特許 6454247 ベーンポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6454247

(24)【登録日】2018年12月21日

(45)【発行日】2019年1月16日

(54)【発明の名称】ベーンポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 2/344 20060101AFI20190107BHJP

   F04C 15/00 20060101ALI20190107BHJP

   F04C 15/06 20060101ALI20190107BHJP

【ＦＩ】

   F04C2/344 331J

   F04C2/344 331D

   F04C15/00 E

   F04C15/06 A

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-179525(P2015-179525)

(22)【出願日】2015年9月11日

(65)【公開番号】特開2017-53310(P2017-53310A)

(43)【公開日】2017年3月16日

【審査請求日】2018年2月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】特許業務法人後藤特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100137604

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100198579

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 憲一

(72)【発明者】

【氏名】下野 宏美

(72)【発明者】

【氏名】藤田 朋之

(72)【発明者】

【氏名】中川 智行

(72)【発明者】

【氏名】近藤 弘俊

【審査官】 岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１６１８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−１４８０９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ ２／３４４

Ｆ０４Ｃ １５／００

Ｆ０４Ｃ １５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動軸に連結され外周に複数のベーンを有するロータと、
前記ロータを収容し内部にポンプ室を画成するカムリングと、
前記ロータ及び前記カムリングが収容されるポンプ収容凹部が形成されたポンプボディと、
前記ロータと前記ポンプボディとの間に設けられるサイドプレートと、
前記サイドプレートに形成され、前記ポンプ室から作動流体を吐出する複数の吐出ポートと、
前記ポンプ収容凹部の底部に溝状に形成され、前記複数の吐出ポートを通じて作動流体が導かれる高圧室と、
前記高圧室に開口する開口部を有し作動流体を前記高圧室の外部へ導く高圧通路と、を備え、
前記複数の吐出ポートのうちの一つは、前記高圧通路の前記開口部に対向するように配置され、
前記高圧室の流路断面積は、前記複数の吐出ポートの流路断面積の合計よりも小さいことを特徴とするベーンポンプ。

【請求項2】

前記複数の吐出ポートは、前記高圧通路の前記開口部に対向するように配置される第１吐出ポートと、前記高圧通路の前記開口部から離間した位置に配置される第２吐出ポートと、からなり、
前記高圧室は、前記第２吐出ポートから前記高圧室に導かれた作動流体が前記高圧室内において第１高圧室及び第２高圧室の二手に分かれて流れ、その後前記高圧通路の前記開口部おいて合流するように環状に形成され、
前記第１高圧室及び前記第２高圧室の流路断面積の合計は、前記第２吐出ポートの流路断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベーンポンプに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、対称となる位置に二つの吐出ポートを有する平衡型のベーンポンプが記載されている。これら二つの吐出ポートから吐出された吐出油は、ハウジング内に設けられた円環状の圧力室を通って流量制御弁につながる流路に流入する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−１６１８６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のベーンポンプでは、二つの吐出ポートから吐出された吐出油は、圧力室内で合流した後、流量制御弁につながる流路内へと流入する。この種のベーンポンプにおいては、圧力室内で合流した吐出油の圧力損失を低減するために、圧力室の流路断面積を二つの吐出ポートの流路断面積の合計以上の流路断面積にする必要があった。このため、圧力室の流路断面積を小さくすることが難しく、ベーンポンプを小型化することが難しかった。

【0005】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ベーンポンプを小型化することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の発明は、ベーンポンプであって、駆動軸に連結され外周に複数のベーンを有するロータと、ロータを収容し内部にポンプ室を画成するカムリングと、ロータ及びカムリングが収容されるポンプ収容凹部が形成されたポンプボディと、ロータとポンプボディとの間に設けられるサイドプレートと、サイドプレートに形成され、ポンプ室から作動流体を吐出する複数の吐出ポートと、ポンプ収容凹部の底部に溝状に形成され、複数の吐出ポートを通じて作動流体が導かれる高圧室と、高圧室に開口する開口部を有し作動流体を高圧室の外部へ導く高圧通路と、を備え、複数の吐出ポートのうちの一つは、高圧通路の開口部に対向するように配置され、高圧室の流路断面積は、複数の吐出ポートの流路断面積の合計よりも小さいことを特徴とする。

【0007】

第１の発明では、複数の吐出ポートのうちの一つは、高圧通路の開口部に対向するように配置される。したがって、複数の吐出ポートのうちの一つから吐出された作動流体は、直接高圧通路に流入する。これにより、高圧室には、残りの吐出ポートから導かれた作動油のみが流れることになるので、高圧室の流路断面積を複数の吐出ポートの流路断面積の合計よりも小さくできる。

【0008】

第２の発明は、複数の吐出ポートは、高圧通路の開口部に対向するように配置される第１吐出ポートと、高圧通路の開口部から離間した位置に配置される第２吐出ポートと、からなり、高圧室は、第２吐出ポートから高圧室に導かれた作動流体が高圧室内において第１高圧室及び第２高圧室の二手に分かれて流れ、その後高圧通路の開口部おいて合流するように環状に形成され、第１高圧室及び第２高圧室の流路断面積の合計は、第２吐出ポートの流路断面積よりも大きいことを特徴とする。

【0009】

第２の発明では、第１高圧室及び第２高圧室の流路断面積の合計は、第２吐出ポートの流路断面積よりも大きい。これにより、第２吐出ポートを通じて吐出された作動流体の高圧室による圧力損失を低減できる。また、第２吐出ポートから高圧室に導かれた作動流体は、第１高圧室及び第２高圧室の二手に分かれて流れるので、第１高圧室及び第２高圧室それぞれの流路断面積を小さくできる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ベーンポンプを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係るベーンポンプの断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係るベーンポンプのポンプ収容凹部の底部を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るベーンポンプ１００について説明する。図１はベーンポンプ１００における駆動軸に平行な断面を示す断面図である。

【0013】

ベーンポンプ１００は、車両に搭載される流体圧機器、例えば、パワーステアリング装置や変速機等の流体圧供給源として用いられる。作動流体は、オイルやその他の水溶性代替液等である。

【0014】

ベーンポンプ１００は、駆動軸１の端部にエンジン（図示せず）の動力が伝達され、駆動軸１に連結されたロータ２が回転する。

【0015】

ベーンポンプ１００は、ロータ２に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共にロータ２の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動するカムリング４と、を備える。

【0016】

ロータ２には、外周面に開口部を有するスリットが所定間隔をおいて放射状に形成され、そのスリットにベーン３が摺動自在に挿入される。スリットの基端側には、ポンプの吐出圧が導かれる背圧室１７が区画される。ベーン３は、背圧室１７の圧力によってスリットから抜け出る方向に押圧され、先端部がカムリング４の内周のカム面４ａに当接する。これにより、カムリング４の内部には、ロータ２の外面、カムリングのカム面４ａ、及び隣り合うベーン３によって複数のポンプ室７が画成される。

【0017】

カムリング４は、内周のカム面４ａが楕円形状をした環状の部材であり、ロータ２の回転に伴ってカム面４ａを摺動する各ベーン３間によって仕切られるポンプ室７の容積を拡張する吸込領域と、ポンプ室７の容積を収縮する吐出領域と、を有する。各ポンプ室７は、ロータ２の回転に伴って拡縮する。ベーンポンプ１００は、カムリング４が２つの吸込領域と２つの吐出領域とを有する、いわゆる平衡型のベーンポンプである。

【0018】

ロータ２及びカムリング４の一側面（図１では上側）にはポンプカバー５が当接して配置され、他側面（図１では下側）にはサイドプレート６が当接して配置される。このように、ポンプカバー５とサイドプレート６は、ロータ２及びカムリング４の両側面を挟んだ状態で配置され、ポンプ室７を密閉する。

【0019】

ポンプカバー５におけるロータ２が摺動する面には、カムリング４の吸込領域に対応して開口し、ポンプ室７に作動流体としての作動油を導く円弧状の２つの吸込ポート８が溝状に形成される。

【0020】

サイドプレート６には、カムリング４の吐出領域に対応して開口し、ポンプ室７が吐出する作動油を高圧室１２へ吐出する円弧状の一対の第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂが貫通して形成される。

【0021】

各ポンプ室７は、ロータ２の回転に伴って、カムリング４の吸込領域にて吸込ポート８を通じて作動油を吸込み、カムリング４の吐出領域にて第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂを通じて作動油を吐出する。このように、各ポンプ室７は、ロータ２の回転に伴う拡縮によって作動油を給排する。

【0022】

駆動軸１は、ブッシュ２６を介してポンプボディ１０に回転自在に支持される。ポンプボディ１０には、ロータ２、カムリング４、及びサイドプレート６が収容されるポンプ収容凹部１０ａが形成される。

【0023】

ポンプ収容凹部１０ａの底部には環状の溝部１５が形成される。ポンプ収容凹部１０ａの底部にはサイドプレート６が配置され、溝部１５とサイドプレート６によって環状の高圧室１２が区画される。高圧室１２には、第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂを通じてポンプ室７から吐出された作動油が導かれる。なお、駆動軸１はサイドプレート６を挿通している。

【0024】

ポンプ収容凹部１０ａ内にはサイドプレート６に積層してカムリング４が収容される。ポンプボディ１０の環状のスカート１０ｂの端面１０ｃにはポンプカバー５が締結され、ポンプ収容凹部１０ａはポンプカバー５によって封止される。

【0025】

サイドプレート６には、カムリング４の外周面に形成された凹部（図示せず）を挿通すると共に、ポンプカバー５のピン穴５ａに挿入される２本の位置決めピン１４が設けられる。位置決めピン１４によって、カムリング４に対するポンプカバー５とサイドプレート６の相対回転が規制され、カムリング４の吸込領域とポンプカバー５の吸込ポート８との位置決め、及びカムリング４の吐出領域とサイドプレート６の第１吐出ポート９ａ、第２吐出ポート９ｂとの位置決めが行われる。

【0026】

また、ポンプボディ１０には、吸込ポート８に連通し吸込ポート８に作動油を導く吸込通路１１と、高圧室１２に連通し高圧室１２の作動油を高圧通路１９を通じて外部の油圧機器へと供給する吐出通路１３と、が形成される。

【0027】

吐出通路１３には、油圧機器に供給される作動油の流量を制御する流量制御弁２０（図２参照）が介装される。流量制御弁２０は、ポンプボディ１０に形成された組み付け穴１８に収装される。

【0028】

高圧室１２の作動油は、ポンプボディ１０に形成された高圧通路１９を通じて流量制御弁２０へと導かれる。高圧通路１９は高圧室１２に開口する開口部１９ａを有し、出口部１９ｂは組み付け穴１８に開口して形成される。

【0029】

次に、図２を参照して、高圧室１２及び高圧通路１９について詳しく説明する。図２はポンプボディ１０を図１における矢印Ａの方向から見た平面図であり、ポンプ収容凹部１０ａに何も収容されていない状態を示す図である。

【0030】

図２に示すように、ポンプ収容凹部１０ａの底部には、駆動軸１が挿通する挿通穴１ａの周囲を囲むようにして環状の溝部１５が形成される。なお、溝部１５は円弧状に形成するようにしてもよい。

【0031】

サイドプレート６は、ポンプ収容凹部１０ａの底部外縁の環状段部１０ｄ上に載置されて溝部１５を封止し、高圧室１２を区画する。サイドプレート６の第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂは、高圧室１２に開口し、ポンプ室７から吐出された作動油を高圧室１２に導く。第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂは、駆動軸１を挟んで対向するように形成される。第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂを通じて高圧室１２に導かれた作動油は、開口部１９ａから高圧通路１９へと流入する。

【0032】

図２に示すように、第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂのうち第１吐出ポート９ａが高圧通路１９の開口部１９ａと対向するように配置される。このように第１吐出ポート９ａが配置されることによって、第１吐出ポート９ａから高圧室１２に導かれた作動油は、高圧室１２を横切って直接高圧通路１９に流入する。一方、第２吐出ポート９ｂは、高圧通路１９の開口部１９ａから離間した位置に配置される。このように、第２吐出ポート９ｂが配置されることによって、第２吐出ポート９ｂから高圧室１２に導かれた作動油は、図２において第２吐出ポート９ｂと高圧通路１９の開口部１９ａとを周方向に沿って左側から連通する第１高圧室１２ａと右側から連通する第２高圧室１２ｂとの二手に分かれて流れる。第１高圧室１２ａ及び第２高圧室１２ｂ内を流れる作動油は、その後高圧通路１９の開口部１９ａにおいて合流し、高圧通路１９に流入する。このように、高圧室１２には、第２吐出ポート９ｂから吐出された作動油のみが流れることになる。このため、第１高圧室１２ａ及び第２高圧室１２ｂの流路断面積の合計は、第２吐出ポート９ｂを通じて吐出された作動油の高圧室１２による圧力損失を低減できるように、第２吐出ポート９ｂの流路断面積よりも大きな流路断面積が確保されていればよい。したがって、高圧室１２の流路断面積を第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂの流路断面積の合計よりも小さくすることができる。

【0033】

なお、高圧室１２が円弧状、例えば、高圧室１２が第１高圧室１２ａのみで構成される場合には、高圧室１２（第１高圧室１２ａ）の流路断面積は、第２吐出ポート９ｂの流路断面積よりも大きな流路断面積が確保されていればよい。

【0034】

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

【0035】

ベーンポンプ１００では、第１吐出ポート９ａが高圧通路１９の開口部１９ａと対向するように配置される。これにより、第１吐出ポート９ａから高圧室１２に導かれた作動油は、高圧室１２を横切って直接高圧通路１９に流入する。このため、高圧室１２には、第２吐出ポート９ｂから導かれた作動油のみが流れることになるので、高圧室１２の流路断面積を第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂの流路断面積の合計よりも小さくできる。これにより、従来のベーンポンプに比べて、溝部１５の深さを浅くして高圧室１２の流路断面積を小さくしても、高圧室１２の必要な流路断面積を確保することができるので、ベーンポンプ１００を小型化することができる。

【0036】

また、高圧室１２が環状に形成された場合には、第２吐出ポート９ｂから高圧室１２に導かれた作動油は、第１高圧室１２ａ及び第２高圧室１２ｂの二手に分かれて流れるので、高圧室１２が円弧状に（第１高圧室１２ａのみで）形成された場合に比べて、第１高圧室１２ａ及び第２高圧室１２ｂそれぞれの流路断面積を小さくできる。これにより、ベーンポンプをより小型化できる。

【0037】

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0038】

ベーンポンプ１００は、駆動軸１に連結され外周に複数のベーン３を有するロータ２と、ロータ２を収容し内部にポンプ室７を画成するカムリング４と、ロータ２及びカムリング４が収容されるポンプ収容凹部１０ａが形成されたポンプボディ１０と、ロータ２とポンプボディ１０との間に設けられるサイドプレート６と、サイドプレート６に形成され、ポンプ室７から作動流体を吐出する複数の吐出ポート（第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂ）と、ポンプ収容凹部１０ａの底部に溝状に形成され、複数の吐出ポート（第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂ）を通じて作動流体が導かれる高圧室１２と、高圧室１２に開口する開口部１９ａを有し作動流体を高圧室１２の外部へ導く高圧通路１９と、を備え、複数の吐出ポート（第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂ）のうちの一つ（第１吐出ポート９ａ）は、高圧通路１９の開口部１９ａに対向するように配置され、高圧室１２の流路断面積は、複数の吐出ポート（第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂ）の流路断面積の合計よりも小さいことを特徴とする。

【0039】

この構成では、第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂのうちの第１吐出ポート９ａは、高圧通路１９の開口部１９ａに対向するように配置される。したがって、第１吐出ポート９ａから吐出された作動流体は、直接高圧通路１９に流入する。これにより、高圧室１２には、第２吐出ポート９ｂから導かれた作動油のみが流れることになるので、高圧室１２の流路断面積を第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂの流路断面積の合計よりも小さくできる。よって、ベーンポンプ１００を小型化することができる。

【0040】

また、ベーンポンプ１００では、複数の第１吐出ポート９ａ及び第２吐出ポート９ｂは、高圧通路１９の開口部１９ａに対向するように配置される第１吐出ポート９ａと、高圧通路１９の開口部１９ａから離間した位置に配置される第２吐出ポート９ｂと、からなり、高圧室１２は、第２吐出ポート９ｂから高圧室１２に導かれた作動流体が高圧室１２内において第１高圧室１２ａ及び第２高圧室１２ｂの二手に分かれて流れ、その後高圧通路１９の開口部１９ａおいて合流するように環状に形成され、第１高圧室１２ａ及び第２高圧室１２ｂの流路断面積の合計は、第２吐出ポート９ｂの流路断面積よりも大きいことを特徴とする。

【0041】

この構成では、第１高圧室１２ａ及び第２高圧室１２ｂの流路断面積の合計は、第２吐出ポート９ｂの流路断面積よりも大きい。これにより、第２吐出ポート９ｂを通じて吐出された作動油の高圧室１２による圧力損失を低減できる。また、第２吐出ポート９ｂから高圧室１２に導かれた作動流体は、第１高圧室１２ａ及び第２高圧室１２ｂの二手に分かれて流れるので、第１高圧室１２ａ及び第２高圧室１２ｂそれぞれの流路断面積を小さくできる。これにより、ベーンポンプ１００をより小型化することができる。

【0042】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0043】

例えば、複数の吐出ポートは、一つが高圧通路１９に対向するように配置されていれば、三つ以上であってもよい。また、上記実施形態では、ベーンポンプ１００は流量制御弁２０を備えているが、ベーンポンプ１００は流量制御弁２０を備えていない構成であってもよい。

【符号の説明】

【0044】

１００・・・ベーンポンプ、１・・・駆動軸、２・・・ロータ、３・・・ベーン、４・・・カムリング、５・・・ポンプカバー、６・・・サイドプレート、７・・・ポンプ室、 ９ａ・・・第１吐出ポート、９ｂ・・・第２吐出ポート、１０・・・ポンプボディ、１０ａ・・・ポンプ収容凹部、 １２・・・高圧室、１２ａ・・・第１高圧室、１２ｂ・・・第２高圧室、１３・・・吐出通路、１９・・・高圧通路、１９ａ・・・開口部

【図1】

【図2】