JP6070231B2 - バキュームポンプの取付構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車両に用いられるバキュームポンプの取付構造に関し、特にエンジンのカム軸の軸方向端部に接続され、そのカム軸によって駆動されるバキュームポンプの取付構造に好適なものである。
バキュームポンプは、回転駆動力によって負圧を発生させる機能を持ち、その負圧はブレーキの負圧倍力装置、ターボチャージャ制御用ＶＳＶ（Vacuum Switching Valve）などのエンジン負圧駆動部品に利用される。このようなバキュームポンプの回転駆動源として、近年ではカム軸を使用するものが多い。即ち、バキュームポンプはカム軸に接続され、そのカム軸によって駆動される。このようなバキュームポンプの取付構造としては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。このバキュームポンプの取付構造では、カム軸の軸方向端部にタイミングギヤが取付けられ、このタイミングギヤに、クランク軸の回転を伝達するためのタイミングチェーンが巻き掛けられている。タイミングチェーンはカバーによって覆われている。バキュームポンプはカム軸に接続されるが、バキュームポンプの本体は、タイミングチェーンを覆うカバーに取付けられる。
特開２００９−８５１１９号公報
ところで、カム軸はカムハウジングによってシリンダヘッドに支持されるが、例えばラッシュアジャスタの反力に抗するようにカム軸をシリンダヘッド側に押し付けるようにしてカムハウジングがシリンダヘッドに取付けられる。エンジンの運転中は、このカム軸から受ける力でカムハウジングが浮き、振動や騒音の原因となることがあるが、従来のバキュームポンプの取付構造では、単にバキュームポンプの本体がカバーに取付けられているだけであるから、こうした振動や騒音を低減することはできない。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、エンジンの振動や騒音を低減することが可能なバキュームポンプの取付構造を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、発明の一態様は、エンジンのカム軸の軸方向端部に接続され、前記カム軸によって駆動されるバキュームポンプの取付構造において、前記カム軸が配置されるシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドにカム軸を回転自在に支持するためのカムハウジングと、前記カムハウジングに形成され、前記バキュームポンプの本体部のエンジン上部側が固定されるカムハウジング側ボス部と、前記シリンダヘッドに形成され、前記バキュームポンプの本体部のエンジン下部側が固定されるシリンダヘッド側ボス部と、を備え、前記シリンダヘッドに対して前記カム軸を二本有し、クランク軸の回転を伝達するタイミングギヤを前記二本のカム軸のうちの何れか一方のカム軸の軸方向端部に取付け、前記タイミングギヤが取付けられていない他方のカム軸における前記タイミングギヤの取付側と同じ軸方向端部に前記バキュームポンプのポンプ軸を接続することを特徴とするバキュームポンプの取付構造である。
また、前記バキュームポンプを覆って前記シリンダヘッド及び前記カムハウジングを密閉する着脱自在のカバーを前記シリンダヘッドと前記カムハウジングとに取付けた。
発明の一態様によれば、カムハウジングに形成されたカムハウジング側ボス部にバキュームポンプの本体部のエンジン上部側を固定し、シリンダヘッドに形成されたシリンダヘッド側ボス部にバキュームポンプの本体部のエンジン下部側を固定する。このため、バキュームポンプの本体部はカムハウジングとシリンダヘッドとに跨って固定されることから、カム軸から受ける力でカムハウジングが浮いてしまうのをバキュームポンプの本体部で抑制することができ、カムハウジングを確実に固定することができる。その結果、カムハウジングやカム軸に由来するエンジンの振動や騒音を低減することが可能となる。
また、クランク軸の回転を伝達するタイミングギヤを二本のカム軸のうちの何れか一方のカム軸の軸方向端部に取付け、タイミングギヤが取付けられていない他方のカム軸におけるタイミングギヤの取付側と同じ軸方向端部にバキュームポンプのポンプ軸を接続する。これにより、タイミングギヤやタイミングチェーンとの干渉を回避しながらバキュームポンプの本体部をカバーの内側でシリンダヘッド及びカムハウジングに跨るように固定することができる。従って、エンジンの振動や騒音を低減しながら省スペース化を図ることが可能となる。
また、バキュームポンプを覆ってシリンダヘッド及びカムハウジングを密閉する着脱自在のカバーをシリンダヘッド及びカムハウジングに取付けた。これにより、バキュームポンプの作動時に発生する騒音を遮音することができる。
本発明のバキュームポンプの取付構造の一実施形態を示すカバーを外した状態でのエンジンの正面図である。 図１のエンジンの側面図である。 図１のエンジンの平面図である。 カバーを取付けた状態での図１のエンジンの正面図である。 図４のエンジンの平面図である。 図１の状態からバキュームポンプを外した状態でのエンジンの正面図である。 図６の状態からタイミングギヤを外した状態でのエンジンの正面図である。 図１のバキュームポンプの正面図である。 図８のバキュームポンプの側面図である。 図８のバキュームポンプの背面図である。
次に、本発明のバキュームポンプの取付構造の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のカバーを外した状態でのエンジンの正面図、図２は、図１のエンジンの側面図、図３は、図１のエンジンの平面図である。また、図４は、カバーを取付けた状態での図１のエンジンの正面図、図５は、図４のエンジンの平面図である。また、図６は、図１の状態からバキュームポンプを外した状態でのエンジンの正面図、図７は、図６の状態から更にタイミングギヤを外した状態でのエンジンの正面図である。また、図８は、図１のバキュームポンプの正面図、図９は、図８のバキュームポンプの側面図、図１０は、図８のバキュームポンプの背面図である。本実施形態のエンジンでは、図示しないシリンダブロックの上方にシリンダヘッド１が取付けられ、このシリンダヘッド１の上方にカムハウジング２が取付けられる。なお、エンジン本体は、種々の向きで車両に搭載されるが、凡そシリンダブロックに対してシリンダヘッド１が上方になるように搭載されるので、その方向をエンジン上方、逆方向をエンジン下方と定義する。
はじめに、本実施形態で使用されるバキュームポンプ３について説明する。本実施形態のバキュームポンプ３は、ベーンなどのロータが収納される本体部４と、当該ロータが本体部４内で接続され且つ本体部４から外部に突出するポンプ軸５を備える。本体部４は、ロータなどが収納されるハウジング６と、ロータなどを収納したハウジング６を密閉する蓋体７を備えて構成され、蓋体７はボルトなどの締結具１１によってハウジング６に着脱可能に取付けられている。ハウジング６には、バキュームポンプ３のエンジン上部側をエンジンに固定するためのポンプ上部側ボス部８が１カ所、バキュームポンプ３のエンジン下部側をエンジンに固定するためのポンプ下部側ボス部９が２カ所設けられている。これらポンプ上部側ボス部８及びポンプ下部側ボス部９には、夫々、ボルト１０が挿入され、これらボルト１０によってバキュームポンプ３がエンジンに固定される。また、ポンプ軸５は、本体部４のハウジング６から前記ボルト１０の突出方向と同方向に突出しており、その突出端部には二股鉤手状の係合爪１２が形成されている。なお、図中の符号２７は、バキュームポンプ３のハウジング６のポンプ軸５側面に設けられた吸入穴である。
一方、本実施形態では、１つのシリンダヘッド１に二本のカム軸１３、１４が配置されている。このうち、例えば図７の図示左方のカム軸１３が排気カム軸、図示右方のカム軸１４が吸気カム軸である。これらのカム軸１３、１４は、エンジン上方からカムハウジング２を被せるようにシリンダヘッド１に取付けることで、シリンダヘッド１に対して回転自在に支持される。カムハウジング２をシリンダヘッド１に取付ける場合には、例えばラッシュアジャスタの反力に抗してカムハウジング２でカム軸１３、１４をシリンダヘッド１側に押し付けるようにする。なお、カムハウジング２には、例えば図６、図７に見えているカム軸１３、１４の軸線方向端部側に吸入フランジ１６が形成されており、この吸入フランジ１６の中央部に吸入口１５が形成されている。そして、この吸入口１５は、カムハウジング２内で、例えばターボチャージャ制御用ＶＳＶに接続する第１負圧取出し口１７及びブレーキ負圧倍力装置に接続する第２負圧取出し口１８に連絡されている。
本実施形態では、二本のカム軸１３、１４の一方の軸方向端部、つまり例えば図７に見えている側の軸方向端部にギヤ１９が取付けられている。これらのギヤ１９は、互いに噛み合い、且つ歯数が同じである。従って、二本のカム軸１３、１４は同じ速度で逆方向に回転される。そして、本実施形態では、二本のカム軸１３、１４のうち、吸気カム軸１４にのみタイミングギヤ２０が取付けられている。このタイミングギヤ２０には、クランク軸の回転を伝達するタイミングチェーン２１が掛け回されている。そのため、二本のカム軸１３、１４は、クランク軸の回転に同期して、クランク軸の回転速度の１／２の回転速度で、互いに逆方向に回転する。
また、タイミングギヤ２０が取付けられていない排気カム軸１３のギヤ１９のエンジン上方には、前記吸入フランジ１６に隣接してカムハウジング側ボス部２２が１カ所形成され、そのカムハウジング側ボス部２２にはねじ穴２４が１つ形成されている。また、排気カム軸１３のギヤ１９のエンジン下方には、シリンダヘッド側ボス部２３が２カ所形成され、夫々に１つずつねじ穴２４が形成されている。このうちカムハウジング側ボス部２２のねじ穴２４は、バキュームポンプ３の本体部４に形成されたポンプ上部側ボス部８に、シリンダヘッド側ボス部２３はポンプ下部側ボス部９に対応している。また、ギヤ１９が取付けられている排気カム軸１３の軸方向端部には、バキュームポンプ３の係合爪１２が嵌合する係合溝２５が形成されている。
この係合溝２５にバキュームポンプ３の係合爪１２を嵌合し、カムハウジング側ボス部２２にポンプ上部側ボス部８をあてがい、シリンダヘッド側ボス部２３にポンプ下部側ボス部９をあてがう。その状態で、ポンプ上部側ボス部８に挿入したボルト１０をカムハウジング側ボス部２２のねじ穴２４にねじ込み、ポンプ下部側ボス部９に挿入したボルト１０をシリンダヘッド側ボス部２３のねじ穴２４にねじ込む。更に、これらのボルト１０をカムハウジング側ボス部２２のねじ穴２４及びシリンダヘッド側ボス部２３のねじ穴２４の夫々に締め付けることで、バキュームポンプ３がカムハウジング２及びシリンダヘッド１に固定される。これにより、バキュームポンプ３のポンプ軸５は排気カム軸１３の軸方向端部に接続されると共に、バキュームポンプ３の本体部４によってカムハウジング２とシリンダヘッド１とが連結される。そのため、排気カム軸１３から受ける力でカムハウジング２が浮いてしまうのをバキュームポンプ３の本体部４で抑制することができ、カムハウジング２を確実に固定することができる。なお、このようにバキュームポンプ３をシリンダヘッド１及びカムハウジング２に取付けることにより、バキュームポンプ３の吸入穴２７はカムハウジング２の吸入口１５に接続され、第１負圧取出し口１７及び第２負圧取出し口１８の気体を吸入することができるように構成される。
このバキュームポンプ３が取付けられたカムハウジング２及びシリンダヘッド１の端面は、図４、図５に示すように、カバー２６が取付けられる。このカバー２６をカムハウジング２及びシリンダヘッド１の端面に取付けることで、バキュームポンプ３が覆われ、カムハウジング２の端面及びシリンダヘッド１の端面が密閉される。そして、このカバー２６により、バキュームポンプ３の作動時に発生する騒音を遮音することができる。
このように本実施形態のバキュームポンプの取付構造では、カムハウジング２に形成されたカムハウジング側ボス部２２にバキュームポンプ３の本体部４のポンプ上部側ボス部８、即ちエンジン上部側を固定し、シリンダヘッド１に形成されたシリンダヘッド側ボス部２３にバキュームポンプ３の本体部４のポンプ下部側ボス部９、即ちエンジン下部側を固定する。このため、バキュームポンプ３の本体部４はカムハウジング２とシリンダヘッド１とに跨って固定されることから、排気カム軸１３から受ける力でカムハウジング２が浮いてしまうのをバキュームポンプ３の本体部４で抑制することができ、カムハウジング２を確実に固定することができる。その結果、カムハウジング２や排気カム軸１３に由来するエンジンの振動や騒音を低減することが可能となる。
また、バキュームポンプ３を覆ってシリンダヘッド１及びカムハウジング２を密閉する着脱自在のカバー２６をシリンダヘッド１及びカムハウジング２に取付けた。これにより、バキュームポンプ３の作動時に発生する騒音を遮音することができる。
また、クランク軸の回転を伝達するタイミングギヤ２０を二本のカム軸１３、１４のうちの何れか一方の吸気カム軸１４の軸方向端部に取付け、タイミングギヤ２０が取付けられていない他方の排気カム軸１３におけるタイミングギヤ２０の取付側と同じ軸方向端部にバキュームポンプ３のポンプ軸５を接続する。これにより、タイミングギヤ２０やタイミングチェーン２１との干渉を回避しながらバキュームポンプ３の本体部４をカバー２６の内側でシリンダヘッド１及びカムハウジング２に跨るように固定することができる。従って、エンジンの振動や騒音を低減しながら省スペース化を図ることが可能となる。
１はシリンダヘッド
２はカムハウジング
３はバキュームポンプ
４は本体部
５はポンプ軸
６はハウジング
７は蓋体
８はポンプ上部側ボス部
９はポンプ下部側ボス部
１０はボルト
１１は締結具
１２は係合爪
１３は排気カム軸
１４は吸気カム軸
１５は吸入口
１６は吸入フランジ
１７は第１負圧取出し口
１８は第２負圧取出し口
１９はギヤ
２０はタイミングギヤ
２１はタイミングチェーン
２２はカムハウジング側ボス部
２３はシリンダヘッド側ボス部
２４はねじ穴
２５は嵌合溝
２６はカバー
２７は吸入穴

Claims (2)

  1. エンジンのカム軸の軸方向端部に接続され、前記カム軸によって駆動されるバキュームポンプの取付構造において、
    前記カム軸が配置されるシリンダヘッドと、
    前記シリンダヘッドにカム軸を回転自在に支持するためのカムハウジングと、
    前記カムハウジングに形成され、前記バキュームポンプの本体部のエンジン上部側が固定されるカムハウジング側ボス部と、
    前記シリンダヘッドに形成され、前記バキュームポンプの本体部のエンジン下部側が固定されるシリンダヘッド側ボス部と、を備え、
    前記シリンダヘッドに対して前記カム軸を二本有し、
    クランク軸の回転を伝達するタイミングギヤを前記二本のカム軸のうちの何れか一方のカム軸の軸方向端部に取付け、
    前記タイミングギヤが取付けられていない他方のカム軸における前記タイミングギヤの取付側と同じ軸方向端部に前記バキュームポンプのポンプ軸を接続することを特徴とするバキュームポンプの取付構造。
  2. 前記バキュームポンプを覆って前記シリンダヘッド及び前記カムハウジングを密閉する着脱自在のカバーを前記シリンダヘッドと前記カムハウジングとに取付けたことを特徴とする請求項１に記載のバキュームポンプの取付構造。
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