JP2009052525A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】大吐出容量のベーンポンプにおいても、吸込特性が良好なベーンポンプを提供すること。
【解決手段】駆動軸に連結されたロータ２と、ロータ２に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共にロータ２の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動するカムリング４と、ロータ２及びカムリング４の両側部を挟んで配置され、ロータ２とカムリング４との間にポンプ室７を画成する一対の側部部材５，６と、一対の側部部材５，６のそれぞれに形成され、ポンプ室７に作動流体を導く吸込ポート８，９と、カムリング４を迂回して形成され吸込ポート８，９をつなぐ連通路１７と、カムリング４に貫通して形成され連通路１７からポンプ室７へと作動流体を導く吸込貫通ポート２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、車両用のパワーステアリング装置の油圧供給源として用いられるベーンポンプに関するものである。

従来のベーンポンプとして、特許文献１の図２２には、サイドプレートの側面に吸込ポートが形成されると共に、カムリングの側面に流入欠損部が形成され、吸込ポート及び流入欠損部によって、作動油がポンプ室へと流入するものが開示されている。

特許文献１に開示のベーンポンプは、ポンプ室への作動油の流入を円滑にするために、吸込ポートの流路面積を大きくするものである。
特開平９−８８８４６号公報

しかしながら、特許文献１のように、吸込ポートの流路面積が大きいベーンポンプであっても、大吐出容量のベーンポンプの場合、カムリングの厚さが厚いため、ポンプ室の中央部まで作動油が十分に行き渡り難いという問題があった。

特に、高速回転時ほど、ポンプ室が吸込ポートに連通する時間が短くなるため、作動油の吸込特性が低下する。

吸込特性が低下しポンプ室の中央部まで作動油が十分に行き渡らない場合には、キャビテーションの発生による機器の破損や、ベーンの摺動部の潤滑不足による焼き付きの発生等を招くおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、大吐出容量のベーンポンプにおいても、吸込特性が良好なベーンポンプを提供することを目的とする。

本発明は、駆動軸に連結されたロータと、前記ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って内周のカム面に前記ベーンの先端部が摺動するカムリングと、前記ロータ及び前記カムリングの両側部を挟んで配置され、前記ロータと前記カムリングとの間にポンプ室を画成する一対の側部部材と、前記一対の側部部材のそれぞれに形成され、前記ポンプ室に作動流体を導く吸込ポートと、前記カムリングを迂回して形成され前記一対の側部部材の前記吸込ポートをつなぐ連通路と、前記カムリングに貫通して形成され前記連通路から前記ポンプ室へと作動流体を導く吸込貫通ポートとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、一対の側部部材のそれぞれに形成された吸込ポートと共に、カムリングに貫通して形成された吸込貫通ポートも備えるため、大吐出容量で厚さの厚いカムリングの場合であっても、吸込貫通ポートを通じてポンプ室の中央部まで作動油が十分に行き渡り、吸込特性が良好となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

以下では、本発明のベーンポンプを車両に搭載されるパワーステアリング装置の油圧供給源に適用した場合について説明する。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係るベーンポンプ１００について説明する。図１はベーンポンプ１００における駆動軸に平行な断面を示す断面図である。

ベーンポンプ１００は、駆動軸１にエンジン（図示せず）の動力が伝達され、駆動軸１に連結されたロータ２が回転するものである。

ベーンポンプ１００は、ロータ２に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共にロータ２の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動するカムリング４とを備える。

ロータ２及びカムリング４の一側部（図１では左側）にはポンプカバー５が配置され、他側部（図１では右側）にはサイドプレート６が配置される。このように、ポンプカバー５とサイドプレート６（一対の側部部材）は、ロータ２及びカムリング４の両側部を挟んだ状態で配置される。これにより、ロータ２とカムリング４との間には、各ベーン３によって仕切られたポンプ室７が画成される。

カムリング４は、内周のカム面４ａが楕円形状をした環状の部材であり、ロータ２の回転に伴ってカム面４ａを摺動する各ベーン３間が拡張する吸込領域と、各ベーン３間が収縮する吐出領域とを有する。ポンプ室７は、吸込領域にて作動油（作動流体）を吸込み、吐出領域にて作動油を吐出する。なお、本実施の形態では、カムリング４は、２つの吸込領域と２つの吐出領域とを有する。

駆動軸１は、駆動軸１を回転自在に支持するブッシュ２６を介してポンプボディー１０に支持される。カムリング４とサイドプレート６は、ポンプボディー１０に形成されたポンプ収容凹部１０ａ内に収容される。

ポンプボディー１０のフランジ部１０ｂにはポンプカバー５が締結され、ポンプボディー１０のポンプ収容凹部１０ａはポンプカバー５によって封止される。

ポンプカバー５におけるカムリング４に当接する側面には、円弧状に切り欠かれ、カムリング４の吸込領域に向けて開口し、ポンプ室７に作動油を導く２つの第１吸込ポート８が形成される。

サイドプレート６におけるカムリング４に当接する側面には、円弧状に切り欠かれ、カムリング４の吸込領域に向けて開口し、ポンプ室７に作動油を導く２つの第２吸込ポート９が形成される。第２吸込ポート９は、サイドプレート６の外周面にも開口して形成される。また、サイドプレート６には、カムリング４の吐出領域に向けて開口し、ポンプ室７が吐出する作動油が導かれる２つの吐出ポート（図示せず）も形成される。

ポンプボディー１０のポンプ収容凹部１０ａの内周面には円弧状の凹部１６が形成される。この凹部１６とカムリング４の外周面とによって、第１吸込ポート８と第２吸込ポート９とをつなぐ連通路１７が形成される。このように、連通路１７は、カムリング４の外周側に、カムリング４を迂回して形成される。

カムリング４には、連通路１７に向けて開口する開口部２０ａを有すると共に、カムリング４の吸込領域に向けて開口する開口部２０ｂを有する吸込貫通ポート２０が２つ形成される。このように、吸込貫通ポート２０は、カムリング４の外周面及び内周面のそれぞれに開口部２０ａ及び開口部２０ｂを有する貫通孔として形成され、連通路１７の作動油をポンプ室７へと導く。

吸込貫通ポート２０は、カムリング４の吸込領域に沿って延びる長孔であり、長手方向の寸法は、吸込領域よりも短く形成される。また、吸込貫通ポート２０におけるカムリング４の吸込領域に向けて開口する開口部２０ｂは、ポンプ室７の中央部まで作動油が十分に行き渡るように、カムリング４の厚さ方向の略中央部に形成される。

なお、吸込貫通ポート２０を流れる作動油の乱流を防止するため、吸込貫通ポート２０の開口部２０ａ及び開口部２０ｂに、面取りを設けることが望ましい。

サイドプレート６には、カムリング４を挿通すると共にポンプカバー５のピン穴５ａに挿入される２本の位置決めピン１４が設けられる。位置決めピン１４によって、カムリング４に対するポンプカバー５とサイドプレート６の相対回転が規制され、ポンプ室７に対する第１吸込ポート８、第２吸込ポート９、及び吐出ポートの位置ずれが防止される。

ポンプカバー５には、第１吸込ポート８に連通し第１吸込ポート８に作動油を導く吸込通路１１が形成される。また、ポンプボディー１０には、吐出ポートに連通し吐出ポートから吐出された作動油が流入する高圧室１２が形成される。

次に、ベーンポンプ１００の動作について説明する。

駆動軸１にエンジンの動力が伝達されロータ２が回転すると、ロータ２の回転に伴って各ベーン３間が拡張するポンプ室７は、各吸込ポート８，９，２０を介して吸込通路１１から作動油を吸込む。また、各ベーン３間が収縮するポンプ室７は、吐出ポートを介して高圧室１２に作動油を吐出する。高圧室１２の作動油は、高圧室１２に連通する吐出通路（図示せず）を通じてパワーステアリング装置における操舵アシスト力を付与する流体圧アクチュエータ（図示せず）へと供給される。

ポンプ室７に吸込まれる作動油の流れについて詳しく説明する。

吸込通路１１の作動油は、第１吸込ポート８からポンプ室７へと吸込まれると共に、連通路１７へと分流する。連通路１７へと分流した作動油は、吸込貫通ポート２０に流入すると共に、連通路１７によってカムリング４の外周側からカムリング４を迂回して第２吸込ポート９へと流入し、吸込貫通ポート２０及び第２吸込ポート９からポンプ室７へと吸込まれる。

このように、ポンプ室７には、第１吸込ポート８及び第２吸込ポート９を通じて両側に作動油が導かれると共に、吸込貫通ポート２０を通じて中央部にも作動油が導かれる。したがって、第１吸込ポート８及び第２吸込ポート９だけでは行き渡り難いポンプ室７の中央部にも作動油が十分に行き渡る。

以上に示す本実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

ベーンポンプ１００は、吸込ポートとして、ポンプカバー５、サイドプレート６に形成された第１吸込ポート８、第２吸込ポート９と共に、カムリング４に貫通して形成された吸込貫通ポート２０も備えるため、大吐出容量で厚さの厚いカムリング４の場合であっても、吸込貫通ポート２０を通じてポンプ室７の中央部まで作動油を十分に行き渡らせることができる。

したがって、キャビテーションの発生による機器の破損や、ベーン３の摺動部の潤滑不足による焼き付きの発生等を防止することができる。

また、一般的に、高速回転時ほど、ポンプ室７が吸込ポートに連通する時間が短くなるため、作動油の吸込特性が低下する傾向になる。しかし、ベーンポンプ１００は、ポンプ室７の中央部に作動油を導く吸込貫通ポート２０を備えるため、高速回転時においても吸込貫通ポート２０を通じてポンプ室７の中央部まで作動油を十分に行き渡らせることができ、高速回転時における作動油の吸込特性の低下を防止することができる。

以下に、本実施の形態の他の形態を示す。
（１）上記のように、吸込貫通ポート２０を長孔として形成する場合、長手方向の寸法が長いほど、カムリング４の強度が低下傾向となる。そこで、吸込貫通ポート２０をカムリング４の吸込領域に沿って配置される複数の貫通孔として形成してもよい。なお、この場合、各貫通孔の断面形状は丸形や矩形等どのような形状でもよい。
（２）カムリング４の吸込領域の前半部分は各ベーン３間によって仕切られるポンプ室７の容積が小さいため、吸込貫通ポート２０をカムリング４の吸込領域の前半部分に形成しても吸込貫通ポート２０を通じてポンプ室７に吸込まれる作動油の流量は多くない。これに対して、カムリング４の吸込領域の後半部分は、各ベーン３間によって仕切られるポンプ室７の容積が大きく、吐出工程の準備に向けてポンプ室７の作動油の吸込機能が積極化している。また、吸込貫通ポート２０の長手方向の寸法が長いほど、カムリング４の強度が低下傾向となる。そこで、カムリング４の強度と吸込特性の双方を考慮して、吸込貫通ポート２０を、作動油の吸込機能が積極化しているカムリング４の吸込領域の後半部分にのみ形成してもよい。このように吸込貫通ポート２０をカムリング４の吸込領域の後半部分にのみ形成することによって、カムリング４の吸込特性が改善されると共に、カムリング４の強度の低下も防止される。
（３）以上では、連通路１７を、ポンプボディー１０の内周面に形成された凹部１６とカムリング４の外周面とによって形成するとした。これに代わり、ポンプボディー１０の内周面に凹部１６を形成せず、カムリング４の外周面に溝部を形成し、その溝部とポンプボディー１０の内周面とによって連通路１７を形成するようにしてもよい。
（４）以上では、ロータ２及びカムリング４を、ポンプカバー５とサイドプレート６とによって挟むとした。これに代わり、ロータ２及びカムリング４を、２つのサイドプレート６の間にて挟むようにしてもよい。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明に係るベーンポンプは、車両用のパワーステアリング装置の油圧供給源に適用することができる。

本発明の実施の形態に係るベーンポンプにおける駆動軸に平行な断面を示す断面図である。

符号の説明

１００ ベーンポンプ
１ 駆動軸
２ ロータ
３ ベーン
４ カムリング
５ ポンプカバー
６ サイドプレート
７ ポンプ室
８ 第１吸込ポート
９ 第２吸込ポート
１０ ポンプボディー
１１ 吸込通路
１６ 凹部
１７ 連通路
２０ 吸込貫通ポート

Claims (7)

1. 駆動軸に連結されたロータと、
   前記ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、
   前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って内周のカム面に前記ベーンの先端部が摺動するカムリングと、
   前記ロータ及び前記カムリングの両側部を挟んで配置され、前記ロータと前記カムリングとの間にポンプ室を画成する一対の側部部材と、
   前記一対の側部部材のそれぞれに形成され、前記ポンプ室に作動流体を導く吸込ポートと、
   前記カムリングを迂回して形成され前記一対の側部部材の前記吸込ポートをつなぐ連通路と、
   前記カムリングに貫通して形成され前記連通路から前記ポンプ室へと作動流体を導く吸込貫通ポートと、
   を備えることを特徴とするベーンポンプ。
2. 前記カムリングを収容するポンプボディーをさらに備え、
   前記連通路は、前記ポンプボディーの内周面に形成された円弧状の凹部と、前記カムリングの外周面とによって形成されることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
3. 前記カムリングを収容するポンプボディーをさらに備え、
   前記連通路は、前記カムリングの外周面に形成された溝部と、前記ポンプボディーの内周面とによって形成されることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
4. 前記吸込貫通ポートは、前記カムリングの吸込領域に沿って延びる長孔であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
5. 前記吸込貫通ポートは、前記カムリングの吸込領域に沿って配置される複数の貫通孔であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
6. 前記吸込貫通ポートにおける前記カムリングの吸込領域に向けて開口する開口部は、前記カムリングの厚さ方向の中央部に形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
7. 前記吸込貫通ポートは、前記カムリングの吸込領域の後半部分に形成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のベーンポンプ。

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