JP2009024661A - 負圧源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動バキュームポンプとバキュームタンクとの機能を確保しつつ、より小型化を図ることができる負圧源装置を提供する。
【解決手段】電動モータ１０で駆動され、負圧を発生させる電動バキュームポンプ２０を備えた負圧源装置において、電動モータ１０のモータケース１１内に密閉空間Ｓを形成し、この密閉空間Ｓに電動バキュームポンプ２０で生成した負圧を蓄圧した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブレーキ倍力装置に使用する負圧源装置に関する。

例えば、電気自動車では、ガソリン車と違い油圧ブレーキ力を増加させるための負圧源がないため、その負圧を供給するために負圧源装置が必要となる。この負圧源装置は、負圧を発生させるための電動バキュームポンプと、発生した負圧を蓄圧するためのバキュームタンク（負圧タンク）とを備えており、これらはエンジンルーム内のスペースに配置されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３２９７０１号公報

負圧源装置は、エンジンルーム内のスペースの制約から、より小型化された製品が求められている。しかしながら、従来の構成では、電動バキュームポンプとバキュームタンクとを個々に設ける必要があるため、小型化を図ることが困難であった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電動バキュームポンプとバキュームタンクとの機能を確保しつつ、より小型化を図ることができる負圧源装置を提供することを目的とする。

本発明では、電動モータで駆動され、負圧を発生させる電動バキュームポンプを備えた負圧源装置において、前記電動モータのモータケースを密閉構造に構成し、この密閉空間に前記電動バキュームポンプで生成した負圧を蓄圧したことを特徴とする。
この構成によれば、従来のバキュームタンクの機能を電動モータのモータケースに持たせることができる。

前記電動モータと前記電動バキュームポンプとの間にモータカバーを介在させ、前記モータケースと前記モータカバーとをシールリングを介して組み立てることで前記密閉空間を形成してもよい。
この構成によれば、電動モータとバキュームポンプとの組立を容易にすることができる。

さらに、前記モータカバーに前記密閉空間から前記電動バキュームポンプへ負圧を移動させる吸気通路を形成し、この吸気通路に逆止弁を設けることもできる。
この構成によれば、電動バキュームポンプから密閉空間へ負圧が逆流することを防止することができる。

本発明に係る負圧源装置によれば、前記電動モータのモータケースを密閉構造に構成し、この密閉空間に前記電動バキュームポンプで生成した負圧を蓄圧することにより、従来のバキュームタンクの機能を電動モータのモータケースに持たせることができ、バキュームタンクを別体で設ける場合と比較して、バキュームタンクの分の設置スペースを小さくすることができる。また、バキュームタンクの機能も確保することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る負圧源装置１について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る負圧源装置１の側面図を示す。また、図２は図１の負圧源装置１を２−２線で切断した状態を示す断面図である。なお、図１では、左側に位置するベーンポンプ２０を図２の１−１線で切断した断面で示しており、右側のモータ部の下側を中央で切断した断面で示したものである。なお、以下の説明において、左右方及び上下の方向は、図１に基づくものである。

負圧源装置１は、図１に示すように、左右方向に延びる中心軸Ｘを有し、右側に位置する電動モータ１０と、左側に位置するベーンポンプ２０（電動バキュームポンプ）と、この電動モータ１０及びベーンポンプ２０の間に介在するモータカバー３０とを備えている。
電動モータ１０は、その外部を覆うモータケース１１と、このモータケース１１の内側に設けられ、中心軸Ｘを中心にして回転可能な回転軸１２と、この回転軸１２に取り付けられた回転子１３と、この回転子１３の外周部と間隔をあけて配置され、モータケース１１に取り付けられた固定子１４とを備えている。

モータケース１１は、図１に示すように、左側が開口する略円筒形状をなしており、この開口縁部に外周面１１ａから外側に突出する態様でフランジ部１１ｂが形成されている。このフランジ部１１ｂは、モータカバー３０とボルト１５で固定されている。このモータケース１１の右側内部には、回転軸１２の右側端部を軸支する軸受１６ａが設けられている。また、この負圧源装置１の下側からは、電動モータ１０の制御用及び電力を供給する配線１７が延出している。さらに、モータケース１１の右側下部には、空気を吸引するための吸込口１１ｃが右側に延びる態様で突出している。また、このモータケース１１は、後述する負圧に耐えうるような板厚に形成されている。

モータカバー３０は、モータケース１１の左側開口を塞ぐ態様で取り付けられる。このモータカバー３０には、フランジ部１１ｂと接触する面に、溝部３０ａが周方向に連続して形成されており、この溝部３０ａの内部には、モータケース１１の内部に外気が侵入するのを防止するためのシールリング３１が入れられている。また、モータカバー３０には、その中央部に回転軸１２の左側を軸支する軸受１６ｂが設けられている。これにより、回転軸１２は、軸受１６ａ、１６ｂに支持され、回転可能に構成されている。

この構成により、モータカバー３０及びモータケース１１によって密閉空間Ｓが形成される。この密閉空間Ｓは、吸込口１１ｃとベーンポンプ２０との間に位置し、ベーンポンプ２０で発生した負圧を蓄えることができるようになっている。

また、モータカバー３０には、回転軸１２の上方の部分に吸気通路３２が左右に貫通する態様で形成されている。この吸気通路３２は、電動モータ１０側の間口の狭い通路３２ａと、ベーンポンプ２０側の間口の広い通路３２ｂと、これらの通路３２ａ、３２ｂをつなぐ傾斜面を有する傾斜通路３２ｃとで構成されている。
この吸気通路３２の内部には、逆止弁３３が設けられている。この逆止弁３３は、図１に示すように、傾斜通路３２ｃと当接して吸気通路３２を閉塞するボール部３３ａと、このボール部３３ａを傾斜通路３２ｃの傾斜面に向けて付勢するばね３３ｂとを備えている。

ベーンポンプ２０は、回転式のベーン型真空ポンプであり、図２に示すように、ベーンポンプ２０の外形を構成するシリンダ本体２１と、このシリンダ本体２１の内部に位置するロータ２２と、シリンダ本体２１の左右の両端に位置するプレート２３ａ、２３ｂとを備えている。また、プレート２３ａのさらに左側には、シリンダ本体２１に３本のボルト３４で締結された外板２４が取り付けられている。
シリンダ本体２１は、図１に示すように、左右に開口を有する円筒形状をなしており、左右に延びる中心軸Ｘに沿って内周壁面２１ａが形成されている。また、シリンダ本体２１には、図１に示すように、上側に位置する吸気通路３２と、下側に位置する吐出口２７とが形成されている。

ロータ２２は、中心軸Ｘから偏心した位置に中心軸Ｙを有する円柱形状をなしている。このロータ２２は、回転軸１２と連結キー２６を介して駆動力が伝達される。また、プレート２３ａ、２３ｂは、図１に示すように、シリンダ本体２１の左右両端の開口を塞いでおり、かつ、ロータ２２の両端部との隙間が空かないように組み立てられている。

また、ロータ２２には、図２に示すように、シリンダ本体２１の内周壁面２１ａに向けて斜めに突出する複数のベーン２５が設けられている。このベーン２５は、ロータ２２に設けられた摺動溝２２ｂに沿ってロータ２２の外方へ回転に伴う遠心力によって突出し、ベーン２５の先端部が内周壁面２１ａと当接する。図２のベーン２５の状態について詳細に説明すると、上側部分に位置するベーン２５は、ロータ２２の内側から外方へ突出しており、ベーン２５の先端部がシリンダ本体２１の内周壁面２１ａに当接している。他方、下側部分に位置するベーン２５は、その先端部が内周壁面２１ａに当接してロータ２２の内方へ押されて、ロータ２２の内部に引退している。この構造により、例えば、ロータ２２が時計回りに回転すると、ロータ２２の外壁面、シリンダ本体２１の内周壁面２１ａ、及び隣り合うベーン２５によって仕切られた圧力室Ｐが移動することにより、空気が吸気通路３２（圧力室Ｐの体積が大きい箇所に形成される）から吐出口２７（圧力室Ｐの体積が小さい箇所に形成される）まで送り出されるようになっている。

次に、この負圧源装置１の作用について説明する。
ベーンポンプ２０が吸込口１１ｃから空気を吸引することによって、モータケース１１及びモータカバー３０によって囲われた密閉空間Ｓには、ベーンポンプ２０によって発生する負圧が蓄圧されることになる。すなわち、このモータケース１１の内部は、従来のバキュームタンクとしての機能を果たすことになる。このモータケース１１内の密閉空間Ｓは、シールリング３１によって密閉されているため、密閉空間Ｓ内の負圧が確保される。

このモータケース１１内の空気は、逆止弁３３のばね３３ｂの付勢力より高い差圧に達したときにボール部３３ａをベーンポンプ２０側に移動させ、吸気通路３２を通過してベーンポンプ２０の圧力室Ｐ（シリンダ室）へと流入することになる。一方、この逆止弁３３は、電動モータ１０が停止したとき、圧力室Ｐ内に流入した大気がモータケース１１側へ逆流することを防止する。

ベーンポンプ２０に移動した空気は、圧力室Ｐの容積の変化に伴って圧縮され、吐出口２７から負圧源装置１の外部（大気）へ排出されることになる。

図３は、本発明の実施の形態に係る負圧源装置を用いた自動車のブレーキ装置のシステムブロック図を示す。
自動車において負圧による助力を利用してブレーキ操作力を軽減するブレーキ倍力装置では、ブレーキペダル５０とマスタシリンダ５１との間にブースター５２を介在させ、このブースター５２と配管５３を介して負圧源装置１が接続されている。この負圧源装置１によって、マスタシリンダ５１に作用させる圧力を調節するようになっている。また、このシステムでは、制御回路５４によって、配管５３内の圧力を検出する圧力センサ５５からの検出信号を受信し、この検出信号に基づいて負圧源装置１の電動モータ１０を制御している。

本発明の実施の形態に係る負圧源装置１によれば、電動モータ１０のモータケース１１と電動バキュームポンプ２０との間にモータカバー３０を介在させ、モータケース１１とモータカバー３０とをシールリング３１を介して組み立てることで密閉空間Ｓを形成し、この密閉空間Ｓに電動バキュームポンプ２０で生成した負圧を蓄圧しているので、従来のバキュームタンクの機能を電動モータ１０のモータケース１１及びモータカバー３０で構成した密閉空間Ｓに持たせることができ、バキュームタンクを別途必要としないようにすることができる。これにより、バキュームタンクを別体で設ける場合と比較して、バキュームタンクの分の設置スペースを小さくすることができる。また、バキュームタンクの機能も確保することができる。

また、モータカバー３０に密閉空間Ｓから電動バキュームポンプ２０へ負圧を移動させる吸気通路３２を形成し、この吸気通路３２に逆止弁３３を設けているので、電動バキュームポンプ２０から密閉空間Ｓへ空気が逆流することを防止することができる。これにより、ベーンポンプ２０は負圧を安定して生成することができる。また、マスタシリンダ５１に作用させる圧力の調整を容易にすることができる。

以上、本発明を実施するための最良の実施の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、本実施の形態では、密閉空間Ｓをモータケース１１とモータカバー３０とを組み立てることで形成しているが、モータカバー３０を用いずに、モータケース１１のみで密閉空間Ｓを形成させるようにしてもよい。この構成によれば、従来のバキュームタンクの機能を電動モータ１０のモータケース１１に持たせることができ、バキュームタンクを別体で設ける場合と比較して、バキュームタンクの分の設置スペースを小さくすることができる。また、バキュームタンクの機能も確保することができる。

図４は、本発明の他の実施の形態に係る負圧源装置１０１の側面図である。なお、この負圧源装置１０１は、図１に示す負圧源装置１の電動モータ１０およびモータカバー３０を、中心軸Ｘを中心に半径方向に大きくしたものであり、その他の構成は同じである。すなわち、この電動モータ１１０のモータケース１１１及びこのモータケース１１１の左側開口を塞ぐモータカバー１３０を半径方向に大きく形成し、密閉空間Ｓを大きく確保している。これにより、バキュームタンクとして機能するモータケース１１１内（密閉空間Ｓ内）に、より多くの負圧空気を蓄圧することができる。

また、図１及び図４に示す負圧源装置１、１０１の軸方向の長さを長く形成することにより、密閉空間Ｓをさらに大きく確保することもできる。これにより、バキュームタンクとして機能するモータケース１１、１１１（密閉空間Ｓ内）内に、より多くの負圧空気を蓄圧することができる。

本発明の実施の形態に係る負圧源装置の側面図である。 図１に示す負圧源装置を２−２線で切断した状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る負圧源装置を利用したシステムブロック図である。 本発明の他の実施の形態に係る負圧源装置の側面図である。

符号の説明

１，１０１ 負圧源装置
１０，１１０ 電動モータ
１１，１１１ モータケース（バキュームタンク）
１１ａ 外周面
１１ｂ フランジ部
１１ｃ 吸込口
１２ 回転軸
１３ 回転子
１４ 固定子
１５ ボルト
１６ａ、１６ｂ 軸受
１７ 配線
２０ ベーンポンプ（電動バキュームポンプ）
２１ シリンダ本体
２１ａ 内周壁面
２２ ロータ
２２ｂ 摺動溝
２３ａ、２３ｂ プレート
２４ 外板
２５ ベーン
２６ 連結キー
２７ 吐出口
２８ サイレンサ
２９ ポンプカバー
３０，１３０ モータカバー
３０ａ 溝部
３１ シールリング
３２ 吸気通路
３２ａ 狭通路
３２ｂ 広通路
３２ｃ 傾斜通路
３３ 逆止弁
３３ａ ボール部
３３ｂ ばね
３４ ボルト
５０ ブレーキペダル
５１ マスタシリンダ
５２ ブースター
５３ 配管
５４ 制御回路
５５ 圧力センサ
Ｓ 密閉空間
Ｘ、Ｙ 中心軸

Claims (3)

1. 電動モータで駆動され、負圧を発生させる電動バキュームポンプを備えた負圧源装置において、
   前記電動モータのモータケース内に密閉空間を形成し、この密閉空間に前記電動バキュームポンプで生成した負圧を蓄圧したことを特徴とする負圧源装置。
2. 前記電動モータと前記電動バキュームポンプとの間にモータカバーを介在させ、前記モータケースと前記モータカバーとをシールリングを介して組み立てることで前記密閉空間を形成したことを特徴とする請求項１に記載の負圧源装置。
3. 前記モータカバーに前記密閉空間から前記電動バキュームポンプへ負圧を移動させる吸気通路を形成し、この吸気通路に逆止弁を設けたことを特徴とする請求項２に記載の負圧源装置。

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