(57)【要約】【課題】  カバーとカムリング間の隙間を減らしてベーンポンプの容積効率を高めること。【解決手段】  吐出通路に導かれる作動流体圧力によってサイドプレートをロータとカムリングを介してカバー１０に押し付けるプレッシャローディング機構を備えたベーンポンプにおいて、カバー１０の外側の側面１０ｂにカバー１０の内側の側面とカムリング４が接触する接触面に沿って窪む溝６４を形成し、この溝６４を介してプレッシャローディング機構の駆動力及び作動流体圧力によるこの接触面の変形を抑える構成とする。【選択図】    図７
2006307754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディに回転可能に収められるロータと、回転するこのロータから摺動可能に突出する複数のベーンと、この各ベーンの先端部を摺接させてベーン室を画成するカムリングと、前記各ベーンの一方の側端部を摺接させてこのベーン室を画成するサイドプレートと、前記各ベーンの他方の側端部を摺接させて前記ベーン室を画成するカバーと、前記ボディとこのカバーを締結する複数のボルトと、前記ロータの回転に伴って拡がるベーン室に作動流体を流入させる吸込通路と、前記ロータの回転に伴って収縮する前記ベーン室から作動流体を流出させる吐出通路と、この吐出通路に導かれる作動流体圧力によって前記サイドプレートと前記カバーを前記ロータに押し付けるプレッシャローディング機構とを備えたベーンポンプにおいて、
前記カバーの外側の側面に前記カバーの内側の側面と前記カムリングが接触する接触面に沿って窪む溝を形成し、この溝を介して前記プレッシャローディング機構の駆動力及び作動流体圧力によるこの接触面の変形を抑える構成としたことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記カバーの内側の側面と前記カムリングが接触する接触面に沿って窪む内溝を形成し、この内溝の内周縁部と前記溝の内周縁部を前記ロータの回転中心軸について対称的に形成し、この内溝と前記溝を介して前記プレッシャローディング機構の駆動力及び作動流体圧力によるこの接触面の変形を抑える構成とした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３】
前記内溝の内周縁部と前記溝の内周縁部に前記各ボルトに対向して直線状に延びる部位を形成したことを特徴とする請求項２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、例えば車両のパワーステアリング装置の流体圧源として用いられるベーンポンプの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のベーンポンプとして、特許文献１に開示されたものは、ボディに回転可能に収められるロータと、このロータから摺動可能に突出する複数のベーンと、各ベーンの先端部を摺接させてベーン室を画成するカムリングと、各ベーンの一方の側端部を摺接させてベーン室を画成するサイドプレートと、各ベーンの他方の側端部を摺接させてベーン室を画成するカバーと、ロータの回転に伴ってベーン室が拡がる吸込行程でベーン室に作動流体を流入させる吸込通路と、ロータの回転に伴ってベーン室が収縮する吐出行程でベーン室から作動流体を流出させる吐出通路と、この吐出通路に導かれる作動流体圧力によってサイドプレートをロータとカムリングを介してカバーに押し付けるプレッシャローディング機構とを備えている。
【０００３】
このプレッシャローディング機構によってサイドプレートの側面がロータの一方の側面に押し付けられるとともに、ロータの他方の側面がカバーに押し付けられ、ベーン室を画成するロータとカムリングに対するサイドプレートとカバーの隙間を小さくし、ベーン室からこれらの隙間を通って作動流体がボディ内に洩れ出すことを抑えている。
【特許文献１】特開２００１−０２０８７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来のベーンポンプにあっては、プレッシャローディング機構がポンプ吐出圧力によってサイドプレートをロータの回転軸方向に駆動し、サイドプレートがロータとカムリングをカバーに押し付けるとともに、ベーン室で高圧となる作動流体圧力を付与することによってカバーの側面を凹状に変形させるため、カバーとカムリングの隙間が部分的に大きくなり、また、カバーとロータと隙間が大きくなり、ベーン室で高圧となった作動流体がこれらの隙間を通ってボディ内に洩れ出し、ベーンポンプの容積効率を低下させる原因になった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、カバーとカムリング間の隙間を減らしてベーンポンプの容積効率を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ボディに回転可能に収められるロータと、回転するこのロータから摺動可能に突出する複数のベーンと、各ベーンの先端部を摺接させてベーン室を画成するカムリングと、各ベーンの一方の側端部を摺接させてベーン室を画成するサイドプレートと、各ベーンの他方の側端部を摺接させてベーン室を画成するカバーと、ボディとこのカバーを締結する複数のボルトと、ロータの回転に伴ってベーン室が拡がる吸込行程でベーン室に作動流体を流入させる吸込通路と、ロータの回転に伴ってベーン室が収縮する吐出行程でベーン室から作動流体を流出させる吐出通路と、この吐出通路に導かれる作動流体圧力によってサイドプレートをロータとカムリングを介してカバーに押し付けるプレッシャローディング機構とを備えたベーンポンプにおいて、カバーの外側の側面にカバーの内側の側面とカムリングが接触する接触面に沿って窪む溝を形成し、この溝を介して前記プレッシャローディング機構の駆動力及び作動流体圧力によるこの接触面の変形を抑える構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、カバーの外側の側面にカバーの内側の側面とカムリングが接触する接触面に沿って窪む溝を形成しているため、カバーはベーンポンプの作動時にプレッシャローディング機構の駆動力及び作動流体圧力を受けて溝が開口した部位が変形することにより、カムリングに対する接触面を有する部位が変形することを抑える。これにより、ベーンポンプの作動時にカムリングの側面とカバーの側面との間に局部的に面圧が高まる部位が生じることがなく、カバーとカムリング間の隙間を減らされる。そして、カバー１０の中央部に変形を抑制することにより、カバー１０とロータ６間の隙間を減らすことができる。これにより、ベーン室で高圧となる作動流体がカバーとカムリング間、カバー１０とロータ６間の隙間を通ってボディ内に洩れ出すことが抑えられ、ベーンポンプの容積効率を高められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
まず、図１、図２に本発明が適用可能なベーンポンプの一例を示す。
【００１０】
図１、図２に示すように、ベーンポンプは、ボディ１に回転可能に収められるロータ６と、このロータ６から摺動可能に突出する複数のベーン７と、各ベーン７の先端部を摺接させてベーン室（ポンプ室）を画成するカムリング４と、各ベーン７の一方の側端部を摺接させてベーン室を画成するサイドプレート３と、各ベーン７の他方の側端部を摺接させてベーン室を画成するカバー１０と、ロータ６の回転に伴ってベーン室が拡がる吸込行程でベーン室に作動流体を流入させる吸込通路１２と、ロータ６の回転に伴ってベーン室が収縮する吐出行程でベーン室から作動流体を流出させる吐出通路１４とを主体として構成される。
【００１１】
吸込通路１２は図示しないタンクに連通し、吐出通路１４は図示しない流体圧アクチュエータに連通している。
【００１２】
ロータ６にはその中心部を貫通するシャフト９が連結される。このシャフト９はその途中がボディ１に軸受８を介して回転可能に支持されるとともに、その先端部がカバー１０に軸受１１を介して回転可能に支持される。
【００１３】
カムリング４は各ベーン７を摺接させてラジアル方向に変位させる内周面４ａを有する。シャフト９が図示しない駆動源によって回転されると、シャフト９と共にロータ６が回転し、各ベーン７がロータ６のラジアル方向に出入りしながらそれぞれの外周端部をカムリング４の内周面４ａに摺接させてベーン室を拡縮する。
【００１４】
ロータ６は図２に矢印Ｋで示すように左回り方向に回転し、２つの吐出領域Ｔにて収縮するベーン室から作動流体が吐出通路１４に吐出される一方、２つの吸込領域Ｓにて拡がる吸込通路１２からベーン室へと作動流体が吸い込まれる。
【００１５】
吸込通路１２はカバー１０において二股状に分岐し、２つの吸込領域Ｓに開口している。カムリング４にロータ６の回転軸方向に貫通する連通孔１３が形成され、この連通孔１３が吸込通路１２に連通し、作動流体がカバー１０側だけでなく、ボディ１側からも各ベーン室に吸い込まれる。
【００１６】
サイドプレート３の背面とボディ１の間に画成される吐出通路１４は、サイドプレート３に駆動圧を付与する圧力室として働き、サイドプレート３をロータ６とカムリング４を介してカバー１０に押し付けるプレッシャローディング機構を構成する。このプレッシャローディング機構によってサイドプレート３の側面がロータ６の一方の側面に押し付けられるとともに、ロータ６の他方の側面がカバー１０の側面に押し付けられ、ベーン室を画成するカムリング４に対するサイドプレート３とカバー１０の隙間を小さくし、ベーン室からこれらの隙間を通って作動流体がボディ１内に洩れ出すことを抑えられる。
【００１７】
サイドプレート３とカムリング４はボディ１の内壁部２に対してロータ６の回転軸方向に摺動可能に収められる。サイドプレート３とカムリング４とカバー１０を貫通する２本の位置決めピンが設けられる。カムリング４にはロータ６の回転軸方向に延びる２つの穴５が形成され、各穴５にこの位置決めピンが嵌合する。
【００１８】
ボディ１には４つのボルト穴１６が形成されるとともに、カバー１０にも同じく４つのボルト穴（図示せず）が形成される。４本のボルトがカバー１０の各ボルト穴を挿通し、ボディ１の各ボルト穴１６に螺合することによって、カバー１０がボディ１に４カ所で締結される。
【００１９】
ところで、プレッシャローディング機構は吐出通路１４に導かれる作動流体圧力によってサイドプレート３をロータ６の回転軸方向に駆動し、サイドプレート３がロータ６とカムリング４をカバー１０を押し付け、４カ所のボルト締結部に対してカバー１０の側面を凹状に変形させる。このため、カバー１０とカムリング４の隙間が部分的に大きくなり、ベーン室で高圧となった作動流体がこの隙間を通ってボディ１内に洩れ出す可能性がある。
【００２０】
以下、上記したベーンポンプの問題点を図３〜６に基づいて詳述する。
【００２１】
図３はプレッシャローディング機構の駆動力及び作動流体圧力によるカバー１０の変形量の分布を有限要素法によって解析した結果を示す。
【００２２】
図４は図３の解析結果を基にカバー１０の変形量分布を模式的に表した図である。カバー１０の変形量は、図４に示すハッチング領域１０１、ハッチング領域１０２、ハッチング領域１０３の順に大きくなる。
【００２３】
図３、図４から、カバー１０の変形量はロータ６に対峙する中心部が最も大きく、中心部から離れるのにしたがって小さくなるとともに、カムリング４の周方向についてボルト穴１６に近い部位がボルト穴１６に遠い部位より小さくなっていることがわかる。
【００２４】
図５はカバー１０に対してカムリング４が対峙する領域をカムリング接合部１００ａ，１００ｂとして示すカムリング配置図である。
【００２５】
図６は図４の変形量分布図と図５のカムリング配置図を重ねて図示したものである。クロスハッチング部１０５ａ，１０５ｂは、カムリング接合部１００ａ，１００ｂにおいてカバー１０の変形量が中程度のハッチング領域１０２と重なっている領域である。クロスハッチング部１０６は、カムリング接合部１００ａ，１００ｂにおいてカバー１０の変形量が比較的小さいハッチング領域１０２と重なっている領域である。
【００２６】
クロスハッチング部１０６はクロスハッチング部１０５に比べて変形量が小さいため、カムリング４とカバー１０は主にクロスハッチング部１０６で接合する一方、クロスハッチング部１０５は隙間が生じる可能性がある。クロスハッチング部１０５に隙間が生じると、ベーン室で高圧となる作動流体がこの隙間を通ってボディ１内に洩れ出し、ベーンポンプの容積効率が低下する。
【００２７】
そこで、本発明は、図７に示すように、カバー１０の外側の側面１０ｂにカバー１０の内側の側面とカムリング４が接触する接触面に沿って窪む溝６４を形成し、この溝６４を介してプレッシャローディング機構の駆動力及び作動流体圧力によるこの接触面の変形を抑える構成とする。
【００２８】
溝６４は前記のカバー１０の変形量が比較的小さい図４に示すクロスハッチング部１０１とカムリング４が重合する図６に示すクロスハッチング部１０６に配置される。
【００２９】
溝６４の外周縁部６４ｂはカムリング４の外周縁部に沿って円弧状に形成する。
【００３０】
溝６４の内周縁部６４ａは各ボルト（各ボルト穴１６）に対向して直線状に延びる部位をそれぞれ有する。
【００３１】
カバー１０のカムリング４に対向する側面にカムリング４に接触する接触面を囲む内溝１７を形成し、ベーンポンプの作動時にプレッシャローディング機構の駆動力及び作動流体圧力を受けて接触面が変形することを抑える。
【００３２】
Ｖ字形の内溝１７は二股状に分岐した吸込通路１２を画成している。この内溝１７は前記のカバー１０の変形量が比較的小さい図１２に示すクロスハッチング部１０１とカムリング４が重合する領域に配置される。
【００３３】
溝６４の内周縁部６４ａと内溝１７の内周縁部１７ａは４本の各ボルト（各ボルト穴１６）に対向して直線状に延びる部位をそれぞれ有する。
【００３４】
溝６４と内溝１７の輪郭と溝深さは、要求されるカバー１０の剛性の分布に応じて任意に設定される。
【００３５】
以上のように構成されて、次に作用及び効果について説明する。
【００３６】
ロータ６の回転に伴って各ベーン７の間に画成されるベーン室は吸込領域Ｓで拡大して吸込通路１２から作動流体を吸込み、吐出領域Ｔで収縮して作動流体を吐出通路１４に吐出する。
【００３７】
プレッシャローディング機構は吐出通路１４に導かれる作動流体圧力によってサイドプレート３をロータ６の回転軸方向に駆動し、サイドプレート３をロータ６とカムリング４を介してカバー１０に押し付けるが、その駆動力及び作動流体圧力によりカバー１０の中央部を４カ所のボルト締結部に対して凹状に変形させるため、カバー１０とカムリング４、カバー１０とロータ６間の隙間が部分的に大きくなる可能性がある。
【００３８】
これに対処して、本実施の形態では、カバー１０の外側の側面１０ｂにカバー１０の内側の側面とカムリング４が接触する接触面に沿って窪む溝６４を形成しているため、カバー１０はベーンポンプの作動時にプレッシャローディング機構の駆動力を受けて内溝１７，６４が開口した部位が４カ所のボルト締結部に引っ張られて変形することによって、接触面を有して隆起した部位が変形することを抑え、接触面が変形することを抑える。これにより、ベーンポンプの作動時にカムリング４の側面１０ａとカバー１０の側面との間に局部的に面圧が高まる部位が生じることがなく、カバー１０とカムリング４間の隙間を減らすことができる。そして、カバー１０の中央部に変形を抑制することにより、カバー１０とロータ６間の隙間を減らすことができる。これにより、ベーン室で高圧となる作動流体がカバー１０とカムリング４間、カバー１０とロータ６間の隙間を通ってボディ１内に洩れ出すことを抑えられ、ベーンポンプの容積効率を高められる。
【００３９】
溝６４の内周縁部６４ａと内溝１７の内周縁部１７ａは４本の各ボルトに対向して直線状に延びる部位をそれぞれ有することにより、ベーンポンプの作動時にプレッシャローディング機構の駆動力及び作動流体圧力を受けて接触面を有して隆起した部位が４カ所のボルト締結部に引っ張られて変形することを有効に抑え、カバー１０とカムリング４間の隙間を減らすことができる。
【００４０】
溝６４の内周縁部６４ａと内溝１７の内周縁部１７ａとは、ロータ６の回転中心軸について対称的に形成することにより、接触面を有して隆起した部位がロータ６の回転中心軸について対称的に形成され、接触面の剛性がロータ６およびカムリング４から受ける荷重に対してバランスよく高められ、接触面が変形することを有効に抑え、カバー１０とカムリング４間の隙間を減らすことができる。
【００４１】
なお、前記各実施形態において、カバー１０をボディ１に締結するボルト（ボルト穴１６）の本数を４本としたが、これに限らずボルトの本数は任意に設定される。
【００４２】
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】
【００４３】
本発明のベーンポンプは、例えばパワーステアリング装置の流体圧源や、他の流体圧源等に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明が適用されるベーンポンプの断面図。
【図２】同じくベーンポンプの側面図。
【図３】同じくカバーの変形量の分布を解析した結果を示す図。
【図４】同じくカバーの変形量の分布を模式的に表した形量分布図。
【図５】同じくボディに対するカムリング配置図。
【図６】同じく変形量分布図とカムリング配置図を重ねて示した図。
【図７】本発明の実施の形態を示すカバーの側面図。
【符号の説明】
【００４５】
１  ボディ
３  サイドプレート
４  カムリング
６  ロータ
７  ベーン
１０  カバー
１０ｂ  カバー側面
６４  溝
【図１】
2006307754.tif 000003
【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006307754.tif 000007
【図７】
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【図３】
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