JPS6260989A - ピストン摺動式バキユ−ムポンプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ピストン摺動式バキュームポンプに関する。

〔従来技術〕

一般にピストン摺動式バキュームポンプは、ポンプハウ
ジングの内部に設けたシリンダ部に作動ピストンのピス
トン部を気密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌挿して同ピス
トン部の一側に吸入用チェックバルブと吐出用チェック
バルブを備えた負圧室を形成するとともに、前記作動ピ
ストンのロッド部をポンプ駆動軸に連結してなり、同駆
動軸の回転により前記作動ピストンを摺動させて前記負
圧室に生じた負圧を負圧アクチュエータに付与するよう
に構成されていて、その−例が特開昭５９−６００８０
号公報に示されている。

ところで、バキュームポンプの性能として到達真空度お
よび排気速度は極めて重要な性能であり、特に上記した
形式のピストン摺動式バキュームポンプおよびこれと類
似形式のダイヤフラム式バキュームポンプに関する到達
真空度については、下記の式が知られている。

ビ。

但し、ＰＩ、Ｐ２は吸入行程時、排気行程時の負圧室の
絶対圧力、εは負圧室の最 小容積（隙間容積）Ｖｓと最大膨張容 積Ｖｐの比Ｖｓ／Ｖｐ、ｎはポリトロ ープ指数を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

かかる式から明らかなように、到達真空度はεとＰ２（
絶対圧）によって左右され、εまたはＰ２の値を小さく
すれば到達真空度を高めることができる。しかしながら
、摺動ピストン、ダイヤフラムピストンのストロークを
あまり大きくてきないこと、隙間容積をあまり小さくで
きないこと等からεの値を小さくするには自から限界が
あり、これを現状以上に小さくすることは難しい。

一方、負圧室の排気行程時の圧力Ｐ２は吐出ボート側の
圧力、吐出用チェックバルブの開弁圧、同チェックバル
ブ付近の通気抵抗等により定まり、このことから到達真
空度を高めるためにはこれらの値を同チェックバルブの
他の機能を損うことなく極力小さくすることが望ましい
。しかしながら、従来のバキュームポンプにおいては、
このように配慮されたものは存在しない。

本発明は、上記した形式のピストン摺動式バキュームポ
ンプにおいて、吐出用チェックバルブの機能を損うこと
なくその開弁圧を小さくして到達真空度を向上させると
ともに、排気速度をも向上させることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はかかる問題に対処すべく、上記した形式のピス
トン摺動式バキュームポンプにおいて、前記ポンプハウ
ジングの内部に前記シリンダ部に同軸的でこれとは径を
異にする第２のシリンダ部を設けるとともに、前記作動
ピストンに前記第２のシリンダ部に気密的かつ軸方向へ
摺動可能に嵌挿される第２のピストン部を設けて、これ
ら両ピストン部間に前記吐出用チェックバルブを介して
前記負圧室に連通ずる圧力室を形成し、かつ同圧力室を
第２の吐出用チェックバルブを介して大気に連通させて
いる。

〔発明の作用・効果〕

これにより、本発明においては、負圧室の排気行程時圧
力室に負圧が生してこの負圧が同圧力室と負圧室との連
通な断続する吐出用チェックバルブ（第１の吐出用チェ
ックバルブ）に作用する。

このため、排気行程時における同チェックバルブの吐出
側圧力が極めて小さくなって到達真空度が向上するとと
もに、負圧室内の空気が圧力室内に積極的に吸引される
ため同負圧室の排気速度も向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明するに、
第１図および第２図には本発明に係るバキュームポンプ
が示されている。当該バキュームポンプは電動モータを
駆動源とするピストン摺動式バキュームポンプで、ポン
プハウジング１０内に作動ピストン２０．吸入用チェッ
クバルブ３１および各吐出用チェックバルブ３２．３３
が配設されており、またポンプハウジング１０の一側底
部に電動モータ４０が組付けられている。

ポンプハウジング１０はハウジング本体１１゜ハウジン
グヘッド１２．アッパカバー１３およびロアカバー１４
からなるもので、ハウジング本体１１は大径部１１ａと
小径部ＩＩｂとからなる段付筒状に形成され、大径部１
１ａの上端開口部にハウジングヘッド１２およびアッパ
カバー１３が気密的に組付けられている。また、ハウジ
ング本体１１の小径部１１ｂの下端開口部および突出壁
部ｌｉｅにロアカバー１４が鞘付けられ、かつ同突出壁
部１１ｃの外側に電動モータ４０のモータハウジング４
１が組付けられている。一方、ハウジング本体１１内の
大径部１１ａおよび小径部１１ｂにはシリンダライナ１
５．ａ、１５ｂが嵌着されていて、これら両部１１ａ、
ｌｌｂに第１および第２シリンダ部１６ａ、１６ｂが形
成されている。

作動ピストン２０はピストン本体２１とコンロッド２２
とを備え、ピストン本体２１は大径の第１ピストン部２
１ａとこれに一体的に設けられて下方に延びる画状の第
２ピストン部２１ｂとにより形成されている。ピストン
本体２１においては、第１ピストン部２１ａおよび第２
ピストン部２１ｂの外周に設けた環状凹所に環状の板バ
ネ２３ａ。

２３ｂを介してシールリング２４ａ、２４ｂが嵌合され
ており、これら各ピストン部２１ａ、２１ｂは各シリン
ダ部１６ａ、１６ｂに対して気密的かつ軸方向へ摺動可
能になっている。かかるピストン本体２１はコンロッド
２２によりクランクシャフト２３に連結し、かつクラン
クシャフト２３を介して後述する電動モータ４０の出力
軸４２に連結している。これにより、作動ピストン２０
は第１ピストン部２１ａの上面側にて同ピストン部２１
ａに嵌着したディスク２５とハウジングヘッド１２の下
面側にて同ヘッド１２に嵌着したプレート１７間に負圧
室Ｒ１を形成している。また、作動ピストン２０は第１
シリンダ部１６ａ内にて第１ピストン部２１ａと第２ピ
ストン部２’ｌｂ間に圧力室Ｒ２を形成している。

吸入用チェックバルブ３１はゴム製のキノコ状の弁体に
て構成されていて、ハウジングヘッド１２の中央部に嵌
着されてその傘部が同ヘッド１２とプレート１７間の空
間部Ｒ３に臨んで同ヘット１２に設けた吸入ボー）１２
ａを開閉する。吸入ボー）１２ａはアッパカバー１３に
嵌着したエアフィルタ１８ａを通して同カバー１３に設
けた吸入通路１３ａに連通している。なお、吸入通路１
３ａはバキュームブースタに負圧を供給するバキューム
タンク等に連通している。また、空間部Ｒ３はプレート
１７に設けた連通ボートを通して負圧室Ｒ１に連通して
いる。

第１吐出用チエツクバルブ３２はゴム製の環状平板の弁
体にて構成されていて、第１ピストン部２１ａの上面側
に嵌着したディスク２５とプレート２６間に介装されて
いる。ディスク２５には第３図に示すように、その下面
側に下方に向って拡開する環状の凹所２５ａが形成され
、かつ同凹所２５ａの頂部と負圧室Ｒ１に開口する通孔
２５ｂが形成されている。また、プレート２６はその頂
部がディスク２５の凹所２５ａに臨む山形状になってい
て、同プレート２６には凹所２５ａと第１ピストン部２
１ａに設けた第４図に示す溝部２１Ｃとに開口する通孔
２６ａ、２６ｂが形成されている。なお、溝部２１ｃは
通孔２１ｄを介して圧力室Ｒ２に連通している。第１吐
出用チエツクバルブ３２はディスク２５の凹所２５ａに
嵌着されて通孔２５ｂに対向し、凹所２５ａの頂部周縁
に対して脱着して通孔２５ｂを開閉する。

第２吐出用チエツクバルブ３３は第２図に示すように弁
体３３ａ、圧縮スプリング３３ｂおよびリテーナ３３ｃ
により構成されていて、ハウジング本体１１の側部に設
けた吐出通路１１ｄ内に介装されていて、同吐出通路ｌ
ｉｄに設けた通孔１１ｅを開閉する。吐出通路１１ｄは
圧力室Ｒ２とピストン本体２１の下方の大気室Ｒ４とを
連通させていて、圧力室Ｒ２内の空気を大気室Ｒ４およ
びエアフィルタ１８ｂを通して大気へ排出させる。

なお、電動モータ４０は公知のマイクロモータで、その
出力軸４２がハウジング本体１１の突出壁部１１ｃに回
転可能に軸支され、ロアカバー１４内に臨んでいる。出
力軸４２はその先端にてクランクシャフト２３に螺着さ
れてコンロッド２２に連結し、モータの駆動により回転
して作動ピストン２０を繰返し上下方向へ摺動させる。

このように構成したバキュームポンプにおいては、作動
ピストン２０の上方への摺動時には吸入用チェックバル
ブ３１および第２吐出用チエツクバルブ３３が閉じると
ともに第１吐出用チエツクバルブ３２が開き、また作動
ピストン２０の下方への摺動時にはこれとは逆に吸入用
チェックバルブ３１および第２吐出用チエツクバルブ３
３が開くとともに第１吐出用チエツクバルブ３２が閉じ
、負圧室Ｒ１におけるＰ−Ｖ線図は第５図（ａ）に示す
状態となる。すなわち、同図の１ａは作動ピストン２０
が上死点に位置する状態であり、作動ピストン２０の下
降とともに負圧室Ｒ１が膨張する（膨張行程１ａ−２ａ
）。膨張行程が進み２ａの状態て負圧室Ｒ１の圧力が吸
入通路１３ａ側圧力に等しくなり、吸入用チェックバル
ブ３１が開いて同道路１３ａ側の空気が負圧室Ｒ１に吸
入される（吸入行程２ａ−３ａ）。吸入行程は作動ピス
トン２０が下死点に達して終了後、３ａの状態から作動
ピストン２０が上動して吸入用チェックバルブ３１が閉
じ負圧室Ｒ１の圧縮が始まる（圧縮行程３ａ−４ａ）。

圧縮行程が進み４ａの状態て負圧室Ｒ１の圧力が圧力室
Ｒ２側圧力に等しくなり、第１吐出用チエツクバルブ３
２が開いて負圧室Ｒ１内の空気が排出される（排気行程
４ａ−１ａ）。　一方、圧力室Ｒ２においては第５図く
ｂ）に示すように作動ピストン２０が上死点に位置して
いるとき吸入行程（２ｂ−３ｂ）の終了状態３ｂにあり
、負圧室Ｒ１の膨張行程（ｌａ−２ａ）＋吸入行程（２
ａ−３ａ）、圧縮行程（３ａ−４ａ）および排気行程（
４ａ−１ａ）に対応して圧縮行程（３ｂ−４ｂ）、排気
行程（４ｂ−１ｂ）、膨張行程（ｌｂ−２ｂ）および吸
入行程（２ｂ−３ｂ）となる。

かかる対比を参照すれば明らかなように、負圧室Ｒ１が
排気行程（４ａ−１ａ）にある場合圧力室Ｒ２は吸入行
程（２ｂ−３ｂ）にあって、第１吐出用チエツクバルブ
３２の吐出側圧力（圧力室Ｒ２の内圧）は負圧となる。

従って、同チェックバルブ３２の吐出側圧力が従来に比
して極めて低く負圧室Ｒ１における到達真空度および排
気速度が著しく向上する。また、吸入用チェックバルブ
３１および第１吐出用チエツクバルブ３２は同等機能を
損われることなく、本来の機能を発揮する。

なお、上記実施例において第１ピストン部２１ａに設け
た溝部２１ｃを第６図（ａ＞　　（ｂ）に示すように環
状凹所２１ｅに変更することができる。

第７図には、上記実施例の変形例が示されている。この
変形例においては、上記実施例におけるロアカバー１４
のエアークリーナ１８ｂの上流側に第３吐出用チエツク
バルブ３４が設けられている。このチェックバルブ３４
は第２吐出用チエツクバルブ３３と同様に機能するもの
で、上記実施例における大気室Ｒ４を第２の圧力室に形
成して排気性能を一層向上させ、かつ外部から水等の侵
入を防いでいる。なお、この変形例においては、第２吐
出用チエツクバルブ３２を省略して上記チェックバルブ
３４を第２吐出用チエツクパツクとして機能させること
もてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るバキュームポンプの縦
断正面図、第２図は同バキュームポンプの一部切欠側面
図、第３図は第１ピストン部の拡大部分縦断面図、第４
図は同一部省略平面図、第５図（ａ）（ｂ）は負圧室お
よび圧力室のＰ−Ｖ線図、第６図（ａ）（ｂ）は第１ピ
ストン部の変形例を示す部分縦断面図および平面図、第
７図はバキュームポンプの変形例を示す一部切欠正面図
である。 符号の説明 １０°゛・ポンプハウジング、１６ａ、１６ｂ・・・シ
リンダ部、２０・・・作動ピストン、２１ａ、２１ｂ・
・・ピストン部、２２・・・コンロッド、３１・・・吸
入用チェックバルブ、３２゜３３・・・吐出用チェック
バルブ、４０・・・電動モータ、Ｒ１・・・負圧室、Ｒ
２・・・圧力室。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 （外１名） 代理人　　弁理士　長　谷　照　− 第６図 （ｂ）　　　　　　　轡 第３図 第４図　　　　ぞａ 第５図 （ａ） （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポンプハウジングの内部に設けたシリンダ部に作動ピス
   トンのピストン部を気密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌挿
   して同ピストン部の一側に吸入用チェックバルブと吐出
   用チェックバルブを備えた負圧室を形成するとともに、
   前記作動ピストンのロッド部をポンプ駆動軸に連結して
   なり、同駆動軸の回転により前記作動ピストンを摺動さ
   せて前記負圧室に生じた負圧を負圧アクチュエータに付
   与するようにしたピストン摺動式バキュームポンプにお
   いて、前記ポンプハウジングの内部に前記シリンダ部に
   同軸的でこれとは径を異にする第２のシリンダ部を設け
   るとともに、前記作動ピストンに前記第２のシリンダ部
   に気密的かつ軸方向へ摺動可能に嵌挿される第２のピス
   トン部を設けて、これら両ピストン部間に前記吐出用チ
   ェックバルブを介して前記負圧室に連通する圧力室を形
   成し、かつ同圧力室を第２の吐出用チェックバルブを介
   して大気に連通させたことを特徴とするピストン摺動式
   バキュームポンプ。