JPH0114434B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば自動車のハンドル操作力を軽
減するためのいわゆるパワーステアリング装置に
用いられるベーンタイプのオイルポンプに関す
る。

一般に、この種のオイルポンプは、放射状に形
成されたスリツト中に摺動自在に組込まれる複数
枚のベーンを有するロータと、このロータの周囲
を包囲する略楕円形状をなすカム面を有するカム
リングと、これらロータとカムリングの両側に配
置され前記カムリングと共にポンプ室を形成する
サイドプレートおよびプレツシヤプレートを備
え、前記ロータの回転に伴いスリツト中のベーン
が往復動しその外端が前記カム面に摺接すること
によりポンプ動作を行なう。そして、このような
ベーンタイプのオイルポンプは、比較的簡単な構
造で騒音の少ない運転が可能であり、またコスト
的にも安価で、しかもその動作に信頼性があり、
故障の可能性が少ない等の利点があり、各方面に
おいて多用されている。

ところで、この種従来のオイルポンプは、上述
したロータ、カムリング、サイドプレートおよび
プレツシヤプレートなどからなるポンプ構成要素
を、ポンプボデイに形成した空間部内に収容し、
かつこのポンプボデイに前記ロータの回転軸を貫
通した状態で軸支する構成であり、ポンプの全長
および外径寸法が大きく、またポンプ重量もかな
りのものとなり、さらに部品点数が多く、それぞ
れの加工作業も面倒であることから製造コストが
高くなる等の問題が生じている。

そして、これらの問題点は、例えばパワーステ
アリング装置に用いられるオイルポンプのよう
に、ポンプ室から吐出される作動油の流量を制御
するフローコントロールバルブや作動油の圧力を
設定値以下に保持するリリーフバルブをポンプボ
デイ内に一体的に配設したものでは特に大きくな
る。すなわち、上述したフローコントロールバル
ブとリリーフバルブを前記ポンプ構成要素の周囲
あるいは側方に一体的に設けることによりポンプ
ボデイの外径や全長が大きくなるものであり、こ
れは従来この種のオイルポンプにおいてフローコ
ントロールバルブ内にリリーフバルブを組込んだ
構成のものが多く、そのバルブの全長が大きくな
ることから特に顕著である。

そして、一方において、上述したパワーステア
リング装置に用いられるタイプのオイルポンプで
は、その装着場所がエンジンルーム内の狭いスペ
ースであることや、自動車の全体重量およびその
コストに与える影響などから制約を受け、上述し
た問題点を解消することが望まれ、より小型でか
つ軽量で、しかもコスト的にも安価なオイルポン
プの出現が要望されている。

本発明は上述した事情に鑑みなされたものであ
り、ベーンを有するロータおよびこれを収容する
カムリングの両側に一対をなすポンプボデイを直
接圧接させて配設し、それぞれのポンプボデイに
サイドプレートとプレツシヤプレートとの役割を
持たせるとともに、一方のポンプボデイにロータ
の回転軸を軸支し、かつ他方のポンプボデイにそ
の軸線上を軸線方向に向つて移動するスプールを
有するフローコントロールバルブとこのフローコ
ントロールバルブの外周側で流体圧を設定値以下
に保持するリリーフバルブを配設するという簡易
な構成によつて、構成部品点数を削減し、組立性
等を向上させるとともに、必要スペースを最小限
とすることで、ポンプの全長および外径寸法を小
さくしてその小型化を図り、さらにポンプ重量を
軽量化した安価なオイルポンプを提供するもので
ある。

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図ないし第３図は本発明に係るベーンタイ
プのオイルポンプの一実施例を示し、本実施例で
はパワーステアリング装置に適用する場合につい
て説明する。これらの図において、全体を符号１
０で示すオイルポンプは、複数枚のベーン１１を
有するロータ１２と、このロータ１２の周囲を取
り囲む略楕円形状のカム面１３ａを有するカムリ
ング１３を備え、これらロータ１２とカムリング
１３の両側にはそれぞれ略円筒状をなす第１およ
び第２のポンプボデイ１４，１５が直接圧接して
配設されている。そして、これら第１および第２
のポンプボデイ１４，１５とカムリング１３とに
よつてオイルタンクからの作動油を吸込、吐出す
るポンプ室１６が形成される。すなわち、これら
第１および第２のポンプボデイ１４，１５はそれ
ぞれ従来用いられていたサイドプレートとプレツ
シヤプレートのもつ役割を果している。なお、１
７は前記カムリング１３と第１および第２のポン
プボデイ１４，１５の回転方向の位置めを行なう
ピンである。

前記第１のポンプボデイ１４は、前記ロータ１
２をよびカムリング１３の一側部に直接接しかつ
カムリング１３よりもやや大径なフランジ部１４
ａを有し、またその軸孔１４ｂ中には前記ロータ
１２の回転軸１８が貫通した状態で配置され、一
対をなすボールベアリング１９およびニードルベ
アリング２０により回転自在に軸支されている。
この場合、前記回転軸１８の内方端はロータ１２
にスプラインなどで嵌合され、また外方端のねじ
部１８ａには自動車のエンジンからＶベルトによ
り回転力を受けるプーリ（図示さず）が取付けら
れる。なお、２１はオイルシールである。

前記第２のポンプボデイ１５は、前記ロータ１
２およびカムリング１３の他側部に直接接しカム
リング１３と略等しい外径を有する大径部１５ａ
と、これよりも径の小さい小径部１５ｂとから構
成される。また、この第２のポンプボデイ１５の
中央部にはその軸線上を軸線方向に向つて移動す
るスプール２２を有し前記ポンプ室１６からの作
動油の流量を制御するフローコントロールバルブ
２３が配設され、さらにこのフローコントロール
バルブ２３の外周側の一部には前記ポンプ室１６
からの作動油の流体圧を所定値以下に保持するリ
リーフバルブ２４が前記フローコントロールバル
ブ２３とは別個に配設されている。

これを詳述すると、前記フローコントロールバ
ルブ２３は、第２のポンプボデイ１５の軸線上で
その小径部１５ｂ側の側部に開口するバルブ孔２
３ａを有し、このバルブ孔２３ａの開口部はその
中央にダンパオリフイス２５ａを有するプラグプ
レート２５によつて覆われている。そして、この
プラグプレート２５と前記スプール２２との間に
形成される低圧室２６には、小径部１５ｂの側方
で後述するカツプ状ケーシングとの間に形成され
るポンプ吐出側の圧力室２７からの作動油が前記
ダンパオリフイス２５ａを介して導びかれてい
る。また、前記スプール２２のロータ１２側には
ピン２８が突設され、このピン２８がバルブ孔２
３ａの底部に係止されることにより高圧室２９が
形成され、この高圧室２９には前記ポンプ室１６
から送り出される作動油の一部が第２のポンプボ
デイ１５に設けられた通路３０を介して導びかれ
ている。この場合、この通路３０はその途中で分
岐され、第２のポンプボデイ１５の軸線方向に設
けられた通路３１に連通しており、この通路３１
は前記圧力室２７に開口し、またその途中にはオ
リフイス３１ａが設けられている。そして、この
オリフイス３１ａによつて前記通路３０内の油圧
と圧力室２７内の油圧との圧力差を生じさせてい
る。なお、３２はスプール２２を高圧室２９側に
付勢するリターンスプリングで、この場合このリ
ターンスプリング３２のセツト長を長くし、バル
ブ自体の全長を短かくするためにスプール２２の
端部に凹陥部２２ａを設けている。また、前記第
２のポンプボデイ１５にはオイルタンクからの作
動油を前記ポンプ室１６に導びく通路３３，３
４，３５が設けられ、さらにその通路３４の一部
が前記バルブ孔２３ａ中に開口している。この通
路３４は常時はスプール２２によつて閉塞され、
スプール２２の作動時には前記高圧室２９を介し
て通路３０に連通し、ポンプ室１６からの作動油
を吸込側に還流させる還流路を構成する。

また、前記リリーフバルブ２４は第２のポンプ
ボデイ１５の大径部１５ａ外周部に開口するバル
ブ孔２４ａを有し、このバルブ孔２４ａの底部に
バルブシート３６が圧入され、その孔部を閉ぐよ
うにボール３７が設けられ、ばね３８を介してセ
ツトねじ３９で圧接されている。この場合、セツ
トねじ３９の螺合位置を調整することによりリリ
ーフバルブ２４の設定圧力を調整するようになつ
ている。そして、このリリーフバルブ２４は通路
４０を介して前記フローコントロールバルブ２３
の低圧室２６に連通し、さらにダンパオリフイス
２５ａを介して吐出側の圧力室２７と連通してい
る。一方、このリリーフバルブ２４のバルブ孔２
４ａが開口する大径部１５ａ外周部には後述する
カツプ状のケーシングによつてポンプ吸込側の圧
力室４１が形成されており、これによつて吐出側
の圧力室２７内の圧力が設定値以上になつたと
き、これをポンプ吸込側に還流させる。

さて、ここで注意することは、通路４０を介し
てリリーフバルブ２４側に送られるポンプ吐出側
の作動油中には鉄紛などの不純物や変質物が含ま
れており、これらの異物がバルブシート３６やボ
ール３７に付着し、その正常な動作を妨げること
である。このために、従来からこの種のオイルポ
ンプでは、リリーフバルブに作動油を導びく通路
内にフイルタを設け、作動油から異物を取り除く
ように構成しているが、上述した通路が小径であ
ることから目詰りが生じ易く、頻繁な交換、洗滌
作業を必要とするという問題があつた。本実施例
では、このような問題点を解消するために、リリ
ーフバルブ２４の通路４０がフローコントロール
バルブ２３の低圧室２６に開口し、さらにバルブ
孔２３ａの大径な開口部に設けられたプラグプレ
ート２５のダンパオリフイス２５ａから作動油が
流入していることを利用し、このプラグプレート
２５の外側に位置するようにしてバルブ孔２３ａ
の開口部にフイルタ４２を配設している。この場
合、フイルタ４２は網目部４２ａとその外周の環
状リング４２ｂとからなり、環状リング４２ｂは
前記バルブ孔２３ａの開口部に嵌め込まれてい
る。このようにすれば、バルブ孔２３ａの径が通
路４０に比べて十分に大きいことから網目部４２
ａに目詰りが生じにくくなり、しかも作動油は確
実に浄化され、その結果リリーフバルブ２４の動
作が保障される。

また、上述したように構成されているロータ１
２、カムリング１３、第１および第２のポンプボ
デイ１４，１５からなるポンプ構成部材は、第１
図から明らかなように、全体が略カツプ状をなす
ケーシング５０に収容されている。すなわち、こ
のケーシング５０は前記第１のポンプボデイ１４
のフランジ部１４ａの外径と略等しい内径を有す
る大径部５０ａと、その底部側で前記第２のポン
プボデイ１５の小径部１５ｂに対応する内径を有
する小径部５０ｂを有し、プレス加工などにより
簡単に成形される。この場合、このケーシング５
０の開口部内周には環状溝５０ｃが形成されてい
る。

そして、このようなケーシング５０にはその底
部側から第２のポンプボデイ１５、ロータ１２お
よびカムリング１３、第１のポンプボデイ１４が
それぞれ積重ねられた状態で収容され、さらに前
記環状溝５０ｃ内にスナツプリング５１を装填す
ることにより第１のポンプボデイ１４のフランジ
部１４ａが係止された状態で組込まれる。この組
込み状態において、前記第２のポンプボデイ１５
の小径部１５ｂはケーシング５０の小径部５０ｂ
に嵌合しており、これによりケーシング５０の底
部と第２のポンプボデイ１５の小径部１５ｂとの
間には前記ポンプ吐出側の圧力室２７が、またケ
ーシング５０の大径部５０ａとカムリング１３お
よび第２のポンプボデイ１５の大径部１５ａの外
周部との間には前記ポンプ吸込側の圧力室４１が
形成される。ここで、上述したポンプ吐出側の圧
力室２７は、第２のポンプボデイ１５を、従来の
プレツシヤプレートの代りに、ロータ１２を収容
したカムリング１３側にいわゆるプレツシヤロー
デイングで押圧して保持させるように機能し、ポ
ンプ室１６からの内圧による押戻し力を補正する
ことにより、これら両部材を液洩れ等によるポン
プ効率低下を招くことのない状態で圧接状態を維
持する役割りも果たしている。なお、図中５２，
５３は各圧力室２７，４１を密封するためのシー
ル用Ｏリング、５４，５５は各圧力室２７，４１
と連通してケーシング５０の底部および外周部に
設けられた吐出側パイプおよび吸込側パイプであ
る。また、前記圧力室２７内には第２のポンプボ
デイ１５全体をロータ１２側に圧接するためのス
プリング５６が配設されている。

一方、前記ケーシング５０の開口部には、前記
第１のポンプボデイ１４およびこれに軸支された
ロータ１２の回転軸１８を外方に突出させた状態
で取付けブラケツト部材５７が配設され、その周
方向において４本のボルト５８により第１のポン
プボデイ１４に固定されている。なお、５９は取
付けブラケツト部材５７と第１のポンプボデイ１
４を一定間隔に保つカラーであり、スナツプリン
グ５１が内側に抜出すことの防止にも役だつてい
る。この取付けブラケツト部材５７はオイルポン
プ１０を自動車のエンジンルームなどの取付け個
所に固定するために外方に延長された取付け片５
７ａを有し、またそのケーシング側の側面にはケ
ーシング５０の開口縁部を外方から押圧保持する
筒状に嵌合部材６０が設けられている。この嵌合
部材６０は前記ケーシング５０内の圧力がポンプ
作用により高まり、その開口縁部が外方に拡がる
方向に押圧されるのを防止するためのものであ
る。

このように構成されているオイルポンプ１０は
次のような特徴を有している。すなわち、従来の
オイルポンプにおいて、ロータ１２およびカムリ
ング１３の両側に配設されポンプの小型化を妨げ
る原因となつていたサイドプレートとプレツシヤ
プレートとを省略し、ロータ１２の回転軸１８を
軸支する第１のポンプボデイ１４とフローコント
ロールバルブ２３とリリーフバルブ２４を有する
第２のポンプボデイ１５とを直接ロータ１２およ
びカムリング１３の両側に配設してこれら第１お
よび第２のポンプボデイ１４，１５にサイドプレ
ートとプレツシヤプレートの役割を持たせてい
る。このように構成すれば、各部の構成が簡単と
なり、部品点数を削減できるばかりでなく、その
加工も容易に行なえ、さらにポンプの全長および
外径を小さくしその小型化および軽量化を図るこ
とができる。また、カムリング１３よりも小さな
外径寸法を有する第２のポンプボデイ１５内でそ
の中央部にフローコントロールバルブ２３を、そ
の外周側でこの第２のポンプボデイ１５内に生じ
るデツドスペース部分ににリリーフバルブ２４を
それぞれ別体化して設け、かつその軸方向の長さ
を十分に小さくしたので、ポンプの小型化および
軽量化に果す役割は大きい。

さらに、プレスなどにより簡単に成形されるケ
ーシング５０と第２のポンプボデイ１５との間に
形成される空間部を利用して吐出側の圧力室２７
を形成し、第２のポンプボデイ１５をカムリング
１３側にプレツシヤローデイングで押圧保持させ
るようにしたので、液洩れによるポンプ効率低下
等を招くことなく、各部の構造が簡単で、しかも
面倒な加工作業も必要とせず、ポンプの小型化、
軽量化およびコストの低減化を図ることが可能と
なる。

また、上述した構成のオイルポンプ１０は、ロ
ータ１２およびカムリング１３、第１および第２
のポンプボデイ１４，１５に各部品を組付けた後
これらを積重ねしてケーシング５０内に収容し、
スナツプリング５１で固定するとともに、嵌合部
材６０を有する取付けブラケツト部材５７をケー
シング５０の開口部に組付けることによつて簡単
に組立てることができる。

そして、このように組立てられたオイルポンプ
１０は次のようにして安全かつ安定した円滑なポ
ンプ動作を行なう。すなわち、ロータ１２の回転
に伴いオイルタンクから吸入側のパイプ５５、圧
力室４１および通路３３，３４，３５を介してポ
ンプ室１６内に吸込まれた作動油は、ベーン１１
によりポンプ室１６から吐出され、通路３０，３
１を介して吐出側の圧力室２７に送られ、さらに
吐出側のパイプ５４を介してパワーステアリング
装置に供給される。また、上述した通路３０を流
れる作動油の一部はフローコントロールバルブ２
３の高圧室２９側に導びかれ、一方低圧室２６側
には吐出側の圧力室２７からの圧油が導びかれて
いる。そして、自動車のエンジンの回転数の増加
に伴いポンプ室１６からの吐出量が増加し設定量
以上になると、スプール２２がその両側の圧力差
により低圧室２６側に移動し、高圧室２９に導び
かれた作動油は吸込側の通路３４側に還流され、
ポンプからの吐出量を制御する。また、吐出側の
圧力室２７内の圧力が所定値以上になるとリリー
フバルブ２４が作動し、吐出側の作動油は吸込側
の圧力室４１に送られ、各部の動作上信頼性が保
証される。

なお、本発明は前述した実施例で示す構造のオ
イルポンプに限定されず、各部の構造を適宜変更
することは自由で、その一例を第４図に示してい
る。すなわち、第４図に示すオイルポンプ１０
は、有底円筒状をなすケーシング５０を有し、こ
のケーシング５０内に略同一径を有するカムリン
グ１３、第１および第２のポンプボデイ１４，１
５等のポンプ構成部品が組込まれている。そし
て、吸込側の圧力室４１はカムリング１３の外周
部と第２のポンプボデイ１５の外周に形成された
環状溝７０により形成されている。また、フロー
コントロールバルブ２３の低圧室２６と吐出側の
圧力室２７とは第２のバルブボデイ１５の側方に
突出した突出部でその径方向にあけられた小径通
路７１により連通され、この場合プラグプレート
２５は盲板となつている。さらに、このフローコ
ントロールバルブ２３の高圧室２９はスプール２
２の端部に形成された環状溝７２により構成さ
れ、その他各部の構造もその成形加工が容易に行
なえるように適宜変更されている。また、ケーシ
ング５０の開口部に取付けられる嵌合部材６０は
取付けブラケツト部材５７の取付け片５７ａと重
ね合わされる取付け部６０ａを有し、この取付け
部６０ａと取付け片５７ａをボルトなどにより一
体に組付けるように構成されている。

なお、前述した２つの実施例では、第２のポン
プハウジング１５に設けられるリリーフバルブ２
４のバルブ孔２４ａを外周部側に開口させ、その
中央部のフローコントロールバルブ２３に対して
直交する方向にその構成部品を組込んだ場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されず、こ
のリリーフバルブをフローコントロールバルブと
平行して配設するようにしてもよい。

また、前述した実施例では、オイルポンプ１０
をパワーステアリング装置に用いた場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、小型化、軽量化等が要求されるこの種のオ
イルポンプであれば、各種の油圧機器を使用する
ことができることは勿論である。

以上説明したように、本発明に係るオイルポン
プによれば、ベーンを有するロータおよびこれを
収用するカムリングの両側に一対をなすポンプボ
デイを直接圧接させて配設し、これらのポンプボ
デイのそれぞれにサイドプレートとプレツシヤプ
レートの役割を持たせるとともに、一方のポンプ
ボデイにロータの回転軸を軸支し、他方のポンプ
ボデイの軸線上にフローコントロールバルブを、
さらにその周囲にリリーフバルブを配設するよう
にしたので、各部の構成が簡単となり、部品点数
を削減できるばかりでなく、その加工も容易に行
なえ、さらにポンプの全長および外径寸法を小さ
くしてその小型化が図れ、またポンプ重量を軽量
化することができ、しかもコスト的にも安価であ
る等の優れた効果がある。また、本発明によれ
ば、プレツシヤプレートを一体化したポンプボデ
イの周囲にカツプ状のケーシングを配設し、これ
によりポンプボデイの側方に形成される空間部を
ポンプ吐出側の圧力室とするという簡単な構成に
よつて、この吐出側圧力室内の内圧によつてポン
プボデイをロータを収容したカムリング側にプレ
ツシヤローデイングにて圧接させ、オイルの高温
化による粘性低下と、このボデイとカムリングと
の接合面での曲り変形等による隙間からの液洩れ
でポンプ効率が低下するという問題を防止でき、
プレツシヤローデイングによる効果を発揮させ得
るとともに、この吐出側圧力室の形成にあたつて
も面倒な加工を必要とせず、しかも上述した効果
の大きいオイルポンプを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオイルポンプの一実施例
を示す縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面
図、第３図は第１図の矢印Ｂ方向から見た側面
図、第４図は本発明の他の実施例を示す縦断面図
である。 １０……オイルポンプ、１１……ベーン、１２
……ロータ、１３……カムリング、１４……第１
のポンプボデイ、１５……第２のポンプボデイ、
１６……ポンプ室、１８……回転軸、２２……ス
プール、２３……フローコントロールバルブ、２
４……リリーフバルブ、２７……吐出側圧力室、
４１……吸込側圧力室、５０……ケーシング、５
１……スナツプリング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベーンを有するロータと、このロータを収容
   するカムリングと、これらロータおよびカムリン
   グの両側に直接圧接して配設され前記カムリング
   と共にロータの周囲にポンプ室を形成する第１お
   よび第２のポンプボデイと、これらポンプボデイ
   のうち少なくとも第２のポンプボデイが収容され
   るケーシングとを備えてなり、前記第１のポンプ
   ボデイに前記ロータの回転軸を貫通させた状態で
   軸支するとともに、前記第２のポンプボデイの軸
   線上を軸線方向に向つて移動するスプールを有す
   るフローコントロールバルブとこのフローコント
   ロールバルブの外周側に位置し流体圧を設定値以
   下に保持するリリーフバルブとを、この第２のポ
   ンプボデイ内に配設し、かつこの第２のポンプボ
   デイとこれを収容するケーシングの底部側との間
   に、前記ロータの回転に伴うポンプ作用により吐
   出される流体圧が導びかれこの流体圧により第２
   のポンプボデイをロータを収容したカムリング側
   に押圧保持させる吐出側の圧力室を形成したこと
   を特徴とするオイルポンプ。