JP2008508480A

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Publication number: JP2008508480A
Application number: JP2007522976A
Authority: JP
Inventors: カデデュ，レオナルド
Original assignee: ブヒットエス．ピー．エー．
Priority date: 2004-07-30
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2008-03-21
Also published as: CN1993566A; WO2006010528A1; ITTO20040530A1; US7726453B2; US20080230343A1; ES2340182T3; ATE458925T1; CN100462584C; EP1800017B1; DE602005019596D1; EP1800017A1

Abstract

モータ手段（Ｍ）による装置（Ｒ−Ｓ）の動作を制御するための、前記モータ手段（Ｍ）の動作出力及びその動作が制御される前記装置（Ｒ−Ｓ）の動作入力の間に挿入されることを目的とした装置。前記装置は：ロータ（１）、このロータ（１）によって担持される少なくとも１つのブレード（４）及びポンピング・チャンバ（１２）を形成する回転体（３）によって構成され、このポンピング・チャンバ（１２）には排出口が存在せず（密封の欠損を除く）、そして前記ロータ（１）及び前記回転体（３）の中で、構成部品の内の１つが前記モータ手段（Ｍ）の動作出力に接続され、一方、これらの構成部品（１，３）のその他が、制御される前記装置（Ｒ−Ｓ）の動作入力に接続されることを特徴とする翼型ポンプ；及び前記ポンピング・チャンバ（１２）に液体を供給することを目的とし、前記制御される装置（Ｒ−Ｓ）を起動する必要の有無の判定の結果、前記ポンピング・チャンバ（１２）に液体を供給する第１の状態、又は前記ポンピング・チャンバ（１２）に液体を供給しない第２の状態に置かれることに適していることを特徴とする供給手段（Ｖ）から構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明の対象は、モータ手段によって駆動される装置の動作を、前記装置の動作が必要ではない時間帯に、少なくとも部分的に停止させることを目的とした装置である。

自動車分野においては、通常翼型ポンプであって、エア・タンク内に気圧降下を生じさせ、またそれを維持することを目的とした、『真空ポンプ』と称されるポンプが利用される。この気圧降下は、主としてサーボモータを補助するエアブレーキ、及びその動作に気圧の降下を必要とするその他の装置のためにその役割を果たす。最初に気圧降下が発生した後、これらの真空ポンプの動作は、前記タンクに接続された装置による気圧降下の消費、及び漏洩を補う役割を果たす。これらの装置は恒久的に動作するわけではなく、そして前記漏洩も減少する。ここに、真空ポンプの動作が必要ではない時の、注目に値する持続時間が存在する。それにもかかわらず、従来技術においては、前記真空ポンプはエンジンによって恒久的に駆動されていた。その結果として、無駄な電力吸収、燃料消費、及びポンプの構成部品の不必要な消耗が存在した。

その動作が必要とされる時にのみ前記真空ポンプを作動させることによって、エンジンに要求される動力の総量、また燃料の消費を低減させ、そしてポンプの構成部品を製造するための代替材料を、安価に、それらに対するストレス軽減を考慮した上で選択することが可能となり、構成部品の消耗を少なくし、それによってそれらの使用持続期間を長持ちさせることができる。

上述の主用途に加え、本技術においては、特定の状況が発生したときのみモータ駆動装置の動作が有効となり、一方でその他の時間帯には、前記装置は動力の消費及び部品の消耗を防ぐために停止状態に維持される、というケースも存在する。そのようなケースの例として、自動車のエンジン冷却用流体のためのポンプ、ステアリング用サーボモータ、発電機及びトラック用空気圧縮機のためのポンプが挙げられる。また本発明を、潤滑油用ポンプ、組合せ真空オイルポンプ及びディーゼル油用低圧ポンプに応用し、モータの駆動とユーザの装置との間で、必要に応じて、前記装置の動作を完全に遮断するとまではいかなくても、スライド、変化を起こさせることを目的とした、適切に調整されたシステムを提供することも可能である。

上述の内容を考慮し、本発明の主な目的は、装置の動作を、この動作が本当に必要とされる時にのみ有効にするのに適した装置を提供することにある。本発明のもう１つの目的は、駆動状態から非駆動状態への移行、またはその逆の移行を、有害なストレスを発生させないように、徐々になだらかに行うということである。本発明のさらにもう１つの目的は、限られたコストによる比較的シンプルかつ信頼性の高い手段を利用することによって上述の目的を達成することである。

本発明の目的は、モータ手段による装置の動作を制御するための、前記モータ手段の動作出力接続と、その動作が制御される前記装置の動作入力接続との間に取り付けられることを目的とした装置によって達成される。この装置は、翼型ポンプ及び供給手段によって構成され：− 前記翼型ポンプはロータ、前記ロータに担持される少なくとも１つのブレード及びポンピング・チャンバを形成する回転体によって構成され、このポンピング・チャンバには排出口が無く（密封の漏洩を除く）、そしてロータ及び回転体の中で、それらの構成部品の１つが前記モータ手段の動作出力接続に接続され、一方これらの構成部品のその他のものが、制御される装置の動作入力接続に接続されることを特徴とし、そして前記供給手段は、前記ポンピング・チャンバに液体を供給することをその目的とし、またこの供給手段は、制御される前記装置の作動の必要又は不必要を判定した結果、前記ポンピング・チャンバに液体を供給する第１の状態、及び前記ポンピング・チャンバに液体を供給しない第２の状態に置かれることを特徴とする。

その構想においては、前記装置は、歴史的に周知の容積型ポンプ(the Oldham-Franchot configuration of the year 1861参照) それ自体の特性を有しており、この新しい構想は、ポンプの液体排出接続を抑圧すること、そして液体の排出を、可動部品同士の間の適切な間隔、又は上述のスライドシステムのための制御弁を通じて調節することによって成り立つ。

このようにして、液体が前記ポンピング・チャンバに供給され、そして排出接続が存在せず定量で切り出されない場合、ポンピング・チャンバに含まれる前記液体は『液圧ブロック』を構成し、この液圧ブロックが前記ロータ及び前記回転体間の相対回転を阻み、これによって前記翼型ポンプは実質的に一固体として回転し、そしてそれによってモータ手段からの動作が前記制御される装置へと伝達される。前記第１の状態において、不完全な密封又はその他の原因による前記液体の漏洩は、前記ロータ及び前記ポンプ回転体間に非常に僅かな回転を生じさせるのみであって、これは上述の形態に実施的な意味で修正を加えるものではない。

反対に液体がポンピング・チャンバに供給されない場合は、含有されている前記液体は、上述の液圧ブロックが解除されるまで前記漏洩を通じて徐々に排出され、そして前記ロータ及び前記回転体間の自由な回転が可能となり、これにより、この第２の状態において前記装置はアイドル・ジョイントとして機能し、そしてこの状態では動作は前記制御される装置にもう伝達されない。

なお、重要なこととして、前記漏洩を通じての排出割合は非常に微小であるので、駆動状態から非駆動状態への移行、またその反対の移行は非常にゆっくりと徐々に行われ、これによって異常な、あるいは衝動的なストレスを発生させることがない。またもし必要であれば、前記密封の漏洩を適切に調整することによって、この液体の通過の微小さを調節することも可能であり、そしてこれが前記装置のより適切な動作のために必要又は望ましいと考えられる場合は、この目的のために提供されるより微小な通過によって前記密封の漏洩を統御することも可能である。

ポンピング・チャンバに供給される液体は圧力によって供給されるか、又はポンプ自体によって吸収されてもよい。供給が全く途絶えてしまうと有害な潤滑不全の原因となるので、前記の非供給の状態とは、前記密封の漏洩によって実質的に完全な様態で補うことが可能な程度の供給の減少であるべきである。

本発明に基づいた装置は、制御される装置それ自体に組み込むことも可能であり、あるいは前記装置が前記制御される装置及びそのモータ手段間を介在する一手段を構成することも可能である。

いくつかのケースにおいては、前記装置を作動させるための液体が、何らかの理由で前記制御される装置に供給される液体と同一であってもよく、そしてこの液体の供給は必要に応じてバルブ手段によって遮断される。またその他のケースにおいては、液体の前記装置への入口を制御するために、機械的指令が用いられてもよい。

本発明の対象のこれらの特徴及びその他の特徴、目的、そして利点については、添付図面に準拠した、非限定的な例である実施の形態、及びそれらのいくつかの修正についての以下の説明によってより明らかとなるであろう。

本発明の装置は、主に、自動車分野における真空ポンプへのその応用を対象としており、このため、以下の説明もその応用について述べられるものであるが；しかし、前記装置を適切にサイジングする順序における消費電力量を考慮することによって、この装置を、その動作がモータの動作中に恒久的には必要でないモータ駆動装置へのその他のいずれかの用途のために、具現化することも可能である。

サイズの大きさが支障となるような場合には、前記装置を、制御装置の部品内に収納することも可能である；これは通常、前記装置を真空ポンプに応用する場合の例である。また一方、前記装置を、モータの出力接続と前記装置による制御の対象となる装置との間に組み込むことを目的とした、別個の装置として利用することも可能である。

既に述べたように、本発明に基づいた装置は、ここでは真空ポンプへの適用及び前記ポンプ構造への収容を前提として説明、図示されている。図面において、参照記号Ｓは真空ポンプの支持構造を示しており、参照記号Ｒは前記真空ポンプのロータを示している。これらは、本発明の装置と直接の関連性を持つ真空ポンプの部品である。従って、真空ポンプのそれ以外の残りの部品についての図示、説明は省略する。

前記装置は、モータ手段Ｍ、特に車両用エンジンの出力軸との機械的接続を目的とした軸２によって延長されるロータ１によって構成される。ロータ１の周りには、真空ポンプのロータＲに機械的に接続される回転体３が取り付けられる。好ましくは、ロータＲ及び回転体３の両部品を固定して単一の構成部品とすることも可能である。前記装置のロータ１は１つ又は複数のブレードを担持しており、この実施例に基づくと、２つのブレード４が、ポンピング・チャンバ１２を画定する回転体３の適切な輪郭を有する内側面と連携している。ロータ１は、回転体３内の位置にリング５によって保持される。

前記装置の構造は翼型ポンプの構造に相当し、そしてポンピング・チャンバ１２を画定する回転体３は通常の翼型ポンプの固定子に相当すると考えてもよい。通常の翼型ポンプと同様に、回転体３は、ポンピング・チャンバ１２への入口となる通路６を有している。これらの入口通路６は、回転体３に取り付けられるロータＲの部分に形成される通路７と連通する。しかし通常の翼型ポンプとは異なる点として、回転体３はポンピング・チャンバ１２からの出口開口を有していない。

結果として、液体が前記入口開口６に供給されると、前記液体はポンピング・チャンバ１２内に充満し、ブレード４の圧力下におかれるが、この液体には、ブレード４及び回転体３間、またロータ１及びリング５間の密封領域に存在する漏洩以外に出口開口が存在しない。非常に僅かではあるが、これらの漏洩を通じて流れが確立され、そしてロータ１及び回転体３間の相対回転が、この流れに対応する、またこの回転も非常に僅かである。実質的に、この回転体３は、その内部に存在し、上述の漏洩を通じて以外はポンピング・チャンバ１２から流出することはない前記液体によって生成される液圧ブロックによって、ロータ１の回転速度とほぼ同じ速度で駆動される。従って、前記装置においては、軸２が接続されるモータ手段Ｍによって軸２に加えられる動作が、真空ポンプのロータＲに伝達される。

また一方で、前記入口開口６に液体が供給されないと、回転体３によって画定されるポンピング・チャンバ１２内に存在する液体は、前記液圧ブロックがなくなるまで前記漏洩を通じて徐々に流出し、そしてロータ１は、前記回転体３内で実質的に自由な形態で回転することとなる。この回転体３はもはや駆動されず、停止し、そしてそれに伴って、前記回転体３に機械的に接続される真空ポンプのロータＲも停止する。従って、前記装置はここで、アイドル・ジョイントとして機能する。

前記漏洩を通じての流れは微量であるので、回転体３によって画定されるポンピング・チャンバ１２の空間化は低速でなされ、そのため駆動状態から非駆動状態への移行は徐々に行われる。液体が再び前記装置に供給される際も、非駆動状態から駆動状態への移行には同様の低速化が見られる。従って、１つの状態からその他の状態への移行は、常に、構成部品に損傷を与えるような急激又は強いストレスを発生させることなく行われる。漏洩が少なすぎるために過度の低速化が生じた場合は、前記漏洩は、提供されるいずれかの方法の移行手段によって適切に調節される。

実施に際して、前記装置の動作は、ダクト８（図２）を通じて、真空ポンプの潤滑、冷却及び密封を目的としたオイルと同一の加圧オイルを供給又は供給しないことによって制御される。しかし実際には、非供給状態であると判断される時間帯でも、少量のオイルが常に供給される。この少量のオイルは前記装置の潤滑化のために十分であり、真空ポンプに障害を引き起こすことなく、前記漏洩（場合によって上述のように調節される）を通じて流出する。

オイルの供給は、圧力センサＺ（機械式又は電子式）によって制御される弁Ｖの手段によって行われる。この圧力センサＺは逆止弁の上流位置に取り付けられる。また前記真空ポンプには、この真空ポンプによって保たれる圧力内で維持される回路のいずれかの位置に、前記圧力が所定の値を下回ると前記真空ポンプに付勢し、前記圧力が予め設定された最大値に達すると前記真空ポンプを停止するように、逆止弁が取り付けられる。

別の方法として、図４に示す構成によって、開口９を開閉するシャッタ１０（機械的指令Ｋによって制御される）を提供することも可能である。この開口９を通じて、真空ポンプを潤滑化するオイルが、回転体３によって画定されるポンピング・チャンバ１２内に流入する。

図３に基づく実施の形態において、既に述べたように、前記ロータ１は、遠心力、油圧又は押圧バネによって押され、回転体３によって画定されるポンピング・チャンバ１２の内側輪郭に沿う２つのブレード４を担持する。しかし一方で、図５に示すように、ロータ１に、その端部が前記回転体３の適切に構成された内側輪郭に恒久的に接している単一ブレード１１を備えることも可能である。

単一ブレード１１が備えられる型の場合は、ポンピング・チャンバ１２の内側輪郭は、ほぼ楕円形状であり；この輪郭は、この単一ブレード１１が図３に基づいた位置、そしてそれに直交する位置にある場合に、このブレード１１の端部が通過する位置を固定することによって画定される。前記チャンバ１２の輪郭は、ブレード１１が、ロータ１の完全な回転に対応して、ブレード１１のためにロータ１に備えられる座部内を平行移動する際に、その端部が描く軌道をマークすることによって構成される。前記輪郭は、ブレード１１とチャンバ１２の輪郭との間に一定の間隔が生じるように選択される。前記楕円状チャンバ１２の共通重心は、回転体３の回転軸がロータ１の軸と一致するように、回転体３の回転中心に対して偏心した位置にある。

実際において、本発明に基づいた前記装置にとって必要なことは、前記装置が、実質的に、排出口が無く、その構成素子の一端がモータ手段に、もう一端が制御装置に接続されている容積型ポンプに相当するものであり、またこのポンプへの液体の供給又は非供給によって、前記装置が動力伝達ジョイントとして、又はアイドル・ジョイントとして機能するという２つの異なる状態を生じせしめるということである。

一般に、モータが用いられる場合、本発明に基づいた装置の制御に用いることも可能な、圧力下のオイル（又は他の液体）が存在する；しかし、前記装置自体は容積型ポンプの特性を有しているので、その動作を制御する液体もまた吸収する。

また本発明の装置による利点の中で、動作が不必要な時間帯に装置を一時的に停止させるという前記機能に加え、既に詳細に述べた、駆動状態から非駆動状態への移行が徐々になだらかに行われるという事実；本装置の制御のために、いずれの場合にも制御装置に供給される液体を用いることが可能であるという事実；前記液体の非圧縮性によって信頼性の高い動作が可能になるという事実；多くの場合、前記装置を制御装置自体に組み込んで障害物を低減化できるということ；及び自動車用途で通常利用される温度下で正確な動作を可能とする本発明の適応性についても言及されるべきである。

さらに、前記装置は『ヒューズ』動作の機能も持ちあわせている。つまり、過剰供給が生じた場合に、それに起因する損傷から構成部品を保護するためにスライドさせ、そして前記過剰供給が止んだと同時に通常の動作に復帰するという機能である。また前記装置は、特定の状況においてエンジンによって生じる反転トルクのピークから構成部品を保護する。実際のところ、反転の影響下では、前記入口の通過は排出口の役割を果たし、その結果ポンピング・チャンバに含まれる液体の排出が可能となり、それによって前記装置はアイドル・ジョイントとなる。

本発明を、その真空ポンプへの応用、及び前記装置に組み込んだ真空ポンプそれ自体について、実施例を通して述べてきたが、本発明を他の種類の制御装置に適用することも可能であり、またモータ手段と制御される装置との間に介在する別個の装置の形態で実施することも可能であることは本技術の当業者にとって明らかである。

なお、理解すべきこととして、本発明はここに実施例として説明、図示されている実施の形態に限定されるものではない。上述の説明においていくつかの可能な修正形態を述べてきた。そしてその他の修正形態も当業者にとっては利用可能である。これらの、またその他の修正、及び技術的に同等な手段による置き換えを、添付請求項によって定義される本発明の発明概念から逸脱することなく、ここまで説明、図示されてきた内容に適用することも可能である。

真空ポンプの支持構造、前記ポンプのいくつかの部品、そして本発明の装置の構成部品を分解立体図で示したものである。真空ポンプのいくつかの部品及び本発明の装置を、前記ポンプ構造に組み込んだ構図の縦断面を示した図である。本発明の装置のロータの側断面図を示している。図２の実施形態に修正を加えた実施形態を示している。図３の実施形態に修正を加えた実施形態を示している。

Claims

モータ手段（Ｍ）による装置（Ｒ−Ｓ）の動作を制御するための、前記モータ手段（Ｍ）の動作出力接続及びその動作が制御される前記装置（Ｒ−Ｓ）の動作入力接続の間に挿入されることを目的とした装置において、前記装置が：
ロータ（１）、前記ロータ（１）に担持される少なくとも１つのブレード（４）、前記ロータ（１）を収容する回転体（３）、前記回転体（３）によって画定されるポンピング・チャンバ（１２）から構成され、前記ポンピング・チャンバ（１２）には排出口が存在せず（密封の漏洩を除く）、そして前記ロータ（１）及び回転体（３）の中で、前記構成部品の内の１つが前記モータ手段（Ｍ）の動作出力接続に接続され、一方これらの構成部品の内のその他の部品が制御される装置（Ｒ−Ｓ）の動作入力接続に接続されることを特徴とする翼型ポンプ；
及び前記ポンピング・チャンバ（１２）に液体を供給することを目的とし、前記制御される装置（Ｒ−Ｓ）を起動する必要の有無を判定した結果、前記ポンピング・チャンバ（１２）に液体を供給する第１の状態、そして前記ポンピング・チャンバ（１２）に液体を供給しない第２の状態に適切に置かれ、また前記非供給の状態とは、前記密封の漏洩によって実質的に補うことが可能な程度の供給の減少を意味する、ことを特徴とする供給手段（Ｖ）、から構成されることを特徴とする装置。
装置の動作を制御するための装置であって、真空ポンプ（Ｒ−Ｓ）の動作の制御へのその特定の応用を特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、以下の装置：エンジン冷却用流体用のポンプ、車両のステアリング用サーボモータ用のポンプ、発電機、及びトラック用の圧縮機の内の１つの動作の制御へのその特定の応用を特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、以下の装置：潤滑油用のポンプ、組合せ真空オイルポンプ及びディーゼル油用低圧ポンプの内の１つの動作の制御へのその特定の応用を特徴とし；また前記装置が、制御される装置の動作を完全には遮断することなく、モータの駆動及びユーザの装置の間にスライドを提供できるような制御条件下で動作することを特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、前記ポンピング・チャンバ（１２）に供給される液体が、外部から圧力によってポンピング・チャンバ（１２）に導入されることを特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、前記ポンピング・チャンバ（１２）に導入される前記液体が、前記装置自体によって吸収され、そして前記装置がポンプとして動作することを特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、前記装置が、制御される前記装置（Ｒ−Ｓ）に組み込まれることを特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、前記装置が、制御される装置（Ｒ−Ｓ）及びそのためのモータ手段（Ｍ）の間を介在する素子を構成することを特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、前記密封の漏洩が通過手段によって調節されることを特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、また前記装置の制御を目的とした液体が、制御される前記装置（Ｒ−Ｓ）に供給される液体と同一であって、この供給は、必要な場合、弁（Ｖ，１０）の手段によって遮断されることを特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、前記装置が、前記装置への液体の入口の制御に使用される機械的指令（Ｋ）を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
装置の動作を制御するための装置であって、前記ポンピング・チャンバ（１２）の輪郭が、ブレード（１１）が、前記ブレード（１１）の端部と前記ポンピング・チャンバ（１２）の輪郭との間に一定の間隔を保ちながらロータ軸の周りを回転する際の、その端部の軌道の補間部分によって画定されることを特徴とする請求項１記載の装置。