(57)【要約】【課題】ロータに伝達可能な総トルクが小さくなることを抑制しながら負圧が所定値よりも大きい場合に作動するトルクリミッタを備えたバキュームポンプを提供する。【解決手段】バキュームポンプは、ロータ２００に対して回転力を伝達可能な第１中間部材３００と、カムシャフト１０００とともに回転し、第１中間部材３００に対して係合可能に構成された第２中間部材４００と、第１中間部材３００を第２中間部材４００に向けて付勢する第１スプリング５００と、ロータ２００と第２中間部材４００との係合および係合解除を切り換え可能な第２スプリング６００とを備える。第１スプリング５００は、ハウジング１００内の負圧が所定値以上となった場合に、第１中間部材３００が第２中間部材４００から離れる方向に移動する。第２スプリング６００は、ハウジング１００内の負圧が所定値以上となった場合に、ロータ２００と第２中間部材４００との係合を解除する。【選択図】図２
2010096130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸から与えられた駆動力により負圧を発生させるバキュームポンプであって、
ハウジングと、
前記ハウジング内で回転することにより負圧を発生させるロータと、
前記ロータに対して軸方向に移動可能であるとともに、前記ロータに対して回転力を伝達可能な第１中間部材と、
前記駆動軸とともに回転し、前記第１中間部材に対して係合可能に構成された第２中間部材と、
前記第１中間部材に対して前記ハウジング側に設けられ、前記第１中間部材を前記第２中間部材に向けて付勢する付勢部材と、
前記ロータと前記第２中間部材との間に設けられ、前記ロータと前記第２中間部材との係合および係合解除を切り換え可能なクラッチ部材とを備え、
前記付勢部材は、前記ハウジング内の負圧が所定値以上となった場合に、前記第１中間部材が前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２中間部材から離れる方向に移動するように構成され、
前記クラッチ部材は、前記ハウジング内の負圧が前記所定値以上となった場合に、前記ロータと前記第２中間部材との係合を解除するように構成される、バキュームポンプ。
【請求項２】
前記クラッチ部材は、前記ロータに巻回されたコイルスプリングを含む、請求項１に記載のバキュームポンプ。
【請求項３】
前記ハウジング内の油温が所定値以下の場合に前記付勢部材の付勢力を増大させるバイメタルをさらに備えた、請求項１または請求項２に記載のバキュームポンプ。
【請求項４】
前記駆動軸は正逆方向に回転可能であり、
前記クラッチ部材は、前記駆動軸が正方向に回転するときにのみ、前記ロータと前記第２中間部材とを係合させるように構成される、請求項１から請求項３のいずれかに記載のバキュームポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バキュームポンプに関し、特に、駆動軸から与えられた駆動力により負圧を発生させるバキュームポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動軸から与えられた駆動力により負圧を発生させるバキュームポンプが従来から知られている。このようなバキュームポンプは、たとえば、特開平１０−１０３２３１号公報（特許文献１）および特開２００８−１６３８１４号公報（特許文献２）などに記載されている。
【特許文献１】特開平１０−１０３２３１号公報
【特許文献２】特開２００８−１６３８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなバキュームポンプでは、トルクリミッタを設け、負圧が所定値よりも大きい場合には、該トルクリミッタを作動させることによりバキュームポンプを動作させないようにすることが行なわれる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１，２に記載のバキュームポンプでは、１つのスプリングでトルクリミッタを構成しているため、ロータに伝達可能な総トルクが小さくなる傾向にある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ロータに伝達可能な総トルクが小さくなることを抑制しながら負圧が所定値よりも大きい場合に作動するトルクリミッタを備えたバキュームポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るバキュームポンプは、駆動軸から与えられた駆動力により負圧を発生させるバキュームポンプであって、ハウジングと、ハウジング内で回転することにより負圧を発生させるロータと、ロータに対して軸方向に移動可能であるとともに、ロータに対して回転力を伝達可能な第１中間部材と、駆動軸とともに回転し、第１中間部材に対して係合可能に構成された第２中間部材と、第１中間部材に対してハウジング側に設けられ、第１中間部材を第２中間部材に向けて付勢する付勢部材と、ロータと第２中間部材との間に設けられ、ロータと第２中間部材との係合および係合解除を切り換え可能なクラッチ部材とを備え、付勢部材は、ハウジング内の負圧が所定値以上となった場合に、第１中間部材が付勢部材の付勢力に抗して第２中間部材から離れる方向に移動するように構成され、クラッチ部材は、ハウジング内の負圧が上記の所定値以上となった場合に、ロータと第２中間部材との係合を解除するように構成される。
【０００７】
上記構成によれば、ハウジング内の負圧が増大した場合、第１中間部材が付勢部材の付勢力に抗して第２中間部材から離れる方向に移動することにより、第１中間部材と第２中間部材との係合が解除される。ここで、クラッチ部材を介したロータと第２中間部材との係合は解除されているため、駆動軸および第２中間部材の回転がロータに伝達されなくなる。すなわち、本発明に係るバキュームポンプによれば、ハウジング内の負圧が増大したときにロータの回転を停止することができる。他方、本発明に係るバキュームポンプでは、ｉ）第２中間部材からクラッチ部材を介してロータに達する経路、および、ii）第２中間部材から第１中間部材を介してロータに達する経路、の２つの経路から、駆動軸のトルクをロータに伝達することができるので、伝達可能な総トルクが小さくなることを抑制できる。すなわち、本発明によれば、ロータに伝達可能な総トルクが小さくなることを抑制しながら負圧が所定値よりも大きい場合に作動するトルクリミッタを備えたバキュームポンプが提供される。
【０００８】
１つの実施態様では、上記バキュームポンプにおいて、クラッチ部材は、ロータに巻回されたコイルスプリングを含む。
【０００９】
これにより、簡素な構造で上記クラッチ部材を構成することができる。結果として、装置の大型化および製造コストの増大を抑制することができる。
【００１０】
１つの実施態様では、上記バキュームポンプは、ハウジング内の油温が所定値以下の場合に前記付勢部材の付勢力を増大させるバイメタルをさらに備える。
【００１１】
これにより、油温が低い場合に付勢部材の付勢力を増大させてトルクリミッタの作動荷重を大きくすることができる。油温が低い場合には、ロータの摩擦抵抗が大きくなる傾向にあるため、トルクリミッタの作動荷重を増大させることは有効である。
【００１２】
１つの実施態様では、上記バキュームポンプにおいて、駆動軸は正逆方向に回転可能であり、クラッチ部材は、駆動軸が正方向に回転するときにのみ、ロータと第２中間部材とを係合させるように構成される。
【００１３】
これにより、駆動軸が逆回転するときには、ロータと第２中間部材との係合を解除することができる。このため、ロータが逆回転することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上述のように、ロータに伝達可能な総トルクが小さくなることを抑制しながら負圧が所定値よりも大きい場合に作動するトルクリミッタを備えたバキュームポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００１６】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下に複数の実施の形態が存在する場合、特に記載がある場合を除き、各々の実施の形態の構成を適宜組合わせることは、当初から予定されている。
【００１７】
図１は、本発明の１つの実施の形態に係るバキュームポンプを含むブレーキシステムの構成を示す図である。図１を参照して、本実施の形態に係るブレーキシステムは、バキュームポンプ１と、油圧発生装置２と、負圧配管３と、倍力装置４とを含んで構成される。
【００１８】
バキュームポンプ１は、車両に搭載されたエンジンなどの内燃機関（図示せず）の動力により駆動される。バキュームポンプ１は、負圧配管３に負圧を提供する。負圧配管３に提供された負圧は、倍力装置４の動作に寄与する。油圧発生装置２は、車両の各輪に設けられたブレーキ装置（図示せず）を作動させるための油圧を発生させるものである。
【００１９】
車両の運転時において、運転者がブレーキペダルを踏んだ力は、倍力装置４を介して油圧発生装置２に伝達される。倍力装置４は、運転者の力を増大させて油圧発生装置２に伝達する。
【００２０】
図１に示すように、倍力装置４は、第１室４１および第２室４２と、第１室４１内に設けられ、ピストン４４をその中立位置に向けて付勢するリターンスプリング４３と、第１室４１および第２室４２を区画するピストン４４と、負圧配管３上に設けられた切り換え弁４５とを含んで構成される。第１室４１および第２室４２は、負圧配管３に接続されている。すなわち、第１室４１および第２室４２には、バキュームポンプによる負圧を提供可能である。
【００２１】
第１室４１は、油圧発生装置２側に設けられ、第２室４２は、ブレーキペダル側に設けられる。切り換え弁４５は、負圧配管３における第２室４２に通じる部分に設けられている。運転者がブレーキペダルを踏んでいない状態では、切り換え弁４５により、負圧配管３の全体が負圧状態に維持されている。したがって、第１室４１および第２室４２の双方に負圧が供給され、ピストン４４は移動しない。他方、運転者がブレーキペダルを踏んでいる状態では、切り換え弁４５が切り換わり、第２室４２側のみを外気と連通させる。これにより、第１室４１に負圧が供給され、第２室４２に大気圧が供給される。この結果、ピストン４４が大気圧に押されて第１室４１側に移動する。このようにして、運転者がブレーキペダルを踏んだ力を増大させて油圧発生装置２に伝達することができる。なお、運転者がブレーキペダルを踏むのを止めると、切り換え弁４５は再度切り換わり、負圧配管３の全体が負圧状態となる。この結果、第１室４１および第２室４２の双方に負圧が供給され、ピストン４４は、リターンスプリング４３の付勢力により中立位置に戻る。
【００２２】
図２は、図１に示すバキュームポンプ１を示す断面図である。また、図３は、図２におけるIII−III断面図である。図２，図３を参照して、バキュームポンプ１は、ハウジング１００と、ロータ２００と、第１中間部材３００と、第２中間部材４００と、第１スプリング５００と、第２スプリング６００とを含んで構成される。
【００２３】
ハウジング１００は、ケース１１０と、カバー１２０とを含む。ロータ２００は、ケース１１０内に収納される。ロータ２００は、ケース１１０に対して偏芯して設けられたロータ本体２１０と、ロータ本体２１０に固定されたベーン２２０とを含む。ロータ本体２１０およびベーン２２０は、ケース１１０の中心軸まわりに回転する。ロータ２００がハウジング１００内で回転することにより、負圧が供給される。
【００２４】
第１中間部材３００は、ピストン３１０と、ロッド３２０と、係合部３３０とを含む。第１中間部材３００は、ハウジング１００およびロータ２００に対して軸方向に移動可能である。ピストン３１０は、ロータ２００の内周に嵌合されている。ロッド３２０は、図３に示すように、ロータ本体２１０に設けられた貫通孔２１０Ａを貫通している。ロッド３２０は、四角形形状を有する。このようにすることで、第１中間部材３００の回転がロータ２００に伝達される。係合部３３０は、ロッド３２０に対してピストン３１０の反対側に位置し、第２中間部材４００に対して係合可能に設けられる。
【００２５】
第２中間部材４００は、内燃機関のカムシャフト１０００に取り付けられており、カムシャフト１０００とともに回転する。第１中間部材３００と第２中間部材４００とが係合しているとき、第２中間部材４００の回転は、第１中間部材３００を介してロータ２００に伝達される。第２スプリング６００がロータ２００に対して係合しているとき、第２中間部材４００の回転は、第２スプリング６００を介してロータ２００に伝達される。
【００２６】
第１スプリング５００は、第１中間部材３００に対してハウジング１００側に設けられ、第１中間部材３００を第２中間部材４００に向けて付勢する。第２スプリング６００は、ロータ２００の外周に巻回されたコイルスプリングであり、第２中間部材４００に固定されるとともに、ロータ２００に対して締まり嵌めで嵌合される。第２スプリング６００は、ロータ２００と第２中間部材４００との間に作用するトルクが所定値以下である場合には、ロータ２００に対して係合し、該トルクが所定値よりも大きい場合には、ロータ２００に対する係合を解除するクラッチ機能を有する。
【００２７】
図６は、内燃機関の回転数（カムシャフト１０００の回転数）と、バキュームポンプ１におけるロータ２００のフリクショントルクとの関係を示す図である。図６に示すように、ロータ２００のフリクショントルクは、内燃機関の回転数（ｒｐｍ）が高くなるにつれて増大する。
【００２８】
ハウジング１００内の負圧が比較的小さいとき、第１中間部材３００は、第１スプリング５００の付勢力により第２中間部材４００に係合する。また、第２中間部材４００に固定された第２スプリング６００は、ロータ２００と係合している。したがって、カムシャフト１０００からロータ２００に伝達可能なトルクは、図６における『プッシュロッド端面摩擦トルク』＋『クラッチスプリング保持トルク』となり、ロータ２００のフリクショントルクよりも大きい。したがって、カムシャフト１０００の回転がロータ２００に伝達された結果、ロータ２００は回転する。
【００２９】
他方、ハウジング１００内の負圧が所定値以上となったとき、第１中間部材３００は、第１スプリング５００の付勢力に抗して第２中間部材４００から離れる方向に移動する。この結果、カムシャフト１０００からロータ２００に伝達可能なトルクは、図６における『クラッチスプリング保持トルク』となり、内燃機関の回転数が所定値以上の場合は、ロータ２００のフリクショントルクよりも小さくなる。したがって、カムシャフト１０００の回転がロータ２００に伝達されず、ロータ２００の回転は停止する。
【００３０】
なお、第２スプリング６００は、カムシャフト１０００が正方向に回転するときにのみ、ロータ２００と第２中間部材４００とが係合するように構成されている。これにより、カムシャフト１０００が逆回転するときには、ロータ２００と第２中間部材４００との係合を解除することができる。このため、ロータ２００が逆回転することを抑制することができる。
【００３１】
図４は、バキュームポンプ１の変形例の構造を説明するための図である。図４に示すように、本変形例に係るバキュームポンプ１は、第１中間部材３００の係合部３３０と第２中間部材４００との間に、互いに係合する突起部を設けたことを特徴とする。これにより、第２中間部材４００から第１中間部材３００を介してロータ２００に伝達可能なトルク量を増大させることができる。
【００３２】
図５は、バキュームポンプ１の他の変形例の構造を説明するための図である。図５の例では、第１中間部材３００を付勢する第１スプリング５００に当接するバイメタル７００がさらに設けられている。バイメタル７００は、ハウジング１００内の油温が所定値以下の場合に第１スプリング５００の付勢力を増大させるように作用する。
【００３３】
ハウジング内の油温が低い場合には、ロータ２００の摩擦抵抗が大きくなる傾向にあるため、ロータ２００に対して比較的大きなトルクを伝達可能とする必要が生じる。したがって、トルクリミッタの作動荷重を増大させることは有効である。上記のように、ハウジング１００内の油温に応じて第１スプリング５００の付勢力を増大させることが可能なバイメタル７００を設けることにより、トルクリミッタの作動荷重を大きくすることができる。
【００３４】
本実施の形態に係るバキュームポンプによれば、ハウジング１００内の負圧が増大した場合、第１中間部材３００が第１スプリング５００の付勢力に抗して第２中間部材４００から離れる方向に移動した結果、第１中間部材３００と第２中間部材４００との係合が解除される。ここで、第２スプリング６００によるロータ２００と第２中間部材４００との係合は解除されているため、カムシャフト１０００および第２中間部材４００の回転がロータ２００に伝達されなくなる。すなわち、本実施の形態に係るバキュームポンプによれば、ハウジング１００内の負圧が増大したときにロータ２００の回転を停止することができる。
【００３５】
さらに、本実施の形態に係るバキュームポンプでは、第２中間部材４００から第２スプリング６００を介してロータ２００に達する経路、および、第２中間部材４００から第１中間部材３００を介してロータ２００に達する経路の２つの経路から、カムシャフト１０００のトルクをロータ２００に伝達することができるので、伝達可能な総トルクが小さくなることを抑制できる。すなわち、本実施の形態によれば、ロータ２００に伝達可能な総トルクが小さくなることを抑制しながら負圧が所定値よりも大きい場合に作動するトルクリミッタを備えたバキュームポンプを得ることができる。
【００３６】
また、ロータ２００に巻回されたコイルスプリングによりロータ２００と第２中間部材４００との係合および係合解除を切り換えを行なうことにより、簡素な構造で上記機能を実現することができる。
【００３７】
上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係るバキュームポンプは、『駆動軸』としてのカムシャフト１０００から与えられた駆動力により負圧を発生させるバキュームポンプであって、ハウジング１００と、ハウジング１００内で回転することにより負圧を発生させるロータ２００と、ロータ２００に対して軸方向に移動可能であるとともに、ロータ２００に対して回転力を伝達可能な第１中間部材３００と、カムシャフト１０００とともに回転し、第１中間部材３００に対して係合可能に構成された第２中間部材４００と、第１中間部材３００に対してハウジング１００側に設けられ、第１中間部材３００を第２中間部材４００に向けて付勢する『付勢部材』としての第１スプリング５００と、ロータ２００と第２中間部材４００との間に設けられ、ロータ２００と第２中間部材４００との係合および係合解除を切り換え可能な『クラッチ部材』としての第２スプリング６００とを備える。第１スプリング５００は、ハウジング１００内の負圧が所定値以上となった場合に、第１中間部材３００が第１スプリング５００の付勢力に抗して第２中間部材４００から離れる方向に移動するように構成される。第２スプリング６００は、ハウジング１００内の負圧が所定値以上となった場合に、ロータ２００と第２中間部材４００との係合を解除するように構成される。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係るバキュームポンプを含むブレーキシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の１つの実施の形態に係るバキュームポンプを示す断面図である。
【図３】図２におけるIII−III断面図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態に係るバキュームポンプの変形例の構造を説明するための図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態に係るバキュームポンプの他の変形例の構造を説明するための図である。
【図６】内燃機関の回転数（駆動軸回転数）と、本発明の１つの実施の形態に係るバキュームポンプにおけるロータのフリクショントルクとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  バキュームポンプ、２  油圧発生装置、３  負圧配管、４  倍力装置、４１  第１室、４２  第２室、４３  リターンスプリング、４４  ピストン、４５  切り換え弁、１００  ハウジング、１１０  ケース、１２０  カバー、２００  ロータ、２１０  ロータ本体、２２０  ベーン、３００  第１中間部材、３１０  ピストン、３２０  ロッド、３３０  係合部、４００  第２中間部材、５００  第１スプリング、６００  第２スプリング、７００  バイメタル、１０００  カムシャフト。
【図１】
2010096130.tif 000003
【図２】
2010096130.tif 000004
【図３】
2010096130.tif 000005
【図４】
2010096130.tif 000006
【図５】
2010096130.tif 000007
【図６】
2010096130.tif 000008