ベーンポンプ
【課題】低コストであり且つ振動や騒音を防止する。
【解決手段】ベーンポンプは、ロータ３の回転軸方向の両端面に、ガイド蓋１５を一体に設ける。このガイド蓋は、各ベーン溝９の回転軸方向の開口を塞ぐとともに、該ベーン溝内に配置されるベーン４と摺接するものである。また、ロータの各ベーン溝に対して連通接続される導入経路１と設ける。この導入経路は、作動流体を該ベーン溝内に導入することでベーンに対して背圧を与えるものである。
【解決手段】ベーンポンプは、ロータ３の回転軸方向の両端面に、ガイド蓋１５を一体に設ける。このガイド蓋は、各ベーン溝９の回転軸方向の開口を塞ぐとともに、該ベーン溝内に配置されるベーン４と摺接するものである。また、ロータの各ベーン溝に対して連通接続される導入経路１と設ける。この導入経路は、作動流体を該ベーン溝内に導入することでベーンに対して背圧を与えるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンポンプの漏れ損失を防止するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型に形成できるポンプとして、ベーンポンプが好適に用いられる。従来のベーンポンプは、図１１に示すように、ポンプ室２を有するケース１０と、ポンプ室２に偏心させて収納したロータ３と、ロータ３の径方向及び回転軸方向に開口するように該ロータ３に形成した複数のベーン溝９と、ポンプ室内周面２ｂにその先端が摺接するように各ベーン溝９内にて径方向にスライド自在に配置されたベーン４とを、備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このベーンポンプにおいては、ポンプ室２内面とロータ３とベーン４とで囲まれる複数の作動室５が、ロータ３の回転駆動によりその容積を大小変化させる。そして、容積拡大過程にある作動室５に対して吸入路６を通じて作動流体を流入させ、容積縮小過程にある作動室５から吐出路７を通じて作動流体を排出させる。
【０００４】
上記構成のベーンポンプにおいて、ポンプ効率を高めるためには、ベーン４の先端をポンプ室２内面に対して確実に密着させる必要がある。
【０００５】
ベーン４の密着性を確保するための第一の手段としては、ベーン溝９内にある各ベーン４を、ロータ３の回転軸方向にガタツキが生じないように組み付けることが考えられる。これにより、ベーン４の径方向への円滑なスライドが確保され、ベーン４の先端全体がポンプ室内周面２ｂに対して確実に密着しやすくなる。さらに、ベーン４のガタツキ防止によって、運転中の振動や騒音も防止される。しかし、これを達成するためには、ロータ３と、これを組み込むケース１０との間で、厳しい寸法精度が要求される。また、ロータ３とケース１０の組み付け精度についても厳しいものが要求される。
【０００６】
また、ベーン４の密着性を確保するための第二の手段として、ベーン４の背圧を高めることのできるバネ等の付勢部材を、ベーン溝９内に配置しておくことが考えられる。しかし、このような付勢部材を用いたときには、ベーン４に対して付勢力を均等に与えにくいという問題がある。また、この付勢部材が振動や騒音発生の原因となることも考えられる。
【０００７】
つまり、上記第一、第二の手段を採用した場合であっても、ポンプ効率を高めることと、低コストで提供することと、運転時の振動や騒音を防止することは、両立が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−２９１４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、高いポンプ効率を達成することのできるベーンポンプを、低コストであり且つ振動や騒音も防止されたものとして提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明のベーンポンプは、以下の構成を具備したものとする。
【００１１】
本発明のベーンポンプは、ケース１０内に形成されるポンプ室２と、ポンプ室２に偏心させて収納したロータ３と、ロータ３の回転軸を中心として径方向に伸びるとともに径方向及び回転軸方向の外方に開口する複数のベーン溝９と、ポンプ室内周面２ｂにその先端が摺接するように各ベーン溝９内にて径方向にスライド自在に配置されるベーン４と、ポンプ室２内面とロータ３とベーン４とで囲まれてロータ３の回転駆動によりその容積を大小変化させる複数の作動室５と、容積拡大過程にある作動室５に対して作動流体を流入させる吸入路６と、容積縮小過程にある作動室５から作動流体を排出させる吐出路７とを備えている。さらに、ロータ３の回転軸方向の両端面に対して一体に固定されるガイド蓋１５と、ロータ３の各ベーン溝９に対して連通接続される導入経路１とを具備している。上記ガイド蓋１５は、各ベーン溝９の回転軸方向の開口を塞ぐとともに該ベーン溝９内に配置されるベーン４を摺接させるものである。上記導入経路１は、作動流体を各ベーン溝９内に導入することでベーン４に対して背圧を与えるものである。
【００１２】
上記構成からなる本発明のベーンポンプによれば、ロータ３の回転軸方向の両側にガイド蓋１５を一体に設けておくことで、両ガイド蓋１５によって各ベーン４のガタツキを防止して円滑なスライドを確保し、各ベーン４の先端全体をポンプ室内周面２ｂに対して確実に密着させることができる。さらに、各ベーン４のガタツキ防止によって、運転中の振動や騒音も防止される。そして、導入経路１によりベーン溝９内に導入した作動流体によって、ベーン４には背圧を均等に与えることができる。つまり、本発明のベーンポンプによれば、ロータ３やケース１０に対する過度の寸法精度や、過度の組み立て精度を要求することなく、高いポンプ効率を達成することができる。
【００１３】
本発明のベーンポンプにおいて、上記導入経路１は、ガイド蓋１５に形成したものであることが好ましい。このように、ガイド蓋１５を利用して導入経路１を形成することで、作動流体の導入手段をシンプルな構造で実現することができる。
【００１４】
更に、上記導入経路１は、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた開口１ａを通じて、ポンプ室２内の作動流体を導入経路１内に導入するものであることが好ましい。このようにすることで、ポンプ室２内の作動流体を速やかに導入することができる。
【００１５】
また、上記導入経路１は、ケース１０に形成したケース側経路２０と、ガイド蓋１５に形成したガイド蓋側経路２１とを、連通接続させたものであることも好ましい。このように、回転による遠心力が作用しないケース側経路２０を通じて作動流体を導入するように設けることで、作動流体をベーン溝９内に円滑に導入することができる。
【００１６】
また、上記導入経路１は、ロータ３に形成したものであることも好ましい。このようにすることで、ベーン溝９に連通する導入経路１をロータ３内にて一直線状に形成することができ、作動流体の圧力損失を低減することができる。
【００１７】
また、上記導入経路１は、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた開口１ｂを通じて、導入経路１内の作動流体をベーン溝９内に導入するものであることが好ましい。このようにすることで、導入経路１を極力短く形成することができ、構造をよりシンプル化するとともに圧力損失を低減ことができる。
【００１８】
また、上記導入経路１は、径方向外側にむけて、作動流体をベーン溝９内に導入するものであることも好ましい。このようにすることで、ベーン４の突出方向と作動流体の導入方向を一致させ、ベーン４に与える背圧を増大させることができる。
【００１９】
また、上記ガイド蓋１５は、回転軸方向に貫通した空所４０を中央部に有するリング状部材であることも好ましい。このようにすることで、ガイド蓋１５を極力軽量化することができる。また、この空所４０を利用して導入経路１を構成することもできる。
【００２０】
更に、上記導入経路１とは別に、ベーン溝９内の作動流体を排出するための排出経路６０を備えることも好ましい。このようにすることで、ベーン溝９内に作動流体が流れやすくすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にあっては、ロータの回転軸方向の両側にガイド蓋を設けておくことで、各ベーンのガタツキを防止して該ベーンがポンプ室内周面に対して確実に密着するようにでき、また、運転中の振動や騒音も防止することができる。加えて、導入経路を通じてベーン溝内に作動流体が導入されるように設けることで、ベーンに対して均等に背圧を与え、ベーン先端の密着性を確保することができる。つまり、ロータとケースの間で寸法精度や組み立て精度を過度に要求することなく、ベーン先端の密着性を確保してポンプ効率を向上させることができ、しかも運転中の振動や騒音も防止できるという効果を奏する。
【００２２】
また、導入経路をガイド蓋に形成することで、導入経路がシンプルに形成されるという効果を奏する。
【００２３】
また、導入経路を、ガイド蓋の外周面に設けた開口を通じて、ポンプ室内の作動流体を導入経路内に導入するように設けることで、作動流体を速やかに導入できるようになるという効果を奏する。
【００２４】
また、導入経路を、ケース側経路とガイド蓋側経路とを連通接続させたものとすることで、回転による遠心力を極力作用させずに、作動流体を円滑に導入できるようになるという効果を奏する。
【００２５】
また、導入経路をロータに形成することで、導入経路を一直線状に形成して作動流体の圧力損失を低減することができるという効果を奏する。
【００２６】
また、導入経路を、ガイド蓋の内底面に設けた開口を通じて、導入経路内の作動流体をベーン溝内に導入するように設けることで、導入経路を極力短く形成してシンプル化するとともに、作動流体の圧力損失を低減することができるという効果を奏する。
【００２７】
また、導入経路を、径方向外側にむけて作動流体をベーン溝内に導入するように設けることで、作動流体によるベーンの背圧を増大させることができるという効果を奏する。
【００２８】
また、ガイド蓋を、回転軸方向に貫通した空所を中央部に有するリング状部材とすることで、ガイド蓋を極力軽量化でき、また、この空所を利用して導入経路を構成することもできるという効果を奏する。
【００２９】
更に、導入経路とは別に排出経路を備えることで、ベーン溝内への作動流体の流れやすさを確保できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態における第１例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図２】同上のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における第２例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図４】同上のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における第３例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図６】同上のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図７】本発明の実施形態における第４例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図８】本発明の実施形態における第５例のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図９】本発明の実施形態における第６例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図１０】同上のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図１１】従来のベーンポンプの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００３２】
図１、図４には、本発明の実施形態における第１例のベーンポンプを示している。図１はベーンポンプの概略的な側面断面図である。図２は、概略的な分解斜視図である。なお、本文中で用いる平面視とは、ロータ３の回転軸方向（以下、単に「軸方向」という。）から視た場合を意味する。
【００３３】
図示のように、第１例のベーンポンプにおいては、上ケース１０ａと下ケース１０ｂとから成るケース１０内に、ポンプ室２を形成している。ポンプ室２には、ロータ３を偏心させて収納している。ロータ３には、該ロータ３の回転軸を中心として、径方向にむけて放射状に伸びるようにベーン溝９を複数条設けている。各ベーン溝９は、径方向外方にむけて開口し、且つ、軸方向の両外方にむけても開口するように形成してある。
【００３４】
ロータ３の各ベーン溝９内には、ベーン４を径方向にスライド自在に配置している。各ベーン４は、配置されるベーン溝９の径方向外方をむく開口を通じて、該ベーン溝９から径方向に突没自在であり、遠心力によって径方向外方に押し出された際に、その先端がポンプ室内周面２ｂに摺接するようになっている。さらに上ケース１０ａには、ポンプ室２に至るように吸入路６及び吐出路７を設けている。
【００３５】
これにより、ケース１０内には、ポンプ室２の内面とロータ３の外周面３ａとベーン４とで囲まれる作動室５が、複数形成される。ロータ３を回転駆動（図中の回転方向ｒ参照）させると作動室５の容積が大小し、容積拡大過程にある作動室５に対しては吸入路６を通じて作動流体が流入し、容積縮小過程にある作動室５からは吐出路７を通じて作動流体が排出される。
【００３６】
ロータ３の軸方向の両端面には、全てのベーン溝９の軸方向開口を塞ぐように平板（円板）状のガイド蓋１５を固定させ、ロータ３と軸方向両側のガイド蓋１５を一体に設けている。各ベーン溝９内のベーン４は、両側のガイド蓋１５の軸方向内側をむく内底面１５ｃに対して摺接し、両側のガイド蓋１５によってスライドをガイドされるようになっている。
【００３７】
そして、図中上下一対のガイド蓋１５のうち上側のガイド蓋１５には、導入経路１を貫通形成している。この導入経路１は、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた開口１ａを通じて、ポンプ室２内の作動流体を該導入経路１内に導入する。該導入経路１内に導入された作動流体は、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた開口１ｂを通じてベーン溝９内へと導入され、該ベーン溝９内に配置されるベーン４に対して背圧を与える。
【００３８】
以下においては、ベーンポンプの各構成について、さらに詳細に述べる。
【００３９】
ロータ３は、平面視円形状の外形を有しており、その中央には、駆動軸１４を貫通固定させるための貫通孔１１を設けている。ロータ３には、ベーン溝９を放射状に四条形成しており、各ベーン溝９の軸方向両側の開口を、一対のガイド蓋１５により封止している。各ガイド蓋１５の中央にも、駆動軸１４を挿通させるための貫通孔１２を設けている。
【００４０】
上記ロータ３はポンプ室２内にて、両ガイド蓋１５の軸方向外側をむく外底面１５ｂがポンプ室内底面２ａと対向し、且つ、両ガイド蓋１５の径方向外側をむく外周面１５ａがポンプ室内周面２ｂと対向する姿勢にて配置され、駆動軸１４の回転に伴い回転駆動される。
【００４１】
ロータ３の各ベーン溝９には、ロータ３の径方向を長手方向とする棒状のベーン４を、ロータ３の径方向にスライド自在となるように収納配置している。ベーン４は、その径方向のスライドによってロータ３の外周面３ａから突没自在となる。
【００４２】
なお、本例ではケース１０の外部に設置してあるモータ（図示せず）によって、ケース１０に設けた軸受部８を介して駆動軸１４を回転させ、これによりロータ３とガイド蓋１５を一体に回転駆動する構造であるが、他の構成により駆動部を構成してもよい。具体的には、例えば下側のガイド蓋１５にマグネットから成る磁性体を装着し、この磁性体と隣接するように下ケース１０ｂにステータを配置することによって、ロータ３を回転駆動させるための駆動部を構成してもよい。
【００４３】
ポンプ室２に収納したロータ３をガイド蓋１５と一体に回転駆動させると、各ベーン４はロータ３が回転することによる遠心力を受け、ロータ３の外周面３ａから外方に突出する。外方に突出したベーン４は、その先端をポンプ室内周面２ｂに摺接させ、上記したように、ポンプ室内周面２ｂとロータ３の外周面３ａとベーン４とで囲まれた複数の作動室５を形成する。
【００４４】
ここで、ロータ３の回転軸はポンプ室２の偏心位置にあるので、ロータ３を回転駆動させることで、各作動室５はロータ３の回転方向に移動しながらその容積を大小に変化させる。各作動室５は、吸入路６と連通する位置にある時には、ロータ３の回転に伴い容積が増大する。また、吐出路７と連通する位置にある時には、ロータ３の回転に伴い容積が減少する。そのため、ロータ３を回転駆動すれば、作動流体が吸入路６から作動室５内に流入し、この作動室５内で圧縮された後に吐出路７から吐出される。
【００４５】
そして、一対のガイド蓋１５の一方には、ロータ３に複数設けてあるベーン溝９に１対１で対応するように、複数の導入経路１を貫通形成している。本例ではベーン溝９が四箇所設けてあるから、これ対応して導入経路１も四箇所設けてある。各導入経路１は、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた開口１ａから径方向内側にむけて延長される経路と、該経路の径方向内側の端部から軸方向内側に延長される経路とから成るＬ字状の経路である。導入経路１の軸方向内側を向く端部が、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた開口１ｂに繋がっている。
【００４６】
ガイド蓋１５の内底面１５ｃに四箇所設けてある開口１ｂは、各ベーン溝９の背圧空間Ｓに向けて開口する。ここでの背圧空間Ｓは、ベーン４の背面と、ベーン溝９の内面と、一対のガイド蓋１５の内底面１５ｃとで塞がれた空間である。
【００４７】
上記構成からなる第１例のベーンポンプにおいては、ロータ３の軸方向両側にガイド蓋１５を一体に設けておくことで、両ガイド蓋１５によって各ベーン４のガタツキを防止し、各ベーン４の先端全体をポンプ室内周面２ｂに対して確実に密着させることが可能となる。さらに、各ベーン４のガタツキ防止によって、運転中の振動や騒音も防止される。
【００４８】
そして、ガイド蓋１５に形成してある各導入経路１を通じて、運転中において高圧となった作動流体がベーン溝９の背圧空間Ｓ内に送り込まれ、該ベーン溝９内のベーン４の背圧を向上させる。各ベーン４は、高い背圧によってその先端全体をポンプ室内周面２ｂに対して確実に密着させる。
【００４９】
したがって、ロータ３の両側にガイド蓋１５を備えるとともに該ガイド蓋１５を利用して導入経路１を形成した第１例のベーンポンプによれば、ロータ３とケース１０との間において過度の寸法精度を要求することなく、また、ロータ３とケース１０との間で過度の組み立て精度を要求することなく、ベーン４先端の密着性を確保してポンプ効率を向上させることができる。また、運転中の振動や騒音も防止される。
【００５０】
なお、ガイド蓋１５に貫通形成する導入経路１においては、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた一端側の開口１ａが、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた他端側の開口１ｂよりも、ロータ３の回転方向側にずれた位置にあることが好適である。そのため、図２に示すように、導入経路１における径方向の経路は、中心軸から放射状に延びる線ｆから回転方向に所定角度αだけ傾いた姿勢で形成してある。これにより、特に作動室５が容積縮小過程にあるときに、より高圧側の作動室５からの作動流体をベーン溝９内に導入させることができる。
【００５１】
次に、本発明の実施形態における第２例のベーンポンプについて、図３、図４に基づいて説明する。第２例の基本的な構成は第１例と同様である。そのため、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第２例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００５２】
第２例のベーンポンプにおいては、作動流体をベーン溝９内に導入するための導入経路１を、ケース１０側に形成したケース側経路２０と、ガイド蓋１５側に形成したガイド蓋側経路２１とで形成している。ケース側経路２０とガイド蓋側経路２１とは、回転自在に連通接続するように（つまり、ガイド蓋１５がどの回転位置にあるときでも両経路２０，２１が連通接続するように）設けている。
【００５３】
ケース側経路２０は、その一端側を吐出路７に連通接続させたものであり、その他端側を、ポンプ室内底面２ａにリング状に形成した中継溝部２２に連通接続させている。中継溝部２２は、ロータ３の回転軸を囲むリング状に形成した凹溝であり、図中上方のガイド蓋１５の外底面１５ｂと軸方向に対向するようになっている。
【００５４】
上記ガイド蓋１５には、ガイド蓋側経路２１を、軸方向に一直線状に貫通形成している。ガイド蓋側経路２１の一端側は、ガイド蓋１５の外底面１５ｂにおいて、ポンプ室内底面２ａの中継溝部２２と連通するように開口している。ガイド蓋側経路２１の他端側は、ベーン溝９の背圧空間Ｓと連通するように内底面１５ｃに開口している。
【００５５】
ガイド蓋側経路２１は、ロータ３に複数設けてあるベーン溝９に１対１で対応するように複数設けている。本例ではベーン溝９が四箇所設けてあるから、これ対応してガイド蓋側経路２１も四箇所設けてある。全てのガイド蓋側経路２１は、ガイド蓋１５の回転位置に関わらず、共通の中継溝部２２に対して常時連通する構造となっている。
【００５６】
上記構成からなる第２例のベーンポンプでは、一つのケース側経路２０とこれに連通接続する四つのガイド蓋側経路２１とから成る導入経路１を通じて、運転中において吐出路７内に送り出された高圧の作動流体が、各ベーン溝９の背圧空間Ｓ内に送り込まれる。
【００５７】
したがって、第２例のベーンポンプにおいても、ロータ３とケース１０との間において過度の寸法精度を要求することなく、また、ロータ３とケース１０との間で過度の組み立て精度を要求することなく、ベーン４先端の密着性を確保してポンプ効率を向上させることができる。また、運転中の振動や騒音も防止される。
【００５８】
次に、本発明の実施形態における第３例のベーンポンプについて、図５、図６に基づいて説明する。第３例の基本的な構成は第２例と同様である。そのため、第２例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第３例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００５９】
第３例のベーンポンプにおいては、導入経路１を、ケース１０側に設けたケース側経路２０と、ガイド蓋１５側に設けたガイド蓋側経路２１と、ロータ３側に設けたロータ側経路３０とで形成しており、この導入経路１を通じて、作動流体が径方向外側にむけてベーン溝９内に導入されるように設けている。
【００６０】
上記ロータ側経路３０は、ロータ３の軸方向外側をむく端面に設けた開口から軸方向内側にむけて延長される経路と、該経路の軸方向内側の端部から径方向外側に延長される経路とで、Ｌ字状に形成したものである。このロータ側経路３０の軸方向外側を向く端部が、ガイド蓋１５に貫通形成したガイド蓋側経路２１と連通するように開口し、径方向外側を向く端部が、ベーン溝９の背圧空間Ｓと連通するように開口している。
【００６１】
ガイド蓋側経路２１及びロータ側経路３０は、ロータ３に複数設けてあるベーン溝９に１対１で対応するように複数設けている。本例ではベーン溝９が四箇所設けてあるから、これ対応してガイド蓋側経路２１及びロータ側経路３０も四箇所設けてある。一連に接続されるガイド蓋側経路２１及びロータ側経路３０の各組は、ガイド蓋１５の回転位置に関わらず、共通の中継溝部２２に対して常時連通する構造となっている。
【００６２】
上記構成からなる第３例のベーンポンプでは、一つのケース側経路２０とこれに連通接続する四組のガイド蓋側経路２１及びロータ側経路３０とから成る導入経路１を通じて、運転中において吐出路７に送り出された高圧の作動流体が、各ベーン溝９の背圧空間Ｓ内に送り込まれる。ここで送り込まれる作動流体は、ロータ側経路３０の径方向外側を向く端部開口を通じ、径方向外側へとむけてベーン溝９内に送り込まれる。したがって、第３例のベーンポンプにおいては、各ベーン溝９内のベーン４を、作動流体により径方向外側にむけてさらに勢いよく付勢することができる。
【００６３】
次に、本発明の実施形態における第４例のベーンポンプについて、図７に基づいて説明する。第４例の基本的な構成は第３例と同様である。そのため、第３例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第４例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００６４】
第４例のベーンポンプにおいては、ガイド蓋１５を、軸方向に貫通した空所４０を中央部に有するリング状部材としている。この空所４０は、駆動軸１４を挿通させるために第１例〜第３例に備えた貫通孔１２よりも大径に設け、ガイド蓋１５の軽量化を図っている。さらに、この空所４０を利用して、導入経路１の中継溝部２２を形成している。
【００６５】
具体的には、作動流体をベーン溝９内に導入するための導入経路１を、ケース１０側に形成したケース側経路２０と、ロータ３側に形成したロータ側経路３０とで形成している。ケース側経路２０とロータ側経路３０とは、上記空所４０に形成した中継溝部２２を通じて、回転自在に連通接続させている。
【００６６】
上記構成からなる第４例のベーンポンプでは、一つのケース側経路２０と、中継溝部２２を介して該ケース側経路２０に連通接続する四つのロータ側経路３０とから成る導入経路１を通じて、吐出路７内の高圧の作動流体が、各ベーン溝９の背圧空間Ｓ内に径方向外側へとむけて送り込まれる。
【００６７】
次に、本発明の実施形態における第５例のベーンポンプについて、図８に基づいて説明する。第５例の基本的な構成は第１例と同様である。そのため、以下においては、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第５例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００６８】
第５例のベーンポンプにおいては、ポンプ室２内の作動流体をベーン溝９内に導入するための導入経路１を、ガイド蓋１５ではなくロータ３側に貫通形成している。本例ではベーン溝９が四箇所設けてあるから、これと１対１で対応するように、導入経路１をロータ３の四箇所に設けてある。各導入経路１は、その一端部をロータ３の外周面３ａに開口させ、他端部をベーン溝９に向けて開口させている。
【００６９】
なお、ロータ３に貫通形成する導入経路１においては、ロータ３の外周面３ａに開口する導入経路１の一端部が、ベーン溝９の内面に開口する導入経路１の他端部よりも、ロータ３の回転方向側にずれた位置にあることが好適である。そのため第５例では、図示のように一直線状に形成される導入経路１を、中心軸から放射状に延びる線ｆから回転方向に所定角度αだけ傾いた姿勢となるように形成してある。これにより、特に作動室５が容積縮小過程にあるときに、より高圧側の作動室５からの作動流体をベーン溝９内に導入させることができる。
【００７０】
上記構成からなる第５例のベーンポンプでは、各ベーン溝９と連通接続する四つの導入経路１を通じて、ポンプ室２内の高圧の作動流体が各ベーン溝９の背圧空間Ｓ内に送り込まれる。
【００７１】
したがって、第５例のベーンポンプにおいても、ロータ３とケース１０との間において過度の寸法精度を要求することなく、また、ロータ３とケース１０との間で過度の組み立て精度を要求することなく、ベーン４先端の密着性を確保してポンプ効率を向上させることができる。また、運転中の振動や騒音も防止される。
【００７２】
次に、本発明の実施形態における第６例のベーンポンプについて、図９、図１０に基づいて説明する。第６例の基本的な構成は第１例と同様である。そのため、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第６例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００７３】
第６例のベーンポンプにおいては、一方のガイド蓋１５に形成してある導入経路１とは別に、他方のガイド蓋１５に排出経路６０を形成している。この排出経路６０は、ベーン溝９内にある作動流体の一部が適宜排出されるようにすることで、作動室５とベーン溝９との間での作動流体の流れを確保する経路である。
【００７４】
排出経路６０は、ロータ３に複数設けてあるベーン溝９に１対１で対応するように、図中下方のガイド蓋１５に複数形成している。各排出経路６０は、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた開口６０ａから径方向内側にむけて延長される経路と、該経路の径方向内側の端部から軸方向内側へと延長される経路とから成るＬ字状の経路である。排出経路６０の軸方向内側を向く端部が、下方のガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた開口６０ｂに繋がっている。ガイド蓋１５の内底面１５ｃに四箇所設けてある開口６０ｂは、各ベーン溝９の背圧空間Ｓに開口する。
【００７５】
この排出経路６０にあっては、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた一端側の開口６０ａが、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた他端側の開口６０ｂよりも、ロータ３の回転方向とは反対方向側にずれた位置にあることが好適である。そのため、図１０に示すように、排出経路６０における径方向の経路を、中心軸から放射状に延びる線ｆ´から回転方向とは反対方向に所定角度βだけ傾いた姿勢で形成してある。これにより、特に作動室５が容積縮小過程にあるときに、低圧側の作動室５にむけてベーン溝９内から作動流体を排出させることができる。つまり、容積縮小過程において高圧側の作動室５からベーン溝９内に作動流体が導入され、低圧側の作動室５にむけてベーン溝９内の作動流体が排出される構造である。
【００７６】
第６例では、図９に示すように、導入経路１よりも排出経路６０の直径を小さく設定しているが、このように導入経路１と排出経路６０の寸法形状を適宜設定することにより、ベーン４の背圧の確保と、ベーン溝９内への作動流体の流れやすさを、両立することができる。
【００７７】
なお、同様の排出経路６０を第１例〜第５例のベーンポンプに設けてもよいことは勿論である。この場合、排出経路６０は、第６例と同様にガイド蓋１５に貫通形成したものであってもよいし、ロータ３に形成したものであってもよい。また、ガイド蓋１５とケース１０を通じて作動流体を排出するものであってもよいし、ロータ３とケース１０を通じて作動流体を排出するものであってもよい。
【００７８】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 導入経路
１ａ 開口
１ｂ 開口
２ ポンプ室
２ｂ ポンプ室内周面
３ ロータ
３ａ 外周面
４ ベーン
５ 作動室
６ 吸入路
７ 吐出路
９ ベーン溝
１０ ケース
１５ ガイド蓋
１５ａ 外周面
１５ｃ 内底面
２０ ケース側経路
２１ ガイド蓋側経路
３０ ロータ側経路
４０ 空所
６０ 排出経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンポンプの漏れ損失を防止するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型に形成できるポンプとして、ベーンポンプが好適に用いられる。従来のベーンポンプは、図１１に示すように、ポンプ室２を有するケース１０と、ポンプ室２に偏心させて収納したロータ３と、ロータ３の径方向及び回転軸方向に開口するように該ロータ３に形成した複数のベーン溝９と、ポンプ室内周面２ｂにその先端が摺接するように各ベーン溝９内にて径方向にスライド自在に配置されたベーン４とを、備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このベーンポンプにおいては、ポンプ室２内面とロータ３とベーン４とで囲まれる複数の作動室５が、ロータ３の回転駆動によりその容積を大小変化させる。そして、容積拡大過程にある作動室５に対して吸入路６を通じて作動流体を流入させ、容積縮小過程にある作動室５から吐出路７を通じて作動流体を排出させる。
【０００４】
上記構成のベーンポンプにおいて、ポンプ効率を高めるためには、ベーン４の先端をポンプ室２内面に対して確実に密着させる必要がある。
【０００５】
ベーン４の密着性を確保するための第一の手段としては、ベーン溝９内にある各ベーン４を、ロータ３の回転軸方向にガタツキが生じないように組み付けることが考えられる。これにより、ベーン４の径方向への円滑なスライドが確保され、ベーン４の先端全体がポンプ室内周面２ｂに対して確実に密着しやすくなる。さらに、ベーン４のガタツキ防止によって、運転中の振動や騒音も防止される。しかし、これを達成するためには、ロータ３と、これを組み込むケース１０との間で、厳しい寸法精度が要求される。また、ロータ３とケース１０の組み付け精度についても厳しいものが要求される。
【０００６】
また、ベーン４の密着性を確保するための第二の手段として、ベーン４の背圧を高めることのできるバネ等の付勢部材を、ベーン溝９内に配置しておくことが考えられる。しかし、このような付勢部材を用いたときには、ベーン４に対して付勢力を均等に与えにくいという問題がある。また、この付勢部材が振動や騒音発生の原因となることも考えられる。
【０００７】
つまり、上記第一、第二の手段を採用した場合であっても、ポンプ効率を高めることと、低コストで提供することと、運転時の振動や騒音を防止することは、両立が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−２９１４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、高いポンプ効率を達成することのできるベーンポンプを、低コストであり且つ振動や騒音も防止されたものとして提供することを、課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明のベーンポンプは、以下の構成を具備したものとする。
【００１１】
本発明のベーンポンプは、ケース１０内に形成されるポンプ室２と、ポンプ室２に偏心させて収納したロータ３と、ロータ３の回転軸を中心として径方向に伸びるとともに径方向及び回転軸方向の外方に開口する複数のベーン溝９と、ポンプ室内周面２ｂにその先端が摺接するように各ベーン溝９内にて径方向にスライド自在に配置されるベーン４と、ポンプ室２内面とロータ３とベーン４とで囲まれてロータ３の回転駆動によりその容積を大小変化させる複数の作動室５と、容積拡大過程にある作動室５に対して作動流体を流入させる吸入路６と、容積縮小過程にある作動室５から作動流体を排出させる吐出路７とを備えている。さらに、ロータ３の回転軸方向の両端面に対して一体に固定されるガイド蓋１５と、ロータ３の各ベーン溝９に対して連通接続される導入経路１とを具備している。上記ガイド蓋１５は、各ベーン溝９の回転軸方向の開口を塞ぐとともに該ベーン溝９内に配置されるベーン４を摺接させるものである。上記導入経路１は、作動流体を各ベーン溝９内に導入することでベーン４に対して背圧を与えるものである。
【００１２】
上記構成からなる本発明のベーンポンプによれば、ロータ３の回転軸方向の両側にガイド蓋１５を一体に設けておくことで、両ガイド蓋１５によって各ベーン４のガタツキを防止して円滑なスライドを確保し、各ベーン４の先端全体をポンプ室内周面２ｂに対して確実に密着させることができる。さらに、各ベーン４のガタツキ防止によって、運転中の振動や騒音も防止される。そして、導入経路１によりベーン溝９内に導入した作動流体によって、ベーン４には背圧を均等に与えることができる。つまり、本発明のベーンポンプによれば、ロータ３やケース１０に対する過度の寸法精度や、過度の組み立て精度を要求することなく、高いポンプ効率を達成することができる。
【００１３】
本発明のベーンポンプにおいて、上記導入経路１は、ガイド蓋１５に形成したものであることが好ましい。このように、ガイド蓋１５を利用して導入経路１を形成することで、作動流体の導入手段をシンプルな構造で実現することができる。
【００１４】
更に、上記導入経路１は、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた開口１ａを通じて、ポンプ室２内の作動流体を導入経路１内に導入するものであることが好ましい。このようにすることで、ポンプ室２内の作動流体を速やかに導入することができる。
【００１５】
また、上記導入経路１は、ケース１０に形成したケース側経路２０と、ガイド蓋１５に形成したガイド蓋側経路２１とを、連通接続させたものであることも好ましい。このように、回転による遠心力が作用しないケース側経路２０を通じて作動流体を導入するように設けることで、作動流体をベーン溝９内に円滑に導入することができる。
【００１６】
また、上記導入経路１は、ロータ３に形成したものであることも好ましい。このようにすることで、ベーン溝９に連通する導入経路１をロータ３内にて一直線状に形成することができ、作動流体の圧力損失を低減することができる。
【００１７】
また、上記導入経路１は、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた開口１ｂを通じて、導入経路１内の作動流体をベーン溝９内に導入するものであることが好ましい。このようにすることで、導入経路１を極力短く形成することができ、構造をよりシンプル化するとともに圧力損失を低減ことができる。
【００１８】
また、上記導入経路１は、径方向外側にむけて、作動流体をベーン溝９内に導入するものであることも好ましい。このようにすることで、ベーン４の突出方向と作動流体の導入方向を一致させ、ベーン４に与える背圧を増大させることができる。
【００１９】
また、上記ガイド蓋１５は、回転軸方向に貫通した空所４０を中央部に有するリング状部材であることも好ましい。このようにすることで、ガイド蓋１５を極力軽量化することができる。また、この空所４０を利用して導入経路１を構成することもできる。
【００２０】
更に、上記導入経路１とは別に、ベーン溝９内の作動流体を排出するための排出経路６０を備えることも好ましい。このようにすることで、ベーン溝９内に作動流体が流れやすくすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明にあっては、ロータの回転軸方向の両側にガイド蓋を設けておくことで、各ベーンのガタツキを防止して該ベーンがポンプ室内周面に対して確実に密着するようにでき、また、運転中の振動や騒音も防止することができる。加えて、導入経路を通じてベーン溝内に作動流体が導入されるように設けることで、ベーンに対して均等に背圧を与え、ベーン先端の密着性を確保することができる。つまり、ロータとケースの間で寸法精度や組み立て精度を過度に要求することなく、ベーン先端の密着性を確保してポンプ効率を向上させることができ、しかも運転中の振動や騒音も防止できるという効果を奏する。
【００２２】
また、導入経路をガイド蓋に形成することで、導入経路がシンプルに形成されるという効果を奏する。
【００２３】
また、導入経路を、ガイド蓋の外周面に設けた開口を通じて、ポンプ室内の作動流体を導入経路内に導入するように設けることで、作動流体を速やかに導入できるようになるという効果を奏する。
【００２４】
また、導入経路を、ケース側経路とガイド蓋側経路とを連通接続させたものとすることで、回転による遠心力を極力作用させずに、作動流体を円滑に導入できるようになるという効果を奏する。
【００２５】
また、導入経路をロータに形成することで、導入経路を一直線状に形成して作動流体の圧力損失を低減することができるという効果を奏する。
【００２６】
また、導入経路を、ガイド蓋の内底面に設けた開口を通じて、導入経路内の作動流体をベーン溝内に導入するように設けることで、導入経路を極力短く形成してシンプル化するとともに、作動流体の圧力損失を低減することができるという効果を奏する。
【００２７】
また、導入経路を、径方向外側にむけて作動流体をベーン溝内に導入するように設けることで、作動流体によるベーンの背圧を増大させることができるという効果を奏する。
【００２８】
また、ガイド蓋を、回転軸方向に貫通した空所を中央部に有するリング状部材とすることで、ガイド蓋を極力軽量化でき、また、この空所を利用して導入経路を構成することもできるという効果を奏する。
【００２９】
更に、導入経路とは別に排出経路を備えることで、ベーン溝内への作動流体の流れやすさを確保できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態における第１例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図２】同上のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態における第２例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図４】同上のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における第３例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図６】同上のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図７】本発明の実施形態における第４例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図８】本発明の実施形態における第５例のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図９】本発明の実施形態における第６例のベーンポンプの概略的な側面断面図である。
【図１０】同上のベーンポンプの概略的な分解斜視図である。
【図１１】従来のベーンポンプの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００３２】
図１、図４には、本発明の実施形態における第１例のベーンポンプを示している。図１はベーンポンプの概略的な側面断面図である。図２は、概略的な分解斜視図である。なお、本文中で用いる平面視とは、ロータ３の回転軸方向（以下、単に「軸方向」という。）から視た場合を意味する。
【００３３】
図示のように、第１例のベーンポンプにおいては、上ケース１０ａと下ケース１０ｂとから成るケース１０内に、ポンプ室２を形成している。ポンプ室２には、ロータ３を偏心させて収納している。ロータ３には、該ロータ３の回転軸を中心として、径方向にむけて放射状に伸びるようにベーン溝９を複数条設けている。各ベーン溝９は、径方向外方にむけて開口し、且つ、軸方向の両外方にむけても開口するように形成してある。
【００３４】
ロータ３の各ベーン溝９内には、ベーン４を径方向にスライド自在に配置している。各ベーン４は、配置されるベーン溝９の径方向外方をむく開口を通じて、該ベーン溝９から径方向に突没自在であり、遠心力によって径方向外方に押し出された際に、その先端がポンプ室内周面２ｂに摺接するようになっている。さらに上ケース１０ａには、ポンプ室２に至るように吸入路６及び吐出路７を設けている。
【００３５】
これにより、ケース１０内には、ポンプ室２の内面とロータ３の外周面３ａとベーン４とで囲まれる作動室５が、複数形成される。ロータ３を回転駆動（図中の回転方向ｒ参照）させると作動室５の容積が大小し、容積拡大過程にある作動室５に対しては吸入路６を通じて作動流体が流入し、容積縮小過程にある作動室５からは吐出路７を通じて作動流体が排出される。
【００３６】
ロータ３の軸方向の両端面には、全てのベーン溝９の軸方向開口を塞ぐように平板（円板）状のガイド蓋１５を固定させ、ロータ３と軸方向両側のガイド蓋１５を一体に設けている。各ベーン溝９内のベーン４は、両側のガイド蓋１５の軸方向内側をむく内底面１５ｃに対して摺接し、両側のガイド蓋１５によってスライドをガイドされるようになっている。
【００３７】
そして、図中上下一対のガイド蓋１５のうち上側のガイド蓋１５には、導入経路１を貫通形成している。この導入経路１は、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた開口１ａを通じて、ポンプ室２内の作動流体を該導入経路１内に導入する。該導入経路１内に導入された作動流体は、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた開口１ｂを通じてベーン溝９内へと導入され、該ベーン溝９内に配置されるベーン４に対して背圧を与える。
【００３８】
以下においては、ベーンポンプの各構成について、さらに詳細に述べる。
【００３９】
ロータ３は、平面視円形状の外形を有しており、その中央には、駆動軸１４を貫通固定させるための貫通孔１１を設けている。ロータ３には、ベーン溝９を放射状に四条形成しており、各ベーン溝９の軸方向両側の開口を、一対のガイド蓋１５により封止している。各ガイド蓋１５の中央にも、駆動軸１４を挿通させるための貫通孔１２を設けている。
【００４０】
上記ロータ３はポンプ室２内にて、両ガイド蓋１５の軸方向外側をむく外底面１５ｂがポンプ室内底面２ａと対向し、且つ、両ガイド蓋１５の径方向外側をむく外周面１５ａがポンプ室内周面２ｂと対向する姿勢にて配置され、駆動軸１４の回転に伴い回転駆動される。
【００４１】
ロータ３の各ベーン溝９には、ロータ３の径方向を長手方向とする棒状のベーン４を、ロータ３の径方向にスライド自在となるように収納配置している。ベーン４は、その径方向のスライドによってロータ３の外周面３ａから突没自在となる。
【００４２】
なお、本例ではケース１０の外部に設置してあるモータ（図示せず）によって、ケース１０に設けた軸受部８を介して駆動軸１４を回転させ、これによりロータ３とガイド蓋１５を一体に回転駆動する構造であるが、他の構成により駆動部を構成してもよい。具体的には、例えば下側のガイド蓋１５にマグネットから成る磁性体を装着し、この磁性体と隣接するように下ケース１０ｂにステータを配置することによって、ロータ３を回転駆動させるための駆動部を構成してもよい。
【００４３】
ポンプ室２に収納したロータ３をガイド蓋１５と一体に回転駆動させると、各ベーン４はロータ３が回転することによる遠心力を受け、ロータ３の外周面３ａから外方に突出する。外方に突出したベーン４は、その先端をポンプ室内周面２ｂに摺接させ、上記したように、ポンプ室内周面２ｂとロータ３の外周面３ａとベーン４とで囲まれた複数の作動室５を形成する。
【００４４】
ここで、ロータ３の回転軸はポンプ室２の偏心位置にあるので、ロータ３を回転駆動させることで、各作動室５はロータ３の回転方向に移動しながらその容積を大小に変化させる。各作動室５は、吸入路６と連通する位置にある時には、ロータ３の回転に伴い容積が増大する。また、吐出路７と連通する位置にある時には、ロータ３の回転に伴い容積が減少する。そのため、ロータ３を回転駆動すれば、作動流体が吸入路６から作動室５内に流入し、この作動室５内で圧縮された後に吐出路７から吐出される。
【００４５】
そして、一対のガイド蓋１５の一方には、ロータ３に複数設けてあるベーン溝９に１対１で対応するように、複数の導入経路１を貫通形成している。本例ではベーン溝９が四箇所設けてあるから、これ対応して導入経路１も四箇所設けてある。各導入経路１は、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた開口１ａから径方向内側にむけて延長される経路と、該経路の径方向内側の端部から軸方向内側に延長される経路とから成るＬ字状の経路である。導入経路１の軸方向内側を向く端部が、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた開口１ｂに繋がっている。
【００４６】
ガイド蓋１５の内底面１５ｃに四箇所設けてある開口１ｂは、各ベーン溝９の背圧空間Ｓに向けて開口する。ここでの背圧空間Ｓは、ベーン４の背面と、ベーン溝９の内面と、一対のガイド蓋１５の内底面１５ｃとで塞がれた空間である。
【００４７】
上記構成からなる第１例のベーンポンプにおいては、ロータ３の軸方向両側にガイド蓋１５を一体に設けておくことで、両ガイド蓋１５によって各ベーン４のガタツキを防止し、各ベーン４の先端全体をポンプ室内周面２ｂに対して確実に密着させることが可能となる。さらに、各ベーン４のガタツキ防止によって、運転中の振動や騒音も防止される。
【００４８】
そして、ガイド蓋１５に形成してある各導入経路１を通じて、運転中において高圧となった作動流体がベーン溝９の背圧空間Ｓ内に送り込まれ、該ベーン溝９内のベーン４の背圧を向上させる。各ベーン４は、高い背圧によってその先端全体をポンプ室内周面２ｂに対して確実に密着させる。
【００４９】
したがって、ロータ３の両側にガイド蓋１５を備えるとともに該ガイド蓋１５を利用して導入経路１を形成した第１例のベーンポンプによれば、ロータ３とケース１０との間において過度の寸法精度を要求することなく、また、ロータ３とケース１０との間で過度の組み立て精度を要求することなく、ベーン４先端の密着性を確保してポンプ効率を向上させることができる。また、運転中の振動や騒音も防止される。
【００５０】
なお、ガイド蓋１５に貫通形成する導入経路１においては、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた一端側の開口１ａが、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた他端側の開口１ｂよりも、ロータ３の回転方向側にずれた位置にあることが好適である。そのため、図２に示すように、導入経路１における径方向の経路は、中心軸から放射状に延びる線ｆから回転方向に所定角度αだけ傾いた姿勢で形成してある。これにより、特に作動室５が容積縮小過程にあるときに、より高圧側の作動室５からの作動流体をベーン溝９内に導入させることができる。
【００５１】
次に、本発明の実施形態における第２例のベーンポンプについて、図３、図４に基づいて説明する。第２例の基本的な構成は第１例と同様である。そのため、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第２例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００５２】
第２例のベーンポンプにおいては、作動流体をベーン溝９内に導入するための導入経路１を、ケース１０側に形成したケース側経路２０と、ガイド蓋１５側に形成したガイド蓋側経路２１とで形成している。ケース側経路２０とガイド蓋側経路２１とは、回転自在に連通接続するように（つまり、ガイド蓋１５がどの回転位置にあるときでも両経路２０，２１が連通接続するように）設けている。
【００５３】
ケース側経路２０は、その一端側を吐出路７に連通接続させたものであり、その他端側を、ポンプ室内底面２ａにリング状に形成した中継溝部２２に連通接続させている。中継溝部２２は、ロータ３の回転軸を囲むリング状に形成した凹溝であり、図中上方のガイド蓋１５の外底面１５ｂと軸方向に対向するようになっている。
【００５４】
上記ガイド蓋１５には、ガイド蓋側経路２１を、軸方向に一直線状に貫通形成している。ガイド蓋側経路２１の一端側は、ガイド蓋１５の外底面１５ｂにおいて、ポンプ室内底面２ａの中継溝部２２と連通するように開口している。ガイド蓋側経路２１の他端側は、ベーン溝９の背圧空間Ｓと連通するように内底面１５ｃに開口している。
【００５５】
ガイド蓋側経路２１は、ロータ３に複数設けてあるベーン溝９に１対１で対応するように複数設けている。本例ではベーン溝９が四箇所設けてあるから、これ対応してガイド蓋側経路２１も四箇所設けてある。全てのガイド蓋側経路２１は、ガイド蓋１５の回転位置に関わらず、共通の中継溝部２２に対して常時連通する構造となっている。
【００５６】
上記構成からなる第２例のベーンポンプでは、一つのケース側経路２０とこれに連通接続する四つのガイド蓋側経路２１とから成る導入経路１を通じて、運転中において吐出路７内に送り出された高圧の作動流体が、各ベーン溝９の背圧空間Ｓ内に送り込まれる。
【００５７】
したがって、第２例のベーンポンプにおいても、ロータ３とケース１０との間において過度の寸法精度を要求することなく、また、ロータ３とケース１０との間で過度の組み立て精度を要求することなく、ベーン４先端の密着性を確保してポンプ効率を向上させることができる。また、運転中の振動や騒音も防止される。
【００５８】
次に、本発明の実施形態における第３例のベーンポンプについて、図５、図６に基づいて説明する。第３例の基本的な構成は第２例と同様である。そのため、第２例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第３例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００５９】
第３例のベーンポンプにおいては、導入経路１を、ケース１０側に設けたケース側経路２０と、ガイド蓋１５側に設けたガイド蓋側経路２１と、ロータ３側に設けたロータ側経路３０とで形成しており、この導入経路１を通じて、作動流体が径方向外側にむけてベーン溝９内に導入されるように設けている。
【００６０】
上記ロータ側経路３０は、ロータ３の軸方向外側をむく端面に設けた開口から軸方向内側にむけて延長される経路と、該経路の軸方向内側の端部から径方向外側に延長される経路とで、Ｌ字状に形成したものである。このロータ側経路３０の軸方向外側を向く端部が、ガイド蓋１５に貫通形成したガイド蓋側経路２１と連通するように開口し、径方向外側を向く端部が、ベーン溝９の背圧空間Ｓと連通するように開口している。
【００６１】
ガイド蓋側経路２１及びロータ側経路３０は、ロータ３に複数設けてあるベーン溝９に１対１で対応するように複数設けている。本例ではベーン溝９が四箇所設けてあるから、これ対応してガイド蓋側経路２１及びロータ側経路３０も四箇所設けてある。一連に接続されるガイド蓋側経路２１及びロータ側経路３０の各組は、ガイド蓋１５の回転位置に関わらず、共通の中継溝部２２に対して常時連通する構造となっている。
【００６２】
上記構成からなる第３例のベーンポンプでは、一つのケース側経路２０とこれに連通接続する四組のガイド蓋側経路２１及びロータ側経路３０とから成る導入経路１を通じて、運転中において吐出路７に送り出された高圧の作動流体が、各ベーン溝９の背圧空間Ｓ内に送り込まれる。ここで送り込まれる作動流体は、ロータ側経路３０の径方向外側を向く端部開口を通じ、径方向外側へとむけてベーン溝９内に送り込まれる。したがって、第３例のベーンポンプにおいては、各ベーン溝９内のベーン４を、作動流体により径方向外側にむけてさらに勢いよく付勢することができる。
【００６３】
次に、本発明の実施形態における第４例のベーンポンプについて、図７に基づいて説明する。第４例の基本的な構成は第３例と同様である。そのため、第３例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第４例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００６４】
第４例のベーンポンプにおいては、ガイド蓋１５を、軸方向に貫通した空所４０を中央部に有するリング状部材としている。この空所４０は、駆動軸１４を挿通させるために第１例〜第３例に備えた貫通孔１２よりも大径に設け、ガイド蓋１５の軽量化を図っている。さらに、この空所４０を利用して、導入経路１の中継溝部２２を形成している。
【００６５】
具体的には、作動流体をベーン溝９内に導入するための導入経路１を、ケース１０側に形成したケース側経路２０と、ロータ３側に形成したロータ側経路３０とで形成している。ケース側経路２０とロータ側経路３０とは、上記空所４０に形成した中継溝部２２を通じて、回転自在に連通接続させている。
【００６６】
上記構成からなる第４例のベーンポンプでは、一つのケース側経路２０と、中継溝部２２を介して該ケース側経路２０に連通接続する四つのロータ側経路３０とから成る導入経路１を通じて、吐出路７内の高圧の作動流体が、各ベーン溝９の背圧空間Ｓ内に径方向外側へとむけて送り込まれる。
【００６７】
次に、本発明の実施形態における第５例のベーンポンプについて、図８に基づいて説明する。第５例の基本的な構成は第１例と同様である。そのため、以下においては、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第５例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００６８】
第５例のベーンポンプにおいては、ポンプ室２内の作動流体をベーン溝９内に導入するための導入経路１を、ガイド蓋１５ではなくロータ３側に貫通形成している。本例ではベーン溝９が四箇所設けてあるから、これと１対１で対応するように、導入経路１をロータ３の四箇所に設けてある。各導入経路１は、その一端部をロータ３の外周面３ａに開口させ、他端部をベーン溝９に向けて開口させている。
【００６９】
なお、ロータ３に貫通形成する導入経路１においては、ロータ３の外周面３ａに開口する導入経路１の一端部が、ベーン溝９の内面に開口する導入経路１の他端部よりも、ロータ３の回転方向側にずれた位置にあることが好適である。そのため第５例では、図示のように一直線状に形成される導入経路１を、中心軸から放射状に延びる線ｆから回転方向に所定角度αだけ傾いた姿勢となるように形成してある。これにより、特に作動室５が容積縮小過程にあるときに、より高圧側の作動室５からの作動流体をベーン溝９内に導入させることができる。
【００７０】
上記構成からなる第５例のベーンポンプでは、各ベーン溝９と連通接続する四つの導入経路１を通じて、ポンプ室２内の高圧の作動流体が各ベーン溝９の背圧空間Ｓ内に送り込まれる。
【００７１】
したがって、第５例のベーンポンプにおいても、ロータ３とケース１０との間において過度の寸法精度を要求することなく、また、ロータ３とケース１０との間で過度の組み立て精度を要求することなく、ベーン４先端の密着性を確保してポンプ効率を向上させることができる。また、運転中の振動や騒音も防止される。
【００７２】
次に、本発明の実施形態における第６例のベーンポンプについて、図９、図１０に基づいて説明する。第６例の基本的な構成は第１例と同様である。そのため、第１例と同様の構成については詳しい説明を省略し、第６例の特徴的な構成についてのみ詳述する。
【００７３】
第６例のベーンポンプにおいては、一方のガイド蓋１５に形成してある導入経路１とは別に、他方のガイド蓋１５に排出経路６０を形成している。この排出経路６０は、ベーン溝９内にある作動流体の一部が適宜排出されるようにすることで、作動室５とベーン溝９との間での作動流体の流れを確保する経路である。
【００７４】
排出経路６０は、ロータ３に複数設けてあるベーン溝９に１対１で対応するように、図中下方のガイド蓋１５に複数形成している。各排出経路６０は、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた開口６０ａから径方向内側にむけて延長される経路と、該経路の径方向内側の端部から軸方向内側へと延長される経路とから成るＬ字状の経路である。排出経路６０の軸方向内側を向く端部が、下方のガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた開口６０ｂに繋がっている。ガイド蓋１５の内底面１５ｃに四箇所設けてある開口６０ｂは、各ベーン溝９の背圧空間Ｓに開口する。
【００７５】
この排出経路６０にあっては、ガイド蓋１５の外周面１５ａに設けた一端側の開口６０ａが、ガイド蓋１５の内底面１５ｃに設けた他端側の開口６０ｂよりも、ロータ３の回転方向とは反対方向側にずれた位置にあることが好適である。そのため、図１０に示すように、排出経路６０における径方向の経路を、中心軸から放射状に延びる線ｆ´から回転方向とは反対方向に所定角度βだけ傾いた姿勢で形成してある。これにより、特に作動室５が容積縮小過程にあるときに、低圧側の作動室５にむけてベーン溝９内から作動流体を排出させることができる。つまり、容積縮小過程において高圧側の作動室５からベーン溝９内に作動流体が導入され、低圧側の作動室５にむけてベーン溝９内の作動流体が排出される構造である。
【００７６】
第６例では、図９に示すように、導入経路１よりも排出経路６０の直径を小さく設定しているが、このように導入経路１と排出経路６０の寸法形状を適宜設定することにより、ベーン４の背圧の確保と、ベーン溝９内への作動流体の流れやすさを、両立することができる。
【００７７】
なお、同様の排出経路６０を第１例〜第５例のベーンポンプに設けてもよいことは勿論である。この場合、排出経路６０は、第６例と同様にガイド蓋１５に貫通形成したものであってもよいし、ロータ３に形成したものであってもよい。また、ガイド蓋１５とケース１０を通じて作動流体を排出するものであってもよいし、ロータ３とケース１０を通じて作動流体を排出するものであってもよい。
【００７８】
以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記各例の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、各例において適宜の設計変更を行うことや、各例の構成を適宜組み合わせて適用することが可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１ 導入経路
１ａ 開口
１ｂ 開口
２ ポンプ室
２ｂ ポンプ室内周面
３ ロータ
３ａ 外周面
４ ベーン
５ 作動室
６ 吸入路
７ 吐出路
９ ベーン溝
１０ ケース
１５ ガイド蓋
１５ａ 外周面
１５ｃ 内底面
２０ ケース側経路
２１ ガイド蓋側経路
３０ ロータ側経路
４０ 空所
６０ 排出経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に形成されるポンプ室と、ポンプ室に偏心させて収納したロータと、ロータの回転軸を中心として径方向に伸びるとともに径方向及び回転軸方向の外方に開口する複数のベーン溝と、ポンプ室内周面にその先端が摺接するように各ベーン溝内にて径方向にスライド自在に配置されるベーンと、ポンプ室内面とロータとベーンとで囲まれてロータの回転駆動によりその容積を大小変化させる複数の作動室と、容積拡大過程にある作動室に対して作動流体を流入させる吸入路と、容積縮小過程にある作動室から作動流体を排出させる吐出路とを備えたベーンポンプにおいて、ロータの回転軸方向の両端面に対して一体に固定されるガイド蓋と、ロータの各ベーン溝に対して連通接続される導入経路とを具備しており、上記ガイド蓋は、各ベーン溝の回転軸方向の開口を塞ぐとともに該ベーン溝内に配置されるベーンを摺接させるものであり、上記導入経路は、作動流体を各ベーン溝内に導入することでベーンに対して背圧を与えるものであることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
上記導入経路は、ガイド蓋に形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項３】
上記導入経路は、ガイド蓋の外周面に設けた開口を通じて、ポンプ室内の作動流体を導入経路内に導入するものであることを特徴とする請求項２に記載のベーンポンプ。
【請求項４】
上記導入経路は、ケースに形成したケース側経路と、ガイド蓋に形成したガイド蓋側経路とを、連通接続させたものであることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項５】
上記導入経路は、ロータに形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項６】
上記導入経路は、ガイド蓋の内底面に設けた開口を通じて、導入経路内の作動流体をベーン溝内に導入するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項７】
上記導入経路は、径方向外側にむけて、作動流体をベーン溝内に導入するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項８】
上記ガイド蓋は、回転軸方向に貫通した空所を中央部に有するリング状部材であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項９】
上記導入経路とは別に、ベーン溝内の作動流体を排出するための排出経路を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項１】
ケース内に形成されるポンプ室と、ポンプ室に偏心させて収納したロータと、ロータの回転軸を中心として径方向に伸びるとともに径方向及び回転軸方向の外方に開口する複数のベーン溝と、ポンプ室内周面にその先端が摺接するように各ベーン溝内にて径方向にスライド自在に配置されるベーンと、ポンプ室内面とロータとベーンとで囲まれてロータの回転駆動によりその容積を大小変化させる複数の作動室と、容積拡大過程にある作動室に対して作動流体を流入させる吸入路と、容積縮小過程にある作動室から作動流体を排出させる吐出路とを備えたベーンポンプにおいて、ロータの回転軸方向の両端面に対して一体に固定されるガイド蓋と、ロータの各ベーン溝に対して連通接続される導入経路とを具備しており、上記ガイド蓋は、各ベーン溝の回転軸方向の開口を塞ぐとともに該ベーン溝内に配置されるベーンを摺接させるものであり、上記導入経路は、作動流体を各ベーン溝内に導入することでベーンに対して背圧を与えるものであることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
上記導入経路は、ガイド蓋に形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項３】
上記導入経路は、ガイド蓋の外周面に設けた開口を通じて、ポンプ室内の作動流体を導入経路内に導入するものであることを特徴とする請求項２に記載のベーンポンプ。
【請求項４】
上記導入経路は、ケースに形成したケース側経路と、ガイド蓋に形成したガイド蓋側経路とを、連通接続させたものであることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項５】
上記導入経路は、ロータに形成したものであることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項６】
上記導入経路は、ガイド蓋の内底面に設けた開口を通じて、導入経路内の作動流体をベーン溝内に導入するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項７】
上記導入経路は、径方向外側にむけて、作動流体をベーン溝内に導入するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項８】
上記ガイド蓋は、回転軸方向に貫通した空所を中央部に有するリング状部材であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
【請求項９】
上記導入経路とは別に、ベーン溝内の作動流体を排出するための排出経路を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のベーンポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−４７３２１（Ｐ２０１１−４７３２１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９６０５９（Ｐ２００９−１９６０５９）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（０００００５８３２）パナソニック電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
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