JP2006009580A - Vane pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車のパワーステアリング装置に代表される、油圧を用いた供給排出先(アクチュエータ)に作動流体を供給する際などに用いられるベーンポンプに関する。 The present invention relates to a vane pump used when supplying a working fluid to a supply / discharge destination (actuator) using hydraulic pressure, represented by a power steering device of an automobile.
通常、この種のベーンポンプは、例えば、低圧の吸い込み側と高圧の吐出側とで最大7.84〜16.2MPa(80〜165kgf/Cm2)という大きな圧力差を有しており、最大10000回転/分で高速回転するロータに応じて2回/回転の吸い込み−吐出を繰り返している。 Normally, this type of vane pump has a large pressure difference of, for example, a maximum of 7.84 to 16.2 MPa (80 to 165 kgf / Cm 2) between the low-pressure suction side and the high-pressure discharge side, and a maximum of 10,000 revolutions / Suction-discharge of 2 times / rotation is repeated according to the rotor rotating at high speed in minutes.
また、最近では、この種のべーンポンプは、パワーステアリング装置だけに限定されず、自動車の操縦安定性や快適性を確保するために、従来制御対称となっていなかった部分にも用いられることがあり、その際、ベーンポンプの回転数に拘わらず常に大容量で作動流体の使用、不使用が繰り返される場合があり、高圧の作動流体が流入する低圧流路(バイパス流路)でのキャビテーションによる侵蝕の問題が重要な解決課題となっている。 Recently, this type of vane pump is not limited to a power steering device, but may be used in parts that have not been controlled symmetrically in the past in order to ensure driving stability and comfort of an automobile. Yes, at that time, regardless of the number of rotations of the vane pump, the working fluid may always be used or not used with a large capacity. Corrosion caused by cavitation in the low-pressure channel (bypass channel) into which the high-pressure working fluid flows This is an important solution.
その状況を、特許文献1に記載の流量制御弁の技術を用いて説明する。
The situation will be described using the technique of the flow control valve described in
図3(a)はこの流量制御弁を備えたベーンポンプの一例を示す縦断面図、(b)はそのX1−X、X2−Xで切断した矢視断面図である。 FIG. 3A is a longitudinal sectional view showing an example of a vane pump provided with this flow control valve, and FIG. 3B is a sectional view taken along the line X1-X and X2-X.
このベーンポンプ20は、図3(b)に示す流量制御弁11、ポンプで加圧された作動流体の排出路である高圧側流路12、作動流体の流入路であり、かつ、余剰油を吸い込み側に戻す流路として機能する低圧側流路13、高圧側流路12から低圧側流路13への還流路14、この還流路14から高圧の作動流体が流入する低圧側流路13内に設けられた張出部15、流量制御弁11部分に用いられたスリーブ16を備え、これらは本発明に関連する要部部分である。
The
なお、図3(b)の断面図は、図3(a)に示すように、低圧側流路13が見えるX1−X断面と、高圧側流路12が見えるX2−X断面とを重ね合わせたものである。
3B, the X1-X cross section in which the low pressure
ベーンポンプ20は、加えて、ポンプ機能の根幹である、ロータ17、ロータ17に対して出入り可能に収容されたベーン17a、ロータ17から突出したベーン17aが当接する内周面を形成するカムリング17b、ロータ17等の両側を規制するカバー18a、サイドプレート18b、これらを収容する本体18を備え、ベーンポンプとしての機能を発揮する。なお、このポンプ機能については、通常のベーンポンプと変わる所はないので、詳細な説明を省略する。
In addition, the
上記要部関連部分の流量制御弁11は、図3(b)に示すように、この弁を収容する弁管路11a、弁体であるプランジャ11b、このプランジャ11bと一体化されたスプール11c、このスプール11c内に設置され、スプール11c内左から右への作動流体の流れを制御するチェック弁11d、スプール11cを右方へ付勢するスプリング11e、弁管路11aの右方開口部を封止すると共に、プランジャ11b先端部に対する弁座となるオリフィス部材11fを備えている。符号18dは、供給排出先の負荷機器を接続するための接続部材である。
As shown in FIG. 3B, the
この例示のポンプは、高圧・高速回転ポンプであることから、キャビテーションによる内部部分のエロージョン(侵蝕)を防止するために、スプールは侵蝕され難い材料(例えば鉄)で製造されている。 Since this exemplary pump is a high-pressure, high-speed rotary pump, the spool is made of a material that is hard to be eroded (for example, iron) in order to prevent erosion of the internal portion due to cavitation.
一方、本体18は、ポンプ自体のコスト低減と軽量化の目的のため、軟らかい材料であるアルミ(通常はアルミダイキャスト)で製造されている。
On the other hand, the
そして、この本体18とスプールとを摺動させると材質的に軟らかい本体18側が摩耗してしまうことから、これらの間にスプールと同じ硬度のスリーブを介在させる必要がある。
If the
これにより、スプールの摺動によって、容易にその摺動面が摩耗しないようにしている。還流路14、張出部15については、後述する。
Thus, the sliding surface is not easily worn by sliding of the spool. The
ベーンポンプ20においては、この流量制御弁11が、常時自動車のエンジンから回転力を受けて回転するロータ17により高圧側流路12に排出される作動流体が、接続部材18dに接続されるパワーステアリング装置などの負荷機器の必要に応じて適圧適量だけ供給されるように制御しており、その通常動作状態を示すのが、図3(a)、(b)である。
In the
この状態では、プランジャ11bを備えたスプール11cが、このスプール11cへのスプリング11eによる付勢力、高圧側流路12の作動流体の圧力、プランジャ11bの先端に作用する負荷機器側の作動流体の圧力の均衡により、図3(b)において左右に摺動し、これにより、上記適圧適量の作動流体の供給を可能としている。
In this state, the
この際、余剰分の作動流体は、図3(a)、(b)で流れFCとして示すように、高圧側流路12から低圧側流路13へ還流する。したがって、この還流が生じる部分を概念的に還流路14と称している。
At this time, the surplus working fluid returns from the high-
この還流路14では、流体力学の知見として、スプール11cの中心を対称軸として、高圧側流路12から低圧側流路13へ一方向だけに還流させると、その還流路14に存在するプランジャ11bに不均衡の流体力が発生することが知られ、このため、スプール11cをスリーブ16内で偏った状態で摺動させることになる。
In this
その為、低圧側流路13に対向する位置に一定の張出を設けたものが張出部15であり、これにより、上記流体力が均衡して、スプール11cがスリーブ16内で偏ることなく摺動できるようにしている。
For this reason, the overhanging
この張出部15は、先に弁管路11aにスリーブ16を嵌挿してから、低圧側流路13を加工する際に同時加工して形成しているが、加工技術上、スプール11cに対する耐摩耗性を考慮しただけの厚さのスリーブ16の場合、張出部15が、ベーンポンプ本体18の部分にまで及んでしまうことが避けられないものであった。
The overhanging
したがって、この張出部15は、低圧側流路13の一部であることから、高圧側流路12からの高圧の作動流体が急激に低圧となってキャビテーションが生じやすい部分で、加えて、材料も侵蝕され易いもの(本体18の素材であるアルミダイキャスト)で、キャビテーションによる侵蝕が発生しやすい部分となっており、高圧大容量にも使用できるベーンポンプとしては、その改善が望まれていた。
本発明は、上記状況を改善しようとするもので、従来より更に高圧大容量という厳しい条件においても、キャビテーションによる侵蝕を発生させにくいベーンポンプを提供することを目的としている。 The present invention is intended to improve the above situation, and an object of the present invention is to provide a vane pump that is less likely to cause erosion due to cavitation even under severe conditions of higher pressure and larger capacity than before.
本発明のベーンポンプは、流量調整弁の高圧側流路から還流路を経由して低圧側流路へ連通する流路であって、前記還流路から高圧で流入する作動流体の流体力の均衡を図るためにこの低圧側流路に形成される張出部付近を、ベーンポンプ本体の素材に比べより侵蝕されにくい材料で構成したことを特徴とする。 The vane pump of the present invention is a flow path that communicates from the high pressure side flow path of the flow rate adjustment valve to the low pressure side flow path via the return path, and balances the fluid force of the working fluid that flows in at a high pressure from the return path. For the purpose of illustration, the vicinity of the overhang portion formed in the low-pressure channel is made of a material that is less eroded than the material of the vane pump body.
本発明のベーンポンプは、還流路を経由して、高圧の作動流体が流量調整弁の高圧側流路から流入する低圧側流路に形成される張出部付近を、ベーンポンプ本体の素材に比べより侵蝕されにくい材料で構成したので、キャビテーションによる侵蝕が不可避な部分の侵蝕を回避でき、高圧大容量といった厳しい条件にも対応することができる。 In the vane pump of the present invention, the vicinity of the overhang portion formed in the low-pressure side flow path through which the high-pressure working fluid flows from the high-pressure side flow path of the flow rate adjustment valve via the reflux path is compared with the material of the vane pump main body. Since it is made of a material that is not easily eroded, it can avoid erosion of parts that cannot be eroded by cavitation, and can cope with severe conditions such as high pressure and large capacity.
以下に、本発明の実施の形態(実施例)について、図面を用いて説明する。 Embodiments (examples) of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1(a)は、本発明のベーンポンプの一例を示す縦断面図、(b)はそのX1−X、X2−Xで切断した矢視断面図である。 Fig.1 (a) is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the vane pump of this invention, (b) is arrow sectional drawing cut | disconnected by the X1-X and X2-X.
図1のベーンポンプ10は、自動車などのパワーステアリング装置などに作動流体を供給する際に用いるものであって、図1(b)に示す流量制御弁1、ポンプで加圧された作動流体の排出路である高圧側流路2、使用後の作動流体の流入路である低圧側流路3、高圧側流路2から低圧側流路3への還流路4、この低圧側流路3に設けられた張出部5、流量制御弁1部分に用いられたスリーブ6を備え、これらは本発明の要部部分である。
A
なお、図1(b)の断面図は、図1(a)に示すように、低圧側流路3が見えるX1−X断面と、高圧側流路2が見えるX2−X断面とを重ね合わせたものである。
In addition, the cross-sectional view of FIG. 1B overlaps the X1-X cross section in which the low pressure
ベーンポンプ10は、加えて、ポンプ機能の根幹である、ロータ7、ロータ7に対して出入り可能なベーン7a、ロータ7から突出したベーン7aが当接する内周面を形成するカムリング7b、ロータ7等の両側を規制するカバー8a、サイドプレート8b、これらを収容する本体8を備え、ベーンポンプとしての機能を発揮する。なお、このポンプ機能については、通常のベーンポンプと変わる所はないので、詳細な説明を省略する。
In addition, the
上記要部関連部分の流量制御弁1は、図1(b)に示すように、この弁を収容する弁管路1a、弁体であるプランジャ1b、このプランジャ1bと一体化されたスプール1c、このスプール1c内に設置され、スプール1c内左から右への作動流体の流れを制御するチェック弁1d、スプール1cを右方へ付勢するスプリング1e、弁管路1aの右方開口部を封止すると共に、プランジャ1b先端部に対する弁座となるオリフィス部材1fを備えている。符号8dは、供給排出先の負荷機器を接続するための接続部材である。
As shown in FIG. 1 (b), the
スリーブ6は、本体8(通常はアルミダイキャスト製)に比べより固い、摩耗の少ない材料(例えば鉄)で製造された円筒体で、弁管路1aとスプール1cとの間に介在して、スプール1cの摺動によって、容易にその摺動面が摩耗しないようにしているものであるが、従来例のものに比べ、その肉厚が大きいが、その理由・効果については後述する。
The
ベーンポンプ10においては、流量制御弁1の機能、スリーブ6を除く他の部分の構成、機能は、図3の従来例と同様であるので、詳細な説明を省略する。
In the
このベーンポンプ10の張出部5も、先に弁管路1aにスリーブ6を嵌挿してから、低圧側流路3を加工する際に同時加工して形成しているが、スリーブ6の厚さが、張出部5の全体がそのスリーブ6内だけで形成されるような厚さになっている点が従来例と異なっている。
The overhanging
したがって、この張出部5は、低圧側流路3の一部であることから、高圧側流路2からの高圧作動流体が急激に低圧となり、気泡を発生させキャビテーションの厳しい部分であっても、張出部5付近の材料が、ベーンポンプ10の材料より格段に固くて侵蝕されにくい材料(例えば鉄)で構成されることとなるので、侵蝕が非常に起こり難いか、ほとんど生じないこととなる。
Therefore, since this
よって、このベーンポンプは、高圧大容量の場合にも、キャビテーションによる侵蝕の問題を心配することなく使用することができる。 Therefore, this vane pump can be used without worrying about the problem of erosion due to cavitation even in the case of high pressure and large capacity.
また、この場合、スリーブ6自体は従来から用いられていたものであるので、加工工数もほとんど変わりなく、コストアップとなるものではない。
Further, in this case, since the
図2(a)は本発明のベーンポンプの他例の要部断面図である。この断面図は、その他例のベーンポンプにおける図1(b)と同じ部分の断面図である。 Fig.2 (a) is principal part sectional drawing of the other example of the vane pump of this invention. This sectional view is a sectional view of the same portion as FIG. 1B in a vane pump of another example.
このベーンポンプ10Aは、図1のベーンポンプ10に比べ、スリーブ6Aの長さが、張出部5を設ける部分だけの長さとされ、流量制御弁1Aのスプール11cが摺動接触する部分には及んでいない点が異なっている。
Compared with the
このように、張出部5のキャビテーションによる侵蝕回避のためには、スリーブ6Aの長さは図示した長さで十分であり、その効果も変わりない。一方、スプール11cと本体8との摺動接触部の摩耗の問題は、例えば、表面処理や材質変更により、その部分だけ本体8の材料と同程度の硬さにすることにより、解決可能である。
Thus, in order to avoid erosion due to cavitation of the overhanging
図2(b)は本発明のベーンポンプの他例の要部断面図である。この断面図は、その他例のベーンポンプにおける図1(b)と同じ部分の断面図である。 FIG. 2B is a cross-sectional view of a main part of another example of the vane pump of the present invention. This sectional view is a sectional view of the same portion as FIG. 1B in a vane pump of another example.
このベーンポンプ10Bは、図1のベーンポンプ10に比べ、張出部5をスリーブに設けるのではなく、本体8の外部からこの部分に至る栓6Bの先端部分に設けるようにした点が異なっている。この栓6Bの材料は、本体8の素材に比べより侵蝕されにくい材料、例えば、鉄とするのが良い。
The vane pump 10B is different from the
この栓6Bは、Oリング6aなどを介在させて油密とした六角穴付き雄ネジのようなものとすることができる。このようにしても、図1のスリーブ6と同様の効果を得ることができ、また、この場合には、栓6Bの先端に殊更、張出部5を形成する替わりに、その分だけ栓6Bを短寸とするだけで対応可能であり、加工工数を減らすことができる。
The
スプール11cとの摺動接触部の摩耗の問題は、上記実施例2と同様な方法で対処可能である。
The problem of wear of the sliding contact portion with the
本発明のベーンポンプは、自動車などのパワーステアリング装置に加え、より高圧大容量の厳しい条件が要求される制御機器などのあらゆる産業分野に用いることができる。 The vane pump of the present invention can be used in all industrial fields such as control equipment that requires severe conditions of higher pressure and larger capacity, in addition to power steering devices such as automobiles.
1〜1B 流量調整弁
2 高圧側流路
3 低圧側流路
4 還流路
5 張出部
6 スリーブ
6A 主スリーブ
6B 栓
7 ロータ
7a ベーン
7b カムリング
8 本体
8a カバー
8b サイドプレート
10〜10B ベーンポンプ
1-1B
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004183437A JP2006009580A (en) | 2004-06-22 | 2004-06-22 | Vane pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004183437A JP2006009580A (en) | 2004-06-22 | 2004-06-22 | Vane pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006009580A true JP2006009580A (en) | 2006-01-12 |
Family
ID=35777105
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004183437A Pending JP2006009580A (en) | 2004-06-22 | 2004-06-22 | Vane pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006009580A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008025726A (en) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Nabtesco Corp | Manifold unit and fluid device |
KR100863511B1 (en) | 2007-06-29 | 2008-10-15 | 영신정공 주식회사 | Casing for power seerign oil pump and method for manufacturing the same |
US7802973B2 (en) * | 2006-04-12 | 2010-09-28 | Kayaba Industry Co., Ltd. | Compact vane pump with mixed suction and return flows |
CN103147979A (en) * | 2013-02-28 | 2013-06-12 | 奇瑞汽车股份有限公司 | Power steering pump |
JP2013199967A (en) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Kyb Co Ltd | Flow control valve |
-
2004
- 2004-06-22 JP JP2004183437A patent/JP2006009580A/en active Pending
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CN103147979A (en) * | 2013-02-28 | 2013-06-12 | 奇瑞汽车股份有限公司 | Power steering pump |
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