JP6317527B2 - 自動車用機械式真空ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、自動車用機械式真空ポンプであって、ポンプ側の差込継手要素を介して自動車の内燃機関の対応する差込継手要素に相対回転不能に結合され得るよう構成されていると共に、ポンプ側から供給される潤滑剤によって潤滑される自動車用機械式真空ポンプに関する。

機械式真空ポンプは、通常、差込継手装置を介して、内燃機関のクランク軸または駆動軸に相対回転不能に結合される。差込継手装置は、互いに相補的に形成された差込継手要素から成り、これらの継手要素は１つまたは複数の爪を備え、これらの爪は、それぞれ他の差込継手要素の対応する凹部に嵌り込む。組み立てを容易にすると共に、関連する軸からポンプロータを機械的に分離するために、差込継手装置には径方向及び軸方向の遊びを持たせてあり、これにより、差込継手装置の領域では、潤滑を必要とする摩擦が発生する。

特許文献１から、潤滑剤供給を有する自動車用機械式真空ポンプが知られている。この潤滑剤供給においては、ポンプハウジング内の固定潤滑剤供給路を通じて、液体潤滑剤が、ポンプロータ内の回転する潤滑剤供給路へ送出される。潤滑剤は、後者の供給路を通じて、中心に配置された中空円筒状の固定ボルトへ導かれ、このボルトを通じて、両差込継手要素間の差込継手装置の中心へ、軸方向に導かれる。

この構造は比較的高価であり、高い機械的負荷に晒される固定ボルトは、軸方向の穿孔により機械的に弱められる。さらに、潤滑剤は、回転するポンプロータの軸心へ送り込まれなければならず、その結果、とりわけ高い回転数においては、潤滑剤に作用する非常に大きな遠心力に打ち勝たなければならない。

国際公開第２０１４／０６３６８１号

これに対して、本発明の課題は、簡略に構成された潤滑剤供給を有する自動車用機械式真空ポンプを創作することである。

この課題は、本発明に従って、請求項１の特徴を有する自動車用機械式真空ポンプにより解決される。

本発明による自動車用機械式真空ポンプは、固定ポンプハウジング内に回転可能に支持されたポンプロータと、独立したロータ側の差込継手要素と、を備える。ポンプ側の差込継手要素は、相対回転不能でありながら軸方向及び径方向の遊びを有する状態で、ポンプロータと結合されている。ポンプハウジング内には、固定潤滑剤供給路が配置されており、これを通じて、潤滑剤が、ポンプハウジングの潤滑剤入口から、差込継手要素の方向に、ポンプハウジングの送出開口へ送り込まれる。

ポンプロータ内には潤滑剤輸送路が設けられており、その際、潤滑剤は、受領開口から輸送路を通じて潤滑剤出口開口へ導かれる。ハウジング側の送出開口及びロータ側の受領開口は、空間的に、ポンプロータが完全に１回転する間に、両方の開口が少なくとも１回、一時的に互いに流体連通されるような態様で配置されている。これにより、間欠的な潤滑剤流または間欠的な潤滑剤の送出が実現される。その代わりに、送出開口は、ポンプロータに接した円形の環状路として形成されていてもよく、これにより、供給路と輸送路の間に、恒常的な流体連通が存在することになる。

潤滑剤出口開口は、ポンプロータの端壁、より厳密にはポンプ側の差込継手要素と対向する端壁に、偏心して配置されている。偏心して配置された出口開口は、ポンプロータの軸心に配置されておらず、それにより、ポンプ側の差込継手要素の先端側への潤滑剤の輸送が本質的に軸心において行われないような出口開口として、理解され得る。出口開口を通じて流出する潤滑剤は、遠心力によって外方へ運ばれ、その結果、潤滑剤は、差込継手要素とポンプロータの間の環状の間隙を通じて、ポンプ側の差込継手要素の先端側へ流れる。このようにして、機関側の差込継手要素を含む継手装置全体の潤滑が、構造的に簡略な方法で実現される。

ポンプロータの端壁にも、対向する差込継手要素の端壁にも、径方向において出口開口とポンプロータの中心との間に、流路は存在していない。

好ましくは、出口開口の偏心度は、差込継手要素の端壁の半径の半分、または、差込継手要素の半径の半分よりも大きい。とりわけ高い回転数において、径方向内向きに流れる潤滑剤に径方向外向きに作用する遠心力に起因して発生する圧力損失は、出口開口が径方向においてより外方に配置されているほど小さくなる。これにより、とりわけ高い回転数において、継手装置全体の十分な潤滑剤供給が保証される。

好ましくは、潤滑剤出口開口が配置されているポンプロータの端壁と、対向する差込継手要素の端壁とは、共通の横断面内に位置している。両方の端壁は、径方向内向きの成分を有する如何なる流路または溝も備えていない。

一つの有利な形態によれば、ハウジング側の送出開口とロータ側の受領開口とは、共通の円筒面内に位置している。

本発明の一つの有利な形態によれば、ポンプ側の差込継手要素は、ポンプロータの中心の固定ボルトによって保持されており、その際、固定ボルトは、ポンプロータの止まり穴に固定されている。止まり穴は、輸送路と直接的に流体連通しておらず、要するに潤滑剤によって貫流されない。固定ボルトは、有利には、軸方向成分を有する如何なる開いた流路または閉じた流路をも備えていない。固定ボルトは、ポンプ側の差込継手要素のポンプロータへの機械的固定のためだけに利用され、その際、差込継手要素は、ポンプロータに対して、径方向にも軸方向にも特定の遊びを有する状態で動くことができる。

本発明の自動車用機械式真空ポンプの縦断面図である。 図１の自動車用真空ポンプのハウジング内の潤滑剤供給路の拡大図である。 図１の自動車用真空ポンプのポンプロータの透視図である。 ポンプロータのうち差込継手要素と対向する側の平面図である。 固定潤滑剤供給路の第２の実施形態である。

以下においては、図面に関して、本発明の実施例が詳細に説明される。

図１には、真空ポンプ装置が概略的に示されており、この真空ポンプ装置は、本質的に、自動車用機械式真空ポンプ１０と、内燃機関５２と、内燃機関５２に配置された潤滑剤ポンプ５４とから構成される。真空ポンプ１０は、差込継手装置６８を介して機械的に、内燃機関５２のクランク軸または駆動軸に回転可能に連結されている。真空ポンプ１０は、例えば、自動車の様々な補助装置、例えば空気式のブレーキ倍力装置が、作動用の真空を用いることができるようにするために利用される。潤滑剤ポンプ５４は、液体潤滑剤を、内燃機関５２の潤滑剤供給、及び、真空ポンプ１０の潤滑剤供給のために供給する。

真空ポンプ１０は、いわゆるベーンポンプであって、ポンプハウジング１４を備えており、このポンプハウジング１４は、本質的に、中実のハウジングボディ１３とハウジングカバー１９とから形成される。ポンプハウジング１４内には、長手方向軸の周りを回転可能に支持されたポンプロータ１６が配置されている。ポンプロータの滑り軸受は、ハウジング側の中空円筒面７１と、対応するロータ側の外側円筒面７２とから形成されている。ポンプロータ１６は、径方向のベーンスロット２１を有するロータボディ１７を備え、ベーンスロット２１内には、ロータベーン１８が径方向に移動可能に支持されている。ロータベーン１８は、ポンプハウジング１４によって画定されるポンプ空間１２の内部で回転し、こうして、空気を、図示しないポンプ入口から図示しないポンプ出口へ供給する。

差込継手装置６８は、２つの差込継手要素２０，５０から形成されており、これらは、互いに相対回転不能に噛み合っていながら、両差込継手要素２０，５０の軸方向及び径方向の運動を互いに許容している。ポンプ側の差込継手要素２０は、複雑なフォームフィット構造６０を介して、ポンプロータ１６により相対回転不能に保持されている。フォームフィット構造６０は、同様に、ポンプ側の差込継手要素２０のポンプロータ１６に対する軸方向及び径方向の可動性を許容する。

ポンプ側の差込継手要素２０は、貫通した中心孔７４を備えており、当該中心孔７４に固定ボルト７０が嵌め込まれている。固定ボルト７０は、ポンプロータ１６の中心の止まり穴４２に締まり嵌めにより固定されている。中心孔７４は、固定ボルト７０の外径より僅かに大きな内径を有しており、これにより、差込継手要素２０のポンプロータ１６に対する特定の径方向の可動性が許容される。止まり穴４２から軸方向に突出している埋め込みボルトの軸部分の長さは、軸方向の中心孔７４の長さより僅かに大きく、これにより、差込継手要素２０のポンプロータ１６に対する特定の軸方向の可動性も保証されている。

ポンプロータ１６は、中空十字状の（hohlkreuzartig）フォームフィット構造６０を備えており、これは、図１では概略的にのみ示されているが、図３及び４から詳細に見てとることができる。フォームフィット構造６０は、１つの横断面内に位置する底壁３４を備えると共に、側壁４０により囲まれている。側壁４０は、中空十字状のフォームフィット構造６０を画定している。差込継手要素２０は、ポンプロータ１６と対向する側に、中空十字状のフォームフィット構造に対してほぼ相補的な十字状のフォームフィット構造を備えており、後者のフォームフィット構造は、差込継手要素２０をポンプロータ１６と相対回転不能に結合する。差込継手要素２０は、端壁３６を備えており、当該端壁３６は、同様に、１つの横断面内に位置すると共に、ポンプロータ側の端壁３４と平行に隣接している。フォームフィット構造の端壁４０と、差込継手要素２０の周壁３８との間には、径方向の間隙が設けられており、この間隙によって、差込継手要素２０のポンプロータ１６に対する特定の径方向の可動性が許容される。差込継手要素２０は、先端側に、機関側の差込継手要素５０の対応する爪と互いに噛み合う複数の軸方向の爪４４を備えている。

ポンプハウジング１４またはハウジングボディ１３は、潤滑剤供給路２２を備えている。導管５６を経て潤滑剤ポンプ５４から到来する昇圧された液体潤滑剤は、ハウジング側の潤滑剤入口２４から潤滑剤供給路２２を通じて、ロータの滑り軸受の中空円筒面７１に位置する送出開口２６へ導かれる。ポンプロータ１６は潤滑剤輸送路３０を備えており、潤滑剤は、受領開口２８から潤滑剤輸送路３０を通じて潤滑剤出口開口３２へ導かれる。受領開口２８は、滑り軸受の外側円筒面７２に位置しており、ポンプロータ１６が完全に１回転する度に１回、受領開口２８が送出開口２６と一直線に並び、その結果、このような方法で間欠的な潤滑剤流が実現されるような態様で、配置されている。潤滑剤出口開口３２は、フォームフィット構造６０の底壁３４に位置しており、その際、差込継手要素２０の端壁３６は、出口開口３２を覆うものの、流出する潤滑剤の流体圧力によって、軸方向の小さな距離の中に保持される。

図２において良好に識別できるように、出口開口３２は、ポンプロータ１６の回転軸に対して偏心して配置されている。潤滑剤出口開口３２の偏心度Ｅは、ここでは、差込継手の端壁３６の半径Ｒの３／４より大きい。輸送路３０は、ハウジングボディ１３内で直角に形成されている。図５に示されているポンプロータ１６’の第２実施形態において、潤滑剤出口開口３２’に通じる輸送路３０’は、斜めに直線的に形成されている。この実施形態では、輸送路３０の製作が簡略化される。なぜなら、この製作には、一つの穴開け工程しか必要ではないからである。

Claims (5)

1. 固定ポンプハウジング（１４）内で回転可能に支持されたポンプロータ（１６）と、前記ポンプロータ（１６）と相対回転不能に結合された独立したポンプ側差込継手要素（２０）とを備え、前記差込継手要素（２０）の潤滑のための潤滑剤供給を有する自動車用機械式真空ポンプ（１０）であって、
   前記ポンプハウジング（１４）内の固定潤滑剤供給路（２２）であって、当該潤滑剤供給路を通じて、潤滑剤が、前記ポンプハウジング（１４）の潤滑剤入口（２４）から、継手装置（２０）の方向に、送出開口（２６）へ導かれる潤滑剤供給路（２２）と、
   前記ポンプロータ（１６；１６’）内の潤滑剤輸送路（３０；３０’）であって、当該潤滑剤輸送路を通じて、潤滑剤が、受領開口（２８）から潤滑剤出口開口（３２）へ導かれる潤滑剤輸送路（３０；３０’）と、
   を備え、
   前記送出開口（２６）及び前記受領開口（２８）は、前記ポンプロータ（１６）の回転の間、少なくとも一時的に互いに流体連通するような態様で配置されており、
   前記出口開口（３２）は、前記ポンプロータ（１６）の端壁（３４）内に偏心して配置されている、自動車用機械式真空ポンプ（１０）。
2. 前記出口開口（３２）の偏心度（Ｅ）は、差込継手の端壁（３６）の半径（Ｒ）の半分より大きい、請求項１に記載の自動車用機械式真空ポンプ（１０）。
3. ポンプロータの端壁（３４）及び差込継手の端壁（３６）は、共通の横断面内に位置している、請求項１または２に記載の自動車用機械式真空ポンプ（１０）。
4. 前記送出開口（２６）及び前記受領開口（２８）は、共通の円筒面内に位置している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動車用機械式真空ポンプ（１０）。
5. 前記差込継手要素（２０）は、固定ボルト（７０）によって前記ポンプロータ（１６）に保持されており、前記固定ボルト（７０）は、前記ポンプロータ（１６）の止まり穴（４２）に固定されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の自動車用機械式真空ポンプ（１０）。

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