(57)【要約】【課題】  コンタミ等異物がギヤに噛み込まれるおそれを回避したポンプ装置を提供する。【解決手段】  吸入ポート、吐出ポート及び駆動軸を有するポンプ部と、前記駆動軸を回転駆動するポンプ駆動手段と、前記ポンプ部の外周側及び鉛直方向上側に作動油収容部を有するリザーバタンクと、を有するポンプ装置において、前記ポンプ部は、前記ポンプ装置の外部に設けられた外部油圧回路からの作動油を前記リザーバタンクの作動油収容部へ戻す戻し油路と、前記外部油圧回路への作動油を供給する供給油路と、をさらに備え、前記供給油路の開口部は、前記戻し油路の開口部よりも鉛直方向上側に設けられることとした。【選択図】        図４
2006112361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポート、吐出ポート及び駆動軸を有するポンプ部と、
前記駆動軸を回転駆動するポンプ駆動手段と、
前記ポンプ部の外周側及び鉛直方向上側に作動油収容部を有するリザーバタンクと、
を有するポンプ装置において、
前記ポンプ部は、前記ポンプ装置の外部に設けられた外部油圧回路からの作動油を前記リザーバタンクの作動油収容部へ戻す戻し油路と、前記外部油圧回路への作動油を供給する供給油路と、をさらに備え、
前記供給油路の開口部は、前記戻し油路の開口部よりも鉛直方向上側に設けられることを特徴とするポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の吸入・吐出を行う回転式ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示されるようなパワーステアリング装置に適用されるポンプ装置においては、図４に示されるように上側からリザーバタンク、ポンプ、電動モータの順に配置されている。リザーバタンク最上部には作動油充填用の蓋が設けられ、これにより車載状態において作動油の液量確認や補充といった作業が容易にできる構成となっている。
【特許文献１】特開平２００１−１９９３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来技術にあっては、リザーバタンク外部からリザーバタンク内に戻される作動油の戻し油路とギヤ室の吸入室とが鉛直方向同一高さ位置に設けられているため、戻し油路からギヤ室の吸入口に供給される作動油の中にコンタミ等の異物が混在している場合には、異物がポンプのギヤに噛み込まれてしまうおそれがある。
【０００４】
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、コンタミ等異物がギヤに噛み込まれるおそれを回避したポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明では、吸入ポート、吐出ポート及び駆動軸を有するポンプ部と、前記駆動軸を回転駆動するポンプ駆動手段と、前記ポンプ部の外周側及び鉛直方向上側に作動油収容部を有するリザーバタンクと、を有するポンプ装置において、前記ポンプ部は、前記ポンプ装置の外部に設けられた外部油圧回路からの作動油を前記リザーバタンクの作動油収容部へ戻す戻し油路と、前記外部油圧回路への作動油を供給する供給油路と、をさらに備え、前記供給油路の開口部は、前記戻し油路の開口部よりも鉛直方向上側に設けられることとした。
【０００６】
よって、コンタミ等異物がギヤに噛み込まれるおそれを回避し、ポンプ性能を向上させたポンプ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のポンプ装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
［パワーステアリング装置のシステム構成］
実施例１につき図１ないし図７に基づき説明する。図１は、本願ポンプ装置を適用したパワーステアリング装置のシステム構成図である。運転者がステアリングホイール２を操舵すると、シャフト３を介してピニオン４が駆動され、所謂ラック&ピニオン機構によりラック軸５が軸方向に移動し、前輪を操舵する。シャフト３には、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ６が設けられ、コントロールユニット７に対しトルク信号を出力する。
【０００９】
ラック軸５には、運転者の操舵トルクに応じてラック軸５の移動をアシストするパワーステアリング機構が設けられている。このパワーステアリング機構は、モータMにより駆動する可逆式のポンプ１と、ラック軸５を左右に移動させるシリンダ８が設けられている。このシリンダ８の内部には軸方向移動可能なピストン８ｃが設けられ、このピストン８ｃにより第１シリンダ室８ａ及び第２シリンダ室８ｂが画成される。
【００１０】
第１シリンダ室８ａは第１油路２１と接続し、第１油路２１とポンプ１とは第３油路２３を介して接続されている。また、第２シリンダ室８ｂは第２油路２２と接続し、第２油路２２とポンプ１は第４油路２４を介して接続されている。第３、第４油路２３、２４にはそれぞれ第１、第２供給油路２１０，２２０が設けられ、それぞれリザーバタンク９と接続する。
【００１１】
第１、第２供給油路２１０，２２０にはそれぞれ吸入吸入チェックバルブ３１，３２が設けられてリザーバタンク９への作動油の逆流を防止するとともに、第１、第２油路２１，２２における作動油が不足した場合にはリザーバタンク９から作動油を補給可能な構成となっている。
【００１２】
また、第１、第２油路２１，２２はそれぞれ第１、第２連通路２５，２６と接続し、第１、第２連通路２５，２６は接続部２７において互いに接続する。また、第１、第２連通路２５，２６にはそれぞれ接続部２７側への流れのみを許容するチェックバルブ３３，３４が設けられている。さらに、接続部２７は電磁切換弁４０が設けられたドレン油路２８を介してリザーバタンク９と接続し、接続部２７は電磁切換弁４０によりリザーバタンク９と連通／遮断される。
【００１３】
第１、第２油路２１，２２はそれぞれスプールバルブ５０と連通し、スプールバルブ５０は戻し油路３００を介してリザーバタンク９と接続する。このスプールバルブ５０により、第１油路２１と戻し油路３００とが連通されているときは第２油路２２と戻し油路３００とは遮断され、第２油路２２と戻し油路３００とが連通されているとき第１油路２１と戻し油路３００とは遮断される構成となっている。
【００１４】
この戻し油路３００にはスプールバルブ５０からリザーバタンク９への流れのみを許容する戻し油路チェックバルブ３５が設けられ、リザーバタンク９からの逆流を防止している。また、第１、第２油路２１，２２の間には常開の電磁切換弁４０が設けられて連通／遮断を行う。
【００１５】
コントロールユニット７には、トルクセンサ６からのトルク信号に加え、イグニッションスイッチからのスイッチ信号、エンジン回転数センサからのエンジン回転数信号、車速センサからの車速信号等が入力され、これら各種信号に基づいて操舵アシスト力を決定し、モータM及び電磁切換弁４０に対し指令信号を出力する。常開の電磁切換弁４０は通常時においては遮断され、フェイル時に開弁されてマニュアルステアを確保する構成となっている。
【００１６】
［ポンプの詳細］
図２は第２ハウジング１２を取り去ったポンプ１の上面図、図３は第１ハウジング１１の上面図である。なお、図２、３においては図面の法線方向をｚ軸とする。また、図２、３では第１ハウジング１１のみ図示するが、第１ハウジング１１を取り去ったポンプ１の下面図にあっても図２と同様であり、カムリング１５等を収装する部分の形態は第１、第２ハウジング１１，１２は同様であるため、第２ハウジング１２についての説明は省略する。
【００１７】
ポンプ１はいわゆる双方向ポンプであり、第１、第２ハウジング１１，１２、アウタロータ１３、インナロータ１４、カムリング１５、及び駆動軸１６を有する。内周側から順にインナロータ１４、アウタロータ１３、カムリング１５の順に配置され、軸方向から第１、第２ハウジング１１，１２により挟持されて収装される。
【００１８】
アウタロータ１３は内周に内歯歯車１３１を有し、外周面１３２においてカムリング１５に回転自在に収装される。また、アウタロータ１３の内周には外歯歯車１４１を備えたインナロータ１４が収装される。この内歯歯車１３１と外歯歯車１４１は同ピッチで設けられ、また内歯歯車１３１の歯数は外歯歯車１４１の歯数よりも１つ多く設けられている。なお、内歯歯車１３１の歯数は外歯歯車１４１の歯数に対し２つ以上であってもよく特に限定しない。
【００１９】
図３に示すように、第１ハウジング１１のｚ軸正方向面１１ａであってI-I直線よりもｘ軸負方向の領域には第１吸入ポート１１１が設けられ、ｘ軸正方向の領域には第１吐出ポート１１２が設けられている。この第１吸入ポート１１１及び第１吐出ポート１１２は、アウタロータ１３に設けられた内歯歯車１３１と、インナロータ１４に設けられた外歯歯車１４１に対応する位置にそれぞれ三日月状に開口して設けられ、I-I直線近傍において開口を閉塞し、かつI-I直線に対し対称に設けられている。
【００２０】
なお、第２ハウジング１２にも内歯歯車１３１と外歯歯車１４１に対応する位置に三日月状の第２吸入ポート１２１及び第２吐出ポート１２２が設けられ、I-I直線近傍において開口を閉塞する。
【００２１】
収装時には内歯歯車１３１と外歯歯車１４１が噛合うよう収装されるが、内歯歯車１３１の歯数は外歯歯車１４１の歯数よりも１つ多いため、内歯歯車１３１と外歯歯車１４１が噛合う際互いに偏心して噛合うこととなる。偏心により内歯歯車１３１と外歯歯車１４１により隔成されたポンプ室１６０が形成される。
【００２２】
アウタロータ１３とインナロータ１４の偏心により、内歯歯車１３１と外歯歯車１４１はそれぞれｙ軸正方向へ向かうほど密に噛合い、ｙ軸正方向端部Ａにおいて完全に噛合ってポンプ室１６０は最小容積となる。また、ｙ軸負方向へ向かうほど噛合を解かれ、ｙ軸負方向端部Ｂにおいて完全に噛合を解かれて最大ポンプ容積となる。なお、ｙ軸負方向端部Ｂにおける内歯歯車１３１と外歯歯車１４１のクリアランスは、接触を回避しつつ略ゼロとなるよう設けられている。
【００２３】
すなわち、インナロータ１４及びアウタロータ１３が反時計回りに回転されると、ポンプ室１６０におけるI-I直線に対しｘ軸負方向側領域（第１、第２吸入ポート１１１，１２１に対応）では回転に伴って容積が増加する吸入領域１６１となり、ｘ軸正方向側領域（第１、第２吐出ポート１１２，１２２に対応）では回転に伴って容積が減少する吐出領域１６２となる。
【００２４】
ｚ軸と平行に設けられた駆動軸１６は、図１に示すモータMに接続されてインナロータ１４を駆動する。インナロータ１４とアウタロータ１３の噛み合いにより、駆動軸１６の回転に伴ってインナロータ１４及びアウタロータ１３は回転駆動される。この駆動軸１６が正逆回転を行うことでポンプ１は双方向ポンプとして機能する。
【００２５】
［ポンプ装置の構成］
（供給油路の構成）
図４は、図２及び図３のII-II直線におけるポンプ装置の軸方向断面図である。第１ハウジング１１はｚ軸負方向から、第２ハウジング１２はｚ軸正方向からアウタロータ１３、インナロータ１４及びカムリング１５を挟持する。また、上述のように第１ハウジング１１のｚ軸正方向面１１ａ及び第２ハウジング１２のｚ軸負方向面１２ａであって、I-I直線に対しｘ軸負方向にはそれぞれ第１、第２吸入ポート１１１，１２１が設けられ、ｘ軸正方向にはそれぞれ第１、第２吐出ポート１１２，１２２が設けられている。
【００２６】
第１ハウジング１１内部には油路２１，２２が設けられ、パワーステアリング装置の油圧回路と第１吸入、吐出ポート１１１，１１２とを接続し、油圧回路に作動油を供給する。また、第１ハウジング１１のｚ軸負方向側にはモータMが設けられ、駆動軸１６と接続する。
【００２７】
第２ハウジング１２のｚ軸正方向側にはリザーバタンク９が設けられている。また、第２ハウジング１２内には第１、第２供給油路２１０，２２０が設けられ、リザーバタンク９と第２供給、吐出ポート１２１，１２２を接続する。この第１、第２供給油路２１０，２２０はそれぞれ第２ハウジング１２のｚ軸正方向面１２ｂにおいて開口し、リザーバタンク９と連通する。
【００２８】
第１、第２供給油路２１０，２２０におけるリザーバタンク９への開口部であるｚ軸正方向開口部２１１，２２１には、ｚ軸負方向から順にそれぞれ吸入チェックバルブ３１，３２及びフィルタ４１０，４２０が設けられている。吸入チェックバルブ３１，３２によりリザーバタンク９への逆流を防止するとともに、リザーバタンク９内の作動油にコンタミ等異物が混入したとしても、フィルタ４１０，４２０によりポンプ１に侵入することがないよう構成されている。
【００２９】
また、リザーバタンク９内の作動油は、第１、第２供給油路２１０，２２０の開口部２１１，２２１よりも鉛直上方すなわちｚ軸正方向側となるよう設けられる。作動油充填レベルを開口部２１１，２２１よりも鉛直上方とすることで、開口部２１１，２２１が常に作動油に浸された状態となり、開口部２１１，２２１から各供給油路２１０，２２０に空気が侵入することを回避する。
【００３０】
さらに、各供給油路２１０，２２０内に設けることでフィルタ４１０，４２０の小型化を図っている。さらに、フィルタ４１０，４２０を第１、第２吸入チェックバルブ３１，３２よりもｚ軸正方向側、すなわちリザーバタンク９側に設けることで、第１、第２吸入チェックバルブ３１，３２に異物が噛み込むことを防止している。
【００３１】
（戻し油路の構成）
図５は、図２及び図３に示すI-I断面図、図６は図５のIII-III断面図、図７は図６のIV-IV断面におけるスプールバルブ５０の断面図である。第１ハウジング１１内部にはスプールバルブ５０が設けられ、ｙ軸負方向側には電磁切換弁４０が設けられている。図６に示すように、電磁切換弁４０とスプールバルブ５０は第１ハウジング１１内に設けられた第１、第２油路２１，２２及び第１、第２連通路２５，２６により接続されている。
【００３２】
図５に示すように、第２ハウジング１２内には互いに連通する径方向油路３１０及び軸方向油路３２０が設けられ、戻し油路３００を形成する。径方向油路３１０は第２ハウジング１２のｙ軸負方向側面１２ｃにおいてリザーバタンク９に開口し、ｙ軸負方向面開口部３３０にはリザーバタンク９側への流れのみを許容する戻し油路チェックバルブ３５が設けられている。また、軸方向油路３２０は図６に示すスプールバルブ開口部３４０においてスプールバルブ５０と接続する。
【００３３】
これにより、パワーステアリング装置の油圧回路は径方向油路３１０及び軸方向油路３２０からなる戻し油路３００によって、スプールバルブ５０を介してリザーバタンク９と接続される。戻し油路チェックバルブ３５により逆流を防止することで、リザーバタンク９からコンタミ等がパワーステアリング装置の油圧回路に侵入することを回避している。
【００３４】
図４に示すように、第１、第２供給油路２１０，２２０は第２ハウジング１２の第２ハウジングｚ軸正方向面１２ｂにおいて開口してリザーバタンク９と接続し、戻し油路３００は第２ハウジング１２の径方向側面であるｙ軸負方向側面１２ｃにおいて開口してリザーバタンク９と接続する。
【００３５】
したがって、第１、第２供給油路２１０，２２０の開口部は、戻し油路３００の開口部３３０よりもｚ軸正方向側に設けられ、ｚ軸正方向を鉛直上向きとすれば各供給油路開口部２１１，２２１は戻し油路開口部３３０よりも鉛直方向上側に設けられることとなる。
【００３６】
これにより、戻し油路３００からリザーバタンク９に戻される作動油中に混在するコンタミ等の異物は重力によりリザーバタンク９の鉛直下方に沈殿し、第１、第２供給油路２１０，２２０の開口部２１１，２２１からの異物の侵入を回避することが可能となっている。
【００３７】
［従来例と本願実施例１における作用効果の対比］
従来、ポンプ装置においては鉛直上側からリザーバタンク、ポンプ、電動モータの順に配置され、車載状態において作動油の液量確認や補充といった作業が容易にできる構成となっている。しかしながら上記従来技術にあっては、リザーバタンク外部からリザーバタンク内に戻される作動油の戻し油路とギヤ室の吸入室とが同一高さ位置に設けられているため、戻し油路からリザーバタンクに戻される作動油の中にコンタミ等の異物が混入している場合、ギヤ室の吸入口から異物がポンプに侵入し、ギヤに噛み込まれるおそれがあった。
【００３８】
これに対し本願実施例では、外部の油圧回路へ作動油を供給する第１、第２供給油路２１０，２２０におけるリザーバタンク９への開口部２１１，２２１は、油圧回路からリザーバタンク９へ作動油を戻す戻し油路３００におけるリザーバタンク９への開口部３３０よりも鉛直上方に設けられることとした。
【００３９】
これにより、戻し油路３００からリザーバタンク９に戻される作動油中に混在するコンタミ等の異物を重力によりリザーバタンク９の鉛直下方に沈殿させることで、第１、第２供給油路２１０，２２０の開口部２１１，２２１からの異物の侵入を回避することが可能となり、ポンプ１及び油圧回路に異物が侵入することを抑制することができる（請求項１に対応。）。
（他の実施例）
【００４０】
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例１に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００４１】
本願実施例１では図４、５に示すｚ軸正方向を鉛直方向上向きとしたが、各供給油路２１０，２２０の開口部２１１，２２１が戻し油路３００の開口部３３０よりも鉛直上方であればよい。例えば、図５に示すｙ軸正方向を鉛直上向きとすることにより、各供給油路２１０，２２０の開口部２１１，２２１が戻し油路３００の開口部３３０よりも鉛直上方となる。オイルポンプ装置を搭載する機器に合わせて鉛直上方となる向きを選択することにより、装置の搭載性を向上させることができる。
【００４２】
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００４３】
（イ）請求項１に記載のポンプ装置において、
前記供給側油路は、更にフィルタを有する。
【００４４】
異物が供給油路に侵入することを更に抑制することができる。また、フィルタを供給油路内に設けるようにしたため、フィルタを小型化することができる。
【００４５】
（ロ）請求項１に記載のポンプ装置において、
前記ポンプ部の吸入ポート及び吐出ポートは、前記外部油圧回路と連通し、前記リザーバタンクとは前記供給油路を介して連通する。
【００４６】
前記ポンプ部の吸入ポート及び吐出ポートは、前記外部油圧回路と連通し、前記リザーバタンクとは前記供給油路を介して連通する。
【００４７】
（ハ）上記（イ）に記載のポンプ装置において、
前記フィルタは、前記ポンプ部の鉛直方向最上部に設けられる。
【００４８】
リザーバタンクの底に蓄積した異物がフィルタまで到達する距離が長くなるため、供給油路への異物の侵入を更に抑制することができる。
【００４９】
（ニ）請求項１に記載のポンプ装置において、
作動油の充填レベル（高さ）は、前記供給油路の開口部よりも高い位置に設けられる。
【００５０】
供給油路の開口部が常に作動油に浸かっている状態となるため、供給油路内に空気が混入することを防止できる。
【００５１】
（ホ）上記（イ）に記載のポンプ装置において、
前記供給油路は、前記リザーバタンク側から前記外部油圧回路側への作動油の流れのみを許容する一方向弁を有し、
前記フィルタは、前記一方向弁よりもリザーバタンク側に設けられる。
【００５２】
一方向弁に異物が噛み込むことを防止できる。
【００５３】
（ヘ）請求項１に記載のポンプ装置において、
前記戻し油路の開口部は、径方向外側に開口する。
【００５４】
戻し油路から戻される作動油が鉛直方向上側に舞い上げられることがないため、異物が供給側油路へ侵入することを抑制できる。
【００５５】
（ト）請求項１に記載のポンプ装置において、
前記戻し油路は、前記外部油圧回路側から前記リザーバタンク側への作動油の流れのみを許容する一方向弁が更に設けられる。
【００５６】
異物を含んだ作動油の戻し油路を介して外部油圧回路へ侵入することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本願ポンプ装置を適用したパワーステアリング装置のシステム構成図である。
【図２】第２ハウジングを取り去ったポンプ装置の上面図である。
【図３】第１ハウジングの上面図である。
【図４】図２及び図３のII-II直線におけるポンプ装置の軸方向断面図である。
【図５】図２及び図３のI-I断面におけるポンプ装置の断面図である
【図６】図５のIII-III断面におけるポンプ装置の断面図である。
【図７】図６のIV-IV断面におけるスプールバルブの断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１    ポンプ
８    シリンダ
８ａ，８ｂ    第１、第２シリンダ室
８ｃ    ピストン
９    リザーバタンク
１１    第１ハウジング
１１ａ    ｚ軸正方向面
１２    第２ハウジング
１２ａ    ｚ軸負方向面
１２ｂ    ｚ軸正方向面
１２ｃ    ｙ軸負方向側面
１３    アウタロータ
１４    インナロータ
１５    カムリング
１６    駆動軸
２１    油路
２１〜２４    第１〜第４油路
２５，２６    第１、第２連通路
２７    接続部
２８    ドレン油路
３１，３２    吸入チェックバルブ
３３，３４    チェックバルブ
３５    戻し油路チェックバルブ
４０    電磁切換弁
５０    スプールバルブ
１１１，１２１    第１、第２吸入ポート
１１２，１２２    第１、第２吐出ポート
１３１    内歯歯車
１３２    アウタロータ外周面
１４１    外歯歯車
１６０    ポンプ室
１６１    吸入領域
１６２    吐出領域
２１０，２２０    第１、第２供給油路
２１１，２２１    ｚ軸正方向開口部
３００    戻し油路
３１０    径方向油路
３２０    軸方向油路
３３０    軸負方向面開口部
３４０    スプールバルブ開口部
４１０，４２０    フィルタ
M    モータ
【図１】
2006112361.tif 000003
【図２】
2006112361.tif 000004
【図３】
2006112361.tif 000005
【図４】
2006112361.tif 000006
【図５】
2006112361.tif 000007
【図６】
2006112361.tif 000008
【図７】
2006112361.tif 000009