(57)【要約】【課題】吐出圧を低下させずにポンプ脈動を効果的に低減すると共に、装置の小型化などを図れるポンプ装置を提供する。【解決手段】ポンプハウジング１の内側に設けられて、内部にポンプ室１７が形成されたカムリング３と、該カムリングの内部に回転自在に設けられた一対のギア歯車５，６と、カムリングの側面に配置されたサイドプレート４とを備えている。ポンプ室に連通する吐出通路１１をポンプハウジングやカムリングなどの内部に設けると共に、前記吐出通路に連通する脈動低減用チャンバ１３，１５をポンプハウジングやカムリング及びサイドプレートの内部に設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプハウジングの内側に設けられて、内部にポンプ室が形成されたカムリングと、該カムリングの前記ポンプ室内に回転自在に設けられた回転部材と、前記カムリングの側面に配置されたサイドプレートと、前記ポンプ室内に回転部材の回転位置によって形成された吸入室及び吐出室とを備え、前記回転部材の回転に伴い前記吸入室内に吸入した作動流体を吐出室から吐出通路内に送り出すポンプ装置において、
前記吐出通路を、少なくとも前記ポンプハウジングの内部に設けると共に、前記カムリング内に前記吐出通路に連通する脈動低減用チャンバを設けたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
前記回転部材を、互いに噛合して回転する一対のギア歯車によって構成すると共に、前記吸入室と吐出室を前記両ギア歯車の噛み合い位置を挟んだ位置に形成し、前記両ギア歯車の噛み合い位置を過ぎた両ギアの歯部間に前記吸入通路から吸入室内に流入した作動流体を取り込み、両ギア歯車の回転により前記歯部間の作動流体を吐出室内に吐出したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記両ギア歯車を正逆回転可能に形成し、前記吸入室と吐出室をギア歯車の相対的な正逆回転に応じて互いに反対の室となるように形成すると共に、前記吸入通路と吐出通路も互いに反対の通路となるように形成し、該各通路に前記脈動低減用チャンバを形成したことを特徴とする請求項２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記脈動低減用チャンバは、前記吐出通路に対して内部に流入した作動流体に渦巻きを生成する配置構造としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車のパワーステアリング装置のアシスト用油圧シリンダに油圧を供給するポンプ装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来のポンプ装置としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものが知られている。
【０００３】
概略を説明すれば、このポンプ装置は、ポンプボディの内部に形成されたギア室内に、電動モータによって回転駆動する一対のギア歯車が収容されていると共に、前記ギア室の周囲に脈動を低減するために油圧を導く複数の脈動低減チャンバが形成されている。
【０００４】
また、前記脈動低減用チャンバは、その一部が吐出通路と連通する吐出室に臨んで設けられて、前記両ギア歯車の回転よるポンプ作用によって前記吐出室に吐出された作動流体が前記各脈動低減用チャンバに供給されるようになっている。
【０００５】
これによって、前記ポンプ作動時に発生する脈動音波による大きな騒音の発生を抑制するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−１０５３８５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のポンプ装置にあっては、脈動低減用チャンバを、吐出室に直接連通した状態で形成されていることから、前述のように吐出室内に吐出された加圧前の作動流体が各脈動低減用チャンバに流入してしまう。このため、前記吐出通路への吐出圧が低下してしまうおそれがある。
【０００８】
また、前記脈動低減用チャンバがポンプボディやサイドプレートの内部軸方向に大きく抉った形で形成されていることから、かかる脈動低減用チャンバを形成するための大きなスペースが要求される。この結果、装置の大型化が余儀なくされると共に、重量も大きくなるおそれがある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来のポンプ装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、前記吐出通路を、少なくとも前記ポンプハウジングの内部に設けると共に、該カムリング内に前記吐出通路に連通する脈動低減用チャンバを設けたことを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、脈動低減用チャンバを、従来のように吐出室に臨んで形成するのではなく、該吐出室と連通した吐出通路に形成したことから、吐出室内での吐出圧の低下が防止され十分に加圧された作動流体を吐出通路に供給することが可能になる。
【００１１】
この結果、例えばパワーステアリング装置の油圧シリンダ内での油圧上昇速度の低下が防止されて、アシスト作動応答性が向上する。
【００１２】
また、脈動低減用チャンバを、従来のようなポンプボディの内部に形成するのではなく、既存のカムリング内部のデッドスペースに形成したことから、該デッドスペースの有効利用が図れ、ポンプ装置の大型化と重量の増加を防止できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記回転部材を、互いに噛合して回転する一対のギア歯車によって構成すると共に、前記吸入室と吐出室を前記両ギア歯車の噛み合い位置を挟んだ位置に形成し、前記両ギア歯車の噛み合い位置を過ぎた両ギアの歯部間に前記吸入通路から吸入室内に流入した作動流体を取り込み、両ギア歯車の回転により前記歯部間の作動流体を吐出室内に吐出したことを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、ポンプ装置を、いわゆるギアポンプによって構成したことから、かかるギアポンプで特に発生し易い脈動騒音を効果的に低減することが可能になる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記両ギア歯車を正逆回転可能に形成し、前記吸入室と吐出室をギア歯車の相対的な正逆回転に応じて互いに反対の室となるように形成すると共に、前記吸入通路と吐出通路も互いに反対の通路となるように形成し、該各通路に前記脈動低減用チャンバを形成したことを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、正逆回転可能ないわゆる可逆式ポンプに適用することによって正転、逆転の両方の回転作動時における脈動騒音を効果的に低減させることが可能になる。
【００１７】
請求項４に記載の発明にあっては、前記脈動低減用チャンバは、前記吐出通路に対して内部に流入した作動流体に渦巻きを生成する配置構造としたことを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、吐出通路から脈動低減用チャンバ内に流入した作動流体は、この脈動低減用チャンバ内において渦巻き状態になって脈動低減用チャンバの内面に接触しながら旋回することから、かかる接触抵抗により脈動を効果的に抑制することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるポンプ装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００２０】
図２は本発明に係わるポンプ装置の第１の実施形態を示し、車両のパワーステアリング装置のアシスト用油圧シリンダの両油圧室に選択的に油圧を供給するいわゆる可逆式ギアポンプに適用したものである。
【００２１】
すなわち、このポンプ装置は、一端側がほぼ筒状のポンプカバー２によって覆われ、他端部内にポンプモータ１ａが収容されたポンプハウジング１と、該ポンプハウジング１の一端面に図外のボルトによって固定されたカムリング３と、該カムリング３の外側面に同じボルトによって共締め固定されたサイドプレート４と、前記カムリング３の内部に回転自在に収容されて、互いに噛み合いながら回転してポンプ作用を司る上下一対の回転部材であるギア歯車５，６とを備えている。
【００２２】
前記ポンプモータ１ａは、図１に示すように、電子コントローラからの制御電流によって正逆回転して駆動軸１ｂを介して前記中央のギア歯車５の回転軸５ａを正逆回転制御するようになっており、前記電子コントローラは、図外のステアリングホイールの操舵トルクなどの検出手段からの信号によって前記ポンプモータ１ａに制御電流を出力している。
【００２３】
前記ポンプハウジング１は、図１〜図４に示すように、一端側の中央及びその上部位置に前記両ギア歯車５，６の回転軸５ａ、６ａの一端部をローラベアリング７、８を介して軸受する軸受孔９，１０が穿設されていると共に、前記両ギア歯車５，６の噛み合い位置となる両側、つまり両軸受孔９、１０の間にそれぞれ選択的に吸入側と吐出側が入れ替わる吸入通路（吐出通路）、吐出通路（吸入通路）１１、１２の一部を構成する第１通路部１１ａ、１２ａがほぼ水平に沿って形成されている。また、この各吸入、吐出通路１１、１２の外端部には、正面ほぼ円形状の第１脈動低減用チャンバ１３、１４の一部を構成する第１ハウジング側チャンバ１３ａ、１４ａが連通状態に形成されていると共に、該各第１ハウジング側チャンバ１３ａ、１４ａの下部には、第２脈動低減用チャンバ１５、１６の一部を構成する第２ハウジング用チャンバ１５ａ、１６ａがそれぞれ有底状に形成されている。
【００２４】
前記カムリング３は、図１〜図３及び図５に示すように、ほぼ円盤状に形成されて、中央上下位置に前記各ギア歯車５、６が回転自在に収容保持される繭型のポンプ室１７が形成されていると共に、前記両ギア歯車５，６の噛み合い位置となるポンプ室１７の中央両側に、前記吸入通路（吐出通路）１１、１２の内端部に連通しかつ互いに選択的に入れ替わる吸入室（吐出室）１８と吐出室（吸入室）１９が設けられている。また、前記第１ハウジング側チャンバ１３ａ、１４ａと第２ハウジング側チャンバ１５ａ、１６ａと対応する位置に、それぞれ第１カムリング側チャンバ１３ｂ、１４ｂと第２カムリング側チャンバ１５ｂ、１６ｂがそれぞれ貫通状態に形成されている。
【００２５】
前記サイドプレート４は、図１〜図３及び図６に示すように、カムリング３と同じ外径の肉厚円盤状に形成され、中央及びその上部位置に前記両ギア歯車５，６の回転軸５ａ、６ａの他端部をローラベアリング２０、２１を介して軸受する軸受孔２２，２３が穿設されていると共に、前記第１カムリング側チャンバ１３ｂ、１４ｂと第２カムリング側チャンバ１５ｂ、１６ｂと対応する位置に、それぞれ第１プレート側チャンバ１３ｃ、１４ｃと第２プレート側チャンバ１５ｃ、１６ｃがそれぞれ有底状態に形成されている。また、前記第１プレート側チャンバ１３ｃと第２プレート側チャンバ１５ｃ並びに第１プレート側チャンバ１４ｃと第２プレート側チャンバ１６ｃとの間には、それぞれを連通する前記吸入通路（吐出通路）１１，１２の一部を構成する第２通路部１１ｂ、１２ｂがそれぞれほぼ垂直方向に沿って形成されている。
【００２６】
また、前記ポンプハウジング１の一端側内部には、図１、図２及び図７に示すように、中央側に下側のギア歯車５の回転軸及び軸受シール２４を収容する大径孔２５が形成されていると共に、下端部側に前記第１ハウジング側チャンバ１５ａと第２ハウジング側チャンバ１６ａにそれぞれ連通し、吸入通路と吐出通路１１，１２の一部を構成する大径な吸入ポート（吐出ポート）１１ｃ、１２ｃがほぼ垂直方向に沿って形成されている。
【００２７】
そして、前記第１脈動低減用チャンバ１３，１４は、水平な第１通路部１１ａ、１２ａに対して下方に偏倚した位置に形成されて、各第１通路部１１ａ、１２ａの端部が第１脈動低減用チャンバ１３，１４の接線方向から接続され、これによって各第１通路部１１ａ、１２ａから第１脈動低減用チャンバ１３，１４に流入した作動油は、図１の矢印に示すように、第１脈動低減用チャンバ１３，１４の内周面に沿って図中左に旋回流動して渦巻きが生成されるようになっている。
【００２８】
また、前記第２脈動低減用チャンバ１５，１６は、垂直な第２通路部１１ｂ、１２ｂに対して内側に偏倚した位置に形成されて、各第２通路部１１ｂ、１２ｂの端部が第２脈動低減用チャンバ１５，１６の接線方向から接続され、これによって各第２通路部１１ｂ、１２ｂから第２脈動低減用チャンバ１５，１６に流入した作動油は、図１の矢印に示すように、第２脈動低減用チャンバ１５，１６の内周面に沿って同じく図中左に旋回流動して渦巻きが生成されるようになっている。
【００２９】
したがって、この実施形態によれば、ステアリングホィールを、例えば右方向へ回転操作すると、電子コントローラからの制御電流によってポンプモータ１ａを介して一方のギア歯車５が例えば正転駆動され、これに噛み合った他方のギア歯車６も回転して両歯部間の隙間内に作動油を圧縮してポンプ作用が行われる。これによって、図外のリザーバ内の作動油が、図１の実線矢印で示すように、例えば、一方の吸入通路１２及び第２、第１脈動低減用チャンバ１６，１４を通過して吸入室１９からポンプ室１７内に吸入されて、ここで圧縮されながら吐出室１８から他方の吐出通路１１の第１通路部１１ａに吐出される。そして、第１脈動低減用チャンバ１３から第１通路８のポンプ側通路部８ａに吐出される。その後、同じく図１及び図３の実線矢印で示すように、第１脈動低減用チャンバ１３内に流入し、ここで渦巻き状態に旋回流動して、第２通路部１１ｂからさらに第２脈動低減用チャンバ１５内に流入して、ここで再び渦巻き状に旋回流動して吐出ポート１１ｃから図外の油通路を通って、油圧シリンダの一方の油圧室に供給され、ステアリングホイールの操舵アシスト力として機能する。
【００３０】
一方、今度はステアリングホイールを反対側つまり左方向へ回転操作すると、ポンプモータ１ａが逆転してギア歯車５，６を逆転させる。これによって、吸入通路（吐出通路）１１から吸入された作動油が、図１の破線矢印で示すように、ポンプ室１７内に吸入室１８を介して吸引されて、ここから吐出室１９を介して吐出通路（吸入通路）１２に吐出されるが、ここでも同じく第１脈動低減用チャンバ１４及び第２脈動低減用チャンバ１６内において渦巻き状に旋回流動しつつ吐出ポート（吸入ポート）１２ｃから他方の油圧室に供給され、ステアリングホイールの操舵アシスト力として機能する。
【００３１】
以上のように、この実施形態によれば、各吐出通路１１，１２に選択的に吐出された作動油は、各第１、第２脈動低減用チャンバ１３〜１６内においてポンプ脈動を抑制することができる。特に、作動油は各脈動低減用チャンバ１３〜１６内において渦巻き状の旋回流動しながら吐出され、つまり各脈動低減用チャンバ１３〜１６の内面に接触しながら流動するため、減衰効果が大きくなり脈動を効果的に低減させることができる。
【００３２】
しかも、前記各脈動低減用チャンバ１３〜１６は、従来のように、ポンプ室１７と直接連通させるのではなく、各吐出通路１１，１２の途中に形成したことから、吐出圧の低下が防止される。この結果、パワーステアリング装置の油圧シリンダ内での油圧上昇速度の低下が防止されて、アシスト作動応答性が向上する。
【００３３】
また、各脈動低減用チャンバ１３〜１６を、従来のようなポンプボディの内部に形成するのではなく、既存のポンプハウジング１やカムリング３及びサイドプレート４の各内部のデッドスペースを利用して形成したことから、該デッドスペースの有効利用が図れ、ポンプ装置の大型化と重量の増加を防止できる。
【００３４】
図８〜図１０は本発明の第２〜第４実施形態を示し、各脈動低減用チャンバ１３〜１６の吐出通路１１，１２に対する配置構成を変更したものである。
【００３５】
すなわち、図８に示す第２の実施形態では、第２通路部１１ｂ、１２ｂの上端部を第１脈動低減用チャンバ１３，１４の外端部の接線方向に沿って接続すると共に、下端部を第２脈動低減用チャンバ１５，１６の上端部のほぼ中央位置に接続したものである。
【００３６】
したがって、吐出された作動油は、実線矢印で示すように、第１脈動低減用チャンバ１１，１２内では小さな旋回流となってそのま第２脈動低減用チャンバ１５，１６内に流入するが、第２脈動低減用チャンバ１５，１６内では第１通路部１１ｂ、１２ｂから底面に向かって流入するため、内部で攪拌された状態になる。
【００３７】
図９に示す第３の実施形態では、第１実施形態とほぼ近似した配置構成であるが、各吐出ポート１１ｃ、１２ｃの上端部が第２脈動低減用チャンバ１５，１６の底面中央に接続されている。
【００３８】
図１０に示す第４の実施形態では、第２通路部１１ｂ、１２ｂの下端部が第２脈動低減用チャンバ１５，１６の上端部中央に接続され、また吐出ポート１１ｃ、１２ｃも第２脈動低減用チャンバ１５，１６の底面中央に接続されて第１脈動低減用チャンバ１１３，１４から全体がほぼ垂直に配置構成されている。
【００３９】
したがって、この実施形態では第２脈動低減用チャンバ１５，１６での旋回流は比較的小さくなる。
【００４０】
このように、各脈動低減用チャンバ１３〜１６を吐出通路１１，１２に形成し、かつ各脈動低減用チャンバ１３〜１６や吐出通路１１，１２の配置構成を適宜変更することによって、作動油の流れのチューニングを行うことができるので、減衰周波数を適宜設定して、さらに効果的な脈動低減効果を得ることが可能になる。
【００４１】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、希望の減衰周波数に応じて各脈動低減用チャンバや吐出通路をさらに異なる配置構成とすることも可能であり、またその数も自由に変更することができる。
【００４２】
また、この発明は、各実施形態のような可逆式（双方向式）ポンプばかりか一方向のポンプにも適用することができると共に、ギアポンプ以外にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポンプ装置の構造と作動油の流動作用を模式的に示した概略図である。
【図２】本発明のポンプ装置の第１実施形態を一部断面して示す全体構成図である。
【図３】同ポンプ装置のギア歯車から吐出ポートまでの展開図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図７】図２のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態の一部を示す概略図である。
【図９】本発明の第３実施形態の一部を示す概略図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の一部を示す概略図である。
【符号の説明】
１…ポンプハウジング
１ａ…ポンプモータ
２…ポンプカバー
３…カムリング
４…サイドプレート
５・６…ギア歯車
１１・１２…吐出通路（吸入通路）
１１ａ・１２ａ…第１通路部
１１ｂ・１２ｂ…第２通路部
１１ｃ、１２ｃ…吐出ポート（吸入ポート）
１３・１４…第１、第２脈動低減用チャンバ
１５・１６…第１、第２脈動低減用チャンバ
１７…ポンプ室
１８・１９…吐出室（吸入室）
【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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【図８】
2004211668.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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