JP2001248569A - ベーンポンプ - Google Patents

ベーンポンプ

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JP2001248569A
JP2001248569A JP2000057308A JP2000057308A JP2001248569A JP 2001248569 A JP2001248569 A JP 2001248569A JP 2000057308 A JP2000057308 A JP 2000057308A JP 2000057308 A JP2000057308 A JP 2000057308A JP 2001248569 A JP2001248569 A JP 2001248569A
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Yoshimi Kobayashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】限られたノッチ長さにおいて、吐出圧の急激な
圧力変動を大幅に改善することができるベーンポンプの
提供。 【解決手段】ノッチ７４は、ロータ４の回転方向と逆向
きにその開口幅および溝の深さを徐々に縮小して延在さ
れ、ノッチ７４の溝の深さの変化を傾斜角度の異なる２
つの直線的傾斜により２段階に変化させることにより溝
の深さの変化率が吐出ポート７２に向かうに従って大き
くなるように構成され、吐出ポート７２の開口側壁面７
２ａに対しては不連続に連続され、また、ノッチ７４
は、溝の２段階の直線的傾斜に合わせ、その開口幅の変
化率が吐出ポート７２に向かうに従って大きくなるよう
に２段階に変化させている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、車両用パワース
テアリング装置等に作動流体を供給するベーンポンプに
関し、特に、吐出液圧の急激な圧力変動を防止するため
の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来、ベーンポンプとしては、例え
ば、特開平１０−８９２６６号公報に記載のものが知ら
れている。この従来例のベーンポンプは、図６、７に吐
出ポート部分を示すように、作動流体を吸入ポートの大
気圧部から吐出ポート１０１の高圧に昇圧させるに当た
って、吐出ポート１０１の急激な圧力変化をしないよう
にするために、サイドプレート１０２のベーンが摺接す
る面１０２ａに吐出ポート１０１からロータの回転方向
と逆向きに開口面積を徐々に縮小して延在されている吐
出ポート１０１の先端部となるノッチ（ひげ溝）１０３
を、このノッチ１０３の開口面積が吐出ポート１０１に
向かうに従って滑らかに変化する曲線で吐出ポート１０
１の垂直側壁１０１ａに滑らかにつなげた構造となって
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、従来
例のベーンポンプにあっては、上述のように、ノッチ１
０３の開口面積が吐出ポート１０１に向かうに従って滑
らかに変化する曲線で吐出ポート１０１に連続して設け
られた構造となっていたため、以下に述べるような問題
点がある。即ち、前記ノッチ１０３の長さは、各ベーン
間隔等との関係で吸入と吐出が連通しない範囲に制限さ
れると共に、吐出ポート１０１は、サイドプレート１０
２のベーンが摺接する面１０２ａに対し垂直に開口され
ているため、ノッチ１０３の開口面積を吐出ポート１０
１に向かうに従って滑らかに変化する曲線で吐出ポート
１０１の垂直側壁１０１ａに滑らかにつなげると、ノッ
チ１０３の深さの変化率がノッチ１０３の長さによって
ある程度決定されてしまうことになる。このため、ノッ
チ１０３の長さを長く形成できる場合は問題ないが、上
述のようにノッチ１０３の長さが限られたベーンポンプ
においては、ノッチ１０３の深さの変化率が初期段階で
は少なく吐出ポート１０１への開口部近辺の位置から急
激に大きくなってしまうため、吐出圧の急激な圧力変動
を十分に防止することは極めて困難となる。
【０００４】本発明は、上述のような従来の問題点に着
目してなされたもので、限られたノッチ長さにおいて、
吐出圧の急激な圧力変動を大幅に改善することができる
ベーンポンプを提供すること目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 上述の目的を達成する
ために本発明請求項１記載のベーンポンプでは、ハウジ
ングに嵌装されたカムリングに回転自在に設けられたロ
ータと、該ロータに放射方向に設けられた複数の案内ス
リットおよび該各案内スリットに摺動自在に収容された
ベーンと、前記カムリングとロータとの間において前記
複数のベーンにより区画された複数のポンプ室と、前記
ポンプ室のうち膨張行程を行うポンプ室に対応する吸入
ポートと、前記ポンプ室のうち圧縮行程を行うポンプ室
に対応すると共に開口側壁面がポンプ室への開口面に対
し略垂直となるように形成された吐出ポートと、前記吐
出ポートの開口面の開口縁部から前記ロータの回転方向
と逆向きに延びる溝により形成されていて該溝の深さが
徐々に縮小して延在された前記吐出ポートの先端部とな
るノッチと、を備え、該ノッチにおける溝の深さの変化
率が前記吐出ポートに向かうに従って大きくなると共に
前記吐出ポートの開口側壁面に対しては不連続に連続さ
れている手段とした。
【０００６】請求項２記載のベーンポンプでは、請求項
１に記載のベーンポンプにおいて、前記ノッチにおける
溝の深さの変化を傾斜角度の異なる複数の直線的傾斜に
より複数段階に変化させることにより溝の深さの変化率
が前記吐出ポートに向かうに従って大きくなるように構
成されると共に前記吐出ポートの開口側壁面に対しては
不連続に連続されている手段とした。
【０００７】請求項３記載のベーンポンプでは、請求項
１に記載のベーンポンプにおいて、前記ノッチにおける
溝の深さの変化を曲線的に変化させることにより溝の深
さの変化率が前記吐出ポートに向かうに従って大きくな
るように構成されると共に前記吐出ポートの開口側壁面
に対しては不連続に連続されている手段とした。
【０００８】
【作用】 本発明請求項１に記載のベーンポンプでは、
上述のように、ノッチにおける溝を吐出ポートの開口側
壁面に対しては不連続に連続させることにより、ノッチ
における溝の深さの変化率を吐出ポートに向かうに従っ
て大きくなるように形成する場合、その変化率を初期段
階において大きくかつ滑らかに変化させることができる
ようになる。即ち、吐出圧の急激な圧力変動をなくすた
めには、吐出ポートに開口する圧縮行程が行われるポン
プ室の圧力が吐出圧と一致するまでの圧力変動を滑らか
にすればよいわけであるから、吐出ポートが圧縮行程が
行われるポンプ室に直接開口する前の時点で該ポンプ室
の圧力が十分に昇圧されていれば、吐出ポート側の吐出
圧がそれ以上低下することはなく、従って、上述のよう
に、ノッチの溝の深さの変化率を初期段階において大き
くかつ滑らかに変化させることが可能となるため、ノッ
チの長さが限られていても、吐出圧の急激な圧力変動を
大幅に改善することができるようになる。
【０００９】請求項２記載のベーンポンプでは、上述の
ように、ノッチにおける溝の深さの変化を傾斜角度の異
なる複数の直線的傾斜により複数段階に変化させること
により、吐出圧の変動特性の設定が容易となり、ノッチ
の設計が容易になる。
【００１０】請求項３記載のベーンポンプでは、上述の
ように、ノッチにおける溝の深さの変化を曲線的に変化
させることにより、吐出圧の変動を極力滑らかにするこ
とができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の実施の形態を図
面により詳述する。 （発明の実施の形態１）図１は本発明の実施の形態１の
ベーンポンプを示す縦断側面図、図２は図１のII−II線
における縦断正面図であり、両図において、１はフロン
トハウジング、２はリヤハウジング、３はカムリング、
４はロータ、５はベーン、６はロータ軸、７はサイドプ
レート、８は流量制御弁、９はプーリである。
【００１２】前記フロントハウジング１には、中空室１
１と該中空室１１に連通する貫通穴１２が形成されてい
て、前記中空室１１はフロントハウジング１の一端に開
口し、貫通穴１２はフロントハウジング１の他端に開口
されている。
【００１３】前記リヤハウジング２は、前記フロントハ
ウジング１における中空部１１を閉塞する状態に組み付
けられていて、中空部１１との対向面には貫通穴１２と
同軸線上に軸受凹部２１が形成されていて、この軸受凹
部２１と前記貫通穴１２に前記ロータ軸６が回転自在に
軸承されている。
【００１４】前記中空室１１には、リヤハウジング２の
一端面に対接する状態で前記カムリング３とこのカムリ
ング３に対接する状態で前記サイドプレート７が収納さ
れており、前記カムリング３の内周には、カム曲線の周
期が１８０度のカム面３１が形成されている。
【００１５】前記ロータ４は、前記カムリング３内にお
いてロータ軸６の外周にスプライン結合された状態で設
けられていて、このロータ４の外周面に放射方向に設け
られた複数の案内スリット４１内に前記ベーン５が摺動
自在に収容されている。このベーン５は、その先端面が
カムリング３の内周カム面３１に常時摺接する状態で設
けられている。
【００１６】前記ロータ４および各ベーン５の一方の側
面はリヤハウジング２の端面と摺接し、もう一方の側面
はサイドプレート７の端面と摺接する状態に設けられる
ことにより、カムリング３の内周カム面３１とロータ４
の外周面との間に複数のベーン５により複数に区画され
たポンプ室Ｐ１、Ｐ２が形成され、各ポンプ室Ｐ１、Ｐ
２は、ロータ４の回転により容積変化するようになって
いる。
【００１７】前記サイドプレート７の端面には、膨張行
程を行うポンプ室１０Ｕ、１０Ｕに対応して一対の吸入
ポート７１、７１が形成され、また、圧縮行程を行うポ
ンプ室１０Ｄ、１０Ｄに対応して一対の吐出ポート７
２、７２が形成され、さらに、各案内スリット４１の軸
心側に形成されたベーン背圧室４２に連通する背圧溝７
３が形成されている。そして、この各背圧溝７３は、前
記吐出ポート７２に連通されている。
【００１８】前記各吸入ポート７１、７１は、リヤハウ
ジング２およびフロントハウジング１内に形成されたバ
イパス流路２２、１３を経由し、図示を省略したリザー
バに連結される吸入口１４に連通されている。また、前
記吐出ポート７２、７２は、フロントハウジング１に形
成された圧力室１５を経由し、図示を省略した作動流体
吐出口に連通されている。
【００１９】前記流量制御弁８は、図示を省略した作動
流体吐出口から吐出される作動流体の量を一定にするた
め、余剰の作動流体をバイパス流路１３側に戻す役目を
なすもので、バイパス流路１３と圧力室１５との間に設
けられている。
【００２０】前記両各吐出ポート７２は、その開口側壁
面７２ａがサイドプレート７におけるポンプ室１０Ｄへ
の開口面に対し垂直に形成されている（図４参照）。そ
して、前記両各吐出ポート７２が開口するサイドプレー
ト７の端面には、両各吐出ポート７２の開口縁部から前
記ロータ４の回転方向（図２で反時計方向）と逆向きに
延びる溝により形成されるノッチ７４が形成されてい
る。
【００２１】このノッチ７４は、ロータ４の回転と共に
同方向に移動するポンプ室Ｐ１、Ｐ２と最初に連通を開
始する吐出ポート７２の先端部を構成するもので、ロー
タ４の回転方向と逆向きにその開口幅および溝の深さを
徐々に縮小して延在されている。
【００２２】前記ノッチ７４の形状を図３、４によりさ
らに詳述する。図３はサイドプレート７を示すポンプ室
Ｐ１、Ｐ２側端面図、図４は同ノッチ７４部分を示す要
部拡大図であり、これらの図に示すように、該ノッチ７
４は、その溝の深さの変化を傾斜角度の異なる２つの直
線的傾斜により２段階に変化させることにより溝の深さ
の変化率が吐出ポート７２に向かうに従って大きくなる
ように構成されると共に、吐出ポート７２の開口側壁面
７２ａに対しては不連続に連続されている。なお、図４
において、鎖線は従来例の溝曲線を示す。また、前記ノ
ッチ７４は、前記溝の２段階の直線的傾斜に合わせ、そ
の開口幅の変化率が吐出ポート７２に向かうに従って大
きくなるように２段階に変化させている。
【００２３】この発明の実施の形態１のベーンポンプ
は、上述のように構成されるため、プーリ９に入力され
る駆動力によりロータ軸５を介してロータ４が図２で反
時計方向に回転駆動されると、図示を省略したリザーバ
内の作動液は、吸入口１４、および、バイパス流路１
３、２２を経由し、両各吸入ポート７１からポンプ室Ｐ
１、Ｐ２に吸入され、加圧された状態で吐出ポート７２
から圧力室１５に吐出される。
【００２４】その際、膨張行程から圧縮行程に移行する
予備圧縮行程においては、２組のベーン５、５によって
区画されたポンプ室Ｐ１、Ｐ２が吸入ポート７１側に開
口した状態の膨張行程からベーン５、５により吸入ポー
ト７１を閉じ切った状態の予備圧縮行程に移行した後、
両各ポンプ室Ｐ１、Ｐ２が吐出ポート側に開口する膨張
行程への移行段階においては、まず、ノッチ７４がその
先端部から両各ポンプ室Ｐ１、Ｐ２に開口し、徐々にそ
の開口面積が大きくなる方向に変化することで、吐出ポ
ート７２側の急激な圧力変動が抑制される。
【００２５】そして、この発明の実施の形態１では、ノ
ッチ７４における溝を吐出ポート７２の開口側壁面７２
ａに対しては不連続に連続させることにより、ノッチ７
４における溝の深さの変化率を吐出ポート７２に向かう
に従って大きくなるように形成する場合、ノッチ７４の
長さを長くとることができない場合であっても、溝の深
さの変化率を初期段階において大きくかつ滑らかに変化
させることが可能となる。
【００２６】即ち、従来例では、図４に鎖線で示すよう
に、ノッチ７４の深さが吐出ポート７２に向かうに従っ
て大きくなるように変化する曲線でしかも吐出ポート７
２の垂直側壁７２ａに滑らかにつなげると、実線で示す
本発明の実施の形態１に比べ、ノッチ７４の深さの変化
率が初期段階では少なく、吐出ポート７２への開口部近
辺の位置から急激に大きくなってしまうため、吐出圧の
急激な圧力変動を十分に防止することは極めて困難であ
るのに対し、本発明の実施の形態１の場合はノッチ７４
の溝の深さの変化率を初期段階において大きくかつ滑ら
かに変化させることが可能となる。
【００２７】つまり、吐出圧の急激な圧力変動をなくす
ためには、吐出ポート７２に開口する圧縮行程が行われ
るポンプ室１０Ｄの圧力が吐出圧と一致するまでの圧力
変動を滑らかにすればよいわけであるから、吐出ポート
７２が圧縮行程が行われるポンプ室１０Ｄに直接開口す
る前の時点で該ポンプ室１０Ｄの圧力が十分に昇圧され
ていれば吐出ポート７２側の吐出圧はそれ以上低下する
ことはないわけであり、従って、上述のように、ノッチ
７４の溝の深さの変化率を初期段階において大きくかつ
滑らかに変化させることが可能となるため、ノッチ７４
の長さが限られていても、吐出圧の急激な圧力変動を大
幅に改善することができるようになるという効果が得ら
れる。
【００２８】また、前記ノッチ７４の溝の深さの変化率
が吐出ポート７２に向かうに従って大きくなるように構
成するための構成として、ノッチ７４における溝の深さ
の変化を傾斜角度の異なる２つの直線的傾斜により２段
階に変化させた構成とすることにより、吐出圧の変動特
性の設定が容易となり、これにより、ノッチ７４の設計
が容易になるという効果が得られる。
【００２９】（発明の実施の形態２）次に、発明の実施
の形態２について説明する。なおこの他の発明の実施の
形態２の説明に当たっては、前記発明の実施の形態１と
同様の構成部分には同様の符号を付けてその説明を省略
し、相違点についてのみ説明する。
【００３０】この発明の実施の形態２のベーンポンプ
は、図５にそのノッチ７４部分の要部拡大図を示すよう
に、このノッチ７４は、その溝の深さの変化を曲線的に
変化させることにより溝の深さの変化率が吐出ポート７
２に向かうに従って大きくなるように構成されると共
に、吐出ポート７２の開口側壁面７２ａに対しては不連
続に連続されている構成とし、かつ、ノッチ７４の開口
幅の変化率が吐出ポート７２に向かうに従って大きくな
るように構成されたものである。
【００３１】従って、この発明の実施の形態２のベーン
ポンプにおいても、前記発明の実施の形態１と同様に、
ノッチ７４の長さが限られていても、吐出圧の急激な圧
力変動を大幅に改善することができるようになるという
効果が得られる他、吐出圧の変動を極力滑らかにするこ
とができるようになるという効果が得られる。
【００３２】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述してきたが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形
態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない
範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００３３】例えば、発明の実施の形態１では、ノッチ
の溝の深さの変化を傾斜角度の異なる２つの直線的傾斜
により２段階に変化させたが、３段階以上としてもよ
い。
【００３４】また、発明の実施の形態では、ノッチの開
口幅の変化率が吐出ポートに向かうに従って大きくなる
ように構成させたが、開口幅の変化は任意に設定するこ
とができる。
【００３５】
【発明の効果】 以上説明したように、本発明請求項１
に記載のベーンポンプにあっては、ハウジングに嵌装さ
れたカムリングに回転自在に設けられたロータと、該ロ
ータに放射方向に設けられた複数の案内スリットおよび
該各案内スリットに摺動自在に収容されたベーンと、前
記カムリングとロータとの間において前記複数のベーン
により区画された複数のポンプ室と、前記ポンプ室のう
ち膨張行程を行うポンプ室に対応する吸入ポートと、前
記ポンプ室のうち圧縮行程を行うポンプ室に対応すると
共に開口側壁面がポンプ室への開口面に対し略垂直とな
るように形成された吐出ポートと、前記吐出ポートの開
口面の開口縁部から前記ロータの回転方向と逆向きに延
びる溝により形成されていて該溝の深さが徐々に縮小し
て延在された前記吐出ポートの先端部となるノッチと、
を備え、該ノッチにおける溝の深さの変化率が前記吐出
ポートに向かうに従って大きくなると共に前記吐出ポー
トの開口側壁面に対しては不連続に連続されている手段
としたことで、ノッチの溝の深さの変化率を初期段階に
おいて大きくかつ滑らかに変化させることが可能となる
ため、ノッチの長さが限られていても、吐出圧の急激な
圧力変動を大幅に改善することができるようになるとい
う効果が得られる。
【００３６】請求項２記載のベーンポンプでは、請求項
１に記載のベーンポンプにおいて、前記ノッチにおける
溝の深さの変化を傾斜角度の異なる複数の直線的傾斜に
より複数段階に変化させることにより溝の深さの変化率
が前記吐出ポートに向かうに従って大きくなるように構
成されると共に前記吐出ポートの開口側壁面に対しては
不連続に連続されている手段としたことで、吐出圧の変
動特性の設定が容易となり、ノッチの設計が容易にな
る。
【００３７】請求項３記載のベーンポンプでは、請求項
１に記載のベーンポンプにおいて、前記ノッチにおける
溝の深さの変化を曲線的に変化させることにより溝の深
さの変化率が前記吐出ポートに向かうに従って大きくな
るように構成されると共に前記吐出ポートの開口側壁面
に対しては不連続に連続されている手段としたことで、
吐出圧の変動を極力滑らかにすることができるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のベーンポンプを示す縦
断側面図である。
【図２】図１のII−II線における縦断正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１のベーンポンプにおける
サイドプレートを示すポンプ室側端面図である。
【図４】本発明の実施の形態１のベーンポンプにおける
ノッチ部分を示す要部拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態２のベーンポンプにおける
ノッチ部分を示す要部拡大図である。
【図６】従来例のベーンポンプにおけるサイドプレート
を示すポンプ室側端面図である。
【図７】従来例のベーンポンプにおけるノッチ部分を示
す要部拡大図である。
【符号の説明】
Ｐ１ ポンプ室 Ｐ２ ポンプ室 １ フロントハウジング ２ リヤハウジング ３ カムリング ４ ロータ ５ ベーン ６ ロータ軸 ７ サイドプレート ８ 流量制御弁 ９ プーリ １０Ｕ 膨張行程を行うポンプ室 １０Ｄ 圧縮行程を行うポンプ室 １１ 中空室 １２ 貫通穴 １３ バイパス流路 １４ 吸入口 １５ 圧力室 ２１ 軸受凹部 ２２ バイパス流路 ３１ カム面 ４１ 案内スリット ４２ ベーン背圧室 ７１ 吸入ポート ７２ 吐出ポート ７２ａ 開口側壁面 ７３ 背圧溝 ７４ ノッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H040 AA03 BB05 CC10 DD06 DD23 DD28 3H044 AA02 BB05 CC11 DD04 DD13 DD16

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ハウジングに嵌装されたカムリングに回転
    自在に設けられたロータと、 該ロータに放射方向に設けられた複数の案内スリットお
    よび該各案内スリットに摺動自在に収容されたベーン
    と、 前記カムリングとロータとの間において前記複数のベー
    ンにより区画された複数のポンプ室と、 前記ポンプ室のうち膨張行程を行うポンプ室に対応する
    吸入ポートと、 前記ポンプ室のうち圧縮行程を行うポンプ室に対応する
    と共に開口側壁面がポンプ室への開口面に対し略垂直と
    なるように形成された吐出ポートと、 前記吐出ポートの開口面の開口縁部から前記ロータの回
    転方向と逆向きに延びる溝により形成されていて該溝の
    深さが徐々に縮小して延在された前記吐出ポートの先端
    部となるノッチと、を備え、 該ノッチにおける溝の深さの変化率が前記吐出ポートに
    向かうに従って大きくなると共に前記吐出ポートの開口
    側壁面に対しては不連続に連続されていることを特徴と
    するベーンポンプ。
  2. 【請求項２】前記ノッチにおける溝の深さの変化を傾斜
    角度の異なる複数の直線的傾斜により複数段階に変化さ
    せることにより溝の深さの変化率が前記吐出ポートに向
    かうに従って大きくなるように構成されると共に前記吐
    出ポートの開口側壁面に対しては不連続に連続されてい
    ることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
  3. 【請求項３】前記ノッチにおける溝の深さの変化を曲線
    的に変化させることにより溝の深さの変化率が前記吐出
    ポートに向かうに従って大きくなるように構成されると
    共に前記吐出ポートの開口側壁面に対しては不連続に連
    続されていることを特徴とする請求項１に記載のベーン
    ポンプ。
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