JP2008082282A - バキュームポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】リードバルブ付きベーンタイプのバキュームポンプにおいて、バルブの開放によって間欠吐出される潤滑油混じりの圧縮空気の吐出音の発生を抑制または防止する。
【解決手段】リードバルブ付きベーンタイプのバキュームポンプ２０を次のような構成とする。バキュームポンプ２０には、バルブ２７の開放前の所定のタイミングでポンプ室２４内と内燃機関のチェーンケース１９内とを連通させて、ポンプ室２４内の潤滑油混じりの圧縮空気をバルブ２７の開放前にチェーンケース１９内に吐出する連通手段が設けられている。連通手段は、軸受け部２１ｄに形成され、この軸受け部２１ｄの内周面とポンプ室２４内とを連通する溝２１ｆおよび貫通孔２１ｇと、ロータ軸２２に形成され、このロータ軸２２の機関側部分２２ｂの外周面とチェーンケース１９内とを連通する貫通孔２２ｆとによって構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、負圧発生にともない潤滑油混じりの圧縮空気を吐出するバキュームポンプに関する。

一般に、車両に備えるブレーキブースタには、負圧を発生させるための負圧発生源としてバキュームポンプが用いられる。この種のバキュームポンプとしては、例えば、特許文献１に示されるようなベーンタイプのものが知られている。

ベーンタイプのバキュームポンプは、ポンプケースの内周面に摺接するベーンが回転軸であるロータ軸に取り付けられた構成となっている。そして、ポンプケース内部の気密性を確保したり、ロータ軸、ベーン等の摺動部の潤滑性を確保するために、潤滑油がポンプ室内に供給されるようになっている。ロータ軸が回転すると負圧が発生する一方で、圧縮空気がポンプケースの吐出口からポンプケース外部へ吐出（排出）される。この際、吐出口からは潤滑油混じりの圧縮空気が吐出される。

このように、バキュームポンプの吐出口から排出される圧縮空気には、潤滑油が混じっているので、従来では、潤滑油混じりの圧縮空気を内燃機関の機関内（例えば、クランクケース内等）に放出するようにしている。

ところで、ポンプケース内の気密性ならびに潤滑油の密封性を高めてポンプ駆動トルクを軽減するために、従来では、バキュームポンプの吐出口にバルブを設けるようにしている。バキュームポンプの吐出口に設けられるバルブとしては、例えば、リードバルブがある。このリードバルブは、吐出される圧縮空気の圧力の増減に応じて開閉される。

しかし、リードバルブのようなバルブをバキュームポンプの吐出口に設けた場合、潤滑油混じりの圧縮空気は、連続的に排出されるわけではなく、間欠的に勢いよく機関内に吐出されるようになる。このように、ポンプケース内の高圧環境から外部の低圧環境へと潤滑油混じりの圧縮空気が勢いよく吐出されるので、それにともなって比較的大きな吐出音（排出音）が発生するおそれがある。

また、内燃機関のシリンダヘッドカバー、チェーンカバー等のカバーを薄肉化、軽量化している場合、圧縮空気の間欠吐出にともなう圧力脈動によって、カバーが振動しやすくなるため、内燃機関の外部へ異音が漏洩することが懸念される。

特許文献１には、内燃機関の騒音の位相と、バキュームポンプのバルブの開放により発生する騒音の位相とを同期させることによって、バキュームポンプのバルブからの吐出音やそれに起因して発生する騒音を、内燃機関の燃焼時の騒音に埋没させることが示されている。
特開２００６−７０８８０号公報

本発明は、上述したような問題点を鑑みてなされたものであり、ポンプ室内の内圧の増減に応じて開閉するバルブが設けられたベーンタイプのバキュームポンプにおいて、バルブの開放によって間欠吐出される潤滑油混じりの圧縮空気の吐出音の発生を抑制または防止できるようにすることを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、ロータ軸に設けられたベーン溝にロータ軸の径方向に摺動自在に取り付けられたベーンを備えるベーンタイプのバキュームポンプであって、負圧発生にともない前記ベーンによって区画されるポンプ室内の潤滑油混じりの圧縮空気を外部空間に吐出し、その潤滑油混じりの圧縮空気が吐出される吐出口には、前記ポンプ室内の内圧の増減に応じて開閉するバルブが設けられたバキュームポンプにおいて、前記バルブの開放前の所定のタイミングでポンプ室内と外部空間とを連通させて、ポンプ室内の潤滑油混じりの圧縮空気を前記バルブの開放前に外部に吐出する連通手段が設けられていることを特徴としている。

上記構成によれば、バルブの開放前に潤滑油混じりの圧縮空気が外部空間に吐出されるので、バルブの開放直前のポンプ室の内圧の急上昇を避けることができる。このとき、外部空間に吐出される圧縮空気には、バルブの開放時に吐出口から吐出される圧縮空気に比べて潤滑油が多く含まれており、潤滑油が先行して外部空間に吐出される。このため、ポンプ室の圧縮空気に混在される潤滑油が減少するので、バルブの開放にともなって吐出口から吐出される圧縮空気の勢いが緩和される。

これにより、バルブの開放によって間欠吐出される潤滑油混じりの圧縮空気の吐出音の発生を抑制または防止することができる。そして、バルブの開放によって間欠的に放出される圧縮空気による圧力脈動が低減される。また、吐出口内と外部空間とを常時連通させるのではなく、バルブの開放前の所定の期間だけ連通させるので、バルブによるバキュームポンプのポンプ性能の向上や駆動トルクの低減等の効果が損なわれることを抑制することができる。

ここで、前記連通手段は、前記ロータ軸を回転自在に支持する軸受け部に形成され、この軸受け部の軸受け面と前記ポンプ室内とを連通する通路と、前記ロータ軸に形成され、このロータ軸の軸受け面と前記外部空間とを連通する通路とで構成され、前記軸受け部の通路と前記ロータ軸の通路とが、前記バルブの開放前の所定のタイミングで軸受け部分で互いに重なり合うように構成されている。

この構成によれば、バキュームポンプのロータ軸および軸受け部にそれぞれ通路を設けるだけでよく、しかも、その通路を溝や貫通孔で形成すれば、その加工は容易に行うことが可能である。そして、特別な装置を設けなくても、ポンプ室内と外部空間との連通を精度よいタイミングで行うことが可能である。したがって、簡単な構成でありながら、バルブの開放によって間欠吐出される潤滑油混じりの圧縮空気の吐出音の発生を抑制または防止することができる。そして、部品点数を増やすことなく、バキュームポンプのコンパクト化を図ることが可能になる。ここで、ロータ軸の通路と軸受け部の通路との間で、軸受け部分で互いに重なり合う部分の長さを調節することで、吐出音を低減させるのに必要な最小限の期間だけポンプ室内と外部空間とを連通させることが可能になる。

また、前記外部空間を内燃機関の動弁機構配置空間とすることが好ましい。これにより、バキュームポンプから吐出された潤滑油が内燃機関の動弁機構内の潤滑油として有効利用されることになる。

また、前記ロータ軸を内燃機関のバルブ開閉用のカムシャフトに連結することが好ましい。これにより、バキュームポンプの駆動源として内燃機関のカムシャフトの回転動力を利用することができ、バキュームポンプ専用の駆動源が不要となり、サイズ的、コスト的に有利となる。

本発明によれば、ポンプ室内の内圧の増減に応じて開閉するバルブが設けられたベーンタイプのバキュームポンプにおいて、バルブの開放によって間欠吐出される潤滑油混じりの圧縮空気の吐出音の発生を抑制または防止することが可能になる。

本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。本発明の一実施形態を図１〜図４に示している。この実施形態では、本発明に係るバキュームポンプを、車両に備えるブレーキブースタの負圧発生源として用いる例を挙げる。

まず、この実施形態において、本発明に係るバキュームポンプの設置対象の一例となる内燃機関の概略構成について、図４を用いて説明する。ただし、内燃機関の構成は、図４に示すものだけに限られない。

図４において、１はシリンダブロック、２はシリンダヘッド、３はシリンダヘッドカバー、４はピストン、５はコネクティングロッド、６はクランクシャフト、７は吸気用カムシャフト、８は排気用カムシャフト、９は吸気バルブ、１０は排気バルブ、１１はクランクシャフトスプロケット、１２はカムスプロケット、１３はタイミングチェーン、１４はカムドライブギア、１５はカムドリブンギアである。

このような図４に示す内燃機関においては、クランクシャフト６の回転駆動力が、クランクシャフトスプロケット１１、カムスプロケット１２、および、タイミングチェーン１３を介して吸気用カムシャフト７に伝達され、さらに、この吸気用カムシャフト７から互いに噛み合うカムドライブギア１４およびカムドリブンギア１５を介して排気用カムシャフト８に伝達されるようになっている。

次に、内燃機関に設置されるバキュームポンプについて、図１〜図３を用いて説明する。

図１〜図３に示すように、吸気用カムシャフト７がシリンダヘッド２上の台座２ａとこの台座２ａにボルト止めされるカムキャップ１６との間に回転自在に支持されている。この吸気用カムシャフト７の一端側でシリンダヘッド２に付設されるチェーンカバー１７の外部には、バキュームポンプ２０が取り付けられている。

バキュームポンプ２０は、いわゆるベーンタイプのバキュームポンプとして構成されており、円筒状のポンプケース２１の内周面に摺接するベーン２３が、ポンプケース２１の軸心に対し下方に偏心して設けられたロータ軸（回転軸）２２に取り付けられた構成となっている。

ポンプケース２１は、ベーン２３が収容されるケース本体２１ａに、このケース本体２１ａ内部の空間を密閉する蓋体２１ｂが装着されて構成されている。ケース本体２１ａには、その背面側（内燃機関側）にチェーンカバー１７の貫通孔１７ａに嵌合装着される取付部２１ｃが設けられている。その嵌合面には、シール部材１８が介装されている。また、ケース本体２１ａには、取付部２１ｃの背面側に、ロータ軸２２を回転自在に支持する軸受け部２１ｄが設けられている。

ロータ軸２２は、ポンプケース２１のケース本体２１ａ内に収容される部分（ケース側部分）２２ａと、ポンプケース２１の背面側に突出した部分（機関側部分）２２ｂとで構成される。ロータ軸２２のケース側部分２２ａと機関側部分２２ｂとは、互いに同一軸心上で一体的に設けられており、ケース側部分２２ａに比べ機関側部分２２ｂが小径に形成されている。ロータ軸２２のケース側部分２２ａは、その下部の外周面がケース本体２１ａの下部の内周面に摺接するように設けられている。ロータ軸２２の機関側部分２２ｂは、ケース本体２１ａの軸受け部２１ｄに嵌め込まれている。なお、ロータ軸２２のケース側部分２２ａの外周面がケース本体２１ａの内周面に摺接していなくても、僅かな隙間を隔てて近接する構成としてもよい。

そして、ロータ軸２２の機関側部分２２ｂは、チェーンカバー１７の貫通孔１７ａを通って、吸気用カムシャフト７の一端に、例えば、オルダムカップリング式の結合部２２ｄ，７ｂを介して一体回転可能に連結されている。つまり、この実施形態では、吸気用カムシャフト７をバキュームポンプ２０の駆動軸として利用するように構成されている。このように、バキュームポンプ２０の駆動源として内燃機関の吸気用カムシャフト７の回転動力を利用することで、バキュームポンプ専用の駆動源が不要となり、サイズ的、コスト的に有利となる。

ロータ軸２２のケース側部分２２ａには、ロータ軸２２の径方向に沿って延びるベーン溝２２ｃが形成されている。この実施形態では、ロータ軸２２の直径部分にわたって形成されたベーン溝２２ｃが１つ設けられている。このベーン溝２２ｃに平板状のベーン２３が１つ嵌め込まれている。そして、ベーン２３は、ロータ軸２２の径方向に沿って進退するように摺動自在に挿入されている。

ベーン２３は、ロータ軸２２の回転にともないベーン溝２２ｃに対し進退移動するが、このとき、ベーン２３の両端部のうち、ベーン溝２２ｃからロータ軸２２のケース側部分２２ａの径方向外側に突出した端部がケース本体２１ａの内周面に摺接するようになっている。また、ベーン２３の両側面がケース本体２１ａの内側面および蓋体２１ｂの内面にそれぞれ摺接するようになっている。このように、ベーン２３によって、ケース本体２１ａ内の空間が２つのポンプ室２４，２４に区画されている。

ポンプケース２１のケース本体２１ａの下部には、圧縮空気吐出用の吐出口２６が設けられている。この吐出口２６は、チェーンカバー１７の貫通孔１７ａからシリンダヘッド２の外壁面とチェーンカバー１７の内壁面との間の空間内（チェーンケース１９内）に露呈する状態になっている。なお、この実施形態では、ケース本体２１ａの軸受け部２１ｄに後述する貫通孔２１ｇを設ける関係上、ケース本体２１ａの吐出口２６の設けられる部分２１ｅが、内燃機関側に張り出して形成されている。つまり、ケース本体２１ａの軸受け部２１ｄの下方に吐出口２６の設けられる部分２１ｅが形成されている。

吐出口２６には、バキュームポンプ２０のポンプ室２４における圧縮空気の圧力（内圧）の増減に応じて開閉するバルブ２７が取り付けられている。バルブ２７としては、例えば、リードバルブ等のように、金属板２７ａがその付け根側から撓むことで吐出口２６を開くものが採用される。図１、図２において、吐出口２６を閉じるように金属板２７ａが真っ直ぐな状態（バルブ２７の閉鎖状態）を示しているが、逆に、バルブ２７の開放状態では吐出口２６を開くように金属板２７ａが撓んだ姿勢になる。バキュームポンプ２０において、吐出口２６を常時開放せずに、上述のようなバルブ２７を設けて吐出口２６を間欠的に開放することによって、ポンプ室２４の気密性ならびに潤滑油の密封性を高めて、ポンプ性能を向上させるとともに、駆動トルクを軽減することが可能になる。

ポンプケース２１のケース本体２１ａの側部には、負圧取り出し用の吸入口が形成されており、この吸入口にはノズル２８が設けられている。ノズル２８には、例えば、負圧を必要とする機器（この実施形態ではブレーキブースタ）に接続されたホース等が連結される。こうして、バキュームポンプ２０のポンプ室２４が、負圧を必要とする機器に連通される。

そして、ロータ軸２２の回転にともないベーン２３が回転すると、バキュームポンプ２０のポンプ室２４，２４のうち一方が拡張し、他方が収縮する。これにともなって、一方のポンプ室２４にノズル２８を介して空気が吸入されるとともに、他方のポンプ室２４の圧縮空気が吐出口２６を介してチェーンケース１９内（シリンダヘッドカバー３内）に排出される。

吸気用カムシャフト７には、例えば、そのジャーナル部を支持する軸受け部分等に潤滑油を供給するための油通路７ａが設けられている。この油通路７ａは、バキュームポンプ２０のロータ軸２２の機関側部分２２ｂに形成されている油通路２２ｊに連通連結されている。油通路２２ｊは、ロータ軸２２のケース側部分２２ａまで延びており、ベーン溝２２ｃに開口されている。また、ロータ軸２２の機関側部分２２ｂには、油通路２２ｊから分岐して機関側部分２２ｂの外周面（軸受け面）まで延びる油通路２２ｋが形成されている。これらの油通路７ａ，２２ｊ，２２ｋを介して、バキュームポンプ２０において、ロータ軸２２の軸受け部分、ベーン２３等の摺接部分に潤滑油が供給されるようになっている。これにより、バキュームポンプ２０のポンプ室２４の気密性が確保され、ロータ軸２２の軸受け部分、ベーン２３等の摺接部分の潤滑性が確保されるようになっている。このようにして、ポンプ室２４に供給された潤滑油は、ポンプ室２４内で空気とともに混在する。そして、ベーン２３の回転にともなって、空気とともに吐出口２６から吐出（排出）される。

上述のような構成のバキュームポンプ２０は次のように動作する。内燃機関の吸気用カムシャフト７が回転すると、バキュームポンプ２０のロータ軸２２が図３の矢印に示す方向に回転駆動されて、このバキュームポンプ２０が負圧を発生する。この負圧は、車両のブレーキブースタに利用される。そして、バキュームポンプ２０による負圧発生にともないバキュームポンプ２０の一方のポンプ室２４の内圧が上昇して所定の圧力に到達すると、バルブ２７が開放されて潤滑油混じりの圧縮空気が吐出口２６から外部（チェーンケース１９内）に勢いよく吐出される。この圧縮空気の吐出は、バルブ２７の開閉にともない間欠的に行われることになる。

そして、この実施形態では、潤滑油混じりの圧縮空気の間欠吐出にともなう吐出音の発生を抑制または防止するために、次のような構成を採用している。

まず、簡単に説明すれば、バキュームポンプ２０には、バルブ２７の開放前の所定のタイミングでポンプ室２４内とチェーンケース１９内とを連通させて、バルブ２７の開放前にポンプ室２４内の潤滑油混じりの圧縮空気をチェーンケース１９内に吐出する連通手段が設けられている。この連通手段は、軸受け部２１ｄに形成され、この軸受け部２１ｄの内周面（軸受け面）とポンプ室２４内とを連通する通路と、ロータ軸２２に形成され、このロータ軸２２の機関側部分２２ｂの外周面（軸受け面）と内燃機関のチェーンケース１９内とを連通する通路とによって構成されている。そして、軸受け部２１ｄに形成される上記通路と、ロータ軸２２に形成される上記通路とが、ロータ軸２２の回転にともなってバルブ２７の開放前の所定のタイミングで軸受け部分の内外で互いに重なり合うように構成されている。

以下、具体的に説明すれば、ポンプケース２１のケース本体２１ａの軸受け部２１ｄの内周面（軸受け面）には、周方向に沿って延びる溝２１ｆが形成されている。この溝２１ｆには、軸受け部２１ｄの外周側に延びる貫通孔２１ｇが連通されている。この貫通孔２１ｇは、ケース本体２１ａの吐出口２６の設けられる部分２１ｅまで延びており、吐出口２６内（ポンプ室２４内）に連通されている。つまり、溝２１ｆと貫通孔２１ｇとを介して、吐出口２６内と軸受け部２１ｄの内周面とが連通している。このように、溝２１ｆと貫通孔２１ｇとが、軸受け部２１ｄに形成される上記通路になっている。

ロータ軸２２の機関側部分２２ｂには、その外周面（軸受け面）に形成された開口２２ｇと、内燃機関側の軸端面に形成された開口２２ｈとを連通する貫通孔２２ｆが形成されている。この貫通孔２２ｆは、ロータ軸２２の機関側部分２２ｂに２箇所設けられており、ロータ軸２２の軸心に関して互いに対称な位置に設けられている。つまり、貫通孔２２ｆを介して、外部（チェーンケース１９内）とロータ軸２２の機関側部分２２ｂの外周面とが連通している。このように、２つの貫通孔２２ｆ，２２ｆが、ロータ軸２２に形成される上記通路になっている。

ケース本体２１ａの軸受け部２１ｄの内周面に形成された溝２１ｆと、ロータ軸２２の機関側部分２２ｂの外周面に形成された開口２２ｇとは、ロータ軸２２の機関側部分２２ｂを軸受け部２１ｄに嵌合した状態で、軸方向の位置が互いに重なり合う位置に設けられている。したがって、ロータ軸２２が１回転すると、軸受け部２１ｄの内周面の溝２１ｆと、ロータ軸２２の機関側部分２２ｂの外周面の開口２２ｇとが、軸受け部分の内外で互いに重なり合うタイミングが２度ある。このタイミングで、吐出口２６内（ポンプ室２４内）と、内燃機関のチェーンケース１９内とが連通される。

この連通によって、バルブ２７が開放されていなくても、ポンプ室２４内の潤滑油混じりの圧縮空気が、吐出口２６、貫通孔２１ｇ、溝２１ｆ、貫通孔２２ｆを通過して、チェーンケース１９内に吐出される。このような潤滑油混じりの圧縮空気の吐出は、ロータ軸２２が１回転するたびに２度行われる。詳しくは、ロータ軸２２が１回転するたびに、２つのポンプ室２４，２４からそれぞれ１度ずつ上記吐出が行われるようになっている。

そして、上述のような潤滑油混じりの圧縮空気の吐出は、バルブ２７の開放前のタイミングで行われるようになっている。この吐出タイミングは、軸受け部２１ｄの内周面の溝２１ｆの始端位置、終端位置、長さ（始端位置から終端位置までの周方向に沿った長さ）によって設定される。この場合、ロータ軸２２の回転により、機関側部分２２ｂの外周面の開口２２ｇが軸受け部２１ｄの内周面の溝２１ｆの始端位置に重なり合ったタイミングで上記吐出が開始され、所定の期間だけ上記吐出が行われた後、開口２２ｇが溝２１ｆの終端位置に重なり合ったタイミングで上記吐出が終了される。

この実施形態では、上記吐出の終了タイミングがバルブ２７の開放直前となるように、溝２１ｆの終端位置が設定されている。言い換えれば、バルブ２７の開放時には、溝２１ｆと開口２２ｇとが重なり合わないように、溝２１ｆの終端位置が設定されている。そして、そのようにして設定される溝２１ｆの終端位置を基準として、上記吐出が所定の期間だけ行われるような位置に、溝２１ｆの始端位置が設定されている。溝２１ｆの最適な始端位置および終端位置は、実験・計算等により経験的に求めることができる。図３に、軸受け部２１ｄの溝２１ｆと、ロータ軸２２の貫通孔２２ｆとの位置関係の一例を示している。図３は、チェーンケース１９側から見たケース本体２１ａの軸受け部２１ｄ、ロータ軸２２の機関側部分２２ｂ等を示している。なお、上記吐出の終了タイミングを制限するのは、バルブ２７が開放されると、潤滑油混じりの圧縮空気が吐出口２６から直接チェーンケース１９内に吐出されるため、上記吐出を必ずしも継続して行う必要がなくなるからである。

バキュームポンプ２０には上述したような連通手段が設けられているので、次のような効果が得られる。

バキュームポンプ２０では、吐出口２６にリードバルブ等のようなバルブ２７が設けられているので、上記吐出が行われない場合には、バルブ２７の開放直前にポンプ室２４の内圧が急上昇し、バルブ２７の開放とともに大きな吐出音が発生することになる。ここで、そのようなポンプ室２４の内圧の急上昇を避けるには、バルブ２７のシート面に切り込み等を設けて、吐出口２６内と内燃機関のチェーンケース１９内とを連通することが考えられる。しかし、この場合、吐出音を十分に低減させるには切り込み等を大きくする必要があるため、バキュームポンプ２０のポンプ性能の向上や駆動トルクの低減のために設けたバルブ２７の効果が大幅に損なわれてしまうことになる。

この実施形態では、バルブ２７の開放前に潤滑油混じりの圧縮空気がチェーンケース１９内に吐出されるので、図５に示すように、バルブ２７の開放直前のポンプ室２４の内圧の急上昇を避けることができる。図５は、バキュームポンプ２０のベーン２３の回転位置（ポンプベーン角度）とポンプ室２４の内圧（ポンプ内圧）との関係について示している。図５において、破線Ａはこの実施形態の場合、実線Ｂは上述のバルブ２７のシート面に切り込み等を設けて常時連通した場合、実線Ｃは従来の連通なしの場合をそれぞれ示している。

ここで、チェーンケース１９内に吐出される圧縮空気には、バルブ２７の開放時に吐出口２６から吐出される圧縮空気に比べて潤滑油が多く含まれている。つまり、遠心力によってポンプ室２４内で径方向外側の部分に偏って存在している潤滑油がバルブ２７の開放に先行してチェーンケース１９内に吐出される。また、この実施形態では、ケース本体２１ａにおいて、吐出口２６の設けられる部分２１ｅが軸受け部２１ｄの下方に設けられており、吐出口２６内に潤滑油が溜まりやすい構造になっている。そして、吐出口２６内に溜まった潤滑油がバルブ２７の開放に先行してチェーンケース１９内に吐出されるようになっている。このように、潤滑油がバルブ２７の開放に先行して吐出されることで、ポンプ室２４の圧縮空気に混在される潤滑油が減少するので、バルブ２７の開放にともなって吐出口２６から吐出される圧縮空気の勢いが緩和されることになる。

これにより、バルブ２７の開放によって間欠吐出される潤滑油混じりの圧縮空気の吐出音の発生を抑制または防止することができる。また、吐出口２６内と内燃機関のチェーンケース１９内とを常時連通させるのではなく、バルブ２７の開放前の所定の期間だけ連通させるので、バルブ２７によるバキュームポンプ２０のポンプ性能の向上や駆動トルクの低減等の効果が損なわれることを抑制することができる。ここで、軸受け部２１ｄの内周面の溝２１ｆの長さを調節することで、吐出音を低減させるのに必要な最小限の期間だけ吐出口２６内と内燃機関のチェーンケース１９内とを連通させることが可能になる。

また、バルブ２７の開放によって間欠的に放出される圧縮空気による圧力脈動が低減される。このため、内燃機関のシリンダヘッドカバー３、チェーンカバー１７等のカバーを薄肉化、軽量化している場合であっても、内燃機関の外部への異音の漏洩を抑制または防止することができる。したがって、シリンダヘッドカバー３、チェーンカバー１７等のカバーの薄肉化、軽量化を妨げることがなくなる等、内燃機関の開発自由度を拡大することが可能になり、好ましい。

また、バキュームポンプ２０のロータ軸２２に貫通孔２２ｆ、軸受け部２１ｄに溝２１ｆおよび貫通孔２１ｇをそれぞれ設けるだけでよく、しかも、ロータ軸２２や軸受け部２１ｄへの孔加工や溝加工は容易に行うことが可能である。そして、特別な装置を設けなくても、吐出口２６内と内燃機関のチェーンケース１９内との連通を精度よいタイミングで行うことが可能である。したがって、簡単な構成でありながら、バルブ２７の開放によって間欠吐出される潤滑油混じりの圧縮空気の吐出音の発生を抑制または防止することができる。そして、部品点数を増やすことなく、バキュームポンプ２０のコンパクト化を図ることが可能になる。加えて、バキュームポンプ２０から吐出された潤滑油が、内燃機関の動弁機構内の潤滑油として有効利用されることになり、好ましい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜の応用例や変形例が考えられる。

上記実施形態では、ロータ軸２２に取り付けられた１つのベーン２３によって、２つのポンプ室２４，２４がバキュームポンプ２０に設けられていたが、ロータ軸２２に取り付けられるベーンの数は適宜変更することができる。この場合、ベーンの数に応じてバキュームポンプのポンプ室の数が変更されるため、そのポンプ室の数に応じて、ロータ軸２２の機関側部分２２ｂの外周面と内燃機関のチェーンケース１９内とを連通する通路の数を変更すればよい。例えば、ロータ軸２２にベーンが３つ取り付けられる場合、ポンプ室は３つ形成されるため、ロータ軸２２に形成される通路、つまり、貫通孔２２ｆを３つ形成すればよい。

上記実施形態では、連通手段としての通路が、ロータ軸２２に形成される貫通孔２２ｆと軸受け部２１ｄに形成される溝２１ｆおよび貫通孔２１ｇとであったが、軸受け部２１ｄに貫通孔だけを形成し、ロータ軸２２に溝および貫通孔を形成してもよいし、あるいは、ロータ軸２２および軸受け部２１ｄの双方に溝および貫通孔を形成してもよい。また、連通手段としての通路を貫通孔や溝以外の構成としてもよい。

上記実施形態では、ポンプケース２１のケース本体２１ａの吐出口２６の設けられる部分２１ｅが軸受け部２１ｄの下方まで延びる形状になっていたが、この形状は、ポンプ室２４内が貫通孔２１ｇを介して軸受け部２１ｄの軸受け面に連通され、ポンプ室２４内の圧縮空気が吐出口２６から外部に吐出される構成であれば、特に限定されない。

上記実施形態では、バキュームポンプ２０の駆動源として吸気用カムシャフト７の回転駆動力を利用しているが、排気用カムシャフト８の回転駆動力を利用することも可能であり、また、それらとは別の駆動源を利用するように構成してもよいし、あるいは、バキュームポンプ２０自体に駆動源を装備する構成としてもよい。

本発明に係るバキュームポンプ２０の使用対象は、車両のブレーキブースタのみに限定されず、負圧が必要となる適宜の機械等とすることができる。

本発明に係るバキュームポンプの一実施形態の使用状態を示しており、図４の吸気用カムシャフト一端側の概略構成を示す一部断面の側面図である。 バキュームポンプを分解した状態の斜視図である。 バキュームポンプの軸受け部に形成される溝と、ロータ軸に形成される貫通孔との位置関係を示す図である。 バキュームポンプの設置対象となる内燃機関の概略構成を示す図である。 バキュームポンプのベーン角度とポンプ室の内圧との関係について示す図である。

符号の説明

２ シリンダヘッド
３ シリンダヘッドカバー
７ 吸気用カムシャフト
１７ チェーンカバー
１９ チェーンケース
２０ バキュームポンプ
２１ ポンプケース
２１ａ ケース本体
２１ｄ 軸受け部
２１ｆ 溝
２１ｇ 貫通孔
２２ ロータ軸
２２ａ ケース側部分
２２ｂ 機関側部分
２２ｃ ベーン溝
２２ｆ 貫通孔
２３ ベーン
２４ ポンプ室
２６ 吐出口
２７ バルブ

Claims (4)

1. ロータ軸に設けられたベーン溝にロータ軸の径方向に摺動自在に取り付けられたベーンを備えるベーンタイプのバキュームポンプであって、
   負圧発生にともない前記ベーンによって区画されるポンプ室内の潤滑油混じりの圧縮空気を外部空間に吐出し、その潤滑油混じりの圧縮空気が吐出される吐出口には、前記ポンプ室内の内圧の増減に応じて開閉するバルブが設けられたバキュームポンプにおいて、
   前記バルブの開放前の所定のタイミングでポンプ室内と外部空間とを連通させて、ポンプ室内の潤滑油混じりの圧縮空気を前記バルブの開放前に外部に吐出する連通手段が設けられていることを特徴とするバキュームポンプ。
2. 前記連通手段は、前記ロータ軸を回転自在に支持する軸受け部に形成され、この軸受け部の軸受け面と前記ポンプ室内とを連通する通路と、前記ロータ軸に形成され、このロータ軸の軸受け面と前記外部空間とを連通する通路とで構成され、
   前記軸受け部の通路と前記ロータ軸の通路とが、前記バルブの開放前の所定のタイミングで軸受け部分で互いに重なり合うことを特徴とする請求項１に記載のバキュームポンプ。
3. 前記外部空間は、内燃機関の動弁機構配置空間であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバキュームポンプ。
4. 前記ロータ軸は、内燃機関のバルブ開閉用のカムシャフトに連結されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のバキュームポンプ。

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