JP6210870B2 - ベーンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ベーンポンプに関する。

ベーンポンプは、回転するロータと、ロータを囲むように配置されるカムリングと、ロータの放射方向に複数設けたベーン溝に摺動可能に保持される複数のベーン（羽根）と、ロータの周囲にて隣接する２枚のベーンにより区画される複数のポンプ室とを有する。このポンプ室の容積は、ロータの回転に伴って拡大と縮小とを繰り返す。そして、ポンプ室の拡大過程に一致する位置において、サイドプレートなどに複数の吸入ポートが設けられており、収縮過程に一致する位置において、サイドプレートなどに複数の吐出ポートが設けられている。そして、ベーンポンプは、例えば作動油を供給する対象となる対象機器に供給する（例えば特許文献１参照）。

特開２００７−１６２５５４号公報

ところで、サイドプレートが有する供給部において、ロータの回転軸側の端部の位置を回転軸に近づけ供給部の開口を広げると、作動油を吸入する吸入面積が大きくなる。このことにより、作動油の吸入量が増え、吸入効率が向上する。しかしながら、供給部を回転軸側に近づけるほど、サイドプレートなどによってベーンが支持される面積が減少する。このことにともない、ベーンの姿勢が不安定となり、例えばベーンが傾きベーンの角がサイドプレートなどに接触することで、ベーンやサイドプレートの焼き付き、あるいは騒音が発生し得る。

本発明は、ベーンの姿勢が不安定となることを抑制しつつ、サイドプレートが有する供給部における吸入効率を向上させることを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、回転軸に結合されて回転するロータと、前記ロータの外周部で放射方向に複数設けられたベーン溝に、摺動可能に保持される複数のベーンと、前記ロータおよび前記複数のベーンを囲むように配置されるカムリングと、前記カムリングを覆うとともに、外周が前記回転軸の径方向内側に凹み当該カムリングとの間において当該カムリング内に作動流体を供給する供給部を有するサイドプレートとを備え、前記供給部の外周と前記カムリングの内周とが互いに沿う形状であることを特徴とするベーンポンプである。
ここで、前記カムリングを挟んで前記サイドプレートとは反対側に配置され当該カムリングを覆うとともに、外周が前記回転軸の径方向内側に凹み当該カムリングとの間において当該カムリング内に作動流体を供給する他の供給部を有する他のサイドプレートを備え、前記他の供給部の外周と前記カムリングの内周とが互いに沿う形状であることを特徴とすることができる。
また、前記サイドプレートは、前記供給部よりも前記回転軸の径方向内側において、前記複数のベーンを前記ロータから突出させる向きに当該複数のベーンを押圧する作動流体を前記カムリング内に供給する貫通孔を有し、前記貫通孔における前記回転軸の径方向外側の形状が、前記カムリングの内周に沿う形状を有することを特徴とすることができる。

本発明によれば、ベーンの姿勢が不安定となることを抑制しつつ、サイドプレートが有する供給部における吸入効率を向上させることが可能になる。

本実施形態が適用されるベーンポンプの全体図である。 図１に示すII−II線の断面図である。 図１に示すIII−III線の断面図である。 ポンプユニットの内部を説明するための図である。 本実施形態のインナサイドプレートの全体図である。 本実施形態のアウタサイドプレートの全体図である。 本実施形態のカムリングを詳細に説明するための図である。 本実施形態の吸込ポート周辺のベーンの動作を説明するための図である。 本実施形態の吸込ポート周辺のベーンの動作を説明するための図である。 本実施形態のベーンの傾きを説明するための図である。 他の実施形態のインナサイドプレートの全体図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本実施形態が適用されるベーンポンプ１の全体図である。図２は、図１に示すII−II線の断面図である。図３は、図１に示すIII−III線の断面図である。図４は、ポンプユニット２０の内部を説明するための図である。

（ベーンポンプ１の構成・機能の説明）
ベーンポンプ１は、例えば車両の内燃機関の動力により駆動され、作動流体の一例としての作動油を、例えば油圧式パワーステアリングや油圧式無段変速機などの流体機器に供給するためのオイルポンプとして用いられる。
図１に示すベーンポンプ１は、固定容量式のものである。本実施形態のベーンポンプ１は、ハウジング１１と、ハウジング１１の開口を覆うカバープレート１２と、ハウジング１１およびカバープレート１２の内側に収容されるポンプユニット２０とを備えている。

ハウジング１１は、図２に示すように、ポンプユニット２０を収容する凹部形状の収容部１１Ａを有している。また、ハウジング１１は、装置の外部から作動油を吸い込む吸込口４３と、吸込口４３から吸い込んだ作動油のハウジング１１内における通路を形成する吸込通路４２とを備える。また、吸込通路４２は、カムリング３０の後述する一端側吸込ポート６０および他端側吸込ポート８０に対向して設けられる（後述の図３参照）。
さらに、ハウジング１１は、図３に示すように、ハウジング１１の収容部１１Ａの最奥部に、後述するインナサイドプレート３１によって区画される高圧力室５４を形成する。

カバープレート１２は、図２に示すように、ハウジング１１の収容部１１Ａの開口を覆う。カバープレート１２とハウジング１１とは、複数のボルト１４により締結されることで固定される。また、カバープレート１２とハウジング１１との間にはシールプレート１３が挟み込まれる。このシールプレート１３は、ハウジング１１およびカバープレート１２に形成された複数の通路用溝や凹部などを覆って封止する。
カバープレート１２およびポンプユニット２０は、位置決めピン３３Ａ，３３Ｂがそれぞれ貫通して取り付けられ、周方向において各部材の相対的な位置決めがなされている。

ポンプユニット２０は、回転軸２１と、回転軸２１に固定されるロータ２２と、ロータ２２に摺動自在に設けられる複数のベーン２４（図３および図４参照）と、ロータ２２およびベーン２４を囲むカムリング３０と、回転軸２１の軸方向の両側にてロータ２２、ベーン２４およびカムリング３０を挟み込む一対のインナサイドプレート３１およびアウタサイドプレート３２とを備えている。

回転軸２１は、ハウジング１１に設けられる第１軸受１５とカバープレート１２に設けられる第２軸受１６とによって回転可能に支持される。回転軸２１には、不図示のセレーションが形成され、回転軸２１はこのセレーションを介してロータ２２と固定的に結合される。そして、回転軸２１が、例えば内燃機関などのベーンポンプ１の外部の駆動源により駆動を受けることによってロータ２２が回転する。
なお、本実施形態では、図４に示すように、回転軸２１（ロータ２２）は、図４中Ｄ方向に回転するように構成されている。

ロータ２２は、図４に示すように、概形が円形状をした部材であって、本実施形態では外周面に複数の凹凸が設けられる。また、ロータ２２には、周方向における複数の位置にベーン溝２３が形成される。ここで、ロータ２２の外周面は、周方向のベーン溝２３が形成される部分において径方向の外側に向けて突出し、周方向の隣り合う２つのベーン溝２３の間において径方向の内側に向けて窪んだ形状である。

ベーン溝２３は、ロータ２２の外周部において周方向に沿って複数設けられる。各ベーン溝２３は、放射方向（径方向）に沿って設けられる。また、ベーン溝２３は、ロータ２２の外周面および両側面に開口する溝である。そして、ベーン溝２３は、各ベーン２４を収容し、収容したベーン２４を径方向に摺動自在に保持する。また、ベーン溝２３は、底部（ロータ２２の中心側）に周方向の幅が広い底部空間２３Ａを有している。

ベーン２４は、板状の部材であって上述のようにロータ２２のベーン溝２３にそれぞれ取り付けられる。
また、ベーン２４は、ベーン溝２３の底部空間２３Ａに導入された高圧吐出油の圧力により、ベーン２４の先端をカムリング３０の内周面３０Ｃ（後述）に押し当てて当接される。なお、この高圧吐出油の圧力によりベーン２４を内周面３０Ｃに当接させる機構については後に詳しく説明する。
そして、ロータ２２の回転にともない、ベーン２４はベーン溝２３内で径方向に摺動し、ベーン溝２３外に押し出される向き、あるいはベーン溝２３内に押し込まれる向きで移動することを繰り返す。このとき、ロータ２２の１回転において、ベーン２４が吐出領域（後述）から吸込領域（後述）に向かう間の回転角度にあるとき、ベーン２４はベーン溝２３内に最も深く押し込まれる。また、ベーン２４が吸込領域から吐出領域に向かう間の回転角度にあるとき、ベーン２４はベーン溝２３外に最も大きく押し出される。

カムリング３０は、図４に示すように、筒形状であり、楕円に近似するカム曲線によりカム面を形成する内周面３０Ｃと、円形の外周面３０Ｓとを有する。このカムリング３０は、外周面３０Ｓがハウジング１１に形成される吸込通路４２に対峙する位置に設けられる。
またカムリング３０は、筒状の内部、すなわち内周面３０Ｃに囲まれる領域にロータ２２およびベーン２４を収容する。そして、内周面３０Ｃとロータ２２との間には油室Ｙが形成される。ここで、カムリング３０の内周面３０Ｃは上述のように楕円に近似する面である一方で、ロータ２２は概形が円形状をしている。そのため、油室Ｙは、内周面３０Ｃとロータ２２の外周面との径方向の間隔が広い領域および狭い領域を有する。

ここで、上述のようにカムリング３０、ロータ２２およびベーン２４は、軸方向の両端側にてインナサイドプレート３１およびアウタサイドプレート３２によって挟み込まれる。このことにより、インナサイドプレート３１、アウタサイドプレート３２、カムリング３０の内周面３０Ｃ、ロータ２２の外周面、および隣り合う２枚のベーン２４によってそれぞれのポンプ室４０が形成される。
なお、カムリング３０の構成・機能については後に詳しく説明する。

（インナサイドプレート３１について）
図５は、本実施形態のインナサイドプレート３１の全体図である。なお、図５は、図２に示す矢印Ｖからみたインナサイドプレート３１を示す。
サイドプレートの一例であるインナサイドプレート３１は、図５に示すように、概形が円板形状を有した部材であって、中心部に回転軸２１（図４参照）が貫通される軸孔３１Ａを備えている。そして、インナサイドプレート３１は、外周部に吸込ポート４１と高圧油供給ポート５５とを備える。さらに、インナサイドプレート３１は、吸込ポート４１および高圧油供給ポート５５よりも径方向内側であって軸孔３１Ａの周囲に高圧油導入ポート５６Ａおよび溝５６Ｂを有している。
そして、インナサイドプレート３１は、ハウジング１１の収容部１１Ａ内に設けられるとともに、カムリング３０の軸方向における一方の側部と対向するように取り付けられる（図２および図３参照）。

供給部の一例である吸込ポート４１は、インナサイドプレート３１の外周部において軸方向に凹んだ凹部として形成される。そして、吸込ポート４１は、本実施形態では直径方向に対向する２位置に配置される一対の第１吸込ポート４１Ａと第２吸込ポート４１Ｂとを備えて構成される。そして、第１吸込ポート４１Ａおよび第２吸込ポート４１Ｂには、ハウジング１１に設けた吸込通路４２（図４参照）を介して、吸込口４３（図４参照）が連通せしめられる。そして、第１吸込ポート４１Ａおよび第２吸込ポート４１Ｂは、ロータ２２が回転した際にポンプ室４０（図４参照）へ供給される作動油の経路を形成する。

ここで、第１吸込ポート４１Ａおよび第２吸込ポート４１Ｂは、インナサイドプレート３１の外周面が径方向内側に凹んだ部分として捉えることができる。
そして、第１吸込ポート４１Ａの径方向内側の端部である内側端部４１Ｃは、円弧状に形成される。具体的には、内側端部４１Ｃは、インナサイドプレート３１の外周円の中心位置Ｃ１（ロータ２２の回転中心に相当）から第１吸込ポート４１Ａ側にずれた位置である中心位置Ｃ２を中心とし、インナサイドプレート３１の外周円よりも小さい半径である円弧を含む形状である。
また、第２吸込ポート４１Ｂの回転軸２１の径方向内側に位置する端部である内側端部４１Ｄは、円弧状に形成される。具体的には、内側端部４１Ｄは、インナサイドプレート３１の中心位置Ｃ１から第２吸込ポート４１Ｂ側にずれた位置である中心位置Ｃ３を中心とし、インナサイドプレート３１の外周円よりも小さい半径である円弧を含む形状である。
なお、内側端部４１Ｃおよび内側端部４１Ｄの形状は、楕円形状の一部として捉えることができる。

さらに説明をすると、インナサイドプレート３１がカムリング３０に取り付けられた状態において、供給部の外周の一例である第１吸込ポート４１Ａの内側端部４１Ｃおよび第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄは、それぞれカムリング３０の内周面３０Ｃに沿う部分を含む形状である。すなわち、第１吸込ポート４１Ａの内側端部４１Ｃおよび第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄは、それぞれカムリング３０の内周面３０Ｃのオフセット類似形状である。この第１吸込ポート４１Ａの内側端部４１Ｃあるいは第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄと、カムリング３０の内周面３０Ｃとの関係については、後に詳しく説明する。

高圧油供給ポート５５は、アウタサイドプレート３２に設けた吐出ポート５１（後述）を高圧力室５４に連通する。そして、高圧油供給ポート５５は、ロータ２２が回転した際にアウタサイドプレート３２の吐出ポート５１から吐出される作動油を高圧力室５４へと供給する通路を構成する。

高圧油導入ポート５６Ａは、インナサイドプレート３１に貫通形成され、かつ中心位置Ｃ１を中心とした円弧状の溝である。本実施形態では、高圧油導入ポート５６Ａは、インナサイドプレート３１の同一直径上で軸孔３１Ａまわりにて相対する２位置に設けられている。そして、高圧油導入ポート５６Ａは、高圧力室５４の高圧吐出油をベーン溝２３（図４参照）の底部空間２３Ａ（図４参照）に導く。なお、高圧油導入ポート５６Ａは、ロータ２２がいかなる回転位置にあっても、ベーン溝２３の底部空間２３Ａに連通するように設定される。

溝５６Ｂは、インナサイドプレート３１に形成される円弧状の溝である。本実施形態では、インナサイドプレート３１に形成される２本の高圧油導入ポート５６Ａに挟まれる２位置に設けられる。そして、溝５６Ｂは、ロータ２２の周方向で一部のベーン溝２３（図４参照）の底部空間２３Ａ（図４参照）に連通する。なお、溝５６Ｂは、ロータ２２がいかなる回転位置にあっても、ベーン溝２３の底部空間２３Ａに連通するように設定される。

（アウタサイドプレート３２について）
図６は、本実施形態のアウタサイドプレート３２の全体図である。なお、図６は、図２に示す矢印ＶＩからみたアウタサイドプレート３２を示す。
他のサイドプレートの一例であるアウタサイドプレート３２は、図６に示すように、概形が円板形状をした部材であって、中心部に回転軸２１（図４参照）が貫通される軸孔３２Ａを備えている。そして、アウタサイドプレート３２は、外周部に吸込ポート４４と吐出ポート５１とを備える。また、アウタサイドプレート３２は、軸孔３２Ａの周囲に背圧溝５７を有する。さらに、アウタサイドプレート３２は、吐出ポート５１に連通する溝部Ｔを備えている。
そして、アウタサイドプレート３２は、ハウジング１１の収容部１１Ａ内に設けられるとともに、カムリング３０の軸方向におけるインナサイドプレート３１とは逆側の側部と対向するように取り付けられる（図２および図３参照）。

他の供給部の一例である吸込ポート４４は、アウタサイドプレート３２の外周部において径方向内側に凹んだ開口部として形成される。そして、吸込ポート４４は、本実施形態では直径方向に対向する２位置に配置される一対の第１吸込ポート４４Ａと第２吸込ポート４４Ｂとを備えて構成される。そして、第１吸込ポート４４Ａおよび第２吸込ポート４４Ｂには、ハウジング１１に設けた吸込通路４２（図４参照）を介して、吸込口４３（図４参照）が連通せしめられる。そして、第１吸込ポート４４Ａおよび第２吸込ポート４４Ｂは、ロータ２２が回転した際にポンプ室４０（図４参照）への作動油の経路を形成する。

ここで、第１吸込ポート４４Ａの回転軸２１の径方向内側の端部である内側端部４４Ｃは、円弧状に形成される。具体的には、内側端部４４Ｃは、アウタサイドプレート３２の外周円の中心位置Ｃ４（ロータ２２の回転中心に相当）から第１吸込ポート４４Ａ側にずれた位置である中心位置Ｃ５を中心とし、アウタサイドプレート３２の外周円よりも小さい半径である円弧を含む形状である。
また、第２吸込ポート４４Ｂの回転軸２１の径方向内側の端部である内側端部４４Ｄは、円弧状に形成される。具体的には、内側端部４４Ｄは、アウタサイドプレート３２の中心位置Ｃ４から第２吸込ポート４４Ｂ側にずれた位置である中心位置Ｃ６を中心とし、アウタサイドプレート３２の外周円よりも小さい半径である円弧を含む形状である。

さらに説明をすると、アウタサイドプレート３２がカムリング３０に取り付けられた状態において、他の供給部の外周の一例である第１吸込ポート４４Ａの内側端部４４Ｃおよび第２吸込ポート４４Ｂの内側端部４４Ｄは、それぞれカムリング３０の内周面３０Ｃに沿う部分を含む形状である。すなわち、第１吸込ポート４４Ａの内側端部４４Ｃおよび第２吸込ポート４４Ｂの内側端部４４Ｄは、それぞれカムリング３０の内周面３０Ｃのオフセット類似形状である。この第１吸込ポート４４Ａの内側端部４４Ｃあるいは第２吸込ポート４４Ｂの内側端部４４Ｄと、カムリング３０の内周面３０Ｃとの関係については、後に詳しく説明する。

吐出ポート５１は、アウタサイドプレート３２を貫通して形成される開口によって構成される。本実施形態では、吐出ポート５１は、第１吐出ポート５１Ａと第２吐出ポート５１Ｂとを備えて構成される。これら、第１吐出ポート５１Ａと第２吐出ポート５１Ｂとは、カバープレート１２に設けた吐出通路５２（図４参照）を介して、ベーンポンプ１の吐出口５３（図４参照）が連通せしめられている。そして、ロータ２２が回転した際に、ポンプ室４０（図４参照）からの作動油の吐出経路を形成する。

背圧溝５７は、図６に示すように、環形状を有する溝である。背圧溝５７は、ロータ２２がいかなる回転位置にあっても、ベーン溝２３の底部空間２３Ａに連通するように設けられている。そして、背圧溝５７は、ロータ２２の全部のベーン溝２３の底部空間２３Ａ（図４参照）に連通する。さらに、背圧溝５７は、インナサイドプレート３１（図３参照）の高圧油導入ポート５６Ａを介して高圧力室５４にも連通する。

溝部Ｔは、図６に示すように、アウタサイドプレート３２に形成された吐出ポート５１に連通する溝である。そして、溝部Ｔは、ロータ２２の回転方向において、各吐出ポート５１（第１吐出ポート５１Ａ，第２吐出ポート５１Ｂ）よりも手前側（上流側）に位置する。
本実施形態が適用されるベーンポンプ１では、アウタサイドプレート３２に溝部Ｔを設けることにより、吐出ポート５１に対してポンプ室４０（図４参照）が移動するときに、吐出ポート５１への到達に先んじて溝部Ｔに達するようにしている。そして、溝部Ｔを備えていない場合と比較して、ポンプ室４０と吐出ポート５１との連通開始点がより早くなるように構成している。これにより、本実施形態のベーンポンプ１は、ポンプ室４０と吐出ポート５１との連通時間が、溝部Ｔを備えない構成よりも長くなるようにしている。その結果、本実施形態のベーンポンプ１では、ポンプ室４０内のサージ圧が緩和され異音の発生が低減される。

（カムリング３０について）
図７は、本実施形態のカムリング３０を詳細に説明するための図である。
なお、図７（ａ）はカムリング３０の側面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示すカムリング３０のVIIｂ−VIIｂ線の断面図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）に示すカムリング３０のVIIｃ−VIIｃ線の断面図である。
図７（ａ）に示すカムリング３０は、上述のように楕円に近似するカム曲線によりカム面を形成する内周面３０Ｃと、円形の外周面３０Ｓとを有する筒形状をしている。また、カムリング３０は、ロータ２２の軸方向における一方の側部にて環形状を有する一端側部３０Ａと、他方の側部にて環形状を有する他端側部３０Ｂ（図７（ｂ）参照）とを有する。さらに、カムリング３０は、位置決めピン３３Ａおよび位置決めピン３３Ｂ（図４参照）をそれぞれ通すピン孔３０Ｈを備えている。

（一端側部３０Ａについて）
図７（ａ）に示すように、一端側部３０Ａには、外周面３０Ｓから内周面３０Ｃ内のポンプ室４０（図４参照）への作動油の吸い込み経路を構成する一端側吸込ポート６０と、ポンプ室４０からの作動油の吐き出し経路を構成する一端側吐出ポート７０とが形成される。
一端側吸込ポート６０は、本実施形態では、第１吸込ポート６１と第２吸込ポート６２とを備えて構成される。また、一端側吐出ポート７０は、本実施形態では、一対の第１吐出ポート７１と第２吐出ポート７２とを備えて構成される。
そして、第１吸込ポート６１と第１吐出ポート７１とが組みとなり、第２吸込ポート６２と第２吐出ポート７２とが組みとなって、それぞれポンプ室４０への作動油の吸い込みおよびポンプ室４０からの作動油の吐き出しの一連の作用を実現する。

なお、以下の説明において、第１吸込ポート６１および第２吸込ポート６２を区別しない場合には「一端側吸込ポート６０」と総称する。また、第１吐出ポート７１および第２吐出ポート７２を区別しない場合には「一端側吐出ポート７０」と総称する。

（他端側部３０Ｂについて）
図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、他端側部３０Ｂには、ポンプ室４０（図４参照）への作動油の吸い込み経路を構成する他端側吸込ポート８０と、ポンプ室４０からの作動油の吐き出し経路を構成する他端側吐出ポート９０とが形成される。
他端側吸込ポート８０は、本実施形態では、第１吸込ポート８１と第２吸込ポート８２とを備えて構成される。また、他端側吐出ポート９０は、本実施形態では、一対の第１吐出ポート９１と第２吐出ポート９２とを備えて構成される。
そして、第１吸込ポート８１と第１吐出ポート９１とが組みとなり、第２吸込ポート８２と第２吐出ポート９２とが組みとなって、それぞれポンプ室４０への作動油の吸い込みおよびポンプ室４０からの作動油の吐き出しの一連の作用を実現する。

なお、以下の説明において、第１吸込ポート８１および第２吸込ポート８２を区別しない場合には「他端側吸込ポート８０」と総称する。また、第１吐出ポート９１および第２吐出ポート９２を区別しない場合には「他端側吐出ポート９０」と総称する。

そして、他端側吸込ポート８０は、一端側部３０Ａに形成される一端側吸込ポート６０と表裏の位置にて他端側部３０Ｂに配置される。具体的には、図７（ｃ）に示すように、第１吸込ポート８１と第１吸込ポート６１とが表裏に配置される。また、図７（ｂ）に示すように、第２吸込ポート８２と第２吸込ポート６２とが表裏に配置される。

付言すると、カムリング３０が、インナサイドプレート３１およびアウタサイドプレート３２によって挟み込まれた状態においては、第１吸込ポート８１と第１吸込ポート４４Ａとが対峙し、第１吸込ポート６１と第２吸込ポート４１Ｂとが対峙する。したがって、第１吸込ポート４４Ａ、第１吸込ポート８１、第１吸込ポート６１、および第２吸込ポート４１Ｂが周方向において重複した位置関係となる。
同様に、第２吸込ポート８２と第２吸込ポート４４Ｂとが対峙し、第２吸込ポート６２と第１吸込ポート４１Ａとが対峙する。したがって、第２吸込ポート４４Ｂ、第２吸込ポート８２、第２吸込ポート６２、および第１吸込ポート４１Ａが周方向において重複した位置関係となる。

さて、他端側吐出ポート９０は、一端側部３０Ａに形成される一端側吐出ポート７０と表裏の位置にて他端側部３０Ｂに配置される。具体的には、図７（ｃ）に示すように、第１吐出ポート９１と第１吐出ポート７１とが表裏に配置される。また、図７（ｂ）に示すように、第２吐出ポート９２と第２吐出ポート７２とが表裏に配置される。

なお、一端側吸込ポート６０および他端側吸込ポート８０、一端側吐出ポート７０および他端側吐出ポート９０は、それぞれ形成される面が他端側部３０Ｂと一端側部３０Ａとで異なるものの、同様の形状を有している。従って、以下の説明では、一端側吸込ポート６０および一端側吐出ポート７０を代表例として説明し、他端側吸込ポート８０および他端側吐出ポート９０の説明は省略することがある。

（一端側吸込ポート６０の構成・機能）
一端側吸込ポート６０（第１吸込ポート６１および第２吸込ポート６２）は、内周面３０Ｃから外周面３０Ｓまで径方向に開放して設けられる溝として形成される。そして、一端側吸込ポート６０は、底面部６０１と傾斜部６０２とを備えて構成される。
底面部６０１は、一端側部３０Ａにおける他の面（以下、主面と呼ぶ）と比較して厚み方向に窪んだ平面である。底面部６０１の周方向の幅は、内周面３０Ｃから外周面３０Ｓにかけて広がるように形成される。
傾斜部６０２は、一端側部３０Ａにおける主面から底面部６０１に向けて傾斜した面であり、内周面３０Ｃから外周面３０Ｓに向けて延びて設けられる。また、傾斜部６０２は、周方向において対向するように２つ配置される。そして、対向する傾斜部６０２同士の間隔は、内周面３０Ｃから外周面３０Ｓにかけて広がるように形成される。

さらに、第１吸込ポート６１および第２吸込ポート６２は、カムリング３０の中心位置Ｃ７（ロータ２２の回転中心に相当）を通る直径方向において互いに対向した位置に設けられる。すなわち、第１吸込ポート６１および第２吸込ポート６２は、カムリング３０の中心位置Ｃ７を通る直線上に一対に配置される。
本実施形態では、第１吸込ポート６１および第２吸込ポート６２を直径方向に一対に配置することで、例えばロータ２２の回転軸２１にかかる偏心荷重を低減させることが可能になる。

そして、図７（ａ）に示すように、第１吸込ポート６１および第２吸込ポート６２におけるロータ２２（図４参照）の回転方向（図中Ｄ方向）の上流側の端部には、それぞれ吸込開始位置６０ｓが形成される。また、第１吸込ポート６１および第２吸込ポート６２におけるロータ２２の回転方向の下流側の端部には、それぞれ吸込終了位置６０ｅが形成される。
第１吸込ポート６１および第２吸込ポート６２においては、隣り合うベーン２４（図４参照）により形成されるポンプ室４０（図４参照）が移動し、吸込開始位置６０ｓにポンプ室４０を形成するベーン２４が到達することでポンプ室４０への作動油の吸い込みが開始され、吸込終了位置６０ｅをポンプ室４０が通過することで作動油の吸い込みが終了する。

（一端側吐出ポート７０の構成・機能）
一端側吐出ポート７０は、図７（ａ）に示すように、内周面３０Ｃ側のみに開放して設けられる溝として形成される。一端側吐出ポート７０は、底面部７０１と、傾斜部７０２と、貫通孔７０３とを備えて構成される。
底面部７０１は、一端側部３０Ａの主面と比較して厚み方向に窪んだ平面である。
傾斜部７０２は、一端側部３０Ａの主面から底面部７０１に向けて傾斜した面であり、内周面３０Ｃから外周面３０Ｓに向けて延びて設けられる。また、傾斜部７０２は、周方向において対向するように２つ配置される。
貫通孔７０３は、底面部７０１に形成され、他端側吐出ポート９０との間を貫通する。そして、カムリング３０の一端側部３０Ａと他端側部３０Ｂとの間において吐出油を連通可能にする。

そして、図７（ａ）に示すように、第１吐出ポート７１および第２吐出ポート７２において、ロータ２２（図４参照）の回転方向（図中Ｄ方向）の上流側の第１吐出ポート７１および第２吐出ポート７２のそれぞれの端部に吐出開始位置７０ｓが形成される。また、第１吐出ポート７１および第２吐出ポート７２においてロータ２２の回転方向の下流側の端部に吐出終了位置７０ｅがそれぞれ形成される。
第１吐出ポート７１および第２吐出ポート７２においては、隣り合うベーン２４（図４参照）により形成されるポンプ室４０（図４参照）が移動し、吐出開始位置７０ｓにポンプ室４０を形成するベーン２４が到達することでポンプ室４０からの作動油の吐き出しが開始され、吐出終了位置７０ｅをポンプ室４０が通過すると作動油の吐き出しが終了する。

そして、以上のように構成される一端側吸込ポート６０のうち第２吸込ポート６２は、吸込通路４２において第２吸込ポート６２へと延びる流路部分に沿って設けられる。すなわち、本実施形態では、吸込通路４２から第２吸込ポート６２へと延びる流路部分と第２吸込ポート６２とは、互いに作動油の主流方向が一致するように配置され、両者の角度が合うように配置される。このように、本実施形態では、吸込通路４２を流れる作動油が真っ直ぐに第２吸込ポート６２へと流れ込むようにしている。これによって、本実施形態では、第２吸込ポート６２へと作動油を効率良く流入させている。

（ベーンポンプ１の動作）
以上のように構成されるベーンポンプ１は、図４に示すように、例えば不図示の内燃機関による駆動を受けて回転軸２１が回転することで、ロータ２２が回転する。このロータ２２の回転にともない、複数のベーン２４の先端がカムリング３０の内周の内周面３０Ｃに押当てられながら回転する状態になる。

ここで、ベーンポンプ１では、吸込口４３から供給された作動油が吸込通路４２を介しカムリング３０の一端側吸込ポート６０および他端側吸込ポート８０に流れ込んだ状態になっている。そして、ロータ２２の回転方向の上流側の吸込領域で、ロータ２２の回転とともに拡張されるポンプ室４０にインナサイドプレート３１の吸込ポート４１およびアウタサイドプレート３２の吸込ポート４４からの作動油が吸い込まれる。なお、吸込領域とは、周方向においてインナサイドプレート３１の吸込ポート４１およびアウタサイドプレート３２の吸込ポート４４が設けられている領域をいう。
一方で、ロータ２２の回転方向の下流側の吐出領域では、ロータ２２の回転に伴って圧縮されるポンプ室４０からの作動油が吐出ポート５１に対して吐出される。吐出ポート５１へと吐出された高圧吐出油は、吐出通路５２を通って吐出口５３から吐出される。なお、吐出領域とは、周方向においてアウタサイドプレート３２の吐出ポート５１が設けられている領域をいう。
以上のようにして、本実施形態が適用されるベーンポンプ１では、吸込口４３にて吸い込まれた作動油が吐出口５３から吐出されるというポンプ作用が発揮される。

続いて、本実施形態のベーンポンプ１におけるベーン２４の内周面３０Ｃの当接作用について説明する。
図３に示すように、ロータ２２の回転により吐出ポート５１から吐出された高圧吐出油は、ロータ２２の一部のベーン溝２３の底部空間２３Ａおよび高圧油供給ポート５５を通って高圧力室５４に供給される。さらに、高圧力室５４に満たされた高圧吐出油は、インナサイドプレート３１の高圧油導入ポート５６Ａおよびロータ２２の一部のベーン溝２３の底部空間２３Ａを介して、アウタサイドプレート３２の環状の背圧溝５７に供給される。

なお、インナサイドプレート３１の高圧油導入ポート５６Ａに連通していないベーン溝２３の底部空間２３Ａに導入された高圧吐出油は、インナサイドプレート３１の溝５６Ｂに押込み充填される。
そして、環状の背圧溝５７に供給された高圧吐出油は、背圧溝５７が連通しているロータ２２の全部のベーン溝２３の底部空間２３Ａに同時に導入される状態となり、このベーン溝２３の底部空間２３Ａに導入された高圧吐出油の圧力によって、ベーン２４の先端がカムリング３０の内周の内周面３０Ｃに押し当てられる。

（吸込ポート４１周辺のベーン２４の動作）
図８は、本実施形態の吸込ポート４１周辺のベーン２４の動作を説明するための図である。
なお、上述のようにインナサイドプレート３１の吸込ポート４１における第１吸込ポート４１Ａおよび第２吸込ポート４１Ｂは、同様の形状をしている。以下の説明では、第２吸込ポート４１Ｂ周辺のベーン２４の動作を代表例として説明し、第１吸込ポート４１Ａ周辺のベーン２４の動作についての説明は省略する。

図８に示すように、第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄは、カムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状である。したがって、吸込領域における第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄとカムリング３０の内周面３０Ｃとの距離（径方向の長さ）が一定となる。すなわち、内側端部４１Ｄとカムリング３０の内周面３０Ｃとの間で、径方向の幅が一定の開口が形成されている状態となる。このことにより、ロータ２２の回転にともない回転するベーン２４が吸込領域を通過する際に、ベーン２４がインナサイドプレート３１（内側端部４１Ｄ）から径方向外側に突出する部分の長さ（長さＬ１参照）が一定となる時期がある。このことにより、ベーン２４が、ロータ２２の回転軸２１に対して傾斜することが抑制される（詳細は後述）。

ここで、図示の例の第２吸込ポート４１Ｂは、ベーン２４がインナサイドプレート３１から径方向外側に突出する部分の長さが一定となる領域が形成される形状として捉えることができる。
また、図示の例の第２吸込ポート４１Ｂは、内側端部４１Ｄにおけるロータ２２（図４参照）の回転方向（図中Ｄ方向）の上流側の部分が、カムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状として捉えることができる。
さらに、図示の例の第２吸込ポート４１Ｂは、内側端部４１Ｄにおいて、カムリング３０の第１吸込ポート６１と対峙する部分が、カムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状として捉えることができる。より詳細には、第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄにおいて、周方向にて第１吸込ポート６１の底面部６０１が形成されている領域と重複する部分が、カムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状として捉えることができる。

（吸込ポート４４周辺のベーン２４の動作）
図９は、本実施形態の吸込ポート４４周辺のベーン２４の動作を説明するための図である。
なお、上述のようにアウタサイドプレート３２の吸込ポート４４における第１吸込ポート４４Ａおよび第２吸込ポート４４Ｂは、同様の形状をしている。以下の説明では、第１吸込ポート４４Ａ周辺のベーン２４の動作を代表例として説明し、第２吸込ポート４４Ｂ周辺のベーン２４の動作の説明は省略する。

図９に示すように、第１吸込ポート４４Ａの内側端部４４Ｃは、カムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状である。したがって、吸込領域における第１吸込ポート４４Ａの内側端部４４Ｃとカムリング３０の内周面３０Ｃとの距離（径方向の長さ）が一定となる。すなわち、内側端部４４Ｃとカムリング３０の内周面３０Ｃとの間で、径方向の幅が一定の開口が形成されている状態となる。このことにより、ロータ２２の回転にともない回転するベーン２４が吸込領域を通過する際に、ベーン２４がアウタサイドプレート３２（内側端部４４Ｃ）から径方向外側に突出する部分の長さ（長さＬ３参照）が一定となる時期がある。このことにより、ベーン２４が、ロータ２２の回転軸２１に対して傾斜することが抑制される（詳細は後述）。

ここで、図示の例の第１吸込ポート４４Ａは、ベーン２４がアウタサイドプレート３２から径方向外側に突出する部分の長さが一定となる領域が形成される形状として捉えることができる。
また、図示の例の第１吸込ポート４４Ａは、内側端部４４Ｃにおけるロータ２２（図４参照）の回転方向（図中Ｄ方向）の上流側の部分が、カムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状として捉えることができる。
さらに、図示の例の第１吸込ポート４４Ａは、内側端部４４Ｃにおいて、カムリング３０の第１吸込ポート８１と対峙する部分が、カムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状として捉えることができる。より詳細には、第１吸込ポート４４Ａの内側端部４４Ｃにおいて、周方向にて第１吸込ポート８１の底面部８０１が形成されている領域と重複する部分が、カムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状として捉えることができる。

（ベーン２４の傾き）
図１０は、本実施形態のベーン２４の傾きを説明するための図である。より詳細には、図１０は、図３に示す円内の領域を示す。
さて、ベーンポンプ１における作動油の吸入効率を上げようとした場合、第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄあるいは第１吸込ポート４４Ａの内側端部４４Ｃをロータ２２の回転軸２１側により近づけ、作動油を吸入する吸入面積が大きくする構成が考えられる。しかしながら、単にロータ２２の回転軸２１側に近づけると、ベーンポンプ１の耐久性が劣化することがある。なお、ここでの吸入効率とは、単に時間当たりに吸込ポート４１を通過する作動油の量（体積）をいう。

図１０を参照しながら具体的に説明をすると、内側端部４１Ｄおよび内側端部４４Ｃをロータ２２の回転軸２１（図４参照）、すなわち図１０中下側へ移動させるほど、作動油を吸入するための吸入面積が大きくなるため、吸入効率は増加する。しかしながら、内側端部４１Ｄおよび内側端部４４Ｃを図中下側へ移動させると、ベーン２４がインナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２から径方向外側（図中上側）に突出する部分の長さ（図８の長さＬ１および図９の長さＬ３参照）が長くなる。そして、この突出する部分の長さが長くなるほど、ベーン２４がインナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２によって支持される領域の長さ（図８の長さＬ２および図９の長さＬ４参照）が小さくなることから、ベーン２４がロータ２２の回転軸２１に対して傾きやすくなる。

このことにより、例えば内側端部４１Ｄおよび内側端部４４Ｃの径方向の位置が外側に位置する場合（図中破線で示す内側端部４１０Ｄおよび内側端部４４０Ｃ参照）よりも、板状部材であるベーン２４の角がインナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２に突き当たりやすくなる。そして、例えばインナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２が損傷（焼き付き等）することや、異音が生じることがある。あるいは、インナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２が摩耗しやすくなり、ベーンポンプ１の耐久性が劣化することがある。

そこで、本実施形態においては、ベーン２４が、径方向の長さにおいてインナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２から半分以上が突出しないように内側端部４１Ｄおよび内側端部４４Ｃの位置が定められている。言い換えると、図８における長さＬ１が長さＬ２よりも小さい、あるいは、図９における長さＬ３が長さＬ４よりも小さい。より好ましくは、ベーン２４が、径方向の長さにおいてインナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２から径方向長さの４割以上が突出しないように内側端部４１Ｄおよび内側端部４４Ｃの位置が定められている。

さて、上述のように本実施形態においては、ロータ２２の回転にともないベーン２４が吸込領域を通過する際に、ベーン２４がインナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２から径方向外側に突出する長さが一定となる。すなわち、ベーン２４と、インナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２との相対的な位置が一定となる。このことにより、吸込領域を通過し作動油を吸い込むことにともない、姿勢が不安定となりやすいベーン２４が、インナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２との相対的な位置がずれることにともない、インナサイドプレート３１あるいはアウタサイドプレート３２から外力を受け、傾斜することが抑制される。

（他の実施形態）
図１１は、他の実施形態のインナサイドプレート３１０の全体図である。
なお、以下の説明においては、上述の図５に示すインナサイドプレート３１と同一の部分には同一の符号をつけ、その詳細な説明は省略する。
上記の説明においては、高圧油導入ポート５６Ａは、インナサイドプレート３１に貫通形成される中心位置Ｃ１を中心とした円弧状の溝として説明した。
一方で、図１１に示す高圧油導入ポート（貫通孔）５６０Ａは、回転軸２１の径方向外側に位置する端部である径方向外側端部５６０Ｂが、第１吸込ポート４１Ａの内側端部４１Ｃ（第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄ）に沿う形状である。付言すると、高圧油導入ポート５６０Ａの径方向外側端部５６０Ｂは、カムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状である。このことにより、径方向外側端部５６０Ｂと、第１吸込ポート４１Ａの内側端部４１Ｃ（第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄ）との距離（径方向の長さ、図中矢印参照）が一定となる。

ここで、高圧吐出油が導入される高圧油導入ポート５６０Ａの内部の作動油の圧力は、第１吸込ポート４１Ａ内の作動油の圧力よりも高くなる。したがって、径方向外側端部５６０Ｂと、第１吸込ポート４１Ａの内側端部４１Ｃ（第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄ）との距離が小さくなると、高圧油導入ポート５６０Ａから第１吸込ポート４１Ａに向けて作動油が流れる（漏れる）場合がある。
この実施形態においては、高圧油導入ポート５６０Ａの径方向外側端部５６０Ｂを、第１吸込ポート４１Ａの内側端部４１Ｃ（第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄ）に沿う形状とすることにより、この構成を有しない場合と比較して、高圧油導入ポート５６０Ａから第１吸込ポート４１Ａ内への作動油の漏れ（リーク）が抑制される。
付言すると、この実施形態においては、第１吸込ポート４１Ａの内側端部４１Ｃ（第２吸込ポート４１Ｂの内側端部４１Ｄ）との間の領域、すなわち高圧油導入ポート５６０Ａと第１吸込ポート４１Ａとの間で作動油を封止する領域の幅が一定となる。そして、この領域の幅を定めることで作動油の漏れ量を調整することが可能となるため、この実施形態の構成によればインナサイドプレート３１０の設計が容易となる。

（変形例）
さて、上記の説明においては、インナサイドプレート３１の内側端部４１Ｃおよび内側端部４１Ｄと、アウタサイドプレート３２の内側端部４４Ｃおよび内側端部４４Ｄとが、それぞれカムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状であることを説明したが、内側端部４１Ｃ、内側端部４１Ｄ、内側端部４４Ｃおよび内側端部４４Ｄのうち、いずれか１つがカムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状であればよい。

例えば、インナサイドプレート３１の内側端部４１Ｃおよび内側端部４１Ｄがカムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状であり、アウタサイドプレート３２の内側端部４４Ｃおよび内側端部４４Ｄがアウタサイドプレート３２の中心位置Ｃ４を中心とした円弧に沿う形状であってもよい。
また、アウタサイドプレート３２の内側端部４４Ｃおよび内側端部４４Ｄがカムリング３０の内周面３０Ｃに沿う形状であり、インナサイドプレート３１の内側端部４１Ｃおよび内側端部４１Ｄがインナサイドプレート３１の中心位置Ｃ１を中心とした円弧に沿う形状であってもよい。

さて、上記の説明においては、アウタサイドプレート３２に溝部Ｔが設けられることを説明したが、インナサイドプレート３１に溝部Ｔが設けられる構成であってもよいし、インナサイドプレート３１およびアウタサイドプレート３２それぞれに溝部Ｔが設けられる構成であってもよい。

１…ベーンポンプ、２１…回転軸、２２…ロータ、２４…ベーン、３０…カムリング、３０Ｃ…内周面、３１…インナサイドプレート、３２…アウタサイドプレート、４０…ポンプ室、４１…吸込ポート、４１Ｃ，４１Ｄ…内側端部、４４…吸込ポート、４４Ｃ，４４Ｄ…内側端部

Claims (3)

1. 回転軸に結合されて回転するロータと、
   前記ロータの外周部で放射方向に複数設けられたベーン溝に、摺動可能に保持される複数のベーンと、
   前記ロータおよび前記複数のベーンを囲むように配置されるカムリングと、
   前記カムリングを覆い、外周が前記回転軸の径方向内側に凹み当該カムリングとの間において当該カムリング内に作動流体を供給する供給部を有し、かつ当該供給部よりも当該回転軸の径方向内側に設けられ、前記複数のベーンを前記ロータから突出させる向きに押圧する作動流体を前記ベーン溝内に供給する貫通孔を有するサイドプレートとを備え、
   前記供給部の外周は、前記カムリングの内周に沿うとともに、前記ロータの回転方向に沿って進むに従って前記貫通孔からの距離が増加する形状である
   ことを特徴とするベーンポンプ。
2. 前記カムリングを挟んで前記サイドプレートとは反対側に配置され当該カムリングを覆うとともに、外周が前記回転軸の径方向内側に凹み当該カムリングとの間において当該カムリング内に作動流体を供給する他の供給部を有する他のサイドプレートを備え、
   前記他の供給部の外周と前記カムリングの内周とが互いに沿う形状であることを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。
3. 回転軸に結合されて回転するロータと、
   前記ロータの外周部で放射方向に複数設けられたベーン溝に、摺動可能に保持される複数のベーンと、
   前記ロータおよび前記複数のベーンを囲むように配置されるカムリングと、
   前記カムリングを覆うとともに、外周が前記回転軸の径方向内側に凹み当該カムリングとの間において当該カムリング内に作動流体を供給する供給部を有するサイドプレートとを備え、
   前記供給部の外周と前記カムリングの内周とが互いに沿う形状であり、
   前記サイドプレートは、前記供給部よりも前記回転軸の径方向内側において、前記複数のベーンを前記ロータから突出させる向きに当該複数のベーンを押圧する作動流体を前記カムリング内に供給する貫通孔を有し、
   前記貫通孔における前記回転軸の径方向外側の形状が、前記カムリングの内周に沿う形状を有する
   ことを特徴とするベーンポンプ。

Images