(57)【要約】【課題】シャフトに径方向のテンション等がかかることで、このシャフトが撓んだとしても、脈動や異音の発生を防止できるベーンポンプを提供することである。【解決手段】ボディ１内に組み込んだカムリング３と、カムリング３内に回転自在に組み込んだロータ４と、ロータ４の周囲に出没自在に設けた複数のベーン５と、ロータ４に一方側を結合するとともに、他方側に駆動源を連係したシャフト９と、このシャフト９を回転自在に支持する軸受部材７とを備え、シャフト９とロータ４との結合部分に径方向のクリアランスＷ１を設けるとともに、このクリアランスＷ１は、軸受部材７におけるシャフト９の支持部分の径方向のクリアランスＷ２よりも大きくしてなり、シャフト９に径方向の偏心荷重が入力されたときに、上記シャフト９とロータ４との結合部分における径方向のクリアランスＷ１によって、ロータ４に対するシャフト９の径方向の移動を許容する構成にした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディと、このボディ内に組み込んだカムリングと、このカムリング内に回転自在に組み込んだロータと、このロータの周囲に出没自在に設けた複数のベーンと、上記ロータに一方側を結合するとともに、他方側に駆動源を連係したシャフトと、このシャフトを回転自在に支持する軸受部材とを備え、上記シャフトとロータとの結合部分に径方向のクリアランスを設けるとともに、このクリアランスは、軸受部材におけるシャフトの支持部分の径方向のクリアランスよりも大きくしてなり、シャフトに径方向の偏心荷重が入力されたときに、上記シャフトとロータとの結合部分における径方向のクリアランスによって、ロータに対するシャフトの径方向の移動を許容する構成にしたことを特徴とするベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ベーンポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４、図５に従来のベーンポンプを示す。
図４に示すように、ボディ１の側面をカバー２で塞いでいるが、このボディ１のボアａ内には、図５に示すように楕円形の内壁３ａを有するカムリング３を設けている。このカムリング３内には、ロータ４を設けるとともに、このロータ４に複数のベーン５を放射状に配置して、しかも出没自在に組み込んでいる。
また、上記ボディ１及びカバー２の内周には、軸穴６ａ，６ｂを形成するとともに、ボディ１側の軸穴６ａに第１軸受部材７を設け、カバー２側の軸穴６ｂには第２軸受部材８を設けている。そして、これら第１軸受部材７と第２軸受部材８とによって、シャフト９を回転自在に支持している。
【０００３】
このシャフト９は、上記ロータ４の中心部分を貫通しているが、この貫通した部分にセレーション１０を形成し、このセレーション１０を介してロータ４を固定している。
また、このシャフト９の他方側には、図示していないプーリを固定するとともに、このプーリに駆動ベルトを介してエンジンや電動モータ等の駆動源を連係している。
したがって、駆動ベルトを介して駆動源の回転がプーリに伝達されると、このプーリとともにシャフト９が回転して、シャフト９とともにロータ４が回転する。
なお、上記ボディ１には、オイルシール１１を設け、このオイルシール１１によってシャフト９の周囲をシールするようにしている。
【０００４】
上記カムリング３およびロータ４の側面には、サイドプレート１２を設けている。そして、上記ロータ４は、カバー２とサイドプレート１２との間で、ロータ４の回転に抵抗が発生しない程度の微少なクリアランスを有した状態で保持されている。
上記サイドプレート１２には、一対の吐出穴１４を形成し、これら吐出穴１４を介してボディ１内に形成した高圧室１３に吐出油を導くようにしている。また、この高圧室１３内に導いた高圧の作用によって、サイドプレート１２を積極的にロータ４側に移動させるようにしている。そして、吐出圧が高圧になればなる程、サイドプレート１２とロータ４とのクリアランスを小さくすることで、吐出効率の低下を防止するようにしている。
なお、図５中、符号ｐは位置決めピンであり、この位置決めピンｐによってボディ１に対するカムリング３の位置を規制している。
【０００５】
次に、このベーンポンプの作用を説明する。
図示していない駆動源の作動により、シャフト９を図５中ｋ方向に回転させると、このシャフト９とともにロータ４が回転する。ロータ４が回転すると、遠心力によってベーン５が突出し、その先端がカムリング３の内壁３ａに押し付けられる。ただし、これらベーン５の先端が押し付けられるカムリング３の内壁３ａというのは、図５に示すように楕円形をしているため、この内壁３ａの形状に応じてベーン５が、ロータ４に対し、吐出、収納工程を繰り返す。
【０００６】
また、ベーン５の先端がカムリング３の内壁３ａに押し付けられることによって、各ベーン５間に独立した室が構成されるが、これら室の容積というのは、ロータ４の回転に応じて変化する。すなわち、図５の一点鎖線Ａで示す吸い込み部分では、ロータ４の回転に伴って室の容積が拡大するが、一点鎖線Ｂで示す部分では、室の容積が縮小する。
そして、室の容積が拡大するときに、この室内に作動油が吸い込まれる。この作動油を吸い込む一点鎖線Ａの範囲を吸い込み行程とする。
また、室の容積が縮小するときに、この室内の作動油が圧縮される。この作動油を圧縮する一点鎖線Ｂの範囲を吐出行程とする。
【０００７】
以上のように、ロータ４が回転することにより、吸い込み行程と吐出行程とが交互に繰り返されるが、吸い込み行程において室内に吸い込んだ作動油を、吐出行程において室の容積を縮小することで、サイドプレート１２に形成した吐出穴１４，１４を介して高圧室１３に導く。そして、この高圧室１３に導いた圧油は、図示していない通路を介して外部に吐出される。
また、上記高圧室１３に導いた圧油の作用によって、サイドプレート１２を積極的にロータ４側に移動させるようにしている。そして、吐出圧が高圧になればなる程、サイドプレート１２とロータ４とのクリアランスを小さくすることで、吐出効率の低下を防止するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のベーンポンプにおいて、駆動ベルトのテンションが、プーリを介してシャフト９に作用すると、第１，第２軸受部材７，８を支持点としてシャフト９が反ることでシャフト９がたわむ。このシャフト９のたわみは僅かであるが、そのたわみに応じてロータ４が傾く。ロータ４が傾くと、このロータ４とサイドプレート１２との間のクリアランス及びロータ４とカバー２との間のクリアランスがアンバランスになることにより、ベーン５間に形成される室からの圧油の漏れ量が多くなる。
また、シャフト９がたわむと、ロータ４の軸芯が径方向にずれる。ロータ４の軸芯が径方向にずれると、その分、ベーン５間に形成される室の容積も変化する。
【０００９】
上記のようにして、室からの漏れ量が多くなったり、室の容積が変化したりすると、ロータ４の一回転当たりの吐出量や、対向する位置に配置した複数の吐出工程間での吐出量にバラツキが生じる。そのため、吐出量のバラツキが原因で脈動が発生したり、脈動に起因する異音が発生したりするという問題があった。
この発明の目的は、シャフト９に径方向のテンション等がかかることで、シャフト９がたわんだとしても、脈動や異音の発生を防止できるベーンポンプを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ボディと、このボディ内に組み込んだカムリングと、このカムリング内に回転自在に組み込んだロータと、このロータの周囲に出没自在に設けた複数のベーンと、上記ロータに一方側を結合するとともに、他方側に駆動源を連係したシャフトと、このシャフトを回転自在に支持する軸受部材とを備え、上記シャフトとロータとの結合部分に径方向のクリアランスを設けるとともに、このクリアランスは、軸受部材におけるシャフトの支持部分の径方向のクリアランスよりも大きくしてなり、シャフトに径方向の偏心荷重が入力されたときに、上記シャフトとロータとの結合部分における径方向のクリアランスによって、ロータに対するシャフトの径方向の移動を許容する構成にしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図３にこの発明の一実施形態を示すが、前記従来例と同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。
図１に示すように、側面をカバー２で塞いだボディ１のボアａ内には、楕円形の内壁３ａをもつカムリング３を設けている。このカムリング３内には、ロータ４を設けるとともに、このロータ４には複数のベーン５を放射状に配置して、しかも出没自在に組み込んでいる。
また、上記ボディ１及びカバー２の内周には、軸穴６ａ、６ｂを形成するとともに、軸穴６ａに第１軸受部材７を設け、軸穴６ｂに第２軸受部材８を設けている。そして、これら第１軸受部材７と第２軸受部材８とによってシャフト９を回転自在に支持している。
【００１２】
上記シャフト９は、ロータ４の中心部分に形成した孔１５を貫通させるとともに、このロータ４を貫通させた部分にセレーション１０を形成している。また、ロータ４の孔１５の内周にもセレーション１６を形成し、これらセレーション１０，１６をかみ合わせるとによって、シャフト９とロータ４とを結合している。ただし、このロータ４とシャフト９との結合部分には、図２に示すように、径方向のクリアランスＷ１を所定の量だけ設けている。このクリアランスＷ１は、図３に示すように、駆動ベルトのテンションＴによってシャフト９がたわんだときに、このたわんだシャフト９がロータ４の孔１５の内周に接しない大きさに設定している。つまり、このクリアランスＷ１は、第１軸受部材７の支持部分におけるクリアランスＷ２により発生するロータ４の位置での径方向のたわみ量よりも大きくしている。
【００１３】
上記カムリング３およびロータ４の側面には、サイドプレート１２を設けている。そして、上記ロータ４は、カバー２とサイドプレート１２との間で、ロータ４の回転に抵抗が発生しない程度の微少なクリアランスを有した状態で保持されている。
また、上記サイドプレート１２には、一対の吐出穴１４を形成し、これら吐出穴１４を介してボディ１３内に形成した高圧室１３に吐出油を導くようにしている。
さらに、高圧室１３に導いた高圧の作用によって、サイドプレート１２を積極的にロータ４側に移動させるようにしている。そして、吐出圧が高圧になればなる程、サイドプレート１２とロータ４とのクリアランスを小さくして、吐出効率の低下を防止するようにしている。
なお、上記シャフト９のボディ１から突出させた一方側には、図示していないプーリを固定し、このプーリに駆動ベルトを介してエンジンや電動モータ等の駆動源を連係するようにしている。
【００１４】
次に、この実施形態の作用を説明する。
駆動源が作動することにより、シャフト９とともにロータ４が回転すると、このロータ４内に出没自在に設けたベーン５が遠心力によってロータ４から突出して、その先端がカムリング３の内壁３ａに押し付けられる。このようにベーン５の先端がカムリング３の内壁３ａに押し付けられると、各ベーン５間に独立した室が構成される。そして、吸い込み工程において各室に吸い込んだ作動油を、吐出工程においてサイドプレート１２に形成した吐出穴１４，１４を介して高圧室１３に導く。
【００１５】
上記の状態において、シャフト９に図示していない駆動源からのテンションＴが図３に示すように作用すると、シャフト９がたわむ。このようにシャフト９がたわむと、ロータ４の孔１５内において、シャフト９が径方向に移動する。ただし、シャフト９とロータ４とを結合しているセレーション１０，１６には、径方向のクリアランスＷ１を設けているため、シャフト９のたわみがロータ４にまで影響することはない。したがって、シャフト９がたわんだとしても、これに起因してロータ４が径方向に移動することはない。つまり、ロータ４の径方向の移動が、シャフト９の影響を受けることはない。
【００１６】
上記したように、シャフト９とロータ４とに設けたセレーション１０，１６間にクリアランスＷ１を有していることで、ロータ４は、クリアランスＷ１の分だけ径方向に移動可能である。しかし、ロータ４は、従来例の図５でも示した通り、吸込領域と吐出領域とが１８０度対向した位置に配置されているので、バランス良く回転する。その結果、ロータ４は、自主的にサイドプレート１２と同軸状態を維持したまま回転する。そのため、上記のようにロータ４とシャフト９とを結合しているセレーション１０，１６に径方向のクリアランスＷ１があったとしても、ロータ４の位置が径方向にずれることはない。このようにロータ４の位置がずれたりしないので、ベーン５間に形成される室からの漏れ量が増えたりこの室の容積が変化したりしない。したがって、脈動や異音の発生を防止することができる。
なお、上記ロータ４とシャフト９との結合部分のクリアランスＷ１は、微少なものであるため、このクリアランスＷ１があるために、シャフト９の回転力がロータ４に伝わり難くなるという不都合も生じない。
【００１７】
ロータ４の孔１５内におけるシャフト９の移動量というのは、第１軸受部材７の支持部分のクリアランスＷ２や、第１軸受部材７と第２軸受部材８の支持位置に依存している。そこで、この実施形態では、上記ロータ４の孔１５内におけるシャフト９の移動量を、実験や計算等によって事前に求めている。そして、この実験や計算等によって求めたロータ４の位置におけるシャフト９の移動量よりも大きい隙間を、クリアランスＷ１として設定している。
このようにクリアランスＷ１を設定すれば、駆動源側のテンションＴによってシャフト９がたわんだとしても、ロータ４の孔１５の内周がシャフト９に接することはない。したがって、シャフト９のたわみが、ロータ４の径方向の移動に影響を及ぼすことはない。
【００１８】
また、上記シャフト９のたわみ量というのは極僅かであるため、ロータ４の孔１５内におけるシャフト９の径方向の移動量は、第１軸受部材７や第２軸受部材８の支持部分におけるシャフト９の径方向の移動量とほとんと差がない。
したがって、シャフト９とロータ４と結合部分のクリアランスＷ１というのは、少なくとも第１軸受部材７の支持部分におけるクリアランスＷ２よりも大きくしておけばよい。クリアランスＷ１をクリアランスＷ２よりも大きくすれば、ほとんどの場合に、ロータ４に対するシャフト９の径方向の移動を許容することができる。
【００１９】
なお、上記実施形態では、シャフト９を第１、第２軸受部材７，８により支持した構造としているが、ボディ１内に配置した第１軸受部材７のみで、シャフト９を支持した構造の場合でも、テンションＴによるシャフト９のわたみ量は容易に予測できる。そのため、このたわみ量に基づいて、シャフト９とロータ４とにそれぞれ設けたセレーション１０，１６間に必要な径方向のクリアランスを決定することができる。したがって、シャフト９を第１軸受部材７のみで支持する構造のベーンポンプにおいても、この発明を適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
この発明によれば、シャフトとロータとの結合部分に、シャフトとそれを支持する軸受部材との間に設けたクリアランスよりも大きい径方向のクリアランスを設けることにより、シャフトに径方向の偏心荷重が入力されたときに、ロータに対するシャフトの径方向の移動を許容する構成にしたので、シャフトがたわんだとしても、脈動が発生したり、異音が発生したりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の断面図である。
【図２】ロータとシャフト９との関係を示す説明図である。
【図３】ロータとたわんだシャフト９との関係を示す説明図である。
【図４】従来例の断面図である。
【図５】図４のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【符号の説明】
１　ボディ
３　カムリング
４　ロータ
５　ベーン
７　第１軸受部材
８　第２軸受部材
９　シャフト
Ｗ１　クリアランス
【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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