(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプボディに形成した軸穴を介して軸支される駆動軸と、
前記駆動軸と直交する方向に形成されてポンプの吸込側と、ポンプ機能用の作動油を外部から導く油圧管路と、を連通するサクションポート穴と、
前記駆動軸が外部へ突出した軸穴の端部に配設されたオイルシールと、
前記軸穴の端部から少なくとも前記サクションポート穴の延長上までの間の軸穴内周で、駆動軸の軸線と平行に配設されたドレーン溝と、
前記サクションポート穴の延長上で直線的に延設されてサクションポート穴とドレーン溝とを連通するドレーン通路とを備えたことを特徴とする小型ポンプのドレーン構造。
【請求項２】
前記ドレーン通路の内径はサクションポート穴の内径以下に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の小型ポンプのドレーン構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動軸のオイルシールにかかる背圧を逃がすために形成された小型ポンプのドレーン構造の改良に関し、特に車両のパワーステアリング装置等の油圧源として最適なベーンポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車両では油圧を用いたパワーステアリング装置を備えており、油圧供給源としては、図６、図７に示すようなベーンポンプが採用されている。
【０００３】
これは、ボディ１０７とカバー１０６の内部にロータ、ベーン、カムリングからなるポンプカートリッジ１０３を収装したもので、駆動軸１１０を回転させることによりポンプカートリッジ１０３から吐出された作動油は、サイドプレート１０８とボディ１０７に形成された高圧室１１１を通り、通路１１６よりフローコントロールバルブ１０５へ導かれ、所要流量のみがパワーステアリング装置へ供給される一方、余剰流量はサクションポート１０４からの作動油とともに、バイパスポート１０９からカバー１０６の内部に形成された通路１０２を通って、ポンプカートリッジ１０３へ吸入される。
【０００４】
この際、ポンプカートリッジ１０３から漏れた作動油は、駆動軸１１０と軸受１１３の間隙から軸穴１２０に沿って形成されたドレーン溝１１４へ流入し、ドレーン溝１１４から図中斜め上方へ形成されたドレーン通路１１２を経てバイパスポート１０９へ還流し、再びポンプカートリッジ１０３に吸入され、駆動軸１１０のオイルシール１１８に加わる背圧を逃がしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のドレーン構造においては、駆動軸１１０に沿ったドレーン溝１１４とバイパスポート１０９を連通するドレーン通路１１２が、サクションポート１０４やフローコントロールバルブ１０５等の位置関係から駆動軸１１０の軸線に対して傾斜しており、ボディ１０７をダイキャストにより成型する際には、ダイキャストが終了した後に機械加工によって斜めのドレーン通路１１２を貫通形成しなければならず、加工工数が増大するだけでなく、斜めにドレーン通路１１２を形成するためには専用の治具等が必要となるに加えて、機械加工終了後にはバリや切り粉を除去する工程も必要となり、製造コストが増大するという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、ダイキャスト終了後のドレーン通路の機械加工を不要にして製造コストを低減可能な小型ポンプのドレーン構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、ポンプボディに形成した軸穴を介して軸支される駆動軸と、前記駆動軸と直交する方向に形成されてポンプの吸込側と、ポンプ機能用の作動油を外部から導く油圧管路と、を連通するサクションポート穴と、前記駆動軸が外部へ突出した軸穴の端部に配設されたオイルシールと、前記軸穴の端部から少なくとも前記サクションポート穴の延長上までの間の軸穴内周で、駆動軸の軸線と平行に配設されたドレーン溝と、前記サクションポート穴の延長上で直線的に延設されてサクションポート穴とドレーン溝とを連通するドレーン通路とを備える。
【０００８】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記ドレーン通路の内径はサクションポート穴の内径以下に設定される。
【０００９】
【作用】
したがって、第１の発明は、ポンプの吐出側から漏れた作動油は、駆動軸に沿って軸穴に形成されたドレーン溝からドレーン通路へ流入し、サクションポート穴へ還流して外部からの作動油とともに再び吸込側へ供給されてオイルシールに加わる背圧を逃がす。サクションポート穴の端部からはドレーン通路が直線的に延設され、サクションポート穴及びドレーン通路は駆動軸に沿って形成されたドレーン溝と直交して連通するため、ポンプボディをダイカスト等の鋳造により形成する場合には、サクションポート及びドレーン通路を構成する鋳抜きピン（または可動中子）と、軸穴及びドレーン溝を構成する鋳抜きピンとを直交させて端部を相互に当接させれば容易に成型することができる。
【００１０】
また、第２の発明は、ポンプボディを鋳造により成型する際には、サクションポート穴を構成する鋳抜きピンの基端を太く、ドレーン通路を形成する鋳抜きピンの他端を細く形成することができ、離型の際には円滑に鋳抜きピンを抜くことができる。
【００１１】
【実施の形態】
図１〜図４に本発明を適用したベーンポンプの一実施形態を示す。
【００１２】
図１〜図４において、１は駆動軸９を軸支するとともに、フローコントロールバルブ５を収装するベーンポンプの第１のボディで、ボディ１にはローター６を回転自在に収装したカムリング８等からなるポンプカートリッジ３及びサイドプレート４を収装する第２ボディとしてのカバー２が結合され、ポンプカートリッジ３は、例えば、ベーン７、ローター６及びカムリング８等で構成される。
【００１３】
ボディ１のほぼ中央部を貫通した軸穴１７に配設された軸受メタル１６を介して駆動軸９が軸支され、ボディ１の上部から一体に突設されたサクションポート１０には図示しない油圧管路が結合される。なお、駆動軸９の図中右端には図示しないプーリ等が結合される。
【００１４】
そして、ボディ１の内部にはフローコントロールバルブ５が収装され、流量を調整された作動油が図２、図３に示す吐出口５Ａからベーンポンプの外部へ圧送される。
【００１５】
図１に示すように、カバー２に面したボディ１の端面１Ａにはポンプカートリッジ３が当接しており、ポンプカートリッジ３のカムリング８は、凹状に形成されたカバー２の底部と係合した円板状のサイドプレート４と端面１Ａとの間で挟持される。
【００１６】
ここで、ポンプカートリッジ３はカムリング８の内周で駆動軸９とスプライン結合したロータ６と、ロータ６に支持されてカムリング８の内周と摺接するベーン７とから構成され、カムリング８の内周は図２に示すように、ポンプカートリッジ３と対向するボディ１の端面１Ａに形成された吸入ポート１４、１４及び吐出ポート１５、１５と所定の位相で連通する。
【００１７】
一方、ボディ１に形成される作動油通路は、図１、図４において、サクションポート１０の内周で駆動軸９の軸線と直交する鉛直方向に形成された吸入通路１１の下部が、図中ほぼ水平方向に配設されて端面１Ａに開口する吸入連通路１２と連通し、さらに、この吸入連通路１２の図１における右端はフローコントロールバルブ５の余剰流量を排出するバイパス側と連通して、端面１Ａに開口した吸入連通路１２からカバー２の内周へ作動油が流れ込む。
【００１８】
そして、端面１Ａには図２に示すように、一対の吸入ポート１４、１４が駆動軸９を挟んで二股に分岐されて所定の深さで凹状に形成され、これら吸入ポート１４と吸入連通路１２とを連絡する溝部１２Ａ、１２Ｂが、カムリング８における外周の上方半円外周部分を取り囲むように所定の深さで形成される。
【００１９】
溝部１２Ａ、１２Ｂは相互に当接したポンプカートリッジ３におけるカムリング８の端面とボディ１の端面１Ａとの間に間隙を形成して端面１Ａに開口した吸入連通路１２から吸入ポート１４、１４へ作動油を供給する二股状の低圧分配路を形成する。
【００２０】
カムリング８の吐出領域は、カムリング８のカム面内周にローター６を収装して形成される閉じ込み空間とローター６の回転方向とによって定まる所定の位置で、図１、図２に示すように、駆動軸９を挟んだボディ１の端面で図中上下に開口した一対の吐出ポート１５、１５が対向位置して連通し、これら吐出ポート１５、１５はボディ１の内部に形成された環状の連通路１９によって相互に連通するとともに、吐出通路１３を介してフローコントロールバルブ５と連通し、フローコントロールバルブ５で余剰流量を調整された圧油が図２、図３に示す吐出口５Ａから外部へ圧送される。
【００２１】
なお、ボディ１の端面１Ａにおけるローター６内のベーン７の基端に対応する所定の位置には、背圧導入溝３１が環状に配置形成されて、ベーン７の基端へ背圧が導かれる。
【００２２】
駆動軸９が突出する軸穴１７の端面にはオイルシール１８が設けられ、図１、図４に示すように、この軸穴１７の端面から端面１Ａ側へ向けてドレーン溝５０が駆動軸９の軸線と平行に所定の深さで形成される。
【００２３】
ドレーン溝５０は軸穴１７の端面から少なくともサクションポート穴１１の直下まで形成され、サクションポート穴１１とドレーン溝５０との間には駆動軸９の軸線と直交する方向にドレーン通路５１が貫通形成され、ドレーン通路５１はサクションポート穴１１の延長上で直線的に配設されて共に駆動軸９の軸線と直交する平面内に位置する。
【００２４】
ドレーン通路５１の内径はサクションポート穴１１の内径よりも小さく形成されて、環状通路１９との間に所定の肉厚を確保するとともに、ドレーン通路５１は径方向の断面においてサクションポート穴１１の内周に配設される。
【００２５】
以上のように構成されたベーンポンプの作用について次に説明する。
【００２６】
駆動軸９の回転によってポンプカートリッジ３のロータ６が駆動されると、サクションポート１０のサクションポート穴１１内の作動油は、吸入連通路１２を介してカバー２の内部に各部品を組み立てることにより画成された低圧流路としての吸入通路２０へ流入する。
【００２７】
ベーン７、ローター６及びカムリング８等で構成されたポンプカートリッジ３は、ボディ１とサイドプレート４との間でそれぞれ形成された吸入ポート１４によって作動油を吸い込み、吐出ポート１５から圧送された作動油は、ボディ１内部の連通路１９、吐出通路１３を介してフローコントロールバルブ５へ導かれ、必要流量のみが吐出口５Ａから供給されて、余剰流量は吸入連通路１２へ還流され、サクションポート１０のサクションポート穴１１内の作動油と合流して、吸入通路２０へ流入する。
【００２８】
一方、ポンプカートリッジ３から漏れた作動油は、駆動軸９と軸受メタル１６の間隙から軸穴１７に沿って形成されたドレーン溝５０へ流入し、さらにドレーン溝５０から駆動軸９の軸線と直交する平面内に位置して鉛直方向に形成されたドレーン通路５１を経て吸入連通路１２へ還流し、再びポンプカートリッジ３に吸入され、オイルシール１８に加わる背圧を吸入側へ逃がすことができる。
【００２９】
ここで、ボディ１はダイカスト等の鋳造によって成型されるが、ドレーン通路５１及びサクションポート穴１１を駆動軸９と直交する平面内に位置するように配設するとともに、ドレーン通路５１をサクションポート穴１１の延長上に形成したため、この鋳造の際に軸穴１７及びドレーン溝５０を成形するのに加えて、ドレーン通路５１及びサクションポート穴１１も同時に形成することができる。
【００３０】
すなわち、図５に示すように、１５０、１６０は図示しないダイの内周へ突出自在に形成された鋳抜きピン（又は可動中子）を示し、鋳抜きピン１５０は軸穴１７の形状に応じた円柱状部材に、ドレーン溝５０に対応した凸部１５１を軸線に沿った外周に突設したものである。
【００３１】
一方、円柱状の鋳抜きピン１６０は、サクションポート穴１１を形成する大径部１６０Ａの延長上にドレーン通路５１を形成する小径部１６０Ｂを延設し、鋳造の際には鋳抜きピン１５０、１６０が直交する交差関係にあるようにダイの内周へ突出させるとともに、小径部１６０Ｂの端部を鋳抜きピン１５０の凸部１５１に当接させて溶湯の注入を行う。そして、離型の際には直交する交差関係にある鋳抜きピン１５０、１６０をそれぞれ後退させることで円滑に鋳造を行うことができ、前記従来例のようにダイカスト終了後にドレーン通路を形成するための機械加工が不要となって生産性を向上させるとともに、製造コストの低減を実現でき、かつ、ポンプの小型化を推進することができる。
【００３２】
なお、上記軸穴１７の成型は、鋳抜きピン１５０に限定されることはなく、中子、特に樹脂中子などにより成形することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように第１の発明によれば、サクションポート穴の端部からはドレーン通路が直線的に延設され、サクションポート穴及びドレーン通路は駆動軸に沿って形成されたドレーン溝と直交する交差関係において連通するため、ポンプボディをダイカスト等の鋳造により形成する場合には、サクションポート及びドレーン通路を構成する鋳抜きピンと、軸穴及びドレーン溝を構成する鋳抜きピンとを直交する交差関係において端部を相互に当接させれば容易に連通成型することができ、前記従来例のような鋳造後のドレーン通路の機械加工を廃止して生産性を向上させるとともに、製造コストの低減を実現することができる。
【００３４】
また、第２の発明は、ポンプボディを鋳造により成型する際には、サクションポート穴を構成する鋳抜きピンの基端を太く、ドレーン通路を形成する鋳抜きピンの先端を細く形成することができ、離型の際には円滑に鋳抜きピンを抜くことができ、ダイカスト等の鋳造によりドレーン通路及びサクションポート穴を一体に成型することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すベーンポンプの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】ボディの側面図。
【図４】図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図５】鋳抜きピンの斜視図。
【図６】従来の例を示すベーンポンプの断面図である。
【図７】同じく図５の側面図。
【符号の説明】
１  ボディ
３  ポンプカートリッジ
５  フローコントロールバルブ
９  駆動軸
１０  サクションポート
１１  サクションポート穴
１２  吸入連通路
１７  軸穴
１８  オイルシール
５０  ドレーン溝
５１  ドレーン通路
【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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【図６】
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【図７】
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