JP2016133040A - バキュームポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油をロータの摺動部分に効率的に供給することができるバキュームポンプを提供する。
【解決手段】ポンプ室２Ａを有するハウジング２と、前記ポンプ室２Ａ内に回転自在に配置されるロータ３と、前記ロータ３に摺動自在に取り付けられるとともに前記ロータ３の回転に伴って前記ポンプ室２Ａを複数の作動空間に区画するベーンと、前記ポンプ室２Ａ内に潤滑油を供給する給油通路１１と、前記ハウジング２を閉塞するとともに前記ロータ３が内側面に摺動するカバー５と、を備えるベーンポンプ１において、前記ロータ３は、前記ベーンとの摺動面に軸方向に亘って形成された給油溝３Ｋを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジン本体に取り付けるバキュームポンプに関する。

従来、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は公知である（例えば、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して設けられるロータを設け、ロータの径方向に形成されたガイド溝でベーンを支持する。ベーンは、ロータのガイド溝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、ロータを回転駆動することでベーン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果たしている。また、このような機能を果たす際に、ベーンポンプにおいては、ハウジングのポンプ室で回転するロータの摺動部分に潤滑油を供給するように構成されており、給油通路からポンプ室内に潤滑油が供給され、ロータの摺動部分を潤滑した後の潤滑油はロータの回転に伴って、気体とともに排出通路からポンプ室の外部へ排出されるようになっている。

特許第３８７４３００号公報

例えば、ロータの摺動部分においては、摺動抵抗を低減することで低トルク化を図るとともに摺動部分のシール性を高めることでポンプ室の気密性を向上させるために、潤滑油をロータの摺動部分に従来よりも効率的に供給することが望まれる。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、潤滑油をロータの摺動部分に効率的に供給することができるバキュームポンプを提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、ポンプ室を有するハウジングと、前記ポンプ室内に回転自在に配置されるロータと、前記ロータに摺動自在に取り付けられるとともに前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンと、前記ポンプ室内に潤滑油を供給する給油通路と、前記ハウジングを閉塞するとともに前記ロータが内側面に摺動するカバーと、を備えるバキュームポンプにおいて、前記ロータは、前記ベーンとの摺動面に軸方向に亘って形成された第１給油溝を有するものである。

請求項２においては、前記ロータは、前記カバーとの摺動面に円弧状に形成された第２給油溝を更に有するものである。

請求項３においては、前記第１給油溝は、前記第２給油溝と連通するものである。

請求項４においては、前記第１給油溝は、前記ポンプ室内に開口する前記給油通路に連通するものである。

本発明によれば、潤滑油をロータの摺動部分に効率的に供給することができる。

本発明の実施形態に係るバキュームポンプを示す平面図。 本発明の実施形態に係る図１のＡ−Ａ線断面図。 図１のＡ−Ａ線断面図であり、ベーンを除いた状態のバキュームポンプを示す断面図。 ロータを示す斜視図。

以下、本実施形態に係るバキュームポンプを図１から図４を用いて説明する。
１はバキュームポンプとしてのベーンポンプである。このベーンポンプ１は図示しないエンジンルームの側面に固定されており、例えば、図示しないブレーキ倍力装置の負圧源として機能するようになっている。
ベーンポンプ１は、略楕円形のポンプ室２Ａを有する段付円筒状のハウジング２と、ハウジング２の背面側からポンプ室２Ａ内に突出するよう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回転自在に配置されたロータ３と、ポンプ室２Ａ内に配置されるとともに、ロータ３に支持され、ロータ３とともに矢印方向に回転してポンプ室２Ａ内を常時複数の作動空間２ａ〜２ｃ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の一端開口を閉塞し、ポンプ室２Ａを密閉するカバー５とを備えている。

ハウジング２は、一端側が開放され、その内部がポンプ室２Ａとなる大径部２Ｂと、大径部２Ｂの他端側に隣接して形成された小径部２Ｃとを備えており、小径部２Ｃ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の側壁面には、前記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近傍には、前記ブレーキ倍力装置の負圧を維持するための図示しない逆止弁が設けられている。また、ポンプ室２Ａの内壁面からハウジング２の外壁面まで貫通する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。排出通路７の出口には、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。

ポンプ室２Ａ内となるロータ３の軸方向の一端には、ロータ３の直径方向にわたってガイド溝３Ａが形成されており、このガイド溝３Ａに板状のベーン４がロータ３の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が矢印方向に回転する際には、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の内側面およびポンプ室２Ａの内壁面と摺動し、かつ、ロータ３の大径部３Ｂの軸方向における両端面である摺動面３Ｄ、３Ｅはカバー５の内側面およびポンプ室２Ａの内壁面と摺動し、カバー５の内側面およびポンプ室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内が拡縮可能な作動空間２ａ〜２ｃとして区画されるようになっている。

図４に示すように、ロータ３は、段付きの略円柱形状を有し、ベーン４を支持するためのガイド溝３Ａが形成された大径部３Ｂと、大径部３Ｂから連続して設けられる小径部３Ｃを有する。ガイド溝３Ａは、大径部３Ｂの直径方向に亘るとともに小径部３Ｃの一部を含むように形成されている。これにより、ガイド溝３Ａでベーン４を支持した状態で、小径部３Ｃの外周からガイド溝３Ａに通じる隙間を設けて、その隙間を給油通路として利用できるように構成されている。
また、ロータ３の他端側の小径部３Ｃ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の小径部３Ｃ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３Ｆと、軸方向孔３Ｆの他端から連続する直径方向孔３Ｇ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３Ｇと間欠的に連通するハウジング２に形成された軸方向溝２Ｆとから構成されている。給油通路１１の下流端は、ポンプ室２Ａ内に開口し、この開口を介してポンプ室２Ａ内に潤滑油を給油する。直径方向孔３Ｇと軸方向溝２Ｆとは、ロータ３が回転することで周期的に一致するように構成されている。このように給油通路１１を構成することでベーンポンプ１の回転駆動に伴って、潤滑油が給油通路１１の軸方向溝２Ｆからポンプ室２Ａ内に間欠的に供給される。

図４に示すように、大径部３Ｂが有するガイド溝３Ａは、対向して配置されるとともにベーン４を摺動可能に支持する一対の摺動面３Ｈを有する。一対の摺動面３Ｈは、ロータ３の直径方向の両端部に形成されている。摺動面３Ｈには、軸方向に亘って断面略Ｕ字状の給油溝３Ｋが形成されている。給油溝３Ｋは、摺動面３Ｈにおいて給油通路１１の軸方向溝２Ｆと一致する領域に設けられている。給油溝３Ｋは、ロータ３の回転によって、給油通路１１の軸方向溝２Ｆに間欠的に連通する。給油溝３Ｋの溝幅寸法Ｄ２は、図３における軸方向溝２Ｆの上下方向の幅寸法Ｄ１よりも大きい。ロータ３のガイド溝３Ａにベーン４が取り付けられた際には、給油溝３Ｋとベーン４の側面とにより区画され、潤滑油が流通可能となる軸方向に平行な給油孔が形成される。給油溝３Ｋは、ロータ３が回転駆動した際に、軸方向溝２Ｆに間欠的に連通し、詳細は後述するが、該軸方向溝２Ｆから供給される潤滑油を摺動面３Ｈやロータ３のカバー５との摺動面３Ｄに供給することができる。また、給油溝３Ｋの溝幅寸法Ｄ２を、軸方向溝２Ｆの幅寸法Ｄ１よりも大きくすることで、潤滑油を給油溝３Ｋ側へと流動し易くし、潤滑油を給油溝３Ｋに円滑に供給することができる。

摺動面３Ｄには、平面視円弧状で断面略Ｕ字状の給油溝３Ｌが形成されている。給油溝３Ｌは、図１に示すように、一対の円弧状の摺動面３Ｄ・３Ｄにおいて径方向内周側の領域に設けられている。ハウジング２にカバー５が取り付けられた際には、給油溝３Ｌとカバー５の内側面とにより区画され、潤滑油が流通可能となるカバー５の内側面に沿った給油孔が形成される。給油溝３Ｌの両端は、摺動面３Ｈに設けられた給油溝３Ｋ・３Ｋのそれぞれの一端と連通し、詳細は後述するが、潤滑油を給油溝３Ｋ・３Ｋから給油溝３Ｌに流入させるとともに給油溝３Ｌからロータ３のカバー５との摺動面３Ｄに供給することができる。
なお、本実施形態では、摺動面３Ｈに設けられた給油溝３Ｋが給油溝３Ｌと連通する構成としているが、特に限定するものではなく、給油溝３Ｋと給油溝３Ｌとが連通しない構成であってもよい。
また、本実施形態では、給油溝３Ｋの形状が直線状で、給油溝３Ｌの形状が円弧状であるが、ロータ３が有する給油溝の形状やその延設方向は、特に限定されるものではない。例えば、給油溝３Ｋの形状や給油溝３Ｌの形状が蛇行状であってもかまわない。

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、ポンプ室２Ａ内の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を介して各作動空間２ａ〜２ｃ内へ前記ブレーキ倍力装置内の気体（空気）が吸引されるとともに各作動空間２ａ〜２ｃ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の外部である前記エンジンルーム内へ排出されるようになっている。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、ロータ３及びベーン４の各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の外部である前記エンジンルーム内へ排出されるようになっている。

次に、ロータ３の摺動部分への潤滑油の供給について図を用いて具体的に説明する。
ロータ３が回転駆動した際に、直径方向孔３Ｇと軸方向溝２Ｆとが一致すると、潤滑油は、軸方向溝２Ｆからポンプ室２Ａ内に流入するようになっている。また、軸方向溝２Ｆと給油溝３Ｋとが一致すると、潤滑油は給油溝３Ｋを通ってロータ３の軸方向の一端側へと供給されるとともに、ロータ３のベーン４との摺動面３Ｈに流入し、摺動面３Ｈ全体に拡散する（図３のロータ３部分に示す点線矢印参照）。これにより、ロータ３とベーン４との摺動部分のシール性が向上する。給油溝３Ｋによりロータ３の軸方向の一端側へと供給された潤滑油は、給油溝３Ｋに連続する給油溝３Ｌへと供給される。給油溝３Ｌに供給された潤滑油は給油溝３Ｌに沿って円弧状に供給されるとともにロータ３の回転による遠心力により給油溝３Ｌから潤滑油がロータ３の径方法外側向かってに拡散し（図１のロータ３部分に示す点線矢印参照）、ロータ３のカバー５との摺動面３Ｄ全体に拡散する。これにより、ロータ３とカバー５との摺動部分のシール性が向上する。

本実施形態のように構成することにより、ロータ３のカバー５との摺動面３Ｄに直接潤滑油を供給可能となり、従来のベーンポンプのようにロータのカバーとの摺動面においてオイルの供給量が少なかったり、油圧によってカバーとロータとの接触磨耗が大きくなったりすることを防ぐことができる。

また、ロータ３におけるカバー５との摺動面３Ｄに十分な潤滑油を供給可能にすることにより、ロータ３とカバー５との摺動抵抗を低減し、低トルク化が図れる。また、ロータ３の摺動部分のシール性が向上することで、ポンプ室２Ａの気密性が向上し、バキュームポンプとしての吸引性が向上する。

また、給油溝３Ｋや給油溝３Ｌによりロータ３の摺動部分に潤滑剤を誘導することができるので、潤滑剤の供給量が少ない場合であっても、ロータ３の摺動部分に潤滑油を効率的に供給することができる。

以上のように、本実施形態のベーンポンプ１によれば、ロータ３がベーン４との摺動面３Ｈに軸方向に亘って形成された第１給油溝である給油溝３Ｋを有することで、潤滑油をロータ３の摺動部分である摺動面３Ｈに効率的に供給することができる。

また、本実施形態のベーンポンプ１によれば、ロータ３がカバー５との摺動面に円弧状に形成された第２給油溝である給油溝３Ｌを更に有することで、潤滑油をロータ３の摺動部分である摺動面３Ｄに効率的に供給することができる。

また、本実施形態のベーンポンプ１によれば、第１給油溝である給油溝３Ｋが、第２給油溝である給油溝３Ｌと連通する。このように構成することにより、潤滑油を給油溝３Ｋから給油溝３Ｌへと導き、潤滑油をロータ３の摺動部分である摺動面３Ｄに効率的に供給することができる。

また、本実施形態のベーンポンプ１によれば、給油溝３Ｋは、前記ポンプ室２Ａ内に開口する給油通路１１の軸方向溝２Ｆに連通するように形成される。このように構成することにより、給油通路１１から潤滑油を効率的に給油溝３Ｋに導き、ロータ３の摺動部分にさらに効率的に供給することができる。

なお、本実施形態においては、第２給油溝として給油溝３Ｌをロータ３の摺動面３Ｄに設けているが、これに限定するものではない。例えば、ロータ３の摺動面３Ｄに給油溝３Ｌを設けずに、カバー５の内側面におけるロータ３との摺動部分にロータ３の摺動面３Ｄに対応した円弧状の給油溝を設ける構成とすることもできる。

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
２Ｆ 軸方向溝
３ ロータ
３Ａ ガイド溝
３Ｄ 摺動面
３Ｈ 摺動面
３Ｋ 給油溝（第１給油溝）
３Ｌ 給油溝（第２給油溝）
４ ベーン
５ カバー
１１ 給油通路

Claims (4)

1. ポンプ室を有するハウジングと、前記ポンプ室内に回転自在に配置されるロータと、前記ロータに摺動自在に取り付けられるとともに前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンと、前記ポンプ室内に潤滑油を供給する給油通路と、前記ハウジングを閉塞するとともに前記ロータが内側面に摺動するカバーと、を備えるバキュームポンプにおいて、
   前記ロータは、前記ベーンとの摺動面に軸方向に亘って形成された第１給油溝を有する、ことを特徴とするバキュームポンプ。
2. 前記ロータは、前記カバーとの摺動面に円弧状に形成された第２給油溝を更に有する、ことを特徴とする請求項１に記載のバキュームポンプ。
3. 前記第１給油溝は、前記第２給油溝と連通する、ことを特徴とする請求項２に記載のバキュームポンプ。
4. 前記第１給油溝は、前記ポンプ室内に開口する前記給油通路に連通する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバキュームポンプ。

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