JPH10184563A

JPH10184563A - ベーンポンプ

Info

Publication number: JPH10184563A
Application number: JP35597196A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Higuchi; 俊一樋口; Kimitoshi Kato; 公敏加藤; Kazuhiro Maki; 和博牧
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】プレッシャプレートとスラストプレートとの
間でのロータの円滑な回転を確保し、耐久性に優れたベ
ーンポンプを提供する。【解決手段】ハウジング１の中空部内の吐出ポート１
６側にプレッシャプレート３を配置すると共に、これに
隣接してカムリング４を配置し、その内周面に摺接して
ロータ５を回動可能に支持し、更にロータ及びカムリン
グに隣接してスラストプレート６を配置する。スラスト
プレートのロータに接する面及びプレッシャプレートの
ロータに接する面に、夫々吐出ポート１６から吐出する
流体を導入する流体路を形成し、これらの流体路を介し
てロータ５がスラストプレート６側から吐出流体の圧力
を受ける受圧面積が、プレッシャプレート３側から吐出
流体の圧力を受ける受圧面積以上となるように、流体路
の開口面積を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベーンポンプに関
し、例えば車両のパワーステアリング装置用ポンプに供
し得るベーンポンプに係る。

【０００２】

【従来の技術】従来のベーンポンプとしては、例えば実
開平１−１４２５８７号の明細書に記載のものが知られ
ている。このベーンポンプは、ハウジング内にカムリン
グを配設すると共に、カムリングの内周側空間にロータ
を回転自在に配設し、このロータに形成した放射状の溝
に複数のベーンを滑動自在に嵌合し、これらの複数のベ
ーンによってロータの外周とカムリングの内側間の空間
をロータの回転により容積が増減する小室に仕切る構造
としている。而して、ロータが回転駆動されると、ベー
ンによって仕切られた小室の容積が増減し、小室の容積
が減少するのに伴って小室から吐出孔を介して高圧油路
へと油が吐出され、ポンプ作用が行なわれる。また、実
開平２−５００８５号に記載のベーンポンプも同様に構
成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】実開平２−５００８５
号に記載のベーンポンプは、吐出側のプレッシャプレー
トとスラストプレートのロータに対する位置関係が実開
平１−１４２５８７号のものと逆になっているが、これ
は油路の配置によるもので基本的には同様である。これ
ら従来のベーンポンプにおいては、プレッシャプレート
とスラストプレートによってロータが挟持され、ロータ
の円滑な回転を確保すべく、ロータに対し両側面から略
均等に吐出油圧が付与されるように企図されている。

【０００４】一方、ベーンポンプの安定したポートタイ
ミングを確保するため、プレッシャプレート側の加工精
度を高精度とする必要があり、その作業を容易にし、ま
た製造上のバラツキに対処し得るようにするため、吸入
ポート及び吐出ポートの開口面積は、スラストプレート
側よりプレッシャプレート側が若干大に設定されてい
る。この結果、ロータの受圧面積に関しスラストプレー
ト側とプレッシャプレート側とで差が生じ、ロータがス
ラストプレート面に押圧され乍ら回転することとなる。
従って、吐出油圧が高圧であるときには、ロータとスラ
ストプレートとの間の油膜切れが発生し、耐焼付性が低
下するおそれがある。

【０００５】図５は上記の関係を模式的に示すもので、
プレッシャプレートＰとスラストプレートＳの間にロー
タＲが挟持され、ドライブシャフトＤの回転に連動して
ロータＲがカムリングＣ内を回転するように構成された
ベーンポンプを示している。このベーンポンプにおいて
は、吐出油は、プレッシャプレートＰの周縁部に形成さ
れた一対の連通孔Ｐ２，Ｐ３及び軸心部に形成された環
状の連通孔Ｐ４を介してカムリングＣ内の空間、ひいて
はスラストプレートＳの周縁部に形成された一対の凹部
Ｓ２，Ｓ３及び軸心部に形成された環状の凹部Ｓ４に充
填され、ロータＲは吐出油圧によって両側面から押圧さ
れている。

【０００６】しかし、特に吐出ポートの開口面積が、ス
ラストプレート側よりプレッシャプレート側が大に設定
されている場合には、ロータの受圧面積に差に起因し
て、プレッシャプレート側から受ける力とスラストプレ
ート側から受ける力との間に差が発生する。この力の差
は、吐出油圧が高圧となると大となり、プレッシャプレ
ートＰ及びスラストプレートＳは図５に示すように変形
し、ロータＲの周縁部がスラストプレートＳ面に押圧さ
れた状態で回転することとなる。特に、ロータＲの周縁
部の周速は中央部の周速より大であるので、ロータＲの
周縁部においてスラストプレートＳとの間の油膜切れが
発生する可能性が大となる。

【０００７】そこで、本発明は、プレッシャプレートと
スラストプレートとの間でのロータの円滑な回転を確保
し、耐久性に優れたベーンポンプを提供することを課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明のベーンポンプは、中空部を有し該中空部に
連通する吸入ポート及び吐出ポートを形成するハウジン
グと、該ハウジングの中空部内の吐出ポート側に配置す
るプレッシャプレートと、該プレッシャプレートに隣接
して配置するカムリングと、該カムリングの内周面に摺
接して回動可能に支持するロータと、該ロータ及び前記
カムリングに隣接して前記ハウジングの中空部内に配置
するスラストプレートとを備え、該スラストプレートの
前記ロータに接する面及び前記プレッシャプレートの前
記ロータに接する面に夫々前記吐出ポートに連通する流
体路を形成し、該流体路を介して前記ロータが前記スラ
ストプレート側から吐出流体の圧力を受ける受圧面積
が、前記流体路を介して前記ロータが前記プレッシャプ
レート側から吐出流体の圧力を受ける受圧面積以上とな
るように、前記スラストプレート及び前記プレッシャプ
レートに形成する前記流体路の開口面積を設定すること
としたものである。

【０００９】前記ベーンポンプにおいて、請求項２に記
載のように、前記ロータに対し放射状に複数のスリット
を形成し、該複数のスリットの各々に摺動可能に嵌合し
た複数のベーンを備え、前記複数のスリットの各々の前
記ロータの軸心側に背圧導入路を形成し、前記スラスト
プレート及び前記プレッシャプレートの前記背圧導入路
に対向する位置に、夫々前記吐出ポートから吐出する流
体を導入する前記流体路を形成し、前記流体路を介して
前記ロータが前記スラストプレート側から吐出流体の圧
力を受ける受圧面積が、前記流体路を介して前記ロータ
が前記プレッシャプレート側から吐出流体の圧力を受け
る受圧面積以上となるように、前記スラストプレート及
び前記プレッシャプレートに形成する前記流体路の開口
面積を設定するとよい。

【００１０】あるいは、請求項３に記載のように、前記
スラストプレート及び前記プレッシャプレートの前記吐
出ポートに対向する位置に夫々前記流体路を形成し、前
記流体路を介して前記ロータが前記スラストプレート側
から吐出流体の圧力を受ける受圧面積が、前記流体路を
介して前記ロータが前記プレッシャプレート側から吐出
流体の圧力を受ける受圧面積以上となるように、前記流
体路の半径方向の長さを設定することとしてもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施形態のベーン
ポンプを示すもので、ハウジング１内にプレッシャプレ
ート３、カムリング４、ロータ５及びスラストプレート
６が収容され、これらに対し皿ばね７によって初期荷重
が付与されている。

【００１２】ハウジング１は中空部を有し、隔壁１１を
介して流体室１２及び軸受室１３が郭成されている。隔
壁１１の中心部には連通孔１８が形成されており、この
連通孔１８並びにプレッシャプレート３及びロータ５の
中心部を挿通してドライブシャフト２が配設されてい
る。このドライブシャフト２は、ボールベアリング式の
軸受８を介してハウジング１に支持されると共に、その
先端部２１がブッシュ９を介してスラストプレート６の
中心部に支持されている。尚、軸受８と連通孔１８との
間にはオイルシール１９が介装されている。

【００１３】流体室１２は図１の右側が開放しており、
この流体室１２内にプレッシャプレート３、カムリング
４、ロータ５及びスラストプレート６が収容されると、
ハウジング１の内側の側面とプレッシャプレート３、カ
ムリング４及びスラストプレート６との間に低圧流体路
１４が形成されると共に、隔壁１１とプレッシャプレー
ト３との間に高圧流体路１６が形成される。尚、低圧流
体路１４は、ハウジング１内に形成された低圧流体路１
５を介して吸入口（図示せず）に連通し、高圧流体路１
６は、ハウジング１内に形成された高圧流体路１７を介
して吐出口（図示せず）に連通するように構成されてい
る。

【００１４】プレッシャプレート３は、図２に示すよう
に、軸心に連通孔３１が形成され、これを中心とした対
称位置の周縁部に、本発明にいう流体路を構成する一対
の連通孔３２，３３が形成されている。連通孔３２，３
３は円周に沿った長孔で、各々の端部が切り欠かれて脈
動低減用のＶノッチ３２ａ，３３ａが形成されている。
また、連通孔３１の回りには凹部３４ａ乃至３４ｄ（代
表して３４で表す）が形成されており、本発明にいう流
体路を構成すると共に、後述のベーン５３に対する背圧
導入路に供される。更に、図２の左右の対称位置の周縁
部には凹部３５，３６が形成されており、これらとハウ
ジング１及びカムリング４（その内縁を図２に２点鎖線
で示す）との間で吸入ポートが形成される。

【００１５】カムリング４は図４に示すように環状の部
材で、その内孔４１の内側面が平面視で楕円形状に形成
されており、後述のベーン５３に対しカム面を構成す
る。即ち、内孔４１にはロータ５が収容され、これにベ
ーン５３の一端が摺動自在に支持されると共に、他端が
カムリング４の内孔４１の内側面に摺接するように配置
される。

【００１６】ロータ５は、その軸心に嵌合孔５１が形成
されており、ドライブシャフト２の中間部に形成された
スプラインが嵌合孔５１にスプライン係合され、ドライ
ブシャフト２と一体となって回転するように構成されて
いる。ロータ５には、図４に示すように放射状に複数
（本実施形態では１０箇所）のスリット５２が形成され
ており、これらの各々にベーン５３（計１０個）が嵌合
されている。各スリット５２は、ロータ５の軸心側でプ
レッシャプレート３の凹部３４及び後述のスラストプレ
ート６の凹部６４と対向するように形成されており、こ
の部分で背圧導入路が構成され、吐出流体圧によってベ
ーン５３の先端がカムリング４の内孔４１の内側面に押
圧される。而して、プレッシャプレート３とスラストプ
レート６に挟持されたカムリング４の内孔４１とロータ
５の外周面との間の空間が、ベーン５３によって１０区
画の小室に仕切られ、ロータ５が軸心回りを回転する
と、各小室の容積が増減するように構成されている。

【００１７】スラストプレート６は、図３に示すよう
に、軸心に嵌合凹部６１が形成され、これを中心とした
対称位置の周縁部で、プレッシャプレート３の連通孔３
２，３３と対向する位置に、本発明にいう流体路を構成
する一対の凹部６２，６３が形成されている。これらの
凹部６２，６３は円周に沿った長孔で、プレッシャプレ
ート３の連通孔３２，３３と略同形状で、その開口面積
が連通孔３２，３３の開口面積より若干小さく形成され
ている。換言すると、プレッシャプレート３の連通孔３
２，３３の加工精度を確保すべく、連通孔３２，３３は
スラストプレート６の凹部６２，６３が形成された後、
これらより若干大きくなるように形成される。もっと
も、後述するロータ５に対する受圧面積の関係を維持し
得る限り、これらの関係を逆にしてもよい。

【００１８】また、嵌合凹部６１の回りには、プレッシ
ャプレート３の凹部３４に対向する位置に環状の凹部６
４が形成されており、本発明にいう流体路を構成すると
共に、上記ベーン５３に対する背圧導入路に供される。
本実施形態においては、凹部６４の開口面積が凹部３４
の開口面積より大に設定されている。そして、プレッシ
ャプレート３と同様に、図３の左右対称位置の周縁部に
は凹部６５，６６が形成されており、これらとハウジン
グ１及びカムリング４（その内縁を図３に２点鎖線で示
す）との間で吸入ポートが形成される。

【００１９】以上のように、プレッシャプレート３とス
ラストプレート６には、相互に対向する位置に、一対の
連通孔３２，３３と一対の凹部６２，６３が形成され吐
出ポートに供されると共に、凹部３４と凹部６４が形成
され吐出ポートに供される。これらの吐出ポートを構成
する連通孔及び凹部の寸法は、本実施形態では、ロータ
５がスラストプレート６側から吐出流体の圧力を受ける
受圧面積が、ロータ５がプレッシャプレート３側から吐
出流体の圧力を受ける受圧面積以上となるように設定さ
れている。即ち、凹部６２，６３のうちロータ５に重合
する部分の開口面積及び凹部６４の開口面積の総計が、
連通孔３２，３３のうちロータ５に重合する部分の開口
面積及び凹部３４の開口面積の総計以上となるように設
定されている。

【００２０】そして、本実施形態においては、吐出側の
連通孔の加工精度の関係上、プレッシャプレート３の連
通孔３２，３３の開口面積がスラストプレート６の凹部
６２，６３の開口面積より若干大きくなるように形成さ
れるので、これらによる差分を吸収したうえで上記の開
口面積の関係となるように、凹部６４の開口面積が凹部
３４の開口面積より大に設定されている。

【００２１】換言すれば、結果としてロータ５がスラス
トプレート６側から吐出流体の圧力を受ける受圧面積
が、ロータ５がプレッシャプレート３側から吐出流体の
圧力を受ける受圧面積以上となるのであれば、各凹部の
開口面積をどのような関係に設定してもよい。例えば、
プレッシャプレート３の連通孔３２，３３はタイミン
グ、脈動低減等の関係上、周方向の長さはスラストプレ
ート６の凹部６２，６３より長く設定しておくことが望
ましいが、径方向の長さ、即ち幅はスラストプレート６
の凹部６２，６３側を大きく（相対的にプレッシャプレ
ート３の連通孔３２，３３側を小さく）設定することと
してもよい。

【００２２】上記の構成になるベーンポンプの作動を説
明すると、先ずドライブシャフト２は図示しない駆動部
によって回転駆動される。ドライブシャフト２の回転に
伴い、ロータ５がカムリング４内を回転し、図４で時計
方向に回転する。この回転に伴い、吸入ポート（３５
（６５），３６（６６））近傍の隣接するベーン５３間
の小室の容積が拡大され、図１に示す低圧流体路１４，
１５を介して流体（例えば、油）が小室内に流入する。
そして、ロータ５の回転に伴い吐出ポート（３２（６
２），３３（６３））近傍の隣接するベーン５３間の小
室の容積が縮小され、高圧流体路１６，１７を介して圧
力流体が吐出される。

【００２３】この吐出流体はプレッシャプレート３の凹
部３４、ロータ５のスリット５２及びスラストプレート
６の凹部６４に充填されるので、各ベーン５３に対し、
その背部に吐出流体の圧力が作用すると共に、ロータ５
の回転による遠心力が作用し、各ベーン５３の先端はカ
ムリング４の内孔４１の内周面に押圧され、周面の液密
性が確保される。また、前述のように、一対の吐出ポー
トがロータ５の両側に対向し、且つ軸心に対して対称位
置に形成されており、吐出流体の圧力によってロータ５
（ベーン５３を含む）が挟持されているので、ベーン５
３の軸方向の液密性も適切に確保される。

【００２４】このときロータ５（ベーン５３を含む）に
付与される軸方向の圧力は、スラストプレート６側から
吐出流体の圧力を受ける受圧面積がプレッシャプレート
３側から吐出流体の圧力を受ける受圧面積以上となるよ
うに設定されていることから、プレッシャプレート３側
から受ける力とスラストプレート６側から受ける力との
間に差が発生する。この力の差によってロータ５がプレ
ッシャプレート３側に押圧されるように働く。特に、本
実施形態では軸心側のスラストプレート６の凹部６４の
開口面積がプレッシャプレート３の凹部３４の開口面積
より大に設定されているので、従来に比し、ロータ５
（ベーン５３）の周縁部におけるスラストプレート６に
対する押圧力を大幅に低減することができ、流体膜の消
失（油膜切れ）を防止し円滑な回転を確保することがで
きる。従って、ベーンポンプの耐焼付性は大幅に向上
し、良好な耐久性が得られる。

【００２５】尚、本実施形態では、上記のベーンポンプ
はパワーステアリング装置に用いられ、吐出流体（高圧
油）はパワーステアリングギヤに供給されるが、これに
限ることなく、制御流体として空気を用いた場合でも同
様の効果があり、負圧ポンプ等にも適用できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で以下の効果を奏する。即ち、本発明のベーンポンプ
は、スラストプレート及びプレッシャプレートに形成す
る流体路の開口面積を、流体路を介してロータがスラス
トプレート側から吐出流体の圧力を受ける受圧面積が、
流体路を介してロータがプレッシャプレート側から吐出
流体の圧力を受ける受圧面積以上となるように設定する
こととしているので、ロータがスラストプレート側に押
圧された状態で回転することはなく、ロータの円滑な回
転を確保することができ、耐焼付性が向上し、良好な耐
久性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のベーンポンプの一実施形態の断面図で
ある。

【図２】本発明の一実施形態におけるプレッシャプレー
トの平面図である。

【図３】本発明の一実施形態におけるスラストプレート
の平面図である。

【図４】図１のＡ−Ａ線断面を示す断面図である。

【図５】一般的なベーンポンプにおいて、吐出流体の圧
力が付与された状態のプレッシャプレート、ロータ及び
スラストプレートの関係を示す断面図である。

【符号の説明】

１ハウジング２ドライブシャフト３プレッシャプレート４カムリング５ロータ６スラストプレート７皿ばね８軸受９ブッシュ１４，１５低圧流体路１６，１７高圧流体路３１〜３３連通孔３４凹部５１嵌合孔５２スリット５３ベーン６２〜６６凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中空部を有し該中空部に連通する吸入ポ
ート及び吐出ポートを形成するハウジングと、該ハウジ
ングの中空部内の吐出ポート側に配置するプレッシャプ
レートと、該プレッシャプレートに隣接して配置するカ
ムリングと、該カムリングの内周面に摺接して回動可能
に支持するロータと、該ロータ及び前記カムリングに隣
接して前記ハウジングの中空部内に配置するスラストプ
レートとを備え、該スラストプレートの前記ロータに接
する面及び前記プレッシャプレートの前記ロータに接す
る面に夫々前記吐出ポートに連通する流体路を形成し、
該流体路を介して前記ロータが前記スラストプレート側
から吐出流体の圧力を受ける受圧面積が、前記流体路を
介して前記ロータが前記プレッシャプレート側から吐出
流体の圧力を受ける受圧面積以上となるように、前記ス
ラストプレート及び前記プレッシャプレートに形成する
前記流体路の開口面積を設定することを特徴とするベー
ンポンプ。
【請求項２】前記ロータに対し放射状に複数のスリッ
トを形成し、該複数のスリットの各々に摺動可能に嵌合
した複数のベーンを備え、前記複数のスリットの各々の
前記ロータの軸心側に背圧導入路を形成し、前記スラス
トプレート及び前記プレッシャプレートの前記背圧導入
路に対向する位置に、夫々前記吐出ポートから吐出する
流体を導入する前記流体路を形成し、前記流体路を介し
て前記ロータが前記スラストプレート側から吐出流体の
圧力を受ける受圧面積が、前記流体路を介して前記ロー
タが前記プレッシャプレート側から吐出流体の圧力を受
ける受圧面積以上となるように、前記スラストプレート
及び前記プレッシャプレートに形成する前記流体路の開
口面積を設定することを特徴とする請求項１記載のベー
ンポンプ。
【請求項３】前記スラストプレート及び前記プレッシ
ャプレートの前記吐出ポートに対向する位置に夫々前記
流体路を形成し、前記流体路を介して前記ロータが前記
スラストプレート側から吐出流体の圧力を受ける受圧面
積が、前記流体路を介して前記ロータが前記プレッシャ
プレート側から吐出流体の圧力を受ける受圧面積以上と
なるように、前記流体路の半径方向の長さを設定するこ
とを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。