JPS6368792A - 回転ピストン型ポンプ - 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、回転ピストン型のポンプに関する。

〔従来の技術〕

例えば、ディーゼルエンジンを搭載した車両では、ブレ
ーキブースタに負圧を供給するために、回転ピストン型
バキュームポンプを使用している。

この種の回転ピストン型バキュームポンプは、実公昭５
６−１６５９８２号公報にも示されているように、筒状
内周面を有するシリンダ内に、偏心軸およびこの偏心軸
に軸受を介して軸支されたロータを収容し、上記偏心軸
の回転に伴って上記ロータがシリンダの筒状内周面に摺
接しながら公転するようにしである。そ１−でシリンダ
には、シ１−タ外周面に摺接しこのロータの直角方向に
往ｉＳ！動する板状のベーンを設けてあり、このベーン
により前記シリンダと上記ロータとによって形成される
空間を、吸入室と吐出室に区画しである。この吸入室に
は流体を吸入するための吸入口、ならびに前記吐出室に
は流体を吐出するための吐出口を設けである。

このような構成の回転ピストン型バキュームポンプは、
上記偏心軸の回転に伴って上記ロータがシリンダの筒状
内周面に摺接しながら公転し、この際上記ロータとシリ
ンダの内周面および板状のベーンにて区画された部屋が
容積を増大するとき吸入口から流体、すなわち空気を吸
入し、この部屋が容積を減じるとき吐出口から空気を排
出する。

したがって、上記部屋は容積変化に基づきボンピング作
用をなすから、吸入口をブレーキブースタに接続してお
けば、このブレーキブースタ内を負正にすることができ
るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この種の回転ピストン型バキュームポンプに
おいては、偏心軸に対しロータはグリースによりシール
された軸受を介して軸支されており、したがってロータ
の内部はグリースシール型の軸受にて、軸方向に区画さ
れた部屋を構成している。

一方、この種の回転ピストン型バキュームポンプでは、
ロータの軸方向両端面とフロントハウジングおよびリア
ハウジングとの摺接面が無潤滑となっており、シール性
能が低い。このため、ポンピング作用時、ロータの軸方
向両端面とフロントハウジングおよびリアハウジングと
の摺接面から正圧または負圧の圧力が逃げる場合がある
。

このような圧力の漏洩は、グリースシール型の軸受にて
軸方向に区画された上記ロータ内の両部屋の間に圧力差
を生じ、この結果、この圧力差により上記軸受内に充填
されたグリースが流失し、軸受の潤滑性が損われて焼き
付きなどを発生しやすい不具合がある。

本発明は、ロータ内の両部屋間の圧力差を解消して軸受
内に充填したグリースの流失を防止するとともに、ロー
タと軸受との間に発生する圧入時や熱膨張時の応力を吸
収して耐久性が向上する回転ピストン型ポンプを提供し
ようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ロータにおけるグリースシール型軸受との嵌
合面に、開放側面がこの嵌合面に開放されるとともに両
端が上記軸受により区画された軸方向の両空間に導通さ
れた導通溝を、周方向に離間してＩＭ数個形成したこと
を特徴とする。

〔作用〕

本発明によると、ロータの嵌合面に形成した導通溝がロ
ータ内の軸受により区画された軸方向の両部屋を互いに
導通させるから、これら両部屋の圧力差がなくなり、軸
受内に充填したグリースの流失が防止される。しかもこ
れら導通溝はロータ内の嵌合面に開放されているから、
ロータと軸受の圧入時にロータの嵌合面に応力が発生し
たり、またはロータと軸受の熱膨張差によりロータの嵌
合面に応力が発生しても、溝幅の変形により応力を吸収
することができる。

〔発明の実施例〕

次に本発明を、第１図ないし第３図に示すブレーキブー
スタ用バキュームポンプとして用いた場合の実施例にも
とづき説明する。

図においてｌはシリンダであり、フロントハウジング２
、リアハウジング３およびこれらの間に設けられた円筒
状内面４ａを有するケーシング４によって構成されてい
る。なお、これらフロントハウジング２、リアハウジン
グ３およびケーシング４は、互いにボルト５・・・によ
り締結されている。

フロントハウジング２とリアハウジング３の間には玉軸
受６，７を介して主軸８が軸支されており、この主軸８
はリアハウジング３に連結された電動モータ９のモータ
軸９ａに接続されている。

主軸８の中央部には、軸心より所定量偏心した偏心軸１
０が形成されており、この偏心軸ｌＯの両側には、主軸
の回転を滑らかにするためのバランサー１１．１１が設
けられている。

上記偏心軸１０には玉軸受１２を介して円筒形のロータ
１３が軸支されている。したがって、ロータ１３の中心
はケーシング４の円筒状内面４ａの中心より所定量偏心
しており、かつロータ１３の外周面の一部がケーシング
４の円筒状内面４ａに摺接するようになっている。

上記玉軸受１２には円滑な摺動を促し、焼付きを防止す
るため図示しないグリースが充填されている。

ケーシング４には軸方向に開口するベーン室１４が形成
されており、このベーン室１４には樹脂含浸の焼結カー
ボンよりなる板状のベーン１５が挿入されている。この
ベーン１５と上記ベーン室１４の底面との間には圧縮コ
イルばねなどのスプリング１６が配置されており、この
スプリング１Ｂの付勢力によりベーン１５は常にロータ
１３の外周面に当接するようになっている。そして、ロ
ータ１３がシリンダｌ内を偏心運動すると、このロータ
１３の運動に伴ってベーン１５はベーン室１４内を、主
軸８と直交する方向に往復運動する。

このようなベーン１５は、前記シリンダ■内面とロータ
１３の外周面とによって形成されるシリンダ室を、吸入
室１７と吐出室１８とに区画している。そして、ゲージ
ング４には上記吸入室１７に空気を導くための吸入口１
９が形成されているとともに、吐出室１８には圧縮され
た空気を吐出するための吐出口２０が形成されている。

この吐出口２０には吐出室１８から外部に向かう空気の
みを通過させるチェックバルブ２１が設けられている。

チェックバルブ２１は、リアハウジング３と電動モータ
９のモータケース９ｂとの間に形成された排出室２２に
配置されており、この排出室２２は大気に開放されてい
る。

なお、ケーシング４およびロータ１３は、例えば鉄にテ
フロンコーティングしたもの、あるいは炭素繊維、５ｉ
ＣＳＳｉ３Ｎ４、ウィスカー等を配合したアルミニウム
複合材料（ＦＲＭ）などからなり、またフロントハウジ
ング２およびリアハウジング３は、例えば鉄にテフロン
コーティングしたもの、あるいは二硫化モリブデンをコ
ーティングしたもの、もしくはその両者を複合してコー
ティングしたものあるいはモリブデンを溶射したものに
より構成されている。

前記ロータ１３の内周面には、内側に向けて突出された
ボス部２５が形成されており、このボス部２５の内周面
、すなわち嵌合面２５ａに前記玉軸受１２が圧入される
ようになっている。ボス部２５の軸方向長さは玉軸受１
２の長さと略同程度でよく、このボス部２５には複数個
の導通溝２６・・・が周方向に等間隔を存して設けられ
ている。導通溝２Ｂ・・・は両端がボス部２５の軸方向
両端面に開口されているとともに、断面が例えば半円形
をなし、この半円形の開放面は上記ボス部２５の内面、
つまり玉軸受１２が圧入される上記嵌合面２５ａに開放
されている。

このような構成の実施例についてその作用を説明する。

電動モータ９のモータ軸９ａの回転により主軸８が回転
されると、偏心軸１０が偏心回転される。この時ロータ
１３は、玉軸受１２を介して上記偏心軸１０に回転自在
に支承されているため、ケーシング４の内周面４ａに接
しつつ第２図の矢印方向に公転運動をする。この場合、
ベーン１５は、圧縮コイルばね１Ｂの押付は力により偏
心ロータ１３の外周面に当接し、このロータ１３の回転
揺動運動に伴いベーン室１４内で軸方向と直交する方向
に往復運動をする。

このため、吸入室１７および吐出室１８はその容積を拡
大、縮小を繰返すことになりボンピング作用をなす。す
なわち、主軸８の回転に伴い吸入室１丁は容積が最大と
なるまでブレーキブースタの真空タンク（図示しない）
内の空気を吸入口１９を通じて吸引し、この後、吸入し
た空気は吐出室１８の容積縮小によって吐出口２０から
チェックバルブ２１を経て排出室２２より大気に放出さ
れる。

ここで、上記構成の回転ピストン型バキュームポンプは
無潤滑であるから、ロータ１３とフロントハウジング２
およびリアハウジング３と間にサイドクリアランス２ａ
、　３ａが生じることは避けられない。このため、吸入
室１７が負圧の場合は、ロータ１３内側の空間は強制的
なシール手段がないからこの空間の空気は上記サイドク
リアランス２ａ、　３ａを通じて吸入室１７に引かれ、
負圧になる。この傾向は吸入室１７が高真空になる程顕
著となる。

ところが、上記ロータ１３の内部は、偏心軸ｌＯ１玉軸
受１２およびロータ１３のボス部２５により、軸方向の
２室Ａ、、Ｂに区画される構造となっており、しかもモ
ータ９側に近いＢ室は主軸８を支える玉軸受７を介して
排出室２２に導通している。したがりて、玉軸受１２を
挟んでＡ室とＢ室は圧力差を生じる。この結果、玉軸受
１２に充填したグリースが大気圧状態のＢ室から負圧状
態のＡ室に流れてしまう。

また、吐出室１８の空気が押された場合には、上記サイ
ドクリアランス２ａ、　３ａを通じてロータ１３内側の
空間は正圧になり、上記と同様にしてＡ室の圧力が大気
圧状態のＢ室の圧力より高くなる。よつて、玉軸受１２
に充填したグリースがＡ室からＢ室に流出する。

このような作用を繰返すことにより、玉軸受１２に充填
したグリースは玉軸受１２から流出してしまい、玉軸受
１２が早期に劣化する不具合が生じる。

これに対し本実施例では、前記ロータ１３の内面にボス
部ｚ５を形成し、このボス部２５に両端がＡ室およびＢ
室に開口された複数個の導通溝２６・・・を形成しであ
るから、これら導通溝２６・・・によってＡ室およびＢ
室間の圧力差を解消する。すなわちＡ室およびＢ室は導
通溝２６・・・により相互に連通されているので同圧力
に保ことができ、玉軸受１２に充填したグリースの流出
が防止される。このため、玉軸受１２の早期劣化を解消
することができる。

一方、ロータ１３が公転する場合、ロータ１３の外周面
の一部はケーシング４の円筒状内面４ａに摺接するもの
であるが、無潤滑タイプであるがために、ロータ１３外
周面とケーシング４の円筒状内面４ａとの間のラジアル
クリアランスが大きいと、吐出室１８から吸入室１７へ
の空気漏れが大きくなり真空度の低下を招く。逆に、ロ
ータ１３外周面とケーシング４の円筒状内面４ａとの接
触抵抗が大きくなると駆動トルクが増大する。したがっ
て、上記ラジアルクリアランスの管理はポンプ性能に大
きな影響を及ぼす。そこで、偏心軸１０と玉軸受１２お
よびロータ１３は、高精度なラジアルクリアランスを保
つべく、シかも熱膨張差によって生じるがたによりラジ
アルクリアランスが大きく狂わないように、これらを締
り嵌めにて組付けるする必要がある。

このような締り嵌めに際し、玉軸受１２とロータ１３を
圧入する時、ロータ１３および玉軸受１２に応力が生じ
、歪みを発生させる。

これに対し、本実施例では、ロータ１３のボス部２５に
形成した前記導通溝２Ｂ・・・が、断面半円形をなし、
この半円形の開放面を上記ボス部２５の内面、つまり玉
軸受１２が圧入される嵌合面２５ａに開放した形状をな
しているから、玉軸受１２とロータ１３を圧入する時、
およびポンプ運転中の周囲温度により熱膨張差を発生し
た場合、これら導通溝２６・・・がその溝幅を減じたり
、拡大する等の変形により上記応力を吸収することがで
きる。

したがって、ロータ１３や玉軸受１２に歪みを発生させ
ることがなく、不所望な変形を防止することができると
ともに、玉軸受１２に過大な締めつけを発生させず、玉
軸受１２の円滑な転勤を維持することができる。

特に、導通溝２６・・・が断面半円形をなしていると、
溝幅の変形が容易となり溝内部での応力集中も防止する
。

なお、本発明は上記の実施例に制約されるものではなく
、例えば第４図に第２の実施例として示すように、ロー
タ１３の内面にボス部２５を設けることなく直接ロータ
１３の内面に導通溝２６・・・を形成してもよい。

また、第５図に示す第３の実施例の通り、導通溝３０・
・・の形状は、溝の奥部が広がるような付札形（だるま
形）などであってもよい。

さらに、第６図に示す第４の実施例のように、導通溝２
６・・・と貫通孔４０・・・を組合わせて形成してもよ
い。この場合は、一層大きな応力が予想される場合に好
適し、玉軸受１２との広い嵌め合い面積を確保しつつボ
ス部２５の弾性変形を促すことができ、よって大きな応
力が発生してもロータ１３の歪みを防止することができ
る。

さらにまた、本発明はバキュームポンプに適用すること
に制約されるものではなく、コンプレッサに適用する場
合であっても実施可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した通り本発明によると、ロータの嵌合面に形
成した導通溝がロータ内の軸受により区画された軸方向
の両部屋を互いに導通させるから、これら両部屋の圧力
差がなくなり、軸受内に充填したグリースの流失が防止
される。しかもこれら導通溝はロータ内の嵌合面に開放
されているから、ロータと軸受の圧入時にロータの嵌合
面に応力が発生したり、またはロータと軸受の熱膨張差
によりロータの嵌合面に応力が発生しても、溝幅の変形
により応力を吸収することができる。したがって、耐久
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示し、第
１図は断面図、第２図は第１図中■−■線の断面図、第
３図はロータの側面図である。第４図ないし第６図はそ
れぞれ本発明の第２ないし第４実施例を示すロータの側
面図である。 ■・・・シリンダ、２・・・フロントハウジング、３・
・・リアハウジング、４・・・ケーシング、４ａ・・・
円筒状内面、８・・・主軸、９・・・電動モータ、１０
・・・偏心軸、１２・・・玉軸受、１３・・・ロータ、
１４・・・ベーン室、１５・・・ベーン、１６・・・ス
プリング、１７・・・吸入室、１８・・・吐出室、１９
・・・吸入口、２０・・・吐出口、２５・・・ボス部、
２５ａ・・・嵌合面、２６．３０・・・導通溝２８゜ 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１面 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筒状内周面を有するシリンダと、このシリンダ内に配置
   された偏心軸と、この偏心軸にグリースによりシールさ
   れた軸受を介して軸支されこの偏心軸の回転に伴って上
   記筒状内周面に摺接しながら公転するロータと、このロ
   ータ外周面に摺接しこのロータの直角方向に往復動しな
   がら前記シリンダと上記ロータとによって形成される空
   間を吸入室と吐出室に区画する板状のベーンと、前記吸
   入室に流体を吸入するために前記吸入室に向けて開口す
   る吸入口と、上記吐出室内の流体を吐出するため前記吐
   出室に向けて開口する吐出口とを具備した回転ピストン
   型ポンプにおいて、上記ロータの該ロータと上記グリー
   スシール型軸受との嵌合面に、開放側面がこの嵌合面に
   開放されるとともに両端が上記軸受により区画された軸
   方向の両空間に導通される導通溝を周方向に離間して複
   数個形成したことを特徴とする回転ピストン型ポンプ。