ベーンポンプ
【課題】ベーンポンプにおけるポンプ室の作動油の閉じ込み性能を向上する。
【解決手段】ロータ２に形成されベーン３の背面に画成される背圧室２ａと、ロータ２の一側部に臨んでサイドプレート６に形成されポンプ室７から吐出された作動油を背圧室２ａに導く背圧流路５０とを備えるベーンポンプ１００において、カムリング４は、ポンプ室７の容積を拡張する吸込領域４１と、ポンプ室７の容積を収縮する吐出領域４２と、吸込領域４１と吐出領域４２との間に設けられ吸込領域４１の低圧と吐出領域４２の高圧とが切り替わる閉込領域４３，４４とを有し、背圧流路５０は、吸込領域４１に対応して形成されポンプ室７から吐出された作動流体が導かれる吸込側背圧ポート５１と、吐出領域４２及び閉込領域４３，４４に対応して形成される吐出側背圧ポート５２とを備える。
【解決手段】ロータ２に形成されベーン３の背面に画成される背圧室２ａと、ロータ２の一側部に臨んでサイドプレート６に形成されポンプ室７から吐出された作動油を背圧室２ａに導く背圧流路５０とを備えるベーンポンプ１００において、カムリング４は、ポンプ室７の容積を拡張する吸込領域４１と、ポンプ室７の容積を収縮する吐出領域４２と、吸込領域４１と吐出領域４２との間に設けられ吸込領域４１の低圧と吐出領域４２の高圧とが切り替わる閉込領域４３，４４とを有し、背圧流路５０は、吸込領域４１に対応して形成されポンプ室７から吐出された作動流体が導かれる吸込側背圧ポート５１と、吐出領域４２及び閉込領域４３，４４に対応して形成される吐出側背圧ポート５２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧機器における流体圧供給源として用いられるベーンポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベーンポンプは、駆動軸の回転に伴って回転するロータに保持された複数のベーンが、吸込領域と吐出領域とを有するカムリングの内周を摺動しながら回転することで、カムリングとベーンとによって画成されるポンプ室に作動流体を吸込んで吐出するものである。
【０００３】
特許文献１には、カムリング内周のカム面に先端が摺接する複数のベーンがロータに往復動可能に設けられ、カムリングが外周上の一点を支点として回動することで、ロータに対するカムリングの偏心量が変化して吐出容量が変化するベーンポンプが開示されている。
【０００４】
特許文献１のベーンポンプでは、吐出された作動流体の一部を背圧溝を介してベーンの背圧室に導き、背圧室の作動流体の圧力によってベーンをカムリングの内周面に向けて付勢している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３８８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のベーンポンプでは、吸込領域と吐出領域との間のポンプ室内に作動流体を閉じ込める閉込領域では、背圧溝が絞られて形成されているため背圧が小さい。そのため、ベーンがカムリングから離間してポンプ室の閉じ込み性が悪化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ベーンポンプにおけるポンプ室の作動流体の閉じ込み性能を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、駆動軸に連結されたロータと、前記ロータ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と、前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って前記ベーンの先端部が摺動するカム面を内周に有するカムリングと、前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、前記カムリングの側面に当接して設けられるサイド部材と、前記ロータに形成され、前記ベーンの背面に画成される背圧室と、前記ロータの一側部に臨んで前記サイド部材に形成され、前記ポンプ室から吐出された作動流体を前記背圧室に導く背圧流路と、を備えるベーンポンプにおいて、前記カムリングは、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を拡張する吸込領域と、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を収縮する吐出領域と、前記吸込領域と前記吐出領域との間に設けられ、前記吸込領域の低圧と前記吐出領域の高圧とが切り替わる閉込領域と、を有し、前記背圧流路は、前記吸込領域に対応して形成される吸込側背圧ポートと、前記吐出領域及び前記閉込領域に対応して形成される吐出側背圧ポートと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、吐出側背圧ポートが吐出領域及び閉込領域に対応して形成されるため、閉込領域においてもベーンの背圧を高く設定することができる。よって、ベーンがカムリングから離間することが抑制され、ポンプ室の閉じ込み性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るベーンポンプにおける駆動軸に垂直な断面を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るベーンポンプにおける駆動軸に平行な断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るサイドプレートの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係るベーンポンプ１００について説明する。
【００１３】
ベーンポンプ１００は、車両に搭載される油圧機器、例えば、パワーステアリング装置や無段変速機等の油圧供給源として用いられるものである。
【００１４】
ベーンポンプ１００は、駆動軸１にエンジン（図示省略）の動力が伝達され、駆動軸１に連結されたロータ２が回転するものである。図１では、ロータ２は反時計回りに回転する。
【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の先端部が摺動しロータ２の中心に対して偏心可能なカムリング４とを備える。
【００１６】
ベーンポンプ１００は、ロータ２に対するカムリング４の偏心量を変化させることによってポンプ室７からの吐出容量が変化するいわゆる可変容量型である。しかしながら、可変容量型ではなく、カムリング４が固定されてポンプ室７からの吐出容量が一定である固定容量型であってもよい。
【００１７】
ロータ２には、外周面に開口部を有するスリット２ｂが所定間隔をおいて放射状に形成され、ベーン３は、スリット２ｂに摺動自在に挿入される。スリット２ｂの基端側には、ポンプ吐出圧が導かれる背圧室２ａが画成される。ベーン３は、背圧室２ａの圧力によってスリット２ｂから飛び出る方向に押圧される。
【００１８】
図２に示すように、駆動軸１は、ブッシュ２７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、カムリング４を収容するポンプ収容凹部１０ａが形成される。ポンプボディ１０の端部には、駆動軸１外周とブッシュ２７内周との間の潤滑油の漏れを防止するためのシール２０が設けられる。
【００１９】
ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂには、ロータ２及びカムリング４の一側部に当接するサイドプレート６が配置される。ポンプ収容凹部１０ａの開口部は、ロータ２及びカムリング４の他側部に当接するポンプカバー５によって封止される。ポンプカバー５には、ポンプ収容凹部１０ａに嵌合する円形のインロー部５ａが形成され、インロー部５ａの端面がロータ２及びカムリング４の他側部に当接する。ポンプカバー５は、ポンプボディ１０のフランジ部１０ｃにボルト８（図１参照）を介して締結される。
【００２０】
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る。これにより、ロータ２とカムリング４との間には、各ベーン３によって仕切られたポンプ室７が画成される。これらのポンプカバー５とサイドプレート６とが、サイド部材に該当する。この他にも、サイド部材は、カムリング４の側面に当接して設けられればよいため、例えば、サイドプレート６を設けずに、ポンプボディ１０の一部をサイド部材としてもよい。
【００２１】
図１に示すように、カムリング４は、環状の部材であり、ロータ２の回転に伴って各ベーン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４１と、各ベーン３間によって仕切られるポンプ室７の容積を収縮する吐出領域４２とを有する。また、カムリング４は、吸込領域４１と吐出領域４２との間をポンプ室７が遷移するときに、ポンプ室７内に作動流体を閉じ込める閉込領域４３，４４を有する。
【００２２】
ポンプ室７は、吸込領域４１にて作動油（作動流体）を吸込み、吐出領域４２にて作動油を吐出する。
【００２３】
ポンプ収容凹部１０ａの内周面には、カムリング４を取り囲むようにして環状のアダプタリング１１が嵌装される。また、アダプタリング１１は、ロータ２及びカムリング４と同様に、両側面がポンプカバー５とサイドプレート６とによって挟まれる（図２参照）。
【００２４】
アダプタリング１１の内周面には、駆動軸１と平行に延在すると共に、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入された支持ピン１３が支持される。支持ピン１３にはカムリング４が支持され、カムリング４はアダプタリング１１の内部で支持ピン１３を支点に揺動する。
【００２５】
支持ピン１３は、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入されると共にカムリング４を支持するため、カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転を規制する。
【００２６】
アダプタリング１１の内周面における支持ピン１３と軸対称の位置には、駆動軸１と平行に延びる溝１１ａが形成される。溝１１ａには、カムリング４の揺動時にカムリング４の外周面が摺接するシール材１４が装着される。
【００２７】
このように、カムリング４外周の収容空間であるカムリング４の外周面とアダプタリング１１の内周面との間には、支持ピン１３とシール材１４とによって、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２とが画成される。
【００２８】
カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力差によって、支持ピン１３を支点に揺動する。カムリング４が支持ピン１３を支点に揺動することによって、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、ポンプ室７の吐出容量が変化する。第一流体圧室３１の圧力が第二流体圧室３２の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなり、ポンプ室７の吐出容量は小さくなる。これに対して、第二流体圧室３２の圧力が第一流体圧室３１の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が大きくなり、ポンプ室７の吐出容量は大きくなる。このように、ベーンポンプ１００は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差によってロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、吐出容量が変化する。
【００２９】
第二流体圧室３２内におけるアダプタリング１１の内周面には、ロータ２に対する偏心量が小さくなる方向のカムリング４の移動を規制する膨出部１２が形成される。膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の最小偏心量を規定するものであり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態において、ロータ２の軸心とカムリング４の軸心とはずれた状態を維持する。
【００３０】
膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の偏心量がゼロとならないように、つまり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態でも、ロータ２に対するカムリング４の最小偏心量が確保され、ポンプ室７が作動油を吐出可能となるような形状に形成される。このように、膨出部１２は、ポンプ室７の最小吐出容量を保障するものである。
【００３１】
なお、膨出部１２は、アダプタリング１１の内周面に形成する代わりに、第二流体圧室３２内におけるカムリング４の外周面に形成するようにしてもよい。また、アダプタリング１１を設けず、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２をカムリング４の外周面とポンプ収容凹部１０ａの内周面との間に画成する場合には、膨出部１２は、ポンプ収容凹部１０ａの内周面に形成される。
【００３２】
ポンプカバー５には、ポンプ室７の吸込領域４１に対応して円弧状に開口する吸込ポート１５が形成される。また、サイドプレート６には、ポンプ室７の吐出領域４２に対応して円弧状に開口する吐出ポート１６が形成される。なお、吸込ポート１５と吐出ポート１６は、図１のように、ポンプ室７の吸込領域４１と吐出領域４２の形状に近い円弧状に形成するのが望ましいが、吸込領域４１と吐出領域４２に連通する位置であれば、どのような形状でもよい。
【００３３】
カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転は支持ピン１３によって規制されるため、ポンプ室７の吸込領域４１及び吐出領域４２に対する吸込ポート１５及び吐出ポート１６の位置ずれが防止される。
【００３４】
図２に示すように、吸込ポート１５は、ポンプカバー５に形成された吸込通路１７に連通して形成され、吸込通路１７の作動油をポンプ室７の吸込領域へと導く。吐出ポート１６は、ポンプボディ１０に形成された高圧室１８に連通して形成され、ポンプ室７の吐出領域４２から吐出される作動油を高圧室１８へと導く。
【００３５】
高圧室１８は、ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂに環状に開口して形成される溝部１０ｄがサイドプレート６にて塞がれることによって画成される。高圧室１８は、ポンプボディ１０に形成され作動油をベーンポンプ１００外部の油圧機器へと導く吐出通路（図示省略）に接続される。
【００３６】
高圧室１８は、絞り通路３６（図１参照）を介して第二流体圧室３２に連通しており、高圧室１８の作動油は第二流体圧室３２に常時導かれている。つまり、カムリング４は、第二流体圧室３２によってロータ２に対する偏心量が大きくなる方向の圧力を常に受けている。
【００３７】
また、ポンプボディ１０には高圧室１８が形成されるため、高圧室１８に導かれる作動油の圧力によって、サイドプレート６はロータ２及びベーン３側に押し付けられる。これにより、ロータ２及びベーン３に対するサイドプレート６のクリアランスが小さくなり、作動油の漏れが防止される。このように、高圧室１８は、ポンプ室７からの作動油の漏れを防止するためのプレッシャーローディング機構としても作用する。
【００３８】
高圧室１８は、サイドプレート６に形成される背圧流路５０に連通し、この背圧流路５０を介して、ベーン３をカム面４ａに向けて付勢するための作動油を背圧室２ａに供給する。この背圧流路５０については、図３を参照しながら後で詳細に説明する。
【００３９】
図１に示すように、ポンプボディ１０には、駆動軸１の軸方向と直交する向きにバルブ収容穴２９が形成される。バルブ収容穴２９には、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御する制御バルブ２１が収容される。
【００４０】
制御バルブ２１は、バルブ収容穴２９に摺動自在に挿入されたスプール２２と、スプール２２の一端とバルブ収容穴２９の底部との間に画成された第一スプール室２４と、スプール２２の他端とバルブ収容穴２９を封止するプラグ２３との間に画成された第二スプール室２５と、第二スプール室２５内に収装され第二スプール室２５の容積を拡張する方向にスプール２２を付勢するリターンスプリング２６とを備える。
【００４１】
スプール２２は、バルブ収容穴２９の内周面に沿って摺動する第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂと、第一ランド部２２ａと第二ランド部２２ｂとの間に形成された環状溝２２ｃとを備える。
【００４２】
第一スプール室２４には、スプール２２が第一スプール室２４の容積を収縮する方向に移動した場合にバルブ収容穴２９の底部に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第一ストッパ部２２ｄが第一ランド部２２ａに結合して配置される。
【００４３】
また、第二スプール室２５には、スプール２２が第二スプール室２５の容積を収縮する方向に移動した場合にプラグ２３に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第二ストッパ部２２ｅが第二ランド部２２ｂに結合して配置される。リターンスプリング２６は、第二ストッパ部２２ｅを取り囲んで第二スプール室２５内に収装される。
【００４４】
制御バルブ２１には、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２にそれぞれ連通する第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４と、環状溝２２ｃに連通すると共に吸込通路１７に連通するドレン通路３５と、第一スプール室２４に連通すると共に高圧室１８に連通する導圧通路（図示省略）とが接続されている。
【００４５】
第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４は、ポンプボディ１０の内部に形成されると共に、アダプタリング１１を貫通して形成される。
【００４６】
スプール２２は、両端に画成された第一スプール室２４及び第二スプール室２５に導かれる作動油の圧力による荷重と、リターンスプリング２６の付勢力とがバランスした位置で止まる。スプール２２の位置によって、第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４が、それぞれ第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂによって開閉され、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油が給排される。
【００４７】
第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重が第一スプール室２４の圧力による荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が伸長し、スプール２２は第一ストッパ部２２ｄがバルブ収容穴２９の底部に当接した状態となる。この状態では、図１に示すように、第一流体圧通路３３はスプール２２の第一ランド部２２ａによって閉塞され、かつ第二流体圧通路３４はスプール２２の第二ランド部２２ｂによって閉塞された状態となる。これにより、第一流体圧室３１と高圧室１８との連通は遮断されると共に、第二流体圧室３２とドレン通路３５との連通も遮断される。
【００４８】
ここで、第一ランド部２２ａには環状溝２２ｃに連通する連通路（図示省略）が形成されているため、第一流体圧通路３３が第一ランド部２２ａによって閉塞された状態では、第一流体圧室３１は、第一流体圧通路３３、連通路、及び環状溝２２ｃを通じてドレン通路３５に連通した状態となる。また、第二流体圧室３２には絞り通路３６を介して高圧室１８の作動油が常時導かれているため、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも大きくなり、ロータ２に対するカムリング４の偏心量は最大となる。
【００４９】
これに対して、第一スプール室２４の圧力による荷重が第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が圧縮され、スプール２２はリターンスプリング２６の付勢力に抗して移動する。この場合には、第一流体圧通路３３は第一スプール室２４に連通し、その第一スプール室２４を介して導圧通路に連通する。また、第二流体圧通路３４はスプール２２の環状溝２２ｃに連通し、その環状溝２２ｃを介してドレン通路３５に連通する。これにより、第一流体圧室３１は高圧室１８に連通し、第二流体圧室３２はドレン通路３５に連通する。したがって、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも小さくなり、カムリング４はロータ２に対する偏心量が小さくなる方向に移動する。
【００５０】
なお、第二流体圧通路３４と環状溝２２ｃの連通は、スプール２２の第二ランド部２２ｂに形成されたノッチ２２ｆを介して行われる。したがって、スプール２２の移動量に応じて第二流体圧室３２に対するドレン通路３５の開口面積が増減する。
【００５１】
以上のように、制御バルブ２１は、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御するものであり、吐出通路に介装されたオリフィス（図示省略）の前後差圧によって動作する。第一スプール室２４にはオリフィスの上流の作動油が導かれ、第二スプール室２５にはオリフィスの下流の作動油が導かれる。
【００５２】
つまり、高圧室１８の作動油は、オリフィスを介さずに導圧通路を通じて直接第一スプール室２４へと導かれると共に、オリフィスを介して第二スプール室２５へと導かれる。なお、オリフィスは、ポンプ室７から吐出された作動油の流れに抵抗を付与するものであれば、可変型、固定型のどちらでもよい。
【００５３】
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態に係る背圧流路５０について説明する。
【００５４】
背圧流路５０は、サイドプレート６に環状に形成され、ポンプ室７から吐出された作動油を高圧室１８から各ベーン３の背圧室２ａに導く。背圧室２ａに導かれた作動油は、その圧力によってベーン３をカム面４ａに向けて付勢する。
【００５５】
背圧流路５０は、吸込領域４１に対応して形成されポンプ室７から吐出された作動油が導かれる吸込側背圧ポート５１と、吐出領域４２及び閉込領域４３，４４に対応して形成される吐出側背圧ポート５２と、吸込側背圧ポート５１と吐出側背圧ポート５２とを連通する絞り通路５３と、を備える。
【００５６】
吸込側背圧ポート５１は、吸込ポート１５の内周に形成される円弧状の溝である。吸込側背圧ポート５１は、その周方向長さが、吸込ポート１５の周方向長さより絞り通路５３の分だけ短く形成される。よって、吸込側背圧ポート５１と一対の絞り通路５３との周方向の長さを合わせた長さに対応する中心角は、吸込ポート１５の中心角と同等になる。
【００５７】
吸込側背圧ポート５１は、連通孔５１ａを介して高圧室１８と連通する。この連通孔５１ａは、吸込側背圧ポート５１の両端近傍に一対設けられるが、一対に限られるものではなく、一個以上であればよい。
【００５８】
吐出側背圧ポート５２は、吐出ポート１６の内周に形成される円弧状の溝である。吐出側背圧ポート５２は、吐出領域４２及び閉込領域４３，４４に対応して形成される。つまり、吐出側背圧ポート５２は、吐出領域４２に対応する位置から、その両端の閉込領域４３，４４に対応する位置にかけて広く形成される。
【００５９】
吐出側背圧ポート５２は、周方向の両端部が、各々が隣接する吸込ポート１５の周方向の両端部に対応する位置になるような周方向長さに形成される。よって、吐出側背圧ポート５２は、ベーン３が飛び出し終わってポンプ室７の容積が最大になる吸い込み終わりの位置から、ポンプ室７の容積が最小になりベーン３が飛び出しはじめる吸い込み始めの位置までを広くカバーするように形成される。
【００６０】
一般に、閉込領域４３，４４では、ポンプ室７に低圧の作動油が吸い込まれる吸込領域４１と、ポンプ室７から高圧の作動油が吐出される吐出領域４２との間で、ベーン３を高圧側から低圧側に向けて傾斜させる力が発生する。このような力が作用すると、ベーン３は、低圧側の面がロータ２のスリット２ｂに押し付けられていわゆるセルフロックの状態になり、ベーン３が往復動するロータ２のスリット２ｂとベーン３との間の摺動抵抗が大きくなる。この摺動抵抗が大きくなると、ベーン３がロータ２に対して往復動する動作が妨げられるおそれがある。よって、閉込領域４３，４４において、ロータ２の中心からカム面４ａまでの径がロータ２の回転に伴って増減した場合には、ベーン３がカム面４ａのカーブ形状に追従して往復動できず、ベーン３の先端がカム面４ａから離間して、ポンプ室７の作動油の閉じ込み性能が悪化するおそれがある。
【００６１】
これに対して、背圧流路５０では、吐出領域４２だけでなく閉込領域４３，４４にまでも対応するように吐出側背圧ポート５２が広く形成されるため、閉込領域４３，４４においてもベーン３の背圧を高く設定できる。よって、吐出側背圧ポート５２の高圧の作動油によってベーン３をカム面４ａに向けて付勢するため、ロータ２のスリット２ｂとベーン３との摺動抵抗が大きくなった場合にも、ベーン３がカム面４ａから離間することが抑制され、ポンプ室７の閉じ込み性能を向上できる。
【００６２】
絞り通路５３は、吸込側背圧ポート５１の端部と吐出側背圧ポート５２とを連通する通路である。絞り通路５３は、吸込側背圧ポート５１と吐出側背圧ポート５２との間を移動する作動油に抵抗を付与するものであり、吸込側背圧ポート５１及び吐出側背圧ポート５２の径と比べて、小径に絞って形成される。
【００６３】
吐出側背圧ポート５２の作動油は、ベーン３がカム面４ａを摺動してロータ２内に退避することで、その圧力が上昇する。絞り通路５３が設けられることによって、吐出側背圧ポート５２の作動油の圧力変化が吸込側背圧ポート５１の作動油に伝播するまでにタイムラグがある。よって、ポンプ室７から吐出される作動油の圧力が変化することが抑制される。
【００６４】
絞り通路５３は、一対設けられ、吸込側背圧ポート５１の両端部と吐出側背圧ポート５２の両端部とをそれぞれ連通するが、一対ではなく、いずれか一方のみに設けられてもよい。
【００６５】
背圧流路５０は、サイドプレート６に形成されるが、図２に示すように、ポンプカバー５もまた、吸込側背圧ポート５１，吐出側背圧ポート５２，及び絞り通路５３を備える。ポンプカバー５の吸込側背圧ポート５１，吐出側背圧ポート５２，及び絞り通路５３は、サイドプレート６に形成される各々の位置及び形状に対応して形成される。
【００６６】
ポンプカバー５及びサイドプレート６に形成される各々の吸込側背圧ポート５１，吐出側背圧ポート５２は、ロータ２を貫通して形成される背圧室２ａによって連通する。よって、５１ａを介して高圧室１８から供給された高圧の作動油は、サイドプレート６の吸込側背圧ポート５１内に広がり、絞り通路５３を介して吐出側背圧ポート５２に供給されるのと同時に、ロータ２に形成される背圧室２ａを介してポンプカバー５の吸込側背圧ポート５１に供給され、同様に絞り通路５３を介して吐出側背圧ポート５２に供給される。これにより、ベーン３の背面には、ロータ２の両側部から高圧の作動油が供給され、ベーン３はカム面４ａに向けて付勢されることとなる。
【００６７】
ポンプカバー５にも吸込側背圧ポート５１，吐出側背圧ポート５２，及び絞り通路５３が形成されることにより、ベーン３の背面には、サイドプレート６側とポンプカバー５側との両側から高圧の作動油が供給される。これにより、ベーン３の背面にサイドプレート６側からのみ高圧の作動油が供給される場合と比べて、ベーン３をカム面４ａに押し付ける力が偏ったり、ベーン３が傾斜することが防止される。
【００６８】
なお、背圧流路５０は、ロータ２の少なくとも一側部に臨んで形成される。即ち、背圧流路５０をロータ２の両側部に形成するのではなく、サイドプレート６とポンプカバー５との少なくともいずれか一方のみに形成してもよい。
【００６９】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００７０】
背圧流路５０では、吐出領域４２だけでなく閉込領域４３，４４にも対応するように吐出側背圧ポート５２を広く形成することで、閉込領域４３，４４においてもベーン３の背圧を高く設定できる。よって、吐出側背圧ポート５２の高圧の作動油によってベーン３をカム面４ａに向けて付勢するため、ロータ２のスリット２ｂとベーン３との摺動抵抗が大きくなった場合にも、ベーン３がカム面４ａから離間することが抑制され、ポンプ室７の閉じ込み性能を向上できる。
【００７１】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係るベーンポンプは、パワーステアリング装置や変速機等の油圧供給源に適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００ ベーンポンプ
２ ロータ
２ａ 背圧室
３ ベーン
４ カムリング
４ａ カム面
５ ポンプカバー
６ サイドプレート
７ ポンプ室
１０ ポンプボディ
１１ アダプタリング
１５ 吸込ポート
１６ 吐出ポート
４１ 吸込領域
４２ 吐出領域
４３ 閉込領域
４４ 閉込領域
５０ 背圧流路
５１ 吸込側背圧ポート
５２ 吐出側背圧ポート
５３ 絞り通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧機器における流体圧供給源として用いられるベーンポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベーンポンプは、駆動軸の回転に伴って回転するロータに保持された複数のベーンが、吸込領域と吐出領域とを有するカムリングの内周を摺動しながら回転することで、カムリングとベーンとによって画成されるポンプ室に作動流体を吸込んで吐出するものである。
【０００３】
特許文献１には、カムリング内周のカム面に先端が摺接する複数のベーンがロータに往復動可能に設けられ、カムリングが外周上の一点を支点として回動することで、ロータに対するカムリングの偏心量が変化して吐出容量が変化するベーンポンプが開示されている。
【０００４】
特許文献１のベーンポンプでは、吐出された作動流体の一部を背圧溝を介してベーンの背圧室に導き、背圧室の作動流体の圧力によってベーンをカムリングの内周面に向けて付勢している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１３８８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のベーンポンプでは、吸込領域と吐出領域との間のポンプ室内に作動流体を閉じ込める閉込領域では、背圧溝が絞られて形成されているため背圧が小さい。そのため、ベーンがカムリングから離間してポンプ室の閉じ込み性が悪化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ベーンポンプにおけるポンプ室の作動流体の閉じ込み性能を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、駆動軸に連結されたロータと、前記ロータ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と、前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って前記ベーンの先端部が摺動するカム面を内周に有するカムリングと、前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、前記カムリングの側面に当接して設けられるサイド部材と、前記ロータに形成され、前記ベーンの背面に画成される背圧室と、前記ロータの一側部に臨んで前記サイド部材に形成され、前記ポンプ室から吐出された作動流体を前記背圧室に導く背圧流路と、を備えるベーンポンプにおいて、前記カムリングは、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を拡張する吸込領域と、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を収縮する吐出領域と、前記吸込領域と前記吐出領域との間に設けられ、前記吸込領域の低圧と前記吐出領域の高圧とが切り替わる閉込領域と、を有し、前記背圧流路は、前記吸込領域に対応して形成される吸込側背圧ポートと、前記吐出領域及び前記閉込領域に対応して形成される吐出側背圧ポートと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、吐出側背圧ポートが吐出領域及び閉込領域に対応して形成されるため、閉込領域においてもベーンの背圧を高く設定することができる。よって、ベーンがカムリングから離間することが抑制され、ポンプ室の閉じ込み性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るベーンポンプにおける駆動軸に垂直な断面を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るベーンポンプにおける駆動軸に平行な断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るサイドプレートの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係るベーンポンプ１００について説明する。
【００１３】
ベーンポンプ１００は、車両に搭載される油圧機器、例えば、パワーステアリング装置や無段変速機等の油圧供給源として用いられるものである。
【００１４】
ベーンポンプ１００は、駆動軸１にエンジン（図示省略）の動力が伝達され、駆動軸１に連結されたロータ２が回転するものである。図１では、ロータ２は反時計回りに回転する。
【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の先端部が摺動しロータ２の中心に対して偏心可能なカムリング４とを備える。
【００１６】
ベーンポンプ１００は、ロータ２に対するカムリング４の偏心量を変化させることによってポンプ室７からの吐出容量が変化するいわゆる可変容量型である。しかしながら、可変容量型ではなく、カムリング４が固定されてポンプ室７からの吐出容量が一定である固定容量型であってもよい。
【００１７】
ロータ２には、外周面に開口部を有するスリット２ｂが所定間隔をおいて放射状に形成され、ベーン３は、スリット２ｂに摺動自在に挿入される。スリット２ｂの基端側には、ポンプ吐出圧が導かれる背圧室２ａが画成される。ベーン３は、背圧室２ａの圧力によってスリット２ｂから飛び出る方向に押圧される。
【００１８】
図２に示すように、駆動軸１は、ブッシュ２７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、カムリング４を収容するポンプ収容凹部１０ａが形成される。ポンプボディ１０の端部には、駆動軸１外周とブッシュ２７内周との間の潤滑油の漏れを防止するためのシール２０が設けられる。
【００１９】
ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂには、ロータ２及びカムリング４の一側部に当接するサイドプレート６が配置される。ポンプ収容凹部１０ａの開口部は、ロータ２及びカムリング４の他側部に当接するポンプカバー５によって封止される。ポンプカバー５には、ポンプ収容凹部１０ａに嵌合する円形のインロー部５ａが形成され、インロー部５ａの端面がロータ２及びカムリング４の他側部に当接する。ポンプカバー５は、ポンプボディ１０のフランジ部１０ｃにボルト８（図１参照）を介して締結される。
【００２０】
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る。これにより、ロータ２とカムリング４との間には、各ベーン３によって仕切られたポンプ室７が画成される。これらのポンプカバー５とサイドプレート６とが、サイド部材に該当する。この他にも、サイド部材は、カムリング４の側面に当接して設けられればよいため、例えば、サイドプレート６を設けずに、ポンプボディ１０の一部をサイド部材としてもよい。
【００２１】
図１に示すように、カムリング４は、環状の部材であり、ロータ２の回転に伴って各ベーン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４１と、各ベーン３間によって仕切られるポンプ室７の容積を収縮する吐出領域４２とを有する。また、カムリング４は、吸込領域４１と吐出領域４２との間をポンプ室７が遷移するときに、ポンプ室７内に作動流体を閉じ込める閉込領域４３，４４を有する。
【００２２】
ポンプ室７は、吸込領域４１にて作動油（作動流体）を吸込み、吐出領域４２にて作動油を吐出する。
【００２３】
ポンプ収容凹部１０ａの内周面には、カムリング４を取り囲むようにして環状のアダプタリング１１が嵌装される。また、アダプタリング１１は、ロータ２及びカムリング４と同様に、両側面がポンプカバー５とサイドプレート６とによって挟まれる（図２参照）。
【００２４】
アダプタリング１１の内周面には、駆動軸１と平行に延在すると共に、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入された支持ピン１３が支持される。支持ピン１３にはカムリング４が支持され、カムリング４はアダプタリング１１の内部で支持ピン１３を支点に揺動する。
【００２５】
支持ピン１３は、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入されると共にカムリング４を支持するため、カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転を規制する。
【００２６】
アダプタリング１１の内周面における支持ピン１３と軸対称の位置には、駆動軸１と平行に延びる溝１１ａが形成される。溝１１ａには、カムリング４の揺動時にカムリング４の外周面が摺接するシール材１４が装着される。
【００２７】
このように、カムリング４外周の収容空間であるカムリング４の外周面とアダプタリング１１の内周面との間には、支持ピン１３とシール材１４とによって、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２とが画成される。
【００２８】
カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力差によって、支持ピン１３を支点に揺動する。カムリング４が支持ピン１３を支点に揺動することによって、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、ポンプ室７の吐出容量が変化する。第一流体圧室３１の圧力が第二流体圧室３２の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなり、ポンプ室７の吐出容量は小さくなる。これに対して、第二流体圧室３２の圧力が第一流体圧室３１の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が大きくなり、ポンプ室７の吐出容量は大きくなる。このように、ベーンポンプ１００は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差によってロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、吐出容量が変化する。
【００２９】
第二流体圧室３２内におけるアダプタリング１１の内周面には、ロータ２に対する偏心量が小さくなる方向のカムリング４の移動を規制する膨出部１２が形成される。膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の最小偏心量を規定するものであり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態において、ロータ２の軸心とカムリング４の軸心とはずれた状態を維持する。
【００３０】
膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の偏心量がゼロとならないように、つまり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態でも、ロータ２に対するカムリング４の最小偏心量が確保され、ポンプ室７が作動油を吐出可能となるような形状に形成される。このように、膨出部１２は、ポンプ室７の最小吐出容量を保障するものである。
【００３１】
なお、膨出部１２は、アダプタリング１１の内周面に形成する代わりに、第二流体圧室３２内におけるカムリング４の外周面に形成するようにしてもよい。また、アダプタリング１１を設けず、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２をカムリング４の外周面とポンプ収容凹部１０ａの内周面との間に画成する場合には、膨出部１２は、ポンプ収容凹部１０ａの内周面に形成される。
【００３２】
ポンプカバー５には、ポンプ室７の吸込領域４１に対応して円弧状に開口する吸込ポート１５が形成される。また、サイドプレート６には、ポンプ室７の吐出領域４２に対応して円弧状に開口する吐出ポート１６が形成される。なお、吸込ポート１５と吐出ポート１６は、図１のように、ポンプ室７の吸込領域４１と吐出領域４２の形状に近い円弧状に形成するのが望ましいが、吸込領域４１と吐出領域４２に連通する位置であれば、どのような形状でもよい。
【００３３】
カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転は支持ピン１３によって規制されるため、ポンプ室７の吸込領域４１及び吐出領域４２に対する吸込ポート１５及び吐出ポート１６の位置ずれが防止される。
【００３４】
図２に示すように、吸込ポート１５は、ポンプカバー５に形成された吸込通路１７に連通して形成され、吸込通路１７の作動油をポンプ室７の吸込領域へと導く。吐出ポート１６は、ポンプボディ１０に形成された高圧室１８に連通して形成され、ポンプ室７の吐出領域４２から吐出される作動油を高圧室１８へと導く。
【００３５】
高圧室１８は、ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂに環状に開口して形成される溝部１０ｄがサイドプレート６にて塞がれることによって画成される。高圧室１８は、ポンプボディ１０に形成され作動油をベーンポンプ１００外部の油圧機器へと導く吐出通路（図示省略）に接続される。
【００３６】
高圧室１８は、絞り通路３６（図１参照）を介して第二流体圧室３２に連通しており、高圧室１８の作動油は第二流体圧室３２に常時導かれている。つまり、カムリング４は、第二流体圧室３２によってロータ２に対する偏心量が大きくなる方向の圧力を常に受けている。
【００３７】
また、ポンプボディ１０には高圧室１８が形成されるため、高圧室１８に導かれる作動油の圧力によって、サイドプレート６はロータ２及びベーン３側に押し付けられる。これにより、ロータ２及びベーン３に対するサイドプレート６のクリアランスが小さくなり、作動油の漏れが防止される。このように、高圧室１８は、ポンプ室７からの作動油の漏れを防止するためのプレッシャーローディング機構としても作用する。
【００３８】
高圧室１８は、サイドプレート６に形成される背圧流路５０に連通し、この背圧流路５０を介して、ベーン３をカム面４ａに向けて付勢するための作動油を背圧室２ａに供給する。この背圧流路５０については、図３を参照しながら後で詳細に説明する。
【００３９】
図１に示すように、ポンプボディ１０には、駆動軸１の軸方向と直交する向きにバルブ収容穴２９が形成される。バルブ収容穴２９には、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御する制御バルブ２１が収容される。
【００４０】
制御バルブ２１は、バルブ収容穴２９に摺動自在に挿入されたスプール２２と、スプール２２の一端とバルブ収容穴２９の底部との間に画成された第一スプール室２４と、スプール２２の他端とバルブ収容穴２９を封止するプラグ２３との間に画成された第二スプール室２５と、第二スプール室２５内に収装され第二スプール室２５の容積を拡張する方向にスプール２２を付勢するリターンスプリング２６とを備える。
【００４１】
スプール２２は、バルブ収容穴２９の内周面に沿って摺動する第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂと、第一ランド部２２ａと第二ランド部２２ｂとの間に形成された環状溝２２ｃとを備える。
【００４２】
第一スプール室２４には、スプール２２が第一スプール室２４の容積を収縮する方向に移動した場合にバルブ収容穴２９の底部に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第一ストッパ部２２ｄが第一ランド部２２ａに結合して配置される。
【００４３】
また、第二スプール室２５には、スプール２２が第二スプール室２５の容積を収縮する方向に移動した場合にプラグ２３に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第二ストッパ部２２ｅが第二ランド部２２ｂに結合して配置される。リターンスプリング２６は、第二ストッパ部２２ｅを取り囲んで第二スプール室２５内に収装される。
【００４４】
制御バルブ２１には、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２にそれぞれ連通する第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４と、環状溝２２ｃに連通すると共に吸込通路１７に連通するドレン通路３５と、第一スプール室２４に連通すると共に高圧室１８に連通する導圧通路（図示省略）とが接続されている。
【００４５】
第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４は、ポンプボディ１０の内部に形成されると共に、アダプタリング１１を貫通して形成される。
【００４６】
スプール２２は、両端に画成された第一スプール室２４及び第二スプール室２５に導かれる作動油の圧力による荷重と、リターンスプリング２６の付勢力とがバランスした位置で止まる。スプール２２の位置によって、第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４が、それぞれ第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂによって開閉され、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油が給排される。
【００４７】
第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重が第一スプール室２４の圧力による荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が伸長し、スプール２２は第一ストッパ部２２ｄがバルブ収容穴２９の底部に当接した状態となる。この状態では、図１に示すように、第一流体圧通路３３はスプール２２の第一ランド部２２ａによって閉塞され、かつ第二流体圧通路３４はスプール２２の第二ランド部２２ｂによって閉塞された状態となる。これにより、第一流体圧室３１と高圧室１８との連通は遮断されると共に、第二流体圧室３２とドレン通路３５との連通も遮断される。
【００４８】
ここで、第一ランド部２２ａには環状溝２２ｃに連通する連通路（図示省略）が形成されているため、第一流体圧通路３３が第一ランド部２２ａによって閉塞された状態では、第一流体圧室３１は、第一流体圧通路３３、連通路、及び環状溝２２ｃを通じてドレン通路３５に連通した状態となる。また、第二流体圧室３２には絞り通路３６を介して高圧室１８の作動油が常時導かれているため、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも大きくなり、ロータ２に対するカムリング４の偏心量は最大となる。
【００４９】
これに対して、第一スプール室２４の圧力による荷重が第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が圧縮され、スプール２２はリターンスプリング２６の付勢力に抗して移動する。この場合には、第一流体圧通路３３は第一スプール室２４に連通し、その第一スプール室２４を介して導圧通路に連通する。また、第二流体圧通路３４はスプール２２の環状溝２２ｃに連通し、その環状溝２２ｃを介してドレン通路３５に連通する。これにより、第一流体圧室３１は高圧室１８に連通し、第二流体圧室３２はドレン通路３５に連通する。したがって、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも小さくなり、カムリング４はロータ２に対する偏心量が小さくなる方向に移動する。
【００５０】
なお、第二流体圧通路３４と環状溝２２ｃの連通は、スプール２２の第二ランド部２２ｂに形成されたノッチ２２ｆを介して行われる。したがって、スプール２２の移動量に応じて第二流体圧室３２に対するドレン通路３５の開口面積が増減する。
【００５１】
以上のように、制御バルブ２１は、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御するものであり、吐出通路に介装されたオリフィス（図示省略）の前後差圧によって動作する。第一スプール室２４にはオリフィスの上流の作動油が導かれ、第二スプール室２５にはオリフィスの下流の作動油が導かれる。
【００５２】
つまり、高圧室１８の作動油は、オリフィスを介さずに導圧通路を通じて直接第一スプール室２４へと導かれると共に、オリフィスを介して第二スプール室２５へと導かれる。なお、オリフィスは、ポンプ室７から吐出された作動油の流れに抵抗を付与するものであれば、可変型、固定型のどちらでもよい。
【００５３】
次に、図３を参照して、本発明の実施の形態に係る背圧流路５０について説明する。
【００５４】
背圧流路５０は、サイドプレート６に環状に形成され、ポンプ室７から吐出された作動油を高圧室１８から各ベーン３の背圧室２ａに導く。背圧室２ａに導かれた作動油は、その圧力によってベーン３をカム面４ａに向けて付勢する。
【００５５】
背圧流路５０は、吸込領域４１に対応して形成されポンプ室７から吐出された作動油が導かれる吸込側背圧ポート５１と、吐出領域４２及び閉込領域４３，４４に対応して形成される吐出側背圧ポート５２と、吸込側背圧ポート５１と吐出側背圧ポート５２とを連通する絞り通路５３と、を備える。
【００５６】
吸込側背圧ポート５１は、吸込ポート１５の内周に形成される円弧状の溝である。吸込側背圧ポート５１は、その周方向長さが、吸込ポート１５の周方向長さより絞り通路５３の分だけ短く形成される。よって、吸込側背圧ポート５１と一対の絞り通路５３との周方向の長さを合わせた長さに対応する中心角は、吸込ポート１５の中心角と同等になる。
【００５７】
吸込側背圧ポート５１は、連通孔５１ａを介して高圧室１８と連通する。この連通孔５１ａは、吸込側背圧ポート５１の両端近傍に一対設けられるが、一対に限られるものではなく、一個以上であればよい。
【００５８】
吐出側背圧ポート５２は、吐出ポート１６の内周に形成される円弧状の溝である。吐出側背圧ポート５２は、吐出領域４２及び閉込領域４３，４４に対応して形成される。つまり、吐出側背圧ポート５２は、吐出領域４２に対応する位置から、その両端の閉込領域４３，４４に対応する位置にかけて広く形成される。
【００５９】
吐出側背圧ポート５２は、周方向の両端部が、各々が隣接する吸込ポート１５の周方向の両端部に対応する位置になるような周方向長さに形成される。よって、吐出側背圧ポート５２は、ベーン３が飛び出し終わってポンプ室７の容積が最大になる吸い込み終わりの位置から、ポンプ室７の容積が最小になりベーン３が飛び出しはじめる吸い込み始めの位置までを広くカバーするように形成される。
【００６０】
一般に、閉込領域４３，４４では、ポンプ室７に低圧の作動油が吸い込まれる吸込領域４１と、ポンプ室７から高圧の作動油が吐出される吐出領域４２との間で、ベーン３を高圧側から低圧側に向けて傾斜させる力が発生する。このような力が作用すると、ベーン３は、低圧側の面がロータ２のスリット２ｂに押し付けられていわゆるセルフロックの状態になり、ベーン３が往復動するロータ２のスリット２ｂとベーン３との間の摺動抵抗が大きくなる。この摺動抵抗が大きくなると、ベーン３がロータ２に対して往復動する動作が妨げられるおそれがある。よって、閉込領域４３，４４において、ロータ２の中心からカム面４ａまでの径がロータ２の回転に伴って増減した場合には、ベーン３がカム面４ａのカーブ形状に追従して往復動できず、ベーン３の先端がカム面４ａから離間して、ポンプ室７の作動油の閉じ込み性能が悪化するおそれがある。
【００６１】
これに対して、背圧流路５０では、吐出領域４２だけでなく閉込領域４３，４４にまでも対応するように吐出側背圧ポート５２が広く形成されるため、閉込領域４３，４４においてもベーン３の背圧を高く設定できる。よって、吐出側背圧ポート５２の高圧の作動油によってベーン３をカム面４ａに向けて付勢するため、ロータ２のスリット２ｂとベーン３との摺動抵抗が大きくなった場合にも、ベーン３がカム面４ａから離間することが抑制され、ポンプ室７の閉じ込み性能を向上できる。
【００６２】
絞り通路５３は、吸込側背圧ポート５１の端部と吐出側背圧ポート５２とを連通する通路である。絞り通路５３は、吸込側背圧ポート５１と吐出側背圧ポート５２との間を移動する作動油に抵抗を付与するものであり、吸込側背圧ポート５１及び吐出側背圧ポート５２の径と比べて、小径に絞って形成される。
【００６３】
吐出側背圧ポート５２の作動油は、ベーン３がカム面４ａを摺動してロータ２内に退避することで、その圧力が上昇する。絞り通路５３が設けられることによって、吐出側背圧ポート５２の作動油の圧力変化が吸込側背圧ポート５１の作動油に伝播するまでにタイムラグがある。よって、ポンプ室７から吐出される作動油の圧力が変化することが抑制される。
【００６４】
絞り通路５３は、一対設けられ、吸込側背圧ポート５１の両端部と吐出側背圧ポート５２の両端部とをそれぞれ連通するが、一対ではなく、いずれか一方のみに設けられてもよい。
【００６５】
背圧流路５０は、サイドプレート６に形成されるが、図２に示すように、ポンプカバー５もまた、吸込側背圧ポート５１，吐出側背圧ポート５２，及び絞り通路５３を備える。ポンプカバー５の吸込側背圧ポート５１，吐出側背圧ポート５２，及び絞り通路５３は、サイドプレート６に形成される各々の位置及び形状に対応して形成される。
【００６６】
ポンプカバー５及びサイドプレート６に形成される各々の吸込側背圧ポート５１，吐出側背圧ポート５２は、ロータ２を貫通して形成される背圧室２ａによって連通する。よって、５１ａを介して高圧室１８から供給された高圧の作動油は、サイドプレート６の吸込側背圧ポート５１内に広がり、絞り通路５３を介して吐出側背圧ポート５２に供給されるのと同時に、ロータ２に形成される背圧室２ａを介してポンプカバー５の吸込側背圧ポート５１に供給され、同様に絞り通路５３を介して吐出側背圧ポート５２に供給される。これにより、ベーン３の背面には、ロータ２の両側部から高圧の作動油が供給され、ベーン３はカム面４ａに向けて付勢されることとなる。
【００６７】
ポンプカバー５にも吸込側背圧ポート５１，吐出側背圧ポート５２，及び絞り通路５３が形成されることにより、ベーン３の背面には、サイドプレート６側とポンプカバー５側との両側から高圧の作動油が供給される。これにより、ベーン３の背面にサイドプレート６側からのみ高圧の作動油が供給される場合と比べて、ベーン３をカム面４ａに押し付ける力が偏ったり、ベーン３が傾斜することが防止される。
【００６８】
なお、背圧流路５０は、ロータ２の少なくとも一側部に臨んで形成される。即ち、背圧流路５０をロータ２の両側部に形成するのではなく、サイドプレート６とポンプカバー５との少なくともいずれか一方のみに形成してもよい。
【００６９】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００７０】
背圧流路５０では、吐出領域４２だけでなく閉込領域４３，４４にも対応するように吐出側背圧ポート５２を広く形成することで、閉込領域４３，４４においてもベーン３の背圧を高く設定できる。よって、吐出側背圧ポート５２の高圧の作動油によってベーン３をカム面４ａに向けて付勢するため、ロータ２のスリット２ｂとベーン３との摺動抵抗が大きくなった場合にも、ベーン３がカム面４ａから離間することが抑制され、ポンプ室７の閉じ込み性能を向上できる。
【００７１】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係るベーンポンプは、パワーステアリング装置や変速機等の油圧供給源に適用することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１００ ベーンポンプ
２ ロータ
２ａ 背圧室
３ ベーン
４ カムリング
４ａ カム面
５ ポンプカバー
６ サイドプレート
７ ポンプ室
１０ ポンプボディ
１１ アダプタリング
１５ 吸込ポート
１６ 吐出ポート
４１ 吸込領域
４２ 吐出領域
４３ 閉込領域
４４ 閉込領域
５０ 背圧流路
５１ 吸込側背圧ポート
５２ 吐出側背圧ポート
５３ 絞り通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に連結されたロータと、
前記ロータ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と、
前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って前記ベーンの先端部が摺動するカム面を内周に有するカムリングと、
前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、
前記カムリングの側面に当接して設けられるサイド部材と、
前記ロータに形成され、前記ベーンの背面に画成される背圧室と、
前記ロータの一側部に臨んで前記サイド部材に形成され、前記ポンプ室から吐出された作動流体を前記背圧室に導く背圧流路と、を備えるベーンポンプにおいて、
前記カムリングは、
前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を拡張する吸込領域と、
前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を収縮する吐出領域と、
前記吸込領域と前記吐出領域との間に設けられ、前記吸込領域の低圧と前記吐出領域の高圧とが切り替わる閉込領域と、を有し、
前記背圧流路は、
前記吸込領域に対応して形成される吸込側背圧ポートと、
前記吐出領域及び前記閉込領域に対応して形成される吐出側背圧ポートと、を備えることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記背圧流路は、前記吸込側背圧ポートと前記吐出側背圧ポートとを連結する絞り通路を備えることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項１】
駆動軸に連結されたロータと、
前記ロータ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と、
前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って前記ベーンの先端部が摺動するカム面を内周に有するカムリングと、
前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、
前記カムリングの側面に当接して設けられるサイド部材と、
前記ロータに形成され、前記ベーンの背面に画成される背圧室と、
前記ロータの一側部に臨んで前記サイド部材に形成され、前記ポンプ室から吐出された作動流体を前記背圧室に導く背圧流路と、を備えるベーンポンプにおいて、
前記カムリングは、
前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を拡張する吸込領域と、
前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を収縮する吐出領域と、
前記吸込領域と前記吐出領域との間に設けられ、前記吸込領域の低圧と前記吐出領域の高圧とが切り替わる閉込領域と、を有し、
前記背圧流路は、
前記吸込領域に対応して形成される吸込側背圧ポートと、
前記吐出領域及び前記閉込領域に対応して形成される吐出側背圧ポートと、を備えることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記背圧流路は、前記吸込側背圧ポートと前記吐出側背圧ポートとを連結する絞り通路を備えることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−７５１２（Ｐ２０１２−７５１２Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４２６０８（Ｐ２０１０−１４２６０８）
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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