專利名稱：空氣泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了燃料電池的可動(dòng)用信息終端設(shè)備的空氣供給裝置所使用的空氣泵。
背景技術(shù)：
目前，可動(dòng)用的燃料電池在開發(fā)過程中，作為將空氣供給到該燃料電池容器的空氣泵不存在合適的結(jié)構(gòu)。這種空氣泵所要求的特性是供給空氣不含有潤(rùn)滑油等的不純物即是無(wú)潤(rùn)滑油結(jié)構(gòu)；供給空氣量可以是5～10L/min左右的較小流量，但為了克服燃料電池容器的空氣通路所產(chǎn)生的壓力損失而將空氣送入，要求該壓力必須是ΔP＝5kPa左右；直徑大小從裝入可動(dòng)設(shè)備的必要性出發(fā)而要求大約是30mm以下；此外，要求噪聲級(jí)較低和確保數(shù)萬(wàn)小時(shí)的壽命等。在這些特性中特別重要的是確保壽命時(shí)間，決定壽命的結(jié)構(gòu)零件是軸承。作為提高軸承壽命的方法，有設(shè)置導(dǎo)引槽和潤(rùn)滑油積存部以使?jié)櫥筒幌蛲獠苛鞒龅姆椒?例如參照專利文獻(xiàn)日本特開平7-312843)。
圖8是上述專利文獻(xiàn)所記載的以往的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)。在壓入于殼體1的軸承座2上排列有金屬套管3作為軸承，旋轉(zhuǎn)軸4被插入金屬套管3中。在旋轉(zhuǎn)軸4的外表面形成有軸向的螺旋槽4’，利用旋轉(zhuǎn)軸4的旋轉(zhuǎn)，將流到金屬套管3和旋轉(zhuǎn)軸4之間的潤(rùn)滑油經(jīng)螺旋槽4’引導(dǎo)到潤(rùn)滑油積存部8內(nèi)，阻止?jié)櫥土鞒龅酵獠俊?br> 但是，在上述以往的結(jié)構(gòu)中，被金屬套管3含浸的潤(rùn)滑油在漏出的時(shí)刻產(chǎn)生潤(rùn)滑不良，發(fā)生旋轉(zhuǎn)軸4和金屬套管3燒結(jié)或異常損耗，就不能將空氣穩(wěn)定地供給到燃料電池的容器中。特別是，若考慮到使用空氣泵的環(huán)境溫度較高的情況，則金屬套管3的軸承難以確?？蓜?dòng)用的燃料電池所要求的壽命時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述以往的問題而作的，其目的在于提供一種確?？蓜?dòng)用的燃料電池所要求的壽命時(shí)間、可長(zhǎng)期穩(wěn)定供給空氣的空氣泵。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的空氣泵的結(jié)構(gòu)是，將泵機(jī)構(gòu)部的旋轉(zhuǎn)軸和電動(dòng)機(jī)部的旋轉(zhuǎn)軸做成一體結(jié)構(gòu)，由2個(gè)以上的滾珠軸承支承該旋轉(zhuǎn)軸。
采用該結(jié)構(gòu)，可將相比于被金屬套管含浸的潤(rùn)滑油量為數(shù)倍至數(shù)十倍的潤(rùn)滑脂封入滾珠軸承，而且，潤(rùn)滑脂封入在滾珠軸承內(nèi)的封閉的空間中，因此，基本上沒有漏出到外部的潤(rùn)滑脂量，即使在環(huán)境溫度較高的狀態(tài)下使用，也可確保足夠的壽命時(shí)間。
由此，可確?？蓜?dòng)用的燃料電池所要求的壽命時(shí)間，可長(zhǎng)期穩(wěn)定地供給空氣。
在本發(fā)明的第1形態(tài)中，其結(jié)構(gòu)是將泵機(jī)構(gòu)部的旋轉(zhuǎn)軸和電動(dòng)機(jī)部的旋轉(zhuǎn)軸做成一體結(jié)構(gòu)，用配設(shè)在泵機(jī)構(gòu)部上的2個(gè)以上的滾珠軸承支承旋轉(zhuǎn)軸，在電動(dòng)機(jī)部上不設(shè)置軸承。采用這種結(jié)構(gòu)，在電動(dòng)機(jī)部上不需要配置滾珠軸承的空間，相應(yīng)可縮小電動(dòng)機(jī)部的軸向長(zhǎng)度。并且，對(duì)于泵機(jī)構(gòu)部，無(wú)論該泵形式如何，需要2塊以形成泵室為目的的板，利用這些板，配置滾珠軸承，從而可縮小泵機(jī)構(gòu)部的軸向長(zhǎng)度。
在本發(fā)明的第2形態(tài)中，其結(jié)構(gòu)是將泵機(jī)構(gòu)部的旋轉(zhuǎn)軸和電動(dòng)機(jī)部的旋轉(zhuǎn)軸做成一體結(jié)構(gòu)，由設(shè)在泵機(jī)構(gòu)部上的1個(gè)以上的滾珠軸承和設(shè)在電動(dòng)機(jī)部上的1個(gè)滾珠軸承對(duì)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行支承。采用該結(jié)構(gòu)，可獲得較大的旋轉(zhuǎn)軸的支承點(diǎn)之間距離，可減小旋轉(zhuǎn)軸的傾斜或傾倒。其結(jié)果，可防止電動(dòng)機(jī)部的旋轉(zhuǎn)體與配置在其外部的殼體類干涉。
滾珠軸承最好配設(shè)合計(jì)2個(gè)。采用該結(jié)構(gòu)，由于滾珠軸承是2個(gè)，故旋轉(zhuǎn)軸的位置相對(duì)于滾珠軸承確定，不需要對(duì)滾珠軸承進(jìn)行軸心對(duì)準(zhǔn)作業(yè)。順便說(shuō)一下，在滾珠軸承為3個(gè)以上時(shí)，對(duì)于第3個(gè)以后的滾珠軸承必須進(jìn)行相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸的軸心對(duì)準(zhǔn)，若在偏心的狀態(tài)下進(jìn)行裝配，則在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)引起異常發(fā)熱，軸承壽命就顯著下降。
另外，在本發(fā)明的空氣泵中，在具有筒狀內(nèi)壁的氣缸內(nèi)，圓筒形的轉(zhuǎn)子配置成偏離氣缸中心軸的狀態(tài)，在轉(zhuǎn)子上設(shè)有沿其中心軸向的多個(gè)狹槽，在這些狹槽中以可滑動(dòng)的狀態(tài)而嵌合由具有自潤(rùn)滑性的材質(zhì)構(gòu)成的板狀的葉片，將前板和后板以?shī)A入轉(zhuǎn)子和葉片的狀態(tài)配置在氣缸的端面上而形成多個(gè)泵室，在轉(zhuǎn)子的中心軸上具有電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸，構(gòu)成泵機(jī)構(gòu)部，在后板的泵機(jī)構(gòu)部相反側(cè)配置驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而使泵室產(chǎn)生伸縮作用。采用該結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)，可確保為克服燃料電池容器的空氣通路中所產(chǎn)生的壓力損失所必須的差壓和供給量，并可一并實(shí)現(xiàn)小型化、低噪聲、長(zhǎng)壽命。
另外，在轉(zhuǎn)子和前板之間以及轉(zhuǎn)子和后板之間分別設(shè)有間隙，滾珠軸承中的一個(gè)軸承作為固定在外圈嵌合部及內(nèi)圈嵌合部雙方的固定嵌合部，剩余的滾珠軸承作為可在外圈嵌合部或內(nèi)圈嵌合部中的任一個(gè)上滑動(dòng)的滑動(dòng)嵌合部，且最好配設(shè)預(yù)壓彈簧以對(duì)滑動(dòng)嵌合部施力。采用該結(jié)構(gòu)，1個(gè)部位的滾珠軸承由于將內(nèi)圈嵌合部和外圈嵌合部都固定，故旋轉(zhuǎn)軸的軸向位置確定，通過裝配時(shí)設(shè)置適度的間隙，從而可防止轉(zhuǎn)子和前板或后板的接觸滑動(dòng)。另外，由于可利用預(yù)壓彈簧對(duì)剩余的滾珠軸承施加適度的預(yù)壓，故還可降低運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲。
另外，最好由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和定子構(gòu)成電動(dòng)機(jī)部，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子配置成使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上所具有的磁鐵的軸向中心從定子的軸向中心向泵機(jī)構(gòu)部側(cè)移動(dòng)的狀態(tài)下，在向電動(dòng)機(jī)部側(cè)按壓轉(zhuǎn)子的位置配設(shè)預(yù)壓彈簧。采用該結(jié)構(gòu)，由于轉(zhuǎn)子上始終受到一方向的軸向負(fù)荷，故可限制轉(zhuǎn)子的軸向位置，防止運(yùn)轉(zhuǎn)中的軸向松動(dòng)。
另外，在滑動(dòng)嵌合部中，最好將滾珠軸承的內(nèi)圈和電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的嵌合部做成可滑動(dòng)的狀態(tài)，在轉(zhuǎn)子和滾珠軸承的內(nèi)圈之間配設(shè)預(yù)壓彈簧。
另外，在滑動(dòng)嵌合部中，可將滾珠軸承的外圈和前板的嵌合部做成可滑動(dòng)的狀態(tài)，并在配置于前板的泵室相反側(cè)的排出板與滾珠軸承的外圈之間配設(shè)預(yù)壓彈簧。
另外，在滑動(dòng)嵌合部中，可將滾珠軸承的內(nèi)圈和電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的嵌合部做成可滑動(dòng)的狀態(tài)，并在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與滾珠軸承的內(nèi)圈之間配設(shè)預(yù)壓彈簧。
并在滑動(dòng)嵌合部中，可將滾珠軸承的外圈和后板的嵌合部做成可滑動(dòng)的狀態(tài)，并在后板與滾珠軸承的外圈之間配設(shè)預(yù)壓彈簧。
采用這些結(jié)構(gòu)，即使在高溫環(huán)境下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)各零件產(chǎn)生熱膨脹的場(chǎng)合，滑動(dòng)嵌合部也可吸收尺寸變化，并可防止該嵌合部的滾珠軸承的松動(dòng)。其結(jié)果，可抑制噪聲增大，同時(shí)可確保滾珠軸承的壽命，故可確保長(zhǎng)期而穩(wěn)定的性能。
本發(fā)明的空氣泵可確?？蓜?dòng)用的燃料電池所要求的壽命時(shí)間，可維持長(zhǎng)期而穩(wěn)定的性能。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的空氣泵的縱剖視圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的空氣泵的縱剖視圖。
圖3是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的空氣泵的縱剖視圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的空氣泵的泵結(jié)構(gòu)部的剖視圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)6的空氣泵的縱剖視圖。
圖6是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)6的空氣泵的縱剖視圖。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)6的空氣泵的縱剖視圖。
圖8是以往的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。本發(fā)明并不受該實(shí)施形態(tài)的限定。
(實(shí)施形態(tài)1)圖1是表示本實(shí)施形態(tài)1的空氣泵的剖視圖。
圖1中，本發(fā)明的空氣泵包括泵機(jī)構(gòu)部100和電動(dòng)機(jī)部200。泵機(jī)構(gòu)部100的中心具有旋轉(zhuǎn)軸101，在該旋轉(zhuǎn)軸101上結(jié)合有輸送空氣用的零件102。而電動(dòng)機(jī)部200也相同，在其中心具有旋轉(zhuǎn)軸201，在該旋轉(zhuǎn)軸201上結(jié)合有構(gòu)成電動(dòng)機(jī)的零件202。
在一般的泵特別是容積式的泵中，分別組裝泵機(jī)構(gòu)部100和電動(dòng)機(jī)部200，用聯(lián)軸器等連接各自的旋轉(zhuǎn)軸101和201。但在該場(chǎng)合，必須在旋轉(zhuǎn)軸101、201的連接部進(jìn)行軸心對(duì)準(zhǔn)，若軸心偏位，則往往會(huì)引起振動(dòng)、或使軸承的壽命顯著下降的問題。
另外也有用離心式(例如風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī))構(gòu)成泵機(jī)構(gòu)部100的結(jié)構(gòu)。在該場(chǎng)合，一般是將風(fēng)扇直接安裝在電動(dòng)機(jī)部200的旋轉(zhuǎn)軸201上的方法，但尤其在用于可動(dòng)用的燃料電池等的小型電動(dòng)機(jī)中，往往采用金屬套管作為電動(dòng)機(jī)部200的軸承。金屬套管對(duì)于小型化來(lái)說(shuō)是最佳的，但含浸的潤(rùn)滑油漏出的時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生潤(rùn)滑不良，發(fā)生旋轉(zhuǎn)軸101、201和金屬套管的燒結(jié)或異常磨損，不能穩(wěn)定地向燃料電池的容器供給空氣。另外，考慮到空氣泵所使用的環(huán)境溫度較高，金屬套管的軸承難以確?？蓜?dòng)用的燃料電池所要求的壽命時(shí)間。
為解決這些問題，泵機(jī)構(gòu)部100的旋轉(zhuǎn)軸101和電動(dòng)機(jī)部200的旋轉(zhuǎn)軸201構(gòu)成為一體，并由配設(shè)在泵殼體103上的滾珠軸承300a、300b進(jìn)行支承。這里，101和201由1根旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)成，中途沒有接合構(gòu)件。由此，不需要對(duì)旋轉(zhuǎn)軸101、201進(jìn)行軸心對(duì)準(zhǔn)，解決了振動(dòng)和軸承磨損等問題。另外，通過用滾珠軸承300a、300b進(jìn)行支承，可將與含浸在金屬套管的潤(rùn)滑油量相比為數(shù)倍至數(shù)十倍的潤(rùn)滑脂封入在滾珠軸承300a、300b中，而且，由于潤(rùn)滑脂被封入在滾珠軸承內(nèi)的封閉的空間中，故基本上不會(huì)有向外部漏出的潤(rùn)滑油量，即使在環(huán)境溫度較高的狀態(tài)下進(jìn)行使用，也可確保足夠的壽命時(shí)間。由此，確?？蓜?dòng)用的燃料電池所要求的壽命時(shí)間，可長(zhǎng)期地穩(wěn)定供給空氣。
(實(shí)施形態(tài)2)圖2是表示本實(shí)施形態(tài)2的空氣泵的剖視圖。對(duì)于與前述實(shí)施形態(tài)1相同的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)上相同的符號(hào)而省略說(shuō)明。
在圖2中，由設(shè)在泵殼體103上的滾珠軸承300a和設(shè)在電動(dòng)機(jī)殼體203上的滾珠軸承300c對(duì)旋轉(zhuǎn)軸101、201進(jìn)行支承。采用該結(jié)構(gòu)，可較大地獲取旋轉(zhuǎn)軸101、201的支承點(diǎn)間距離，可減小旋轉(zhuǎn)軸101、201的傾斜或傾倒。其結(jié)果，可防止電動(dòng)機(jī)部200的旋轉(zhuǎn)體202與配置在其外部的電動(dòng)機(jī)殼體203等相干涉。
在上述實(shí)施形態(tài)1及2中，滾珠軸承300的數(shù)量可以是2個(gè)以上，但特別希望做成2個(gè)。當(dāng)滾珠軸承300的數(shù)量為2個(gè)時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸101、201相對(duì)于滾珠軸承300的位置確定，不需要對(duì)滾珠軸承300進(jìn)行心對(duì)準(zhǔn)作業(yè)。當(dāng)滾珠軸承300的數(shù)量為3個(gè)以上時(shí)，對(duì)于第3個(gè)以后的滾珠軸承300，必須相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸101、201進(jìn)行軸心對(duì)準(zhǔn)，若在偏心的狀態(tài)下進(jìn)行組裝，則在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)引起異常發(fā)熱，使軸承的壽命顯著下降。
另外，作為泵機(jī)構(gòu)部100的形式，有離心式和容積式，在離心式中，代表性的有渦輪式，在容積式中，代表性的有往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式、渦旋式、螺桿式、隔膜式等。在上述實(shí)施形態(tài)1及2中，不指定泵機(jī)構(gòu)部的形式，只要是將空氣壓縮輸送，也可是上述以外的形式。
(實(shí)施形態(tài)3)圖3、圖4表示本實(shí)施形態(tài)3的空氣泵的剖視圖。
在圖3、圖4中，泵機(jī)構(gòu)部100包括具有筒狀內(nèi)壁的氣缸111；圓筒狀的轉(zhuǎn)子121；由自潤(rùn)滑性材質(zhì)構(gòu)成的葉片131；將自潤(rùn)滑性材質(zhì)涂布在一個(gè)面上的前板141及后板151。轉(zhuǎn)子121配置成偏離氣缸111的中心軸的狀態(tài)，在設(shè)于該轉(zhuǎn)子121的中心軸方向的多個(gè)狹槽122中嵌合有可滑動(dòng)狀態(tài)的葉片131。并且，前板141和后板151將轉(zhuǎn)子121和葉片131夾入地配置在氣缸111的兩端，形成多個(gè)泵室161。此時(shí)，前板141和后板151配置成自潤(rùn)滑性材質(zhì)的涂布的面互相相對(duì)。
電動(dòng)機(jī)部200使用由電路基板241、定子211、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子221、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222和殼體231構(gòu)成的直流電動(dòng)機(jī)。定子211安裝在電路基板241上，固定在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222上的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子221配置在定子211的外周。殼體231以覆蓋它們的狀態(tài)而固定在電路基板241上。作為電動(dòng)機(jī)的種類，為獲得長(zhǎng)壽命化，使用直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)，從電路基板241發(fā)出用于驅(qū)動(dòng)該無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的控制指令。
在轉(zhuǎn)子121的中心軸上，以貫通的狀態(tài)固定有電動(dòng)機(jī)部200的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222。該電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222由設(shè)在前板141上的滾珠軸承142和設(shè)在后板151上的滾珠軸承152支承并可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。作為這些滾珠軸承142、152，使用潤(rùn)滑脂封入型，安裝部位取為各板的泵室相反側(cè)。排出板171配置在前板141的泵室相反側(cè)，在限制滾珠軸承142位置的同時(shí)，防止在泵室161中被壓縮的空氣通過滾珠軸承142而向外部漏出。并且，泵機(jī)構(gòu)部100和電動(dòng)機(jī)部200通過安裝板155結(jié)合。
下面說(shuō)明動(dòng)作。當(dāng)將直流電源供給于電路基板241時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子221利用電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子221和定子211之間的磁性作用獲得旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩而開始進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。并且，固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子221上的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222和固定在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222上的轉(zhuǎn)子121，由于可旋轉(zhuǎn)地被支承在滾珠軸承142、152上，故它們一體地旋轉(zhuǎn)，從而葉片131在轉(zhuǎn)子狹槽122內(nèi)部進(jìn)行移動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中，葉片131的前端與氣缸111的內(nèi)壁接觸旋轉(zhuǎn)，泵室161被分隔，反復(fù)進(jìn)行吸入、壓縮、排出動(dòng)作，發(fā)揮泵功能。
本實(shí)施形態(tài)，泵機(jī)構(gòu)部100是葉片回轉(zhuǎn)型的容積式泵。通過采用這種方式，可實(shí)現(xiàn)無(wú)潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)，可確保為克服燃料電池容器的空氣通路中產(chǎn)生的壓力損失所必需的差壓和供給量。另外可一并實(shí)現(xiàn)小型化、低噪聲、長(zhǎng)壽命。
(實(shí)施形態(tài)4)對(duì)于與前述實(shí)施形態(tài)3相同的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)上相同的符號(hào)而省略說(shuō)明。
在圖3中，在轉(zhuǎn)子121與前板141之間設(shè)置間隙143以及在轉(zhuǎn)子121與后板151之間設(shè)置間隙153，滾珠軸承152將外圈嵌合部152o和內(nèi)圈嵌合部152i一起固定，滾珠軸承142將外圈嵌合部142o固定，將內(nèi)圈嵌合部142i做成可滑動(dòng)的狀態(tài)，并配設(shè)預(yù)壓彈簧181以對(duì)內(nèi)圈嵌合部142i施力。采用該結(jié)構(gòu)，由于滾珠軸承152將內(nèi)圈嵌合部152i和外圈嵌合部152o一起固定，故電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的軸向位置被確定，通過裝配時(shí)設(shè)置適度的間隙143、153，可防止轉(zhuǎn)子121與前板141或后板151的接觸滑動(dòng)。另外，由于由預(yù)壓彈簧181對(duì)滾珠軸承142施加適當(dāng)?shù)念A(yù)壓，故還可降低運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲。
(實(shí)施形態(tài)5)對(duì)于與前述實(shí)施形態(tài)3相同的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)上相同的符號(hào)而省略說(shuō)明。
在圖3中，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子221配置成這樣的狀態(tài)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子221上的磁鐵221a的軸向中心R從定子211的軸向中心S向泵機(jī)構(gòu)部100側(cè)移動(dòng)L，在向電動(dòng)機(jī)部200側(cè)按壓轉(zhuǎn)子121的位置配設(shè)預(yù)壓彈簧181。
本來(lái)在該葉片回轉(zhuǎn)型的容積式泵中，在轉(zhuǎn)子121的軸向端面不產(chǎn)生壓力差。但因在前板141上設(shè)置背壓槽和吸入口和排出口，故與后板151側(cè)的端面產(chǎn)生壓力差。其結(jié)果，轉(zhuǎn)子121因端面的壓力變化在軸向反復(fù)進(jìn)行移動(dòng)，產(chǎn)生了噪聲。在有的泵的設(shè)置方法，例如因轉(zhuǎn)子121的自重等而始終在一個(gè)方向作用負(fù)荷，轉(zhuǎn)子121有可能與前板141或后板151接觸滑動(dòng)。
采用上述結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生使磁鐵221a的軸向中心R與定子211的軸向中心S一致的磁力，并且預(yù)壓彈簧181也產(chǎn)生與磁力相同方向的力。即，由于始終作用一方向的軸向負(fù)荷，故無(wú)論泵的設(shè)置姿勢(shì)如何，都可限制轉(zhuǎn)子121的軸向位置，可防止運(yùn)轉(zhuǎn)中的軸向的松動(dòng)。
(實(shí)施形態(tài)6)對(duì)于與前述實(shí)施形態(tài)3相同的結(jié)構(gòu)要素，標(biāo)上相同的符號(hào)而省略說(shuō)明。
滾珠軸承142、152中一個(gè)滾珠軸承做成固定在外圈嵌合部和內(nèi)圈嵌合部雙方的固定嵌合部，剩余的滾珠軸承作為可在外圈嵌合部或內(nèi)圈嵌合部中任一方上滑動(dòng)的滑動(dòng)嵌合部，并配設(shè)預(yù)壓彈簧181以對(duì)該滑動(dòng)嵌合部施力。由此，通過外圈嵌合部及內(nèi)圈嵌合部都固定的滾珠軸承，決定電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的軸向位置，作用于電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的軸向負(fù)荷由該滾珠軸承支承。這里，當(dāng)用預(yù)壓彈簧181推壓另一個(gè)滾珠軸承時(shí)，通過滾珠軸承內(nèi)的滾動(dòng)體將軸向負(fù)荷作用于電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222，適度的預(yù)壓就被施加在兩滾珠軸承142、152上。其結(jié)果，可抑制運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾珠軸承發(fā)生的球的滾動(dòng)聲。而配設(shè)預(yù)壓彈簧181的嵌合部由于處于可滑動(dòng)狀態(tài)，故在高溫環(huán)境下的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，即使各零件產(chǎn)生熱膨脹，也可吸收尺寸變化。
現(xiàn)說(shuō)明具體的預(yù)壓彈簧181的配置方法。作為第1結(jié)構(gòu)，是圖3所示的結(jié)構(gòu)，將滾珠軸承152作為固定嵌合部，內(nèi)圈152a與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的嵌合部152i、外圈152b與后板151的嵌合部152o都固定。另外，將滾珠軸承142做成滑動(dòng)嵌合部，將外圈142b和前板141的嵌合部142o固定，內(nèi)圈142a與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的嵌合部142i做成可滑動(dòng)的狀態(tài)，內(nèi)圈142a和轉(zhuǎn)子121之間配置預(yù)壓彈簧181。
圖5表示第2結(jié)構(gòu)。滾珠軸承152作為固定嵌合部，內(nèi)圈152a與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的嵌合部152i、外圈152b與后板151的嵌合部152o都固定。并將滾珠軸承142作為滑動(dòng)嵌合部，內(nèi)圈142a與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222嵌合部142i固定，外圈142b和前板141的嵌合部142o做成可滑動(dòng)的狀態(tài)，外圈142b與排出板171之間配置預(yù)壓彈簧181。
圖6表示第3結(jié)構(gòu)。滾珠軸承142作為固定嵌合部，內(nèi)圈142a與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的嵌合部142i、外圈142b與前板141的嵌合部142o都固定。另外，將滾珠軸承152作為滑動(dòng)嵌合部，外圈152b和后板151的嵌合部152o固定，內(nèi)圈152a和電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的嵌合部152i做成可滑動(dòng)的狀態(tài)，在內(nèi)圈152a與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子221之間配置預(yù)壓彈簧181。
圖7表示第4結(jié)構(gòu)。滾珠軸承142作為固定嵌合部，內(nèi)圈142a與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的嵌合部142i、外圈142b與前板141的嵌合部142o都固定。另外，將滾珠軸承152作為滑動(dòng)嵌合部，內(nèi)圈152a和電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222的嵌合部152i固定，外圈152b和后板151的嵌合部152o做成可滑動(dòng)的狀態(tài)，外圈152b與后板151之間配置預(yù)壓彈簧181。
作為上述嵌合部的固定方法，最好用壓入或粘接方法，并且預(yù)壓彈簧最好是盤簧或螺旋彈簧。
在上述全部結(jié)構(gòu)中，通過磁力發(fā)生的軸向負(fù)荷由內(nèi)圈嵌合部和外圈嵌合部都固定的滾珠軸承來(lái)支承。在該滾珠軸承中，因?yàn)閷?duì)軸向負(fù)荷進(jìn)行支承，就必定施加預(yù)壓。而另一個(gè)滾珠軸承受到預(yù)壓彈簧181的施力，考慮到磁力所產(chǎn)生的軸向負(fù)荷的方向，必須配設(shè)預(yù)壓彈簧181。即，將利用預(yù)壓彈簧181施加在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸222上的負(fù)荷的方向與由磁力所發(fā)生的負(fù)荷的方向一致，在本發(fā)明中，向電動(dòng)機(jī)部200側(cè)推壓轉(zhuǎn)子121。由此，不會(huì)消除磁力的作用，且無(wú)論泵的設(shè)置姿勢(shì)如何，都可防止轉(zhuǎn)子121的軸向的松動(dòng)，可防止轉(zhuǎn)子121和前板141或后板151的接觸滑動(dòng)。
產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的空氣泵由于可確保長(zhǎng)期而穩(wěn)定的性能，故可適用于使用了燃料電池的可動(dòng)用信息終端設(shè)備的空氣供給裝置所使用的空氣泵、以及家用健康器具或醫(yī)療用治療器具等空氣供給裝置所使用的空氣泵。
權(quán)利要求
1.一種空氣泵，包括將空氣壓縮輸送的泵機(jī)構(gòu)部(100)、對(duì)所述泵機(jī)構(gòu)部進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)部(200)，其特征在于，將所述泵機(jī)構(gòu)部的旋轉(zhuǎn)軸(101)和所述電動(dòng)機(jī)部的旋轉(zhuǎn)軸(201)做成一體結(jié)構(gòu)，由2個(gè)以上的滾珠軸承支承該旋轉(zhuǎn)軸。
2.如權(quán)利要求1所述的空氣泵，其特征在于，由配設(shè)在所述泵機(jī)構(gòu)部上的2個(gè)以上的滾珠軸承支承所述旋轉(zhuǎn)軸，在所述電動(dòng)機(jī)部上沒有軸承。
3.如權(quán)利要求1所述的空氣泵，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸由設(shè)在所述泵機(jī)構(gòu)部上的1個(gè)以上的滾珠軸承和設(shè)在所述電動(dòng)機(jī)部上的1個(gè)滾珠軸承支承。
4.如權(quán)利要求1所述的空氣泵，其特征在于，所述滾珠軸承合計(jì)配設(shè)2個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的空氣泵，其特征在于，在具有筒狀內(nèi)壁的氣缸(111)內(nèi)，圓筒形的轉(zhuǎn)子(121)配置成偏離所述氣缸中心軸的狀態(tài)，在所述轉(zhuǎn)子(121)上沿其中心軸向設(shè)有多個(gè)狹槽(122)，在這些狹槽中以可滑動(dòng)的狀態(tài)而嵌合由具有自潤(rùn)滑性的材質(zhì)構(gòu)成的板狀的葉片(131)，將前板(141)和后板(151)以?shī)A入所述轉(zhuǎn)子和所述葉片的狀態(tài)配置在所述氣缸(111)的端面上，形成多個(gè)泵室(161)，在所述轉(zhuǎn)子的中心軸上具有電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸(222)，構(gòu)成泵機(jī)構(gòu)部(100)，在所述后板的泵機(jī)構(gòu)部相反側(cè)配置驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，通過所述驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)對(duì)所述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸(222)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使所述泵室(161)產(chǎn)生伸縮作用。
6.如權(quán)利要求5所述的空氣泵，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)子(121)與所述前板(141)之間、以及所述轉(zhuǎn)子(121)與所述后板(151)之間分別設(shè)置間隙(143、153)，所述滾珠軸承中的一個(gè)軸承作為固定在外圈嵌合部及內(nèi)圈嵌合部雙方的固定嵌合部，剩余的滾珠軸承作為可在外圈嵌合部或內(nèi)圈嵌合部中的任一方上滑動(dòng)的滑動(dòng)嵌合部，且配設(shè)預(yù)壓彈簧(181)以對(duì)所述滑動(dòng)嵌合部施力。
7.如權(quán)利要求6所述的空氣泵，其特征在于，所述電動(dòng)機(jī)部(200)具有電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(221)和定子(211)，將所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子(221)配置成使所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的磁鐵的軸向中心(R)從所述定子的軸向中心(S)向泵機(jī)構(gòu)部(100)側(cè)移動(dòng)的狀態(tài)，且在向所述電動(dòng)機(jī)部(200)側(cè)推壓所述轉(zhuǎn)子(121)的位置上配設(shè)所述預(yù)壓彈簧(181)。
8.如權(quán)利要求6所述的空氣泵，其特征在于，在所述滑動(dòng)嵌合部，該滾珠軸承的內(nèi)圈與所述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的嵌合部為可滑動(dòng)的狀態(tài)，且在所述轉(zhuǎn)子與所述滾珠軸承的內(nèi)圈之間配設(shè)預(yù)壓彈簧。
9.如權(quán)利要求6所述的空氣泵，其特征在于，在所述滑動(dòng)嵌合部，該滾珠軸承的外圈與所述前板的嵌合部為可滑動(dòng)的狀態(tài)，且在配置于所述前板的泵室相反側(cè)的排出板與所述滾珠軸承的外圈之間配設(shè)預(yù)壓彈簧。
10.如權(quán)利要求6所述的空氣泵，其特征在于，在所述滑動(dòng)嵌合部，該滾珠軸承的內(nèi)圈與所述電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的嵌合部為可滑動(dòng)的狀態(tài)，且在所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與所述滾珠軸承的內(nèi)圈之間配設(shè)預(yù)壓彈簧。
11.如權(quán)利要求6所述的空氣泵，其特征在于，在所述滑動(dòng)嵌合部，該滾珠軸承的外圈與所述后板的嵌合部為可滑動(dòng)的狀態(tài)，且在所述后板與所述滾珠軸承的外圈之間配設(shè)預(yù)壓彈簧。
全文摘要
一種空氣泵，泵機(jī)構(gòu)部(100)的旋轉(zhuǎn)軸(101)和電動(dòng)機(jī)部(200)的旋轉(zhuǎn)軸(201)做成一體結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)軸(101、201)由配設(shè)在泵機(jī)構(gòu)部(100)上的2個(gè)以上的滾珠軸承(300)支承，從而可在滾珠軸承內(nèi)的封閉的空間封入潤(rùn)滑脂，即使在環(huán)境溫度較高的狀態(tài)下使用，潤(rùn)滑油量也幾乎不會(huì)向外部漏出，可確保足夠的壽命時(shí)間，防止軸承的燒結(jié)或異常磨損，并可確?？蓜?dòng)用的燃料電池所要求的壽命時(shí)間，維持長(zhǎng)期而穩(wěn)定的泵性能。
文檔編號(hào)F04C18/344GK1942670SQ20058001102
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月28日
發(fā)明者作田淳, 飯?zhí)锏? 中本達(dá)也, 大野龍一, 澤井清, 福原弘之, 村上秀樹 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社