JPH06506040A - 往復動型真空ポンプ - 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】 ｌ尤だ 本発明は往復動型ポンプに関し、更に詳しくは、限定するものではない力Ｃ１主 としてディーゼルエンジン駆動式自動車の車両ブレーキサーボの真空排気に使用 される種類の往復動型真空ポンプに関する。

この種の真空ポンプ又はいわゆる排気装置は通常、ピストンロッド又はブツシュ ロッドに作用するエンジン駆動カム操作型エンジンのシリンダーヘッド又はクラ ンクケース」−に載せられている。潤滑の目的でクランクケースのオイルをポン プ室内に導入又は漏入させ、このエンジンクランクケースの載荷位置を利用して クランクケース内に直接排出させることができる。

しかし、すべての特定の用途において必要なポンプの向き及び／又は配置で必ず しも充分な潤滑が得られないので、特別にオイルを供給しなければならない。

このようなポンプの製造で考えられることはそのｔ部品の許容誤差制御を容易に することであり、このような又は別のやり方で高価な機械加工や組立操作を回避 し又は減少させることである。即ち、シリンダー口径やこれと同心のピストンロ ッドの精密加工を避けること、実際に理想的には機動ロエを必要としない鋳造、 鍛造又は打ち抜き部品からポンプの組み立てを可能にすることは大きな利点であ る。これらの考えからも未加工部品を用いた結果、少なくとも同心性及び表面仕 上げでの偏差を補償するのに必要な程度まで充分な潤滑及びシールが必要である ことが判る。

特に自動車用においては真空ポンプは通常、自動車のカムシャフトで駆動さね、 １分間当り２０００〜２５００ストロークも往復運動させることができるので、 充分な潤滑を確保することが特に重要である。口径／ストローク比が大きい、例 えば２よりも大きいポンプを用いた場合は、オーバーヘッドカムシャフトエンジ ン上に低い外形のポンプ体を確保する必要があるので、充分な潤滑を行うという 問題は難しくなる。

本発明によれば一面では、シリンダーと、このシリンダー内で往復運動するほぼ 円板状のピストンとを備え、前記ピストンは潤滑ベアリング中で走行するロンド により軸方向に駆動されると共１弾性材の外周シールを有し且つ前記シールは半 径方向外側に且つ反対方向に延びた外周スカート部を有し、前記ベアリングと、 これとは反対側の前記ピストン側上の空間との間に潤滑流路を設けた往復動型真 空ポンプが提供される。スカート部はこうしてピストンの軸方向に反対方向に向 いたほぼ円錐形のシールランドを提供しほぼ単一方向のシール作用を行う。この シールはイ諺擦材、好ましくはＶＡＭＡＣ（登録商標）のようなエチレン／アク リルエラストマーで形成される。このようなシールはテーパーや楕円に適応させ ることができ、またシールの可撓性及び自己発電能力を材料の硬さの等級に合わ せることができる。また材料の硬さの等級はシリンダー口径の表面組織及び摩耗 性に合わせて選択される。

一般にシールはＹ形でピストンの周囲の溝中にはめ込んで浮かせることができる が、好ましい実施例ではピストンに直接接着させる。このような接着シールで得 られる一つの有利な特徴は、シールと一体的に成形され且つ満たされるか”死ん だ”空間となって向上した圧縮比を形成するシリンダ一端部の空間に合うように 形成された突起部を持つことができる点である。

自動車用の往復動型真空ポンプは一般にエンジン上に直接載せてあり、カムシャ フトの循環系からのオイルの流れはポンプのピストンロッドベアリングの潤滑に 役立つ。特別に供給しなくてもシールの潤滑に使用されるオイルだけがピストン ロッドベアリングを通ってポンプに入る。従ってこのオイルは本質的に限界的で あってピストンの前記一方の側上の空間だけに入る。ピストンの前記一方の側に 延びた外周スカート部のリップは、オイルを充分に通して”　ドライエツジ”を 回避することができる。なお、ドライエツジはリップを損傷させるカーオイルを 保持してポンプ効率の低下を防止するものである。従って、ベアリングから離れ た所にあるシーリングリップには充分にオイルが到達しなくてもよい。

本発明によれば、ベアリングから離れたピストン側に潤滑流路が設けらオ＼　こ れによりベアリングから離れた所のシーリングリップを充分に潤滑することがで きる。このような潤滑流路はポンプの性能を低下させないことが必要である。

好ましい実施例では潤滑流路はピストンロッドの縦方向にロンドの一部に配置さ れた横断孔を有する。横断孔はベアリング内に収容さね、ピストンロッドの縦方 向に延びる孔と連通し、且つピストンの前記性の側のシリンダー空間内に通じて いる。このような配置は流路に沿ったオイルの通路がベアリング内で往復運動す るロッドのポンプ作用によって助成されるので、特に有利である。

こうしてシールの各外周スカート部土のリップはシリンダー口径が機械加工され ず＆ミ例えば鋳造仕上げしてあ創！、充分な潤滑により確実に効果的な操作を行 うことができる。

本発明の重要な面は、横断孔が好ましくは必ずロッドベアリングによって被覆さ ね、従って排気した真空度は低下せず、ボンピング効率が維持されることである 。更にポンプ室で生じた真空用オイルをベアリング間隙からポンプ室内に引き入 ね、またオイル量は充分であるが、過剰にならないように保証するために、流路 の横断面（孔の大きさ）を選択することができる。

好ましい実施例では、シールの外周スカート部は対面するピストン壁を越えて軸 方向に延びず、これにより往復動の軸に対しほぼ直交する端壁を有するシリンダ ー内で最大ポンプ量を確保する。

以下に本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

ここで、図１は真空ポンプの端部の平面図である。

図２は図１の真空ポンプのＡＡ部の縦断面図である。

図３は図２で示した真空ポンプのピストン及びシールの拡大横断面図である。

図４はピストンシールの外周部の拡大図である。

図５は真空ポンプの他の実施例の縦断面図（図２に相当）である。

図６は真空ポンプのハウジングの別の実施例の縦断面図である。

図１〜４の二作用性真空ポンプは吸引部１０を有し、この吸引部は、マニホール ド１２とそれぞれ非復帰入口バルブ１４及び１６を経て、シリンダー口径２４中 で作動するピストン２２の反対側上のシリンダー空間１８及び２０と連通してい る。シリンダー空間１８及び２０は各々排気バルブ２６（１個示す）伝達部２８ と連通している。

真空ポンプハウジングはフランジ３０を有し、これによりポンプがエンジンのク ランクケース上に載せら汰　カム操作機構（図示せず）によって駆動される。

カム操イ乍機構はプランジャー３２に作用し、またこのプランジャーは復帰スプ リング３６の作用に抗してピストンロッド３４を駆動する。復帰スプリング３６ はポンプハウジングと一体化したベアリングボス３８の周りに配置さね、ピスト ンロッドにはめ込まれた保持部材４０によって捕捉、保持されている。

ピストンロッドはベアリングボス（３８）に挿入されたベアリング材（焼結青銅 、又はスチール製裏打ちブツシュに焼結・巻回した母材中のＰＴＦＥ等）のスリ ーブ４２内で走行する。ピストンロッド３４はピストンディスク４６の受け口４ ４内で圧入はめあいになっていて、ロッドの軸に沿って縦方向に延び、ドリル孔 ４８を有している。このドリル孔はシリンダー空間１８と横断孔５０間に連通し 、またこの横断孔はピストンロッド３４とベアリングスリーブ４２間の間隙空間 と連通している。横断孔５０はピストンのストロークよりも長いベアリングスリ ーブ４２の前端からある距離の所に位置する。

或はベアリングはポンプの本体内の簡単な口径で規定されていてもよい。

図３及び４から更に明らかなようへピストン２２ははめ込まれているか、或はこ れに弾性材の外周シール５２が接着されている。このシールは軸方向に反対方向 に延びたスカート部５４．５６を持っていて、スカート部はシーリング作用が単 一方向の円錐形シーリングランドを提供する。材料の可撓性及び円錐の角度は過 度の摩擦損失を生じることなく、シーリングランドを横断する差圧にシーリング 力を発生させるように選択される。

シーリングリップの半径Ｒは充分にオイルを循環させて、リップを損傷させるド ライエツジを防止できるように選択される。

円錐形シーリングランドはシリンダー口径の表面仕上げにおけるテーパー及び楕 円或は欠陥を補償し、またピストンとシリンダーとの心のずれを補償する限定的 な役目を果たすことが判る。

シールの成形ばりを参照符号５９で示す。

シール５２と一体成形された突起５７は、ピストンの一方の側（図示した）か或 は両側に設けられるが、ピストンの上死点及び／又は下死点の位置で死の空間を 占めるように、配置さね、且つ形成される。

エンジンのクランクケースに載せたポンプで操作する際は、カム操作機構から流 出する充分なオイルはピストンロッドベアリングを潤滑するのに利用される。

シールは、ベアリングの間隙から直接シリンダー空間２０に漏出し、横断孔５０ 及びドリル４８を経てシリンダー空間１８に入るオイルにより潤滑される。

シール周辺に反対方向に直接法がるスカート部５４．５６又はシーリングランド を有するシールをピストンの反対側にあるベアリング間隙とスペーサーとの間に 連通する鎧滑流路と組合せ使用すると、ポンプの製造がきわめて容易になり、大 きな経済性を生じる。

図１及び２の真空ポンプはシリンダ・−口径及びベアリングボスを同心性が得ら れるように高度に精密な機械加工を施した鋳造アルミニウムハウジングを用いる 従来の方法で製造することができる。し２かし、ポンプの本体に亜鉛合金又は適 当なプラスデック材料を用いることにより、金属の切削］二程は必要なくなり、 この形成工秤により完成部品が作られる。なお、シリンダー口径とピストン口・ ノド口径との間のピストンの偏心はシールにより適応される。

図５に示した他の実施例では、同様な部品はｌＯＯを足した参照符号で示しへこ の実施例ではシール１５２はピストン１２２に接着していないが、横断面はほぼ Ｙ形であり、このＹ形横断面の脚はピストンリムの周りの外周溝１２３中に挿入 さね−７いている。

図６に示したポンプハウジングはバルブ（図２の１６及び２６）及びピストンロ ッドベアリングボススリーブ用シート６４を備えた亜鉛又はプラスチック製挿入 物、即ちシリンダー口径ライナー６２付きアルミニウムハウジング６０を有する 複合構造物である。鋳造又は成形した亜鉛又はプラスチック製挿入物６２の表向 仕上げは前記潤滑シールの配置との組み合わせで充分、効率的なボンピングを行 うことができる。

補正書の翻訳文！ｌｌ出！（特許法第１８４条の８）平成５年９月２１日 ″″鏝ｖｉａ″　“５　（至） ■、特許出願の表示 国際出願番号　ＰＣＴ／ＧＢ９２１００５３１、発明の名称 往復動型真空ポンプ ３、特許出願人 住　所　イギリス、ＣＶ２１　２ＮＬ、ウォーウィックシャー、ラグビー。

ニューボルド　ロード　９０番地 名　称　ワブコ　オートモーティブ　ユーケー　リミテッド化　表　者　ジルト ン、ブライアン、ロジャー国　籍　イギリス ４、代理人 住　所〒１０３東京都中央区東日本橋３丁目４番１０号ヨコヤマビル６階 ５、補正書の提出年月日 １９９３年２月２日 ６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 ２頁： 未加工部品を用いた結果、・・・・・・・・・同心円及び表面仕上げ・・・・・ ・・・・。

特に自動車用においては真空ポンプは通常、自動車のカムシャフトで駆動され、 １分間当り２０００〜２５００ストロークも往復運動させることができるので、 充分な潤滑を確保することが特に重要である。口径／ストローク比が大きい、例 えば２よりも大きいポンプを用いた場合１転オーバーヘツドカムシヤフトエンジ ン上に低い外形のポンプ体を確保する必要があるので、充分な潤滑を行うという 問題は難しくなる。

本発明によれば一面でｔ戴　シリンダーと、このシリンダー内で往復運動するほ ぼ円板状のピストンとを備え、前記ピストンは潤滑ベアリング中で走行するロン ドにより軸方向に駆動されると共１弾性材の外周シールを有し且つ前記シールは 半径方向外側に且つ反対方向に延びた外周スカート部を有する往復動型真空ポン プにおいて、前記ベアリングと、このベアリングから離れた前記ピストン側上の シリンダー空間との間に潤滑流路を設けたことを特徴とする往復動型真空ポンプ が提供される。スカート部はこうしてピストンの軸方向に反対方向に向いたほぼ 円錐形のシールランドを提供し、はぼ単一方向のシール作用を行う。このシール は（ｆｉ擦材、好ましくはＶＡＭＡＣ（登録商標）のようなエチレン／アクリル エラストマーで形成される。このようなシールはテーパーや楕円に適応させるこ とができ、またシールの可撓性及び自己発電能力を・・・・・・・・・させるこ とができる。

７頁及び８頁： ・・・・・・・・・充分にオイルを循環させて、リップを損傷させるドライエツ ジを防止できるように・・・・・・・・・。

円錐形シーリングランドはシリンダー口径の表面仕上げにおけるテーパー及び楕 円或は欠陥を補償獣またピストンとシリンダーとの心のずれを補償する限定的な 役目を果たすことが判る。

シールの成形ばりを図４の部分拡大断面図に示す。

シール５２と一体成形された突起５７汰ピストンの一方の側（図示した）か或は 両側に設けられるカー　ピストンの上死点及び／又は下死点の位置で死の空間を 占めるように、配置さね、且つ形成される。

エンジンのクランクケースに載せたポンプで操作する際哄カム操作機構から流出 する充分なオイルはピストンロンドベアリングを潤滑するのに利用される。

シー胴叡ベアリングの間隙から直接シリンダー空間２０に漏出し横断孔５０及び ドリル４８を経てシリンダー空間１８に入るオイルにより潤滑される。

シール周辺に反対方向に直接法がるスカート部５４．５６又はシーリングランド を有するシールをピストンの反対側にあるベアリング間隙とスペーサーとの間に 連通ずる潤滑流路と組合せ使用すると、ポンプの製造がきわめて容易になり、大 きな経済性を生じる。

図１及びＺの真空ポンプはシリンダー口径及びベアリングボスを同心性が得らレ ルヨうに高度に精密な機械加工を施した鋳造アルミニウムハウジングを用いる従 来の方法で製造することができる。しかしポンプの本体に亜鉛合金又は適当なプ ラスチック材料を用いることにより、金属の切削工程は必要なくなり、この形成 工程により完成部品が作られる。なお、シリンダー口径とピストンロッド口径と の間のピストンの偏心はシールにより適応される。

図５に示した他の実施例で１戴同様な部品は１００を足した参照符号で示した。

この実施例ではシール１５２はピストン１２２に接着していないカー横断面はほ ぼＹ形であり、このＹ形横断面の脚はピストンリムの周りの外周溝中に挿入され 、浮いている。

図６に示したポンプハウジングはバルブ（図２の１６及び２６）及びピストンロ ンドベアリングボススリーブ用シート６４を備えた亜鉛又はプラスチック製挿入 物、即ちシリンダー口径ライナー６２付きアルミニウムハウジング６０を有する 複合構造物である。鋳造又は成形した亜鉛又はプラスチック製挿入物６２の表面 仕上げは前記潤滑シールの配置との組み合わせで充分、効率的なボンピングを行 うことができる。

９頁２ 特許請求の範囲 １、シリンダー（２４，１２４）を規定する本体と、このシリンダー（２４゜１ ２４）内で往復運動するほぼ円板状のピストン（２２，１２２）とを備え、前記 ピストンは潤滑ベアリング（４２，１４２）中で走行するロンド（３４，１３４ ）により軸方向に駆動されると共ルミ弾性材の外周シール（５２，１５２）を有 し且つ前記シールは半径方向外側に且つ逆方向に延びた外周スカート部（５４， ５６）を有する往復動型真空ポンプにおいて、前記ベアリング（４２，１４２） と、このベアリング（４２，１４２）から離れた前記ピストン（２２，１２２） 細土のシリンダー空間との間に潤滑流路（５０，４８；　１５０，１４８）を設 けたことを特徴とする往復動型真空ポンス２、　前記シール（１５２）の断面が ほぼＹ形である請求項１記載のボン式３、　前記外周スカート部（５４，５６） が使用時、前記ピストン（２２，１２２）の半径方向に延びたエンベロープ内に ある請求項１又は２記載のボン式４、　前記シール（５２，１５２）が前記ピス トン（２２，１２２）に接着される前記各請求項のいずれかに記載のポンプ。

５、　前記シール（５２）が更に前記外周スカート部（５４，５６）の半径方向 内向きに且つピストン（ｚ２）の軸方向に延びる一体化した凸部を１個以上有し 前記１個以上の凸部（５７）は前記シリンダー（２４，１２４）の非排気容積を 減少させる請求項４記載のボン式 ６、　前記潤滑流路が・・・・・・・・・横断孔（５０，１５０）・・・・・・ ・・・を有する前記各請求項のいずれかに記載のポンプ。

１ｍ＋＋＋−１１１，い１７１１．Ｉｉ＋ρＣＴ／ＧＢ９２１００５３１

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダー（２４，１２４）とこのシリンダー（２４，１２４）内で往復運 動するほぼ円板状のピストン（２２，１２２）とを備え、前記ピストンは潤滑ベ アリング（４２，１４２）中で走行するロッド（３４，１３４）により軸方向に 駆動されると共に、弾性材の外周シール（５２，１５２）を有し、且つ前記シー ルは半径方向外側に且つ逆方向に延びた外周スカート部（５４，５６）を有し、 前記ベアリング（４２，１４２）と、これとは反対側のピストン（１２２）側上 の空間との間に潤滑流路（５０，４８；１５０，１４８）を設けた往復動型真空 ポンプ。
2. ２．前記シール（１５２）の断面がほぼＹ形である請求項１記載のポンプ。
3. ３．前記外周スカート部（５４，５６）が使用時、前記ピストン（２２，１２２ ）の半径方向に延びたエンベロープ内にある請求項１又は２記載のポンプ。
4. ４．前記シール（５２，１５２）が前記ピストン（２２，１２２）に接着される 前記各請求項のいずれかに記載のポンプ。
5. ５．前記シール（５２）が更に前記外周スカート部（５４，５６）の半径方向内 向きに且つピストン（２２）の軸方向に延びる一体化した凸部を１個以上有し、 前記１個以上の凸部（５７）は前記シリンダー（２４，１２４）の非排気容積を 減少させる請求項４記載のポンプ。
6. ６．前記潤滑流路が前記ロッド（３４，１３４）の横断孔（５０，１５０）と、 前記ロッド（３４，１３４）の縦方向に延びて前記横断孔（５０，１５０）と連 通する孔（４８，１４８）とを有する前記各請求項のいずれかに記載のポンプ。
7. ７．前記横断（５０，１５０）孔が使用時、前記ピストン（２２，１２２）の全 姿勢用ベアリング（４２，１４２）内に位置する請求項６記載のポンプ。
8. ８．前記ピストン（２２，１２２）の両側にポンプ室（１８，２０；１１８，１ ２０）を有する前記各請求項のいずれかに記載のポンプ。
9. ９．前記ロッド（３４，１３４）が円形で、且つ前記ベアリング（４２，１４２ ）が前記ポンプの本体中に円筒形開口部によって規定される前記各請求項のいず れかに記載のポンプ。
10. １０．前記ベアリング（４２，１４２）が前記本体の開口部内の円筒形プッシュ である請求項９記載のポンプ。