JPH0988847A - ベーンポンプの回転軸枢支構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベーンポンプ回転軸の一端に設けられたプー
リに架渡されるベルトの張力によっても、ポンプ回転軸
の中心とカムリングの中心との相対的位置関係を適正に
保持することができるベーンポンプを提供することにあ
る。 【解決手段】 回転軸の他端部を枢支する前記アウタサ
イドプレートまたはカバーの回転軸枢支孔を該回転軸枢
支孔の内径と前記回転軸他端部の軸径との差の半分の距
離δ、または前記回転軸枢支孔に対する前記回転軸他端
部の間隙による該回転軸他端部の移動量に相当する距離
だけ、前記回転軸の一端部のプーリに架渡した無端動力
伝達帯を介して前記ベーンポンプに動力を伝達する原動
機の駆動軸側ωに偏芯して設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のパワース
テアリング装置等に加圧オイルを供給するために、内燃
機関等の原動機の動力を無端ベルトの如き無端動力伝達
帯を介して伝達するベーンポンプに関し、特にその回転
軸枢支構造に関するものである。

【０００２】

【従来技術】無端ベルトを介して伝達される動力でもっ
て回転駆動されるベーンポンプにおいては、図13ないし
図14に図示されるよに、該ベーンポンプ01の回転軸02の
一端にプーリ03が嵌着され、該プーリ03にベルト04の張
力によって該回転軸02に片持荷重Ｐが加わるため、該回
転軸02にＭ＝Ｐ・Ｘ（Ｘ，回転軸02の一端部02ａを枢支
するボールベアリングの05の中心とベルト04の巾方向中
心との距離）なるモーメントが作用し、回転軸02の他端
部02ｂを枢支するブッシュ06と該回転軸他端部02ｂとの
間隙δ｛（ブッシュ06の内径Ｄ−回転軸02の外径Ｄ₂ ）
×１／２｝分だけ、回転軸02が傾き、該回転軸02にスプ
ライン嵌合されているロータ07の外周側に位置してポン
プボディ08と一体のカムリング09のカム周面09ａに対
し、前記ロータ07も前記回転軸02の傾きに対応して必然
的にベルト04の張力方向Ａと反対方向に移動し、その結
果、該カムリング09のカム周面09ａとロータ07の外周面
07ａとで囲まれるカム室010 の形状が正規のカム室形状
と異なった歪んだ形状となる。

【０００３】そして、ベーンポンプ01においては、カム
リング09の全周は、長円柱状に形成されたカム周面09ａ
の短軸09ｂを挟んだロータ回転前後一定範囲の２個の短
軸閉込み区間Ｕと、該カム周面９ａの長軸09ｃを挟んだ
ロータ回転前後一定範囲の２個の長軸閉込み区間Ｖと、
前記短軸閉込み区間Ｕからロータ回転方向に向う前記長
軸閉込み区間Ｖ迄の２個の吸入区間Ｘと、該長軸閉込み
区間Ｖからロータ回転方向に向う前記短軸閉込み区間Ｕ
迄の２個の吐出区間Ｙとに分割されるが、ロータ07の回
転中心がベルト04張力により偏心した結果、前記短軸閉
込み区間Ｕの初期におけるベーン011 の閉込み行程と、
該短軸閉込み区間Ｕの終期におけるべーん011 の閉込み
行程とに差が生じ、カムリング周面９ａとロータ外周面
７ａとベーン011 の側面011 ａとで仕切られた作動室
が、前記短軸閉込み区間Ｕの初期および終期にて膨張ま
たは収縮し、オイル中の空気が発泡してキャビテーショ
ンを起し、振動および騒音が発生し、また長軸閉込み区
間Ｖにおいても、同様な現象が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特公昭59−11758 号公
報に記載された発明においては、ベルトの張力方向Ａ
を、長円柱状カム周面09ａの短軸方向または長軸方向に
向けることにより、閉込み区間の初期および終期のベー
ン閉込み行程を均等化し、キャビテーションの発生を未
然に阻止し、振動および騒音発生を抑制するようになっ
ていたが、このような構成によれば、ベルトの張り方向
が限定されてしまい、ベーンポンプの取付けレイアウト
の自由度が失なわれてしまう難点がある。

【０００５】また前記公報記載の発明では、たとえキャ
ビテーションの発生を阻止したとしても、ベルトの張り
方向に沿った長軸閉込み区間または短軸閉込み区間の内
のベルト張り側区間の容積がベルト張り側と反対側の区
間の容積に対し差が生じるため、両者に圧力差が生じ、
この圧力差による振動・騒音が不避的に発生する不具合
があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段および効果】本発明は、こ
のような難点を克服したベーンポンプの改良に係り、原
動機の駆動軸から無端動力伝達を介してベーンポンプの
回転軸に動力が伝達されるベーンポンプにおいて、該回
転軸の無端動力伝達帯側一端部は、軸受手段を介してポ
ンプボディーに回転自在に枢支されるとともに、前記回
転軸の他端部は、ロータの両側面を前記ポンプボディも
しくはインサイドプレートと、共同して挟持するアウタ
サイドプレート、または前記ロータおよびアウタサイド
プレートを密閉するように前記ポンプボディに装着され
るカバーに回転自在に枢支され、前記回転軸の他端部を
枢支する前記アウタサイドプレートまたはカバーの回転
軸枢支孔が、該回転軸枢支孔の内径と前記回転軸他端部
の軸径との差の半分の距離、または前記回転軸枢支孔に
対する前記回転軸他端部の間隙間による該回転軸他端部
の移動量に相当する距離だけ、前記無端動力伝達帯を介
して前記ベーンポンプに動力を伝達する原動機の駆動軸
側に偏芯して設けられたことを特徴とするものである。

【０００７】請求項１記載の本発明では、図１に図示さ
れるように、前記回転軸13の他端部13ａを枢支する前記
アウタサイドプレートまたはカバーの回転軸枢支孔14を
該回転軸枢支孔14の内径Ｄ₁ と前記回転軸他端部13ａの
軸径Ｄ₂ との差の半分の距離δ＝（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／２、
または前記回転軸枢支孔14に対する前記回転軸他端部13
ａの間隙による該回転軸他端部13ａの移動量に相当する
距離だけ、前記回転軸13の一端部13ｂのプーリ17に架渡
された無端動力伝達帯50を介して前記ベーンポンプに動
力を伝達する原動機の駆動軸側ωに偏芯して設けたた
め、前記無端動力伝達帯50の張力Ｐによりポンプ回転軸
13が傾けられようとしても、前記回転軸他端部13ａの枢
支孔14が予めこれに対向する方向へ偏心している結果、
前記ポンプ回転軸13の傾動が未然に阻止され、従って該
ポンプ回転軸13と一体のロータ７の中心が、カムリング
５の中心に合致せしめられ、本発明のベーンポンプは、
振動や騒音の発生が著しく抑制される。

【０００８】また本発明を請求項２記載のように、前記
ロータ７の外周を囲繞するカムリング５を前記回転軸13
の他端部13ａを枢支する前記アウタサイドプレート、ま
たはカバーの回転軸枢支孔14に対する前記回転軸他端部
13ａの間隙による前記ロータ７の移動量εに相当する距
離だけ、前記無端動力伝達帯50を介して前記ベーンポン
プに動力を伝達する原動機の駆動軸に対して前記ポンプ
回転軸を挟んで反対側Ωに偏芯して設けることにより、
図２に図示するように、カムリング５とロータ７との相
対的位置関係を回転軸13の傾動と無関係に一定に保持す
ることができ、前記請求項１記載の発明と同様な効果を
奏すことができる。

【０００９】さらに図３に図示するように、２本のノッ
クピン53の配列方向Ｂが無端動力の張力方向に対して交
叉した場合において、該無端動力伝達帯の張力Ｐに抵抗
するノックピン53の支持反力Ｑにより、該張力方向Ａに
対し直角方向の支持反力Ｒが生じてポンプ回転軸13がそ
の方向に移動しようとするところを、請求項３記載のよ
うに、本発明を構成して、前記無端動力伝達帯50の張力
方向Ａに沿って前記２本のノックピン53を配置すること
により、該無端動力伝達帯50の張力方向Ａに対し直角方
向の支持反力Ｒを発生させずに、前記無端動力伝達帯の
張力に影響されることなく、カムリングカム周面に対す
るロータ中心位置を確固とその位置に保持することがで
き、ベーンポンプを正常に運転して、振動・騒音の発生
をできるだけ抑制することができる。

【００１０】さらに請求項４または請求項５記載のよう
に本発明を構成することにより、ベーンポンプ回転軸お
よびロータを高速回転させて、ベーンポンプの大型化を
避けながら高出力化を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図４ないし図12に図示され
た本発明の一実施形態について説明する。

【００１２】本実施形態のベーンポンプ１のポンプボデ
ィ２に短円筒状凹部３が形成され、該短円筒状凹部３に
インナサイドプレート４とカムリング５が順次嵌装さ
れ、該カムリング５のカム室６内にロータ７が嵌装さ
れ、該ロータ７に周方向に亘って複数個放射方向に指向
したベーン溝８が形成され、該ベーン溝８にベーン９が
それぞれ嵌装されている。

【００１３】また前記カムリング５とロータ７の外側面
に鉄系焼結合金製のアウタサイドプレート10が添接さ
れ、該アウタサイドプレート10の外側面に接するカバー
11とポンプボディ２とで、カムリング５およびロータ７
が密閉され、ポンプボディ２とカバー11とはボルト12で
一体に結合されている。

【００１４】さらにポンプボディ２を貫通した回転軸13
はロータ７にスプライン嵌合されるとともに、該回転軸
13の先端部13ａはアウタサイドプレート10の枢支孔14に
回転自在に嵌装され、前記ポンプボディ２と回転軸13の
基端部13ｂとにボールベアリング15が介装され、図１に
図示されるように、該枢支孔14の中心線Ｏ₁ は、カムリ
ング５の中心線Ｏ₂ に対し、後記無端ベルトの張力方向
Ａに向って、 δ＝（Ｄ₁ −Ｄ₂ ）／２ ただしＤ₁ ；枢支孔14の内径 Ｄ₂ ；回転軸13の外径 だけ偏芯して形成されている。

【００１５】さらにまた図５および図６に図示されるよ
うに、枢支孔14より内側に位置してポンプボディ２と回
転軸13とにオイルシール16が介装され、該回転軸13の外
端にドリブンプーリ17が嵌着され、図示されない内燃機
関のクランク軸に嵌着されたドライブプーリ（図示され
ず）と該ドリブンプーリ17とに無端動力伝達帯たる無端
ベルト50が架渡され、該ドライブプーリの中心は、ドリ
ブンプーリ17の中心からＡ方向延長線に位置している。

【００１６】しかして前記アウタサイドプレート10に
は、回転軸13の先端部13ａを包囲するように、カバー11
に向って環状突起18が形成され、該環状突起18の先端外
周はカバー11の円筒状凹部19に嵌合されている。

【００１７】またポンプボディ２の上部には、吸入ジョ
イント20が嵌合されてボルト21でもってポンプボディ２
に一体に嵌着され、該吸入ジョイント20は、ポンプボデ
ィ２内の吸入通路22を介してカバー11の吸入通路23に連
通され、アウタサイドプレート10には該吸入通路23とカ
ム室６とを相互に連通する２個の貫通吸入ポート24が形
成されるとともに、該２個の貫通吸入ポート24の周方向
中間に吐出凹部25が形成され、かつこれら貫通吸入ポー
ト24、吐出凹部25の中心寄りに環状溝26が形成され、し
かもアウタサイドプレート10の外周部における直径方向
両端に２個の位置決め孔27が形成されている。

【００１８】さらにカムリング５には、アウタサイドプ
レート10の２個の貫通吸入ポート24に対応した位置に、
該貫通吸入ポート24とインナサイドプレート４の吸入凹
部29とを連通する貫通吸入通路28が２個形成され、該イ
ンナサイドプレート４には、該２個の吸入凹部29の周方
向中間に貫通吐出ポート30が形成され、アウタサイドプ
レート10の環状溝26と半径位置が一致した個所に、圧油
導入貫通孔31と圧油導入凹部32とが交互に形成され、該
圧油導入貫通孔31および圧油導入凹部32は、ロータ７の
ベーン溝８の基部の圧油導入部33を介してアウタサイド
プレート10の環状溝26とに連通され、該圧油導入貫通孔
31はポンプボディ２の環状吐出通路34にも連通されてい
る。

【００１９】さらにまたポンプボディ２内においては、
図５に図示されるように、吐出通路34に貫通路35を介し
て連通するリリーフバルブ36のスプール収納孔37に流量
調整用スプール38が摺動可能に嵌装され、該スプール収
納孔37を流量調整用スプール38で仕切られたパイロット
圧力室39に圧縮コイルスプリング41が介装されており、
吐出通路34より貫通路35を介してリリーフバルブ36の弁
室40に導入された圧力オイルは絞り通路42を介して圧力
オイル供給孔43に流れ、該圧力オイル供給孔43は図示さ
れないパイプを介してパワーステアリング装置へ供給さ
れるようになっている。

【００２０】そして弁室40内の圧力が所定圧力以上に上
昇すると、流量調整用スプール38が圧縮コイルスプリン
グ41のバネ力に打勝ってパイロット圧力室39に向い押さ
れ、戻り通路44を介して吸入通路23に戻されるようにな
っている。なお、パイロット圧力室39と圧力オイル供給
孔43はリリーフ通路45を介して連通されている。

【００２１】またポンプボディ２とインナサイドプレー
ト４とでは大径のＯリング46と小径のＯリング47が介装
されるとともに、ポンプボディ２とカバー11とにＯリン
グ48が介装され、ポンプボディ２と吸入ジョイント20と
にもＯリング49が介装されている。

【００２２】さらに図６に図示されるように、アウトサ
イドプレート10の位置決め孔27と、該位置決め孔27と合
致した位置にてカムリング５に形成された位置決め貫通
孔51と、該位置決め貫通孔51と合致した位置にてインサ
イドプレート４に形成された位置決め孔52とには、それ
ぞれ２本のノックピン53が嵌装され、該２本のノックピ
ン53の配列方向は、図４に図示されるように、ドリブン
プーリ17の中心からドライブプーリに向うＡ方向に設定
されている。

【００２３】図４ないし図12に図示された実施例は前記
したように構成されているので、ドリブンプーリ17が図
４にて反時計方向へ回転駆動されると、貫通吸入ポート
24および吸入凹部29に隣接したカム室６のベーン９相互
の空間の容積がロータ７の回転に伴なって増大し、この
空間容積の増大によって、吸入ジョイント20から吸入通
路22、23を介してカム室６内にオイルが吸入され、カム
室６のベーン９相互間の空間が吐出凹部25および貫通吐
出ポート30に接近すると、この空間容積が減少し、この
空間容積の減少によって、該空間から、貫通吐出ポート
30を介して環状の吐出通路34に吐出され、該吐出通路34
内の吐出オイルはリリーフバルブ36を介して図示されな
いパワーステアリング装置へ供給される。

【００２４】そして圧力オイル供給孔43すなわち弁室40
内のオイル圧力が所定圧力以上に上昇すると、流量調整
用スプール38が圧縮コイルスプリング41のバネ力に打勝
ってパイロット圧力室39に向って移動し、弁室40と戻り
通路44とが連通状態となり、余分のオイルが弁室40から
戻り通路44、吸入通路23を介して貫通吸入ポート24に還
流し、圧力オイル供給孔43から図示されないパワーステ
アリング装置へ一定圧力のオイルが供給される。

【００２５】また環状の吐出通路34内の圧力オイルは、
インナサイドプレート４の圧油導入貫通孔31を介してロ
ータ７のベーン溝８の圧油導入部33に導入され、ベーン
９の中心側端面に吐出通路34内の圧力オイルが作用する
ため、ベーン９はカムリング５のカム室６の内周面に常
に密接され、カム室６内にてベーン９により仕切られた
空間は油密に保持される。

【００２６】さらにアウタサイドプレート10は焼結合金
製であり、かつポンプボディ２およびカバー11内にてオ
イルの雰囲中に浸漬されているため、自己潤滑性に富
み、回転軸13の先端部13ａの回転摩擦力が小さい。

【００２７】さらにまた無端ベルト50の張力による大き
な負荷を負担する軸受部材がボールベアリング15である
ため、回転軸13が高回転されても、この大負荷は充分に
ボールベアリング15によって支持され、ベーンポンプ１
は大流量のオイルをパワーステアリング装置へ供給する
ことができる。

【００２８】しかも、枢支孔14の中心線Ｏ₁ はカムリン
グ５の中心線Ｏ₂ に対し図１に図示されるようにδだけ
Ａ方向へ偏心しているため、ドリブンプーリ17に無端ベ
ルト50の張力がＡ方向に加えられてＭ方向へ回転軸13が
傾動しようとしても、枢支孔14の偏心によってこの傾動
が阻止され、該回転軸13と一体のロータ７が無端ベルト
50の張力によってもカムリング５に対して位置を変え
ず、カム室６は正常な形状を維持することができ、カム
室６内の圧油に圧力変動がなく、静粛にベーンポンプ１
は運転しうる。

【００２９】またボールベアリング15とドリブンプーリ
17との距離が短く、ボールベアリング15と枢支孔14との
距離が長いため、枢支孔14に加わる回転軸13の先端部13
ａの負荷が小さい結果、多孔質の鉄系焼結合金製のアウ
タサイドプレート10の枢支孔14でもって、回転軸13の先
端部13ａは充分に支持され、この部分の小型化が可能と
なり、しかもベーンポンプ１の動力損失が低い。

【００３０】図４ないし図14の実施形態において、無端
ベルト50の張力による回転軸13の撓みが無視できない程
度の値の場合には、この撓みの分だけ枢支孔14の偏心量
を増大すればよい。

【００３１】また図４ないし図14の実施形態において、
アウタサイドプレート10の位置決め孔27およびカバー11
の位置決め孔54の位置を張力方向Ａと反対向きにδだけ
ずらせることにより、枢支孔14の位置を張力方向Ａへδ
だけ偏心させることができる。

【００３２】図４ないし図14の実施形態では、枢支孔14
の位置を無端ベルト50の張力方向Ａに向ってδだけ偏芯
させたが、枢支孔14の間隙によりロータ７が無端ベルト
50の張力方向Ａと反対向きに移動した移動量εに相当す
る距離だけカムリング５を張力方向Ａと反対向きに偏芯
させてもよく、この場合カムリング５の位置決め貫通孔
51の位置をその偏芯分だけ張力方向Ａへずらせばよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における特許請求の範囲の請求項１に対
応した構成を図示した説明図である。

【図２】前記特許請求の範囲の請求項２に対応した構成
を図示した説明図である。

【図３】前記特許請求の範囲の請求項３に対応した構成
にした場合と、そうでない場合のノックピンの支持作用
を図示した説明図である。

【図４】本発明のオイルポンプの駆動軸枢支構造の一実
施例を図示した正面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿って截断した縦断側面図で
ある。

【図６】図４のVI−VI線に沿って截断した縦断側面図で
ある。

【図７】図５のVII −VII 方向から見たアウタサイドプ
レートの正面図である。

【図８】図５のVIII−VIII方向から見たアウタサイドプ
レートの裏面図である。

【図９】図５のIX−IX方向から見たカムリングとインナ
サイドプレートとを重ねた状態の正面図である。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿って截断した断面図であ
る。

【図１１】図５のVIII−VIIIの線から逆方向に見たカム
リングの正面図である。

【図１２】図５のＸII−ＸII線に沿って截断した断面図
である。

【図１３】従来のベーンポンプにおいて、ベルト張力に
より回転軸が傾いた状態の説明図である。

【図１４】図13のXIV −XIV 矢視図である。

【符号の説明】

１…ベーンポンプ、２…ボンブボディ、３…短円筒状凹
部、４…インナサイドプレート、５…カムリング、６…
カム室、７…ロータ、８…ベーン溝、９…ベーン、10…
アウタサイドプレート、11…カバー、12…ボルト、13…
回転軸、14…枢支孔、15…ボールベアリング、16…オイ
ルシール、17…ドリブンプーリ、18…環状突起、19…円
筒状凹部、20…吸入ジョイント、21…ボルト、22、23…
吸入通路、24…貫通吸入ポート、25…吐出凹部、26…環
状溝、27…位置決め孔、28…貫通吸入通路、29…吸入凹
部、30…貫通吐出ポート、31…圧油導入貫通孔、32…圧
油導入凹部、33…圧油導入部、34…吐出通路、35…連通
路、36…リリーフバルブ、37…スプール収納孔、38…流
量調整用スプール、39…パイロット圧力室、40…弁室、
41…圧縮コイルスプリング、42…絞り通路、43…圧力オ
イル供給孔、44…戻り通路、45…リリーフ通路、46、4
7、48、49…Ｏリング、50…無端ベルト、51…位置決め
貫通孔、52…位置決め孔、53…ノックピン、54…位置決
め孔。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機の駆動軸から無端動力伝達を介し
   てベーンポンプの回転軸に動力が伝達されるベーンポン
   プにおいて、該回転軸の無端動力伝達帯側一端部は、軸
   受手段を介してポンプボディーに回転自在に枢支される
   とともに、前記回転軸の他端部は、前記ポンプボディに
   装着されるカバーに回転自在に枢支され、前記回転軸の
   他端部を枢支する前記アウタサイドプレート、またはカ
   バーの回転軸枢支孔が、該回転軸枢支孔の内径と前記回
   転軸他端部の軸径との差の半分の距離、または前記回転
   軸枢支孔に対する前記回転軸他端部の間隙による該回転
   軸他端部の移動量に相当する距離だけ、前記無端動力伝
   達帯を介して前記ベーンポンプに動力を伝達する原動機
   の駆動軸側に偏芯して設けられたことを特徴とするベー
   ンポンプの回転軸枢支構造。
2. 【請求項２】 原動機の駆動軸から無端動力伝達を介し
   てベーンポンプの回転軸に動力が伝達されるベーンポン
   プにおいて、該回転軸の無端動力伝達帯側一端部は、軸
   受手段を介してポンプボディーに回転自在に枢支される
   とともに、前記回転軸の他端部は、前記ポンプボディに
   装着されるカバーに回転自在に枢支され、前記ロータの
   外周を囲繞するカムリングが、前記回転軸の他端部を枢
   支する前記アウタサイドプレート、またはカバーの回転
   軸枢支孔に対する前記回転軸他端部の間隙による前記ロ
   ータの移動量に相当する距離だけ、前記無端動力伝達帯
   を介して前記ベーンポンプに動力を伝達する原動機の駆
   動軸に対して前記ポンプ回転軸を挟んで反対側に偏芯し
   て設けられたことを特徴とするベーンポンプの回転軸枢
   支構造。
3. 【請求項３】 前記カムリングを貫通し、一端がポンプ
   ボディまたはインナサイドプレートに嵌合するとともに
   他端がカバーまたはアウトサイドプレートに嵌合する２
   本のノックピンは、前記ポンプ回転軸と前記原動機駆動
   軸とを結ぶ線上の該カムリングの直径両端にそれぞれ配
   置されたことを特徴とする前記請求項１、または請求項
   ２記載のベーンポンプの回転軸枢支構造。
4. 【請求項４】 前記ベーンポンプ回転軸の無端動力伝達
   帯側一端部を枢支する軸受手段は、ころがり軸受手段で
   あることを特徴とする前記請求項１、請求項２、または
   請求項３記載のベーンポンプの回転軸枢支構造。
5. 【請求項５】 前記ころがり軸受は、ボールベアリング
   であることを特徴とする前記請求項４記載のベーンポン
   プの回転軸枢支構造。