JP2009293522A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】コスト高を招くことなく共振の発生を防止することができるベーンポンプを提供すること。
【解決手段】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、ロータ２、カムリング４、及び隣り合うベーン３によって画成されたポンプ室７とを備え、ロータ２の回転に伴うポンプ室７の拡縮によって作動流体を給排するベーンポンプ１００において、ロータ２の外形は、中心の異なる複数の円弧２ａ，２ｂ，２ｃを結んだ形状に形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧機器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。

従来のベーンポンプとして、駆動軸に連結されたロータと、ロータを収容するカムリングと、ロータの外周面に所定の間隔をおいて放射状に形成された複数のスリットに摺動自在に挿入されたベーンとを備えるものが知られている。

ベーンの先端はカムリングの内周面に摺接し、カムリング、ロータ、及び互いに隣接するベーンによってポンプ室が形成され、ロータの回転に伴うポンプ室の拡縮によって、作動油を給排する。

特許文献１には、各ベーンを不等ピッチに配列することによって、脈動を不規則に発生させ、ベーンポンプに接続された管路系の固有振動数との共振の発生を防止するベーンポンプが開示されている。
特開平１０−２７４１７２号公報

しかしながら、ロータに対してスリットを不等ピッチで形成するのは、加工の手間がかかるため、加工コストが高くなり、ベーンポンプの製造コスト高を招くという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、コスト高を招くことなく共振の発生を防止することが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、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、前記ロータ、前記カムリング、及び隣り合う前記ベーンによって画成されたポンプ室と、を備え、前記ロータの回転に伴う前記ポンプ室の拡縮によって作動流体を給排するベーンポンプにおいて、前記ロータの外形は、中心の異なる複数の円弧を結んだ形状に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、ロータの外形は、円形ではなく、中心の異なる複数の円弧を結んだ形状に形成されるため、ロータのスリットを不等ピッチに形成しなくても、吐出圧の脈動が不規則となり、共振の発生が防止される。また、スリットを不等ピッチに形成する必要がないため、加工の手間がかからず、コスト高を招くこともない。

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。

図１及び図２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り、図２は、ベーンポンプ１００におけるカムリングとロータの平面図である。

ベーンポンプ１００は、車両に搭載される油圧機器、例えば、パワーステアリング装置や無段変速機の油圧供給源として用いられるものである。

ベーンポンプ１００は、駆動軸１の端部にエンジン（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には、外周面に開口部を有するスリット１６が所定間隔をおいて放射状に形成され、ベーン３は、スリット１６に摺動自在に挿入される。

スリット１６の基端側には、ポンプの吐出圧が導かれる背圧室１７が画成され、ベーン３は、背圧室１７の圧力によってスリット１６から抜け出る方向に押圧される。ベーン３は、背圧室１７の圧力によって、先端部がカムリング４の内周のカム面４ａに当接する。これにより、カムリング４の内部には、ロータ２の外面、カムリングのカム面４ａ、及び隣り合うベーン３によって複数のポンプ室７が画成される。

カムリング４は、内周のカム面４ａが楕円形状をした環状の部材であり、ロータ２の回転に伴ってカム面４ａを摺動する各ベーン３間によって仕切られるポンプ室７の容積を拡張する吸込領域と、ポンプ室７の容積を収縮する吐出領域とを有する。このように、各ポンプ室７は、ロータ２の回転に伴って拡縮する。本実施の形態では、カムリング４は、２つの吸込領域と２つの吐出領域とを有する。

ロータ２及びカムリング４の一側面（図１では上側）にはポンプカバー５が当接して配置され、他側面（図１では下側）には環状のサイドプレート６が当接して配置される。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の両側面を挟んだ状態で配置され、ポンプ室７を密閉する。

ポンプカバー５におけるロータ２が摺動する面には、カムリング４の吸込領域に向けて開口し、ポンプ室７に作動油（作動流体）を導く円弧状の２つの吸込ポート８ａが形成される。

サイドプレート６におけるロータ２が摺動する面には、カムリング４の吐出領域に向けて開口し、ポンプ室７が吐出する作動油が導かれる円弧状の２つの吐出ポート９が形成される。また、サイドプレート６には、カムリング４の外周面に設けられた溝（図示せず）を介してポンプカバー５の吸込ポート８ａに連通する円弧状の２つの吸込ポート８ｂ（図２参照）も形成される。このように、サイドプレート６には、２つの吐出ポート９及び２つの吸込ポート８ｂが形成される。

各ポンプ室７は、ロータ２の回転に伴って、カムリング４の吸込領域にて吸込ポート８ａ，８ｂを通じて作動油を吸込み、カムリング４の吐出領域にて吐出ポート９を通じて作動油を吐出する。このように、各ポンプ室７は、ロータ２の回転に伴う拡縮によって作動油を給排する。

駆動軸１は、ブッシュ２６を介してポンプボディ１０に回転自在に支持される。ポンプボディ１０に形成されたポンプ収容凹部１０ａ内にはサイドプレート６とカムリング４とが積層して収容され、駆動軸１はサイドプレート６を挿通している。なお、ポンプボディ１０の端部には、駆動軸１外周とブッシュ２６内周との間の潤滑油の漏れ防止するためのシール２０が設けられる。

ポンプボディ１０のフランジ部１０ｂにはポンプカバー５が締結され、ポンプボディ１０のポンプ収容凹部１０ａはポンプカバー５によって封止される。

サイドプレート６には、カムリング４の外周面に形成された凹部４ａ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。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、カムリング４の吸込領域と吸込ポート８ａ，８ｂとの位置決め、及びカムリング４の吐出領域と吐出ポート９との位置決めが行われる。

また、ポンプボディ１０には、吸込ポート８ａに連通し吸込ポート８ａに作動油を導く吸込通路１１と、吐出ポート９に連通し吐出ポート９から吐出された作動油が流入する高圧室１２と、高圧室１２に連通し高圧室１２の作動油を外部の油圧機器へと供給する吐出通路１３とが形成される。

次に、図２を参照して、ロータ２の形状について説明する。

ロータ２の外形は、円形ではなく、中心の異なる３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃを結んで形成された三角のおむすび形状に形成される。

３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃは、互いに曲率半径が略同一でかつ長さが略等しい。また、それぞれの中心はロータ２の回転中心である駆動軸１の中心と一致しない。

仮に、ロータ２の外形が円形で、かつベーン３が１０枚で等ピッチ（３６度ピッチ）に配列されている場合には、ロータ２が３６度回転する毎に、カムリング４の同一位置におけるポンプ室７の容積は同一となる。したがって、ロータ２が１回転する間に、ベーン３の数に応じた規則的な脈動が生じる。

これに対して、本実施の形態のように、ロータ２の外形が中心の異なる３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃからなり、かつベーン３が１０枚で等ピッチ（３６度ピッチ）に配列されている場合には、ロータ２が３６度回転しても、カムリング４の同一位置におけるポンプ室７の容積は同一とはならず異なった容積となる。ロータ２の外形は曲率半径が同一の３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃからなるため、ロータ２が１２０度回転すれば、カムリング４の同一位置におけるポンプ室７の容積は同一となる。このように、ベーンポンプ１００の場合、ロータ２が１回転する間に、ベーン３の数に応じた規則的な脈動は生じない。

なお、３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃの曲率半径を、互いに異なるように形成してもよい。このように形成すれば、ロータ２が１２０度回転しても、カムリング４の同一位置におけるポンプ室７の容積は同一とはならないため、ロータ２が１回転する間の脈動を完全に不規則にすることができる。この場合、ロータ２の回転に伴う各円弧２ａ，２ｂ，２ｃ当たりの吐出量に差が生じるため、ロータ２が１回転する間の吐出バランスがアンバランスとなるおそれがある。そこで、３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃの曲率半径は、ロータ２が１回転する間の吐出バランスが維持できる程度に、互いに異なるように形成される。

また、３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃの長さを、互いに異なるように形成してもよい。このように形成しても、ロータ２が１２０度回転しても、カムリング４の同一位置におけるポンプ室７の容積は同一とはならないため、ロータ２が１回転する間の脈動を完全に不規則にすることができる。この場合も同様に、ロータ２の回転に伴う各円弧２ａ，２ｂ，２ｃ当たりの吐出量に差が生じるため、ロータ２が１回転する間の吐出バランスがアンバランスとなるおそれがある。そこで、３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃの長さは、ロータ２が１回転する間の吐出バランスが維持できる程度に、互いに異なるように形成される。

また、以上では、ロータ２の外形を中心の異なる３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃにて形成すると説明したが、円弧の数は３つに限られるものではなく、２つ又は４つ以上としてもよい。つまり、ロータ２の外形は、中心の異なる複数の円弧を結んだ形状に形成される。しかし、ロータ２の外形を３つの円弧２ａ，２ｂ，２ｃで形成する場合には、４つ以上の円弧にて形成する場合と比較して、ロータ２の製造が容易であり、また、２つの円弧で形成する場合と比較して、ロータ２を作動油の給排が安定する円形により近い形状に形成することができる。したがって、ロータ２の外形は、３つの円弧で形成するのが望ましい。

以上に示す本実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

ロータ２の外形は、中心の異なる複数の円弧２ａ，２ｂ，２ｃを結んだ形状に形成されるため、ロータ２のスリット１６を不等ピッチに形成しなくても、吐出圧の脈動が不規則となり、ベーンポンプ１００に接続された管路系の固有振動数との共振の発生を防止することができる。また、スリット１６を不等ピッチに形成する必要がないため、加工の手間がかからず、コスト高を招くこともない。

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や変速機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。 カムリングとロータの平面図である。

符号の説明

１００ ベーンポンプ
１ 駆動軸
２ ロータ
２ａ，２ｂ，２ｃ 円弧
３ ベーン
４ カムリング
５ ポンプカバー
６ サイドプレート
７ ポンプ室
８ａ，８ｂ 吸込ポート
９ 吐出ポート
１０ ポンプボディ
１４ 位置決めピン
１６ スリット

Claims (5)

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、
   前記ロータ、前記カムリング、及び隣り合う前記ベーンによって画成されたポンプ室と、を備え、
   前記ロータの回転に伴う前記ポンプ室の拡縮によって作動流体を給排するベーンポンプにおいて、
   前記ロータの外形は、中心の異なる複数の円弧を結んだ形状に形成されることを特徴とするベーンポンプ。
2. 前記複数の円弧の中心は、前記駆動軸の中心と一致しないことを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
3. 前記複数の円弧の曲率半径は、互いに異なることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベーンポンプ。
4. 前記複数の円弧の長さは、互いに異なることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
5. 前記ロータの外形は、中心の異なる３つの円弧を結んだ形状に形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のベーンポンプ。

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