(57)【要約】【課題】径方向のテンション等がかかることでシャフト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。【解決手段】ボディ１内に組み込んだカムリング２と、このカムリング２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、上記ロータ４に一方側を固定するとともに、他方側を駆動源に連係したシャフトＳとを備え、上記シャフトＳは、ロータと同期して回転するロータ側シャフト部Ｓａと、駆動源を連係する入力側シャフト部Ｓｂとからなり、これらロータ側シャフト部Ｓａと入力側シャフト部Ｓｂとを連結部材１７を介して連結するとともに、入力側シャフト部Ｓｂに径方向の偏心荷重が入力されたときに、ロータ側シャフト部Ｓａに対する入力側シャフト部Ｓｂの径方向の移動を連結部材１７によって許容する構成にした。【選択図】　図１
2004028013.tif 000002
【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固定するとともに、他方側を駆動源に連係したシャフトとを備え、上記シャフトは、ロータと同期して回転するロータ側シャフト部と、駆動源を連係する入力側シャフト部とからなり、これらロータ側シャフト部と入力側シャフト部とを連結部材を介して連結するとともに、入力側シャフト部に径方向の偏心荷重が入力されたときに、ロータ側シャフト部に対する入力側シャフト部の径方向の移動を上記連結部材によって許容する構成にしたことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
連結部材を筒部材によって構成し、この筒部材を介して入力側シャフト部とロータ側シャフト部とをスプライン結合し、しかも、このスプライン結合部分に設けた径方向のクリアランスによって、ロータ側シャフト部に対する入力側シャフト部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請求項１記載のベーンポンプ。
【請求項３】
連結部材を弾性体によって構成したことを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。
【請求項４】
連結部材を自在継手で構成したことを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。
【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】
第１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固定するとともに、他方側を駆動源に連係したシャフトとを備え、上記シャフトは、ロータと同期して回転するロータ側シャフト部と、駆動源を連係する入力側シャフト部とからなり、これらロータ側シャフト部と入力側シャフト部とを連結部材を介して連結するとともに、入力側シャフト部に径方向の偏心荷重が入力されたときに、ロータ側シャフト部に対する入力側シャフト部の径方向の移動を上記連結部材によって許容する構成にしたことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、上記第１の発明において、連結部材を筒部材によって構成し、この筒部材を介して入力側シャフト部とロータ側シャフト部とをスプライン結合し、しかも、このスプライン結合部分に設けた径方向のクリアランスによって、ロータ側シャフト部に対する入力側シャフト部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。
【００１２】
第３の発明は、上記第１の発明において、連結部材を弾性体によって構成したことを特徴とする。
第４の発明は、上記第１の発明において、連結部材を自在継手で構成したことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明の第１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、その詳細な説明については省略する。
図示するように、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Ｓを回転自在に支持している。
【００１４】
上記シャフトＳは、ロータ側シャフト部Ｓａと、入力側シャフト部Ｓｂとから構成されている。
上記ロータ側シャフト部Ｓａ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、このロータ側シャフト部Ｓａは、カバー２側に設けた第２軸受部材８に支持されている。
一方、上記入力側シャフト部Ｓｂは、そのボディ１から突出させた部分に、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するようにしている。
【００１５】
上記ロータ側シャフト部Ｓａ及び入力側シャフト部Ｓｂの対向させた部分の外周には、それぞれ軸に平行なスプライン溝を複数形成している。そして、このスプライン溝を形成した各シャフト部Ｓａ，Ｓｂの連結部分１５，１６の外周に、筒部材１７をはめ込んでいる。
この筒部材１７の内周にも、軸に平行なスプライン溝を複数形成している。そして、この筒部材１７のスプライン溝間の凸部が、上記連結部分１５，１６のスプライン溝にかみ合うことによって、ロータ側シャフト部Ｓａと入力側シャフト部Ｓｂとを連結している。つまり、ロータ側シャフト部Ｓａと入力側シャフト部Ｓｂとをスプライン結合している。このようにスプライン連結しているので、両シャフト部Ｓａ，Ｓｂと筒部材とが一体回転する。
【００１６】
ただし、上記連結部分１５，１６と筒部材１７との結合部分には、径方向のクリアランスを設けている。この径方向のクリアランスは僅かであるが、駆動源側のテンションによって入力側シャフト部Ｓｂがたわんだときに、そのたわみを吸収するだけの大きさに設定している。すなわち、上記径方向のクリアランスは、入力側シャフト部Ｓｂの最大たわみに基づいて設定し、入力側シャフト部Ｓｂがたわんだ状態でも、カバー２側の第２軸受部材８で正規の軸芯で支持されたロータ側シャフト部Ｓａに、入力側シャフト部Ｓｂのたわみが伝達されないようにしている。つまり、連結部分１５，１６と筒部材１７との結合部分に設けた径方向のクリアランスによって、ロータ側シャフト部Ｓａに対する入力側シャフト部Ｓｂの径方向の移動を許容している。
【００１７】
したがって、駆動ベルトのテンションによって入力側シャフト部Ｓａがロータ側シャフト部Ｓａに対して径方向にずれたとしても、第２軸受部材８により支持されたロータ側シャフト部Ｓｂが径方向にずれることはなく、結果的にロータ４のずれを防止できる。そのため、ベーン５間に形成される室からの漏れ量が多なったり、この室の容積が変化したりしない。このように漏れ量が多くなったり容積の変化が生じたりしないので、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される吐出工程での両者の吐出量は常に一定となり、脈動や異音が発生することはない。
なお、上記筒部材１７と各シャフト部Ｓａ、Ｓｂとの結合部分に設けた径方向のクリアランスは極僅かであるため、入力側シャフト部Ｓｂの回転力がロータ側シャフト部Ｓａに伝わり難くなるといった不都合は生じない。
【００１８】
図２に示した第２実施形態は、ロータ側シャフト部Ｓａと入力側シャフト部Ｓｂとを弾性を有する弾性体からなる連結ロッド１８を介して連結したものであり、その他の構成については上記第１実施形態と同じである。
上記ロータ側シャフト部Ｓａには、その端部に開口する組み付け穴１９を軸方向に形成し、上記入力側シャフト部Ｓｂにも、その端部に開口する組み付け穴２０を軸方向に形成している。そして、これら組み付け穴１９，２０に連結ロッド１８を挿入して、ロータ側シャフト部Ｓａと入力側シャフト部Ｓｂとを連結している。
【００１９】
また、上記組み付け穴１９，２０および連結ロッド１８の断面形状は、多角形にしている。したがって、入力側シャフト部Ｓｂの回転力を、連結ロッド１８を介してロータ側シャフト部Ｓｂに効率よく伝達することができる。
なお、これら組み付け穴１９，２０および連結ロッド１８の断面形状は、円であってもいいが、その場合には、これら３つの部材の相対回転を規制する回り止めを設ける必要がある。
【００２０】
この第２実施形態によれば、連結ロッド１８が弾性を有するので、この連結ロッド１８の部分で、入力側シャフト部Ｓｂの径方向の移動を吸収することができる。つまり、ロータ側シャフト部Ｓａに対する入力側シャフト部Ｓｂの径方向の移動を許容することができる。
したがって、駆動源側からのテンションによって入力側シャフト部Ｓａがたわんだとしても、ロータ側シャフト部Ｓｂを、第２軸受部材８により支持された所定の位置に保ち、ロータ４の径方向のずれを防止できる。ロータ４の径方向のずれを防止できるので、脈動や異音が発生することもない。
なお、上記連結ロッド１８は、弾性を有する部材であれば、その材質は問わないが、入力側シャフトＳａの回転力をロータ側シャフトＳｂに伝達できるだけの強度を有する必要がある。
【００２１】
図３に示した第３実施形態は、ロータ側シャフト部Ｓａと入力側シャフト部Ｓｂとを自在継手２１を介して連結したものであり、その他の構成については上記第２実施形態と同じである。
この第３実施形態によれば、自在継手２１によって、入力側シャフト部Ｓｂのたわみを吸収することができる。つまり、ロータ側シャフト部Ｓａに対する入力側シャフト部Ｓｂの径方向の移動を許容することができる。
したがって、駆動源側からのテンションによって入力側シャフト部Ｓａがたわんだとしても、ロータ側シャフト部Ｓｂを第２軸受部材８により支持された所定の状態に保ち、ロータ４の径方向のずれを防止できる。ロータ４の径方向のずれを防止できるので、脈動や異音が発生することもない。
【００２２】
上記第１〜第３実施形態では、筒部材１７、連結ロッド１８、自在継手２１によって、この発明の連結部材をそれぞれ構成している。
また、これらの部材は、いずれも第１軸受部材７よりもロータ４側に設けているが、第１軸受部材７よりも入力側に設けてもよい。すなわち、上記第１〜第３実施形態では、ロータ側シャフト部Ｓａと入力側シャフト部Ｓｂとを、第１軸受部材７よりもロータ４側で連結しているが、第１軸受部材７よりもホィール側で連結してもよい。
ただし、この場合には、入力側シャフトＳｂを支持する軸受部材がもう一つ必要となり、その分、部品コストがかかる。このようなことを考慮すると、ロータ側シャフト部Ｓａと入力側シャフト部Ｓｂとの連結位置は、上記第１〜第３実施形態のように、第１軸受部材７よりもロータ４側に設けた方が良い。
【００２３】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ロータを設けたロータ側シャフト部と、駆動源を連係した入力側シャフト部とを、連結部材を介して連結するとともに、この連結部材によって、ロータ側シャフト部に対する入力側シャフト部の径方向の移動を許容する構成にしたので、駆動源側から入力されるテンションによって入力側シャフト部がたわんだとしても、ロータ側シャフト部の径方向のずれを防止できる。
したがって、ロータの径方向のずれが原因で従来生じていた脈動や異音の発生を防止することができる。
【００２４】
第２の発明によれば、入力側シャフト部とロータ側シャフト部とをスプライン結合した部分に設けた径方向のクリアランスによって、ロータ側シャフト部に対する入力側シャフト部の径方向の移動を許容する構成にしたので、回転力の伝達効率を維持しつつ、ロータの径方向のずれを防止することができる。
したがって、ロータの径方向のずれが原因で従来生じていた脈動や異音の発生を防止することができる。
【００２５】
第３の発明によれば、弾性体からなる連結部材よって入力側シャフト部のたわみを吸収し、ロータ側シャフト部に対する入力側シャフト部の径方向の移動を許容する構成にしたので、駆動源側から入力されるテンションによって入力側シャフト部がたわんだとしても、ロータが傾かない。
したがって、ロータの径方向のずれが原因で従来生じていた脈動や異音の発生を防止することができる。
【００２６】
第４の発明によれば、自在継手が入力側シャフト部のたわみを吸収するので、ロータ側シャフト部に対する入力側シャフト部の径方向の移動を許容することができる。そのため、駆動源側から入力されるテンションによって入力側シャフト部がたわんだとしても、ロータの径方向のずれが生じない。
したがって、ロータの径方向のずれが原因で従来生じていた脈動や異音の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の断面図である。
【図２】第２実施形態の断面図である。
【図３】第３実施形態の断面図である。
【図４】従来例の断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ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
１７　この発明の連結部材に相当する筒部材
１８　この発明の連結部材に相当する連結ロッド
２１　この発明の連結部材に相当する自在継手
Ｓ　シャフト
Ｓａ　ロータ側シャフト部
Ｓｂ　入力側シャフト部
【図１】
2004028013.tif 000003
【図２】
2004028013.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004028013.tif 000006
【図５】
2004028013.tif 000007