JPH0736142Y2 - ベーンポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車等パワーステアリング装置に用いられ
るベーンポンプに係り、詳しくはキャビテーションによ
り発生する騒音を低減させたベーンポンプに関する。

（従来の技術） 近時、パワーステアリング装置用のパワーソースとして
採用されるポンプは、ほとんどベーンポンプである。そ
の特徴は、小型、軽量および静粛で装置が簡単であり、
高速回転に耐え、しかも低速回転時の容積効率が良い等
の利点があり、信頼性も充分あるため広く利用されてい
る。

従来のこの種のベーンポンプにおいては、カムリングの
カム面の中心とロータの中心を一致させるため、ハウジ
ングに穴を精密に切削加工し、またこの穴に対応するよ
うにフロントプレートに穴を精密に切削加工していた。
したがって、これらの孔および穴の中のいずれか一つを
切削加工する際に誤差が生じると、カムリング、カム面
およびロータのそれぞれの中心が相対的に僅かばかりず
れることとなり、この状態でポンプを組立てた場合、運
転時にロータとともにドライブシャフトが振動し、振動
や騒音が発生していた。

そこで本出願人は、かかる不具合を解決するため、以下
のような構造のベーンポンプを先に提案している（特願
昭61-117066号参照）。このベーンポンプでは、ノック
ピンに繋留されてカムリングをリヤカバーに取り付け、
リヤカバーの軸受部にロータを挿通するドライブシャフ
トの突端部を嵌入させて、カムリングのカム面の中心と
ロータの中心がずれないで一致するようにして振動によ
る騒音の発生を防止している。

また、カムリングとロータがドライブシャフトの軸方向
へのずれを防止するため、カムリングとロータの両同一
側面に当接してリヤカバー側に付勢するようにサイドプ
レートがドライブシャフトに挿通されており、サイドプ
レートの他の端面はハウジング内面に当接するスプリン
グにより付勢されている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、このような先願に係るベーンポンプにあって
は、第５図に示すように、ハウジング31とドライブシャ
フト32により形成される軸室33のクリアランス（面積）
が大きいため、作動流体がロータの両側面（リヤカバー
とサイドプレートに当接する両側面）からリークしたと
き、作動流体はシャフトスプライン部と軸室33を通りシ
ールドレン穴33より吸入ポートに戻る。この場合、ロー
タ両側面よりリークして軸室33に放出される作動流体に
より、軸室33を形成する部材にキャビテーションが発生
し騒音となることがあり、この点で改善が望まれる。

（考案の目的） そこで本考案は、軸室のハウジングとドライブシャフト
のクリアランスを小さくすることにより、作動流体がロ
ータ側面からリークする際の作動流体の急激な放出によ
るキャビテーションを防止して、ベーンポンプの騒音を
低減することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） そこで本考案は、内部にカムリング・ベーン・ロータ・
サイドプレートを内蔵すると共に前記ロータの連結孔に
連なった軸孔を有し、軸孔の外部への開口端側には軸受
け及び軸封シールを有すると共に該軸封シールの内側は
ポンプの吸入通路に連結されているハウジングと、該ハ
ウジングの開口を閉塞するカバープレートと、前記軸孔
に挿入されて軸孔との間に軸室を形成し、前記軸受けと
カバープレートに回転自在に支持されると共にロータを
回転駆動するドライブシャフトとを備え、ロータ側面か
らリークした作動油を軸室を介して前記吸入通路へ還流
するベーンポンプにおいて、軸室の一部をドライブシャ
フトに接近させた軸室面を形成し、該軸室面とドライブ
シャフトとのクリアランスを所定の小さい値として絞り
抵抗部を形成した構成にしてある。

（作用） 本考案では、ハウジングの軸室部分を形成する軸室面を
ドライブシャフトに接近させて軸室におけるハウジング
とドライブシャフトのクリアランスを小さく設定して、
絞り抵抗部を形成している。したがって、作動流体がロ
ータ側面からリークする際のキャビテーションの発生が
防止され、ベーンポンプの騒音が低減する。

（実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１〜４図は本考案に係るベーンポンプの一実施例を示
す図である。

まず、構成を説明する。第１図はそのベーンポンプの軸
方向縦断面図、第２図は第１図のII-II線断面図であ
る。これらの図において、１はベーンポンプであり、ハ
ウジング２、カバープレート15を備え、ハウジング２の
前面2aにボルト16によってカバープレート15が固定され
ている。ハウジング２は、前面2aに開口する凹部（カム
リング収納部）７が形成されると共に、前面2aとは反対
の側から該凹部７の中心に開口するように設けられた軸
孔が形成され、さらに、該凹部７と平行に前面2aからハ
ウジング側吸入通路４が設けられ、この吸入通路４の終
端には直交するコントロールバルブ収納孔が設けられ、
この収納孔内には吐出流量を制御するコントロールバル
ブ３が収納されている。

このコントロールバルブ収納孔には、図示しないが、凹
部７の底部と連通されている。

また、このハウジング側吸入通路４には、ハウジング２
の側方に開口し、図外の作動油の供給源に連結された、
吸入孔５が開口すると共に軸孔に連通するシールドレイ
ン穴６が開口している。カバープレート15は、前述の如
くハウジング２に取付けられ、取付面の中央部には軸受
け部15cが設けられ、また、一端がハウジング側吸入通
路４に連通し、他端が後述すのポンプ各吸入区間に開口
する吸入ポートと連通するカバー側吸入通路15aが形成
されている。

10は、ドライブシャフトを示し、ハウジング２の軸孔を
貫通して、その突端部10aは、カバープレート15に設け
た軸受け部15cに回転自在に支持されると共にその後端
は、ハウジング２の外側凹部20に設けたベアリング21に
より回転自在に支持されている。そして、このドライブ
シャフト10の突端部10aに続く部分にはスプライン部が
形成されて後述するロータ９の連結孔9bとスプライン結
合されるようになっており、また、ドライブシャフト10
の後端部には、駆動入力を受け入れるためのプーリ等を
取り付けるため、スプライン部及びネジ部が形成されて
いる。

尚、19は、軸封シールを示し、22は、ベアリング21の抜
け防止用のＣリングである。

そして、ハウジング２の軸孔とドライブシャフト10との
間には軸室17が形成され、この軸室17は、ハウジング２
の凹部７に連通し、軸封シール19で封止されつつ、シー
ルドレイン穴６を介してハウジング側吸入通路４へ連通
されている。上記凹部７内には、その底部から順にスプ
リング12c、サイドプレート12、カムリング11及びロー
タ９が挿入される。

カムリング11は、その外周がハウジング２の凹部７の内
壁にピンを介して回転不能に結合され、その内周にはカ
ム面11aが形成されている。

そして、このカムリング11内には、ロータ９が挿入さ
れ、ロータ９には複数のベーン８を放射方向に出没自在
に保持し、且つ、ベーン８の基端側に設けた背圧通路9a
に導入されるポンプ吐出圧により各ベーン８は放射方向
外方に付勢されるようになっており、この付勢力により
各ベーン８の先端はカムリング11のカム面11aに当接さ
れるようになっている。また、ロータ９の内周は連結孔
9bに形成され、ドライブシャフト10とスプライン結合さ
れ、ドライブシャフト10により回転駆動されるようにな
っている。

これらカムリング11、ロータ９の側方には、一方では、
サイドプレート12が当接し、このサイドプレート12はス
プリング12c及びサイドプレート12と凹部７とで形成さ
れる高圧室14の圧力によりカムリング11及びロータ９に
押し付けられ、また、他方では、カバープレート15の取
付面が接している。従って、ロータ９とカムリング11と
サイドプレート12とカバープレート15とによりポンプ作
業空間が形成され、これが各ベーン８により区画され
て、複数の作業室13が形成される。

従って、この作業室13は、ロータ９の回転によってベー
ン８がカムリング11のカム面11aに摺接しながら出没す
るとき、体積を順次増加、減少して作業室13内に作動油
を吸入し作業室13から吐出する。作業室13がロータ９の
回転に伴って体積を増加する区間のカバープレート15及
びサイドプレート12には、吸入ポート15b（サイドプレ
ート側の吸入ポートは図示されていないが、カムリング
11に設けたポート孔11b、11cを介して両者を連通してい
る。）が形成され、作業室13がロータ９の回転に伴って
体積を減少する区間のサイドプレート12に吐出ポート12
aが形成されている。

そして、本実施例においては、軸室17を形成するハウジ
ング２の軸孔の一部内面がドライブシャフト10に接近さ
せた即ち、両者間のクリアランスを極端に小さくした軸
室面18を設けている。

従って、ロータ９の両側面（サイドプレート12とカバー
プレート15に当接する両側面）よりリークする作動油が
連結孔9b、軸室17およびシールドレン穴６を通ってハウ
ジング吸入通路４に戻る際、上記軸室面18とドライブシ
ャフト10との間は、作動液の流通に対して絞り抵抗を生
じさせる。

次に、作用を説明する。

ドライブシャフト10が図外より回転駆動されると、図外
の供給源から吸入孔５、ハウジング吸入通路４、カバー
吸入通路15aおよび吸入ポート15bを介して吸入区間の作
業室13に作動油が吸入され、吐出区間の作業室13から吐
出ポート12a、吐出通路12bおよび高圧室14を介して昇圧
された作動油がコントロールバルブ３に導入される。こ
の作動油はコントロールバルブ３で流量制御されつつパ
ワースプリング等に供給される。また、昇圧された作動
油がロータ９の両側面（カバープレート15とサイドプレ
ート12に当接した両側面）を通ってリークされるが、軸
室17におけるハウジング２の軸室面18とドライブシャフ
ト10のクリアランスが小さいため、背圧通路9aおよび連
結孔9bから軸室17までの間の軸方向に充満する作動油量
が格段に減少して、すなわち、軸室17におけるクリアラ
ンスを小さくすることにより液密性が向上するととも
に、作業室13と軸室17の上流側との間の圧力差が小さい
ためリークした作動油が軸室17内に急激に放出されるこ
とがなく、従って、その液流に乱れが発生しにくくな
り、その結果、軸室17内におけるキャビテーションが抑
えられ、ベーンポンプの騒音を格段と低減することでき
る。

これを説明するため第３図に移る。

第３図はベーンポンプの騒音レベルを示し、実線が本実
施例を、点線が従来例をそれぞれ示している。この騒音
レベルの測定は以下の条件により測定されたものであ
る。

ポンプ回転数 1000rpm ポンプ吐出圧力 30Kgf/cm² 同図において、騒音レベルは軸室33のクリアランスが大
きい従来例では約50（dBA）、周波数約４〜６（KHz）で
あり、一方、軸室17のクリアランスの小さい本実施例で
は約40（dBA）、周波数約４〜６（KHz）であり、約10
（dBA）程音量が低下している。また、１〜８（KHz）の
周波数帯域の程全域に亘り、騒音レベルの大幅な低減が
図られている。

さらに、第４図はベーンポンプの回転数を変化させた場
合の騒音レベルを測定したものであり、●印が従来例
を、○印が本実施例をそれぞれ示している。測定回転数
は1000rpm、1500rpm,2000rpmの３点について測定され、
各測定点における騒音レベルは、従来例に比べて本実施
例は、約４〜６（dBA）とやはり大幅な騒音レベルの低
下が実現されている。

〔効果〕

以上詳細に説明したように本考案によれば、とりわけ、
軸室の一部がドライブシャフトに接近させた軸室面を形
成し、該軸室面とドライブシャフトとのクリアランスを
所定の小さい値として絞り抵抗部を形成したことによ
り、所定の安定した絞り抵抗が得られ、作動油がロータ
側面から軸室を通って吸入通路に漏れる際に、軸室内で
キャビテーションが発生することが防止することができ
る。また、これによって、ベーンポンプの騒音を低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案に係るベーンポンプの一実施例を示
す図であり、第１図はそのベーンポンプの構成を示す要
部断面図、第２図は第１図のII-II線断面図、第３図は
その回転数1000rpmにおける従来のベーンポンプと本実
施例のベーンポンプの騒音レベルと周波数の関係を示す
図、第４図はその回転数を可変した場合の従来のベーン
ポンプと本実施例のベーンポンプの騒音レベルと回転数
の関係を示す図、第５図は従来のベーンポンプのその要
部断面図である。 １……ベーンポンプ、２……ハウジング、４……吸入通
路、９……ロータ、10……ドライブシャフト、11……カ
ムリング、12……サイドプレート、17……軸室、18……
軸室面、19……軸封シール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部にカムリング・ベーン・ロータ・サイ
   ドプレートを内蔵すると共に前記ロータの連結孔に連な
   った軸孔を有し、軸孔の外部への開口端側には軸受け及
   び軸封シールを有すると共に該軸封シールの内側はポン
   プの吸入通路に連結されているハウジングと、該ハウジ
   ングの開口を閉塞するカバープレートと、前記軸孔に挿
   入されて軸孔との間に軸室を形成し、前記軸受けとカバ
   ープレートに回転自在に支持されると共にロータを回転
   駆動するドライブシャフトとを備え、ロータ側面からリ
   ークした作動油を軸室を介して前記吸入通路へ還流する
   ベーンポンプにおいて、軸室の一部をドライブシャフト
   に接近させた軸室面を形成し、該軸室面とドライブシャ
   フトとのクリアランスを所定の小さい値として絞り抵抗
   部を形成したことを特徴とするベーンポンプ。