(57)【要約】【課題】ベーンポンプの容積効率を向上させる。【解決手段】ベーンポンプ１００は、駆動軸１に連結されたロータ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の先端が摺動するカム面４ａを有するカムリング４と、ロータ２とカムリング４と一対の隣り合うベーン３とによって区画されるポンプ室６と、ロータ２及びカムリング４を収容するポンプボディ５と、カムリング４に形成される挿通孔５０を挿通しポンプボディ５に対してカムリング４を位置決めする位置決めピン４０と、を備え、挿通孔５０の内周面は、カムリング４の中心と挿通孔５０の中心とを通る仮想線Ｌと交差する平坦面５１を有し、平坦面５１は、位置決めピン４０よりもカムリング４の径方向内側に設けられる。【選択図】図１
2020180569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に連結されたロータと、
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が摺動する内周面を有するカムリングと、
前記ロータと前記カムリングと一対の隣り合う前記ベーンとによって区画されるポンプ室と、
前記ロータ及び前記カムリングを収容するポンプボディと、
前記カムリングに形成される挿通孔を挿通し前記ポンプボディに対して前記カムリングを位置決めするピン部材と、を備え、
前記挿通孔の内周面は、前記カムリングの中心と前記挿通孔の中心とを通る仮想線と交差する平坦面を有し、
前記平坦面は、前記ピン部材よりも前記カムリングの径方向内側に設けられることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記平坦面は、前記仮想線と垂直に設けられ、
前記挿通孔の内周面は、前記平坦面と共に前記ピン部材を挟むように設けられ前記平坦面と平行な対向面をさらに有することを特徴とする請求項１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ものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ロータと、ロータに摺動自在に設けられた複数のベーンと、ロータ及び複数のベーンを囲む環状のカムリングと、カムリングに形成される孔を貫通する連結棒と、を備えるベーンポンプが開示されている。ベーンポンプでは、ロータ、カムリングの内周面、及び隣り合うベーンによってポンプ室が区画される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３７５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ベーンポンプでは、ロータの回転に伴いポンプ室が拡張して作動流体を吸い込み、ポンプ室が収縮することで作動流体を加圧して吐出する。
【０００５】
このようなベーンポンプにおいては、ロータの回転に伴い加圧されるポンプ室内の圧力によって、カムリングが膨らむように変形して、カムリングの内周面の形状が変化するおそれがある。カムリングの内周面の形状が変化すると、ポンプ室の容積が変化するため、容積効率が低下する場合がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ベーンポンプの容積効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ベーンポンプであって、駆動軸に連結されたロータと、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、ロータの回転に伴ってベーンの先端が摺動する内周面を有するカムリングと、ロータとカムリングと一対の隣り合うベーンとによって区画されるポンプ室と、ロータ及びカムリングを収容するポンプボディと、カムリングに形成される挿通孔を挿通しポンプボディに対してカムリングを位置決めするピン部材と、を備え、挿通孔の内周面は、カムリングの中心と挿通孔の中心を結ぶ仮想線と交差する平坦面を有し、平坦面は、ピン部材よりもカムリングの径方向内側に設けられることを特徴とする。
【０００８】
この本発明では、挿通孔は、真円形の孔ではなく、カムリングの中心と挿通孔の中心を結ぶ仮想線に交差する平坦面を有する。よって、挿通孔が円形の場合と比較して、カムリングの径方向におけるピン部材と挿通孔とのクリアランスを小さくすることができ、挿通孔の平坦面とピン部材との接触により、カムリングが膨らむような変形が規制される。
【０００９】
また、本発明は、平坦面が、仮想線と垂直に設けられ、挿通孔の内周面は、平坦面と共にピン部材を挟むように設けられ平坦面と平行な対向面をさらに有することを特徴とする。
【００１０】
この発明では、カムリングの径方向における挿通孔とピン部材との間のクリアランスは、互いに平行な平面である平坦面及び対向面によって規定される。これにより、径方向外側に膨らむように変形させる力がカムリングに作用しても、この力に対して垂直な平坦面及び対向面がピン部材と接触して力が受圧される。このため、カムリングの内周面の変形をより一層抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ベーンポンプの容積効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るベーンポンプの平面図であり、ポンプカバー及び第２サイドプレートを除いた状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るベーンポンプの断面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るベーンポンプの断面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るベーンポンプにおけるカムリングの挿通孔と位置決めピンとを示す拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら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。
【００１４】
ベーンポンプ１００は、車両に搭載される油圧機器、例えば、パワーステアリング装置や変速機等の油圧供給源として用いられる。ベーンポンプ１００は、作動油を作動流体とする固定容量型である。
【００１５】
ベーンポンプ１００は、駆動軸１の端部にエンジン（図示省略）等の動力が伝達され、駆動軸１に連結されたロータ２が回転するものである。ロータ２は、図１において時計回りに回転する。
【００１６】
図１に示すように、ベーンポンプ１００は、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を収容すると共にロータ２の回転に伴ってベーン３の先端が摺動する内周面であるカム面４ａを有するカムリング４と、カムリング４を収容する収容凹部５ａを有するポンプボディ５と、を備える。
【００１７】
ロータ２には、外周面に開口するスリット７が所定間隔をおいて放射状に形成される。スリット７には、ベーン３が往復動自在に挿入される。スリット７内には、吐出圧が導かれる背圧室８がベーン３の基端部によって区画される。また、隣り合う背圧室８は、後述するポンプカバー１５に形成される背圧溝（図示省略）によって互いに連通される。
【００１８】
ベーン３は、背圧室８に導かれる作動油の圧力によって、スリット７から抜け出る方向に押圧され、先端部がカムリング４のカム面４ａに当接する。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のカム面４ａ、及び隣り合うベーン３によって複数のポンプ室６が区画される。
【００１９】
カムリング４は、内周のカム面４ａが略長円形状をした環状の部材である。カムリング４は、ポンプ室６の容積を拡張する吸込領域４ｂと、ポンプ室６の容積を収縮する吐出領域４ｃと、を有する。このように、各ポンプ室６は、ロータ２の回転に伴って拡縮する。本実施形態では、カムリング４は、２つの吸込領域４ｂ及び２つの吐出領域４ｃを有する。吸込領域４ｂと吐出領域４ｃとの間の領域は、ベーン３がロータ２の径方向について移動する方向が切り替わる遷移領域４ｄである。
【００２０】
図２に示すように、ポンプボディ５の収容凹部５ａには、ロータ２と、カムリング４の一側面（図２では下側面）に当接して配置される第１サイドプレート１０と、カムリング４の他側面（図２では上側面）に当接して配置される第２サイドプレート１２と、が収容される。つまり、収容凹部５ａには、第１サイドプレート１０、カムリング４、第２サイドプレート１２の順にこれらが積層して収容される。このように、第１及び第２サイドプレート１０，１２は、ロータ２及びカムリング４の両側面を挟んだ状態で配置され、ポンプ室６を密閉する。
【００２１】
第２サイドプレート１２のカムリング４とは反対側には、ポンプカバー１５が配置される。ポンプカバー１５は、その端面がポンプボディ５における環状の端面に当接した状態で、ポンプボディ５と締結される。このように、ポンプボディ５の収容凹部５ａはポンプカバー１５によって封止される。
【００２２】
駆動軸１は、ブッシュ３０を介してポンプボディ５に回転自在に支持されると共に、その端部がブッシュ３１を介してポンプカバー１５に回転自在に支持される。駆動軸１は第１及び第２サイドプレート１０，１２を挿通する。
【００２３】
第１サイドプレート１０には、カムリング４の吐出領域４ｃ（図１参照）に対応して開口し、ポンプ室６が吐出する作動油を高圧室２０へと導く円弧状の２つの吐出ポート１１ａ，１１ｂが貫通して形成される。
【００２４】
第２サイドプレート１２におけるロータ２が摺動する端面には、カムリング４の２つの吸込領域４ｂ（図１参照）に対応して開口し、ポンプ室６に作動流体としての作動油を導く円弧状の２つの吸込ポート（図示省略）が形成される。
【００２５】
ポンプボディ５及びポンプカバー１５には、タンク（図示省略）と吸込ポートとを連通し、吸込ポートを通じてタンクの作動油をポンプ室６へと導く吸込通路２１が形成される。ポンプボディ５には、高圧室２０に連通し高圧室２０の作動油を外部の油圧機器へと供給する吐出通路（図示省略）が形成される。
【００２６】
図３に示すように、第１サイドプレート１０には、２つのピン穴１０ａが形成される。２つのピン穴１０ａには、それぞれピン部材としての位置決めピン４０が結合される。
【００２７】
カムリング４には、第１サイドプレート１０の２つのピン穴１０ａに対応した位置に、一対の挿通孔５０が形成される。一対の挿通孔５０は、カムリング４の中心に対して対称の位置に設けられる（図１参照）。
【００２８】
同様に、第２サイドプレート１２及びポンプカバー１５には、第１サイドプレート１０の２つのピン穴１０ａに対応した位置に、それぞれ一対の貫通孔１２ａ及び一対のピン穴１５ａが形成される。
【００２９】
位置決めピン４０は、真円形断面を有する棒状の部材である。位置決めピン４０は、カムリング４の挿通孔５０及び第２サイドプレート１２の貫通孔１２ａを挿通し、ポンプカバー１５のピン穴１５ａに挿入される。位置決めピン４０によって、ポンプカバー１５と第１及び第２サイドプレート１０，１２とに対するカムリング４の相対回転が規制される。これにより、カムリング４は、位置決めピン４０によってポンプボディ５に対して位置決めされる。
【００３０】
ベーンポンプ１００は、ロータ２の回転に伴って、カムリング４の吸込領域４ｂにおける各ポンプ室６に吸込ポート及び吸込通路２１を通じてタンクから作動油を吸込むと共に、カムリング４の吐出領域４ｃにおける各ポンプ室６から吐出ポート１１ａ，１１ｂ及び吐出通路を通じて作動油を外部へ吐出する。このように、ベーンポンプ１００は、ロータ２の回転に伴う各ポンプ室６の拡縮によって作動油を給排する。
【００３１】
次に、カムリング４の挿通孔５０と位置決めピン４０の構造について、詳しく説明する。なお、以下では、図４に示すように、カムリング４の中心軸方向から見たカムリング４の平面視（図１や図４の状態）において、カムリング４の中心Ｏ１と挿通孔５０の中心Ｏ２とを通る仮想線Ｌを設定して説明する。言い換えれば、仮想線Ｌは、カムリング４の中心軸及び挿通孔５０の中心軸のそれぞれに直交する線である。
【００３２】
カムリング４の一対の挿通孔５０は、それぞれカムリング４の軸方向に沿ってカムリング４を貫通する貫通孔であり、遷移領域４ｄに重なるように、言い換えれば遷移領域４ｄの範囲内に位置するように形成される（図１参照）。挿通孔５０の内周面は、図４に示すように、仮想線Ｌに垂直に交差するように設けられる平坦面５１と、平坦面５１と共に位置決めピン４０を挟むように設けられ平坦面５１と平行な対向面５２と、を有する。つまり、平坦面５１と対向面５２とは、それぞれ挿通孔５０の中心軸に平行に形成されて互いに平行な一対の平面である。
【００３３】
平坦面５１は、位置決めピン４０よりもカムリング４の径方向の内側に位置するように設けられる。対向面５２は、位置決めピン４０よりも径方向の外側に設けられる。
【００３４】
平坦面５１と対向面５２とは、一対の円弧面５３，５４によって挿通孔５０の周方向に接続される。一対の円弧面５３，５４は、それぞれ挿通孔５０の中心Ｏ２を中心とし、同一の曲率半径を有する円弧面である。円弧面５３，５４の直径に相当する一対の円弧面５３，５４の間隔Ｄ２は、平坦面５１と対向面５２との間隔Ｄ１よりも大きい。
【００３５】
よって、円形断面を有する位置決めピン４０がカムリング４の挿通孔５０に挿通すると、位置決めピン４０と平坦面５１及び対向面５２との間のクリアランスは、位置決めピン４０と一対の円弧面５３，５４との間のクリアランスよりも小さい。つまり、挿通孔５０は、真円形の孔として形成される場合と比較して、カムリング４の径方向における幅が小さく、カムリング４の径方向において位置決めピン４０との間で形成されるクリアランスが小さくなるように構成される。
【００３６】
ここで、カムリングは、吐出領域にあるポンプ室の作動油の高圧によって、径方向外側に膨らむような力を受ける。カムリングが径方向外側に膨らむと、カム面の形状が変化するため、カム面とベーンとで形成されるポンプ室の容積が変化する。吐出領域にあるポンプ室の容積が大きくなるようにカム面が変化すると、吸込領域から吐出領域に遷移する際のポンプ室の容積変化が小さくなり、吐出領域にあるポンプ室から吐出される作動油の吐出量が低下するおそれがある。このように、カム面の形状が変化すると、ベーンポンプの容積効率が低下するおそれがある。
【００３７】
これに対し、本実施形態に係るベーンポンプ１００では、吐出領域４ｃにあるポンプ室６内の作動油の高圧を受けてカムリング４が径方向に膨らむように変形しようとしても、位置決めピン４０と平坦面５１とが径方向に接触する。挿通孔５０が真円形である場合と比較して、位置決めピン４０と挿通孔５０の平坦面５１との間のクリアランスが小さいため、膨らむようなカムリング４の変形が規制され、カム面４ａの変形が抑制される。したがって、ベーンポンプ１００の容積効率の低下を抑制することができる。
【００３８】
また、ベーンポンプ１００では、位置決めピン４０と挿通孔５０との径方向のクリアランスは、平坦面５１と対向面５２とによって規定され、平坦面５１と対向面５２との間隔Ｄ１は、一対の円弧面５３，５４の間隔Ｄ２よりも小さい。つまり、挿通孔５０は、カムリングの径方向における間隔Ｄ１が、周方向における間隔（間隔Ｄ１と直交する方向の間隔）Ｄ２よりも小さい。
【００３９】
このように、ベーンポンプ１００では、位置決めピン４０と挿通孔５０とのクリアランスを均一に小さくするのではなく、カムリング４の径方向にだけ小さくなるように構成される。平坦面５１と対向面５２とは、互いに平行な平面であるため、機械加工によって容易に高い加工精度で形成することができる。よって、カムリング４の変形を抑制するためには、平坦面５１及び対向面５２を精度よく加工すればよく、その他の部分には高い加工精度が求められない。したがって、ベーンポンプ１００によれば、平坦面５１及び対向面５２の精度を容易に確保することができると共に、挿通孔５０の内周面全体を高い加工精度で加工する必要はないため、加工工数の増加を抑制し、容易に寸法管理を行うことができる。
【００４０】
次に、本実施形態の変形例について、説明する。
【００４１】
上記実施形態では、平坦面５１は、仮想線Ｌに対して垂直に設けられる。これに対し、平坦面５１は、径方向に膨らむようなカムリング４の変形を規制する限り、任意の位置に設けることができる。具体的には、平坦面５１は、仮想線Ｌに対して平行な平面でなければよく、少なくとも一部が挿通孔５０の中心よりも径方向内側に位置し、仮想線Ｌと交差する（仮想線Ｌに対して傾斜する）ように設けられればよい。これによれば、膨らむようにカムリング４が変形しようとしても、平坦面５１が位置決めピン４０と径方向に接触するため、カムリング４の変形を抑制することができる。
【００４２】
また、上記実施形態では、挿通孔５０は、平坦面５１に平行な対向面５２を有する。これに対し、カムリング４の変形を抑制するには、挿通孔５０は、少なくとも平坦面５１を有していればよく、対向面５２は必須の構成ではない。
【００４３】
以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。
【００４４】
ベーンポンプ１００では、ポンプ室６内の作動油の圧力によりカムリング４が径方向に膨らむように変形しようとしても、位置決めピン４０と平坦面５１とが径方向に接触する。よって、挿通孔５０が真円形である場合と比較して、カム面４ａの変形が抑制されるため、ベーンポンプ１００の容積効率の低下を抑制することができる。
【００４５】
また、ベーンポンプ１００では、平坦面５１は、仮想線Ｌと垂直に設けられ、挿通孔５０の内周面には、平坦面５１と平行な対向面５２が設けられる。これにより、カムリング４の径方向における挿通孔５０と位置決めピン４０との間のクリアランスは、互いに平行な平面である平坦面５１及び対向面５２によって規定される。よって、径方向外側に膨らむように変形させる力がカムリング４に作用しても、この力に対して垂直な平坦面５１及び対向面５２が位置決めピン４０に接触して力が受圧される。このため、カムリング４のカム面４ａの変形をより一層抑制することができ、ベーンポンプ１００の容積効率の低下を抑制することができる。
【００４６】
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。
【００４７】
ベーンポンプ１００は、駆動軸１に連結されたロータ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の先端が摺動するカム面４ａを有するカムリング４と、ロータ２とカムリング４と一対の隣り合うベーン３とによって区画されるポンプ室６と、ロータ２及びカムリング４を収容するポンプボディ５と、カムリング４に形成される挿通孔５０を挿通しポンプボディ５に対してカムリング４を位置決めする位置決めピン４０と、を備え、挿通孔５０の内周面は、カムリング４の中心と挿通孔５０の中心とを通る仮想線Ｌと交差する平坦面５１を有し、平坦面５１は、位置決めピン４０よりもカムリング４の径方向内側に設けられる。
【００４８】
この構成では、挿通孔５０は、真円形の孔ではなく、カムリング４の中心と挿通孔５０の中心を結ぶ仮想線Ｌに交差する平坦面５１を有する。よって、挿通孔５０が円形の場合と比較して、カムリング４の径方向における位置決めピン４０と挿通孔５０とのクリアランスを小さくすることができ、挿通孔５０の平坦面５１と位置決めピン４０との接触により、カムリング４が膨らむような変形が規制される。したがって、ベーンポンプ１００の容積効率が向上する。
【００４９】
また、ベーンポンプ１００では、平坦面５１は、仮想線Ｌと垂直に設けられ、挿通孔５０の内周面は、平坦面５１と共に位置決めピン４０を挟むように設けられ平坦面５１と平行な対向面５２をさらに有する。
【００５０】
この構成では、カムリング４の径方向における挿通孔５０と位置決めピン４０との間のクリアランスは、互いに平行な平面である平坦面５１及び対向面５２によって規定される。これにより、カムリング４の径方向における挿通孔５０と位置決めピン４０との間のクリアランスは、互いに平行な平面である平坦面５１及び対向面５２によって規定される。よって、径方向外側に膨らむように変形させる力がカムリング４に作用しても、この力に対して垂直な平坦面５１及び対向面５２が位置決めピン４０と接触して力が受圧されるため、カムリング４のカム面４ａの変形をより一層抑制することができる。したがって、ベーンポンプ１００の容積効率の低下を抑制することができる。
【００５１】
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。
【符号の説明】
【００５２】
１…駆動軸、２…ロータ、３…ベーン、４…カムリング、４ａ…カム面（内周面）、５…ポンプボディ、６…ポンプ室、４０…位置決めピン（ピン部材）、５０…挿通孔、５１…平坦面、５２…対向面、１００…ベーンポンプ
【図１】
2020180569.tif 000003
【図２】
2020180569.tif 000004
【図３】
2020180569.tif 000005
【図４】
2020180569.tif 000006