JPH0783176A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ベーンポンプにおいてロータの耐焼付き性を
改善し、ポンプカートリッジでのサイドクリアランスを
縮小とし、ポンプの容積効率性能を向上する。 【構成】 ポンプ構成要素１３は、ポンプカートリッジ
１９を構成するロータ１５およびカムリング１７とその
両側のサイドプレート２０およびプレッシャプレート２
１とからなる。ロータにはドライブシャフト１６先端部
がスプライン結合される。ロータのスプライン孔４０の
うち少なくてもこれに噛合うスプライン部４３を有する
ドライブシャフトの傾斜角度に沿って、スプライン孔の
製造誤差である０．０１〜０．０３ｍｍ程度の連続した
転位量をもった円弧、曲面等による形状で形成する。さ
らに、これにドライブシャフトのスプライン部を軸線方
向の噛合い長さを耐久強度を確保する最小限の長さをも
って噛合わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば自動車のハン
ドル操作力を軽減するためのパワーステアリング装置等
に用いて好適なベーンポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のベーンポンプはパワーステアリ
ング装置における油圧源等として用いて好適なものであ
り、従来から種々の構造によるものが多数提案されてい
る。

【０００３】その一例を図４を用いて簡単に説明する
と、全体を符号１０で示すベーンポンプは、ポンプボデ
ィを構成するフロントボディ１１およびリアボディ１２
を備えている。このリアボディ１２は略カップ状を呈
し、その内部にポンプ構成要素１３を収納配置する収納
空間１４が形成されるとともに、この収納空間１４の開
口端を閉塞するようにフロントボディ１１が組合わせら
れて一体化されている。このフロントボディ１１は、前
記ポンプ構成要素１３の回転子であるロータ１５を外部
から回転駆動するためのドライブシャフト１６が貫通し
た状態で軸受１６ａ，１６ｂによって回転自在に支持さ
れている。

【０００４】１７はベーン１５ａを有するロータ１５が
収納配置される略楕円形状を呈する内側カム面１７ａを
有しこのカム面１７ａとロータ１５との間に一対のポン
プ室１８，１８（一方のみを図示する）を形成するカム
リングで、このカムリング１７と前記ベーン１５ａを有
するロータ１５とによってポンプカートリッジ１９が構
成されている。

【０００５】２０はこのポンプカートリッジ１９のフロ
ントボディ１１側に圧接して積層配置されるサイドプレ
ート、２１はポンプカートリッジ１９のリアボディ１２
側に圧接して積層配置されるプレッシャプレートで、こ
れら両プレート２０，２１と前記ポンプカートリッジ１
９とによって、前記ポンプ構成要素１３が構成されてい
る。なお、これら両プレート２０，２１とカムリング１
７とは位置決めピン２２によって回転方向で位置決めさ
れた状態でボルト２３によってフロントボディ１１側に
一体化されて組付け固定されている。

【０００６】２５は前記リアボディ１２の収納空間１４
内でその底部側に形成されるポンプ吐出側の圧力室で、
プレッシャプレート２１にポンプ吐出側圧力を作用させ
るようになっている。２６はこのポンプ吐出側圧力室２
５にポンプ室１８からの圧油を導くプレッシャプレート
２１に穿設されているポンプ吐出側通路である。

【０００７】２７はリアボディ１２の一部に設けられた
吸込ポート２８からの吸込側流体を前記ポンプ室１８に
導くようにリアボディ１２、フロントボディ１１内に形
成されたポンプ吸込側通路で、この通路２７は前記サイ
ドプレート２０に穿設されているポンプ吸込用開口２９
を経てポンプ室１８に接続されている。

【０００８】３０はリアボディ１２内部に設けられ通路
３０ａを介して前記ポンプ吐出側の圧力室２５と接続さ
れ、これを吸込ポート２８近くのポンプ吸込側通路２７
に選択的に接続しポンプ室１８からの吐出流体を所定流
量に制御するための流量制御弁、３１はこの流量制御弁
３０にて一部が吸込側に還流された残りを、図示しない
パワーステアリング装置（図中ＰＳで示す）等の油圧機
器に給送するための吐出ポートで、この吐出ポート３１
は、前記リアボディ１２の側部に、前記収納空間１４に
対しての接続部にメータリングオリフィス３２を有する
状態で設けられている。

【０００９】なお、このベーンポンプ１０は、図４から
明らかなように、上述した以外の構成部品等も有してい
るが、これらは従来から周知の通りであり、その説明は
省略する。

【００１０】以上のような構成によるベーンポンプ１０
によれば、ロータ１５がドライブシャフト１６によりベ
ーン１５ａを出入りさせながら回転駆動されることによ
り、吸込ポート２８からの圧油を、通路２７、開口２９
を経てポンプ室１８内に吸込み、かつ吐出側通路２６か
らポンプ吐出側圧力室２５に送出された後、所定圧力以
下では吐出ポート３１から全量がパワーステアリング装
置ＰＳ等に吐出されて給送され、また所定圧力以上では
前記流量制御弁３０により一部が吸込側に還流され、残
りの圧油がポンプ吐出側圧力室２５からポンプ構成要素
１３の外周部と収納空間１４の内壁部との隙間通路３
３、さらにこれに開口するメータリングオリフィス３２
を経て吐出ポート３１から吐出されるようになってい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな従来構造によるベーンポンプにおいて、ポンプ構成
要素１３としてのポンプカートリッジ１９を構成するロ
ータ１５とこれを回転駆動するドライブシャフト１６と
の間の機械的な動力伝達部分において、以下のような問
題を生じている。

【００１２】すなわち、上述したロータ１５とドライブ
シャフト１６とは、図４〜図６の（ａ），（ｂ）からも
明らかなように、スプライン結合によって連結結合され
ることが、一般に行なわれている。なお、図中４０はロ
ータ１５の軸孔内に形成された複数の谷部４１および複
数の山部４２によるスプライン孔、４３はこのスプライ
ン孔４０の谷部４１、山部４２に噛合うようにドライブ
シャフト１６の先端部に形成された山部４４および谷部
４５によるスプライン部である。

【００１３】しかしながら、上述したスプライン結合部
において、スプライン孔４０とスプライン部４３との製
作誤差、ドライブシャフト１６の軸受１６ｂでの隙間に
よる倒れ等によって、ドライブシャフト１６の軸線がロ
ータ１５の軸線に対し図５中矢印Ａで示すように相対的
に変位してしまうものであった。そして、このような状
態となると、シャフト１６側のスプライン部４３は、ロ
ータ１５側のスプライン孔４０内で図５中Ｂ，Ｂで示す
位置での接触が強まり、その結果ロータ１５は、図６の
（ｂ）においてＣ，Ｃで示す位置で両側のプレート２
０，２１に部分的に接触し、かじり等を発生し易くなる
という不具合を生じていた。

【００１４】特に、このようなかじり等の問題は、シャ
フト１６を介して駆動トルクの一部が、ロータ１５の側
面での面圧に変換されることから著しく、これが講じる
と、ロータ１５のかじり部分Ｃ，Ｃが、その両側のプレ
ート２０，２１に対して焼付き易くなるものであった。

【００１５】しかも、最近のパワーステアリング装置用
のベーンポンプ１０にあっては大容量化、高圧化に対し
ての要請が大きく、このためにポンプ構成要素１３、つ
まりロータ１５およびカムリング１７によるポンプカー
トリッジ１９とその両側のサイドプレート２０およびプ
レッシャプレート２１との間からの内部洩れを防止する
ことが望まれており、これらの部材同士の接合面間での
面圧を高めて一体的に構成することが必要とされる。そ
して、このことから、上述したシャフト１６のロータ１
５に対しての軸ずれに伴なう変位によるかじり問題は、
より一層大きな焼付き問題につながるもので、このよう
な焼付きに対しての対応策を講じることが必要であっ
た。

【００１６】このような焼付きに対する対応策として
は、ポンプカートリッジ１９での両側プレート２０，２
１とのサイドクリアランスを広げて潤滑油量を増やすこ
とがあるが、ポンプ室１８内からの内部洩れが大きくな
り、容積効率が悪化し、前述した大容量化、高圧化に応
えることができなくなるものであった。

【００１７】また、スプライン孔４０に対してのシャフ
ト１６のスプライン部４３の軸線方向での噛合い長さを
短くし、前述した倒れによる変位を相対的に小さくする
という対策も考えられているが、図６の（ａ），（ｂ）
から明らかなように、スプライン結合部４０，４３での
駆動トルク伝達時の耐久強度に限界があり、それ以上の
効果を期待することはできないものであった。

【００１８】さらに、上述したシャフト１６での倒れに
よる変位を吸収できるように、シャフト１６先端部のス
プライン部４３を構成する山部４４に、歯当たりをよく
するために歯すじ方向に適当な膨らみをつけるという、
いわゆるクラウニング加工を施すといった対策を講じる
ことも考えられているが、このようなスプライン部４３
への加工機械が限定され、コスト高となるもので、これ
らの問題点を一掃できるような何らかの対策を講じるこ
とが望まれている。

【００１９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ポンプ構成要素でのポンプカートリッジ、
特にロータの両側プレートへの耐焼付き性を改善し、ポ
ンプカートリッジのサイドクリアランスを縮小し、内部
洩れを防いでポンプ容積効率性能を向上させ、大容量
化、高圧化といった要請に応えることが可能となる構造
容易でコスト的にも安価なベーンポンプを得ることを目
的としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係るベーンポンプは、ベーンを有するロ
ータを収納することによりポンプカートリッジを構成す
るカムリングとその両側に圧接して配置されるサイドプ
レートおよびプレッシャプレートを有し、かつ前記ロー
タに一側から挿通させたドライブシャフト先端部をスプ
ライン結合させてなるものであって、前記ロータのスプ
ライン孔のうち、少なくてもこれに噛合うスプライン部
を先端部に有するドライブシャフトの傾斜角度に沿っ
て、このスプライン孔製作時の製造誤差である０．０１
〜０．０３ｍｍ程度の連続した転位量をもった円弧、曲
面等による形状で形成し、かつこれにドライブシャフト
のスプライン部を軸線方向の噛合い長さを耐久強度を確
保する最小限の長さをもって噛合わせるようにしたもの
である。

【００２１】

【作用】本発明によれば、ロータのスプライン孔を、こ
れに噛合うスプライン部を有するドライブシャフトの
０．１〜０．２°程度の傾斜角度に沿って、このスプラ
イン孔製作時の誤差程度の連続した転位量をもった円弧
または曲面等によって形成し、かつこれにシャフトのス
プライン部を軸線方向の噛合い長さを耐久強度を配慮し
た最小限の長さをもって噛合わせることにより、ロータ
に対してのドライブシャフトの倒れによる相対的な変位
を防ぎ、ロータの両側プレートへの耐焼付き性を改善
し、ポンプカートリッジのサイドクリアランスを縮小
し、内部洩れを防いでポンプ容積効率性能を向上させ、
大容量化、高圧化、さらには互換性等といった要請に応
えることが可能となる。

【００２２】

【実施例】図１ないし図３は本発明に係るベーンポンプ
の一実施例を示すものであり、これらの図において、前
述した図４以下と同一または相当する部分には同一番号
を付して説明は省略する。

【００２３】さて、本発明によれば、前述したようなベ
ーンポンプ１０において、図１〜図３から明らかなよう
に、ロータ１５のスプライン孔４０のうち、少なくても
これに噛合うスプライン部４３を先端部に有するドライ
ブシャフト１６の０．１〜０．２°程度の傾斜角度θに
沿って、このスプライン孔４０製作時の製造誤差である
０．０１〜０．０３ｍｍ程度の連続した転位量をもった
円弧、曲面あるいは一部に直線部を有する形状で転位歯
車部５０を形成し、かつこれにドライブシャフト１６の
スプライン部４３を軸線方向の噛合い長さを耐久強度を
確保する最小限の長さをもって噛合わせるようにしたと
ころに特徴を有している。

【００２４】ここで、上述した転位歯車部５０は、図２
における実線と波線とから明らかなように、シャフト１
６先端部のスプライン部４３のスプライン孔４０への嵌
合部において、スプライン部４３先端からロータ１５の
シャフト１６差込み側の端面側にかけて、円弧または二
次曲線等の曲面で形成している。なお、ロータ１５の端
面に近い部分は直線的に形成すればよい。

【００２５】そして、このような構成によれば、ロータ
１５のスプライン孔４０を、これに噛合うスプライン部
４１を有するドライブシャフト１６の０．１〜０．２°
程度の傾斜角度に沿って、このスプライン孔４０製作時
の誤差である０．０１〜０．０３ｍｍ程度の連続した転
位量をもった円弧または曲面等によって形成しており、
きわめて簡単で加工性に優れ、コスト的にも安価な構造
であるにもかかわらず、ロータ１５に対してのドライブ
シャフト１６の倒れによる相対的な変位を防ぎ、ロータ
１５の両側プレート２０，２１への耐焼付き性を改善
し、ポンプカートリッジ１９のサイドクリアランスを縮
小し、内部洩れを防いでポンプ容積効率性能を向上さ
せ、大容量化、高圧化、さらには互換性等といった要請
に応えることができる。

【００２６】特に、上述したような連続転位による谷部
４１、山部４２によるスプライン孔４０を有するロータ
１５を、焼結等によって製作することが可能で、コスト
上昇を図ることなく、性能を向上させることができ、そ
の利点は大きい。

【００２７】そして、このような構成では、ポンプ構成
要素１３でのポンプカートリッジ１９、特にロータ１５
の両側プレート２０，２１への耐焼付き性を大幅に改善
することができ、ポンプカートリッジ１９のサイドクリ
アランスを可能な限り縮小化し、ポンプ室１８からの内
部洩れを防いでポンプ容積効率性能を向上させ、大容量
化、高圧化を図ることができ、しかも構造容易でコスト
的にも安価である等の利点を奏する。

【００２８】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、ベーンポンプ１０各部の形状、構造等を、適宜
変形、変更することは自由で、種々の変形例が考えられ
ることは勿論である。

【００２９】さらに、上述した構成によるベーンポンプ
１０としては、上述した実施例構造に限定されないこと
は勿論、上述した実施例で説明したパワーステアリング
装置以外にも、各種の機器、装置に適用してもよいこと
も言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るベーン
ポンプによれば、ロータのスプライン孔のうち、少なく
てもこれに噛合うスプライン部を先端部に有するドライ
ブシャフトの０．１〜０．２°程度の傾斜角度に沿っ
て、このスプライン孔製作時の製造誤差である０．０１
〜０．０３ｍｍ程度の連続した転位量をもった円弧、曲
面等による形状で形成し、かつこれにドライブシャフト
のスプライン部を軸線方向の噛合い長さを耐久強度を確
保する最小限の長さをもって噛合わせるようにしたの
で、加工容易で簡単かつ安価な構成であるにもかかわら
ず、ロータに対してのドライブシャフトの倒れによる相
対的な変位を防ぎ、ロータの両側プレートへの耐焼付き
性を改善し、ポンプカートリッジのサイドクリアランス
を縮小し、内部洩れを防いでポンプ容積効率性能を向上
させ、大容量化、高圧化、さらには互換性等といった要
請に応えることができるという種々優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベーンポンプの一実施例を示す要
部構成の概略断面図である。

【図２】図１におけるII−II線断面図である。

【図３】本発明の要部を示す概略図である。

【図４】本発明を適用して好適なベーンポンプ全体の概
略構成を示す概略断面図である。

【図５】従来のロータとドライブシャフトとのスプライ
ン結合部を示す概略断面図である。

【図６】従来のスプライン結合部を示し、（ａ）は概略
断面図、（ｂ）はその側断面図である。

【符号の説明】

１０ ベーンポンプ １１ フロントボディ １２ リアボディ １３ ポンプ構成要素 １４ 収納空間 １５ ロータ １５ａ ベーン １６ ドライブシャフト １６ａ 軸受 １６ｂ 軸受 １７ カムリング １７ａ カム面 １８ ポンプ室 １９ ポンプカートリッジ ２０ サイドプレート ２１ プレッシャプレート ２５ ポンプ吐出側圧力室 ２６ ポンプ吐出側通路 ２７ ポンプ吸込側通路 ４０ スプライン孔 ４１ 谷部 ４２ 山部 ４３ スプライン部 ４４ 山部 ４５ 谷部 ５０ 転位歯車部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベーンを有するロータを収納することに
   よりポンプカートリッジを構成するカムリングとその両
   側に圧接して配置されるサイドプレートおよびプレッシ
   ャプレートとからなるポンプ構成要素を備え、 かつ前記ロータに一側から挿通させたドライブシャフト
   先端部をスプライン結合させてなるベーンポンプにおい
   て、 前記ロータのスプライン孔のうち、少なくてもこれに噛
   合うスプライン部を先端部に有するドライブシャフトの
   傾斜角度に沿って、このスプライン孔製作時の誤差程度
   の連続した転位量をもった形状で形成し、 かつこのスプライン孔に対し前記ドライブシャフトのス
   プライン部を、耐久強度を得られる程度の最小限の軸線
   方向での噛合い長さをもって噛合わせるように形成した
   ことを特徴とするベーンポンプ。