JP6647862B2 - ベーンポンプ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ベーンポンプ装置に関する。
例えば、特許文献1に記載されたベーンポンプは、吐出圧力が高い高吐出圧力側のメイン吐出ポートと、吐出圧力が低い低吐出圧力側のサブ吐出ポートとを備える。そして、このベーンポンプにおいては、インナサイドプレートは、高圧力室の高圧吐出油をロータの周方向で一部のベーン溝の底部寄り空間に導く円弧状の高圧油導入ポートを、該インナサイドプレートの同一直径上で中心孔まわりにて相対する2位置に設けている。また、アウタサイドプレートは、ロータの他側面に接する面に、ロータの全部のベーン溝の底部寄り空間に連通するとともに、インナサイドプレートの上述の高圧油導入ポートを介して高圧力室に連通する環状の背圧溝が設けられている。そして、インナサイドプレートの高圧油導入ポート、連通溝及びアウタサイドプレートの背圧溝は、ロータが回転進み方向のいかなる回転位置にあっても、ベーン溝の底部寄り空間に連通するように設定されている。これにより、ロータの回転により吐出ポートから吐出された高圧吐出油が、インナサイドプレートの高圧油導入ポート、更には該高圧油導入ポートが連通しているロータの一部のベーン溝の底部寄り空間を介して、アウタサイドプレートの環状の背圧溝に供給される。そして、アウタサイドプレートの環状の背圧溝に供給された高圧吐出油は、該背圧溝が連通しているロータの全部のベーン溝の底部寄り空間に同時に導入され、このベーン溝の底部寄り空間に導入された高圧吐出油の圧力によりベーンの先端をカムリングの内周のカム面に押し当てて当接させる。
特許文献2に記載されたベーンポンプは、メイン領域とサブ領域の両方にて作動流体の吸込吐出を行う全吐出ポジションとメイン領域のみにて作動流体の吸込吐出を行う半吐出ポジションとを切換える切換弁を備えるベーンポンプであって、切換弁は半吐出ポジションにてベーンがロータに引き込まれてカムリングの内周カム面から離間するようにサブ領域のベーンに導かれる圧力を切換える。
特開2013−50067号公報 特開2011−196302号公報
さて、ロータに形成されたベーン溝の底部寄り空間に導入される作動流体が、ロータの回転方向に沿って形成された溝により供給される場合がある。この溝内の作動流体によってベーンに加えられる力が回転方向における位置に応じて変化すると、例えばベーンが傾くなどの不具合が生じるおそれがある。
本発明は、ロータの回転方向に沿う溝内の作動流体によってベーンに加えられる力が、回転方向における位置に応じて変化することを抑制したベーンポンプ装置を提供することを目的とする。
かかる目的のもと、本発明のベーンポンプ装置は、複数枚のベーンと、前記ベーンを回転半径方向に移動可能に支持するように外周面から凹むとともに作動流体を内部に収容する中心側空間を回転中心側に形成するベーン溝を有し、回転軸から回転力を受けて回転するロータと、前記ロータの前記外周面に対向する内周面を有して当該ロータを囲むカムリングと、前記カムリングにおける回転軸方向の一方の端部側にて当該カムリングの開口部を覆う覆い部材と、前記カムリングにおける前記回転軸方向の他方の端部側にて当該カムリングの開口部を覆う他の覆い部材とを備え、前記覆い部材の前記カムリング側の端面には前記中心側空間に作動流体を供給する溝が前記ロータの回転方向に沿って設けられ、前記溝は、内部に作動流体を収容する第1溝部と、当該第1溝部よりも前記回転方向における下流側に位置する第2溝部と、当該第1溝部および当該第2溝部を接続し当該第1溝部および当該第2溝部の間を流れる作動流体の流路を絞る第3溝部とを有し、前記第1溝部および前記第2溝部は、前記回転半径方向の幅が互いに一致し、前記第3溝部は、前記第1溝部よりも前記回転半径方向の幅が狭く、前記他の覆い部材の前記カムリング側の端面には、前記溝と対峙する位置にて前記中心側空間に作動流体を供給する他の溝および貫通孔が前記ロータの前記回転方向に沿って設けられ、前記貫通孔は、前記第1溝部と対峙する位置に設けられるとともに、当該第1溝部と前記回転半径方向の幅が一致することを特徴とする。
また、他の観点から捉えると、本発明のベーンポンプ装置は、複数枚のベーンと、前記ベーンを回転半径方向に移動可能に支持するように外周面から凹むとともに作動流体を内部に収容する中心側空間を回転中心側に形成するベーン溝を有し、回転軸から回転力を受けて回転するロータと、前記ロータの前記外周面に対向する内周面を有して当該ロータを囲むカムリングと、前記カムリングにおける回転軸方向の一方の端部側にて当該カムリングの開口部を覆う覆い部材と、前記カムリングにおける回転軸方向の他方の端部側にて当該カムリングの開口部を覆う他の覆い部材とを備え、前記覆い部材の前記カムリング側の端面には、前記中心側空間に作動流体を低圧で供給する第1溝と、当該中心側空間に作動流体を高圧で供給する第2溝および第1貫通孔とが、前記ロータの回転方向に沿って設けられ、前記他の覆い部材の前記カムリング側の端面には、前記第1溝と対峙する位置にて前記中心側空間に作動流体を低圧で供給する第3溝および第2貫通孔と、前記第2溝および前記第1貫通孔と対峙する位置にて当該中心側空間に作動流体を高圧で供給する第4溝とが、前記ロータの前記回転方向に沿って設けられ、前記第1溝は、前記第2貫通孔と対峙する位置にて内部に低圧の作動流体を収容する第1溝部と、当該第1溝部よりも前記回転方向における下流側に位置し前記第3溝と対峙する第2溝部と、当該第1溝部および当該第2溝部を接続し当該第1溝部および当該第2溝部の間を流れる作動流体の流路を絞る第3溝部とを有し、前記第1溝部、前記第2溝部および前記第2貫通孔は、前記回転半径方向の幅が互いに一致し、前記第3溝部は、前記第1溝部よりも前記回転半径方向の幅が狭いことを特徴とする。
本発明によれば、ロータの回転方向に沿う溝内の作動流体によってベーンに加えられる力が、回転方向における位置に応じて変化することを抑制したベーンポンプ装置を提供することができる。
実施の形態に係るベーンポンプの外観図である。 ベーンポンプの構成部品の一部をカバー側から見た斜視図である。 ベーンポンプの構成部品の一部をケース側から見た斜視図である。 ベーンポンプの高圧のオイルの流路を示すための断面図である。 ベーンポンプの低圧のオイルの流路を示すための断面図である。 (a)は、ロータ、ベーン及びカムリングを回転軸方向の一方方向に見た図である。(b)は、ロータ、ベーン及びカムリングを回転軸方向の他方方向に見た図である。 カムリングのカムリング内周面における回転角度毎の回転中心からの距離を示す図である。 (a)は、インナサイドプレートを回転軸方向の一方方向に見た図である。(b)は、インナサイドプレートを回転軸方向の他方方向に見た図である。 (a)は、アウタサイドプレートを回転軸方向の他方方向に見た図である。(b)は、アウタサイドプレートを回転軸方向の一方方向に見た図である。 ケースを回転軸方向の一方方向に見た図である。 カバーを回転軸方向の他方方向に見た図である。 高圧オイルの流れを示す図である。 低圧オイルの流れを示す図である。 (a)及び(b)は、インナサイド高圧側凹部とインナサイド低圧側凹部との関係及びインナサイド高圧側貫通孔とインナサイド低圧側凹部との関係を説明するための図である。 インナサイド低圧側吸入上流分離部の回転方向の大きさについて説明する図である。 (a)及び(b)は、アウタサイド高圧側凹部とアウタサイド低圧側貫通孔との関係及びアウタサイド低圧側凹部とアウタサイド高圧側凹部との関係を説明するための図である。 (a)及び(b)は、インナサイド低圧側吸入上流分離部の回転方向の大きさの上限値について説明するための図である。 インナサイド低圧側吸入上流分離部と、高圧側吐出ポートと、低圧側吸入ポートとの関係を示す図である。 (a)乃至(d)は、インナサイド低圧側凹部などの回転半径方向における長さを示す図である。 (a)乃至(c)は、インナサイド低圧側凹部の回転軸方向の長さを示す図である。 (a)乃至(d)は、インナサイド低圧側凹部の断面形状を説明する図である。 (a)および(b)は、インナサイド低圧側凹部の変形例を示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本実施の形態に係るベーンポンプ装置1(以下、「ベーンポンプ1」と称す。)の外観図である。
図2は、ベーンポンプ1の構成部品の一部をカバー120側から見た斜視図である。
図3は、ベーンポンプ1の構成部品の一部をケース110側から見た斜視図である。
図4は、ベーンポンプ1の高圧のオイルの流路を示すための断面図である。図4は、図6のIV−IV部の断面図でもある。
図5は、ベーンポンプ1の低圧のオイルの流路を示すための断面図である。図5は、図6のV−V部の断面図でもある。
ベーンポンプ1は、例えば車両のエンジンからの動力により駆動されて、作動流体の一例としてのオイルを、例えば油圧式無段変速機や油圧式パワーステアリングなどの機器に供給するためのポンプである。
また、本実施の形態に係るベーンポンプ1は、1つの吸入口116から吸入したオイルを、異なる2つの圧力に高め、2つの圧力の内、高圧のオイルを高圧側吐出口117から吐出し、低圧のオイルを低圧側吐出口118から吐出する。より具体的には、本実施の形態に係るベーンポンプ1は、吸入口116から吸入されて高圧側吸入ポート2(図4参照)からポンプ室に吸入されたオイルを、ポンプ室にて圧力を高めて高圧側吐出ポート4(図4参照)から吐出して高圧側吐出口117から外部に吐出する。加えて、ベーンポンプ1は、吸入口116から吸入されて低圧側吸入ポート3(図5参照)からポンプ室に吸入されたオイルを、ポンプ室にて圧力を高めて低圧側吐出ポート5(図5参照)から吐出して低圧側吐出口118から外部に吐出する。なお、高圧側吸入ポート2、低圧側吸入ポート3、高圧側吐出ポート4及び低圧側吐出ポート5は、ポンプ室に臨む(面する)部分である。
また、本実施の形態に係るベーンポンプ1は、異なる2つの圧力の内の高圧に高めるオイルを吸入するポンプ室の容積が異なる2つの圧力の内の低圧に高めるオイルを吸入するポンプ室の容積よりも小さい。つまり、高圧側吐出口117は、高圧である小容量のオイルを吐出し、低圧側吐出口118は、低圧である大容量のオイルを吐出する。
ベーンポンプ1は、車両のエンジンまたはモータなどからの駆動力を受けて回転する回転軸10と、回転軸10とともに回転するロータ20と、ロータ20に形成された溝に組み込まれた複数のベーン30と、ロータ20およびベーン30の外周を囲むカムリング40とを備えている。
また、ベーンポンプ1は、カムリング40よりも回転軸10の一方の端部側に配置された一方側部材の一例としてのインナサイドプレート50と、カムリング40よりも回転軸10の他方の端部側に配置された他方側部材の一例としてのアウタサイドプレート60とを備えている。本実施の形態に係るベーンポンプ1においては、ロータ20、10枚のベーン30、カムリング40、インナサイドプレート50及びアウタサイドプレート60にて、ポンプ室に吸入したオイルの圧力を高めて吐出するポンプユニット70を構成する。
また、ベーンポンプ1は、ロータ20、複数のベーン30、カムリング40、インナサイドプレート50およびアウタサイドプレート60を収容するハウジング100を備えている。ハウジング100は、有底筒状のケース110と、ケース110の開口部を覆うカバー120とを有している。
<回転軸10の構成>
回転軸10は、ケース110に設けられた後述のケース側軸受け111と、カバー120に設けられた後述のカバー側軸受け121とによって回転可能に支持される。回転軸10には、外周面にスプライン11が形成されており、スプライン11を介してロータ20と連結されている。本実施の形態においては、回転軸10は、例えば車両のエンジンなどのベーンポンプ1の外部に配置された駆動源により動力を受けることによって回転し、スプライン11を介してロータ20を回転駆動する。
なお、本実施の形態に係るベーンポンプ1では、回転軸10(ロータ20)は、図2で時計回転方向に回転するように構成されている。
<ロータ20の構成>
図6(a)は、ロータ20、ベーン30及びカムリング40を回転軸方向の一方方向に見た図である。図6(b)は、ロータ20、ベーン30及びカムリング40を回転軸方向の他方方向に見た図である。
ロータ20は、概形が円筒状の部材である。ロータ20の内周面には、回転軸10のスプライン11が嵌め込まれるスプライン21が形成されている。ロータ20の外周部には、最外周面22から回転中心方向に凹みベーン30を収容するベーン溝23が、周方向に等間隔に(放射状に)複数(本実施の形態においては10個)形成されている。また、ロータ20の外周部には、最外周面22から回転中心方向に凹んだ凹部24が、隣り合う2つのベーン溝23間に形成されている。
ベーン溝23は、ロータ20の最外周面22及び回転軸10の回転軸方向の両端面にそれぞれ開口する溝である。ベーン溝23は、回転軸方向に見た場合には、図6(a)及び図6(b)に示すように、外周部側が、回転半径方向が長手方向となる長方形であるとともに、回転中心側が、この長方形の短手方向の長さよりも大きな直径の円形状である。つまり、ベーン溝23は、外周部側に直方体状に形成された直方体状溝231と、回転中心側に円柱状に形成された中心側空間の一例としての円柱状溝232とを有している。
<ベーン30の構成>
ベーン30は、直方体状の部材であり、ロータ20のベーン溝23それぞれに1枚ずつ組み込まれている。ベーン30は、回転半径方向の長さがベーン溝23の回転半径方向の長さよりも小さく、幅がベーン溝23の幅よりも小さい。そして、ベーン30は、回転半径方向に移動可能にベーン溝23に保持される。
<カムリング40の構成>
カムリング40は、概形が筒状の部材であり、カムリング外周面41と、カムリング内周面42と、回転軸方向におけるインナサイドプレート50側の端面であるインナサイド端面43と、回転軸方向におけるアウタサイドプレート60側の端面であるアウタサイド端面44とを有している。
カムリング外周面41は、回転軸方向に見た場合に、図6(a)及び図6(b)に示すように回転中心からの距離が全周(ただし一部を除く)に渡って略等しい略円形状である。
図7は、カムリング40のカムリング内周面42における回転角度毎の回転中心からの距離を示す図である。
カムリング40のカムリング内周面42は、回転軸方向に見た場合に、図7に示すように、回転角度毎の回転中心C(図6参照)からの距離(言い換えればベーン30のベーン溝23からの突出量)に2つの凸部が存在するように形成されている。つまり、回転中心Cからの距離が、図6(a)における正の垂直軸を零度とした場合に、反時計回転方向に約20度から約90度にかけて徐々に大きくなるとともに約160度にかけて徐々に小さくなることで1つ目の凸部42aを形成し、約200度から約270度にかけて徐々に大きくなるとともに約340度にかけて徐々に小さくなることで2つ目の凸部42bを形成するように設定されている。本実施の形態に係るカムリング40においては、図7に示すように、1つ目の凸部42aの大きさが、2つ目の凸部42bの大きさよりも大きくなるように回転角度毎の回転中心Cからの距離が設定されている。また、2つ目の凸部42bの裾野が、1つ目の凸部42aの裾野よりもなだらかとなるように回転角度毎の回転中心Cからの距離が設定されている。つまり、2つ目の凸部42bの裾野における回転角度毎の回転中心Cからの距離の変化は、1つ目の凸部42aの裾野における回転角度毎の回転中心Cからの距離の変化よりも小さい。そして、凸部以外の部位は、回転中心Cからの距離が最小値となるように設定されている。最小値は、ロータ20の最外周面22における回転中心Cからの距離よりも若干大きくなるように設定されている。
カムリング40には、図6(a)に示すように、インナサイド端面43から凹んだ複数の凹部であるインナサイド凹部430と、図6(b)に示すように、アウタサイド端面44から凹んだ複数の凹部であるアウタサイド凹部440とが形成されている。
インナサイド凹部430は、図6(a)に示すように、高圧側吸入ポート2を構成する高圧側吸入凹部431と、低圧側吸入ポート3を構成する低圧側吸入凹部432と、高圧側吐出ポート4を構成する高圧側吐出凹部433と、低圧側吐出ポート5を構成する低圧側吐出凹部434とを有している。回転軸方向に見た場合には、高圧側吸入凹部431と低圧側吸入凹部432とは、回転中心Cに対して点対称となるように形成されており、高圧側吐出凹部433と低圧側吐出凹部434とは、回転中心Cに対して点対称となるように形成されている。また、高圧側吸入凹部431及び低圧側吸入凹部432は、回転半径方向にはインナサイド端面43の全域に渡って凹んでおり、周方向には所定角度だけインナサイド端面43から凹んでいる。高圧側吐出凹部433及び低圧側吐出凹部434は、回転半径方向には、カムリング内周面42から、カムリング外周面41に至るまでの所定範囲だけインナサイド端面43から凹んでおり、周方向には所定角度だけインナサイド端面43から凹んでいる。
アウタサイド凹部440は、図6(b)に示すように、高圧側吸入ポート2を構成する高圧側吸入凹部441と、低圧側吸入ポート3を構成する低圧側吸入凹部442と、高圧側吐出ポート4を構成する高圧側吐出凹部443と、低圧側吐出ポート5を構成する低圧側吐出凹部444とを有している。回転軸方向に見た場合には、高圧側吸入凹部441と低圧側吸入凹部442とは、回転中心Cに対して点対称となるように形成されており、高圧側吐出凹部443と低圧側吐出凹部444とは、回転中心Cに対して点対称となるように形成されている。また、高圧側吸入凹部441及び低圧側吸入凹部442は、回転半径方向にはアウタサイド端面44の全域に渡って凹んでおり、周方向には所定角度だけアウタサイド端面44から凹んでいる。高圧側吐出凹部443及び低圧側吐出凹部444は、回転半径方向には、カムリング内周面42から、カムリング外周面41に至るまでの所定範囲だけアウタサイド端面44から凹んでおり、周方向には所定角度だけアウタサイド端面44から凹んでいる。
また、回転軸方向に見た場合には、高圧側吸入凹部431と高圧側吸入凹部441とは、同じ位置に設けられ、低圧側吸入凹部432と低圧側吸入凹部442とは、同じ位置に設けられている。低圧側吸入凹部432及び低圧側吸入凹部442は、図6(a)における正の垂直軸を零度とした場合に、反時計回転方向に約20度から約90度にかけて設けられており、高圧側吸入凹部431及び高圧側吸入凹部441は、約200度から約270度にかけて設けられている。
また、回転軸方向に見た場合には、高圧側吐出凹部433と高圧側吐出凹部443とは、同じ位置に設けられ、低圧側吐出凹部434と低圧側吐出凹部444とは、同じ位置に設けられている。低圧側吐出凹部434及び低圧側吐出凹部444は、図6(a)における正の垂直軸を零度とした場合に、反時計回転方向に約130度から約175度にかけて設けられており、高圧側吐出凹部433及び高圧側吐出凹部443は、約310度から約355度にかけて設けられている。
また、カムリング40には、高圧側吐出凹部433と高圧側吐出凹部443とを連通するように回転軸方向に貫通する孔である高圧側吐出貫通孔45が2つ形成されている。また、カムリング40には、低圧側吐出凹部434と低圧側吐出凹部444とを連通するように回転軸方向に貫通する孔である低圧側吐出貫通孔46が2つ形成されている。
また、カムリング40には、高圧側吸入凹部431と低圧側吐出凹部434との間のインナサイド端面43と、高圧側吸入凹部441と低圧側吐出凹部444との間のアウタサイド端面44とを連通するように回転軸方向に貫通する孔である第1貫通孔47が形成されている。また、カムリング40には、低圧側吸入凹部432と高圧側吐出凹部433との間のインナサイド端面43と、低圧側吸入凹部442と高圧側吐出凹部443との間のアウタサイド端面44とを連通するように回転軸方向に貫通する孔である第2貫通孔48が形成されている。
<インナサイドプレート50の構成>
図8(a)は、インナサイドプレート50を回転軸方向の一方方向に見た図である。図8(b)は、インナサイドプレート50を回転軸方向の他方方向に見た図である。
インナサイドプレート50は、概形が中央部に貫通孔が形成された円板状の部材であり、インナサイド外周面51と、インナサイド内周面52と、回転軸方向におけるカムリング40側の端面であるインナサイドカムリング側端面53と、回転軸方向におけるカムリング40側とは反対側の端面であるインナサイド非カムリング側端面54とを有している。
インナサイド外周面51は、回転軸方向に見た場合には、図8(a)及び図8(b)に示すように円形状であり、回転中心Cからの距離は、カムリング40のカムリング外周面41における回転中心Cからの距離と略同じである。
インナサイド内周面52は、回転軸方向に見た場合には、図8(a)及び図8(b)に示すように円形状であり、回転中心Cからの距離は、ロータ20の内周面に形成されたスプライン21の溝底までの距離と略同じである。
インナサイドプレート50には、インナサイドカムリング側端面53から凹んだ複数の凹部で構成されるインナサイドカムリング側凹部530と、インナサイド非カムリング側端面54から凹んだ複数の凹部で構成されるインナサイド非カムリング側凹部540とが形成されている。
インナサイドカムリング側凹部530は、カムリング40の高圧側吸入凹部431に対向する位置に形成されて高圧側吸入ポート2を構成する高圧側吸入凹部531と、カムリング40の低圧側吸入凹部432に対向する位置に形成されて低圧側吸入ポート3を構成する低圧側吸入凹部532とを有している。高圧側吸入凹部531と低圧側吸入凹部532とは、回転中心Cに対して点対称となるように形成されている。
また、インナサイドカムリング側凹部530は、カムリング40の低圧側吐出凹部434に対向する位置に形成された低圧側吐出凹部533を有している。
また、インナサイドカムリング側凹部530は、周方向には低圧側吸入凹部532から低圧側吐出凹部533に対応する位置であって、回転半径方向にはロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に対向する位置にインナサイド低圧側凹部534を有している。インナサイド低圧側凹部534は、周方向に低圧側吸入凹部532に対応する位置に形成された低圧側上流凹部534aと、周方向に低圧側吐出凹部533に対応する位置に形成された低圧側下流凹部534bと、低圧側上流凹部534aと低圧側下流凹部534bとを接続する低圧側接続凹部534cとを有している。
また、インナサイドカムリング側凹部530は、周方向には高圧側吐出凹部433に対応する位置であって、回転半径方向にはロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に対向する位置にインナサイド高圧側凹部535を有している。
また、インナサイドカムリング側凹部530は、カムリング40の第1貫通孔47に対向する位置に形成された第1凹部536と、第2貫通孔48に対向する位置に形成された第2凹部537とを有している。
インナサイド非カムリング側凹部540は、外周部に形成されて外周側Oリング57が嵌め込まれる溝である外周側溝541と、内周部に形成されて内周側Oリング58が嵌め込まれる溝である内周側溝542とを有している。外周側Oリング57及び内周側Oリング58は、インナサイドプレート50とケース110との間の隙間をシールする。
また、インナサイドプレート50には、カムリング40の高圧側吐出凹部443に対向する位置に、回転軸方向に貫通する孔である高圧側吐出貫通孔55が形成されている。高圧側吐出貫通孔55におけるカムリング40側の開口部と低圧側吐出凹部533の開口部とは、回転中心Cに対して点対称となるように形成されている。
また、インナサイドプレート50には、周方向には高圧側吸入凹部531に対応する位置であって、回転半径方向にはロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に対向する位置に、回転軸方向に貫通する孔であるインナサイド高圧側貫通孔56が形成されている。
<アウタサイドプレート60の構成>
図9(a)は、アウタサイドプレート60を回転軸方向の他方方向に見た図である。図9(b)は、アウタサイドプレート60を回転軸方向の一方方向に見た図である。
アウタサイドプレート60は、概形が中央部に貫通孔が形成された板状の部材であり、アウタサイド外周面61と、アウタサイド内周面62と、回転軸方向におけるカムリング40側の端面であるアウタサイドカムリング側端面63と、回転軸方向におけるカムリング40側とは反対側の端面であるアウタサイド非カムリング側端面64とを有している。
アウタサイド外周面61は、回転軸方向に見た場合には、図9(a)及び図9(b)に示すように、ベースの円形状から2箇所が切り欠かれた形状である。ベースの円形状の回転中心Cからの距離は、カムリング40のカムリング外周面41における回転中心Cからの距離と略同じである。2箇所の切り欠きは、高圧側吸入凹部441に対向する位置に形成されて高圧側吸入ポート2を構成する高圧側吸入切り欠き部611と、低圧側吸入凹部442に対向する位置に形成されて低圧側吸入ポート3を構成する低圧側吸入切り欠き部612とを有している。アウタサイド外周面61は、回転中心Cに対して点対称となるように形成されており、高圧側吸入切り欠き部611と低圧側吸入切り欠き部612とは、回転中心Cに対して点対称となるように形成されている。
アウタサイド内周面62は、回転軸方向に見た場合には、図9(a)及び図9(b)に示すように円形状であり、回転中心Cからの距離は、ロータ20の内周面に形成されたスプライン21の溝底までの距離と略同じである。
アウタサイドプレート60には、アウタサイドカムリング側端面63から凹んだ複数の凹部で構成されるアウタサイドカムリング側凹部630が形成されている。
アウタサイドカムリング側凹部630は、カムリング40の高圧側吐出凹部443に対向する位置に形成された高圧側吐出凹部631を有している。
また、アウタサイドカムリング側凹部630は、周方向には高圧側吸入切り欠き部611から高圧側吐出凹部631に対応する位置であって、回転半径方向にはロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に対向する位置にアウタサイド高圧側凹部632を有している。アウタサイド高圧側凹部632は、周方向に高圧側吸入切り欠き部611に対応する位置に形成された高圧側上流凹部632aと、周方向に高圧側吐出凹部631に対応する位置に形成された高圧側下流凹部632bと、高圧側上流凹部632aと高圧側下流凹部632bとを接続する高圧側接続凹部632cとを有している。
また、アウタサイドカムリング側凹部630は、周方向にはカムリング40の低圧側吐出凹部444に対応する位置であって、回転半径方向にはロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に対向する位置にアウタサイド低圧側凹部633を有している。
また、アウタサイドプレート60には、カムリング40の低圧側吐出凹部444に対向する位置に、回転軸方向に貫通する孔である低圧側吐出貫通孔65が形成されている。低圧側吐出貫通孔65におけるカムリング40側の開口部と高圧側吐出凹部631の開口部とは、回転中心Cに対して点対称となるように形成されている。
また、アウタサイドプレート60には、周方向には低圧側吸入切り欠き部612に対応する位置であって、回転半径方向にはロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に対向する位置に、回転軸方向に貫通する孔であるアウタサイド低圧側貫通孔66が形成されている。
また、アウタサイドプレート60には、カムリング40の第1貫通孔47に対向する位置に、回転軸方向に貫通する孔である第1貫通孔67が、カムリング40の第2貫通孔48に対向する位置に、回転軸方向に貫通する孔である第2貫通孔68が形成されている。
<ハウジング100の構成>
ハウジング100は、ロータ20、ベーン30、カムリング40、インナサイドプレート50及びアウタサイドプレート60を収容する。また、ハウジング100は、回転軸10の一方の端部を内部に収容し、他方の端部を突出させる。
ケース110とカバー120とはボルトにて締め付けられている。
(ケース110の構成)
図10は、ケース110を回転軸方向の一方方向に見た図である。
ケース110は、有底筒状の部材であり、底部の中央部には回転軸10の一方の端部を回転可能に支持するケース側軸受け111を有している。
また、ケース110は、インナサイドプレート50が嵌め込まれるインナサイドプレート嵌合部112を有している。インナサイドプレート嵌合部112は、回転中心Cから近い位置(内径側)にある内径側嵌合部113と、回転中心Cから遠い位置(外径側)にある外径側嵌合部114とを有している。
内径側嵌合部113は、図4に示すように、ケース側軸受け111の外径側に設けられており、インナサイドプレート50のインナサイド内周面52の一部の周囲を覆う内径側覆い部113aと、インナサイドプレート50が底部側へ移動するのを抑制する内径側抑制部113bとを有している。内径側覆い部113aは、回転軸方向に見た場合に、回転中心Cからの距離が、インナサイド内周面52における回転中心Cからの距離よりも小さな円形状である。内径側抑制部113bは、回転軸方向に直交するドーナツ状の面であり、内側の円における回転中心Cからの距離は内径側覆い部113aにおける回転中心Cからの距離と同じであり、外側の円における回転中心Cからの距離はインナサイド内周面52における回転中心Cからの距離よりも小さい。
外径側嵌合部114は、図4に示すように、インナサイドプレート50のインナサイド外周面51の一部の周囲を覆う外径側覆い部114aと、インナサイドプレート50が底部側へ移動するのを抑制する外径側抑制部114bとを有している。外径側覆い部114aは、回転軸方向に見た場合に、回転中心Cからの距離が、インナサイド外周面51における回転中心Cからの距離よりも大きな円形状である。外径側抑制部114bは、回転軸方向に直交するドーナツ状の面であり、外側の円における回転中心Cからの距離は外径側覆い部114aにおける回転中心Cからの距離と同じであり、内側の円における回転中心Cからの距離はインナサイド外周面51における回転中心Cからの距離よりも小さい。
インナサイドプレート50は、インナサイドプレート50の内周側溝542に嵌め込まれた内周側Oリング58が内径側抑制部113bに突き当たるとともに、外周側溝541に嵌め込まれた外周側Oリング57が外径側抑制部114bに突き当たるまで底部側に挿入されている。そして、内周側Oリング58が、インナサイドプレート50の内周側溝542、ケース110の内径側覆い部113a及び内径側抑制部113bに接触するとともに、外周側Oリング57が、インナサイドプレート50の外周側溝541、ケース110の外径側覆い部114a及び外径側抑制部114bに接触することで、ケース110とインナサイドプレート50とがシールされる。これにより、ケース110におけるインナサイドプレート嵌合部112よりも開口部側の空間S1と、インナサイドプレート嵌合部112よりも底部側の空間S2とが区画される。インナサイドプレート嵌合部112よりも開口部側の空間S1は、高圧側吸入ポート2及び低圧側吸入ポート3から吸入されるオイルが流通する吸入流路R1を構成する。インナサイドプレート嵌合部112よりも底部側の空間S2は、高圧側吐出ポート4から吐出されたオイルが流通する高圧側吐出流路R2を構成する。
また、ケース110には、ロータ20、ベーン30、カムリング40、インナサイドプレート50及びアウタサイドプレート60を収容する収容空間とは別に、この収容空間よりも回転半径方向の外側において開口部側から回転軸方向に凹んだケース外側凹部115が形成されている。ケース外側凹部115は、カバー120に形成された後述するカバー外側凹部123に対向し、低圧側吐出ポート5から吐出されたオイルが流通するケース低圧側吐出流路R3を構成する。
また、ケース110には、図1、図2に示すように、インナサイドプレート嵌合部112よりも開口部側の空間S1とケース110の外部とを連通する吸入口116が形成されている。吸入口116は、ケース110の側壁に形成された円柱状の孔であって回転軸方向に直交する方向を柱方向とする孔を含んで構成される。吸入口116は、高圧側吸入ポート2及び低圧側吸入ポート3から吸入されるオイルが流通する吸入流路R1を構成する。
また、ケース110には、図1、図2に示すように、インナサイドプレート嵌合部112よりも底部側の空間S2とケース110の外部とを連通する高圧側吐出口117が形成されている。高圧側吐出口117は、ケース110の側壁に形成された円柱状の孔であって回転軸方向に直交する方向を柱方向とする孔を含んで構成される。高圧側吐出口117は、高圧側吐出ポート4から吐出されたオイルが流通する高圧側吐出流路R2を構成する。
また、ケース110には、図1、図2に示すように、ケース外側凹部115とケース110の外部とを連通する低圧側吐出口118が形成されている。低圧側吐出口118は、ケース110におけるケース外側凹部115の側壁に形成された円柱状の孔であって回転軸方向に直交する方向を柱方向とする孔を含んで構成される。低圧側吐出口118は、低圧側吐出ポート5から吐出されたオイルが流通するケース低圧側吐出流路R3を構成する。
なお、吸入口116、高圧側吐出口117及び低圧側吐出口118は、同じ向きに形成されている。つまり、図1に示すように、回転軸10の回転軸方向に直交する一方向から見た場合に、吸入口116、高圧側吐出口117及び低圧側吐出口118の開口部が同一紙面上に表れるように形成されている。言い換えれば、吸入口116、高圧側吐出口117及び低圧側吐出口118が、ケース110の同じ側面110aに形成されている。また、吸入口116、高圧側吐出口117及び低圧側吐出口118を構成する円柱状の孔の方向(柱方向)は同じである。
(カバー120の構成)
図11は、カバー120を回転軸方向の他方方向に見た図である。
カバー120は、中央部に回転軸10を回転可能に支持するカバー側軸受け121を有している。
カバー120には、アウタサイドプレート60の低圧側吐出貫通孔65及びアウタサイド低圧側貫通孔66に対向する位置に、ケース110側の端面から回転軸方向に凹んだカバー低圧側吐出凹部122が形成されている。カバー低圧側吐出凹部122は、低圧側吐出貫通孔65に対向する位置に形成された第1カバー低圧側吐出凹部122aと、アウタサイド低圧側貫通孔66に対向する位置に形成された第2カバー低圧側吐出凹部122bと、第1カバー低圧側吐出凹部122aと第2カバー低圧側吐出凹部122bとを接続する第3カバー低圧側吐出凹部122cとを有する。
また、カバー120には、カバー低圧側吐出凹部122よりも回転半径方向の外側においてケース110側の端面から回転軸方向に凹んだカバー外側凹部123と、カバー低圧側吐出凹部122の第1カバー低圧側吐出凹部122aとカバー外側凹部123とをケース110側の端面よりも回転軸方向の他方方向において接続するカバー凹部接続部124とが形成されている。カバー外側凹部123は、ケース110に形成された上述した収容空間と対向しない位置で開口するように形成されており、ケース外側凹部115と対向する。カバー低圧側吐出凹部122、カバー凹部接続部124及びカバー外側凹部123は、低圧側吐出ポート5から吐出されたオイルが流通するカバー低圧側吐出流路R4(図5参照)を構成する。低圧側吐出ポート5から吐出されたオイルは、カバー凹部接続部124を介してケース低圧側吐出流路R3に流入するとともに、第2カバー低圧側吐出凹部122b及び第3カバー低圧側吐出凹部122cを介してアウタサイド低圧側貫通孔66に流入する。
なお、第2カバー低圧側吐出凹部122b及び第3カバー低圧側吐出凹部122cは、第1カバー低圧側吐出凹部122aよりも浅くかつ幅も狭く形成されており、アウタサイド低圧側貫通孔66に流入するオイル量はケース低圧側吐出流路R3に流入するオイル量よりも少ない。
また、カバー120には、アウタサイドプレート60の高圧側吸入切り欠き部611及び低圧側吸入切り欠き部612に対向する部位、及び、ケース110のインナサイドプレート嵌合部112よりも開口部側の空間S1であってカムリング40のカムリング外周面41よりも回転半径方向の外側の空間に対向する部位に、ケース110側の端面から回転軸方向に凹んだカバー吸入凹部125が形成されている。
カバー吸入凹部125は、吸入口116から吸入され、高圧側吸入ポート2及び低圧側吸入ポート3からポンプ室内に吸入されるオイルが流通する吸入流路R1を構成する。
また、カバー120には、アウタサイドプレート60の第1貫通孔67、第2貫通孔68それぞれに対向する位置に、ケース110側の端面から回転軸方向に凹んだ第1カバー凹部127、第2カバー凹部128が形成されている。
<ベーンポンプ1の組み立て方法>
本実施の形態に係るベーンポンプ1は、以下のように組み立てられている。
ケース110のインナサイドプレート嵌合部112に、インナサイドプレート50が嵌め込まれている。インナサイドプレート50のインナサイドカムリング側端面53とカムリング40のインナサイド端面43とが接触し、カムリング40のアウタサイド端面44とアウタサイドプレート60のアウタサイドカムリング側端面63とが接触するように、ケース110とカバー120が複数(本実施の形態においては5つ)のボルトにて連結されている。
また、カムリング40に形成された第1貫通孔47、アウタサイドプレート60に形成された第1貫通孔67を通した円筒状又は円柱状の位置決めピンの一方の端部がインナサイドプレート50の第1凹部536にて、他方の端部がカバー120の第1カバー凹部127にて保持されている。また、カムリング40に形成された第2貫通孔48、アウタサイドプレート60に形成された第2貫通孔68を通した円筒状又は円柱状の位置決めピンの一方の端部がインナサイドプレート50の第2凹部537にて、他方の端部がカバー120の第2カバー凹部128にて保持されている。これらにより、インナサイドプレート50、カムリング40、アウタサイドプレート60及びカバー120相互間の位置が定められている。
ロータ20及びベーン30は、カムリング40の内部に収容されている。回転軸10は、一方の端部がケース110のケース側軸受け111に回転可能に支持され、他方の端部がハウジング100から露出させられた状態で一方の端部と他方の端部との間の部位がカバー120のカバー側軸受け121に回転可能に支持されている。
<ベーンポンプ1の作用>
本実施の形態に係るベーンポンプ1は、10枚のベーン30を有し、10枚のベーン30がカムリング40のカムリング内周面42に接触することで、隣接する2枚のベーン30、これら隣接する2枚のベーン30間のロータ20の外周面、これら隣接する2枚のベーン30間のカムリング内周面42、インナサイドプレート50のインナサイドカムリング側端面53及びアウタサイドプレート60のアウタサイドカムリング側端面63とで形成されるポンプ室を10個備えている。1個のポンプ室に着目すると、回転軸10が1回転してロータ20が1回転することにより当該ポンプ室は回転軸10の周囲を1回転する。当該ポンプ室が1回転する過程で、高圧側吸入ポート2から吸入したオイルを圧縮して圧力を高めて高圧側吐出ポート4から吐出するとともに、低圧側吸入ポート3から吸入したオイルを圧縮して圧力を高めて低圧側吐出ポート5から吐出する。なお、本実施の形態に係るベーンポンプ1は、図7に示すように、カムリング40のカムリング内周面42の形状が、回転角毎の回転中心Cからカムリング内周面42までの距離の1つ目の凸部42aの大きさが2つ目の凸部42bの大きさよりも大きくなるように形成されているので、高圧側吐出ポート4から吐出されるオイル量よりも多くの量の低圧のオイルを低圧側吐出ポート5から吐出する。また、2つ目の凸部42bの裾野が、1つ目の凸部42aの裾野よりもなだらかとなるように形成されているので、高圧側吐出ポート4からの吐出圧力は、低圧側吐出ポート5からの吐出圧力よりも高い。
図12は、高圧オイルの流れを示す図である。
高圧側吐出ポート4から吐出されたオイル(以下、「高圧オイル」と称す。)は、インナサイドプレート50の高圧側吐出貫通孔55を通りインナサイドプレート嵌合部112よりも底部側の空間S2に流入し、高圧側吐出口117から吐出される。また、インナサイドプレート50の高圧側吐出貫通孔55を通ってインナサイドプレート嵌合部112よりも底部側の空間S2に流入した高圧オイルの一部は、インナサイド高圧側貫通孔56を通り、対向するロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に流入する。また、ベーン溝23の円柱状溝232に流入した高圧オイルの一部は、アウタサイドプレート60の高圧側上流凹部632aに流入する。アウタサイドプレート60の高圧側上流凹部632aに流入した高圧オイルの一部は、高圧側接続凹部632c(図9(a)参照)を介して高圧側下流凹部632bに流入する。アウタサイドプレート60の高圧側下流凹部632bに流入した高圧オイルの一部は、対向するロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に流入し、インナサイドプレート50のインナサイド高圧側凹部535に流入する。高圧側上流凹部632a、高圧側接続凹部632c及び高圧側下流凹部632bは、高圧側吸入ポート2から高圧側吐出ポート4にかけて設けられているので、高圧側のポンプ室に対応するベーン溝23の円柱状溝232には高圧オイルが流入する。その結果、圧力が高くなった高圧側のポンプ室のオイルによりベーン30が回転中心方向の力を受けたとしても、ベーン溝23の円柱状溝232には高圧オイルが流入しているのでベーン30の先端はカムリング内周面42に接触し易くなる。
図13は、低圧オイルの流れを示す図である。
一方、低圧側吐出ポート5から吐出されたオイル(以下、「低圧オイル」と称す。)は、アウタサイドプレート60の低圧側吐出貫通孔65を通りカバー低圧側吐出凹部122に流入し、低圧側吐出口118から吐出される。また、アウタサイドプレート60の低圧側吐出貫通孔65を通ってカバー低圧側吐出凹部122の第3カバー低圧側吐出凹部122cに流入した低圧オイルの一部は、第2カバー低圧側吐出凹部122bを介してアウタサイド低圧側貫通孔66を通り、対向するロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に流入する。また、ベーン溝23の円柱状溝232に流入した低圧オイルの一部は、インナサイドプレート50の低圧側上流凹部534aに流入する。インナサイドプレート50の低圧側上流凹部534aに流入した低圧オイルの一部は、低圧側接続凹部534c(図8(a)参照)を介して低圧側下流凹部534bに流入する。インナサイドプレート50の低圧側下流凹部534bに流入した低圧オイルの一部は、対向するロータ20のベーン溝23の円柱状溝232に流入し、アウタサイドプレート60のアウタサイド低圧側凹部633に流入する。低圧側上流凹部534a、低圧側接続凹部534c及び低圧側下流凹部534bは、低圧側吸入ポート3から低圧側吐出ポート5にかけて設けられているので、低圧側のポンプ室に対応するベーン溝23の円柱状溝232には低圧オイルが流入する。その結果、低圧側のポンプ室のベーン30に対応するベーン溝23の円柱状溝232には低圧オイルが流入しているので、高圧オイルが流入している場合に比べて、ベーン30の先端のカムリング内周面42への接触圧は低い。
<インナサイドプレート50に形成された、ロータ20のベーン溝23と対向するオイル流路について>
以下に、インナサイドプレート50に形成された、高圧オイルの流路となるインナサイド高圧側凹部535と低圧オイルの流路となるインナサイド低圧側凹部534との関係、及び高圧オイルの流路となるインナサイド高圧側貫通孔56と低圧オイルの流路となるインナサイド低圧側凹部534との関係について詳述する。
図14(a)及び図14(b)は、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534との関係及びインナサイド高圧側貫通孔56とインナサイド低圧側凹部534との関係を説明するための図である。図14(a)は、インナサイドプレート50を回転軸方向の一方方向に見た図である。図14(b)は、カムリング40及びインナサイドプレート50を回転軸方向の一方方向に見た図である。
(インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534との関係性について)
インナサイド高圧側凹部535が、高圧オイルを吐出する高圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に高圧オイルを供給する。他方、インナサイド低圧側凹部534は、低圧オイルを吐出する低圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に低圧オイルを供給する。本実施の形態に係るベーンポンプ1においては、これらのことを、以下に述べる(1)及び(2)の構成とすることで実現している。(1)インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534とが、回転方向(周方向)において、高圧側吐出ポート4と低圧側吸入ポート3との間で分離している。(2)インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534との間の分離部位の回転方向(周方向)の大きさは、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534との間に位置するベーン溝23を介して、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534とが連通しない大きさに設定されている。
(1)の構成は、すなわち、図14(a)に示すように、インナサイド高圧側凹部535の回転方向下流側の端部(以下、「下流端」と称す。)であるインナサイド高圧側凹部下流端535fとインナサイド低圧側凹部534の回転方向上流側の端部(以下、「上流端」と称す。)であるインナサイド低圧側凹部上流端534eとは連続しておらず回転方向における両者の間にはインナサイド低圧側吸入上流分離部538があるということである。そして、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534との間のインナサイド低圧側吸入上流分離部538は、回転方向の位置に関して、高圧側吐出ポート4を構成するインナサイドプレート50の高圧側吐出貫通孔55における下流端である高圧側吐出貫通孔下流端55fと、低圧側吸入ポート3を構成する低圧側吸入凹部532(ポンプ室と対向する部分)における上流端である低圧側吸入凹部上流端532eとの間に位置する。また、図14(b)に示すように、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534との間のインナサイド低圧側吸入上流分離部538は、回転方向の位置に関して、高圧側吐出ポート4を構成するカムリング40の高圧側吐出凹部433(443)の下流端である高圧側吐出凹部下流端433f(443f)と、低圧側吸入ポート3を構成する低圧側吸入凹部432(442)の上流端である低圧側吸入凹部上流端432e(442e)との間に位置する。
図15は、インナサイド低圧側吸入上流分離部538の回転方向の大きさについて説明する図である。
上記(2)の構成は、例えば、図15に示すように、インナサイド低圧側吸入上流分離部538の回転方向の大きさ538Wが、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wよりも大きいことを例示することができる。言い換えれば、インナサイド低圧側吸入上流分離部538の回転方向の大きさ538Wは、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534とがベーン溝23の円柱状溝232を跨がない大きさであることを例示することができる。例えば、インナサイド低圧側吸入上流分離部538の回転方向の大きさ538Wがベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wよりも小さく、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534とがベーン溝23の円柱状溝232を跨ぐ大きさである場合には、ベーン溝23を介して、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534とが連通する。ベーン溝23を介してインナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534とが連通すると、インナサイド高圧側凹部535にある高圧オイルがベーン溝23を介してインナサイド低圧側凹部534に流入し、低圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に高圧オイルが流入してしまう。低圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に高圧オイルが流入すると、ベーン30の先端が位置する低圧側のポンプ室のオイルの圧力に対してベーン30の後端(回転中心側の端部)が位置するベーン溝23のオイルの圧力の方が高くなる。その結果、低圧側のポンプ室のベーン30の先端のカムリング内周面42への接触圧が、円柱状溝232に低圧オイルが流入している場合よりも高くなってロストルクが発生したり、円柱状溝232からベーン30の先端側の低圧側のポンプ室にオイルが漏れたりしてしまう。本実施の形態に係る構成によれば、ベーン溝23を介して、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534とが連通しないので、ロストルクの発生やオイルリークが抑制される。また、インナサイド高圧側凹部535にある高圧オイルがベーン溝23を介してインナサイド低圧側凹部534に流入することに起因して、ベーン30の先端が位置する高圧側のポンプ室のオイルの圧力に対してベーン30の後端(回転中心側の端部)が位置するベーン溝23の円柱状溝232のオイルの圧力の方が低くなるおそれがある。そして、ベーン30の先端が位置するポンプ室のオイルの圧力に対してベーン30の後端が位置するベーン溝23の円柱状溝232のオイルの圧力の方が低くなると、ポンプ室から円柱状溝232にオイルが漏れるおそれがある。本実施の形態に係る構成によれば、ベーン溝23を介して、インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534とが連通しないので、高圧側のポンプ室から円柱状溝232へのオイルリークが抑制される。
(インナサイド高圧側貫通孔56とインナサイド低圧側凹部534との関係性について)
インナサイド高圧側貫通孔56が、高圧オイルを吐出する高圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に高圧オイルを供給する。他方、インナサイド低圧側凹部534は、低圧オイルを吐出する低圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に低圧オイルを供給する。本実施の形態に係るベーンポンプ1においては、これらのことを、以下に述べる(3)及び(4)の構成とすることで実現している。(3)インナサイド高圧側貫通孔56とインナサイド低圧側凹部534とが、回転方向において、低圧側吐出ポート5と高圧側吸入ポート2との間で分離している。(4)インナサイド高圧側貫通孔56とインナサイド低圧側凹部534との間の分離部位の回転方向の大きさは、インナサイド高圧側貫通孔56とインナサイド低圧側凹部534との間に位置するベーン溝23を介して、インナサイド高圧側貫通孔56とインナサイド低圧側凹部534とが連通しない大きさに設定されている。
(3)の構成は、すなわち、図14(a)に示すように、インナサイド低圧側凹部534の下流端であるインナサイド低圧側凹部下流端534fとインナサイド高圧側貫通孔56の上流端であるインナサイド高圧側貫通孔上流端56eとは連続しておらず回転方向における両者の間にはインナサイド高圧側吸入上流分離部539があるということである。そして、インナサイド低圧側凹部534とインナサイド高圧側貫通孔56との間のインナサイド高圧側吸入上流分離部539は、回転方向の位置に関して、低圧側吐出ポート5を構成するインナサイドプレート50の低圧側吐出凹部533における下流端である低圧側吐出凹部下流端533fと、高圧側吸入ポート2を構成する高圧側吸入凹部531(ポンプ室と対向する部分)における上流端である高圧側吸入凹部上流端531eとの間に位置する。また、図14(b)に示すように、インナサイド低圧側凹部534とインナサイド高圧側貫通孔56との間のインナサイド高圧側吸入上流分離部539は、回転方向の位置に関して、低圧側吐出ポート5を構成するカムリング40の低圧側吐出凹部434(444)の下流端である低圧側吐出凹部下流端434f(444f)と、高圧側吸入ポート2を構成する高圧側吸入凹部431(441)の上流端である高圧側吸入凹部上流端431e(441e)との間に位置する。
(4)の構成は、例えば、インナサイド高圧側吸入上流分離部539の回転方向の大きさが、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wよりも大きいことを例示することができる。言い換えれば、インナサイド高圧側吸入上流分離部539の回転方向の大きさは、インナサイド低圧側凹部534とインナサイド高圧側貫通孔56とがベーン溝23の円柱状溝232を跨がない大きさであることを例示することができる。かかる構成とすることにより、ベーン溝23を介してインナサイド低圧側凹部534とインナサイド高圧側貫通孔56とが連通することに起因して、高圧オイルがベーン溝23を介してインナサイド低圧側凹部534に流入し、低圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232への高圧オイルの流入が抑制される。その結果、低圧側のポンプ室のベーン30の先端のカムリング内周面42への接触圧が、円柱状溝232に高圧オイルが流入している場合よりも低くなり、ロストルクの発生が抑制される。また、円柱状溝232からベーン30の先端側の低圧側のポンプ室へのオイルリークが抑制される。また、インナサイド高圧側貫通孔56にある高圧オイルがベーン溝23を介してインナサイド低圧側凹部534に流入することに起因して高圧側のポンプ室からベーン溝23を介して円柱状溝232へオイルリークが生じることが抑制される。
<アウタサイドプレート60に形成された、ロータ20のベーン溝23と対向するオイル流路について>
以下に、アウタサイドプレート60に形成された、高圧オイルの流路となるアウタサイド高圧側凹部632と低圧オイルの流路となるアウタサイド低圧側貫通孔66との関係、及び高圧オイルの流路となるアウタサイド高圧側凹部632と低圧オイルの流路となるアウタサイド低圧側凹部633との関係について詳述する。
図16(a)及び図16(b)は、アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66との関係及びアウタサイド低圧側凹部633とアウタサイド高圧側凹部632との関係を説明するための図である。図16(a)は、アウタサイドプレート60を回転軸方向の他方方向に見た図である。図16(b)は、カムリング40及びアウタサイドプレート60を回転軸方向の他方方向に見た図である。
(アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66との関係性について)
アウタサイド高圧側凹部632が、高圧オイルを吐出する高圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に高圧オイルを供給する。他方、アウタサイド低圧側貫通孔66は、低圧オイルを吐出する低圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に低圧オイルを供給する。本実施の形態に係るベーンポンプ1においては、これらのことを、以下に述べる(5)及び(6)の構成とすることで実現している。(5)アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66とが、回転方向において、高圧側吐出ポート4と低圧側吸入ポート3との間で分離している。(6)アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66との間の分離部位の回転方向の大きさは、アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66との間に位置するベーン溝23を介して、アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66とが連通しない大きさに設定されている。
(5)の構成は、すなわち、図16(a)に示すように、アウタサイド高圧側凹部632の下流端であるアウタサイド高圧側凹部下流端632fとアウタサイド低圧側貫通孔66の上流端であるアウタサイド低圧側貫通孔上流端66eとは連続しておらず回転方向における両者の間にはアウタサイド低圧側吸入上流分離部638がある。そして、アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66との間のアウタサイド低圧側吸入上流分離部638は、回転方向の位置に関して、高圧側吐出ポート4を構成するアウタサイドプレート60の高圧側吐出凹部631における下流端である高圧側吐出凹部下流端631fと、低圧側吸入ポート3を構成する低圧側吸入切り欠き部612(ポンプ室と対向する部分)における上流端である低圧側吸入切り欠き部上流端612eとの間に位置する。また、図16(b)に示すように、アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66との間のアウタサイド低圧側吸入上流分離部638は、回転方向の位置に関して、高圧側吐出ポート4を構成するカムリング40の高圧側吐出凹部443(433)の下流端である高圧側吐出凹部下流端443f(433f)と、低圧側吸入ポート3を構成する低圧側吸入凹部442(432)の上流端である低圧側吸入凹部上流端442e(432e)との間に位置する。
(6)の構成は、例えば、アウタサイド低圧側吸入上流分離部638の回転方向の大きさが、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wよりも大きいことを例示することができる。言い換えれば、アウタサイド低圧側吸入上流分離部638の回転方向の大きさは、アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66とがベーン溝23の円柱状溝232を跨がない大きさであることを例示することができる。かかる構成とすることにより、ベーン溝23を介してアウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66とが連通することに起因して、高圧オイルがベーン溝23を介してアウタサイド低圧側貫通孔66に流入し、低圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232への高圧オイルの流入が抑制される。その結果、低圧側のポンプ室のベーン30の先端のカムリング内周面42への接触圧が、円柱状溝232に高圧オイルが流入している場合よりも低くなり、ロストルクの発生が抑制される。また、円柱状溝232からベーン30の先端側の低圧側のポンプ室へのオイルリークが抑制される。また、アウタサイド高圧側凹部632にある高圧オイルがベーン溝23を介してアウタサイド低圧側貫通孔66に流入することに起因して高圧側のポンプ室からベーン溝23を介して円柱状溝232へオイルリークが生じることが抑制される。
(アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側凹部633との関係性について)
アウタサイド高圧側凹部632が、高圧オイルを吐出する高圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に高圧オイルを供給する。他方、アウタサイド低圧側凹部633は、低圧オイルを吐出する低圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232に低圧オイルを供給する。本実施の形態に係るベーンポンプ1においては、これらのことを、以下に述べる(7)及び(8)の構成とすることで実現している。(7)アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側凹部633とが、回転方向において、低圧側吐出ポート5と高圧側吸入ポート2との間で分離している。(8)アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側凹部633との間の分離部位の回転方向の大きさは、アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側凹部633との間に位置するベーン溝23を介して、アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側凹部633とが連通しない大きさに設定されている。
(7)の構成は、すなわち、図16(a)に示すように、アウタサイド低圧側凹部633の下流端であるアウタサイド低圧側凹部下流端633fとアウタサイド高圧側凹部632の上流端であるアウタサイド高圧側凹部上流端632eとは連続しておらず回転方向における両者の間にはアウタサイド高圧側吸入上流分離部639がある。そして、アウタサイド低圧側凹部633とアウタサイド高圧側凹部632との間のアウタサイド高圧側吸入上流分離部639は、回転方向の位置に関して、低圧側吐出ポート5を構成するアウタサイドプレート60の低圧側吐出貫通孔65における下流端である低圧側吐出貫通孔下流端65fと、高圧側吸入ポート2を構成する高圧側吸入切り欠き部611(ポンプ室と対向する部分)における上流端である高圧側吸入切り欠き部上流端611eとの間に位置する。また、図16(b)に示すように、アウタサイド低圧側凹部633とアウタサイド高圧側凹部632との間のアウタサイド高圧側吸入上流分離部639は、回転方向の位置に関して、低圧側吐出ポート5を構成するカムリング40の低圧側吐出凹部444(434)の下流端である低圧側吐出凹部下流端444f(434f)と、高圧側吸入ポート2を構成する高圧側吸入凹部441(431)の上流端である高圧側吸入凹部上流端441e(431e)との間に位置する。
(8)の構成は、例えば、アウタサイド高圧側吸入上流分離部639の回転方向の大きさが、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wよりも大きいことを例示することができる。言い換えれば、アウタサイド高圧側吸入上流分離部639の回転方向の大きさは、アウタサイド低圧側凹部633とアウタサイド高圧側凹部632とがベーン溝23の円柱状溝232を跨がない大きさであることを例示することができる。かかる構成とすることにより、ベーン溝23を介してアウタサイド低圧側凹部633とアウタサイド高圧側凹部632とが連通することに起因して、高圧オイルがベーン溝23を介してアウタサイド低圧側凹部633に流入し、低圧側のポンプ室を形成するベーン30を支持するベーン溝23の円柱状溝232への高圧オイルの流入が抑制される。その結果、低圧側のポンプ室のベーン30の先端のカムリング内周面42への接触圧が、円柱状溝232に高圧オイルが流入している場合よりも低くなり、ロストルクの発生が抑制される。また、円柱状溝232からベーン30の先端側の低圧側のポンプ室へのオイルリークが抑制される。また、アウタサイド高圧側凹部632にある高圧オイルがベーン溝23を介してアウタサイド低圧側凹部633に流入することに起因して高圧側のポンプ室からベーン溝23を介して円柱状溝232へオイルリークが生じることが抑制される。
<インナサイド低圧側吸入上流分離部538、インナサイド高圧側吸入上流分離部539、アウタサイド低圧側吸入上流分離部638及びアウタサイド高圧側吸入上流分離部639の回転方向の大きさの上限値>
図17(a)及び図17(b)は、インナサイド低圧側吸入上流分離部538の回転方向の大きさの上限値について説明するための図である。
図17(a)に示すように、回転方向の位置に関して、ベーン30の下流端であるベーン下流端30fが高圧側吐出ポート4の下流端である高圧側吐出ポート下流端4f(高圧側吐出凹部433(高圧側吐出凹部443)におけるカムリング内周面42側の開口部の最下流点)に位置しているとき、当該ベーン30を支持しているベーン溝23の円柱状溝232全てがインナサイド高圧側凹部535と連通していることが望ましい。つまり、インナサイド高圧側凹部535の下流端であるインナサイド高圧側凹部下流端535fが、高圧側吐出ポート4の下流端である高圧側吐出ポート下流端4fよりも、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wからベーン30の回転方向の大きさ30Wを減算した値の半分((232W−30W)/2)以上、下流側に位置していることが必要となる。かかる構成により、高圧側のポンプ室に位置するベーン30における回転半径方向の外側の端部がベーン溝23の円柱状溝232に導入された高圧オイルにより押されるので、当該ベーン30の先端がカムリング内周面42に接触し易くなる。なお、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wがベーン30の回転方向の大きさ30Wと略等しい場合には、インナサイド高圧側凹部535の下流端であるインナサイド高圧側凹部下流端535fは、高圧側吐出ポート4の下流端である高圧側吐出ポート下流端4fと略等しくてもよい。
また、図17(b)に示すように、回転方向の位置に関して、ベーン30の上流端であるベーン上流端30eが低圧側吸入ポート3の上流端である低圧側吸入ポート上流端3e(低圧側吸入凹部432(低圧側吸入凹部442)におけるカムリング内周面42側の開口部の最上流点)に位置しているとき、当該ベーン30を支持しているベーン溝23の円柱状溝232全てがインナサイド低圧側凹部534と連通していることが望ましい。つまり、インナサイド低圧側凹部534の上流端であるインナサイド低圧側凹部上流端534eが、低圧側吸入ポート3の上流端である低圧側吸入ポート上流端3eよりも、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wからベーン30の回転方向の大きさ30Wを減算した値の半分((232W−30W)/2)以上、上流側に位置していることが必要となる。かかる構成により、低圧側のポンプ室に位置するベーン30における回転半径方向の外側の端部が低圧オイルにより押されるので、当該ベーン30の先端がカムリング内周面42に接触し易くなる。なお、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wがベーン30の回転方向の大きさ30Wと略等しい場合には、インナサイド低圧側凹部534の上流端であるインナサイド低圧側凹部上流端534eは、低圧側吸入ポート3の上流端である低圧側吸入ポート上流端3eと略等しくてもよい。
図18は、インナサイド低圧側吸入上流分離部538と、高圧側吐出ポート4と、低圧側吸入ポート3との関係を示す図である。
以上のことから、回転軸方向に見た場合に、インナサイド低圧側吸入上流分離部538の回転方向の分離部角度538Aは、高圧側吐出ポート4と低圧側吸入ポート3との間のポート間角度34A以下であることが望ましい。言い換えれば、インナサイド低圧側吸入上流分離部538の回転方向の大きさ538Wは、高圧側吐出ポート4と低圧側吸入ポート3との間の回転方向のポート間角度34A範囲内に収まる大きさであることが望ましい。より具体的には、インナサイド低圧側吸入上流分離部538の分離部角度538Aは、高圧側吐出ポート4の下流端である高圧側吐出ポート下流端4fと低圧側吸入ポート3の上流端である低圧側吸入ポート上流端3eとの間のポート間角度34A以下であることが望ましい。なお、高圧側吐出ポート下流端4fと低圧側吸入ポート上流端3eとの間の回転方向のポート間角度34Aとは、回転軸方向に見た場合に、高圧側吐出ポート下流端4fと回転中心Cとを結ぶ線と、低圧側吸入ポート上流端3eと回転中心Cとを結ぶ線とがなす鋭角の角度である。
また、同様の理由により、回転軸方向に見た場合に、アウタサイド低圧側吸入上流分離部638の回転方向の角度は、高圧側吐出ポート4の下流端である高圧側吐出ポート下流端4fと低圧側吸入ポート3の上流端である低圧側吸入ポート上流端3eとの間の角度以下であることが望ましい。
ベーン30の下流端であるベーン下流端30fが低圧側吐出ポート5の下流端である低圧側吐出ポート下流端(不図示)(低圧側吐出凹部434(低圧側吐出凹部444)におけるカムリング内周面42側の開口部の最下流点)に位置しているとき、当該ベーン30を支持しているベーン溝23の円柱状溝232全てがインナサイド低圧側凹部534と連通していることが望ましい。つまり、インナサイド低圧側凹部534の下流端であるインナサイド低圧側凹部下流端534f(図14参照)が、低圧側吐出ポート5の下流端である低圧側吐出ポート下流端よりも、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wからベーン30の回転方向の大きさ30Wを減算した値の半分((232W−30W)/2)以上、下流側に位置していることが必要となる。かかる構成により、低圧側のポンプ室に位置するベーン30における回転半径方向の外側の端部がベーン溝23の円柱状溝232に導入された低圧オイルにより押されるので、当該ベーン30の先端がカムリング内周面42に接触し易くなる。なお、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wがベーン30の回転方向の大きさ30Wと略等しい場合には、インナサイド低圧側凹部534の下流端であるインナサイド低圧側凹部下流端534fは、低圧側吐出ポート5の下流端である低圧側吐出ポート下流端と略等しくてもよい。
また、ベーン30の上流端であるベーン上流端30eが高圧側吸入ポート2の上流端である高圧側吸入ポート上流端(不図示)(高圧側吸入凹部431(高圧側吸入凹部441)におけるカムリング内周面42側の開口部の最上流点)に位置しているとき、当該ベーン30を支持しているベーン溝23の円柱状溝232全てがインナサイド高圧側貫通孔56と連通していることが望ましい。つまり、インナサイド高圧側貫通孔56の上流端であるインナサイド高圧側貫通孔上流端56e(図14参照)が、高圧側吸入ポート2の上流端である高圧側吸入ポート上流端よりも、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wからベーン30の回転方向の大きさ30Wを減算した値の半分((232W−30W)/2)以上、上流側に位置していることが必要となる。かかる構成により、高圧側のポンプ室に位置するベーン30における回転半径方向の外側の端部が高圧オイルにより押されるので、当該ベーン30の先端がカムリング内周面42に接触し易くなる。なお、ベーン溝23の円柱状溝232の回転方向の大きさ232Wがベーン30の回転方向の大きさ30Wと略等しい場合には、インナサイド高圧側貫通孔56の上流端であるインナサイド高圧側貫通孔上流端56eは、高圧側吸入ポート2の上流端である高圧側吸入ポート上流端と略等しくてもよい。
以上のことから、回転軸方向に見た場合に、インナサイド高圧側吸入上流分離部539の回転方向の角度は、低圧側吐出ポート5と高圧側吸入ポート2との間の角度以下であることが望ましい。言い換えれば、インナサイド高圧側吸入上流分離部539の回転方向の大きさは、低圧側吐出ポート5と高圧側吸入ポート2との間の角度範囲内に収まる大きさであることが望ましい。より具体的には、インナサイド高圧側吸入上流分離部539の回転方向の角度は、低圧側吐出ポート5の下流端である低圧側吐出ポート下流端と高圧側吸入ポート2の上流端である高圧側吸入ポート上流端との間の角度以下であることが望ましい。なお、低圧側吐出ポート下流端と高圧側吸入ポート上流端との間の角度とは、回転軸方向に見た場合に、低圧側吐出ポート下流端と回転中心Cとを結ぶ線と、高圧側吸入ポート上流端と回転中心Cとを結ぶ線とがなす鋭角の角度である。
また、同様の理由により、回転軸方向に見た場合に、アウタサイド高圧側吸入上流分離部639の回転方向の角度は、低圧側吐出ポート5の下流端である低圧側吐出ポート下流端と高圧側吸入ポート2の上流端である高圧側吸入ポート上流端との間の角度以下であることが望ましい。
なお、本実施の形態においては、上述した(1)インナサイド高圧側凹部535とインナサイド低圧側凹部534とが高圧側吐出ポート4と低圧側吸入ポート3との間で分離していること、(3)インナサイド高圧側貫通孔56とインナサイド低圧側凹部534とが低圧側吐出ポート5と高圧側吸入ポート2との間で分離していること、(5)アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側貫通孔66とが高圧側吐出ポート4と低圧側吸入ポート3との間で分離していること、(7)アウタサイド高圧側凹部632とアウタサイド低圧側凹部633とが低圧側吐出ポート5と高圧側吸入ポート2との間で分離していることを、吸入ポートおよび吐出ポートを高圧側および低圧側で異ならせることなくカムリング40のカムリング内周面42の形状を異ならせることで異なる2つの圧力に高めるタイプのポンプに適用しているが、特にかかるタイプのポンプに限定されない。例えば、カムリング40のカムリング内周面42の形状を異ならせることなく、吐出ポート形状などポンプ室から吐出されたオイルの流路抵抗を異ならせることで異なる2つの圧力に高めるタイプのポンプに適用してもよい。
<インナサイド低圧側凹部534などの幅>
図19(a)乃至(d)は、インナサイド低圧側凹部534などの回転半径方向における長さを示す図である。
より詳細に説明すると、図19(a)はインナサイド低圧側凹部534の回転半径方向における長さを示し、図19(b)はアウタサイド低圧側貫通孔66およびアウタサイド低圧側凹部633の回転半径方向における長さを示し、図19(c)はインナサイド高圧側凹部535およびインナサイド高圧側貫通孔56の回転半径方向における長さを示し、図19(d)はアウタサイド高圧側凹部632の回転半径方向における長さを示す。
また、図19(a)乃至(d)は、上記図4などに示すようにインナサイドプレート50およびアウタサイドプレート60を回転軸方向に並べた状態において、インナサイド低圧側凹部534などを回転軸方向の一方方向に見た図である。
次に、図19(a)乃至(d)を参照しながら、インナサイド低圧側凹部534などの回転半径方向における長さ(以下、「幅」とすることがある)について説明をする。
ここではまず、図19(a)および(b)を参照しながら低圧オイルをベーン溝23の円柱状溝232(図6(a)参照)に供給するための領域(インナサイド低圧側凹部534、アウタサイド低圧側貫通孔66およびアウタサイド低圧側凹部633)について説明した後に、図19(c)および(d)を参照しながら高圧オイルをベーン溝23の円柱状溝232に供給するための領域(インナサイド高圧側凹部535、インナサイド高圧側貫通孔56およびアウタサイド高圧側凹部632)について説明する。
なお、上述のようにインナサイド低圧側凹部534、インナサイド高圧側凹部535、およびインナサイド高圧側貫通孔56は覆い部材の一例であるインナサイドプレート50に設けられ、アウタサイド低圧側貫通孔66、アウタサイド低圧側凹部633、およびアウタサイド高圧側凹部632は他の覆い部材の一例であるアウタサイドプレート60に設けられる。また、インナサイド低圧側凹部534は第1供給路、溝、第1溝の一例であり、アウタサイド低圧側貫通孔66およびアウタサイド低圧側凹部633は第2供給路の一例である。また、アウタサイド低圧側貫通孔66は貫通孔および第2貫通孔の一例であり、アウタサイド低圧側凹部633は他の溝および第3溝の一例である。
また、上述のようにインナサイド低圧側凹部534は、低圧側上流凹部(第1溝部)534aと、低圧側下流凹部(第2溝部)534bと、低圧側接続凹部(第3溝部)534cとを有している。ここで、低圧側接続凹部534cは、低圧側上流凹部534aおよび低圧側下流凹部534bよりも流路面積(回転方向と交差する面における断面積)が小さく、所謂オリフィスとしての機能を有する。言い替えると、低圧側接続凹部534cの形状により、低圧側上流凹部534aおよび低圧側下流凹部534b内のオイルの圧力が定まる。
また、低圧側上流凹部534aとアウタサイド低圧側貫通孔66とは、回転方向の大きさが一致する。また、低圧側上流凹部534aとアウタサイド低圧側貫通孔66とは、ロータ20(図2参照)を挟んで互いに対向して配置される。また、低圧側下流凹部534bとアウタサイド低圧側凹部633とは、回転方向の大きさが一致する。また、低圧側下流凹部534bとアウタサイド低圧側凹部633とは、ロータ20を挟んで互いに対向して配置される。
さて、図19(a)に示すように、低圧側上流凹部534aは幅W11であり、低圧側下流凹部534bは幅W12であり、低圧側接続凹部534cは幅W13である。
また、図19(b)に示すように、アウタサイド低圧側貫通孔66は幅W14であり、アウタサイド低圧側凹部633は幅W15である。
ここで、各々の幅を比較する。
まず、図19(a)に示すように、低圧側下流凹部534bの幅W12は、低圧側上流凹部534aの幅W11よりも小さい(幅が狭い)。また、低圧側接続凹部534cの幅W13は、低圧側下流凹部534bの幅W12と一致する。
また、図19(b)に示すように、アウタサイド低圧側貫通孔66の幅W14は、アウタサイド低圧側凹部633の幅W15と一致する。
また、図示の例においては、低圧側上流凹部534aの幅W11は、アウタサイド低圧側貫通孔66の幅W14と一致する。また、低圧側下流凹部534bの幅W12は、アウタサイド低圧側凹部633の幅W15よりも小さい。
さて、図示の例においては、インナサイドプレート50に設けられるインナサイド低圧側凹部534の面積(開口面積)と、アウタサイドプレート60に設けられるアウタサイド低圧側貫通孔66およびアウタサイド低圧側凹部633の面積の和とが、互いに一致する。付言すると、インナサイド低圧側凹部534における低圧側下流凹部534bの幅W12を狭くし、低圧側下流凹部534bの面積を抑制することにより、低圧側接続凹部534cのための面積を確保している。この構成により、インナサイド低圧側凹部534内の低圧オイルと、アウタサイド低圧側貫通孔66およびアウタサイド低圧側凹部633内の低圧オイルとが、ベーン30の回転軸方向の端部に与えるそれぞれの力の大きさの差が抑制される。その結果、ベーン30が回転軸方向において偏りながら回転することが抑制される。ここで、インナサイド低圧側凹部534の面積と、アウタサイド低圧側貫通孔66およびアウタサイド低圧側凹部633の面積の和とが一致するとは、面積に差がある構成を排除するものではなく、ベーン30が傾かない程度であれば、互いに面積が異なってもよい。
また、図示の例のインナサイド低圧側凹部534においては、回転方向の位置に応じて、幅が変化する。より詳細には、インナサイド低圧側凹部534においては、回転方向の下流側の方が幅が小さい。さらに説明をすると、低圧側上流凹部534a、低圧側下流凹部534bおよび低圧側接続凹部534cにおける回転半径方向内側の位置は揃う一方で、回転半径方向外側の位置は互いに異なる。このことにより、円柱状溝(中心側空間)232(図6(a)参照)への低圧オイルの供給が安定する。
次に、図19(c)および(d)を参照しながら高圧オイルをベーン溝23の円柱状溝232に供給するための領域(インナサイド高圧側凹部535、インナサイド高圧側貫通孔56およびアウタサイド高圧側凹部632)について説明する。また、インナサイド高圧側凹部535は第2溝の一例である。インナサイド高圧側貫通孔56は第1貫通孔の一例である。アウタサイド高圧側凹部632は第4溝の一例である。
なお、上述のようにアウタサイド高圧側凹部632は、高圧側上流凹部632aと、高圧側下流凹部632bと、高圧側接続凹部632cとを有している。ここで、高圧側接続凹部632cは、高圧側上流凹部632aおよび高圧側下流凹部632bよりも流路面積が小さく、所謂オリフィスとしての機能を有する。言い替えると、高圧側接続凹部632cの形状により、高圧側上流凹部632aおよび高圧側下流凹部632b内のオイルの圧力が定まる。
また、高圧側上流凹部632aとインナサイド高圧側貫通孔56とは、回転方向の大きさが一致する。また、高圧側上流凹部632aとインナサイド高圧側貫通孔56とは、ロータ20(図2参照)を挟んで互いに対向して配置される。また、高圧側下流凹部632bとインナサイド高圧側凹部535とは、回転方向の大きさが一致する。また、高圧側下流凹部632bとインナサイド高圧側凹部535とは、ロータ20を挟んで互いに対向して配置される。
さて、図19(c)に示すように、インナサイド高圧側貫通孔56は幅W16であり、インナサイド高圧側凹部535は幅W17である。
また、図19(d)に示すように、高圧側上流凹部632aは幅W18であり、高圧側下流凹部632bは幅W19であり、高圧側接続凹部632cは幅W20である。
ここで、各々の幅を比較する。
まず、図19(c)に示すように、インナサイド高圧側凹部535の幅W17は、インナサイド高圧側貫通孔56の幅W16と一致する。
また、図19(d)に示すように、高圧側下流凹部632bの幅W19は、高圧側上流凹部632aの幅W18よりも小さい(幅が狭い)。また、高圧側接続凹部632cの幅W20は、高圧側下流凹部632bの幅W19と一致する。
また、図示の例においては、高圧側上流凹部632aの幅W18は、インナサイド高圧側貫通孔56の幅W16と一致する。さらに、高圧側下流凹部632bの幅W19は、インナサイド高圧側凹部535の幅W17よりも小さい。
図示の例においては、インナサイドプレート50に設けられるインナサイド高圧側凹部535およびインナサイド高圧側貫通孔56の面積の和と、アウタサイドプレート60に設けられるアウタサイド高圧側凹部632の面積とが、互いに一致する。付言すると、アウタサイド高圧側凹部632における高圧側下流凹部632bの幅W19を狭くし、高圧側下流凹部632bの面積を抑制することにより、高圧側接続凹部632cのための面積を確保している。この構成により、インナサイド高圧側凹部535およびインナサイド高圧側貫通孔56内の高圧オイルと、アウタサイド高圧側凹部632内の高圧オイルとが、ベーン30の回転軸方向の端部に与えるそれぞれの力の大きさの差が抑制される。その結果、ベーン30が回転軸方向おいて偏りながら回転すること(ベーンの倒れ)が抑制される。ここで、インナサイド高圧側凹部535およびインナサイド高圧側貫通孔56の面積の和と、アウタサイド高圧側凹部632の面積とが一致するとは、面積に差がある構成を排除するものではなく、ベーン30が傾かない程度であれば、互いに面積が異なってもよい。
また、図示の例のアウタサイド高圧側凹部632においては、回転方向の位置に応じて、幅が変化する。より詳細には、アウタサイド高圧側凹部632においては、回転方向の下流側の方が幅が小さい。さらに説明をすると、高圧側上流凹部632a、高圧側下流凹部632bおよび高圧側接続凹部632cにおける回転半径方向内側は揃う一方で、回転半径方向外側の位置が互いに異なる。このことにより、円柱状溝232(図6(a)参照)への高圧オイルの供給が安定する。
<インナサイド低圧側凹部534の深さ>
図20(a)乃至(c)は、インナサイド低圧側凹部534の回転軸方向の長さを示す図である。
より詳細に説明すると、図20(a)は図19(a)のXXa−XXaにおける低圧側上流凹部534aの断面図を示し、図20(b)は図19(a)のXXb−XXbにおける低圧側下流凹部534bの断面図を示し、図20(c)は図19(a)のXXc−XXcにおける低圧側接続凹部534cの断面図を示す。
次に、図20(a)乃至(c)を参照しながら、インナサイド低圧側凹部534の回転軸方向における長さ(以下、「深さ」とすることがある)について説明をする。
図20(a)乃至(c)に示すように、低圧側上流凹部534aは深さD11であり、低圧側下流凹部534bは深さD12であり、低圧側接続凹部534cは深さD13である。
ここで、図示の例のインナサイド低圧側凹部534においては、回転方向における位置に応じて、深さが変化する。具体的に説明をすると、低圧側下流凹部534bの深さD12は、低圧側上流凹部534aの深さD11と一致する。また、低圧側接続凹部534cの深さD13は、低圧側上流凹部534aの深さD11および低圧側下流凹部534bの深さD12よりも小さい(浅い)。なお、低圧側接続凹部534cの深さD13は、例えば0.5mmとすることができる。
なお、図20(a)乃至(c)に示すように、インナサイド低圧側凹部534は、断面略台形である。さらに説明をすると、低圧側上流凹部534a、低圧側下流凹部534b、および低圧側接続凹部534cは、各々の最も深い部分であり略平面(平坦面)で構成される底部534g、534i、534mと、底部534g、534i、534mの各々と連続する傾斜面534h、534j、534nとを備える。
なお、詳細な説明は省略するが、アウタサイド高圧側凹部632(図19(d)参照)についてもインナサイド低圧側凹部534と同様に、回転方向における位置に応じて、深さが変化する。また、高圧側上流凹部632aと高圧側下流凹部632bとは深さが一致する。また、高圧側接続凹部632cは、高圧側上流凹部632aおよび高圧側下流凹部632bよりも深さが浅い。
<インナサイド低圧側凹部534の断面形状>
図21(a)乃至(d)は、インナサイド低圧側凹部534の断面形状を説明する図である。
より詳細に説明すると、図21(a)は摩耗前の金型5340および低圧側接続凹部534cの断面図を示し、図21(b)は摩耗後の金型5341および低圧側接続凹部534cの断面図を示し、図21(c)は比較例における摩耗前の金型5345および低圧側接続凹部1534cの断面図を示し、図21(d)は比較例における摩耗後の金型5346および低圧側接続凹部1534cの断面図を示す。
次に、図21(a)乃至(d)を参照しながら、インナサイド低圧側凹部534を形成する金型5340の摩耗にともなうインナサイド低圧側凹部534の断面形状の変化について説明をする。
まず、上記では説明を省略したが、インナサイドプレート50およびアウタサイドプレート60は、例えばダイカストなどの金型鋳造により形成される。そこで、ここでは図21(a)に示すように、インナサイドプレート50が金型5340により形成される例を用いて、金型5340に対応した形状となるインナサイド低圧側凹部534(低圧側接続凹部534c)の断面形状について説明をする。
ここで、金型5340を使用しインナサイドプレート50を形成することを繰り返すと、金型5340は摩耗する。この摩耗した金型5340によりインナサイドプレート50を形成した場合、インナサイド低圧側凹部534(低圧側接続凹部534c)の形状が、摩耗前の形状から変化する。より具体的には、図21(b)に示すように、摩耗前の金型5340により形成されるインナサイド低圧側凹部534(図中破線参照)よりも、摩耗後の金型5341により形成されるインナサイド低圧側凹部534(図中実線参照)の方が、角部がより丸みを帯びた形状となる。
さて、この金型5340の摩耗にともない、インナサイド低圧側凹部534の断面積(流路面積)が変化する。より具体的には、金型5340の摩耗にともない、インナサイド低圧側凹部534の流路面積が小さくなる。その結果、インナサイド低圧側凹部534の流路抵抗が変化し、円柱状溝232(図6(a)参照)に供給されるオイルの圧力に過不足が生じ得る。
そこで、本実施の形態においては、金型5340が摩耗した場合であっても、インナサイド低圧側凹部534における流路抵抗の変化を抑制するため、インナサイド低圧側凹部534の幅W13が大きく確保された形状としている。さらに説明をすると、金型5340の先端の面積、すなわち底部534mの面積を広くした構成である。図示の例においては、インナサイド低圧側凹部534の幅W13が、深さD13よりも大きい。
ここで、本実施の形態とは異なる比較例として、図21(c)および(d)の構成について説明をする。この比較例においては、図21(c)に示すように、インナサイド低圧側凹部1534における低圧側接続凹部1534cの幅W21が、図21(a)のインナサイド低圧側凹部534における低圧側接続凹部534cの幅W13よりも小さい。また、低圧側接続凹部1534cにおける幅W21よりも深さD20の方が大きい。そして、この比較例においては、金型5345の先端の面積が金型5340と比較して小さい。その結果、この先端がより摩耗し易い。
そのため、図21(d)に示すように、摩耗前の金型5345により形成される低圧側接続凹部1534c(図中破線参照)の形状と、摩耗後の金型5346により形成される低圧側接続凹部1534c(図中実線参照)の形状との差異が、図21(a)および(b)に示す本実施の形態よりも大きくなる。
言い替えると、図21(b)に示す構成の方が、図21(d)に示す構成よりも流路面積の変化がより小さくなる。このことにより、本実施の形態においては、低圧側接続凹部1534c(インナサイド低圧側凹部534)における流路抵抗のばらつきが抑制される。
さて、インナサイド低圧側凹部534の幅W13は、低圧側上流凹部534aの幅W11(図19(a)参照)あるいは低圧側下流凹部534bの幅W12(図19(a)参照)を超えない長さであればよい。
また、低圧側接続凹部534cの深さD13は、低圧側上流凹部534aの深さD11(図20(a)参照)あるいは低圧側下流凹部534bの深さD12(図20(b)参照)よりも浅ければよい。なお、例えば低圧接続凹部534cの深さD13が低圧側下流凹部534bの深さD12の0.5倍以下が好ましい。
<インナサイド低圧側凹部534の他の形状>
図22(a)および(b)は、インナサイド低圧側凹部534の変形例を示す図である。より詳細には、図22(a)は第1の変形例におけるインナサイド低圧側凹部2534の形状を示し、図22(b)は第2の変形例におけるインナサイド低圧側凹部3534の形状を示す。
さて、上記図19(a)などを参照しながらインナサイド低圧側凹部534の形状を詳細に説明したが、インナサイド低圧側凹部534は他の形状であってもよい。
例えば、図22(a)に示すインナサイド低圧側凹部2534のように、低圧側上流凹部2534aの幅W31と、低圧側下流凹部2534bの幅W32とを一致させてもよい。また、この構成においては、低圧側接続凹部2534cの幅W33を、低圧側上流凹部2534aの幅W31、あるいは低圧側下流凹部2534bの幅W32よりも小さくする。
ここで、低圧側接続凹部2534cの幅W33は、例えば低圧側上流凹部2534aの幅W31(低圧側下流凹部2534bの幅W32)以下でかつ、低圧側接続凹部2534cの深さは、低圧側下流凹部2534bの深さの0.5倍以下が好ましい。
また、詳細な説明は省略するが、低圧側接続凹部2534cは、低圧側上流凹部2534aおよび低圧側下流凹部2534bよりも幅が狭くかつ、深さが深い構成であってもよい。
また、上記の説明においては、低圧側接続凹部534c、2534cが、インナサイド低圧側凹部534、2534において1つ設けられることを説明したが、これに限定されない。
例えば、図22(b)に示すインナサイド低圧側凹部3534のように、複数の低圧側接続凹部3534cが設けられる構成であってもよい。図示の例においては、低圧側上流凹部3534aおよび低圧側下流凹部3534bが、2つの低圧側接続凹部3534cによって互いに連通される。付言すると、低圧側接続凹部3534cの数を変化させることにより、低圧側上流凹部3534aおよび低圧側下流凹部3534b内のオイルの圧力が調整可能である。
また、上記の説明においては、インナサイド低圧側凹部534における低圧側上流凹部534aおよび低圧側下流凹部534bの深さが、互いに一致することを説明したが、互いに異なってもよい。例えば、インナサイド低圧側凹部534における低圧側下流凹部534bの深さD12の方が、低圧側上流凹部534aの深さD11よりも深くてもよい。
また、インナサイド低圧側凹部534における低圧側上流凹部534a、低圧側下流凹部534bおよび低圧側接続凹部534cの深さが、互いに異なってもよい。
また、低圧側上流凹部534a、2534aの幅W11、31を、低圧側下流凹部534b、2534bの幅W12、32よりも小さくしてもよい。
また、低圧側上流凹部534a、2534aの幅W11、31を、低圧側下流凹部534b、2534bの幅W12、32と一致させてもよい。
また、低圧側接続凹部534cの幅W13を、低圧側下流凹部534bの幅W12よりも小さくしてもよい。
また、高圧側上流凹部632aの幅W18を、高圧側下流凹部632bの幅W19と一致させてもよい。
また、高圧側接続凹部632cの幅W20を、高圧側下流凹部632bの幅W19よりも小さくしてもよい。
また、低圧オイルを円柱状溝232に供給するための領域(インナサイド低圧側凹部534、アウタサイド低圧側貫通孔66およびアウタサイド低圧側凹部633)と、高圧オイルを円柱状溝232に供給するための領域(インナサイド高圧側凹部535、インナサイド高圧側貫通孔56およびアウタサイド高圧側凹部632)とを、インナサイドプレート50およびアウタサイドプレート60に設けることを説明したが、これに限定されない。
例えば、この低圧オイルを供給するための領域、あるいは高圧オイルを供給するための領域のいずれかのみをインナサイドプレート50およびアウタサイドプレート60が備える構成であってもよい。また、インナサイドプレート50あるいはアウタサイドプレート60のいずれかのみが、低圧オイルを供給するための領域、および高圧オイルを供給するための領域の少なくとも一方を備える構成であってもよい。
なお、上記では種々の実施の形態および変形例を説明したが、これらの実施の形態および変形例の各々を組み合わせて構成してももちろんよい。
また、本開示は上記の実施の形態や変形例に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。
1…ベーンポンプ、10…回転軸、20…ロータ、30…ベーン、40…カムリング、50…インナサイドプレート、60…アウタサイドプレート、100…ハウジング、110…ケース、120…カバー、534…インナサイド低圧側凹部、534a…低圧側上流凹部、534b…低圧側下流凹部、534c…低圧側接続凹部

Claims (4)

  1. 複数枚のベーンと、
    前記ベーンを回転半径方向に移動可能に支持するように外周面から凹むとともに作動流体を内部に収容する中心側空間を回転中心側に形成するベーン溝を有し、回転軸から回転力を受けて回転するロータと、
    前記ロータの前記外周面に対向する内周面を有して当該ロータを囲むカムリングと、
    前記カムリングにおける回転軸方向の一方の端部側にて当該カムリングの開口部を覆う覆い部材と、
    前記カムリングにおける前記回転軸方向の他方の端部側にて当該カムリングの開口部を覆う他の覆い部材と
    を備え、
    前記覆い部材の前記カムリング側の端面には前記中心側空間に作動流体を供給する溝が前記ロータの回転方向に沿って設けられ、
    前記溝は、内部に作動流体を収容する第1溝部と、当該第1溝部よりも前記回転方向における下流側に位置する第2溝部と、当該第1溝部および当該第2溝部を接続し当該第1溝部および当該第2溝部の間を流れる作動流体の流路を絞る第3溝部とを有し、
    前記第1溝部および前記第2溝部は、前記回転半径方向の幅が互いに一致し、
    前記第3溝部は、前記第1溝部よりも前記回転半径方向の幅が狭く、
    前記他の覆い部材の前記カムリング側の端面には、前記溝と対峙する位置にて前記中心側空間に作動流体を供給する他の溝および貫通孔が前記ロータの前記回転方向に沿って設けられ、前記貫通孔は、前記第1溝部と対峙する位置に設けられるとともに、当該第1溝部と前記回転半径方向の幅が一致することを特徴とするベーンポンプ装置。
  2. 前記第3溝部は、前記第1溝部よりも前記回転軸方向の深さが深いことを特徴とする請求項記載のベーンポンプ装置。
  3. 前記第3溝部は、前記第1溝部および前記第2溝部を接続する複数の接続部を有することを特徴とする請求項1又は2記載のベーンポンプ装置。
  4. 複数枚のベーンと、
    前記ベーンを回転半径方向に移動可能に支持するように外周面から凹むとともに作動流体を内部に収容する中心側空間を回転中心側に形成するベーン溝を有し、回転軸から回転力を受けて回転するロータと、
    前記ロータの前記外周面に対向する内周面を有して当該ロータを囲むカムリングと、
    前記カムリングにおける回転軸方向の一方の端部側にて当該カムリングの開口部を覆う覆い部材と、
    前記カムリングにおける回転軸方向の他方の端部側にて当該カムリングの開口部を覆う他の覆い部材と
    を備え、
    前記覆い部材の前記カムリング側の端面には、前記中心側空間に作動流体を低圧で供給する第1溝と、当該中心側空間に作動流体を高圧で供給する第2溝および第1貫通孔とが、前記ロータの回転方向に沿って設けられ、
    前記他の覆い部材の前記カムリング側の端面には、前記第1溝と対峙する位置にて前記中心側空間に作動流体を低圧で供給する第3溝および第2貫通孔と、前記第2溝および前記第1貫通孔と対峙する位置にて当該中心側空間に作動流体を高圧で供給する第4溝とが、前記ロータの前記回転方向に沿って設けられ、
    前記第1溝は、前記第2貫通孔と対峙する位置にて内部に低圧の作動流体を収容する第1溝部と、当該第1溝部よりも前記回転方向における下流側に位置し前記第3溝と対峙する第2溝部と、当該第1溝部および当該第2溝部を接続し当該第1溝部および当該第2溝
    部の間を流れる作動流体の流路を絞る第3溝部とを有し、
    前記第1溝部、前記第2溝部および前記第2貫通孔は、前記回転半径方向の幅が互いに一致し、
    前記第3溝部は、前記第1溝部よりも前記回転半径方向の幅が狭い
    ことを特徴とするベーンポンプ装置。
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