JP6146607B2 - ベーンポンプ - Google Patents

Description

本発明はベーンポンプに関し、より詳しくは、内部にポンプ室を形成するハウジングと、上記ポンプ室の内部で回転するロータおよびベーンとを備えたベーンポンプに関する。

従来、内部にポンプ室を形成するハウジングと、上記ポンプ室の内部で回転するロータと、上記ロータによって上記ポンプ室の内部を回転するとともに、当該ポンプ室を常時複数の空間に区画するベーンと、上記ロータに一体的に設けられた駆動軸とを備えたベーンポンプが知られている（特許文献１）。
この特許文献１において、上記ハウジングは上記カムキャリアとは別体に設けられた有底筒状の部材となっており、当該ハウジングに形成されて上記駆動軸を軸支する円筒状の部分を、カムキャリアの側面に形成した貫通孔に挿入し、当該ハウジングをボルト等によってカムキャリアに取り付けられている。

特開２００９−１８５６９９号公報

この特許文献１のように、上記ハウジングをカムキャリアの外部に取り付けると、当該ハウジングがカムキャリアより突出した分だけエンジンルームが狭くなり、またエンジンの振動による上記ハウジングとカムキャリアとの間のフレッティング摩耗や騒音やオイル漏れといった問題が発生していた。
このような事情に鑑み、本発明はエンジンルームの省スペース化を図るとともにフレッティング摩耗や騒音の問題が発生しないベーンポンプを提供するものである。

すなわち本発明は、内部にポンプ室を形成するハウジングと、上記ポンプ室の内部で回転するロータと、上記ロータによって上記ポンプ室の内部を回転するとともに、当該ポンプ室を常時複数の空間に区画するベーンと、上記ロータに一体的に設けられるとともにカムキャリア内で回転するカムシャフトと連動して回転する駆動軸とを備えたベーンポンプにおいて、
上記カムキャリアの側面に、当該カムキャリアの内部空間側に突出して当該カムキャリアの側面に略円形の開口部を有する凹部と、当該凹部に隣接して形成されて上記駆動軸を軸支する軸受部とを備えたハウジング部を形成して、
上記ハウジング部を上記ハウジングとするとともに上記凹部を上記ポンプ室として、
上記カムキャリアに、上記凹部の開口部を閉鎖してポンプ室を密封するカバーを設け、
さらに、上記ハウジング部における上記軸受部の内周面に開口して上記駆動軸との摺動部分に潤滑油を供給する給油通路を設け、
当該給油通路は、上記カムキャリアの内部に設けられて上記カムシャフトへの潤滑油の供給を行う給油通路から分岐して形成されることを特徴としている。

上記発明によれば、上記カムキャリアの側面に凹部を備えたハウジング部を形成して当該凹部を上記ポンプ室とすることで、ハウジング部がカムキャリアの外部に突出せず、エンジンルームの省スペース化を図ることができる。
また、上記ハウジング部を上記カムキャリアと一体的に形成したことで、特許文献１におけるカムキャリアとハウジングとを別体とした場合のような、フレッティング摩耗や騒音やオイル漏れといった問題が発生することはない。

本発明の実施例を示すベーンポンプの断面図。 ベーンポンプのカバーを外した状態を示す正面図。

以下図示実施例について説明すると、図１は自動車のエンジンルームに設けられたエンジンの拡大断面図を示し、詳しくはカムシャフト１を保持するカムキャリア２に設けたベーンポンプ３の断面図を示しており、図２に示すように上記カムキャリア２はシリンダブロックＢの上部に設けられている。
まず、上記カムキャリア２の側面には、当該カムキャリア２の内部空間側に突出して当該カムキャリア２の側面に円形の開口部を有する凹部が形成され、当該凹部が上記ベーンポンプ３におけるポンプ室Ｐを構成している。
そしてこのベーンポンプ３は、上記凹部の開口部を閉鎖して上記ポンプ室Ｐを密封するカバー４と、上記ポンプ室Ｐの内部で回転するロータ５と、上記ロータ５によって上記ポンプ室Ｐの内部を回転するとともに、当該ポンプ室Ｐを常時複数の空間に区画するベーン６と、上記ロータ５に一体的に設けられた駆動軸７とを備えている。
上記カバー４は略平板状の部材となっており、カムキャリア２の側面に開口したポンプ室Ｐを覆うように形成され、また図２に示すようにポンプ室Ｐの開口部に沿って形成された複数のボルト孔２ｃにボルト８を挿入することで、カバー４を上記カムキャリア２の側面に固定するようになっている。

上述したように、上記ハウジング部２ａは上記カムキャリア２と一体的に形成され、上記ポンプ室Ｐよりもカムキャリア２の内部空間側には、上記駆動軸７を軸支する軸受部２ｂが形成されている。
一方、上記ポンプ室Ｐの開口部の周囲には環状の溝が形成されるとともに、当該溝にはゴム製のリングシール９が設けられている。そして当該リングシール９が上記カバー４と密着することで、上記ポンプ室Ｐがシールされるようになっている。
さらに本実施例では、上記ポンプ室Ｐの開口部を有するカムキャリア２の側面が、上記ロータ５およびベーン６における上記ポンプ室Ｐの開口部側の端面と所定のクリアランスを持って面一となるように形成されている。
これにより上記カバー４における上記カムキャリア２側の面を平坦に形成することができ、上記ポンプ室Ｐで回転する上記ロータ５およびベーン６の端面をカバー４と所定のクリアランスを持って摺動させることが可能となっている。

次に上記ハウジング部２ａには、上記ポンプ室Ｐと図示しないブレーキ倍力装置とを連通させる吸気通路１１と、ポンプ室Ｐとカムキャリア２の内部空間とを連通させる排出通路１２とが形成され、これらは上記ハウジング部２ａが形成されているカムキャリア２に直接形成されている。
上記吸気通路１１の一方の端部はポンプ室Ｐの下部に開口し、他方の端部はカムキャリア２の外部空間側の側面に開口しており、このうち外部空間側の開口部にはパイプ１３が接続されている。
また吸気通路１１には、図示しないがチェックバルブが設けられており、エンジン停止の際には倍力装置の負圧を保持するとともに、ポンプ停止の際には上記倍力装置への潤滑油の流入を防ぐようになっている。
上記排出通路１２は図１に示すようにポンプ室Ｐの側面からハウジング部２ａを貫通して上記カムキャリア２の内部空間に連通しており、当該排出通路１２におけるカムキャリア２の内部空間側の開口部にはリード弁１４が設けられている。

上記ロータ５はポンプ室Ｐ内で回転するとともに外周面の一部がポンプ室Ｐの内周面に接するように設けられた円筒状の部材となっており、当該ロータ５には上記ベーン６を摺動可能に収容する直径方向に形成された溝が形成され、ロータ５の回転に伴って上記ベーン６が当該溝に沿って往復動するようになっている。
上記ベーン６は板状の部材となっており、当該ベーン６の両端にはキャップ６ａが設けられている。そして上記ロータ５によってベーン６が回転すると、上記キャップ６ａが常にポンプ室Ｐの内周面に摺接した状態を維持し、ポンプ室Ｐを常時複数の空間に区画するようになっている。
そして図１に示すように、上記ロータ５およびベーン６の回転に対して上流側には上記吸気通路１１が開口し、その下流側に排出通路１２が開口している。

上記駆動軸７は上記ロータ５と同軸上に設けられ、上記ハウジング部２ａの軸受部２ｂより図示右方側に突出して、その端部がカムキャリア２の内部空間に露出している。
駆動軸７の端部には、上記カムシャフト１の端部に設けられたカップリング１ａが連結されるようになっており、上記カムシャフト１の回転によって駆動軸７が駆動され、上記ロータ５およびベーン６が回転するようになっている。
そして駆動軸７には、上記ハウジング部２ａの軸受部２ｂと摺動する部分に、当該駆動軸７を直径方向に貫通してその外周面に開口する直径方向給油孔１５が形成されている。
上記ハウジング部２ａの軸受部２ｂには、直径方向給油孔１５の位置に合わせて給油通路１６が形成されており、この給油通路１６は、カムキャリア２の内部に形成されて上記カムシャフト１への潤滑油の供給を行う給油通路を分岐させたものとなっている。
これにより、上記給油通路１６を流通した潤滑油は、上記軸受部２ｂにおける上記駆動軸７との摺動部分に供給され、上記駆動軸７が回転すると当該給油通路１６の開口が上記駆動軸７の直径方向給油孔１５と間欠的に連通して、潤滑油が上記直径方向給油孔１５に流入するようになっている。
そして、上記軸受部２ｂの内周面上方には、上記駆動軸７の直径方向給油孔１５の開口部の位置に合わせて、上記ポンプ室Ｐと連通するように形成された軸方向溝１７が形成されている。
上記駆動軸７が回転すると、上記直径方向給油孔１５が上記軸方向溝１７に間欠的に連通し、これにより直径方向給油孔１５の潤滑油が軸方向溝１７を流通してポンプ室Ｐ内へと流入し、上記ロータ５やベーン６の潤滑を行うようになっている。

以上の構成を有するベーンポンプ３について、以下にその動作を説明すると、従来のベーンポンプ３と同様、エンジンの作動によってカムキャリア２内部でカムシャフト１が回転すると、上記カップリング１ａを介して上記駆動軸７が回転し、これと一体となって上記ロータ５が回転する。
上記ロータ５が回転すると、上記ベーン６がロータ５に形成された溝を往復動しながら回転し、当該ベーン６によって区画されたポンプ室Ｐの空間がロータ５の回転に応じてその容積を変化させる。
その結果、上記吸気通路１１側のベーン６によって区画された空間では、容積が増大してポンプ室Ｐ内に負圧が生じ、吸気通路１１を介して倍力装置へと負圧が供給される。一方、倍力装置から吸引した気体は上記排出通路１２側の空間の容積が減少することで圧縮された後、上記リード弁１４を開口させて排出通路１２より排出されるようになっている。
一方、エンジンの始動とともに、潤滑油が上記カムキャリア２の内部に形成された給油通路１６を流通し、上記駆動軸７の回転によって直径方向給油孔１５が上記軸受部２ｂに形成された給油通路１６の開口部に一致すると、潤滑油が上記直径方向給油孔１５内に流入する。
駆動軸７がさらに回転して直径方向給油孔１５が軸受部２ｂに形成された軸方向溝１７に連通すると、潤滑油はこの直径方向給油孔１５から軸方向溝１７を介して上記ポンプ室Ｐへと流入し、当該ポンプ室Ｐにおいて上記ロータ５やベーン６の潤滑をするようになっている。
そして、これらの潤滑を行った潤滑油は、その後上記排出通路１２から気体と共にカムキャリア２の内部空間へと排出され、オイルパンで回収された後、再度上記給油通路１６を循環するようになっている。

上記構成を有するベーンポンプ３において、上記カムキャリア２の側面に、当該カムキャリア２の内部空間側に突出して当該カムキャリア２の側面に円形の開口部からなる凹部を形成しており、かつ当該凹部をポンプ室Ｐとしている。
このような構成とすることで、カムキャリア２の側面からベーンポンプ３がエンジンルーム内に突出しないことから、エンジンルームにおけるレイアウトの自由度をあげることができ、しかもハウジングをカムキャリア２と別体とした場合に比べてフレッティング摩耗や騒音、並びにオイル漏れといった問題を解消することができる。
つまり、特許文献１のベーンポンプは、内部にポンプ室の形成されたハウジングを上記カムキャリアとは別体に設けた構成を有しており、ハウジングには円筒部を、カムキャリアには当該円筒部が嵌合する貫通孔がそれぞれ形成されている。
このような構成により、上記ハウジングが上記カムキャリアの外部に突出してしまい、このハウジングの占めるスペースによってエンジンルームのレイアウトの自由度が低くなっていた。
また上記ハウジングはカムキャリアにボルト等によって固定されるものの、これらは別体となっていることから、これらの隙間からオイル漏れが発生し、また上記円筒部と貫通孔との接触部においてエンジンの振動によるフレッティング摩耗が発生し、その際に騒音を発生させるという問題があった。

また本実施例のベーンポンプ３によれば、上記ポンプ室Ｐの開口部が形成されるカムキャリア２の側面は、上記ロータ５やベーン６の端面と面一に形成されているため、上記カバー４を平板状としても上記ポンプ室Ｐを密封することができ、カバー４の固定を容易に行うことができる。
そして、上記駆動軸７に形成した給油通路１６は、カムキャリア２の内部に形成されているカムシャフト１に潤滑油を供給するための給油通路１６から分岐させたものであるので、新たな供給手段を設ける必要がなく、容易に設けることが可能となっている。

なお、上記各実施例では１枚のベーン６を備えたベーンポンプ３を用いて説明を行っていたが、従来知られるような複数枚のベーン６を備えたベーンポンプ３であっても適用可能である。

２ カムキャリア ２ａ ハウジング部
３ ベーンポンプ ４ カバー
５ ロータ ６ ベーン

Claims (2)

1. 内部にポンプ室を形成するハウジングと、上記ポンプ室の内部で回転するロータと、上記ロータによって上記ポンプ室の内部を回転するとともに、当該ポンプ室を常時複数の空間に区画するベーンと、上記ロータに一体的に設けられるとともにカムキャリア内で回転するカムシャフトと連動して回転する駆動軸とを備えたベーンポンプにおいて、
   上記カムキャリアの側面に、当該カムキャリアの内部空間側に突出して当該カムキャリアの側面に円形の開口部を有する凹部と、当該凹部に隣接して形成されて上記駆動軸を軸支する軸受部とを備えたハウジング部を形成して、
   上記ハウジング部を上記ハウジングとするとともに上記凹部を上記ポンプ室として、
   上記カムキャリアに、上記凹部の開口部を閉鎖してポンプ室を密封するカバーを設け、
   さらに、上記ハウジング部における上記軸受部の内周面に開口して上記駆動軸との摺動部分に潤滑油を供給する給油通路を設け、
   当該給油通路は、上記カムキャリアの内部に設けられて上記カムシャフトへの潤滑油の供給を行う給油通路から分岐して形成されることを特徴とするベーンポンプ。
2. 上記ロータおよびベーンの端面を上記カムキャリアの側面と所定のクリアランスを持って面一に設け、上記カバーにおける上記カムキャリア側の面を平坦に形成して上記ハウジング部の開口部を閉鎖することを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。

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