JP2009007951A - ベーン式バキュームポンプ - Google Patents
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Abstract
【効果】 逃がし溝21の断面形状を断面方形とした場合に比較して、円滑に異物や摩耗粉22を逃がし溝21内から排除することができる。
【選択図】 図1
Description
すなわち上記ベーン式バキュームポンプは、略円形のポンプ室を備えたハウジングと、このハウジングの両端面を密封するサイドプレートと、上記ポンプ室の中心に対して偏心した位置で回転するロータと、ロータの直径方向に形成された溝に沿って往復動し、ポンプ室を複数の空間に区画しながら回転するベーンと、上記ポンプ室に空気を吸い込む吸気通路の近傍に設けられ、ベーンの逆回転時におけるベーンの回転方向前方側の空間と後方側の空間とを連通させて、該前方側の空間から後方側の空間に潤滑油を逃がす逃がし溝とを備えている。
上記ロータが正規の方向と逆方向に回転する逆回転時には、吸気通路の近傍で圧縮作用が生じることになる。ベーン式バキュームポンプは一般に自動車のエンジンによって駆動されるため、エンジンが逆回転されたときにベーン式バキュームポンプのロータやベーンも逆回転されるようになる。より具体的には、マニアルトランスミッション車を上り坂に停車させ、エンジンが停止した状態で車輪とエンジンとがクラッチを介して連結され、この状態で車両が坂道で後退したような場合に生じる。
ところでエンジンの停止時は、ベーン式バキュームポンプの車両への取り付け状態やポンプ室への潤滑油の供給通路の構成などの条件によって貯溜される量が異なるが、ポンプ室内が負圧状態になるために、ポンプ室内に所要量の潤滑油を吸い込み貯溜されることが知られている。この状態でベーンが逆回転されると、仮に上記逃がし溝を設けていない場合には、潤滑油は非圧縮性流体なので吸気通路近傍の圧力が異常に高圧となり、ベーンが破損されたり、あるいは吸気通路の途中にポンプ室に向けての空気の流通を許容する逆止弁を設けている場合には当該逆止弁が破損されるという問題が生じる。
上記逃がし溝は、上記吸気通路の近傍において、ベーンの逆回転時におけるベーンの回転方向前方側の空間と後方側の空間とを連通させることができるので、該逃がし溝により前方側の空間から後方側の空間に潤滑油を逃がすことができ、それによってベーンの破損や逆止弁の破損を防止することができる。
すなわち、上述したように逃がし溝は吸気通路の近傍に設けられるので、ベーンが正規に回転している場合には、ベーンの正規の回転方向における前方側の空間と後方側の空間とには大きな圧力差が生じることがなく、したがって逃がし溝内における空気や潤滑油の移動は殆ど無い。他方、バキュームポンプに供給される潤滑油には異物や摩耗粉が混入されることがあり、このような異物や摩耗粉はベーンが逃がし溝を横切って移動する際に逃がし溝内に、特にベーンの正規の回転方向前方側となる逃がし溝の壁面によってトラップされ、該前方側の壁面と底面との隅部に貯溜されるようになる。上述したように、ベーンが正規に回転している場合には逃がし溝内における空気や潤滑油の移動は殆ど無いので、上記逃がし溝の前方側の壁面と底面との隅部に貯溜される異物や摩耗粉は徐々に増加することになる。
ベーンの逆回転時には、上記逃がし溝によりベーンの逆回転方向前方側の空間から後方側の空間に潤滑油を逃がすことができるが、該逃がし溝の断面形状が断面方形だと壁面と底面との隅部に貯溜されている異物や摩耗粉を良好に排除することができず、ベーンの逆回転があったにも拘らず、異物や摩耗粉が逃がし溝内にトラップされたままとなり易かった。
その結果、逃がし溝内にトラップされる異物や摩耗粉は相対的に多量となり、ベーンの正規回転中に、特に高速回転中に何等かの原因で多量の異物や摩耗粉が逃がし溝内からポンプ室内に排出されると、ベーンとハウジングとの間の摺動面やベーンとサイドプレートとの間の摺動面に噛み込まれてその摺動面を損傷させる危険性があった。
すなわち本発明は、略円形のポンプ室を備えたハウジングと、このハウジングの両端面を密封するサイドプレートと、上記ポンプ室の中心に対して偏心した位置で回転するロータと、ロータの直径方向に形成された溝に沿って往復動し、ポンプ室を複数の空間に区画しながら回転するベーンと、上記ポンプ室に空気を吸い込む吸気通路の近傍に設けられ、ベーンの逆回転時におけるベーンの回転方向前方側の空間と後方側の空間とを連通させて、該前方側の空間から後方側の空間に潤滑油を逃がす逃がし溝とを備えたベーン式バキュームポンプにおいて、
上記逃がし溝をサイドプレートに設け、かつ上記ベーンの逆回転時におけるベーンの回転方向後方側となる上記逃がし溝の壁面を、該逃がし溝の底面よりも開口側が拡開した傾斜面としたことを特徴とするものである。
したがって、逃がし溝の断面形状を断面方形とした場合に比較して円滑に異物や摩耗粉を逃がし溝内から排除することができ、それによってベーンの正規回転中に、相対的に多量の異物や摩耗粉がポンプ室内に排出されるのを可及的に防止して、該多量の異物や摩耗粉がベーンとハウジングとの間の摺動面やベーンとサイドプレートとの間の摺動面を損傷させる危険性を低減させることができる。
このベーン式バキュームポンプ1は、略円形のポンプ室2を形成するハウジング3と、該ハウジング3の両端面を密封するサイドプレート4(一方のサイドプレートのみ図示してある)と、ポンプ室2の中心に対して偏心した位置でエンジンの駆動力によって回転するロータ5と、上記ロータ5によって回転され、ポンプ室2を常に複数の空間に区画するベーン6とを備えており、上記ロータ5及びベーン6は、正規な状態では矢印で示した反時計方向に回転駆動されるようになっている。
なお、上記ポンプ室2には図示しない給油通路を介して潤滑油が供給されるようになっており、当該給油通路の連通口は上記排出通路12の形成位置よりもベーン6の回転方向前方側に形成されている。このため、上記ベーン6は排出通路12を通過した後に給油通路を通過するようになっており、給油通路から給油された潤滑油がそのまま排出通路12より排出されないようになっている。
上記ロータ部5Aの中央には中空部5aが形成されるとともに直径方向に溝14が形成されており、上記溝14内に沿って上記ベーン6をロータ5の軸方向と直交する方向に摺動自在に移動させることができるようになっている。
上記ベーン6は、上記溝14によって摺動自在に保持される平板状の本体部6Aと、この本体部6Aの両端部にそれぞれ出没自在に設けられた断面半円状のキャップ部6Bとを備えており、該ベーン6の両側面がサイドプレート4にそれぞれ摺接してその部分をシールするとともに、各キャップ部6Bの先端がハウジング3の内周面に摺接してその部分をシールしている。これにより、ベーン6は2ポンプ室を複数(図示実施例では2つ)の空間に区画しながら回転することができるようになっている。
この逃がし溝21は、ベーン6がその逃がし溝21に重合した際に、該逃がし溝21を介して上記空間AとBとを連通させることができるようになっている。
上記所定量は、エンジン停止時に、したがってバキュームポンプ1の停止時に、上記給油通路からポンプ室2内に流入する潤滑油の最大値を実験的に得ることによって設定することができる。
このときベーン6が吸気通路11を通過した位置から圧縮が実質的に終了する位置との間では、空間A内の潤滑油の圧縮が継続するが、逆回転による吸気通路11への潤滑油の流入が遮断されていること、潤滑油の大部分が逃がし溝21より後方側の空間Bに逃がしておりその圧縮量は僅かであること、またベーン6の先端部はロータ5内に殆ど埋没してその剛性が高くなっていること、並びに潤滑油は各部のクリアランスを介して空間Aから逃げることができるので、逃がし溝21の後端部21bをベーン6が吸気通路11を通過した位置から空間Aにおける圧縮が実質的に終了する位置との間に形成しても問題は生じない。
そして上記逃がし溝21の先端部21aと後端部21bとをハウジング3の内周面に近接した位置に形成するとともに、両端部21a、21bを一直線上に形成することにより、逃がし溝21をロータ5の回転中心を中心とする円弧状に形成する場合のように、逃がし溝21上を通過するベーン6の側面が同じ位置で逃がし溝21上を通過するのを可及的に防止して、同じ位置で逃がし溝21とベーン6とが摺接することによる異常摩耗を防止できるようにしてある。
すなわち、ベーン6の逆転時にはベーンは図2の左から右側へ逃がし溝21を横切るように回転移動し、したがってその回転方向前方側の空間Aから後方側の空間Bへ逃がし溝21を介して潤滑油が逃がされるようになる。本実施例においては、逃がし溝21内にトラップされた異物や摩耗粉22が上記潤滑油の流れによって円滑に逃がし溝21内から排出されるように、上記ベーン6の逆回転時におけるベーン6の回転方向後方側となる上記逃がし溝21の壁面21Aを、該逃がし溝21の底面21Bよりも開口側が拡開した傾斜面に形成してある。
すなわち一方のサイドプレート4は、一般にハウジング3と一体的にダイキャストによって製造されているが、ハウジング3には吸気通路11が形成され、またサイドプレート4には排気通路12が形成されるので、ダイキャスト装置の抜き型が複雑な構成となる。この際、サイドプレート4に形成される上記逃がし溝21を上述したように台形状に形成すると、ダイキャスト装置からの製品の抜きが容易となり、したがって製造が容易となる。
他方のキャップ部6Bが吸気通路11を通過すると、該空間は吸気通路11との連通が遮断され、該空間内の空気は引き続くベーン6の回転により圧縮されながら排出通路12を介して外部に排出されるようになる。
上述した給油通路からポンプ室2内に流入する潤滑油中に含まれていた異物や摩耗粉22は、その一部はベーン6に付着して一体的に搬送されるようになり、かつ該ベーン6が逃がし溝21上を横切る際に、該逃がし溝21によって、特にベーン6の正規の回転方向前方側(図2の左側)となる逃がし溝21の壁面21Aの開放側角部によってベーン6から削ぎ落とされ、該逃がし溝21内にトラップされるようになる。
逃がし溝21内にトラップされた異物や摩耗粉22は、その後速やかに逃がし溝21内から排出されてポンプ室2外に搬送されることもあるが、上述したようにベーン6が正回転している際には逃がし溝21内における空気や潤滑油の移動は殆ど無いので、上記逃がし溝21内にトラップされた異物や摩耗粉22が該逃がし溝21内に残留しやすくなり、該異物や摩耗粉22が徐々に増加して、主として逃がし溝21の前方側の壁面21Aと底面21Bとの隅部に貯溜されて付着されるようになる。
この際、本実施例では逃がし溝21の断面形状を台形状に形成してあるので、潤滑油は逃がし溝21の一方の壁面21Cから底面21B及び他方の壁面21Aへそれらの表面に沿って滑らかに流動するようになり、それによって逃がし溝21内にトラップされていた異物や摩耗粉22をより確実に逃がし溝21からポンプ室2内に排出させることができる。そしてポンプ室2内に排出された異物や摩耗粉22は、次のベーン6の正回転時にポンプ室2内から外部に排出されるようになる。
これに対し、図3に示す従来例のように逃がし溝21の断面形状を方形とした場合には、逃がし溝21の壁面21A、21Cと底面21Bとの隅部には潤滑油が流れにくく、その部分に異物や摩耗粉22が付着されたままとなり易いので、前述したような問題が生じる危険性が高くなる。
本実施例では、逃がし溝21の先端部21aの位置は第1実施例の場合よりも吸気通路11側に近接させてあり、それによって第1実施例の場合よりもベーン6の逆回転方向前方側の空間Aの容積が小さくなった時に、逆回転方向前方側の空間Aと後方側の空間Bとの連通を開始させることができる位置に形成してある。
他方、上記逃がし溝21の後端部21bは第1実施例の場合と同様に、ベーン6が逆回転した際に吸気通路11を通過した位置と、回転方向前方側の空間Aにおける圧縮が実質的に終了する位置との間で、回転方向前方側の空間Aと後方側の空間Bとの連通が遮断される位置に形成してある。
なお、上記各実施例では1枚のベーン6を備えたベーンポンプ1を用いて説明を行ったが、従来知られるような複数枚のベーンを備えたベーンポンプであっても適用可能である。
3 ハウジング 4 サイドプレート
5 ロータ 6 ベーン
11 吸気通路 12 排出通路
13 逆止弁 14 溝
21 逃がし溝 21A、21C 壁面
21B 底面 22 異物や摩耗粉
A 逆回転方向前方側の空間 B 逆回転方向後方側の空間
Claims (4)
- 略円形のポンプ室を備えたハウジングと、このハウジングの両端面を密封するサイドプレートと、上記ポンプ室の中心に対して偏心した位置で回転するロータと、ロータの直径方向に形成された溝に沿って往復動し、ポンプ室を複数の空間に区画しながら回転するベーンと、上記ポンプ室に空気を吸い込む吸気通路の近傍に設けられ、ベーンの逆回転時におけるベーンの回転方向前方側の空間と後方側の空間とを連通させて、該前方側の空間から後方側の空間に潤滑油を逃がす逃がし溝とを備えたベーン式バキュームポンプにおいて、
上記逃がし溝をサイドプレートに設け、かつ上記ベーンの逆回転時におけるベーンの回転方向後方側となる上記逃がし溝の壁面を、該逃がし溝の底面よりも開口側が拡開した傾斜面としたことを特徴とするベーン式バキュームポンプ。 - 上記ベーンの逆回転時におけるベーンの回転方向前方側となる上記逃がし溝の壁面を、該逃がし溝の底面よりも開口側が拡開した傾斜面としたことを特徴とする請求項1に記載のベーン式バキュームポンプ。
- 上記ベーンが逆回転した際に最初に該ベーンに重合する上記逃がし溝の先端部は、ベーンの逆回転方向における前方側の空間の容積が、バキュームポンプの停止時にポンプ室内に流入する潤滑油の最大値となった時に、回転方向前方側の空間Aと後方側の空間Bとの連通を開始させることができる位置に形成してあることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のベーン式バキュームポンプ。
- 上記ベーンが逆回転した際に最後に該ベーンとの重合が解除される上記逃がし溝の後端部は、ベーン6が逆回転した際に吸気通路を通過した位置と、回転方向前方側の空間における圧縮が実質的に終了する位置との間で、逆回転方向前方側の空間と後方側の空間との連通が遮断されるように形成してあることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のベーン式バキュームポンプ。
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