JP3665696B2 - 油圧ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ギアポンプ等の油圧ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来より、ギアポンプは、簡単な構造を有する小型軽量のポンプとして、自動車における動力舵取装置、自動変速装置等の他、種々の産業分野に用いられている。
この種のギアポンプの構造としては、ハウジング内部の空洞に一対のサイドプレートを嵌め合わせてポンプ室を区画し、このポンプ室の内部に互いに噛み合う一対のギアを収容して、各ギアの支軸を各サイドプレートに形成した支持孔によって嵌合支持すると共に、前記ポンプ室の内部に両ギアの噛み合い位置を挟んで作動油を吸い込むための低圧室および作動油を吐出するための高圧室を形成したタイプのものが一般的である。
【０００３】
一方、近年、省エネを図る目的で、小型で高い吐出圧力を持つ高回転形のギアポンプが要望されているが、高速化によりポンプ室からの例えば歯打ち音等の放射音が大きくなる。これによる騒音を防止するため、従来、防音や防振構造に苦慮していた。また、この騒音問題はギアポンプに限らず、トロコイドポンプその他の油圧ポンプにおいても存在する。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、放射騒音を低減することのできる油圧ポンプを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項１記載の発明の油圧ポンプは、吸込先から吸込油路を介して吸込室に吸い込んだ作動油を圧縮し吐出室から吐出油路を介して吐出する油圧ポンプにおいて、前記吸込室に開口する吸込口を形成するＬ字形形状の吸込管を備え、前記吸込油路は前記吸込管により形成された部分を含み、前記吸込管の曲がり部分で前記吸込油路の径が徐々に絞られていることを特徴とするものである。
【０００６】
この構成では、吸込油路の径を絞ってあるので、ポンプ室内に発生する騒音が吸込油路を通して外部へ漏れることを抑制することができる。
ここで、吸込油路の径が絞られているとは、吸込油路の最小径を吸込室への作動油供給を円滑に行いつつ十分な騒音防止を達成することのできる範囲の値に設定してあることを意味する。具体的には、ＪＩＳに基づいて通常設定される吸込口径の２０％〜７５％の範囲である。すなわち、設定される吸込油路の径が通常の吸込口径の２０％よりも小さいと、吸込室が負圧になり易く、ポンプ効率が低下する。一方、設定される吸込油路の径が通常の吸込口径の７５％より大きいと、騒音防止の効果が薄れる。好ましくは３０％〜６０％の範囲に設定することがより効果的である。
【０００７】
また、請求項２記載の発明の油圧ポンプは、請求項１において、前記吸込管に接続されたゴム製の消音管を備え、前記吸込油路は前記消音管により形成された部分を含むことを特徴とするものである。この構成では、消音管により消音することができる。
また、請求項３記載の発明の油圧ポンプは、請求項１又は２において、前記吸込室に開口し、前記吸込室内が所定の負圧になったときのみに開放するチェック弁を有する常閉油路をさらに備えたことを特徴とするものである。
この構成では、仮に何らかの条件が重なって（例えば、低温で作動油の粘度が高い等の理由で）、吸込油路の流路抵抗が増大し吸込油路を通しての作動油の流量が不足する結果、吸込室が所定の負圧になった場合、チェック弁の開放により開放された常閉油路を通して、吸込室内へ作動油が供給される。このように負圧発生時に吸込流量が確保されるので、ポンプ効率が低下することがない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係る油圧ポンプの縦断側面図であり、図２は別角度からの断面図であり、図３は図２のIII −III 線に沿う断面図であり、図４は図２のIV−IV線に沿う断面図である。
【０００９】
図１〜図４に示す油圧ポンプＡは電動のギアポンプからなる。主に図２を参照して、本油圧ポンプＡは、駆動軸１（モータ軸）を有する電動モータ２と、ドライブジョイント３を介して前記駆動軸１と連動する被駆動軸４（ポンプ軸）と、この被駆動軸４を介して駆動される駆動ギア５と、この駆動ギア５に噛み合う従動ギア６と、これら駆動及び従動ギア５，６の噛み合いにより形成される吸込室７１，吐出室７２（図３参照）を有するポンプハウジング７と、このポンプハウジング７を両側から支持する第１及び第２ハウジング支持体８，９と、第１ハウジング支持体８と組み合わされた状態で第２ハウジング支持体９及びポンプハウジング７の外側を覆う有底円筒状のタンクハウジング１０とを備えている。
【００１０】
図１，図２および図３を参照して、ポンプハウジング７は、駆動ギア５及び従動ギア６を収容し、互いに連通する長円形のギア室としてのポンプ室７０を有する筒状のボディ７ａと、前記ポンプ室７０の両側開放部を閉鎖する一対のサイドプレート７ｂ，７ｃとを備えている。ポンプハウジング７は、これらサイドプレート７ｂ，７ｃに穿設された２組の軸受孔１１，１２に、前記被駆動軸４及び該被駆動軸４と平行な従動軸５１を介して駆動ギア５及び従動ギア６を交互に噛み合わせて回転自在に支持し、この噛み合い位置を挟んだ両側に前記吸込室７１及び吐出室７２を形成して、吸込室７１に吸込まれた作動油を前記駆動及び従動ギア５，６の歯間に受け入れ、ポンプ室７０の内周面との間に封止して吐出室７２に送り出すポンプ作用をなすように構成されている。
【００１１】
ボディ部７ａの一箇所には、前記ポンプ室７０に開口する吸込口７３が、反対側には軸長方向に貫通する第２吐出油路７４が、さらに一方のサイドプレート７ｂには、前記吐出室７２に開口する吐出口を有する第１吐出油路７５がそれぞれ設けられている。吸込口先であるタンクハウジング１０に連通する第１吸込管２９と、吸込口７３を形成するＬ字形の第２吸込管２７の間は、後記する低圧室の内周面に沿って上向きに延びるゴム製の消音管１１が接続されて、前記駆動及び従動ギア５，６の１組の噛み合い歯部間に封止された圧油が吸込室７１に戻されるときに生ずる音を消すことができるようにしている。上記の第１吸込管２９、消音管１１および第２吸込管２７により吸込油路３５が形成されている。
【００１２】
ここで、吸込油路３５の径ｄ（最小径を意味する。本実施形態では第２吸込管２７の最小径に相当。）は、ポンプ室７０内に発生する騒音が吸込油路３５を通して外部へ漏れることを抑制するように絞られている。絞りの程度は、吸込室７１への作動油供給を円滑に行い且つ十分な騒音防止を達成することのできる範囲に設定してある。
【００１３】
具体的には、ＪＩＳに基づいて通常設定される吸込口径の２０％〜７５％の範囲である。すなわち、設定される吸込油路３５の径ｄが通常の吸込口径の２０％よりも小さいと、吸込室３１が負圧になってポンプ効率が低下し易くなる一方、設定される吸込油路３５の径ｄが通常の吸込口径の７５％より大きいと、騒音防止の効果が薄れるので、この範囲に設定した。好ましくは３０％〜６０％の範囲に設定することがより効果的である。
【００１４】
一方、吐出油路３６は、サイドプレート７ｂに穿設された前記第１吐出油路７５、第１連通孔９１、吐出筒２５の油路２６、キャパシティ室２０ａ、第２連通孔９２、ポンプハウジング７のボディ７ａに形成された第２吐出油路７４、および第１ハウジング支持体８に形成され連結口３７で開口するＬ字状の第３吐出油路８１を含む。吐出油路３６では、吐出筒２５の油路２６が最小径となっており、この油路２６による絞りが、ポンプ室７０内に発生する騒音が吐出油路３６を通して外部へ漏れることを抑制している。上記の連結口３７は外部の吐出先、例えばパワーステアリング装置に連結される連結口である。
【００１５】
ポンプハウジング７を支持する第１ハウジング支持体８は、前記電動モータ２のモータハウジングに着脱可能に取り付けられ、さらに第２ハウジング支持体９は、図３に示すように前記ボディ部７ａの外面に沿って配置される４本のねじ体１２・・を介して前記第１ハウジング支持体８に着脱可能に取り付けられ、この第２ハウジング支持体９の取り付けにより前記ポンプハウジング７を挟着固定するようにしている。
【００１６】
第２ハウジング支持体９は、前記第１吐出油路７５に連通する第１連通孔９１及び該第１連通孔９１と平行状に穿設された第２連通孔９２を有し、ポンプハウジング７の軸長方向一端に対接する板壁部９ａと、該板壁部９ａの外周部に連設された筒壁部９ｂとを備え、該筒壁部９ｂの開放端側内周に、後述する嵌め込み固定部２３がねじ嵌合される被嵌め込み部９３を設け、該嵌め込み部９３の雌ねじに、前記吐出筒２４の油路２６及び第１吐出油路７５を介して前記吐出室７２に連通し、前記吐出室７２よりも大容積のキャパシティ室２０ａを有する有底のノイズダンパ筒２０を着脱可能に取り付けている。このノイズダンパ筒２０内には、板壁９ａの第１連通孔９１に連結される油路２６を持つ吐出筒２４が、底２２に達する状態で収容されている。
【００１７】
筒壁部９ｂは、ノイズダンパ筒２０の開放端から底にかけて挿嵌される長さを有し、該筒壁部９ｂの板壁部９ａ側内周面と前記ノイズダンパ筒２０の開放部外周面との間にシール体１３を介在させて圧油の洩れを防止している。また、前記筒壁部９ｂの開放端側外周面には、二つの回転止め突起９４，９４を１８０度の位相差で一体に突設している。
【００１８】
ノイズダンパ筒２０は、筒部２１の底２２近くを嵌め込み固定部２３とし、該嵌め込み固定部２３の外周面には、前記雌ねじに螺合する雄ねじを設け、該雄ねじ部の雌ねじ部への螺着により、第２ハウジング支持固体９に着脱可能に取り付けている。
ノイズダンパ筒２０の底２２の外周には、複数個の係合用凹部２４・・を周方向に等間隔で設け、この係合用凹部２４・・に工具を係合させ、さらに前記第２ハウジング仕切板体９の回転止め突起９４に工具を係合させた状態でノイズダンパ筒２０を回すことにより、第２ハウジング支持体９を共回りさせることなくノイズダンパ筒２０を取り付けることができるようにしている。
【００１９】
ノイズダンパ筒２０の底２２の内面は、図１に示すように外周部から径方向中央にかけて連続して内側に湾曲する曲面形状とし、圧油の作用点を分散させ、高圧の圧油に耐えられるようにしている。
第１ハウジング支持体８は、前記第２吐出油路７４に連通する略Ｌ字形の第３吐出油路８１と、該第３吐出油路８１に開口するリリーフ油路８２と、該リリーフ油路８２に装着するリリーフ弁１４を介して前記リリーフ油路８２に連通する環状の油戻し路８３と、前記被駆動軸４が挿通される挿通穴８４とを備え、該挿通穴８４にオイルシール１５を設けている。油戻し路８３は、前記タンクハウジング１０内に画成される低圧室１６と連通し、リリーフされた作動油を低圧室１６に戻すことができるようになっている。
【００２０】
リリーフ弁１４は、リリーフ通路８２を閉じる弁体１４ａと、該弁体１４ａを付勢する弁ばね１４ｂと、これら弁体１４ａ及び弁ばね１４ｂを保持する弁ハウジング１４ｃとを備えたカートリッジタイプであり、リリーフ通路８２を着脱自在に挿嵌保持され、前記第３吐出油路８１の過圧時、前記弁体１４ａが開くようにしている。また、弁ハウジング１４ｃは、前記第２ハウジング支持体９の板壁部９ａに当接して抜け止めされている。
【００２１】
タンクハウジング１０は、その開口部鍔縁１０ａに突き当てられたクランプ環１７及び該クランプ環１７を軸長方向に貫通する４本の固定ボルト４０・・を介して第１ハウジング支持体８の一側面に着脱可能に取り付けられている。
タンクハウジング１０の内側は、作動油を収納する油タンクとして利用される。このタンクハウジング１０内に円形の仕切板１８を挿嵌固定し、該仕切板１８と第１ハウジング支持体８との間に、前記ポンプハウジング７、第２ハウジング支持体９及びノイズダンパ筒２０を囲繞する低圧室１６を、仕切板１８と底部１０ｂとの間にリターン室１９をそれぞれ画成している。このリターン室１９には、サブタンク（図示せず）に貯蔵されている作動油が自重により落下供給され、さらにこのリターン室１９から３つの油戻し穴１８ａを経て低圧室１６に満杯になるまで供給される。
【００２２】
仕切板１８の径方向下側には、前記油戻し穴１８ａが穿設され、リターン室１９の油戻し穴１８ａから低圧室１６に減圧して戻すようにしている。
さらに前記第２ハウジング支持体９の板壁部９ａには、前記吐出室７２に開口る弁孔９５が設けられ、該弁孔９５に弁体及び該弁体を付勢する弁ばねを有するチェック弁４１を設け、油圧作動機器の一方側作動室に圧油が供給されている状態で前記電動モータ２が故障なとにより停止した場合、圧油が供給されている高圧側油圧路の作動油の一部を吐出室７２からチェック弁４１を経てノイズダンパ筒２０内へ返戻することができるようにしている。
【００２３】
駆動ギア５を支える被駆動軸（ポンプ軸）は、第１ハウジング支持体８の挿通孔８４を貫通して電動モータ２側に突出し、第１ハウジング支持体８の他側面に固定支持された電動モータ２の駆動軸１（モータ軸）に同軸的に突き合わせてあり、該駆動軸１と前記被駆動軸４とが、前記ドライブシャフト３によって連結されている。
【００２４】
以上の如く取り付けられたドライブジョイント３は、電動ポンプにポンプ動作を行わせるべく、駆動源たる電動モータ２の回転を駆動軸１を介して被駆動軸４に伝える動作をなす。電動ポンプは、電動モータ２の駆動により、駆動軸１（セータ軸）、被駆動軸４（ポンプ軸）を経て駆動ギア５及び従動ギア６が回転し、これら駆動及び従動ギア５，６の回転に伴い低圧室１６の作動油が、吸込油路３５の消音管１１および第２吸込管２７から吸込室７１に吸い込まれ、さらに各歯部間の空間とギア室内周面とにより画成される各油室が吐出室７２に開放される都度、圧油が発生し、この圧油が第１吐出油路７５及び第１連通路９１を経て、ノイズダンパ筒２０内に供給される。このノイズダンパ筒２０は、そのキャパシティ室２０ａが吐出室７２よりも大容積になっているので、圧油の脈動が小さくなる。
【００２５】
このようにノイズダンパ筒２０を設けて圧油の脈動を小さくするから、脈動による被駆動軸４の振動を小さくすることができる。ノイズダンパ筒２０内の圧油は、第２連通孔９２、第２及び第３吐出油路７４，８１を経て油圧作動機器の一方側作動室に供給される。油圧作動機器の他方側作動室に連通する返油管４２からリターン室１９に戻された作動油は仕切板１８の油戻し孔１８ａから減圧して低圧室１６に戻される。
【００２６】
そして、本実施形態では、吸込先となる低圧室１６と吸込室７１とを連通する吸込油路３５の径ｄを通常よりも絞ってあるので、ポンプ室７０内に発生する騒音が吸込油路３５を通して外部へ漏れることを抑制することができる。しかも、吐出油路３６の径も吐出筒２４により絞ってあるので、ポンプ室７０から吐出油路３６を介して外部へ漏れる騒音を抑制することができる。
【００２７】
次いで、図５は本発明の他の実施形態を模式的に示している。同図を参照して、本実施形態が図１〜図４の実施形態と異なるのは、前記吸込室７１と吸込管２９とを連通し、通常は閉じられている常閉油路４７を設けたことである。この常閉油路４７には、前記吸込室７１内が所定の負圧になったときのみに開放するチェック弁４２が配置されている。このチェック弁４２は、例えば、弁体としてのボール４３を圧縮コイルばね等の付勢部材４４によって弁座４５側へ弾性付勢したボール弁等からなる。また、吸込油路３５と常閉油路４７とは、互いに逆向きに屈曲したくの字状にそれぞれ形成されている。３３，３４はそれぞれ吸込ポートおよび吐出ポートである。
【００２８】
本実施形態では、下記の作用効果を達成できるす。すなわち、例えば、低温で作動油の粘度が高い等の理由で、吸込油路３５の流路抵抗が増大し吸込油路３５を通しての作動油の流量が不足し、吸込室７１が負圧になってしまう場合がある。このようなときに、吸込室７１が所定の負圧になることに応じて、チェック弁４２が開放され、これにより開放された常閉油路４７を通して、吸込室７１内へ作動油が供給される。その結果、負圧発生時に吸込流量が確保されるので、ポンプ効率の低下を防止することができ、したがって、ポンプ効率を低下させることなく騒音を抑制することができる。
【００２９】
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明をトロコイドポンプ等の他の公知の油圧ポンプに適用することができる。その他、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、吸込油路の径を通常よりも絞ってあるので、ポンプ室内に発生する騒音が吸込油路を通して外部へ漏れることを抑制することができる。
請求項２記載の発明では、消音管により消音することができる。
請求項３記載の発明では、吸込油路を通しての作動油の吸込油量が不足した場合に、開放された常閉油路を通して吸込室内へ作動油が供給されるので、全体としての吸込油量が確保される結果、ポンプ効率が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の油圧ポンプとしてのギアポンプの断面図である。
【図２】ギアポンプの別角度からの断面図である。
【図３】図１のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】図１のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態の油圧ポンプとしてのギアポンプの要部の断面図である。
【符号の説明】
５ 駆動ギア
６ 従動ギア
７ ポンプハウジング
７ａ ボディ
７ｂ，７ｃ サイドプレート
８ 第１ハウジング支持体
９ 第２ハウジング支持体
１１ 消音管
２７ 第２吸込管
２９ 第１吸込管
３５ 吸込油路
３６ 吐出油路
４２ チェック弁
４７ 常閉油路
７０ ポンプ室
７１ 吸込室
７２ 吐出室

Claims (3)

1. 吸込先から吸込油路を介して吸込室に吸い込んだ作動油を圧縮し吐出室から吐出油路を介して吐出する油圧ポンプにおいて、
   前記吸込室に開口する吸込口を形成するＬ字形形状の吸込管を備え、
   前記吸込油路は前記吸込管により形成された部分を含み、
   前記吸込管の曲がり部分で前記吸込油路の径が徐々に絞られていることを特徴とする油圧ポンプ。
2. 前記吸込管に接続されたゴム製の消音管を備え、
   前記吸込油路は前記消音管により形成された部分を含むことを特徴とする請求項１記載の油圧ポンプ。
3. 前記吸込室と吸込先とを連通し、前記吸込室内が所定の負圧になったときのみに開放するチェック弁を有する常閉油路を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の油圧ポンプ。

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