(57)【要約】【課題】部品点数を削減できるとともに作動音を低減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２０Ａが形成されるハウジング２０と、左端部がポンプ室２０Ａ内に配置されるロータ３０と、ロータ３０の右端部に取り付けられて駆動源からの動力をロータ３０に伝達するカップリング４０と、ロータ３０の左端部に取り付けられてロータ３０と一体的に回転し、ポンプ室２０Ａを複数の作動空間に区画するベーン５０と、を具備するベーンポンプ１０であって、ロータ３０およびカップリング４０の対向面を磁力によって吸着させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にポンプ室が形成されるハウジングと、一端部が前記ポンプ室内に配置されるロータと、前記ロータの他端部に取り付けられて駆動源からの動力を前記ロータに伝達するカップリングと、前記ロータの一端部に取り付けられて前記ロータと一体的に回転し、前記ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンと、を具備するベーンポンプであって、
前記ロータおよび前記カップリングの対向面を磁力によって吸着させる、
ベーンポンプ。
【請求項２】
前記カップリングに磁性を持たせることにより、前記ロータおよび前記カップリングの対向面を磁力によって吸着させる、
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、カップリングを介して駆動源からの動力をロータに伝達してロータを回転させ、ロータの回転によってベーンを回転させるベーンポンプの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ポンプ室内でベーンを回転させることにより、ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンポンプは、自動車用の真空ポンプ等に用いられている。
【０００３】
特許文献１に開示されるベーン式バキュームポンプは、ボディとカバーとからなるハウジングと、ハウジングに回転可能に支持されるロータと、ロータに連結されるオルダムカップリングと、ロータの回転に伴って回転するベーンとを備える。
特許文献１に開示されるベーン式バキュームポンプは、カムシャフトまたはクランクシャフト等に駆動軸を連結し、駆動軸とロータとをオルダムカップリングを介して連結する。オルダムカップリングは、駆動軸の径方向に沿って摺動するとともに回転することで、ロータと駆動軸との芯ずれを吸収しながら回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１２３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されるオルダムカップリングは、長手方向が直交するように両側面に形成される凹凸をロータおよび駆動軸の凹凸に嵌合させることで、ロータと駆動軸との間に挟まれて、ロータおよび駆動軸から脱落しない構造となっている。
このような構造においては、例えば、ハウジング、ロータ、ベーン、およびオルダムカップリングを一つのユニットとして構成し、当該ユニットを駆動軸に接近させてロータと駆動軸とでオルダムカップリングを挟むときに、オルダムカップリングがロータから脱落してしまう可能性がある。
【０００６】
オルダムカップリングの脱落を防止するための手段としては、例えば、図６に示すように、オルダムカップリングに長方形状の孔部を形成して、ロータに形成した突出部を前記孔部に挿入するとともに、前記突出部に抜け止めピンを取り付ける手段等が考えられる。
オルダムカップリングは、ベーンポンプの動作時において、ロータと駆動軸との間に挟まれて脱落が防止される。従って、抜け止めピンは、ベーンポンプの着脱時にのみオルダムカップリングの脱落を防止することとなる。
【０００７】
つまり、特許文献１に開示されるベーン式バキュームポンプは、着脱時のオルダムカップリングの脱落を防止するためだけに必要な部品が必要となってしまう可能性がある。
【０００８】
また、オルダムカップリングは、ロータと駆動軸との芯ずれを吸収する機能を確保するために、ロータと駆動軸との間に所定のクリアランスが形成された状態で、駆動軸に連結されることとなる（図６に示すクリアランス参照）。
従って、特許文献１に開示されるベーン式バキュームポンプは、動作時に、オルダムカップリングとロータ、オルダムカップリングと抜け止めピン、またはオルダムカップリングと駆動軸とが衝突してしまう可能性がある（図６に示す矢印参照）。
【０００９】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、部品点数を削減できるとともに、作動音を低減できるベーンポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１においては、内部にポンプ室が形成されるハウジングと、一端部が前記ポンプ室内に配置されるロータと、前記ロータの他端部に取り付けられて駆動源からの動力を前記ロータに伝達するカップリングと、前記ロータの一端部に取り付けられて前記ロータと一体的に回転し、前記ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンと、を具備するベーンポンプであって、前記ロータおよび前記カップリングの対向面を磁力によって吸着させる、ものである。
【００１１】
請求項２においては、前記カップリングに磁性を持たせることにより、前記ロータおよび前記カップリングの対向面を磁力によって吸着させる、ものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、部品点数を削減できるとともに、作動音を低減できる。
【００１４】
請求項２においては、作動音を効果的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ベーンポンプの説明図。
【図２】ベーンポンプの断面図。
【図３】カップリングを示す斜視図。
【図４】カップリングがロータに吸着している状態を示す断面図。
【図５】カップリングがカムシャフトに吸着している状態を示す断面図。
【図６】従来のオルダムカップリングを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本実施形態に係るベーンポンプ１０について説明する。
【００１７】
なお、以下では、説明の便宜上、図１における紙面の上下方向を基準として上下方向を規定する。また、図２における紙面の左右方向を基準として左右方向を規定する。
【００１８】
ベーンポンプ１０は、例えば、図示しないブレーキ倍力装置の負圧源として用いられる。本実施形態に係るベーンポンプ１０は、例えば、エンジン本体（カムキャリアの側面等）に取り付けられる。
【００１９】
図１および図２に示すように、ベーンポンプ１０は、ハウジング２０と、ロータ３０と、カップリング４０と、ベーン５０と、ハウジングカバー６０とを具備する。
【００２０】
ハウジング２０は、内径および外径が左端部より右端部に向かうにつれて段階的に小さくなる略筒状の部材である。
【００２１】
なお、ハウジングは、軸方向から見たときに略楕円形状に形成される略筒状の部材であっても構わない。
【００２２】
ハウジング２０の内径が大きい側、すなわち、左側は、大径部２１として形成される。
【００２３】
大径部２１には、左側面にリング溝２１ａが形成される。リング溝２１ａには、シール部材２１ｂが取り付けられる。大径部２１には、前記ブレーキ倍力装置からポンプ室２０Ａへ気体（空気）を吸引するための吸引通路２１ｃが設けられる。吸引通路２１ｃ内には、前記ブレーキ倍力装置の負圧を維持するための図示しない逆止弁が設けられる。
【００２４】
このような大径部２１の内側の空間は、ハウジング２０の内部に形成されるポンプ室２０Ａとして形成される。
【００２５】
ハウジング２０の内径が小さい側、すなわち、ハウジング２０の右側は、小径部２２として形成される。
ハウジング２０は、小径部２２の内周面によってロータ３０を回転可能に支持する。
小径部２２には、外周面にリング溝２２ａが形成される。リング溝２２ａには、シール部材２２ｂが取り付けられる。小径部２２の下側には、ポンプ室２０Ａから右側面まで左右方向に沿って貫通する貫通孔が形成される。貫通孔は、ポンプ室２０Ａからハウジング２０の外部へ気体を排出するための排出通路２２ｃとして形成される。排出通路２２ｃには、排出通路２２ｃを開閉する逆止弁２２ｄが設けられる。
【００２６】
ロータ３０は、ポンプ室２０Ａの軸心に対してその軸心が偏心して配置される。ロータ３０は、左端部（一端部）がポンプ室２０Ａ内に配置される。ロータ３０には、ガイド溝３１および突出部３２が形成される。
【００２７】
ガイド溝３１は、ロータ３０の径方向に沿って伸びる溝であり、ロータ３０の左側面に形成される。
【００２８】
突出部３２は、ロータ３０の右側面３３よりロータ３０の軸方向に沿って伸びる部分である。突出部３２は、ロータ３０を軸方向から見たときに略長方形状に形成される。
【００２９】
このようなロータ３０は、金属（例えば、鉄等）を素材として形成される。
【００３０】
なお、ロータ３０には、ポンプ室２０Ａに潤滑油を供給するための潤滑経路が形成されているが、本発明とは直接関係しないため、図２、図４、および図５において、その図示を省略している。
【００３１】
図２および図３に示すように、カップリング４０は、ロータ３０に動力を伝達するものである。カップリング４０は、ロータ３０の右側に配置される。カップリング４０には、孔部４１および一対の突出部４２が形成される。
【００３２】
孔部４１は、カップリング４０を軸方向（図２では左右方向）に貫通する孔である。孔部４１は、カップリング４０を軸方向から見たときに略長方形状に形成される。図２において、孔部４１の長手方向は、紙面奥行き方向となる。
孔部４１には、ロータ３０の突出部３２が挿入される。カップリング４０は、ロータ３０に対して軸方向および孔部４１の長手方向に相対的に移動可能に支持される。
このように、カップリング４０は、ロータ３０の右端部（他端部）に取り付けられる。
【００３３】
カップリング４０の左側面４３は、ロータ３０の右側面３３（ロータ３０の右側面のうち、突出部３２が形成されていない面）と対向する。
つまり、本実施形態に係るベーンポンプ１０において、ロータ３０の右側面３３とカップリング４０の左側面４３とは、ロータ３０およびカップリング４０の対向面となる。
【００３４】
一対の突出部４２は、カップリング４０の右側面より右方向に沿って伸びる部分である。一対の突出部４２は、略直方体状に形成される。一対の突出部４２は、孔部４１を挟んで互いに対向して配置される。
【００３５】
一対の突出部４２は、金属製のカムシャフト１００に形成される溝１０１に嵌め込まれる。カムシャフト１００の溝１０１は、カップリング４０の孔部４１の長手方向と直交する方向（図２では上下方向）に沿って伸びる溝である。
【００３６】
カップリング４０は、ロータ３０およびカムシャフト１００に対して左右方向（軸方向）に所定の間隔をあけた状態、すなわち、ロータ３０およびカムシャフト１００に同時に密着不能な状態で、ロータ３０とカムシャフト１００との間に配置される。
カップリング４０は、ロータ３０およびカムシャフト１００に挟まれて脱落しない構造となっている。
【００３７】
カップリング４０は、カムシャフト１００の回転に伴って一体的に回転する。このとき、カップリング４０は、ロータ３０の突出部３２の長手方向およびカムシャフト１００の溝１０１に沿ってスライドすることで、ロータ３０とカムシャフト１００との芯ずれを吸収しながら回転する。
【００３８】
これにより、カップリング４０は、駆動源であるカムシャフト１００からの動力をロータ３０に伝達する。
【００３９】
つまり、本実施形態に係るカップリング４０は、オルダム機能（二つの軸の芯ずれを吸収する機能）を持ったオルダムカップリングである。
【００４０】
本実施形態に係るカップリング４０は、磁性を持った金属製の部材によって構成される。
【００４１】
カップリング４０は、例えば、製造時に強い衝撃が与えられる、または、磁性を持たせるための熱処理が施されること等により、磁性を持った部材として構成される。
【００４２】
図１および図２に示すように、ベーン５０は、長手方向（図１および図２では上下方向）に沿って伸びる凹部が長手方向両端部にそれぞれ二つ形成される略板状の部材である。ベーン５０は、ロータ３０の径方向に沿って摺動可能にロータ３０のガイド溝３１（すなわち、ロータ３０の一端部）に取り付けられ、ポンプ室２０Ａ内に配置される。ベーン５０は、ロータ３０の回転に伴って一体的に回転する。
このようなベーン５０の先端部（長手方向両端部）には、キャップ５１が取り付けられる。
【００４３】
両キャップ５１は、前記ベーン５０の長手方向に沿って伸びる凹部に嵌め込まれる。両キャップ５１は、図１に示す矢印方向にベーン５０が回転することで、ハウジング２０の内周面と気密を保持して摺動する。
これにより、ベーン５０は、ポンプ室２０Ａを拡縮可能な複数の作動空間として区画する。
【００４４】
図２に示すように、ハウジングカバー６０は、略円板状に形成される。ハウジングカバー６０は、ハウジング２０の左側に配置され、ボルト等の連結部材によってハウジング２０の左側面に取り付けられる。
【００４５】
このようなベーンポンプ１０は、例えば、以下のようにしてエンジン本体に取り付けられる。
【００４６】
ベーンポンプ１０は、ハウジング２０にロータ３０を取り付けた後で、ロータ３０にカップリング４０およびベーン５０を取り付け、その後、ハウジング２０にハウジングカバー６０を取り付けることで、一つのユニットとして構成される。
このとき、ハウジング２０とハウジングカバー６０とは、大径部２１のシール部材２１ｂによってシールされる。
【００４７】
一つのユニットとして構成されるベーンポンプ１０は、カップリング４０の一対の突出部４２の位相をカムシャフト１００の溝１０１の位相に合わせた状態で、エンジン本体に形成される孔部にハウジング２０の小径部２２が挿入される。カップリング４０は、ロータ３０およびカムシャフト１００に挟まれて、ロータ３０およびカムシャフト１００に脱落不能に支持される。
ベーンポンプ１０は、ハウジング２０がボルト等でエンジン本体に固定される。ハウジング２０とエンジン本体との間は、小径部２２のシール部材２２ｂによってシールされる。
【００４８】
ここで、カップリング４０は、オルダム機能を確保するために、ロータ３０に対して左右方向に相対的に移動可能な状態となっている。
また、本実施形態に係るロータ３０には、カップリング４０の右方向への移動を規制する手段（例えば、図６に示すような抜け止めピン等）が設けられていない。
【００４９】
この場合、カップリング４０は、ベーンポンプ１０をエンジン本体に取り付けるとき、または、ベーンポンプ１０をエンジン本体から取り外すとき、つまり、ベーンポンプ１０の着脱時に、ロータ３０に対して相対的に右方向に移動してロータ３０から脱落してしまう可能性がある。
【００５０】
そこで、本実施形態に係るベーンポンプ１０は、ロータ３０とカムシャフト１００とを連結するカップリングとして、磁性を持った金属製の部材によって構成されるカップリング４０を採用している。
【００５１】
これによれば、図４に示すように、ベーンポンプ１０は、着脱時にロータ３０の右側面３３とカップリング４０の左側面４３とを磁力によって吸着させることができる（図４に示す矢印参照）。
従って、ベーンポンプ１０は、着脱時に発生するロータ３０に対するカップリング４０の右方向への移動を、磁力によって規制することができる。
【００５２】
このため、ベーンポンプ１０は、カップリング４０の右方向への移動を規制する手段をロータ３０に設けることなく、着脱時にカップリング４０がロータ３０から脱落してしまうことを確実に防止できる。
【００５３】
従って、ベーンポンプ１０は、着脱時のカップリング４０の脱落を防止するためだけに必要な抜け止めピン等を削減できる。つまり、ベーンポンプ１０は、部品点数を削減できる。
【００５４】
また、ベーンポンプ１０は、その組付工程を簡素化できる。
【００５５】
次に、ベーンポンプ１０の動作について説明する。
【００５６】
図１および図２に示すように、カムシャフト１００は、エンジンが駆動することで回転する。カムシャフト１００の回転に伴って、カップリング４０は、ロータ３０とカムシャフト１００との芯ずれを吸収しながら一体的に回転する。ロータ３０は、カップリング４０を介してカムシャフト１００からの動力が伝達されて回転する。
ベーン５０は、ロータ３０の回転によってロータ３０のガイド溝３１を往復移動しながら回転する。
【００５７】
これにより、ベーンポンプ１０は、ベーン５０によって区画された作動室の容積を変化させる。
このとき、ベーンポンプ１０は、吸引通路２１ｃよりブレーキ倍力装置の気体を吸引するとともに、排出通路２２ｃよりポンプ室２０Ａ内の気体を排出する。
【００５８】
前述のように、カップリング４０は、ロータ３０およびカムシャフト１００に対して左右方向に所定の間隔をあけた状態で、ロータ３０およびカムシャフト１００に連結される。
従って、カップリング４０は、ベーンポンプ１０の動作時に左右方向に移動して、ロータ３０またはカムシャフト１００と衝突してしまう可能性がある。
【００５９】
そこで、図４に示すように、本実施形態に係るベーンポンプ１０は、磁性を持ったカップリング４０を採用し、動作時にも磁力によってロータ３０の右側面３３とカップリング４０の左側面４３とを吸着している（図４に示す矢印参照）。
つまり、ベーンポンプ１０は、動作時にも磁力によってロータ３０に対するカップリング４０の左右方向への移動を規制することができる。
【００６０】
従って、ベーンポンプ１０は、動作時にカップリング４０が左右方向に移動して、カップリング４０がロータ３０またはカムシャフト１００と衝突することを抑制できる。
つまり、ベーンポンプ１０は、作動音を低減できる。
【００６１】
このように、ベーンポンプ１０は、ロータ３０の右側面３３およびカップリング４０の左側面４３（ロータ３０およびカップリング４０の対向面）を磁力によって吸着させる。
【００６２】
つまり、カップリング４０が持っている磁性の強さは、ベーンポンプ１０の着脱時にカップリング４０の自重によってロータ３０からカップリング４０が脱落しない程度に強く、かつ、ベーンポンプ１０の動作時にオルダム機能を確保できる程度に弱いものである。
【００６３】
なお、ベーンポンプは、磁性を持ったロータと、磁性を持たないカップリングとによって、ロータおよびカップリングの対向面を吸着させても構わない。
この場合、ロータは、製造時に強い衝撃が与えられる、または、磁性を持たせるための熱処理が施されること等により、磁性を持った部材として構成される。
【００６４】
つまり、本発明に係るベーンポンプは、ロータ３０およびカップリング４０の少なくともいずれか一方が磁性を持ったものであればよい。
【００６５】
ここで、本実施形態に係るベーンポンプ１０は、磁性を持ったカップリング４０を採用している。
これによれば、図５に示すように、ベーンポンプ１０は、ロータ３０だけでなく、カムシャフト１００にも、カップリング４０を磁力によって吸着させることができる（図５に示す矢印参照）。
【００６６】
この場合、カップリング４０は、一対の突出部４２がカムシャフト１００の溝１０１の側面に吸着することとなる。
【００６７】
これによれば、ベーンポンプ１０は、動作時にエンジンの振動等によってロータ３０とカップリング４０との吸着状態が解除された場合でも、カップリング４０をロータ３０またはカムシャフト１００に吸着させることができる。
つまり、ベーンポンプ１０は、ロータ３０とカップリング４０とが再び吸着するまで、カップリング４０とカムシャフト１００とが衝突を繰り返してしまうことを防止できる。
【００６８】
このため、ベーンポンプ１０は、作動音を効果的に低減できる。
【００６９】
また、ベーンポンプ１０は、エンジン本体から取り外されるときにロータ３０とカップリング４０との吸着状態が解除されている場合でも、カップリング４０をカムシャフト１００に吸着させることができる。
【００７０】
つまり、ベーンポンプ１０は、エンジン本体から取り外されるときに、カップリング４０がロータ３０から脱落しても、カップリング４０がカムシャフト１００と吸着した状態を維持できる。従って、ベーンポンプ１０は、カップリング４０がエンジン本体から脱落することをより確実に防止できる。
【００７１】
このように、ベーンポンプ１０は、カップリング４０に磁性を持たせることにより、ロータ３０の右側面３３およびカップリング４０の左側面４３（ロータ３０およびカップリング４０の対向面）を磁力によって吸着させる。
【００７２】
ロータ３０とカップリング４０とが吸着している場合において、カップリング４０が左右方向に対して直交する方向に沿って移動するときに、カップリング４０に対して作用する力（引力）は、吸着状態を解除するために必要な力よりも小さなものとなる。
つまり、カップリング４０は、芯ずれを吸収するために移動することを磁力によって規制されることがないため、ロータ３０と吸着したままの状態で芯ずれを吸収できる。
これは、カップリング４０とカムシャフト１００とが磁力によって吸着している場合においても同様である。
【００７３】
つまり、ベーンポンプ１０は、磁力によってロータ３０およびカップリング４０、またはカップリング４０およびカムシャフト１００を吸着させることで、オルダム機能を確保した上で、部品点数を削減できるとともに作動音を低減できる。
【００７４】
なお、ロータまたはカップリングに磁性を持たせるための手段は、本実施形態に限定されるものでなく、例えば、ロータおよびカップリングの対向面（吸着面）に磁石を埋め込むこと等によって、磁性を持たせても構わない。
【符号の説明】
【００７５】
１０    ベーンポンプ
２０    ハウジング
２０Ａ  ポンプ室
３０    ロータ
３３    右側面（対向面）
４０    カップリング
４３    左側面（対向面）
５０    ベーン
【図１】
2015140776.tif 000003
【図２】
2015140776.tif 000004
【図３】
2015140776.tif 000005
【図４】
2015140776.tif 000006
【図５】
2015140776.tif 000007
【図６】
2015140776.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月28日(2015.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2015140776.tif 000009