(57)【要約】【課題】より適切に運転者の交通規制情報を表示することができるベーンポンプを提供すること。【解決手段】本発明によるベーンポンプ１は、気体を気体室にて圧縮又は膨張して供給するベーンポンプであって、第一の回転体２と回転体２に固定される第一の羽根部４と、第二の回転体３と回転体３に固定される第二の羽根部５と、第一の回転体２と、第二の回転体４とを周方向に係合する係合手段６を有するとともに、係合手段６が、周方向に所定値以上の駆動力が作用した場合に係合を解除する解除手段６ａ、６ｂを有することを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体を気体室にて圧縮又は膨張して供給するベーンポンプであって、
第一の回転体と当該回転体に固定される第一の羽根部と、
第二の回転体と当該回転体に固定される第二の羽根部と、
前記第一の回転体と、前記第二の回転体とを周方向に係合する係合手段を有するとともに、
当該係合手段が、周方向に所定値以上の駆動力が作用した場合に当該係合を解除する解除手段を有することを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記所定値を正転方向と逆転方向とで異ならせ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】
正転方向の前記所定値を逆転方向の前記所定値よりも大とす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】
前記第一の回転体と前記第二の回転体との軸方向中間位置において、前記第一の回転体及び前記第二の回転体を外包する前記気体室を二分割して画成する画成手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項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、乗用車、トラック、バス等の車両に適用して好適なベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両において、例えば負圧を動力源としてブレーキペダルの踏み込みを助勢するブレーキブースタに、負圧の気体を供給するバキュームポンプとしてベーンポンプが設けられることがある。このようなベーンポンプはエンジンのクランクシャフトに駆動結合されて、この駆動力によりベーンを有するロータが回転することにより、負圧の気体を供給している。このようなベーンポンプとして、例えば特許文献１に記載されているようなものが提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２５２６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このようなベーンポンプにおいては、極低温時においてエンジンを始動した場合において、潤滑のためのオイルの粘性が高くなることに起因して、ベーンポンプを構成するベーンに過大な負荷が作用するおそれがあった。また、何らかの理由でベーンポンプが逆回転した場合においても、オイルの排出経路が確保されないため、ベーンポンプを構成するベーンに過大な負荷が作用するおそれがあった。
【０００４】
本発明は、上記問題に鑑み、ベーンに過大な負荷が作用することを防止することができるベーンポンプ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】
【０００５】
上記の問題を解決するため、本発明に係るベーンポンプは、
気体を気体室にて圧縮又は膨張して供給するベーンポンプであって、
第一の回転体と当該回転体に固定される第一の羽根部と、
第二の回転体と当該回転体に固定される第二の羽根部と、
前記第一の回転体と、前記第二の回転体とを周方向に係合する係合手段を有するとともに、
当該係合手段が、周方向に所定値以上の駆動力が作用した場合に当該係合を解除する解除手段を有することを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記第一の回転体とは典型的にはロータであり、前記第一の羽根部とは典型的にはベーンであり、前記第二の回転体とは典型的にはロータであり、前記第二の羽根部とは典型的にはベーンである。さらに前記係合手段とは典型的にはラッチであり、前記解除手段とは典型的にはラッチ表面に設けられた傾斜面である。
【０００７】
前記第一の回転体と、前記第二の回転体とは前記係合手段により周方向に係合されているため、前記第一の回転体及び前記第二の回転体のうちいずれかに、周方向の駆動力が作用した場合には、前記第一の回転体及び前記第二の回転体はともに周方向に回転する。
【０００８】
なお、前記所定値を正転方向と逆転方向とで異ならせることができ、正転方向の前記所定値を逆転方向の前記所定値よりも大とすることが好ましい。
【０００９】
これによれば、より前記第一の羽根部及び第二の羽根部に過大な負荷が作用しやすい、逆転時において、より小さい前記所定値の駆動力において、前記解除手段により前記係合手段による前記第一の回転体と前記第二の回転体との係合を解除することができ、前記第一の羽根部及び第二の羽根部に過大な負荷が作用することをより早期に防止することができる。
【００１０】
加えて、正転時においても、逆転時よりは大きい前記所定値の駆動力において、前記解除手段により前記係合手段による前記第一の回転体と前記第二の回転体との係合を解除することができ、前記第一の羽根部及び第二の羽根部に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００１１】
さらに、前記ベーンポンプにおいて、
前記第一の回転体と前記第二の回転体との軸方向中間位置において、前記第一の回転体及び前記第二の回転体を外包する前記気体室を二分割して画成する画成手段を有することが好ましい。
【００１２】
これによれば、二分割された前記気体室のそれぞれが独立して前記第一の回転体及び前記第二の回転体を外包する構成とすることができる。これにより、より前記第一の羽根部及び第二の羽根部に過大な負荷が作用しやすい、逆転時において、より小さい前記所定値の駆動力において、前記解除手段により前記係合手段による前記第一の回転体と前記第二の回転体との係合を解除した場合においても、前記第一の回転体及び前記第二の回転体のいずれか一方は回転可能であることを利用して、前記第一の羽根部及び前記第二の羽根部のいずれか一方の作用により気体を圧縮又は膨張させて、正圧又は負圧の気体を供給することができる。
【００１３】
加えて、正転時において、逆転時よりは大きい前記所定値の駆動力において、前記解除手段により前記係合手段による前記第一の回転体と前記第二の回転体との係合を解除した場合においても、前記第一の回転体及び前記第二の回転体のいずれか一方は回転可能であることを利用して、前記第一の羽根部及び前記第二の羽根部のいずれか一方の作用により気体を圧縮又は膨張させて、正圧又は負圧の気体を供給することができる。
【００１４】
つまり、前記画成手段を有していない場合においては、前記気体室内部において、前記第一の羽根部及び前記第二の羽根部のいずれか一方のみしか回転しないため、気体を圧縮又は膨張させて気体を供給することはできないが、前記画成手段により前記気体室を二分割して、二分割された前記気体室のそれぞれが独立して、前記第一の回転体及び前記第二の回転体を外包することにより、前記第一の羽根部又は前記第二の羽根部に過大な負荷が作用することを防止すると同時に、気体の供給をも確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ベーンつまりは羽根部に過大な負荷が作用することを防止することができるベーン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】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明に係わるベーンポンプの一実施形態を示す模式図であり、図２は、図１に示した、本発明に係わるベーンポンプの一実施形態を中心軸線と上下方向を含む断面内にて示す模式断面図である。図３は、本発明に係わるベーンポンプの一実施形態を図２に示すＡＡ断面において示す模式断面図であり、図４は、本発明に係わるベーンポンプの一実施形態を図３に示すＢＢ断面において示す模式断面図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、ベーンポンプ１は、ロータ２と、ロータ３と、ベーン４と、ベーン５と、ラッチ６と、スプリング７と、カバー８と、ハウジング９と、カップリング１０と、給油パイプ１１と、カムシャフト１２とを備えて構成される。
【００１９】
ロータ２は、カムシャフト１２側に小径部を備えカムシャフト１２の反対側に大径部を備える円柱状に構成され、第一の回転体を構成するものであり、その大径部の外周面には径方向外側に突出する一対のベーン４が固定される。
【００２０】
ロータ３は、カムシャフト１２側に大径部を備えカムシャフト１２の反対側に小径部を備える円柱状に構成され、第二の回転体を構成するものであり、その大径部の外周面には径方向外側に突出する一対のベーン５が固定される。ロータ２とロータ３とはその中心軸線を一致させるとともに、ロータ２をカムシャフト１２側に位置させて配置される。
【００２１】
図２及び図３に示すように、ロータ２のカムシャフト１２に対する反対側の軸方向端面には、ラッチ６とスプリング７とを格納する扇形柱状の凹部をなすラッチ基部２ａが周方向に二箇所、ロータ２の中心軸線に対して点対称に設けられる。ラッチ６とスプリング７とはラッチ基部２ａに格納されて設けられる。
【００２２】
さらに、図４に示すように、ラッチ６のロータ３に面する側の表面には、傾斜面６ａと傾斜面６ｂが設けられ、傾斜面６ａは周方向正転側を指向してロータ３の中心軸線方向に対して角度αを有して傾斜しており、傾斜面６ｂは周方向逆転側を指向してロータ３の中心軸線に対して角度αより大きい角度βを有して傾斜している。
【００２３】
ロータ３のカムシャフト１２に対向する軸方向端面には、ラッチ基部２ａに対応する位置に、ラッチ６の傾斜面６ａに対応する傾斜面３ａと傾斜面６ｂに対応する傾斜面３ｂを備えるラッチ被係合部３ｃが設けられる。
【００２４】
ラッチ６はラッチ基部２ａとの間に設けられるスプリング７により、ロータ３に指向するように付勢されて、ラッチ６の傾斜面６ａと傾斜面６ｂは、ロータ３のラッチ被係合部３ｃに係合されて、ラッチ６はロータ２とロータ３とを周方向に係合する係合手段を構成する。
【００２５】
さらに、ラッチ６の傾斜面６ａはロータ３のラッチ被係合部３ｃの有する傾斜面３ａと接触しており、ロータ２からロータ３に対して傾斜面６ａと傾斜面３ａとの静止摩擦力を越える周方向正転側の過大な駆動力が作用した場合には、傾斜面６ａは傾斜面３ａに対して周方向正転側に移動するとともに、ラッチ６をスプリング７の付勢力と反対側に移動させて、ラッチ６はラッチ基部２ａ内部に格納されて、ラッチ６によるロータ２とロータ３との係合は解除される。すなわちラッチ６の傾斜面６ａは正転時の解除手段を構成する。
【００２６】
加えて、ラッチ６の傾斜面６ｂはロータ３のラッチ被係合部３ｃの有する傾斜面３ｂと接触しており、ロータ２からロータ３に対して傾斜面６ｂと傾斜面３ｂとの静止摩擦力を越える周方向逆転側の過大な駆動力が作用した場合には、傾斜面６ｂは傾斜面３ｂに対して周方向逆転側に移動するとともに、ラッチ６をスプリング７の付勢力と反対側に移動させて、ラッチ６はラッチ基部２ａ内部に格納されて、ラッチ６によるロータ２とロータ３との係合は解除される。すなわちラッチ６の傾斜面６ｂは逆転時の解除手段を構成する。
【００２７】
この場合において、傾斜面６ａは周方向正転側を指向してロータ３の中心軸線方向に対して角度αを有して傾斜しており、傾斜面６ｂは周方向逆転側を指向してロータ３の中心軸線に対して角度αより大きい角度βを有して傾斜していることから、逆転時においては正転時においてよりも、より小さい所定値の周方向の駆動力により、ラッチ６によるロータ２とロータ３の係合が解除される。
【００２８】
ハウジング９は、カムシャフト１２と反対側に大径部を有しカムシャフト１２側に小径部を有する円筒形状に構成され、小径部の外周面が図示しないエンジンのエンジンヘッド１３にオイルシール１４を介して接合されて、ロータ２及びロータ３を外包して気体室を構成するとともに、ロータ２の小径部を図示しないベアリングを介して回転自在に支承するものである。
【００２９】
カバー８は、カムシャフト１２と反対側に突出して、ロータ３の小径部を図示しないベアリングを介して回転自在に支承する円筒部を備える円板状に構成されて、ハウジング９の大径部のカムシャフト１２と反対側の軸方向端面に対してオイルシール１５を介して接合されて、ハウジング９とともに、気体室を構成するものである。
【００３０】
カムシャフト１２は、図示しないエンジンの燃焼室のカムを制御するものであって、エンジンのクランクシャフトの回転に伴い駆動されるものであり、ロータ２の小径部に対してカップリング１０を介して駆動結合される。
【００３１】
カムシャフト１２とカップリング１０との間には給油パイプ１１が設けられ、図示しないエンジンのオイルポンプから給油される、前述したベアリングの潤滑用及びベーン４のハウジング９及びカバー８に対する摺動面の潤滑用のオイルが供給される。
【００３２】
ハウジング９には、ここでは図示しないブレーキブースタに負圧の気体を供給する吸気口が設けられるとともに、エンジンのオイルポンプに連通する排気口が設けられる。すなわち、前述したオイルは、エンジンのオイルポンプから給油パイプ１１、ロータ２の小径部に設けられた供給油路１６を介して、ロータ２及びロータ３とハウジング９及びカバー８との間に画成される気体室に供給され、ベーン４、５のハウジング９に対する摺動面の潤滑とベアリングの潤滑に供された後、排気口を介してエンジンのオイルポンプに戻るよう循環される。
【００３３】
このように構成されるベーンポンプ１において、エンジンが駆動しカムシャフト１２が正転方向に回転されると、気体室内をロータ２及びロータ３が回転して、ベーン４及びベーン５の圧縮又は膨張作用に基づいて、図示しないブレーキブースタに負圧の気体が供給される。
【００３４】
極低温時である場合には、オイルの粘性が高くなる状態となる。ここで、エンジンを再始動させるとベーンポンプ１内部のベーン４及びベーン５が回転するためには、気体室内の粘性の高いオイルを排除する必要があるため、ベーン４及びベーン５に過大な負荷が作用することになる。
【００３５】
また、ベーンポンプ１が逆回転した場合においては、オイルの排出経路が確保されないため、ベーンポンプ１を構成するベーン４及びベーン５に過大な負荷が作用する。
【００３６】
そこで、上述したような本実施例１のベーンポンプ１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
【００３７】
すなわち、よりベーン４及びベーン５に過大な負荷が作用しやすい、逆転時において、より小さい所定値の駆動力において、解除手段を構成するラッチ６の傾斜面６ｂにより、係合手段を構成するラッチ６によるロータ２とロータ３との係合を解除することができ、これに伴い、気体室内においてロータ３は回転しなくなる。これにより、気体室内の圧力が過大となることはなく、従って、ベーン４及びベーン５に過大な負荷が作用することをより早期に防止することができる。
【００３８】
加えて、正転時においても、逆転時よりは大きい所定値の駆動力において、解除手段を構成するラッチ６の傾斜面６ａにより、係合手段を構成するラッチ６によるロータ２とロータ３との係合を解除することができ、これに伴い、気体室内においてロータ３は回転しなくなる。これにより、気体室内の圧力が過大となることはなく、従って、ベーン４及びベーン５に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００３９】
なお、上述した実施例１のベーンポンプ１においては、ベーン４及びベーン５に過大な負荷が作用することを防止できるが、カムシャフト１２の駆動力によりロータ２は依然として駆動することが可能であるにもかかわらず、気体室内においてベーン４が空回りする状況となるため、図示しないブレーキブースタに対して負圧の気体を供給することはできない。これを解決する構成を以下に示す。
【実施例２】
【００４０】
図５は、本発明に係わるベーンポンプの一実施形態を示す模式図である。
【００４１】
図５に示すように、本実施例２に係わるベーンポンプ２１は、ロータ２と、ロータ３と、ベーン４と、ベーン５と、ラッチ６と、スプリング７と、カバー８と、ハウジング９と、カップリング１０と、給油パイプ１１と、カムシャフト１２と、分割プレート１７と、吸気口１８を備えて構成される。なお、実施例１に示したものと共通する構成要素については同一の符号を付し、以下において実施例１と重複する説明については割愛する。
【００４２】
ベーンポンプ２１においては、実施例１に示した構成に加えて、ロータ２とロータ３との軸方向中間位置において、中空円板状の分割プレート１７をその外周面をハウジング９の内周面に接合することにより設ける。この分割プレート１７は、ロータ２及びロータ３を外包する気体室を二分割して画成する画成手段を構成する。
【００４３】
分割プレート１７の内周面はロータ２の大径部及びロータ３の大径部の外形に沿う円筒状に構成され、分割プレート１７のカムシャフト１２側の面とハウジング９の内周面とロータ２の大径部の外周面によりカムシャフト１２側の気体室が画成され、分割プレート１７のカムシャフト１２と反対側の面とハウジング９の内周面とカバー８とロータ３の大径部の外周面によりカムシャフト１２と反対側の気体室が画成される。
【００４４】
このように、気体室を軸方向に二分割することに伴って、ブレーキブースタに負圧の気体を供給する吸気口１８は、軸方向に分割された気体室のそれぞれに連通するように、図５に示すように二股状に構成される。
【００４５】
さらに、気体室からオイルをエンジンのオイルポンプに排出する排出口についても、ここでは詳細は図示しないが、分割された気体室のそれぞれとエンジンとのオイルポンプとを連通するように設けられる。この場合連通する通路は外付け配管を用いても良いし、ハウジング９内部に設ける構成としても良い。
【００４６】
以上述べた本実施例２のベーンポンプ２１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、二分割されたカムシャフト１２側の気体室がロータ２を、カムシャフト１２と反対側の気体室がロータ３を、それぞれ独立して外包する構成とすることができる。
【００４７】
これにより、よりベーン４及びベーン５に過大な負荷が作用しやすい、逆転時において、より小さい所定値の駆動力において、解除手段を構成するラッチ６の傾斜面６ｂにより係合手段を構成するラッチ６によるロータ２とロータ３との係合を解除した場合においても、ロータ２及びロータ３のうちロータ２は回転可能であることを利用して、ベーン４の作用により、負圧の気体をブレーキブースタに供給することができる。
【００４８】
加えて、正転時において、逆転時よりは大きい所定値の駆動力において、解除手段を構成するラッチ６の傾斜面６ａにより係合手段を構成するラッチ６による、ロータ２とロータ３との係合を解除した場合においても、ロータ２及びロータ３のいずれか一方ここではロータ２は回転可能であることを利用して、ロータ２に固定されたベーン４の作用により、負圧の気体をブレーキブースタに供給することができる。
【００４９】
つまり、画成手段である分割プレート１７を有していない場合においては、気体室内部において、ベーン４及びベーン５のいずれか一方のみここではベーン４しか回転しないため、気体を圧縮又は膨張させて気体を供給することはできないが、分割プレート１７により気体室を二分割して、二分割された気体室のそれぞれが独立して、ロータ２及びロータ３を外包することにより、ベーン４又はベーン５に過大な負荷が作用することを防止すると同時に、気体の供給をも確保することができる。
【００５０】
以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。
【００５１】
例えば、上述した実施例１のベーンポンプ１及び実施例２のベーンポンプ２１においては、ベーン４及びベーン５を周方向に二箇所も受ける構成としたが、周方向に複数箇所も受ける構成とすることもできる。
【００５２】
また、上述した実施例１のベーンポンプ１及び実施例２のベーンポンプ２１においては、係合手段を、ラッチ６とし、解除手段を、ラッチ６が傾斜面６ａ及び傾斜面６ｂを備えることにより構成したが、係合手段を爪部として、この爪部が例えば所定値以上の駆動力が作用した場合に切損してロータ２とロータ３との周方向の係合を解除することにより、解除手段を構成する構成とすることも可能である。
【００５３】
また、上述した実施例１のベーンポンプ１及び実施例２のベーンポンプ２１においては、解除手段が係合手段によるロータ２とロータ３の周方向の係合を解除する駆動力の所定値を、正転時と逆転時において異ならせるにあたり、ラッチ６の備える傾斜面６ａがロータ３の中心軸線方向に対して傾斜する角度αと、ラッチ６の備える傾斜面６ｂがロータ３の中心軸線方向に対して傾斜する角度βとを異ならせる構成としているが、傾斜面６ａの摩擦係数と、傾斜面６ｂの摩擦係数を異ならせることにより、所定値を相互に異ならせる構成とすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、ベーンに過大な負荷が作用することを防止することができるベーンポンプに関するものであり、比較的軽微な変更により、所望の効果を得ることができるので、乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して有益なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係るベーンポンプの一実施形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係るベーンポンプの一実施形態を示す模式断面図である。
【図３】本発明に係るベーンポンプの一実施形態を示す模式断面図である。
【図４】本発明に係るベーンポンプの一実施形態を示す模式断面図である。
【図５】本発明に係るベーンポンプの一実施形態を示す模式断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      ベーンポンプ
２      ロータ
２ａ    ラッチ基部
３      ロータ
３ａ    傾斜面
３ｂ    傾斜面
３ｃ    ラッチ被係合部
４      ベーン
５      ベーン
６      ラッチ
６ａ    傾斜面
６ｂ    傾斜面
７      スプリング
８      カバー
９      ハウジング
１０      カップリング
１１      給油パイプ
１２      カムシャフト
１３      エンジンヘッド
１４      オイルシール
１５      オイルシール
１６      供給油路
２１      ベーンポンプ
１７      分割プレート
１８      吸気口
【図１】
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【図２】
2009030477.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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