JPH029111Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ポンプと発電機とが隣接して配さ
れ、ポンプのロータと発電機の回転子とが同軸回
転されるように構成されているポンプと発電機の
複合構造体に関し、特に、低回転時および低温時
におけるポンプ性能の低下を防止する構造の改良
に係り、例えば、自動車に搭載するのに利用して
有効なものに関する。

〔従来の技術〕

一般に、自動車に搭載されるブレーキ用または
クラツチ用マスタシリンダ、ドア開閉装置、各種
アクチユエータ等の機構を作動させるのに必要な
自動車用真空ポンプは、走行用エンジンによりＶ
ベルトを介して駆動されるが、エンジンルームの
空間効率を高めるために、発電機と一体化される
ことが多い。

このような真空ポンプとして、複数枚のベーン
がロータに開設された溝に摺動自在に挿入されて
おり、このベーンが回転時に受ける遠心力により
溝から自然に突出してポンプケーシングの内周面
と押接することにより、ベーンが構成する隣り合
う圧力室相互の気密を維持するように構成されて
いるものがある。

ところが、このようなポンプにおいては、ロー
タが自動車のエンジンにより回転駆動されるた
め、低速回転時にベーンに作用する遠心力の不足
が発生したり、低温時に潤滑油が高粘度になつて
ベーンの摺接不良が発生したりする場合があり、
このような場合、ベーンのケーシング内周面への
押接が不充分になつてベーンによる圧力室相互の
気密維持が不適正になるため、真空性能の低下が
発生するということが、知られていた。

そこで、従来のこの種の真空ポンプとして、ポ
ンプケーシングと発電機のブラケツトとの間に挟
設されたプレートにベーンの内側端面を支えるカ
ムリングを、一体的に成形したり、またはビス等
によつて止着したりして固定的に突設してなり、
このカムリングにより、ベーンをロータの溝から
強制的に押し出してケーシング内周面との押接を
確保するようにしたものが、提案されている（例
えば、実開昭57−99985号公報および実開昭58−
151394号公報参照）。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、このようなポンプと発電機の複合構造
体においては、カムリングがプレートに固定的に
突設されるため、加工工数や部品点数が増加し
て、全体としてのコスト増が招来されるという問
題点がある。

本考案の目的は、コスト増を抑制しつつ、低回
転時および低温時におけるポンプ性能の低下を防
止することができるポンプと発電機の複合構造体
を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案に係るポンプと発電機の複合構造体は、
ベーンポンプ１と発電機２とが互いに隣接されて
一体的に結合され、そのロータ９と回転子とが同
一軸２７により回転されるように構成されてお
り、前記発電機２のブラケツト２５と前記ベーン
ポンプ１のケーシング６との間に挟設されている
プレート５に、前記ベーンポンプ１の各ベーン８
を径方向に飛び出させるカムリング３０が突設さ
れているポンプと発電機の複合構造体において、
前記プレート５に円形形状の位置決め凹部１７が
前記ケーシング６に同心に、かつ、前記回転軸２
７に偏心するように配されて開設されているとと
もに、前記カムリング３０がこの凹部１７の内径
以下の外径を有し、その半径ｒが前記ケーシング
６の半径Ｒとベーン８の高さＨとの差より小さく
設定されている円形リング形状に形成されてお
り、このカムリング３０はその一端部が前記凹部
１７に嵌入され、かつ、他端部の外周面がカム面
３１として各ベーン８の内側端面に摺接されてい
ることを特徴とするポンプと発電機の複合構造
体。

〔作用〕

前記した手段によれば、カムリング３０のプレ
ート５への装着は回転方向が任意であるため、組
み付けはきわめて容易である。また、カムリング
３０がプレート５の凹部１７内で回転しても、カ
ム面３１のケーシング６に対する偏心方向は変更
しないため、ベーン８の破損の危険は全く発生し
ない。

したがつて、カムリング３０はプレート５の凹
部１７にルーズに嵌入すればよく、その組付作業
はきわめて容易である。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例であるポンプと発電
機の複合構造体を示す拡大部分縦断面図、第２図
は第１図の−線に沿う断面図、第３図は全体
側面図、第４図は第３図の−線に沿う断面図
である。

本実施例において、このポンプと発電機の複合
構造体は、第３図に示されているように、真空ポ
ンプ１と発電機２とが互いに隣接されて一体的に
結合され、そのロータと回転子とがプーリ３によ
つて回転されるようになつている。

このポンプと発電機の複合構造体において、真
空ポンプ１はケーシング６を備えており、ケーシ
ング６は一端開放、他端閉塞の略円筒形状に形成
された本体４に略円板形状のプレート５をその開
口を閉塞されるように当接されることにより、ポ
ンプ室を形成するようになつている。ケーシング
６の内部にはケーシング６の内径よりも小径の円
柱形状に形成されているロータ９が、その中心線
O₁がケーシング６の中心線O₂に対して所定方向、
かつ、所定量だけ偏心するように配設されてお
り、ロータ９の中心線O₁上には雌スプライン１
０が形成されている。

ロータ９の外周面には複数条の溝７が、周方向
に等間隔に配されて中心線O₁と平行方向に延在
するように、かつ、中心線O₁の法線上において
互いに略等しい深さＤを持つように形成されてお
り、各溝７には略平板形状に形成されているベー
ン８が径方向に進退するようにそれぞれ内側端部
を摺動自在に嵌合されている。ベーン８は溝７に
嵌入した端辺を除く３辺が、本体４とプレート５
とのポンプ室の両側側面および内周面にそれぞれ
摺接するようになつている。

ケーシング６の上面と下面とにはそれぞれ吸入
口１１と吐出口１２とが開設されており、ケーシ
ング６とロータ９とは、互いの内外周面が吐出口
１２から僅かにロータ９の回転方向後方に位置す
るＸ部において最も接近する位置関係になるよう
にそれぞれ配設されている。

ケーシング６の本体４における端面壁には給油
路１３がロータ９の端面に臨むように開口されて
おり、ロータ９の端面には複数条の給油溝１４が
等角放射状に刻設されている。

ケーシング本体４の開口４ａ側における端面に
はシールリング１５を収容する環状溝１６がポン
プ室を包囲するように円形に没設されており、プ
レート５には、位置決め凹部としての円形の窓孔
１７がケーシング６の中心線O₂と同心に開設さ
れている。

窓孔１７には耐熱性を有する合成樹脂を用いて
円形リング形状一体成形されているカムリング３
０が、一端部をポンプ室内に突出する状態で位置
決めされるように回転可能に嵌入されており、カ
ムリング３０はそのポンプ室への突出部の円形外
周面においてカム面３１を構成するようになつて
いる。

すなわち、円形のカム面３１は、その円形の中
心線O₃と後記する軸孔２６および回転軸２７の
中心線O₄との関係がケーシング６の中心線O₂と
ロータ９の中心線O₁との関係対応するように、
回転軸２７に対して偏心されており、かつ、円形
の半径ｒがケーシング６の半径Ｒとベーン８の高
さＨとの差（Ｒ−Ｈ）よりも若干小さくなるよう
に設定されている。

ケーシング６の本体４における開口４ａ側の外
周部には、複数本（１本のみが図示されている。）
のフランジ部１８が放射状に突設されており、プ
レート５にもフランジ部１９がこれと対応するよ
うに突設されている。ケーシング側のフランジ部
１８の先端部にはプレート５を保持するための保
持部２０が、プレート側のフランジ部１９を外周
から保持するようにそれぞれ突設されており、プ
レート５はケーシング本体４に開口４ａを閉塞す
るように当接された状態において、保持部２０に
より保持された状態になつている。

ケーシングおよびプレートの各フランジ部１
８，１９にはボルト２１を挿通するための挿通孔
２２，２３がそれぞれ穿設されており、ケーシン
グ側フランジ部１８の保持部２０における内面に
は、雌印篭嵌合部２４が複数の内面によつて構成
するように形成されている。

一方、発電機２はブラケツト２５を備えてお
り、ブラケツト２５には軸孔２６が開設されてい
る。軸孔２６には発電機２の内部において回転子
（図示せず）を固装されている回転軸２７の一端
部が挿通されており、回転軸２７の挿通端部には
雄スプライン２８が刻設されている。

ブラケツト２５におけるスプライン側の端面の
少なくとも一部はプレート５に当接し得るように
形成されている。ブラケツト２５の当接端面２９
にはシールリング３２を収容する環状溝３３が没
設されており、さらに、外方位置には複数のねじ
穴３４がケーシングおよびプレートの挿通孔２
２，２３に対応するように配されてそれぞれ形成
されている。また、ブラケツト２５の外周部には
雄印篭嵌合部３５が雌印篭嵌合部２４に対応する
ように形成されている。

このように構成されている発電機２のブラケツ
ト２５には前記構成にかかるケーシング６が組み
付けられている。すなわち、雄印篭嵌合部３５と
雌印篭嵌合部２４とが嵌合され、ブラケツト２５
およびプレート５相互の端面が接合されるととも
に、各ねじ穴３４の各挿通孔２２，２３とが整合
され、さらに、ボルト２１を挿通孔２２，２３に
挿通させてねじ穴３４にねじ込まれることによ
り、ブラケツト２５とケーシング６とは締結され
ることになる。この締結状態において、シールリ
ング１５および３２はプレート５とケーシング６
およびブラケツト２５との間に挟設された状態に
なり、ポンプ室をシールすることになる。

ブラケツト２５とケーシング６とが組み立てら
れるとき、各中心線O₁〜O₄が前述した所定の偏
心関係に設定されているため、回転軸２７とロー
タ９とは雌雄のスプライン１０および２８相互を
噛合されることにより一体回転するように結合さ
れ、また、プレート５の窓孔１７に嵌入されてい
るカムリング３０はブラケツト２５の当接端面２
９に当接することによりケーシング６のポンプ室
に突出されることになる。そして、カムリング３
０の円周面により構成されているカム面３１は、
ロータ９に保持されている各ベーン８の内側端面
に適当なクリアランスをもつて摺接し得る状態に
配設されることになる。

なお、ケーシング６の中心線O₁とカム面３１
の中心線O₃およびロータ９の中心線O₂と回転軸
２７の中心線O₄とはそれぞれ同心になつている
ことになる。

次に作用を説明する。

回転軸２７がエンジンにより回転され、発電機
２の回転子とともにロータ９が第４図に矢印ａで
示される方向に一体回転されると、ベーン８が遠
心力を受け、かつ、ケーシング６とロータ９とが
偏心されているため、ベーン８は溝７に対して進
退しながらケーシング６の内周面に対する押接を
維持しつつ公転して行くことになる。このベーン
８の公転に伴つて、隣り合うベーン８が画成する
各圧力室が拡張および収縮されるため、空気は吸
入口１１から吸入されるとともに、吐出口１２か
ら吐出されることになる。

同時に、ロータ９の回転に伴つて、給油溝１４
内の潤滑油は遠心力を受けるため、潤滑油は給油
路１３から給油溝１４にに取り込まれるととも
に、放射状外方に流出していくことになる。そし
て、この潤滑油の流れにより、ケーシング６、ロ
ータ９およびベーン８の摺接面が潤滑されるとと
もに、ケーシング６の内部における気密が維持さ
れることになる。

ところで、エンジンの低速運転時においてはロ
ータ９の回転が低速になるため、ベーン８に作用
する遠心力は小さくなる。遠心力が小さいと、ベ
ーン８のケーシング６の内周面に対する押接状態
が不適正になる場合が生ずるため、隣り合う圧力
室相互において漏洩が発生することにより、ポン
プ性能の低下が起こることがある。

また、低温時においては潤滑油の粘度が高くな
るため、潤滑が不適正になつてベーン８の溝７に
対する進退移動が悪くなる場合が生ずるため、隣
り合う圧力室の気密維持が不充分になることによ
り、ポンプ性能の低下が起こることがある。

しかし、本実施例においては、カムリング３０
がベーン８を飛び出させるように設けられている
ため、遠心力が小さく、潤滑油の粘度が高い場合
であつても、ベーン８は溝７に対して確実に進退
し、ケーシング６の内周面に適正に押接すること
になる。

すなわち、プレート５の窓孔１７に位置決めさ
れるように嵌入されているカムリング３０によつ
て形成されているカム面３１は、その中心線O₃
が回転軸２７およびロータ９の中心線O₄、O₂に
対して偏心し、かつケーシング６の中心線O₁に
対して同心になるように配設されるとともに、そ
の半径ｒがケーシング６の半径Ｒとベーン８の高
さＨとの差よりも若干小さく設定されているた
め、カム面３１には各ベーン８の内側端面が随時
当接することになる。ベーン８がカム面３１に当
接すると、ベーン８は溝７に対して径方向に飛び
出させられることになる。飛び出させられたベー
ン８の外側端面はケーシング６の内周面に常時押
接することになる。

これにより、ベーン８による隣り合う圧力室の
気密維持は常時確保されることになるため、所期
のポンプ性能が低回転時および低温時においても
確保されるわけである。

ここで、ベーンの確実な進退を確保するための
カム面は高い精度を必要とせず、プレートに位置
決めしただけのカムリングでもベーンの確実な進
退移動を確保できるということが、本考案者によ
つて明らかにされた。

これは、ベーンは溝の下死点付近から半径方向
に飛び出す際のきつかけを与えられれば、遠心力
により自然に飛び出すことができるため、カムリ
ングのカム面はそのきつかけを作る作用を行えば
充分であるため、と考えられる。

そこで、本実施例においては、カムリング３０
をプレート５の窓孔１７に単に嵌入させるだけ
で、カムリング３０をプレート５に固定する構造
は省略することとした。

なお、ロータ９がケーシング６に対して偏心回
転するため、カム面３１とベーン８との間には適
当なクリアランスが必要になるが、ベーン８は小
さい遠心力を受けているため、ケーシング６の内
周面に適正に押接することになる。

本実施例によれば、ベーンを押し出すカムリン
グが設けられているため、遠心力が小さく、潤滑
油の粘度が高い場合であつても、ベーンを溝に対
して確実に進退させ、ケーシングの内周面に適正
に押接させることができる。したがつて、ベーン
による隣り合う圧力室の気密維持は常時確保され
ることになるため、所期のポンプ性能を常時確保
することができる。

カムリングはプレートの窓孔に単に嵌入させる
だけでよいため、カムリングをプレートに一体成
形により突設してなる構造や、カムリングをプレ
ートにビス等の止着により突設してなる構造に比
較して、ベーンを確実に進退させるための手段を
設けることによるコストの増加幅を全体として抑
制することができる。

すなわち、プレートにカムリングを一体成形す
る場合には、切削加工が新たに必要になるため、
コストの増加幅が大きくなる。また、プレートに
別体のカムリングをビス等により止着して固定す
る場合には、部品点数や組付工数が増加するた
め、やはりコストの増加幅が大きくなる。

これに対して、カムリングをプレートの窓孔に
嵌入するだけの場合、窓孔はプレートにプレス加
工により製作することができ、かつ、カムリング
を高精度に製作する必要もないため、プレートの
製作コストを低減することができる。

したがつて、ポンプと発電機の複合構造体全体
としてのコストの増加幅をきわめて小さく抑制し
つつ、ベーンを確実に進退させるためのカムリン
グを設けることができるわけである。

カムリングが合成樹脂により形成されているた
め、ベーンとの衝突音等による騒音を防止するこ
とができる。

なお、本考案は前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、カムリングは合成樹脂により製作する
に限らず、金属により製作してもよい。

カムリングは窓孔に回転可能に嵌入するに限ら
ず、回り止めされるように嵌入してもよい。

カムリングを嵌入するための凹部はプレートに
開設された窓孔に限らず、有底穴等であつてもよ
い。

前記実施例では、真空ポンプに適用した場合に
ついて説明したが、正圧ポンプや液圧ポンプ等に
も適用することができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、ベーン
の内側端面に当接することによつてベーンを径方
向に飛び出させるカムリングをプレートの凹部に
単に嵌入するだけで固定する構造は省略するよう
に構成したため、全体としてのコスト増を抑制し
つつ、低回転時および低温時のポンプ性能の低下
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例であるポンプと発電
機の複合構造体を示す拡大部分縦断面図、第２図
は第１図の−線に沿う断面図、第３図は全体
側面図、第４図は第３図の−線に沿う断面図
である。 １……真空ポンプ、２……発電機、３……プー
リ、４……本体、５……プレート、６……ケーシ
ング、７……溝、８……ベーン、９……ロータ、
１０……雌スプライン、１１……吸入口、１２…
…吐出口、１３……給油路、１４……給油溝、１
５，３２……シールリング、１６，３３……環状
溝、１７……窓孔（位置決め凹部）、１８，１９
……フランジ部、２０……保持部、２１……ボル
ト、２２，２３……ボルト挿通孔、２４……雌印
篭嵌合部、２５……ブラケツト、２６……軸孔、
２７……回転軸、２８……雄スプライン、２９…
…ブラケツトの端面、３０……カムリング、３１
……カム面、３４……ねじ穴、３５……雄印篭嵌
合部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ベーンポンプ１と発電機２とが互いに隣接さ
   れて一体的に結合され、そのロータ９と回転子
   とが同一軸２７により回転されるように構成さ
   れており、前記発電機２のブラケツト２５と前
   記ベーンポンプ１のケーシング６との間に挟設
   されているプレート５に、前記ベーンポンプ１
   の各ベーン８を径方向に飛び出させるカムリン
   グ３０が突設されているポンプと発電機の複合
   構造体において、前記プレート５に円形形状の
   位置決め凹部１７が前記ケーシング６に同心
   に、かつ、前記回転軸２７に偏心するように配
   されて開設されているとともに、前記カムリン
   グ３０がこの凹部１７の内径以下の外径を有
   し、その半径ｒが前記ケーシング６の半径Ｒと
   ベーン８の高さＨとの差より小さく設定されて
   いる円形リング形状に形成されており、このカ
   ムリング３０はその一端部が前記凹部１７に嵌
   入され、かつ、他端部の外周面がカム面３１と
   して各ベーン８の内側端面に摺接されているこ
   とを特徴とするポンプと発電機の複合構造体。 ２ 前記カムリング３０が、合成樹脂により一体
   成形されていることを特徴する実用新案登録請
   求の範囲第１項記載のポンプと発電機の複合構
   造体。