JP2009108779A - Method of manufacturing vane pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はベーンポンプの製造方法に係り、特にベーンポンプを構成するアウタケースとロータを焼結により製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a vane pump, and more particularly to a method for manufacturing an outer case and a rotor constituting the vane pump by sintering.
特許文献1に記載の如くのベーンポンプは、ポンプケーシングに支持されるポンプ軸に固定されるロータと、ポンプケーシングの嵌装孔に嵌装され、ロータの外周部との間にポンプ室を形成するカムリングを収容するアウタケースとを、焼結体により構成している。 A vane pump as described in Patent Literature 1 is fitted in a fitting hole of a pump casing and a rotor fixed to a pump shaft supported by the pump casing, and forms a pump chamber between the outer periphery of the rotor. The outer case that houses the cam ring is formed of a sintered body.
従来技術では、図8(A)に示す如く、アウタケースの環状成形体Aを成形し、多数の環状成形体Aを焼結用カーボントレー1に並べて焼結炉内に入れて焼結し、アウタケースの焼結体を得る。また、図8(B)に示す如く、ロータの成形体Bを成形し、多数の成形体Bを焼結用カーボントレー1に並べて焼結炉内に入れて焼結し、ロータの焼結体を得る。
従来技術では、アウタケースの環状成形体Aの焼結と、ロータの成形体Bの焼結を別工程で行なっている。一定数のベーンポンプを生産するとき、同数のアウタケースの焼結体とロータの焼結体を必要とするが、それらが別工程で焼結されるために焼結処理時間が長くなる。また、アウタケースの環状成形体Aは環状部に囲まれる中空部のスペースが大きく、この中空部のスペースが無駄スペースになって焼結炉の有効使用効率を損なう。 In the prior art, sintering of the annular molded body A of the outer case and sintering of the molded body B of the rotor are performed in separate steps. When producing a certain number of vane pumps, the same number of outer case sintered bodies and rotor sintered bodies are required. However, since these are sintered in separate steps, the sintering process takes a long time. Further, the annular molded body A of the outer case has a large space in the hollow portion surrounded by the annular portion, and the space in the hollow portion becomes a useless space and impairs the effective use efficiency of the sintering furnace.
本発明の課題は、ベーンポンプを構成するアウタケースとロータを焼結するとき、焼結処理時間を短縮するとともに、焼結炉の有効使用効率を向上することにある。 An object of the present invention is to reduce the sintering process time and improve the effective use efficiency of a sintering furnace when sintering an outer case and a rotor constituting a vane pump.
請求項1の発明は、ポンプケーシングに支持されるポンプ軸に固定されるロータと、ポンプケーシングの嵌装孔に嵌装され、ロータの外周部との間にポンプ室を形成するカムリングを収容するアウタケースとを、焼結体により構成するベーンポンプの製造方法において、焼結炉内で、アウタケースの環状成形体の中空部にロータの成形体を配置させ、それら成形体の焼結を行なうようにしたものである。 According to the first aspect of the present invention, a cam ring that forms a pump chamber between the rotor fixed to the pump shaft supported by the pump casing and the fitting hole of the pump casing and forming the outer periphery of the rotor is accommodated. In a method of manufacturing a vane pump in which an outer case is formed of a sintered body, a rotor molded body is disposed in a hollow portion of an annular molded body of the outer case in a sintering furnace, and the molded body is sintered. It is a thing.
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環状成形体の中空部にロータの成形体を配置させた組の多数を焼結用トレーに並べて焼結炉内に入れるようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a large number of sets in which the molded body of the rotor is arranged in the hollow portion of the annular molded body of the outer case are arranged in a sintering tray and placed in a sintering furnace. It is what I did.
(請求項1)
(a)焼結炉内で、アウタケースの環状成形体の中空部にロータの成形体を配置させ、それら成形体の焼結を行なう。一定数のベーンポンプを生産するとき、同数のアウタケースの焼結体とロータの焼結体を必要とするが、それらが同一炉内の同一工程で同時並行的に焼結されるために焼結処理時間を短縮できる。
(Claim 1)
(a) In the sintering furnace, the rotor compact is placed in the hollow part of the outer case annular compact, and the compacts are sintered. When producing a certain number of vane pumps, the same number of outer case sintered bodies and rotor sintered bodies are required, but they are sintered simultaneously and in the same process in the same furnace. Processing time can be shortened.
(b)アウタケースの環状成形体Aの環状部に囲まれる中空部のスペースが、ロータの成形体Bのための収容スペースとして用いられる。このため、焼結炉における製品占有スペースの無駄が少なくなり、焼結炉の有効使用効率を向上できる。 (b) The space of the hollow portion surrounded by the annular portion of the annular molded body A of the outer case is used as a storage space for the molded body B of the rotor. For this reason, the waste of the product occupation space in a sintering furnace decreases, and the effective use efficiency of a sintering furnace can be improved.
(請求項2)
(c)アウタケースの環状成形体Aの中空部にロータの成形体Bを配置させた組の多数を焼結用トレーに並べて焼結炉内に入れる。これにより、焼結炉の処理能力を最大限利用でき、多数のアウタケースとロータの焼結体を短時間(処理時間を概ね半減できる)で焼結できる。
(Claim 2)
(c) A large number of sets in which the molded body B of the rotor is arranged in the hollow portion of the annular molded body A of the outer case are arranged in a sintering tray and placed in a sintering furnace. As a result, the processing capacity of the sintering furnace can be utilized to the maximum, and a large number of outer case and rotor sintered bodies can be sintered in a short time (the processing time can be substantially halved).
図1はベーン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はアウタケースの環状成形体を示し、(A)は平面図、(B)は断面図、図4はロータの成形体を示し、(A)は平面図、(B)は断面図、図5はアウタケースの環状成形体の中空部にロータの成形体を挿入する状態を示す平面図、図6は成形体の混載状態を示し、(A)は平面図、(B)は側面図、図7は図6の要部拡大図、図8は従来例を示す平面図である。 1 is a cross-sectional view showing a vane pump, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows an annular molded body of an outer case, (A) is a plan view, (B) is a cross-sectional view, 4A and 4B show a molded body of the rotor, FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a cross-sectional view, and FIG. 5 is a plan view showing a state in which the molded body of the rotor is inserted into the hollow portion of the annular molded body of the outer case; 6A and 6B show the mixed state of the molded body, where FIG. 6A is a plan view, FIG. 7B is a side view, FIG. 7 is an enlarged view of the main part of FIG.
ベーンポンプ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可変容量型ポンプであり、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。
The
ロータ13は周方向の多数位置のそれぞれに設けた溝13Aに長板状ベーン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。
The
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、これらは後述する支点ピン21によって周方向に位置決めされた状態でカバー11Bにより側方から固定保持されている。支点ピン21の一端はカバー11Bに装着固定されている。
In the
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28Bを介してポンプ10の吐出口29が連通せしめられている。
A
これにより、ベーンポンプ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に作用する遠心力により、該ベーン17の先端部をカムリング22に押し付けて摺動させるとき、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(作動油)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。
Thereby, in the
ベーンポンプ10は、図2に示す如く、吐出ポート27のポンプ軸12まわりにおける開口範囲αを、後述する第2流体圧室42の側に角度βだけずらして配置している。
As shown in FIG. 2, the
ベーンポンプ10は、吐出流量制御装置40を有している。
吐出流量制御装置40は、ポンプケーシング11に固定されている上述のアウタケース19の鉛直最下部に前述の支点ピン21を載置し、カムリング22の鉛直最下部をこの支点ピン21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。
The
The discharge flow
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において、カムリング22を挟んで後述する第1流体圧室41の反対側に加圧シリンダ50を螺着しOリングを介する密封状態で設け、加圧シリンダ50の油室51に吐出通路28Bから分岐した分岐連通路28Cを連通し、この油室51に挿入したピストン52を、アウタケース19に設けたピストン孔53を通してカムリング22の外面に衝接している。また、加圧シリンダ50の油室51に付勢手段としてのばね54を配設し、ばね54はピストン52を介してカムリング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している。ピストン52はばね54を収容する空洞を備えた一端閉塞円筒中空体からなる。
In the
尚、アウタケース19は第1流体圧室41を形成する内周部の一部にカムリング移動規制ストッパ19Aを突状形成され、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の移動限を規制される。また、アウタケース19は後述する第2流体圧室42を形成する内周部の一部にカムリング移動規制ストッパ19Bを突状形成され、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の移動限を規制される。
The
また、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、支点ピン21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、アウタケース19の前述したカムリング移動規制ストッパ19A、19Bにカムリング22が衝合したときに、ストッパ19A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19B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。
In addition, the discharge flow
ここで、前述の加圧シリンダ50の油室51はポンプ10の吐出通路28Bに連通路28Cを介して連通している。これにより、ポンプ10の吐出経路において、ポンプ室23から吐出されてプレッシャプレート18の吐出ポート27、ポンプハウジング11Aの高圧力室28Aを経由して吐出通路28Bに達した圧力流体は、連通路28Cを介して、加圧シリンダ50の周囲の環状溝55A、該加圧シリンダ50の壁面に開口した通路55Bから油室51に充填される。他方、吐出通路28Bにおいて、連通路28Cの分岐部より下流側には主絞り58が設けられる。
Here, the
そして、吐出流量制御装置40は、(1)ポンプ室23の容積を最小とする方向への移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58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移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58の下流側の圧力を吐出通路28Bから分岐連通路28D経由でアウタケース19のピストン孔53を介して導入し、(3)ポンプ室23の容積を最大とする方向への移動変位をカムリング22に与える加圧シリンダ50の油室51に、主絞り58の上流側の圧力を吐出通路28Bから分岐連通路28C経由で加圧シリンダ50の通路55A、55Bを介して導入する。第1流体圧室41、第2流体圧室42、加圧シリンダ50の油室51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54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。
Then, the discharge flow rate control device 40 (1) describes the pressure upstream of the
ここで、吐出流量制御装置40にあっては、主絞り58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28Bの主絞り58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。
Here, the discharge flow
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28Bの主絞り58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28Bの主絞り58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2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58の上流側からの脈動を吸収可能とする。
The switching
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58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58の下流側の圧力が印加され、加圧シリンダ50の油室51には主絞り58の上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の圧力差と加圧シリンダ50のピストン52の押し力とばね54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。
Therefore, the discharge flow rate characteristic of the
(1) In a low-speed traveling region of an automobile in which the rotation speed of the
(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。
(2) When the pressure of the fluid discharged from the
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15C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15Bまわりから吸込通路25B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。
The
しかるに、ポンプ10は、ポンプケーシング11(ポンプハウジング11A)の支持孔15Aにポンプ軸12を前述の如くに軸受16A(ボールベアリング)、軸受16B(ブッシュ)により支持し、ポンプ軸12の支持孔15Aから外方に突出する突出部12Aにプーリ80を固定し、このプーリ80を介して自動車のエンジン回転力により回転駆動される。プーリ80は、ポンプ軸12の突出部12Aのセレーション部にボス80Aをセレーション結合され、突出部12Aの外端ねじ部に螺着されるナット81によりボス80Aを軸受16Aの内輪との間に挟圧されて固定される。尚、軸受16Aの外輪は、ポンプハウジング11Aの支持孔15Aの内周溝に係着される止め輪82により抜け止め保持される。
Accordingly, the
ポンプ10は、図1、図3に示す如く、ポンプケーシング11(ポンプハウジング11A)の支持孔15Aの外方(プーリ80の側壁アームの側)に臨む孔開口部91の内周面92を、外方に向けて拡開するテーパ状にしている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
しかるに、ベーンポンプ10にあっては、ポンプケーシング11に支持されるポンプ軸12に固定されるロータ13と、ポンプケーシング11の嵌装孔20に嵌装され、ロータ13の外周部との間にポンプ室23を形成するカムリング22を収容するアウタケース19とを、焼結体により構成している。以下、アウタケース19とロータ13の焼結方法について説明する。
However, in the
(1)アウタケース19に関し、原料合金粉末を秤量及び混合し、所定の形状に加圧成形し、図3に示す環状成形体Aを得る。
(1) With respect to the
(2)ロータ13に関し、原料合金粉末を秤量及び混合し、所定の形状に加圧成形し、図4に示す成形体Bを得る。
(2) Regarding the
(3)アウタケース19の環状成形体Aの中空部Aiにロータ13の成形体Bを、図5に示す如くに挿入して配置(混載)させたものを1つの組とする。これらの環状成形体Aと成形体Bの組の多数を、図6、図7に示す如くに焼結用カーボントレー100に並べて載置する。図6(B)は複数のトレー100がスペーサ101を介して段積みされた状態を示す。
(3) One set is formed by inserting the molded body B of the
(4)上述(3)のトレー100を焼結炉内に入れ、所定の条件で熱処理して焼結を行ない、アウタケース19の焼結体とロータ13の焼結体を作成する。
(4) The
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)焼結炉内で、アウタケース19の環状成形体Aの中空部Aiにロータ13の成形体Bを配置させ、それら成形体Bの焼結を行なう。一定数のベーンポンプ10を生産するとき、同数のアウタケース19の焼結体とロータ13の焼結体を必要とするが、それらが同一炉内の同一工程で同時並行的に焼結されるために焼結処理時間を短縮できる。
According to the present embodiment, the following operational effects can be obtained.
(a) In the sintering furnace, the molded body B of the
(b)アウタケース19の環状成形体Aの環状部に囲まれる中空部Aiのスペースが、ロータ13の成形体Bのための収容スペースとして用いられる。このため、焼結炉における製品占有スペースの無駄が少なくなり、焼結炉の有効使用効率を向上できる。
(b) The space of the hollow portion Ai surrounded by the annular portion of the annular molded body A of the
(c)アウタケース19の環状成形体Aの中空部Aiにロータ13の成形体Bを配置させた組の多数を焼結用トレー100に並べて焼結炉内に入れる。これにより、焼結炉の処理能力を最大限利用でき、多数のアウタケース19とロータ13の焼結体を短時間(処理時間を概ね半減できる)で焼結できる。
(c) A large number of sets in which the molded body B of the
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。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration of the present invention is not limited to these embodiments, and even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. It is included in the present invention.
10 ベーンポンプ
11 ポンプケーシング
12 ポンプ軸
13 ロータ
19 アウタケース
20 嵌装孔
22 カムリング
23 ポンプ室
100 トレー
A 環状成形体
Ai 中空部
B 成形体
DESCRIPTION OF
Claims (2)
焼結炉内で、アウタケースの環状成形体の中空部にロータの成形体を配置させ、それら成形体の焼結を行なうことを特徴とするベーンポンプの製造方法。 The rotor fixed to the pump shaft supported by the pump casing, and the outer case that is fitted in the fitting hole of the pump casing and houses the cam ring that forms the pump chamber between the outer periphery of the rotor, are sintered. In the manufacturing method of the vane pump constituted by the body,
A method for manufacturing a vane pump, comprising: arranging a molded body of a rotor in a hollow portion of an annular molded body of an outer case in a sintering furnace, and sintering the molded body.
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