(57)【要約】【課題】吸込通路の作動流体と、ポンプ室から吐出される作動流体の一部が選択的に還流されるリターン流との間における乱流等の発生を抑制可能なベーンポンプを提供すること。【解決手段】駆動軸１に連結されるロータ２に、径方向に往復動可能に支持されるベーン３と、ロータ２の回転に伴って内周をベーン３が摺動するカムリング４と、カムリング４とベーン３とによって画成されるポンプ室７に吸込まれる作動流体を導くための吸込通路１１と、ポンプ室７から吐出される作動流体を流体圧機器に供給するための供給通路とを備え、吸込通路１１は、カムリング４の外周に沿って形成され、ポンプ室７に作動流体を導く環状通路９を備え、リターン通路２０は、環状通路９に接続され、リターン流が環状通路９を流れる作動流体の流れに沿って合流するように形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に連結されるロータと、
前記ロータに、径方向に往復動可能に支持されるベーンと、
前記ロータの回転に伴って内周を前記ベーンが摺動するカムリングと、
前記カムリングと前記ベーンとによって画成されるポンプ室と、
前記ポンプ室に作動流体を導くための吸込通路と、
前記ポンプ室から吐出される作動流体を流体圧機器に供給するための供給通路と、
前記供給通路を流れる作動流体の一部を選択的に前記吸込通路に還流するリターン流が流れるリターン通路と、を備えるベーンポンプであって、
前記吸込通路は、前記カムリングの外周に沿って形成され前記ポンプ室に作動流体を導く環状通路を備え、
前記リターン通路は、前記環状通路に接続され、前記リターン流が前記環状通路を流れる作動流体の流れに沿って合流するように形成されることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記リターン通路は、前記吸込通路との角度が鋭角になるように接続される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】
前記リターン通路は、前記環状通路に接線方向から接続するように形成されることを特徴とする請求項２に記載のベーンポンプ。
【請求項４】
前記リターン通路の内径は、前記環状通路の内径よりも小さく形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
【請求項５】
前記カムリングが収装されるポンプボディを備え、
前記環状通路は、前記ポンプボディ内周と前記カムリング外周とによって画成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
【請求項６】
前記リターン通路は、前記開口部を通じて前記環状通路と接続されるリターンポートを備え、
前記リターンポートは、前記環状通路と同一平面上に配置されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のベーンポンプ。
【請求項７】
前記カムリングには、前記ポンプ室内に作動流体を吸込む二つの吸込領域が形成され、
前記環状通路は、両端部において前記二つの吸込領域の各々に接続され、
前記リターン通路は、前記二つの吸込領域の各々に対峙するように二つ形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つ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、流体圧機器の流体圧供給源として用いられるベーンポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベーンポンプは、駆動軸の回転に伴って回転するロータに保持された複数のベーンが、吸込領域と吐出領域とを有するカムリングの内周を摺動しながら回転することで、カムリングとベーンとによって画成されるポンプ室に作動流体を吸込んで吐出するものである。
【０００３】
特許文献１には、作動流体の吐出量を切り換え可能な容量切換型作動油供給装置、いわゆる二段可変容量形ベーンポンプが開示されている。
【０００４】
二段可変容量形ベーンポンプでは、駆動軸を挟んで対向する二つの吐出領域のうち一方の吐出領域から吐出される作動流体を吐出油路内に常時供給する。そして、他方の吐出領域から吐出される作動流体を吐出油路内に供給するか、又は吸込側に還流するかを切り換え可能である。これにより、作動流体の吐出容量を二段階に切り換えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５７３２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１の二段可変容量形ベーンポンプでは、吸込側に還流される作動流体は、吸込通路に臨んで形成されるリターン通路からポンプ室に直接流入するように流れる。このリターン流は、ポンプから吐出された作動流体であり高圧であるため、再びポンプ室に供給されると、吸込通路からの作動流体と合流するときに流れを妨げる抵抗となる乱流等を発生し、ポンプの吸込効率が低下するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、リターン流が吸込通路からの作動流体と合流するときの乱流等の発生を抑制可能なベーンポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、駆動軸に連結されるロータと、前記ロータに、径方向に往復動可能に支持されるベーンと、前記ロータの回転に伴って内周を前記ベーンが摺動するカムリングと、前記カムリングと前記ベーンとによって画成されるポンプ室と、前記ポンプ室に作動流体を導くための吸込通路と、前記ポンプ室から吐出される作動流体を流体圧機器に供給するための供給通路と、前記供給通路を流れる作動流体の一部を選択的に前記吸込通路に還流するリターン流が流れるリターン通路と、を備えるベーンポンプであって、前記吸込通路は、前記カムリングの外周に沿って形成され前記ポンプ室に作動流体を導く環状通路を備え、前記リターン通路は、前記環状通路に接続され、前記リターン流が前記環状通路を流れる作動流体の流れに沿って合流するように形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、ポンプ室から吐出されて供給通路から流体圧機器に供給される作動流体の一部が選択的に吸込通路に還流されるリターン流は、リターン通路を介して還流される。このリターン通路は、リターン流が環状通路の作動流体の流れに沿って環状通路の外周の開口部から合流するように形成される。したがって、リターン流が吸込通路からの作動流体と合流するときの乱流等の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るベーンポンプの正面図を、ポンプカバーを取り外した状態で示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態に係るベーンポンプ１００について説明する。本実施形態では、流体圧として油圧を使用する。
【００１２】
ベーンポンプ１００は、車両に搭載される油圧機器（図示省略）、例えばパワーステアリング装置や自動変速機等の油圧供給源として用いられるものである。これらの油圧機器が流体圧機器に該当する。
【００１３】
ベーンポンプ１００は、駆動軸１に連結されて回転するロータ２と、ロータ２に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共にロータ２の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動するカムリング４とを備える。
【００１４】
ベーンポンプ１００は、駆動軸１の端部に動力源としてのエンジン（図示省略）の動力が伝達されてロータ２が回転するものである。ロータ２は、図１で見て反時計回りに回転する。
【００１５】
駆動軸１は、ポンプボディ１０に挿入された軸受（図示省略）を介してポンプボディ１０に回転自在に支持される。駆動軸１は、一端がポンプボディ１０の外部へと突出している。ポンプボディ１０から突出する駆動軸１の突出部には、ベルトを介してエンジンの動力が伝達されるプーリ（図示省略）が連結される。
【００１６】
ロータ２には、外周面に開口部を有するスリット２ａが所定間隔をおいて放射状に形成され、ベーン３は、そのスリット２ａに摺動自在に挿入される。
【００１７】
カムリング４は、内周のカム面４ａが略楕円形状をした環状の部材である。カムリング４の内周には、隣り合うベーン３によって仕切られた複数のポンプ室７が画成される。本実施形態では、十二枚のベーン３によって十二個のポンプ室７が画成されている。
【００１８】
カムリング４は、ポンプ室７の容積を拡張する二つの吸込領域４ｄ，４ｅを左右の対称位置に、ポンプ室７の容積を収縮する二つの吐出領域４ｂ，４ｃを上下の対称位置に備える。
【００１９】
カムリング４は、ポンプボディ１０に形成されるポンプ収容凹部１０ａに収容される。ポンプ収容凹部１０ａは、カムリング４及びロータ２などの部品を収容するために開口して形成される。
【００２０】
カムリング４及びロータ２の一側面（図１では手前側）には、ポンプ収容凹部１０ａを閉塞するためのポンプカバー（図示省略）が当接して配置され、他側面（図１では奥側）にはポンプ室７から吐出された作動油の流路が形成されるサイドプレート（図示省略）が当接して配置される。このように、ポンプカバーとサイドプレートとは、ロータ２及びカムリング４の両側面を挟んだ状態で配置され、ポンプ室７を密閉している。
【００２１】
サイドプレートとカムリング４とポンプカバーとは、挿通される位置決めピン（図示省略）によって相対位置が固定され、互いの回転が抑制される。ポンプカバーは、締結手段としてのねじ（図示省略）でポンプボディ１０に締結されることによって固定される。
【００２２】
ポンプカバーには、吸込領域４ｄ，４ｅの各々に、外周からカムリング４の側面を介して作動油を吸込むための吸込凹部（図示省略）が形成される。吸込凹部は、カムリング４と当接するポンプカバーの側面に凹状に形成される。よって、カムリング４とポンプカバーとの間には、作動油をポンプ室７内に供給するための流路が形成される。
【００２３】
ポンプボディ１０には、外部から供給される作動油をポンプ室７に導くために、外部に開口する吸込ポート８と、吸込ポート８から吸込まれる作動油を吸込領域４ｄ，４ｅに導くための環状通路９とが形成される。吸込ポート８と環状通路９とは、ポンプ室７に吸込まれる作動油をタンク（図示省略）から導くための吸込通路１１の一部を形成する。
【００２４】
環状通路９は、カムリング４の外周とポンプボディ１０の内周とによって画成される。環状通路９は、その略中央に位置する吸込ポート８と、ポンプカバーの二つの吸込凹部とを連通するように形成される。環状通路９は、吸込ポート８から左右に分岐し、カムリング４の外周に沿ってカムリング４を略半周に渡って取り囲むように形成される。環状通路９は、両端部において吸込凹部を介して吸込領域４ｄ，４ｅにそれぞれ接続される。
【００２５】
環状通路９の両端部には、環状通路９を流れる作動油の方向を変え、吸込凹部に向けて案内するための案内壁９ａが形成される。案内壁９ａによって、カムリング４の外周に沿って周方向に流れる作動油は、吸込凹部に向かって径方向に流れるように方向を変えられる。
【００２６】
以上より、吸込通路１１から供給される作動油は、吸込ポート８から流入し、二つに分岐してカムリング４の外周に沿って環状通路９を流れる。作動油は、環状通路９の案内壁９ａに沿って二つの吸込凹部にそれぞれ導かれ、吸込領域４ｄ，４ｅにおいてポンプ室７に供給される。
【００２７】
サイドプレートには、カムリング４の吐出領域４ｂ，４ｃに対応して開口するように、ポンプ室７から吐出される作動油が導かれる二つの吐出ポート（図示省略）が貫通して形成される。
【００２８】
ポンプボディ１０には、吐出領域４ｂ，４ｃにおいて吐出されるポンプ室７の作動油を外部の油圧機器へと供給するための吐出通路（図示省略）が、二つの吐出ポートを連通するように形成される。吐出ポートと吐出通路とは、ポンプ室７から吐出される作動油を油圧機器に供給するための供給通路（図示省略）の一部を形成する。
【００２９】
各ポンプ室７は、ロータ２の回転に伴い、カムリング４の吸込領域４ｄ，４ｅにおいて吸込通路１１からポンプ室７に作動油を吸込み、カムリング４の吐出領域４ｂ，４ｃにおいてポンプ室７から作動油を吐出する。吐出された作動油は、それぞれ吐出ポート及び吐出通路を介して油圧機器に供給される。このように、各ポンプ室７は、ロータ２の回転に伴う拡縮によって作動油を給排する。
【００３０】
ポンプボディ１０には、供給通路から油圧機器に供給される作動油の一部をリターン流として選択的に吸込通路１１に還流するためのリターン通路２０が形成される。作動油の一部は、ベーンポンプ１００の下流に設けられる切換弁（図示省略）などの切換装置が切り換えられることによってリターン通路２０に還流可能である。
【００３１】
リターン通路２０は、ベーンポンプ１００の吐出領域４ｂ，４ｃにおいてポンプ室７から吐出される作動油の一部を環状通路９に還流するための通路である。リターン通路２０は、開口部２３が環状通路９の両端に位置する各々の吸込凹部に対峙するように、即ち開口部２３がそれぞれ吸込領域４ｄ，４ｅに対峙するように二か所に形成される。リターン通路２０から還流されるリターン流は、吸込ポート８から吸込まれる作動油と合流して環状通路９を流れ、吸込凹部からポンプ室７に導かれる。リターン通路２０は、二つの吸込領域４ｄ，４ｅでの作動油の圧力に差異が生じないように二か所に形成されるが、二つの吸込領域４ｄ，４ｅでの作動油の圧力が同等であれば、二か所でなくてもよい。
【００３２】
リターン通路２０は、駆動軸１と平行に形成される直線通路２１と、直線通路２１と垂直に交差し、かつ環状通路９に接続するように形成され、直線通路２１から還流される作動油を環状通路９の外周側に合流させるためのリターンポート２２とを備える。
【００３３】
直線通路２１は、吐出領域４ｃにおいてポンプ室７から吐出された作動油を吸込通路１１に向けて還流するための通路である。作動油は、ポンプカバー側（図１では手前側）からポンプ室７に吸込まれ、サイドプレート側（図１では奥側）に吐出されている。直線通路２１は、その流れとは逆に、サイドプレート側からポンプカバー側に、即ち吐出側から吸込側に作動油を導くために、駆動軸１と平行に直線的に形成される。直線通路２１が直線的に形成されることによって、リターン流を最短距離で吐出側から吸込側に導くことができる。
【００３４】
リターンポート２２は、環状通路９に接線方向から接続するように形成される。リターンポート２２は、環状通路９と同一平面上に配置される。同一平面上に配置されないときには、相対角度の分だけリターン流は環状通路９を流れる作動油に斜めに合流するが、同一平面上に配置されれば、環状通路９を流れる作動油にリターン流が合流しやすくなる。
【００３５】
リターンポート２２は、環状通路９に開口する開口部２３を備える。開口部２３は、環状通路９を流れる作動油の流れに沿って作動油を合流させるように、環状通路９の外周に開口して形成される。つまり、リターンポート２２は、開口部２３を通じて環状通路９に接続される。
【００３６】
吸込ポート８から吸込まれる作動油は、環状通路９を通り吸込領域４ｄ，４ｅに向かって、図１で見て下方向に流れる。よって、リターンポート２２は、図１で見て下方向に向かって、環状通路９の外周に接線方向から斜めに接続するように形成される。リターンポート２２は円筒形に形成されるため、リターンポート２２の開口部２３は、作動油の流れる方向に長軸が位置する楕円形に形成される。
【００３７】
リターンポート２２は、環状通路９に接線方向から接続するように形成される他にも、環状通路９との角度が鋭角になるように形成されていればよい。これによって、環状通路９を流れる作動油に沿ってリターン流を合流させることが可能である。
【００３８】
リターンポート２２は、環状通路９の外周側の接線方向から、環状通路９の両端部に形成される案内壁９ａに向けて作動油を流入させるように形成される。よって、リターンポート２２から合流する作動油がポンプ室７に直接流入することはなく、環状通路９を流れる作動油と合流してからポンプ室７に流入する。
【００３９】
リターンポート２２の内径は、環状通路９の内径よりも小さく形成される。これにより、リターンポート２２から環状通路９へと流入するときに流路が拡大され、リターン流の流速が低下する。リターン流は、流速が低下することに伴って圧力が上昇し、吸込ポート８から吸込まれて環状通路９を流れる作動油は、リターン流の圧力によってポンプ室７に押し込まれるように流れる。よって、吸込凹部からポンプ室７に供給される作動油のチャージ性能が向上する。
【００４０】
以下では、ベーンポンプ１００の動作について説明する。
【００４１】
まず、吐出領域４ｂ，４ｃの両方においてポンプ室７から吐出された作動油の全てが油圧機器に供給されるベーンポンプ１００の運転状態について説明する。
【００４２】
駆動軸１が回転することによってロータ２が回転させられ、ロータ２のスリット２ａに摺動自在に挿入された複数のベーン３が、スリット２ａから出入りしながらカムリング４の内周であるカム面４ａを摺動する。
【００４３】
隣り合うベーン３によって仕切られたポンプ室７がカムリング４の吸込領域４ｄ，４ｅに差し掛かると、ポンプ室７の容積は徐々に拡張してゆき、内部の圧力が低下したポンプ室７は吸込ポート８から作動油を吸込む。
【００４４】
ポンプ室７がカムリング４の吐出領域４ｂ，４ｃに差し掛かると、ポンプ室７の容積が徐々に収縮してゆき、内部の圧力が上昇したポンプ室７は、吐出ポート及び吐出通路を介して作動油を吐出する。吐出された作動油は、供給通路を介して油圧機器に供給される。
【００４５】
次に、吐出領域４ｂ，４ｃにおいてポンプ室７から吐出された作動油の一部がリターン通路２０へと導かれるベーンポンプ１００の運転状態について説明する。
【００４６】
吐出領域４ｂ，４ｃにおいてポンプ室７から吐出された作動油の一部は、切換弁が切り換えられたことによって連通しているリターン通路２０へと導かれる。よって、吐出領域４ｂ，４ｃの両方においてポンプ室７から吐出された作動油が共に油圧機器に供給されるときと比べて、油圧機器に供給される作動油の流量は減少する。
【００４７】
吐出領域４ｂ，４ｃにおいてポンプ室７から吐出された作動油の一部は、直線通路２１を流れて吐出側から吸込側に導かれ、リターンポート２２の開口部２３から環状通路９へと還流される。
【００４８】
リターンポート２２は、環状通路９の外壁の接線方向から接続されているため、リターンポート２２から流入する作動油は、環状通路９を流れる作動油との間で乱流等を発生することなく合流することが可能である。
【００４９】
また、リターンポート２２は、環状通路９の両端部に形成される案内壁９ａに向けて作動油を流入させるように形成されているため、リターンポート２２から流入する作動油がポンプ室７に直接流入することを防止できる。
【００５０】
リターン通路２０からは、吐出領域４ｂにおいてポンプ室７から吐出された高圧の作動油が還流されている。よって、吸込ポート８から吸込まれて吸込通路１１を流れる作動油よりもリターン通路２０から合流する作動油の方が高圧である。
【００５１】
また、リターンポート２２の径よりも、大きな内径に形成される環状通路９に作動油は流入する。リターンポート２２から環状通路９へと流入するときに流路が拡大されるため、リターン流の流速が低下する。リターン流は、流速が低下することに伴って圧力が上昇し、環状通路９を流れる作動油は、その圧力によってポンプ室７に押し込まれるように流れる。よって、吸込凹部からポンプ室７に供給される作動油のチャージ性能が向上する。
【００５２】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００５３】
ポンプ室７から吐出される作動油が吸込通路１１に還流されるリターン流は、環状通路９の外壁の接線方向から連結して開口するように形成されるリターン通路２０を介して還流される。よって、リターンポート２２から流入する作動油は、環状通路９を流れる作動油の流れに沿うように合流するため、乱流等の発生を防止できる。
【００５４】
したがって、リターン流が吸込通路１１を流れる作動油と合流しても、ポンプ室７に供給される作動油に乱流等が発生することを防止でき、ポンプ吸込効率を上昇させられる。
【００５５】
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。
【００５６】
例えば、二段可変容量形ベーンポンプにおいて、一方の吐出領域４ｂにおいてポンプ室７から吐出される作動油を油圧機器に常時供給し、他方の吐出領域４ｃにおいてポンプ室から吐出される作動油を油圧機器に供給するか、又はリターン通路２０に還流するかを切換弁によって切り換え可能な構成にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係るベーンポンプは、車両用のパワーステアリング装置や変速機等の流体圧供給源に適用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００  ベーンポンプ
２      ロータ
３      ベーン
４      カムリング
４ｂ    吐出領域
４ｃ    吐出領域
７      ポンプ室
９      環状通路
１０    ポンプボディ
１１    吸込通路
２０    リターン通路
２１    直線通路
２２    リターンポート
２３    開口部
【図１】
2011132868.tif 000003