JP2010255467A - Vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベーン式のバキュームポンプに関する。 The present invention relates to a vane type vacuum pump.
ベーン式のバキュームポンプは、例えば、特許文献1に示されるように、ケーシングの内周面に摺接するベーンがロータに取り付けられた構成となっている。このようなバキュームポンプでは、ケーシング内部の気密性を確保したり、ロータや、ベーンなどの摺動部分の潤滑性を確保したりするために、給油路を介して潤滑油がポンプ室内に供給される。 The vane-type vacuum pump has, for example, a configuration in which a vane that is slidably in contact with an inner peripheral surface of a casing is attached to a rotor as disclosed in Patent Document 1. In such a vacuum pump, lubricating oil is supplied into the pump chamber through an oil supply passage in order to ensure airtightness inside the casing and lubricity of sliding parts such as the rotor and vanes. The
そして、エンジン等の駆動源から回転が伝達されてロータが回転すると、負圧が発生する一方で、圧縮空気がケーシングの排出口から外部へ排出される。この際、排出口からは潤滑油混じりの圧縮空気が排出される。ケーシングの排出口には、ケーシング内の気密性ならびに潤滑油の密封性を高めてロータの駆動トルクを軽減するために、例えば、リードバルブのような開閉弁が設けられる。 When rotation is transmitted from a driving source such as an engine and the rotor rotates, negative pressure is generated, while compressed air is discharged from the discharge port of the casing to the outside. At this time, compressed air mixed with lubricating oil is discharged from the discharge port. An opening / closing valve such as a reed valve is provided at the discharge port of the casing in order to improve the airtightness in the casing and the sealing performance of the lubricating oil to reduce the driving torque of the rotor.
上述したように、ベーン式のバキュームポンプでは、給油路を介して潤滑油をポンプ室内に供給したり、排出口を介して潤滑油をポンプ室内から排出したりしている。しかし、ポンプ室内に存在する潤滑油の量に対するフリクション特性が、ロータ回転数の低い低回転域と、ロータ回転数の高い高回転域とでは異なるため、動力損失が大きくなる可能性があるという問題がある。 As described above, in the vane type vacuum pump, the lubricating oil is supplied into the pump chamber through the oil supply passage, or the lubricating oil is discharged from the pump chamber through the discharge port. However, since the friction characteristics with respect to the amount of lubricating oil present in the pump chamber are different between the low rotation range where the rotor rotation speed is low and the high rotation range where the rotor rotation speed is high, there is a possibility that power loss may increase. There is.
具体的に、低回転域では、ポンプ室内の潤滑油の量が不足すると、ベーンとケーシング(ハウジング)とのクリアランスから気密漏れが発生しやすくなる。このため、ロータの駆動トルクが増大して、動力損失が大きくなることが懸念される。 Specifically, in the low rotation range, if the amount of lubricating oil in the pump chamber is insufficient, airtight leakage is likely to occur due to the clearance between the vane and the casing (housing). For this reason, there is a concern that the driving torque of the rotor increases and the power loss increases.
一方、高回転域では、ポンプ室内の潤滑油の量が多くなると、余剰の潤滑油の排出負荷が増大し、ポンプ室内の内圧が増大する。このため、フリクションが増大して、動力損失が大きくなることが懸念される。 On the other hand, when the amount of lubricating oil in the pump chamber increases in the high rotation region, the discharge load of excess lubricating oil increases and the internal pressure in the pump chamber increases. For this reason, there is a concern that friction increases and power loss increases.
本発明は、そのような問題点を鑑みてなされたものであり、低回転域でも、高回転域でも、動力損失の低減を図ることが可能なベーン式のバキュームポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a vane-type vacuum pump capable of reducing power loss even in a low rotation range or a high rotation range. To do.
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、複数のポンプ室が内部に形成されるケーシングと、上記ケーシング内に偏心して設けられ、ベーンを摺動自在に保持するロータとを備え、上記ケーシング内には、給油路を介して潤滑油が供給される一方、ケーシング内からは、排出口を介して潤滑油が排出され、上記排出口には、排出される圧縮空気の圧力に応じてこの排出口を開閉する開閉弁が設けられたバキュームポンプであって、上記排出口からの潤滑油の排出タイミングおよび排出量の少なくとも一方を回転数に応じて可変とする変更機構を備え、上記変更機構は、高回転域では、低回転域の場合に比べ、排出タイミングを早く、排出量を多くするように構成されていることを特徴とするバキュームポンプ。 In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows. That is, the present invention includes a casing in which a plurality of pump chambers are formed, and a rotor that is eccentrically provided in the casing and that slidably holds the vane. An oil supply passage is provided in the casing. On the other hand, the lubricating oil is supplied through the casing, and from the inside of the casing, the lubricating oil is discharged through the outlet, and the outlet is an on-off valve that opens and closes the outlet according to the pressure of the compressed air to be discharged. Is provided with a change mechanism that makes variable at least one of the discharge timing and the discharge amount of the lubricating oil from the discharge port according to the rotation speed, and the change mechanism is A vacuum pump characterized in that the discharge timing is increased and the discharge amount is increased as compared with the case of the low rotation range.
上記構成によれば、低回転域においては、高回転域の場合に比べ、排出口からの潤滑油の排出タイミングを遅くすることで、ポンプ室内で潤滑油が不足することを抑制できる。また、排出口からの潤滑油の排出量を少なくすることで、ポンプ室内で潤滑油が不足することを抑制できる。これにより、ベーンとケーシングとのクリアランスを確実にシールすることができ、気密漏れの発生を抑制できる。その結果、バキュームポンプにおいて、ロータの駆動トルクを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。 According to the above configuration, in the low rotation region, it is possible to suppress the shortage of the lubricating oil in the pump chamber by delaying the discharge timing of the lubricating oil from the discharge port as compared with the case of the high rotation region. Moreover, it can suppress that lubricating oil runs short in a pump chamber by reducing the discharge amount of lubricating oil from a discharge port. Thereby, the clearance between the vane and the casing can be reliably sealed, and the occurrence of airtight leakage can be suppressed. As a result, in the vacuum pump, the driving torque of the rotor can be reduced and the power loss can be reduced.
一方、高回転域においては、低回転域の場合に比べ、排出口からの潤滑油の排出タイミングを早くすることで、ポンプ室内の潤滑油を速やかに排出することができる。また、排出口からの潤滑油の排出量を多くすることで、ポンプ室内の潤滑油を速やかに排出することができる。これにより、余剰の潤滑油の排出負荷が増大することを抑制でき、ポンプ室内の内圧が増大することを抑制できる。その結果、バキュームポンプにおいて、フリクションを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。 On the other hand, in the high rotation region, the lubricating oil in the pump chamber can be discharged quickly by increasing the discharge timing of the lubricating oil from the discharge port as compared with the low rotation region. Moreover, the lubricating oil in the pump chamber can be quickly discharged by increasing the amount of the lubricating oil discharged from the discharge port. Thereby, it can suppress that the discharge load of excess lubricating oil increases, and it can suppress that the internal pressure in a pump chamber increases. As a result, in the vacuum pump, friction can be reduced and power loss can be reduced.
本発明において、上記変更機構は、上記排出口の開閉弁の開き側の領域の開口面積を、高回転域では、低回転域の場合に比べ大きくするように構成されていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the changing mechanism is configured so that the opening area of the open side of the opening / closing valve of the discharge port is larger in the high rotation range than in the low rotation range.
この構成によれば、低回転域においては、高回転域の場合に比べ、排出口の上記開き側の領域の開口面積を小さくすることで、排出口からの潤滑油の排出タイミングを遅らせることができるので、ポンプ室内で潤滑油が不足することを抑制できる。また、排出口の上記開き側の領域の開口面積を小さくすることで、排出口からの潤滑油の排出量を少なくすることができるので、ポンプ室内で潤滑油が不足することを抑制できる。これにより、ベーンとケーシングとのクリアランスを確実にシールすることができ、気密漏れの発生を抑制できる。その結果、バキュームポンプにおいて、ロータの駆動トルクを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。 According to this configuration, in the low rotation range, the timing of discharging the lubricating oil from the discharge port can be delayed by reducing the opening area of the region on the opening side of the discharge port compared to the case of the high rotation range. Since it can do, it can control that lubricating oil runs short in a pump room. Moreover, since the discharge amount of the lubricating oil from the discharge port can be reduced by reducing the opening area of the region on the opening side of the discharge port, it is possible to suppress the shortage of the lubricating oil in the pump chamber. Thereby, the clearance between the vane and the casing can be reliably sealed, and the occurrence of airtight leakage can be suppressed. As a result, in the vacuum pump, the driving torque of the rotor can be reduced and the power loss can be reduced.
一方、高回転域においては、低回転域の場合に比べ、排出口の上記開き側の領域の開口面積を大きくすることで、排出口からの潤滑油の排出タイミングを早くすることができるので、ポンプ室内の潤滑油を速やかに排出することができる。また、排出口の上記開き側の領域の開口面積を大きくすることで、排出口からの潤滑油の排出量を多くすることができるので、ポンプ室内の潤滑油を速やかに排出することができる。これにより、余剰の潤滑油の排出負荷が増大することを抑制でき、ポンプ室内の内圧が増大することを抑制できる。その結果、バキュームポンプにおいて、フリクションを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。 On the other hand, in the high rotation region, compared with the low rotation region, by increasing the opening area of the region on the opening side of the discharge port, it is possible to accelerate the discharge timing of the lubricating oil from the discharge port, Lubricating oil in the pump chamber can be quickly discharged. Moreover, since the amount of lubricating oil discharged from the outlet can be increased by increasing the opening area of the region on the opening side of the outlet, the lubricating oil in the pump chamber can be quickly discharged. Thereby, it can suppress that the discharge load of excess lubricating oil increases, and it can suppress that the internal pressure in a pump chamber increases. As a result, in the vacuum pump, friction can be reduced and power loss can be reduced.
本発明において、上記変更機構は、油圧により上記排出口の開閉弁の開き側の領域内へ出没する移動部材を備え、高回転域では、低回転域の場合に比べ、上記移動部材の、上記排出口の開閉弁の開き側の領域内への突出量を小さくするように構成されていることが好ましい。このような上記開閉弁としては、例えば、上記排出口を覆う板ばねを備えたリード弁が挙げられる。 In the present invention, the changing mechanism includes a moving member that protrudes and retracts into a region on the opening side of the opening / closing valve of the discharge port by hydraulic pressure, and in the high rotation range, the movement member It is preferable that the amount of protrusion of the discharge port on the opening side of the opening / closing valve is reduced. Examples of such an on-off valve include a reed valve provided with a leaf spring that covers the discharge port.
上記構成によれば、低回転域では、高回転域の場合に比べ、移動部材の上記開き側の領域内への突出量が大きくなるので、排出口の上記開き側の領域の開口面積が小さくなる。このため、排出口からの潤滑油の排出タイミングを遅らせることができ、ポンプ室内で潤滑油が不足することを抑制できる。また、排出口からの潤滑油の排出量を少なくすることができ、ポンプ室内で潤滑油が不足することを抑制できる。これにより、ベーンとケーシングとのクリアランスを確実にシールすることができ、気密漏れの発生を抑制できる。その結果、バキュームポンプにおいて、ロータの駆動トルクを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。 According to the above configuration, the amount of protrusion of the moving member into the open side region is larger in the low rotation range than in the high rotation range, so the opening area of the open side region of the discharge port is small. Become. For this reason, the discharge timing of the lubricating oil from the discharge port can be delayed, and the shortage of lubricating oil in the pump chamber can be suppressed. In addition, the amount of lubricating oil discharged from the discharge port can be reduced, and the shortage of lubricating oil in the pump chamber can be suppressed. Thereby, the clearance between the vane and the casing can be reliably sealed, and the occurrence of airtight leakage can be suppressed. As a result, in the vacuum pump, the driving torque of the rotor can be reduced and the power loss can be reduced.
一方、高回転域では、低回転域の場合に比べ、移動部材の上記開き側の領域内への突出量が小さくなるので、排出口の上記開き側の領域の開口面積が大きくなる。このため、排出口からの潤滑油の排出タイミングを早くすることができ、ポンプ室内の潤滑油を速やかに排出することができる。また、排出口からの潤滑油の排出量を多くすることができ、ポンプ室内の潤滑油を速やかに排出することができる。これにより、余剰の潤滑油の排出負荷が増大することを抑制でき、ポンプ室内の内圧が増大することを抑制できる。その結果、バキュームポンプにおいて、フリクションを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。 On the other hand, in the high rotation range, the amount of protrusion of the moving member into the open side region is smaller than in the low rotation range, so that the opening area of the open side region of the discharge port is large. For this reason, the discharge timing of the lubricating oil from the discharge port can be advanced, and the lubricating oil in the pump chamber can be discharged quickly. Further, the amount of lubricating oil discharged from the discharge port can be increased, and the lubricating oil in the pump chamber can be quickly discharged. Thereby, it can suppress that the discharge load of excess lubricating oil increases, and it can suppress that the internal pressure in a pump chamber increases. As a result, in the vacuum pump, friction can be reduced and power loss can be reduced.
本発明によれば、ベーン式のバキュームポンプにおいて、低回転域でも、高回転域でも、動力損失の低減を図ることができる。 According to the present invention, in a vane type vacuum pump, it is possible to reduce power loss even in a low rotation range and a high rotation range.
本発明を具体化した実施形態について添付図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
以下では、本発明のバキュームポンプを自動車等の車両に搭載される内燃機関に設置した例について説明する。内燃機関において、バキュームポンプは、例えば、カムシャフトの一端に設けられる。そして、内燃機関で発生された回転駆動力がタイミングチェーン等を介してカムシャフトに伝達されることで、バキュームポンプが駆動され、負圧が発生するようになっている。バキュームポンプにより発生された負圧は、例えば、車両に搭載されるブレーキブースタなどに利用される。 Below, the example which installed the vacuum pump of this invention in the internal combustion engine mounted in vehicles, such as a motor vehicle, is demonstrated. In an internal combustion engine, a vacuum pump is provided at one end of a camshaft, for example. Then, the rotational driving force generated in the internal combustion engine is transmitted to the camshaft through a timing chain or the like, so that the vacuum pump is driven and negative pressure is generated. The negative pressure generated by the vacuum pump is used, for example, for a brake booster mounted on a vehicle.
まず、実施形態に係るバキュームポンプ10の概略構成について説明する。図1、図2に示すように、バキュームポンプ10は、ベーン式のバキュームポンプとして構成されている。
First, a schematic configuration of the
バキュームポンプ10は、内燃機関1の側面に固定されるハウジング11を備えている。ハウジング11は、段付き部を備えた筒状に形成されている。具体的に、ハウジング11は、図1に示すように、大径のケーシング11aと、これに連続する小径の軸受部11bとが一体的に形成された構成となっている。ハウジング11の軸受部11bは、内燃機関1の側面に形成された貫通孔1aに内燃機関1の外側から嵌め込まれている。また、ハウジング11のケーシング11aの前面開口部は、カバー11cにより覆われている。
The
ハウジング11内には、ロータ12が収容されている。ハウジング11の軸受部11bの中央には、軸方向に嵌通する貫通孔11dが形成されており、この貫通孔11dにロータ12のロータ軸12aが挿入されている。このロータ軸12aは、軸受部11bに回転自在に支持されている。
A
ケーシング11aの内周面11eの形状は、後述するベーン13の両先端がそれぞれ接触する内周面11e上の2点間の距離がロータ12の全回転位置において略一定となるように形成されている。具体的には、内周面11eの形状は、楕円形あるいは変形円形となっている。
The shape of the inner
ロータ12は、図2に示すように、ケーシング11aに対し、所定の偏心量で偏心した位置で回動するように配置されている。図2では、ロータ12は、ケーシング11aに対し右方に偏心している。
As shown in FIG. 2, the
ロータ12のケーシング11aに収容される部分12bは、図1に示すように、ロータ軸12aよりも大径に形成されており、この部分12bには、径方向に延びるベーン溝12cが形成されている。ベーン溝12cには、図2に示すように、平板状のベーン13が摺動自在に嵌め込まれている。ベーン13は、その先端がケーシング11aの内周面11eに沿って動くように、ロータ12に出没自在に設けられている。なお、ベーン13の両方の先端部には、シール部材13aがそれぞれ取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
ベーン13により、図2に示すように、ケーシング11aの内部が2つのポンプ室14,14に区画されている。具体的には、ベーン13は、ロータ12の回転にともなって(図2では回転方向を矢印X1で示す)、ベーン溝12cから突出する方向に遠心力を受ける。これにより、ベーン13の先端(シール部材13a)とケーシング11aの内周面11eとが摺接しつつ、ベーン13は、ベーン溝12cに対して出入りする。そして、互いに偏心したケーシング11aの内周面11eとロータ12の外周面との間に、周方向に沿って幅寸法が連続的に変化する密閉空間、つまり、2つのポンプ室14,14が形成される。
As shown in FIG. 2, the interior of the
このように、ロータ12の回転にともないベーン13がX1方向に回転すると、ポンプ室14,14の容積が連続的に変化する。この場合、ポンプ室14,14のうち一方の容積が増大し、他方の容積が減少するようになっている。
Thus, when the
ロータ12のロータ軸12aは、図1に示すように、内燃機関1のカムシャフト(例えば、吸気カムシャフト)2の一端にカップリング3を介して一体回転可能に連結されている。カムシャフト2の内部には、潤滑油を供給する給油路2aが形成されている。給油路2aは、内燃機関1に設けられた潤滑油供給手段に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
ロータ軸12aには、径方向に貫通する貫通孔12dが形成されている。また、ロータ軸12aの中央には、凹部12eが形成され、この凹部12eと貫通孔12dとが連通されている。ロータ軸12aの凹部12eには、内部に給油路15aが形成された給油パイプ15の一端がOリングを介して嵌合されている。さらに、給油パイプ15の他端が、カムシャフト2の中央に形成された凹部2bにOリングを介して嵌合されている。カムシャフト2の給油路2a、給油パイプ15の給油路15a、および、ロータ12のロータ軸12aの貫通孔12dは、常時連通されている。
The
また、ハウジング11の軸受部11bには、図1に示すように、内周面の略対角位置に軸方向に延びる一対の連通溝11f,11fが形成されている。連通溝11f,11fの一端は、軸方向でロータ軸12aの貫通孔12dの位置まで延びている。そして、連通溝11f,11fは、ロータ12の回転にともない、ロータ軸12aの貫通孔12dと間欠的に連通するようになっている。連通溝11f,11fの他端は、ケーシング11a内に連通されている。
Further, as shown in FIG. 1, a pair of
バキュームポンプ10では、これらの給油路2a,15a、貫通孔12d、および、連通溝11fを介して、ポンプ室14内に潤滑油が供給されるようになっている。この場合、ロータ12の貫通孔12dと軸受部11bの連通溝11fとが連通したとき、貫通孔12dから連通溝11fを介して潤滑油がポンプ室14内に供給される。このように、カムシャフト2の給油路2aからポンプ室14内への潤滑油の供給が間欠的に行われるようになっている。
In the
ケーシング11aには、図2、図3に示すように、圧縮空気吐出用の排出口16が設けられている。排出口16は、ケーシング11aの底壁部に形成されている。排出口16は、略直線状に延びる長孔に形成されており、ロータ12とケーシング11aとが最接近する位置P1の近傍から、ベーン13の回転方向の後ろ側(下流側)に向けて延びている。つまり、排出口16は、容積が減少傾向にあるポンプ室14の側に設けられている。排出口16を介してポンプ室14内の圧縮空気が内燃機関1の内部に排出される。なお、図3の断面は、図2のX2−X2線で切断した断面を示している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
排出口16には、図3に示すように、ポンプ室14における圧縮空気の圧力(内圧)の増減に応じて開閉する開閉弁17が取り付けられている。この開閉弁17としては、例えば、リードバルブのように、ポンプ室14の内圧に応じて撓むように開くものが用いられる。開閉弁17は、図3に示すように、排出口16を覆う薄い板ばね17aを備えている。板ばね17aの長手方向の一端側(図3では、右端側)は、ねじ止めによってケーシング11aの底壁部に固定されているが、長手方向の他端側(図3では、左端側)は、ケーシング11aに対し自由に動けるようになっている。
As shown in FIG. 3, an opening / closing
開閉弁17の閉鎖状態では、図3に示すように、排出口16を塞ぐように板ばね17aが真っ直ぐに伸びた姿勢になる。開閉弁17の開放状態では、図4(a)、(b)に示すように、排出口16を開くように板ばね17aが撓んだ姿勢になる。そして、排出口16からポンプ室14内の潤滑油混じりの圧縮空気が内燃機関1の内部に排出される。このように、排出口16を常時開放せずに、開閉弁17を設けて排出口16を間欠的に開放することによって、ポンプ室14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、ロータ12の駆動トルクを軽減することが可能になる。
In the closed state of the on-off
また、ケーシング11aには、図2に示すように、負圧取り出し用の吸入ポート18が設けられている。吸入ポート18は、ロータ12を挟んで排出口16とは反対側、具体的には、ロータ12とケーシング11aとが最接近する位置P1よりも、ベーン13の回転方向の前側(上流側)に設けられている。つまり、吸入ポート18は、容積が増大傾向にあるポンプ室14の側に設けられている。吸入ポート18は、吸入通路18aを介して、負圧を必要とする機器(例えば、ブレーキブースタ)に接続されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
この実施形態では、バキュームポンプ10に、ケーシング11aの排出口16から潤滑油を排出する排出タイミングを可変とする変更装置20が備えられている。この変更装置20は、排出口16の開閉弁17の開き側(付け根側とは反対側)の領域(以下では、単に開き側領域と言う。)16aの開口面積を可変とすることで、排出口16から潤滑油を排出する排出タイミングを変更するように構成されている。以下、この実施形態の特徴部分について詳しく説明する。
In this embodiment, the
図3に示すように、変更装置20は、ピストン(移動部材)21とスプリング22と油圧室23を備えている。油圧室23は、ケーシング11aの底壁部の内部に形成されており、排出口16の開き側領域16aの近傍に設けられている。
As shown in FIG. 3, the changing
ピストン21は、油圧室23内に挿入されており、その一端部(図3では、右端部)21aが排出口16の開き側領域16a内へ出没するように配置されている。ピストン21の他端部(図3では、左端部)は、油圧室23内に配設されたスプリング22に連結されている。スプリング22の付勢力は、ピストン21の一端部21aの排出口16の開き側領域16a内への突出量を減少させる方向(図3では、左方向)に作用している。言い換えれば、スプリング22の付勢力は、排出口16の開き側領域16aの開口面積を大きくする方向に作用している。
The
ピストン21は、スプリング22の付勢力と、油圧室23の油圧とのバランスによってスライド移動する。これにより、ピストン21の排出口16の開き側領域16a内への突出量が変更され、排出口16の開き側領域16aの開口面積が変更されるようになっている。
The
油圧室23は、油路24を介して、例えば、内燃機関1に設けられた潤滑油供給手段に接続されている。油路24の途中には、ECU30により制御される制御弁25が介在されている。ECU30は、演算を行うCPU、演算結果などの各種の情報を記憶するRAM、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップRAM、各種の制御プログラムやマップを格納しているROMなどを備える。
The
ECU30には、内燃機関1の回転数(エンジン回転数)を検出する回転数センサ31が接続されている。ECU30は、回転数センサ31により検出された内燃機関1の回転数に基づいて制御弁25を制御する。そして、制御弁25の制御により、油圧室23に供給する油圧を制御することで、ピストン21がスライド移動する。
The
具体的に、油圧室23の油圧を高くすると、例えば、図4(a)に示すように、ピストン21がスプリング22の付勢力に抗して右方にスライド移動する。これにより、ピストン21の排出口16の開き側領域16a内への突出量が大きくなる。そして、その突出量が大きくなった分だけ、排出口16の開き側領域16aが閉鎖され、この開き側領域16aの開口面積が小さくなる。
Specifically, when the hydraulic pressure in the
逆に、油圧室23の油圧を低くすると、例えば、図4(b)に示すように、ピストン21がスプリング22の付勢力によって左方にスライド移動する。これにより、ピストン21の排出口16の開き側領域16a内への突出量が小さくなる。そして、その突出量が小さくなった分だけ、排出口16の開き側領域16aが開放され、この開き側領域16aの開口面積が大きくなる。
On the contrary, when the hydraulic pressure in the
この実施形態では、変更装置20により、排出口16の開き側領域16aの開口面積を低回転時と高回転時とで変更するようにしている。なお、ロータ12の回転数は、内燃機関1が4サイクル機関の場合、内燃機関1の回転数(クランクシャフトの回転数)の2分の1になる。このため、この実施形態では、回転数センサ31により検出される内燃機関1の回転数に基づいて、排出口16の開き側領域16aの開口面積を変更するようにしている。図4(a)、(b)は、同じ圧力において開閉弁17が開く様子を示している。
In this embodiment, the changing
具体的には、ECU30は、回転数センサ31により検出される内燃機関1の回転数が、予め設定された閾値N1未満である低回転域では、制御弁25を制御して油圧室23に供給する油圧を高くする。すると、図4(a)に示すように、ピストン21が右方に移動する。図4(a)では、ピストン21が最大限右方に移動した状態を示している。
Specifically, the
これにより、排出口16の開き側領域16aの開口面積が小さくなる。このため、後述する高回転域の場合に比べ、ベーン13の回転にともなってポンプ室14の内圧が上昇しても、図4(a)に示すように、板ばね17aが撓みにくくなる。つまり、開閉弁17が開きにくくなり、開閉弁17が開き始めるタイミングが遅くなる。したがって、排出口16から潤滑油が排出される排出タイミングが遅くなる。
Thereby, the opening area of the opening side area |
このように、低回転域においては、排出口16の開き側領域16aの開口面積を小さくすることで、排出口16からの潤滑油の排出タイミングを遅らせることができるので、ポンプ室14内で潤滑油が不足することを抑制できる。これにより、ベーン13とケーシング11aとのクリアランスを確実にシールすることができ、気密漏れの発生を抑制できる。その結果、バキュームポンプ10において、ロータ12の駆動トルクを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。
In this way, in the low rotation range, by reducing the opening area of the
一方、ECU30は、回転数センサ31により検出される内燃機関1の回転数が、上記閾値N1以上である高回転域では、制御弁25を制御して油圧室23に供給する油圧を低くする。すると、図4(b)に示すように、ピストン21が左方に移動する。図4(b)では、ピストン21が最大限左方に移動した状態を示しており、この状態では、ピストン21の排出口16の開き側領域16aへの突出量が「0」になっている。
On the other hand, the
これにより、排出口16の開き側領域16aの開口面積が大きくなる。このため、上述した低回転域の場合に比べ、ベーン13の回転にともなってポンプ室14の内圧が上昇すると、図4(b)に示すように、板ばね17aが撓みやすくなる。つまり、開閉弁17が開きやすくなり、開閉弁17が開き始めるタイミングが早くなる。したがって、排出口16から潤滑油が排出される排出タイミングが早くなる。
Thereby, the opening area of the opening side area |
このように、高回転域においては、排出口16の開き側領域16aの開口面積を大きくすることで、排出口16からの潤滑油の排出タイミングを早めることができ、ポンプ室14内の潤滑油を速やかに排出することができる。これにより、余剰の潤滑油の排出負荷が増大することを抑制でき、ポンプ14室内の内圧が増大することを抑制できる。その結果、バキュームポンプ10において、フリクションを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。
As described above, in the high rotation range, by increasing the opening area of the
以上では、変更装置20によりケーシング11aの排出口16から潤滑油を排出する排出タイミングを2段階に変更する例を挙げたが、排出口16からの潤滑油の排出タイミングを、3段階以上に変更する構成としてもよい。また、排出口16からの潤滑油の排出タイミングを、内燃機関1の回転数に応じて連続的に変更する構成としてもよい。この場合、内燃機関1の回転数が高くなるほど、排出口16からの潤滑油の排出タイミングを早くすればよい。具体的には、内燃機関1の回転数が高くなるほど、排出口16の開き側領域16aの開口面積が大きくなるように、油圧室23の油圧を制御すればよい。
In the above, an example in which the discharge timing for discharging the lubricating oil from the
なお、変更装置20は、排出口16の開き側領域16aの開口面積を変更可能なものであれば、上記以外の構成であってもよい。例えば、排出口16の開き側領域16aを覆う遮蔽板を設け、この遮蔽板を回動(移動)させることで、排出口16の開き側領域16aの開口面積を変更するようにしてもよい。また、ピストン21等の移動部材を移動させる手段として、油圧以外の手段を用いてもよい。
The changing
−他の実施形態−
以上、本発明の実施形態について説明したが、ここに示した実施形態は一例であり、さまざまに変形することが可能である。
-Other embodiments-
The embodiment of the present invention has been described above. However, the embodiment shown here is an example and can be variously modified.
(1)上記実施形態では、内燃機関1の回転数に応じて排出口16からの潤滑油の排出タイミングを変更する例を挙げたが、内燃機関1の回転数に応じて排出口16からの潤滑油の排出量を変更することで、バキュームポンプ10において、低回転域でも高回転域でも動力損失の低減を図ることも可能である。
(1) In the above-described embodiment, the example in which the discharge timing of the lubricating oil from the
例えば、上記実施形態の変更装置20と略同様の構成の変更装置を設け、この変更装置により、内燃機関1の回転数に応じて排出口16の開口面積を変更すればよい。具体的には、排出口16の開口面積を、高回転域では、低回転域の場合に比べ大きくすればよい。この場合、上記実施形態とは異なり、排出口16の開き側領域16a以外の領域の開口面積を変更してもよい。
For example, a change device having substantially the same configuration as the
そして、低回転域において、排出口16の開口面積を小さくすることで、排出口16からの潤滑油の排出量を少なくすることができるので、ポンプ室14内で潤滑油が不足することを抑制できる。これにより、バキュームポンプ10において、ロータ12の駆動トルクを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。
And, in the low rotation range, the amount of the lubricating oil discharged from the
一方、高回転域において、排出口16の開口面積を大きくすることで、排出口16からの潤滑油の排出量を多くすることができ、ポンプ室14内の潤滑油を速やかに排出することができる。これにより、バキュームポンプ10において、フリクションを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。
On the other hand, by increasing the opening area of the
なお、排出口16からの潤滑油の排出量を、3段階以上に変更する構成としてもよい。また、排出口16からの潤滑油の排出量を、内燃機関1の回転数に応じて連続的に変更する構成としてもよい。この場合、内燃機関1の回転数が高くなるほど、排出口16の開口面積が大きくすればよい。また、変更装置は、排出口16からの潤滑油の排出量を変更可能な構成であればいかなる構成であってもよい。例えば、ピストン以外の他の移動部材を用いて潤滑油の排出量を変更させてもよいし、油圧以外の他の手段を用いて潤滑油の排出量を変更させてもよい。
In addition, it is good also as a structure which changes the discharge amount of the lubricating oil from the
(2)また、内燃機関1の回転数に応じて排出口16からの潤滑油の排出タイミングおよび排出量を変更することで、バキュームポンプ10において、低回転域でも高回転域でも動力損失の低減を図ることも可能である。例えば、上記実施形態の変更装置20によれば、排出口16からの潤滑油の排出タイミングに加え、排出量も変更される。
(2) Further, by changing the discharge timing and discharge amount of the lubricating oil from the
詳細には、低回転域では、図4(a)に示すように、ピストン21の排出口16の開き側領域16a内への突出量が大きくなり、排出口16の開口面積が小さくなる。このため、図4(b)に示す高回転域の場合に比べ、同じ圧力であっても、開閉弁17の開き度合いが小さくなる。したがって、排出口16からの潤滑油の排出量が少なくなる。
Specifically, in the low rotation range, as shown in FIG. 4A, the amount of protrusion of the
このように、低回転域において、排出口16の開き側領域16aの開口面積を小さくすることで、排出口16からの潤滑油の排出タイミングを遅く且つ排出量を少なくすることができるので、ポンプ室14内で潤滑油が不足することを抑制できる。これにより、バキュームポンプ10において、ロータ12の駆動トルクを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。
In this way, by reducing the opening area of the
一方、高回転域では、図4(b)に示すように、ピストン21の排出口16の開き側領域16a内への突出量が小さくなり、排出口16の開口面積が大きくなる。このため、図4(a)に示す低回転域の場合に比べ、同じ圧力であっても、開閉弁17の開き度合いが大きくなる。したがって、排出口16からの潤滑油の排出量が多くなる。
On the other hand, in the high rotation region, as shown in FIG. 4B, the amount of protrusion of the
このように、高回転域において、排出口16の開き側領域16aの開口面積を大きくすることで、排出口16からの潤滑油の排出タイミングを早く且つ排出量を多くすることができ、ポンプ室14内の潤滑油を速やかに排出することができる。これにより、バキュームポンプ10において、フリクションを低減することができ、動力損失の低減を図ることができる。
Thus, by increasing the opening area of the
(3)以上の実施形態では、排出口16からの潤滑油の排出タイミングまたは排出量を変更する例を挙げたが、ケーシング11a内に吸入される潤滑油の吸入タイミングまたは吸入量を内燃機関1の回転数に応じて変更することによって、低回転域でも高回転域でも動力損失の低減を図ることも可能である。例えば、高回転域では、ケーシング11a内に吸入される潤滑油の吸入タイミングを、低回転域の場合に比べ遅くすることによってポンプ室14内に存在する潤滑油の量を少なくして、フリクションの低減を図ることが可能である。あるいは、高回転域では、ケーシング11a内に吸入される潤滑油の吸入量を、低回転域の場合に比べ少なくすることによってポンプ室14内に存在する潤滑油の量を少なくして、フリクションの低減を図ることも可能である。
(3) In the above embodiment, the example of changing the discharge timing or discharge amount of the lubricating oil from the
(4)以上では、バキュームポンプ10の駆動源として内燃機関1を利用した例を挙げたが、内燃機関1とは別の駆動源によりバキュームポンプ10を駆動する構成としてもよい。本発明に係るバキュームポンプ10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。
(4) In the above, the example in which the internal combustion engine 1 is used as the drive source of the
本発明は、ベーン式のバキュームポンプに利用することができる。詳細には、本発明は、低回転域でも、高回転域でも、動力損失の低減を図る技術として有用である。 The present invention can be used for a vane type vacuum pump. Specifically, the present invention is useful as a technique for reducing power loss in both a low rotation range and a high rotation range.
10 バキュームポンプ
11 ハウジング
11a ケーシング
12 ロータ
13 ベーン
14 ポンプ室
16 排出口
16a 開き側領域
17 開閉弁
20 変更装置
21 ピストン
23 油圧室
31 回転数センサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記ケーシング内に偏心して設けられ、ベーンを摺動自在に保持するロータとを備え、
上記ケーシング内には、給油路を介して潤滑油が供給される一方、ケーシング内からは、排出口を介して潤滑油が排出され、上記排出口には、排出される圧縮空気の圧力に応じてこの排出口を開閉する開閉弁が設けられたバキュームポンプであって、
上記排出口からの潤滑油の排出タイミングおよび排出量の少なくとも一方を回転数に応じて可変とする変更機構を備え、
上記変更機構は、高回転域では、低回転域の場合に比べ、排出タイミングを早く、排出量を多くするように構成されていることを特徴とするバキュームポンプ。 A casing in which a plurality of pump chambers are formed;
A rotor that is eccentrically provided in the casing and holds the vane slidably,
Lubricating oil is supplied into the casing through an oil supply passage, while lubricating oil is discharged from the casing through a discharge port, and the discharge port is responsive to the pressure of the compressed air to be discharged. A vacuum pump provided with an open / close valve for opening and closing the lever outlet;
A change mechanism for changing at least one of the discharge timing and the discharge amount of the lubricating oil from the discharge port according to the rotational speed;
The said change mechanism is a vacuum pump characterized by being comprised so that discharge | emission timing may be early | stimulated and the amount of discharge | emissions may be increased compared with the case of a low rotation area in a high rotation area.
上記変更機構は、上記排出口の開閉弁の開き側の領域の開口面積を、高回転域では、低回転域の場合に比べ大きくするように構成されていることを特徴とするバキュームポンプ。 The vacuum pump according to claim 1,
The vacuum pump is characterized in that the changing mechanism is configured such that the opening area of the opening side of the opening / closing valve of the discharge port is larger in the high rotation range than in the low rotation range.
上記変更機構は、油圧により上記排出口の開閉弁の開き側の領域内へ出没する移動部材を備え、高回転域では、低回転域の場合に比べ、上記移動部材の、上記排出口の開閉弁の開き側の領域内への突出量を小さくするように構成されていることを特徴とするバキュームポンプ。 In the vacuum pump according to claim 1 or 2,
The change mechanism includes a moving member that moves into and out of an area on the opening side of the opening / closing valve of the discharge port by hydraulic pressure, and the opening / closing of the discharge port of the moving member is higher in the high rotation range than in the low rotation range. A vacuum pump characterized by being configured to reduce the amount of protrusion into the open side region of the valve.
上記開閉弁は、上記排出口を覆う板ばねを備えたリード弁として構成されていることを特徴とするバキュームポンプ。 In the vacuum pump according to claim 1, claim 2, or claim 3,
The vacuum pump according to claim 1, wherein the on-off valve is configured as a reed valve including a leaf spring that covers the discharge port.
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