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ベーンポンプ - 株式会社ショーワ
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発明の名称 ベーンポンプ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−146788(P2007−146788A)
公開日 平成19年6月14日(2007.6.14)
出願番号 特願2005−344564(P2005−344564)
出願日 平成17年11月29日(2005.11.29)
代理人 【識別番号】100081385
【弁理士】
【氏名又は名称】塩川 修治
発明者 猪瀬 欣幸
要約 課題
ベーンポンプにおいて、プーリをポンプ軸に簡易かつ確実に取付け可能にするとともに、プーリを必要によってポンプ軸から容易に解体可能にすること。

解決手段
プーリ90のボス91をポンプ軸12の軸着部81に取着してなるベーンポンプ10において、プーリ90のボス91をポンプ軸12の先端側から軸着部81に圧入し、ポンプ軸12の先端部80と軸着部12との境界に設けた環状溝82に止め輪83を係着してなるもの。
特許請求の範囲
【請求項1】
プーリのボスをポンプ軸の軸着部に取着してなるベーンポンプにおいて、
プーリのボスをポンプ軸の先端側から軸着部に圧入し、ポンプ軸の先端部と軸着部との境界に設けた環状溝に止め輪を係着してなるベーンポンプ。
【請求項2】
前記ポンプ軸の先端部が先端側から軸着部の側に向けて拡径するテーパ状とされ、テーパ状先端部の先端の外径を止め輪の自由状態での内径より小径にしてなる請求項1に記載のベーンポンプ。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は自動車のパワーステアリング装置等に用いて好適なベーンポンプに関する。
【背景技術】
【0002】
ベーンポンプは、特許文献1に記載の如く、プーリのボスをポンプ軸の軸着部に取着し、このプーリを介して伝達される自動車のエンジン回転力等により回転駆動される。特許文献1では、プーリのボスをポンプ軸の先端側から軸着部に圧入した後、ポンプ軸の先端側外周にプーリのボス端面を溶接し、ポンプ軸に対するプーリの取着強度を確保しようとしている。
【特許文献1】特開平9-273619
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
特許文献1に記載の従来技術には以下の問題点がある。
(1)プーリをポンプ軸に溶接することにより、ポンプ軸に圧入したプーリの不測の脱落を防止することができるものの、プーリが金属からなるものに限定されるし、溶接工程が必要になる。
【0004】
(2)プーリをポンプ軸から容易には解体できず、ポンプのメンテナンス性が悪い。
【0005】
本発明の課題は、ベーンポンプにおいて、プーリをポンプ軸に簡易かつ確実に取付け可能にするとともに、プーリを必要によってポンプ軸から容易に解体可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1の発明は、プーリのボスをポンプ軸の軸着部に取着してなるベーンポンプにおいて、プーリのボスをポンプ軸の先端側から軸着部に圧入し、ポンプ軸の先端部と軸着部との境界に設けた環状溝に止め輪を係着してなるようにしたものである。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記ポンプ軸の先端部が先端側から軸着部の側に向けて拡径するテーパ状とされ、テーパ状先端部の先端の外径を止め輪の自由状態での内径より小径にしてなるようにしたものである。
【発明の効果】
【0008】
(請求項1)
(a)プーリをポンプ軸に圧入後、ポンプ軸に係着した止め輪により抜け止めできる。プーリが金属に限らず、樹脂からなるものでも良く、溶接工程を伴なわず、コスト低減できる。
【0009】
(b)ポンプ軸から止め輪を外すことにより、プーリをポンプ軸から容易に解体でき、メンテナンス性を向上できる。
【0010】
(請求項2)
(c)ポンプ軸の先端部をテーパ状にすることにより、止め輪開き具等を用いることなく、止め輪をポンプ軸のテーパに沿って軸方向に押し込む簡易な操作により、止め輪を簡易に係着できる。止め輪は、C字リングの両端に止め輪開き具のための係止孔を必要とせず、単純形状のC字リングを適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
図1はベーン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はプーリの取付構造に係り、(A)は断面図、(B)は止め輪を示す平面図、図4はプーリの他の取付構造に係り、(A)は断面図、(B)は止め輪を示す平面図である。
【実施例】
【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ている。ポンプ軸12は、ポンプハウジング11Aの支持孔15Aに設けられた軸受16A(ブッシュ)と、カバー11Bの支持孔15Bに設けられた軸受16B(ブッシュ)に支持される。支持孔15Aにはオイルシール16Cが嵌装されている。
【0013】
ロータ13は周方向の多数位置のそれぞれに設けた溝13Aにベーン17を収容し、各ベーン17を溝13A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のポンプハウジング11A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の吸込領域には、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、カバー11Bに設けた吸込通路(ドレン通路)25A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の吐出領域には、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減縮して作動流体を吐出ポート27から吐出する。
【0017】
可変容量型ポンプ10は、図2に示す如く、吐出ポート27のポンプ軸12まわりにおける開口範囲αを、後述する第2流体圧室42の側に角度βだけずらして配置している。
【0018】
しかるに、可変容量型ポンプ10は、吐出流量制御装置40を有している。
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】
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において、カムリング22を挟んで後述する第1流体圧室41の反対側に加圧シリンダ50を螺着しOリングを介する密封状態で設け、加圧シリンダ50の油室51に吐出通路28Bから分岐した分岐連通路28Cを連通し、この油室51に挿入したピストン52を、アダプタリング19に設けたピストン孔53を通してカムリング22の外面に衝接している。また、加圧シリンダ50の油室51に付勢手段としてのばね54を配設し、ばね54はピストン52を介してカムリング22をロータ13の外周部との間でポンプ室23の容積(ポンプ容量)を最大とする方向へ付勢している。ピストン52はばね54を収容する空洞を備えた一端閉塞円筒中空体からなる。
【0020】
尚、アダプタリング19は第1流体圧室41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19Aを突状形成され、後述するようにポンプ室23の容積を最大とするカムリング22の移動限を規制される。また、アダプタリング19は後述する第2流体圧室42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を突状形成され、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の移動限を規制される。
【0021】
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41、42を形成している。即ち、第1流体圧室41と第2流体圧室42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43とで分割される。このとき、第1と第2の流体圧室41、42は、カムリング22とアダプタリング19の間の両側方をカバー11Bとプレッシャプレート18により区画され、アダプタリング19の前述したカムリング移動規制ストッパ19A、19Bにカムリング22が衝合したときに、ストッパ19Aの両側に分離される第1流体圧室41同士を連絡する連絡溝、ストッパ19Bの両側に分離される第2流体圧室42同士を連絡する連絡溝をプレッシャプレート18に備える。
【0022】
ここで、前述の加圧シリンダ50の油室51はポンプ10の吐出通路28Bに連通路28Cを介して連通している。これにより、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、ポンプハウジング11Aの高圧力室28Aを経由して吐出通路28Bに達した圧力流体は、連通路28Cを介して、加圧シリンダ50の周囲の環状溝55A、該加圧シリンダ50の壁面に開口した通路55Bから油室51に充填される。他方、吐出通路28Bにおいて、連通路28Cの分岐部より下流側には主絞り58が設けられる。
【0023】
そして、吐出流量制御装置40は、(1)ポンプ室23の容積を最小とする方向への移動変位をカムリング22に与える第1流体圧室41に、主絞り58の上流側の圧力を後述する切換弁装置60を介して導入し、(2)ポンプ室23の容積を最大とする方向への移動変位をカムリング22に与える第2流体圧室42に、主絞り58の下流側の圧力を吐出通路28Bから分岐連通路28D経由でアダプタリング19のピストン孔53を介して導入し、(3)ポンプ室23の容積を最大とする方向への移動変位をカムリング22に与える加圧シリンダ50の油室51に、主絞り58の上流側の圧力を吐出通路28Bから分岐連通路28C経由で加圧シリンダ50の通路55A、55Bを介して導入する。第1流体圧室41、第2流体圧室42、加圧シリンダ50の油室51に作用する圧力のバランスによって、カムリング22をばね54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の吐出流量を制御する。
【0024】
ここで、吐出流量制御装置40にあっては、主絞り58の上、下流側の圧力差によって作動し、ポンプ室23からの圧力流体の吐出流量に応じて第1流体圧室41への供給流体圧を制御する切換弁装置60を有する。具体的には、切換弁装置60は、第1流体圧室41に接続された連絡路61と吐出通路28Bの主絞り58より上流側の連絡路67との間に介装され、連絡路61に設けた絞り61Aとの連携により、ポンプ10の低回転域では第1流体圧室41を連絡路67に対して閉じ、高回転域では第1流体圧室41を連絡路67に接続する。
【0025】
尚、切換弁装置60は、ポンプハウジング11Aに穿設した弁格納孔62にスプリング63、切換弁64を収容し、スプリング63で付勢される切換弁64をポンプハウジング11Aに螺着したキャップ65で担持している。切換弁64は、弁格納孔62に密に摺接する弁体64A、及び切換弁体64Bを備え、弁体64Aの一端側に設けた加圧室66Aに吐出通路28Bの主絞り58より上流側の連絡路67を連通し、切換弁体64Bの他端側に設けたスプリング63が格納されている背圧室66Bに吐出通路28Bの主絞り58より下流側の連絡路68を第2流体圧室42を介して連通している。また、弁体64Aと切換弁体64Bの間のドレン室66Cには前述した吸込通路(ドレン通路)25Aが貫通して形成され、タンクに連絡される。弁体64Aは、前述の連絡路61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63の付勢力により切換弁64を図2に示す原位置に設定し、弁体64Aにより加圧室66Aを第1流体圧室41への連絡路61に対して閉じる。ポンプ10の中高回転域では、加圧室66Aに加えられる連絡路67の高圧流体により切換弁64を移動させ、弁体64Aにより加圧室66Aを第1流体圧室41への連絡路61に対して開き、連絡路67から加圧室66Aに加えられている高圧流体を第1流体圧室41に導入する。尚、連絡路67には絞り67Aが設けられ、主絞り58の上流側からの脈動を吸収可能とする。
【0026】
従って、吐出流量制御装置40を用いたポンプ10の吐出流量特性は以下の如くになる。
(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装置60の加圧室66Aに及ぶ流体の圧力が未だ低く、切換弁64は原位置に位置し、切換弁64は加圧室66Aを第1流体圧室41への連絡路61に対して閉じる。このため、主絞り58の上流側の圧力は第1流体圧室41に供給されず、第2流体圧室42には主絞り58の下流側の圧力が印加され、加圧シリンダ50の油室51には主絞り58の上流側の圧力が印加される。このため、カムリング22は第1流体圧室41と第2流体圧室42の圧力差と加圧シリンダ50のピストン52の押し力とばね54の付勢力によりポンプ室23の容積を最大とする側に維持され、ポンプ10の吐出流量は、回転数に比例して増加する。
【0027】
(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装置60の加圧室66Aに及ぶ流体の圧力が高くなると、切換弁装置60はスプリング63の付勢力に抗して切換弁64を移動させて加圧室66Aを第1流体圧室41への連絡路61に対して開く。これにより、第1流体圧室41の圧力が上がり、カムリング22はポンプ室23の容積を小さくする側に移動していく。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、一定の流量を維持する。
【0028】
尚、ポンプ10にあっては、高圧力室28Aと吸込通路(ドレン通路)25Aと、ドレン室66Cの間に、ポンプ吐出側での過大流体圧をリリーフする切換弁としてのリリーフ弁70を有している。また、ポンプ10は、吸込通路25Aからポンプ軸12の軸受15Cに向かう潤滑油供給路71(不図示)をカバー11Bに穿設し、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72をポンプハウジング11Aに穿設してある。
【0029】
しかるに、ポンプ10は、図3(A)に示す如く、ポンプケーシング11(ポンプケーシング11A)の支持孔15Aから外方に突出するポンプ軸12の軸着部81にプーリ90のボス91を取着し、このプーリ90の巻掛部92に巻掛けられるベルト等を介して、自動車のエンジン回転力を伝達されて回転駆動される。
【0030】
ここで、プーリ90のボス91の孔91Aをポンプ軸12の先端側から軸着部81に圧入し、ポンプ軸12の先端部80と軸着部81との境界に設けた矩形溝等の外周環状溝82に止め輪83を係止する。ポンプ軸12の軸着部81はストレート状をなすが、先端側からプーリ90の圧入進み方向に向けて拡径するテーパ状をなし、プーリ90のテーパ状孔91Aを圧入されるものでも良い。ポンプ軸12の外周環状溝82に係着された止め輪83は、プーリ90のボス91の端面に相対し、プーリ90を軸着部81から抜け止めする。
【0031】
尚、本実施例の止め輪83は、図3(B)に示す如く、C字リングをなすとともに、止め輪開き具のための係止孔83AをC字リングの両端部に備える。止め輪83は、止め輪開き具により拡開されて環状溝82に係着される。
【0032】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)プーリ90をポンプ軸12に圧入後、ポンプ軸12に係着した止め輪83により抜け止めできる。プーリ90が金属に限らず、樹脂からなるものでも良く、溶接工程を伴なわず、コスト低減できる。
【0033】
(b)ポンプ軸12から止め輪83を外すことにより、プーリ90をポンプ軸12から容易に解体でき、メンテナンス性を向上できる。
【0034】
図4(A)の変形例は、ポンプ軸12の先端部80を先端側から軸着部81の側に向けて拡径するテーパ状とし、テーパ状先端部80の先端の外径aを止め輪84の自由状態での内径bより小径にしたものである。具体的には、先端部80をテーパ部80Aと、テーパ部80Aの最大径をそのまま延長した(軸着部81と同一外径の)大径部80Bからなるものにし(大径部80Bはなくても可)、これらの先端部80と軸着部81との境界に半円形溝等の外周環状溝82を設ける。止め輪84は、自由状態の内径のまま、ポンプ軸12のテーパ部80Aの先端から軸方向中間部にまで挿着された後、ポンプ軸12のテーパ部80Aと大径部80Bの外径以上の内径を備えた筒状押し具により、テーパ部80Aから大径部80Bに向けて拡径されながら押し込まれ、ひいては大径部80Bの縁から外周環状溝82に落とし込まれる如くに係着される。尚、本変形例の止め輪84は、図4(B)に示す如く、止め輪開き具を用いることを必要とせず、単なるC字リングからなり、止め輪開き具のための係止孔83Aを備えない。
【0035】
本変形例によれば、ポンプ軸12の先端部80をテーパ状にすることにより、止め輪開き具等を用いることなく、止め輪84をポンプ軸12のテーパに沿って軸方向に押し込む簡易な操作により、止め輪84を簡易に係着できる。止め輪84は、C字リングの両端に止め輪開き具のための係止孔を必要とせず、単純形状のC字リングを適用できる。
【0036】
以上、本発明の実施例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例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。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】図1はベーン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はプーリの取付構造に係り、(A)は断面図、(B)は止め輪を示す平面図である。
【図4】図4はプーリの他の取付構造に係り、(A)は断面図、(B)は止め輪を示す平面図である。
【符号の説明】
【0038】
10 ポンプ(ベーンポンプ)
12 ポンプ軸
80 先端部
80A テーパ部
81 軸着部
82 環状溝
83、84 止め輪
90 プーリ
91 ボス




 

 


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