JP2015140776A - vane pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カップリングを介して駆動源からの動力をロータに伝達してロータを回転させ、ロータの回転によってベーンを回転させるベーンポンプの技術に関する。 The present invention relates to a technology of a vane pump that transmits power from a drive source to a rotor via a coupling to rotate the rotor, and rotates the vane by the rotation of the rotor.
従来から、ポンプ室内でベーンを回転させることにより、ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンポンプは、自動車用の真空ポンプ等に用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vane pump that partitions a pump chamber into a plurality of working spaces by rotating the vane in the pump chamber is used for a vacuum pump for an automobile or the like.
特許文献1に開示されるベーン式バキュームポンプは、ボディとカバーとからなるハウジングと、ハウジングに回転可能に支持されるロータと、ロータに連結されるオルダムカップリングと、ロータの回転に伴って回転するベーンとを備える。
特許文献1に開示されるベーン式バキュームポンプは、カムシャフトまたはクランクシャフト等に駆動軸を連結し、駆動軸とロータとをオルダムカップリングを介して連結する。オルダムカップリングは、駆動軸の径方向に沿って摺動するとともに回転することで、ロータと駆動軸との芯ずれを吸収しながら回転する。
The vane type vacuum pump disclosed in Patent Document 1 includes a housing composed of a body and a cover, a rotor rotatably supported by the housing, an Oldham coupling coupled to the rotor, and rotating as the rotor rotates. And vanes to be provided.
The vane type vacuum pump disclosed in Patent Document 1 connects a drive shaft to a camshaft or a crankshaft or the like, and connects the drive shaft and the rotor via an Oldham coupling. The Oldham coupling rotates while absorbing the misalignment between the rotor and the drive shaft by sliding and rotating along the radial direction of the drive shaft.
特許文献1に開示されるオルダムカップリングは、長手方向が直交するように両側面に形成される凹凸をロータおよび駆動軸の凹凸に嵌合させることで、ロータと駆動軸との間に挟まれて、ロータおよび駆動軸から脱落しない構造となっている。
このような構造においては、例えば、ハウジング、ロータ、ベーン、およびオルダムカップリングを一つのユニットとして構成し、当該ユニットを駆動軸に接近させてロータと駆動軸とでオルダムカップリングを挟むときに、オルダムカップリングがロータから脱落してしまう可能性がある。
The Oldham coupling disclosed in Patent Document 1 is sandwiched between the rotor and the drive shaft by fitting the unevenness formed on both sides so that the longitudinal direction is orthogonal to the unevenness of the rotor and the drive shaft. Thus, the structure does not fall off the rotor and the drive shaft.
In such a structure, for example, when the housing, the rotor, the vane, and the Oldham coupling are configured as one unit, and when the Oldham coupling is sandwiched between the rotor and the drive shaft by bringing the unit close to the drive shaft, The Oldham coupling may fall off the rotor.
オルダムカップリングの脱落を防止するための手段としては、例えば、図6に示すように、オルダムカップリングに長方形状の孔部を形成して、ロータに形成した突出部を前記孔部に挿入するとともに、前記突出部に抜け止めピンを取り付ける手段等が考えられる。
オルダムカップリングは、ベーンポンプの動作時において、ロータと駆動軸との間に挟まれて脱落が防止される。従って、抜け止めピンは、ベーンポンプの着脱時にのみオルダムカップリングの脱落を防止することとなる。
As a means for preventing the Oldham coupling from falling off, for example, as shown in FIG. 6, a rectangular hole is formed in the Oldham coupling, and the protrusion formed on the rotor is inserted into the hole. At the same time, a means for attaching a retaining pin to the projecting portion is conceivable.
The Oldham coupling is sandwiched between the rotor and the drive shaft during the operation of the vane pump, and is prevented from falling off. Therefore, the retaining pin prevents the Oldham coupling from falling off only when the vane pump is attached or detached.
つまり、特許文献1に開示されるベーン式バキュームポンプは、着脱時のオルダムカップリングの脱落を防止するためだけに必要な部品が必要となってしまう可能性がある。 In other words, the vane type vacuum pump disclosed in Patent Document 1 may require parts that are necessary only to prevent the Oldham coupling from dropping off during attachment and detachment.
また、オルダムカップリングは、ロータと駆動軸との芯ずれを吸収する機能を確保するために、ロータと駆動軸との間に所定のクリアランスが形成された状態で、駆動軸に連結されることとなる(図6に示すクリアランス参照)。
従って、特許文献1に開示されるベーン式バキュームポンプは、動作時に、オルダムカップリングとロータ、オルダムカップリングと抜け止めピン、またはオルダムカップリングと駆動軸とが衝突してしまう可能性がある(図6に示す矢印参照)。
The Oldham coupling is connected to the drive shaft in a state where a predetermined clearance is formed between the rotor and the drive shaft in order to ensure the function of absorbing the misalignment between the rotor and the drive shaft. (See the clearance shown in FIG. 6).
Therefore, the vane-type vacuum pump disclosed in Patent Document 1 may collide with the Oldham coupling and the rotor, the Oldham coupling and the retaining pin, or the Oldham coupling and the drive shaft during operation ( (See arrows shown in FIG. 6).
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、部品点数を削減できるとともに、作動音を低減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 in view of the above situation, and provides a vane pump that can reduce the number of components and the operating noise.
請求項1においては、内部にポンプ室が形成されるハウジングと、一端部が前記ポンプ室内に配置されるロータと、前記ロータの他端部に取り付けられて駆動源からの動力を前記ロータに伝達するカップリングと、前記ロータの一端部に取り付けられて前記ロータと一体的に回転し、前記ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンと、を具備するベーンポンプであって、前記ロータおよび前記カップリングの対向面を磁力によって吸着させる、ものである。 In Claim 1, the housing in which a pump chamber is formed inside, the rotor which one end part is arrange | positioned in the said pump chamber, and the other end part of the said rotor are attached, and the motive power from a drive source is transmitted to the said rotor. And a vane pump that is attached to one end of the rotor and rotates integrally with the rotor and divides the pump chamber into a plurality of working spaces, the rotor and the cup The opposite surface of the ring is attracted by magnetic force.
請求項2においては、前記カップリングに磁性を持たせることにより、前記ロータおよび前記カップリングの対向面を磁力によって吸着させる、ものである。 According to a second aspect of the present invention, the opposing surfaces of the rotor and the coupling are attracted by a magnetic force by giving magnetism to the coupling.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、部品点数を削減できるとともに、作動音を低減できる。 According to the first aspect, the number of parts can be reduced and the operating noise can be reduced.
請求項2においては、作動音を効果的に低減できる。 In claim 2, the operating noise can be effectively reduced.
以下では、本実施形態に係るベーンポンプ10について説明する。
Below, the
なお、以下では、説明の便宜上、図1における紙面の上下方向を基準として上下方向を規定する。また、図2における紙面の左右方向を基準として左右方向を規定する。 In the following, for convenience of explanation, the vertical direction is defined based on the vertical direction of the paper surface in FIG. Further, the left and right direction is defined with reference to the left and right direction of the paper surface in FIG.
ベーンポンプ10は、例えば、図示しないブレーキ倍力装置の負圧源として用いられる。本実施形態に係るベーンポンプ10は、例えば、エンジン本体(カムキャリアの側面等)に取り付けられる。
The
図1および図2に示すように、ベーンポンプ10は、ハウジング20と、ロータ30と、カップリング40と、ベーン50と、ハウジングカバー60とを具備する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ハウジング20は、内径および外径が左端部より右端部に向かうにつれて段階的に小さくなる略筒状の部材である。
The
なお、ハウジングは、軸方向から見たときに略楕円形状に形成される略筒状の部材であっても構わない。 Note that the housing may be a substantially cylindrical member formed in a substantially elliptical shape when viewed from the axial direction.
ハウジング20の内径が大きい側、すなわち、左側は、大径部21として形成される。
The side where the inner diameter of the
大径部21には、左側面にリング溝21aが形成される。リング溝21aには、シール部材21bが取り付けられる。大径部21には、前記ブレーキ倍力装置からポンプ室20Aへ気体(空気)を吸引するための吸引通路21cが設けられる。吸引通路21c内には、前記ブレーキ倍力装置の負圧を維持するための図示しない逆止弁が設けられる。
The
このような大径部21の内側の空間は、ハウジング20の内部に形成されるポンプ室20Aとして形成される。
Such a space inside the large-
ハウジング20の内径が小さい側、すなわち、ハウジング20の右側は、小径部22として形成される。
ハウジング20は、小径部22の内周面によってロータ30を回転可能に支持する。
小径部22には、外周面にリング溝22aが形成される。リング溝22aには、シール部材22bが取り付けられる。小径部22の下側には、ポンプ室20Aから右側面まで左右方向に沿って貫通する貫通孔が形成される。貫通孔は、ポンプ室20Aからハウジング20の外部へ気体を排出するための排出通路22cとして形成される。排出通路22cには、排出通路22cを開閉する逆止弁22dが設けられる。
The side where the inner diameter of the
The
In the
ロータ30は、ポンプ室20Aの軸心に対してその軸心が偏心して配置される。ロータ30は、左端部(一端部)がポンプ室20A内に配置される。ロータ30には、ガイド溝31および突出部32が形成される。
The
ガイド溝31は、ロータ30の径方向に沿って伸びる溝であり、ロータ30の左側面に形成される。
The
突出部32は、ロータ30の右側面33よりロータ30の軸方向に沿って伸びる部分である。突出部32は、ロータ30を軸方向から見たときに略長方形状に形成される。
The
このようなロータ30は、金属(例えば、鉄等)を素材として形成される。
Such a
なお、ロータ30には、ポンプ室20Aに潤滑油を供給するための潤滑経路が形成されているが、本発明とは直接関係しないため、図2、図4、および図5において、その図示を省略している。
The
図2および図3に示すように、カップリング40は、ロータ30に動力を伝達するものである。カップリング40は、ロータ30の右側に配置される。カップリング40には、孔部41および一対の突出部42が形成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
孔部41は、カップリング40を軸方向(図2では左右方向)に貫通する孔である。孔部41は、カップリング40を軸方向から見たときに略長方形状に形成される。図2において、孔部41の長手方向は、紙面奥行き方向となる。
孔部41には、ロータ30の突出部32が挿入される。カップリング40は、ロータ30に対して軸方向および孔部41の長手方向に相対的に移動可能に支持される。
このように、カップリング40は、ロータ30の右端部(他端部)に取り付けられる。
The
The
Thus, the
カップリング40の左側面43は、ロータ30の右側面33(ロータ30の右側面のうち、突出部32が形成されていない面)と対向する。
つまり、本実施形態に係るベーンポンプ10において、ロータ30の右側面33とカップリング40の左側面43とは、ロータ30およびカップリング40の対向面となる。
The
That is, in the
一対の突出部42は、カップリング40の右側面より右方向に沿って伸びる部分である。一対の突出部42は、略直方体状に形成される。一対の突出部42は、孔部41を挟んで互いに対向して配置される。
The pair of projecting
一対の突出部42は、金属製のカムシャフト100に形成される溝101に嵌め込まれる。カムシャフト100の溝101は、カップリング40の孔部41の長手方向と直交する方向(図2では上下方向)に沿って伸びる溝である。
The pair of
カップリング40は、ロータ30およびカムシャフト100に対して左右方向(軸方向)に所定の間隔をあけた状態、すなわち、ロータ30およびカムシャフト100に同時に密着不能な状態で、ロータ30とカムシャフト100との間に配置される。
カップリング40は、ロータ30およびカムシャフト100に挟まれて脱落しない構造となっている。
The
The
カップリング40は、カムシャフト100の回転に伴って一体的に回転する。このとき、カップリング40は、ロータ30の突出部32の長手方向およびカムシャフト100の溝101に沿ってスライドすることで、ロータ30とカムシャフト100との芯ずれを吸収しながら回転する。
The
これにより、カップリング40は、駆動源であるカムシャフト100からの動力をロータ30に伝達する。
As a result, the
つまり、本実施形態に係るカップリング40は、オルダム機能(二つの軸の芯ずれを吸収する機能)を持ったオルダムカップリングである。
That is, the
本実施形態に係るカップリング40は、磁性を持った金属製の部材によって構成される。
The
カップリング40は、例えば、製造時に強い衝撃が与えられる、または、磁性を持たせるための熱処理が施されること等により、磁性を持った部材として構成される。
The
図1および図2に示すように、ベーン50は、長手方向(図1および図2では上下方向)に沿って伸びる凹部が長手方向両端部にそれぞれ二つ形成される略板状の部材である。ベーン50は、ロータ30の径方向に沿って摺動可能にロータ30のガイド溝31(すなわち、ロータ30の一端部)に取り付けられ、ポンプ室20A内に配置される。ベーン50は、ロータ30の回転に伴って一体的に回転する。
このようなベーン50の先端部(長手方向両端部)には、キャップ51が取り付けられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
両キャップ51は、前記ベーン50の長手方向に沿って伸びる凹部に嵌め込まれる。両キャップ51は、図1に示す矢印方向にベーン50が回転することで、ハウジング20の内周面と気密を保持して摺動する。
これにより、ベーン50は、ポンプ室20Aを拡縮可能な複数の作動空間として区画する。
Both caps 51 are fitted into recesses extending along the longitudinal direction of the
Thereby, the
図2に示すように、ハウジングカバー60は、略円板状に形成される。ハウジングカバー60は、ハウジング20の左側に配置され、ボルト等の連結部材によってハウジング20の左側面に取り付けられる。
As shown in FIG. 2, the
このようなベーンポンプ10は、例えば、以下のようにしてエンジン本体に取り付けられる。
Such a
ベーンポンプ10は、ハウジング20にロータ30を取り付けた後で、ロータ30にカップリング40およびベーン50を取り付け、その後、ハウジング20にハウジングカバー60を取り付けることで、一つのユニットとして構成される。
このとき、ハウジング20とハウジングカバー60とは、大径部21のシール部材21bによってシールされる。
The
At this time, the
一つのユニットとして構成されるベーンポンプ10は、カップリング40の一対の突出部42の位相をカムシャフト100の溝101の位相に合わせた状態で、エンジン本体に形成される孔部にハウジング20の小径部22が挿入される。カップリング40は、ロータ30およびカムシャフト100に挟まれて、ロータ30およびカムシャフト100に脱落不能に支持される。
ベーンポンプ10は、ハウジング20がボルト等でエンジン本体に固定される。ハウジング20とエンジン本体との間は、小径部22のシール部材22bによってシールされる。
The
The
ここで、カップリング40は、オルダム機能を確保するために、ロータ30に対して左右方向に相対的に移動可能な状態となっている。
また、本実施形態に係るロータ30には、カップリング40の右方向への移動を規制する手段(例えば、図6に示すような抜け止めピン等)が設けられていない。
Here, the
Further, the
この場合、カップリング40は、ベーンポンプ10をエンジン本体に取り付けるとき、または、ベーンポンプ10をエンジン本体から取り外すとき、つまり、ベーンポンプ10の着脱時に、ロータ30に対して相対的に右方向に移動してロータ30から脱落してしまう可能性がある。
In this case, the
そこで、本実施形態に係るベーンポンプ10は、ロータ30とカムシャフト100とを連結するカップリングとして、磁性を持った金属製の部材によって構成されるカップリング40を採用している。
Therefore, the
これによれば、図4に示すように、ベーンポンプ10は、着脱時にロータ30の右側面33とカップリング40の左側面43とを磁力によって吸着させることができる(図4に示す矢印参照)。
従って、ベーンポンプ10は、着脱時に発生するロータ30に対するカップリング40の右方向への移動を、磁力によって規制することができる。
According to this, as shown in FIG. 4, the
Therefore, the
このため、ベーンポンプ10は、カップリング40の右方向への移動を規制する手段をロータ30に設けることなく、着脱時にカップリング40がロータ30から脱落してしまうことを確実に防止できる。
For this reason, the
従って、ベーンポンプ10は、着脱時のカップリング40の脱落を防止するためだけに必要な抜け止めピン等を削減できる。つまり、ベーンポンプ10は、部品点数を削減できる。
Therefore, the
また、ベーンポンプ10は、その組付工程を簡素化できる。
Moreover, the
次に、ベーンポンプ10の動作について説明する。
Next, the operation of the
図1および図2に示すように、カムシャフト100は、エンジンが駆動することで回転する。カムシャフト100の回転に伴って、カップリング40は、ロータ30とカムシャフト100との芯ずれを吸収しながら一体的に回転する。ロータ30は、カップリング40を介してカムシャフト100からの動力が伝達されて回転する。
ベーン50は、ロータ30の回転によってロータ30のガイド溝31を往復移動しながら回転する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
これにより、ベーンポンプ10は、ベーン50によって区画された作動室の容積を変化させる。
このとき、ベーンポンプ10は、吸引通路21cよりブレーキ倍力装置の気体を吸引するとともに、排出通路22cよりポンプ室20A内の気体を排出する。
As a result, the
At this time, the
前述のように、カップリング40は、ロータ30およびカムシャフト100に対して左右方向に所定の間隔をあけた状態で、ロータ30およびカムシャフト100に連結される。
従って、カップリング40は、ベーンポンプ10の動作時に左右方向に移動して、ロータ30またはカムシャフト100と衝突してしまう可能性がある。
As described above, the
Therefore, the
そこで、図4に示すように、本実施形態に係るベーンポンプ10は、磁性を持ったカップリング40を採用し、動作時にも磁力によってロータ30の右側面33とカップリング40の左側面43とを吸着している(図4に示す矢印参照)。
つまり、ベーンポンプ10は、動作時にも磁力によってロータ30に対するカップリング40の左右方向への移動を規制することができる。
Therefore, as shown in FIG. 4, the
That is, the
従って、ベーンポンプ10は、動作時にカップリング40が左右方向に移動して、カップリング40がロータ30またはカムシャフト100と衝突することを抑制できる。
つまり、ベーンポンプ10は、作動音を低減できる。
Accordingly, the
That is, the
このように、ベーンポンプ10は、ロータ30の右側面33およびカップリング40の左側面43(ロータ30およびカップリング40の対向面)を磁力によって吸着させる。
As described above, the
つまり、カップリング40が持っている磁性の強さは、ベーンポンプ10の着脱時にカップリング40の自重によってロータ30からカップリング40が脱落しない程度に強く、かつ、ベーンポンプ10の動作時にオルダム機能を確保できる程度に弱いものである。
That is, the magnetic strength of the
なお、ベーンポンプは、磁性を持ったロータと、磁性を持たないカップリングとによって、ロータおよびカップリングの対向面を吸着させても構わない。
この場合、ロータは、製造時に強い衝撃が与えられる、または、磁性を持たせるための熱処理が施されること等により、磁性を持った部材として構成される。
Note that the vane pump may adsorb the rotor and the opposed surface of the coupling by a magnetic rotor and a non-magnetic coupling.
In this case, the rotor is configured as a member having magnetism, for example, by being subjected to a strong impact during manufacture or by being subjected to a heat treatment for imparting magnetism.
つまり、本発明に係るベーンポンプは、ロータ30およびカップリング40の少なくともいずれか一方が磁性を持ったものであればよい。
In other words, the vane pump according to the present invention may be one in which at least one of the
ここで、本実施形態に係るベーンポンプ10は、磁性を持ったカップリング40を採用している。
これによれば、図5に示すように、ベーンポンプ10は、ロータ30だけでなく、カムシャフト100にも、カップリング40を磁力によって吸着させることができる(図5に示す矢印参照)。
Here, the
According to this, as shown in FIG. 5, the
この場合、カップリング40は、一対の突出部42がカムシャフト100の溝101の側面に吸着することとなる。
In this case, in the
これによれば、ベーンポンプ10は、動作時にエンジンの振動等によってロータ30とカップリング40との吸着状態が解除された場合でも、カップリング40をロータ30またはカムシャフト100に吸着させることができる。
つまり、ベーンポンプ10は、ロータ30とカップリング40とが再び吸着するまで、カップリング40とカムシャフト100とが衝突を繰り返してしまうことを防止できる。
According to this, the
That is, the
このため、ベーンポンプ10は、作動音を効果的に低減できる。
For this reason, the
また、ベーンポンプ10は、エンジン本体から取り外されるときにロータ30とカップリング40との吸着状態が解除されている場合でも、カップリング40をカムシャフト100に吸着させることができる。
Further, the
つまり、ベーンポンプ10は、エンジン本体から取り外されるときに、カップリング40がロータ30から脱落しても、カップリング40がカムシャフト100と吸着した状態を維持できる。従って、ベーンポンプ10は、カップリング40がエンジン本体から脱落することをより確実に防止できる。
That is, the
このように、ベーンポンプ10は、カップリング40に磁性を持たせることにより、ロータ30の右側面33およびカップリング40の左側面43(ロータ30およびカップリング40の対向面)を磁力によって吸着させる。
In this way, the
ロータ30とカップリング40とが吸着している場合において、カップリング40が左右方向に対して直交する方向に沿って移動するときに、カップリング40に対して作用する力(引力)は、吸着状態を解除するために必要な力よりも小さなものとなる。
つまり、カップリング40は、芯ずれを吸収するために移動することを磁力によって規制されることがないため、ロータ30と吸着したままの状態で芯ずれを吸収できる。
これは、カップリング40とカムシャフト100とが磁力によって吸着している場合においても同様である。
In the case where the
That is, since the
The same applies to the case where the
つまり、ベーンポンプ10は、磁力によってロータ30およびカップリング40、またはカップリング40およびカムシャフト100を吸着させることで、オルダム機能を確保した上で、部品点数を削減できるとともに作動音を低減できる。
That is, the
なお、ロータまたはカップリングに磁性を持たせるための手段は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、ロータおよびカップリングの対向面(吸着面)に磁石を埋め込むこと等によって、磁性を持たせても構わない。 The means for giving magnetism to the rotor or the coupling is not limited to this embodiment. For example, magnetism is embedded by embedding magnets on the opposing surfaces (attracting surfaces) of the rotor and the coupling. You may have it.
10 ベーンポンプ
20 ハウジング
20A ポンプ室
30 ロータ
33 右側面(対向面)
40 カップリング
43 左側面(対向面)
50 ベーン
10
40
50 Vane
Claims (2)
前記ロータおよび前記カップリングの対向面を磁力によって吸着させる、
ベーンポンプ。 A housing in which a pump chamber is formed, a rotor having one end disposed in the pump chamber, a coupling attached to the other end of the rotor and transmitting power from a driving source to the rotor, A vane pump that is attached to one end of the rotor and rotates integrally with the rotor, and divides the pump chamber into a plurality of working spaces,
Adsorbing the opposing surfaces of the rotor and the coupling by magnetic force;
Vane pump.
請求項1に記載のベーンポンプ。 By giving magnetism to the coupling, the opposing surfaces of the rotor and the coupling are attracted by magnetic force,
The vane pump according to claim 1.
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