JPS5949385A - ベ−ンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分野〉 本発明は、動力舵取装置に好適なベーンポンプに関する
ものである。

〈従来技術〉 一般に動力舵取装置には、１０枚のベーンを備えた圧力
平衡型ベーンポンプが多く用いられている。この種のポ
ンプは、１２枚ベーンを備えたポンプに比べて軽量で、
かつ低コストである等の利点があるが、反面洩れに係わ
るポンプステージの変化に伴って洩れ流量変動が生ずる
問題がある。

すなわち、第１図の展開図で示すように、隣合う２枚の
ベーンｖ１カムリングＣ１０−タＲとによって区画され
る複数のポンプ室の圧力は、ベーンＶの回転角θに応じ
て吸入圧と吐出圧とに周期的に変化するのに対し、吐出
ポートＯＰに通ずるベーン背圧溝Ｇの圧力は、常に吐出
圧の状態にあるので、ベーン背圧溝Ｇと吸入圧のポンプ
室との差圧によってロータＲとサイドプレートとの間の
僅かな隙間を介して圧油の洩れが生ずる。

この場合、１０枚ベーンの圧力平衡型ポンプにおいては
、各半周で５つのポンプ室が吸入区間と吐出区間とに分
割されるため、吐出区間は１ベ一ン区間中に１回の割合
で３つのポンプ室と２つのポンプ室とに交互に切換ねる
。吐出区間を除いた区間が洩れが生ずるステージとなる
ので、そのステージ（角度領域）に差異を生じ、その結
果ベーンの回転角に応じて洩れ流量が変動する。

ポンプの実際の吐出流量は、カム諸元、ベーン諸元によ
って定まる理論吐出流量変動より前記した洩れ流量変動
を差引いたものとなるが、洩れ流量変動は主としてベー
ン背圧ｉＧと吸入区間との差圧の関数として決定され、
負荷圧力の上昇に応じてその変動幅が大きくなる。従っ
てポンプが無負荷で運転されているような場合には差圧
が小さくて洩れ流量変動は殆ど生じないので、実際の吐
出流量の変動は理論吐出流量変動の影響しか受けないが
、高圧時には洩れ流量変動が理論吐出流量変動を上まわ
り、実際の吐出流量の変動は洩れ流量変動に大きく影響
される。

従って吐出流量の変動を抑えて圧力脈動を低減させるた
めには、洩れ流量変動を少なくすることが肝要となる。

かかる洩れ流量変動を小さくするためには、洩れに係わ
るステージが変化しない構造のポンプ、すなわち半周で
少なくとも４つ以上の偶数のポンプ室を備えた８枚ベー
ンもしくは１２枚ベーンのポンプが好適であり、特に圧
力平衡型として機能する最少ベーン枚数の８枚ベーンを
備えたポンプがコスト的に最も有利となる。しかしなが
ら、８枚ベーンのポンプは、理論吐出流量変動が１０枚
ベーンのものに比べて大きくなり、吐出流量の変動、延
いては圧力脈動の低減にはあまり効果がないことが判明
した。以下その理由を説明する。

一般に、ベーンＶが摺接するカム曲線は、吸入曲線部Ｃ
１、大内部Ｃ２、吐出曲線部Ｃ３および小内部Ｃ４にて
構成され、吸入曲線部ＣＩ、吐出曲線部Ｃ３はベーンＶ
の運動を安定化させるために、第２図に示す速度線図か
ら明らかなように等加速度カム曲線からなっている。８
枚ベーンのポンプにおいては、吸入区間がベーン■の角
度ピッチ（４５°）にほぼ対応するので、吸入ボートＩ
Ｐに係わるベーンＶは常に一枚となる。この一枚のベー
ン■がロータＲの回転に伴い前記ベーン背圧溝Ｇ内の圧
力作用により吸入曲線部ＣＩに倣って上昇するため、ベ
ーンＶの上昇によりベーン下端側の容積変化分だけ吐出
流量が消費されることになる。しかしてかかる消費流量
は、ベーン軌跡の速度線図に従って変化するので、ベー
ン回転角θに対する消費流量の変動が大きくなり、これ
が理論吐出流量変動を大きくする要因となっている。

〈発明の目的〉 よって本発明の目的は、８枚ベーンを備えた圧力平衡型
ベーンポンプにおける理論吐出流量変動を抑え、以って
吐出流量の変動を少なくして圧力脈動を低減させること
である。

本発明の他の目的は、吸入区間におけるベーンの上昇に
よる消費流量をベーンのいかなる角度位置においても略
一定とし、以って理論吐出流量変動を少なくすることで
ある。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図および第４図において、１０はポンプハウジング
を示し、このポンプハウジング１０には有５− 底の中空室１１が形成され、この中空室１１はポンプハ
ウジング１０の一端に開口している。ポンプハウジング
１０の一端にはその開口部を閉塞するエンドカバー１２
が固着されている。ポンプハウジング１０とエンドカバ
ー１２とで囲まれた前記中空室１１内にはカムリング１
４と、このカムリング１４の一側面に対接するリング状
のサイドプレート１５と、一端がカムリング１４の他側
面に対接しかつ背面がエンドカバー１２に対接する円板
状のサイドプレート１６が収納され、一方のサイドプレ
ート１５はポンプハウジング１０の軸受穴に嵌合されて
いる。一方のサイドプレート１５とポンプハウジング１
０との間にはウェブワッシャ１７が弾発した状態で介挿
され、このウェブワッシャ１７の発力によって前記カム
リング１４、一対のサイドプレー）１５．１６およびエ
ンドカバー１２が互いに当接されている。なお、カムリ
ング１４および一対のサイドプレート１５．１６はポン
プハウジング１０のエンドカバー１２との間に支持され
た一対の位置決めピン１８により位６− 相法めされている。

前記カムリング１４の内周には後述する略楕円形のカム
面２０が形成され、このカム面２０に摺接する８枚のベ
ーン２１を円周上等角度位置において放射方向に摺動可
能に嵌装したロータ２２がカムリング１４内に収納され
ている。ロータ２２はポンプハウジング１０の軸受穴に
嵌着せる軸受スリーブ２３に回転可能に軸承された回転
軸２４の一端にスプライン係合されている。

上記した構成によりカムリング１４のカム面２０とロー
タ２２の外周面との間にベーン２１によって区画された
複数のポンプ室が形成され、各ポンプ室はロータ２２の
回転により容積変化を生ずる。前記一対のサイドプレー
ト１５．１６のロータ２２に対接する各面には、膨張行
程をなすポンプ室に対応して吸入ポー）２５．２６が、
また圧縮行程をなすポンプ室に対応して吐出ポート２７
゜２８がそれぞれ円周上２か所づつ形成されている。

吸入ポー）２５．２６はカムリング１４を取巻くように
中空室１１に凹設された吸込室２９に開口され、この吸
込室２９はリザーバ３０に通ずる吸入通路３１、流量調
整弁３２に通ずるバイパス通路３３に連通されている。

一方の吐出ボート２７はサイドプレート１５を貫通し、
このサイドプレー　Ｉ−１５とポンプハウジング１０と
の間に形成された吐出室３４に通じ、この吐出室３４は
吐出通路３５中に設けられた図略の絞り通路を介して圧
力流体送出口に連通されるとともに、流量調整弁３２を
介して前記バイパス通路３３に適宜連通される。また一
対のサイドプレート１５．１６のロータ２２に対接する
各面には、ベーン下端に対応して環状もしくは円弧状の
ベーン背圧溝３７．３８が形成され、一方のベーン背圧
溝３７は通孔３９を介して吐出室３４に連通され、ベー
ン下端に吐出流体を導入するようになっている。

前記カムリング１４のカム面２０は第５図に示すように
、吸入曲線部Ｃ１と、大内部Ｃ２と、吐出曲線部Ｃ３お
よび小内部Ｃ４とをなめらかに結んだカム曲線からなっ
ている。しかして吸入曲線部Ｃ１はベーン軌跡の速度線
図ＡＩが台形をなす等速度カム曲線ないしはそれに近似
したカム曲線に形成され、その角度幅θはベーン２１の
角度ピッチ（４５°）よりも僅かに大きく定められてお
り、ある１つのベーン２１が増速域に対応するとき、先
行するベーン２１が減速域に対応する関係を有するよう
になっている。

このように吸入曲線部Ｃ１を等速度カム曲線に形成した
ことにより、吸入曲線部Ｃ１のほぼ全域においてベーン
２１が等速度で移動されるため、消費流量の変動は生じ
なく、またある１つのベーン２１が吸入曲線部ＣＩ始端
の増速域にあって急増達される場合には、先行するもう
１つのベーン２１が吸入曲線部Ｃ１終端の減速域にあっ
て急減速されるので、各ベーン２１による消費流量の変
動が互いに打消され、その結果、ベーン２１のいかなる
角度位置においても、ベーン２１の上昇による消費流量
をほぼ一定にすることができ、理論吐出流量変動をきわ
めて小さくすることができるようになる。

また前記ベーン背圧溝３７．３８から吸入圧の９− ポンプ室に向かって洩れる洩れ流量については、ベーン
２１のいかなる角度位置においても洩れに係わるステー
ジが２つのポンプ室となることから、１０枚ベーンのポ
ンプにおいてみられるようなステージの変化による洩れ
流量の変動は生じなく、洩れ流量変動をきわめて少なく
することができる。

このように洩れ流量変動および理論吐出流量変動を少な
くすることにより、実際のポンプ吐出流量の変動幅を小
さくすることができるようになる。

く効果〉 以上述べたように本発明は、８枚のベーンを備えた圧力
平衡型ベーンポンプにして、特にカムリングの吸入曲線
部を等速度カム曲線を基本にしたカム曲線に形成すると
ともに、この吸入曲線部のなす角度を、ベーンの角度ピ
ッチよりも僅かに大きく設定した構成であるので、吸入
区間におけるベーンの上昇による消費流量の変動をきわ
めて小さくすることができ、これによって理論吐出流量
変動を低く抑えることができる効果がある。

しかも８枚ベーンによるポンプ構成に伴って、−１〇− 洩れに係わるステージの変化も生じないので、洩れ流量
変動をきわめて小さくでき、上記した理論吐出流量変動
の抑制と相俟って、吐出流量の変動が少なく、圧力脈動
を有効に低減できる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のベーンポンプの一例を示す展開図、第２
図はベーンの速度線図を示す図、第３図は本発明の実施
例を示すベーンポンプの断面図、第４図は第３図のＩＶ
−ＩＶ線矢視断面図、第５図は第４図の一部を展開した
図とベーン速度線図を供回した図である。 １０・・・ポンプハウジング、１２・・・エンドカバー
、１４・・・カムリング、１５．１６・・・サイドプレ
ート、２０・・・カム面、２１・・・ベーン、２２・・
・ロータ、２５．２６・・・吸入ボート、２７．２８・
・・吐出ポート、３７．３８・・・ベーン背圧溝、Ｃ１
・・・吸入曲線部、Ｃ３・・・吐出曲線部。 特許出願人 豊田工機株式会社 １１− 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ポンプハウジングと、このポンプハウジング
   に収納され吸入曲線部、吐出曲線部を有するカム面を形
   成したカムリングと、このカムリングのカム面に摺接す
   る８枚のベーンを円周上等角度間隔に保持した回転可能
   なロータと、前記カムリングの側方に配置され吸入ポー
   ト、吐出ポートおよび吐出ポートに通ずるベーン背圧溝
   を形成したサイドプレートとを備えてなる圧力平衡型ベ
   ーンポンプにして、前記吸入曲線部を等速度カム曲線を
   基本としたカム曲線に形成し、かつこの吸入曲線部のな
   す角度を、前記ベーンの角度ピンチよりも僅かに大きく
   設定してなるベーンポンプ。