JP6077855B2

JP6077855B2 - ベーンポンプ

Info

Publication number: JP6077855B2
Application number: JP2012286082A
Authority: JP
Inventors: 義弘塚原; 直哉多賀
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP2014126043A

Description

本発明はベーンポンプに関する。

車両のパワーステアリングに用いられるベーンポンプは、ロータが低回転域にあるときにもステアリングの流体機器に十分な流量を供給する必要がある。

ところが、ベーンポンプは、その回転数が増大するに比例して吐出量が増すので、低回転域で十分な吐出量を確保すると、高回転域では不必要に大きな流量が流体機器に供給されることになり、無駄に消費馬力が増大する。

そこで、特許文献１に記載の如く、高回転域における余剰油をポンプ室に還流させて消費馬力を低減させるベーンポンプが提案されている。

特許文献１に記載のベーンポンプは、ポンプハウジングに内蔵したカムリングによりロータ及びベーンを囲んで、常に吐出油の供給を行なうメインポンプ室と、その他のサブポンプ室とを形成し、サブポンプ室のサブ吐出ポートに通じるサブ吐出油路の途中に設けた切換弁から分岐されてカバーに設けられる戻り油路を、ポンプハウジングに設けたメイン吸入油路を介して、メインポンプ室のメイン吸入ポートに連通し、結果として、サブ吐出ポートから吐出された余剰油を該メイン吸入ポートに還流させるものである。このベーンポンプによれば、余剰油をメインポンプ室のメイン吸入ポートに還流して消費馬力の低減を図ることができる。

特許3573242

しかるに、従来のベーンポンプの吸入経路構造として、図８、図９に示す如く、ポンプハウジング１に設けた吸入口３が、ポンプハウジング１に設けたサブ吸入油路３ｂからサブ吸入ポート４ｂに直に連通されるとともに、ポンプハウジング１内におけるカムリング５の周囲に設けた外周油路６を介してメイン吸入油路３ａからメイン吸入ポート４ａに連通されてなるものがある。

このような従来の吸入経路構造をもつベーンポンプに、特許文献１に記載の余剰油還流構造を適用するときには、カバー２に設けた戻り油路７が連通するようにポンプハウジング１に設けられているメイン吸入油路３ａに、ポンプハウジング１内におけるカムリング５の周囲に設けた外周油路６が接続されるものになる。

しかしながら、高回転域で、サブ吐出ポート８ｂから吐出されて戻り油路７からメイン吸入油路３ａと外周油路６との接続部に到達する余剰油は、メインポンプ室に連通しているメイン吸入油路３ａよりも、低圧の外周油路６に流れ込み易い。このため、高回転域で、メイン吸入油路３ａからメイン吸入ポート４ａに吸入される油の吸入効率が低く、ひいてはメイン吐出ポート８ａからの吐出油の吐出効率が低下する。

本発明の課題は、余剰油の戻り油路が連通するようにポンプハウジングに設けたメイン吸入油路に、ポンプハウジング内におけるカムリングの周囲に設けた外周油路が接続されるベーンポンプにおいて、戻り油路からメイン吸入油路への余剰油の流入を促進させ、ひいてはメイン吐出ポートからの吐出油の吐出効率を向上することにある。

請求項１に係る発明は、ポンプハウジングとカバーとを有し、ポンプハウジングに内蔵したカムリングによりロータ及びベーンを囲んで、常に吐出油の供給を行なうメインポンプ室と、その他のサブポンプ室とを形成し、メインポンプ室に連通するメイン吸入ポートとメイン吐出ポートをポンプハウジングに設けるとともに、サブポンプ室に連通するサブ吸入ポートとサブ吐出ポートをポンプハウジングに設け、オイルが導入される吸入口と、この吸入口をメイン吸入ポートとサブ吸入ポートのそれぞれに連絡するメイン吸入油路とサブ吸入油路をポンプハウジングに設け、ポンプハウジングに設けた吸入口が、ポンプハウジングに設けたサブ吸入油路からサブ吸入ポートに直に連通されるとともに、ポンプハウジング内におけるカムリングの周囲に設けた外周油路を介してメイン吸入油路からメイン吸入ポートに連通されるベーンポンプであって、サブポンプ室のサブ吐出ポートに通じるサブ吐出油路の途中に設けた切換弁から分岐されて設けられる戻り油路が、ポンプハウジングに設けたメイン吸入油路を介して、メインポンプ室のメイン吸入ポートに連通され、サブ吐出ポートから吐出された余剰油を該メイン吸入ポートに還流させるように設けられ、ポンプハウジングに設けたメイン吸入油路における外周油路との接続部の近傍に、戻り油路からポンプハウジングに設けたメイン吸入油路に流入するオイルを、外周油路よりもメイン吸入油路に指向させる流路規制手段を設けたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記ポンプハウジングとカバーとの間にシールプレートを介装するとともに、戻り油路をポンプハウジングに設けたメイン吸入油路に連通する油孔をシールプレートに開口し、このシールプレートの開口の周縁に前記流路規制手段を設けたものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において更に、前記流路規制手段が、シールプレートの開口を切欠形成して得られた切欠片から形成されてなるようにしたものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに係る発明において更に、前記切換弁と戻り油路をカバーに設けたものである。

（請求項１）
(a)ベーンポンプは、サブポンプ室のサブ吐出ポートに通じるサブ吐出油路の途中に設けた切換弁から分岐されて設けられる戻り油路が、ポンプハウジングに設けたメイン吸入油路を介して、メインポンプ室のメイン吸入ポートに連通され、サブ吐出ポートから吐出された余剰油を該メイン吸入ポートに還流させるように設けられる。同時に、ポンプハウジングに設けた吸入口が、ポンプハウジングに設けたサブ吸入油路からサブ吸入ポートに直に連通されるとともに、ポンプハウジング内におけるカムリングの周囲に設けた外周油路を介してメイン吸入油路からメイン吸入ポートに連通される。即ち、このベーンポンプでは、戻り油路が連通するようにポンプハウジングに設けられているメイン吸入油路に、ポンプハウジング内におけるカムリングの周囲に設けた外周油路が接続されるものになる。

しかるに、本発明では、ポンプハウジングに設けたメイン吸入油路における外周油路との接続部の近傍に、戻り油路からポンプハウジングに設けたメイン吸入油路に流入するオイルを、外周油路よりもメイン吸入油路に指向させる流路規制手段を設けた。これにより、高回転域でサブ吐出ポートから吐出されて戻り油路からメイン吸入油路における外周油路との接続部に到達する余剰油は、流路規制手段によって外周油路よりもメイン吸入油路に流入せしめられる。従って、高回転域で、メイン吸入油路からメイン吸入ポートに吸入される油の吸入効率が高く、ひいてはメイン吐出ポートからの吐出油の吐出効率が向上する。

（請求項２）
(b)前記ポンプハウジングとカバーとの間にシールプレートを介装するとともに、戻り油路をポンプハウジングに設けたメイン吸入油路に連通する油孔をシールプレートに開口し、このシールプレートの開口の周縁に前記流路規制手段を設けた。従って、戻り油路を、シールプレートに開口した油孔により、ポンプハウジングに設けたメイン吸入油路に簡易に連通できる。しかも、この戻り油路の開口の周縁に流路規制手段を簡易に設けることができる。

（請求項３）
(c)シールプレートを打抜き加工して上述(c)の戻り油路の開口を切欠形成するときに、切欠片の一辺を開口の周縁の一部から切離せず、切欠片をその開口の周縁の一部に沿ってシールプレートのプレート面から立てるように曲げ加工することにより、壁状の流路規制手段を簡易に形成できる。

（請求項４）
(d)前記切換弁と戻り油路をカバーに設けたことにより、ベーンポンプの全体形状をコンパクトにできる。

図１はベーンポンプを示す正面図である。図２は図１のII-II線に沿う断面図である。図３は図１のIII-III線に沿う断面図である。図４はカバーを外したベーンポンプの内部構造を示す正面図である。図５はベーンポンプの要部切開斜視図である。図６はベーンポンプのシールプレートを示し、（Ａ）は単品シールプレートを示す斜視図、（Ｂ）はカバーに組付けたシールプレートを示す斜視図である。図７はベーンポンプの油圧回路を模式的に示す回路図である。図８は従来のベーンポンプを示す断面図である。図９はカバーを外したベーンポンプの内部構造を示す正面図である。

ベーンポンプ１０は、図１〜図３に示す如く、ポンプハウジング１１とカバー１２との間にシールプレート１３を介装している。

ベーンポンプ１０は、ポンプハウジング１１とカバー１２のそれぞれにドライブ軸１４を枢支している。ベーンポンプ１０は、ドライブ軸１４に固定したロータ１５と、ロータ１５の周方向に設けた複数のベーン溝に出没自在に装填されて組込まれる複数のベーン１６と、ロータ１５及びベーン１６の周囲に配置されるカムリング１７とを、ポンプハウジング１１に内蔵している。ロータ１５及びカムリング１７のシールプレート１３側の側面は第１のサイドプレート１８により覆われ、それらの反対側の側面は第２のサイドプレート１９により覆われている。

ベーンポンプ１０は、カバー１２とシールプレート１３の直径方向２位置にノックピンＰを圧入して備える。そして、第１のサイドプレート１８が、ノックピン２１のシールプレート３から突出している部分に圧入されるとともに、カバー１２に枢支されているドライブ軸１４に挿入される。更に、ロータ１５及びベーン１６を伴うカムリング１７がノックピン２１のサイドプレート１８から突出している部分に隙間嵌めされ、かつロータ１５が上記ドライブ軸１４にスプライン結合される。更に、第２のサイドプレート１９が、ノックピン２１のカムリング１７から突出している部分に嵌入される。更に、ポンプハウジング１１が、第２のサイドプレート１９の内外周に設けたＯリングに封着され、そのポンプハウジング１１にドライブ軸１４を枢支するとともに、両ノックピン２１によりロータ１５、ベーン１６、カムリング１７、両サイドプレート１８、１９を一体化したポンプユニットＵを内蔵するようにそれらの内蔵部品に被着され、ボルト２４によりカバー１２、シールプレート１３と締結される。

ベーンポンプ１０は、図４に示す如く、ポンプハウジング１１に内蔵したカムリング１７によりロータ１５及びベーン１６を囲んで、常に吐出油の供給を行なうメインポンプ室２０ａと、その他のサブポンプ室２０ｂとを形成している。

ベーンポンプ１０は、メインポンプ室２０ａに連通するメイン吸入ポート２１ａとメイン吐出ポート２２ａをポンプハウジング１１に設けるとともに、サブポンプ室２０ｂに連通するサブ吸入ポート２１ｂとサブ吐出ポート２２ｂをポンプハウジング１１に設けている。メイン吸入ポート２１ａとサブ吸入ポート２１ｂはドライブ軸１４及びロータ１５の軸対称位置に形成され、メイン吐出ポート２２ａとサブ吐出ポート２２ｂもドライブ軸１４及びロータ１５の軸対称位置に形成される。

ベーンポンプ１０は、オイルが導入される吸入口３０と、この吸入口３０をメイン吸入ポート２１ａとサブ吸入ポート２１ｂのそれぞれに連絡するメイン吸入油路２３ａとサブ吸入油路２３ｂをポンプハウジング１１に設けている。本実施例においては、メイン吸入油路２３ａと連絡するメイン吸入ポート２１ａがカムリング１７の外周側から該カムリング１７の前後両端面に形成された凹部１７ａ、１７ａを経てメインポンプ室２０ａの両側に連通する（図３）。また、サブ吸入油路２３ｂと連絡するサブ吸入ポート２１ｂがカムリング１７の外周側から該カムリング１７の前後両端面に形成された凹部１７ｂ、１７ｂを経てサブポンプ室２０ｂの両側に連通する（図３）。

ベーンポンプ１０は、ポンプハウジング１１に設けた吸入口３０が、ポンプハウジング１１に設けたサブ吸入油路２３ｂからサブ吸入ポート２１ｂに直に連通される（図３、図４）。同時に、吸入口３０は、ポンプハウジング１１内におけるカムリング１７及び第１のサイドプレート１８の周囲の一定角度範囲（メイン吸入ポート２１ａ〜サブ吸入ポート２１ｂの範囲）に設けた外周油路４０を介して、メイン吸入油路２３ａからメイン吸入ポート２１ａに連通される（図３、図４、図５）。

更に、ベーンポンプ１０は、余剰油の還流構造として、サブポンプ室２０ｂのサブ吐出ポート２２ｂに通じるサブ吐出油路２４ｂの途中に設けた切換弁５０から分岐されてカバー１２に設けられる戻り油路６０が、ポンプハウジング１１に設けたメイン吸入油路２３ａを介して、メインポンプ室２０ａのメイン吸入ポート２１ａに連通されている。これにより、エンジンの回転数が所定回転数をこえる高回転域で、サブ吐出ポート２２ｂから吐出された余剰油を戻り油路６０経由で、メイン吸入ポート２１ａに還流せしめる。本実施例において、サブ吐出油路２４ｂは戻り油路６０とともにカバー１２に形成され、切換弁５０はカバー１２に内蔵される。

切換弁５０は、図５、図７に示す如く、カバー１２に設けた弁孔５１にスプール５２を摺動自在に嵌装している。切換弁５０は、スプール５２により２つの弁室５４、５５を区画し、外部入力手段５６が一方の弁室５４に外部圧力を入力することにより、スプリング５３に抗して他方の弁室５５の位置を変える。スプール５２による弁室５５の移動範囲内で、スプリング５３寄りに戻り油路６０を開口し、中央にサブ吐出油路２４ｂを開口し、弁室５４寄りに下流側サブ吐出油路２４ｃを開口している。従って、外部圧力の入力のないときには、戻り油路６０を閉じ、サブ吐出油路２４ｂと下流側サブ吐出油路２４ｃとが連通される（図７）。他方、外部圧力の入力があると、下流側サブ吐出油路２４ｃを閉じ、サブ吐出油路２４ｂと戻り油路６０とが連通される。

しかるに、ベーンポンプ１０は、図３、図４、図６に示す如く、ポンプハウジング１１に設けたメイン吸入油路２３ａが外周油路４０に接続される接続部の近傍に、カバー１２に設けた戻り油路６０からポンプハウジング１１に設けたメイン吸入油路２３ａに流入するオイルを、外部油路４０よりもメイン吸入油路２３ａに指向させる流路規制手段７０を設けた。

本実施例では、カバー１２に設けた戻り油路６０をポンプハウジング１１に設けたメイン吸入油路２３ａに連通する油孔６１をシールプレート１３に開口し、このシールプレート１３の油孔６１の周縁に流路規制手段７０を設けた。本実施例にあっては、図６に示す如く、シールプレート１３を打抜き加工して油孔６１を切欠形成するともに、切欠片７１の一辺を油孔６１の周縁の一部から切離せず、切欠片７１をその油孔６１の周縁の一部に沿ってシールプレート１３のプレート面から立てるように曲げ加工したものを、壁状の流路規制手段７０とした。

ここで、ベーンポンプ１０は、ドライブ軸１４を内燃機関等の駆動源により駆動するものとされており、ロータ１５はエンジン回転数に対応して回転する。ロータ１５が回転すると、メインポンプ室２０ａとサブポンプ室２０ｂのベーン１６で仕切られた吸入側室は容積が拡大してメイン吸入ポート２１ａとサブ吸入ポート２１ｂからオイルを吸入し、吐出側室の容積の縮小でメイン吐出ポート２２ａとサブ吐出ポート２２ｂにオイルを吐出する。

エンジン回転数が所定回転数以下の低回転域にあるときは、図７に示す如く、メインポンプ室２０ａからメイン吐出ポート２２ａに吐出された吐出油は、メイン吐出油路２４ａからストレートに圧油供給路２６に流れる。

同時に、サブポンプ室２０ｂからサブ吐出ポート２２ｂに吐出された吐出油は、サブ吐出油路２４ｂから切換弁５０の弁室５５を介して下流側サブ吐出油路２４ｃに流れ、連結油路２５から圧油供給路２６に流れる。

従って、低回転域では、メインポンプ室２０ａとサブポンプ室２０ｂの双方から吐出された吐出油が合流し、十分な吐出流量を確保することができる。

他方、エンジン回転数が高回転域に入ると、切換弁５０が駆動され、メインポンプ室２０ａから吐出された吐出油は低回転域におけると同様にメイン吐出油路２４ａから圧油供給路２６に流れるが、サブポンプ室２０ｂからサブ吐出ポート２２ｂに吐出された吐出油はサブ吐出油路２４ｂから切換弁５０の弁室５５を介して戻り油路６０に入り、戻り油路６０からメイン吸入油路２３ａ、メイン吸入ポート２１ａ経由でメインポンプ室２０ａに還流せしめられる。

即ち、高回転域では、サブポンプ室２０ｂからの吐出油は余剰油として還流され、メインポンプ室２０ａからの吐出油のみが流体機器に供給されることになり、消費馬力を低減することができる。

そして還流される余剰油は、流体機器への供給を行なっているメインポンプ室２０ａのメイン吸入ポート２１ａに還流されるから、メイン吸入ポート２１ａの吸入圧力を増して吸入効率を向上させることができ、キャビテーションの発生限界を高めるとともに、ポンプ効率の向上を図ることができる。

従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ベーンポンプ１０は、サブポンプ室２０ｂのサブ吐出ポート２２ｂに通じるサブ吐出油路２４ｂの途中に設けた切換弁５０から分岐されてカバー１２に設けられる戻り油路６０が、ポンプハウジング１１に設けたメイン吸入油路２３ａを介して、メインポンプ室２０ａのメイン吸入ポート２１ａに連通され、サブ吐出ポート２２ｂから吐出された余剰油を該メイン吸入ポート２１ａに還流させるように設けられる。同時に、ポンプハウジング１１に設けた吸入口３０が、ポンプハウジング１１に設けたサブ吸入油路２３ｂからサブ吸入ポート２１ｂに直に連通されるとともに、ポンプハウジング１１内におけるカムリング１７の周囲に設けた外周油路４０を介してメイン吸入油路２３ａからメイン吸入ポート２１ａに連通される。即ち、このベーンポンプ１０では、カバー１２に設けた戻り油路６０が連通するようにポンプハウジング１１に設けられているメイン吸入油路２３ａに、ポンプハウジング１１内におけるカムリング１７の周囲に設けた外周油路４０が接続されるものになる。

しかるに、本発明では、ポンプハウジング１１に設けたメイン吸入油路２３ａにおける外周油路４０との接続部の近傍に、カバー１２に設けた戻り油路６０からポンプハウジング１１に設けたメイン吸入油路２３ａに流入するオイルを、外周油路４０よりもメイン吸入油路２３ａに指向させる流路規制手段７０を設けた。これにより、高回転域でサブ吐出ポート２２ｂから吐出されて戻り油路６０からメイン吸入油路２３ａにおける外周油路４０との接続部に到達する余剰油は、流路規制手段７０によって外周油路４０よりもメイン吸入油路２３ａに流入せしめられる。従って、高回転域で、メイン吸入油路２３ａからメイン吸入ポート２１ａに吸入される油の吸入効率が高く、ひいてはメイン吐出ポートからの吐出油の吐出効率が向上する。

(b)前記切換弁５０と戻り油路６０をカバー１２に設けたことにより、ベーンポンプ１０の全体形状をコンパクトにできる。

(c)前記ポンプハウジング１１とカバー１２との間にシールプレート１３を介装するとともに、カバー１２に設けた戻り油路６０をポンプハウジング１１に設けたメイン吸入油路２３ａに連通する油孔６１をシールプレート１３に開口し、このシールプレート１３の開口の周縁に前記流路規制手段７０を設けた。従って、カバー１２に設けた戻り油路６０を、シールプレート１３に開口した油孔６１により、ポンプハウジング１１に設けたメイン吸入油路２３ａに簡易に連通できる。しかも、この戻り油路６０の開口の周縁に流路規制手段７０を簡易に設けることができる。

(d)シールプレート１３を打抜き加工して上述(c)の戻り油路６０の開口を切欠形成するときに、切欠片７１の一辺を開口の周縁の一部から切離せず、切欠片７１をその開口の周縁の一部に沿ってシールプレート１３のプレート面から立てるように曲げ加工することにより、壁状の流路規制手段７０を簡易に形成できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明の流路規制手段は、シールプレート１３に設けるものに限らず、ポンプハウジング１１に一体又は別体に設け、或いはカバー１２に一体又は別体に設けるものであっても良い。

本発明によれば、余剰油の戻り油路が連通するようにポンプハウジングに設けたメイン吸入油路に、ポンプハウジング内におけるカムリングの周囲に設けた外周油路が接続されるベーンポンプにおいて、戻り油路からメイン吸入油路への余剰油の流入を促進させ、ひいてはメイン吐出ポートからの吐出油の吐出効率を向上することができる。

１０ベーンポンプ
１１ポンプハウジング
１２カバー
１３シールプレート
１４ドライブ軸
１５ロータ
１６ベーン
１７カムリング
２０ａメインポンプ室
２０ｂサブポンプ室
２１ａメイン吸入ポート
２１ｂサブ吸入ポート
２２ａメイン吐出ポート
２２ｂサブ吐出ポート
２３ａメイン吸入油路
２３ｂサブ吸入油路
２４ａメイン吐出油路
２４ｂ、２４ｃサブ吐出油路
３０吸入口
４０外周油路
５０切換弁
６０戻り油路
６１油孔
７０流路規制手段
７１切欠片

Claims

ポンプハウジングとカバーとを有し、
ポンプハウジングに内蔵したカムリングによりロータ及びベーンを囲んで、常に吐出油の供給を行なうメインポンプ室と、その他のサブポンプ室とを形成し、
メインポンプ室に連通するメイン吸入ポートとメイン吐出ポートをポンプハウジングに設けるとともに、サブポンプ室に連通するサブ吸入ポートとサブ吐出ポートをポンプハウジングに設け、
オイルが導入される吸入口と、この吸入口をメイン吸入ポートとサブ吸入ポートのそれぞれに連絡するメイン吸入油路とサブ吸入油路をポンプハウジングに設け、
ポンプハウジングに設けた吸入口が、ポンプハウジングに設けたサブ吸入油路からサブ吸入ポートに直に連通されるとともに、ポンプハウジング内におけるカムリングの周囲に設けた外周油路を介してメイン吸入油路からメイン吸入ポートに連通されるベーンポンプであって、
サブポンプ室のサブ吐出ポートに通じるサブ吐出油路の途中に設けた切換弁から分岐されて設けられる戻り油路が、ポンプハウジングに設けたメイン吸入油路を介して、メインポンプ室のメイン吸入ポートに連通され、サブ吐出ポートから吐出された余剰油を該メイン吸入ポートに還流させるように設けられ、
ポンプハウジングに設けたメイン吸入油路における外周油路との接続部の近傍に、戻り油路からポンプハウジングに設けたメイン吸入油路に流入するオイルを、外周油路よりもメイン吸入油路に指向させる流路規制手段を設け、
前記ポンプハウジングとカバーとの間にシールプレートを介装するとともに、戻り油路をポンプハウジングに設けたメイン吸入油路に連通する油孔をシールプレートに開口し、このシールプレートの開口の周縁に前記流路規制手段を設けたベーンポンプ。
前記流路規制手段が、シールプレートの開口を切欠形成して得られた切欠片から形成されてなる請求項１に記載のベーンポンプ。
前記切換弁と戻り油路をカバーに設けた請求項１または２に記載のベーンポンプ。