JPH0712675Y2 - エンジンのバキュームポンプ駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、主として車両に搭載されるエンジンのバキュ
ームポンプ駆動装置に関する。

（従来の技術） 例えば車両用の機器には、ブレーキ系の一部をなすマス
ターバックや、排気対策用のEGR装置、更にはファース
トアイドル用アクチュエータ等のように負圧を必要とす
るものが多い。このための負圧源としては一般にエンジ
ンの吸気負圧が利用されるようになっているが、ディー
ゼルエンジンのように吸気負圧を利用できないエンジン
においては、負圧発生用のバキュームポンプが別途、装
備されるのが通例である。この種のバキュームポンプに
は、例えば実開昭62-185882号公報に示されているよう
に、シリンダに挿入されたピストンを往復動させること
によりポンプ作用を行わせるようにしたものがある。

一方、通常のレシプロ式のエンジンには、例えば吸排気
弁等を開閉するためのカム部を複数備えたカム軸や、燃
料噴射ポンプのプランジャーを往復動させる複数のカム
部を備えたカム軸が装備される。そこで、このカム軸を
利用して上記往復動ピストン型バキュームポンプを駆動
するようにすれば、専用の駆動軸が不用となり、エンジ
ンの構造が簡素化するという実益がある。

（考案が解決しようとする課題） ところで、上記のカム軸は間欠的な吸排気弁の開閉操作
等により駆動トルクが周期的に変動する。また、往復動
ピストン型バキュームポンプも駆動トルクが周期的に変
化する。そのため、上記バキュームポンプをクランク機
構を介してカム軸に連結して駆動するようにすると、該
カム軸における吸排気弁等の駆動トルクのピークと上記
バキュームポンプの駆動トルクのピークとが重なり、ト
ルクピークが増幅されて駆動抵抗が大きくなる場合があ
る。この場合に、カム軸とクランク軸との間に介装され
たベルト等の動力伝達部材の負担が大きくなり、信頼性
の上で問題が生じる。

本考案はエンジンに往復動ピストン型バキュームポンプ
を装備する際における上記の実情に対処するもので、カ
ム軸の総トルクを著しく増大させることなく、該カム軸
により上記バキュームポンプを駆動しうるようにするこ
とを課題とする。

（課題を解決するための手段） すなわち、本考案では複数のカム部が設けられたカム軸
によりクランク機構を介して往復動ピストン型バキュー
ムポンプを駆動するようにしたエンジンのバキュームポ
ンプ駆動装置において、上記カム軸の駆動トルクのピー
クと次のピークとの中間回転角位置で、上記クランク機
構におけるクランクアームとコンロッドのなす角度が該
ポンプのピストンの下降方向における90度若しくはこれ
に近い角度となるように、上記カム軸とクランク機構と
の位相関係を設定している。

（作用） 上記の構成によれば、上記クランク機構におけるコンロ
ッドとエンジンのカム軸に取り付けたクランクアームの
なす角が上記ピストンの下降方向における90度程度のと
きに、ポンプ作用を営んでいる上記のピストンが最大速
となって最も大きい駆動トルクを要することになるが、
このときの位相は上記カム軸による吸排気弁や燃料噴射
ポンプ等の駆動トルクのピーク間の中間回転角位置に位
置することになる。したがって、上記カム軸を介して往
復動ピストン型バキュームポンプを駆動するようにして
も駆動トルクが特に増大することがなく、これによりカ
ム軸に駆動力を伝達する動力伝達部材に過度の負担をか
けることなく高い信頼性の下で上記バキュームポンプに
よって負圧を得ることができる。

（実施例） 以下、本考案の実施例について説明する。なお、この実
施例は車両に搭載される直列４気筒OHCエンジンに本考
案を適用したものである。

第１図に示すように、エンジン１の本体部分を構成する
シリンダブロック２の下部にはクランク軸３が配備され
ているとともに、このシリンダブロック２の上部にはシ
リンダヘッド４が固設されている。また、シリンダヘッ
ド４の一側には燃料噴射弁５が取り付けられている。そ
して、このシリンダヘッド４の上部の一端に往復動ピス
トン型バキュームポンプ（以下、単に「バキュームポン
プ」という。）６が装着されている。

このバキュームポンプ６は、第２図に示すように、ケー
シング７の頭部に設けられたシリンダ８と、このシリン
ダ８に摺動自在に挿入されたピストン９とを有し、上記
シリンダ８の開口部を塞ぐようにケーシング７に取り付
けられたヘッドキャップ10には吸入部11が、また同じく
ケーシング７の外側面には吐出部12がそれぞれ設けられ
ている。

一方、シリンダヘッド４には、第３図に示すように、図
示しない吸排気弁を開閉する吸・排気カム13,14を気筒
毎に備えたカム軸15が回転自在に架設されており、この
カム軸15の一方の端部が該シリンダヘッド４の外壁部16
を貫通して上記ケーシング７の底部に形成されたクラン
ク室17に突出している。そして、このカム軸15と上記の
ピストン９とがクランク機構18を介して連結されてい
る。

本実施例においては、カム軸15の軸端に固定されたクラ
ンクアーム19と、ピストン９に取り付けられたピストン
ピン20との間に介装されたコンロッド21とによって上記
のクランク機構18が構成されている。そして、カム軸15
の端部に穿設された軸穴22にはクランクアーム19の本体
19aが圧入嵌合されているとともに、この本体19aにカム
軸中心Ｏから偏心した状態で突設された支軸19bには、
上記コンロッド21の大端部21aに形成された連結穴23が
遊嵌されている。また、クランクアーム19には上記の本
体19aを嵌入させた軸穴22との間に設けた空洞24に面し
て一端が開口する油路25が形成されており、この油路25
の他端側が上記支軸19bの内部を通って上記大端部21aの
連結穴23に面して開口している。そして、上記の空洞24
にはカム軸15に形成した潤滑油通路26が連通されてお
り、この潤滑油通路26を通って空洞24へ流入した潤滑油
が上記油路25を経て流出することにより、上記支軸19b
とコンロッド21の大端部21aとの摺動部分を潤滑するよ
うになっている。なお、コンロッド21の小端部21bはピ
ストンピン20に回転自在に連結されている。

また、上記のカム軸15とクランク軸３との間には動力伝
達用のベルト（図示せず）が介装されており、このベル
トを介してカム軸15へ伝達されたクランク軸３の回転運
動が上記クランク機構18により往復運動に変換されてピ
ストン９へと伝達され、これにより該ピストン９がシリ
ンダ８内を往復動するようになっている。この場合にお
いて、ピストン９の下降行程においては上記の吸入部11
を介してガスが吸入される一方、こうして吸入されたガ
スは上記ピストン９の上昇行程において吐出部12から吐
出されるようになっている。これにより、バキュームポ
ンプ６の作動時には吸入部11から吐出部12へと至る一方
的なガスの流れが起こって負圧を生成するようになって
いる。なお、このバキュームポンプ６は、第１図に示す
ように、シリンダ中心線Ｃが垂直上方から斜めに傾斜し
た状態でシリンダヘッド４に取り付けられている。

以上のようなバキュームポンプ６の構成において、第２
図の２点鎖線のように、クランクアーム19の支軸19bが
上記ピストン９の下降行程においてコンロッド21とのな
す角度が90度になる位置関係のときには、該ピストン９
が最大速となってポンプ負荷が最も大きくなるため、ポ
ンプ駆動トルクが上記位置関係に相当するカム軸15の回
転角位置の近傍でピークとなるように変動する。本実施
例においては、カム軸15によるバルブ駆動トルクのピー
クと次のピークとの中間回転角位置で、上記クランク機
構18におけるクランクアーム19とコンロッド21のなす角
度が上記ピストン９の下降方向において90度となる角度
となるように、上記カム軸15との位相関係を設定してい
る。

上記の構成によれば、クランクアーム19の支軸19bは、
第４図に示すように、カム軸中心Ｏを原点とするピッチ
円をトレースして時計回りに回転することになるが、そ
の際にバキュームポンプ６の駆動トルクは第５図（ｂ）
の実線のように変化することになる。一方、カム軸15に
よるバルブ駆動トルクは、第５図（ａ）のように、カム
軸15が１回転する間に４つのピークが生じるように変化
する。そして、両者が重畳されたカム軸15の総トルク
は、第５図（ｃ）の実線のように変化する。この場合に
おいて、第４図に示すように、クランクアーム19とコン
ロッド21のなす角度が90度となるカム軸15の回転角位置
θ_xでポンプ駆動トルクが最も大きくなるが、この回転
角位置θ_xは例えば上記バルブ駆動トルクの第１番目の
ピークが発生する回転角位置θ₁と、同じく２番目のピ
ークが発生する回転角位置θ₂の中間に位置するため、
両者のピークが互いに重なることがない。これに対し
て、従来ではポンプ駆動トルクが、例えば第５図（ｂ）
の１点鎖線のように変化して、そのピークがバルブ駆動
トルクのピークと重なり、このときに同図（ｃ）の１点
鎖線で示した総トルクが異常に上昇する場合があるので
あるが、本実施例ではクランク機構18とカム軸15の位相
関係が上記のように設定されていることにより、総トル
クの最大値が従来よりもΔτだけ低下することになる。
このように、本実施例においてはバルブ駆動トルクにポ
ンプ駆動トルクを加えた総トルクが異常に上昇すること
がないから、カム軸15と上記のクランク軸３との間に介
装したベルトに過度の負担をかけることなく高い信頼性
の下でバキュームポンプ６を作動させて負圧を得ること
ができるのである。

なお、第１図における２点鎖線はボンネットラインを示
している。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、カム軸による吸排気弁や
燃料噴射ポンプ等の駆動トルクのピークと往復動ピスト
ン型バキュームポンプの駆動トルクのピークが重なるこ
とがないから、カム軸に駆動力を伝達する動力伝達部材
に過度の負担をかけることなく高い信頼性の下で上記バ
キュームポンプによって負圧を得ることができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案の実施例を示すもので、第１図
は往復動ピストン型バキュームポンプが装着されたエン
ジンの概略正面図、第２図は一部を切り欠いて示した上
記バキュームポンプの拡大正面図、第３図は第２図をII
I-III線で切断した断面図、第４図はクランクアームと
コンロッドのなす角度がピストン下降方向において90度
になる場合における位相関係の説明図、第５図は作用の
説明図である。 １……エンジン、６……往復動ピストン型バキュームポ
ンプ、13,14……カム部（吸・排気カム）、15……カム
軸、18……クランク機構、19……クランクアーム、21…
…コンロッド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のカム部が設けられたカム軸によりク
   ランク機構を介して往復動ピストン型バキュームポンプ
   を駆動するようにしたエンジンのバキュームポンプ駆動
   装置であって、上記カム軸の駆動トルクのピークと次の
   ピークとの中間回転角位置で、上記クランク機構におけ
   るクランクアームとコンロッドのなす角度が該ポンプの
   ピストンの下降方向における90度若しくはこれに近い角
   度となるように、上記カム軸とクランク機構との位相関
   係を設定したことを特徴とするエンジンのバキュームポ
   ンプ駆動装置。