WO2013146177A1 - ベーンポンプ - Google Patents

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WO2013146177A1
WO2013146177A1 PCT/JP2013/056390 JP2013056390W WO2013146177A1 WO 2013146177 A1 WO2013146177 A1 WO 2013146177A1 JP 2013056390 W JP2013056390 W JP 2013056390W WO 2013146177 A1 WO2013146177 A1 WO 2013146177A1
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WO
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rotor
oil
pump chamber
suction port
vane
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/056390
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English (en)
French (fr)
Inventor
哲 嶋田
Original Assignee
ジヤトコ株式会社
日産自動車株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by ジヤトコ株式会社, 日産自動車株式会社 filed Critical ジヤトコ株式会社
Publication of WO2013146177A1 publication Critical patent/WO2013146177A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
    • F01C21/0854—Vane tracking; control therefor by fluid means
    • F01C21/0863—Vane tracking; control therefor by fluid means the fluid being the working fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3446—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface

Definitions

  • the present invention relates to a vane pump suitable for use in an automobile.
  • FIG. 9 shows the structure of the main part of a conventional vane pump.
  • FIG. 9 (a) is a perspective view of a half of a rotor containing a vane
  • FIG. 9 (b) is a rotor containing a vane. It is a cross-sectional view of the half part.
  • a back pressure hole 113 for applying a biasing force to press the vane 121 against the cam surface 132 of the cam ring 131 is formed at the base of each slit groove 112, and each back pressure hole 113 communicates in an annular shape. Oil is supplied from the oil passage that does not. The oil pressure in the back pressure hole 113 acts on the base of the vane 121 to press the vane 121 against the cam surface 132 of the cam ring 131.
  • the rotor 111 and the cam ring 131 are installed in a pump housing (not shown), and a space between the outer peripheral surface 114 of the rotor 111 and the cam surface 132 on the inner periphery of the cam ring 131 is partitioned by the wall surfaces of the adjacent vanes 121 and 121. 141 is formed. Further, both ends of the pump chamber 141 (both sides in the rotation axis direction of the rotor 111) are partitioned by a cover member of the pump housing or an end partition member such as an end plate built in the pump housing.
  • a suction port 142 is provided at a location where the volume of the pump chamber 141 is increased by the cam surface 132, and a discharge port 143 is provided at a location where the volume of the pump chamber 141 is reduced by the cam surface 132.
  • oil is sucked from the suction port 142, and oil is discharged from the discharge port 143.
  • FIG. 9B the arrangement locations of the suction port 142 and the discharge port 143 are schematically shown by two-dot chain lines, and the port shape is not specified.
  • the outer peripheral surface 114 of the rotor 111 forming the inner periphery of the pump chamber 141 is formed in a cylindrical surface as shown in FIGS. 9A and 9B.
  • FIG. 1 there is a structure in which the outer peripheral surface 114 of the rotor 111 is formed with a recess 115 over the entire length in the axial direction of the rotor 111 except for the vicinity of the slit groove 112. Has been.
  • Patent Document 2 The technique of Patent Document 2 is that the mound portion 116 is formed so that both edge portions of the opening of the slit groove 112 protrude toward the inner peripheral surface side of the cam ring 131 rather than providing the concave portion 115.
  • the radial depth is increased to improve the support rigidity of the vane 121 around the slit groove 112, and the vane 121 is prevented from tilting or falling with respect to the radial axis direction based on the center point of the rotor 111.
  • the vane pump performance is stabilized.
  • a rib formed so as to extend in the circumferential direction is provided on the outer peripheral surface 114 of the rotor 111, and by connecting between the two mound portions 116 partitioning the pump chamber 141 by this rib, A configuration is also described in which strength and rigidity around the slit groove 112 in which the vane 121 is accommodated are increased while minimizing the volume reduction of the pump chamber 141.
  • the vane pump of the present invention includes a rotor in which a plurality of slit grooves are radially formed in a pump housing, a vane accommodated in each slit groove so as to be able to appear and retract, and an outer periphery of the rotor. It has a cam ring having a cam surface with its tip slidably contacted on the inner periphery, and end partition members respectively provided at both axial ends of the rotor.
  • the side close to the suction port is raised to the same height as the raised edge, and is formed continuously or substantially continuously with the outer end surface of the raised edge.
  • the said recessed part is formed with the smooth concave curved surface, and it is preferable that the said suction port is similarly formed in the said edge part division member.
  • the vane pump of the present invention when the pump chamber communicates with the suction port by rotation of the rotor, oil is sucked into the pump chamber from the suction port, and when the pump chamber communicates with the discharge port thereafter, the oil in the pump chamber is discharged from the discharge port. Discharged.
  • protruding ridges protruding outward along both edges of the slit groove are extended, and concave portions are formed between the respective protruding edges.
  • the recess is formed shallower on the side close to the suction port when oil is sucked into the pump chamber, in other words, on the front side in the rotation direction of the rotor, the oil flows smoothly from the suction port into the pump chamber.
  • the recess is formed deeper on the side farther from the suction port during oil suction, in other words, on the rear side in the rotational direction of the rotor, the pump capacity can be secured by suppressing the volume reduction of the pump chamber.
  • the side close to the suction port when oil is sucked into the pump chamber is raised to the same height as the raised edge, and is formed continuously or substantially continuously with the outer end surface of the raised edge to enter the pump chamber from the suction port. Inflow of the oil becomes smoother, local pressure drop on the surface of the recess can be suppressed when oil is sucked during high-speed operation of the pump, and cavitation can be suppressed.
  • the concave portion is formed with a smooth concave curved surface, the oil can flow more smoothly into the pump chamber from the suction port, and the occurrence of cavitation during oil suction during high-speed operation of the pump can be more reliably suppressed. it can.
  • a connecting raised portion connecting the raised edge portion in the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the rotor that forms the inner peripheral surface of the pump chamber By forming a connecting raised portion connecting the raised edge portion in the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the rotor that forms the inner peripheral surface of the pump chamber, the strength and rigidity around the slit groove in which the vane is accommodated can be increased.
  • the oil suction area can be secured, it is effective in suppressing the occurrence of cavitation during oil suction during high-speed operation of the pump.
  • the concave portion is shallowly formed on the side close to the connection raised portion, so that the oil flow in the pump chamber becomes smooth, and the oil is sucked at the time of high speed operation of the pump. This is effective for suppressing the occurrence of cavitation.
  • the recess deeper as the distance from the connection ridge increases, a decrease in the volume of the pump chamber can be suppressed and a pump capacity can be ensured.
  • the pump chamber is provided with a connection ridge
  • the suction port is formed through the cam ring so as to open to the cam surface
  • the oil is reduced by forming a shallow recess near the connection ridge.
  • the pump can smoothly flow into the pump chamber from the suction port in the vicinity of the connecting ridge in the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the rotor, and the occurrence of cavitation during oil suction during high-speed operation of the pump can be suppressed. .
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the vane pump concerning 1st Embodiment of this invention, Comprising: (a) is a perspective view which shows the half part of the rotor, (b) is the principal part expansion perspective view. It is a cross-sectional view which shows the structure of the vane pump concerning each embodiment of this invention. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of the vane pump concerning each embodiment of this invention, and is AA arrow sectional drawing of FIG. It is a principal part expansion perspective view explaining the effect
  • FIGS. 1 to 4 show the structure of the vane pump according to the first embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 and 5 show the structure of the vane pump according to the second embodiment of the present invention
  • FIGS. FIG. 7 and FIG. 8 show a modification of the structure of the vane pump according to the first to third embodiments.
  • distinctive constituent elements are distinguished by adding A, B, C... To the end of the reference numerals, but FIG. 2 and FIG. In FIG. 3, these components are shown without distinction (without adding A, B, C... At the end of the reference numerals).
  • the vane pump is provided with a rotor 11 and a cam ring 31 in the pump housing 2.
  • the rotor 11 is coupled so as to rotate integrally with a rotary shaft 1 provided at the center of the pump housing 2.
  • the rotating shaft 1 is connected to an engine (internal combustion engine) or a motor (electric motor) (not shown) directly or indirectly and is driven to rotate.
  • a plurality of slit grooves 12 are radially formed in the rotor 11 in a cross-sectional view, and vanes 21 are accommodated in the respective slit grooves 12 so as to appear and disappear.
  • the cam ring 31 is disposed on the outer periphery of the rotor 11, and a cam surface 32 is formed on the inner periphery of the cam ring 31.
  • the cam surface 32 is formed of a curved surface whose distance changes with respect to the axis (rotation center) of the rotary shaft 1. Yes.
  • the tip of each vane 21 is in sliding contact with the cam surface 32 on the inner periphery of the cam ring 31.
  • the cam surface 32 is provided at two locations on the entire circumference with a 180 ° phase change, and a location closest to the rotation center and a location farthest from the rotation center.
  • back pressure holes 13 are formed at the base ends (ends on the axial center side of the rotary shaft 1) of the slit grooves 12, and the back pressure holes 13 are connected to each other by a communication path 13A.
  • a part of oil (working oil) discharged from a discharge port 43 described later is supplied to each back pressure hole 13 through the communication passage 13A, and each oil pressure (back pressure) supplied to the back pressure hole 13 is changed to each of the back pressure holes 13.
  • the vane 21 in the slit groove 12 is urged toward the outer cam surface 32, and the tip of each vane 21 is in sliding contact with the cam surface 32 by this urging force.
  • one end (the lower end in FIG. 3) of the rotor 11 in the axial direction is connected to the pump housing 2 by an end plate (end section member) 2A, and the other end in the axial direction of the rotor 11 (the upper end in FIG. 3) is The rotor end block portion (end section member) 2B formed in the pump housing 2 is closed except for the suction port 42 and the discharge port 43, respectively.
  • the pump chamber 41 is formed by being surrounded and partitioned by the outer peripheral surface 14 of the rotor 11, the cam surface 32 of the cam ring 31, the wall surface of the adjacent vane 21, the end plate 2A, and the rotor end closed portion 2B.
  • a suction port 42 for sucking oil into the pump chamber 41 and a discharge port 43 for discharging oil from the pump chamber 41 are provided.
  • the suction port 42 and the discharge port 43 are respectively provided at two locations on the entire circumference with a 180 ° phase change corresponding to the shape of the cam surface 32.
  • the suction port 42 is provided at a location where the volume of the pump chamber 31 increases with the rotation of the rotor 11 due to the shape of the cam surface 32, and the discharge port 43 is pumped with the rotation of the rotor 11 due to the shape of the cam surface 32.
  • the chamber 41 is provided at a location where the volume is reduced.
  • the suction port 42 and the discharge port 43 are respectively provided at both axial ends of the rotor 11 (upper and lower ends in FIG. 3).
  • FIG. 2 the arrangement positions of the suction port 42 and the discharge port 43 are schematically shown by a two-dot chain line, and the port shape is not specified.
  • the suction port 42 and the discharge port 43 are communicated with each other through communication passages 42a and 43a, respectively, and oil is introduced into the suction port 42 from a tank (not shown) through suction passages 44, 44a and 44b by rotation of the rotor 11. Oil is discharged from the discharge port 43, and the discharged oil is supplied to an oil supply unit (not shown) through the discharge passages 45a and 45b.
  • a characteristic structure is provided on the outer peripheral surface 14 of the rotor 11 that forms the inner peripheral surface of the pump chamber 41.
  • the outer peripheral surface 14 ⁇ / b> A of the rotor 11 is provided with a protruding edge 16 that protrudes outward (circumferentially outward) along both edges of the slit groove 12.
  • a recessed portion 15 ⁇ / b> A that is recessed from the two raised edges 16, 16 is formed between the two raised edges 16, 16 facing each other.
  • the concave portion 15A is formed shallow on the side close to the suction port 42 when oil is sucked into the pump chamber 41 (that is, the front side in the rotation direction of the rotor 11), and is far from the suction port 42 when oil is sucked.
  • the side that is, the rear side in the rotation direction of the rotor 11
  • the built-up surface 17A is formed in a curved surface shape.
  • the side closer to the suction port 42 when the oil is sucked into the pump chamber 41 (the rotation direction of the rotor 11).
  • the front side, the right side in FIG. 1 is a surface that is substantially smooth and continuous with the outer end surface 16 a of the raised edge 16 on the front side in the rotational direction of the rotor 11.
  • the outer peripheral surface 14 'level ).
  • a raised edge portion is further provided at an axially intermediate portion (here, an intermediate portion equidistant from both axial ends) of the outer peripheral surface 14A of the rotor 11 forming the inner peripheral surface of the pump chamber 41.
  • a connecting ridge 18 extending in the circumferential direction is formed so as to connect 16 and 16, and the connecting ridge is formed on the side farther from the suction port 42 of the outer peripheral surface 14 ⁇ / b> A of the rotor 11 (the rear side in the rotational direction of the rotor 11). In the vicinity of the portion 18, it is shallow so as to be continuous with the connection raised portion 18, and is formed so as to become deeper as it is separated from the connection raised portion 18.
  • connection ridge is formed with respect to the reference outer peripheral surface 14 ′ of the rotor 11 indicated by a two-dot chain line in FIG.
  • the surface is thickened and becomes a surface that is substantially smoothly continuous with the outer end surface 18 a of the connection ridge 18.
  • the amount of this buildup is large in the vicinity of the connection ridge 18 and is separated from the connection ridge 18. Accordingly, the thickness is decreased, and the portion farthest from the connecting raised portion 18 has a build-up of 0 (reference outer peripheral surface 14 'level).
  • the overlaid surface 17A constituting the outer peripheral surface 14A of the rotor 11 according to the present embodiment is thus formed with a smooth concave curved surface both in the circumferential direction and in the axial direction.
  • a reference outer circumferential surface 14 ′ and a later-described reference outer circumferential surface 14 ′′ of the rotor 11 are cylindrical surfaces (cylindrical surfaces concentric with the rotation center of the rotor 11) corresponding to the deepest portion of the recess 15.
  • the vane pump according to the first embodiment of the present invention is configured as described above, when the pump chamber 41 communicates with the suction port 42 by the rotation of the rotor 11, suction passages 44, 44a, The oil is sucked into the pump chamber 41 from the suction port 42 through 44b. On the other hand, when the pump chamber 41 thereafter communicates with the discharge port 43, the oil in the pump chamber 41 is discharged from the discharge port 43. The discharged oil is supplied to an oil supply unit (not shown) through the discharge passages 45a and 45b.
  • the outer peripheral surface 14A of the rotor 11 that forms the inner peripheral surface of the pump chamber 41 is provided with a protruding edge 16 that protrudes outward along both edges of the slit groove 12, and the protruding edges 16, 16 are extended. Since the recess 15A is formed between the two, the depth of the slit groove 12 is secured, the stroke of the vane 21 to move in and out is secured, and the strength and rigidity around the slit groove 12 can be secured. .
  • the recess 15A is formed, a sufficient oil suction area can be secured, so that the saturated vapor pressure is reduced and the occurrence of cavitation is suppressed during oil suction during high-speed operation of the pump. Can do.
  • the recess 15A is shallow on the side close to the suction port 42 when oil is sucked into the pump chamber 41 and deep on the side far from the suction port 42 when oil is sucked, so that the recess 15A enters the pump chamber 41 from the suction port 42. Inflow of the oil becomes smooth, and when the oil is sucked in at high speed operation of the pump, the local pressure drop on the surface of the recess 15A is suppressed, and the occurrence of cavitation can also be suppressed from this surface.
  • a concave portion 15A ′ that is recessed from the raised edges 16 and 16 is formed between the raised edges 16 and 16 as a reference outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 ′ of the rotor 11. If oil is sucked as shown by white arrows in FIG. 4A, the raised edge 16 on the front side in the rotational direction of the rotor 11 as shown by X in FIG. 4A. And a reference outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 'intersect with each other at a corner 14a' where a negative pressure region is generated due to the disturbance of the flow of suction oil, and cavitation is likely to occur during high-speed operation.
  • the concave portion 15A has a curved wall that is substantially smooth and continuous with the outer end surface 16a of the raised edge portion 16 on the front side in the rotation direction of the rotor 11 by embedding the corner portion 14a '. Since it is formed by the raised surface 17A, the oil sucked as shown by the white arrow in FIG. 4B is sucked into the pump chamber 41 without greatly disturbing the flow, so that a negative pressure region is hardly generated. In addition, the occurrence of cavitation is suppressed even during high-speed operation.
  • the flow of the suction oil is also disturbed at the corner portion 14b ′ where the connecting raised portion 18 of the rotor 11 and the reference outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 ′ intersect.
  • cavitation is likely to occur during high-speed operation, in the case of this embodiment, as shown in FIG. 4 (b), it is thickened in the vicinity of the connection raised portion 18 and is substantially smooth with the outer end surface 18 a of the connection raised portion 18.
  • the oil that is sucked in does not greatly disturb the flow in the pump chamber 41 and is unlikely to generate a negative pressure region, and the occurrence of cavitation in this portion is suppressed even during high-speed operation.
  • the amount of build-up is reduced as it goes farther from the suction port 42 when oil is sucked, and the amount of build-up is reduced as the distance from the connection ridge 18 is reduced. And the capacity of the pump is secured.
  • the suction port 42 may be formed through the cam ring 31 so as to open to the cam surface 32, the suction port 42 should be formed shallow in the vicinity of the connection raised portion 18 like the recess 15A according to the present embodiment. Accordingly, as shown by the two-dot chain white arrow in FIG. 4B, the oil is pumped from the suction port (not shown) in the vicinity of the connecting raised portion 18 in the axially intermediate portion of the outer peripheral surface 14 of the rotor 11. As a result, the oil can smoothly flow into 41, and the occurrence of cavitation during oil suction during high-speed operation of the pump can be suppressed.
  • FIGS. 2 and 3 The overall configuration of this vane pump is configured as shown in FIGS. 2 and 3 and is the same as that of the first embodiment, so only the differences will be described.
  • the outer circumferential surface 14 ⁇ / b> B of the rotor 11 is raised outward (circumferentially outward) along both edges of the slit groove 12, as in the first embodiment.
  • a recessed portion 15B that is recessed from the raised edge portions 16 and 16 is formed between the raised edge portions 16 and 16, and the shape of the recessed portion 15B is the same as that of the first embodiment. Is different.
  • the recess 15B is formed shallower by being thickened on the side close to the suction port 42 when oil is sucked into the pump chamber 41, and is not thickened on the side farther from the suction port 42 when oil is sucked or the amount of buildup is reduced.
  • the surface 17B which is deeply formed and built up, is formed into a curved surface, and this curved surface is a smooth concave cylindrical surface, and is connected to the connecting ridge 18 on the side far from the suction port 42 when oil is sucked. There is a step between them.
  • the rotor is laid on the side close to the suction port 42 when oil is sucked into the pump chamber 41.
  • 11 is a surface that is substantially smoothly continuous with the outer end surface 16a of the raised edge portion 16 on the front side in the rotational direction, and this build-up amount is reduced toward the side farther from the suction port 42 during oil suction.
  • the build-up surface is 0 (reference outer peripheral surface 14 ′ level), but the curved build-up surface 17 B is formed in a uniform cross-sectional shape in the axial direction. .
  • the corner portion 14a ' is built up by the recess 15B according to the present embodiment, and the surface 17B is the front in the rotational direction of the rotor 11. Since it is formed in a curved surface that is substantially smoothly continuous with the outer end surface 16a of the raised edge portion 16 on the side, the oil to be sucked in (see the white arrow in FIG. 5B) does not greatly disturb the flow. Inhalation into the pump chamber 41 is unlikely to generate a negative pressure region, and cavitation is suppressed even during high-speed operation. Further, since the surface 17B is formed in a uniform cross-sectional shape in the axial direction, there is an advantage of good workability.
  • FIGS. 2 and 3 The overall configuration of this vane pump is configured as shown in FIGS. 2 and 3 and is the same as in the first and second embodiments, so only the differences will be described.
  • a raised edge that protrudes outward (circumferentially outward) along both edges of the slit groove 12.
  • a recess 16C that is recessed from the raised edges 16 and 16 is formed between the raised edges 16 and 16, and the shape of the recessed part 15C is the first and second embodiments. It is different from the form.
  • the outer peripheral surface 14C of this embodiment is not provided with the connecting ridges 18 that connect the ridges 16 to each other, and the recess 15C is located on the side close to the suction port 42 when oil is sucked into the pump chamber 41.
  • the padding is shallow and formed, and the side far from the suction port 42 during oil inhalation is not padded, or the padding amount is reduced and formed deep, and the padded surface 17C is formed into a curved surface.
  • the surface 17C is a smooth concave cylindrical surface and is formed in a uniform cross-sectional shape in the axial direction.
  • the side closer to the suction port 42 is filled when oil is sucked into the pump chamber 41.
  • the outer end surface 16a of the raised edge 16 on the front side in the rotational direction of the rotor 11 is a surface that is substantially smoothly continuous, and the amount of this build-up decreases as the distance from the suction port 42 increases during oil suction.
  • the build-up is 0 (reference outer peripheral surface 14 ′′ level), and the surface 17C is formed in a uniform cross-sectional shape in the axial direction.
  • the corner 14a ′′ is built up by the recess 15C according to the present embodiment, and the bulge on the front side in the rotational direction of the rotor 11 is increased. Since it is formed by a curved surface 17C that is substantially smoothly continuous with the outer end surface 16a of the edge 16, the pumped oil 41 (see the white arrow in FIG. 6) sucks oil without greatly disturbing the flow. It is difficult to generate a negative pressure region by being sucked in, and the occurrence of cavitation is suppressed even during high-speed operation, and the curved surface 17C is formed in a uniform cross-sectional shape in the axial direction, so that workability is improved. There are good benefits.
  • FIG. 7A shows a modification according to the second embodiment, and the outer peripheral surface 14D of the rotor 11 is on the side close to the suction port 42 and the side close to the connection ridge 18 when oil is sucked into the pump chamber 41. Is meat-filled.
  • the build-up amount gradually decreases toward the side farther from the suction port 42, and when the oil is sucked, there is no buildup on the side farther from the suction port 42, and the reference outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 'remains. It has become. Thereby, the recess 15D is formed.
  • the surface 17D on which the build-up is formed is formed in a flat shape, it may be formed in a curved surface shape.
  • FIG. 7B shows a modification according to the first embodiment.
  • the outer peripheral surface 14E of the rotor 11 is in a pump chamber 41 with respect to the reference outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 ′ of the rotor 11 indicated by a two-dot chain line.
  • the side close to the suction port 42 and the side close to the connection raised portion 18 are overlaid.
  • the amount of build-up gradually decreases toward the side far from the suction port 42 and the side far from the connection ridge 18, and when the oil is inhaled, the amount of build-up is on the side far from the suction port 42 and far from the connection ridge 18.
  • the reference outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 'remains unchanged. Thereby, the recess 15E is formed. Further, the surface 17E on which the overlay is formed is formed in a curved surface shape, but may be formed from a plurality of planes.
  • FIG. 7C shows a modified example according to the first embodiment.
  • the outer peripheral surface 14F of the rotor 11 is formed with a raised connecting portion 18F in a curved shape, and the reference of the rotor 11 indicated by a two-dot chain line.
  • the outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 ′′ With respect to the outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 ′′, the side close to the suction port 42 and the side close to the connection raised portion 18F when oil is sucked into the pump chamber 41 are filled.
  • the build-up amount gradually decreases toward the side far from the connection ridge 18F and the side far from the connection ridge 18F, and there is no build-up on the side far from the suction port 42 and the side far from the connection ridge 18F during oil inhalation,
  • the reference outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 ′′ remains. Thereby, the recess 15F is formed.
  • the surface 17F that is overlaid is formed in a curved surface.
  • FIG. 7D shows a modified example according to the first embodiment, and the outer peripheral surface 14G of the rotor 11 is formed such that the connecting raised portions 18G are raised in a curved shape, and the reference of the rotor 11 indicated by a two-dot chain line.
  • the outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 ′′ With respect to the outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 ′′, the side close to the suction port 42 and the side close to the connecting raised portion 18G are filled when oil is sucked into the pump chamber 41. The suction port 42 is filled when oil is sucked.
  • the build-up amount gradually decreases toward the side far from the connection ridge 18G and the side far from the connection ridge 18G, but there is almost no build-up in the region farthest from the suction port 42 and farthest from the connection ridge 18G during oil suction.
  • a concave portion 15G is formed, and the overlaid surface 17G is formed in a curved surface shape.
  • the height of the end of the connection raised portions 18F and 18G far from the suction port 42 is lower than the height of the raised edge portion 16.
  • the heights of the end portions of the connection raised portions 18F and 18G may be the same as the height of the raised edge portion 16.
  • the outer peripheral surface 14H of the rotor 11 is overlaid on the side close to the suction port 42 when oil is sucked into the pump chamber 41.
  • the amount of build-up gradually decreases toward the side farther from the suction port 42, and when the oil is inhaled, there is no build-up on the side farthest from the suction port 42.
  • the recess 15H is formed.
  • the surface 17H that is overlaid is formed in a planar shape.
  • the outer peripheral surface 14J of the rotor 11 is laid on the side close to the suction port 42 when oil is sucked into the pump chamber 41. There is no build-up from the middle part of the rotor in the rotational direction to the rear, and the reference outer peripheral surface (cylindrical surface) 14 ′′ remains. This forms a recess 15J.
  • the built-up surface 17J. Is formed in a planar shape, but may be formed in a curved surface shape.
  • the recesses 15D to 15J are provided between the raised edges 16 and 16 also by the structure of the recesses 15D to 15J shown in FIGS. 7 (a) to (d) and FIGS. 8 (a) and 8 (b). Since it is formed, the depth of the slit groove 12 is secured, the stroke of the vane 21 to move in and out is secured, the strength and rigidity around the slit groove 12 can be secured, and the oil suction Since a sufficient area can be secured, it is possible to reduce the saturated vapor pressure and suppress the occurrence of cavitation during oil suction during high-speed operation of the pump.
  • the peripheral edges of the connecting ridges 18, 18F, 18G of the rotor 11 are surfaces that are substantially smoothly continuous, and suction is performed at the peripheral edges of the connecting ridges 18, 18F, 18G.
  • the oil does not greatly disturb the flow in the pump chamber 41 and is unlikely to generate a negative pressure region, and the occurrence of cavitation in this portion is suppressed even during high-speed operation.
  • the build-up amount decreases as it goes farther from the suction port 42, and the build-up amount decreases as it moves away from the connecting ridges 18, 18F, 18G.
  • the volume reduction of 41 can be minimized, and the capacity of the pump is also secured.
  • the recess 15 formed between the raised edges 16 is formed shallow on the side close to the suction port 42 when oil is sucked into the pump chamber 41, that is, on the front side in the rotational direction of the rotor 11. What is necessary is just to form deeply the side far from the said suction port 42, ie, the rotation direction rear side of the rotor 11, and the shape of the recessed part 15 can apply various.
  • the vane pump of the present invention can be widely applied as a hydraulic source, and is suitable for use in fields such as automobiles and construction machinery. In particular, it is suitable for a small pump with high demand for high speed operation.

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Abstract

　複数のスリット溝（１２）が放射状に形成されたロータ（１１）と、各スリット溝（１２）に収容されたベーン（２１）と、ロータ（１１）の外周に配置されベーン（２１）先端が摺接するカム面を備えたカムリング（３１）と、ロータ（１１）の軸方向両端に装備された端部区画部材（２Ａ），（２Ｂ）とを有している。さらに、ロータ外周面（１４Ａ）、カム面（３２）、隣り合うベーン（２１）の壁面及び端部区画部材（２Ａ），（２Ｂ）により包囲されてポンプ室（４１）が形成され、ポンプ室（４１）に吸入ポート（４２）と吐出ポート（４３）とを備える。ポンプ室（４１）の内周面を形成するロータ外周面（１４Ａ）に、スリット溝（１２）の両縁に沿って外方に隆起した隆起縁部（１６）が延設され、ポンプ室（４１）に臨む２つの隆起縁部（１６）の相互間に、吸入ポート（４２）に近いロータ（１１）の回転方向前方側は浅く、且つ吸入ポート（４２）から遠いロータ（１１）の回転方向後方側は深い凹部（１５Ａ）を形成してある。この構造により、高速運転時にもオイルの吸い込みによるキャビテーションの発生を十分に抑制できるようになる。

Description

ベーンポンプ
　本発明は、自動車に用いて好適なベーンポンプに関するものである。
　油圧ポンプには種々の形式があるが、中でもベーンポンプは、比較的吐出量が多く、しかも比較的安価であるため、自動車や建設機械などの広い分野で採用されている。例えば図９はいずれも従来のベーンポンプの要部構成を示すものであり、同図（ａ）はベーンを収容したロータの半部の斜視図であり、同図（ｂ）はベーンを収容したロータの半部の横断面図である。
　図９（ａ）に示すように、ロータ１１１には複数のスリット溝１１２が放射状に形成されており、各スリット溝１１２内にはそれぞれベーン１２１が出没可能に収容されている。このようなロータ１１１は、図９（ｂ）に示すように、内周にカム面１３２が形成されたカムリング１３１の内部に配置され、ロータ１１１から外方へ突出する各ベーン１２１の先端はカムリング１３１内周のカム面１３２に摺接している。
　なお、各スリット溝１１２の基部には、ベーン１２１をカムリング１３１のカム面１３２に押し付ける付勢力を与えるための背圧孔１１３が形成され、各背圧孔１１３は環状に連通しており、図示しない油路からオイルを供給される。背圧孔１１３内のオイルの油圧がベーン１２１の基部に作用してベーン１２１をカムリング１３１のカム面１３２に押し付けるようになっている。
　ロータ１１１及びカムリング１３１は、図示しないポンプハウジング内に装備され、ロータ１１１の外周面１１４とカムリング１３１内周のカム面１３２との間は隣り合う各ベーン１２１，１２１の壁面によって区画されてポンプ室１４１が形成される。また、ポンプ室１４１の両端方向（ロータ１１１の回転軸方向両側）は、ポンプハウジングのカバー部材或いはポンプハウジングに内装されるエンドプレート等の端部区画部材によってそれぞれ区画される。
　カム面１３２によってポンプ室１４１の容積が拡大する箇所には吸入ポート１４２が設けられ、カム面１３２によってポンプ室１４１の容積が縮小する箇所には吐出ポート１４３が設けられている。各ポンプ室１４１には、吸入ポート１４２からオイルが吸入され、吐出ポート１４３からオイルが吐出される。なお、図９（ｂ）中には、吸入ポート１４２及び吐出ポート１４３の配置箇所を二点鎖線で模式的に示しており、ポート形状を特定するものではない。
　ところで、ポンプ室１４１の内周を形成するロータ１１１の外周面１１４は、図９（ａ），（ｂ）に示すように円筒面状に形成されるが、図１０（ａ），（ｂ）に示すように，ロータ１１１の外周面１１４がスリット溝１１２の近傍を除いて凹部１１５をロータ１１１の軸方向全長にわたって形成したものもあり、このような構成は、例えば特許文献１，２に記載されている。
　特許文献１の技術は、凹部１１５を形成することによって、ロータ１１１の外径やカムリング１３１の内径やスリット溝１１２の径方向深さを変更しないで、吸入ポート１４２におけるオイルの吸い込み面積を十分に確保できるようにして、ベーン１２１の移動ストロークを確保しながら、高速運転時のオイルの吸い込み性を向上してオイル吸い込み時のキャビテーションの発生を抑制できるようにして、ポンプの回転音や吐出脈動を小さくできるようにしている。
　特許文献２の技術は、凹部１１５を設けたというよりも、スリット溝１１２の開口両縁部をカムリング１３１の内周面側へ突出するようにマウンド部１１６を形成したもので、スリット溝１１２の径方向深さを拡大してスリット溝１１２周りにおけるベーン１２１の支持剛性を向上させ、ベーン１２１が、ロータ１１１の中心点を基点にした放射軸方向に対して、傾いたり倒れたりすることを抑制し、ベーンポンプの性能安定化を図っている。
　また、特許文献２には、ロータ１１１の外周面１１４に円周方向に延びるように隆起形成されたリブを設け、このリブによりポンプ室１４１を区画する二つのマウンド部１１６間をつなぐことによって、ポンプ室１４１の容積減少を最小限に抑えたうえで、ベーン１２１の収容されるスリット溝１１２周りの強度・剛性を高める構成も記載されている。
　ところで、特許文献１にも課題として記載されているように、ポンプ室内へのオイル吸い込み時のキャビテーションの発生は、ポンプの高速運転化が進むほど大きな課題となっており、特許文献１の技術のように、オイルの吸い込み面積を確保してオイルの吸い込み性を向上させるだけでは、キャビテーションの発生を十分に抑制することができない。
実開昭６１－１８１８８８号公報 特開２００５－１０５９９６号公報
　本発明は、かかる課題に鑑み創案されたもので、高速運転時にもオイルの吸い込みによるキャビテーションの発生を十分に抑制することができるようにしたベーンポンプを提供することを目的とする。
　本発明のベーンポンプは、ポンプハウジング内に、複数のスリット溝が放射状に形成されたロータと、前記各スリット溝内に出没可能に収容されたベーンと、前記ロータの外周に配置され前記各ベーンの先端が摺接するカム面を内周に備えたカムリングと、前記ロータの軸方向両端にそれぞれ装備された端部区画部材とを有している。そして、前記ロータの外周面、前記カム面、隣り合う前記ベーンの壁面及び前記端部区画部材により包囲されてポンプ室が形成されていると共に、前記ポンプ室に、オイルを吸入させる吸入ポートと、前記ポンプ室からオイルを吐出させる吐出ポートと、を備え、前記ポンプ室の内周面を形成する前記ロータの外周面には、前記スリット溝の両縁に沿って外方に隆起した隆起縁部が延設され、前記各ポンプ室に臨む２つの隆起縁部の相互間に凹部が形成されている。さらに、前記凹部は、前記ポンプ室内へのオイル吸入時に前記吸入ポートに近い側（前記ロータの回転方向における前方側）は浅く、前記オイル吸入時に前記吸入ポートから遠い側（前記ロータの回転方向における後方側）は深く形成されていることを特徴としている。
　この場合において、前記凹部の前記ポンプ室内へのオイル吸入時に前記吸入ポートに近い側は前記隆起縁部と同じ高さまで隆起し、前記隆起縁部の外端面と連続又は略連続して形成されていることが好ましい。また、前記凹部は、滑らかな凹状曲面で形成されていることが好ましく、同様に、前記吸入ポートは、前記端部区画部材に形成されていることが好ましい。
　さらに、前記ポンプ室の内周面を形成する前記ロータの外周面の軸方向中間部には、前記２つの隆起縁部を接続する接続隆起部が形成されていることが好ましい。この場合、前記凹部は、前記吸入ポートから遠い側においては、前記接続隆起部に近い側では浅く前記接続隆起部から離隔するにしたがって深く形成されていることが好ましい。加えて、前記吸入ポートは、前記カム面に開口するように前記カムリングを貫通して形成されていることも好ましい。
　本発明のベーンポンプによれば、ロータの回転によりポンプ室が吸入ポートと連通すると、吸入ポートからポンプ室内にオイルが吸入され、その後ポンプ室が吐出ポートと連通すると、ポンプ室内のオイルが吐出ポートから吐出される。ポンプ室の内周面を形成する前記ロータの外周面には、スリット溝の両縁に沿って外方に隆起した隆起縁部が延設され、各隆起縁部の相互間に凹部が形成されているので、スリット溝の深さが確保され、ベーンの出没移動のストロークの確保及びスリット溝周りの強度及び剛性の確保をでき、さらに、オイルの吸い込み面積を十分に確保することができることから、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時において、キャビテーションの発生を抑制することができる。
　さらに、凹部は、ポンプ室内へのオイル吸入時に吸入ポートに近い側、換言すればロータの回転方向における前方側は浅く形成されているので、吸入ポートからポンプ室内へのオイルの流入が円滑になって、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時において、凹部の表面の局部的な圧力低下を抑制して、この面からキャビテーションの発生を抑制することができる。また、凹部は、オイル吸入時に吸入ポートから遠い側、換言すればロータの回転方向における後方側は深く形成されているので、ポンプ室の容積減少を抑えてポンプ容量を確保することができる。
　前記凹部のポンプ室内へのオイル吸入時に吸入ポートに近い側を、隆起縁部と同じ高さまで隆起させ、隆起縁部の外端面と連続又は略連続して形成すれば、吸入ポートからポンプ室内へのオイルの流入がより円滑になって、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時に凹部の表面上における局部的な圧力低下を抑制し、キャビテーションの発生を抑制することができる。
　前記凹部を、滑らかな凹状曲面で形成すれば、吸入ポートからポンプ室内へオイルの流入がより円滑になって、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時におけるキャビテーションの発生をより確実に抑制することができる。ポンプ室の内周面を形成するロータの外周面の軸方向中間部に、隆起縁部を接続する接続隆起部を形成すれば、ベーンの収容されるスリット溝周りの強度，剛性を高めることができ、また、オイルの吸い込み面積も確保することができることから、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時におけるキャビテーションの発生を抑制するために有効である。
　この場合、凹部の吸入ポートから遠い側において、接続隆起部に近い側では凹部を浅く形成することにより、ポンプ室内でのオイルの流れが円滑になって、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時におけるキャビテーションの発生を抑制するために有効である。また、接続隆起部から離隔するにしたがって凹部を深く形成することにより、ポンプ室の容積減少を抑えてポンプ容量を確保することができる。
　特に、ポンプ室内に接続隆起部を備えたものでは、吸入ポートをカム面に開口するようにカムリングを貫通して形成すると、前記接続隆起部に近い側で凹部を浅く形成することにより、オイルは、ロータの外周面の軸方向中間部の接続隆起部付近の吸入ポートからポンプ室内に円滑に流入するようになって、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時におけるキャビテーションの発生を抑制することができる。
本発明の第１実施形態にかかるベーンポンプの構造を示す図であって、（ａ）はそのロータの半部を示す斜視図、（ｂ）はその要部拡大斜視図である。 本発明の各実施形態にかかるベーンポンプの構造を示す横断面図である。 本発明の各実施形態にかかるベーンポンプの構造を示す縦断面図であり、図２のＡ－Ａ矢視断面図である。 本発明の第１実施形態にかかるベーンポンプによる作用及び効果を説明する要部拡大斜視図であり、（ａ）は対比例に関して示し、（ｂ）は第１実施形態に関して示す。 本発明の第２実施形態にかかるベーンポンプの構造を示す図であって、（ａ）はそのロータの半部を示す斜視図、（ｂ）はその要部拡大斜視図である。 本発明の第３実施形態にかかるベーンポンプの構造を示す要部拡大斜視図である。 本発明の第１，２実施形態にかかるベーンポンプの構造の変形例を示す要部拡大斜視図であって、（ａ）は第１変形例を、（ｂ）は第２変形例を、（ｃ）は第３変形例を、（ｄ）は第４変形例を、それぞれ示す。 本発明の第３実施形態にかかるベーンポンプの構造の変形例を示す要部拡大斜視図であって、（ａ）は第１変形例を、（ｂ）は第２変形例を、それぞれ示す。 背景技術にかかるベーンポンプの構造を示す図であって、（ａ）はそのロータ半部の斜視図、（ｂ）はその半部の横断面図である。 背景技術にかかるもう一つのベーンポンプの構造を示す図であって、（ａ）はそのロータ半部の斜視図、（ｂ）はその半部の横断面図である。
　以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。
　図１～図４は本発明の第１実施形態にかかるベーンポンプの構造を示し、図２，図５は本発明の第２実施形態にかかるベーンポンプの構造を示し、図２，図６は本発明の第３実施形態にかかるベーンポンプの構造を示し、図７，図８は第１～３実施形態にかかるベーンポンプの構造の変形例を示す。これらの図に基づいて説明する。なお、各実施形態及び変形例では、特徴的な構成要素について、符号の末尾にＡ、Ｂ、Ｃ‥を付して区別するが、各実施形態や各変形例に共通する図２，図３においては、これらの構成要素について、区別せずに（符号の末尾にＡ、Ｂ、Ｃ‥を付与しないで）示す。
　［第１実施形態］
　まず、本発明の第１実施形態にかかるベーンポンプの構造を説明する。このベーンポンプは、図２，図３に示すように、ポンプハウジング２内に、ロータ１１及びカムリング３１が装備される。ロータ１１は、ポンプハウジング２内の中心部に配備された回転軸１に一体回転するように結合されている。回転軸１は、図示しないエンジン（内燃機関）やモータ（電動機）に直接又は間接的に接続されて回転駆動される。
　このロータ１１には複数のスリット溝１２が横断面視で放射状に形成されており、各スリット溝１２内にはそれぞれベーン２１が出没可能に収容されている。カムリング３１は、このロータ１１の外周に配置され、カムリング３１の内周には、回転軸１の軸心（回転中心）に対して距離が変化する曲面により構成されたカム面３２が形成されている。各ベーン２１の先端はこのカムリング３１内周のカム面３２に摺接している。なお、本実施形態では、カム面３２は回転中心に最接近する箇所と回転中心から最離隔する箇所とが、１８０度位相を変えて全周の２箇所にそれぞれ設けられる。
　また、本実施形態では、各スリット溝１２の基端（回転軸１の軸心側端部）に背圧孔１３が形成され、各背圧孔１３は連通路１３Ａによって連通接続されている。後述の吐出ポート４３から吐出されるオイル（作動油）の一部が、連通路１３Ａを通じて各背圧孔１３に供給され、この背圧孔１３に供給されるオイルの圧力（背圧）によって各スリット溝１２内のベーン２１が外方のカム面３２に向けて付勢されて、各ベーン２１の先端がこの付勢力によってカム面３２に摺接している。
　また、ロータ１１の軸方向一端（図３中、下端）は、ポンプハウジング２に接合されるエンドプレート（端部区画部材）２Ａによって、ロータ１１の軸方向他端（図３中、上端）は、ポンプハウジング２に形成されるロータ端部閉塞部分（端部区画部材）２Ｂによって、それぞれ吸入ポート４２及び吐出ポート４３を除いて閉塞される。
　これにより、ロータ１１の外周面１４，カムリング３１のカム面３２，隣り合うベーン２１の壁面，及びエンドプレート２Ａ，ロータ端部閉塞部分２Ｂにより包囲、区画されてポンプ室４１が形成される。そして、このポンプ室４１にオイルを吸入させる吸入ポート４２とポンプ室４１からオイルを吐出させる吐出ポート４３とが設けられている。吸入ポート４２及び吐出ポート４３は、カム面３２の形状に対応させて１８０度位相を変えて全周の２箇所にそれぞれ設けられる。
　吸入ポート４２は、カム面３２の形状によってロータ１１の回転に伴ってポンプ室３１の容積が拡大する箇所に設けられ、吐出ポート４３は、カム面３２の形状によってロータ１１の回転に伴ってポンプ室４１の容積が縮小する箇所に設けられている。本実施形態では、吸入ポート４２及び吐出ポート４３はロータ１１の軸方向両端（図３中、上下端）にそれぞれ設けられている。なお、図２中には、吸入ポート４２及び吐出ポート４３の配置箇所を二点鎖線で模式的に示すもので、ポート形状を特定するものではない。
　吸入ポート４２及び吐出ポート４３はそれぞれ連通路４２ａ，４３ａを通じて連通しており、ロータ１１の回転によって、吸入ポート４２には吸入流路４４，４４ａ，４４ｂを通じて図示しないタンク等からオイルが導入され、吐出ポート４３からはオイルが吐出され、吐出されたオイルは、吐出流路４５ａ，４５ｂを通じて図示しないオイル供給部に供給される。
　本実施形態では、ポンプ室４１の内周面を形成するロータ１１の外周面１４に、特徴的な構造が設けられている。つまり、図１に示すように、ロータ１１の外周面１４Ａには、スリット溝１２の両縁に沿って外方（周外方向）に隆起した隆起縁部１６が延設され、各ポンプ室４１に臨む２つの隆起縁部１６，１６の相互間には、これら２つの隆起縁部１６，１６よりも窪んだ凹部１５Ａが形成されている。そして、この凹部１５Ａは、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側（即ち、ロータ１１の回転方向前方側）は肉盛りされて浅く形成され、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側（即ち、ロータ１１の回転方向後方側）は肉盛りされない又は肉盛り量が少なくされて深く形成されており、肉盛りされた表面１７Ａは曲面状に形成される。
　換言すれば、図１中に二点鎖線で示すロータ１１の基準外周面（円筒面）１４′に対して、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側（ロータ１１の回転方向前方側、図１中、右側）には肉盛りがされてロータ１１の回転方向前方側の隆起縁部１６の外端面１６ａと略滑らかに連続する面となっており、この肉盛り量は、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側（ロータ１１の回転方向後方側、図１中、左側）に行くにしたがって少なくされ、ロータ１１の回転方向後方側の隆起縁部１６付近では肉盛り０（基準外周面１４′レベル）となっている。
　本実施形態の場合、さらに、ポンプ室４１の内周面を形成するロータ１１の外周面１４Ａの軸方向中間部（ここでは、軸方向両端から等距離にある中間部）には、隆起縁部１６，１６を接続するように周方向に延びた接続隆起部１８が形成され、且つ、ロータ１１の外周面１４Ａの吸入ポート４２から遠い側（ロータ１１の回転方向後方側）においては、接続隆起部１８の近傍では接続隆起部１８と連続するように浅く、接続隆起部１８から離隔するにしたがって深くなるように形成されている。
　換言すれば、ロータ１１の回転方向後方側（図１中、左側）の隆起縁部１６付近において、図１中に二点鎖線で示すロータ１１の基準外周面１４′に対して、接続隆起部１８の近傍では肉盛りがされて接続隆起部１８の外端面１８ａと略滑らかに連続する面となっており、この肉盛り量は、接続隆起部１８の近傍では多く、接続隆起部１８から離隔するにしたがって少なくされ、接続隆起部１８から最も離隔した箇所では肉盛り０（基準外周面１４′レベル）となっている。
　本実施形態にかかるロータ１１の外周面１４Ａを構成する肉盛りされた表面１７Ａは、このように、周方向にも軸方向にも、滑らかな凹状曲面で形成されている。なお、ロータ１１の基準外周面１４′及び後述の基準外周面１４″とは、凹部１５の最深部に対応する円筒面（ロータ１１の回転中心と同心の円筒面）である。
　本発明の第１実施形態にかかるベーンポンプは、上述のように構成されているので、ロータ１１の回転によりポンプ室４１が吸入ポート４２と連通すると、図示しないタンク等から吸入流路４４，４４ａ，４４ｂを経て、吸入ポート４２からポンプ室４１内にオイルが吸入される。一方、その後ポンプ室４１が吐出ポート４３と連通すると、ポンプ室４１内のオイルが吐出ポート４３から吐出される。吐出されたオイルは、吐出流路４５ａ，４５ｂを通じて図示しないオイル供給部に供給される。
　そして、ポンプ室４１の内周面を形成するロータ１１の外周面１４Ａには、スリット溝１２の両縁に沿って外方に隆起する隆起縁部１６が延設され、隆起縁部１６，１６の相互間に凹部１５Ａが形成されているので、スリット溝１２の深さが確保され、ベーン２１の出没移動のストロークが確保されると共に、スリット溝１２周りの強度及び剛性を確保することができる。
　さらに、凹部１５Ａが形成されることにより、オイルの吸い込み面積を十分に確保することができることから、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時において、飽和蒸気圧を低下させてキャビテーションの発生を抑制することができる。
　しかも、凹部１５Ａは、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側は浅く、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側は深く形成されているので、吸入ポート４２からポンプ室４１内へのオイルの流入が円滑になって、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時において、凹部１５Ａの表面の局部的な圧力低下が抑制されて、この面からもキャビテーションの発生を抑制することができる。
　つまり、図４（ａ）に示すように、各隆起縁部１６，１６の相互間において、隆起縁部１６，１６よりも窪んだ凹部１５Ａ′をロータ１１の基準外周面（円筒面）１４′によって構成すると、図４（ａ）中に白矢印で示すようにオイルが吸入されると、図４（ａ）中に×印で示すように、ロータ１１の回転方向前方側の隆起縁部１６と基準外周面（円筒面）１４′とが交差する隅部１４ａ′において吸入オイルの流れの乱れから負圧域が発生し、高速運転時にキャビテーションが発生しやすくなる。
　これに対して、本実施形態にかかる凹部１５Ａは、隅部１４ａ′を肉盛りして、ロータ１１の回転方向前方側の隆起縁部１６の外端面１６ａと略滑らかに連続する曲面状の肉盛り表面１７Ａにより形成されているので、図４（ｂ）中に白矢印で示すように吸入されるオイルは、流れを大きく乱すことなくポンプ室４１内に吸入されて負圧域が発生し難く、高速運転時においてもキャビテーションの発生が抑制される。
　また、図４（ａ）中に×印で示すように、ロータ１１の接続隆起部１８と基準外周面（円筒面）１４′とが交差する隅部１４ｂ′においても吸入オイルの流れの乱れから高速運転時にキャビテーションが発生しやすくなるが、本実施形態の場合、図４（ｂ）に示すように、接続隆起部１８の近傍では肉盛りがされて接続隆起部１８の外端面１８ａと略滑らかに連続する面となっており、吸入されるオイルは、ポンプ室４１内において流れを大きく乱すことがなく負圧域が発生し難く、高速運転時においてもこの部分でのキャビテーションの発生が抑制される。
　しかも、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側に行くにしたがって肉盛り量は少なくされ、また、接続隆起部１８から離れるにしたがって肉盛り量は少なくされるので、肉盛りによるポンプ室４１の容積減少を最小限に抑えることができ、ポンプの容量も確保される。
　なお、吸入ポート４２を、カム面３２に開口するようにカムリング３１を貫通して形成する場合があるが、本実施形態にかかる凹部１５Ａのように、接続隆起部１８の近傍では浅く形成することにより、図４（ｂ）中に二点鎖線の白矢印で示すように、オイルは、ロータ１１の外周面１４の軸方向中間部の接続隆起部１８付近の吸入ポート（図示略）からポンプ室４１内に円滑に流入するようになって、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時におけるキャビテーションの発生を抑制することができる。
　［第２実施形態］
　次に、本発明の第２実施形態にかかるベーンポンプの構造を説明する。
　このベーンポンプの全体構成は、図２，図３に示すように構成され、第１実施形態と同様であるので、相違点のみ説明する。本実施形態では、図５に示すように、ロータ１１の外周面１４Ｂには、第１実施形態と同様に、スリット溝１２の両縁に沿って外方（周外方向）に隆起した隆起縁部１６が延設され、各隆起縁部１６，１６の相互間には、隆起縁部１６，１６よりも窪んだ凹部１５Ｂが形成されているが、この凹部１５Ｂの形状が第１実施形態とは異なっている。
　つまり、凹部１５Ｂは、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側は肉盛りされて浅く形成され、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側は肉盛りされないか肉盛り量が少なくされて深く形成され、肉盛りされた表面１７Ｂは曲面状に形成されるが、この曲面は滑らかな凹状の円筒面であって、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側において、接続隆起部１８との間は段差が残されている。
　つまり、図５中に二点鎖線で示すロータ１１の基準外周面（円筒面）１４′に対して、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側には肉盛りがされてロータ１１の回転方向前方側の隆起縁部１６の外端面１６ａと略滑らかに連続する面となっており、この肉盛り量は、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側に行くにしたがって少なくされ、ロータ１１の回転方向後方側の隆起縁部１６付近では肉盛り０（基準外周面１４′レベル）となっているが、曲面状の肉盛り表面１７Ｂは軸方向には均一の断面形状に形成される。
　本発明の第２実施形態にかかるベーンポンプは、上述のように構成されているので、本実施形態にかかる凹部１５Ｂによって、隅部１４ａ′を肉盛りして、表面１７Ｂはロータ１１の回転方向前方側の隆起縁部１６の外端面１６ａと略滑らかに連続する曲面状に形成されているので、吸入されるオイル（図５（ｂ）中の白矢印を参照）は、流れを大きく乱すことなくポンプ室４１内に吸入されて負圧域が発生し難く、高速運転時においてもキャビテーションの発生が抑制される。また、表面１７Ｂは軸方向には均一の断面形状に形成されるので、加工性が良い利点がある。
　［第３実施形態］
　次に、本発明の第３実施形態にかかるベーンポンプの構造を説明する。
　このベーンポンプの全体構成は、図２，図３に示すように構成され、第１，２実施形態と同様であるので、相違点のみ説明する。本実施形態では、図６に示すように、ロータ１１の外周面１４Ｃには、第１実施形態と同様に、スリット溝１２の両縁に沿って外方（周外方向）に隆起した隆起縁部１６が延設され、各隆起縁部１６，１６の相互間には、隆起縁部１６，１６よりも窪んだ凹部１５Ｃが形成されているが、この凹部１５Ｃの形状が第１，２実施形態とは異なっている。
　つまり、本実施形態の外周面１４Ｃには、隆起縁部１６を相互に接続する接続隆起部１８が設けられず、凹部１５Ｃは、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側は肉盛りされて浅く形成され、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側は肉盛りされないか肉盛り量が少なくされて深く形成され、肉盛りされた表面１７Ｃは曲面状に形成される。この表面１７Ｃは滑らかな凹状の円筒面であり、軸方向には均一の断面形状に形成される。
　言い換えるならば、図６中に二点鎖線で示すロータ１１の基準外周面（円筒面）１４″に対して、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側には肉盛りがされてロータ１１の回転方向前方側の隆起縁部１６の外端面１６ａと略滑らかに連続する面となっており、この肉盛り量は、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側に行くにしたがって少なくされ、ロータ１１の回転方向後方側の隆起縁部１６付近では肉盛り０（基準外周面１４″レベル）となっており、表面１７Ｃは軸方向には均一の断面形状に形成される。
　本発明の第３実施形態にかかるベーンポンプは、上述のように構成されているので、本実施形態にかかる凹部１５Ｃによって、隅部１４ａ″を肉盛りして、ロータ１１の回転方向前方側の隆起縁部１６の外端面１６ａと略滑らかに連続する曲面状の表面１７Ｃにより形成されているので、吸入されるオイル（図６中の白矢印を参照）は、流れを大きく乱すことなくポンプ室４１内に吸入されて負圧域が発生し難く、高速運転時においてもキャビテーションの発生が抑制される。また、曲面状表面１７Ｃは軸方向には均一の断面形状に形成されるので、加工性が良い利点がある。
　［変形例］
　次に、図７を参照して、本発明の第１，２実施形態にかかるベーンポンプの構造、特に、ポンプ室４１の内周面となるロータ１１の外周面１４の構造の変形例を説明する。
　図７（ａ）は第２実施形態にかかる変形例を示し、このロータ１１の外周面１４Ｄは、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側及び接続隆起部１８に近い側には肉盛りがされている。オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側に向けて肉盛り量が次第に小さくなり、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側には肉盛りがされておらず、基準外周面（円筒面）１４′のままになっている。これにより、凹部１５Ｄが形成される。また、肉盛りがされた表面１７Ｄは平面状に形成されているが、曲面状に形成されてもよい。
　図７（ｂ）は第１実施形態にかかる変形例を示し、このロータ１１の外周面１４Ｅは、二点鎖線で示すロータ１１の基準外周面（円筒面）１４′に対して、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側及び接続隆起部１８に近い側には肉盛りがされている。オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側及び接続隆起部１８から遠い側に向けて肉盛り量が次第に小さくなり、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側で且つ接続隆起部１８から遠い側には肉盛りがされておらず、基準外周面（円筒面）１４′のままになっている。これにより、凹部１５Ｅが形成される。また、肉盛りがされた表面１７Ｅは曲面状に形成されているが、複数の平面から形成されてもよい。
　図７（ｃ）は第１実施形態にかかる変形例を示し、このロータ１１の外周面１４Ｆは、接続隆起部１８Ｆが曲面状に盛り上がって形成されており、二点鎖線で示すロータ１１の基準外周面（円筒面）１４″に対して、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側及び接続隆起部１８Ｆに近い側には肉盛りがされている。オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側及び接続隆起部１８Ｆから遠い側に向けて肉盛り量が次第に小さくなり、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側で且つ接続隆起部１８Ｆから遠い側には肉盛りがされておらず、基準外周面（円筒面）１４″のままになっている。これにより、凹部１５Ｆが形成される。肉盛りがされた表面１７Ｆは曲面状に形成されている。
　図７（ｄ）は第１実施形態にかかる変形例を示し、このロータ１１の外周面１４Ｇは、接続隆起部１８Ｇが曲面状に盛り上がって形成されており、二点鎖線で示すロータ１１の基準外周面（円筒面）１４″に対して、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側及び接続隆起部１８Ｇに近い側には肉盛りがされている。オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側及び接続隆起部１８Ｇから遠い側に向けて肉盛り量が次第に小さくなるが、オイル吸入時に吸入ポート４２から最も遠く且つ接続隆起部１８Ｇから最も遠い領域には肉盛りがほとんどされていない。これにより、凹部１５Ｇが形成される。肉盛りがされた表面１７Ｇは曲面状に形成されている。
　また、図７（ｃ），（ｄ）に示す例では、接続隆起部１８Ｆ，１８Ｇの吸入ポート４２から遠い側の端部の高さは、隆起縁部１６の高さよりも低くしているが、かかる接続隆起部１８Ｆ，１８Ｇの端部の高さは、隆起縁部１６と同じ高さであってもかまわない。
　次に、図８を参照して、本発明の第３実施形態にかかるベーンポンプの構造、特に、ポンプ室４１の内周面となるロータ１１の外周面１４の構造の変形例を説明する。
　図８（ａ）に示す変形例では、このロータ１１の外周面１４Ｈは、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側に肉盛りがされている。オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側に向けて肉盛り量が次第に小さくなり、オイル吸入時に吸入ポート４２から最も遠い側には肉盛りがされていない。これにより、凹部１５Ｈが形成される。また、肉盛りがされた表面１７Ｈは平面状に形成されている。
　また、図８（ｂ）に示す変形例では、このロータ１１の外周面１４Ｊは、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側に肉盛りがされているが、外周面１４Ｊのロータ回転方向中間部から後方にかけては肉盛りがされておらず、基準外周面（円筒面）１４″のままになっている。これにより、凹部１５Ｊが形成される。肉盛りがされた表面１７Ｊは平面状に形成されているが曲面状に形成されていてもよい。
　このように、図７（ａ）～（ｄ）及び図８（ａ），（ｂ）に示す各凹部１５Ｄ～１５Ｊの構造によっても、隆起縁部１６，１６の相互間に凹部１５Ｄ～１５Ｊが形成されているので、スリット溝１２の深さが確保され、ベーン２１の出没移動のストロークが確保されると共に、スリット溝１２周りの強度及び剛性を確保することができる効果、及び、オイルの吸い込み面積を十分に確保することができることから、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時において、飽和蒸気圧を低下させてキャビテーションの発生を抑制することができる。
　平面を用いたり比較的シンプルな円筒面を用いたりして凹部１５を形成すれば、加工が容易になる利点もある。しかも、各凹部１５Ｄ～１５Ｊは、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側は浅く、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側は深く形成されているので、吸入ポート４２からポンプ室４１内へのオイルの流入が円滑になって、ポンプの高速運転時のオイル吸い込み時において、各凹部１５Ｄ～１５Ｊの表面上における局部的な圧力低下が抑制されて、この面からもキャビテーションの発生を抑制することができる。
　また、凹部１５Ｅ～１５Ｇの場合は、ロータ１１の接続隆起部１８，１８Ｆ，１８Ｇの周縁が略滑らかに連続する面となっており、接続隆起部１８，１８Ｆ，１８Ｇの周縁において、吸入されるオイルは、ポンプ室４１内において流れを大きく乱すことがなく負圧域が発生し難く、高速運転時においてもこの部分でのキャビテーションの発生が抑制される。
　しかも、オイル吸入時に吸入ポート４２から遠い側に行くにしたがって肉盛り量は少なくされ、また、接続隆起部１８，１８Ｆ，１８Ｇから離れるにしたがって肉盛り量は少なくされるので、肉盛りによりポンプ室４１の容積減少を最小限に抑えることができ、ポンプの容量も確保される。
　以上、本発明の実施形態及びその変形例について説明したが、本発明はかかる実施形態及びその変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、かかる実施形態又はその変形例を適宜変形して実施し得るものである。
　つまり、隆起縁部１６の相互間に形成される凹部１５は、ポンプ室４１内へのオイル吸入時に吸入ポート４２に近い側、即ち、ロータ１１の回転方向前方側を浅く形成し、オイル吸入時に前記吸入ポート４２から遠い側、即ち、ロータ１１の回転方向後方側を深く形成すればよく、凹部１５の形状はさまざまなものを適用し得る。
　そして、本発明のベーンポンプは、油圧源として、広く適用することができ、自動車や建設機械などの分野に用いて好適である。特に、小型で高速運転の要求の高いポンプに好適である。

Claims (6)

  1. 　ポンプハウジング内に、
    　複数のスリット溝が放射状に形成されたロータと、
    　前記各スリット溝内に出没可能に収容されたベーンと、
    　前記ロータの外周に配置され前記各ベーンの先端が摺接するカム面を内周に備えたカムリングと、
    　前記ロータの軸方向両端にそれぞれ装備された端部区画部材と、
    　を有し、
    　前記ロータの外周面、前記カム面、隣り合う前記ベーンの壁面及び前記端部区画部材により包囲されてポンプ室が形成されていると共に、
    　前記ポンプ室に、オイルを吸入させる吸入ポートと、前記ポンプ室からオイルを吐出させる吐出ポートと、を備え、
    　前記ポンプ室の内周面を形成する前記ロータの外周面には、前記スリット溝の両縁に沿って外方に隆起した隆起縁部が延設され、前記各ポンプ室に臨む２つの隆起縁部の相互間に凹部が形成され、
    　前記凹部は、前記ポンプ室内へのオイル吸入時に前記吸入ポートに近い側は浅く、前記オイル吸入時に前記吸入ポートから遠い側は深く形成されているベーンポンプ。
  2. 　前記凹部の前記ポンプ室内へのオイル吸入時に前記吸入ポートに近い側は前記隆起縁部と同じ高さまで隆起し、前記隆起縁部の外端面と連続又は略連続して形成されている請求項１に記載のベーンポンプ。
  3. 　前記凹部は、滑らかな凹状曲面で形成されている請求項１または２に記載のベーンポンプ。
  4. 　前記吸入ポートは、前記端部区画部材に形成されている請求項１～３のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
  5. 　前記ポンプ室の内周面を形成する前記ロータの外周面の軸方向中間部には、前記２つの隆起縁部を接続する接続隆起部が形成され、
    　前記凹部は、前記吸入ポートから遠い側においては、前記接続隆起部に近い側では浅く前記接続隆起部から離隔するにしたがって深く形成されている請求項１～４のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
  6. 　前記吸入ポートは、前記カム面に開口するように前記カムリングを貫通して形成されている請求項１～５のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
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