JP2010112337A - Vacuum pump structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、バキュームポンプ構造に関する。 The present invention relates to a vacuum pump structure.
自動車のブレーキシステム等に必要な負圧はエンジンの吸気負圧を利用するのが一般的である。しかし、ディーゼルエンジンや、吸気スロットルの開度ではなく吸気バルブの開弁時期や開弁期間を制御して吸気量を調整するために吸気負圧の発達が小さいガソリンエンジンにおいては、別途負圧生成用のバキュームポンプが必要である。そのようなバキュームポンプは、たとえば特許文献1に開示されている。このバキュームポンプはカム軸を駆動源とし負圧を生成するので、負圧生成専用の駆動軸が不要でエンジンの構造を複雑にしない。
しかしながら従来の構造では、カム軸と負圧を生成するピストンとは、クランクアームとコンロッドからなるクランク機構によって連結されているので常にバキュームポンプが駆動される。既に十分な負圧が貯蔵され負圧を生成する必要がない場合であっても、カム軸が回転している間はバキュームポンプも駆動し続けるので、エンジンで発生したエネルギーを無駄に消費してしまう。 However, in the conventional structure, the camshaft and the piston that generates negative pressure are connected by a crank mechanism including a crank arm and a connecting rod, so that the vacuum pump is always driven. Even when sufficient negative pressure has already been stored and it is not necessary to generate negative pressure, the vacuum pump continues to drive while the camshaft is rotating, which wastes energy generated by the engine. End up.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、構造を複雑にすることなく負圧が必要なときのみ駆動させ、無駄なエネルギーの消費を低減させるバキュームポンプ構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and has a vacuum pump structure that is driven only when a negative pressure is required without complicating the structure and reduces wasteful energy consumption. The purpose is to provide.
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。 The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.
本発明は、動力源によって回転駆動されるシャフト(2)と、シャフトの回転の伝達により負圧を生成する負圧生成ポンプ部(4)と、シャフトと負圧生成ポンプ部との間に設けられ、シャフトの回転を負圧生成ポンプ部に断続的に伝達するクラッチ(3)と、を備えることを特徴とする。 The present invention is provided between a shaft (2) that is rotationally driven by a power source, a negative pressure generating pump unit (4) that generates negative pressure by transmission of rotation of the shaft, and a shaft and a negative pressure generating pump unit. And a clutch (3) for intermittently transmitting the rotation of the shaft to the negative pressure generating pump unit.
本発明によれば、バキュームポンプの駆動源となるシャフトと負圧を生成し貯蔵する負圧生成ポンプ部との間にクラッチを設ける。そして負圧が必要なときにはクラッチが締結されて動力を伝達し、負圧が不要なときにはクラッチが解放されて動力の伝達を止めるようにするため、無駄なエネルギーの消費を低減することが可能である。 According to the present invention, the clutch is provided between the shaft that is a driving source of the vacuum pump and the negative pressure generating pump unit that generates and stores the negative pressure. And when negative pressure is needed, the clutch is engaged to transmit power, and when negative pressure is not needed, the clutch is released to stop power transmission, so it is possible to reduce wasteful energy consumption. is there.
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(第1実施形態)
図1は、本発明によるバキュームポンプ構造の第1実施形態を示す図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a vacuum pump structure according to the present invention.
バキュームポンプ1は、シャフト2と、クラッチ3と、負圧生成ポンプ部4と、吸入口5と、吐出口6と、クラッチ断続制御部7と、を備える。
The vacuum pump 1 includes a
シャフト2は、動力源によって駆動される。シャフト2は、たとえばエンジンのクランク軸に同期して回転するカム軸である。
The
クラッチ3は締結面の表面摩擦によって動力を伝達する摩擦クラッチである。クラッチ3は、シャフト側クラッチ板31と、負圧生成ポンプ部側クラッチ板32と、を備える。シャフト側クラッチ板31は、シャフト2の一端(図1では右端)に固設される。負圧生成ポンプ部側クラッチ板32は、後述するクラッチ断続制御部7に固設される。そしてクラッチ断続制御部7と負圧生成ポンプ部4とは同期する。このような構造になっているので、クラッチ3が締結するとシャフト2の回転力を負圧生成ポンプ部4へ伝達し、クラッチ3が解放するとシャフト2の回転力を負圧生成ポンプ部4へ伝達しない。
The
負圧生成ポンプ部4は、負圧を生成する部分である。負圧生成ポンプ部4は、シャフト2からの回転力を受けて駆動して負圧を生成すればよく、一例としてはベーンポンプを挙げることができる。負圧生成ポンプ部4は、駆動軸41と、ロータ42と、ベーン43と、ハウジング44と、負圧室45と、を備える。
The negative pressure
駆動軸41は、負圧生成ポンプ部4を駆動する。駆動軸41は後述するクラッチ断続制御部7のシャフトボディ71に固定される。そしてクラッチ断続制御部7はクラッチ3の負圧生成ポンプ部側クラッチ板32と固定されているので、シャフト2の回転力が駆動軸41に伝達する。駆動軸41の他端(図1では右端)にはロータ42が固設される。
The
ロータ42は、駆動軸41とともに回転する。ロータ42の外周には径方向に溝が延設されている。その溝にベーン43が摺動自在に配置される。
The
ベーン43は、ロータ42の遠心力を受けて溝から外周方向に移動する。
The
ハウジング44は、ロータ42及びベーン43を内蔵する。ハウジング44のロータ42を内蔵する凹部の内周は、正円ではない長円である。これによりハウジング44(長円)とロータ42(正円)との間には空間(隙間)が生まれる。そして負圧生成ポンプ部4が駆動されると、ロータ42が回転し、ベーン43は遠心力を受けてロータ42の溝から外方へ移動しハウジング44の凹部の内壁に沿って動く。これによりハウジング44とロータ42との間の空間はベーン43によって複数の空間に仕切られる。また長円の長軸上に空気の吸入ポート(図示せず)を設け、短軸上に空気の吐出ポート(図示せず)を設ける。すると仕切られた空間はロータ42の回転に伴い、吸入側から吐出側に向かって徐々に容積が小さくなる。その容積変化を利用してハウジング44で負圧が生成される。
The
負圧室45は生成される負圧が溜まる空間であり、ロータ42の吸入ポートに連通する。吸入ポートとの連通路には、逆止弁が設けられる。この逆止弁によって負圧が負圧室45から逆流(流出)することが防止される。駆動軸41が負圧生成ポンプ部4を駆動している間、負圧室45の負圧は発達する。
The
負圧生成ポンプ部4は、以上のような構造になっており、エンジン回転に同期してシャフト2が駆動されると、その駆動力が負圧生成ポンプ部4の駆動軸41に伝わる。そしてロータ42が回転し、その遠心力を受けるベーン43によってハウジング44内は複数の空間に仕切られる。そして吸入ポート側から吐出ポート側に向かって空間容積が徐々に小さくなるため空間内に圧力が発生し、吐出ポートから空気が排出される。次に吐出ポート側から吸入ポート側に向かって空間容積は徐々に大きくなるため吸入ポート側は高真空となり空気が流れ込む。この繰り返しにより吸入ポートに連通する負圧室45の空気が吸引され、負圧が発達する。
The negative pressure generating
吸入口5は、負圧室45と、負圧を必要とする部品(たとえばマスターバッグ)と、を接続する。吸入口5には逆止弁が設けられる。この逆止弁によって空気が吸入口5から逆流(流出)することが防止される。
The
吐出口6は、吐出ポートに接続される。
The
クラッチ断続制御部7は、シャフトボディ71と、ピストン72と、蛇腹シール73と、リターンスプリング74と、を備える。
The clutch on / off
シャフトボディ71は両端が円筒状である。一方の円筒部分(図1では右側、すなわち負圧生成ポンプ部側の円筒部分)71aには、負圧生成ポンプ部4の駆動軸41が挿入されて固定される。このような構造であるので、シャフトボディ71の回転によって駆動軸41が回転駆動される。他方の円筒部分(図1では左側、すなわちクラッチ側の円筒部分)71bには、後述のようにピストン72が挿入される。そしてクラッチ側円筒部71bとピストン72とでクラッチ板吸引室71cが形成される。またシャフトボディ71には軸方向に連通路71dが延設される。連通路71dは、クラッチ板吸引室71cと負圧生成ポンプ部4の負圧室45とを連通する。
The
ピストン72は、上述のようにシャフトボディ71のクラッチ側円筒部71bに挿入される。ピストン72は、クラッチ側円筒部71bにスプライン嵌合する。このような構造であるので、ピストン72の回転によってシャフトボディ71が駆動される。ピストン72は有蓋円筒形状である。ピストン72の天蓋72aには、クラッチ3の負圧生成ポンプ部側クラッチ板32が固定される。またピストン72の円筒面の端縁には蛇腹シール73が取り付けられている。
The
蛇腹シール73は、シャフトボディ71のクラッチ側円筒部71bの内壁に固定される。そして蛇腹シール73は、クラッチ板吸引室71cをシールする。蛇腹シール73は、ピストン72の移動にあわせて伸縮する。
The bellows seal 73 is fixed to the inner wall of the clutch side
リターンスプリング74は、クラッチ板吸引室71cに内蔵される。リターンスプリング74は、ピストン72の天蓋72aの裏面と、クラッチ板吸引室71cの底面(図1では右側、すなわち天蓋の裏面と相対する面)と、の間に配置される。リターンスプリング74は、負圧生成ポンプ部側クラッチ板32をシャフト側クラッチ板31に押し付ける方向にピストン72を押圧する。
The
図2は本発明によるバキュームポンプ構造の第1実施形態の作用を説明する図であり、図2(A)はクラッチが締結された状態を示し、図2(B)はクラッチが解放された状態を示す。 2A and 2B are views for explaining the operation of the first embodiment of the vacuum pump structure according to the present invention. FIG. 2A shows a state where the clutch is engaged, and FIG. 2B shows a state where the clutch is released. Indicates.
続いて本実施形態の作用について説明する。 Then, the effect | action of this embodiment is demonstrated.
エンジンが停止しているときには、図2(A)に示すように、リターンスプリング74の押圧力によってピストン72が前進し、負圧生成ポンプ部側クラッチ板32がシャフト側クラッチ板31に押し付けられる。
When the engine is stopped, as shown in FIG. 2A, the
エンジンが始動すると、シャフト(カム軸)2が回転する。そしてシャフト2の回転がシャフト側クラッチ板31→負圧生成ポンプ部側クラッチ板32→ピストン72→シャフトボディ71→駆動軸41と伝達し、負圧生成ポンプ部4が駆動する。するとハウジング44内で負圧が生成され、負圧室45の負圧が発達する。
When the engine starts, the shaft (cam shaft) 2 rotates. Then, the rotation of the
その負圧は、連通路71dを介してクラッチ板吸引室71cに伝わる。負圧室45の負圧が発達すれば、クラッチ板吸引室71cの負圧も発達する。その負圧によってピストン72を後進させる吸引力が生ずる。吸引力がリターンスプリング74の押圧力よりも大きくなると、ピストン72が後退し、負圧生成ポンプ部側クラッチ板32がシャフト側クラッチ板31から離れる。この状態が図2(B)である。このときクラッチ3が解放状態であるので、シャフト2の回転はピストン72に伝達しない。すると負圧生成ポンプ部4は駆動せず、負圧の生成が中止される。その間にも負圧室45の負圧は負圧を必要とする部品へ供給されるため、これまでとは逆に負圧室45の負圧が徐々に弱まる。そしてクラッチ板吸引室71cの負圧も同様に弱まるので、ピストン72を後進させる吸引力が小さくなる。吸引力がリターンスプリング74の押圧力よりも小さくなると、再びリターンスプリング74の押圧力によってピストン72が前進し、負圧生成ポンプ部側クラッチ板32がシャフト側クラッチ板31に押し付けられ、図2(A)の状態になる。このように図2(A)及び図2(B)の状態が繰り返される。
The negative pressure is transmitted to the clutch
本実施形態によれば、クラッチ3がシャフト2と負圧生成ポンプ部4とを断続する。またクラッチ3の断続を負圧生成ポンプ部4が生成する負圧によって制御する。クラッチ断続制御部7のピストン72にはリターンスプリング73の押圧力に抗して吸引力が働き、その吸引力は負圧の発達とともに大きくなる。その吸引力が押圧力を超えたとき、負圧生成ポンプ部側クラッチ板32がシャフト側クラッチ板31から引き離される。逆に負圧が弱まると、吸引力も小さくなる。そして吸引力が押圧力を下回ったとき、負圧生成ポンプ部側クラッチ板32がシャフト側クラッチ板31に当接し締結される。
According to the present embodiment, the
このように構成したので、負圧生成ポンプ部4の負圧がブレーキ作動などに利用されて不足したときには、クラッチ3が締結され、シャフト2から負圧生成ポンプ部4へ動力を伝達して負圧が生成される。そして負圧が発達するとクラッチ3が解放され、シャフト2から負圧生成ポンプ部4へ動力が伝達されなくなり、負圧の生成が中止される。
With this configuration, when the negative pressure of the negative pressure generating
負圧生成が不要なときにはバキュームポンプ1の稼働を中止するので、無駄なエネルギーの消費を低減することが可能である。またクラッチ3の断続の制御はクラッチ断続制御部7を設けて負圧生成ポンプ部4の負圧自身が行うので、制御のためのセンサーやコントローラを必要とせず、バキュームポンプ構造が簡素である。
Since the operation of the vacuum pump 1 is stopped when the generation of the negative pressure is unnecessary, it is possible to reduce wasteful energy consumption. Further, since the clutch on / off control of the clutch 3 is performed by the negative pressure of the negative pressure generating
(第2実施形態)
図3は、本発明によるバキュームポンプ構造の第2実施形態を示す図である。なお前述した内容と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the vacuum pump structure according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which performs the function similar to the content mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted suitably.
本実施形態のバキュームポンプ1は、クラッチ3aが咬み合いクラッチである点で、クラッチ3が摩擦クラッチである第1実施形態と相違する。
The vacuum pump 1 according to this embodiment is different from the first embodiment in which the
クラッチ3aのシャフト側クラッチ板31aは、締結面に凹凸が設けられる。さらに負圧生成ポンプ部側クラッチ板32aにも締結面に凹凸が設けられる。そして双方の凹凸が咬み合うことで動力を伝達する。この構成により締結面のすべりが生じるのを防ぎ、動力をさらによく伝達することができる。
The shaft side
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。例えば、弾性部材はリターンスプリングに代えて同等の弾性特性を持つものにしてもよい。負圧の生成方法はベーンポンプに代えてシャフトからの動力をクランクアームとコンロッドとを介して伝達するピストンポンプにしてもよい。さらに駆動源はカム軸に限らず、電動モーター等を用いてもよい。またクラッチ断続の手段は、生成された負圧が直接クラッチを制御するものではなく、バキュームセンサー等からの信号によりクラッチを制御するものであってもよい。 Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention. For example, the elastic member may have equivalent elastic characteristics instead of the return spring. The method for generating the negative pressure may be a piston pump that transmits the power from the shaft via the crank arm and the connecting rod instead of the vane pump. Furthermore, the drive source is not limited to the camshaft, and an electric motor or the like may be used. Further, the means for engaging / disengaging the clutch may be one in which the generated negative pressure does not directly control the clutch but controls the clutch by a signal from a vacuum sensor or the like.
1 バキュームポンプ
2 シャフト
3 クラッチ
31 シャフト側クラッチ板
32 負圧生成ポンプ部側クラッチ板
4 負圧生成ポンプ部
7 クラッチ断続制御部
71c クラッチ板吸引室
74 リターンスプリング(弾性部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記シャフトの回転の伝達により負圧を生成する負圧生成ポンプ部と、
前記シャフトと前記負圧生成ポンプ部との間に設けられ、前記シャフトの回転を前記負圧生成ポンプ部に断続的に伝達するクラッチと、
を備えるバキュームポンプ構造。 A shaft that is rotationally driven by a power source;
A negative pressure generating pump that generates negative pressure by transmitting rotation of the shaft;
A clutch that is provided between the shaft and the negative pressure generating pump unit, and intermittently transmits the rotation of the shaft to the negative pressure generating pump unit;
Vacuum pump structure with
ことを特徴とする請求項1に記載のバキュームポンプ構造。 When the negative pressure of the negative pressure generating pump part is insufficient, the clutch is engaged, and a clutch on / off control part for releasing the clutch as the negative pressure develops is provided.
The vacuum pump structure according to claim 1.
前記クラッチの負圧生成ポンプ部側クラッチ板をシャフト側クラッチ板に押圧してクラッチを締結する弾性部材と、
前記負圧生成ポンプ部と連通し、負圧が発達するにつれて前記弾性部材の押圧力に抗して負圧生成ポンプ部側クラッチ板をシャフト側クラッチ板から引き離して前記クラッチを解放するクラッチ板吸引室と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のバキュームポンプ構造。 The clutch on / off control unit
An elastic member for fastening the clutch by pressing the negative pressure generating pump part side clutch plate of the clutch against the shaft side clutch plate;
Clutch plate suction that communicates with the negative pressure generating pump unit and releases the clutch by pulling the negative pressure generating pump unit side clutch plate away from the shaft side clutch plate against the pressing force of the elastic member as the negative pressure develops Room,
The vacuum pump structure according to claim 2, further comprising:
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のバキュームポンプ構造。 The clutch is a friction clutch that transmits power by surface friction of a fastening surface.
The vacuum pump structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the vacuum pump structure is provided.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のバキュームポンプ構造。 The clutch is a bite clutch that transmits power by fitting the concave and convex portions of the fastening surface.
The vacuum pump structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the vacuum pump structure is provided.
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