JP2004332551A - 液体ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体の大型化を招くことなく、所望の低周波数域の脈圧を確実に低減できるようにする。
【解決手段】ベースブロック２と周壁ブロック３の孔によって凹状部４を形成し、その凹状部４にギヤポンプのギヤ７等を収容すると共に、凹状部４を閉塞するように周壁ブロック３にサイドブロック５を結合する。周壁ブロック３からベースブロック２にかけては凹状部４の周域に位置されるように脈圧低減用のチャンバ１９を形成する。このような液体ポンプにおいて、周壁ブロック３とサイドブロック５の間に弾性を有する薄肉プレート１５を介装し、その薄肉プレート１５によってチャンバ１６の底壁を構成する。サイドブロック５のチャンバ１９に対応する位置に、薄肉プレート１５の背面側を低圧室２５に導通させる導通孔２４を設け、その導通孔２４によって薄肉プレート１５の自由な変動を許容する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、パワーステアリング装置の圧力源等に用いられる液体ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の液体ポンプは吸入・吐出の際に脈圧が発生することが知られており、この脈圧を抑制するために各種の工夫が為されている。
【０００３】
この脈圧の低減には、例えば、通路途中にチャンバを設けることが有効であるが、チャンバはある程度以上の占有スペースを必要とするため装置全体の大型化を招き易い。そこで、この点を改善した液体ポンプとして以下のようなものが案出されている（特許文献１参照。）。
【０００４】
この液体ポンプは、凹状部を有するポンプボディにサイドブロックを結合し、凹状部とサイドブロックに囲まれた空間部にポンプ本体を収容すると共に、ポンプボディの凹状部の周域に脈圧低減用のチャンバを形成したものである。このポンプにおいては、ポンプボディの凹状部の周域のデッドスペースを有効利用してチャンバを形成しているため、装置全体の小型化を図ることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１０５３８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の液体ポンプにおいては、ポンプボディの凹状部の周域にチャンバを形成するにしても確保できる容積には限界があり、より低周波域の脈圧を吸収しようとすると、チャンバ容積を確保するためにポンプボディ自体を大型化せざるを得なくなる。
【０００７】
そこでこの出願の発明は、装置全体の大型化を招くことなく、所望の低周波数域の脈圧を確実に低減できるようにして、装置の小型化と脈圧低減性能の両立を図ることのできる液体ポンプを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、この出願の発明は、ポンプボディとサイドブロックの間に弾性を有する薄肉プレートを介装し、その薄肉プレートによって脈圧低減用のチャンバの底壁を構成すると共に、サイドブロックの前記チャンバに対応する位置に薄肉プレートの変動を許容する変動許容空間を設けるようにした。
【０００９】
この発明の場合、チャンバの底壁が薄肉プレートによって構成されると共に、その薄肉プレートの外側面が変動許容空間に臨むため、チャンバ内の圧力変動が薄肉プレートによって許容されることとなる。したがって、チャンバは実質的に容積を拡大したと同様の機能をもつこととなり、その結果、装置全体を大型化することなく、所望の周波数域の脈圧を確実に低減することが可能となる。
【００１０】
前記薄肉プレートは、ポンプ本体の軸受部からの作動液の漏出を防止するためのシール用プレートであることが望ましく、このようにした場合、チャンバ壁を形成するための専用の薄肉プレートを設ける必要がなく、単にサイドブロック側に変動許容空間を設けるだけで良いこととなる。したがって、部品点数を削減して、製造コストの削減を図ることができる。
【００１１】
また、前記チャンバを、吐出通路または吸入通路に対して絞り通路を介して接続し、その絞り通路とチャンバによってレゾネータを構成するようにしても良い。この場合には、ポンプボディ部分にレゾネータをコンパクトに設けることができるため、装置全体の大型化を招くことなく、狙いとする周波数域の脈圧を確実に低減することが可能となる。
【００１２】
前記変動許容空間は、例えば、大気圧とほぼ同圧の低圧室に導通させれば、薄肉プレートの変動を確実に許容することが可能となる。
【００１３】
このとき変動許容空間と低圧室の間には絞り通路を設けるようにしても良い。この場合、薄肉プレートの変動によって変動許容空間と低圧室の間を作動液が流通するときに、絞り通路部分で減衰効果を得ることができる。したがって、チャンバが接続される通路の脈圧をより効果的に低減することが可能となる。
【００１４】
また、前記変動許容空間を密閉して、その内部に気体を封入するようにしても良い。この場合、薄肉プレートの変動を封入気体の弾性によって許容することができるうえ、チャンバの底壁に密封気体による弾発力を持たせることができる。したがって、変動許容空間に封入する気体の種類や圧力を変更することによって幅広い周波数域の脈圧に対して容易に対応することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、この出願の発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
まず、図１〜図６に示す第１の実施形態について説明する。この実施形態の液体ポンプは、車両のパワーステアリング装置の圧力源として用いられる可逆式のギヤポンプであり、ステアリングホイールの操舵に応じて駆動モータ１が正逆いずれかに回転駆動され、そのモータ１の回転を受けて作動液を左右のパワーシリンダに選択的に吸排するようになっている。
【００１７】
この液体ポンプは、図２に示すように、後端部（図中左側の端部）に駆動モータ１が連結される断面方形状のベースブロック２の前面に厚肉円板状の周壁ブロック３が結合され、この周壁ブロック３に形成された繭形状の孔とベースブロック２の前端面によってポンプ本体を収容する凹状部４が形成されている。そして、周壁ブロック３の前面には、凹状部４を閉塞するように周壁ブロック３とほぼ同外径の円板状のサイドブロック５が結合され、ベースブロック２の前面外縁部には、周壁ブロック３とサイドブロック５の周域を囲繞するポンプカバー６が結合されている。尚、この実施形態の場合、この発明におけるポンプボディはベースブロック２と周壁ブロック３によって主として構成されている。
【００１８】
ポンプ本体は、相互に噛み合う駆動ギヤ７と従動ギヤ８によって構成され、駆動ギヤ７が前記駆動モータ１の軸１ａに連結されている。この両ギヤ７，８の軸７ａ，８ａは軸方向両側に張り出し、夫々の端部はベースブロック２とサイドブロック５にニードルベアリング９を介して支持されている。そして、両ギヤ７，８の噛み合い位置を挟んで回転方向手前側の領域はポンプ吸入部とされ、回転方向前方側の領域はポンプ吐出部とされている。ただし、このポンプ吸入部とポンプ吐出部は駆動ギヤ７（駆動モータ１）の回転方向の変化によって入れ替わるため、以下では、これらを「第１吸排室１０」と「第２吸排室１１」と呼ぶものとする（図４参照。）。
【００１９】
ベースブロック２には、図３，図４に示すように、第１，第２吸排室１０，１１に夫々接続される第１の吸排通路１２と第２の吸排通路１３が形成されている。これらの吸排通路１２，１３は周壁ブロック３の凹状部４に対して左右対称に形成され、ベースブロック２の外面側の各ポート１２ａ，１３ａを通してパワーシリンダの左右の液室に接続されている。
【００２０】
また、前記ベースブロック２と周壁ブロック３、周壁ブロック３とサイドブロック５の各接合面間には弾性を有する金属製の薄肉プレート１４，１５が介装されている。これらの薄肉プレート１４，１５は周壁ブロック３とほぼ同外径の円板状に形成され、夫々図５，図６に示すように、中心部とその中心部よりも図中若干上方に編寄した位置に、駆動ギヤ７と従動ギヤ８の軸部７ａ，８ａが挿入される貫通孔１６，１７が形成されている。これらの貫通孔１６，１７の縁部は駆動ギヤ７と従動ギヤ８の軸方向の端面に摺動自在に密接し、吸排室１０，１１から軸受部（ニードルベアリング９の収容部）への作動液の漏出を防止する。また、両薄肉プレート１４，１５の外周縁部には複数のボルト孔１８が形成され、両プレート１４，１５は、これらのボルト孔１８に締結ボルト（図示せず）が挿入され、周壁ブロック３とサイドブロック５と共にベースブロック２に共締めされている。尚、図５中、３０，３１は、給排室１０，１１と給排通路１２，１３を夫々接続するために薄肉プレート１４に形成された給排孔である。
【００２１】
ところで、ベースブロック２の第１の吸排通路１２と第２の吸排通路１３の途中には脈圧低減用の二つのチャンバ１９，２０が介装されている。以下、これらのチャンバ１９，２０とその周辺部の構成について説明するが、第１の吸排通路１２と第２の吸排通路１３はこれらのチャンバ１９，２０も含めてほぼ同構成となっているため、以下では第２の吸排通路１３側についてのみ説明し、第１の吸排通路１２側の説明は省略するものとする。
【００２２】
吸排通路１３の両チャンバ１９，２０は、図１に示すように、いずれもベースブロック２から周壁ブロック３にかけて略円柱状に形成されている。具体的には、チャンバ１９，２０は、周壁ブロック３側に開口するようにベースブロック２に形成されたベース穴２１（図３参照。）と、周壁ブロック３上のベース穴２１と対応する位置に形成されたチャンバ孔２２（図４参照。）と、ベース穴２１とチャンバ孔２２を接続するように一方の薄肉プレート１４に形成された接続孔２３（図５参照。）と、チャンバ孔２２のサイドブロック５側の端面を閉塞する他方の薄肉プレート１５（図６参照。）とによって構成されている。したがって、各チャンバ１９，２０の底壁は薄肉プレート１５によって構成されている。
【００２３】
また、サイドブロック５は、周壁ブロック３の各チャンバ孔２２に対応する位置に同チャンバ孔２２と同径の導通孔２４が形成されている。この導通孔２４は、ポンプカバー６内の低圧室２５の圧力を他方の薄肉プレート１５の背面（チャンバ１９，２０に臨む部分の背面）側に導入することで、チャンバ１９，２０部分での薄肉プレート１５の自由な変動を許容するものであり、この発明における変動許容空間を構成している。尚、この実施形態の場合、ポンプカバー６内の低圧室２５は油圧回路内のリザーバタンクを兼ね、その内部には常時ほぼ大気圧と同圧の作動液が充填されている。
【００２４】
この液体ポンプは以上のような構成であるため、操舵トルクに応じた駆動モータ１の制御によって駆動ギヤ７が一方に回転駆動されると、これに噛み合った従動ギヤ８が反対方向に回転して両ギヤ７，８の歯面間でポンプ作動が行われる。
【００２５】
このとき、例えば、パワーシリンダの一方の液室の作動液が第１の吸排通路１２側に戻されたとすると、その作動液は同通路１２内の二つのチャンバ２０，１９を通過して第１吸排室１０に吸入され、前記両ギヤ７，８によって加圧されつつ第２吸排室１１側に吐出される。そして、その作動液は第２の吸排通路１３内の二つのチャンバ１９，２０を通過し、同通路１３のポート１３ａからパワーシリンダの他方の液室へと供給される。
【００２６】
また、このポンプ作動が行われる間、吸排通路１２，１３内に発生した脈圧は各チャンバ１９，２０を通過する際にその容積によって吸収され低減される。
【００２７】
この液体ポンプは、脈圧低減用の各チャンバ１９，２０が周壁ブロック３とベースブロック２の凹状部４の周域に形成されていることに加え、各チャンバ１９，２０の底壁が薄肉プレート１５で構成されると共に、その薄肉プレート１５部分の背面が導通孔２４を通して低圧に維持されているため、ベースブロック２等を大型化することなく、所望の周波数域の脈圧を確実に低減することができる。
【００２８】
つまり、この液体ポンプの場合、凹状部４の周域のデッドスペースを有効利用することができるうえ、各チャンバ１９，２０の底壁が脈圧に対して柔軟に変動することで実質容積以上に低周波寄りの脈圧低減を行うことができ、これらのことから脈圧低減性能を確保しつつも装置の小型化が可能となっている。
【００２９】
また、この液体ポンプの場合、各チャンバ１９，２０の底壁を成す薄肉プレート１５は軸受部からの作動液の漏れを防止するシール用プレートをそのまま利用することができるため、部品点数の増加を無くし、製造コストの低減を図ることができるという利点がある。
【００３０】
さらに、この実施形態においては、サイドブロック５に臨むポンプカバー６の内側空間をリザーバタンクとし、そのリザーバタンクを低圧室２５として利用したため、サイドブロック５の各チャンバ１９，２０に対応する位置に単純に導通孔２４を形成するだけで薄肉プレート１５をチャンバ１９，２０の変動可能な壁として用いることができる。したがって、構造が簡単になり、低コストでの製造が可能になると共に、ポンプ全体のさらなる小型化も可能となる。
【００３１】
つづいて、この発明の他の実施形態について説明する。尚、これらの実施形態の説明において、前述した第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００３２】
図７に示す第２の実施形態は、チャンバ１９（２０）と吸排通路１３（１２）を絞り通路２６を介して接続し、その絞り通路２６とチャンバ１９（２０）によってレゾネータを構成している点のみが第１の実施形態と異なり、他の構成はすべて同様となっている。
【００３３】
この実施形態の場合、チャンバ１９，２０の底壁を変動可能な薄肉プレート１５で構成したことと相俟ってベースブロック２と周壁ブロック３部分にレゾネータをコンパクに設けることが可能となり、このことから装置の大型化を招くことなく、狙いとする周波数域の脈圧をレゾネータによって確実に低減することができる。
【００３４】
図８に示す第３の実施形態は、サイドブロック５のチャンバ１９（２０）に対応する位置に、薄肉プレート１５に臨む断面円形状の凹部２７（変動許容空間）を形成し、その凹部２７と低圧室２５を絞り通路２８を介して接続している。その他の部分は第２の実施形態と同様の構成となっている。
【００３５】
この実施形態は、薄肉プレート１５の変動許容空間である凹部２７と低圧室２５が絞り通路２８を通して連通するため、脈圧によって薄肉プレート１５が変動するときに作動液が絞り通路２８内を流通し、このときの絞り抵抗によって脈圧減衰効果を得ることができる。したがって、脈圧をより効果的に低減することができる。
【００３６】
図９に示す第４の実施形態は、サイドブロック５のチャンバ１９（２０）に対応する位置に、薄肉プレート１５に臨む断面円形状の凹部２９を形成し、その凹部２９と薄肉プレート１５の間を密閉して、その密閉空間３３（変動許容空間）に気体を封入するようにしている。
【００３７】
この実施形態の場合、薄肉プレート１５の変動を密閉空間３３内の気体の弾性によって許容することができる。また、この気体の弾性は封入する気体の種類や圧力を変えることによって容易に調整することができるため、脈圧低減周波数のチューニングの自由度が高いという利点がある。
【００３８】
尚、この発明の実施形態は以上で説明したものに限るものでなく、例えば、ポンプ本体の構成はギヤポンプに限らず、ベーンポンプやトロコイドポンプ等の他のポンプ形態であっても良く、また、液体ポンプの作動タイプも可逆式ではない通常の一方向作動のものであっても良い。
【００３９】
次に、上記の各実施形態から把握し得る請求項に記載以外の発明について、以下にその作用効果と共に記載する。
【００４０】
（イ） サイドブロックの周域にリザーバタンクを形成し、そのリザーバタンクを低圧室として前記変動許容空間に導通させたことを特徴とする請求項４に記載の液体ポンプ。
【００４１】
この場合、変動許容空間と周域のリザーバタンクを導通させるための孔をサイドブロックに単純に形成するだけで良いため、構造が簡単になり、低コストでの製造が可能になるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この出願の第１の実施形態を示す図３のＡ−Ａ断面に対応する要部の断面図。
【図２】同実施形態を示す縦断面図。
【図３】同実施形態を示す図２のＢ−Ｂ線に沿う端面図
【図４】同実施形態を示す部品の正面図。
【図５】同実施形態を示す部品の正面図。
【図６】同実施形態を示す部品の正面図。
【図７】この出願の発明の第２の実施形態を示す要部の断面図。
【図８】この出願の発明の第３の実施形態を示す要部の断面図。
【図９】この出願の発明の第４の実施形態を示す要部の断面図。
【符号の説明】
２…ベースブロック（ポンプボディ）
３…周壁ブロック（ポンプボディ）
４…凹状部
５…サイドブロック
７…駆動ギヤ（ポンプ本体）
８…従動ギヤ（ポンプ本体）
１０…第１吸排室（ポンプ吸入部，ポンプ吐出部）
１１…第２吸排室（ポンプ吸入部，ポンプ吐出部）
１５…薄肉プレート
１９，２０…チャンバ
２４…導通孔（変動許容空間）
２５…低圧室
２６…絞り通路
２７…凹部（変動許容空間）
２８…絞り通路
３３…密閉空間（変動許容空間）

Claims (6)

1. ポンプ作用を為すポンプ本体と、このポンプ本体を収容する凹状部を有するポンプボディと、このポンプボディの凹状部の開口側に結合されるサイドブロックと、ポンプ吐出部またはポンプ吸入部に連通する脈圧低減用のチャンバとを備え、前記チャンバがポンプボディの前記凹状部の周域に形成された液体ポンプにおいて、
   前記ポンプボディとサイドブロックの間に弾性を有する薄肉プレートを介装し、その薄肉プレートによって前記チャンバの底壁を構成すると共に、サイドブロックの前記チャンバに対応する位置に薄肉プレートの変動を許容する変動許容空間を設けたことを特徴とする液体ポンプ。
2. 前記薄肉プレートは、ポンプ本体の軸受部からの作動液の漏出を防止するためのシール用プレートであることを特徴とする請求項１に記載の液体ポンプ。
3. 前記チャンバを、吐出通路または吸入通路に対して絞り通路を介して接続し、その絞り通路とチャンバによってレゾネータを構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の液体ポンプ。
4. 前記変動許容空間を大気圧とほぼ同圧の低圧室に導通させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体ポンプ。
5. 前記変動許容空間と低圧室の間に絞り通路を設けたことを特徴とする請求項４に記載の液体ポンプ。
6. 前記変動許容空間を密閉して、その内部に気体を封入したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体ポンプ。

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