JP2007297932A - 可変容量型ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 可変容量型ポンプにおいて、カムリングの変形を抑え、カムリングを簡易に安定的に揺動変位させること。
【解決手段】 可変容量型ポンプ１０において、カムリング２２の外周の一部に設けた支点凸部３１を、アウタケース１９の内周の一部に設けた支点凹部３２に揺動自在に支持したもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は自動車用油圧パワーステアリング装置等に用いて好適な可変容量型ポンプに関する。

可変容量型ポンプとして、特許文献１、２に記載の如く、ポンプケーシングに挿入されるポンプ軸に固定して回転駆動されるとともに、多数のベーンを溝に収容して半径方向に移動可能としてなるロータと、ポンプケーシング内の嵌装孔に嵌装されるアダプタリングと、アダプタリング内に嵌装されて揺動変位可能とされ、ロータの外周部との間にポンプ室を形成するとともに、アダプタリングとの間に第１と第２の流体圧室を形成するカムリングと、第１流体圧室にポンプ吐出側通路に設けた主絞りの上流側の圧力を導入し、第２流体圧室に該主絞りの下流側の圧力を導入する吐出流量制御装置とを有し、吐出流量制御装置が、主絞りの上、下流側の圧力差によって作動し、ポンプ室からの圧力流体の吐出流量に応じて第１流体圧室への供給流体圧を制御する切換弁装置を有してなるものがある。
特開2003-21079 特開2002-168179

特許文献１に記載の可変容量型ポンプでは、カムリングの外周に設けた支持凹部と、アダプタリングの内周に設けた支持凹部との間に、支点ピンを挿入し、カムリングをこの支点ピンを支点として揺動変位させている。

しかしながら、特許文献１に記載の可変容量型ポンプでは、カムリングが支点ピンに対して揺動する支点凹部を形成した薄肉部に集中応力が生じ、このカムリングの薄肉部に変形を生ずるおそれがある。

特許文献２に記載の可変容量型ポンプでは、カムリングの外周面をアダプタリングの内周面に直接的に転接させ、カムリングをこの転接部を支点として揺動変位させている。

しかしながら、特許文献２に記載の可変容量型ポンプでは、カムリングがアダプタリングの内周面上で滑って横移動することを防ぐ必要から、カムリングの外周に設けた回り止め凹部が微小な隙間を介して嵌合する回り止めピンをアダプタリングの側に設けており、複雑である。

本発明の課題は、可変容量型ポンプにおいて、カムリングの変形を抑え、カムリングを簡易に安定的に揺動変位させることにある。

請求項１の発明は、ポンプケーシングに挿入されるポンプ軸に固定して回転駆動されるとともに、多数のベーンを溝に収容して半径方向に移動可能としてなるロータと、ポンプケーシング内の嵌装孔に嵌装されるアウタケースと、アウタケース内に嵌装されて揺動変位可能とされ、ロータの外周部との間にポンプ室を形成するとともに、アウタケースとの間に第１と第２の流体圧室を形成するカムリングと、第１流体圧室にポンプ吐出側通路に設けた主絞りの上流側の圧力を導入し、第２流体圧室に該主絞りの下流側の圧力を導入する吐出流量制御装置とを有してなる可変容量型ポンプにおいて、カムリングの外周の一部に設けた支点凸部をアウタケースの内周の一部に設けた支点凹部に揺動自在に支持してなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記アウタケースの外周に設けた回り止め溝と、ポンプケーシングの嵌装孔の孔面に設けた回り止め溝との間に、回り止めピンを挿入してなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において更に、前記アウタケースの外周に設けた回り止め凸部を、ポンプケーシングの嵌装孔の孔面に設けた回り止め溝に係入してなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)カムリングの外周の一部に設けた支点凸部をアウタケースの内周の一部に設けた支点凹部に揺動自在に支持した。カムリングがアウタケースの支持凹部に対して揺動する支点凸部は、カムリングの厚肉部に形成されるものになり、この厚肉部に応力の集中を生じても変形を抑えることができる。

(b)カムリングは支点凸部をアウタケースの支点凹部に嵌めて揺動するものになり、アウタケースの内周面に対して滑ることなく簡易に安定した揺動軌跡を維持できる。

（請求項２）
(c)アウタケースの外周に設けた回り止め溝と、ポンプケーシングの嵌装孔の孔面に設けた回り止め溝との間に、回り止めピンを挿入した。これにより、アウタケースをポンプケーシングに対して回り止めできる。

（請求項３)
(d)アウタケースの外周に設けた回り止め凸部を、ポンプケーシングの嵌装孔の孔面に設けた回り止め溝に係入した。これにより、アウタケースをポンプケーシングに対して回り止めできる。

図１は実施例１の可変容量型ポンプを示す断面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は実施例２の可変容量型ポンプを示す断面図である。

（実施例１）
可変容量型ポンプ１０は、自動車の油圧パワーステアリング装置の油圧発生源となるベーンポンプであり、図１、図２に示す如く、ポンプケーシング１１に挿入されるポンプ軸１２にセレーションにより固定されて回転駆動されるロータ１３を有している。ポンプケーシング１１は、ポンプハウジング１１Ａとカバー１１Ｂをボルト１４で一体化して構成されている。ポンプ軸１２は、ポンプハウジング１１Ａの支持孔１５Ａに設けられた軸受１６Ａ（ボールベアリング）、軸受１６Ｂ（ブッシュ）と、カバー１１Ｂの支持孔１５Ｂに設けられた軸受１６Ｃ（ブッシュ）に支持される。支持孔１５Ａにはオイルシール１６Ｄが嵌装されている。

ロータ１３は周方向の多数位置のそれぞれに設けた溝１３Ａにベーン１７を収容し、各ベーン１７を溝１３Ａに沿う半径方向に移動可能としている。

ポンプケーシング１１のポンプハウジング１１Ａの嵌装孔２０には、プレッシャプレート１８、アウタケース１９が積層状態で嵌着されている。このとき、プレッシャプレート１８の外周とアウタケース１９の外周のそれぞれには互いに一直線上に位置される回り止め溝１８Ａ（不図示）、１９Ａが設けられるとともに、ポンプハウジング１１Ａの嵌装孔２０の孔面には回り止め溝２０Ａが設けられ、回り止め溝１８Ａ、１９Ａと回り止め溝２０Ａとの間に回り止めピン２１を隙間なく挿入している。回り止めピン２１の一端はカバー１１Ｂに嵌合固定されている。

ポンプケーシング１１のポンプハウジング１１Ａに固定されている上述のアウタケース１９にはカムリング２２が嵌装されている。カムリング２２は、ロータ１３とある偏心量をもってロータ１３を囲み、プレッシャプレート１８とカバー１１Ｂの間で、ロータ１３の外周部との間にポンプ室２３を形成する。そして、ポンプ室２３のロータ回転方向上流側の吸込領域には、カバー１１Ｂに設けた吸込ポート２４が開口し、この吸込ポート２４にはハウジング１１Ａ、カバー１１Ｂに設けた吸込通路（ドレン通路）２５Ａを介してポンプ１０の吸込口２６が連通せしめられている。他方、ポンプ室２３のロータ回転方向下流側の吐出領域には、プレッシャプレート１８に設けた吐出ポート２７が開口し、この吐出ポート２７にはハウジング１１Ａに設けた高圧力室２８Ａ、吐出通路（不図示）を介してポンプ１０の吐出口（不図示）が連通せしめられている。

これにより、可変容量型ポンプ１０にあっては、ポンプ軸１２によってロータ１３を回転駆動し、ロータ１３のベーン１７が遠心力でカムリング２２に押し付けられて回転するとき、ポンプ室２３のロータ回転方向上流側では隣り合うベーン１７間とカムリング２２とが囲む容積を回転とともに拡大して作動流体を吸込ポート２４から吸込み、ポンプ室２３のロータ回転方向下流側では隣り合うベーン１７間とカムリング２２とが囲む容積を回転とともに減縮して作動流体を吐出ポート２７から吐出する。

しかるに、可変容量型ポンプ１０は、吐出流量制御装置４０を有している。
吐出流路制御装置４０は、カムリング２２の外周の鉛直最下部に凸設した支点凸部３１を、アウタケース１９の内周の鉛直最下部に凹設した支持凹部３２に揺動自在に支持し、カムリング２２をアウタケース１９内で揺動変位可能としている。カムリング２２の外周に設けた支点凸部３１の凸面の曲率半径は該カムリング２２の外周の他の部分の曲率半径より小さい。アウタケース１９の内周に設けた支点凹部３２の凹面の曲率半径は該アウタケース１９の内周の他の部分の曲率半径より小さい。

尚、カムリング２２は第１流体圧室４１を形成する外周面の一部をアウタケース１９の内周面に突状形成したカムリング揺動規制ストッパ２２Ａに衝接し、後述するようにポンプ室２３の容積を最大とするカムリング２２の揺動限を規制される。また、カムリング２２は後述する第２流体圧室４２を形成する外周面の一部をアウタケース１９の内周面に突状形成したカムリング揺動規制ストッパ２２Ｂに衝接し、後述するようにポンプ室２３の容積を最小とするカムリング２２の揺動限を規制される。

吐出流量制御装置４０は、カムリング２２とアウタケース１９との間に第１と第２の流体圧室４１、４２を形成している。即ち、第１流体圧室４１と第２流体圧室４２は、カムリング２２とアウタケース１９の間で、支点凸部３１と、その軸対称位置に設けたシール材４３とで分割される。このとき、第１と第２の流体圧室４１、４２は、カムリング２２とアウタケース１９の間の両側方をカバー１１Ｂとプレッシャプレート１８により区画され、カムリング２２がアウタケース１９の前述したカムリング揺動規制ストッパ２２Ａ、２２Ｂに衝合したときに、ストッパ２２Ａの両側に分離される第１流体圧室４１同士を連絡する連絡溝、ストッパ２２Ｂの両側に分離される第２流体圧室４２同士を連絡する連絡溝をプレッシャプレート１８に備える。

また、吐出流量制御装置４０は、ポンプケーシング１１を構成するポンプハウジング１１Ａ内であって、カムリング２２を挟んで第１流体圧室４１の反対側にばね押え５０を螺着し、ばね押え５０が支持する付勢手段としてのばね５１をアウタケース１９に設けた連絡孔に通してカムリング２２の外面に衝接している。ばね５１はカムリング２２をロータ１３の外周部との間でポンプ室２３の容積（ポンプ容量）を最大とする方向へ付勢する。

吐出流量制御装置４０は、吐出通路（不図示）の中間部に主絞り５４を設ける。そして、(1)ポンプ室２３の容積を最小とする方向への揺動変位をカムリング２２に与える第１流体圧室４１に、主絞り５４の上流側の圧力を後述する切換弁装置６０を介して導入し、(2)ポンプ室２３の容積を最大とする方向への揺動変位をカムリング２２に与える第２流体圧室４２に、主絞り５４の下流側の圧力を導入する。第１流体圧室４１と第２流体圧室４２に作用する圧力のバランスによって、カムリング２２をばね５１の付勢力に抗して移動させ、ポンプ室２３の容積を変化させてポンプ１０の吐出流量を制御する。

ここで、吐出流量制御装置４０にあっては、主絞り５４の上、下流側の圧力差によって作動し、ポンプ室２３からの圧力流体の吐出流量に応じて第１流体圧室４１への供給流体圧を制御する切換弁装置６０を有する。具体的には、切換弁装置６０は、第１流体圧室４１に接続された連絡路６１と吐出通路（不図示）の主絞り５４より上流側の連絡路６７との間に介装され、連絡路６１に設けた絞り６１Ａとの連携により、ポンプ１０の低回転域では第１流体圧室４１を連絡路６７に対して閉じ、高回転域では第１流体圧室４１を連絡路６７に接続する。

尚、切換弁装置６０は、ポンプハウジング１１Ａに穿設した弁格納孔６２にスプリング６３、切換弁６４を収容し、スプリング６３で付勢される切換弁６４をポンプハウジング１１Ａに螺着したキャップ６５で担持している。切換弁６４は、弁格納孔６２に密に摺接する弁体６４Ａ、及び切換弁体６４Ｂを備え、弁体６４Ａの一端側に設けた加圧室６６Ａに吐出通路（不図示）の主絞り５４より上流側の連絡路６７を連通し、切換弁体６４Ｂの他端側に設けたスプリング６３が格納されている背圧室６６Ｂに吐出通路（不図示）の主絞り５４より下流側の連絡路６８を第２流体圧室４２を介して連通している。また、弁体６４Ａと切換弁体６４Ｂの間のドレン室６６Ｃには前述した吸込通路（ドレン通路）２５Ａが貫通して形成され、タンクに連絡される。弁体６４Ａは、前述の連絡路６１を開閉可能としている。即ち、ポンプ１０の吐出圧力が低い低回転域では、スプリング６３の付勢力により切換弁６４を図１に示す原位置に設定し、弁体６４Ａにより加圧室６６Ａを第１流体圧室４１への連絡路６１に対して閉じる。ポンプ１０の中高回転域では、加圧室６６Ａに加えられる連絡路６７の高圧流体により切換弁６４を移動させ、弁体６４Ａにより加圧室６６Ａを第１流体圧室４１への連絡路６１に対して開き、連絡路６７から加圧室６６Ａに加えられている高圧流体を第１流体圧室４１に導入する。尚、連絡路６７には絞り６７Ａが設けられ、主絞り５４の上流側からの脈動を吸収可能とする。

従って、吐出流量制御装置４０を用いたポンプ１０の吐出流量特性は以下の如くになる。
(1)ポンプ１０の回転数が低い自動車の低速走行域では、ポンプ室２３から吐出されて切換弁装置６０の加圧室６６Ａに及ぶ流体の圧力が未だ低く、切換弁６４は原位置に位置し、切換弁６４は加圧室６６Ａを第１流体圧室４１への連絡路６１に対して閉じる。このため、主絞り５４の上流側の圧力は第１流体圧室４１に供給されず、第２流体圧室４２には主絞り５４の下流側の圧力が印加される。このため、カムリング２２は第１流体圧室４１と第２流体圧室４２の圧力差とばね５１の付勢力によりポンプ室２３の容積を最大とする側に維持され、ポンプ１０の吐出流量は、回転数に比例して増加する。

(2)ポンプ１０の回転数の増加により、ポンプ室２３から吐出されて切換弁装置６０の加圧室６６Ａに及ぶ流体の圧力が高くなると、切換弁装置６０はスプリング６３の付勢力に抗して切換弁６４を移動させて加圧室６６Ａを第１流体圧室４１への連絡路６１に対して開く。これにより、第１流体圧室４１の圧力が上がり、カムリング２２はポンプ室２３の容積を小さくする側に移動していく。従って、ポンプ１０の吐出流量は、回転数の増加に対し、回転数の増加による流量増加分と、ポンプ室２３の容積減縮による流量減少分とを相殺し、一定の流量を維持する。

尚、ポンプ１０にあっては、高圧力室２８Ａと吸込通路（ドレン通路）２５Ａと、ドレン室６６Ｃの間に、ポンプ吐出側での過大流体圧をリリーフする切換弁としてのリリーフ弁７０を有している。また、ポンプ１０は、吸込通路２５Ａからポンプ軸１２の軸受１６Ｃに向かう潤滑油供給路７１（不図示）をカバー１１Ｂに穿設し、ポンプ軸１２の軸受１６Ｂまわりから吸込通路２５Ａに戻る潤滑油戻り路７２をポンプハウジング１１Ａに穿設してある。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)カムリング２２の外周の一部に設けた支点凸部３１をアウタケース１９の内周の一部に設けた支点凹部３２に揺動自在に支持した。カムリング２２がアウタケース１９の支持凹部に対して揺動する支点凸部３１は、カムリング２２の厚肉部に形成されるものになり、この厚肉部に応力の集中を生じても変形を抑えることができる。

(b)カムリング２２は支点凸部３１をアウタケース１９の支点凹部３２に嵌めて揺動するものになり、アウタケース１９の内周面に対して滑ることなく簡易に安定した揺動軌跡を維持できる。

(c)アウタケース１９の外周に設けた回り止め溝１９Ａと、ポンプハウジング１１Ａの嵌装孔２０の孔面に設けた回り止め溝２０Ａとの間に、回り止めピン２１を挿入した。これにより、アウタケース１９をポンプハウジング１１Ａに対して回り止めできる。

尚、アウタケース１９において、回り止め溝１９Ａと支点凹部３２はアウタケース１９の周方向において互いに離隔配置され、それらがアウタケース１９の周方向の同一位置に凹設されることによるアウタケース１９の薄肉化を防止している。

（実施例２）
実施例２の可変容量型ポンプ１０が実施例１の可変容量型ポンプ１０と異なる点は、ポンプケーシング１１に対するプレッシャプレート１８、アウタケース１９の回り止め構造として、プレッシャプレート１８の外周とアウタケース１９の外周のそれぞれに互いに一直線上に位置するように設けた回り止め凸部８１を、ポンプハウジング１１Ａの嵌装孔２０の孔面に設けた回り止め溝８２に係入するものを設けたことにある。

尚、アウタケース１９は、回り止め凸部８１と支点凹部３２を周方向の同一位置に配置し、支点凹部３２を凹設したことによるアウタケース１９の薄肉化を防止している。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例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の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１は実施例１の可変容量型ポンプを示す断面図である。 図２は図１のII−II線に沿う断面図である。 図３は実施例２の可変容量型ポンプを示す断面図である。

符号の説明

１０ 可変容量型ポンプ
１１ ポンプケーシング
１２ ポンプ軸
１３ ロータ
１３Ａ 溝
１７ ベーン
１９ アウタケース
１９Ａ 回り止め溝
２０ 嵌装孔
２０Ａ 回り止め溝
２１ 回り止めピン
２２ カムリング
２３ ポンプ室
３１ 支点凸部
３２ 支点凹部
４０ 吐出流量制御装置
４１ 第１流体圧室
４２ 第２流体圧室
５４ 主絞り
８１ 回り止め凸部
８２ 回り止め溝

Claims (3)

1. ポンプケーシングに挿入されるポンプ軸に固定して回転駆動されるとともに、多数のベーンを溝に収容して半径方向に移動可能としてなるロータと、
   ポンプケーシング内の嵌装孔に嵌装されるアウタケースと、
   アウタケース内に嵌装されて揺動変位可能とされ、ロータの外周部との間にポンプ室を形成するとともに、アウタケースとの間に第１と第２の流体圧室を形成するカムリングと、
   第１流体圧室にポンプ吐出側通路に設けた主絞りの上流側の圧力を導入し、第２流体圧室に該主絞りの下流側の圧力を導入する吐出流量制御装置とを有してなる可変容量型ポンプにおいて、
   カムリングの外周の一部に設けた支点凸部をアウタケースの内周の一部に設けた支点凹部に揺動自在に支持してなることを特徴とする可変容量型ポンプ。
2. 前記アウタケースの外周に設けた回り止め溝と、ポンプケーシングの嵌装孔の孔面に設けた回り止め溝との間に、回り止めピンを挿入してなる請求項１に記載の可変容量型ポンプ。
3. 前記アウタケースの外周に設けた回り止め凸部を、ポンプケーシングの嵌装孔の孔面に設けた回り止め溝に係入してなる請求項１に記載の可変容量型ポンプ。

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