JP2004028016A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】径方向のテンション等がかかることでシャフトがたわみ、それによってロータがサイドプレートに対してスライドしたとしても、衝撃の発生を防止することのできるベーンポンプを提供することである。
【解決手段】ベーン５間に形成される室が、ロータ４の回転に応じて吐出穴１４に直接連通する前に、圧力導入溝１５を介して吐出穴１４に連通するベーンポンプにおいて、上記ロータ４のサイドプレート１２に接する側面１６の直径Ｄ２を、ロータ４の外径Ｄ１よりも小さくし、シャフトに径方向の偏心荷重が入力されたときに、シャフトのたわみとともにロータ４がサイドプレート１２に対してスライドした状態において、このスライドしたロータ４の側面が対向する位置よりも外側に、上記圧力導入溝１５が位置する構成にした。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベーンポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３〜図５に従来のベーンポンプを示す。
図３に示すように、ボディ１の側面をカバー２で塞いでいるが、このボディ１のボアａ内には、図４に示すように楕円形の内壁３ａを有するカムリング３を設けている。このカムリング３内には、ロータ４を設けるとともに、このロータ４に複数のベーン５を放射状に配置して、しかも出没自在に組み込んでいる。
また、上記ボディ１及びカバー２の内周には、軸穴６ａ，６ｂを形成するとともに、ボディ１側の軸穴６ａに第１軸受部材７を設け、カバー２側の軸穴６ｂには第２軸受部材８を設けている。そして、これら第１軸受部材７と第２軸受部材８とによって、シャフト９を回転自在に支持している。
【０００３】
このシャフト９は、上記ロータ４の中心部分を貫通しているが、この貫通した部分にセレーション１０を形成し、このセレーション１０を介してロータ４を固定している。
また、このシャフト９の他端側には、図示していないプーリを固定するとともに、このプーリに駆動ベルトを介してエンジンや電動モータ等の駆動源を連係している。
したがって、駆動ベルトを介して駆動源の回転がプーリに伝達されると、このプーリとともにシャフト９が回転して、シャフト９とともにロータ４が回転する。
なお、上記ボディ１には、オイルシール１１を設け、このオイルシール１１によってシャフト９の周囲をシールするようにしている。
【０００４】
上記カムリング３およびロータ４の側面には、サイドプレート１２を設けている。そして、上記ロータ４は、カバー２とサイドプレート１２との間で、ロータ４の回転に抵抗が発生しない程度の微少なクリアランスを有した状態で保持されている。
上記サイドプレート１２には、一対の吐出穴１４を形成し、これら吐出穴１４を介してボディ１内に形成した高圧室１３に吐出油を導くようにしている。また、この高圧室１３内に導いた高圧の作用によって、サイドプレート１２を積極的にロータ４側に移動させるようにしている。そして、吐出圧が高圧になればなる程、サイドプレート１２とロータ４とのクリアランスを小さくすることで、吐出効率の低下を防止するようにしている。
なお、図４中、符号ｐは位置決めピンであり、この位置決めピンｐによってボディ１に対するカムリング３の位置を規制している。
【０００５】
また、図５に示すように、サイドプレート１２のロータ４側の側面には、圧力導入溝１５，１５を形成している。そして、これら圧力導入溝１５，１５の一端を、上記吐出穴１４，１４の周方向片側に開放している。このようにした圧力導入溝１５，１５は、急激な圧力変動によって生じる騒音を防止するためのものであるが、その詳しい作用については後で説明する。
【０００６】
次に、このベーンポンプの作用を説明する。
図示していない駆動源の作動により、シャフト９を図４中ｋ方向に回転させると、このシャフト９とともにロータ４が回転する。ロータ４が回転すると、遠心力によってベーン５が突出し、その先端がカムリング３の内壁３ａに押し付けられる。ただし、これらベーン５の先端が押し付けられるカムリング３の内壁３ａというのは、図４に示すように楕円形をしているため、この内壁３ａの形状に応じてベーン５が、ロータ４に対し、吐出、収納工程を繰り返す。
【０００７】
また、ベーン５の先端がカムリング３の内壁３ａに押し付けられることによって、各ベーン５間に独立した室が構成されるが、これら室の容積というのは、ロータ４の回転に応じて変化する。すなわち、図４の一点鎖線Ａで示す吸い込み部分では、ロータ４の回転に伴って室の容積が拡大するが、一点鎖線Ｂで示す部分では、室の容積が縮小する。
そして、室の容積が拡大するときに、この室内に作動油が吸い込まれる。この作動油を吸い込む一点鎖線Ａの範囲を吸い込み行程とする。
また、室の容積が縮小するときに、この室内の作動油が圧縮される。この作動油を圧縮する一点鎖線Ｂの範囲を吐出行程とする。
【０００８】
以上のように、ロータ４が回転することにより、吸い込み行程と吐出行程とが交互に繰り返されるが、吸い込み行程において室内に吸い込んだ作動油を、吐出行程において室の容積を縮小することで、サイドプレート１２に形成した吐出穴１４，１４を介して高圧室１３に導く。そして、この高圧室１３に導いた圧油は、図示していない通路を介して外部に吐出される。
また、圧油を高圧室１３に導くことによって、サイドプレート１２を積極的にロータ４側に移動させるようにしている。そして、吐出圧が高圧になればなる程、サイドプレート１２とロータ４とのクリアランスを小さくすることで、吐出効率の低下を防止するようにしている。
【０００９】
上記したように、高圧室１３というのは非常に高圧になっているが、それに連通する吐出穴１４も高圧になっている。このように高圧になっている吐出穴１４，１４に、ベーン５の間に形成される各室がいきなり連通すると、室内の圧力が急激に上昇して衝撃が発生する。そこで、ベーン５の間に形成される室を、上記圧力導入溝１５，１５を介して吐出穴１４，１４に事前に連通させるようにしている。すなわち、圧力導入溝１５，１５を介して吐出穴１４，１４側の高圧を少しずつベーン５間の室に導くことにより、各室内の圧力をある程度高めてから、吐出穴１４，１４に連通させるようにしている。このようにすれば、急激な圧力変動が生じないので、衝撃も発生しない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のベーンポンプにおいて、駆動ベルトのテンションが、プーリを介してシャフト９に作用すると、第１，第２軸受部材７，８とシャフト９とのクリアランスや、シャフト９自体の剛性等により、第１，第２軸受部材７，８を支持点としてシャフト９が反ることでシャフト９がたわむ。このシャフト９のたわみは僅かであるが、そのたわみに応じてロータ４の軸芯が径方向にずれる。ロータ４の軸芯が径方向にずれると、図４に示すように、サイドプレート１２に対してロータ４がスライドし、このロータ４が２点鎖線で示す正規の位置から破線で示す位置に移動する。このようにロータ４が破線の位置に移動すると、一方の圧力導入溝１５がロータ４の側面によって塞がれてしまう。圧力導入溝１５が塞がれてしまうと、この圧力導入溝１５の機能が発揮されなくなるので、衝撃が発生を防止できなくなる。
この発明の目的は、シャフト９に径方向のテンション等がかかることでこのシャフト９がたわみ、それによってロータ４がサイドプレート１２に対してスライドしたとしても、衝撃の発生を防止することのできるベーンポンプを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ボディと、このボディ内に組み込んだカムリングと、このカムリング内に回転自在に組み込んだロータと、このロータの周囲に出没自在に設けた複数のベーンと、一方側に上記ロータを結合するとともに、他方側に駆動源を連係するシャフトと、吐出圧の作用によって上記ロータの側面に押し付けられるサイドプレートと、このサイドプレートに形成するとともに、高圧を吐出ポート側に導く吐出穴と、サイドプレートのロータ側の側面であって上記吐出穴に一端を開放した圧力導入溝とを備え、ベーン間に形成される室が、ロータの回転に応じて吐出穴に直接連通する前に、上記圧力導入溝を介して吐出穴に連通するベーンポンプにおいて、上記ロータのサイドプレートに接する側面の直径を、このロータの外径よりも小さくし、シャフトに径方向の偏心荷重が入力されたときに、シャフトのたわみとともにロータがサイドプレートに対してスライドした状態において、このスライドしたロータの側面が対向する位置よりも外側に、上記圧力導入溝が位置する構成にしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１、図２に示すこの発明の一実施形態は、サイドプレート１２に接するロータ４の側面１６の直径Ｄ２を、このロータ４の外径Ｄ１より小さくしたものであり、それ以外の構成については上記従来例と全く同じである。したがって、以下では、従来と同じ構成要素については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。
【００１３】
上記したように、ロータ４は、その外径Ｄ１よりもサイドプレート１２に接する側面１６の直径Ｄ２を小さくしている。具体的には、図２に示すように、ロータ４の側面１６と外周面１７との交わる部分に傾斜面１８を環状に形成し、この傾斜面１８によって、ロータ４の側面１６の直径Ｄ２を、ロータ４の外径Ｄ１よりも小さくするようにしている。
【００１４】
また、上記ロータ４の側面１６の直径Ｄ２というのは、次の条件に基づいて決めている。すなわち、駆動源側のテンションが図示していないプーリに作用してシャフト９がたわむと、このシャフト９に固定したロータ４が、サイドプレート１２に対してスライドするが、このスライドしたロータ４の側面１６によって、サイドプレート１２に形成した圧力導入溝１５が塞がれない大きさに側面１６の直径Ｄ２を設定している。つまり、スライドしたロータ４の側面１６が対向する位置よりも外側に、上記圧力導入溝１６が位置するようにしている。
【００１５】
そのため、駆動源側のテンションによってシャフト９がたわみ、サイドプレート１２に対してロータ４がスライドしたとしても、圧力導入溝１５がロータ４の側面１６によって塞がれることがない。
したがって、圧力導入溝１５の機能が常に発揮されて、衝撃の発生を防止することができる。
【００１６】
なお、駆動源側のテンションは、本ベーンポンプを車体に装着した後に、初めて発生するものであり、ベーンポンプすなわちサイドプレート１２に対して上記テンションの方向やその力の大きさが変わるものではない。そのため、サイドプレート１２に対するロータ４のスライド方向およびスライド量を予め予測できる。したがって、圧力導入溝１５を設ける位置は、容易に決定できる。
【００１７】
また、上記実施形態では、シャフト９を第１，第２軸受部材７，８により支持しているが、ボディ１内に設けた第１軸受部材７のみで、シャフト９が支持された構造であってもよい。すなわち、このような構造においても、テンションによるロータ４のスライド方向及びスライド量は、容易に予測ができるので、この予測に基づいて圧力導入溝１５を設ける位置を決定することができる。
【００１８】
一方、この実施形態では、傾斜面１８を形成することによって、ロータ４の側面１６の直径Ｄ２をその外径Ｄ１よりも小さくしているが、傾斜面１８を形成する代わりに、環状の凹部を側面１６の外径側に形成することによって、この側面１６の直径Ｄ２を外径Ｄ１よりも小さくするようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
この発明によれば、サイドプレートに接するロータの側面の直径を、このロータの外径よりも小さくすることにより、シャフトのたわみとともにロータがサイドプレートに対してスライドした状態でも、圧力導入溝が、スライドしたロータの側面が対向する位置よりも外側に位置する構成にした。
したがって、圧力導入溝が塞がれることがなく、この圧力導入溝の機能が常に発揮されて、衝撃の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の断面図である。
【図２】ロータ４とサイドプレート１２との関係を示す説明図である。
【図３】従来例の断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。
【図５】サイドプレート１２の側面図である。
【符号の説明】
１　ボディ
２　カムリング
４　ロータ
５　ベーン
９　シャフト
１２　サイドプレート
１４　吐出穴
１５　圧力導入溝
１６　ロータ４の側面
Ｄ１　ロータ４の外径
Ｄ２　ロータ４の側面１６の直径

Claims (1)

1. ボディと、このボディ内に組み込んだカムリングと、このカムリング内に回転自在に組み込んだロータと、このロータの周囲に出没自在に設けた複数のベーンと、一方側に上記ロータを結合するとともに、他方側に駆動源を連係するシャフトと、吐出圧の作用によって上記ロータの側面に押し付けられるサイドプレートと、このサイドプレートに形成するとともに、高圧を吐出ポート側に導く吐出穴と、サイドプレートのロータ側の側面であって上記吐出穴に一端を開放した圧力導入溝とを備え、ベーン間に形成される室が、ロータの回転に応じて吐出穴に直接連通する前に、上記圧力導入溝を介して吐出穴に連通するベーンポンプにおいて、上記ロータのサイドプレートに接する側面の直径を、このロータの外径よりも小さくし、シャフトに径方向の偏心荷重が入力されたときに、シャフトのたわみとともにロータがサイドプレートに対してスライドした状態において、このスライドしたロータの側面が対向する位置よりも外側に、上記圧力導入溝が位置する構成にしたことを特徴とするベーンポンプ。

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