JPS6090994A - パワ−ステアリングポンプ・真空ポンプ結合組立体 - 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】 本発明は公知の（例えば、米国特許第 ２．９２１，５２８号に開示されているような）パワー
ステアリングポンプ・真空ポンプ結合組立体の改良に関
する。

自動車の排出物の低減が引き続き要求されているが、こ
れはエンジン性能の低下を招きパワーブレーキ、排気再
循環コントロール装置、クルーズコントロール装置、加
熱冷却コントロール装置などの装置の動作を助けるのに
使用するマニホルド真空の低減を伴なう。

真空ニーズを満たし続けるには、充分なマニホルド真空
能力を欠いているこれらのＪンジンに、補助的な真空ポ
ンプ（代表的にはカム軸駆動、ベルト駆動、アーム作動
の語形式がある）を加える必要があった。このような真
空ポンプはフード下の利用空間内の選定した駆動域に詰
め込まなければならず、また、それが作動すればエネル
ギを消費するし、燃料経済の点で問題がある上に自動車
の初期コストも高くなる。したがって、自動車の設計目
的が重量の低減、コストの低減、燃料経済性の向上にあ
る場合、補助真空ポンプの使用はできるだけ避けたいと
いうのが実情である。

本発明は、補助真空ポンプをパワーステアリングポンプ
と組合わせて真空ポンプに関してはすえ付は容易であり
、コンパクト、軽量、低コストでエネルギ効率の高いユ
ニットを形成することによって付加的な真空能力を必要
とする場合に実行可能な代替物を提供することに関する
。

エアポンプ（負圧、正圧のいずれも使用できる）を流体
圧ポンプと組合せるというアイデアは新しいものではな
く、このような組合わせが例えば上記の米国特許第２，
９２１．５２ｓＨに開示されている。しかしながら、上
記の利点をめて真空ポンプをパワーステアリングポンプ
と直列に（ｉｎ　ｔａｎｄｅｍ　）結合した場合、それ
ぞれのポンプの保全性を別々に維持すると同時にそれぞ
れ別個の要求、特に真空ポンプの潤滑についての要求を
満たすには特別の技術的問題がある。

真空ポンプはパワーステアリングポンプと同様にベーン
式であることが好ましいが、この場合、摩耗や熱の発生
を抑えるべく可動部品＋１Ｊ’Ｊの潤滑を必要とすると
共に合わせ面間に潤滑油を送って真空の損失を防がねば
ならない。本発明によるパワーステアリングポンプ・真
空ポンプ結合組立体は、１Ｉｆ４随した要求を満たす潤
滑システムを別々に設けず、非常に塙利な要領でパワー
ステアリング装置の作動流体を使用し、作動流体の損失
を確実になくすと共に、２つのポンプを直列に配置し、
共通の駆動軸によって駆動するコンパクトな配置として
いる。

この目的を果たすべく１本発明によるパワーステアリン
グポンプ・真空ポンプ結合組立体は特許請求の範囲第１
項の特徴記載部分に記載されている持金によって特徴４
４けられる。

本発明の好ましい配置では、ただ１つの通気式溜めが設
けてあって、真空ポンプの刊出空気を受け入れると共に
パワーステアリングポンプによってパワーステアリング
装置内で循環するように作動流体を供給するようになっ
ている。駆動軸のまわりには流体力学的なリップ型シー
ルが設けてあって、両ポンプが停止しているときには真
空ポンプをパワーステアリングポンプから静圧的にシー
ルするが、真空ポンプ作動峙にこの真空ポンプへのパワ
ーステアリング装置の作動流体の給送量を制限するよう
にこのシールには逆リブが設けである。パワーステアリ
ング装置内の流体は、両ポンプが停止しているときには
真空ポンプに漏れるのを防止ｙれるが、両ポンプ作動時
には真空ポンプを潤滑するように送られ、次に真空ポン
プ排出空気と一緒に溜めにもどネれ、真空ポンプの潤滑
時にパワーステアリング装置からの流体の損失を防ぐよ
うになっている。

以下、添イづ図面を参照しながら本発明を説明する。

まず、第１図を参照して、ここには全体的に１０で自動
車用のパワーステアリングポンプが示してあり、このパ
ワーステアリングポンプは内燃ｍ、関１６からベルト駆
動■４によって駆動される駆動軸１２を有する。パワー
ステアリングポンプはベーン式であり、ポース２０を通
して高い位置にある溜め１８から作動流体を受け、それ
を加圧してからポース２２を通してパワーステアリング
装置２４に供給する。流体は、パターステアリング装置
２４からホース２６を通って溜めにもどり。

こうしてパワーステアリングシステム回路を完成する。

本発明によれば、パワーステアリングポンプの後端に直
列に真空ポンプ２８（好ましくは、同じベーン式）が装
着しである。この適用は別にして、この真空ポンプは公
知のもの（例えば米国特許１４，３７３，８７１号に開
示されているもの）と同じである。後に明らかにするよ
うに、パワーステアリングポンプｌＯへの真空ポンプ２
８の結合はパワーステアリングポンプの通常の機能ある
いはパワーステアリングポンプが作用するステアリング
システムになんら影響を与えない。

真空システムの作動時、空気は真空ポンプ２８の作用す
る装置、例えば、真空ブレーキ・ブースター３２から入
口ホース３０を通して真空ポンプ２８に引かれる。この
空気は次に排出ホース３４を通してステアリングシステ
ム溜め１８内の作動流体上方のエア空＋１．’１３６に
真空ポンプ２Ｂから排出される。このエア空気は通気キ
ャップ３８を通して大気に通じている。ベーン式真空ポ
ンプ２８を正しく作動させるためには、２つの理由で潤
滑が必要である。まず、摩耗と発熱を減らすべくポンプ
の可動部品間の基本的な潤滑が必要である。次に、真空
ポンプの合わせ面間に潤滑油薄膜を維持して真空損失を
防ぐ密封機能を果す必要がある。本発明によれば、この
潤滑はステアリング装置内の作動流体をその損失を防ぎ
ながら使用することによって行なわれる。

流体圧回路の作動において、溜め１８からの流体は入口
ホース２０を通って流体パワーステアリングポンプ１０
に流れ、このパワーステアリングポンプでは、駆動軸１
２のまわりに延在する中央コア空所４０が通常は孔４２
を経てパワーステアリングポンプ１０の入口ポートと連
通している。空所４０の前端（第１図で見て右端）は軸
１２に対してシールしている普通のリップ式軸シール４
３でシールしてあり、真空ポンプ２８に隣接した空所４
０の反対端（左端）は特殊なリップ式シール４４で閉じ
である。このシール４４は、静的状態では、軸１２をシ
ールするが、動的状態では、後により詳しく説明するよ
うに、真空ポンプへ作動流体を制限しなから給送するよ
うになっている。真空ポンプ２８に供給された作動流体
は可動部品の間の間隙を徐々に通過し、最終的には排出
ホース３４を通って溜め１８にもどる。その結果、ステ
アリング装置からの作動流体の損失は全くない。

直列に真空ポンプを結合した状態を詳しく説明すれば、
パワーステアリングポンプ１０の構成要素は２つだけ真
空ポンプ２８の結合で影響を受ける（第１図、第２図参
照）。先ず、駆動１ｊｂ１２にセレーション５０を持つ
症長部４８が設けられ、真空ポンプロータ５２のセレー
ションと結合して駆動力を伝える。

次に、パワーステアリングポンプのスラスト・プレート
５４がより厚く作られ、その後面５６にポートが設けら
れて真空ポンプのフェース・プレートとして作用する。

スラスト・プレー）・５４には端ぐり孔５８も設けられ
、そこにリップ式シール４４が押し込められる。

真空ポンプ２８は、ロータ５２及びスラス１１・・プレ
ート５４の他に、複数のベーン６０とカム・ポンプ・リ
ング６２を有し、これらの構成要素はこのパワーステア
リングポンプ１０の回転ｍ成要素群のそれとほぼ同じ形
状５をしている（第１図、第３図、第４図参照）。

真空ポンプのリング６２はスラスト−プレート５４の後
面と係合しており、ロータ５２がこのリング内に嵌合す
ると共に軸１２の延長部上にも嵌合している６人１」排
出プレー）０６４か真空ポンプリング６２の後面と衝合
しており、真空ポンプ側の後部閉鎖体となっている。ベ
ーン６０はロータの半径方向のスロット内で摺動してカ
ム拳ポンプ・リング６２の内面と接触している。真空ポ
ンプ側、パワーステアリングポンプと同様に、入口排出
プレート６４に設けた２つの吸込ボート６５と２つ１の
υ１出ボート６６を有しく第１図、第４図にそれぞれ１
つだけ示しである）、回転構成要素群の等しいけれども
反対方向の流体力が軸１２に半径方向に作用する。

ゴム製ガスケット６８が入口排出プレート６４の後面と
成形プラスチック製ハウジング７０の内面との間をシー
ルしている。このハウジングはカップ状であり、ベーン
式真空ポンプ構成要素の残りものを囲んでいる。ハウジ
ング７０の開放端はスラスト・プレート５４上を摺動し
、その間をゴムＯリングシール７２がシールしていて流
体の外部への露出を防いでいる。

２つの六角形へラド−ポルト７６が真空ポンプ全体を保
持しており、ボルトヘッドの下側はハウジング７０の外
面に係合している（ｔ５１図、第２図参照）。ボルトの
ル１部７８は入「コ括出プレート６４に衝合し、この創
部７８の軸線方向長さがゴム製ガスケット６８の密封圧
縮量を制限し、ボルトの軸線方向の張力がプラスチック
製ハウジング７０を通らずに入口排出プレート６４及び
真空ボンブリング６２を通るようにしている。こうしな
いと、ボルトが荷重をかけたときにプラスチックが変形
する恐れがある。ボルト軸８０の直径も入口排出プレー
ト６４及びボルトが通るリング６２にある孔にしばりば
めするように決めである。ボルト７６のねじ付き端はス
ラカト・プレート５４のねじ山にかみ合っており、ボル
ト軸部はスラスト−プレートのねじ山の前にある端ぐり
孔内に入り、真空ポンプ構成要素の整合を達成する。こ
れにより、ボルトは全ての部品を軸線方向に引っ張ると
共にそれらの整合を行ない、止めビンが不要となる。プ
ラスチック製ハウジング７０にはフランジ８２が設けて
あり、このフランジはハウジングの強度を高めるが、ス
ラスト−プレート５４の保持リング８４が最終的なポン
プ組立体でフランジとハウジング拳ボアの間で自由に滑
ることがでる程度の強度を保つ。

真空入口、出口ホース３０．３４のための入口、出口ニ
ップル８８．９０がプラスチック製ハウジング７０と一
体に成形してあり、これらのニップルの軸線は互いに平
行になっており、モールド内で単一のコア番スライドを
使用して加工コストを増やしたり複雑さを増したりする
のを最小限に抑えることができる（第２図参照）。

ニップルはハウジングから平行に突出していなくともよ
い力１、その場合、複数のコア會スライドが必要となる
。

ポース３０及びニップル８８を通して真空ブレーキ・ブ
ースター３２から引かれた空気は入口排出プレート６４
とハウジング７０の間の中央空所９２に入り、次に入口
排出プレートの入口ポート６５を通って回転構成要素群
のポンプ作用空所に流れる。この時点で、真空状態が真
空ポンプの入口側に発生する。

ポンプ作用空間がポンプ拳リング６２のカム面の下り部
分を横切るにつれて、空気は入口排出プレートの排出ボ
ート６６を通って人口排出プレートとハウジング７０の
間の空所１００に排出される。ここから、空気は排出ニ
ップル９０及びホース６８を通って先に説明したように
溜め１８に流れる。ガスケット６８が中央真空ポンプ空
所９２を排出空所１００から遮断しており、ボルト７６
を通って空気が漏洩するのを防止している。一方。

０リングシール７２．がＩＡ出空所１００から外部に漏
洩するのを防＋Ｌ　Ｌでいる。

既に説明したように、真空歎ンブの合せ面に潤滑油薄膜
を保持して回転構成要素群の摩耗を防ぐと共に真空蜜月
を行なう必要がある。この潤滑油の源は流体圧ポンプの
中央コア空所４０であり、これは通常回転構成要素群の
ロータ及びベーンを通って漏洩したオイル及び孔４２を
経て流体圧ポンプ入口側との連通で生じたオイルで満た
されているが、オイルは今はリップ式シール４４の内側
に入っている。第６図、第７１Ａで最も良くわかるよう
に、シール４４は公知の（例えば米国！＃Ｉ許第３　、
５３４　、９８０号）流体力学的な、すなわち、らせん
シール式のものである。しかしながら、このシールは以
下に述べるように改造して特殊な要領で利用する。

通常は、この流体力学的シールは、ばね１０１によって
片寄せられており、普通はオイルの薄膜に乗っており、
オイルがリップ１０２から内方にもどるような向きにし
たらせんリブを有する。しかしながら、ここで意図して
いるのは、シール４４をポンプとして使用して真空ポン
プ２８を潤滑することである。その目的のために、シー
ル４４のらせんリブ１０４の向きは逆になっており、動
的状態の下では、公知の所定量の流体がパワーステアリ
ングポンプのコア空所４０から真空ポンプの回転構成要
素群に圧送され、そこから排出空気によって溜め１８に
運ばれる。こうして、流体圧システムからの作動流体の
損失が防止される。逆に、エンジンが作動しておらず、
自動車が停止しているときには、逆らせんシール４４は
ｌ１ｄｌ１２の全周にわたってそのリップを１０２のと
ころで静的に接触させ、流体圧システムの作動流体が真
空ブレーキ管路またかブレーキ−ブースターに漏洩する
のを防止する。図では、逆止弁１０６が真空ポンプ入口
管路３０内に設けであるが、これは任意である。もしそ
れを設けた場合、万が一シール４４が静的な漏洩を生じ
させたならば、この逆止弁が真空ブレーキ・ブースター
あるいは他の真空アシスト式装置あるいは両方が作動流
体で満たされるのを防ぐ。

本発明は種々の特徴、利点を与えるが、なかでもこの結
合組立体、特に真空ポンプ・ユニットはコンパクトであ
り、直径も小さく、長さも短い。更に、エンジンにユニ
ットラスえ付けるのも容易である。これはユニットが通
常パワーステアリングポンプでのみ占められている空間
に容易にはめ込むことができ、種々の伺属品のベルト駆
動トレーンに更にプーリを追加する必要がないからであ
る。更に、この真空ポンプは真空ポンプの軸で駆動され
るので、別体のベルト駆動式真空ポンプにおけるような
ベルトの紛失がない。又、真空の損失に見合った分だけ
を補給するべくサイズダウンすることができ、従って過
剰投資をする必要がない。また更に、特にスラスト・プ
レート（ダブル・ディスクでよい）に関して製作容易で
ある。更に、真空ポンプリング、ロータ及びベーンは全
て焼結金属であり、しまりばね面を得るための機械加工
が最小限で済む。更に、入口排出プレートは大量生産方
法に適しており、成形プラスチック・ハウジングは大量
鋳造技術に適している。又更に、真空ポンプ及びスラス
ト−ブレートは半組立体として機能テストを行なうこと
ができ、それが満足できることが判明した後にのみ流体
圧ポンプに組込んで最終的なポンプ機能テストを行うこ
とができる。又、焼結金属を使用することや構成要素の
機械加工が最小限で済むこと、ハウジングをプラスチッ
クで作ること、成る種の現存するパワーステアリングポ
ンプの構成要素を二重の目的で使用することと相まって
真空ポンプの追加の全コストを最小限に抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の１−１線の矢視方向に見た長手方向断
面図であり、本発明の好ましい実施例であるパワーステ
アリングポンプ・真空ポンプ結合組立体をそれに附随す
る構成要素と共に示す図である。 第２図は第１図の２−２線の矢視方向に見た図である。 第３図は第１図の３−３線の矢視方向に見た部分断面図
である。 第４図は第２図の４−４ｆｉの矢視方向に見た縦断面図
である。 第５図は第２図の５−５線の矢視方向に見た断片断面図
である。 第６図は第１図の流体圧ポンプと真空ポンプの間のリッ
プ式シールの断片拡大縦断面図である。 第７図は第６図の７−７線の矢視方向に見た断片図であ
る。 〔主要部分の符号の説明〕 １０　−−−−パワーステアリングポンプ２８　−−−
一真空ポンプ １２　−−−一共通の軸 １８〜２６−−パワーステアリング装置４４　−−−−
シール手段 １０４−−−一逆向きらせんリブ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　自動車のパワーステアリングポンプ・真空ポンプ
   結合組立体であって、パワーステアリングポンプと真空
   ポンプが直列に配置してあり、共通の軸によって駆動さ
   れるようになっており、該パワーステアリングポンプが
   パワーステアリング装置内で作動流体をＷＪ環させるよ
   うになっており、前記真空ポンプが空気を引いて排出し
   、自動車の１つ以上の装置を作動させる真空を発生する
   ようになっており、通気式の溜めが真空ポンプの排気を
   受け入れると共に前記パワーステアリングポンプによる
   循環およびそれの潤滑のための流体を供給するように接
   続してあり、前記両ポンプが停止しているときに前記真
   空ポンプを前記パワーステアリングポンプからシールす
   ると共に前記両ポンプが作動しているときに前記パワー
   ステアリングポンプから前記真空ポンプへの流体の給送
   を制限するようになっているシール手段が設けてあり、
   それによって前記パワーステアリング装置内の流体が前
   記真空ポンプの停止時に該真空ポンプに漏れるのを防止
   するが、運転時には流体を給送して前記真空ポンプを潤
   滑し、次に該真空ポンプからの排出空気と共に前記溜め
   に給送し、前記真空ポンプを潤滑している際にパワース
   テアリング装置からの流体の損失が全くないようにした
   ことを特徴とするパワーステアリングポンプ・真空ポン
   プ結合組立体。 ２、特許請求の範囲第１項記載のパワーステアリングポ
   ンプ・真空ポンプ結合組立体において、前記真空ポンプ
   を前記パワーステアリングポンプからシールする前記シ
   ール手段が逆向きらせんリブを有する流体力学的リップ
   式シール手段を包含することを特徴とするパワーステア
   リングポンプ中真空ポンプ結合組立体。