JP3613123B2

JP3613123B2 - ベーンポンプ

Info

Publication number: JP3613123B2
Application number: JP2000095052A
Authority: JP
Inventors: 健太郎山内
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JP2001280263A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力舵取装置等の油圧源として用いられるベーンポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ベーンポンプにおいては、組付・性能検査のために、ポンプを試験的に駆動し、性能検査後ポンプ内の油抜きを行って、出荷するようになっている。
この種のベーンポンプにおいては、油抜き行程を能率的に行うために、ポンプの吐出口より吐出通路内に圧縮エアを導入し、エア力によって吸入口より油を抜き出すようになっている。
このように、ポンプの吐出口に圧縮エアを導入すると、この圧縮エアは吐出ポートよりベーン背圧溝を介してベーン内端に作用し、ベーンをカムリングの内面に押圧して、隣合う２つのベーンによって区画されたポンプ室を画成するため、吐出通路より吐出ポートを介してポンプ室に供給されたエア圧が隣合う２つのベーンに作用し、このエア圧によってロータを回転する。このロータの回転方向は、ポンプの本来の回転方向とは逆方向になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、図６Ａに示すように、ポンプ作動時とは逆にベーン１が放射方向に伸長しながら吐出ポート２に沿って矢印方向に移動するため、ベーン１が吐出ポート２の端縁２Ａにかかるとき、ベーン１は最も外方に伸長した状態となり、サイドプレート３によってガイドされる長さは最も短くなる。このためにベーン１が傾きやすくなり、ベーン１の端面先端は吐出ポート２内に入り込むようになる。このような状態でベーン１が吐出ポート２の端縁２Ａにさしかかると、吐出ポート２内に入り込んだベーン１の端面先端が図６Ｂに示すように、吐出ポート２の端壁２Ａに引っかかって、その端壁２Ａをベーン１によって削り取り、その削り取った破片が異物になってポンプに悪影響を及ぼす恐れがあった。
本発明は、上記した従来の問題を解決するためになされたもので、エア圧によるロータが回転時においても、ベーンの端面先端が吐出ポート端壁に引っかかって、削り取る不具合を防止することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ハウジングに装着されたカムリングに回転可能に収納されたロータと、このロータに形成されたスリット内に放射方向へ摺動可能に収納された複数のベーンと、前記カムリングの両側に設けられた一対の側壁部材とを有し、これら側壁部材のロータと摺接する面に、第１及び第２の吐出ポートと第１及び第２の吸入ポートを円周上交互にかつ互いに直径方向に対向して設けたベーンポンプにおいて、前記側壁部材には前記第１及び第２の吐出ポートの始端部分であってベーンの端面先端が接触可能な部位に、前記ロータがポンプ作動時と逆方向に回転した場合でも前記始端部分の端壁にベーンが引っかからないようにするスロープを設け、このスロープは、前記始端部分の端壁に向かって漸次深さが深くなるように形成されているものである。
上記した請求項１の発明によれば、ベーンポンプの性能検査の後、ベーンポンプ内の油を排出するためにベーンポンプ内に圧縮エアが供給されと、圧縮エアにより、ロータがベーンポンプ本来の回転方向とは逆方向に回転され、ベーンが放射方向に伸長しながら吐出ポート部分を通過する。そして、ベーンが吐出ポートの端縁部（ベーンポンプ本来の始端部分）にかかるとき、ベーンは最も外方に伸長した状態となり、この状態においては側壁部分によるベーンのガイド長さが最も短くなるため、ベーンが傾きやすくなり、ベーンが吐出ポートの端縁部に引っかかる恐れがでてくる。
しかしながら、本発明においては、吐出ポートの端壁部分にスロープを形成したので、ベーンが吐出ポートの端壁部分を通過する際に仮に傾いていても、ベーンが吐出ポートの端壁に引っかかることがなく、異物（破片）の発生を防止できる。
しかも、前記始端部分の端壁に向かって漸次深さが深くなるスロープを形成したので、ベーンが吐出ポートの端壁部分を通過する際には、ベーンは吐出ポートから一旦スロープの深い部分に落ち込み、その後ロータの回転につれてスロープによって傾きを矯正されながらサイドプレートの端面に滑らかに当接するようになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。
１０はベーンポンプのフロントハウジングを示し、このフロントハウジング１０には凹所１１が形成されており、この凹所１１を閉塞するようにリヤハウジング１２がフロントハウジング１０に固着されている。
前記凹所１１には、サイドプレート１３とカムリング１４が収納されており、カムリング１４の一側にはサイドプレート１３が、他側にはリヤハウジング１２のサイド面１５がそれぞれ対接している。これらサイドプレート１３とリヤハウジングサイド面１５とが、カムリング１４の両側部を閉塞する側壁部材として機能する。
カムリング１４の内周には、カム曲線の周期が１８０度の基本的に楕円曲面であるカム面１６が形成され、このカムリング１４内にロータ１７が回転可能に収納されている。ロータ１７は、前記フロントハウジング１０およびリヤハウジング１２に回転可能に支持された回転軸１８上に取付けられ、この回転軸１８は自動車エンジン等の適宜な駆動手段によって回転駆動されるようになっている。
【０００６】
前記ロータ１７には、円周上等角度間隔に複数のスリット１９が放射方向に形成されており、各スリット１９には、前記カム面１６に先端面が摺接する複数のベーン２０がそれぞれ摺動可能に収納されている。スリット１９の内方端には後述する背圧溝を介して圧油が導入されるようになっており、この圧油によってベーン２０がカム面１６に押圧される。これらベーン２０の両端は、サイドプレート１３とリヤハウジングサイド面１５にそれぞれ摺接可能に対接している。
これにより、カムリング１４のカム面１６とロータ１７との間に、隣合うベーン２０によって複数のポンプ室Ｐが形成され、これらポンプ室Ｐはロータ１７の回転により容積変化を生じる。
【０００７】
前記サイドプレート１３およびリヤハウジングサイド面１５のロータ１７と摺接する面には、膨張領域（吸入領域）のポンプ室に対応して第１および第２の吸入ポート２１Ａ、２１Ｂが、また圧縮領域（吐出領域）のポンプ室に対応して第１および第２の吐出ポート２２Ａ、２２Ｂが、それぞれ直径方向に対向する位置に形成されている。
前記第１および第２の吐出ポート２２Ａ、２２Ｂは、吐出通路２３を介して吐出口２４に接続されている。吐出通路２３の途中には、公知の流量制御弁２５が設けられ、この流量制御弁２５によって前記吐出口２４に送出する流量を一定に制御するようになっている。一方、前記第１および第２の吸入ポート２１Ａ、２２Ｂは、吸入通路２６を介して図略のリザーバに接続されている。
【０００８】
また、前記リヤハウジング１２およびサイドプレート１３のロータ１７と摺接する面には、前記第１および第２の吸入ポート２１Ａ、２１Ｂ、ならびに第１および第２の吐出ポート２２Ａ、２２Ｂの半径方向内方において、前記ベーン２０を収納したスリット１９の内方端に通じる４つの背圧溝３１Ａ、３１Ｂおよび３２Ａ、３２Ｂが、ロータ１７と同軸的に、かつ前記吸入ポート２１Ａ、２１Ｂおよび吐出ポート２２Ａ、２２Ｂに対応するように円周方向に互いに離間して凹設されている。
前記第１および第２の吸入側背圧溝３１Ａ、３１Ｂは、ロータ１７の回転方向（図１の矢印方向）両側に隣接する第１および第２の吐出側背圧溝３２Ａ、３２Ｂに、絞り効果を有する第１および第２の連通溝３３、３４を介して互いに連通される。
前記第１および第２の吸入ポート２１Ａ、２１Ｂに対応する吸入側背圧溝３１Ａ、３１Ｂは、図略の導入通路を介して吐出通路２３に連通されている。これにより、吸入側背圧溝３１Ａ、３１Ｂには、吐出通路２３前記導入通路を介してそれぞれ吐出油が導入されるとともに、これら吐出油は第１および第２連通溝３３、３４を介して吐出側背圧溝３２Ａ、３２Ｂにそれぞれ導入される。
【０００９】
前記吐出ポート２２Ａ、２２Ｂのロータ回転方向の始端部分２２Ａ１、２２Ｂ１には、図３および図４に詳細図示するように、ロータ１７の回転方向に漸次深さが深くなるスロープ３５が形成されている。
かかるスロープ３５は、吐出ポート２２Ａ、２２Ｂのロータ回転方向の始端部分２２Ａ１、２２Ｂ１であってベーン２０の端面先端が接触可能な部位を削除して、その始端部分２２Ａ１、２２Ｂ１の縁部にベーン２０に干渉する壁をなくした構成からなる。これにより、ロータ１７がポンプ作動時の本来の回転方向と逆方向に回転した場合、吐出ポート２２Ａ、２２Ｂを通過するベーン２０が仮に傾いていても、ベーン２０の先端側部が吐出ポート２２Ａ、２２Ｂの始端部分２２Ａ１、２２Ｂ１の縁部に引っかかるのを確実に防止できるようになる。
【００１０】
上記のように構成された本実施の形態における作用を、図６を参照しながら説明する。自動車エンジン等によってロータ１７が矢印方向に回転されると、膨張行程をなすポンプ室Ｐに第１及び第２の吸入ポート２１Ａ、２１Ｂより作動油が吸入され、圧縮行程をなすポンプ室Ｐより第１及び第２の吐出ポート２２Ａ、２２Ｂに作動油が吐出される。吐出ポート２２Ａ、２２Ｂより吐出された作動油は吐出通路２３中に設けた流量制御弁２５によって所定流量に制御され、吐出口２４より動力舵取装置等の油圧作動機器（図示せず）に圧送される。
また、前記吐出ポート２２Ａ、２２Ｂより吐出された作動油は、図略の導入通路を介して吸入側背圧溝３１Ａ、３１Ｂに導入され、さらに連通溝３３、３４を介して吐出側背圧溝３２Ａ、３２Ｂに導入される。これにより、吸入側背圧溝３１Ａ、３２Ａおよび吐出側背圧溝３２Ａ、３２Ｂに対応するスリット１９の内方端に圧油が導入され、ベーン２０をカム面１６に向けて押圧する。
従って、ポンプ始動時においては、圧縮行程にあるベーン２０がカム面１６によって押し下げられると、吐出側背圧溝３２Ａ、３２Ｂに圧油が押し出され、これが連通溝３３、３４を介して吸入側背圧溝３１Ａ、３１Ｂに流動されるため、膨張行程にあるベーン２０がカム面１６に向かって押し上げられる。これにより膨張行程にあるベーン２０の飛び出しが助長され、ポンプ作用が早期に実行される。
【００１１】
ところで、この種のベーンポンプにおいては、ポンプ組付後に、出荷前の組付検査および性能検査が実施され、実車と同様な条件でポンプが駆動されて油の給排が実行される。そしてこの検査後にポンプ内に残った油を排出した後、出荷される。
図５は性能検査等の後に油を排出する概略図を示すものである。同図において、５０は前記吐出口２４に接続された圧縮エア供給管を示し、この圧縮エア供給管５０の一端は圧縮エア供給源５１に接続され、この供給管５０の途中には開閉弁５２が設けられている。また、５３は前記吸入口２６に接続された油排出管を示し、この排出管５３は油槽５４に接続される。
図２および図４において、前記開閉弁５２が操作され、圧縮エアが圧縮エア供給管５０を介して吐出口２４よりベーンポンプ内に供給される。ベーンポンプ内に供給された圧縮エアは、吐出ポート２２Ａ、２２Ｂより吸入側背圧溝３１Ａ、３１Ｂを介して吸入側背圧溝３１Ａ、３１Ｂに導入され、ベーン２０の内端部に作用し、ベーン２０をエア圧によりカムリング１４の内面に押圧する。これにより、カムリング１４とロータ１７との間に、隣合う２つのベーン２０によって区画された円周上複数個のポンプ室が形成される。
一方、圧縮エアは前記吐出通路２３より吐出ポート２２Ａ、２２Ｂを介してこの吐出ポート２２Ａ、２２Ｂに開口する前記ポンプ室に導入される。かかるポンプ室に導入された圧縮エアは隣合う２つのベーン２０の受圧面積差により、ロータ１７を回転する。このときのロータ１７の回転方向はベーンポンプ本来の回転方向とは逆方向になり、ベーン２０は吐出ポート２２Ａ、２２Ｂを放射方向に飛び出しつつ通過することになる。前記ロータ１７の回転に伴い、圧縮エアは吐出ポート２２Ａ、２２Ｂに開口するポンプ室から、吸入ポート２１Ａ、２１Ｂに開口するポンプ室に移行し、このポンプ室より吸入ポート２１Ａ、２１Ｂ、吸入通路２６および油排出管５３を介して油槽５４に排出される。このような圧縮エアの吐出ポート２２Ａ、２２Ｂから吸入ポート２１Ａ、２１Ｂへの流通により、ポンプ内の油を排出する。
【００１２】
前述したように、ロータ１７の回転方向がベーンポンプ本来の回転方向とは逆方向（反矢印方向）になるため、ベーン２０が吐出ポート２２Ａ、２２Ｂに沿って放射方向に伸長しながら移動する際、ベーン２０が吐出ポート２２Ａ、２２Ｂの始端部分２２Ａ１、２２Ｂ１にかかるときがベーン２０は最も外方に伸長した状態となる。この状態においてはサイドプレート１３とリヤハウジングサイド面１５とによるベーン２０のガイド長さは最も短くなり、ベーン２０が傾きやすくなる。このような状態でベーン２０が吐出ポート２２Ａ、２２Ｂの前記始端部分２２Ａ１、２２Ｂ１から離れようとする際に、従来においては、傾きやすいベーン２０が吐出ポート２２Ａ、２２Ｂの端壁に引っかかり、その端壁をベーン２０によって削ってしまう恐れがあった。
しかしながら、本実施の形態においては、吐出ポート２２Ａ、２２Ｂの端壁部分に、エア圧によるロータ１７の回転方向に沿って漸次浅くなるスロープ３５を形成したので、吐出ポート２２Ａ、２２Ｂの端部にベーン２０が傾いた場合でも、ベーン２０が当接するような壁がなくなり、ベーン２０が吐出ポート２２Ａ、２２Ｂの終端から離れようとする際には、ベーン２０は吐出ポート２２Ａ、２２Ｂから一旦スロープ３５の深い部分に落ち込み、その後ロータ１７の回転につれてベーン２０はスロープ３５によって傾きを矯正されながらサイドプレート１３あるいはリヤハウジングサイド面１５の端面に滑らかに当接するようになる。
従って、ベーン２０が傾きやすい区間を通過する状態においても、ベーン２０の傾きにより吐出ポート２２Ａ、２２Ｂの始端部分２２Ａ１、２２Ｂ１が削られることがなくなり、削り取られた異物による破片が異物となってポンプに悪影響を与えることがなくなる。
【００１３】
【発明の効果】
以上、述べたように本発明においては、吸入ポートおよび吐出ポートを形成した側壁部材に、仮にベーンが傾いても吐出ポートの端縁にベーンが引っかからないようにするスロープを形成したので、性能検査後の油抜き時にエア圧等によりロータがポンプ作動時と逆方向に回転した場合でも、吐出ポートの端壁にベーンが引っかかることがなくなる。従って、ベーンの先端端部が吐出ポートの端壁を削り取ることがなくなり、削り粉等の異物によってベーンポンプに悪影響を及ぼすことを防止できる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すベーンポンプの全体断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】ポンプ内の油を排出するための概略図である。
【図６】従来のベーンポンプを示す図４に対応する図である。
【符号の説明】
１０フロントハウジング
１１凹所
１２リヤハウジング
１３サイドプレート（側壁部材）
１４カムリング
１５リヤハウジングサイド面（側壁部材）
１６カム面
１７ロータ
１８回転軸
１９スリット
２０ベーン
２１Ａ、２１Ｂ吸入ポート
２２Ａ、２２Ｂ吐出ポート
２２Ａ１、２２Ｂ１始端部分
２３吐出通路
２４吐出口
２５流量制御弁
２６吸入通路
３１Ａ、３１Ｂ吸入側背圧溝
３２Ａ、３２Ｂ吐出側背圧溝
３５スロープ

Claims

ハウジングに装着されたカムリングに回転可能に収納されたロータと、このロータに形成されたスリット内に放射方向へ摺動可能に収納された複数のベーンと、前記カムリングの両側に設けられた一対の側壁部材とを有し、これら側壁部材のロータと摺接する面に、第１及び第２の吐出ポートと第１及び第２の吸入ポートを円周上交互にかつ互いに直径方向に対向して設けたベーンポンプにおいて、前記側壁部材には前記第１及び第２の吐出ポートの始端部分であってベーンの端面先端が接触可能な部位に、前記ロータがポンプ作動時と逆方向に回転した場合でも前記始端部分の端壁にベーンが引っかからないようにするスロープを設け、このスロープは、前記始端部分の端壁に向かって漸次深さが深くなるように形成されていることを特徴とするベーンポンプ。