JP7042099B2

JP7042099B2 - ポンプ装置

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Publication number: JP7042099B2
Application number: JP2018018924A
Authority: JP
Inventors: 徹哉石井
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2022-03-25
Anticipated expiration: 2038-02-06
Also published as: WO2019155758A1; CN111630276B; JP2019138149A; US11713758B2; US20210048025A1; DE112018007025T5; CN111630276A

Description

本発明は、ポンプ装置に関する。

特許文献１には、ロータのスリットにベーンが出没可能に収容され、カムリング内周面とロータ外周面とベーンとの間に形成されるポンプ室の容積を変化させる可変容量形ベーンポンプが開示されている。カムリングは、スプリングによりポンプ室の容積が増大する方向に付勢されている。

特開2016-98802号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、スプリングの収容部を確保しなければならないため、構造が複雑化するという問題があった。
本発明の目的の一つは、カムリングを付勢するスプリングを廃止できるポンプ装置を提供することにある。

本発明の一実施形態におけるポンプ装置において、カムリングは、スプリングの付勢力を受けることなく、第１流体圧室と第２流体圧室の圧力差および吐出領域における作動液の圧力に基づき、ポンプ要素収容空間の中において、カム支持面上を転がりながら移動可能に設けられており、駆動軸の回転軸線に対し直角な平面上において、カム支持面とカムリングとの接点とカムリングの転動中心とを結んだ第１基準線から駆動軸の回転方向とは反対方向に向かって吐出ポートの始端までの角度を偏心量増大側角度とし、第１基準線から駆動軸の回転方向に向かって吐出ポートの終端までの角度を偏心量減少側角度としたとき、カムリングがカム支持面上を移動可能な範囲内において、偏心量増大側角度が常に偏心量減少側角度よりも大きくなるように設けられている。

よって、本発明にあっては、カムリングを付勢するスプリングを廃止できる。

実施形態１の可変容量形ベーンポンプ1を示す軸方向断面図である。図１のS2-S2線矢視断面図である図２からロータ7を除いた要部拡大図である。カムリング8とカムリングストッパ15との当接状態を示す模式図である。カムリング8の位置と偏心量増大側角度θαとの関係を示す模式図である。

〔実施形態１〕
図１は実施形態１の可変容量形ベーンポンプ1を示す軸方向断面図、図２は図１のS2-S2線矢視断面図、図３は図２からロータ7を除いた要部拡大図である。
可変容量形ベーンポンプ（ポンプ装置）1は、車両のエンジンルーム内に配置され、図外のパワーステアリング装置の油圧発生源として用いられる。可変容量形ベーンポンプ1は、ポンプハウジング4およびポンプ要素5を有する。可変容量形ベーンポンプ1は、駆動軸6によりポンプ要素5を回転駆動することでポンプ作用を行う。

ポンプハウジング4は、アルミニウム合金製であって、ハウジング本体部4b、アダプタリング9およびプレッシャプレート10を有する。ハウジング本体部4bは、フロントボディ2およびリアカバー3を有する。フロントボディ2は、有底カップ状に形成されている。リアカバー3は、フロントボディ2の内部空間を塞ぐようにフロントボディ2とボルト締結されている。アダプタリング9は、フロントボディ2の内部に配置され、略円環状に形成されている。アダプタリング9は、フロントボディ2の内周面2cに固定されている。プレッシャプレート10は、フロントボディ2の内部に配置され、フロントボディ2の内底面2aと当接する。プレッシャプレート10は、略円盤状に形成されている。

ポンプ要素5は、ハウジング本体部4bの内部であって、アダプタリング9、プレッシャプレート10およびリアカバー3で囲まれたポンプ要素収容空間4aに収容されている。ポンプ要素5は、ロータ7およびカムリング8を有する。ロータ7は、駆動軸6と一体に回転する。カムリング8は、ロータ7の外周側に位置し、略円環状に形成されている。カムリング8は、所定の範囲内において、アダプタリング9の内周面上を転がりながら移動可能である。
ロータ7に対するカムリング8の偏心量δは、駆動軸6の回転軸線の直交断面におけるカムリング8の内周縁の中心O1と、駆動軸6の回転軸線O2とのオフセット量によって定義される。つまり、O2に対するO1のオフセット量が最大のとき偏心量δは最大となり、オフセット量が最小のとき偏心量δは最小となる。以下、回転軸線O2に沿う方向を軸方向、回転軸線O2の放射方向を径方向、回転軸線O2周りの方向を周方向という。

アダプタリング9の内周面には、カムリング8の転動時にカムリング8を支持するカム支持面9aが形成されている。カムリング8は、中心O1を転動中心としてカム支持面9a上を転がりながら移動する。カム支持面9aは、軸方向から見て直線状に形成されている。アダプタリング9の内周面において、アダプタリング9と近接する位置には、カムリング8の回転を規制する回り止めピン11が配置されている。また、アダプタリング9の内周面のうち径方向で回り止めピン11と径方向に略対向する位置には、アダプタリング9とカムリング8との間をシールするシール部材13が配置されている。カムリング8およびアダプタリング9間には、一対の流体圧室14a,14bが形成されている。つまり、カムリング8の径方向一方側には第１流体圧室14aが形成され、径方向他方側には第２流体圧室14bが形成されている。両流体圧室14a,14b間の圧力差によりカムリング8がカム支持面9a上を転がることで、カムリング8の偏心量δが増減する。

アダプタリング9の第２流体圧室14b側の内周面には、第２流体圧室14bの容積が最小となるときカムリング8と当接するカムリングストッパ15が形成されている。カムリングストッパ15は、カムリング8のロータ7に対する最小偏心量を規定するものであり、カムリング8の外周面がカムリングストッパ15に当接した状態において、カムリング8の内周縁の中心O1と駆動軸6の回転軸線O2とが外れた状態を維持する。カムリングストッパ15は、偏心量δがゼロとならないように、後述する複数のポンプ室17の最小吐出容量を保障する。つまり、カムリングストッパ15は、カムリング8の外周面が当接した状態でも、カムリング8のロータ7に対する最小偏心量が確保され、複数のポンプ室17が作動油（作動液）を吐出可能となるように形成される。特に、可変容量形ベーンポンプ1の車両搭載位置によっては、カムリング8が自重により偏心量δが減少する方向に移動することがあるが、カムリングストッパ15により最小偏心量を確保できるため、ポンプ起動時における吐出流量を確保できる。

図４は、カムリング8とカムリングストッパ15との当接状態を示す模式図である。
カムリング8がカムリングストッパ15に当接しているときのカムリング8とカム支持面9aとの接点を第１接点P1とし、第１接点P1におけるカムリング8の外周縁の接線を第１接線T1とする。また、カムリング8がカムリングストッパ15に当接しているときのカムリング8とカムリングストッパ15との接点を第２接点Aとし、第２接点Aにおけるカムリング8の外周縁の接線を第２接線T2とする。さらに、第１接線T1と第２接線T2との交点を頂点Bとする。実施形態１では、頂点Bと第１接線T1とを結ぶ第１線分と、頂点Bと第２接線T2とを結ぶ第２線分とによって挟まれる角度のうち、劣角θγが鈍角（90°＜θγ＜180°）となるように、カム支持面9aおよびカムリングストッパ15が形成されている。

ロータ7はその外周部に、ロータ7の径方向に沿って切り欠かれた複数のスリット7aを有する。各スリット7aは、周方向に等ピッチで並ぶ。各スリット7aには、略平板状のベーン16がロータ7の径方向で出没自在に収容されている。各ベーン16がカムリング8およびロータ7間の環状空間を周方向で仕切ることにより、複数のポンプ室17が形成されている。ロータ7を駆動軸6により図２中反時計回り方向に回転駆動することで、各ポンプ室17がその容積を増減させながら周回移動してポンプ作動が行われる。各ベーン16は、各スリット7aの内周側に形成された背圧室7bに導入される作動油の圧力により、カムリング8の内周面に押し付けられる。

リアカバー3のうちポンプ要素収容空間4aに臨む内側面3aには、ロータ7の回転に伴い各ポンプ室17の容積が漸次拡大する吸入領域に該当する部分には、周方向に沿う正面視略三日月状の第１吸入ポート18が形成されている。第１吸入ポート18は、リアカバー3に形成された吸入通路19aと連通する。これにより、図外のリザーバタンクに接続される吸入パイプ20を介して吸入通路19a内に導入された作動油が、上記吸入領域におけるポンプ吸入作用によって各ポンプ室17に吸入される。
プレッシャプレート10のうちロータ7と対向する面には、第１吸入ポート18と対向する位置に、その第１吸入ポート18と同形状の第２吸入ポート21が形成されている。第２吸入ポート21は、フロントボディ2に形成された還流通路22と連通する。還流通路22は、フロントボディ2のうち駆動軸6との間をシールするシール部材が収容された凹部と連通する。上記シール部材の余剰油が、上記吸入領域におけるポンプ吸入作用により各ポンプ室17へ供給されることで、上記余剰油の外部への漏出が防止される。以下、吸入ポートを説明する際には、第２吸入ポート21について説明し、第１吸入ポート18の説明は省略する。

プレッシャプレート10のうちロータ7と対向する面には、ロータ7の回転に伴って各ポンプ室17の容積が漸次縮小する吐出領域に該当する部分に、周方向に沿う正面視略三日月状の第１吐出ポート23が形成されている。第１吐出ポート23は、吐出ポート主部23aおよびノッチ部23bを有する。吐出ポート主部23aは、正面視略三日月状に形成されている。ノッチ部23bは、吐出ポート主部23aの始端23a1から第２吸入ポート21の終端212に向かって延びる。ノッチ部23bは、ロータ7の回転方向に向かうに連れて流路断面積が徐々に増大するような略鋭角三角形状に形成されている。始端23a1は、吐出ポート主部23aにおいて、ロータ7の回転に伴い吸入領域を離れたベーン16が吐出ポート主部23aと最初に重なる点である。また、終端212は、第２吸入ポート21において、ロータ7の回転に伴い吸入領域にあるベーン16が最後に第２吸入ポート21と重なる点である。なお、吐出ポート主部23aの終端23a2の側にはノッチ部がない。終端23a2は、吐出ポート主部23aにおいて、ロータ7の回転に伴い吐出領域にあるベーン16が最後に吐出ポート主部23aと重なる点である。また、第２吸入ポート21の始端211および終端212はノッチ部を含む。始端211は、第２吸入ポート21において、ロータ7の回転に伴い吐出領域を離れたベーン16が第２吸入ポート21と最初に重なる点である。

回転軸線O2の方向から見たとき、吐出領域は、第１吐出ポート23の始端（ノッチ部23bの先端）と終端23a2との間の区間に対応する角度範囲に設定されている。また、吸入領域は、第２吸入ポート21の始端211と終端212との間の区間に対応する角度範囲に設定されている。なお、第２吸入ポート21の終端212と第１吐出ポート23の始端との間の区間に対応する角度範囲は第１閉じ込み領域であり、第１吐出ポート23の終端23a2と第２吸入ポート21の始端211との間の区間に対応する角度範囲は第２閉じ込み領域である。両閉じ込み領域は、この領域内にあるポンプ室17の作動油を閉じ込め、第２吸入ポート21と第１吐出ポート23との連通を抑制する部分となる。カムリング8は、第１閉じ込み領域おいて、駆動軸6の回転に伴い、カムリング8の内周面と駆動軸6の回転軸線O2との間の最短距離が徐々に減少する形状を有する。

第１吐出ポート23は、フロントボディ2のうちプレッシャプレート10に対向する内底面2aに凹設された圧力室24を介して吐出通路19bと連通する。これにより、上記吐出領域におけるポンプ吐出作用により各ポンプ室17から吐出された作動油が、圧力室24および吐出通路19bを通じてポンプハウジング4外へ吐出され、パワーステアリング装置の油圧パワーシリンダに送られる。プレッシャプレート10は、圧力室24内の圧力によりロータ7側へ押圧されている。
リアカバー3の内側面3aのうち第１吐出ポート23と対向する位置に、その第１吐出ポート23と同形状の第２吐出ポート25が形成されている。両吸入ポート18,21および両吐出ポート23,25を、それぞれ各ポンプ室17を挟んで軸方向対称に配置することにより、上記各ポンプ室17の軸方向両側の圧力バランスが保たれている。以下、吐出ポートを説明する際には、第１吐出ポート23について説明し、第２吐出ポート25の説明は省略する。

プレッシャプレート10のうちロータ7と対向する面には、第１吸入側背圧ポート42および第１吐出側背圧ポート43が形成されている。第１吸入側背圧ポート42は、第２吸入ポート21よりもプレッシャプレート10の径方向内側で周方向に略円弧状に延びる溝であり、周方向で第２吸入ポート21と重なる範囲に配置されている。第１吐出側背圧ポート43は、第１吐出ポート23よりもプレッシャプレート10の径方向内側で周方向に円弧状に延びる溝であり、周方向で第１吐出ポート23と重なる範囲に配置されている。第１吐出側背圧ポート43の周方向端部は、第１吸入側背圧ポート42の周方向端部と連通する。第１吸入側背圧ポート42および第１吐出側背圧ポート43は、連通孔46を介して圧力室24に接続する。
リアカバー3の内側面3aのうち第１吸入側背圧ポート42と対向する位置には、リアカバー3の周方向に略円弧状に延びる溝である第２吸入側背圧ポート44が形成されている。また、リアカバー3の内側面3aのうち第１吐出側背圧ポート43と対向する位置には、リアカバー3の周方向に略円弧状に延びる溝である第２吐出側背圧ポート45が形成されている。両吸入側背圧ポート42,44および両吐出側背圧ポート43,45を、それぞれ各ポンプ室17を挟んで軸方向対称に配置することにより、上記各ポンプ室17の軸方向両側の圧力バランスが保たれている。

図３において、アダプタリング9のカム支持面9aとカムリング8との接点Pと、カムリング8の内周縁の中心O1、すなわちカムリング8の転動中心とを結ぶ直線を第１基準線L1と定義する。また、回転軸線O2の周方向における第１吐出ポート23の終端23a2と第２吸入ポート21の始端211との中点と、カムリング8の内周縁の中心O1とを結ぶ軸線を第２基準線L2と定義する。次に、第１基準線L1から駆動軸6の回転方向（反時計回り方向）とは反対方向に向かって第１吐出ポート23の始端（ノッチ部23bの先端）までの角度を偏心量増大側角度θαとする。また、第１基準線L1から駆動軸6の回転方向（反時計回り方向）に向かって第１吐出ポート23の終端（吐出ポート主部23aの終端23a2）までの角度を偏心量減少側角度θβとする。実施形態１では、カムリング8がカム支持面9a上を転動可能な範囲内において、偏心量増大側角度θαが常に偏心量減少側角度θβよりも大きくなるように設定されている。
また、カム支持面9aは、第２基準線L2との最短距離D1が、第２流体圧室14b側から第１流体圧室14a側に向かうに従い徐々に増大するように、第２基準線L2に対して傾斜している。

フロントボディ2のうち上端側の内部には、ポンプ吐出圧を制御するコントロールバルブ26が収容されている。コントロールバルブ26は、その長さ方向を回転軸線O2と直交する方向に向けて配置されている。コントロールバルブ26は、弁孔28、スプール29およびコントロールバルブスプリング30を有する。弁孔28の図２中左側の開口部はプラグ27により閉塞されている。スプール29は、弁孔28内を摺動自在に収容されている。スプール29は略有底円筒状に形成されたスプール弁体である。コントロールバルブスプリング30は、スプール29をプラグ27側に向けて付勢する。コントロールバルブスプリング30は、円筒圧縮コイルスプリングである。
弁孔28内には、高圧室28a、中圧室28bおよび低圧室28cがスプール29により隔成されている。高圧室28aには、吐出通路19bに形成された図外のメータリングオリフィスの上流側の油圧、つまり圧力室24の油圧が導入される。中圧室28bは、コントロールバルブスプリング30を収容し、上記メータリングオリフィスの下流側の油圧が導入される。低圧室28cは、スプール29の外周側に形成され、低圧通路31を介して吸入通路19aからポンプ吸入圧が導入される。

スプール29は、中圧室28bおよび高圧室28a間の圧力差、すなわちメータリングオリフィスの前後差圧に応じてその長さ方向に移動する。具体的には、メータリングオリフィスの前後差圧があらかじめ設定された設定値以下の場合には、スプール29がプラグ27と当接した状態である。このとき、第１流体圧室14aおよび弁孔28間を連通する連通路32が低圧室28cに開口し、低圧室28cの比較的低い油圧が第１流体圧室14aに導入される。一方、メータリングオリフィスの前後差圧が設定値を超えて上昇した場合には、スプール29がコントロールバルブスプリング30の付勢力に抗してプラグ27から遠ざかる方向へ移動する。このとき、低圧室28cおよび第１流体圧室14a間の連通が漸次遮断され、高圧室28aが連通路32を介して第１流体圧室14aに連通する。これにより、高圧室28aの比較的高い油圧が第１流体圧室14aに導入される。つまり、第１流体圧室14aには、低圧室28cまたは高圧室28aの油圧が選択的に導入される。一方、第２流体圧室14bは、吸入通路19aまたは第１吸入ポート18と接続されているため、ポンプ吸入圧が常時導入される。

スプール29は、その内部に、リリーフバルブ33を有する。リリーフバルブ33は、中圧室28bの圧力が所定未満の場合は閉弁状態を維持する。リリーフバルブ33は、中圧室28bの圧力が所定以上になったとき、つまりパワーステアリング装置側（負荷側）の圧力が所定以上になったときに開弁状態となってリリーフ動作し、低圧室28cおよび低圧通路31を介して吸入通路19aに作動油を還流させる。換言すれば、リリーフバルブ33は、吐出通路19bおよび吸入通路19a間の油通路を開閉する。リリーフバルブ33は、バルブ孔34、リリーフ孔29a、ボール35、バルブシート部材36、リリーフバルブスプリング37およびリテーナ38を有する。バルブ孔34は、スプール29の内周側に位置し、略円筒形状に形成されている。リリーフ孔29aは、バルブ孔34および低圧室28c間を連通するようにスプール29に形成されている。ボール35は、バルブ孔34内に配置された球状の弁体である。バルブシート部材36は、ボール35が当接する弁座であって、バルブ孔34のうちボール35を挟んで軸方向一方側に固定されている。リリーフバルブスプリング37は、バルブ孔34のうちボール35を挟んで他方側に圧縮変形した状態で配置されている。リリーフバルブスプリング37は、コイルスプリングである。リテーナ38は、ボール35およびリリーフバルブスプリング37間に介装されている。リテーナ38は、リリーフバルブスプリング37の圧縮変形に基づく復元力によりボール35をバルブシート部材36側へ向けて付勢する。

次に、実施形態１の作用効果を説明する。
メータリングオリフィスの前後差圧が設定値以下であるロータ7の低速回転時には、第１流体圧室14aに低圧室28cの油圧が導入されるため、第１流体圧室14aと第２流体圧室14bの圧力は等しくなる。ここで、ロータ7の回転時、カムリング8の吐出領域には、内圧（ポンプ室17の圧力）が作用する。このとき、カムリング8の内周面において、吐出領域のうち、偏心量増大側角度θαの範囲に作用する内圧は、カムリング8を偏心量δが増大する方向に転動させる力を発生させる。一方、カムリング8の内周面において、吐出領域のうち、偏心量減少側角度θβの範囲に作用する内圧は、カムリング8を偏心量δが減少する方向に転動させる力を発生させる。

実施形態１では、カムリング8がカム支持面9a上を転動可能な範囲において、偏心量増大側角度θαが常に偏心量減少側角度θβよりも大きくなるように設定されている。このため、カムリング8を偏心量δが増大する方向に転動させる力は、カムリング8を偏心量δが減少する方向に転動させる力よりも常に大きくなる。これにより、カムリング8の内周面に作用する内圧は、常にカムリング8を偏心量δが増大する方向に転動させる付勢力をカムリング8に与える。よって、第１流体圧室14aおよび第２流体圧室14b間に差圧が生じないロータ7の低速回転時には、カムリング8の内周面に作用する内圧により、カムリング8はカム支持面9a上を転がりながら偏心量δが最大となる位置（図２中左側の位置）へ移動する。このとき、ポンプ吐出圧は最大となる。
ロータ7の回転速度が高まり、メータリングオリフィスの前後差圧が設定値を超えて上昇すると、第１流体圧室14aに高圧室28aの油圧が導入される。このため、カムリング8は、第１流体圧室14aと第２流体圧室14bとの圧力差による荷重と、カムリング8に作用する内圧による荷重とが釣り合う位置に移動（転動）する。これにより、ポンプ吐出圧が高まるのに応じて、カムリング8の偏心量δが小さくなるため、ポンプ吐出圧は減少する。

以上説明したように、実施形態１の可変容量形ベーンポンプ1では、カムリング8を付勢するスプリングを廃止したため、ポンプハウジング4の外側からスプリングを取り付けるための開口部、開口部を塞ぐプラグおよび開口部をシールするOリング等が不要となり、構造の簡素化および部品点数削減を実現できる。
偏心量増大側角度θαは常に偏心量減少側角度θβよりも大きくなるように設定されている。これにより、ロータ7の回転時、カムリング8の内周面に作用する内圧は、カムリング8を常に偏心量δが増大する方向に転動させる付勢力をカムリング8に与える。よって、第１流体圧室14aと第２流体圧室14bとの圧力差による荷重と、カムリング8に作用する内圧による荷重とのバランスによって、カムリング8の位置制御が可能となる。

図５は、カムリング8の位置と偏心量増大側角度θαとの関係を示す模式図である。実線は偏心量δが最小のときのカムリング8に位置を示し、破線は偏心量δが最大のときのカムリング8の位置を示している。
カムリング8は、カムリング8の内周縁の中心O1を転動中心とし、カム支持面9a上を転がりながらポンプ要素収容空間4a内を移動する。このため、偏心量増大側角度θαは、偏心量δが最小のとき最大値θαmaxとなり、偏心量δが大きくなるほど小さくなり、偏心量増大側角度θαが最大のとき最小値θαminとなる。つまり、カムリング8がカム支持面9a上を転動する構成を採用したことにより、カムリング8の偏心量δが大きくなるほど、カムリング8に作用する内圧によってカムリング8を偏心量δが増大する方向に転動させる付勢力は小さくなる。特に、カムリング8の偏心量δが最大のとき、内圧による付勢力は最小となるから、カムリング8に作用する内圧による荷重に抗してカムリング8の偏心量δが減少する方向にカムリング8を付勢するために必要な第１流体圧室14aの圧力を低く設定できる。この結果、第１流体圧室14aからの作動油の漏れ対策が容易となる。

第２流体圧室14bは、吸入通路19aまたは第１吸入ポート18と接続されている。これにより、第２流体圧室14bの圧力は、ポンプ吸入圧またはポンプ吸入圧に近い圧力となる。このため、カムリング8を移動させる第１流体圧室14aおよび第２流体圧室14b間の圧力差を発生させる際、第１流体圧室14aの圧力を低く設定できる。この結果、第１流体圧室14aからの作動油の漏れ対策が容易となる。
カム支持面9aは、第２基準線L2との最短距離D1が、第２流体圧室14b側から第１流体圧室14a側に向かうに従い徐々に増大するように第２基準線L2に対して傾斜している。これにより、最短距離D1が一定または徐々に減少する場合と比べて、偏心量増大側角度θαを大きくできるため、偏心量増大側角度θα＞偏心量減少側角度θβの関係を成立させやすい。

カム支持面9aは、駆動軸の回転軸線O2に対し直角な平面上において、直線状に形成されている。これにより、カムリング8がカム支持面9a上を移動可能な範囲において、カムリング8の偏心量δが大きくなるほど偏心量増大側角度θαが減少するときの変化傾向が単純化されるため、ポンプ設計における各種チューニングが容易となる。
第１吐出ポート23のノッチ部23bは、駆動軸の回転軸線O2の周方向において、吐出ポート主部23aの始端23a1から第２吸入ポート21の終端212に向かって延びる形状を有し、偏心量増大側角度θαは、第１基準線L1から駆動軸6の回転方向とは反対方向に向かってノッチ部23bの始端までの角度である。ポンプ室17のうち、ノッチ部23bが開口している領域はポンプ吐出圧が導入されているため、吐出ポート主部23aの位置を過度に第２吸入ポート21側へずらすことなく、偏心量増大側角度θαを広く取れる。よって、偏心量増大側角度θα＞偏心量減少側角度θβの関係を成立させやすい。
第１吐出ポート23は、その終端23a2にノッチ部を有さない。これにより、偏心量減少側角度θβを小さくできるため、偏心量増大側角度θαを広く取れる。よって、偏心量増大側角度θα＞偏心量減少側角度θβの関係を成立させやすい。

カムリング8は、カムリング8およびロータ7間に形成される空間のうち、第２吸入ポート21の終端212および第１吐出ポート23の始端（ノッチ部23bの先端）間の領域である第１閉じ込み領域において、駆動軸6の回転に伴い、カムリング8の内周面と駆動軸6の回転軸線O2の間の最短距離が徐々に減少する形状を有する。すなわち、第１閉じ込み領域において、いわゆる予圧縮プロファイルとすることにより、第１閉じ込み領域におけるポンプ室17の圧力を正圧にできる。この圧力は、カムリング8の偏心量δを増大させる方向に作用するため、カムリング8の偏心量δを増大させる方向の力が不足するのを抑制できる。この結果、偏心量増大側角度θα＞偏心量減少側角度θβの関係を成立させやすい。
カムリングストッパ15は、第２流体圧室14b側に向かって設けられ、カムリング8が第２流体圧室14bの容積が最小となるときカムリング8と当接する形状を有し、カムリング8がカムリングストッパ15に当接するときのカムリング8とカム支持面9aとの第１接点P1におけるカムリング8の外周縁の第１接線T1と、カムリング8とカムリングストッパ15との第２接点Aにおけるカムリング8の外周縁の第２接線T2との交点を頂点Bとしたとき、頂点Bと第１接線T1とを結ぶ第１線分と、頂点Bと第２接線T2とを結ぶ第２線分とによって挟まれる角度のうち、劣角θγが鈍角となるように設定されている。すなわち、カム支持面9a上を転がるカムリング8がカムリングストッパ15に当接するとき、このカムリングストッパ15は、カム支持面9aに対して直角よりも大きな角度である鈍角となるように傾斜しているため、カムリング8のカムリングストッパ15との衝突が穏やかとなり、衝突音を軽減できる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
アダプタリングをポンプハウジングと一体に成形してもよい。
吸入ポートおよび吐出ポートは、プレッシャプレートまたはリアカバーの一方側のみに設けてもよい。
本発明のポンプ装置は、パワーステアリング装置以外の圧力流体利用機器に対する油圧供給源としても適用できる。

以上説明した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
ポンプ装置は、その一つの態様において、ポンプハウジングであって、ポンプ要素収容空間、吸入通路、吐出通路、吸入ポート、吐出ポート、およびカム支持面を有し、前記吸入通路は、前記吸入ポートと接続されており、前記吐出通路は、前記吐出ポートと接続されている、前記ポンプハウジングと、前記ポンプハウジングに回転可能に設けられた駆動軸と、前記駆動軸に設けられ、複数のスリットを有するロータと、前記複数のスリットのそれぞれの中で移動可能に設けられた複数のベーンと、カムリングであって、環状に形成されており、前記ポンプ要素収容空間の中に設けられており、前記ロータおよび複数の前記ベーンと共に複数のポンプ室を形成し、前記ポンプ収容空間に第１流体圧室と第２流体圧室を形成しており、前記吸入ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口しており、前記吐出ポートは、複数の前記ポンプ室のち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口しており、前記第１流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの前記径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられており、前記第２流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられており、前記カムリングは、スプリングの付勢力を受けることなく、前記第１流体圧室と前記第２流体圧室の圧力差および前記吐出領域における作動液の圧力に基づき、前記ポンプ要素収容空間の中において、前記カム支持面上を転がりながら移動可能に設けられており、前記駆動軸の回転軸線に対し直角な平面上において、前記カム支持面と前記カムリングとの接点と前記カムリングの転動中心とを結んだ第１基準線から前記駆動軸の回転方向とは反対方向に向かって前記吐出ポートの始端までの角度を偏心量増大側角度とし、前記第１基準線から前記駆動軸の回転方向に向かって前記吐出ポートの終端までの角度を偏心量減少側角度としたとき、前記カムリングが前記カム支持面上を移動可能な範囲内において、前記偏心量増大側角度が常に前記偏心量減少側角度よりも大きくなるように設けられている、前記カムリングと、を有する。

より好ましい態様では、上記態様において、前記第２流体圧室は、前記吸入通路または前記吸入ポートと接続されている。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記カム支持面は、前記駆動軸の回転軸線に対し直角な平面上において、前記駆動軸の回転軸線の周方向における前記吐出ポートの終端と前記吸入ポートの始端との中点と前記カムリングの転動中心とを結ぶ軸線を第２基準線としたとき、前記第２基準線との最短距離が、前記第２流体圧室側から前記第１流体圧室側に向かうに従い徐々に増大するように前記第２基準線に対して傾斜している。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記カム支持面は、前記駆動軸の回転軸線に対し直角な平面上において、直線状に形成されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記吐出ポートは、吐出ポート主部と、ノッチ部とを備え、前記ノッチ部は、前記駆動軸の回転軸線の周方向において、前記吐出ポート主部の始端から前記吸入ポートの終端に向かって延びる形状を有し、前記偏心量増大側角度は、前記第１基準線から前記駆動軸の回転方向とは反対方向に向かって前記ノッチ部の始端までの角度である。

さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記吐出ポートは、その終端にノッチ部を有しない。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記カムリングは、前記カムリングと前記ロータの間に形成される空間のうち、前記吸入ポートの終端と前記吐出ポートの始端の間の領域である第１閉じ込み領域において、前記駆動軸の回転に伴い、前記カムリングの内周面と前記駆動軸の回転軸線の間の最短距離が徐々に減少する形状を有する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ポンプハウジングは、カムリングストッパを有し、前記カムリングストッパは、前記第２流体圧室側に向かって設けられ、前記カムリングが前記第２流体圧室の容積が最小となるとき前記カムリングと当接する形状を有し、前記カムリングが前記カムリングストッパに当接するときの前記カムリングと前記カム支持面との第１接点における前記カムリング外周縁の接線と、前記カムリングと前記カムリングストッパとの第２接点における前記カムリング外周縁の接線との交点を頂点としたとき、前記頂点と前記第１接点とを結ぶ第１線分と前記頂点と前記第２接点とを結ぶ第２線分とによって挟まれる角度のうち劣角が鈍角となるように設けられている。

1 可変容量形ベーンポンプ（ポンプ装置）
4 ポンプハウジング
4a ポンプ要素収容空間
6 駆動軸
7 ロータ
7a スリット
8 カムリング
9a カム支持面
14a 第１流体圧室
14b 第２流体圧室
15 カムリングストッパ
16 ベーン
17 ポンプ室
18 第１吸入ポート
19a 吸入通路
19b 吐出通路
21 第２吸入ポート
23 第１吐出ポート
23a 吐出ポート主部
23b ノッチ部
25 第２吐出ポート

Claims

ポンプ装置において、
ポンプハウジングであって、ポンプ要素収容空間、吸入通路、吐出通路、吸入ポート、吐出ポート、およびカム支持面を有し、
前記吸入通路は、前記吸入ポートと接続されており、
前記吐出通路は、前記吐出ポートと接続されている、
前記ポンプハウジングと、
前記ポンプハウジングに回転可能に設けられた駆動軸と、
前記駆動軸に設けられ、複数のスリットを有するロータと、
前記複数のスリットのそれぞれの中で移動可能に設けられた複数のベーンと、
カムリングであって、環状に形成されており、前記ポンプ要素収容空間の中に設けられており、前記ロータおよび複数の前記ベーンと共に複数のポンプ室を形成し、前記ポンプ要素収容空間に第１流体圧室と第２流体圧室を形成しており、
前記吸入ポートは、複数の前記ポンプ室のうち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口しており、
前記吐出ポートは、複数の前記ポンプ室のち、前記駆動軸の回転に伴い前記ポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口しており、
前記第１流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの前記径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が減少する部分に設けられており、
前記第２流体圧室は、前記駆動軸の回転軸線の径方向において前記カムリングの径方向外側に設けられた空間であって、前記駆動軸の回転軸線と前記カムリングの内周縁の中心との偏心量が増大するほど容積が増大する部分に設けられており、
前記カムリングは、スプリングの付勢力を受けることなく、前記第１流体圧室と前記第２流体圧室の圧力差および前記吐出領域における作動液の圧力に基づき、前記ポンプ要素収容空間の中において、前記カム支持面上を転がりながら移動可能に設けられており、
前記駆動軸の回転軸線に対し直角な平面上において、前記カム支持面と前記カムリングとの接点と前記カムリングの転動中心とを結んだ第１基準線から前記駆動軸の回転方向とは反対方向に向かって前記吐出ポートの始端までの角度を偏心量増大側角度とし、前記第１基準線から前記駆動軸の回転方向に向かって前記吐出ポートの終端までの角度を偏心量減少側角度としたとき、前記カムリングが前記カム支持面上を移動可能な範囲内において、前記偏心量増大側角度が常に前記偏心量減少側角度よりも大きくなるように設けられている、
前記カムリングと、
を有するポンプ装置。
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記第２流体圧室は、前記吸入通路または前記吸入ポートと接続されているポンプ装置。
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記カム支持面は、前記駆動軸の回転軸線に対し直角な平面上において、前記駆動軸の回転軸線の周方向における前記吐出ポートの終端と前記吸入ポートの始端との中点と前記カムリングの転動中心とを結ぶ軸線を第２基準線としたとき、前記第２基準線との最短距離が、前記第２流体圧室側から前記第１流体圧室側に向かうに従い徐々に増大するように前記第２基準線に対して傾斜しているポンプ装置。
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記カム支持面は、前記駆動軸の回転軸線に対し直角な平面上において、直線状に形成されているポンプ装置。
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記吐出ポートは、吐出ポート主部と、ノッチ部とを備え、
前記ノッチ部は、前記駆動軸の回転軸線の周方向において、前記吐出ポート主部の始端から前記吸入ポートの終端に向かって延びる形状を有し、
前記偏心量増大側角度は、前記第１基準線から前記駆動軸の回転方向とは反対方向に向かって前記ノッチ部の始端までの角度であるポンプ装置。
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記吐出ポートは、その終端にノッチ部を有しないポンプ装置。
請求項１に記載のポンプ装置において、
前記カムリングは、前記カムリングと前記ロータの間に形成される空間のうち、前記吸入ポートの終端と前記吐出ポートの始端の間の領域である第１閉じ込み領域において、前記駆動軸の回転に伴い、前記カムリングの内周面と前記駆動軸の回転軸線の間の最短距離が徐々に減少する形状を有するポンプ装置。
請求項1に記載のポンプ装置において、
前記ポンプハウジングは、カムリングストッパを有し、
前記カムリングストッパは、前記第２流体圧室側に向かって設けられ、前記カムリングが前記第２流体圧室の容積が最小となるとき前記カムリングと当接する形状を有し、前記カムリングが前記カムリングストッパに当接するときの前記カムリングと前記カム支持面との第１接点における前記カムリング外周縁の接線と、前記カムリングと前記カムリングストッパとの第２接点における前記カムリング外周縁の接線との交点を頂点としたとき、前記頂点と前記第１接点とを結ぶ第１線分と前記頂点と前記第２接点とを結ぶ第２線分とによって挟まれる角度のうち劣角が鈍角となるように設けられているポンプ装置。