JP4824526B2 - 可変容量形ベーンポンプ及び可変容量形ベーンポンプの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両の無段変速機やパワーステアリング装置などの駆動源に用いられる可変容量形ベーンポンプの改良に関する。

例えば車両のパワーステアリング装置に適用される従来の可変容量型ベーンポンプとしては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

この可変容量型ベーンポンプは、フロントボディとリアボディとを突き合わせてなるポンプボディと、前記フロントボディの一端開口部の内周側にほぼカップ状に形成された収容空間内に嵌着されたアダプタリングと、該アダプタリングのほぼ楕円形の内側空間内に左右径方向へ揺動可能に設けられたカムリングと、該カムリングの内周側に回転自在に配置され、前記ポンプボディに貫装された駆動軸に連結されたロータと、該ロータの内側面に摺接するプレッシャプレートと、を備えている。

前記ロータには、径方向に沿って放射状に切欠形成された複数のスロット内にそれぞれベーンが出没自在に収容され、該ロータとカムリングとの間には、隣接する二枚のベーンによって複数のポンプ室が画成されている。これらのポンプ室のうち、作動油を吸入する吸入領域に位置する上半側のポンプ室にはリアボディの端面に切欠形成された吸入ポートが開口する一方、作動油を圧縮して吐出する吐出領域に位置する下半側のポンプ室にはプレッシャプレートに貫通形成された吐出ポートが開口している。

そして、この可変容量形ベーンポンプは、カムリングの内周面における前記吸入領域と吐出領域との境界位置に、隣接する両ポンプ室を連通する圧力逃がし溝が切欠形成されている。これによって、吐出領域側のポンプ室内で高圧となった流体を低圧となる吸入領域側のポンプ室内に逃がすことによって、吸入領域から吐出領域に移行する際のポンプ室内の急激な圧力変動を防止し、ポンプの吐出圧の脈動の低減を図っている。
特開平７−１１９６４８号公報

ところで、近時、車両に適用されるポンプ装置は、軽量化及び小型化が要求される中、同時に高出力化が求められている。そこで、ポンプ装置のハウジングを形成する前記ポンプボディなどは軽量のアルミニウム合金材によって形成されていると共に、高出力化を図るために前記収容空間を大きく確保しつつも、装置の大型化を抑制するために周壁の肉厚は極力低減されている。

このため、前記従来の可変容量形ベーンポンプにあっては、前記吐出領域のポンプ室において作動油を圧縮することに伴い、その高圧な吐出圧によって前記収容空間の外壁、すなわちフロントボディの開口端部の周壁が、径方向外側へ押圧されて、僅かに開口側に向かって漸次拡径する口開き状に変形してしまうという問題があった。

そして、前述のように前記吐出領域に位置するフロントボディの周壁の下半部が下方へ変形してしまうと、これに伴って前記収容空間内に収容されているアダプタリング及びカムリングが、前記変形によって傾斜したフロントボディの内周面に沿って傾いてしまうと共に、突出した各ベーンも、傾いたカムリングの内周面にならって傾いてしまう。

一方、前記ロータは、駆動軸に連結されていることから軸方向に対して垂直な状態を維持しているため、該ロータの軸方向外側にベーンの角部が突出した状態で回転することとなってしまう。すなわち、前記ロータから突出したベーンの角部が、極小のクリアランスを介してロータと摺接するリアボディやプレッシャプレートの各端面と干渉してしまう。

これによって、リアボディやプレッシャプレートの偏摩耗や摩擦による焼き付きを招来してしまうおそれがある。

本発明は、前記従来における可変容量形ベーンポンプの技術的課題に鑑みて案出されたもので、ポンプの吐出圧によるフロントボディの周壁の変形の影響を回避し得る可変容量形ベーンポンプを提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、軸方向一端側が開口する筒状部と、該筒状部の軸方向他端側に形成された底部と、を有するフロントボディと、該フロントボディの一端側開口を閉塞するリアボディと、前記フロントボディに軸方向に沿って貫装され、各端部が前記フロントボディと前記リアボディに回転自在に支持された駆動軸と、前記フロントボディの筒状部の内周面に嵌着され、内周面における周方向の所定範囲に揺動支点面を有するアダプタリングと、該アダプタリングの内周側に配置され、前記揺動支点面を介して径方向へ揺動自在に設けられたカムリングと、該カムリングの内周側に配置されると共に前記駆動軸に連結されて、径方向に向かって放射状に形成された複数のスロットを有するロータと、該ロータの各スロット内に出没自在に収容されて、突出することによって前記カムリング及び前記ロータと共に複数のポンプ室を形成するベーンと、前記フロントボディの底部と前記アダプタリングの端面によって挟持されたプレッシャプレートと、前記カムリングの外周側に配設されて、該カムリングと前記アダプタリングとの間を、前記駆動軸の軸心に対して前記カムリングの偏心量が増大する側の第１流体圧室と、前記カムリングの偏心量が減少する側の第２流体圧室と、に隔成するシール部材と、を備え、前記フロントボディの底部又はフロントボディに対向する前記リアボディの端面の少なくとも一方側に、前記各ポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポートと、前記各ポンプ室の容積が縮小する領域に開口する吐出ポートと、を有し、前記アダプタリングの径方向幅を、少なくとも前記揺動支点面の範囲において前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成したことを特徴としている。

この発明によれば、前記吐出側の各ポンプ室の流体圧によって前記フロントボディの筒状部の周壁が径方向外側へ拡径状に変形してしまっても、前記アダプタリングのほぼテーパ状に形成された揺動支点面によって前記変形が吸収されて、前記カムリングが前記駆動軸とほぼ平行に保持されるために、前記ベーンは前記カムリングの内周面にならってほぼ垂直に突出することとなり、該ベーンと前記リアボディ及びプレッシャプレートの各内側面との干渉を抑制することができる。これによって、前記リアボディやプレッシャプレートの偏摩耗や焼き付きが防止される。

請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明と同様の前提構成を有し、前記アダプタリングの内周面における周方向の所定範囲にカムリング支持部材が配設され、このカムリング支持部材を支点として前記カムリングが揺動自在に支持された可変容量形ベーンポンプであって、前記カムリング支持部材の径方向幅を、前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成したことを特徴としている。

この発明は、前記アダプタリングの内周面に前記カムリングを支持する前記カムリング支持部材を設け、このカムリング支持部材の径方向幅を前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成することによってフロントボディの筒状部の周壁の変形を吸収したもので、本発明においても前記請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明と同じ前提構成を有し、前記アダプタリング又は前記カムリングの径方向幅を、前記吐出側の各ポンプ室の流体圧によって前記フロントボディの筒状部の周壁が径方向外側へ拡径状に変形した際に、前記吐出ポートに対応する周方向範囲において前記カムリングの内周面が前記駆動軸とほぼ平行となるように設定したことを特徴としている。

この発明は、前記アダプタリング又は前記カムリングの径方向幅を、前記フロントボディの筒状部における周壁の変形時にカムリングの内周面が前記駆動軸とほぼ平行となるように設定することによってフロントボディの周壁の変形を吸収したもので、本発明においても前記請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

請求項４に記載の発明は、周方向の所定範囲における径方向幅が軸方向一方側から他方側に向かって漸次拡大するように形成されたテーパ部を有するアダプタリングを形成する第１ステップと、軸方向一端側が開口する筒状部と、該筒状部の軸方向他端側に形成された底部と、を有するフロントボディにおける前記筒状部の内周側に、前記アダプタリングを、その径方向幅の小さい側が前記底部側となるように組み付ける第２ステップと、駆動軸と、該駆動軸によって回転駆動されるロータと、該ロータの径方向に向かって放射状に形成されたスロット内に出没自在に収容されたベーンと、該ベーン及び前記ロータと共に複数のポンプ室を画成するカムリングと、から構成されるポンプ要素を、前記各ポンプ室の容積が前記ロータの回転に伴い減少する吐出領域が前記アダプタリングのテーパ部に対応するように前記フロントボディの筒状部の内周側に組み付ける第３ステップと、前記フロントボディの軸方向一端側に、該フロントボディの一端側開口を閉塞するリアボディを組み付ける第４ステップと、を有することを特徴としている。

この製造方法の発明においても、前記請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

以下、本発明に係る可変容量形ベーンポンプの各実施の形態を図面に基づいて詳述する。なお、本実施の形態は、この可変容量形ベーンポンプを、従来と同様に車両のパワーステアリング装置に適用したものを示している。

図１〜図４は本発明の第１の実施の形態を示し、この可変容量形ベーンポンプ１は、図３及び図４に示すように、アルミ合金材によって形成され、軸方向一端側が開口する筒状部２ａと、該筒状部２ａの軸方向他端側に形成された底部２ｂと、を有するフロントボディ２と、該フロントボディ２の一端側開口を閉塞するリアボディ３と、前記フロントボディ２に軸方向に沿って貫装されて、各端部がフロントボディ２とリアボディ３のそれぞれに配設された各軸受を介して回転自在に支持された駆動軸４と、前記フロントボディ２の筒状部２ａの内周面に嵌着されたほぼ円環状のアダプタリング５と、該アダプタリング５の内周側に配置されて図４中の左右方向へ揺動自在に設けられたほぼ円環状のカムリング６と、該カムリング６の内周側に配置されると共に、前記駆動軸４に連結されて回転自在に設けられたロータ７と、前記フロントボディ２の底部２ｂとアダプタリング５の端面によって挟持されたほぼ円盤状のプレッシャプレート８と、を備えている。

前記アダプタリング５は、焼結材によって形成され、図２及び図４に示すように、内周面の下部に形成された円弧状の支持溝５ａに前記カムリング６の位置を保持する位置保持ピン９が設けられていると共に、内周面における前記位置保持ピン９の図４中右側近傍、つまり後述する第２流体圧力室１２ｂ側に前記カムリング６の揺動支点となる所定面積を有する揺動支点面１１が形成されている。

なお、前記位置保持ピン９は、前記カムリング６の揺動支点ではなく、該カムリング６の位置を保持しつつ、前記アダプタリング５に対するカムリング６の回り止めとしての機能を有している。

前記カムリング６は、図４に示すように、軸受合金材を切削加工してなり、前記位置保持ピン９とこれとほぼ対向した位置にあるシール部材１０を介して前記アダプタリング５との間に第１流体圧力室１２ａと第２流体圧力室１２ｂを隔成している。また、このカムリング６は、前記アダプタリング５の揺動支点面１１の所定位置を揺動中心として第１流体圧力室１２ａ側あるいは第２流体圧力室１２ｂ側へ揺動自在になっている。

前記ロータ７は、図外のエンジンによって前記駆動軸４が回転駆動されると図４中の矢印方向（反時計方向）に回転するようになっていると共に、外周部には、円周方向の等間隔位置に放射方向に沿ったスロット７ａが複数形成されている。この各スロット７ａ内には、ほぼ矩形状の金属板であるベーン１３がそれぞれ前記カムリング６の内周面方向へ放射状に出没自在に保持されている。また、前記各スロット７ａの内周側端部には、ほぼ円形状の背圧室７ｂが連続一体に設けられている。

また、前記カムリング６とロータ７との間に形成される空間内には、隣接する二枚のベーン１３によってポンプ室１４が形成されており、カムリング６を前記揺動支点面１１の揺動支点を中心として揺動させることによって、このポンプ室１４の容積を増減させるようになっている。

前記第２流体圧力室１２ｂには、ボルト状のスプリングリテーナに一端が弾持されたスプリング１５が配置されており、このスプリング１５が前記カムリング６を常時前記第１流体圧力室１２ａ側に付勢、つまり、ポンプ室１４の容積が最大となる方向に付勢している。

また、前記ロータ７の回転に伴って前記各ポンプ室１４の容積が漸次拡大する吸入領域における前記リアボディ３のロータ７側の内側面には、図３及び図４に示すように、円弧状の吸入ポート１６が形成されている。この吸入ポート１６は、吸入通路１７を介して図４中のリザーバタンクＴから吸い込んだ作動流体を前記各ポンプ室１４内に供給するようになっている。

一方、前記ロータ７の回転に伴って、前記各ポンプ室１４の容積が漸次縮小していく吐出領域における前記プレッシャプレート８の内側面には、円弧状の吐出ポート１８とこれに連通する吐出孔１９が形成されており、ポンプ室１４から吐出された圧力流体が、前記吐出ポート１８及び吐出孔１９を介してフロントボディ２の底部２ｂに形成された吐出側圧力室２０に導入される。この吐出側圧力室２０に導入された圧力流体は、フロントボディ２の内部に形成された吐出通路２１から図外の配管を介してパワーステアリング装置に送られるようになっている。

また、前記フロントボディ２の上端内部には、前記駆動軸４と直交する方向に向いた制御弁２２が設けられている。この制御弁２２は、図４に示すように、フロントボディ２内に形成された弁孔２３内に摺動自在に収容されたスプール弁２６と、該スプール弁２６を図中の左方向に付勢して弁孔２３のプラグ２４に当接させるバルブスプリング２５と、前記プラグ２４とスプール弁２６の先端部との間に形成されて、前記吐出通路２１に設けられたメータリングオリフィス２７の上流側の作動流体圧、つまり前記吐出ポート１８内の圧力流体が導入される高圧室２８と、を備えている。

なお、前記メータリングオリフィス２７と高圧室２８との間には、第２オリフィス２９が設けられており、高圧室２８内に導入される圧力流体の流体圧を圧力降下させて、該圧力流体の脈動の影響を低減する役割を果たしている。

一方、前記メータリングオリフィス２７の下流側の流体圧は、前記バルブスプリング２５が収容された中圧室３０に供給され、この中圧室３０と前記高圧室２８の両圧力差が所定以上になるとスプール弁２６がバルブスプリング２５の付勢力に抗して図４中右方向に移動する。

前記第１流体圧力室１２ａは、前記スプール弁２６が左に位置するときは連通路３１を介して弁孔２３の低圧室３２に接続されており、この低圧室３２内には、フロントボディ２内に前記吸入通路１７から分岐して形成された図外の低圧通路を介して吸入通路１７からの低圧が導入されるようになっている。また、前記差圧によってスプール弁２６が右側に摺動した場合は、前記低圧室３２が漸次遮断され、前記高圧室２８と連通して高圧な圧力流体が導入されるようになっている。これによって、前記低圧室３２の圧力とメータリングオリフィス２７の上流側の圧力が選択的に供給されるようになっている。

一方、前記第２流体圧力室１２ｂは、前記リアボディ３のロータ７側の内側面に形成された前記吸入ポート１６における第２流体圧力室１２ｂ側に偏寄した位置から径方向外側に延設された連通溝１６ａを介して前記吸入通路１７に連通され、常時吸入側の圧力（低圧）が導入されている。

また、前記スプール弁２６の内部に設けられたリリーフバルブ３３は、前記中圧室３０の圧力が所定以上に達したとき、つまりパワーステアリング装置の作動圧力が所定以上に達したときに、開放してこの圧力流体を逃がすようになっている。

また、前記アダプタリング５の揺動支点面１１は、前記第２流体圧力室１２ｂ側から前記位置保持ピン９までの所定面積に形成されていると共に、前記吸入ポート１６の終端と吐出ポート１８の始端との中間点と前記駆動軸４の回転中心Ｐを結ぶ基準線Ｘに対して徐々に離間するように、第１流体圧力室１２ａ側へ下り傾斜状に形成されている。

さらに、前記アダプタリング５は、図１及び図２に示すように、前記揺動支点面１１の範囲における径方向幅Ｗ１が、前記リアボディ３と対向する端面側へ向かって漸次拡大するように形成されている。すなわち、前記アダプタリング５の揺動支点面１１が、前記プレッシャプレート８と対向する端面側へ軸方向に沿って下り傾斜状に形成されたテーパ面３４となっている。このテーパ面３４の傾斜角度θ１は、およそ０．０８°に設定されている。

そして、このテーパ面３４は、必ずしも前記揺動支点面１１のみに形成されている必要はなく、前述のように前記アダプタリング５の揺動支点面１１の範囲における径方向幅Ｗ１が前記リアボディ３と対向する端面側へ向かって漸次拡大するように形成されていればよい。

すなわち、前記テーパ面３４は、前記アダプタリング５の揺動支点面１１に対応する外周面のみに形成することも可能であると共に、前記アダプタリング５の揺動支点面１１とこれに対応するアダプタリング５の外周面の両面に形成することも可能である。

なお、前記アダプタリングの揺動支点面１１の範囲において内外周面をテーパ状に形成する場合のテーパの傾斜角度は、該アダプタリング５が前記リアボディ３側へおよそ０．０８°傾いた際に、前記揺動支点面１１と前記駆動軸４とがほぼ水平となるように設定されていればよい。

以下に、かかる構成を有する可変容量形ベーンポンプ１の製造方法について、特にポンプ要素に係る部分を中心に図３及び図４に基づいて説明する。

まず、アルミ合金材によって鋳造された前記フロントボディ２における筒状部２ａの内周面に、該フロントボディ２の底部２ｂに当接状態に前記プレッシャプレート８を嵌着する。そして、金属粉末を加圧成形して融点以下の温度で熱処理する、いわゆる焼結によって前記アダプタリング５を形成し、このアダプタリング５に前記シール部材や位置保持ピン９を組み付けた後、前記フロントボディ２の筒状部２ａの内周面に、アダプタリング５の揺動支点面１１における径方向幅Ｗ１の小さい側がフロントボディ２の底部２ｂ側となるように、アダプタリング５を前記プレッシャプレート８の側面に当接状態に嵌着する。

続いて、ほぼ円柱状の軸受合金を切削加工することによって前記カムリング６を形成し、該カムリング６を、前記アダプタリング５の内周側に、挿入配置する。そして、前記スロット７ａ内にベーン１３が収容された前記ロータ７と前記駆動軸４とを連結し、この連結体を、ロータ７とカムリング６とが軸方向においてほぼ同位置となるように、フロントボディ２の筒状部２ａ側からカムリング６の内周側に挿入する。

最後に、前記フロントボディ２の筒状部２ａの一端側開口を前記リアボディ３によって閉塞し、前記流量制御弁２２やカムリング６を付勢するためのスプリング１５及び前記スプリングリテーナなどを組み付けて、前記可変容量形ベーンポンプ１の完成となる。

続いて、以下に本発明に係る可変容量形ベーンポンプ１の作用について説明するが、該ポンプの基本的な作用は周知の通りであるため説明を省略し、特徴的な作用のみを図３及び図４に基づいて説明する。

前記可変容量形ベーンポンプ１がポンプ作用を行う際、前記吐出ポート１８側の吐出領域における各ポンプ室１４では、作動流体が圧縮されることによって内圧が高められ、特にポンプの高回転時においては、前記カムリング６の内周面や、前記ロータ７の外周面及び隣接する各ベーン１３の内側面に圧力流体による比較的高圧な流体圧が作用する。

このとき、前記ロータ７には、外周面に対して径方向内側に前記流体圧が作用するものの、前記駆動軸４に連結されていると共にこの駆動軸４は前記フロントボディ２及びリアボディ３によって両端部が強固に支持されていることから、該ロータ７が前記流体圧によって受ける影響は少ない。また、前記各ベーン１３についても、内側面に対して周方向外側に流体圧が作用するものの、該各ベーン１３の外側面には両側に隣接したポンプ室１４の内圧が作用して互いにバランスされることから、該各ベーン１３に対する前記流体圧の影響はほとんどない。

一方、前記カムリング６は、前記アダプタリング５の内周側に揺動自在に配置されていることから、前記流体圧によってアダプタリング５の揺動支点面１１に押し付けられる。そして、このカムリング６に対する押圧力（前記流体圧）は、該カムリング６と共にアダプタリング５を径方向外側へと押圧し、連鎖的に前記フロントボディ２の筒状部２ａに作用する。

これによって、前記フロントボディ２の筒状部２ａの周壁における前記揺動支点面１１に対応する範囲が径方向外側（図中下方）へ僅かに変形し、これに対応する筒状部２ａの内周面が前記リアボディ３側へ僅かに（０．０８°程度）下り傾斜する。そして、これに伴い、前記筒状部２ａの内周側に嵌着されたアダプタリング５がリアボディ３側に僅かに倒れる。

ところが、前記アダプタリング５の揺動支点面１１は、前述のように前記プレッシャプレート８側へ軸方向に沿って下り傾斜したテーパ面３４となっていることから、前記フロントボディ２の筒状部２ａの変形が吸収（キャンセル）されて、前記カムリング６は、前記揺動支点面１１によって前記駆動軸４に対してほぼ垂直に支持されることとなる。

これにより、前記各ベーン１３は、前記カムリング６の内周面にならって突出することから、前記駆動軸４に対してほぼ垂直に突出することとなり、ポンプが該各ベーン１３の角部などが前記ロータ７のスロット７ａから軸方向へはみ出してしまうおそれがなくなる。

したがって、この実施の形態によれば、前記吐出側の各ポンプ室１４の流体圧によって前記フロントボディ２の筒状部２ａの周壁が径方向外側へ拡径状に変形してしまっても、テーパ状に形成された前記アダプタリング５の揺動支点面１１によって前記筒状部２ａの変形を吸収することができる。これによって、前記ベーン１３と前記リアボディ３及びプレッシャプレート８の各内側面との干渉を抑制することができ、リアボディ３やプレッシャプレート８における偏摩耗や焼き付きが防止される。

また、前記アダプタリング５は、ポンプの吐出圧によって前記フロントボディ２に変形が生じる部分に対応する範囲、すなわち前記揺動支点面１１の範囲のみに前記テーパ面３４が形成され、アダプタリング５の形状の適正化が図られている。しかも、前記アダプタリング５は、焼結によって形成されていることから、任意の形状に容易に形成することができ、前記揺動支点面１１の範囲のような局部的に前記テーパ面３４を形成する場合であっても、加工工数の増大化が抑制される。

また、耐圧性と耐摩耗性が要求される前記カムリング６は、軸受合金材を切削加工することによって形成されていることから、該カムリング６に要求される性能を充分に満たすことができる。しかも、前記カムリング６は、内外周面が共に平行に形成されていることから、切削により形成しても加工工数の増大化が抑制される。

図５は本発明の第２の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態における前記テーパ面３４を、前記アダプタリング５の揺動支点面１１のみならず、該アダプタリング５の内外周の両面にそれぞれ全周にわたって形成したものである。

すなわち、前記アダプタリング５の径方向幅Ｗ１が前記フロントボディ２の筒状部２ａの一端側開口へ向かって漸次拡大するように、該アダプタリング５の内周面全体に傾斜角度θ２に設定された内側テーパ面３５ａが形成されていると共に、該アダプタリング５の外周面全体に傾斜角度θ３に設定された外側テーパ面３５ｂが形成されている。そして、前記各テーパ面３５ａ，３５ｂの傾斜角度θ２，θ３は、前記第１の実施の形態でも説明したようにフロントボディ２の前記吐出領域に位置する筒状部２ａが径方向外側へ変形することに伴ってアダプタリング５が前記リアボディ３側へおよそ０．０８°傾いたときに、アダプタリング５の内周面、つまり前記揺動支点面１１と前記駆動軸４とがほぼ水平となるように設定されている。

したがって、この実施の形態によれば、前記アダプタリング５が焼結によって形成されていることから、前記内側テーパ面３５ａ及び外側テーパ面３５ｂを焼結型の抜き勾配として利用することができるため、アダプタリング５を容易に形成することが可能となり、該アダプタリング５の加工作業性の向上が図れる。

また、本実施の形態では、前記アダプタリング５の内外周の両面にそれぞれ前記内側テーパ面３５ａ及び外側テーパ面３５ｂを設けることに限定されるものではなく、前記アダプタリング５の内周面のみに内側テーパ面３５ａを形成することも可能であると共に、アダプタリング５の外周面のみに外側テーパ面３５ｂを形成することも可能である。その際、前記各テーパ面３５ａ，３５ｂの傾斜角度は、前記第１の実施の形態の揺動支点面１１におけるテーパ面３４と同様に、それぞれほぼ０．０８°程度に設定すればよい。

図６は本発明の第３の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第１の実施の形態と同様であり、異なるところは、前記アダプタリング５の揺動支点面１１における径方向幅Ｗ１が、前記カムリング６の偏心量が大きいときに接する部分から偏心量が小さいときに接する部分に向かって漸次縮小するように形成されている。すなわち、前記テーパ面３４の傾斜角度θ１が、前記第２流体圧力室１２ｂ側から第１流体圧力室１２ａ側へ周方向に沿って漸次拡大するように形成され、該揺動支点面１１が、三次元の立体形状に形成されている。

かかる構成により、ポンプ固有吐出量の大きい、つまり前記カムリング６の偏心量が大きいときほど前記吐出領域における各ポンプ室１４内の流体圧が高圧となって前記フロントボディ２の筒状部２ａにおける周壁の変形が大きくなることから、カムリング６の偏心量が大きいときに接する部分である第１流体圧力室１２ａ側の接触面を予め前記フロントボディ２の底部２ｂ側に下り傾斜させたことによって、ポンプの高圧時における前記筒状部２ａの変形を吸収することができる。

一方、ポンプ固有吐出量の小さい、つまり前記カムリング６の偏心量が小さいときには、前記各ポンプ室１４の流体圧が比較的低圧となって前記筒状部２ａにおける周壁の変形はほとんど生じないことから、カムリング６の偏心量が小さいときに接する部分である第２流体圧力室１２ｂ側の接触面については前記傾斜角度θ１を小さく設定したことによって、ポンプの低圧時においてもカムリング６の内周面を前記駆動軸４に対してほぼ平行に保持することができる。

したがって、この実施の形態によれば、前記アダプタリング５の径方向幅Ｗ１を前記フロントボディの変形量の変化に応じた形状に形成したために、カムリング６の揺動位置、つまりポンプの吐出圧の大小にかかわらず、リアボディ３やプレッシャプレート８の偏摩耗及び焼き付きを防止することができる。

この結果、パワーステアリング装置においては、車両が停車あるいは低速走行している際にステアリングを転蛇する場合、つまりカムリング６の偏心量の大きいポンプ高圧時、又は車両が中速あるいは高速で直進走行する場合、つまりカムリング６の偏心量が小さくなるポンプ低圧時、のいずれの場合にも対応することができる。

図７及び図８は本発明の第４の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第１の実施の形態と同様であり、異なるところは、前記カムリング６の内外周の両面を軸方向に沿ってテーパ状に形成したものである。

すなわち、前記カムリング６は、径方向幅Ｗ２が軸方向一端側から他端側に向かって漸次拡大するようなテーパ状に形成されており、内外周の両面には、前記アダプタリング５の焼結形成する際に発生を余儀なくされる焼結型の抜き勾配とほぼ同じ傾斜角を有する内側テーパ面３６ａ及び外側テーパ面３６ｂがそれぞれ形成され、該各テーパ面３６ａ，３６ｂと前記アダプタリングの抜き勾配とが対応するように、かつ両者の勾配が互い違いとなるように組み付けられている。

なお、前記カムリング６の周方向の所定位置には、前記位置保持ピン９のほぼ上半部に嵌合する横断面ほぼ半円状の被支持溝６ａが軸方向に沿って切欠形成されているが、前記外側テーパ面３６ｂは、前記被支持溝６ａの外周面も含めたカムリング６の外周面全体に形成されている。

したがって、この実施の形態によれば、前記アダプタリングの焼結形成時における内外周面の抜き勾配を前記カムリングの各テーパ面３６ａ，３６ｂによって緩和することが可能となり、特にポンプの吐出圧が小さい場合におけるポンプ特性を向上させることができる。

図９〜図１１は本発明の第５の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第１の実施の形態と同様であり、異なるところは、前記アダプタリング５の揺動支点面１１を廃止すると共に、ほぼ棒状に形成されて前記位置保持ピン９とは異なったカムリング支持部材であるピン部材３７を前記支持溝５ａ内に配置し、このピン部材３７によって前記カムリング６を揺動自在に支持したものである。

前記ピン部材３７は、いわゆるテーパピンであり、その直径Ｗ３が、前記リアボディ３側に向かって漸次拡大するように形成されている。そして、このピン部材３７の軸方向外周面のテーパ角度θ４は、およそ０．０４°に設定されている。

したがって、この実施の形態によれば、前記ピン部材３７の軸方向外周面をフロントボディ２の底部２ｂ側に予め下り傾斜させて前述したポンプの吐出圧によるフロントボディ２の変形に応じた形状に形成したため、前記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができることは勿論、前記アダプタリング５の径方向幅を調整することなく、容易に前記フロントボディ２の変形を吸収することができる。

また、本実施の形態では、前記ピン部材３７を軸方向に沿ってテーパ状に形成することに限定されるものではなく、該ピン部材３７を真っ直ぐに形成し、前記アダプタリング５の支持溝５ａの内周面を、軸方向に沿ってテーパ形状に、すなわち前記プレッシャプレート８側へ向かって下り傾斜状に形成することも可能である。

この場合には、前記アダプタリング５は焼結材で形成されていることから、前記テーパ状の支持溝５ａは型成形によって容易に形成することができると共に、前記ピン部材３７をテーパ状に加工する必要がないため、加工工数の低減化が図れる。

図１２〜図１４は本発明の第６の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第５の実施の形態と同様であり、異なるところは、前記アダプタリング５の支持溝５ａを横断面ほぼ矩形状に形成し、前記ピン部材３７の代わりに金属板であるほぼ矩形状に形成された板部材３８を前記支持溝５ａ内に配置し、該板部材３８によって前記カムリング６を揺動自在に支持したものである。

前記板部材３８は、前記ロータ７のスロット７ａ内に収容されたベーン１３と同一のものであって、その厚さ方向幅Ｗ４が、前記リアボディ３側に向かって漸次拡大するように形成されている。すなわち、この板部材３８は、上面が前記プレッシャプレート８側へ向かって下り傾斜状のテーパ面３９となっている。そして、テーパ面３９の傾斜角度θ５は、およそ０．０８°に設定されている。

そして、このテーパ面３９は、必ずしも前記板部材３８の上面のみに形成されている必要はなく、前述のように板部材３８の厚さ方向幅Ｗ４が前記リアボディ３側へ向かって漸次拡大するように形成されていればよく、板部材３８の下面のみに形成することも可能であると共に、板部材３８の上下両面に形成することも可能である。

なお、前記板部材３８の上下両面をテーパ状に形成する場合のテーパの傾斜角度は、前記アダプタリング５が前記リアボディ３側へおよそ０．０８°傾いた際に、前記板部材３８の上面と前記駆動軸４とがほぼ水平となるように設定されていればよい。

したがって、この実施の形態によれば、前記板部材３８の上面をフロントボディ２の底部２ｂ側に予め下り傾斜させたことにより、前記第５の実施の形態と同様の作用効果を奏することができることは勿論、前記カムリング６がより硬質な板部材３８によって支持されていることから、ポンプの吐出圧がより高圧に設定された場合であっても対応することができる。

また、本実施の形態では、前記板部材３８を軸方向（長手方向）に沿ってテーパ状に形成することに限定されるものではなく、該板部材３８の上下両面を水平状に形成し、横断面ほぼ矩形状に形成された前記アダプタリング５の支持溝５ａの内底面を軸方向に沿ってテーパ状に、すなわち前記プレッシャプレート８側に向かって下り傾斜状に形成することも可能である。この場合には、前記板部材３８をテーパ状に加工する必要がないことから、加工工数の低減化が図れる。

また、前記板部材３８の上面は、前記テーパ面３９に形成されることに限定されるものではなく、前記第３の実施の形態における前記アダプタリング５の揺動支点面１１と同様に、前記テーパ面３９の傾斜角度θ５が、前記第２流体圧力室１２ｂ側から第１流体圧力室１２ａ側へ周方向に沿って漸次拡大するように形成された三次元形状に形成することも可能である。この場合には、前記第３の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

前記各実施の形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

（１） 前記カムリングの外周面の軸方向の傾きを前記駆動軸とほぼ平行となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記カムリングの外周面を前記駆動軸とほぼ平行に形成したことによって、該カムリングの揺動面を同一平面上とすることが可能となるため、前記ベーンを前記ロータの軸方向に対してほぼ垂直に突出させることができ、前記リアボディや前記プレッシャプレートの偏摩耗及び焼き付きが防止される。

（２） 前記カムリングを切削加工により形成したことを特徴とする（１）に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、耐圧性と耐摩耗性が要求されるカムリングを切削加工によって形成したため、該カムリングに要求される性能を充分に満たすことができる。

（３） 前記アダプタリングを焼結により形成したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記アダプタリングを焼結によって形成したため、該アダプタリングを任意の形状に容易に形成することができる。

（４） 前記アダプタリングの径方向幅を、前記揺動支点面のみの範囲において前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成する一方、残余の範囲においては軸方向にわたってほぼ同一となるように形成したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記アダプタリングにおいて、ポンプの吐出圧によって前記フロントボディに変形が生じる部分に対応する範囲のみを、該フロントボディの変形を吸収する形状としたため、アダプタリングの形状の適正化が図れる。

（５） 前記アダプタリングの揺動支点面における径方向幅を、前記カムリングの揺動位置に応じて変化させたことを特徴とする請求項１に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記カムリングの揺動位置に応じてポンプの吐出圧が変化すると共にこの吐出圧の変化に応じて前記フロントボディの変形量も変化することから、前記アダプタリングの径方向幅をフロントボディの変形量の変化に応じた形状に形成したために、カムリングの揺動位置にかかわらず前記リアボディや前記プレッシャプレートの偏摩耗及び焼き付きを防止することができる。

（６） 前記アダプタリングの揺動支点面における径方向幅を、前記カムリングの偏心量が大きいときに接する部分から偏心量が小さいときに接する部分に向かって漸次縮小するように形成したことを特徴とする（５）に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、例えばパワーステアリング装置において車両の低速走行時にステアリングを転蛇する場合のように、前記カムリングの偏心量が大きいときほどポンプの吐出圧も大きくなることから、前記アダプタリングにおけるカムリングの偏心量が大きいときに接する部分を予めフロントボディの底部側に下り傾斜させたために、ポンプの吐出圧によるフロントボディに変形に伴ってアダプタリングがフロントボディの一端開口側に傾斜してしまっても、該アダプタリングの揺動支点面を前記駆動軸とほぼ平行状態にする、つまり前記カムリングを同一平面上で揺動させることが可能となる。これにより、前記ベーンを前記ロータの軸方向に対してほぼ垂直に突出させることができ、前記リアボディや前記プレッシャプレートの偏摩耗及び焼き付きが防止される。

（７） 前記カムリング支持部材は、ほぼ棒状のピン部材であることを特徴とする請求項２に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記ピン部材によって前記カムリングを支持すると共に、これを揺動支点としてカムリングを容易に揺動させることができる。

（８） 前記ピン部材を前記アダプタリングの軸方向に沿って配置すると共に、該ピン部材の直径を、前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成したことを特徴とする（７）に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記ピン部材の軸方向の外周面をフロントボディの底部側に予め下り傾斜させてフロントボディの変形に応じた形状に形成したため、前記アダプタリングの径方向幅を調整する必要がなくなり、容易にフロントボディの変形を吸収することができる。

（９） 前記ピン部材の位置する前記アダプタリングの径方向幅を、前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成したことを特徴とする（７）に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記ピン部材の位置する前記アダプタリングの内周面を、フロントボディの底部側に予め下り傾斜させてフロントボディの変形に応じた形状に形成したことにより、ピン部材を加工する必要がなく、該ピン部材として通常のピンをそのまま使用することができるために、加工工数の低減化が図れる。

（１０） 前記カムリング支持部材は、ほぼ矩形状の金属板であることを特徴とする請求項２に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記カムリング支持部材を前記金属板としたことによって、前記カムリングを金属板の面で支持することができるため、特にポンプの吐出圧が高圧となった場合であっても、前記カムリングを確実に支持することができる。そして、この金属板を適宜傾斜させることにより、カムリングとロータとの位置関係を調整することもできる。

（１１） 前記金属板を前記アダプタリングの軸方向に沿って配置すると共に、前記金属板の厚さ方向幅を、前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成したことを特徴とする（１０）に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記金属板の上下一面または上下両面をフロントボディの底部側に予め下り傾斜させてフロントボディの変形に応じた形状に形成したため、前記アダプタリングの径方向幅を調整する必要がなくなり、容易にフロントボディの変形を吸収することができる。

（１２） 前記金属板の位置する前記アダプタリングの径方向幅を、前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成したことを特徴とする（１０）に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記金属板の位置する前記アダプタリングの内周面をフロントボディの底部側に予め下り傾斜させてフロントボディの変形に応じた形状に形成したことによって、金属板を加工する必要がなく、該金属板として通常の金属製の板材をそのまま使用することができるため、加工工数の低減化が図れる。

（１３） 前記カムリングの径方向幅を、前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成したことを特徴とする請求項３に記載の可変容量形ベーンポンプ。

この発明によれば、前記カムリングの軸方向の内外周の一面又は内外周の両面をフロントボディの底部側に予め下り傾斜させたために、ポンプの吐出圧によるフロントボディに変形に伴ってアダプタリングがフロントボディの一端開口側に傾斜してしまっても、カムリングの内周面を前記駆動軸とほぼ平行状態にすることが可能となる。これにより、前記ベーンを前記ロータの軸方向に対してほぼ垂直に突出させることができ、前記リアボディや前記プレッシャプレートの偏摩耗及び焼き付きが防止される。

（１４） 前記第１ステップにおける前記アダプタリングを焼結によって形成したことを特徴とする請求項４に記載の可変容量形ベーンポンプの製造方法。

この発明によれば、前記アダプタリングを焼結によって形成したため、該アダプタリングを任意の形状に容易に形成することができる。

（１５） 前記カムリングを切削加工により形成したことを特徴とする（１４）に記載の可変容量形ベーンポンプの製造方法。

この発明によれば、耐圧性と耐摩耗性が要求されるカムリングを切削加工によって形成したため、該カムリングに要求される性能を充分に満たすことをできる。

（１６） 前記カムリングの周方向の所定範囲に、その径方向幅が軸方向一方側から他方側に向かって漸次拡大するようなテーパ部を形成し、
前記カムリングを、該カムリングのテーパ部と前記アダプタリングのテーパ部とが対応するように、かつ両者の勾配が互い違いとなるように組み付けたことを特徴とする（１４）に記載の可変容量形ベーンポンプの製造方法。

この発明によれば、焼結型の抜き勾配による前記アダプタリングの内外周面の軸方向における傾斜を前記カムリングのテーパ部で緩和することが可能となるため、ポンプの吐出圧が小さい場合のポンプ特性を向上させることができる。

本発明は、前記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、前記フロントボディ２やリアボディ３の形状及び大きさや、前記流量制御弁２２の形状を、ポンプ装置の仕様や用途に応じてそれぞれ自由に変更することができる。

本発明に係る可変容量形ベーンポンプの第１の実施の形態を示し、本発明の特徴を示すカムリングの側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明に係る可変容量形ベーンポンプの第１の実施の形態を示し、駆動軸の中心線に基づく縦断面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明に係る可変容量形ベーンポンプの第２の実施の形態を示すカムリングの側面図である。 本発明に係る可変容量形ベーンポンプの第３の実施の形態を示す揺動支点面１１の形状のみを示す部分的な斜視図である。 本発明に係る可変容量形ベーンポンプの第４の実施の形態を示し、本発明の特徴を示すカムリングの正面図である。 図７のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明に係る可変容量形ベーンポンプの第５の実施の形態を示し、駆動軸の中心線に基づく縦断面図である。 図９のＤ−Ｄ線断面図である。 同実施の形態を示し、本発明の特徴を示すピン部材の側面図である。 本発明に係る可変容量形ベーンポンプの第６の実施の形態を示し、駆動軸の中心線に基づく縦断面図である。 図１２のＥ−Ｅ線断面図である。 同実施の形態を示し、本発明の特徴を示すピ板部材の斜視図である。

符号の説明

２…フロントボディ
２ａ…筒状部
２ｂ…底部
３…リアボディ
４…駆動軸
５…アダプタリング
６…カムリング
７…ロータ
７ａ…スロット
８…プレッシャプレート
１０…シール部材
１１…揺動支点面
１２ａ…第１流体圧室
１２ｂ…第２流体圧室
１３…ベーン
１４…ポンプ室
１６…吸入ポート
１８…吐出ポート
Ｗ１…アダプタリングの径方向幅

Claims (4)

1. 軸方向一端側が開口する筒状部と、該筒状部の軸方向他端側に形成された底部と、を有するフロントボディと、
   該フロントボディの一端側開口を閉塞するリアボディと、
   前記フロントボディに軸方向に沿って貫装され、各端部が前記フロントボディと前記リアボディに回転自在に支持された駆動軸と、
   前記フロントボディの筒状部の内周面に嵌着され、内周面における周方向の所定範囲に揺動支点面を有するアダプタリングと、
   該アダプタリングの内周側に配置され、前記揺動支点面を介して径方向へ揺動自在に設けられたカムリングと、
   該カムリングの内周側に配置されると共に前記駆動軸に連結されて、径方向に向かって放射状に形成された複数のスロットを有するロータと、
   該ロータの各スロット内に出没自在に収容されて、突出することによって前記カムリング及び前記ロータと共に複数のポンプ室を形成するベーンと、
   前記フロントボディの底部と前記アダプタリングの端面によって挟持されたプレッシャプレートと、
   前記カムリングの外周側に配設されて、該カムリングと前記アダプタリングとの間を、前記駆動軸の軸心に対して前記カムリングの偏心量が増大する側の第１流体圧室と、前記カムリングの偏心量が減少する側の第２流体圧室と、に隔成するシール部材と、を備え、
   前記フロントボディの底部又はフロントボディに対向する前記リアボディの端面の少なくとも一方側に、前記各ポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポートと、前記各ポンプ室の容積が縮小する領域に開口する吐出ポートと、を有し、
   前記アダプタリングの径方向幅を、少なくとも前記揺動支点面の範囲において前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成したことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
2. 軸方向一端側が開口する筒状部と、該筒状部の軸方向他端側に形成された底部と、を有するフロントボディと、
   該フロントボディの一端側開口を閉塞するリアボディと、
   前記フロントボディに軸方向に沿って貫装され、各端部が前記フロントボディと前記リアボディに回転自在に支持された駆動軸と、
   前記フロントボディの筒状部の内周面に嵌着されたアダプタリングと、
   該アダプタリングの内周面における周方向の所定範囲に配設されたカムリング支持部材と、
   前記アダプタリングの内周側に配置され、前記カムリング支持部材によって支持されると共に、該カムリング支持部材を支点として径方向へ揺動自在に設けられたカムリングと、
   該カムリングの内周側に配置されると共に前記駆動軸に連結されて、径方向に向かって放射状に形成された複数のスロットを有するロータと、
   該ロータの各スロット内に出没自在に収容されて、突出することによって前記カムリング及び前記ロータと共に複数のポンプ室を形成するベーンと、
   前記フロントボディの底部と前記アダプタリングの端面によって挟持されたプレッシャプレートと、
   前記カムリングの外周側に配設されて、該カムリングと前記アダプタリングとの間を、前記駆動軸の軸心に対して前記カムリングの偏心量が増大する側の第１流体圧室と、前記カムリングの偏心量が減少する側の第２流体圧室と、に隔成するシール部材と、を備え、
   前記フロントボディの底部又はフロントボディに対向する前記リアボディの端面の少なくとも一方側に、前記各ポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポートと、前記各ポンプ室の容積が縮小する領域に開口する吐出ポートと、を有し、
   前記カムリング支持部材の径方向幅を、前記フロントボディの一端側開口に向かって漸次拡大するように形成したことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
3. 軸方向一端側が開口する筒状部と、該筒状部の軸方向他端側に形成された底部と、を有するフロントボディと、
   該フロントボディの一端側開口を閉塞するリアボディと、
   前記フロントボディに軸方向に沿って貫装され、各端部が前記フロントボディと前記リアボディに回転自在に支持された駆動軸と、
   前記フロントボディの筒状部の内周面に嵌着され、内周面における周方向の所定範囲に揺動支点面を有するアダプタリングと、
   該アダプタリングの内周側に配置され、前記揺動支点面を介して径方向へ揺動自在に設けられたカムリングと、
   該カムリングの内周側に配置されると共に前記駆動軸に連結されて、径方向に向かって放射状に形成された複数のスロットを有するロータと、
   該ロータの各スロット内に出没自在に収容されて、突出することによって前記カムリング及び前記ロータと共に複数のポンプ室を形成するベーンと、
   前記フロントボディの底部と前記アダプタリングの端面によって挟持されたプレッシャプレートと、
   前記カムリングの外周側に配設されて、該カムリングと前記アダプタリングとの間を、前記駆動軸の軸心に対して前記カムリングの偏心量が増大する側の第１流体圧室と、前記カムリングの偏心量が減少する側の第２流体圧室と、に隔成するシール部材と、を備え、
   前記フロントボディの底部又はフロントボディに対向する前記リアボディの端面の少なくとも一方側に、前記各ポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポートと、前記各ポンプ室の容積が縮小する領域に開口する吐出ポートと、を有し、
   前記アダプタリング又は前記カムリングの径方向幅を、前記吐出側の各ポンプ室の流体圧によって前記フロントボディの筒状部の周壁が径方向外側へ拡径状に変形した際に、前記吐出ポートに対応する周方向範囲において前記カムリングの内周面が前記駆動軸とほぼ平行となるように設定したことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
4. 周方向の所定範囲における径方向幅が軸方向一方側から他方側に向かって漸次拡大するように形成されたテーパ部を有するアダプタリングを形成する第１ステップと、
   軸方向一端側が開口する筒状部と、該筒状部の軸方向他端側に形成された底部と、を有するフロントボディにおける前記筒状部の内周側に、前記アダプタリングを、その径方向幅の小さい側が前記底部側となるように組み付ける第２ステップと、
   駆動軸と、該駆動軸によって回転駆動されるロータと、該ロータの径方向に向かって放射状に形成されたスロット内に出没自在に収容されたベーンと、該ベーン及び前記ロータと共に複数のポンプ室を画成するカムリングと、から構成されるポンプ要素を、前記各ポンプ室の容積が前記ロータの回転に伴い減少する吐出領域が前記アダプタリングのテーパ部に対応するように前記フロントボディの筒状部の内周側に組み付ける第３ステップと、
   前記フロントボディの軸方向一端側に、該フロントボディの一端側開口を閉塞するリアボディを組み付ける第４ステップと、を有することを特徴とする可変容量形ベーンポンプの製造方法。

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