JP2012087700A

JP2012087700A - 負圧ポンプ

Info

Publication number: JP2012087700A
Application number: JP2010235823A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kobayashi; 伸之小林; Ichiro Kobayashi; 市郎小林; Yoshiaki Matsunaga; 吉晃松永; Takashi Kajitani; 高梶谷; Taira Izawa; 平井澤
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-05-10
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: JP5632252B2

Abstract

【課題】シール材の調達コストが削減でき、シール材の取付コストが低減できる負圧ポンプを提供することを課題とする。
【解決手段】基盤となるボディ部４０に吸気通路１１３を設け、ボディ部４０の側面にポンプ部９０を取付け、このポンプ部９０をカバー体８０で覆い、このカバー体８０をボディ部４０の側面に取付け、吸気が吸気通路１１３を介してポンプ部９０に吸い込まれ、このポンプ部９０からの排気がボディ部４０に設けた複数のチャンバー５４を介して排出されるようにした負圧ポンプ１０であって、吸気通路１１３とポンプ部９０との接続部におけるシールと、ボディ部４０とカバー体８０との間のシールは、ボディ部４０の側面とポンプ部９０との間に挟めた１枚のシートパッキン６０により一括して行うようにした。
【効果】排気がチャンバーで膨張するので、膨張による排気の減音効果が得られる。
【選択図】図３

Description

本発明は、負圧ポンプ、例えば車両に備えられる負圧ブースタの負圧室内を負圧にする負圧ポンプに関する。

この種の負圧ポンプとして、各種の技術が提案されている（例えば、特許文献１（図１）参照。）。

特許文献１の負圧ポンプでは、支持体とポンプ部との間はシール材でシールされ、支持体とボディ部との間はシール材でシールされる。また、ポンプ部とボディ部との間はシール材でシールされる。さらに、ボディ部とカバー体との間はシール材でシールされる。

ポンプ部が作動すると、ボディ部の流入口から流体が吸入される。吸入された流体は、複数の吸入通路及びポンプ部を通り、排出口から排出される。吸入通路とポンプ部との間の隙間や、ボディ部とカバー体との間の隙間などに流体が侵入するが、シール材のシール作用によって流体の漏れが防げる。

ところで、負圧ポンプには製品コストの低減が求められる。
しかし、特許文献１記載の負圧ポンプは、多くのシール材を必要とするため、シール材の調達コストが嵩む上、組立工程において、多くのシール材を支持体などに取付ける必要があり、取付けコストも嵩む。

特開２０１０−１０１３２２公報

本発明は、シール材の調達コストが削減でき、シール材の取付コストが低減できる負圧ポンプを提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、基盤となるボディ部に吸気通路を設け、前記ボディ部の側面にポンプ部を取付け、このポンプ部をカバー体で覆い、このカバー体を前記ボディ部の側面に取付け、吸気が前記吸気通路を介して前記ポンプ部に吸い込まれ、このポンプ部からの排気が前記ボディ部に設けた複数のチャンバーを介して排出されるようにした負圧ポンプであって、
前記吸気通路と前記ポンプ部との接続部におけるシールと、前記ボディ部と前記カバー体との間のシールは、前記ボディ部の側面と前記ポンプ部との間に挟めた１枚のシートパッキンにより一括して行うようにしたことを特徴とする。

請求項２に係る発明では、複数のチャンバーは、ボディ部の側面に開口するように設けられ、開口がシートパッキンで塞がれており、このシートパッキンにポンプ部からの排気を複数のチャンバーの１つ又は一部に流す通孔が設けられ、複数のチャンバーが連通溝で連通されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、シートパッキンは、芯材としての金属板と、この金属板の上下面に被せた弾性材とからなることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、１枚のシートパッキンで、吸気通路とポンプ部との接続部におけるシールと、ボディ部とカバー体との間のシールを一括して行うようにした。
従来複数個使用されていたシール材を、本発明では１枚のシートパッキンにまとめたので、シール材の調達コストが削減でき、シール材の取付コストを削減することができる。

請求項２に係る発明では、複数のチャンバーの開口をシートパッキンで塞ぎ、このシートパッキンに、ポンプ部からの排気を複数のチャンバーの１つ又は一部に流す通孔を設け、複数のチャンバーを連通溝で連通させるようにした。
シートパッキンで開口が塞がれたチャンバーは、排気の膨張室として機能する。すなわち、排気が通孔で絞られ、チャンバーで膨張するので、膨張による排気の減音効果が得られる。

加えて、複数のチャンバーを連通溝で連通させたので、通孔で絞られた排気をチャンバーで膨張させた後、連通溝を通して絞り、再び次のチャンバーで膨張させることができる。結果、排気音を一層低減することができる。

請求項３に係る発明では、シートパッキンを、芯材としての金属板と、この金属板の上下面に被せた弾性材とで、構成するようにした。
本発明のシートパッキンは不可避的に大径になる。金属板を芯にすることで、パッキンの剛性を確保し、組付作業時に発生しがちなパッキンの変形や破損を防止することができる。

本発明に係る負圧ポンプの分解斜視図である。ポンプ部の分解斜視図である。負圧ポンプの要部断面図である。図３の４−４線断面図である。図３の５−５線断面図である。シートパッキンの断面図である。接続管からポンプ部までの吸気の流れを説明する図である。ポンプ部から排気口までの排気の流れを説明する図である。複数のチャンバーの作用を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。本発明の負圧ポンプは、車両用負圧ブースタ用に好適であるが、用途は任意である。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、負圧ポンプ１０は、吸入ポート２３を上部に有するボディ部４０と、このボディ部４０の一方の側面に複数（この例では２本）のビス２４で取付けられ、モータ軸２６がインボリュートスプライン軸であるモータ２７と、ボディ部４０の他方の側面に設けられている複数（この例では４個）の雌ねじ穴２８に長いボルト２９をねじ込むことで取付けられるポンプ部９０と、吸入ポート２３にフィルタ部材３１を介して接続される接続管７０と、ポンプ部９０とボディ部４０との間に挟まれる平板状のシートパッキン６０と、ポンプ部９０を覆うと共に、ボディ部４０の他方の側面に設けられている複数（この例では４個）の雌ねじ穴３２にビス３３をねじ込むことで取付けられるカバー体８０とからなる。

モータ２７の側部に、モータ２７へ給電する中間コネクタ３４が設けられる。

ボディ部４０は、モータ２７をマウントするため及び車両に接続するための基盤であるため、厚くて剛性に富む、例えば鋳物などの金属製とすることが望まれる。ボディ部４０の底面に、車両側のブラケットに取付けられる一対の固定部４１が下方に突出して設けられる。ボディ部４０の中心部にモータ軸２６が挿入される軸穴４２が設けられる。

ボディ部４０のうちポンプ部９０が取付けられる側面を、ポンプ取付け側面４３と呼ぶことにする。ポンプ取付け面４３は、シートパッキン６０のシール面であって、軸穴４２を囲うようにして設けられる第１シール面４４と、ボディ部４０の外縁側に設けられる第２シール面４６とからなる。第１シール面４４と第２シール面４６とは同一平面上にある。

第１シール面４４の上部の２箇所及び下部の２箇所に、雌ねじ穴２８が配置される。第２シール面４６の上部の２箇所及び下部の２箇所に、雌ねじ穴３２が配置される。また、第１シール面４４には、軸穴４２の上方から下方にかけて、軸穴４２を中心とする半円形の吸気溝４７が設けられる。

第１シール面４４と第２シール面４６との間に、ボディ部４０の外周に沿って複数（実施例では４室）のチャンバー５１〜５４が設けられる。複数のチャンバー５１〜５４は、第１シール面４４と第２シール面４６との間に形成される凹みである。複数のチャンバー５１〜５４は、軸穴４２の上方に配置される第１チャンバー５１と、軸穴４２の一側に配置される第２チャンバー５２と、軸穴４２の他側に配置される第３チャンバー５３と、軸穴４２の下方に配置される第４チャンバー５４とからなる。

シートパッキン６０は、中心部にモータ軸２６が挿入される挿入穴６１を有し、ボディ部４０の雌ねじ部２８、３２に対応するボルト穴６２、６３を有する。また、シートパッキン６０は、吸気溝４７の両端に対応する位置に吸気用通孔６５、６６を有する。さらに、シートパッキン６０は、第１チャンバー５１の中央部に対応する位置に一対の排気用通孔６７、６７を有し、第４チャンバー５４の下部中央に対応する位置に排気用通孔６８を有する。

複数のボルト２９をボルト穴６２に通し、雌ねじ穴２８にねじ込むことで、シートパッキン６０がポンプ部９０と第１シール面４４との間に挟まれ、ポンプ部９０と第１シール面４４との間がシールされる。また、複数のビス３３をボルト穴６３に通し、雌ねじ部３２にねじ込むことで、シートパッキン６０がカバー体８０と第２シール面４６との間に挟まれ、カバー体８０と第２シール面４６との間がシールされる。

接続管７０は、ボディ部４０の上面に設けられている複数（この例では２個）の雌ねじ穴７１にビス７２をねじ込むことで締結される締結部７３と、この締結部７３から上方に突出する基部７５と、この基部７５からモータ軸２６の軸方向７７に延びるホース差込部７６とを主要素とし、Ｏリングなどのシール材７８を介して吸入ポート２３に接続される。

カバー体８０は、有底円筒であり、ポンプ取付け側面４３に対向する底部８１と、この底部８１からポンプ取付け側面４３に向けて延びる筒部８２と、この筒部８２の端部に鍔状に形成されるフランジ部８３とからなる。

図２はポンプ部の分解斜視図であり、ポンプ部９０は、非円断面のロータ室９１及び複数（この例では４個）のボルト穴９２が設けられるケース９３と、複数のベーン溝９５が放射状に設けられ、中心にインボリュートスプライン穴９６が設けられ、非円断面のロータ室９１に回転自在に収納されるロータ９７と、複数のベーン溝９５に各々移動自在に収納されるベーン９８と、複数（この例では４個）のボルト穴１０１及び上下２個の吸気孔１０２、１０３を有する吸気プレート１０４と、複数（この例では４個）のボルト穴１０６及び上下２個の排気孔１０７、１０８を有する排気プレート１１１と、ボルト穴１０６、９２、１０１に通される複数（この例では４本）のボルト２９とからなる。

負圧ポンプの各部の構成を図３〜図６に基づいて、さらに詳細に説明する。
図３は、図２及び図１に基づいて組立てられた負圧ポンプ１０の要部断面図である。
図３に示されるように、軸穴４２に転がり軸受１１２が設けられており、この軸受１１２にモータ軸２６が支持される。モータ軸２６は、シートパッキン６０の挿入穴６１に挿入され、ロータ９７のインボリュートスプライン穴９６に嵌り、先端が排気プレート１１１の近傍まで達する。

シートパッキン６０は、第１シール面４４のうち軸穴４２を囲う面と、吸気プレート１０４の表面との間に挟まれることで、軸穴４２とカバー体８０内との間をシールする。結果、カバー体８０内の排気が軸受１１２やモータ軸２６に漏れることを防ぐことができる。

また、シートパッキン６０は、吸気プレート１０４と第１シール面４４との間に挟まれることで、吸気用通孔（図１、符号６５、６６）と対応する部分を除いて吸気溝４７の開口を塞ぐ。吸気溝４７の開口をシートパッキン６０で塞ぐことで、吸気通路１１３が形成される。結果、接続管７０、吸入ポート２３、吸気通路１１３、吸気用通孔（図１、符号６５、６６）及び吸気孔（図２、符号１０２、１０３）からなる吸気経路が形成される。

さらに、シートパッキン６０は、カバー体８０のフランジ部８３とボディ部４０の第２シール面４６との間に挟まれ、フランジ部８３と第２シール面４６との間をシールする。結果、カバー体８０内の気密性が確保される。

ボディ部４０の底に排気口１２０が設けられる。
排気口１２０は、排気穴１２１に外から栓部材１２２を嵌め、排気穴１２１の内周面と栓部材１２２の外周面との間に複数の排気通路１２３を形成してなる。

第４チャンバー５４と排気口１２０とは、排出通路１２４によって連通される。すなわち、排出通路１２４は、第４チャンバー５４の内壁に開口し、この開口部から下方に延びて排気穴１２１の天井面に開口する。

次に、複数のチャンバーの構成を図４に基づいて説明する。
図４に示されるように、排気口１２０は一対の固定部４１、４１の間に設けられる。
複数のチャンバー５１〜５４は、各々、モータ軸２６を中心とする円の周方向に沿うように略扇形状に形成されており、ポンプ部（図１、符号９０）側に開口する。
第１チャンバー５１の下部には、第１チャンバー５１の両端から中央に行くに従って高くなる一対の斜面１２６、１２６が形成される。

第１シール面４４において、複数の雌ねじ穴２８の各々の周りには、シートパッキン（図１、符号６０）がボルト（図１、符号２９）で締付けられる複数（この例では４個）の締付面１２７が形成される。複数の締付面１２７は、第１シール面４４の外縁からモータ軸２６の軸直角方向に延びるように形成されており、先端が第２シール面４６の近傍に達する。複数の締付面１２７によって、チャンバー５１〜５４の各々は仕切られる。

複数の締付面１２７と第２シール面４６との間に、チャンバー５１〜５４の深さよりも小さい高さの複数のリブ１２８が設けられる。このような低いリブ１２８を形成することで、締付面１２７と第２シール面４６との間に、チャンバー５１〜５４を連通する複数の連通溝１３１が形成される。複数の連通溝１３１の幅Ｗ１は、チャンバーの幅Ｗ２よりも格段に小さい寸法に設定される。

図５は、図４の構造にシートパッキンを付けた形態を示す図である。
図５に示されるように、複数のチャンバー５１〜５４及び複数の連通溝１３１の各々の開口は、シートパッキン６０で全体が塞がれる。

シートパッキン６０の排気用通孔６７、６７は、斜面１２６、１２６が交わる交差部１３２の両側に配置される。また、排気用通孔６８は、第４チャンバー５４の最も低い位置に配置される。排気用通孔６７、６８の直径ｄは、チャンバーの幅（図４、符号Ｗ２）により格段に小さい。

この結果、第１チャンバー５１及び第４チャンバー５４は、直径ｄの細い排気用通孔６７、６８によって、カバー体（図３、符号８０）内と連通する。排気孔（図２、符号１０７、１０８）からの排気は、排気用通孔６７、６８で絞られて第１チャンバー５１及び第４チャンバー５４に流れる。また、排気用通孔６７、６７からの排気は、斜面１２６、１２６の傾斜に沿って連通溝１３１、１３１に導かれるので、排気の流れが円滑になる。

なお、カバー体（図３、符号８０）内に水が万一存在しても、最も低い位置にある排気用通孔６８と第４チャンバー５４により、水を排気口（図３、符号１２０）に導き、容易に抜くことができる。また、排気用通孔の個数・位置は任意であり、例えば、第２チャンバー５２、第３チャンバー５３に排気用通孔を設けてもよい。

図６に示されるように、シートパッキン６０は、剛性を確保する上で、芯材としての金属板１３３と、この金属板１３３の上下面に被せた弾性材１３４、１３４とで構成することが好ましく、例えば、鋼板の上下面にＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）を接着した積層体で構成することができる。

以上に述べた負圧ポンプの作用を次に述べる。
図７に示されるように、モータ（図１、符号２７）が作動すると、ポンプ部９０の吸引作用により、外気が接続管７０内に吸入される。この吸気は、フィルタ部材３１を通過して吸入ポート２３に吸入される（矢印（１））。

吸入ポート２３に入った吸気は、吸気用通孔６５及び吸気孔１０２からポンプ部９０に入り、加圧されて排気孔１０７から排出される（矢印（２））、又は、吸気通路１１３を通って吸気用通孔６６及び吸気孔１０３からポンプ部９０に入り、加圧されて排気孔１０８から排出される（矢印（３））。上下の排気孔１０７、１０８から排出された排気は、カバー体８０内に流入する。

矢印（２）、（３）において、吸気がボディ部４０から吸気孔１０２、１０３に流れる際、シートパッキン６０のシール作用によって、吸気が吸気プレート１０４とボディ部４０との間の隙間からカバー体８０内へ漏れる心配はない。

図８に示されるように、カバー体８０内において、排気は２つの排気経路のうち、いずれかの経路で排気口１２０へ導かれる。一方の経路では、排気はポンプ部９０の上部とカバー体８０との間の隙間を流れた後、シートパッキン６０の排気用通孔６７を介して第１チャンバー５１に流入する（矢印（４））。第１チャンバー５１に流入した排気は連通溝１３１を介して第２チャンバー５２又は第３チャンバー５３に移る（矢印（５））。

第２チャンバー５２又は第３チャンバー５３に流入した排気は、連通溝１３１を介して第４チャンバー５４に移る（矢印（６））。第４チャンバー５４に流入した排気は、排出通路１２４を通って栓部材１２２に達すると、栓部材１２２を回避するようにして、排気通路１２３から大気中に放出される（矢印（７））。

他方の排気経路では、排気は、ポンプ部９０の下面とカバー体８０との間の隙間を流れ（矢印（８））、排気用通孔６８を介して第４チャンバー５４に流入する（矢印（９））。第４チャンバー５４に流入した排気は、排出通路１２４を通って栓部材１２２に達すると、栓部材１２２を回避するようにして、排気通路１２３から大気中に放出される（矢印（７））。

以上のように作用する負圧ポンプによれば、次に述べる効果が得られる。
１枚のシートパッキン６０で、吸気通路（図３、符号１１３）とポンプ部９０の吸気孔（図２、符号１０２、１０３）との間のシールと、ボディ部４０とカバー体８０のフランジ部８３との間のシールを一括して行うことができる。すなわち、従来複数個使用されていたシール材を、本実施例では１枚のシートパッキン６０にまとめたので、シール材の調達コストが削減でき、シール材の取付コストを削減することができる。

また、膨張室に相当するチャンバー５１〜５４が複数室あるため、膨張室の総容積を増大させることができる。結果、排気音の一層の低減が可能となる。

また、図９に示されるように、排気を排気用通孔６７、６７を通して絞り、第１チャンバー５１で膨張させ、この膨張した排気を連通溝１３１で絞った後、第２チャンバー５２又は第３チャンバー５３で膨張させる。この膨張した排気を連通溝１３１で再び絞り、第４チャンバー５４で膨張させる。このように排気を段階的に膨張させることができるので、排気音を一層低減することができ、排気の脈動も低減することができる。

また、本実施例のシートパッキン（図１、符号６０）は不可避的に大径になるが、金属板（図６、符号１３３）を芯にすることで、パッキンの剛性を確保し、組付作業時に発生しがちなパッキンの変形や破損を防止することができる。

さらに、チャンバー５１〜５５にシートパッキン（図５、符号６０）を覆うだけで膨張室が形成されるので、チャンバーの形状やチャンバーのレイアウトの自由度が増す。

図７にて、カバー体８０にはモータ振動やポンプ振動がボディ４０を介して伝達されやすいが、ボディ４０とカバー体８０の間にシートパッキン６０を設置することにより、振動伝達を抑制することができ、結果、高周波側の音圧が低減できる。

尚、本実施例では、シートパッキンは、芯材としての金属板と、この金属板の上下面に被せた弾性材とで構成したが、シートパッキンは、ゴムなどの単一素材からなる１枚のシール材でも差支えない。

また、本実施例では、負圧ポンプとしてベーンポンプを説明したが、負圧ポンプはベーンポンプに限られるものではない。
さらには、本発明の負圧ポンプは、車両に備えられる負圧ブースタの負圧室内を、負圧にするための車両用の負圧ポンプに好適であるが、用途を格別に限定するものではなく、一般機械用、汎用機械用、一般設備用に適用することは差し支えない。

本発明の負圧ポンプは、車両に備えられる負圧ブースタの負圧室内を、負圧にするための車両用の負圧ポンプに好適である。

１０…負圧ポンプ、４０…ボディ部、４３…ポンプ取付け側面、５１…第１チャンバー、５２…第２チャンバー、５３…第３チャンバー、５４…第４チャンバー、６０…シートパッキン、６７…排気用通孔、６８…排気用通孔、８０…カバー体、９０…ポンプ部、１１３…吸気通路、１３１…連通溝、１３３…金属板、１３４…弾性材。

Claims

基盤となるボディ部に吸気通路を設け、前記ボディ部の側面にポンプ部を取付け、このポンプ部をカバー体で覆い、このカバー体を前記ボディ部の側面に取付け、吸気が前記吸気通路を介して前記ポンプ部に吸い込まれ、このポンプ部からの排気が前記ボディ部に設けた複数のチャンバーを介して排出されるようにした負圧ポンプであって、
前記吸気通路と前記ポンプ部との接続部におけるシールと、前記ボディ部と前記カバー体との間のシールは、前記ボディ部の側面と前記ポンプ部との間に挟めた１枚のシートパッキンにより一括して行うようにしたことを特徴とする負圧ポンプ。
請求項１記載の負圧ポンプにおいて、
前記複数のチャンバーは、前記ボディ部の前記側面に開口するように設けられ、前記開口が前記シートパッキンで塞がれており、このシートパッキンに前記ポンプ部からの排気を前記複数のチャンバーの１つ又は一部に流す通孔が設けられ、前記複数のチャンバーが連通溝で連通されていることを特徴とする負圧ポンプ。
請求項１又は請求項２記載の負圧ポンプにおいて、
前記シートパッキンは、芯材としての金属板と、この金属板の上下面に被せた弾性材とからなることを特徴とする負圧ポンプ。