JP4583731B2 - 真空ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両などに搭載される真空ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空ポンプとして、特開平７−２０８３３９号公報に記載されるように、ポンプ室の吐出口に逆止弁を設けたものが知られている。この真空ポンプは、逆止弁を設けることにより、潤滑オイルが逆流して吐出口を通じてポンプ室内に流入することを防止しようとするものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２０８３３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような真空ポンプにあっては、円滑に始動できないおそれがある。すなわち、吐出口が逆止弁で封鎖されているため、ポンプ室にオイルが進入するとポンプ室から抜けず大量にオイルが溜まりやすい。この場合、ポンプ室に大量のオイルが溜まった状態となり、この状態で真空ポンプを始動させると、大量のオイルによりベーンの回転抵抗が大きく、円滑な始動の支障となる。特に低温時の始動にあっては、オイルの粘性が大きいため、真空ポンプが正常に始動できないおそれもある。
【０００５】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、円滑な始動が可能な真空ポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る真空ポンプは、ポンプ室の排出路に室外からのオイル流入を防止する逆止弁を設けてなる真空ポンプにおいて、逆止弁が排出路に配置される弁体を有し、ポンプ室側から所定以上の圧力が加わったときに弁体が移動して開弁するとともに、所定温度以下となったときに弁体が変形して開弁しポンプ室内のオイルを排出させ、所定温度は０〜１０゜Ｃの温度であることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、作動停止後の温度変化により逆止弁が開弁するため、ポンプ室からオイルを排出することができ、ポンプ室にオイルが大量に溜まることを防止することができる。このため、始動の際にポンプ室に溜まるオイルによってベーンの回転が妨げられるという不具合が低減され、始動が円滑に行える。
【０００９】
また本発明に係る真空ポンプは、ポンプ室の排出路に室外からのオイル流入を防止する逆止弁を設けてなる真空ポンプにおいて、ポンプ室内に作動時に回転するベーンを有し、ベーンが低温になるほど収縮してポンプ室との壁面とのクリアランスを大きくすることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、作動停止後にポンプ室にオイルが流入して大量に溜まってしまっても、低温になることによってベーンが収縮するため、始動の際にポンプ室に溜まるオイルによってベーンの回転が妨げられるという不具合が低減される。従って、始動が円滑に行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）
図１は本実施形態に係る真空ポンプの構成概要図である。
【００１２】
本実施形態に係る真空ポンプ１は、車両に搭載して用いられる真空ポンプに適用したものであり、車両のエンジン（図示なし）の駆動と連動して作動する。
【００１３】
図１に示すように、真空ポンプ１は、ポンプ室２内でベーン３を回転させることによってポンプ室２に吸引口４からエアを吸引し、その吸引したエアを排出口５から排出する。ポンプ室２は、断面円形に形成される空間である。
【００１４】
ベーン３は、ポンプ室２内で回転可能に設けられる回転翼である。このベーン３は、ポンプ室２内に設けられるロータ６に支持され、ロータ６と共に回転する。例えば、ベーン３は、ロータ６に形成される溝６ａに嵌め込まれ摺動可能に支持され、その回転時に溝６ａの長手方向に沿ってスライドする。ロータ６は、例えば、ポンプ室２の外部でエンジンのカムシャフトと連結され、エンジンの駆動に連動して回転する。
【００１５】
ポンプ室２には、オイル１０が供給される。オイル１０は真空ポンプ１の潤滑用オイルとして機能するものである。オイル１０は、ベーン３が回転することにより、エアとともに排出口５から排出される。オイル１０は、例えば吸引口４からポンプ室２内に供給される。また、オイル１０を吸引口４以外の箇所から供給する場合もある。
【００１６】
図２に本実施形態に係る真空ポンプの逆止弁の説明図である。
【００１７】
図２に示すように、真空ポンプ１は、逆止弁８を備えている。逆止弁８は、ポンプ室２の排出路７に設けられている。この逆止弁８は、排出路７を通じて外部からオイルが逆流してポンプ室２に流入することを防止するためのものであり、ポンプ室２側から外部へは所定以上の圧力によって開弁しエア及びオイル１０の流通を許容する。一方、外部側からポンプ室２へはオイル１０の流通を禁止する。
【００１８】
逆止弁８は、排出路７を開閉する弁体８１を具備している。弁体８１は、排出路７を塞ぐように配置される板部材で構成される。例えば、弁体８１は、ポンプ室２を内蔵するケーシング９の外壁部にボルト９１によって取り付けられる。これにより、排出路７を外側から塞ぐような状態に設置される。
【００１９】
ポンプ室２側からの圧力が所定以上のときには、弁体８１が移動して開弁状態となる。また、弁体８１は、所定の温度以下となると、開弁方向に変形して逆止弁８を開弁させる。弁体８１は、所定の温度より高温のときには平面状を呈し、所定の温度以下の低温時に湾曲して変形する。弁体８１としては、例えば膨張率の異なる二つの板部材を貼り合わせてなるバイメタルなどが用いられる。
【００２０】
また逆止弁８には、ストッパ８２が設けられており、弁体８１の過度の移動または変形を防止している。
【００２１】
次に本実施形態に係る真空ポンプの動作について説明する。
【００２２】
図１において、エンジンの駆動によりカムシャフト（図示なし）が回転すると、それに伴ってロータ６が回転し、ベーン３がポンプ室２内で回転する。このベーン３の回転によって、吸引口４からポンプ室２内にエアが吸引され、排出口５からエア及びオイル１０が排出される。
【００２３】
そして、図２に示すように、排出口５から排出されたエア及びオイル１０は、排出路７を流通して逆止弁８に達し、この逆止弁８を開弁させて真空ポンプ１の外部へ排出されていく。
【００２４】
図３に示すように、エア及びオイル１０の排出に伴う逆止弁８の開弁は、エンジン運転中（エンジン駆動中）において、所定の周期で繰り返して行われる。 そして、エンジンが停止すると、それに伴ってロータ６の回転も停止し、ベーン３の回転も停止する。このとき、ポンプ室２が負圧状態となっていると、オイル１０がポンプ室２に流入し、ポンプ室２に大量に溜まることとなる。
【００２５】
そして、エンジン停止からある程度時間が経過すると、逆止弁８の温度が徐々に低下し、高温状態から常温状態となる。そして、逆止弁８が所定温度以下の低温状態となると、逆止弁８が開弁し始める。
【００２６】
すなわち、図２に示すように、逆止弁８が所定の温度以下となることにより、弁体８１が変形移動する（図２中の二点鎖線）。これにより、排出路７の出口が開口して、逆止弁８が開弁する。
【００２７】
このように逆止弁８が開弁することにより、ポンプ室２に大量に溜まっていたオイル１０が排出路７を通じて外部へ流出する。従って、ポンプ室２に大量にオイル１０が溜まることが防止される。
【００２８】
ここで、逆止弁８が変形して開弁する際の所定の温度は、例えば０〜１０゜Ｃに設定することが好ましい。この所定の温度を０゜Ｃより低く設定すると、オイル１０の粘性が大きくなり、粘性の大きいオイル１０が大量にポンプ室２に溜まった状態で始動することとなり円滑な始動が行えないおそれがある。
【００２９】
一方、所定の温度を１０゜Ｃより高く設定すると、エンジン始動の際に逆止弁８が開弁状態から閉弁状態になるのに時間がかかり、排出路７を通じてオイルが逆流するおそれがある。所定の温度を０〜１０゜Ｃに設定することでこれらの不具合を回避することができる。なお、オイル１０の粘度に応じて、逆止弁８が変形して開弁する際の所定の温度を０〜１０゜Ｃの範囲より低め又は高めに設定する場合もある。
【００３０】
そして、図３に示すように、エンジンが始動すると、逆止弁８の温度が徐々に上昇する。そして、所定の温度より高温となると、弁体８１が湾曲状態から平面状態へ戻り、逆止弁８が閉弁する。
【００３１】
図４に真空ポンプにおける温度と始動時の駆動力の関係を示す。
【００３２】
図４は、本実施形態に係る真空ポンプ１（本願発明）と、温度変化しても変形開弁しない通常の逆止弁を有する真空ポンプ（従来技術）とについて、温度と始動時のカムシャフトの駆動力の関係を示したものである。従来技術の真空ポンプは、逆止弁がポンプ室内のオイルの排出を妨げるため、低温になるに連れて始動時の駆動力が大きく増大していることが分かる。一方、本実施形態に係る真空ポンプ１では、低温になるに連れて始動時の駆動力が増大しているが、逆止弁８がポンプ室２内のオイル１０の排出を許容するため、従来技術と比較して始動時の駆動力があまり増大しない。これにより、低温時の始動の円滑化が図れることが分かる。
【００３３】
以上のように、本実施形態に係る真空ポンプ１によれば、作動停止後、所定温度以下の低温状態となったときに逆止弁８が開弁するため、ポンプ室２からオイル１０を排出することができ、ポンプ室２にオイル１０が大量に溜まることを防止することができる。このため、始動の際にポンプ室２に溜まるオイル１０によってベーン３の回転が妨げられるという不具合が軽減され、始動が円滑に行える。
【００３４】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係る真空ポンプについて説明する。
【００３５】
図５に本実施形態に係る真空ポンプの概要図を示す。
【００３６】
図５に示すように、本実施形態に係る真空ポンプ１ａは、第一実施形態に係る真空ポンプとほぼ同様な構成を有するものであるが、ベーン３ａが温度変化に応じて伸縮する点で第一実施形態に係る真空ポンプと異なっている。なお、本実施形態に係る真空ポンプ１ａは、第一実施形態に係る真空ポンプ１のように温度変形する逆止弁８を備えるものでもよいが、そのような逆止弁８を備えず温度変形しない通常の逆止弁を備えるものであってもよい。
【００３７】
真空ポンプ１ａのベーン３ａは、温度が低温となるに連れて収縮し、ポンプ室２の壁面とのクリアランスを大きくするものである。このベーン３ａとしては、温度変化に対して膨張率が所定以上大きい部材を用いて構成される。この場合、ベーン３ａ全体を膨張率の大きい部材で構成してもよいし、ベーン３ａの先端の一部を膨張率の大きい部材で構成して伸縮するようにしてもよい。
【００３８】
このような真空ポンプ１ａによれば、高温時や常温時においては、ベーン３ａとポンプ室２の壁面とのクリアランスが小さくエアの吸引及び排出が効率よく行われる。そして、所定の温度より低い低温時には、ベーン３ａが収縮する。これにより、ベーン３ａとポンプ室２の壁面とのクリアランスが大きくなる。このため、ポンプ室２にオイル１０が大量に溜まっていても、オイル１０によってベーン３の回転が妨げられるという不具合が低減され、始動が円滑に行える。
【００３９】
なお、上述した各実施形態では、車両に搭載される真空ポンプについて説明したが、本発明に係る真空ポンプはそのようなものに限られるものではなく、車両に搭載される以外の真空ポンプに適用してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、円滑な始動が可能な真空ポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る真空ポンプの構成概略図である。
【図２】図１の真空ポンプにおける逆止弁の説明図である。
【図３】図１の真空ポンプの動作説明図である。
【図４】図１の真空ポンプの動作説明図である。
【図５】第二実施形態に係る真空ポンプの構成概略図である。
【符号の説明】
１…真空ポンプ、２…ポンプ室、３…ベーン（回転翼）、４…吸引口、５…排出口、６…ロータ、７…排出路、８…逆止弁、９…ケーシング、１０…オイル、８１…弁体、８２…ストッパ。

Claims (2)

1. ポンプ室の排出路に室外からのオイル流入を防止する逆止弁を設けてなる真空ポンプにおいて、
   前記逆止弁は、前記排出路に配置される弁体を有し、前記ポンプ室側から所定以上の圧力が加わったときに前記弁体が移動して開弁するとともに、所定温度以下となったときに前記弁体が変形して開弁し前記ポンプ室内のオイルを排出させ、
   前記所定温度は、０〜１０゜Ｃの温度であること、
   を特徴とする真空ポンプ。
2. 前記ポンプ室内に作動時に回転するベーンを有し、前記ベーンが低温になるほど収縮して前記ポンプ室との壁面とのクリアランスを大きくすること、
   を特徴とする請求項１に記載の真空ポンプ。

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