JPH01167480A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はベーンポンプに関し、更に詳述すれば、カムリ
ングの内周面にベーンを押付けるべく、各ベーンと夫々
の収納溝の底部との間にコイルばねを設けであるベーン
ポンプに関する。

〔従来技術〕

半径方向を深さ方向とする複数本の収納溝を軸長方向全
長に亘って形成しである円柱体の、前記収納溝の夫々に
、半径方向に摺動自在に平板状のベーンを内挿してなる
ロータと、該ロータを同軸的に内嵌し、偏肉円筒状をな
すカムリングとを備えたベーンポンプは、小型軽量に構
成できる上、高いポンプ効率が得られ、耐久性に優れて
いるため、特に油圧回路における油圧発生源として、広
汎な用途において用いられている。

このベーンポンプは、前記ベーンの先端がカムリングの
内周面に押付けられ、相隣する２枚のベーンと、カムリ
ングの内周面との間に、気密に封止された空間が形成さ
れるようになしてあり、該空間内に導入される液体を、
ロータの回転に伴って回転させて昇圧するものである。

従って、前記押付けを確実に行い、封止能力を高めるこ
とが重要となる。そこで、従来のベーンポンプにおいて
は、前記各ベーンを半径方向外向きに付勢する付勢手段
が設けてあり、このベーンポンプの１つとして、前記収
納溝の底部とベーンの基部との間に介装したコイルばね
を前記付勢手段として用いたものがある。

第５図は、従来のベーンポンプのロータの一部を示す正
面図、第６図は第５図のｖｒ−ｖｒ線による断面図であ
り、いずれも前記コイルばねの取付構造を示している。

図において、３０は円柱状をなすロータ本体であり、偏
肉円筒状をなすカムリング３１に同軸的に内嵌しである
。該ロータ本体３０には、その外周面から軸心に向け、
複数本の細幅の収納溝３０ｂ、３０ｂ・・・が、軸長方
向全長に亘って形成してあり、各収納溝３０ｂには、矩
形平板状をなすベーン３０ａが、ロータ本体３０の半径
方向に摺動自在に内挿しである。

これらのベーン３０ａには、これを半径方向外向きに付
勢するコイルばね３０ｃが各２個設けてあり、これらの
コイルばね３０ｃ、　３０ｃは、一端部を収納溝３０ｂ
の底部に形成しである係止孔３０ｅ、３０ｅに夫々係止
させ、他端部をベーン３０ａの基部に形成した切欠部３
０ｄ　、　３０ｄに夫々係止させて、ベーン３０ａと収
納溝３０ｂとの間に介装させた状態に装着しである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

さて、前述の如き形状のロータ本体３０は、焼結法によ
り成形されており、収納溝３０ｂ、　３０ｂ・・・は、
前記成形の際に同時に形成することができるが、該収納
溝３０ｂ、　３０ｂ・・・底部の前記係止孔３０ｅ、　
３０ｅ・・・は、その形成態様上、前記成形時に同時に
形成することが不可能であり、ロータ本体３０を成形後
、これの外周側から機械加工により形成している。

ところが、この加工は、収納溝３０ｂの両側壁間のわず
かな間隙を通して行わざるを得す、加工精度及び位置精
度を十分に高めることが困難である上、複数の収納溝３
０ｂ、　３０ｂ・・・に、前述の如く各２個の係止孔３
０ｅ、３０ｅを形成する場合、ロータ全体では相当の形
成個数となり、これらの係止孔３０ｅ、　３０ｅ・・・
の全てを十分な精度のもとで正しく形成するには多大の
加工工数を要するという難点があった。

また、係止孔３０ｅが正しく形成された場合においても
、ロータ本体３０の外側から、収納溝３０ｂの両側壁間
の狭い間隙にコイルばね３０ｃを挿入し、該コイルばね
３０ｃを前記係止孔３０ｅに正しく係止せしめること、
及び、このように係止されたコイルばね３０ｃの先端部
をベーン３Ｑａの切欠部３０ｄに挿入せしめた状態で、
該ベーン３０ａを収納溝３０ｂに内挿することが困難で
あり、ロータの組立てに煩わしさを伴うと共に、多大の
組立工数を要するという難点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、収納
溝底部に係止孔を設けることなく、コイルばねを、正し
くしかも容易に装着することができ、コイルばね装着の
ための加工工数及び組立工数の大幅な削減が可能である
ベーンポンプを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るベーンポンプは、円柱体の周面に形成した
複数の収納溝夫々に、該収納溝底部との間に介装したコ
イルばねにより半径方向外向きに付勢されたベーンを内
挿してなるロータを備えたベーンポンプにおいて、その
一部を所定の方向に突出せしめて前記コイルばねを外嵌
固定する嵌合部を形成してあり、該嵌合部の突出方向を
前記ロータの半径方向外向きとして、前記収納溝の底部
に夫々固定されたばね保持部材を具備することを特徴と
する。

〔作用〕

本発明においては、コイルばねをその嵌合部に外嵌固定
しである前記ばね保持体を、嵌合部を半径方向外向きと
した状態で収納溝内に挿入し、該収納溝の底部に固定す
ることにより、前記コイルばねを収納溝の底部に装着す
る。

〔実施例〕 以下本発明をその実施例を示す図面に基づいて詳述する
。第１図は本発明に係るベーンポンプを用いて構成され
た４輪駆動車用の駆動連結装置の要部を示す縦断面図、
第２図は第１図の■−■線による拡大様断面図である。

第１図及び第２図に示す駆動連結装置は、４輪駆動車の
前輪から後輪、又は後輪から前輪への駆動力の伝達を、
前、後輪間に生じる回転速度差に応じて行うものであり
、前、後輪の一方と連動回転する入力軸１に回転を拘束
されたロータと、他方と連動回転する出力軸２に回転を
拘束されたケーシングとを備えてなる本発明に係るベー
ンポンプ３、及び該ベーンポンプ３の吸込側と吐出側と
に夫々後述する如く構成された油圧回路からなるもので
ある。エンジンからの駆動力を前２輪に直接的に伝達し
、後２輪には、前、後輪を連結するプロペラシャフト介
して伝達する構成の４輪駆動車においては、前述の駆動
連結装置は、例えば前記プロペラシャフトの中途に装着
して用いられ、この場合、入力軸１がプロペラシャフト
の前輪側の部分に相当し、出力軸２が同じく後輪側の部
分に相当する。

ベーンポンプ３の前記ケーシングは、円形の周囲３個所
に凹部を等配に設は第２図に示す如き軸断面形状を呈す
る空洞部３１ａを、その軸心位置に形成して偏肉円筒状
をなすカムリング３１と、該カムリング３１を軸長方向
両側から挟持し、中抜き円板状なすサイドプレート３２
及び厚肉の中抜き円板状をなすサイドプレート３３と、
サイドプレート３２のカムリング３１と逆側にフランジ
固定される円筒状の軸封部材３４とを、軸封部材３４の
フランジ部、サイドプレート３２及びカムリング３１を
この順に貫通して、サイドプレート３３のカムリング３
１との密着面側に形成された図示しない各別のねし孔に
螺合する複数本の固定ボルト３５．３５・・・により、
同軸的に一体化させて構成されている。このような構成
のケーシングには、サイドプレート３３のカムリング３
１と逆側の側面に、前記出力軸２が、これの端部に形成
した連結フランジ２０を介して、複数本の固定ポル）　
２１．２１・・・により同軸的に固着してあり、該ケー
シングは、出力軸２の回転に伴って、その軸心回りに回
転するようになっている。

また前記ケーシング外側には、サイドプレート３３の外
周面、及び軸封部材３４の外周面にその一部を嵌合させ
、第１図に示す如く、カムリング３１及びサイドプレー
）　３２．３３を囲繞する囲繞部材３８が装着してあり
、ベーンポンプ３の作動油は、囲繞部材３８と前記ケー
シングとの間に環状をなして”形成される油タンクＴ内
に封入されている。

一方、ベーンポンプ３のロータは、短寸円筒状をなすロ
ータ本体３０に、複数枚の平板状のベーン３０ａ　、　
３０ａ・・・を、後述する如く半径方向への摺動自在に
装着してなるものであり、サイドプレート３２及び同３
３の中抜き部に、針状ころ軸受３２ａ及び玉軸受３３ａ
にて夫々支承されたロータ軸３６の両支承位置間に、ロ
ータ本体３０を同軸的にスプライン結合し、カムリング
３１の前記空洞部３１ａにより、サイドプレート３２と
同３３との間に形成される空間内に、同軸回動自在に内
嵌させである。ロータ軸３６は、前記軸封部材３４に内
嵌固定されたオイルシール３４ａ及びＸリング３４ｂに
より軸封され、該軸封部材３４の外部に適長突出させて
あり、この突出部に形成された連結フランジ３７を、前
記入力軸１の端部に形成された連結フランジ１０に、複
数本の固定ボルト１１．１１・・・により固着させ、入
力軸１と同軸的に連結しである。即ち、前記ロータは、
ロータ軸３６を介□して入力軸１にその回転を拘束され
ており、入力軸１の回転に伴って、カムリング３１の空
洞部３１ａ内においで回転するから、該ロータと前記ケ
ーシングとの間には、入力軸１と出力軸２との間の回転
速度差に相当する回転速度での相対回転が生ずるように
なっている。。

一方前記ロータ本体３０には、外周面から軸心に向かう
方向に、所定の深さ寸法を有する複数本の収納溝３０ｂ
、３０ｂ・・・が、周方向に等配をなす態様にて、軸長
方向の全長に亘って形成してあり、各収納溝３０ｂには
、矩形平板状をなす前記ベーン３０ａが、該収納溝３０
ｂの壁面に沿って摺動自在に内挿しである。収納溝３０
ｂの底部と、ベーン３０ａの基部との間には、コイルば
ね３０ｃが介装してあり、前記ベーン３０ａには、この
コイルばね３０ｃによる付勢力と、収納溝３０ｂの底部
に後述する如く導入される圧油の圧力とにより、ロータ
本体３０の半径方向に外向きの押圧力が加えられるよう
になっている。

さて以上の如く構成されたベーンポンプ３においては、
カムリング３１の前記空洞部３１ａにおける３個所の凹
部の形成位置に、該空洞部３１ａの内面とロータ本体３
０の外周面とにて囲繞されて、第２図に示す如き変形三
日月形の軸断面形状を呈する３つの空間が形成されるこ
とになり、これらの空間がポンプ室４０，４０．４０と
して作用する。各ポンプ室４０には、サイドプレート３
２側に開口する一対の吸込口４０ａ、４０ａと、サイド
プレート３３側に開口する一対の吐出孔４０ｂ、　４０
ｂとが、前記三日月形の両端部に夫々位置して形成して
あり、各吸込口４０ａは、サイドプレート３２に装着さ
れ、ポンプ室４０への流入のみを許容する各別の吸込チ
エツク弁４１を介して、軸封部材３４のサイドプレート
３２との密着面に形成された環状油室４２に連通させて
あり、該環状油室４２は、軸封部材３４のフランジ部を
貫通して形成された吸込油路４３により、前記油タンク
Ｔに連通させである。また吐出口４０ｂは、サイドプレ
ート３３に形成された各別の吐出油路４４、及び核油路
４４の中途に夫々装着され、ポンプ室４０からの流出の
みを許容する吐出チエ７り弁４５を介して、ロータ本体
３０の一側面に前記収納溝３０ｂ、　３０ｂ・・・の底
部を相互に連通ずる態様にて形成された環状溝４６に接
続して、ある。

以上の如く駆動連結装置は構成されており、旋回走行中
、加、減速中、又は前輪若しくは後輪が空転状態にある
場合等、前、後輪間に回転速度差゛が生じる走行状態に
ある場合、ベーンポンプ３においては、前述した如く、
前輪と連動回転するロータと、後輪と連動回転するケー
シングとの間に、前記回転速度差に相当する回転速度に
て相対回転が生じる。このように相対回転が生じた場合
、油タンクＴ内の油は、吸込油路４３、環状油室４２及
び吸込チエツク弁４１を介して、前記相対回転方向の上
流側に位置する吸込口４０ａから各ポンプ室４０内に導
入され、相隣するベーン３０ａ、　３０ａ間に形成され
る空間内に封止された状態で、ロータ本体３０の回転に
伴ってカムリング３１に対して相対回転せしめられる結
果、この油の圧力は上昇し、ロータ本体３０の外周面と
ポンプ室４０の内壁面との間に、前記相対回転を抑止す
る方向への摩擦力が生じ、この摩擦力によってロータと
ケーシングとの間、即ち入力軸１と出力軸２との間に駆
動力の伝達がなされるのである。

ベーンポンプ３におけるこの昇圧の過程を更に詳述すれ
ば、相隣するベーン３０ａ、３０ａ間の前記空間内に封
止された油は、その一部が、ベーン３０ａの先端部近傍
にこれを厚さ方向に貫通する態様にて形成された極細径
の図示しない絞り孔を通過して、低圧側（相対回転方向
上流側）に該空間に相隣する同様の空間内に洩出して、
再度圧縮される一方、残部は、相対回転方向下流側に位
置する吐出口４０ｂから、吐出油路４４内に吐出され、
該油路４４、吐出チエツク弁４５及び環状溝４６を介し
て前記収納溝３０ｂ、　３０ｂ・・・の底部に導入され
、夫々の収納溝３０ｂに内挿しであるベーン３０ａを、
半径方向外向きに押圧して、該ベーン３０ａの先端をカ
ムリング３１の内面に強く押付け、前記空間における圧
油の封止能力を高めるべく作用した後、ロータ本体３０
の両側面と、サイドプレート３２．３３との間に形成さ
れるわずかな間隙を通過して、ロータ軸３６のの外側に
洩出し、前記針状ころ軸受３２ａ及び玉軸受３３ａの潤
滑作用をなし、更に軸封部材３４を半径方向に貫通する
還流油路４７、及びサイドプレート３３を半径方向に貫
通する還流油路４８を介して、油タンクＴに還流する。

このように各ポンプ室４０内の油圧は、前記絞り孔及び
ロータ本体３０両側の前記間隙を油が通流する際の抵抗
として生じ、この抵抗は、これらを通流する油量、即ち
吸込口４０ａからポンプ室４０内に導入される油量に対
応するから、前記油圧は、ロータとケーシングとの間の
相対回転速度、換言すれば、前、後輪間に生じる回転速
度差の増大に応じて増大する。そして前述した如く、ポ
ンプ室４０内に発生する油圧に対応する駆動力が、入力
軸１から出力軸２に伝達される結果、前記回転速度差に
応じて前２輪の駆動力が後２輪に配分され、４輪駆動状
態が実現されるのである。

以上の如く動作する駆動連結装置に用いるベーンポンプ
３においては、直進定速走行時のように前、後輪に回転
速度差が生じない走行状態から前述の如き走行状態に移
行した際に、直ちに前記油圧が得られ、ロータとケーシ
ングとの間に発生する相対回転に対して、油圧の速やか
な立上り特性が要求される。従っそ、ロータとケーシン
グとの間に相対回転が生じておらず、ベーンポンプ３内
部に油圧が発生していない場合においても、前記ベーン
３０ａ　、　３０ａ・・・がカムリング３１の内面に押
付け、前記空間に所定の封止能力を生ぜしめることが要
求される。ベーンポンプ３においては、前記コイルばね
３０ｃによる外向きの付勢力により、ベーン３０ａをカ
ムリング３１の内面に押付け、前述の立上り特性を実現
しており、これらのコイルばね３０ｃの装着を容易とし
、ロータの組立工数の削減を実現するために、該コイル
ばね３０ｃを収納溝３０ｂの底部において保持するばね
保持体５　（第３，４図参照）を備えている。

第３図は、前記ばね保持体５の側面図であり、第４図は
、ロータ本体３０の収納溝３０ｂ底部におけるコイルば
ね３０ｃの取付状態を示す第１図の一部拡大図である。

本発明の特徴たるばね保持体５は、第３図に示す如く、
細幅、薄肉の板材の両端部近傍を、厚さ方向に略直角に
屈曲せしめ、同方向に突出する挟持部５０．５０を夫々
形成する一方、両挟持部５０．５０間の所定長離隔した
２個所を折返す態様にて屈曲せしめ、図示の如く、前記
挟持部５０．５０の突出方向と逆方向に、略直角をなし
て立上る２個所の嵌合部５１．５１を形成した構成とな
っている。コイル　′ばね３０ｃ、　３０ｃは、第４図
に示す如く、前記嵌合部５１．５１に夫々外嵌された状
態でばね保持体５に装着され、次いでこのばね保持体５
は、ロータ本体３０の収納溝３０ｂに内挿され、前記挟
持部５０．５０により、ロータ本体３０両側面の前記環
状溝４６．４６の底面を挟持させることにより、嵌合部
５０．５０を、これらに夫々外嵌固定されたコイルばね
３０ｃ、　３０ｃと共に、半径方向外向きとした状態で
前記収納溝３０ｂの底部に固定される。

ばね保持体５は、例えばばね鋼を用いて構成することに
より、前記挾持部５０．５０及び嵌合部５１゜５１が適
宜の弾性を有するようにしてあり、嵌合部５１．５１の
弾性により、これらに外嵌させたコイルばね３０ｃ、　
３０ｃを強固に保持できると共に、挟持部５０．５０の
弾性により、ロータ本体３０を強固に挟持できるように
なっている。従って、外部においてコイルばね３０ｃ＋
　３０ｃを嵌合部５１，５１に外嵌せしめ、これらをば
ね保持体５に保持させた後、該ばね保持体５を前述の如
く収納溝３０ｂに内挿せしめ、挟持部５０．５０を前記
環状溝４６．４６に押込むという容易な作業により、前
記コイルばね３０ｃ、　３０ｃを、収納溝３０ｂ底部の
所定位置に確実に装着せしめることが可能であり、しか
もその後、ベーン３０ａの基部に形成した２個所の切欠
部３０ｄ、３０ｄを、前記コイルばね３０ｃ、　３０ｃ
の先端部に夫々係合させつつ、該ベーン３０ａを収納溝
３０ｂに内挿せしめるだけでロータの組立てが終了する
から、容易にしかも短時間にてこれを行うことができ、
組立工数が大幅に削減される。

なお、嵌合部５１．５１の形状は、第３図に示すものに
限らず、ばね保持体５を収納溝３０ｂの底部に固定した
場合に半径方向外向きに延びるものであればよく、例え
ば、嵌合部５１．５１としてコイルばね３０ｃの内径に
略等しい外径を有する丸棒を用いてもよい。また、ばね
保持体５の固定方法も本実施例に示すものに限らず、例
えば、挟持部５０．５０を、環状溝４６．４６の底面に
夫々ねし止めするようにしてもよい。

〔効果〕

以上詳述した如く本発明に係るベーンポンプにおいては
、ベーンを付勢するためのコイルばねは、ばね保持体の
嵌合部に外嵌固定され、該ばね保持体と共に収納溝に内
挿されて、前記嵌合部を外向きとしてばね保持体を収納
溝の底部に固定することにより、収納溝底部の所定の装
着位置に、容易にしかも確実に装着できるから、ロータ
の組立てに要する時間の大幅な削減が可能であり、また
、収納溝の底部に前記コイルばね係止用の孔を形成する
必要がないから、該孔の形成のため必要であった多大の
加工時間が不要となり加工工数の大幅な削減が可能であ
る。更に、前述の如く装着されたコイルばねは、ばね保
持体の嵌合部にて案内された状態にて伸縮するから、ベ
ーンを内挿する場合、又はカムリングの内面に沿ってベ
ーンが収納溝に進退動作する場合等、コイルばねの伸縮
時に、これが座屈する虞がない等、本発明は優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであり、第１図は本
発明に係るベーンポンプを用いて構成した４輪駆動車用
の駆動連結装置の縦断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線
による拡大横断面図、第３図はばね保持体の側面図、第
４図はコイルばねの装着状態を示す第１図の一部拡大図
、第５図は従来のベーンポンプにおけるコイルばねの装
着状態を示す正面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線に
よる断面図である。 ３・・・ベーンポンプ　５・・・ばね保持体　３０・・
・ロータ本体　３０ａ・・・ベーン　３０ｂ・・・収納
溝　３０ｃ・・・コイルばね　３１・・・カムリング　
３２．３３・・・サイドプレート５０・・・挾持部　５
１・・・嵌合部　−特　許　出願人　　光洋精工株式会
社 代理人　弁理士　　河　野　　登　夫 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、円柱体の周面に形成した複数の収納溝夫々に、該収
   納溝底部との間に介装したコイルばねにより半径方向外
   向きに付勢されたベーンを内挿してなるロータを備えた
   ベーンポンプにおいて、 その一部を所定の方向に突出せしめて前記コイルばねを
   外嵌固定する嵌合部を形成してあり、該嵌合部の突出方
   向を前記ロータの半径方向外向きとして、前記収納溝の
   底部に夫々固定されたばね保持部材を具備することを特
   徴とするベーンポンプ。