JP2003278676A - 車両用回転圧縮機 - Google Patents
車両用回転圧縮機Info
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Abstract
できる車両用回転圧縮機を提供することを目的とする。 【解決手段】 ハウジング(2)と、ハウジングの内周
面に対して偏心回転可能なロータ(4)と、ロータの外
周面に放射状に配置されハウジングの内周面に摺接する
ベーン(5)と、ロータに駆動源の回転力を伝達可能な
回転軸(3)と、回転軸とロータとを接続して回転軸の
回転力をロータに伝達可能な接続部材(8)とを備え、
回転軸の回転数が所定値以下のときは、接続部材と回転
軸とが接続されて回転軸からロータに回転力が伝達さ
れ、回転軸の回転数が所定値以上のときは、接続部材と
回転軸との接続が断たれ、回転軸からロータへの回転力
が遮断される。これにより、回転軸の回転数が所定値以
上の時において、車両用回転圧縮機は、停止している。
そのため、無駄なエンジン負荷を抑制することができ、
車両の燃費を向上させることができる。
Description
され、エンジンにより駆動される真空ポンプ、もしく
は、車両のパワーステアリング装置に搭載されるパワス
テポンプ等の車両用回転圧縮機に関するものである。
真空ポンプを例に説明する。図3に従来の車両用回転圧
縮機1の軸方向断面図を示し、図4に図3のIV−IV
矢視断面図を示す。図3に示すように、車両用回転圧縮
機1は、ハウジング2、回転軸3、ロータ4、及びベー
ン5等から構成されている。
せず)に並設されている。ハウジング2の上方には、吸
入口6が開設されている。また、ハウジング2の下方に
は、排出口7が開設されている。回転軸3は、車両用交
流発電機の回転子軸を兼ねている。即ち回転軸3は、車
両用交流発電機のフロントフレーム内からハウジング2
内に延伸している。ロータ4は、回転軸3の外周面にス
プライン嵌合により一体結合されている。図4に示すよ
うに、ロータ4の外周面には、放射状に延びるベーン溝
40が形成されている。ベーン5は、ベーン溝40に出
入自在に保持されている。
は、車両用交流発電機側において、Vベルト、及びプー
リを介して、エンジンに連結されており、エンジンに対
して所定のプーリ比で回転する。即ち、高速道路走行中
などエンジン回転速度が高い場合は、回転軸3の回転速
度も高くなる。一方、市街地走行中などエンジン回転数
が低い場合は、回転軸3の回転速度も低くなる。
ーキの使用頻度、即ち車両用回転圧縮機1の使用頻度に
ついて考える。エンジンが高速回転しているときと比較
して、エンジンが低速回転しているときの方が、ブレー
キの使用頻度は高い。具体的には、高速道路走行中より
も市街地走行中の方が、ブレーキの使用頻度は高い。そ
のため、エンジン高速回転時よりもエンジン低速回転時
の方が、車両用回転圧縮機1の使用頻度も高い。
は、ロータ4が回転軸3に一体結合されていた。そのた
め、ロータ4は、ブレーキの使用頻度の低いエンジン高
速回転時においても常時回転し、ブレーキに充分な負圧
を供給していた。即ち、ロータ4は、ブレーキに充分な
負圧を供給する必要が少ないにもかかわらず、無駄に回
転していた。前述したように、回転軸3は、エンジンに
連結されている。そのため、ロータ4の無駄な回転がエ
ンジン負荷となり、車両の燃費を下げる一因となってい
た。
ン高速回転時の方が、ロータ4の回転速度は高い。その
ため、車両用回転圧縮機1の摺動する部材には、高速回
転に伴う摩耗、摩擦熱、及び遠心力等に対する耐久性が
要求された。
プに適用される場合の操舵の使用頻度について考える。
エンジンが高回転しているときと比較して、エンジンが
低速回転しているときの方が、操舵の使用頻度は高い。
これにより、パーステアリング装置に搭載されるパワス
テポンプにおいても真空ポンプと同じことが言える。
あり、駆動源高速回転時における無駄な回転を抑制でき
る車両用回転圧縮機を提供することを目的とする。
要が少ない車両用回転圧縮機を提供することを目的とす
る。
に、請求項1では、ハウジング(2)と、ハウジングの
内周面に対して偏心回転可能なロータ(4)と、ロータ
の外周面に放射状に配置されハウジングの内周面に摺接
するベーン(5)と、ロータに駆動源の回転力を伝達可
能な回転軸(3)と、回転軸とロータとを接続して回転
軸の回転力をロータに伝達可能な接続部材(8)とを備
え、回転軸の回転数が所定値以下のときは、接続部材と
回転軸とが接続されて回転軸からロータに回転力が伝達
され、回転軸の回転数が所定値以上のときは、接続部材
と回転軸との接続が断たれ、回転軸からロータへの回転
力が遮断されることを特徴としている。
以上の時において、車両用回転圧縮機は、停止してい
る。そのため、無駄なエンジン負荷を抑制することがで
き、車両の燃費を向上させることができる。また、本実
施形態の車両用回転圧縮機は、所定値以上の高速回転を
しない。そのため、例えば、ハウジング、ロータ、及び
ベーン等の部材に高速回転に伴う磨耗、摩擦熱、及び遠
心力等に対する耐久性が必要とされることもない。従っ
て、本実施形態の車両用回転圧縮機1によると部材を形
成する材質選択の自由度が高くなる。
材と接続部材を回転軸方向に付勢する付勢部材(9)と
を収容する収容部(91)が形成されていることを特徴
としている。また、請求項3では、回転軸は、ロータの
内径側に設けられており、ロータには、接続部材と接続
部材を内径方向に付勢する付勢部材(9)とを収容する
収容部(91)が形成されていることを特徴としてい
る。
以下の時には、付勢部材の付勢力により接続部材を回転
軸の方向に付勢し、接続部材を回転軸に接続させること
ができる。これにより、車両用回転圧縮機を作動させる
ことができる。また、回転軸の回転数が所定値以上の時
には、接続部材にかかる遠心力が付勢部材の付勢力より
も大きくなるため、接続部材と回転軸との接続を断つこ
とができる。これにより、車両用回転圧縮機を停止させ
ることができる。また、本実施形態の車両用回転圧縮機
の回転伝達機構は、遠心力と付勢部材の付勢力との大小
を利用したものである。そのため、構造が単純である。
従って、本実施形態の車両用回転圧縮機は、電子制御等
の回転伝達機構を用いた回転圧縮機と比較して、部材点
数が少なく低コストであり、また故障に対する信頼性が
高い。
と、ハウジングの内周面に対して偏心回転可能なロータ
(4)と、ロータの外周面に放射状に配置されハウジン
グの内周面に摺接するベーン(5)と、ロータの内径側
に設けられ、ロータに駆動源の回転力を伝達可能な回転
軸(3)と、回転軸とロータとを接続して回転軸の回転
力をロータに伝達可能な接続部材(8)とを備え、ロー
タには、接続部材と接続部材を内径方向に付勢する付勢
部材(9)とを収容する収容部(91)が形成されてお
り、接続部材は、回転軸からロータへの回転力を伝達、
及び遮断ができるように収容部内を移動可能であること
を特徴としている。
数が所定値以上の時に外径方向へ移動させ、回転軸と接
続部材との接続を断つことができる。そのため、回転軸
の回転数が所定値以上の時に車両用回転圧縮機を停止さ
せることができる。
回転軸を回転自在に支持する回転保持部材(10)が配
設されていることを特徴としている。
転軸とロータとを回転保持部材により一体結合せずに保
持することができる。そのため、回転軸の回転数が所定
値以上の時に回転軸の回転力をロータに伝達しなくする
ことができる。従って、回転軸の回転数が所定値以上の
時において駆動源に負荷が加わらない。
回転軸の回転方向に接続部材を係合させて回転軸の回転
力をロータに伝達可能な係合部(32)を有する接続部
(30)が形成されていることを特徴としている。
以下の時において、回転軸の回転力を接続部材を介して
ロータに伝達することができる。
続部までの距離(r)は、回転軸の回転方向に漸増して
いることを特徴としている。
以上の時から所定値以下に変化して、接続部材が回転軸
に形成された接続部に係合する時に、接続部材と接続部
との間では、大きな衝撃の発生を抑制できる。よって、
接続部材、及び接続部の破損の発生を抑制することがで
きる。
転方向の端部(30a)は、回転軸の内径と同じである
ことを特徴としている。
以上の時から所定値以下に変化して、接続部材が回転軸
に形成された接続部に係合する時に、接続部材と接続部
との間では、接続部の回転軸の回転方向の端部に段差が
ないため、より大きな衝撃を発生しなくすることができ
る。よって、接続部材、及び接続部の破損の発生をより
抑制することができる。
転方向の端部(30a)は、滑らかな曲面で形成される
ことを特徴としている。
以上の時から所定値以下に変化して、接続部材が回転軸
に形成された接続部に係合する時に、接続部材と接続部
との間で発生する衝撃を和らげることができる。
は、回転軸の硬度よりも大きいことを特徴としている。
以上の時から所定値以下に変化して、接続部材が回転軸
に形成された接続部に係合する時に、接続部材の破損の
発生をより抑制することができる。
は、スプリングを用いることが望ましい。
説明する。
機の軸方向断面図である。図2は、図1のII−II矢
視断面図である。
明をディーゼル車両のブレーキ用マスターシリンダを駆
動するための真空ポンプとして具現化したものである。
本実施形態の車両用回転圧縮機1は、エンジンにより駆
動される。また、車両用回転圧縮機1は、車両用交流発
電機に直結されている。
は、ハウジング2、回転軸3、ロータ4、ベーン5、及
び駆動伝達ベーン8等から構成されている。
殻を成し、フロントフレーム20、及びリアフレーム2
1から構成されている。フロントフレーム20は、アル
ミ合金製であって、リアフレーム21方向に開口する有
底円筒形状、即ちカップ状を呈している。フロントフレ
ーム20の図1の上方外周面からは、吸入口6が突設さ
れている。吸入口6は、バキュームブレーキブースタに
負圧を供給する真空タンク(図示せず)と連通してい
る。一方、フロントフレーム20の図1の下方外周面か
らは、排出口7が突設されている。
ング状を呈している。リアフレーム21は、フロントフ
レーム20の図1の左側に配置されている。また、リア
フレーム21の反フロントフレーム20側には、車両用
交流発電機(図示せず)が配置されている。リアフレー
ム21には、中心に偏心して挿通口211が穿設されて
いる。挿通口211には、車両用交流発電機のボス部1
2が反フロントフレーム20側から挿入されている。
発電機のフロントフレーム内から延伸されている。そし
て、回転軸3は、ボス部12の内周側を介してハウジン
グ2内に回転可能に挿通されている。さらに、図2に示
すように、回転軸3の外周には、接続部材である駆動伝
達ベーン8を係合するため接続部である駆動伝達ベーン
溝30が形成されている。駆動伝達ベーン溝30は、回
転軸3の回転方向に駆動伝達ベーン8を係合させて回転
軸3の回転力をロータ4に伝達可能な係合部32を有し
ている。また、回転軸3の中心から駆動伝達ベーン溝3
0までの距離rは、回転軸3の回転方向に漸増してい
る。さらに、駆動伝達ベーン溝30の回転軸3の回転方
向の端部30aは、回転軸3の内径と同じである。その
駆動伝達ベーン溝30の回転軸3の回転方向の端部30
aは、滑らかな曲面で形成されている。なお、回転軸3
は、車両用交流発電機の軸受(図示せず)により支承さ
れている。
を呈している。ロータ4は、内周側に回転保持部材であ
る筒状のメタルベアリング10を有している。このメタ
ルベアリング10は、インサート成形によりロータ4の
内周面に固定されて回転軸3を回転自在に支持してい
る。ロータ4の外周面には、径方向にベーン溝40が3
6°ずつ周方向に離間して放射状に合計10個形成され
ている。また、ロータ4の内周面には、径方向に収容部
であるスプリング収容溝91が180°周方向に離間し
て合計2つ形成されている。
状を呈している。ベーン5の内径側端部は、ベーン溝4
0に摺動自在に収容されている。ベーン5の外径側端部
は、回転軸3の回転で発生する遠心力によりフロントフ
レーム20の内周面に当接している。
鉄鋼製であって径方向の両端部が球状凸型の略直方体形
状を呈している。さらに、駆動伝達ベーン8は、180
°周方向に離間して合計2つ設けられ、熱処理により強
度、及び耐衝撃性を向上させている。また、駆動伝達ベ
ーン8は、駆動伝達ベーン溝30に径方向に移動可能、
且つ係合部32に係合される。駆動伝達ベーン8の一端
は、スプリング収容溝91の径方向端部に配設される付
勢部材であるスプリング9と当接し、内径方向に付勢さ
れている。
作動について図2に基づき説明する。回転軸3は、エン
ジンの駆動により回転する。回転軸3の回転数が所定値
以下の時においては、回転軸3から駆動伝達ベーン8を
介してロータ4に回転力が伝達される。その回転力によ
りロータ4は、回転する。ロータ4が回転すると、遠心
力によりベーン5がベーン溝40から突出する。そし
て、ベーン5は、フロントフレーム20の内周面に摺接
しながら回転する。ベーン5がフロントフレーム20の
内周面に摺接すると、隙間11が10個に仕切られる。
即ち、ハウジング2の内周面、ロータ4の外周面、及び
ベーン5により合計10個のポンプ室63が区画形成さ
れる。ポンプ室63は、ハウジング2内を図2の白抜き
矢印で示す方向に回転する。
させながら回転する。ポンプ室63は、容積が増加する
行程において吸入口6と連通する。また、ポンプ室63
は、容積が減少する行程において排出口7と連通する。
ポンプ室63の容積が増加する行程において、空気は、
吸入口6からポンプ室63に吸い込まれる。この行程が
吸入行程である。吸い込まれた空気は、ポンプ室63の
容積が減少する行程において、徐々に圧縮される。この
行程が圧縮行程である。そして、空気は、ポンプ室63
の容積が減少する行程末期において、排出口7から排出
される。この行程が排出行程である。
下の時においては、ロータ4の回転に伴い吸入行程、圧
縮行程、排出行程が繰り返される。そして、車両用回転
圧縮機1は、吸入口6を介して、バキュームブレーキブ
ースタに負圧を供給している。
上の時においては、駆動伝達ベーン8に加わる遠心力が
大きくなる。そのため、駆動伝達ベーン8に加わる遠心
力がスプリング9の押圧力よりも大きくなり、スプリン
グ9は、外径方向に押される。従って、駆動伝達ベーン
8は、回転軸3の回転数が高くなるにつれて外径方向に
移動する。そして、回転数3の回転数が所定値に達する
と、駆動伝達ベーン8と回転軸3との係合が断絶され、
回転軸3からロータ4への回転力の伝達が遮断される。
即ち、車両用回転圧縮機1の作動が停止する。
て駆動伝達ベーン8に加わる遠心力は、徐々に小さくな
る。そのため、駆動伝達ベーン8は、スプリング9の押
圧力により内径方向に移動する。そして、駆動伝達ベー
ン8は、駆動伝達ベーン溝30に再度係合される。そし
て、回転軸3からロータ4へ回転力が伝達され、車両用
回転圧縮機1が作動する。
ーキの使用頻度の少ない回転軸3の回転数が所定値以上
の時においては、停止している。そのため、無駄なエン
ジン負荷を抑制することができ、車両の燃費を向上させ
ることができる。また、本実施形態の車両用回転圧縮機
1のロータ4は、高速回転しない。そのため、例えば、
ハウジング2、ロータ4、及びベーン5等の部材に高速
回転に伴う磨耗、摩擦熱、及び遠心力等に対する耐久性
が必要とされることも少ない。従って、本実施形態の車
両用回転圧縮機1によると部材を形成する材質選択の自
由度が高くなる。また、本実施形態の車両用回転圧縮機
1の回転伝達機構は、遠心力とスプリング9の押圧力と
の大小を利用したものである。そのため、構造が単純で
ある。従って、本実施形態の車両用回転圧縮機1は、電
子制御等の回転伝達機構を用いた回転圧縮機と比較し
て、部材点数が少なく低コストであり、また故障に対す
る信頼性が高い。
は、回転軸3とロータ4とがメタルベアリング10を介
して支持されている。即ち、回転軸3とロータ4とは、
一体結合されていない。そのため、回転数3の回転数が
所定値以上の時に回転軸3の回転力をロータ4に伝達し
なくすることができる。従って、回転数3の回転数が所
定値以上の時において駆動源に負荷が加わらない。ま
た、本実施形態の車両用回転圧縮機1は、車両用交流発
電機の回転軸3の後方端をそのままロータ挿入部31と
して利用している。そのため、車両用回転圧縮機1の回
転軸3を新たに設ける必要がない。従って、部品点数の
増大を招かない。
の回転方向に駆動伝達ベーン8を係合させて回転軸3の
回転力をロータ4に伝達可能な係合部32を有してい
る。この構成により、回転軸3の回転数が所定値以下の
時において、回転軸3の回転力を駆動伝達ベーン8を介
してロータ4に伝達することができる。
溝30までの距離rは、回転軸3の回転方向に漸増して
いる。この構成により、回転軸3の回転数が所定値以上
の時から所定値以下に変化して、駆動伝達ベーン8が回
転軸3に形成された駆動伝達ベーン溝30に係合する時
に、駆動伝達ベーン8と駆動伝達ベーン溝30との間で
は、大きな衝撃の発生を抑制できる。従って、駆動伝達
ベーン8、及び駆動伝達ベーン溝30の破損の発生を抑
制することができる。
回転方向の端部30aは、回転軸3の内径と同じであ
る。この構成により、回転軸3の回転数が所定値以上の
時から所定値以下に変化して、駆動伝達ベーン8が回転
軸3に形成された駆動伝達ベーン溝30に係合する時
に、駆動伝達ベーン8と駆動伝達ベーン溝30との間で
は、大きな衝撃の発生をより抑制できる。従って、駆動
伝達ベーン8、及び駆動伝達ベーン溝30の破損の発生
をより抑制することができる。
3の回転方向の端部30aは、滑らかな曲面で形成され
ている。この構成により、回転軸3の回転数が所定値以
上の時から所定値以下に変化して、駆動伝達ベーン8が
回転軸3に形成された駆動伝達ベーン溝30に係合する
時に、駆動伝達ベーン8と駆動伝達ベーン溝30との間
で発生する衝撃をより和らげることができる。
より強度、及び耐衝撃性を向上させている。従って、駆
動伝達ベーン30の破損の発生をより抑制することがで
きる。
は、車両用交流発電機に用いられる真空ポンプで説明し
たが、電動パワーステアリング装置に用いられるパワス
テポンプであっても本実施形態と同様の効果を得ること
ができる。
メタルベアリング10を設けているが、ボールベアリン
グ等の他のベアリングであっても回転軸3との位置を保
持するものであればよい。
収容溝91は、本実施形態では、2つ対向させて設けて
いるが、駆動源の回転数に合わせて任意の個数を設けて
もよい。但し、周方向に均等に偶数個設けた方が、ロー
タ4のバランス上よい。また、ベーン5も同様に任意の
個数でよい。
面図である。
る。
Claims (11)
- 【請求項1】 ハウジング(2)と、 前記ハウジングの内周面に対して偏心回転可能なロータ
(4)と、 前記ロータの外周面に放射状に配置され前記ハウジング
の内周面に摺接するベーン(5)と、 前記ロータに駆動源の回転力を伝達可能な回転軸(3)
と、 前記回転軸と前記ロータとを接続して前記回転軸の回転
力を前記ロータに伝達可能な接続部材(8)とを備え、 前記回転軸の回転数が所定値以下のときは、前記接続部
材と前記回転軸とが接続されて前記回転軸から前記ロー
タに回転力が伝達され、 前記回転軸の回転数が所定値以上のときは、前記接続部
材と前記回転軸との接続が断たれ、前記回転軸から前記
ロータへの回転力が遮断されることを特徴とする車両用
回転圧縮機。 - 【請求項2】 前記ロータには、前記接続部材と前記接
続部材を前記回転軸方向に付勢する付勢部材(9)とを
収容する収容部(91)が形成されていることを特徴と
する請求項1に記載の車両用回転圧縮機。 - 【請求項3】 前記回転軸は、前記ロータの内径側に設
けられており、前記ロータには、前記接続部材と前記接
続部材を内径方向に付勢する付勢部材(9)とを収容す
る収容部(91)が形成されていることを特徴とする請
求項1に記載の車両用回転圧縮機。 - 【請求項4】 ハウジング(2)と、 前記ハウジングの内周面に対して偏心回転可能なロータ
(4)と、 前記ロータの外周面に放射状に配置され前記ハウジング
の内周面に摺接するベーン(5)と、 前記ロータの内径側に設けられ、前記ロータに駆動源の
回転力を伝達可能な回転軸(3)と、 前記回転軸と前記ロータとを接続して前記回転軸の回転
力を前記ロータに伝達可能な接続部材(8)とを備え、 前記ロータには、前記接続部材と前記接続部材を内径方
向に付勢する付勢部材(9)とを収容する収容部(9
1)が形成されており、前記接続部材は、前記回転軸か
ら前記ロータへの回転力を伝達、及び遮断ができるよう
に前記収容部内を移動可能であることを特徴とする車両
用回転圧縮機。 - 【請求項5】 前記ロータの内周には、前記回転軸を回
転自在に支持する回転保持部材(10)が配設されてい
ることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記
載の車両用回転圧縮機。 - 【請求項6】 前記回転軸の外周には、前記回転軸の回
転方向に前記接続部材を係合させて前記回転軸の回転力
を前記ロータに伝達可能な係合部(32)を有する接続
部(30)が形成されていることを特徴とする請求項1
から5のいずれか1つに記載の車両用回転圧縮機。 - 【請求項7】 前記回転軸の中心から前記接続部までの
距離(r)は、前記回転軸の回転方向に漸増しているこ
とを特徴とする請求項6に記載の車両用回転圧縮機。 - 【請求項8】 前記接続部の前記回転軸の回転方向の端
部(30a)は、前記回転軸の内径と同じであることを
特徴とする請求項7に記載の車両用回転圧縮機。 - 【請求項9】 前記接続部の前記回転軸の回転方向の端
部(30a)は、滑らかな曲面で形成されることを特徴
とする請求項8に記載の車両用回転圧縮機。 - 【請求項10】 前記係合部材の硬度は、前記回転軸の
硬度よりも大きいことを特徴とする請求項1から9のい
ずれか1つに記載の車両用回転圧縮機。 - 【請求項11】 前記付勢部材は、スプリングであるこ
とを特徴とする請求項1から10のいずれか1つに記載
の車両用回転圧縮機。
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