JP3978383B2 - ベーンポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カムリングの内周にロータを回転自在に組み込んだベーンポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５〜図１０に従来のベーンポンプを示す。
図５に示すように、ボディ１にボアａを形成するとともに、このボアａ内にサイドプレート１２とカムリング３とを組み込んでいる。
上記カムリング３は、図６に示すように、楕円形の内壁３ａを有している。そして、この楕円形のカムリング３の内周に、ロータ４を設けている。
ロータ４には、シャフト９を貫通させている。このシャフト９のロータ４を貫通させた部分には、セレーション１０を形成している。また、このシャフト９を挿入したロータ４の内周にも、セレーション１６を形成している。そして、これらセレーション１０，１６をかみ合わせることで、シャフト９にロータ４を固定している。
なお、上記ロータ４の外周には、複数のベーン５を出没自在に組み込んでいる。
【０００３】
上記ボディ１の側面には、図５に示すようにカバー２を固定している。そして、このカバー２によって、上記ボアａを塞いでいる。
上記ボディ１には、軸穴６ａを形成するとともに、この軸穴６ａに第１軸受部材７を組み込んでいる。また、上記カバー２には、軸穴６ｂを形成するとともに、この軸孔６ｂに第２軸受部材８を組み込んでいる。そして、これら両軸受部材７，８によって、上記シャフト９を回転自在に支持している。
なお、上記ボディ１には、オイルシール１１を設け、このオイルシール１１によってシャフト９の周囲をシールしている。
【０００４】
上記シャフト９のボディ１から突出した側には、図示していないプーリを固定するとともに、このプーリに駆動ベルトを介してエンジンや電動モータなどの駆動源を連係している。そして、この駆動源を作動させると、駆動ベルトを介してプーリが回転し、このプーリとともにシャフト９が回転する。このようにシャフト９が回転すれば、ロータ４が回転することになる。
【０００５】
また、図５に示すように、サイドプレート１２には、一対の吐出穴１４を形成している。そして、これら吐出穴１４，１４を介して吐出油を高圧室１３，１３に導くようにしている。また、この高圧室１３に導いた高圧の作用によって、サイドプレート１２を積極的にロータ４側に移動させるようにしている。したがって、吐出圧が高圧になればなる程、サイドプレート１２とロータ４とのクリアランスが小さくなる。このようにクリアランスを小さくすることによって、吐出効率の低下を防止している。
【０００６】
図７に示すように、カムリング３には、ピン穴１７を二箇所に形成している。そして、これらピン穴１７に、位置決めピンｐをそれぞれ挿入している。
上記各位置決めピンｐは、図８に示すように、ピン穴１７を貫通し、その一端をサイドプレート１２に形成した挿入穴１８，１８に挿入して固定している。また、この位置決めピンｐの他端は、図９に示すように、カバー２に形成した位置決め穴１９に挿入するようにしている。
【０００７】
上記のように位置決めピンｐの他端側をカバー２の位置決め穴１９，１９に挿入すると、カバー２に対してカムリング３およびサイドプレート１２の位置が固定される。そして、このカバー２というのは、図示していないボルトによってボディ１に固定される。したがって、上記位置決めピンｐ、ｐとカバー２とを介して、ボディ１に対するカムリング３及びサイドプレート１２の位置が決まることになる。
【０００８】
次に、上記ベーンポンプの作用を説明する。
図示していない駆動源の作動により、図７中、シャフト９がｋ方向に回転すると、このシャフト９とともにロータ４が回転する。ロータ４が回転すると、その遠心力によってベーン５が突出し、その先端がカムリング３の内壁３ａに押し付けられる。ただし、これらベーン５の先端が押し付けられるカムリング３の内壁３ａが楕円形をしているため、この内壁３ａの形状に応じてベーン５が、ロータ４に対して突出と収納とを繰り返す。
【０００９】
また、ベーン５の先端がカムリング３の内壁３ａに押し付けられると、各ベーン５間に独立した室が構成されるが、これら室の容積というのは、ロータ４の回転に応じて変化する。すなわち、図７の一点鎖線Ａで示す吸い込み部分では、ロータ４の回転に伴って室の容積が拡大するが、一点鎖線Ｂで示す部分では、室の容積が縮小する。そして、室の容積が拡大するときに、この室内に作動油が吸い込まれる。この作動油を吸い込む一点鎖線Ａの範囲を吸い込み行程とする。
また、室の容積が縮小するときに、この室内の作動油が圧縮される。この作動油を圧縮する一点鎖線Ｂの範囲を吐出行程とする。
【００１０】
上記のようにロータ４が回転することによって、吸い込み行程と吐出行程とが交互に繰り返されるが、吸い込み行程において室内に吸い込んだ作動油を、吐出行程において室の容積を縮小することで、サイドプレート１２に形成した吐出穴１４，１４に吐出する。そして、この吐出穴１４，１４に吐出した圧油を、高圧室１３から図示していない通路を介して外部に吐出する。
また、上記のようにして高圧室１３に圧油を導くと、その高圧の作用によってサイドプレート１２がロータ４側に移動する。このようにサイドプレート１２をロータ４側に移動すると、サイドプレート１２とロータ４とのクリアランスが小さくなり、吐出効率が維持されることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、作動時において、図１０に示すように、駆動ベルトのテンションＴが、シャフト９に対して矢印方向に作用する。このように矢印方向のテンションＴがシャフト９に作用すると、第１，第２軸受部材７，８を支持点にしてシャフト９が反る。このようにシャフト９が反ると、このシャフト９に固定したロータ４が矢印Ｂ方向に移動する。このようにロータ４がＢ方向に移動すると、カムリング３の軸心に対してロータ４の軸心がαだけずれる。
【００１２】
このようにカムリング３の軸心に対してロータ４の軸心がαだけずれると、内圧の立ち上がるタイミングが変化し、非平衡力が大きくなるために、振動が発生したり、騒音が大きくなるという問題があった。
この発明の目的は、シャフトの他方側に、径方向の偏心荷重が作用することで、このシャフトが反ったとしても、振動や騒音の発生を防止することのできるベーンポンプを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ケーシングと、このケーシング内に組み込んだカムリングと、このカムリングの内周に回転自在に組み込んだロータと、このロータの周囲に出没自在に設けた複数のベーンと、ケーシングに回転自在に支持するとともに、一方側に上記ロータを固定し、他方側を駆動源側に連係したシャフトとを備え、上記カムリングは、その軸心をロータの軸心に対してずらしてケーシングに固定し、上記シャフトの他方側に作用する径方向の偏心荷重によって、シャフトが反ってロータが径方向に移動したときに、ロータの軸心とカムリングの軸心とが一致する構成にしたことを特徴とする。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、位置決めピンによってカムリングをケーシングに位置決めするとともに、ケーシングには、位置決めピンを挿入する位置決め穴を形成し、この位置決め穴の中心をオフセットすることより、カムリングの軸心をロータの軸心に対してずらすことを特徴とする。
【００１５】
第３の発明は、上記第１の発明において、位置決めピンによってカムリングをケーシングに位置決めするとともに、位置決めピンは、カムリングに形成したピン穴に挿入する大径部と、ケーシングに形成した位置決め穴に挿入する小径部とからなり、上記小径部の軸心を大径部の軸心に対してオフセットすることにより、カムリングの軸心をロータの軸心に対してずらすことを特徴とする。
【００１６】
第４の発明は、上記第１〜第３の発明において、ケーシング内に、カムリングに接するサイドプレートを組み込むとともに、このサイドプレートを、位置決めピンを介してカムリングに位置決めしたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に示す第１実施形態は、カバー２に形成した位置決め穴２０ａ、２０ｂの中心の位置を、矢印Ｃ方向にオフセットした点に特徴を有し、それ以外の構成については前記従来例と同じである。したがって、以下では、前記従来例と同じ構成要素については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
なお、この第１実施形態におけるボディ１とカバー２とで、この発明のケーシングを構成している。
【００１８】
上記したように、この第１実施形態では、位置決め穴２０ａ，２０ｂの中心の位置を矢印Ｃ方向にオフセットしているが、このオフセット量αは、駆動ベルトのテンションＴによりシャフト９が反ったときに、カムリング３に対してロータ４が移動する方向とその量を等しくしている。したがって、位置決め穴２０ａの中心と軸穴６ｂの中心との距離はＡ＋αとなり、位置決め穴２０ｂの中心と軸穴６ｂの中心との距離はＡ−αとなる。ここで、寸法Ａは、図９に示すように、従来の軸穴６ｂの中心と位置決め穴１９，１９との距離を示している。
なお、上記オフセット量αというのは、ベーンポンプを実際に作動させたときに生じるロータ４のずれ量を測定して、その測定値に基づいて設定するようにしている。
【００１９】
上記位置決め穴２０ａ，２０ｂに、位置決めピンｐ、ｐをそれぞれ圧入して、これら位置決めピンｐ、ｐを介してカムリング３及びサイドプレート１２をカバー２側に位置決めすると、カムリング３の軸心が、ロータ４の軸心に対してαだけずれる。このようにカムリング３の軸心を、ロータ４の軸心に対してαだけずらしておけば、テンションＴによってシャフト９が反ってロータ４の軸心がαだけ移動した場合に、このロータ４の軸心とカムリング３の軸心とを一致させることができる。つまり、ベーンポンプを作動させることによって、ロータ４の軸心とカムリング３の軸心とを一致させることができる。このようにロータ４の軸心とカムリング３の軸心とを一致させることができるので、作動中の振動や騒音を防止することができる。
【００２０】
また、上記カムリング３は、位置決めピンｐ、ｐを介してサイドプレート１２に連結して位置決めされているので、上記のようにカムリング３の位置をずらすと、サイドプレート１２も一体となって移動する。つまり、サイドプレート１２に対するカムリング３の位置は変わらない。もし、サイドプレート１２に対するカムリング３の位置がずれたりとすると、たとえ上記したようにロータ４の軸心とカムリング３の軸心とが一致していたとしても、吐出圧力の発生状況にアンバランスが生じることで、脈動による振動や騒音が発生する。しかし、この実施形態によれば、カムリング３とサイドプレート１２とを一体的に移動させる構成にしているの、上記不具合は生じない。
【００２１】
なお、作動中にカムリング３の軸心とロータ４の軸心とが一致していれば、振動や騒音の発生を防止できるので、サイドプレート１２とカムリング１２と相対位置を、位置決めピンｐ、ｐ以外によって位置決めしてもよい。
また、ボアａの内周とカムリング３およびサイドプレート１２との隙間は、ごく僅かである。ただし、説明する都合上、図２、図４では、その隙間を大きくしている。
【００２２】
上記第１実施形態では、位置決め穴２０ａ，２０ｂの中心をオフセットすることによって、カムリング３の軸心を、ロータ４の軸心に対してずらしているが、位置決めピンｐ、ｐ自体を利用して、カムリング３の軸心をずらしてもよい。図３に示す第２実施形態は、位置決めピンＰ、Ｐを利用して、ロータ４の軸心に対するカムリング３の軸心をずらした例である。
【００２３】
図示するように、位置決めピンＰは、大径部２１と小径部２２とを備えるとともに、大径部２１の軸心に対して小径部２２の軸心をαだけずらしている。そして、図４に示すように、位置決めピンＰの大径部２１をカムリング３のピン穴１７に挿入するとともに、サイドプレートの挿入穴１８に固定し、小径部２２をカバー２の位置決め穴１９，１９に圧入するようにしている。
また、この第２実施形態では、ピン穴１７及び挿入穴１８の内径を、大径部２１に合わせて上記第１実施形態よりも大きくしている。一方、カバー２に形成した位置決め穴１９は、上記第１実施形態のようにオフセットすることなく、その内径を上記第１実施形態と同じ径にしている。
【００２４】
上記位置決めピンＰを利用して、カバー２に対するカムリング３及びサイドプレート１２の位置を決める。すなわち、シャフト９にかかるテンションＴによってロータ４がカムリング３の軸心に対してαだけずれる方向に、ピンＰの大径部２１と小径部２２のオフセット方向を合わせた状態で、カバー２に対するカムリング３及びサイドプレート１２の位置を特定する。このようにすると、カムリング３及びサイドプレート１２の軸心が、上記位置決めピンＰの大径部２１の軸心と小径部の軸心とのずれ量α分だけずれる。そのため、上記第１実施形態と同様に、カムリング３の軸心を、ロータ４の軸心に対してαだけずらすことができる。
したがって、ベーンポンプを作動させると、ロータ４の軸心とカムリング３との軸心とが一致して、振動や騒音の発生を防止することができる。
【００２５】
また、この第２実施形態によれば、大径部２１の軸心と小径部２２の軸心とをずらすことで、ロータ４の軸心に対するカムリング３の軸心をずらしているが、大径部２１の軸心と小径部２２の軸心との間の距離が異なる位置決めピンＰをいろいろ準備しておけば、位置決めピンＰを交換するだけで、最適なオフセット量やオフセット方向を設定することができる。したがって、カバー２に形成する位置決め穴２０ａ、２０ｂの位置を変更する場合に比べて、部品コストの点で有利である。
【００２６】
上記第１，第２実施形態によれば、カバー２側に位置決めピンｐ、Ｐを圧入しているが、サイドプレート１２側に位置決めピンｐ、Ｐを圧入するようにしても構わない。すなわち、カバー２とカムリング３とサイドプレート１２とが径方向にずれない構造であれば、位置決めピンｐ、Ｐを圧入する部材は、カバー２側でもサイドプレート１２側でもよい。
【００２７】
【発明の効果】
第１の発明によれば、シャフトの他方側に作用する径方向の偏心荷重により、シャフトが反ってロータが移動したときに、ロータの軸心とカムリングの軸心とが一致する構成にしたので、作動状態において、振動や騒音の発生を防止することができる。
【００２８】
第２の発明によれば、位置決めピンによってカムリングをケーシングに位置決めする構成にしたので、位置決めピンを挿入する位置決め穴の位置をオフセットするだけで、カムリングの軸心をロータの軸心に対してずらすことができる。
【００２９】
第３の発明によれば、位置決めピンの小径部の軸心を、大径部の軸心に対してオフセットすることにより、カムリングの軸心をロータの軸心に対してずらす構成にしたので、大径部の軸心と小径部の軸心とのずれ量の異なる位置決めピンをいろいろ準備しておけば、位置決めピンの種類を交換するだけで、最適なオフセット量に調整できる。
【００３０】
第４の発明によれば、位置決めピンによってサイドプレートをカムリングに位置決めする構成にしたので、サイドプレートとカムリングとの相対位置がずれたりしない。サイドプレートとカムリングとの位置がずれたりしないので、吐出効率の維持というサイドプレートの機能を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態を示すカバーの側面図である。
【図２】第１実施形態の説明図である。
【図３】第２実施形態の位置決めピンを示す斜視図である。
【図４】第２実施形態の説明図である。
【図５】従来例の断面図である。
【図６】図５のVI−VI線矢視図である。
【図７】カムリング３とロータ４との組み付け状態を示す拡大図である。
【図８】図７のVIII−VIII線断面図である。
【図９】図５のIX−IX線矢視図である。
【図１０】従来例の作動状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ この発明のケーシングを構成するボディ
２ この発明のケーシングを構成するカバー
３ カムリング
４ ロータ
５ ベーン
９ シャフト
１２ サイドプレート
１７ ピン穴
１９，２０ａ、２０ｂ 位置決め穴
２１ 大径部
２２ 小径部

Claims (4)

1. ケーシングと、このケーシング内に組み込んだカムリングと、このカムリングの内周に回転自在に組み込んだロータと、このロータの周囲に出没自在に設けた複数のベーンと、ケーシングに回転自在に支持するとともに、一方側に上記ロータを固定し、他方側を駆動源側に連係したシャフトとを備え、上記カムリングは、その軸心をロータの軸心に対してずらしてケーシングに固定し、上記シャフトの他方側に作用する径方向の偏心荷重によって、シャフトが反ってロータが径方向に移動したときに、ロータの軸心とカムリングの軸心とが一致する構成にしたことを特徴とするベーンポンプ。
2. 位置決めピンによってカムリングをケーシングに位置決めするとともに、ケーシングには、位置決めピンを挿入する位置決め穴を形成し、この位置決め穴の中心をオフセットすることより、カムリングの軸心をロータの軸心に対してずらすことを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。
3. 位置決めピンによってカムリングをケーシングに位置決めするとともに、位置決めピンは、カムリングに形成したピン穴に挿入する大径部と、ケーシングに形成した位置決め穴に挿入する小径部とからなり、上記小径部の軸心を大径部の軸心に対してオフセットすることにより、カムリングの軸心をロータの軸心に対してずらすことを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。
4. ケーシング内に、カムリングに接するサイドプレートを組み込むとともに、このサイドプレートを、位置決めピンを介してカムリングに位置決めしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のベーンポンプ。

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