JP4471805B2

JP4471805B2 - ベーンポンプ

Info

Publication number: JP4471805B2
Application number: JP2004293351A
Authority: JP
Inventors: 典数井出; 良一長坂; 新司矢加部
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2004-10-06
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-10-06
Also published as: DE102005047821A1; JP2006105032A; DE102005047821B4; US7575420B2; US20060073027A1

Description

この発明は、カバーに位置決めピンを設けたベーンポンプに関する。

この種のベーンポンプとして特許文献１に開示されたものが従来から知られている。この特許文献１に記載された従来のベーンポンプは、ボディに設けたボディボア内にカムリングを組み込むとともに、このカムリング内に、複数のベーンを出入自在にしたロータを組み入れている。そして、このロータは駆動軸に連係し、駆動軸の回転にともなって回転するとともに、そのロータに設けた上記ベーンをカムリングの内側に沿って出入させる。このようにロータが回転する過程で、ベーンとベーンとで区画された室が収縮したり、あるいは拡張したりするが、その拡張時が吸い込み行程になり、収縮時が吐出行程になる。

さらに、上記カムリングの一方の側面であるボディ側にサイドプレートを設けて、このサイドプレートの外径を、ボディボアに設けたカムリングの外径と等しくするとともに、サイドプレートの背面側全面に吐出圧あるいはそれ以上の高圧を作用させている。このようにサイドプレートの背面に吐出圧あるいはそれ以上の高圧を作用させることによって、サイドプレートをカムリング側に圧接し、上記ベーン間の室の圧力でカムリングとサイドプレートとの微少すき間が大きくならないようにする。このようにすることによってベーンで区画される上記室のシール性を高めるようにしている。

さらに、上記のようにしたベーンポンプのカバー側には、一対の位置決めピンを設けるとともに、この一対の位置決めピンをカムリングとボディボアとの境界部分に突き入れることによって、ボディとカバーとの相対位置関係が決められるとともに、ボディボアの中心とカムリングおよびサイドプレートの中心も一致するようにしている。
特開昭６２−２７１９８２号公報

上記のようにした従来のベーンポンプでは、一対の位置決めピンによって、ボディとカバーとの相対位置関係が特定されるとともに、ボディボアの中心とカムリングおよびサイドプレートの中心も一致するようにしているが、それらはすべて位置決めピンの起立位置だけに依存している。言い換えると、カバー側面において、位置決めピンを起立させる位置を絶対的に決めなければ、他の部材の相対位置が決まらない構造になっている。そのために、位置決めピンを起立させるためのピン孔の形成が難しくなっているという問題があった。
この発明の目的は、位置決めピンを起立させる位置を相対的に決められるベーンポンプを提供することである。

第１の発明は、ボディと、このボディに形成したボディボアと、このボディボアをふさぐカバーと、上記ボディボアに組み込んだカムリングと、このカムリング内に組み入れたロータと、このロータに形成したベーン溝に組み込んだ複数のベーンと、上記ロータを貫通するとともにロータと一体に回転する回転軸と、ボディ内にあって上記回転軸を支持する軸受と、カバーに形成した凹部と、この凹部に組み入れるリア側サイドプレートと、上記凹部の底面に設けるとともに、上記回転軸の貫通端を支持する軸受穴とを備えたベーンポンプにおいて、カバーの凹部底面には軸受凸部を設け、この軸受凸部にその外周と中心を一致させた軸受穴を形成し、上記軸受凸部の中心と、この軸受凸部に組み入れるリア側サイドプレートの中心孔の中心とは、両者を組み合わせたとき、それらの中心が一致する構成にするとともに、上記凹部の底面に位置決めピンを起立させ、この位置決めピンはカバーの凹部に組み入れたリア側サイドプレートを貫通してカムリングに突き入れられる構成にし、さらに上記リア側サイドプレートには上記カバーの凹部に起立させた位置決めピンを貫通させる位置決め凹部を形成するとともに、この位置決め凹部と回転中心を介して対向する位置に上記カバー側の凹部に起立させた位置決めピンとは別の位置決めピンを起立させ、これら位置決めピンがカムリングに突き入れられたとき、カムリングの位置が固定され、ボディ内に設けた軸受中心、カムリングの中心およびカバーに設けた軸受穴中心のそれぞれの回転方向位置および径方向位置が一致する関係にした点に特徴を有する。

第１の発明のベーンポンプによれば、カバーの凹部底面設けた軸受凸部は、その外周の中心を軸受穴の中心と一致させ、しかも、この軸受凸部の中心と、この軸受凸部に組み入れるサイドプレートの中心孔の中心とは、これらを組み合わせたときお互いの軸心が一致する。このようにカバーの軸受凸部に対してサイドプレートの軸心が一致した状態で、上記凹部底面に設けた位置決めピンがサイドプレートを貫通してカムリングに突き入れられるので、カバー、サイドプレートおよびカムリングの相対回転位置および径方向の位置が決められることになる。したがって、位置決めピンをカバーの凹部底面に起立させれば、その位置決めピンを基準にしてその位置決めピンが突き入れられるピン孔を特定できることになるもので、位置決めピン自体の位置特定も簡単になる。

また、この第１の発明では、リア側サイドプレートに起立させた位置決めピンもカムリングに突き入れるようにしているので、これらサイドプレート上記底面に起立した位置決めピンとリア側サイドプレートに起立した位置決めピンとによって、その相対位置が特定されるとともに、ボディボア内においてカムリングの回動も阻止され、上記位置決めピンがカムリングに突き入れられたとき、ボディ内に設けた軸受中心、カムリングの中心およびカバーに設けた軸受穴中心のそれぞれの相対位置が一致する関係にしたので、総合的な相対関係が簡単に定まることになる。

図示の実施形態は、ボディｂにボディボア１を形成するとともに、このボディボア１をカバーｃでふさぐようにしたものである。このようにしたボディｂのボディボア１には、フロント側サイドプレート２およびカムリング３を組み込んでいるが、上記ボディボア１は図２に示すように正円にはなっていない。そして、上記カムリング３は、その中にロータ４を組み入れるが、このロータ４は、回転軸５と一体回転するとともに、回転軸５の軸方向に対しては移動可能にしたものである。このようにしたロータ４には、放射状にかつ等間隔にベーン組み込み用のベーン溝６を形成し、これらベーン溝６にベーン７を出入自在に組み込んでいる。また、上記ベーン溝６は、その基端を背圧室８とし、この背圧室８に吐出圧が導かれるようにしている。

したがって、回転軸５とともにロータ４が回転すると、ベーン７はその先端をカムリング３の内周に接触させながら、カムリング３の内周の軌跡に沿って出入するとともに、各ベーン７間に形成される室が拡張する吸い込み行程と、それが収縮する吐出行程とを繰り返すことになる。そして、上記カムリング３の側面に設けたフロント側サイドプレート２の背面にはシール９で区画された高圧エリア１０が形成されているが、この高圧エリア１０は、フロント側サイドプレート２に形成した高圧導入孔１１を介して吐出側に連通している。なお、高圧導入孔１１はこの発明の圧力導入部を構成するものである。

ボディボア１をふさぐカバーｃには、リア側サイドプレート１２を組み込むための凹部１３を形成している。そして、上記凹部１３の底面１３ａには、吸い込み溝１４を形成しているが、この吸い込み溝１４はボディｂに設けた吸い込みポート１５に連通させている。

また、上記吸い込み溝１４よりも中心側に、リア側サイドプレート１２の背面凸部１６をはめ込むための壁面１７ａ，１７ｂを立ち上がらせている。なお、上記背面凸部１６は、図８からも明らかなように楕円形にして、カバーｃとの接触面積をより大きくして、カバーｃの座屈強度を向上させるようにしている。ただし、この発明において、背面凸部１６を楕円形にすることは必須の構成ではない。例えば、この背面凸部１６を真円にしてもよい。

そして、上記背面凸部１６をカバーｃの軸受凸部２０にはめ込むことによって、リア側サイドプレート１２とがカバーｃの中心とを一致させるようにしている。また、上記のように背面凸部１６を壁面１７ａ，１７ｂにはめ込むことによって、これら背面凸部１６と壁面１７ａ，１７ｂとの間に設けたシール２２で、上記吸い込み溝１４の開口部分をふさぐようにしている。このように開口部分がふさがれた状態において、吸い込み溝１４とリア側サイドプレート１２とが相まって吸い込み用通路を構成する。

ただし、上記リア側サイドプレート１２であって、上記背面凸部１６の短軸方向に対応する部分に、吸い込み用の切り欠き部１８ａ，１８ｂを形成しているが、この切り欠き部１８ａ，１８ｂと上記吸い込み溝１４の両端部１４ａ，１４ｂとが相まって、当該ポンプの吸い込み行程位置に対応する吸い込み孔を構成するものである。

さらに、上記壁面１７ａ，１７ｂの内側には、上記背面凸部１６が接触する接触面１９を残存させるとともに、凹部１３の中心に設けた軸受凸部２０と上記接触面１９との間に高圧エリア用凹部２１を形成している。この高圧エリア用凹部２１の周囲にはシール２２を設け、上記壁面１７ａ，１７ｂ間に組み込んだリア側サイドプレート１２の背面凸部１６との間でシール機能を発揮するようにしている。

上記のようにシール２２で区画されたエリアが高圧エリア２３ということになるが、この高圧エリア２３は、図１および図３からも明らかなように、リア側サイドプレート１２に形成した高圧導入孔２４を介して前記背圧室８に連通させている。したがって、この高圧エリア２３には、背圧室８の圧力が導かれることになる。なお、背圧室８の圧力は、当該ポンプの吐出圧以上になることがある。それは、ベーン７がベーン溝６に進入するときに、ベーン７のピストン作用で背圧室８の圧力を上昇させるからである。

また、上記した軸受凸部２０には、その中心部分に軸受穴２５を形成しているが、この軸受穴２５の中心と軸受凸部２０の外周中心とを同心としている。そして、上記カバーｃをボディｂに取り付けたとき、上記軸受穴２５が、ボディｂに設けた軸受２６およびカムリング３と同心になる構成にしている。しかも、この軸受凸部２０の外周と、前記リア側サイドプレート１２に形成した中心孔２７とをほぼ同径にして、これらの間にシール４０を介在させている。このシール４０によってで高圧エリア用凹部２１のシール機能を果たしている。
なお、図中符号２５ａは軸受穴５に圧入した軸受ブッシュである。

さらに、上記凹部１３の底面１３ａには、図４に示すように位置決めピン２８を起立させている。なお、この位置決めピン２８を起立させるためには、それを上記底面１３ａに圧入してもよいし、いわゆるすき間ばめにしてもよい。この位置決めピン２８は、カバーｃをボディｂに組み付けたとき、図２に示すように、その先端がカムリング３に設けた位置決め凹部２９に進入する関係にしている。なお、位置決めピン２８を起立させているところは、凹部１３の底面１３ａであるが、それは吸い込み溝１４はもちろん、接触面１９および高圧エリア用凹部２１を外した位置ということである。

一方、リア側サイドプレート１２には、図６に示すように位置決めピン３０を起立させるとともに、この位置決めピン３０と対向する位置に位置決め凹部３１を形成しているが、この位置決め凹部３１は上記底面１３ａに起立した位置決めピン２８を貫通させるものである。そして、上記位置決め凹部３１に位置決めピン２８を貫通させた状態で、リア側サイドプレート１３の中心孔２７を凹部１３に形成した軸受凸部２０にはめることにより、図９に示すように、上記ピン２８と凹部１３とでリア側サイドプレート１２の回転方向の位置と径方向の位置とが決まる。すなわち、リア側サイドプレート１２に形成した一対の圧力導入部３２や背圧導入溝３３の相対位置が特定されるようにしている。なお、この位置決めピン３０も、それをリア側サイドプレート１２に圧入してもよいし、すき間ばめにしてもよい。さらに、前記カバーｃ側から突出したピン２８と、リア側サイドプレート１２に設けたピント３０とで、カムリング３やフロント側サイドプレート２の位置が決まる構成にしている。

また、底面１３ａに起立した位置決めピン２８にリア側サイドプレート１２の位置決め凹部３１をはめて、その位置決めピン２８を中心にしてリア側サイドプレート１２を回動させたとき、その中心孔２７の中心の回動軌跡が、軸受凸部２０の中心を通るようにしている。このように構成することによって、リア側サイドプレート１２を凹部１３に組み付けやすくなるが、それは次のとおりである。すなわち、リア側サイドプレート１２を凹部１３に組み込むときには、最初に位置決め凹部３１を位置決めピン２８にはめる。この状態で、リア側サイドプレート１２の位置決めピン３０をつまんで、上記位置決めピン２８を中心にリア側サイドプレート１２を回動させながら、中心孔２７を軸受凸部２０のあたりにもっていく。このとき、上記したように中心孔２７の中心の回動軌跡が軸受凸部２０の中心に一致しているので、軸受凸部２０の中心にあたりをつけながらリア側サイドプレート１２をその回動方向に振ることによって、軸受凸部２０に上記中心孔２７を簡単に一致させることができる。

上記のようにリア側サイドプレート１２に起立した位置決めピン３０は、カバーｃをボディｂに組み付けたとき、図２に示すように、カムリング３に形成した位置決め凹部３４にはまるようにしている。したがって、カムリング３は、上記底面１３ａに起立した位置決めピン２８とリア側サイドプレート１２に起立した位置決めピン３０とによって、その相対位置が特定されるとともに、ボディボア１内においてカムリング３の回動も阻止される。

また、この実施形態のように一対の位置決めピンのうち、一方の位置決めピン２８をカバーｃにおける凹部１３の底面１３ａに起立し、他方の位置決めピン３０をリア側サイドプレート１２に起立させるようにしたので、例えば、位置決めピン３０を起立させる位置を自由に設定できることになる。もし、位置決めピン３０を上記底面１３ａ内に起立させようとしたならば、吸い込み溝１４の位置を避けなければならない。しかし、カバーｃに吸い込み溝１４を形成したタイプのベーンポンプでは、その凹部１３内にピンを立てるゆとりが少なく、ピンを立てられる位置が必然的に決められてしまう。しかし、一方の位置決めピン２８を必然的に決められてしまう底面１３ａに起立し、他方の位置決めピン３０を位置的には自由度の高いリア側サイドプレート１２に起立させることによって、設計の自由度を確保することができる。

さらに、位置決めピン３０を、吸い込み溝１４の位置を避けて起立させようとすると、その起立位置は吸い込み溝１４よりも外側ということになる。このように位置決めピン３０を外側に設けるようにすれば、それに対応してカムリング３の位置決め凹部３４の位置も外側にしなければならない。ところが、カムリング３の位置決め凹部３４を外側にすればするほど、カムリング３の外径を大きくしなければならないが、カムリング３の外径を大きくすれば、その分、当該ポンプ全体が大型化してしまう。しかし、この実施形態のように位置決めピン２８をカバーｃにおける凹部１３の底面１３ａに起立し、他の位置決めピン３０をリア側サイドプレート１２に起立することによって、両位置決めピン２８，３０を相対的に内側に位置させることができ、当該ポンプの大型化を阻止することができる。

今、図示していない動力源の動力で回転軸５を回転すると、それにともなってロータ４が回転する。このようにロータ４が回転すると、ロータ４に設けたベーン７がカムリング３の内周に沿って出入し、それらベーン７で区画された室を拡張したり収縮したりする。そして、その室が拡張するとき、吸い込みポート１５および吸い込み溝１４等で構成される吸い込み通路から作動油を吸い込む吸い込み行程になり、上記室が収縮するとき吐出行程となる。

このとき、フロント側サイドプレート２に形成した高圧導入孔１１とリア側サイドプレート１２の圧力導入部３２とが円周方向にずれてそれらの対向位置が正確に定まっていないと、それが脈動の原因になることがあるが、その理由は次のとおりである。つまり、上記高圧導入孔１１および圧力導入部３２は、当該ポンプの吐出工程に対応する位置に形成されているために、そこには常に高圧が導かれることになる。これら高圧導入孔１１および圧力導入部３２に高圧が導かれるということは、そこを通過するベーン７の両側にも上記高圧導入孔１１および圧力導入部３２の高圧が作用することになる。このような状況の中で、高圧導入孔１１および圧力導入部３２の円周方向の相対位置がずれたりすると、ベーン７の両サイドに高圧が作用するタイミングがずれることになり、このタイミングのずれが脈動の原因になってしまう。しかし、この実施形態のように、一対の位置決めピン２８，３０でカバーｃとリア側サイドプレート１２とカムリング３との相対位置が特定されるので、これらをフロント側サイドプレート２との相対位置が合うように配置することで、高圧導入孔１１および圧力導入部３２の円周方向の相対位置がずれたりせず、したがって脈動も発生しない。また、図示していない吸い込み孔と高圧導入孔あるいは上記圧力導入部３２との相対位置がずれた場合にも、脈動の原因になるが、この実施形態ではそれも防止できる。

ベーンポンプの断面図である。カバーを取り外した状態の正面図である。部分断面図である。リア側サイドプレートを外したカバー正面図である。カバーの側面図である。リア側サイドプレートの正面図である。リア側サイドプレートの側面図である。リア側サイドプレートの背面図である。カバーにリア側サイドプレートを組み込んだ正面図である。

符号の説明

ｂボディ
１ボディボア
ｃカバー
２フロント側サイドプレート
３カムリング
４ロータ
５回転軸
６ベーン溝
７ベーン
１１圧力導入部を構成する高圧導入孔
１２リア側サイドプレート
１３カバーの凹部
１３ａ凹部の底面
２０軸受凸部
２５軸受穴
２６軸受
２７サイドプレートの中心孔
２８位置決めピン
３０位置決めピン
３１位置決め凹部
３２圧力導入部

Claims

ボディと、このボディに形成したボディボアと、このボディボアをふさぐカバーと、上記ボディボアに組み込んだカムリングと、このカムリング内に組み入れたロータと、このロータに形成したベーン溝に組み込んだ複数のベーンと、上記ロータを貫通するとともにロータと一体に回転する回転軸と、ボディ内にあって上記回転軸を支持する軸受と、カバーに形成した凹部と、この凹部に組み入れるリア側サイドプレートと、上記凹部の底面に設けるとともに、上記回転軸の貫通端を支持する軸受穴とを備えたベーンポンプにおいて、カバーの凹部底面には軸受凸部を設け、この軸受凸部にその外周と中心を一致させた軸受穴を形成し、上記軸受凸部の中心と、この軸受凸部に組み入れるリア側サイドプレートの中心孔の中心とは、両者を組み合わせたとき、それらの中心が一致する構成にするとともに、上記凹部の底面に位置決めピンを起立させ、この位置決めピンはカバーの凹部に組み入れたリア側サイドプレートを貫通してカムリングに突き入れられる構成にし、さらに上記リア側サイドプレートには上記カバーの凹部に起立させた位置決めピンを貫通させる位置決め凹部を形成するとともに、この位置決め凹部と回転中心を介して対向する位置に上記カバー側の凹部に起立させた位置決めピンとは別の位置決めピンを起立させ、これら位置決めピンがカムリングに突き入れられたとき、カムリングの位置が固定され、ボディ内に設けた軸受中心、カムリングの中心およびカバーに設けた軸受穴中心のそれぞれの回転方向位置および径方向位置が一致する関係にしたベーンポンプ。
カバーの凹部底面には吸い込み流路を設けるとともに、この凹部底面側に設けた位置決めピンは上記吸い込み流路を外して起立させた請求項１記載のベーンポンプ。
カバー側のサイドプレートには、カバーの凹部底面に設けた位置決めピンがはめられる位置決め凹部を形成する一方、上記凹部底面に設けた位置決めピンに上記位置決め凹部をはめた状態で、その位置決めピンを中心にサイドプレートを回動したとき、サイドプレートの中心の回動軌跡が軸受凸部の中心を通る構成にした請求項１または２に記載したベーンポンプ。