JPH08226388A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベーンの回転位置による伸長力の差を小さく
して耐久性および静粛性に優れ加工が容易なベーンポン
プを安価に供する。 【構成】 放射状に複数形成されたベーン溝８にそれぞ
れ伸縮自在にベーン９が嵌装されたロータ７と、同ロー
タ周面に対向してカム面が形成されたカムリング５と、
前記ロータ７およびカムリング５の両側に添設され前記
ロータ７とカムリング５との間にポンプ室を形成するア
ウタサイドプレート10およびインナサイドプレート４と
を備えるベーンポンプにおいて、前記両サイドプレート
４，10の一方に吐出側ポンプ室６ｂと連通しベーン溝８
の底部に油圧を導く連通孔31を形成し、他方のサイドプ
レートには複数のベーン溝８の底部を全て共通に連通す
る溝幅一定の円環状連通溝26を形成したベーンポンプ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のパワーステア
リング装置等に加圧オイルを供給するのに適したベーン
ポンプに関する。

【０００２】

【従来技術】ベーンポンプは比較的構造が簡単で小型軽
量であり、一般に丸形ポンプと呼ばれるビッカース形は
ロータ外周にかかる油圧が軸中心に対称のため平衡が保
たれ脈動や騒音が他のポンプより低い安定した性能を備
えている。かかるベーンポンプのビッカース形の例（特
公昭６３−９１１０号公報）を図１４に示し説明する。

【０００３】同図１４は、該ベーンポンプの要部を分解
して図示したもので、上から順にアウタサイドプレート
010 （図１４(1) ），ロータ01とカムリング05（図１４
(2)），インナサイドプレート020 （図１４(3) ）を軸
方向から見た図を示している。図１４(2) においてロー
タ01は偏平円筒状の中心を駆動軸にスプライン嵌合され
一体に回転し、放射状に複数形成されたベーン溝02にベ
ーン03が半径方向に伸縮自在に嵌入されている。

【０００４】ロータ01の外周面を包囲しているのがカム
リング05であり、内周面は略楕円状をしており、対称位
置に一対の円孔06が軸方向に貫通して形成されるととも
に、別の対称位置には一対のピン07が軸方向に貫通して
いる。カムリング05とロータ01との間にポンプ室が形成
される。

【０００５】図１４(1) のアウタサイドプレート010 は
軸中心に対し点対称の形状をしており、左右側部が欠損
されて吸込ポート011 を形成し、上下部分に吐出ポート
012が穿設され、吸込ポート011 は吸込側ポンプ室に連
通し、吐出ポート012 は吐出側ポンプ室に連通するとと
もに前記カムリング05の円孔06にも連通し、一部前記ピ
ン07が貫通している。

【０００６】アウタサイドプレート010 の図示された面
（ロータ01およびカムリング05との当接面）には、前記
ベーン溝02の底部と同じ半径位置に円弧状の連通孔013
と連通溝014 がそれぞれ一対周方向に亘って交互に形成
されており、吸込ポート011の内側に連通孔013 が位置
し、吐出ポート012 の内側に連通溝014 が位置する。そ
して連通孔013 と連通溝014 とは一組ずつ絞り通路015
により連通されている。

【０００７】一方図１４(3) のインナサイドプレート02
0 は、やはりロータ01およびカムリング05との当接面を
示しており、左右側部に吸込ポート021 を形成し、上下
部分に凹状に形成された吐出ポート022 が設けられ、吸
込ポート021 は吸込側ポンプ室に連通し、吐出ポート02
2 は吐出側ポンプ室に連通するとともに前記カムリング
05の円孔06にも連通している。なお上下所定位置に前記
ピン07が貫通している。

【０００８】そして前記アウタサイドプレート010 の連
通孔013 と連通溝014 に対応して連通溝023 ，024 が一
対ずつ形成され、相隣る連通溝023 ，024 を流れ面積の
大きい流路025 と流れ面積の小さい絞り通路026 が連通
している。以上のような図 に示すロータ01およびカム
リング05の両面にアウタサイドプレート010 とインナサ
イドプレート020 をピン07が共通に貫通するように添設
し組付ける。

【０００９】ロータ01は図１４(2) において時計方向に
回転し、ポンプ室のベーン03で仕切られた各ポンプ室は
回転位置によって膨張したり収縮したりし、膨張時に吸
込ポート011 ，021 から油を吸い込み、収縮時に吐出ポ
ート012 ，022 から油を吐き出す。

【００１０】ロータ01のベーン溝02の底部の油もベーン
03の伸縮によりポンプ作用をなし、吐出側ベーン03の引
き込みで連通溝014 と連通溝024 に排出した油は主にイ
ンナサイドプレート020 において比較的に流れ面積の大
きな流路025 を通って連通溝024 に流れ、さらに同連通
溝024 の連通する吸込側ベーン溝02に供給されて当該ベ
ーン03を伸長させる。

【００１１】温度によって油の粘性が変化し、通常温度
で作動しているときは粘性が小さくなり、連通溝014 と
連通溝024 に排出した油は絞り通路015 を介して連通孔
013に、絞り通路026 を介して連通溝024 にそれぞれ流
れ、吐出側ベーン溝02の底部の圧力が異常に高くなるの
を防止している。

【００１２】

【解決しようとする課題】以上のようにアウタサイドプ
レート010 の連通孔013 と連通溝014 は分離して両者を
絞り通路015 により連通し、インナサイドプレート020
の連通溝023 ，024 も分離して両者を流路025 と絞り通
路026 により連通している。

【００１３】したがって特に始動時の温度の低い状態に
おいて吸込側ベーン溝02の底部にかかる圧力が大きくな
り過ぎて、ベーン03の伸長力が増大しベーン03とカムリ
ング05の内周面との磨耗が激しくなるおそれがある。ま
た吐出側ベーン溝02の底部と吸込側ベーン溝02の底部と
では大きな圧力差があり、その圧力差も温度によって異
なってくるので、吸込側ベーン03の伸長タイミングによ
ってはベーン03がカムリング05の内周面に衝突して騒音
の原因となることも考えられる。

【００１４】また図１４(1) 、(3) に示すように連通孔
013 や連通溝014 ，023 ，024 および流路025 ，絞り通
路026 ，015 を形成しなければならず、加工が面倒であ
り、しかも前記騒音をできるだけ小さくするためにも加
工精度の高いことが要求され、コストアップは必至であ
った。

【００１５】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的とする処は、ベーンの回転位置による伸長力の
差を小さくして耐久性に優れ静粛な運転が可能で加工が
容易なベーンポンプを安価に供する点にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、本発明は、放射状に複数形成されたベー
ン溝にそれぞれ伸縮自在にベーンが嵌装されたロータ
と、同ロータ周面に対向してカム面が形成されたカムリ
ングと、前記ロータおよびカムリングの両側に添設され
前記ロータとカムリングとの間にポンプ室を形成するア
ウタサイドプレートおよびインナサイドプレートとを備
えるベーンポンプにおいて、前記両サイドプレートの一
方に前記吐出側ポンプ室と連通し前記ベーン溝の底部に
油圧を導く連通孔を形成し、他方のサイドプレートには
前記複数のベーン溝の底部を全て共通に連通する溝幅一
定の円環状連通溝を形成したベーンポンプである。

【００１７】他方のサイドプレートに複数のベーン溝の
底部を全て共通に連通する溝幅一定の円環状連通溝を形
成したので、前記連通孔からベーン溝に導かれた油は他
方の円環状連通溝に至って全周に広がり全てのベーン溝
底部に行き渡り、ベーンの回転位置による伸長力に殆ど
差が生じず、また温度の影響を受けない。

【００１８】したがって吐出側ベーンの引き込みによる
油圧も吸込側ベーンの伸長により生じたベーン溝底部空
間に円滑に供給されるため、ベーンの伸長力が大き過ぎ
たりタイミングがずれたりしてベーンとカムリング内周
面との磨耗や衝突による騒音の発生を常時防止すること
ができる。またサイドプレートに溝幅の等しい円環状連
通溝を設けることは簡単であり、高い精度も要求されな
いので、加工が極めて容易であり、コストを低減するこ
とができる。

【００１９】また前記連通孔を備えたサイドプレート
は、同連通孔を吸込側ベーン溝の底部を共通に連通する
位置に部分的に形成し、相隣る吐出側ベーン溝の底部を
共通に連通する位置に部分的に連通溝を形成すること
で、ポンプ室からの吐出油の一部油圧は連通孔を介して
吸込側ベーン溝の底部に先に作用し、次いで円環状連通
溝を介して幾らか流れ抵抗を受けて吐出側ベーン溝の底
部に作用するため、吸込側ベーン溝の底部の方が吐出側
ベーン溝の底部より若干油圧が大きく、よって吸込側ベ
ーンの伸長力が大きくベーンを円滑に伸長させることが
でき、また吐出側ベーンの引き込みも円滑に行える。

【００２０】

【実施例】以下、図１ないし図１３に図示された本発明
の一実施例について説明する。本実施例のベーンポンプ
１は、そのポンプボディ２に短円筒状凹部３が形成さ
れ、該短円筒状凹部３にインナサイドプレート４とカム
リング５が順次嵌装され、該カムリング５の略楕円状を
した内周面内部にロータ７が嵌装されてカムリング５と
ロータ７との間にポンプ室６を形成し、ロータ７に周方
向に亘って複数個放射方向に指向したベーン溝８が形成
され、該ベーン溝８にベーン９がそれぞれ伸縮自在に嵌
装されて、同ベーン９によってポンプ室６が仕切られ
る。

【００２１】また前記カムリング５とロータ７の外側面
に鉄系焼結合金製のアウタサイドプレート10が添接さ
れ、該アウタサイドプレート10の外側面に接するカバー
11とポンプボディ２とで、カムリング５およびロータ７
が密閉され、ポンプボディ２とカバー11とはボルト12で
一体に結合されている。

【００２２】さらにポンプボディ２を貫通した駆動軸13
はロータ７にスプライン嵌合されるとともに、該駆動軸
13の先端はアウタサイドプレート10に回転自在に嵌装さ
れ、前記ポンプボディ２と駆動軸13とにアルミ合金製の
ブッシュカラー14が介装される。

【００２３】さらにまたブッシュカラー14より外側に位
置してポンプボディ２と駆動軸13とにオイルシール16が
介装され、該駆動軸13の外端にドリブンプーリ17が嵌着
され、図示されない内燃機関のクランク軸に嵌着された
ドライブプーリ（図示されず）と該ドリブンプーリ17と
に無端動力伝達帯たる無端ベルト（図示されず）が架渡
されている。

【００２４】しかして前記アウタサイドプレート10に
は、駆動軸13の先端部を包囲するように、カバー11に向
って環状突起18が形成され、該環状突起18の先端外周は
カバー11の円筒状凹部19に嵌合されている。

【００２５】またポンプボディ２の上部には、吸込ジョ
イント20が嵌合されてボルト21でもってポンプボディ２
に一体に嵌着され、該吸込ジョイント20は、ポンプボデ
ィ２内の吸込通路22を介してカバー11の吸込通路23に連
通される。

【００２６】一方でポンプボディ２内においては、図４
に図示されるように、吐出通路34に貫通路35を介して連
通するリリーフバルブ36のスプール収納孔37に流量調整
用スプール38が摺動可能に嵌装され、該スプール収納孔
37を流量調整用スプール38で仕切られたパイロット圧力
室39に圧縮コイルスプリング41が介装されており、吐出
通路34より貫通路35を介してリリーフバルブ36の弁室40
に導入された圧力オイルは絞り通路42を介して圧力オイ
ル供給孔43に流れ、該圧力オイル供給孔43は図示されな
いパイプを介してパワーステアリング装置へ供給される
ようになっている。

【００２７】そして弁室40内の圧力が所定圧力以上に上
昇すると、流量調整用スプール38が圧縮コイルスプリン
グ41のバネ力に打勝ってパイロット圧力室39に向い押さ
れ、戻り通路44を介して吸込通路23に戻されるようにな
っている。なお、パイロット圧力室39と圧力オイル供給
孔43はリリーフ通路45を介して連通されている。

【００２８】またポンプボディ２とインナサイドプレー
ト４とでは大径のＯリング46と小径のＯリング47が介装
されるとともに、ポンプボディ２とカバー11とにＯリン
グ48が介装され、ポンプボディ２と吸込ジョイント20と
にもＯリング49が介装されている。

【００２９】いまカムリング５およびロータ７に添設さ
れるアウタサイドプレート10の形状を図５ないし図８に
図示し説明する。

【００３０】アウタサイドプレート10には前記カバー11
の吸込通路23とポンプ室６とを相互に連通する２個の貫
通吸込ポート24が形成されるとともに、該２個の貫通吸
込ポート24の周方向中間に吐出凹部25が形成され、かつ
これら貫通吸込ポート24、吐出凹部25の中心寄りでベー
ン溝８の底部と連通する円環状連通溝26が形成され、し
かもアウタサイドプレート10の外周部に位置決め用の円
孔27が形成されている。円環状連通溝26は溝幅一定の円
環状溝であり、部分的に絞りを形成したりすることがな
いので、高い寸法精度を要求されず加工が容易でコスト
もかからない。

【００３１】一方インサイドプレート４は図９ないし図
１２に図示するように前記アウタサイドプレート10の貫
通吸込ポート24に対応して吸込凹部29が形成され、吐出
凹部25に対応して貫通吐出ポート30が形成されるととも
に、円環状連通溝26に対応して連通孔たる圧油導入貫通
孔31と連通溝たる圧油導入凹部32とがそれぞれ円弧状を
なして周方向に交互に形成されている。

【００３２】またアウタサイドプレート10の位置決め用
の円孔27に対応して切欠き50が形成されている。圧油導
入貫通孔31と圧油導入凹部32とを絞り通路が連通するこ
とはなく加工が容易である。

【００３３】以上のような形状のアウタサイドプレート
10とインナサイドプレート４とで挟まれるカムリング５
は、対応する貫通吸込ポート24と吸込凹部29とを連通す
る貫通吸込通路28が対称に一対形成され、その他円孔2
7，切欠き50に一致する位置決め用の円孔51が穿設され
ている（図１３(2) 参照）。

【００３４】図１３はアウタサイドプレート10，カムリ
ング５およびロータ７，インナサイドプレート４を順に
分解して上下に並べて示しており、全て同じ姿勢のまま
同じ方向から見た図である。したがって同図１３におい
てアウトサイドプレート10の上にカムリング５およびロ
ータ７が重なり、さらにその上にインナサイドプレート
４が重なり、位置決め用の円孔27，51，切欠き50を一致
させてボルト21を貫通させ、相互の位置決めを行う。

【００３５】図１３(2) においてロータ７は時計方向に
回転し、軸中心に対して対称に形成される吸込側ポンプ
室６ａに一致して貫通吸込ポート24と吸込凹部29が位置
し、吐出側ポンプ室６ｂに一致して吐出凹部25と貫通吐
出ポート30が位置する。またベーン溝８の底部にあたる
圧油導入部33は同一円上に配列されており、アウタサイ
ドプレート10側の円環状連通溝26とインナサイドプレー
ト４側の圧油導入貫通孔31，圧油導入凹部32とを連通し
ている。

【００３６】圧油導入貫通孔31の方は吸込側ベーン溝８
の圧油導入部33に連通し、圧油導入凹部32の方は吐出側
ベーン溝８の圧油導入部33に連通する位置関係にある。
なお圧油導入貫通孔31はポンプボディ２の環状吐出通路
34にも連通されている。

【００３７】図１ないし図１３に図示された実施例は前
記したように構成されているので、ドリブンプーリ17が
図１にて反時計方向へ回転駆動され駆動軸13と一体にロ
ータ７が図１３において時計方向に回転すると、貫通吸
込ポート24および吸込凹部29に隣接した吸込側ポンプ室
６ａのベーン９相互の空間の容積がロータ７の回転に伴
なって増大し、この空間容積の増大によって、吸込ジョ
イント20から吸込通路22、23を介して吸込側ポンプ室６
ａ内にオイルが吸い込まれ、ポンプ室６のベーン９相互
間の空間が吐出凹部25および貫通吐出ポート30に接近す
ると、この吐出側ポンプ室６ｂの空間容積が減少し、こ
の空間容積の減少によって、該空間から、貫通吐出ポー
ト30を介して環状の吐出通路34に吐出され、該吐出通路
34内の吐出オイルはリリーフバルブ36を介して図示され
ないパワーステアリング装置へ供給される。

【００３８】そして圧力オイル供給孔43すなわち弁室40
内のオイル圧力が所定圧力以上に上昇すると、流量調整
用スプール38が圧縮コイルスプリング41のバネ力に打勝
ってパイロット圧力室39に向って移動し、弁室40と戻り
通路44とが連通状態となり、余分のオイルが弁室40から
戻り通路44、吸込通路23を介して貫通吸込ポート24に還
流し、圧力オイル供給孔43から図示されないパワーステ
アリング装置へ一定圧力のオイルが供給される。

【００３９】また環状の吐出通路34内の圧力オイルは、
インナサイドプレート４の圧油導入貫通孔31を介してま
ずロータ７の吸込側ベーン溝底部の圧油導入部33に導入
され、アウタサイドプレート10の円環状連通溝26に至り
周方向全体に広がり、ロータ７の吐出側ベーン溝底部の
圧油導入部33にも導入される。

【００４０】したがってベーン９の中心側端面に吐出通
路34内の圧力オイルが作用するため、ベーン９はカムリ
ング５のカム室６の内周面に常に密接され、カム室６内
にてベーン９により仕切られた空間は油密に保持され
る。

【００４１】円環状連通溝26は部分的に絞りを形成して
いない溝幅一定の連通溝であり、したがって温度の影響
を受けてオイルの流れが変化することがなく、常時円滑
に流れる。そこでベーン９の伸縮によるポンプ作用につ
いても、吐出側ベーン９の引き込みによる油圧も吸込側
ベーン９の伸長により生じたベーン溝底部の空間に円滑
に供給される。

【００４２】したがって吸込側においてベーン９の伸長
力が大き過ぎたり、タイミングがずれたりしてベーン９
とカムリング５の内周面との圧接による磨耗や衝突によ
る騒音の発生を防止することができ、耐久性および静粛
性に優れている。

【００４３】なお円環状連通溝26によりベーン溝底部の
圧油導入部33はいずれも概ね吐出油圧近傍にあるが、幾
らかポンプ室からの吐出油の導入される上流側（吸込
側）の圧油導入部33の方が下流側（吐出側）の圧油導入
部33より油圧が大きいので、吸込側ベーン９の伸長力が
大きくベーン９を確実に伸長させることができ、一方吐
出側ベーン９の引き込みも円滑になされる。

【００４４】本実施例では、アウタサイドプレート10に
円環状連通溝26を形成し、インナサイドプレート４に圧
油導入貫通孔31，圧油導入凹部32を形成したが、構造に
よってはアウタサイドプレート側に圧油導入貫通孔，圧
油導入凹部を形成し、インナサイドプレート側に円環状
連通溝を設けることもある。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、サイドプレートに複数のベー
ン溝の底部を全て共通に連通する溝幅一定の円環状連通
溝が形成されているので、温度の影響を受けることなく
油圧が全てのベーン溝底部に円滑に行き渡り、吐出側ベ
ーンの引き込みによる油圧も吸込側ベーンの伸長により
生じたベーン溝底部空間に円滑に供給されるため、ベー
ンの伸長力が大き過ぎたりタイミングがずれたりしてベ
ーンとカムリング内周面との磨耗や衝突による騒音の発
生を常時防止し、耐久性および静粛性に優れている。

【００４６】またサイドプレートに溝幅の等しい円環状
連通溝を形成することは簡単であり、高い精度も要求さ
れないので、加工が極めて容易であり、コストを低減す
ることができる。

【００４７】また他方のサイドプレートにおいて、連通
孔を吸込側ベーン溝の底部を共通に連通する位置に部分
的に形成し、相隣る吐出側ベーン溝の底部を共通に連通
する位置に部分的に連通溝を形成することで、吐出油圧
の上流側である吸込側ベーン溝の底部の方が下流側であ
る吐出側ベーン溝の底部より若干油圧が大きく、よって
吸込側ベーンの伸長力が大きくベーンを円滑に伸長させ
ることができ、また吐出側ベーンの引き込みも円滑に行
える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にオイルポンプの駆動軸枢支構造の一実
施例を図示した正面図である。

【図２】図１のII−II線に沿って截断した縦断側面図で
ある。

【図３】図１のIII −III 線に沿って截断した縦断側面
図である。

【図４】図２のIV−IV線に沿って截断した断面図であ
る。

【図５】図２のＶ−Ｖ方向から見たアウタサイドプレー
トの裏面図である。

【図６】同正面図である。

【図７】図５のVII −VII 線に沿って截断した断面図で
ある。

【図８】図５のVIII−VIII線に沿って截断した断面図で
ある。

【図９】図２のIX−IX方向から見たインナサイドプレー
トの正面図である。

【図１０】同裏面図である。

【図１１】図９のXI−XI線に沿って截断した断面図であ
る。

【図１２】図９のXII −XII 線に沿って截断した断面図
である。

【図１３】アウタサイドプレート、カムリングおよびロ
ータ、インナサイドプレートを順に分解して示した図で
ある。

【図１４】従来のベーンポンプにおけるアウタサイドプ
レート、カムリングおよびロータ、インナサイドプレー
トを順に分解して示した図である。

【符号の説明】

１…オイルポンプ、２…ボンブボディ、３…短円筒状凹
部、４…インナサイドプレート、５…カムリング、６…
ポンプ室、７…ロータ、８…ベーン溝、９…ベーン、10
…アウタサイドプレート、11…カバー、12…ボルト、13
…駆動軸、14…ブッシュカラー、15…オイル案内溝、16
…オイルシール、17…ドリブンプーリ、18…環状突起、
19…円筒状凹部、20…吸込ジョイント、21…ボルト、2
2、23…吸込通路、24…貫通吸込ポート、25…吐出凹
部、26…円環状連通溝、27…円孔、28…貫通吸込通路、
29…吸込凹部、30…貫通吐出ポート、31…圧油導入貫通
孔、32…圧油導入凹部、33…圧油導入部、34…吐出通
路、35…連通路、36…リリーフバルブ、37…スプール収
納孔、38…流量調整用スプール、39…パイロット圧力
室、40…弁室、41…圧縮コイルスプリング、42…絞り通
路、43…圧力オイル供給孔、44…戻り通路、45…リリー
フ通路、46、47、48、49…Ｏリング、50…切欠き、51…
円孔。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射状に複数形成されたベーン溝にそれ
   ぞれ伸縮自在にベーンが嵌装されたロータと、同ロータ
   周面に対向してカム面が形成されたカムリングと、前記
   ロータおよびカムリングの両側に添設され前記ロータと
   カムリングとの間にポンプ室を形成するアウタサイドプ
   レートおよびインナサイドプレートとを備えるベーンポ
   ンプにおいて、 前記両サイドプレートの一方に前記吐出側ポンプ室と連
   通し前記ベーン溝の底部に油圧を導く連通孔を形成し、 他方のサイドプレートには前記複数のベーン溝の底部を
   全て共通に連通する溝幅一定の円環状連通溝を形成した
   ことを特徴とするベーンポンプ。
2. 【請求項２】 前記連通孔を備えたサイドプレートは、
   同連通孔を吸込側ベーン溝の底部を共通に連通する位置
   に部分的に形成し、相隣る吐出側ベーン溝の底部を共通
   に連通する位置に部分的に連通溝を形成したことを特徴
   とする請求項１記載のベーンポンプ。