(57)【要約】【解決手段】  ベーンポンプ１は、内周カム面２ａが形成されたハウジング２と、このハウジング２の端面を閉鎖してハウジング内にポンプ室３を形成するサイドプレート４と、上記ポンプ室に回転自在に設けたロータ５と、このロータによって回転され、上記ポンプ室内を複数の空間に区画するベーン６とを備えている。上記サイドプレート４は、上記ハウジング２の端面２ｃを閉鎖する閉鎖位置と、該閉鎖位置から離隔して上記ベーン６によって区画された複数の空間を相互に連通させる開放位置とに移動可能に設けられている。【効果】  サイドプレート４を閉鎖位置に位置させた際には、従来周知のベーンポンプと同様に作動させることができる。またサイドプレート４を開放位置に位置させた際には、ベーンによって区画された複数の空間を相互に連通させてポンプ作用をなくすことができるので、無駄な損失トルクの発生を低減することができる。【選択図】  図２
2010180851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周カム面が形成されたハウジングと、このハウジングの端面を閉鎖して上記ハウジング内にポンプ室を形成するサイドプレートと、上記ポンプ室に回転自在に設けたロータと、このロータによって回転され、上記ポンプ室内を複数の空間に区画するベーンとを備えたベーンポンプにおいて、
上記サイドプレートを、上記ハウジングの端面を閉鎖する閉鎖位置と、該閉鎖位置から離隔して上記ベーンによって区画された複数の空間を相互に連通させる開放位置とに移動可能に設けるとともに、該サイドプレートを上記閉鎖位置と開放位置とに移動させる駆動手段を設けたことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
上記ハウジングにカバーが設けられて、上記サイドプレートはこのカバー内で上記閉鎖位置と開放位置とに移動可能に設けられており、かつ上記サイドプレートのポンプ室側の空間はシール手段によって密封されていて、該シール手段により上記サイドプレートが開放位置に移動された際においても、カバー内のポンプ室側の空間が外部から密封されることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項３】
上記駆動手段は、通常は上記サイドプレートを上記閉鎖位置に保持する弾性部材と、上記カバーの内部に設けられてサイドプレートのポンプ室側の空間とは反対側に区画形成された負圧室とを備えており、該負圧室内に負圧を導入することによって、上記弾性部材の付勢に抗してサイドプレートを閉鎖位置から開放位置に移動させることを特徴とする請求項２に記載のベーンポンプ。
【請求項４】
上記ベーンポンプは負圧源に負圧を供給する負圧ポンプであって、上記駆動手段は、該負圧源と上記ポンプ室とを連通する吸気通路に設けられて通常は該負圧源とポンプ室とを連通させる第１切換え弁と、上記負圧源と上記負圧室とを連通する負圧通路と、該負圧通路に設けられて通常は上記負圧源と負圧室との連通を遮断する第２切換え弁とを備えており、
上記サイドプレートを閉鎖位置から開放位置に移動させる際には、第１切換え弁はポンプ室を大気に連通させるとともに、第２切換え弁は負圧室を負圧源に連通させることを特徴とする請求項３に記載のベーンポンプ。
【請求項５】
上記第１切換え弁は、第２切換え弁がポンプ室を大気に連通させてから所要の時間だけ遅れて、ポンプ室を大気に連通させることを特徴とする請求項４に記載のベーンポンプ。
【請求項６】
上記駆動手段は、ソレノイド、モータアクチエータ又はシリンダ機構であることを特徴とする請求項２に記載のベーンポンプ。
【請求項７】
上記ハウジングに、上記カバー内のポンプ室側の空間を外部に連通するバイパス通路が形成されており、上記サイドプレートが開放位置に移動された際には、上記ポンプ室内の空間がカバー内の空間を介してバイパス通路に連通されることを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれかに記載のベーンポンプ。
【請求項８】
上記サイドプレートは、上記ハウジングに形成した着座面に着座して閉鎖位置に位置するようになっており、上記バイパス通路はその着座面に開口してカバー内の空間に連通しており、かつサイドプレートが着座面に着座した際に、バイパス通路の開口が閉鎖されるようになっていることを特徴とする請求項７に記載のベーンポンプ。
【請求項９】
上記駆動手段は、エンジンが停止された際には、エンジンが停止してから所要時間経過するまでは上記サイドプレートを開放位置に保持させ、その後にサイドプレートを閉鎖位置に移動させることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベーンポンプに関し、より詳しくは、ポンプ室内を複数の空間に区画するベーンを備えたベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ベーンポンプは例えばバキュームポンプとして用いられており、内周カム面が形成されたハウジングと、このハウジングの端面を閉鎖して上記ハウジング内にポンプ室を形成するサイドプレートと、上記ポンプ室に回転自在に設けたロータと、このロータによって回転され、上記ポンプ室内を複数の空間に区画するベーンとを備えている。（特許文献１、特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２２６１６４号公報
【特許文献２】特開２００４−１１４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に車両用のバキュームポンプはエンジンのカムシャフトに直付けされており、該バキュームポンプによって所要の大きさの負圧が得られた後も、そのまま駆動され続けられている。
その結果、無駄なトルクが発生し、燃費悪化の原因となっている。
本発明はそのような事情に鑑み、無駄なトルクの発生を低減することができるベーンポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、内周カム面が形成されたハウジングと、このハウジングの端面を閉鎖して上記ハウジング内にポンプ室を形成するサイドプレートと、上記ポンプ室に回転自在に設けたロータと、このロータによって回転され、上記ポンプ室内を複数の空間に区画するベーンとを備えたベーンポンプにおいて、
上記サイドプレートを、上記ハウジングの端面を閉鎖する閉鎖位置と、該閉鎖位置から離隔して上記ベーンによって区画された複数の空間を相互に連通させる開放位置とに移動可能に設けるとともに、該サイドプレートを上記閉鎖位置と開放位置とに移動させる駆動手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、上記サイドプレートを閉鎖位置に位置させれば、該サイドプレートによって上記ハウジングの端面を閉鎖することができるので、従来周知のベーンポンプと同様に作動させることができる。
他方、上記サイドプレートを開放位置に移動させた際には、上記ベーンによって区画された複数の空間を相互に連通させることができるので、ベーンによるポンプ作用をなくすことができ、それによって無駄な損失トルクの発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った、ベーン６を省略して示す断面図。
【図３】本発明の第２実施例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１、図２において、本実施例のベーンポンプ１はバキュームポンプとして構成されており、図示しない自動車のエンジンの側面に固定されてブレーキ倍力装置Ｂ（図２）に負圧を供給することができるようになっている。
上記ベーンポンプ１は、略円形の内周カム面２ａが形成されたハウジング２と、このハウジング２の図２における左方の開口された端面を閉鎖して上記ハウジング２内にポンプ室３を形成するサイドプレート４とを備えている。上記ポンプ室３は上記サイドプレート４と、ハウジング２の内周カム面２ａと、この内周カム面２ａと直交する方向に形成されたハウジング２の端面２ｂとによって密閉されるようになっている。
【０００９】
図１に示すように、上記ポンプ室３内には、ポンプ室３の中心に対して偏心した位置にロータ５を回転自在に設けてあり、このロータ５には、上記ポンプ室３内を複数の空間に区画するベーン６を設けてある。
上記ロータ５は、上記ポンプ室３内で回転する円筒状のロータ部５Ａを備えており、このロータ部５Ａの外周は上記内周カム面２ａに接している。そして本実施例では、内周カム面２ａに接するロータ部５Ａとベーン６とによって、ポンプ室３内を３室の空間に区画してある。
また、上記ロータ部５Ａの直径方向に溝５ａを形成してあり、該溝５ａ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ができるようになっている。
さらに図２に示すように、上記ロータ５は上記ロータ部５Ａを回転駆動する軸部５Ｂを一体に備えており、この軸部５Ｂは上記ハウジング２に形成された軸受部２Ａによって軸支され、かつ該軸受部２Ａより図示右方側に突出して、図示しないエンジンのカムシャフトにカップリング７を介して連結されている。
【００１０】
上記ハウジング２には、ポンプ室３の上方に上記ブレーキ倍力装置Ｂと連通して倍力装置からの気体を吸引するための吸気通路８が設けられ、またポンプ室３の下方に倍力装置から吸引された気体および後述する給油溝９より給油された潤滑油を排出するための排出通路１０（図１）が設けられている。これら吸気通路８と排出通路１０とは、ロータ部５Ａの中心とポンプ室３の中心とを結ぶ中心線Ｌを挟んだ位置に設けられている。
上記排出通路１０は図示しないリードバルブ１１を介してエンジンのヘッドカバー内に連通しており、リードバルブ１１を流通した潤滑油はそのヘッドカバー内とシリンダブロックのドレーン孔を介してエンジンのオイルパンに還流されるようになっている。
また上記軸部５Ｂには、その中央にオイルパイプ１４が嵌着されており、これら軸部５Ｂとオイルパイプ１４の中央にエンジンからの潤滑油を流通させる油通路１２が形成されており、この油通路１２の左方の先端部は所要位置から軸部５Ｂの外周面に開口する分岐通路１３に連通している。
そして上記軸受部２Ａには、当該軸受部２Ａの軸方向に形成されてポンプ室３内に連通する上述の給油溝９が形成されており、ロータ５の回転により分岐通路１３が給油溝９に一致した際には、油通路１２からの潤滑油が分岐通路１３および給油溝９を介してポンプ室３内へ間欠的に供給されるようになっている。
【００１１】
図２における上記ハウジング２の左端部には有底円筒状のカバー２１をシール手段としてのＯリング２２により気密を保って固定してあり、このカバー２１内に上記サイドプレート４を収容してある。このサイドプレート４はカバー２１に対して摺動自在に設けてあり、このカバー２１の内周面とサイドプレート４の外周面との間の間隙は、サイドプレート４の外周面に設けたシール手段としてのＯリング２３によってシールしてある。
そして上記サイドプレート４の左端面とカバー２１の内壁面との間に弾性部材としてのウエーブスプリング２４を弾装してあり、このウエーブスプリング２４の弾発力によりサイドプレート４を図２の右方に付勢して、通常はサイドプレート４をハウジング２の着座面２ｃに着座した閉鎖位置に保持している（図２の一点鎖線よりも上方の状態）。この状態ではポンプ室３を密封して、ベーンポンプ１を従来周知のベーンポンプと同様に作動させることができるようになっている。
他方、上記ウエーブスプリング２４の弾発力に抗して上記サイドプレート４を上記閉鎖位置から離隔した開放位置に位置させた際には（図２の一点鎖線よりも下方の状態）、上記カバー２１内の空間を介してロータ部５Ａとベーン６とによって区画された３つの空間を相互に連通させることができるようにしている。
なお、ウエーブスプリング２４の他に、弾性部材としてコイルばねや皿ばね等を用いることができることは勿論である。
【００１２】
さらに、上記ハウジング２の下方にカバー２１内の空間を外部に連通させるためのバイパス通路２６を形成してあり、上記サイドプレート４が開放位置に移動された際には、上記ポンプ室３内の空間をカバー２１内の空間を介してバイパス通路２６に連通させることができるようにしてある。そしてこのバイパス通路２６は、上記排出通路１０とは別個に、リードバルブ１１を介することなく直接エンジンのヘッドカバー内に連通させてある。
上記バイパス通路２６は、サイドプレート４の着座面２ｃに開口させてあり、サイドプレート４が着座面２ｃに着座した際には該サイドプレート４によってバイパス通路２６の開口を閉鎖することができるようにしてある。
【００１３】
上記吸気通路８は、第１切換え弁３１と逆止弁３２及び負圧源としてのサージタンク３３を介して上記ポンプ室３をブレーキ倍力装置Ｂに連通させており、上記サージタンク３３内の圧力は圧力計３４によって計測されている。上記逆止弁３２は、特にエンジン停止の際のサージタンク３３内の圧力を、したがってブレーキ倍力装置８の負圧を保持するためのものである。
上記第１切換え弁３１は、非作動時はポンプ室３とブレーキ倍力装置Ｂとを連通させているが、サージタンク３３内に所要の大きさの負圧が確保されたことが圧力計３４によって検出された際には、図示しない制御装置により該第１切換え弁３１の流路が切り換えられてサージタンク３３側を密封すると同時に、ポンプ室３を大気に開放することができるようになっている。
【００１４】
さらに本実施例では、上記ウエーブスプリング２４を収容したカバー２１内の室を負圧室３６としてあり、この負圧室３６内に上記サージタンク３３内の負圧を導入することにより、上記サイドプレート４をウエーブスプリング２４の弾発力に抗して閉鎖位置から開放位置に移動させることができるようにしてある。
すなわち上記カバー２１内の負圧室３６は、サイドプレート４を閉鎖位置から開放位置に移動させる駆動手段３７の一部を構成しており、該駆動手段３７は、上記吸気通路８の逆止弁３２よりもサージタンク３３側で、該サージタンク３３と上記負圧室３６とを連通する負圧通路３８を備えている。そしてこの負圧通路３８に、負圧室３６からサージタンク３３への順に第２切換え弁３９と逆止弁４０とを設けている。
上記第２切換え弁３９は、非作動時はサージタンク３３側を密封すると同時に、負圧室３６を大気に開放しているが、サイドプレート４を閉鎖位置から開放位置に移動させる際には、図示しない制御装置により該第２切換え弁３９の流路が切り換えられて、負圧室３６をサージタンク３３に連通させることができるようになっている。
このように、ブレーキ倍力装置Ｂが必要とする負圧を利用してサイドプレート４を移動させることができるようにすれば、該サイドプレート４を移動させるための駆動手段３７を安価に構成することができる。
【００１５】
以上の構成において、サージタンク３３内の負圧が小さい場合には、第１切換え弁３１と第２切換え弁３９とはそれぞれ非作動状態となっている。
この状態では、第２切換え弁３９はサージタンク３３側を密封すると同時に、負圧室３６を大気に開放しているので、サイドプレート４はウエーブスプリング２４の弾発力によりハウジング２の着座面２ｃに着座した閉鎖位置に保持されており、また上記バイパス通路２６の開口はサイドプレート４によって閉鎖されている。
この状態では、ベーンポンプ１は従来周知のベーンポンプと同様に作動されるようになり、また第１切換え弁３１はポンプ室３とブレーキ倍力装置Ｂ及びサージタンク３３とを連通させているので、サージタンク３３内の空気は吸気通路８の逆止弁３２及び第１切換え弁３１を介してポンプ室３内に吸引され、それによってサージタンク３３内の負圧が大きくなる。
【００１６】
サージタンク３３内の負圧が所定値となったことが圧力計３４によって検出されると、図示しない制御装置により、先ず第２切換え弁３９が作動され、それにより第２切換え弁３９を介して負圧室３６がサージタンク３３に連通されるようになる。これにより負圧室３６は負圧となる。
上記第１切換え弁３１は、第２切換え弁３９が作動されてから所要の時間だけ遅れて、例えば１秒程度遅れて作動されるようになり、それによってポンプ室３は吸気通路８と第１切換え弁３１とを介して大気に開放されるようになる。
これにより上記サイドプレート４の左右の圧力差が増大するので、上記サイドプレート４はウエーブスプリング２４の弾発力に抗して閉鎖位置から開放位置に移動されるようになる。それによりポンプ室３内の３つの空間はカバー２１内の空間を介して相互に連通されるので、ベーン６はポンプ作用が失われた大気圧下で、ロータ５によって空転されることになり、ポンプ作用が失われる。そしてポンプ作用を失わせることにより、ポンプ損失をなくすことができる。
また、上記サイドプレート４が閉鎖位置から開放位置に移動されて着座面２ｃから離座されると、バイパス通路２６が開かれてカバー２１内の空間がエンジン内に連通されるようになるので、上記給油溝９よりポンプ室３内に給油された潤滑油は、リードバルブ１１を介することなくバイパス通路２６からエンジン内に速やかに排出されるようになる。これによってポンプ室３内でベーン６が潤滑油をかき混ぜることがなくなるので、ポンプ損失をさらに低下させることができる。
【００１７】
ところで、仮に上記第１切換え弁３１を第２切換え弁３９と同時に作動させた場合には、サイドプレート４が閉鎖位置から開放位置に移動される前に、第１切換え弁３１の作動によりポンプ室３が大気に連通されてしまうようになる。すると、それまで負圧を圧縮していたベーンポンプ１は大気を圧縮しようとするようになるので、瞬間的にベーンポンプ１の駆動トルクが大きくなり、その分ポンプ損失が大きくなる。
これに対し、第２切換え弁３９が作動されてから所要の時間だけ遅れて第１切換え弁３１を作動させれば、第１切換え弁３１の作動とほぼ同時にサイドプレート４が閉鎖位置から開放位置に移動するため、ベーンポンプ１が大気を圧縮することがなく、それによるポンプ損失の増大を防止することができる。
【００１８】
次に、エンジン停止時の作動について説明すると、エンジン停止の際にはエンジンが停止してから所要時間経過するまでは、例えば１０秒程度経過するまでは、上記負圧室３６に負圧を供給してサイドプレート４を開放位置に保持させ、その後にサイドプレート４をウエーブスプリング２４の弾発力により非作動状態である閉鎖位置に移動させることが望ましい。
エンジンが停止されると、ポンプ室３内への潤滑油の供給が停止されるが、それよりも更に１０秒程度サイドプレート４を開放位置に保持させておくことにより、既にポンプ室３内に供給されていた潤滑油を自重によりバイパス通路２６から外部に排出して、ポンプ室３内に残留する潤滑油を少なくすることができる。
次にエンジンを始動した際に、サイドプレートが閉鎖位置に位置している状態でポンプ室３内に多量の潤滑油が残留していた場合には、その多量の潤滑油をリードバルブ１１を介してエンジン側に排出しなければならないので、エンジン始動時におけるポンプ損失が大きくなる。特にエンジン冷機時には潤滑油の粘性が高いので、エンジン始動時におけるポンプ損失が大きくなるが、上述したようにポンプ室３内に残留する潤滑油を少なくすれば、エンジン始動時におけるポンプ損失が大きくなることを防止することができる。
【００１９】
図３は本発明の第２実施例を示したもので、上記第１実施例では駆動手段３７としてブレーキ倍力装置Ｂが必要とする負圧を利用しているが、本実施例では駆動手段４７としてソレノイドを用いたものである。
すなわち本実施例の駆動手段４７は、コイル４８とプランジャ４９とを備えており、このプランジャ４９を上記サイドプレート４に一体的に連結してある。
このような構成によっても、コイル４８を励磁することによってサイドプレート４をウエーブスプリング２４の弾発力に抗して開放位置に移動させることができ、またコイル４８を消勢することによってサイドプレート４を元の閉鎖位置に移動させることができる。
【００２０】
さらに第１実施例では、カバー２１の内周面とサイドプレート４の外周面との間の間隙をシールするシール手段としてＯリング２３を用いているが、第２実施例ではシール手段としてダイアフラム５１を用いている。
すなわち、第２実施例ではリング状のダイアフラム５１の内周ビード部５１ａをサイドプレート４の外周面に形成した環状溝４ａ内に係合させ、またダイアフラム５１の外周ビード部５１ｂはハウジング２とカバー２１との間で挟持するようにしている。
このようなダイアフラム５１によってもカバー２１内をポンプ室３側の室と反対側の負圧室３６とに区画できることは明らかである。
その他の構成は第１実施例と同様に構成してあり、同一部分又は相当部分には同一符号を付して示してある。
【００２１】
なお、駆動手段としては上述したものに限定されるものではなく、モータアクチエータやシリンダ機構等を用いることができ、要するにサイドプレート４を移動させることができれば如何なる構成であっても良い。
また、バイパス通路２６は必ずしもサイドプレート４の着座面２ｃに開口させる必要はなく、排出通路１０にリードバルブ１１を迂回するようにその前後を連通させて設け、かつ該バイパス通路に開閉弁を設けても同様な作用効果を得ることができる。或いはバイパス通路２６を省略して、その代わりに油通路１２にこれを開閉する開閉弁を設けてもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１  ベーンポンプ                ２  ハウジング
２ａ  内周カム面                ２ｂ  端面
２ｃ  着座面                    ３  ポンプ室
４  サイドプレート              ５  ロータ
６  ベーン                      ８  吸気通路
９  給油溝                      １０排出通路
２１  カバー                    ２２，２３  Ｏリング
２４  ウエーブスプリング        ２６  バイパス通路
３１  第１切換え弁              ３３  サージタンク
３６  負圧室                    ３７、４７  駆動手段
３８  負圧通路                  ３９  第２切換え弁
５１  ダイアフラム
【図１】
2010180851.tif 000003
【図２】
2010180851.tif 000004
【図３】
2010180851.tif 000005