| 【発明の名称】 |
ベーンポンプのシール構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】林 真澄
【氏名】長坂 良一
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| 【要約】 |
【課題】ベーンポンプのシール構造において、シールリングの組付作業性を改善する。
【解決手段】収容室１ａの周囲にシールリングを収容するシール収容段部７１を形成し、通孔（流体圧通路）５６，５５の周囲にシールリングを収容するシール収容溝８７，８８を形成し、シール収容溝８７，８８をシール収容段部７１に連通させ、シールリングにシール収容段部に収まる収容室シール部とシール収容溝に収まる通路シール部とを一体形成するものとした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】ロータおよび各ベーンを収容する収容室と、作動流体圧を導く流体圧通路と、収容室および流体圧通路が開口するハウジングと、収容室を閉塞するカバーと、ハウジングとカバーの間を密封するシールリングとを備えるベーンポンプにおいて、収容室の周囲にシールリングを収容するシール収容段部を形成し、流体圧通路の周囲にシールリングを収容するシール収容溝を形成し、シール収容溝をシール収容段部に連通させ、シールリングにシール収容段部に収まる収容室シール部とシール収容溝に収まる通路シール部とを一体形成したことを特徴とするベーンポンプのシール構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベーンポンプのハウジング内を密封するシール構造の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のベーンポンプのシール構造として、ハウジングにロータおよび各ベーンを収容する収容室を形成するとともに、収容室の周囲にシールリングが配置されるシール収容段部を形成し、シール収容段部とカバーとの間でシールリングを挟み付けるものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハウジングとカバーに渡って作動流体圧を導く流体圧通路を備えるものにあっては、流体圧通路の周囲にも小さなシールリングを介装する必要があり、各シールリングをハウジングとカバーの間に組み付ける作業に手間がかる。
【０００４】また、細長い環状のシールリングをシール収容段部に配置する際、シールリングの内周部を支持する部分がないため、シールリングの収まりが悪く、カバーの組付け時にシールリングを噛んだりする可能性があった。
【０００５】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ベーンポンプのシール構造において、シールリングの組付作業性を改善することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、ロータおよび各ベーンを収容する収容室と、作動流体圧を導く流体圧通路と、収容室および流体圧通路が開口するハウジングと、収容室を閉塞するカバーと、ハウジングとカバーの間を密封するシールリングとを備えるベーンポンプに適用する。
【０００７】そして、収容室の周囲にシールリングを収容するシール収容段部を形成し、流体圧通路の周囲にシールリングを収容するシール収容溝を形成し、シール収容溝をシール収容段部に連通させ、シールリングにシール収容段部に収まる収容室シール部とシール収容溝に収まる通路シール部とを一体形成するものとした。
【０００８】
【発明の作用および効果】第１の発明において、ベーンポンプの組立時、収容室にロータおよび各ベーンを収容し、シール収容段部およびシール収容溝にシールリングを配置した後、カバーがハウジングに結合される。シールリングがシール収容段部およびシール収容溝とカバーの間に挟み付けられることにより、収容室および流体圧通路の密封がはかられる。
【０００９】シールリングにシール収容段部に収まる収容室シール部とシール収容溝に収まる通路シール部とを一体形成したことにより、ハウジングとカバーの間に介装されるシールリングの数が減り、シールリングを組み付ける作業にかかる手間を省ける。
【００１０】シールリングをハウジングに組付ける際、シールリングはその通路シール部がシール収容溝に収まることにより、その収容室シール部が通路シール部を介してシール収容段部に収まるように支持され、シールリングがシール収容段部からはみ出す組付不良を防止でき、作業性の向上がはかれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１，図２は、本発明が適用可能な可変容量型ベーンポンプを示す。これ自体は、本出願人により特願平１０−３３７１３２号として既に提案されている。
【００１２】図２に示すように、ハウジング１には円柱状の収容室１ａが形成され、収容室１ａの開口端は、カバー７により封鎖される。収容室１ａの内側にはその底面（最奥部の側面）側から、サイドプレート２、アダプタリング３が積層して収容され、アダプタリング３の内側に円筒状のカムリング５が収容され、カムリング５の内側にロータ６が収容される。アダプタリング３、カムリング５、ロータ６の側面は、カバー７に当接してシールされる。
【００１３】収容室１ａの底面には貫通穴１ｂが形成され、この貫通穴１ｂには、駆動軸８がメタル軸受９を介して回転可能に支持される。駆動軸８の先端側は、サイドプレート２、ロータ６を貫通して、カバー７に形成された支持穴７ａに達し、この支持穴７ａにメタル軸受１０を介して回転可能に支持されている。ロータ６は、駆動軸８の途中にスプライン結合し、駆動軸８と一体に回転する。駆動軸８は図示されないエンジンによりプーリおよびベルトを介して回転駆動される。
【００１４】図１に示すように、ロータ６には複数の切り欠きが放射状に形成され、各切り欠きにベーン１１がロータ６のラジアル方向に出没可能に収装される。ロータ６が回転すると、切り欠きから伸び出したベーン１１の先端がカムリング５の内周面に摺接し、各ベーン１１の間に画成された各ポンプ室１２が拡縮する。
【００１５】サイドプレート２には、キドニー型の高圧凹溝１３Ａと低圧凹溝１４Ａが形成される。高圧凹溝１３Ａと低圧凹溝１４Ａは、駆動軸８を挟んで対称な位置に形成され、それぞれ吐出側と吸込側のポンプ室１２に臨むようになっている。また、カバー７には、ロータ６を挟んでサイドプレート２側の高圧凹溝１３Ａおよび低圧凹溝１４Ａと相対する位置に、キドニー型の高圧凹溝１３Ｂと低圧凹溝１４Ｂが形成され、それぞれ吐出側と吸込側のポンプ室１２に臨んでいる。
【００１６】高圧凹溝１３Ａは、サイドプレート２を貫通する高圧通路１５を介して、収容室１ａ底部（最奥部）に形成された高圧室１６に連通する。この高圧室１６は、後述するように可変オリフィス２５を介して吐出ポート１８と連通する。低圧凹溝１４Ｂは、カバー７に形成された低圧通路１７を介して、吸込ポート１９（さらにはタンクＴ）と連通する。
【００１７】カムリング５はピン４を回動支点として駆動軸８の左右に揺動可能に支持される。図１に示すように、カムリング５が駆動軸８に対して偏心した状態で、ロータ６が反時計回転方向に回転すると、拡大する吸込側（低圧凹溝１４Ａ、１４Ｂ側）のポンプ室１２には吸込ポート１９からの作動油が吸い込まれる一方、縮小する吐出側（高圧凹溝１３Ａ、１３Ｂ側）のポンプ室１２からは吐出ポート１８に向けて作動油が吐出される。
【００１８】ハウジング１の側部には、収容室１ａに開口する（詳しくは、後述する第二カム圧力室３１に開口する）プラグ穴１ｃが形成され、プラグ穴１ｃにプラグ２０が螺合して取り付けられる。プラグ２０の先端側にはシリンダ穴２０ａが開口し、シリンダ穴２０ａには制御プランジャ２１が摺動可能に収容される。制御プランジャ２１の先端は、アダプタリング３に形成された貫通穴３ａを貫通するフィードバックピン６１を介してカムリング５の側面に当接する。
【００１９】制御プランジャ２１にはその基端側に開口するプランジャ中空部２１ａが形成され、プランジャ中空部２１ａの内側にスプリング２２が収容される。スプリング２２は、シリンダ穴２０ａの底面とプランジャ中空部２１ａの底面との間に介装され、制御プランジャ２１およびフィードバックピン６１を介してカムリング５をその最大吐出位置に付勢している。
【００２０】プラグ２０の外周には凹部２０ｂが形成され、凹部２０ｂとプラグ穴１ｃの間に環状の流体室２３が画成される。プラグ穴１ｃの開口端部にはＯリング２４が備えられ、流体室２３の密封がはかられる。プラグ２０を貫通して流体室２３とシリンダ穴２０ａを連通する可変オリフィス２５が形成される。高圧室１６からの作動油は、ハウジング１に形成された流体通路３６を介して流体室２３に導入され、さらに可変オリフィス２５を介してシリンダ穴２０ａおよびプランジャ中空部２１ａに導入される。
【００２１】可変オリフィス２５の開口面積は、シリンダ穴２０ａ内で摺動する制御プランジャ２１の基端側エッジ２１ｂにより調節される。カムリング５の偏心量が小さくなるのに追従して制御プランジャ２１は図１において右側に変位し、可変オリフィス２５の開口面積を狭める。
【００２２】制御プランジャ２１の筒部には複数の通孔２６が形成される。プランジャ中空部２１ａは、各通孔２６を介してハウジング１の収容室１ａとアダプタリング３の間に形成された流体室２７に常時連通する。流体室２７は、通孔２８を介して吐出ポート１８に連通する。これにより、プランジャ中空部２１ａは、貫通穴２６、流体室２７および通孔２８を介して吐出ポート１８と常時連通している。
【００２３】カムリング５をスプリング２２に抗して揺動させるため、アダプタリング３の内側にはカムリング５を挟むように第一カム圧力室３２と第二カム圧力室３１が画成される。アダプタリング３にはカムリング５の外周に摺接するシール材３０が介装され、シール材３０によって第一カム圧力室３２と第二カム圧力室３１の間が密封される。第一カム圧力室３２の圧力が第二カム圧力室３１に対して高まるのに伴って、カムリング５はスプリング２２に抗して揺動し、ポンプ吐出流量が次第に減少する。
【００２４】第一カム圧力室３２は切換バルブ４０を介して吸込ポート１９と高圧室１６に選択的に連通する。切換バルブ４０はハウジング１に形成されたシリンダ４２と、シリンダ４２に収装されるスプール４１を備える。
【００２５】スプール４１は、ランド部４１ａとランド部４１ｂを有する。図１においてランド部４１ａの右側に画成される第二のスプール圧力室４５はオリフィス４８、通孔４９を介して吐出ポート１８と連通する。ランド部４１ａと４１ｂの間に画成されるドレン流体室４６と通孔５０を介して吸込ポート１９に連通する。ランド部４１ｂの左側に画成される第一のスプール圧力室４７は通孔５６と通孔５８を介して高圧室１６と連通する。
【００２６】シリンダ４２の開口端はプラグ４３により閉鎖される。スプール４１の基端とシリンダ４２の底部の間にはリターンスプリング４４が介装される。スプール４１がスプリング４４の付勢力によりプラグ４３に当接する閉位置で第一カム圧力室３２が吸込ポート１９に連通する。
【００２７】スプール４１の両端に導かれる可変オリフィス２５の前後差圧が所定値を越えて上昇すると、スプリング４４に抗してスプール４１が図１において右側の開位置に移動し、第一カム圧力室３２が高圧室１６に連通する。
【００２８】第二カム圧力室３１は、サイドプレート２に形成された固定オリフィス６２を介して高圧室１６と常時連通する。第一カム圧力室３２と第二カム圧力室３１に導かれる可変オリフィス２５の前後差圧が上昇するのに伴って、スプリング４４に抗してカムリング５が揺動し、ポンプ吐出流量が減少する。
【００２９】第二カム圧力室３１は、通孔６３を介して切換バルブ４０の環状ポート６４と連通し、環状ポート６４はスプール４１のランド部４１ａによりドレン流体室４６と選択的に連通される。ランド部４１ａのドレン流体室４６側端部には複数のノッチ６５が切られており、ポンプ吐出流量の増大に伴ってスプール４１が図１において右側に移動すると、第二カム圧力室３１とドレン流体室４６を連通する開口面積が次第に増大する。
【００３０】次に可変容量型ベーンポンプの作動を説明する。
【００３１】ポンプの停止状態において、図１に示すように、カムリング５はスプリング２２に付勢されて最大に偏心した位置にある。この状態からロータ６を回転させると、ポンプ室１２から高圧室１６に作動油が吐出される。高圧室１６の作動油は、可変オリフィス２５を通って減圧され、吐出ポート１８から図示しない配管を通してパワーステアリング装置の油圧アクチュエータに供給される。高圧室１６の油圧は、絞り５９を介して第一のスプール圧力室４７に導入される。ポンプ回転数が小さい間、切換バルブ４０のスプール４１はスプリング４４の付勢力により閉位置に保持され、第一カム圧力室３２にタンク圧が導かれるとともに、第二カム圧力室３１にポンプ吐出圧が導かれ、カムリング５は最大に偏心した位置に保持される。これにより、ポンプ吐出量はポンプ回転数に比例して上昇し、車両の低速走行時からポンプ吐出圧が十分に上昇し、パワーステアリング装置に必要な油圧アシスト力を確保できる。
【００３２】ポンプ回転数が上昇するのに伴って高圧室１６の吐出圧が上昇して行くと、切換バルブ４０のスプール４１はスプリング４４に抗して図２の右方向に変位し、第一カム圧力室３２にポンプ吐出圧を導くとともに、第二カム圧力室３１にタンク圧を導く。この第一カム圧力室３２に導かれる可変オリフィス２５の上流圧力に基づく反力Ｆ１が、第二カム圧力室３１に導かれる圧力Ｆ２とスプリング２２のバネ力Ｆｓとの和（Ｆ２＋Ｆｓ）と釣り合うところまで、カムリング５は揺動する。こうしてカムリング５の偏心量が小さくなると、ポンプ回転に伴うポンプ室１２の容積の変化量が小さくなり、吐出ポート１８からのポンプ吐出量はポンプ回転数の上昇に対して一定に保たれる。
【００３３】ポンプ回転数がさらに上昇し、カムリング５の偏心量が小さくなると、カムリング５に追従する制御プランジャ２１が可変オリフィス２５の開口面積を次第に減らし、可変オリフィス２５の前後差圧が大きくなり、カムリング５の偏心量がさらに小さくなる。このような可変オリフィス２５の開口面積の減少およびカムリング５の偏心量の減少の効果が相俟って、ポンプ回転数の上昇に対してポンプ吐出流量が減少して行く垂下特性を得ることができる。こうして、ポンプ回転数（エンジン回転数）が高くなる車両の高速走行時には、ポンプ吐出流量を減少させ、パワーステアリング装置の油圧アシスト力が過大にならないで済み、不必要な作動油の供給によるエネルギー損失を低減し、作動油温度の上昇を抑えられる。
【００３４】図３に示すように、カバー７の側部にはリリーフバルブ８０が組付けられる。リリーフバルブ８０は吐出ポート１８と吸込ポート１９を結ぶリリーフ通路８５の途中に介装され、ポンプ吐出圧が所定値を越えて上昇すると開弁し、ポンプ室１２から吐出される作動油の一部を吸込ポート１９へと戻し、ポンプ吐出圧を所定値以下に抑える働きをする。
【００３５】図４に示すように、ハウジング１のカバー７に対する接合面１ｄには通孔５６と通孔５０がそれぞれ開口している。通孔５６は高圧室１６から切換バルブ４０の第一のスプール圧力室４７にポンプ吐出圧を導く流体圧通路を画成し、その一端がカバー７によって閉塞される。通孔５０はカバー７の通孔３８に接続し、吸込ポート１９から切換バルブ４０のドレン流体室４６にタンク圧を導く流体圧通路を画成する。
【００３６】ハウジング１とカバー７の間には単一のシールリング７０が介装され、シールリング７０によって収容室１ａおよび通孔５６の開口部、通孔５０と通孔１８の接続部の密封がそれぞれはかられる。
【００３７】ハウジング１には収容室１ａの周囲にシール収容段部７１が環状に形成され、これにシールリング７０が配置される。シール収容段部７１は収容室１ａの開口端を断面矩形に削除して形成される。
【００３８】ハウジング１には通孔５６の周囲にシール収容溝８７が形成されるとともに、通孔５０の周囲にシール収容溝８８が形成される。各シール収容溝８７，８８はハウジング１の接合面１ｄに対して断面矩形に窪む溝状に形成される。
【００３９】本発明の要旨とするところであるが、Ｕ字形に延びる各シール収容溝８７，８８の各端部はそれぞれシール収容段７１に連通して形成される。
【００４０】そして、シールリング７０にシール収容段部７１に収まる収容室シール部７４とシール収容溝８７に収まる高圧通路シール部７７およびシール収容溝８８に収まる低圧通路シール部７８とが一体形成される。
【００４１】低圧通路シール部７８が収まるシール収容溝８８はその各端部間がシール収容段部７１によって結ばれる。シールリング７０は低圧通路シール部７８と収容室シール部７４によって通孔５０を囲み、タンク圧が導かれる通孔５０，３８をポンプ吐出圧が導かれるポンプ収容室１ａに対して密封している。
【００４２】高圧通路シール部７７が収まるシール収容溝８７はその各端部間がシール収容段部７１によって結ばれない。したがって、ポンプ吐出圧が導かれる通孔５０と同じくポンプ吐出圧が導かれるポンプ収容室１ａはシールリング７０によって密封されない。
【００４３】シール収容段部７１の一部に収容室１ａの周囲から外側に膨らむ一対の膨径部７１ｆ，７１ｒが形成され、各膨径部７１ｆ，７１ｒの内側にシールリング７０の内周部に係合する一対のシール係止壁７２ｆ，７２ｒが形成される。
【００４４】各膨径部７１ｆ，７１ｒは図４において収容室１ａの左右に配置され、膨径部７１ｆ，７１ｒはシール収容段部７１の略対称位置に形成される。
【００４５】収容室１ａはアダプタリング３の間に流体室２７を画成する内壁部１ｊを有する。シール係止壁７２ｆは内壁部１ｊから連続し、一定の厚さを持った堤状に突出形成される。シール係止壁７２ｆはシール収容段部７１と流体室７４（リリーフ通路８５）の間を仕切る隔壁の働きをする。
【００４６】シール係止壁７２ｒはハウジング内周面１ｈから連続して形成され、シール係止壁７２ｒの内周面がカバー凸部７ｅの外周面に当接する。
【００４７】カバー７にはハウジング１に対する接合面７ｄが平面状に形成される。シールリング７０はカバー７の接合面７ｄによってシール収容段部７１と各シール収容溝８７，８８との間に挟み付けられる。
【００４８】カバー７には収容室１ａに嵌合するカバー凸部７ｅが円柱状に形成され、カバー凸部７ｅが各シール係止壁７２ｆ，７２ｒと共にシールリング７０の内周部を支持するようになっている。
【００４９】以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００５０】ベーンポンプの組立時、ハウジング１のシール収容段部７１にシールリング７０が配置された後、カバー凸部７ｅが収容室１ａに嵌合され、カバー７が図示しない４本のボルトを介してハウジング１に締結される。
【００５１】シールリング７０をハウジング１に組付ける際、シールリング７０はその各通路シール部７７，７８が各シール収容溝８７，８８に収まることにより、その収容室シール部７４が各通路シール部７７，７８を介してシール収容段部７１に収まるように支持されるとともに、その内周部が部分的に各シール係止壁７２ｆ，７２ｒに係合して支持されることによりシール収容段部７１に収まり、シールリング７０がシール収容段部７１からはみ出す組付不良を防止でき、作業性の向上がはかれる。
【００５２】シールリング７０にシール収容段部７１に収まる収容室シール部７４と各シール収容溝８７，８８に収まる通路シール部７７，７８とを一体形成したことにより、ハウジング１とカバー７の間に介装されるシールリングの数を減らし、シールリングを組み付ける作業にかかる手間を省ける。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００９２９
【氏名又は名称】カヤバ工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月６日（１９９９．９．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５５１３
【弁理士】
【氏名又は名称】後藤 政喜 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−７３９６２（Ｐ２００１−７３９６２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２１日（２００１．３．２１） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２５１６２８ |
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