JP7116643B2

JP7116643B2 - ベーンポンプ

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Publication number: JP7116643B2
Application number: JP2018169639A
Authority: JP
Inventors: 康裕米原; 善也中村
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2018-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2022-08-10
Anticipated expiration: 2038-09-11
Also published as: JP2020041484A

Description

本発明は、ベーンポンプに関する。

特許文献１には、ハウジングに嵌装されたカムリングに回転自在に設けられたロータと、ロータの複数のスリット内にて摺動自在に収容された複数のベーンと、カムリングとロータとの間において複数のベーンにより区画された複数のポンプ室と、を備えたベーンポンプが記載されている。各ポンプ室は、ロータの回転により容積が変化し、ポンプ室に作動油が給排される。

特開２００１－２４８５６９号公報

近年、ベーンポンプでは、回転速度の高速化が要望されている。しかしながら、特許文献１に記載のベーンポンプでは、ベーンポンプを高速で回転させると、ポンプ室に作動流体を吸い込む過程で、吸い込んだ作動流体の一部が再びポンプ室外に排出され、ベーンポンプの容積効率が低下してしまうおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ベーンポンプの容積効率を向上することを目的とする。

本発明は、ベーンポンプであって、ロータと、ロータの外周面に開口する複数のスリットと、スリットに摺動自在に収装される複数のベーンと、ロータの回転に伴って複数のベーンの先端部が摺接する内周カム面を有するカムリングと、ロータ及びカムリングを挟んで配置される一対のサイド部材と、ロータ、カムリング、隣り合うベーン、一対のサイド部材によって画成されるポンプ室と、ポンプ室に吸い込まれる作動流体を導く吸込ポートと、ポンプ室から吐出される作動流体を導く吐出ポートと、サイド部材のベーンが摺動する面に設けられる凹部と、を備え、凹部は、吸込ポートの終端と吐出ポートの始端との間に設けられ、回転するベーンの側面が凹部を通過する際に、作動流体を一時的に保持し、凹部の周方向の長さは、ベーンの厚み以下であり、ポンプ室を画成する一対のベーンの一方が吐出ポートの始端部に位置し、一対のベーンの他方が凹部に位置したときに、吐出ポートと凹部とが連通することを特徴とする。

この発明では、ベーンの側面が凹部を通過する際に、ベーンの回転方向前方側のポンプ室の作動流体が凹部に一時的に保持され、その後、凹部内の作動流体がベーンの回転方向後方側のポンプ室へ供給されることにより、ポンプ室が昇圧される。これにより、ポンプ室内における気体の体積を低減し、ポンプ室内における作動流体の体積を増加させることができるので、ベーンポンプの容積効率を向上することができる。

本発明は、ベーンポンプであって、ロータと、ロータの外周面に開口する複数のスリットと、スリットに摺動自在に収装される複数のベーンと、ロータの回転に伴って複数のベーンの先端部が摺接する内周カム面を有するカムリングと、ロータ及びカムリングを挟んで配置される一対のサイド部材と、ロータ、カムリング、隣り合うベーン、一対のサイド部材によって画成されるポンプ室と、ポンプ室に吸い込まれる作動流体を導く吸込ポートと、ポンプ室から吐出される作動流体を導く吐出ポートと、サイド部材のベーンが摺動する面に設けられる凹部と、凹部の底部に接続するようにサイド部材に形成され、凹部内の圧力よりも低い低圧部に凹部内の気体を排出する気体排出通路と、を備え、凹部は、吸込ポートの終端と吐出ポートの始端との間に設けられ、回転するベーンの側面が凹部を通過する際に、作動流体を一時的に保持し、凹部の周方向の長さは、ベーンの厚み以下であることを特徴とする。

本発明は、凹部が、ベーンが摺動する面にのみ開口している。

この発明では、凹部は、ベーンが摺動する面にのみ開口しており、この開口以外からの作動流体の出入りがないため、安定してポンプ室を昇圧させることができる。

本発明によれば、ベーンポンプの容積効率を向上することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るベーンポンプの断面図である。図２は、ロータ、ベーン及びカムリングの正面図であり、ロータ、ベーン及びカムリングを組み立てた状態を示す。図３は、ボディ側サイドプレートの正面図である。図４は、カバー側サイドプレートの正面図である。図５は、図２のＶ－Ｖ線に沿う油溜め部の断面模式図である。図６は、油溜め部の位置について説明する図である。図７は、油溜め部をベーンが通過する様子を示す図であり、ベーンが油溜め部に位置し、油溜め部が吐出ポートと連通している状態を示す。図８は、油溜め部をベーンが通過する様子を示す図であり、油溜め部の開口がベーンによって塞がれている状態を示す。図９は、油溜め部をベーンが通過する様子を示す図であり、ベーンの回転方向後側において油溜め部の開口が開放された状態を示す。図１０は、本発明の実施形態の変形例に係るベーンポンプにおける油溜め部の位置について説明する図である。図１１は、本発明の実施形態の別の変形例に係るベーンポンプにおける油溜め部の構成について説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るベーンポンプについて説明する。ベーンポンプは、車両に搭載される流体圧機器（例えば、パワーステアリング装置や変速機等）の流体圧供給源として用いられる。ここでは、作動流体として作動油が用いられるベーンポンプについて説明するが、作動水等の他の流体を作動流体として用いてもよい。

＜第１実施形態＞
図１から図８を参照して本発明の第１実施形態に係るベーンポンプ１００について説明する。図１は、ベーンポンプ１００の断面図である。図２は、ロータ２、ベーン３及びカムリング４の正面図であり、ロータ２、ベーン３及びカムリング４を組み立てた状態を示す。

図１及び図２に示すように、ベーンポンプ１００は、ポンプ収容凹部１０Ａが形成されたポンプボディ１０と、ポンプ収容凹部１０Ａの開口部を覆い、ポンプボディ１０に固定されるポンプカバー２０と、ポンプボディ１０及びポンプカバー２０に軸受１１，１２を介して回転自在に支持される駆動シャフト１と、駆動シャフト１に連結され回転駆動されるロータ２と、ロータ２の外周面に開口する複数のスリット２ｓと、ロータ２のスリット２ｓに摺動自在に収装される複数のベーン３と、ロータ２及びベーン３を収容するカムリング４と、を備える。

ベーンポンプ１００は、例えばエンジン等の駆動装置（不図示）によって駆動され、駆動シャフト１に連結されたロータ２が、図２の矢印で示すように時計回りに回転駆動されることにより流体圧を発生させる。

以下において、ロータ２の回転軸に沿う方向を「軸方向」と称し、ロータ２の回転軸を中心とする放射方向を「径方向」と称し、ベーンポンプ１００の作動時にロータ２が回転する方向を「回転方向」と称する。

図１に示すように、ベーンポンプ１００は、ロータ２の軸方向一端側に設けられ、ロータ２及びカムリング４の一方の側面に当接する第１サイド部材としてのボディ側サイドプレート３０と、ロータ２の軸方向他端側に設けられ、ロータ２及びカムリング４の他方の側面に当接する第２サイド部材としてのカバー側サイドプレート４０と、をさらに備える。

ボディ側サイドプレート３０は、ポンプ収容凹部１０Ａの底面とロータ２との間に設けられる。ボディ側サイドプレート３０には、ロータ２の軸方向一端面が摺接するとともにカムリング４の軸方向一端面が当接する。カバー側サイドプレート４０は、ロータ２とポンプカバー２０との間に設けられる。カバー側サイドプレート４０には、ロータ２の軸方向他端面が摺接するとともにカムリング４の軸方向他端面が当接する。

このようにして、ボディ側サイドプレート３０とカバー側サイドプレート４０は、ロータ２及びカムリング４の両側面に対向する状態で配置される。つまり、ボディ側サイドプレート３０及びカバー側サイドプレート４０は、ロータ２及びカムリング４を軸方向に挟んで配置される。

ボディ側サイドプレート３０、ロータ２、カムリング４、及びカバー側サイドプレート４０は、ポンプボディ１０のポンプ収容凹部１０Ａに収容される。この状態で、ポンプボディ１０にポンプカバー２０が取付けられることで、ポンプ収容凹部１０Ａは封止される。

図２に示すように、ロータ２には、複数のスリット２ｓが放射状に形成される。スリット２ｓは、ロータ２の外周に開口部２ａを有する。スリット２ｓの開口部２ａは、ロータ２の外周から径方向外側に隆起した隆起部２３に形成される。つまり、ロータ２の外周にはスリット２ｓの数だけ隆起部２３が形成される。隆起部２３は、ベーン３を回転方向前後で支持する。

ベーン３は、矩形平板状に形成される。ベーン３は、スリット２ｓに摺動自在に挿入され、スリット２ｓから突出する方向の端部である先端部３ａと、先端部３ａとは反対側の端部である基端部３ｂと、を有する。スリット２ｓ内の底部側において、スリット２ｓの内周面とベーン３の基端部３ｂとによって背圧室５が画成される。背圧室５は後述する吐出ポート３１に連通しており、背圧室５には吐出ポート３１から高圧の作動流体としての作動油が導かれる。ベーン３は、背圧室５の圧力によってスリット２ｓから突出する方向に押圧される。なお、隣り合う背圧室５同士は、ロータ２の端面に設けられる連通溝２ｂによって連通している。

カムリング４は、略長円形状をした内周面である内周カム面４ａと、位置決めピン８が挿通するピン孔４ｂと、を有する環状の部材である。内周カム面４ａは、ロータ２の回転に伴って複数のベーン３の先端部３ａが摺接する面である。

ロータ２が回転すると、ベーン３に遠心力が生じる。この遠心力によって、ベーン３はスリット２ｓから突出する方向に付勢される。つまり、ベーン３は、基端部３ｂを押圧する背圧室５の流体圧力と、ロータ２の回転に伴って働く遠心力と、によってスリット２ｓから突出する方向（径方向外方）に付勢される。ベーン３が径方向外方に付勢されると、ベーン３の先端部３ａがカムリング４の内周カム面４ａに摺接する。これにより、カムリング４の内部には、ロータ２の外周面、カムリング４の内周カム面４ａ、隣り合うベーン３、ボディ側サイドプレート３０及びカバー側サイドプレート４０によってポンプ室６が画成される。

内周カム面４ａは、ロータ２の回転中心軸Ｏからの径が短い短径部１４１と、短径部１４１よりもロータ２の回転中心軸Ｏからの径が長い長径部１４３と、短径部１４１から長径部１４３に向かって徐々にロータ２の回転中心軸Ｏからの距離が長くなる移行部１４２と、を有する。

カムリング４の内周カム面４ａは略長円形状であるので、ロータ２の回転に伴って内周カム面４ａを摺接する各ベーン３間によって区画されるポンプ室６の容積は、拡張と収縮とを繰り返す。ポンプ室６が拡張する拡張領域（吸込領域）では作動油が吸入され、ポンプ室６が収縮する収縮領域（吐出領域）では作動油が吐出される。

図２に示すように、本実施形態に係るベーンポンプ１００は、ベーン３が１回目の往復動をする第一の吸込領域４２ａ、第一の吐出領域４２ｂと、ベーン３が２回目の往復動をする第二の吸込領域４２ｃ、第二の吐出領域４２ｄとを有する。ポンプ室６は、ロータ２が１回転する間に、第一の吸込領域４２ａにて拡張し、第一の吐出領域４２ｂにて収縮し、第二の吸込領域４２ｃにて拡張し、第二の吐出領域４２ｄにて収縮する。ベーンポンプ１００は、２つの吸込領域４２ａ，４２ｃ及び２つの吐出領域４２ｂ，４２ｄを有するが、これに限らず、１つまたは３つ以上の吸込領域及び１つまたは３つ以上の吐出領域を有する構成としてもよい。

図１に示すように、ポンプボディ１０のポンプ収容凹部１０Ａの底面側には、ポンプボディ１０とボディ側サイドプレート３０によって環状の高圧室１４が画成される。高圧室１４は、吐出通路６２を介してベーンポンプ１００の外部の流体圧機器７０（例えば、パワーステアリング装置、変速機等）に接続される。

ポンプカバー２０には低圧室２１が形成され、ポンプ収容凹部１０Ａの内周面には低圧室２１と連通する迂回通路１３が形成される。迂回通路１３は、カムリング４を挟んで対向する位置に二か所設けられる。低圧室２１は、吸込通路６１を介してタンク６０に接続される。

図１及び図２に示すように、カムリング４には、その外周面から内周カム面４ａに亘って貫通する切り欠き部４ｃ，４ｄが設けられる。切り欠き部４ｃは、ボディ側サイドプレート３０に接する側面に開口し、切り欠き部４ｄは、カバー側サイドプレート４０に接する側面に開口する。

図３は、カムリング４側から見たボディ側サイドプレート３０の正面図である。図３に示すように、ボディ側サイドプレート３０は、ベーン３の側面が摺動する摺動面３０ａと、第一及び第二の吐出領域４２ｂ，４２ｄのそれぞれに対応するように形成される吐出ポート３１と、駆動シャフト１が挿通する貫通孔３２と、第一及び第二の吸込領域４２ａ，４２ｃのそれぞれに対応するように形成される窪み部３３と、位置決めピン８が挿通するピン孔３９と、を有する板状部材である。

吐出ポート３１は、貫通孔３２を挟んで対向する位置に二か所設けられる。吐出ポート３１は、貫通孔３２を中心とした円弧状に形成される。吐出ポート３１は、ボディ側サイドプレート３０を貫通し、ポンプボディ１０に形成された高圧室１４に連通する。吐出ポート３１は、ポンプ室６から吐出される作動油を高圧室１４に導く。高圧室１４に流入した作動油は、吐出通路６２を通じてベーンポンプ１００の外部の流体圧機器７０に供給される（図１参照）。

窪み部３３は、貫通孔３２を挟んで対向する位置に二か所設けられる。窪み部３３は、ポンプ収容凹部１０Ａの迂回通路１３に対応する位置に形成される。窪み部３３は径方向外側に開口する凹形状となるように形成される。窪み部３３の外周端はボディ側サイドプレート３０の外周面まで達している。

図１に示すように、ボディ側サイドプレート３０をカムリング４に組み付けた状態では、ボディ側サイドプレート３０の窪み部３３がカムリング４の切り欠き部４ｃに臨む。迂回通路１３内の作動油は、窪み部３３と切り欠き部４ｃとによって形成されるポートを通じてポンプ室６に導かれる。つまり、ベーンポンプ１００では、ボディ側サイドプレート３０の窪み部３３とカムリング４の切り欠き部４ｃとによって、吸込ポートとしての第１サイドポート５１が形成される。第１サイドポート５１は、低圧室２１からポンプ室６に吸い込まれる作動油を導く。

図３に示すように、ボディ側サイドプレート３０の摺動面３０ａには、溝状の外側ノッチ３７及び内側ノッチ３６が形成される。外側ノッチ３７及び内側ノッチ３６は、吐出ポート３１における、ロータ２の回転に伴ってポンプ室６が連通し始める連通開始側の端部（以下、始端部３１ｅとも記す）に設けられ、吐出ポート３１に連通する。吐出ポート３１の始端部３１ｅは円弧状に形成される。外側ノッチ３７及び内側ノッチ３６は、ロータ２の回転方向に向かって開口面積が徐々に大きくなるように形成される。外側ノッチ３７は、内側ノッチ３６より外周側に配置され、かつ内側ノッチ３６よりもロータ２の回転方向の長さが短くなるように形成される。

外側ノッチ３７及び内側ノッチ３６は、ロータ２の外周面とカムリング４の内周カム面４ａとの間に配置される（図２参照）。外側ノッチ３７及び内側ノッチ３６が形成されることにより、ポンプ室６が直接吐出ポート３１に開口する前の段階で、外側ノッチ３７及び内側ノッチ３６を通じてポンプ室６に作動油が供給されることにより、ポンプ室６が昇圧されるので、高圧室１４の急激な圧力変動が防止される。

ボディ側サイドプレート３０の摺動面３０ａには、貫通孔３２を挟んで対向するように形成される一対の背圧溝３４と、貫通孔３２を挟んで対向するように形成される一対の背圧溝３５と、を有する。一対の背圧溝３５は、一対の背圧溝３４に対して貫通孔３２を中心として略９０°ずれた位置に設けられる。背圧溝３４は、第一及び第二の吸込領域４２ａ，４２ｃのそれぞれに設けられ、背圧溝３５は、第一及び第二の吐出領域４２ｂ，４２ｄのそれぞれに設けられる。

背圧溝３４，３５は、摺動面３０ａに開口する溝状に形成される。背圧溝３４，３５は、貫通孔３２を中心とした円弧状に形成され、背圧溝３４，３５と重なる複数の背圧室５と連通する。背圧溝３４は、ボディ側サイドプレート３０を貫通して形成される連通孔３８と連通する。これにより、背圧溝３４は、連通孔３８を介して高圧室１４と連通する（図１参照）。なお、各背圧室５は連通溝２ｂによって連通しているので（図２参照）、背圧溝３５は背圧室５、連通溝２ｂを介して背圧溝３４と連通する。つまり、背圧溝３５は、背圧室５、連通溝２ｂ、背圧溝３４を介して高圧室１４と連通する。

図４は、ポンプカバー２０側から見たカバー側サイドプレート４０の正面図である。図４に示すように、カバー側サイドプレート４０は、ベーン３の側面が摺動する摺動面４０ａ（図２参照）と、駆動シャフト１が挿通する貫通孔４２と、第一及び第二の吸込領域４２ａ，４２ｃのそれぞれに対応するように形成される窪み部４３と、位置決めピン８が挿通するピン孔４９と、を有する板状部材である。カバー側サイドプレート４０は、位置決めピン８によってカムリング４及びボディ側サイドプレート３０に対して位置決めされる。

窪み部４３は、貫通孔４２を挟んで対向する位置に二か所設けられる。窪み部４３は、ポンプ収容凹部１０Ａの迂回通路１３に対応する位置に形成される。窪み部４３は、径方向外側に開口する凹形状となるように形成される。窪み部４３の外周端は、カバー側サイドプレート４０の外周面まで達している。

図１に示すように、カバー側サイドプレート４０をカムリング４に組み付けた状態では、カバー側サイドプレート４０の窪み部４３がカムリング４の切り欠き部４ｄに臨む。迂回通路１３及び低圧室２１内の作動油は、窪み部４３と切り欠き部４ｄとによって形成されるポートを通じてポンプ室６に導かれる。つまり、ベーンポンプ１００では、カバー側サイドプレート４０の窪み部４３とカムリング４の切り欠き部４ｄとによって、吸込ポートとしての第２サイドポート５２が形成される。第２サイドポート５２は、低圧室２１からポンプ室６に吸い込まれる作動油を導く。

第１サイドポート５１及び第２サイドポート５２は、各吸込領域４２ａ，４２ｃに位置し、一対の吐出ポート３１は、各吐出領域４２ｂ，４２ｄに位置する。また、吸込ポートとしての第１サイドポート５１及び第２サイドポート５２は、ポンプ室６の軸方向両端側に設けられる。このため、ポンプ室６には、軸方向両側から作動油が導入される。

ベーンポンプ１００の動作について説明する。

エンジン等の駆動装置（不図示）の動力によって駆動シャフト１が回転駆動されると、ロータ２が図２に矢印で示す方向に回転する。ロータ２の回転に伴って、第一及び第二の吸込領域４２ａ，４２ｃに位置するポンプ室６が拡張する。これにより、タンク６０内の作動油が、図１に示すように、吸込通路６１、低圧室２１、第１サイドポート５１及び第２サイドポート５２を通ってポンプ室６に吸い込まれる。また、ロータ２の回転に伴って、第一及び第二の吐出領域４２ｂ，４２ｄに位置するポンプ室６が収縮する。これにより、ポンプ室６内の作動油が、吐出ポート３１（図２参照）を通って高圧室１４に吐出される。高圧室１４に吐出された作動油は、吐出通路６２を通じて外部の流体圧機器７０へと供給される。本実施形態に係るベーンポンプ１００では、ロータ２が１回転する間に、各ポンプ室６が作動油の吸込、吐出を２度繰り返す。

高圧室１４に吐出された作動油の一部は、連通孔３８及び背圧溝３４，３５を通じて背圧室５に供給され、ベーン３の基端部３ｂを内周カム面４ａに向かって押圧する。したがって、ベーン３は、基端部３ｂを押圧する背圧室５の流体圧力と、ロータ２の回転に伴って働く遠心力と、によってスリット２ｓから突出する方向に付勢される。これにより、ベーン３の先端部３ａがカムリング４の内周カム面４ａに摺接しながら回転するので、ポンプ室６内の作動油は、ベーン３の先端部３ａとカムリング４の内周カム面４ａとの間から漏れることなく吐出ポート３１から吐出される。

ところで、ベーンポンプ１００のロータ２を高速で回転させると、ポンプ室６に作動油を吸い込む過程で、吸い込んだ作動油の一部が再びポンプ室６外に排出され、ベーン３の回転方向後方側の負圧領域に空気等の気体（気泡）が生じることによって、ベーンポンプ１００の容積効率が低下してしまうおそれがある。

そこで、本実施形態では、ポンプ室６内の負圧領域を低減し、気体（気泡）の体積を低減するために、回転方向前方側のポンプ室６の高圧の作動油を一時的に保持し、回転方向後方側のポンプ室６に供給するための油溜め部１１０をボディ側サイドプレート３０に設けた（図２参照）。本実施形態では、油溜め部１１０は、貫通孔３２を挟んで対向する位置に二箇所設けられる。以下、油溜め部１１０の構成について詳細に説明する。

図５は、図２のＶ－Ｖ線に沿う油溜め部１１０の断面模式図であり、図６は、油溜め部１１０の位置について説明する図である。図５及び図６に示すように、油溜め部１１０は、円形状の凹部として形成される。油溜め部１１０は、吐出ポート３１に直接接続されているものではなく、ノッチ３６，３７とはその構成が異なる。

油溜め部１１０の周方向の長さＲは、ベーン３の厚みｔ以下となる。ここで、周方向の長さＲとは、周方向に沿う油溜め部１１０の最大幅であり、本実施形態では油溜め部１１０の直径Ｄに相当する。つまり、油溜め部１１０の直径Ｄはベーン３の厚みｔ以下であり、油溜め部１１０は、その開口全体がベーン３の側面によって覆われるように形成される。

油溜め部１１０の深さＨは、周方向の長さＲよりも大きいことが好ましい（Ｈ＞Ｒ）。これにより、高圧の作動油の充填量を十分に確保することができる。

凹状の油溜め部１１０の底部には、油溜め部１１０内に侵入した空気等の気体を抜くための気体排出通路１１１が接続される。気体排出通路１１１は、油溜め部１１０内の圧力よりも低い圧力部（低圧部）である吸込通路６１（図１参照）に接続され、油溜め部１１０内の気体を吸込通路６１に排出する。したがって、気体排出通路１１１は、吸込通路６１を介してタンク６０及び低圧室２１に連通する。なお、気体排出通路１１１は、油溜め部１１０内の圧力よりも低い圧力部（低圧部）に接続されていればよいため、種々の低圧部に接続することができる。

気体排出通路１１１は、油溜め部１１０及び吸込通路６１の断面積に比べて、小さい断面積を有し、油溜め部１１０から吸込通路６１に流れる作動油に抵抗を付与する絞りとして機能する。このため、ポンプ室６から油溜め部１１０の気体排出通路１１１を通じて吸込通路６１に向かう作動油の流れを制限することができる。これにより、油溜め部１１０に連通するポンプ室６の圧力の低下を抑えることができる。

図６に示すように、油溜め部１１０は、回転方向に沿って見たときに、第１サイドポート５１の終端（点Ｐ０）から吐出ポート３１の始端（点Ｐ２）までの区間Ａに設けられる。つまり、油溜め部１１０は、第１サイドポート５１の終端（点Ｐ０）と吐出ポート３１の始端（点Ｐ２）との間に設けられる。第１サイドポート５１の終端（点Ｐ０）とは、第１サイドポート５１において、ロータ２の回転に伴ってポンプ室６との連通が終了する位置である。吐出ポート３１の始端（点Ｐ２）とは、吐出ポート３１において、ロータ２の回転に伴ってポンプ室６との連通が開始する位置である。

また、一対の油溜め部１１０のうちの一方は、ロータ２の回転に伴ってポンプ室６が拡張する吸込領域４２ａとポンプ室６が収縮する吐出領域４２ｂとの間の遷移領域４２ｅに配置される。一対の油溜め部１１０のうちの他方は、ロータ２の回転に伴ってポンプ室６が拡張する吸込領域４２ｃとポンプ室６が収縮する吐出領域４２ｄとの間の遷移領域４２ｆに配置される。

より具体的には、図７に示すように、ポンプ室６を画成する一対のベーン３の一方が吐出ポート３１の始端部３１ｅに位置し、一対のベーン３の他方が油溜め部１１０に位置したときに、吐出ポート３１と油溜め部１１０とが連通するように油溜め部１１０の位置が設定される。

また、図６に示すように、油溜め部１１０は、ノッチ３６に対応する区間Ａ２に設けられる。つまり、油溜め部１１０は、ノッチ３６において、ロータ２の回転に伴ってポンプ室６との連通が開始する位置であるノッチ３６の始端（点Ｐ１）から吐出ポート３１の始端（点Ｐ２）までの区間Ａ２に設けられる。

油溜め部１１０の回転方向後端は、ノッチ３６の始端（点Ｐ１）よりも回転方向前方側に位置する。換言すれば、ベーン３が油溜め部１１０を通過する際、ノッチ３６の先端部がポンプ室６に連通してから油溜め部１１０がポンプ室６に連通するように、油溜め部１１０の位置が設定されている。

図７から図９は、油溜め部１１０をベーン３が通過する様子を示す図である。図７は、ベーン３が油溜め部１１０に位置し、油溜め部１１０が吐出ポート３１と連通している状態を示す。図８は、油溜め部１１０の開口がベーン３によって塞がれている状態を示す。図９は、ベーン３の回転方向後側において油溜め部１１０の開口が開放された状態を示す。なお、図７から図９では、説明の便宜上、ベーン３及び内周カム面４ａについて実線で示し、油溜め部１１０について実線と破線で示し、ロータ２及び吐出ポート３１、ノッチ３６，３７については、二点鎖線で示し、その他の構成については図示を省略している。

図７に示すように、ロータ２の回転に伴って、ベーン３が油溜め部１１０に位置すると、当該ベーン３（以下、後側ベーン３Ｒとも記す）とによってポンプ室６（以下、前側ポンプ室６Ｆとも記す）を画成する回転方向前方側のベーン３（以下、前側ベーン３Ｆとも記す）が吐出ポート３１の始端部３１ｅに位置する。これにより、前側ポンプ室６Ｆを介して、吐出ポート３１と油溜め部１１０が連通する。その結果、油溜め部１１０には、高圧の作動油が充填される。

図７に示す状態からベーン３が回転方向に前進すると、図８に示すように、後側ベーン３Ｒによって油溜め部１１０が覆われる。油溜め部１１０の周方向の長さＲ（油溜め部１１０の直径Ｄ）は、ベーン３の厚みｔ以下に設定されているので、油溜め部１１０の開口は後側ベーン３Ｒの側面（軸方向端面）によって遮断される。つまり、後側ベーン３Ｒの側面によって油溜め部１１０の開口が遮断されている間、油溜め部１１０内に充填された高圧の作動油が、油溜め部１１０内で保持される。

図８に示す状態からベーン３が回転方向にさらに前進すると、図９に示すように、油溜め部１１０の開口が開放され、後側ベーン３Ｒの回転方向後方側のポンプ室６（以下、後側ポンプ室６Ｒとも記す）と油溜め部１１０とが連通する。これにより、油溜め部１１０に充填、保持されていた高圧の作動油が、後側ポンプ室６Ｒに供給され、後側ポンプ室６Ｒが昇圧される。

このように、本実施形態によれば、回転するベーン３の側面が油溜め部１１０を通過する際に、前側ポンプ室６Ｆの高圧の作動油が油溜め部１１０に一時的に保持され、その後、油溜め部１１０内の作動油が後側ポンプ室６Ｒに供給されることにより、後側ポンプ室６Ｒが昇圧される。これにより、後側ポンプ室６Ｒ内における負圧領域を低減し、後側ポンプ室６Ｒ内における気体の体積を低減し、ポンプ室６内における作動油の体積を増加させることができるので、ベーンポンプ１００の容積効率を向上することができる。また、ポンプ室６内における気体の体積を低減することができるので、ベーンポンプ１００の吐出圧の脈動も低減する。

油溜め部１１０の周方向の長さＲは、ベーン３の厚みｔ以下であるので、ベーン３が油溜め部１１０を通過する際、油溜め部１１０の開口をベーン３の側面によって閉塞することができる。つまり、ベーン３が油溜め部１１０を通過する際に、前側ポンプ室６Ｆと後側ポンプ室６Ｒとが油溜め部１１０を介して連通し、前側ポンプ室６Ｆから後側ポンプ室６Ｒに作動油が流れ出てしまうことがない。これにより、ベーン３の回転方向前方側の前側ポンプ室６Ｆから油溜め部１１０に流入した作動油の圧力の低下を抑えることができる。

後側ベーン３Ｒが吐出ポート３１の始端部３１ｅに位置し、前側ベーン３Ｆが油溜め部１１０に位置したときに、前側ポンプ室６Ｆと吐出ポート３１の始端部３１ｅの開口とが連通するとともに、前側ポンプ室６Ｆと油溜め部１１０の開口とが連通する。つまり、吐出ポート３１と油溜め部１１０とが前側ポンプ室６Ｆを介して連通する。これにより、後側ベーン３Ｒが油溜め部１１０を通過する際、後側ベーン３Ｒの回転方向前方側の前側ポンプ室６Ｆを通じて、吐出ポート３１から作動油を油溜め部１１０に導くことができる。その結果、後側ベーン３Ｒの回転方向後方側の後側ポンプ室６Ｒの圧力を効果的に高めることができる。

なお、本実施形態では、ノッチ３６が形成される区間Ａ２に油溜め部１１０が設けられている。これにより、ノッチ３６の昇圧効果に加えて、油溜め部１１０による昇圧効果により、ロータ２が高速で回転する際において、ポンプ室６での気体の体積を効果的に抑制することができる。

なお、油溜め部１１０には気体排出通路１１１が接続されている。このため、油溜め部１１０内に空気等の気体が流入した場合に、気体排出通路１１１を通じて気体が排出されるので、気体が油溜め部１１０内に滞留してしまうことを防止できる。その結果、ベーン３が油溜め部１１０を通過する際、ベーン３の回転方向前方側のポンプ室６の作動油を油溜め部１１０内に十分に取り入れることができる。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

ベーン３の側面が油溜め部１１０を通過する際に、ベーン３の回転方向前方側のポンプ室６の作動油が油溜め部１１０に一時的に保持され、その後、油溜め部１１０内の作動油がベーン３の回転方向後方側のポンプ室６へ供給されることにより、ポンプ室６が昇圧される。これにより、ポンプ室６内における気体の体積を低減し、ポンプ室６における作動油の体積を増加させることができるので、ベーンポンプ１００の容積効率を向上することができる。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

＜変形例１＞
上記実施形態では、ポンプ室６を画成する一対のベーン３の一方が吐出ポート３１の始端部３１ｅに位置し、一対のベーン３の他方が油溜め部１１０に位置したときに、一対のベーン３によって画成されるポンプ室６に、吐出ポート３１の始端部３１ｅの開口と油溜め部１１０の開口の双方が開放されるように油溜め部１１０の位置を設定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、図１０に示すように、ポンプ室６を画成する一対のベーン３の一方が吐出ポート３１の始端部３１ｅに位置し、一対のベーン３の他方が油溜め部１１０に位置したときに、一対のベーン３によって画成されるポンプ室６に、吐出ポート３１の始端部３１ｅの開口と油溜め部１１０の開口の双方が開放されないように油溜め部１１０の位置を設定してもよい。この場合、ノッチ３６を通じて吐出ポート３１と油溜め部１１０が連通し、油溜め部１１０に高圧の作動油が充填される。

＜変形例２＞
上記実施形態では、油溜め部１１０が円形状の凹部である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１に示すように、油溜め部２１０は、楕円形状の凹部であってもよい。また、油溜め部は、円形状及び楕円形状に限らず、多角形状など種々の断面の凹部として形成することができる。

＜変形例３＞
上記実施形態では、油溜め部１１０の周方向の長さＲが、ベーン３の厚みｔ以下となるように形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図１１に示すように、油溜め部２１０の周方向の長さＲがベーン３の厚みｔよりも大きくてもよい。図１１に示す例では、吐出ポート３１の始端部３１ｅの開口が、前側ポンプ室６Ｆに直接連通したとき、油溜め部２１０の回転方向前端部の開口が、前側ポンプ室６Ｆに直接連通するとともに、油溜め部２１０の回転方向後端部の開口が、後側ポンプ室６Ｒに直接連通する。

高速で運転される仕様のベーンポンプ１００では、油溜め部２１０の回転方向前端部の開口が前側ポンプ室６Ｆに直接連通するとともに、油溜め部２１０の回転方向後端部の開口が後側ポンプ室６Ｒに直接連通する時間が、低速で運転される仕様のベーンポンプ１００よりも短くなる。このため、高速で運転される仕様のベーンポンプ１００では、低速で運転される仕様のベーンポンプ１００に比べて、油溜め部２１０が前側ポンプ室６Ｆと連通しているときに、油溜め部２１０の作動油が後側ポンプ室６Ｒに排出される量を少なく抑えることができる。つまり、油溜め部２１０と前側ポンプ室６Ｆとの連通が終了する前の段階で、油溜め部２１０の内部の圧力が後側ポンプ室６Ｒの圧力と同程度まで低下することはない。このため、油溜め部２１０が、前側ポンプ室６Ｆと後側ポンプ室６Ｒの双方に同時に連通する場合であっても、油溜め部２１０に前側ポンプ室６Ｆの高圧の作動油を一時的に保持し、後側ポンプ室６Ｒに供給することができる。

換言すれば、油溜め部２１０の形状は、油溜め部２１０と前側ポンプ室６Ｆの連通が終了する前に、油溜め部２１０内の作動油の圧力が、後側ポンプ室６Ｒ内の作動油の圧力と同程度まで低下することがないように設定される。

＜変形例４＞
上記実施形態では、遷移領域４２ｅに１つの油溜め部１１０が設けられ、遷移領域４２ｆに１つの油溜め部１１０が設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１に示すように、遷移領域４２ｅ，４２ｆのそれぞれに油溜め部２１０を２つ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。例えば、油溜め部２１０の深さＨが、周方向の長さＲよりも小さい場合、油溜め部２１０の数を増やすことにより、高圧の作動油を一時的に保持する油溜め部２１０の総体積を大きくして、後側ポンプ室６Ｒの昇圧を効果的に行うことができる。

＜変形例５＞
上記実施形態では、ボディ側サイドプレート３０の摺動面３０ａに油溜め部１１０が設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ボディ側サイドプレート３０の摺動面３０ａ及びカバー側サイドプレート４０の摺動面４０ａの双方に油溜め部１１０を設けてもよいし、カバー側サイドプレート４０の摺動面４０ａにのみ油溜め部１１０を設けてもよい。

＜変形例６＞
上記実施形態では、ノッチ３６が設けられる区間Ａ２に油溜め部１１０を設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第１サイドポート５１の終端（点Ｐ０）からノッチ３６の始端（点Ｐ１）までの区間Ａ１に油溜め部１１０を設けてもよい。

＜変形例７＞
上記実施形態では、油溜め部１１０に気体排出通路１１１が接続される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。図１１に示すように、油溜め部２１０に気体排出通路１１１は設けなくてもよい。本変形例では、油溜め部２１０は、ベーン３が摺動する面にのみ開口しており、この開口以外からの作動油の出入りがないため、安定してポンプ室６を昇圧させることができる。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、および効果をまとめて説明する。

ベーンポンプ１００は、回転駆動されるロータ２と、ロータ２の外周面に開口する複数のスリット２ｓと、スリット２ｓに摺動自在に収装される複数のベーン３と、ロータ２の回転に伴って複数のベーン３の先端部３ａが摺接する内周カム面４ａを有するカムリング４と、ロータ２及びカムリング４を挟んで配置される一対のサイド部材（ボディ側サイドプレート３０、カバー側サイドプレート４０）と、ロータ２、カムリング４、隣り合うベーン３、一対のサイド部材（ボディ側サイドプレート３０、カバー側サイドプレート４０）によって画成されるポンプ室６と、ポンプ室６に吸い込まれる作動流体を導く吸込ポート（第１サイドポート５１、第２サイドポート５２）と、ポンプ室６から吐出される作動流体を導く吐出ポート３１と、サイド部材（ボディ側サイドプレート３０、カバー側サイドプレート４０）のベーン３が摺動する面に設けられる凹部（油溜め部１１０，２１０）と、を備え、凹部（油溜め部１１０，２１０）は、吸込ポート（第１サイドポート５１、第２サイドポート５２）の終端（点Ｐ０）と吐出ポート３１の始端（点Ｐ２）との間（区間Ａ）に設けられ、回転するベーン３の側面が凹部（油溜め部１１０，２１０）を通過する際に、作動流体を一時的に保持する。

この構成では、ベーン３の側面が凹部（油溜め部１１０，２１０）を通過する際に、ベーン３の回転方向前方側のポンプ室６の作動流体が凹部（油溜め部１１０，２１０）に一時的に保持され、その後、凹部（油溜め部１１０，２１０）内の作動流体がベーン３の回転方向後方側のポンプ室６へ供給されることにより、ポンプ室６が昇圧される。これにより、ポンプ室６内における気体の体積を低減し、ポンプ室６内における作動流体の体積を増加させることができるので、ベーンポンプ１００の容積効率を向上することができる。

ベーンポンプ１００は、凹部（油溜め部１１０，２１０）の周方向の長さＲが、ベーン３の厚みｔ以下である。

この構成では、凹部（油溜め部１１０，２１０）の開口をベーン３の側面によって閉塞できるので、ベーン３の回転方向前方側のポンプ室６から凹部（油溜め部１１０，２１０）に流入した作動流体の圧力の低下を抑えることができる。

ベーンポンプ１００は、ポンプ室６を画成する一対のベーン３の一方が吐出ポート３１の始端部３１ｅに位置し、一対のベーン３の他方が凹部（油溜め部１１０，２１０）に位置したときに、吐出ポート３１と凹部（油溜め部１１０，２１０）とが連通する。

この構成では、ベーン３が凹部（油溜め部１１０，２１０）を通過する際、ベーン３の回転方向前方側のポンプ室６を通じて、吐出ポート３１から作動流体を凹部（油溜め部１１０，２１０）に導くことができるので、ベーン３の回転方向後方側のポンプ室６の圧力を効果的に高めることができる。

ベーンポンプ１００は、凹部（油溜め部１１０，２１０）には、凹部（油溜め部１１０，２１０）内の圧力よりも低い低圧部（吸込通路６１）に凹部（油溜め部１１０，２１０）内の気体を排出する気体排出通路１１１が接続される。

この構成では、凹部（油溜め部１１０，２１０）内に気体が流入した場合に、気体排出通路１１１を通じて気体が排出されるので、気体が凹部（油溜め部１１０，２１０）内に滞留してしまうことを防止できる。その結果、ベーン３が凹部（油溜め部１１０，２１０）を通過する際、ベーン３の回転方向前方側のポンプ室６の作動流体を凹部（油溜め部１１０，２１０）内に十分に取り入れることができる。

ベーンポンプ１００は、凹部（油溜め部２１０）が、ベーン３が摺動する面にのみ開口している。

この構成では、凹部（油溜め部２１０）は、ベーン３が摺動する面にのみ開口しており、この開口以外からの作動流体の出入りがないため、安定してポンプ室６を昇圧させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

２・・・ロータ、２ｓ・・・スリット、３・・・ベーン、３ａ・・・先端部、４・・・カムリング、４ａ・・・内周カム面、６・・・ポンプ室、３０・・・ボディ側サイドプレート（サイド部材）、３１・・・吐出ポート、３１ｅ・・・始端部、４０・・・カバー側サイドプレート（サイド部材）、５１・・・第１サイドポート（吸込ポート）、５２・・・第２サイドポート（吸込ポート）、６１・・・吸込通路（低圧部）、１００・・・ベーンポンプ、１１０，２１０・・・油溜め部（凹部）、１１１・・・気体排出通路

Claims

回転駆動されるロータと、
前記ロータの外周面に開口する複数のスリットと、
前記スリットに摺動自在に収装される複数のベーンと、
前記ロータの回転に伴って前記複数のベーンの先端部が摺接する内周カム面を有するカムリングと、
前記ロータ及び前記カムリングを挟んで配置される一対のサイド部材と、
前記ロータ、前記カムリング、隣り合う前記ベーン、前記一対のサイド部材によって画成されるポンプ室と、
前記ポンプ室に吸い込まれる作動流体を導く吸込ポートと、
前記ポンプ室から吐出される作動流体を導く吐出ポートと、
前記サイド部材の前記ベーンが摺動する面に設けられる凹部と、を備え、
前記凹部は、前記吸込ポートの終端と前記吐出ポートの始端との間に設けられ、回転する前記ベーンの側面が前記凹部を通過する際に、作動流体を一時的に保持し、
前記凹部の周方向の長さは、前記ベーンの厚み以下であり、
前記ポンプ室を画成する一対の前記ベーンの一方が前記吐出ポートの始端部に位置し、前記一対のベーンの他方が前記凹部に位置したときに、前記吐出ポートと前記凹部とが連通する
ことを特徴とするベーンポンプ。
回転駆動されるロータと、
前記ロータの外周面に開口する複数のスリットと、
前記スリットに摺動自在に収装される複数のベーンと、
前記ロータの回転に伴って前記複数のベーンの先端部が摺接する内周カム面を有するカムリングと、
前記ロータ及び前記カムリングを挟んで配置される一対のサイド部材と、
前記ロータ、前記カムリング、隣り合う前記ベーン、前記一対のサイド部材によって画成されるポンプ室と、
前記ポンプ室に吸い込まれる作動流体を導く吸込ポートと、
前記ポンプ室から吐出される作動流体を導く吐出ポートと、
前記サイド部材の前記ベーンが摺動する面に設けられる凹部と、
前記凹部の底部に接続するように前記サイド部材に形成され、前記凹部内の圧力よりも低い低圧部に前記凹部内の気体を排出する気体排出通路と、を備え、
前記凹部は、前記吸込ポートの終端と前記吐出ポートの始端との間に設けられ、回転する前記ベーンの側面が前記凹部を通過する際に、作動流体を一時的に保持し、
前記凹部の周方向の長さは、前記ベーンの厚み以下である
ことを特徴とするベーンポンプ。
請求項１に記載のベーンポンプにおいて、
前記凹部は、前記ベーンが摺動する面にのみ開口している
ことを特徴とするベーンポンプ。