JP2007162554A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 二つの吸込ポートの吸込効率のバランスを良好に確保すると共に、容積効率も向上させるようにした油圧ポンプを提供する。
【解決手段】 本発明に係るベーンポンプは、吐出ポートを取付部に接近させた状態でサイドプレートの位置決めをすることにより、吸込口を基準として、ロータの回転順方向に位置する第１吸込ポートの位置を該ロータの回転逆方に位置する第２吸込ポートの位置よりも吸込口に接近させたことを特徴とするものである。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ベーンポンプに係り、特に、吸込効率及び容積効率を向上させたベーンポンプに関するものである。

図１１及び図１２は、背景技術のベーンポンプ１００の概略を示す。図１１はベーンポンプ１００の縦断面図である。図１２はフロントハウジングを図１１中、左側から観た状態の図である。フロントハウジング１０１とリヤハウジング１０２とで囲まれた空間内には、同軸状にサイドプレート１０３とカムリング１０４とロータ１０５が設けられている。

図１２に示すように、前記カムリング１０４の内面には楕円形状のカム面１０６が形成されている。又、前記ロータ１０５は回転軸１０７に取り付けられて前記カムリング１０４内に設置されている。該ロータ１０５には該ロータ１０５の外周面から放射状に突出するように複数のベーン１０８が設けられている。該ロータ１０５の回転に伴って、前記ベーン１０８の先端が前記カム面１０６に摺接するようになっている。
前記ロータ１０５の外周面と、ベーン１０８とカム面１０６との間がポンプ室ｐになっている。該ポンプ室Ｐは、前記ロータ１０５の回転に伴って、容積が拡大と収縮を繰り返すように変化するものである。そして、前記ポンプ室Ｐの容積の拡大過程に一致する位置において、対応するサイドプレート１０３とリヤハウジング１０２には吸込ポート１０９、１１０が設けられ、収縮過程に一致する位置において、対応するサイドプレート１０３には吐出ポート１１１、１１２が設けられ、又、吐出ポート１１１、１１２の反対側のリヤハウジング１０２の側には、吐出圧力によりロータ１０５の軸方向の移動を防止するための図示しない凹みが吐出ポート１１１、１１２と対面する位置に設けられている。

前記吸込ポート１０９、１１０は図１２中、回転軸１０７を挟んで左右に互いに対向する位置に設けられ、吐出ポート１１１、１１２は回転軸１０７を挟んで上下に互いに対向するように一対設けられている。又、吸込口１１３から吸い込まれた作動流体は、フロントハウジング１０１を密封する形態で配置されるリヤハウジング１０２に図１２に二点鎖線で示す如く、左右に二つに分岐するように設けられた第１分岐通路１１４と第２分岐通路１１５を介して二つの吸込ポート１０９、１１０からポンプ室Ｐ内へ吸い込まれるようになっている。

しかし、前述のように構成されたベーンポンプ１００においては、吸込口１１３を基準として、ロータ１０５の回転順方向（矢示方向）に位置する吸込ポート１１０の吸込効率が、ロータ１０５の回転逆方向に位置する吸込ポート１０９の吸込効率に比較して悪化するという現象がある。

つまり、ロータ１０５のベーン１０８は第１分岐通路１１４を流通する作動流体と逆方向に回転するために、吸込ポート１０９は作動流体を効率良く吸い込むことができるのに対して、ロータ１０５のベーン１０８は第２分岐通路１１５内の作動流体の流れる方向と同方向に回転するために、第２分岐通路１１５を流れる作動流体を吸込ポート１１０に良好に導き入れることができず、吸込ポート１１０の吸込効率が低下する。これによって、特に、高回転時においては、吸込効率の悪い吸込ポート１１０側で押し込まれる作動流体よりも吸込に必要な作動流体の方が多くなり、吸込ポート１１０側が負圧になることによるキャビテーションが発生し、又、振動騒音が発生するといった問題があった。

このため、こうした問題を解決するための発明が特許文献１に提案されている。当該特許文献１に記載の発明の特徴を図１２を参照しながら説明すると、第２分岐通路１１５の長さを第１分岐通路１１４の長さよりも短くして、第２分岐通路１１５の流動抵抗を小さくすることにより、吸込ポート１１０の吸込効率を向上させるようにしたものである。

特開平８−７４７５０号公報

しかしながら、前述の特許文献１に記載した発明においては、以下の問題がある。すなわち、図１２に示すように、フロントハウジング１０１にリヤハウジング１０２を取り付けるための取付部１１６から離れた位置に、高圧の吐出ポート１１１、１１２が位置している。このため、高圧の吐出ポート１１１、１１２を通る軸線上において、作動流体の圧力によってリヤハジング１０２がフロントハウジング１０１から剥離するように変形して、リヤハウジング１０２とロータ１０５及びベーン１０８間のクリアランスが大きくなることで、そのクリアランスを通してポンプ室Ｐから他のポンプ室Ｐへの作動流体のリークが発生し、その結果、容積効率が悪化するといった問題があった。

本発明は、前述した背景技術を解決するためになされたもので、その目的は、二つの吸込ポートの吸込効率のバランスを良好に確保すると共に、容積効率も向上させるようにした油圧ポンプを提供することにある。

本発明に係るベーンポンプは、吐出ポートを取付部に接近させた状態でサイドプレート、又はリヤハウジングの位置決めをすることにより、吸込口を基準として、ロータの回転順方向に位置する第１吸込ポートの位置を該ロータの回転逆方向に位置する第２吸込ポートの位置よりも吸込口に接近させたことを特徴とするものである。

ロータの回転順方向に位置する第１吸込ポートの吸込効率と、ロータの回転逆方向に位置する第２吸込ポートの吸込効率とのバランスを保つことができる上に、フロントハウジングとリヤハウジングとの取付部近傍に吐出ポートを設けることができるため、吐出ポートに作用する高圧の作動流体の圧力によってリヤハウジング１０２がフロントハウジング１０１から剥離するように変形する現象が防止されて、リヤハウジングとロータ及びベーン間のクリアランスが大きくなることが防止される結果、当該クリアランスを通してポンプ室から他のポンプ室への作動流体のリークが防止されて、容積効率を向上させることができる。

図１はベーンポンプの縦断面図である。図２は、フロントハウジングを図１中、左側から観た状態の図である。図３はサイドプレートの斜視図である。図４は図２に示すフロントハウジング内にサイドプレートを設置した状態の図である。図５はリヤハウジングの正面図である。図６はカムリングの斜視図である。図７はロータの斜視図である。図８はフロントハウジング内にサイドプレート、カムリング、及びロータを設置した状態の図である。
図１に示すように、ベーンポンプ１は、フロントハウジング２と、該フロントハウジング２の一面３に取り付けられるリヤハウジング４を備えている。図２に示すように、該リヤハウジング４は該フロントハウジング２に対して２対の取付部５，６、７，８によって取り付けられるようになっている。同図２に示すように、各１対の取付部５，６、７，８は、対角線方向に互いに対面するように４隅に設けられている。

フロントハウジング２は、空間９を有している。該空間９は、フロントハウジング２の一面３側が開口し、他面側が閉塞していると共に、他面には軸孔１０が形成されて、該軸孔１０から空間９内へ回転軸１１が挿入されるようになっている。又、図１に示すように、フロントハウジング２には、流入路１２が形成されている。この流入路１２の上流端は、連通口１３となって、オイルタンク（図示せず）に接続可能となり、下流端は吸込口１４となって、フロントハウジング２の一面３に開口している。

図１に示すように、前記空間９内には、サイドプレート１５と、カムリング１６と、ロータ１７が同軸状に設置されるようになっている。サイドプレート１５とフロントハウジング２との間の空間は、圧力室１８になっている。同図１に示すように、圧力室１８の底面の内部には、ドレン通路１９（図１中、破線で示す）が形成されている。該ドレン通路１９は、各部位のクリアランス等によって回転軸１１のシール部材側に内部リークした作動流体を低圧側の流通路１２に戻すための通路である。そして、該ドレン通路１９を形成するために、図２に示すように、圧力室１８の底面が該圧力室１８内へ肉盛り部２０となって膨らむように突出している。又、圧力室１８には、前記肉盛り部２０を避けた位置に吐出孔２１が形成されて圧力室１８内の高圧化した作動流体が該吐出孔２１から吐出するようになっている。又、図２に示すように、軸孔１０を挟んで互いに対向する一対の取付部５と取付部６同士を結ぶ線Ｎ、並びに、軸孔１０を挟んで互いに対向する一対の取付部７と取付部８同士を結ぶ線Ｍは、軸孔１０と吸込口１４とを結ぶ線Ｌと略４５度を成すように設けられている。これら線Ｍと線Ｎとは直交している。

図３に示すように、サイドプレート１５は円板状に形成されている。該サイドプレート１５の中心には、前記回転軸１１が貫通する中心孔２２が形成されている。又、該サイドプレート１５には、第１吐出ポート２３及び第２吐出ポート２４と第１吸込ポート２５び第２吸込ポート２６が設けられている。ここで、図４に示すように、第１吸込ポート２５は、フロントハウジング２に形成された吸込口１４を基準として、前記ロータ１７の回転順方向（図４中、矢示方向）に位置しているポートであり、第２吸込ポート２６は、前記吸込口１４を基準として、前記ロータ１７の回転逆方向に位置しているポートである。
図４に示すように、前記第１吐出ポート２３及び第２吐出ポート２４は、サイドプレート１５の中心孔２２を挟んで互いに対向する位置に設けられ、又、第１吸込ポート２５及び第２吸込ポート２６は、該中心孔２２を挟んで互いに対向する位置に設けられている。第１吐出ポート２３と第２吐出ポート２４は、前述の線Ｍ上に位置している。又、第１吸込ポート２５と第２吸込ポート２６は、前述の線Ｎ上に位置している。
又、図３、図４に示すように、該サイドプレート１５には、前記中心孔２２に同軸状に複数の背圧溝２７が形成されている。これら背圧溝２７は、前記圧力室１８（図１に示す）に連通している。該サイドプレート１５には、二つの取付ピン２９、３０が立設されている。この二つの取付ピン２９、３０は、前記中心孔２２を挟んで互いに対向する位置に形成されている。この二つの取付ピン２９、３０の位置に対応して、図５に示すように、前記リヤハウジング４にピン孔３１、３２が形成されている。前記取付ピン２９、３０の先端をリヤハウジング４のピン孔３１、３２に差し込むことにより、サイドプレート１５の位置決めがなされるものである。

前記サイドプレート１５は、図４に示すように、前記フロントハウジング２の空間９内に所望の角度回転した状態で設置できるものである。そして、この場合、サイドプレート１５の設置角度に応じて、図５に示すように、リヤハウジング４に設けられているピン孔３１、３２の位置が決定されるものである。このように、サイドプレート１５の設置角度に応じてリヤハウジング４に設けられているピン孔３１、３２の位置が決定されることにより、サイドプレート１５は所望の設置角度でリヤハウジング４によって位置決めされるものである。

前記カムリング１６は図６に示すように、環状に形成されて、内面は楕円形状のカム面３３になっている。該カムリング１６には、前記取付ピン２９、３０が挿通されるピン孔３４、３５が形成されている。

前記ロータ１７は、図８に示すように、前記カムリング１６内に収容されて、前記回転軸１１に取り付けられるものである。該ロータ１７には、図７に示すように、放射状に複数のベーン収容溝３６が設けられて各ベーン収容溝３６内には、ベーン３７が出没自在に設けられている。該ベーン収容溝３６の基端側は、サイドプレート１５に設けた背圧溝２７を介して前記フロントハウジング２の圧力室１８に連通し、該圧力室１８内の圧力によって前記ベーン３７を該ベーン収容溝３６から突出させる方向に付勢している。
従って、図８に示すように、前記ロータ１７の回転に伴って前記ベーン３７の先端がカムリング１６のカム面３３に摺接することになって、ロータ１７の外周面とベーン３７とカム面３３とで囲まれたポンプ室Ｐが形成されることになる。
該ポンプ室Ｐは、前記ロータ１７の回転に伴って、容積が拡大と収縮を繰り返すように変化するものである。そして、サイドプレート１５には、前記ポンプ室Ｐの拡大過程に一致する位置に前記第１吸込ポート２５及び第２吸込ポート２６が設けられ、収縮過程に一致する位置に前記第１吐出ポート２３及び第２吐出ポート２４が設けられている。

図５に示すように、前記リヤハウジング４には、フロントハウジング２の吸込口１４（図５中、二点差線で示す）から作動流体を吸い込むための吸込路が形成されている。該吸込路は、二股状に分岐されて第１分岐吸込路３８と第２分岐吸込路３９とになっている。リヤハウジング４を前記フロントハウジング２に取り付けられた状態において、該吸込路の分岐部分４０は、前記フロントハウジング２の吸込口１４（図５中、二点鎖線で示す）に対面し、第１分岐吸込路３８の終端部分３８aは、前記サイドプレート１５（図５中、二点差線で示す）の第１吸込ポート２５に対面し、且つ、第２分岐吸込路３９の終端部分３９aは、前記サイドプレート１５の第２吸込ポート２６に対面するようになっている。
又、図５に示すように、リヤハウジング４には、前記サイドプレート１５（図５中、二点鎖線で示す）の第１吐出ポート２３に対応して第１吐出ポート対応凹部４１が形成され、第２吐出ポート２４に対応して第２吐出ポート対応凹部４２が形成され、更に、前記サイドプレート１５の背圧溝２７に対応して背圧溝対応凹部４３が形成されている。尚、図１中、４４は流量調整弁である。該流量調整弁４４は、流通路１２と圧力室１８との間に設けられて、該圧力室１８の吐出口２１から吐出される高圧の作動流体の流量に対して、図示しない吐出口２１から吐出する流量を制御し、余剰の作動流体を流入路１２に戻すための弁である。

次に、作用について説明する。背景技術に比較して、図４に示すように、吸込口１４を基準にして、ロータ１７の回転順方向（図４中、矢示方向）に位置する第１吸込ポート２５は吸込口１４に接近し、ロータ１７の回転逆方向に位置する第２吸込ポート２６は吸込口１４から遠ざかって位置することになる。
その結果、図５に示すように、第１分岐吸込路３８が第２分岐吸込路３９に比較して短くなって、第１分岐吸込路３８の流路抵抗が第２分岐吸込路３９に比較して減少するため、第１吸込ポート２５からの吸込効率が向上して、第１吸込ポート２５と第２吸込ポート２６の吸込効率のバランスを良くすることができる。又、第１吸込ポート２５側における吸込効率が向上することで第１吸込ポート２５において特に高回転時に負圧となる現象が抑制される結果、第１吸込ポート２５側でのキャビテーションの発生を抑えることができ、しかも、振動騒音の発生も抑制することができる。

又、背景技術に比較して、図４に示すように、第１吐出ポート２３が取付部７に接近し、第２吐出ポート２４が取付部８に接近するため、該第一吐出ポート２３及び第２吐出ポート２４の近傍において、リヤハウジング４はフロントハウジング２に強固に取り付けられた状態が維持される。その結果、第１吐出ポート２３及び第２吐出ポート２４に高圧の作動流体が作用しても、リヤハウジング４はフロントハウジング２から剥離し難く、両者間に隙間が生じ難いため、リヤハウジング４とロータ１７及びベーン３７間のクリアランスが大きくなることが防止される結果、当該クリアランスを通してポンプ室Ｐから他のポンプ室Ｐへの作動流体のリークが防止される。このため、背景技術に比較して、容積効率を向上させることができるという作用効果がある。

又、図４に示すように、第１吐出ポート２３は、ドレン通路１９（図１に示す）の肉盛り部２０（図４中、二点差線で示す）を避けて位置することになるため、高圧の作動流体は吐出孔２１から効率良く吐出されることができる。

更に、図５に示すように、リヤハウジング４に設けられるピン孔３１、３２は、二つの分岐吸込路３８、３９を避けた広いスペースの位置に形成することができるため、該ピン孔３１、３２は背景技術と比較して真円に形成することができて、図３及び図４に示す取付ピン２９、３０は該ピン孔３１、３２に安定して挿入できるため、取付ピン２９、３０が挿通するカムリング１６の振動を小さく押さえて、振動音を抑制することができる。

図５は回転軸１１の軸芯と吸込口１４とを結ぶ基準線Ｌに対して、該回転軸１１の軸芯と第１吐出ポート２３及び第２吐出ポート２４を結ぶ直線が４５度を成すようにサイドプレート１５を回転させて設置した状態を示すのに対し、図９は回転軸１１の軸芯と吸込口１４とを結ぶ基準線Ｌに対して、該回転軸１１の軸芯と第１吐出ポート２３及び第２吐出ポート２４を結ぶ直線Ｘが２２．５度を成すようにサイドプレート１５を回転させて設置した状態を示すものである。
又、図１０は回転軸１１の軸芯と吸込口１４とを結ぶ基準線Ｌに対して、該回転軸１１の軸芯と第１吐出ポート２３及び第２吐出ポート２４を結ぶ直線Ｙが３０度を成すようにサイドプレート１５を回転させて設置した状態を示すものである。

尚、図９及び図１０に示す実施形態においても、第１吸込ポート２５と第２吸込ポート２６の吸込効率のバランスを向上できることは勿論である。又、背景技術に比較して、第１吐出ポート２３が取付部５に接近し、第２吐出ポート２４が取付部６に接近する結果、第１吐出ポート２３及び第２吐出ポート２４に高圧の作動流体が作用しても、リヤハウジング４はフロントハウジング２から剥離し難く、両者間に隙間が生じ難い。このため、リヤハウジング４とロータ１７及びベーン３７間のクリアランスが大きくなることが防止される結果、当該クリアランスを通してポンプ室Ｐから他のポンプ室Ｐへの作動流体のリークが防止され、背景技術に比較して、容積効率を向上させることができるという作用効果がある。

以上の説明においては、圧力室１８がフロントハウジング２側に設けられている場合について説明したが、圧力室１８がリヤハウジング４側に設けられている場合にも本発明が適用され得るものである。又、吐出ポート２３、２４や吸込ポート２５、２６をサイドプレート１５又はリヤハウジング４のうちの少なくとも一方に設けても本発明が適用され得るものである。

又、以上の説明においては、取付ピン２９，３０がサイドプレート１５に立設した場合について説明したが、該取付ピン２９，３０をリヤハウジング４に立設させる一方、カムリング１６及びサイドプレート１５にピン孔を設け、該ピン孔に該取付ピン２９，３０を挿通させることにより、リヤハウジング４及びサイドプレート１５の位置決めをする場合にも本発明を適用できるものである。

ベーンポンプの縦断面図である。 フロントハウジングを図１中左側から観た状態の正面図である。 サイドプレートの斜視図である。 フロントハウジングにサイドプレートを設置した状態の図である。 リヤハウジングの正面図である。 カムリングの斜視図である。 ロータの斜視図である。 フロントハウジング内にサイドプレート、カムリング、及びロータを設置した状態の図である。 サイドドプレートの設置角度を変更した場合のリヤハウジングの正面図である。 サイドドプレートの設置角度を変更した場合のリヤハウジングの正面図である。 背景技術のベーンポンプの縦断面図である。 背景技術のフロントハウジング内にサイドプレートとカムリングとロータを設置した状態を示すフロントハウジングの正面図である。

符号の説明

１ ベーンポンプ
２ フロントハウジング
３ フロントハウジングの一面
４ リヤハウジング
５ 取付部
６ 取付部
７ 取付部
８ 取付部
１５ サイドプレート
１６ カムリング
１７ ロータ
２３ 第１吐出ポート
２４ 第２吐出ポート
２５ 第１吸込ポート
２６ 第２吸込ポート
３７ ベーン

Claims (3)

1. フロントハウジングと、該フロントハウジングに取付部によって取り付けられるリヤハウジングとで形成された空間内にベーンを備えたロータとサイドプレートを配置し、
   前記サイドプレート又はリヤハウジングのうち少なくとも一方にはそれぞれ二つの吸込ポートと吐出ポートとを前記ロータの回転軸を中心として対向する位置に所定角度離間して設け、
   前記フロントハウジングに設けられた吸込口から吸い込まれた作動流体を前記吸込ポートからポンプ室内に吸い込み、該作動流体に対して前記ロータの回転によってポンプ作用を施した後に前記吐出ポートから吐出するようにしたベーンポンプにおいて、
   前記吐出ポートを前記取付部に接近させた状態で前記サイドプレート又はリヤハウジングの位置決めをすることにより、前記吸込口を基準として、ロータの回転順方向に位置する第１吸込ポートの位置をロータの回転逆方向に位置する第２吸込ポートの位置よりも吸込口に接近させたことを特徴とするベーンポンプ。
2. 取付部を前記回転軸を中心として対向する位置に設け、該二つの取付部を結ぶ線上に二つの吐出ポートが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
3. 前記サイドプレートとフロントハウジングとの間が圧力室になり、該圧力室の底面の内部に内部リークした作動流体を吸込口側に戻すドレン通路が設けられ、前記吐出ポートは該ドレン通路の位置を避けて設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベーンポンプ。

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