JP5330984B2 - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents
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本発明の実施例1について図1ないし図9を用いて説明する。図1は、実施例1の可変容量型ベーンポンプ1の軸方向断面図(図2のI−I断面図)、図2は可変容量型ベーンポンプ1の径方向断面図(図1のII−II断面図)である。図2はカムリング4が最もy軸負方向に位置する場合(偏心量最大)を示す。実施例1の可変容量型ベーンポンプ1は、車両に搭載されるパワーステアリング装置に作動液を供給するものであり、図外のエンジンにベルト等を介して駆動されるプーリに駆動軸2が連結されている。図2の断面図は、ポンプ機能の説明を簡便にするべく、油路構成等を概略的に示すものである。尚、駆動軸2の軸方向をx軸とし、ポンプボディ10に対して駆動軸が挿入される方向を正方向とする。また、カムリング4の揺動を規制するスプリング201(図2参照)の軸方向であってカムリング4を付勢する方向をy軸負方向、x,y軸と直行する軸であって吸入通路IN側をz軸正方向とする。実施例1のベーンポンプは、車両に搭載されるパワーステアリング装置に作動液を供給する可変容量型ベーンポンプであり、リザーバタンクRESから吸入した作動液を必要な圧に昇圧し、必要な流量をパワーステアリング装置に供給する。
フロントボディ11には、駆動軸2を軸支する軸支部117が形成されている。この軸支部117は底部111に貫通形成されている。軸支部117のプーリ側端部にはオイルシール2aが設けられ、ベーンポンプ内の液密性を確保している。フロントボディ11のz軸正方向側には第1流体圧室A1内の圧力を制御することによりカムリング4の偏心量を制御する圧力制御手段である制御弁7を収装する弁収装孔116と、吸入通路INからの作動油を制御弁7に導入する制御弁用吸入油路115と、第1流体圧室A1内に制御圧を吐出する制御圧油路113とを有する。また、底部111には、後述するプレッシャプレート6の第2吸入口62と対向する位置に窪ませて形成された吸入溝111bと、第2吐出口63と対向する位置に窪ませて形成された吐出溝111aと、吐出溝111aに接続されパワーステアリング装置に作動液を送出する吐出通路OUTとを有する。吸入溝111bには潤滑油路80がx軸に対して斜めに穿設され、オイルシール2aへ潤滑油を供給している。
図3は実施例1のプレッシャプレートの正面図(x軸正方向から見た図)、図4は実施例1のプレッシャプレートの背面図(x軸負方向から見た図)である。図3中、カムリング外周縁4a,カムリング内周縁4b及びアダプタリング内周縁5aを点線で示す。図中のx軸負方向側を他端側とし、図中のx軸正方向側を一端側と定義し、この定義に基づき一端と他端とを使用する。プレッシャプレート6の中心部には、貫通孔66が設けられ駆動軸2が挿入される。プレッシャプレート6のx軸正方向側面61には、z軸方向上方であって円弧状に配置された第2吸入口62と、z軸方向下方であって円弧状に配置された第2吐出口63と、背圧室33に吐出圧を導入する吸入側背圧溝64及び吐出側背圧溝65とが形成されている。吸入側背圧溝64の両端には貫通口64a,64bが形成され、吐出側背圧溝65の略中央部には貫通口65aが形成されている。また、カムリング4とプレッシャプレート6との間に潤滑油を供給する潤滑溝67,631及び632が形成されている。第2吸入口62には、x軸正方向側面61から軸負方向側面68に向けて貫通する貫通口622a,622b,622e,622f,621a及び621bと、これら貫通口を全て包含する窪み部が形成されている。また、それぞれの貫通口の間にはリブが形成され、必要な強度を確保している。また、第2吐出口63には、x軸正方向側面61から裏面であるx軸負方向側面68に向けて貫通する貫通口63a及び63bと、吐出圧の急激な上昇を抑制するひげ溝633を有する。
図5は実施例1のリアボディをx軸正方向側から見た正面図、図6は図5のA−A断面図、図7は図5のD−D部分断面図、図8は図5のB−B部分断面図、図9は図5のS−S部分断面図である。リアボディ12には、一端側が第2吸入口62に接続され、作動液を貯留するリザーバタンクRESから第1吸入口122に作動液を導入する吸入通路12aがz軸方向に形成されている。吸入通路12aはz軸方向に略同一径で形成されており、吸入通路12aの下端部はx軸正方向に向かうに連れてz軸負方向側に傾斜する傾斜面12a1が形成されている。傾斜面12a1のx軸正方向端部のz軸方向高さ位置はリアボディに形成される第1吸入口122のz軸方向下端と略一致するように形成されている。また、吸入通路12aのz軸方向上方には制御弁7に作動液を供給する油路12dが形成されている。リアボディ12の略中心部には駆動軸2を軸支する有底状の支持孔12cが形成されている。吸入通路12aの下端には支持孔12cと連通する潤滑油路12bが形成され、駆動軸2と支持孔12c内との摺動における潤滑性を確保している。
ポンプ形成面121には、z軸方向上方であって円弧状に配置された第1吸入口122と、z軸方向下方であって円弧状に配置された第1吐出口123と、背圧室33に吐出圧を導入する吸入側背圧溝124及び吐出側背圧溝125とが形成されている。また、カムリング4とポンプ形成面121との間に潤滑油を供給する潤滑溝126,1231及び1232が形成されている。
次に、作動油の供給に関する作用について説明する。アダプタリング5のz軸正方向側であってシール部材50のy軸負方向側には貫通孔52が設けられている。この貫通孔52はそれぞれフロントボディ11内に設けられた油路を介して制御弁7へ連通し、y軸負方向側の第1流体圧室A1と制御弁7を接続する。油路113は制御弁7へ連通し、y軸負方向側の第1流体圧室A1と制御弁7を接続する。油路113は制御弁7を収容する弁収容孔115に開口し、ポンプ駆動に伴って制御圧が第1流体圧室A1に導入される。アダプタリング5に設けられた貫通孔52をアダプタリング5の軸方向幅の中央に設けることにより、アダプタリング5外周面がシール面となってリークを低減する。
一方、第2流体圧室A2にはアダプタリング内周とカムリング外周との間に形成された隙間であって、第2吸入口62と第1吸入口122と連通する部分(以下、連通路)に吸入圧が導入される。この連通路は、カムリング4の揺動位置によらず常に第2流体圧室A2に開口し、これにより第2流体圧室A2は吸入圧となる。従って、第2流体圧室A2には常時吸入圧が導入され、これにより可変容量型ベーンポンプ1は第1流体圧室A1の液圧P1のみ制御される。一方、第2流体圧室A2の液圧P2は制御されず常時P2=吸入圧となるため、第2流体圧室A2は安定した圧力を得ることが可能となり、油圧外乱を防止して安定したカムリング4の揺動制御が実行可能となる。
カムリング4が第1流体圧室A1の圧力P1から受けるy軸正方向の付勢力が、第2流体圧室A2の油圧P2とスプリング201から受けるy軸負方向の付勢力の和よりも大きくなれば、カムリング4は支持板40上を転がりながらy軸正方向に移動する。この移動によりy軸正方向側のポンプ室By+は容積が拡大し、y軸負方向側のポンプ室By−は容積が減少する。
y軸負方向側のポンプ室By−の容積が減少すると、単位時間当たりに吸入側から吐出側に供給される油量が減少し、オリフィス8の上流圧と下流圧との差圧が低下する。これにより、制御弁7はバルブスプリング7aにより押し戻され、制御弁7の制御圧が下げられる。よって、第1流体圧室A1の圧力P1も低下し、y軸負方向への付勢力の和に抗し切れなくなると、カムリング4はy軸負方向側に移動する。
y軸正・負方向の付勢力がほぼ等しくなると、カムリング4に作用するy軸方向の力がつりあってカムリング4は静止する。これにより油量が増加するとオリフィス8の差圧が上昇し、制御弁7はバルブスプリング7aを押してバルブ制御圧が上昇する。このため、上記とは逆にカムリング4はy軸正方向へ移動する。実際にはカムリング4は移動ハンチングを起こすことなく、オリフィス8のオリフィス径とスプリング7aとにより設定された流量が一定となるようにカムリング4の偏心量が決定される。
以上説明したように、実施例1にあっては下記に列挙する作用効果を得ることができる。
(1)車両に搭載されるパワーステアリング装置に作動液を供給する可変容量型ベーンポンプ1であって、ポンプ要素収容部112を有するポンプボディ10と、ポンプボディ10に回転自在に支持される駆動軸2と、駆動軸2によって回転し、スリット31を有するロータ3と、ロータ3のスリット31に進退自在に設けられたベーン32と、ポンプ要素収容部112内に設けられ、内部にカムリング収容部54を有するアダプタリング5と、カムリング収容部54内であって、駆動軸2の回転軸に対して移動可能に設けられ、ロータ3及びベーン32と共に複数のポンプ室を形成するカムリング4と、カムリング収容部54内であって、かつ、カムリング4の外周側に設けられ、複数のポンプ室の容積が増大する方向にカムリング4が移動するとき内部容積が減少する側に形成された第1流体圧室A1と、カムリング収容部54内で、かつ、カムリング4の外周側に設けられ、複数のポンプ室の容積が増大する方向にカムリング4が移動するとき内部容積が増大する側に形成された第2流体圧室A2と、ポンプボディ10に設けられ、カムリング4の軸方向一端面に対向するように配置され、駆動軸2の回転に伴い複数のポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口するように形成された第2吸入口62と、ポンプボディ10(リアボディ12)に設けられ、一端側が第1吸入口122に接続され、作動液を貯留するリザーバタンクRESから第1吸入口122に作動液を導入する吸入通路12aと、ポンプボディ10(リアボディ12)に設けられ、一端側が第1吸入口122に接続され、作動液を貯留するリザーバタンクRESから第1吸入口122に作動液を導入する吸入通路12aと、ポンプボディ10(プレッシャプレート6)に設けられ、カムリング4の軸方向他端面に対向するように配置され、吸入領域に開口するように形成された第2吸入口62と、ポンプボディ10(リアボディ12)に設けられ、カムリング4の軸方向一端面に対向するように配置され、駆動軸2の回転に伴い複数のポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口するように形成された第1吐出口123と、ポンプボディ10(プレッシャプレート6)に設けられ、カムリング4の軸方向他端面に対向するように配置され、吐出領域に開口するように形成された第2吐出口63と、ポンプボディ10(フロントボディ11)に設けられ、吐出領域から吐出された作動液をパワーステアリング装置に送出する吐出通路OUTと、ポンプボディ10(フロントボディ11)に設けられ、第1流体圧室内の圧力を制御することによりカムリング4の偏心量を制御する制御弁7(圧力制御手段)と、第1吸入口123の径方向外側に連続して設けられ、駆動軸2よりも第2流体圧室側に配置され、カムリング4の軸方向一端面に向かって開口する開口縁のうち径方向外側縁1222dがカムリング4の外周縁4aよりも径方向外側に位置するように形成され、吸入通路12aから導入される作動液を第2流体圧室A2に供給する第1吸入口側の第2流体圧室側拡径部1222と、第2吸入口62の径方向外側に連続して設けられ、駆動軸2よりも第2流体圧室側に配置され、カムリング4の軸方向他端面に向かって開口する開口縁のうち径方向外側縁622dがカムリング4の外周縁よりも径方向外側に位置するように形成され、第2流体圧室A2の作動液を第2吸入口62に導入する第2吸入口側の第2流体圧室側拡径部622と、第1吸入口122の径方向外側に連続して設けられ、第2流体圧室側拡径部1222の周方向両端部のうち第1流体圧室側端部1221c1から第1吸入口122の周方向両端部のうち第1流体圧室側端部1221c1に亘って形成され、カムリング4の軸方向一端面に向かって開口する開口縁のうち径方向外側縁1221cがカムリング4の外周縁4aよりも径方向外側に位置すると共に第2流体圧室側拡径部1222及びカムリング外周縁4aよりも径方向内側に位置するように形成された第1流体圧室側拡径部1221と、を有することを特徴とする。
すなわち、アダプタリング5を上記のように形成することにより、第1吸入口側の第2流体圧室側拡径部1222を更に拡径することが可能となり、更に吸入効率を向上させることができる。
すなわち、境界部は段差形状となるものの、ベーン先端部が境界部に接触することが無く、境界部によってベーンの回転を妨げるような事態を回避することができる。
すなわち、第1吸入口122を上記のように形成することにより、第1吸入口122の開口面積を確保しつつ、第1吸入口122より径方向内側におけるリアボディ12(ポンプボディ10)の肉厚を確保することができ、ポンプボディ10の変形を抑制することができる。
2 駆動軸
3 ロータ
4 カムリング
4a カムリング外周縁
4b カムリング内周縁
5 アダプタリング
5a アダプタリング内周縁
6 プレッシャプレート
7 制御弁
10 ポンプボディ
11 フロントボディ
12 リアボディ
12a 吸入通路
31 スリット
32 ベーン
33 背圧室
50 シール部材
62 第2吸入口
68 軸負方向側面
112 ポンプ要素収容部
121 ポンプ形成面
122 第1吸入口
621 第1流体圧室側拡径部
621c 開口縁径方向外側縁
621c1 第1流体圧室側端部
621d 径方向内側端部
622 第2流体圧室側拡径部
622d 径方向外側縁
622d1 第1流体圧室側端部
622d1 径方向外側端部
1221 第1流体圧室側拡径部
1221c 開口縁径方向外側縁
1221c1 第1流体圧室側端部
1221d 径方向内側端部
1222 第2流体圧室側拡径部
1222d 径方向外側縁
1222d1 径方向外側端部
1222e 径方向内側縁
1222e1 開口縁
1223 リブ
A1 第1流体圧室
A2 第2流体圧室
B ポンプ室
IN 吸入通路
OUT 吐出通路
RES リザーバタンク
Claims (5)
- 車両に搭載されるパワーステアリング装置に作動液を供給する可変容量型ベーンポンプであって、
ポンプ要素収容部を有するポンプボディと、
前記ポンプボディに回転自在に支持される駆動軸と、
前記駆動軸によって回転し、スリットを有するロータと、
前記ロータのスリットに進退自在に設けられたベーンと、
前記ポンプ要素収容部内に設けられ、内部にカムリング収容部を有するアダプタリングと、
前記カムリング収容部内であって、前記駆動軸の回転軸に対して移動可能に設けられ、前記ロータ及びベーンと共に複数のポンプ室を形成するカムリングと、
前記カムリング収容部内であって、かつ、前記カムリングの外周側に設けられ、前記複数のポンプ室の容積が増大する方向に前記カムリングが移動するとき内部容積が減少する側に形成された第1流体圧室と、
前記カムリング収容部内で、かつ、前記カムリングの外周側に設けられ、前記複数のポンプ室の容積が増大する方向に前記カムリングが移動するとき内部容積が増大する側に形成された第2流体圧室と、
前記ポンプボディに設けられ、前記カムリングの軸方向一端面に対向するように配置され、前記駆動軸の回転に伴い前記複数のポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口するように形成された第1吸入口と、
前記ポンプボディに設けられ、一端側が前記第1吸入口に接続され、作動液を貯留するリザーバタンクから前記第1吸入口に作動液を導入する吸入通路と、
前記ポンプボディに設けられ、前記カムリングの軸方向他端面に対向するように配置され、前記吸入領域に開口するように形成された第2吸入口と、
前記ポンプボディに設けられ、前記カムリングの軸方向一端面に対向するように配置され、前記駆動軸の回転に伴い前記複数のポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口するように形成された第1吐出口と、
前記ポンプボディに設けられ、前記カムリングの軸方向他端面に対向するように配置され、前記吐出領域に開口するように形成された第2吐出口と、
前記ポンプボディに設けられ、前記吐出領域から吐出された作動液をパワーステアリング装置に送出する吐出通路と、
前記ポンプボディに設けられ、前記第1流体圧室内の圧力を制御することにより前記カムリングの偏心量を制御する圧力制御手段と、
前記第1吸入口の径方向外側に連続して設けられ、前記駆動軸よりも前記第2流体圧室側に配置され、前記カムリングの軸方向一端面に向かって開口する開口縁のうち径方向外側縁が前記カムリングの外周縁よりも径方向外側に位置するように形成され、前記吸入通路から導入される作動液を前記第2流体圧室に供給する第1吸入口側の第2流体圧室側拡径部と、
前記第2吸入口の径方向外側に連続して設けられ、前記駆動軸よりも前記第2流体圧室側に配置され、前記カムリングの軸方向他端面に向かって開口する開口縁のうち径方向外側縁が前記カムリングの外周縁よりも径方向外側に位置するように形成され、前記第2流体圧室の作動液を前記第2吸入口に導入する第2吸入口側の第2流体圧室側拡径部と、
前記第1吸入口の径方向外側に連続して設けられ、前記第2流体圧室側拡径部の周方向両端部のうち前記第1流体圧室側端部から前記第1吸入口の周方向両端部のうち前記第1流体圧室側端部に亘って形成され、前記カムリングの軸方向一端面に向かって開口する開口縁のうち径方向外側縁が前記カムリングの内周縁よりも径方向外側に位置すると共に前記第2流体圧室側拡径部及び前記カムリング外周縁よりも径方向内側に位置するように形成された第1流体圧室側拡径部と、
を有し、
前記ポンプボディの軸方向一端面と対向する面をポンプ形成面としたとき、前記第1吸入口及び前記第1吸入口側の第2流体圧室側拡径部は、前記ポンプ形成面に開口するように形成され、
前記第1吸入口側の第2流体圧室側拡径部は、前記第1吸入口の両端部のうち、前記ロータの回転方向始端側において、前記ポンプ形成面を挟んで第1吸入口よりも径方向外側に形成されていることを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記アダプタリングと前記カムリングとの間であって前記駆動軸よりも前記吸入領域側において前記第1流体圧室と前記第2流体圧室とを隔成するシール部材を備え、
前記アダプタリングは、前記シール部材よりも前記第2流体圧室側の内周縁が前記第1流体圧室側の内周縁よりも半径が大きくなるように形成され、
前記第1吸入口側の第2流体圧室側拡径部の径方向外側縁は、前記アダプタリングの内周縁とほぼ一致するように形成されることを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記第1吸入口側の第2流体圧室側拡径部と前記第1流体圧室側拡径部の境界部の径方向内側端部は前記カムリングの内周縁よりも径方向外側に位置するように形成されることを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記第1吸入口の径方向内側縁は、前記カムリングの軸方向一端面に向かって開口する開口縁から軸方向外側に向かって徐々に拡径するように形成されることを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記駆動軸の方向を軸方向とし、前記ポンプボディのポンプ形成面から遠ざかる方向を深さが増大する方向としたとき、前記第1吸入口の第2流体圧室側となる前半領域に形成された前半部第1吸入口の底部は、前記第1吸入口の両端部のうち前記ロータの回転方向始端側から前記ロータの回転方向に向かって所定範囲において深さがほぼ一定の領域と、この深さがほぼ一定の領域に隣接し、前記ロータの回転方向に向かって徐々に深くなる傾斜領域を有し、
前記第1吸入口の後半領域に形成された後半部第1吸入口の底部は、前記ロータの回転方向終端側から所定範囲において深さがほぼ一定の領域と、この深さがほぼ一定の領域に隣接し、ロータの回転方向反対側に向かって徐々に深くなる傾斜領域を有することを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
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