WO2025154451A1 - ベーンポンプ - Google Patents
ベーンポンプInfo
- Publication number
- WO2025154451A1 WO2025154451A1 PCT/JP2024/044239 JP2024044239W WO2025154451A1 WO 2025154451 A1 WO2025154451 A1 WO 2025154451A1 JP 2024044239 W JP2024044239 W JP 2024044239W WO 2025154451 A1 WO2025154451 A1 WO 2025154451A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- cam ring
- recess
- rotor
- vane pump
- pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
Definitions
- the present invention relates to a vane pump.
- JPH6-063883U discloses a vane pump that includes a rotor with multiple vanes attached so that they can freely protrude and retract in the radial direction, a cam ring that rotatably houses the rotor, and a pump chamber formed between two adjacent vanes and whose volume changes with the rotation of the rotor.
- the cam ring is clamped by a plate member, and its position relative to the plate member is fixed by a positioning pin.
- a recess is formed on the outer circumferential surface of the cam ring to house part of the positioning pin.
- the cam ring is sometimes formed by sintering.
- the thickness (radial thickness) at the recesses is made large. This can result in excessive thickness around the recesses, resulting in a lot of wasted material for the cam ring and potentially increasing the manufacturing costs of the vane pump.
- the present invention aims to reduce the manufacturing costs of vane pumps.
- a vane pump includes a rotor connected to a drive shaft and driven to rotate, a plurality of vanes arranged to freely reciprocate radially relative to the rotor, a cam ring having an inner cam surface against which the tips of the vanes slide as the rotor rotates, and a pump chamber defined by the rotor, the cam ring, and a pair of adjacent vanes, and the outer circumferential surface of the cam ring is formed with an arc-shaped recess that is recessed radially inward and has a constant radius of curvature, and a cutout portion that is continuous with the recess and is formed in an arc-like or linear shape with a radius of curvature larger than that of the recess.
- the vane pump 100 is used as a fluid pressure supply source for a fluid pressure device 70 (e.g., a power steering device, a transmission, etc.) mounted on a vehicle.
- a fluid pressure device 70 e.g., a power steering device, a transmission, etc.
- a fixed displacement vane pump 100 in which hydraulic oil is used as the working fluid will be described, but other fluids such as hydraulic water may also be used as the working fluid, and the vane pump 100 may be a variable displacement type.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of the vane pump 100
- FIG. 2 is a plan view of the rotor 2, vanes 3, cam ring 4, and body side plate 30 with the pump cover 20 and cover side plate 40 removed. Note that FIG. 1 is a cross-section taken along line I-I in FIG. 2.
- the vane pump 100 includes a housing 25, a drive shaft 1 rotatably supported by the housing 25, a rotor 2 connected to the drive shaft 1 and driven to rotate, a plurality of slits 2s opening on the outer circumferential surface of the rotor 2, a plurality of vanes 3 slidably inserted into the slits 2s of the rotor 2 and provided so as to be capable of reciprocating radially relative to the rotor 2, and a cam ring 4 having an inner circumferential cam surface 4a against which the tip end 3a (see FIG. 2) of the vane 3 slides as the rotor 2 rotates.
- the housing 25 includes a pump body 10 having an accommodation recess 10A, and a pump cover 20 (see FIG. 1) that covers the accommodation recess 10A and is fixed to the pump body 10.
- the cam ring 4 is formed by sintering and accommodates the rotor 2 and the vanes 3.
- the vane pump 100 is driven by a drive device (not shown), such as an engine or an electric motor.
- a drive device such as an engine or an electric motor.
- an insertion hole 15 is formed in the housing 25, penetrating the pump cover 20 but not penetrating the pump body 10.
- the pump body 10 is formed with an accommodating recess 10A having a larger diameter than the insertion hole 15.
- the cam ring 4 accommodating the rotor 2 and vanes 3 is accommodated in the accommodating recess 10A of the pump body 10, and the drive shaft 1 is inserted into the insertion hole 15, so that the rotor 2 is connected to the drive shaft 1.
- the vane pump 100 generates fluid pressure by driving the rotor 2 to rotate clockwise as shown by the arrow in FIG. 2 with the rotation of the drive shaft 1.
- the drive shaft 1 is rotatably supported by the housing 25 via bushes 11 and 12 provided in the insertion hole 15.
- a seal member 55 is provided between the outer circumferential surface of the drive shaft 1 and the pump cover 20 to
- the direction along the rotation axis of the rotor 2 (in other words, the drive shaft 1) is referred to as the "axial direction”
- the radial direction centered on the rotation axis of the rotor 2 is referred to as the "radial direction”
- the direction in which the rotor 2 rotates when the vane pump 100 is in operation is referred to as the "circumferential direction”.
- the vane pump 100 further includes a body side plate 30 provided at one axial end of the rotor 2 and in contact with one side of the rotor 2 and the cam ring 4, and a cover side plate 40 provided at the other axial end of the rotor 2 and in contact with the other side of the rotor 2 and the cam ring 4.
- the body-side side plate 30 is provided between the bottom surface of the accommodating recess 10A and the rotor 2.
- One axial end face of the rotor 2 (the lower end face in FIG. 1) slides against the body-side side plate 30, and one axial end face of the cam ring 4 (the lower end face in FIG. 1) abuts against it.
- the cover-side side plate 40 is provided between the rotor 2 and the pump cover 20.
- the other axial end face of the rotor 2 (the upper end face in FIG. 1) slides against the cover-side side plate 40, and the other axial end face of the cam ring 4 (the upper end face in FIG. 1) abuts against it.
- the body side plate 30, rotor 2, cam ring 4, and cover side plate 40 are accommodated in the accommodation recess 10A of the pump body 10. In this state, the accommodation recess 10A is sealed by attaching the pump cover 20 to the pump body 10.
- multiple slits 2s are formed radially in the rotor 2.
- the slits 2s open to the outer periphery of the rotor 2.
- the vane 3 is formed in a rectangular flat plate shape.
- the vane 3 is slidably inserted into the slit 2s, and has a tip end 3a which is the end protruding from the slit 2s, and a base end 3b which is the end opposite the tip end 3a.
- a back pressure chamber 5 is defined by the base end 3b of the vane 3.
- the back pressure chamber 5 communicates with the high pressure chamber 14, and hydraulic oil is guided to the back pressure chamber 5 from the high pressure chamber 14.
- the vane 3 is pressed in the direction protruding from the slit 2s by the pressure of the hydraulic oil guided to the back pressure chamber 5.
- the cam ring 4 is an annular member having an inner cam surface 4a, which is an inner surface having a substantially elliptical shape.
- the inner cam surface 4a is the surface against which the tips 3a of the multiple vanes 3 slide as the rotor 2 rotates.
- the cam ring 4 has a pin hole 4b through which a positioning pin 8 is inserted, and is positioned relative to the housing 25 by inserting the positioning pin 8 into the pin hole 4b and a pin hole (not shown) in the pump cover 20.
- the configuration of the outer peripheral surface 41 of the cam ring 4 will be described later.
- the discharge port 31 is formed through the body side plate 30 and guides the hydraulic oil discharged from the pump chamber 6 to the high pressure chamber 14.
- the suction port 33 is formed to have a concave shape that opens radially outward and guides the hydraulic oil from the bypass passage 13 of the suction passage 50 to the pump chamber 6.
- the back pressure groove 34 overlaps and communicates with multiple back pressure chambers 5 as the rotor 2 rotates.
- the back pressure groove 34 is formed through the body side plate 30 and communicates with the high pressure chamber 14. As a result, the high pressure hydraulic oil from the discharge port 31 is guided to the back pressure chamber 5 through the high pressure chamber 14 and the back pressure groove 34.
- the back pressure chamber 5 presses the vane 3 toward the inner cam surface 4a by the hydraulic oil guided through the back pressure groove 34, causing the vane 3 to slide against the inner cam surface 4a.
- a portion of the hydraulic oil discharged into the high pressure chamber 14 is supplied to the back pressure chamber 5 through the back pressure groove 34, and presses the base end 3b of the vane 3 toward the inner cam surface 4a.
- the vane 3 is therefore pressed in a direction protruding from the slit 2s by the fluid pressure in the back pressure chamber 5 pressing against the base end 3b, and by the centrifugal force acting as the rotor 2 rotates.
- the tip end 3a of the vane 3 rotates while sliding against the inner cam surface 4a of the cam ring 4, so that the hydraulic oil in the pump chamber 6 is discharged from the discharge port 31 without leaking between the tip end 3a of the vane 3 and the inner cam surface 4a of the cam ring 4.
- the outer peripheral surface 41 of the cam ring 4 is formed with an arc-shaped recess 41a that is recessed radially inward and has a constant radius of curvature, and a notch 41b that is formed continuous with the recess 41a.
- the recess 41a and the notch 41b are formed as a pair in a position and shape that is symmetrical with respect to the central axis O of rotation (drive shaft 1) of the rotor 2.
- the outer peripheral surface 41 of the cam ring 4 is formed as an arc-shaped portion 41c centered on the central axis O of rotation other than the recess 41a and the notch 41b.
- the outer peripheral surface 41 of the cam ring 4 is formed in a substantially circular shape centered on the central axis O of rotation, and has a space S formed by the recess 41a and the notch 41b recessed radially inward.
- the recess 41a is formed in an arc shape near the pin hole 4b.
- the recess 41a is formed in the discharge region 82, and is formed in an arc shape with a central angle of approximately 90 degrees.
- the cutout portion 41b is formed extending from the end 41d of the recess 41a to the rear side in the rotation direction of the drive shaft 1.
- the cutout portion 41b is formed in a straight line in the discharge region 82.
- the cutout portion 41b is formed extending from the end 41d of the recess 41a in the tangential direction of the recess 41a, and is connected to the arc portion 41c.
- the recess 41a is used, for example, to determine the front and back orientation of the cam ring 4 when assembling the vane pump 100.
- a jig (not shown) for setting the cam ring 4 is provided with a cylindrical portion 45.
- the cylindrical portion 45 is arranged in the space S so that it can come into contact with the recess 41a.
- the cam ring 4 is rotated in a predetermined direction (in this embodiment, counterclockwise as indicated by the arrow in FIG. 3) to bring the recess 41a into contact with the outer peripheral surface of the cylindrical portion 45. This causes the cam ring 4 to be set in the jig.
- the notch portion 41b extends from the end 41d of the recess 41a in the tangential direction of the recess 41a and is connected to the arc portion 41c. Therefore, the notch portion 41b is smoothly connected to the recess 41a and the arc portion 41c, so that the stress concentration at the boundary (end 41d) between the notch portion 41b and the recess 41a and the boundary 41e between the notch portion 41b and the arc portion 41c can be reduced.
- the recess 41a is connected to the arc portion 41c through the notch portion 41b. Therefore, the presence of the notch portion 41b can reduce the stress concentration around the recess 41a.
- the radial thickness of the cutout portion 41b is greater than that of the thin-walled portion 41f, which has the thinnest radial thickness in the cam ring 4.
- the thin-walled portion 41f is the boundary between the suction region 81 and the transition region 83 between the suction region 81 and the discharge region 82 in the cam ring 4.
- the boundary between the transition region 83 and the suction region 81 is where the pressure of the hydraulic oil in the pump chamber 6 is the smallest, and the pressure that the cam ring 4 receives from the hydraulic oil is also small, so that the thin-walled portion 41f is the thinnest radial thickness in the cam ring 4.
- the outer peripheral surface 41 of the cam ring 4 has a recess 41a and a cutout portion 41b formed continuously with the recess 41a. Therefore, the recess 41a determines the front and back position of the cam ring 4, while the cutout portion 41b allows the cam ring 4 to be thin-walled. This reduces the waste of material from the cam ring 4, and reduces the manufacturing cost of the vane pump 100.
- the recess 41a and the cutout 41b are formed as a pair at positions and shapes symmetrical with respect to the drive shaft 1.
- the present invention is not limited to this, and only one recess 41a and one cutout 41b may be formed on the outer circumferential surface 41 of the cam ring 4. Even with this configuration, the same effects as those of the above embodiment can be achieved.
- the recess 41a and the cutout 41b are formed as a pair.
- the notch portion 41b is formed in a straight line extending from the end 41d of the recess 41a in the tangential direction of the recess 41a. This can reduce stress concentration at the boundary (end 41d) between the notch portion 41b and the recess 41a and at the boundary 41e between the notch portion 41b and the arc portion 41c, and can improve the strength of the cam ring 4.
- the above configuration is not essential, and in cases where the strength of the cam ring 4 is sufficient, the notch portion 41b may be formed without extending from the end 41d of the recess 41a in the tangential direction of the recess 41a.
- the notch portion 41b is not limited to a straight line, and may be formed in an arc shape having a larger radius of curvature than the recess 41a.
- the radial thickness of cutout portion 41b is greater than thin-walled portion 41f, which has the thinnest radial thickness in cam ring 4.
- the present invention is not limited to this, and cutout portion 41b may be the thin-walled portion, which has the thinnest radial thickness in cam ring 4, as long as the strength of cam ring 4 can be ensured.
- recess 41a is used to determine the front and back orientation of cam ring 4 when assembling vane pump 100.
- the use of recess 41a is not limited to this.
- a configuration may be adopted in which positioning pin 8 is inserted into recess 41a to position cam ring 4 relative to housing 25. In the case of this configuration, it is not necessary to form pin hole 4b in cam ring 4 through which positioning pin 8 is inserted.
- the vane pump 100 includes the body side plate 30 and the cover side plate 40.
- the body side plate 30 and the cover side plate 40 are not essential components of the vane pump 100. Even with this configuration, the same effects as those of the above embodiment can be achieved.
- the vane pump 100 comprises a rotor 2 connected to a drive shaft 1 and driven to rotate, a number of vanes 3 arranged to be capable of reciprocating radially relative to the rotor 2, a cam ring 4 having an inner cam surface 4a against which the tip 3a of the vane 3 slides as the rotor 2 rotates, and a pump chamber 6 defined by the rotor 2, the cam ring 4, and a pair of adjacent vanes 3.
- the outer peripheral surface 41 of the cam ring 4 is formed with an arc-shaped recess 41a that is recessed radially inward and has a constant radius of curvature, and a cutout portion 41b that is continuous with the recess 41a and is formed in an arc-like or linear shape with a radius of curvature larger than that of the recess 41a.
- the outer peripheral surface 41 of the cam ring 4 has a recess 41a recessed radially inward, and a cutout portion 41b formed continuous with the recess 41a. Therefore, for example, the recess 41a can determine the position of the cam ring 4, while the cutout portion 41b can thin the cam ring 4. This reduces the waste of material from the cam ring 4, and reduces the manufacturing costs of the vane pump 100.
- the cutout portion 41b is formed by extending from the end portion 41d of the recess 41a in the tangential direction of the recess 41a.
- the cutout portion 41b is smoothly connected to the recess 41a and the arc portion 41c of the outer circumferential surface 41 of the cam ring 4, so stress concentration can be reduced at the boundary (end 41d) between the cutout portion 41b and the recess 41a and at the boundary 41e between the cutout portion 41b and the arc portion 41c.
- This configuration ensures the strength of the cam ring 4.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
Abstract
ベーンポンプ(100)は、駆動シャフト(1)に連結され回転駆動されるロータ(2)と、ロータ(2)に対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーン(3)と、ロータ(2)の回転に伴ってベーン(3)の先端部(3a)が摺接する内周カム面(4a)を有するカムリング(4)と、ロータ(2)、カムリング(4)、及び一対の隣り合うベーン(3)によって区画されたポンプ室(6)と、を備え、カムリング(4)の外周面(41)には、径方向内側に窪むとともに一定の曲率半径を有する円弧状の凹部(41a)と、凹部(41a)と連続して形成されるとともに、凹部(41a)よりも大きな曲率半径を有する円弧状または直線状に形成される切り欠き部(41b)と、が形成される。
Description
本発明は、ベーンポンプに関するものである。
JPH6-063883Uには、複数のベーンを半径方向に出没自在に取り付けたロータと、ロータを回転自在に収容するカムリングと、隣合う二つのベーン間に形成され、ロータの回転によってその容積が変化するポンプ室と、を備えるベーンポンプが開示されている。カムリングはプレート部材により挟持され、位置決めピンによりプレート部材との位置が固定される。カムリングの外周面には、位置決めピンの一部を収容する凹部が形成される。
JPH6-063883Uに記載のようなベーンポンプでは、カムリングは、焼結により成形されることがある。カムリングでは、凹部での強度を確保するため、凹部での肉厚(径方向の厚さ)を大きくしている。これにより、凹部の周辺が過剰に肉厚になり、カムリングの材料の無駄が多くなり、ベーンポンプの製造コストが高くなるおそれがある。
本発明は、ベーンポンプの製造コストを低減することを目的とする。
本発明のある態様によれば、ベーンポンプであって、駆動シャフトに連結され回転駆動されるロータと、前記ロータに対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーンと、前記ロータの回転に伴って前記ベーンの先端部が摺接する内周カム面を有するカムリングと、前記ロータ、前記カムリング、及び一対の隣り合う前記ベーンによって区画されたポンプ室と、を備え、前記カムリングの外周面には、径方向内側に窪むとともに一定の曲率半径を有する円弧状の凹部と、前記凹部と連続して形成されるとともに、前記凹部よりも大きな曲率半径を有する円弧状または直線状に形成される切り欠き部と、が形成される。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るベーンポンプ100について説明する。ベーンポンプ100は、車両に搭載される流体圧機器70(例えば、パワーステアリング装置や変速機等)の流体圧供給源として用いられる。ここでは、作動流体として作動油が用いられる固定容量型のベーンポンプ100について説明するが、作動水等の他の流体を作動流体として用いてもよく、ベーンポンプ100が可変容量型であってもよい。
図1はベーンポンプ100の断面図であり、図2はポンプカバー20及びカバー側サイドプレート40を取り外した状態でのロータ2、ベーン3、カムリング4及びボディ側サイドプレート30の平面図である。なお、図1は、図2のI-I線に沿った断面である。
図1及び図2に示すように、ベーンポンプ100は、ハウジング25と、ハウジング25に回転自在に支持される駆動シャフト1と、駆動シャフト1に連結されて回転駆動されるロータ2と、ロータ2の外周面に開口する複数のスリット2sと、ロータ2のスリット2sに摺動自在に挿入されロータ2に対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーン3と、ロータ2の回転に伴ってベーン3の先端部3a(図2参照)が摺接する内周カム面4aを有するカムリング4と、を備える。ハウジング25は、収容凹部10Aを有するポンプボディ10と、収容凹部10Aを覆いポンプボディ10に固定されるポンプカバー20(図1参照)と、を有する。本実施形態では、カムリング4は焼結により形成され、ロータ2及びベーン3を収容する。
ベーンポンプ100は、例えばエンジンや電動モータ等の駆動装置(図示せず)によって駆動される。図1に示すように、ハウジング25には、挿入孔15がポンプカバー20を貫通するとともにポンプボディ10を貫通しないように延びて形成される。ポンプボディ10には、挿入孔15よりも大径な収容凹部10Aが形成される。ロータ2及びベーン3を収容したカムリング4がポンプボディ10の収容凹部10Aに収容され、駆動シャフト1が挿入孔15に挿入されて、ロータ2が駆動シャフト1に連結される。ベーンポンプ100は、駆動シャフト1の回転に伴ってロータ2が図2の矢印で示すように時計回りに回転駆動されることにより流体圧を発生させる。駆動シャフト1は、挿入孔15に設けられるブッシュ11,12を介して、ハウジング25に回転自在に支持される。駆動シャフト1の外周面とポンプカバー20の間には、作動油の漏出を防止するシール部材55が設けられる。
以下において、ロータ2の回転軸(言い換えれば、駆動シャフト1)に沿う方向を「軸方向」と称し、ロータ2の回転軸を中心とする放射方向を「径方向」と称し、ベーンポンプ100の作動時にロータ2が回転する方向を「周方向」と称する。
図1に示すように、ベーンポンプ100は、ロータ2の軸方向一端側に設けられ、ロータ2及びカムリング4の一方の側面に接触して設けられるボディ側サイドプレート30と、ロータ2の軸方向他端側に設けられ、ロータ2及びカムリング4の他方の側面に接触して設けられるカバー側サイドプレート40と、をさらに備える。
ボディ側サイドプレート30は、収容凹部10Aの底面とロータ2との間に設けられる。ボディ側サイドプレート30には、ロータ2の軸方向一端面(図1における下側の端面)が摺接するとともにカムリング4の軸方向一端面(図1における下側の端面)が当接する。カバー側サイドプレート40は、ロータ2とポンプカバー20との間に設けられる。カバー側サイドプレート40には、ロータ2の軸方向他端面(図1における上側の端面)が摺接するとともにカムリング4の軸方向他端面(図1における上側の端面)が当接する。
ボディ側サイドプレート30、ロータ2、カムリング4、及びカバー側サイドプレート40は、ポンプボディ10の収容凹部10Aに収容される。この状態で、ポンプボディ10にポンプカバー20が取付けられることで、収容凹部10Aは封止される。
図2に示すように、ロータ2には、複数のスリット2sが放射状に形成される。スリット2sは、ロータ2の外周に開口する。
ベーン3は、矩形平板状に形成される。ベーン3は、スリット2sに摺動自在に挿入され、スリット2sから突出する方向の端部である先端部3aと、先端部3aとは反対側の端部である基端部3bと、を有する。スリット2s内において、ベーン3の基端部3bによって背圧室5が区画される。背圧室5は後述するように高圧室14と連通し、背圧室5には高圧室14から作動油が導かれる。ベーン3は、背圧室5に導かれる作動油の圧力によりスリット2sから突出する方向に押圧される。
カムリング4は、略長円形状をした内周面である内周カム面4aを有する環状の部材である。内周カム面4aは、ロータ2の回転に伴って複数のベーン3の先端部3aが摺接する面である。
ベーン3は、基端部3bを押圧する背圧室5の流体圧力と、ロータ2の回転に伴って働く遠心力と、によってスリット2sから突出する方向(径方向外方)に押圧される。ベーン3が径方向外方に押圧されると、ベーン3の先端部3aがカムリング4の内周カム面4aに摺接する。これにより、カムリング4の内部には、ロータ2の外周面、カムリング4の内周カム面4a、及び一対の隣り合うベーン3によって、ポンプ室6が区画される。
内周カム面4aは、略楕円状に形成される。そのため、ロータ2の回転に伴い、ポンプ室6の容積は拡張と収縮とを繰り返す。ポンプ室6が拡張する吸込領域81では作動油が吸入され、ポンプ室6が収縮する吐出領域82では作動油が吐出される。
カムリング4は、位置決めピン8が挿通されるピン孔4bを有し、位置決めピン8がピン孔4b及びポンプカバー20のピン孔(図示省略)に挿通されることにより、ハウジング25に対して位置決めされる。なお、カムリング4の外周面41の構成については後述する。
図1に示すように、ポンプボディ10の収容凹部10Aの底面側には、ポンプボディ10とボディ側サイドプレート30によって環状の高圧室14が区画される。高圧室14には、ポンプ室6から吐出される高圧の作動油が導かれる。高圧室14は、吐出通路62を介してベーンポンプ100の外部の流体圧機器70(例えば、パワーステアリング装置、変速機等)に接続される。
ポンプカバー20には低圧室21が形成され、収容凹部10Aの内周面には低圧室21と連通する迂回通路13が形成される。低圧室21は、タンク通路61を介してタンク60に接続される。低圧室21と迂回通路13により、後述するようにポンプ室6に作動油を導く吸い込み通路50が形成される。
図1、図2に示すように、ボディ側サイドプレート30は、吐出領域82に対応するように形成される吐出ポート31(図2参照)と、駆動シャフト1が挿通する貫通孔(図示省略)と、吸込領域81に対応するように形成される吸込ポート33と、ロータ2の周方向に互いに間隔を空けて設けられ背圧室5に連通する背圧溝34と、位置決めピン8が挿通するピン孔(図示省略)と、を有する。
吐出ポート31は、ボディ側サイドプレート30を貫通して形成され、ポンプ室6から吐出される作動油を高圧室14へと導く。吸込ポート33は、径方向外側に開口する凹形状となるように形成され、吸い込み通路50の迂回通路13からポンプ室6に作動油を導く。背圧溝34は、ロータ2の回転に伴い、複数の背圧室5と重なり連通する。背圧溝34は、ボディ側サイドプレート30を貫通して形成され、高圧室14と連通する。これにより、吐出ポート31からの高圧の作動油は、高圧室14及び背圧溝34を通じて背圧室5に導かれる。背圧室5は、背圧溝34を通じて導かれる作動油によりベーン3を内周カム面4aに向けて押圧し、ベーン3を内周カム面4aに摺接させる。
図1に示すように、カバー側サイドプレート40は、駆動シャフト1が挿通する貫通孔(図示省略)と、吸込領域81に対応するように形成される吸込ポート43と、位置決めピン8が挿通するピン孔(図示省略)と、を有する。
吸込ポート43は、カバー側サイドプレート40を貫通して形成され、吸い込み通路50の低圧室21からポンプ室6に作動油を導く。よって、ポンプ室6には、ボディ側サイドプレート30の吸込ポート33及びカバー側サイドプレート40の吸込ポート43を通じて作動油が導かれる。ボディ側サイドプレート30及びカバー側サイドプレート40は、カムリング4と同様に、位置決めピン8によってハウジング25に対して位置決めされる。
次に、ベーンポンプ100の動作について説明する。
エンジン等の駆動装置(図示せず)の動力によって駆動シャフト1が回転駆動されると、ロータ2が図2に矢印で示す方向に回転する。ロータ2の回転に伴って、吸込領域81に位置するポンプ室6が拡張する。これにより、タンク60内の作動油が、図1に示すように、タンク通路61、吸い込み通路50、ボディ側サイドプレート30の吸込ポート33及びカバー側サイドプレート40の吸込ポート43を通じてポンプ室6に吸い込まれる。また、ロータ2の回転に伴って、吐出領域82に位置するポンプ室6が収縮する。これにより、ポンプ室6内の作動油が、吐出ポート31(図2参照)を通じて高圧室14に吐出される。高圧室14に吐出された作動油は、吐出通路62を通じて外部の流体圧機器70へと供給される。本実施形態のベーンポンプ100では、ロータ2が一回転する間に、各ポンプ室6が作動油の吸込、吐出を二回繰り返す。
高圧室14に吐出された作動油の一部は、背圧溝34を通じて背圧室5に供給され、ベーン3の基端部3bを内周カム面4aに向かって押圧する。したがって、ベーン3は、基端部3bを押圧する背圧室5の流体圧力と、ロータ2の回転に伴って働く遠心力と、によってスリット2sから突出する方向に押圧される。これにより、ベーン3の先端部3aがカムリング4の内周カム面4aに摺接しながら回転するので、ポンプ室6内の作動油は、ベーン3の先端部3aとカムリング4の内周カム面4aとの間から漏れることなく吐出ポート31から吐出される。
次に、カムリング4の外周面41の構成について詳しく説明する。
図2に示すように、カムリング4の外周面41には、径方向内側に窪むとともに一定の曲率半径を有する円弧状の凹部41aと、凹部41aと連続して形成される切り欠き部41bと、が形成される。本実施形態では、凹部41a及び切り欠き部41bは、ロータ2の回転中心軸O(駆動シャフト1)に対して対称な位置及び形状で一対形成される。カムリング4の外周面41における凹部41a及び切り欠き部41b以外は、回転中心軸Oを中心とした円弧部41cとして形成される。言い換えれば、カムリング4の外周面41は、回転中心軸Oを中心とした略円状に形成されつつ、凹部41aと切り欠き部41bが径方向内側に窪むことによって形成された空間Sを有する。
凹部41aは、ピン孔4bの近傍に円弧状に形成される。本実施形態では、凹部41aは、吐出領域82に形成され、中心角が略90度の円弧状に形成される。切り欠き部41bは、凹部41aの端部41dから、駆動シャフト1の回転方向の後方側に延びて形成される。本実施形態では、切り欠き部41bは、吐出領域82において直線状に形成される。具体的には、切り欠き部41bは、凹部41aの端部41dから凹部41aの接線方向に延びて形成され、円弧部41cに接続される。
凹部41aは、例えば、ベーンポンプ100の組み立て時にカムリング4の表裏の向きを決めるために用いられる。具体的には、図3に示すように、カムリング4をセットする治具(図示省略)には円柱部45が設けられる。円柱部45は、凹部41aと接触可能なように空間Sに配置される。空間Sに円柱部45が配置された状態で、カムリング4を予め決められた方向(本実施形態では、図3に矢印で示す反時計回り)に回転させて、円柱部45の外周面に凹部41aを接触させる。これにより、カムリング4が治具にセットされる。この際、カムリング4が表裏逆になっていると、図4に示すように、凹部41a及び切り欠き部41bの位置関係が反転する。そのため、空間Sに円柱部45が配置された状態で、カムリング4を予め決められた方向(本実施形態では、図4に矢印で示す反時計回り)に回転させても、円柱部45の外周面に凹部41aが接触しないため、カムリング4を治具にセットすることができない。このように、凹部41aにより、ベーンポンプ100の組み立て時にカムリング4の表裏の向きを決めることができ、カムリング4の誤組み付けが防止される。
ここで、カムリング4では、凹部41aやピン孔4bでの強度を確保するため、凹部41a及びピン孔4bでの肉厚(径方向の厚さ)を大きくしている。仮に、カムリング4の外周面41に切り欠き部41bが形成されない構成であると、凹部41aやピン孔4bの周辺が過剰に肉厚になり、焼結により形成されるカムリング4の材料の無駄が多くなるため、ベーンポンプ100の製造コストが高くなる。
これに対し、本実施形態のベーンポンプ100では、カムリング4の外周面41に、肉厚が大きい部位に形成される凹部41aと連続する切り欠き部41bを有する。よって、切り欠き部41bによりカムリング4を薄肉化しつつ、カムリング4の必要な強度は確保することができる。よって、カムリング4の材料の無駄を少なくすることができ、ベーンポンプ100の製造コストを低減することができる。
また、カムリング4では、切り欠き部41bが凹部41aの端部41dから凹部41aの接線方向に延びて円弧部41cに接続される。そのため、切り欠き部41bが凹部41a及び円弧部41cと滑らかに接続されるため、切り欠き部41bと凹部41aの境界(端部41d)、及び切り欠き部41bと円弧部41cの境界41eでの応力集中を低減することができる。別の見方をすれば、凹部41aは、切り欠き部41bを介して円弧部41cに接続されている。そのため、切り欠き部41bの存在により凹部41a周辺での応力集中を低減することができる。このように、ベーンポンプ100では、カムリング4の表裏の向きを決める凹部41aを基点として切り欠き部41bを形成してカムリング4の薄肉化を図ることにより、カムリング4の強度を確保しつつ、凹部41a周辺での応力集中を低減することができる。
また、カムリング4では、切り欠き部41bの径方向の厚さは、カムリング4における径方向の厚さが最も薄い薄肉部41fよりも大きい。具体的には、薄肉部41fは、カムリング4における、吸込領域81と吐出領域82の間の遷移領域83と吸込領域81の境界である。遷移領域83と吸込領域81の境界は、ポンプ室6内の作動油の圧力が最も小さく、当該作動油からカムリング4が受ける圧力が小さいため、カムリング4における径方向の厚さが最も薄い薄肉部41fとなっている。切り欠き部41bによりカムリング4を薄肉化しても、切り欠き部41bの径方向の厚さが薄肉部41fよりも大きいことで、カムリング4の強度を確保することができる。
以上の本実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
ベーンポンプ100では、カムリング4の外周面41には、凹部41aと、凹部41aと連続して形成される切り欠き部41bを有する。よって、凹部41aによりカムリング4の裏表の位置決めをしつつ、切り欠き部41bによりカムリング4を薄肉化することができる。よって、カムリング4の材料の無駄を少なくすることができ、ベーンポンプ100の製造コストを低減することができる。
次に、本実施形態の変形例について説明する。以下のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。
<変形例1>
上記実施形態では、凹部41a及び切り欠き部41bは、駆動シャフト1に対して対称な位置及び形状で一対形成される。これに限らず、凹部41a及び切り欠き部41bは、カムリング4の外周面41に一つのみ形成されてもよい。この構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。しかしながら、カムリング4の材料の無駄を少なくし、ベーンポンプ100の製造コストを低減する観点からは、凹部41a及び切り欠き部41bは一対形成されることが好ましい。
上記実施形態では、凹部41a及び切り欠き部41bは、駆動シャフト1に対して対称な位置及び形状で一対形成される。これに限らず、凹部41a及び切り欠き部41bは、カムリング4の外周面41に一つのみ形成されてもよい。この構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。しかしながら、カムリング4の材料の無駄を少なくし、ベーンポンプ100の製造コストを低減する観点からは、凹部41a及び切り欠き部41bは一対形成されることが好ましい。
<変形例2>
上記実施形態では、切り欠き部41bは、凹部41aの端部41dから凹部41aの接線方向に延びて直線状に形成される。これにより、切り欠き部41bと凹部41aの境界(端部41d)及び切り欠き部41bと円弧部41cの境界41eでの応力集中を低減させることができ、カムリング4の強度を向上させることができる。しかしながら、上記構成は必須ではなく、カムリング4の強度が十分である場合等では、切り欠き部41bが凹部41aの端部41dから凹部41aの接線方向に延びずに形成されてもよい。また、切り欠き部41bは、直線状に限定されることはなく、凹部41aよりも大きな曲率半径を有する円弧状に形成されてもよい。
上記実施形態では、切り欠き部41bは、凹部41aの端部41dから凹部41aの接線方向に延びて直線状に形成される。これにより、切り欠き部41bと凹部41aの境界(端部41d)及び切り欠き部41bと円弧部41cの境界41eでの応力集中を低減させることができ、カムリング4の強度を向上させることができる。しかしながら、上記構成は必須ではなく、カムリング4の強度が十分である場合等では、切り欠き部41bが凹部41aの端部41dから凹部41aの接線方向に延びずに形成されてもよい。また、切り欠き部41bは、直線状に限定されることはなく、凹部41aよりも大きな曲率半径を有する円弧状に形成されてもよい。
<変形例3>
上記実施形態では、切り欠き部41bの径方向の厚さは、カムリング4における径方向の厚さが最も薄い薄肉部41fよりも大きい。これに限らず、カムリング4の強度を確保することができる場合には、切り欠き部41bがカムリング4における径方向の厚さが最も薄い薄肉部となってもよい。
上記実施形態では、切り欠き部41bの径方向の厚さは、カムリング4における径方向の厚さが最も薄い薄肉部41fよりも大きい。これに限らず、カムリング4の強度を確保することができる場合には、切り欠き部41bがカムリング4における径方向の厚さが最も薄い薄肉部となってもよい。
<変形例4>
上記実施形態では、凹部41aは、ベーンポンプ100の組み立て時にカムリング4の表裏の向きを決めるために用いられる。しかしながら、凹部41aの用途はこれに限らない。例えば、凹部41aに位置決めピン8が挿通されることにより、ハウジング25に対してカムリング4を位置決めする構成であってもよい。この構成の場合には、位置決めピン8が挿通されるピン孔4bをカムリング4に形成する必要がない。
上記実施形態では、凹部41aは、ベーンポンプ100の組み立て時にカムリング4の表裏の向きを決めるために用いられる。しかしながら、凹部41aの用途はこれに限らない。例えば、凹部41aに位置決めピン8が挿通されることにより、ハウジング25に対してカムリング4を位置決めする構成であってもよい。この構成の場合には、位置決めピン8が挿通されるピン孔4bをカムリング4に形成する必要がない。
<変形例5>
上記実施形態では、ベーンポンプ100は、ボディ側サイドプレート30と、カバー側サイドプレート40と、を備える。しかしながら、ボディ側サイドプレート30及びカバー側サイドプレート40は、ベーンポンプ100に必須の構成ではない。この構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
上記実施形態では、ベーンポンプ100は、ボディ側サイドプレート30と、カバー側サイドプレート40と、を備える。しかしながら、ボディ側サイドプレート30及びカバー側サイドプレート40は、ベーンポンプ100に必須の構成ではない。この構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
ベーンポンプ100は、駆動シャフト1に連結され回転駆動されるロータ2と、ロータ2に対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーン3と、ロータ2の回転に伴ってベーン3の先端部3aが摺接する内周カム面4aを有するカムリング4と、ロータ2、カムリング4、及び一対の隣り合うベーン3によって区画されたポンプ室6と、を備え、カムリング4の外周面41には、径方向内側に窪むとともに一定の曲率半径を有する円弧状の凹部41aと、凹部41aと連続して形成されるとともに、凹部41aよりも大きな曲率半径を有する円弧状または直線状に形成される切り欠き部41bと、が形成される。
この構成では、カムリング4の外周面41には、径方向内側に窪む凹部41aと、凹部41aと連続して形成される切り欠き部41bを有する。よって、凹部41aにより例えばカムリング4の位置決めをしつつ、切り欠き部41bによりカムリング4を薄肉化することができる。よって、カムリング4の材料の無駄を少なくすることができ、ベーンポンプ100の製造コストを低減することができる。
また、ベーンポンプ100では、切り欠き部41bは、凹部41aの端部41dから凹部41aの接線方向に延びて形成される。
この構成では、切り欠き部41bが凹部41a及びカムリング4の外周面41の円弧部41cと滑らかに接続されるため、切り欠き部41bと凹部41aの境界(端部41d)及び切り欠き部41bと円弧部41cの境界41eでの応力集中を低減させることができる。
また、ベーンポンプ100では、切り欠き部41bの径方向の厚さは、カムリング4における径方向の厚さが最も薄い薄肉部41fよりも大きい。
この構成では、カムリング4の強度を確保することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
本願は2024年1月17日に日本国特許庁に出願された特願2024-005197に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (3)
- ベーンポンプであって、
駆動シャフトに連結され回転駆動されるロータと、
前記ロータに対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーンと、
前記ロータの回転に伴って前記ベーンの先端部が摺接する内周カム面を有するカムリングと、
前記ロータ、前記カムリング、及び一対の隣り合う前記ベーンによって区画されたポンプ室と、を備え、
前記カムリングの外周面には、
径方向内側に窪むとともに一定の曲率半径を有する円弧状の凹部と、
前記凹部と連続して形成されるとともに、前記凹部よりも大きな曲率半径を有する円弧状または直線状に形成される切り欠き部と、が形成されるベーンポンプ。 - 請求項1に記載のベーンポンプであって、
前記切り欠き部は、前記凹部の端部から前記凹部の接線方向に延びて形成されるベーンポンプ。 - 請求項1に記載のベーンポンプであって、
前記切り欠き部の径方向の厚さは、前記カムリングにおける径方向の厚さが最も薄い薄肉部よりも大きいベーンポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024-005197 | 2024-01-17 | ||
| JP2024005197A JP2025111048A (ja) | 2024-01-17 | 2024-01-17 | ベーンポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025154451A1 true WO2025154451A1 (ja) | 2025-07-24 |
Family
ID=96470995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/044239 Pending WO2025154451A1 (ja) | 2024-01-17 | 2024-12-13 | ベーンポンプ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2025111048A (ja) |
| WO (1) | WO2025154451A1 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008111361A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Showa Corp | 可変容量型ポンプ |
-
2024
- 2024-01-17 JP JP2024005197A patent/JP2025111048A/ja active Pending
- 2024-12-13 WO PCT/JP2024/044239 patent/WO2025154451A1/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008111361A (ja) * | 2006-10-30 | 2008-05-15 | Showa Corp | 可変容量型ポンプ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025111048A (ja) | 2025-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108223362A (zh) | 具有一个或多个受限较少的叶片的叶片泵 | |
| US7736134B2 (en) | Vane machine, in particular vane pump | |
| WO2025154451A1 (ja) | ベーンポンプ | |
| CN102953982B (zh) | 叶片泵 | |
| JP6670119B2 (ja) | ベーンポンプ | |
| JP6770370B2 (ja) | ベーンポンプ | |
| WO2023248695A1 (ja) | ベーンポンプ | |
| JP7431814B2 (ja) | ベーンポンプ | |
| JP2020041466A (ja) | ベーンポンプ | |
| JP6784543B2 (ja) | ベーンポンプ | |
| WO2020203025A1 (ja) | カートリッジ式ベーンポンプ、及びポンプ装置 | |
| JP7116643B2 (ja) | ベーンポンプ | |
| JP7421601B2 (ja) | ベーンポンプ | |
| JP2014070545A (ja) | 可変容量型ベーンポンプ | |
| JP2024134689A (ja) | ベーンポンプ | |
| JP2017089401A (ja) | 燃料ポンプ | |
| JP2025025597A (ja) | ベーンポンプ | |
| JP7121686B2 (ja) | ベーンポンプ | |
| JP7256598B2 (ja) | ベーンポンプ | |
| JP3759659B2 (ja) | ベーンポンプ | |
| WO2024202911A1 (ja) | 内接ギヤポンプ | |
| JP7295613B2 (ja) | 流体圧回転機 | |
| US20070025870A1 (en) | Eccentric pump, and use thereof | |
| JP2020041465A (ja) | ベーンポンプ | |
| JP2020122451A (ja) | 圧縮機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24918508 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |