JP3754181B2

JP3754181B2 - 油圧ポンプ

Info

Publication number: JP3754181B2
Application number: JP18187097A
Authority: JP
Inventors: 淳石塚; 幸子能條
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: JPH1113650A

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
この発明は自動車のパワーステアリング装置等のパワーソースに施用して良好な油圧ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の油圧ポンプとして、例えば特開平７−２７９８７１号公報には、ポンプボディとポンプカバーとの間にポンプユニットを収装し、前記ポンプボディに貫通形成した軸受け孔内に軸受けブッシュを挿入して、この軸受けブッシュによってポンプユニットを駆動するための駆動軸を軸受けすると共に、前記軸受け孔の端部にはシール室を形成した構成の油圧ポンプが開示されている。
【０００３】
また、前記ポンプボディの軸受け孔内に挿入される筒状の軸受けブッシュの内周側には、この軸受けブッシュの両端側に開放する１条の油溝が螺旋状に形成されており、この油溝を介して、ポンプユニット側で漏洩する作動油がシール室に導かれるようにしてある。
【０００４】
斯かる従来例にあっては、前記軸受けブッシュに軸受けされた駆動軸によってポンプユニットが駆動される。即ち、前記ポンプボディから突出する駆動軸の端部にプーリ等を取付け、このプーリに巻着されるベルト等によって回転駆動される。これによって、油圧ポンプの機能が発揮される。
【０００５】
このとき、前記ポンプユニットが駆動されることに伴ってポンプユニットから漏油を生じ、この漏油は軸受け孔内から軸受けブッシュの油溝内に導かれる。前記軸受けブッシュの油溝内を流通する作動油は、軸受けブッシュと駆動軸との間を潤滑しつつ、シール室に導かれる。前記軸受けブッシュと駆動軸との間の潤滑は、軸受けブッシュと駆動軸との間に適度な軸受け隙間を設け、この軸受け隙間に油溝から潤滑油を供給して、駆動軸の回転に伴って油膜を作り、その油膜で駆動軸を支えて、駆動軸と軸受けブッシュとの金属相互の直接接触を避けることによって、潤滑されるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記駆動軸によってポンプユニットが駆動されるとき、駆動軸は軸受けブッシュによって支持されており、この軸受けブッシュと駆動軸との間には適度な軸受け隙間が形成されているから、駆動軸は筒状の軸受けブッシュ内で傾斜することが可能である。このため、前記軸受けブッシュの両端側が駆動軸に強く接触することになる一方で、軸受けブッシュの軸方向略中央部分での駆動軸との接触面圧は然程大きくならない。
【０００７】
そこで、前記軸受けブッシュと駆動軸との間の潤滑は、軸受けブッシュの軸方向略中央部分よりも、軸受けブッシュの両端側で安定した油膜が形成されることが重要であり、これによって、安定した潤滑状態が維持されるようにするのが望まれるものである。
【０００８】
しかしながら、前記従来例にあっては、前記軸受けブッシュの内周側には、この軸受けブッシュの軸方向全長に亘って油溝が形成され、作動油が軸受けブッシュの内面を潤滑しつつシール室に導かれるようになっているため、この油溝によって油膜の形成が阻害され、とりわけ軸受けブッシュの軸方向両端側で潤滑不良を生じる虞がある。即ち、前記潤滑油膜の形成は、駆動軸が回転するとき、回転方向に狭くなっている軸受け隙間内に油がくさび状に引き込まれて、油のくさび作用により油膜圧力を発生することによって成就されるのであるが、油溝が存在することによって、十分なくさび作用が得られなくなり、安定した油膜が形成されにくくなって潤滑不良が生じる虞があるのである。
【０００９】
本発明は斯かる従来の実情に鑑みて案出されたもので、駆動軸と軸受けブッシュとの間に安定した潤滑油膜を形成して、潤滑不良を生じることのない油圧ポンプを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、軸受け孔が貫通形成されたポンプボディとポンプカバーとの間にポンプユニットを収装し、前記軸受け孔内には、ポンプユニットを駆動する駆動軸及びこの駆動軸を軸受けする軸受けブッシュを挿入すると共に、前記軸受け孔の端部にはシール室を形成してなる油圧ポンプにおいて、前記軸受け孔と前記軸受けブッシュとの間に開口し、ポンプユニット側からシール室へ連通して、潤滑のための作動油を流通させる油溝を形成する一方、前記軸受けブッシュの内周側には、この軸受けブッシュの軸方向の略中央部分に位置して周方向の凹溝を形成すると共に、この凹溝の底部には前記油溝と連通する油孔を形成したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成のうち、前記軸受けブッシュに形成した凹溝は、この軸受けブッシュの軸方向長さの略１／３以下の寸法範囲内に形成されていることを特徴としており、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の構成のうち、前記軸受けブッシュの内周側であって前記凹溝の軸方向両端側は油溝の形成されていない軸受面が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
ここで、前記油圧ポンプは、ベーンポンプ、プランジャポンプ、ピストンポンプ等を含み、形式に限定されない各種の液体ポンプを含むものである。
【００１３】
前記構成において、前記油圧ポンプは、駆動軸が回転され、ポンプユニットが駆動されることにより、ポンプとしての機能を発揮する。
【００１４】
前記ポンプユニットが駆動されることに伴って生じるポンプユニットからの漏油は一旦軸受け孔内に導かれ、この軸受け孔内を潤滑した後、軸受け孔内に形成した油溝を介してシール室に導かれる。
【００１５】
即ち、前記軸受け孔内に導かれたポンプユニットからの漏油は、このポンプユニット側の軸受け孔内から直接的に軸受けブッシュの内面に供給されると共に、シール室側から軸受けブッシュの内面に供給される。また、前記油溝を導かれる漏油の一部は、この油溝と連通する油孔から凹溝に供給され、この凹溝から軸受けブッシュの内面に供給される。
【００１６】
前記軸受けブッシュの内面に供給された油は、駆動軸が回転することによって、回転方向に狭くまっている軸受け隙間内にくさび状に引き込まれて、油のくさび作用により油膜圧力が発生することによって、良好な潤滑油膜を形成する。
【００１７】
ここで、前記駆動軸によってポンプユニットが駆動されるとき、駆動軸は軸受けブッシュによって支持されており、この軸受けブッシュと駆動軸との間には適度な軸受け隙間が形成されているから、駆動軸は筒状の軸受けブッシュ内で傾斜することが可能で、とりわけ、軸受けブッシュの両端側が駆動軸に強く接触することになるところ、本発明にあっては軸受けブッシュの両端側で、安定した潤滑油膜が形成され、潤滑不良が有利に防止される。
【００１８】
即ち、前記軸受けブッシュの内周面には、この軸受けブッシュの軸方向の略中央部分に位置して周方向の凹溝が形成されているけれども、残余の部分、つまり駆動軸が強く接触する軸受けブッシュの両端側には、潤滑油膜の形成を阻害する油溝など何も形成されていない。また、前記軸受けブッシュの内周面には、軸受けブッシュの両端側からのみならず、中央部分の凹溝から潤滑のための油が十分に供給される。このため、とりわけ前記駆動軸が強く接触する軸受けブッシュの両端側において安定した潤滑油膜が形成され、潤滑不良が有利に防止されるのである。
【００１９】
したがって、駆動軸と軸受けブッシュとの間に安定した潤滑油膜を形成して、潤滑不良を生じることのない油圧ポンプが得られる。
【００２０】
また、請求項２記載の発明によれば、前記凹溝を、この軸受けブッシュの軸方向長さの略１／３以下の寸法範囲内に形成したことにより、軸受けブッシュの軸方向両端側における軸受け面積が十分に確保される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、パワーステアリング装置の油圧ポンプに適用した態様として、図面に基づいて詳述する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態を示す油圧ポンプの断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は軸受けブッシュの展開状態を示す図面、図４は軸受け孔内に軸受けブッシュを挿入した状態のボンプボディの断面図である。
【００２３】
図において１はアルミニウム合金等の金属材料からなるポンプボディ、２は同じく金属材料からなるポンプカバーで、これらポンプボディ１とポンプカバー２との間にポンプユニット３が収装してある。詳しくは、前記ポンプボディ１とポンプカバー２との間に環状凹部４が形成され、この環状凹部４内にポンプユニット３が収装してある。
【００２４】
前記ポンプユニット３は、この実施の形態においてベーンポンプユニットであって、複数のベーン５を半径方向に出没自在に取付けたロータ６をカムリング７内に収装し、このカムリング７の両側をサイドプレート８、９によって挟持した構造を備えている。そして、前記カムリング７、ロータ６及び隣合うベーン５間にポンプ室１０が形成される。前記ポンプ室１０はロータ６の回転によってその容積が変化し、この変化によって容積増加する部分に吸入区間が形成され、容積が減少する部分に吐出区間が形成してある。前記吐出区間に面するサイドプレート８、９には、半径方向外方に解放する切欠き通路８ａ，９ａが形成され、ポンプの吐出油をカムリング７外周の環状凹部４の吐出室（高圧室）１１内に吐出するようにしてある。また、前記吸入区間に面するサイドプレート９には図外の吸入ポートが貫通して形成してある。
【００２５】
前記ポンプボディ１には、軸受け孔１２が貫通して形成されており、この軸受け孔１２の端部にはシール室１３が形成されている。また、前記軸受け孔１２内には、ポンプユニット３側からシール室１３へ連通する油溝１４が形成されている（図２参照及び図４参照）。前記油溝１４は、断面が円弧状で、軸受け孔１２の軸方向に略直線状に形成されており、ポンプユニット３からの漏油を、詳しくはロータ６とサイドプレート８、９との間から漏洩する作動油、及びポンプボディ１とサイドプレート９との合わせ目から漏洩する僅かな作動油を、ポンプユニット３の軸受け室１２内からシール室１３内へ導く。
【００２６】
また、前記ポンプボディ１には、吸入区間のポンプ室１０と図外の貯油タンクとを連通する吸入通路１５、吐出区間のポンプ室１０と図外のパワーステアリング装置のアクチュエータとを連通する吐出通路１６、及び一端が封止されたスプール弁収容穴１７がそれぞれ形成してある。
【００２７】
前記吸入通路１５はサイドプレート９との合わせ目において２方向に分岐しており、その先端に円弧状の吸入ポート１８が形成してある。前記吸入ポート１８はサイドプレート９に形成した図外の吸入ポートに臨んで形成してある。また、前記吸入通路１５は軸受け孔１２に略平行な低圧通路１９を介してシール室１３に連通している（図２参照）。
【００２８】
前記吐出通路１５はサイドプレート９との合わせ目において半径方向外方に折れ曲がり、このサイドプレート９に形成した吐出ポート２０に連通するオリフィス通路２１が形成されている。
【００２９】
２２は前記軸受け孔１２内に挿入された軸受けブッシュである。前記軸受けブッシュ２２は平板状の部材を筒状に丸めて形成されており、この軸受けブッシュ２２の内周側には、この軸受けブッシュ２２の軸方向の略中央部分に位置して周方向の凹溝２３が形成してある。前記凹溝２３は、軸受け面積を確保するために軸受けブッシュ２２の軸方向長さＬの略１／３以下の寸法範囲内に形成するのが好ましく、この実施の形態においては凹溝２３の幅寸法ｌを軸受けブッシュの軸方向長さＬの略１／５としてある。また、前記凹溝２３の底部には軸受け孔１２に形成した油溝１４と連通する油孔２４が形成してある（図３参照）。したがって、前記軸受けブッシュ２２は、油孔２４が油溝１４に臨むようにして軸受け孔１２内に挿入される。
【００３０】
２５は前記ポンプユニット３を駆動するための駆動軸で、この駆動軸２５は軸受けブッシュ２２で軸受けされた状態で、軸受け孔１２内に挿入されている。前記駆動軸２５にはその先端側にセレーション２６が形成され、このセレーション２６がサイドプレート９の貫通孔９ｂを貫通して、ロータ６のセレーション孔２７に嵌合されており、これによって、駆動軸２５はロータ６を回転駆動、即ちポンプユニット３を駆動可能である。なお、前記駆動軸２５の先細状の先端はサイドプレート８の貫通孔８ｂ内に遊嵌されている。
【００３１】
前記スプール弁収容穴１７内には、流量制御を司るスプール弁３０が摺動自在に嵌挿されている。前記スプール弁３０は、スプール弁収容穴１７内部を第１圧力室１７ａと第２圧力室１７ｂとに画成すると共に、第２圧力室１７ｂ内に収装した制御スプリング３１のばね力をもって常時第１圧力室１７ａ側に偏倚され、常態にあって、そのランド部３２で吸入通路１５に連通するドレン通路３３を閉止している。また、前記スプール弁３０によって画成された第１圧力室１７ａの開口端は、吐出室１１に臨み、ポンプの吐出油を導く導入通路３４を形成している。
【００３２】
また、前記ポンプボディ１には、吐出通路１６に連通し、図外のパワーステアリング装置即ちアクチュエータに作動油を導くために、図外の吐出口に連通する通路３５が形成してある。また、前記通路３５と第２圧力室１７ｂとの間は通路３６を介して連通しており、吐出通路１６内の圧力を前記第２圧力室１７ｂ内に導くようにしてある。
【００３３】
３９は前記ポンプカバー２に取付けられた圧力スイッチである。この圧力スイッチ３９は固定接点３９ａと可動接点３９ｂとを有しており、この可動接点３９ｂが、その先端が吐出室１１に連通する通路４０に面していることにより、吐出室１１内の圧力に応動可能である。また、前記圧力スイッチ３９が捩込み固定される凹部４１の内部は、半径方向の通路４２及び軸方向の通路４３を介してサイドプレート９の貫通孔９ｂ内に連通している。
【００３４】
前記ポンプボディ１とポンプカバー２とは、図外のボルト等によって相互に連結固定してあり、これらポンプボディ１とポンプカバー２との合わせ目はシールリング４４による封止が施されて、吐出室１１内に吐出された作動油の外部への漏洩を防止している。
【００３５】
４５は前記ポンプカバー２とサイドプレート８との間に設けたシールリングで、このシールリング４５は吐出室１１とサイドプレート８の貫通孔８ｂとの間を区画している。また、４６は前記シール室１３内に設けられ、駆動軸２５を封止するシール部材である。
【００３６】
なお、前記駆動軸２５のポンプボディ１からの突出端には、図外の内燃機関等によって回転駆動されるプーリ等の駆動手段が取付けられる。
【００３７】
斯かる構成によれば、前記駆動軸２５が図外のプーリ等を介して回転駆動され、この駆動軸２５に連結されたロータ６が回転駆動される。前記ロータ６が回転駆動することにより、このロータ６の回転によってその容積が拡大する吸入区間のポンプ室１０内に吸入通路１５から吸入ポート１８を介して作動油が吸入され、ポンプ作用を受けた後、容積が縮小する吐出区間のポンプ室１０内から吐出室１１内に吐出される。その後、前記吐出室１１内に吐出された作動油は、導入通路３４を経て第１圧力室１７ａ内に導かれる。前記第１圧力室１７ａ内に導かれる作動油は、オリフィス通路２１、吐出通路１６及び通路３５を介して図外のパワーステアリング装置のアクチュエータに導かれる。
【００３８】
このとき、図１に示す常態にあっては、前記スプール弁３０は、制御スプリング３１によって第１圧力室１７ａ側に付勢され、その胴部のランド部３２でドレン通路３３を閉塞しており、第１圧力室１７ａ内に導入されたポンプ吐出油はその全量がオリフィス通路２１を介して図外のアクチュエータに導かれる。一方、ポンプの回転速度が増加してポンプ吐出油量が増加し、前記第１圧力室１７ａ内に導入されるポンプ吐出油量が増加すると、オリフィス通路２１による制限流動の下に第１圧力室１７ａ内の作動油が吐出通路１６に導かれる一方で、このオリフィス通路２１の前後差圧に基づいてスプール弁３０が右方向に移動して制御スプリング３１を所定の長さになるまで押し縮め、ドレン通路３３を開き、このドレン通路３３から余剰油を吸入通路１５及び図外の貯油タンクに還流させる。
【００３９】
これによって、前記吐出通路１６及び通路３５を介して図外のパワーステアリング装置に導かれる作動油は、所定流量に制御されることになる。
【００４０】
また、前記ポンプユニット３が駆動されることに伴って、作動油は吐出室１１に吐出される一方で、ロータ６とサイドプレート８、９との間に潤滑のために形成された隙間を介して漏洩することになる。なお、極一部の作動油は前記ポンプボディ１とサイドプレート９との合わせ目からも漏洩する。
【００４１】
前記ポンプユニット３からの漏油は、一旦ポンプユニット３側の軸受け孔１２内に集合される。即ち、前記ロータ６とサイドプレート８との間からの漏油は、このサイドプレート８の貫通孔８ｂ内に導かれた後、セレーション２６、２７の噛合隙間及びサイドプレート９の貫通孔９ｂを介して軸受け孔１２内に集合される。また、前記ロータ６とサイドプレート９との間の漏油はこのサイドプレート９の貫通孔９ｂを介して軸受け孔１２内に集合される。
【００４２】
前記サイドプレート９側の軸受け孔１２内に集合された油は、この軸受け孔１２内を潤滑した後、軸受け孔１２内に形成した油溝１４を介してシール室１３内に導かれる。なお、前記シール室１３内に導かれた作動油は、このシール室１３内のシール部材４６を潤滑した後、低圧通路１９を介して吸入通路１５及び図外の貯油タンクに還流されることになる。
【００４３】
このとき、前記軸受け孔１２内に導かれたポンプユニット３からの漏油は、このポンプユニット３側の軸受け孔１２内から直接的に軸受けブッシュ２２の内面に供給されると共に、シール室１３側から軸受けブッシュ２２の内面に供給される。また、前記油溝１４を導かれる漏油の一部は、この油溝１４と連通する油孔２４から凹溝２３内に供給され、この凹溝２３から軸受けブッシュ２２の内面に供給される。
【００４４】
前記軸受けブッシュ２２の内面に供給された油は、駆動軸２５が回転することによって、回転方向に狭くまっている軸受け隙間内にくさび状に引き込まれて、油のくさび作用により油膜圧力が発生することによって、良好な潤滑油膜を形成する。
【００４５】
ここで、前記駆動軸２５によってポンプユニット３が駆動されるとき、駆動軸２５は軸受けブッシュ２２によって支持されており、この軸受けブッシュ２２と駆動軸２５との間には適度な軸受け隙間が形成されているから、駆動軸２５は筒状の軸受けブッシュ２２内で傾斜することが可能で、とりわけ、軸受けブッシュ２２の両端側が駆動軸２５に強く接触することになるところ、本発明にあっては軸受けブッシュ２２の両端側で、安定した潤滑油膜が形成され、潤滑不良が有利に防止される。
【００４６】
即ち、前記軸受けブッシュ２２の内周面には、この軸受けブッシュ２２の軸方向の略中央部分に位置して周方向の凹溝２３が形成されているけれども、残余の部分、つまり駆動軸２５が強く接触する軸受けブッシュ２２の両端側には、潤滑油膜の形成を阻害する油溝など何も形成されていない。また、前記軸受けブッシュ２２の内周面には、軸受けブッシュ２２の両端側からのみならず、中央部分の凹溝２３から潤滑のための油が十分に供給される。このため、とりわけ前記駆動軸２５が強く接触する軸受けブッシュ２２の両端側において安定した潤滑油膜が形成され、潤滑不良が防止されるのである。
【００４７】
したがって、駆動軸２５と軸受けブッシュ２２との間に安定した潤滑油膜を形成して、潤滑不良を生じることのない油圧ポンプが得られる。
【００４８】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、前記軸受け孔１２の内に形成する油溝１４は、軸受け孔１２の軸方向に略直線状に形成するのみならず、螺旋状としてもよく、また、これを多条形成する構成としてもよい。
【００４９】
また、前記軸受けブッシュ２２に形成する周方向の凹溝２３は、軸受けブッシュの両端側に開放しない範囲で、好ましくは軸受けブッシュの軸方向長さの略１／３以下の寸法範囲内で、螺旋状に或いは蛇行して形成してもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、駆動軸と軸受けブッシュとの間に安定した潤滑油膜を形成して、潤滑不良を生じることのない油圧ポンプが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す油圧ポンプの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】軸受けブッシュの展開状態を示す図面である。
【図４】軸受け孔内に軸受けブッシュを挿入した状態のボンプボディの断面図である。
【符号の説明】
１ポンプボディ
２ポンプカバー
３ポンプユニット
１２軸受け孔
１３シール室
１４油溝
２２軸受けブッシュ
２３凹溝
２４油孔
２５駆動軸

Claims

軸受け孔が貫通形成されたポンプボディとポンプカバーとの間にポンプユニットを収装し、前記軸受け孔内には、ポンプユニットを駆動する駆動軸及びこの駆動軸を軸受けする軸受けブッシュを挿入すると共に、前記軸受け孔の端部にはシール室を形成してなる油圧ポンプにおいて、
前記軸受け孔と前記軸受けブッシュとの間に開口し、ポンプユニット側からシール室へ連通して、潤滑のための作動油を流通させる油溝を形成する一方、
前記軸受けブッシュの内周側には、この軸受けブッシュの軸方向の略中央部分に位置して周方向の凹溝を形成すると共に、
この凹溝の底部には前記油溝と連通する油孔を形成したことを特徴とする、油圧ポンプ。
前記軸受けブッシュに形成した凹溝は、この軸受けブッシュの軸方向長さの略１／３以下の寸法範囲内に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の油圧ポンプ。
請求項１に記載の油圧ポンプにおいて、前記軸受けブッシュの内周側であって前記凹溝の軸方向両端側は油溝の形成されていない軸受面が形成されていることを特徴とする油圧ポンプ。