JPH078583U - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トルク損失を少なくする。キャビテーション
の発生を防止する。電子部品等を用いない単純な構造と
する。 【構成】 第２ポンプ機構部９のサイドプレート１３ｂ
をベーン１０の側端部に対して近接離反可能に配設す
る。カムリング１１ｂとサイドプレート１３ｂの間に弾
性リング２８を介装する。サイドプレート１３ｂの背部
の圧力導入室２９に合流吐出通路２１の圧力を導入す
る。アクチュエータの作動圧が小さく、合流吐出通路２
１の作動圧が設定値に達するまでは、サイドプレート１
３ｂが弾性リング２８の弾発力でベーン１０の側端部か
ら離反し、第２ポンプ機構部９はポンプ作用を為さな
い。アクチュエータの作動圧が大きくなり、合流吐出通
路２１の作動圧が設定値以上になると、サイドプレート
１３ｂがベーン１０の側端部に近接して第２ポンプ機構
部９がポンプ作用を開始する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車のパワーステアリング装置等の動力源として用いられるベー ンポンプ機構部を備えたポンプ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、ベーンポンプは、略放射方向に複数個のベーンを出没自在に取り付け たロータがカムリング内に収容されると共に、このカムリングの両側部がケーシ ングや別体のサイドプレート等の側壁部材によって閉塞され、カムリング、ロー タ及び側壁部材と、隣接する各ベーンとによってポンプ室が形成されている。そ して、ロータが回転すると、各ベーンがカムリングの略楕円状の内周面に摺接し つつ出没動作を行い、それによって各ポンプ室が連続的に容積を変化させ、作動 油を膨張領域で吸入して圧縮領域で吐出するようになっている。

【０００３】 ところで、自動車のパワーステアリング装置等に用いられるポンプ装置として 、ポンプ機構部をケーシング内に複数個設け、各ポンプ機構部の吐出通路を互い に合流接続すると共に、使用に供するポンプ機構部の組み合わせをポンプ回転数 やアクチュエータの作動圧に応じて適宜変えるようにしたものが案出されている 。

【０００４】 従来のこの種のポンプ装置は、各ポンプ機構部の吐出通路を合流吐出通路で互 いに接続する一方で、少なくとも一つの吐出通路の途中に、一端が吸入通路に連 通する還流通路を分岐接続し、この吐出通路から合流吐出通路へ向かう作動油の 流れと、吐出通路から還流通路を通って吸入通路に戻る作動油の流れを電磁弁に よって適宜切り換えるようになっている。そして、ポンプ装置は、電磁弁の切り 換えによって吐出通路の作動油を吸入通路に戻す構造であるために、吐出通路を 還流通路側に切り換えたポンプ機構部にはアクチュエータ側の大きな負荷がかか らず、そのために必要外のトルクの消費を削減することができる。

【０００５】 尚、この類似技術は、例えば、特開昭６１−５５３８８号公報等に示されてい る。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記従来のポンプ装置の場合、吐出通路を還流通路側に切り換えた ポンプ機構部にはアクチュエータ側の大きな負荷がかからなくなるものの、その ポンプ機構部は作動油を吸入通路から吐出通路、還流通路、再び、吸入通路へと 送出するポンプ作用を常時続けているため、摩擦等の機械損失以外の損失が相変 わらずあり、動力の効率利用の面からはその点のより一層の改善が望まれている 。また、電磁弁を還流通路側に切り換えた場合に、作動油が低圧状態で通路（吸 入通路、吐出通路、還流通路）内を流動するため、ポンプの回転速度が高速にな ると通路内にキャビテーションが生じ易くなるという不具合を招く。

【０００７】 さらに、上記従来のポンプ装置においては、電磁弁によって通路の切り換えを 行う構造であるため、アクチュエータの作動圧等の検出信号を取り出すためのセ ンサや、このセンサの信号に基づいて電磁弁を制御するためのコントローラを付 設しなければならず、部品点数が多く構造が複雑であるということも問題となっ ている。

【０００８】 そこで本考案は、部品点数が少なく単純な構造でありながら、トルク消費がよ り少なく、しかも、キャビテーションの生じにくいポンプ装置を提供しようとす るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は上述した課題を解決するための手段として、各吐出通路が合流吐出通 路で接続される複数個のポンプ機構部を備え、少なくとも一つのポンプ機構部が 、カムリングと、このカムリング内で回転するロータと、このロータに略放射方 向に出没自在に取り付けられてロータの回転時にカムリングの内周面に摺接する 複数個のベーンと、前記カムリングの側部を閉塞して、隣接するベーン間にポン プ室を形成する側壁部材とから成るベーンポンプ機構部であるポンプ装置におい て、前記ベーンポンプ機構部の側壁部材を、ベーンの側端部に対して近接離反可 能に配設し、前記合流吐出通路の圧力が設定値以上になった場合にだけポンプ室 を形成するよう、この側壁部材を合流吐出通路の圧力に応動させるようにした。

【００１０】

【作用】

アクチュエータ側の負荷が小さく、合流吐出通路の圧力が設定値に達しない間 は、ベーンポンプ機構部の側壁部材がベーンの側端部から離反し、カムリング内 の吸入領域と吐出領域が導通した状態、つまり、ポンプ機能を為さない状態とな っている。このとき、合流吐出通路には他のポンプ機構部からのみ作動油が吐出 される。また、アクチュエータ側の負荷の増大によって合流吐出通路の圧力が設 定値以上になると、前記側壁部材がベーンの側端部に近接してポンプ室を形成す る。このため、このときすべてのポンプ機構部から合流吐出通路に作動油が吐出 される。

【００１１】

【実施例】

次に、本考案の一実施例を図１〜図４に基づいて説明する。

【００１２】 図面において、１は、ケーシングであり、このケーシング１に形成された軸孔 ２には、一端に動力入力用のプーリー３を備えた駆動軸４が軸受５，６を介して 支持されている。この駆動軸４には、第１ポンプ機構部７を構成するロータ８ａ と、第２ポンプ機構部９を構成するロータ８ｂが軸方向に所定間隔をあけた位置 でスプライン結合されている。第１ポンプ機構部７と第２ポンプ機構部９は、図 ２に示すようにほぼ同一の構成であって、外周に放射状にベーン取付溝２２ａ， ２２ｂを有する前記ロータ８ａ，８ｂと、このロータ８ａ，８ｂのベーン取付溝 ２２ａ，２２ｂに出没自在に取り付けられた複数のベーン１０と、ケーシング１ 内に固定されると共に、ベーン１０の先端が摺接する略楕円状の内周面を持つカ ムリング１１ａ，１１ｂと、このカムリング１１ａ，１１ｂの側部を閉塞する側 壁部材としてのケーシング内部壁１２ａ，１２ｂ及びサイドプレート１３ａ，１ ３ｂとから成っている。各ポンプ機構部７，９は、カムリング１１ａ，１１ｂ、 ロータ８ａ，８ｂ、ケーシング内部壁１２ａ，１２ｂ及びサイドプレート１３ａ ，１３ｂと、各ロータ８ａ，８ｂ上で隣接するベーン１０，１０とによってポン プ室が形成され、ロータ８ａ，８ｂの回転に伴って、このポンプ室が膨張と圧縮 を繰り返してポンプ作用を為すようになっている。そして、各ポンプ機構部７， ９は、ケーシング内部壁１２ａ，１２ｂに吸入ポート１４ａ，１４ｂを、サイド プレート１３ａ，１３ｂに吐出ポート１５ａ，１５ｂを夫々備えており、吸入ポ ート１４ａ，１４ｂは吸入通路１６ａ，１６ｂに直接連通し、吐出ポート１５ａ ，１５ｂは、ケーシング１の凹部１７ａ，１７ｂ底面とサイドプレート１３ａ， １３ｂの間に形成された圧力室１８ａ，１８ｂを介して吐出通路１９ａ，１９ｂ に夫々連通している。吸入通路１６ａ，１６ｂはケーシング１の吸入口２０で一 本に合流し、吐出通路１９ａ，１９ｂは合流吐出通路２１で合流接続されてケー シング１の図外の吐出口に連通している。また、各ポンプ機構部７，９のサイド プレート１３ａ，１３ｂには、圧力室１８ａ，１８ｂとベーン取付溝２２ａ，２ ２ｂの底部を連通する導入孔２３ａ，２３ｂが設けられ、圧力室１８ａ，１８ｂ 内の作動油が各ベーン１０を径方向外方に突出させる力として働くようになって いる。尚、２４は、各ポンプ機構部７，９の構成部材間の隙間から駆動軸４回り に供給された作動油を吸入通路１６ａに戻す戻し通路である。

【００１３】 この実施例においては、第２ポンプ機構部９の吐出容量が第１ポンプ機構部７ の吐出容量よりも大きく設定されており、この吐出容量の大きい第２ポンプ機構 部９側を合流吐出通路２１の圧力に応じてＯＮ，ＯＦＦ制御するようになってい る。以下、この第２ポンプ機構部９をＯＮ，ＯＦＦ制御するための機構について 詳述する。

【００１４】 ケーシング１の凹部１７ｂは、図１に示すように底壁に向かって階段状に大径 段部２５と小径段部２６が設けられており、サイドプレート１３ｂがこの両段部 ２５，２６にまたがって軸方向移動可能に、つまり、ロータ８ｂのベーン１０の 側端部に対して近接離反可能に収容されている。そして、カムリング１１ｂのサ イドプレート１３ｂ側の外端部には段部２７が環状に形成されており、この段部 ２７とサイドプレート１３ｂの端面との間には、サイドプレート１３ｂをベーン １０の側端部から離反させる方向に付勢する弾性リング２８が介装されている。 尚、この弾性リング２８はシールリングの機能をも兼ねている。また、前記大径 段部２５とサイドプレート１３ｂとの間には、パイロット通路３０と吐出通路１ ９ｂの一部を通して合流吐出通路２１の圧力が導入される圧力導入室２９が形成 されており、この圧力導入室２９に導入される合流吐出通路２１の圧力によって サイドプレート１３ｂの軸方向の位置を変え、それによって第２ポンプ機構部９ をＯＮ，ＯＦＦ制御するようになっている。つまり、合流吐出通路２１の圧力が 設定値に達するまでは、サイドプレート１３ｂが弾性リング２８の弾発力によっ てベーン１０の側端部から離反して、隣接するベーン１０，１０間がポンプ室を 成さないようになっているが、合流吐出通路２１の圧力が設定値以上になると、 サイドプレート１３ｂがこの圧力を受けてベーン１０の側端部に近接し、隣接す るベーン１０，１０間にポンプ室を形成してポンプ作用を開始する。尚、小径段 部２６とサイドプレート１３ｂの間にはシールリング３１が介装され、このシー ルリング３１によって圧力室１８ｂと圧力導入室２９の間が密閉されている。

【００１５】 また、吐出通路１９ｂの途中には、図３に示すような逆止弁３２が介装され、 合流吐出通路２１から圧力室１８ｂへの作動油の逆流を防止するようになってい る。この逆止弁３２は、弁穴３５の底部に、駆動軸４回りの低圧の作動油が導入 されると共にリターンスプリング３３が収容されており、圧力室１８ｂの圧力が 設定値以上になると、スプール弁３４がその圧力によって移動して圧力室側ポー ト３６と合流吐出通路側ポート３７を連通させるようになっている。

【００１６】 さらにまた、合流吐出通路２１には、図４に示すような流量制御弁３８が介装 され、ポンプ回転数が設定値以上になったときに、常時一定流量の作動油がアク チュエータ（図示せず。）側に吐出されるようになっている。この流量制御弁３ ８は、合流吐出通路２１内に直列に設けられたオリフィス３９と、このオリフィ ス３９の前後差圧に応動してドレーン通路４０ａ，４０ｂを開閉するスプール弁 ４１とを備え、オリフィス３９の前後差圧が設定圧値以上になるとその差圧に応 じて作動油をドレーン通路４０ａ，４０ｂから吸入通路１６ａ，１６ｂに戻すよ うになっている。尚。図４中４２は、オリフィス３９の後部圧力を弁穴４３底部 に導入する導入通路であり、４４は、リターンスプリングである。また、この実 施例においては、両ポンプ機構部７，９の吐出通路１９ａ，１９ｂが流量制御弁 ３８の弁穴４３に直接連通しており、そのために、前記第２ポンプ機構部９の圧 力導入室２９には、合流吐出通路２１のうちのオリフィス３９の前部の圧力が導 入される。

【００１７】 このベーンポンプは以上のような構成であるため、吐出口に接続したアクチュ エータの作動圧が小さく、合流吐出通路２１の圧力（オリフィス３９の前部の圧 力）が設定値に達するまでは、サイドプレート１３ｂがベーン１０の側端部から 離間して第２ポンプ機構部９がポンプ作用を為さない状態となっている。このた め、合流吐出通路２１には吐出容量の小さい第１ポンプ機構部７からのみ作動油 が吐出され、このうちアクチュエータには流量制御弁３８によって制御された所 定流量が吐出される。このときに、第２ポンプ機構部９はベーン１０の先端部に よる通常のポンプ作用を為さないのは勿論であるが、サイドプレート１３ｂがベ ーン１０の側端部から完全に離間するため、ベーン１０とベーン取付溝２２ｂ底 部との間でも容積変化が生じない。したがって、第２ポンプ機構部９では摩擦等 の機械損失以外にはほとんどトルクの損失が生じない。また、第２ポンプ機構部 ９に連通する通路内を低圧の作動油が流動することもないため、ポンプの回転速 度が高まってもキャビテーションを発生する心配もない。

【００１８】 また、この状態からアクチュエータの作動圧が大きくなり、それに伴って合流 吐出通路２１の圧力が設定値以上になると、圧力導入室２９内の圧力が弾性リン グ２８の弾発力に打ち勝ち、サイドプレート１３ｂがベーン１０の側端部に近接 して吐出容量の大きい第２ポンプ機構部９がポンプ作用を開始する。すると、圧 力室１８ｂの圧力上昇に伴って逆止弁３２が開き、第２ポンプ機構部９で吐出さ れた作動油が合流吐出通路２１に導入され、第１ポンプ機構部７で吐出された作 動油と合わせて流量制御弁３８で所定流量に制御された後にアクチュエータに供 給される。

【００１９】 したがって、このベーンポンプにおいては、第２ポンプ機構部９を使用しない 場合のトルクの損失が極めて小さいことと、ＯＮ，ＯＦＦ制御する第２ポンプ機 構部９側の吐出容量が大きいことから、自動車のパワーステアリング装置等に用 いた場合にエンジンの動力を極めて効率良く利用することができる。

【００２０】 尚、本考案の実施例は以上で説明したものに限るものでなく、例えば、ポンプ 機構部を３つ以上設け、その少なくとも一つポンプ機構部の側壁部材を合流吐出 通路の圧力に応動させるようにしても良い。また、第１ポンプ機構部はベーンポ ンプ機構に限るものではなく、プランジャポンプ等の他のポンプ機構であっても 良い。

【００２１】

【考案の効果】

以上のように本考案は、ベーンポンプ機構部の側壁部材を、ベーンの側端部に 対して近接離反可能に配設し、合流吐出通路の圧力が設定値以上になった場合に だけポンプ室を形成するよう、この側壁部材を合流吐出通路の圧力に応動させ、 アクチュエータ側の負荷が小さい間はそのポンプ機構部がポンプ機能を為さない ようにしたため、側壁部材が離反したポンプ機構部でのトルク消費がほとんどな くなるうえ、ポンプ回転速度が高まってもキャビテーションを生じる心配がない 。また、本考案のポンプ装置においては、センサやコントローラ等の複雑な部品 を多数必要としない簡単な構造であるため、従来のものに比較して製造コストを 削減することができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の要部を示す断面図。

【図２】同実施例を示す断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【符号の説明】

７…第１ポンプ機構部、 ８ａ，８ｂ…ロータ、 ９…第２ポンプ機構部（ベーンポンプ機構部）、 １０…ベーン、 １１ａ，１１ｂ…カムリング、 １３ａ，１３ｂ…サイドプレート（側壁部材）、 １９ａ，１９ｂ…吐出通路、 ２１…合流吐出通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 各吐出通路が合流吐出通路で接続される
   複数個のポンプ機構部を備え、少なくとも一つのポンプ
   機構部が、カムリングと、このカムリング内で回転する
   ロータと、このロータに略放射方向に出没自在に取り付
   けられてロータの回転時にカムリングの内周面に摺接す
   る複数個のベーンと、前記カムリングの側部を閉塞し
   て、隣接するベーン間にポンプ室を形成する側壁部材と
   から成るベーンポンプ機構部であるポンプ装置におい
   て、前記ベーンポンプ機構部の側壁部材を、ベーンの側
   端部に対して近接離反可能に配設し、前記合流吐出通路
   の圧力が設定値以上になった場合にだけポンプ室を形成
   するよう、この側壁部材を合流吐出通路の圧力に応動さ
   せたことを特徴とするポンプ装置。