JP2020041465A - Vane pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベーンポンプに関する。 The present invention relates to a vane pump.
特許文献1には、回転駆動されるロータと、ロータのスリット内にて摺動運動をするベーンと、を備えたベーンポンプが記載されている。各ベーンは、その基端部を押圧するスリット底部の圧力と、ロータの回転に伴って働く遠心力とによって、スリットから突出する方向に付勢され、その先端部がカムリングの内周面に摺接する。ロータの回転に伴ってカムリングの内周面に摺接するベーンが往復動することにより、ポンプ室が拡縮し、ポンプ室に作動油が給排される。 Patent Literature 1 discloses a vane pump including a rotor that is driven to rotate and a vane that slides in a slit of the rotor. Each vane is urged in a direction to protrude from the slit by the pressure of the slit bottom pressing the base end thereof and the centrifugal force acting with the rotation of the rotor, and the tip end slides on the inner peripheral surface of the cam ring. Touch The pump chamber expands and contracts, and hydraulic oil is supplied and discharged to and from the pump chamber by reciprocating the vane slidingly contacting the inner peripheral surface of the cam ring with the rotation of the rotor.
近年、ベーンポンプでは、回転速度の高速化が要望されている。しかしながら、特許文献1に記載のベーンポンプでは、ベーンポンプを高速で回転させると、ポンプ室に作動流体を吸い込む過程で、吸い込んだ作動流体の一部が再びポンプ室外に排出されてしまうおそれがある。このため、高速回転時において、ポンプ室内への作動流体の吸込量の低下を抑制し、ベーンポンプの容積効率を向上することが求められている。 In recent years, there has been a demand for higher rotational speeds of vane pumps. However, in the vane pump described in Patent Literature 1, when the vane pump is rotated at a high speed, in the process of sucking the working fluid into the pump chamber, a part of the sucked working fluid may be discharged to the outside of the pump chamber again. For this reason, it is required to suppress a decrease in the suction amount of the working fluid into the pump chamber at the time of high-speed rotation and to improve the volumetric efficiency of the vane pump.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ポンプ室内への作動流体の吸込量を増加させ、ベーンポンプの容積効率を向上することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to increase the suction amount of a working fluid into a pump chamber and improve the volumetric efficiency of a vane pump.
本発明は、ベーンポンプであって、ロータと、ロータの外周面に開口する複数のスリットと、スリットに摺動自在に収装される複数のベーンと、ロータの回転に伴って複数のベーンの先端部が摺接する内周カム面を有するカムリングと、ロータ及びカムリングを挟むように配置される一対のサイド部材と、ロータ、カムリング、隣り合うベーン、一対のサイド部材によって画成されるポンプ室と、ポンプ室に吸い込まれる作動流体を導く吸込ポートと、ポンプ室から吐出される作動流体を導く吐出ポートと、ベーンの回転方向前方側の面に設けられる凹部と、を備え、凹部は、ベーンの回転方向前方側であって、かつロータ側に向いた内壁面を有し、内壁面は、少なくともポンプ室の容積が拡張する吸込領域において、スリットから露出することを特徴とする。 The present invention relates to a vane pump, which includes a rotor, a plurality of slits opened on an outer peripheral surface of the rotor, a plurality of vanes slidably housed in the slits, and tips of the plurality of vanes with rotation of the rotor. A cam ring having an inner peripheral cam surface with which the portion slides, a pair of side members arranged so as to sandwich the rotor and the cam ring, a rotor, a cam ring, an adjacent vane, a pump chamber defined by the pair of side members, A suction port that guides a working fluid sucked into the pump chamber; a discharge port that guides a working fluid discharged from the pump chamber; and a recess provided on a surface on the front side in the rotation direction of the vane. Direction, and has an inner wall surface facing the rotor side, and the inner wall surface is exposed from the slit at least in a suction area where the volume of the pump chamber is expanded. And wherein the door.
この発明では、凹部の内壁面によって、周方向に沿いつつ径方向内側に向かう流れを発生させることができるので、ポンプ室に作動流体を吸い込む過程で、作動流体がポンプ室外へ排出されてしまうことを抑制することができる。 According to the present invention, since the inner wall surface of the concave portion can generate a flow inward in the radial direction while being along the circumferential direction, the working fluid is discharged out of the pump chamber in the process of sucking the working fluid into the pump chamber. Can be suppressed.
本発明は、内壁面が、ベーンの先端側に向かうにしたがって、ベーンの肉厚が厚くなるように傾斜する傾斜面、あるいは、ベーンの先端側に向かうにしたがって、ベーンの肉厚が厚くなるように湾曲する湾曲面であることを特徴とする。 According to the present invention, the inner wall surface is inclined such that the wall thickness of the vane is increased toward the tip end side of the vane, or the thickness of the vane is increased toward the tip end side of the vane. It is characterized by being a curved surface that curves in a curved manner.
この発明では、簡素な構成で、作動流体のポンプ室外への排出を抑えることができる。 According to the present invention, the discharge of the working fluid to the outside of the pump chamber can be suppressed with a simple configuration.
本発明は、カムリングには、その外周面から内周カム面に亘って貫通する切り欠き部が吸込ポートの一部を構成するように設けられ、内壁面が、ベーンの先端部を挟んで内周カム面に径方向で対向する第1内壁面と、ベーンの先端部を挟んで切り欠き部に径方向で対向する第2内壁面と、を有し、第2内壁面が、切り欠き部に向かう作動流体を第1内壁面に向かって誘導する誘導面とされていることを特徴とする。 According to the present invention, the cam ring is provided with a cutout portion penetrating from the outer peripheral surface to the inner peripheral cam surface so as to constitute a part of the suction port, and the inner wall surface is formed with the front end portion of the vane interposed therebetween. A first inner wall surface radially opposed to the peripheral cam surface; and a second inner wall surface radially opposed to the notch portion with the tip end of the vane interposed therebetween, and the second inner wall surface has a notch portion. And a guiding surface for guiding the working fluid toward the first inner wall surface.
この発明では、吸込ポートの一部を構成する切り欠き部と、ベーンの先端部を挟んで径方向で対向する位置に設けられる誘導面によって、切り欠き部に向かう作動流体の流れを内周カム面に向かって誘導することができる。このため、ポンプ室に作動流体を吸い込む過程で、作動流体がポンプ室から切り欠き部に排出されてしまうことを抑制することができる。 According to the present invention, the flow of the working fluid toward the cutout portion is controlled by the inner peripheral cam by the cutout portion forming a part of the suction port and the guide surface provided at a position radially opposite to each other across the tip end portion of the vane. It can be guided toward a surface. For this reason, in the process of sucking the working fluid into the pump chamber, it is possible to suppress the working fluid from being discharged from the pump chamber to the cutout portion.
本発明は、ベーンが、その先端部が基端部よりもベーンの回転方向前方側に位置するように配置されることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the vane is arranged such that the tip end thereof is located forward of the base end in the rotation direction of the vane.
この発明では、ベーンが、スリットから回転方向前方に向かって突出している。このため、ポンプ室に作動流体を吸い込む過程において、上記凹部を含む、ベーンの回転方向前方側の面全体を用いて、作動流体がポンプ室外へ排出されることを抑制することができる。 In the present invention, the vane protrudes forward from the slit in the rotation direction. For this reason, in the process of sucking the working fluid into the pump chamber, it is possible to suppress the working fluid from being discharged to the outside of the pump chamber by using the entire surface on the front side in the rotation direction of the vane, including the concave portion.
本発明は、ベーンにおける凹部の軸方向両側の側部の肉厚が、凹部における肉厚よりも厚いことを特徴とする。 The present invention is characterized in that the wall thickness of both sides in the axial direction of the concave portion in the vane is larger than the wall thickness in the concave portion.
この発明では、ベーンの剛性を高めることができる。 According to the present invention, the rigidity of the vane can be increased.
本発明によれば、ポンプ室内への作動流体の吸込量を増加させ、ベーンポンプの容積効率を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the suction amount of the working fluid into a pump chamber can be increased, and the volumetric efficiency of a vane pump can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るベーンポンプについて説明する。ベーンポンプは、車両に搭載される流体圧機器(例えば、パワーステアリング装置や変速機等)の流体圧供給源として用いられる。ここでは、作動流体として作動油が用いられるベーンポンプについて説明するが、作動水等の他の流体を作動流体として用いてもよい。 Hereinafter, a vane pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The vane pump is used as a fluid pressure supply source of a fluid pressure device (for example, a power steering device or a transmission) mounted on a vehicle. Here, a vane pump using a working oil as the working fluid will be described, but another fluid such as working water may be used as the working fluid.
<第1実施形態>
図1から図6を参照して本発明の第1実施形態に係るベーンポンプ100について説明する。図1は、ベーンポンプ100の断面図である。図2は、ロータ20、ベーン130及びカムリング40の正面図であり、ロータ20、ベーン130及びカムリング40を組み立てた状態を示す。
<First embodiment>
A
図1及び図2に示すように、ベーンポンプ100は、駆動シャフト10と、駆動シャフト10に連結され回転駆動されるロータ20と、ロータ20の外周面に開口する複数のスリット22と、スリット22に摺動自在に収装される複数のベーン130と、ロータ20及びベーン130を収容するカムリング40と、カムリング40を保持するポンプボディ50と、ポンプボディ50の開口を覆うようにポンプボディ50に装着されるポンプカバー60と、を備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
駆動シャフト10は、ポンプボディ50及びポンプカバー60に回転自在に支持される。駆動シャフト10にエンジンまたは電動モータ(図示省略)の動力が伝わると、駆動シャフト10の回転駆動に伴ってロータ20が回転する。
The
以下において、ロータ20の回転軸に沿う方向を「軸方向」と称し、ロータ20の回転軸を中心とする放射方向を「径方向」と称し、ベーンポンプ100の作動時にロータ20が回転する方向を「回転方向」と称する。
Hereinafter, the direction along the rotation axis of the
ベーンポンプ100は、ロータ20及びカムリング40をポンプカバー60との間で軸方向に挟むサイドプレート70をさらに備える。ロータ20及びカムリング40は、ポンプカバー60とサイドプレート70とによって挟持される。つまり、ポンプカバー60及びサイドプレート70は、ロータ20及びカムリング40を挟むように配置される一対のサイド部材を構成する。
The
ポンプカバー60は、ロータ20及びカムリング40に当接する側面60aを有し、サイドプレート70は、ロータ20及びカムリング40に当接する側面70aを有する。ロータ20、カムリング40、隣り合うベーン130、第1サイド部材としてのポンプカバー60及び第2サイド部材としてのサイドプレート70によって、ポンプ室41が画成される。
The
図2に示すように、ロータ20には、外周面に開口部21を有するスリット22が所定間隔をおいて放射状に複数形成される。スリット22の開口部21は、ロータ20の外周から径方向外側に隆起した隆起部23に形成される。つまり、ロータ20の外周にはスリット22の数だけ隆起部23が形成される。
As shown in FIG. 2, a plurality of
ベーン130は、各スリット22に摺動自在に挿入される。ベーン130の先端部31はカムリング40の内周カム面40aに対向する。ベーン130の基端部32はスリット22内に位置し、スリット22とベーン130とによって背圧室24が形成される。
The
ロータ20が回転すると、ベーン130に遠心力が生じる。この遠心力によって、ベーン130はスリット22から突出する方向に付勢される。ベーン130は、付勢された状態では、スリット22から突出し、ベーン130の先端部31がカムリング40の内周カム面40aに接する。
When the
内周カム面40aは、ロータ20の回転に伴って複数のベーン130の先端部31が摺接する面であり、略長円形状に形成される。このため、ロータ20が回転すると、ベーン130がロータ20に対して径方向に往復動する。ベーン130の往復動に伴って、ポンプ室41は拡張と収縮とを繰り返す。
The inner
本実施形態に係るベーンポンプ100では、ロータ20が1回転する間に、ベーン130が2往復しポンプ室41が拡張と収縮とを2回繰り返す。つまり、ベーンポンプ100は、ポンプ室41が拡張する2つの拡張領域42a,42cと、ポンプ室41が収縮する2つの収縮領域42b,42dと、を回転方向に交互に有する。
In the
図1に示すように、ポンプボディ50には、ロータ20、カムリング40及びサイドプレート70を収容する収容窪み部51が形成される。サイドプレート70は、収容窪み部51の底面51aに配置される。
As shown in FIG. 1, the
収容窪み部51の底面51aには環状溝52が形成される。環状溝52とサイドプレート70とにより、ポンプ室41から吐出された作動油が流入する高圧室53が画成される。高圧室53は、吐出通路4を介して流体圧機器1(例えば、パワーステアリング装置や変速機等)に接続される。したがって、ポンプ室41から吐出された作動油は、高圧室53及び吐出通路4を通じて流体圧機器1に供給される。
An
図3は、サイドプレート70をカムリング40の側から見たサイドプレート70の正面図である。図1及び図3に示すように、サイドプレート70は、孔71を有する環状に形成される。孔71には駆動シャフト10が挿通する。
FIG. 3 is a front view of the
サイドプレート70には、ポンプ室41から吐出される作動油を高圧室53に導く2つの吐出ポート72が設けられる。吐出ポート72は、各収縮領域42b,42dに位置する。
The
図2に示すように、ポンプ室41が収縮領域42b,42dを通過する間、ポンプ室41は収縮する。ポンプ室41の収縮に伴ってポンプ室41内の圧力が上昇し、ポンプ室41内の作動油が吐出ポート72から高圧室53(図1参照)に吐出される。つまり、ポンプ室41内の作動油は、ポンプ室41が収縮領域42b,42dを通過する間に吐出ポート72から吐出される。このように、収縮領域42b,42dでは作動油が吐出されるので、収縮領域42b,42dは「吐出領域」とも呼ばれる。
As shown in FIG. 2, while the
ベーン130は、収縮領域42dから拡張領域42aへ移動するとき、及び収縮領域42bから拡張領域42cへ移動するときにスリット22内に最も押し込まれ、このときにポンプ室41の容積が最小となる。
The
図3に示すように、サイドプレート70には、高圧室53(図1参照)から背圧室24(図1及び図2参照)へ作動油を導く2つの背圧通路73が形成される。背圧通路73は、孔71を中心とする円弧形状を有し、拡張領域42a,42cに位置する。そのため、拡張領域42a,42cを通過する背圧室24には高圧室53から作動油が導かれる。拡張領域42a,42cを通過するベーン130は、背圧室24内の圧力によりスリット22(図2参照)から突出する方向に押圧される。
As shown in FIG. 3, two back
このように、ベーンポンプ100では、ベーン130は、ロータ20の回転によって生じる遠心力だけでなく、背圧室24内の圧力によっても、スリット22から突出する方向に付勢される。
As described above, in the
図1に示すように、ポンプボディ50には、収容窪み部51から径方向外側に窪む凹部54が複数設けられる。また、ポンプボディ50には、複数の凹部54に連通する環状溝55が設けられる。収容窪み部51、凹部54及び環状溝55の開口部は、ポンプカバー60により封止される。
As shown in FIG. 1, the
ポンプカバー60は、ボルト(図示省略)によってポンプボディ50に締結される。カムリング40の外周面と、ポンプカバー60と、ポンプボディ50の凹部54及び環状溝55と、によって、低圧室61が画成される。低圧室61は、吸込通路3を介してタンク2に接続される。したがって、ベーンポンプ100の作動時には、タンク2内の作動油が吸込通路3及び低圧室61を通じてポンプ室41に導かれる。
The
図1及び図2に示すように、カムリング40には、その外周面から内周カム面40aに亘って貫通する切り欠き部40c,40dが設けられる。切り欠き部40cは、ポンプカバー60に接する側面に開口し、切り欠き部40dは、サイドプレート70に接する側面に開口する。切り欠き部40cとポンプカバー60とによって、低圧室61からポンプ室41に吸い込まれる作動油を導く第1吸込ポート81が画成され、切り欠き部40dとサイドプレート70とによって、低圧室61からポンプ室41に吸い込まれる作動油を導く第2吸込ポート82が画成される。つまり、切り欠き部40cは第1吸込ポート81の一部を構成し、切り欠き部40dは第2吸込ポート82の一部を構成する。第1吸込ポート81及び第2吸込ポート82は、各拡張領域42a,42cに位置する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ポンプ室41が拡張領域42a,42c(図2参照)を通過する間、ポンプ室41は拡張する。ポンプ室41の拡張に伴ってポンプ室41内の圧力が低下し、第1吸込ポート81及び第2吸込ポート82からポンプ室41に作動油が吸い込まれる。つまり、作動油は、ポンプ室41が拡張領域42a,42cを通過する間に第1吸込ポート81及び第2吸込ポート82からポンプ室41に吸い込まれる。このように、拡張領域42a,42cでは作動油がポンプ室41に吸い込まれるので、拡張領域42a,42cは「吸込領域」とも呼ばれる。
While the
図4及び図5を参照してベーン130に形成される凹部110について説明する。図4は、ベーン130を回転方向前方側から見たベーン130の正面図であり、図5は、図4のV−V線に沿う断面図である。ベーン130は、平板状部材であって、ベーン130の回転方向前方側の面には、凹部110が設けられる。凹部110は、ベーン130の回転方向前方側が矩形状の開口面とされ、底面111が開口面の面積よりも小さい矩形状の平面とされた台形柱形状の空間を形成する。
The
凹部110は、矩形状の底面111と、底面111におけるベーン130の先端側端部からベーン130の先端側に向かって延びる先端側内壁面112と、底面111におけるベーン130の基端側端部からベーン130の基端側に向かって延びる基端側内壁面113と、底面111の軸方向両端部から垂直に立ち上がる一対の垂直面114と、を有する。
The
先端側内壁面112は、底面111からベーン130の先端側に向かうにしたがって、ベーン130の肉厚tが厚くなるように傾斜する平坦な傾斜面である。基端側内壁面113は、底面111からベーン130の基端側に向かうにしたがって、ベーン130の肉厚tが厚くなるように傾斜する傾斜面である。
The distal
底面111におけるベーン130の肉厚t1は、ベーン130の先端部31の肉厚t2及びベーン130の基端部32の肉厚t3に比べて小さい。なお、ベーン130の先端部31の肉厚t2とベーン130の基端部32の肉厚t3は同じである。ベーン130における凹部110と軸方向両端面との間は、肉厚t2の側部119とされる。
The thickness t1 of the
つまり、凹部110は、ベーン130の先端部31におけるベーン130の回転方向前方側の面及びベーン130の基端部32におけるベーン130の回転方向前方側の面よりもベーン130の回転方向後方側に窪むように形成される。
That is, the
凹部110の幅(軸方向長さ)X1は、側部119の幅(すなわち、垂直面114から軸方向端面までの距離)X2の2倍よりも大きく形成することが好ましい(X1>X2)。また、凹部110の径方向の長さY1は、ベーン130がスリット22から最大に突出したときに、基端側内壁面113がスリット22内に位置するように設定することが好ましい。これにより、凹部110の面積を十分に確保することができる。なお、凹部110は、軸方向一端面及び軸方向他端面に開口するように設けてもよいが、図4に示すように、凹部110の軸方向両側に、凹部110における肉厚t1よりも厚い肉厚t2を有する側部119を設けることにより、ベーン130の剛性を高めることができる。
It is preferable that the width (the length in the axial direction) X1 of the
図6に示すように、凹部110の先端側内壁面112は、少なくともポンプ室41の容積が拡張する拡張領域(吸込領域)42a,42cにおいて、スリット22から露出する。スリット22から露出した先端側内壁面112は、ベーン130の回転方向前方側であって、かつロータ20側に向いている。
As shown in FIG. 6, the
先端側内壁面112は、ベーン130の突出方向に沿う軸と先端側内壁面112とのなす角αが、90度よりも大きく180度よりも小さくなるように形成される。本実施形態では、ベーン130の先端部31の回転方向前方側の面は、ベーンの突出方向に沿う軸と平行である。このため、角度αは、ベーン130の先端部31の回転方向前方側の面と先端側内壁面112との交差部を頂点とする突部の内角に相当する。
The tip-side
なお、先端側内壁面112は、先端側内壁面112からロータ20に向かって先端側内壁面112に垂直な法線nを引くことができ、かつ先端側内壁面112とロータ20との間の法線nが当該ベーン130に交わることがないように形成することが好ましい。
The tip side
図1、図2及び図6を参照して、ベーンポンプ100の動作について説明する。図6は、ベーンポンプ100の作動時の作動油の流れについて説明する図である。
The operation of the
エンジン等の駆動装置(不図示)の動力によって駆動シャフト10が回転すると、ロータ20が図2及び図6において矢印Aで示す方向(図示時計回り)に回転する。ロータ20の回転に伴って、拡張領域42a,42cに位置するポンプ室41が拡張する。これにより、図1に示すように、タンク2内の作動油が、吸込通路3、低圧室61、第1吸込ポート81及び第2吸込ポート82を通ってポンプ室41に吸い込まれる。また、図2に示すように、ロータ20の回転に伴って、収縮領域42b,42dに位置するポンプ室41が収縮する。これにより、ポンプ室41内の作動油が、吐出ポート72を通って高圧室53(図1参照)に吐出される。図1に示すように、高圧室53に吐出された作動油は、吐出通路4を通じて外部の流体圧機器1へと供給される。本実施形態に係るベーンポンプ100では、ロータ20が1回転する間に、各ポンプ室41が作動油の吸込、吐出を2度繰り返す。
When the
図2に示すように、高圧室53に吐出された作動油の一部は、背圧室24に供給され、ベーン130の基端部32を内周カム面40aに向かって押圧する。したがって、ベーン130は、基端部32を押圧する背圧室24の流体圧力と、ロータ20の回転に伴って働く遠心力と、によってスリット22から突出する方向に付勢される。これにより、ベーン130の先端部31がカムリング40の内周カム面40aに摺接しながら回転するので、ポンプ室41内の作動油は、ベーン130の先端部31とカムリング40の内周カム面40aとの間から漏れることなく吐出ポート72から吐出される。
As shown in FIG. 2, a part of the hydraulic oil discharged into the high-
ここで、ベーン130に凹部110を設けていない形態のベーンポンプ(不図示)では、高速でロータ20を回転させたときに、ポンプ室41に作動油を吸い込む過程で、吸い込んだ作動油の一部が再びポンプ室41外に排出されてしまうおそれがあった。
Here, in a vane pump (not shown) having a configuration in which the
これに対して、本実施形態では、図6に示すように、ベーン130の回転方向前方側の面に凹部110が設けられている。この凹部110には、ベーン130の回転方向前方側であって、かつロータ20側に向いた内壁面である先端側内壁面112が設けられている。このため、図6において矢印Bで模式的に示すように、ロータ20の回転により、凹部110の先端側内壁面112によって、周方向に沿いつつ径方向内側に向かう流れを発生させることができる。その結果、ポンプ室41に作動油を吸い込む過程で、すなわちポンプ室41が拡張領域(吸込領域)42a,42c内を移動する過程で、作動油がポンプ室41外へ排出されてしまうことを抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, a
また、本実施形態では、ベーン130の凹部110に傾斜面としての先端側内壁面112を形成した簡素な構成で、拡張領域(吸込領域)42a,42cにおいて、作動油のポンプ室41外への排出を抑えることができる。これにより、ベーン130に別部材を組み込むなどして先端側内壁面を形成する場合に比べて、部品点数及び製造コストの低減を図ることができる。
Further, in the present embodiment, a simple configuration in which the distal end side
凹部110の幅X1は、側部119の幅X2の2倍よりも大きく、凹部110の径方向の長さY1は、ベーン130がスリット22から最大に突出したときに、基端側内壁面113がスリット22内に位置するように設定される。これにより、凹部110の面積を十分に確保することができるので、凹部110内に取り込んだ作動油を先端側内壁面112によって、ロータ20側に向けて押し出し、径方向内側に向かう流れを効果的に発生させることができる。
The width X1 of the
また、ベーン130の回転方向前方側の面に凹部110を設けることにより、ベーン130が往復動する際の、ベーン130とスリット22との摺動摩擦を低減することができる。これにより、ベーン130を適切に内周カム面40aに押し付けることができる。つまり、内周カム面40aからベーン130が離間することを効果的に防止することができる。また、スリット22内を移動するベーン130の摺動抵抗を低減できるので、背圧室24の圧力を低く設定することもできる。
Further, by providing the
上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。 According to the above-described embodiment, the following operation and effect can be obtained.
本実施形態に係るベーンポンプ100は、ベーン130の回転方向前方側の面に凹部110が設けられ、凹部110には、ベーン130の回転方向前方側であって、かつロータ20側に向いた先端側内壁面112が設けられている。先端側内壁面112は、少なくともポンプ室41の容積が拡張する拡張領域(吸込領域)42a,42cにおいて、スリット22から露出するように構成される。
In the
この構成では、ロータ20が高速で回転する際、凹部110の先端側内壁面112によって、周方向に沿いつつ径方向内側に向かう流れを発生させることができる。このため、ポンプ室41に作動油を吸い込む過程で、作動油がポンプ室41外へ排出されてしまうことを抑制することができる。その結果、ロータ20の高速回転時において、ポンプ室41内への作動油の吸込量を増加させ、ベーンポンプ100の容積効率を向上することができる。
With this configuration, when the
<第1実施形態の変形例>
上記第1実施形態では、先端側内壁面112が、ベーン130の先端側に向かうにしたがって、ベーン130の肉厚tが厚くなるように傾斜する平坦な傾斜面である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図7に示すように、先端側内壁面212は、ベーン230の先端側に向かうにしたがって、ベーン230の肉厚tが厚くなるように湾曲する湾曲面としてもよい。本変形例では、凹部210の断面形状が円弧状であり、先端側内壁面212と基端側内壁面213とが底部211で接続されている。
<Modification of First Embodiment>
In the above-described first embodiment, an example has been described in which the tip-side
このような変形例であっても、先端側内壁面212によって、周方向に沿いつつ径方向内側に向かう流れを発生させることができるので、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
Even in such a modification, the flow toward the radial inside can be generated along the circumferential direction by the
<第2実施形態>
図8、図9A及び図9Bを参照して、本発明の第2実施形態に係るベーンポンプについて説明する。図8は、ベーン330を回転方向前方側から見たベーン330の正面図である。図9Aは、図8のIXa−IXa線に沿う断面図であり、図9Bは、図8のIXb−IXb線に沿う断面図である。以下では、上記第1実施形態と異なる点を中心に説明し、図中、上記第1実施形態で説明した構成と同一の構成または相当する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
<Second embodiment>
A vane pump according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8, 9A, and 9B. FIG. 8 is a front view of the
第2実施形態では、ベーン330に形成される凹部310の形状が、第1実施形態で説明した凹部110の形状と異なる。以下、詳しく説明する。
In the second embodiment, the shape of the
ベーン330における回転方向前方側の面には、2つの凹部310が形成される。2つの凹部310は、同様の形状であり、径方向に並んで配置される。凹部310は、軸方向の中央部に設けられる矩形状の中央凹部350と、中央凹部350の軸方向端部からベーン330の軸方向端面に亘って設けられた一対の端部側凹部360と、を有する。
Two
中央凹部350は、スリット22の内面を摺動するベーン330の摺動面330aと平行な底面351と、底面351におけるベーン330の先端側端部からベーン330の先端側に向かって延びる先端側内壁面352と、底面351におけるベーン330の基端側端部から垂直に立ち上がる基端側内壁面353と、を有する。
The central
端部側凹部360は、ベーン330の摺動面330aと平行な底面361と、底面361におけるベーン330の先端側端部からベーン330の先端側に向かって延びる先端側内壁面362と、底面361におけるベーン330の基端側端部から垂直に立ち上がる基端側内壁面363と、を有する。
The end-side
先端側内壁面352は、底面351からベーン330の先端側に向かうにしたがって、ベーン330の肉厚tが厚くなるように傾斜する平坦な傾斜面である。同様に、先端側内壁面362は、底面361からベーン330の先端側に向かうにしたがって、ベーン330の肉厚tが厚くなるように傾斜する平坦な傾斜面である。スリット22から露出した先端側内壁面352,362は、ベーン330の回転方向前方側であって、かつロータ20側に向いている。
The distal
中央凹部350の先端側内壁面352は、ベーン330の先端部331を挟んで内周カム面40aに径方向で対向する凹部310の第1内壁面を構成し、端部側凹部360の先端側内壁面362は、ベーン330の先端部331を挟んで切り欠き部40c,40dに径方向で対向する凹部310の第2内壁面を構成する。
The distal
先端側内壁面362は、ベーン330の軸方向端部からベーン330の軸方向中央部に向かうにしたがって、ベーン330の先端面との距離が短くなるように形成され、軸方向中央部において先端側内壁面352に接続される。したがって、図8において矢印Cで模式的に示すように、ロータ20が回転したときに、先端側内壁面362は、ポンプ室41内において、切り欠き部40c,40dに向かう作動油を先端側内壁面352に向かって誘導することができる。つまり、先端側内壁面362は、切り欠き部40c,40dに向かう作動油を先端側内壁面352に向かって誘導する誘導面として機能する。
The tip side
先端側内壁面352に誘導された作動油の一部は、先端側内壁面352によって、周方向に沿いつつ径方向内側に向かうように流れる。また、この流れとは別に、先端側内壁面352に誘導された作動油の一部が凹部310から径方向外方に排出されると、内周カム面40aに衝突する。このため、第2実施形態によれば、第1吸込ポート81及び第2吸込ポート82を通じて、作動油がポンプ室41外に排出されてしまうことを、さらに効果的に抑制することができる。
A part of the hydraulic oil guided to the distal-side
図9A及び図9Bに示すように、端部側凹部360の深さh1、すなわち底面361から回転方向前方側の面までの距離は、軸方向端面から中央凹部350に向かって徐々に大きくなる。したがって、中央凹部350の深さh2、すなわち底面351から回転方向前方側の面までの距離は、端部側凹部360の深さh1よりも大きい(h2>h1)。中央凹部350の深さh2を端部側凹部360の深さh1よりも大きくすることにより、中央凹部350で滞留可能な作動油の流量を増加させることができる。これにより、ポンプ室41内の吸込量を増加させ、容積効率をより向上させることができる。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the depth h1 of the end-side
中央凹部350が軸方向に平行に形成され、端部側凹部360が軸方向と交差するように形成されている。このため、ベーン330がスリット22内を往復動する際、スリット22の開口縁部に引っ掛かることが抑制される。
The
<第2実施形態の変形例>
上記第2実施形態では、先端側内壁面352,362が、ベーン330の先端側に向かうにしたがって、ベーン330の肉厚tが厚くなるように傾斜する平坦な傾斜面である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図10A、図10Bに示すように、先端側内壁面452,462は、ベーン430の先端側に向かうにしたがって、ベーン430の肉厚tが厚くなるように湾曲する湾曲面としてもよい。本変形例では、先端側内壁面452,462と基端側内壁面453,463とが底部451,461で接続されている。
<Modification of Second Embodiment>
In the above-described second embodiment, an example has been described in which the tip-side inner wall surfaces 352 and 362 are flat inclined surfaces that are inclined so that the thickness t of the
このような変形例であっても、先端側内壁面452,462によって、周方向に沿いつつ径方向内側に向かう流れを発生させることができるので、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏する。また、先端側内壁面462によって、ポンプ室41内において、切り欠き部40c,40dに向かう作動油を先端側内壁面452に向かって誘導することができる。このため、上記第2実施形態と同様、先端側内壁面452に誘導された作動油の一部が、凹部410から排出されたとしても、その排出された作動油は内周カム面40aに衝突することになる。このため、第1吸込ポート81及び第2吸込ポート82を通じて、作動油がポンプ室41外に排出されてしまうことを効果的に抑制することができる。
Even in such a modified example, since the flow toward the radial inside can be generated along the circumferential direction by the inner wall surfaces 452 and 462 on the distal end side, the same operation and effect as in the first embodiment can be obtained. . Further, the working oil toward the
次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、上述の異なる実施形態で説明した構成同士を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせることも可能である。 The following modifications are also within the scope of the present invention, and the configurations shown in the modifications and the configurations described in the above embodiments are combined, the configurations described in the above different embodiments are combined, It is also possible to combine the configurations described in the modified examples.
<変形例1>
上記実施形態では、ベーン130,330がロータ20の径方向に真っ直ぐ突出する例について説明したが本発明はこれに限定されない。例えば、図11に示すように、ベーン130は、ロータ20の径方向に対して角度βだけ前傾となるように突出するようにしてもよい。なお、図11では、第1実施形態に係るベーン130及びスリット22を二点差線で示している。
<Modification 1>
In the above embodiment, an example in which the
つまり、ベーン130は、その先端部31が基端部32よりもベーン130の回転方向前方側に位置するように配置される。ベーン130が、スリット22から回転方向前方に向かって突出している。このため、ポンプ室41に作動油を吸い込む過程において、上記凹部110を含む、ベーン130の回転方向前方側の面全体を用いて、作動油がポンプ室41外へ排出されることを抑制することができる。
That is, the
<変形例2>
上記第1実施形態では、ベーン130の先端部31の肉厚t2が、ベーン130の基端部32の肉厚t3と同じである例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図12に示すように、ベーン130の先端部31の肉厚t2は、ベーン130の基端部32の肉厚t3よりも小さくてもよい。
<Modification 2>
In the first embodiment, an example in which the thickness t2 of the
<変形例3>
上記第1実施形態では、凹部110を1つ設ける例について説明したが、2つ以上設けてもよい。また、上記第2実施形態では、凹部310を2つ設ける例について説明したが、3つ以上設けてもよいし、1つだけ設けてもよい。
<
In the first embodiment, an example in which one
<変形例4>
上記実施形態では、ポンプカバー60及びサイドプレート70が、ロータ20及びカムリング40を挟むように配置される一対のサイド部材を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ポンプカバー60に取り付けられるサイド部材としてのサイドプレートをさらに備え、このサイドプレートと、ポンプボディ50に取り付けられるサイドプレート70とによって、ロータ20及びカムリング40を挟むようにしてもよい。
<Modification 4>
In the above embodiment, the example in which the
<変形例5>
上記実施形態では、低圧室61からポンプ室41に径方向内側に向かって作動油が吸い込まれる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。低圧室61からポンプ室41に軸方向に沿って作動油が吸い込まれるように、ポンプボディ50及びサイドプレート70に、低圧室61とポンプ室41とを連通する通路を形成してもよい。
<Modification 5>
In the above embodiment, the example in which the hydraulic oil is sucked from the low-
<変形例6>
上記第1実施形態では、凹部110の軸方向両外側に、凹部110の肉厚よりも厚い肉厚を有する側部119が設けられている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。凹部110は、ベーン130の軸方向両端面に開口していてもよい。また、上記第2実施形態では、凹部310がベーン330の軸方向両端面に開口するように設けられている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。凹部310の軸方向両外側に、凹部310の肉厚よりも厚い肉厚を有する側部を設けてもよい。
<Modification 6>
In the first embodiment, an example is described in which the
以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、および効果をまとめて説明する。 The configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention configured as described above will be described together.
ベーンポンプ100は、回転駆動されるロータ20と、ロータ20の外周面に開口する複数のスリット22と、スリット22に摺動自在に収装される複数のベーン130,230,330,430と、ロータ20の回転に伴って複数のベーン130,230,330,430の先端部31,331が摺接する内周カム面40aを有するカムリング40と、ロータ20及びカムリング40を挟むように配置される一対のサイド部材(ポンプカバー60及びサイドプレート70)と、ロータ20、カムリング40、隣り合うベーン130,230,330,430、一対のサイド部材(ポンプカバー60及びサイドプレート70)によって画成されるポンプ室41と、ポンプ室41に吸い込まれる作動流体を導く吸込ポート(第1吸込ポート81、第2吸込ポート82)と、ポンプ室41から吐出される作動流体を導く吐出ポート72と、ベーン130,230,330,430の回転方向前方側の面に設けられる凹部110,210,310,410と、を備え、凹部110,210,310,410は、ベーン130,230,330,430の回転方向前方側であって、かつロータ20側に向いた内壁面(先端側内壁面112,212,352,362,452,462)を有し、内壁面(先端側内壁面112,212,352,362,452,462)は、少なくともポンプ室41の容積が拡張する吸込領域(拡張領域42a,42c)において、スリット22から露出する。
The
この構成では、凹部110,210,310,410の内壁面(先端側内壁面112,212,352,362,452,462)によって、周方向に沿いつつ径方向内側に向かう流れを発生させることができるので、ポンプ室41に作動流体を吸い込む過程で、作動流体がポンプ室41外へ排出されてしまうことを抑制することができる。したがって、ポンプ室41内への作動流体の吸込量を増加させ、ベーンポンプ100の容積効率を向上することができる。
In this configuration, the inner wall surfaces of the
ベーンポンプ100は、内壁面(先端側内壁面112,212,352,362,452,462)が、ベーン130,330の先端側に向かうにしたがって、ベーン130,330の肉厚tが厚くなるように傾斜する傾斜面、あるいは、ベーン230,430の先端側に向かうにしたがって、ベーン230,330の肉厚tが厚くなるように湾曲する湾曲面である。
The
この構成では、簡素な構成で、作動流体のポンプ室41外への排出を抑えることができる。
In this configuration, the discharge of the working fluid to the outside of the
ベーンポンプ100は、カムリング40には、その外周面から内周カム面40aに亘って貫通する切り欠き部40c,40dが吸込ポート(第1吸込ポート81、第2吸込ポート82)の一部を構成するように設けられ、内壁面(先端側内壁面112,212,352,362,452,462)が、ベーン330,430の先端部331を挟んで内周カム面40aに径方向で対向する第1内壁面(先端側内壁面352,452)と、ベーン330,430の先端部331を挟んで切り欠き部40c,40dに径方向で対向する第2内壁面(先端側内壁面362,462)と、を有し、第2内壁面(先端側内壁面362,462)が、切り欠き部40c,40dに向かう作動流体を第1内壁面(先端側内壁面352,452)に向かって誘導する誘導面とされている。
In the
この構成では、吸込ポート(第1吸込ポート81、第2吸込ポート82)の一部を構成する切り欠き部40c,40dと、ベーン330,430の先端部331を挟んで径方向で対向する位置に設けられる誘導面によって、切り欠き部40c,40dに向かう作動流体の流れを内周カム面40aに向かって誘導することができる。このため、ポンプ室41に作動流体を吸い込む過程で、作動流体がポンプ室41から切り欠き部40c,40dに排出されてしまうことを抑制することができる。
In this configuration, the
ベーンポンプ100は、ベーン130,230,330,430が、その先端部31,331が基端部32よりもベーン130の回転方向前方側に位置するように配置される。
In the
この構成では、ベーン130,230,330,430が、スリット22から回転方向前方に向かって突出している。このため、ポンプ室41に作動流体を吸い込む過程において、上記凹部110,210,310,410を含む、ベーン130,230,330,430の回転方向前方側の面全体を用いて、作動流体がポンプ室41外へ排出されることを抑制することができる。
In this configuration, the
ベーンポンプ100は、ベーン130,230における凹部110,210の軸方向両側の側部119の肉厚t2が、凹部110,210における肉厚t1よりも厚い。
In the
この構成では、ベーン130,230の剛性を高めることができる。
With this configuration, the rigidity of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the above embodiment is only a part of the application example of the present invention, and the technical scope of the present invention is not limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
20・・・ロータ、22・・・スリット、31,331・・・先端部、32・・・基端部、40・・・カムリング、40a・・・内周カム面、40c,40d・・・切り欠き部、41・・・ポンプ室、42a,42c・・・拡張領域(吸込領域)、60・・・ポンプカバー(サイド部材)、70・・・サイドプレート(サイド部材)、72・・・吐出ポート、81・・・第1吸込ポート(吸込ポート)、82・・・第2吸込ポート(吸込ポート)、100・・・ベーンポンプ、110,210,310,410・・・凹部、112,212・・・先端側内壁面(内壁面)、352,452・・・先端側内壁面(第1内壁面)、362,462・・・先端側内壁面(第2内壁面)、119・・・側部、130,230,330,430・・・ベーン Reference numeral 20: rotor, 22: slit, 31, 331: distal end, 32: base end, 40: cam ring, 40a: inner peripheral cam surface, 40c, 40d: Notch, 41 ... Pump chamber, 42a, 42c ... Expansion area (suction area), 60 ... Pump cover (side member), 70 ... Side plate (side member), 72 ... Discharge port, 81: first suction port (suction port), 82: second suction port (suction port), 100: vane pump, 110, 210, 310, 410 ... recess, 112, 212 ························································································, Side, 130, 230, 330, 430 ... Down
Claims (5)
前記ロータの外周面に開口する複数のスリットと、
前記スリットに摺動自在に収装される複数のベーンと、
前記ロータの回転に伴って前記複数のベーンの先端部が摺接する内周カム面を有するカムリングと、
前記ロータ及び前記カムリングを挟むように配置される一対のサイド部材と、
前記ロータ、前記カムリング、隣り合う前記ベーン、前記一対のサイド部材によって画成されるポンプ室と、
前記ポンプ室に吸い込まれる作動流体を導く吸込ポートと、
前記ポンプ室から吐出される作動流体を導く吐出ポートと、
前記ベーンの回転方向前方側の面に設けられる凹部と、を備え、
前記凹部は、前記ベーンの回転方向前方側であって、かつ前記ロータ側に向いた内壁面を有し、
前記内壁面は、少なくとも前記ポンプ室の容積が拡張する吸込領域において、前記スリットから露出する
ことを特徴とするベーンポンプ。 A rotationally driven rotor,
A plurality of slits opening on the outer peripheral surface of the rotor,
A plurality of vanes slidably housed in the slit,
A cam ring having an inner peripheral cam surface with which the tips of the plurality of vanes slide in contact with the rotation of the rotor,
A pair of side members arranged to sandwich the rotor and the cam ring,
A pump chamber defined by the rotor, the cam ring, the adjacent vanes, and the pair of side members;
A suction port for guiding a working fluid sucked into the pump chamber;
A discharge port for guiding a working fluid discharged from the pump chamber,
A recess provided on a surface on the rotation direction front side of the vane,
The concave portion is a front side in the rotation direction of the vane, and has an inner wall surface facing the rotor side,
The inner wall surface is exposed from the slit at least in a suction region where the volume of the pump chamber is expanded.
前記内壁面は、前記ベーンの先端側に向かうにしたがって、前記ベーンの肉厚が厚くなるように傾斜する傾斜面、あるいは、前記ベーンの先端側に向かうにしたがって、前記ベーンの肉厚が厚くなるように湾曲する湾曲面である
ことを特徴とするベーンポンプ。 The vane pump according to claim 1,
The inner wall surface is inclined such that the thickness of the vane is increased toward the tip end of the vane, or the thickness of the vane is increased toward the tip end of the vane. A vane pump characterized by having a curved surface that curves as follows.
前記カムリングには、その外周面から前記内周カム面に亘って貫通する切り欠き部が前記吸込ポートの一部を構成するように設けられ、
前記内壁面は、
前記ベーンの先端部を挟んで前記内周カム面に径方向で対向する第1内壁面と、
前記ベーンの先端部を挟んで前記切り欠き部に径方向で対向する第2内壁面と、を有し、
前記第2内壁面は、前記切り欠き部に向かう作動流体を前記第1内壁面に向かって誘導する誘導面とされている
ことを特徴とするベーンポンプ。 In the vane pump according to claim 1 or 2,
In the cam ring, a cutout portion penetrating from the outer peripheral surface to the inner peripheral cam surface is provided so as to constitute a part of the suction port,
The inner wall surface,
A first inner wall surface radially opposed to the inner peripheral cam surface across the tip of the vane;
A second inner wall surface radially opposed to the notch with the tip of the vane interposed therebetween,
The vane pump, wherein the second inner wall surface is a guide surface that guides the working fluid toward the notch toward the first inner wall surface.
前記ベーンは、その先端部が基端部よりも前記ベーンの回転方向前方側に位置するように配置される
ことを特徴とするベーンポンプ。 The vane pump according to any one of claims 1 to 3,
The vane pump according to claim 1, wherein the vane is disposed such that a front end thereof is located forward of a base end in a rotation direction of the vane.
前記ベーンにおける前記凹部の軸方向両側の側部の肉厚は、前記凹部における肉厚よりも厚い
ことを特徴とするベーンポンプ。 The vane pump according to any one of claims 1 to 4,
A vane pump, wherein the thickness of the vane on both sides in the axial direction of the recess is greater than the thickness of the recess.
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