JP3090528B2 - ピストン式流体ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車車輌に装備され、
エンジン等により駆動されてバキュームポンプ等として
機能するピストン式流体ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のポンプとして、ディーゼルエン
ジンのブレーキブースタに用いるバキュームポンプがあ
る。

【０００３】このバキュームポンプは、作動ピストンの
上下に形成されたポンプ上室とポンプ下室とを有し、ピ
ストンの外周に設けた環状溝に嵌合したシール部材がピ
ストンとシリンダとの間の摺動部として機能する。そし
て車輌エンジンによってこのポンプが駆動されるよう
に、前記ピストンのロッドの一端に設けたローラが、エ
ンジンに連動するカムによって駆動されて、作動ピスト
ンが上下動する。

【０００４】そして、ピストンはその外周に嵌合するシ
ール部材を保持するに十分な厚みを有し、外周から中央
部の前面に亘って同じ厚みに形成されており、ピストン
全体の質量が大きかった。そのため、カムの回転に追従
してピストンロッドが追従できるように、ピストンロッ
ドに強い荷重の圧縮スプリングを設けて、ローラをカム
に押し付けていた。

【０００５】又、ロッドは、ロッドシール内を上下に摺
動する構造になっており、エンジン内部に開口している
ロッドとロッドシールとの微小隙間を通じて微量のオイ
ルミストがポンプ下室に吸入される構造になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
ロッドとロッドシールとの微小隙間から、微量のオイル
ミストがポンプ下室に吸入されるのみである。そのた
め、高温雰囲気中でポンプが運転され、ポンプ室内に導
入された空気が排気されると、ポンプ室内に溜っている
微量のオイルが排気によって持ち去られ、ピストン摺動
部が潤滑不良となり、ピストンリングの摩耗やシリンダ
の焼付きが発生する。

【０００７】又、ピストンリングやシリンダ摺動面の面
荒れ、ピストンリングの摩耗により、ピストン摺動部の
シール性が低下し、シール洩れに起因してポンプ性能が
低下する。

【０００８】又、摺動面の面荒れにより摺動発熱が増大
し、Ｏリング等が体積膨張を起こし、シリンダとの間の
面圧が増加することにより、摺動抵抗がより一層増加す
るという悪循環を生じる。

【０００９】そして、このようなピストンとシリンダの
摺動抵抗の増加によってピストン摺動部が異常摩耗した
り、前記圧縮スプリングの荷重が強いことと相まって、
ローラとカムの当接部の作用力や、ローラ、カムの軸受
荷重が増大して、ローラとカムの当接部や、これ等の、
軸受摺動部が異常摩耗するという問題点があった。

【００１０】そこで、本願の発明は、作動ピストン摺動
部へ十分な量の潤滑用オイルを供給することにより、上
記従来技術の問題点であるポンプ性能の低下や、機構の
異常摩耗を防止できるピストン式流体ポンプを提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の発明のピストン式流体ポンプは、ピストンロ
ッド（１０）と、該ピストンロッド（１０）に固着され
たピストン（６）と、該ピストン（６）の上下に形成さ
れたポンプ上室（１４）とポンプ下室（１５）と、前記
ピストンロッド（１０）を摺動可能に軸承する軸受部
と、前記ピストン（６）とは反対側に位置する軸受開口
部（２４）と、該軸受開口部（２４）と上記ポンプ下室
（１５）とを連通するオイル通路（１２ａ）と、軸受開
口部（２４）に潤滑オイルを供給するオイル供給手段
（２９ａ）と、軸受開口部（２４）とオイル供給手段
（２９ａ）との間に設けた連通孔（２８）とを具備する
ことを特徴とする。

【００１３】

【００１４】

【作用】オイル供給手段（２９ａ）からの潤滑オイル
は、連通孔（２８）を通って直接軸受開口部（２４）に
供給され、更にオイル通路（１２ａ）からポンプ室（１
２５，１４）内へと導かれて、ピストン摺動部を潤滑す
る。

【００１５】

【実施例】図１〜図３に示す実施例において、１はバキ
ュームポンプで、ロワーケーシング２とアッパーケーシ
リング３とを備え、ロワーケーシング２の下部において
エンジンのシリンダヘッドカバー４に固定されている。

【００１６】５はロワーケーシング２に固定されたシリ
ンダ、６はシリンダ５内を上下動するピストンで、その
外周に設けた環状溝７にはＯリング８とテフロンのピス
トンリング９が嵌合されている。Ｏリング８はその弾力
でピストンリング９をシリンダ５の内周面に押圧すると
ともに、温度変化によるピストンリング９の寸法変化を
吸収する。

【００１７】ピストン６の下面中央部は上方にへこんだ
形状で、ピストン６の中央部の厚みを強度的に必要最小
限の厚みとすることで、ピストン６の質量を軽減してい
る。１０はピストンロッドで、ロワーケーシング２に設
けた軸受１１により上下に摺動可能に軸承され、その上
端はピストン６の中央に固着されている。

【００１８】１２はロッド１０に嵌合するようロワーケ
ーシング２に設けられたテフロンのシールリングで、特
に図２、３に拡大図示するように、その内周４箇所にオ
イル通路１２ａが形成されている。

【００１９】１３はシールリング１２の周りに設けたＯ
リングで、その弾力によってシールリング１２をピスト
ンロッド１０の外周に押圧するとともに温度変化による
シールリング１２の寸法変化を吸収する。

【００２０】１４と１５はそれぞれピストン６の上下に
形成されたポンプ上室とポンプ下室、１６はロワーケー
シング２に固定したパイプで、図示されてないブレーキ
ブースタに連通される。

【００２１】ポンプ下室１５の底面中央部を形成するロ
ワーケース２の部分は上方にふくらんだ形状に形成さ
れ、このふくらんだ部分の中央に、前記シールリング１
２やＯリング１３等のシール部材を保持する軸シール保
持部が形成されている。

【００２２】１７、１８は吸入弁で、夫々パイプ１６と
ポンプ上室１４との間と、パイプ１６とポンプ下室１５
との間に配設されている。ポンプ上室１４とポンプ下室
１５は、夫々吐出弁１９、２０を経てヘッドカバー４内
の空間に連通している。

【００２３】２１はピストンロッド１０の下端部に固定
されたピン、２２はピン２１に回動可能に嵌合された小
径ローラ、２３は小径ローラ２２の外周に嵌合する大径
ローラで、ローラ２３はエンジンのカムシャフトに形成
されたカム２５に当接している。

【００２４】２６はピストンロッド１０の下端近くに形
成されたフランジ、２７はフランジ２６とロワーケーシ
ング２との間に配設された圧縮スプリングで、ピストン
ロッド１０を下方に付勢してローラ２３をカム２５に押
圧当接している。

【００２５】この圧縮スプリング２７は、ピストン６の
質量を小さくした分、その荷重が小さくしてある。この
ように構成されたローラ２３は、カム２５に従動するポ
ンプ駆動部として機能する。２４は軸受１１の下方に位
置する軸受開口部、２８はフランジ２６に設けた連通孔
である。２９はオイル供給手段で、軸受開口部２４とポ
ンプ駆動部であるローラ２３の外周面へ潤滑オイルを供
給するオイルノズル２９ａと２９ｂを有する。

【００２６】オイル供給手段としてのオイルノズル２９
ａから噴出する潤滑オイルは、フランジ２６の連通孔２
８を通過し、直接軸受開口部２４に達し、さらに軸受１
１とピストンロッド１０の隙間を通り、オイル通路１２
ａを経てポンプ下室１５へ吸入される。

【００２７】上記実施例で、エンジンに連動してカム２
５が回転すると、カム２５がポンプ駆動部であるローラ
２３を駆動して、ポンプロッド１０とピストン６を上下
動させる。

【００２８】ピストン６が上昇すると、ポンプ上室１４
内の空気が吐出弁１９を経てヘッドカバー４内の空間に
吐出され、ポンプ下室１５には図示されてないブレーキ
ブースタからパイプ１６、吸入弁１８を経て空気が吸入
される。同時に、オイル供給手段としてのオイルノズル
２９ａから連通孔２８を通って直接軸受開口部２４に供
給された潤滑オイルが、ポンプ下室１５の負圧によっ
て、軸受１１とピストンロッド１０との隙間、及びオイ
ル通路１２ａを経てポンプ下室１５内に吸入され、ポン
プ下室１５内に拡散する。

【００２９】ピストンが上下に往復動を繰り返すことに
より、ポンプ下室１５内に充分の潤滑オイルが流入し、
ピストンリング９とシリンダ５との摺動面に付着し、良
好な摺動状態を維持する。

【００３０】ピストン６の下降時には、ポンプ下室１５
内の空気は吐出弁２０を経てヘッドカバー４内の空間へ
吐出され、ポンプ上室１４には、ブレーキブースタから
パイプ１６と吸入弁１７を経て空気が吸入される。又、
ポンプ下室１５側のシリンダ５とピストンリング９付近
に付着した潤滑オイルは、ポンプ上室１４の負圧により
ポンプ下室１５からポンプ上室１４側へ流入し、ポンプ
上室１４内に拡散する。

【００３１】そしてピストン６が往復動を繰り返すこと
により、さらにポンプ上室１４に潤滑オイルが流入し
て、ピストンリング９とシリンダ５の摺動面に付着し、
良好な摺動状態を維持する。このようにして、ピストン
摺動面の潤滑が良好に行なわれる。

【００３２】ポンプ下室１５に連通するオイル通路１２
ａは流入する潤滑オイルが付着して、このオイル通路１
２ａからポンプ下室１５への不要な空気の吸い込みを防
止する。また、フランジ２６におけるピストンロッド根
元部に付着した異物は、潤滑オイルと共に連通孔２８か
ら外部へ自然落下して排出される。したがって、該連通
孔２８は、オイル中の異物を排出する効果をも有し、軸
受摺動部、ピストン摺動部の摩耗低減により長期間安定
したポンプ性能を維持する効果もある。

【００３３】上記実施例では、オイル供給源として二つ
のオイルノズル２９ａ、２９ｂを有するオイル供給手段
２９を設けているが、一方のオイルノズル２９ｂを廃止
して、オイルノズル２９ａから軸受開口部２４周辺へ噴
出した潤滑オイルが、連通孔２８からポンプ駆動部へ自
然落下してローラ２３を潤滑するようにしてもよい。

【００３４】なお、従来技術では、上記実施例のオイル
通路１２ａと連通孔２８とを備えていない。

【００３５】

【発明の効果】本発明のピストン式流体ポンプは上述の
ように構成されているので、ピストンリングとシリンダ
との摺動面への潤滑オイルの供給ができるため、摺動面
の摩擦力や発熱が減少し、摺動面の摩耗や面荒れを低減
できる。

【００３６】又、ピストンリングとシリンダとの摺動面
との摩擦力の異常増加が防止される結果、カム当接面に
かかる当接力や、軸受押圧力の異常を防止し、これ等の
部の異常摩耗を防止できる。

【００３７】さらに又、上記ピストンリングとシリンダ
の摺動面の摩耗、面荒れの低減や、カム当接部の異常摩
耗の防止によるピストンのストロークの安定維持の結
果、安定したポンプ性能を長期間にわたり維持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の縦断面図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】図２のシールリングの水平断面図。

【符号の説明】

６ ピストン １０ ポンプロッド １２ａ オイル通路 １４ ポンプ上室 １５ ポンプ下室 ２４ 軸受開口部 ２８ 連通孔 ２９ａ オイル供給手段（オイルノズル）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永山 秀雄 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛三工業株式会社内 (72)発明者 安藤 一也 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛三工業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 37/14 F04B 39/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンロッド（１０）と、該ピストン
   ロッド（１０）に固着されたピストン（６）と、該ピス
   トン（６）の上下に形成されたポンプ上室（１４）とポ
   ンプ下室（１５）と、前記ピストンロッド（１０）を摺
   動可能に軸承する軸受部と、前記ピストン（６）とは反
   対側に位置する軸受開口部（２４）と、該軸受開口部
   （２４）と上記ポンプ下室（１５）とを連通するオイル
   通路（１２ａ）と、軸受開口部（２４）に潤滑オイルを
   供給するオイル供給手段（２９ａ）と、軸受開口部（２
   ４）とオイル供給手段（２９ａ）との間に設けた連通孔
   （２８）とを具備することを特徴とするピストン式流体
   ポンプ。