JPH0580959U - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベーンポンプの始動性を確保しつつ、消費馬
力の一層の低減を図る。 【構成】 カムリング２２とロータ１８とロータに形成
された放射状のスリット１９内に進退動自在に嵌合され
たベーン２０とを、プレッシャプレート２４とリアボデ
ィ４とによって挾持している。プレッシャプレートとリ
アボディには、スリットの底部の穴に向かい合う円弧状
溝４ｂ、４ｄ、２４ｂ、２４ｄが形成され、これらの穴
に吐出油が導入されてベーンを押し出すようになってい
る。ロータのリアボディ側の面上には、環状溝１８ａが
設けられている。スリットの底部の穴は、ベーンが後退
したときに、環状溝への流路を絞る小さい小判型の穴１
９ａと、絞らない大径の丸穴１９ｂとが交互に設けられ
ている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、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】

ベーンポンプは一般に、内周にほぼ楕円形のカム面を有するカムリングと、カ ムリング内で回転するロータと、ロータ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と、カムリングおよびロー タを両側から挾持する２枚のプレート（またはプレート状のポンプボディ）とを 備えており、ロータの回転に伴って各ベーンがカムリングに摺接し、隣接する２ 枚のベーン間に形成されるポンプ室の容積を増減させることにより、オイルの吸 込・吐出を行うようになっている。

【０００３】 このようなベーンポンプでは、各ベーンをロータのスリットから押出してカム リングの内面に確実に接触させるために、各スリットの内周側端部を拡大した背 圧導入穴を設け、この穴内にポンプから吐出されたオイルを導入するようになっ ている。そして、従来は、両プレートのロータに接する面上に、同一円周状に位 置し、４個に分割された円弧状溝を形成し、そのうちの吸込領域に位置する２つ の円弧状溝に直接吐出油を導入し、それらの間の吐出領域に位置するの２つの円 弧状溝には、上記吸込領域の溝と連通する細い絞り通路を介して吐出油を導入す るようになっている。

【０００４】 上記ベーンポンプでは、始動時に遠心力によって僅かに飛び出したベーンが吐 出行程に入った時にカムに当たって逆に押し込まれ、そのベーンが挿入されてい るスリット内部端に形成された穴内のオイルを押出す。すると、押出されたオイ ルは、吐出側の円弧状溝から上記絞り通路を通って吸込側の円弧状溝に送り出さ れる。この時、絞り通路を流出する抵抗のため吐出側円弧状溝内のオイルの圧力 が上昇し、まだ充分に飛び出していない後続のベーンを押出す。これを繰り返す ことにより最終的にすべてのベーンが完全に飛び出してカムリングに当接し吐出 を開始する。

【０００５】 以上の構成に係る従来のベーンポンプでは、両プレートに形成されている吸込 領域の円弧状溝と吐出領域の円弧状溝とを接続する絞り通路が充分に細くないと 、低回転時にベーンの背面側に作用する油圧が上昇せず始動性が悪くなり、また 、その通路を細くすると、高回転時に流出抵抗が大きくなり、動力損失の増大、 油温の上昇等を招くという問題があった。

【０００６】 そこで、本考案の出願人は、始動性が良く、しかも高回転時にも動力損失の少 ないベーンポンプを提案した（特願平３−２２８４３１号）。このベーンポンプ は、ロータの端面に、各ベーンがロータの内周側に後退したときに、これらベー ンによってその開口面積が絞られ、ベーンがロータの外周側に飛び出したときに 開放される環状溝を設けたものである。

【０００７】 このような環状溝を設けたことにより、上記欠点は大幅に改善されたが、一部 の領域において、圧力損失を生ずる部分が残っている。この点について図５によ り説明する。図において、１００は内周にほぼ楕円形のカム面１０２を有するカ ムリング、１０４は駆動軸１０６に連結されてカムリング内で回転駆動されるロ ータであり、このロータ１０４には円周方向等間隔で放射状のスリット１０８が 形成され、各スリット１０８内にベーン１１０が摺動自在に嵌合している。これ らカムリング１００、ロータ１０４およびベーン１１０は、両側からプレッシャ プレート１１２およびリアボディ１１４（図面の手前側に位置しているので想像 線で示す）によって挾持されており、リアボディ１１４には吸込口１１６が、プ レッシャプレート１１２には吐出口１１８がそれぞれ形成されている。そして、 上記、ロータ１０４が回転すると、隣接する２枚のベーン１１０間に形成される ポンプ室１２０の容積が増減してポンプ作用を行なうようになっている。また、 プレッシャプレート１１２およびリアボディ１１４のロータ１０４側の面上には 、それぞれ４個の円弧状の溝１２２、１２４が形成され、プレッシャプレート１ １２の各円弧状溝１２２、１２４間は絞り通路１２６によって接続されている（ 図は、プレッシャプレート１１２の円弧状溝１２２、１２４だけを示している） 。これら円弧状溝１２２、１２４のうち、吸込領域に位置する溝１２２内に吐出 油が直接導入され、この吐出油は絞り通路１２６を通って吐出領域の溝１２４内 に導入される。円弧状溝１２２、１２４内に導入された圧油は、上記スリット１ ０８の底部寄りの拡大された孔１０８ａ内に入ってベーン１１０の背面側に作用 し、各ベーン１１０を押し出してカム１０２に圧接させる。さらにロータ１０４ のリアボディ１１４側端面には、上述した環状溝１２８が形成されて、リアボデ ィ１１４側の円弧状溝を連通可能にしている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

上記構成のベーンポンプでは、ベーン１１０が、１１０Ａの位置（図の上部に 想像線で示す）から１１０Ｂの位置へと回転移動する間に、カム１０２によって 規制され内部側へ変位する。このベーン１１０の変位によって、スリット１０８ の底部の孔１０８ａからオイルが押し出される。押し出されるオイルが通過する 油路は、ベーン１１０の側面とロータ１０４の環状溝１２８とスリットの孔１０ ８ａとにより形成されており、ベーン１１０が最も内部側へ移動している状態で は、この油路が絞られるため（図３の右側のＳ１が油路の開口面積を示す）、圧 力損失が生じ、発熱するという問題があった。また、上記領域では、摩擦抵抗が 大きくなって駆動トルクが増大するという問題があった。

【０００９】 本考案は上記欠点を除くためになされたもので、ベーンが吐出領域の最終行程 に達したときにも、従来に比べて圧力損失が殆どなく、しかも始動性を損なうお それのないベーンポンプを提供するものである。

【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、内周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、このロータの外周寄り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複数枚のベーンと、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ており、上記各スリットの内周 側端部を拡大して背圧導入穴を設けるとともに、上記プレートのロータ側の面上 に、このスリットの穴に連通する複数の円弧状溝を形成し、これら円弧状溝を介 して上記穴内に吐出油を導入して上記ベーンを押出すようにしたものであって、 さらに、上記ロータの端面に、スリットの穴と重なり合う環状溝を形成するとと もに、各スリットの穴を、ベーンが後退した際にこの穴から上記環状溝への油路 が絞られる大きさのものと、絞られない大きさのものとの２種類設け、これらを 交互に配置したものである。

【００１１】

【作用】

上記ベーンポンプでは、始動時にロータが後退しているときには、１つおきの スリットの穴からの油路は絞られるので、吐出領域に位置する円弧状溝内の油圧 を上昇させてベーンを押し出し、通常運転時には、ベーンが吐出行程でカムリン グによって押し込まれた場合でも、１つおきの穴からの油路は絞られていないの で、圧力損失を大幅に低減する。

【００１２】

【実施例】

以下、図示実施例により本考案を説明する。図２は、本考案の一実施例に係る ベーンポンプの縦断面図であり、ほぼ円筒状のフロントボディ２とプレート状の リアボディ４とを付き合わせてなるポンプボディ６内に、ポンプカートリッジ８ が収容されている。

【００１３】 フロントボディ２の開口側筒部２ａからポンプボディ６内に、駆動軸１０が挿 入され、ベアリング１２、１４によって回転自在に支持されている。１６はポン プボディ６内の液密を保持するオイルシールである。駆動軸１０のポンプボディ ６内の先端部寄りには、ロータ１８がスプラインにより連結されて回転駆動され るようになっている。ロータ１８には円周方向等間隔に、放射状のスリット１９ が形成され、各スリット１９内にベーン２０が出没可能に嵌挿されている。この スリット１９は、図１に示すように、内周寄り端部（底部）の形状が交互に異な っており、一方は、ベーン２０の厚さよりやや拡大された小判型の穴１９ａに、 他方は、ベーン２０の厚さよりも大幅に径の大きい丸穴１９ｂになっている。ロ ータ１８の外周側には、ほぼ楕円形の内周カム面を有するカムリング２２が配設 されている。このカム２２は、図１に示すように、大径部２２ａ、小径部２２ｂ 、これら大径部２２ａと小径部２２ｂとを接続する縮径部２２ｃ、小径部２２ｂ と大径部２２ａとを接続する拡大径部２２ｄとからなっている。

【００１４】 これらロータ１８およびカムリング２２は、フロントボディ２内に配置された プレッシャプレート２４とリアボディ４とによって挾持されており、リアボディ ４、カムリング２２およびプレッシャプレート２４は、ピン２６によって回転方 向の位置決めをされている。

【００１５】 フロントボディ２およびリアボディ４には、吸込ポート２ｂおよび吸込通路２ｃ 、４ａが設けられており、これら通路２ｃ、４ａを経て、隣接する２枚のベーン ２０間に形成される各ポンプ室２１内に吸込まれたオイルは、プレッシャプレー ト２４に設けられた吐出通路２４ａを経てフロントボディ２の底部の高圧室２ｄ 内に吐出される。

【００１６】 プレッシャプレート２４のロータ１８側の面上には、ロータ１８に形成された 各スリット１９の内周側端部の穴１９ａ、１９ｂにほぼ向かい合う位置に、４つ に分割された円弧状の溝２４ｂ、２４ｄが形成され、絞り通路２４ｃによって接 続されている。一方、リアボディ４のロータ１８側の面上にも、上記円弧状溝２ ４ｂ、２４ｄと対応する位置に円弧状溝４ｂ、４ｄが形成されている。こちらの 円弧状溝４ｂ、４ｄには、これらを接続する絞り通路は設けられていない（図４ 参照）。プレッシャプレート２４の４本の円弧状溝２４ｂ、２４ｄのうち吸込領 域に位置している２本の円弧状溝２４ｄは、このプレート２４を貫通して上記高 圧室２ｄに連通している。また、ロータ１８のリアボディ４側の面上には、上記 円弧状溝４ｂ、４ｄの外周寄りの部分と向かい合う位置に環状溝１８ａが形成さ れている。

【００１７】 この環状溝１８ａは、図１から明らかなように、ベーン２０が挿入されている 各スリット１９の内周寄りの部分を横切っている。より詳しく説明すると、小判 型の穴１９ａを有するスリット１９に対しては、環状溝１８ａの幅の半分がスリ ット１９の底部の小判型の穴１９ａを、幅の残りの半分が、スリット１９の、ベ ーン２０の厚さとほぼ等しい幅の部分を横切るように設けられ、大径の丸穴１９ ｂを有するスリット１９に対しては、環状溝１８ａの幅全体が丸穴１９ｂの中央 を横切るように配置されている。

【００１８】 従って、ベーン２０がカムリング２２の小径部２２ｂに規制されて内周側に後 退したときには、ロータ２０の環状溝１８ａとして形成されている部分はこのロ ータ２０によって完全に遮断されるが、スリット１９の内部端には、小判型の穴 １９ａまたは大径の丸穴１９ｂが設けられているため、オイルが、ベーン２０の 両側面とこれらの穴１９ａ、１９ｂの内面との間から環状溝１８ａへ逃げる油路 が形成される。この油路は、図３に示すように、小判型の穴１９ａの場合には開 口面積Ｓ１が絞られており、大径の丸穴１９ｂの場合には、絞られない大きい開 口面積Ｓ２を有している。一方、ベーン２０が外周側に飛び出してカムリング２ ２の大径部２２ａに摺接しているときには、環状溝１８ａは完全に連通し、リア ボディ４の分割された４個の円弧状溝４ｂ、４ｄは、この環状溝１８ａを介して 接続される。

【００１９】 以上の構成に係るベーンポンプでは、始動開始前には、ベーン２０がスリット １９の内部側に後退して上記環状溝１８ａをほぼ遮断しており、ロータ１８が回 転を始めると、ベーン２０は遠心力によって若干飛び出し、吐出行程の完了する 位置附近（図１の２０Ｂ）に達するとカムリング２２の内面に当たって逆に押し 込まれる。ベーン２０Ｂが押し込まれることによって、そのベーン２０Ｂが挿入 されているスリット１９の底部の大径の丸穴１９ｂ内のオイルが押し出される。 大径の丸穴１９ｂから押し出されたオイルは、吐出領域の円弧状溝４ｂと環状溝 １８ａ内に流入する。上記押し込まれたベーン２０Ｂの後方のベーン２０Ａ（想 像線に示す位置にある）および前方のベーン２０Ｃは、いずれも、小判型の穴１ ９ａを有するスリット１９内に挿入されており、しかも、内周寄りに後退してロ ータ１８の環状溝１８ａを遮断しているので、油路Ｓ１が絞られているため、ベ ーン２０Ａとベーン２０Ｂとが位置している円弧状溝４ｂ、２４ｂ内の油圧が上 昇して、押し込まれたベーン２０Ｂの後続のベーン２０Ａを押し出してカムリン グ２２に当接させる（図１の実線に示す位置に移動する）。こうして順次後続の ベーン２０を押し出すことにより、すべてのベーン２０がカムリング２２に摺接 して通常の運転状態となる。このように、本実施例に係るベーンポンプも、上述 した先の出願（特願平３−２２８４３１）のベーンポンプと同様の始動性を確保 することができる。

【００２０】 また、すべてのベーン２０がカムリング２２の内面に摺接して回転する通常の 作動時には、図１のベーン２０Ａ（実線に示す位置）のようにカムリング２２の 大径部２２ａに接している場合は、ベーン２０が外側に飛び出しているので、ロ ータ１８の環状溝１８ａは開放されており、また、ベーン２０Ｂのようにカムリ ング２２の小径部２２ｂによって内部側に押し込まれている場合にも、スリット １９の内部側に大径の丸穴１９ｂが形成されているものは、図３に示すように油 路が大きい開口面積Ｓ２を有しているので絞り効果がなく、圧力損失を低減する ことができる。このように、ベーン２０の収容されているスリット１９の底部に 、先の出願のベーンポンプと同様の小判型の穴１９ａと、これよりも大幅に大径 の丸穴１９ｂとを交互に設けたので、優れた始動性を確保した上で、より一層の 消費馬力の低減を図ることができる。なお穴の形状は上記小判型と丸型とに限定 されるものではなく、ベーンの後退時に環状溝１８ａへの油路を絞る大きさのも のと、絞らない大きさのものとを交互に配置すればよい。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、ベーンポンプの始動性を向上させることが できるとともに、高速回転時の動力損失を大幅に減少させ、油温の上昇を抑えて オイルの劣化を防止することができる。しかもこのベーンポンプは、極めて低速 からオイルの吐出を始めるので、使用回転数の範囲を広げることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るベーンポンプの要部の
横断面図である。

【図２】本考案の一実施例に係るベーンポンプの縦断面
図である。

【図３】スリットの底部に形成された小判型の穴と大径
の丸穴との油路面積を比較する説明図である。

【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図５】従来のベーンポンプの横断面図である。

【符号の説明】

４ プレート（リアボディ） ４ｂ 円弧状溝 ４ｄ 円弧状溝 １８ ロータ １８ａ 環状溝 １９ スリット １９ａ スリットの穴（小判型の穴） １９ｂ スリットの穴（大径の丸穴） ２０ ベーン ２２ カムリング ２４ プレート（プレッシャプレート） ２４ｂ 円弧状溝 ２４ｄ 円弧状溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周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
   の外周寄り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複数枚のベーンと、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、上
   記各スリットの内周側端部を拡大して背圧導入穴を設け
   るとともに、上記プレートのロータ側の面上に、このス
   リットの穴に連通する複数の円弧状溝を形成し、これら
   円弧状溝を介して上記穴内に吐出油を導入して上記ベー
   ンを押出すようにしたベーンポンプにおいて、上記ロー
   タの端面に、スリットの穴と重なり合う環状溝を形成す
   るとともに、各スリットの穴を、ベーンが後退した際に
   この穴から上記環状溝への油路が絞られる大きさのもの
   と、絞られない大きさのものとの２種類設け、これらを
   交互に配置したことを特徴とするベーンポンプ。