JPH0324873Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は自動車等の負圧源として用いられるバ
キユームポンプに関するものであり、特にピスト
ンから延び出たピストンプルロツドがピボツト軸
の回りに回動可能なロツカアームによつて往復動
させられることにより、ピストンが駆動されるロ
ツカアーム式のバキユームポンプに関するもので
ある。

従来の技術 この種のバキユームポンプは、例えば、実開昭
61−14786号公報によつて既に知られている。こ
のバキユームポンプはピストンプルロツドに設け
られたフランジ状のリテーナ部のピストン側のリ
テーナ面に、ロツカアームの一端部が係合させら
れることによつて、ロツカアームの往復回動がピ
ストンプルロツドの往復直線運動に変換されるよ
うになつている。ロツカアームの端部は、ロツカ
アームの回動中心線に平行な方向から見たときに
一点でリテーナ面に接するように凸曲面とされて
おり、それによつてロツカアームの回動が円滑に
ピストンプルロツドの直線運動に変換されるよう
になつている。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、このバキユームポンプにおいて
は、リテーナ面およびそれに接するロツカアーム
の凸曲面の摩擦が激しいという問題があつた。ロ
ツカアームとピストンプルロツドとは、ロツカア
ームのリテーナ部に係合する端部がロツカアーム
の回動に伴つて主としてピストンプルロツドの軸
心に平行な方向に移動するように配置されるので
あるが、この端部の運動は円弧運動であるため、
ピストンプルロツドの軸心に直角な方向の運動成
分も生ずることを避け得ず、リテーナ部とロツカ
アーム端部との間に滑りが生じて摩擦が発生する
のである。ロツカアーム端部は上述のように凸曲
面とされているためにリテーナ部との接触面圧が
高く、その高い面圧下に滑りが生ずるため、特に
摩擦が生じ易いのである。

これら凸曲面およびリテーナ面が摩擦すればピ
ストンの上死点位置が上がり、ピストンが上死点
においてケーシングに衝突して異音を発生させ
る。これを避けるために上死点におけるピストン
とケーシングとの隙間を大きく設定せざるを得
ず、上死点容積が大きくなつて到達真空度が低く
なつてしまう。バキユームポンプの到達し得る真
空度は上死点容積と下死点容積との比で決まるか
らである。

問題点を解決するための手段 本考案はこの問題を解決するために為されたも
のであり、その要旨は、ロツカアーム式のバキユ
ームポンプにおいて、ロツカアームの、ピストン
プルロツドのリテーナ面に対する接触面を、ロツ
カアームのピボツト軸の軸心に平行な方向から見
たとき１点でリテーナ部に接する凸曲面とすると
ともに、その凸曲面の曲率半径、凸曲面の曲率中
心とピボツト軸の軸心とを結ぶ直線の長さ、およ
びそれら曲率中心とピボツト軸軸心との相対位置
を、ロツカアームの揺動に伴う曲率中心のピスト
ンプルロツドの軸心に直角な方向の運動成分が、
ロツカアームの回動に伴う凸曲面のリテーナ面上
における転がりに起因する凸曲面とリテーナ面と
の接触点の移動量とほぼ等しくなるように決定し
たことである。

本考案の望ましい態様においては、上記リテー
ナ面と凸曲面との間に、ピストンプルロツドの軸
心に直角な方向に移動可能な摺動部材が介在させ
られる。この摺動部材は、上記方向に移動可能で
あれば一応の効果が得られるのであるが、上記曲
率中心の運動成分と上記接触点の移動量との差よ
り大きな距離だけ移動可能なものとされるとき完
全なものとなる。

作 用 本考案のバキユームポンプにおいては、ロツカ
アームの凸曲面とピストンプルロツドのリテーナ
面との滑りが著しく低減させられる。ロツカアー
ムの回動に伴つて凸曲面の曲率中心にピストンプ
ルロツドの軸心に直角な方向の運動成分が生じ、
凸曲面とリテーナ面との接触点も同距離だけ同方
向へ移動することとなるのであるが、同時に、ロ
ツカアームの回動に伴つて凸曲面がリテーナ面上
を転がる現象が生じ、それによつて凸曲面とリテ
ーナ面との接触点がピストンプルロツドの軸心に
直角な方向に移動する。そして、本考案のバキユ
ームポンプにおいては、上記２つの理由によつて
生ずる凸曲面とリテーナ面との接触点の移動距離
がほぼ等しくなるようにされているため、リテー
ナ面と凸曲面との滑りが殆ど生じない。凸曲面を
曲率半径が徐々に変化するものとすれば、凸曲面
とリテーナ面との滑りを完全になくすことも可能
なのであるが、単純な部分円筒面とした場合で
も、上記各部の寸法や相対位置を適正に選定する
ことによつて、滑りをごくわずかにすることが可
能である。

そして、凸曲面とリテーナ面との間に移動可能
な摺動部材を介在させた望ましい態様において
は、主として摺動部材のリテーナ面に対する滑り
によつて凸曲面とリテーナ面との運動量の差が吸
収されるため、面圧の高い凸曲面と摺動部材との
接触部には殆ど滑りが生ぜず、両者の摩擦が特に
良好に防止される。

考案の効果 このように本考案に従えば、ロツカアームの端
部とピストンプルロツドのリテーナ部との滑りに
起因する摩擦が良好に防止され、バキユームポン
プの耐久性が向上する。また、上死点におけるピ
ストンとケーシングとの距離を小さく設定するこ
とが可能となるため、上死点容積を減少させて到
達真空度を向上させることが可能なる。しかも、
そのために各部の寸法や相対位置を適正に選定す
るのみでよいため、バキユームポンプのコスト上
昇を招くことはないのである。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。

第２図は自動車のブレーキマスタシリンダを駆
動するバキユームブースタの負圧源として使用さ
れるバキユームポンプを示す図である。このバキ
ユームポンプのケーシング１０はロワケーシング
１２とアツパケーシング１４とから成つている。
ロワケーシング１２は上方に開いたシリンダボア
１６を備えて容器状を成す部材であるが、その下
部にエンジンに固定される取付フランジ１８を備
えている。一方、アツパケーシング１４はほぼ平
板状の部材であり、ロワケーシング１２とアツパ
ケーシング１４とは平らな合わせ面２０および２
２において合わされ、適数本のボルト２４により
固定されることによつて一体的なケーシング１０
を構成している。

上記シリンダボア１６の内周面は合成樹脂製の
ライニング３０によつて覆われており、その内側
に円板状のピストン３２が気密かつ摺動可能に嵌
合されている。その結果、ピストン３２とアツパ
ケーシング１４との間に容積の可変なポンプ室３
４が形成されている。このポンプ室３４は図示を
省略する吸入弁および吸入ポート３６を経て図示
しないバキユームタンクに接続される一方、アツ
パケーシング１４に形成された通路４０，吐出用
チエツクバルブ４２およびロワケーシング１２に
形成された通路４４を経てエンジンのカム室に連
通させられるようになつている。

前記ピストンの中央部にはピストンプルロツド
５０の一端が固定されている。このピストンプル
ロツド５０は概して棒状をなすロツド本体５２
と、その下端部に固定された筒部材５４とから成
つている。筒部材５４はピストン３２に近い側の
端部にリテーナ部としてのフランジ５６を備えて
おり、このフランジ５６のピストン３２側の面で
あるリテーナ面５７に摺動部材としてのワツシヤ
５８を介してロツカアーム７０の一端部が係合さ
せられている。このロツカアーム７０は長手形状
の部材であり、その中間部がピボツト軸７２を介
してロワケーシング１２に回動可能に支持されて
いる。ロツカアーム７０のピストンプルロツド５
０に対する係合部は二股に分かれたヨーク部７４
とされており、ロツド本体５２を跨いだ状態でロ
ツド本体５２の両側においてワツシヤ５８に当接
するようにされている。このロツカアーム７０の
他端部もまた二股に分かれたヨーク部７６とされ
ており、このヨーク部に軸７８によつてカムフオ
ロワとしてのローラ８０が回転可能に取り付けら
れている。ロツカアーム７０はロワケーシング１
２との間に配設されたスプリング８２により第２
図において時計方向に付勢されており、それによ
つてローラ８０の外周面８４がカム９０のカム面
９２に押し付けられている。また、前記ピストン
３２がスプリング９４によつて上方、すなわちポ
ンプ室３４の容積を減少させる方向に付勢されて
おり、それによつてピストンプルロツド５０のフ
ランジ５６がワツシヤ５８を介してロツカアーム
７０のヨーク部７４に押し付けられている。した
がつて、カム９０の回転に伴いロツカアーム７０
が一定角度範囲で往復回動し、ピストンプルロツ
ド５０を軸方向に直線的に往復運動させることに
よつてピストン３２を往復運動させ、ポンプ室３
４の容積を変化させて空気の吸入・吐出を行わせ
ることとなる。

前記筒部材５４はロツド本体５２に完全に固定
されている。すなわち、第３図に示すように、ロ
ツド本体５２の筒部材５４からの突出端部は抜け
止め用大径部６０とされているのであるが、それ
のみではなく、ロツド本体５２の大径部６０に近
い一定長さの部分が直径方向に膨らんだ拡径部６
２とされており、この拡径部６２の外周面が筒部
材５４の内周面に強く密着させられることによつ
て、筒部材５４のロツド本体５２に対する相対移
動が防止されているのである。この理由は後述す
る。

また、上記抜け止め用大径部６０と拡径部６２
との形成は、例えば、ロツド本体５２および筒部
材５４の後退をそれぞれストツパ治具６４，６５
によつて阻止するとともに、筒部材５４の外側に
外周拘束治具６６を嵌めて外径の増大を阻止した
状態で、ロツド本体５２の筒部材５４からの突出
端部を据込みパンチ６８により据え込むことによ
つて行うことができる。この際、ロツド本体５２
の抜け止め用大径部６０および拡径部６２となる
べき部分は焼入れせず、あるいは焼入れの程度を
軽くし、他の部分を焼入れしておけば所望長さの
拡径部６２を得ることができるのである。

なお、筒部材５４の内周面に第４図に示すセレ
ーシヨン６９を形成しておけば両者の固定を一層
確実にすることができる。

前記ロツカアーム７０のピストンプルロツド５
０に対する係合部としてのヨーク部７４の、ワツ
シヤ５８側の面はピボツト軸７２の軸心と平行な
直線を中心とする部分円筒面１００とされてい
る。そして、第１図に示すようにこの部分円筒面
１００の中心Ｏ（各位置の中心がO₁，O₂，O₃で表
されている。）とピボツト軸７２の軸心Ｐとの相
対位置、部分円筒面１００の半径ｒ、並びに中心
Ｏと軸心Ｐとを結ぶ直線の長さがヨーク部７４
の滑りが可及的に小さくなるように決定されてい
る。すなわち、ピストン３２が全ストローク範囲
の中央位置にある状態において、ワツシヤ５８の
ヨーク部７４と接する面をピボツト軸７２側へ延
長した平面Ｈよりもピボツト軸７２の軸心Ｐが一
定距離ａだけ上方に位置するようにされており、
かつ、半径ｒが長さとの関係において適正な値
に選定されているのである。詳細に説明すれば、
ピストン３２が上死点から下死点まで移動すると
き、ヨーク部７４の曲率中心（部分円筒面１００
の中心）はO₂からO₃まで半径がである円弧に
沿つて移動するのであるが、この際、ピストンプ
ルロツド５０の軸心Ｃに直角な方向に距離ｍの運
動成分が生ずる。そして、ワツシヤ５８とヨーク
部７４とは常に中心Ｏの真下の位置で接触するた
め、接触点も距離ｍだけ同方向に移動することと
なる。一方、ロツカアーム７０の回動に伴つてヨ
ーク部７４の部分円筒面１００はワツシヤ５８上
を転がることとなるのであり、それに伴つて両者
の接触点はピストンプルロツド５０の軸心Ｃに直
角な方向に移動することとなるのであるが、この
移動量は部分円筒面１００の半径ｒが大きくなる
程大きくなる。したがつて、半径ｒを適当な値に
選定することによつて、転がりに起因する接触点
の移動量と中心Ｏのピストンプルロツド軸心Ｃに
直角な方向の運動成分とをほぼ等しくすることが
できる。

ただし、転がりに起因する接触点の移動量はロ
ツカアーム７０の回動角度に比例するのに対し
て、中心Ｏの運動成分は正確には回動角度に比例
しないため、ヨーク部７４の接触面を本実施例に
おけるように部分円筒面とする場合には両者を完
全に等しくすることはできない。したがつて、本
実施例においては、ピストン３２が下死点に近づ
く程ヨーク部７４とワツシヤ５８との接触面圧が
高くなることを考慮して、下死点近傍において滑
りが零になるように各部の寸法および相対位置が
選定されている。

したがつて、上死点側においてはヨーク部７４
とフランジ５６との間には上記運動成分と移動量
との差に対応した相対移動が生ずることとなる
が、ワツシヤ５８がフランジ５６に対してその相
対移動量より大きな距離だけ直径方向に移動可能
とされているため、ワツシヤ５８がフランジ５６
のリテーナ面上を摺動することによりこの相対移
動が吸収され、ワツシヤ５８とヨーク部７４との
間には殆ど滑りが生じず、これらの摩耗が効果的
に防止される。また、ワツシヤ５８はフランジ５
６のリテーナ面上を摺動するのであるが、これら
は広い面で接触しているため摩耗が少なくて済
む。そのために、摩耗に起因するピストン３２の
上死点位置の変化が少なくて済み、上死点におけ
るピストン３２とアツパケーシング１４との隙間
を小さく設定することが可能となり、上死点容積
を減少させて到達真空度を向上させることが可能
となる。

しかも、本実施例においては前述のように筒部
材５４がロツド本体５２に対して完全に固定され
ているため、筒部材５４の回転に起因するピスト
ン上死点の位置変化も防止される。すなわち、筒
部材５４がロツド本体５２に固定されていない場
合には、ポンプの運転中に筒部材５４がロツド本
体５２の回りに回転し、筒部材５４の端面とそれ
を支持する抜け止め用大径部６０の肩面６１との
間に摺動が生じ、これらが摩耗して筒部材５４の
ロツド本体５２に対する位置が下がり、その分だ
けピストン３２の上死点位置が上がってしまうこ
ととなるのであるが、本バキユームポンプにおい
ては筒部材５４がロツド本体５２に固定されてい
るため、このような不都合は生じないのである。
また、ロツカアーム７０が何らかの理由でカム９
０に完全には追従せず、あるいはピストンプルロ
ツド５０がロツカアーム７０に完全には追従しな
い事態が発生した場合には、ヨーク部７４がワツ
シヤ５８を介してフランジ５６に衝突し、筒部材
５４に軸方向の衝撃荷重が加えられて、その衝撃
荷重により抜け止め用大径部６０が変形し、それ
によつて筒部材５４の位置が下がり、ピストン３
２の上死点位置が上がる恐れがあるのであるが、
このような事態の発生も筒部材５４がロツド本体
５２に固定されていることによつて防止あるいは
軽減される。

以上、本考案の一実施例を詳細に説明したが、
これは文字通り例示であつて、この他にも、ワツ
シヤ５８を省略し、あるいはピストンプルロツド
５０を一体に形成するなど、当業者の知識に基づ
いて種々の変形、改良を施した態様で本考案を実
施し得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例であるバキユーム
ポンプにおけるピストンプルロツド，ロツカアー
ムおよびピボツト軸の相対位置および寸法の決め
方を示す説明図である。第２図は上記バキユーム
ポンプの正面断面図である。第３図は上記バキユ
ームポンプのピストンプルロツドをそれの製造装
置とともに略図的に示す図である。第４図は本考
案の別の実施例において使用される筒部材の正面
断面図である。 １０……ケーシング、３２……ピストン、５０
……ピストンプルロツド、５２……ロツド本体、
５４……筒部材、５６……フランジ、５７……リ
テーナ面、５８……ワツシヤ、７０……ロツカア
ーム、７２……ピボツト軸、７４……ヨーク部、
９０……カム、１００……部分円筒面、Ｏ（O₁，
O₂，O₃）……部分円筒面の中心、Ｐ……ピボツ
ト軸の軸心、ｒ……部分円筒面の半径、……中
心Ｏと軸心Ｐとを結ぶ直線の長さ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ケーシング内に設けられたピストンから軸方向
   に延び出させられたピストンプルロツドのリテー
   ナ部に、中間部がピボツト軸により回動可能に支
   持されたロツカアームの一端部が係合させられる
   とともに、他端部がカムに係合させられ、カムの
   回転に伴うロツカアームの揺動がピストンの直線
   往復運動に変換される形式のバキユームポンプに
   おいて、前記ロツカアームの、前記リテーナ部の
   リテーナ面に対する接触面を、前記ピボツト軸の
   軸心に平行な方向から見たとき１点でリテーナ面
   に接する凸曲面とするとともに、その凸曲面の曲
   率半径、凸曲面の曲率中心と前記ピボツト軸の軸
   心とを結ぶ直線の長さ、およびそれら曲率中心と
   ピボツト軸軸心との相対位置を、前記ロツカアー
   ムの揺動に伴う前記曲率中心の前記ピストンプル
   ロツドの軸心に直角な方向の運動成分が、前記ロ
   ツカアームの回動に伴う前記凸曲面の前記リテー
   ナ面上における転がりに起因する凸曲面とリテー
   ナ面との接触点の移動量とほぼ等しくなるように
   決定したことを特徴とする低摩擦型バキユームポ
   ンプ。 前記リテーナ面と前記凸曲面との間に、前記ピ
   ストンプルロツドの直径方向に前記曲率中心の運
   動成分と前記接触点の移動量との差より大きな距
   離だけ移動可能な摺動部材が介在させられている
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のバキユーム
   ポンプ。