JP2016133019A - Vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バキュームポンプに関し、詳しくはバキュームポンプのロータの構造に関する。 The present invention relates to a vacuum pump, and more particularly to a structure of a rotor of a vacuum pump.
従来から自動車用のバキュームポンプとして使用されるベーンポンプがある(特許文献1参照)。一般的なベーンポンプでは、略円形のポンプ室内に偏心させてロータを設け、ロータの径方向に形成されたスリットでベーンを支持する。ベーンは、ロータのスリットに対して摺動可能に支持されており、その両端はポンプ室の内周面と接触した状態が維持されるように構成される。そして、ロータを回転駆動させることで、ベーン及びロータによって区画されたポンプ室内の作動空間の容積を拡縮することでバキュームポンプとしての機能を発現している。 Conventionally, there is a vane pump used as a vacuum pump for an automobile (see Patent Document 1). In a general vane pump, a rotor is provided eccentrically in a substantially circular pump chamber, and the vane is supported by a slit formed in the radial direction of the rotor. The vane is slidably supported with respect to the slit of the rotor, and both ends thereof are configured to be kept in contact with the inner peripheral surface of the pump chamber. And the function as a vacuum pump is expressed by expanding / contracting the volume of the working space in the pump chamber divided by the vane and the rotor by rotating the rotor.
ポンプ室には潤滑油が供給されるが、近年、燃費向上のために供給される潤滑油量を少なくする傾向にある。しかしながら、ポンプ室内の潤滑油量を少なくすると、潤滑油が作動空間を密閉するシールとしての役割を果たせず、吸引性能が低下するという問題が生じる。加えて、潤滑油の本来の潤滑性能が発揮できず、駆動トルクが増大するという問題も生じる。 Lubricating oil is supplied to the pump chamber, but recently, there is a tendency to reduce the amount of lubricating oil supplied to improve fuel efficiency. However, if the amount of lubricating oil in the pump chamber is reduced, the lubricating oil cannot serve as a seal that seals the working space, resulting in a problem that the suction performance decreases. In addition, the original lubricating performance of the lubricating oil cannot be exhibited, and there is a problem that the driving torque increases.
また、従来のベーンポンプの構成ではポンプ室内で空気が圧縮される際に駆動トルクが増大するという問題もある。 Further, the configuration of the conventional vane pump has a problem that the driving torque increases when air is compressed in the pump chamber.
そこで、本発明は係る課題に鑑み、吸引性能の向上と駆動トルクの低減とを実現するバキュームポンプを提供することを目的とする。 Then, in view of the subject which concerns on this invention, an object of this invention is to provide the vacuum pump which implement | achieves improvement of suction performance and reduction of drive torque.
本発明は、ポンプ室を有するハウジングと、前記ポンプ室の内周面に接した状態で回転する外周面を有するロータと、前記ロータによって支持され、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室を負圧室及び圧縮室を含む複数の作動空間に区画するベーンとを備え、前記ポンプ室内に潤滑油が供給されるバキュームポンプにおいて、前記ロータは、前記圧縮室と前記負圧室とを連通する連通路を有することを特徴とする。 The present invention includes a housing having a pump chamber, a rotor having an outer peripheral surface that rotates in contact with the inner peripheral surface of the pump chamber, a rotor supported by the rotor, and the pump chamber becoming negative as the rotor rotates. In a vacuum pump that includes a vane that is partitioned into a plurality of working spaces including a pressure chamber and a compression chamber, and in which lubricating oil is supplied into the pump chamber, the rotor communicates with the compression chamber and the negative pressure chamber. It has a passage.
上記のバキュームポンプにおいて、前記連通路は、前記ロータの外周面に設けられた連通溝とすることができる。 In the above vacuum pump, the communication path may be a communication groove provided on an outer peripheral surface of the rotor.
また上記のバキュームポンプにおいて、前記連通溝は、前記圧縮室における前記ロータの外周面の前記ベーンとの接部から前記負圧室方向へ前記ロータの軸を中心として所定角度だけ設けられることとすることができる。 Further, in the above vacuum pump, the communication groove is provided at a predetermined angle from the contact portion of the outer peripheral surface of the rotor in the compression chamber with the vane toward the negative pressure chamber about the rotor axis. be able to.
本発明によると、ロータに連通路を設けることにより、バキュームポンプの吸引性能の向上と駆動トルクの低減とを実現することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the suction performance of the vacuum pump and reduce the driving torque by providing the communication path in the rotor.
図1及び図2を参照して本発明のバキュームポンプの一実施形態であるベーンポンプについて説明する。ベーンポンプ1は、例えば、エンジンルームの側面に固定され、ブレーキ倍力装置の負圧源として機能する。 A vane pump which is an embodiment of the vacuum pump of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The vane pump 1 is fixed to the side surface of the engine room, for example, and functions as a negative pressure source of the brake booster.
ベーンポンプ1は、略円形のポンプ室2Aを有する段付円筒状のハウジング2と、ポンプ室2A内に配置されるとともにポンプ室2Aの中心に対して軸心を偏心させて配置され、ポンプ室2Aの内周面に接した状態で回転する外周面を有するロータ3と、ポンプ室2A内に配置され、ロータ3とともに図1に示した矢印方向に回転されてポンプ室2A内を常時複数の作動空間に区画するベーン4と、ハウジング2における大径部2Bの開口、すなわちポンプ室2Aの一端開口を閉鎖するカバー5とを備えている。図1において、作動空間は正圧室2aと負圧室2bと圧縮室2cとに区画されている。
The vane pump 1 is provided with a stepped cylindrical housing 2 having a substantially
ハウジング2は、その内部がポンプ室2Aとなる大径部2Bと、大径部2Bの端面の隣接位置に形成された中径部2Cと、中径部2Cの隣接位置となる小径部2Dとを備えており、中径部2Cおよび小径部2Dの内周面によってロータ3を回転自在に軸支している。ハウジング2の大径部2Bには、ブレーキ倍力装置からポンプ室2Aへ気体(空気)を吸引するための吸引通路6が設けられおり、この吸引通路6の上流には、ブレーキ倍力装置の負圧を維持するための逆止弁9が設けられている。
The housing 2 has a large-
また、ポンプ室2Aの最下部に隣接する中径部2Cには、ポンプ室2Aからハウジング2端面まで貫通する軸方向の貫通孔が穿設されており、この貫通孔が、ポンプ室2Aからハウジング2の外部へ気体を排出するための排出通路7となっている。また、ハウジング2端面には、所要時に排出通路7を開閉するリードバルブ8が設けられている。
Further, an axial through-hole penetrating from the
ポンプ室2A内となるロータ3の軸方向の一端には直径方向のガイド溝3Aが形成されており、このガイド溝3Aに板状のベーン4が直径方向に摺動自在に取り付けられている。ベーン4の両先端にはポンプ室2Aの内周面と摺動するキャップ4Aが取り付けられている。図1に示すように、ロータ3とベーン4が矢印方向に回転される際には、両キャップ4Aがポンプ室2Aの内周面と気密を保持して摺動するとともに、ベーン4の軸方向の両端面4B、4Bはカバー5の内壁面およびポンプ室2Aの内壁面と摺動し、かつ、ロータ3の外周面の一部がポンプ室2Aの内周面と接触した状態に維持される。それによって、ポンプ室2A内が拡縮可能な正圧室2aと負圧室2bと圧縮室2cとに区画されるようになっている。
A
また、ロータ3の他端側の軸部とハウジング2の内周面とにわたっては、給油通路11が形成されている。給油通路11は、ロータ3の軸部に穿設されるとともに給油パイプ12が接続される軸方向孔3Bと、軸方向孔3Bの他端から連続する直径方向孔3Cと、さらに、ロータ3が矢印方向に回転される際に直径方向孔3Cと間欠的に連通するハウジング2の軸方向溝2Eとから構成されている。
An oil supply passage 11 is formed across the shaft portion on the other end side of the
そして、エンジンが駆動されると、エンジンの駆動に連動してロータ3およびベーン4が図1の矢印方向に回転されるので、3つの作動空間2a〜2cの容積が拡縮される。これにともなって吸引通路6を介して負圧室2b内へブレーキ倍力装置内の気体(空気)が吸引されるとともに正圧室2a内の気体は、排出通路7および開放された状態のリードバルブ8を介してポンプ室2Aの外部であるエンジンルーム内へ排出されるようになっている。
When the engine is driven, the
また、このようにロータ3とベーン4が回転される作動時には、給油通路11を介してポンプ室2A内とベーン4の摺動部分に潤滑油が供給されるようになっている。そして、ポンプ室2A内に流入した潤滑油はポンプ室2A内の下部に一次貯溜された後に、回転されるベーン4とそのキャップ4Aによって移動されてから排出通路7と開放状態のリードバルブ8を介してポンプ室2Aの外部であるエンジンルーム内へ排出されるようになっている。
Further, when the
次に、図3及び図4を参照してロータ3の構造について詳しく説明する。ロータ3の軸部は、大径の第1軸部3Dと、中径の第2軸部3Eと、小径の第3軸部3Fが連設された段付き形状に形成される。
Next, the structure of the
第1軸部3Dには、ガイド溝3Aが形成されるとともに、連通溝3Gが外周面の2箇所に形成されている。連通溝3Gは軸方向断面がコ字型であり、切削加工などで形成できる。連通溝3Gは、第1軸部3Dの外周面のベーン4と接触する部分である接部3Hから負圧室2b方向(外周面に沿ってベーン4から離れる方向)へロータ3の軸を中心として所定角度θ(図4参照)だけ設けられる。図3では、連通溝3Gは水平方向に直線状に延在しているが、外周面に沿っていれば斜め方向でも曲線状であってもよい。
In the
このような構成により、ロータ3とベーン4が回転される作動時において、ポンプ室2A内に供給された潤滑油の一部が連通溝3Gに貯溜される。そして、図1のような状態のときに圧縮室2cが形成され、連通溝3Gによって圧縮室2cと負圧室2bとが連通される。このとき、連通溝3Gに貯溜されている潤滑油が圧縮室2cと負圧室2bとの圧力差によって負圧室2bへ排出される(逃がされる)。
With such a configuration, part of the lubricating oil supplied into the
その結果、圧縮室2cの圧力が下がり、ロータ3の駆動トルクが低減される。また、ポンプ室2A内に供給された潤滑油の一部を排出通路7から排出する前に連通溝3Gに貯溜して負圧室2bへ供給することにより、ポンプ室2A内で潤滑油が再利用されるので、潤滑性能を発揮するのに十分な量の潤滑油を確保でき、駆動トルクが低減される。さらに、潤滑油が作動空間を密閉するシールとしての役割を十分に果たし、吸引性能が向上する。
As a result, the pressure in the
また別の観点によれば、ポンプ室2Aへの潤滑油の供給量を減らすこともできる。これにより、燃費向上等を目的としてポンプ室2A内に供給する潤滑油量を少なくしても、ベーンポンプ1の作動に必要な潤滑油量を確保できるので駆動トルクを抑えることができる。また、潤滑油が作動空間を密閉するシールとしての役割を果たして吸引性能を維持することもできる。
According to another aspect, the amount of lubricating oil supplied to the
上記のような作用効果を奏するために、所定角度θは少なくとも圧縮室2cと負圧室2bとを連通できるような角度とする必要がある。また、所定角度θが大き過ぎると潤滑油だけでなく空気も負圧室2bに逃げてしまい、作動効率が低下する。加えて、所定角度θが大き過ぎると圧縮室2cが形成される前に正圧室2aと負圧室2bとが連通してしまい、作動効率が低下する。これらを考慮すると、例えば、本実施形態のベーンポンプ1では、θ=30°前後であることが好ましい。
In order to achieve the above-described effects, the predetermined angle θ needs to be an angle at which the
なお、上記の実施形態では連通溝3Gの一端を接部3Hまで設ける形状としたが、接部3H近傍まで設ける形状であってもよい。また、上記の実施形態では連通溝3Gの軸方向断面をコ字型としたが、その断面形状に限定はなく、例えば、U字型やV字型などとしてもよい。また、連通溝3Gの上下方向の幅、上下方向の位置及び深さは潤滑油量を考慮して適宜設計することができる。また、連通溝3Gの数にも限定はなく、連通溝3Gの幅及び深さを考慮して複数本の溝としてもよい。
In the above-described embodiment, one end of the
また、上記の実施形態では連通溝3Gとしたが、圧縮室2cと負圧室2bとを連通できれば溝形状以外の連通路であってもよい。例えば、連通溝3Gの両端部の位置を開口部とする貫通孔等でもよい。この場合も上記の連通溝3Gと同様の作用効果を得ることができる。
In the above embodiment, the
1 ベーンポンプ(バキュームポンプ)
2 ハウジング
2A ポンプ室
2b 負圧室
2c 圧縮室
3 ロータ
3A ガイド溝
3G 連通溝(連通路)
3H 接部
4 ベーン
1 Vane pump (vacuum pump)
2
3H contact 4 vane
Claims (3)
前記ポンプ室の内周面に接した状態で回転する外周面を有するロータと、
前記ロータによって支持され、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室を負圧室及び圧縮室を含む複数の作動空間に区画するベーンとを備え、
前記ポンプ室内に潤滑油が供給されるバキュームポンプにおいて、
前記ロータは、前記圧縮室と前記負圧室とを連通する連通路を有することを特徴とするバキュームポンプ。 A housing having a pump chamber;
A rotor having an outer peripheral surface that rotates in contact with the inner peripheral surface of the pump chamber;
A vane that is supported by the rotor and divides the pump chamber into a plurality of working spaces including a negative pressure chamber and a compression chamber as the rotor rotates,
In a vacuum pump in which lubricating oil is supplied into the pump chamber,
The vacuum pump according to claim 1, wherein the rotor has a communication passage that communicates the compression chamber and the negative pressure chamber.
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