JP2008001251A - Pump device and power steering device applied with pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両のパワーステアリング装置などに適用されるポンプ装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a pump device applied to, for example, a power steering device of a vehicle.
この種の従来のポンプ装置としては、前記パワーステアリング装置に適用された以下の特許文献1に記載されているものが知られている。
As this type of conventional pump device, one described in the following
パワーステアリング装置の概略を説明すれば、ステアリングホィールに取り付けられた操舵軸と、該操舵軸の下端部に連結した出力軸と、該出力軸の下端部に設けられたラック・ピニオン機構と、該ラック・ピニオン機構のラックに連繋された油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの左右の第1、第2油圧室に第1通路と第2通路を介して作動油を相対的に供給する可逆式のポンプ装置とを備えている。 An outline of a power steering apparatus will be described. A steering shaft attached to a steering wheel, an output shaft connected to a lower end portion of the steering shaft, a rack and pinion mechanism provided at a lower end portion of the output shaft, A hydraulic power cylinder connected to a rack of a rack and pinion mechanism, and a reversible type for relatively supplying hydraulic oil to the left and right first and second hydraulic chambers of the hydraulic power cylinder via the first passage and the second passage. Pump device.
前記ポンプ装置は、ポンプ要素が内接歯車式のトロコイドポンプであって、外周側に複数の外歯を有するインナーロータを、電動モータに連結された駆動軸によって正回転あるいは逆回転することにより、インナーロータと噛合したアウターロータの内歯との間の複数のポンプ室の容積を増減して作動油の吸入、吐出によるポンプ作用を行う。 The pump device is a trochoid pump with an internal gear type pump element, and an inner rotor having a plurality of external teeth on the outer peripheral side is rotated forward or reverse by a drive shaft connected to an electric motor, A plurality of pump chamber volumes between inner teeth of the outer rotor meshed with the inner rotor are increased / decreased to perform pumping action by suction and discharge of hydraulic oil.
これによって、前記油圧パワーシリンダの一方の油圧室内の作動油が一方の通路を介してポンプ装置の吸入ポートからポンプ室に供給され、さらにこのポンプ室から吐出されて前記他方の通路を介して油圧パワーシリンダの他方の油圧室に供給される。これによって、前記ラック・ピニオン機構の操舵アシスト力を付与するようになっている。
ところで、前記可逆式のポンプ装置にあっては、一般的に前記駆動軸をハウジング内に両端側のベアリングを介して回転自在に組み付けた場合に、ベアリングなどの位置精度などに起因して僅かな組み付け誤差などが発生してしまう。 By the way, in the reversible pump device, in general, when the drive shaft is rotatably assembled in the housing via the bearings on both ends, there is a slight amount due to the positional accuracy of the bearing and the like. Assembly errors will occur.
そして、前記駆動軸の回転によるインナーロータとアウターロータの回転駆動によってポンプ作用を行うと、吐出ポートから吐出される高い吐出圧の反力が前記駆動軸の径方向へ比較的大きな曲げ荷重が作用すると、前記駆動軸の組み付け誤差などからも影響を受けて、該駆動軸が僅かに径方向へ傾いてしまうおそれがある。 When the pump action is performed by rotating the inner rotor and the outer rotor by the rotation of the drive shaft, the reaction force of the high discharge pressure discharged from the discharge port causes a relatively large bending load in the radial direction of the drive shaft. Then, the drive shaft may be slightly tilted in the radial direction due to the influence of the assembly error of the drive shaft.
このため、前記駆動軸と結合されたインナーロータも前後方向(軸方向)に傾いてしまい、そうすると、前記インナーロータの外歯の一方側の外側面の先端縁が、対向するハウジングの両内側面に片当たりして、いわゆるこじりが発生する。したがって、かかるこじりによるインナーロータの摺動抵抗が大きくなって、ポンプの回転負荷トルクが大きくなってしまう。 For this reason, the inner rotor coupled to the drive shaft is also tilted in the front-rear direction (axial direction), and the leading edge of the outer surface on one side of the outer teeth of the inner rotor is opposite to both inner surfaces of the housing. This causes a so-called twisting. Therefore, the sliding resistance of the inner rotor due to such twisting increases, and the rotational load torque of the pump increases.
この結果、前記電動モータの駆動負荷が大きくなるばかりか、ポンプの振動の発生原因にもなっている。 As a result, not only the driving load of the electric motor is increased, but also the vibration of the pump is caused.
本発明は、前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、請求項1に記載の発明は、一般的なトロコイドポンプのポンプ構造を前提として、特に、ハウジングの作動室の軸方向の内側面と該内側面に対向する前記インナーロータの軸方向の外側面との間に有する隙間を、前記駆動軸側の中心部側から前記アウターロータ側の外周部に渡って漸次大きくなるように形成したことを特徴としている。
The present invention has been devised in view of the above-mentioned conventional situation, and the invention according to
本発明では、インナーロータの外側面と該外側面に対向するハウジングの内側面との間の前記隙間(サイドクリアランス)を、中央部側から外周部側に渡って大きくなるように形成することによって、ポンプの吐出圧などの反力に起因して前記駆動軸の径方向への傾きと共に、インナーロータもハウジングの一方側の内側面側に傾くと、該傾きを前記隙間が吸収して、インナーロータの外側面の外周部の先端縁とハウジングの内側面との部分的な干渉、つまり肩当たりの発生を確実に防止することができる。 In the present invention, the gap (side clearance) between the outer surface of the inner rotor and the inner surface of the housing facing the outer surface is formed so as to increase from the central side to the outer peripheral side. When the inner rotor also tilts toward the inner surface of one side of the housing along with the tilt in the radial direction of the drive shaft due to the reaction force such as the discharge pressure of the pump, the gap absorbs the tilt and the inner rotor Partial interference between the front end edge of the outer peripheral portion of the outer surface of the rotor and the inner surface of the housing, that is, occurrence of contact with the shoulder can be reliably prevented.
これによって、ポンプの回転負荷の上昇を抑制することができるため、モータの駆動負荷も低減できる。 As a result, an increase in the rotational load of the pump can be suppressed, and the driving load of the motor can also be reduced.
請求項2に記載の発明は、ポンプ装置を車両のパワーステアリング装置に適用したもので、操舵輪に連結された操舵機構の操舵力をアシストする油圧パワーシリンダと、該油圧パワーシリンダの一対の圧力室に対して液圧を供給するポンプと、該ポンプを駆動させる電動モータと、前記操舵機構の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、該操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルクに基づいて前記電動モータに駆動指令信号を出力するモータ制御回路と、を備えている。 According to a second aspect of the present invention, the pump device is applied to a power steering device for a vehicle. A hydraulic power cylinder for assisting a steering force of a steering mechanism connected to a steering wheel, and a pair of pressures of the hydraulic power cylinder. A pump for supplying hydraulic pressure to the chamber; an electric motor for driving the pump; a steering torque detecting means for detecting a steering torque of the steering mechanism; and a steering torque detected by the steering torque detecting means. A motor control circuit for outputting a drive command signal to the electric motor.
また、前記ポンプ装置は、請求項1の発明と同じ構成であって、特に、前記ハウジングの作動室の軸方向の内側面と該内側面に対向する前記インナーロータの軸方向の外側面との間に有する隙間を、前記駆動軸側の中心部側から前記アウターロータ側の外周部に渡って漸次大きくなるように形成したことを特徴としている。 Further, the pump device has the same configuration as that of the first aspect of the invention, and in particular, an axial inner surface of the working chamber of the housing and an axial outer surface of the inner rotor facing the inner surface. The gap between them is formed so as to gradually increase from the central portion side on the drive shaft side to the outer peripheral portion on the outer rotor side.
したがって、この発明も前記請求項1の発明と同様な作用効果が得られる。 Therefore, this invention can obtain the same effects as those of the first aspect of the invention.
請求項3に記載の発明は、前記ハウジングの前記インナーロータの外側面と対向する作動室の内側面を、ほぼ平坦面状に形成する一方、前記インナーロータの両外側面の軸方向巾を、該インナーロータの中心部側から外周部側に渡って漸次小さくなるように逃げ溝を形成して、ハウジングの作動室の内側面とインナーロータの前記逃げ溝との間に、前記隙間を形成したことを特徴としている。
The invention according to
この発明によれば、インナーロータがハウジングに対して傾きながら回転した場合であっても、前記隙間によって前記傾きを吸収することができるため、前記内側面と外側面との直接的なメタル接触によるかじりの発生を防止できる。 According to this invention, even if the inner rotor rotates while tilting with respect to the housing, the tilt can be absorbed by the gap, and therefore, by direct metal contact between the inner surface and the outer surface. The occurrence of galling can be prevented.
以下、本発明にかかるポンプ装置を車両のパワーステアリング装置に適用した実施形態を図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, an embodiment in which a pump device according to the present invention is applied to a power steering device for a vehicle will be described in detail with reference to the drawings.
図5は本発明のパワーステアリング装置の油圧回路の概略図を示し、図外のステアリングホイールに連係された操舵機構であるラック・ピニオン機構Rに連繋された油圧パワーシリンダ1と、該油圧パワーシリンダ1に作動油圧を給排する油圧回路2とから構成されている。
FIG. 5 is a schematic diagram of a hydraulic circuit of the power steering apparatus of the present invention. The
前記油圧パワーシリンダ1は、車体幅方向に延設された筒状シリンダ部1a内を前記ラック・ピニオン機構のラックに連繋したピストンロッド3が貫通していると共に、該ピストンロッド3に筒状シリンダ部1a内を摺動するピストン4が固定されている。また、筒状シリンダ部1a内には、ピストン4によって左右の圧力室である第1油圧室5と第2油圧室6が隔成されている。
In the
前記油圧回路2は、各一端部が前記各油圧室5、6に接続された一対の第1,第2通路7,8と、該両通路7,8に選択的に油圧を給排する可逆式のポンプ装置9と、前記第1、第2通路7,8の途中にそれぞれ接続されて、各下流端がリザーバタンク10に連通した第1、第2排出通路11,12と、該両排出通路11,12間に設けられて、前記各通路7,8内の差圧に応じて前記各排出通路11,12を相対的に開閉作動してリザーバタンク10との連通を相対的に切り換える制御バルブ13とを備えている。
The
前記第1、第2通路7,8は、各他端部が前記ポンプ装置9の後述する各吐出口(各吸入口)に接続されている。
The other ends of the first and
また、前記第1、第2通路7,8の上流側には、吸入通路である一対の補償通路14,15がそれぞれ設けられており、この各補償通路14,15には、前記リザーバタンク10から吸入する方向へのみ作動油の流入を許容する一方向弁である第1、第2逆止弁16,17が設けられている。
A pair of
前記両排出通路11,12は、各下流端の排出路11a、12aがリザーバタンク10の内部と連通し、これらの集合した排出孔に各通路7,8からリザーバタンク10内へのみ作動油の流入を許容するチェック弁18が設けられている。
In the
前記制御バルブ13は、互いに連通した中央側に前記各排出通路11,12が連通した一対の第1、第2弁孔と、該各弁孔の内部に固定された有底円筒状のバルブボディと、該両バルブボディの内部に摺動自在に設けられて、前記第1、第2通路7,8の差圧に基づいて前記各排出通路11,12を相対的に開閉する一対の第1、第2ポペット弁体13a,13bと、前記両弁孔間を中央で連通する摺動孔内に各ポペット弁体13a、13b方向、つまり軸方向へ摺動自在に設けられて、前記各ポペット弁体13a、13bの相対的な作動位置を制御するピストン部材であるフリーピストン13cと、を備えている。
The
各ポペット弁体13a,13bは、その後端部とバルブボディの底面との間に弾装された第1、第2コイルスプリング13d、13eのばね力によって前記フリーピストン13c方向へ付勢されて、前記ポンプ装置9の非作動時には中立位置を保持し、この状態で各弁部が第1、第2弁座に着座して前記各排出通路11,12と排出路11a,12aとの連通を遮断する、いわゆる常閉型になっている。
Each
また、前記第1、第2通路7,8の間には、フェールセーフ機構20が設けられている。このフェールセーフ機構20は、第1、第2通路7,8間を連通する連通路21と、該連通路21のほぼ中央位置に通路孔を介して設けられた電磁切換弁22と、前記連通路21の両端側に設けられて、第1、第2通路7,8から前記通路孔方向へのみ作動油の通流を許容する第1、第2逆止弁23a、23bとを備えている。前記電磁切換弁22は、2方向2位置型であって、図外の電子コントローラからの出力信号によって、装置の正常作動時には前記連通路21を遮断し、異常が発生した場合は、連通路21を連通させて各油圧室5,6内の作動油が置換流動可能となるように構成されている。
A fail-
そして、前記ポンプ装置9は、図3及び図4に示すように、縦型に配置されて、ポンプ作用を司るトロコイド型のポンプ要素24と、該ポンプ要素24を正逆回転駆動させる電動モータ25とから構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
前記ポンプ要素24は、図2、図3に示すように、ポンプハウジング26の内部にボルトによって固定されて、該ポンプハウジング26の一部を構成するカムリング27と、外周面がカムリング27の内周面27aに回転摺動自在に保持されて、内周側に複数の内歯28aが形成されたアウターロータ28と、該アウターロータ28の内側に配置されて、外周側に前記各内歯28aに噛合する外歯29aを有するインナーロータ29と、前記ハウジング26内を貫通配置されて、前記インナーロータ29が中央孔29cを介して結合された駆動軸30などから構成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、前記インナーロータ29とアウターロータ28の内外歯28a、29aの間に複数のポンプ室31が形成されていると共に、ポンプハウジング26の内部に駆動軸30を挟んで対向配置されたほぼ三日月状の一対の吐出ポート(吸入ポート)32、33が形成されており、この各吐出ポート(吸入ポート)32,33にて、前記各通路7,8の端部が連通している。
Further, a plurality of
また、前記カムリング27の内周面27には、図2及び図3に示すように、前記複数のポンプ室31のうちの最大容積を有するポンプ閉じ込み部Tを含む所定角度範囲にわたってポンプ吐出圧を導入する導入溝35が形成されている。この導入溝35は、前記カムリング27の内周面27aの巾方向の中央位置に周方向に沿ってほぼ円弧状に形成された周方向溝35aと、該周方向溝35aと前記吐出ポート32,32とを連通させる軸方向溝35b、35bとによって構成されている。また、前記吐出ポート(吸入ポート)32,33の外側部には、前記軸方向溝35b、35bに吐出圧を導く連通溝37a、37bが形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the inner
前記駆動軸30は、前記電動モータ25によって正逆回転制御されるようになっている。この電動モータ25は、前記操舵負荷検出手段である図外のトルクセンサから出力された検出信号などに基づいてモータ制御手段である電子コントローラから出力される制御電流によって前記駆動軸30を回転、停止及び正逆回転制御するようになっている。
The
前記ポンプハウジング26は、図3に示すように、前記インナーロータ29やアウターローラ28などのポンプの主要素を内部に共同して収容したポンプボディ26a及びリアカバー26bとから主として構成されており、前記ポンプボディ26aとリアカバー26bの対向する内側面26c、26d間に、前記インナーロータ29とアウターロータ28の互いの両外側面28b、28bと29b、29bが微小なサイドクリアランスを介して摺動するようになっている。
As shown in FIG. 3, the
なお、前記リアカバー26bは、ポンプボディ26aの前端軸方向から環状プレート18dを介して図外の複数のボルトによってロケートピンによって位置決めされつつ固定されている。
The
前記リザーバタンク10は、前記リアカバー26bやインナ、アウターロータ28、29などのポンプの主要素全体を覆う状態でポンプボディ26aの前端部にボルトによって結合されていると共に、筒状上端部の上端開口がキャップ10aによって閉塞されている。
The
そして、前記インナーロータ29は、図1及び図2に示すように、前記各外歯29aの両外側面の基端側から先端縁に沿って下り傾斜状の逃げ溝であるテーパ面34a,34bが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この両テーパ面34a,34bは、吐出圧などで駆動軸30を介してインナーロータ29が前後方向へ僅かに傾いた際に、その傾きを吸収できる程度の微小な傾斜角度に設定されており、このテーパ面34a,34bによって、対向するポンプボディ26aとリアカバー26bの各内側面26c、26dとの間にくさび状の隙間C、Cが形成されている。
Both the
以下、本実施形態の作用について説明すると、まず、車両の直進走行中などで、運転者がステアリングホイールを中立状態に維持すると、電子コントローラから電動モータ25に対して制御電流が出力されず、ポンプ要素24が非作動状態になっている。
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described. First, when the driver maintains the steering wheel in a neutral state, for example, while the vehicle is traveling straight ahead, no control current is output from the electronic controller to the
この場合は、各通路7,8に差圧が発生しないため、各ポペット弁体13a、13bは、各コイルスプリング13d,13eのばね力でフリーピストン13cを介して中立位置を維持している。したがって、各弁部が各弁座に着座して各排出通路11,12と各排出路11a、12aとの連通を遮断した状態になっている。
In this case, since no differential pressure is generated in the
その後、ステアリングホィールを、例えば右方向へ回転操作すると、電子コントローラからの制御電流によって電動モータ24が一方向へ回転してインナーロータ29及びアウターロータ28が例えば正転駆動される。
Thereafter, when the steering wheel is rotated, for example, in the right direction, the
このポンプ作用によって第2通路8の作動油がポンプ装置9の吸入ポート32から各ポンプ室31に供給され、ここで加圧されて他方の吐出ポート33から第1通路7内に吐出される。また、同時に、前記リザーバタンク10内の作動油が、前記補償通路15から第2逆止弁17のボール弁体をバルブスプリングのばね力に抗して押し開いて前記吸入ポート32からポンプ室31を介して第1通路7及び第1油圧室5に流入して不足分を補償する。
By this pumping action, the hydraulic oil in the
一方、かかる右方向の回転操作状態からステアリングホィールを元の状態に戻し、さらに左方向へ回転操作を行なうと、電子コントローラによって電動モータ25を介してポンプ要素24を逆転させる。
On the other hand, when the steering wheel is returned to the original state from the rotation operation state in the right direction and further rotated in the left direction, the
このため、今度は、前述とは逆に、第1通路7側の作動油が第2通路8に吐出されると共に、リザーバタンク10内の作動油が補償通路14を通って第1逆止弁16のボール弁体がバルブスプリングのばね力に抗して押し開いて前述と同じくポンプ室31から第2通路8に吐出されて第2背圧室を介して第2油圧室6に供給される。
Therefore, this time, contrary to the above, the hydraulic oil on the
また、前記いずれか一方の通路7,8から一方の油圧室5,6への作動油の選択的な給排作用に伴って、制御バルブ13の各ポペット弁13a〜13cの作動によっていずれか一方の低圧側となる油圧室5,6の作動油の排出性を向上させて速やかに圧力低下を図るようになっている。
Further, one of the
このように、ステアリングホイールの左右回転操作時には、低圧となる一方の通路7,8の内圧を速やかに低下させることができることから、ステアリングホイールの操舵アシストが速やかに行われ、ステアリングホイールでの急激なトルク変動の発生が防止されて、良好な操舵フィーリングを得ることが可能になる。
As described above, when the steering wheel is rotated left and right, the internal pressure of the one of the
また、本実施形態によれば、前述のように、インナーロータ29の各外歯29aの両外側面に、テーパ面34a,34bを形成したことによって、吐出圧などの反力に起因して前記駆動軸30が径方向への傾きと共に、インナーロータ29も前後軸方向へ傾くと、該傾きを前記隙間C、Cが吸収する。
Further, according to the present embodiment, as described above, the
このため、インナーロータ29の各外歯29aの両外側面の各先端縁とポンプボディ26aやリアカバー26bの各内側面26c、26dとの部分的な干渉、つまり片当たりの発生を確実に防止することができ、前記内側面26c、26dと外歯29aの外側縁との直接的なメタル接触によるかじりの発生を防止できる。る。
Therefore, it is possible to reliably prevent partial interference between the front end edges of the outer side surfaces of the
これによって、ポンプ要素24の回転負荷の上昇を抑制することができるため、電動モータ25の駆動負荷も低減できる。
As a result, an increase in the rotational load of the
しかも、ポンプの低回転時において、前記ポンプ室31内の加圧された作動油が、前記隙間C、Cを介して高圧側のポンプ室31から低圧側のポンプ室31にリークし易くなる。このため、ポンプの作動停止の繰り返えしとなる断続的な運転を抑制できる。
In addition, when the pump is rotating at a low speed, the pressurized hydraulic oil in the
一方、ポンプの高回転時には、前記隙間C,Cを通る作動油がインナーロータ29の回転に伴ってその摩擦抵抗により反対に低圧側のポンプ室31から高圧側のポンプ室31へ引き戻されるような作用になる。このため、吐出作動油の過剰なリークを防止することができる。
On the other hand, when the pump rotates at high speed, the hydraulic oil passing through the gaps C and C is pulled back from the low pressure
このような、ポンプの回転速度Vによって各ポンプ室31間での作動油のリーク作用を図6に基づいて説明する。
The leaking action of the hydraulic oil between the
すなわち、平行隙間C,Cの漏れによって決定される漏れ量Qは、
Q=b・h3/12・μ・L×(p1−p2)−b・h/2×V
の式から表すことができる。ここで、bは前記隙間C、Cの径方向の巾長さ、hは隙間C、Cの厚さ巾、Lは隙間C,Cの円周方向の巾長さ、p1はポンプ室31の低圧側の圧力、p2はポンプ室31の高圧側の圧力である。
That is, the leakage amount Q determined by the leakage of the parallel gaps C and C is
Q = b · h 3/12 · μ · L × (p1-p2) -b · h / 2 × V
It can be expressed from the following formula. Here, b is the width in the radial direction of the gaps C and C, h is the thickness of the gaps C and C, L is the width in the circumferential direction of the gaps C and C, and p1 is the width of the
この式からも明らかなように、隙間C、Cからの漏れ量Qは、インナーロータ29の回転速度Vによって変化すると共に、その漏れ方向も変化する。つまり、前記回転速度Vが遅い場合は、高圧なポンプ室31から低圧なポンプ室31側へ作動油が隙間C,Cを通ってリークする。特に、外歯29aの内周側(基端部)よりも外周側(先端部)の方が回転速度Vが速くなることから、ポンプ低回転時に内側の方が漏れやすくなり、外側ほど漏れにくくなる。
As is apparent from this equation, the leakage amount Q from the gaps C and C varies with the rotational speed V of the
したがって、ポンプ低回転時に発生し易い、ポンプの作動停止の繰り返えしとなる断続的な運転を抑制できる。 Therefore, it is possible to suppress intermittent operation that is likely to occur at the time of low pump rotation and is repeated stoppage of pump operation.
これに対して、回転速度Vが速くなると、隙間C,Cを通る作動油の流動抵抗が大きくなって、高圧側から低圧側への漏れ量Qが減少して、逆に低圧側から高圧側へ引き戻される現象が発生する。このため、吐出作動油の過剰なリークを防止することができるのである。 On the other hand, when the rotational speed V increases, the flow resistance of the hydraulic fluid passing through the gaps C and C increases, and the leakage amount Q from the high pressure side to the low pressure side decreases, and conversely from the low pressure side to the high pressure side. The phenomenon of being pulled back to occurs. For this reason, excessive leakage of the discharge hydraulic oil can be prevented.
よって、操舵アシスト力の断続的な急減による操舵フィーリングの悪化や燃費の悪化を抑制することができる。 Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the steering feeling and the deterioration of the fuel consumption due to the intermittent sudden decrease of the steering assist force.
さらに、前記各テーパ面34a、34bは、外歯29aの基端側から先端側に漸次傾斜状に形成されているため、インナーロータ29の回転中心から径方向の距離に比例した作動油の引き戻し効果を得ることができる。
Further, since each of the
また、前述のように、前記カムリング27の内周面27aに形成された導入溝35内の軸方向溝35bから周方向溝35aに導入された吐出圧によって、アウターロータ28を図2の矢印で示すように、駆動軸30方向へ押圧して、インナーロータ29に押し付けることができる。つまり、ポンプ閉じ込み部Tにおいてアウターロータ28の内歯28aの先端をインナーロータ29の外歯29aの先端に押し付ける。これによって、該両者28a、29a間のいわゆるチップクリアランスが十分に小さくなる。
Further, as described above, the
したがって、ポンプ閉じ込み部Tにおけるシール性が向上して、ポンプ吐出効率が向上する。 Therefore, the sealing performance at the pump confinement portion T is improved, and the pump discharge efficiency is improved.
また、前記導入溝35の構造が簡単であるから、その加工作業も容易になり、コストの高騰を抑制できる。
Further, since the structure of the
図7は本発明の第2の実施形態を示し、前記インナーロータ29の前記テーパ面34a、34bの構造に加えて、アウターロータ29の内歯29aの両側面に基端側から先端側にわたって下り傾斜状の第2テーパ面36a、36bを形成したものである。
FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In addition to the structure of the
この第2テーパ面36a、36bは、それぞれの傾斜角度が前記第1のテーパ面34a、34bとほぼ同様に形成されており、この第2テーパ面36a、36bと前記ポンプボディ26aとリアカバー26bの対向内側面26c、26dとの間にも、くさび状の第2隙間C2、C2が形成されている。
The second taper surfaces 36a and 36b are formed in substantially the same inclination angle as the first taper surfaces 34a and 34b. The second taper surfaces 36a and 36b, the
したがって、前述のように、ポンプ作動中に、インナーロータ29が僅かに傾き、噛合した各歯28a、29aを介してアウターロータ28も傾いてしまった場合には、前記第2隙間36a、36bによって、その傾きを吸収する形になることから、該各内歯28aの両側面の先端縁が前記各内側面26c、26dに直接接触することがなくなって、こじりの発生を確実に防止できる。
Therefore, as described above, when the
よって、この実施形態では、インナーロータ29とアウターロータ28の両方の各歯29a、28aと内側面26c、26dとのこじりが防止されることから、ポンプの負荷をさらに抑制することが可能になる。これによって、電動モータ25の負荷も低減されて、小型化を図ることが可能になる。
Therefore, in this embodiment, since the twisting of the
なお、この実施形態においても、前記導入溝35が設けられているから、前述と同様な作用効果が得られる。
Also in this embodiment, since the
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記各テーパ面34a、34b、36a、36bを、対応する前記各内側面26c、26d側に形成することも可能である。
The present invention is not limited to the configuration of the embodiment, and for example, the
また、各テーパ面34a、34b、36a、36bの傾斜角度は、ポンプの仕様や大きさなどの条件に基づいて任意に変更することが可能である。
Further, the inclination angle of each
さらに、このポンプ装置をパワーステアリング装置以外の機器類に適用することも可能である。 Furthermore, this pump device can be applied to devices other than the power steering device.
前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
(イ)前記インナーロータの軸方向の両外側面の外周部に、該インナーロータの軸方向寸法が中心側から外周部方向に向かって漸次小さくなるテーパ面を形成し、該テーパ面とハウジングの内側面との間に前記隙間を形成したことを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。
The technical ideas other than the invention described in the claims, as grasped from the embodiment, will be described below.
(A) A tapered surface in which the axial dimension of the inner rotor gradually decreases from the center side toward the outer peripheral portion is formed on the outer peripheral portions of both outer side surfaces in the axial direction of the inner rotor. The pump device according to
インナーロータの外側面の外周部をテーパ面とすることによって、例えばポンプ低回転時におけるインナーロータの回転中心から径方向の距離に比例した作動油の引き戻し効果を得ることが可能になる。
(ロ)前記ハウジングの内周面と該内周面に対向する前記アウターロータの外周面との間に、前記複数のポンプ室のうちの最大容積を有するポンプ閉じ込み部を含む所定角度範囲にわたってポンプ吐出圧を導入することを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。
By making the outer peripheral portion of the outer surface of the inner rotor a tapered surface, for example, it is possible to obtain the effect of returning the hydraulic oil in proportion to the radial distance from the rotation center of the inner rotor when the pump is rotating at a low speed.
(B) Over a predetermined angular range including a pump confining portion having a maximum volume of the plurality of pump chambers between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the outer rotor facing the inner peripheral surface. The pump device according to
この発明によれば、アウターロータのポンプ閉じ込み部側では前記導入されたポンプ吐出圧が作用して、アウターロータの内歯の先端をインナーロータの外歯の先端方向へ押し付ける力が作用する。このため、前記内歯の先端と外歯の先端との間のシール性が向上して、ポンプ閉じ込み部における吐出側から吸入側へのポンプ吐出圧の漏れを十分に防止することができる。
(ハ)前記カムリングの内周面に、前記複数のポンプ室のうちの最大容積を有するポンプ閉じ込み部を含む所定角度範囲にわたってポンプ吐出圧を導入する導入溝を形成したことを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。
According to this invention, the pump discharge pressure introduced acts on the pump confinement portion side of the outer rotor, and a force acts to push the tip of the inner teeth of the outer rotor toward the tip of the outer teeth of the inner rotor. For this reason, the sealing performance between the tip of the internal tooth and the tip of the external tooth is improved, and leakage of the pump discharge pressure from the discharge side to the suction side in the pump confinement portion can be sufficiently prevented.
(C) An introduction groove for introducing pump discharge pressure over a predetermined angular range including a pump confining portion having a maximum volume among the plurality of pump chambers is formed on an inner peripheral surface of the cam ring.
前記導入溝内に導入された吐出圧によって、アウターロータをインナーロータ方向へ押し付けることができるため、前記(ロ)の発明と同様な作用効果が得られる。
(ニ)前記吐出圧導入溝は、前記ハウジングの内周面の周方向に渡って形成される周方向溝と、該周方向溝と前記吐出ポートとを連通させる軸方向溝とによって構成したことを特徴とする前記(ハ)に記載のポンプ装置。
Since the outer rotor can be pressed in the direction of the inner rotor by the discharge pressure introduced into the introduction groove, the same effect as that of the invention (b) can be obtained.
(D) The discharge pressure introduction groove is constituted by a circumferential groove formed over the circumferential direction of the inner peripheral surface of the housing, and an axial groove that communicates the circumferential groove with the discharge port. The pump device as described in (c) above.
吐出ポートに吐出された吐出圧を軸方向溝から周方向溝内を介してアウターロータの外周面に効果的に伝達することが可能になる。 It becomes possible to effectively transmit the discharge pressure discharged to the discharge port from the axial groove to the outer peripheral surface of the outer rotor through the inside of the circumferential groove.
1…油圧パワーシリンダ
2…油圧回路
7・8…第1、第2通路
9…ポンプ装置
26…ポンプハウジング
26a…ポンプボディ
26b…リアカバー
26c、26d…内側面
27…カムリング
28…アウターロータ
28a…内歯
29…インナーロータ
29a…外歯
30…駆動軸
32、33…吐出ポート(吸入ポート)
34a、34b…テーパ面
DESCRIPTION OF
34a, 34b ... Tapered surface
Claims (3)
該アウターロータの内周側に回転自在に設けられ、外周側に前記内歯と噛合する複数の外歯を有するインナーロータと、
該インナーロータに結合され、該インナーロータを回転駆動する駆動軸と、
前記アウターロータの内歯とインナーロータの外歯との間に形成される複数のポンプ室のうち前記駆動軸の回転に伴いポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口する吸入ポートと、
前記複数のポンプ室のうち前記駆動軸の回転に伴いポンプの容積が減少する吐出領域に開口する吐出ポートと、
を備えたポンプ装置において、
前記ハウジングの軸方向の内側面と該内側面に対向する前記インナーロータの軸方向の外側面との間に有する隙間を、前記駆動軸側の中心部側から前記アウターロータ側の外周部に渡って漸次大きくなるように形成したことを特徴とするポンプ装置。 An outer rotor housed rotatably inside the housing and having a plurality of internal teeth on the inner circumference side;
An inner rotor that is rotatably provided on the inner peripheral side of the outer rotor and has a plurality of external teeth that mesh with the inner teeth on the outer peripheral side;
A drive shaft coupled to the inner rotor for driving the inner rotor to rotate;
A suction port that opens to a suction region in which the volume of the pump chamber increases with rotation of the drive shaft among a plurality of pump chambers formed between the inner teeth of the outer rotor and the outer teeth of the inner rotor;
A discharge port that opens to a discharge region in which the volume of the pump decreases with rotation of the drive shaft among the plurality of pump chambers;
In a pump device comprising:
A gap between the inner side surface in the axial direction of the housing and the outer side surface in the axial direction of the inner rotor facing the inner side surface extends from the center portion side on the drive shaft side to the outer peripheral portion on the outer rotor side. The pump apparatus is characterized by being formed so as to become gradually larger.
該油圧パワーシリンダの一対の圧力室に対して液圧を供給するポンプと、
該ポンプを駆動させる電動モータと、
前記操舵機構の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段と、
該操舵トルク検出手段によって検出された操舵トルクに基づいて前記電動モータに駆動指令信号を出力するモータ制御回路と、
を備え、
前記ポンプは、
ハウジングの内部に回転自在に収容され、内周側に複数の内歯を有するアウターロータと、
該アウターロータの内周側に回転自在に設けられ、外周側に前記内歯と噛合する複数の外歯を有するインナーロータと、
該インナーロータに結合され、該インナーロータを回転駆動する駆動軸と、
前記アウターロータの内歯とインナーロータの外歯との間に形成される複数のポンプ室のうち前記駆動軸の回転に伴いポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口する吸入ポートと、
前記複数のポンプ室のうち前記駆動軸の回転に伴いポンプの容積が減少する吐出領域に開口する吐出ポートと、を備え、
前記ハウジングの軸方向の内側面と該内側面に対向する前記インナーロータの軸方向の外側面との間に有する隙間を、前記駆動軸側の中心部側から前記アウターロータ側の外周部に渡って漸次大きくなるように形成したことを特徴とするパワーステアリング装置。 A hydraulic power cylinder that assists the steering force of the steering mechanism coupled to the steering wheel;
A pump for supplying hydraulic pressure to a pair of pressure chambers of the hydraulic power cylinder;
An electric motor for driving the pump;
Steering torque detection means for detecting steering torque of the steering mechanism;
A motor control circuit for outputting a drive command signal to the electric motor based on the steering torque detected by the steering torque detecting means;
With
The pump is
An outer rotor housed rotatably inside the housing and having a plurality of internal teeth on the inner circumference side;
An inner rotor that is rotatably provided on the inner peripheral side of the outer rotor and has a plurality of external teeth that mesh with the inner teeth on the outer peripheral side;
A drive shaft coupled to the inner rotor for driving the inner rotor to rotate;
A suction port that opens to a suction region in which the volume of the pump chamber increases with rotation of the drive shaft among a plurality of pump chambers formed between the inner teeth of the outer rotor and the outer teeth of the inner rotor;
A discharge port that opens to a discharge region in which the volume of the pump decreases as the drive shaft rotates among the plurality of pump chambers,
A gap between the inner side surface in the axial direction of the housing and the outer side surface in the axial direction of the inner rotor facing the inner side surface extends from the center portion side on the drive shaft side to the outer peripheral portion on the outer rotor side. The power steering device is formed so as to gradually increase in size.
前記インナーロータの両外側面間の軸方向の巾を、該インナーロータの中心部側から外周部側に渡って漸次小さくなるように逃げ溝を形成して、ハウジングの内側面とインナーロータの前記逃げ溝との間に、前記隙間を形成したことを特徴とする請求項1に記載のポンプ装置。
While forming an inner surface facing the outer surface of the inner rotor of the housing in a substantially flat shape,
An escape groove is formed so that the axial width between the outer side surfaces of the inner rotor gradually decreases from the center side to the outer peripheral side of the inner rotor, and the inner side surface of the housing and the inner rotor The pump device according to claim 1, wherein the gap is formed between the clearance groove.
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JP2014109211A (en) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Nippon Soken Inc | Rotating pump and brake device equipped with the same |
JP2015031265A (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-16 | トキコテクノ株式会社 | Pump device |
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