(57)【要約】【課題】各ギアの回転負荷の発生を防止しつつ各ギアの両側面側の隙間から各軸受孔内方向への作動油のリークを防止する。【解決手段】内部にポンプ室２０が形成されたカムリング４と、該カムリングの内部に回転自在に設けられた一対の駆動、従動ギア６，７と、カムリングの側面に配置されたサイドプレート５とを備えている。カムリングの両側面とこれに対向するポンプハウジング及びサイドプレートの各対向面との間に、プレート部材２８，２９を設け、各ジャーナル軸８ａ〜９ｂが挿通するプレート部材の各軸孔３０〜３３の孔縁部３０ａ〜３３ａを、軸受孔１２，１３，２３，２４の一端開口を閉塞するように内方へ延出形成して、ポンプ室から軸受孔内への作動油の流入を阻止した。【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部に配置され、内部にポンプ室が形成されたカムリングと、
前記ポンプ室の内部に回転自在に収容された回転部材と、
前記ポンプ室の少なくとも一方に設けられて、前記回転部材の端部に設けられた回転軸を回転自在に支持する軸受部と、
前記回転部材の回転に伴い前記ポンプ室に作動流体を吸入する吸入通路及びポンプ室から作動流体を吐出する吐出通路と、
前記カムリングの少なくとも一側面側に配置されて、前記回転部材の回転軸が軸孔を介して貫通したプレート部材とを備えた液体ポンプであって、
前記プレート部材の軸孔の内径を前記軸受部の外径よりも小さく設定すると共に、前記プレート部材のカムリング側の内側面側に、前記ポンプ室からの吐出圧を作用させたことを特徴とする液体ポンプ。
【請求項２】
前記軸孔の内径を、前記回転軸の外径に近い大きさに設定することにより、該軸孔の孔縁部によって前記軸受部の端部を覆うように形成したことを特徴とする請求項１に記載の液体ポンプ。
【請求項３】
前記カムリングの一側部側に、前記軸受部が設けられたサイドプレートを配置すると共に、
前記回転部材とプレート部材を鉄系金属材によって形成する一方、前記サイドプレートをアルミ合金材によって形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の液体ポンプ。
【請求項４】
前記吐出通路に脈動低減用チャンバを形成すると共に、前記プレート部材の内側面を前記脈動低減用チャンバ側に臨ませ、外側面を吐出圧よりも低圧の低圧部に臨ませたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体ポンプ。
【請求項５】
前記回転部材を正逆回転可能に形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体ポンプ。
【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パワーシリンダに油圧を供給する液体ポンプの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パワーステアリング装置などに用いられる液体ポンプは、一般に、カムリング内のポンプ室内で高い吐出圧が作用すると、駆動ギアと従動ギアの各両側面と該両側面に対向するポンプハウジングの一側面及びサイドプレートの一側面との間の隙間から作動流体がリークし、さらに各ギアの軸受部方向へ回り込んで外部に排出されてしまい、ポンプ効率が低下してしまうといった問題が従来から指摘されている。
【０００３】
そこで、かかる従来からの技術的課題を解決する１つの技術として、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。
【０００４】
概略を説明すれば、この液体ポンプは、ポンプハウジングの内部に配置されたギアケーシングの一側とリア軸受ケーシングの対応側面との間に可撓性板部材が介装され、この板部材に対してポンプ運転中に吐出圧がリア軸受ケーシングに形成した背圧付与孔を通して背圧が付与される。
【０００５】
これによって、前記板部材が弾性変形して、ギアケーシング及びギアの側面に押圧された状態になって、ギアの側面隙間が最小状態に覆われ、ポンプ作動流体の漏れを防止するようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
実開平７−４２４４６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の液体ポンプにあっては、前述のように、背圧付与孔からのポンプ吐出圧による背圧によってギア側面の隙間管理を行っているが、ポンプ吐出圧が降下しても前記板部材に対する背圧が降下しにくいおそれがある。すなわち、背圧室まで導く通路長が長くなっているため、この通路抵抗によって背圧の降下速度が緩慢になり、背圧室内に残圧が発生し易くなる。
【０００８】
したがって、前記背圧によってギアの側面隙間のバランスが崩れて、板部材がギアの側面に押し付けられてしまう。この結果、板部材とギアとの間の摩擦抵抗が大きくなって、該ギアの回転負荷となって、スムーズな回転が得られなくなる。
【０００９】
また、この液体ポンプを、いわゆる正逆回転可能な可逆式のポンプに適用した場合は、回転方向が切り替わった際に、背圧部が負圧状態になってしまうことから、前記板部材をギア側に押し付けることができず、前述の所期の作用効果を得ることができない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の液体ポンプの技術的課題に鑑みて案出されたもので、とりわけ、カムリングの少なくとも一側面側に配置されて、回転部材の回転軸が軸孔を介して貫通したプレート部材とを備え、該プレート部材の軸孔の内径を軸受部の外径よりも小さく設定すると共に、前記プレート部材のカムリング側の内側面側に、ポンプ室からの吐出圧を作用させたことを特徴としている。
【００１１】
したがって、この発明によれば、前記従来技術のような、背圧を利用してギア側面の隙間を消失させるのではなく、プレート部材の軸孔の内径を軸受部の外径より大きくすることによって、隙間から軸受部へ流入しようとする作動流体の流入を阻止する。これによって、ポンプ効率の低下を防止できる。
【００１２】
また、プレート部材には、カムリング側の内側面側に吐出圧が作用することから、該プレート部材が回転部材側面から引き離されて、回転部材を押付ける方向の力の発生を確実に防止できる。したがって、回転部材の回転負荷の発生を防止でき、回転部材を常時スムーズに回転させることが可能になる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記軸孔の内径を、前記回転軸の外径に近い大きさに設定することにより、該軸孔の孔縁部によって前記軸受部の端部を覆うように形成したことを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、軸孔の孔縁部が軸受部の端部を覆うように形成されていることから、作動流体の軸受部への流入をさらに確実に阻止することが可能になる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記カムリングの一側部側に、前記軸受部が設けられたサイドプレートを配置すると共に、回転部材とプレート部材を鉄系金属材によって形成する一方、前記サイドプレートをアルミ合金材によって形成したことを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、回転部材とプレート部材が、比較的硬度の高い鉄系金属材であることから、摺動による互いの摩耗の発生を防止できると共に、回転部材と摺動しないサイドプレートはアルミ合金材によって形成したことから、ポンプ全体の軽量化が図れる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記吐出通路に脈動低減用チャンバを形成すると共に、前記プレート部材の内側面を前記脈動低減用チャンバ側に臨ませ、外側面を吐出圧よりも低圧の低圧部に臨ませたことを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、脈動低減用チャンバ内に流入した作動流体は、内側面側の高い吐出圧と外側面側の低圧によってプレート部材を外方へ撓み変形させることから、かかる撓み変形作用によって吐出圧の脈動を効果的に低減させることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、前記回転部材を正逆回転可能に形成したことを特徴としている。
【００２０】
この発明は、前述のように、従来技術のようにプレート部材を背圧によりギア側に押し付けるのではなく、逆に回転部材（ギア）側から引き離すように作用させるので、吐出圧が切り替わる可逆式液体ポンプにも適用が十分可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる液体ポンプの実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００２２】
図１は本発明に係わる液体ポンプの一実施形態を示し、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、いわゆる可逆式液体ポンプ（ギアポンプ）に適用したものである。
【００２３】
すなわち、この液体ポンプは、一端側がほぼ筒状のポンプカバー２によって覆われ、他端部にポンプモータ３が取付られた横断面ほぼ矩形状のポンプハウジング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４と、該カムリング４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５と、前記カムリング４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図中上下一対の回転部材としての駆動ギア６及び従動ギア７とを備えている。
【００２４】
この駆動ギア６と従動ギア７は、外周に複数の歯部を有する鉄系金属材によって形成されて、それぞれの両側面の中央位置に回転軸であるジャーナル軸８ａ，８ｂ、９ａ，９ｂが一体に設けられている。
【００２５】
前記ポンプハウジング１は、図１、図２及び図４、図５に示すように、一端側の中央及びその上部位置に形成された軸受孔１２，１３内に、前記両ギア６，７の一方側の各ジャーナル軸８ａ、９ａを軸受する一方の軸受部であるニードルベアリング１０ａ，１１ａが保持されていると共に、前記両ギア６，７の噛み合い位置の両側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）１４、１５がほぼ水平に沿って形成されている。
【００２６】
また、前記各吸入、吐出通路１４、１５の外端部には、図５に示すように、正面ほぼ円形状の第１脈動低減用チャンバ１６、１７の一部を構成する第１ハウジング側チャンバ１６ａ、１７ａが形成されていると共に、該各第１ハウジング側チャンバ１６ａ、１７ａの下部には、第２脈動低減用チャンバ１８、１９の一部を構成する第２ハウジング用チャンバ１８ａ、１９ａがそれぞれ有底状に形成されている。
【００２７】
前記ポンプモータ３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３ａを介して前記駆動ギア６のジャーナル軸８ａ、８ｂ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３の電磁コイルに制御電流を出力している。
【００２８】
前記カムリング４は、図１〜図３、図４及び図６に示すように、鉄系金属材によってほぼ円盤状に形成されて、中央上下位置に前記各ギア６、７が回転自在に収容保持される繭型のポンプ室２０が形成されていると共に、前記両ギア歯車６，７の噛み合い位置となるポンプ室２０の中央両側に、前記吸入通路（吐出通路）１４、１５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）２１と吐出室（吸入室）２２が設けられている。
【００２９】
また、前記第１ハウジング側チャンバ１６ａ、１７ａと第２ハウジング側チャンバ１８ａ、１９ａと対応する位置に、それぞれ第１カムリング側チャンバ１６ｂ、１７ｂと第２カムリング側チャンバ１８ｂ、１９ｂがそれぞれ貫通状態に形成されている。
【００３０】
前記サイドプレート５は、図１、図２及び図７に示すように、アルミ合金材によってカムリング４とほぼ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形成された軸受孔２３，２４内に、前記両ギア歯車６，７の他方側のジャーナル軸８ｂ、９ｂを回転自在に支持する他方の軸受部であるニードルベアリング１１ｂ、１２ｂが保持されていると共に、前記第１カムリング側チャンバ１６ｂ、１７ｂと第２カムリング側チャンバ１８ｂ、１９ｂに対応する位置に、ポンプ吐出圧よりも十分に低圧な大気と連通する低圧室２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄが貫通形成されている。
【００３１】
また、前記ポンプハウジング１の一端側内部には、図５に示すように、下端部側に前記第１ハウジング側チャンバ１８ａと第２ハウジング側チャンバ１９ａにそれぞれ連通する大径な吸入ポート（吐出ポート）２５、２６がほぼ垂直方向に沿って形成されている。
【００３２】
さらに、前記カムリング４の両側面と該両側面にそれぞれ対向するポンプハウジング１の対向面及びサイドプレート５の対向面との間には、図１、図２及び図８に示すように、それぞれプレート部材２８，２９が介装されている。
【００３３】
この各プレート部材２８、２９は、外径が前記カムリング４の外径とほぼ同一に設定された鉄系金属板材によって円板状に形成され、その肉厚が比較的薄肉に形成されており、前記各駆動ギア６と従動ギア７のジャーナル軸８ａ〜９ｂに対応する位置に円形状の軸孔３０、３１，３２，３３が穿設されている。
【００３４】
この軸孔３０〜３３は、図２及び図８に示すように、その内径が前記各ジャーナル軸８ａ〜９ｂの外径に近い大きさに設定されて、各孔縁部３０ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａが前記軸受孔１２，１３、２３，２４の一端開口の外径、つまりニードルベアリング１０ａ〜１１ｂの外径より小さく設定されて、各軸受孔１２，１３，２３，２４を閉塞する形で内方へ延出し、これによって、前記各ニードルベアリング１０ａ〜１１ｂの各ギア６，７側の端部を覆うように形成されている。
【００３５】
また、前記一方側のプレート部材２８は、図４及び図８に示すように、前記第１、第２脈動低減用チャンバ１６，１７、１８，１９に対応する位置にハウジング側チャンバ１８ａ、１９ａとカムリング側チャンバ１８ｂ、１９ｂを連通する連通孔３４ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂがそれぞれ開口形成されている。一方、他方側のプレート部材２９は、一方側のプレート部材２８の連通孔３４ａ〜３５ｂに対応した部位２９ａ〜２９ｄには孔等か形成されず、したがって、この部位２９ａ〜２９ｄは、内面に前記第１、第２脈動低減用チャンバ１６〜１９内の吐出圧が作用すると共に、外面に前記サイドプレート５の各低圧室２７ａ〜２７ｄの低圧が作用するようになっている。
【００３６】
なお、前記両プレート部材２８，２９には、図８に示すように、前記吐出室（吸入室）２１，２２と吐出通路（吸入通路）１４，１５とを連通する矩形状の連通孔２９ｅ、２９ｆ（２８ｅ、２８ｆ）がそれぞれ貫通形成されている。
【００３７】
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３を介して駆動ギア６が例えば正転回動すると共に、これに噛み合った従動ギア７が反対方向に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。
【００３８】
これによって、図外のリザーバ内の作動油は、例えば、一方の
第１、第２脈動低減用チャンバ１６，１８を通過して吸入通路１４及び吸入室２１からポンプ室２０内に吸入されて、ここで圧縮されながら吐出室２１から他方の吐出通路１５へ吐出される。その後、図４に示すように、第１、２脈動低減用チャンバ１７、１９内に流入し、この両チャンバ１７，１９内において渦巻き状態に旋回流動して、吐出ポート２６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。
【００３９】
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３が逆転して両ギア６，７を逆転させる。これによって、吸入通路（吐出通路）１５から吸入された作動油が、ポンプ室２０内に吸入室２１を介して吸引されて、ここから吐出室２０を介して吐出通路（吸入通路）１４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１６及び第２脈動低減用チャンバ１８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）２５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。
【００４０】
以上のように、この実施形態によれば、各吐出通路１４，１５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１６〜１９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１６〜１９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１６〜１９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。
【００４１】
しかも、前記各脈動低減用チャンバ１６〜１９は、ポンプ室２０と直接連通させるのではなく、各吐出通路１４，１５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。
【００４２】
また、この実施形態によれば、前述のように、各プレート部材２８，２９の各軸孔３０〜３３が、孔縁部３０ａ〜３３ａによって各軸受孔１２，１３，２３，２４の一端開口を閉塞するように小さい内径に設定されていることから、図２の矢印で示すように、前記駆動ギア６と従動ギア７の噛み合い部６ａ、７ａ間で圧縮されて各ギア６，７の両側面側の隙間を伝って軸受孔１２，１３，２３，２４内へリークしようとする作動油は、前記各孔縁部３０ａ〜３３ａによって該軸受孔１２，１３，２３，２４内へ流入が阻止される。このため、ポンプ室２０内の作動油が各ニードルベアリング１０ａ〜１１ｂを伝って外部へリークするのを防止できる。
【００４３】
特に、各軸孔３０〜３３の孔縁部３０ａ〜３３ａが各ニードルベアリング１０ａ〜１１ｂの端部を覆うように形成されていることから、作動油の各ニードルベアリング１０ａ〜１１ｂ（軸受孔１２，１３，２３，２４）への流入をさらに確実に阻止することが可能になる。この結果、ポンプ効率の低下を防止することができる。
【００４４】
また、プレート部材２８，２９には、カムリング４側から内面側に吐出圧が作用することから、該プレート部材２８，２９がギア６，７の両側面から引き離される力が働き、ギア６，７方向への押付け力の発生が確実防止される。したがって、摩擦抵抗による各ギア６，７の回転負荷の発生を防止でき、各ギア６，７を常時スムーズに回転させることが可能になる。
【００４５】
また、摺動する前記各ギア６，７とプレート部材２８，２９が、比較的硬度の高い鉄系金属材であることから、摺動による互いの摩耗の発生を防止できると共に、ギア６，７と摺動しないサイドプレート５をアルミ合金材によって形成したことから、液体ポンプ全体の軽量化が図れる。
【００４６】
さらに、前記他方側のプレート部材２９は、所定部位２９ａ〜２９ｄの各内側面がカムリング４側の脈動低減用チャンバ１６ｄ〜１９ｂ内の高い吐出圧が作用し、外側面側が低圧室２７ａ〜２７ｄの低圧が作用することによって該所定部位２９ａ〜２９ｄが外方へ撓み変形することから、かかる撓み変形作用によって吐出圧の脈動を効果的に低減させることができる。
【００４７】
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プレート部材２８，２９の厚さを変更したり、各脈動低減用チャンバなど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。また、液体ポンプとしては、前記実施形態のギアポンプに限定されるものではなく、ベーンポンプやプランジャポンプなどにも適用することができ、回転部材としては、これらのロータに相当する。
【００４８】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体ポンプの一実施形態を一部断面して示す全体構成図である。
【図２】本実施形態の要部断面図である。
【図３】同実施形態に供されるポンプ室と両ギアを示す断面図である。
【図４】本発明の液体ポンプ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５】図２のＡ−Ａ線矢視図である。
【図６】図２のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図７】図２のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図８】本実施形態に供されるプレート部材を示す正面図である。
【符号の説明】
１…ポンプハウジング
２…ポンプカバー
３…ポンプモータ
４…カムリング
５…サイドプレート
６・７…両ギア（回転部材）
８ａ〜９ｂ…ジャーナル軸
１０ａ〜１１ｂ…ニードルベアリング（軸受部）
１４・１５…吐出通路（吸入通路）
１６・１８…第１、第２脈動低減用チャンバ
１７・１９…第１、第２脈動低減用チャンバ
２０…ポンプ室
２１・２２…吐出室（吸入室）
２８・２９…プレート部材
３０〜３３…軸孔
３０ａ〜３３ａ…孔縁部
【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】
2004332547.tif 000008
【図７】
2004332547.tif 000009
【図８】
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