(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化と信頼性、耐久性、高効率化及び経済性の向上等を図る。【解決手段】内部の円柱状空間内に複数のポンプ室を略等間隔に形成するハウジング２と、ロータ３を一端側が開口され、他端側が閉じられた有底円筒状に形成してなり、複数のベーン１２を有するロータ３の内周面に多極着磁された環状のマグネット９を配置するとともに、該マグネット９の内側にハウジング２を介して固定電機子１６を設けてなるモータ５を一体に備えたベーンポンプ。【選択図】図１
2008231947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されるロータと、該ロータに形成されたスロットに径方向に出没自在に取り付けられた複数のベーンと、前記ロータが回転可能に配設される円柱状空間を内部に有しているとともに、該円柱状空間の内周面に楕円状のカム面を設けてなり、前記ロータ及びベーンと共に前記円柱状空間内に複数のポンプ室を略等間隔に形成するハウジングと、前記複数のポンプ室に通じる吸入ポートと吐出ポートを有して前記ハウジングの軸方向一側に配設されたポートプレート、とを備えたベーンポンプにおいて、
前記ロータを一端側が開口され、他端側が閉じられた有底円筒状に形成してなるとともに、
内周面に多極着磁を施し、かつ前記ロータの内周壁に該ロータと一体回転可能に設けられた環状のマグネットと、前記ハウジングを介して前記マグネットの内側に対向して設けられた固定電機子とでなるモータを備えたことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
上記カム面を、上記ハウジングの内周面に該ハウジングと一体に形成してなることを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。
【請求項３】
上記ロータを、一端側が上記ポートプレートに取り付けられ、他端側が上記ハウジングに取り付けられてなる支軸に、軸受を介して回転可能に取り付けたことを特徴とする請求項１または２記載のベーンポンプ。
【請求項４】
上記ポンプ室を等間隔で２つ設けるとともに、上記吸入ポートと吐出ポートをそれぞれ各ポンプ室に共通に接続させて設け、各ポンプ室への媒体の供給及び各ポンプ室からの媒体の排出をそれぞれ２箇所同時に行うようにしたことを特徴とする請求項１，２または３記載のベーンポンプ。
【請求項５】
上記マグネットを、上記ロータ自体に着磁してなることを特徴とする請求項１，２，３または４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、例えば車両のパワーステアリング装置の駆動源等に用いられるベーンポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両のパワーステアリング装置の駆動源等にベーンポンプが設けられている。このベーンポンプは、外周面に複数のベーンを径方向に出没自在に設けたロータと、該ロータが回転可能に配設される円柱状の空間を内部に有しているとともに、該円柱状空間の内周面にカム面を設けて、前記ロータ及びベーンと共に前記円柱空間内にポンプ室を形成するハウジングとを備えている。また、ロータの中心がケーシングの中心に対し偏心している構造をしたベーンポンプ(例えば、特許文献１参照)と、偏心していない構造をしたベーンポンプ(例えば、特許文献２参照)とがある。
【０００３】
特許文献１に示すベーンポンプのように、ロータの中心がケーシングの中心に対し偏心している構造では、圧力が平衡でなく、ロータに対して非軸対称に圧力が掛かるので、軸や軸受の負荷が大きい。このため軸や軸受の摩耗が早く、短寿命であった。
【０００４】
一方、特許文献２に示すベーンポンプのように、ロータの中心をケーシングの中心に設けている構造では、圧力が平衡であるため、ロータに対して圧力が軸対称に掛かるので、軸や軸受に与える負荷が小さい。したがって、軸や軸受の摩耗が少なく、寿命が長いという利点がある。
【特許文献１】特開昭６１−５３４８３号公報。
【特許文献２】特開２００６−１２５３２７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２記載のベーンポンプの構造では、動力源がケーシングの外部にあるため、動力源へつながる駆動軸とロータとの間に、内部の媒体が漏出しないようにするためのシーリングが必要となる。シーリングは摩擦抵抗の源となるため、機械損失が多く、また損傷もしやすく、寿命面での弱点があった。さらに、動力源がケーシングの外部にあるため、全体の寸法が大型になる。また、さらにケーシングとポートプレートとカムリングが別体であるため、部品点数が多く、コスト面でも不利であった。
【０００６】
そこで、小型化と信頼性、耐久性、高効率化及び経済性の向上等を図るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、回転駆動されるロータと、該ロータに形成されたスロットに径方向に出没自在に取り付けられた複数のベーンと、前記ロータが回転可能に配設される円柱状空間を内部に有しているとともに、該円柱状空間の内周面に楕円状のカム面を設けてなり、前記ロータ及びベーンと共に前記円柱状空間内に複数のポンプ室を略等間隔に形成するハウジングと、前記複数のポンプ室に通じる吸入ポートと吐出ポートを有して前記ハウジングの軸方向一側に配設されたポートプレート、とを備えたベーンポンプにおいて、前記ロータを一端側が開口され、他端側が閉じられた有底円筒状に形成してなるとともに、内周面に多極着磁を施し、かつ前記ロータの内周壁に該ロータと一体回転可能に設けられた環状のマグネットと、前記ハウジングを介して前記マグネットの内側に対向して設けられた固定電機子とでなるモ
ータを備えたベーンポンプを提供する。
【０００８】
この構成によれば、(１)ロータの内周壁に該ロータと一体に回転する環状のマグネットを設け、このマグネットの内側にハウジングを介して固定電機子を設けることにより、駆動源としてのモータをコンパクトに内蔵させることができ、モータが内蔵された小型のベーンポンプを得ることができる。
(２)モータを構成しているマグネットと固定電機子をハウジングを介して設けているので、液体等を媒体とする場合でも、媒体と通電部が分離されているので、液体等が通電部に漏れ出すことがない。
(３)ロータをハウジングとポートプレートで密閉できるため、従来必要であった可動部である軸回りのシーリングが不要になる。
(４)圧力分布が軸対称をなす平衡型のベーンポンプを実現することができるので、長寿命化ができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１において、上記カム面を、上記ハウジングの内周面に該ハウジングと一体に形成してなるベーンポンプを提供する。
【００１０】
この構成によれば、従来はケーシング、カムリング、ポートプレートで構成されていたものを、カム面をハウジングと一体化することにより部品点数が削減できる。また、カムリングをハウジングと一体化することにより、組立が不要になるため、組立工数が減ると同時に組立誤差がなくなる。さらに、一体化したことで、つなぎ目がなくなるので、液体等の漏れをなくすことができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、上記ロータを、一端側が上記ポートプレートに取り付けられ、他端側が上記ハウジングに取り付けられてなる支軸に、軸受を介して回転可能に取り付けたベーンポンプを提供する。
【００１２】
この構成によれば、ロータをハウジングとポートプレートで密閉できるため、従来必要であった軸回りのシーリングが不要になる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１，２または３記載の発明において、上記ポンプ室を等間隔で２つ設けるとともに、上記吸入ポートと吐出ポートをそれぞれ各ポンプ室に共通に接続させて設け、各ポンプ室への媒体の供給及び各ポンプ室からの媒体の排出をそれぞれ２箇所同時に行うようにしたベーンポンプを提供する。
【００１４】
この構成によれば、吸入ポートと吐出ポートをそれぞれ２つのポンプ室に共通に接続させて設け、各ポンプ室への媒体の供給及び各ポンプ室からの媒体の排出をそれぞれ２箇所同時に行うので、圧力分布が軸対称をなす平衡型のベーンポンプが実現できる。また、金型成形が可能になる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１，２，３または４記載の発明において、上記マグネットを、上記ロータ自体に着磁してなるベーンポンプを提供する。
【００１６】
この構成によれば、マグネットをロータ自体に着磁した構造にすることにより、部品点数が削減できる。また、マグネットをロータと一体化することにより、組立が不要となり、組立工数が減ると同時に組立誤差もなくなる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明は、駆動源としてのモータをコンパクトに内蔵させることができるので、モータが内蔵された小型のベーンポンプを得ることが可能になる。また、液体等を
媒体とする場合でも、媒体と通電部が分離されているので、液体等が通電部に漏れ出すことがなく、信頼性、耐久性が向上する。さらに従来必要であった可動部である軸回りのシーリングが不要になるので、耐久性及び液漏れに対する信頼性が向上するとともに、高効率化も図れる。また、圧力分布が軸対称をなす平衡型のベーンポンプを実現できるために長寿命化が図れる。
【００１８】
請求項２記載の発明は、カム面をハウジングと一体化することにより組立工数が減ると同時に組立誤差がなくなり、またつなぎ目もなくなるので、請求項１の発明の効果に加えて、さらにコストの低減と信頼性の向上が図れる。
【００１９】
請求項３記載の発明は、ロータをハウジングとポートプレートで密閉できるため、従来必要であった軸回りのシーリングが不要になり、請求項１または２の発明の効果に加えて、さらに耐久性、信頼性及び高効率化の向上が期待できる。
【００２０】
請求項４記載の発明は、圧力分布が軸対称をなす平衡型のベーンポンプを実現できるので、請求項１，２または３の発明の効果に加えて、さらに長寿命化できる。また、金型成形が可能な構造となり、安価に製造できる効果が期待できる。
【００２１】
請求項５記載の発明は、部品点数が削減できると同時に組立工数が減るので、請求項１，２，３または４の発明の効果に加えて、さらにコスト面で有利になり、経済性が向上するという効果が期待できる。また、組立誤差がなくなり、品質が向上する
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
小型化と信頼性、耐久性、高効率化及び経済性の向上等を図るという目的を達成するために、回転駆動されるロータと、該ロータに形成されたスロットに径方向に出没自在に取り付けられた複数のベーンと、前記ロータが回転可能に配設される円柱状空間を内部に有しているとともに、該円柱状空間の内周面に楕円状のカム面を設けてなり、前記ロータ及びベーンと共に前記円柱状空間内に複数のポンプ室を略等間隔に形成するハウジングと、前記複数のポンプ室に通じる吸入ポートと吐出ポートを有して前記ハウジングの軸方向一側に配設されたポートプレート、とを備えたベーンポンプにおいて、前記ロータを一端側が開口され、他端側が閉じられた有底円筒状に形成してなるとともに、内周面に多極着磁を施し、かつ前記ロータの内周壁に該ロータと一体回転可能に設けられた環状のマグネットと、前記ハウジングを介して前記マグネットの内側に対向して設けられた固定電機子とでなるモータを備えたことにより実現した。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明のベーンポンプについて、好適な実施の形態例をあげて説明する。図１〜図３は、本発明のベーンポンプの一実施の形態を示し、図１はロータの回転軸に平行な面で切断した同上ポンプの断面図、図２はロータの回転軸に垂直な面で切断した同上ポンプの断面図、図３は同上ポンプの要部分解斜視図である。
【００２４】
図１〜図３において、ベーンポンプ１は、ハウジング２とロータ３とポートプレート４とモータ５とにより構成されている。なお、以下の説明では、図１においてハウジング２を設けている側を下側、ポートプレート４を設けている側を上側として説明する。
【００２５】
前記ハウジング２は、上側に開口面を有する外側有底円筒部２Ａと、該外側有底円筒部２Ａの底壁２ａの内側から直角に上側へ向かって折り返されて、下側に開口面を有する中間有底円筒部２Ｂと、該中間有底円筒部２Ｂの底壁２ｂの内側から直角に下側へ向かって折り返されて、上側に開口面を有する内側有底円筒部２Ｃとを同芯的に設けて、金属材で一体に形成されている。また、外側有底円筒部２Ａの内周壁には楕円状のカム面６が形成
され、内側有底円筒部２Ｃの底部２ｃにはスラスト軸受用凹部７を設けている。
【００２６】
前記ロータ３は、一端(上面)側が閉じられ、他端(下面)側が開口された有底円筒状に形成されていると共に、中央に下側(内側)に向かって突出している円筒状の軸受保持部８を一体に設けている。また、ロータ３の内周壁には環状のマグネット９を固定して取り付け、軸受保持部８の内周壁には上下方向に離間して１対の軸受１０，１０を取り付けている。そして、これらマグネット９及び１対の軸受１０，１０が取り付けられたロータ３は、開口側をハウジング２側に向けて臨ませると、その外周部分が外側有底円筒部２Ａと中間有底円筒部２Ｂとの間の円柱状空間内に受容されるとともに、軸受保持部８が内側有底円筒部２Ｃ内に受容された状態で、ハウジング２内に回転自在に収容できるようになっている。
【００２７】
前記ロータ３には、軸受保持部８を中心にして放射状に複数のベーン溝１１，１１…が形成されており、各ベーン溝１１，１１…には、先端がハウジング２のカム面６に当接する径方向へ出没自在に移動できるようにして、ベーン１２が収容されている。そして、ロータ３は、ベーン１２と共にハウジング２内に収容され、このハウジング２内にロータ３とベーン１２と楕円状のカム面６とで、２つのポンプ室１３，１３を略等間隔、すなわち軸対称に形成する。
【００２８】
前記ポートプレート４は、ロータ３を収容したハウジング２の上面に、該ハウジング２の上面開口を覆って取り付けられるものである。該ポートプレート４は、図４に示すように、ロータ３との対向面(底面)に、油液をハウジング２内に吸い込む円弧状をした２つの吸入ポート１４，１４とハウジング２内に吸入された油液を吐き出す円弧状の２つの吐出ポート１５，１５とが設けられている。各吸入ポート１４，１４は、ポートプレート４内を通って設けられている吸入連通路１４ａを介して１つに連通されて供給側ノズル１８に通じ、吐出ポート１５，１５もポートプレート４内を通って設けられている吐出連通路１５ａを介して１つに連通されて吐出側ノズル１９に通じている。さらに、ロータ３との対向面側の中心には、軸１７の一端部を挿入させて保持する軸孔２０が設けられている。
【００２９】
前記モータ５は、ロータ３の内周壁に取り付けられている前記マグネット９と、ハウジング２の外側で、かつ該ハウジング２の中間有底円筒部２Ｂと内側有底円筒部２Ｃとの間の円柱状空間内に収容されて、該ハウジング２に固定して取り付けられている固定電機子１６とでなる。すなわち、ハウジング２の中間有底円筒部２Ｂと内側有底円筒部２Ｃとの間の円柱状空間内に収容された固定電機子１６は、マグネット９と同軸的で、かつ、ハウジング２の外側においてマグネット９の内側に収容された状態になっている。該マグネット９は、内周面に、その円周方向に等間隔でＮ，Ｓの磁極を交互に施してなる多極着磁された環状のマグネットとして構成されており、固定電機子１６は、マグネット９の磁極に対応した複数の突極部を設けた電機子コアを有し、該各突極部にコイルを所定数巻回してなるものである。なお、このモータ５の構造自体は一般に広く知られているブラシレスモータの構造であり、固定電機子１６のコイルに駆動回路(図示しない)によって定められた電流が流されると、マグネット９がロータ３と一体に回転する構成になっている。
【００３０】
次に、このように構成したベーンポンプ１の組立手順の一例を説明する。まず、モータ５の固定電機子１６を外側に取り付けたハウジング２を用意する。そして、このハウジング２の外側有底円筒部２Ａと中間有底円筒部２Ｂとの間の円柱状空間内に、マグネット９とベーン１２，１２…と軸受１０，１０を取り付けたロータ３を収容し、続いて軸１７を軸受１０，１０に通して軸受保持部８内に収容する。次いで、軸７の一端部を軸孔２０に嵌合させてポートプレート４をハウジング２上に配置し、ハウジング２とポートプレート４との間を位置合わせして図示しない手段(例えばボルト止め)により固定すると組立が完了する。
【００３１】
このような構造をしたベーンポンプ１の基本的な動作は、次のようになる。固定電機子１６のコイルに駆動回路によって定められた電流が流され、マグネット９がロータ３と一体に回転を始めると、遠心力でベーン１２がロータ３の外方に突出してカム面６に当接する。ベーン１２がカム面６に当接した状態でロータ３が回転を続けると、ロータ３、ベーン１２及びハウジング２のカム面６によって形成されるポンプ室１３，１３はロータ３の回転によって容積が増減して、その一連の動作の中で吸入ポート１４，１４の部分では供給側ノズル１８を通して液体をポンプ室１３，１３内に同時に吸入し、吐出ポート１５，１５の部分ではポンプ室１３，１３内の液体を吐出側ノズル１９を通して同時に吐出する形式のポンプ作動を行う。
【００３２】
したがって、本実施の形態におけるベーンポンプ１によれば、ロータ３の内周壁に該ロータ３と一体に回転する環状のマグネット９を設け、かつ該マグネット９の内側にハウジング２を介して固定電機子１６を設けて、駆動源としてのモータ５を内蔵させているので、モータ５が内蔵された小型のベーンポンプ１が得られる。
【００３３】
また、ポンプ室１３，１３を軸対称に設け、かつ吸入ポート１４及び吐出ポート１５を２つのポンプ室１３，１３に各々接続させ、液体の吸入と排出をそれぞれ２つのポンプ室１３，１３について同時に行うようにしているので、圧力分布が軸対称をなす平衡型のベーンポンプとなり、長寿命化も図れる。
【００３４】
さらに、モータ５を構成しているマグネット９と固定電機子１６をハウジング２を介して設けているので、液体を媒体とする場合でも媒体と通電部(固定電機子１６)が分離されているので、液体が通電部に漏れ出すことがなく、信頼性、耐久性が向上する。
【００３５】
また、さらにロータ３をハウジング２とポートプレート４とで密閉するようにしているので、軸回りのシーリングが不要になり、耐久性、液漏れに対する信頼性が向上するとともに、摩擦損失が減るため高効率化が図れる。
【００３６】
さらに、カム面６をハウジング２と一体化しているので、部品点数及び組立工数が減ると同時に、組立誤差も減る。
【００３７】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００３８】
例えば、上記実施の形態では、媒体に液体を取り扱うベーンポンプについて説明したが、空気等を媒体として取り扱うベーンポンプにも適用できるものである。
【００３９】
また、上記実施の形態では、マグネット９をロータ３と別体に構成した例について説明したが、マグネット９をロータ３自体に着磁して設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るベーンポンプをロータの回転軸に平行な面で切断して示す断面図。
【図２】同上ベーンポンプをロータの回転軸に垂直な面で切断して示す断面図。
【図３】同上ベーンポンプの要部分解斜視図。
【図４】同上ベーンポンプにおけるポートプレートの底面図。
【符号の説明】
【００４１】
１      ベーンポンプ
２      ハウジング
２Ａ    外側有底円筒部
２Ｂ    中間有底円筒部
２Ｃ    内側有底円筒部
３      ロータ
４      ポートプレート
５      モータ
６      カム面
８      軸受保持部
９      マグネット
１０    軸受
１１    ベーン溝
１２    ベーン
１３    ポンプ室
１４    吸入ポート
１５    吐出ポート
１６    固定電機子
１７    軸
【図１】
2008231947.tif 000003
【図２】
2008231947.tif 000004
【図３】
2008231947.tif 000005
【図４】
2008231947.tif 000006