JPWO2005003562A1 - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

カムリング８内に回転自在に収容されたベーンロータ９と、該ベーンロータの外周部に円周方向のほぼ等間隔位置に放射方向に沿って形成された複数のスロット１５内から出没自在に保持されたベーン１６とを備えている。隣接する両スロット形成部１７、１７間の肉抜き部１８の円周方向の長さＬを、各スロット形成部の円周方向の長さＬ１よりも大きく設定して、パーツフィーダ上で、隣接する各ベーンロータの肉抜き部とスロット形成部とが嵌合しても、緊密嵌合ではなく遊嵌状態となるようにした。これによって、パーツフィーダで搬送される各ロータの互いの連結を防止して、自動組み付け作業能率の低下を防止できる。

Description

本発明は、車両のパワーステアリングの油圧供給源等に用いられるベーンポンプに関する。

この種の車両に用いられ従来のベーンポンプとしては、従来から種々提供されているが、その１つとして日本国特許庁発行の特開平９−３２４７６７号公報に記載されたものが知られている。
このベーンポンプは、ポンプハウジングの内部にカムリングが収容されていると共に、該カムリング内に、外周面とカムリングの内周面との間に圧力室を形成するベーンロータが回転自在に設けられている。
また、このベーンロータの外周部には、円周方向のほぼ等間隔位置に放射方向に沿って複数のスロットが形成されており、この各スロットの内部には、薄板状のベーンが前記カムリングの内周面方向へ出没自在に保持されている。また、前記ロータは、ポンプハウジング内に挿通された駆動軸に連結されている。この駆動軸には、外端部側に取り付けられたドリブンプーリを介して機関のクランクシャフトからタイミングベルトによって回転力が伝達されるようになっている。
そして、前記駆動軸の回転駆動に伴いベーンロータが回転すると、各ベーンは背圧室の圧力によりスロットから突出しつつ各ベーン先端部がカムリングの内周面に摺接しながら回転する。これによって、ポンプハウジング内に形成されている吸入ポートから各ベーン間のポンプ室内に流入した油圧が各ベーンによって圧縮されながら吐出ポートに吐出されてポンプ作用が行われるようになっている。
ところで、前記従来のようなベーンポンプにあっては、近時、前記ロータの外周部の前記各スロットが形成されるスロット形成部以外の外周面に間欠的に切欠部を形成して、例えば焼結合金によって形成されるローラの材料削減によるコストの低減化の要請を満足すると共に、圧力室の容積の拡大化を図ることによってポンプの脈動低減効果を発揮させるようにしたものがある。
しかしながら、ロータの外周面に間欠的に切欠部を形成したものにあっては、該各切欠部の円周方向の長さと、凸状のスロット形成部の円周方向の長さがほぼ同一になっている場合は、焼結加工された多くのロータが製造ライン上でパーツフィーダーに載せられて互いに同一平面上で軽く干渉しながら搬送されている最中に、一つのロータの切欠部内に隣接した他方のスロット形成部が緊密に嵌合して互いに連結された状態になってしまう。
このため、パーツフィーダ上で互いに連結されたロータが自動組み付け装置へ搬送されてしまい、自動組み付け作業性の悪化を招いていた。

本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、第１の発明は、とりわけ、ロータの外周面のスロットが形成されるスロット形成部以外の部位に、切欠部を形成すると共に、前記隣接する両スロット形成部間の前記切欠部の円周方向の長さを、前記各スロット形成部の円周方向の長さよりも大きく設定したことを特徴としている。
この発明によれば、切欠部の円周方向の長さをスロット形成部の円周方向の長さよりも大きく設定したため、焼結成形された多くのロータをパーツフィーダーに載せて搬送している際に、各ロータが互いに接近して軽く干渉しながら１つのロータの切欠部に、隣接する他のロータのスロット形成部が嵌合したとしても、緊密な嵌合ではなくいわゆる遊嵌状態になることから、互いのロータが連結することがなくなり、互いにばらばらの状態で搬送される。
この結果、各ロータはパーツフィーダによってスムーズに自動組み付け装置へ搬送されることになり、組付作業性の低下を防止できる。
第２の発明は、前記スロット形成部の円周方向の長さを前記スロットの開口長さの少なくとも３倍以上に設定したことを特徴としている。
この発明によれば、各ロータの外周面に形成された切欠部によってスロット形成部の円周方向の長さを可及的に小さくするとしても、その長さをスロットの開口長さの３倍以上としたことから、該スロット形成部の剛性が十分に確保される。したがって、ロータの回転に伴う各ベーンの掻き出し作用（ポンプ作用）により該ベーンに作用する回転方向と反対方向への大きな負荷に対して十分に対抗することが可能になり、スロット形成部の変形などの発生を防止できる。
第３の発明は、前記各切欠部よって凸状に形成された各スロット形成部のロータ回転方向及び該回転方向と反対側の各外端縁に第１面取り部を形成すると共に、前記スロット形成部の基部と前記切欠部との連結部との間に第２面取り部を形成し、該第２面取り部の曲率半径を第１面取り部よりも大きく設定したことを特徴としている。
この発明によれば、前述したように、各ロータのパーツフィーダによる搬送中において、互いに隣接するロータ同士が切欠部とスロット形成部とが嵌合した際に、１つのロータの第１面取り部が他方のロータの第２面取り部と接触しても、この第２面取り部の曲率半径が第１面取り部よりも大きいことから、互いに緊密に嵌合することなく、常に簡単に離間し得る状態になっている。したがって、自動組み付け作業がさらに容易になる。
第４の発明は、前記スロット形成部の前記スロットを中心としたロータ回転方向と反対側の部位の長さを、ロータ回転方向側の部位の長さよりも大きく設定したことを特徴としている。
この発明によれば、ロータ回転方向と反対側の部位の剛性がより大きくなることから、前記各ベーンによる回転方向と反対方向の大きな負荷に対して十分に対抗支持することが可能になり、ロータの耐久性が向上する。

図１は本発明の第１の実施形態に係るベーンポンプを示す縦断面図である。
図２は図１の図１のＡ−Ａ線断面図である。
図３は本実施形態に供されるベーンロータとカムリングの正面図である。
図４は図３のＢ−Ｂ線断面図である。
図５は図３のＣ部拡大図である。
図６は本発明の第２の実施形態を示す要部拡大図である。

以下、本発明にかかるベーンポンプの実施形態を図面に基づいて詳述する。
このベーンポンプは、車両のパワーステアリング装置等の油圧機器に油圧を供給する供給源としてポンプに適用されたもので、図１に示すように、内燃機関のシリンダブロックなどにボルトによって固定されたポンプハウジング１と、該ポンプハウジング１内に配置されたポンプ本体２と、一端部側がポンプハウジング１の内部に挿通した駆動軸３とから主として構成されている。
前記ポンプハウジング１は、図１及び図２に示すように、吸入通路４と吐出通路５を有するブロック状のポンプボディ６と、そのポンプボディ６に結合されたポンプカバー７とから成り、このポンプボディ６とポンプカバー７の間にポンプ本体２を収容する空間部が設けられている。
前記ポンプ本体２は、図１〜図３に示すように、前記ポンプカバー７の内部に収容配置されたカムリング８と、該カムリング８の内側に回転自在に設けられたベーンロータ９と、前記カムリング８の両側に配置された一対のサイドプレート１０，１１とを備えている。
前記カムリング８は、図３に示すように外周面のほぼ１８０°位置に形成された一対の小半円形状のピン受け溝８ｂ、８ｃに嵌合したロケートピン１３、１３によってポンプハウジング１に内周方向の位置決めがなされていると共に、内周面８ａがほぼ楕円形状に形成されている。
前記ベーンロータ９は、焼結合金によってほぼ円盤状に一体に成形されて、外周面とカムリング８の内周面８ａとの間にほぼ円環状のポンプ室１４を隔成している。また、ベーンロータ９の中央には、前記サイドプレート１０，１１を貫通する前記駆動軸３の一端部１２ａがセレーション結合するセレーション孔９ａが貫通形成されていると共に、外周部には、１０個のスロット１５が円周方向の等間隔位置に放射状に形成されている。また、この各スロット１５は、内部に薄肉板状のベーン１６をそれぞれ放射方向へ摺動自在に保持していると共に、底部には各ベーン１６を突出する方向、先端部１６ａがスロット１５の開口端１５ａからカムリング８の内周面８ａ方向へ突出させる背圧室１５ａが形成されている。
また、このベーンロータ９は、図３〜図６に示すように外周面の前記各スロット１５が形成される該スロット形成部１７以外の部位に切欠部である円弧状の肉抜き部１８が形成されている。
前記各スロット形成部１７は、図５にも示すように、各肉抜き部１８の存在によってそれぞれ凸状に形成されていると共に、前記隣接する両スロット形成部１７，１７間の各肉抜き部１８の円周方向の長さＬが前記各スロット形成部１７の円周方向の長さＬ１よりも大きく設定されている。
また、スロット形成部１７は、その円周方向の全体の長さＬ１が前記スロット１５の開口長さＬ２の少なくとも３倍以上に設定されている。また、前記スロット形成部１７の円周方向のほぼ中心位置に前記スロット１５が形成されて、該スロット１５を中心としたベーンロータ９の回転方向と反対側の部位１７ａと回転方向側の部位１７ｂのそれぞれの円周方向の長さＬ３，Ｌ４がほぼ同一になっている。
また、ベーンロータ９は、図５に示すように、前記各スロット形成部１７のベーンロータ回転方向（矢印方向）及び回転方向と反対側の各外端縁に円弧状の第１面取り部１７ｃが形成されていると共に、前記スロット形成部１７の基部と前記肉抜き部１８との連結部との間に円弧状の第２面取り部１７ｄが形成されており、この第２面取り部１７ｄの曲率半径Ｒが第１面取り部１７ｃの曲率半径よりも大きく設定されている。
さらに、ベーンロータ９は、外周部の前記スロット形成部１７や肉抜き部１８よりも内側の円周方向に、該ベーンロータ９を焼結成形する際に発生し易いバリの発生を防止するための円環状の第３面取り部１７ｅが形成されている。
前記駆動軸３は、ポンプボディ６から突出した他端部に駆動伝達用のプーリ１９が取付けられ、このプーリ１９に巻回された図外のベルトを通してエンジンの動力が伝達されるようになっている。
前記一方側のサイドプレート１０は、ポンプボディ６の端面に圧接され、その圧接部において、図２に示すように、ポンプ本体２側に形成された左右一対の吸入ポート２０がポンプボディ６に有する吸入通路４に接続されている。
また、ポンプ本体２の外周面とポンプカバー７の内周面との間には、ポンプ本体２に形成された吐出ポート２１から吐出された作動油が流れ込む圧力室２２が設けられている。この圧力室２２は、ポンプボディ６に設けられた吐出通路５と該吐出通路５と径方向の反対側に形成されたドレーン通路２４に並列に接続されている。
前記吐出通路５には、可変絞り機構２５が設けられている一方、ドレーン通路２４の上流端には、可変絞り機構２５の前後差圧に応動するドレーン弁２６が設けられている。
前記可変絞り機構２５は、ポンプボディ６の圧力室２２側の端面に形成されたスプール収容穴２７と、このスプール収容穴２７に進退自在に収容され、その進退位置に応じて吐出通路５の開口面積を増減変化させるスプール２８と、そのスプール２８を圧力室２２側に付勢するスプリング２９とを備えている。
そして、この可変絞り機構２５は、スプール２８の一端に作用する圧力室２２の油圧とスプリング２９のばね力とのバランスによって進退作動すると共に、スプール２８がサイドプレート１０に当接する初期位置において吐出通路５の開口面積が最大になるように設定されている。尚、ポンプ本体２に形成された一つの吐出ポート２１は、サイドプレート１０のうちの、スプール２８の端面に対向する位置に開口している。
一方、ドレーン弁２６は、ポンプボディ６の圧力室２２側の端面に形成されたスプール収容穴３０と、このスプール収容穴３０に進退自在に収容されたスプール３１と、そのスプール３１を圧力室２２側に付勢するスプリング３２と、スプール３１が後退したときにその後退量に応じて圧力室２２に開口し、かつ前記ドレン通路２４の開口端を構成するドレンポート３３とを備えている。
前記スプール収容穴３０の底部３０ａ側には、可変絞り機構２５の下流側の圧力が圧力導入通路２３を介して導入されるようになっている。前記スプール３１の一端は圧力室２２側に面し、これによってスプール３１の前後には前記可変絞り機構２５の前後の圧力が作用するため、ドレーン弁２６はその前後の差圧に応じてドレーンポート３３からドレン通路２４への排出流量を増減制御するようになっている。
したがって、この実施形態によれば、駆動軸３（ベーンロータ９）の回転速度が低い間は、可変絞り機構２５が吐出通路５を最大に開いた状態でドレーン弁２６がスプリング３２の力によってドレーンポート３３を閉じているため、回転速度の増大に応じて吐出通路５の供給流量も増大する。
そして、駆動軸３の回転速度がある程度高まり、可変絞り機構２５の前後差圧が設定値を超えると、その前後差圧に応動してドレーン弁２６のスプール３１がドレーンポート３３を開き、ドレーン通路２４から作動油を排出することから、吐出通路５の供給流量の増大が抑制されるようになる。
さらに、この状態から駆動軸３の回転速度が増大すると、可変絞り機構２５のスプール２８が圧力室２２側の作動油の油圧によってスプリング２９のばね力に抗して後退し、吐出通路５の開口面積が次第縮小されるようになる。これにより、吐出通路５の供給流量は次第に減少し、所謂フローダウン特性が得られるようになる。
また、この実施形態によれば、ベーンロータ９の外周面に間欠的に複数の肉抜き部１８が形成されていることから、金属材料の削減や脈動の低減化が図れる。
しかも、各肉抜き部１８の円周方向の長さＬを各スロット形成部１７の円周方向の長さＬ１よりも大きく設定したため、焼結成形された多くのベーンロータ９をパーツフィーダーで搬送している最中に、１つのベーンロータ９の肉抜き部１８に、隣接する他のベーンロータ９のスロット形成部１７が嵌合したとしても、緊密な嵌合ではなくいわゆる遊嵌状態になることから、互いのベーンロータ９が連結することがなく、互いにばらばらの状態で搬送することができる。
この結果、各ロータパーツフィーダによってスムーズに自動組み付け装置へ搬送されることになり、組付作業性の低下を防止できる。
また、前記肉抜き部１８によってスロット形成部１７の円周方向の長さＬ１を可及的に小さくするとしても、その長さＬ１を、前記スロット１５の開口長さＬ２の３倍以上に設定したため、該スロット形成部１７の剛性を十分に確保することができる。
したがって、ベーンロータ９の回転に伴う各ベーン１６の掻き出し作用（ポンプ作用）により該ベーン１６に作用する回転方向と反対方向への大きな負荷に対して十分に対抗することが可能になり、ベーン１６の支持強度が高くなると共に、スロット形成部１７の変形などの発生を防止できる。
また、前記スロット形成部１７の第２面取り部１７ｄの曲率半径を第１面取り部１７ｃよりも大きく設定したため、前述したように、各ベーンロータ９のパーツフィーダによる搬送中において、互いに隣接するベーンロータ９同士の肉抜き部１８とスロット形成部１７が嵌合した際に、互いに緊密に嵌合することなく、常に簡単に離間し得る状態になっている。したがって、その後の自動組み付け作業がさらに容易になる。
図６は第２の実施形態を示し、前記スロット形成部１７の前記スロット１５の形成位置を中心としたベーンロータ９の回転方向と反対側の部位１７ａの長さＬ３を、ベーンロータ９の回転方向側の部位１７ｂの長さＬ４よりも大きく設定したものである。
したがって、ベーンロータ９の回転方向と反対側の部位１７ａの剛性がより大きくなることから、前記各ベーン１６による回転方向と反対方向の大きな負荷に対して十分に対抗支持することが可能になり、ロータの耐久性が向上する。
本発明は前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば肉抜き部１８の深さや円周方向の長さを任意に変更することも可能である。

Claims (4)

1. ポンプハウジング内に収容配置されたカムリングと、
   該カムリング内に回転自在に収容され、駆動軸によって回転駆動されるロータと、
   該ロータの外周部に放射方向に沿って形成された複数のスロットと、
   該各スロット内に前記カムリングの内周面方向へ出没自在に保持されたベーンとを備えたベーンポンプにおいて、
   前記ロータの外周面の前記スロットが形成されるスロット形成部以外の部位に、切欠部を形成すると共に、前記隣接する両スロット形成部間の前記切欠部の円周方向の長さを、前記各スロット形成部の円周方向の長さよりも大きく設定したことを特徴とするベーンポンプ。
2. 前記スロット形成部の円周方向の長さを、前記スロットの開口長さの少なくとも３倍以上に設定したことを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
3. 前記各切欠部よって凸状に形成された各スロット形成部のロータ回転方向及び該回転方向と反対側の各外端縁に第１面取り部を形成すると共に、前記スロット形成部の基部と前記切欠部との連結部との間に第２面取り部を形成し、該第２面取り部の曲率半径を第１面取り部よりも大きく設定したことを特徴とする請求項１または２に記載のベーンポンプ。
4. 前記スロット形成部の前記スロットを中心としたロータ回転方向と反対側の部位の長さを、ロータ回転方向側の部位の長さよりも大きく設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のベーンポンプ。

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