JPH11230057A - ベーンポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温稼働時に、圧縮行程において、ベーンが
下方へ押し戻されないようにする。 【解決手段】 フロントプレッシャプレート１及びリヤ
プレッシャプレート２に設けられる背圧溝１１、１
１’、２１、２１’を吸入行程及び吐出行程に分割する
とともに、これらフロントプレッシャプレート１側に設
けられた背圧溝１１、１１’間を連通溝１２にて連結す
るとともに、リヤプレッシャプレート２側に設けられた
各背圧溝２１、２１’間を連通溝２２にて連結する。フ
ロント側の連通溝１２の方が、リヤ側の連通溝２２より
も、その断面積が小さな値を有するようにする。 【効果】 圧力室５５につながるフロント側各背圧溝１
１、１１’間を連結する連通溝１２の絞り機能が発揮さ
れ、スリット底部６１の作動油が上記圧力室５５側へ逃
げにくくなる。その結果、ベーン９先端部とカムリング
内周面との間のシール性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用動力舵取
装置に作動流体を供給するのに用いられるベーンポンプ
装置に関するものであり、特に、前後のプレッシャプレ
ートに設けられる各背圧溝の間を連結する連通溝の形状
を、前後のプレッシャプレートにおいて異ならせるよう
にしたことを特徴とするベーンポンプ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ベーンポンプ装置においては、
ベーン先端とカムリング内周面との間のシール性を向上
させるために、ベーンが収納されるロータのスリット底
部に、サイドプレートあるいはリヤプレート等に設けら
れた背圧溝から吐出油の一部を導き、この吐出油の圧力
により、上記ベーンをカムリングの内周面に押付けるよ
うにしている。また、上記ベーンポンプ装置が稼働を開
始して、ロータが回転運動を開始した後は、上記ベーン
は回転運動に伴なう遠心力の作用により、ロータの放射
軸方向に力を受けることとなるので、ベーンの先端部
は、上記カムリングの内周面に、更に押付けられること
となる。これによってシール性能が高められ、ポンプ吐
出容量が高められることとなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ロータ
の回転運動に伴なうベーンの遠心力による上記カムリン
グ内周面への押付力は、作動油（吐出油）が常温状態に
あるときは円滑に作用し、理想通りの状態となるが、上
記吐出油が低温状態にあるときには上記理想通りには作
用しない。吐出油が低温状態にあるときには、吐出油の
粘度が高く、これに基づく粘性抵抗の増大化により、ベ
ーンが、ロータのスリット内で摺動抵抗を受けることと
なる。この摺動抵抗の影響により、ポンプの稼働開始時
においては、上記ベーンがロータの放射軸方向に十分に
は突出せず、上記カムリング内周面とのシール性が十分
には得られないという状況を呈する。また、従来のベー
ンポンプ装置においては、サイドプレート側、すなわ
ち、フロント側プレッシャプレートに設けられる背圧溝
のうち、吸入行程側に設けられるものは圧力室と連通す
るようになっている。また、吐出行程側に設けられるも
のも連通溝を介して上記吸入行程側の背圧溝に連結され
るようになっている。従って、吐出行程等において、ベ
ーンの先端部に押下げ力が作用する（例えば図５のＣ位
置からＤ位置への行程において）と、当該ベーンを支え
ているスリット底部内の作動油は、連通溝等を介して、
上記圧力室側へと逃げてしまう（流動する）こととな
る。その結果、ベーンの押上げ力が低下し（例えば図５
のＣ位置）、ベーンの先端部とカムリングの内周面との
間のシール性が低下する。従って、ポンプ吐出容量が十
分に得られないと言う問題点がある。このような低温時
であってポンプ稼働開始時におけるベーン先端部とカム
リング内周面との間のシール性低下の問題点を解決する
ために、背圧溝間を連結する連通溝の形状を、フロント
側のプレッシャプレートとリヤ側のプレッシャプレート
とで異ならせるようにしたベーンポンプ装置を提供しよ
うとするのが、本発明の目的（課題）である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明においては次のような手段を講ずることとし
た。すなわち、ハウジング内に収納されて回転駆動され
るロータ、当該ロータのスリット内にて摺動運動をする
ベーン、当該ベーンの外側にあって上記ロータ、ベーン
等とポンプ室を形成するカムリング、上記ロータ、ベー
ン、カムリングの一方の側面にあってポンプ室形成に寄
与する第１プレッシャプレート、上記ロータ、ベーン、
カムリングのもう一方の側面に接して上記ポンプ室形成
に寄与する第２プレッシャプレート等からなるととも
に、上記ロータ回転時におけるベーンの作動により吐出
される吐出油を受け入れる圧力室を有し、一方、上記各
プレッシャプレートの互いに対向する内側面には複数の
背圧溝が円周方向に分離された状態で配置されるように
するとともに、上記各背圧溝が連通溝を介して互いに連
結され、更に、上記第１プレッシャプレートに配置され
た背圧溝の一部が上記圧力室に直接連結されるとともに
当該圧力室内の吐出油の一部が上記背圧溝に導かれるこ
とにより、上記ベーンがカムリングの内周面に押付けら
れるように作動するベーンポンプ装置に関して、上記第
１プレッシャプレートに設けられた各背圧溝の間を連結
する連通溝の断面積を、第２プレッシャプレートに設け
られた各背圧溝の間を連結する連通溝の断面積よりも小
さな値を有するようにした構成を採ることとした。

【０００５】このような構成を採ることにより、本発明
のものにおいては次のような作用を呈することとなる。
すなわち、上記第１プレッシャプレートに設けられた背
圧溝間を連結する連通溝が、第２プレッシャプレートに
設けられたものよりも絞り機能がより発揮されることと
なるので、ベーン先端部側からの押下げ力が作用したと
きに、ベーン下端部の後退によってスリット底部の作動
油が上記第１プレッシャプレートに設けられた背圧溝を
介して圧力室へ逃げるのを抑止することができるように
なる。特に、このことは、低温時において作動油の粘度
が高いときに、より発揮されることとなる。すなわち、
上記第１プレッシャプレートに設けられた連通溝が、上
記第２プレッシャプレートに設けられたものに較べて、
その断面積において小さな値を有するようになっている
ことより、絞り機能が、より発揮されることとなる。従
って、ベーンの降下に対するスリット底部における作動
油の圧力室側への流動作用（逃げ）が抑制され、ベーン
の全体的な降下が抑止されることとなる。その結果、低
温稼働開始時におけるベーン先端部とカムリング内周面
との間のシール性の向上が図られることとなる。

【０００６】次に、請求項２記載の発明について説明す
る。このものも、その基本的な点は、上記請求項１記載
のものと同じである。その特徴とするところは、連通溝
の形状に関する点である。すなわち、請求項１記載の構
成のものにおいて、上記第１プレッシャプレートに設け
られる各背圧溝の間を連結する連通溝と、第２プレッシ
ャプレートに設けられる各背圧溝の間を連結する連通溝
とに関して、両連通溝の溝幅は同じ値を有するようにす
るとともに、その溝の深さは上記第１プレッシャプレー
トに設けられるものの方が、上記第２プレッシャプレー
トに設けられるものよりも小さな値、すなわち、浅い形
状を有するようにした構成を採ることとした。

【０００７】このような構成を採ることにより、本発明
のものにおいては次のような作用を呈することとなる。
すなわち、上記請求項１記載のものと同様、低温稼働開
始時におけるベーンの押下げ力に対するスリット底部か
らの作動油の圧力室側への逃げが抑止されることとな
る。そして更に、本発明のものにおいては、作動油の温
度が上昇してその粘度が低下した状態においても、ベー
ンの下端部周りにおける側面部の受圧面積及びロータの
側面部の受圧面積が、上記第１プレッシャプレート側と
第２プレッシャプレート側とで同等の値を有するように
なっているので、ベーンが第１プレッシャプレート側あ
るいは第２プレッシャプレート側へ傾いたりすることが
無くなる。従って、ロータの回転運動に伴なって、ベー
ンが両プレッシャプレートの間を回転運動及び摺動運動
するに際して、両プレッシャプレートに対して、こじり
運動等をすることが無くなり、円滑な運動をすることが
できるようになる。同様に、ロータも、第１プレッシャ
プレート側、あるいは第２プレッシャプレート側の、い
ずれか一方側に押付けられるようなことが無くなり、円
滑な運動をすることができるようになる。その結果、高
速回転時におけるベーン及びロータの回転運動及び摺動
運動に伴なう消費トルクの増大化を抑止することができ
るようになり、省エネルギー化を図ることができるよう
になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１ないし図５を基に説明する。本実施の形態に関するも
のの、その構成は、図１に示す如く、ハウジング５内に
収納され、回転軸３にて回転駆動されるロータ６、当該
ロータ６のスリット内にてラジアル方向に摺動運動をす
るベーン９、これらロータ６、ベーン９の外側にあって
ポンプ室を形成するカムリング４、上記ロータ６、ベー
ン９、カムリング４の側面にあってポンプ室形成に寄与
する第１プレッシャプレートとしてのフロントプレッシ
ャプレート１、上記ロータ６、ベーン９、カムリング４
のもう一方の側面に接して上記ポンプ室形成に寄与する
第２プレッシャプレートとしてのリヤプレッシャプレー
ト２、からなることを基本とするものである。

【０００９】このような基本構成に加えて、上記フロン
トプレッシャプレート１及びリヤプレッシャプレート２
のロータ６側の側面には、図２及び図３に示すような背
圧溝１１、１１’、２１、２１’が設けられるようにな
っている。そして、これら背圧溝１１、１１’、２１、
２１’は、四つに分割され、吸入ポート７、吐出ポート
８によって形成される各吸入行程及び吐出行程に合わせ
て円周方向に分離されて配置されるようになっているも
のである。なお、これら背圧溝１１、１１’、２１、２
１’のうち、フロントプレッシャプレート１に設けられ
るものであって吸入ポート７に対応するように設けられ
るもの（背圧溝１１’）は、図２に示す如く、圧力室５
５に直接つながるようフロントプレッシャプレート１を
貫通した状態で形成されるようになっているものであ
る。そして、これらフロントプレッシャプレート１側に
設けられる背圧溝１１、１１’は、ロータ６に放射状に
設けられるものであってベーン９収納用のスリットの、
その底面部に設けられたスリット底部６１（図５参照）
を介して、リヤプレッシャプレート２に設けられた背圧
溝２１、２１’につながるようになっているものであ
る。そして更に、上記各背圧溝間には、フロントプレッ
シャプレート１側においては、図２に示す如く、各背圧
溝１１、１１’間を連結するように連通溝１２が設けら
れるようになっており、リヤプレッシャプレート２側に
おいては、図３に示す如く、各背圧溝２１、２１’間を
連結するように連通溝２２が設けられるようになってい
るものである。そして、これら連通溝１２、２２の存在
により、圧力室５５側から背圧溝１１’に流入した吐出
油は、その他の背圧溝１１、２１、２１’の全てに導か
れるようになっている。また、上記各連通溝１２、２２
は、図４から明らかなように、各背圧溝１１、１１’、
２１、２１’よりもはるかに小さな断面積を有するオリ
フィスとして形成されるようになっているものである。
これらのことから、図５のＡ位置からＢ位置への行程に
て示される吸入行程においても、背圧溝１１’及びこれ
と対向する背圧溝２１’内にて吐出油は昇圧されるよう
になり、吸入行程でのベーン９の押上げに大いに寄与す
ることとなる。

【００１０】これらに加えて、更に、上記各連通溝１
２、２２は、図４に示す如く、フロントプレッシャプレ
ート１側に設けられる連通溝１２の方が、リヤプレッシ
ャプレート２側に設けられる連通溝２２よりも、その断
面積が小さな値を有するように設定されており、これら
連通溝１２、２２を流動する作動油に対する絞り機能
は、フロントプレッシャプレート１側に設けられるもの
の方が、より高く発揮されるようになっている。但し、
その幅方向の値（Ａ）は、同等の値を有するようになっ
ているものである。従って、両連通溝１２、２２の、そ
の深さは、フロントプレッシャプレート１側に設けられ
るもの（１２）に関するＢ₁ の方が、リヤプレッシャプ
レート２側に設けられるもの（２２）に関するＢ₂ より
も小さな値を有するようになっている。すなわち、フロ
ントプレッシャプレート１側に設けられる連通溝１２の
方がリヤプレッシャプレート２側に設けられるものより
も浅い形状を有するようになっているものである。

【００１１】次に、このような構成からなる本実施の形
態のものにかかる、その作動態様等について説明する。
まず、ベーンポンプ装置が稼働を開始すると、図２及び
図３に示すフロントプレッシャプレート１及びリヤプレ
ッシャプレート２に設けられた背圧溝１１’、２１’に
は、圧力室５５（図１参照）から作動油が導入される。
この背圧溝１１’、２１’に導かれた作動油は、その途
中、ロータ６に設けられたスリット底部６１にも導入さ
れ、この作動油の油圧力によってベーン９は上方に押上
げられる。また、ベーンポンプ装置の稼働によりロータ
６が回転を始めると、上記ベーン９は遠心力の作用によ
り、ロータ６の放射軸方向に引出される。これら油圧の
力と遠心力とによって、上記ベーン９は、その先端部が
カムリング４の内周面に押付けられることとなる。

【００１２】ところで、上記遠心力によるベーン９の飛
び出し力は、作動油の温度が低温状態にあるときには、
作動油の粘性抵抗の影響により減殺されることとなる。
その結果、従来のものにおいては、上記ベーン９は、十
分に上方に飛び出さない状態で、図５の吸入行程から吐
出行程へと移動することとなる。そして、この吐出行程
においては、例えば図５のＣ位置からＤ位置への行程
で、上記ベーン９の先端部には下向きの押下げ力（押戻
力）が作用することとなる。その際、従来のものにおい
ては、ベーンが下方に押下げられ、これによって、スリ
ット底部に貯えられていた作動油がフロントプレッシャ
プレート１に設けられた背圧溝１１及び連通溝１２等を
介して圧力室５５側へと押戻されるおそれがあった。し
かしながら、本実施の形態のものにおいては、図５に示
す如く、上記吐出行程区間に位置する背圧溝１１は、そ
の両端を断面積の小さな連通溝１２にて絞られた状態と
なっているので、上記背圧溝１１からは、すでに充填さ
れた作動油が流出して行かず、この背圧溝１１内に留ま
ることとなる。その結果、上記ベーン９は、例えば図５
のＣ位置にて十分に押上げられ、ベーン９の先端部９９
とカムリング４の内周面との間のシール性が確保される
こととなる。特に、上記連通溝１２における絞り作用
は、作動油の粘度の高い低温稼働時に、より良く発揮さ
れることとなる。その結果、低温稼働開始時におけるベ
ーン先端部９９とカムリング４の内周面との間における
シール性の向上が図られることとなる。

【００１３】なお、上記の如く、各連通溝１２、２２
は、フロントプレッシャプレート１側に設けられるもの
（１２）の方が、リヤプレッシャプレート２側に設けら
れるもの（２２）よりも、その断面積の値が小さくなっ
ており、より絞り機能が発揮されるようになっているも
のではあるが、その溝幅は、共に同等の値（Ａ）を有す
るように設定されている。従って、ベーン下端部９１に
おける、その板厚方向の受圧面積は、フロントプレッシ
ャプレート１側とリヤプレッシャプレート２側とで同等
の値を有することとなり、ベーン９は、その下端部９１
において、前後でほぼ同等の圧力を受けることとなる。
その結果、ベーン９が、図１において、フロントプレッ
シャプレート１側、あるいはリヤプレッシャプレート２
側へ傾いたりするようなことが無くなり、ベーン９の両
プレッシャプレート１、２に対する摺動抵抗の増大化を
回避することができるようになる。また、ロータ６も、
その側面部（両プレッシャプレート１、２との摺動面）
において、前後で、ほぼ同等の圧力を受けることとな
り、ロータ６がいずれか一方のプレッシャプレート側に
押付けられるようなことが無くなり、摺動抵抗の増大化
を回避することができるようになる。これによって、高
速回転時における消費トルクの増加を抑止することがで
きるようになる。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、ハウジング内に収納さ
れて回転駆動されるロータ、当該ロータのスリット内に
て摺動運動をするベーン、当該ベーンの外側にあって上
記ロータ、ベーン等とポンプ室を形成するカムリング、
上記ロータ、ベーン、カムリングの一方の側面にあって
ポンプ室形成に寄与する第１プレッシャプレート、上記
ロータ、ベーン、カムリングのもう一方の側面に接して
上記ポンプ室形成に寄与する第２プレッシャプレート等
からなるとともに、上記ロータ回転時におけるベーンの
作動により吐出される吐出油を受け入れる圧力室を有
し、一方、上記各プレッシャプレートの互いに対向する
内側面には複数の背圧溝が円周方向に分離された状態で
配置されるようにするとともに、上記各背圧溝が連通溝
を介して互いに連結され、更に、上記第１プレッシャプ
レートに配置された背圧溝の一部が上記圧力室に直接連
結されるとともに当該圧力室内の吐出油の一部が上記背
圧溝に導かれることにより、上記ベーンがカムリングの
内周面に押付けられるように作動するベーンポンプ装置
に関して、上記第１プレッシャプレートに設けられた各
背圧溝の間を連結する連通溝の断面積を、第２プレッシ
ャプレートに設けられた各背圧溝の間を連結する連通溝
の断面積よりも小さな値を有するようにした構成を採る
こととしたので、上記第１プレッシャプレートに設けら
れた背圧溝間を連結する連通溝の方が、第２プレッシャ
プレートに設けられたものよりも絞り機能がより発揮さ
れるようになり、ベーン先端部側からの押下げ力が作用
したときに、ベーン下端部の後退によってスリット底部
の作動油が上記第１プレッシャプレートに設けられた背
圧溝を介して圧力室側へ逃げるのを抑止することができ
るようになった。特に、このことは、低温時において、
作動油の粘度が高いときに、より発揮されることとな
り、低温稼働開始時におけるベーン先端部とカムリング
内周面との間におけるシール性の向上を図ることができ
るようになった。その結果、低温始動時におけるポンプ
吐出容量の迅速確保を図ることができるようになった。

【００１５】また、上記第１プレッシャプレートに設け
られる各背圧溝の間を連結する連通溝と、第２プレッシ
ャプレートに設けられる各背圧溝の間を連結する連通溝
とに関して、上記第１プレッシャプレートに設けられる
連通溝の絞り機能をより発揮させるよう、その断面積を
小さくしたうえで、その溝幅は、第１プレッシャプレー
ト側と第２プレッシャプレート側とで同じ値を有するよ
うに設定することとしたので、ベーンの下端部周りにお
ける側面部の受圧面積及びロータの側面部の受圧面積
を、第１プレッシャプレート側と第２プレッシャプレー
ト側とで同等の値を有するようにすることができるよう
になり、ベーンが第１プレッシャプレート側あるいは第
２プレッシャプレート側へ傾いたりするおそれが無くな
った。従って、ロータの回転運動に伴なって、ベーンが
両プレッシャプレートの間を回転運動及び摺動運動する
に際して、両プレッシャプレートに対して、こじり運動
等をすることが無くなり、円滑な運動をすることができ
るようになった。同様に、ロータも、第１プレッシャプ
レート側あるいは第２プレッシャプレート側のいずれか
一方に押付けられるようなことが無くなり、円滑な運動
をすることができるようになった。その結果、高速回転
時におけるベーン及びロータの回転運動及び摺動運動に
伴なう消費トルクの増大化を抑止することができるよう
になり、延いては省エネルギー化を図ることができるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるベーンポンプ装置の全体構成を
示す縦断面図である。

【図２】本発明にかかる第１プレッシャプレート（フロ
ントプレッシャプレート）に設けられた背圧溝及び連通
溝の構成を示す図である。

【図３】本発明にかかる第２プレッシャプレート（リヤ
プレッシャプレート）に設けられた背圧溝及び連通溝の
構成を示す図である。

【図４】本発明にかかる背圧溝及び連通溝の構成を示す
横断面図である。

【図５】本発明の作動態様を示す作動説明図である。

【符号の説明】

１ 第１プレッシャプレート（フロントプレッシャプレ
ート） １１ 背圧溝（吐出行程側） １１’ 背圧溝（吸入行程側） １２ 連通溝 ２ 第２プレッシャプレート（リヤプレッシャプレー
ト） ２１ 背圧溝（吐出行程側） ２１’ 背圧溝（吸入行程側） ２２ 連通溝 ３ 回転軸 ４ カムリング ５ ハウジング ５５ 圧力室 ６ ロータ ６１ スリット底部 ７ 吸入ポート ８ 吐出ポート ９ ベーン ９１ ベーン下端部 ９９ ベーン先端部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に収納されて回転駆動され
   るロータ、当該ロータのスリット内にて摺動運動をする
   ベーン、当該ベーンの外側にあって上記ロータ、ベーン
   等とポンプ室を形成するカムリング、上記ロータ、ベー
   ン、カムリングの一方の側面にあってポンプ室形成に寄
   与する第１プレッシャプレート、上記ロータ、ベーン、
   カムリングのもう一方の側面に接して上記ポンプ室形成
   に寄与する第２プレッシャプレート等からなるととも
   に、上記ロータ回転時におけるベーンの作動により吐出
   される吐出油を受け入れる圧力室を有し、一方、上記各
   プレッシャプレートの互いに対向する内側面には複数の
   背圧溝が円周方向に分離された状態で配置されるように
   するとともに、上記各背圧溝が連通溝を介して互いに連
   結され、更に、上記第１プレッシャプレートに配置され
   た背圧溝の一部が上記圧力室に直接連結されるとともに
   当該圧力室内の吐出油の一部が上記背圧溝に導かれるこ
   とにより、上記ベーンがカムリングの内周面に押付けら
   れるように作動するベーンポンプ装置において、上記第
   １プレッシャプレートに設けられた各背圧溝の間を連結
   する連通溝の断面積を、第２プレッシャプレートに設け
   られた各背圧溝の間を連結する連通溝の断面積よりも小
   さな値を有するようにしたことを特徴とするベーンポン
   プ装置。
2. 【請求項２】 上記第１プレッシャプレートに設けられ
   る各背圧溝の間を連結する連通溝と、上記第２プレッシ
   ャプレートに設けられる各背圧溝の間を連結する連通溝
   とに関して、上記両連通溝の溝幅は同じ値を有するよう
   にするとともに、その溝の深さは、上記第１プレッシャ
   プレートに設けられるものの方が、上記第２プレッシャ
   プレートに設けられるものよりも小さな値を有するよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ装
   置。