(57)【要約】【課題】ポンプ性能を確保しつつ、駆動トルクを軽減するとともに焼き付きや摩耗を軽減することができるベーンポンプを提供する。【解決手段】内部にポンプ室Ａが形成されたハウジング２と、ポンプ室Ａの中心から偏心した位置に配置されて回転駆動されるロータ３と、ロータ３に摺動自在に支持されてポンプ室Ａを仕切るベーン４と、を備え、ベーン４は、ポンプ室Ａを形成するハウジング２のハウジング本体２１の内周壁２９に先端が当接される第一ベーン部４１と、ハウジング本体２１の内周壁２９に先端が当接される第二ベーン部４２と、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２の先端をハウジング本体２１の内周壁２９側に付勢するバネ４３と、を有し、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２は、ロータ３の回転により生ずる遠心力によりバネ４３の付勢方向とは反対の方向の荷重が発生する構造である。【選択図】図３
2014181583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にポンプ室が形成されたハウジングと、
前記ポンプ室の中心から偏心した位置に配置されて回転駆動されるロータと、
前記ロータに摺動自在に支持されて前記ポンプ室を仕切るベーンと、
を備え、
前記ベーンは、
前記ポンプ室を形成する前記ハウジングの内周壁に先端が当接される第一ベーン部と、
前記ハウジングの前記内周壁に先端が当接される第二ベーン部と、
前記第一ベーン部及び前記第二ベーン部の先端を前記ハウジングの前記内周壁側に付勢する付勢手段と、
を有し、
前記第一ベーン部及び前記第二ベーン部は、前記ロータの回転により生ずる遠心力により前記付勢手段の付勢方向とは反対の方向の荷重が発生する構造である、
ベーンポンプ。
【請求項２】
前記第一ベーン部及び前記第二ベーン部の重心が、前記ロータに対する前記先端の反対側に位置する、
請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項３】
前記第一ベーン部及び前記第二ベーン部は、前記ロータに対する前記先端の反対側の体積が、前記ロータに対する前記先端側の体積よりも大きくなっている、
請求項１又は２に記載のベーンポンプ。
【請求項４】
前記第一ベーン部及び前記第二ベーン部は、前記ロータに対する前記先端の反対側に錘部が形成されている、
請求項１〜３の何れか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項５】
前記第一ベーン部及び前記第二ベーン部は、前記ロータに対する前記先端の反対側の平均密度が、前記ロータに対する前記先端側の平均密度よりも高くなっている、
請求項１〜４の何れか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項６】
前記第一ベーン部及び前記第二ベーン部の前記先端の反対側への移動量を規制する規制部を更に有する、
請求項１〜５の何れか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項７】
前記ハウジング、前記第一ベーン部及び前記第二ベーン部は、樹脂製である、
請求項１〜６の何れか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項８】
前記ベーンポンプは、ブレーキ倍力装置に負圧を印加する負圧ポンプである、
請求項１〜７の何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、ポンプ室の中心から偏芯した位置に配置されたローラによりポンプ室を仕切るベーンを回転させるベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、ドライバのブレーキ操作力を軽減するためのブレーキ倍力装置が搭載されている。従来、ブレーキ倍力装置をインテークマニホールドに接続させることでブレーキ倍力装置に負圧を印加していたが、近年、スロットルバルブが使用されなくなってきたことに伴い、エンジンの回転を利用した負圧ポンプによりブレーキ倍力装置に負圧を印加するようになってきた。
【０００３】
このような負圧ポンプとして、特許文献１に記載されたベーンポンプを用いることができる（特許文献１の図７参照）。特許文献１に記載されたベーンポンプは、板状のベーンでハウジング（カムシリンダ）のポンプ室を仕切るものであり、当該ベーンが板厚方向に２分割されている。そして、２分割された各ベーン部材のハウジング内周面に当接される先端部を肉厚にすることで、ロータの回転により発生する遠心力により、各ベーン部材をハウジング内周面に押し付け、ハウジング内周面と各ベーン部材の先端部との間のシール性を高めてポンプ性能を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０１１４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エンジンの回転を利用してブレーキ倍力装置に負圧を印加するベーンポンプは、エンジンがアイドリング時のような低回転で回転しても十分なポンプ性能が得られるように設計されている。
【０００６】
しかしながら、ロータの回転により発生する遠心力により各ベーン部材がハウジング内周面に押し付けられているため、エンジンが高回転で回転すると、ベーンとハウジングの内周壁との間に介在するオイルの剪断抵抗や負圧圧力によってベーンポンプの駆動トルクが増加する。また、高回転下では、潤滑油切れや摺動エネルギ上昇による焼き付きや摩耗が発生する。
【０００７】
そこで、本発明は、ポンプ性能を確保しつつ、駆動トルクを軽減するとともに焼き付きや摩耗を軽減することができるベーンポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るベーンポンプは、内部にポンプ室が形成されたハウジングと、ポンプ室の中心から偏心した位置に配置されて回転駆動されるロータと、ロータに摺動自在に支持されてポンプ室を仕切るベーンと、を備え、ベーンは、ポンプ室を形成するハウジングの内周壁に先端が当接される第一ベーン部と、ハウジングの内周壁に先端が当接される第二ベーン部と、第一ベーン部及び第二ベーン部の先端をハウジングの内周壁側に付勢する付勢手段と、を有し、第一ベーン部及び第二ベーン部は、ロータの回転により生ずる遠心力により付勢手段の付勢方向とは反対の方向の荷重が発生する構造である。ここで、第一ベーン部及び第二ベーン部の先端をハウジングの内周壁側に付勢するとは、例えば、バネの弾性伸縮力等により、第一ベーン部及び第二ベーン部の先端をハウジングの内周壁側に押すことをいう。また、付勢手段には、バネの弾性伸縮力を利用したものや、磁力や油圧を利用したものがある。
【０００９】
本発明に係るベーンポンプによれば、付勢手段により第一ベーン部及び第二ベーン部の先端がハウジングの内周壁に押し付けられるため、ベーンとハウジングの内周壁との間の気密が保持される。そして、ロータの回転により第一ベーン部及び第二ベーン部に遠心力が発生すると、第一ベーン部及び第二ベーン部は、ロータの回転により生ずる遠心力により付勢手段の付勢方向とは反対の方向の荷重が発生するため、ロータの回転速度が高くなるに従い、ハウジングの内周壁に対する第一ベーン部及び第二ベーン部の先端の押圧力が弱くなる。そして、ロータの回転速度が所定値を超えると、ロータの回転により生ずる遠心力により第一ベーン部及び第二ベーン部に発生する荷重が付勢手段の付勢力を上回り、第一ベーン部及び第二ベーン部の先端がハウジングの内周壁から離間する。
【００１０】
このように、ロータが低回転で回転するときは、第一ベーン部及び第二ベーン部の先端がハウジングの内周壁に押圧されるため、ポンプ性能を十分に確保することができる。一方、ロータが高回転で回転するときは、ハウジングの内周壁に対する第一ベーン部及び第二ベーン部の先端の押圧力が弱くなり、最終的には、第一ベーン部及び第二ベーン部の先端がハウジングの内周壁から離間されるため、ベーンポンプの駆動トルクを軽減することができるとともに、ベーンとハウジングとの焼き付きや摩耗も軽減することができる。
【００１１】
また、第一ベーン部及び第二ベーン部の重心が、ロータに対する先端の反対側に位置するものとすることができる。このように構成することで、ロータの回転により第一ベーン部及び第二ベーン部に遠心力が発生した際に、第一ベーン部及び第二ベーン部に付勢手段の付勢方向とは反対の方向の荷重を発生させることができる。
【００１２】
また、第一ベーン部及び第二ベーン部は、ロータに対する先端の反対側の体積が、ロータに対する先端側の体積よりも大きくなっているものとすることができる。このように構成することで、第一ベーン部及び第二ベーン部の重心を、ロータに対する先端の反対側に位置させることができる。これにより、ロータの回転により第一ベーン部及び第二ベーン部に遠心力が発生した際に、第一ベーン部及び第二ベーン部に付勢手段の付勢方向とは反対の方向の荷重を発生させることができる。
【００１３】
また、第一ベーン部及び第二ベーン部は、ロータに対する先端の反対側に錘部が形成されているものとすることができる。このように構成することで、第一ベーン部及び第二ベーン部の重心を、ロータに対する先端の反対側に位置させることができる。これにより、ロータの回転により第一ベーン部及び第二ベーン部に遠心力が発生した際に、第一ベーン部及び第二ベーン部に付勢手段の付勢方向とは反対の方向の荷重を発生させることができる。
【００１４】
また、第一ベーン部及び第二ベーン部は、ロータに対する先端の反対側の平均密度が、ロータに対する先端側の平均密度よりも高くなっているものとすることができる。このように構成することで、第一ベーン部及び第二ベーン部の重心を、ロータに対する先端の反対側に位置させることができる。これにより、ロータの回転により第一ベーン部及び第二ベーン部に遠心力が発生した際に、第一ベーン部及び第二ベーン部に付勢手段の付勢方向とは反対の方向の荷重を発生させることができる。
【００１５】
また、第一ベーン部及び第二ベーン部の先端の反対側への移動量を規制する規制部を更に有するものとすることができる。このように構成することで、ベーンとハウジングとの間の隙間が過大になってポンプ性能が低下するのを抑制することができる。
【００１６】
また、ハウジング、第一ベーン部及び第二ベーン部は、樹脂製であるものとすることができる。上述したように、本発明によればベーンとハウジングとの焼き付きや摩耗が軽減されるため、ハウジング、第一ベーン部及び第二ベーン部を樹脂製とすることができる。このように、アルミ等の金属材料よりも安価な樹脂製とすることで、ベーンポンプのコストを低減することができる。しかも、ハウジング、第一ベーン部及び第二ベーン部を射出成型により製造することができるため、ベーンポンプを製造する作業性を向上することができる。
【００１７】
また、ベーンポンプは、ブレーキ倍力装置に負圧を印加する負圧ポンプであるものとすることができる。これにより、ブレーキ倍力装置に過負圧が印加されるのを防止できるため、ブレーキ倍力装置の寿命を延ばすことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ポンプ性能を確保しつつ、駆動トルクを軽減するとともに焼き付きや摩耗を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ベーンポンプの斜視図である。
【図２】ベーンポンプの分解斜視図である。
【図３】ハウジングカバーを取り外したベーンポンプの平面図である。
【図４】ベーンの平面図である。
【図５】ベーンの分解斜視図である。
【図６】第一ベーン部と第二ベーン部との対向面を示す図である。
【図７】ロータの回転速度とポンプ性能との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係るベーンポンプの実施形態を説明する。本実施形態は、本発明に係るベーンポンプを、エンジンのカムシャフトに連結されて当該カムシャフトの回転駆動により負圧を発生するベーンポンプに適用したものである。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は、ベーンポンプの斜視図であり、図２は、ベーンポンプの分解斜視図であり、図３は、ハウジングカバーを取り外したベーンポンプの平面図である。図１〜図３に示すように、ベーンポンプ１は、ブレーキ倍力装置に負圧を印加する負圧ポンプであって、ハウジング２と、ロータ３と、ベーン４と、を備えている。
【００２２】
ハウジング２は、内部にポンプ室Ａが形成されるハウジング本体２１と、ポンプ室Ａを覆うようにハウジング本体２１に取り付けられるハウジングカバー２２と、を備えている。
【００２３】
ポンプ室Ａは、断面略円形の空間であり、ハウジングカバー２２側に開口されている。なお、ポンプ室Ａの断面形状は、真円状に限定されるものではなく、例えば、楕円状や変形円状にすることができる。
【００２４】
ハウジング本体２１には、ハウジング本体２１を貫通してポンプ室Ａに連通される第一貫通口２３、第二貫通口２４及び第三貫通口２５が形成されている。第一貫通口２３は、ポンプ室Ａの負圧をブレーキ倍力装置に印加するための貫通口であり、ポンプ室Ａの底面からブレーキ倍力装置に連通されている。第二貫通口２４は、ポンプ室Ａの空気をエンジンのヘッドカバー（不図示）に排出するための貫通口であり、ポンプ室Ａの内周面からヘッドカバーに連通されている。第三貫通口２５は、ロータ３を挿入して当該ロータ３をポンプ室Ａに配置するための貫通口であり、ポンプ室Ａの底面からヘッドカバーに連通される貫通口である。
【００２５】
ハウジング本体２１の外側には、第二貫通口２４を塞ぐワンウェイバルブ２６が取り付けられている。ワンウェイバルブ２６は薄い平板状の金属部材であり、ポンプ室Ａからヘッドカバー側へのみ空気を通過させるものである。
【００２６】
第三貫通口２５は、ポンプ室Ａの中心位置から偏心した位置に形成されている。このため、第三貫通口２５に挿入されたロータ３の回転中心は、ポンプ室Ａの中心位置から偏心した位置となる。
【００２７】
ハウジングカバー２２は、ハウジング本体２１に取り付けられることで、ポンプ室Ａの開口を塞ぐものである。ハウジング本体２１に対するハウジングカバー２２の取り付けは、例えば、複数本のボルト２７による締結や、融着により行うことができる。ボルト２７を用いる場合は、ハウジング本体２１とハウジングカバー２２との間の気密性を保持するために、ハウジング本体２１とハウジングカバー２２との間にＯリング等のパッキン２８を挟み込ませることが好ましい。
【００２８】
ハウジング２の素材は、特に限定されるものではないが、コスト及び製造作業性の観点から、樹脂であることが好ましい。ハウジング２の素材となる樹脂としては、例えば、耐熱性の観点から、ポリアミド（ＰＡ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）を採用することができる。この内、コストの観点から、ポリアミドを採用することが好ましい。また、強度の観点からは、樹脂内にグラスファイバー等のチョップドストランドを分散させたり、樹脂にグラスファイバー等の繊維織物を含浸させたりすることが好ましい。
【００２９】
ロータ３は、エンジンのカムシャフト（不図示）に連結される連結端部３１と、第三貫通口２５に挿入されてハウジング本体２１に回動自在に支持される中央支持部３２と、ポンプ室Ａに配置されてベーン４を摺動自在に支持する支持端部３３と、を備えている。
【００３０】
連結端部３１は、円筒の対向する円弧部が切り欠かれた変形円筒状に形成されている。連結端部３１は、連結部材３４を介してカムシャフトに連結されており、連結部材３４を介してカムシャフトの回転駆動が伝達されるようになっている。なお、連結端部３１、連結部材３４及びカムシャフトの連結構造は、互いにすべることなく回転駆動を伝達することができれば如何なる構造であってもよい。
【００３１】
中央支持部３２は、円筒状に形成されている。中央支持部３２は、ハウジング本体２１の第三貫通口２５に圧入されたブッシュを介してハウジング本体２１に回転自在に支持されている。
【００３２】
支持端部３３は、円筒状に形成されている。支持端部３３には、ベーン４が挿入される支持溝３５が形成されている。支持溝３５は、支持端部３３の中心軸線を通り当該中心軸線と直交する直線に沿って切り欠かれた溝である。このため、支持端部３３は、支持溝３５にベーン４を挿入することで、支持端部３３の中心軸線を通り当該中心軸線と直交する方向に、ベーン４を摺動自在に支持することが可能となっている。
【００３３】
そして、連結端部３１、中央支持部３２及び支持端部３３の中心軸線が一致するように、連結端部３１と中央支持部３２と支持端部３３とが直列に接続されている。
【００３４】
図４は、ベーンの平面図であり、図５は、ベーンの分解斜視図であり、図６は、第一ベーン部と第二ベーン部との対向面を示す図である。なお、図６の（ａ）は、第一ベーン部を示しており、図６の（ｂ）は、第二ベーン部を示している。図２〜図６に示すように、ベーン４は、ロータ３に摺動自在に支持されて、ポンプ室Ａを二つの空間に仕切る細長い板状の部材である。ベーン４は、ポンプ室Ａを形成するハウジング本体２１の内周壁２９に先端が当接される第一ベーン部４１と、ポンプ室Ａを形成するハウジング本体２１の内周壁２９に先端が当接される第二ベーン部４２と、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２の先端をハウジング本体２１の内周壁２９側に付勢する（押す）バネ４３と、を備えている。
【００３５】
第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２は、同一形状に形成されている。そして、ベーン４は、第一ベーン部４１と第二ベーン部４２とが点対称となるように重ね合わされた状態で、支持端部３３の支持溝３５に挿入されている。以下、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２の具体的な形状について説明する。
【００３６】
第一ベーン部４１は、側面視において細長い平板状に形成されている。第一ベーン部４１は、第一ベーン部４１の中央部に位置する第一中央薄板部４１１と、ハウジング本体２１の内周壁２９に当接される第一先端当接部４１２と、第一先端当接部４１２とは反対側の端部に形成される第一錘部４１３と、を備えている。
【００３７】
第一中央薄板部４１１は、直線状に延びる細長い薄板状に形成されており、その両端に第一先端当接部４１２と第一錘部４１３とが接続されている。
【００３８】
第一先端当接部４１２は、ハウジング本体２１の内周壁２９に当接される部位である。第一先端当接部４１２は、第一中央薄板部４１１よりも肉厚に形成されることで、第一中央薄板部４１１から第二ベーン部４２側に膨出している。ハウジング本体２１の内周壁２９に当接される第一先端当接部４１２の先端面は、ハウジング本体２１の内周壁２９に対して円滑に摺動するように曲面状に形成されている。一方、第一中央薄板部４１１側に向けられる第一先端当接部４１２の裏面は、第一中央薄板部４１１の延在方向に直交する平面状に形成されている。
【００３９】
第一錘部４１３は、第一中央薄板部４１１の延在方向に沿って直線状に延びている。また、第一錘部４１３は、第一中央薄板部４１１よりも肉厚に形成されることで、第一先端当接部４１２と同様に第一中央薄板部４１１から第二ベーン部４２側に膨出している。第一錘部４１３の第二ベーン部４２に対向する面には、第一ベーン部４１の延在方向に貫通する溝４１４が形成されている。
【００４０】
ここで、第一錘部４１３は、第一中央薄板部４１１よりも単位長さ当たりの体積が大きくなっていることから、第一錘部４１３が長くなるほど、第一ベーン部４１の重心位置が第一先端当接部４１２の反対側に寄っていく。そこで、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２が点対称となるように重ね合わされた状態で支持端部３３の支持溝３５に挿入された際に、つまり、ベーン４がロータ３に支持された際に、第一ベーン部４１の重心がロータ３に対する第一先端当接部４１２の反対側に位置するように、第一錘部４１３の長さが設定されている。これにより、第一ベーン部４１は、少なくともロータ３に対する第一先端当接部４１２の反対側に第一錘部４１３が形成された状態となり、ロータ３に対する第一先端当接部４１２の反対側の体積が、ロータ３に対する第一先端当接部４１２側の体積よりも大きくなっている。
【００４１】
ところで、上述したように、第三貫通口２５は、ポンプ室Ａの中心位置から偏芯した位置に形成されているため、ロータ３の回転位置に応じて、ロータ３によるベーン４の支持位置が変わる。そこで、少なくともロータ３の何れかの回転位置において、第一ベーン部４１の重心がロータ３に対する第一先端当接部４１２の反対側に位置するように、第一錘部４１３の長さを設定する。この場合、ロータ３が半周以上回転する間、つまり、ロータ３の回転角度が１８０°以上の範囲において、第一ベーン部４１の重心がロータ３に対する第一先端当接部４１２の反対側に位置するように、第一錘部４１３の長さを設定することが好ましい。
【００４２】
第二ベーン部４２は、側面視において細長い平板状に形成されている。第二ベーン部４２は、第二ベーン部４２の中央部に位置する第二中央薄板部４２１と、ハウジング本体２１の内周壁２９に当接される第二先端当接部４２２と、第二先端当接部４２２とは反対側の端部に形成される第二錘部４２３と、を備えている。
【００４３】
第二中央薄板部４２１は、直線状に延びる細長い薄板状に形成されており、その両端に第二先端当接部４２２と第二錘部４２３とが接続されている。
【００４４】
第二先端当接部４２２は、ハウジング本体２１の内周壁２９に当接される部位である。第二先端当接部４２２は、第二中央薄板部４２１よりも肉厚に形成されることで、第二中央薄板部４２１から第一ベーン部４１側に膨出している。ハウジング本体２１の内周壁２９に当接される第二先端当接部４２２の先端面は、ハウジング本体２１の内周壁２９に対して円滑に摺動するように曲面状に形成されている。一方、第二中央薄板部４２１側に向けられる第二先端当接部４２２の裏面は、第二中央薄板部４２１の延在方向に直交する平面状に形成されている。
【００４５】
第二錘部４２３は、第二中央薄板部４２１の延在方向に沿って直線状に延びている。また、第二錘部４２３は、第二中央薄板部４２１よりも肉厚に形成されることで、第二先端当接部４２２と同様に第二中央薄板部４２１から第一ベーン部４１側に膨出している。第二錘部４２３の第一ベーン部４１に対向する面には、第二ベーン部４２の延在方向に貫通する溝４２４が形成されている。
【００４６】
ここで、第二錘部４２３は、第二中央薄板部４２１よりも単位長さ当たりの体積が大きくなっていることから、第二錘部４２３が長くなるほど、第二ベーン部４２の重心位置が第二先端当接部４２２の反対側に寄っていく。そこで、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２が点対称となるように重ね合わされた状態で支持端部３３の支持溝３５に挿入された際に、つまり、ベーン４がロータに支持された際に、第二ベーン部４２の重心がロータ３に対する第二先端当接部４２２の反対側に位置するように、第二錘部４２３の長さが設定されている。これにより、第二ベーン部４２は、少なくともロータ３に対する第二先端当接部４２２の反対側に第二錘部４２３が形成された状態となり、ロータ３に対する第二先端当接部４２２の反対側の体積が、ロータ３に対する第二先端当接部４２２側の体積よりも大きくなっている。
【００４７】
ところで、上述したように、第三貫通口２５は、ポンプ室Ａの中心位置から偏芯した位置に形成されているため、ロータ３の回転位置に応じて、ロータ３によるベーン４の支持位置が変わる。そこで、少なくともロータ３の何れかの回転位置において、第二ベーン部４２の重心がロータ３に対する第二先端当接部４２２の反対側に位置するように、第二錘部４２３の長さを設定する。この場合、ロータ３が半周以上回転する間、つまり、ロータ３の回転角度が１８０°以上の範囲において、第二ベーン部４２の重心がロータ３に対する第二先端当接部４２２の反対側に位置するように、第二錘部４２３の長さを設定することが好ましい。
【００４８】
そして、ベーン４は、第一錘部４１３と第二中央薄板部４２１とが対向するとともに、第一中央薄板部４１１と第二錘部４２３とが対向するように、第一ベーン部４１と第二ベーン部４２とが点対称となるように重ね合せられる。このため、第一先端当接部４１２と第二先端当接部４２２とは、ロータ３に対して逆方向に配置された状態となる。
【００４９】
このとき、第一先端当接部４１２が第一錘部４１３に当接するとともに、第二先端当接部４２２が第二錘部４２３に当接することにより、第一ベーン部４１は、第一先端当接部４１２の反対側への移動量が規制され、第二ベーン部４２は、第二先端当接部４２２の反対側への移動量が規制される。このため、第一先端当接部４１２及び第一錘部４１３と第二先端当接部４２２及び第一錘部４１３とは、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２の移動量を規制する規制部としても機能する。
【００５０】
そして、上述した第一貫通口２３は、ベーン４により仕切られた一方の空間がベーン４の回転により広がっていく位置に形成されており、上述した第二貫通口２３は、ベーン４により仕切られた他方の空間がベーン４の回転により狭まっていく位置に形成されている。
【００５１】
第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２の素材は、特に限定されるものではないが、コスト及び製造作業性の観点から、樹脂であることが好ましい。第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２の素材となる樹脂としては、例えば、耐熱性の観点から、ポリアミド（ＰＡ）やポリフタルアミド（ＰＰＡ）を採用することができる。この内、コストの観点から、ポリアミドを採用することが好ましい。また、強度の観点からは、樹脂内にグラスファイバー等のチョップドストランドを分散させたり、樹脂にグラスファイバー等の繊維織物を含浸させたりすることが好ましい。
【００５２】
バネ４３は、第一先端当接部４１２をハウジング本体２１の内周壁２９側に付勢する（押す）とともに、第二先端当接部４２２をハウジング本体２１の内周壁２９側に付勢する（押す）部材である。バネ４３は、直線状のコイルバネで構成されており、圧縮された状態で第一先端当接部４１２と第二先端当接部４２２との間に配置されている。具体的に説明すると、バネ４３は、第一中央薄板部４１１と第二中央薄板部４２１との間の空間を通って、第一錘部４１３及び第二錘部４２３に形成された溝４２４及び溝４１４に挿入されており、その両端が、第一先端当接部４１２と第二先端当接部４２２とに当接されている。このため、圧縮されたバネ４３の復元力により、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２が、互いに離間する方向であるハウジング本体２１の内周壁２９側に付勢している。
【００５３】
次に、ベーンポンプ１の動作について説明する。
【００５４】
ロータ３が停止しているときは、バネ４３の付勢力Ｐ１により第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２がハウジング本体２１の内周壁２９に押し付けられているため、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２とハウジング本体２１の内周壁２９との間の気密が保持された状態で、ポンプ室Ａがベーン４により二つの空間に仕切られている。
【００５５】
カムシャフトが回転すると、ロータ３が図３の矢印Ｒ方向に回転する。すると、ベーン４により仕切られた一方の空間は、第一貫通口２３に連通された状態で広がっていく。これにより、ブレーキ倍力装置に負圧が印加される。一方、ベーン４により仕切られた他方の空間は、第二貫通口２４に連通された状態で狭まっていく。これにより、第一貫通口２３から吸引した空気が第二貫通口２４からエンジンのヘッドカバーに排出される。
【００５６】
このとき、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２の重心がロータ３に対する第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２の反対側に位置するため、ロータ３の回転により第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２に遠心力が発生すると、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２には、バネ４３の付勢力Ｐ１の作用方向である付勢方向とは反対の方向の荷重Ｐ２が発生する。
【００５７】
このため、ロータ３の回転速度が高くなるに従い、ハウジング本体２１の内周壁２９に対する第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２の押圧力が弱くなる。そして、ロータ３の回転速度が所定値を超えると、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２に発生する荷重Ｐ２がバネ４３の付勢力Ｐ１を上回り、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２がハウジング本体２１の内周壁２９から離間する。このため、ロータ３の回転速度が所定値を超えると、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２とハウジング本体２１の内周壁２９とが離間した状態で、ベーン４が回転するため、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２とハウジング本体２１の内周壁２９との間に摩擦が生じない。
【００５８】
このとき、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２とハウジング本体２１の内周壁２９との間の隙間から空気が漏出するため、当該隙間が過大となると、ベーンポンプ１のポンプ効率が著しく低下する。しかしながら、第一先端当接部４１２が第一錘部４１３に当接するとともに、第二先端当接部４２２が第二錘部４２３に当接することにより、第一ベーン部４１は、第一先端当接部４１２の反対側への移動量が規制されるとともに、第二ベーン部４２は、第二先端当接部４２２の反対側への移動量が規制されるため、当該隙間が過大となるのが防止される。
【００５９】
図７は、ベーンポンプのポンプ性能を示すグラフである。図７において、横軸はロータの回転速度（単位時間当たりの回転数：ｒｐｍ）を示しており、縦軸はベーンポンプのポンプ性能を示している。そして、従来のベーンポンプのポンプ性能を線α、本実施形態に係るベーンポンプ１のポンプ性能を線β、アイドリング時におけるロータの回転速度をｎ１、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２に発生する荷重Ｐ２がバネ４３の付勢力Ｐ１を上回るときのロータ３の回転速度をｎ２とする。
【００６０】
図７に示すように、通常、ベーンポンプは、アイドリング時におけるロータの回転速度ｎ１でも、十分な負圧を印加できるポンプ性能Ｑ１となるように設定されている。
【００６１】
そして、従来のベーンポンプは、線αで示すように、ロータの回転速度に略比例してポンプ性能が高くなる。なお、ロータの回転速度が高くなるほど、圧力損失等のポンプ性能を低下させる要因の影響が大きくなるため、ロータの回転速度が高くなるに従い、線αの上昇率が低下していく。
【００６２】
一方、本実施形態に係るベーンポンプ１は、線βで示すように、ロータ３が低回転で回転する間は、従来のベーンポンプと同様に、ロータ３の回転速度に略比例してポンプ性能が高くなる。しかしながら、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２に発生する荷重Ｐ２がバネ４３の付勢力Ｐ１を上回るときのロータ３の回転速度ｎ２を超えると、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２がハウジング本体２１の内周壁２９から離間するため、ベーンポンプ１のポンプ性能は、ロータ３の回転速度に比例して高くならない。
【００６３】
この場合、アイドリング時において十分なポンプ性能Ｑ１を確保できるように、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２に発生する荷重Ｐ２がバネ４３の付勢力Ｐ１を上回るときのロータ３の回転速度ｎ２を、アイドリング時におけるロータの回転速度ｎ１よりも高く設定することが好ましい。
【００６４】
そして、ロータ３の回転速度の上昇に伴い増加するベーン４による空気の移送量の増加量と、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２とハウジング本体２１の内周壁２９との間の隙間から漏れる空気の漏出量と、がつり合うように、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２の重心位置を設定することで、ロータ３の回転速度がｎ２を超えても、ベーンポンプ１のポンプ性能を、ロータ３の回転速度がｎ２の時のベーンポンプ１のポンプ性能Ｑ２とほぼ同じ値に維持することができる。これにより、ポンプ性能が過大になるのを抑制することができるため、周辺機器への負荷を軽減することができる。
【００６５】
以上説明したように、本実施形態に係るベーンポンプ１によれば、ロータ３が低回転で回転するときは、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２がハウジング本体２１の内周壁２９に押圧されるため、ポンプ性能を十分に確保することができる。一方、ロータ３が高回転で回転するときは、ハウジング本体２１の内周壁２９に対する第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２の押圧力が弱くなり、最終的には、第一先端当接部４１２及び第二先端当接部４２２がハウジング本体２１の内周壁２９から離間されるため、ベーンポンプ１の駆動トルクを軽減することができるとともに、ベーン４とハウジング２との焼き付きや摩耗も軽減することができる。
【００６６】
また、ベーンとハウジングとの焼き付きや摩耗が軽減されることで、ハウジング２、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２を樹脂製とすることができる。このように、ハウジング２、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２を、アルミ等の金属材料よりも安価な樹脂製とすることで、ベーンポンプ１のコストを低減することができる。しかも、ハウジング２、第一ベーン部４１及び第二ベーン部４２を射出成型により製造することができるため、ベーンポンプ１を製造する作業性を向上することができる。
【００６７】
また、ベーン４が細長い板状に形成されるともに第一先端当接部４１２と第二先端当接部４２２とがロータ３に対して逆方向に配置されているため、ベーン４に仕切られた二つの空間により得られるポンプ性能を均一化することができる。
【００６８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ベーンが板状に形成されるとともに、第一ベーン部の先端と第二ベーン部との先端とが、ロータに対して逆方向に配置されるものとして説明したが、ベーンの形状や、第一ベーン部の先端と第二ベーン部との先端との位置関係は、これに限定されず適宜変更することができる。
【００６９】
また、上記実施形態では、付勢手段としてバネの弾性収縮力を利用するものとして説明したが、付勢手段は、例えば、磁力や油圧を利用するものとしてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、第一ベーン部及び第二ベーン部を、ロータの回転により生ずる遠心力により付勢手段の付勢方向とは反対の方向の荷重が発生する構造とするために、ロータに対する先端の反対側の体積が、ロータに対する先端側の体積よりも大きくするものとして説明したが、例えば、ロータに対する先端の反対側の平均密度が、ロータに対する先端側の平均密度よりも高くするものとしてもよい。この場合、例えば、第一ベーン部及び第二ベーン部の主素材を樹脂とし、第一ベーン部及び第二ベーン部におけるロータに対する先端の反対側の部分に、樹脂よりも密度の高い金属をインサート成形することで、ロータに対する先端の反対側の平均密度を、ロータに対する先端側の平均密度よりも高くすることができる。
【００７１】
また、上記実施形態では、第一ベーン部及び第二ベーン部を、ロータの回転により生ずる遠心力により付勢手段の付勢方向とは反対の方向の荷重が発生する構造とするために、第一ベーン部及び第二ベーン部の重心を、ロータに対する先端の反対側に位置させるものとして説明したが、例えば、ロータの回転により遠心力が発生すると、第一ベーン部及び第二ベーン部の重心がロータに対する先端の反対側に移動するような移動式錘部を第一ベーン部及び第二ベーン部に設けるものとしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１…ベーンポンプ、２…ハウジング、２１…ハウジング本体、２２…ハウジングカバー、２３…第一貫通口、２４…第二貫通口、２５…第三貫通口、２６…ワンウェイバルブ、２７…ボルト、２８…パッキン、２９…内周壁、Ａ…ポンプ室、３…ロータ、３１…連結端部、３２…中央支持部、３３…支持端部、３４…連結部材、３５…支持溝、４…ベーン、４１…第一ベーン部、４１１…第一中央薄板部、４１２…第一先端当接部（規制部）、４１３…第一錘部（規制部）、４１４…溝、４２…第二ベーン部、４２１…第二中央薄板部、４２２…第二先端当接部（規制部）、４２３…第二錘部（規制部）、４２４…溝、４３…バネ（付勢手段）。
【図１】
2014181583.tif 000003
【図２】
2014181583.tif 000004
【図３】
2014181583.tif 000005
【図４】
2014181583.tif 000006
【図５】
2014181583.tif 000007
【図６】
2014181583.tif 000008
【図７】
2014181583.tif 000009