JP2006090261A - Vane pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油液の圧力源として利用されるベーンポンプに関する。 The present invention relates to a vane pump used as a pressure source for oil.
従来、車両のパワーステアリング装置、燃料噴射装置等の油液の圧力源として利用されるベーンポンプが種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。この種のベーンポンプでは、カムリングと該カムリング開放両端に設けられた一対のサイドプレート(側板)とによって区画された空間にロータが回転可能に収容されている。前記ロータには放射状に複数のベーン溝が形成され、その複数のベーン溝のそれぞれに先端が前記カムリングの内周カム面に当接しつつ進退可能となるようにベーンが収容されている。そして、前記一対のサイドプレートのそれぞれには、油液通路(吐出側通路、吸入側通路)となるポートが形成されている。 2. Description of the Related Art Various vane pumps that have been used as oil pressure sources for vehicle power steering devices, fuel injection devices, and the like have been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this type of vane pump, a rotor is rotatably accommodated in a space defined by a cam ring and a pair of side plates (side plates) provided at both ends of the cam ring. A plurality of vane grooves are formed radially on the rotor, and the vanes are accommodated in the plurality of vane grooves so that the tips can be advanced and retracted while abutting the inner circumferential cam surface of the cam ring. Each of the pair of side plates is provided with a port serving as an oil liquid passage (discharge side passage, suction side passage).
このような構造のベーンポンプでは、当該ベーンポンプに供給される油液の圧力等により各ベーンの先端がカムリングの内周カム面に押圧された状態でロータが回転する際に、各ベーンが前記内周カム面を摺動することによってその内周カム面の形状に応じてベーン溝内で進退動する。このようにロータの回転中に各ベーンが進退動してベーン間の容積が増減し、そのベーンがサイドプレートに形成された吸入側のポートの開口部を通過する際に油液がベーン間に引き込まれ、前記ベーンが吐出側のポートの開口部を通過する際にベーン間の油液が送り出される。
ところで、ロータ及びベーンの厚みは、摺動シール性を維持させるために、前記ロータ及びベーンを挟む一対のサイドプレートの間隔よりも僅かに小さくなるように設計されている。このため、ロータ及びベーンと各サイドプレートとの間に隙間(以下、クリアランスという)が形成される。ベーン及びロータと一方のサイドプレートとの間のクリアランスと、それらと他方のサイドプレートとの間のクリアランスとは一般に均等とはならず、それらクリアランスを流れる油液の流体圧のアンバランスによってベーン及びロータが一方のサイドプレート側に寄せられた状態となる。 By the way, the thickness of the rotor and the vane is designed to be slightly smaller than the distance between the pair of side plates that sandwich the rotor and the vane in order to maintain the sliding sealability. For this reason, gaps (hereinafter referred to as clearances) are formed between the rotor and vanes and the side plates. The clearance between the vane and the rotor and the one side plate and the clearance between them and the other side plate are generally not equal, and the vane and the fluid are imbalanced by the fluid pressure of the fluid flowing through the clearance. The rotor is brought to the side plate side.
このように一方のサイドプレート側に寄せられた状態のベーンは、ロータの回転に伴った移動中にベーン溝内でのカムリングの内周カム面の形状に応じた進退動以外に、例えば、サイドプレートに対して傾く、傾いたベーンが更にサイドプレートに形成されたポートに落ち込む、ポートに落ち込んだベーンがポートから脱出する等の挙動を示す。このように前記ベーンのベーン溝内での進退動以外の各挙動により、ベーンのサイドプレートに対する当接状態が均一にならなくなって、局部的に大きな面圧が発生し得ることになる。このため、ベーン及びサイドプレートの磨耗や面荒れが大きくなってしまう。ベーン及びサイドプレートの磨耗が大きくなると、ベーンとサイドプレートとの間のクリアランスが大きくなってベーンポンプの容積効率が低下してしまう。また、面荒れが大きくなると、ロータの回転に伴って移動するベーンのフリクションが大きくなって当該ベーンポンプの機械効率が低下してしまう。 In this way, the vane in the state of being brought close to one side plate side is, for example, a side other than the forward / backward movement according to the shape of the inner peripheral cam surface of the cam ring in the vane groove during the movement accompanying the rotation of the rotor. Inclined with respect to the plate, the inclined vane further falls into a port formed in the side plate, and the vane that has fallen into the port escapes from the port. As described above, the behavior of the vane other than the forward and backward movement in the vane groove does not make the contact state of the vane with the side plate uniform, and a large surface pressure can be generated locally. For this reason, wear and surface roughness of the vane and the side plate increase. When the wear of the vane and the side plate increases, the clearance between the vane and the side plate increases and the volumetric efficiency of the vane pump decreases. In addition, when the surface roughness increases, the friction of the vane that moves as the rotor rotates increases, and the mechanical efficiency of the vane pump decreases.
本発明は、前述したような従来のベーンポンプの問題を解決するためになされたもので、容積効率の低下及び機械効率の低下を極力小さくすることのできるベーンポンプを提供するものである。 The present invention has been made to solve the problems of the conventional vane pump as described above, and provides a vane pump capable of minimizing a decrease in volumetric efficiency and a decrease in mechanical efficiency.
本発明に係るベーンポンプは、カムリングと、該カムリングの開放両端に設けられた一対のサイドプレートと、前記カムリングと前記一対のサイドプレートにて区画された空間に回転可能に収容されたロータと、該ロータに放射状に形成された複数のベーン溝のそれぞれに先端が前記カムリングの内周カム面に当接しつつ進退可能に収容されたベーンとを有し、前記一対のサイドプレートの少なくとも一方に形成された油液通路となるポートの開口部を前記ロータの回転に伴って移動するベーンが通過するベーンポンプにおいて、前記ベーンの前記ベーン溝内での進退動以外の所定挙動を抑制するベーン挙動抑制手段を有する構成とされる。 A vane pump according to the present invention includes a cam ring, a pair of side plates provided at both open ends of the cam ring, a rotor rotatably accommodated in a space defined by the cam ring and the pair of side plates, Each of the plurality of vane grooves formed radially on the rotor has vanes that are movably accommodated while abutting against the inner circumferential cam surface of the cam ring, and are formed on at least one of the pair of side plates. In a vane pump through which a vane moving as the rotor rotates passes through a port opening serving as an oil passage, vane behavior suppressing means for suppressing a predetermined behavior other than forward and backward movement of the vane in the vane groove. It is set as the structure which has.
このような構成により、ロータの回転に伴ってベーンが移動する際に、当該ベーンがベーン溝内においてカムリングの内周カム面の形状に応じた進退動を繰り返し、油液の吸入及び吐出を繰返す。そして、その過程で、前記ベーンの進退動以外の所定挙動が抑制される。このため、前記ベーンの前記所定挙動が当該ベーン及びサイドプレートの磨耗や面荒れを引き起こすものであったとしても、その磨耗や面荒れを抑制することができるようになる。 With such a configuration, when the vane moves with the rotation of the rotor, the vane repeats advancing and retreating according to the shape of the inner peripheral cam surface of the cam ring in the vane groove, and repeats the suction and discharge of the oil liquid. . In the process, the predetermined behavior other than the advance / retreat of the vane is suppressed. For this reason, even if the predetermined behavior of the vane causes wear and surface roughness of the vane and the side plate, the wear and surface roughness can be suppressed.
また、本発明に係るベーンポンプは、前記ベーン挙動抑制手段として、前記ベーンの先端部が前記サイドプレートに形成されたポートに落ち込むことを防止する落ち込み防止構造を有する構成とすることができる。 In addition, the vane pump according to the present invention can be configured to have a drop prevention structure that prevents the tip of the vane from dropping into a port formed in the side plate as the vane behavior suppressing means.
このような構成により、ベーンの先端部がサイドプレートに形成されたポートに落ち込むという挙動が防止される。このため、ベーンのポートへの落ち込みによって生じ得るベーン及びサイドプレートでの磨耗や面荒れの発生を回避することができる。 With such a configuration, the behavior that the tip of the vane falls into the port formed in the side plate is prevented. For this reason, it is possible to avoid the occurrence of wear and surface roughness on the vane and the side plate, which may be caused by the vane falling into the port.
更に、本発明に係るベーンポンプは、前記ベーン挙動抑制手段として、前記ベーンが前記ポートの開口部を通過する際に当該開口部の縁に当接する前記ベーンの先端部位の角及び前記開口部の縁の少なくとも一方を面取りしている構成とすることができる。 Further, in the vane pump according to the present invention, as the vane behavior suppressing means, when the vane passes through the opening of the port, the corner of the tip portion of the vane that contacts the edge of the opening and the edge of the opening It can be set as the structure which chamfered at least one of these.
このような構成により、ベーンの先端部がサイドプレートに形成されたポートに落ち込んだとしても、前記ベーンが前記ポートから脱出する際に、前記ベーンの先端部位の角と前記ポートの開口部の縁との接触が面取り部分にてなされる。これにより、前記ベーンが前記ポートから脱出する際に、前記ベーンの先端部位の角が前記ポートの開口部の縁に引っ掛かるという挙動が抑制され、前記ベーンの先端部位と前記ポートの開口部の縁との接触により発生する応力が緩和される。その結果、ベーン先端部位及びポートの開口部の縁の磨耗や面荒れを抑制することができるようになる。 With such a configuration, even if the tip of the vane falls into the port formed in the side plate, when the vane escapes from the port, the corner of the tip of the vane and the edge of the opening of the port Contact is made at the chamfered portion. Thereby, when the vane escapes from the port, the behavior that the corner of the tip portion of the vane is caught by the edge of the opening of the port is suppressed, and the tip of the vane and the edge of the opening of the port are suppressed. The stress generated by contact with is relaxed. As a result, wear and surface roughness of the vane tip portion and the edge of the port opening can be suppressed.
また、本発明に係るベーンポンプは、前記ベーン先端部位の角及び前記開口部の縁の面取り幅が、前記ベーンの前記ポートへの落ち込み深さ以上である構成とすることができる。 Moreover, the vane pump according to the present invention can be configured such that the corner of the vane tip portion and the chamfering width of the edge of the opening are equal to or greater than the depth of depression of the vane into the port.
このような構成により、ポートに落ち込んだベーンが当該ポートから脱出する際に、前記ベーンの先端部位の角と前記ポートの開口部の縁との接触が確実に面取り部分を介してなされるようになる。 With this configuration, when the vane that has fallen into the port escapes from the port, the contact between the corner of the tip end portion of the vane and the edge of the opening of the port is surely made through the chamfered portion. Become.
また、本発明に係るベーンポンプは、前記落ち込み防止構造として、前記ベーンが前記ポートの開口部を通過する際のベーン先端の進退動範囲及びベーン後端の進退動範囲にオーバーラップしないように前記ポートを形成した構成とすることができる。 In the vane pump according to the present invention, as the drop prevention structure, the port prevents the vane from advancing / retreating at the front end of the vane and the advancing / retreating range at the rear end of the vane when passing through the opening of the port. It can be set as the structure which formed.
このような構成により、回転するロータのベーン溝内においてベーンがカムリングの内周カム面の形状に応じて進退動する際に、ベーン先端及びベーン後端がサイドプレートに形成されたポートにかかることはなく、ベーンの端部が前記ポートに落ち込むことが防止される。 With such a configuration, when the vane advances and retreats in the vane groove of the rotating rotor according to the shape of the inner circumferential cam surface of the cam ring, the vane front end and the vane rear end are applied to the ports formed in the side plate. No, the end of the vane is prevented from falling into the port.
また、本発明に係るベーンポンプは、前記落ち込み防止構造として、前記ベーンを前記一対のサイドプレートのいずれかに押圧する押圧手段を有すると共に、前記押圧手段により前記ベーンが押圧されるサイドプレートにおいて、前記ベーンが前記ポートの開口部を通過する際のベーン先端の進退動範囲及びベーン後端の進退動範囲にオーバーラップしないように前記ポートを形成した構成とすることができる。 Further, the vane pump according to the present invention has a pressing unit that presses the vane against one of the pair of side plates as the sagging prevention structure, and the side plate in which the vane is pressed by the pressing unit, The port may be formed such that the vane does not overlap the forward / backward movement range of the vane tip and the forward / backward movement range of the vane rear end when passing through the opening of the port.
このような構成により、回転するロータのベーン溝内においてベーンがカムリングの内周カム面の形状に応じて進退動する際に、当該ベーンが一対のサイドプレートの一方側に押し付けられた状態となる。このため、前記ベーンがベーン溝内で傾くという挙動が抑制され、その結果、前記ベーンが押し付けられることのないサイドプレートのいずれの位置にポートが形成されたとしても、当該ベーンの先端部が前記ポートに落ち込むことがない。また、前記ベーンが押し付けられるサイドプレートに形成されたポートに当該ベーンの先端及び後端がかかることはなく、ベーンが押し付けられたサイドプレートに形成されたポートに当該ベーンの端部が落ち込むことも防止される。 With such a configuration, when the vane advances and retreats in the vane groove of the rotating rotor according to the shape of the inner peripheral cam surface of the cam ring, the vane is pressed against one side of the pair of side plates. . For this reason, the behavior that the vane tilts in the vane groove is suppressed, and as a result, even if the port is formed at any position of the side plate where the vane is not pressed, the tip of the vane is Never fall into the port. In addition, the front and rear ends of the vane do not hit the port formed on the side plate against which the vane is pressed, and the end of the vane may fall into the port formed on the side plate against which the vane is pressed. Is prevented.
また、本発明に係るベーンポンプは、前記落ち込み防止構造として、前記ベーンを前記一対のサイドプレートのいずれかに押圧する押圧手段を有すると共に、前記押圧手段により前記ベーンが押圧されるサイドプレートに前記ポートを形成しない構成とすることができる。 In addition, the vane pump according to the present invention has a pressing unit that presses the vane against one of the pair of side plates as the sagging prevention structure, and the port on the side plate on which the vane is pressed by the pressing unit. It can be set as the structure which does not form.
このような構成により、回転するロータのベーン溝内においてベーンがカムリングの内周カム面の形状に応じて進退動する際に、当該ベーンが一対のサイドプレートのうちポートの形成されていないサイドプレートに押し付けられた状態となる。このため、前記ベーンがベーン溝内で傾くという挙動が抑制され、その結果、前記ベーンが押し付けられることのないサイドプレートのいずれの位置にポートが形成されたとしても、当該ベーンの先端部が前記ポートに落ち込むことなない。また、前記ベーンが押し付けられるサイドプレートには、当該ベーンが落ち込むポート自体が無い。 With such a configuration, when the vane advances and retreats in the vane groove of the rotating rotor according to the shape of the inner peripheral cam surface of the cam ring, the side plate in which the port is not formed in the pair of side plates. It will be in the state pressed against. For this reason, the behavior that the vane tilts in the vane groove is suppressed, and as a result, even if the port is formed at any position of the side plate where the vane is not pressed, the tip of the vane is Never fall into the port. Further, the side plate against which the vane is pressed has no port itself into which the vane falls.
更に、本発明に係るベーンポンプは、前記押圧手段として、前記カムリングの内周カム面を前記ベーンが押圧されないサイドプレート側から前記ベーンが押圧されるサイドプレート側に向けて広がるテーパ面とすると共に、前記ベーンの先端を前記テーパ面となる前記カムリングの内周カム面に合致する形状とした構成とすることができる。 Further, in the vane pump according to the present invention, as the pressing means, the inner peripheral cam surface of the cam ring is a tapered surface that widens from the side plate side where the vane is not pressed toward the side plate side where the vane is pressed, The tip of the vane may be configured to match the inner peripheral cam surface of the cam ring that becomes the tapered surface.
このような構成により、回転するロータのベーン溝内においてベーンがカムリングの内周カム面の形状に応じて進退動する際に、当該ベーンの先端がテーパ面となる前記内周カム面から反力を受ける。この反力は、前記テーパ面の広がる側に押し付けるスラスト分力を含み、このスラスト分力によって前記ベーンが一方のサイドプレートに押し付けられる。 With such a configuration, when the vane advances and retreats in the vane groove of the rotating rotor according to the shape of the inner peripheral cam surface of the cam ring, the reaction force is applied from the inner peripheral cam surface where the tip of the vane becomes a tapered surface. Receive. The reaction force includes a thrust component force that presses against the side where the tapered surface spreads, and the vane is pressed against one side plate by the thrust component force.
また、本発明に係るベーンポンプは、前記落ち込み防止構造として、前記ベーンを前記一対のサイドプレートの双方に摺接しないように規制するベーン移動規制手段を有する構成とすることができる。 In addition, the vane pump according to the present invention may include a vane movement restricting unit that restricts the vane from sliding on both of the pair of side plates as the drop prevention structure.
このような構成により、回転するロータのベーン溝内においてベーンがカムリングの内周カム面の形状に応じて進退動する際に、当該ベーンは一対のサイドプレートのいずれとも摺接しない。このため、前記ベーンがベーン溝内で傾くという挙動が抑制され、その結果、前記一対のサイドプレートそれぞれのいずれの位置にポートが形成されたとしても、ベーンの先端部が当該ポートに落ち込むことはない。 With such a configuration, when the vane advances and retreats in the vane groove of the rotating rotor according to the shape of the inner peripheral cam surface of the cam ring, the vane does not slide in contact with any of the pair of side plates. For this reason, the behavior that the vane tilts in the vane groove is suppressed, and as a result, even if a port is formed at any position of the pair of side plates, the tip of the vane does not fall into the port. Absent.
更に、本発明に係るベーンポンプは、前記ベーン移動規制手段として、前記カムリングの内周カム面を凹面に形成すると共に、前記ベーンの先端を前記凹面となる前記カムリングの内周カム面に合致する凸形状とした構成とすることができる。 Further, the vane pump according to the present invention is configured such that, as the vane movement restricting means, the inner peripheral cam surface of the cam ring is formed as a concave surface, and the tip of the vane matches the inner peripheral cam surface of the cam ring as the concave surface. The configuration may be a shape.
このような構成により、回転するロータのベーン溝内においてベーンがカムリングの内周カム面の形状に応じて進退動する際に、当該ベーンの先端とカムリングの内周カム面とがそれぞれ凹凸形状によって係合した状態となる。これにより、前記ベーンが一対のサイドプレートの双方に摺接しないように規制される。 With such a configuration, when the vane advances and retreats in the vane groove of the rotating rotor according to the shape of the inner peripheral cam surface of the cam ring, the tip of the vane and the inner peripheral cam surface of the cam ring are respectively uneven. It will be in the engaged state. Thereby, the vane is regulated so as not to be in sliding contact with both of the pair of side plates.
また、本発明に係るベーンポンプは、前記ベーンのベーン溝内での進退動を確保しつつ前記ベーンと前記ロータとをキー結合する連結手段を有する構成とすることができる。 In addition, the vane pump according to the present invention can be configured to include a coupling unit that key-couples the vane and the rotor while ensuring advancement and retraction of the vane in the vane groove.
このような構成により、前述したように、一対のサイドプレートの双方に摺接しないように規制されたベーンとロータとが、当該ベーンのベーン溝内での進退動が確保されつつキー結合される。このため、ベーンに対してキー結合するロータもまた、一対のサイドプレートの双方に摺接しないように規制され、ロータとサイドプレートとの摺接による磨耗や面荒れを抑制することができるようになる。 With such a configuration, as described above, the vane and the rotor that are regulated so as not to be in sliding contact with both of the pair of side plates are key-coupled while ensuring that the vane moves forward and backward in the vane groove. . For this reason, the rotor that is key-coupled to the vane is also regulated so as not to be in sliding contact with both of the pair of side plates, so that wear and surface roughness due to sliding contact between the rotor and the side plates can be suppressed. Become.
本発明に係るベーンポンプによれば、ロータの回転中にベーンがベーン溝内においてカムリングの内周カム面の形状に応じて進退動する際に、ベーン及びサイドプレートの磨耗や面荒れを引き起こし得る前記ベーンの当該進退動以外の所定挙動が抑制されるようになるので、前記磨耗や面荒れに起因した容積効率の低下及び機械効率の低下を極力小さくすることができるようになる。 According to the vane pump of the present invention, the vane and the side plate may be worn or roughened when the vane advances and retreats in the vane groove according to the shape of the inner peripheral cam surface during rotation of the rotor. Since the predetermined behavior other than the forward / backward movement of the vane is suppressed, the reduction in volumetric efficiency and the reduction in mechanical efficiency due to the wear and surface roughness can be minimized.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の第1の実施の形態に係るベーンポンプの基本的な構造は、図1に示すようになっている。図1(a)は、ロータの回転軸に垂直な面で切断した断面図であり、図1(b)は、ロータの回転軸に平行な面で切断した断面図である。 The basic structure of the vane pump according to the first embodiment of the present invention is as shown in FIG. 1A is a cross-sectional view cut along a plane perpendicular to the rotation axis of the rotor, and FIG. 1B is a cross-sectional view cut along a plane parallel to the rotation axis of the rotor.
図1(a)、(b)において、このベーンポンプは、内周に楕円状のカム面21が形成されたカムリング20の開放両端に一対のサイドプレート(側板)40a、40bが設けられている。カムリング20とサイドプレート40a、40bとによって区画された空間にシャフト50を軸にして回転可能となるロータ30が収容されている。ロータ30にはシャフト50を中心にして放射状に複数のベーン溝31(1)、31(2)、・・・、31(8)が形成されており、各ベーン溝31(1)〜31(8)には先端がカムリング20のカム面21に当接しつつ進退可能となるようにベーン10(1)、10(2)、・・・、10(8)が収容されている。また、図1(b)に示すように、サイドプレート40a、40bには油液を吸入するための油液通路となるポート41a、41bが形成されると共に、油液を吐出するための油液通路となるポート42a、42bが形成されている。ロータ30及び各ベーン10(3)、10(7)(10(1)、10(2)、10(4)〜10(6)、10(8))は、例えば、図1(b)に示すように一方のサイドプレート40a側に寄せられた状態となって、ロータ30及び各ベーン10(3)、10(7)(10(1)、10(2)、10(4)〜10(6)、10(8))と他方のサイドプレート40bとの間にクリアランスSが形成される。
1A and 1B, this vane pump is provided with a pair of side plates (side plates) 40a and 40b at both open ends of a
このような構造のベーンポンプの基本的な動作は次のようになる。 The basic operation of the vane pump having such a structure is as follows.
油液の圧力等により各ベーン10(1)〜10(8)の先端がカムリング20のカム面21に押圧された状態でロータ30が回転する。そして、ロータ30が回転する際に、各ベーン10(1)〜10(8)がカム面21に沿って摺動することによってカム面21の楕円形状に応じてベーン溝31(1)〜31(8)内で進退移動する。このようにロータ30の回転中(図1(a)における矢弧線参照)に各ベーン10(1)〜10(8)が進退移動してベーン間の容積が増減し、そのベーンが吸入側のポート41a、41bの開口部を通過する際に油液がベーン間に引き込まれ、そのベーンが吐出側のポート42a、42bの開口部を通過する際にベーン間の油液が外部に送り出される。
The
更に、ロータ30、カムリング20、各ベーン10(1)〜10(8)、及びサイドプレート40a、40bに形成されたポート41a、41bの詳細な位置関係について図2及び図3を参照して説明する。なお、図2及び図3において、ベーンは参照符号10、ベーン溝は参照符号31によりそれぞれ指示されている(以下、同様)。
Further, the detailed positional relationship between the
図2において、ロータ30の半径方向におけるポート41aの外側縁41feが、ベーン10がポート41aの開口部を通過する際のベーン10先端の進退動範囲Δ1にオーバーラップせず、かつ、ロータ30の半径方向におけるポート41aの内側縁41teが、ベーン10がポート41aの開口部を通過する際のベーン10後端の進退動範囲Δ2にオーバーラップしないように、当該ポート41aがサイドプレート40aに形成されている。即ちポート41aは、ベーン10先端の前記進退動範囲Δ1及びベーン10後端の前記進退動範囲Δ2の双方にオーバーラップしないように形成されている。
In FIG. 2, the outer edge 41fe of the
なお、ポート41bも、前述したポート41aのベーン10に対する位置関係と同様の位置関係をもってサイドプレート40bに形成されている。
The
このようなベーン10に対する位置関係にてポート41a、41bがサイドプレート40a、40bに形成されているので、図3(図2におけるA−A断面図)に示すように、回転するロータ30のベーン溝31内においてベーン10がカムリング20のカム面21の形状に応じて進退動する際にサイドプレート40a、40bとのクリアランスSa、Sbによってサイドプレート40a、40bに対して僅かに傾くことはあっても、ベーン10先端及びベーン10後端がポート41a、41bにかかることはない。従って、ベーン10の端部がポート41a、41bに落ち込むことが防止される。
Since the
このように端部がポート41a、41bに落ち込むというベーン10の挙動が防止されることから、ベーン10がポート41a、41bに落ち込むことにより生じ得るベーン10及びサイドプレート40a、40bでの磨耗や面荒れの発生が回避される。例えば、ポート41a、41bに落ち込んで傾いたベーン10の先端部やポート41a、41bの開口部の縁の傷つき等が防止される。そのような磨耗や面荒れの発生が回避されることから、当該ベーンポンプの容積効率の低下及び機械効率の低下を極力小さくすることができる。
Since the
なお、図4(図2におけるB−B矢視)に示すように、ロータ30の半径方向におけるポート41a(ポート41bも同様)の開口部の外径の従来構造におけるポート41の同外径に対する縮小分α1と、ポート41aの開口部の内径の従来構造におけるポート41の同内径に対する縮小分α2とを略同じにすることで、ポートにおける油液の流路面積を従来構造のものと略同じに保つことができる。また、ロータ30のポート41aに対向する角を面取りしてテーパ面30aにすることにより、油液の流路面積を更に大きく確保することができるようになる。
As shown in FIG. 4 (indicated by arrows BB in FIG. 2), the outer diameter of the opening of the
また、なお、図1(b)に示す吐出側の各ポート42a、42bもまた、前述したポート41a、41bのベーン10に対する位置関係と同様の位置関係をもってサイドプレート40a、40bに形成されている。
Further, the
次に、本発明の第2の実施の形態に係るベーンポンプについて説明する。この第2の実施の形態に係るベーンポンプは、ベーン10のポート41a、41bへの落ち込みを防止するものではなく、ポート41a、41bに落ち込んだベーン10がポート41a、41bから脱出する際の所定挙動を抑制することを特徴としている。
Next, a vane pump according to a second embodiment of the present invention will be described. The vane pump according to the second embodiment does not prevent the
本発明の第2の実施の形態に係るベーンポンプの基本的な構造は、図1に示すものと同様である。ただし、ベーン10の構造及びベーン10とサイドプレート40a、40bに形成されるポート41a、41bとの位置関係は図5及び図6に示すようになっている。なお、図6は、図5におけるC−C断面図である。
The basic structure of the vane pump according to the second embodiment of the present invention is the same as that shown in FIG. However, the structure of the
図5において、回転するロータ30のベーン溝31においてカムリング20のカム面21の形状に応じて進退動するベーン10がポート41a、41bの開口部を通過する際のベーン10先端の進退動範囲Δ1(図2参照)にオーバーラップするようにポート41a、41bがサイドプレート40a、40bに形成されている。ベーン10とポート41a、41bとのこのような位置関係により、ベーン10がポート41a、41bの開口部を通過する際に、ベーン10の先端部位がいずれかのポート、例えば、ポート41aに落ち込むようになる。
In FIG. 5, the forward / backward movement range Δ1 of the tip of the
図6に示すように、ベーン10の先端部位の4つの角は、面取りされて、凸状の湾曲面11a、11b、11c、11dが形成されている。また、ポート41aの開口部のベーン10が横切る縁も、面取りされて、テーパ面411a、411bが形成され、ポート41bの開口部のベーン10が横切る縁も同様に面取りされて、テーパ面411c、411dが形成されている。また、図7に拡大して示されるように、ポート41aの開口部の縁での各面取り(テーパ面411a、411b)の幅L1は、ベーン10のポート41aへの落ち込み深さL0以上となり、また、ベーン10の先端部位の角での面取り(湾曲面11a、11b)の幅L2もまた、ベーン10のポート41aへの落ち込み深さL0以上となっている。なお、ポート41bの開口部での面取り(テーパ面411c、411d)の幅及びベーン10の先端部位の他の角での面取り(湾曲面11c、11d)の幅も同様に、ベーン10のベーン41bへの落ち込み深さ以上となっている。
As shown in FIG. 6, the four corners of the tip portion of the
このような構造のベーンポンプでは、ロータ30の回転に伴ってベーン10が移動し(図7における矢印参照)、その過程でポート41aに落ち込んだベーン10の先端部位がポート41aから脱出する際に、ベーン10の先端部位の角に形成された湾曲面11aがポート41aの開口部の縁に形成されたテーパ面411aに当接する。そして、その湾曲面11aがテーパ面411a上を摺動しつつベーン10の先端部位がポート41aから脱出する。
In the vane pump having such a structure, the
このように、ベーン10がポート41aから脱出する際に、ベーン10の先端部位の角とポート41aの開口部の縁との接触が湾曲面11a及びテーパ面411a(面取り部位)にてなされるので、ベーン10の先端部位の角がポート41aの開口部の縁に引っ掛かるという挙動が抑制され、ベーン10の先端部位とポート41aの開口部の縁との接触により発生する応力が緩和される。その結果、ベーン10の先端部位及びポート41aの開口部の縁の磨耗や面荒れが抑制され、当該ベーンポンプの容積効率の低下及び機械効率の低下を極力小さくすることができる。
Thus, when the
なお、前述した面取りは、ベーン10の先端部位だけであっても、また、ポート41a(41b)の開口部の縁だけであってもよい。また、前記面取り幅(図7におけるL1、L2)は、ベーン10の先端部位のポート41a(41b)への落ち込み深さ(図7におけるL0)より小さいものであってもよい。ただし、ベーン10の先端部位の角がポート41aの開口部の縁に引っ掛かるという挙動を極力抑制するという観点からは、前述したように、ベーン10の先端部位の角及びポート41a(41b)の開口部の縁の双方を面取りし、その面取り幅をベーン10の先端部位のポート41a(41b)への落ち込み深さ以上にすることが好ましい。
Note that the chamfering described above may be performed only on the tip portion of the
また、なお、図1に示す吐出側のポート42a、42bもまた、前述したポート41a、41bと同様に構成される。
In addition, the discharge-
次に、本発明の第3の実施の形態に係るベーンポンプについて説明する。この第3の実施の形態に係るベーンポンでは、ベーン10を一方のサイドプレート40bに押圧することにより、ベーン10の傾きを抑制し、結果として、ベーン10のポートへの落ち込みを防止している。
Next, a vane pump according to a third embodiment of the present invention will be described. In the vane pon according to the third embodiment, the inclination of the
本発明の第3の実施の形態に係るベーンポンプの基本的な構造は図1に示すものと同様である。ただし、ロータ30、ベーン10、サイドプレート40a、40bに形成されるポート41a、41b及びカムリング20は図8に示すように構成される。
The basic structure of the vane pump according to the third embodiment of the present invention is the same as that shown in FIG. However, the
図8において、カムリング20のカム面21aが一方のサイドプレート40a側から他方のサイドプレート40b側に向けて広がるテーパ面となっている。そして、ベーン10の先端が前記テーパ面となるカムリング20のカム面21aに合致する形状となっている。また、サイドプレート40bには、前述した第1の実施の形態と同様に、ポート41bが、ベーン10先端の進退動範囲及びベーン10後端の前記進退動範囲の双方にオーバーラップしないように形成されている。サイドプレート40aには、前述した第2の実施の形態と同様に、ポート41aが、ベーン10先端の進退動範囲にオーバーラップするように形成されている。
In FIG. 8, the
このような構造のベーンポンプでは、回転するロータ30のベーン溝31内においてベーン10がカムリング20のカム面21aの形状に応じて進退動する際に、ベーン10の先端がテーパ面となるカム面21aから反力を受ける。この反力は、テーパ面の広がる側に押し付ける、即ち、サイドプレート40bに押し付けるスラスト分力を含み、このスラスト分力によってベーン10がサイドプレート40bに押し付けられる。
In the vane pump having such a structure, when the
ロータ30の回転に伴ってベーン10が移動する際に、ベーン10が前述したようにサイドプレート40bに押し付けられるので、ベーン10がベーン溝31内で傾くという挙動が抑制され、ベーン10の先端部位がサイドプレート40aに形成されたポート41aに落ち込むことがない。また、ベーン10の先端は、前述した第1の実施の形態の場合と同様に、ベーン10が押圧されるサイドプレート40bに形成されたポート41bにかかることはなく、ベーン10がポート41bに落ち込むこともない。
When the
このように、ベーン10がサイドプレート40bに押圧されてベーン溝31内で傾くという挙動が抑制されることにより、ベーン10とサイドプレート40bとの当接状態が均一となり、ベーン10とサイドプレート40bとの接触面において局部的に大きな面圧が発生することが抑制される。よって、ベーン10とサイドプレート40bとの接触面における磨耗や面荒れが抑制される。また、サイドプレート40a、40bに形成されたポート41a、41bのいずれにもベーン10の先端部位が落ち込むことがないので、ベーン10がポート41a、41bへの落ち込むことにより生じ得るベーン10及びサイドプレート40a、40bでの磨耗や面荒れの発生も回避される。これにより、当該ベーンポンプの容積効率の低下及び機械効率の低下を極力小さくすることができる。
As described above, the behavior of the
なお、図1に示す吐出側のポート42aは、前述したポート41aと同様に構成され、吐出側のポート42bは、前述したポート41bと同様に構成される。
The discharge-
次に、本発明の第4の実施の形態に係るベーンポンプについて説明する。 Next, a vane pump according to a fourth embodiment of the invention will be described.
この第4の実施の形態に係るベーンポンプでは、図8に示すポート41bが、図9に示すように、サイドプレート40bに形成されていない。他の構成は、前述した第3の実施の形態に係るベーンポンプと同様である。
In the vane pump according to the fourth embodiment, the
このような構造のベーンポンプでは、前述した第3の実施の形態に係るベーンポンプの場合と同様に、ベーン10がサイドプレート40bに押圧され、ベーン10が傾くという挙動が抑制される。これにより、ベーン10とサイドプレート40bとの接触面において局部的に大きな面圧が発生することが抑制されると共に、サイドプレート40a、40bに形成されたポート41a、41bにベーン10の先端部位が落ち込むことも防止される。よって、ベーン10及びサイドプレート40a、40bの磨耗や面荒れが抑制され、当該ベーンポンプの容積効率の低下及び機械効率の低下を極力小さくすることができる。
In the vane pump having such a structure, as in the case of the vane pump according to the third embodiment described above, the behavior in which the
次に、本発明の第5の実施の形態に係るベーンポンプについて説明する。この第5の実施の形態に係るベーンポンプでは、ベーン10をサイドプレート40a、40bの双方に摺接させないように規制することにより、ベーン10の傾きを抑制し、結果として、ベーン10のポートへの落ち込みを防止している。
Next, a vane pump according to a fifth embodiment of the invention will be described. In the vane pump according to the fifth embodiment, by restricting the
本発明の第5の実施の形態に係るベーンポンプの基本的な構造は図1に示すものと同様である。ただし、ロータ30、ベーン10、サイドプレート40a、40bに形成されるポート41a、41b及びカムリング20は図10に示すように構成される。
The basic structure of the vane pump according to the fifth embodiment of the present invention is the same as that shown in FIG. However, the
図10において、カムリング20のカム面21bが楔状の凹面となっている。そして、ベーン10の先端が前記楔状の凹面となるカムリング20のカム面21bに合致する凸形状となっている。サイドプレート40a、40bの所定位置にポート41a、41bが形成されている。なお、カム面(凹面)21bの加工を容易とするために、カムリング20を回転軸線(図の左右方向)に二分割した構成としてもよい。
In FIG. 10, the
このような構造のベーンポンプでは、ロータ30のベーン溝31内において押圧部材32にてロータ30の半径方向に押圧される(前述した各実施の形態の場合と同様に油液による押圧でもよい)ベーン10の先端とカムリング20のカム面21bとがそれぞれ凹凸形状によって係合した状態となる。この状態で、ベーン10の先端は、ロータ30の回転に伴ってカムリング20のカム面21b上を摺動し、ベーン10がカム面21bの形状に応じてベーン溝31内において進退動する。
In the vane pump having such a structure, the vane is pressed in the radial direction of the
前述したようにベーン10の凸形状となる先端がカムリング20の楔状(凹面)となるカム面21bに係合にしていることから、ベーン10のロータ30の軸方向の移動が規制され、ベーン10はサイドプレート40a、40bのいずれとも摺接しない。このため、ベーン10がベーン溝31内で傾くという挙動が抑制され、ベーン10の先端部位がサイドプレート40a、40bに形成されたポート41a、41bに落ち込むことがない。よって、ベーン10がポート41a、41bへの落ち込むことにより生じ得るベーン10及びサイドプレート40a、40bでの磨耗や面荒れの発生が回避される。また、ベーン10がサイドプレート40a、40bの双方に摺接することがないため、ベーン10とサイドプレート40a、40bとの摺接に起因した磨耗や面荒れの発生が回避される。その結果、当該ベーンポンプの容積効率の低下及び機械効率の低下を極力小さくすることができる。
As described above, since the tip of the
次に、本発明の第6の実施の形態に係るベーンポンプは、前述した図10に示す構造に加え、図11に示す構造を有する。なお、図11は、図10におけるD−D断面図である。 Next, the vane pump according to the sixth embodiment of the present invention has the structure shown in FIG. 11 in addition to the structure shown in FIG. 10 described above. 11 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG.
図11において、ベーン10のベーン溝31の内壁との対向面にロータ30の半径方向に延びるキー溝15、16が形成され、そのキー溝15、16にベーン溝31の内壁から突出するキー33、34(連結手段)が摺動自在に嵌合している。これにより、前述したようにサイドプレート40a、40bのいずれとも摺接しないように規制されたベーン10がベーン溝31内での進退動が確保されつつロータ30とキー結合される。
In FIG. 11,
このような構造のベーンポンプでは、回転するロータ30のベーン溝31内においてベーン10がカムリング20のカム面21の形状に応じて進退動する際に、ベーン10はサイドプレート40a、40bのいずれにも摺接しない。このようにサイドプレート40a、40bのいずれにも摺接しないように規制されたベーン10とロータ30とが、ベーン10のベーン溝31内での進退動が確保されつつキー結合されるので、ロータ30もまた、サイドプレート40a、40bのいずれにも摺接しないように規制される。よって、ロータ30とサイドプレート40a、40bとの摺接による磨耗や面荒れを抑制することができるようになり、当該ベーンポンプの容積効率の低下及び機械効率の低下を更に小さくすることができる。
In the vane pump having such a structure, when the
以上、説明したように、本発明に係るベーンポンプは、ベーン及びサイドプレートの磨耗や面荒れに起因した容積効率の低下及び機械効率の低下を極力小さくすることができるという効果を有し、油液の圧力源(例えば、ディーゼルエンジン用燃料噴射ポンプ)として利用されるベーンポンプとして有用である。 As described above, the vane pump according to the present invention has an effect that the volumetric efficiency and mechanical efficiency can be reduced as much as possible due to wear and surface roughness of the vane and the side plate. It is useful as a vane pump used as a pressure source (for example, a fuel injection pump for a diesel engine).
10、10(1)〜10(8) ベーン
11a、11b、11c、11d 湾曲面
15、16 キー溝
20 カムリング
21 カム面
21a テーパ面(カム面)
21b 凹面(カム面)
30 ロータ
31、31(1)〜31(8) ベーン溝
33、34 キー
40a、40b サイドプレート(側板)
41a、41b ポート(吸入側)
42a、42b ポート(吐出側)
50 シャフト
411a、411b、411c、411d テーパ面
10, 10 (1) to 10 (8)
21b Concave surface (cam surface)
30
41a, 41b port (intake side)
42a, 42b Port (discharge side)
50
Claims (11)
前記ベーンの前記ベーン溝内での進退動以外の所定挙動を抑制するベーン挙動抑制手段を有することを特徴とするベーンポンプ。 A cam ring, a pair of side plates provided at both open ends of the cam ring, a rotor rotatably accommodated in a space defined by the cam ring and the pair of side plates, and a radial shape formed on the rotor Each of the plurality of vane grooves has a vane that is accommodated so as to be able to advance and retreat while abutting against the inner circumferential cam surface of the cam ring, and is a port that serves as an oil liquid passage formed in at least one of the pair of side plates In the vane pump through which the vane moving with the rotation of the rotor passes,
A vane pump comprising vane behavior suppressing means for suppressing a predetermined behavior other than forward and backward movement of the vane in the vane groove.
前記押圧手段により前記ベーンが押圧されるサイドプレートにおいて、前記ベーンが前記ポートの開口部を通過する際のベーン先端の進退動範囲及びベーン後端の進退動範囲にオーバーラップしないように前記ポートを形成したことを特徴とする請求項2記載のベーンポンプ。 As the sagging prevention structure, while having a pressing means for pressing the vane to one of the pair of side plates,
In the side plate in which the vane is pressed by the pressing means, the port is set so as not to overlap with the advance / retreat range of the vane tip and the advance / retreat range of the vane rear end when the vane passes through the opening of the port. The vane pump according to claim 2, wherein the vane pump is formed.
前記押圧手段により前記ベーンが押圧されるサイドプレートに前記ポートを形成しないことを特徴とする請求項2記載のベーンポンプ。 As the sagging prevention structure, while having a pressing means for pressing the vane to one of the pair of side plates,
The vane pump according to claim 2, wherein the port is not formed in a side plate on which the vane is pressed by the pressing means.
前記ベーンの先端を前記テーパ面となる前記カムリングの内周カム面に合致する形状としたことを特徴とする請求項6または7記載のベーンポンプ。 As the pressing means, the inner circumferential cam surface of the cam ring is a tapered surface that spreads from the side plate side where the vane is not pressed toward the side plate side where the vane is pressed,
The vane pump according to claim 6 or 7, wherein a tip of the vane has a shape that matches an inner peripheral cam surface of the cam ring serving as the tapered surface.
前記ベーンの先端を前記凹面となる前記カムリングの内周カム面に合致する凸形状としたこと特徴とする請求項9記載のベーンポンプ。 As the vane movement restricting means, the inner circumferential cam surface of the cam ring is formed as a concave surface,
The vane pump according to claim 9, wherein a tip of the vane has a convex shape that matches an inner peripheral cam surface of the cam ring that is the concave surface.
11. The vane pump according to claim 9, further comprising connecting means for key-connecting the vane and the rotor while ensuring advancement and retraction of the vane in the vane groove.
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- 2004-09-27 JP JP2004279392A patent/JP2006090261A/en active Pending
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