(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転自在のロータと、
該ロータを内周面に収容したカムリングと、
前記ロータの外周面に不等ピッチ間隔で放射状に形成された複数のスリットと、
この各スリットに摺動自在に挿入されたベーンとを備え、
前記ロータ、前記カムリングおよび前記ベーンにより複数の容積室を形成するベーンポンプにおいて、
前記複数のスリットの間隔が、前記ロータの回転平面上において、前記各容積室のうち一の基準となる容積室または前記各ベーンのうち一の基準となるベーンに関して略対称となるように形成されてなることを特徴とするベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のパワーステアリングシステムの油圧源として使用されるベーンポンプに関し、とくに吐出圧の脈動を防止したベーンポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベーンポンプは、回転軸を中心に回転自在のロータと、ロータを内周面に収容したカムリングと、ロータの外周面に所定の間隔をおいて放射状に形成された複数のスリットと、各スリットに摺動自在に挿入されたベーンとを備えている。ロータのスリットに挿入されたベーンの先端はカムリングの内周面に摺接しており、カムリング、ロータおよび互いに隣接するベーンによって容積室が形成されている。この容積室はロータの回転により容積が変化する。そして、容積が増加する部分に吸入区間が、容積が減少する部分に吐出区間が形成されている。
【０００３】
ところで、上述したようなベーンポンプにおいては、ロータの１回転あたりにベーンの数に応じた脈動が生じる。この脈動は下記の式により表される特定の周波数成分を有する。
【０００４】
ｆｎ＝（ｎ×Ｚ×Ｎ）／６０
但し、ｎ：周波数の次元
Ｚ：ベーンの枚数
Ｎ：ロータの回転数（ｒｐｍ）
例えば、１０枚のベーンを使用した場合、ロータが６００ｒｐｍで回転すると、その一次周波数は１００Ｈｚとなる。
【０００５】
このような脈動は、ベーンポンプの吐出管路やアクチュエータを加振するため、振動や騒音の原因となる。とくに、脈動による周波数成分と、ベーンポンプに接続された管路系の共振周波数とが一致して共振現象を起こすと、振動や騒音が一層増大することとなる。
【０００６】
このため、ベーンを不等ピッチに配列して、脈動を不規則に発生させ、特定周波数が連続して生じないようにすることにより、振動や騒音を防止するようにしたベーンポンプが提案されている（実開昭６１−１５１０８４号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記実開昭６１−１５１０８４号公報に記載されたベーンポンプにおいては、ベーンの間隔が不等ピッチであり、各容積室の配置がロータの回転方向に対して一義的に定められてしまうものであるため、ロータを逆方向に回転させると、ベーンポンプが設計通りの性能を発揮できなくなってしまう。このため、ポンプのハウジング内にロータを組み込む際に、ロータの回転方向を考慮して、ロータの表裏を逆にしないようにする必要がある。しかしながら、組立時にロータの表裏を確認することは、組立作業者にとって非常に煩わしいものである。さらに、スリットの加工時には、１つの回転方向を定めてあらかじめ定められた間隔となるように、ロータ素材を回転させたり、工具を配置する必要があるため、加工の手間がかかり、加工コストひいてはベーンポンプの製造コストが増大する。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、コストを増大させることなく脈動を防止することができるベーンポンプを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回転軸を中心に回転自在のロータと、
該ロータを内周面に収容したカムリングと、
前記ロータの外周面に不等ピッチ間隔で放射状に形成された複数のスリットと、
この各スリットに摺動自在に挿入されたベーンとを備え、
前記ロータ、前記カムリングおよび前記ベーンにより複数の容積室を形成するベーンポンプにおいて、
前記複数のスリットの間隔が、前記ロータの回転平面上において、前記各容積室のうち一の基準となる容積室または前記各ベーンのうち一の基準となるベーンに関して略対称となるように形成されてなることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、ロータの回転平面上において、不等ピッチで配列されるスリットが、一の基準となる容積室またはベーンに関して略対称となるようにスリットの間隔を形成したため、容積室もこの直線に関して略線対称に配設される。これにより、ロータをいずれの方向に回転させても、回転方向における各容積室の配置は同一となり、ロータの回転方向を考慮することなくロータの加工を行い、ポンプのハウジングにロータを組み込むことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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】
図１は本発明によるベーンポンプの構成を示す断面図である。図１に示すように、ベーンポンプ２０のカムリング１の内周側に形成された略楕円形のカム面２には、回転軸３を中心にして回転する円柱状のロータ４が配設される。このロータ４の外周面には、後述するような間隔で、放射状に複数のスリット５が形成され、これらのスリット５には、それぞれ板状のベーン６が摺動自在に挿嵌されている。なお、各スリット５の基端側には所定の径の背圧孔９が形成されており、この背圧孔９には高圧の油圧（ポンプの吐出圧）が導かれ、各ベーン６をロータ４の外周方向へと押し出すようになっている。
【００１３】
カムリング１の両側はサイドプレート１１とポンプハウジング１２とによって塞がれるようになっており、ロータ４の回転によって発生する遠心力と、前述の背圧孔９から加えられる油圧とにより、各ベーン６の先端がカムリング１のカム面２に接し、これによりカム面２内に、各ベーン６により画成される容積室１０が形成される。
【００１４】
また、ポンプハウジング１２には、回転軸３を挟んで対抗する位置に、それぞれ一対の吸込ポート７および一対の吐出ポート８が形成されており、各容積室１０は、ロータ４の回転にしたがって、順次、吸込ポート７および吐出ポート８に選択的に連通するようになっている。
【００１５】
スリット５の最奥部には背圧孔９が形成され、この背圧孔９は、ロータ４の回転軸３を中心とする所定のピッチ円の円周上に配設される。
【００１６】
図２および図３は容積室１０の角度配置を示す図である。図２において横軸はロータ４の円周方向に沿った各容積室１０の番号を示す。本実施の形態においては、１０枚のベーン６を使用しているため、１０個の容積室１０が形成される。図２および図３に示すように、各ベーン６の配列は原則として不等ピッチに設定されるが、各容積室１０は、第６室を中心として、第５室と第７室、第４室と第８室、第３室と第９室、第２室と第１０室がそれぞれ同一の容積となるようにスリット５が不等ピッチで形成されてなるものである。すなわち、第６室を二等分する直線Ｘ１に関して線対称となるようにスリット５が形成され、これにより各容積室１０も直線Ｘ１に関して線対称に配置される。そしてこれにより、ロータ４の回転方向に拘わらず、容積室１０の配置が一定となるものである。
【００１７】
次いで、本実施の形態の動作について説明する。
【００１８】
ベーンポンプ２０を作動させ、回転軸３を中心にロータ４を回転させると、各ベーン６はカム面２に先端を接触させながら容積室１０を形成し、この容積室１０内の作動油を吸込ポート７から吐出ポート８へと導く。この際、容積室１０は不等ピッチで配設されているため、ベーン６によって発生する脈動は不規則となり、特定周波数が連続して生じることがなくなって、ベーンポンプ２０の振動や騒音を防止することができる。
【００１９】
また、各容積室１０は、図２および図３に示すように、第６室を二等分する直線Ｘ１に関して線対称であるため、ロータ４の回転方向に拘わらず、ロータ４の回転方向における容積室の配置は同一となる。例えば、第６室を基準としてロータ４が図３の時計回り方向および反時計回り方向に回転した場合、容積室１０は以下の順番で回転する。
【００２０】
時計回り    ６−７−８−９−１０−１−２−３−４−５−６……
反時計回り    ６−５−４−３−２−１−１０−９−８−７−６……
ここで、上述したように第５室と第７室、第４室と第８室、第３室と第９室、第２室と第１０室はそれぞれ同一の容積であるため、ロータ４の回転方向に拘わらず、本実施の形態のベーンポンプ２０の吐出の特性は同一のものとなる。
【００２１】
したがって、ロータ４の回転方向を考慮することなくロータ４にスリット５を形成することができるとともに、ロータ４の表裏を考慮することなく  ロータ４をハウジング１２に組み付けることができる。これにより、ベーンポンプ２０の加工および組立を行う作業者の労力、およびロータ４の加工コストを低減して、ベーンポンプ２０の製造コストを低減することができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態においては、偶数枚（１０枚）のベーン６を使用したベーンポンプ２０について説明したが、奇数枚のベーン６を使用した形態について以下に説明する。
【００２３】
図４および図５は９枚のベーン６を使用した際における容積室１０の角度配置を示す図である。９枚のベーン６を使用した場合においては、９個の容積室１０が形成される。そして、図４および図５に示すように、容積室１０の第１室を中心として、第２室と第９室、第３室と第８室、第４室と第７室、第５室と第６室がそれぞれ同一の容積となるようにスリット５が不等ピッチで形成されてなるものである。すなわち、第１室を二等分する直線Ｘ２に関して線対称となるようにスリット５が形成され、これにより各容積室１０も直線Ｘ１に関して線対称に配置される。したがって、ロータ４の回転方向に拘わらず、容積室１０の配置が一定となるものである。
【００２４】
そして、第１室を基準として、ロータ４を時計回り方向および反時計周り方向に回転させると、容積室１０は以下の順番で回転する。
【００２５】
時計回り    １−９−８−７−６−５−４−３−２−１……
反時計回り  １−２−３−４−５−６−７−８−９−１……
ここで、上述したように第２室と第９室、第３室と第８室、第４室と第７室、第５室と第６室はそれぞれ同一の容積であるため、ロータ４の回転方向に拘わらず、本実施の形態のベーンポンプ２０の吐出の特性は同一のものとなる。
【００２６】
これにより、１０個の容積室１０を配設した場合と同様に、ロータ４の回転方向を考慮することなくベーンポンプ２０を製造することができ、製造コストを低減することができる。
【００２７】
なお、上記実施の形態においては、１０個および９個の容積室１０を形成したベーンポンプ２０について説明したが、容積室の数はこれに限定されるものではなく、一の容積室１０を基準とした場合に、この基準容積室を二等分する線分に関して線対称となるようにスリット５を形成することにより、ロータ４の回転方向に拘わらず、ロータ４の回転方向における容積室１０の配置を同一とすることができる。
【００２８】
また、上記実施の形態においては、一の容積室１０を基準とし、この容積室を二等分する線分に関して線対称となるようにスリット５を形成しているが、一のベーン６を基準とし、このベーン６に関して線対称となるようにスリット５を形成しても、ロータ４の回転方向に拘わらず、ロータ４の回転方向における容積室１０の配置を同一とすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ロータの回転平面上にベーンを不等ピッチで配列するに当たり、一の基準となる容積室またはベーンに関して略線対称となるようにスリットを形成したため、容積室もこの直線に関して略線対称に配設される。その結果、ロータをいずれの方向に回転させても、回転方向における各容積室の配置は同一となる。したがって、ロータの回転方向を考慮することなくロータの加工を行うとともに、ポンプのハウジングにロータを組み込むことができ、これにより、作業者の負担およびロータの加工コストを低減して、ベーンポンプの製造コストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるベーンポンプの構成を示す断面図
【図２】ベーンの角度方向の配置を示す図
【図３】ロータ上におけるベーンの角度方向の配置を示す図
【図４】ベーンの角度方向の他の配置を示す図
【図５】ロータ上におけるベーンの角度方向の他の配置を示す図
【符号の説明】
１  カムリング
２  カム面
３  回転軸
４  ロータ
５  スリット
６  ベーン
７  吸込ポート
８  吐出ポート
９  背圧孔
１０  容積室
１１  サイドプレート
１２  ポンプハウジング
２０  ベーンポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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