JPH0791367A - 真空ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 往復形真空ポンプの動作安定化、小形化、性
能向上を計る。 【構成】 二つのシリンダ２，６のピストン３，７を揺
動腕１３に係合した一本のピストンロッド１０で同時に
同方向へ駆動させ安定した動作でポンプ作用を行なわ
せ、且つ四つの室を全てポンプ室４，５，８，９とし小
形で大きなピストン行程容積を得るようにした。更に吸
込、吐出が同時に各二つのポンプ室４，９と５，８とを
二つの主通路２２，２６に吸込逆止弁２３，２７と吐出
逆止弁２４，２８との間でそれぞれ接続し構成を簡単化
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリンダおよびピストン
を具え共通のピストンロッドによって互いに一体となっ
て作動する二台の真空ポンプからなる真空ポンプ装置、
およびそれらのポンプ室に接続された吸込逆止弁、吐出
逆止弁の組合せからなる真空ポンプ装置に関するもので
あって、主に自動車の制動倍力装置の負圧源に利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】往復形真空ポンプは負圧源として広い分
野で使用されており、自動車の分野においてもブレーキ
ペダルを小さい力で踏込んで大きな制動力が得られるよ
うにした制動倍力装置の作動力に使用する負圧をエンジ
ン吸気マニホルド負圧に代えて発生させることに使用さ
れている。

【０００３】図７は自動車用制動倍力装置の負圧源とし
ての往復形真空ポンプの一例を示すものであって、エン
ジンの吸・排気弁を駆動するカム軸１０１を覆ったロッ
カ・カバー１０３にポンプハウジング１０４を取付け、
そのシリンダ１０５に気密に篏装したピストン１０６か
ら延びポンプハウジング１０４を気密に貫通してロッカ
・カバー１０３へ向かって延びるピストンロッド１０７
の先端に取付けたコロからなるカムフオロワ１０８を、
ピストンロッド１０７に設けたばね受１０９とポンプハ
ウジング１０４との間に装入した圧縮コイルばねからな
る戻しばね１１０のばね力によってカム軸１０１の偏心
カム１０２に接触させ、、ピストン１０６を偏心カム１
０２の偏心量に対応するストロークで往復動させるよう
になっている。シリンダ１０５のピストン１０６によっ
て区画された二つの空間はそれぞれがポンプ室１１１，
１１２を形成しており、それぞれに吸込逆止弁１１３，
１１５を有する吸込通路１１４，１１６と吐出逆止弁１
１７，１１９を有する吐出通路１１８，１２０とが接続
され、一方が吸込行程のときもう一方が吐出行程となる
ものである。

【０００４】即ち、前記構成の真空ポンプによると、ピ
ストン１０６の一往復当り二回の吸込、吐出が行なわれ
る利点があるが、ピストン１０６はカムフオロワ１０８
と戻しばね１１０とによって駆動されるので、駆動軸で
あるカム軸１０１のエンジンによる被駆動トルク変動を
増大したり、高回転域で戻しばね１１０にサージングが
発生してピストン１０６の動きを不安定、不確実にしや
すい、という問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、ピストンロッドの軸線上に配置されたカム
フオロワと偏心カムおよび軸線方向へ働く戻しばねによ
ってピストンを駆動する前記従来の真空ポンプがもって
いる駆動軸の被駆動トルク変動の増大や高回転域におけ
る戻しばねのサージング発生を招きやすく、安定した動
作で確実なポンプ作用を行なわせることが困難である、
という点である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
することを目的とするものであって、第一にピストンを
カムフオロワや戻しばねを用いることなく駆動軸の回転
に応じて駆動することにより安定した動作で確実なポン
プ作用を行なわせることができ、併せてシリンダ径やピ
ストンストロークを小さくしても従来品と少なくとも同
程度のピストン行程容積が確保できる真空ポンプ装置を
提供するものであり、第二にこれに加えて簡単な構造で
高い最高到達真空度が得られる真空ポンプ装置を提供す
るものである。

【０００７】即ち、本発明は第一の手段として、二つの
シリンダを同一中心軸線上に配置してそれぞれに気密に
嵌装したピストンを一本のピストンロッドで連結し、こ
のピストンロッドに駆動軸の回転に伴い揺動する揺動腕
を係合して二つのピストンを同時に同方向へ駆動するよ
うにし、そして、二つのシリンダのピストンによって区
画された各二つのポンプ室のそれぞれに吸込、吐出のた
めの通路を接続するとともに、この通路に気体を所定方
向へ送るための逆止弁を具える、という構成とした。

【０００８】また、本発明は第二の手段として、第一の
手段における通路を吸込端から吐出端に至る二つの主通
路と各ポンプ室から延びる四つの枝通路とによって形成
し、主通路のそれぞれに吸込逆止弁と吐出逆止弁とを設
け、そして四つのポンプ室の内で吸込および吐出の行程
が同時に行なわれる二つのポンプ室からの枝通路を一つ
の主通路に吸込逆止弁と吐出逆止弁との間で接続する、
という構成とした。

【０００９】更に、本発明は第三の手段として、第二の
手段における二つの主通路の吸込逆止弁と吐出逆止弁と
の間に吐出端へ向かって開く第三の逆止弁を設けるとと
もに、これらの主通路の少なくとも吸込逆止弁と吐出逆
止弁との間の部分をそれらに接続した二つのポンプ室の
一つの端面に接近させ、そして接近側のポンプ室からの
枝通路を吸込逆止弁と第三の逆止弁の間、遠方側のポン
プ室からの枝通路を第三の逆止弁と吐出逆止弁との間で
それぞれ主通路に接続する、という構成とした。

【００１０】

【作用】駆動軸を回転させ揺動腕を揺動するとピストン
ロッドが一定ストロークで直線往復動し、二つのピスト
ンを各シリンダ内で同時に同方向へ駆動する。膨張する
二つのポンプ室に吸込逆止弁を開いて気体が吸込まれ、
収縮する二つのポンプ室から吐出逆止弁を開いて気体が
吐出される。即ち、ピストンはカムフオロワや戻しばね
によることなく揺動腕で強制的に駆動され安定した動作
でポンプ作用を行ない、またピストンロッドの一往復で
四つのポンプ室がそれぞれ一回の吸込、吐出を行ないシ
リンダ径更にピストンストロークを小さくしても大形ポ
ンプに匹敵するピストン行程容積が得られる。

【００１１】加えて、第二の手段の構成とするとポンプ
室の数に対して通路構成の簡単化と逆止弁使用数の減少
とを計ることができ、更に加えて第三の手段の構成とす
るとすきま容積を小さくして最高真空到達度の上昇を計
ることができる。

【００１２】

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する
と、図１において同一寸法の二つのシリンダ２，６が同
一中心軸線上に或る間隔をもって対向配置され、それら
に気密に嵌装したピストン３，７が一本のピストンロッ
ド１０の両端に固着されることによって互いに連結さ
れ、各シリンダ２，６のピストン３，７で区画された両
側の部分はそれぞれポンプ室４，５，８，９を形成して
いる。

【００１３】一方、支軸１２に中央部を回動自由に支持
させた揺動腕１３の一端部に形成した二又状の係合部１
４がピストンロッド１０の中央部に突設したピン１１に
挟み係合しているとともに、もう一端部に係合した二又
状の挟持部１５が駆動軸１６の偏心カム１７を挟んでそ
の直径上反対側の外側周面に接触している。これによ
り、駆動軸１６の回転に伴い偏心カム１７が揺動腕１３
を揺動し、ピストンロッド１０を直線往復動させて二つ
のピストン２，６を同時に同方向へ駆動する。

【００１４】また、真空タンク２０から延びる管通路２
１が二つの主通路２２，２６に分岐してそれらの終端は
大気に開放しており、これらの主通路２２，２６は吸入
端である真空タンク２０へ向かって閉じる吸込逆止弁２
３，２７，吐出端である大気側へ向かって開く吐出逆止
弁２４，２８およびこれらの間に設置されて吐出端へ向
かって開く第三の逆止弁２５，２９を具えている。

【００１５】二つのピストン３，７の動きにより、第一
のシリンダ２のピストン３内側に位置する第一のポンプ
室４と第二のシリンダ６のピストン７外側に位置する第
二のポンプ室９とは吸込および吐出の行程が同時に行な
われ、それぞれの内側端面および外側端面に開口させて
接続した第一の枝通路３０および第二の枝通路３３が一
つの主通路２２に吸込逆止弁２３と第三の逆止弁２５と
の間および第三の逆止弁２５と吐出逆止弁２４との間で
それぞれ接続されている。

【００１６】従って、ポンプ室４，９の容積が膨張する
吸込行程時に第一のポンプ室４は吸込逆止弁２３を開い
て第一の枝通路３０より、また第二のポンプ室９は更に
第三の逆止弁２５を開いて第二の枝通路３３より空気を
吸込む。ポンプ室４，９の容積が収縮する吐出行程時に
第二のポンプ室９の空気は吐出逆止弁２４を開いて吐出
端より、また第一のポンプ室４の空気は更に第三の逆止
弁２５を開いて吐出端より大気へ排出される。

【００１７】第一のシリンダ２のピストン３外側に位置
する第二のポンプ室５と第二のシリンダ６のピストン７
内側に位置する第一のポンプ室８とは吸込および吐出の
行程が前記と逆のタイミングで同時に行なわれ、それぞ
れの外側端面および内側端面に開口させて接続した第二
の枝通路３１および第一の枝通路３２がもう一つの主通
路２６に吸込逆止弁２７と第三の逆止弁２９との間およ
び第三の逆止弁２９と吐出逆止弁２８との間でそれぞれ
接続されている。これらのポンプ室５，８も吸込逆止弁
２７、吐出逆止弁２８、第三の逆止弁２９を開閉して真
空タンク２０の空気を大気へ排出するものであり、前記
と同じポンプ作用を行なう。

【００１８】このように、二つのシリンダ２，６のピス
トン３，７で区画された両側の室を全てポンプ室４，
５，８，９としたことにより、シリンダ２，６を小径と
し且つピストン３，７のストロークを小さくしてもピス
トン行程容積の合計が大きく、従って大形ポンプに匹敵
する能力をもたせることができる。しかも、ピン１１と
偏心カム１７とを揺動腕１３の両端でそれぞれ挟ませピ
ストン３，７を駆動するので、駆動軸１６の回転に応じ
て安定した動作で確実なポンプ作用を行なわせることが
できる。

【００１９】また、図７に示した従来例のように一つの
ポンプ室毎に吸込逆止弁を有する吸込通路と吐出逆止弁
を有する吐出通路とを設けることもできるが、本実施例
の構成にすると、一つのポンプ室に一つの枝通路を設け
且つ二つのポンプ室に各一個の吸込逆止弁、吐出逆止弁
を具えればよいため、通路構成の簡単化と逆止弁使用数
の減少とを計ることができる。

【００２０】図２，図３，図４，図５は図１に示したシ
リンダ２，６と各通路２２，２６，３０，３１，３２，
３３と各逆止弁２３，２４，２５，２７，２８，２９と
を一つのポンプハウジング１に内蔵させた具体的構成を
示すものであって、二つのシリンダ２，６の外側端面は
シリンダふた３５，３６によって気密に塞がれ、ポンプ
ハウジング１の中央部に下方へ開放して形成した空所３
７を通ってピストンロッド１０がポンプハウジング１に
気密且つ摺動可能にメタル軸受３８によって支持され、
この空所３７の部分において揺動腕１３が係合してい
る。また、ポンプハウジング１は空所３７を挟んで下方
へ突出した支持台３９、および図７に示したようなロッ
カ・カバーの上面に重ねて固定されるフランジ４０を一
体に有しており、支持台３９は支軸１２を固定状態で支
持している。

【００２１】二つの主通路２２，２６はピストンロッド
１０の両側方に配置され、第一の主通路２２は第一のシ
リンダ２の第一のポンプ室４の内側端面に接近した位
置、第二の主通路２６は第二のシリンダ６の第一のポン
プ室８の内側端面に接近した位置でポンプハウジング１
の内部を上下に貫通して互いに平行に延びており、ロッ
カ・カバーの内部に開放した下端は吐出端を形成してい
るとともに上端はプラグ４１，４２により気密に塞がれ
且つ連通路４３により互いに接続されている。第二の主
通路２６の上端部は継手管４４を介して真空タンクから
延びる管通路２１が接続されている。

【００２２】吸入逆止弁２３，２７，吐出逆止弁２４，
２８，第三の逆止弁２５，２９は全て同じ寸法、構造で
あって、主に図６に示すように弁座４５とディスク形の
弁体４６と弁座４５に固着したばね受４７と閉弁ばね４
８とからなり、軸線方向の収容くぼみ部５２および主流
路５０と放射方向の側流路５１とを有するスペーサ４９
と交互に上端から吸込逆止弁２３，２７，スペーサ４
９，第三の逆止弁２５，２９，スペーサ４９，吐出逆止
弁２４，２８の順に各主通路２２，２６に積重ねて装入
される。即ち、吸入逆止弁２３，２７および第三の逆止
弁２５，２９の弁体４６、ばね受４７、閉弁ばね４８が
収容くぼみ部５２に嵌込まれ、各弁座４５とスペーサ４
９の周縁部とが互いに接し吐出端近くの段部２２ａ，２
６ａとプラグ４１，４２とに挟まれた状態で固定されて
いる。

【００２３】第一のシリンダ２の第一ポンプ室４および
第二のシリンダ６の第一のポンプ室８から延びる第一の
枝通路３０、３２はそれぞれポンプハウジング１の内部
に形成されており、吸込逆止弁２３，２７と第三の逆止
弁２５，２９との間のスペーサ４９の側流路５１に連通
することにより最寄りの主通路２２，２６にそれぞれ接
続されている。また、第一のシリンダ２の第二のポンプ
室５および第二のシリンダ６の第二のポンプ室９の各外
側端面から延びる第二の枝通路３１，３３はシリンダふ
た３５，３６およびポンプハウジング１の内部に形成さ
れており、第三の逆止弁２５，２９と吐出逆止弁２４，
２８との間のスペーサ４９の側流路５１に連通すること
により第二の主通路２６，第一の主通路２２にそれぞれ
接続されている。

【００２４】この構成により、第一のポンプ室４，８の
側は第一の枝通路３０，３２がきわめて短い長さとさ
れ、且つスペーサ４９を挟んで吸込逆止弁２３，２７と
第三の逆止弁２５，２９とが配置されていることにより
すきま容積が小さく、高い最高到達真空度を得ることが
できる。

【００２５】一方、第二のポンプ室５，９の側は第二の
枝通路３１，３３がポンプハウジング１のほぼ二分の一
長に亘って延びているためすきま容積がかなり大きく、
最高到達真空度は前記よりも低い。しかし、第三の逆止
弁２５，２９は第二のポンプ室５，９が第一のポンプ室
４，８よりも高真空となった時点で開かれるので、真空
タンク２０の真空度は第一のポンプ室４，８の側の最高
到達真空度に依存することとなる。

【００２６】即ち、主通路２２，２６をそれぞれシリン
ダ２，６の第一のポンプ室４，８の端面に接近させてそ
のすきま容積を小さくし、第二のポンプ室５，９の側の
すきま容積の増大による最高到達真空度の低下を第三の
逆止弁２５，２９によって真空タンク２０に影響させな
い構成としたものであり、これによりポンプ室の数に比
べて尚少数の逆止弁で高い最高到達真空度を得ることが
できるものである。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よると被駆動トルク変動の増大や高回転域におけるサー
ジング発生などの問題を生じる部品を用いない構成とし
たため、安定した動作で確実なポンプ作用を行なわせる
ことができるばかりか、二つのシリンダのピストン両側
をそれぞれポンプ室としたためシリンダ径およびピスト
ンストロークが小さくても充分大きなピストン行程容積
が得られ、小形で高能力を発揮させることができるもの
であり、殊に狭いエンジンルーム内に設置される自動車
用制動倍力装置の負圧源に適する。

【００２８】また、これに加えて吸込逆止弁と吐出逆止
弁とを有する二つの主通路を設けて吸込、吐出の行程が
同時の二つのポンプ室を一方の主通路に接続したため、
通路構造が簡単になるとともにポンプ室に対する逆止弁
使用数が少なくて足り、全体の構成の簡単化が計れるも
のである。更に、主通路に第三の逆止弁を設けたことに
より一部のすきま容積を小さくしそのために別のすきま
容積が大きくなっても高い最高到達真空度が得られ、性
能を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す配置図。

【図２】図１の実施例の具体的構成を示す縦断面図。

【図３】図２の横断面図。

【図４】図３の矢視Ａ−Ａ方向に見た断面図。

【図５】図３の矢視Ｂ−Ｂ方向に見た断面図。

【図６】逆止弁とスペーサの縦断面図。

【図７】従来例の縦断面図。

【符号の説明】

１ ポンプハウジング， ２，６ シリンダ， ３，７
ピストン， ４，５，８，９ ポンプ室， １０ ピ
ストンロッド， １３ 揺動腕， １６ 駆動軸， ２
２，２６ 主通路， ２３，２７ 吸込逆止弁， ２
４，２８ 吐出逆止弁， ２５，２９ 第三の逆止弁，
３０，３１，３２，３３ 枝通路，

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一中心軸線上に配置された二つのシリ
   ンダと、前記各シリンダにそれぞれ気密に嵌装されたピ
   ストンと、前記二つのピストンを互いに連結した一本の
   ピストンロッドと、前記ピストンロッドに係合し駆動軸
   の回転に伴い振動して前記二つのピストンを同時に同方
   向へ駆動する揺動腕と、前記二つのシリンダの前記ピス
   トンによって区画された各二つのポンプ室のそれぞれに
   接続された吸込、吐出のための通路および気体を所定方
   向へ送るため前記通路に設けられた逆止弁とを具えたこ
   とを特徴とする真空ポンプ装置。
2. 【請求項２】 吸込、吐出のための通路が吸込端から吐
   出端に至る二つの主通路と前記二つのシリンダの各ポン
   プ室から延びる四つの枝通路とからなり、前記二つの主
   通路はそれぞれに吸込逆止弁と吐出逆止弁とを具えてお
   り、前記四つのポンプ室の内で吸込および吐出の行程が
   同時に行なわれる二つのポンプ室から延びる二つの枝通
   路が前記主通路の一つにその吸込逆止弁と吐出逆止弁と
   の間で接続されているとともに、別の二つのポンプ室か
   ら延びる二つの枝通路が前記主通路のもう一つにその吸
   込逆止弁と吐出逆止弁との間で接続されていることを特
   徴とする請求項１記載の真空ポンプ装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の構成に加えて、二つの主
   通路は吸込逆止弁と吐出逆止弁との間に吐出端へ向かっ
   て開く第三の逆止弁をそれぞれ具えており、且つ前記二
   つの主通路は少なくとも吸込逆止弁と吐出逆止弁との間
   の部分をそれらに接続された二つのポンプ室の一つの端
   面に接近させて設けられ、前記接近側のポンプ室から延
   びる枝通路が前記吸込逆止弁と第三との間で、またもう
   一つの遠方側のポンプ室から延びる枝通路が前記第三の
   逆止弁と吐出逆止弁との間で前記主通路に接続されてい
   ることを特徴とする請求項１記載の真空ポンプ装置。