(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーンポンプであって、複数の羽根を受け入れるロータと、前記ロータを密封するように圧力を加える２枚の圧力プレート（17.1,17.2）とを備え、前記プレートの一方は前記ベーンポンプの送出し側に配置され、他方が対向側に配置されており、さらに、前記複数の羽根を囲みそれぞれ２つの吸引および吐出領域を形成するカムリングとを備え、前記送出し側の圧力プレート（17.1）は、出口オリフィス（53.1,53.2）を備え、かつ、前記対向側の圧力プレート（17.2）は、吐出領域と羽根下領域の間の流体連通を形成する入口オリフィス（63a,63b）および出口オリフィス（59）を備え、前記対向側の圧力プレート（17.2）の出口オリフィス（59）は吐出領域と、前記圧力プレート（17.2）により部分的に定められた圧力空間（61）の間で流体を連通させ、
前記対向側の前記圧力プレート（17.2）は上方の吐出領域と下方の吐出領域の間に流体抵抗を構成することを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記対向側の圧力プレート（17.2）に備えられた前記複数のオリフィスは、前記吐出領域と少なくとも一つの羽根下領域の間で流体を連通させ、同時に、前記圧力空間（61）に流体を連通させる請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項３】
ベーンポンプであって、複数の羽根を受け入れるロータと、前記ロータを密封するように圧力を加える２枚の圧力プレート（17.1,17.2）とを備え、前記プレートの一方は前記ベーンポンプの送出し側に配置され、他方が対向側に配置されており、さらに、前記複数の羽根を囲みそれぞれ２つの吸引および吐出領域を形成するカムリングとを備え、前記送出し側の圧力プレート（17.1）は、吐出領域と羽根下領域の間の流体連通を形成する第１の入口オリフィス（63a,63b）および第１の出口オリフィス（53.1,53.2）を備え、前記対向側の圧力プレート（17.2）は第２のオリフィス（59）を含み、前記第２のオリフィスは吐出領域と、前記対向側の圧力プレート（17.2）により部分的に定められた圧力空間（61）の間で流体を連通させ、
前記対向側の前記圧力プレート（17.2）は上方の吐出領域と下方の吐出領域の間に流体抵抗を構成することを特徴とするベーンポンプ。
【請求項４】
前記送出し側の圧力プレート（17.1）に備えられた前記複数のオリフィスは、前記吐出領域と少なくとも１つの羽根下領域の間で流体を連通させる請求項３に記載のベーンポンプ。
【請求項５】
前記対向側の圧力プレート（17.2）に設けられた少なくとも一つのオリフィスは、その流路面積が前記送出し側の圧力プレート（17.1）の一つの出口オリフィス（53.1,53.2）の流路面積の１／３より小さい請求項１または３に記載のベーンポンプ。
【請求項６】
前記ベーンポンプの据付位置との関係で上方の位置にある前記吐出領域が前記圧力空間（61）に流体連通している請求項１または３に記載のベーンポンプ。
【請求項７】
前記ベーンポンプの据付位置との関係で下方の位置にある前記吐出領域が前記圧力空間（61）に流体連通している請求項１または３に記載のベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
説明
本発明は請求項１の前提部分に従うベーンポンプに関する。
本明細書で参照される形式のベーンポンプは周知である。これらのベーンポンプはロータを備えており、ロータの周壁部には複数の羽根を受け入れる複数の溝が形成されている。ロータはカムリング内で回転する。このカムリングには２つの三日月型送出し空間を形成するのが好ましく、これらの空間で羽根が延びる。ロータの回転時には、容積拡大空間および容積減少空間が得られる。したがって、ベーンポンプが作動中には、吸引および吐出領域が確保される。本明細書で参照される類のカムリングの場合には、２つの個別ポンプ部分があり、それぞれが吸引および吐出領域を備えている。
吐出領域は、側部、すなわち出口または送出し側では、密封支持圧力板により定められ、送出し側の反対側では、たとえばベーンポンプのケーシングにより定められている。
ベーンポンプが作動中に熱くなって停止すると、上方に位置する羽根は重力によってロータに形成された溝に滑り込む。したがって、吸引および吐出領域間が分離されなくなり、１つのポンプ部分、すなわち上方部分に実質的に短絡が発生する。対抗側では、重力の結果として、羽根が溝から滑り出るか溝の外側にあるので、依然として分離されている。
ベーンポンプにより送出される油圧油などの流体が冷たくなると、その粘度が増加するので、羽根の動作が鈍くなる。ポンプが作動を始めると、依然として分離されているポンプ部分が流体を送り出すことになる。しかし、送出し容量は大幅に低下する、というのは、送出し下方吐出領域から対抗する上方吐出領域と吸引領域に至るまでの液圧接続がなされているためである。
吐出領域がケーシングにより密封されていても、不本意な漏れがしばしば発生する。これは、カムリング内の圧力によりケーシングがロータから曲げて離れるので漏れ隙間が大きくなるためである。ケーシングによる密封の代りに、他の圧力プレートを用いれば漏れを抑えられる。この圧力プレートは、出口または送出し側の圧力プレートとほぼ同一形状に設計されており、２つのポンプ部分の吐出領域にそれぞれ開いている複数のダクトを備え、これらのダクトは圧力プレートとケーシング間の圧力空間と接続している。
ポンプが起動したときの短絡についての上述の問題は、本実施例では一層深刻になる。というのは吐出領域間の送出し側への接続に加えて、吐出側の対抗側に対応する液圧接続が存在しているからである。
したがって、本発明の目的は、極めて良好な冷態起動特性を備え、さらに漏洩がほとんど発生しないベーンポンプを提供することにある。
上記の目的は、請求項１に記載の特色を含むベーンポンプにより達成される。ベーンポンプには２枚の圧力プレートが備えられており、両プレートともロータを密封するように圧力を加えている。送出し側の反対に位置する圧力プレートは、好ましくは下方にある吐出領域と閉鎖圧縮空間を流体連通させるオリフィスを備えている。したがって、圧力はこの圧力空間で形成され、前記圧力は圧力プレートをロータの方にいくぶん曲げ、ロータ上に密封するように圧力プレートを押し付ける。吐出領域に圧力が形成された結果、同様に、送出し側の圧力プレートがロータ上に密封するように圧力プレートを押し付ける力を被る。さらに、圧力空間を介した２つの吐出領域間の短絡は、送出し側の反対側にある圧力プレートにおける２つの吐出領域の１方だけに圧力空間を接続することで回避される。ポンプの他の吐出領域は、圧力プレートにより圧力空間に対して密封される。
有益な実施例において、送出し側の反対側の圧力プレートの流体接続部の少なくとも１つには通路領域があり、この通路領域は、送出し側の圧力プレートの出口オリフィスの通路領域の１／３より小さい。
本発明の他の有益な実施例では、圧力プレートは、圧力空間を閉鎖し、下方の吐出領域を圧力空間に接続するオリフィスを含んでおり、このオリフィスは比較的小さい。このオリフィスは圧力空間から他の下方吐出領域に開いている。このオリフィスの助けで、ポンプが作動すると圧力空間に通風が発生し、その結果としてノイズが減少する。この通風オリフィスによる短絡を防ぐために、この通風オリフィスを、粘度の高い冷めた流体への液圧抵抗が極めて高くなるように設計しなければならない。
他の有益な実施例では、送出し側の反対側の圧力プレートにオリフィスが備えられており、前記オリフィスは装備位置の上方にある吐出領域を圧力空間に接続する。下方吐出領域は、圧力プレートにより圧力空間から密封されている。
有益な実施例では、さらに、送出し側の反対側の圧力プレートが２つのオリフィスを備えている。これらのオリフィスはそれぞれ吐出領域と圧力空間を接続し、その液圧抵抗は高い。この場合には、２つの抵抗の和が、冷態起動段階における短絡を回避可能な値を越えていなければならない。
本発明の他の有益な実施例は従属項に集められている。
本発明は、以下に示す図面を参照しながら例示実施例により一層詳細に説明される。
図１は、ベーンポンプの概略断面図を示す。
図２ａおよび図２ｂは、ベーンポンプの２つの圧力プレートを示す。
図３ａないし図３ｆは、それぞれ異なるよう設計された４つのベーンポンプの概略図を示す。
より理解を深めるために、最初に、ベーンポンプの設計を図１を参照しながら概略的に説明する。このベーンポンプは、ケーシング１を含み、このケーシング１には、出口に続くダクト３が備えれられている。たとえば操舵支援装置などの使用装置には、油圧油などの流体が出口から供給される。
ケーシングの円形内部５はカムリング７とロータ９を受け入れる。ロータ９の周面には複数の羽根８を受け入れる複数の溝が形成されている。ロータ９は、駆動軸１１を軸に回転するので、羽根８はカムリング７内で移動し、カムリング７の内部５は、送出し空間としても設計される２つの三日月型自由空間を形成するように設計され、これらの自由空間に羽根が延びる。ロータの回転中に容積が増減する、いわゆる羽根隔室は、周面方向に見て、それぞれ隣接する２枚の羽根の間に配置されている。それにより、吸引および吐出領域が形成される。カムリング７とロータ９の各端面は、圧力プレート１７．１および１７．２により密封面として形成される。送出し側に面する圧力プレート１７．１が下方に送出し側圧力プレートとして設計され、他の圧力プレート１７．２は圧力室側圧力プレートとして下方に設計されている。したがって、２枚の圧力プレート１７．１、１７．２と、カムリング７と、ロータ９とから形成された構成部がケーシングの内部５に配置されることとなる。少なくともダクト３または出口に接している送出し側圧力プレート１７．１は、羽根隔室により送り出された油圧油が当該圧力プレートから送り出されて、圧力プレートとケーシングの内部の間に形成された出口領域に入り込み、その領域から使用機械に送られるように設計されている。
ベーンポンプは、吐出領域において、油圧油がロータの内部に位置する羽根の下側、いわゆる羽根下領域に到達し、圧力をかけるように設計されている。羽根下領域の超過圧力の結果、羽根は、溝から半径方向外側に押し出され、それにより、カムリングの内側に密封するように圧力を受ける。
ロータ９に接する２枚の圧力プレート１７．１と１７．２の表面は、図２ａと図２ｂそれぞれの上面図に図示されている。２つの吸引領域２１と２つの腎臓型吐出領域２３がそれぞれ明確に示される。羽根下領域のほぼ環状の溝２５が図２ａによる圧力空間側圧力プレート１７．２のさらに内方向に備えられている。対照的に、ほぼ環状の４つの独立溝２７が、図２ｂによる送出し側圧力プレート１７．１に形成されている。
圧力空間側圧力プレート１７．２の腎臓型吐出領域２３が丸いダクト２９に合流していることが図２ａからも理解できる。ダクト２９の少なくとも１方または両方には通過領域、すなわち、横断面通過領域が備えられている。この領域は送出し側圧力プレート１７．１の吐出領域２３の通過領域の１／３より小さい。
図３は、極めて単純化されたベーンポンプの４つの異なる実施例を例示している。圧力プレートを本質的に異なるよう設計することが重要である。したがって、他の細部、特に、ロータ、羽根、軸などは図示されていない。
図３ａのベーンポンプには、ロータの出口または送出し側Ｆおよび対抗圧力空間側Ｄの両方に圧力プレート１７．１と１７．２それぞれを備えている。２枚の圧力プレート１７は、カムリングとロータ５１を密封するように圧力を加えて、油圧油が吐出領域から漏洩しないように設計されている。
図３ａの送出し側圧力プレート１７．１には、２つの出口ダグト５３．１と５３．２が示される。これらの出口ダクト５３．１と５３．２はそれぞれ吐出領域と送出しまたは出口領域５５の間で流体連通を形成する。
対抗側では、圧力空間側圧力プレート１７．２がロータ５１に圧力を加えている。同様に、プレート１７．２もダクト５９を備えており、このダクト５９は図面の下方に見られる吐出領域ＵＤと圧力空間６１の間の流体連通を形成する。この圧力空間６１は、一方で、圧力空間側圧力プレート１７．２により形成され、他方で、ケーシングにより形成されている。
さらに、他のオリフィス６３ａ、６３ｂは圧力空間側圧力プレート１７．２に備えられており、前記オリフィスは羽根の各羽根下領域に開いている。したがって、流体連通が下方の吐出領域と少なくとも１つの羽根下領域の間で形成されている。
図３ａに明瞭に示してあるように、圧力空間側圧力プレート１７．２には、図の上方に示してある吐出領域ＯＤに指定されたダクトが備えられてない。したがって、この上方吐出領域は、圧力空間６１に接続されていない。上方吐出領域（ここでは短絡が発生している）と下方吐出領域の間での起動段階における短絡がこのようにして防げる。この場合には、短絡を防ぐ適切な手段がさらに送出し側で取られていることを前提としている。したがって、たとえば、送出し側に、ウエブやプレートとして設計された液圧抵抗により流体が下方吐出領域から上方吐出領域または冷態起動段階の出口領域に流れないようになる。
図３ｂに示す実施例が上記の実施例と異なるのは、羽根下領域に開かれたオリフィス６３が圧力空間側圧力プレート１７．２ではなく送出し側圧力プレート１７．１に備えられている点のみである。さらに、圧力プレート１７．２のダクト５９は下方吐出領域ではなく、上方吐出領域に割り当てられている。しかし、この結果として、起動段階の後で２枚の圧力プレートの作動方式は変わることはない。
第３の実施例が図３ｃに示されている。この実施例は図３ａに示す実施例と本質的に同一である。
しかし、第３実施例は、圧力空間側圧力プレート１７．２において、本質的に通風機能として作用し上方吐出領域の圧力空間６１と接続されている小型ダクト６５が備えられている点で異なっている。この場合、ダクト６５の横断面は、液圧抵抗、なかでも粘度の高い冷たい油圧油に対する抵抗が極めて高くなるように設計されている。いかなる場合でも、冷態起動段階において、下方吐出領域から圧力空間６１とダクト６５を介して短絡が発生する下方吐出領域に、そして吸引領域内への油流が実質的に防げるように抵抗を極めて高くすべきである。
この通風ダクト６５の機能は、圧力空間６１の上方領域を循環する空気を追い出すことである。したがって、この通風ダクト６５は上方吐出領域に指定されていなければならない。結果として達成されることになる圧力空間６１の通風によりノイズが低下する。
図３ｄは、他の実施例を示す。この実施例では、圧力空間側圧力プレート１７．２に２つのダクト７１を備えている。上方ダクト７１．１は上方吐出領域を圧力空間６１に接続し、下方ダクト７１．２は下方吐出領域を圧力空間６１に接続する。この場合は、粘着性のある冷たい油への２つの個々のダクト液圧抵抗の和が圧力空間６１を介して２つの吐出領域間で油流が発生しなくなるように２つのダクト７１の横断面が選択されている。
結果として、通風機能に関しては、このポンプをどこに配置しても自由である。というのは循環空気を追い出す通風ダクトはどの場合も、ポンプの装備位置とは無関係に、圧力空間の上方領域に配置されるからである。
図３ｅと図３ｆは、どのようにすれば圧力空間側で、たとえば図３ｄに示す小さな横断面の代りに使用可能な液圧抵抗をうみだすことができるかに関する２つの他の模範実施例を示す。すなわち、一方では、ウエブ７７はケーシングに備えられ、前記ウエブは下方および上方吐出領域間で冷態起動段階における油流を定める。ケーシング上でのウエブ７７の形成に加えて、当然のことながら、ウエブは、図３ｆに示すように、圧力プレート１７．２にも形成可能である。当然、液圧抵抗の他の実施例も考えられる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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