JPH07217535A - ピストン式流体ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量化、アッパーケーシングとロワーケーシ
ングとの間のシール用Ｏリングの圧縮量を確保してバキ
ュームポンプとしての性能の低下を防止する。アッパー
ケーシングとロワーケーシングのフランジ部の隙間をな
くし到達真空度性能を上げる。両ケーシングの締結を簡
単に行なう。 【構成】 アッパーケーシング３の外周に垂下部を形成
するように、アッパーケーシング３を金属の薄板でプレ
ス成形する。垂下部には周方向に間隔をおいて複数の穴
３１を設ける。アッパーケーシング３をロワーケーシン
グのフランジ部５０に嵌合し、穴３１の下方の垂下部分
３２を中心方向（図示左方）に塑性変形させて両ケーシ
ングを締結する。Ｏリング５１は圧縮量が確保され、ア
ッパーケーシング３はフランジ部５０の上面に密着す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車等の車両に装備さ
れ、エンジン等により駆動されてバキュームポンプとし
て機能するピストン式流体ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のポンプとして、ディーゼルエン
ジンのブレーキブースタに用いるバキュームポンプがあ
る（例えば特開平４−１３４６７８号公報）。

【０００３】このバキュームポンプは、作動ピストンの
上下に形成されたポンプ上室とポンプ下室とを有し、ピ
ストンの外周に設けた環状溝に嵌合したシール部材がピ
ストンとシリンダとの間の摺動部として機能する。そし
て車輌エンジンによってこのポンプが駆動されるよう
に、前記ピストンのロッドの一端に設けたローラが、エ
ンジンに連動するカムによって駆動され、作動ピストン
が上下動する。

【０００４】シリンダはロワーケーシングに固定され、
ロワーケーシングの上部外周のフランジ部分には、シー
ル用のＯリングを挾んで、上方からアッパーケーシング
がねじ止めで締結されている。

【０００５】前記ポンプ上室の上部はアッパーケーシン
グで大気と区切られ、ポンプ下室の下部はロワーケーシ
ングで仕切られている。又、アッパーケーシングは、全
体がほゞ平板状の金属製ケーシングで構成され、複数本
のねじで確実に締結できるように、変形しない程度の厚
みを有していた。又、このアッパーケーシングと、前記
ロワーケーシングのフランジ部分の外形は平面的にみて
円形ではなく非円形の複雑な異形であった。

【０００６】更に又、別の従来技術として、実開昭６３
−１６２９７９号公報の燃料ポンプがある。この燃料ポ
ンプでは、ロワーケーシングの上部外周縁にダイアフラ
ムを挾んでアッパーケーシングの外周縁を全周カーリン
グして締結している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術のうち
前者では、アッパーケーシングの厚みが大きいためにポ
ンプ全体の質量が大きくなるばかりでなく、ロワーケー
シングに複数のねじ立てを行なうタッピングをする必要
から部品の加工費がかさむという問題点があった。又、
ロワーケーシングにアッパーケーシングを締結するのに
複数本のねじを螺着する必要があり、組立工数がかさむ
という問題点もあった。

【０００８】そこで、前記従来技術の後者で使っている
締結構造で、ピストン式流体ポンプのロワーケーシング
にアッパーケーシングを結合して、前記問題点を解消し
ようとすると、ロワーケーシングのフランジ部分の外形
が非円形の複雑な異形であるため、アッパーケーシング
の全周をロワーケーシングのフランジ部分の裏面（下
面）までカーリングすることによって、フランジ部分の
上面とアッパーケーシングとの間に不均一な隙間が発生
する。

【０００９】そのために、シール用Ｏリングの圧縮量が
確保できずに、シール不良をおこすという問題点があ
る。又、アッパーケーシングとロワーケーシングとの間
の前記隙間に応じてポンプ上室の容積が増加し、バキュ
ームポンプとしての到達真空性能が低下するという問題
点も発生する。更に又、このような異形のフランジ全周
に、異形のアッパーケーシングの全周をカーリング締結
するための治具とか装置が大かがりとなり、その費用も
かさむという問題点も生じる。

【００１０】そこで、本発明はこれらの問題点を解消で
きるピストン式流体ポンプを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１のピストン式流体ポンプは、アッパーケー
シングとロワーケーシングとの間で上下動するピストン
と、両ケーシングの間に挾んだシール用Ｏリングとを有
するバキュームポンプにおいて、外周に垂下部を有する
カップ状にプレス成形され、かつ外周の垂下部に周方向
に間隔をおいて設けた複数の穴（３１）を設けたアッパ
ーケーシング（３）と、フランジ部（５０）の下面をロ
ワーケーシング（２）の中心に近ずく程フランジ部（５
０）上面から離れるテーパ形状に形成したロワーケーシ
ング（２）とを具備し、ロワーケーシング（２）のフラ
ンジ部（５０）にアッパーケーシング（３）を嵌合し、
アッパーケーシング（３）の垂下部のうち前記穴（３
１）の下に位置する部分（３２）をアッパーケーシング
（３）の中心方向に塑性変形させて両ケーシング（３）
（２）を締結したことを特徴とする。

【００１２】請求項２のピストン式流体ポンプは、アッ
パーケーシングとロワーケーシングとの間で上下動する
ピストンと、両ケーシングの間に挾んだシール用Ｏリン
グとを有するバキュームポンプにおいて、外周に垂下部
を有するカップ状にプレス成形され、かつ外周の垂下部
に周方向に間隔をおいて設けた複数の穴（３１Ａ）を設
けるとともに、該穴の下面に前記外周の周方向に対して
傾斜した傾斜面（３４Ａ）を設けたアッパーケーシング
（３Ａ）を具備し、ロワーケーシング（２）のフランジ
部（５０Ａ）にアッパーケーシング（３Ａ）を嵌合し、
アッパーケーシング（３Ａ）の垂下部のうち前記穴（３
１Ａ）の下に位置する部分（３２Ａ）をアッパーケーシ
ング（３Ａ）の中心方向に塑性変形させて両ケーシング
（３Ａ）（２）を締結したことを特徴とする。

【００１３】そして請求項３のピストン式流体ポンプ
は、アッパーケーシングとロワーケーシングとの間で上
下動するピストンと、両ケーシングの間に挾んだシール
用Ｏリングとを有するバキュームポンプにおいて、請求
項２記載のアッパーケーシング（３Ａ）と、請求項１記
載のロワーケーシング（２）とを具備し、ロワーケーシ
ング（２）のフランジ部（５０Ａ）にアッパーケーシン
グ（３Ａ）を嵌合し、アッパーケーシング（３Ａ）の垂
下部のうち前記穴（３１Ａ）の下に位置する部分（３２
Ａ）をアッパーケーシング（３Ａ）の中心方向に塑性変
形させて両ケーシング（３Ａ）（２）を締結したことを
特徴とする。

【００１４】

【作用】ロワーケーシングのフランジ部にアッパーケー
シングを嵌合し、アッパーケーシングの垂下部のうち、
前記穴の下に位置する部分をアッパーケーシングの中心
方向に塑性変形させることで、ロワーケーシングのフラ
ンジ部上面にアッパーケーシングの対向する内面が呼び
寄せられて当接する。

【００１５】こうして、両ケーシングが非円形の異形同
志でも隙間なく締結され、シール用Ｏリングの圧縮量が
確保される。又、アッパーケーシングに外周垂下部を形
成したので、アッパーケーシングを薄板でプレス成形し
ても剛性が得やすく、その分軽量化できる。

【００１６】更に又、アッパーケーシングを塑性変形し
て両ケーシングを締結する装置・治具は全周カーリング
する前記の場合に比較し、簡単となり、工数的にも短時
間ですむ。

【００１７】

【実施例】図１〜図６に示す第１実施例は請求項１に対
応する。１はバキュームポンプで、ロワーケーシング２
と該ロワーケーシング２に締結されたアッパーケーシン
グ３とを備え、ロワーケーシング２の下部においてエン
ジンのシリンダヘッドカバー４に固定されている。

【００１８】５はロワーケーシング２に固定されたシリ
ンダ、６はシリンダ５内を上下動するピストンで、その
外周に設けた環状溝７にはＯリング８とテフロンのピス
トンリング９が嵌合されている。Ｏリング８はその弾力
でピストンリング９をシリンダ５の内周面に押圧すると
ともに、温度変化によるピストンリング９の寸法変化を
吸収する。

【００１９】１０はピストンロッドで、ロワーケーシン
グ２に設けた軸受１１により上下に摺動可能に軸承さ
れ、その上端はピストン６の中央に固着されている。１
２はロッド１０に嵌合するようロワーケーシング２に設
けられたテフロンのシールリングで、その内周４箇所に
オイル通路１２ａが形成されている。

【００２０】１３はシールリング１２の周りに設けたＯ
リングで、その弾力によってシールリング１２をピスト
ンロッド１０の外周に押圧するとともに温度変化による
シールリング１２の寸法変化を吸収する。

【００２１】１４と１５はそれぞれピストン６の上下に
形成されたポンプ上室とポンプ下室、１６はロワーケー
シング２に固定したパイプで、図示されてないブレーキ
ブースタに連通される。

【００２２】１７は吸入弁で、パイプ１６とポンプ上室
１４との間に配設されている。又、図示されてない別の
吸入弁がパイプ１６とポンプ下室１５との間に配設され
ている。ポンプ上室１４とポンプ下室１５は、夫々吐出
弁１９、２０を経てヘッドカバー４内の空間に連通して
いる。

【００２３】２１はピストンロッド１０の下端部に固定
されたピン、２２はピン２１に回動可能に嵌合された小
径ローラ、２３は小径ローラ２２の外周に嵌合する大径
ローラで、ローラ２３はエンジンのカムシャフトに形成
されたカム２５に当接している。

【００２４】２６はピストンロッド１０の下端近くに形
成されたフランジ、２７はフランジ２６とロワーケーシ
ング２との間に配設された圧縮スプリングで、ピストン
ロッド１０を下方に付勢してローラ２３をカム２５に押
圧当接している。

【００２５】このように構成されたローラ２３は、カム
２５に従動するポンプ駆動部として機能する。２４は軸
受１１の下方に位置する軸受開口部、２８はフランジ２
６に設けた連通孔である。２９はオイル供給手段で、軸
受開口部２４とポンプ駆動部であるローラ２３の外周面
へ潤滑オイルを供給するオイルノズル２９ａと２９ｂを
有する。

【００２６】４０は、ロワーケーシング２に圧入固定し
て、ロワーケーシング２から下方に下がるように装着さ
れた棒状の回り止めピンで、その下端が、ピストンロッ
ド１０のフランジ２６の外周係合部２６ａにゆるく嵌入
している。

【００２７】この係合部２６ａと回り止めピン４０との
摺動部、つまりピストンロッド１０と回り止めピン４０
との摺動部は、特に図１と図６で明らかなように、カム
２５の半径方向に配置されている。

【００２８】オイル供給手段としてのオイルノズル２９
ａから噴出する潤滑オイルは、フランジ２６の連通孔２
８を通過し、直接軸受開口部２４に達し、さらに軸受１
１とピストンロッド１０の隙間を通り、オイル通路１２
ａを経てポンプ下室１５へ吸入される。

【００２９】又、オイルノズル２９ｂから噴出してポン
プ駆動部であるローラ２３へ供給された潤滑オイルはカ
ム２５に付着し、その遠心力で飛散して係合部２６ａと
回り止めピン４０との摺動部を潤滑する。

【００３０】アッパーケーシング３は外周に垂下部を有
するカップ状に金属の薄板をプレス成形して形成され、
外周の垂下部には周方向に間隔をおいて複数の穴３１が
設けてある。３２はアッパーケーシング３の垂下部のう
ち前記穴３１の下に位置する部分を示す。

【００３１】５０はロワーケーシング２の上部外周に形
成されたフランジ部で、該フランジ部５０の下面は、ロ
ワーケーシング２の中心に近ずく程（つまりロッド１０
に近ずく程）フランジ部５０の上面から離れるテーパ形
状に形成されている。

【００３２】５１はロワーケーシングのフランジ部５０
の上面に設けた溝に嵌装したＯリングで、該Ｏリング５
１を図２（ａ）のようにロワーケーシング２のフランジ
部５０の上面の溝に嵌入し、ロワーケーシング２の上方
からアッパーケース３を嵌合する。

【００３３】そして、ロワーケーシング２のフランジ部
５０の上面にアッパーケーシング３の対向部分が当接す
るまでアッパーケーシング３を押し下げ、穴３１の下に
位置する前記部分３２をアッパーケーシング３の中心方
向（つまりロッド１０の方向）に押して塑性変形させ、
フランジ部５０の前記テーパ状下面に係合させる。

【００３４】このように部分３２を変形させてフランジ
部５０の前記テーパ状下面に係合させることで、アッパ
ーケーシング３はロワーケーシング２のフランジ部５０
の上面に当接するように呼び寄せられるから、前記部分
３２を塑性変形させる以前に必ずしもアッパーケーシン
グ３を下方のロワーケーシング２に当接させるように押
し下げる必要はない。

【００３５】図２（ａ）は、こうして、前記部分３２を
凸状に塑性変形させて両ケーシング２、３を締結した状
態を示す。Ｏリング５１は確実に圧縮されている。上記
実施例で、エンジンに連動してカム２５が回転すると、
カム２５がポンプ駆動部であるローラ２３を駆動して、
ポンプロッド１０とピストンロッド６を上下動させる。

【００３６】ピストン６が上昇すると、ポンプ上室１４
内の空気が吐出弁１９を経てヘッドカバー４内の空間に
吐出され、ポンプ下室１５には図示されてないブレーキ
ブースタからパイプ１６と図示されてない吸入弁を経て
空気が吸入される。同時に、オイル供給手段としてのオ
イルノズル２９ａから連通孔２８を通って直接軸受開口
部２４に供給された潤滑オイルが、ポンプ下室１５の負
圧によって、軸受１１とピストンロッド１０との隙間、
及びオイル通路１２ａを経てポンプ下室１５内に吸入さ
れ、ポンプ下室１５内に拡散する。

【００３７】ピストンが上下に往復動を繰り返すことに
より、ポンプ下室１５内に潤滑オイルが流入し、ピスト
ンリング９とシリンダ５との摺動面に付着し、潤滑状態
を維持する。

【００３８】ピストン６の下降時には、ポンプ下室１５
内の空気は吐出弁２０を経てヘッドカバー４内の空間へ
吐出され、ポンプ上室１４には、ブレーキブースタから
パイプ１６と吸入弁１７を経て空気が吸入される。又、
ポンプ下室１５側のシリンダ５とピストンリング９付近
に付着した潤滑オイルは、ポンプ上室１４の負圧により
ポンプ下室１５からポンプ上室１４側へ流入し、ポンプ
上室１４内に拡散する。

【００３９】そしてピストン６が往復動を繰り返すこと
により、さらにポンプ上室１４に潤滑オイルが流入し
て、ピストンリング９とシリンダ５の摺動面に付着し、
ピストン摺動面の潤滑が行なわれる。

【００４０】ポンプ下室１５に連通するオイル通路１２
ａは流入する潤滑オイルが付着して、このオイル通路１
２ａからポンプ下室１５への不要な空気の吸い込みを防
止する。

【００４１】そして、アッパーケーシング３は、垂下部
を有するカップ状に形成されているので、薄板でも剛性
が大きく、ロワーケーシング２のフランジ部５０の上面
に全周にわたり密着するので、Ｏリング５１の圧縮量が
確保されるとともに、アッパーケーシング３とロワーケ
ーシング２のフランジ部５０上面との隙間が生じない。

【００４２】従って、シール用Ｏリング５１のシール作
用が確実で、かつ隙間によりポンプ上室１４の空間が大
きくなることもない。又、オイルノズル２９ａから吐出
する潤滑オイル中の異物は、ピストンロッド１０の下部
のフランジ２６に設けた連通孔２８を通って下方に流
れ、溜ることがないから、軸受１１とピストンロッド１
０との摺動部に吸入されることはない。

【００４３】図７と図８は請求項２に対応する第２実施
例で、ロワーケーシング２のフランジ部５０Ａの下面
が、前記第１実施例のテーパ状とは異なり、水平面に形
成され、フランジ部５０Ａの上面と平行である。

【００４４】そして、アッパーケーシング３Ａはその外
周に設けた穴３１Ａの形状が前記第１実施例の場合と異
なる。この第２実施例では穴３１Ａの下面が、穴の周方
向中央よりになる程下方に下る傾斜面３４Ａ、３４Ａを
備えており、両ケーシングを締結するときは、この傾斜
面３４Ａ、３４Ａが、ロワーケーシング２のフランジ部
５０Ａの外周下端の稜線部分に係合して、アッパーケー
シング３Ａをフランジ部５０Ａの上面に当接する。

【００４５】請求項３に対応する実施例の組立図は図示
されてないが、ロワーケーシングに前記第１実施例のフ
ランジ部５０を備えたものを用い、アッパーケーシング
に前記第２実施例の傾斜面３４Ａを備えた３Ａを用い、
これらのロワーケーシングとアッパーケーシングとを組
合せて構成したものである。

【００４６】そして、両者を締結するときに、アッパー
ケーシング３Ａの部分３３Ａをアッパーケーシング３Ａ
の中心方向に押し込んで凸状に塑性変形させることは、
前記第２実施例の場合と同様である。

【００４７】

【発明の効果】本発明のピストン式流体ポンプは上述の
ように構成されているので、軽量化できるばかりでな
く、Ｏリングの圧縮量を確保してシール性が確保でき
る。

【００４８】又、ロワーケーシングフランジ部が非円形
の異形であっても、到達真空度に大きな影響を及ぼすア
ッパーケーシングとロワーケーシングフランジ部との隙
間が生じないため、隙間に対応したポンプ上室の容積の
増加が生じない。そのため性能の良いバキュームポンプ
が軽量化して実現できる。

【００４９】更に又、アッパーケーシングの締結にねじ
を用いないので、部品加工の工数や、組立工数が削減で
き、かしめ治具・装置も簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の縦断面図。

【図２】（ａ）は図１の要部拡大図、（ｂ）はアッパー
ケーシングをかしめ付ける前の要部拡大図。

【図３】図１の第１実施例に用いるアッパーケーシング
の側面図。

【図４】図１の第１実施例の平面図。

【図５】図１の第１実施例の下部を破断した側面図。

【図６】図１の第１実施例の下面図。

【図７】本発明の第２実施例の要部拡大縦断面図。

【図８】図７の第２実施例に用いるアッパーケーシング
の側面図。

【符号の説明】

２ ロワーケーシング ３、３Ａ アッパーケーシング ５ シリンダー ６ ピストン ３１、３１Ａ 穴 ３２、３２Ａ 垂下部のうち穴３１、３１Ａの下に位置
する部分 ３４Ａ 傾斜面 ５０、５０Ａ フランジ部 ５１ Ｏリング

フロントページの続き (72)発明者 花井 一生 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アッパーケーシングとロワーケーシング
   との間で上下動するピストンと、両ケーシングの間に挾
   んだシール用Ｏリングとを有するバキュームポンプにお
   いて、 外周に垂下部を有するカップ状にプレス成形され、かつ
   外周の垂下部に周方向に間隔をおいて設けた複数の穴
   （３１）を設けたアッパーケーシング（３）と、 フランジ部（５０）の下面をロワーケーシング（２）の
   中心に近ずく程フランジ部（５０）上面から離れるテー
   パ形状に形成したロワーケーシング（２）とを具備し、 ロワーケーシング（２）のフランジ部（５０）にアッパ
   ーケーシング（３）を嵌合し、アッパーケーシング
   （３）の垂下部のうち前記穴（３１）の下に位置する部
   分（３２）をアッパーケーシング（３）の中心方向に塑
   性変形させて両ケーシング（３）（２）を締結したこと
   を特徴とするピストン式流体ポンプ。
2. 【請求項２】 アッパーケーシングとロワーケーシング
   との間で上下動するピストンと、両ケーシングの間に挾
   んだシール用Ｏリングとを有するバキュームポンプにお
   いて、 外周に垂下部を有するカップ状にプレス成形され、かつ
   外周の垂下部に周方向に間隔をおいて設けた複数の穴
   （３１Ａ）を設けるとともに、該穴の下面に前記外周の
   周方向に対して傾斜した傾斜面（３４Ａ）を設けたアッ
   パーケーシング（３Ａ）を具備し、 ロワーケーシング（２）のフランジ部（５０Ａ）にアッ
   パーケーシング（３Ａ）を嵌合し、アッパーケーシング
   （３Ａ）の垂下部のうち前記穴（３１Ａ）の下に位置す
   る部分（３２Ａ）をアッパーケーシング（３Ａ）の中心
   方向に塑性変形させて両ケーシング（３Ａ）（２）を締
   結したことを特徴とするピストン式流体ポンプ。
3. 【請求項３】 アッパーケーシングとロワーケーシング
   との間で上下動するピストンと、両ケーシングの間に挾
   んだシール用Ｏリングとを有するバキュームポンプにお
   いて、 請求項２記載のアッパーケーシング（３Ａ）と、 請求項１記載のロワーケーシング（２）とを具備し、 ロワーケーシング（２）のフランジ部（５０Ａ）にアッ
   パーケーシング（３Ａ）を嵌合し、アッパーケーシング
   （３Ａ）の垂下部のうち前記穴（３１Ａ）の下に位置す
   る部分（３２Ａ）をアッパーケーシング（３Ａ）の中心
   方向に塑性変形させて両ケーシング（３Ａ）（２）を締
   結したことを特徴とするピストン式流体ポンプ。