ベーンポンプ
【解決手段】 ベーンポンプ１のハウジング２には、ポンプ室２Ａ内の気体と残油を排出するための排出通路７が形成されるとともに、この排出通路７を開閉するリード弁８が設けられている。リード弁８の弁座８Ａは、ハウジング２側の凹部２Ｇからなり、リード弁８の弁体８Ｂは、バネ性を有する金属板から構成されている。
ベーンポンプ１の作動停止時においては、弁体８Ｂは弁座８Ｂから離隔して、それらの間に隙間δが維持されている。その隙間δと排出通路７を介してポンプ室２Ａ内の残油がハウジング２の外部へ排出される。
【効果】 ベーンポンプ１の作動停止の際に、ポンプ室２Ａ内の残油を効率的にハウジング２の外部へ排出することができる。
ベーンポンプ１の作動停止時においては、弁体８Ｂは弁座８Ｂから離隔して、それらの間に隙間δが維持されている。その隙間δと排出通路７を介してポンプ室２Ａ内の残油がハウジング２の外部へ排出される。
【効果】 ベーンポンプ１の作動停止の際に、ポンプ室２Ａ内の残油を効率的にハウジング２の外部へ排出することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベーンポンプに関し、より詳しくは、気体と潤滑油を排出するための排出通路を備えたベーンポンプの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用の真空ポンプとして使用されるベーンポンプは公知である（例えば、特許文献１〜特許文献３）。
こうした従来のベーンポンプにおいては、ハウジングのポンプ室で回転するロータの摺動部分に潤滑油を供給するようになっており、摺動部分を潤滑した後の潤滑油はロータの回転に伴って、気体とともに排出通路からポンプ室の外部へ排出されるようになっている。
そして、例えば特許文献１のベーンポンプにおいては、排出通路を開閉するリード弁が設けられており、ロータが回転される際にはポンプ室内の圧力によってリード弁が開放されて、ポンプ室内の気体と潤滑油は排出通路および開放状態のリード弁を介してハウジング外部に排出される。そして、ベーンポンプの作動が停止された際には、リード弁によって排出通路は閉鎖された状態であるとともにハウジング内のポンプ室は負圧になっているので、そのポンプ室の負圧によって潤滑油通路内の潤滑油がポンプ室内に引き込まれることがある（図１６参照）。このようにポンプ室内に潤滑油（残油）がある状態において、再度エンジンが起動されてロータが回転されると、ポンプ室内の残油はベーンによって押されて上記排出通路と開放されるリード弁を介してハウジング外部へ排出されることになる。しかしながら、気温が極端に低い状態において、ポンプ室内に残油がある状態からエンジンが起動されてロータが回転された場合には、残油の粘度が上昇しているために該残油を押し出す際にベーンやロータ等の構成部品に過大な負荷が掛かり、それらの構成部材が破損する恐れがあった。
そこで、従来では、上述したポンプ室内の残油による構成部品の破損を防止するために次のような対策が提案されている。
先ず、第１の対策としては、ベーンポンプの構成部品の材料として高強度の材料を採用するか、またはベーンポンプの構成として高強度の設計を採用することが提案されている。
また、第２の対策としては、排出通路を開閉するリード弁を廃止するか、あるいは、ポンプ室内とハウジング外部の大気とを常時連通させる連通孔を設け、該連通孔を介してハウジング内の残油が自然に排出されるように構成することが提案されている。
さらに、第３の対策としては、ハウジング内に生じる残油を減少させるために、ハウジング内への潤滑油の供給量を減少させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ２００４／０４４４３１Ａ２
【特許文献２】特開２００５−２５６６８４号公報
【特許文献３】特開２００６−２２６１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した残油による悪影響を防止するための３つの対策においても、以下のような欠点が指摘されている。すなわち、第１の対策に関しては、小型化のために薄型で偏平な形状となっているベーンポンプでは、構成部品の材料の強度を高くしたり、強度の高い設計を採用するには限界がある。
次に、上記第２の対策に関しては、ポンプ室とハウジング外部を常時連通させる連通孔があるために、ベーンポンプの作動中に上記連通孔を介してポンプ室への空気の逆流が生じることになり、真空ポンプとしての吸引性能や駆動トルクが悪化するという問題がある。
次に、上記第３の対策に関しては、ハウジング内への潤滑油の供給量を減少させるとベーンの摺動部分への潤滑不足が生じることになり、ひいては摺動部分に焼付きが生じるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、請求項１に記載した本発明は、内部にポンプ室を有するハウジングと、上記ポンプ室内に配置されるとともにロータによって回転されて上記ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンと、上記ポンプ室内に潤滑油を供給する給油通路と、上記ポンプ室に気体を吸引する吸引通路と、上記ハウジングに設けられるとともに上記ポンプ室内の気体をハウジングの外部へ排出させる排出通路と、この排出通路を開閉させるリード弁とを備えて、上記ロータとベーンが回転される作動時に上記ポンプ室内に供給された潤滑油を上記排出通路とリード弁を介してハウジングの外部へ排出するように構成されたベーンポンプにおいて、
上記リード弁は、上記ロータとベーンが回転される作動時には、ベーンポンプ内外の圧力差によって上記排出通路の端部開口を閉鎖するようになっており、また、上記リード弁は、上記ロータとベーンの回転が停止される作動停止時には、上記排出通路の端部開口との間に隙間が維持されるように構成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
このような構成によれば、上記ロータとベーンが回転される作動時には、リード弁によって上記排出通路の端部開口が閉鎖されることで、通常のポンプ機能を得ることができる。他方、ベーンポンプの作動が停止した際に潤滑油がポンプ室内に引き込まれると、上記排出通路および上記隙間を介してポンプ室内の潤滑油（残油）がハウジング外部へ排出される。そのため、ベーンポンプの構成部材として高価な材料を使用する必要がない。一方、ベーンポンプの作動時にはリード弁によって排出通路は閉鎖されるので、ベーンポンプの吸引性能や駆動トルクを損なうことがない。さらに、上述した構成は、ハウジング内への潤滑油の供給量を減少させる構成ではないので、ベーンの摺動部分への必要な潤滑油は確保されることになり、貧潤滑による摺動部分の焼付きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１のＩＩ―ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】図２に示した実施例の斜視図。
【図４】図１においてベーンとロータを除いた状態の拡大図。
【図５】図３に示した構成部材の要部の正面図。
【図６】図３に示した構成部材の要部の正面図。
【図７】図６の矢印ＶＩＩ方向からの要部の正面図。
【図８】図３に示した構成部材の平面図。
【図９】図３に示した構成部材の平面図。
【図１０】図９の放射方向外方からの側面図。
【図１１】図７に示すリード弁の作動状態と非作動状態を誇張して示す正面図。
【図１２】図７に示したリード弁の隙間量とポンプ室内の残油量との関係を示す図。
【図１３】従来品と本実施例の駆動トルクを比較した図。
【図１４】従来品と本実施例の吸引性能を比較した図。
【図１５】本発明の他の実施例を示す要部の正面図。
【図１６】従来のベーンポンプの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は真空ポンプとしてのベーンポンプである。このベーンポンプ１は図示しない自動車のエンジンの側面に固定されており、図示しないブレーキ倍力装置の負圧源として機能するようになっている。
ベーンポンプ１は、略円形のポンプ室２Ａを有する段付円筒状のハウジング２と、ポンプ室２Ａ内に配置されるとともにポンプ室２Ａの中心に対して軸心を偏心させて配置されたロータ３と、ポンプ室２Ａ内に配置されるとともにロータ３とともに矢印方向に回転されてポンプ室２Ａ内を常時複数の作動空間２ａ〜２ｃに区画するベーン４と、上記ハウジング２における大径部２Ｂの開口、すなわちポンプ室２Ａの一端開口を閉鎖するカバー５とを備えている。
【０００９】
上記ハウジング２は、上記ポンプ室２Ａとなる大径部２Ｂと、この大径部２Ｂの端面の隣接位置に形成された中径部２Ｃと、この中径部２Ｃの隣接位置となる小径部２Ｄとを備えており、中径部２Ｃおよび小径部２Ｄの内周面によってロータ３を回転自在に軸支している。上記ハウジング２の大径部２Ｂには、上記ブレーキ倍力装置からポンプ室２Ａへ気体（空気）を吸引するための吸引通路６が設けられおり、この吸引通路６内には、ブレーキ倍力装置の負圧を維持するための図示しない逆止弁が設けられている。また、ポンプ室２の最下部に隣接する中径部２Ｃには、ポンプ室２Ａから段部端面２Ｅまで貫通する軸方向の貫通孔が穿設されており、この貫通孔が、ポンプ室２Ａからハウジング２の外部へ気体を排出するための排出通路７となっている。また、後に詳述するが、ハウジング２の段部端面２Ｅには、所要時に排出通路７を開閉するリード弁８が設けられている。
【００１０】
ポンプ室２Ａ内となるロータ３の軸方向の一端には直径方向のガイド溝３Ａが形成されており、このガイド溝３Ａに板状のベーン４が直径方向に摺動自在に取り付けられている。上記ベーン４の両先端にはポンプ室２Ａの内周面と摺動するキャップ４Ａが取り付けられている。図１に示すように、ロータ３とベーン４が矢印方向に回転される際には、上記両キャップ４Ａがポンプ室２Ａの内周面と気密を保持して摺動するとともに、ベーン４の軸方向の両端面４Ｂ、４Ｂはカバー５の内壁面およびポンプ室２Ａの内壁面と摺動し、かつ、ロータ３の外周面の一部がポンプ室２Ａの内周面と接触した状態に維持される。それによって、ポンプ室２Ａ内が拡縮可能な作動空間２ａ〜２ｃとして区画されるようになっている。
また、ロータ３の他端側の軸部とハウジング２の内周面とにわたっては、給油通路１１が形成されている。この給油通路１１は、ロータ３の軸部に穿設されるとともに給油パイプ１２が接続される軸方向孔３Ｂと、この軸方向孔３Ｂの他端から連続する直径方向孔３Ｃと、さらに、ロータ３が矢印方向に回転される際に上記直径方向孔３Ｃと間欠的に連通するハウジング２の軸方向溝２Ｆとから構成されている。
【００１１】
そして、自動車のエンジンが駆動されると、それに連動して上記ロータ３およびベーン４が図１の矢印方向に回転されるので、上記３つの作動空間２ａ〜２ｃの容積が拡縮される。これにともなって吸引通路６を介して各作動空間２ａ〜２ｃ内へブレーキ倍力装置内の気体（空気）が吸引されるとともに各作動空間２ａ〜２ｃ内の気体は、排出通路７および開放された状態のリード弁８を介してポンプ室２Ａの外部へ排出されるようになっている。また、このようにロータ３とベーン４が回転される作動時には、上記給油通路１１を介してポンプ室２Ａ内とベーン４の摺動部分に潤滑油が供給されるようになっている。そして、ポンプ室２Ａ内に流入した潤滑油はポンプ室２Ａ内の下部に一次貯溜された後に、回転されるベーン４とそのキャップ４Ａによって移動されてから上記排出通路７と開放状態のリード弁８を介してポンプ室２Ａの外部へ排出されるようになっている。
上述した構成は、例えば特許文献２に開示された従来公知のベーンポンプの構成と変わるところはない。
【００１２】
しかして、本実施例は、上述した構成を前提として、排出通路７とリード弁８およびそれらの周辺部分を以下のように改良することで、ベーンポンプ１が作動を停止した際にポンプ室２Ａ内の残油をハウジング２の外部へ効率的に排出できるようにしたものである。
すなわち、図３ないし図７に示すように、上記ハウジング２の段部端面２Ｅにおける排出通路７の端部開口７Ａとなる箇所は、その端部開口７Ａを取り囲む凹部２Ｇとして形成されている。換言すると、段部端面２Ｅに形成された凹部２Ｇ内に排出通路７の端部開口７Ａを位置させている。そして、上記凹部２Ｇは、リード弁８の弁座８Ａとして構成されている。
排出通路７の端部開口７Ａは、隣接内方の小径部２Ｄの円周方向に沿ってひょうたん型に形成されている。そして、弁座８Ａとしての凹部２Ｇは、段部端面２Ｅを円周方向所要角度にわたって切欠いて形成されている。この凹部２Ｇは円周方向の中央部が最も深くなり、そこから両端部となる縁部２Ｇ’にわたって徐々に深さが浅くなっている（図７、図１１参照）。
一方、上記排出通路７の端部開口７Ａを覆って、かつ上記弁座８Ａとしての凹部２Ｇの両方の縁部２Ｇ’、２Ｇ’に架け渡して弁体８Ｂが配置されている。この弁体８Ｂは、バネ性を有する薄板状の金属板からなり、図８に示すように、ハウジング２の小径部２Ｄの外周面に沿った略円弧状に形成されている。弁体８Ｂは全域において同じ厚さとなっており（約0.1ｍｍ〜0.3ｍｍ）、弁体８Ｂの基部となる端部側にねじ用の貫通孔８Ｂ’が穿設されている。他端となる自由端から貫通孔８Ｂ’に至る領域はバネ性を有する弾性変形部となっており、この弾性変形部は概略スプーン形に形成されている。この弁座８Ｂの弾性変形部が弁座８Ａである凹部２Ｇの両方の縁部２Ｇ’、２Ｇ’にわたって配置されている（図６、図７参照）。
【００１３】
図９に示すように、弁体８Ｂを押さえるストッパ１３は、上記弁体８Ｂよりも一回り大きな円弧状の薄い金属板からなり、その基部には固定ねじ１４用の貫通孔１３Ａが穿設されている。
そして、上記弁体８Ｂを弁座８Ａとなる凹部２Ｇに上述したように架け渡して配置し、その上からストッパ１３の基部側の箇所を重合させており、それら両部材の貫通孔８Ｂ’、１３Ａに固定ねじ１４を挿通させてから段部端面２Ｅのねじ孔にねじ込むことで、弁体８Ｂの基部およびストッパ１３の基部を段部端面２Ｅに固定している。なお、図１０、図１１に示すように、ストッパ１３の自由端側の箇所は、基部側の箇所に対して所定角度傾斜させて形成されている。これにより、ストッパ１３と弁座８Ａとの間に介在された弁体８Ｂが容易に弾性変形できるようになっている。
このように、本実施例のリード弁８は、排出通路７の端部開口７Ａが位置する凹部２Ｇからなる弁座８Ａと、段部端面２Ｅに基部を連結されて弾性変形可能な弁体８Ｂと、弁体８Ｂを上方から押さえるストッパ１３と、固定ねじ１４とから構成されている。
【００１４】
このように構成された本実施例のリード弁８は、図７に示すように、ベーンポンプ１が作動されていない自然状態では、弁体８Ｂが自己のバネ性により平坦な状態となって弁座８Ａから離隔するので、排出通路７の端部開口７Ａは開放されている。そして、この平坦な状態の弁体８Ｂと凹部２Ｇからなる弁座８Ａとの間には、僅かな隙間δが維持されるようになっている（図７、図１１参照）。
これに対して、ベーンポンプ１が作動されて、ロータ３及びベーン４が回転される際には、ポンプ室２Ａ内（各作動空間２ａ〜２ｃ）はハウジング２の外部の大気よりも負圧になるので、各作動空間２ａ〜２ｃの負圧とハウジング２外部の差圧によって弁体８Ｂが弾性変形して弁座８Ｂに密着する（図１１参照）。これによって、排出通路７の端部開口７Ａが閉鎖されるようになっており、その閉鎖状態においてベーン４とロータ３の回転に伴って、各作動空間２ａ〜２ｃ内の圧力上昇により弁体８Ｂが強制的に弁座８Ａから僅かに離座される。それにより、各作動空間２ａ〜２ｃ内の大気および潤滑油が排出通路７と開放状態のリード弁８を介してハウジング２の外部へ排出されるようになっている。
【００１５】
他方、上記作動状態からエンジンが停止されて、ロータ３およびベーン４が停止すると、リード弁８は閉鎖状態となっており、ポンプ室２Ａ内はハウジング２外部の大気圧よりも負圧となっているので、給油通路１１内の潤滑油がポンプ室２Ａ内に引き込まれる。
すると、この直後、リード弁８の弁体８Ｂは自己のバネ性によって図１１に実線で示す湾曲状態（閉鎖状態）から想像線で示す平坦な状態（開放状態）に復帰する。つまり、ポンプ室２Ａ内の負圧が低下したことにより、ポンプ室２Ａ内とハウジング２外部の大気圧との差圧が小さくなるので弁体８Ｂが弁座８Ａから離座して平坦な状態となり、排出通路７の端部開口７Ａが開放される。そのため、ポンプ室２Ａ内の下部に引き込まれた潤滑油（残油）は、排出通路７と、その端部開口７Ａおよび弁体８Ｂの位置の隙間δを介してハウジング２の外部に排出されるようになっている。
このように、本実施例においては、排出通路７を開閉するリード弁８を上述したように構成しているので、ベーンポンプ１の作動が停止した際にポンプ室２Ａ内に生じる残油をハウジング２の外部へ効率的に排出させることができる。
【００１６】
さらに、本実施例は、図５に示すように、ポンプ室２Ａ内に生じる残油をより一層効率的にハウジング２外へ排出させるために、上記排出通路７と同様の大気導入通路１０７をハウジング２の中径部２Ｃに形成するとともに、この大気導入通路１０７を開閉するための第２のリード弁１０８を段部端面２Ｅに設けている。
より詳細には、ハウジング２の中径部２Ｃには、排出通路７から円周方向に位置をずらして該排出通路７と同様の軸方向孔を形成してあり、それを大気導入通路１０７としている。図４に示すように、ポンプ室２Ａの内方から見ると、上記排出通路７Ａはポンプ室２Ａ内の最下部に位置する一方、大気導入通路１０７はロータ３の軸心よりも上方に形成されている。そして、両通路７，１０７内における上端部と下端部との差である水頭差を比較すると、大気導入通路１０７の水頭差Ｈ２が排出通路７の水頭差Ｈ１よりも大きく設定されている。
【００１７】
また、大気導入通路１０７の端部開口１０７Ａの位置には、大気導入通路１０７を開閉する第２のリード弁１０８が設けられている。つまり、前述した排出通路７と同様の凹部１０２Ｇからなる弁座１０８Ａと弁体１０８Ｂが設けられている。そして、上記リード弁８のものと同様に、弁体１０８Ｂをストッパ１１３で押さえた状態で固定ねじ１１４によりそれらの部材が段部端面２Ｅに連結されている。
なお、第２のリード弁１０８を構成する弁座１０８Ａ（凹部１０２Ｇ）、および弁体１０８Ｂの形状は、前述した他方のリード弁８の弁座８Ａと弁体８Ｂに対して左右対象の形状となっており、その弁座１０８Ｂと弁体１０８Ａの詳細な構成は他方のリード弁８のものと同じである。また、第２のリード弁１０８においては、上記他方のリード弁８の構成部材と対応する部材には、１００を加算した部材番号を付している。
このように、第２のリード弁１０８は、大気導入通路１０７の端部開口１０７Ａの位置の弁座１０８Ａと、バネ性を有する薄板状の弁体１０８Ｂと、弁体１０８Ｂを押さえるストッパ１１３と、固定ねじ１１４とによって構成されている。なお、上記リード弁８、１０８の弁体８Ｂ、１０８Ｂ厚さは、それらの材質や凹部２Ｇ、凹部１０２Ｇの凹み量に応じてそれぞれ変えることができる。
【００１８】
以上のように構成された大気導入通路１０７と第２のリード弁１０８は、ロータ３とベーン４が回転されている作動中においては、ポンプ室２Ａの負圧によって弾性変形した弁体１０８Ｂが弁座１０８Ａに密着することで、大気導入通路１０７の端部開口１０７Ａは閉鎖されるようになっている。それによって、ベーンポンプ１は通常のポンプ作動を得ることができる。しかしながら、例えばエンジンの始動時においては、ロータ３およびベーン４が正常な回転方向と逆方向に回転される場合があり、その際にはポンプ室２Ａ内が急激に高圧になる。この時、つまり、ロータ３とベーン４が逆転された際に、リード弁１０８の弁体１０８Ｂが弁座１０８Ａから強制的に離座されることで大気導入通路１０７が開放されて、ポンプ室２Ａ内の高圧の大気が大気通路１０７と開放状態のリード弁１０８を介してポンプ室２Ａの外部へ排出されるようになっている。つまり、ポンプ室２Ａの圧力をハウジング２の外部へ逃すリリーフ通路およびリリーフ弁として、大気導入通路１０７とリード弁１０８が機能するようになっている。
【００１９】
また、ロータ３とベーン４が回転されているベーンポンプ１の作動中においては、ポンプ室２Ａの負圧によってリード弁１０８は閉鎖されるが、ベーンポンプ１が作動状態から停止された際には、前述したように排出通路７側のリード弁８がバネ性によって弁座８Ｂから離座する。そして、それと同期して、第２のリード弁１０８の弁体１０８Ｂも弁座１０８Ａから離座して平坦状になり、それによって大気導入通路１０７が開放され、かつ、弁体１０８Ｂと弁座１０８Ａとの間に隙間δが維持される（リード弁８に関する図１１の想像線と同じ状態）。これにより、該隙間δと大気導入通路１０７を介してハウジング２外部の大気がポンプ室２Ａ内に導入される。
このように、ベーンポンプ１の作動が停止した際には、第１のリード弁８により排出通路７が開放されるタイミングに合わせて、第２のリード弁１０８も大気導入通路１０７を開放させる。そのため、ポンプ室２Ａの最下部にある排出通路７を通過する残油は、大気導入通路１０７から導入される大気によって、効率的に排出通路７からハウジング２外部へ排出されるようになっている。
この作用は、例えば液体を充填したプラスチックの容器を逆さにして、下端となる口部から液体を排出させようとする際に、上端に位置する容器の底に空気孔を開けると、下端となる容器の口部から速やかに液体がこぼれるのと同じ原理である。
【００２０】
以上のように、本実施例のベーンポンプ１は、ベーンポンプ１の作動が停止して潤滑油がポンプ室２Ａ内に引き込まれた際に、排出通路７の端部開口７Ａがリード弁８によって開放されるとともに、第２のリード弁１０７によって大気導入通路１０７が開放されることで、ポンプ室２Ａ内にハウジング２外部の大気が導入される。そのため、ポンプ室２Ａ内に引き込まれた潤滑油（残油）は、速やかに排出通路７を介してハウジング２の外部へ排出されるようになっている。
ここで、ポンプ室２Ａ内の残油とリード弁８の間隙δの大きさとの相関関係を実験によって調べた結果を示したものが図１２である。この図１２に示すように、間隙δが零の場合、つまり、特許文献１に示したような従来一般的なリード弁を用いた場合には、残油量は変動がなくポンプ室内に残ったままとなる。これに対して、間隙δを０．３〜０．５ｍｍに維持した場合、つまり、本実施例の場合にはポンプ室２Ａ内の残油量が停止後の時間の経過に伴って急激に減少することが理解できる。
次に、エンジン運転時におけるベーンポンプ１の駆動トルクの違いについて従来品（１）、（２）と上記本実施例とを比較したデータが図１３である。ここで従来品（１）とは、特許文献１に示したような一般的なリード弁の場合である。また、従来品（２）とはリード弁がないものである。この図１３のデータから見ると、エンジン運転時におけるベーンポンプ１の駆動トルクは、本実施例は従来品（１）と比較して遜色ないことが理解できる。
さらに、ベーンポンプ１の作動時における吸引性能を従来品と上記本実施例とで比較したデータが図１４である。ここで従来品とは、特許文献１に示したような一般的なリード弁の場合である。この図１４のデータから言えることは、本実施例においては、上述したような非作動時に間隙δが維持される構成のリード弁８を採用しているにも拘わらず、従来品と遜色ない吸引性能が得られるということである。
【００２１】
以上のように、本実施例のベーンポンプ１によれば、ベーンポンプ１の構成部材として高価な材料を使用することなく、従来公知のベーンポンプ１に上述した改良を加えることで、ポンプ室２Ａ内の残油をハウジング２外部へ効率的に排出させることができる。また、これに関連して、リード弁８の弁体８Ｂは、全体として小径部２Ｄの外周面に沿った円弧状に形成されているので、弁体８Ｂの先端側となる弾性変形部は、一側だけが片当たりすることなく両側部が同時に弁座８Ａに接離する。この作用は、第２のリード弁１０８と大気導入通路１０７に関しても同様である。この点においても、本実施例によれば、ポンプ室２Ａ内の残油をハウジング２外部へ効率的に排出させることが可能である。
また、ベーンポンプ１の作動時には、排出通路７はリード弁８によって確実に閉鎖されるとともに、大気導入通路１０７は第２のリード弁１０８によって確実に閉鎖される。そのため、本実施例においては、上記図１４の比較データからも明らかなように、ベーンポンプ１の吸引性能や駆動トルクを損なうことがない。
さらに、上記本実施例のベーンポンプ１は、ハウジング２内への潤滑油の供給量を減少させる構成は採用していない。そのため、ポンプ室２Ａ内のベーン４の摺動部分への必要な潤滑油は確保されるので、貧潤滑によるベーン４およびそれとの摺動部分の焼付きを防止することができる。
【００２２】
なお、上述した実施例においては、リード弁８は、凹部２Ｇからなる弁座８Ａと、バネ性を有する弁体８Ｂとを備えて、自然状態では両者の間に間隙δが維持される構成となっているが、リード弁８としては、図１５に示すような構成であっても良い。すなわち、弁座８Ａとしては、平坦な段部端面２Ｅをそのまま利用する一方、弁体８Ｂとしては自然状態で隙間δが維持されるような膨らんだ形状（湾曲形状）を採用しても良い。このような構成のリード弁８においても、ポンプ室２Ａ内の負圧が弁体８Ｂに作用する際には、弁体８Ｂが平坦状に弾性変形して弁座８Ａに着座し、排出通路７の端部開口７Ａが閉鎖される。他方、ポンプ室２Ｅの負圧が低下したベーンポンプの作動停止時には、弁体８Ｂは自己のバネ性によって元の膨らんだ湾曲状態に復帰する。このような構成のリード弁８を、上記第２のリード弁１０８の代わりに採用しても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１‥ベーンポンプ ２‥ハウジング
３‥ロータ ４‥ベーン
６‥吸引通路 ７‥排出通路
７Ａ‥端部開口 ８‥リード弁
８Ａ‥弁座 ８Ｂ‥弁体
【技術分野】
【０００１】
本発明はベーンポンプに関し、より詳しくは、気体と潤滑油を排出するための排出通路を備えたベーンポンプの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用の真空ポンプとして使用されるベーンポンプは公知である（例えば、特許文献１〜特許文献３）。
こうした従来のベーンポンプにおいては、ハウジングのポンプ室で回転するロータの摺動部分に潤滑油を供給するようになっており、摺動部分を潤滑した後の潤滑油はロータの回転に伴って、気体とともに排出通路からポンプ室の外部へ排出されるようになっている。
そして、例えば特許文献１のベーンポンプにおいては、排出通路を開閉するリード弁が設けられており、ロータが回転される際にはポンプ室内の圧力によってリード弁が開放されて、ポンプ室内の気体と潤滑油は排出通路および開放状態のリード弁を介してハウジング外部に排出される。そして、ベーンポンプの作動が停止された際には、リード弁によって排出通路は閉鎖された状態であるとともにハウジング内のポンプ室は負圧になっているので、そのポンプ室の負圧によって潤滑油通路内の潤滑油がポンプ室内に引き込まれることがある（図１６参照）。このようにポンプ室内に潤滑油（残油）がある状態において、再度エンジンが起動されてロータが回転されると、ポンプ室内の残油はベーンによって押されて上記排出通路と開放されるリード弁を介してハウジング外部へ排出されることになる。しかしながら、気温が極端に低い状態において、ポンプ室内に残油がある状態からエンジンが起動されてロータが回転された場合には、残油の粘度が上昇しているために該残油を押し出す際にベーンやロータ等の構成部品に過大な負荷が掛かり、それらの構成部材が破損する恐れがあった。
そこで、従来では、上述したポンプ室内の残油による構成部品の破損を防止するために次のような対策が提案されている。
先ず、第１の対策としては、ベーンポンプの構成部品の材料として高強度の材料を採用するか、またはベーンポンプの構成として高強度の設計を採用することが提案されている。
また、第２の対策としては、排出通路を開閉するリード弁を廃止するか、あるいは、ポンプ室内とハウジング外部の大気とを常時連通させる連通孔を設け、該連通孔を介してハウジング内の残油が自然に排出されるように構成することが提案されている。
さらに、第３の対策としては、ハウジング内に生じる残油を減少させるために、ハウジング内への潤滑油の供給量を減少させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開公報ＷＯ２００４／０４４４３１Ａ２
【特許文献２】特開２００５−２５６６８４号公報
【特許文献３】特開２００６−２２６１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した残油による悪影響を防止するための３つの対策においても、以下のような欠点が指摘されている。すなわち、第１の対策に関しては、小型化のために薄型で偏平な形状となっているベーンポンプでは、構成部品の材料の強度を高くしたり、強度の高い設計を採用するには限界がある。
次に、上記第２の対策に関しては、ポンプ室とハウジング外部を常時連通させる連通孔があるために、ベーンポンプの作動中に上記連通孔を介してポンプ室への空気の逆流が生じることになり、真空ポンプとしての吸引性能や駆動トルクが悪化するという問題がある。
次に、上記第３の対策に関しては、ハウジング内への潤滑油の供給量を減少させるとベーンの摺動部分への潤滑不足が生じることになり、ひいては摺動部分に焼付きが生じるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、請求項１に記載した本発明は、内部にポンプ室を有するハウジングと、上記ポンプ室内に配置されるとともにロータによって回転されて上記ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンと、上記ポンプ室内に潤滑油を供給する給油通路と、上記ポンプ室に気体を吸引する吸引通路と、上記ハウジングに設けられるとともに上記ポンプ室内の気体をハウジングの外部へ排出させる排出通路と、この排出通路を開閉させるリード弁とを備えて、上記ロータとベーンが回転される作動時に上記ポンプ室内に供給された潤滑油を上記排出通路とリード弁を介してハウジングの外部へ排出するように構成されたベーンポンプにおいて、
上記リード弁は、上記ロータとベーンが回転される作動時には、ベーンポンプ内外の圧力差によって上記排出通路の端部開口を閉鎖するようになっており、また、上記リード弁は、上記ロータとベーンの回転が停止される作動停止時には、上記排出通路の端部開口との間に隙間が維持されるように構成したものである。
【発明の効果】
【０００６】
このような構成によれば、上記ロータとベーンが回転される作動時には、リード弁によって上記排出通路の端部開口が閉鎖されることで、通常のポンプ機能を得ることができる。他方、ベーンポンプの作動が停止した際に潤滑油がポンプ室内に引き込まれると、上記排出通路および上記隙間を介してポンプ室内の潤滑油（残油）がハウジング外部へ排出される。そのため、ベーンポンプの構成部材として高価な材料を使用する必要がない。一方、ベーンポンプの作動時にはリード弁によって排出通路は閉鎖されるので、ベーンポンプの吸引性能や駆動トルクを損なうことがない。さらに、上述した構成は、ハウジング内への潤滑油の供給量を減少させる構成ではないので、ベーンの摺動部分への必要な潤滑油は確保されることになり、貧潤滑による摺動部分の焼付きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】図１のＩＩ―ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】図２に示した実施例の斜視図。
【図４】図１においてベーンとロータを除いた状態の拡大図。
【図５】図３に示した構成部材の要部の正面図。
【図６】図３に示した構成部材の要部の正面図。
【図７】図６の矢印ＶＩＩ方向からの要部の正面図。
【図８】図３に示した構成部材の平面図。
【図９】図３に示した構成部材の平面図。
【図１０】図９の放射方向外方からの側面図。
【図１１】図７に示すリード弁の作動状態と非作動状態を誇張して示す正面図。
【図１２】図７に示したリード弁の隙間量とポンプ室内の残油量との関係を示す図。
【図１３】従来品と本実施例の駆動トルクを比較した図。
【図１４】従来品と本実施例の吸引性能を比較した図。
【図１５】本発明の他の実施例を示す要部の正面図。
【図１６】従来のベーンポンプの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は真空ポンプとしてのベーンポンプである。このベーンポンプ１は図示しない自動車のエンジンの側面に固定されており、図示しないブレーキ倍力装置の負圧源として機能するようになっている。
ベーンポンプ１は、略円形のポンプ室２Ａを有する段付円筒状のハウジング２と、ポンプ室２Ａ内に配置されるとともにポンプ室２Ａの中心に対して軸心を偏心させて配置されたロータ３と、ポンプ室２Ａ内に配置されるとともにロータ３とともに矢印方向に回転されてポンプ室２Ａ内を常時複数の作動空間２ａ〜２ｃに区画するベーン４と、上記ハウジング２における大径部２Ｂの開口、すなわちポンプ室２Ａの一端開口を閉鎖するカバー５とを備えている。
【０００９】
上記ハウジング２は、上記ポンプ室２Ａとなる大径部２Ｂと、この大径部２Ｂの端面の隣接位置に形成された中径部２Ｃと、この中径部２Ｃの隣接位置となる小径部２Ｄとを備えており、中径部２Ｃおよび小径部２Ｄの内周面によってロータ３を回転自在に軸支している。上記ハウジング２の大径部２Ｂには、上記ブレーキ倍力装置からポンプ室２Ａへ気体（空気）を吸引するための吸引通路６が設けられおり、この吸引通路６内には、ブレーキ倍力装置の負圧を維持するための図示しない逆止弁が設けられている。また、ポンプ室２の最下部に隣接する中径部２Ｃには、ポンプ室２Ａから段部端面２Ｅまで貫通する軸方向の貫通孔が穿設されており、この貫通孔が、ポンプ室２Ａからハウジング２の外部へ気体を排出するための排出通路７となっている。また、後に詳述するが、ハウジング２の段部端面２Ｅには、所要時に排出通路７を開閉するリード弁８が設けられている。
【００１０】
ポンプ室２Ａ内となるロータ３の軸方向の一端には直径方向のガイド溝３Ａが形成されており、このガイド溝３Ａに板状のベーン４が直径方向に摺動自在に取り付けられている。上記ベーン４の両先端にはポンプ室２Ａの内周面と摺動するキャップ４Ａが取り付けられている。図１に示すように、ロータ３とベーン４が矢印方向に回転される際には、上記両キャップ４Ａがポンプ室２Ａの内周面と気密を保持して摺動するとともに、ベーン４の軸方向の両端面４Ｂ、４Ｂはカバー５の内壁面およびポンプ室２Ａの内壁面と摺動し、かつ、ロータ３の外周面の一部がポンプ室２Ａの内周面と接触した状態に維持される。それによって、ポンプ室２Ａ内が拡縮可能な作動空間２ａ〜２ｃとして区画されるようになっている。
また、ロータ３の他端側の軸部とハウジング２の内周面とにわたっては、給油通路１１が形成されている。この給油通路１１は、ロータ３の軸部に穿設されるとともに給油パイプ１２が接続される軸方向孔３Ｂと、この軸方向孔３Ｂの他端から連続する直径方向孔３Ｃと、さらに、ロータ３が矢印方向に回転される際に上記直径方向孔３Ｃと間欠的に連通するハウジング２の軸方向溝２Ｆとから構成されている。
【００１１】
そして、自動車のエンジンが駆動されると、それに連動して上記ロータ３およびベーン４が図１の矢印方向に回転されるので、上記３つの作動空間２ａ〜２ｃの容積が拡縮される。これにともなって吸引通路６を介して各作動空間２ａ〜２ｃ内へブレーキ倍力装置内の気体（空気）が吸引されるとともに各作動空間２ａ〜２ｃ内の気体は、排出通路７および開放された状態のリード弁８を介してポンプ室２Ａの外部へ排出されるようになっている。また、このようにロータ３とベーン４が回転される作動時には、上記給油通路１１を介してポンプ室２Ａ内とベーン４の摺動部分に潤滑油が供給されるようになっている。そして、ポンプ室２Ａ内に流入した潤滑油はポンプ室２Ａ内の下部に一次貯溜された後に、回転されるベーン４とそのキャップ４Ａによって移動されてから上記排出通路７と開放状態のリード弁８を介してポンプ室２Ａの外部へ排出されるようになっている。
上述した構成は、例えば特許文献２に開示された従来公知のベーンポンプの構成と変わるところはない。
【００１２】
しかして、本実施例は、上述した構成を前提として、排出通路７とリード弁８およびそれらの周辺部分を以下のように改良することで、ベーンポンプ１が作動を停止した際にポンプ室２Ａ内の残油をハウジング２の外部へ効率的に排出できるようにしたものである。
すなわち、図３ないし図７に示すように、上記ハウジング２の段部端面２Ｅにおける排出通路７の端部開口７Ａとなる箇所は、その端部開口７Ａを取り囲む凹部２Ｇとして形成されている。換言すると、段部端面２Ｅに形成された凹部２Ｇ内に排出通路７の端部開口７Ａを位置させている。そして、上記凹部２Ｇは、リード弁８の弁座８Ａとして構成されている。
排出通路７の端部開口７Ａは、隣接内方の小径部２Ｄの円周方向に沿ってひょうたん型に形成されている。そして、弁座８Ａとしての凹部２Ｇは、段部端面２Ｅを円周方向所要角度にわたって切欠いて形成されている。この凹部２Ｇは円周方向の中央部が最も深くなり、そこから両端部となる縁部２Ｇ’にわたって徐々に深さが浅くなっている（図７、図１１参照）。
一方、上記排出通路７の端部開口７Ａを覆って、かつ上記弁座８Ａとしての凹部２Ｇの両方の縁部２Ｇ’、２Ｇ’に架け渡して弁体８Ｂが配置されている。この弁体８Ｂは、バネ性を有する薄板状の金属板からなり、図８に示すように、ハウジング２の小径部２Ｄの外周面に沿った略円弧状に形成されている。弁体８Ｂは全域において同じ厚さとなっており（約0.1ｍｍ〜0.3ｍｍ）、弁体８Ｂの基部となる端部側にねじ用の貫通孔８Ｂ’が穿設されている。他端となる自由端から貫通孔８Ｂ’に至る領域はバネ性を有する弾性変形部となっており、この弾性変形部は概略スプーン形に形成されている。この弁座８Ｂの弾性変形部が弁座８Ａである凹部２Ｇの両方の縁部２Ｇ’、２Ｇ’にわたって配置されている（図６、図７参照）。
【００１３】
図９に示すように、弁体８Ｂを押さえるストッパ１３は、上記弁体８Ｂよりも一回り大きな円弧状の薄い金属板からなり、その基部には固定ねじ１４用の貫通孔１３Ａが穿設されている。
そして、上記弁体８Ｂを弁座８Ａとなる凹部２Ｇに上述したように架け渡して配置し、その上からストッパ１３の基部側の箇所を重合させており、それら両部材の貫通孔８Ｂ’、１３Ａに固定ねじ１４を挿通させてから段部端面２Ｅのねじ孔にねじ込むことで、弁体８Ｂの基部およびストッパ１３の基部を段部端面２Ｅに固定している。なお、図１０、図１１に示すように、ストッパ１３の自由端側の箇所は、基部側の箇所に対して所定角度傾斜させて形成されている。これにより、ストッパ１３と弁座８Ａとの間に介在された弁体８Ｂが容易に弾性変形できるようになっている。
このように、本実施例のリード弁８は、排出通路７の端部開口７Ａが位置する凹部２Ｇからなる弁座８Ａと、段部端面２Ｅに基部を連結されて弾性変形可能な弁体８Ｂと、弁体８Ｂを上方から押さえるストッパ１３と、固定ねじ１４とから構成されている。
【００１４】
このように構成された本実施例のリード弁８は、図７に示すように、ベーンポンプ１が作動されていない自然状態では、弁体８Ｂが自己のバネ性により平坦な状態となって弁座８Ａから離隔するので、排出通路７の端部開口７Ａは開放されている。そして、この平坦な状態の弁体８Ｂと凹部２Ｇからなる弁座８Ａとの間には、僅かな隙間δが維持されるようになっている（図７、図１１参照）。
これに対して、ベーンポンプ１が作動されて、ロータ３及びベーン４が回転される際には、ポンプ室２Ａ内（各作動空間２ａ〜２ｃ）はハウジング２の外部の大気よりも負圧になるので、各作動空間２ａ〜２ｃの負圧とハウジング２外部の差圧によって弁体８Ｂが弾性変形して弁座８Ｂに密着する（図１１参照）。これによって、排出通路７の端部開口７Ａが閉鎖されるようになっており、その閉鎖状態においてベーン４とロータ３の回転に伴って、各作動空間２ａ〜２ｃ内の圧力上昇により弁体８Ｂが強制的に弁座８Ａから僅かに離座される。それにより、各作動空間２ａ〜２ｃ内の大気および潤滑油が排出通路７と開放状態のリード弁８を介してハウジング２の外部へ排出されるようになっている。
【００１５】
他方、上記作動状態からエンジンが停止されて、ロータ３およびベーン４が停止すると、リード弁８は閉鎖状態となっており、ポンプ室２Ａ内はハウジング２外部の大気圧よりも負圧となっているので、給油通路１１内の潤滑油がポンプ室２Ａ内に引き込まれる。
すると、この直後、リード弁８の弁体８Ｂは自己のバネ性によって図１１に実線で示す湾曲状態（閉鎖状態）から想像線で示す平坦な状態（開放状態）に復帰する。つまり、ポンプ室２Ａ内の負圧が低下したことにより、ポンプ室２Ａ内とハウジング２外部の大気圧との差圧が小さくなるので弁体８Ｂが弁座８Ａから離座して平坦な状態となり、排出通路７の端部開口７Ａが開放される。そのため、ポンプ室２Ａ内の下部に引き込まれた潤滑油（残油）は、排出通路７と、その端部開口７Ａおよび弁体８Ｂの位置の隙間δを介してハウジング２の外部に排出されるようになっている。
このように、本実施例においては、排出通路７を開閉するリード弁８を上述したように構成しているので、ベーンポンプ１の作動が停止した際にポンプ室２Ａ内に生じる残油をハウジング２の外部へ効率的に排出させることができる。
【００１６】
さらに、本実施例は、図５に示すように、ポンプ室２Ａ内に生じる残油をより一層効率的にハウジング２外へ排出させるために、上記排出通路７と同様の大気導入通路１０７をハウジング２の中径部２Ｃに形成するとともに、この大気導入通路１０７を開閉するための第２のリード弁１０８を段部端面２Ｅに設けている。
より詳細には、ハウジング２の中径部２Ｃには、排出通路７から円周方向に位置をずらして該排出通路７と同様の軸方向孔を形成してあり、それを大気導入通路１０７としている。図４に示すように、ポンプ室２Ａの内方から見ると、上記排出通路７Ａはポンプ室２Ａ内の最下部に位置する一方、大気導入通路１０７はロータ３の軸心よりも上方に形成されている。そして、両通路７，１０７内における上端部と下端部との差である水頭差を比較すると、大気導入通路１０７の水頭差Ｈ２が排出通路７の水頭差Ｈ１よりも大きく設定されている。
【００１７】
また、大気導入通路１０７の端部開口１０７Ａの位置には、大気導入通路１０７を開閉する第２のリード弁１０８が設けられている。つまり、前述した排出通路７と同様の凹部１０２Ｇからなる弁座１０８Ａと弁体１０８Ｂが設けられている。そして、上記リード弁８のものと同様に、弁体１０８Ｂをストッパ１１３で押さえた状態で固定ねじ１１４によりそれらの部材が段部端面２Ｅに連結されている。
なお、第２のリード弁１０８を構成する弁座１０８Ａ（凹部１０２Ｇ）、および弁体１０８Ｂの形状は、前述した他方のリード弁８の弁座８Ａと弁体８Ｂに対して左右対象の形状となっており、その弁座１０８Ｂと弁体１０８Ａの詳細な構成は他方のリード弁８のものと同じである。また、第２のリード弁１０８においては、上記他方のリード弁８の構成部材と対応する部材には、１００を加算した部材番号を付している。
このように、第２のリード弁１０８は、大気導入通路１０７の端部開口１０７Ａの位置の弁座１０８Ａと、バネ性を有する薄板状の弁体１０８Ｂと、弁体１０８Ｂを押さえるストッパ１１３と、固定ねじ１１４とによって構成されている。なお、上記リード弁８、１０８の弁体８Ｂ、１０８Ｂ厚さは、それらの材質や凹部２Ｇ、凹部１０２Ｇの凹み量に応じてそれぞれ変えることができる。
【００１８】
以上のように構成された大気導入通路１０７と第２のリード弁１０８は、ロータ３とベーン４が回転されている作動中においては、ポンプ室２Ａの負圧によって弾性変形した弁体１０８Ｂが弁座１０８Ａに密着することで、大気導入通路１０７の端部開口１０７Ａは閉鎖されるようになっている。それによって、ベーンポンプ１は通常のポンプ作動を得ることができる。しかしながら、例えばエンジンの始動時においては、ロータ３およびベーン４が正常な回転方向と逆方向に回転される場合があり、その際にはポンプ室２Ａ内が急激に高圧になる。この時、つまり、ロータ３とベーン４が逆転された際に、リード弁１０８の弁体１０８Ｂが弁座１０８Ａから強制的に離座されることで大気導入通路１０７が開放されて、ポンプ室２Ａ内の高圧の大気が大気通路１０７と開放状態のリード弁１０８を介してポンプ室２Ａの外部へ排出されるようになっている。つまり、ポンプ室２Ａの圧力をハウジング２の外部へ逃すリリーフ通路およびリリーフ弁として、大気導入通路１０７とリード弁１０８が機能するようになっている。
【００１９】
また、ロータ３とベーン４が回転されているベーンポンプ１の作動中においては、ポンプ室２Ａの負圧によってリード弁１０８は閉鎖されるが、ベーンポンプ１が作動状態から停止された際には、前述したように排出通路７側のリード弁８がバネ性によって弁座８Ｂから離座する。そして、それと同期して、第２のリード弁１０８の弁体１０８Ｂも弁座１０８Ａから離座して平坦状になり、それによって大気導入通路１０７が開放され、かつ、弁体１０８Ｂと弁座１０８Ａとの間に隙間δが維持される（リード弁８に関する図１１の想像線と同じ状態）。これにより、該隙間δと大気導入通路１０７を介してハウジング２外部の大気がポンプ室２Ａ内に導入される。
このように、ベーンポンプ１の作動が停止した際には、第１のリード弁８により排出通路７が開放されるタイミングに合わせて、第２のリード弁１０８も大気導入通路１０７を開放させる。そのため、ポンプ室２Ａの最下部にある排出通路７を通過する残油は、大気導入通路１０７から導入される大気によって、効率的に排出通路７からハウジング２外部へ排出されるようになっている。
この作用は、例えば液体を充填したプラスチックの容器を逆さにして、下端となる口部から液体を排出させようとする際に、上端に位置する容器の底に空気孔を開けると、下端となる容器の口部から速やかに液体がこぼれるのと同じ原理である。
【００２０】
以上のように、本実施例のベーンポンプ１は、ベーンポンプ１の作動が停止して潤滑油がポンプ室２Ａ内に引き込まれた際に、排出通路７の端部開口７Ａがリード弁８によって開放されるとともに、第２のリード弁１０７によって大気導入通路１０７が開放されることで、ポンプ室２Ａ内にハウジング２外部の大気が導入される。そのため、ポンプ室２Ａ内に引き込まれた潤滑油（残油）は、速やかに排出通路７を介してハウジング２の外部へ排出されるようになっている。
ここで、ポンプ室２Ａ内の残油とリード弁８の間隙δの大きさとの相関関係を実験によって調べた結果を示したものが図１２である。この図１２に示すように、間隙δが零の場合、つまり、特許文献１に示したような従来一般的なリード弁を用いた場合には、残油量は変動がなくポンプ室内に残ったままとなる。これに対して、間隙δを０．３〜０．５ｍｍに維持した場合、つまり、本実施例の場合にはポンプ室２Ａ内の残油量が停止後の時間の経過に伴って急激に減少することが理解できる。
次に、エンジン運転時におけるベーンポンプ１の駆動トルクの違いについて従来品（１）、（２）と上記本実施例とを比較したデータが図１３である。ここで従来品（１）とは、特許文献１に示したような一般的なリード弁の場合である。また、従来品（２）とはリード弁がないものである。この図１３のデータから見ると、エンジン運転時におけるベーンポンプ１の駆動トルクは、本実施例は従来品（１）と比較して遜色ないことが理解できる。
さらに、ベーンポンプ１の作動時における吸引性能を従来品と上記本実施例とで比較したデータが図１４である。ここで従来品とは、特許文献１に示したような一般的なリード弁の場合である。この図１４のデータから言えることは、本実施例においては、上述したような非作動時に間隙δが維持される構成のリード弁８を採用しているにも拘わらず、従来品と遜色ない吸引性能が得られるということである。
【００２１】
以上のように、本実施例のベーンポンプ１によれば、ベーンポンプ１の構成部材として高価な材料を使用することなく、従来公知のベーンポンプ１に上述した改良を加えることで、ポンプ室２Ａ内の残油をハウジング２外部へ効率的に排出させることができる。また、これに関連して、リード弁８の弁体８Ｂは、全体として小径部２Ｄの外周面に沿った円弧状に形成されているので、弁体８Ｂの先端側となる弾性変形部は、一側だけが片当たりすることなく両側部が同時に弁座８Ａに接離する。この作用は、第２のリード弁１０８と大気導入通路１０７に関しても同様である。この点においても、本実施例によれば、ポンプ室２Ａ内の残油をハウジング２外部へ効率的に排出させることが可能である。
また、ベーンポンプ１の作動時には、排出通路７はリード弁８によって確実に閉鎖されるとともに、大気導入通路１０７は第２のリード弁１０８によって確実に閉鎖される。そのため、本実施例においては、上記図１４の比較データからも明らかなように、ベーンポンプ１の吸引性能や駆動トルクを損なうことがない。
さらに、上記本実施例のベーンポンプ１は、ハウジング２内への潤滑油の供給量を減少させる構成は採用していない。そのため、ポンプ室２Ａ内のベーン４の摺動部分への必要な潤滑油は確保されるので、貧潤滑によるベーン４およびそれとの摺動部分の焼付きを防止することができる。
【００２２】
なお、上述した実施例においては、リード弁８は、凹部２Ｇからなる弁座８Ａと、バネ性を有する弁体８Ｂとを備えて、自然状態では両者の間に間隙δが維持される構成となっているが、リード弁８としては、図１５に示すような構成であっても良い。すなわち、弁座８Ａとしては、平坦な段部端面２Ｅをそのまま利用する一方、弁体８Ｂとしては自然状態で隙間δが維持されるような膨らんだ形状（湾曲形状）を採用しても良い。このような構成のリード弁８においても、ポンプ室２Ａ内の負圧が弁体８Ｂに作用する際には、弁体８Ｂが平坦状に弾性変形して弁座８Ａに着座し、排出通路７の端部開口７Ａが閉鎖される。他方、ポンプ室２Ｅの負圧が低下したベーンポンプの作動停止時には、弁体８Ｂは自己のバネ性によって元の膨らんだ湾曲状態に復帰する。このような構成のリード弁８を、上記第２のリード弁１０８の代わりに採用しても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１‥ベーンポンプ ２‥ハウジング
３‥ロータ ４‥ベーン
６‥吸引通路 ７‥排出通路
７Ａ‥端部開口 ８‥リード弁
８Ａ‥弁座 ８Ｂ‥弁体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にポンプ室を有するハウジングと、上記ポンプ室内に配置されるとともにロータによって回転されて上記ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンと、上記ポンプ室内に潤滑油を供給する給油通路と、上記ポンプ室に気体を吸引する吸引通路と、上記ハウジングに設けられるとともに上記ポンプ室内の気体をハウジングの外部へ排出させる排出通路と、この排出通路を開閉させるリード弁とを備えて、上記ロータとベーンが回転される作動時に上記ポンプ室内に供給された潤滑油を上記排出通路とリード弁を介してハウジングの外部へ排出するように構成されたベーンポンプにおいて、
上記リード弁は、上記ロータとベーンが回転される作動時には、ベーンポンプ内外の圧力差によって上記排出通路の端部開口を閉鎖するようになっており、また、上記リード弁は、上記ロータとベーンの回転が停止される作動停止時には、上記排出通路の端部開口との間に隙間が維持されることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
上記排出通路は、ポンプ室からハウジングの段部端面まで貫通する軸方向の貫通孔からなり、また、上記リード弁は、上記排出通路の端部開口が開口する位置の上記段部端面の凹部からなる弁座と、バネ性を有する薄板状の弁体とを備えており、
上記ロータが回転される作動時には上記弁体が弁座に密着して上記排出通路の端部開口が閉鎖され、上記ロータの回転が停止される作動停止時には上記弁体は弁座から離座して、上記弁体と排出通路の端部開口との間に上記隙間が維持され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】
上記排出通路は、ポンプ室からハウジングの段部端面まで貫通する軸方向の貫通孔からなり、また、上記リード弁は、上記排出通路の端部開口が開口する位置の上記段部端面からなる平坦な弁座と、バネ性を有する湾曲された薄板状の弁体とを備えており、
上記ロータが回転される作動時には上記弁体が弁座に密着して上記排出通路の端部開口が閉鎖され、上記ロータの回転が停止される作動停止時には上記弁体は弁座から離座して、上記湾曲された弁体と排出通路の端部開口との間に上記隙間が維持され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４】
上記ハウジングには、上記ベーンが通常の回転方向とは逆方向に回転された際に、上記ポンプ室の気体をハウジングの外部に逃す大気導入通路が形成されるとともに、該大気導入通路を開閉する第２のリード弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のベーンポンプ。
【請求項５】
上記大気導入通路は、ポンプ室からハウジングの段部端面まで貫通する軸方向の第２の貫通孔からなり、また、上記リード弁は、上記大気導入通路の端部開口が開口する位置の段部端面の凹部からなる弁座と、バネ性を有する薄板状の弁体と、この弁体を押さえるストッパとを備えており、
上記ロータとベーンが回転される作動時には上記弁体が弁座に密着して、上記大気導入通路の端部開口が閉鎖され、上記ロータとベーンの回転が停止される作動停止時には上記弁体は弁座から離座して、上記弁体と大気導入通路の端部開口との間に隙間が維持されることを特徴とする請求項４に記載のベーンポンプ。
【請求項１】
内部にポンプ室を有するハウジングと、上記ポンプ室内に配置されるとともにロータによって回転されて上記ポンプ室を複数の作動空間に区画するベーンと、上記ポンプ室内に潤滑油を供給する給油通路と、上記ポンプ室に気体を吸引する吸引通路と、上記ハウジングに設けられるとともに上記ポンプ室内の気体をハウジングの外部へ排出させる排出通路と、この排出通路を開閉させるリード弁とを備えて、上記ロータとベーンが回転される作動時に上記ポンプ室内に供給された潤滑油を上記排出通路とリード弁を介してハウジングの外部へ排出するように構成されたベーンポンプにおいて、
上記リード弁は、上記ロータとベーンが回転される作動時には、ベーンポンプ内外の圧力差によって上記排出通路の端部開口を閉鎖するようになっており、また、上記リード弁は、上記ロータとベーンの回転が停止される作動停止時には、上記排出通路の端部開口との間に隙間が維持されることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
上記排出通路は、ポンプ室からハウジングの段部端面まで貫通する軸方向の貫通孔からなり、また、上記リード弁は、上記排出通路の端部開口が開口する位置の上記段部端面の凹部からなる弁座と、バネ性を有する薄板状の弁体とを備えており、
上記ロータが回転される作動時には上記弁体が弁座に密着して上記排出通路の端部開口が閉鎖され、上記ロータの回転が停止される作動停止時には上記弁体は弁座から離座して、上記弁体と排出通路の端部開口との間に上記隙間が維持され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】
上記排出通路は、ポンプ室からハウジングの段部端面まで貫通する軸方向の貫通孔からなり、また、上記リード弁は、上記排出通路の端部開口が開口する位置の上記段部端面からなる平坦な弁座と、バネ性を有する湾曲された薄板状の弁体とを備えており、
上記ロータが回転される作動時には上記弁体が弁座に密着して上記排出通路の端部開口が閉鎖され、上記ロータの回転が停止される作動停止時には上記弁体は弁座から離座して、上記湾曲された弁体と排出通路の端部開口との間に上記隙間が維持され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４】
上記ハウジングには、上記ベーンが通常の回転方向とは逆方向に回転された際に、上記ポンプ室の気体をハウジングの外部に逃す大気導入通路が形成されるとともに、該大気導入通路を開閉する第２のリード弁が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のベーンポンプ。
【請求項５】
上記大気導入通路は、ポンプ室からハウジングの段部端面まで貫通する軸方向の第２の貫通孔からなり、また、上記リード弁は、上記大気導入通路の端部開口が開口する位置の段部端面の凹部からなる弁座と、バネ性を有する薄板状の弁体と、この弁体を押さえるストッパとを備えており、
上記ロータとベーンが回転される作動時には上記弁体が弁座に密着して、上記大気導入通路の端部開口が閉鎖され、上記ロータとベーンの回転が停止される作動停止時には上記弁体は弁座から離座して、上記弁体と大気導入通路の端部開口との間に隙間が維持されることを特徴とする請求項４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１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−６７７２９（Ｐ２０１２−６７７２９Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１５４５９（Ｐ２０１０−２１５４５９）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（０００２０７７９１）大豊工業株式会社 (152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（０００２０７７９１）大豊工業株式会社 (152)
【Ｆターム（参考）】
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