(57)【要約】  本発明は、スライド接触式の単一ベーン・ロータリー真空ポンプを提供し、そこでは、油供給通路が、回転するベーンの中央に設置されており、潤滑油がそれを通って流れ、それは、３９％の吸引圧力の向上、及び、２．８６〜７．６３％の働かせるトルクの向上を伴って、ポンプ・チャンバーの中の油分配を提供し、これは、最大真空条件の間のポンプのトルクを低減させることを助け、真空ポンプの動力消費の低減を結果として生じさせ、そして、それは、自動車エンジンの正味負荷を減少させ、したがって、ピーク・トルク、ポンプ内部チャンバー圧力を低減させ、また、より良好な真空吸引性能を結果として生じさせる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライド接触式の単一ベーン・ロータリー真空ポンプ（１００）であって、前記単一ベーン・ロータリー真空ポンプ（１００）は、
空気出口ノズル（８）及び入口油フィルター（１７）を組み立てるための設備を備えた前記ロータリー真空ポンプ（１００）をカバーするオープン・ハウジング（１）と、
半径方向に移動可能なベーン（３）を有する、カップリング（６）を介して前記オープン・ハウジング（１）内に組み立てられるローター（５）と、
前記ローター（５）の凹部の内側にスライド可能に支持されているベーン・スライダー（４Ａ及び４Ｂ）を有する前記ベーン（３）と、
前記複数のボルト（１５）を使用して前記ハウジング（１）をカバーするための端部プレート（２）であって、漏出を回避するためにＯリング（２０）をそれらの間に組み込む、端部プレート（２）と
を備え、
中央リリーフ孔（２１又は２４）が、前記ポンプ・チャンバーの中の油分配のために前記ベーン・スライダー（４Ａ及び４Ｂ）に設けられており、３９％の吸引圧力の向上、及び、２．８６〜７．６３％のトルクの作動の向上を伴う、単一ベーン・ロータリー真空ポンプ（１００）。
【請求項２】
前記ベーン・スライダー（４Ａ及び４Ｂ）の中央リリーフ孔（２１又は２４）は、５．１８秒で３３．３ｋＰａの吸引圧力を実現することを助ける、請求項１に記載の単一ベーン・ロータリー真空ポンプ（１００）。
【請求項３】
前記ベーン・スライダー（４Ａ及び４Ｂ）の前記中央リリーフ孔（２１又は２４）は、２０００ＲＰＭにおいて０．７５２Ｎ−ｍのトルクを働かせる、請求項１に記載の単一ベーン・ロータリー真空ポンプ（１００）。
【請求項４】
複数の油供給通路（２２及び２３）が、油フロー分配のために前記ベーン（３）内に設けられている、請求項１に記載の単一ベーン・ロータリー真空ポンプ（１００）。
【請求項５】
前記ベーン（３）の中の前記油供給通路（２２及び２３）は、垂直方向の通路、水平方向の通路、又は、それらの任意の組み合わせである、請求項１に記載の単一ベーン・ロータリー真空ポンプ（１００）。
【請求項６】
前記ベーン・スライダー（４Ａ及び４Ｂ）内の前記油供給通路（２１及び２４）は、圧力レベルの解放を引き起こす、中央における丸孔、長方形の孔、正方形の孔、又は任意の他の幾何学的なキャビティーのいずれかである、請求項１に記載の単一ベーン・ロータリー真空ポンプ（１００）。
【請求項７】
前記ベーン（３）の通路（２２及び２３）は、前記ベーン・スライダー（４Ａ及び４Ｂ）の前記中央リリーフ孔（２１又は２４）とともに、チャネルを形成し、前記チャネルは、前記ベーン（３）の両方の表面からの潤滑剤圧力を低減させ、動作の間に定常状態を維持するようになっている、請求項１に記載の単一ベーン・ロータリー真空ポンプ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車真空ポンプに関する。より具体的には、本発明は、カスタマイズされたスライド接触式の単一ベーン・ロータリー真空ポンプを提供し、そこでは、油供給通路が、ベーン及び／又はベーン・スライダーの内側の潤滑油のフローのために設けられており、したがって、ピーク・トルク、ポンプ内部チャンバー圧力を低減させ、また、より良好な真空吸引性能を結果として生じさせる。
【背景技術】
【０００２】
従来から真空ポンプが知られており、真空ポンプは、実質的に円形のポンプ・チャンバーを含むハウジングと；ポンプ・チャンバーの中心に対して偏心した位置の周りに回転するローターと；ローターによって回転させられ、ポンプ・チャンバーを複数の空間へと常に区分するベーン又はスライダーと；ローターの回転によってポンプ・チャンバーと間欠的に連通する油供給通路と；油供給通路がローターの回転によってポンプ・チャンバーと連通するときに、ポンプ・チャンバー及び外側空間を互いに連通させるガス通路とを含み、油供給通路は、ローターのシャフト部にその直径方向に設けられた直径方向油供給孔と；ポンプ・チャンバーと連通するようにハウジングの中に設けられた軸線方向油供給溝部とを含み、直径方向油供給孔の開口部は、ローターの回転によって、軸線方向油供給溝部と間欠的に重なり合って連通するように作製されており、ガス通路は、ガス溝部から構成されており、ガス溝部の一方の端部は、外側空間と連通するように作製されており、ガス溝部は、ローターの外周表面の上に形成されており、このガス溝部の他方の端部は、ローターの回転によって、軸線方向油供給溝部と間欠的に重なり合って連通するように作製されている。
【０００３】
たとえば、「大豊工業株式会社」は、米国特許第８４５９９７３号においてベーン・ポンプを開示しており、そのベーン・ポンプでは、潤滑油が通って流れる油供給通路が、ローターの内側に形成されており、また、潤滑油が、ローターの回転によってポンプ・チャンバーの中に間欠的に供給される。追加的に、溝部の閉塞が、貫通孔よりも起こりにくく、したがって、従来の直径方向ガス孔と比較して、溝部の通路面積の低減を可能にする。したがって、空気は、ガス通路からポンプ・チャンバーの中に吸引されることが可能な限り防止され、したがって、エンジン駆動トルクが増加することを防止することを可能にする。
【０００４】
上記の実例に関する関連の問題は、それらが、ガス・チャンバーからのポンプ・チャンバーの中の空気吸引を回避するための通路溝部を導入することによって、ベーンにかかる圧力を低減させるように試みているということである。しかし、ポンプ・チャンバーの中に存在する油に起因して、かなりの量の圧力が、依然としてベーンにかかっており、それは、依然として、ポンプを駆動するために高いトルクを必要とするということを結果として生じさせる。
【０００５】
同様に、米国特許第７６２８５９５号によって開示されているベーン・ポンプがあり、そのガス・ベーン・ポンプにおいて、潤滑剤は、ハウジング及びローターを通して形成された供給通路を通して、ローターの回転の間にハウジングの中へ間欠的に導入され、直径方向孔を有するローターと連通溝部を有するハウジングとの間の相対的位置は、ローターがハウジングに対して所定の角度範囲の中間の所定の角度位置にあるときに、且つ、孔が溝部と連通しているときに、ローターによって可動に保持されているベーンとハウジングの内周表面との間の接触のポイントが、内周表面の最も低い位置に位置付けされるように決定される。ローターが所定の角度範囲の中に停止されているときに、ベーンは、残りの潤滑剤を２つの部分へと分割し、それらは、異なる時間に吐出され、ポンプを再始動させるときにベーンにかかる負荷を低減させることを可能にする。
【０００６】
上記の実例に関する関連の問題は、やはり、それらが、潤滑剤が２つの部分へと分割され得るように、ハウジングの内側の所定の角度範囲の中にベーンを位置決めすることによって、ベーンにかかる圧力を低減させるように試みているということである。しかし、そのようなケースでは、システムがベーンの位置に依存することとなるので、故障の可能性が常に存在している。そのようなシステムは、コンポーネントの製造及び組み立ての間に高度の精度を必要とする。任意の不一致が、不適正な機能につながる可能性があり、それは、ポンプを駆動するために高いトルクを必要とするということを結果として生じさせる。
【０００７】
現在の自動車用途の中で使用されている上述の機械的な真空ポンプは、ポンプを駆動するためにベーンにかかる負荷及び動力消費を低減させるというような、ポンプ・チャンバーの内側の管理された油分配の保証付きの利点を有していない。
【０００８】
したがって、ポンプ内部圧力を効果的に低減させるための、及び、動力消費を低減させるとともにポンプ真空効率を上昇させるための特徴を有する、改善されたスライド接触式の単一ベーン・ロータリー真空ポンプの必要性が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第８４５９９７３号明細書
【特許文献２】米国特許第７６２８５９５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の主な目的は、潤滑油がベーン及び／又はベーン・スライダーの内側を通って流れるために油供給通路が設けられている、スライド接触式の単一ベーン・ロータリー真空ポンプを提供することである。
【００１１】
本発明のさらに別の目的は、それに限定されないが、複数の通路、垂直方向の通路、水平方向の通路、又は、それらの任意の組み合わせなどのような、油通路を組み込まれたベーン・スライダーを提供することである。
【００１２】
本発明のさらに別の目的は、それに限定されないが、丸形の孔、長方形の孔、正方形の孔、又は、任意の他の幾何学的なキャビティーなどのような、油通路を組み込まれたベーンを提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、より少ない駆動動力を利用するために、スライド接触式の単一ベーン・ロータリー真空ポンプをカスタマイズし、それによって、全体的な効率を改善することである。
【００１４】
本発明のさらに別の目的は、改善された真空吸引性能を有するスライド接触式の単一ベーン・ロータリー真空ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、スライド接触式の単一ベーン・ロータリー真空ポンプを提供し、そこでは、それに限定されないが、複数の通路、垂直方向の通路、水平方向の通路、又は、それらの任意の組み合わせなどのような、油供給通路（潤滑油がそれを通って流れる）が、ベーン及び／又はベーン・スライダーの内側に形成されており、それは、最大真空条件の間のポンプのトルクを低減させることを助け、真空ポンプの動力消費の低減を結果として生じさせ、そして、それは、自動車エンジンの正味負荷を減少させ、したがって、ピーク・トルク、ポンプ内部チャンバー圧力を低減させ、また、より良好な真空吸引性能を結果として生じさせる。
【００１６】
本発明の主な実施例において、スライド接触式の単一ベーン・ロータリー真空ポンプ１００は、空気出口ノズル８及び入口油フィルター１７を組み立てるための設備を備えたロータリー真空ポンプ１００をカバーするオープン・ハウジング１と；半径方向に移動可能なベーン３を有する、カップリング６を介して前記ハウジング１の中へ組み立てられるローター５と；前記ローター５の凹部の内側にスライド可能に支持されているベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂを有するベーン３と；複数のボルト１５を使用して前記ハウジング１をカバーするための端部プレート２であって、任意の漏出を回避するためにＯリング２０をそれらの間に組み込む、端部プレート２とを含み、中央リリーフ孔２１又は２４が、ポンプ・チャンバーの中の油分配のためにベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂの中に設けられており、３９％の吸引圧力の向上、及び、２．８６〜７．６３％の働かせるトルクの向上を伴う。
【００１７】
本発明のさらに別の実施例において、ベーン及び／又はベーン・スライダーは、丸形の孔、長方形の孔、正方形の孔、又は、任意の他の幾何学的なキャビティーなどのような、油通路を中央に組み込まれており、それは、ポンプ・チャンバーの中の油フロー分配を管理することによって、出口ポートにおいてベーンの上の圧力レベルの解放を引き起こす。
【００１８】
本発明のさらに別の実施例において、ベーン及び／又はベーン・スライダー又はベーンは、丸形の孔、長方形の孔、正方形の孔、又は、任意の他の幾何学的なキャビティーなどのような、油通路を中央に組み込まれており、それは、真空ポンプを動作させるために必要とされる駆動トルクの減少を引き起こし、自動車エンジンの正味負荷の減少によって、ポンプの動力消費を結果として生じさせる。
【００１９】
本発明のさらに別の実施例において、ベーン及び／又はベーン・スライダーは、丸形の孔、長方形の孔、正方形の孔、又は、任意の他の幾何学的なキャビティーなどのような、油通路を中央に組み込まれており、それは、真空吸引性能を強化し、ポンプは、必要とされる真空圧力を通常のポンプよりも少ない期間で実現し、したがって、それは、より良好な真空吸引性能を結果として生じさせる。
【００２０】
本発明のシステム及び方法の完全な理解が、以下の図面を参照することによって得られ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来の真空ポンプと本発明の１つの実施例との間のトルク比較を示す図である。
【図２】従来の真空ポンプと本発明の１つの実施例との間の吸引性能グラフを示す図である。
【図３】本発明の実施例のうちの１つ分解図である。
【図４】本発明の実施例のうちの１つにおいて、ポンプ・ハウジングの内側にあるベーン・スライダーを備えたベーン及びローターのアセンブリの詳細図である。
【図５ａ】本発明の実施例のうちの１つによるベーン・スライダーの詳細図である。
【図５ｂ】本発明の実施例のうちの１つによるベーン・スライダーの詳細図である。
【図５ｃ】本発明の実施例のうちの１つによるベーン・スライダーの詳細図である。
【図６】本発明の実施例のうちの１つによる、潤滑油を備えた、ポンプ・ハウジングの内側にあるベーン・スライダーを備えたベーン及びローターのアセンブリの詳細図である。
【図７】本発明の実施例のうちの１つにおいて、潤滑油によってポンプ・ハウジングの内側のベーン・スライダーを備えたベーンに働かされる圧力を強調する図である。
【図８】本発明の実施例のうちの１つにおいて、ベーン・スライダーを備えたベーンの断面図である。
【図９ａ】本発明の実施例のうちの１つによる別のベーン・スライダーの詳細図である。
【図９ｂ】本発明の実施例のうちの１つによる別のベーン・スライダーの詳細図である。
【図９ｃ】本発明の実施例のうちの１つによる別のベーン・スライダーの詳細図である。
【図９ｄ】
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここで、本発明は、添付の図面を参照することによって、以降でより完全に説明されることとなり、添付の図面には、本発明の好適な実施例が示されている。しかし、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書で記載されている実施例に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、本開示が徹底的なものとなるように、及び、本開示が本発明の範囲を当業者に完全に伝えることとなるように、この実施例が提供されている。
【００２３】
ここで図１を参照すると、図１は、速度（ＲＰＭ）及びトルクに関してプロットされた棒グラフである。グラフは、従来の真空ポンプと本発明との間のトルク比較を提供しており、本発明は、中央にリリーフ孔を備えた油供給チャネルを備えた単一ベーン・ロータリー真空ポンプを有している。その結果は、同じ速度（ＲＰＭ）に関して、より大きいトルクが発生させられるということを明確に示しており、ＲＰＭの幅広い範囲にわたって従来のシステムを上回るより良好な性能を明確に示している。
【００２４】
ここで図２を参照すると、図２は、従来の真空ポンプと本発明との間の吸引性能グラフであり、本発明は、中央にリリーフ孔を備えた油供給チャネルを備えた単一ベーン・ロータリー真空ポンプを有している。グラフは、絶対圧力とそれを実現するために必要とされる時間との間でプロットされている。検討材料として、８．５秒における３３．３ｋＰａの設定値がテストされる。実施の間、それは、本発明によって５．１８秒で実現され、一方、従来のポンプにおいて、それは、６．６秒で実現される。
【００２５】
ここで図３を参照すると、本発明の分解図が図示されている。真空ポンプ１００は、オープン・ハウジング１を含み、オープン・ハウジング１の内側には、カップリング６、ローター５、ベーン３、並びにベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂが、端部プレート２を使用して固定されており、Ｏリング２０が、それらの間に設置され、任意の漏出を回避する。さらにオープン・ハウジング１及び端部プレート２は、複数のボルト１５を使用して連結されている。カップリング６及びローター５は、ロッキング・キャップ７及びスクリュー又はボルト１６によって連結されている。ベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂを有するベーン３は、ローター５の凹部の内側にスライド可能に支持されている。ハウジング１のオープン側において、外部サークリップ１３及び１４を備えたシール用Ｏリング１２が、エンジン・シリンダー・ヘッドに対するシールのために設けられている。さらに、空気出口ノズル８が、オープン・ハウジング１に装着されており、バルブＯリング１１、バルブ・カバー１０、及びゴム・ダイヤフラム９から構成される逆止バルブ構成体が、内側で用いられ、それを一方向に維持する。入口油フィルター１７が、エンジン側に面するオープン・ハウジング・トップ１の上に装着されており、フィルター・ワイヤー・メッシュ１８及び円形ワッシャー１９を使用することによって固定されている。
【００２６】
ここで図４を参照すると、図４は、本発明の実施例のうちの１つにおいて、ポンプ・オープン・ハウジング１の内側にあるベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂを備えたベーン３並びにローター５のアセンブリの詳細図である。ベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂを有するベーン３は、ローター５の凹部の内側にスライド可能に支持されている。スライダー４Ａ及び４Ｂの配置は、それらがポンプ・オープン・ハウジング１の内周と常に接触した状態になるようになっている。
【００２７】
図５ａ、図５ｂ、及び図５ｃは、本発明の実施例のうちの１つによるベーン・スライダー４Ａの詳細図である。図５ａは、ベーン・スライダー４Ａの上面図であり、ベーン凹部の中へ挿入する平坦な端部と、湾曲した端部とを示している。図５ｂは、ベーン・スライダー４Ａの正面図であり、直径１．５ｍｍの中央リリーフ孔２１を示している。図５ｃは、ベーン・スライダー４Ａの断面図であり、中央リリーフ孔２１の深さを通して示している。
【００２８】
図６は、潤滑油が内側にある状態の、ポンプ・ハウジング１の内側にあるベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂを備えたベーン３並びにローター５のアセンブリの詳細図である。ベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂを伴うベーン３は、オープン・ハウジング１の内側の潤滑油の分配を助け、ベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂの中央リリーフ孔２１は、ベーン３に働かされる油の圧力をさらに低減させ、したがって、ポンプを駆動するためのトルク要件を低減させることを助け、ポンプ真空効率を向上させる。
【００２９】
図７は、本発明の実施例のうちの１つにおいて、潤滑油によってポンプ・ハウジングの内側のベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂを備えたベーン３に働かされる圧力を強調している。ベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂの中央リリーフ孔２１は、ポンプ・オープン・ハウジング１の内側の油フロー分配を管理することによって、出口ポートにおいてベーン３の上の圧力レベルの解放を提供する。ベーン・スライダー４Ａ及び４Ｂの中のこの中央リリーフ孔２１は、真空ポンプ１００を動作させるために必要とされる駆動トルクの減少を引き起こし、それは、自動車エンジンの正味負荷を減少させることによって、真空ポンプ１００のより少ない動力消費を結果として生じさせる。また、真空吸引性能が向上され、真空ポンプ１００は、必要とされる真空圧力をより少ない期間で実現し、それは、より良好な真空吸引性能を結果として生じさせる。
【００３０】
図８は、本発明の実施例のうちの１つにおいて、通路２２及び２３を伴うベーン３及びベーン・スライダー４Ａの断面図である。油及び空気の混合物は、真空ポンプ１００の出口ポートにおいてベーン３に反対側の圧力を引き起こすので、それは、真空ポンプを動作させるために必要とされる駆動トルクの増加を結果として生じさせる。ベーン・スライダー４Ａの中の中央リリーフ孔２１は、ポンプ・チャンバーの中の油フロー分配を助け、ポンプ内部圧力を低減させ、ポンプ真空効率を向上させる。ベーン・スライダー４Ａの中に中央リリーフ孔２１を伴う通路２２及び２３は、チャネルを提供し、チャネルは、ベーン３の両方の表面（上側及び下側）からの潤滑剤圧力を低減させ、したがって、動作の間に定常状態を常に維持する。
【００３１】
図９ａ、図９ｂ、及び図９ｃは、本発明の実施例のうちの１つにおける別のベーン・スライダー４Ａの詳細図である。図９ａは、ベーン・スライダー４Ａの側面図であり、ベーン凹部の中へ挿入する平坦な端部と、オープン・ハウジング１の内部表面と接触した状態になっている複数の溝部を備えた湾曲した端部とを示しており、これらのスロットが、真空ポンプ１００が動作下にある間の潤滑油の分配を強化することを示している。図９ｂは、ベーン・スライダー４Ａの底面図であり、その中央に直径１．５ｍｍの中央リリーフ孔２４を示している。図９ｃは、ベーン・スライダー４Ａの断面図であり、中央リリーフ孔２４の深さを通して示している。図９ｄは、ベーン・スライダー４Ａの側面図であり、ベーン・スライダー４Ａの湾曲した表面の上に複数の溝部２５を示している。
【００３２】
本発明が１つ又は複数の実装形態に関して図示及び説明されてきたが、均等の代替例及び修正例が考え付くこととなる。加えて、本発明の特定の特徴がいくつかの実装形態のうちの１つのみに関して開示されている可能性があるが、そのような特徴は、任意の所与の又は特定の用途に関して望まれて有利となり得るように、他の実装形態の１つ又は複数の他の特徴と組み合わせられてもよい。
【００３３】
本明細書で記載されている本発明の多くの修正例及び他の実施例が、先述の説明及び関連の図面の中に提示された教示の利益を得る、本発明に関する当業者により容易に考え付くこととなる。したがって、本発明は、開示されている特定の実施例に限定されるべきではなく、修正例及び他の実施例が、添付の特許請求の範囲の中に含まれることが意図されるということが理解されるべきである。特定の用語が本明細書で用いられているが、それらは、一般的で記述的な意味のみで使用されており、限定の目的のためには使用されていない。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【国際調査報告】
2020533516.tif 000017
2020533516.tif 000018