(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明のポンプの端板の製造方法(以下、適宜、「端板の製造方法」と略称する。)およびポンプの実施の形態について説明する。
図1に、本実施形態のベーンポンプの透過前面図を示す。
図2に、同ベーンポンプの分解斜視図を示す。
図3に、
図1のIII−III方向断面図を示す。
【0011】
<ベーンポンプの構成>
まず、本実施形態のベーンポンプの構成について説明する。ベーンポンプ1は、ブレーキ装置の倍力装置(図略)に連結されている。ベーンポンプ1は、本発明の「ポンプ」の概念に含まれる。ベーンポンプ1は、倍力装置の負圧源である。ベーンポンプ1は、ハウジング2と、ロータ3と、ベーン4と、を備えている。
【0012】
以下、軸方向(前後方向)とは、ハウジング2の軸方向をいう。周方向とは、ハウジング2を軸方向から見た場合の楕円の中心Oを中心とする周方向をいう。径方向とは、ハウジング2を軸方向から見た場合の楕円の中心Oを中心とする径方向をいう。
【0013】
[ハウジング2]
ハウジング2は、エンジン(図略)の側面に固定されている。ハウジング2は、ハウジング本体20と、端板21と、ポンプ室Aと、を備えている。ハウジング本体20は、有底楕円筒状を呈している。ハウジング本体20は、周壁部200と、底壁部201と、開口部202と、を備えている。
【0014】
周壁部200は、楕円筒状を呈している。底壁部201は、周壁部200の後端に配置されている。底壁部201には、排気孔201dが開設されている。
【0015】
開口部202は、周壁部200の前端に形成されている。開口部202は、溝202aと、複数の取付座202bと、を備えている。溝202aは、環状を呈している。溝202aは、開口部202の前端面に凹設されている。溝202aには、ゴム製のシール部材92が収容されている。シール部材92は、Oリングである。
【0016】
複数の取付座202bは、溝202aの径方向外側に配置されている。複数の取付座202bは、開口部202の口縁に沿って、周方向に所定間隔ずつ離間して配置されている。取付座202bには、挿通孔202cが形成されている。挿通孔202cは、取付座202bを前後方向に貫通している。
【0017】
端板21は、楕円板状を呈している。端板21は、開口部202を封止している。端板21は、外面(前面)210と、内面(後面)211と、押跡面212と、複数の取付座213と、を備えている。
【0018】
複数の取付座213は、端板21の外縁に沿って、周方向に所定間隔ずつ離間して配置されている。取付座213には、挿通孔213aが形成されている。挿通孔213aは、取付座213を前後方向に貫通している。挿通孔213aと挿通孔202cとは、前後方向に並んでいる。ボルト90は、挿通孔213aおよび挿通孔202cを、前後方向に貫通している。ボルト90は、本発明の「締結具」の概念に含まれる。ボルト90の後端(貫通端)には、ナット91が螺着されている。このように、複数のボルト90および複数のナット91により、端板21は開口部202に固定されている。また、端板21と開口部202との間には、弾性変形したシール部材92が介装されている。
【0019】
図1にハッチングで示すように、押跡面212は、外面210の外縁に沿って配置されている。
図3に示すように、押跡面212は、平面取り状を呈している。また、押跡面212は、前向き尖るテーパ面状を呈している。
【0020】
押跡面212は、複数の締結区間212aと、複数の非締結区間212bと、に区画される。締結区間212aは、取付座213の外縁に沿って配置されている。非締結区間212bは、取付座213以外の部分の外縁に沿って配置されている。
図1に示すように、締結区間212aの径方向幅(径方向幅の最小値)Raは、非締結区間212bの径方向幅(径方向幅の最小値)Rbよりも、短い。ポンプ室Aは、ハウジング2の内部に区画されている。前側または後側から見て、ポンプ室Aは、楕円形状を呈している。ポンプ室Aには、吸気筒93が連結されている。
【0021】
[ロータ3、ベーン4]
ロータ3は、ロータ本体30と、軸部31と、を備えている。ロータ本体30は、ポンプ室Aに収容されている。ロータ本体30は、一対のロータ溝部300aを備えている。一対のロータ溝部300aは、直径方向に対向して、つまり180°対向して、配置されている。一対のロータ溝部300aは、ロータ本体30を直径方向に貫通している。
【0022】
軸部31は、ロータ本体30の後側に連なっている。軸部31は、底壁部201を前後方向に貫通している。軸部31は、カップリング(図略)および給油ジョイント(図略)を介して、エンジンのカムシャフト(図略)に連結されている。軸部31は、自身の軸周りに回転可能である。すなわち、ロータ3は、軸部31の軸周りに回転可能である。
【0023】
ベーン4は、ベーン本体40と、一対のキャップ41と、を備えている。ベーン本体40は、ポンプ室Aに収容されている。ベーン本体40は、ロータ3と共に回転可能である。ベーン本体40は、一対のロータ溝部300aに沿って直径方向に往復動可能である。ベーン本体40は、回転角度に応じて、ポンプ室Aを複数の作動室に区画可能である。一対のキャップ41は、ベーン本体40の直径方向両端に配置されている。キャップ41は、周壁部200の内周面に摺接している。
【0024】
ベーン4の回転に伴って、ポンプ室Aの複数の作動室の容積は拡縮する。この際、ベーンポンプ1は、吸気筒93を介して、倍力装置から作動室に空気を吸入する。並びに、ベーンポンプ1は、排気孔201dを介して、作動室から外部に空気を排気する。
【0025】
<ベーンポンプの端板の製造方法>
次に、本実施形態のベーンポンプの端板の製造方法について説明する。端板の製造方法は、打抜き工程と、押圧工程と、を有している。
【0026】
[打抜き工程]
図4に、本実施形態の端板の製造方法の打抜き工程の模式図を示す。なお、
図3に示す端板21の上側は
図4に示すワークWの右側に、
図3に示す端板21の下側は
図4に示すワークWの左側に、各々対応している。本工程においては、板材から、端板21となるワークWを、プレス打抜き加工により、打ち抜く。
【0027】
図4に示すように、金型5は、パンチ50と、ダイ51と、ストリッパ52と、を備えている。まず、ダイ51の上面に、板材Bをセットする。次に、ストリッパ52により、板材Bの上面を押さえる。続いて、パンチ50により、板材Bから、ワークWを打ち抜く。ここで、ダイ51のパンチ挿入孔510の口縁と、パンチ50の外縁と、の間には、所定のクリアランスCが設定されている。このため、ワークWを打ち抜く際、ワークWの下面のうち、パンチ挿入孔510の口縁に当接する部分Dの付近には、ダレが発生する。その後、別の金型を用いて、
図4に点線で示すように、ワークWに複数の挿通孔213a(
図3参照)を穿設する。
【0028】
[押圧工程]
本工程は、ワーク配置工程と、充填工程と、を有している。
図5に、本実施形態の端板の製造方法のワーク配置工程の模式図を示す。
図5に示すように、金型6は、押圧部材60と、治具61と、を備えている。治具61には、上向きに開口する凹部610が凹設されている。上側から見た凹部610の形状は、
図1に示す前側から見た端板21の形状と、一致している。凹部610の底面610aは、平面状を呈している。凹部610の上下方向深さは、
図3に示す端板21の前後方向板厚と、一致している。
【0029】
押圧部材60は、上側から凹部610に接近可能である。押圧部材60の下面(押圧面)600の形状は、
図1に示す前側から見た端板21の形状と、一致している。下面600は、平面部601と、突出部603と、を備えている。
【0030】
平面部601は、平面状を呈している。平面部601には、所定の凹凸パターン(ななこ模様、図略)が配置されている。突出部603は、平面部601の外縁に沿って、下向きに突設されている。突出部603の内周面(平面部601に対する傾斜面)には、押跡面形成部602が設定されている。押跡面形成部602は、平面取り状を呈している。また、押跡面形成部602は、上向きに尖るテーパ面状を呈している。すなわち、押跡面形成部602は、
図1に示す押跡面212と、型対称の形状を呈している。押跡面形成部602は、複数の締結区間形成部602aと、複数の非締結区間形成部602bと、に区画される。締結区間形成部602aは、
図3に示す締結区間212aに対応している。非締結区間形成部602bは、
図3に示す非締結区間212bに対応している。
【0031】
ワークWの外面(上面)210aは、
図3に示す端板21の外面210に対応する。ワークWの内面(下面)211aは、
図3に示す端板21の内面211に対応する。本工程においては、
図5に示すように、外面210aが表側(上側)になるように、ワークWを治具61の凹部610に配置する。ワークWの内面211aは、底面610aに当接する。
【0032】
図6に、
図5の円VI内の拡大図を示す。
図6に示すように、凹部610の底面610aと内周面610bとの境界には、直角の角部Eが形成されている。一方、ワークWの内面211aの外縁には、ダレFが形成されている。このため、ダレFと角部Eとの間には、隙間Gが形成されている。
【0033】
図7に、本実施形態の端板の製造方法の充填工程の模式図を示す。本工程においては、
図7に示すように、押圧部材60により、ワークWの外面210aを押圧する。外面210aのうち平面部601に押圧される部分には、平面部601の凹凸パターンが転写される。また、凹部610の底面610aは、平面状を呈している。このため、内面211aの平面度が向上する。
【0034】
図8に、
図7の円VIII内の拡大図を示す。
図8に示すように、押圧部材60の突出部603は、ワークWの外面210aの外縁を押圧する。このため、ワークWの外縁部分の肉は、
図8に矢印Y1で示すように、ワークWの内部(下側および径方向内側)に押し込まれる。このため、ワークWの外面210aの外縁に、
図1に示す押跡面212が形成される。具体的には、締結区間形成部602aにより、
図3に示す締結区間212aが形成される。並びに、非締結区間形成部602bにより、
図3に示す非締結区間212bが形成される。
【0035】
ワークW収容済みの凹部610において、唯一、ダレFと角部Eとの間だけには、隙間Gが確保されている。このため、
図8に矢印Y2で示すように、押し込まれた分に対応する肉が、角部Eの形状に沿って隙間G(
図6参照)を充填する。このようにして、ダレFが除去される。その後、ワークWを凹部610から取り出し、ワークWに所定の仕上げ加工を施すことにより、
図1に示す端板21が完成する。
【0036】
<作用効果>
次に、本実施形態の端板の製造方法およびベーンポンプの作用効果について説明する。
図8に示すように、本実施形態の端板の製造方法によると、押圧工程において、押跡面212を形成する際に、ワークWの切口面付近の肉を移動させることにより、
図6に示す隙間Gに肉を充填することができる。このため、簡単にダレFを除去することができる。
【0037】
図3に示すように、本実施形態のベーンポンプ1によると、端板21の内面211の外縁に、ダレが残りにくい。このため、端板21の内面211と、ハウジング本体20の開口部202と、の合わせ面(シール界面)Hに、シール部材92にまで到達する隙間が形成されにくい。したがって、合わせ面Hのシール性を確保しやすい。
【0038】
また、仮に、端板21の内面211の外縁にダレが残っている場合、ダレとシール部材92とが干渉するのを回避するために、シール部材92を径方向内側にシフトする必要がある。このため、ポンプ室Aの容量が小さくなってしまう。この点、本実施形態のベーンポンプ1によると、端板21の内面211の外縁に、ダレが残りにくい。このため、ダレとシール部材92との干渉を回避する必要がない。したがって、ポンプ室Aの容量を大きくすることができる。言い換えると、端板21の内面211の外縁にダレが残っているベーンポンプと比較して、より小型のベーンポンプ1で、同じ容量のポンプ室Aを確保することができる。
【0039】
また、
図1に示すように、押跡面212は、シール部材92(ポンプ室Aの気密性を確保するための部材)の径方向外側に、全周的に、無端環状に、配置されている。このため、合わせ面Hのシール性を確保しやすい。
【0040】
また、
図1に示すように、締結区間212aの径方向幅(径方向幅の最小値)Raは、非締結区間212bの径方向幅(径方向幅の最小値)Rbよりも、短い。このため、取付座213にボルト90の座面を確保しやすい。また、非締結区間212bの径方向幅Rbが長いため、言い換えると
図7に示す非締結区間形成部602bの押圧力が大きいため、
図6に示す隙間Gに、しっかりとワークWの肉を充填することができる。
【0041】
また、
図5〜
図8に示すように、押圧工程は、外面210aが表側(上側)になるように、ワークWを治具61の凹部610に配置するワーク配置工程と、外面210aの外縁をワークWの内部に押し込むことにより押跡面212を形成すると共に、凹部610の形状に沿って、凹部610とダレFとの間の隙間Gに、肉を充填する充填工程と、を有している。ワークW収容済みの凹部610において、唯一、ダレFと角部Eとの間だけには、隙間Gが確保されている。このため、ワークWの肉を、簡単に隙間Gに導入することができる。すなわち、簡単に、隙間GにワークWの肉を充填することができる。
【0042】
また、本実施形態の端板21の製造方法によると、
図4に示す打抜き工程において、仮に、ワークWの外面210aの外縁にかえり(バリ)が発生しても、
図8に示す充填工程において、押圧部材60の突出部603で当該かえりを押圧し押跡面212を形成することにより、かえりを除去することができる。また、充填工程において、かえりの肉がワークWの内部に押し込まれるのを利用して、隙間Gを充分に充填することができる。
【0043】
<その他>
以上、本発明のポンプの端板の製造方法およびポンプの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【0044】
図9にその他の実施形態(その1)の端板の製造方法の充填工程の部分拡大図を示す。なお、
図8と対応する部位については同じ符号で示す。
図9に示すように、押跡面形成部602は、丸面取り状を呈していてもよい。この場合、
図3に示す押跡面212は、丸面取り状になる。
【0045】
図10にその他の実施形態(その2)の端板の製造方法の充填工程の部分拡大図を示す。なお、
図8と対応する部位については同じ符号で示す。
図10に示すように、突出部603の径方向断面は、矩形状であってもよい。この場合、
図3に示す押跡面212は、外面210から後側に一段ずれた、平面状(段差状)になる。
【0046】
このように、押跡面形成部602、押跡面212の形状は、特に限定しない。平面取り状、丸面取り状、平面状などであってもよい。また、平面部601に対する押跡面形成部602の傾斜角度、外面210に対する押跡面212の傾斜角度は、特に限定しない。一例として30°、45°、60°などであってもよい。
【0047】
図4に示す打抜き工程において、板材BからワークWを打ち抜く際のパンチ50の打抜き方向は特に限定しない。下向きでも上向きでもよい。また、上下抜きを用いてもよい。また、ワークWに対するパンチ50の押圧回数も特に限定しない。
【0048】
打抜き工程におけるダレFの発生位置(例えば、
図4に示すパンチ挿入孔510の口縁に当接する部分Dの付近)、ダレFの大きさは特に限定しない。パンチ50の打抜き方向やクリアランスCの大きさなどにより、ダレFの発生位置、大きさは変化する。
【0049】
例えば、ダレFが、
図4に示すワークWの外面210aの外縁および内面211aの外縁のうち、少なくとも一方に発生してもよい。ダレFが外面210aの外縁および内面211aの外縁に発生する場合は、
図5、
図6に示すワーク配置工程において、外面210aおよび内面211aのうち整面したい方の面を、凹部610の底面610aに当接させればよい。
【0050】
図5〜
図8に示す押圧工程(ワーク配置工程、充填工程)において、平面部601専用の押圧部材と、押跡面形成部602専用の押圧部材と、を別々に用意してもよい。この場合、平面部601によるワークWの外面210aの押圧(平押し工程)と、押跡面形成部602による押跡面212の形成つまり隙間Gの充填(押跡面形成工程)と、を別々に実行してもよい。
【0051】
図5〜
図8に示す押圧工程は、剪断加工されたワークWの切口面の不整を整える整面方法として、本発明の端板の製造方法から独立して実施することも可能である。この場合、整面方法を用いて、切口面のダレのみならず、破断面やかえり(バリ)の不整を整えてもよい。
【0052】
ハウジング本体20の開口部202が剪断加工により製造される場合は、
図5〜
図8に示す押圧工程により、
図2に示す開口部202の後面の外縁に押跡面212を形成してもよい。こうすると、開口部202の前面(合わせ面H側の面)の外縁から、簡単にダレFを除去することができる。このため、合わせ面Hのシール性を確保しやすい。
【0053】
押圧部材60の下面600の平面部601に配置される凹凸パターンは特に限定しない。端板21の残留応力の除去、強度の向上などを考慮して、適切な凹凸パターンを配置すればよい。また、平面部601は、凹凸パターンを有しない、平面状であってもよい。こうすると、端板21の外面210の平面度が向上する。
【0054】
本発明のポンプの種類は特に限定しない。ピストンポンプ、プランジャポンプ、ダイヤフラムポンプ、回転ポンプ(ベーンポンプ1、歯車ポンプ、ねじポンプ)などであってもよい。また、ポンプには、コンプレッサも含まれる。すなわち、ポンプのハウジング2の内部に、気密性や液密性が必要なポンプ室Aが区画されていればよい。