JP2008190400A - ベーン式油圧ポンプの故障検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧、油温の異常上昇を早期に検知し、未然に事故を回避できるベーン式油圧ポンプの故障検出装置の提供。
【解決手段】ベーン式油圧ポンプ（１）の特定個所（Ｐ１〜Ｐ４）に設けた油圧上昇検出手段（２０）と警告発生手段（例えばブザー３１及び／又は警告灯３２）を有し、特定個所の油温が所定値以上になった場合に警告を発生するように構成されたことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のパワーステアリングで用いられるベーン式油圧ポンプの故障検知技術に関する。

一般的に、自動車用パワーステアリング装置には、ベーン式油圧ポンプ（ベーンポンプ）が用いられている。図５は、ベーンポンプの回転軸に直交する要部断面を示しており、図６は同回転軸に沿った断面を示している。

図５、図６において、ベーンポンプ１は、ケーシング２と、軸受け部３と、ケーシング１内に固定して収容されたカムリング４と、ロータ５と、カムリング４の両端面を覆うサイドプレート６と、ロータシャフト７を有している。

ベーンポンプ１は、更に、ケーシング２の上方に、吸入口８と吐出口９と、図示は省略しているが、フローコントロールバルブ、プレッシャリリーフバルブを備えている。

カムリング４には楕円状の油室４１が形成されており、その楕円状の油室４１に内接するようにロータ５が回転自在に収容されている。ロータ５にはロータの外周面からロータの中心に向かって放射状に複数のベーン溝５１が形成されており、その溝５１内を複数のベーン１０が油室４１の内壁面に先端を接触させながら摺動している。

ところで、ベーンポンプ１では、主として作動油の管理不良に夜作動油の劣化や、コンタミ（異物混入）に起因して、摺動部（ロータ５とサイドプレート６間、ベーン１０とサイドプレート６間、ベーン１０とカムリング４間、軸受け部３のブッシュＢとシャフト７間等）が潤滑不良となると、油圧、油温が上昇し、「焼き付き」や「カジリ」と言った故障が発生する。

「焼き付き」や「カジリ」が進行すると、内部リークの増大やオイルシールの損傷を招き、最悪の場合には、シャフト７の折損に至る恐れがある。係る事態が生じた場合には、自動車の操舵が困難となり、重大な事故を惹起する可能性がある。

ここで、車速、舵角に応じた吐出量を得ることの出来る可変容量型ポンプであって、吐出側における流量変動や流量低下を防止することが出来る可変容量形ポンプが開示されている（例えば特許文献１）。
しかし、吐出側における流量変動や流量低下の防止を目的とする特許文献１は、上述した問題を解消するものではない。
特開平７−２４３３８５号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、油圧、油温の異常上昇を早期に検知し、未然に事故を回避できるベーン式油圧ポンプの故障検出装置の提供を目的としている。

本発明の自動車のパワーステアリング用のベーン式油圧ポンプの故障検出装置は、ケーシング（２）と、軸受け部（３）と、ケーシング（２）内に固定して収容され楕円状の油室（４１）が形成されたカムリング（４）と、ロータ外周面からロータの中心に向かって放射状に複数のベーン溝（５１）が形成されたロータ（５）と、先端が前記油室の外周面に当接しつつ前記ベーン溝（５１）を摺動する複数のベーン（１０）と、前記カムリング（４）の両端面を覆うサイドプレート（６、６）とを有するベーン式油圧ポンプ（１）の故障検出装置において、ベーン式油圧ポンプ（１）の特定個所に設けた油圧上昇検出手段（２０）と警告発生手段（例えばブザー３１及び／又は警告灯３２）を有し、特定個所の油温が所定値以上になった場合に警告を発生するように構成されたことを特徴としている（請求項１）。

また、本発明の自動車のパワーステアリング用のベーン式油圧ポンプの故障検出装置は、制御手段（コントロールユニット５０）を有し、前記油圧上昇検出手段（２０）は油温検知手段（例えば油温センサ）であり、制御手段（５０）は特定個所の油温が所定値以上になった場合に、前記警告発生手段（ブザー３１及び／又は警告灯３２）に警告を発生させるように構成されている（請求項２）。

前記特定箇所は、サイドプレート（６、６）における油室（４１）に面した側の近傍（Ｐ１）である（請求項３）。

前記特定箇所は、カムリング（４）における油室（４１）に面した側の近傍（Ｐ２）である（請求項４）。

前記特定箇所は、軸受け部（３）におけるブッシュ（Ｂ）の半径方向外方（Ｐ３）である（請求項５）。

前記特定箇所は、ケーシング（２）におけるカムリング（４）との境界部近傍（Ｐ４）である（請求項６）。

上述する構成を具備する本発明のベーン式油圧ポンプの故障検出装置（１００）によれば、ベーン式油圧ポンプ（１）の特定個所に設けた油圧上昇検出手段（油温センサ２０）と警告発生手段（ブザー３１及び／又は警告灯３２）と制御手段（コントロールユニット５０）を有し、制御手段（５０）は、特定個所の油温が所定値以上になった場合に警告を発生するように構成されているので、作動液の管理不良による作動油の劣化や、コンタミ（異物混入）に起因する摺動部（例えば、ロータ５とサイドプレート６の間、ベーン１０とサイドプレート６の間、ベーン１０とカムリング４の間、ブッシュＢとシャフト７の間等）の潤滑不良により、油圧、油温の上昇が発生しても、警告発生手段の作動により、大事に至る前に運転者に警告を与えることができる。

ここで、温度計測の特定箇所は、サイドプレート（６、６）における油室（４１）に面した側の近傍（Ｐ１）、カムリング（４）の油室（４１）に面した側の近傍（Ｐ２）、軸受け部（３）におけるブッシュ（Ｂ）の半径外方、ケーシング（２）におけるカムリング（４）との境界部近傍の何れかである。

或いは、油圧上昇検知手段が、油温が所定値以上で作動するタイプの温度検知型スイッチであれば、当該スイッチが、直接、警告発生手段（ブザー３１及び／又は警告灯３２）を作動させて、大事に至る前に運転者に警告を与えることができる。

以下、図１〜図４を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１〜図４において、図５、図６で示すのと同様な構成については、同様な符号を付して説明する。

図１〜図３は、本発明の第１実施形態を示している。
図１において、全体を符号１００で示されるベーン式油圧ポンプの故障検出装置は、ベーン式油圧ポンプ（以下、ベーンポンプと言う）１と、ベーンポンプ１の特定個所に設けた複数（図１では１箇所のみが示されている）の油温センサ２０と、制御手段であるコントロールユニット５０と、警告発生手段である警報ブザー３１及び警告灯３２とで構成されている。

上述した「ベーンポンプ１の特定個所」（油温センサの設置箇所）は、図２において、サイドプレート６、６における油室４１（図５を参照）に面した側の近傍Ｐ１、カムリング４の油室４１に面した側の近傍Ｐ２、軸受け部３におけるブッシュＢの半径外方Ｐ３、ケーシング２におけるカムリング４との境界部近傍Ｐ４の何れかである。
ここで、ベーンポンプ１の特定個所（油温センサの設置箇所）は、１ヶ所ノミであっても良いし、複数箇所であっても良い。

図３のフローチャートに基づいて、第１実施形態の故障検出に関する制御を説明する。
図３において、先ず、油温センサ２０で、特定箇所の油温を検出する（ステップＳ１）。
次のステップＳ２では、コントロールユニット５０は、油温センサ２０の出力情報によって、検出温度（油温）が所定値（閾値）以上になったか否かを判断する。

特定箇所における油温が所定値以上となれば（ステップＳ２がＹＥＳ）、警報ランプ３２及び／又はブザー３１を作動させて運転者に警告を与える（ステップＳ３）。

一方、特定箇所における油温が所定値未満であれば（ステップＳ２がＮＯ）、警報ランプ３２及び／又はブザー３１を作動することなく（警報ランプ３２及び／又はブザー３１がＯＦＦ：ステップＳ４）、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降を繰り返す。

第１実施形態によれば、特定個所（Ｐ１〜Ｐ４）の油温が所定値以上になった場合に警告を発生するように構成されているので、作動油の管理不良による作動油の劣化や、コンタミ（異物混入）に起因する摺動部分（ロータ５とサイドプレート６間、ベーン１０とサイドプレート６間、ベーン１０とカムリング４間、ブッシュＢとシャフト７間）の潤滑不良により、油圧、油温の上昇が発生しても、大事に至る前に運転者に警告を与えることができる。

次に、図４を参照して、第２実施形態を説明する。
図４において、全体を符号１０１で示す故障検出装置１０１では、油温センサ２０の代わりに、油温が所定値以上になった場合に作動する（通電する）温度感知型のスイッチ２２を、特定箇所、すなわち、サイドプレート６、６における油室４１（図５を参照）に面した側の近傍Ｐ１、カムリング４の油室４１に面した側の近傍Ｐ２、軸受け部３におけるブッシュＢの半径外方Ｐ３、ケーシング２におけるカムリング４との境界部近傍Ｐ４の何れかに設置している。

温度感知型のスイッチ２２は、電源６０と連通しており、電源６０からの電流のブザー３１及び警告ランプ３２への供給を中継している。そして、特定箇所Ｐ１〜Ｐ４における油温が所定値以上になった場合には、電源６０からの電流が、温度スイッチ２２を経由して、ブザー３１及び警告ランプ３２へ供給され、ブザー３１は吹鳴し、警告ランプ３２は点灯或いは点滅するように構成されている。

したがって、作動油の管理不良による作動油の劣化や、コンタミ（異物混入）に起因する摺動部分（ロータ５とサイドプレート６間、ベーン１０とサイドプレート６間、ベーン１０とカムリング４間、ブッシュＢとシャフト７間）の潤滑不良により、油圧、油温の上昇が発生した場合に、大事に至る前の段階で、運転者に警告を与えることができる。
なお、第２実施形態においては、コントロールユニット５０を省略することが可能である。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では警告発生手段にブザー３１を用いているが、音声発生手段を用いても良い。

本発明の第１実施形態の全体構成を示したブロック図。 本発明の実施形態における油温測定箇所を示すベーンポンプの断面図。 第１実施形態の故障検出方法を示したフローチャート。 本発明の第２実施形態の全体構成を示したブロック図。 ベーン式油圧ポンプの要部断面を示した正面図。 ベーン式油圧ポンプの横断面図。

符号の説明

１・・・ベーン式油圧ポンプ／ベーンポンプ
２・・・ケーシング
３・・・軸受け部
４・・・カムリング
５・・・ロータ
６・・・サイドプレート
７・・・ロータシャフト
８・・・吸入口
９・・・吐出口
１０・・・ベーン
２０・・・油温センサ
３１・・・ブザー
３２・・・警告灯
５０・・・制御手段／コントロールユニット

Claims (6)

1. ケーシングと、軸受け部と、ケーシング内に固定して収容され楕円状の油室が形成されたカムリングと、ロータ外周面からロータの中心に向かって放射状に複数のベーン溝が形成されたロータと、先端が前記油室の外周面に当接しつつ前記ベーン溝を摺動する複数のベーンと、前記カムリングの両端面を覆うサイドプレートとを有する自動車のパワーステアリング用のベーン式油圧ポンプの故障検出装置において、ベーン式油圧ポンプの特定個所に設けた油圧上昇検出手段と警告発生手段を有し、特定個所の油温が所定値以上になった場合に警告を発生するように構成されたことを特徴とするベーン式油圧ポンプの故障検出装置。
2. 制御手段を有し、前記油圧上昇検出手段は油温検知手段であり、制御手段は特定個所の油温が所定値以上になった場合に、前記警告発生手段に警告を発生させるように構成された請求項１のベーン式油圧ポンプの故障検出装置。
3. 前記特定箇所は、サイドプレートにおける油室に面した側の近傍である請求項１、請求項２の何れかベーン式油圧ポンプの故障検出装置。
4. 前記特定箇所は、カムリングにおける油室に面した側の近傍である請求項１〜請求項３の何れかのベーン式油圧ポンプの故障検出装置。
5. 前記特定箇所は、軸受け部におけるブッシュの半径方向外方である請求項１〜請求項４の何れかのベーン式油圧ポンプの故障検出装置。
6. 前記特定箇所は、ケーシングにおけるカムリングとの境界部近傍である請求項１〜請求項５の何れかのベーン式油圧ポンプの故障検出装置。

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