JPH02185688A - ベーン式ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はベーン式ポンプに関する。

〔従来の技術〕

特表昭６０−５０１９６３号公報には、噴射室の一端に
ノズル口を形成すると共に、他端に圧縮空気通路を連通
し、この噴射室の一端と他端の間に燃料供給通路を連通
し、常時閉弁方向にばね付勢されソレノイドに通電する
ことにより開弁されるソレノイド弁をノズル口に設け、
このソレノイド弁を開弁すると同時に、燃料供給通路か
ら噴射室内に供給された燃料を、圧縮空気通路から噴射
室内に供給された圧縮空気によってノズル口から噴射せ
しめるようにしたエアブラスト弁が開示されている。

このようなエアブラスト弁では圧縮空気を供給するため
に、例えば空気圧縮機が用いられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで車両のグレードアップに伴ない補機、例えばバ
キュームポンプ、発電機、オイルポンプ、エアコン用コ
ンプレッサ等が増加して機関周りが煩雑となり、他の補
機を追加する余地はほとんどない。このため、エアブラ
スト弁に圧縮空気を供給するための空気圧縮機を追加す
ることは困難であり、追加できたとしても機関周りはさ
らに煩雑となり、手の入る隙間もなく整備性が悪化する
という問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明によれば、ベーン式ポ
ンプのロータ回転方向に沿って順に第１吸入口、第２吸
入口および吐出口を形成し、第１吸入口と第２吸入口と
の間には常に少なくとも１枚のベーンを介在せしめ、第
１吸入口を負圧作動機器に接続すると共に第２吸入口を
大気に連通している。

〔作　用〕

第１吸入口はバキュームポンプの吸入口として作用し、
負圧作動機に負圧を供給することができる。一方、第２
吸入口は空気圧縮機の吸入口として作用し、ベーン式ポ
ンプの吐出口から圧縮空気を供給することができる。

〔実施例〕

第２図には２サイクル内燃機関の全体構成図を示す。第
２図を参照すると、ｌはシリングブロック、２はピスト
ン、３はシリンダヘッド、４は燃焼室、５は給気弁、６
は給気ボ・−ト、７は排気弁、８は排気ボート、９は点
火栓を夫々示す。給気ボート６はインテークマニホルド
ｌＯ、サージタンク１１および給気管１２を介してエア
クリーナ１３に接続される。給気管１２の途中には、上
流側から順次エアフローメータ１４、スロットル弁１５
およびベルト１７を介して機関により駆動される機械式
過給機１６が設けられる。エアフローメータ１４とスロ
ットル弁１５との間の給気管１２分岐部１２ａから導管
１８が分岐され、この導管１８はエアポンプ１９の第２
吸入口２０に接続される。エアポンプ１９の吐出口２１
は、圧縮空気供給通路２２を介してエアブラスト弁２３
に接続される。エアポンプ１９の第１吸入口２４は負圧
管２５を介してブレーキブースタ用バキコームタンク２
６に接続される。エアポンプ１９はベルト２７を介して
機関によって駆動される。圧縮空気供給通路２２の途中
には圧力調整器２８が設けられ、圧力調整器２８は戻し
管２９を介して給気管分岐部１２ａとスロットル弁１５
との間の給気管１２に連通される。圧力調整器２８は、
圧縮空気供給通路２２内の圧縮空気圧力が所定圧力を越
えると、戻し管２９を介して圧縮空気を放出し、圧縮空
気供給通路２２内の圧縮空気圧力を所定圧力に調節する
。圧力調整器２８とエアブラスト弁２３との間の圧縮空
気供給通路２２には、上流側から順次逆止弁３０、圧力
センサ３１が配設される。逆止弁３０はエアブラスト弁
２３に向かう空気流だけを許容し、逆方向の空気の流れ
を禁止する。車両のフロア３３に取付けられたスペアタ
イヤ３２のエアバルブ７０にはアクチュエータ３５が取
付けられ、このアクチユエータ３５は、空気管３４を介
して逆止弁３０′と圧力センサ３１の間の圧縮空気供給
通路２２に接続される。

第３図はエアブラスト弁２３の一部断面側面図を示す。

第３図を参照すると、エアブラスト弁２３のハウジング
４１内にはまっすぐに延びるニードル挿入孔４２が形成
され、このニードル挿入孔４２内にニードル挿入孔４２
よりも小径のニードル４３が挿入される。ニードル挿入
孔４２の一端にはノズル口４４が形成され、このノズル
口４４はニードル４３の先端部に形成された弁部４５に
よって開閉制御される。このノズル口４４は燃焼室４内
に配置される。また、ニードル４３にはスプリングリテ
ーナ４６が固定され、このスプリングリテーナ４６とハ
ウジング４１間には圧縮ばね４７が挿入される。この圧
縮ばね４７のばね力によりノズル口４４は通常ニードル
４３の弁部４５によって閉鎖される。弁部４５と反対側
のニードル４３の端部には可動コア４８が圧縮ばね４９
のばね力により常時当接せしめられており、ハウジング
４１内には可動コア４８を吸引１°るためのソレノイド
５０とステータ５１が配置される。

ソレノイド５０が付勢されると可動コア４８がステータ
５１に向けて移動し、その結果ニードル４３が圧縮ばね
４７のばね力に抗してノズル口４４の方向に移動するの
でノズル口４４が開口せしめられる。

一方、ハウジング４１内には円筒状をなすノズル室５２
が形成される。ノズル室５２の一端５２は圧縮空気供給
通路２２に連通せしめられ、ノズル室５２の他端５２ｂ
は圧縮空気流出通路５５を介してニードル挿入孔４２内
に連通せしめられる。

ノズル室５２内には燃料噴射弁５６の噴口５７が配置さ
れ、更にこの噴口５７はノズル室５２内の一端５２ａと
他端５２ｂとの間に位置する。第３図に示されるように
圧縮空気流出通路５５はまっすぐに延びている。噴口５
７は圧縮空気流出通路５５の軸線上に配置され、噴口５
７からは圧縮空気流出通路５５の軸線に沿って広がり角
の小さな燃料が噴射される。圧縮空気流出通路５５はノ
ズル口４４方向に向けてニードル挿入孔４２に対して斜
めに延びており、ニードル挿入孔４２に対し２０度から
４５度をなしてニードル挿入孔４２に斜めに接続される
。

ニードル挿入孔４２、ノズル室５２および圧縮空気流出
通路５５は圧縮空気供給通路２２を介して圧縮空気源５
４に連通している。従ってこれらニードル挿入孔４２、
ノズル室５２および圧縮空気流出通路５５内は圧縮空気
で満たされている。

この圧縮空気中に噴口５７から圧縮空気流出通路５５の
軸線に沿って燃料が噴射される。第３図に示されるよう
に圧縮空気流出通路５５がニードル挿入孔４２に斜めに
接続されているので噴射燃料の大部分は弁部４５近傍の
ニードル４３周りのニードル挿入孔４２内に達する。こ
のとき一部の燃料は圧縮空気流出通路５５の内壁面およ
びノズル室５２の内壁面上に付着する。次いでソレノイ
ド５０が付勢されるとニードル４３がノズル口４４を開
弁する。このとき弁部４５近傍に噴射燃料が集まってい
るのでニードル４３がノズル口４４を開弁するや否や燃
料と圧縮空気が共にノズル口４４から燃焼室４内に噴出
する。また、ニードル４３がノズル口４４を開弁すると
圧縮空気が圧縮空気供給通路２２からノズル室５２内に
流入し、次いで圧縮空気流出通路５５を経てノズル口４
４に向かうために圧縮空気流出通路５５の内壁面ふよび
ノズル室５２の内壁面上に付着した燃料が圧縮空気流に
よって運び去られ、ノズル口４４から噴出せしめられる
。従ってニードル４３が開弁するや否や噴射燃料の全て
がノズル口４４から噴出せしめられ、次いでこれらの全
噴射燃料の噴出が完了すると圧縮空気のみがノズル口４
４から噴出せしめられる。次いでソレノイド５０が消勢
されてニードル４３がノズル口４４を開弁する。従って
ニードル４３が閉弁せしめられる直前には空気のみがノ
ズル口４４から噴出せしめられている。

第１図にはエアポンプ１９の拡大断面図を示す。

第１図を参照すると、略円筒状のポンプハウジング６０
外周側面上には放熱フィン６７が半径方向に突出形成さ
れる。ポンプハウジング６０のシリンダ６３内には円筒
状ロータ６１が偏心して配設され、ロータ６１はＲ方向
１こ回転する。ロータ６１はトップ部６２でシリンダ６
３内壁に内接している。ロータ６１には、半径方向に摺
動変位可能な１２枚のベーン６４が中心角３０度毎に設
けられる。ベーン枚数はバキニームポンプおよび空気圧
縮機の両方の特性が最良となるように選ばれる。ベーン
６４は、ロータ６１が回転するとベーン６４の自重によ
る遠心力によって半径方向外方に付勢され、ベーン６４
先端がシリンダ６３内壁面上を摺動する。シリンダ６３
内周面、ロータ６１外周面、ベーン６４およびシリンダ
６３０両端面を閉鎖するサイドプレート６５によって複
数のベーン室６６が形成される。トップ部６２からロー
タ６１回転方向Ｒに沿って３０度から６５度の間のシリ
ンダ６３内壁面には第１吸入口２４が開口せしめられる
。またトップ部６２からロータ６１回転方向Ｒと逆方向
に４０度から５５度の間のシリンダ６３内壁面には吐出
口２１が開口せしめられる。さらに、トップ部６２から
ロータ回転方向Ｒに１００度から１６０度の間でありか
つベーン室６６に対応するサイドプレート６５には第２
吸入口２０が開口せしめられる。第２吸入口２０をサイ
ドプレート６５上に設けたため、ポンプハウジング６０
外周側面上の放熱フィン６７０枚数を多くすることがで
き、これによって放熱面積を大きくすることができる。

第１吸入口２４と第２吸入口２０との間には必ず１枚以
上のベーン６４が介在し、これらは夫々異なるベーン室
６６に連通せしめられるので第１吸入口２４と第２吸入
口２０とが連通ずることはない。

第１図ふよび第２図を参照すると、第１吸入口２４に対
応するベーン室６６は負圧管２５を介してブレーキブー
スタ用バキュームタンク２６から空気を吸い出してタン
ク２６内を負圧とし、パキニームポンプとしての機能を
果たす。一方、第２吸入口２０に対応するベーン室６６
は導管１８を介して外気を取り込み、ロータ６１の回転
に伴なってベーン室６６の容積は縮小するのでベーン室
６６内の空気は圧縮され吐出口２１から圧縮空気供給通
路２２を介してエアブラスト弁２３に供給される。すな
わち空気圧−機として作用している。

第１吸入口２４でベーン室６６内に取込まれる空気量は
少量であり、ロータ６１が回転してこのベーン室６６が
第２吸入口２０に達するときにはさらにこのベーン室６
６内の圧力が下がってふり、このベーン室に第２吸入口
６６から空気が流入する。このとき、第１吸入口２４か
ら取込まれた空気は第２吸入口２０に達するまでの間、
真空に近い圧力から大気圧まで圧縮されることとなり大
きな圧縮熱が発生するが、第２吸入口２０から流入する
比較的大量の空気によって冷却することができる。

第４図にはアクチュエータ３５の拡大断面図を示す。第
４図を参照すると、アクチュエータ３５はスペアタイヤ
３２のエアバルブ７０の先端に螺合される。エアバルブ
７０はその先端部にポート７１と、ポート７１を開閉す
る弁７２と、弁７２をエアバルブ７０外方に向けて付勢
してポート７１を閉弁せしめる圧縮ばね７３とを具備す
る。

アクチュエータ３５は、弁７２と対向して設けられたス
ピンドル７４と、スピンドルの途中に形成されたストッ
パ７８と、スピンドル７４を弁７２と反対方向に付勢す
る圧縮ばね７５と、ソレノイド７６と、制御弁３５下端
部に設けられた圧力室７７とを具備する。第５図に示す
ようにスピンドル７４には、スピンドル下端部付近で直
径方向に延びる貫通孔７４ａが穿設され、この貫通孔７
４ａから上端までスピンドル７４軸線に沿って延びる縦
孔７４ｂが形成される。ソレノイド７６がオフのとき、
スピンドル７４はストッパ７８で止まる上端位置にあり
、このため弁７２はポート７１を閉弁している。一方、
ソレノイド７６がオンされると、スピンドル７４はばね
７５のばね力に抗して下方に移動し、弁体７２を下方に
押し下げる。これによりポート７１は開弁せしめられ、
スペアタイヤ３２内は、圧力室７７、貫通孔７４ａおよ
び縦孔７４ｂを介して空気管３４に連通せしめられる。

再び第１図を参照すると、電子制御ユニット（ＢＣＩＩ
）　８０にはスタータスイッチ８１および圧力センサ３
１の出力信号が入力される。またｔＩＣｏ　８０にはエ
アブラスト弁２３のソレノイド５０および燃料噴射弁５
６、アクチュエータ３５が接続される。

機関始動時、スタータスイッチ８１がオンされると、ア
クチユエータ３５のソレノイド７６がオンせしめられエ
アバルブ７０のポー）７１が開弁せしめられる。このた
め、スペアタイヤ３２内の圧縮空気は空気管３４および
圧縮空気供給通路２２を介してエアブラスト弁２３に供
給される。

このとき逆止弁３０によって圧縮空気が圧力調整器２８
側に向かうことが阻止される。微開始動時初期にはエア
ポンプ１９によって供給される空気の昇圧は不十分であ
るため、この空気だけではエアブラスト弁２３を作動さ
せることができないが、スペアタイヤ３２内の圧縮空気
をエアブラスト弁２３に供給することによって微開始動
時初期からエアブラスト弁２３から燃焼室４内に燃料を
噴射することができる。次いで機関が回転してエアポン
プ１９の回転数が上昇し、エアポンプ１９がら吐出され
る圧縮空気が十分に昇圧される。この圧縮空気は空気管
３４およびアクチュエータ３５を介シテスペアタイヤ３
２に供給される。圧力センサ３１によって検出される圧
縮空気供給管２２内の圧力が予め定められた圧力に達し
たときから所定時間経過後にアクチュエータ３５のソレ
ノイド７６がオフされエアバルブ７０が閉弁される。こ
れによりスペアタイヤ３２内の空気圧は所定圧力に保持
される。一方、圧縮空気供給通路２２内の圧縮空気の圧
力は、圧力調整器２８によって所定圧力に維持され、こ
の圧縮空気はエアブラスト弁２３に供給される。これに
よってエアブラスト弁２３は正常に作動する。

以上のように本実施例では、１つのエアポンプ１９でバ
キュームポンプと空気圧縮機とを兼ねることができ、省
スペース化を図ることができる。

なお、本実施例のエアポンプ１９を他の補機と一体化し
てさらに省スペース化を図ることができる。例えば第６
図はエアポンプ１９とパワーステアリング用オイルポン
プ９０とを一体化した例を示す。第６図を参照すると、
エアポンプ１９のロータ６１は小径となってエアポンプ
１９からオイルポンプ９０に延び、オイルポンプ９０の
シャフトも兼ねている。

また第７図にはエアポンプ１９と発電機９１とを、第６
図と同様シャフトを共用して一体化した例を示す。

〔発明の効果〕

単一のベーン式ポンプでバキュームポンプと空気圧縮機
とを兼ねることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のベーン式エアポンプの断面
図、第２図は第１図のエアポンプを採用した２サイクル
内燃機関の全体構成図、第３図はエアブラスト弁の縦断
面図、第４図はアクチユエータの拡大断面図、第５図は
アクチユエータのスピンドルの拡大断面図、第６図はエ
アポンプとパワーステアリング用オイルポンプとを一体
化した例を示す断面図、第７図はエアポンプと発電機と
を一体化した例を示す断面図である。 １９・・・エアポンプ、　　　２０・・・第２吸入口、
２１・・・吐出口、　　　　２３・・・エアブラスト弁
、２４・・・第１吸入口、 ２６・・・バキュームタンク、 ６１・・・ロータ、　　　　　６４・・・ベーン。 １９・・・エアポンプ ２ｏ・・・第２吸入口 ２１・・・吐出口 ２４・・・第１吸入口 ６１・・・ロータ ６４・・・ベーン 高３＠ 塞 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベーン式ポンプのロータ回転方向に沿って順に第１吸入
   口、第２吸入口および吐出口を形成し、前記第１吸入口
   と前記第２吸入口との間には常に少なくとも１枚のベー
   ンを介在せしめ、前記第１吸入口を負圧作動機器に接続
   すると共に前記第２吸入口を大気に連通したベーン式ポ
   ンプ。