(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のギヤを収容するキャビティの端部を閉塞する端部材とギアとの間に介在するサイドプレートと、
端部材及びサイドプレートの互いの対向面間に介在してサイドプレートをギヤの支軸の軸方向に移動可能に支持すると共にキャビティ内を高圧エリアと低圧エリアに仕切るオイルシールとを備えるギヤポンプにおいて、
前記端部材に設けられ前記オイルシールを収容する収容溝をさらに備え、
前記オイルシールは高圧エリアを取り囲む環状部を含む無端状をなし、前記環状部はサイドプレートの側面に略対応する略３の字状部を含み、
前記オイルシールは、前記環状部の略３の字状部の一対の端部間を接続することで略３の字状部と共に低圧エリアを取り囲む低圧側接続部をさらに含み、
前記オイルシールの低圧側接続部の断面幅を環状部の断面幅よりも狭くしてあることを特徴とするギヤポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記端部材はキャビティを形成するためのボディと別体に形成されたエンドカバーを含むことを特徴とするギヤポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記オイルシールの環状部は、前記略３の字状部と、この略３の字状部の一対の端部間を接続することで略３の字状部と共に高圧エリアを取り囲む高圧側接続部とからなることを特徴とするギヤポンプ。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一つに記載のギヤポンプを用いて操舵補助力を得ることを特徴とする動力舵取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに噛み合う一対のギアの回転によりポンプ作用をなすギヤポンプ及びこれを用いる動力舵取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ギヤポンプでは、一対のカバーにより両端が閉塞される筒状ボディのキャビティ内に、互いに噛み合う一対のギアを両側から挟む一対のサイドプレートを嵌め入れ、各サイドプレートにそれぞれ形成された一対の支持孔によって、各支軸の両端部をそれぞれ支持している。また、ギヤ同士の噛み合い位置を挟んだ両側に作動オイルの吐出室と吸込室を形成している。さらに、サイドプレートがギヤに接触する面の背面と、これに対向するカバーの面との間に略３の字状のオイルシールを介装し、この略３の字状のオイルシールによって、キャビティ内を高圧エリアと低圧エリアに区画している。
【０００３】
このオイルシールは、従来、前記のような高圧エリアと低圧エリアとを区画するシール機能の他に、高圧発生時に、サイドプレートのギヤ側側面が受ける油圧力に抗してサイドプレートの背面を弾力的に押圧することにより、サイドプレートのギヤ側側面とギヤの端面との間の緊迫力を維持し、これにより、サイドプレートのギヤ側側面に沿っての高圧側から低圧側への圧抜けを防止する機能を果たしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、前記の略３の字状のオイルシールはサイドプレートの周縁に沿うようにサイドプレートのカバー側側面に形成された略３の字状の収容溝に収容している。
したがって、ギヤポンプの組立時において、この略３の字状のオイルシールをサイドプレートの収容溝に一つずつ装着しながら組み立てることになり、このため、組立工数が多く、製造コストが高くなっている。
【０００５】
また、略３の字状のオイルシールの端部をキャビティ内に入れ込むことになるので、このときにオイルシールの端部がキャビティからはみ出す場合があり、これを防止するため慎重な作業が要求されるため、組立性が悪くなる。
また、カバーがキャビティを形成する筒状ボディと別体のエンドカバーである場合、略３の字状のオイルシールをサイドプレートの収容溝に組み付けた後に、エンドカバーを組み付けるときに、略３の字状のオイルシールが収容溝からはみ出してエンドカバーとサイドプレートの間に挟まれる不具合が生ずることがある（いわゆる噛み込み現象）。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、安価で組み立て易くしかも圧抜けのないギヤポンプ及びこれを用いる動力舵取装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
前記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、一対のギヤを収容するキャビティの端部を閉塞する端部材とギアとの間に介在するサイドプレートと、端部材及びサイドプレートの互いの対向面間に介在してサイドプレートをギヤの支軸の軸方向に移動可能に支持すると共にキャビティ内を高圧エリアと低圧エリアに仕切るオイルシールとを備えるギヤポンプにおいて、前記端部材に設けられ前記オイルシールを収容する収容溝をさらに備え、前記オイルシールは高圧エリアを取り囲む環状部を含む無端状をなし、前記環状部はサイドプレートの側面に略対応する略３の字状部を含み、前記オイルシールは、前記環状部の略３の字状部の一対の端部間を接続することで略３の字状部と共に低圧エリアを取り囲む低圧側接続部をさらに含み、前記オイルシールの低圧側接続部の断面幅を環状部の断面幅よりも狭くしてあることを特徴とするギヤポンプを提供するものである。
【０００８】
本発明では、オイルシールを無端状として端部材の収容溝に装着するようにしたので、従来のように略３の字状のオイルシールをサイドプレートの収容溝に組み入れてキャビティ内に嵌め込む場合と比較して、組み立て易くて製造コストを安くすることができる。また、従来の略３の字状のオイルシールのような端部がないので、組立時に端部のはみ出し等を考慮する必要がない結果、組み立て易い。さらに、オイルシールの環状部によって高圧エリアを取り囲むので、圧抜けを確実に防止することができる。
また、前記オイルシールは、前記環状部の略３の字状部の一対の端部間を接続することで略３の字状部と共に低圧エリアを取り囲む低圧側接続部をさらに含むので、低圧エリアから端部材に沿って油漏れが生ずることを確実に防止することができる。
また、前記オイルシールの低圧側接続部の断面幅を環状部の断面幅よりも狭くしてあるので、低圧側接続部の容量を低減することでオイルシール全体としての材料の量を低減できるので、製造コストを安くすることができる。なお、低圧側接続部であれば、高圧を受けることがないので、断面幅を狭くしても十分なシール性を確保できる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１において、前記端部材はキャビティを形成するためのボディと別体に形成されたエンドカバーを含むことを特徴とするものである。ギヤポンプの組立時において最後に組み付けられるエンドカバーの場合、従来の略３の字状をなす有端状のオイルシールとの組み合わせでは、略３の字状のオイルシールの特に端部が噛み込むおそれがあったが、本発明では、オイルシールが無端状であるので、エンドカバーの組み付け時に噛み込みが発生することがない。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２において、前記オイルシールの環状部は、前記略３の字状部と、この略３の字状部の一対の端部間を接続することで略３の字状部と共に高圧エリアを取り囲む高圧側接続部とからなることを特徴とするものである。本発明では、略３の字状部と高圧側接続部とで環状部を構成することで、圧抜けを防止することができる。しかも、高圧側接続部はサイドプレートに対向する必要がなく、高圧エリアのレイアウトに応じた自在なレイアウトを採用することが可能となる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一つに記載のギヤポンプを用いて操舵補助力を得ることを特徴とする動力舵取装置を提供するものである。本発明では、動力舵取装置において、請求項１ないし３の何れかと同様の作用効果を奏することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態に係るギヤポンプの縦断側面図であり、図２は別角度からの断面図であり、図３は図２のIII −III 線に沿う断面図であり、図４は図２のIV−IV線に沿う断面図であり、図５は図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、図６は図１のVI−VI線に沿う断面図である。
【００１４】
図２を参照して、本ギヤポンプＡは、例えば自動車の動力舵取装置（パワーステアリング装置）Ｂの油圧源として用いられる電動ギヤポンプである。本ギヤポンプＡでは、吐出口３７から排出される高圧の作動油がコントロールバルブＣＶを介して、ラック軸４３の同軸上に配置されたパワーシリンダ４４の何れか一方の油室４５（又は４６）に択一的に供給される一方、他方の油室４６（又は４５）の作動油がコントロールバルブＣＶを介してサブタンクＴへ戻され、これにより、パワーシリンダ４４の発生する油圧力によってラック軸４３を軸長方向に移動させるための操舵補助力を得る。
【００１５】
主に図２を参照して、本ギヤポンプＡは、駆動軸１（モータ軸）を有する電動モータ２と、ドライブジョイント３を介して前記駆動軸１と連動するポンプ軸としてのギヤの支軸４と、この支軸４を介して駆動される駆動ギア５と、この駆動ギア５に噛み合う従動ギア６と、これら駆動及び従動ギア５，６の噛み合いにより形成される吸込室７１，吐出室７２（図３参照）を有するポンプハウジング７とを備える。
【００１６】
図１を参照して、ポンプハウジング７は、キャビティ３０を有する筒状のボディ７ａと、ボディ７ａの両側を支持する第１及び第２端部材８，９とを備える。キャビティ３０の両側開放部は第２及び第１の端部材９，８にそれぞれ対向する一対のサイドプレート７ｂ，７ｃが嵌め入れられて閉塞され、これにより、キャビティ３０内にポンプ室７０が区画される。第１の端部材８により、ポンプハウジング７のエンドカバーが構成される。
【００１７】
第２端部材９の筒部９ｂの被嵌め込み部９３には有底円筒状のノイズダンパ筒２０が嵌め込み固定されている。このノイズダンパ筒２０は、前記吐出室７２に連通し且つ吐出室７２よりも大容積のキャパシティ室２０ａを有している。
図２を参照して、１０は第１端部材８と組み合わされた状態でボディ７ａ及びノイズダンパ筒２０の外側を覆う有底円筒状のタンクハウジングである。
図１，図２および図３を参照して、ポンプハウジング７のボディ７ａのポンプ室７０は、互いに連通する長円形をなし駆動ギア５及び従動ギア６を収容している。図１を参照して、ポンプハウジング７は、サイドプレート７ｂ，７ｃに穿設された２組の軸受孔１１，１２に、前記支軸４及びこの支軸４と平行な従動軸５１を介して駆動ギア５及び従動ギア６を交互に噛み合わせて回転自在に支持し、この噛み合い位置を挟んだ両側に図３に示すように前記吸込室７１及び吐出室７２を形成して、吸込室７１に吸込まれた作動油を前記駆動及び従動ギア５，６の歯間に受け入れ、ポンプ室７０の内周面との間に封止して吐出室７２に送り出すポンプ作用をなすように構成されている。図１において、４９，５０は各サイドプレート７ｂ，７ｃと、対応する第２及び第１端部材９，８の板壁部９ａ，８ａとの間をそれぞれ密封するオイルシールである。
【００１８】
オイルシール４９及びオイルシール５０を用いる封止構造は同様の構成であるので、エンドカバーである第１端部材８と対応するサイドプレート７ｃとの間を封止するオイルシール５０に則して説明する。図５を参照して、サイドプレート７ｃの背面７ｄ（サイドプレート７ｃのギヤ側側面の背面であり、第１端部材８の板壁部８ａと対向する側面である）には、オイルシール５０を収容するための溝が設けられておらず、図６に示すように、オイルシール５０は第１端部材８の板壁部８ａに形成された収容溝５２に収容されている。
【００１９】
図５及び図６を参照して、オイルシール５０は、無端状をなし、第１端部材８の板壁部８ａとサイドプレート７ｃの間に介在してサイドプレート７ｃをギヤ５，６の支軸４，５１の軸方向に移動可能に支持する。またオイルシール５０はキャビティ３０内を高圧エリアＨと低圧エリアＬに仕切る働きをしている。
具体的には、オイルシール５０は、第１端部材８の板壁部８ａとサイドプレート７ｃの背面との間の空間を、吸込室７１に連通する低圧エリアＬと吐出室７２に連通する高圧エリア７２に区画することのできる略３の字状部５３を備える。この略３の字状部５３はサイドプレート７ｃの背面７ｄに対応しているが、略３の字状部５３の一対の端部５４，５５はボディ７ａ及び第１端部材８の対向面間に延び出している。
【００２０】
また、オイルシール５０は、略３の字状部５３の端部５４，５５間を接続することで、略３の字状部５３と共同して高圧エリアＨを取り囲むための環状部５８を構成する高圧側接続部５６を備える。さらに、オイルシール５０は、略３の字状部５３の端部５４，５５間を接続することで、略３の字状部５３と共同して低圧エリアＬを取り囲むための低圧側接続部５７を備える。高圧側接続部５６及び低圧側接続部５７はボディ７ａと第１端部材８の板壁部８ａとの間に配置される。
【００２１】
図６のVII −VII 線に沿う断面図である図７を参照して、低圧側接続部５７の断面幅Ｗ２を環状部５８の略３の字状部５３や高圧側接続部５６の断面幅Ｗ１よりも狭くしてある。低圧側接続部５７の容量を低減することでオイルシール５０全体としての材料の量を低減できるので、製造コストを安くすることができる。なお、低圧側接続部５７であれば、高圧を受けることがないので、断面幅Ｗ２を狭くしても十分なシール性を確保できる。また、収容溝５２の溝幅も各部５３，５６，５７の断面幅Ｗ１，Ｗ２に相当させてあるが、収容溝５２の深さは均一にしてあり、各部５３，５６，５７の高さも均一にしてある。
【００２２】
オイルシール４９の封止構造についてもオイルシール５０と全く同様の構成である。なお、図５を参照して、サイドプレート７ｃの背面７ｄには、低圧エリアＬにおいて各支持孔１１，１２と吸込室７１とをそれぞれ連通する一対の連通溝６０が形成されている。
図３を参照して、ボディ７ａの一箇所には、前記ポンプ室７０に開口する吸込口７３が、反対側には図２及び図３に示すように軸長方向に貫通する第２吐出油路７４が、さらに一方のサイドプレート７ｂには、前記吐出室７２に開口する吐出口を有する第１吐出油路７５（図２参照）がそれぞれ設けられている。図３を参照して、吸込口先であるタンクハウジング１０に連通する第１吸込管２９と、吸込口７３を形成するＬ字形の第２吸込管２７の間は、後記する低圧室の内周面に沿って上向きに延びるゴム製の消音管８０が接続されて、前記駆動及び従動ギア５，６の１組の噛み合い歯部間に封止された圧油が吸込室７１に戻されるときに生ずる音を消すことができるようにしている。前記の第１吸込管２９、消音管８０および第２吸込管２７により吸込油路３５が形成されている。
【００２３】
図２を参照して、吐出油路３６は、サイドプレート７ｂに穿設された前記第１吐出油路７５、第１連通孔９１、キャパシティ室２０ａ、第２連通孔９２、ポンプハウジング７のボディ７ａに形成された第２吐出油路７４、および第１端部材８に形成され連結口３７で開口するＬ字状の第３吐出油路８１を含む。前記の連結口３７は外部の吐出先、例えば動力舵取装置ＢのコントロールバルブＣＶへの管路に連結される連結口である。
【００２４】
図１及び図２を参照して、ボディ７ａを支持する第１端部材８は、前記電動モータ２のモータハウジング２ａに着脱可能に取り付けられ、さらに第２端部材９は、図３に示すように前記ボディ７ａの外面に沿って配置される４本の固定ボルト４０を介して前記第１端部材８の板壁部８ａ（図１参照）に着脱可能に取り付けられ、この第２端部材９の取り付けにより前記ボディ７ａを挟着固定するようにしている。
【００２５】
図２を参照して、第２端部材９は、前記第１吐出油路７５に連通する第１連通孔９１及び該第１連通孔９１と平行状に穿設された第２連通孔９２を有し、ボディ７ａの軸長方向一端に対接する板壁部９ａと、該板壁部９ａの外周部に連設された筒壁部９ｂとを備え、該筒壁部９ｂの開放端側内周に、後述する嵌め込み固定部２３がねじ嵌合される被嵌め込み部９３を設け、この被嵌め込み部９３の雌ねじに、第１吐出油路７５を介して前記吐出室７２に連通し、前記吐出室７２よりも大容積のキャパシティ室２０ａを有する有底のノイズダンパ筒２０を着脱可能に取り付けている。
【００２６】
筒壁部９ｂは、ノイズダンパ筒２０の開放端から底にかけて挿嵌される長さを有し、該筒壁部９ｂの板壁部９ａ側内周面と前記ノイズダンパ筒２０の開放部外周面との間にシール体１３を介在させて圧油の洩れを防止している。また、前記筒壁部９ｂの開放端側外周面には、二つの回転止め突起９４，９４を１８０度の位相差で一体に突設している。
図１及び図２を参照して、ノイズダンパ筒２０は、筒部２１の底部２２近くを嵌め込み固定部２３とし、該嵌め込み固定部２３の外周面には、前記雌ねじに螺合する雄ねじを設け、該雄ねじ部の雌ねじ部への螺着により、第２端部材９の被嵌め込み部９３に着脱可能に取り付けている。
【００２７】
図２及び図４を参照して、ノイズダンパ筒２０の底部２２の外周には、複数個の係合用凹部２４を周方向に等間隔で設け、この係合用凹部２４に工具を係合させ、さらに前記第２端部材９の回転止め突起９４に工具を係合させた状態でノイズダンパ筒２０を回すことにより、第２端部材９を共回りさせることなくノイズダンパ筒２０を取り付けることができるようにしている。
図２を参照して、第１端部材８は、前記第２吐出油路７４に連通する略Ｌ字形の第３吐出油路８１と、該第３吐出油路８１に開口するリリーフ油路８２と、該リリーフ油路８２に装着するリリーフ弁１４を介して前記リリーフ油路８２に連通する環状の油戻し路８３と、前記支軸４が挿通される挿通孔８４とを備える。この挿通孔８４とこれを貫通する支軸４との間はオイルシール１５によって封止されている。油戻し路８３は、前記タンクハウジング１０内に画成される低圧室１６と連通し、リリーフされた作動油を低圧室１６に戻すことができるようになっている。
【００２８】
リリーフ弁１４は、リリーフ通路８２を閉じる弁体１４ａと、該弁体１４ａを付勢する弁ばね１４ｂと、これら弁体１４ａ及び弁ばね１４ｂを保持する弁ハウジング１４ｃとを備えたカートリッジタイプであり、リリーフ通路８２を着脱自在に挿嵌保持され、前記第３吐出油路８１の過圧時、前記弁体１４ａが開くようにしている。また、弁ハウジング１４ｃは、前記第２ハウジング支持体９の板壁部９ａに当接して抜け止めされている。
【００２９】
タンクハウジング１０は、その開口部鍔縁１０ａに突き当てられたクランプ環１７及び該クランプ環１７を軸長方向に貫通する４本の固定ボルト４０を介して第１端部材８の一側面に着脱可能に取り付けられている。
タンクハウジング１０の内側は、作動油を収納する油タンクとして利用される。このタンクハウジング１０内に円形の仕切板１８を嵌め込み固定し、該仕切板１８と第１端部材８との間に、前記ボディ７ａ、第２端部材９及びノイズダンパ筒２０を囲繞する低圧室１６を、仕切板１８と底部１０ｂとの間にリターン室１９をそれぞれ画成している。このリターン室１９には、動力舵取装置ＢのサブタンクＴから返油管４２を通しての自由落下により作動油が供給され、さらにこのリターン室１９から仕切板１８の複数の油戻し穴１８ａ（図４参照）を経て減圧して低圧室１６に満杯になるまで供給される。
【００３０】
さらに前記第２端部材９の板壁部９ａには、前記吐出室７２に開口する弁孔９５が設けられ、該弁孔９５に弁体４７及び該弁体４７を付勢する弁ばね４８を有するチェック弁４１を設け、油圧作動機器の一方側作動室に圧油が供給されている状態で前記電動モータ２が故障などにより停止した場合、圧油が供給されている高圧側油圧路の作動油の一部を吐出室７２からチェック弁４１を経てノイズダンパ筒２０内へ返戻することができるようにしている。
【００３１】
以上のような構成のギヤポンプＡは、電動モータ２の駆動により、駆動軸１、支軸４（ポンプ軸）を介して駆動ギア５及び従動ギア６が回転し、これら駆動及び従動ギア５，６の回転に伴い低圧室１６の作動油が、吸込油路３５の消音管８０および第２吸込管２７から吸込室７１に吸い込まれ、さらに各歯部間の空間とギア室内周面とにより画成される各油室が吐出室７２に開放される都度、圧油が発生し、この圧油が吐出油路３６を介して吐出先に供給される。
【００３２】
本実施の形態によれば、オイルシール５０を無端状としてエンドカバーとしての第１端部材８の収容溝５２に装着するようにしたので、従来のように略３の字状のオイルシールをサイドプレートの収容溝に組み入れてキャビティ内に嵌め込む場合と比較して、組み立て易くて製造コストを安くすることができる。また、従来の略３の字状のオイルシールのような端部がないので、組立時に端部のはみ出し等を考慮する必要がない結果、組み立て易い。さらに、オイルシール５０の環状部５８によって高圧エリアＨを取り囲むので、圧抜けを確実に防止することができる。
【００３３】
特に、ポンプハウジング７のボディ７ａと別体に形成されたエンドカバーである第１端部材８は、ギヤポンプＡの組立時において最後に組み付けられるため、従来の略３の字状をなす有端状のオイルシールとの組み合わせでは、略３の字状のオイルシールの特に端部が噛み込むおそれがあったが、本実施の形態では、オイルシール５０が無端状であるので、エンドカバーとしての第１端部材８の組み付け時に噛み込みが発生することがない。
【００３４】
また、オイルシール５０の高圧側接続部５６はサイドプレート７ｃに対向する必要がなく、高圧エリアＨのレイアウトに応じた自在なレイアウトを採用することが可能となる。例えば、図８に示すように、吐出油路３６のうち、エンドカバーとしての第１端部材８に形成される略Ｌ字形の第３吐出油路８１が、板壁部８ａにおいて略３の字状部５３から比較的離れた位置に開口８１ａを有する場合には、高圧側接続部５６の途中部に迂回部５６ａを設けて、開口８１ａを含む広い高圧エリアＨをシールすることができる。
【００３５】
なお、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、例えば、本発明のギヤポンプを動力舵取装置以外の装置の流体圧源として用いることができ、その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の油圧ポンプとしてのギアポンプの断面図である。
【図２】ギアポンプの別角度からの断面図である。
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図１のVI−VI線に沿う断面図である。
【図７】図６のVII −VII 線に沿う断面図である。
【図８】本発明の別の実施の形態において、図６に相当する断面図である。
【符号の説明】
Ａ    ギヤポンプ
Ｂ    動力舵取装置
１    駆動軸
２    電動モータ
４    支軸
５    駆動ギア
６    従動ギア
７    ポンプハウジング
７ａ  ボディ
７ｂ，７ｃ  サイドプレート
７ｄ  背面（サイドプレートの側面）
８    第１端部材（エンドカバー）
９    第２端部材
８ａ，９ａ  板壁部
３０  キャビティ
Ｈ    高圧エリア
Ｌ    低圧エリア
４３  ラック軸
４４  パワーシリンダ
４５，４６  油室
ＣＶ  コントロールバルブ
Ｔ    サブタンク
４９，５０  オイルシール
５２  収容溝
５３  略３の字状部
５４，５５  端部
５６  高圧側接続部
５６ａ  迂回部
５７  低圧側接続部
５８  環状部
Ｗ１，Ｗ２  断面幅
【図１】
0004082034.tif 000002
【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】
0004082034.tif 000009