(57)【要約】【課題】従来より更に高圧大容量という厳しい条件においても、キャビテーションによる侵蝕を発生させにくいベーンポンプを提供する。【解決手段】流量調整弁１の高圧側流路２から還流路４を経由して低圧側流路３へ連通する流路であって、還流路４から高圧で流入する作動流体の流体力の均衡を図るためにこの低圧側流路２に形成される張出部５付近を、ベーンポンプ本体８の素材に比べより侵蝕されにくい材料で構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量調整弁の高圧側流路から還流路を経由して低圧側流路へ連通する流路であって、前記還流路から高圧で流入する作動流体の流体力の均衡を図るためにこの低圧側流路に形成される張出部付近を、ベーンポンプ本体の素材に比べより侵蝕されにくい材料で構成したことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記張出部を前記流量調整弁の収容孔に挿嵌されるスリーブ内に形成し、このスリーブをベーンポンプ本体の素材に比べより侵蝕されにくい材料で構成したことを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。
【請求項３】
前記スリーブは、前記流量調整弁の収容孔に挿嵌され、弁体摺動部を保護する主スリーブに一体化したものであることを特徴とする請求項２記載のベーンポンプ
【請求項４】
前記ベーンポンプ本体の素材に比べより侵蝕されにくい材料を鉄としたことを特徴とする請求項１から３のいずれか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、自動車のパワーステアリング装置に代表される、油圧を用いた供給排出先（アクチュエータ）に作動流体を供給する際などに用いられるベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、この種のベーンポンプは、例えば、低圧の吸い込み側と高圧の吐出側とで最大７．８４〜１６．２ＭＰａ（８０〜１６５ｋｇｆ／Ｃｍ２）という大きな圧力差を有しており、最大１００００回転／分で高速回転するロータに応じて２回／回転の吸い込み−吐出を繰り返している。
【０００３】
また、最近では、この種のべーンポンプは、パワーステアリング装置だけに限定されず、自動車の操縦安定性や快適性を確保するために、従来制御対称となっていなかった部分にも用いられることがあり、その際、ベーンポンプの回転数に拘わらず常に大容量で作動流体の使用、不使用が繰り返される場合があり、高圧の作動流体が流入する低圧流路（バイパス流路）でのキャビテーションによる侵蝕の問題が重要な解決課題となっている。
【０００４】
その状況を、特許文献１に記載の流量制御弁の技術を用いて説明する。
【０００５】
図３（ａ）はこの流量制御弁を備えたベーンポンプの一例を示す縦断面図、（ｂ）はそのＸ１−Ｘ、Ｘ２−Ｘで切断した矢視断面図である。
【０００６】
このベーンポンプ２０は、図３（ｂ）に示す流量制御弁１１、ポンプで加圧された作動流体の排出路である高圧側流路１２、作動流体の流入路であり、かつ、余剰油を吸い込み側に戻す流路として機能する低圧側流路１３、高圧側流路１２から低圧側流路１３への還流路１４、この還流路１４から高圧の作動流体が流入する低圧側流路１３内に設けられた張出部１５、流量制御弁１１部分に用いられたスリーブ１６を備え、これらは本発明に関連する要部部分である。
【０００７】
なお、図３（ｂ）の断面図は、図３（ａ）に示すように、低圧側流路１３が見えるＸ１−Ｘ断面と、高圧側流路１２が見えるＸ２−Ｘ断面とを重ね合わせたものである。
【０００８】
ベーンポンプ２０は、加えて、ポンプ機能の根幹である、ロータ１７、ロータ１７に対して出入り可能に収容されたベーン１７ａ、ロータ１７から突出したベーン１７ａが当接する内周面を形成するカムリング１７ｂ、ロータ１７等の両側を規制するカバー１８ａ、サイドプレート１８ｂ、これらを収容する本体１８を備え、ベーンポンプとしての機能を発揮する。なお、このポンプ機能については、通常のベーンポンプと変わる所はないので、詳細な説明を省略する。
【０００９】
上記要部関連部分の流量制御弁１１は、図３（ｂ）に示すように、この弁を収容する弁管路１１ａ、弁体であるプランジャ１１ｂ、このプランジャ１１ｂと一体化されたスプール１１ｃ、このスプール１１ｃ内に設置され、スプール１１ｃ内左から右への作動流体の流れを制御するチェック弁１１ｄ、スプール１１ｃを右方へ付勢するスプリング１１ｅ、弁管路１１ａの右方開口部を封止すると共に、プランジャ１１ｂ先端部に対する弁座となるオリフィス部材１１ｆを備えている。符号１８ｄは、供給排出先の負荷機器を接続するための接続部材である。
【００１０】
この例示のポンプは、高圧・高速回転ポンプであることから、キャビテーションによる内部部分のエロージョン（侵蝕）を防止するために、スプールは侵蝕され難い材料（例えば鉄）で製造されている。
【００１１】
一方、本体１８は、ポンプ自体のコスト低減と軽量化の目的のため、軟らかい材料であるアルミ（通常はアルミダイキャスト）で製造されている。
【００１２】
そして、この本体１８とスプールとを摺動させると材質的に軟らかい本体１８側が摩耗してしまうことから、これらの間にスプールと同じ硬度のスリーブを介在させる必要がある。
【００１３】
これにより、スプールの摺動によって、容易にその摺動面が摩耗しないようにしている。還流路１４、張出部１５については、後述する。
【００１４】
ベーンポンプ２０においては、この流量制御弁１１が、常時自動車のエンジンから回転力を受けて回転するロータ１７により高圧側流路１２に排出される作動流体が、接続部材１８ｄに接続されるパワーステアリング装置などの負荷機器の必要に応じて適圧適量だけ供給されるように制御しており、その通常動作状態を示すのが、図３（ａ）、（ｂ）である。
【００１５】
この状態では、プランジャ１１ｂを備えたスプール１１ｃが、このスプール１１ｃへのスプリング１１ｅによる付勢力、高圧側流路１２の作動流体の圧力、プランジャ１１ｂの先端に作用する負荷機器側の作動流体の圧力の均衡により、図３（ｂ）において左右に摺動し、これにより、上記適圧適量の作動流体の供給を可能としている。
【００１６】
この際、余剰分の作動流体は、図３（ａ）、（ｂ）で流れＦＣとして示すように、高圧側流路１２から低圧側流路１３へ還流する。したがって、この還流が生じる部分を概念的に還流路１４と称している。
【００１７】
この還流路１４では、流体力学の知見として、スプール１１ｃの中心を対称軸として、高圧側流路１２から低圧側流路１３へ一方向だけに還流させると、その還流路１４に存在するプランジャ１１ｂに不均衡の流体力が発生することが知られ、このため、スプール１１ｃをスリーブ１６内で偏った状態で摺動させることになる。
【００１８】
その為、低圧側流路１３に対向する位置に一定の張出を設けたものが張出部１５であり、これにより、上記流体力が均衡して、スプール１１ｃがスリーブ１６内で偏ることなく摺動できるようにしている。
【００１９】
この張出部１５は、先に弁管路１１ａにスリーブ１６を嵌挿してから、低圧側流路１３を加工する際に同時加工して形成しているが、加工技術上、スプール１１ｃに対する耐摩耗性を考慮しただけの厚さのスリーブ１６の場合、張出部１５が、ベーンポンプ本体１８の部分にまで及んでしまうことが避けられないものであった。
【００２０】
したがって、この張出部１５は、低圧側流路１３の一部であることから、高圧側流路１２からの高圧の作動流体が急激に低圧となってキャビテーションが生じやすい部分で、加えて、材料も侵蝕され易いもの（本体１８の素材であるアルミダイキャスト）で、キャビテーションによる侵蝕が発生しやすい部分となっており、高圧大容量にも使用できるベーンポンプとしては、その改善が望まれていた。
【特許文献１】特開平９−１７０５６９号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上記状況を改善しようとするもので、従来より更に高圧大容量という厳しい条件においても、キャビテーションによる侵蝕を発生させにくいベーンポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明のベーンポンプは、流量調整弁の高圧側流路から還流路を経由して低圧側流路へ連通する流路であって、前記還流路から高圧で流入する作動流体の流体力の均衡を図るためにこの低圧側流路に形成される張出部付近を、ベーンポンプ本体の素材に比べより侵蝕されにくい材料で構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のベーンポンプは、還流路を経由して、高圧の作動流体が流量調整弁の高圧側流路から流入する低圧側流路に形成される張出部付近を、ベーンポンプ本体の素材に比べより侵蝕されにくい材料で構成したので、キャビテーションによる侵蝕が不可避な部分の侵蝕を回避でき、高圧大容量といった厳しい条件にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態（実施例）について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２５】
図１（ａ）は、本発明のベーンポンプの一例を示す縦断面図、（ｂ）はそのＸ１−Ｘ、Ｘ２−Ｘで切断した矢視断面図である。
【００２６】
図１のベーンポンプ１０は、自動車などのパワーステアリング装置などに作動流体を供給する際に用いるものであって、図１（ｂ）に示す流量制御弁１、ポンプで加圧された作動流体の排出路である高圧側流路２、使用後の作動流体の流入路である低圧側流路３、高圧側流路２から低圧側流路３への還流路４、この低圧側流路３に設けられた張出部５、流量制御弁１部分に用いられたスリーブ６を備え、これらは本発明の要部部分である。
【００２７】
なお、図１（ｂ）の断面図は、図１（ａ）に示すように、低圧側流路３が見えるＸ１−Ｘ断面と、高圧側流路２が見えるＸ２−Ｘ断面とを重ね合わせたものである。
【００２８】
ベーンポンプ１０は、加えて、ポンプ機能の根幹である、ロータ７、ロータ７に対して出入り可能なベーン７ａ、ロータ７から突出したベーン７ａが当接する内周面を形成するカムリング７ｂ、ロータ７等の両側を規制するカバー８ａ、サイドプレート８ｂ、これらを収容する本体８を備え、ベーンポンプとしての機能を発揮する。なお、このポンプ機能については、通常のベーンポンプと変わる所はないので、詳細な説明を省略する。
【００２９】
上記要部関連部分の流量制御弁１は、図１（ｂ）に示すように、この弁を収容する弁管路１ａ、弁体であるプランジャ１ｂ、このプランジャ１ｂと一体化されたスプール１ｃ、このスプール１ｃ内に設置され、スプール１ｃ内左から右への作動流体の流れを制御するチェック弁１ｄ、スプール１ｃを右方へ付勢するスプリング１ｅ、弁管路１ａの右方開口部を封止すると共に、プランジャ１ｂ先端部に対する弁座となるオリフィス部材１ｆを備えている。符号８ｄは、供給排出先の負荷機器を接続するための接続部材である。
【００３０】
スリーブ６は、本体８（通常はアルミダイキャスト製）に比べより固い、摩耗の少ない材料（例えば鉄）で製造された円筒体で、弁管路１ａとスプール１ｃとの間に介在して、スプール１ｃの摺動によって、容易にその摺動面が摩耗しないようにしているものであるが、従来例のものに比べ、その肉厚が大きいが、その理由・効果については後述する。
【００３１】
ベーンポンプ１０においては、流量制御弁１の機能、スリーブ６を除く他の部分の構成、機能は、図３の従来例と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００３２】
このベーンポンプ１０の張出部５も、先に弁管路１ａにスリーブ６を嵌挿してから、低圧側流路３を加工する際に同時加工して形成しているが、スリーブ６の厚さが、張出部５の全体がそのスリーブ６内だけで形成されるような厚さになっている点が従来例と異なっている。
【００３３】
したがって、この張出部５は、低圧側流路３の一部であることから、高圧側流路２からの高圧作動流体が急激に低圧となり、気泡を発生させキャビテーションの厳しい部分であっても、張出部５付近の材料が、ベーンポンプ１０の材料より格段に固くて侵蝕されにくい材料（例えば鉄）で構成されることとなるので、侵蝕が非常に起こり難いか、ほとんど生じないこととなる。
【００３４】
よって、このベーンポンプは、高圧大容量の場合にも、キャビテーションによる侵蝕の問題を心配することなく使用することができる。
【００３５】
また、この場合、スリーブ６自体は従来から用いられていたものであるので、加工工数もほとんど変わりなく、コストアップとなるものではない。
【実施例２】
【００３６】
図２（ａ）は本発明のベーンポンプの他例の要部断面図である。この断面図は、その他例のベーンポンプにおける図１（ｂ）と同じ部分の断面図である。
【００３７】
このベーンポンプ１０Ａは、図１のベーンポンプ１０に比べ、スリーブ６Ａの長さが、張出部５を設ける部分だけの長さとされ、流量制御弁１Ａのスプール１１ｃが摺動接触する部分には及んでいない点が異なっている。
【００３８】
このように、張出部５のキャビテーションによる侵蝕回避のためには、スリーブ６Ａの長さは図示した長さで十分であり、その効果も変わりない。一方、スプール１１ｃと本体８との摺動接触部の摩耗の問題は、例えば、表面処理や材質変更により、その部分だけ本体８の材料と同程度の硬さにすることにより、解決可能である。
【実施例３】
【００３９】
図２（ｂ）は本発明のベーンポンプの他例の要部断面図である。この断面図は、その他例のベーンポンプにおける図１（ｂ）と同じ部分の断面図である。
【００４０】
このベーンポンプ１０Ｂは、図１のベーンポンプ１０に比べ、張出部５をスリーブに設けるのではなく、本体８の外部からこの部分に至る栓６Ｂの先端部分に設けるようにした点が異なっている。この栓６Ｂの材料は、本体８の素材に比べより侵蝕されにくい材料、例えば、鉄とするのが良い。
【００４１】
この栓６Ｂは、Ｏリング６ａなどを介在させて油密とした六角穴付き雄ネジのようなものとすることができる。このようにしても、図１のスリーブ６と同様の効果を得ることができ、また、この場合には、栓６Ｂの先端に殊更、張出部５を形成する替わりに、その分だけ栓６Ｂを短寸とするだけで対応可能であり、加工工数を減らすことができる。
【００４２】
スプール１１ｃとの摺動接触部の摩耗の問題は、上記実施例２と同様な方法で対処可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のベーンポンプは、自動車などのパワーステアリング装置に加え、より高圧大容量の厳しい条件が要求される制御機器などのあらゆる産業分野に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）は本発明のベーンポンプの一例を示す縦断面図、（ｂ）はそのＸ１−Ｘ、Ｘ２−Ｘで切断した矢視断面図
【図２】（ａ）、（ｂ）は本発明のベーンポンプの他例の要部断面図
【図３】（ａ）は従来のベーンポンプの一例を示す縦断面図、（ｂ）はそのＸ１−Ｘ、Ｘ２−Ｘで切断した矢視断面図
【符号の説明】
【００４５】
１〜１Ｂ    流量調整弁
２          高圧側流路
３          低圧側流路
４          還流路
５          張出部
６          スリーブ
６Ａ        主スリーブ
６Ｂ        栓
７          ロータ
７ａ        ベーン
７ｂ        カムリング
８          本体
８ａ        カバー
８ｂ        サイドプレート
１０〜１０Ｂ  ベーンポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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