(57)【要約】【課題】駆動軸２の一部に、運転時に発生する高い油圧が作用する傾向となる場合でも、玉軸受８ａとして特殊な構造を有するものを使用する事なく、耐久性を確保しつつ小型化を図る。【解決手段】ケーシング１の一部に、第二排出通路４８と第三排出通路４９とを設ける。これら各排出通路４８、４９の一端は、このケーシング１の内面に開口させて、それぞれ上記駆動軸２の軸方向一端面が露出した空間５０内と、この駆動軸２の外周面に設けた段差面４５が露出した空間５１内とに通じさせる。上記各排出通路４８、４９の他端は、ベーンポンプの運転時に圧力が上昇しない部分である、上記ケーシング１の一部に設けた吸入口と通じる吸入通路内に通じさせる。【選択図】　　図１
2004011481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に吸入口の上流端と吐出口の下流端とをそれぞれ開口させたケーシングと、このケーシングに対し転がり軸受により回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸の外周面で上記ケーシングの内側に位置する部分に、この駆動軸と共に回転自在に設けられたロータと、このケーシングの内周面又はこのケーシングに支持されたカムリングの内周面でこのロータの周囲に位置する部分に設けられたカム面と、このロータの外周面の円周方向複数個所に、それぞれ径方向に凹入する状態で設けられた凹溝と、これら各凹溝に上記ロータの径方向に関する変位自在に嵌装されたベーンと、それぞれがこのロータの外周面と上記カム面と円周方向に関して隣り合うベーンの側面とにより囲まれた複数の空間とを備え、上記吸入口の下流端を、これら複数の空間のうちで上記駆動軸の回転に伴って容積が大きくなる空間に通じさせると共に、上記吐出口の上流端を、上記複数の空間のうちで上記駆動軸の回転に伴って容積が小さくなる空間に通じさせたベーンポンプに於いて、上記駆動軸の一部で軸方向に対し平行でない面が露出した空間に一端を、上記ベーンポンプの運転時に圧力が上昇しない部分に他端を、それぞれ通じさせた排出通路を、上記ケーシングに設けた事を特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
外面に吸入口の上流端と吐出口の下流端とをそれぞれ開口させたケーシングと、このケーシングに対し転がり軸受により回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸の外周面で上記ケーシングの内側に位置する部分に、この駆動軸と共に回転自在に設けられたロータと、このケーシングの内周面又はこのケーシングに支持されたカムリングの内周面でこのロータの周囲に位置する部分に設けられたカム面と、このロータの外周面の円周方向複数個所に、それぞれ径方向に凹入する状態で設けられた凹溝と、これら各凹溝に上記ロータの径方向に関する変位自在に嵌装されたベーンと、それぞれがこのロータの外周面と上記カム面と円周方向に関して隣り合うベーンの側面とにより囲まれた複数の空間とを備え、上記吸入口の下流端を、これら複数の空間のうちで上記駆動軸の回転に伴って容積が大きくなる空間に通じさせると共に、上記吐出口の上流端を、上記複数の空間のうちで上記駆動軸の回転に伴って容積が小さくなる空間に通じさせたベーンポンプに於いて、上記駆動軸の一端部で上記ロータの片側面から突出した部分に、この駆動軸に対する軸方向の変位を阻止された状態で設けられた外向フランジ状の鍔部を備え、この鍔部のうちの上記ロータに対向する片側面に作用する圧力に基づく上記駆動軸を軸方向片側に変位させる方向の力と、この駆動軸の中間部でこのロータよりも他端側に外れた部分の外周面に設けられた段差面に作用する圧力に基づく上記駆動軸を軸方向他側に変位させる方向の力とを吊り合わせると共に、上記鍔部の他側面側に運転時に発生する圧力を導入しない、シール手段を設けた事を特徴とするベーンポンプ。
【請求項３】
外面に吸入口の上流端と吐出口の下流端とをそれぞれ開口させたケーシングと、このケーシングに対し転がり軸受により回転自在に支持された駆動軸と、この駆動軸の外周面で上記ケーシングの内側に位置する部分に固定されたロータと、このケーシングの内周面又はこのケーシングに支持されたカムリングの内周面でこのロータの周囲に位置する部分に設けられたカム面と、このロータの外周面の円周方向複数個所に、それぞれ径方向に凹入する状態で設けられた凹溝と、これら各凹溝に上記ロータの径方向に関する変位自在に嵌装されたベーンと、それぞれがこのロータの外周面と上記カム面と隣り合うベーンの側面とにより囲まれた複数の空間とを備え、上記吸入口の下流端を、これら複数の空間のうちで上記駆動軸の回転に伴って容積が大きくなる空間に通じさせると共に、上記吐出口の上流端を、上記複数の空間のうちで上記駆動軸の回転に伴って容積が小さくなる空間に通じさせたベーンポンプに於いて、上記駆動軸のうちの少なくとも上記ケーシングの内側で圧力流体が存在する部分に位置する部分の両端部の外径を互いに同じにした事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】
本発明は、例えば自動車のパワーステアリング装置に組み込まれて、このパワーステアリング装置の補助動力源となる油圧を発生させる為のオイルポンプとして使用するベーンポンプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のパワーステアリング装置は、油圧又は電力を補助駆動源として、運転者がステアリングを操作する際に要する力を軽減する。この補助駆動源のうちの油圧を発生させる為に、従来からオイルポンプが使用されている。
【０００３】
図４〜７は、この様に従来から使用されているオイルポンプのうち、複数枚のベーンを使用するベーンポンプの従来構造の３例を示している。先ず、図４〜５に示す、従来構造の第１例のベーンポンプは、ケーシング１と、このケーシング１に回転自在に支持した駆動軸２とを備える。このうちのケーシング１は、筒状に形成したケーシング本体３を、１対の端板４ａ、４ｂにより軸方向両側から挟持した状態で、これら各部材３、４ａ、４ｂ同士を複数本のボルト２０により結合固定して成る。又、上記ケーシング本体３の外周面に、吸入口５の上流端と吐出口６の下流端とを、それぞれ開口させている。
【０００４】
又、このケーシング本体３の底板部１０の中心部と、上記１対の端板４ａ、４ｂのうち、この底板部１０側の一方（図４の右方）の端板４ａの中心部とに、それぞれ通孔１１、１２を形成しており、これら各通孔１１、１２に前記駆動軸２を挿通している。そして、上記底板部１０に設けた通孔１１の内周面とこの駆動軸２の中間部外周面との間に、玉軸受８ａを設けている。又、この駆動軸２の一端部（図４の左端部）を、上記１対の端板４ａ、４ｂのうちの他方（図４の左方）の端板４ｂの片面中心部に設けた凹孔１３内に挿入しており、この凹孔１３内に挿入した上記駆動軸２の一端部外周面と、この凹孔１３の内周面との間に、別の玉軸受８ｂを設けている。そして、この別の玉軸受８ｂと上記玉軸受８ａとにより、上記ケーシング１に対し上記駆動軸２を、回転自在に支持している。
【０００５】
又、上記各玉軸受８ａ、８ｂは、図８に詳示する様に、外周面に深溝型の内輪軌道１４を有する内輪１５ａ、１５ｂと、内周面に深溝型の外輪軌道１６を有する外輪１７ａ、１７ｂと、これら内輪軌道１４と外輪軌道１６との間に転動自在に設けられた複数個の玉１８ａ、１８ｂと、これら各玉１８ａ、１８ｂを保持する保持器１９ａ、１９ｂとを備える。この保持器１９ａ、１９ｂの円周方向複数個所にはポケット２０、２０を設けており、上記各玉１８ａ、１８ｂはこれら各ポケット２０、２０に、１個ずつ転動自在に保持している。又、上記各玉軸受８ａ、８ｂのうち、一方（図４の右方）の玉軸受８ａは、他方（図４の左方）の玉軸受８ｂよりも大きくしている。
【０００６】
この様な各玉軸受８ａ、８ｂのうち、一方の玉軸受８ａは、上記駆動軸２の中間部に上記内輪１５ａを締り嵌め等により外嵌固定すると共に、上記ケーシング本体３の底板部１０に設けた通孔１１に上記外輪１７ａを、やはり締り嵌め等により内嵌固定している。又、上記各玉軸受８ａ、８ｂのうち、他方の玉軸受８ａは、上記駆動軸２の一端部に上記内輪１５ｂを締り嵌め等により外嵌固定すると共に、上記凹孔１３に上記外輪１７ｂを、やはり締り嵌め等により内嵌固定している。
【０００７】
一方、上記ケーシング本体３の内側に、内周面を略楕円状のカム面７とした、カムリング２１を内嵌固定している。又、上記駆動軸２の中間部外周面で、このカムリング２１の内側に位置する部分に、ロータ２２を外嵌している。そして、このロータ２２の内周面と上記駆動軸２の外周面とをスプライン係合させる事により、このロータ２２をこの駆動軸２と共に回転自在としている。又、このロータ２２の外周面の円周方向複数個所に、このロータ２２の径方向に凹入する凹溝２３、２３を、それぞれ形成しており、これら各凹溝２３、２３に板状のベーン２４、２４を、それぞれ上記ロータ２２の径方向に関する変位自在に嵌装している。又、上記カムリング２１の内周面に形成したカム面７と、このロータ２２の外周面との間の径方向反対側２個所位置に、円周方向両端に向かう程径方向に関する幅（容積）が減少する、断面が略三日月状の空間２５、２５を、それぞれ設けている。
【０００８】
又、上記ケーシング本体３の一部に、それぞれが１対ずつの吸入通路２６ａ、２６ｂと吐出通路２７ａ、２７ｂとを設けている。このうち、各吸入通路２６ａ、２６ｂの上流端は、前記吸入口５の下流端に通じさせている。これに対して、上記各吐出通路２７ａ、２７ｂの下流端は、前記吐出口６の上流端に通じさせている。又、上記各吸入通路２６ａ、２６ｂの下流端と、上記各吐出通路２７ａ、２７ｂの上流端とを、それぞれ上記空間２５、２５の一部（円周方向に関して互いに反対位置）に通じさせている。更に、図示の例の場合には、上記各凹溝２３、２３の内側で、上記各ベーン２４、２４の内径側面に対向する部分に、上記各吐出通路２７ａ、２７ｂの一部を通じさせている。この構成により、上記各ベーン２４、２４の内径側面に、これら各ベーン２４、２４を外径側に変位させる方向の油圧が作用する。
【０００９】
一方、前記駆動軸２の他端部（図４の右端部）で前記ケーシング１外に突出した部分に、従動プーリ２９（後述する図６参照）を固定している。エンジンの組み付け状態では、この従動プーリ２９に無端ベルトを掛け渡し、エンジンのクランクシャフトにより、上記駆動軸２を回転駆動する。
【００１０】
上述の様に構成するベーンポンプの場合、駆動軸２の回転に伴って、ロータ２２が、図５の時計方向に回転すると、各ベーン２４、２４に作用する遠心力と油圧とにより、これら各ベーン２４、２４が、それぞれの外径側端縁をカム面７に押し付けられつつ、各凹溝２３、２３内を変位する。この為、上記ロータ２２の外周面と、上記カム面７と、円周方向に関して隣り合うベーン２４、２４の側面とで囲まれる空間のうち、各吸入通路２６ａ、２６ｂの下流端に通じる空間で容積が大きくなるのと同時に、各吐出通路２７ａ、２７ｂの上流端に通じる別の空間で容積が小さくなる。この結果、吸入口５を通じて内部に吸入された油が、吐出口６を通じて外部に吐出される。
【００１１】
尚、図示の例の場合には、カム面７とロータ２２の外周面との間の径方向反対側２個所位置に、内部に吸入した油を圧縮し、更に吐出する為の空間２５、２５を設けている。この為、駆動軸２の中間部外周面の径方向反対側２個所位置にほぼ同じ大きさの油圧が同時に作用する。従って、この駆動軸２の軸方向中間部で円周方向一部に、油圧に基づいて径方向に偏荷重が加わるのを抑える事ができる。
【００１２】
次に、図６は、ベーンポンプの従来構造の第２例を示している。この第２例のベーンポンプの場合には、上述の図４〜５に示した従来構造の第１例の場合と異なり、ケーシング１は、筒状のケーシング本体３ａと、端板３０とを結合して成る。又、このケーシング本体３ａの底板部１０の外面で、この底板部１０に設けた通孔３２の周辺部に筒部３１を、軸方向に突出する状態で設けている。そして、上記底板部１０に設けた通孔３２及びこの筒部３１の内側と、上記端板３０の片面（図６の右側面）中心部に設けた凹孔１３の内側とに、駆動軸２を挿通若しくは挿入している。そして、この駆動軸２の中間部外周面と上記筒部３１の内周面との間に玉軸受８ａを設けると共に、上記凹孔１３の内周面と上記駆動軸２の一端部（図６の左端部）外周面との間に滑り軸受３３を設ける事により、上記ケーシング１に対しこの駆動軸２を、回転自在に支持している。又、この駆動軸２の中間部外周面にロータ２２を固定すると共に、上記ケーシング本体３ａの内側に設けた内側部材３４の片面（図６の左側面）と上記端板３０の片面との間で、上記ロータ２２を、軸方向両側から挟持している。
【００１３】
又、図示の例の場合には、上記ケーシング本体３ａの内面と上記内側部材３４の他面（図６の右側面）との間にばね３５を設けて、上記端板３０の側面及び上記ロータ２２の片側面（図６の左側面）の間部分と、このロータ２２の他側面（図６の右側面）及び上記内側部材３４の片面の間部分とに隙間が生じるのを防止して、ベーンポンプの油の圧縮効率が低下するのを防止している。その他の構成及び作用は、前述の図４〜５に示した従来構造の第１例の場合と同様である。
【００１４】
次に、図７は、従来構造の第３例のベーンポンプを示している。本例のベーンポンプの場合には、ケーシング１は、有底筒状に形成したケーシング本体３ｂと、端板３６とを結合して成る。そして、このケーシング１に対し駆動軸２を、回転自在に支持している。この為に、上記第３例のベーンポンプの場合には、上記端板３６の外面で、この端板３６の中心部に設けた通孔３７の周辺部に筒部３１を、軸方向に突出する状態で設けている。そして、上記駆動軸２の軸方向一端部を、これら通孔３７及び筒部３１の内側を通じて、上記ケーシング本体３ｂの内側に突出させている。そして、この様に突出させた上記駆動軸２の軸方向一端部の外周面に、ロータ２２の内周面をスプライン係合させる事により、このロータ２２をこの駆動軸２と共に回転自在としている。このロータ２２の外周面の円周方向複数個所には凹溝２３（図５参照）を形成しており、これら各凹溝２３にベーン２４（図５参照）を、それぞれ上記ロータ２２の径方向に関する変位自在に嵌装している。
【００１５】
又、上記ケーシング本体３の内側でこのロータ２２の周囲にカムリング２１を配置すると共に、このケーシング本体３ｂの内側に設けた内側部材３４の片面（図７の右側面）と、上記端板３６の内側面との間で、上記カムリング２１を軸方向両側から挟持している。又、この内側部材３４の他面（図７の左側面）と上記ケーシング本体３ｂの底面との間にばね３５を設けて、上記内側部材３４を上記カムリング２１に弾性的に押し付けている。又、上記駆動軸２の軸方向一端部で、上記ロータ２の片側面（図７の左側面）から突出させた部分を、上記内側部材３４の片面中心部に設けた凹孔３８内に挿入している。尚、本例の場合には、この内側部材３４の片面と上記ロータ２２の片側面（図７の左側面）との間、及び、上記端板３６の内側面とこのロータ２２の他側面（図７の右側面）との間に、それぞれ図示しないシールリングを設けている。
【００１６】
又、前記端板３６に設けた筒部３１のうち、玉軸受８ａよりも軸方向内側に外れた部分の内周面と、上記駆動軸２の中間部外周面との間にシールリング３９を設ける事により、上記端板３６に設けた通孔４０の内周面と上記駆動軸２の外周面との間に油が入り込んだ場合でも、この油が上記筒部３１の内側を通じて外部に漏れ出す事を防止している。
【００１７】
上述の様に構成する従来構造の第３例のベーンポンプの場合も、上述した従来構造の各例のベーンポンプの場合と同様に、駆動軸２の回転に伴って、ロータ２２が回転すると、各ベーン２４に作用する遠心力と油圧とにより、これら各ベーン２４の外周縁がカムリング２１の内周面に設けたカム面７に押し付けられつつ、各凹溝２３内を変位する。この為、上記ロータ２２の外周面と、カム面７と、円周方向に関して隣り合うベーン２４の側面とで囲まれる空間のうち、図示しない吸入通路の下流端に通じる空間で容積が大きくなるのと同時に、吐出通路２７ｂの上流端に通じる別の空間で容積が小さくなる。この結果、図示しない吸入口を通じて内部に吸入された油が、端板３６の一部に設けた吐出口６を通じて外部に吐出される。その他の構成及び作用は、前述の図４〜５に示した従来構造の第１例の場合と同様である。
【００１８】
尚、上述した従来構造の各例のベーンポンプの場合には、駆動軸２の一部に従動プーリ２９（図６）を固定して、この従動プーリ２９に掛け渡した無端ベルトにより、上記駆動軸２を回転自在とした場合に就いて説明した。但し、この駆動軸２の一部で、ケーシング１外に突出した部分に従動歯車を固定して、この従動歯車に噛合させた駆動歯車により、上記駆動軸２を回転自在とする場合もある。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な従来構造の各例のベーンポンプの場合、通常の状態で短期間のみ使用するのであれば、駆動軸２に作用する力として、この駆動軸２の軸方向端部に、従動プーリ２９や従動歯車から無端ベルトの張力等に基づいて径方向に加わる力Ｆｒ（図７参照）のみを考慮して設計すれば良い。但し、ベーンポンプを、長期間使用する場合や、上記駆動軸２に大きな偏荷重が加わる状態で使用する場合には、この駆動軸２に軸方向に大きな力が加わる事も考慮する必要がある。即ち、この様な条件でベーンポンプを使用する場合には、互いに突き合わせた、ロータ２２の側面と、内側部材２４及び端板３６の側面とに面荒れが生じて、互いに突き合わせた側面同士の間に隙間が生じ易くなる。この様に隙間が生じた場合には、例えば図７に矢印で示す様に、ベーンポンプ内で発生した油圧ｐが、駆動軸２の軸方向一端面（図７の左端面）や、この駆動軸２を中間部外周面に設けた段差面４１に加わって、この駆動軸２の軸方向に変位させようとする力が生じる。例えば、図７に示した従来構造の第３例の場合、駆動軸２ののうちで上記段差面４１よりも大径側部分の断面積をＳとし、油圧をｐとした場合に、上記駆動軸２に軸方向には、Ｆａ（＝ｐ・Ｓ）なる大きさの力が加わる。
【００２０】
この様に駆動軸２に力Ｆａが加わった場合でも、この力Ｆａが小さい場合には、特に問題が生じない。但し、ベーンポンプをパワーステアリング装置用として使用する場合等、内部で高い（例えば８ＭＰａ程度の）油圧ｐが発生する場合には、上記力Ｆａが大きくなる。そして、この力Ｆａが、上記駆動軸２をケーシング１に対し支持する為の玉軸受８ａ、８ｂの許容アキシアル荷重よりも大きくなった場合には、図８（Ｂ）に誇張して示す様に、玉軸受８ａ、８ｂを構成する内輪１５ａ、１５ｂが外輪１７ａ、１７ｂに対し軸方向に大きく変位しつつ傾斜する状態となる。この場合には、各玉１８ａ、１８ｂの転動面が内輪、外輪各軌道１４、１６の肩部に乗り上げ易くなる。この様にこれら各玉１８ａ、１８ｂが肩部に乗り上げた場合には、各玉１８ａ、１８ｂの転動面の一部にエッヂロードに基づく過大面圧が加わり、当該部分に早期剥離等の損傷を生じる為、上記玉軸受８ａ、８ｂが早期に寿命に達する原因となる。又、上記各玉１８ａ、１８ｂが肩部に乗り上げた場合には、これら各玉１８ａ、１８ｂの転動面と内輪１５ａ、１５ｂ及び外輪１７ａ、１７ｂとの当接部で著しい摩耗が生じる事により、これら内、外両輪１５ａ、１５ｂ、１７ａ、１７ｂ同士が分離する可能性が生じる。この様な事情に鑑みて従来から、玉軸受８ａ、８ｂの寸法を大きくしたり、玉軸受８ａ、８ｂとして特殊な構造を有するものを使用する事により、上記各玉１８ａ、１８ｂの転動面の上記各肩部への乗り上げを防止して、耐久性を確保する事が行なわれている。但し、この様にして耐久性を確保した場合には、ベーンポンプが大型化したり、このベーンポンプのコストが大幅に上昇する原因となる為、好ましくない。
本発明のベーンポンプは、上述の様な事情に鑑みて、駆動軸の一部に高い油圧が作用する傾向となる場合でも、転がり軸受として特殊な構造を有するものを使用する事なく、耐久性を確保しつつ小型化を図れる構造を実現すべく発明したものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のベーンポンプは何れも、前述の図４〜６に示した従来構造と同様に、ケーシングと、駆動軸と、ロータと、カム面と、複数の凹溝と、複数枚のベーンと、複数の空間とを備える。
このうちのケーシングは、外面に吸入口の上流端と吐出口の下流端とをそれぞれ開口させている。
又、上記駆動軸は、上記ケーシングに対し転がり軸受により回転自在に支持されている。
又、上記ロータは、上記駆動軸の外周面で上記ケーシングの内側に位置する部分に、この駆動軸と共に回転自在に設けられている。
又、上記カム面は、上記ケーシングの内周面又はこのケーシングに支持されたカムリングの内周面で上記ロータの周囲に位置する部分に設けられている。
又、上記各凹溝は、このロータの外周面の円周方向複数個所に、それぞれ径方向に凹入する状態で設けられている。
又、上記各ベーンは、上記各凹溝に上記ロータの径方向に関する変位自在に嵌装されている。
又、上記各空間は、それぞれが、上記ロータの外周面と上記カム面と円周方向に関して隣り合うベーンの側面とにより囲まれている。
そして、上記吸入口の下流端を、これら各空間のうちで上記駆動軸の回転に伴って容積が大きくなる空間に通じさせると共に、上記吐出口の上流端を、上記各空間のうちで上記駆動軸の回転に伴って容積が小さくなる空間に通じさせている。
【００２２】
特に、請求項１に記載したベーンポンプに於いては、上記駆動軸の一部で軸方向に対し平行でない面が露出した空間に一端を、上記ベーンポンプの運転時に圧力が上昇しない部分に他端を、それぞれ通じさせた排出通路を、上記ケーシングに設けている。
【００２３】
又、請求項２に記載したベーンポンプに於いては、上記駆動軸の一端部で上記ロータの片側面から突出した部分に、この駆動軸に対する軸方向の変位を阻止された状態で設けられた外向フランジ状の鍔部を備える。そして、この鍔部のうちの上記ロータに対向する片側面に作用する圧力に基づく、上記駆動軸を軸方向片側に変位させる方向の力と、この駆動軸の中間部でこのロータよりも他端側に外れた部分の外周面に設けられた段差面に作用する圧力に基づく、上記駆動軸を軸方向他側に変位させる方向の力とを吊り合わせると共に、上記鍔部の他側面側に運転時に発生する圧力を導入しない、シール手段を設けている。
【００２４】
又、請求項３に記載したベーンポンプに於いては、上記駆動軸のうちの、少なくとも上記ケーシングの内側で圧力流体が存在する部分に位置する部分の両端部の外径を、互いに同じにしている。両端部の外径が同じであれば、中間部にこれよりも小径或は大径の部分が存在しても良い。
【００２５】
【作用】
上述の様に構成する本発明のベーンポンプによれば、駆動軸の一部に、運転時に発生する高い圧力が作用する傾向となる場合でも、転がり軸受として特殊な構造を有するものを使用する事なく、耐久性を確保しつつ小型化を図れる。
先ず、請求項１に記載したベーンポンプの場合、ケーシング内で駆動軸の一部で軸方向に対し平行でない面が露出した空間内に高圧の圧力流体が入り込んでも、この圧力流体が上記排出通路を通じてこの空間内から排出される。この為、上記空間の圧力上昇を抑えて、上記駆動軸に軸方向の力が加わる事を防止できる。従って、上記ケーシングに対しこの駆動軸を支持する為に設けた転がり軸受に、過大なアキシアル荷重が加わる事を防止できる。
【００２６】
又、請求項２に記載したベーンポンプの場合には、駆動軸の一部に設けた段差面に、運転時に発生する高い圧力が作用した場合でも、この圧力に基づく力と、鍔部に作用する圧力に基づく力とを相殺できる。従って、上記駆動軸に軸方向の力が加わる事を防止して、ケーシングに対しこの駆動軸を支持する為に設けた転がり軸受に、過大なアキシアル荷重が加わる事を防止できる。
【００２７】
又、請求項３に記載したベーンポンプの場合、上記駆動軸のうちの少なくとも上記ケーシングの内側に位置する部分の両端部の外径を互いに同じにしている。この為、この駆動軸の外周面に運転時に発生する高い圧力が作用した場合でも、この圧力が駆動軸を軸方向に押圧しない様にして、駆動軸が軸方向に大きく変位する事を防止できる。この為、ケーシングに対しこの駆動軸を支持する為に設けた転がり軸受に、過大なアキシアル荷重が加わる事を防止できる。
【００２８】
この様に、本発明のベーンポンプによれば、駆動軸の一部に運転時に発生する高い圧力が作用する傾向となる場合でも、転がり軸受に過大なアキシアル荷重が加わる事を防止できる。この為、この転がり軸受として玉軸受を使用する場合でも、各玉の転動面を、内輪、外輪各軌道の肩部に乗り上げにくくして、耐久性を十分に確保できる。しかも、本発明の場合には、転がり軸受として特殊な構造を有するものを使用する必要がなくなる。又、この転がり軸受の小型化を図れる為、この転がり軸受を組み込んだ本発明のベーンポンプの小型化を図れる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本発明のベーンポンプの特徴は、駆動軸２の一部に運転時に発生する高い圧力が作用する傾向となる場合でも、転がり軸受として特殊な構造を有するものを使用する事なく、耐久性を確保しつつ小型化を図るべく、ケーシング１又は駆動軸２の一部の構造に工夫した点にある。ベーンポンプのその他の構造は、前述の図７に示した従来構造の第３例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００３０】
本例のベーンポンプは、前述の図７に示した従来構造の第３例の場合と同様に、自動車用パワーステアリング装置のオイルポンプとして使用するものである。又、本例の場合には、駆動軸２の外周面の中間部に大径部４３を、同じく軸方向一端寄り部分（図１の左端寄り部分）に小径部４４を、それぞれ設けている。又、これら大径部４３と小径部４４とを、上記駆動軸２の軸方向に対し傾斜した段差面４５により連続させている。そして、端板３６の中心部に設けた通孔４０の内側に、上記駆動軸２の軸方向一端寄り部分を挿通すると共に、上記小径部４４の先半部を上記ケーシング本体３ｂの内側に、上記端板３６の内面から突出させている。そして、この様に突出させた小径部４４に、ロータ２２の内周面をスプライン係合させる事により、このロータ２２を上記駆動軸２と共に回転自在としている。又、この小径部４４の先端部で、このロータ２２の片側面から突出した部分を、ケーシング本体３ｂの内側に配置した内側部材３４の片面（図１の右側面）に設けた凹孔３８内に挿入している。従って、この凹孔３８内に存在する空間５０内には、上記小径部４４の先端面が露出している。
【００３１】
又、上記内側部材３４の一部に、上記凹孔３８の底面に一端を、この内側部材３４の外周面に他端を、それぞれ開口させた第一排出通路４６を設けている。又、上記ケーシング本体３ｂを構成する筒部４７の一部に、この筒部４７の内周面に一端を、ケーシング１の一部に設けた図示しない吸入口と通じる吸入通路の内面に他端を、それぞれ開口させた第二排出通路４８を設けている。この第二排出通路４８の一端は、上記第一排出通路４６の他端近傍に位置させている。又、上記端板３６の一部に、この端板３６に設けた通孔４０の内周面で前記段差面４５に対向する空間５１に一端を、上記ケーシング１の一部に設けた図示しない吸入口と通じる吸入通路の内面に他端を、それぞれ開口させた第三排出通路４９を設けている。本例の場合、上記第二排出通路４８と第三排出通路４９とが、それぞれ請求項１に記載した排出通路に相当する。
【００３２】
上述の様に構成する本例のベーンポンプの場合、内側部材３４の片面とロータ２２の片面（図１の左側面）との間部分や、端板３６の内面とこのロータ２２の他面（図１の右側面）との間部分を通じて、駆動軸２の軸方向一端面である、小径部４４の先端面が露出した空間５０や、この駆動軸２の段差面４５が露出した空間５１に高圧の圧油が入り込むと、この駆動軸２の一部に高い油圧が作用する傾向となる。但し、本例の場合には、上記各空間５０、５１内の油圧は、上記第一〜第三各排出通路４６、４８、４９の存在に基づき、上昇する事はない。この為、上記各空間５０、５１内の油圧により、上記駆動軸２が軸方向に大きく変位する事はない。従って、ケーシング１に対しこの駆動軸２を支持する為に設けた玉軸受８ａに、過大なアキシアル荷重が加わる事を防止できる。この結果、この玉軸受８ａを構成する各玉１８ａ、１８ａの転動面を、内輪、外輪各軌道１４、１６の肩部に乗り上げにくくして、耐久性を十分に確保できる。しかも、上記玉軸受８ａとして特殊な構造を有するものを使用する必要がなくなる。又、この玉軸受８ａの小型化を図れる為、この玉軸受８ａを組み込んだ本発明のベーンポンプの小型化を図れる。
【００３３】
又、本例の場合には、上記第二、第三各排出通路４８、４９の他端を、吸入口と通じる吸入通路の内面に通じさせている。この為、上記各空間５０、５１内に入り込んだ圧油は、これら各排出通路４８、４９を通じてこれら各空間５０、５１内から排出された後、上記吸入通路を通じて、ロータ２２の外周面とカム面７と円周方向に関して隣り合うベーン２４（図５参照）とにより囲まれる空間２５、２５内に送られて圧縮される。従って、上記各空間５０、５１内に入り込んだ圧油が、これら各排出通路４８、４９の他端から外部に排出されて回収不能になる事はない。又、上記吸入通路内の圧力は、ベーンポンプの運転時に上昇しないだけでなく、上記小径部４４の先端面が露出した空間５０内や、上記段差面４５が露出した空間５１内の圧力よりも小さくなる。この為、これら各空間５０、５１内に入り込んだ圧油を、これら各空間５０、５１内から効率良く排出でき、上記駆動軸２が軸方向に押される事を、より有効に防止できる。
【００３４】
次に、図２は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、駆動軸２の軸方向一端部（図２の左端部）で、ロータ２２の片面（図２の左側面）から突出した部分の外周面に、外向フランジ状の鍔部５２を固設している。そして、この鍔部５２を、内側部材３４の片面中心部に設けた凹孔３８内に配置している。この鍔部５２の外径は、上記駆動軸２の大径部４３の外径と同じとしている。従って、本例の場合には、上記鍔部５２の片側面に作用する油圧に基づいて上記駆動軸２を軸方向片側（図２の右側）に変位させる方向の力と、この駆動軸２の中間部に設けた段差面４５ａに作用する油圧に基づいてこの駆動軸２を軸方向他側（図２の左側）に変位させる方向の力とが吊り合う。又、本例の場合には、上記鍔部５２の外周面と上記凹孔３８の内周面との間に、シール手段であるＯリング５７を設ける事により、ベーンポンプの運転時に、上記内側部材３４の片面と上記ロータ２２の片面との間を通じて上記凹孔３８内に圧油が入り込んだ場合でも、この圧油の圧力が、上記駆動軸２の軸方向一端面に迄導入されない様にしている。
【００３５】
更に、本例の場合には、内側部材３４及びケーシング１の一部に、上述した第１例の場合と同様の第一、第二排出通路４６、４８を設ける事により、上記凹孔３８の内部で上記駆動軸２の軸方向一端面（図２の左端面）が露出した空間５８内と、図示しない吸入口と通じる吸入通路内とを通じさせている。
【００３６】
上述の様に構成する本例のベーンポンプの場合、内側部材３４の片面とロータ２２の片面との間を通じて、凹孔３８の内側に高圧の圧油が侵入すると共に、端板３６に設けた通孔４０の内側に存在する、上記駆動軸２の段差面４５ａが露出した空間５１内に高圧の圧油が入り込んだ場合でも、この圧油に基づいて上記駆動軸２に軸方向の力が加わる事を防止できる。即ち、この場合には、鍔部５２の片側面に作用する油圧に基づいてこの駆動軸２を軸方向片側（図２の左側）に変位させようとする力と、上記段差面４５ａに作用する油圧に基づいてこの駆動軸２を軸方向他側（図２の右側）に変位させようとする力とが吊り合う。又、本例の場合には、上記鍔部５２の外周面と上記凹孔３８の内周面との間に、シール手段であるＯリング５７を設ける事により、上記駆動軸２の軸方向一端面に高い油圧が導入されない様にしている。従って、上記圧油に基づいて上記駆動軸２に軸方向の力が加わる事を防止でき、ケーシング１に対しこの駆動軸２を支持する為に設けた玉軸受８ａに、過大なアキシアル荷重が加わる事を防止できる。この結果、上述した第１例の場合と同様に、この玉軸受８ａを構成する各玉１８ａ、１８ａの転動面を、内輪、外輪各軌道１４、１６の肩部に乗り上げにくくして、耐久性を十分に確保できる。しかも、上記玉軸受８ａとして特殊な構造を有するものを使用する必要がなくなる。又、この玉軸受８ａの小型化を図れる為、この玉軸受８ａを組み込んだ本発明のベーンポンプの小型化を図れる。
【００３７】
又、本例の場合には、上記鍔部５２の外周面と上記凹孔３８の内周面との間に、シール手段であるＯリング５７を設ける事により、上記駆動軸２の軸方向一端面に高い油圧が導入されない様にしている。この為、互いに平行な平面同士を突き合わせる事によりシール手段を構成する場合よりも、上記駆動軸２の軸方向一端面に高い油圧が導入されるのを効果的に防止する為のシール手段を、容易に実現できる。
【００３８】
又、本例の場合には、上記凹孔３８の内部で上記駆動軸２の軸方向一端面が露出した空間５８内と、図示しない吸入口と通じる吸入通路内とを、第一、第二各排出通路４６、４８により通じさせている。この為、万が一、上記凹孔３８内で上記駆動軸２の軸方向一端面が露出した空間５８内に圧油が入り込んだ場合でも、この空間５８内の圧力が上昇する事はない。従って、この駆動軸２の軸方向一端面に高い油圧が導入されて、この駆動軸２に軸方向の力が加わる事を、より有効に防止できる。
その他の構成及び作用に就いては、上述した第１例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００３９】
次に、図３は、請求項３に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、駆動軸２の外径を、軸方向他端部（図３の右端部）に設けた雄ねじ部５６部分を除いて、全長に亙り同じにしている。即ち、上記駆動軸２のうち、雄ねじ部５６を除いた部分の外周面を単なる円筒面としている。そして、この駆動軸２の軸方向一端寄り部分（図３の左端寄り部分）を、端板３６に設けた通孔４０及びケーシング本体３ｂの内側に挿通若しくは挿入すると共に、上記駆動軸２の軸方向一端寄り部分で上記端板３６の内側面から上記ケーシング本体３ｂの内側に突出した部分に、ロータ２２を外嵌固定している。又、このロータ２２の片面（図３の左側面）から突出した、上記駆動軸２の軸方向一端寄り部分を、内側部材３４の中心部に設けた通孔５３に緩く挿通している。又、この内側部材３４の他面（図３の左側面）と上記ケーシング本体３ｂの底面との間にばね３５を設けて、この内側部材３４にカムリング２１に向かう方向の弾力を付与している。
【００４０】
更に、上記内側部材３４の他面から突出した上記駆動軸２の軸方向一端部を、上記ケーシング本体３ｂの底面中心部に設けた凹孔５４内に挿入すると共に、この駆動軸２の軸方向一端部外周面とこの凹孔５４の内周面との間に、玉軸受８ａとシールリング５５とを設けている。従って、上記駆動軸２の外周面と上記凹孔５４の内周面との間を通じて、この駆動軸２の軸方向一端面（図３の左端面）に、ベーンポンプの運転時に発生する高い油圧が導入される事はない。
【００４１】
上述の様に構成する本例のベーンポンプの場合には、駆動軸２のうちのケーシング１の内側に位置する部分に関して、この駆動軸２の外径が、全長に亙り同じになっている。従って、本例の様に、この駆動軸２の軸方向一端面に、ベーンポンプの運転時に発生する高い油圧が作用するのを防止するシールリング５５等のシール構造を設ける事により、この駆動軸２の外周面に運転時に発生する高い油圧が作用した場合でも、この油圧に基づいて、駆動軸２に軸方向の力が加わる事を防止できる。従って、ケーシング１に対しこの駆動軸２を支持する為に設けた玉軸受８ａ、８ａに、過大なアキシアル荷重が加わる事を防止でき、上述した各例の場合と同様に、耐久性を十分に確保できる。しかも、上記各玉軸受８ａ、８ａとして特殊な構造を有するものを使用する必要がなくなる。又、これら各玉軸受８ａ、８ａの小型化を図れる為、これら各玉軸受８ａ、８ａを組み込んだ本発明のベーンポンプの小型化を図れる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図１に示した第１例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
る。
【００４２】
尚、上述した各例の場合には、ベーンポンプを、自動車用パワーステアリング装置のオイルポンプとして使用する場合に就いて説明した。但し、本発明のベーンポンプは、この様な用途に使用するものに限定するものではなく、例えば、圧縮した空気を吐出するエアコンプレッサとして使用する事もできる。又、この様にベーンポンプをエアコンプレッサとして使用する場合には、前述の図１、２で示した第１、２例で設けていた第二、第三排出通路４８、４９の他端を、ケーシング１の外面で大気中に開口させる事により、内側部材３４に設けた凹孔３８の内側で、駆動軸２の軸方向一端面が露出した空間５０、５８内が高圧になるのを防止する事もできる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のベーンポンプは、以上に述べた通り構成され作用するので、駆動軸の一部に、運転時に発生する高い圧力が作用する傾向となる場合でも、転がり軸受として特殊な構造を有するものを使用する事なく、耐久性を確保しつつ小型化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す略断面図。
【図２】同第２例を示す略断面図。
【図３】同第３例を示す略断面図。
【図４】ベーンポンプの従来構造の第１例を示す、図５のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｏ−Ｄ−Ｅ−Ｆ断面図。
【図５】図４のＧ−Ｈ−Ｉ−Ｊ−Ｋ−Ｌ断面図。
【図６】ベーンポンプの従来構造の第２例を示す断面図。
【図７】同第３例を示す略断面図。
【図８】玉軸受のみを取り出し、（Ａ）は外部から荷重が加わらない状態で、（Ｂ）は外輪を固定した駆動軸に軸方向及び径方向に荷重が加わった状態で、それぞれ示す断面図。
【符号の説明】
１　　ケーシング
２　　駆動軸
３、３ａ、３ｂ　ケーシング本体
４ａ、４ｂ　端板
５　　吸入口
６　　吐出口
７　　カム面
８ａ、８ｂ　玉軸受
１０　　底板部
１１　　通孔
１２　　通孔
１３　　凹孔
１４　　内輪軌道
１５ａ、１５ｂ　内輪
１６　　外輪軌道
１７ａ、１７ｂ　外輪
１８ａ、１８ｂ　玉
１９ａ、１９ｂ　保持器
２０　　ポケット
２１　　カムリング
２２　　ロータ
２３　　凹溝
２４　　ベーン
２５　　空間
２６ａ、２６ｂ　吸入通路
２７ａ、２７ｂ　吐出通路
２９　　従動プーリ
３０　　端板
３１　　筒部
３２　　通孔
３３　　滑り軸受
３４　　内側部材
３５　　ばね
３６　　端板
３７　　通孔
３８　　凹孔
３９　　シールリング
４０　　通孔
４１　　段差面
４３　　大径部
４４　　小径部
４５、４５ａ　段差面
４６　　第一排出通路
４７　　筒部
４８　　第二排出通路
４９　　第三排出通路
５０　　空間
５１　　空間
５２　　鍔部
５３　　通孔
５４　　凹孔
５５　　シールリング
５６　　雄ねじ部
５７　　Ｏリング
５８　　空間
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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