JP2000512709A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ベーンポンプに関する。このベーンポンプは、複数の羽根を保持するロータと、ロータに緊密に圧接している２枚の圧力プレート（１７）とを備え、１方の圧力プレートはポンプの吐出側に配置され、他方は他の側に配置されたおり、さらに、複数の羽根を囲み２つの通気およおび圧縮帯域を形成する環状構造を備えている。２枚の圧力プレートの少なくとも１方は出入り口用の穴（５３、５９、６３ａ、ｂ）があり、これらの穴は圧力帯域と羽根下帯域の間で流体を連通させる。本発明は、ポンプの吐出端から離れた圧力プレート（１７．２）は開口部を備え、この開口部は圧力プレート（１７．２）により部分的に画定された１つの圧力室（６１）との間で流体連通し、さらに圧力プレート（１７．２）は他の圧力帯域から圧力室（６１）を密封することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 ベーンポンプ 説明 本発明は請求項１の前提部分に従うベーンポンプに関する。 本明細書で参照される形式のベーンポンプは周知である。これらのベーンポン プはロータを備えており、ロータの周壁部には複数の羽根を受け入れる複数の溝 が形成されている。ロータはカムリング内で回転する。このカムリングには２つ の三日月型送出し空間を形成するのが好ましく、これらの空間で羽根が延びる。 ロータの回転時には、容積拡大空間および容積減少空間が得られる。したがって 、ベーンポンプが作動中には、吸引および吐出領域が確保される。本明細書で参 照される類のカムリングの場合には、２つの個別ポンプ部分があり、それぞれが 吸引および吐出領域を備えている。 吐出領域は、側部、すなわち出口または送出し側では、密封支持圧力板により 定められ、送出し側の反対側では、たとえばベーンポンプのケーシングにより定 められている。 ベーンポンプが作動中に熱くなって停止すると、上方に位置する羽根は重力に よってロータに形成された溝に滑り込む。したがって、吸引および吐出領域間が 分離されなくなり、１つのポンプ部分、すなわち上方部分に実質的に短絡が発生 する。対抗側では、重力の結果として、羽根が溝から滑り出るか溝の外側にある ので、依然として分離されている。 ベーンポンプにより送出される油圧油などの流体が冷たくなると、その粘度が 増加するので、羽根の動作が鈍くなる。ポンプが作動を始めると、依然として分 離されているポンプ部分が流体を送り出すことになる。しかし、送出し容量は大 幅に低下する、というのは、送出し下方吐出領域から対抗する上方吐出領域と吸 引領域に至るまでの液圧接続がなされているためである。 吐出領域がケーシングにより密封されていても、不本意な漏れがしばしば発生 する。これは、カムリング内の圧力によりケーシングがロータから曲げて離れる ので漏れ隙間が大きくなるためである。ケーシングによる密封の代りに、他の圧 力プレートを用いれば漏れを抑えられる。この圧力プレートは、出口または送出 し側の圧力プレートとほぼ同一形状に設計されており、２つのポンプ部分の吐出 領域にそれぞれ開いている複数のダクトを備え、これらのダクトは圧力プレート とケーシング間の圧力空間と接続している。 ポンプが起動したときの短絡についての上述の問題は、本実施例では一層深刻 になる。というのは吐出領域間の送出し側への接続に加えて、吐出側の対抗側に 対応する液圧接続が存在しているからである。 したがって、本発明の目的は、極めて良好な冷態起動特性を備え、さらに漏洩 がほとんど発生しないベーンポンプを提供することにある。 上記の目的は、請求項１に記載の特色を含むベーンポンプにより達成される。 ベーンポンプには２枚の圧力プレートが備えられており、両プレートともロータ を密封するように圧力を加えている。送出し側の反対に位置する圧力プレートは 、好ましくは下方にある吐出領域と閉鎖圧縮空間を流体連通させるオリフィスを 備えている。したがって、圧力はこの圧力空間で形成され、前記圧力は圧力プレ ートをロータの方にいくぶん曲げ、ロータ上に密封するように圧力プレートを押 し付ける。吐出領域に圧力が形成された結果、同様に、送出し側の圧力プレート がロータ上に密封するように圧力プレートを押し付ける力を被る。さらに、圧力 空間を介した２つの吐出領域間の短絡は、送出し側の反対側にある圧力プレート における２つの吐出領域の１方だけに圧力空間を接続することで回避される。ポ ンプの他の吐出領域は、圧力プレートにより圧力空間に対して密封される。 有益な実施例において、送出し側の反対側の圧力プレートの流体接続部の少な くとも１つには通路領域があり、この通路領域は、送出し側の圧力プレートの出 口オリフィスの通路領域の１／３より小さい。 本発明の他の有益な実施例では、圧力プレートは、圧力空間を閉鎖し、下方の 吐出領域を圧力空間に接続するオリフィスを含んでおり、このオリフィスは比較 的小さい。このオリフィスは圧力空間から他の下方吐出領域に開いている。この オリフィスの助けで、ポンプが作動すると圧力空間に通風が発生し、その結果と してノイズが減少する。この通風オリフィスによる短絡を防ぐために、この通風 オリフィスを、粘度の高い冷めた流体への液圧抵抗が極めて高くなるように設計 しなければならない。 他の有益な実施例では、送出し側の反対側の圧力プレートにオリフィスが備え られており、前記オリフィスは装備位置の上方にある吐出領域を圧力空間に接続 する。下方吐出領域は、圧力プレートにより圧力空間から密封されている。 有益な実施例では、さらに、送出し側の反対側の圧力プレートが２つのオリフ ィスを備えている。これらのオリフィスはそれぞれ吐出領域と圧力空間を接続し 、その液圧抵抗は高い。この場合には、２つの抵抗の和が、冷態起動段階におけ る短絡を回避可能な値を越えていなければならない。 本発明の他の有益な実施例は従属項に集められている。 本発明は、以下に示す図面を参照しながら例示実施例により一層詳細に説明さ れる。 図１は、ベーンポンプの概略断面図を示す。 図２ａおよび図２ｂは、ベーンポンプの２つの圧力プレートを示す。 図３ａないし図３ｆは、それぞれ異なるよう設計された４つのベーンポンプの 概略図を示す。 より理解を深めるために、最初に、ベーンポンプの設計を図１を参照しながら 概略的に説明する。このベーンポンプは、ケーシング１を含み、このケーシング １には、出口に続くダクト３が備えれられている。たとえば操舵支援装置などの 使用装置には、油圧油などの流体が出口から供給される。 ケーシングの円形内部５はカムリング７とロータ９を受け入れる。ロータ９の 周面には複数の羽根８を受け入れる複数の溝が形成されている。ロータ９は、駆 動軸１１を軸に回転するので、羽根８はカムリング７内で移動し、カムリング７ の内部５は、送出し空間としても設計される２つの三日月型自由空間を形成する ように設計され、これらの自由空間に羽根が延びる。ロータの回転中に容積が増 減する、いわゆる羽根隔室は、周面方向に見て、それぞれ隣接する２枚の羽根の 間に配置されている。それにより、吸引および吐出領域が形成される。カムリン グ７とロータ９の各端面は、圧力プレート１７．１および１７．２により密封面 として形成される。送出し側に面する圧力プレート１７．１が下方に送出し側圧 力プレートとして設計され、他の圧力プレート１７．２は圧力室側圧力プレート として下方に設計されている。したがって、２枚の圧力プレート１７．１、１７ ． ２と、カムリング７と、ロータ９とから形成された構成部がケーシングの内部５ に配置されることとなる。少なくともダクト３または出口に接している送出し側 圧力プレート１７．１は、羽根隔室により送り出された油圧油が当該圧力プレー トから送り出されて、圧力プレートとケーシングの内部の間に形成された出口領 域に入り込み、その領域から使用機械に送られるように設計されている。 ベーンポンプは、吐出領域において、油圧油がロータの内部に位置する羽根の 下側、いわゆる羽根下領域に到達し、圧力をかけるように設計されている。羽根 下領域の超過圧力の結果、羽根は、溝から半径方向外側に押し出され、それによ り、カムリングの内側に密封するように圧力を受ける。 ロータ９に接する２枚の圧力プレート１７．１と１７．２の表面は、図２ａと 図２ｂそれぞれの上面図に図示されている。２つの吸引領域２１と２つの腎臓型 吐出領域２３がそれぞれ明確に示される。羽根下領域のほぼ環状の溝２５が図２ ａによる圧力空間側圧力プレート１７．２のさらに内方向に備えられている。対 照的に、ほぼ環状の４つの独立溝２７が、図２ｂによる送出し側圧力プレート１ ７．１に形成されている。 圧力空間側圧力プレート１７．２の腎臓型吐出領域２３が丸いダクト２９に合 流していることが図２ａからも理解できる。ダクト２９の少なくとも１方または 両方には通過領域、すなわち、横断面通過領域が備えられている。この領域は送 出し側圧力プレート１７．１の吐出領域２３の通過領域の１／３より小さい。 図３は、極めて単純化されたベーンポンプの４つの異なる実施例を例示してい る。圧力プレートを本質的に異なるよう設計することが重要である。したがって 、他の細部、特に、ロータ、羽根、軸などは図示されていない。 図３ａのベーンポンプには、ロータの出口または送出し側Ｆおよび対抗圧力空 間側Ｄの両方に圧力プレート１７．１と１７．２それぞれを備えている。２枚の 圧力プレート１７は、カムリングとロータ５１を密封するように圧力を加えて、 油圧油が吐出領域から漏洩しないように設計されている。 図３ａの送出し側圧力プレート１７．１には、２つの出口ダグト５３．１と５ ３．２が示される。これらの出口ダクト５３．１と５３．２はそれぞれ吐出領域 と送出しまたは出口領域５５の間で流体連通を形成する。 対抗側では、圧力空間側圧力プレート１７．２がロータ５１に圧力を加えてい る。同様に、プレート１７．２もダクト５９を備えており、このダクト５９は図 面の下方に見られる吐出領域ＵＤと圧力空間６１の間の流体連通を形成する。こ の圧力空間６１は、一方で、圧力空間側圧力プレート１７．２により形成され、 他方で、ケーシングにより形成されている。 さらに、他のオリフィス６３ａ、６３ｂは圧力空間側圧力プレート１７．２に 備えられており、前記オリフィスは羽根の各羽根下領域に開いている。したがっ て、流体連通が下方の吐出領域と少なくとも１つの羽根下領域の間で形成されて いる。 図３ａに明瞭に示してあるように、圧力空間側圧力プレート１７．２には、図 の上方に示してある吐出領域ＯＤに指定されたダクトが備えられてない。したが って、この上方吐出領域は、圧力空間６１に接続されていない。上方吐出領域（ ここでは短絡が発生している）と下方吐出領域の間での起動段階における短絡が このようにして防げる。この場合には、短絡を防ぐ適切な手段がさらに送出し側 で取られていることを前提としている。したがって、たとえば、送出し側に、ウ エブやプレートとして設計された液圧抵抗により流体が下方吐出領域から上方吐 出領域または冷態起動段階の出口領域に流れないようになる。 図３ｂに示す実施例が上記の実施例と異なるのは、羽根下領域に開かれたオリ フィス６３が圧力空間側圧力プレート１７．２ではなく送出し側圧力プレート１ ７．１に備えられている点のみである。さらに、圧力プレート１７．２のダクト ５９は下方吐出領域ではなく、上方吐出領域に割り当てられている。しかし、こ の結果として、起動段階の後で２枚の圧力プレートの作動方式は変わることはな い。 第３の実施例が図３ｃに示されている。この実施例は図３ａに示す実施例と本 質的に同一である。 しかし、第３実施例は、圧力空間側圧力プレート１７．２において、本質的に 通風機能として作用し上方吐出領域の圧力空間６１と接続されている小型ダクト ６５が備えられている点で異なっている。この場合、ダクト６５の横断面は、液 圧抵抗、なかでも粘度の高い冷たい油圧油に対する抵抗が極めて高くなるように 設計されている。いかなる場合でも、冷態起動段階において、下方吐出領域から 圧力空間６１とダクト６５を介して短絡が発生する下方吐出領域に、そして吸引 領域内への油流が実質的に防げるように抵抗を極めて高くすべきである。 この通風ダクト６５の機能は、圧力空間６１の上方領域を循環する空気を追い 出すことである。したがって、この通風ダクト６５は上方吐出領域に指定されて いなければならない。結果として達成されることになる圧力空間６１の通風によ りノイズが低下する。 図３ｄは、他の実施例を示す。この実施例では、圧力空間側圧力プレート１７ ．２に２つのダクト７１を備えている。上方ダクト７１．１は上方吐出領域を圧 力空間６１に接続し、下方ダクト７１．２は下方吐出領域を圧力空間６１に接続 する。この場合は、粘着性のある冷たい油への２つの個々のダクト液圧抵抗の和 が圧力空間６１を介して２つの吐出領域間で油流が発生しなくなるように２つの ダクト７１の横断面が選択されている。 結果として、通風機能に関しては、このポンプをどこに配置しても自由である 。というのは循環空気を追い出す通風ダクトはどの場合も、ポンプの装備位置と は無関係に、圧力空間の上方領域に配置されるからである。 図３ｅと図３ｆは、どのようにすれば圧力空間側で、たとえば図３ｄに示す小 さな横断面の代りに使用可能な液圧抵抗をうみだすことができるかに関する２つ の他の模範実施例を示す。すなわち、一方では、ウエブ７７はケーシングに備え られ、前記ウエブは下方および上方吐出領域間で冷態起動段階における油流を定 める。ケーシング上でのウエブ７７の形成に加えて、当然のことながら、ウエブ は、図３ｆに示すように、圧力プレート１７．２にも形成可能である。当然、液 圧抵抗の他の実施例も考えられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＤＥ，ＪＰ，ＵＳ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ベーンポンプであって、複数の羽根を受け入れるロータと、前記ロータを 密封するように圧力を加える２枚の圧力プレート（１７）とを備え、前記プレー トの１方は前記ベーンポンプの送出し側に配置され、他方が対抗側に配置されて おり、さらに、前記複数の羽根を囲み２つの吸引および吐出領域を形成するカム リングとを備え、前記２枚の圧力プレートの少なくとも１方は、吐出領域と羽根 下領域の間の流体連通を形成する入口および出口オリフィス（５３、５９、６２ ａ、ｂ）を備え、前記送出し側の反対側の前記圧力プレート（１７．２）はオリ フィスを含み、前記オリフィスは吐出領域と前記圧力プレート（１７．２）によ り部分的に定められた圧力空間（６１）の間で流体を連通させ、他の吐出量域か ら前記圧力空間（６１）を密封することを特徴とする前記ベーンポンプ。 ２． 前記送出し側の反対側の圧力プレート（１７．２）の流体接続部の少なく とも１つには通過領域があり、この通過領域は対抗圧力プレート（１７．１）の 出口オリフィスの通過領域の１／３より小さい請求項１に記載のベーンポンプ。 ３． 前記送出し側の反対側の圧力プレート（１７．２）は通風ダクトを備え、 前記通風ダクトは、ベーンポンプ装備位置より高い位置にあり、前記圧縮空間（ ６１）を他の吐出領域に接続し、さらに前記圧力プレートは、前記ダクトが粘着 度の高い冷たい流体への高液圧抵抗をもつように形成されている請求項１または ２に記載のベーンポンプ。 ４． 前記送出し側の反対側の圧力プレート（１７．２）には複数のオリフィス （５９、６３）が備えられており、前記複数のオリフィスは吐出領域と少なくと も１つの羽根下領域の間で流体を連通させ、同時に、前記圧力空間（６１）に流 体を連通させる請求項１、２または３に記載のベーンポンプ。 ５． 送出し側圧力プレート（１７．１）には複数のオリフィスが備えられ、前 記複数のオリフィスは前記吐出領域と少なくとも１つの羽根下領域の間で流体を 連通させ、前記送出し側の反対側の圧力プレート（１７．２）が前記羽根下領域 から前記圧力空間を密封する請求項１、２または３に記載のベーンポンプ。 ６． 前記装備位置より高い位置にある前記吐出領域が前記圧力空間（６１）に 流体連通している請求項４または５に記載のベーンポンプ。 ７． 前記装備位置より低い位置にある前記吐出領域が前記圧力空間（６１）に 流体連通している請求項４または５に記載のベーンポンプ。 ８． 前記２つの吐出領域は前記圧力空間（６１）に流体連通され、前記送出し 側の反対側の圧力プレート（１７．２）の接続部が、冷たい流体に対する前記２ つの液圧抵抗の和が流体流が防げるような値になるように設計されている請求項 １、２または３に記載のベーンポンプ。 ９． 前記送出し側の反対側の前記圧力プレート（１７．２）の側に、ウエブ（ ７７）がケーシングおよび／または圧力プレートに備えられ、前記ウエブは高液 圧抵抗をうみだして、前記２つの吐出領域間の短絡を防ぐ請求項８に記載のベー ンポンプ。