JP2012087701A - 負圧ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】負圧ポンプにおいて、騒音の低減を図ることができる技術を提供することを課題とする。
【解決手段】ケース９０にロータ７７とベーン７８とを収納してなるポンプ部７０と、このポンプ部７０を覆うカバー体６０とを有する負圧ポンプ１０において、ケース９０は、ベーン７８の打音がカバー体６０側へ伝達することを抑制する中空部９３、９３を有している。中空部９３、９３は、ロータ７７及びベーン７８で発生した排気を通す排気通路１０７、１０７を兼ねている。
【効果】中空部を排気通路として兼用したので、排気通路をポンプ部の外に設ける場合に比べ、負圧ポンプの小型化が図れる。
【選択図】図４

Description

本発明は、負圧ポンプ、例えば車両に備えられる負圧ブースタの負圧室内を負圧にする負圧ポンプに関する。

この種の負圧ポンプとして、自動車用電動ポンプが提案されている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。

負圧ポンプは、ベーン付きロータと、このベーン付きロータを収納するハウジングと、このハウジングの吸気口側を塞ぐプレートとからなる。ハウジングとプレートとの間に共鳴空間が設けられている。吸気口における吸気騒音が共鳴空間による共鳴作用により低減される。

しかし、ベーンがハウジングを叩くことで生ずる打音が、ハウジングの外へ容易に漏れる。外へ漏れたベーンの打音は騒音の要因となる。そこで、打音対策が求められる。

特開２００７−１６７０３公報

本発明は、負圧ポンプにおいて、ベーンの打音対策を講じて、騒音の低減を図ることができる技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ケースにロータとベーンとを収納してなるポンプ部と、このポンプ部を覆うカバー体とを有する負圧ポンプにおいて、
前記ケースは、前記ベーンの打音が前記カバー体側へ伝達することを抑制する中空部を有していることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、中空部の外側に空間部を有していることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、中空部は、ロータ及びベーンで発生した排気を通す排気通路を兼ねていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、ケースは、一方の開口が第１蓋体で塞がれ、他方の開口が第２蓋体で塞がれており、第１蓋体とケースとの間に、ロータ及びベーンで発生した排気を排気通路へ流す第１連絡通路が設けられていることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、ケースは、一方の開口が第１蓋体で塞がれ、他方の開口が第２蓋体で塞がれており、第２蓋体の近傍にてケースに、排気通路を流れる排気をケース外で且つカバー体内へ放出する第２連絡通路が設けられていることを特徴とする。

請求項６に係る発明では、ケースは、一方の開口が第１蓋体で塞がれ、他方の開口が第２蓋体で塞がれており、この第２蓋体に接して配置されるボディ部へ排気を排出する第２連絡通路が、第２蓋体に形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ケースに、ベーンの打音がカバー体側へ伝達することを抑制する中空部を設けるようにした。
ケースの肉を伝わるベーンの打音は中空部で遮断される。結果、ベースの打音がポンプ部の外へ漏れることを抑制することができる。漏れた打音はさらにカバー体で遮断される。このような二重の遮音構造によって、ベーンの打音を効果的に減音することができる。
本発明によれば、負圧ポンプにおいて、騒音の低減を図ることができる技術が提供される。

請求項２に係る発明では、中空部の外側に空間部を有している。ケースの肉を伝わるベーンの打音は中空部で遮断されるが、漏れた打音は空間部で遮断される。このような二重の遮音構造によって、ベーンの打音を効果的に減音することができる。

請求項３に係る発明では、中空部を、ロータ及びベーンで発生した排気を通す排気通路として兼用した。
中空部を排気通路として兼用したので、排気通路をポンプ部の外に設ける場合に比べ、負圧ポンプの小型化が図れる。

請求項４に係る発明では、ケースと第１蓋体との間に設けた第１連絡通路を介して、ロータ及びベーンで発生した排気を排気通路へ流すようにした。
排気は、第１連絡通路から排気通路（中空部）へ流入する段階で膨張する。この膨張で排気が保有する音響エネルギーは減衰する。結果、排気音を大幅に低減することができる。

請求項５に係る発明では、第２蓋体の近傍にてケースに設けた第２連絡通路で、排気通路を流れる排気をケース外で且つカバー体内へ放出するようにした。排気は、第２連絡通路からカバー体内へ放出される段階で膨張する。この膨張で音響エネルギーは更に減衰する。結果、排気音を大幅に低減することができる。

請求項６に係る発明では、第２蓋体に接して配置されるボディ部へ排気を排出する第２連絡通路が、第２蓋体に形成されている。このことによって、請求項５と同様に、排気音を低減しながら、ケースの加工が少なくなり、ケースの加工コストを低減することができる。特に、第２蓋体にはモータ軸を通す軸穴が設けられる。この軸穴等と同時に加工することで、第２蓋体の加工コストの上昇を抑えることができる。よって、トータルの加工コストを低減することができる。

実施例１に係る負圧ポンプの分解斜視図である。 ポンプ部の分解斜視図である。 図２の３矢視図である。 負圧ポンプの要部断面図である。 図４の５−５線断面図である。 吸入ポートからポンプ部までの吸気の流れを説明する図である。 接続管から排気口までの排気の流れを説明する図である。 ケースの変更例を示す図である。 実施例２に係る負圧ポンプの要部断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。本発明の負圧ポンプは、車両用負圧ブースタ用に好適であるが、用途は任意である。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

先ず、本発明の実施例１を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、負圧ポンプ１０は、吸入ポート２４を上部に有するボディ部４０と、このボディ部４０の一方の側面に複数（この例では２本）のビス２６で取付けられ、モータ軸２７がインボリュートスプライン軸であるモータ２８と、ボディ部４０の他方の側面に設けられている複数（この例では４個）の雌ねじ穴３１に長いボルト３２をねじ込むことで取付けられるポンプ部７０と、吸入ポート２４にフィルタ部材３３を介して接続される接続管５０と、ポンプ部７０を覆うと共に、ボディ部４０の他方の面に設けられている複数（この例では４個）の雌ねじ穴３４にビス３６をねじ込むことで取付けられるカバー体６０とからなる。

モータ２８の側部に、モータ２８へ給電する中間コネクタ３７が設けられる。

ボディ部４０は、モータ２８をマウントするため及び車両に接続するための基盤であるため、厚くて剛性に富む、例えば鋳物などの金属製とすることが望まれる。ボディ部４０の底面に、車両側のブラケットに取付けられる一対の固定部４１が下方に突出して設けられる。ボディ部４０の中心部にモータ軸２７が挿入される軸穴４２が設けられる。

ボディ部４０のうちポンプ部７０が取付けられる側面を、ポンプ取付け側面４３と呼ぶことにする。このポンプ取付け側面４３に、ポンプ取付け側面４３の外周に沿ってＯリングなどのシール材４４が設けられる。

また、ポンプ取付け側面４３に、軸穴４２の上方から下方にかけて、軸穴４２を中心とする半円形の吸気溝４６が設けられており、この吸気溝４６を囲うようにＯリングなどのシール材４７がポンプ取付け側面４３に設けられる。

接続管５０は、ボディ部４０の上面に設けられている複数（この例では２個）の雌ねじ穴５１にビス５２をねじ込むことで締結される締結部５３と、この締結部５３から上方に突出する基部５５と、この基部５５からモータ軸２７の軸方向５６に延びるホース差込部５７とを主要素とし、Ｏリングなどのシール材５８を介して吸入ポート２４に接続される。

カバー体６０は、有底円筒であり、ポンプ取付け側面４３に対向する底部６１と、この底部６１からポンプ取付け側面４３に向けて延びる筒部６２と、この筒部６２の端部に鍔状に形成されるフランジ部６３とからなる。

図２はポンプ部７０の分解斜視図であり、ポンプ部７０は、非円断面のロータ室７１及び複数（この例では４個）のボルト穴７２が設けられるケース９０と、複数のベーン溝７５が放射状に設けられ、中心にインボリュートスプライン穴７６が設けられ、非円断面のロータ室７１に回転自在に収納されるロータ７７と、複数のベーン溝７５に各々移動自在に収納されるベーン７８と、複数（この例では４個）のボルト穴８１及び上下２個の吸気孔８２、８２を有する第２蓋体８４と、複数（この例では４個）のボルト穴８６を有する第１蓋体８７と、ボルト穴８６、７２、８１に通される複数（この例では４本）のボルト３２とからなる。

ケース９０のロータ室７１は、略長円形であり、長軸方向９１が鉛直に向き、短軸方向９２が水平に向くように形成される。ロータ室７１の短軸方向９２の両側に、複数（この例では一対）の中空部９３、９３が設けられる。中空部９３、９３は、モータ軸の軸方向（符号５７で示す直線）に沿ってケース９０を貫通する穴である。

中空部９３、９３は、各々、側壁部９４において、可及的に広い空間になるように形成される。すなわち、中空部９３は、ケース９０に十分な強度が確保される範囲で、上のボルト穴７２の近傍から下のボルト穴７２の近傍まで、可及的に大きな幅で形成される。中空部９３の幅方向両側に、ロータ室７１側の壁部９６と、カバー体（図１、符号６０）側の壁部９７とが形成される。

ケース９０の一方の開口は第１蓋体８７で塞がれ、他方の開口は第２蓋体８４で塞がれる。

第２蓋体８４は、モータ軸（図１、符号２７）が挿入される挿入孔９８を有する。吸気孔８２、８２は、挿入孔９８を挟んで対向するように配置される。
第１蓋体８７は、ケース９０側の表面に一対の凹部１０１、１０１を有する。

壁部９７のうち第２蓋体８４側の端部に半円状の切欠き１０２が形成される。
図３に示されるように、切欠き１０２は、一対の壁部９７、９７のうち、一方の壁部９７の下部に配置される。他方の壁部９７の上部にも、半円状の切欠き１０２が設けられる。

負圧ポンプの各部の構成を図４、図５に基づいて、さらに詳細に説明する。
図４は、図２及び図１に基づいて組立てられた負圧ポンプ１０の要部断面図である。
図４に示されるように、軸穴４２に転がり軸受１０３が設けられており、この軸受１０３にモータ軸２７が支持される。モータ軸２７の先端部は、ロータ７７のインボリュートスプライン穴７６に嵌り、先端が第１蓋体８７の近傍まで達する。

凹部１０１、１０１は、各々、壁部９６の厚みｔより大きな幅Ｗで形成される。この幅Ｗの凹部１０１、１０１が壁部９６、９６の端部に合わさることで、ロータ室７１と中空部９３とを連通する第１連絡通路１０４、１０４が形成される。

切欠き１０２、１０２が第２蓋体８４と合わさることで、中空部９３内とカバー体６０内とを連通する第２連絡通路１０６、１０６が形成される。中空部９３、９３は、第１連絡通路１０４、１０４から第２連絡通路１０６、１０６に排気を導く排気通路１０７、１０７としての役割を果たす。

図５に示されるように、ロータ室７１の長軸方向９１の両端に、ロータ室７１とロータ７７との間の隙間であるポンプ室１１１、１１１が形成される。吸気孔８２、８２は、長軸方向９１に対して角度θ１で傾斜する直線１１２上に配置される。また、吸気孔８２、８２は、吸気溝（図１、符号４６）の両端に対応する位置で、且つ、ポンプ室１１１、１１１と重なる位置に配置される。

想像線で示す第１連絡通路１０４、１０４は、長軸方向９１に対して、直線１１２と反対側に角度θ２で傾斜する直線１１３上で、且つ、ポンプ室１１１、１１１及び中空部９３、９３と重なる位置に配置される。

なお、吸気孔、第１連絡通路、第２連絡通路、中空部の各々の構成、及び、傾斜角θ１・傾斜角θ２は、要求されるポンプ性能に応じて任意に設定することができる。

ポンプ取付け側面４３のうちカバー体６０で覆われる部分の最も低い位置に、排気流出口１１４が設けられる。この排気流出口１１４の直下であって一対の固定部４１、４１の間に、排気口１２０が設けられる。

排気口１２０は、排気穴１２１に外から栓部材１２２を嵌め、排気穴１２１の内周面と栓部材１２２の外周面との間に複数の排気通路１２３を形成してなる。
排気流出口１１４と排気口１２０とは排出通路１２４によって連通される。

以上に述べた負圧ポンプにおける吸気・排気の流れを図７、図６に基づいて説明する。
図７に示されるように、モータ（図１、符号２８）が作動すると、ポンプ部７０の吸引作用により、外気が接続管５０内に吸入される。この吸気は、フィルタ部材３３を通過して吸入ポート２４に吸入される（矢印（１））。

図６に示されるように、吸入ポート２４に入った吸気は、一方の吸気孔８２からポンプ部７０に入る（矢印（２））、又は、吸気溝４６を通って他方の吸気孔８２からポンプ部７０に入る（矢印（３））。

吸気孔８２、８２からポンプ室１１１、１１１に入った吸気は、複数のベーン７８の作用で加圧され、第１連絡通路１０４、１０４を介して、中空部９３、９３である排気通路１０７、１０７へ排出される（矢印（４）、（５））。このとき、排気は第１連絡通路１０４、１０４で絞られた後、排気通路１０７、１０７で膨張する。そして、排気は、排気通路１０７、１０７を通過し、第２連絡通路１０６、１０６で再び絞られた後、カバー体６０内に排出され、再び膨張する（矢印（６）、（７））。

図７に戻り、カバー体６０内に排出された排気は、ポンプ部７０の上を通る（矢印（８））、あるいは、ポンプ部７０の側方を通る（矢印（９））、あるいは、カバー体６０の底部６１とポンプ部７０との間を通る（矢印（１０））などして、最終的にポンプ部７０の下に廻る（（矢印（１１））。

ポンプ部７０の下に廻った排気は、排気流出口１１４から排出通路１２４に入り（矢印（１２））、栓部材１２２に達すると、栓部材１２２を回避（迂回）するようにして、排気通路１２３から大気中に放出される（矢印（１３））。

以上のように作用する負圧ポンプによれば、次に述べる効果が得られる。
図６に示されるように、中空部９３に介在する空気層によって、壁部９６、９６に伝わるベーン７８の打音は遮断される。結果、ベーン７８の打音がポンプ部７０の外へ漏れることを抑制することができる。漏れた打音は、カバー体６０内の空間部１２６で遮断される。結果、負圧ポンプ１０の更なる騒音低減が達成できる。

また、中空部９３、９３を排気通路１０７、１０７として兼用したので、排気通路をポンプ部の外に設ける場合に比べ、負圧ポンプの小型化が図れる。

さらに、排気は、第１連絡通路１０４、１０４から中空部９３、９３（排気通路１０７、１０７）へ流入する段階で膨張する。この膨張で排気が保有する音響エネルギーは減衰する。次に、排気は、第２連絡通路１０６、１０６からカバー体６０内へ放出される段階で膨張する。この膨張で音響エネルギーは更に減衰する。結果、排気音を大幅に低減することができる。

次に、ケースの変更例を図面に基づいて説明する。
図８は、図２において符号９０で示されるケースの変更例を説明する図である。ケース９０との相違点は、ケースに更に中空部を追加したことにある。その他は図２と同じであるため、図２の符号を流用して詳細な説明を省略する。

図８に示されるように、ケース９０Ｂでは、中空部９３、９３に加え、ロータ室７１の長軸方向９１の両側に中空部９３Ｂ、９３Ｂを設けた。中空部９３Ｂ、９３Ｂを追加することで、ロータ室７１は、全周に亘って複数の中空部９３、９３Ｂで囲われるようになる。中空部９３、９３Ｂに介在する空気層によって、壁部９６、９６に伝わるベーンの打音は遮断される。結果、遮音効果が上がり、ベーンの打音がポンプ部（図６、符号７０）の外へ漏れることを一層抑制することができる。

次に、本発明の実施例２を説明する。なお、図４からの変更点は次の通りである。
図４で壁部９７に切欠き形成していた第２連絡通路１０６を、第２蓋体１２８に移す。

すなわち、図９に示すように、ケース体９０の一方の開口は第１蓋体１２７で塞がれ、他方の開口は第２蓋体１２８で塞がれ、この第２蓋体１２８に、モータ軸２７に平行になるようにして、第２連絡通路１０６、１０６が貫通形成されている。これらの第２連絡通路１０６、１０６に繋がる排出通路１２４が、ボディ部４０内に形成されている。ボディ部４０には、栓部材１２２を要部とする排気口１２０が設けられ、この排気口１２０に排出通路１２４の出口が繋がっている。

吸気はベーン７８の作用で加圧され、第１連絡通路１０４、１０４を介して、中空部９３、９３である排気通路１０７、１０７へ排出される。このとき、排気は第１連絡通路１０４、１０４で絞られた後、排気通路１０７、１０７で膨張する。そして、排気は、排気通路１０７、１０７を通り、第２連絡通路１０６、１０６を通り、排出通路１２４を通り、排気口１２０に至る。排気口１２０では排気は、栓部材１２２を回避（迂回）するようにして、排気通路１２３から大気中に放出される。

図９においては、排気音はカバー体９０内の空間部１２６に介在する空気層によって遮断されるので、図４と同様に、排気音を低減することができる。
更には、図９では第２連絡通路１０６を第２蓋体１２８に形成した。ケース９０への加工が少なくなり、ケース９０の加工コストを低減することができる。特に、第２蓋体１２８にはモータ軸２７を通す軸穴４２が設けられる。この軸穴４２等と同時に加工することで、第２蓋体１２８の加工コストの上昇を抑えることができる。よって、トータルの加工コストを低減することができる。

尚、本実施例では、ケースに２個又は４個の中空部を設けたが、中空部の個数は、１個、３個又は５個以上であっても良い。

また、本発明の負圧ポンプは、ポンプの種類を格別に限定するものでなく、ケースにロータとベーンとを収納してなるポンプであれば、種類は任意である。

また、本発明の負圧ポンプは、車両に備えられる負圧ブースタの負圧室内を、負圧にするための車両用の負圧ポンプに好適であるが、用途を格別に限定するものではなく、一般機械用、汎用機械用、一般設備用に適用することは差し支えない。

本発明の負圧ポンプは、車両に備えられる負圧ブースタの負圧室内を、負圧にするための車両用の負圧ポンプに好適である。

１０…負圧ポンプ、４０…ボディ部、６０…カバー体、７０…ポンプ部、７７…ロータ、７８…ベーン、８４、１２８…第２蓋体、８７、１２７…第１蓋体、９０、９０Ｂ…ケース、９３、９３Ｂ…中空部、１０４、１０４…第１連絡通路、１０６、１０６…第２連絡通路、１０７…排気通路。

Claims (6)

1. ケースにロータとベーンとを収納してなるポンプ部と、このポンプ部を覆うカバー体とを有する負圧ポンプにおいて、
   前記ケースは、前記ベーンの打音が前記カバー体側へ伝達することを抑制する中空部を有していることを特徴とする負圧ポンプ。
2. 請求項１記載の負圧ポンプにおいて、
   前記中空部の外側に空間部を有していることを特徴とする負圧ポンプ。
3. 請求項１又は請求項２記載の負圧ポンプにおいて、
   前記中空部は、前記ロータ及び前記ベーンで発生した排気を通す排気通路を兼ねていることを特徴とする負圧ポンプ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の負圧ポンプにおいて、
   前記ケースは、一方の開口が第１蓋体で塞がれ、他方の開口が第２蓋体で塞がれており、前記第１蓋体と前記ケースとの間に、前記ロータ及び前記ベーンで発生した排気を前記排気通路へ流す第１連絡通路が設けられていることを特徴とする負圧ポンプ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の負圧ポンプにおいて、
   前記ケースは、一方の開口が第１蓋体で塞がれ、他方の開口が第２蓋体で塞がれており、前記第２蓋体の近傍にて前記ケースに、前記排気通路を流れる排気を前記ケース外で且つ前記カバー体内へ放出する第２連絡通路が設けられていることを特徴とする負圧ポンプ。
6. 請求項１〜４のいずれか１項記載の負圧ポンプにおいて、
   前記ケースは、一方の開口が第１蓋体で塞がれ、他方の開口が第２蓋体で塞がれており、この第２蓋体に接して配置されるボディ部へ排気を排出する第２連絡通路が、前記第２蓋体に形成されていることを特徴とする負圧ポンプ。

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