JPH06261497A - 回転機及びポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】回転軸にスプラインを設けることなくポンプロ
ータと回転軸とを結合させることによりコストを増大せ
ずに製品寿命を延ばす回転機及びポンプを提供する。 【構成】潤滑油は給油口５６からケーシング５の凹部２
５に供給され、楔型部材２の背面板２ｃと凹部２５との
隙間５１からケーシング５内に流入し、ベーン４及びポ
ンプロータ３を潤滑する。このとき凹部２５の空間は潤
滑油で充満され油圧装置の設定油圧に応じた油圧駆動力
が発生し、楔型部材２の背面板２ｃを回転軸１の方向に
押圧することにより、楔型部材２は回転軸１の先端外周
部１ａおよびポンプロータ３の内腔３ａとの隙間に円滑
に挿入され嵌合する。この楔作用によって回転軸１の駆
動力は回転比１対１でポンプロータ３に伝達され、ポン
プロータ３が回転する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用真空ポ
ンプ付き交流発電機に用いる回転機及びこれを用いたポ
ンプに係わり、特に製造コストを増加させることなく製
品寿命を延ばすのに好適な回転機及びポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ベーンポンプにおける従来の回
転機は、実公昭６３−１１８７８公報に記載のように、
スプラインもしくはセレーション継手（以下適宜スプラ
イン等という）が設けられた回転軸とポンプロータとを
嵌合させて回転を伝達する方式であり、回転軸とポンプ
ロータは常に連結され回転比１対１で伝達される方法で
あった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には以下の問題点が存在する。スプライン等の製
法は、ポンプロータのスプライン等にあってはポンプロ
ータが焼結合金材料であることから型成形による加工が
主流である。また回転軸のスプライン等にあってはモジ
ュールが小さい場合は転造による加工が行われるが、モ
ジュールが大きい場合には転造等の塑性加工が難しいの
でホブによる切削加工以外に有効な方法がない。

【０００４】上記回転軸及びポンプロータに設けられる
スプライン等は使用されるにつれて一定の割合で摩耗し
ていくので、回転伝達性能を確保しつつ製品寿命を延ば
すためには、スプライン等のモジュールの大型化が不可
欠となり、すなわちホブによる切削加工によりスプライ
ン等を加工しなければならなくなる。

【０００５】しかし、ホブによる切削加工においては、
転造加工により回転軸のスプライン等を加工する場合
は、回転軸の他の部分のローレット加工等と同一工程に
おいて転造を行うことで工程数の節約を図っていたが、
ホブ加工によれば別個独立の工程が必要となる。すなわ
ち転造加工の場合に比し工程数が増加する。ホブによ
る切削加工工程自体が転造加工工程に比し約１０倍の時
間がかかる、等により製造コストが増大する問題が生じ
る。

【０００６】本発明の目的は、回転軸にスプラインを設
けることなくポンプロータと回転軸とを結合させること
により、製造コストを増大させずに製品寿命を延ばすこ
とができる回転機及びこれを用いたポンプを提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、回転駆動される回転軸と、前記回
転軸からの駆動力により回転するポンプロータと、前記
回転軸と前記ポンプロータとの間隙に挿入され該回転軸
の駆動力を該ポンプロータに伝達する回転伝達部材と、
前記回転伝達部材を前記回転軸に向かって押圧する押圧
手段とを有する回転機において、前記回転軸と前記ポン
プロータとの間に、外部からの駆動力によって操作され
る楔機構を備え、その楔機構によりポンプロータの回転
を操作することを特徴とする回転機が提供される。

【０００８】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、回転駆動される回転軸と、前記回転軸からの駆
動力により回転するポンプロータと、前記回転軸と前記
ポンプロータとの間隙に挿入され該回転軸の駆動力を該
ポンプロータに伝達する回転伝達部材と、前記回転伝達
部材を前記回転軸に向かって押圧する押圧手段とを有す
る回転機において、前記回転伝達部材は前記回転軸の先
端外周部と同一形状の内面を備えかつ該先端外周部に嵌
合する略円筒状の挿入部分を有し、前記ポンプロータは
前記回転伝達部材の挿入部分の外面と同一形状を備え該
回転伝達部材の挿入部分の外面に嵌合する内腔を有し、
かつ前記回転軸の先端外周部と前記回転伝達部材の挿入
部分の内面及び前記ポンプロータの内腔と前記回転伝達
部材の挿入部分の外面のうち少なくとも一方が略円錐形
状を有することを特徴とする回転機が提供される。

【０００９】好ましくは、前記回転機において、前記先
端外周部と、前記回転伝達部材の挿入部分の内面及び外
面と、前記ポンプロータの内腔とが略円錐形状を有する
ことを特徴とする回転機が提供される。

【００１０】また好ましくは、前記回転機において、前
記先端外周部と前記回転伝達部材の挿入部分の内面とが
略円錐形状を有し、かつ前記挿入部分の外面と前記ポン
プロータの内腔とに互いに嵌合するスプラインを設けた
ことを特徴とする回転機が提供される。

【００１１】さらに好ましくは、前記回転機において、
前記押圧手段は油圧駆動力により前記回転伝達部材の挿
入部分を押圧する手段であることを特徴とする回転機が
提供される。

【００１２】また好ましくは、前記回転機において、前
記ポンプロータ及び前記回転伝達部材は成形性材料から
成ることを特徴とする回転機が提供される。

【００１３】さらに上記目的を達成するために、本発明
によれば、略円錐形状の先端外周部を有し回転駆動され
る回転軸と、略円錐形状の内腔を有するポンプロータ
と、略円錐形状を備え前記回転軸の先端外周部に嵌合す
る内面と略円錐形状を備え前記ポンプロータの内腔に嵌
合する外面とを備えた略円筒状の挿入部分を有する回転
伝達部材と、前記回転伝達部材を油圧駆動により前記回
転軸に向かって押圧する押圧手段とを有する回転機が提
供される。

【００１４】また上記目的を達成するために、本発明に
よれば、前記回転機と、前記回転機のポンプロータ内部
に摺動可能に保持されるベーンと、前記押圧手段に油圧
発生手段からの油圧駆動力を供給する給油手段と、前記
回転機と前記ベーンと前記給油手段とを収納するケーシ
ングとを有するポンプが提供される。

【００１５】

【作用】以上のように構成した本発明の回転機において
は、回転軸とポンプロータとの間の楔機構を外部からの
駆動力によって操作することにより、楔作用によって回
転軸とポンプロータとを結合し、ポンプロータの回転を
操作する。

【００１６】また本発明においては、回転軸の先端外周
部と回転伝達部材の挿入部分の内面、及び回転伝達部材
の挿入部分の外面とポンプロータの内腔がそれぞれ同一
形状を備え嵌合する構成とし、かかる構成においてこれ
ら２組のうちの少なくとも１組が略円錐形状を有しかつ
押圧手段により回転伝達部材を回転軸に向かって押圧し
楔型の嵌合状態を形成させることにより、楔作用によっ
て回転軸と回転伝達部材又は回転伝達部材とポンプロー
タとを結合させる。

【００１７】さらに、回転軸の先端外周部と、回転伝達
部材の挿入部分の内面及び外面と、ポンプロータの内腔
とが略円錐形状を有することにより、回転伝達部材の挿
入部を回転軸とポンプロータとの間隙に円滑に挿入して
回転軸と回転伝達部材とポンプロータとを結合させる。
また、回転軸の先端外周部と回転伝達部材の挿入部分の
内面とが略円錐形状を有し、回転伝達部材の挿入部分の
外面とポンプロータの内腔とには互いに嵌合するスプラ
インを設けることにより、回転軸と回転伝達部材とは楔
状の嵌合、回転伝達部材とポンプロータとはスプライン
による嵌合によって結合させる。さらに、押圧手段は油
圧駆動力で回転伝達部材を押圧することにより、結合部
分が摩耗しても油圧で駆動された回転伝達部材が回転軸
の方向に移動し、安定した結合を維持する。また、ポン
プロータ及び回転伝達部材は成形性材料から成ることに
より、ポンプロータの内腔と回転伝達部材の挿入部分の
外面とを型成形により容易にスプライン形状に加工す
る。さらに、本発明のポンプにおいては、油圧発生手段
からの油圧駆動力を給油手段によって上記回転機の押圧
手段へ供給し、回転機において回転伝達部材を押圧し楔
作用によって回転軸とポンプロータとを結合させる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図４により説
明する。本発明の第１の実施例を図１及び図２により説
明する。本実施例は、本発明を自動車用のベーン式のバ
キュームポンプに適用した場合の実施例である。本実施
例のバキュームポンプの構造を図１に、そのＡ−Ａ断面
を図２に示す。図１及び図２において、バキュームポン
プは、駆動力を発生し略円錐形状の先端外周部１ａを備
えた回転軸１、回転軸１からの駆動力により回転し略円
錐形状の内腔３ａを備えたポンプロータ３、及び回転軸
１とポンプロータ３との隙間に挿入される楔型部材２を
有する回転機部分５０と、ポンプロータ３の溝に挿入さ
れ摺動可能に保持されるベーン４と、ケーシング５とを
有する。

【００１９】回転機部分５０のポンプロータ３とベーン
４とはケーシング５の内部を摺動回動し、これを潤滑す
るために図示しない油圧装置からホース８を介し潤滑油
が圧送供給される。ホース８は、端部に設けられたコネ
クタ７によってボルト６を通してケーシング５に固定さ
れる。ケーシング５底部の凹部２５には給油口５６が設
けられ、ホース８からの潤滑油は給油口５６を介し凹部
２５に供給される。

【００２０】楔型部材２は、例えば焼結合金材料・合成
樹脂材料等の成形性材料で構成され、略円錐形状を備え
回転軸１の先端外周部１ａに嵌合する内面２ａと、略円
錐形状を備えポンプロータ３の内腔３ａに嵌合する外面
２ｂと、ケーシング５の凹部２５に隙間を持って嵌合す
る背面板２ｃとを有する。またポンプロータ３は、例え
ば鉄系焼結合金材料等の成形性材料で構成されている。

【００２１】ケーシング５の開口部は板材９により塞が
れており、さらに接合部分はＯリング１３，１４及びオ
イルシール１０により封止されている。また回転軸１は
軸受１１により支持されている。

【００２２】以上の構成において、ホース８からの潤滑
油は、給油口５６からケーシング５の凹部２５に供給さ
れ、さらに楔型部材２の背面板２ｃの外径部と凹部２５
の内径部との隙間５１からケーシング５内に流入し、ケ
ーシング５内で摺動回動するベーン４及びポンプロータ
３を潤滑する。このとき隙間５１の断面積に比べ給油口
５６の断面積ははるかに大きいので、凹部２５の空間は
潤滑油で充満され油圧装置の設定油圧に応じた油圧駆動
力が発生し、楔型部材２の背面板２ｃを回転軸１の方向
（図の左方）に押圧する。これにより楔型部材２は回転
軸１の先端外周部１ａとポンプロータ３の内腔３ａとの
隙間に円滑に挿入され嵌合する。この楔作用によって回
転軸１は楔型部材２を介しポンプロータ３と結合し、回
転軸１の駆動力は回転比１対１でポンプロータ３に伝達
され、ポンプロータ３は回転する。

【００２３】以上のように構成した本実施例によれば、
油圧装置からケーシング５内へ供給される潤滑油を駆動
力として用い、楔型部材２を押圧して回転軸１とポンプ
ロータ３との間隙に円滑に挿入させる。この楔作用によ
りこれらを結合しポンプロータ３の回転を操作できるの
で、回転軸１にスプラインを設ける必要がない。したが
って製品寿命の延長を図るに際し、ホブ切削による加工
を行ってモジュールを大型化し摩耗防止を図る必要がな
く、長時間を要するホブ切削工程による時間のロスを免
れるとともに、ホブ加工工程を別個設けることによる工
程の増加を免れることができる。したがって製造コスト
を低減することができる。また、回転軸１とポンプロー
タ３とは隙間なく結合されるので、回転精度が向上し、
真空性能・騒音特性の向上を図ることができる。さら
に、楔型部材２の背面板２ｃの外径Ｄの大きさを調整す
ることによって伝達トルクを所定の大きさに設定するこ
とができる。また、結合部分が摩耗しても油圧で押圧さ
れた楔型部材２が回転軸１の方向に移動して安定した結
合を維持できるので、回転不能の発生がなく信頼性を向
上することができる。

【００２４】なお、上記実施例においては、回転軸１
の先端外周部１ａ、楔型部材２の内面２ａ、楔型部
材２の外面２ｂ、ポンプロータ３の内腔３ａを略円錐
形状としたが、必ずしも〜のすべてが略円錐形状で
ある必要はなく、例えば、とのみ略円錐形状でと
は円筒形状、又はとは円筒形状でとは略円錐
形状としても楔作用によって回転軸１とポンプロータ３
とを結合させることができ、同様の効果を得る。

【００２５】また、上記実施例においては油圧駆動によ
り楔型部材２を押圧したが、これ以外の押圧手段、例え
ば、空気圧やバネ等によって押圧することも考えられ
る。

【００２６】さらに、上記構成において、例えばコネク
タ７と油圧装置の間に制御弁を設ければ、これを閉弁状
態にすることによって油圧駆動力を停止させ、楔型部材
２による回転軸１とポンプロータ３の結合を切り離し、
ポンプロータ３の回転を停止させることができる。この
場合、例えば自動車の加速時・登板時には油圧駆動力を
ゼロにしてポンプロータ３の回転を停止させバキューム
ポンプの駆動トルクを消滅させることにより自動車の加
速・登板性能を向上させることができ、また同様にバキ
ュームポンプの真空が必要真空に達した場合にも油圧駆
動力をゼロにしてポンプロータ３の回転を停止させるこ
とにより無駄な馬力の消費を防止することができる。し
たがって燃費の向上、排気ガスの低減、及び騒音の低減
を図ることができる。

【００２７】本発明の第２の実施例を図３及び図４によ
り説明する。第１の実施例と共通の部品については共通
の番号で示す。本実施例のバキュームポンプの構造を図
３に、そのＢ−Ｂ断面を図４に示す。図３及び図４にお
いて、第１の実施例と異なる点は、回転機部分５０のポ
ンプロータ３３の内腔３３ａと楔型部材３２の外面３２
ｂとが略円錐形でなくなり、互いに嵌合するスプライン
が設けられたことである。その他の点は第１の実施例と
ほぼ同様である。

【００２８】本実施例によれば、ポンプロータ３３の内
腔３３ａと楔型部材３２の外面３２ｂとに互いに嵌合す
るスプラインを設けるので、回転軸１とポンプロータ３
との結合をより確実にすることができる。このとき楔型
部材３２及びポンプロータ３３は成形性材料で構成され
ており型成形加工によって容易にスプラインの形成を行
うことができるので、回転軸１にスプラインを設ける場
合のようにホブ切削加工等を行う必要はない。すなわち
本実施例によれば、時間のロスや加工工程の増加を招く
ことなくポンプロータ３３の内腔３３ａと楔型部材３２
の外面３２ｂとにスプラインを設け、回転軸１とポンプ
ロータ３３との結合をより確実にすることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の回転機によれば、回転軸とポン
プロータとの間の楔機構を外部からの駆動力によって操
作するので、楔作用によって回転軸とポンプロータとを
結合し、ポンプロータの回転を操作することができる。
よって回転軸にスプラインを設ける必要がないので、製
品寿命の延長を図るに際し、ホブ切削による加工を行っ
てモジュールを大型化し摩耗防止を図る必要がなくな
り、長時間を要するホブ切削工程による時間のロスを免
れるとともに、ホブ加工工程を別個設けることによる工
程の増加を免れることができる。よって製造コストを低
減することができる。また、回転軸とポンプロータとは
隙間なく結合されるので、回転精度が向上し、真空性能
・騒音特性の向上を図ることができる。さらに、回転伝
達部材の外径の大きさを調整することによって伝達トル
クの大きさを所定の大きさに設定することができる。

【００３０】また本発明の回転機によれば、回転軸の先
端外周部と回転伝達部材の挿入部分の内面、及び回転伝
達部材の挿入部分の外面とポンプロータの内腔のうちの
少なくとも１組が略円錐形状を有しかつ押圧手段により
回転伝達部材を回転軸に向かって押圧し楔型の嵌合状態
を形成させるので、この楔作用によって回転軸と回転伝
達部材又は回転伝達部材とポンプロータとを結合させる
ことができる。

【００３１】また回転軸の先端外周部と、回転伝達部材
の挿入部分の内面及び外面と、ポンプロータの内腔とが
略円錐形状を有するので、回転伝達部材の挿入部を回転
軸とポンプロータとの間隙に円滑に挿入して回転軸と回
転伝達部材とポンプロータとを結合させることができ
る。さらに回転伝達部材の挿入部分の外面とポンプロー
タの内腔とに互いに嵌合するスプラインを設けるので、
回転軸とポンプロータとの結合をより確実にすることが
できる。また、押圧手段は油圧駆動力で回転伝達部材を
押圧するので、結合部分が摩耗しても油圧で駆動された
回転伝達部材が回転軸の方向に移動し、安定した結合を
維持することができる。よって回転不能の発生がなく信
頼性を向上することができる。さらに、ポンプロータ及
び回転伝達部材は成形性材料から構成されポンプロータ
の内腔と回転伝達部材の挿入部分の外面とに型成形加工
により容易にスプラインの形成を行えるので、回転軸に
スプラインを設ける場合のようにホブ切削加工等を行う
必要はない。すなわち時間のロスや加工工程の増加を招
くことなくポンプロータの内腔と回転伝達部材の外面と
にスプラインを設け、回転軸とポンプロータとの結合を
より確実にすることができる。

【００３２】また本発明のポンプによれば、油圧発生手
段からの油圧駆動力により回転機において回転伝達部材
を押圧し楔作用によって回転軸とポンプロータとを結合
させることができるので、上記回転機における効果と同
様の効果を得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のバキュームポンプの構
造図である。

【図２】バキュームポンプの横断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例のバキュームポンプの構
造図である。

【図４】バキュームポンプの横断面図である。

【符号の説明】

１ 回転軸 １ａ 先端外周部 ２ 楔型部材 ２ａ 内面 ２ｂ 外面 ２ｃ 背面板 ３ ポンプロータ ３ａ 内腔 ４ ベーン ５ ケーシング ３２ 楔型部材 ３２ａ 内面 ３２ｂ 外面 ３２ｃ 背面板 ３３ ポンプロータ ３３ａ 内腔 ５０ 回転機部分 ５６ 給油口

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される回転軸と、前記回転軸か
   らの駆動力により回転するポンプロータと、前記回転軸
   と前記ポンプロータとの間隙に挿入され該回転軸の駆動
   力を該ポンプロータに伝達する回転伝達部材と、前記回
   転伝達部材を前記回転軸に向かって押圧する押圧手段と
   を有する回転機において、 前記回転軸と前記ポンプロータとの間に、外部からの駆
   動力によって操作される楔機構を備え、その楔機構によ
   りポンプロータの回転を操作することを特徴とする回転
   機。
2. 【請求項２】 回転駆動される回転軸と、前記回転軸か
   らの駆動力により回転するポンプロータと、前記回転軸
   と前記ポンプロータとの間隙に挿入され該回転軸の駆動
   力を該ポンプロータに伝達する回転伝達部材と、前記回
   転伝達部材を前記回転軸に向かって押圧する押圧手段と
   を有する回転機において、 前記回転伝達部材は前記回転軸の先端外周部と同一形状
   の内面を備えかつ該先端外周部に嵌合する略円筒状の挿
   入部分を有し、前記ポンプロータは前記回転伝達部材の
   挿入部分の外面と同一形状を備え該回転伝達部材の挿入
   部分の外面に嵌合する内腔を有し、かつ前記回転軸の先
   端外周部と前記回転伝達部材の挿入部分の内面及び前記
   ポンプロータの内腔と前記回転伝達部材の挿入部分の外
   面のうち少なくとも一方が略円錐形状を有することを特
   徴とする回転機。
3. 【請求項３】 請求項２記載の回転機において、前記先
   端外周部と、前記回転伝達部材の挿入部分の内面及び外
   面と、前記ポンプロータの内腔とが略円錐形状を有する
   ことを特徴とする回転機。
4. 【請求項４】 請求項２記載の回転機において、前記先
   端外周部と前記回転伝達部材の挿入部分の内面とが略円
   錐形状を有し、かつ前記挿入部分の外面と前記ポンプロ
   ータの内腔とに互いに嵌合するスプラインを設けたこと
   を特徴とする回転機。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の回転
   機において、前記押圧手段は油圧駆動力により前記回転
   伝達部材の挿入部分を押圧する手段であることを特徴と
   する回転機。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項記載の回転
   機において、前記ポンプロータ及び前記回転伝達部材は
   成形性材料から成ることを特徴とする回転機。
7. 【請求項７】 略円錐形状の先端外周部を有し回転駆動
   される回転軸と、略円錐形状の内腔を有するポンプロー
   タと、略円錐形状を備え前記回転軸の先端外周部に嵌合
   する内面と略円錐形状を備え前記ポンプロータの内腔に
   嵌合する外面とを備えた略円筒状の挿入部分を有する回
   転伝達部材と、前記回転伝達部材を油圧駆動により前記
   回転軸に向かって押圧する押圧手段とを有する回転機。
8. 【請求項８】 請求項５記載の回転機と、前記回転機の
   ポンプロータ内部に摺動可能に保持されるベーンと、前
   記押圧手段に油圧発生手段からの油圧駆動力を供給する
   給油手段と、前記回転機と前記ベーンと前記給油手段と
   を収納するケーシングとを有するポンプ。