JPH10252666A - 複合ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール材の耐久性や組付作業性の低下を抑え
て、小型化と軽量化とを図れる複合ベーンポンプを提供
すること。 【解決手段】 第１ベーンポンプ１の第１駆動軸１２の
元部１２ａ側と第２ベーンポンプ２１の第２駆動軸３２
の先端部３２ｄ側とが、対応するインボリュートスプラ
インを形成して、接合孔１３ａの先端側と元部側とに直
列的に挿入されることにより、第１ロータ１３に接合さ
れる。第１駆動軸１２の先端部１２ｄ側には、被駆動ギ
ヤＧが固着される。第１駆動軸１２の元部１２ａ側と第
２駆動軸３２の先端部３２ｄ側との接合孔１３ａへの接
合状態は、所定以上の長さを確保して接合されるととも
に、第１駆動軸１２側が滑動はめあいとして、第２駆動
軸３２側が自由はめあいとして、接合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、気体を供給するベ
ーンポンプと液体を供給するベーンポンプとが並設され
た複合ベーンポンプに関し、例えば、自動車に配置され
るブレーキブースタに真空圧を供給するバキュームポン
プと、パワーステアリング装置へ作動油を供給するパワ
ーステアリングポンプと、が並設されてなる複合ベーン
ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、自動車のバキュームポ
ンプとパワーステアリングポンプとが並設されてなる複
合ベーンポンプでは、実開昭６３−４５０３０号公報に
記載されているように、両者の駆動軸が、両軸の端部を
覆うように配置されるカップリングにより、直列的に接
続されるとともに、そのカップリング自体が、クランク
シャフトからの回転駆動力を伝達される被駆動ギヤとし
て構成されていた。

【０００３】このような構成では、バキュームポンプを
第１ベーンポンプとして、パワーステアリングポンプを
第２ベーンポンプとした場合、第１ベーンポンプの第１
駆動軸と第２ベーンポンプの第２駆動軸とが、両軸の端
部を覆うカップリングとしての被駆動ギヤを介して直列
的に接続されていたことから、カップリングが大径でか
つ軸方向長さ（幅）も必要となり、さらに、その外周面
に被駆動ギヤとしての歯溝を設けることから、カップリ
ングとしての外径が一層大きくなって、このカップリン
グの周囲を覆うハウジングも必要となることとあいまっ
て、複合ベーンポンプが、大型化するとともに、重量増
加を招いていた。

【０００４】ちなみに、このような課題を解決するため
に、特開昭６１−２２２８５７号公報等に記載されてい
るように、第１・２駆動軸を、１本の駆動軸で兼用し、
その１本の駆動軸の端部、例えば、第１ベーンポンプ側
から突出した端部側に、幅寸法の小さい、あるいは、外
径の小さな被駆動ギヤを固着させるように構成すること
が考えられる。

【０００５】しかしながら、第１・２ベーンポンプの第
１・２駆動軸を１本の駆動軸で兼用する場合には、第１
ベーンポンプの第１ロータやその近傍の第１軸受、さら
に、第２ベーンポンプの第２ロータやその近傍の第２軸
受、の寸法誤差や組付誤差等により、第１・２ベーンポ
ンプの第１・２ロータ等の軸心が相互に一致し難く、各
ロータや各軸受にガタツキが生じ易い。そして、作動油
を供給する第２ベーンポンプ側では、組付容易な観点か
ら、第２軸受に当接させるように隣接してオイルシール
等のシール材を配置させており、第２軸受にガタツキが
生じていると、第２軸受に接触しているシール材が摩耗
し易く、シール材の耐久性が低下することとなってい
た。

【０００６】さらに、第１・２ベーンポンプの第１・２
駆動軸を１本の駆動軸で兼用する場合には、第１・２ベ
ーンポンプをそれぞれサブアッセブリの状態にできない
ため、自動車のエンジン付近で、複合ベーンポンプの各
部品を順次組み付けることとなって、組付作業性が悪か
った。

【０００７】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、シール材の耐久性や組付作業性の低下を抑えて、小
型化と軽量化とを図れる複合ベーンポンプを提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る複合ベーン
ポンプは、気体を送給する気体供給用の第１ベーンポン
プが、第１ハウジング内の第１ロータを回転させる第１
駆動軸を備えて構成され、液体を送給する液体供給用の
第２ベーンポンプが、第２ハウジング内の第２ロータを
回転させる第２駆動軸を備えて構成され、前記第１・２
駆動軸が、直列的に配置されるとともに、１つの被駆動
ギヤにより、回転駆動される複合ベーンポンプであっ
て、前記第１駆動軸が、第１ハウジング内に配置される
第１軸受を介して、前記第１ハウジングに回動自在に支
持されるとともに、先端部側に前記被駆動ギヤを固着さ
せて構成され、前記第２駆動軸が、第２ハウジング内に
配置される第２軸受と、該第２軸受・前記第２ハウジン
グ・及び前記第２駆動軸に当接されるシール材と、によ
り、前記第２ハウジング内で液密状態で回動自在に支持
されるように構成され、前記第１ロータに、内周面にイ
ンボリュートスプラインを設けてなる接合孔が形成さ
れ、前記第１駆動軸の元部側と第２駆動軸の先端部側と
が、対応するインボリュートスプラインを形成して、前
記接合孔の先端部側と元部側とに挿入されることによ
り、前記第１ロータに接合され、さらに、前記第１駆動
軸の元部側と第２駆動軸の先端部側とのそれぞれの前記
接合孔への接合状態が、各軸の外径をｄ１、ｄ２とし
て、前記接合孔への接合長さをＬ１、Ｌ２とした場合、
Ｌ１／ｄ１＞１、Ｌ２／ｄ２＞１となるように、接合さ
れるとともに、前記第１駆動軸の元部側における前記接
合孔へのはめあいと、前記第２駆動軸の先端部側におけ
る前記接合孔へのはめあいと、の一方が、滑動はめあい
として、他方が自由はめあいとしていることを特徴とす
る。

【０００９】なお、インボリュートスプラインは、ＪＩ
Ｓ Ｂ １６０３に規定されている規格のものである。

【００１０】

【発明の効果】本発明に係る複合ベーンポンプは、第１
ベーンポンプの第１駆動軸と第２ベーンポンプの第２駆
動軸とが、第１ベーンポンプの第１ロータをカップリン
グとして、接合されており、別途、大きなカップリング
を使用しなくとも良いため、複合ベーンポンプの小型化
と軽量化とを図ることができる。

【００１１】また、第１駆動軸の元部側における第１ロ
ータの接合孔へのはめあいと、第２駆動軸の先端部側に
おける第１ロータの接合孔へのはめあいと、において、
一方が滑動はめあいとして、他方が自由はめあいとして
いる。すなわち、滑動はめあいが、孔側と軸側との間に
中心線方向だけに移動を許すはめあいであり、自由はめ
あいが、孔側と軸側の中心線との間に、ある程度の交角
の変動を許すはめあいであることから、第１ベーンポン
プの第１ロータや第１軸受と、第２ベーンポンプの第２
ロータや第２軸受と、が相互の軸心を僅かにずらして配
置されていても、自由はめあいの部位で誤差を吸収でき
て、第２ベーンポンプの第２軸受にガタツキが生じず、
第２軸受に接触しているシール材の摩耗が防止されて、
シール材の耐久性を向上させることができる。

【００１２】さらに、第１ベーンポンプの第１駆動軸
は、第１ハウンジング内に配置された第１軸受に支持さ
れ、第２ベーンポンプの第２駆動軸は、第２ハウジング
内に配置された第２軸受に支持されており、第１ベーン
ポンプと第２ベーンポンプとを、別々に予め組み立て
て、サブアッセンブリとしておくことができるため、設
置場所で、各部品を順次組み付けなくとも、サブアッセ
ンブリにした第１ベーンポンプ自体と第２ベーンポンプ
自体とを相互に設置場所で組み付けるだけで、組付作業
を完了させることができ、組付作業性が良好となる。

【００１３】さらにまた、第１駆動軸の元部側と第２駆
動軸の先端部側とのそれぞれの接合孔への接合状態が、
各軸の外径をｄ１、ｄ２として、接合孔への接合長さを
Ｌ１、Ｌ２とした場合、Ｌ１／ｄ１＞１、Ｌ２／ｄ２＞
１となるように、接合長さを長く確保できるように設定
されており、被駆動ギヤの回転駆動トルクが第１駆動軸
に加わって、第１ロータを回転させようとしても、第１
駆動軸が十分な駆動力伝達の接合強度を確保でき、ま
た、第１ロータから第２駆動軸に回転駆動トルクが加わ
って、第２駆動軸を回転させようとしても、第２駆動軸
に十分な駆動力伝達の接合強度を確保することができ
る。

【００１４】そして、逆に、この構成は、第１ロータの
幅寸法の長さ（軸方向の長さ）を長く確保できることを
意味し、第１ベーンポンプのベーンの幅寸法を大きくす
ることができる。すなわち、ベーンの幅寸法が大きくな
ることから、第１ベーンポンプの脈動を抑えることに寄
与できる。

【００１５】したがって、本発明に係る複合ベーンポン
プでは、シール材の耐久性や組付作業性の低下を抑え
て、小型化と軽量化とを図ることができ、さらに、作動
時の第１ベーンポンプの脈動も抑えることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１７】図１に示す実施形態の複合ベーンポンプＰ
は、自動車のエンジン付近に配置されるもので、第１ベ
ーンポンプ１が、ブレーキブースタに真空圧を供給する
バキュームポンプであり、第２ベーンポンプ２１が、パ
ワーステアリング装置へ作動油を供給するパワーステア
リングポンプとして、構成されている。

【００１８】第１ベーンポンプ１は、ボディ３とキャッ
プ４とがボルト５止めされてなる第１ハウジング２内
に、複数のベーン１４を配置させた第１ロータ１３が配
設されて構成され、第１ロータ１３の中央には、第１駆
動軸１２の元部１２ａ側と後述する第２駆動軸３２の先
端部３２ｄ側とを接合させるための接合孔１３ａが形成
されている。各ベーン１４は、第１ロータ１３の回転時
の遠心力により、第１ロータ１３の半径方向外方へ付勢
されて、ボディ３の内周面に摺動可能とされている。

【００１９】そして、接合孔１３ａの内周面と、第１駆
動軸１２の元部１２ａ側の外周面・第２駆動軸３２の先
端部３２ｄ側の外周面と、には、相互に対応するインボ
リュートスプラインが形成されている。

【００２０】第１駆動軸１２は、インボリュートスプラ
インが形成された元部１２ａと、フランジ部１２ｃを有
した中間部１２ｂと、先端に雄ねじ部１２ｅを有した先
端部１２ｄと、を備えて構成されて、先端部１２ｄ側に
クランクシャフトからの回転駆動力を伝達する被駆動ギ
ヤＧがキーＫ止めされ、さらに、雄ねじ部１２ｅに螺合
されるナットＮによって、第１駆動軸１２からの被駆動
ギヤＧの外れが防止されている。また、第１駆動軸１２
は、先端部１２ｄ側からフランジ部１２ｃに当接するま
で中間部１２ｂに圧入されるとともに、スナップリング
１１を利用して第１ハウジング２から抜け止めされて固
定される第１軸受１０によって、第１ハウジング２に回
動自在に支持されている。この第１軸受１０は、実施形
態の場合、シールド形の玉軸受から構成されている。

【００２１】また、第１ハウジング２は、第１駆動軸１
２の回転に伴なう第１ロータ１３の回転と複数のベーン
１４の作動とによって、吸気口７から吸気された空気が
排気口８から吐出されるように、所定の空気流路（図符
号省略）を備えて構成されている。なお、９は、エンジ
ンオイル供給口であり、６は、第１ハウジング２内の気
密性を確保するＯリングである。

【００２２】第２ベーンポンプ２１は、ボディ２３とキ
ャップ２４とがボルト２６止めされてなる第２ハウジン
グ２２内に、複数のベーン３４を配置させた第２ロータ
３３が配設されて構成され、第２ロータ３３の中央に
は、第２駆動軸３２の元部３２ａ側を接合させるための
接合孔３３ａが形成されている。各ベーン３４は、第２
ロータ３３の回転時の遠心力により、第２ロータ３３の
半径方向外方へ付勢され、ボディ２３の内周面に嵌め込
まれたカムリング２５の内周面に摺動可能とされてい
る。接合孔３３ａの内周面と第２駆動軸３２の元部３２
ａ側の外周面とには、相互に対応する角形スプラインが
形成されている。

【００２３】第２駆動軸３２は、角形スプラインが形成
された元部３２ａと、大径部３２ｃを有した中間部３２
ｂと、インボリュートスプラインが形成された先端部３
２ｄと、を備えて構成されている。この第２駆動軸３２
は、元部３２ａ側から大径部３２ｃに当接するまで中間
部３２ｂに圧入されて第２ハウンジング２２のボディ２
３に当接される玉軸受からなる第２軸受３０により、第
２ハウジング２２に回動自在に支持されるとともに、第
２軸受３０とボディ２３との間に介在されて、第２軸受
３０・第２ハウジング２２・及び第２駆動軸３２の中間
部３２ｂに当接されるオイルシールからなるシール材３
１によって、第２ハウジング２２内で、液密状態で支持
されている。

【００２４】また、第２ハウジング２２は、第２駆動軸
３２の回転に伴なう第２ロータ３３の回転と各ベーン３
４の作動とにより、吸入口２８から吸入された作動油が
吐出口２９から吐出されるように、所定の油圧流路（図
符号省略）を備えて構成されている。なお、２７は、第
２ハウジング２２内の液密状態を確保するためのＯリン
グである。

【００２５】そして、実施形態の複合ベーンポンプＰ
は、第１駆動軸１２の元部１２ａ側と第２駆動軸３２の
先端部３２ｄ側とのそれぞれの接合孔１３ａへの接合状
態が、軸の外径（呼び径）をｄ１、ｄ２として、接合孔
１３ａへの接合長さをそれぞれＬ１・Ｌ２とした場合、
Ｌ１／ｄ１＞１、Ｌ２／ｄ２＞１となるように、設定さ
れている。

【００２６】また、第１駆動軸１２の元部１２ａ側にお
ける接合孔１３ａへのはめあいが、滑動はめあいとし
て、第２駆動軸３２の先端部３２ｄ側における接合孔１
３ａへのはめあいが、自由はめあいとしている。

【００２７】ちなみに、実施形態の場合は、第１駆動軸
１２は、外径ｄ１がφ１７、歯数Ｚが１２、モジュール
ｍが１．２５、Ｌ１が２０mmとして、接合孔１３ａに対
して大径合せの滑動はめあいとしている。第２駆動軸３
２は、外径ｄ２がφ１７、歯数Ｚが１２、モジュールｍ
が１．２５、Ｌ２が２０mmとして、接合孔１３ａに対し
て、歯面合せの自由はめあいとしている。

【００２８】この実施形態の複合ベーンポンプＰでは、
被駆動ギヤＧから回転駆動力が伝達されると、第１駆動
軸１２が回転して、第１ロータ１３を回転させ、また、
第１ロータ１３の回転に伴ない第２駆動軸３２が回転し
て第２ロータ３３を回転させる。そのため、第１・２ロ
ータ１３・３３が回転して、第１ベーンポンプ１では、
ブレーキブースタに真空圧を供給することとなり、第２
ベーンポンプ２１では、パワーステアリング装置へ作動
油を供給することとなる。

【００２９】そして、実施形態の複合ベーンポンプＰで
は、第１ベーンポンプ１の第１駆動軸１２と第２ベーン
ポンプ２１の第２駆動軸３２とが、第１ベーンポンプ１
の第１ロータ１３をカップリングとして、接合されてお
り、別途、大きなカップリングを使用しなくとも良いた
め、複合ベーンポンプＰの小型化と軽量化とを図ること
ができる。

【００３０】また、第１駆動軸１２の元部１２ａ側にお
ける接合孔１３ａへのはめあいが、滑動はめあいとし
て、第２駆動軸３２の先端部３２ｄ側における接合孔１
３ａへのはめあいが、自由はめあいとしている。すなわ
ち、滑動はめあいが、孔１３ａ側と軸１２ａ側との間に
中心線方向だけに移動を許すはめあいであり、自由はめ
あいが、孔１３ａ側と軸３２ｄ側の中心線との間に、あ
る程度の交角の変動を許すはめあいであることから、第
１ベーンポンプ１の第１ロータ１３や第１軸受１０と、
第２ベーンポンプ２１の第２ロータ３３や第２軸受３０
と、が相互の軸心を僅かにずらして配置されていても、
自由はめあいの部位で誤差を吸収できて、第２ベーンポ
ンプ２１の第２軸受３０にガタツキが生じず、第２軸受
３０に接触しているシール材３１の摩耗が防止されて、
シール材３１の耐久性を向上させることができる。

【００３１】さらに、第１ベーンポンプ１の第１駆動軸
１２は、第１ハウンジング２内に配置された第１軸受１
０に支持され、第２ベーンポンプ２１の第２駆動軸３２
は、第２ハウジング２２内に配置された第２軸受３０に
支持されており、第１ベーンポンプ１と第２ベーンポン
プ２１とを、別々に予め組み立てて、サブアッセンブリ
としておくことができるため、設置場所のエンジン付近
で、各部品を順次組み付けなくとも、サブアッセンブリ
にした第１ベーンポンプ１自体と第２ベーンポンプ２１
自体とを相互にエンジン付近で組み付けるだけで、組付
作業を完了させることができ、組付作業性が良好とな
る。なお、相互の組み付けは、第２駆動軸３２の先端部
３２ｄ側を第１ロータ１３の接合孔１３ａの元部側に挿
入させるとともに、Ｏリング３７を介在させて、第１ハ
ウジング２のボディ３と第２ハウンジング２２のボディ
２３とをボルト３６止めすることにより、行なうことと
なる。

【００３２】さらにまた、第１駆動軸１２の元部１２ａ
側と第２駆動軸３２の先端部３２ｄ側とのそれぞれの接
合孔１３ａへの接合状態が、各軸１２ａ・３２ｄの外径
をｄ１、ｄ２として、接合孔１３ａへの接合長さをＬ
１、Ｌ２とした場合、Ｌ１／ｄ１＝２０／１７＞１、Ｌ
２／ｄ２＝２０／１７＞１となるように、接合長さＬ１
・Ｌ２を長く確保できるように設定されており、被駆動
ギヤＧの回転駆動トルクが第１駆動軸１２に加わって、
第１ロータ１３を回転させようとしても、第１駆動軸１
２が十分な駆動力伝達の接合強度を確保でき、また、第
１ロータ１３から第２駆動軸３２に回転駆動トルクが加
わって、第２駆動軸３２を回転させようとしても、第２
駆動軸３２に十分な駆動力伝達の接合強度を確保するこ
とができる。

【００３３】そして、逆に、この構成は、第１ロータ１
３の幅寸法の長さ（軸方向の長さ）Ｌ０を長く確保でき
ることを意味し、第１ベーンポンプ１のベーン１４の幅
寸法を大きくすることができる。すなわち、ベーン１４
の幅寸法が大きくなることから、第１ベーンポンプ１の
脈動を抑えることに寄与できる。

【００３４】したがって、実施形態の複合ベーンポンプ
Ｐでは、シール材３１の耐久性や組付作業性の低下を抑
えて、小型化と軽量化とを図ることができ、さらに、作
動時の第１ベーンポンプ１の脈動も抑えることができ
る。

【００３５】さらに、実施形態では、真空圧を供給する
第１ベーンポンプ１における気密性を有した第１ハウジ
ング２内に配設された第１ロータ１３が、第１駆動軸１
２と第２駆動軸３２とのカップリングの役目を果してい
るため、作動時の第１・２駆動軸１２・３２と第１ロー
タ１３との噛み合う音が外部に漏れ難く、作動時の騒音
を低減することができる。

【００３６】なお、実施形態では、第１駆動軸１２の元
部１２ａ側における接合孔１３ａへのはめあいを、滑動
はめあいとして、第２駆動軸３２の先端部３２ｄ側にお
ける接合孔１３ａへのはめあいを、自由はめあいとした
場合を示したが、はめあいを逆に構成しても良い。ただ
し、共に、同じはめあいとすれば、組付不能やガタツキ
が生じ、好ましくないことから、必ず、異ならせたはめ
あいとする必要がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の複合ベーンポンプの断面
図である。

【符号の説明】

１…第１ベーンポンプ、 ２…第１ハウジング、 １０…第１軸受、 １２…第１駆動軸、 １２ａ…元部、 １２ｄ…先端部、 １３…第１ロータ、 １３ａ…接合孔、 ２１…第２ベーンポンプ、 ２２…第２ハウジング、 ３０…第２軸受、 ３１…シール材、 ３２…第２駆動軸、 ３２ｄ…先端部、 Ｇ…被駆動ギヤ、 Ｐ…複合ベーンポンプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 和央 愛知県大府市共和町一丁目１番地の１ 愛 三工業株式会社内 (72)発明者 笹崎 三雄 岐阜県可児市土田2548番地 カヤバ工業株 式会社岐阜北工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体を送給する気体供給用の第１ベーン
   ポンプが、第１ハウジング内の第１ロータを回転させる
   第１駆動軸を備えて構成され、 液体を送給する液体供給用の第２ベーンポンプが、第２
   ハウジング内の第２ロータを回転させる第２駆動軸を備
   えて構成され、 前記第１・２駆動軸が、直列的に配置されるとともに、
   １つの被駆動ギヤにより、回転駆動される複合ベーンポ
   ンプであって、 前記第１駆動軸が、第１ハウジング内に配置される第１
   軸受を介して、前記第１ハウジングに回動自在に支持さ
   れるとともに、先端部側に前記被駆動ギヤを固着させて
   構成され、 前記第２駆動軸が、第２ハウジング内に配置される第２
   軸受と、該第２軸受・前記第２ハウジング・及び前記第
   ２駆動軸に当接されるシール材と、により、前記第２ハ
   ウジング内で液密状態で回動自在に支持されるように構
   成され、 前記第１ロータに、内周面にインボリュートスプライン
   を設けてなる接合孔が形成され、 前記第１駆動軸の元部側と第２駆動軸の先端部側とが、
   対応するインボリュートスプラインを形成して、前記接
   合孔の先端部側と元部側とに挿入されることにより、前
   記第１ロータに接合され、 さらに、前記第１駆動軸の元部側と第２駆動軸の先端部
   側とのそれぞれの前記接合孔への接合状態が、各軸の外
   径をｄ１、ｄ２として、前記接合孔への接合長さをＬ
   １、Ｌ２とした場合、Ｌ１／ｄ１＞１、Ｌ２／ｄ２＞１
   となるように、接合されるとともに、 前記第１駆動軸の元部側における前記接合孔へのはめあ
   いと、前記第２駆動軸の先端部側における前記接合孔へ
   のはめあいと、の一方が、滑動はめあいとして、他方が
   自由はめあいとしていることを特徴とする複合ベーンポ
   ンプ。