JP2009052526A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】サイドプレートの板厚を削減できるベーンポンプを提供する。
【解決手段】ロータ３の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動するカムリング４と、カムリング４の側面に接合するサイドプレート６と、ロータ２とカムリング４とサイドプレート６との間に画成されるポンプ室７と、カムリング４とサイドプレート６との間に画成される吸込ポート８ｂと、サイドプレート６に形成される吐出ポート６ｃと、サイドプレート６との間に吐出ポート６ｃに連通する高圧室９を画成するハウジング１３とを備えるベーンポンプ１００であって、カムリング４の側面４ｂに吸込ポート８ｂを画成するポート凹部４ｅを形成する一方、吸込ポート８ｂに面するサイドプレート６の側面６ａを平面状に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両用のパワーステアリング装置の油圧供給源として用いられるベーンポンプに関するものである。

一般に、この種のベーンポンプは、ロータ外周面とカムリング内周面とサイドプレートとの間で挟まれた空間をベーンで仕切られてポンプ室が形成され、ロータの回転に伴いカムリング内周のカム面に沿って出没するベーンにより拡張するポンプ室に吸込ポートから流体が吸込まれ、収縮するポンプ室にて加圧される流体が吐出ポートから吐出される。

従来のベーンポンプとして、特許文献１の図２２には、サイドプレートの側面に吸込ポートが形成されると共に、カムリングの側面に流入欠損部が形成され、吸込ポート及び流入欠損部によって、作動油がポンプ室へと流入するものが開示されている。

特許文献１に開示のベーンポンプは、ポンプ室への作動油の流入を円滑にするために、吸込ポートの流路面積を大きくするものである。
特開平９−８８８４６号公報

しかしながら、このような従来のベーンポンプにあっては、サイドプレートに吐出ポートを画成するポート凹部が形成されることにより、サイドプレートの剛性が低下するため、サイドプレートの板厚が増大し、ポンプの大型化を招くという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、サイドプレートの板厚を削減できるベーンポンプを提供することを目的とする。

本発明は、駆動軸に連結されたロータと、ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、ロータを収容すると共に、ロータの回転に伴って内周のカム面にベーンの先端部が摺動するカムリングと、カムリングの側面に接合するサイドプレートと、ロータとカムリングとサイドプレートとの間に画成されるポンプ室と、カムリングとサイドプレートとの間に画成される吸込ポートと、サイドプレートに形成される吐出ポートと、サイドプレートとの間に吐出ポートに連通する高圧室を画成するハウジングとを備えるベーンポンプであって、カムリングの側面に吸込ポートを画成するポート凹部を形成する一方、吸込ポートに面するサイドプレートの側面を平面状に形成することを特徴とするものとした。

本発明によると、吸込ポートの流路断面積を十分に確保することと、サイドプレートの剛性を十分に確保することとを両立できる。これにより、サイドプレートはその板厚を従来のものより削減しても十分な剛性が確保され、ポンプの小型化がはかれる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

以下では、本発明のベーンポンプを車両に搭載されるパワーステアリング装置の油圧供給源に適用した場合について説明する。

まず、図１を参照して、本発明の実施の形態に係るベーンポンプ１００について説明する。図１はベーンポンプ１００における駆動軸に平行な断面を示す断面図である。

ベーンポンプ１００は、駆動軸１にエンジン（図示せず）の動力が伝達され、駆動軸１に連結されたロータ２が回転するものである。

ベーンポンプ１００は、ロータ２に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共にロータ２の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動するカムリング４とを備える。

ロータ２及びカムリング４の一側部（図１では上側）にはポンプカバー５が配置され、他側部（図１では下側）にはサイドプレート６が配置される。このように、ポンプカバー５とサイドプレート６は、ロータ２及びカムリング４の両側部を挟んだ状態で配置される。これにより、ロータ２とカムリング４との間には、各ベーン３によって仕切られたポンプ室７が画成される。

なお、これに限らず、ロータ２及びカムリング４の両側部を挟む一対のサイドプレートを設けてもよい。

ポンプカバー５には、ポンプ室７に作動油を導く低圧室８が形成され、サイドプレート６には、ポンプ室７が吐出する作動油が導かれる高圧室９が形成される。

サイドプレート６には、カムリング４を挿通すると共にポンプカバー５のピン穴５ａに挿入される２本の位置決めピン１４が設けられる。カムリング４には位置決めピン１４が挿通される２つの穴４ｍ（図２参照）が形成される。各位置決めピン１４によって、カムリング４に対するポンプカバー５とサイドプレート６の相対回転が規制され、ポンプ室７に対する低圧室８及び高圧室９の位置ずれが防止される。

駆動軸１は、軸受２６を介してポンプボディー１０に支持される。ポンプボディー１０に形成されたポンプ収容凹部１０ｂ内にカムリング４とサイドプレート６が収容される。ポンプ収容凹部１０ｂは、ポンプカバー５によって閉塞される。

このように、カムリング４とサイドプレート６は、ポンプカバー５、及びポンプボディー１０によって構成されるハウジング１３内に収容される。

ポンプボディー１０には、低圧室８に連通し低圧室８に作動油を導く吸込通路１１と、高圧室９に連通し高圧室９から導かれた作動油を図示しない流量制御弁を介してベーンポンプ１００の外部へと吐出する吐出通路１２とが形成される。ポンプボディ−１０に流量制御弁を設けることなく、高圧室９に導かれた作動油を吐出通路１２から直接ベーンポンプ１００の外部へと吐出してもよい。

駆動軸１にエンジンの動力が伝達されロータ２が回転すると、ロータ２の回転に伴って各ベーン３間が拡張するポンプ室７は、低圧室８を介して吸込通路１１から作動油を吸込む。低圧室８からの作動油は、カムリング４とポンプカバー５の間に形成される吸込ポート８ａを通ってポンプ室７に吸い込まれるとともに、後述するようにカムリング４とサイドプレート６の間に形成される吸込ポート８ｂ（図２〜４参照）を通ってポンプ室７に吸い込まれる。一方、各ベーン３間が収縮するポンプ室７は、高圧室９を介して吐出通路１２から作動油を吐出する。

ベーンポンプ１００の吐出通路１２から吐出される作動油は、図示しない流体圧アクチュエータに供給される。この流体圧アクチュエータによってステアリング装置に操舵アシスト力が付与される。

図２はカムリング４とサイドプレート６をカムリング４側から見た斜視図であり、図３はカムリング４とサイドプレート６の側面図であり、図４はカムリング４とサイドプレート６をサイドプレート側から見た斜視図である。

図３に示すように、サイドプレート６は、２つの側面６ａ、６ｂを有する円盤状に形成される。

一方の側面６ａは、カムリング４の側面４ｂに当接するとともに、ロータ２の側面と各ベーン３の側部に摺接する。

他方の側面６ｂは、ポンプボディー１０のポンプ収容凹部１０ｂとの間に高圧室９を画成する。

図４に示すように、サイドプレート６には２つの吐出ポート６ｃが形成され、各吐出ポート６ｃを介してポンプ室７と高圧室９が連通される。

各吐出ポート６ｃは、サイドプレート６を駆動軸１の回転軸方向に貫通し、その両端が各側面６ａ、６ｂに開口する。

ロータ２の回転に伴って各ベーン３間が収縮する行程で、ポンプ室７にて加圧された作動油が各吐出ポート６ｃを介して高圧室９に導かれる。

図２にも示すように、サイドプレート６には４つの背圧ポート６ｅが形成される。この背圧ポート６ｅは、サイドプレート６を駆動軸１の回転軸方向に貫通し、高圧室９の作動油圧を各ベーン３の背後（ロータ２の回転軸方向内径側）に導く。

サイドプレート６の中央部には穴６ｆが形成され、この穴６ｆに駆動軸１が挿通される。

円環状のカムリング４は、２つの側面４ｄ、４ｂと、円筒面状の外周面４ｃと、各ベーン３の先端部が摺接する内周面であるカム面４ａとを有する。

カムリング４の外周面４ｃはポンプボディー１０のポンプ収容凹部１０ｂに嵌合される。カムリング４の外周面４ｃには２つの溝４ｇが形成されるとともに、ポンプボディー１０のポンプ収容凹部１０ｂには各溝４ｇに対峙する図示しない溝が形成され、双方の溝によって低圧室８と各吸込ポート８ｂを連通する２つの流路が画成される。

サイドプレート６は、一方の側面６ｂに高圧室９の高圧を受ける一方、他方の側面６ａにポンプ室７及び吸込ポート８ｂの低圧を受けるため、この圧力差に対する剛性を確保する必要がある。

そして本発明の要旨とするところであるが、カムリング４の側面４ｂに吸込ポート８ｂを画成するポート凹部４ｅを形成する一方、吸込ポート８ｂに面するサイドプレート６の側面６ａを平面状に形成する。

サイドプレート６には吸込ポート８ｂを画成する凹部が形成されることがなく、サイドプレート６の側面６ａは全周に渡って連続する平面状に形成される。これにより、サイドプレート６は各ポンプ室７の低圧部に面する部位の断面形状が周方向について略一定になり、この部分の剛性を高められる。

また、サイドプレート６は、その略一定な断面寸法により、高圧室９からの高圧が印加されても、局部的な変形増加が抑えられるので、変形増大部分からポンプ室７の作動油漏れによるポンプ効率低下が抑えられるとともに、各ベーン３との摺動部が局部的に磨耗することが抑えられる。

図５の（ａ）は、カムリング４の側面図であり、（ｂ）はカムリング４の斜視図であり、（ｃ）はその一部を拡大した斜視図である。

カムリング４には２つのポート凹部４ｅが形成される。各ポート凹部４ｅはカムリング４の側面４ｂに開口するとともに、外周面４ｃ及びカム面４ａに開口する。

カムリング４には各ポート凹部４ｅのロータ２の回転方向後端部から延びるノッチ４ｆが形成される。このノッチ４ｆは、ポンプ室７の容積が拡大し始める吸込み初期に作動油を各ポンプ室７に導くものである。

ノッチ４ｆは、カムリング４の側面４ｂと各ポート凹部４ｅの角部を削除する切り欠きとして形成され、カムリング４の側面４ｂに開口するとともに、カム面４ａに開口する。ノッチ４ｆは先細の吸込流路を画成する。

駆動軸１にエンジンの動力が伝達されロータ２が回転すると、各ベーン３間に画成されるポンプ室７の容積が拡大する吸込み領域では、作動油がポンプカバー５に形成される吸込ポート８ａと、カムリング４の各ポート凹部４ｅとサイドプレート６の間に形成される吸込ポート８ｂとを通って各ポンプ室７に吸い込まれる。

このように、ポンプ室７の容積が拡大し始める吸込み初期では、作動油がカムリング４に形成されるノッチ４ｆを通って本来の吸い込み領域の直前となるポート凹部４ｅのロータ２の回転方向後端部から既に各ポンプ室７に吸い込まれるようにしたので、その分各ポンプ室７の圧力変動が緩やかになり、ベーンポンプ１００に生じる振動や騒音を低減できる。

吸込ポート８ｂをカムリング４に形成されるポート凹部４ｅとサイドプレート６の側面６ａとの間に画成するため、サイドプレート６の側面６ａに吸込ポート８ｂを画成するポート凹部を形成することなく、吸込ポート８ｂの流路断面積を十分に確保することができる。

サイドプレート６は、一方の側面６ｂに高圧室９の高圧を受ける一方、他方の側面６ａにポンプ室７及び吸込ポート８ｂの低圧を受けるが、サイドプレート６の吸込ポート８ｂを画成する側面６ａを平面状に形成することにより、サイドプレート６の側面６ａにポート凹部が形成される従来構造に比べてサイドプレート６の剛性を高められる。

サイドプレート６は、その略一定な断面寸法を持つことにより、高圧室９からの高圧が印加されても、局部的な変形増加が抑えられる。このため、ポンプ室７の作動油がサイドプレート６の変形増大部分から漏れてポンプ効率が低下することを抑えられるとともに、サイドプレート６の各ベーン３との摺動部が局部的に磨耗することを抑えられる。

これにより、サイドプレート６はその板厚を従来のものより削減しても十分な剛性が確保される。サイドプレート６の板厚を低減することにより、カムリング４の軸方向の寸法を大きくすることが可能となり、ポンプ室７の容積を拡大できる。

以上のように本発明は、駆動軸１に連結されたロータ２と、ロータ２に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共に、ロータ３の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動するカムリング４と、カムリング４の側面に接合するサイドプレート６と、ロータ２とカムリング４とサイドプレート６との間に画成されるポンプ室７と、カムリング４とサイドプレート６との間に画成される吸込ポート８ｂと、サイドプレート６に形成される吐出ポート６ｃと、サイドプレート６との間に吐出ポート６ｃに連通する高圧室９を画成するハウジング１３とを備えるベーンポンプ１００であって、カムリング４の側面４ｂに吸込ポート８ｂを画成するポート凹部４ｅを形成する一方、吸込ポート８ｂに面するサイドプレート６の側面６ａを平面状に形成することを特徴とする。

上記構成に基づき、吸込ポート８ｂの流路断面積を十分に確保することと、サイドプレート６の剛性を十分に確保すること、さらにはサイドプレート６の局部的な変形が抑えられることによるポンプ効率の低下防止と局部的な磨耗防止とを実現できる。これにより、サイドプレート６はその板厚を従来のものより削減しても十分な剛性が確保され、ポンプの小型化がはかれる。また、サイドプレート６の板厚を低減することにより、カムリング４の軸方向の寸法を大きくすることが可能となり、ポンプ室７の容積を拡大でき、より吐出量の大きなポンプへの対応が可能となる。

また、本実施の形態では、カムリング４に各ポート凹部４ｅの端部から延びるノッチ４ｆを形成したため、各ポンプ室７の圧力変動が緩やかになり、ベーンポンプ１００に生じる振動や騒音を低減できる。

なお、これに限らず、サイドプレート６の側面６ａにノッチ（図示せず）を形成し、このノッチをカムリング４の各ポート凹部４ｅの端部に接続してもよい。

この場合、カムリング４にノッチ４ｆが形成するための機械加工等が不要になり、ベーンポンプ１００の中では高価な部品とされるカムリング４の生産性を高められる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明に係るベーンポンプは、車両用のパワーステアリング装置等の油圧供給源に適用することができる。

本発明の実施の形態に係るベーンポンプにおける駆動軸に平行な断面を示す断面図である。 カムリングとサイドプレートの斜視図である。 カムリングとサイドプレートの側面図である。 カムリングとサイドプレートの斜視図である。 （ａ）は、カムリングの側面図であり、（ｂ）はカムリング４の斜視図であり、（ｃ）はその一部を拡大した斜視図である。

符号の説明

１００ ベーンポンプ
１ 駆動軸
２ ロータ
３ ベーン
４ カムリング
４ｅ ポート凹部
４ｆ ノッチ
５ ポンプカバー
６ サイドプレート
６ａ 側面
６ｃ 吐出ポート
７ ポンプ室
８ｂ 吸込ポート
９ 高圧室
１０ ポンプボディー
１３ ハウジング

Claims (2)

1. 駆動軸に連結されたロータと、
   前記ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、
   前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って内周のカム面に前記ベーンの先端部が摺動するカムリングと、
   前記カムリングの側面に当接して配置されるサイドプレートと、
   前記ロータと前記カムリングと前記サイドプレートとの間に画成されるポンプ室と、
   前記カムリングと前記サイドプレートとの間に画成される吸込ポートと、
   前記サイドプレートに形成される吐出ポートと、
   前記サイドプレートとの間に前記吐出ポートに連通する高圧室を画成するハウジングとを備えるベーンポンプであって、
   前記カムリングの側面に前記吸込ポートを画成するポート凹部を形成する一方、
   前記吸込ポートに面する前記サイドプレートの側面を平面状に形成することを特徴とするベーンポンプ。
2. 前記カムリングまたは前記サイドプレートの少なくとも一方に前記ポート凹部の前記ロータの回転方向後端部から延びるノッチを形成し、前記ポンプ室の容積が拡大し始める吸込み初期に作動油がこのノッチを通って前記ポンプ室に吸い込まれることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。