バキュームポンプ
【課題】外部への潤滑油の流出を抑制するとともに、負圧の発生を停止したときにおける負圧発生室への潤滑油の流入を抑制したバキュームポンプを提供する。
【解決手段】ロータを回転させることにより負圧を発生させるバキュームポンプにおいて、油路２０ａは、オイル供給孔１２ａとロータの回転摺動部とを連通させる。大気連通孔２０ｂは、第１油路１８ａと大気空間とを連通させる。給油パイプ２０は、負圧発生中にはリターンスプリング４６の付勢力によって連通阻止位置に移動し、大気連通孔２０ｂを通じた油路２０ａと大気空間との連通を阻止する。負圧発生中でないときにはパイプ挿通孔１２ｃに供給された潤滑油の油圧を利用して初期位置に移動し、大気連通孔２０ｂを通じた油路２０ａと大気空間との連通の阻止を解除する。
【解決手段】ロータを回転させることにより負圧を発生させるバキュームポンプにおいて、油路２０ａは、オイル供給孔１２ａとロータの回転摺動部とを連通させる。大気連通孔２０ｂは、第１油路１８ａと大気空間とを連通させる。給油パイプ２０は、負圧発生中にはリターンスプリング４６の付勢力によって連通阻止位置に移動し、大気連通孔２０ｂを通じた油路２０ａと大気空間との連通を阻止する。負圧発生中でないときにはパイプ挿通孔１２ｃに供給された潤滑油の油圧を利用して初期位置に移動し、大気連通孔２０ｂを通じた油路２０ａと大気空間との連通の阻止を解除する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバキュームポンプに関し、特にロータを回転させることにより負圧を発生させるバキュームポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者によってブレーキペダルが踏み込み操作されるときに、その踏み込み操作を補助する倍力装置として、バキュームポンプによって負圧を発生させる真空式倍力装置が知られている。このような真空式倍力装置では性能を良好に維持すべく、ロータなどの回転部材が回転しているときに、その回転摺動部分に適切な供給量の潤滑油が供給されることが要求される。このため、潤滑油通路とパイプ外周面とを連通させる潤滑油逃がし孔を設けた給油パイプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、負圧発生時における潤滑油の供給量を適切なものとすべく、負圧発生時にスプールが変位し、可変オリフィスの開孔度を減少させて給油量を減少させる油回転形真空ポンプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３９８８２号公報
【特許文献２】実開昭６４−１１３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば上述の特許文献１に記載される技術では、ロータ回転時においても潤滑油逃がし孔から潤滑油が流出するため、潤滑油の流出量を抑制することが困難である。また、負圧の発生を停止した直後はバキュームポンプに負圧が残存しているため、例えば上述の特許文献２に記載される技術では、負圧の発生を停止したときに給油孔の開口面積が増大し、バキュームポンプに残存する負圧によって潤滑油がバキュームポンプの負圧室内に引き込まれる可能性がある。負圧室内に多くの潤滑油が引き込まれた場合、次に速やかに負圧を発生させることができないおそれがある。
【０００４】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部への潤滑油の流出を抑制するとともに、負圧の発生を停止したときにおける負圧発生室への潤滑油の流入を抑制した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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のバキュームポンプは、ロータを回転させることにより負圧を発生させるバキュームポンプにおいて、潤滑油供給源と、ロータの摺動部および負圧を発生させる負圧発生室内部とを連通させる油路と、油路と大気空間とを連通させる大気連通孔と、負圧発生中には大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通を阻止し、負圧発生中でないときには大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通の阻止を解除する連通制御機構と、を備える。
【０００６】
この態様によれば、負圧発生中でないときに大気連通孔を通じて油路と大気空間とが連通することにより、負圧の発生停止後にロータ周辺に潤滑油が引き込まれることを抑制することができる。また、負圧発生中には回転摺動部への潤滑油の供給を可能としつつ大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通を阻止することができるため、大気連通孔を通じた潤滑油の流出を抑制しながらロータの回転摺動部に適切な量を潤滑油を供給することができる。
【０００７】
連通制御機構は、大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通を阻止する第１位置と、連通の阻止を解除する第２位置との間を摺動可能な連通制御部材と、連通制御部材を第２位置に向かって付勢する付勢手段と、を有してもよい。連通制御部材は、負圧発生中には油路に供給された潤滑油の油圧を利用して第１位置に移動し、負圧発生中でないときには付勢手段の付勢力によって第２位置に移動してもよい。
【０００８】
この態様によれば、潤滑油の油圧を利用して、大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通および連通の阻止を切り換えることができる。このため、簡易な構成によって潤滑油の流出を抑制しつつ回転摺動部に適切な量の潤滑油を供給することができる。
【０００９】
連通制御機構は、大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通を阻止する第１位置と、連通の阻止を解除する第２位置との間を摺動可能な連通制御部材と、連通制御部材を第２位置に向かって付勢する付勢手段と、を有してもよい。連通制御部材は、負圧発生中にはロータを回転させる駆動力を利用して第１位置に移動し、負圧発生中でないときには付勢手段の付勢力によって第２位置に移動してもよい。
【００１０】
この態様によれば、ロータを回転させる駆動力を利用して、大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通および連通の阻止を切り換えることができる。このため、簡易な構成によって潤滑油の流出を抑制しつつ回転摺動部に適切な量の潤滑油を供給することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のバキュームポンプによれば、外部への潤滑油の流出を抑制するとともに、負圧の発生を停止したときにおける負圧発生室への潤滑油の流入を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０の断面図である。バキュームポンプ１０は、カムシャフト１２、カップリング１４、中央支持部材１６、ロータ１８、給油パイプ２０、ハウジング２４、カバー２６、およびベーン２８を有する。
【００１４】
ハウジング２４は、エンジン本体２２の取付孔に嵌挿され固定される。ハウジング２４にはロータ挿通孔２４ｃが設けられており、ロータ１８には円柱状の回転摺動部１８ｄが形成されている。ロータ１８の回転摺動部１８ｄがハウジング２４のロータ挿通孔２４ｃに挿通され、ロータ１８がハウジング２４に対して回転可能に支持される。
【００１５】
回転摺動部１８ｄの一端にロータ本体部１８ｅが設けられており、ベーン２８は、ロータ１８と共に回転するようロータ本体部１８ｅに支持される。カバー２６はカップ型に形成され、ハウジング２４と共にロータ本体部１８ｅおよびベーン２８を覆うようにハウジング２４に取り付けられる。
【００１６】
この結果、カバー２６とハウジング２４とによって囲われる領域に、負圧を発生させる領域としての負圧発生室Ｓ１が形成される。ハウジング２４には、負圧発生室Ｓ１と外部とを連通させる排気孔２４ｂが形成され、排気孔２４ｂの外部側の開口部には排気バルブ３２が設けられる。排気バルブ３２は、外部から負圧発生室Ｓ１への空気や油などの流体の進入を阻止する。
【００１７】
回転摺動部１８ｄの他端には係合部１８ｃが設けられている。係合部１８ｃは軸方向に見て長方形に形成されている。カップリング１４は円柱状に形成され、その一端に開口するように軸方向に見て係合部１８ｃよりも僅かに大きい長方形の係合孔１４ａが設けられている。ロータ１８の係合部１８ｃがカップリング１４の係合孔１４ａに挿通されることによりカップリング１４とロータ１８とが共に回転するよう、相互に回転方向に係止される。
【００１８】
カップリング１４には、係合孔１４ａと貫通する円形の取付孔１４ｂが設けられている。中央支持部材１６は円盤状に形成されており、中央支持部材１６がカップリング１４の取付孔１４ｂに嵌着される。中央支持部材１６には、軸方向に貫通するよう、その中心に挿通孔１６ａが設けられている。挿通孔１６ａに、給油パイプ２０が軸方向に摺動可能に挿通される。カムシャフト１２の端部には取付孔１２ｂが設けられ、この取付孔１２ｂにカップリング１４が嵌着される。こうしてバキュームポンプ１０が構成され、カムシャフト１２が回転することによって、その駆動力がカップリング１４を介してロータ１８に伝達され、ロータ１８が回転する。
【００１９】
ここで、図２に関連して負圧の発生手順について説明する。図２は、第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０をロータ１８側から見た正面図である。吸気ポート３４はバキューム・サーボ（真空式制動力倍率装置）に接続されている。
【００２０】
カバー２６は内面が円筒状に形成されている。ロータ１８は、中心軸がカバー２６の内面中心軸から外れた偏心位置に配置されている。ベーン２８はロータ１８の先端部において、ロータ１８の軸方向と直交する方向に摺動可能に支持されている。ベーン２８は、カバー２６の両端部が内周面に当接して摺動するよう、両端部がカバー２６の内周面のガイド部（図示せず）によって案内される。この結果、負圧発生室Ｓ１はベーン２８によって２つのバキューム室に区画される。
【００２１】
エンジンが作動すると、カムシャフト１２と共にロータ１８が回転する。このとき、これら２つのバキューム室の容積が変化する。バキューム室の容積が減少すると排気孔２４ｂおよび排気バルブ３２を通じて負圧発生室Ｓ１から空気が排出される。その後再びバキューム室の容積が増大すると負圧が発生する。発生した負圧は吸気ポート３４を介してバキューム・サーボに伝えられ、バキューム・サーボ内の空気を連続的に吸い出す。
【００２２】
図１に戻る。バキュームポンプ１０には、ロータ１８の良好な回転運動を維持させるため、回転摺動部１８ｄの外周面や負圧発生室Ｓ１に潤滑油を供給するための油路がカムシャフト１２やロータ１８に形成されている。具体的には、カムシャフト１２には軸方向に延在するオイル供給孔１２ａがその中心に設けられている。ロータ１８には、軸方向に延在する第１油路１８ａがその中心に形成され、第１油路１８ａの一端と連通して、回転摺動部１８ｄの外周面に向かってロータ１８の軸方向と直交する方向に延在する第２油路１８ｂが形成されている。ハウジング２４のロータ挿通孔２４ｃの内周面には給油溝２４ａが軸方向に伸びるよう形成されている。
【００２３】
潤滑油は、カムシャフト１２のオイル供給孔１２ａから中空円筒状の給油パイプ２０を介して第１油路１８ａに供給され、第１油路１８ａから第２油路１８ｂを通過して給油溝２４ａに供給される。潤滑油が給油溝２４ａに供給されることにより、回転摺動部１８ｄの外周面が軸方向にわたって潤滑され、ロータ１８の安定した回転が可能となる。以下、図３および図４に関連して給油パイプ２０の構成および動作について詳細に説明する。
【００２４】
図３は、第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、負圧発生中でないときの給油パイプ２０の状態を示す図である。給油パイプ２０は、円柱状の大径部２０ｃと、大径部２０ｃよりも径の小さい円柱状の小径部２０ｄとが同軸に一体的に結合した形状に形成される。したがって、大径部２０ｃの径をＤ１、小径部２０ｄの径をＤ２とした場合、Ｄ１＞Ｄ２となっている。給油パイプ２０には、軸方向に貫通する油路２０ａがその中心に形成されている。
【００２５】
カムシャフト１２には給油パイプ２０の大径部２０ｃよりもわずかに径の大きいパイプ挿通孔１２ｃが設けられている。大径部２０ｃには全周にわたる溝２０ｅが設けられており、溝２０ｅにＯリング４０が取り付けられた状態で大径部２０ｃがパイプ挿通孔１２ｃに嵌挿される。
【００２６】
ロータ１８の係合部１８ｃには給油パイプ２０の小径部２０ｄよりもわずかに径の大きいパイプ挿通孔１８ｇが設けられている。小径部２０ｄには全周にわたる溝２０ｆが設けられており、溝２０ｆにＯリング４２が取り付けられる。溝２０ｇよりも大径部２０ｃ側に全周にわたる溝２０ｆが設けられており、この溝２０ｆに係止リング４４が取り付けられる。この状態で小径部２０ｄがパイプ挿通孔１８ｇに嵌挿される。その後、係止突部１８ｆがパイプ挿通孔１８ｇの開口端部に取り付けられ、小径部２０ｄのうち係止リング４４よりパイプ挿通孔１８ｇ内部側にある部分の外部への移動が規制される。
【００２７】
パイプ挿通孔１８ｇ内部にはリターンスプリング４６が配置されている。リターンスプリング４６は、給油パイプ２０をパイプ挿通孔１８ｇの開口側に向かって付勢する。エンジンが作動していないためロータ１８が回転していない状態では、オイル供給孔１２ａから潤滑油が供給されないため、給油パイプ２０には油圧が与えられない。したがって給油パイプ２０は、リターンスプリング４６の付勢力によって、係止リング４４が係止突部１８ｆに係止する位置で保持される。第１の実施形態において、このときの給油パイプ２０の位置を初期位置という。給油パイプ２０およびリターンスプリング４６は、後述するように油路２０ａと大気空間との連通および連通阻止を制御する連通制御機構として機能する。
【００２８】
作動していたエンジンが停止し、ロータ１８の回転が停止すると、バキュームポンプ１０による負圧の発生も停止する。しかし、負圧発生室Ｓ１内には負圧の発生停止後も負圧が残存している。負圧発生室Ｓ１と給油溝２４ａとは微小な隙間によって連通しており、エンジン停止後も負圧発生室Ｓ１内に残存する負圧によって負圧発生室Ｓ１に潤滑油が引き込まれる。引き込まれた潤滑油は負圧発生室Ｓ１内に蓄積されるため、次にロータ１８を回転させるときに、ロータ１８が円滑に始動することができない可能性がある。
【００２９】
このため、第１の実施形態に係る給油パイプ２０は、大気連通孔２０ｂを有する。大気連通孔２０ｂは、油路２０ａと大気空間とを連通させるよう、給油パイプ２０の中心軸から径外向きに放射状に給油パイプ２０を貫通するよう設けられる。大気連通孔２０ｂは、給油パイプ２０が初期位置にあるときに係止突部１８ｆよりもわずかにカムシャフト１２側に設けられる。図３では上方向および下方向のそれぞれに貫通する２つの大気連通孔２０ｂが示されているが、大気連通孔２０ｂの数が２つに限られないことは勿論である。
【００３０】
このように大気連通孔２０ｂが設けられることにより、負圧の発生停止後に、負圧発生室Ｓ１に負圧が残存していた場合でも、大気連通孔２０ｂから空気が取り込まれ、この空気が負圧発生室Ｓ１に導入される。したがって、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１内に蓄積される潤滑油の量を抑制することができ、再び負圧を発生させるべくロータ１８を回転させるときに、ロータ１８の円滑な始動を実現することができる。
【００３１】
図４は、第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、負圧発生中の給油パイプ２０の状態を示す図である。大気連通孔２０ｂによって油路２０ａと大気空間とが連通した状態をロータ１８の作動後も維持した場合、油路２０ａ内の潤滑油が大気連通孔２０ｂからバキュームポンプ１０外部に流出する。このように潤滑油が流出することにより、潤滑油を頻繁に補充する必要が生じる。このため、第１の実施形態に係る給油パイプ２０は、ロータ１８が回転し負圧を発生させているときには、大気連通孔２０ｂによる油路２０ａと大気空間との連通を阻止する。
【００３２】
具体的に以下に説明する。エンジンが始動すると、ロータ１８が回転して負圧を発生させると共に、オイル供給孔１２ａから潤滑油がロータ１８の回転摺動部１８ｄの外周面に供給される。このため、カムシャフト１２のパイプ挿通孔１２ｃ内、および係合部１８ｃのパイプ挿通孔１８ｇ内にも潤滑油が供給され、潤滑油による油圧が与えられる。カムシャフト１２のパイプ挿通孔１２ｃ内では、給油パイプ２０は直径Ｄ１の円から油路２０ａの部分を除いた部分に油圧が与えられ、これにより給油パイプ２０は係合部１８ｃに向かう方向に押圧される。係合部１８ｃのパイプ挿通孔１８ｇ内では、給油パイプ２０は直径Ｄ２の円から油路２０ａの部分を除いた部分に油圧が与えられ、これにより給油パイプ２０はカムシャフト１２に向かう方向に押圧される。
【００３３】
Ｄ１＞Ｄ２であることから、給油パイプ２０は全体として係合部１８ｃに向かう方向に油圧により力が与えられる。リターンスプリング４６は、このとき油圧により給油パイプ２０に与えられる力よりも弱い付勢力が予め設定されている。このため、バキュームポンプ１０による負圧発生時は、給油パイプ２０は係合部１８ｃに向かう方向に押し進められる。これによって大気連通孔２０ｂはパイプ挿通孔１８ｇ内に収容され、大気連通孔２０ｂによる油路２０ａと大気空間との連通が阻止される。第１の実施形態において、このときの給油パイプ２０の位置を連通阻止位置をいう。
【００３４】
このように、給油パイプ２０が連通阻止位置にあるときには、大気連通孔２０ｂからの潤滑油の流出が抑制される。また、カムシャフト１２のオイル供給孔１２ａからロータ１８の回転摺動部１８ｄの外周面への油路の連通は阻止されないため、負圧発生時において回転摺動部１８ｄの外周面や負圧発生室Ｓ１に適切な量の潤滑油を供給することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０の構成は、特に言及しない限り第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０の構成と同様である。以下、第１の実施形態と同様の箇所は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０は、給油パイプ２０に代えて第１給油パイプ５０および第２給油パイプ５６を備える。図５は、第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、負圧発生中でないときの第１給油パイプ５０および第２給油パイプ５６の状態を示す図である。
【００３７】
第１給油パイプ５０は、有底の円筒状に形成される。第１給油パイプ５０の孔部には、開口部から軸方向の所定長さにわたって内周が円形となる大径挿通孔５０ａが形成され、更にその奥には内周が大径挿通孔５０ａよりも径の小さな円形となる小径挿通孔５０ｂが形成される。第１給油パイプ５０の底部には、軸方向に貫通する油路５０ｃが形成されている。
【００３８】
第２給油パイプ５６は、円柱状の大径部５６ａと、大径部５６ａよりも径の小さい円柱状の小径部５６ｂとが同軸に一体的に結合した形状に形成される。したがって、大径部５６ａの径をＤ３、小径部５６ｂの径をＤ４とした場合、Ｄ３＞Ｄ４となっている。また、第２給油パイプ５６には、軸方向に貫通する油路５６ｃがその中心に形成されている。
【００３９】
第１給油パイプ５０の大径挿通孔５０ａの内径は第２給油パイプ５６の大径部５６ａの外径よりもわずかに大きなものとされている。また、第１給油パイプ５０の小径挿通孔５０ｂの内径は第２給油パイプ５６の小径部５６ｂの外径よりもわずかに大きなものとされている。大径部５６ａには全周にわたって溝５６ｄが設けられており、この溝５６ｄにＯリング５８が取り付けられる。また小径部５６ｂには全周にわたって溝５６ｅが設けられており、この溝５６ｅにＯリング６０が取り付けられる。この状態で、第１給油パイプ５０の開口部に小径部５６ｂを先頭として第２給油パイプ５６が挿入されることにより、大径挿通孔５０ａに大径部５６ａが嵌挿され、小径挿通孔５０ｂに小径部５６ｂが嵌挿される。
【００４０】
このとき、第２給油パイプ５６は第１給油パイプ５０に対し軸方向に摺動可能とされている。第１給油パイプ５０には大径挿通孔５０ａから外周に貫通する摺動用連通孔５０ｅが設けられている。摺動用連通孔５０ｅは、第２給油パイプ５６が第１給油パイプ５０に対して摺動するときの大径挿通孔５０ａ内の空気の圧縮を抑制し、第１給油パイプ５０に対する第２給油パイプ５６の円滑な摺動を可能にしている。
【００４１】
第２給油パイプ５６が第１給油パイプ５０に嵌挿された後、大径挿通孔５０ａの開口部の縁部に設けられた溝５０ｆに係止リング６２が取り付けられる。これにより、第２給油パイプ５６の第１給油パイプ５０外部への突出が規制される。
【００４２】
第１給油パイプ５０の内底部と第２給油パイプ５６の小径部５６ｂ側の端部との間にリターンスプリング６４が配置される。リターンスプリング６４は、第２給油パイプ５６を第１給油パイプ５０の内底部から離間する方向に付勢する。この結果、第２給油パイプ５６は係止リング６２によって係止された位置に保持される。第１給油パイプ５０、第２給油パイプ５６、およびリターンスプリング６４は、後述するように油路としての小径部５６ｂと大気空間との連通および連通阻止を制御する連通制御機構として機能する。
【００４３】
第１給油パイプ５０の開口側の外周には、全周にわたって溝５０ｇが設けられており、溝５０ｇにはＯリング５２が取り付けられる。また、第１給油パイプ５０の底部側の外周には、全周にわたって溝５０ｈが設けられており、溝５０ｈにＯリング５４が取り付けられる。この状態で、第１給油パイプ５０の開口側がカムシャフト１２のパイプ挿通孔１２ｃに嵌着され、底部側が係合部１８ｃのパイプ挿通孔１８ｇに嵌着される。これにより、オイル供給孔１２ａと係合部１８ｃの第１油路１８ａとが、第２給油パイプ５６の油路５６ｃを介して連通する。
【００４４】
負圧を発生させていないときには、第２給油パイプ５６は潤滑油の油圧による大きな影響を受けないため、第２給油パイプ５６は係止リング６２によって係止された位置に保持されたままとなる。このときの第２給油パイプ５６の位置を第２の実施形態において初期位置という。
【００４５】
エンジン停止後における負圧発生室Ｓ１への潤滑油の引き込みを抑制すべく、第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０では第１給油パイプ５０に大気連通孔５０ｄが設けられる。大気連通孔５０ｄは、カムシャフト１２と係合部１８ｃとの間の大気空間と、油路としての第１給油パイプ５０の小径挿通孔５０ｂ内部とを連通させる。
【００４６】
このとき大気連通孔５０ｄは、第２給油パイプ５６が初期位置にある状態で第２給油パイプ５６の小径部５６ｂの端部と係合部１８ｃの端部との間の軸方向位置に設けられる。このため、第２給油パイプ５６が初期位置にある状態では、第２給油パイプ５６によって大気連通孔５０ｄを通じた小径挿通孔５０ｂ内部と大気空間との連通が阻止されず、大気連通孔５０ｄから小径挿通孔５０ｂ内部に空気が入り込むことが可能となっている。これによって、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１に負圧が残存していた場合でも、大気連通孔５０ｄから空気が取り込まれ、この空気が負圧発生室Ｓ１に導入されることにより、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１内に蓄積される潤滑油の量を抑制することができる。
【００４７】
図６は、第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、負圧発生中でないときの第１給油パイプ５０および第２給油パイプ５６の状態を示す図である。第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０は、負圧発生中における大気連通孔５０ｄからの潤滑油の流出を抑制すべく、ロータ１８が回転し負圧を発生させているときには、大気連通孔５０ｄによる小径挿通孔５０ｂ内部と大気空間との連通を阻止する。
【００４８】
具体的に以下に説明する。エンジンが始動すると、前述のようにオイル供給孔１２ａから潤滑油が回転摺動部１８ｄの外周面に向かって供給される。このため、第１給油パイプ５０の大径挿通孔５０ａ内部、および小径挿通孔５０ｂ内部に潤滑油が供給され、潤滑油による油圧が与えられる。第２給油パイプ５６の大径部５６ａ側の端面には、直径Ｄ３の円から油路５６ｃの部分を除いた部分に油圧が与えられ、これにより第２給油パイプ５６は係合部１８ｃに向かう方向に押圧される。第２給油パイプ５６の小径部５６ｂ側の端面には、直径Ｄ４の円から油路５６ｃの部分を除いた部分に油圧が与えられ、これにより第２給油パイプ５６はカムシャフト１２に向かう方向に押圧される。
【００４９】
Ｄ３＞Ｄ４であることから、第２給油パイプ５６は全体として係合部１８ｃに向かう方向に油圧により力が与えられる。リターンスプリング６４は、このときの油圧より第２給油パイプ５６に与えられる力よりも弱い付勢力が予め設定されている。このため、バキュームポンプ１０による負圧発生時は、第２給油パイプ５６は係合部１８ｃに向かう方向に押し進められる。これによって第２給油パイプ５６の小径部５６ｂ外周によって大気連通孔５０ｄによる小径挿通孔５０ｂ内部と大気空間との連通が阻止される。第２の実施形態において、このときの第２給油パイプ５６の位置を連通阻止位置という。
このように、第２給油パイプ５６が連通阻止位置にあるときには、大気連通孔５０ｄからの潤滑油の流出が抑制される。また、カムシャフト１２のオイル供給孔１２ａからロータ１８の回転摺動部１８ｄの外周面への油路の連通は阻止されないため、負圧発生時において回転摺動部１８ｄの外周面に適切な量の潤滑油を供給することができる。さらに、第２の実施形態では、第２給油パイプ５６の大径部５６ａが嵌挿される大径挿通孔５０ａ、および第２給油パイプ５６の小径部５６ｂが嵌挿される小径挿通孔５０ｂを、第１給油パイプ５０内部に一体的に形成することができる。このため、同軸となるよう精度良く大径挿通孔５０ａと小径挿通孔５０ｂとを形成することができ、これによって第１給油パイプ５０内における第２給油パイプ５６の円滑な摺動を実現することができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０の断面図である。第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０の構成は、特に言及しない限り第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０の構成と同様である。以下、第１の実施形態と同様の箇所は同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０は、給油パイプ２０に代えて給油パイプ７０を備える。給油パイプ７０は円筒状に形成され、軸方向に貫通する油路７０ａがその中心に形成されている。給油パイプ７０は、一端近傍に全周にわたる溝７０ｃが設けられ、溝７０ｃにＯリング７２が取り付けられる。また給油パイプ７０は、他端近傍に全周にわたる溝７０ｄが設けられ、溝７０ｄにＯリング７４が取り付けられる。この状態で、Ｏリング７２側の給油パイプ７０の端部がパイプ挿通孔１２ｃに挿通され、Ｏリング７４側の給油パイプ７０の端部が係合部１８ｃのパイプ挿通孔１８ｇに挿通される。
【００５２】
本実施形態では、大気連通孔が係合部１８ｃに設けられる。以下、第３の実施形態における大気連通孔の連通の阻止、および連通の阻止の解除について、図８に関連して説明する。
【００５３】
図８（ａ）は、第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、ロータ１８が回転していないときの図７におけるＰ−Ｐ断面図である。第３の実施形態に係る係合部１８ｃは、ロータ１８の軸方向に見た断面が、長方形の２つの長辺の各々が略中央から相互に逆方向にθの角度で削り取られた形状に形成されている。このθで削り取られた２つの部分の各々に向かって、油路としてのパイプ挿通孔１８ｇ内部と係合部１８ｃ外部とを連通させる大気連通孔１８ｈが、ロータ１８の中心軸から相互に逆方向に延在して設けられている。但し、大気連通孔１８ｈの数が２つに限られないことは勿論である。以下、係合部１８ｃの断面形状において、θの角度で削り取られパイプ挿通孔１８ｇの開口部を有する面を連通面１８ｊとし、係止突部１８ｆとθの角度を成しパイプ挿通孔１８ｇの開口部を有しない面を非連通面１８ｉとする。
【００５４】
第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０はリターンスプリング７６を有する。リターンスプリング７６は、カップリング１４の係合孔１４ａ内に設けられた有底孔１４ｃに収容され、一方の連通面１８ｊを押圧するよう付勢する。カップリング１４、ロータ１８の係合部１８ｃ、およびリターンスプリング７６は、後述するように油路としてのパイプ挿通孔１８ｇと大気空間との連通および連通阻止を制御する連通制御機構として機能する。
【００５５】
ロータ１８が回転していないとき、すなわち負圧を発生させていないときには、リターンスプリング７６の付勢力によって係合孔１４ａの側面と非連通面１８ｉとが当接し、係合孔１４ａの側面と連通面１８ｊは互いに離間した状態となる。第３の実施形態において、このようなカップリング１４の係合孔１４ａに対するロータ１８の係合部１８ｃの位置を初期位置という。
【００５６】
係合孔１４ａの側面と連通面１８ｊとの間の間隔部は大気空間へ繋がっているため、ロータ１８の係合部１８ｃが初期位置にあるときには、パイプ挿通孔１８ｇは大気連通孔１８ｈを介して大気空間に連通した状態となる。これによって、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１に負圧が残存していた場合でも、大気連通孔１８ｈを介して負圧発生室Ｓ１に空気が導入され、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１内に蓄積される潤滑油の量を抑制することができる。
【００５７】
図８（ｂ）は、第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、ロータ１８が回転しているときの図７におけるＰ−Ｐ断面図である。ロータ１８が回転しているとき、すなわち負圧を発生させているときには、カップリング１４の係合孔１４ａがロータ１８の係合部１８ｃに係合してロータ１８に駆動力を伝達する。このときカップリング１４の係合孔１４ａの側面が連通面１８ｊに向かう方向に回転し、係合孔１４ａの側面が連通面１８ｊに当接するため、大気連通孔１８ｈによるパイプ挿通孔１８ｇ内部と大気空間との連通が阻止される。第３の実施形態において、このようなカップリング１４の係合孔１４ａに対するロータ１８の係合部１８ｃの位置を連通阻止位置という。
【００５８】
このように、ロータ１８の係合部１８ｃが連通阻止位置にあるときには、大気連通孔１８ｈからの潤滑油の流出が抑制される。また、カムシャフト１２のオイル供給孔１２ａからロータ１８の回転摺動部１８ｄの外周面への油路の連通は阻止されないため、負圧発生時において回転摺動部１８ｄの外周面や負圧発生室Ｓ１に適切な量の潤滑油を供給することが可能となっている。さらに、第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０では、潤滑油の供給を待つことなく油路と大気空間との連通および連通の阻止を切り換えることができるため、迅速な連通制御が実現可能となっている。
【００５９】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００６０】
バキュームポンプは、上記実施形態において例示したようなベーン型のバキュームポンプでなくてもよいことは勿論であり、他の形式のバキュームポンプであってもよい。また、カップリングを介さずに、カムシャフト１２の端部に係合孔が形成され、カムシャフト１２とロータ１８とが直接係合してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施形態に係るバキュームポンプの断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るバキュームポンプをロータ側から見た正面図である。
【図３】第１の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、負圧発生中でないときの給油パイプの状態を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、負圧発生中の給油パイプの状態を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、負圧発生中でないときの第１給油パイプおよび第２給油パイプの状態を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、負圧発生中でないときの第１給油パイプおよび第２給油パイプの状態を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係るバキュームポンプの断面図である。
【図８】（ａ）は、第３の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、ロータが回転していないときの図７におけるＰ−Ｐ断面図であり、（ｂ）は、第３の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、ロータが回転しているときの図７におけるＰ−Ｐ断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ バキュームポンプ、 １２ カムシャフト、 １４ カップリング、 １８ ロータ、 １８ｃ 係合部、 １８ｄ 回転摺動部、 １８ｅ ロータ本体部、 ２０ 給油パイプ、 ２０ｂ 大気連通孔、 ２６ カバー、 ２８ ベーン、 ４６ リターンスプリング、 ５０ 第１給油パイプ、 ５０ｄ 大気連通孔、 ５６ 第２給油パイプ、 ６４ リターンスプリング、 ７０ 給油パイプ、 ７６ リターンスプリング。
【技術分野】
【０００１】
本発明はバキュームポンプに関し、特にロータを回転させることにより負圧を発生させるバキュームポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者によってブレーキペダルが踏み込み操作されるときに、その踏み込み操作を補助する倍力装置として、バキュームポンプによって負圧を発生させる真空式倍力装置が知られている。このような真空式倍力装置では性能を良好に維持すべく、ロータなどの回転部材が回転しているときに、その回転摺動部分に適切な供給量の潤滑油が供給されることが要求される。このため、潤滑油通路とパイプ外周面とを連通させる潤滑油逃がし孔を設けた給油パイプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、負圧発生時における潤滑油の供給量を適切なものとすべく、負圧発生時にスプールが変位し、可変オリフィスの開孔度を減少させて給油量を減少させる油回転形真空ポンプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２３９８８２号公報
【特許文献２】実開昭６４−１１３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば上述の特許文献１に記載される技術では、ロータ回転時においても潤滑油逃がし孔から潤滑油が流出するため、潤滑油の流出量を抑制することが困難である。また、負圧の発生を停止した直後はバキュームポンプに負圧が残存しているため、例えば上述の特許文献２に記載される技術では、負圧の発生を停止したときに給油孔の開口面積が増大し、バキュームポンプに残存する負圧によって潤滑油がバキュームポンプの負圧室内に引き込まれる可能性がある。負圧室内に多くの潤滑油が引き込まれた場合、次に速やかに負圧を発生させることができないおそれがある。
【０００４】
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部への潤滑油の流出を抑制するとともに、負圧の発生を停止したときにおける負圧発生室への潤滑油の流入を抑制した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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のバキュームポンプは、ロータを回転させることにより負圧を発生させるバキュームポンプにおいて、潤滑油供給源と、ロータの摺動部および負圧を発生させる負圧発生室内部とを連通させる油路と、油路と大気空間とを連通させる大気連通孔と、負圧発生中には大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通を阻止し、負圧発生中でないときには大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通の阻止を解除する連通制御機構と、を備える。
【０００６】
この態様によれば、負圧発生中でないときに大気連通孔を通じて油路と大気空間とが連通することにより、負圧の発生停止後にロータ周辺に潤滑油が引き込まれることを抑制することができる。また、負圧発生中には回転摺動部への潤滑油の供給を可能としつつ大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通を阻止することができるため、大気連通孔を通じた潤滑油の流出を抑制しながらロータの回転摺動部に適切な量を潤滑油を供給することができる。
【０００７】
連通制御機構は、大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通を阻止する第１位置と、連通の阻止を解除する第２位置との間を摺動可能な連通制御部材と、連通制御部材を第２位置に向かって付勢する付勢手段と、を有してもよい。連通制御部材は、負圧発生中には油路に供給された潤滑油の油圧を利用して第１位置に移動し、負圧発生中でないときには付勢手段の付勢力によって第２位置に移動してもよい。
【０００８】
この態様によれば、潤滑油の油圧を利用して、大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通および連通の阻止を切り換えることができる。このため、簡易な構成によって潤滑油の流出を抑制しつつ回転摺動部に適切な量の潤滑油を供給することができる。
【０００９】
連通制御機構は、大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通を阻止する第１位置と、連通の阻止を解除する第２位置との間を摺動可能な連通制御部材と、連通制御部材を第２位置に向かって付勢する付勢手段と、を有してもよい。連通制御部材は、負圧発生中にはロータを回転させる駆動力を利用して第１位置に移動し、負圧発生中でないときには付勢手段の付勢力によって第２位置に移動してもよい。
【００１０】
この態様によれば、ロータを回転させる駆動力を利用して、大気連通孔を通じた油路と大気空間との連通および連通の阻止を切り換えることができる。このため、簡易な構成によって潤滑油の流出を抑制しつつ回転摺動部に適切な量の潤滑油を供給することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のバキュームポンプによれば、外部への潤滑油の流出を抑制するとともに、負圧の発生を停止したときにおける負圧発生室への潤滑油の流入を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態（以下、「実施形態」という。）について詳細に説明する。
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０の断面図である。バキュームポンプ１０は、カムシャフト１２、カップリング１４、中央支持部材１６、ロータ１８、給油パイプ２０、ハウジング２４、カバー２６、およびベーン２８を有する。
【００１４】
ハウジング２４は、エンジン本体２２の取付孔に嵌挿され固定される。ハウジング２４にはロータ挿通孔２４ｃが設けられており、ロータ１８には円柱状の回転摺動部１８ｄが形成されている。ロータ１８の回転摺動部１８ｄがハウジング２４のロータ挿通孔２４ｃに挿通され、ロータ１８がハウジング２４に対して回転可能に支持される。
【００１５】
回転摺動部１８ｄの一端にロータ本体部１８ｅが設けられており、ベーン２８は、ロータ１８と共に回転するようロータ本体部１８ｅに支持される。カバー２６はカップ型に形成され、ハウジング２４と共にロータ本体部１８ｅおよびベーン２８を覆うようにハウジング２４に取り付けられる。
【００１６】
この結果、カバー２６とハウジング２４とによって囲われる領域に、負圧を発生させる領域としての負圧発生室Ｓ１が形成される。ハウジング２４には、負圧発生室Ｓ１と外部とを連通させる排気孔２４ｂが形成され、排気孔２４ｂの外部側の開口部には排気バルブ３２が設けられる。排気バルブ３２は、外部から負圧発生室Ｓ１への空気や油などの流体の進入を阻止する。
【００１７】
回転摺動部１８ｄの他端には係合部１８ｃが設けられている。係合部１８ｃは軸方向に見て長方形に形成されている。カップリング１４は円柱状に形成され、その一端に開口するように軸方向に見て係合部１８ｃよりも僅かに大きい長方形の係合孔１４ａが設けられている。ロータ１８の係合部１８ｃがカップリング１４の係合孔１４ａに挿通されることによりカップリング１４とロータ１８とが共に回転するよう、相互に回転方向に係止される。
【００１８】
カップリング１４には、係合孔１４ａと貫通する円形の取付孔１４ｂが設けられている。中央支持部材１６は円盤状に形成されており、中央支持部材１６がカップリング１４の取付孔１４ｂに嵌着される。中央支持部材１６には、軸方向に貫通するよう、その中心に挿通孔１６ａが設けられている。挿通孔１６ａに、給油パイプ２０が軸方向に摺動可能に挿通される。カムシャフト１２の端部には取付孔１２ｂが設けられ、この取付孔１２ｂにカップリング１４が嵌着される。こうしてバキュームポンプ１０が構成され、カムシャフト１２が回転することによって、その駆動力がカップリング１４を介してロータ１８に伝達され、ロータ１８が回転する。
【００１９】
ここで、図２に関連して負圧の発生手順について説明する。図２は、第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０をロータ１８側から見た正面図である。吸気ポート３４はバキューム・サーボ（真空式制動力倍率装置）に接続されている。
【００２０】
カバー２６は内面が円筒状に形成されている。ロータ１８は、中心軸がカバー２６の内面中心軸から外れた偏心位置に配置されている。ベーン２８はロータ１８の先端部において、ロータ１８の軸方向と直交する方向に摺動可能に支持されている。ベーン２８は、カバー２６の両端部が内周面に当接して摺動するよう、両端部がカバー２６の内周面のガイド部（図示せず）によって案内される。この結果、負圧発生室Ｓ１はベーン２８によって２つのバキューム室に区画される。
【００２１】
エンジンが作動すると、カムシャフト１２と共にロータ１８が回転する。このとき、これら２つのバキューム室の容積が変化する。バキューム室の容積が減少すると排気孔２４ｂおよび排気バルブ３２を通じて負圧発生室Ｓ１から空気が排出される。その後再びバキューム室の容積が増大すると負圧が発生する。発生した負圧は吸気ポート３４を介してバキューム・サーボに伝えられ、バキューム・サーボ内の空気を連続的に吸い出す。
【００２２】
図１に戻る。バキュームポンプ１０には、ロータ１８の良好な回転運動を維持させるため、回転摺動部１８ｄの外周面や負圧発生室Ｓ１に潤滑油を供給するための油路がカムシャフト１２やロータ１８に形成されている。具体的には、カムシャフト１２には軸方向に延在するオイル供給孔１２ａがその中心に設けられている。ロータ１８には、軸方向に延在する第１油路１８ａがその中心に形成され、第１油路１８ａの一端と連通して、回転摺動部１８ｄの外周面に向かってロータ１８の軸方向と直交する方向に延在する第２油路１８ｂが形成されている。ハウジング２４のロータ挿通孔２４ｃの内周面には給油溝２４ａが軸方向に伸びるよう形成されている。
【００２３】
潤滑油は、カムシャフト１２のオイル供給孔１２ａから中空円筒状の給油パイプ２０を介して第１油路１８ａに供給され、第１油路１８ａから第２油路１８ｂを通過して給油溝２４ａに供給される。潤滑油が給油溝２４ａに供給されることにより、回転摺動部１８ｄの外周面が軸方向にわたって潤滑され、ロータ１８の安定した回転が可能となる。以下、図３および図４に関連して給油パイプ２０の構成および動作について詳細に説明する。
【００２４】
図３は、第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、負圧発生中でないときの給油パイプ２０の状態を示す図である。給油パイプ２０は、円柱状の大径部２０ｃと、大径部２０ｃよりも径の小さい円柱状の小径部２０ｄとが同軸に一体的に結合した形状に形成される。したがって、大径部２０ｃの径をＤ１、小径部２０ｄの径をＤ２とした場合、Ｄ１＞Ｄ２となっている。給油パイプ２０には、軸方向に貫通する油路２０ａがその中心に形成されている。
【００２５】
カムシャフト１２には給油パイプ２０の大径部２０ｃよりもわずかに径の大きいパイプ挿通孔１２ｃが設けられている。大径部２０ｃには全周にわたる溝２０ｅが設けられており、溝２０ｅにＯリング４０が取り付けられた状態で大径部２０ｃがパイプ挿通孔１２ｃに嵌挿される。
【００２６】
ロータ１８の係合部１８ｃには給油パイプ２０の小径部２０ｄよりもわずかに径の大きいパイプ挿通孔１８ｇが設けられている。小径部２０ｄには全周にわたる溝２０ｆが設けられており、溝２０ｆにＯリング４２が取り付けられる。溝２０ｇよりも大径部２０ｃ側に全周にわたる溝２０ｆが設けられており、この溝２０ｆに係止リング４４が取り付けられる。この状態で小径部２０ｄがパイプ挿通孔１８ｇに嵌挿される。その後、係止突部１８ｆがパイプ挿通孔１８ｇの開口端部に取り付けられ、小径部２０ｄのうち係止リング４４よりパイプ挿通孔１８ｇ内部側にある部分の外部への移動が規制される。
【００２７】
パイプ挿通孔１８ｇ内部にはリターンスプリング４６が配置されている。リターンスプリング４６は、給油パイプ２０をパイプ挿通孔１８ｇの開口側に向かって付勢する。エンジンが作動していないためロータ１８が回転していない状態では、オイル供給孔１２ａから潤滑油が供給されないため、給油パイプ２０には油圧が与えられない。したがって給油パイプ２０は、リターンスプリング４６の付勢力によって、係止リング４４が係止突部１８ｆに係止する位置で保持される。第１の実施形態において、このときの給油パイプ２０の位置を初期位置という。給油パイプ２０およびリターンスプリング４６は、後述するように油路２０ａと大気空間との連通および連通阻止を制御する連通制御機構として機能する。
【００２８】
作動していたエンジンが停止し、ロータ１８の回転が停止すると、バキュームポンプ１０による負圧の発生も停止する。しかし、負圧発生室Ｓ１内には負圧の発生停止後も負圧が残存している。負圧発生室Ｓ１と給油溝２４ａとは微小な隙間によって連通しており、エンジン停止後も負圧発生室Ｓ１内に残存する負圧によって負圧発生室Ｓ１に潤滑油が引き込まれる。引き込まれた潤滑油は負圧発生室Ｓ１内に蓄積されるため、次にロータ１８を回転させるときに、ロータ１８が円滑に始動することができない可能性がある。
【００２９】
このため、第１の実施形態に係る給油パイプ２０は、大気連通孔２０ｂを有する。大気連通孔２０ｂは、油路２０ａと大気空間とを連通させるよう、給油パイプ２０の中心軸から径外向きに放射状に給油パイプ２０を貫通するよう設けられる。大気連通孔２０ｂは、給油パイプ２０が初期位置にあるときに係止突部１８ｆよりもわずかにカムシャフト１２側に設けられる。図３では上方向および下方向のそれぞれに貫通する２つの大気連通孔２０ｂが示されているが、大気連通孔２０ｂの数が２つに限られないことは勿論である。
【００３０】
このように大気連通孔２０ｂが設けられることにより、負圧の発生停止後に、負圧発生室Ｓ１に負圧が残存していた場合でも、大気連通孔２０ｂから空気が取り込まれ、この空気が負圧発生室Ｓ１に導入される。したがって、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１内に蓄積される潤滑油の量を抑制することができ、再び負圧を発生させるべくロータ１８を回転させるときに、ロータ１８の円滑な始動を実現することができる。
【００３１】
図４は、第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、負圧発生中の給油パイプ２０の状態を示す図である。大気連通孔２０ｂによって油路２０ａと大気空間とが連通した状態をロータ１８の作動後も維持した場合、油路２０ａ内の潤滑油が大気連通孔２０ｂからバキュームポンプ１０外部に流出する。このように潤滑油が流出することにより、潤滑油を頻繁に補充する必要が生じる。このため、第１の実施形態に係る給油パイプ２０は、ロータ１８が回転し負圧を発生させているときには、大気連通孔２０ｂによる油路２０ａと大気空間との連通を阻止する。
【００３２】
具体的に以下に説明する。エンジンが始動すると、ロータ１８が回転して負圧を発生させると共に、オイル供給孔１２ａから潤滑油がロータ１８の回転摺動部１８ｄの外周面に供給される。このため、カムシャフト１２のパイプ挿通孔１２ｃ内、および係合部１８ｃのパイプ挿通孔１８ｇ内にも潤滑油が供給され、潤滑油による油圧が与えられる。カムシャフト１２のパイプ挿通孔１２ｃ内では、給油パイプ２０は直径Ｄ１の円から油路２０ａの部分を除いた部分に油圧が与えられ、これにより給油パイプ２０は係合部１８ｃに向かう方向に押圧される。係合部１８ｃのパイプ挿通孔１８ｇ内では、給油パイプ２０は直径Ｄ２の円から油路２０ａの部分を除いた部分に油圧が与えられ、これにより給油パイプ２０はカムシャフト１２に向かう方向に押圧される。
【００３３】
Ｄ１＞Ｄ２であることから、給油パイプ２０は全体として係合部１８ｃに向かう方向に油圧により力が与えられる。リターンスプリング４６は、このとき油圧により給油パイプ２０に与えられる力よりも弱い付勢力が予め設定されている。このため、バキュームポンプ１０による負圧発生時は、給油パイプ２０は係合部１８ｃに向かう方向に押し進められる。これによって大気連通孔２０ｂはパイプ挿通孔１８ｇ内に収容され、大気連通孔２０ｂによる油路２０ａと大気空間との連通が阻止される。第１の実施形態において、このときの給油パイプ２０の位置を連通阻止位置をいう。
【００３４】
このように、給油パイプ２０が連通阻止位置にあるときには、大気連通孔２０ｂからの潤滑油の流出が抑制される。また、カムシャフト１２のオイル供給孔１２ａからロータ１８の回転摺動部１８ｄの外周面への油路の連通は阻止されないため、負圧発生時において回転摺動部１８ｄの外周面や負圧発生室Ｓ１に適切な量の潤滑油を供給することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０の構成は、特に言及しない限り第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０の構成と同様である。以下、第１の実施形態と同様の箇所は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０は、給油パイプ２０に代えて第１給油パイプ５０および第２給油パイプ５６を備える。図５は、第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、負圧発生中でないときの第１給油パイプ５０および第２給油パイプ５６の状態を示す図である。
【００３７】
第１給油パイプ５０は、有底の円筒状に形成される。第１給油パイプ５０の孔部には、開口部から軸方向の所定長さにわたって内周が円形となる大径挿通孔５０ａが形成され、更にその奥には内周が大径挿通孔５０ａよりも径の小さな円形となる小径挿通孔５０ｂが形成される。第１給油パイプ５０の底部には、軸方向に貫通する油路５０ｃが形成されている。
【００３８】
第２給油パイプ５６は、円柱状の大径部５６ａと、大径部５６ａよりも径の小さい円柱状の小径部５６ｂとが同軸に一体的に結合した形状に形成される。したがって、大径部５６ａの径をＤ３、小径部５６ｂの径をＤ４とした場合、Ｄ３＞Ｄ４となっている。また、第２給油パイプ５６には、軸方向に貫通する油路５６ｃがその中心に形成されている。
【００３９】
第１給油パイプ５０の大径挿通孔５０ａの内径は第２給油パイプ５６の大径部５６ａの外径よりもわずかに大きなものとされている。また、第１給油パイプ５０の小径挿通孔５０ｂの内径は第２給油パイプ５６の小径部５６ｂの外径よりもわずかに大きなものとされている。大径部５６ａには全周にわたって溝５６ｄが設けられており、この溝５６ｄにＯリング５８が取り付けられる。また小径部５６ｂには全周にわたって溝５６ｅが設けられており、この溝５６ｅにＯリング６０が取り付けられる。この状態で、第１給油パイプ５０の開口部に小径部５６ｂを先頭として第２給油パイプ５６が挿入されることにより、大径挿通孔５０ａに大径部５６ａが嵌挿され、小径挿通孔５０ｂに小径部５６ｂが嵌挿される。
【００４０】
このとき、第２給油パイプ５６は第１給油パイプ５０に対し軸方向に摺動可能とされている。第１給油パイプ５０には大径挿通孔５０ａから外周に貫通する摺動用連通孔５０ｅが設けられている。摺動用連通孔５０ｅは、第２給油パイプ５６が第１給油パイプ５０に対して摺動するときの大径挿通孔５０ａ内の空気の圧縮を抑制し、第１給油パイプ５０に対する第２給油パイプ５６の円滑な摺動を可能にしている。
【００４１】
第２給油パイプ５６が第１給油パイプ５０に嵌挿された後、大径挿通孔５０ａの開口部の縁部に設けられた溝５０ｆに係止リング６２が取り付けられる。これにより、第２給油パイプ５６の第１給油パイプ５０外部への突出が規制される。
【００４２】
第１給油パイプ５０の内底部と第２給油パイプ５６の小径部５６ｂ側の端部との間にリターンスプリング６４が配置される。リターンスプリング６４は、第２給油パイプ５６を第１給油パイプ５０の内底部から離間する方向に付勢する。この結果、第２給油パイプ５６は係止リング６２によって係止された位置に保持される。第１給油パイプ５０、第２給油パイプ５６、およびリターンスプリング６４は、後述するように油路としての小径部５６ｂと大気空間との連通および連通阻止を制御する連通制御機構として機能する。
【００４３】
第１給油パイプ５０の開口側の外周には、全周にわたって溝５０ｇが設けられており、溝５０ｇにはＯリング５２が取り付けられる。また、第１給油パイプ５０の底部側の外周には、全周にわたって溝５０ｈが設けられており、溝５０ｈにＯリング５４が取り付けられる。この状態で、第１給油パイプ５０の開口側がカムシャフト１２のパイプ挿通孔１２ｃに嵌着され、底部側が係合部１８ｃのパイプ挿通孔１８ｇに嵌着される。これにより、オイル供給孔１２ａと係合部１８ｃの第１油路１８ａとが、第２給油パイプ５６の油路５６ｃを介して連通する。
【００４４】
負圧を発生させていないときには、第２給油パイプ５６は潤滑油の油圧による大きな影響を受けないため、第２給油パイプ５６は係止リング６２によって係止された位置に保持されたままとなる。このときの第２給油パイプ５６の位置を第２の実施形態において初期位置という。
【００４５】
エンジン停止後における負圧発生室Ｓ１への潤滑油の引き込みを抑制すべく、第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０では第１給油パイプ５０に大気連通孔５０ｄが設けられる。大気連通孔５０ｄは、カムシャフト１２と係合部１８ｃとの間の大気空間と、油路としての第１給油パイプ５０の小径挿通孔５０ｂ内部とを連通させる。
【００４６】
このとき大気連通孔５０ｄは、第２給油パイプ５６が初期位置にある状態で第２給油パイプ５６の小径部５６ｂの端部と係合部１８ｃの端部との間の軸方向位置に設けられる。このため、第２給油パイプ５６が初期位置にある状態では、第２給油パイプ５６によって大気連通孔５０ｄを通じた小径挿通孔５０ｂ内部と大気空間との連通が阻止されず、大気連通孔５０ｄから小径挿通孔５０ｂ内部に空気が入り込むことが可能となっている。これによって、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１に負圧が残存していた場合でも、大気連通孔５０ｄから空気が取り込まれ、この空気が負圧発生室Ｓ１に導入されることにより、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１内に蓄積される潤滑油の量を抑制することができる。
【００４７】
図６は、第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、負圧発生中でないときの第１給油パイプ５０および第２給油パイプ５６の状態を示す図である。第２の実施形態に係るバキュームポンプ１０は、負圧発生中における大気連通孔５０ｄからの潤滑油の流出を抑制すべく、ロータ１８が回転し負圧を発生させているときには、大気連通孔５０ｄによる小径挿通孔５０ｂ内部と大気空間との連通を阻止する。
【００４８】
具体的に以下に説明する。エンジンが始動すると、前述のようにオイル供給孔１２ａから潤滑油が回転摺動部１８ｄの外周面に向かって供給される。このため、第１給油パイプ５０の大径挿通孔５０ａ内部、および小径挿通孔５０ｂ内部に潤滑油が供給され、潤滑油による油圧が与えられる。第２給油パイプ５６の大径部５６ａ側の端面には、直径Ｄ３の円から油路５６ｃの部分を除いた部分に油圧が与えられ、これにより第２給油パイプ５６は係合部１８ｃに向かう方向に押圧される。第２給油パイプ５６の小径部５６ｂ側の端面には、直径Ｄ４の円から油路５６ｃの部分を除いた部分に油圧が与えられ、これにより第２給油パイプ５６はカムシャフト１２に向かう方向に押圧される。
【００４９】
Ｄ３＞Ｄ４であることから、第２給油パイプ５６は全体として係合部１８ｃに向かう方向に油圧により力が与えられる。リターンスプリング６４は、このときの油圧より第２給油パイプ５６に与えられる力よりも弱い付勢力が予め設定されている。このため、バキュームポンプ１０による負圧発生時は、第２給油パイプ５６は係合部１８ｃに向かう方向に押し進められる。これによって第２給油パイプ５６の小径部５６ｂ外周によって大気連通孔５０ｄによる小径挿通孔５０ｂ内部と大気空間との連通が阻止される。第２の実施形態において、このときの第２給油パイプ５６の位置を連通阻止位置という。
このように、第２給油パイプ５６が連通阻止位置にあるときには、大気連通孔５０ｄからの潤滑油の流出が抑制される。また、カムシャフト１２のオイル供給孔１２ａからロータ１８の回転摺動部１８ｄの外周面への油路の連通は阻止されないため、負圧発生時において回転摺動部１８ｄの外周面に適切な量の潤滑油を供給することができる。さらに、第２の実施形態では、第２給油パイプ５６の大径部５６ａが嵌挿される大径挿通孔５０ａ、および第２給油パイプ５６の小径部５６ｂが嵌挿される小径挿通孔５０ｂを、第１給油パイプ５０内部に一体的に形成することができる。このため、同軸となるよう精度良く大径挿通孔５０ａと小径挿通孔５０ｂとを形成することができ、これによって第１給油パイプ５０内における第２給油パイプ５６の円滑な摺動を実現することができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
図７は、第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０の断面図である。第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０の構成は、特に言及しない限り第１の実施形態に係るバキュームポンプ１０の構成と同様である。以下、第１の実施形態と同様の箇所は同一の符号を付して説明を省略する。
【００５１】
第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０は、給油パイプ２０に代えて給油パイプ７０を備える。給油パイプ７０は円筒状に形成され、軸方向に貫通する油路７０ａがその中心に形成されている。給油パイプ７０は、一端近傍に全周にわたる溝７０ｃが設けられ、溝７０ｃにＯリング７２が取り付けられる。また給油パイプ７０は、他端近傍に全周にわたる溝７０ｄが設けられ、溝７０ｄにＯリング７４が取り付けられる。この状態で、Ｏリング７２側の給油パイプ７０の端部がパイプ挿通孔１２ｃに挿通され、Ｏリング７４側の給油パイプ７０の端部が係合部１８ｃのパイプ挿通孔１８ｇに挿通される。
【００５２】
本実施形態では、大気連通孔が係合部１８ｃに設けられる。以下、第３の実施形態における大気連通孔の連通の阻止、および連通の阻止の解除について、図８に関連して説明する。
【００５３】
図８（ａ）は、第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、ロータ１８が回転していないときの図７におけるＰ−Ｐ断面図である。第３の実施形態に係る係合部１８ｃは、ロータ１８の軸方向に見た断面が、長方形の２つの長辺の各々が略中央から相互に逆方向にθの角度で削り取られた形状に形成されている。このθで削り取られた２つの部分の各々に向かって、油路としてのパイプ挿通孔１８ｇ内部と係合部１８ｃ外部とを連通させる大気連通孔１８ｈが、ロータ１８の中心軸から相互に逆方向に延在して設けられている。但し、大気連通孔１８ｈの数が２つに限られないことは勿論である。以下、係合部１８ｃの断面形状において、θの角度で削り取られパイプ挿通孔１８ｇの開口部を有する面を連通面１８ｊとし、係止突部１８ｆとθの角度を成しパイプ挿通孔１８ｇの開口部を有しない面を非連通面１８ｉとする。
【００５４】
第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０はリターンスプリング７６を有する。リターンスプリング７６は、カップリング１４の係合孔１４ａ内に設けられた有底孔１４ｃに収容され、一方の連通面１８ｊを押圧するよう付勢する。カップリング１４、ロータ１８の係合部１８ｃ、およびリターンスプリング７６は、後述するように油路としてのパイプ挿通孔１８ｇと大気空間との連通および連通阻止を制御する連通制御機構として機能する。
【００５５】
ロータ１８が回転していないとき、すなわち負圧を発生させていないときには、リターンスプリング７６の付勢力によって係合孔１４ａの側面と非連通面１８ｉとが当接し、係合孔１４ａの側面と連通面１８ｊは互いに離間した状態となる。第３の実施形態において、このようなカップリング１４の係合孔１４ａに対するロータ１８の係合部１８ｃの位置を初期位置という。
【００５６】
係合孔１４ａの側面と連通面１８ｊとの間の間隔部は大気空間へ繋がっているため、ロータ１８の係合部１８ｃが初期位置にあるときには、パイプ挿通孔１８ｇは大気連通孔１８ｈを介して大気空間に連通した状態となる。これによって、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１に負圧が残存していた場合でも、大気連通孔１８ｈを介して負圧発生室Ｓ１に空気が導入され、負圧の発生停止後に負圧発生室Ｓ１内に蓄積される潤滑油の量を抑制することができる。
【００５７】
図８（ｂ）は、第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０において、ロータ１８が回転しているときの図７におけるＰ−Ｐ断面図である。ロータ１８が回転しているとき、すなわち負圧を発生させているときには、カップリング１４の係合孔１４ａがロータ１８の係合部１８ｃに係合してロータ１８に駆動力を伝達する。このときカップリング１４の係合孔１４ａの側面が連通面１８ｊに向かう方向に回転し、係合孔１４ａの側面が連通面１８ｊに当接するため、大気連通孔１８ｈによるパイプ挿通孔１８ｇ内部と大気空間との連通が阻止される。第３の実施形態において、このようなカップリング１４の係合孔１４ａに対するロータ１８の係合部１８ｃの位置を連通阻止位置という。
【００５８】
このように、ロータ１８の係合部１８ｃが連通阻止位置にあるときには、大気連通孔１８ｈからの潤滑油の流出が抑制される。また、カムシャフト１２のオイル供給孔１２ａからロータ１８の回転摺動部１８ｄの外周面への油路の連通は阻止されないため、負圧発生時において回転摺動部１８ｄの外周面や負圧発生室Ｓ１に適切な量の潤滑油を供給することが可能となっている。さらに、第３の実施形態に係るバキュームポンプ１０では、潤滑油の供給を待つことなく油路と大気空間との連通および連通の阻止を切り換えることができるため、迅速な連通制御が実現可能となっている。
【００５９】
本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。
【００６０】
バキュームポンプは、上記実施形態において例示したようなベーン型のバキュームポンプでなくてもよいことは勿論であり、他の形式のバキュームポンプであってもよい。また、カップリングを介さずに、カムシャフト１２の端部に係合孔が形成され、カムシャフト１２とロータ１８とが直接係合してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】第１の実施形態に係るバキュームポンプの断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るバキュームポンプをロータ側から見た正面図である。
【図３】第１の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、負圧発生中でないときの給油パイプの状態を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、負圧発生中の給油パイプの状態を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、負圧発生中でないときの第１給油パイプおよび第２給油パイプの状態を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、負圧発生中でないときの第１給油パイプおよび第２給油パイプの状態を示す図である。
【図７】第３の実施形態に係るバキュームポンプの断面図である。
【図８】（ａ）は、第３の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、ロータが回転していないときの図７におけるＰ−Ｐ断面図であり、（ｂ）は、第３の実施形態に係るバキュームポンプにおいて、ロータが回転しているときの図７におけるＰ−Ｐ断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ バキュームポンプ、 １２ カムシャフト、 １４ カップリング、 １８ ロータ、 １８ｃ 係合部、 １８ｄ 回転摺動部、 １８ｅ ロータ本体部、 ２０ 給油パイプ、 ２０ｂ 大気連通孔、 ２６ カバー、 ２８ ベーン、 ４６ リターンスプリング、 ５０ 第１給油パイプ、 ５０ｄ 大気連通孔、 ５６ 第２給油パイプ、 ６４ リターンスプリング、 ７０ 給油パイプ、 ７６ リターンスプリング。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを回転させることにより負圧を発生させるバキュームポンプにおいて、
潤滑油供給源と、ロータの摺動部および負圧を発生させる負圧発生室内部とを連通させる油路と、
前記油路と大気空間とを連通させる大気連通孔と、
負圧発生中には前記大気連通孔を通じた前記油路と大気空間との連通を阻止し、負圧発生中でないときには前記大気連通孔を通じた前記油路と大気空間との連通の阻止を解除する連通制御機構と、
を備えることを特徴とするバキュームポンプ。
【請求項２】
前記連通制御機構は、前記大気連通孔を通じた前記油路と大気空間との連通を阻止する第１位置と、連通の阻止を解除する第２位置との間を摺動可能な連通制御部材と、前記連通制御部材を第２位置に向かって付勢する付勢手段と、を有し、
前記連通制御部材は、負圧発生中には前記油路に供給された潤滑油の油圧を利用して第１位置に移動し、負圧発生中でないときには前記付勢手段の付勢力によって第２位置に移動することを特徴とする請求項１に記載のバキュームポンプ。
【請求項３】
前記連通制御機構は、前記大気連通孔を通じた前記油路と大気空間との連通を阻止する第１位置と、連通の阻止を解除する第２位置との間を摺動可能な連通制御部材と、前記連通制御部材を第２位置に向かって付勢する付勢手段と、を有し、
前記連通制御部材は、負圧発生中にはロータを回転させる駆動力を利用して第１位置に移動し、負圧発生中でないときには前記付勢手段の付勢力によって第２位置に移動することを特徴とする請求項１に記載のバキュームポンプ。
【請求項１】
ロータを回転させることにより負圧を発生させるバキュームポンプにおいて、
潤滑油供給源と、ロータの摺動部および負圧を発生させる負圧発生室内部とを連通させる油路と、
前記油路と大気空間とを連通させる大気連通孔と、
負圧発生中には前記大気連通孔を通じた前記油路と大気空間との連通を阻止し、負圧発生中でないときには前記大気連通孔を通じた前記油路と大気空間との連通の阻止を解除する連通制御機構と、
を備えることを特徴とするバキュームポンプ。
【請求項２】
前記連通制御機構は、前記大気連通孔を通じた前記油路と大気空間との連通を阻止する第１位置と、連通の阻止を解除する第２位置との間を摺動可能な連通制御部材と、前記連通制御部材を第２位置に向かって付勢する付勢手段と、を有し、
前記連通制御部材は、負圧発生中には前記油路に供給された潤滑油の油圧を利用して第１位置に移動し、負圧発生中でないときには前記付勢手段の付勢力によって第２位置に移動することを特徴とする請求項１に記載のバキュームポンプ。
【請求項３】
前記連通制御機構は、前記大気連通孔を通じた前記油路と大気空間との連通を阻止する第１位置と、連通の阻止を解除する第２位置との間を摺動可能な連通制御部材と、前記連通制御部材を第２位置に向かって付勢する付勢手段と、を有し、
前記連通制御部材は、負圧発生中にはロータを回転させる駆動力を利用して第１位置に移動し、負圧発生中でないときには前記付勢手段の付勢力によって第２位置に移動することを特徴とする請求項１に記載のバキュームポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１５７０７０（Ｐ２００８−１５７０７０Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４４８７９（Ｐ２００６−３４４８７９）
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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