JP2011111912A - ベーン式ポンプおよびそれを用いたエバポリークチェックシステム - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易で、安定したポンプ性能を維持可能なベーン式ポンプを提供する。
【解決手段】上ケーシング２０は筒部２１と筒部２１の一方の端部開口を塞ぐ板部２２とからなる。下ケーシング３０は上ケーシング２０の他方の端部開口を塞ぎ、板部２２および筒部２１との間にポンプ室２４を形成する。ロータ４０はポンプ室２４に回転可能に収容される。ロータ４０は中心部を軸方向に貫く中心孔４３、および筒部２１の内周壁２１１に対し摺動可能なベーン４１を有する。モータ１１は中心孔４３に緩く嵌合するシャフト１３を有し、ロータ４０を回転駆動する。下ケーシング３０および板部２２は、ロータ４０の軸方向の端面と対向する面に、ロータ４０とは反対側へ所定量凹む凹部３２２および凹部２２２を有している。凹部３２２および凹部２２２は、ロータ４０の軸方向から見て、外縁端がロータ４０の外周端の内側に位置するよう形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベーン式ポンプに関し、特にエバポリークチェックシステム等に好適に用いられるベーン式ポンプに関する。

従来、ベーン付きロータをモータにより回転駆動することで、流体を加圧し吐出するベーン式ポンプが知られている。例えば特許文献１に開示されるような燃料タンクからの燃料蒸気の漏れを検査するエバポリークチェックシステムにおいて燃料タンクの内部を減圧または加圧するのに用いられるベーン式ポンプでは、そのポンプ性能がシステムの性能に影響を及ぼしやすい。

このベーン式ポンプでは、上ケーシングと下ケーシングとにより形成されるポンプ室に略円柱状のロータが設けられている。ロータの中心孔には、モータのシャフトが緩く嵌合している。これにより、ロータは、シャフトの回転に伴いポンプ室内で回転する。このとき、ロータは、下ケーシングの面のうちロータに対向する面および上ケーシングの面のうちロータに対向する面と摺動し得る。そのため、下ケーシングおよび上ケーシングのロータとの摺動面は、極力平面であることが理想である。

特開２００９−１３８６０２

しかしながら、成形時の出来映えによっては、下ケーシングおよび上ケーシングのロータとの摺動面にうねりが生じることがある。例えば下ケーシングの面のうちロータの軸方向の一方の端面に対向する面の中央部、すなわちロータの中央部に対向する部分が、うねりによりロータ側へ突出するように形成されることがある。この場合、ロータは、中央部のみが下ケーシングの突出部分と摺動する。そのため、モータのシャフトが緩く嵌合するロータは、シャフトを中心に揺動し、回転中の姿勢が不安定になるおそれがある。ロータの回転中の姿勢が不安定になると、ポンプの性能が変動する。また、うねりの程度が大きい場合、ロータおよび下ケーシングが偏磨耗したり、ロータの回転がロックするといった問題が生じるおそれがある。

下ケーシングおよび上ケーシングのロータとの摺動面に生じたうねりを切削等の後加工により除去し、摺動面を精度の高い平面に加工すれば、安定したポンプ性能を維持することは可能である。しかしながら、この場合、加工コストが増大するという問題が生じる。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造が容易で、安定したポンプ性能を維持可能なベーン式ポンプを提供することにある。

本発明の他の目的は、安定した検査性能を維持可能なエバポリークチェックシステムを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、上ケーシングと下ケーシングとロータとモータとを備えるベーン式ポンプの発明である。上ケーシングは、筒部と当該筒部の一方の端部開口を塞ぐ板部とからなり、有底筒状に形成されている。下ケーシングは、板状に形成され、上ケーシングの他方の端部開口を塞ぎ、上ケーシングの板部および筒部との間にポンプ室を形成する。ロータは、略円柱状に形成され、前記ポンプ室に回転可能に収容される。また、ロータは、中心部を軸方向に貫く中心孔、および上ケーシングの筒部の内周壁に対し摺動可能な複数のベーンを有する。モータは、ロータの中心孔に緩く嵌合するシャフトを有し、当該シャフトを回転させることでロータを回転駆動する。

本発明では、下ケーシングおよび上ケーシングの板部の少なくとも一方は、ロータの軸方向の端面と対向する面に、ロータとは反対側へ所定量凹む凹部を有している。当該凹部は、ロータの軸方向から見て、外縁端がロータの外周端の内側に位置するよう形成されている。例えば下ケーシングに上述のような凹部を形成した場合、ロータが回転するとき、ロータの下ケーシング側端面は、下ケーシングの凹部の外側部分の面と摺動する。すなわち、このとき、ロータは、下ケーシング側端面のうち外縁部のみが常に下ケーシングと摺動する。これにより、ロータの回転中の姿勢が安定する。そのため、ポンプ性能が安定する。

また、下ケーシングおよび上ケーシングの板部の少なくとも一方には所定の深さの凹部が形成されているため、凹部の底面にうねりがあったとしても、このうねりの部分がロータの中央部に接触するのを低減することができる。これにより、ロータの回転中、ロータの姿勢が不安定になることを抑制できる。したがって、本発明では、安定したポンプ性能を維持することができる。

また、本発明では、下ケーシングまたは上ケーシングのロータ側の面にうねりがあってもロータは安定して回転可能なため、下ケーシングおよび上ケーシングの面精度が高くなるよう加工する必要がない。したがって、下ケーシングおよび上ケーシングの加工が簡単であり、加工コストを低減することができる。よって、本発明では、安定したポンプ性能を維持可能なベーン式ポンプを容易に製造することができる。

請求項１に記載の発明で下ケーシングまたは上ケーシングの板部に形成される凹部のより具体的な形状としては、以下のもの（請求項２または３に記載のそれぞれの発明における凹部）が考えられる。
請求項２に記載の発明では、凹部は、外縁部が略円筒状の面で構成されることで、階段状に形成されている。このような形状の凹部は、例えば樹脂成型により簡単に形成できる。そのため、本発明では、凹部を形成するための加工コストを低減することができる。

請求項３に記載の発明では、凹部は、外縁部が略円環状のテーパ面で構成されることで、すり鉢状に形成されている。そのため、ロータと凹部との間に形成される空間の容積を可及的に小さくすることができる。つまり、ロータと下ケーシングまたは板部との間に過剰な容積の空間が形成されるのを避けることができる。これにより、ポンプ内部における流体の漏れを低減することができる。したがって、本発明では、安定したポンプ性能を維持するために凹部を形成しても、これによりポンプ内部における流体の漏れが増大するのを抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項記載のベーン式ポンプを備えるエバポリークチェックシステムである。このシステムの場合、安定したポンプ性能を維持可能なベーン式ポンプを燃料タンク内部の減圧または加圧に用いるため、安定した検査性能を維持することができる。

本発明の第１実施形態によるベーン式ポンプを示す断面図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 本発明の第１実施形態によるベーン式ポンプの弾性シートを示す概略図。 本発明の第１実施形態によるベーン式ポンプの一部を示す模式的断面図。 本発明の第１実施形態によるベーン式ポンプを適用したエバポリークチェックシステムを示す模式図。 本発明の第２実施形態によるベーン式ポンプを示す断面図。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるベーン式ポンプおよびその一部を図１〜４に示す。ベーン式ポンプ１０は、流体を吸入し加圧して吐出する。ベーン式ポンプ１０が加圧する流体としては、例えば空気などの気体や水などの液体を適用することができる。

ベーン式ポンプ１０は、上ケーシング２０、下ケーシング３０、ロータ４０、およびモータ１１などを備えている。ベーン式ポンプ１０のロータ４０は、下ケーシング３０および弾性シート５０を挟んで設置されているモータ１１により回転駆動される。モータ１１には、例えば直流式または交流式の電気モータが適用される。モータ１１は、図示しない固定子が収容されているカバー１２と、図示しない可動子とともに回転するシャフト１３と、上ケーシング２０、下ケーシング３０および弾性シート５０を取り付けるための取付部１４とを有している。

上ケーシング２０は、筒部２１、板部２２およびつば部２３を有し、例えば樹脂などの材料により一体に形成されている。筒部２１は、略円筒形状に形成されている。筒部２１の内周壁２１１は、略円筒面状である。筒部２１は、軸方向の一方の端部開口が板部２２により塞がれている。筒部２１の他方の端部には、径方向外側に延びるつば部２３が形成されている。つば部２３の板部２２とは反対側の端面には、第１平面部としての平面部２０４が形成されている。このように、上ケーシング２０は、有低筒状に形成されている。

下ケーシング３０は、例えば樹脂などの材料により板状に形成されている。下ケーシング３０の上ケーシング２０側の端面には、第２平面部としての平面部３０１が形成されている。平面部３０１は、上ケーシング２０の平面部２０４に接合している。これにより、下ケーシング３０は、筒部２１の他方の端部開口を覆っている。そのため、筒部２１の内周側に、上ケーシング２０の筒部２１および板部２２と下ケーシング３０とに囲まれたポンプ室２４が形成されている。つまり、上ケーシング２０におけるポンプ室２４の開口部２４０は、下ケーシング３０によって閉塞されている。

ロータ４０は、例えば樹脂などの材料により略円柱状に形成され、ポンプ室２４に回転可能に収容されている。これにより、上ケーシング２０の筒部２１および板部２２と、下ケーシング３０と、ロータ４０とに囲まれた空間２５が形成される（図２参照）。本実施形態では、ロータ４０は、筒部２１の軸に対し偏心して設置されている。そのため、筒部２１とロータ４０との間に形成される空間２５は、周方向へ容積が変化している。空間２５には、流体入口通路２６および流体出口通路２７が連通している。流体入口通路２６および流体出口通路２７は、それぞれ空間２５から径方向外側へ伸びて形成されている。流体入口通路２６は、つば部２３の溝部２０２と下ケーシング３０との間に形成されている。また、流体出口通路２７は、つば部２３の溝部２０３と下ケーシング３０との間に形成されている。

ロータ４０は、中心部に凹部４２および中心孔４３を有している。凹部４２は、ロータ４０の板部２２側端面から軸方向の途中まで窪ませることによりロータ４０の肉盗みとして形成されている。中心孔４３は、ロータ４０を板厚方向に貫き、ロータ４０の下ケーシング３０側と凹部４２とを連通している。中心孔４３は、下ケーシング３０側の端部から軸方向の途中まで徐々に径が縮小するテーパ状に形成されたテーパ孔４４を有している。また、中心孔４３は、軸方向の途中から凹部４２に通じる箇所まで断面が非円形状に形成された非円形孔４５を有している。

モータ１１のシャフト１３は、中心孔４３に挿入されている。シャフト１３は、ロータ４０の中心孔４３へ挿入されるとき、テーパ孔４４に案内されつつ非円形孔４５に嵌まり込む。シャフト１３は、軸方向の途中から凹部４２側端部まで、断面の形状が非円形孔４５の断面の形状と概ね同一に形成されている。ここで、非円形孔４５の断面積は、シャフト１３の端部の断面積よりも大きい。すなわち、非円形孔４５を形成するロータ４０の内壁とシャフト１３の外壁との間には隙間が形成される。よって、シャフト１３は、非円形孔４５の形状に対応した状態でロータ４０に緩く嵌合する。これにより、シャフト１３が回転すると、シャフト１３はロータ４０に対して空転することなく、ロータ４０はシャフト１３とともに回転する。なお、このとき、ロータ４０は、軸が傾くようにして揺動し得る。

ロータ４０は、外周壁から径内方向へ凹むベーン収容溝４６を有している。ベーン収容溝４６は、ロータ４０の下ケーシング３０側の端面と板部２２側の端面とを接続するように軸方向へ延びて形成されている。本実施形態の場合、ベーン収容溝４６は、ロータ４０の周方向へ等間隔に四つ形成されている。ロータ４０のベーン収容溝４６には、それぞれベーン４１が収容されている。ロータ４０と筒部２１の内周壁２１１とは偏心している。そのため、ロータ４０の回転にともなってロータ４０と筒部２１の内周壁２１１との間の距離は変化する。ロータ４０が回転すると、ベーン４１は遠心力により径外方向へ内周壁２１１に接するまで突出する。そして、ロータ４０と筒部２１の内周壁２１１との距離が小さくなるにしたがって、ベーン４１はベーン収容溝４６の径内方向へ押し込まれる。これにより、ベーン４１は、ロータ４０の回転にともなって径外方向の端部が筒部２１の内周壁２１１と接触しながら回転するとともに、ベーン収容溝４６の内部を径方向へ往復移動する。

上ケーシング２０のつば部２３には、第１通穴としての通穴２０１が形成されている。本実施形態の場合、つば部２３に三つの通穴２０１が形成されている。
下ケーシング３０は、上ケーシング２０の通穴２０１に対応する位置に、モータ１１側へ突出する突出部３１を有している。突出部３１のほぼ中心には、下ケーシング３０を板厚方向に貫く第２通穴としての通穴３２が形成されている。通穴３２は、通穴２０１に対応した位置に形成されている。なお、突出部３１の突出量ｈは、弾性シート５０の厚さよりも小さい。

弾性シート５０は、下ケーシング３０とモータ１１の取付部１４との間に設けられている。弾性シート５０は、例えばゴムなどのように弾性を有し且つ減衰係数の大きい材料から板状に形成されている。図３に示すように、弾性シート５０は、中央部に弾性シート５０を板厚方向へ貫く穴５１を有している。穴５１の内径は、ポンプ室２４、すなわち上ケーシング２０の筒部２１の下ケーシング３０側端部開口の径とほぼ同一に設定されている。これにより、弾性シート５０は、上ケーシング２０の平面部２０４の形状に対応した形状に形成されている。

弾性シート５０には、下ケーシング３０の突出部３１に対応する位置に第３通穴としての通穴５２が形成されている。通穴５２の内径は、突出部３１の外径とほぼ同一もしくはやや大きく設定されている。
図１に示すように、ねじ部材としてのねじ６０は、一方の端部に頭部６１を有している。ねじ６０には、他方の端部から軸方向の途中までおねじ溝６２が形成されている。モータ１１の取付部１４は、例えば金属などの材料からなり、上ケーシング２０の通穴２０１に対応する位置に取付穴１５が形成されている。取付穴１５が形成された取付部１４の内壁には、ねじ６０のおねじ溝６２に対応するめねじ溝１６が形成されている。

ねじ６０は、上ケーシング２０の通穴２０１、下ケーシング３０の通穴３２および弾性シート５０の通穴５２を通り取付穴１５が形成された取付部１４に螺着している。これにより、上ケーシング２０、下ケーシング３０および弾性シート５０は、ねじ６０の頭部６１と取付部１４とに挟み込まれることによって取付部１４に締付結合される。このとき、ねじ６０の頭部６１と取付部１４との間には軸力が働く。そのため、弾性シート５０は、下ケーシング３０と取付部１４とに押され、軸方向に圧縮される。これにより、弾性シート５０に反力が生じ、下ケーシング３０は弾性シート５０から上ケーシング２０方向への面圧を受ける。その結果、下ケーシング３０の平面部３０１は、上ケーシング２０の平面部２０４と密着する。したがって、ポンプ室２４は気密または液密に保たれる。

なお、下ケーシング３０の突出部３１は、弾性シート５０の通穴５２を通り、取付部１４に接している。上述のように、突出部３１の突出量ｈは弾性シート５０の厚さよりも小さい。そのため、突出部３１が取付部１４に接したとき、弾性シート５０は下ケーシング３０と取付部１４とに挟まれ圧縮される。これにより、下ケーシング３０は、弾性シート５０の反力による面圧を受けるとともに、取付部１４との間隔が一定、すなわち突出部３１の突出量ｈに保たれる。

図１に示すように、本実施形態では、下ケーシング３０は、ロータ４０の軸方向の一方の端面４７と対向する面３２１に、ロータ４０とは反対側へ所定量凹む凹部３２２を有している。また、上ケーシング２０の板部２２は、ロータ４０の軸方向の他方の端面４８と対向する面２２１に、ロータ４０とは反対側へ所定量凹む凹部２２２を有している。

下ケーシング３０の凹部３２２は、略円筒状の面３２３と略円形の底面３２４とからなり、階段状に形成されている。つまり、凹部３２２は、外縁部が略円筒状の面３２３で構成され、外縁端は略円形を呈している。また、ロータ４０は、略円柱状に形成されているため、その外周壁４９すなわち外周端は略円形を呈している。凹部３２２は、ロータ４０の軸方向から見て、外縁端がロータ４０の外周端の内側に位置するよう形成されている。また、板部２２の凹部２２２も、ロータ４０の軸方向から見て、外縁端がロータ４０の外周端の内側に位置するよう形成されている。

上記構成により、ロータ４０が回転するとき、ロータ４０の端面４７は、下ケーシング３０の面３２１（凹部３２２の外側部分）と摺動する。すなわち、このとき、ロータ４０は、端面４７のうち外縁部のみが常に下ケーシング３０と摺動する。また、このとき、ロータ４０は、端面４８のうち外縁部のみが上ケーシング２０の板部２２と摺動し得る。

なお、下ケーシング３０とロータ４０との摺動面の幅（凹部３２２の外縁端とロータ４０の外周端との距離ｄ１）、および板部２２とロータ４０との摺動面の幅（凹部２２２の外縁端とロータ４０の外周端との距離ｄ２）は、ベーン４１によって仕切られるポンプ室間のシール性を確保可能な程度の大きさに設定されていることが望ましい。

図４は、本実施形態によるベーン式ポンプ１０の下ケーシング３０、ロータ４０、モータ１１およびシャフト１３のみを示した模式的な概略図である。なお、この図では、説明のため、各部材の面精度（うねり）を強調して示している。
本実施形態では、下ケーシング３０の底面３２４に生じるうねりの幅ｗ１およびロータ４０の端面４７に生じるうねりの幅ｗ２を考慮し、凹部３２２は、「底面３２４のうねりの先端のうち最もロータ４０側に位置する先端Ｐ１」が「ロータ４０の端面４７のうねりの先端のうち最も下ケーシング３０側に位置する先端Ｐ２」よりもモータ１１側に位置するよう形成されている。つまり、本実施形態では、凹部３２２は、先端Ｐ２が先端Ｐ１よりもモータ１１側に位置することがないような深さとなるよう、所定量凹んで形成されている。そのため、ロータ４０が回転するとき、ロータ４０の端面４７は、下ケーシング３０の底面３２４に接触することがない。

上ケーシング２０の凹部２２２も、底面に生じるうねりの幅およびロータ４０の端面４８に生じるうねりの幅を考慮し、ロータ４０の回転中、底面と端面４８とが接触することがないような深さとなるよう、所定量凹んで形成されている。

次に、上記の構成のベーン式ポンプ１０の作動について説明する。
モータ１１の回転にともなってシャフト１３に接続しているロータ４０は回転する。ロータ４０の回転にともなって、ベーン４１は筒部２１の内周壁２１１と接触しながらロータ４０とともに回転する。空間２５の容積は、流体入口通路２６側から流体出口通路２７側にかけて回転方向へ縮小している。そのため、ベーン４１がロータ４０とともに回転することにより、空間２５の流体は流体入口通路２６側から流体出口通路２７側へかけて加圧されながら空間２５を流れる。これにより、流体入口通路２６から吸入された流体は、ロータ４０とともに回転するベーン４１によって空間２５の内部で加圧され、流体出口通路２７からベーン式ポンプ１０の外部へ吐出される。ロータ４０の回転により、流体は連続して加圧される。
本実施形態では、ロータ４０が回転するとき、ロータ４０は、端面４７のうち外縁部のみが常に下ケーシング３０と摺動する。これにより、ロータ４０の回転中の姿勢が安定し、ポンプ性能が安定する。

以上説明したように、本実施形態では、下ケーシング３０および上ケーシング２０の板部２２は、ロータ４０の軸方向の端面と対向する面に、ロータ４０とは反対側へ所定量凹む凹部３２２および凹部２２２を有している。当該凹部３２２および凹部２２２は、ロータ４０の軸方向から見て、外縁端がロータ４０の外周端の内側に位置するよう形成されている。例えば、ロータ４０が回転するとき、ロータ４０の端面４７は、下ケーシング３０の面３２１（凹部３２２の外側部分）と摺動する。すなわち、このとき、ロータ４０は、端面４７のうち外縁部のみが常に下ケーシング３０と摺動する。これにより、ロータ４０の回転中の姿勢が安定する。そのため、ポンプ性能が安定する。

また、下ケーシング３０および上ケーシング２０の板部２２には所定の深さの凹部３２２および凹部２２２が形成されているため、凹部３２２の底面３２４にうねりがあったとしても、このうねりの部分がロータ４０の中央部に接触するのを低減することができる。これにより、ロータ４０の回転中、ロータ４０の姿勢が不安定になることを抑制できる。したがって、本実施形態では、安定したポンプ性能を維持することができる。

また、本実施形態では、下ケーシング３０または上ケーシング２０のロータ４０側の面にうねりがあってもロータ４０は安定して回転可能なため、下ケーシング３０および上ケーシング２０の面精度が高くなるよう加工する必要がない。したがって、下ケーシング３０および上ケーシング２０の加工が簡単であり、加工コストを低減することができる。よって、本実施形態では、安定したポンプ性能を維持可能なベーン式ポンプを容易に製造することができる。

また、本実施形態では、凹部３２２および凹部２２２は、外縁部が略円筒状の面で構成されることで、階段状に形成されている。このような形状の凹部３２２および凹部２２２は、例えば樹脂成型により簡単に形成できる。そのため、本実施形態では、凹部３２２および凹部２２２を形成するための加工コストを低減することができる。

なお、ベーン式ポンプ１０の締切圧を考慮し、下ケーシング３０および上ケーシング２０の板部２２の平面度を例えば２５μｍで確保しつつ凹部３２２および凹部２２２を形成する場合、精密な加工が必要となる。そのため、このような場合には、凹部３２２および凹部２２２が階段状に形成されることが望ましい。凹部３２２および凹部２２２の形状が階段状であれば、加工は比較的容易である。

（ベーン式ポンプを適用したエバポリークチェックシステム）
次に、第１実施形態によるベーン式ポンプ１０を適用したエバポリークチェックシステム（以下、単に「チェックシステム」という。）１００について、図５に基づいて説明する。このチェックシステム１００では、ベーン式ポンプ１０を、燃料タンク１２０内部を減圧するのに用いる。

チェックシステム１００は、検査モジュール１１０、燃料タンク１２０、キャニスタ１３０、吸気装置６００およびＥＣＵ７００から構成されている。検査モジュール１１０は、ベーン式ポンプ１０、モータ１１、切換弁１８０および圧力センサ４００を備えている。切換弁１８０とキャニスタ１３０とは、キャニスタ通路１４０により接続している。大気通路１５０は、検査モジュール１１０とは反対側の端部が開放端１５２として大気に開放されている。キャニスタ通路１４０と大気通路１５０とは接続通路１６０により接続している。接続通路１６０とベーン式ポンプ１０の流体入口通路２６とはポンプ通路１６２により接続している。ベーン式ポンプ１０の流体出口通路２７と大気通路１５０とは排出通路１６３により接続している。ポンプ通路１６２からは圧力導入通路１６４が分岐し、圧力導入通路１６４はポンプ通路１６２とセンサ室１７０とを接続している。センサ室１７０には、圧力センサ４００が設置されている。これにより、センサ室１７０は、圧力導入通路１６４およびポンプ通路１６２と概ね同一の圧力となる。

キャニスタ通路１４０からはオリフィス通路５１０が分岐している。オリフィス通路５１０は、キャニスタ通路１４０とポンプ通路１６２とを接続している。オリフィス通路５１０にはオリフィス５２０が設置されている。オリフィス５２０は、燃料タンク１２０からの燃料蒸気を含む空気漏れが許容される開口の大きさに対応している。

切換弁１８０は、弁本体１８１および駆動部１８２を有している。駆動部１８２は弁本体１８１を駆動する。駆動部１８２は、コイル１８３を有しており、コイル１８３はＥＣＵ７００に接続している。ＥＣＵ７００は、コイル１８３への通電を断続する。コイル１８３に通電されていないとき、接続通路１６０とポンプ通路１６２との間は遮断されるとともに、キャニスタ通路１４０と大気通路１５０とは接続通路１６０を経由して連通する。一方、コイル１８３に通電されているとき、キャニスタ通路１４０とポンプ通路１６２は連通し、キャニスタ通路１４０と大気通路１５０との間は遮断される。なお、オリフィス通路５１０とポンプ通路１６２とはコイル１８３への通電または非通電に関わらず常に連通している。

キャニスタ１３０は例えば活性炭などの吸着剤１３１を有している。キャニスタ１３０は、検査モジュール１１０と燃料タンク１２０との間に設置され、燃料タンク１２０で発生した燃料蒸気を吸着する。キャニスタ１３０は、キャニスタ通路１４０により検査モジュール１１０と接続し、タンク通路１３２により燃料タンク１２０に接続している。また、キャニスタ１３０には、吸気装置６００の吸気管６１０へ連通するパージ通路１３３が接続している。燃料タンク１２０で発生した燃料蒸気は、タンク通路１３２を通過すると吸着剤１３１に吸着される。キャニスタ１３０と吸気装置６００の吸気管６１０とを接続するパージ通路１３３には、パージバルブ１３４が設置されている。パージバルブ１３４は、ＥＣＵ７００からの指令によりパージ通路１３３を開閉する。

圧力センサ４００は、センサ室１７０の圧力を検出し、ＥＣＵ７００に圧力に応じた信号を出力する。ＥＣＵ７００は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータから構成される。ＥＣＵ７００には、圧力センサ４００をはじめとして種々のセンサから出力された信号が入力される。ＥＣＵ７００は、これら入力された種々の信号からＲＯＭに記録されている所定の制御プログラムにしたがって各部を制御する。

エンジンの運転中およびエンジンの運転の停止後の所定期間は、コイル１８３に通電されず、キャニスタ通路１４０と大気通路１５０とは接続通路１６０を介して連通している。したがって、燃料タンク１２０で発生した燃料蒸気を含む空気は、キャニスタ１３０を通過することにより燃料蒸気が除去された後、大気通路１５０の開放端１５２から大気へ放出される。

車両に搭載されたエンジンの運転が停止されてから所定の期間が経過すると、燃料タンク１２０からの燃料蒸気を含む空気漏れの検査が開始される。検査では、車両が駐車されている高度による誤差を補正するため、大気圧の検出が行われる。大気圧の検出は、センサ室１７０に設置されている圧力センサ４００によって実施される。コイル１８３に通電していないとき、オリフィス通路５１０を経由して大気通路１５０とポンプ通路１６２とは連通している。そのため、圧力導入通路１６４を経由してポンプ通路１６２と連通しているセンサ室１７０の圧力は大気圧と概ね同一である。したがって、大気圧はセンサ室１７０の圧力センサ４００によって検出される。

大気圧の検出が完了すると、検出された圧力から車両が駐車されている場所の高度を算定する。ＥＣＵ７００は、算定された高度に基づいて、各種のパラメータを補正する。これらが完了すると、ＥＣＵ７００は切換弁１８０のコイル１８３へ通電する。コイル１８３へ通電すると、切換弁１８０は図５の右方へ移動する。これにより、切換弁１８０は、大気通路１５０とキャニスタ通路１４０との間を遮断するとともに、キャニスタ通路１４０とポンプ通路１６２とを連通する。そのため、ポンプ通路１６２に接続しているセンサ室１７０はキャニスタ１３０を経由して燃料タンク１２０と連通する。燃料タンク１２０の内部で燃料蒸気が発生している場合、燃料タンク１２０の内部の圧力は車両の周囲すなわち大気圧と比較して高くなっている。

燃料タンク１２０における燃料蒸気の発生にともなう圧力上昇が検出されると、ＥＣＵ７００は切換弁１８０のコイル１８３への通電を停止する。コイル１８３への通電が停止されると、ポンプ通路１６２はオリフィス通路５２０を経由してキャニスタ通路１４０および大気通路１５０と連通する。また、キャニスタ通路１４０と大気通路１５０とは接続通路１６０を経由して連通する。

ここで、モータ１１に通電すると、ベーン式ポンプ１０が駆動され、ポンプ通路１６２は減圧される。そのため、大気通路１５０から流入した空気は、オリフィス通路５１０を経由してポンプ通路１６２へ流入する。ポンプ通路１６２へ流入する空気の流れはオリフィス通路５１０のオリフィス５２０によって絞られるため、ポンプ通路１６２の圧力は低下する。ポンプ通路１６２の圧力は、オリフィス５０の開口面積に対応する所定の圧力まで低下した後、一定となる。このとき、検出されたポンプ通路１６２の圧力は基準圧力として記録される。基準圧力の検出が完了すると、モータ１１への通電は停止される。

基準圧力が検出されると、再び切換弁１８０のコイル１８３に通電される。これにより、大気通路１５０とキャニスタ通路１４０との間は遮断されるとともに、キャニスタ通路１４０とポンプ通路１６２とは連通する。そのため、燃料タンク１２０はポンプ通路１６２と連通し、ポンプ通路１６２の圧力は燃料タンク１２０と同一になる。そして、モータ１１に通電すると、ベーン式ポンプ１０が作動する。ベーン式ポンプ１０の作動により、燃料タンク１２０の内部は減圧される。このとき、ポンプ通路１６２は燃料タンク１２０に連通している。そのため、ポンプ通路１６２に連通するセンサ室１７０の圧力センサ４００が検出する圧力は燃料タンク１２０の内部の圧力とほぼ同一である。

ベーン式ポンプ１０の作動の継続によって、センサ室１７０すなわち燃料タンク１２０の内部の圧力が先に検出した基準圧力よりも低下した場合、燃料タンク１２０からの燃料蒸気を含む空気の漏れは許容以下と判断される。すなわち、燃料タンク１２０の内部の圧力が基準圧力よりも低下する場合、燃料タンク１２０の外部から内部へ空気の侵入がないか、または侵入する空気がオリフィス５２０の流量以下である。そのため、燃料タンク１２０の気密は十分に確保されていると判断される。

一方、燃料タンク１２０の内部の圧力が基準圧力まで低下しない場合、燃料タンク１２０からの燃料蒸気を含む空気漏れは許容を超過していると判断される。すなわち、燃料タンク１２０の内部の圧力が基準圧力まで低下しない場合、燃料タンク１２０の内部の減圧にともなって燃料タンク１２０には外部から空気が侵入していると考えられる。そのため、燃料タンク１２０の気密は十分に確保されていないと判断される。

燃料蒸気を含む空気漏れの検査が完了すると、モータ１１および切換弁１８０への通電は停止される。ＥＣＵ７００は、ポンプ通路１６２の圧力が大気圧に回復したことを検出した後、圧力センサ４００の作動を停止させ、チェック工程を終了する。
上述のように、第１実施形態によるベーン式ポンプ１０は、安定したポンプ性能を維持可能である。そのため、チェックシステム１００に第１実施形態のベーン式ポンプ１０を適用した場合、安定したポンプ性能を維持可能なベーン式ポンプ１０を燃料タンク１２０内部の減圧に用いることができる。したがって、チェックシステム１００において、安定した検査性能を維持することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるベーン式ポンプを図６に示す。第２実施形態では、下ケーシングおよび上ケーシングの板部に形成される凹部の形状が第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、下ケーシング３０は、ロータ４０の軸方向の一方の端面４７と対向する面３２１に、ロータ４０とは反対側へ所定量凹む凹部３３２を有している。また、上ケーシング２０の板部２２は、ロータ４０の軸方向の他方の端面４８と対向する面２２１に、ロータ４０とは反対側へ所定量凹む凹部２３２を有している。

下ケーシング３０の凹部３３２は、略円環状のテーパ面３３３と略円形の底面３３４とからなり、すり鉢状に形成されている。つまり、凹部３３２は、外縁部が略円環状のテーパ面３３３で構成され、外縁端は略円形を呈している。凹部３３２は、ロータ４０の軸方向から見て、外縁端がロータ４０の外周端の内側に位置するよう形成されている。また、板部２２の凹部２３２も、ロータ４０の軸方向から見て、外縁端がロータ４０の外周端の内側に位置するよう形成されている。

上記構成により、ロータ４０が回転するとき、ロータ４０の端面４７は、下ケーシング３０の面３２１と摺動する。すなわち、このとき、ロータ４０は、端面４７のうち外縁部のみが常に下ケーシング３０と摺動する。また、このとき、ロータ４０は、端面４８のうち外縁部のみが上ケーシング２０の板部２２と摺動し得る。

以上説明したように、本実施形態では、下ケーシング３０および上ケーシング２０の板部２２は、ロータ４０の軸方向の端面と対向する面に、ロータ４０とは反対側へ所定量凹む凹部３３２および凹部２３２を有している。当該凹部３３２および凹部２３２は、ロータ４０の軸方向から見て、外縁端がロータ４０の外周端の内側に位置するよう形成されている。例えば、ロータ４０が回転するとき、ロータ４０の端面４７は、下ケーシング３０の面３２１（凹部３３２の外側部分）と摺動する。すなわち、このとき、ロータ４０は、端面４７のうち外縁部のみが常に下ケーシング３０と摺動する。これにより、ロータ４０の回転中の姿勢が安定する。そのため、ポンプ性能が安定する。

また、本実施形態では、凹部３３２および凹部２３２は、外縁部が略円環状のテーパ面３３３で構成されることで、すり鉢状に形成されている。そのため、ロータ４０と凹部３３２および凹部２３２との間に形成される空間の容積を可及的に小さくすることができる。つまり、ロータ４０と下ケーシング３０または板部２２との間に過剰な容積の空間が形成されるのを避けることができる。これにより、ポンプ内部における流体の漏れを低減することができる。したがって、本実施形態では、安定したポンプ性能を維持するために凹部３３２および凹部２３２を形成しても、これによりポンプ内部における流体の漏れが増大するのを抑制することができる。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、下ケーシングまたは上ケーシングの板部の一方のみに凹部が形成される構成としてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、下ケーシングまたは上ケーシングの板部のロータ側の面に、例えば切削器具を押し当てることにより凹部を形成することとしてもよい。
上述の実施形態では、外縁端が略円形の凹部を形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ロータの軸方向から見たとき、外縁端がロータの外周端の内側に位置するのであれば、凹部の外縁端の形状は、楕円形あるいは多角形等いかなる形状であってもよい。

本発明の他の実施形態では、上ケーシングの板部と筒部とは、一体ではなく、別体で形成してもよい。
上述の実施形態では、燃料タンクの内部を減圧して燃料蒸気の漏れを検査するチェックシステムに本発明を適用した例について説明した。これに対し、燃料タンクの内部を加圧して燃料蒸気の漏れを検査するチェックシステム、あるいは流体の減圧または加圧を実施する公知の各種の装置に本発明を適用することができる。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。

１０：ベーン式ポンプ、１１：モータ、１３：シャフト、２０：上ケーシング、２１：筒部、２２：板部、２４：ポンプ室、３０：下ケーシング、４０：ロータ、４１：ベーン、４３：中心孔、２２２、２３２、３２２、３３２：凹部

Claims (4)

1. 筒部と当該筒部の一方の端部開口を塞ぐ板部とからなる有底筒状の上ケーシングと、
   前記上ケーシングの他方の端部開口を塞ぎ、前記板部および前記筒部との間にポンプ室を形成する板状の下ケーシングと、
   前記ポンプ室に回転可能に収容され、中心部を軸方向に貫く中心孔、および前記筒部の内周壁に対し摺動可能な複数のベーンを有する略円柱状のロータと、
   前記中心孔に緩く嵌合するシャフトを有し、当該シャフトを回転させることで前記ロータを回転駆動するモータと、を備え、
   前記下ケーシングおよび前記板部の少なくとも一方は、前記ロータの軸方向の端面と対向する面に、前記ロータとは反対側へ所定量凹む凹部を有し、
   前記凹部は、前記ロータの軸方向から見て、外縁端が前記ロータの外周端の内側に位置するよう形成されていることを特徴とするベーン式ポンプ。
2. 前記凹部は、外縁部が略円筒状の面で構成されることで、階段状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベーン式ポンプ。
3. 前記凹部は、外縁部が略円環状のテーパ面で構成されることで、すり鉢状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベーン式ポンプ。
4. 請求項１から３のいずれか一項記載のベーン式ポンプを備え、
   前記ベーン式ポンプにより燃料タンクの内部を減圧または加圧して前記燃料タンクからの燃料蒸気の漏れを検出することを特徴とするエバポリークチェックシステム。

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