JP2016223398A - バキュームポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】バキュームポンプが吐出する際の圧力の発生時間を短くすることにより、バキュームポンプに生じる駆動トルクを抑制するとともに、エンジンの低温始動時であっても内部部品に悪影響を与えることのないバキュームポンプを提供する。
【解決手段】ベーンポンプは、ハウジングにおけるポンプ室内の気体を排出させる排出通路７と、排出通路７の排出側出口７ａを開閉可能に覆う板状のリードバルブ２２と、リードバルブ２２の開く範囲を規定する板状のストッパ２１と、リードバルブ２２及びストッパ２１をハウジング２に固定するボルト２３と、を有し、ストッパ２１は、エンジンの低温始動時におけるリフト量である低温リフト量（Ｌ２）を、エンジンの通常使用時におけるリフト量である通常リフト量（Ｌ１）よりも大きくするように構成される。
【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の技術に関する。

従来、自動車用のエンジンに取付けられる真空ポンプとして使用されるベーン式のバキュームポンプが知られている。
従来のバキュームポンプにおいては、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、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。
また、従来のバキュームポンプにおいては、排出通路を開閉するリードバルブが設けられており、ロータが回転される際には、ポンプ室内の圧力によってリードバルブが開放されてポンプ室内の空気と潤滑油は排出通路及び開放状態のリードバルブを介してエンジンルーム側に排出される（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。

特開２０１２−６７７３０号公報 特開２０１０−２６１３７４号公報

上記従来技術においては、剛性の高い鉄製又はステンレス製のストッパとリードバルブとをボルト等の締結具によりハウジングに固定し、ストッパの形状によってリードバルブの開く範囲であるリフト量を規定する構成としている（図７中のリフト量Ｌ０を参照）。ここで、バキュームポンプに生じる駆動トルクを抑制するためには、バキュームポンプが吐出する際の圧力の発生時間を短くする必要がある。このため、ストッパで規定するリードバルブの開く範囲であるリフト量を小さくすることが望ましい。一方、エンジンの低温始動時においてはオイルの粘度が高いため、バキュームポンプが吐出する際の圧力が高くなる。この場合、ストッパで規定するリフト量が小さいと、内部の圧力を充分に低下させることができないため、内部部品に悪影響を与える可能性がある。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、バキュームポンプが吐出する際の圧力の発生時間を短くすることにより、バキュームポンプに生じる駆動トルクを抑制するとともに、エンジンの低温始動時であっても内部部品に悪影響を与えることのない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、内部にポンプ室を有するハウジングと、前記ポンプ室内に配置されるとともにロータによって回転され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、前記ポンプ室に気体を吸引する吸引通路と、前記ポンプ室内の気体をハウジングの外部へ排出させる排出通路と、該排出通路の排出側出口を開閉可能に覆う板状のリードバルブと、該リードバルブの開く範囲であるリフト量を規定する板状のストッパと、前記リードバルブ及び前記ストッパを前記ハウジングに固定する締結具と、を有し、エンジンに取付けられるバキュームポンプにおいて、前記ストッパは、前記エンジンの低温始動時における前記リフト量である低温リフト量を、前記エンジンの通常使用時における前記リフト量である通常リフト量よりも大きくするように構成されるものである。

請求項２においては、前記ストッパはリフト量が前記通常リフト量で形成されたばね鋼で構成され、前記エンジンの低温始動時においては前記リードバルブが開放する際の荷重により、前記低温リフト量を前記通常リフト量よりも大きくするものである。

請求項３においては、前記ストッパはリフト量が前記低温リフト量で形成された形状記憶合金で構成され、前記エンジンの通常使用時においてはバキュームポンプに伝えられる熱により、前記通常リフト量を前記低温リフト量よりも小さくするものである。

請求項４においては、前記ストッパはリフト量が前記低温リフト量で形成されたバイメタルで構成され、前記エンジンの通常使用時においてはバキュームポンプに伝えられる熱により、前記通常リフト量を前記低温リフト量よりも小さくするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

すなわち、本発明に係るバキュームポンプによれば、エンジンの低温始動時であっても内部部品に悪影響を与えることなく、バキュームポンプが吐出する際の圧力の発生時間を短くして、バキュームポンプに生じる駆動トルクを抑制することができる。

本発明の第一実施形態に係るベーンポンプを示す断面図。 図１におけるＡ−Ａ線断面図。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、通常使用時及び低温始動時におけるリードバルブ固定部分の断面図。 ベーンポンプにおける発生圧力とストッパのリフト量との関係を示した図。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第二実施形態に係るベーンポンプの通常使用時及び低温始動時におけるリードバルブ固定部分の断面図。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、第三実施形態に係るベーンポンプの通常使用時及び低温始動時におけるリードバルブ固定部分の断面図。 従来技術に係るバキュームポンプにおけるリードバルブ固定部分の断面図。

以下、本発明のバキュームポンプの第一実施形態に係るベーンポンプ１を、図１から図４を用いて説明する。なお、図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、通常使用時及び低温始動時におけるリードバルブ固定部分の断面図であり、図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
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とともに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。

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小径部２Ｃと、小径部２Ｃの開口部を閉塞する蓋部２Ｄ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内には、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。

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内が拡縮可能な作動空間として区画されるようになっている。

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、ポンプ室２Ａの内部に潤滑油を供給するための給油通路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２Ｆとから構成されている。

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、各作動空間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内の気体は、排出通路７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・７を流通する。そして、排出側出口７ａ・７ａから、リードバルブ２２の開放時にポンプ室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、図１及び図２における小径部２Ｃ及び蓋部２Ｄの下部には、ポンプ室２Ａから小径部２Ｃ、蓋部２Ｄの外部までを連通する軸方向の貫通孔が、周方向に二本並んで穿設されている（図３（ａ）及び（ｂ）を参照）。そして、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・７となっている。つまり、蓋部２Ｄにおける貫通孔の端部が、排出通路７・７の排出側出口７ａ・７ａとして形成されている。

図２及び図３（ｂ）に示す如く、排出通路７・７の排出側出口７ａ・７ａは、弾性を有する薄板状のリードバルブ２２によって開閉可能に覆われている。具体的には、剛性の高い板状のストッパ２１がリードバルブ２２と重なって配設され、締結具であるボルト２３によってリードバルブ２２及びストッパ２１がハウジング２の蓋部２Ｄ及び小径部２Ｃ（以下、単に「小径部２Ｃ」と記載する）に固定される。リードバルブ２２及びストッパ２１は、小径部２Ｃの外周面に沿った円弧状に構成されている。

なお、本実施形態においては、ハウジング２には二個の排出通路７・７及び排出側出口７ａ・７ａが形成される構成としているが、排出通路７及び排出側出口７ａを一個とすることも可能である。この場合、リードバルブ２２及びストッパ２１は片側がボルト２３によって固定されることとなる。

図３（ａ）に示す如く、本実施形態におけるリードバルブ２２は、二個の排出側出口７ａ・７ａの間で、その中央部分がボルト２３によって小径部２Ｃに固定されている。また、本実施形態におけるストッパ２１は、その中央部分がボルト２３によって小径部２Ｃにおける二個の排出側出口７ａ・７ａの間で固定される固定部２１ｂと、排出側出口７ａ・７ａから離間して（小径部２Ｃから離間して）形成される先端部２１ａ・２１ａと、を備える。そして、ストッパ２１の先端部２１ａ・２１ａが排出側出口７ａ・７ａから離間する（立ち上がる）形状によって、リードバルブ２２の開く範囲を規定しているのである。換言すれば図３（ａ）に示す如く、先端部２１ａ・２１ａの小径部２Ｃからの距離が、リードバルブ２２のリフト量Ｌ１として規定される。

本実施形態においては、ストッパ２１は弾性の高いばね鋼で構成される。そして、ボルト２３によって小径部２Ｃに固定された際のリフト量Ｌ１は、エンジンの通常使用時におけるリフト量（以下、単に「通常リフト量」と記載する）で形成されている。即ち、エンジンの通常使用時においては、ポンプ室２Ａ内の空気と潤滑油は、図３（ａ）中に示す矢印ａの如く、ストッパ２１が規定するリフト量Ｌ１までリードバルブ２２が開放して排出される。本実施形態において、通常リフト量であるリフト量Ｌ１は、従来技術におけるリフト量（図７中のリフト量Ｌ０）よりも小さく設定されている。これにより、従来技術と比較して、ベーンポンプ１が吐出する際の圧力の発生時間を短くして、ベーンポンプ１に生じる駆動トルクを抑制する構成としている。

また、本実施形態において、ストッパ２１は、エンジンの低温始動時におけるリフト量（以下、単に「低温リフト量」と記載する）を、通常リフト量よりも大きくするように構成されている。具体的には、ストッパ２１は弾性の高いばね鋼で構成されており、エンジンの低温始動時においては吐出する際の圧力が大きくなるため、図３（ｂ）中に示す矢印ｂの如くリードバルブ２２が開放する際の荷重により、リフト量Ｌ１よりも大きいリフト量Ｌ２まで大きくなる。具体的には図４に示す如く、低温始動時でのベーンポンプ１における発生圧力が通常使用時と比較して大きくなることにより、リードバルブ２２の荷重でストッパ２１が弾性変形し、リフト量が通常使用時と比較して大きくなる。即ち、本実施形態に係るベーンポンプ１においては、低温リフト量（リフト量Ｌ２）と通常リフト量（リフト量Ｌ１）よりも大きくすることができるのである。なお、図４に示す如く、エンジンの通常使用時においては圧力が小さいため、ストッパのリフト量はＬ１から大きくなることはない。

上記の如く、本実施形態に係るベーンポンプ１によれば、エンジンの低温始動時でオイルの粘度が高いためにベーンポンプ１が吐出する際の圧力が高くなった場合には、ストッパ２１で規定するリフト量を大きくすることができる。このため、ポンプ室２Ａの内部の圧力を充分に低下させることができるため、内部部品に悪影響を与えることがないのである。即ち、本実施形態に係るベーンポンプ１によれば、ベーンポンプ１が吐出する際の圧力の発生時間を短くすることにより、ベーンポンプ１に生じる駆動トルクを抑制するとともに、エンジンの低温始動時であっても内部部品に悪影響を与えることがないのである。

次に、本発明のバキュームポンプの第二実施形態に係るベーンポンプを、図５を用いて説明する。図５（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、通常使用時及び低温始動時におけるリードバルブ固定部分の断面図である。以下では、第一実施形態に係るベーンポンプ１と異なる構成を中心に説明する。

本実施形態においては、ストッパ１２１をリフト量が低温リフト量（図５（ｂ）中に示すリフト量Ｌ４であり、第一実施形態におけるリフト量Ｌ２に相当するリフト量）で形成された形状記憶合金で構成する。そして、ベーンポンプの通常使用時においてはベーンポンプに伝えられる熱によりストッパ１２１を変形させ、リフト量をリフト量Ｌ４よりも小さい通常リフト量（図５（ａ）中に示すリフト量Ｌ３であり、第一実施形態におけるリフト量Ｌ１に相当するリフト量）とするのである。これにより、エンジンの低温始動時でオイルの粘度が高いためにベーンポンプが吐出する際の圧力が高くなった場合には、ストッパ１２１の形状が戻るため、規定するリフト量を大きくすることができる。このため、ポンプ室２Ａの内部の圧力を充分に低下させることができるため、内部部品に悪影響を与えることがないのである。

次に、本発明のバキュームポンプの第三実施形態に係るベーンポンプを、図６を用いて説明する。図６（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、通常使用時及び低温始動時におけるリードバルブ固定部分の断面図である。以下では、第一実施形態に係るベーンポンプ１と異なる構成を中心に説明する。

本実施形態においては、ストッパ２２１をリフト量が低温リフト量（図６（ｂ）中に示すリフト量Ｌ６であり、第一実施形態におけるリフト量Ｌ２に相当するリフト量）で形成されたバイメタルで構成する。そして、ベーンポンプの通常使用時においてはベーンポンプに伝えられる熱によりストッパ２２１を変形させ、リフト量をリフト量Ｌ６よりも小さい通常リフト量（図６（ａ）中に示すリフト量Ｌ５であり、第一実施形態におけるリフト量Ｌ１に相当するリフト量）とするのである。これにより、エンジンの低温始動時でオイルの粘度が高いためにベーンポンプが吐出する際の圧力が高くなった場合には、ストッパ２２１の形状が戻るため、規定するリフト量を大きくすることができる。このため、ポンプ室２Ａの内部の圧力を充分に低下させることができるため、内部部品に悪影響を与えることがないのである。

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
２Ｃ 小径部
７ 排出通路
７ａ 排出側出口
１１ 給油通路
２１ ストッパ
２２ リードバルブ

Claims (4)

1. 内部にポンプ室を有するハウジングと、前記ポンプ室内に配置されるとともにロータによって回転され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、前記ポンプ室に気体を吸引する吸引通路と、前記ポンプ室内の気体をハウジングの外部へ排出させる排出通路と、該排出通路の排出側出口を開閉可能に覆う板状のリードバルブと、該リードバルブの開く範囲であるリフト量を規定する板状のストッパと、前記リードバルブ及び前記ストッパを前記ハウジングに固定する締結具と、を有し、エンジンに取付けられるバキュームポンプにおいて、
   前記ストッパは、前記エンジンの低温始動時における前記リフト量である低温リフト量を、前記エンジンの通常使用時における前記リフト量である通常リフト量よりも大きくするように構成される、
   ことを特徴とする、バキュームポンプ。
2. 前記ストッパはリフト量が前記通常リフト量で形成されたばね鋼で構成され、前記エンジンの低温始動時においては前記リードバルブが開放する際の荷重により、前記低温リフト量を前記通常リフト量よりも大きくする、
   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. 前記ストッパはリフト量が前記低温リフト量で形成された形状記憶合金で構成され、前記エンジンの通常使用時においてはバキュームポンプに伝えられる熱により、前記通常リフト量を前記低温リフト量よりも小さくする、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のバキュームポンプ。
4. 前記ストッパはリフト量が前記低温リフト量で形成されたバイメタルで構成され、前記エンジンの通常使用時においてはバキュームポンプに伝えられる熱により、前記通常リフト量を前記低温リフト量よりも小さくする、
   ことを特徴とする、請求項１に記載のバキュームポンプ。

Images