(57)【要約】【課題】ポンプの振動を低いレベルに抑えることができる取付け構造を有しつつ、振動の起振源となるポンプの内部部品の振動も低いレベルに抑えた、低騒音な可変容量型ベーンポンプを提供する。【解決手段】エンジン側への取付穴３１ａ，３１ｃを、ロータの回転中心とカムリングの中心とを結ぶ線３０と直交しつつロータ中心を通る線３３を挟む位置に設け、かつ当該２個の取付穴とロータ中心とが成す角度αを鈍角とし、さらに、ロータを回転軸方向に挟む位置に取付穴３１ｄ設ける。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンに固定具を介して固定され、該エンジンの動力により駆動される可変容量型ベーンポンプであって、ポンプハウジング内に回転自在に収容され、周方向に等間隔に放射方向に指向して複数のベーン溝を有するロータと、前記ベーン溝に摺動可能に収容されたベーンと、前記ポンプハウジング内に移動変位可能に配置され、前記ロータの外周部との間にポンプ室を形成するように嵌装されているカムリングと、前記ポンプハウジング内のポンプカートリッジ収容空間の底部に回転不能に収容され、前記ロータと前記カムリングとの一側に摺接するサイドプレートと、前記ポンプハウジングの開口を塞ぎ、前記ロータと前記カムリングとの他側に摺接するカバープレートとを備えてなる可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記固定具の数を少なくとも３個以上設けるとともに、少なくとも２個以上の固定具を、前記ロータの回転中心と前記カムリングの中心とを結ぶ線と直交しつつ前記ロータ中心を通る線を挟む位置に設け、かつ当該２個の固定具の固定点と前記ロータ中心とが成す角度を鈍角とし、さらに、少なくとも２個以上の固定具を、前記ロータを回転軸方向に挟む位置に設けたことを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
【請求項２】
ポンプハウジング内に回転自在に収容され、周方向に等間隔に放射方向に指向して複数のベーン溝を有するロータと、前記ベーン溝に摺動可能に収容されたベーンと、前記ポンプハウジング内に移動変位可能に配置され、前記ロータの外周部との間にポンプ室を形成するように嵌装されて、前記ポンプ室の容積が最大となるようばねにより付勢力が与えられているカムリングと、前記ポンプハウジング内のポンプカートリッジ収容空間の底部に回転不能に収容され、前記ロータと前記カムリングとの一側に摺接するサイドプレートと、前記ポンプハウジングの開口を塞ぎ、前記ロータと前記カムリングとの他側に摺接するカバープレートとを備えてなる可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記カムリングに付勢力を与えるばねの伸縮に伴い、該ばねと擦れあう弾性部材を設けたこと構成したことを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
【請求項３】
ポンプハウジング内に回転自在に収容され、周方向に等間隔に放射方向に指向して複数のベーン溝を有するロータと、前記ベーン溝に摺動可能に収容されたベーンと、前記ポンプハウジング内に移動変位可能に配置され、前記ロータの外周部との間にポンプ室を形成するように嵌装されているカムリングと、前記ポンプハウジング内のポンプカートリッジ収容空間の底部に回転不能に収容され、前記ロータと前記カムリングとの一側に摺接するサイドプレートと、前記ポンプハウジングの開口を塞ぎ、前記ロータと前記カムリングとの他側に摺接するカバープレートとを備えてなる可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記ロータに回転駆動力を与えるシャフトを、鉄合金にチタンホウ化物粒子を複合化した材料にて形成したことを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量型ベーンポンプの低振動・低騒音化構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジン駆動式のポンプの取付構造として、エンジン側取付部とポンプ側取付部との間に弾性部材を介在させる構成が知られていた。例えば、その一例として、特開2001−６５３６１明細書がある。これについて説明すると、エンジン側取付部とポンプ側取付部との間に制振部材が介在していることにより、エンジンの振動が、エンジン側取付部からポンプ側取付部を介してポンプへ伝達されることが抑制されるため、ポンプの振動が抑制され、その結果ポンプでの騒音の発生が抑制される。また、制振部材により、エンジン側取付部とポンプ側取付部とが非接触状態に保持されるため、エンジンの振動に起因した両者の接触による騒音の発生が防止される。
【０００３】
また、従来、可変容量型ベーンポンプの制振構造として、サイドプレートにシムを介設した構成が知られていた。例えば、その一例として、特開２００１−５９４８１明細書がある。これについて説明すると、ポンプカートリッジ収容空間の底部壁面とサイドプレートとの間に、シムが介設されることにより、サイドプレートの両側面の隙間がなくなり、サイドプレートの振動が抑制されて、サイドプレートの振動に起因するポンプ振動の発生が低減される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６５３６１号公報
【特許文献２】特開２００１−５９４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開２００１−６５３６１号公報のポンプでは、制振部材によりポンプの振動を抑制しているものの、制振部材は一般に樹脂やゴムであるため、耐久性や経年変化について配慮が必要であり、使用環境によっては適用困難であるという課題があった。
【０００６】
また、特開２００１−６５３６１号公報のポンプでは、サイドプレートの振動は抑えているものの、これ以外の部材（例えばカムリング）の制振に関しては言及しておらず、ポンプの振動を低く抑えるには必ずしも十分ではないという課題があった。
【０００７】
本発明の目的は、取付部に制振部材を使えない場合であっても、ポンプの振動を低いレベルに抑えることができる取付け構造を有しつつ、振動の起振源となるポンプの内部部品の振動も低いレベルに抑えた、低振動・低騒音な可変容量型ベーンポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の可変容量型ベーンポンプは、車両のエンジンに固定具を介して固定され、該エンジンの動力により駆動される可変容量型ベーンポンプであって、ポンプハウジング内に回転自在に収容され、周方向に等間隔に放射方向に指向して複数のベーン溝を有するロータと、前記ベーン溝に摺動可能に収容されたベーンと、前記ポンプハウジング内に移動変位可能に配置され、前記ロータの外周部との間にポンプ室を形成するように嵌装されて、前記ポンプ室の容積が最大となるようばねにより付勢力が与えられているカムリングと、前記ポンプハウジング内のポンプカートリッジ収容空間の底部に回転不能に収容され、前記ロータと前記カムリングとの一側に摺接するサイドプレートと、前記ポンプハウジングの開口を塞ぎ、前記ロータと前記カムリングとの他側に摺接するカバープレートとを備えてなる可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記固定具の数を少なくとも３個以上設けるとともに、少なくとも２個以上の固定具を、前記ロータの回転中心と前記カムリングの中心とを結ぶ線と直交しつつ前記ロータ中心を通る線を挟む位置に設け、かつ当該２個の固定具の固定点と前記ロータ中心とが成す角度を鈍角とし、さらに、少なくとも２個以上の固定具を、前記ロータを回転軸方向に挟む位置に設けている。
【０００９】
これにより、ポンプ自身の油圧加振力の方向を考慮した、固定具の取付位置・取付数の設定がなされるので、ポンプ本体の振動を効果的に抑制して、騒音を低減することができる。
【００１０】
あるいは本発明の可変容量型ベーンポンプは、前記カムリングに付勢力を与えるばねの伸縮に伴い、該ばねと擦れあう弾性部材を設けている。
【００１１】
これにより、カムリングの振動を抑制し、カムリングの振動に伴い発生する油圧脈動、およびこれに伴うポンプ振動を低減して、ポンプの騒音を下げることができる。
【００１２】
また本発明の可変容量型ベーンポンプは、前記ロータに回転駆動力を与えるシャフトを、鉄合金にチタンホウ化物粒子を複合化した材料にて形成している。
【００１３】
これにより、プーリー／シャフト系の固有周波数を高くするとともに、固有周波数における振動振幅を小さくすることができるので、ポンプ脈動による加振周波数と前記の固有周波数とが共振して発生する騒音を低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、ポンプ自身の油圧加振力の方向に合わせ、ポンプ振動を低いレベルに抑えることができる取付構造を実現し、さらに、カムリングとシャフトの振動に伴うポンプ振動を低減できるので、低振動かつ低騒音な可変容量型ベーンポンプを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明による実施例について、以下図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１６】
図１は本発明の一実施例である可変容量型ベーンポンプの縦断面図であり、図２に示す横断面図におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
図２において、シャフト３はフロントボディ１，リアカバー２に対し、軸受１２，１３，１４を介して軸支されている。シャフト３はプーリー２２を介して図示しないエンジン等により回転駆動され、スプライン等により結合されたロータ４と一体になって回転する。図１において、フロントボディ１にはアダプタ７がはめこまれ、カムリング６がロータ４中心Ｏｒに対し、カムリング６中心Ｏｃを偏心させて配置してある。カムリング６は支持ピン８を中心にアダプタ７の内側を転がることが可能であり、回転数が増えると右方向へ揺動することで偏心量を減らし、一回転あたりの吐出量を下げポンプ全体の吐出流量を略一定に保つ機構を有している。ロータ４には複数のスリット状のベーン溝が設けられ、複数枚のベーン５が半径方向に摺動可能なように保持されている。隣り合う２枚のベーン５，ロータ４，カムリング６で囲まれた領域はポンプ室１９を構成し、この容積が増減することで吸入と吐出のポンプ作用を行う。図１において、ロータ４は反時計回りに回転しており、吸入ポート１０を介して作動油を吸入し、吐出ポート１１を介して外部へ吐出する。
【００１８】
以下、ポンプの可変容量機構について、少し詳しく説明する。図１において、ばね２０はカムリング６を初期状態において最大偏心位置に保持するためのものである。制御弁
１６はカムリング６の揺動位置を制御して可変容量制御を行うものであり、制御弁１６の左室にはポンプの吐出圧力をそのまま、右室にはオリフィスにより吐出圧力よりわずかに減圧された圧力が導かれている。回転数が上昇してポンプ吐出流量が増えるにつれ、オリフィスによる圧力損失が増えるため相対的に制御弁１６右室の圧力は左室より低くなり、制御弁１６は右方向に移動する。これにより制御ポート１８が開口し、カムリング６の左室に作動油が流れ込んで左室の圧力が上昇し、ばね２０に打ち勝ってカムリング６が右方向に揺動する。この際、回転数が増えるほどに揺動量が増えていくが、極めて微妙な圧力制御であるため、制御圧力のわずかな変動がカムリングの振動につながる。さらにカムリングの内面のポンプ圧力自体も変動しており、カムを揺動させるモーメントとなって作用するため、こちらもカムリングの振動を引き起こす要因となる。カムリングが振動するとポンプの吐出流量も変動し、結果として吐出圧力変動の増大を招き、振動，騒音が悪化するので避けなくてはいけない。
【００１９】
そこで、本実施例では摺動ゴム２１を設け、ばね２０の伸縮に伴って両者を擦れあわせるよう構成することで、カムリング６の振動に対し減衰を与えるようにした。これによりカムリング６の振動を低減することができるので、ポンプの振動，騒音を安定して低いレベルに保つことができる。なお、摺動ゴムは樹脂でもよく、作動油中で使うので温度変化が比較的少なくて済むため、耐久性も確保しやすい。
【００２０】
次に、ポンプの脈動発生メカニズムについて説明する。ベーンポンプでは吸入から吐出に切り替わる区間、吐出から吸入に切り替わる区間の２箇所でポンプ室１９内の圧力が急変し、これが脈動、および振動へとつながる。前者はポンプ室容積が最大になるポイント、すなわち図１におけるロータ中心Ｏｒとカムリング中心Ｏｃを結んだ線３０上のロータ４より左側の位置（時計の９時の位置）、後者は線３０上のロータ４より右側の位置（時計の３時の位置）である。一般に多く用いられる奇数枚ベーンの場合、両者が半ピッチずれているので、９時の位置と３時の位置の交互で脈動と、これに伴う加振力が発生する。すなわち、ロータ中心Ｏｒとカムリング中心Ｏｃを結んだ線３０の方向にポンプが加振されていることになる。
【００２１】
そこで、本発明では上記で説明したポンプの加振方向を鑑みて、ポンプ振動を抑えるべく、図３，図４および図５，図６に示すようポンプの取付け構造を工夫したものである。
【００２２】
まず、図３，図４の実施例について説明する。
【００２３】
図３において、３１ａ〜３１ｄはボルト取付穴であり、図４に示すようにエンジン側取付部３６に取付ボルト３２を介してフロントボディ１ａを固定する。線３０は上記で説明したポンプ加振力の方向であり、線３３は線３０と直交しつつロータ中心（＝シャフト３中心）を通る線である。この実施例では、線３３を挟むように２箇所の取付穴３１ａ，
３１ｂを設け、かつエンジン取付部３６との２箇所の固定部とロータ中心とが成す角αができるだけ大きく、少なくとも鈍角となるように構成している。これにより、加振方向の両側からポンプを支持するとともに、加振力の方向に対する取付けの剛性を高くできるので、ポンプ振動を小さく抑えることができる。逆にαが鋭角であるか、取付穴が線３３の片側にしかない場合は、ポンプ振動が大きくなることは明白である。
【００２４】
また、図３に示すように軸方向においても、加振源であるロータ（ここでは図示していない）を挟むように取付穴３１ａ，３１ｂに対して３１ｃ，３１ｄを設けている。これにより、線３０軸周りのポンプの揺動振動を抑えることができるので、ポンプをさらに低振動化して、低騒音な可変容量型ベーンポンプを提供できる。
【００２５】
次に、図５，図６の実施例について説明する。こちらはフロントボディ１ｂをブラケット３４，３５により図示しないエンジン取付部に固定する構成である。上記で説明した図３，図４の実施例と同様に、線３３を挟むように取付穴３１ａ，３１ｃが設けてあり、かつ取付位置とロータ中心が成す角αが鈍角となるようにしている。さらに図示しないロータを軸方向に挟むように取付穴３１ｄを設けている。以上により、ポンプの加振方向である線３０の方向の振動を効果的に低減するとともに、線３０軸周りのポンプの揺動振動も抑えることができるので、低騒音な可変容量型ベーンポンプを提供できる。
【００２６】
ここで、エンジン駆動のポンプにおいては回転数が広範囲に渡って変化するので、ポンプ構造系の固有周波数と共振して、大きな振動，騒音が発生するという課題がある。可変容量型ベーンポンプにおいては、プーリー／シャフト系におけるシャフトの曲げ、プーリーの首振りなどの振動モードが低い周波数域にあり、課題となる場合が多い。
【００２７】
このため本実施例の可変容量型ベーンポンプでは、鉄合金にチタンホウ化物粒子を複合化した材料にてシャフトを形成した。これにより、シャフト材のヤング率が通常の鋼の数倍に上がるので、図７に示すように、プーリー／シャフト系の固有周波数を大幅に上昇させることができる。しかも材料の剛性が高いので、固有周波数における振動振幅自体も低減できる。本構成によれば、プーリー／シャフト系の共振による振動，騒音が発生しても、低いレベルに抑えることができ、さらに図７に示すように、一般にエンジン騒音は高回転ほど大きくなるので、固有周波数を高めることでポンプからの騒音が相対的に小さくなり、高い商品性を確保できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の可変容量型ベーンポンプの一実施例を示す縦断面図。
【図２】本発明の可変容量型ベーンポンプの一実施例を示す横面図。
【図３】本発明の可変容量型ベーンポンプの取付構造の例を示す図。
【図４】図３の正面図。
【図５】本発明の可変容量型ベーンポンプの取付構造の例を示す図。
【図６】図５の正面図。
【図７】本発明の可変容量型ベーンポンプにおけるプーリー／シャフト系の振動特性を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１…フロントボディ、２…リアカバー、３…シャフト、４…ロータ、５…ベーン、６…カムリング、７…アダプタ、８…支持ピン、９…サイドプレート、１０…吸入ポート、
１１…吐出ポート、１２〜１４…軸受、１５…オイルシール、１６…制御弁、１７…吸入口、１８…制御ポート、１９…ポンプ室、２０…ばね、２１…摺動ゴム、２２…プーリー、３０…ロータ中心とカムリング中心を結ぶ線、３１…取付穴、３２…取付ボルト、３３…線３０と直交しつつロータ中心を通る線、３４，３５…ブラケット、３６…エンジン側取付部。
【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】
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【図７】
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