(57)【要約】【課題】信頼性が高く、電力ピークを低く抑えることができる自動車のモータ用真空ポンプおよび前記真空ポンプに用いられる一方向弁を提供する。【解決手段】本発明は、ステータ２と、ステータ２内に形成されたチェンバ３と、チェンバ３内部に回転自在に取り付けられ、回転により負圧を発生させる少なくとも１つの羽根４とを備えた自動車のモータ用真空ポンプ１に関する。ステータ２は、空気取入口と、オイル取入口と、第１の排出口３０とを有し、第１の一方向弁３５が、第１の排出口３０で作動する。本発明は、さらに、前記真空ポンプに使用される一方向弁に関する。このような弁は、第１の一方向弁３５を形成する第１のブレード３５ａと、少なくとも１つの第２の一方向弁５５を形成する少なくとも１つの第２のブレード５５ａとを有するブレード体６０を備える。【選択図】図２
2008542617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ（２）と、
前記ステータ（２）内に形成されたチェンバ（３）と、
前記チェンバ（３）内部に回転自在に取り付けられ、回転により負圧を発生させる少なくとも１つの羽根（４）と
を備えた、自動車のモータ用真空ポンプ（１）において、
前記ステータ（２）が、少なくとも１つの空気取入口と、少なくとも１つのオイル取入口と、第１の排出口（３０）とを有し、
さらに、前記第１の排出口（３０）で作動する第１の一方向弁（３５）を備え、
前記ステータ（２）が前記第１の排出口（３０）と別個の少なくとも１つの第２の排出口（５０）と、前記少なくとも１つの第２の排出口（５０）で作動する少なくとも１つの第２の一方向弁（５５）とを有することを特徴とする自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項２】
請求項１において、前記少なくとも１つの第２の排出口（５０）が、前記第１の排出口（３０）に近接して設けられた自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項３】
請求項１または２において、前記少なくとも１つの第２の排出口（５０）が、前記第１の排出口（３０）よりも小さい寸法である、自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項において、前記少なくとも１つの第２の排出口（５０）が、前記羽根（４）の回転時に前記チェンバ（３）へと導入されるオイルの流量に相当する量のオイルを排出するように形成された、自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項５】
請求項４において、前記少なくとも１つの第２の排出口（５０）が、前記羽根（４）の回転時に排出されるオイルの流量によって完全にふさがれるような寸法を持つ、自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項において、前記少なくとも１つの第２の一方向弁（５５）が、前記第１の一方向弁（３５）よりも寸法が小さい、自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項７】
請求項６において、前記少なくとも１つの第２の一方向弁（５５）が、前記少なくとも１つの第２の排出口（５０）の寸法に従って形成された、自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項において、前記第１の一方向弁（３５）と前記少なくとも１つの第２の一方向弁（５５）とが、異なる材料で作られた、自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項９】
請求項８において、前記少なくとも１つの第２の一方向弁（５５）が、前記第１の一方向弁（３５）の材料よりも低い剛性の材料で製造された、自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項において、前記少なくとも１つの第２の一方向弁（５５）が、前記少なくとも１つの第２の排出口（５０）の位置で前記ステータ（２）の外表面（１０ａ）上に、ブレード（５５ａ）が回転自在に支持されている、自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項１１】
請求項２から７のいずれか一項において、前記第１の一方向弁（３５）と前記少なくとも１つの第２の一方向弁（５５）とが、単一のブレード体（６０）で構成され、この単一のブレード体（６０）が、前記第１の排出口（３０）と前記少なくとも１つの第２の排出口（５０）の位置で前記ステータ（２）の外表面（１０）上に、回転自在に支持されており、前記単一のブレード体（６０）は、前記第１の一方向弁（３５）を形成する第１のブレード（３５ａ）と、前記少なくとも１つの第２の一方向弁（５５）を形成する少なくとも１つの第２のブレード（５５ａ）とを備えた、自動車のモータ用真空ポンプ（１）。
【請求項１２】
第１の一方向弁（３５）を形成する第１のブレード（３５ａ）と、少なくとも１つの第２の一方向弁（５５）を形成する少なくとも１つの第２のブレード（５５ａ）とを有するブレード体（６０）を備えた、自動車のモータ用真空ポンプに使用される一方向弁。
【請求項１３】
請求項１２において、前記少なくとも１つの第２のブレード（５５ａ）が、前記第１のブレード（３５ａ）よりも寸法が小さい、自動車のモータ用真空ポンプに使用される一方向弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のモータ用真空ポンプ、特に、自動車のモータのサーボブレーキシステムに用いられる真空ポンプに関する。
【０００２】
本発明は、このような真空ポンプに用いられる一方向弁にも関する。
【背景技術】
【０００３】
公知のとおり、自動車のモータ、例えば大型自動車のモータおよび／または高出力の自動車のモータは一般的に、サーボブレーキのような自動車内の装置を起動させ作動させる目的で、所定の負圧を作り出すための真空ポンプを備える。
【０００４】
一般的に自動車の真空ポンプは、所望の負圧を発生させるように、ステータ（固定子）と、ステータ内部に設けられた負圧室と、前記負圧室（真空ポンプチェンバ）内部で回転自在に取り付けられた羽根（ベーン）とを備える。羽根の両端部は、ステータの内面に密封接触している。
【０００５】
また、ステータは、空気および潤滑オイルの取入口と、排出口とを備える。
【０００６】
真空ポンプチェンバ内の羽根の回転と、それと同時に行われる、ステータの内面と羽根の両端部との密封作用により、所望の負圧が得られる。大気圧下で加圧タンクから真空ポンプチェンバへと取り込まれた空気は、羽根によって、所定の容積を持つ区域から、それよりも大きい容積を持った区域へと押し込まれる。このようにして気圧を低下させる。オイルは、潤滑剤の役割を果たすだけでなく、羽根の回転中に、羽根の両端部とステータの内面との間の密封作用を作り出すのに貢献する。
【０００７】
一方向弁は、排出口側で作動する。先行技術では、一方向弁は一般的に、上記の排出口の位置でステータの外表面上に回転自在に支持された単一のブレードからなる。
【０００８】
一方向弁は以下の機能を実行するように作動する。
−サーボブレーキシステムが作動していないときに、真空ポンプチェンバと外部環境との間の密封作用を確保する。
−ブレーキ動作中、すなわちサーボブレーキシステムが使用中に、空気の排出を許容する。
−潤滑オイルの排出を許容する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記先行技術には、複数の問題点があった。このような問題点は主として、空気とオイルの排出が、極めて異なる特性を持つという事実が原因である。
【００１０】
一方向弁が排出口から動く度に、すなわち、ブレーキがかかる度に、またはサーボブレーキシステムが使用されるときに、空気が排出される。サーボブレーキシステムを後で再度使用するため、サーボブレーキシステムを不作動状態に直ちにリセットできるように、空気の排出は、できるだけ短い時間で実行すべきである。このため、排出口および一方向弁は、必要な空気の排出量に従って、すなわち、空気を瞬時に排出できるように設計される。
【００１１】
一方で、真空ポンプチェンバに導入されるオイルの流量は、特に低作動領域においてかなり小さいが、いずれにせよ、空気の排出量よりもはるかに小さい。したがってこのような作動領域のときは、断続的にオイルが排出される。つまり、ブレード弁を移動させて排出口を開放させるのに十分な圧力を、ブレード弁（前述のとおり、空気の排出量に従って設計される）に発生させるのに十分な量のオイルが真空ポンプチェンバ内に蓄積された後にのみ、オイルが排出される。しかしながら、これらの条件では、極めて高い圧力でオイルが流出し、ブレード弁に大きな疲労応力が生じる。
【００１２】
一方で、高作動領域において、オイルの流量は大幅に多くなる。したがってこの場合、オイルは連続的に排出される。そのため、これらの条件では、ブレード弁は常時開放状態になる。その結果、外部から真空ポンプチェンバへ直接空気が流入する。このような排出口から真空ポンプチェンバへ流入した空気は、羽根の回転により、圧縮される。このため、一定の作動力が必要となる。それゆえに、これらの条件では、真空ポンプによる電力吸収がピークに達する。
【００１３】
本発明の目的は、先行技術に関して上述の課題を克服するか、少なくとも改善することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
したがって、本発明の第１の態様における真空ポンプは、ステータと、前記ステータ内に形成されたチェンバと、前記チェンバ内部に回転自在に取り付けられ、回転により負圧を発生させる少なくとも１つの羽根とを備えた、自動車のモータ用真空ポンプにおいて、前記ステータが、少なくとも１つの空気取入口と、少なくとも１つのオイル取入口と、第１の排出口とを有し、さらに、前記第１の排出口で作動する第１の一方向弁を備え、前記ステータが前記第１の排出口と別個の少なくとも１つの第２の排出口と、前記少なくとも１つの第２の排出口で作動する少なくとも１つの第２の一方向弁とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、空気排出とオイル排出とを物理的および機能的に分離することができる。また、本発明によれば、一方の排出口とそれに対応する一方向弁とを、空気の排出量に従って形成でき、もう一方の排出口とそれに対応する一方向弁とを、オイルの排出流量に従って（例えば、羽根の回転時に真空ポンプチェンバへと導入されるオイルの流量に従って）形成することができる。これにより、低作動領域でも、オイルを連続的に排出することができるようになり、一方向弁の疲労応力を削減できる。したがって、従来の真空ポンプブレード弁に採用される材料よりも安価な材料を用いることができる。
【００１６】
本発明によると、排出中に、起こり得る真空ポンプへの空気逆流も（解消するとまではいかなくとも）削減させることも可能であり、これにより、従来技術において一般的に発生する電力吸収のピークを大幅に（解消するとまではいかなくとも）削減させることができる。
【００１７】
好ましくは、前記少なくとも１つの第２の排出口が、前記第１の排出口に近接して設けられている。
【００１８】
より好ましくは、前記少なくとも１つの第２の排出口が、前記第１の排出口よりも小さい寸法である。
【００１９】
本発明の真空ポンプの好ましい実施形態においては、前記少なくとも１つの第２の排出口が、前記羽根の回転時に真空ポンプチェンバへと導入されるオイルの流量に相当する量のオイルを排出するように形成されている。これにより、オイルの排出を連続的に実行することができる。
【００２０】
より好ましくは、前記少なくとも１つの第２の排出口が、羽根の回転時に排出されるオイルの流量によって完全にふさがれるような寸法を持つ。これにより、オイルの排出中、外部からの空気の逆流により、真空ポンプチェンバに空気が入ってくるのを防ぐことができる。先行技術に関して前述したように、逆流空気が真空ポンプチェンバに入ってきた場合、真空ポンプの電力吸収がピークに達してしまう。本発明によれば、真空ポンプの電力吸収は、一定となる。
【００２１】
好ましくは、前記少なくとも１つの第２の一方向弁が、前記第１の一方向弁よりも寸法が小さい。より好ましくは、前記少なくとも１つの第２の一方向弁が、前記少なくとも１つの第２の排出口の寸法および／または羽根の回転時に真空ポンプチェンバへと導入されるオイルの流量に従って形成される。
【００２２】
本発明の真空ポンプの第１の実施形態において、前記第１の一方向弁と前記少なくとも１つの第２の一方向弁とが、異なる材料で作られる。
【００２３】
このような実施形態において、好ましくは、前記少なくとも１つの第２の一方向弁が、前記第１の一方向弁（３５）の材料よりも低い剛性の材料で製造される。これにより、第１の一方向弁に使用される材料と比べてより安価な材料を、第２の一方向弁に使用することができる。
【００２４】
より好ましくは、前記少なくとも１つの第２の一方向弁が、前記少なくとも１つの第２の排出口の位置で前記ステータの外表面上に、ブレードが回転自在に支持されて、第２の排出口を開閉する。
【００２５】
本発明の真空ポンプの好ましい実施形態では、前記第１の一方向弁と前記少なくとも１つの第２の一方向弁とが、単一のブレード体で構成され、この単一のブレード体が、前記第１の排出口と前記少なくとも１つの第２の排出口の位置で前記ステータの外表面上に、回転自在に支持されて、第１の排出口および第２の排出口を開閉し、前記単一のブレード体は、前記第１の一方向弁を形成する第１のブレードと、前記少なくとも１つの第２の一方向弁を形成する少なくとも１つの第２のブレードとを備える。
【００２６】
この構成によれば、ブレード体の第１のブレードが、空気の排出に用いられ、空気の排出量および／または上記第１の排出口の寸法に従って形成される。一方、ブレード体の第２のブレードは、オイルの排出に用いられ、オイルの排出流量（例えば、羽根の回転時に真空ポンプチェンバへと導入されるオイルの流量）および／または上記第２の排出口の寸法に従って形成される。
【００２７】
本発明の第２の構成において本発明に係る一方向弁は、第１の一方向弁を形成する第１のブレードと、少なくとも１つの第２の一方向弁を形成する少なくとも１つの第２のブレードとを有するブレード体を備えるものである。
【００２８】
このような一方向弁を、本発明の真空ポンプに使用することができ、それにより前述された全ての効果を奏することができる。
【００２９】
好ましくは、前記少なくとも１つの第２のブレードが、前記第１のブレードよりも寸法が小さい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照しつつ行われる本発明の好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から、より明らかになるであろう。
【００３１】
添付の図面では、本発明による真空ポンプが参照番号１で示される。
【００３２】
真空ポンプ１は、チェンバ３が内部に形成されたステータ２を備え、このチェンバ３内には、羽根４が回転自在に取り付けられている（図２）。羽根４の両端には、ステータ２の内面と密封接触し、所望の負圧を作り出せるようになっている。
【００３３】
また、ステータ２は、空気およびオイルを取り入れるための開口部（これらは従来からあるもので、当業者によって適当な方法で設けることができるため、図示されていない）と、閉止カバー５とを備える。図２に示すように、この例では、カバー５によって形成される、ステータ２の側面１０に、第１の排出口３０および第２の排出口５０が形成されている。２つの排出口３０および５０は、互いに近接して形成されており、異なる直径寸法となっている。具体的には、第１の排出口３０は第２の排出口５０よりも大きい。
【００３４】
第１の排出口３０は、空気の排出量に従って形成されており、一方、第２の排出口５０は、オイルの排出流量に従って形成される。特に第２の排出口５０は、羽根４の回転時に、真空ポンプ１のチェンバ３内へ導入されるオイルの流量に相当する量のオイルが排出でき、排出の間は、排出されるオイルの流量によって完全に開口がふさがれるように形成される。
【００３５】
真空ポンプ１は、さらに、第１の排出口３０に第１の一方向弁３５を、また、第２の排出口５０に第２の一方向弁５５を備える。
【００３６】
第１の一方向弁３５および第２の一方向弁５５は、例えば、バネ鋼から製造された単一のブレード体６０を形成し、この単一のブレード体６０は、ブレード体６０に形成されたねじ挿通孔６１、６２ならびに真空ポンプ１の側面１０の外表面１０ａに形成されたねじ孔１１、１２に、対応する締結部材７１、７２を挿入することで、真空ポンプ１の側面１０の外表面１０ａ上にブレード体６０の上部６０ａで固定される。したがって、この固定部を基点にして、下部が回動できる。ブレード体６０は、その下部６０ｂに、ブレード体６０の長手方向に沿って延びるスロット６３が形成されている。このスロット６３により、ブレード体６０の下部６０ｂは、異なる大きさの２つのブレード３５ａおよびブレード５５ａへと分割される。大きい寸法のブレード３５ａは第１の一方向弁３５を、小さい寸法のブレード５５ａは第２の一方向弁５５を形成する。
【００３７】
大きい寸法のブレード３５ａは、空気の排出用であり、空気の排出量および／または第１の排出口３０の寸法に従って形成される。一方、小さい寸法のブレード５５ａは、オイルの排出用であり、オイルの排出流量（羽根の回転時に真空ポンプ１へと導入されるオイルの流量に相当）および／または第２の排出口５０の寸法に従って形成される。
【００３８】
真空ポンプは、さらに、例えば普通鋼のような、ブレード体６０の材料よりも高い剛性を持つ材料で作られたストップエレメント１００を備え、このストップエレメント１００は、ブレード３５ａおよびブレード５５ａの開動作を規制するように設けられる。ストップエレメント１００には、前述の締結部材７１，７２により、ステータ２の側面１０の外表面１０ａにブレード体６０と共締めでねじ止めできるように、ねじ挿通孔１０１、１０２が形成されている。このようなストップエレメントは、図示された例では、ブレード体６０と同一の形状であるが、異なる形状としてもよい。
【００３９】
本発明の図示されていない他の実施形態において、第１の一方向弁３５および第２の一方向弁５５は、２つの別体として形成されており、さらには、異なる材料であってもよい。この場合、それら２つの弁は、前述したブレードとは異なる形状を取ってもよい。当業者であれば、従来のあらゆるタイプの一方向弁を用いることができるであろう。
【００４０】
排出口３０、５０において、ステータ１の側面１０の外表面１０ａを回動するタイプのブレードを有する弁が用いられる場合、第２の一方向弁５５は、第１の一方向弁３５の材料と比べてより安価の材料、例えば第１の一方向弁３５に用いられる材料の剛性よりも低い剛性を有する材料で製造してよい。
【００４１】
稼動時において、ブレーキシステムが使用されていない場合、いったん所望の圧縮が作り出されると、第１の一方向弁３５は継続的に閉止状態となる。
【００４２】
ブレーキ動作が起こるとき、つまりサーボブレーキシステムが使用されると、第１の一方向弁３５は開放状態となり、第１の排出口３０を通して空気が真空ポンプ１外部に排出される。
【００４３】
他方で、第２の一方向弁５５は常時開放状態となっているが、開口はオイルでふさがれるから、空気が流入することはないので、真空ポンプ１の電力吸収がピークに達することはない。
【００４４】
このように、空気およびオイルにより発生する応力を分配することで、弁が応力の影響を受けにくくなり、弁の信頼性が向上するとともに、高作動領域でも、真空ポンプ１の電力吸収のピークが大幅に低下する。
【００４５】
本発明のさらなる利点は、モータの最低速運動時、すなわちモータのスイッチオン直後でも、潤滑オイルの排出を促進させることである。つまり、この場合、モータのスイッチがオフのときに真空ポンプ１内で蓄積した全てのオイルを、排出口３０および５０の両方を用いて極めて短時間で効果的に排出することができる。このことは、蓄積したオイルが高粘性になりやすく、このオイルを除去することが、一方向弁に大きな応力を発生させるだけでなく、真空ポンプ１の電力吸収のピークを引き起こすような寒冷な気候において特に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による真空ポンプの斜視図である。
【図２】図１の真空ポンプの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４７】
１      真空ポンプ
２      ステータ（固定子）
３      チェンバ（負圧室）
４      羽根（ベーン）
３０    第１の排出口
３５    第１の一方向弁
３５ａ  第１のブレード
５０    第２の排出口
５５    第２の一方向弁
５５ａ  第２のブレード
６０    ブレード体
【図１】
2008542617.tif 000003
【図２】
2008542617.tif 000004
【国際調査報告】
2008542617.tif 000005
2008542617.tif 000006
2008542617.tif 000007