JP4733356B2

JP4733356B2 - 気体用ベーンポンプおよびその運転方法

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Publication number: JP4733356B2
Application number: JP2004067849A
Authority: JP
Inventors: 浩平大野; 浩之池本; 順一田上; ヒルテマンウルリッヒ; ハイデマイヤークリストフ
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-10
Filing date: 2004-03-10
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2024-03-10
Also published as: KR20060122951A; US7628595B2; CN1930396B; DE602005003339D1; WO2005085645A1; EP1727986B1; ES2296152T3; CN1930396A; JP2005256684A; KR100798055B1; US20080240962A1; DE602005003339T2; EP1727986A1

Description

本発明は、潤滑油がロータの回転につれて間欠的にハウジング内に供給される形式の気体用ベーンポンプおよびそれの運転方法に関し、詳しくは、停止していたロータの回転が開始される際に、ハウジング内に溜まった潤滑油によりベーン等に過大な負荷がかかることを抑制する技術に関するものである。

バキュームポンプ，コンプレッサ等、気体を吸入して吐出する気体用ポンプの一種にベーンポンプがある。ベーンポンプは、ハウジング，ロータおよび１つ以上のベーンにより複数の容積変化室が形成され、ロータの回転につれて各容積変化室の容積が増減し、それにより気体の吸入，吐出を行うものであるが、気体用ベーンポンプの中に、ハウジング，ロータおよびベーンの摺動部を潤滑する潤滑油が、ロータの回転につれて間欠的にハウジング内に供給されるもの、すなわち間欠潤滑式気体用ベーンポンプがある。その際、過剰な潤滑油が供給されることを回避するために、ロータの１回転に、一定量ずつの潤滑油を計量してハウジング内に供給する配量装置を設けることが、特許文献１に記載されている。この配量装置は、ロータの停止後に不要な潤滑油がハウジング内に供給されることを防止する役割をも果たす。
特開平３−１１５７９２号公報

しかしながら、配量装置を設ければ、その分、間欠潤滑式気体用ベーンポンプの構成が複雑となり、製造コストが高くなる。そこで本発明は、ロータの回転開始時に、ロータの回転停止中にハウジング内に溜まっていた潤滑油により、ベーン等に過大な負荷が加えられることを、製造コストの上昇を回避しつつ抑制し得るようにすることを課題としてなされたものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る気体用ベーンポンプ運転方法は、 (a)ハウジングと、 (b)そのハウジング内に回転可能に配設され、ハウジングとの間に周方向において厚さが変化する空間を形成するロータと、 (c)そのロータにより相対移動可能に保持され、ロータとハウジングとの間の前記周方向において厚さが変化する空間を、複数の容積変化室に仕切る１つ以上のベーンと、 (d)前記ハウジングと前記ロータとにまたがって形成され、常には遮断状態にあるが、ロータが特定回転位相範囲にある間は連通状態となって、前記空間を外部の潤滑油供給源に連通させる潤滑油供給通路とを含む気体用ベーンポンプを運転する方法であって、前記ロータが前記特定回転位相範囲内に停止したときは、前記１つ以上のベーンの１つである特定ベーンが前記空間の最下部に溜まる潤滑油を第一部分と第二部分とに仕切る状態となる条件で運転することを特徴とする。

本発明の気体用ベーンポンプの運転方法においては、ロータが上記特定回転位相範囲外で停止する限り、潤滑油供給通路は遮断状態にあるため、過剰な潤滑油がハウジング内に流入することが防止または抑制される。そして、もし、ロータが前記特定回転位相範囲内に停止したとき、すなわち、潤滑油供給通路が連通状態にある状態で気体用ベーンポンプが停止したときは、その連通状態にある潤滑油供給通路を経て従来と同じ程度の潤滑油がハウジング内に供給される。気体用ベーンポンプがバキュームポンプとして使用される場合には、ロータが停止した場合にハウジング内が負圧に保たれ、その負圧により潤滑油が吸入されることが多いが、気体用ベーンポンプがコンプレッサとして使用される場合であっても、吸入側の容積変化室が負圧に保たれることがあり、やはり潤滑油が吸入される。また、潤滑油供給源が潤滑油を加圧して供給するものである場合には、気体用ベーンポンプがバキュームポンプとして使用されるか、コンプレッサとして使用されるかを問わず、潤滑油供給源が潤滑油を圧送する限り、潤滑油はハウジング内へ流入する。

ハウジング内へ流入した潤滑油が重力の作用によりハウジング内の最下部に溜まることも従来と同じであるが、本発明の運転方法においては、ロータが特定回転位相範囲内に停止したときは、最下部に溜まった潤滑油が、必ず、最下点近傍にある特定ベーンにより第一部分と第二部分との２つの部分に分けられる。したがって、後にロータの回転が再開される際には、まず、潤滑油の第一部分が特定ベーンによりハウジング内から排除され、続いて特定ベーンの次のベーンにより第二部分が排除される。

最下点近傍の特定ベーンが、ハウジング内の空間の最下部に溜まる潤滑油を第一部分と第二部分とに分割するか否かは、特定ベーンの停止位置の影響を強く受けることは明らかである。例えば、停止時の特定ベーンのハウジングとの接触点がハウジング内の空間の最下点に位置する場合は、理論上、その空間の最下部に溜まる潤滑油の量の大小を問わず、潤滑油をほぼ等分（特定ベーンの鉛直面に対する傾きや、ハウジング内空間の最下点を通る鉛直面に対する上記空間の形状の非対称性を無視すれば等分）する。したがって、単純に考えれば、ロータの回転停止位相が特定回転位相範囲の中央にある場合に、特定ベーンのハウジングとの接触点がハウジング内空間の最下点にあるようにすることが望ましいことになる。

しかしながら、実際には、潤滑油の第一部分が最下部から排出部まで特定ベーンにより運ばれる間に、ハウジング内面，ベーンの側面等に付着する。気体用ベーンポンプの運転中はハウジング内面等に付着している潤滑油が、ポンプが長時間停止した場合には最下部へ流れて、ハウジング内面等が乾燥状態に近い状態になっているからである。それに対して、潤滑油の第二部分が排出される際には、この付着は既に済んでいるため、殆ど全量が排出される。このことを考慮すれば、第一部分を第二部分よりやや多くしておくことが望ましいことになる。

また、気体用ベーンポンプの駆動装置にもよるが、起動当初はロータの回転速度が定常状態のそれに比較して小さいことが多く、そのため、第一部分と第二部分との量が同じであっても、第一部分が排出される際の流量は第二部分が排出される際の流量より小さくなる。したがって、第一部分の排出時には第二部分の排出時におけるよりベーン等に作用する力が小さくて済むことになり、そのことを考慮すれば、第一部分を第二部分よりやや多くしておくことが望ましいことになる。実際上は、必ずしも等分が望ましいとは限らないのである。

一方、観点を変えて、最下部に溜まった潤滑油が一度に排出されていた従来に比較すれば、たとえ量の大小はあっても２部分に分割して排出されれば、それだけベーン等に作用する力は抑制され、本発明の効果が奏されるということができる。したがって、「特定ベーンが空間の最下部に溜まる潤滑油を第一部分と第二部分とに仕切る状態となる条件」という構成要件は、気体用ベーンポンプの停止中に、ハウジング内の空間の最下部に溜まる潤滑油の量によっても左右されることとなる。上記「条件」には、「ロータの特定回転位相範囲と特定ベーンの位相との関係」のみならず、「最下部に溜まる潤滑油の量」も含まれているのである。

また、本発明に係る気体用ベーンポンプは、 (a)ハウジングと、 (b)そのハウジング内に回転可能に配設され、ハウジングとの間に周方向において厚さが変化する空間を形成するロータと、 (c)そのロータにより相対移動可能に保持され、ロータとハウジングとの間の前記周方向において厚さが変化する空間を、複数に仕切る１つ以上のベーンと、 (d) 前記ハウジングと前記ロータとにまたがって形成され、常には遮断状態にあるが、ロータが特定回転位相範囲にある間は連通状態となって、前記空間を外部の潤滑油供給源に連通させる潤滑油供給通路とを含む気体用ベーンポンプであって、前記ロータの回転位相が前記特定回転位相範囲の中央である状態において、前記１つ以上のベーンの１つである特定ベーンの前記ハウジングの内周面への接触点が、前記空間の最下点近傍に位置するように、その特定ベーンと前記連通状態にある潤滑油供給通路との相対位相が決定されたことを特徴とする。

上記「連通状態にある潤滑油供給通路」は、ロータの回転位相が特定回転位相範囲の中央であって、潤滑油供給通路が最も広い流路面積で連通状態にある時期の潤滑油供給通路を意味する。
本発明の気体用ベーンポンプにおいても同様に、潤滑油供給通路が連通状態に保たれる特定回転位相範囲においてロータが停止したときには、潤滑油供給通路から潤滑油がハウジング内へ流入し、特定回転位相範囲外において停止した場合より多くの潤滑油がハウジング内空間の最下部に溜まるが、その多めの潤滑油が特定ベーンにより２つの部分に仕切られ、それらが順次ハウジング外へ排除される。

上記のように、本発明の気体用ベーンポンプ運転方法および気体用ベーンポンプによれば、ロータの停止後、潤滑油供給通路が連通状態に保たれることにより、ハウジングの最下部に溜まる多めの潤滑油が、特定ベーンにより２部分に分けられ、それら２部分が順次ハウジングの外部に排出されるため、一度に排出される場合に比較して、ベーン等に作用する力が小さくて済む。そして、この効果を享受するためにすべきことは、潤滑油供給通路が連通状態に保たれるロータの特定回転位相範囲と、特定ベーンの停止位相との関係を適宜選定することであるため、気体用ベーンポンプの製造コストの上昇を招来することはない。

発明の態様

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。請求可能発明は、少なくとも、請求の範囲に記載された発明である「本発明」ないし「本願発明」を含むが、本願発明の下位概念発明や、本願発明の上位概念あるいは別概念の発明を含むこともある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

なお、以下の各項のうち、（１）項において、潤滑油供給通路が、ハウジングとロータとにまたがって形成され、常には遮断状態にあることによってポンプ室を、気体用ベーンポンプの外部の潤滑油供給源から遮断しているが、ロータが特定回転位相範囲にある間は連通状態となることによってポンプ室を外部の潤滑油供給源に連通させるものであることを明らかにしたものが請求項１に相当し、（２）項および（３）項がそれぞれ請求項２および３相当する。また、（４）項において、潤滑油供給通路が、ハウジングとロータとにまたがって形成され、常には遮断状態にあることによってポンプ室を気体用ベーンポンプの外部の潤滑油供給源から遮断しているが、ロータが特定回転位相範囲にある間は連通状態となることによってポンプ室を外部の潤滑油供給源に連通させるものであることを明らかにしたものが請求項４に相当し、（５）項および（６）項がそれぞれ請求項５および６に相当する。

（１）ハウジングと、
そのハウジング内に回転可能に配設され、ハウジングとの間に周方向において厚さが変化する空間を形成するロータと、
そのロータにより相対移動可能に保持され、ロータとハウジングとの間の前記周方向において厚さが変化する空間を、複数の容積変化室に仕切る１つ以上のベーンと、
前記ハウジングと前記ロータとにまたがって形成され、常には遮断状態にあるが、ロータが特定回転位相範囲にある間は連通状態となって、前記空間を外部の潤滑油供給源に連通させる潤滑油供給通路と
を含む気体用ベーンポンプの運転方法であって、
前記ロータが前記特定回転位相範囲内に停止したときは、前記１つ以上のベーンの１つである特定ベーンが前記空間の最下部に溜まる潤滑油を第一部分と第二部分とに仕切る状態となる条件で運転することを特徴とする気体用ベーンポンプ運転方法。
（２）前記第一部分と第二部分との比率が４：１〜１：４の範囲内である (1)項に記載の気体用ベーンポンプの運転方法。
上記第一部分と第二部分との比率は３：１〜１：３，２：１〜１：２，１．５：１〜１：１．５の範囲内であることがさらに望ましい。
（３）前記気体用ベーンポンプがバキュームポンプとして運転される (1)項または (2)項に記載の気体用ベーンポンプの運転方法。
（４）ハウジングと、
そのハウジング内に回転可能に配設され、ハウジングとの間に周方向において厚さが変化する空間を形成するロータと、
そのロータにより相対移動可能に保持され、ロータとハウジングとの間の前記周方向において厚さが変化する空間を、複数の容積変化室に仕切る１つ以上のベーンと、
前記ハウジングと前記ロータとにまたがって形成され、常には遮断状態にあるが、ロータが特定回転位相範囲にある間は連通状態となって、前記空間を外部の潤滑油供給源に連通させる潤滑油供給通路と
を含む気体用ベーンポンプであって、
前記ロータの回転位相が前記特定回転位相範囲の中央である状態において、前記１つ以上のベーンの１つである特定ベーンの前記ハウジングの内周面への接触点が、前記空間の最下点近傍に位置するように、その特定ベーンと前記連通状態にある潤滑油供給通路との相対位相が決定されたことを特徴とする気体用ベーンポンプ。
（５）前記最下点近傍が、前記最下点から正逆両方向にそれぞれ１５°の中心角の範囲内の部分である (4)項に記載の気体用ベーンポンプ。
上記中心角は、ハウジング内の空間の、ロータの回転軸線に直角な切断平面による断面形の重心に対する角度とする。一般的には、中心角が±１０°の範囲内、±５°の範囲内、±３°の範囲内というように、小さく選定されることが望ましい。
（６）前記最下点近傍が、前記最下点から正逆両方向にそれぞれ、前記特定回転位相範囲の２倍の中心角の範囲内の部分である (4)項に記載の気体用ベーンポンプ。
上記中心角は、ハウジング内の空間の、ロータの回転軸線に直角な切断平面による断面形の重心に対する角度とする。中心角が最下点から正逆両方向に特定回転位相範囲の１倍の範囲内、１／２倍の範囲内と小さくされることが望ましい。一般に、他の条件が同じである場合には、ロータ停止時における潤滑油供給通路の連通・遮断部における流路面積が大きいほど、停止後に多くの潤滑油がハウジング内に流入する。そして、潤滑油供給通路の連通・遮断部における流路面積の最大値が大きいほど、潤滑油供給通路が連通状態に保たれるロータの特定回転位相範囲が大きくなるのが普通である。特定回転位相範囲が大きい場合には、多くの潤滑油がハウジング内に溜まることが多く、溜まる潤滑油の量が多ければ、「最下点近傍」を広めにとっても、特定ベーンがハウジングの最下部に溜まった潤滑油を２部分に分割する状態となる。したがって、特定回転位相範囲の大きさを基準として、「最下点近傍」を規定することは合理的なことである。

以下、請求可能発明の一実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、上記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更を施した態様で実施することができる。

図１ないし図４に、請求可能発明の一実施例としての気体用ベーンポンプを示す。本ベーンポンプは、車両用ブレーキブースタのバキュームポンプとして使用されるものである。本ベーンポンプのハウジング１０は、概して有底筒状を成す本体部１２と、本体部１２の軸方向における一端側の開口を覆うカバー１４とを備えている。本体部１２は、周壁部１８，端壁部２０および軸受部２２を備え、図示の例ではこれらが一体に形成されている。端壁部２０は、周壁部１８の、前記カバー１４により覆われる開口側とは反対側を閉塞しており、その端壁部２０から周壁部１８とは反対向きに軸受部２２が突出させられている。ハウジング１０は、図２に示すように、エンジンケース２６に固定される。エンジンケース２６の一部を構成する壁部には、軸受部２２が嵌合可能な嵌合穴２８が形成されている。本体部１２の端壁部２０の平面を成す壁面と、エンジンケース２６の壁部の平面を成す壁面とが当接するまで軸受部２２が嵌合穴２８に嵌入させられて、本体部１２が位置決めされた状態で、ボルト等適宜の固定手段によってハウジング１０がエンジンケース２６に固定される。本体部１２は、後述するベーンおよびロータを収容する収容凹部３０と、端壁部２０および軸受部２２内を軸方向に延びて収容凹部３０の底面３２に開口し、収容凹部３０の内のり寸法より小さい内径を有する軸孔３６とを備えている。軸孔３６は円形断面を有し、収容凹部３０に対して偏心している。本明細書において、「ハウジング１０の内周面」あるいは「ポンプ室の内周面」と称する場合、この収容凹部３０の内周面を指すこととする。

ハウジング１０内には、ロータ４０が回転可能に配設されている。ロータ４０の回転軸線は、本実施例では水平に延び、ハウジング１０の周壁部１８に対して偏心している。図示の例においては、ロータ４０の外周面が周壁部１８の内周面に実質的に接触（内接）しており、かつ、ロータ４０の両端面がカバー１４の内側面と収容凹部３０の底面３２（本体部１２の端壁部２０の内側面）とに接触あるいはごく近接させられている。その結果、ハウジング１０（本体部１２およびカバー１４）とロータ４０とによって、周方向において厚さ（ロータ４０の半径方向の寸法）が変化する空間が形成されている。このハウジング１０内の空間をポンプ室４２と称する。ロータ４０は軸部４６を備えている。軸部４６は、軸孔３６に回転可能に嵌合されるとともに、軸孔３６を軸方向に貫通して駆動源と接続可能とされている。軸部４６は、ロータ４０の本体部とは別個の部材が溶接，ろう付け，摩擦圧接等適宜の固着手段によって一体化されてもよく、当初から一体に形成されてもよい。いずれにしても軸部４６はロータ４０の一部として機能する。軸部４６のロータ本体部側とは反対側の端部（先端部）は、エンジンのカムシャフト５０の一端部と回転伝達装置たるカップリング５２によって連結されており、カムシャフト５０が、ロータ４０を回転駆動する駆動軸として機能する。カップリング５２はカムシャフト５０と軸部４６とを、多少の相対移動を許容する状態で連結している。

ロータ４０には、ロータ４０の中心を通って直径方向に貫通するベーン溝６０が形成されている。ベーン溝６０には、ベーン７０がベーン溝６０の溝内面に沿って長手方向に相対移動可能に保持されている。ベーン７０は、カバー１４の内側面と収容凹部３０の底面３２とによって、ロータ４０の中心軸線の方向である軸方向の移動を実質的に阻止されている。ベーン７０の長手方向の寸法は、ベーン溝６０の半径方向の寸法より大きく、ベーン７０の長手方向の両端部７２，７４はロータ４０の外周面からそれぞれ突出してハウジング１０の周壁部１８の内周面に接触あるいはごく近接させられている。ベーン７０は２個のベーンが一体化されたものと考えることができ、このベーン７０とロータ４０とによってハウジング１０内部の空間であるポンプ室４２が複数（本実施例では、通常は３つ、瞬間的に２つ）の空間に仕切られ、それぞれ容積変化室８０を構成している。

図１，図３および図４に示すように、ハウジング１０に一体的に設けられた吸気管９０内の吸気通路の吸気口９２が開口する容積変化室８０は、吸入室として機能する。吸入室として機能する容積変化室を符号８０ａで表す。吸気管９０の吸気通路は、図示を省略するバキュームブースタあるいはバキュームタンクに接続される。吸入室は、図１に示すように、周方向の両端がベーン７０によって規定される状態と、図４に示すように、一方の端がロータ４０の周壁部１８への内接点により規定され、他方の端がベーン７０によって規定される状態と、図３に示すように、一方の端がロータ４０の周壁部１８への内接点とベーン７０との両方により規定され、他方の端がベーン７０により規定される状態とに変化する。１番目と２番目との場合には、ポンプ室４２が３つの容積変化室８０に仕切られ、３番目の場合に２つの容積変化室に仕切られる。排気通路の排気口９６が開口している容積変化室８０は排気室として機能する。排気室として機能する容積変化室を８０ｂで表す。図１における容積変化室８０ｃおよび図４における容積変化室８０ｄは、吸気口９２にも排気口９６にも連通しておらず、内部の空気（一般的には気体）が単純に膨張し（排気室たる容積変化室８０ｂ側から容積変化室８０ｃ側へ多少の漏れはある）、あるいは圧縮される。

なお、上記容積変化室８０ｃは、吸気通路と連通するようにすることも可能である。例えば、収容凹部３０の底面３２あるいは内周面に、比較的長く周方向に延びる吸気口を形成して、容積変化室８０ｃが、容積がほぼ０の状態から吸気通路に連通するようにし、あるいは、収容凹部３０の底面３２あるいは内周面に周方向に延びる連通溝を形成して、容積変化室８０ｃが吸気口９２に連通するまでは容積変化室８０ａを介して吸気通路と連通するようにするのである。このようにすれば、容積変化室８０ｃ内の負圧が大きくなってロータ４０の回転に無用な抵抗を付与することを回避することができる。

上記容積変化室８０は、ロータ４０の回転に伴うベーン７０の回転によって内部の容積が増減し、それにより空気の吸入，排気を行う。具体的には、カムシャフト５０の回転によりロータ４０が回転させられ、それに伴ってベーン７０もポンプ室４２内で回転させられてそれの両端部７２，７４がハウジング１０の内周面上を摺動する。これにより、吸入室として機能する容積変化室８０ａの容積が次第に増大する。この増大行程において、容積変化室８０ａ内が負圧となり、容積変化室８０ａに開口する吸気口９２から空気を吸い込み、吸気口９２に接続されるバキュームブースタの負圧室あるいはそれに接続されたバキュームタンク内を負圧にする。また、排気室として機能する容積変化室８０ｂ内部の容積が次第に縮小し、この縮小行程で、容積変化室８０ｂに開口する排気口９６から空気がハウジング１０外部に排出される。

本ベーンポンプは、ロータ４０の回転につれてハウジング１０内に潤滑油が間欠的に供給される間欠潤滑式気体用ベーンポンプの一種であり、ハウジング１０とロータ４０とにまたがって形成された潤滑油供給通路１００を経て、ハウジング１０の内面，ロータ４０およびベーン７０にエンジンからの潤滑油が間欠的に供給される。図２に示すように、カムシャフト５０内部には、中心軸線に沿って延び、ロータ４０側の端面に開口する中心孔１０２が形成されている。また、ロータ４０の軸部４６内部には、軸方向に延びて先端側（カムシャフト５０側）に開口する軸方向穴１１０が形成されるとともに、軸方向穴１１０の、先端側とは反対側である基端側の端部と連通して直径方向穴１１２が形成されている。直径方向穴１１２は軸部４６を一直径に沿って貫通し、両端がそれぞれ軸部４６の外周面に開口している。この直径方向穴１１２は、２つの半径方向穴が一直線上に形成されたものと考えることができる。また、カムシャフト５０の中心孔１０２と軸部４６の軸方向穴１１０とは、内部に通路を有する給油管１１６によって接続されている。給油管１１６と中心孔１０２および軸方向穴１１０の各内周面との間にはシール部材１１８が配設され、潤滑油の外部への漏れが防止されている。直径方向穴１１２は、ベーン溝６０と同位相で形成されている。また、軸部４６の基端部には、ベーン溝６０と同位相で直径方向に貫通する直径方向溝１２０が形成されている。直径方向溝１２０はベーン溝６０の底面に、ベーン溝６０より狭い幅で形成されており、ベーン溝６０に嵌合されたベーン７０によって塞がれ、直径方向穴とされる。直径方向溝１２０は、直径方向に貫通しない半径方向溝に変更することも可能である。

ハウジング１０の軸孔３６の内周面には、収容凹部３０の底面３２に達する一方、軸受部２２の先端面には達しない給油連通溝１３０が形成されている。給油連通溝１３０は、ロータ４０の軸部４６の、直径方向穴１１２と直径方向溝１２０とが形成された部分の軸方向長さよりやや大きい軸方向長さを有し、後述する連通状態では、直径方向穴１１２の一端の開口と直径方向溝１２０の一端の開口との両方と連通する。また、軸孔３６の内周面であって給油連通溝１３０とは直径方向に隔たった部分には、軸受部２２の先端面に達し、収容凹部３０の底面３２には達しない通気溝１３４が形成されている。通気溝１３４は、後述する連通状態では、直径方向穴１１２の他端の開口と連通するが、直径方向溝１２０の他端の開口とは連通しない軸方向長さを有する。したがって、ロータ４０が、直径方向穴１１２の一端（本実施例では上方に位置する側の端）が給油連通溝１３０と連通する特定回転位相範囲にある状態では、直径方向溝１２０の一端（本実施例では上方に位置する側の端）も給油連通溝１３０と連通する状態となる。給油管１１６内の通路，軸方向穴１１０，直径方向穴１１２，給油連通溝１３０および直径方向溝１２０が潤滑油供給通路１００を構成しており、この潤滑油供給通路１００は、常には遮断状態（図３，図４はその遮断状態の例）にあるが、ロータ４０が上記特定回転位相範囲にある間は連通状態（図１に示す状態）となって、ハウジング１０内を外部であるエンジンの潤滑油供給源に連通させる。この連通状態においては、エンジンから圧送される潤滑油が潤滑油供給通路１００を経てロータ４０およびベーン７０（特に、ベーン７０とロータ４０との摺動部およびベーン７０のハウジング１０内周面との摺動部）に供給される。なお、中心孔１０２も潤滑油供給通路１００の構成要素であると考えることもできる。また、ロータ４０の上記特定回転位相範囲では、直径方向穴１１２の他端部が通気溝１３４と連通する状態となるが、通気溝１３４は給油連通溝１３０より溝の深さが浅くされており、通気溝１３４からエンジン側へ戻される潤滑油の流量は比較的小さい。

通常は潤滑油がエンジン側から圧送されているが、エンジンおよびベーンポンプが停止させられると同時に、潤滑油は圧送されなくなる。しかし、ベーンポンプのポンプ室４２の多くの部分が負圧となっているため、ロータ４０が特定回転位相範囲内に停止すれば、連通状態となっている潤滑油供給通路１００から潤滑油がポンプ室４２へ吸入され、ポンプ室４２の最下部に溜まる。ただし、このときには通気溝１３４も連通状態となっており、空気もエンジン側からポンプ室４２へ吸入されるため、上記吸入される潤滑油の量は比較的少なくて済む。吸入される潤滑油量は、潤滑油供給通路１００と通気溝との流路面積の比率を調整すること等により調整することができる。

直径方向穴１１２および給油連通溝１３０を含む潤滑油供給通路１００とベーン７０との相対位相は、以下のように決定されている。図１にロータ４０の回転位相が前記特定回転位相範囲の中央である状態が示されているが、この状態では、ベーン７０の端部７４の、ハウジング１０の内周面への接触点が、ハウジング１０内の空間（ポンプ室４２）の最下点近傍（図示の例では最下点）に位置するように上記相対位相が決定されているのである。そのため、ロータ４０の回転位相が特定回転位相範囲の中央である状態では、ハウジング１０内の最下部に溜まった潤滑油が、ベーン７０の端部７４側の部分によりほぼ等分される。また、ロータ４０が特定回転位相範囲内に停止した状態では、溜まった潤滑油が、必ず第一部分と第二部分との２つの部分に仕切られる。本実施例においては、ベーン７０の端部７４を有する側の部分が特定ベーンとして機能するのであり、本ベーンポンプが運転される場合には、必ず、「ロータが特定回転位相範囲内に停止したときは特定ベーンがポンプ室４２の最下部に溜まる潤滑油を第一部分と第二部分とに仕切る」という条件が満たされることになる。そして、潤滑油が２部分に仕切られた状態から、本ベーンポンプの運転が再開される際には、２部分に分けられた潤滑油のうち、まず第一部分がベーン７０の特定ベーンとして機能する部分により排気口９６からハウジング１０の外部に排出され、続いて第二部分がベーン７０の特定ベーンとして機能する部分とは反対側の部分により排出される。

本実施例においては、ロータ４０が特定回転位相範囲内に停止したときは、潤滑油供給通路１００が連通状態にあって、ハウジング１０内の負圧により潤滑油がハウジング１０内へ吸入されるが、その潤滑油はベーン７０によって２つの部分に仕切られるため、運転再開時には２回に分けて排出されることとなり、ベーン７０等に過大な負荷が加えられることが回避される。したがって、ベーンポンプの運転騒音を低減させ、また耐久性を向上させることができる。しかも、従来のような配量装置を必要とせず、製造コストの上昇を回避することもできる。なお、ロータ４０が特定回転位相範囲外に停止した場合には、ポンプ室４２の最下部に溜まる潤滑油は二分されないこととなるが、潤滑油供給通路１００が遮断状態にあるため、潤滑油の吸入量は少なくて済み、問題はない。

上記実施例では、カムシャフト５０の回転がカップリング５２を介してロータ４０に伝達される構成とされていたが、ギア，ベルト等、その他の回転伝達手段によって伝達される構成としてもよい。また、上記実施例では、潤滑油が外部からまずロータ４０の軸部４６に供給される構成とされていたが、まずハウジングに供給され、その後ロータに間欠的に供給される構成としてもよい。

さらに、前記実施例のベーンポンプは、ロータに１つのベーンが移動可能に保持された形態であるが、特開平３−１１５７９２号公報に記載のように、２つのベーンがロータの共通のベーン溝内に相対移動可能に保持される形式のベーンポンプに本発明を適用することも可能である。また、特開平３−１２９４号公報に記載のように、ロータの複数（例えば３つ）のベーン溝がそれぞれ１個ずつのベーンを移動可能に保持するものなど、種々の形式のベーンポンプに本発明を適用することができる。

本発明の一実施例であるベーンポンプの一作動状態を、カバーを除去して示す正面図である。図１に示すベーンポンプの側面断面図である。図１に示すベーンポンプの別の作動状態を、カバーを除去して示す正面図である。図１に示すベーンポンプのさらに別の作動状態を、カバーを除去して示す正面図である。

符号の説明

１０：ハウジング１２：本体部１４：カバー１８：周壁部２０：端壁部２２：軸受部４０：ロータ４２：ポンプ室４６：軸部６０：ベーン溝７０：ベーン８０：容積変化室１００：潤滑油供給通路１１２：直径方向穴１２０：直径方向溝１３０：給油連通溝

Claims

ハウジングと、
そのハウジング内に回転可能に配設され、ハウジングとの間に周方向において厚さが変化する空間であるポンプ室を形成するロータと、
そのロータにより相対移動可能に保持され、前記ポンプ室を複数の容積変化室に仕切る１つ以上のベーンと
を含む気体用ベーンポンプであって、前記ハウジングと前記ロータとにまたがって形成され、常には遮断状態にあることによって前記ポンプ室を当該気体用ベーンポンプの外部の潤滑油供給源から遮断しているが、ロータが特定回転位相範囲にある間は連通状態となることによって前記ポンプ室を前記潤滑油供給源に連通させる潤滑油供給通路を含むものの運転方法であって、
前記ロータが前記特定回転位相範囲内に停止したときは、前記１つ以上のベーンの１つである特定ベーンが前記ポンプ室の最下部に溜まる潤滑油を第一部分と第二部分とに仕切る状態となる条件で運転することを特徴とする気体用ベーンポンプ運転方法。
前記第一部分と前記第二部分との前記比率が４：１〜１：４の範囲内である請求項１に記載の気体用ベーンポンプの運転方法。
前記気体用ベーンポンプがバキュームポンプとして運転される請求項１または２に記載の気体用ベーンポンプの運転方法。
ハウジングと、
そのハウジング内に回転可能に配設され、ハウジングとの間に周方向において厚さが変化する空間であるポンプ室を形成するロータと、
そのロータにより相対移動可能に保持され、前記ポンプ室を複数の容積変化室に仕切る１つ以上のベーンと
を含む気体用ベーンポンプであって、
前記ハウジングと前記ロータとにまたがって形成され、常には遮断状態にあることによって前記ポンプ室を当該気体用ベーンポンプの外部の潤滑油供給源から遮断しているが、ロータが特定回転位相範囲にある間は連通状態となることによって前記ポンプ室を外部の潤滑油供給源に連通させる潤滑油供給通路を含み、かつ、前記ロータの回転位相が前記特定回転位相範囲の中央である状態において、前記１つ以上のベーンの１つである特定ベーンの前記ハウジングの内周面への接触点が、前記ポンプ室の最下点近傍に位置するように、その特定ベーンと前記連通状態にある前記潤滑油供給通路との相対位相が決定されたことを特徴とする気体用ベーンポンプ。
前記最下点近傍が、前記最下点から正逆両方向にそれぞれ１５°の中心角の範囲内の部分である請求項４に記載の気体用ベーンポンプ。
前記最下点近傍が、前記最下点から正逆両方向にそれぞれ、前記特定回転位相範囲の２倍の中心角の範囲内の部分である請求項４に記載の気体用ベーンポンプ。