(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシングに挿入されるポンプ軸に固定して回転駆動されるとともに、多数のベーンを溝に収容して半径方向に移動可能としてなるロータと、
ポンプケーシングの嵌装孔に嵌装されるアダプタリングと、
アダプタリングに嵌装され、ロータの外周部との間にポンプ室を形成するカムリングと、
カムリングをアダプタリング内で移動変位可能とし、且つポンプ室の容積が最大となるような付勢力をカムリングに付与するとともに、カムリングとアダプタリングとの間に第１と第２の流体圧室を分割形成し、両流体圧室に作用する圧力の差圧によりカムリングを前記付勢力に抗して移動させ、ポンプ室の容積を変化させて吐出流量制御可能とする吐出流量制御装置とを有してなる可変容量型ポンプにおいて、
前記アダプタリングの周方向の一部に、該アダプタリングの幅方向の全域に渡るスリットを設けるとともに、該アダプタリングの自由状態での外径を前記ポンプケーシングの嵌装孔の孔径より大径とし、該アダプタリングに該嵌装孔に密着し得る弾性的な拡径習性を付与した状態で、該アダプタリングを該ポンプケーシングに嵌装してなることを特徴とする可変容量型ポンプ。
【請求項２】
前記ポンプケーシングに設けたばね室に納めたスプリングを、アダプタリングに設けたばね孔に貫通させてカムリングに圧接せしめることにより、該カムリングに前記付勢力を付与するとともに、
アダプタリングに設ける前記スリットが上記ばね孔を横断するものである請求項１記載の可変容量型ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のパワーステアリング装置等に用いられる可変容量型ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の油圧パワーステアリング装置で操舵力をアシストするために、特開平8-200239号公報に記載の如くの可変容量型ポンプが提案されている。この従来の可変容量型ポンプは、自動車のエンジンで直接回転駆動されるものであり、ポンプケーシングに嵌装したアダプタリングに移動変位可能に嵌装されたカムリング内にロータを設け、カムリングとロータの外周部との間にポンプ室を形成している。
【０００３】
そして、この従来技術では、カムリングをアダプタリング内で移動変位可能とし、且つポンプ室の容積が最大となるような付勢力をばねによりカムリングに付与するとともに、カムリングとアダプタリングとの間に第１と第２の流体圧室を分割形成し、両流体圧室に作用する圧力の差圧によりカムリングを前記付勢力に抗して移動させ、ポンプ室の容積を変化させて吐出流量を制御可能とする吐出流量制御装置を有している。これにより、この可変容量型ポンプでは、回転数が低い自動車の停車時や低速走行時には大きな操舵アシスト力が得られるように吐出流量を大とし、回転数の高い高速走行時には操舵アシスト力を小さくするように吐出流量を一定量以下に制御し、パワーステアリング装置に要求される操舵アシスト力を発生可能としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、従来技術では、アダプタリングを環状としており、このアダプタリングをポンプケーシングに嵌装するに際し、アダプタリングが薄肉物であるために圧入できない。このため、アダプタリングはポンプケーシングへの嵌装時に、ポンプケーシングとの間にわずかでも隙間を持つことを余儀なくされ、この隙間の存在がポンプの作動時におけるアダプタリングの無用な振動を引き起こし、異音を生ずる原因ともなる。
【０００５】
本発明の課題は、可変容量型ポンプにおいて、ポンプケーシングへのアダプタリングの嵌装組立性を良好にしながら、ポンプの作動時におけるアダプタリングの振動、異音の発生を低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、ポンプケーシングに挿入されるポンプ軸に固定して回転駆動されるとともに、多数のベーンを溝に収容して半径方向に移動可能としてなるロータと、ポンプケーシングの嵌装孔に嵌装されるアダプタリングと、アダプタリングに嵌装され、ロータの外周部との間にポンプ室を形成するカムリングと、カムリングをアダプタリング内で移動変位可能とし、且つポンプ室の容積が最大となるような付勢力をカムリングに付与するとともに、カムリングとアダプタリングとの間に第１と第２の流体圧室を分割形成し、両流体圧室に作用する圧力の差圧によりカムリングを前記付勢力に抗して移動させ、ポンプ室の容積を変化させて吐出流量制御可能とする吐出流量制御装置とを有してなる可変容量型ポンプにおいて、前記アダプタリングの周方向の一部に、該アダプタリングの幅方向の全域に渡るスリットを設けるとともに、該アダプタリングの自由状態での外径を前記ポンプケーシングの嵌装孔の孔径より大径とし、該アダプタリングに該嵌装孔に密着し得る弾性的な拡径習性を付与した状態で、該アダプタリングを該ポンプケーシングに嵌装してなるようにしたものである。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において更に、前記ポンプケーシングに設けたばね室に納めたスプリングを、アダプタリングに設けたばね孔に貫通させてカムリングに圧接せしめることにより、該カムリングに前記付勢力を付与するとともに、アダプタリングに設ける前記スリットが上記ばね孔を横断するようにしたものである。
【０００８】
【作用】
請求項１に記載の本発明によれば、▲１▼、▲２▼の作用がある。
▲１▼アダプタリングは、ポンプケーシングへの嵌装組立時には、スリットの存在に起因する弾性的な縮径変形状態を付与されて、ポンプケーシングの嵌装孔に容易に嵌装され、嵌装組立性を良好にできる。
【０００９】
▲２▼アダプタリングは、ポンプケーシングへの嵌装組立後には、ポンプケーシングの嵌装孔に密着する弾性的な拡径習性を付与される。従って、アダプタリングは、ポンプケーシングへの嵌装時に、ポンプケーシングとの間に隙間を伴うことなくその嵌装孔に密着し、ポンプの作動時におけるアダプタリングの振動、異音の発生を低減できる。
【００１０】
請求項２の発明によれば下記▲３▼の作用がある。
▲３▼アダプタリングがばね孔を備えるとき、上述▲１▼のスリットがばね孔を横断する位置、即ちばね孔に合致する位置に設けられるようにしたから、該スリットを該ばね孔と異なる位置に設けた場合に比して、アダプタリングの上述▲１▼の弾性的な縮径変形時に、該アダプタリングのばね孔を備えたことによる低強度部分が折損する等の虞を排除でき、アダプタリングの上述▲１▼の縮径変形量を大きくとることができる等、その嵌装組立性を向上できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は可変容量型ポンプを示す断面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３はアダプタリングを示す模式図、図４はポンプの騒音レベルを示す線図である。
【００１２】
可変容量型ポンプ１０は、自動車の油圧パワーステアリング装置の油圧発生源となるベーンポンプであり、図１、図２に示す如く、ポンプケーシング１１に挿入されるポンプ軸１２にセレーションにより固定されて回転駆動されるロータ１３を有している。ポンプケーシング１１は、ポンプハウジング１１Ａとカバー１１Ｂをボルト１４で一体化して構成され、軸受１５Ａ〜１５Ｃを介してポンプ軸１２を支持している。ポンプ軸１２は、自動車のエンジンで直接回転駆動可能とされている。
【００１３】
ロータ１３は周方向の多数位置のそれぞれに設けた溝１６にベーン１７を収容し、各ベーン１７を溝１６に沿う半径方向に移動可能としている。
【００１４】
ポンプケーシング１１のポンプハウジング１１Ａの嵌装孔２０には、プレッシャプレート１８、アダプタリング１９が積層状態で嵌着され、これらは後述する支点ピン２１によって周方向に位置決めされた状態でカバー１１Ｂにより側方から固定保持されている。支点ピン２１の一端はカバー１１Ｂに装着固定されている。
【００１５】
ポンプケーシング１１に固定されている上述のアダプタリング１９にはカムリング２２が嵌装されている。カムリング２２は、ロータ１３とある偏心量をもってロータ１３を囲み、プレッシャプレート１８とカバー１１Ｂの間で、ロータ１３の外周部との間にポンプ室２３を形成する。そして、ポンプ室２３のロータ回転方向上流側には、カバー１１Ｂに設けた吸込ポート２４が開口し、この吸込ポート２４にはハウジング１１Ａ、１１Ｂに設けた吸込通路２５Ａ、２５Ｂを介してポンプ１０の吸込口２６が連通せしめられている。他方、ポンプ室２３のロータ回転方向下流側には、プレッシャプレート１８に設けた吐出ポート２７が開口し、この吐出ポート２７にはハウジング１１Ａに設けた高圧力室２８Ａ、吐出通路２８Ｂを介してポンプ１０の吐出口２９が連通せしめられている。
【００１６】
これにより、可変容量型ポンプ１０にあっては、ポンプ軸１２によってロータ１３を回転駆動し、ロータ１３のベーン１７が遠心力でカムリング２２に押し付けられて回転するとき、ポンプ室２３のロータ回転方向下流側では隣り合うベーン１７間とカムリング２２とが囲む容積を回転とともに拡大して作動流体を吸込ポート２４から吸込み、ポンプ室２３のロータ回転方向上流側では隣り合うベーン１７間とカムリング２２とが囲む容積を回転とともに減縮して作動流体を吐出ポート２７から吐出する。
【００１７】
しかるに、可変容量型ポンプ１０は、下記(A) の如くの吐出流量制御装置４０と、下記(B) の如くのベーン加圧装置６０とを有している。
【００１８】
(A) 吐出流量制御装置４０
吐出流量制御装置４０は、ポンプケーシング１１に固定されている上述のアダプタリング１９の鉛直最下部に前述の支点ピン２１を載置し、カムリング２２の鉛直最下部をこの支点ピン２１に支持し、カムリング２２をアダプタリング１９内で揺動変位可能としている。
【００１９】
そして、吐出流量制御装置４０は、ポンプケーシング１１を構成するポンプハウジング１１Ａに設けたばね室４１に納めたスプリング４２を、アダプタリング１９に設けたばね孔１９Ａに貫通させてカムリング２２の外周部に圧接せしめることにより、ポンプ室２３の容積が最大となるような付勢力をカムリング２２に付与可能としている。スプリング４２は、ばね室４１の開口部に螺着されるキャップ４１Ａによりバックアップされる。尚、アダプタリング１９は後述する第２流体圧室４４Ｂを形成する内周部の一部にカムリング移動規制ストッパ１９Ｂを凸状形成され、後述するようにポンプ室２３の容積を最小とするカムリング２２の移動限を規制可能としている。
【００２０】
また、吐出流量制御装置４０は、カムリング２２とアダプタリング１９との間に第１と第２の流体圧室４４Ａ、４４Ｂを分割形成している。即ち、第１流体圧室４４Ａと第２流体圧室４４Ｂは、カムリング２２とアダプタリング１９の間で、支点ピン２１と、その軸対称位置に設けたシール材４５とで分割される。
【００２１】
ここで、前述したポンプ１０の吐出経路において、ポンプ室２３から吐出されてプレッシャプレート１８の吐出ポート２７からポンプハウジング１１Ａの高圧力室２８Ａに送出された圧力流体は、プレッシャプレート１８に穿設したオリフィス４６から上述の第２の流体圧室４４Ｂ、アダプタリング１９を貫通している前述のばね室４１、更にポンプハウジング１１Ａの嵌装孔２０に切欠形成される吐出連絡孔１００を介して吐出通路２８Ｂに圧送されるようになっている。
【００２２】
吐出流量制御装置４０は、上述のポンプ１０の吐出経路で、第２流体圧室４４Ｂに開口するオリフィス４６の開口面積をカムリング２２の側壁で増減させ、可変メータリングオリフィスを形成している。即ち、オリフィス４６はカムリング２２の移動変位に伴ってその側壁で開度調整せしめられる。そして、吐出流量制御装置４０は、▲１▼オリフィス４６通過前の高流体圧を第１流体圧供給路４７Ａ、切換弁４８、ポンプハウジング１１Ａ、アダプタリング１９に穿設した連通路４９を介して第１流体圧室４４Ａに導き、▲２▼オリフィス４６通過後の減圧圧力を前述の如く第２流体圧室４４Ｂに導き、両流体圧室４４Ａ、４４Ｂに作用する圧力の差圧によりカムリング２２を前述のスプリング４２の付勢力に抗して移動させ、ポンプ室２３の容積を変化させてポンプ１０の吐出流量を制御可能としている。
【００２３】
尚、切換弁４８は、フロントケーシング１１Ａに穿設した弁格納孔５１にスプリング５２、切換プランジャ５３を収容し、スプリング５２で付勢されるプランジャ５３をケーシング１１Ａに螺着したキャップ５４で担持している。切換プランジャ５３は、切換弁体５５Ａ、弁体５５Ｂを備え、切換弁体５５Ａの加圧室５６Ａに第１流体圧供給路４７Ａを連通し、弁体５５Ｂの他方のスプリング５２が格納されている背圧室５６Ｂにポンプハウジング１１Ａ、アダプタリング１９に穿設した連通路５７を介して第２流体圧室４４Ｂを連通している。また、切換弁体５５Ａと弁体５５Ｂの間の中間室５６Ｃには前述した吸込通路２５Ａが貫通して形成され、吸込側流体が送給される。切換弁体５５Ａは、ポンプハウジング１１Ａ、アダプタリング１９に穿設した前述の連通路４９を開閉可能としている。即ち、ポンプ１０の吐出圧力が低い低回転域では、スプリング５２の付勢力により切換プランジャ５３を図１に示す原位置に設定し、切換弁体５５Ａにより第１流体圧室４４Ａとの連通路４９を閉じ、ポンプ１０の中高回転域では加圧室５６Ａに加えられる高圧流体により切換プランジャ５３を移動させて連通路４９を開き、この高圧流体を第１流体圧室４４Ａに導くことを可能とする。
【００２４】
従って、吐出流量制御装置４０を備えたポンプ１０の吐出流量特性は以下の如くである。
【００２５】
(1)ポンプ１０の回転数が低い自動車の低速走行域では、ポンプ室２３から吐出されて切換弁４８の加圧室５６Ａに及ぶ流体の圧力が未だ低く、切換弁４８は原位置に位置し、カムリング２２はスプリング４２により付勢された原状態を維持する。このため、ポンプ１０の吐出流量は、回転数に比例して増加する。
【００２６】
(2)ポンプ１０の回転数の増加により、ポンプ室２３から吐出されて切換弁４８の加圧室５６Ａに及ぶ流体の圧力が高くなると、切換弁４８はスプリング５２の付勢力に抗して切換プランジャ５３を移動させて連通路４９を開き、この高圧流体を第１流体圧室４４Ａに導く。これにより、カムリング２２は第１流体圧室４４Ａと第２流体圧室４４Ｂとに作用する圧力の差圧により移動し、ポンプ室２３の容積を徐々に減縮していく。従って、ポンプ１０の吐出流量は、回転数の増加に対し、回転数の増加による流量増加分と、ポンプ室２３の容積減縮による流量減少分とを相殺し、一定の大流量を維持させることができる。
【００２７】
(3)ポンプ１０の回転数が継続して更に増加し、カムリング２２が更に移動することにより、カムリング２２がスプリング４２を一定量超えて押動すると、このカムリング２２の側壁がポンプ室２３からの吐出経路の中間部のオリフィス４６の開口面積を絞り始める。従って、ポンプ１０の吐出流量は、このオリフィス４６の絞り量に比例して低減する。
【００２８】
(4)ポンプ１０の回転数が一定値を超える自動車の高速運転域に達すると、カムリング２２がアダプタリング１９のストッパ１９Ｂに衝合する移動限に達し、カムリング２２の側壁によるオリフィス４６の絞り量も最大となり、ポンプ１０の吐出流量は一定の小流量を維持する。
【００２９】
(B)ベーン加圧装置６０
ベーン加圧装置６０は、ロータ１３のベーン１７を収容している溝１６の基部１６Ａの両側に対応する、プレッシャプレート１８、サイドプレート２０の溝１６との摺接面にリング状油溝６１、６２を設けてある。そして、ポンプハウジング１１Ａに設けてあるポンプ室２３の高圧力室２８Ａを、プレッシャプレート１８に設けた油孔６３を介して上述の油溝６１に連通している。これにより、ポンプ室２３から高圧力室２８Ａに吐出した圧力流体をプレッシャプレート１８、サイドプレート２０の油溝６１、６２を介して、ロータ１３の周方向の全てのベーン１７のための溝１６の基部に導き、各ベーン１７をカムリング２２に向けて加圧可能とするものである。
【００３０】
これにより、ポンプ１０にあっては、回転の始めは遠心力によりベーン１７をカムリング２２に押し付けるものの、吐出圧力が生じた後には、ベーン加圧装置６０によってベーン１７とカムリング２２との接触圧を増大させ、圧力流体の逆流を防止可能とする。
【００３１】
しかるに、ポンプ１０にあっては、図２、図３に示す如く、前記アダプタリング１９の周方向の一部に、アダプタリング１９の幅方向の全域に渡るスリット１９Ｃを設けることとしている。このとき、アダプタリング１９は、ポンプハウジング１１Ａの嵌装孔２０に嵌着される前の自由状態で、その外径を嵌装孔２０の孔径より大径に設定され、ポンプハウジング１１Ａの嵌装孔２０の孔径と同等以下の弾性的な縮径変形状態から、嵌装孔２０に密着し得る弾性的な拡径習性を付与された状態で嵌装孔２０に嵌装される。即ち、アダプタリング１９は、弾性的な縮径変形状態を付与されて嵌装孔２０に嵌装され、嵌装完了状態では、その弾性的な縮径変形状態から弾性的に拡径して嵌装孔２０に弾発的に圧接する状態（圧入状態）にて該嵌装孔２０に密着せしめられる。
【００３２】
このとき、アダプタリング１９は、スリット１９Ｃを周方向のいずれに設けても良く、例えば前述したスプリング４２のためのばね孔１９Ａと直径方向の反対側位置に設けても良いが、本実施形態では、ばね孔１９Ａを横断する位置にスリット１９Ｃを設けている。
【００３３】
尚、ポンプ１０のポンプハウジング１１にあっては、吐出通路２８Ｂと吸込通路２５Ａとの間にリリーフ弁１１０、リリーフ通路１１１を備え、ポンプ１０の吐出圧力をリリーフ可能としている。また、ポンプ１０のカバー１１Ｂにあっては、吸込通路２５Ｂからポンプ軸１２の軸受１５Ｃまわりに潤滑油供給路１２１を穿設し、ポンプハウジング１１Ａにあっては、ポンプ軸１２の軸受１５Ｂまわりから吸込通路２５Ａに戻る潤滑油戻り路１２２を穿設してある。
【００３４】
従って、本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼アダプタリング１９は、ポンプケーシング１１への嵌装組立時には、スリット１９Ｃの存在に起因する弾性的な縮径変形状態を付与されて、ポンプケーシング１１の嵌装孔２０に容易に嵌装され、嵌装組立性を良好にできる。
【００３５】
▲２▼アダプタリング１９は、ポンプケーシング１１への嵌装組立後には、ポンプケーシング１１の嵌装孔２０に密着する弾性的な拡径習性を付与される。従って、アダプタリング１９は、ポンプケーシング１１への嵌装時に、ポンプケーシング１１との間に隙間を伴うことなくその嵌装孔２０に密着し、ポンプ１０の作動時におけるアダプタリング１９の振動、異音の発生を低減できる。
【００３６】
図４は、本発明が適用されたポンプ１０の騒音レベルＡと、従来のポンプの騒音レベルＢを示す線図であり、本発明の実施により、異音の発生を低減できることが認められる。
【００３７】
▲３▼アダプタリング１９がばね孔１９Ａを備えるとき、上述▲１▼のスリット１９Ｃがばね孔１９Ａを横断する位置、即ちばね孔１９Ａに合致する位置に設けられるようにしたから、該スリット１９Ｃを該ばね孔１９Ａと異なる位置に設けた場合に比して、アダプタリング１９の上述▲１▼の弾性的な縮径変形時に、該アダプタリング１９のばね孔１９Ａを備えたことによる低強度部分が折損する等のおそれを排除でき、アダプタリング１９の上述▲１▼の縮径変形量を大きくとることができる等、その嵌装組立性を向上できる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、可変容量型ポンプにおいて、ポンプケーシングへのアダプタリングの嵌装組立性を良好にしながら、ポンプの作動時におけるアダプタリングの振動、異音の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は可変容量型ポンプを示す断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３はアダプタリングを示す模式図である。
【図４】図４はポンプの騒音レベルを示す線図である。
【符号の説明】
１０  可変容量型ポンプ
１１  ポンプケーシング
１２  ポンプ軸
１３  ロータ
１６  溝
１７  ベーン
１９  アダプタリング
１９Ａ  ばね孔
１９Ｃ  スリット
２０  嵌装孔
２２  カムリング
２３  ポンプ室
４０  吐出流量制御装置
４１  ばね室
４２  スプリング
４４Ａ  第１流体圧室
４４Ｂ  第２流体圧室
【図１】
0004267768.tif 000002
【図２】
0004267768.tif 000003
【図３】
0004267768.tif 000004
【図４】
0004267768.tif 000005