JP3101165B2 - 遊星歯車増速装置付真空ポンプ - Google Patents

遊星歯車増速装置付真空ポンプ

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JP3101165B2 JP06271452A JP27145294A JP3101165B2 JP 3101165 B2 JP3101165 B2 JP 3101165B2 JP 06271452 A JP06271452 A JP 06271452A JP 27145294 A JP27145294 A JP 27145294A JP 3101165 B2 JP3101165 B2 JP 3101165B2
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    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば自動車のブレ
ーキ倍力装置あるいはアクチュエータ動作用に使用され
る回転容積形真空ポンプ(例えばベーン式真空ポンプ)
等の真空ポンプに遊星歯車増速装置が取付けられた遊星
歯車増速装置付真空ポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は、例えば自動車用のブレーキ倍力
装置のためのベーン式真空ポンプの一例を示す断面図で
ある。図において、Hはポンプハウジングであり、ポン
プ室部1とブラケット部2などにより構成されている。
3はポンプ室部1とブラケット部2の間を密封するOリ
ング、4はエンジンの筐体に設けられた印ろう取付け部
(図示せず)との間を密封するOリングである。5はベ
ーン、6はロータ、7はロータシャフトであり、ロータ
6には図9にも示すように放射状に配設された溝にベー
ン5が摺動自在に嵌装されている。ロータシャフト7の
一端はスプライン7aによる嵌合によりロータ6が取付
けられ、他端はブラケット部2を貫通して外部に突出す
るように形成されている。8及び9はロータシャフト7
の軸受で、軸受8はポンプ室部1に配設され、軸受9は
ブラケット部2に配設されている。なお、ロータ6はポ
ンプ室1aの中心に対し図9に示すように所定寸法偏心
した状態で回転するように配設されている。10はカッ
プリングで、ブラケット部2を貫通して外部に突出した
ロータシャフト7の先端にピン11によって取り付けら
れている。12はポンプ室部1とブラケット部2を締結
するボルト、13はロータシャフト7を支承する軸受9
を位置決めする止め輪、1bはポンプ室の吸気口、1c
は排気口である。1eはロータとポンプ室部1、ブラケ
ット2の間をオイルにより気密を保持するとともに、軸
受8並びにロータ6とシャフト7の間の磨耗を防ぐため
の潤滑、及び軸受9の潤滑、さらにベーン5とポンプ室
1、ブラケット2の間の気密保持と潤滑、磨耗を防止す
るためにエンジンオイルを供給する給油口である。
【0003】次に動作について説明する。このベーン式
真空ポンプは、カップリング10がエンジン側のカップ
リング(図示せず)と結合されて回転力が伝達される。
この回転力によりロータ6が回転して摺動自在に嵌装さ
れたベーン5が遠心力により飛び出し、ポンプ室1aの
内周に沿って摺動する。周知のようにこのベーン5の摺
動により吸気口1bから空気を吸引し、排気口1cから
排気することになる。この空気の吸引・排気を繰り返す
ことにより、吸気口1bが接合されたブレーキ倍力装置
あるいはアクチュエータ等に負圧を供給することにな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のベ
ーン式真空ポンプの性能は、ベーンポンプの1回転当た
りの排気容量と回転数の積により決定される。従って、
エンジンの低速回転時には、ベーンの遠心力による飛出
し力が低下して真空特性が低下し不安定になる問題点が
あった。また、大容量の真空性能の要求に対しては、1
回転当たりの排気容量を増加するか、あるいは、単位時
間当たりの回転数を上昇しなれればならない。従って、
1回転当たりの排気容量を増加するためにはベーンポン
プが大形になり、また単位時間当たりの回転数を上昇さ
せることについては、エンジン側の制約があるので必要
な回転数を得ることが困難であるなどの問題点があっ
た。さらに、駆動側の条件(取付けスペース、回転数、
要求性能など)により、ベーン式真空ポンプの排気容量
別の種類が多種類になるなどの問題点があった。
【0005】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、エンジンの低速回転時の真空特
性の安定化及び高真空特性を確保することを目的とす
る。また、小形・軽量化をはかると共に最大の要求性能
のものにベーン式真空ポンプの集約化をはかることを目
的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る遊星歯車
増速装置付真空ポンプにおいては、ポンプハウジングに
形成されたポンプ室、このポンプ室に収容されたポンプ
ロータ、このポンプロータに取り付けられたロータシャ
フト、このロータシャフトに形成された太陽歯車、この
太陽歯車と共に遊星歯車装置を構成し、入力シャフトに
結合される遊星歯車を備え、上記ロータシャフトの一端
は上記入力シャフトの一端の凹部に設けられた軸受に支
承され、他端は固定部に設けられた軸受に支承されてお
り、上記遊星歯車は一端を上記入力シャフトに支持さ
れ、他端は上記ロータシャフトが支承された両軸受間の
上記ロータシャフトに軸受を介して支承された保持金具
に支持されたピンに支承されており、上記入力シャフト
の回転に対しポンプロータの回転が増速されるように上
記遊星歯車装置の歯車比を設定したものである。
【0007】
【0008】
【0009】
【作用】上記のように構成された遊星歯車増速装置付真
空ポンプにおいては、ポンプロータが高速回転すること
により、真空ポンプが小形化され真空特性が安定化する
ことにより真空ポンプの種類を集約化するように遊星歯
車増速装置が働く。
【0010】
【0011】さらに、ロータシャフトの一端を支承する
軸受を、遊星歯車装置に結合された入力シャフトの内部
に上記入力シャフトと一体的に設けているため、真空ポ
ンプの全長を短縮でき、小形・軽量化が図られる。
【0012】
【実施例】
実施例1.以下この発明の一実施例を図について説明す
る。図1において、Hはポンプハウジングであり、ポン
プ室部1と取付ブラケット部22とポンプ側ブラケット
部21などにより構成されている。3aはポンプ室部1
とポンプ側ブラケット部21の間を密封するOリング、
3bはポンプ室部1と取付ブラケット部22との間を密
封するOリングである。1aはポンプ室、1bはポンプ
室1aに対する吸気口、1cは排気口、5はベーン、6
はロータ、7はロータシャフトであり、ベーン5がロー
タ6の放射状に配設された溝に摺動自在に嵌装され、ロ
ータ6はロータシャフト7の一端に取り付けられている
構成など上記従来真空ポンプと同様のものである。8は
ポンプ側ブラケット部21に設けられた軸受で、ロータ
シャフト7の一端を支承している。
【0013】Gは遊星歯車装置であり、太陽歯車30と
遊星歯車31とリング歯車32とにより周知の構成にな
っている。この場合、太陽歯車30はロータシャフト7
の他端を歯切り加工するか、または、歯切り加工した歯
車をロータシャフト7に嵌装して形成される。リング歯
車32はポンプ室部1の取付ブラケット部22の側に回
転不動に嵌装固着されている。遊星歯車31は通常3個
使用し、太陽歯車30とリング歯車32とに噛み合うよ
うに設けられている。33は入力シャフトであり一端に
はフランジ33aを設けて遊星歯車31を保持するよう
になされている。即ち、34は遊星歯車31を保持する
ためのピンで、軸受35は遊星歯車31に圧入され回転
できるように嵌められている。遊星歯車31が嵌められ
たピン34は、フランジ33aと保持金具33bにより
保持されている。遊星歯車31が保持された入力シャフ
ト33は、取付ブラケット部22に設けた軸受36によ
り支承され、また、保持金具33bの部分に設けた軸受
37によりロータシャフト7に支承されて回転できるよ
うに構成されている。なお、従来のロータ6の回転数は
300〜3000rpmであったものを、例えば入力シ
ャフト33の回転数が300〜3000rpmに対し
て、ロータ6の回転数が1200〜12000rpmに
増速されるように遊星歯車装置Gの歯車比が設定され
る。
【0014】38は入力シャフト33の中心部に設けた
軸受であり、ロータシャフト7の他端を支承している。
39は取付ブラケット部22に設けたオイルシールであ
り、入力シャフト33との間をシールするものである。
10はカップリングで入力シャフト33の先端にピン1
1によって位置決めされ入力シャフト33の外周に回転
不動に嵌装されている。12はポンプ室部1と取付ブラ
ケット部22を締結するボルト、13はポンプ室部1と
ポンプ側ブラケット部21を締結するボルトである。な
お、21aはロータとポンプ室部1、ブラケット22の
間をオイルにより気密を保持するとともに、軸受8並び
にロータ6とシャフト7の間の磨耗を防ぐための潤滑、
及び軸受36の潤滑、さらにベーン5とポンプ室1、ブ
ラケット22の間の気密保持と潤滑、磨耗を防止するた
めにエンジンオイルを供給する給油口である。
【0015】上記のように構成された遊星歯車増速装置
付真空ポンプにおいては、カップリング10がエンジン
側のカップリング(図示せず)と結合されて回転力が伝
達される。この回転力により、所定の増速歯車比に設定
された遊星歯車装置Gを介してロータ6は高速回転す
る。この回転により、ロータ6に摺動自在に嵌装された
ベーン5が遠心力により飛び出し、ポンプ室1aの内周
に沿って摺動してポンプ作用を行う。このポンプ作用は
従来のものと同様であるが、高速回転のためポンプ作用
が確実で排気容量が増加する。
【0016】実施例2.なお、上記実施例1では、リン
グ歯車32はポンプ室部1の取付ブラケット部2側に嵌
装固着したが、図2に示すようにポンプハウジングHの
内側を歯切り加工してリング歯車を形成すれば、構造が
簡単でコスト低減になる。即ち、32はリング歯車で、
ポンプ室部1において取付ブラケット部2側の内側を歯
切り加工して形成されたものである。他の構成は実施例
1と同一である。
【0017】実施例3.また、この実施例もリング歯車
32をポンプハウジングHの内側を歯切り加工もしくは
成形加工、鍛造して形成したものである。即ち、図3に
示すようにこの実施例における取付ブラケット部2は遊
星歯車装置Gを内蔵できる大きさに構成され、内側を歯
切り加工もしくは成形加工、鍛造してリング歯車32が
形成されている。遊星歯車31、太陽歯車30及び入力
シャフト33にフランジ33aを設けて遊星歯車31を
保持する構成は実施例1と同様である。取付ブラケット
部2とポンプ室部1の締結はボルト12によりなされて
いる。この場合、取付ブラケット部2とポンプ室部1の
境目は仕切板14で仕切るように構成されている。3は
密封用のOリングである。
【0018】実施例4.上記実施例1ないし3において
は、エンジンと入力シャフト33をカップリング10で
結合するものを示したが、この実施例はピニオン歯車1
5で結合するものである。即ち、図4において、15は
入力シャフト33に固着されたピニオン歯車であり、他
の構成は実施例1と同一である。ピニオン歯車15を使
用すれば、この部分でも歯車比を調節することができ
る。
【0019】実施例5.なお、実施例4においては、エ
ンジンと入力シャフト33をピニオン歯車15で結合す
るものを示したが、この実施例はプーリ16を用いて結
合するものである。即ち、図5において、16は入力シ
ャフト33に固着されたプーリであり、17はプーリ1
6を固着するためのナットである。他の構成は実施例1
と同一である。プーリ16はベルトを用いて結合するこ
とになり、エンジンと直結しなくてもよいので結合位置
の制約が少なくなる。
【0020】実施例6.また、この実施例もエンジンと
入力シャフト33の結合手段を変えたものである。即
ち、図6において、18は入力シャフト33に設けたス
プラインであり、エンジン側に設けたスプライン軸と結
合されるものである。他の構成は実施例1と同一であ
る。この実施例においては、入力シャフト33のスプラ
イン18は内歯にしたが外歯にしてもよい。スプライン
接続によれば、ピニオン歯車やプーリなどを使用しない
ので構造が簡単になる。
【0021】実施例7.上記実施例1ないし6において
は、遊星歯車装置Gのリング歯車32はいずれもポンプ
ハウジングHの内側に設け、入力シャフト33に遊星歯
車31を保持したものを示したが、リング歯車32が入
力シャフト33により回動するように構成してもよい。
即ち、図7において、33は入力シャフトであり、一端
にはカップ状のフランジ33aを設けて内側にリング歯
車32が設けてある。14は仕切板であり、フランジ部
2に装着されている。この仕切板14にピン34が植設
され、ピン34に遊星歯車31が回転できるように嵌め
られている。この構成によると、太陽歯車30に対し遊
星歯車31は自転のみとなるが、リング歯車32が回動
するので、この回動により太陽歯車30即ちロータ6が
高速回転する。なお、仕切板14は取付ブラケット部2
とポンプ室部1の境目の仕切板を兼ねるように構成され
ている。他の部分は実施例2の構成と同一である。この
実施例においては、ロータシャフト7に設けた太陽歯車
30とリング歯車32の関係寸法が正確で遊星歯車31
は太陽歯車30及びリング歯車32の間に正しく配置で
きる。
【0022】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。
【0023】遊星歯車装置で増速することにより、低回
転時の真空特性が安定化し、大容量真空ポンプの小形軽
量化が可能になる。従って、真空ポンプの種類の集約化
も可能になり、コスト低減が図れる。
【0024】
【0025】さらに、ロータシャフトの一端を支承する
軸受を、遊星歯車装置に結合された入力シャフトの内部
に上記入力シャフトと一体的に設けているため、真空ポ
ンプの全長を短縮でき、小形・軽量化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例である真空ポンプの断面
図である。
【図2】 この発明の実施例2を示す真空ポンプの断面
図である。
【図3】 この発明の実施例3を示す真空ポンプの断面
図である。
【図4】 この発明の実施例4を示す真空ポンプの断面
図である。
【図5】 この発明の実施例5を示す真空ポンプの断面
図である。
【図6】 この発明の実施例6を示す真空ポンプの断面
図である。
【図7】 この発明の実施例7を示す真空ポンプの断面
図である。
【図8】 従来の真空ポンプ示す断面図である。
【図9】 図8のA−A線における断面図である。
【符号の説明】
1 ポンプ室部、5 ベーン、6 ロータ、7 ロータ
シャフト、21 ポンプ側ブラケット部、22 取付ブ
ラケット部、30 太陽歯車、31 遊星歯車、32
リング歯車、33 入力シャフト、33a フランジ、
33b 保持金具、34 ピン、H ポンプハウジン
グ、G 遊星歯車装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 23/00 - 29/10 331 F04C 18/30 - 18/352

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプハウジングに形成されたポンプ
    室、このポンプ室に収容されたポンプロータ、このポン
    プロータに取り付けられたロータシャフト、このロータ
    シャフトに形成された太陽歯車、この太陽歯車と共に遊
    星歯車装置を構成し、入力シャフトに結合される遊星歯
    車を備え、上記ロータシャフトの一端は上記入力シャフトの一端の
    凹部に設けられた軸受に支承され、他端は固定部に設け
    られた軸受に支承されており、 上記遊星歯車は一端を上記入力シャフトに支持され、他
    端は上記ロータシャフトが支承された両軸受間の上記ロ
    ータシャフトに軸受を介して支承された保持金具に支持
    されたピンに支承されており、 上記入力シャフトの回転に対し上記ポンプロータの回転
    が増速されるように上記遊星歯車装置の歯車比を設定し
    たことを特徴とする遊星歯車増速装置付真空ポンプ。
JP06271452A 1994-11-04 1994-11-04 遊星歯車増速装置付真空ポンプ Expired - Fee Related JP3101165B2 (ja)

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