される。また、第２のポンプ部１２に取り付けられるファンカバーは、第１のポンプ部１１に取り付けられるファンカバー３２と同様に、フレーム部３４の裏面３４２がファンに対向するように配置される。

【0063】

［ポンプ装置の動作］
次に、以上のように構成される本実施形態のポンプ装置１の動作について説明する。ここでは、第１のポンプ部１１の作用を中心に説明する。

【0064】

モータＭの駆動により、偏芯軸２２１は、駆動軸１３１からの偏芯量に対応する半径を有する円周に沿って駆動軸１３１のまわりを公転する。偏芯軸２２１に連結されたコネクティングロッド２１０は、駆動軸１３１の回転をシリンダ１１１の内部におけるピストン２１の往復移動に変換する。すなわちピストン２１は、シリンダ１１１の内部において図２においてＸ軸方向に揺動しながらＺ軸方向に往復移動する。これによりポンプ室２６の吸気及び排気が交互に行われることで、第１のポンプ部１１による所定の真空排気作用が得られる。

【0065】

ポンプ装置１の駆動時、各ポンプ部のファン３１は、駆動軸１３１と一体に回転する。これにより、ポンプ装置１のポンプケース１００外部の空気がファンカバー３２を通過してポンプケース１００の内部に吸入される。そして、空気はファンカバー３２のフレーム部３４間に形成された複数の開口部Ｓを通過し、各ポンプ部の送風口１１５から第１のケーシング１０１及び第２のケーシング１０２内へ吸入される。吸入された空気は、駆動中のモータＭ等と熱交換しながら通気孔１１６ａ，１１６ｂから排出される。

【0066】

ここで比較例として、従来構造のファンカバーにおけるフレーム部の構成例を図６に示す。図６は、比較例に係るファンカバー４０の要部断面図であり、複数の開口部Ｓａを形成するフレーム部４１の一部を示している。比較例に係るファンカバー４０は、板金の打ち抜き等で作製され、フレーム部４１の表面４１１及び裏面４１２がＹ軸方向に直交する平面で構成される。このような形態のフレーム部４１は、開口部Ｓａを通過する空気の流れを阻害するため開口部Ｓａの流路抵抗を高める。これにより空気の吸入効率が低下し、モータＭの冷却効率が低下する。さらに、ファンカバー４０によって空気の乱流を招き、風切り音が発生しやすい。

【0067】

これに対して本実施形態のポンプ装置１に係るファンカバー３２は、フレーム部３４の表面３４１が頂部３４１ａから開口部Ｓに向かって傾斜する凸状の曲面で形成されるため、表面３４１に向かって空気が流れる際、頂部３４１ａから当該傾斜面に沿った空気の流れが発生する。これにより、比較例に係るファンカバー４０よりも開口部Ｓの流路抵抗が低下し、空気の吸入効率が高められる。これによりモータＭ及びその周辺のポンプケース１００の冷却効率が向上し、ポンプ装置１の長寿命化及び動作の安定化を実現することが可能となる。

【0068】

また本実施形態のファンカバー３２において、ファン３１と対向する裏面３４２が凹状に形成されているため、ファン３１の回転方向に沿った空気の移動を誘導し、これにより乱流の発生を抑制して風切り音を低減することができる。

【0069】

さらに、ファンカバー３２の支持部材３５は、フレーム部３４との接合部３５０がフレーム部３４の凸状の表面３４１及び凹状の裏面３４２と連続して形成される凸部３５１及び凹部３５２を有する。したがってフレーム部３４の表面３４１及び裏面３４２と支持部材３５との間に段差が形成されず、これにより接合部３５０における圧力変動を抑制し、風切り音発生の防止効果を高めることができる。また、複数のフレーム部３４が環状の枠体で構成されているため、ファン３１の回転方向に移動する空気の流れが効率よく誘導され、これによっても風切り音の発生防止に大きく貢献することができる。

【0070】

さらに、本実施形態に係るファンカバー３２は、外枠３３、フレーム部３４、支持部材３５等が一体に形成された金属材料の成形体で構成される。これにより、所定の曲面を有するフレーム部３４及び支持部材３５を容易に作製することができる。また、例えば金属ワイヤの溶接等により作製された場合と比較して生産性を高めることが可能となる。

【0071】

さらに、ファンカバー３２がアルミニウム等の金属材料で形成されることから、同程度の厚みの樹脂等の成形体で形成された場合と比較して、より強度を高めることが可能となる。したがって、ファンカバー３２の薄型化が可能となり、材料費が抑えられ低コストで作製することが可能となる。

【0072】

[実施例]
本実施形態に係る実施例として、径約１３０ｍｍで約13000ｍｍ^２の表面積を有するファンカバーを作製した。実施例に係るファンカバーの開口率は約４０％であった。一方、比較例として、図６に示す構成、すなわちフレーム部の表面が平面で構成されるファンカバーを用意した。比較例に係るファンカバーも、実施例と同様に径約１３０ｍｍで約13000ｍｍ^２の表面積を有し、開口率が約４０％である。これらをそれぞれ本実施形態に係る構成のポンプ装置の送風ユニットとして適用し、５０ｋＰａの圧力下において１２０分間の運転後のシリンダ表面における温度上昇量を測定した。

【0073】

その結果、本実施形態に係るファンカバーを適用したポンプ装置においては、比較例に係るポンプ装置よりも、シリンダの温度上昇が約０．９Ｋ（℃）低下し、モータの温度上昇が約３Ｋ（℃）低下した。この結果から、本実施形態に係るファンカバー３２は、開口面積を変えずに冷却効率の低下を抑制できることが確認された。

【0074】

ここでシリンダの温度上昇は、ピストンのシール部材の磨耗や偏芯軸まわりに取り付けられたベアリングの劣化を招き、ポンプ装置自体の寿命にも関わる。実際に、シリンダ表面の温度の上昇を約０．９Ｋ低下させることができると、本発明者らの試算によればポンプ装置の寿命が約６％向上することが確認された。すなわち本実施形態に係るファンカバー３２によれば、ポンプ装置１の長寿命化にも貢献することができる。

【0075】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【0076】

例えば、以上の実施形態では、ファンカバーとして、ポンプ装置１の送風ユニット３００を構成するファンカバー３２を例に挙げて説明したが、ポンプ装置以外の他の送風ユニットにおけるファンカバーにも本発明は適用可能である。

【0077】

また以上の実施形態においては、フレーム部３４の表面３４１が曲面であると説明したが、これに限られず、例えば断面形状が台形状であってもよい。このほかにも、断面形状が頂部３４１ａを一頂点とした三角形状で構成されてもよい。

【0078】

以上の実施形態においては、複数のフレーム部３４が同心円状に形成される環状体で構成されると説明したが、これに限られず、例えば、格子状に配列されていてもよい。この場合、複数のフレーム部を外枠に接続するための支持部材は省略可能であり、複数のフレーム部は、外枠に直接支持されてもよい。

【0079】

また、フレーム部３４は複数設けられる場合に限られず、単数のみで構成されてもよい。この場合、フレーム部は、延在方向を交互に変化させた矩形波、三角波のような波形状に形成されてもよいし、平面内で渦巻状に巻回したスパイラル形状に形成されてもよい。

【0080】

また、以上の実施形態においては、吸気ポート１１４ａと排気ポート１１４ｂとが第１及び第２のポンプ部１１，１２に共通の構成と説明したが、これに限られず、第１及び第２のポンプ部１１，１２がそれぞれの吸気ポート、排気ポートを有していてもよい。

【0081】

さらに以上の実施形態においては、ファン３１の回転駆動源にポンプ装置１のモータＭを用いたが、ファン３１の回転駆動源としてモータＭ以外のモータが装備されてもよい。

【0082】

さらに以上の実施形態では、第２のポンプ部１２側の送風ユニットを構成するファンは空気吸入用のファンとして構成されたが、当該ファンを空気排出用のファンとして構成されてもよい。この場合、第２のポンプ部１２に取り付けられるファンカバーは、第１のポンプ部１１に取り付けられるファンカバー３２とは逆に、フレーム部の表面がファンに対向するように配置される。上記構成において、第１のケーシング１０１の送風口１１５から吸気された空気は、第３のケーシング１０３内を通過して、第２のケーシング１０２に形成された送風口から排出される。このようにポンプケース１００内において一方向の空気の流れが形成されるようにすることによっても、ポンプ装置１を効率よく冷却することができる。

【0083】

本発明に係るファンカバーは、揺動ピストン型ポンプの送風ユニットに限られず、ファンを有する他のポンプ装置にも同様に適用可能である。さらに、空調の室外機等の他の電気製品のファンカバーとしても広く用いることができる。

【符号の説明】

【0084】

１…ポンプ装置
１０…ポンプ本体
２１…ピストン
３１…ファン
３２…ファンカバー
３３…枠体
３４…フレーム部
３５…支持部材
２００…変換機構
３００…送風ユニット
１００…ポンプケース
１１１…シリンダ
１１５…送風口
１３１…駆動軸
Ｍ…モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】