JP2598491Y2 - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、パワーステアリング装
置等に施用される可変容量型ベーンポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車等のパワーステアリング装
置にあっては、ロータに対するカムリングの偏心量を変
化させて吐出流量を可変にした可変容量型ベーンポンプ
を備えたものが知られている（特開昭６０−１１１０７
９号公報等参照）。

【０００３】この従来の可変容量型ベーンポンプは、図
４〜図６に示すように駆動軸１０を回転自在に支持する
ポンプボディ１の内部に、複数のベーン３を放射方向へ
摺動自在に支持するロータ２と、該ロータ２の中心Ｐに
対し枢支ピン１２を介して偏心回動自在に設けられたカ
ムリング４とが収納されている。また、ポンプボデイ１
の内部一端側には、カムリング４内の吸入領域Ｘに開口
する吸入ポート６が形成されていると共に、該吸入ポー
ト６に対向する位置に、カムリング４内の吐出領域Ｙに
開口する吐出ポート７が形成されている。さらに、前記
隣接するベーン３，３とカムリング４の内周面４ａとの
間にポンプ室５…が形成されている。また、ポンプボデ
イ１の下端部には、カムリング４をポンプ回転数に応じ
て偏心回動させる制御機構１１が設けられている。

【０００４】そして、前記ロータ２の回転に伴い吸入領
域Ｘで吸入ポート６から各ポンプ室５内に供給された作
動液は、そのまま吐出領域Ｙで圧縮されつつ吐出ポート
７に吐出され、該吐出ポート７から図外の吐出通路を介
してパワーステアリングのコントロールバルブに供給さ
れるようになっている。また、前記吐出通路に設けられ
たオリフィスの前後差圧によって制御機構１１によって
カムリング４をロータ３の中心Ｐに対して偏心回動させ
て、ポンプ吐出流量をロータ２の回転数に拘わらず一定
に制御するようになっている（特開昭５７−６２９８６
号公報等参照）。

【０００５】ところで、斯る可変容量型ベーンポンプに
あっては、図５に示すようにポンプ室５が吸入領域Ｘ
（低圧域）から吐出領域Ｙ（高圧域）に移行するまでの
間に、ポンプ室５内の液圧が吸入領域Ｘと略同圧の低圧
状態になっているため、ポンプ室５が吐出ポート７と連
通した瞬間に吐出ポート７からポンプ室５に急激に作動
液が流れ込み、吐出ポート７の液圧が一時的に急低下し
てしまう。このため、該吐出ポート７の液圧の一時的な
急低下により大きなポンプ脈動が発生する虞れがある。
この結果、前記コントロールバルブの作動に悪影響を与
えるといった問題がある。

【０００６】そこで、従来では、前記の問題に対処する
ものとして、ポンプボディ１（フロントボディ）の吐出
ポート７及び吸入ポート６の各両端部に連通用の溝部と
しての横断面Ｖ字形のノッチ部８，８、９，９を形成
し、このノッチ部８〜９によってポンプ作動時にポンプ
室５と吸入ポート６及び吐出ポート７とを漸次連通させ
て、前述のようなポンプ脈動の発生を抑制するものも提
供されている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】然し乍ら、前記従来の
可変容量型ベーンポンプにあっては、各ノッチ部８〜９
がポンプボディ１のフロントボディに形成されているた
め、カムリング４の偏心回動時に吸入領域Ｘと吐出領域
Ｙの境界線Ｚの吐出領域Ｙ側の区間が、カムリング４の
中心点と枢支ピン１２の中心点を結ぶ線に対して左右の
長さが異なってしまうため、吐出圧によってモーメント
が発生してしまう。即ち、カムリング４がロータ２の中
心Ｐと同心上に位置している場合は、図５に示すように
境界線Ｚ付近の左右ポンプ室５，５の吐出圧Ｆ１，Ｆ２
は、前記境界線Ｚから吐出側ノッチ部８，８の先端まで
のポンプ室５，５の領域長が略同一になっているため、
略同一圧になり、カムリング４の挙動が安定している。
しかし、カムリング４が、図４及び図６に示すように右
方向へ偏心回動すると、左側のノッチ部８からカムリン
グ４の内周面４ａまでの長さＬ１よりも右側のノッチ部
８からカムリング４の内周面までの長さＬ２の方が大き
くなり、したがって、前記境界線Ｚから各ノッチ部８，
８の先端までの角度領域θ１，θ２が相違して、左側の
角度領域θ１よりも右側の角度領域θ２の方が大きくな
る。したがって、この分だけ右側ポンプ室５の吐出圧Ｆ
１が左側ポンプ室５の吐出圧Ｆ２よりも大きくなって、
カムリング４の内周面４ａの右部位に対するモーメント
Ｍが左部位に対するモーメントＭよりも大きくなって、
該カムリング４を図中右方向（矢印方向）へさらに偏心
させる力が作用する。

【０００８】この結果、斯かる偏心時におけるカムリン
グ４の挙動が不安定になり、ポンプ回転数や吐出圧力の
変化によりポンプの制御流量が変化して図３の破線で示
すように吐出圧力の増加に伴い理想流量（実線）から離
れてしまう惧れがある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は、前記従来の問
題点に鑑みて案出されたもので、請求項１の考案は、ポ
ンプボディの内部に収納され、かつ複数のベーンを放射
方向へ摺動自在に支持するロータと、該ロータを内部に
収納し、該ロータの外周面に対して内周カム面が離接可
能なカムリングと、前記ポンプボディの一端側に形成さ
れて、カムリング内の吸入領域に開口する吸入ポート
と、ポンプボディの他端側に吸入ポートと対向して形成
され、カムリング内の吐出領域に開口する吐出ポートと
を備えた可変容量型ベーンポンプにおいて、前記隣接す
るベーン間のポンプ室の閉じ込み区間の吸入領域と吐出
領域との境界線付近でポンプ室と吐出ポートとを漸次連
通させる溝部を、カムリング内周の中心点とロータの中
心点がほぼ一致する中立時における前記カムリングの内
周面の左右対称位置に形成したことを特徴としている。

【００１０】請求項２の考案は、前記溝部を、カムリン
グの内周部の吸入ポートの両端部と吐出ポートの両端部
に対応する位置に夫々形成したことを特徴としている。

【００１１】

【作用】請求項１の考案によれば、溝部によってポンプ
脈動の発生を十分に抑制できることは勿論のこと、該溝
部をポンプボディ側ではなく、カムリング側に設けたた
め、該カムリングの偏心揺動に伴い溝部も同方向に移動
する。このため、左右に形成されるポンプ室の内圧が常
に略同一となり、カムリングの偏心量に拘わらずカムリ
ングの内周面に作用する吐出圧によるモーメントを常時
零にすることができる。しかも、前記カムリングが偏心
揺動しても、吸入領域と吐出領域の両境界線の吐出領域
側の区間の左右の長さが、カムリング内周の中心点とカ
ムリングの揺動中心点を結ぶ線に対してほぼ同一となる
ため、吐出圧によって発生するモーメントを常時ほぼ零
にすることができる。

【００１２】請求項２の考案によれば、前記溝部を吸入
ポート側にも形成したため、吸入ポートから吐出ポート
への圧力変化をさらに緩やかな特性にすることが可能に
なる。

【００１３】

【実施例】以下、本考案に係る可変容量型ベーンポンプ
の一実施例を図１及び図２に基づいて詳述する。尚、従
来と共通の構成個所には同一の符号を付して説明する。
図１の１は内部に駆動軸１０が回転自在に挿通されたポ
ンプボディ、２は駆動軸１０の外周に固定されて一体に
回転するロータ、４はポンプボディ１に揺動自在に支持
されつつ内周内でロータ２を回転自在に収納したカムリ
ング、１１は該カムリング４を揺動制御する制御機構で
ある。

【００１４】前記ポンプボディ１は、フロントボディ
と、カムリング４を内周側に保持するセンタボディと、
カムリング４の一側面に摺動可能に当接するサイドプレ
ート及びリアカバーとから構成され、フロントボディと
サイドプレートとの対向する内周面の下部に円弧状の吸
入ポート６が形成されていると共に、該吸入ポート６と
対向する上部位置に円弧状の吐出ポート７が形成されて
いる。この吐出ポート７は、図外の吐出通路を介してパ
ワーステアリング装置のコントロールバルブに連通して
いる。また、前記吸入ポート６は、吸入領域Ｘに位置す
る後述のポンプ室５に連通している一方、吐出ポート７
は、吐出領域Ｙに位置するポンプ室５に連通している。

【００１５】前記ロータ２は、その外周側に複数のスロ
ットが放射状に形成され、該各スロットの内部に先端縁
がカムリング４の内周面４ａに摺接しつつ出没する複数
のベーン３が収納されている。また、この隣接するベー
ン３，３とカムリング内周面４ａ及びサイドプレート，
フロントボディとの間にポンプ室５が形成されている。

【００１６】前記カムリング４は、上端部が枢支ピン１
２によってセンタボディに回動自在に支持されていると
共に、下端部に前記制御機構１１に連繋したアーム１３
が一体に設けられている。

【００１７】前記制御機構１１は、ポンプボディ１の下
端部に設けられ、略円筒状のケーシング１４内に形成さ
れたシリンダ１５と、該シリンダ１５内をスライド自在
に設けられて、中央に前記アーム１３の下端部が枢支ピ
ン１２を介して連結されたピストン１６と、該ピストン
１６を図中右方向に付勢する圧縮スプリング１７とを備
えている。また、ケーシング１４の一端部開口が栓体１
８で閉止されている。

【００１８】さらに、前記シリンダ１５の両端部には、
吐出ポート７に接続された吐出通路のオリフィス前後の
差圧が導入されて、該差圧と圧縮スプリング１７のばね
力との相対圧でピストン１６を左右軸方向に移動させる
ようになっている。これによって、カムリング４が図１
及び図２に示すようにアーム１３を介してロータ２の中
心Ｐ（ロータ中心）と同心あるいは偏心回動するように
なっている。

【００１９】そして、前記カムリング４の内周面４ａの
吸入ポート６側と吐出ポート７側に、溝部である４つの
ノッチ部１８，１９、２０，２１が形成されている。具
体的に説明すれば、各ノッチ部１８，１９，２０，２１
は、吸入ポート６及び吐出ポート７の両端部外側に夫々
形成されている。つまり、ポンプ室５の閉じ込み区間の
吸入領域Ｘと吐出領域Ｙの境界線Ｚ付近に夫々形成され
ており、カムリング４の内周面４ａの中心点とロータ２
の中心点Ｐがほぼ一致する中立時におけるカムリング４
の内周面４ａの左右対称位置に形成されている。また、
各ノッチ部１８，１９，２０，２１は、夫々が正面略く
字形状に切欠形成されて、各ポート６，７側の基端側か
ら対向する各先端部１８ａ，１９ａ、２０ａ，２１ａに
亘って漸次鋭角状に切欠されている。

【００２０】したがって、この実施例によれば、ポンプ
高回転時には、吐出通路のオリフィス前後差圧が大きく
なりシリンダ１５の他端部よりも一端部に作用する大き
な液圧によってピストン１６が圧縮スプリング１７のば
ね力に抗して図中左方向に移動する。したがって、カム
リング４は、図２に示すように図中左方向に回動して、
ロータ２の中心Ｐと同心上の位置に保持される。このた
め、このカムリング４の回動量に応じてポンプ吐出量が
変化する。

【００２１】一方、ポンプ低回転時には、吐出通路のオ
リフィス前後差圧が小さくなって、シリンダ１５の一端
部に作用する液圧が低下する。このため、ピストン１６
は、圧縮スプリング１７のばね力で右方向へ移動する。
したがって、カムリング４は、図１に示すように右方向
に回動して、中心Ｐに対して最大偏心位置に保持され
る。このため、カムリング４の偏心回動量に応じてポン
プ吐出量が変化し、高回転時と略同一の吐出量に制御す
る。

【００２２】そして、斯かるポンプ回転時に、ポンプ室
５は吸入領域Ｘにおいて吸気ポート６と、吐出領域Ｙに
おいて吐出ポート７と連通するが、ポンプ室５が吐出ポ
ート７あるいは吸入ポート６と連通する際に、各ノッチ
溝２０，１８、１９，２１を通して漸次連通する。つま
り、例えばポンプ室５が吸入領域Ｘから吐出領域Ｙに移
行していくと、ポンプ室５と吐出ポート７の間の開口面
積が次第に広がり、両者が漸次連通することになる。こ
のため、吐出ポート７の作動油は緩やかにポンプ室５内
に流入し、吐出ポート７の液圧の急激な低下が抑制さ
れ、ポンプ脈動の発生を防止できる。

【００２３】特に、ノッチ部１８，１９、２０，２１を
吸入ポート６と吐出ポート７の各両端部側に形成し、し
かもノッチ部１８，１９、２０，２１の断面積を基端部
から各先端部１８ａ，１９ａ、２０ａ，２１ａから漸次
小さく形成してあるため、吸入ポート６と吐出ポート７
の両方の内部での圧力変動が十分に抑制でき、ポンプ脈
動をさらに防止することができる。

【００２４】さらに、各ノッチ部１８，１９、２０，２
１は、ポンプボディ１ではなくカムリング４の内周面４
ａに形成し、しかも、カムリング４の内周面４ａの中心
点とロータ２の中心Ｐ点がほぼ一致する中立時における
カムリング内周面４ａの左右対称位置に形成したため、
該カムリング４の最大偏心位置において、図１に示すよ
うに吐出側の左右のノッチ部１８，１９に作用するポン
プ室５内の液圧Ｆ１，Ｆ２が同圧となり、互いに打ち消
す形になる。したがって、カムリング４に作用するモー
メントＭは、該カムリング４の偏心量つまりポンプ回転
数及び吐出圧の変化に拘わらず常に零になる。したがっ
て、ポンプ吐出流量が、前述のポンプ回転数や吐出圧の
変化に拘わらず常時定流量制御され、図３の実線で示す
理想の流量特性に近づけることが可能になる。

【００２５】尚、前記ノッチ部１８，１９、２０，２１
は、その形状や溝深さを任意に変更することが可能であ
る。また、カムリング４は、偏心回動するものに限ら
ず、カムリングが平行移動するものに用いてもよい。

【００２６】

【考案の効果】以上の説明で明らかなように、本考案に
係る可変容量型ベーンポンプによれば、ポンプ室の閉じ
込み区間の吸入領域と吐出領域の境界線付近でポンプ室
と吐出ポートとを漸次連通する溝部を、従来のようにポ
ンプボディではなくカムリングの内周面に形成し、しか
も、カムリングの内周の中心点とロータの中心点がほぼ
一致する中立時におけるカムリング内周面の左右対称位
置に形成したため、カムリングの偏心揺動時でも吐出ポ
ートの両端部付近の両側のポンプ室内の液圧が互いに打
ち消すように作用する。このため、カムリングは、揺動
時の挙動が安定し、ポンプ吐出流量をポンプ回転数や吐
出圧に拘わらず、常時一定流量に制御することが可能に
なる。

【００２７】しかも、請求項２の考案によれば、溝部を
カムリングの吐出ポート側の他に吸入ポート側にも形成
したため、吐出ポートと吸入ポートの両方の圧力変動が
十分に抑制されて、ポンプ脈動の発生を効果的に防止で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図。

【図２】本実施例の作用を示す概略図。

【図３】理想流量特性と従来の流量特性を比較して示す
グラフ。

【図４】従来の可変容量型ベーンポンプを示す断面図。

【図５】従来の可変容量型ベーンポンプの作用を示す概
略図。

【図６】同従来ポンプの作用を示す概略図。

【符号の説明】

１…ポンプボディ ２…ロータ ３…ベーン ４…カムリング ４ａ…内周面 ５…ポンプ室 ６…吸入ポート ７…吐出ポート １８，１９、２０，２１…ノッチ部（溝部） Ｘ…吸入領域 Ｙ…吐出領域 Ｚ…境界線。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプボディの内部に収納され、かつ複
   数のベーンを放射方向へ摺動自在に支持するロータと、
   該ロータを内部に収納し、該ロータの外周面に対して内
   周カム面が離接可能なカムリングと、前記ポンプボディ
   の一端側に形成されて、カムリング内の吸入領域に開口
   する吸入ポートと、ポンプボディの他端側に吸入ポート
   に対向して形成され、カムリング内の吐出領域に開口す
   る吐出ポートとを備えた可変容量型ベーンポンプにおい
   て、 前記隣接するベーン間のポンプ室の閉じ込み区間の吸入
   領域と吐出領域との境界線付近でポンプ室と吐出ポート
   とを漸次連通させる溝部を、カムリング内周の中心点と
   ロータの中心点がほぼ一致する中立時における前記カム
   リングの内周面の左右対称位置に形成したことを特徴と
   する可変容量型ベーンポンプ。
2. 【請求項２】 前記溝部を、カムリングの内周部の吸入
   ポートの両端部と吐出ポートの両端部に対応する位置に
   夫々形成したことを特徴とする請求項１記載の可変容量
   型ベーンポンプ。