JPH05133351A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベーンポンプのベーン室が吐出ポートに連通
する際に両者の圧力差を極めて小さくすることにより吐
出時の衝撃波の発生を防止する。 【構成】 ２枚のベーン１８間に形成されるベーン室２
２が、吸込ポート２６から遮断された後吐出ポート２８
に連通する迄の間いずれのポートにも連通しないロータ
１４回転域を設ける。この領域内ではベーン室の容積が
減少するようなカム形状とする。カムリング内に変形可
能な素材から成る弁体を配置し、その外側には吐出油圧
を導き内側は小径穴を介してカムリング内に連通する。
小径穴はベーン室が吐出ポートに連通する直前の位置に
おけるベーン室の後方端に開口している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のパワーステアリ
ング装置等に用いられるベーンポンプに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ベーンポンプは図６に示すように、内周
にほぼ楕円形のカム面１００ａを有するカムリング１０
０と、カムリング１００内で回転するロータ１０２と、
ロータ１０２の外周側に円周方向等間隔で形成されたス
リット内に進退動可能に挿入された多数枚のベーン１０
４と、カムリング１００およびロータ１０２を両側から
挾持するのプレート（図示せず）とを備えており、ロー
タ１０２の回転に伴って各ベーン１０４がカムリング１
００に摺接し、隣接する２枚のベーン１０４間に形成さ
れるベーン室１０６の容積を増減させることにより、吸
込ポート１０８および吐出ポート１１０を介してオイル
の吸込・吐出を行うようになっている。

【０００３】上記ベーン室１０６の容積は、図７に示す
ように、ロータ１０２の回転に応じてＶ_min からＶ_max
の間で変動し、Ｖ_min からＶ_max への増大行程で吸込ポ
ート１０８からオイルを吸入し、Ｖ_max からＶ_min への
縮小行程で吐出ポート１１０からオイルを吐出する。そ
して、ベーン室１０６の容積が最大になった時に吐出ポ
ート１１０に連通すると、吐出ポート１１０の圧力とベ
ーン室１０６内の圧力とに差が生じている場合には、瞬
間的にオイルの流入または流出が生じて衝撃波が発生
し、騒音の原因となるという問題があった。

【０００４】図８は、吐出ポート１１０に続く配管内で
測定した脈動波形であり、吐出ポート１１０の圧力がベ
ーン室１０６の圧力よりも高い場合のもので、吐出ポー
ト１１０とベーン室１０６とが連通した瞬間（イ），
（ロ）において急激な圧力降下を生ずる。なお、ベーン
室１０６の圧力が吐出ポート１１０の圧力よりも高い場
合には、図８と逆に（イ），（ロ）において急激な昇圧
が発生する。

【０００５】上述のような吐出ポートの圧力とベーン室
の圧力との差を減少させるため、あるいは瞬間的な連通
を避けて急激な圧力変動を生じさせないために、従来は
下記のような方法がとられている。（１）ベーン室の圧
力を吐出ポート圧に昇圧した後吐出ポートに連通させる
ために、ベーン室の容積が最大になった後に吸込ポート
および吐出ボートのいずれにも連通しないロータ回転域
を設け、かつ、この領域ではベーン室の容積が減少する
ようにカム形状を設計する。すなわち、吐出を開始する
前に予圧縮を行いベーン室内の圧力を上昇させる。この
場合の昇圧値は、一般的には最大吐出圧力の半分程度と
する。（２）吐出ポートとベーン室との瞬間的な連通を
避けるため、切欠き等を用いて、吐出ポートにベーン室
が近づいた段階で徐々に吐出ポートからベーン室にオイ
ルを流入させ、両者の圧力差を小さくする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】自動車のパワーステア
リング装置に用いられるベーンポンプは、吐出圧力が０
〜６０ｋｇ／ｍ² の範囲で変動し、また、ポンプ回転速
度も７００〜３０００ｒｐｍと変動するため、上記従来
の方法では、ある吐出圧またはある回転速度においては
効果があるが、その値から離れるにつれ効果が低下する
という問題があった。

【０００７】本発明は上記欠点を除くためになされたも
ので、ベーン室の圧力と吐出ポートの圧力とが極めて近
い状態で両者を連通させることにより、衝撃波が発生せ
ず騒音の少ないベーンポンプを提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係るベーンポン
プは、内面にカムが形成されたカムリングと、このカム
リング内で回転するロータと、このロータの外周に円周
方向等間隔で形成されたスリット内に進退動可能に挿入
されたベーンと、カムリングおよびロータを両側から挾
持するプレートとを備え、隣接する２枚のベーン間に形
成されるベーン室の容積を、ロータの回転に伴って増減
させることにより、このベーン室内に吸込ポートからオ
イルを吸込み、吐出ポートを介して吐出するものであっ
て、さらに、上記ベーン室の容積が最大となった後に、
このベーン室が上記両ポートのいずれにも連通しないロ
ータ回転域を設け、この領域内でベーン室の容積を減少
させるカム形状にするとともに、ベーン室が吐出ポート
に連通を開始する直前の位置におけるベーン室の回転方
向後部側のカムリングに、変形可能な素材から成る弁体
を設け、この弁体の外側に吐出油圧を導き、かつ、弁体
の内側とカムリング内面とを小孔により連通したもので
ある。

【０００９】

【作用】上記ベーンポンプでは、ベーン室が吐出ポート
に連通する前に予圧縮されて室内の圧力が上昇され、し
かも、このベーン室内の圧力が吐出ポート側の圧力と差
がある場合には、両者間に介在されている弁体の微少な
変形によって両者の圧力がほぼ等しい値に調整される。

【００１０】

【実施例】以下、図示実施例により本発明を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るベーンポンプの要部の断
面図、図２はそのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、フ
ロントボディ２とリアボディ４とから成るポンプボディ
６内にポンプカートリッジ８が収容されている。ポンプ
カートリッジ８は、内周にほぼ楕円形のカム面１０ａを
有するカムリング１０と、駆動軸１２に連結され、カム
リング１０内で回転するロータ１４と、ロータ１４の外
周寄りに形成された放射状のスリット１６内に挿入され
て進退動する多数枚のベーン１８とを備えている。

【００１１】これらカムリング１０、ロータ１４および
ベーン１８は、上記リアボディ４とフロントボディ２内
に配置されたサイドプレート２０とによって挟持されて
おり、ロータ１４の回転に伴って、隣接する２枚のベー
ン１８間に形成されるベーン室２２の容積を増減させ、
吸込通路２４および吸込ポート２６からこのベーン室２
２内にオイルを吸入し、このオイルを吐出ポート２８を
介して高圧室３０内に吐出する。

【００１２】上記カムリング１０の外周側には円孔３２
が形成され、この円孔３２内にゴム等の変形可能な素材
から成る弁体３４が圧入されている。この弁体３４の外
側は通路３６および３７を介して吐出ポート２８に連通
し、内側は小径の穴３８を介してカムリング１０の内面
１０ａ側に連通している。なお、３９は押えリングであ
る。

【００１３】本実施例に係るベーンポンプでは、２枚の
隣接するベーン１８間のベーン室２２が吸込ポート２６
および吐出ポート２８のいずれにも連通しないロータ１
４の回転域を有している。すなわち、図４の実線に示す
位置にベーン１８が達した時にベーン室２２は吸込ポー
ト２６から遮断され、この時には、未だ吐出ポート２８
の先端Ｖ溝４０に連通せず、同図の一点鎖線の位置にベ
ーン１８が達するとベーン室２２が吐出ポート２８のＶ
溝４０に連通する。しかも、ベーン１８が実線の位置で
ベーン室２２の容積が最大になり、一点鎖線の位置に移
動する間にベーン室２２の容積が次第に圧縮されるよう
なカム形状を有している。

【００１４】また、上記弁体３４の内側とカムリング１
０の内面１０ａとを連通する小径穴３８は、ベーン室２
２が吐出ポート２８（そのＶ溝４０）に連通する直前に
おいて、そのベーン室２２の回転方向後方側ベーン１８
の僅かに前方側に開口する位置に設けられている。

【００１５】以上の構成に係るベーンポンプの作用につ
いて説明する。ロータ１４が回転すると、ベーン１８が
カムリング１０の内面に摺接しつつ移動し、カム１０ａ
の形状に従ってベーン室２２の容積が増減する。ベーン
室２２の容積が増加する行程では、このベーン室２２は
吸込ポート２６に連通しオイルの吸込を行う。さらにロ
ータ１４が回転してこのベーン室２２が吸込ポートから
遮断された瞬間にはまだ吐出ポート２８には連通せず、
その後、吐出ポート２８に連通する迄の間ベーン室２２
の容積が次第に圧縮され、ベーン室２２内の圧力が最大
吐出圧力に迄昇圧される。次いで、そのベーン室２２が
吐出ポート２８に連通してオイルが吐出される。

【００１６】ベーン室２２が吸込ポート２６および吐出
ポート２８のいずれにも連通しない領域においてベーン
室２２内の圧力が吐出圧力よりも高い場合には、弁体３
４が外側へ押されてベーン室２２内の圧力を吐出ポート
２８の圧力にほぼ等しい値に迄低下させる。結局、吐出
ポート２８の圧力とベーン室２２の圧力とがほぼ等しい
状態でベーン室２２を吐出ポート２８に連通させること
ができ、脈動を低下させ騒音の発生を防止することがで
きる。

【００１７】また、吐出ポート２８に連通したベーン室
２２の次のベーン室２２が上記小径穴３８に連通した瞬
間には、このベーン室２２が吸込行程にあるため、弁体
３４が吐出ポート２８の圧力の影響を受けてたわむこと
によりベーン室２２内へのオイルの流れが発生するが、
小径穴３８のオリフィス効果およびバルブ特性等によっ
て急激な変動にはならず、衝撃波はきわめて小さいもの
であり、さらに、この小さな衝撃波はパワーステアリン
グ側へは伝達されずタンク側へ向かう為騒音等の発生に
つながるおそれはない。

【００１８】図５は第２の実施例のバルブ部分を示すも
のであり、この実施例では、弁体３４をしめ代を与えて
円孔３２内に圧入するとともに、その外側に環状のバッ
クアップ部材４２を圧入してシール性を向上させたもの
であり、上記実施例と同様の効果を奏することができ
る。なお、圧力平衡型のポンプの場合には、吸込ポート
および吐出ポートが対称位置に２組設けられており、こ
の場合には、上記弁体も２個設けられていることは勿論
である。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ベー
ン室と吐出ポート側との間に介在された弁体の微少な変
形によって、ベーン室の圧力を吐出ポートの圧力に極め
て近い状態にして吐出ポートに連通させることができる
ので、両者の連通時における衝撃波の発生を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るベーンポンプの要部の
縦断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。

【図３】図２のＡ方向矢視図である。

【図４】ベーン室の移動に伴う連通遮断状態を説明する
図である。

【図５】第２の実施例の要部断面図である。

【図６】従来のベーンポンプの横断面を簡略化して示す
図である。

【図７】ベーン室の容積の変動を示すグラフである。

【図８】吐出油圧の脈動を示すグラフである。

【符号の説明】

４ プレート（リアボディ） １０ カムリング １０ａ カム １４ ロータ １６ スリット １８ ベーン ２０ プレート（サイドプレート） ２２ ベーン室 ２６ 吸込ポート ２８ 吐出ポート ３４ 弁体 ３８ 小孔（小径穴）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内面にカムが形成されたカムリングと、
   このカムリング内で回転するロータと、このロータの外
   周に円周方向等間隔で形成されたスリット内に進退動可
   能に挿入されたベーンと、カムリングおよびロータを両
   側から挾持するプレートとを備え、隣接する２枚のベー
   ン間に形成されるベーン室の容積を、ロータの回転に伴
   って増減させることにより、このベーン室内に吸込ポー
   トからオイルを吸込み、吐出ポートを介して吐出するベ
   ーンポンプにおいて、上記ベーン室の容積が最大となっ
   た後に、このベーン室が上記両ポートのいずれにも連通
   しないロータ回転域を設け、この領域内でベーン室の容
   積を減少させるカム形状にするとともに、ベーン室が吐
   出ポートに連通を開始する直前の位置におけるベーン室
   の回転方向後部側のカムリングに、変形可能な素材から
   成る弁体を設け、この弁体の外側に吐出油圧を導き、か
   つ、弁体の内側とカムリング内面とを小孔により連通し
   たことを特徴とするベーンポンプ。