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発明の名称 ベーンポンプ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−120435(P2007−120435A)
公開日 平成19年5月17日(2007.5.17)
出願番号 特願2005−315263(P2005−315263)
出願日 平成17年10月28日(2005.10.28)
代理人 【識別番号】100081385
【弁理士】
【氏名又は名称】塩川 修治
発明者 大杉 明
要約 課題
ベーンポンプにおいて、カムリングの内周面に生じた熱を逃がし易くすること。

解決手段
カムリング8の内側にロータ11を配置し、ロータ11の周方向複数位置に径方向を指向して設けた複数の溝のそれぞれにベーン12を嵌合し、ロータ11の回転によって各ベーン12の外端をカムリング8の内周面8bに摺接させるベーンポンプPにおいて、カムリング8の周方向複数位置に内周面8bの側から外周面8aの側に渡る孔30を設けたもの。
特許請求の範囲
【請求項1】
カムリングの内側にロータを配置し、ロータの周方向複数位置に径方向を指向して設けた複数の溝のそれぞれにベーンを嵌合し、ロータの回転によって各ベーンの外端をカムリングの内周面に摺接させるベーンポンプにおいて、
カムリングの周方向複数位置に内周面の側から外周面の側に渡る孔を設けたことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項2】
前記孔がカムリングの巾方向の概ね中央に設けられる請求項1に記載のベーンポンプ。
【請求項3】
前記孔が貫通孔である請求項1又は2に記載のベーンポンプ。
【請求項4】
前記孔がカムリングの外周面に向けて拡開するテーパ孔である請求項1〜3のいずれかに記載のベーンポンプ。
【請求項5】
前記孔がカムリングの全周に設けられる請求項1〜4のいずれかに記載のベーンポンプ。
【請求項6】
前記孔がカムリングの周方向で、吸入口に対応する範囲又は吐出口に対応する範囲の内周面に開口する請求項1〜4のいずれかに記載のベーンポンプ。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明はベーンポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、ベーンポンプは、カムリングの内側にロータを配置し、ロータの周方向複数位置に径方向を指向して設けた複数の溝のそれぞれにベーンを嵌合し、ロータの回転によって各ベーンの外端をカムリングの内周面に摺接させている。
【0003】
特許文献1のベーンポンプでは、カムリングがハウジング内で揺動する可変容量型ベーンポンプにおいて、カムリングの側面の焼付きを防止するため、カムリングの側面に潤滑溝を設けるものを開示している。
【特許文献1】特開平5-306686
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ベーンポンプは、カムリングの内周面をベーンが摺接することにより、吸入口から吸込んだ流体を圧縮して吐出口から下流機器へと吐出させている。このため、ベーンが摺接するカムリングの内周面に熱を生ずる。
【0005】
カムリングに生じた熱を外部へと逃がすために、特許文献1に記載の技術(カムリングの側面に潤滑溝を設ける)を適用することも考えられる。しかしながら、カムリングの側面で生じた熱はサイドプレートを介してもともと逃げ易い。これに対し、カムリングの内周面、特にその巾方向の中央側で生じた熱はサイドプレートの側に逃げにくく、カムリングの内周面のカムプロフィールに熱変形を生じたり、カム面の性状が悪くなる。これにより、カムリングの内周面の熱変形部からの流体のリークに起因するポンプの吐出効率の低下、ベーンの外端の磨耗、カムリングとベーンの耐焼付性の低下を招く。
【0006】
本発明の課題は、ベーンポンプにおいて、カムリングの内周面に生じた熱を逃がし易くすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
請求項1の発明は、カムリングの内側にロータを配置し、ロータの周方向複数位置に径方向を指向して設けた複数の溝のそれぞれにベーンを嵌合し、ロータの回転によって各ベーンの外端をカムリングの内周面に摺接させるベーンポンプにおいて、カムリングの周方向複数位置に内周面の側から外周面の側に渡る孔を設けたものである。
【0008】
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記孔がカムリングの巾方向の概ね中央に設けられるようにしたものである。
【0009】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記孔が貫通孔であるようにしたものである。
【0010】
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかの発明において更に、前記孔がカムリングの外周面に向けて拡開するテーパ孔であるようにしたものである。
【0011】
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかの発明において更に、前記孔がカムリングの全周に設けられるようにしたものである。
【0012】
請求項6の発明は、請求項1〜4のいずれかの発明において更に、前記孔がカムリングの周方向で、吸入口に対応する範囲又は吐出口に対応する範囲の内周面に開口するようにしたものである。
【発明の効果】
【0013】
(請求項1)
(a)ベーンポンプにおいて、カムリングの周方向複数位置に内周面の側から外周面の側に渡る孔を設けた。ベーンが摺接するカムリングの内周面に熱を生じたとき、カムリングの側面寄りに生じた熱はサイドプレートを介して逃げ、カムリングの巾方向の中央側で生じた熱は孔を介して逃げる。これにより、カムリングの内周面のカムプロフィールの熱変形やカム面の性状悪化を防止し、カムリングの内周面の熱変形部からの流体のリークに起因するポンプの吐出効率の低下、ベーンの外端の磨耗、カムリングとベーンの耐焼付性の低下を回避できる。カムリングの孔あけによる軽量化も実現できる。
【0014】
(請求項2)
(b)孔をカムリングの巾方向の概ね中央に設けることにより、カムリングの内周面における巾方向の中央側で生じた熱を効率良く逃がすことができる。
【0015】
(請求項3)
(c)孔を貫通孔にすることにより、孔を通る流体がカムリングで生じた熱を随伴してカムリングから効率良く逃がすことができる。カムリングの内周面に開口する孔の開口径を微小にすることにより、ポンプの吸入効率、吐出効率を損じないし、ベーンの外端が孔の開口に引っ掛かるおそれも回避できる。
【0016】
(請求項4)
(d)孔をカムリングの外周面に向けて拡開するテーパ孔とすることにより、孔容積を大きくしてカムリングの内周面で生じた熱を外周面の側に逃がす易くすることができる。テーパ孔がカムリングの内周面に開口するとき、その開口径をより微小化できる。
【0017】
(請求項5)
(e)孔をカムリングの全周に設けることにより、カムリングの全周において上述(a)〜(d)を実現できる。
【0018】
(請求項6)
(f)孔をカムリングの周方向で吸入口に対応する範囲の内周面に開口することにより、ポンプの吐出効率に影響を及ぼすことがない。このとき、カムリングの内周面に開口する孔の開口径を微小にすることにより、ポンプの吸入効率を損なうこともない。
【0019】
孔をカムリングの周方向で吐出口に対応する範囲の内周面に開口することにより、ポンプの吸入効率に影響を及ぼすことがない。このとき、カムリングの内周面に開口する孔の開口径を微小にすることにより、ポンプの吐出効率を損なうこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
図1はベーンポンプを一部破断して示す正面図、図2は図1のII−II線に沿う断面図、図3は図1のカムリングを示す正面図、図4は図3のIV−IV線に沿う断面図、図5はカムリングの変形例を示す正面図、図6は図5のVI−VI線に沿う断面図である。
【実施例】
【0021】
本発明の実施例である定容量型のベーンポンプPは、駆動源、例えば内燃機関の動力により駆動され、流体としての作動油を、流体圧利用機器、例えば車両用の油圧式パワーステアリングや油圧式無段変速機に供給するためのオイルポンプとして使用される。
【0022】
ベーンポンプPは、図1、図2に示す如く、ポンプユニットUと、ハウジング1と、ポンプユニットUを収容する凹部からなる収容室3が形成されたカバー2と、ハウジング1とカバー2とに挟持されて、収容室3の開口部を覆うと共にハウジング1に形成された複数の溝の開口部及びカバー2に形成された複数の溝の開口部を覆うことで作動油の通路を形成するシールプレート4とを備える。そして、シールプレート4は、カバー2と共にハウジング1に対して複数のボルト1Aにより締結されて固定される。
【0023】
前記内燃機関の動力により回転駆動されるベーンポンプPの駆動軸5は、ハウジング1に設けられた軸孔に圧入された滑り軸受6を介してハウジング1に回転自在に支持され、その先端部側で、収容室3の底壁3aとなるカバー2の側壁に設けられた軸孔に圧入された滑り軸受7を介してカバー2に回転自在に支持される。
【0024】
ポンプユニットUは、円形の外周面8aと楕円に近似した形状の内周面により形成されるカム面8bとを有する環状のカムリング8、カムリング8のハウジング1側の側面を覆う第1サイドプレート9、及びカムリング8のカバー2側の側面を覆う第2サイドプレート10を有するポンプボディと、該ポンプボディ内に形成された空間であって、カムリング8の内側に配置されたロータ11と、ロータ11の周方向に等間隔に径方向を指向して設けられた複数のベーン溝11a内に、それぞれ径方向に摺動自在に嵌合された複数のベーン12と、第1サイドプレート9に固定されて、ロータ11の第1サイドプレート9側に形成された円環状の収容溝11cに収容されたベーンガイド13とを備える。
【0025】
尚、カムリング8及び第1サイドプレート9には、それぞれ直径方向に設けられた一対の貫通孔14、15がそれぞれ設けられ、それら貫通孔14、15を貫通する一対の位置決めピン(不図示)の一端部が、第2サイドプレート10に設けられた盲孔からなる一対の孔に圧入されて、ポンプユニットUが一体化される。そして、第1サイドプレート9から突出した状態の前記一対の位置決めピンの他端部が、シールプレート4の孔を貫通して、ハウジング1に設けられた盲孔からなる一対の孔にそれぞれ圧入されることで、ポンプユニットUがハウジング1に組み付けられた後、駆動軸5が滑り軸受6側から挿入されて、そのジャーナル部5aが滑り軸受6に支持され、その結合部5bがロータ11とスプライン結合されて、駆動軸5とロータ11とが一体に回転するようにされた後、止め輪16が装着され、次いで先端部側のジャーナル部5cに滑り軸受7が嵌るようにカバー2がハウジング1に組付けられる。
【0026】
各ベーン12の径方向の外端12aは、カムリング8のカム面8bに接触し得るようにされ、カム面8bとロータ11の外周面との間であって、第1、第2サイドプレート9、10に挟まれた空間が、複数のベーン12により区画されることで、複数のポンプ室17が形成される。
【0027】
更に、ロータ11には、各ベーン溝11aの底部に連通するベーン背圧室11bが形成され、収容室3の底壁3aと第2サイドプレート10との間には、ポンプ室17から吐出された作動油の一部が、第2サイドプレート10に形成された連通路18を介して導入される高圧室19が形成され、更に第2サイドプレート10には、そのロータ11側側面に、各ベーン背圧室11bに連通する円環状の供給溝21と、高圧室19と供給溝21とを連通する複数の供給路20が形成される。そして、ベーンポンプPが所定値以上の吐出圧の作動油を吐出する運転時に、高圧室19の作動油が、供給路20及び供給溝21を経て各ベーン背圧室11bに供給されることにより、各ベーン12はベーン溝11a内で径方向外方に押し出される力を受け、これによって各ベーン12の外端12aがカム面8bに押し付けられ、各ベーン12の外端12aとカム面8bとのシールが行なわれる。
【0028】
カムリング8には、図1、図3、図4に示す如く、その各側面に、外周面8a及びカム面8bに開放して設けられる一対の溝から構成される4つの吸入ポート22と、その両側面に、カム面8bのみに開放してそれぞれ設けられる一対の溝23aと該両溝23aを連通する貫通孔23bとから構成される2つ吐出ポート23とが、それぞれ直径方向に対向した位置に設けられ、これら吸入ポート22及び吐出ポート23がポンプ室17に連通する。
【0029】
駆動軸5が挿通される第1サイドプレート9には、図3、図4に示す如く、カムリング8の第1サイドプレート9側の吸入ポート22と整合する位置に、径方向の切欠部からなると共にポンプ室17に連通する一対の吸入口24が形成され、更に吐出ポート23と整合する位置に、貫通孔からなると共にポンプ室17に連通する一対の吐出口25が形成される。
【0030】
カバー2には、図2に示す如く、軸方向に延びる入口通路26が設けられる。入口通路26の入口26aは、作動油が貯留されたリザーバに油管を介して連通し、入口通路26の出口26bは、収容室3の周壁面とポンプユニットUの外周面との間に形成される環状通路27に連通する。それゆえ、環状通路27は、カムリング8の吸入ポート22及び第1サイドプレート9の吸入口24に連通する。
【0031】
一方、ハウジング1には、シールプレート4で覆われる溝からなる吐出通路28が設けられる。吐出通路28の入口は、シールプレート4に設けられた開口を介してカムリング8の吐出ポート23及び第1サイドプレート9の吐出口25に連通し、吐出通路28の出口は前記流体圧利用機器の作動油路に連通する。
【0032】
このように構成されたベーンポンプPが運転されて、ロータ11が駆動軸5と一体に回転方向Aに回転を開始すると、各ベーン12の外端12aがカム面8bに摺接するから、入口通路26及び環状通路27を通った作動油が、効率良く吸入及び吐出される。即ち、ロータ11の回転につれて、その容積が増加しつつあるポンプ室17に対して、リザーバから入口通路26を経て吸引された作動油が、環状通路27を通って、ポンプ室17と連通状態にある吸入ポート22及び吸入口24から吸入される。そして、ポンプ室17の容積が最大に達した後、ポンプ室17内の作動油が、その容積が減少しつつあるポンプ室17から連通状態にある吐出ポート23及び吐出口25に吐出され、更に吐出通路28を経て前記流体圧利用機器の作動油路に供給される。
【0033】
しかるに、ベーンポンプPにあっては、ロータ11の回転によって各ベーン12の外端12aが摺接するカムリング8の内周面(カム面8b)に生じた熱を逃がし易くするため、図1〜図4に示す如く、カムリング8の周方向複数位置にカム面8bから外周面に渡る貫通孔30を設けた。
【0034】
貫通孔30は、カムリング8の周方向で、吸入口24に対応する範囲(吸入ポート22が設けられる範囲)のカム面8b〜外周面に開口する。貫通孔30は、カムリング8の巾方向の概ね中央(カムリング8の両サイドプレート9、10に挟まれる巾の概ね中央)に設けられる。貫通孔30は、ポンプ室17と環状通路27を連通し、ベーンポンプPの作動時に微量の作動油が流通するものになる。本実施例の貫通孔30はストレート状をなし、カム面8bに開口する開口径を微小とし、ベーンポンプPの吸入効率を損なわないし、当該開口がベーン12の外端12aに引っ掛かってベーン12をキズつけることもない。
【0035】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ベーンポンプPにおいて、カムリング8の周方向複数位置にカム面8bの側から外周面の側に渡る孔30を設けた。ベーン12が摺接するカムリング8のカム面8bに熱を生じたとき、カムリング8の側面寄りに生じた熱はサイドプレート9、10を介して逃げ、カムリング8の巾方向の中央側で生じた熱は孔30を介して逃げる。これにより、カムリング8のカム面8bのカムプロフィールの熱変形やカム面8bの性状悪化を防止し、カムリング8のカム面8bの熱変形部からの流体のリークに起因するポンプの吐出効率の低下、ベーン12の外端12aの磨耗、カムリング8とベーン12の耐焼付性の低下を回避できる。カムリング8の孔あけによる軽量化も実現できる。
【0036】
(b)孔30をカムリング8の巾方向の概ね中央に設けることにより、カムリング8のカム面8bにおける巾方向の中央側で生じた熱を効率良く逃がすことができる。
【0037】
(c)孔30を貫通孔30にすることにより、孔30を通る流体がカムリング8で生じた熱を随伴してカムリング8から効率良く逃がすことができる。カムリング8のカム面8bに開口する孔30の開口径を微小にすることにより、ポンプの吸入効率を損じないし、ベーン12の外端12aが孔30の開口に引っ掛かるおそれも回避できる。
【0038】
(d)孔30をカムリング8の周方向で吸入口24に対応する範囲のカム面8bに開口することにより、ポンプの吐出効率に影響を及ぼすことがない。このとき、カムリング8のカム面8bに開口する孔30の開口径を微小にすることにより、ポンプの吸入効率を損なうこともない。
【0039】
図5、図6の変形例が図1〜図4の実施例と異なる点は、図1〜図4でカムリング8に設けた孔30をテーパ孔40にしたことにある。テーパ孔40は、カムリング8のカム面8bから外周面8aに向けてテーパ状に拡開し、カム面8bに微小開口を開口しながら、孔40の孔容積を大きく、孔40を流通する作動油量を大きくし、ひいてはカムリング8からの熱逃し量を大きくする。即ち、テーパ孔40の孔容積を大きくしてカムリング8で生じた熱を外周面8aの側に逃し易くすることができ、カムリング8のカム面8bに開口する孔40の開口径はより微小化できる。
【0040】
尚、図1〜図6のベーンポンプPは、リザーバに連通している環状通路27をカムリング8の外周側に設けているから、カムリング8の外周面8aの全体を大容量の作動油で油冷できるし、孔30、40から環状通路27に流通する作動油により、カムリング8の内周面8bで生じた熱を外周面8aの側、ひいては環状通路27の側に効果的に逃がすことができる。
【0041】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、カムリングに設ける孔は非貫通孔とするものでも良く、カムリングの内周面又は外周面の一方にだけ開口するものでも良い。また、カムリングに設ける孔はカムリングの全周に設け、又はカムリングの周方向で吐出口に対応する範囲の内周面に開口するものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】図1はベーンポンプを一部破断して示す正面図である。
【図2】図2は図1のII−II線に沿う断面図である。
【図3】図3は図1のカムリングを示す正面図である。
【図4】図4は図3のIV−IV線に沿う断面図である。
【図5】図5はカムリングの変形例を示す正面図である。
【図6】図6は図5のVI−VI線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【0043】
P ベーンポンプ
8 カムリング
8a 外周面
8b カム面(内周面)
11 ロータ
11a ベーン溝
12 ベーン
12a 外端
24 吸入口
25 吐出口
30 貫通孔
40 テーパ孔




 

 


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