(57)【要約】【課題】簡単な構造で防音対策を施し、作動音を極力小さくすることができる電動バキュームを提供すること。【解決手段】内部空間を有する樹脂製のケース１３０と、ケース１３０の内部空間内に配置されたモータ部１１０と、モータ部１００に連動して駆動するポンプ部１２０と、ケース１３０の内部空間をポンプ部側から閉鎖する上蓋１４０と、を備える電動バキュームポンプ１８において、上蓋１４０は、ポンプ部１２０に流体をポンプ外部から吸入するための吸入ポート１４１と、ポンプ部１２０の吐出口１２７に連通する空間部が設けられたサイレンサ部１４３と、ポンプ部１２０から排出された流体をポンプ外部へ排出する排出ポート１４２とを備え、吸入ポート１４１は、ポンプ部１２０の吸入口１２６と気密に連通するように、その端部がポンプ部１２０に対して密閉状態で当接しており、排出ポート１４２に、絞り部１４２ａが形成されている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有する樹脂製のケースと、前記ケースの内部空間内に配置されたモータ部と、前記モータ部に連動して駆動するポンプ部と、前記ケースの内部空間を前記ポンプ部側から閉鎖する蓋部材と、を備える電動バキュームポンプにおいて、
前記蓋部材は、
前記ポンプ部に流体をポンプ外部から吸入するための吸入ポートと、
前記ポンプ部の吐出口に連通する空間部が設けられたサイレンサ部と、
前記ポンプ部から吐出された流体をポンプ外部へ排出する排出ポートとを備え、
前記吸入ポートは、前記ポンプ部の吸入口と気密に連通するように、その端部が前記ポンプ部に対して密閉状態で当接しており、
前記排出ポートに、絞り部が形成されている
ことを特徴とする電動バキュームポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載する電動バキュームポンプにおいて、
前記吸入ポート及び前記排出ポートは、ポンプ軸方向に対するバキュームポンプの投影面内に配置されている
ことを特徴とする電動バキュームポンプ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する電動バキュームポンプにおいて、
前記蓋部材は、樹脂により一体成形されている
ことを特徴とする電動バキュームポンプ。
【請求項４】
請求項１から請求項３に記載するいずれか１つの電動バキュームにおいて、
前記吸入ポート及び前記排出ポートは、バキュームポンプの軸方向における一端部側に配置され、各ポートの開口が同じ方向に設けられている
ことを特徴とする電動バキュームポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両のブレーキブースタで用いる負圧を生成するバキュームポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のブレーキ装置は、エンジンの吸気管負圧を利用して制動力を増幅するブレーキブースタを備えている。近年、低燃費の要求から、ポンピングロスの低減がなされており、このため、吸気管負圧が減少する傾向にある。また、ハイブリッド車両や電気自動車、あるいはアイドリングストップ機能付きの車両の場合には、エンジンの吸気管負圧を得られない場合がある。
【０００３】
そのため、ブレーキブースタへ供給する負圧を、電動バキュームポンプを用いて生成することが行われている。また、吸気管負圧が発生しないディーゼルエンジンを搭載する車両でも、電動バキュームポンプを用いて負圧を生成している。
【０００４】
このようなバキュームポンプの一例として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。このポンプは、内部空間を有するケースと、内部空間内に偏心運動可能に配置された柱状の運動部材と、前記ケースに配置されて内部空間をその一端部において閉鎖する蓋と、運動部材の偏心運動にともなって変形するようにケースおよび運動部材に固定された変形部材とを備えている。そして、蓋は、流体用の２つのポートを有している。変形部材は、運動部材の偏心運動にともなって容積が変化するポンプ空間を運動部材の周りに形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２９６７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のポンプは、消音機能を備えておらず、ポンプの作動音が大きいという問題があった。特に、自動車等の車両のブレーキシステムに使用する場合には、作動音を極力小さくする必要がある。また、車両への搭載性や組み付け性の向上も望まれている。
【０００７】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構造で防音対策を施し、作動音を極力小さくすることができる電動バキュームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の一形態は、内部空間を有する樹脂製のケースと、前記ケースの内部空間内に配置されたモータ部と、前記モータ部に連動して駆動するポンプ部と、前記ケースの内部空間を前記ポンプ部側から閉鎖する蓋部材と、を備える電動バキュームポンプにおいて、前記蓋部材は、前記ポンプ部に流体をポンプ外部から吸入するための吸入ポートと、前記ポンプ部の吐出口に連通する空間部が設けられたサイレンサ部と、前記ポンプ部から吐出された流体をポンプ外部へ排出する排出ポートとを備え、前記吸入ポートは、前記ポンプ部の吸入口と気密に連通するように、その端部が前記ポンプ部に対して密閉状態で当接しており、前記排出ポートに、絞り部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この電動バキュームポンプでは、吸入ポート及び排出ポートを蓋部材に設け、蓋部材の内部に空間部を形成してサイレンサ部を設けるとともに、排出ポートに絞り部を形成しているので、ポンプ作動音の防音対策を効率良く行うことができる。このように、非常に簡単な構造によって防音対策を施して、ポンプの作動音を極力小さくすることができる。
【００１０】
上記した電動バキュームポンプにおいて、前記吸入ポート及び前記排出ポートは、ポンプ軸方向に対するバキュームポンプの投影面内に配置されていることが望ましい。
【００１１】
このようにすることにより、吸入ポート及び前記排出ポートが、バキュームポンプのボディ外径から飛び出さなくなる。そのため、バキュームポンプを車両に搭載する際に、吸入ポートや排出ポートが他の部品などに干渉することがなくなり、搭載性を向上させることができる。
【００１２】
上記した電動バキュームポンプにおいて、前記蓋部材は、樹脂により一体成形されていることが望ましい。
【００１３】
これにより、モータ部を収容するケースとの接合を、ネジなどを使用することなく溶接（樹脂溶着）により行うことができる。その結果、部品点数の削減、及び生産性を向上させることができ、コスト削減を図ることができる。
【００１４】
上記した電動バキュームポンプにおいて、前記吸入ポート及び前記排出ポートは、バキュームポンプの軸方向における一端部側に配置され、各ポートの開口が同じ方向に設けられていることが望ましい。
また、前記モータ部のコネクタも各ポートの開口と同じ方向に設けられていることがより好ましい。
【００１５】
このようにすることにより、バキュームポンプを車両に搭載した際、配管や配線の作業がしやすくなるため、組み付け性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る電動バキュームポンプによれば、上記した通り、簡単な構造で防音対策を施し、作動音を極力小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に係る電動バキュームポンプを含むブレーキシステムの概略構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る電動バキュームポンプを含むブレーキシステムの制御系を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係る電動バキュームポンプの正面図である。
【図４】本実施の形態に係る電動バキュームポンプの上面図である。
【図５】図４に示すＡ−Ａにおける断面図である。
【図６】電動バキュームポンプの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の電動バキュームポンプを具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態では、本発明の電動バキュームポンプをブレーキシステムに適用した場合について説明する。
そこでまず、ブレーキシステムについて、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、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概略構成を示す図である。図２は、実施の形態に係る電動バキュームポンプを含むブレーキシステムの制御系を示すブロック図である。
【００１９】
本実施の形態におけるブレーキシステム１は、図１、図２に示すように、ブレーキペダル１０と、ブレーキブースタ１２と、マスターシリンダ１４と、負圧センサ１６と、電動バキュームポンプ１８（図中「電動ＶＰ」と表記）と、第１逆止弁２０と、第２逆止弁２２と、ＥＣＵ２４と、吸気管圧力検出手段２６と、エンジン停止判定手段２８などを有する。
【００２０】
ブレーキブースタ１２は、図１に示すように、ブレーキペダル１０とマスターシリンダ１４との間に設けられている。このブレーキブースタ１２は、ブレーキペダル１０の踏力に対して所定の倍力比でアシスト力を発生させる。
【００２１】
ブレーキブースタ１２は、その内部がダイアフラム（不図示）にて区画されており、マスターシリンダ１４側に区画される負圧室（不図示）と、大気を導入可能な変圧室（不図示）とが設けられている。そして、ブレーキブースタ１２の負圧室は、第１通路Ｌ１を介してエンジンの吸気管３２に接続する。すなわち、第１通路Ｌ１は、ブレーキブースタ１２の負圧室と吸気管３２とに接続する。これにより、ブレーキブースタ１２の負圧室には、エンジンの駆動時にスロットルバルブ３４の開度に応じて吸気管３２内にて発生する負圧が、第１通路Ｌ１を介して供給される。
【００２２】
マスターシリンダ１４は、ブレーキブースタ１２の動作によりブレーキ本体（不図示）の油圧を高めて、ブレーキ本体において制動力を発生させる。負圧センサ１６は、ブレーキブースタ１２の負圧室内の負圧を検出する。
【００２３】
電動バキュームポンプ１８は、図１に示すように、第２通路Ｌ２に接続されている。つまり、電動バキュームポンプ１８の吸入ポート１４１が第２通路Ｌ２と第１通路Ｌ１とを介してブレーキブースタ１２の負圧室に接続している。なお、電動バキュームポンプ１８の排出ポート１４２は、スロットルバルブ３４より上流側で吸気管２６に接続されて大気開放されている。ここで、第２通路Ｌ２は、第１通路Ｌ１上にて第１逆止弁２０と第２逆止弁２２との間の位置から第１通路Ｌ１と分岐する通路である。
【００２４】
また、電動バキュームポンプ１８は、図２に示すように、電動モータ１１２やリレー３６を介してＥＣＵ２４に接続している。そして、電動バキュームポンプ１８の駆動は、ＥＣＵ２４によるリレーのオン・オフ動作により制御される。
【００２５】
第１逆止弁２０は、第１通路Ｌ１において、第２通路Ｌ２との分岐部分とブレーキブースタ１２との間の位置に設けられている。また、第２逆止弁２２は、第１通路Ｌ１において、第１逆止弁２０よりも吸気管３２側の位置であって第２通路Ｌ２との分岐部分と吸気管３２との間の位置に設けられている。この第１逆止弁２０と第２逆止弁２２は、ともに、吸気管３２側の負圧がブレーキブースタ１２の負圧室側の負圧より高い場合のみ開弁状態になるように構成されており、ブレーキブースタ１２の負圧室側から吸気管３２側への流体の流れのみを許容する。このようにして、ブレーキシステム１は、第１逆止弁２０と第２逆止弁２２により、ブレーキブースタ１２の負圧室内に負圧を封じ込めることができる。
【００２６】
ＥＣＵ２４は、例えばマイクロコンピュータによって構成されており、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インタフェース、及び出力インタフェースを備えている。このＥＣＵ２４には、図２に示すように、負圧センサ１６や電動バキュームポンプ１８や吸気管圧力検出手段２６やエンジン停止判定手段２８やリレー３６などが接続されている。
【００２７】
ここで、電動バキュームポンプ１８について、図３〜図５を参照しながら説明する。図３は、本実施の形態に係る電動バキュームポンプの正面図であり、図４は、本実施の形態に係る電動バキュームポンプの上面図であり、図５は、図４に示すＡ−Ａにおける断面図である。
【００２８】
電動バキュームポンプ１８は、図３及び図４に示すように、円筒形状をなしており、その上端に吸入ポート１４１と排出ポート１４２が設けられ、下端にコネクタ１１８が設けられている。この電動バキュームポンプ１８は、モータ部１１０と、ポンプ部１２０と、樹脂製のケース１３０と、樹脂製の上蓋１４０と、樹脂製の下蓋１６０とを有している。そして、図４に示すように、モータ部１１０とポンプ部１２０とがケース１３０内に配置され、モータ部１１０とポンプ部１２０とを収容するケース１３０が、上蓋１４０と下蓋１６０により閉塞されている。
【００２９】
モータ部１１０は、電動モータ１１２と、金属製のモータケース１１４と、回転軸１１６と、コネクタ１１８とを備えている。電動モータ１１２は、モータケース１１４内に収容されており、固定子１１２ａと回転子１１２ｂを有している。固定子１１２ａはモータケース１１４に固定されており、その内側に回転子１１２ｂが隙間を空けて回転可能に配置されている。
【００３０】
そして、この回転子１１２ｂに回転軸１６が取り付けられている。また、電動モータ１１２（固定子１１２ａ）に給電するための端子１１８ａ，１１８ａを備えるコネクタ１１８が下蓋１６０に設けられている。
これにより、モータ部１１０では、コネクタ１１８を介して接続される外部電源により電動モータ１１２が駆動されて、回転軸１１６が回転駆動されるようになっている。なお、回転軸１１６は、モータケース１１４に固定された軸受により回転可能に支持されている。
【００３１】
ポンプ部１２０は、ベーン式バキュームポンプにより構成され、ケース１３０内においてモータ部１１０の上部に配置されている。ここで、ベーン式バキュームポンプは、円柱形状をなすポンプ室内に偏心状態で配設されたロータに溝を設け、この溝に複数枚のベーンがロータ径方向に移動可能に挿入された構造を有している。ロータが回転すると、遠心力によりベーンが溝から突出し、ベーンがポンプ室内周面と摺接することにより、隣り合うポンプ室間の気密が維持される。これとともに、ベーンにより区画された閉塞空間の容積が増減することで、空気の吸入、圧縮、排出が行われ、ポンプ室内に負圧が発生するようになっている。
【００３２】
具体的に、ポンプ部１２０には、内周面が略円筒形状に形成されたハウジング１２１が備わっている。なお、内周面が略円筒形状とは、ハウジングの断面が、真円形や楕円形であることに限られず、曲線で囲まれた円形であることを意味する。ハウジング１２１の両端は円形状のカバー部材１２２ａ，１２２ｂで塞がれており、ハウジング１２１の内周面および各カバー部材１２２ａ，１２２ｂによってポンプ室１２３が形成されている。そして、ハウジング１２１がケース１３０に固定されている。
【００３３】
ポンプ室１２３の内部には、円柱形のロータ１２４が、ポンプ室１２３の中心軸に対して偏心された軸を中心軸として回転自在に収容されている。このロータ１２４は、電動モータ１１２の回転軸１１６に連結されている。これにより、ロータ１２４は、回転軸１１６を介して電動モータ１１２の回転駆動に連動して回転するようになっている。
【００３４】
そして、ロータ１２４は、軸から径方向に放射状に形成された複数のベーン溝を有している。各ベーン溝には、平板形状に形成されたベーン１２５が、円柱形のロータ１２４の径方向に進退するように摺動自在に嵌合されている。これらのベーン１２５は、放射線状に等間隔に配置されている。ベーン１２５の径方向外側端部は、ロータ１２４の回転時にベーン１２５に付与される遠心力によってハウジング１２１の内周面に摺接するようになっている。ベーン１２５の上下端面は、それぞれカバー部材１２２ａ，１２２ｂと接触している。このようにして、ベーン１２５が、ポンプ室１２３内を区画している。
【００３５】
ポンプ室１２３は、吸入口１２６および吐出口１２７によって外部と連通している。吸入口１２６は、ポンプ室１２３に連通するようにカバー部材１２２ａに設けられている。吸入口１２６には、吸入ポート１４１に連結されたインレットパイプ１４１ａが気密に接続されており、ポンプ外部の空気をポンプ室１２３内に引き込むようにされている。同様に、吐出口１２７も、ポンプ１２３室に連通するようにカバー部材１２２ａに設けられている。そして、吐出口１２７から排気は、排出ポート１４２を介してポンプ外部へ排出されるようになっている。
【００３６】
上蓋１４０は、上記のモータ部１１０及びポンプ部１２０を収容するケース１３０の上部開口端を閉塞する樹脂部材であり、本発明の「蓋部材」の一例である。つまり、上蓋１４０は、ポンプ部側からケース１３０を閉鎖している。
この上蓋１４０には、ポンプ部１２０に空気をポンプ外部から吸入するための吸入ポート１４１と、吸入ポート１４１に連結されるインレットパイプ１４１ａと、ポンプ部１２０の吐出口１２７に連通する空間が設けられたサイレンサ部１４３と、ポンプ部１２０から排出された排気をポンプ外部へ排出する排出ポート１４２と、排出ポート１４２に設けられた絞り部１４２ａとを備えている。そして、これらの吸入ポート１４１、インレットパイプ１４１ａ、排出ポート１４２及び絞り部１４２ａが、上蓋１４０とともに一体成形されている。これにより、モータ部１１０を収容するケース１３０との接合を、ネジなどを使用することなく溶接により行うことができる。本実施の形態では、上蓋１４０とケース１３０の外周端面同士を超音波溶着により接合している。これらの結果として、電動バキュームポンプ１８の部品点数の削減、及び生産性を向上させることができ、コスト削減を図ることができる。
【００３７】
そして、この上蓋１４０の内部空間によりサイレンサ部１４３が形成されている。また、排出ポート１４２に絞り部１４２ａが形成されている。これにより、ポンプ部１２０の吐出口１２７から排出された排気は、サイレンサ部１４３を通過した後、絞り部１４２ａを流れてポンプ外部へと排出される。そのため、排気に繰り返し負荷を与えることができる結果、ポンプ作動音を極力小さくすることができる。このように、電動バキュームポンプ１８によれば、非常に簡単な構造により効率良く防音対策を施すことができる。
なお、絞り部１４２ａの形状は、特に限定されることなく、図５に示すように排出ポートのすべてを細くして絞りにした形状でも、排出ポートの一部を絞った形状であっても良い。
【００３８】
また、上蓋１４０に設けられた吸入ポート１４１と排出ポート１４２は、ポンプ軸方向（長手方向）に対する電動バキュームポンプ１８の投影面内に配置されている（図４参照）。言い換えると、吸入ポート１４１及び排出ポート１４２が、電動バキュームポンプ１８のボディ外径から飛び出さないように配置されている。そのため、電動バキュームポンプ１８を車両に搭載する際に、吸入ポート１４１や排出ポート１４２が他の部品などに干渉することがなくなり、搭載性を向上させることができる。なお、電動バキュームポンプ１８を車両に搭載する方向は、特に限定されない。
【００３９】
さらに、吸入ポート１４１と排出ポート１４２とは、上蓋１４０の上端（バキュームポンプの軸方向における端部）に配置され、それぞれの開口が同じ方向（図３の紙面手前側）に向いて設けられている。これにより、電動バキュームポンプ１８を車両に搭載した際、配管の作業がしやすくなるため、組み付け性を向上させることができる。
【００４０】
下蓋１６０は、上記のモータ部１１０及びポンプ部１２０を収容するケース１３０の下部開口端を閉塞する樹脂部材であり、モータ部側からケース１３０を閉鎖している。
この下蓋１６０には、モータ部１１０から延設された端子１１８ａを備えるコネクタ１１８が一体成形により設けられている。これにより、モータ部１１０を収容するケース１３０との接合を、ネジなどを使用することなく溶接により行うことができる。本実施の形態では、下蓋１６０とケース１３０の外周端面同士を超音波溶着により接合している。これらの結果として、電動バキュームポンプ１８の部品点数の削減、及び生産性を向上させることができ、コスト削減を図ることができる。
【００４１】
そして、下蓋１６０に設けられたコネクタ１１８は、吸入ポート１４１及び排出ポート１４２の開口と同じ方向に向いて設けられている。これにより、電動バキュームポンプ１８を車両に搭載した際、電気配線の作業がしやすくなるため、組み付け性をさらに向上させることができる。
【００４２】
このような構成を有する電動バキュームポンプ１８は、外部からの給電により電動モータ１１２が回転駆動されると、それに連動してロータ１２４が回転する。そうすると、遠心力によりベーン１２５がベーン溝に沿って摺動して、ベーン１２５の端面がハウジング１２１の内周面に当接し、その状態を保ちながらハウジング１２１の内周面に沿って回転する。このロータ１２４の回転に伴い各ポンプ１２３室の体積が膨張または圧縮されることによって、吸入口１２６からポンプ室１２３内に空気が吸入されるとともに、吐出口１２７からポンプ室１２３内の空気が排出される。この動作により、ポンプ室１２３内に負圧が作り出される。
【００４３】
すなわち、ブレーキシステム１において、電動バキュームポンプ１８は、ＥＣＵ２４からの駆動開始信号に基づいてリレー３６がオンされ駆動を開始して、吸入ポート１４１から第２通路Ｌ２と第１通路Ｌ１とを介してブレーキブースタ１２の負圧室内に負圧を供給する。また、電動バキュームポンプ１８は、ＥＣＵ２４からの駆動停止信号に基づいてリレー３６がオフされ駆動を停止して、吸入ポート１４１から第２通路Ｌ２と第１通路Ｌ１とを介してブレーキブースタ１２の負圧室内に負圧を供給することを停止する。
【００４４】
そして、ブレーキシステム１では、エンジンが稼働しており、吸気管負圧が発生している場合には、第１通路Ｌ１を介して吸気管３２内の負圧がブレーキブースタ１２の負圧室内に供給されて、ブレーキブースタ１２の負圧室内の負圧を調整することができる。また、エンジンが停止した場合や負圧が不足しているとＥＣＵ２４がした場合には、ＥＣＵ２４がリレーをオンすることにより、電動バキュームポンプ１８を駆動させて第２通路Ｌ２と第１通路Ｌ１とを介して負圧をブレーキブースタ１２の負圧室内に供給して、ブレーキブースタ１２の負圧室内の負圧を調整することができる。
【００４５】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る電動バキュームポンプ１８によれば、吸入ポート１４１及び排出ポート１４２を上蓋１４０に設け、上蓋１４０の内部に空間部を形成してサイレンサ部１４３を設けるとともに、排出ポート１４２に絞り部１４２ａを形成した非常に簡単な構造によって防音対策を施して、ポンプの作動音を極力小さくすることができる。
【００４６】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、外径がポンプ部を収容する部分とモータ部を収容する部分とで異なる段差があるケース１３０を用いてるが、図６に示すように、ポンプ部とモータ部の外径をほぼ同一にし、段差のないストレート形状のケース１３０ａを用いても良い。これにより、電動バキュームポンプを車両に搭載する際の搭載性を一層向上させることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１    ブレーキシステム
１０  ブレーキペダル
１２  ブレーキブースタ
１４  マスタシリンダ
１８  電動バキュームポンプ
２４  ＥＣＵ
３２  吸気管
１１０  モータ部
１１８  コネクタ
１２０  ポンプ部
１２６  吸入口
１２７  排出口
１３０  ケース
１４０  上蓋
１４１  吸入ポート
１４２  排出ポート
１４２ａ  絞り部
１４３  サイレン部
１６０  下蓋
【図１】
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【図２】
2014084837.tif 000004
【図３】
2014084837.tif 000005
【図４】
2014084837.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014084837.tif 000008