JPH10122145A - ピストン式バキュームポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸受１１とピストンロッド１０の摺動部分の
油膜切れによるポンプの耐久性の劣化を防止する。ポン
プ室内への潤滑油の過剰液入によるポンプ機能の低下を
なくす。 【解決手段】 オイル供給手段のオイルノズルから吐出
する潤滑油３０は、潤滑油３０の吐出方向に対してわず
かに偏心している導入通路３４へ一部分３０ｃが入る。
他の部分３０ｄはロワーケーシングの凸形部分２ｂに当
たって跳ね返る。潤滑油３０ｃは軸受１１の内周の環状
溝１１ｂに行き渡り摺動部分を潤滑する。環状溝１１ｂ
内の潤滑油は図示されてないピストンの負圧で上方に吸
引される。また、排出溝１１ｃを通って軸受下部を潤滑
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車等の車両に装
備され、エンジン等により駆動されて機能するピストン
式バキュームポンプ、特に軸受とピストンロッドとの隙
間に給油された潤滑油を、ピストンの往復運動で発生し
た負圧によりポンプ室に吸引してピストンとシリンダの
摺動部分の潤滑を行うピストン式バキュームポンプの改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のポンプとして、ディーゼルエン
ジンのブレーキブースタに用いるバキュームポンプがあ
る（例えば、特開平５−１０６５５６号公報）。

【０００３】このバキュームポンプは、作動ピストンの
上下に形成されたポンプ上室とポンプ下室とを有し、ピ
ストンの外周に設けた環状溝に嵌合したシール部材がピ
ストンとシリンダとの間の摺動部として機能する。そし
て車両のエンジンによってこのポンプが駆動されるよう
に、前記ピストンのロッドの一端に設けたローラが、エ
ンジンに連動する円板カムによって駆動されて、作動ピ
ストンが上下動する。

【０００４】そして、円板カムの回転に追従してピスト
ンロッドが追従できるように、ピストンロッドを下方に
付勢する圧縮スプリングを設けて、ローラを円板カムに
押し付けていた。

【０００５】前記特開平５ー１０６５５６号公報に記載
されているバキュームポンプを図３〜図５に示す（以下
これを第１の従来技術と言う）。バキュームポンプ１
は、ロワーケーシング２とアッパーケーシング３とを備
え、ロワーケーシング２の下部においてエンジンのシリ
ンダヘッドカバー４に固定されている。

【０００６】ロワーケーシング２に固定された円筒形の
シリンダ５内にはピストン６が上下動可能に備えられて
いる。そのピストン６の外周に設けた環状溝７にはＯリ
ング８とテフロンのピストンリング９が嵌合されてい
る。Ｏリング８はその弾力でピストンリング９をシリン
ダ５の内周面に押圧するとともに、温度変化によるピス
トンリング９の寸法変化を吸収する。

【０００７】ピストン６の下面中央部は上方にへこんだ
形状で、ピストン６の中央部の厚みを強度的に必要最小
限の厚みとすることで、ピストン６の質量を軽減してい
る。ピストンロッド１０は、ロワーケーシング２に設け
た軸受１１により上下に摺動可能に軸承され、その上端
はピストン６の中央に固着されている。

【０００８】ピストンロッド１０に嵌合するようにロワ
ーケーシング２に設けられたテフロンのシールリング１
２は、特に図４、５に拡大図示するように、その内周４
箇所にオイル通路１２ａが形成されている。

【０００９】シールリング１２の周りに設けたＯリング
１３は、その弾力によってシールリング１２をピストン
ロッド１０の外周に押圧するとともに温度変化によるシ
ールリング１２の寸法変化を吸収する。

【００１０】ピストン６の上下にはポンプ上室１４とポ
ンプ下室１５が形成されている。ロワーケーシング２に
固定したパイプ１６は、図示されてないブレーキブース
タに連通される。

【００１１】ポンプ下室１５の底面中央部を形成するロ
ワーケーシング２の部分は上方にふくらんだ形状に形成
され、このふくらんだ部分の中央に、前記シールリング
１２やＯリング１３等のシール部材を保持する軸シール
保持部が形成されている。

【００１２】吸入弁１７と１８は、夫々パイプ１６とポ
ンプ上室１４との間と、パイプ１６とポンプ下室１５と
の間に配設されている。ポンプ上室１４とポンプ下室１
５は、夫々吐出弁１９、２０を経てシリンダヘッドカバ
ー４内の空間に連通している。

【００１３】ピストンロッド１０の下端部にはピン２１
が固定されている。ピン２１には小径ローラ２２が回動
可能に嵌合され、小径ローラ２２の外周には大径ローラ
２３が嵌合されている。該大径ローラ２３はエンジンの
カムシャフトに形成された円板カム２５に当接してい
る。図中２５ａはカムシャフトの軸心を示す。

【００１４】ピストンロッド１０の下端近くにはフラン
ジ２６が形成されている。フランジ２６とロワーケーシ
ング２との間には圧縮コイルスプリング２７Ａ，２７Ｂ
が配設され、ピストンロッド１０を下方に付勢して大径
ローラ２３をカム２５に押圧当接している。

【００１５】このように構成された大径ローラ２３は、
カム２５に従動するポンプ駆動部として機能する。軸受
１１の下方に位置して軸受開口部２４が形成され、フラ
ンジ２６には連通孔２８が形成されている。オイル供給
手段２９は、軸受開口部２４とポンプ駆動部である大径
ローラ２３の外周面へ潤滑油を供給するオイルノズル２
９ａと２９ｂを有する。

【００１６】オイル供給手段としてのオイルノズル２９
ａから噴出する潤滑油は、フランジ２６の連通孔２８を
通過し、直接軸受開口部２４に達し、さらに軸受１１と
ピストンロッド１０の隙間を通り、オイル通路１２ａを
経てポンプ下室１５へ吸入される。

【００１７】上記バキュームポンプで、エンジンに連動
して円板カム２５が矢印で示す反時計方向に回転する
と、円板カム２５がポンプ駆動部である大径ローラ２３
を駆動して、ピストンロッド１０とピストン６を上下動
させる。

【００１８】ピストン６が上昇すると、ポンプ上室１４
内の空気が吐出弁１９を経てシリンダヘッドカバー４内
の空間に吐出され、ポンプ下室１５には図示されてない
ブレーキブースタからパイプ１６、吸入弁１８を経て空
気が吸入される。同時に、オイル供給手段としてのオイ
ルノズル２９ａから連通孔２８を通って直接軸受開口部
２４に供給された潤滑油が、ポンプ下室１５の負圧によ
って、軸受１１とピストンロッド１０との隙間、及びオ
イル通路１２ａを経てポンプ下室１５内に吸入され、ポ
ンプ下室１５内に拡散する。

【００１９】ピストン６が上下に往復動を繰り返すこと
により、ポンプ下室１５内に潤滑油が流入し、ピストン
リング９とシリンダ５との摺動面に付着し、潤滑状態を
維持する。

【００２０】ピストン６の下降時には、ポンプ下室１５
内の空気は吐出弁２０を経てシリンダヘッドカバー４内
の空間へ吐出され、ポンプ上室１４には、ブレーキブー
スタからパイプ１６と吸入弁１７を経て空気が吸入され
る。又、ポンプ下室１５側のシリンダ５とピストンリン
グ９付近に付着した潤滑油は、ポンプ上室１４の負圧に
よりポンプ下室１５からポンプ上室１４側へ流入し、ポ
ンプ上室１４内に拡散する。

【００２１】そしてピストン６が往復動を繰り返すこと
により、さらにポンプ上室１４に潤滑油が流入して、ピ
ストンリング９とシリンダ５の摺動面に付着し、潤滑状
態を維持する。このようにして、ピストン摺動面の潤滑
が行なわれる。

【００２２】ポンプ下室１５に連通するオイル通路１２
ａは流入する潤滑油が付着して、このオイル通路１２ａ
からポンプ下室１５への不要な空気の吸い込みを防止す
る。また、フランジ２６におけるピストンロッド１０の
根元部に付着した異物は、潤滑油と共に連通孔２８から
外部へ自然落下して排出される。

【００２３】前記特開平５−１０６５５６号公報記載の
第１の従来技術であるバキュームポンプは本願出願人が
提案したものであるが、出願人はその後、図６，図７に
示す形状のバキュームポンプ１を生産してきた（以下こ
れを第２の従来技術と言う）。

【００２４】図６，図７に示す第２の従来技術のバキュ
ームポンプの構成は基本的に図３、図４及び図５で説明
したバキュームポンプと同じであるが、パイプ１６，吸
入弁１７，１８及び吐出弁１９，２０は図示を省略して
いて、示されていない。

【００２５】また、断面を見る方向が、カムシャフトの
軸心２５ａに対し、逆方向から見ているので、見かけ
上、円板カム２５の回転方向が逆の時計方向となってい
る。同様にオイル供給手段２９は図６ではローラ２２，
２３の左下に配設されたかたちに画かれている。

【００２６】そして、ロワーケーシング２の軸受１１を
保持しているほぼ円筒の部分は、図７で符号２ａで示す
ように、下方にいく程小径となるわずかのテーパとなっ
ており、かつ符号２ｂで示す下端部は断面がＲの凸形と
なっている。

【００２７】図６，図７で、３０はオイルノズル２９ａ
から吐出されて、軸受開口部２４に向かって空間を飛ぶ
潤滑油を示すが、この潤滑油３０は前記ロワーケーシン
グ２の下端部２ｂに当たって、その大部分が図７で符号
３０ａで示すようにテーパ部２ａの外周方向に飛散し、
一部分だけが符号３０ｂで示すように軸受１１の下端と
ピストンロッド１０との隙間（クリアランス）に向かう
ように、ロワーケーシング２の円筒部下端面に沿って水
平に流れる。

【００２８】そして、潤滑油３０ｂのうちのその一部分
がバキュームポンプ１の下室１５の負圧によって、軸受
１１とロッド１０の隙間に吸入されて、摺動部を潤滑す
る。３１はシリンダヘッドである。

【００２９】円柱形の棒３２は上端をロワーケーシング
２に圧入固定され、下端がロワーケーシング２から垂下
して、フランジ２６より下方まで延びている。そしてフ
ランジ２６の外周の１箇所に設けた切欠２６ａの間を通
って下方に延びている。こうすることで、棒３２と切欠
２６ａが係合して、棒３２がフランジ２６つまりピスト
ンロッド１０の回動を制限する回り止めピンとして作用
する。

【００３０】そのため、大径ローラ２３と円板カム２５
の相対的な姿勢が保持される。即ち、大径ローラ２３と
円板カム２５の両軸心の平行関係が維持され、円板カム
２５の外周カム面と大径ローラ２３の外周面の係合関係
が良好に維持される。

【００３１】前記第２の従来技術では、オイルノズル２
９ａから吐出された潤滑油３０は、ロワーケーシング２
の断面Ｒの凸形部分２ｂに当たって、そのうちの大部分
３０ａが軸受１１等の摺動部の潤滑には役立たない方向
に飛散してしまうばかりでなく、軸受１１とピストンロ
ッド１０の隙間に入った潤滑油は、ポンプ室の負圧で上
方に吸引されてポンプ下室１５に移動するため、特に軸
受１１とピストンロッド１０の摺動部の油膜切れが生じ
て、この摺動部の摩耗が大きく、バキュームポンプの耐
久性を損なうという欠点があった。

【００３２】そこで本願出願人は第２の従来技術におけ
る軸受１１とピストンロッド１０の隙間の油膜切れを防
止して、かかる欠点を解消できるピストン式バキューム
ポンプを特願平７−１２４７８７号で提案した（平成７
年５月２４日出願）。以下このものを第３の従来技術と
いう。

【００３３】この第３の従来技術を図８に示すが、図
６，７の従来技術と同じ機能を果たす部分（要素）につ
いては、図６，７と同じ符号を付けて、その説明を省略
する。この第３の従来技術は図６と図７で説明した第２
の従来技術と比較して、軸受１１とピストンロッド１０
との摺動部への潤滑油の給油系統が異なる。

【００３４】シリンダヘッド３１に取付られたオイル供
給手段２９は、オイルノズル２９ｂから吐出した潤滑油
をポンプ駆動部である大径ローラ２３の外周面へ供給す
る。オイル供給手段２９の残余の潤滑油は、パイプ状の
オイル通路の一部を構成する部材３２Ａと、ロワーケー
シング２に設けたオイル通路３３を通過して、軸受１１
の長手方向（図示上下方向）中間部１１ａに明けた孔か
ら、ピストンロッド１０の環状溝１０ａに強制的に圧送
給油される。

【００３５】図８の状態は、ピストン６が上死点にある
ときを示し、このようにピストン６とピストンロッド１
０が上死点位置にあるときに、ちょうど環状溝１０ａが
軸受１１の長手方向中間部１１ａに明けた孔に対向する
ように溝１０ａを設けている。

【００３６】こうして溝１０ａは一種のオイル溜まりと
して機能する。なお、このように上死点位置で環状溝１
０ａが軸受１１の長手方向中間部１１ａに明けた孔と対
向するように相対位置を定めておくと、最も移動速度が
遅い上死点位置でオイル通路３３からオイル溜りとして
の環状溝１０ａに給油が行われるので、溝１０ａに上死
点の都度、潤滑油が満たされる。

【００３７】溝１０ａに満たされた潤滑油は、溝１０ａ
から軸受の上下両方向に向かって流れ、軸受１１とピス
トンロッド１０の隙間に油膜を形成する。

【００３８】

【発明が解決しようとする課題】第２の従来技術では前
述のように軸受１１とピストンロッド１０の摺動部の油
膜切れが生じて、この摺動部の磨耗が大きく、バキュー
ムポンプの耐久性を損なうという問題点があった。

【００３９】そして、第３の従来技術では、軸受１１の
長手方向中間部１１ａに明けた孔から、ピストンロッド
１０の環状溝１０ａに強制的に圧送給油された潤滑油が
ポンプ室の負圧によってポンプ下室内へ吸引されて容易
に移動するため、ポンプ室への潤滑油の供給量が過剰に
なってポンプ下室に油が溜まり、ポンプ機能が低下する
という問題点があった。

【００４０】そこで、本発明は、これらの問題点を解消
できるピストン式バキュームポンプを提供することを目
的とする。

【００４１】

【課題を解決するための手段とその作用】前記目的を達
成するために、請求項１の発明は、軸受（１１）とピス
トンロッド（１０）との隙間に給油された潤滑油を、ピ
ストン（６）の往復運動で発生した負圧によりポンプ室
（１４，１５）に吸引してピストン（６）とシリンダ
（５）の摺動部分の潤滑を行うピストン式バキュームポ
ンプにおいて、軸受（１１）の中間部内周に形成した環
状溝（１１ｂ）と、軸受の中間部（１１ａ）で軸受（１
１）に明けた孔を設けると共に、オイル供給手段（２
９）のオイルノズル（２９ａ）から空中に吐出した潤滑
油（３０）を前記軸受（１１）の中間部（１１ａ）に明
けた孔に導くオイル導入通路（３４）をロワーケーシン
グ（２）に配設し、導入通路（３４）を前記オイルノズ
ル（２９ａ）から空中に吐出する潤滑油（３０）の吐出
方向に対して偏心させたことを特徴とするピストン式バ
キュームポンプである。

【００４２】この発明ではオイルノズル（２９ａ）から
空中に吐出した潤滑油（３０）の一部分が導入通路（３
４）と軸受（１１）の中間部（１１ａ）の孔を通って軸
受内周の環状溝（１１ｂ）に行き渡る。こうして環状溝
（１１ｂ）に供給される潤滑油の量は、導入通路（３
４）と吐出潤滑油（３０）の吐出方向との偏心量により
適値に定めることができる。

【００４３】環状溝（１１ｂ）の潤滑油はピストンロッ
ド（１０）の全周を潤滑する。そして、その一部はポン
プ負圧によりポンプ下室に吸入される。請求項２の発明
は、請求項１のピストン式バキュームポンプにおいて、
軸受（１１）の内周に形成した環状溝（１１ｂ）に連通
して、潤滑油を下方又は斜め下方に排出する排出溝（１
１ｃ）を軸受（１１）の内面に形成したことを特徴とす
るものである。

【００４４】この発明では、排出溝（１１ｃ）を介して
軸受（１１）の中間部（１１ａ）の下部へ潤滑油がよく
供給されるので、磨耗が生じ易い軸受下部の潤滑が良好
になる。

【００４５】そして、請求項３の発明は、請求項２のピ
ストン式バキュームポンプにおいて、排出溝（１１ｃ）
の断面積を環状溝（１１ｂ）の断面積より小さく定めた
ことを特徴とするものである。

【００４６】この発明では、潤滑油の流れが、排出溝
（１１ｃ）より環状溝（１１ｂ）の方がより流れ易くな
るため、ピストンロッド（１０）や軸受（１１）の全周
に渡り潤滑油が良好に行き渡る。

【００４７】

【発明の実施の形態】次に本発明の好ましい実施の形態
を図１と図２に基づいて説明する。なお、これらの図に
おいては、前記従来の技術と同一の符号を付した構成要
素は、従来技術と同じ機能を果たすので、重複した説明
は省略する。

【００４８】オイル供給手段２９の一方のオイルノズル
２９ａから空中へ吐出された潤滑油３０は、潤滑油３０
の吐出方向に対してわずかに偏心してロワーケーシング
２に明けた導入通路３４にその一部が入り、他の部分は
ロワーケーシング２の下部凸形部分２ｂに当たって跳ね
返り、落下する。

【００４９】導入通路３４に進入した潤滑油は軸受１１
の中間部１１ａに明けた孔を通って、軸受１１の内周の
環状溝１１ｂに行き渡る。そして、その一部はポンプ負
圧でポンプ下室１５内へ吸入され、他の部分は環状溝１
１ｂに連通して下方又は斜め下方に延びる排出溝１１ｃ
を通って下方に下り、中間部１１ａより下部の軸受摺動
部を潤滑する。

【００５０】符号３０ｃはオイルノズル２９ａから空中
に吐出した潤滑油３０のうち、ロワーケーシング２の導
入通路３４に進入したオイルを、符号３０ｄはオイルノ
ズル２９ａから空中に吐出した潤滑油３０のうち、ロワ
ーケーシング２の下部凸形部分２ｂに当たって跳ね返っ
たオイルを示す。

【００５１】

【発明の効果】本発明のピストン式バキュームポンプは
上述のように構成されているので、軸受とピストンロッ
ドとの摺動部分への潤滑油量が不足して油膜切れが生じ
ることもなく、ポンプ下室への過剰な給油がされる虞れ
もない。従ってバキュームポンプの耐久性が短くなると
か、ポンプ機能の低下を防止でき、ポンプの信頼性を上
げることができる。

【００５２】そして請求項２の発明では、更に、磨耗が
生じ易い軸受下部の潤滑を改善できる。更にまた、請求
項３の発明では、排出溝を通って潤滑油が下方に流出し
過ぎることを防止でき、軸受とピストンロッドの摺動部
を全周に渡り良好に潤滑できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の縦断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の実施の形態の要部の一部縦断
拡大図、（ｂ）はその軸受の縦断面図である。

【図３】第１の従来技術の縦断面図である。

【図４】図３の一部分を拡大した図である。

【図５】図４に用いるシールリングの横断面図である。

【図６】第２の従来技術の縦断面図である。

【図７】図６の一部分を拡大した図である。

【図８】第３の従来技術の縦断面図である。

【符号の説明】

５ シリンダ ６ ピストン １０ ピストンロッド １１ 軸受 １１ａ 中間部 １１ｂ 環状溝 １１ｃ 排出溝 １４ ポンプ上室 １５ ポンプ下室 ２９ オイル供給手段 ２９ａ オイルノズル（ノズル） ３０ 潤滑油 ３４ 導入通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸受とピストンロッドとの隙間に給油さ
   れた潤滑油を、ピストンの往復運動で発生した負圧によ
   りポンプ室に吸引してピストンとシリンダの摺動部分の
   潤滑を行うピストン式バキュームポンプにおいて、 軸受の中間部内周に形成した環状溝と、軸受の中間部で
   軸受に明けた孔を設けると共に、 オイル供給手段のオイルノズルから空中に吐出した潤滑
   油を前記軸受の中間部に明けた孔に導くオイル導入通路
   をロワーケーシングに配設し、 導入通路を前記オイルノズルから空中に吐出する潤滑油
   の吐出方向に対して偏心させたことを特徴とするピスト
   ン式バキュームポンプ。
2. 【請求項２】 軸受の内周に形成した環状溝に連通し
   て、潤滑油を下方又は斜め下方に排出する排出溝を軸受
   の内面に形成したことを特徴とする請求項１記載のピス
   トン式バキュームポンプ。
3. 【請求項３】 排出溝の断面積を環状溝の断面積より小
   さく定めたことを特徴とする請求項２記載のピストン式
   バキュームポンプ。