JP3593729B2 - ベーンポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両のパワーステアリング装置等に用いられるベーンポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のベーンポンプの一例について図５ないし図８により説明する。図５は従来のベーンポンプの縦断面図、図６はその平面図、図７は一部を断面とした左側面図および図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図（但し、リアボディ内部のプレッシャプレートおよびカムリング等は断面にしていない）であり、ほぼカップ状をしたリアボディ４と内部に段付孔６ａが形成されたほぼ筒状のフロントボディ６とを付き合わせてポンプボディ２が構成され、上記リアボディ４のポンプ収納空間４ａ内にポンプカートリッジ８が収容されている。
【０００３】
フロントボディ６の段付孔６ａの大径の外部側からポンプボディ２内にドライブシャフト１０が挿入され、段付孔６ａ内に配置された２つのベアリング１２，１４によって回転自在に支持されている。これら両ベアリング１２，１４の中間部のドライブシャフトの周囲にはオイルシール１６が装着されてポンプボディ２内の液密を保持している。ポンプボディ２内に挿入されたドライブシャフト１０の先端部１０ａには、ロータ１８がスプラインにより連結されて回転駆動されるようになっている。ロータ１８の外周部には、円周方向等間隔で放射状のスリット１８ａが形成され、各スリット１８ａ内にそれぞれベーン２０が出没可能に挿入されている。上記リアボディ４に形成された収納空間４ａの内部の、このロータ１８の周囲には、ほぼ楕円形の内周カム面を有するカムリング２２が配置されている。これらロータ１８、ベーン２０およびカムリング２２によって上記ポンプカートリッジ８が構成されている。
【０００４】
これらロータ１８およびカムリング２２は、収納空間４ａの底部寄りに配置されたプレッシャプレート２４とフロントボディ６側に配置されたサイドプレート２６とによって挾持されており、プレッシャプレート２４、カムリング２２およびサイドプレート２６は位置決めピン２８によってフロントボディ６の端面に連結され、回転方向の位置決めがされている。さらに、プレッシャプレート２４は、スクリュー３０によってカムリング２２に固定されている。
【０００５】
リアボディ４には図示しないタンクに接続された吸込ポート４ｂが形成され、さらに、リアボディ４およびフロントボディ６の内部には、この吸込ポート４ｂに連通する吸込通路４ｃ，６ｂが設けられている。この吸込通路４ｃ，６ｂを経て、隣接する２枚のベーン２０によって形成される各ポンプ室３２内に吸込まれたオイルは、プレッシャプレート２４に設けられた上下２つの吐出孔２４ａ，２４ｂ（図７参照）を介して、リアボディ４の底部側に形成された吐出側圧力室３４内に吐出される。
【０００６】
リアボディ４の側部には、図６および図７に示すように、パワーステアリング等の油圧機器（図示せず）に接続される吐出ポート４ｄが、オリフィス（以下、メータリングオリフィスという）４ｅを介して設けられており、上記ポンプ室３２から吐出側圧力室３４内に吐出された圧油は、このメータリングオリフィス４ｅおよび吐出ポート４ｄを介してパワーステアリング等の油圧機器に送られる。
【０００７】
また、リアボディ４の内部（図５および図７の上部）には、上記吐出側圧力室３４からパワーステアリング等の油圧機器に供給される圧油の流量を調整するフローコントロールバルブ３６が設けられている。このフローコントロールバルブ３６は、図７に示すように、リアボディ４に形成されているバルブ孔４ｆ内に摺動自在に嵌合されたスプール３８を備えており、このスプール３８の一方の端面（図７の左方の端面）側の室４０内に配置されたスプリング４２によって他方の室４４側に常時付勢されている。このスプリング４２が収容された室４０内には、導入通路４ｇを介して上記メータリングオリフィス４ｅよりも下流側の油圧が導入され、他方の端面側の室４４内には、メータリングオリフィス４ｅよりも上流側の油圧、すなわち、上記吐出側圧力室３４内の油圧が通路４ｈを介して導入されている。
【０００８】
バルブ孔４ｆ内にはバイパス通路４ｉが開口しており、スプール３８が図７に示す非作動位置に停止しているときにはこのスプール３８によってバイパス通路４ｉが閉塞されており、ポンプからの吐出量が増大してメータリングオリフィス４ｅを通過する流量が増加するとメータリングオリフィス４ｅの上流側と下流側との差圧が上昇し、この差圧が上記スプリング４２の付勢力を越えると、スプール３８が図７の左方に移動して上記バイパス通路４ｉを開放する。このバイパス通路４ｉの開放によって、余剰流量がポンプの吸込側に還流するとともに、調整された流量がメータリングオリフィス４ｅおよび吐出ポート４ｄを介してパワーステアリング等の油圧機器に供給される。
【０００９】
上記従来のベーンポンプでは、ドライブシャフト１０の駆動によってロータ１８が回転すると、隣接する２枚のベーン２０間に形成されるポンプ室３２内に、上記吸込通路４ｃ，６ｂを介してオイルが吸込まれる。吸込まれたオイルは、ロータ１８の回転に伴なうポンプ室３２の圧縮行程で、プレッシャプレート２４に形成された吐出孔２４ａ，２４ｂから、リアボディ４の収納空間４ａの底部側に形成された吐出側圧力室３４内に吐出される。吐出された圧油は、プレッシャプレート２４およびカムリング２２の外周側の空間を通って、上記メータリングオリフィス４ｅおよび吐出ポート４ｄを介してパワーステアリング等の油圧機器に供給される。
【００１０】
また、吐出側圧力室内３４の油圧（すなわちメータリングオリフィス４ｅの上流側の油圧）が、内部の連通路４ｈを介してフローコントロールバルブ３６の図示右方の室（高圧室）４４に導入され、メータリングオリフィス４ｅの下流側の油圧は、導入通路４ｇを介してスプリング４２が収容された室（低圧室）４０内に導入される。ポンプの回転数が低く、吐出量が少ない間は、メータリングオリフィス４ｅの上流側と下流側との圧力差が小さいため、フローコントロールバルブ３６のスプール３８は作動せず、吐出孔２４ａ，２４ｂから吐出された圧油の全量がパワーステアリング等の油圧機器に送られる。
【００１１】
ポンプの回転数が上昇して吐出量が増加し、メータリングオリフィス４ｅを通過する流量が増大すると、このメータリングオリフィス４ｅの前後の圧力差が大きくなって上記スプール３８を作動させる。このスプール３８の作動によってバイパス通路４ｉが開放すると、ポンプ室３２から吐出側圧力室３４内に吐出された圧油の一部がポンプの吸込側に還流し、上記吸込ポート４ｂを介してタンクから吸込まれたオイルと合流して、吸込通路４ｃ，６ｂから上記ポンプカートリッジ８内のポンプ室３２に吸込まれる。ポンプからの吐出量の増加につれて、スプール３８の左行量が大きくなり、バイパス通路４ｉから還流される流量が増大して、パワーステアリング等の油圧機器に供給される調整流量がほぼ一定に保たれる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成のベーンポンプは、プレッシャプレート２４に形成されているポンプ室３２からの吐出孔４ａ，４ｂと、メータリングオリフィス４ｅとの位置関係は、図７および図８に示すようになっており、ドライブシャフト１０が図７の矢印Ａ方向に回転すると、プレッシャプレート２４に形成された２つの吐出孔２４ａ，２４ｂからの吐出流は、それぞれ矢印Ｂ方向に流れるようになっている。なお、図７の矢印Ａ方向の回転をフロントボディ６側、すなわち図５の右側から見て左回転と呼ぶことにする。この場合に、図７の下方に位置している吐出孔２４ｂから吐出された圧油の流勢（動圧）が上記メータリングオリフィス４ｅに直接作用してしまうため、メータリングオリフィス４ｅの前後の圧力差が不安定になり、流量変動が発生するという問題があった。
【００１３】
特に、回転数が上昇して、フローコントロールバルブ３６からポンプ吸込側へのオーバーフロー量が増大し、吐出ポート４ｄから油圧機器へ供給される調整流量よりも多くなると、吐出側圧力室３４内での、圧油の主たる流れ方向がフローコントロールバルブ３６への通路４ｈ方向に移り、メータリングオリフィス４ｅの手前の圧力が不安定になって、油圧機器への供給流量が変動ないしは減少してしまうという問題があった。図９は、従来のベーンポンプのポンプ回転数Ｎと吐出ポート４ｄからの吐出流量Ｑとの関係を示す特性線図であり、ポンプの高回転時にはフローコントロールバルブ３６によって調整された吐出流量が変動してしまうことを示している。
【００１４】
本発明は上記欠点を除くためになされたもので、プレッシャプレートに形成された吐出孔からリアボディ内に形成された吐出側圧力室に吐出された圧油の流勢が直接オリフィスに作用しないようにして、油圧機器へ供給される流量の変動をなくすようにしたベーンポンプを提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るベーンポンプは、ポンプ収納空間を有するポンプボディと、この収納空間内に収容されたカムリングと、このカムリングの内周に形成されたカム面内で回転するロータと、ロータに形成された半径方向スリット内に進退動可能に挿入された複数枚のベーンと、上記収納空間の底部側に配置され、上記カムリングおよびロータに当接するプレッシャプレートと、上記収納空間の底部とプレッシャプレートとの間に形成された吐出側圧力室と、プレッシャプレートに設けられて上記吐出側圧力室内に圧油を吐出する吐出孔と、吐出側圧力室内に吐出された圧油を油圧機器に供給する通路内に設けられたオリフィスと、このオリフィスの上流側と下流側との差圧によって作動して油圧機器へ供給する流量を制御するフローコントロールバルブとを備えており、特に、上記プレッシャプレートとこのプレッシャプレートに向かい合う収納空間の底面の少なくともいずれか一方に、上記吐出孔から直接オリフィスに向かって流れる圧油の流れを妨げる障壁部を設けたものである。
【００１６】
【作用】
上記構成のベーンポンプでは、プレッシャプレートの吐出孔から吐出側圧力室内に吐出された圧油は、直接オリフィスの方向に向かって流れようとすると、プレッシャプレートおよびポンプボディの収納空間の底面の双方またはいずれか一方に形成されている障壁部に当って流れが阻害され、その後、この障壁部を迂回してオリフィスに向かって流れるので、吐出油の流勢（動圧）が直接このオリフィスに作用しない。
【００１７】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明を説明する。なお、ベーンポンプとしての基本的構成は上記従来のものと同一であるので、同一の部分については従来の説明を参照し、本発明の説明は省略する。図１は本発明の一実施例に係るベーンポンプの横断面図であり、上記従来の図８に対応する図である。また、図２はプレッシャプレート２４の正面図である。本実施例では、プレッシャプレート２４の吐出側圧力室３４に面した側面に、吐出孔２４ｂから吐出された圧油の流勢（動圧）が直接作用することを妨げるための障壁部２４ｃが膨出形成されている。この障壁部２４ｃは、図２および従来の図７から明らかなように、リアボディ４に形成されている吐出ポート４ｄの位置と、プレッシャプレート２４の２つの吐出孔２４ａ，２４ｂのうち上記吐出ポート４ｄの方向に向けて圧油を吐出する側の吐出孔２４ｂ、すなわち、この実施例のようにドライブシャフト１０が左回転（図７の矢印Ａ方向の回転）する場合には図示下方の吐出孔２４ｂとの間に形成されている。
【００１８】
一方、このプレッシャプレート２４と向かい合っているリアボディ４の収納空間４ａの底面４ｊにも、上記プレッシャプレート２４の障壁部２４ｃと向かい合う位置に、同様に吐出孔２４ｂから吐出されて上記オリフィス（以下、メータリングオリフィスという）４ｅ方向に直接向かう圧油の流れを妨げる障壁部４ｋが形成されている。このようにプレッシャプレート２４とリアボディ４の底面４ｊとに互いに向かい合う障壁部２４ｃ，４ｋを形成したことにより、ドライブシャフト１０が左回転した場合に吐出される圧油の流れは、図２に矢印Ｃで示すように、妨げられて迂回した後メータリングオリフィス４ｅに向かうので、メータリングオリフィス４ｅの上流側の圧力が不安定になることがない。その結果、フローコントロールバルブ３６によって調整されてパワーステアリング等の油圧機器に供給される流量が変動することを防止できる。図３は上記実施例に係るベーンポンプの、ポンプ回転数Ｎと吐出ポート４ｄからの吐出流量Ｑとの関係を示す特性線図であり、ポンプの高回転時にも調整された吐出流量が変動することはない。しかも、このような吐出流量の変動を防止する構成を、従来の構成に対し部品点数を増加させることなく得ることができ、コスト高になることがない。
【００１９】
なお、上記実施例では、ドライブシャフト１０およびロータ１８が左回転をする構成であるため、図２のプレッシャプレート２４の左下の部分およびその向かい側に障壁部２４ｃ，４ｋを形成しているが、ドライブシャフト１０が上記実施例と逆に右回転をする場合には、リアボディ４の吐出ポート４ｄおよびメータリングオリフィス４ｅが、図１と逆の右側に設けられているため、図２のプレッシャプレート２４の右下の部分に障壁部を形成するとともに、リアボディ４の底面４ｊにも、この障壁部と向かい合う位置に障壁部を形成し、下方の吐出孔２４ｂから吐出された圧油の流れを妨げるようにすれば良い。
【００２０】
図４は本発明の第２の実施例を示すもので、この実施例では、プレッシャプレート２４をカムリング２２に固定しているスクリュー３０を利用して、プレッシャプレート２４の吐出孔２４ｂから吐出側圧力室３４内に吐出された圧油の、メータリングオリフィス４ｅ方向への流れを妨げる障壁部としたものである。図５に示すように、従来のベーンポンプの構成では、通常、プレッシャプレート２４の面上に凹部を形成し、この凹部内にプレッシャプレート２４を固定するスクリュー３０の頭部を収容している。これに対し、本発明では、プレッシャプレート２４の平坦な面上にスクリュー３０を螺合し、その頭部を吐出側圧力室３４内に突出させておくことにより、吐出孔２４ｂから吐出された圧油が直接メータリングオリフィス４ｅに向かって流れることを妨げる障壁部としたものである。
【００２１】
また、プレッシャプレート２４に向かい合っているリアボディ４の底面４ｊにも、上記第１実施例と同様に、このスクリュー３０の頭部と向かい合う位置に、プレッシャプレート２４の吐出孔２４ｂから吐出された圧油の動圧が直接メータリングオリフィス４ｅに作用しないように、障壁部４ｋが***形成されている。この第２実施例の構成でも上記第１実施例と同様に、パワーステアリング等の油圧機器に供給される調整流量の変動を解消することができる。しかも、従来のベーンポンプとの製造上の変更点は、リアボディ４の収納空間４ａの底面４ｊ上に***して形成した障壁部４ｋだけなので、第１実施例よりもさらにコスト的に有利である。
【００２２】
なお、上記各実施例では、プレッシャプレート２４の吐出側圧力室３４を向いている面と、このプレッシャプレート２４に向かい合うリアボディ４の底面４ｊとの双方に、吐出孔２４ｂから直接メータリングオリフィス４ｅへ向かう吐出油の流れを妨げる障壁部２４ｃ，３０，４ｋを形成したが、必ずしも両者２４，４に障壁部を設ける必要はなく、プレッシャプレート２４またはリアボディ４のいずれか一方にだけ設けるようにしても良い。このようにいずれか一方にだけ障壁部を設ける場合には、その障壁部を上記各実施例の場合よりも高く***させて向い側の面に接近させる必要があることはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係るベーンポンプでは、プレッシャプレートとこのプレッシャプレートに向かい合う収納空間の底面の双方またはいずれか一方に、プレッシャプレートに形成された吐出孔から直接メータリングオリフィスに向かって流れる圧油の流れを妨げる障壁部を設けたことにより、上記吐出孔から吐出側圧力室内に吐出された圧油の動圧がメータリングオリフィスに直接作用することがないので、このメータリングオリフィスの上流側の圧力が不安定になることを防止することができる。従って、このベーンポンプから、フローコントロールバルブによって調整されて油圧機器に供給される流量が変動することがない。また、このような流量の変動を解消するための構成が、新たな部品を追加することなく、現行部品の部分的な改良によって得ることができるので、極めて低コストである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るベーンポンプの横断面図であり、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図に対応する図である。
【図２】上記ベーンポンプを構成するプレッシャプレートの正面図である。
【図３】上記ベーンポンプの特性を示す線図である。
【図４】第２の実施例に係るベーンポンプの図２に対応する横断面図である。
【図５】従来のベーンポンプの縦断面図である。
【図６】上記従来のベーンポンプの平面図である。
【図７】上記従来のベーンポンプの一部を断面とした左側面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】上記従来のベーンポンプの特性を示す線図である。
【符号の説明】
２ ポンプボディ
４ａ ポンプボディの収納空間
４ｅ メータリングオリフィス
４ｊ 収納空間の底面
４ｋ プレッシャプレートの障壁部
１８ ロータ
１８ａ スリット
２０ ベーン
２２ カムリング
２４ プレッシャプレート
２４ａ 吐出孔
２４ｂ 吐出孔
２４ｃ リアボディの障壁部
３４ 吐出側圧力室
３６ フローコントロールバルブ

Claims (5)

1. 内周面にカムが形成され、ポンプボディの収納空間内に収容されたカムリングと、このカムリング内で回転するロータと、このロータに形成された半径方向スリット内に進退動可能に挿入された複数枚のベーンと、上記収納空間の底部側に配置され、上記カムリングおよびロータに当接するプレッシャプレートと、上記収納空間の底部とプレッシャプレートとの間に形成された吐出側圧力室と、プレッシャプレートに設けられた吐出孔を介して吐出側圧力室へ吐出された圧油を油圧機器に供給する通路内に設けられたオリフィスと、このオリフィスの前後の差圧によって作動して油圧機器へ供給する流量を制御するフローコントロールバルブとを備えたベーンポンプにおいて、上記プレッシャプレートとこのプレッシャプレートに向かい合う収納空間の底面の少なくともいずれか一方に、上記吐出孔から直接オリフィスに向かって流れる圧油の流れを妨げる障壁部を設けたことを特徴とするベーンポンプ。
2. 上記プレッシャプレートには複数の吐出孔が形成され、これら吐出孔のうちドライブシャフトの回転方向に応じて吐出された圧油が直接オリフィスへ向かって流れる位置にある吐出孔とオリフィスとの間に上記障壁部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
3. リアボディ内の収納空間の底面の一部を***させて障壁部を形成したことを特徴とする請求項２に記載のベーンポンプ。
4. プレッシャプレートの面上の一部を***させて障壁部を形成したことを特徴とする請求項３に記載のベーンポンプ。
5. プレッシャプレートはスクリューを介してカムリングに固定されており、このスクリューの頭部をプレッシャプレートの面上に突出させて障壁部としたことを特徴とする請求項３に記載のベーンポンプ。

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