WO2018088148A1 - ベーンポンプ - Google Patents

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WO2018088148A1
WO2018088148A1 PCT/JP2017/037677 JP2017037677W WO2018088148A1 WO 2018088148 A1 WO2018088148 A1 WO 2018088148A1 JP 2017037677 W JP2017037677 W JP 2017037677W WO 2018088148 A1 WO2018088148 A1 WO 2018088148A1
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WO
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shaft
hollow
vane pump
rotary shaft
hollow rotary
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PCT/JP2017/037677
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国光 高荷
咲川 薫徳
義宗 山岡
昭博 井馬
Original Assignee
日本オイルポンプ株式会社
株式会社 神崎高級工機製作所
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/0057Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
    • F04C15/0061Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C15/0073Couplings between rotors and input or output shafts acting by interengaging or mating parts, i.e. positive coupling of rotor and shaft
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C27/00Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/008Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids for other than working fluid, i.e. the sealing arrangements are not between working chambers of the machine
    • F04C27/009Shaft sealings specially adapted for pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B21/00Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings
    • F16B21/10Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings by separate parts
    • F16B21/16Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings by separate parts with grooves or notches in the pin or shaft
    • F16B21/18Means for preventing relative axial movement of a pin, spigot, shaft or the like and a member surrounding it; Stud-and-socket releasable fastenings by separate parts with grooves or notches in the pin or shaft with circlips or like resilient retaining devices, i.e. resilient in the plane of the ring or the like; Details

Definitions

  • the present invention relates to a vane pump.
  • vane pumps have been proposed in the past that have a cam ring with a non-circular cross-sectional shape in the internal space and a rotor with a circular cross-sectional shape, and vanes (blades) can move freely in radial grooves formed in the rotor (for example, , See Patent Document 1).
  • Such a vane pump may be used by being attached to a transmission device.
  • the vane pump 100 (or gear pump) is attached to the transmission device 101 and used in the prior art
  • the input shaft 103 to which power is transmitted from the drive source 102 is transmitted to the transmission device 101.
  • a second shaft 104 for driving the vane pump 100 is provided.
  • the shaft 103 and the second shaft 104 are offset.
  • the output shaft 105 of the drive source 102 is coupled to the input shaft 103 of the transmission device 101 via the first coupling 106.
  • a gear 107 is coupled to the input shaft 103, the gear 107 is screwed to the gear 108, and the gear 108 is coupled to the second shaft 104.
  • the second shaft 104 supplies power to the vane pump 100 via the second coupling 109.
  • the gears 107 and 108 constitute a gear mechanism for offsetting the second shaft 104 with respect to the input shaft 103.
  • the portion where the shaft 103 is coupled to the gear 107, the meshing portion between the gear 107 and the gear 108, the portion where the gear 108 is coupled to the second shaft 104, and the second shaft 104 is the vane pump 100.
  • There is a loss at each of the coupling points, etc. and there is a problem that the efficiency of transmitting the power transmitted to the shaft 103 to the vane pump 100 is lowered.
  • an operation of making the second shaft 104 and the rotation center axis of the vane pump 100 coincide with each other, so-called “centering” is indispensable.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a vane pump that can prevent a decrease in power transmission efficiency when the vane pump is used in combination with a transmission device, for example. .
  • the vane pump (10, 20, 50, 60, 70, 80, 90) of the present invention has a hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91), and the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91) are rotational drive shafts of the drive source (102) in the hollow part (for example, the input shaft 103 of the transmission device 101 as shown in FIG. 1: without coupling from the drive source 102.
  • a hollow rotating shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91) by a mechanism that transmits torque but does not transmit thrust. And the rotary drive shaft (103) are connected (connected).
  • a rotor (2, 22) is preferably attached to the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91).
  • the hollow rotating shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91) and the rotor (2, 22) cannot be relatively rotated, and the movement in the axial direction is limited by the wire ring (3, 23).
  • the wire rings (3, 23) are arranged in a manner straddling the shaft-side recess (1A) and the rotor-side step (2A) in a state where (2A) is aligned.
  • the rotor side step (2A) is formed on both sides of the rotor (2, 22), and the depth dimension (d1) of the rotor side step (2A) is the diameter of the wire of the wire ring (3, 23). It is preferable that it is larger than (D1).
  • mechanical seals (4A, 4B, 24A, 24B) are provided at both axial ends of the hollow rotary shafts (1, 21), and the mechanical seals (4A, 4B, 24A, 24B) at both ends are communicated. It is preferable to form a circuit (5, 25: protective relief circuit).
  • one rotor (2) and one cam ring (6) may be provided, or a plurality (for example, two) may be provided.
  • the mechanism for transmitting the torque but not transmitting the thrust is formed on the outer peripheral surface of the inner peripheral surface of the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 81, 91) and the rotary drive shaft (103), for example.
  • a female spline and a male spline may be sufficient, and a key (52) and a keyway (53) may be sufficient.
  • the mechanism for transmitting the torque but not transmitting the thrust includes an engagement groove (61B) that penetrates the hollow rotary shaft (61), a through hole of the rotary drive shaft (103), the engagement groove (61B), and a through hole. It is also preferred to have a spring pin (62) that can be inserted into the hole.
  • a some accommodating part (71B) is formed in the circumferential direction equal interval of a hollow rotating shaft (71), and a spherical member (72: engagement ball) and the said spherical member (72) are formed in the said accommodating part (71B).
  • a radial pressing member (73: pressing bolt) that presses inward in the radial direction is accommodated, and a hollow rotating shaft (71) is pressed by pressing a plurality of spherical members (72: engagement balls) inward in the radial direction.
  • the rotary drive shaft (103) can be combined.
  • the mechanism that transmits the torque but does not transmit the thrust is composed of splines formed on the outer peripheral surface of the rotary drive shaft (103) and the inner peripheral surface of the rotary hollow shaft (81), and the spline is a rotary drive shaft ( 103) and a region near the vane in the axial direction of the rotating hollow shaft (81) (region immediately below the vane), and a region where the spline of the rotating drive shaft (103) and the rotating hollow shaft (81) is not provided.
  • a lubricating oil filling space (large diameter portion) for filling lubricating oil (for example, grease oil) is configured, and a lubricating oil sealing material (82: for example, a square ring) is provided in a region separated from the cover portion (7).
  • a lubricating oil sealing material for example, a square ring
  • the mechanism for transmitting the torque but not transmitting the thrust is constituted by splines formed in the entire axial direction of the outer peripheral surface of the rotary drive shaft (103) and the inner peripheral surface of the rotary hollow shaft (91), and the cover portion (7).
  • a lubricant seal material (92: spline seal) is disposed in a region on the side away from the seal material, and the seal material (92) has irregularities on the outer periphery thereof, and the irregularities are formed on the hollow rotary shaft (91). It is preferable to be formed corresponding to splines (female splines) formed on the inner peripheral surface.
  • the hollow rotary shaft (51, 61, 71, 81, 91) is disposed on the side separated from the cover portion (7) and the support member disposed in the vicinity of the cover portion (7). It is preferable that it is supported by.
  • circuits (5, 25: protective relief circuits) for communicating the mechanical seals (4A, 4B, 24A, 24B) at both axial ends of the hollow rotary shafts (1, 21) cover portions ( It is preferable to form a circuit (55) that communicates the mechanical seals (4B, 24B) on the 7, 27) side and the suction part (suction port 14).
  • the vane pump (10, 20, 50, 60, 70, 80, 90) of the present invention having the above-described configuration
  • the vane pump (10, 20, 50, 60, 70, 80, 90) has a hollow rotating shaft ( 1, 21, 51, 61, 71, 81, 91), and the rotation of the drive source (102) in the hollow part of the hollow rotation shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91).
  • a hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71) is inserted through a drive shaft (for example, the input shaft 103 of the transmission device 101) and transmits torque but does not transmit thrust (spline, key and key groove, etc.).
  • the vane pump (10, 20, 50, 60) is driven by the rotary drive shaft (105) of the drive source (102) without interposing a separate coupling.
  • 70, 0,90) is rotated.
  • the vane pump (10, 20, 50, 60, 70, 80, 90) is attached to another device (for example, the transmission device 101), the vane pump (10, 20, 50, 60, 70, 80, 90) is directly rotated by, for example, the input shaft (103) of the transmission device (101), so that a gear mechanism for transmitting the rotational driving force (the gear mechanisms 107, 108 inside the transmission device 101 in FIG. 12).
  • a bearing for supporting the vane pump rotation drive shaft is also unnecessary, and a rotation driving force transmission gear mechanism is also provided. Since it is unnecessary, the number of component parts of a device to which the vane pump (10, 20, 50, 60, 70, 80, 90) of the present invention is attached is greatly reduced, and parts management becomes extremely easy. And a power transmission shaft (for example, transmission device 101 of the transmission device 101) is formed in the hollow portion of the hollow rotation shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91) of the vane pump (10, 20, 50, 60, 70, 80, 90). Since the input shaft 103) only needs to be inserted, the assembling effort is significantly reduced.
  • the rotational drive shaft (solid shaft: for example) of the rotational drive source (102) is provided in the hollow portion on the radially inner side of the hollow rotational shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91). Since the input shaft 103 of the transmission device 101 shown in FIG. 1 is inserted, even if a force in the rotation axis direction (force in the thrust direction) acts on the rotation drive shaft (103, input shaft), the rotation drive shaft (103 ) Slides only in the hollow part of the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91), and the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91) Does not receive the axial force.
  • the fastening force acting when the vane pump is mounted on the rotational drive source does not reach the rotational drive source (102) through the hollow rotational shafts (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91).
  • the rotational drive source (102) is an internal combustion engine
  • a bearing for example, a bearing bush
  • a bearing that supports the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91) in the radial direction is required.
  • the rotary drive source (102) is an electric motor
  • a bearing for example, a bearing bush
  • the rotary drive shaft solid shaft: for example, shown in FIG.
  • the rotation drive shaft (103) becomes a hollow rotation shaft (1). , 21, 51, 61, 71, 81, 91), and the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91) receives the axial force. Absent. Therefore, even if the rotor (2, 22) is attached to the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91), the axial force of the rotary drive shaft (103) of the rotary drive source (102) Is not transmitted to the rotor (2, 22).
  • hollow rotating shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91) and the rotor (2, 22) are attached so as not to be relatively rotatable and to limit the axial movement by the wire ring (3, 23).
  • the wire rings (3, 23) are arranged in such a manner as to straddle the shaft-side recess (1A) and the rotor-side step (2A) in a state where they are aligned, the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61) , 71, 81, 91) and the rotor (2, 22) are attached with a gap (backlash), and the hollow rotary shaft (1, 21, 51, 61, 71, 81, 91) moves in the axial direction.
  • the rotor (2, 22) does not move by the gap, and the rotor (2, 22) does not move.
  • Over section (7, 27) is prevented from colliding with the pressure plate (18, 38) or the intermediate plate (40).
  • the rotor side step (2A) is formed on both sides of the rotor (2, 22), and the depth dimension (d1) of the rotor side step (2A) is the diameter of the wire of the wire ring (3, 23). If it is larger than (D1), the wire rings (3, 23) can be accommodated inside the rotor (2, 22), so there is no need to avoid interference with the wire rings (3, 23), and the rotor (2, 22). ) Design of the pump configuration on both side surfaces becomes easier.
  • mechanical seals (4A, 4B, 24A, 24B) may be disposed at both axial ends of the vane pumps (10, 20).
  • a mechanical seal is provided only on one side in the axial direction (for example, an end portion close to a device that supplies power), and a mechanical seal is provided on the other side (for example, an end portion separated from the device that supplies power).
  • a relief circuit that releases the pressure acting on the mechanical seal is also provided only at the end on the side where the mechanical seal is provided, and a relief circuit is formed on the other (for example, the end separated from the device that supplies power). Therefore, when the structure of the conventional vane pump is applied to the present invention, the mechanical seal provided on the other side may be damaged.
  • the mechanical seal (4B, 24B) on the other side for example, the end portion separated from the device that supplies power
  • the mechanical seal on the other side for example, the end portion close to the device that supplies power. If a circuit (5, 25: protective relief circuit) for communicating the seal (4A, 24A) is provided, the pressure acting on the other mechanical seal (4B, 24B) via the circuit (5, 25) Can be released to the relief circuit (9, 29) for mechanical seal.
  • the hollow rotating shaft (51, 61, 71, 81, 91) is formed by a support member disposed on the side separated from the cover portion (7) and a support member disposed in the vicinity of the cover portion (7). If supported, so-called doubly supported support is performed at two locations where the hollow rotary shafts (51, 61, 71, 81, 91) are separated in the axial direction. Thus, the hollow rotary shaft (51, 61, 71, 81, 91) can be accurately aligned with the rotary drive shaft (103), and the pump efficiency can be improved.
  • the support member may be a bearing bush (19, 54), or the surface of the insertion hole of the hollow rotary shaft (51, 61, 71, 81, 91) of the case (8) or the cover (7) You may comprise so that the film of the material which improves abrasion property may be formed and received directly.
  • a support member bearing bushing 54
  • mechanical seals (4A) at both axial ends of the hollow rotary shaft (51, 61, 71, 81, 91) are provided.
  • 4B, 24A, 24B) cannot be formed (protective relief circuits 5, 25 in the hollow rotary shafts 1, 21).
  • the circuit (55) covers the cover.
  • the pressure acting on the mechanical seal (4B, 24B) on the part side can be released to the suction part (suction port 14).
  • the circuits (55) for communicating the mechanical seals (4B, 24B) on the cover (7, 27) side and the suction part (suction port 14) are provided at both axial ends of the hollow rotary shafts (1, 21).
  • the length dimension is short and the pipe resistance is small, so it acts on the mechanical seals (4B, 24B) on the cover side. Pressure can be relieved reliably, and the effect as a relief circuit is surely exhibited.
  • the mechanism that transmits the torque but does not transmit the thrust is composed of splines formed on the outer peripheral surface of the rotary drive shaft (103) and the inner peripheral surface of the rotary hollow shaft (81), and the spline is a rotary drive shaft ( 103) and a region near the vane in the axial direction of the rotating hollow shaft (81) (region immediately below the vane), and a region where the spline of the rotating drive shaft (103) and the rotating hollow shaft (81) is not provided.
  • a lubricating oil filling space (large diameter portion) for filling lubricating oil for example, grease oil
  • a lubricating oil sealing material (82: for example, a square ring) is provided in a region separated from the cover portion (7). Then, even if the lubricating oil filling space is filled with the lubricating oil, the lubricating oil is sealed with the sealing material (82), and the state filled with the lubricating oil can be maintained.
  • the rotational drive source is an internal combustion engine, the torque fluctuation peculiar to the internal combustion engine collides with teeth of male and female splines through the rotational drive shaft (103) and the hollow rotational shafts (81, 91).
  • a mechanism that transmits the torque but does not transmit thrust is formed in the entire axial direction of the outer peripheral surface of the rotary drive shaft and the inner peripheral surface of the rotary hollow shaft. If a spline is formed, the spline (on the inner peripheral surface of the hollow rotating shaft) where the lubricant sealant should be installed is machined to form a cylindrical surface, and then a square ring is installed. There is a need to.
  • the lubricant seal material (92: spline seal) installed in the region separated from the cover portion (7) is formed with irregularities on its outer periphery, and the irregularities are hollow rotating. If the seal material (92: spline seal) formed corresponding to the spline (female spline) formed on the inner peripheral surface of the shaft (91) is used (where the hollow seal rotates)
  • the spline seal (92) is attached to the tip of the hollow rotary shaft (91) without cutting the spline (on the inner peripheral surface of the shaft) by machining and forming a cylindrical surface without increasing the processing cost of the hollow rotary shaft (91).
  • the spline of the rotary drive shaft (103) is assembled by inserting the outer peripheral surface of the rotary drive shaft (103) into the radially inner space of the spline seal (92). And in a state where the spline of engaged hollow rotary shaft (91), male, lubricating oil of the sealing material in a manner that seals the female spline (92: spline seal) can be placed.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. 2. It is explanatory drawing which shows the aspect which attaches a rotor to a hollow rotating shaft with a wire ring. It is explanatory drawing which shows typically the circuit which releases the pressure which acts on a mechanical seal. It is sectional drawing which shows 2nd Embodiment of this invention.
  • 7A and 7B show a third embodiment of the present invention, in which FIG. 7A is a cross-sectional view, and FIG. 7B is a partial side view showing a state in which a key and a key groove are engaged.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view
  • FIG. 7B is a partial side view showing a state in which a key and a key groove are engaged.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view of the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 8B is a partial plan view showing a state in which a spring pin is engaged.
  • FIG. 9A shows a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 9A is a sectional view
  • FIG. 9B is a partial side view showing a state where an input shaft is fixed to a hollow rotating shaft.
  • FIG. 11 (A) is sectional drawing
  • FIG.11 (B) is a partial side view which shows a hollow rotating shaft at the time of installing a spline seal.
  • It is explanatory drawing which shows typically the state which attached the conventional vane pump to the transmission apparatus.
  • FIG. 1 an output shaft 105 of a drive source 102 (for example, an internal combustion engine) is coupled to an input shaft 103 of a transmission device 101 via a coupling 106, and an end surface TF of the transmission device 101 on the drive source 102 side is A vane pump 10 (or 20) is arranged.
  • a drive source 102 for example, an internal combustion engine
  • a vane pump 10 or 20
  • the vane pump 10 (20) has a hollow rotary shaft 1 (or 21), and a female spline is engraved on the inner peripheral surface thereof in the axial direction.
  • An input shaft 103 (coupled with the rotational drive shaft of the drive source 102 via the coupling 106) is inserted through the hollow portion of the hollow rotary shaft 1 (21).
  • the input shaft 103 of the transmission device 101 is reliably supported by a rolling bearing (not shown) on the transmission device 101 side.
  • the vane pump 10 (20) is directly attached to the input shaft 103 of the transmission device 101. Then, in the input shaft 103 of the transmission device 101 (the rotational drive shaft of the drive source 102), a male spline fitted to the female spline is disposed on the outer peripheral surface overlapping with the hollow rotary shaft 1 (21) of the vane pump 10 (20). The power transmission from the input shaft 103 to the hollow rotary shaft is performed by the spline fitting between the female spline and the male spline. Therefore, the input shaft 103 of the transmission device 101 directly drives the vane pump 10 (20) without providing a separate coupling (for example, the second coupling 109 in FIG. 12).
  • a separate coupling for example, the second coupling 109 in FIG. 12
  • the vane pump 10 (20) is directly rotated by the input shaft 103 of the transmission device 101, so that the gear mechanism (the gears 107 and 108 in FIG. 12) inside the transmission device 101, There is no need to provide the second shaft 104 (FIG. 12). That is, in the embodiment, there is no loss in the meshing portion of the shaft 103 and the gear 107, the second shaft 104 and the gear 108, and the gear 107 and the gear 108, which are generated in the prior art of FIG. There is no loss of the coupling (second coupling 109 in FIG. 12) that couples with the second shaft 104. Therefore, transmission efficiency becomes high and a transmission apparatus (101) can be made small.
  • the second shaft 104 (FIG. 12 showing the prior art) is not provided in the embodiment shown in FIG. 1, a bearing for supporting the second shaft 104 (FIG. 12) is also unnecessary, and is described above. Since the gear mechanism inside the transmission device 101 is also unnecessary, the number of component parts is greatly reduced, and parts management becomes extremely easy. Furthermore, since the input shaft 103 of the transmission device 101 may be inserted (fitted) into the hollow rotary shaft 1 (21) of the vane pump 10 (20), the hollow rotary shaft 1 (21) and the input shaft 103 of the transmission device 101 No centering is required. Therefore, the labor of assembly work is significantly reduced.
  • FIGS. 2 to 5 is an embodiment according to a vane pump of a type provided with one cam ring and one rotor. 2 and 3, a hollow rotary shaft 1 is disposed in the center of the vane pump 10, and as shown in FIG. 3, the inner peripheral surface of the hollow rotary shaft 1 is configured as a female spline shaft. . Since the hollow rotating shaft 1 has a spline shape, the upper and lower ends of the hollow rotating shaft 1 are represented by three line segments in FIG. For example, when the vane pump 10 is attached to the transmission device 101 as shown in FIG. 1, the input shaft 103 (solid shaft: FIG.
  • the transmission device 101 is inserted into the hollow portion of the spline-shaped hollow rotary shaft 1.
  • the 2 and 3, the radially outer surface of the spline-shaped hollow rotary shaft 1 is spline-fitted to the inner peripheral surface of the rotor 2 and attached so as not to be relatively rotatable, and the hollow rotary shaft 1 rotates.
  • the rotor 2 rotates.
  • the rotor 2 may be mounted on the hollow rotary shaft 1 so as not to move in the axial direction. However, in the present embodiment, it is preferable that the rotor 2 is mounted so as to limit movement in the axial direction as described later.
  • the rotor 2 is formed with a plurality of radial vane grooves 11G (FIG. 3) extending in the radial direction, and the vanes 11 are inserted into the vane grooves 11G.
  • the vane 11 is configured to be movable in the radial direction along the vane groove 11G, and a part of the pressure oil discharged from the discharge port 16 when the vane pump is driven is stored in the vane pressure oil via the pressure loading circuit 17.
  • pressure loading By supplying the pressure to the portion 12 (pressure loading), the vane 11 is urged radially outward and protrudes, and the radially outer end of the vane 11 slides on the inner peripheral surface of the cam ring 6.
  • the vane pressure oil reservoir 12 is formed in the rotor 2 (see FIG. 3).
  • the rotor 2 rotates in the direction of arrow A (FIG. 3), and the working fluid flows from the suction port 14 of the vane pump 10 into the pump chamber ⁇ through the suction circuit 13 of the cam ring 6 as the rotor 2 rotates.
  • the pump chamber ⁇ is defined by the adjacent vane 11, the outer surface of the rotor 2, and the inner peripheral surface of the cam ring 6.
  • the position of the pump chamber ⁇ changes with the rotation of the rotor 2 (corresponding to the circumferential position of the cam ring 6), and the size (volume) of the pump chamber ⁇ also changes with the rotation of the rotor 2 (the circumferential position of the cam ring 6). To change). That is, the working fluid supplied from the suction port 14 flows into the pump chamber ⁇ via the suction circuit 13. Then, pressure is applied as the volume of the pump chamber ⁇ contracts, and the pump chamber ⁇ is discharged from the discharge port 16 via the discharge circuit 15.
  • the vane pump 10 has a main body portion 8 and a cover portion 7.
  • the main body 8 accommodates a hollow rotary shaft 1, a rotor 2, a vane 11 (movable in a vane groove of the rotor 2), and a cam ring 6.
  • a pressure plate 18 is disposed in the main body 8.
  • the pressure loading circuit 17 that supplies the pressure oil to the vane pressure oil reservoir 12 is formed in the pressure plate 18.
  • a cover portion 7 is disposed on the opening side (left side in FIG. 2), and the cover portion 7 is fixed to the main body portion 8.
  • a working fluid suction port 14 is provided in the main body 8, and the suction port 14 communicates with a working fluid suction circuit 13 on the cam ring 6 side (radially inside).
  • the main body 8 is provided with a discharge circuit 15 for working fluid, and the discharge circuit 15 communicates with an outlet port 16 for working fluid.
  • a rotational drive shaft for example, the input shaft 103 of the transmission device 101 shown in FIG. 1; not shown in FIG. 2
  • the rotational drive shaft for example, the input shaft 103
  • the rotation shaft only slides on the hollow portion of the hollow rotation shaft 1.
  • the hollow rotary shaft 1 does not receive the axial force (thrust force).
  • a gap (for example, about 10 ⁇ m) needs to exist between the rotor 2 and the cover portion 7 or the pressure plate 18 adjacent to the rotor 2.
  • the cover portion 7 is attached to the rotor 2 as an aspect in which the rotor 2 is attached to the hollow rotary shaft 1 by the wire ring 3 so as to limit the movement in the axial direction.
  • a shaft-side concave portion 1A is formed on the hollow rotary shaft 1 side, and a step portion 2A is formed on the rotor 2 side.
  • the wire ring 3 is arrange
  • a male spline is engraved on the surface between the axial recesses 1A and 1A arranged in parallel in the axial direction, and similarly a female spline is engraved on the surface between the rotor side stepped parts 2A and 2A arranged in the axial direction. Then, the male spline and the female spline are engaged with each other by spline fitting so that relative rotation is impossible and power is transmitted from the hollow rotary shaft 1 to the rotor 2.
  • the rotor side step portion 2 ⁇ / b> A is formed on both side surfaces of the rotor 2.
  • the depth dimension d ⁇ b> 1 is displayed smaller than the diameter D ⁇ b> 1 of the wire material of the wire ring 3, but the depth dimension d ⁇ b> 1 of the rotor side step 2 ⁇ / b> A is larger than the diameter D ⁇ b> 1 of the wire material of the wire ring 3. Preferred (see FIGS. 7 to 11). If the depth dimension d1 of the rotor side step 2A is larger than the diameter D1 of the wire rod 3, the wire ring 3 is accommodated inside the rotor 2, so there is no possibility of interference with the wire ring 3. This is because the design of the pump configuration on both sides of the rotor 2 is facilitated.
  • the hollow rotary shaft 1 receives the axial force. Instead, the input shaft 103 only slides in the hollow portion in the hollow rotary shaft 1. Further, since the rotary drive shaft (the input shaft 103 of the transmission device 101), which is a solid shaft, is inserted through the hollow portion inside the hollow rotary shaft 1, the rotary drive shaft (the input shaft 103 of the transmission device 101) is precessed. As long as there is no movement or other radial deviation, the hollow rotary shaft 1 is not irregular in the radial direction.
  • the rotational drive shaft (for example, the input shaft 103 of the transmission device 101), which is a solid shaft, is reliably supported by a rolling bearing (not shown) on the transmission device 101 side.
  • a rolling bearing (not shown) on the transmission device 101 side.
  • a bearing bush 19 sliding bearing
  • the bearing bush 19 functions as a sliding bearing. Therefore, in the first embodiment of FIGS. 2 to 5, the rolling bearing is omitted and only the sliding bearing is provided.
  • the rotational drive source 102 is an internal combustion engine
  • a bearing bush 19 that is a bearing for supporting the hollow rotary shaft 1 in the radial direction is necessary.
  • the rotary drive source (102) is an electric motor
  • the bearing bush 19 that supports the hollow rotary shaft 1 in the radial direction can be omitted.
  • the rolling bearing is not used and the hollow rotary shaft 1 is supported on the main body 8 of the vane pump 10 by the bearing bush 19.
  • the bearing bush 19 There is no function to seal the working fluid oil. Therefore, as shown in FIG. 2, mechanical seals 4 are arranged at both ends in the axial direction of the vane pump 10 (end on the main body 8 side and end on the cover 7 side: both left and right ends in FIG. 2).
  • the mechanical seal at the end portion on the main body 8 side is indicated by reference numeral 4A
  • the mechanical seal at the end portion on the cover section 7 side is indicated by reference numeral 4B.
  • the mechanical seal 4 is an expression comprehensively showing the mechanical seals 4A and 4B.
  • the main body portion 8 includes a back portion (left side in FIG. 2) of the mechanical seal 4A (on the right side in FIG. 2), a suction port 14, a back portion of the mechanical seal 4A, and a suction port 14 at the end on the main body portion 8 side.
  • a relief circuit 9 for mechanical seal that communicates with each other is formed.
  • the mechanical seal relief circuit 9 communicates the suction port 14 with the back portion (left side in FIG. 2) of the mechanical seal 4 ⁇ / b> A (right side) at the end of the main body 8. (Or a circuit corresponding to it) only.
  • the mechanical seal relief circuit 9 is formed to communicate the suction port 14 with the back of the mechanical seal 4A (on the right side in FIG. 2) at the end of the main body 8 side.
  • the back portion of the mechanical seal 4A and the back portion of the mechanical seal 4B (the mechanical seal on the side separated from the relief circuit 9 for mechanical seal: the left side mechanical seal in FIGS. 2 and 5) at the end of the cover portion 7 are protected.
  • the relief circuit 5 communicates.
  • the protective relief circuit 5 is formed at the boundary portion between the cover portion 7 and the main body portion 8 and the hollow rotary shaft 1, and only one protective relief circuit 5 is provided in FIG. It can also be formed.
  • the mechanical seal 4B (the mechanical seal on the side separated from the mechanical seal relief circuit 9) at the end of the cover portion 7 communicates with the mechanical seal relief circuit 9 via the protective relief circuit 5.
  • Yes. 2 and FIG. 5 is a discharge port formed in the main body 8.
  • the pressure applied to the back of the mechanical seal 4B (left mechanical seal) at the end on the cover 7 side is the mechanical relief 4A (on the right side of the protective relief circuit 5 and the end on the side of the main body 8). It is transmitted to the relief circuit 9 for mechanical seal via the mechanical seal) and escaped into the suction port 14. Therefore, in FIG. 2 and FIG. 5, even if a large pressure is generated on the back of the mechanical seal 4B (left mechanical seal) at the end of the cover 7 side, the pressure is applied to the protective relief circuit 5 and the end of the body 8 side.
  • the mechanical seal 4A (right mechanical seal) and the mechanical seal relief circuit 9 are immediately released into the suction port 14. Therefore, even if a large pressure acts on the back portion of the mechanical seal 4B (left mechanical seal) at the end on the cover portion 7 side, the mechanical seal 4B is prevented from being damaged.
  • FIG. 3 in order to attach the cover part 7 and the main-body part 8 to the end surface TF (see FIG. 1) of the transmission device 101, for example, four mounting bolt holes H are provided.
  • a bolt (not shown) for inserting the cover portion 7 and the main body portion 8 is inserted into the mounting bolt hole H, and the vane pump 10 is attached to the end surface TF of the transmission device 101, for example.
  • the end surface 7 TS (FIG. 2) on the cover portion 7 side of the vane pump 10 is attached so as to abut on the end surface TF side of the transmission device 101.
  • FIG. 3 is a bolt for joining the main body portion 8 and the cover portion 7 of the vane pump 10. That is, in the state where the main body 8 and the cover 7 are joined by the joining bolt B, a bolt (not shown) can be inserted into the attachment bolt hole H and attached to the end surface TF of the transmission device 101, for example. However, when the vane pump 10 is attached to the transmission device 101 by inserting a bolt (not shown) into the mounting bolt hole H, the main body 8 and the cover 7 of the vane pump 10 are also integrally joined by the bolt (not shown). Therefore, the joining bolt B in FIG. 3 can be omitted.
  • the rotational drive shaft of the drive source 102 (for example, the input shaft 103 of the transmission device 101) is fitted (or inserted) into the hollow portion of the spline-shaped hollow rotational shaft 1. )
  • the vane pump 10 can be directly driven to rotate by the rotation drive shaft 103 without using a separate coupling.
  • the vane pump 10 is directly rotated by the input shaft 103 of the transmission device 101.
  • the gear mechanism for transmitting the rotational driving force and the vane pump rotational driving There is no need to provide a separate shaft, and a coupling mechanism between the vane pump 10 and the drive shaft is also unnecessary. Therefore, there is no transmission loss due to coupling, meshing of gears, etc., transmission efficiency is improved, and the transmission device 101 can be made smaller. Since a gear mechanism for transmitting rotational driving force is not required, the number of components is greatly reduced, and parts management becomes extremely easy. Furthermore, it is only necessary to insert a power transmission shaft (for example, the input shaft 103 of the transmission device 101) into the hollow portion of the hollow rotary shaft 1 of the vane pump 10, and it is not necessary to center the both. Is significantly reduced.
  • a power transmission shaft for example, the input shaft 103 of the transmission device 101
  • the rotation drive shaft (solid shaft: for example, the input shaft of the transmission device 101 shown in FIG. 1) of the rotation drive source 102 is provided in the hollow portion on the radially inner side of the hollow rotation shaft 1. 103) is inserted, the rotation drive shaft 103 slides in the hollow portion of the hollow rotation shaft 1 even if a force in the rotation axis direction (thrust direction force) acts on the rotation drive shaft 103 (input shaft).
  • the hollow rotary shaft 1 is not subjected to the axial force. Further, as long as the rotary drive shaft 103, which is a solid shaft, does not precess or otherwise move in a radial direction, the hollow rotary shaft 1 is not biased in the radial direction. If the rotation drive shaft 103 is reliably supported by a rolling bearing or the like on the rotation driven side (for example, the transmission device 101) side, there is no deviation in the radial direction.
  • the vane pump 10 of the first embodiment even if a force in the rotation axis direction (force in the thrust direction) acts on the rotation drive shaft 103 of the rotation drive source 102, the hollow rotation shaft 1 Does not receive the axial force. Therefore, even if the rotor 2 is attached to the hollow rotary shaft 1, the axial force of the rotary shaft 103 of the rotary drive source 102 is not transmitted to the rotor 2. Then, the hollow rotary shaft 1 and the rotor 2 are attached by the wire ring 3, and the shaft side recess 1A formed in the hollow rotary shaft 1 and the rotor side step portion 2A formed in the rotor 2 are aligned with each other on the shaft side.
  • the wire ring 3 is arranged in such a manner as to straddle the concave portion 1A and the rotor side stepped portion 2A, a gap (backlash) is generated in the portion where the hollow rotary shaft 1 and the rotor 2 are attached, and the hollow rotary shaft 1 is axial. Even if it moves, the margin is formed by the clearance, the rotor 2 does not move by the margin, and the rotor 2 is prevented from colliding with the cover portion 7 or the pressure plate 18.
  • the mechanical seals 4A and 4B are disposed at both axial ends of the vane pump 10 (the main body 8 side end and the cover 7 side end), for mechanical sealing. Since the protective relief circuit 5 is provided to communicate the mechanical seal 4A at the end of the main body 8 that communicates with the suction port 14 via the relief circuit 9 and the mechanical seal 4B at the end of the cover 7, The pressure acting on the mechanical seal 4B at the end of the cover 7 can be released to the mechanical seal relief circuit 9 through the relief circuit 5 for use. Therefore, even if an excessive pressure is applied to the mechanical seal 4B at the end portion on the cover 7 side, the mechanical seal 4B is prevented from being damaged.
  • FIG. 6 a hollow rotary shaft 21 configured in the shape of a spline shaft is disposed at the center of the vane pump 20, and a transmission device 101 is disposed in the hollow portion of the spline-shaped hollow rotary shaft 21, for example, as shown in FIG. 1.
  • the vane pump 20 is attached to the input shaft 103, the input shaft 103 (see FIG. 1) of the transmission device 101 is inserted.
  • the vane pump 20 includes a main body portion 28 and a cover portion 27.
  • the main body 28 located on the left side in FIG. 6 accommodates the hollow rotary shaft 21, the rotor 22, the vane 31, and the cam ring 26.
  • the cover portion 27 located on the right side in FIG. 6 accommodates the hollow rotary shaft 21, the rotor 22, the vane 31, and the cam ring 26.
  • the cover part 27 covers the opening side of the main body part 28 and fixes the main body part 28.
  • a bearing bush 39 is disposed in each of the main body portion 28 and the cover portion 27, and the hollow rotary shaft 21 is rotatably supported by the bearing bush 39.
  • a pressure plate 38 is disposed on the cover 22 side (right side in FIG. 6) and the opposite side (left side in FIG. 6) of the rotor 22 and cam ring 26 accommodated in the main body 28, and the intermediate plate 40 is disposed on the main body 28.
  • a pressure plate 38 is disposed on the opposite side (right side in FIG. 6) of the rotor 22 and the cam ring 26 accommodated in the cover portion 27 and on the main body 28 side (left side in FIG. 6).
  • the rotor 22 and the cam ring 26 accommodated in the main body 28 and the rotor 22 and the cam ring 26 accommodated in the cover portion 27 are arranged with an appropriate distance secured by the intermediate plate 40.
  • a pressure loading circuit 37 is formed on the pressure plates 38, 38.
  • the pressure loading circuit 37 communicates with a vane pressure oil reservoir (not shown) and a working fluid discharge circuit 35-1, 35-described later. 2 communicates.
  • the main body 28 of the vane pump 20 is provided with a suction port 34 for working fluid.
  • the suction port 34 is connected to a pump chamber (in FIG. 6, through the suction circuit 33 of the intermediate plate 40 accommodated in the main body 28). (Not shown).
  • the main body portion 28 and the cover portion 27 are provided with discharge ports 36-1 and 36-2 for the working fluid, respectively, and the discharge ports 36-1 and 36-2 are on the cam ring 26 side (via a circuit not shown).
  • the working fluid discharge circuits 35-1 and 35-2 communicate with each other.
  • the rotors 22 and 22 on the main body portion 28 side and the cover portion 27 side are respectively attached to the hollow rotary shaft 21 by wire rings 23.
  • Mechanical seals 24 are disposed at both ends in the axial direction of the vane pump 20, that is, at the end on the main body 28 side (left side in FIG. 6) and the end on the cover 27 side (right side in FIG. 6).
  • the mechanical seal at the end on the main body 28 side is indicated by reference numeral 24 ⁇ / b> A
  • the mechanical seal at the end on the cover 7 side is indicated by reference numeral 24 ⁇ / b> B.
  • the mechanical seal 24 is a comprehensive expression of the mechanical seals 24A and 24B.
  • a relief circuit 29 for mechanical seal is formed in the main body portion 28, and the relief circuit 29 for mechanical seal communicates the back portion of the mechanical seal 24A at the end portion on the main body portion 28 side (left end portion in FIG. 6) and the suction port 34. is doing.
  • the back of the mechanical seal 24A (left mechanical seal in FIG. 6) at the end on the main body 28 side (left end in FIG. 6) and the mechanical seal 24B at the end on the cover 27 side (right mechanical seal in FIG. 6).
  • the back portion is communicated with a protective relief circuit 25.
  • one protective relief circuit 25 is formed at the boundary between the cover 27 and the main body 28 and the hollow rotary shaft 21, but a plurality of protective relief circuits 25 may be formed.
  • the mechanical seal 24B at the end on the cover 27 side (the right side mechanical seal in FIG. 6) is a protective relief circuit 25 and the mechanical seal 24A at the end on the main body 28 side (left end in FIG. 6) (the left side mechanical seal in FIG. 6). )
  • Other configurations and operational effects of the second embodiment shown in FIG. 6 are the same as those of the embodiment described with reference to FIGS.
  • FIGS. 7 to 11 are embodiments related to a vane pump of a type provided with one cam ring and one rotor, as in the first embodiment shown in FIGS. 7 to FIG. 11, the same members as those described with reference to FIG. 1 to FIG. First, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the input shaft 103 solid shaft: FIG. 1
  • FIG. 1 When the vane pump 50 is attached to the transmission device 101 as shown in FIG. 1, the input shaft 103 (solid shaft: FIG. 1) of the transmission device 101 is not shown in the hollow portion of the hollow rotary shaft 51 of the vane pump 50 in FIG. Is inserted).
  • FIG. 1 solid shaft: FIG. 1
  • the input shaft 103 (rotation drive shaft) and the hollow rotation shaft 51 are connected in such a manner that a rotational force (torque) is transmitted but a thrust force is not transmitted by engaging a key 52 and a key groove 53.
  • the “mechanism that transmits torque but does not transmit thrust” includes the key 52 and the key groove 53.
  • the inner peripheral surface of the hollow rotary shaft 51 extends in the central axis direction of the hollow rotary shaft over a predetermined length L in the longitudinal direction of the hollow rotary shaft 51 at least in one circumferential direction.
  • a keyway 53 is formed.
  • the input shaft 103 (rotation drive shaft, FIG. 1) also has a part of the outer peripheral surface of the region inserted into the hollow rotation shaft 51 (the region covered by the hollow rotation shaft 51) in the same manner as the hollow rotation shaft 51.
  • a key groove 53 having a predetermined length L is formed. In the state shown in FIG. 7, the key groove 53 of the input shaft 103 and the key groove 53 of the hollow rotary shaft 51 are arranged so that the positions in the circumferential direction are aligned with each other.
  • the axial length L of the key groove 53 is set to be greater than or equal to the axial length of the key 52.
  • the input shaft 103 rotation drive shaft
  • the input shaft 103 and the hollow rotary shaft 51 are relatively movable with respect to the axial direction of the hollow rotary shaft 51 by the difference between the axial lengths of the key groove 53 and the key 52.
  • the thrust force from the input shaft 103 to the hollow rotary shaft 61 is not transmitted.
  • the hollow rotary shaft 51 and the input shaft 103 are not relatively rotatable, and torque is transmitted from the input shaft 103 to the hollow rotary shaft 51.
  • the hollow rotary shaft 1 is supported only by the bearing bush 19.
  • a bearing bush 54 for supporting the hollow rotary shaft 51 is provided on the cover 7 side in the vicinity of the cover portion 7 on the rear end side (left side of FIG. 7) of the hollow rotary shaft 51.
  • the hollow rotary shaft 51 is formed by the bearing bush 19 disposed on the main body 8 side (the bearing bush 19 disposed on the side away from the cover portion 7) and the bearing bush 54 disposed in the vicinity of the cover portion 7.
  • the hollow rotary shaft 1 is supported at two locations in the axial direction by so-called “both-end support”.
  • the hollow rotary shaft 51 is supported at both ends by the bearing bushes 19 and 54 (support members), so that the hollow rotary shaft 51 with respect to the input shaft 103 is compared with the case where the hollow bush 51 is supported by a single bearing bush (support member). Can be aligned in parallel, with high accuracy, and in a mode in which rattling or the like is unlikely to occur. Therefore, the pump efficiency can be increased.
  • the support member may be composed of bearing bushes 19 and 54 as shown.
  • a coating made of a material that improves wear resistance may be formed directly on the surface of the insertion hole of the hollow rotary shaft 51 of the case 8 or the cover portion 7 and received directly.
  • the structure which uses a bearing bush for one side of an axial direction and receives the other side directly may be sufficient.
  • the protective relief circuits 5 and 25 in the embodiment of FIGS. 1 to 6 cannot be formed. Therefore, in FIG. 7 of the third embodiment, the protective relief circuits 5 and 25 (see FIGS. 2, 5 and 6: mechanical seals 4A, 4B, 24A and 24B at both axial ends of the hollow rotating shaft are provided. Instead of the communication circuit), a flow path 55 that directly connects the mechanical seal 4B on the cover 7 side (left side in FIG. 7) and the suction part (suction port 14) is formed as a protective relief circuit. With this protective relief circuit 55 (relief circuit for mechanical seal), the pressure acting on the mechanical seal 4B on the cover portion 7 side can be released to the suction portion (suction port 14).
  • the pressure generated on the back of the mechanical seal 4A at the end on the main body 8 side is released to the suction port 14 via the relief circuit 9 for mechanical seal, and the cover portion
  • the pressure generated at the back of the mechanical seal 4B at the 7 side end is released to the suction port 14 via the mechanical seal relief circuit 55.
  • the protective relief circuit 55 relievef circuit for mechanical seal
  • the pressure acting on the mechanical seal 4B on the side is reliably released, and the effect of the relief circuit is reliably exhibited.
  • a bearing bush 54 is provided to support the hollow rotary shaft 51 at both ends, and a protective relief circuit 55 for directly communicating the mechanical seal 4 ⁇ / b> B on the cover portion 7 side with the suction port 14 is provided.
  • a protective relief circuit 55 for directly communicating the mechanical seal 4 ⁇ / b> B on the cover portion 7 side with the suction port 14 is provided.
  • the rotational force is transmitted using the spring pin 62 between the input shaft 103 (solid shaft: FIG. 1) of the transmission device 101 (not shown) and the hollow rotary shaft 61 of the vane pump 60. However, they are connected in such a manner that the thrust force is not transmitted.
  • the “mechanism that transmits torque but not thrust” includes an engagement groove 61 ⁇ / b> B that penetrates the hollow rotary shaft 61, and a through hole ( And a spring pin 62 that can be inserted into the engagement groove 61B and the through hole.
  • the axial dimension of the hollow rotary shaft 61 is set to be larger than the width of the pump case (the body portion 8 and the cover portion 7 of the vane pump 60), and the tip (right end in FIG. 8) is the pump case end (FIG. 8). Then, it is made to project from the right end: the end of the body portion 8 side (projecting portion 61A).
  • An engaging groove 61B for inserting the spring pin 62 is formed (opened) in the projecting portion 61A of the hollow rotating shaft 61.
  • the engaging groove 61B is formed in the circumferential direction of the hollow rotating shaft 61 in the axial center. On the other hand, they are formed on the same diameter of the hollow rotary shaft 61 at a pair of point-symmetric positions.
  • the engagement groove 61B has a long hole shape (or groove shape) with an open end (right side in FIG. 8) on the main body portion 8, and a spring pin when the width dimension (dimension in the circumferential direction of the hollow rotating shaft) contracts.
  • the dimension of the axial direction of the hollow rotary shaft 61 is set to be larger than the diameter of the spring pin.
  • the spring pin 62 is formed in a hollow cylindrical shape having a notch 62A in the axial direction, and its diameter changes (becomes larger) due to an elastic repulsive force.
  • the spring pin 62 is inserted into the engagement groove 61B and the through hole (not shown) of the rotary drive shaft 103, the spring pin 62 is engaged with the diameter of the spring pin 62 contracted.
  • the axial length of the spring pin is set larger than the diameter of the hollow rotary shaft.
  • a pin hole (through hole) (not shown) is formed in the input shaft 103 (not shown) (see FIG. 1), and the pin hole is an engagement groove when the input shaft 103 is inserted into the hollow rotary shaft 61.
  • the pin hole is a through hole (not shown) through which the spring pin 62 can be inserted, and the inner diameter of the pin hole is set to be approximately equal to the diameter of the spring pin 62 when contracted.
  • the spring pin 62 When connecting the input shaft 103 and the hollow rotary shaft 61, the spring pin 62 is connected to one of the engagement grooves 61 ⁇ / b> B of the hollow rotary shaft 61, the pin hole of the input shaft 103 (not shown in FIG. 8), the hollow rotary shaft 61.
  • the other engaging groove 61B is inserted and fitted.
  • the input shaft 103 and the hollow rotary shaft 61 can move relative to each other in the axial direction of the hollow rotary shaft 61 by the axial length of the engagement groove 61B. Power is not transmitted.
  • the hollow rotary shaft 61 and the input shaft 103 cannot be rotated relative to each other, and torque transmission from the input shaft 103 to the hollow rotary shaft 61 is possible.
  • the input shaft 103 solid shaft: FIG. 1 of the transmission apparatus 101 (FIG. 1) and the hollow rotating shaft 71 of the vane pump 70 which are not shown in figure using the several press volt
  • the connection is made in such a manner that the rotational force (torque) is transmitted but the thrust force is not transmitted.
  • the “mechanism that transmits torque but does not transmit thrust” in the fifth embodiment of FIG. 9 includes a plurality of accommodating portions 71B provided at equal intervals in the circumferential direction of the hollow rotating shaft 71, and the accommodating portions 71B.
  • the axial dimension of the hollow rotary shaft 71 is set to be larger than the width of the pump case (the main body portion 8 and the cover portion 7 of the vane pump 70), and the tip (right end in FIG. 9) is the pump case end (FIG. 9). Then, it is made to project from the right end (main body part 8 side) (projecting part 71A).
  • a plurality of accommodating portions 71B that accommodate the engaging balls 72 and the pressing bolts 73 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the accommodating portions 71B are arranged at a total of three locations so that the central angles are 120 ° apart at equal intervals in the circumferential direction. Is formed.
  • Each of the accommodating portions 71 ⁇ / b> B is formed integrally with the hollow rotary shaft 71 and is formed in a cylindrical shape protruding outward from the outer peripheral surface of the hollow rotary shaft 71.
  • the hollow portion of the accommodating portion 71B is formed so as to extend in the radial direction of the hollow rotary shaft 71, and a female screw that is screwed into the pressing bolt 73 is formed on the inner peripheral surface of the hollow portion.
  • the radially inner end of the accommodating portion 71B opens to the inner peripheral surface side of the hollow rotating shaft 71.
  • the area of the opening at the radially inner end of the accommodating portion 71B is the cross-sectional area of the engagement ball 72. It is set smaller.
  • the engagement ball 72 is disposed in the hollow portion of the accommodating portion 71B, only the distal end side (the radial end portion of the hollow rotation shaft 71) of the engagement ball 72 is on the inner peripheral surface side of the hollow rotation shaft 71 from the opening. However, the entire engaging ball 72 does not move to the inner peripheral surface side of the hollow rotating shaft 71.
  • the engaging balls 72 are pressed inward in the radial direction by the pressing bolts 73, and the tips of the engaging balls 72 are separated from the inner peripheral surface of the hollow rotary shaft 71.
  • the input shaft 103 is evenly projected on the outer peripheral surface of the input shaft 103 (see FIG. 1), presses the input shaft 103, and joins (couples) the input shaft 103 and the hollow rotary shaft 71.
  • the input shaft 103 and the hollow rotary shaft 71 coincide with each other in the circumferential direction and the radial direction of the hollow rotary shaft 71 without relative movement (no backlash). It is connected in the state.
  • the number of accommodating portions is not limited to three. If they are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the hollow rotary shaft 71, two may be provided, or four or more may be provided. However, as shown in FIG. 9, if three accommodating portions 71B are provided, it is excellent in terms of balance of force and efficiency of tightening work.
  • the number of accommodating portions is not particularly limited as long as the axis between the input shaft 103 and the hollow rotary shaft 71 is not offset.
  • the housing portion 71B may be formed integrally with the hollow rotary shaft 71 as shown in FIG. 9, or may be formed separately from the hollow rotary shaft 71.
  • Other configurations and operational effects in the fifth embodiment in FIG. 9 are the same as those in the embodiments in FIGS. 1 to 6, 7, and 8.
  • the mechanisms that connect in a manner that transmits rotational force (torque) but not thrust force are the outer peripheral surface of the input shaft 103 (rotational drive shaft) and the inner peripheral surface of the rotary hollow shaft 81. It consists of splines formed in
  • the spline is formed only on the inner peripheral surface of a region near the vane 11 (rotor 2) located near the center in the axial direction of the hollow rotary shaft 81 (spline portion 81 ⁇ / b> A of the hollow rotary shaft 81).
  • a portion (spline portion) where the spline of the hollow rotating shaft 81 is formed is indicated by reference numeral 81A.
  • the spline is formed only on the outer peripheral surface of the input shaft 103 corresponding to a region near the vane of the hollow rotating shaft 81 (spline portion 81 A of the hollow rotating shaft 81).
  • the part (input shaft spline part) formed by is indicated by reference numeral 103A.
  • the front end side (vane pump body 8 side: right end side in FIG. 10) and the rear end side (cover portion 7 side, left end side in FIG. 10) are regions where there are no splines.
  • Some large diameter portions 81B and 81C are formed.
  • the regions in the axial direction corresponding to the large-diameter portions 81B and 81C, which are regions where the splines of the hollow rotary shaft 81 do not exist, are regions (non-spline portions) 103B and 103C where no splines exist, respectively. Is formed.
  • the large-diameter portions 81B and 81C of the hollow rotary shaft 81 and the non-spline portions 103B and 103C of the input shaft 103 constitute a lubricating oil filling space (large-diameter portion) filled with lubricating oil (for example, grease oil).
  • lubricating oil for example, grease oil
  • a large-diameter portion 81B on the front end side (side separated from the cover portion 7: right end side in FIG. 10) has a square ring 82 (for example, a resin or a ring having a quadrangular cross section as a lubricant sealant). (Made of oil-resistant rubber).
  • the inner diameter of the square ring 82 is approximately equal to the outer diameter of the input shaft 103.
  • the torque fluctuation unique to the internal combustion engine may cause the teeth of the male and female splines to collide with each other through the input shaft (the teeth may be struck) and damage the spline teeth.
  • the grease oil becomes a cushion by the presence of the grease oil as the lubricating oil, and the teeth of the spline collide with each other and the tooth surface is damaged. Mitigation can be achieved.
  • Other configurations and operational effects of the sixth embodiment of FIG. 10 are the same as those of the embodiments of FIGS. 1 to 6, 7, 8, and 9.
  • the square ring 82 can be installed as it is.
  • FIG. 11A when splines are formed in the entire axial direction of the hollow rotary shaft 91 of the vane pump 90, if sealing is performed with the square ring 82 as shown in FIG. Then, the spline (on the inner peripheral surface of the hollow rotary shaft) at the location where the square ring 82 is to be installed (the tip side of the hollow rotary shaft 91 (the right end side in FIG. 11)) is cut by machining to form a cylindrical surface, Then, it is necessary to install the square ring 82 at the said location.
  • a spline seal 92 (resin) in which an uneven surface corresponding to the female spline on the inner peripheral surface of the hollow rotary shaft 91 is formed on the outer periphery. Is used as a sealant for lubricating oil.
  • the spline seal 92 is assembled from the distal end side (right end side in FIG. 11) of the hollow rotation shaft 91, and the radius of the spline seal 92 is set.
  • the outer peripheral surface of the input shaft 103 is inserted into the inner space in the direction, and the male spline of the input shaft 103 and the female spline of the hollow rotary shaft 91 are engaged. Since the spline seal 92 has an uneven surface corresponding to the female spline on the inner peripheral surface of the hollow rotary shaft 91 on its outer periphery, the male spline of the input shaft 103 and the female spline of the hollow rotary shaft 91 are sealed. I can do it. Further, it is not necessary to cut a spline (on the inner peripheral surface of the hollow rotary shaft 91) where the spline seal 92 is to be installed to form a cylindrical surface.
  • the illustrated embodiment is merely an example, and is not a description to limit the technical scope of the present invention.
  • the input shaft 103 of the transmission device 101 is shown inserted through the hollow portions of the hollow rotary shafts 1, 21, 51, 61, 71, 81, 91. It is also possible to insert the output shaft 105 of the prime mover 102 (drive source) into the hollow portions of the hollow rotary shafts 1, 21, 51, 61, 71, 81, 91.

Abstract

本発明は、ベーンポンプを例えば伝達装置の様な機器と組み合わせて使用する場合において、動力伝達効率の低下を防止することが出来るベーンポンプの提供を目的としている。そのため、本発明のベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)は、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)を有し、当該中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)は中空部に駆動源(102)の回転駆動軸(例えば図1に示す様な伝達装置の入力軸103、但し、駆動源102からカップリングを介さず直接伝達装置に入力される入力軸も含む)が挿通可能に構成されており、トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構(スプライン、キーとキー溝、その他)により中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)と回転駆動軸(103)が結合されている。

Description

ベーンポンプ
 本発明はベーンポンプに関する。
 内部空間の断面形状が非円形のカムリングと断面形状が円形のロータを有し、ロータに加工されている放射状溝内をベーン(羽根)が自由に動くベーンポンプは従来から種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。
 係るベーンポンプは、伝達装置に取り付けて使用される場合がある。
 図12で示す様に、従来技術においてベーンポンプ100(或いはギヤポンプ)を伝達装置101に取り付けて用いる場合には、伝達装置101には、駆動源102(例えばエンジン)から動力が伝達される入力軸103に加えて、ベーンポンプ100(或いはギヤポンプ)を駆動するための第2の軸104を設けている。そして、軸103と第2の軸104とはオフセットされている。
 図12において、駆動源102の出力軸105は、第1のカップリング106を介して伝達装置101の入力軸103に結合されている。伝達装置101内部において入力軸103に歯車107が結合しており、歯車107は歯車108に螺合しており、歯車108は第2の軸104に結合している。そして第2の軸104は、第2のカップリング109を介してベーンポンプ100に動力を供給している。
 歯車107、108は、第2の軸104を入力軸103に対してオフセットするための歯車機構を構成している。
 しかし、図12で示す構造においては、軸103を歯車107に結合する箇所、歯車107と歯車108との噛合部分、歯車108を第2の軸104に結合箇所、第2の軸104をベーンポンプ100にカップリングする箇所等の各々において損失が存在し、軸103に伝達された動力をベーンポンプ100に伝達する効率が低くなってしまうという問題が存在する。
 また、第2の軸104とベーンポンプ100の回転中心軸を一致させる作業、所謂「芯出し」が必要不可欠となる。
特開2012-163040号公報
 本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ベーンポンプを例えば伝達装置と組み合わせて使用する場合における動力伝達効率の低下を防止することが出来るベーンポンプの提供を目的としている。
 本発明のベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)は、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)を有し、当該中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)は中空部に駆動源(102)の回転駆動軸(例えば図1に示す様な伝達装置101の入力軸103:駆動源102からカップリングを介さず直接伝達装置に入力される入力軸も含む)が挿通可能に構成されており、トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構により中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)と回転駆動軸(103)が結合(接続)されていることを特徴としている。
 本発明において、前記中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)にロータ(2、22)が取り付けられているのが好ましい。
 ここで、前記中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)とロータ(2、22)は相対回転不能でかつワイヤーリング(3、23)により軸方向の移動を制限するように取り付けられており、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)に形成された軸側凹部(1A)とロータ(2、22)に形成されたロータ側段部(2A)が整合した状態で、軸側凹部(1A)とロータ側段部(2A)とを跨ぐ態様でワイヤーリング(3、23)が配置されているのが好ましい。
 この場合、ロータ側段部(2A)はロータ(2、22)の両側面に形成され、ロータ側段部(2A)の深さ寸法(d1)はワイヤーリング(3、23)の線材の直径(D1)よりも大きいことが好ましい。
 また本発明において、前記中空回転軸(1、21)の軸方向両端部にメカニカルシール(4A、4B、24A、24B)を設け、両端部のメカニカルシール(4A、4B、24A、24B)を連通する回路(5、25:保護用リリーフ回路)を形成しているのが好ましい。
 本発明の実施に際して、ロータ(2)とカムリング(6)は一つずつ設けられていても良いし、複数個(例えば2個)ずつ設けられていても良い。
 本発明において、前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構は、例えば中空回転軸(1、21、51、81、91)の内周面と回転駆動軸(103)に外周面に形成された雌スプラインと雄スプラインであっても良いし、キー(52)とキー溝(53)であっても良い。
 また、前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構は、中空回転軸(61)を貫通する係合溝(61B)と回転駆動軸(103)の貫通孔と当該係合溝(61B)及び貫通孔に挿入可能なスプリングピン(62)を有することも好ましい。
 或いは、中空回転軸(71)の周方向等間隔に複数の収容部(71B)を形成し、当該収容部(71B)には球状部材(72:係合ボール)及び当該球状部材(72)を半径方向内方に押圧する半径方向押圧用部材(73:押圧ボルト)が収容されており、複数の球状部材(72:係合ボール)を半径方向内方に押圧することにより中空回転軸(71)と回転駆動軸(103)を結合することも可能である。
 本発明において、前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構を回転駆動軸(103)外周面及び回転中空軸(81)内周面に形成されたスプラインで構成し、当該スプラインは回転駆動軸(103)及び回転中空軸(81)の軸方向におけるベーン近傍の領域(ベーン直下の領域)のみに形成し、回転駆動軸(103)及び回転中空軸(81)のスプラインが設けられていない領域は潤滑油(例えばグリース油)を充填する潤滑油充填空間(大径部)を構成し、カバー部(7)から離隔した側の領域には潤滑油のシール材(82:例えば角リング)が設けられているのが好ましい。
 或いは、前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構を回転駆動軸(103)外周面及び回転中空軸(91)内周面の軸方向全域に形成されたスプラインで構成し、カバー部(7)から離隔した側の領域には潤滑油のシール材(92:スプラインシール)を配置し、当該シール材(92)は、その外周に凹凸を形成しており、当該凹凸は中空回転軸(91)内周面に形成されたスプライン(雌スプライン)に対応して形成されているのが好ましい。
 さらに本発明において、中空回転軸(51、61、71、81、91)はカバー部(7)から離隔した側に配置されている支持部材及びカバー部(7)近傍に配置されている支持部材により支持されているのが好ましい。
 この場合、前記中空回転軸(1、21)の軸方向両端部のメカニカルシール(4A、4B、24A、24B)を連通する回路(5、25:保護用リリーフ回路)に代えて、カバー部(7、27)側のメカニカルシール(4B、24B)と吸入部(吸入ポート14)とを連通する回路(55)を形成しているのが好ましい。
 上述の構成を具備する本発明のベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)によれば、ベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)は中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)を有しており、当該中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)の中空部分に駆動源(102)の回転駆動軸(例えば伝達装置101の入力軸103)を挿通し、トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構(スプライン、キーとキー溝、その他)により中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)と回転駆動軸(103)が結合することにより、別途カップリングを介装することなく、駆動源(102)の回転駆動軸(105)によりベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)が回転駆動される。
 その結果、例えばベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)をその他の機器(例えば伝達装置101)に取り付けて使用する場合に、ベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)は、例えば伝達装置(101)の入力軸(103)により直接回転駆動されるので、回転駆動力伝達用の歯車機構(図12における伝達装置101の内部の歯車機構107、108)、ベーンポンプ回転駆動用の軸(例えば第2の軸104:図12参照)を別途設ける必要が無く、ベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)と駆動軸とのカップリング機構も不要となる。そのため、カップリング(図12における第2のカップリング109)、入力軸と歯車、歯車同士の噛み合い部分等における各種の伝達損失が存在せず、本発明のベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)に入力される回転駆動力の伝達効率が向上し、伝達装置(101)を小さくすることが出来る。
 また、ベーンポンプ回転駆動用の軸(第2の軸104:図12参照)を別途設ける必要が無いためベーンポンプ回転駆動用の軸を軸支する軸受も不要となり、回転駆動力伝達用の歯車機構も不要であるため、本発明のベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)を取り付ける機器の構成部品点数が大幅に減少し、部品管理が極めて容易になる。
 そして、ベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)の中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)の中空部に動力伝達軸(例えば伝達装置101の入力軸103)を挿通すれば良いため、組立の労力が著しく低減される。
 また本発明によれば、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)の半径方向内側の中空部分に、回転駆動源(102)の回転駆動軸(中実軸:例えば図1で示す伝達装置101の入力軸103)が挿入されるので、回転駆動軸(103、入力軸)に回転軸方向の力(スラスト方向の力)が作用しても、回転駆動軸(103)が中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)の中空部分を摺動するのみであり、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)は当該軸方向の力を受けない。そのため本発明では、ベーンポンプを回転駆動源に装着するときに作用する締結力が中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)を通じて回転駆動源(102)に及ぶことはない。
 ここで、回転駆動源(102)が内燃機関の場合には、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)を半径方向に支持する軸受(例えば軸受ブッシュ)が必要である。しかし、回転駆動源(102)が電動モータの場合には、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)を半径方向に支持する軸受(例えば軸受ブッシュ)を省略することが可能である。
 本発明において、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)にロータ(2、22)を取り付ければ、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)がベーンポンプ(10、20、50、60、70、80、90)から脱落してしまう事態が未然に防止される。
 ここで、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)の半径方向内側の中空部分に、回転駆動源(102)の回転駆動軸(中実軸:例えば図1で示す伝達装置101の入力軸103)が挿入されるので、回転駆動軸(103)に回転軸方向の力(スラスト方向の力)が作用しても、回転駆動軸(103)が中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)の中空部分を摺動するのみであり、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)は当該軸方向の力を受けない。そのため、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)にロータ(2、22)を取り付けても、回転駆動源(102)の回転駆動軸(103)の軸方向の力がロータ(2、22)に伝達されることは無い。
 そして中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)とロータ(2、22)を相対回転不能でかつワイヤーリング(3、23)により軸方向の移動を制限するように取り付けて、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)に形成された軸側凹部(1A)と、ロータ(2、22)に形成されたロータ側段部(2A)とが整合した状態で、軸側凹部(1A)とロータ側段部(2A)とを跨ぐ様な態様でワイヤーリング(3、23)を配置すれば、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)とロータ(2、22)の取り付けには隙間(ガタ)が生じ、中空回転軸(1、21、51、61、71、81、91)が軸方向に移動しても当該隙間の分だけロータ(2、22)が移動せず、ロータ(2、22)がカバー部(7、27)、プレッシャープレート(18、38)或いは中間プレート(40)と衝突することが防止される。
 ここで、ロータ側段部(2A)はロータ(2、22)の両側面に形成され、ロータ側段部(2A)の深さ寸法(d1)はワイヤーリング(3、23)の線材の直径(D1)よりも大きければ、ロータ(2、22)の内部にワイヤーリング(3、23)を収容できるので、ワイヤーリング(3、23)との干渉を避ける必要がなくなり、ロータ(2、22)の両側面におけるポンプ構成の設計が容易になる。
 本発明において、ベーンポンプ(10、20)の軸方向両端部にメカニカルシール(4A、4B、24A、24B)を配置する場合がある。
 しかし、従来のベーンポンプでは、軸方向の一方(例えば動力を供給する機器に近接した端部)のみにメカニカルシールを設け、他方(例えば動力を供給する機器から離隔した端部)にはメカニカルシールを設けていない。そして、メカニカルシールに作用する圧力を逃がすリリーフ回路も、メカニカルシールが設けられている側の端部のみに設け、他方(例えば動力を供給する機器から離隔した端部)にはリリーフ回路は形成されていないので、従来のベーンポンプの構造を本発明に適用した場合には、当該他方に設けられたメカニカルシールが破損する恐れがある。
 これに対して、本発明において、当該他方(例えば動力を供給する機器から離隔した端部)のメカニカルシール(4B、24B)と前記一方(例えば動力を供給する機器に近接した端部)のメカニカルシール(4A、24A)を連通する回路(5、25:保護用リリーフ回路)を設ければ、当該回路(5、25)を介して、前記他方のメカニカルシール(4B、24B)に作用する圧力を前記メカニカルシール用リリーフ回路(9、29)に逃がすことが出来る。
 本発明において、中空回転軸(51、61、71、81、91)はカバー部(7)から離隔した側に配置されている支持部材及びカバー部(7)近傍に配置されている支持部材により支持されていれば、中空回転軸(51、61、71、81、91)を軸方向について離隔した2箇所で、いわゆる両持ち支持を行うので、単一の支持部材で支持する場合に比較して、回転駆動軸(103)に対して中空回転軸(51、61、71、81、91)を正確に芯合わせすることが出来て、ポンプ効率を向上することが出来る。支持部材としては軸受ブッシュ(19、54)でも良いし、或いは、ケース(8)やカバー部(7)の中空回転軸(51、61、71、81、91)の挿通孔の表面に、耐磨耗性を向上させる材料の被膜を形成して、直受けするように構成してもよい。
 この場合、カバー部(7)近傍に配置されている支持部材(軸受ブッシュ54)を設けることにより、中空回転軸(51、61、71、81、91)の軸方向両端部のメカニカルシール(4A、4B、24A、24B)を連通する回路(中空回転軸1、21における保護用リリーフ回路5、25)を形成することが出来なくなる。
 しかし本発明において、カバー部(7、27)側のメカニカルシール(4B、24B)と吸入部(吸入ポート14)とを連通する回路(55)を形成すれば、当該回路(55)により、カバー部側のメカニカルシール(4B、24B)に作用する圧力を吸入部(吸入ポート14)に逃がすことが出来る。そして、カバー部(7、27)側のメカニカルシール(4B、24B)と吸入部(吸入ポート14)とを連通する回路(55)は、中空回転軸(1、21)の軸方向両端部のメカニカルシール(4A、4B、24A、24B)を連通する回路(5、25)に比較して長さ寸法が短く、管路抵抗が小さいため、カバー部側のメカニカルシール(4B、24B)に作用する圧力を確実に逃がすことが出来、リリーフ回路としての作用効果を確実に発揮する。
 本発明において、前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構を回転駆動軸(103)外周面及び回転中空軸(81)内周面に形成されたスプラインで構成し、当該スプラインは回転駆動軸(103)及び回転中空軸(81)の軸方向におけるベーン近傍の領域(ベーン直下の領域)のみに形成し、回転駆動軸(103)及び回転中空軸(81)のスプラインが設けられていない領域は潤滑油(例えばグリース油)を充填する潤滑油充填空間(大径部)を構成し、カバー部(7)から離隔した側の領域には潤滑油のシール材(82:例えば角リング)が設ければ、潤滑油充填空間に潤滑油を充填しても、前記シール材(82)で潤滑油がシールされ、潤滑油が充填された状態を持続できる。
 回転駆動源を内燃機関とする場合、内燃機関特有のトルク変動が回転駆動軸(103)と中空回転軸(81、91)を通じて雄、雌のスプラインの歯同士が衝突して(歯同士の叩かれが生じ)、スプラインの歯面にダメージを与える恐れがあるが、潤滑油充填空間に潤滑油を充填することにより、雄、雌のスプラインの歯間に潤滑油が介在し、当該潤滑油がクッションとして緩衝作用を奏するので、歯同士が衝突して歯面が損傷することが軽減される。
 ここで、例えば角リングの様な潤滑油のシール材を設置するべき場合、前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構が回転駆動軸外周面及び回転中空軸内周面の軸方向全域に形成されたスプラインで構成されていると、潤滑油のシール材を設置するべき場所における(中空回転軸内周面の)スプラインを機械加工で切除して円筒面を形成し、その後で角リングを設置する必要がある。
 それに対して本発明において、カバー部(7)から離隔した側の領域に設置される潤滑油のシール材(92:スプラインシール)を、その外周に凹凸を形成しており、当該凹凸は中空回転軸(91)内周面に形成されたスプライン(雌スプライン)に対応して形成されたシール材(92:スプラインシール)にすれば、潤滑油用のシール材を設置するべき場所における(中空回転軸内周面の)スプラインを機械加工で切除して円筒面を形成することなく中空回転軸(91)の加工コストを高めずに、当該スプラインシール(92)を中空回転軸(91)の先端側(図11の右端側)から組み付け、当該スプラインシール(92)の半径方向内方の空間に回転駆動軸(103)の外周面を挿入することにより、回転駆動軸(103)のスプラインと中空回転軸(91)のスプラインとが係合した状態で、雄、雌のスプラインをシールする態様で潤滑油のシール材(92:スプラインシール)を配置することが出来る。
本発明の実施形態の概要を示す断面図である。 本発明の第1実施形態を示す断面図である。 図2のA-B線矢視断面図である。 ワイヤーリングでロータを中空回転軸に取り付ける態様を示す説明図である。 メカニカルシールに作用する圧力を逃がす回路を模式的に示す説明図である。 本発明の第2実施形態を示す断面図である。 本発明の第3実施形態を示し、図7(A)は断面図、図7(B)はキーとキー溝を係合した状態を示す部分側面図である。 本発明の第4実施形態を示し、図8(A)は断面図、図8(B)はスプリングピンを係合した状態を示す部分平面図である。 本発明の第5実施形態を示し、図9(A)は断面図、図9(B)は入力軸を中空回転軸に固定した状態を示す部分側面図である。 本発明の第6実施形態を示す断面図である。 本発明の第6実施形態の変形例を示す図であり、図11(A)は断面図、図11(B)はスプラインシールを設置した場合の中空回転軸を示す部分側面図である。 従来のベーンポンプを伝達装置に取り付けた状態を模式的に示す説明図である。
 以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
 最初に図1を参照して、本発明の実施形態の概要について説明する。なお、図12を参照して説明したのと同一の部材には、同一の符号を付して説明を省略する。
 図1において、駆動源102(例えば内燃機関)の出力軸105は、カップリング106を介して伝達装置101の入力軸103に結合されており、伝達装置101の駆動源102側の端面TFにはベーンポンプ10(或いは20)が配置されている。
 ベーンポンプ10(20)は、中空回転軸1(或いは21)を有しており、その内周面には軸心方向にわたり雌スプラインを刻設している。当該中空回転軸1(21)の中空部には、伝達装置101の入力軸103(カップリング106を介して駆動源102の回転駆動軸と結合)が挿通している。
 明確には図示されていないが、伝達装置101の入力軸103は、伝達装置101側において、転がり軸受(図示せず)により確実に支持されている。
 図1に示す様に、ベーンポンプ10(20)は伝達装置101の入力軸103に直接取り付けられている。そして、伝達装置101の入力軸103(駆動源102の回転駆動軸)において、ベーンポンプ10(20)の中空回転軸1(21)と重合する外周面には、前記雌スプラインに嵌合する雄スプラインを刻設しており、前記雌スプラインと雄スプラインとのスプライン嵌合により入力軸103から中空回転軸への動力伝達が行われるようになっている。
 そのため、別途カップリング(例えば図12における第2のカップリング109)を設けることなく、伝達装置101の入力軸103がベーンポンプ10(20)を直接回転駆動している。
 また、図1で示す実施形態では、ベーンポンプ10(20)は伝達装置101の入力軸103により直接回転駆動されるので、伝達装置101の内部の歯車機構(図12の歯車107、108)や、第2の軸104(図12)を設ける必要が無い。
 すなわち、実施形態では、図12の従来技術では発生する軸103と歯車107、第2の軸104と歯車108、歯車107と歯車108の噛み合い部分における損失が存在せず、ベーンポンプ10(20)と第2の軸104とを結合するカップリング(図12における第2のカップリング109)の損失も存在しない。そのため、伝達効率が高くなり、伝達装置(101)を小さくすることが出来る。
 さらに、図1で示す実施形態では、第2の軸104(従来技術を示す図12)が設けられていないため、第2の軸104(図12)を支持する軸受も不要であり、上述した通り伝達装置101の内部の歯車機構も不要であるため、構成部品点数が大幅に減少し、部品管理が極めて容易になる。
 さらに、ベーンポンプ10(20)の中空回転軸1(21)に伝達装置101の入力軸103を挿通(嵌合)すれば良いので、中空回転軸1(21)と伝達装置101の入力軸103との芯出しが不要である。そのため、組立作業の労力が著しく低減される。
 次に図2~図5を参照して、本発明の第1実施形態を説明する。
 図2~図5の第1実施形態は、カムリングとロータを一つずつ設けたタイプのベーンポンプに係る実施形態である。
 図2、図3において、ベーンポンプ10の中央には中空の回転軸1が配置されており、図3で示す様に、中空回転軸1の内周面は雌のスプライン軸状に構成されている。中空回転軸1がスプライン形状であるため、図2において、中空回転軸1は上下端近傍が3本の線分で表現されている。
 スプライン状の中空回転軸1の中空部には、例えば図1で示す様に伝達装置101にベーンポンプ10を取り付ける場合には、伝達装置101の入力軸103(中実軸:図1)が挿入される。
 図2、図3において、スプライン状の中空回転軸1の半径方向外方表面はロータ2の内周面にスプライン嵌合して相対回転不能に取り付けられており、中空回転軸1が回転することによりロータ2が回転する。なお、ロータ2は中空回転軸1上において軸方向移動不能に取り付けてもよいが、本実施形態では、後述するように、軸方向への移動を制限するように取り付けるのが好ましい。
 ロータ2には半径方向に延在する複数の放射状ベーン溝11G(図3)が形成されており、ベーン溝11G内にはベーン11が挿入されている。
 ベーン11はベーン溝11Gに沿って半径方向に移動可能に構成されており、ベーンポンプ駆動時に吐出ポート16から吐出される圧油の一部を、プレッシャーローディング用回路17を介してベーン用圧油貯留部12に供給することにより(プレッシャーローディング)、ベーン11は半径方向外方に付勢されて突出し、ベーン11の半径方向外方端部はカムリング6の内周面を摺動する。ここで、ベーン用圧油貯留部12はロータ2内に形成されている(図3参照)。
 ベーンポンプ10の駆動時には、矢印A方向(図3)にロータ2が回転し、ロータ2の回転に伴い作動流体がベーンポンプ10における吸入ポート14からカムリング6の吸入回路13を介してポンプ室αに流入する。ここでポンプ室αは、隣接するベーン11とロータ2の外表面とカムリング6の内周面により区画される。
 ポンプ室αの位置はロータ2の回転に伴い(カムリング6の周方向位置に対応して)変化し、ポンプ室αの大きさ(容積)もロータ2の回転に伴い(カムリング6の周方向位置に対応して)変化する。
 すなわち吸入ポート14から供給された作動流体は、吸入回路13を経由してポンプ室αに流入する。そしてポンプ室αの容積が収縮することによって圧力が付加されて、吐出回路15を経由して吐出ポート16から吐出される。
 図2で示す様に、ベーンポンプ10は本体部8とカバー部7を有している。
 本体部8には、中空回転軸1、ロータ2、(ロータ2のベーン溝内を移動可能な)ベーン11、カムリング6が収容される。
 そして図2において、本体部8内にはプレッシャープレート18が配置されている。上述した様に、ベーン用圧油貯留部12に圧油供給を行うプレッシャーローディング用回路17はプレッシャープレート18に形成されている。
 ロータ2とカムリング6等が収容されている本体部8において、その開口側(図2で左側)にカバー部7が配置され、カバー部7は本体部8に固定されている。
 図2で示す様に、本体部8には作動流体の吸入ポート14が設けられており、吸入ポート14はカムリング6側(半径方向内側)の作動流体の吸入回路13に連通している。
 また本体部8には作動流体の吐出回路15が設けられており、吐出回路15は作動流体の出口ポート16に連通している。
 中空回転軸1の半径方向内側の中空部分には回転駆動軸(例えば図1で示す伝達装置101の入力軸103:図2では図示せず)が挿入されるので、回転駆動軸(例えば入力軸103)に対して回転軸方向の力(スラスト方向の力)が作用しても、当該回転軸は中空回転軸1の中空部分を摺動するのみである。換言すれば、例えば伝達装置101の入力軸103(図1)の軸方向(スラスト方向)の力が作用しても、中空回転軸1は当該軸方向の力(スラスト方向の力)を受けない。そのため、中空回転軸1にロータ2を取り付けても、回転駆動軸(伝達装置101の入力軸103)に作用する軸方向の力(スラスト方向の力)は、ロータ2に伝達されることは無く、当該力(スラスト方向の力)によりロータ2が損傷するなどの不都合が生じない。したがって、ロータ2を中空回転軸1に取り付けることが出来る。
 ここで、ロータ2を中空回転軸1に取り付けることにより、中空回転軸1がベーンポンプ10から脱落してしまう事態が未然に防止されるという作用効果が存在する。
 ロータ2が回転するためには、ロータ2とロータ2に隣接するカバー部7或いはプレッシャープレート18との間に隙間(例えば10μm程度)が存在する必要がある。ここで、ロータ2と中空回転軸1が完全に(相対回転不能でかつ軸方向移動不能に)固定されてしまうと、中空回転軸1が軸方向に移動した場合に、ロータ2がカバー部7或いはプレッシャープレート18と衝突してしまうという不都合が存在する。
 それに対して、図示の実施形態では、ワイヤーリング3でロータ2を中空回転軸1に軸方向の移動を制限するように取り付ける態様として、図4で示す様に、ロータ2に対してカバー部7側及びプレッシャープレート18側において、中空回転軸1側に軸側凹部1Aを形成し、ロータ2側に段部2Aを形成している。そして、中空回転軸側凹部1Aとロータ側段部2Aとを整合させた状態で、中空回転軸側凹部1Aとロータ側段部2Aとを跨ぐ様な態様で、ワイヤーリング3を配置している。また、軸方向に並設した軸側凹部1A、1A間の表面に雄スプラインを刻設し、同様に、軸方向に並設したロータ側段部2A、2A間の表面に雌スプラインを刻設し、前記雄スプラインと雌スプラインとをスプライン嵌合することにより、相対回転不能に連結され中空回転軸1からロータ2に動力伝達される。
 ここで、ロータ側段部2Aはロータ2の両側面に形成されている。図4では、深さ寸法d1はワイヤーリング3の線材の直径D1よりも小さく表示されているが、ロータ側段部2Aの深さ寸法d1はワイヤーリング3の線材の直径D1よりも大きいことが好ましい(図7~図11参照)。ロータ側段部2Aの深さ寸法d1がワイヤーリング3の線材の直径D1よりも大きければ、ロータ2の内部にワイヤーリング3が収容されるので、ワイヤーリング3との干渉の恐れが無くなるため、ロータ2の両側面におけるポンプ構成の設計が容易になるからである。
 図4で示す態様にすることにより、ワイヤーリング3により中空回転軸1とロータ2を取り付けた際に、中空回転軸1とロータ2には隙間(ガタ)が生じる。その様な隙間(ガタ)が存在することにより、中空回転軸1が軸方向に移動したとしても、当該隙間(ガタ)の分だけロータ2とカバー部7或いはプレッシャープレート18の間に余裕が生じ、当該余裕により、ロータ2がカバー部7或いはプレッシャープレート18と衝突することが防止される。
 上述した様に、図2において、例えば伝達装置101の入力軸103(図1)の軸方向の力(スラスト方向の力)が作用しても、中空回転軸1は当該軸方向の力を受けず、入力軸103は中空回転軸1内の中空部を摺動するのみである。
 また、中実軸である回転駆動軸(伝達装置101の入力軸103)が中空回転軸1内部の中空部に挿通されているので、回転駆動軸(伝達装置101の入力軸103)が歳差運動その他の半径方向に偏奇する動きをしない限り、中空回転軸1が半径方向に偏奇することはない。そして明確には図示されていないが、中実軸である回転駆動軸(例えば伝達装置101の入力軸103)は、伝達装置101側で転がり軸受(図示せず)により確実に支持されているので、半径方向に偏奇することはない。
 しかし、万が一、中空回転軸1が半径方向に偏奇する事態が生じるとベーンポンプ10に不都合が生じる。そのため、当該万が一の事態(中空回転軸1が半径方向に偏奇する事態)に備えて、図2で示す様に、本体部8側に軸受ブッシュ19(滑り軸受)を配置し、中空回転軸1を軸受ブッシュ19によって支持することにより、中空回転軸1が半径方向に偏奇することを防止している。
 軸受ブッシュ19は滑り軸受として作用し、そのため、図2~図5の第1実施形態は、転がり軸受を省略して滑り軸受のみを設けている。
 ここで、回転駆動源102が内燃機関の場合には、中空回転軸1を半径方向に支持する軸受である軸受ブッシュ19が必要である。しかし、回転駆動源(102)が電動モータの場合には、中空回転軸1を半径方向に支持する軸受ブッシュ19を省略することが可能である。
 上述した様に、図2~図5の第1実施形態では転がり軸受を使用せず、軸受ブッシュ19により中空回転軸1をベーンポンプ10の本体部8に支持しているが、軸受ブッシュ19には作動流体である油をシールする機能はない。そのため図2で示す様に、ベーンポンプ10の軸方向両端部(本体部8側端部とカバー部7側端部:図2では左右両端部)にはメカニカルシール4が配置されている。ここで、図2においては本体部8側端部のメカニカルシールが符号4Aで示されており、カバー部7側端部のメカニカルシールが符号4Bで示されている。換言すれば、メカニカルシール4は、メカニカルシール4A、4Bを包括的に示す表現である。
 従来のベーンポンプであれば、図12で示す様に、軸104により回転駆動力が供給されるが、軸104はベーンポンプ100を貫通してはいない。そのため、図12で示す従来のベーンポンプ100であれば、ベーンポンプ100内の軸104における伝達装置101から離隔した側(図12では右側)にはメカニカルシールを設ける必要が無い。すなわち従来のベーンポンプにおいては、動力を供給する機器(伝達装置101)に近接した端部のみにメカニカルシール(図示しない)を設け、動力を供給する機器から離隔した端部にはメカニカルシールを設ける必要性が乏しい。
 それに対して、中空回転軸1に中実軸(図2では図示せず)が貫通する第1実施形態に係るベーンポンプ10では、軸方向の両端部にメカニカルシール4A、4Bが設けられている。
 そして、本体部8には、本体部8側端部の(図2で右側の)メカニカルシール4Aの背部(図2で左側)と、吸入ポート14と、メカニカルシール4Aの背部と吸入ポート14とを連通するメカニカルシール用リリーフ回路9が形成されている。
 ここで、従来のベーンポンプであれば、軸方向の一端部のみにメカニカルシールが設けられているので、メカニカルシールに作用する圧力が許容値を上回らないようにするためのリリーフ回路も、メカニカルシールが設けられている側の端部のみに設ければ良い。そのため従来技術では、図2を参照して上述した通り、本体部8側端部の(右側の)メカニカルシール4Aの背部(図2で左側)と吸入ポート14を連通するメカニカルシール用リリーフ回路9(或いはそれに相当する回路)のみを設けていた。
 しかし、軸方向両端部(本体部8側端部及びカバー部7側端部)にメカニカルシール4A、4Bを配置している図示の実施形態では、軸方向他端部(図2の左端部でカバー部7側端部)に設けられたメカニカルシール4B(動力を供給する機器から離隔した端部のメカニカルシール:従来技術では設ける必要性が乏しいとされているメカニカルシール)に作用する圧力を逃がす機構が必要となる。
 軸方向他端部(図2の左端部でカバー部7側端部)に設けられたメカニカルシール4Bの背圧が許容圧力を超えてしまう可能性が存在するからである。
 図示の実施形態では、図2、図5で示す様に、メカニカルシール用リリーフ回路9が設けられていない側のメカニカルシール4Bの背圧を逃がすための機構が設けられている。
 図2、図5において、上述した様に、本体部8側端部の(図2で右側の)メカニカルシール4Aの背部と吸入ポート14を連通するメカニカルシール用リリーフ回路9が形成されている。そして、メカニカルシール4Aの背部とカバー部7側端部のメカニカルシール4B(メカニカルシール用リリーフ回路9から離隔した側のメカニカルシール:図2、図5の左側のメカニカルシール)の背部とは、保護用リリーフ回路5により連通している。この保護用リリーフ回路5は、カバー部7及び本体部8と中空回転軸1との境界部分に形成されており、図5では保護用リリーフ回路5は1本のみ設けられているが、複数本形成することも出来る。
 換言すれば、カバー部7側端部のメカニカルシール4B(メカニカルシール用リリーフ回路9から離隔した側のメカニカルシール)は、保護用リリーフ回路5を介して、メカニカルシール用リリーフ回路9に連通している。
 なお、図2、図5の符号16は、本体部8に形成された吐出ポートである。
 図2、図5において、カバー部7側端部のメカニカルシール4B(左側のメカニカルシール)の背部に作用した圧力は、保護用リリーフ回路5及び本体部8側端部のメカニカルシール4A(右側のメカニカルシール)を介して、メカニカルシール用リリーフ回路9に伝達され、吸入ポート14内に逃がされる。
 そのため、図2、図5で、カバー部7側端部のメカニカルシール4B(左側のメカニカルシール)の背部に大きな圧力が生じても、当該圧力は保護用リリーフ回路5、本体部8側端部のメカニカルシール4A(右側のメカニカルシール)、メカニカルシール用リリーフ回路9を経由して、直ちに吸入ポート14内に逃がされる。そのため、カバー部7側端部のメカニカルシール4B(左側のメカニカルシール)の背部に大きな圧力が作用しても、メカニカルシール4Bの破損が防止される。
 図3において、カバー部7及び本体部8を例えば伝達装置101の端面TF(図1参照)に取り付けるため、取付用ボルト孔Hが4箇所設けられている。取付用ボルト孔Hにカバー部7及び本体部8を挿通するボルト(図示せず)を挿入して、例えば伝達装置101の端面TFにベーンポンプ10を取り付ける。ベーンポンプ10を伝達装置101の端面TF(図1)に取り付ける際には、ベーンポンプ10のカバー部7側の端面7TS(図2)が伝達装置101の端面TF側に当接する態様で取り付けられる。
 ここで、図3における接合用ボルトBは、ベーンポンプ10の本体部8とカバー部7とを接合するためのボルトである。すなわち、接合用ボルトBにより本体部8とカバー部7とを接合した状態で、取付用ボルト孔Hに図示しないボルトを挿入して、例えば伝達装置101の端面TFに取り付けることが出来る。
 ただし、取付用ボルト孔Hに図示しないボルトを挿通してベーンポンプ10を例えば伝達装置101に取り付ける場合には、ベーンポンプ10の本体部8とカバー部7も当該図示しないボルトにより一体的に接合されるので、図3における接合用ボルトBは省略することが出来る。
 図1~図5の実施形態に係るベーンポンプ10によれば、スプライン状の中空回転軸1の中空部分に駆動源102の回転駆動軸(例えば伝達装置101の入力軸103)を嵌合(或いは挿通)することにより、別途カップリングを介装することなく、回転駆動軸103によりベーンポンプ10を直接回転駆動することが出来る。
 その結果、例えばベーンポンプ10を伝達装置101に取り付けて使用する場合に、ベーンポンプ10は伝達装置101の入力軸103により直接回転駆動されるので、回転駆動力伝達用の歯車機構、ベーンポンプ回転駆動用の軸を別途設ける必要が無く、ベーンポンプ10と駆動軸とのカップリング機構も不要となる。そのため、カップリング、歯車同士の噛み合い等による伝達損失が存在せず、伝達効率が向上し、伝達装置101を小さくすることが出来る。
 そして、回転駆動力伝達用の歯車機構等も不要であるため、構成部品点数が大幅に減少し、部品管理が極めて容易になる。
 さらに、ベーンポンプ10の中空回転軸1の中空部に動力伝達軸(例えば伝達装置101の入力軸103)を挿通すれば良く、両者の芯出しが不要であるため、ベーンポンプ10を組み立てる際の作業労力が著しく低減される。
 また、第1実施形態のベーンポンプ10によれば、中空回転軸1の半径方向内側の中空部分に、回転駆動源102の回転駆動軸(中実軸:例えば図1で示す伝達装置101の入力軸103)が挿入されるので、回転駆動軸103(入力軸)に回転軸方向の力(スラスト方向の力)が作用しても、回転駆動軸103が中空回転軸1の中空部分を摺動するのみであり、中空回転軸1は当該軸方向の力を受けない。
 また、中実軸である回転駆動軸103が歳差運動その他の半径方向に偏奇する動きをしない限り、中空回転軸1が半径方向に偏奇することはない。そして、回転駆動軸103が回転被駆動側(例えば伝達装置101)側で転がり軸受等により確実に支持されていれば、半径方向に偏奇することはない。
 さらに、第1実施形態のベーンポンプ10によれば、回転駆動源102の回転駆動軸103に回転軸方向の力(スラスト方向の力)が作用しても、上述した様に、中空回転軸1は当該軸方向の力を受けない。そのため、中空回転軸1にロータ2を取り付けても、回転駆動源102の回転軸103の軸方向の力がロータ2に伝達されることは無い。
 そして、中空回転軸1とロータ2をワイヤーリング3により取り付け、中空回転軸1に形成された軸側凹部1Aと、ロータ2に形成されたロータ側段部2Aとが整合した状態で、軸側凹部1Aとロータ側段部2Aとを跨ぐ様な態様でワイヤーリング3を配置したので、中空回転軸1とロータ2を取り付けた部分には隙間(ガタ)が生じ、中空回転軸1が軸方向に移動しても当該隙間の分だけ余裕代が形成され、当該余裕代の分だけロータ2が移動せず、ロータ2がカバー部7或いはプレッシャープレート18と衝突することが防止される。
 それに加えて、第1実施形態のベーンポンプ10によれば、ベーンポンプ10の軸方向両端部(本体部8側端部及びカバー部7側端部)にメカニカルシール4A、4Bを配置し、メカニカルシール用リリーフ回路9を介して吸入ポート14と連通する本体部8側端部のメカニカルシール4Aとカバー部7側端部のメカニカルシール4Bとを連通する保護用リリーフ回路5を設けているので、当該保護用リリーフ回路5を介して、カバー部7側端部のメカニカルシール4Bに作用する圧力を前記メカニカルシール用リリーフ回路9に逃がすことが出来る。
 そのため、カバー部7側端部のメカニカルシール4Bに過大な圧力が作用しても、当該メカニカルシール4Bの破損が防止される。
 次に図6を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。
 図2~図5の第1実施形態ではカムリングとロータがそれぞれ1個ずつ設けられているが、図6に示す第2実施形態では、カムリングとロータがそれぞれ2個ずつ設けられている。
 以下、図2~図5の第1実施形態とは異なる点を主として説明する。
 図6において、ベーンポンプ20の中央にはスプライン軸状に構成された中空回転軸21が配置されており、スプライン状の中空回転軸21の中空部には、例えば図1で示す様に伝達装置101にベーンポンプ20を取り付ける場合には、伝達装置101の入力軸103(図1参照)が挿入される。
 ベーンポンプ20は、本体部28とカバー部27を有する。
 図6において左方に位置する本体部28は、中空回転軸21、ロータ22、ベーン31、カムリング26を収容する。一方、図6において右方に位置するカバー部27は、中空回転軸21、ロータ22、ベーン31、カムリング26を収容する。カバー部27は本体部28の開口側を覆い、本体部28を固定している。
 本体部28及びカバー部27にはそれぞれ軸受ブッシュ39が配置され、軸受ブッシュ39により中空回転軸21は回転可能に支持されている。
 本体部28に収容されたロータ22、カムリング26のカバー部27側(図6では右側)及びその反対側(図6で左側)にはプレッシャープレート38が配置され、中間プレート40は本体部28に配置されている。
 カバー部27に収容されたロータ22、カムリング26の本体部28側(図6では左側)と反対側(図6で右側)にはプレッシャープレート38が配置される。
 本体部28に収容されたロータ22、カムリング26とカバー部27に収容されたロータ22、カムリング26とは、中間プレート40により適正な距離を確保して配置されている。
 プレッシャープレート38、38にはプレッシャーローディング用回路37が形成されており、プレッシャーローディング用回路37は図示しないベーン用圧油貯留部と連通すると共に、後述する作動流体の吐出回路35-1、35-2に連通している。
 ベーンポンプ20の本体部28には作動流体の吸入ポート34が設けられており、吸入ポート34は、本体部28に収容された中間プレート40の吸入回路33を介して、ポンプ室(図6では図示せず)に連通している。
 本体部28、カバー部27には、それぞれ作動流体の吐出ポート36-1、36-2が設けられており、吐出ポート36-1、36-2は(図示しない回路を介して)カムリング26側の作動流体の吐出回路35-1、35-2にそれぞれ連通している。
 図6で示す様に、本体部28側及びカバー部27側のロータ22、22は、ワイヤーリング23によりそれぞれ中空回転軸21に取り付けられている。
 ベーンポンプ20の軸方向両端部、すなわち、本体部28側端部(図6で左側)とカバー27側端部(図6で右側)にはそれぞれメカニカルシール24が配置されている。ここで、図6においては本体部28側端部のメカニカルシールが符号24Aで示されており、カバー部7側端部のメカニカルシールが符号24Bで示されている。換言すれば、メカニカルシール24は、メカニカルシール24A、24Bを包括的に示す表現である。
 本体部28にはメカニカルシール用リリーフ回路29が形成されており、メカニカルシール用リリーフ回路29は、本体部28側端部(図6で左端部)のメカニカルシール24Aの背部と吸入ポート34を連通している。
 さらに、本体部28側端部(図6で左端部)のメカニカルシール24A(図6で左側のメカニカルシール)の背部とカバー27側端部のメカニカルシール24B(図6で右側のメカニカルシール)の背部とは、保護用リリーフ回路25により連通している。図6では保護用リリーフ回路25はカバー27及び本体部28と中空回転軸21との境界部分に1本形成されているが、複数本形成することも可能である。
 カバー27側端部のメカニカルシール24B(図6で右側のメカニカルシール)は保護用リリーフ回路25、本体部28側端部(図6で左端部)のメカニカルシール24A(図6で左側のメカニカルシール)を介して、メカニカルシール用リリーフ回路29に連通している。
 図6で示す第2実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1~図5を参照して説明した実施形態と同様である。
 図7~図11を参照して、本発明の第3実施形態~第6実施形態を説明する。図7~図11の第3実施形態~第6実施形態は、図1~図5に示す第1実施形態と同様、カムリングとロータを一つずつ設けたタイプのベーンポンプに係る実施形態である。図7~図11において、図1~図5を参照して説明したのと同一の部材には、同一の符号を付して説明を省略する。
 まず、図7を参照して、本発明の第3実施形態を説明する。
 図1で示す様に伝達装置101にベーンポンプ50を取り付ける場合には、図7において、ベーンポンプ50の中空回転軸51の中空部には伝達装置101の図示しない入力軸103(中実軸:図1参照)が挿入される。
 図7において、入力軸103(回転駆動軸)と中空回転軸51は、キー52とキー溝53を係合することにより、回転力(トルク)は伝達するがスラスト力は伝達しない態様で接続されている。すなわち、図7の第3実施形態では、「トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構」が、キー52とキー溝53で構成されている。
 図7において、中空回転軸51の内周面には、円周方向の少なくとも1箇所に、中空回転軸51の長手方向の所定長さLに亘って、中空回転軸の中心軸方向に延在するキー溝53が形成される。一方、入力軸103(回転駆動軸、図1)においても、中空回転軸51に挿入される領域(中空回転軸51が被さる領域)の外周面の一部には、中空回転軸51と同様に、所定長さLのキー溝53が形成されている。
 図7で示す状態では、入力軸103のキー溝53と中空回転軸51のキー溝53は、円周方向位置が整合する様に配置されており、キー溝53には、同一幅寸法のキー52が挿入されている(或いは取り付けられている)。ここで、キー溝53の軸方向長さLはキー52の軸方向長さ以上に設定されている。なお、図7では入力軸103(回転駆動軸)の図示は省略する。
 キー52をキー溝53内に挿入した結果、入力軸103と中空回転軸51は、中空回転軸51の軸方向についてはキー溝53とキー52の軸方向長さの差分だけ相対移動自在となり、入力軸103から中空回転軸61へのスラスト力は伝達されない。しかし円周方向については、中空回転軸51と入力軸103とは相対回転不能であり、入力軸103から中空回転軸51へトルクが伝達される。
 図1~図5の第1実施形態では、軸受ブッシュ19のみで中空回転軸1を支持している。
 それに対して図7の第3実施形態では、中空回転軸51の後端側(図7の左側)におけるカバー部7近傍において、カバー7側に中空回転軸51を支持する軸受ブッシュ54を設けている。これにより、中空回転軸51は本体8側に配置されている軸受ブッシュ19(カバー部7から離隔した側に配置されている軸受ブッシュ19)とカバー部7近傍に配置されている軸受ブッシュ54により、軸方向の2箇所で、いわゆる「両持ち支持」により、中空回転軸1を支持している。
 軸受ブッシュ19、54(支持部材)により中空回転軸51を両持ち支持することにより、単一の軸受ブッシュ(支持部材)で支持する場合に比較して、入力軸103に対して中空回転軸51を平行に、高精度で、がたつき等が生じ難い態様で芯合わせすることが出来る。そのため、ポンプ効率をアップさせることが出来る。
 支持部材としては図示のように軸受ブッシュ19、54で構成しても良い。或いは、ケース8やカバー部7の中空回転軸51の挿通孔の表面に、耐磨耗性を向上させる材料の被膜を形成して、直受けしても良い。また、軸方向の片側に軸受ブッシュを用い、他側を直受けする構造であっても良い。
 ここで、軸受ブッシュ54を設けると、図1~図6の実施形態における保護用リリーフ回路5、25を形成することが出来ない。
 そのため、第3実施形態の図7においては、前記保護用リリーフ回路5、25(図2、図5、図6参照:中空回転軸の軸方向両端部のメカニカルシール4A、4B、24A、24Bを連通する回路)に代えて、カバー部7側(図7の左側)のメカニカルシール4Bと吸入部(吸入ポート14)とを直接連通させる流路55を保護用リリーフ回路として形成している。この保護用リリーフ回路55(メカニカルシール用リリーフ回路)により、カバー部7側のメカニカルシール4Bに作用する圧力を吸入部(吸入ポート14)に逃がすことが出来る。
 換言すれば、図7の第3実施形態では、本体部8側端部のメカニカルシール4Aの背部に発生した圧力は、メカニカルシール用リリーフ回路9を介して吸入ポート14に逃がされ、カバー部7側端部のメカニカルシール4Bの背部に発生した圧力は、メカニカルシール用リリーフ回路55を介して吸入ポート14に逃がされる。
 保護用リリーフ回路55(メカニカルシール用リリーフ回路)は、図1~図6の実施形態における保護用リリーフ回路5、25に比較して長さ寸法が短く、管路抵抗が小さいため、カバー部7側のメカニカルシール4Bに作用する圧力を確実に逃がして、リリーフ回路としての作用効果を確実に発揮する。
 ここで、軸受ブッシュ19に加えて軸受ブッシュ54を設けることにより中空回転軸51を両持ち支持する構成、及びカバー部7側のメカニカルシール4Bと吸入ポート14を直接連通させる保護用リリーフ回路55を設ける構成については、後述する第4実施形態、第5実施形態、第6実施形態及びその変形例でも使用することが出来る。
 図7の第3実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1~図6の各実施形態と同様である。
 次に図8を参照して、本発明の第4実施形態を説明する。
 図8の第4実施形態では、スプリングピン62を用いて、図示しない伝達装置101の入力軸103(中実軸:図1)とベーンポンプ60の中空回転軸61を、回転力(トルク)は伝達するがスラスト力は伝達しない態様で接続している。後述する様に、図8の第4実施形態では、前記「トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構」は、中空回転軸61を貫通する係合溝61Bと、回転駆動軸103の貫通孔(図示せず)と、係合溝61B及び貫通孔に挿入可能なスプリングピン62で構成されている。
 図8において、中空回転軸61の軸方向寸法をポンプケース(ベーンポンプ60の本体部8とカバー部7)の幅より大きく設定し、その先端(図8では右端)をポンプケース端部(図8では右端:本体部8側端部)より突出させる(突出部61A)。
 中空回転軸61の突出部61Aには、スプリングピン62を差し込むための係合溝61Bが形成(開口)されており、係合溝61Bは、中空回転軸61の円周方向で、軸心に対して点対称の一対の位置で、中空回転軸61の同一直径上に形成されている。
 係合溝61Bは本体部8側端部(図8で右側)が開口した長孔形状(或いは溝状)であり、幅寸法(中空回転軸円周方向寸法)が、収縮した際におけるスプリングピン62の直径に略々等しく、中空回転軸61の軸線方向寸法がスプリングピンの直径よりも大きく設定されている。
 スプリングピン62は、軸方向に切欠き部62Aを有する中空円筒状形状に形成されており、弾性反発力により直径が変化する(大きくなる)。スプリングピン62は、係合溝61B及び回転駆動軸103の図示しない貫通口に挿入された状態では、スプリングピン62の直径が収縮した状態で篏合している。そしてスプリングピンの軸方向長さは、中空回転軸の直径よりも大きく設定されている。
 図8では図示しない入力軸103(図1参照)には図示しないピン孔(貫通口)が形成されており、当該ピン孔は、入力軸103を中空回転軸61に挿入した際に係合溝61の位置と整合する位置に形成されている。そして当該ピン孔はスプリングピン62を挿通可能な貫通孔(図示しない)であり、ピン孔の内径は収縮した際におけるスプリングピン62の直径に略々等しく設定されている。
 入力軸103と中空回転軸61を接続するに際しては、スプリングピン62を、中空回転軸61の係合溝61Bの一方、入力軸103(図8では図示せず)のピン孔、中空回転軸61の他方の係合溝61Bに差し込み、嵌合させる。その結果、入力軸103と中空回転軸61は、中空回転軸61の軸方向については係合溝61Bの軸方向長さの分だけ相対移動自在となり、入力軸103から中空回転軸61へのスラスト力は伝達されない。しかし円周方向については、中空回転軸61と入力軸103とは相対回転不能となり、入力軸103から中空回転軸61へのトルク伝達を可能としている。
 入力軸103と中空回転軸61を接続した状態では、スプリングピン62は、その弾性反撥力により半径方向外方に拡がろうとして、中空回転軸61の係合溝61Bの一方、入力軸103(図8では図示せず)のピン孔、中空回転軸61の他方の係合溝61Bを押圧する。そのためスプリングピン62は、入力軸103或いは中空回転軸61から外れてしまうことが防止される。
 図8の第4実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1~図6、図7の各実施形態と同様である。
 図9を参照して、第5実施形態を説明する。
 図9の第5実施形態では、複数本の押圧ボルト73を用いて、図示しない伝達装置101(図1)の入力軸103(中実軸:図1)とベーンポンプ70の中空回転軸71を、回転力(トルク)は伝達するがスラスト力は伝達しない態様で接続している。後述するように、図9の第5実施形態における「トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構」は、中空回転軸71の周方向等間隔に複数の設けた収容部71Bと、収容部71Bに収容された複数の係合ボール72(球状部材)と、複数の押圧ボルト73(半径方向押圧用部材)を有している。
 図9において、中空回転軸71の軸方向寸法をポンプケース(ベーンポンプ70の本体部8とカバー部7)の幅より大きく設定し、その先端(図9では右端)をポンプケース端部(図9では右端、本体部8側)より突出させる(突出部71A)。
 中空回転軸71の突出部71Aにおいて、係合ボール72及び押圧ボルト73を収容する複数の収容部71Bを円周方向に等間隔に配置している。図9(B)で示されている様に、図9の第5実施形態では、収容部71Bは、円周方向に等間隔に、中心角が120°間隔となる様に、合計3箇所に形成されている。
 収容部71Bの各々は、中空回転軸71と一体に形成されており、中空回転軸71の外周面から外方に突出した筒状に形成されている。
 収容部71Bの中空部は中空回転軸71の半径方向に延在する様に形成されており、当該中空部の内周面には押圧ボルト73に螺合する雌ネジが形成されている。
 収容部71Bの半径方向内方端部は中空回転軸71の内周面側に開口しているが、収容部71Bの半径方向内方端部における開口の面積は、係合ボール72の断面積より小さく設定されている。そのため、係合ボール72を収容部71Bの中空部に配置すれば、係合ボール72の先端側(中空回転軸71の半径方向端部)のみが前記開口から中空回転軸71の内周面側に突出するが、係合ボール72全体は中空回転軸71の内周面側に移動することはない。
 各々の収容部71Bにおける押圧ボルト73を均等に締め込むことにより、係合ボール72が押圧ボルト73により半径方向内方に押圧され、係合ボール72の先端が中空回転軸71の内周面から入力軸103(図1参照)の外周面に均等に突出して入力軸103を押圧し、入力軸103と中空回転軸71を接合する(結合する)。その結果、中空回転軸71の円周方向及び半径方向について、入力軸103と中空回転軸71が相対移動することなく(ガタつき無く)、入力軸103と中空回転軸71との軸心が合致した状態で連結される。
 ここで、収容部(係合ボール、押圧ボルト)の個数は、3個に限定される訳ではない。中空回転軸71の円周方向に等間隔に配置するのであれば2個設けても良いし、或いは4個以上設けることが可能である。ただし、図9で示す様に、収容部71Bを3個設ければ、力のバランスおよび締め込み作業の効率化の点で優れている。
 収容部の個数は、入力軸103と中空回転軸71との軸心がオフセットされなければ、特に個数について限定は無い。
 なお、収容部71Bは、図9に示す様に中空回転軸71と一体に形成されても良いが、中空回転軸71と別体に形成しても良い。
 図9の第5実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1~図6、図7、図8の各実施形態と同様である。
 次に図10を参照して、第6実施形態を説明する。
 図10の第6実施形態では、回転力(トルク)は伝達するがスラスト力は伝達しない態様で接続する機構は、入力軸103(回転駆動軸)の外周面及び回転中空軸81の内周面に形成されたスプラインで構成している。
 図10において、当該スプラインは、中空回転軸81の軸線方向中央付近に位置するベーン11(ロータ2)の直下付近の領域の内周面のみに形成され(中空回転軸81のスプライン部81A)、中空回転軸81の当該スプラインが形成された部分(スプライン部)は符号81Aで示されている。また入力軸103において、前記スプラインは、中空回転軸81のベーン直下付近の領域(中空回転軸81のスプライン部81A)と対応する入力軸103の外周面のみに形成され、入力軸103の当該スプラインが形成されて部分(入力軸スプライン部)は符号103Aで示されている。
 一方、中空回転軸81において、先端側(ベーンポンプ本体部8側:図10の右端側)、後端側(カバー部7側、図10の左端側)には、それぞれ、スプラインの存在しない領域である大径部81B、81Cが形成している。そして入力軸103において、中空回転軸81のスプラインの存在しない領域である大径部81B、81Cに対応する軸方向の領域には、それぞれスプラインは存在していない領域(非スプライン部)103B、103Cが形成されている。
 中空回転軸81の大径部81B、81C、入力軸103の非スプライン部103B、103Cは、潤滑油(例えばグリース油)を充填する潤滑油充填空間(大径部)を構成している。
 図10において、先端側(カバー部7から隔離した側:図10で右端側)の大径部81Bには、潤滑油のシール材として断面四角形状のリングである角リング82(例えば、樹脂或いは耐油ゴム製)を設けている。角リング82の内径は、入力軸103の外径と概略等しい。
 中空回転軸81の先端側、後端側(図10の右端側及び左端側)の大径部81B、81Cにグリース油を充填した後、伝達装置101にベーンポンプ80を付設すると、後端側(図10の左端側)の大径部81Cの空間は伝達装置101のハウジングで塞がれて、グリース油をシールすることが出来る。一方、先端側(図10の右端側)の大径部81Bの空間は、入力軸103におけるスプラインが刻設されていない非スプライン部103Bの外周面に前記角リング82を設けることによりシールされ、グリースの充填状態を持続させることができる。
 ベーンポンプを内燃機関で駆動する場合、内燃機関特有のトルク変動が入力軸を通じて雄、雌のスプラインの歯同士が衝突して(歯同士の叩かれが生じ)、スプラインの歯面にダメージを与える恐れがある。
 これに対して、図10の第6実施形態であれば、潤滑油であるグリース油が介在することにより、グリース油がクッションになり、スプラインの歯同士が衝突して歯面が損傷することの軽減を図ることが出来る。
 図10の第6実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図1~図6、図7、図8、図9の各実施形態と同様である。
 ここで図11を参照して、第6実施形態の変形例について説明する。
 図10の第6実施形態では、中空回転軸81の先端側(図10の右端側)の大径部81Aにはスプラインは刻設されていないので、そのまま角リング82を設置することが出来る。しかし、図11(A)で示す様に、ベーンポンプ90の中空回転軸91の軸方向全域にスプラインが形成されている場合には、図10で示す様に角リング82でシールをするのであれば、角リング82を設置するべき箇所(中空回転軸91の先端側(図11の右端側))における(中空回転軸の内周面の)スプラインを機械加工で切除して円筒面を形成し、その後、当該箇所に角リング82を設置する必要がある。
 それに対して、第6実施形態の変形例では、図11(B)で示す様に、中空回転軸91の内周面の雌スプラインに対応する凹凸面をその外周に形成したスプラインシール92(樹脂製)を、潤滑油のシール材として使用している。
 図示しない入力軸103(回転駆動軸、図1)と中空回転軸91を接続するに際しては、スプラインシール92を中空回転軸91の先端側(図11の右端側)から組み付け、スプラインシール92の半径方向内方の空間に入力軸103の外周面を挿入して、入力軸103の雄スプラインと中空回転軸91の雌スプラインとが係合した状態とする。スプラインシール92は、中空回転軸91の内周面の雌スプラインに対応する凹凸面をその外周に形成しているので、入力軸103の雄スプライン、中空回転軸91の雌のスプラインをシールすることが出来る。そして、スプラインシール92を設置するべき箇所における(中空回転軸91内周面の)スプラインを機械加工で切除して円筒面を形成する必要もない。そして、中空回転軸91の全長に亘って雌スプラインを形成しつつ、加工コストを高めることなく、その内部に潤滑油を封入できる。
 図11の変形例におけるその他の構成及び作用効果は、図10の第6実施形態と同様である。
 図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。
 図示の実施形態では、伝達装置101の入力軸103が中空回転軸1、21、51、61、71、81、91の中空部に挿通している状態が示されているが、例えばモータ等の原動機102(駆動源)の出力軸105を中空回転軸1、21、51、61、71、81、91の中空部に挿入することも可能である。
1、21、51、61、71、81、91・・・中空回転軸
1A・・・軸側凹部
2、22・・・ロータ
2A・・・ロータ側段部
3、23・・・ワイヤーリング
4(4A、4B)、24(24A、24B)・・・メカニカルシール
5、25・・・保護用リリーフ回路
6、26・・・カムリング
7、27・・・カバー部
8、28・・・本体部
9、29、55・・・メカニカルシール用リリーフ回路
10、20、50、60、70、80、90・・ベーンポンプ
11、31・・・ベーン
11G・・・ベーン溝
12・・・ベーン用圧油貯留部
13、33・・・吸入回路
14、34・・・吸入ポート
15、35(35-1、35-2)・・・吐出回路
16、36(36-1、36-2)・・・吐出ポート
17、37・・・プレッシャーローディング用回路
18、38・・・プレッシャープレート
19、39、54・・・軸受ブッシュ
40・・・中間プレート
52・・・キー
53・・・キー溝
61B・・・係合溝
62・・・スプリングピン
71B・・・収容部
72・・・係合ボール
73・・・押圧ボルト
82・・・角リング(潤滑油のシール材)
92・・・スプラインシール(潤滑油のシール材)
101・・・伝達装置
102・・・駆動源
103・・・入力軸
105・・・出力軸
B・・・接合用ボルト
H・・・取付用ボルト孔
α・・・ポンプ室

Claims (11)

  1.  中空回転軸を有し、当該中空回転軸は中空部に駆動源の回転駆動軸が挿通可能に構成されており、トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構により中空回転軸と回転駆動軸が接続されていることを特徴とするベーンポンプ。
  2.  前記中空回転軸にロータが取り付けられている請求項1のベーンポンプ。
  3.  前記中空回転軸とロータは相対回転不能でかつワイヤーリングにより軸方向の移動を制限するように取り付けられており、中空回転軸に形成された軸側凹部とロータに形成されたロータ側段部が整合した状態で、軸側凹部とロータ側段部とを跨ぐ態様でワイヤーリングが配置されている請求項2のベーンポンプ。
  4.  前記中空回転軸の軸方向両端部にメカニカルシールを設け、両端部のメカニカルシールを連通する回路を形成している請求項1~3の何れか1項に記載のベーンポンプ。
  5.  前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構は、中空回転軸の内周面と回転駆動軸に外周面に形成されたスプラインである請求項1~4の何れか1項に記載のベーンポンプ。
  6.  前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構は、キーとキー溝である請求項1~4の何れか1項に記載のベーンポンプ。
  7.  前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構は、中空回転軸を貫通する係合溝と回転駆動軸の貫通孔と当該係合溝及び貫通孔に挿入可能なスプリングピンを有する請求項1~4の何れか1項に記載のベーンポンプ。
  8.  前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構を回転駆動軸外周面及び回転中空軸内周面に形成されたスプラインで構成し、当該スプラインは回転駆動軸及び回転中空軸の軸方向におけるベーン近傍の領域のみに形成し、回転駆動軸及び回転中空軸のスプラインが設けられていない領域は潤滑油を充填する潤滑油充填空間を構成し、カバー部から離隔した側の領域には潤滑油のシール材が設けられている請求項1~5の何れか1項に記載のベーンポンプ。
  9.  前記トルクを伝達するがスラストは伝達しない機構を回転駆動軸外周面及び回転中空軸内周面の軸方向全域に形成されたスプラインで構成し、カバー部から離隔した側の領域には潤滑油のシール材を配置し、当該シール材は、その外周に凹凸を形成しており、当該凹凸は中空回転軸内周面に形成されたスプラインに対応して形成されている請求項1~5の何れか1項に記載のベーンポンプ。
  10.  中空回転軸はカバー部から離隔した側に配置されている支持部材及びカバー部近傍に配置されている支持部材により支持されている請求項1~3、5~9の何れか1項に記載のベーンポンプ。
  11.  カバー部側のメカニカルシールと吸入部とを連通する回路を形成する請求項10のベーンポンプ。
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