JP2010249067A

JP2010249067A - ベーンポンプ

Info

Publication number: JP2010249067A
Application number: JP2009100895A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Fujita; 朋之藤田; Hiroshi Shiozaki; 浩塩崎; Tomomi Noda; 智巳野田
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2009-04-17
Filing date: 2009-04-17
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2029-04-17
Also published as: JP5372582B2

Abstract

【課題】吐出容量は確保しつつ、安定した作動流体を吐出可能なベーンポンプを提供すること。
【解決手段】ロータ２とカムリング４が収容されるポンプ収容凹部１０ａが形成されたポンプボディ１０と、ポンプ収容凹部１０ａの底部に溝状に形成されポンプ室７の作動流体が導かれる高圧室１２と、ポンプボディ１０に形成された組み付け穴１８に収装され油圧機器に供給される作動流体の流量を制御する流量制御弁２０と、入口部１９ａが高圧室１２の外周面に開口すると共に出口部１９ｂが組み付け穴１８に開口して形成され、高圧室１２の作動流体を流量制御弁２０へと導く高圧通路１９とを備え、高圧室１２の底部は、高圧通路１９の入口部１９ａに対応する位置が最も浅くなるように傾斜して形成される。
【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、油圧機器に供給される作動油の流量を制御する流量制御弁を備えるものが知られている。流量制御弁には、ポンプ室と連通する高圧室の作動油が高圧通路を通じて導かれる。

高圧室はポンプボディに環状溝として形成され、高圧通路は高圧室に開口して形成される。

ポンプボディへの高圧通路の加工は、高圧室を形成する環状溝内に上方からドリルを挿入し、ドリルを流量制御弁が組み込まれる組み付け穴まで貫通させることによって行われる（特許文献１参照）。

特開２００３−９７４５５号公報

ここで、吐出容量の大きいベーンポンプでは、高圧室の容積を確保するために環状溝の深さは深く形成される。

環状溝の深さが深い場合には、高圧通路を加工する際に、ドリルが環状溝の底部まで届かない場合がある。その場合には、高圧室の底部と高圧通路の入口開口部とに段差が形成される。

高圧室と高圧通路の入口開口部とに段差がある場合には、高圧室から高圧通路に流入する作動油の圧力損失が大きくなり、作動油の吐出流量が安定しない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、吐出容量は確保しつつ、安定した作動流体を吐出可能なベーンポンプを提供することを目的とする。

本発明は、駆動軸に連結され複数のベーンを有するロータと、前記ロータを収容し内部にポンプ室を画成するカムリングとが収容されるポンプ収容凹部が形成されたポンプボディと、前記ポンプ収容凹部の底部に溝状に形成され、前記ポンプ室の作動流体が導かれる高圧室と、前記ポンプボディに形成された組み付け穴に収装され、油圧機器に供給される作動流体の流量を制御する流量制御弁と、入口部が前記高圧室の外周面に開口すると共に出口部が前記組み付け穴に開口して形成され、前記高圧室の作動流体を前記流量制御弁へと導く高圧通路と、を備えるベーンポンプにおいて、前記高圧室の底部は、前記高圧通路の前記入口部に対応する位置が最も浅くなるように傾斜して形成されることを特徴とする。

本発明によれば、高圧室の底部は高圧通路の入口部に対応する位置が最も浅くなるように傾斜して形成されるため、高圧室の底部と高圧通路の入口部とを段差を介することなく滑らかに連通させることができる。また、高圧室の底部は傾斜して形成されるため、高圧通路の入口部に対応する位置を浅く形成しても他の位置を深く形成することができ、ベーンポンプの吐出容量も確保できる。

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。ポンプボディを図１における矢印Ａの方向から見た平面図であり、ポンプ収容凹部に何も収容されていない状態の図である。ポンプボディにおけるポンプ収容凹部及び高圧室の深さを示す展開図であり、斜線部が高圧室を示す。本発明の実施の形態に係るベーンポンプの他の形態を示す図である。本発明の実施の形態に係るベーンポンプの他の形態を示す図である。

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。

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の全体構成について説明する。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、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変速機等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が所定間隔をおいて放射状に形成され、そのスリットにはベーン３が摺動自在に挿入される。スリットの基端側には、ポンプの吐出圧が導かれる背圧室１７が画成される。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、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の吸込領域に対応して開口し、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８が溝状に形成される。

サイドプレート６には、カムリング４の吐出領域に対応して開口し、ポンプ室７が吐出する作動油を高圧室１２へと導く円弧状の２つの吐出ポート９ａ，９ｂが貫通して形成される。

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８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９ａ，９ｂ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には、ロータ２、カムリング４、及びサイドプレート６が収容されるポンプ収容凹部１０ａが形成される。

ポンプ収容凹部１０ａの底部には環状の溝部１５が形成される。ポンプ収容凹部１０ａの底部にはサイドプレート６が配置され、溝部１５とサイドプレート６によって高圧室１２が区画される。なお、駆動軸１はサイドプレート６を挿通している。

ポンプ収容凹部１０ａ内にはサイドプレート６に積層してカムリング４が収容される。ポンプボディ１０の環状のスカート１０ｂの端面１０ｃにはポンプカバー５が締結され、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（図示せず）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の吸込領域とポンプカバー５の吸込ポート８との位置決め、及びカムリング４の吐出領域とサイドプレート６の吐出ポート９ａ，９ｂ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８に連通し吸込ポート８に作動油を導く吸込通路１１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。

吐出通路１３には、油圧機器に供給される作動油の流量を制御する流量制御弁２０（図２参照）が介装される。流量制御弁２０は、ポンプボディ１０に形成された組み付け穴１８に収装される。

高圧室１２の作動油は、ポンプボディ１０に形成された高圧通路１９を通じて流量制御弁２０へと導かれる。高圧通路１９の入口部１９ａは高圧室１２に開口して形成され、出口部１９ｂは組み付け穴１８に開口して形成される。

次に、図２及び図３を参照して、高圧室１２及び高圧通路１９について詳しく説明する。図２はポンプボディ１０を図１における矢印Ａの方向から見た平面図であり、ポンプ収容凹部１０ａに何も収容されていない状態の図である。図３はポンプボディ１０におけるポンプ収容凹部１０ａ及び高圧室１２の深さを示す展開図であり、周方向が紙面横方向である。

図２に示すように、ポンプ収容凹部１０ａの底部には、駆動軸１が挿通する挿通穴１ａの周囲を囲むようにして環状の溝部１５が形成される。なお、溝部１５は円弧状に形成するようにしてもよい。

サイドプレート６は、ポンプ収容凹部１０ａの底部外縁の環状段部１０ｄ上に載置されて溝部１５を封止し、高圧室１２を区画する。サイドプレート６の２つの吐出ポート９ａ，９ｂは、高圧室１２に開口し、ポンプ室７の作動油を高圧室１２に導く。なお、図２に示すように、２つの吐出ポート９ａ，９ｂは１８０°ずれて形成される。

高圧通路１９の入口部１９ａは、溝部１５の外周面、つまり高圧室１２の外周面に開口して形成される。したがって、吐出ポート９ａ，９ｂを通じて高圧室１２に導かれた作動油は、入口部１９ａから高圧通路１９へと流入する。

図２に示すように、サイドプレート６は、２つの吐出ポート９ａ，９ｂのうちの一方の吐出ポート９ａが高圧通路１９の入口部１９ａと対向するように配置される。このようにサイドプレート６を配置することによって、吐出ポート９ａから高圧室１２に導かれた作動油は、スムーズに高圧通路１９へと流入するため、作動油の圧力損失を小さくすることができる。

高圧室１２における高圧通路１９の入口部１９ａの近傍には、隆起部２１が形成される。隆起部２１によって作動油の流れは妨げられるため、高圧室１２内の作動油は、一方向へ流れ易くなり、流れがスムーズになる。図２では、高圧室１２の作動油は主に反時計回りに流れて入口部１９ａに流入する。なお、隆起部２１は、高圧室１２を分断するものではないため、高圧室１２の作動油は時計回りに流れて入口部１９ａに流入することも可能である。

ポンプボディ１０への高圧通路１９の加工は、溝部１５内に上方から（図２の紙面上方から）ドリルを挿入して組み付け穴１８まで貫通させることによって行われる。なお、溝部１５内にドリルを挿入することができない場合には、組み付け穴１８から溝部１５側に向かってポンプボディ１０を貫通させることによって高圧通路１９の加工を行うようにしてもよい。この場合、組み付け穴１８の側面に穴が形成されるが、その穴はプラグ等によって塞ぐようにすればよい。

ここで、吐出容量の大きいベーンポンプでは、高圧室１２は、大きな容量に形成される。高圧室１２の容量を大きくする方法として、溝部１５の幅を大きくすることが考えられるが、ポンプボディ１０の寸法の制約上、溝部１５の幅を大きくするには限界がある。そこで、高圧室１２の容量を大きくするには、溝部１５の深さを深くすることによって行われる。これは、ポンプボディ１０は、駆動軸１を支持するために駆動軸１に沿った形状をしており、ポンプボディ１０における駆動軸１の周囲にはデッドスペースがあるためである。

しかし、溝部１５の深さが深い場合には、ドリルが溝部１５の底部まで届かず、溝部１５の底部と高圧通路１９の入口部１９ａとに段差が形成される場合がある。この場合には、段差が高圧室１２から高圧通路１９に流入する作動油の抵抗となってしまい、ポンプ回転数が上昇しても作動油の吐出流量が増加しないような現象が生じるおそれがある。

そこで、図３に示すように、ベーンポンプ１００においては、高圧室１２の底部は、高圧通路１９の入口部１９ａに対応する位置Ｙが最も浅くなるように傾斜して形成される。なお、図３では、斜線部が高圧室１２を示し、紙面上下方向が高圧室１２の高さ方向である。また、図２におけるＸ，Ｙ，Ｚの位置が図３におけるＸ，Ｙ，Ｚの位置に対応する。

高圧室１２の底部は高圧通路１９の入口部１９ａに対応する位置Ｙが最も浅く形成されるということは、換言すれば、高圧室１２の最も浅い部位Ｙに高圧通路１９の入口部１９ａを加工するということである。このため、ポンプボディ１０へ高圧通路１９を加工する際、ドリルを溝部１５の底部まで挿入することができる。これにより、図３に示すように、高圧室１２の底部と高圧通路１９の入口部１９ａとを段差を介することなく滑らかに連通させることができる。

また、高圧室１２の底部は傾斜して形成されるため、高圧通路１９の入口部１９ａに対応する位置Ｙを浅く形成したのにもかかわらず、他の位置を深く形成することができ、高圧室１２の容量を大きくすることが可能となる。

高圧室１２の底部は、サイドプレート６の吐出ポート９ｂに対応する位置Ｚが最も深く形成される。これにより、ポンプ室７から吐出ポート９ｂを通じて高圧室１２に導かれる作動油は、高圧室１２の最も深い箇所へと流入するため、作動油の圧力損失を小さくすることができる。

また、高圧室１２の底部は、サイドプレート６の吐出ポート９ｂに対応する位置Ｚから隆起部２１の近傍である位置Ｘまで略水平に形成される。これにより、高圧室１２の容量を大きくすることができる。

次に、図４及び図５を参照して、高圧室１２の底部の形状についての他の形態を示す。図４及び図５は、図３と同様に、ポンプボディ１０におけるポンプ収容凹部１０ａ及び高圧室１２の深さを示す展開図である。

（１）図４に示すように、高圧室１２の底部は、サイドプレート６の吐出ポート９ｂに対応する位置Ｚから隆起部２１の近傍である位置Ｘまでを傾斜して形成するようにしてもよい。これにより、位置Ｘから位置Ｚまでの下り傾斜によって、高圧室１２の作動油は、位置Ｘから位置Ｚへと流れ易くなり、より一方向へと流れ易くなる。

（２）上記実施の形態では、サイドプレート６は、２つの吐出ポート９ａ，９ｂのうちの一方の吐出ポート９ａが高圧通路１９の入口部１９ａと対向するように配置されると説明した。しかし、吐出ポート９ａ，９ｂが入口部１９ａと対向しないようにサイドプレート６を配置してもよく、その場合には、図５に示すように、高圧室１２の底部は以下のように形成される。

高圧通路１９の入口部１９ａに対応する位置Ｙが最も浅く、かつ一方の吐出ポート９ａに対応する位置Ｚ１が最も深くなるように傾斜して形成する。位置Ｚ１から他方の吐出ポート９ｂに対応する位置Ｚ２までは略水平に形成する。そして、位置Ｚ２から隆起部２１の近傍である位置Ｘまでを傾斜して形成する。このように形成することによって、高圧室１２の容量を確保しつつ、高圧室１２を流れる作動油の圧力損失も小さくすることができる。

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。

高圧室１２の底部は高圧通路１９の入口部１９ａに対応する位置Ｙが最も浅くなるように傾斜して形成されるため、高圧室１２の底部と高圧通路１９の入口部１９ａとを段差を介することなく滑らかに連通させることができる。また、高圧室１２の底部は傾斜して形成されるため、高圧通路１９の入口部１９ａに対応する位置を浅く形成しても他の位置を深く形成することができ、ベーンポンプ１００の吐出容量も確保できる。

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や変速機等の油圧供給源に適用することができる。

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
５ポンプカバー
６サイドプレート
７ポンプ室
９ａ，９ｂ吐出ポート
１０ポンプボディ
１０ａポンプ収容凹部
１２高圧室
１５溝部
１８組み付け穴
１９高圧通路
１９ａ入口部
２０流量制御弁
２１隆起部

Claims

駆動軸に連結され複数のベーンを有するロータと、前記ロータを収容し内部にポンプ室を画成するカムリングとが収容されるポンプ収容凹部が形成されたポンプボディと、
前記ポンプ収容凹部の底部に溝状に形成され、前記ポンプ室の作動流体が導かれる高圧室と、
前記ポンプボディに形成された組み付け穴に収装され、油圧機器に供給される作動流体の流量を制御する流量制御弁と、
入口部が前記高圧室の外周面に開口すると共に出口部が前記組み付け穴に開口して形成され、前記高圧室の作動流体を前記流量制御弁へと導く高圧通路と、を備えるベーンポンプにおいて、
前記高圧室の底部は、前記高圧通路の前記入口部に対応する位置が最も浅くなるように傾斜して形成されることを特徴とするベーンポンプ。
前記ポンプ収容凹部の底部に配置されて前記高圧室を区画し、前記ポンプ室から吐出された作動流体を前記高圧室へと導く吐出ポートが形成されたサイドプレートをさらに備え、
前記高圧室の底部は、前記サイドプレートの吐出ポートに対応する位置が最も深く形成されることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
前記高圧室における前記高圧通路の前記入口部の近傍には、前記高圧室の作動油を一方向へ流れ易くするための隆起部が形成され、
前記高圧室の底部は、前記サイドプレートの吐出ポートに対応する位置から前記隆起部まで傾斜して形成されることを特徴とする請求項２に記載のベーンポンプ。