JP2009275592A - Drive device for vacuum pump - Google Patents

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Nobuhiko Sato
信彦 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive device for a vacuum pump capable of suppressing deterioration of fuel consumption of an internal combustion engine by preventing needless driving of the vacuum pump. <P>SOLUTION: The drive device 26 is equipped with a clutch mechanism 28 disposed between a camshaft 16 of the internal combustion engine and a drive shaft 27 of the vacuum pump capable of connecting and disconnecting power transmission. The clutch mechanism 28 includes: a plunger 31 capable of integrally and rotatably restraining the camshaft 16 and the drive shaft 27 by being interposed between the cam shaft 16 and the drive shaft 27, and moving between a restraining position for restraining the cam shaft 16 and the drive shaft 27, and a releasing position for releasing the restraint; and a moving mechanism 32 for moving the plunger 31 from the restraining position to the releasing position by using negative pressure of a suction pipe of the internal combustion engine when the negative pressure of the suction pipe exceeds a predetermined level. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の吸気管負圧の不足を補うために設けられたバキュームポンプの駆動装置に関する。   The present invention relates to a drive device for a vacuum pump provided to make up for a shortage of intake pipe negative pressure in an internal combustion engine.

内燃機関やそれを搭載した車両の各部に負圧を安定的に導入するため、内燃機関の吸気管負圧の不足を補うバキュームポンプが設けられることがある。こうしたバキュームポンプは内燃機関のクランク軸やカム軸から取り出した動力を利用して駆動されることが一般的である。このようなバキュームポンプの駆動装置としては、カム軸の一端に取り付けられた弁開閉時期制御装置のハウジング部材に対して継手部材を介してバキュームポンプを連結するもの(特許文献1)、バキュームポンプをクラッチエレメントを介してカム軸の一端に接続するもの(特許文献2)及びクランク軸からカム軸に至る動力伝達経路に配置された中間軸によってバキュームポンプを駆動するもの(特許文献3)などが知られている。   In order to stably introduce a negative pressure into each part of an internal combustion engine or a vehicle equipped with the internal combustion engine, a vacuum pump that compensates for a shortage of the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine may be provided. In general, such a vacuum pump is driven using power extracted from a crankshaft or a camshaft of an internal combustion engine. As a driving device for such a vacuum pump, a vacuum pump is connected to a housing member of a valve opening / closing timing control device attached to one end of a camshaft via a joint member (Patent Document 1). Known are one that is connected to one end of a camshaft via a clutch element (Patent Document 2) and one that drives a vacuum pump by an intermediate shaft arranged in a power transmission path from the crankshaft to the camshaft (Patent Document 3). It has been.

特開2005−76482号公報JP 2005-76482 A 特表2006−511749号公報JP-T-2006-511749 特開2002−235549号公報JP 2002-235549 A

これらの文献に記載された駆動装置は、内燃機関の吸気管負圧が十分でバキュームポンプの補助を必要としない場合にもバキュームポンプが駆動される可能性がある。そのため、バキュームポンプの無駄な駆動によって内燃機関のフリクションロスが増加して燃費が悪化するおそれがある。   In the driving devices described in these documents, there is a possibility that the vacuum pump is driven even when the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine is sufficient and the assistance of the vacuum pump is not required. Therefore, there is a possibility that the friction loss of the internal combustion engine increases due to useless driving of the vacuum pump, and the fuel consumption deteriorates.

そこで、本発明は、バキュームポンプの無駄な駆動を防止して内燃機関の燃費悪化を抑制できるバキュームポンプの駆動装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a vacuum pump drive device that can prevent wasteful drive of a vacuum pump and suppress deterioration in fuel consumption of an internal combustion engine.

本発明のバキュームポンプの駆動装置は、内燃機関の吸気管負圧の不足を補うために設けられたバキュームポンプを前記内燃機関の動力を利用して駆動するバキュームポンプの駆動装置において、前記内燃機関の動力が伝達される回転部材と、前記回転部材と前記バキュームポンプの駆動軸との間に介在して前記回転部材から前記駆動軸への動力伝達を断続できるクラッチ機構と、を備え、前記クラッチ機構は、前記回転部材と前記駆動軸との間に介在して前記回転部材と前記駆動軸とを一体回転可能に拘束でき、かつ前記回転部材と前記駆動軸とを拘束する拘束位置とその拘束を解放する解放位置との間を移動できる拘束部材と、前記内燃機関の吸気管負圧が所定レベルを超えた場合に当該吸気管負圧を利用して前記拘束部材を前記拘束位置から前記解放位置へ移動させる移動手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。   The vacuum pump drive device according to the present invention is a vacuum pump drive device for driving a vacuum pump provided to compensate for a shortage of intake pipe negative pressure of the internal combustion engine by using the power of the internal combustion engine. A rotating member that transmits power of the motor, and a clutch mechanism that is interposed between the rotating member and the drive shaft of the vacuum pump and that can intermittently transmit power from the rotating member to the drive shaft. The mechanism is interposed between the rotating member and the drive shaft so that the rotating member and the drive shaft can be constrained so as to be integrally rotatable, and a restraining position for restraining the rotating member and the driving shaft is constrained. A restraint member that can move between a release position for releasing the intake pipe and the restraint member using the intake pipe negative pressure when the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine exceeds a predetermined level. By providing a moving means for moving to the release position from solves the problems described above (claim 1).

この駆動装置によれば、内燃機関の吸気管負圧が所定レベルを超えた場合にその吸気管負圧を利用することにより拘束部材を解放位置へ移動できる。拘束部材が解放位置に移動した場合は回転部材と駆動軸との拘束が解放されるため、回転部材からバキュームポンプへの動力伝達が遮断される。従って、内燃機関の吸気管負圧が十分なときに拘束部材が解放位置に移動するように所定レベルを定めることにより、内燃機関の吸気管負圧が十分であってバキュームポンプの補助を要しないときにバキュームポンプが無駄に駆動されることを防止できる。これにより、バキュームポンプの無駄な駆動によるフリクションロスが生じないから内燃機関の燃費悪化を抑制することができる。   According to this drive device, when the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine exceeds a predetermined level, the restraint member can be moved to the release position by using the intake pipe negative pressure. When the restraining member moves to the release position, the restraint between the rotating member and the drive shaft is released, so that power transmission from the rotating member to the vacuum pump is interrupted. Therefore, by setting the predetermined level so that the restraining member moves to the release position when the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine is sufficient, the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine is sufficient and does not require the assistance of the vacuum pump. Sometimes it is possible to prevent the vacuum pump from being wasted. As a result, friction loss due to wasteful driving of the vacuum pump does not occur, and deterioration of fuel consumption of the internal combustion engine can be suppressed.

本発明の駆動装置の一態様において、前記移動手段は、前記拘束部材を前記拘束位置の側へ付勢する付勢部材と、吸気管負圧を導入することにより前記拘束部材を前記解放位置の側へ前記付勢部材の付勢力に抗して移動させる負圧機構と、を備えてもよい(請求項2)。この態様によれば、吸気管負圧を負圧機構に導入しないときには付勢部材によって拘束部材が拘束位置の側に付勢されるので、外部エネルギーを要せずに拘束部材を拘束位置に容易に保持できる。   In one aspect of the driving apparatus of the present invention, the moving means includes a biasing member that biases the restraining member toward the restraining position, and introduces intake pipe negative pressure to move the restraining member to the release position. And a negative pressure mechanism that moves to the side against the urging force of the urging member (claim 2). According to this aspect, when the intake pipe negative pressure is not introduced into the negative pressure mechanism, the restraining member is biased toward the restraining position by the biasing member, so that the restraining member can be easily brought into the restraining position without requiring external energy. Can be retained.

負圧機構はどのような構成でもよいが、例えば、前記回転部材と前記駆動軸とが互いの端面を対向させた状態で同軸に配置されており、前記駆動軸には前記拘束部材が軸線方向に摺動可能に挿入される第1挿入穴が、前記回転部材には前記第1挿入穴の延長上に位置し、かつ前記拘束部材が軸線方向に摺動可能に挿入される第2挿入穴がそれぞれ形成されており、前記負圧機構として、前記拘束部材が前記第1挿入穴に挿入されたときに前記駆動軸と前記拘束部材とに囲まれることにより形成された負圧室と、前記負圧室に吸気管負圧を導入するための導入通路とが設けられ、かつ、前記付勢部材が前記負圧室内に配置されていてもよい(請求項3)。この場合には、負圧機構が回転部材及び駆動軸のそれぞれに形成された挿入穴を有効に利用し、付勢部材が負圧機構として設けられた負圧室内に配置されているので、負圧機構を回転部材や駆動軸と独立して設ける場合と比べてスペース効率がよい。そのため、装置の小型化が容易になりクラッチ機構の周囲に空きスペースを形成し易くなる。   The negative pressure mechanism may have any configuration. For example, the rotating member and the drive shaft are arranged coaxially with their end faces facing each other, and the restraining member is axially disposed on the drive shaft. A second insertion hole in which the first insertion hole is slidably inserted into the rotary member and is positioned on an extension of the first insertion hole, and the restraining member is slidably inserted in the axial direction And the negative pressure chamber formed by being surrounded by the drive shaft and the restraining member when the restraining member is inserted into the first insertion hole, An introduction passage for introducing intake pipe negative pressure into the negative pressure chamber may be provided, and the urging member may be disposed in the negative pressure chamber. In this case, the negative pressure mechanism effectively uses the insertion holes formed in the rotating member and the drive shaft, and the biasing member is disposed in the negative pressure chamber provided as the negative pressure mechanism. Compared to the case where the pressure mechanism is provided independently of the rotating member and the drive shaft, the space efficiency is good. Therefore, it is easy to reduce the size of the device, and it is easy to form an empty space around the clutch mechanism.

以上説明したように、本発明によれば、内燃機関の吸気管負圧が所定レベルを超えた場合にその吸気管負圧を利用することにより拘束部材を解放位置へ移動できる。拘束部材が解放位置に移動した場合は回転部材と駆動軸との拘束が解放されるため、回転部材からバキュームポンプへの動力伝達が遮断される。従って、内燃機関の吸気管負圧が十分なときに拘束部材が解放位置に移動するように所定レベルを定めることにより、内燃機関の吸気管負圧が十分であってバキュームポンプの補助を要しないときにバキュームポンプが無駄に駆動されることを防止できる。これにより、バキュームポンプの無駄な駆動によるフリクションロスが生じないから内燃機関の燃費悪化を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, when the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine exceeds a predetermined level, the restraint member can be moved to the release position by using the intake pipe negative pressure. When the restraining member moves to the release position, the restraint between the rotating member and the drive shaft is released, so that power transmission from the rotating member to the vacuum pump is interrupted. Therefore, by setting the predetermined level so that the restraining member moves to the release position when the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine is sufficient, the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine is sufficient and does not require the assistance of the vacuum pump. Sometimes it is possible to prevent the vacuum pump from being wasted. As a result, friction loss due to wasteful driving of the vacuum pump does not occur, and deterioration of fuel consumption of the internal combustion engine can be suppressed.

図1は本発明の一形態に係る駆動装置が適用されたバキュームポンプが取り付けられた内燃機関の要部を模式的に示している。内燃機関1は車両に走行用動力源として搭載されている。内燃機関1は4つ(図では一つ)の気筒2がシリンダブロックに一方向に並べられた直列4気筒型の火花点火型の内燃機関として構成されている。各気筒2には往復動自在にピストン3が挿入されており、各気筒2の開口部はシリンダヘッド4にて塞がれている。ピストン3の往復運動は不図示のコンロッドを介してクランク軸5に伝達される。内燃機関1には各気筒2に空気を導くための吸気通路6が設けられている。各気筒2からの排気は不図示の排気通路から排出される。吸気通路6には空気濾過用のエアフィルタ7と、吸気量を調整するためのスロットルバルブ8とがそれぞれ設けられている。   FIG. 1 schematically shows a main part of an internal combustion engine to which a vacuum pump to which a drive device according to an embodiment of the present invention is applied is attached. The internal combustion engine 1 is mounted on a vehicle as a driving power source. The internal combustion engine 1 is configured as an in-line four-cylinder spark ignition type internal combustion engine in which four (one in the figure) cylinders 2 are arranged in one direction in a cylinder block. A piston 3 is inserted in each cylinder 2 so as to be reciprocally movable, and an opening of each cylinder 2 is closed by a cylinder head 4. The reciprocating motion of the piston 3 is transmitted to the crankshaft 5 via a connecting rod (not shown). The internal combustion engine 1 is provided with an intake passage 6 for guiding air to each cylinder 2. Exhaust gas from each cylinder 2 is discharged from an exhaust passage (not shown). The intake passage 6 is provided with an air filter 7 for air filtration and a throttle valve 8 for adjusting the intake air amount.

吸気通路6は所定の容積を持つサージタンク9とそのサージタンク9から気筒2毎に分岐する分岐通路10とを有する。各分岐通路10は一つの気筒2に対して二つずつ設けられた吸気ポート11に更に分岐している。吸気ポート11はシリンダヘッド4に形成されており、その端部は気筒2に開口している。各吸気ポート11は吸気バルブ12にて開閉される。各吸気バルブ12は動弁機構13にて開閉駆動される。動弁機構13は不図示のロッカーアームを介して各吸気バルブ12を直線運動させるカム機構14と、クランク軸5の動力をカム機構14に伝達する動力伝達機構15とを備えている。   The intake passage 6 includes a surge tank 9 having a predetermined volume and a branch passage 10 that branches from the surge tank 9 to each cylinder 2. Each branch passage 10 further branches into intake ports 11 that are provided in two for each cylinder 2. The intake port 11 is formed in the cylinder head 4, and an end thereof opens to the cylinder 2. Each intake port 11 is opened and closed by an intake valve 12. Each intake valve 12 is driven to open and close by a valve mechanism 13. The valve mechanism 13 includes a cam mechanism 14 that linearly moves each intake valve 12 via a rocker arm (not shown), and a power transmission mechanism 15 that transmits the power of the crankshaft 5 to the cam mechanism 14.

カム機構14は動力伝達機構15にて回転駆動されるカム軸16と、そのカム軸16に形成されて吸気バルブ12に対して一つずつ設けられたカム17とを備えている。動力伝達機構15はクランク軸5と一体回転する駆動プーリ18と、カム軸16の端部16aに設けられた被駆動プーリ19と、これらのプーリ18、19に巻き掛けられたタイミングベルト20とを有する。これらのプーリ18、19の速比は2:1に設定されていて、クランク軸5が2回転する間にカム軸16は1回転する。   The cam mechanism 14 includes a cam shaft 16 that is rotationally driven by the power transmission mechanism 15, and cams 17 that are formed on the cam shaft 16 and provided one by one with respect to the intake valve 12. The power transmission mechanism 15 includes a driving pulley 18 that rotates integrally with the crankshaft 5, a driven pulley 19 provided at an end 16 a of the camshaft 16, and a timing belt 20 that is wound around these pulleys 18 and 19. Have. The speed ratio of these pulleys 18 and 19 is set to 2: 1, and the camshaft 16 rotates once while the crankshaft 5 rotates twice.

動弁機構13は、クランク軸5とカム軸16との間の回転位置の対応関係を変化させるため、被駆動プーリ19とカム軸16との間に介在する周知のバルブタイミング制御装置21を更に備えている。バルブタイミング制御装置21は不図示のオイルポンプで発生した油圧を利用して操作され、カム軸16の回転位置を遅角側又は進角側にシフトすることができる。制御装置21によるバルブタイミングの制御は内燃機関1の運転状態に応じて適宜実行される。例えば、内燃機関1が暖機完了前の場合には、その暖機完了を早めるためバルブタイミングが遅角するようにバルブタイミング制御装置21が制御される。   The valve mechanism 13 further includes a well-known valve timing control device 21 interposed between the driven pulley 19 and the camshaft 16 in order to change the correspondence of the rotational position between the crankshaft 5 and the camshaft 16. I have. The valve timing control device 21 is operated using a hydraulic pressure generated by an oil pump (not shown), and can shift the rotational position of the cam shaft 16 to the retard side or the advance side. The control of the valve timing by the control device 21 is appropriately executed according to the operating state of the internal combustion engine 1. For example, when the internal combustion engine 1 has not been warmed up, the valve timing control device 21 is controlled so that the valve timing is retarded in order to accelerate the warm-up completion.

吸気バルブ12のバルブタイミングが遅角側に変更されると、変更前よりも吸気バルブの開弁期間が遅れるため吸気通路6に形成される吸気管負圧の大きさが小さくなり、吸気管負圧が不足するおそれがある。吸気管負圧が不足すると、例えば、車両のブレーキブースタ22へ導く負圧が不足してブレーキ踏力が増加するなどの問題が生じる。そこで、内燃機関1には、こうした吸気管負圧の不足を補うため、負圧を発生するバキュームポンプ25が設けられている。バキュームポンプ25は周知の構成であるので内部構造の詳細な説明は省略する。   When the valve timing of the intake valve 12 is changed to the retard side, the intake valve negative pressure formed in the intake passage 6 becomes smaller because the valve opening period of the intake valve is delayed than before the change. There is a risk of insufficient pressure. If the intake pipe negative pressure is insufficient, for example, the negative pressure leading to the brake booster 22 of the vehicle is insufficient, resulting in an increase in brake pedal force. Therefore, the internal combustion engine 1 is provided with a vacuum pump 25 that generates a negative pressure in order to compensate for the shortage of the intake pipe negative pressure. Since the vacuum pump 25 has a well-known configuration, a detailed description of the internal structure is omitted.

バキュームポンプ25は駆動装置26にて駆動されており、その駆動装置26は内燃機関1の動力、ここではカム軸16の動力を利用してバキュームポンプ25を駆動する。駆動装置26には、バキュームポンプ25の駆動軸27とヘッドカバー23から外部に突出した回転部材としてのカム軸16との間に介在してカム軸16から駆動軸27への動力伝達を断続できるクラッチ機構28が設けられている。カム軸16と駆動軸27とは互いの端面を対向させた状態で同軸に配置されている。なお、ヘッドカバー23とカム軸16との間にはオイルシール24が装着されており、オイルシール24にてカム軸16の端部16bにシーリングが施されている。負圧の発生源であるバキュームポンプ25及びサージタンク9は負圧管29を介してブレーキブースタ22に接続されている。クラッチ機構28は吸気管負圧を利用して動作するように構成されており、クラッチ機構28には負圧管29から分岐した導入管30を介して吸気管負圧が導入されるようになっている。なお、内燃機関1に過給機が搭載される場合にはサージタンク9内が正圧となる運転領域が発生するが、このような運転領域でクラッチ機構28に正圧が導かれることを阻止する逆止弁31が導入管30に設けられている。   The vacuum pump 25 is driven by a drive device 26, and the drive device 26 drives the vacuum pump 25 using the power of the internal combustion engine 1, here, the power of the cam shaft 16. The drive device 26 is a clutch that is interposed between the drive shaft 27 of the vacuum pump 25 and the cam shaft 16 as a rotating member that protrudes outward from the head cover 23 and can intermittently transmit power from the cam shaft 16 to the drive shaft 27. A mechanism 28 is provided. The cam shaft 16 and the drive shaft 27 are coaxially arranged with their end faces facing each other. An oil seal 24 is attached between the head cover 23 and the cam shaft 16, and the end 16 b of the cam shaft 16 is sealed by the oil seal 24. The vacuum pump 25 and the surge tank 9, which are the sources of negative pressure, are connected to the brake booster 22 via a negative pressure pipe 29. The clutch mechanism 28 is configured to operate using intake pipe negative pressure, and intake pipe negative pressure is introduced into the clutch mechanism 28 via an introduction pipe 30 branched from the negative pressure pipe 29. Yes. In addition, when a supercharger is mounted on the internal combustion engine 1, an operating region in which the inside of the surge tank 9 becomes positive pressure is generated, but the positive pressure is prevented from being guided to the clutch mechanism 28 in such an operating region. A check valve 31 is provided on the introduction pipe 30.

図2はクラッチ機構28が設けられた駆動装置26の要部を説明する説明図である。クラッチ機構28はカム軸16とバキュームポンプ25の駆動軸27との間に介在する拘束部材としてのプランジャ31と、このプランジャ31を吸気管負圧を利用して移動させる移動手段としての移動機構32とを備えている。カム軸16と駆動軸27とは互いの端面を対向させた状態で同軸に配置されており、駆動軸27にはプランジャ31が摺動可能に挿入される第1挿入穴33が、カム軸16にはプランジャ31が摺動可能に挿入される第2挿入穴34がそれぞれ形成されている。各挿入穴33、34はカム軸16の軸線Axの方向に延びており、第1挿入穴33の延長上に第2挿入穴34が位置している。   FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a main part of the driving device 26 provided with the clutch mechanism 28. The clutch mechanism 28 includes a plunger 31 as a restraining member interposed between the cam shaft 16 and the drive shaft 27 of the vacuum pump 25, and a moving mechanism 32 as moving means for moving the plunger 31 using intake pipe negative pressure. And. The cam shaft 16 and the drive shaft 27 are coaxially arranged with their end faces facing each other, and the drive shaft 27 has a first insertion hole 33 into which the plunger 31 is slidably inserted. Are formed with second insertion holes 34 into which the plungers 31 are slidably inserted. Each insertion hole 33, 34 extends in the direction of the axis Ax of the cam shaft 16, and the second insertion hole 34 is located on the extension of the first insertion hole 33.

クラッチ機構28には、プランジャ31が第1挿入穴33及び第2挿入穴34のそれぞれに挿入されたときにプランジャ31、カム軸16及び駆動軸27間の相対回転を阻止する回り止め手段として機能するセレーション35が設けられている。そのセレーション35はプランジャ31の外周面及び各挿入穴33、34の内周面にそれぞれ形成されている。なお、こうした回り止め手段としてはセレーション35の代わりに角スプライン等を採用することもできる。   The clutch mechanism 28 functions as a detent means for preventing relative rotation between the plunger 31, the cam shaft 16 and the drive shaft 27 when the plunger 31 is inserted into each of the first insertion hole 33 and the second insertion hole 34. Serration 35 is provided. The serrations 35 are respectively formed on the outer peripheral surface of the plunger 31 and the inner peripheral surfaces of the insertion holes 33 and 34. It should be noted that a square spline or the like can be employed instead of the serration 35 as such a detent means.

各挿入穴33、34が同軸上で、かつ第2挿入穴34が第1挿入穴33の延長上に位置しているため、これらの挿入穴33、34に挿入されたプランジャ31は第1挿入穴33と第2挿入穴34との境界を跨いだ状態で移動することが可能である。図2の実線で示したプランジャ31の位置は動力伝達が遮断される解放位置であり、想像線で示したプランジャ31の位置は拘束位置である。拘束位置の場合はプランジャ31の長手方向の一部分分が第1挿入穴に33に、残りの部分が第2挿入穴34にそれぞれ挿入された状態になる。言い換えれば、拘束位置の場合、プランジャ31は第1挿入穴33と第2挿入穴34との境界を跨いだ状態となる。そのため、拘束位置に位置するプランジャ31はカム軸16と駆動軸27とを一体回転可能に拘束することができる。   Since each insertion hole 33, 34 is coaxial and the second insertion hole 34 is located on the extension of the first insertion hole 33, the plunger 31 inserted into these insertion holes 33, 34 is inserted into the first insertion hole 33, 34. It is possible to move while straddling the boundary between the hole 33 and the second insertion hole 34. The position of the plunger 31 indicated by a solid line in FIG. 2 is a release position where power transmission is interrupted, and the position of the plunger 31 indicated by an imaginary line is a restraint position. In the restrained position, a part of the plunger 31 in the longitudinal direction is inserted into the first insertion hole 33 and the remaining part is inserted into the second insertion hole 34. In other words, in the restrained position, the plunger 31 is in a state of straddling the boundary between the first insertion hole 33 and the second insertion hole 34. Therefore, the plunger 31 located at the restraining position can restrain the cam shaft 16 and the drive shaft 27 so as to be integrally rotatable.

移動機構32はプランジャ31を拘束位置の側(図2の左側)へ付勢する付勢部材としてのスプリング36と、吸気管負圧を導入することによりプランジャ31を解放位置の側(図2の右側)へスプリング36の付勢力に抗して移動させる負圧機構37とを備えている。スプリング36はコイルスプリングとして構成されているが、他の形態のスプリングであっても構わない。また、スプリング36の代わりにゴム等の弾性体を付勢部材として設けることもできる。   The moving mechanism 32 introduces a spring 36 as an urging member that urges the plunger 31 toward the restraint position (left side in FIG. 2) and the intake pipe negative pressure, thereby moving the plunger 31 toward the release position (in FIG. 2). And a negative pressure mechanism 37 that moves to the right) against the urging force of the spring 36. The spring 36 is configured as a coil spring, but may be a spring of another form. Further, instead of the spring 36, an elastic body such as rubber may be provided as a biasing member.

負圧機構37には、プランジャ35が第1挿入穴33に挿入されたときに駆動軸27とプランジャ35とに囲まれることにより形成された負圧室38と、その負圧室38に吸気管負圧を導入するための導入通路39とが設けられている。上述したスプリング36は負圧室38内に圧縮状態で配置されている。導入通路39は一端が負圧室38に開口し、他端が導入管30(図1も参照)に接続されている。これにより、負圧室38には導入通路39及び導入管30を経由して吸気管負圧が導入される。プランジャ35が第1挿入穴33に挿入された状態でのプランジャ35の移動を容易にするため、カム軸16には第1挿入穴33に連通しかつヘッドカバー23から露出した端部16bの外周面に開口する連通穴40が設けられている。   The negative pressure mechanism 37 includes a negative pressure chamber 38 formed by being surrounded by the drive shaft 27 and the plunger 35 when the plunger 35 is inserted into the first insertion hole 33, and an intake pipe in the negative pressure chamber 38. An introduction passage 39 for introducing a negative pressure is provided. The aforementioned spring 36 is disposed in a compressed state in the negative pressure chamber 38. The introduction passage 39 has one end opened to the negative pressure chamber 38 and the other end connected to the introduction pipe 30 (see also FIG. 1). As a result, intake pipe negative pressure is introduced into the negative pressure chamber 38 via the introduction passage 39 and the introduction pipe 30. In order to facilitate the movement of the plunger 35 in a state where the plunger 35 is inserted into the first insertion hole 33, the cam shaft 16 communicates with the first insertion hole 33 and the outer peripheral surface of the end portion 16 b exposed from the head cover 23. A communication hole 40 is provided in the opening.

負圧室38に導入される吸気管負圧によってプランジャ35を引き寄せる力がスプリング36の付勢力(弾性力)以下の場合には、プランジャ35はその弾性力により拘束位置に保持される。これにより、カム軸16から駆動軸27への動力伝達がクラッチ機構28にて確保される。拘束位置への移動及び保持はスプリング36に蓄えられた弾性エネルギーによって賄われるため、これらを行うための外部エネルギーを必要としない。一方、プランジャ35を引き寄せる力がスプリング36の弾性力よりも大きい場合には、プランジャ35がその弾性力に抗して解放位置の側に引き寄せらて解放位置に保持される。これにより、カム軸16から駆動軸27への動力伝達がクラッチ機構28にて遮断される。   When the force pulling the plunger 35 by the intake pipe negative pressure introduced into the negative pressure chamber 38 is equal to or less than the biasing force (elastic force) of the spring 36, the plunger 35 is held at the restrained position by the elastic force. Thereby, power transmission from the cam shaft 16 to the drive shaft 27 is ensured by the clutch mechanism 28. Since the movement and holding to the restraining position are covered by the elastic energy stored in the spring 36, no external energy is required to do this. On the other hand, when the force pulling the plunger 35 is larger than the elastic force of the spring 36, the plunger 35 is pulled toward the release position against the elastic force and held in the release position. As a result, power transmission from the cam shaft 16 to the drive shaft 27 is interrupted by the clutch mechanism 28.

クラッチ機構28がその動力伝達を断続する条件はスプリング36のばね定数や自然長等の仕様を適宜変更することにより調整可能である。本形態の場合は、吸気管負圧が不足してバキュームポンプ25を駆動すべきときにプランジャ35が拘束位置に、吸気管負圧の大きさが所定レベルを超えてバキュームポンプ25による補助が不要なときにプランジャ35が解放位置にそれぞれ位置するように、スプリング36の仕様が設定されている。これにより、内燃機関1の吸気管負圧が十分であってバキュームポンプ25の補助を要しないときにバキュームポンプ25が無駄に駆動されることを防止できる。そのため、バキュームポンプ25の無駄な駆動によるフリクションロスが生じないから内燃機関1の燃費悪化を抑制することができる。   Conditions under which the clutch mechanism 28 interrupts power transmission can be adjusted by appropriately changing specifications such as the spring constant and natural length of the spring 36. In the case of this embodiment, when the suction pipe negative pressure is insufficient and the vacuum pump 25 should be driven, the plunger 35 is in the restraining position, and the suction pipe negative pressure exceeds a predetermined level, and the vacuum pump 25 does not need assistance. The specifications of the spring 36 are set so that the plunger 35 is positioned at the release position at any time. As a result, it is possible to prevent the vacuum pump 25 from being driven wastefully when the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine 1 is sufficient and the vacuum pump 25 does not require assistance. Therefore, friction loss due to wasteful driving of the vacuum pump 25 does not occur, so that deterioration in fuel consumption of the internal combustion engine 1 can be suppressed.

また、クラッチ機構28は、負圧機構37がカム軸16及び駆動軸27のそれぞれに形成された挿入穴33、34を有効に利用し、スプリング36が負圧室38内に配置されているので、負圧機構37をカム軸16や駆動軸27と独立して設ける場合と比べてスペース効率がよい。そのため、装置の小型化が容易になりクラッチ機構28の周囲に空きスペースを形成し易くなる。   In the clutch mechanism 28, the negative pressure mechanism 37 effectively uses the insertion holes 33 and 34 formed in the cam shaft 16 and the drive shaft 27, and the spring 36 is disposed in the negative pressure chamber 38. As compared with the case where the negative pressure mechanism 37 is provided independently of the cam shaft 16 and the drive shaft 27, the space efficiency is good. Therefore, it is easy to reduce the size of the device, and it is easy to form an empty space around the clutch mechanism 28.

本発明は以上の形態に限定されず、種々の形態にて実施することができる。クラッチ機構の構成は図2示した形態に限定されない。例えば、クラッチ機構28を図3に示す機構に変更することにより本発明に係る駆動装置を実施することもできる。図3は他の形態のクラッチ機構が設けられた駆動装置の要部を示している。図2のクラッチ機構28と共通の構成に関しては図3に同一の参照符号を付して説明を省略する。図3の駆動装置50は図2の駆動装置26の場合と同様に内燃機関1に組み込まれる(図1参照)。   This invention is not limited to the above form, It can implement with a various form. The configuration of the clutch mechanism is not limited to the form shown in FIG. For example, the drive device according to the present invention can be implemented by changing the clutch mechanism 28 to the mechanism shown in FIG. FIG. 3 shows a main part of a drive apparatus provided with another type of clutch mechanism. With respect to the configuration common to the clutch mechanism 28 of FIG. 2, the same reference numerals are given in FIG. 3 is incorporated in the internal combustion engine 1 as in the case of the drive device 26 of FIG. 2 (see FIG. 1).

図3のクラッチ機構51は、拘束部材としてのプランジャ52と、そのプランジャ52を吸気管負圧を利用して想像線の拘束位置から実線の解放位置までの間を移動させる移動手段としての移動機構53とを備えている。プランジャ52は基端に鍔52aが形成された帽子状に構成されている。移動機構53は駆動軸27の先端部に一体的に形成されている。移動機構53は駆動軸27と同軸上に延びてプランジャ52が被せられる支持部54と、支持部54の外周を囲む案内壁部55とを有している。支持部54と案内壁部55との間には環状の案内空間56が形成されている。プランジャ52と支持部54とは、スプライン57を介してスプライン結合されている。これにより、プランジャ52と支持部54とは互いに一体回転でき、かつプランジャ52は支持部54に対して軸線Axの方向に移動できる。   The clutch mechanism 51 in FIG. 3 includes a plunger 52 as a restraining member, and a moving mechanism as a moving means that moves the plunger 52 from an imaginary line restraining position to a solid line releasing position using intake pipe negative pressure. 53. The plunger 52 is configured in a hat shape having a flange 52a formed at the base end. The moving mechanism 53 is integrally formed at the tip of the drive shaft 27. The moving mechanism 53 includes a support portion 54 that extends coaxially with the drive shaft 27 and covers the plunger 52, and a guide wall portion 55 that surrounds the outer periphery of the support portion 54. An annular guide space 56 is formed between the support portion 54 and the guide wall portion 55. The plunger 52 and the support portion 54 are splined via a spline 57. Accordingly, the plunger 52 and the support portion 54 can rotate integrally with each other, and the plunger 52 can move in the direction of the axis Ax with respect to the support portion 54.

カム軸16の端部にはプランジャ52が挿入され得る挿入穴58が形成されており、その挿入穴58は支持部54の延長上に位置して軸線Axの方向に延びている。プランジャ52の長手方向の一部が挿入穴58に挿入されたときにこれらが一体回転できるように、プランジャ52の外周面及び挿入穴58の内周面のそれぞれに回り止め手段として機能するセレーション59が形成されている。従って、プランジャ52が支持部54とスプライン結合を保持しつつ挿入穴58に挿入された拘束位置に位置することにより、プランジャ52はカム軸16と駆動軸27とを一体回転可能に拘束することができる。これにより、カム軸16と駆動軸27との間の動力伝達が許容される。一方、プランジャ52が解放位置の側へ移動して挿入穴58から完全に抜け出ると、カム軸16と駆動軸27との間の動力伝達が遮断される。   An insertion hole 58 into which the plunger 52 can be inserted is formed at the end of the cam shaft 16, and the insertion hole 58 is located on the extension of the support portion 54 and extends in the direction of the axis Ax. Serrations 59 functioning as detent means on the outer peripheral surface of the plunger 52 and the inner peripheral surface of the insertion hole 58 so that the plunger 52 can rotate integrally when a part of the plunger 52 in the longitudinal direction is inserted into the insertion hole 58. Is formed. Accordingly, when the plunger 52 is positioned at the restraining position inserted into the insertion hole 58 while maintaining the spline coupling with the support portion 54, the plunger 52 restrains the cam shaft 16 and the drive shaft 27 so as to be integrally rotatable. it can. Thereby, power transmission between the camshaft 16 and the drive shaft 27 is allowed. On the other hand, when the plunger 52 moves to the release position side and completely comes out of the insertion hole 58, the power transmission between the cam shaft 16 and the drive shaft 27 is interrupted.

移動機構53は、プランジャ52を拘束位置の側(図3の左側)へ付勢する付勢部材としてのスプリング60と、吸気管負圧を導入することによりプランジャ52を解放位置の側(図3の右側)へスプリング60の付勢力に抗して移動させる負圧機構61とを備えている。負圧機構61には案内空間56内に設けられた負圧室62と、その負圧室62に吸気管負圧を導入するための導入通路63とが設けられている。プランジャ52が支持部54に被せられた状態のときには、案内空間56は鍔部52aに設けられたシールリング64によって密閉され、その密閉された空間内に負圧室62が形成される。負圧室62にはスプリング60が圧縮状態で配置されている。導入通路63は一端が負圧室62に開口し、他端が導入管30(図1も参照)に接続されている。これにより、負圧室62には導入通路63及び導入管30を経由して吸気管負圧が導入される。挿入穴58に挿入された状態におけるプランジャ52の移動を容易にするため、カム軸16には挿入穴58に連通しかつヘッドカバー23から露出した端部16bの外周面に開口する連通穴64が設けられている。   The moving mechanism 53 introduces a spring 60 as an urging member that urges the plunger 52 toward the restraint position (left side in FIG. 3) and the intake pipe negative pressure, thereby bringing the plunger 52 into the release position (FIG. 3). And a negative pressure mechanism 61 that moves against the urging force of the spring 60. The negative pressure mechanism 61 is provided with a negative pressure chamber 62 provided in the guide space 56 and an introduction passage 63 for introducing intake pipe negative pressure into the negative pressure chamber 62. When the plunger 52 is put on the support portion 54, the guide space 56 is sealed by a seal ring 64 provided in the flange portion 52a, and a negative pressure chamber 62 is formed in the sealed space. A spring 60 is disposed in the negative pressure chamber 62 in a compressed state. The introduction passage 63 has one end opened to the negative pressure chamber 62 and the other end connected to the introduction pipe 30 (see also FIG. 1). As a result, intake pipe negative pressure is introduced into the negative pressure chamber 62 via the introduction passage 63 and the introduction pipe 30. In order to facilitate the movement of the plunger 52 in a state of being inserted into the insertion hole 58, the cam shaft 16 is provided with a communication hole 64 that communicates with the insertion hole 58 and opens on the outer peripheral surface of the end portion 16b exposed from the head cover 23. It has been.

クラッチ機構51がカム軸16及び駆動軸27間の動力伝達を断続する条件はスプリング60の仕様によって定められ、その仕様はクラッチ機構51が図2のクラッチ機構28と同様に動作できるように設定されている。以上の構成により、図3に示したクラッチ機構51は図2のクラッチ機構28と同様に機能できる。従って、駆動装置50も図2の駆動装置26と同様の効果を発揮できる。   Conditions for the clutch mechanism 51 to intermittently transmit power between the camshaft 16 and the drive shaft 27 are determined by the specifications of the spring 60, and the specifications are set so that the clutch mechanism 51 can operate in the same manner as the clutch mechanism 28 of FIG. ing. With the above configuration, the clutch mechanism 51 shown in FIG. 3 can function in the same manner as the clutch mechanism 28 of FIG. Therefore, the drive device 50 can also exhibit the same effect as the drive device 26 of FIG.

以上の形態の駆動装置では、回転部材として内燃機関のカム軸を利用しているが、回転部材は内燃機関の動力が伝達されるものであれば如何なる形態でもよい。例えば、クランク軸からカム軸までの動力伝達経路内に配置された中間軸を回転部材として利用することもできる。   In the drive device of the above form, the camshaft of the internal combustion engine is used as the rotating member. However, the rotating member may have any form as long as the power of the internal combustion engine is transmitted. For example, an intermediate shaft disposed in the power transmission path from the crankshaft to the camshaft can be used as the rotating member.

本発明の一形態に係る駆動装置が適用されたバキュームポンプが取り付けられた内燃機関の要部を模式的に示した図。The figure which showed typically the principal part of the internal combustion engine with which the vacuum pump to which the drive device which concerns on one form of this invention was applied was attached. 図1の駆動装置の要部を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the principal part of the drive device of FIG. 他の形態のクラッチ機構が設けられた駆動装置の要部を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the principal part of the drive device provided with the clutch mechanism of the other form.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
16 カム軸(回転部材)
25 バキュームポンプ
26 駆動装置
27 駆動軸
28 クラッチ機構
31 プランジャ(拘束部材)
32 移動機構(移動手段)
33 第1挿入穴
34 第2挿入穴
35 スプリング(付勢部材)
37 負圧機構
38 負圧室
39 導入通路
50 駆動装置
51 クラッチ機構
52 プランジャ(拘束部材)
53 移動機構(移動手段)
60 スプリング(付勢部材)
61 負圧機構
1 Internal combustion engine 16 Cam shaft (rotating member)
25 Vacuum pump 26 Drive device 27 Drive shaft 28 Clutch mechanism 31 Plunger (restraint member)
32 Moving mechanism (moving means)
33 First insertion hole 34 Second insertion hole 35 Spring (biasing member)
37 Negative pressure mechanism 38 Negative pressure chamber 39 Introduction passage 50 Drive device 51 Clutch mechanism 52 Plunger (restraint member)
53 Moving mechanism (moving means)
60 Spring (biasing member)
61 Negative pressure mechanism

Claims (3)

内燃機関の吸気管負圧の不足を補うために設けられたバキュームポンプを前記内燃機関の動力を利用して駆動するバキュームポンプの駆動装置において、
前記内燃機関の動力が伝達される回転部材と、前記回転部材と前記バキュームポンプの駆動軸との間に介在して前記回転部材から前記駆動軸への動力伝達を断続できるクラッチ機構と、を備え、
前記クラッチ機構は、前記回転部材と前記駆動軸との間に介在して前記回転部材と前記駆動軸とを一体回転可能に拘束でき、かつ前記回転部材と前記駆動軸とを拘束する拘束位置とその拘束を解放する解放位置との間を移動できる拘束部材と、前記内燃機関の吸気管負圧が所定レベルを超えた場合に当該吸気管負圧を利用して前記拘束部材を前記拘束位置から前記解放位置へ移動させる移動手段と、を備えることを特徴とするバキュームポンプの駆動装置。
In a vacuum pump drive device for driving a vacuum pump provided to compensate for a shortage of intake pipe negative pressure of an internal combustion engine using the power of the internal combustion engine,
A rotating member to which the power of the internal combustion engine is transmitted, and a clutch mechanism that is interposed between the rotating member and the drive shaft of the vacuum pump and capable of intermittently transmitting power from the rotating member to the drive shaft. ,
The clutch mechanism is interposed between the rotating member and the drive shaft so as to restrain the rotating member and the drive shaft so as to be integrally rotatable, and a restraining position for restraining the rotating member and the drive shaft. A restraining member that can move between a release position for releasing the restraint, and when the intake pipe negative pressure of the internal combustion engine exceeds a predetermined level, the intake pipe negative pressure is used to move the restraint member from the restraint position. And a moving means for moving the release position to the release position.
前記移動手段は、前記拘束部材を前記拘束位置の側へ付勢する付勢部材と、吸気管負圧を導入することにより前記拘束部材を前記解放位置の側へ前記付勢部材の付勢力に抗して移動させる負圧機構と、を備える請求項1に記載の駆動装置。   The moving means includes an urging member that urges the restraining member toward the restraining position and an urging force of the urging member toward the release position by introducing an intake pipe negative pressure. The drive device according to claim 1, further comprising a negative pressure mechanism that moves against the negative pressure mechanism. 前記回転部材と前記駆動軸とが互いの端面を対向させた状態で同軸に配置されており、
前記駆動軸には前記拘束部材が軸線方向に摺動可能に挿入される第1挿入穴が、前記回転部材には前記第1挿入穴の延長上に位置し、かつ前記拘束部材が軸線方向に摺動可能に挿入される第2挿入穴がそれぞれ形成されており、
前記負圧機構として、前記拘束部材が前記第1挿入穴に挿入されたときに前記駆動軸と前記拘束部材とに囲まれることにより形成された負圧室と、前記負圧室に吸気管負圧を導入するための導入通路とが設けられ、かつ、
前記付勢部材が前記負圧室内に配置されている、請求項2に記載の駆動装置。
The rotating member and the drive shaft are arranged coaxially with their end faces facing each other,
The drive shaft has a first insertion hole into which the restraining member is slidably inserted in the axial direction, the rotating member is positioned on an extension of the first insertion hole, and the restraining member is in the axial direction. Each of the second insertion holes to be slidably inserted is formed,
The negative pressure mechanism includes a negative pressure chamber formed by being surrounded by the drive shaft and the restricting member when the restricting member is inserted into the first insertion hole, and an intake pipe negative in the negative pressure chamber. An introduction passage for introducing pressure, and
The drive device according to claim 2, wherein the biasing member is disposed in the negative pressure chamber.
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