JPH0530485U - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロータの回転速度の増加に伴う吐出流量の過
度の増加を制限し、駆動源での無為な動力負担を軽減す
る。 【構成】 ロータ１に、これの外周側のポンプ室Ｐ内に
一端を開口し、半径方向に貫通してロータ１内周側の低
圧部に連なる貫通孔11を形成する。この貫通孔11の開口
端側の大径部 11aの内側に、球形の弁体80、コイルばね
81及びストッパ82を備えたチェック弁８を構成し、大径
部 11aとポンプ室Ｐとを、ロータ１の側面の導油溝14と
ロータ１の厚さ方向に穿設した導油孔15とにより連通さ
せる。弁体80は、ロータ１の回転に伴う遠心力の作用に
よりコイルばね81のばね力に抗して半径方向外向きに移
動し、大径部 11a底面の弁座83から離反して貫通孔11を
開放する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はベーンポンプに関し、特に、自動車用の動力舵取装置における動作油 圧の発生源として、車上に搭載して用いられるベーンポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年の自動車には、舵取りのための舵輪（ステアリングホィール）操作を油圧 により補助する油圧式の動力舵取装置（パワーステアリング装置）が広く普及し ている。これは、舵取り機構中に配した油圧アクチュエータの動作油圧を舵輪の 操作に応じて制御し、該油圧アクチュエータの発生力（操舵補助力）により舵取 りを補助する構成となっており、前記動作油圧の発生源としては、小型であると 共に高圧力の発生が可能なベーンポンプが多く用いられている。

【０００３】 ところで、自動車の舵取りは操向車輪（一般的には前輪）に作用する路面反力 に抗して行われるものであり、この路面反力の大小は車速の遅速に対応すること が知られている。従って、前述の動力舵取装置においては、停止時又は低速走行 時に大なる路面反力に抗して行われる舵取り、所謂、据え切りに際しては十分な 操舵補助力を発生する必要があり、動作油圧の発生源として用いられるベーンポ ンプの仕様は、据え切り状態での必要油圧及び必要油量を基準として決定されて いる。

【０００４】 ところが一方、前記ベーンポンプは、車上に搭載されたエンジンにより駆動さ れるのが一般的であり、このエンジンは、車速の高低に略対応する回転速度を有 するため、前述の如く仕様決定されたベーンポンプは、路面反力が小さく操舵補 助力の発生を殆ど必要としない高速走行時に、高速での回転駆動に伴って多量の 吐出油を発生することになる。

【０００５】 そこで従来から、前記ベーンポンプの吐出側に流量制御弁を配し、この流量制 御弁の動作により、高速回転時における吐出油の余剰分を吸込側に還流せしめ、 油圧アクチュエータへの送給油量を減じるようにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、前記流量制御弁の動作により吸込側に還流せしめられる余剰油は、 前記ベーンポンプの内部において一旦昇圧されたものであり、駆動源となるエン ジンには、油圧アクチュエータへの送給油量が少ない高速走行時においても、前 記余剰油の昇圧のための無為な動力負担が強いられ、該エンジンの定常的な負荷 増大に伴う燃費の低下を招来する難点がある。

【０００７】 特に近年においては、米国内での実施が検討されているCAFE（Corporate Aver age Fuel Economy：企業平均燃費）値による燃費規制等、自動車の燃費規制は一 層強化される傾向にあり、このような燃費規制に対処するためにも、前述した無 為な動力負担による燃費低下の抑制が重要な課題となっている。

【０００８】 このような課題に対処すべく、実開昭63-139335 号公報、実開平2-132580号公 報等には、駆動源となるエンジンとベーンポンプとの間に遠心クラッチを配し、 この遠心クラッチの遮断動作により、エンジンの回転速度が大なる高速走行時に ベーンポンプの駆動を停止するようにした構成が開示されている。ところが、前 記ベーンポンプに必要とされる駆動力を係断し得る遠心クラッチは、かなり大型 のものとなり、車上に搭載した前記ベーンポンプ周辺の限定された空間への配設 が難しい場合が多く、前述した構成は、その実現性に問題がある。

【０００９】 本考案は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、高速回転時における吐出流 量を自身の内部にて制限し、駆動源に無為な動力負担を強いることがなく、動力 舵取装置への適用によりエンジンの燃費向上に寄与し得るベーンポンプを提供す ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】 本考案に係るベーンポンプは、カムリングの内部にて生じるロータの回転によ り、該ロータの外周と前記カムリングの内周との間に形成されたポンプ室の内部 に流体圧を発生するベーンポンプにおいて、前記ポンプ室を前記ロータの内周側 の低圧部に連通する連通路と、該連通路の中途に配してあり、前記ロータの回転 に伴う遠心力の作用により動作して、前記連通路を開放するチェック弁とを具備 することを特徴とする。

【００１１】

【作用】

本考案においては、ロータの回転速度が増し所定速度に達すると共に、ポンプ 室を低圧源に連通する連通路の中途に配したチェック弁が遠心力の作用により開 放動作をなし、前記ポンプ室の内部にて昇圧されつつある流体の一部をロータ内 周側の低圧部に逃がして吐出流量を制限する。

【００１２】

【実施例】

以下本考案をその実施例を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本考案に係 るベーンポンプの側断面図、図２は、図１のII−II線による横断面図である。

【００１３】 図中１は、矩形平板状をなす複数枚のベーン10，10…を半径方向への進退自在 に備えた短寸円筒形のロータであり、また２は、楕円形の内周と円形の外周とを 備え、ロータ１と略同長の偏肉筒形をなすカムリングである。また、図中４はハ ウジングであり、該ハウジング４には、カムリング２の外径と略等径の円形断面 をなす空洞部40が一側全面に開口する態様にて形成してある。

【００１４】 ロータ１とカムリング２とは、カムリング２の内側にロータ１を同軸的に収納 した状態で、カムリング２の一側に同軸的に積層された厚肉円板形のプレッシャ プレート３と共に、ハウジング４の空洞部40にプレッシャプレート３を内奥側と して内嵌されており、図２に示す如く、この嵌合部分に打設した２本の固定ピン 30，30により相互に一体化せしめてある。そして、ロータ１、カムリング２及び プレッシャプレート３を収納するハウジング４の空洞部40は、これの開口側周縁 に複数本の固定ボルト51，51…により固定されたエンドプレート５にて閉塞して ある。

【００１５】 ハウジング４は、前記空洞部40と同軸上に、他側に貫通する軸支孔41を備えて おり、ロータ１の駆動軸であるロータ軸６は、この軸支孔41に内嵌固定された玉 軸受42と、エンドプレート５の軸心位置に内嵌固定された軸受ブッシュ50とによ りハウジング４の内部に同軸回動自在に支承してあり、軸支孔41からの突出端に 嵌着されたＶベルト車60を介して図示しない駆動源に連結されている。

【００１６】 カムリング２内側のロータ１は、前記玉軸受42と軸受ブッシュ50との間にてロ ータ軸６にスプライン結合せしめてあり、該ロータ軸６の回転に連動してカムリ ング２と同軸上にて回転するようになしてある。これによりロータ１は、カムリ ング２の内側に同軸的に支承されたことになり、円形をなすロータ１の外周と、 楕円形をなすカムリング２の内周との間には、プレッシャプレート３とエンドプ レート５とにより両側を囲繞された２つのポンプ室Ｐ，Ｐ（図２参照）が形成さ れる。

【００１７】 以上の如く構成されたベーンポンプの作動油は、ハウジング４の外周に固設さ れた吸込管９から導入され、該吸込管９に連設された吸込油路20を通流し、エン ドプレート５側に開口する各別の吸込口21，21（図２参照）からポンプ室Ｐ，Ｐ 内に吸込まれる。

【００１８】 ロータ１のベーン10，10…は、半径方向外向きに付勢されてカムリング２の内 周面に押し付けてあり、この内周面の形状変化に追随して各別に進退動作しつつ ロータ１と共に回転するようになしてある。而して、ポンプ室Ｐ，Ｐに導入され た作動油は、周方向に相隣するベーン10，10間に封止された状態でロータ１の回 転に伴って回転せしめられて昇圧し、プレッシャプレート３側に開口する各別の 吐出口22，22（図２参照）を経てプレッシャプレート３背面側の圧力室23に吐出 され、更に該圧力室23に連通する弁室24を経て外部に送出される。このとき、弁 室24への導入油の一部は、該弁室24に内蔵された図示しない流量制御弁の動作に より外部への送出前に前記吸込油路20に還流せしめられ、所定の送出油量が保た れるようになっている。

【００１９】 このような動作中、ポンプ室Ｐ，Ｐ内にて昇圧する作動油の一部は、ロータ１ の両側面とプレッシャプレート３及びエンドプレート５との間のわずかな隙間を 経て半径方向内向きに漏れ出す。この漏れ出し先であるロータ１の内周側は、ロ ータ軸６の外周とこれを囲繞するハウジング４の内面との間に形成された環状の 通路により還流室７に連通しており、この還流室７は、玉軸受42の内奥側にて前 記軸支孔41の嵌着されたオイルシール43により液密に封止され、また還流孔25を 介して吸込油路20に連通されており、吸込油路20の内部と略等しい低圧状態に保 たれている。従って、前述した漏れ出し油は、還流室７から還流孔25を経て吸込 油路20内に還流し、再度ポンプ室Ｐ，Ｐに吸込まれて昇圧される。

【００２０】 さて図１及び図２に示す如く、前記ロータ１には、相隣するベーン10，10間の 外周面にその一端を開口させ、半径方向に貫通する一対の貫通孔11，11が形成さ れている。ロータ１の内周側に開口する貫通孔11，11の他端は、ロータ軸６の当 該部位に形成された環状溝12により相互に連通され、この環状溝12及びロータ軸 ６の軸心を貫通する貫通孔13を介して前記還流室７に連通させてある。

【００２１】 図３及び図４は、ロータ１の外周への前記貫通孔11の開口側近傍の拡大断面図 である。本図に示す如く前記貫通孔11の開口端側には所定深さの大径部 11aが形 成してあり、この大径部 11aの内部には、球形をなす弁体80、コイルばね81及び ストッパ82を備えたチェック弁８が構成されている。

【００２２】 大径部 11aの底部には、ロータ１の内径側に向けて縮径する態様にて前記弁体 80が着座する弁座83が形成してある。前記ストッパ82は、大径部 11aの開口端に これを閉塞する態様にて内嵌固定してあり、大径部 11a内に遊嵌された前記弁体 80は、このストッパ82との間に介装された前記コイルばね81によりロータ１の半 径方向内向きに付勢され、前記弁座83に押し付けられている。

【００２３】 大径部 11aの弁座83のやや外側部分は、ロータ１の側面の対応部分を切欠いて なる導油溝14と、これの先端からロータ１の厚さ方向に穿設された導油孔15とに より、ロータ１外周のポンプ室Ｐに連通させてある。一方、前記コイルばね81の ばね強さは、ロータ１の回転に伴って弁体80に作用する遠心力を基準として選定 してあり、ロータ１の回転速度が所定の基準速度に達したとき弁体80は、遠心力 の作用によりコイルばね81のばね力に抗して移動し、図４に示す如く弁座83から 離反するようになしてある。

【００２４】 即ち、本考案に係るベーンポンプにおいては、ロータ１とカムリング２との間 に形成されたポンプ室Ｐが、導油溝14、導油孔15、貫通孔11、環状溝12及び貫通 孔13からなる連通路によりロータ１内周側の低圧状態に維持された還流室７に連 通されており、この連通路の中途に、ロータ１の回転に伴う遠心力の作用により 開放動作をなすチェック弁８が構成されている。

【００２５】 以上の構成により各ポンプ室Ｐ内の作動油は、前述した吸込みから吐出しまで の間に、導油溝14及び導油孔15を経て貫通孔11の大径部 11a中に常時導入される が、ロータ１の回転速度が小さい場合、図３に示す如くチェック弁８の弁体80が 弁座83に着座している状態にあり、大径部 11aへの導入油は完全に遮断され、該 大径部 11aに連設された貫通孔11に流入せず、ポンプ室Ｐへの吸込油は、ロータ １の回転によりその全量が昇圧されて、吐出口22及び圧力室23を経て弁室24に吐 出される。

【００２６】 ところが一方、ロータ１の回転速度が前記基準速度に達した後は、図４に示す 如く弁体80が弁座83から離反し、大径部 11aへの導入油は、弁体80と弁座83との 間の隙間を経て貫通孔11に流入し、環状溝12及び貫通孔13を経て還流室７に達し 、更に還流孔25を経て吸込油路20に還流せしめられることになり、ポンプ室Ｐか らの吐出油量は、前記還流油量を吸込油の全量から減じた量となる。

【００２７】 ポンプ室Ｐへの吸込油量は、ロータ１の回転速度の増大に伴って増すが、本考 案に係るベーンポンプにおいては、このとき同時に、チェック弁８の弁体80と弁 座83との離反距離が増し、これに伴って前述した還流油量もまた増加するから、 ポンプ室Ｐからの吐出油量は、ロータ１の回転速度の増大に対して本来の変化率 よりも小さい変化率を有して増大する。そして、ロータ１の回転による昇圧仕事 はこの吐出油に対してのみ行われるから、Ｖベルト車60を介して伝達される駆動 動力の回転速度の増加に対する変化率は、本来のそれに比して大幅に低減され、 駆動源に無為な動力負担を強いることがない。

【００２８】 また、チェック弁８が開放状態にあるとき、大径部 11aへの作動油の流入は、 ロータ１の厚さ方向に延設された導油孔15を経て生じるから、この油の流れによ り弁体80の動作が阻害される虞がなく、前記連通路を経ての低圧部への還流は安 定して行われる。

【００２９】 図５は、本考案に係るベーンポンプの吐出量特性を示すグラフである。本図中 に実線にて示す如く、本考案に係るベーンポンプにおいては、前記基準速度の前 後において変化率が異なる特性が得られ、同図中に破線にて示す従来のベーンポ ンプのそれと比較した場合、高速回転域での吐出流量、及びこれに伴う駆動動力 の低減効果が明らかである。

【００３０】 なお、図５中の一点鎖線は送油先に送出される送出量を示しており、このよう な特性は、送油先での要求に応えるべく、弁室24に内蔵された前記流量制御弁の 動作により実現される。本考案に係るベーンポンプにおいては、前記基準速度を 適正に設定することにより、送出量に影響を及ぼすことなく無為な吐出量の増加 が制限され、駆動源での無為な動力負担を軽減し得ることがわかる。

【００３１】 なお、前記連通路及びチェック弁８の並設数は、本実施例に示す２つに限るも のではなく、１つ又は３つ以上としてもよいが、ロータ１の周方向への圧力バラ ンスを考慮した場合、１つのチェック弁及び連通路の採用は望ましくなく、また ３つ以上とする場合でも、ロータ１の周方向に、ベーン10，10…に干渉すること なく等配が可能な数を選ぶのが望ましい。

【００３２】 また本実施例においては、球形の弁体80を備えたチェック弁８を採用したが、 チェック弁８の構成はこれの限るものではなく、遠心力の作用により動作し得る ものであれば如何なる構成としてもよい。

【００３３】 図６及び図７は、本考案の他の実施例を示す要部拡大断面図である。この実施 例においては、球形の弁体80に換えて、先端に向けて縮径するテーパ部を貫通孔 11の開口端に臨ませて備えた図示の如き弁体90が用いてある。通常時においてこ の弁体90は、前記テーパ部を貫通孔11内にくい込ませ、該貫通孔11の開口縁に周 設された弁座83に密に着座した図６に示す状態にあるが、ロータ１の回転速度が 基準速度に達すると、図中に白抜矢符にて示す如く自身に作用する遠心力とコイ ルばね81のバネ力とのバランスに応じて半径方向外向きに移動し、図７に示す如 く、テーパ部と弁座83との間に隙間が生じる。そしてこのとき、前記隙間の面積 は、弁体90の移動に応じて緩やかに増すするから、前記基準速度の前後において ポンプ室Ｐからの吐出油量が急減し、この吐出油により生じる動力舵取装置の動 作に悪影響を及ぼす虞がない。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳述した如く本考案に係るベーンポンプにおいては、ポンプ室を低圧源に 連通する連通路の中途に配したチェック弁がロータの回転に伴う遠心力の作用に より開放されて、ポンプ室内の流体の一部がロータの回転による昇圧前に低圧部 に還流せしめられ、高速回転域での吐出流量の増加が自動的に制限されるから、 駆動源に無為な動力負担を強いることがなく、自動車の動力舵取装置の油圧発生 源としての適用により、エンジンの燃費向上が図れる等、本考案は優れた効果を 奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るベーンポンプの側断面図である。

【図２】図１のII−II線による横断面図である。

【図３】本考案に係るベーンポンプの特徴部分の拡大断
面図である。

【図４】本考案に係るベーンポンプの特徴部分の拡大断
面図である。

【図５】本考案に係るベーンポンプの吐出量特性を示す
グラフである。

【図６】本考案の他の実施例を示す要部拡大断面図であ
る。

【図７】本考案の他の実施例を示す要部拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１ ロータ ２ カムリング ３ プレッシャプレート ４ ハウジング ５ エンドプレート ６ ロータ軸 ７ 還流室 ８ チェック弁 11 貫通孔 14 導油溝 15 導油孔 Ｐ ポンプ室

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムリングの内部にて生じるロータの回
   転により、該ロータの外周と前記カムリングの内周との
   間に形成されたポンプ室の内部に流体圧を発生するベー
   ンポンプにおいて、前記ポンプ室を前記ロータの内周側
   の低圧部に連通する連通路と、該連通路の中途に配して
   あり、前記ロータの回転に伴う遠心力の作用により動作
   して、前記連通路を開放するチェック弁とを具備するこ
   とを特徴とするベーンポンプ。