JP2015158148A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】加工コストを低減することができるベーンポンプを提供する。
【解決手段】中心に内径部３０ｃを有するカムシャフト３０と、カムシャフト３０と連結するロータ３２と、カムシャフト３０の一端とロータ３２の一端とに係合するカップリング３１と、ロータ３２の先端と、カムシャフト３０の内径部３０ｃとに連結される給油ジョイント３５と、を備えるベーンポンプ１０であって、ロータ３２の先端には凸部３２ａが設けられ、カップリング３１には、凸部３２ａと係合するための係合孔３１ｂが設けられ、前記凸部３２ａの端面に突起３２ｂが設けられ、給油ジョイント３５の一端は、突起３２ｂの外周面と嵌合する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンに取り付けられるベーンポンプの技術に関する。

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。

特許文献１に開示される技術では、カムシャフトとロータとをカップリングによって連結し、カップリングを介してカムシャフトの動力をロータに伝達し、ロータに取り付けられるベーンを回転させている。また、ロータの先端には、給油ジョイントの一端が入る穴が形成されており、給油ジョイントを介してベーンポンプの各部品にオイルを供給して、カムシリンダやベーン等の間のエアのシール性を確保している。

特開２００４−９２５０４号公報

従来技術においては、図４に示すように、給油ジョイントは、円柱形状の部材で構成されており、その中心軸と平行に給油孔が設けられている。給油ジョイントの外周及びロータに設けられた穴の内周にはそれぞれスナップリング溝が設けられており、スナップリング溝にスナップリングを取り付けることにより、給油ジョイントとロータとが連結され、お互いに軸方向に不動になる。
この場合には、ロータの穴の内周にスナップリングを装着するためのスナップリング溝を設ける必要があり、加工コストが増大していた。また、給油ジョイントの給油孔は、穿孔する必要があり、加工コストが増大していた。また、給油ジョイントの外周にスナップリングを装着するためのスナップリング溝を設ける必要があり、切削等による加工を行うためのコストを必要としていた。

本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、加工コストを低減することができるベーンポンプを提供するものである。

請求項１においては、中心に内径部を有するカムシャフトと、前記カムシャフトと連結するロータと、前記カムシャフトの一端とロータの一端とに係合されるカップリングと、前記ロータの先端と、前記カムシャフトの内径部とに連結される給油ジョイントと、を備えるベーンポンプであって、前記ロータの先端には凸部が設けられ、前記カップリングには、前記凸部と係合するための係合孔が設けられ、前記凸部の端面に突起が設けられ、前記給油ジョイントの一端は、前記突起の外周面と嵌合するものである。

請求項２においては、前記給油ジョイントは、前記突起と嵌合する開口部を有し、前記開口部には、断面径が他の部分よりも小さい絞り部が設けられるものである。

請求項３においては、前記給油ジョイントは金属製の板によって形成されるものである。

請求項４においては、前記給油ジョイントの一端には、抜け止め部が設けられるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、加工コストを低減することができる。

請求項２においては、加工コストを低減することができる。また、絞り部によって、給油ジョイントとロータとがより強固に連結される。

請求項３においては、加工コストをより低減することができる。

請求項４においては、カップリングが軸方向に移動してロータから脱落するのを防止することができる。

ベーンポンプの斜視図。 ベーンポンプの断面図。 カムシャフトの軸方向から見たカップリング及び給油ジョイントを示す図。 従来技術におけるベーンポンプの断面図。

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。

なお、以下では、説明の便宜上、図２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。

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。

図１から図３に示すように、ベーンポンプ１０は、ハウジング２０と、カムシャフト３０と、カップリング３１と、ロータ３２と、ベーン４０と、を具備する。

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。

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。

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。

大径部２１の左側面には、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。
本実施形態において、大径部２１の内周面は、ハウジング２０の壁面２１ｄとなる。

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。

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３２を回転可能に支持する。
小径部２２の外周面には、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。

ハウジング２０の小径部２２は、エンジン本体に形成される孔部に挿入される。ハウジング２０は、例えば、エンジン本体とボルトで締結されること等によって、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。

カムシャフト３０は、左右方向を軸方向として、エンジン本体に回転可能に支持される。カムシャフト３０の左端部には、係合溝３０ａが設けられている。
カムシャフト３０の左方には、カムシャフト３０からの動力が伝達されるロータ３２が設けられており、カムシャフト３０とロータ３２との間には、カムシャフト３０の動力をロータ３２へ伝達する部材であるカップリング３１が設けられている。
また、カムシャフト３０の中心部に油路３０ｂが設けられている。油路３０ｂは、カムシャフト３０の中心軸と平行に設けられている。油路３０ｂの左端には、内径部３０ｃが設けられている。内径部３０ｃは、油路３０ｂよりも断面直径が大きくなるように形成されている。

カップリング３１は、円形状の部材であり、右側の面から係合爪３１ａが突設している。またカップリング３１の中心部には、係合孔３１ｂが設けられている。係合孔３１ｂは、その内周面は二面巾形状に構成されている。

ロータ３２は、カムシャフト３０の左方に設けられており、ロータ３２の右端部には、凸部３２ａが設けられている。凸部３２ａは、二面巾形状に構成されている。凸部３２ａは、カップリング３１に設けられた係合孔３１ｂに係合する部材である。
また、凸部３２ａの右側の面には、突起３２ｂが設けられている。突起３２ｂは、断面円形状に構成されている。

次に、カムシャフト３０、ロータ３２、及びカップリング３１の係合について図２及び図３を用いて説明する。
カムシャフト３０の左端に設けられた係合溝３０ａにカップリング３１の係合爪３１ａを係合することにより、カムシャフト３０の回転が、カップリング３１に伝達される。
また、カップリング３１の係合孔３１ｂにロータ３２の凸部３２ａを係合することにより、カップリング３１の回転が、ロータ３２へ伝達される。
また、ロータ３２の一端（図２の左端）はポンプ室２０Ａ内へ貫入されており、ポンプ室２０Ａ内に貫入されたロータ３２の一端には、ガイド溝３２ｃが設けられている（図１参照）。ガイド溝３２ｃによって、ベーン４０が往復移動可能に支持されている。
また、ロータ３２の内部には、油路３２ｄが形成されており、油路３２ｄは、ハウジング２０の小径部２２に設けられた油路２２ｅを介してポンプ室２０Ａ内と連通している。

次に給油ジョイント３５について説明する。
給油ジョイント３５は、カムシャフト３０の油路３０ｂとロータ３２の油路３２ｄとを連結するための部材であり、ロータ３２の先端と、カムシャフト３０の内径部３０ｃとに連結される。
給油ジョイント３５は金属製の板によって形成される。すなわち金属製の板を加工して、左側に開口部３５ａを設けた中空の円筒状の部材を形成する。これにより、給油ジョイント３５の内部には油路３５ｂが設けられている。また、給油ジョイント３５の右側端部には油孔３５ｃが設けられている。給油ジョイント３５の右側端部は、カムシャフト３０の内径部３０ｃに貫入されている。給油ジョイント３５の右側端部であって、カムシャフト３０の内径部３０ｃに貫入されている部分の外周面には、シール部材３７を取り付けるためのシール部材溝３５ｄが設けられている。シール部材溝３５ｄは、例えば、金属製の板をプレス加工することにより形成する。

また、給油ジョイント３５の左側に設けられた開口部３５ａは、突起３２ｂの外周面と嵌合する。突起３２ｂの外周面にはシール部材３８を取り付けるためのシール部材溝３２ｅが設けられている。シール部材溝３２ｅは、例えば、突起３２ｂを切削加工することにより形成する。シール部材溝３２ｅは突起３２ｂの外周面に設けられるので、従来技術のように内周面を加工するよりも容易に設けることができる。

また、給油ジョイント３５の開口部３５ａには、断面の孔径が突起側に向かうにつれて小さくなる絞り部３５ｅが設けられる。絞り部３５ｅの最も断面の孔径が小さい部分の内周径は突起３２ｂの外径と略同じであるように形成されている。このように構成することにより、給油ジョイント３５が突起３２ｂに強固に固定される。

また、給油ジョイント３５の突起側の端部には抜け止め部３５ｆが設けられている。抜け止め部３５ｆは、凸部３２ａの短手方向よりも長い直径を有している円形状の部材であり、抜け止め部３５ｆを設けることにより、カップリング３１が軸方向（右方向）に移動してロータ３２から脱落するのを防止する。

ベーン４０は、長手方向に沿った図示しない穴部が形成される略板状の部材である。ベーン４０は、ロータ３２の径方向に沿って摺動可能にロータ３２のガイド溝３２ｃに取り付けられ、ポンプ室２０Ａ内に配置される。ベーン４０は、カムシャフト３０及びロータ３２が回転したときに一体的に回転する。
このようなベーン４０の先端部（長手方向両端部）には、キャップ４１が取り付けられる。

両キャップ４１は、前記ベーン４０の長手方向に沿った穴部に嵌め込まれる。両キャップ４１は、図２に示す矢印方向にベーン４０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４０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。

ハウジングカバー５０は、略円板状に形成される。ハウジングカバー５０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。
これにより、ベーンポンプ１０は、大径部２１のシール部材２１ｂを介してハウジング２０とハウジングカバー５０との間をシールする。

次に、ベーンポンプ１０の動作について説明する。

カムシャフト３０は、エンジンが駆動することで回転する。カムシャフト３０の回転は、カムシャフト３０の左端に設けられた係合溝３０ａにカップリング３１の係合爪３１ａを係合することにより、カップリング３１に伝達される。
また、カップリング３１の係合孔３１ｂにロータ３２の凸部３２ａを係合することにより、カップリング３１の回転が、ロータ３２へ伝達される。
このとき、ベーン４０は、ロータ３２のガイド溝３２ｃを往復移動しながら回転する。

これにより、ベーンポンプ１０は、ベーン４０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、図示せぬ逆止弁を開いて吸引通路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の逆止弁２２ｄを開いて排出通路２２ｃよりポンプ室２０Ａ内の気体を排出する。

次に潤滑油の流れについて説明する。
エンジンが駆動するとき、すなわち、ベーンポンプ１０が駆動するとき、カムシャフト３０のジャーナルには、カムシャフト３０の内部に形成される油路３０ｂより潤滑油が供給される。
カムシャフト３０の内径部３０ｃには、ベーンポンプ１０が駆動するときに、このようなジャーナルに供給される潤滑油が供給される。

カムシャフト３０の内径部３０ｃに供給された潤滑油は、給油ジョイント３５の油孔３５ｃから油路３５ｂへと供給される。このとき、カムシャフト３０の内径部３０ｃは、給油ジョイント３５の外周面及びシール部材３７によって区画されており、カムシャフト３０の内径部３０ｃに供給された潤滑油は、油孔３５ｃから油路３５ｂへ供給される。

また、給油ジョイント３５の油路３５ｂは、シール部材３８及び給油ジョイント３５の内周面によって区画されており、給油ジョイント３５の油路３５ｂに供給された潤滑油は、ロータ３２の油路３２ｄへ全て供給される。
また、ロータ３２の油路３２ｄへと供給された潤滑油は、小径部２２に設けられた油路２２ｅを介してポンプ室２０Ａ内へと供給される。
ポンプ室２０Ａに供給される潤滑油は、排出通路２２ｃを介してポンプ室２０Ａの外部に排出される。

以上のように、中心に内径部３０ｃを有するカムシャフト３０と、カムシャフト３０と連結するロータ３２と、カムシャフト３０の一端とロータ３２の一端とに係合するカップリング３１と、ロータ３２の先端と、カムシャフト３０の内径部３０ｃとに連結される給油ジョイント３５と、を備えるベーンポンプ１０であって、ロータ３２の先端には凸部３２ａが設けられ、カップリング３１には、凸部３２ａと係合するための係合孔３１ｂが設けられ、前記凸部３２ａの端面に突起３２ｂが設けられ、給油ジョイント３５の一端は、突起３２ｂの外周面と嵌合するものである。
このように構成することにより、カップリング３１の内面に加工を施す手間を省くことができるため、加工コストを低減することができる。

また、給油ジョイント３５は、突起３２ｂと嵌合する開口部３５ａを有し、開口部３５ａには、断面径が他の部分よりも小さい絞り部３５ｅが設けられるものである。
このように構成することにより、給油ジョイント３５を突起３２ｂにより強固に固定することができる。

また、給油ジョイント３５は、金属製の板によって形成されるものである。
このように構成することにより、給油ジョイント３５をプレス加工で形成することができ、加工コストを低減することができる。

また、前記給油ジョイント３５の一端には、抜け止め部３５ｆが設けられるものである。
このように構成することにより、カップリング３１が軸方向（右方向）に移動してロータ３２から脱落するのを防止することができる。

１０ ベーンポンプ
３０ カムシャフト
３０ａ 係合溝
３０ｂ 油路
３０ｃ 内径部
３１ カップリング
３１ａ 係合爪
３１ｂ 係合孔
３２ ロータ
３２ａ 凸部
３２ｂ 突起
３５ 給油ジョイント
３５ａ 開口部
３５ｂ 油路
３５ｃ 油孔
３５ｄ シール部材溝
３５ｅ 絞り部
３５ｆ 抜け止め部

Claims (4)

1. 中心に内径部を有するカムシャフトと、前記カムシャフトと連結するロータと、前記カムシャフトの一端とロータの一端とに係合されるカップリングと、前記ロータの先端と、前記カムシャフトの内径部とに連結される給油ジョイントと、を備えるベーンポンプであって、前記ロータの先端には凸部が設けられ、前記カップリングには、前記凸部と係合するための係合孔が設けられ、前記凸部の端面に突起が設けられ、前記給油ジョイントの一端は、前記突起の外周面と嵌合することを特徴とするベーンポンプ。
2. 前記給油ジョイントは、前記突起と嵌合する開口部を有し、前記開口部には、断面径が他の部分よりも小さい絞り部が設けられることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
3. 前記給油ジョイントは金属製の板によって形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のベーンポンプ。
4. 前記給油ジョイントの一端には、抜け止め部が設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のベーンポンプ。

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