JPWO2018198370A1 - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

収容空間１０をアッパプレート８で閉塞し、内部に配設したロータ１８によりポンプ室２０を画成し、ロータ１８の回転に伴い外周のベーン２１によりポンプ室２０を容積変化させて流体を吸入・吐出する。吸入ポート２６をアッパプレート８の下面に凹設して収容空間１０の外周側の第２吸入路２８に接続する一方、ポンプ室２０内で吸入ポート２６を、収容空間１０の内周面との間に補助摺接面５３を残しながらベーン進行方向側へと延設する。延設箇所の基端側には、収容空間１０の内周面を基点としてベーン進行方向側ほど内周側に変位する略直線状の斜状緩衝部５２ａを形成し、その斜状緩衝部５２ａから平行部５２ｂをベーン進行方向側へと延設する。

Description

本発明は、ベーンポンプに係り、詳しくは、ポンプハウジングの収容空間内にロータを配設してポンプ室を画成し、ロータの回転に伴い外周面に出没可能に設けられたベーンの先端を収容空間の内周面に摺接させながら、ポンプ室を容積変化させて空気を吸入・吐出するベーンポンプに関する。

この種のベーンポンプとして、例えば特許文献１には、車両のブレーキアシスト装置に負圧を供給するためのバキュームポンプが記載されている。特許文献１の図２に示すように、ポンプハウジング内にはカムリングが配設され、このカムリングの上下両側面はアッパプレート及びロアプレートにより閉塞されて内部に収容空間が形成されている。収容空間内の偏芯位置には円筒状のロータが配設されて三日月状をなすポンプ室が画成され、ロータの外周面には複数枚のベーンが出没可能に設けられている。

アッパプレートの下面にはポンプ室内に開口するように吸入ポートが凹設され、この吸入ポートはカムリングに形成された吸入路（以下の図７に示す）を介してニップルと連通し、ニップルには空圧ホースを介してブレーキアシスト装置が接続されるようになっている。

モータによりロータが回転駆動されると、各ベーンが先端を収容空間の内周面に摺接させながら、複数に区画したポンプ室を次第に容積変化させる。結果として、ブレーキアシスト装置からの空気が空圧ホースを経て吸入ポートからポンプ室内に吸入され、ポンプ室内から吐出ポートを経て外部に排出される。

図７は特許文献１のバキュームポンプの吸入ポートとベーンとの関係を示す模式図である。
カムリング１０１の上面には上記した吸入路１０２が開口形成され、吸入路１０２はアッパプレートの下面に形成された吸入ポート１０３を介してポンプ室１０４と連通している。

バキュームポンプの作動中において、ポンプ室１０４内での吸入ポート１０３の開閉はベーン１０５の上端面により行われる。矢印方向のロータ１０６の回転に伴ってベーン１０５が吸入ポート１０３を通過している間は、ベーン１０５を挟んだ前後のポンプ室１０４は吸入ポート１０３を介して連通しているが、ベーン１０５が通過し終えると吸入ポート１０３が閉じられて前後のポンプ室１０４が区画される。このため、ベーン１０５の前側のポンプ室１０４は内部の空気を吐出ポートへと吐出しながら容積を縮小し、ベーン１０５の後側のポンプ室１０４は吸入ポート１０３からの空気を吸入しながら容積を拡大する。結果として、上記のように吸入ポート１０３からポンプ室１０４内を経て吐出ポートへと空気が移送される。

特開２０１４−２０２１３号公報

ところで、この種のベーンポンプには、その用途等に応じて無潤滑での作動が要求される場合があり、上記特許文献１のバキュームポンプについても、無潤滑でも機能し得るように自己潤滑性を有するカーボン製のロータ１０６及びベーン１０５を採用している。

ところが、カーボンはアルミ等の金属材料に比して脆弱であり、特に板状をなすベーン１０５は、ポンプ室１０４内での摺接による力（以下、摺接抵抗と称する）を受けたときに折損等のトラブルを生じ易い。ベーン１０５が摺接するカムリング１０１の内周面、アッパプレートの下面及びロアプレートの上面は基本的に平坦であるため、折損等の要因になる摺接抵抗の変動はほとんど生じない。しかしながら、ベーン１０５が吸入ポート１０３や吐出ポートを通過する際に摺接抵抗は急変する。

その要因は、アッパプレート及びロアプレート上の吸入ポート１０３や吐出ポートの開口部（以下、ポート開口部と称する）、特にポート開口部の全周の中でもベーン１０５の進行方向側の部位（以下、ベーン進行側部位と称し、図７中にＥで示す）にある。例えばベーン１０５が吸入ポート１０３や吐出ポートを通過し始める際には、ポート開口部のベーン１０５の反進行方向側の部位からベーン１０５の上端面や下端面（詳しくは、ベーン前面との間で形成されるエッジ部分）が離間するだけのため、摺接抵抗はほとんど変動しない。

しかし、ベーン１０５が吸入ポート１０３や吐出ポートを通過し終える際には、ベーン１０５の上端面や下端面がポート開口部のベーン進行側部位Ｅと接触し、この接触した瞬間に摺接抵抗が急増する。ポート開口部の周囲は断面Ｒ状に形成されているものの、この対策だけでは摺接抵抗の急変を抑制するには不十分である。そして、ベーン１０５の折損等のトラブルが生じるとポンプ効率が著しく低下することから、従来より抜本的な対策が要望されていた。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、カーボン等の金属材料に比して脆弱な材料からなるベーンを用いた場合であっても、その折損等のトラブルを未然に防止して耐久性を向上することができるベーンポンプを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のベーンポンプは、ポンプハウジングに設けた収容空間内にロータを配設し、ロータの両側面に収容空間の両側面をそれぞれ対応させると共に、ロータの外周面と収容空間の内周面との間にポンプ室を画成し、ロータの回転に伴いベーンの先端を収容空間の内周面に摺接させながらポンプ室を容積変化させて、吸入ポートからポンプ室に流体を吸入して吐出ポートから吐出するベーンポンプにおいて、吸入ポートと吐出ポートとの少なくとも一方が、収容空間の一側面に凹設されてポンプ室内に開口すると共に、収容空間の外周側に形成された流体を案内する流体通路と連通し、収容空間の一側面に凹設されたポート開口部のベーン進行側部位には、ロータの回転に伴ってポンプ室内を進行するベーンの前面に対して所定角度で交差する斜状緩衝部が形成されていることを特徴とする（請求項１）。

その他の態様として、ポート開口部が、流体通路から収容空間の内周面を超えてポンプ室内へと膨出して、内周側に凸の山形状をなし、斜状緩衝部として、山形状の領域においてベーンの進行方向側ほど外周側に変位した箇所が機能することが好ましい（請求項２）。

その他の態様として、ポート開口部が、流体通路から収容空間の内周面を超えてポンプ室内へと膨出すると共に、収容空間の内周面に対して内周側に離間しながらベーン進行方向側へと延設されて、内周面との間に収容空間の一側面を補助摺接面として残し、斜状緩衝部として、ベーン進行方向側へと延設された領域において収容空間の内周面を基点としてベーンの進行方向側ほど内周側に変位した箇所が機能することが好ましい（請求項３）。

その他の態様として、斜状緩衝部に、収容空間の内周面に対して略平行を保ちながらベーンの進行方向側へと連続する平行部が形成されていることが好ましい（請求項４）。

その他の態様として、ベーンが、自己潤滑性を有する材料により製作されていることが好ましい（請求項５）。

本発明のベーンポンプによれば、カーボン等の金属材料に比して脆弱な材料からなるベーンを用いた場合であっても、その折損等のトラブルを未然に防止して耐久性を向上することができる。

実施形態のバキュームポンプを示す斜視図である。 バキュームポンプを示す分解斜視図である。 収容空間内のロータ及びベーンを示す図１のIII-III線断面図である。 ロータとモータの出力軸との連結箇所を示す図３のIV-IV線断面図である。 第１実施形態のバキュームポンプの吸入ポートとベーンとの関係を示す模式図である。 第２実施形態のバキュームポンプの吸入ポートとベーンとの関係を示す模式図である。 特許文献１のバキュームポンプの吸入ポートとベーンとの関係を示す模式図である。

以下、本発明をベーン式のバキュームポンプに具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のバキュームポンプを示す斜視図、図２はバキュームポンプを示す分解斜視図、図３は収容空間内のロータ及びベーンを示す図１のIII-III線断面図、図４はロータとモータの出力軸との連結箇所を示す図３のIV-IV線断面図である。

本実施形態のバキュームポンプ１は、車両のブレーキアシスト装置に供給する負圧を発生させるために車両に搭載されている。各図では、車両に設置されたときの姿勢でバキュームポンプ１が示されており、以下の説明では、車両を主体として前後、左右、上下方向を表現する。

全体としてバキュームポンプ１はポンプハウジング２を中心として、その下側にモータ３を固定し、上側に消音ハウジング４を固定して構成されている。

ポンプハウジング２はアルミダイカスト成型により製作されて上下方向に延びる円筒状をなし、その外周壁５に対して内外二重の位置関係となるように内周壁６が形成されている。内周壁６の下部は底壁７が一体形成されて閉塞され、内周壁６の上方への開口部にはアッパプレート８がビス９により固定され、これらの内周壁６、底壁７及びアッパプレート８により収容空間１０が画成されている。平面視において収容空間１０は、前後方向を長軸とし、左右方向を短軸としたトラック状をなしている。但し収容空間１０の形状はこれに限るものではなく、例えば平面視で楕円状としてもよい。

ポンプハウジング２の下面にはモータ３がビス１２により固定され、モータ３内には上下方向に延びる軸線Ｌに沿って出力軸１３が配設されて上下一対のベアリング１４（図４に上側を示す）により回転可能に支持されている。モータ３の上部には出力軸１３を中心としてボス部１５が上方に向けて突設され、ポンプハウジング２の底壁７の下面には円筒状の筒部１６が下方に向けて突設されている。筒部１６はボス部１５に対してＯリング１７を挟んで外嵌しており、これにより軸線Ｌ上でポンプハウジング２とモータ３とが位置決めされている。

モータ３の出力軸１３はボス部１５の軸孔１５ａから上方に突出し、ポンプハウジング２の筒部１６内及び底壁７の軸孔７ａを経て上部を収容空間１０内に位置させている。詳しくは出力軸１３の上部は、平面視において収容空間１０のトラック中心（前後及び左右方向で共に中心）に位置している。

収容空間１０内には軸線Ｌを中心とした円筒状をなすロータ１８が配設され、ロータ１８には軸線Ｌに沿って下方より軸孔１８ａが穿設されて出力軸１３の上部が挿入されている。軸孔１８ａ内に配設された回止め部材１９により出力軸１３とロータ１８との相対回転が規制されており、モータ３によりロータ１８が所定方向（図３に矢印で示す平面視で反時計回り）に回転駆動されるようになっている。

ロータ１８の下面（両側面）は収容空間１０の底壁７（両側面）に対し微小クリアランスを介して相対向し、ロータ１８の上面（両側面）はアッパプレート８の下面（両側面、一側面）に対し微小クリアランスを介して相対向している。結果として収容空間１０内のロータ１８の前後両側には、平面視で三日月形状をなすポンプ室２０がそれぞれ画成されている。

ロータ１８の外周面の等分６箇所には、ロータ１８の上下幅全体に亘ってベーン溝１８ｂが凹設され、各ベーン溝１８ｂ内には、板状のベーン２１がそれぞれ軸線Ｌを中心とした内外方向に出没可能に配設されている。各ベーン２１の上下幅はロータ１８の上下幅と略一致すると共に、その基端（内周端）に対して先端（外周端）をロータ１８の回転方向に傾けた姿勢を採っている。

以下に述べるように、バキュームポンプ１の作動中にはロータ１８及びベーン２１が収容空間１０内で無潤滑で摺接するため、これらのロータ１８及びベーン２１は自己潤滑性を有するカーボンにより製作されている。

ポンプハウジング２の上面には消音ハウジング４がビス２２により固定され、図示はしないが消音ハウジング４内には、バキュームポンプ１から吐出される空気の脈動を緩和するための拡張室や共鳴室が形成されている。

図３に示すように、ポンプハウジング２の外周壁５の前側にはモータ３に給電するためのコネクタ２４、及び図示しない空圧ホースを介してブレーキアシスト装置に接続されるニップル２５が設けられている。アッパプレート８の下面には一対の吸入ポート２６が凹設され、各吸入ポート２６はそれぞれポンプ室２０内に開口している（図３に仮想線で示す）。吸入ポート２６の形状は、本発明の要旨に関わるため後に詳述する。

ポンプハウジング２の内周壁６上には第１吸入路２７が開口形成され、この第１吸入路２７はポンプハウジング２内を介して上記ニップル２５と連通している。またアッパプレート８の下面には、収容空間１０を取り囲むように環状の第２吸入路２８（流体通路）が凹設され、この第２吸入路２８上の１８０°対向する部位に各吸入ポート２６がそれぞれ接続されている。

このため、第１吸入路２７に近接する一方の吸入ポート２６は、第２吸入路２８を幅方向に横切るように第１吸入路２７と連通し、第１吸入路２７から離間した他方の吸入ポート２６は、第２吸入路２８を周方向に経て第１吸入路２７と連通している。
また、各ポンプ室２０内には図示しない吐出ポートがそれぞれ開口し、これらの吐出ポートは吐出路２９から消音ハウジング４内の拡張室及び共鳴室を介して外部と連通している。

従って、モータ３により収容空間１０内でロータ１８が回転駆動されると、各ベーン２１は先端を収容空間１０の内周面に摺接させながら、複数に区画したポンプ室２０を次第に容積変化させる。これにより、ブレーキアシスト装置からの空気が空圧ホース及びニップル２５及び第１吸入路２７を経て一方の吸入ポート２６から一方のポンプ室２０内に吸入されると共に、第２吸入路２８を経て他方の吸入ポート２６から他方のポンプ室２０内に吸入される。

各ポンプ室２０内ではベーン２１により空気が吸入ポート２６側から吐出ポート側へと移送され、それぞれの吐出ポートから吐出路２９を経て消音ハウジング４内に流入する。空気の脈動は拡張室及び共鳴室を流通する過程で緩和され、その後に空気が外部に吐出される。

ポンプハウジング２の内周壁６と外周壁５との間には環状の空間３０が形成され、この環状空間３０は、外周壁５の前後両側に形成された開口３１を介してそれぞれ外部と連通している。図示はしないが、バキュームポンプ１の前方にはエンジン冷却用ファンが配設され、冷却風の一部がバキュームポンプ１に送られる。冷却風は前側の開口３１から環状空間３０内に流入して左右に分岐し、内周壁６の左右両側を流通した後に合流して後側の開口３１から外部に排出される。この冷却風の流通により、バキュームポンプ１の温度上昇が抑制される。

一方、ポンプハウジング２の左右両側には緩衝部材３２を備えた取付フランジ３３が一体形成され、これらの取付フランジ３３を介してバキュームポンプ１が車体に固定されるようになっている。

ところで、本実施形態のバキュームポンプ１の吸入ポート２６も、特許文献１の吸入ポートと同様にアッパプレート８の下面に凹設されている。このため、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、ベーン２１が吸入ポート２６の開口部（ポート開口部）を通過し終える際には、ベーン２１の上端面がポート開口部のベーン２１の進行方向側の部位（ベーン進行側部位）と接触する。よって、ベーン保護の対策が何ら講じられていない場合には、接触の瞬間に摺接抵抗が急増してベーン２１の折損等のトラブルが発生してしまう。

そして、吸入ポート２６自体はポンプ室２０内に開口しているものの、収容空間１０を取り囲む第２吸入路２８からの空気をポンプ室２０内に導くために、吸入ポート２６は収容空間１０の内周面を超えて外周側の第２吸入路２８まで延設されている。換言すると吸入ポート２６は、必ず一側を収容空間１０の内周面に接続した形状をなす必要があり、この点は、図７に示す特許文献１の吸入ポート１０３も同様である。

このため吸入ポート２６上を進行中のベーン２１の先端は、アッパプレート８の下面に摺接することなくロータ１８側から片持ち梁的に支持されることになり、このようなベーン２１の支持状態もポート開口部のベーン進行側部位との接触、ひいては摺接抵抗の急増を助長させる要因になっている。

以上の不具合を鑑みて本発明者は、摺接抵抗の急増の要因である接触が生じる期間（以下、接触期間と称する）に着目した。実質的な摺接抵抗の急増は、ベーン２１の上端面と前面とのエッジ部分がポート開口部のベーン進行側部位と接触することで発生する。そして、ベーン２１は長手方向の所定の領域をポート開口部内に位置させつつロータ１８の回転方向に進行しており、進行に従ってポート開口部内に位置するベーン２１の長手方向の領域は増減する。

ベーン２１がポート開口部を通過し終える際には、ベーン前面のポート開口部に位置する領域は次第に減少し、最終的に領域が消失してポート開口部がベーン２１により閉じられる（前後のポンプ室２０が区画）。この領域が減少する期間中において、ベーン２１の上端面がポート開口部のベーン進行側部位に接触して摺接抵抗が急増するため、この期間を接触期間と見なすことができる。

図７に示す特許文献１の吸入ポート１０３の形状では、ベーン１０５が実線から仮想線まで進行する間に、ベーン前面のポート開口部に位置する長手方向の領域Ｘ0が減少・消失し、その間のロータ１０６の軸線を中心としたベーン移動距離Ｙ0が非常に短いことが判る。その要因は、ポート開口部のベーン進行側部位Ｅがベーン前面に沿った形状（ほとんど交差しない形状）をなしているためである。

従って、ごく短い接触期間中に集中して摺接抵抗が急増し、摺接抵抗のピークが非常に高いものとなる。結果として接触期間の前後でベーン１０５に作用する摺接抵抗が急変してベーン折損等の要因となる。
以上の観点から、接触期間（＝ベーン移動距離Ｙ0）を延長化すれば、接触期間中に生じる摺接抵抗の急増が分散されて摺接抵抗のピークが低められ、結果としてベーン折損等のトラブルを回避できるとの知見に至り、以下に第１及び第２実施形態として順次説明する。

［第１実施形態］
図５は本実施形態のバキュームポンプ１の吸入ポート２６とベーン２１との関係を示す模式図であり、図３中のＡ領域を拡大表示したものである。以下の説明では、第１吸入路２７に近接する一方の吸入ポート２６の形状について述べるが、他方の第１吸入路２７から離間した吸入ポート２６の形状も全く同様であり、その作用効果についても相違ない。

上記したように第２吸入路２８からの空気の導入のために、吸入ポート２６は一側を収容空間１０の内周面に接続した形状をなす必要があり、この要件を踏まえた上で吸入ポート２６の形状が設定されている。

吸入ポート２６は、収容空間１０の内周面に沿った周方向のある程度長い領域で第２吸入路２８と接続されると共に、収容空間１０の内周面を超えてポンプ室２０内へと膨出しており、この箇所をポート外周部４１と称する。ポート外周部４１のベーン進行方向側の約半分の領域は更に内周側へと膨出しており、この箇所をポート内周部４２と称する。吸入ポート２６は、これらのポート外周部４１及びポート内周部４２により構成される。

全体としてポート内周部４２は、内周側に凸の山形状をなしている。即ち、ポート外周部４１と接するベーン反進行方向側を起点として、ベーン進行方向側ほど内周側となる（収容空間１０の内周面から離間する）ように略直線状に変位し、山形状の頂点を経た後にベーン進行方向側ほど外周側となる（内周面に接近する）ように略直線状に変位して、収容空間１０の外周側の第２吸入路２８に接続されている。このベーン進行方向側ほど外周側に変位した略直線状の箇所を斜状緩衝部４２ａと称する。

バキュームポンプ１の作動中において、ポンプ室２０内での吸入ポート２６の開閉はベーン２１の上端面により行われる。ロータ１８の回転に伴ってベーン２１が吸入ポート２６を通過している間は、ベーン２１を挟んだ前後のポンプ室２０は吸入ポート２６を介して連通しているが、ベーン２１が吸入ポート２６を通過し終えると前後のポンプ室２０が区画される。このため、ベーン２１の前側のポンプ室２０は内部の空気を吐出ポートへと吐出しながら容積を縮小し、ベーン２１の後側のポンプ室２０は吸入ポート２６からの空気を吸入しながら容積を拡大する。結果として、上記のように吸入ポート２６からポンプ室２０内を経て吐出ポートへと空気が移送される。

本実施形態の吸入ポート２６の形状では、ベーン２１が図５中の実線から仮想線まで進行する間に、ベーン前面のポート開口部に位置する長手方向の領域Ｘ1が減少・消失するため、この期間を接触期間と見なすことができる。そして、接触期間中のベーン２１はポート内周部４２の斜状緩衝部４２ａ上を進行することから、この斜状緩衝部４２ａは特許文献１のベーン進行側部位Ｅでもあるが、以下に述べるように、その形状により摺接抵抗の急増を抑制する機能を奏する。

即ち、上記のように斜状緩衝部４２ａは、ベーン進行方向側ほど外周側に変位する略直線状をなしており、結果としてベーン前面に対して斜状緩衝部４２ａは大きな角度で交差している。このため、ベーン２１が斜状緩衝部４２ａ上を実線から仮想線まで進行する間の軸線Ｌを中心としたベーン移動距離Ｙ1は特許文献１に比して格段に長いものとなり、必然的に接触期間も延長化される。よって、接触期間中に生じる摺接抵抗の急増が分散されて摺接抵抗のピークが低められ、接触期間の前後でのベーン２１に作用する摺接抵抗の急変が抑制される。

このため本実施形態のバキュームポンプ１によれば、金属材料に比して脆弱なカーボン製のベーン２１を用いているものの、その折損等のトラブルを未然に防止して耐久性を向上することができる。

［第２実施形態］
図６は本実施形態のバキュームポンプ１の吸入ポート２６とベーン２１との関係を示す模式図である。第１実施形態と同じく、第１吸入路２７に近接する一方の吸入ポート２６の形状について述べるが、他方の吸入ポート２６の形状及び作用効果も全く同様である。

吸入ポート２６はポート外周部５１及びポート内周部５２により構成されている。ポート外周部５１は第１実施形態のポート外周部４１と同様の形状をなしており、第２吸入路２８と接続されると共に、収容空間１０の内周面を超えてポンプ室２０内へと膨出している。
ポート外周部４１のベーン進行方向側の約半分の領域が更に内周側へと膨出してポート内周部５２として機能する点も第１実施形態と同じであるが、ポート内周部５２の形状が相違する。

本実施形態のポート内周部５２は、収容空間１０の内周面に対して内周側に離間しながらベーン進行方向側へと延設されている。結果として、収容空間１０の内周面とポート内周部５２との間にはアッパプレート８の下面（一側面）が残されており、この領域を補助摺接面５３と称する。

そして、このように収容空間１０の内周面から延設されたポート内周部５２は、基端側の斜状緩衝部５２ａと先端側の平行部５２ｂとからなる。斜状緩衝部５２ａは収容空間１０の内周面を基点として、ベーン進行方向側ほど内周側となる（内周面から離間する）ように略直線状に変位する形状をなしている（図６中のＹ2相当）。第１実施形態と同じく、斜状緩衝部５２ａは特許文献１のベーン進行側部位Ｅでもあるが、摺接抵抗の急増を抑制する機能を奏する。

また、斜状緩衝部５２ａから連続する平行部５２ｂは、収容空間１０の内周面に対して略平行を保ちながらベーン進行方向側へと延設され、その端部は半円状をなしている（以下、半円状端部５２ｃと称する）。

バキュームポンプ１の作動中において、本実施形態の吸入ポート２６の形状では、ベーン２１が図６中の実線から仮想線まで進行する間に、ベーン前面のポート開口部に位置する長手方向の領域がＸ2からＸ2’まで減少するため、この期間を接触期間（以下、第１接触期間と称する）と見なすことができる。そして、第１接触期間中のベーン２１はポート内周部５２の斜状緩衝部５２ａ上を進行し、この斜状緩衝部５２ａは、ベーン進行方向側ほど内周側に変位する略直線状をなすため、ベーン前面に対して大きな角度で交差している。

このため、ベーン２１が斜状緩衝部５２ａ上を実線から仮想線まで進行する間の軸線Ｌを中心としたベーン移動距離Ｙ2が長いものとなり、必然的に第１接触期間も延長化される。よって、第１接触期間中に生じる摺接抵抗の急増が分散されて摺接抵抗のピークが低められ、第１接触期間の前後でのベーン２１に作用する摺接抵抗の急変が抑制されてベーン２１の折損等が防止される。

このようにして第１接触期間を経た後、ベーン２１は平行部５２ｂ上を進行して半円状端部５２ｃに到達する。この半円状端部５２ｃの進行中にも、ベーン前面のポート開口部に位置する長手方向の領域が減少・消失するため、この期間を接触期間（以下、第２接触期間と称する）と見なせる。そして、この半円状端部５２ｃは斜状緩衝部５２ａのような機能は備えないため、特許文献１のベーン進行側部位Ｅと同じく摺接抵抗を急増させる要因になり得る。

しかしながら、斜状緩衝部５２ａを通過中にベーン２１の上端面は補助摺接面５３と摺接し始め、続く平行部５２ｂでは補助摺接面５３との摺接が安定化する。即ち、斜状緩衝部５２ａから平行部５２ｂへと進行する過程で、ベーン２１の先端が補助摺接面５３に支えられて片持ち梁的な支持が解消されている。

このため続く半円状端部５２ｃの通過中にも、ベーン２１は半円状端部５２を挟んだ内周側及び外周側を共にアッパプレート８の下面に摺接させて、両持ち梁的に支持されながら進行する。必然的にベーン２１の上端面が半円状端部５２ｃに接触する事態が防止され、摺接抵抗の急増も抑制される。よって第２接触期間の前後においても、ベーン２１に作用する摺接抵抗の急変が抑制されてベーン２１の折損等が防止される。

しかも、斜状緩衝部５２ａを通過中のベーン２１は、接触期間の延長化により摺接抵抗の急増が抑制されるとはいえ、片持ち梁的な支持であるが故に多少の摺接抵抗の増加は避けられない。これに対して半円状端部５２ｃの通過中には、ベーン２１が両持ち的に支持されることから、摺接抵抗がほとんど増加しない。

このため、第１実施形態に比してトータルでのベーン２１に作用する摺接抵抗を一層低減でき、これにより折損等のトラブルを防止して、更にバキュームポンプ１の耐久性を向上することができる。
但し、ポート内周部５２の平行部５２ｂは必ずしも形成する必要はなく、基端側の斜状緩衝部５２ａのみを形成し、そのベーン進行方向側の端部を半円状端部５２ｃとしてもよい。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、流体として空気を吸入・吐出して負圧を発生させるバキュームポンプ１に適用したが、ベーンポンプの種類はこれに限るものではない。例えば、吐出した空気をアクチュエータに供給して作動させるエアポンプとして具体化してもよいし、オイルや燃料等の液体を吸入・吐出するポンプとして具体化してもよい。

また上記実施形態では、ポンプハウジング２をアルミダイカスト製とし、ロータ１８及びベーン２１をカーボン製としたが、それらの材料に限るものではない。ポンプハウジング２については熱伝導の良好な材料であれば良いため、例えばステンレス製或いは鋳鉄製としてもよい。またロータ１８及びベーン２１については、必ずしも自己潤滑性を有する材料とする必要はなく、例えばオイルによる潤滑を前提としてアルミにより製作してもよいし、無潤滑の場合であってもカーボンに限る必要はなく、他の自己潤滑性を有する材料、例えば、樹脂製としてもよい。

また上記実施形態では、吸入ポート２６の形状に適用したが、これに代えて吐出ポートに適用したり、双方のポートに適用したりしてもよい。
また上記実施形態では、ポンプハウジング２の外周壁５、内周壁６及び底壁７を一体形成したが、これに限るものではなく、例えば内周壁６を別部材のカムリングとし、底壁７を別部材のロアプレートとし、これらをポンプハウジング２に対して組み付けるようにしてもよい。

１ バキュームポンプ（ベーンポンプ）
２ ポンプハウジング
１０ 収容空間
１８ ロータ
２０ ポンプ室
２１ ベーン
２６ 吸入ポート
２８ 第２吸入路（流体通路）
４２ａ,５２ａ 斜状緩衝部
５２ｂ 平行部
５３ 補助摺接面

Claims (5)

1. ポンプハウジングに設けた収容空間内にロータを配設し、該ロータの両側面に前記収容空間の両側面をそれぞれ対応させると共に、該ロータの外周面と前記収容空間の内周面との間にポンプ室を画成し、前記ロータの回転に伴いベーンの先端を前記収容空間の内周面に摺接させながら前記ポンプ室を容積変化させて、吸入ポートから前記ポンプ室に流体を吸入して吐出ポートから吐出するベーンポンプにおいて、
   前記吸入ポートと前記吐出ポートとの少なくとも一方は、前記収容空間の一側面に凹設されて前記ポンプ室内に開口すると共に、前記収容空間の外周側に形成された前記流体を案内する流体通路と連通し、
   前記収容空間の一側面に凹設されたポート開口部のベーン進行側部位には、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室内を進行する前記ベーンの前面に対して所定角度で交差する斜状緩衝部が形成されている
   ことを特徴とするベーンポンプ。
2. 前記ポート開口部は、前記流体通路から前記収容空間の内周面を超えて前記ポンプ室内へと膨出して、内周側に凸の山形状をなし、
   前記斜状緩衝部として、前記山形状の領域において前記ベーンの進行方向側ほど外周側に変位した箇所が機能する
   ことを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
3. 前記ポート開口部は、前記流体通路から前記収容空間の内周面を超えて前記ポンプ室内へと膨出すると共に、該収容空間の内周面に対して内周側に離間しながらベーン進行方向側へと延設されて、該内周面との間に前記収容空間の一側面を補助摺接面として残し、
   前記斜状緩衝部として、前記ベーン進行方向側へと延設された領域において前記収容空間の内周面を基点として前記ベーンの進行方向側ほど内周側に変位した箇所が機能する
   ことを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
4. 前記斜状緩衝部には、前記収容空間の内周面に対して略平行を保ちながら前記ベーンの進行方向側へと連続する平行部が形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のベーンポンプ。
5. 前記ベーンは、自己潤滑性を有する材料により製作されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のベーンポンプ。

Images