(57)【要約】【課題】異音の原因となるリードバルブの共振を好適に抑制することのできるベーン式バキュームポンプを提供する。【解決手段】ベーン式バキュームポンプは、吸引した空気を吐出する吐出口１０と、その吐出口１０を開閉するリードバルブ部１１とを有する。リードバルブ部１１は、吐出口１０の開口を覆うように設置された第１リードバルブ１２と、その第１リードバルブ１２に重ねて設置された第２リードバルブ１３とを備える。第１リードバルブ１２と第２リードバルブ１３とは、板厚を異ならせることで、異なった共有振動数を有するように形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を吸入して吐出口から吐出する、ベーン式バキュームポンプにおいて、
前記吐出口に設置された第１リードバルブと、
前記第１リードバルブに重ねて設置され、同第１リードバルブとは異なる共振周波数を有した第２リードバルブと、
を備えることを特徴とするベーン式バキュームポンプ。
【請求項２】
前記第１リードバルブおよび前記第２リードバルブは、板厚が異ならされている、
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。
【請求項３】
前記第１リードバルブおよび前記第２リードバルブは、形状が異ならされている、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のベーン式バキュームポンプ。
【請求項４】
前記第１リードバルブおよび前記第２リードバルブは、材質が異ならされている、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のベーン式バキュームポンプ。
【請求項５】
前記第１リードバルブおよび前記第２リードバルブの外側に設けられて、それらの開弁量を制限するストッパー部材を備える、
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のベーン式バキュームポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体を吸入して吐出口から吐出する、ベーン式バキュームポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のようなベーン式バキュームポンプとして、特許文献１に記載のものが知られている。同文献に記載のベーン式バキュームポンプの吐出口には、リードバルブが設置され、気体の吐出圧でそのリードバルブが撓むことで、吐出口の開閉が行われている。なお、同文献には、リードバルブを、単板、あるいは積層板からなるリーフスプリングによって形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０５７６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなリードバルブを備えるベーン式バキュームポンプでは、吐出口から吐出される気体の流れの乱れにより、リードバルブが共振することがある。リードバルブの共振は、吐出口から吐出される気体に脈動を発生させ、その脈動は、ベーン式バキュームポンプの設置空間に圧力変動を生じさせる。そして、その圧力変動により、上記設置空間の壁面が振動して、その振動エネルギーが外部に音として放射されて、異音が発生する。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、異音の原因となるリードバルブの共振を好適に抑制することのできるベーン式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】
上記課題を解決するベーン式バキュームポンプは、気体を吸入して吐出口から吐出する、ベーン式バキュームポンプにおいて、その吐出口に設置された第１リードバルブと、その第１リードバルブに重ねて設置された、第１リードバルブとは異なる共振周波数を有した第２リードバルブとを有する。
【０００７】
こうしたベーン式バキュームポンプでは、気体の吐出圧により、第１リードバルブおよび第２リードバルブが撓むことで、吐出口が開閉される。これら第１リードバルブおよび第２リードバルブは、それらの開閉周期の逆数が自身の共振周波数に近づくと、共振するようになる。ただし、第１リードバルブと第２リードバルブとでは、共振周波数が違うため、それらが同時に共振することはない。そのため、２つのリードバルブのいずれかに共振が生じても、共振していないもう一方のリードバルブによってその振動が規制されるようになる。したがって、異音の原因となるリードバルブの共振を好適に抑制することができる。なお、両リードバルブの異なった共振周波数の設定は、例えばそれらの板厚、形状、材質を異ならせることで行うことができる。
【０００８】
また、第１リードバルブおよび第２リードバルブの外側に、それらの開弁量を制限するストッパー部材を設けるようにしてもよい。このようにすれば、共振時などにおける第１リードバルブおよび第２リードバルブの過剰変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のベーン式バキュームポンプの正面図。
【図２】同ポンプに設けられたリードバルブ部の斜視図。
【図３】同リードバルブ部の分解斜視図。
【図４】（a）は閉弁時におけるリードバルブ部の状態を、（ｂ）は開弁時におけるリードバルブ部の状態をそれぞれ示す断面図。
【図５】第２実施形態のベーン式バキュームポンプについて、（ａ）はそのリードバルブ部が備える第１リードバルブの平面図であり、（ｂ）は同リードバルブ部が備える第２リードバルブの平面図である。
【図６】第２実施形態のベーン式バキュームポンプの変形例について、（ａ）はそのリードバルブ部が備える第１リードバルブの平面図であり、（ｂ）は同リードバルブ部が備える第２リードバルブの平面図である。
【図７】第２実施形態のベーン式バキュームポンプの更なる変形例について、（ａ）はそのリードバルブ部が備える第１リードバルブの平面図であり、（ｂ）は同リードバルブ部が備える第２リードバルブの平面図である。
【図８】第３実施形態のベーン式バキュームポンプについて、（ａ）はそのリードバルブ部が備える第１リードバルブの平面図であり、（ｂ）は同リードバルブ部が備える第２リードバルブの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、ベーン式バキュームポンプの第１実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１に示されるベーン式バキュームポンプは、その下側の部分がオイルに浸された状態で、エンジンのシリンダーヘッドの内部に設置される。ベーン式バキュームポンプは、カムシャフトに連結され、その回転より動作して、例えばブレーキブースターなどの負圧アクチュエーターから空気を吸引して、シリンダーヘッド内に吐出する。
【００１２】
ベーン式バキュームポンプは、上記吸引した空気を吐出するための吐出口１０を有する。吐出口１０は、ベーン式バキュームポンプがシリンダーヘッドカバー内に設置されたときに、上記オイルの液面よりも少し上側の位置に位置される。また、ベーン式バキュームポンプは、吐出口１０を開閉するリードバルブ部１１を有する。
【００１３】
図２に、リードバルブ部１１の斜視構造を示す。同図に示すように、リードバルブ部１１は、第１リードバルブ１２、第２リードバルブ１３、ストッパー部材１４を備える。
図３に、リードバルブ部１１の分解斜視構造を示す。同図に示すように、第１リードバルブ１２、第２リードバルブ１３、ストッパー部材１４の図中右側の端部にはそれぞれ、通孔１２ｃ，１３ｃ，１４ｃが空けられている。そしてそれらは、吐出口１０側から第１リードバルブ１２、第２リードバルブ１３、ストッパー部材１４の順に重ね置き、吐出口１０側方のネジ穴１５に、それらの通孔１２ｃ，１３ｃ，１４ｃを通してボルト１６を締結することで、ポンプ本体１７に一括して取り付けられる。
【００１４】
第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３は、材質および平面形状は同じであるが、板厚が異なっている。同図では、第２リードバルブ２２の板厚が第１リードバルブ２１の板厚よりも大となっているが、第１リードバルブ２１の板厚を第２リードバルブ２２の板厚よりも大としてもよい。
【００１５】
これら第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３は、ボルト１６によりポンプ本体１７に固定される固定部分１２ａ，１３ａと、弾性変形が許容された弁体部分１２ｂ，１３ｂとからなり、それらの弁体部分１２ｂ，１３ｂは、吐出口１０の開口全体を覆う形状、大きさに形成されている。そして、第１リードバルブ１２は、その弁体部分１２ｂが吐出口１０の開口周縁に設けられた弁座１８に当接するように設置され、第２リードバルブ１３は、弁体部分１２ｂ，１３ｂが互いに摺接した状態で、第１リードバルブ１２の上に重ね合わされるように設置される。
【００１６】
ストッパー部材１４は、第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３よりも板厚の大きい金属板からなる。そして、ストッパー部材１４は、ボルト１６による固定される側の端からその反対側の端に向かうほど、吐出口１０から離れるように湾曲形成されている。
【００１７】
続いて、こうしたベーン式バキュームポンプのリードバルブ部１１によりもたらされる作用を説明する。
ベーン式バキュームポンプの動作中、吐出口１０からは間欠的に空気が吐出される。リードバルブ部１１は、空気の吐出時には、吐出口１０を開き、非吐出時には、吐出口１０を閉じるように動作する。
【００１８】
図４（ａ）は、吐出口１０が閉じられたときのリードバルブ部１１の状態を示している。同図に示すように、このときの第１リードバルブ１２の弁体部分１２ｂは、弁座１８に接触し、吐出口１０の開口を閉塞している。
【００１９】
図４（ｂ）は、吐出口１０を開かれたときのリードバルブ部１１の状態を示している。吐出口１０からの空気の吐出が開始されると、その圧力により、第１リードバルブ１２の弁体部分１２ｂが、さらにはそれに当接された第２リードバルブ１３の弁体部分１３ｂが湾曲するように撓む。そして、これにより、第１リードバルブ１２の弁体部分１２ｂが弁座１８から離れ、吐出口１０が開かれる。
【００２０】
第１リードバルブ１２、第２リードバルブ１３は、吐出口１０の開閉の周期の逆数が自身の固有振動数に近づくと、共振するようになる。仮に、第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３が同時に共振することがあると、吐出口１０から吐出される空気に脈動が発生し、ベーン式バキュームポンプが設置されたシリンダーヘッドカバー内の空間に圧力変動が生じる。そして、その圧力変動により、シリンダーヘッドカバーの壁面が振動し、その振動エネルギーが外部に音として放射されることで、異音が発生してしまう。
【００２１】
その点、本実施形態のベーン式バキュームポンプでは、板厚の異なった第１リードバルブ２１および第２リードバルブ２２は、異なった共振周波数を有するため、同時には共振しない。そのため、それらの一方が共振しても、その振動が、共振していないもう一方により抑えられようになり、共振時の振動振幅がより小さくなる。
【００２２】
また、重ねて設置された第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３の接触面間には、吐出口１０の開閉時に相対摺動が生じる。そのため、本実施形態のベーン式バキュームポンプでは、その相対摺動による接触面間の摩擦により、第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３の振動が減衰されるようにもなる。
【００２３】
なお、本実施形態のベーン式バキュームポンプでは、ストッパー部材１４によって、一定量を超えた第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３の開弁は禁止される。そのため、吐出口１０からの空気の吐出圧が過大となったときにも、第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３が開き過ぎないようになる。
【００２４】
以上説明した本実施形態のベーン式バキュームポンプによれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態のベーン式バキュームポンプでは、その吐出口１０を開閉するリードバルブを、重ねて設置され、異なる共振周波数を有した第１リードバルブ２１、第２リードバルブ２２により構成している。そのため、異音の原因となるリードバルブの共振を好適に抑制することができる。
【００２５】
（２）重ねて設置された第１リードバルブ２１および第２リードバルブ２２の接触面間の摩擦により、それらの振動が減衰されるため、それによっても、リードバルブの共振が抑えられる。
【００２６】
（３）第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３の外側に、それらの開弁量を制限するストッパー部材１４が設けられているため、恒久的に変形が残るような第１リードバルブ１２および第２リードバルブ１３の過剰変形を好適に抑制することができる。
【００２７】
（４）異なる板厚とするだけで、第１リードバルブ１２、第２リードバルブ１３の共振周波数を容易に異ならせることができる。例えば、第１リードバルブ１２、第２リードバルブ１３をプレス加工で製造する場合、素材となる板金の板厚を変えることで、同じプレス型を使ってそれらを製造可能である。
【００２８】
（第２実施形態）
次に、ベーン式バキュームポンプの第２実施形態を、図５〜図７を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上記実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２９】
図５（ａ）、（ｂ）に、本実施形態のベーン式バキュームポンプに使用する、２枚のリードバルブを示す。同図（ａ）に示される第１リードバルブ２１は、吐出口１０周囲の弁座１８に接するように設置され、同図（ｂ）に示される第２リードバルブ２２は、弁体部分が互いに摺接した状態で第１リードバルブ２１に重ねて設置される。第１リードバルブ２１、第２リードバルブ２２は、材質および板厚は同じであるが、平面形状が異なっている。例えば同図の場合、第２リードバルブ２２は、第１リードバルブ２１よりもその弁体部分が小さくされている。
【００３０】
こうした本実施形態でも、平面形状の異なる第１リードバルブ２１および第２リードバルブ２２は、異なった共振周波数を有する。そのため、第１リードバルブ２１および第２リードバルブ２２が同時に共振しなくなり、共振異音の原因となるリードバルブの共振が好適に抑制される。したがって、以上説明した本実施形態のベーン式バキュームポンプによっても、上記（１）〜（３）に記載の効果を奏することができる。
【００３１】
なお、図５の例では、第１リードバルブ２１よりも弁体部分が小さくなるように第２リードバルブ２２を形成することで、両者を異なった形状としていたが、例えば以下のような他の態様で両者の形状を異ならせるようにしてもよい。
【００３２】
・図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、第１リードバルブ２３よりも弁体部分が大きくなるように第２リードバルブ２４を形成することでも、両者の共振周波数を異ならせることができる。
【００３３】
・図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、第１リードバルブ２５および第２リードバルブ２６のいずれか（同図では第２リードバルブ２６）の弁体部分に穴２７を空けることで、両者の共振周波数を異ならせるようにしてもよい。また、第１および第２リードバルブの双方に穴を空けるとともに、その穴の形状や大きさ、数を異ならせることで、両者を異なった共振周波数とすることも可能である。
【００３４】
（第３実施形態）
次に、ベーン式バキュームポンプの第３実施形態を、図８を併せ参照して詳細に説明する。なお本実施形態にあって、上述の実施形態と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
図８（ａ）、（ｂ）に、本実施形態のベーン式バキュームポンプに使用する、２枚のリードバルブを示す。同図（ａ）に示される第１リードバルブ２８は、吐出口１０周囲の弁座１８に接するように設置され、同図（ｂ）に示される第２リードバルブ２９は、弁体部分が互いに摺接した状態で第１リードバルブ２８に重ねて設置される。第１リードバルブ２８、第２リードバルブ２９は、寸法形状は同じであるが、材質が異なっている。
【００３６】
こうした本実施形態でも、材質の異なる第１リードバルブ２８および第２リードバルブ２９は、異なった共振周波数を有する。そのため、第１リードバルブ２８および第２リードバルブ２９が同時に共振しなくなり、共振異音の原因となるリードバルブの共振が好適に抑制される。したがって、以上説明した本実施形態のベーン式バキュームポンプによっても、上記（１）〜（３）に記載の効果を奏することができる。
【００３７】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第１，第２リードバルブ、ストッパー部材の形状は、適用されるベーン式バキュームポンプの吐出口の形状に合わせて適宜変更することができる。
【００３８】
・ストッパー部材１４は、省略してもよい。
・第１、第２リードバルブの板厚、形状、材質のうちの２つ、またはすべてを異ならせることで、両リードバルブの共振周波数を異ならせるようにしてもよい。
【００３９】
・上記実施形態では、第１、第２リードバルブを別部材としていたが、弁体部分が互いに摺接しただけの状態となっているのであれば、それらを一体形成するようにしてもよい。例えば、一枚の板材を２つ折にすることで、弁体部分が互いに摺接した状態となるように２枚重ねられたリードバルブを形成することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…吐出口、１１…リードバルブ部、１２…第１リードバルブ（１２ａ…固定部分、１２ｂ…弁体部分、１２ｃ…通孔）、１３…第２リードバルブ（１３ａ…固定部分、１３ｂ…弁体部分、１３ｃ…通孔）、１４…ストッパー部材（１４ｃ…通孔）、１５…ネジ穴、１６…ボルト、１７…ポンプ本体、１８…弁座、２１，２３，２５，２８…第１リードバルブ、２２，２４，２６，２９…第２リードバルブ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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