JP2014190213A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【解決手段】 ベーンポンプのポンプ室Ｐには、当該ポンプ室Ｐと上記エンジンの内部空間Ｓ１とを連通させる排出通路１２と、当該排出通路１２に設けられて上記ポンプ室Ｐの内部が所定の圧力に達すると開放されて上記空気および潤滑油を上記エンジンの内部空間Ｓ１に排出するリード弁１４（弁手段）とが設けられている。
エンジンの内部空間Ｓ１に上記リード弁１４を覆うカバー８を設けるとともに、当該カバー８に穿設されて当該カバーの内部空間Ｓ２と上記エンジンの内部空間Ｓ１と連通させる排出孔８ｂとを設けている。
【効果】 エンジンの騒音を低減させるとともに、上記排出通路から排出された潤滑油を燃焼させずに回収することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明はベーンポンプに関し、詳しくはポンプ室の内部で回転するロータおよびベーンと、上記ポンプ室と上記エンジンの内部空間とを連通させる排出通路と、当該排出通路に設けた弁手段とを備えたベーンポンプに関する。

従来、エンジンに固定されて内部に略円形のポンプ室が形成されたハウジングと、ポンプ室の中心に対して偏心した位置で回転するロータと、当該ロータと一体的に回転するとともにエンジンの内部に突出してカムシャフトに連結される駆動軸と、上記ロータによって回転してポンプ室を常に複数の空間に区画するベーンと、上記ハウジングに形成されて上記ポンプ室と上記エンジンの内部空間とを連通させる排出通路と、当該排出通路に設けられて上記ポンプ室の内部が所定の圧力に達すると開放されて上記空気および潤滑油をエンジンの内部空間に排出する弁手段とを備えたベーンポンプが知られている（特許文献１）。
この特許文献１における弁手段はリード弁となっており、ポンプ室の内部が所定の圧力に達すると開放されて、上記空気および潤滑油をエンジンの内部空間へと排出するようになっている。

特開２００６−２２６１６４号公報

ここで、上記潤滑油がポンプ室の内部において圧縮された状態から略大気圧のエンジンの内部空間に排出されると、急激な圧力変動により霧状となってエンジンの内部空間に噴射される。
すると、潤滑油が霧状となる際に噴射音が発生してエンジンの騒音の原因となる。
またＰＣＶ方式（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｒａｎｋｃａｓｅ
ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）を採用するエンジンにおいて、上記霧状となった潤滑油はエンジンの内部空間に排出されたブローバイガスと混合されたのち、当該ブローバイガスとともに燃焼室へと還元される。
そして上記霧状となった潤滑油のうち粒径が小さいものは、上記ブローバイガスを吸気系に還元する際にＰＣＶ用フィルターで捕集できず、ブローバイガスとともにエンジンの燃焼室に流入して燃焼してしまい、潤滑油が消費されてしまうという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はエンジンの騒音を低減させるとともに、上記排出通路から排出された潤滑油を燃焼させずに回収することが可能なベーンポンプを提供するものである。

すなわち本発明は、エンジンに固定されて内部に略円形のポンプ室が形成されたハウジングと、ポンプ室の中心に対して偏心した位置で回転するロータと、当該ロータと一体的に回転するとともにエンジンの内部に突出してカムシャフトに連結される駆動軸と、上記ロータによって回転してポンプ室を常に複数の空間に区画するベーンと、上記ハウジングに形成されて上記ポンプ室と上記エンジンの内部空間とを連通させる排出通路と、当該排出通路に設けられて上記ポンプ室の内部が所定の圧力に達すると開放されて上記空気および潤滑油を上記エンジンの内部空間に排出する弁手段とを備えたベーンポンプにおいて、
上記エンジンの内部空間側に設けられて上記弁手段を覆うカバーと、当該カバーに穿設されてカバーの内部空間と上記エンジンの内部空間と連通させる排出孔とを設けたことを特徴としている。

上記請求項１の発明によれば、弁手段よりエンジンの内部空間に霧状となって噴射された潤滑油は、当該弁手段を覆うカバーの内部空間に噴射されることとなる。
これにより、潤滑油の噴射による噴射音を上記カバーの内部空間によって吸収することができ、エンジンの騒音を低減させることができる。
また、上記霧状の潤滑油を上記カバーの内部空間に噴射することでこれを液状化させることができ、液状化した潤滑油を上記排出孔を介してエンジンの内部空間へと排出することができる。
特にＰＣＶ方式のエンジンにおいては、霧状の潤滑油が維持されたとしても、その粒径をＰＣＶ用フィルターで捕集可能な程度に大きくすることができ、これにより潤滑油の燃焼室への流入を防止して燃焼による潤滑油の消費を防止することができる。

本発明の実施例を示すベーンポンプの断面図。 ベーンポンプの正面図。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１、図２は自動車のエンジン１の側面に固定されたベーンポンプ２を示し、このベーンポンプ２は図示しないブレーキ装置の倍力装置に接続されて負圧を供給するようになっている。
また本実施例における上記エンジン１はいわゆるＰＣＶ方式を採用しており、燃焼室からエンジンの内部空間Ｓ１に排出されたブローバイガスを回収し、これを図示しないインテークマニホールドを介して燃焼室に還元するようになっており、上記ブローバイガスの経路にはブローバイガス中の潤滑油を回収する図示しないＰＣＶ用フィルターが設けられている。
上記ベーンポンプ２は、エンジン１の側面に固定されてその内部にポンプ室Ｐが形成されたハウジング３と、上記ポンプ室Ｐの内部で回転するロータ４と、上記ロータ４によって上記ポンプ室Ｐの内部を回転するとともに、当該ポンプ室Ｐを常時複数の空間に区画するベーン５と、上記ロータ４に一体的に設けられて上記エンジン１の内部で回転するカムシャフト６に連結された駆動軸７と、エンジンの内部空間Ｓ１に設けられて駆動軸７を囲繞するカバー８とを備えている。
上記ハウジング３は円筒状に形成されて上記ポンプ室Ｐを形成する大径部３ａと、当該大径部３ａよりも小径に形成されて上記駆動軸７を軸支する軸受部３ｂとを備え、当該大径部３ａと軸受部３ｂとの境界に形成された段差部が上記エンジン１の側面に密着し、また上記軸受部３ｂの先端がエンジン１を貫通してエンジンの内部空間Ｓ１に臨むようになっている。
また上記ハウジング３の大径部３ａに形成された開口部にはキャップ９が装着され、上記大径部３ａの開口部の周囲には環状の溝が形成されるとともに、当該溝にはゴム製のリングシール１０が設けられており、上記キャップ９とリングシール１０とが密着することで上記ポンプ室Ｐが密閉されるようになっている。

また上記ハウジング３には、上記ポンプ室Ｐと上記ブレーキ倍力装置とを連通させる吸気通路１１と、ポンプ室Ｐとエンジンの内部空間Ｓ１とを連通させる排出通路１２とが形成されている。
上記吸気通路１１はポンプ室Ｐの上部に設けられ、ポンプ室Ｐの内周面に開口するとともにエンジン１の外部空間と連通するように設けられている。また吸気通路１１にはチェックバルブ１３が設けられており、エンジン１が停止した際には倍力装置の負圧を保持するようになっている。
上記排出通路１２は図１に示すように軸受部３ｂの内部に形成されており、ポンプ室Ｐの側面から当該軸受部３ｂを軸方向に貫通して上記エンジンの内部空間Ｓ１に連通している。
そして、当該排出通路１２におけるエンジンの内部空間Ｓ１側の開口部には弁手段としてのリード弁１４が設けられており、当該リード弁１４は、上記排出通路１２内が所定の圧力に達すると弾性変形して当該排出通路１２を開放し、圧力が低下すると弾性変形が解除されて再び排出通路１２を閉鎖するようになっている。
なお、上記弁手段としてはポンプ室の内部が所定の圧力に達すると開放されてその後閉鎖されるものであればよく、上記リード弁１４のほか、チェックバルブ等を用いることができる。

上記ロータ４はポンプ室Ｐ内で回転するとともに外周面の一部がポンプ室Ｐの内周面に接するように設けられた円筒状の部材となっており、当該ロータ４には上記ベーン５を摺動可能に収容する直径方向に形成された溝が形成され、ロータ４の回転に伴って上記ベーン５が当該溝に沿って往復動するようになっている。
上記ベーン５は板状の部材となっており、当該ベーン５の両端にはキャップ５ａが設けられている。そして上記ロータ４によってベーン５が回転すると、上記キャップ５ａが常にポンプ室Ｐの内周面に摺接した状態を維持し、ポンプ室Ｐを常時複数の空間に区画するようになっている。
そして図２に示すように、上記ロータ４およびベーン５の回転に対して上流側には上記吸気通路１１が開口し、その下流側に排出通路１２が開口している。

上記駆動軸７は上記ロータ４と同軸上に一体的に設けられており、上記ハウジング３の軸受部３ｂより突出して、その端部がエンジンの内部空間Ｓ１側に露出している。
駆動軸７の端部には上記カムシャフト６が連結されており、上記カムシャフト６１の回転によって駆動軸７が駆動されると、上記ロータ４およびベーン５が回転するようになっている。
駆動軸７の中心軸上には、ポンプ室Ｐには開口しないがエンジンの内部空間Ｓ１側に開口する軸方向給油孔７ａが設けられており、この軸方向給油孔７ａは上記カムシャフト６の内部に形成された給油通路６ａと連通し、カムシャフト６からの潤滑油が供給されるようになっている。
また上記駆動軸７における上記ハウジング３の軸受部３ｂと摺動する部分には、上記軸方向給油孔７ａの端部に接続され、かつ駆動軸７を直径方向に貫通してその外周面に開口する直径方向給油孔７ｂが形成されている。
さらに、上記ハウジング３における軸受部３ｂの内周面下方には、上記駆動軸７の直径方向給油孔７ｂの開口部の位置に合わせて、上記ポンプ室Ｐと連通するように形成された軸方向溝３ｃが形成されている。
このような構成により、上記駆動軸７が回転すると、上記直径方向給油孔７ｂが上記軸方向溝３ｃと断続的に連通し、これにより直径方向給油孔７ｂの潤滑油が軸方向溝３ｃを流通してポンプ室Ｐ内へと流入し、上記ロータ４やベーン５の潤滑を行うようになっている。

上記カバー８は有底円筒状に形成され、当該カバー８における図示右方の底部には上記カムシャフト６が貫通する貫通孔８ａが穿設され、またカバー８の下側の側面には排出孔８ｂが穿設されている。
さらに上記カバー８の内周面は、上記ハウジング３における上記軸受部３ｂの外周面に嵌合し、また外周面は上記エンジン１の側面に形成された貫通孔１ａに嵌合するように設けられている。
これらが嵌合する軸受部３ｂの外周面および上記カバー８の外周面には、それぞれ溝が形成されるとともにそれぞれリングシール１５、１６が設けられており、これらのシールを行っている。
このような構成を有するカバー８によれば、上記ハウジング３におけるエンジン１の内部空間側に設けられた上記リード弁１４を、当該カバー８の内部に形成されたカバーの内部空間Ｓ２に収容して、上記エンジンの内部空間Ｓ１から区画するようになっている。

以上の構成を有するベーンポンプ２について、以下にその動作を説明すると、従来のベーンポンプ２と同様、エンジン１の作動によってエンジン１の内部でカムシャフト６が回転すると、これに連動して上記駆動軸７および上記ロータ４が回転する。
上記ロータ４が回転すると、上記ベーン５がロータ４に形成された溝を往復動しながら回転し、当該ベーン５によって区画されたポンプ室Ｐの空間がロータ４の回転に応じてその容積を変化させる。
その結果、上記吸気通路１１側のベーン５によって区画された空間では、容積が増大してポンプ室Ｐ内に負圧が生じ、吸気通路１１を介して倍力装置へと負圧が供給される。
一方、エンジン１の始動とともに、潤滑油が上記カムシャフト６の内部に形成された給油通路６ａを流通し、上記駆動軸７の軸方向給油孔７ａを介して上記直径方向給油孔７ｂへと流入する。
さらに上記駆動軸７が回転して、上記直径方向給油孔７ｂが上記軸受部３ｂに形成された軸方向溝３ｃに連通すると、潤滑油はこの直径方向給油孔７ｂから軸方向溝３ｃを介して上記ポンプ室Ｐへと流入し、当該ポンプ室Ｐにおいて上記ロータ４やベーン５の潤滑をするようになっている。

一方、倍力装置から吸引された気体は、ベーン５の回転によって上記排出通路１２より排出され、その際上記ポンプ室Ｐに流入した潤滑油の一部も排出されるようになっている。
ここで、上記ベーン５によって排出通路１２側の空間の容積が減少すると、上記排出通路１２における空気と潤滑油の圧力が高くなり、この圧力が所定圧力を超えると、それまで閉鎖されていた上記リード弁１４が弾性変形して排出通路１２を開放し、空気と潤滑油とが排出される。
そして、略大気圧であるエンジンの内部空間Ｓ１に対し、上記排出通路１２は高圧となっているため、急激な圧力変動によって空気と潤滑油とが霧状となって噴射される。

しかして、本実施例には上記リード弁１４を覆うように上記カバー８を設けているため、この霧状となった潤滑油は上記カバーの内部空間Ｓ２に噴射され、エンジンの内部空間Ｓ１には直接噴射されないようになっている。
まず、噴射された潤滑油のうち、カバー８の内周面に付着した潤滑油は、その後液状化して当該カバー８の内周面を重力により下方に移動し、カバー８の下部に形成された排出孔８ｂよりエンジンの内部空間Ｓ１に排出され、オイルパン等に回収される。
一方、一部の潤滑油は霧状を維持したまま上記排出孔８ｂや上記カムシャフト６と貫通孔８ａとの間からエンジンの内部空間Ｓ１に排出され、この霧状の潤滑油はエンジン１の燃焼室から排出されたブローバイガスとともに燃焼室へと還元される経路を流通する場合がある。
しかしながら、上記霧状の潤滑油は上記カバーの内部空間Ｓ２に噴射された際にカバー８の内周面に衝突等することによってその粒径が大きくなっており、上記ブローバイガスの経路上に設けられた図示しないＰＣＶ用フィルターによって捕集することができることから、当該潤滑油が燃焼室まで供給されて燃焼してしまうのを防止することができる。

一方、上記リード弁１４から空気および潤滑油が排出される際、潤滑油が霧状となることによって噴射音が発生し、またリード弁１４が弾性力によって排出通路１２を閉鎖する際にリード弁１４とハウジング３との衝突音が発生する。
また上記ロータ４およびベーン５は高速で回転しており、上記リード弁１４は上記ベーン５が上記排出通路１２を通過するたびに開閉することから、上記噴射音および衝突音は繰り返し発生しており、これがエンジン１の発生させる騒音の原因の一つとなっている。
しかしながら、上記カバー８によって当該リード弁１４を覆うことで、上記リード弁１４の開閉に伴って発生するこのような噴射音や衝突音を抑制することができる。

なおカバー８の形状については、上記実施例のように有底円筒状としてその底部に駆動軸７が貫通するような貫通孔８ａを備えた構成とする必要はなく、上記リード弁１４を覆ってエンジンの内部空間Ｓ１から区画された内部空間Ｓ２を形成するような形状であればよい。
例えば、上記ハウジング３におけるリード弁１４の位置に、上記リード弁１４よりも若干大きな開口部を有する有底筒状の部材としたり、上記ハウジング３側に開口するとともに上記軸受部３ｂを囲繞する断面コ字形のリング状の部材としてもよい。
そして、上記各実施例では１枚のベーン５を備えたベーンポンプ２を用いて説明を行っていたが、従来知られるような複数枚のベーン５を備えたベーンポンプ２であっても適用可能であり、またその用途も倍力装置に負圧を発生させるためだけに限られないのは言うまでもない。

１ エンジン ２ ベーンポンプ
３ ハウジング ３ｂ 軸受部
４ ロータ ５ ベーン
７ 駆動軸 ８ カバー
８ａ 貫通孔 ８ｂ 排出孔
Ｐ ポンプ室 Ｓ１ エンジンの内部空間
Ｓ２ カバーの内部空間

Claims (5)

1. エンジンに固定されて内部に略円形のポンプ室が形成されたハウジングと、ポンプ室の中心に対して偏心した位置で回転するロータと、当該ロータと一体的に回転するとともにエンジンの内部に突出してカムシャフトに連結される駆動軸と、上記ロータによって回転してポンプ室を常に複数の空間に区画するベーンと、上記ハウジングに形成されて上記ポンプ室と上記エンジンの内部空間とを連通させる排出通路と、当該排出通路に設けられて上記ポンプ室の内部が所定の圧力に達すると開放されて上記空気および潤滑油を上記エンジンの内部空間に排出する弁手段とを備えたベーンポンプにおいて、
   上記エンジンの内部空間側に設けられて上記弁手段を覆うカバーと、当該カバーに穿設されてカバーの内部空間と上記エンジンの内部空間と連通させる排出孔とを設けたことを特徴とするベーンポンプ。
2. 上記弁手段が上記排出通路におけるエンジンの内部空間側の開口部を閉鎖するリード弁であることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
3. 上記カバーを有底筒状に形成するとともに、中央に上記駆動軸もしくはカムシャフトが貫通する貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のベーンポンプ。
4. 上記ハウジングは、エンジンの内部空間側に形成されて上記駆動軸を軸支する筒状の軸受部を備え、上記排出通路を当該軸受部の内部を軸方向に貫通するように設け、
   上記カバーを上記軸受部の外周に嵌合するように設けて、上記弁手段を覆うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のベーンポンプ。
5. 上記カバーの外周面を、エンジンに形成した貫通孔に嵌合させたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のベーンポンプ。

Images