(57)【要約】【課題】部品に必要以上の寸法精度を要求することなく、ベーンポンプの漏れ損失を抑制する。【解決手段】本発明のベーンポンプは、ポンプ室に偏心収納するロータ３と、ポンプ室内周面に先端を摺接させる複数のベーン４と、ポンプ室の内面とロータ３とベーン４とで囲まれる複数の作動室と、容積拡大過程の作動室に作動流体を流入させる吸入路と、容積縮小過程にある作動室から作動流体を排出させる吐出路とを備える。そして、ロータ３のロータスラスト面３ｂとこれに対向するポンプ室内底面との間に所定幅の連通スペースを形成しておき、該連通スペース内に、ロータスラスト面３ｂとポンプ室内底面との間で押圧変形される可撓性仕切部材１を配する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ室と、ポンプ室に偏心させて収納したロータと、ポンプ室内周面に先端が摺接するようにロータに設けた複数のベーンと、ポンプ室内面とロータの外周面とベーンとで囲まれてロータの回転駆動によりその容積を大小変化させる複数の作動室と、容積拡大過程にある作動室に対して作動流体を流入させる吸入路と、容積縮小過程にある作動室から作動流体を排出させる吐出路とを備えたベーンポンプにおいて、ロータの回転軸方向を向くロータスラスト面と、ロータスラスト面に対向するポンプ室内底面との間に、各作動室に連通する所定幅の連通スペースを形成し、該連通スペースに、ロータスラスト面とポンプ室内底面との間で押圧変形される可撓性仕切部材を配したことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
可撓性仕切部材の一端部をポンプ室内底面に固定し、他端部をロータスラスト面に摺接させることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項３】
可撓性仕切部材の一端部をロータスラスト面に固定し、他端部をポンプ室内底面に摺接させることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項４】
可撓性仕切部材を、ロータの回転軸方向から視たときにその外周端部がロータの外周面よりも内側に位置することがないように配することを特徴とする請求項２又は３に記載のベーンポンプ。
【請求項５】
可撓性仕切部材の一端部をベーンに固定し、他端部をポンプ室内底面に摺接させることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ
【請求項６】
可撓性仕切部材を、放射状に複数配することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項７】
可撓性仕切部材を、ロータスラスト面とポンプ室内底面との間での押圧により、ロータの周方向に屈曲させて配置することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項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、ベーンポンプの漏れ損失を抑制するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベーンポンプは、小型に形成できるとともに運転音も小さくて済むものであり、特許文献１等に記載してあるように、ポンプ室と、ポンプ室に偏心させて収納したロータと、ポンプ室内周面に先端が摺接するようにロータに設けた複数のベーンとを備えている。
【０００３】
このベーンポンプにおいては、ポンプ室とロータとベーンとで囲まれる複数の作動室が、ロータの回転駆動によりその容積を大小変化させる。そして、容積拡大過程にある作動室に対して吸入路を通じて作動流体を流入させ、容積縮小過程にある作動室から吐出路を通じて作動流体を排出させることができる。
【０００４】
ところで、上記構成のベーンポンプにあっては、ロータの回転軸方向を向く面であるロータスラスト面と、該ロータスラスト面に対向するポンプ室内底面との間に隙間があると、この隙間を通じて作動流体の漏れが生じ、ポンプ効率が低下するという問題がある。ここでの作動流体の漏れとは、高圧側である作動室内の作動流体が他の低圧側の作動室内に流入するような漏れである。
【０００５】
作動流体の漏れ損失を抑制するためには、隙間が極力なくなるように平面度や平行度を設定することも考えられるが、そのためには非常に厳しい寸法精度が要求され、コストの増大を招くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２９１４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、部品に必要以上の寸法精度を要求することなく漏れ損失を抑制し、高いポンプ効率を達成することのできるベーンポンプを提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決することのできる本発明のベーンポンプは、ポンプ室２と、ポンプ室２に偏心させて収納したロータ３と、ポンプ室内周面２ｂに先端４ａが摺接するようにロータ３に設けた複数のベーン４とを備える。さらに、ポンプ室２の内面とロータ３の外周面３ａとベーン４とで囲まれてロータ３の回転駆動によりその容積を大小変化させる複数の作動室５と、容積拡大過程にある作動室５に対して作動流体を流入させる吸入路６と、容積縮小過程にある作動室５から作動流体を排出させる吐出路７とを備える。そして、ロータ３の回転軸方向を向くロータスラスト面３ｂと、ロータスラスト面３ｂに対向するポンプ室内底面２ａとの間に、各作動室５に連通する所定幅の連通スペース１２を形成し、該連通スペース１２に、ロータスラスト面３ｂとポンプ室内底面２ａとの間で押圧変形される可撓性仕切部材１を配する。
【０００９】
上記構成からなる本発明のベーンポンプにおいては、押圧変形された形で配置される可撓性仕切部材１によって連通スペース１２を仕切り、連通スペース１２を通じて高圧側の作動室５から低圧側の作動室５にまで作動流体が漏れることを抑制できる。したがって、ロータ３等の構成部品に対して必要以上の平面度や平行度を要求することなく、ポンプ効率を向上させることができる。加えて、可撓性仕切部材１は押圧変形した状態で連通スペース１２を仕切るようになっているので、可撓性仕切部材１がある程度まで磨耗してもその仕切り性能は確保される。
【００１０】
本発明のベーンポンプにおいては、可撓性仕切部材１の一端部をポンプ室内底面２ａに固定し、他端部をロータスラスト面３ｂに摺接させることが好適である。このように可撓性仕切部材１をポンプ室内底面２ａ側に固定させることで、可撓性仕切部材１によって仕切ることのできる範囲を、ロータ３の径方向に広く設けることができる。
【００１１】
また、可撓性仕切部材１の一端部をロータスラスト面３ｂに固定し、他端部をポンプ室内底面２ａに摺接させることも好適である。このように可撓性仕切部材１をロータスラスト面３ｂ側に固定させることで、特にロータスラスト面３ｂ上で生じる漏れ損失を、さらに確実に抑制することができる。
【００１２】
これらの場合、可撓性仕切部材１を、ロータ３の回転軸方向から視たときにその外周端部１ａがロータ３の外周面３ａよりも内側に位置することがないように配することが好ましい。このようにすることで、作動流体の漏れ損失をさらに確実に抑制することができる。
【００１３】
また、可撓性仕切部材１の一端部をベーン４に固定し、他端部をポンプ室内底面２ａに摺接させることも好適である。このように可撓性仕切部材１をベーン４側に固定させることで、特にベーン４の外面上に生じる漏れ損失を、さらに確実に抑制することができる。
【００１４】
さらに、可撓性仕切部材１を、放射状に複数配することも好適である。このようにすることで、連通スペース１２を多数の空間に仕切ることができ、連通スペース１２での漏れ損失はさらに確実に抑制されることになる。
【００１５】
また、可撓性仕切部材１を、ロータスラスト面３ｂとポンプ室内底面２ａとの間での押圧により、ロータ３の周方向に屈曲させて配置することも好適である。このようにすることで、可撓性仕切部材１の屈曲した凸曲面側を摺接させることができ、摺動時の抵抗が極小化されることになる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のベーンポンプによれば、部品に必要以上の寸法精度を要求することなく、高圧側の作動室から低圧側の作動室への作動流体の漏れ損失を抑制できるので、多大なコストをかけることなくポンプ効率を向上させることができるという効果を奏する。
【００１７】
また、可撓性仕切部材をポンプ室内底面に固定させた場合には、可撓性仕切部材によって仕切ることのできる範囲を広く設け、漏れ損失をさらに効果的に抑制できるという効果を奏する。
【００１８】
また、可撓性仕切部材をロータスラスト面に固定させた場合には、特にロータスラスト面上での漏れ損失をさらに確実に抑制できるという効果を奏する。
【００１９】
また、可撓性仕切部材をその外周端部がロータの外周面よりも内側に位置しないように配することで、作動流体の漏れ損失をさらに確実に抑制できるという効果を奏する。
【００２０】
また、可撓性仕切部材をベーンに固定させた場合には、特にベーンの外面上での漏れ損失をさらに確実に抑制できるという効果を奏する。
【００２１】
また、可撓性仕切部材を放射状に複数配した場合には、連通スペースを多数の空間に仕切って漏れ損失をさらに確実に抑制できるという効果を奏する。
【００２２】
また、可撓性仕切部材を押圧によりロータの周方向に屈曲させた場合には、摺動時の抵抗が極小化されるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態における第１例のベーンポンプの要部斜視図である。
【図２】同上のベーンポンプのケーシング上部を開放した状態の平面図である。
【図３】同上のベーンポンプの要部断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ´線断面図である。
【図５】同上のベーンポンプの変形例を示す要部斜視図である。
【図６】本発明の実施形態における第２例のベーンポンプの要部斜視図である。
【図７】本発明の実施形態における第３例のベーンポンプの要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２５】
図１〜図４には、本発明の実施形態における第１例のベーンポンプを示している。第１例のベーンポンプは、ケーシング１０内に設けたポンプ室２にロータ３を偏心させて収納し、ポンプ室内周面２ｂに先端４ａが摺接するようにロータ３に複数のベーン４を設け、さらに上記ケーシング１０に、ポンプ室２に至るように吸入路６及び吐出路７を設けたものである。
【００２６】
上記構成により、ケーシング１０内には、ポンプ室２の内面とロータ３の外周面３ａとベーン４とで囲まれる複数の作動室５が形成される。ロータ３を回転駆動させると作動室５の容積が大小し、容積拡大過程にある作動室５に対しては吸入路６を通じて作動流体が流入し、容積縮小過程にある作動室５からは吐出路７を通じて作動流体が排出される（図２中の矢印参照）。以下、各構成についてさらに述べる。
【００２７】
ロータ３は、平面視円形状の外形を有しており、その中央に軸受部８を設けている。ロータ３の上部には複数条（第１例では４条）のベーン溝９を放射状に形成しており、ロータ３の下部にはマグネットから成る磁性体１１を一体に装着している。
【００２８】
ロータ３の軸受部８には、ポンプ室２を上下に貫く固定軸（図示せず）を回転自在に挿通させている。この固定軸の挿通により、ロータ３は、その上部のロータスラスト面３ｂがポンプ室内底面２ａと対向し、その外周面３ａがポンプ室内周面２ｂと対向する姿勢にて、ポンプ室２に回転自在に配置される。なお、上記ロータスラスト面３ｂは、ロータ３において回転軸方向（図中上下方向）を向くように形成された平坦面である。
【００２９】
ロータ３の各ベーン溝９には、ベーン４を、ロータ３の径方向にスライド自在となるように収納配置している。ベーン４は、その径方向のスライドによってロータ３の外周面３ａから突没自在となる。
【００３０】
ケーシング１０の下部には、ポンプ室２に配置したロータ３の磁性体１１と隣接するように、ステータ（図示せず）を配置させている。この隣接する磁性体１１とステータとが、ロータ３を回転駆動させる駆動部を構成する。
【００３１】
ポンプ室２に収納したロータ３を駆動部にて回転駆動させると、各ベーン４はロータ３が回転することによる遠心力を受け、ロータ３の外周面３ａから外方に突出する。外方に突出したベーン４は、その先端４ａをポンプ室内周面２ｂに摺接させ、上記したように、ポンプ室２の内面（ポンプ室内底面２ａやポンプ室内周面２ｂ）とロータ３の外周面３ａとベーン４とで囲まれた複数の作動室５を形成する。
【００３２】
ここで、ロータ３の回転軸はポンプ室２の偏心位置にあるので、ロータ３を回転駆動させることで各作動室５はロータ３の回転方向に移動しながらその容積を大小に変化させる。各作動室５は、吸入路６と連通する位置にある時には、ロータ３の回転に伴い容積が増大する。また、吐出路７と連通する位置にある時には、ロータ３の回転に伴い容積が減少する。そのため、ロータ３を回転駆動すれば、作動流体が吸入路６から作動室５内に流入し、この作動室５内で圧縮された後に吐出路７から吐出される。
【００３３】
以上、本発明の基本的な構成について述べた。以下においては、本発明のさらに特徴的な構成について述べる。
【００３４】
図３や図４に示すように、ポンプ室２内においては、ロータ３の平坦なロータスラスト面３ｂと、このロータスラスト面３ｂに対向する同じく平坦なポンプ室内底面２ａとを平行に設け、対向する両面３ｂ，２ａの間に、各作動室５に連通する連通スペース１２を所定幅で形成している。この連通スペース１２には、作動流体の漏れを防止するための棒状の可撓性仕切部材１を一つ配置している。
【００３５】
可撓性仕切部材１は、回転軸方向の一端部（図中上端部）をポンプ室内底面２ａに固着させることで、連通スペース１２に配置される。可撓性仕切部材１は、ロータスラスト面３ｂとポンプ室内底面２ａとの間で押圧変形されるように設けている。可撓性仕切部材１は、弾性変形により撓みを生じた状態で、その回転軸方向の他端部（図中下端部）をロータスラスト面３ｂに摺接させる。可撓性仕切部材１は、上下方向の押圧によりその他端部側がロータ３の回転方向に撓みやすくなるよう、その他端部側の厚みを一端部側の厚みよりも薄く成形してある。
【００３６】
棒状の可撓性仕切部材１は、その長手方向がロータ３の径方向と一致または略一致するように連通スペース１２に配置する（図１、図２参照）。このとき、可撓性仕切部材１の外周端部１ａは、回転軸方向から視たときにその外周端部１ａがロータ３の外周面３ａよりも内側に位置することがないように配置する。言い換えれば、可撓性仕切部材１は、外周端部１ａがロータ３の外周面３ａ上に位置するように配置するか、または、ロータ３の外周面３ａよりも外方に位置するように配置する。
【００３７】
さらに、可撓性仕切部材１は、ロータスラスト面３ｂの半径方向の幅全体と摺接するように配置することが好ましい。第１例では、可撓性仕切部材１の長手方向の長さをロータスラスト面３ｂの半径方向の幅と略一致させ、可撓性仕切部材１の外周端部１ａがロータ３の外周面３ａ上に位置するように設けている。
【００３８】
ポンプ室２に対する可撓性仕切部材１の固定箇所は、図２に示す箇所とすることが好ましい。具体的には、可撓性仕切部材１を吐出路７近傍に設け、吐出路７の開口部分の回転方向近傍にて、可撓性仕切部材１がロータスラスト面３ｂと摺接するように設けている。
【００３９】
上記構成からなる第１例のベーンポンプにおいては、可撓性仕切部材１をケーシング１０に固着させておき、ロータ３を組み入れる際に上下方向（回転軸方向）に押圧変形させることで、連通スペース１２を仕切り、作動流体の漏れを効率的に抑制することができる。したがって、ロータ３やケーシング１０等の部品に対して必要以上の寸法精度を要求することなく、高いポンプ効率が達成できる。
【００４０】
さらに、第１例では可撓性仕切部材１を、その外周端部１ａがロータ３の外周面３ａよりも内側に位置することがないように（つまり、ロータ３の外周面３ａ上またはそれより外側に位置するように）配してあるので、連通スペース１２での漏れの低減がさらに確実なものとなっている。可撓性仕切部材１の外周端部１ａは、ポンプ室内周面２ｂに当接するまで突出させてあってもよい。
【００４１】
また、第１例では、可撓性仕切部材１を押圧変形によってロータ３の周方向に屈曲するように設け、図１に示すように、円弧状に屈曲した可撓性仕切部材１の凸曲面側がロータスラスト面３ｂと摺接するようにしている。これにより摺動時の抵抗を極小化させることができる。
【００４２】
なお、可撓性仕切部材１を配置する数は一つに限定されず、連通スペース１２に複数配してあっても構わない。可撓性仕切部材１を複数配するにあたっては、図５に示すように、ロータ３の径方向に沿って放射状に伸びるように各可撓性仕切部材１を配することが好ましい。この場合、連通スペース１２は放射状の可撓性仕切部材１によって多数の空間に仕切られるので、高圧側の作動室５から低圧側の作動室５への作動流体の漏れは、さらに確実に抑制される。
【００４３】
また、第１例では可撓性仕切部材１を配置するための連通スペース１２をロータ３の上側にのみ形成してあるが、同様の連通スペース１２をロータ３の下側にも形成し、上下両側の連通スペース１２に可撓性仕切部材１を配する構造としてもよい。
【００４４】
次に、本発明の実施形態における第２例のベーンポンプについて、図６に基づいて述べる。なお、第２例の構成のうち上記した第１例の構成と同様のものについては詳しい説明を省略し、第２例特有の構成についてのみ以下に詳述する。
【００４５】
第２例のベーンポンプにおいては、一対の可撓性仕切部材１をロータ３のロータスラスト面３ｂ側に固着させている。つまり、第２例では、可撓性仕切部材１の回転軸方向の一端部（図中下端部）をロータスラスト面３ｂ上に固着させ、可撓性仕切部材１の回転軸方向の他端部（図中上端部）をポンプ室内底面２ａに摺接させる構成となっている。
【００４６】
ここでの可撓性仕切部材１の押圧変形は、ポンプ室内底面２ａに摺接する他端部が、ロータ３の回転方向と逆方向に屈曲するように行われる。これにより、円弧状に屈曲した可撓性仕切部材１の凸曲面側をポンプ室内底面２ａに摺接させ、摺動時の抵抗を極小化させる。
【００４７】
可撓性仕切部材１の配置は、回転軸方向から視たときにその外周端部１ａがロータ３の外周面３ａよりも内側に位置することがないように行う。つまり、可撓性仕切部材１の外周端部１ａは、ロータ３の外周面３ａ上またはそれよりも外方に位置するように設ける。可撓性仕切部材１の外周端部１ａをロータ３の外周面３ａよりも外方に突出させる場合、その外周端部１ａがポンプ室内周面２ｂに摺接するように設けても構わない。
【００４８】
可撓性仕切部材１は、ロータスラスト面３ｂの半径方向の幅全体に固着させることが好ましい。第２例では、可撓性仕切部材１の長手方向の長さをロータスラスト面３ｂの半径方向の幅と略一致させ、可撓性仕切部材１の外周端部１ａをロータ３の外周面３ａ上に位置させている。
【００４９】
また、可撓性仕切部材１は３以上の複数を配置してあってもよい。可撓性仕切部材１を複数配置する場合には、周方向に等間隔を隔てて配置することが好ましい。
【００５０】
上記構成からなる第２例のベーンポンプにおいては、可撓性仕切部材１をロータ３側に固着させておき、ロータ３を組み入れる際に上下方向（回転軸方向）に押圧変形させることで、連通スペース１２での作動流体の漏れを効率的に抑制することができる。したがって、ロータ３やケーシング１０等の部品に対して必要以上の寸法精度を要求することなく、高いポンプ効率が達成できる。
【００５１】
次に、本発明の実施形態における第３例のベーンポンプについて、図７に基づいて述べる。なお、第３例の構成のうち上記した第１例や第２例の構成と同様のものについては詳しい説明を省略し、第３例特有の構成についてのみ以下に詳述する。
【００５２】
第３例のベーンポンプにおいては、可撓性仕切部材１をベーン４に固着させている。つまり、第３例では、可撓性仕切部材１の回転軸方向の一端部（図中下端部）を、ベーン４の連通スペース１２と対向する面（上面）に固着させ、可撓性仕切部材１の回転軸方向の他端部（図中上端部）をポンプ室内底面２ａに摺接させる構成となっている。
【００５３】
ここでの可撓性仕切部材１の押圧変形は、ポンプ室内底面２ａに摺接する他端部が、ロータ３の回転方向と逆方向に屈曲するように行われる。これにより摺動時の抵抗を極小化できることは、第２例と同様である。
【００５４】
可撓性仕切部材１は、回転軸方向から視たときにその外周端部１ａがベーン４の外周端上に位置するように配置することが好ましい。第３例では、可撓性仕切部材１の長手方向の長さをベーン４のスライド方向の幅と略一致させ、ベーン４のスライド方向の全幅に亘って可撓性仕切部材１を固着させてある。
【００５５】
また、第３例では、４つあるベーン４の全てに可撓性仕切部材１を固着させてあるが、一部のベーン４にだけ可撓性仕切部材１を配置する構成であってもよい。いずれの場合においても、可撓性仕切部材１は周方向に等間隔を隔てて配置することが好ましい。
【００５６】
上記構成からなる第３例のベーンポンプにおいては、可撓性仕切部材１をベーン４に固着させておき、ロータ３を組み入れる際に上下方向（回転軸方向）に押圧変形させることで、連通スペース１２での作動流体の漏れを効率的に抑制することができる。したがって、ロータ３やケーシング１０等の部品に対して必要以上の寸法精度を要求することなく、高いポンプ効率が達成できる。
【００５７】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１  可撓性仕切部材
１ａ  外周端部
２  ポンプ室
２ａ  ポンプ室内底面
２ｂ  ポンプ室内周面
３  ロータ
３ａ  外周面
３ｂ  ロータスラスト面
４  ベーン
４ａ  先端
５  作動室
６  吸入路
７  吐出路
１２  連通スペース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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