JP2001182671A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸方向にスペースを占有せず部品点数が少な
くて簡潔な構成のベーンポンプを提供する。 【解決手段】流体が加圧される作動空間をもつハウジン
グ２３と、作動空間内で作動空間を区画する内周面及び
両側面と摺接しつつ回転運動し作動空間内の流体を内周
面に沿って押しやるロータ２４と、ハウジング２３に摺
動自在に保持され先端がローラ２４の外周面と摺接して
ロータ２４とともに作動空間を少なくとも膨張室３５と
圧縮室３４に分けるベーン３３とをもつベーンポンプで
あって、該ベーン３３は、その先端部がロータ２４と摺
接する摺動シール部３６と圧縮室３４に連通する受圧部
３７とを有する。ベーン３３はばね部材３２によってロ
ータ２４に当接付勢される。ばね部材３２は、圧縮室内
の圧力が所定圧力以上になったときに受圧部３７に作用
する圧縮室３４の圧力によりベーン３３がロータ２４よ
り離れる方向に駆動され、圧縮室３４の流体を膨張室３
５に逃す所定付勢力を有する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製作が極めて容易
で、特に回転シャフトを有する機械装置に組み付けして
好適なベーンポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、潤滑用流体を要する動力伝達機
械や工作機械、作動流体で動作する流体回路装置等にお
いては、流体を必要箇所に送給するポンプが適所に設け
られる。 例えばＡ／Ｔ、Ｍ／Ｔ等の変速機において
は、図１１に示すように、回転シャフト１の内部に設け
た軸内通路２に潤滑油を供給するためのポンプ１０が構
成されている。

【０００３】ポンプ１０は、変速機のケーシングによっ
て構成され、ポンプ室を形成するハウジング部３と、回
転シャフト１に回転中心を一致して該回転シャフト１に
外装され、該ハウジング部３のポンプ室内でトロコイド
歯形の内接歯車を構成するドライブロータ４と、ポンプ
室内でドライブロータ４のトロコイド歯形と対象のトロ
コイド歯形の外接歯車を構成し、回転シャフト１の回転
中心と偏心したドリブンロータ９とを主要素として構成
されている。ドライブロータ４の歯形とドリブンロータ
９の歯形によって、作動空間は複数の可変容積群に分け
られる。なお、回転シャフト１はハウジング部３に回転
自在に支持されている。

【０００４】ハウジング部３は、フロント板５と該フロ
ント板５に接合されたリヤカバー６とからなる。フロン
ト板５は、可変容積群のうち容積が縮小する圧縮室に連
通した吐出ポート７と容積が拡大する膨張室に連通した
吸入ポート８とをもつ。吐出ポート７は、回転シャフト
１の軸内通路２に連通しており、吸入ポート８はハウジ
ング部３の油流入溝（図示略）に連通している。油流入
溝は、回転シャフト１より低い位置に油面をもつケーシ
ング内の潤滑油を導くオイルストレーナ（図示略）に連
通している。

【０００５】上記ポンプ１０は、ケーシング内の潤滑油
を吸入ポート８よりくみ上げ吐出ポート７を介して回転
シャフト１の軸内通路２に圧送する。軸内通路２に圧送
された潤滑油は回転シャフト１に装着されたギヤのラジ
アル面等を潤滑する。

【０００６】ところで、上記ポンプ１０には、リヤカバ
ー６にリリーフ弁１１が配設されている。リリーフ弁１
１は、吐出ポート７に連通するプレッシャーポート（以
下、Ｐポートという）および吸入ポート８に連通するス
ルーポート（以下、Ｔポートという）を有するばね室１
２と、該ばね室１２のＰポートを該ばね室１２内のばね
部材１３によって閉塞する弁体１４とから構成されてい
る。

【０００７】上記リリーフ弁１１は、圧縮室の圧力がば
ね部材１３の圧力より大きくなったときに、弁体１４が
Ｐポートを開放し、圧縮室の圧力を膨張室に逃しポンプ
作動の停止を回避する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のトロコイド形のポンプ１０は、各歯形が摺動してい
ることにより、作動空間を膨張室と圧縮室に分ける仕切
部材が不要となるものの、リリーフ弁１１を含め部品点
数が多く構造が複雑でコストが高いという問題点をも
つ。特にリリーフ弁１１は、ポンプ１０の本体から軸方
向に離れた位置に突出しており、軸方向のスペースを大
きく要するという問題がある。

【０００９】本発明は、仕切部材としてのベーンを用い
たタイプにおいて、軸方向に突出するようなリリーフ弁
が不要で簡潔な構成のベーンポンプを提供することを解
決すべき課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明の発明者等は種々検討を重ね、仕切部材としてのベ
ーンを用いたタイプにおいて、ベーンにリリーフ弁とし
ての機能も兼用させることを考え、本発明を完成するに
至った。

【００１１】すなわち、本発明は、流体が加圧される作
動空間をもつハウジングと、該作動空間内で該作動空間
を区画する内周面及び両側面と摺接しつつ回転運動し該
作動空間内の流体を該内周面に沿って押しやるロータ
と、該ハウジングに摺動自在に保持され先端が該ローラ
の外周面と摺接して該ロータとともに該作動空間を少な
くとも膨張室と圧縮室に分けるベーンとをもつベーンポ
ンプであって、該ベーンは、その先端部が該ロータと摺
接する摺動シール部と該圧縮室に連通する受圧部とを有
し、該ベーンを該ロータに当接付勢するばね部材は、該
圧縮室内の圧力が所定圧力以上になったときに該受圧部
に作用する該圧縮室の圧力により該ベーンが該ロータよ
り離れる方向に駆動され該圧縮室の流体を該膨張室に逃
す所定付勢力を有する構成としたことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明のベーンポンプは、ポンプ本体を構成す
るハウジングにばね部材によってロータの外周面に当接
付勢されるベーンを設けている。このベーンは、その先
端部がロータと摺接する摺動シール部と圧縮室に連通す
る受圧部とを有する。従って、ばね部材は、圧縮室内の
圧力が所定圧力以上になったときに受圧部に作用する圧
縮室の圧力によりベーンがロータより離れる方向に駆動
される。これにより、圧縮室の流体を該膨張室に逃すこ
とができる。従って、ベーンは、リリーフ弁としての機
能を果し、軸方向にスペースをとらず、かつ部品点数が
少なく簡潔に構成することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のベーンポンプにおいて、
ベーンの摺動シール部は、ロータの外周面と面接触ある
いは線接触する形状であることが好ましい。

【００１４】ベーンの受圧部は、圧縮室の圧力をベーン
がロータより離れる方向（遠心方向）に受ける面をもっ
た形状であればよい。ベーンの受圧部は、面積あるいは
周方向に対する傾斜角度によってリリーフ点（ベーンが
ロータより離れるときの圧縮室の圧力点）を調整するこ
とができる。勿論、リリーフ点は、ばね部材のばね定数
によっても調整可能である。

【００１５】ベーンは、ハウジングの内周面から径方向
に設けた凹部にばね部材とともに収嵌したり、ハウジン
グの内周面から径方向に設けた吸入通路にばね部材とと
もに収嵌することが好ましい。

【００１６】吐出ポートと吸入ポートは、ハウジングに
形成してもよいし、吸入ポートはハウジングに形成し、
吐出ポートはロータに形成してもよい。

【００１７】本発明のベーンポンプは、潤滑用流体を要
する動力伝達機械や工作機械、作動流体で動作する流体
回路装置等に組込んでも、単独のポンプとして構成して
も良い。単独のポンプとして構成する場合は、ロータの
駆動源は電気モータ等を使用することができる。

【００１８】

【実施例】本発明を更に具体的な実施例により説明す
る。

【００１９】第１実施例 第１実施例のベーンポンプは、図１および３に示すよう
に、変速機のケーシング２１内に配設された回転シャフ
ト２２と、ケーシング２１に固定されるとともに回転シ
ャフト２２の外周面を覆って作動空間２０を区画するハ
ウジング２３と、作動空間２０内の回転シャフト２２に
回転中心を偏心して相対回転不能に装着されたロータ２
４とを主要素として構成されている。

【００２０】回転シャフト２２には、軸内通路２５が穿
孔されている。軸内通路２５は図示しない位置にラジア
ル面へ貫通する放射孔が形成され、該回転シャフト２２
に装着された遊転ギヤ類のラジアル面等に潤滑油を供給
するようになっている。

【００２１】ハウジング２３は、リング状のフロント板
２６と、外周にフランジ部分２７をもち、かつ中央に透
孔をもち、更に該透孔を区画する周状の底面をもった筒
状のリヤ板２８とからなる。そして、フロント板２６の
外周部分とリヤ板２８のフランジ部分２７とを共締して
ケーシング２１の周状段部２９に固定することにより、
ハウジング２３が構成されている。

【００２２】また、リヤ板２８のフランジ部分２７は、
ケーシング２１の油流入溝３０の位置に合わされる部分
が厚みをもち、この厚み部分に油流入溝３０と連通する
吸入ポート３１が形成されている。

【００２３】吸入ポート３１内には、スプリング形のば
ね部材３２が油流入溝３０に配設され、ベーン３３が作
動空間２０側に先端部を向けて吸入ポート３１内を摺動
可能に配設されている。ベーン３３は、図２に示すよう
に、ロータ２４の外周面に摺接して該ロータ２４ととも
に作動空間２０を少なくとも膨張室３５と圧縮室３４
（図３）に分ける摺動シール部３６と、圧縮室３４に連
通する受圧部３７と、膨張室３５と吸入ポート３１とを
連通する通溝３８とをもつ。受圧部３７は、ベーン３３
がロータ２４より離れる方向に受圧する傾斜した面をも
つ。

【００２４】ロータ２４は、吐出ポート３９をもつ。吐
出ポート３９はロータ２４の径方向内側に延び、回転シ
ャフト２２の軸内通路２５に連通している。また、吐出
ポート３９の開口位置は、図４に示すように、ロータ２
４がハウジング２３の内周面に接する位置より回転方向
前方に所定角度オフセットしてある。

【００２５】第１実施例のベーンポンプは以上のように
構成され、その組付けは容易に行うことができる。すな
わち、回転シャフト２２にロータ２４を所定の位相に合
わせてキー等で相対回転不能に固着し、該ロータ２４の
両側からフロント板２６とリヤ板２８とを共締めするだ
けで簡単に製作できる。吸入ポート３１に内装するばね
部材３２とベーン３３とは、フロント板２６とリヤ板２
８とを接合する際に形成される吸入ポート３１に組込め
ばよい。

【００２６】（作用）上記ベーンポンプは、回転シャフ
ト２２が図３および４に示す矢視方向の１回転毎に吸入
と吐出が繰返される。図４は、ロータ２４がベーン３３
の位置のハウジング２３内周面に内接しているときの状
態を示す。この状態では作動空間２０内の油は吸入も吐
出も行われない。

【００２７】図４の状態よりロータ２４の回転が進む
と、図５に示すように、作動空間２０がロータ２４とベ
ーン３３によって膨張室３５と圧縮室３４に分けられ
る。そして、膨張室３５では油流入溝３０の油をベーン
３３の通溝３８を通じて吸込み、圧縮室３４では油を吐
出ポート３９を通じて軸内通路２５に供給する。

【００２８】図６は図５の状態より９０゜回転が進んだ
状態であり、図７は図６より更に回転が９０゜進んだ状
態である。各状態において、ベーン３３の摺動シール部
３６がばね部材３２の付勢力でロータ２４の外周面と摺
接し、かつロータ２４がハウジング２３の内周面と接し
て作動空間２０を膨張室３５と圧縮室３４に分けてい
る。

【００２９】図７の状態より更に回転が９０゜進み、図
８に示すように、吐出ポート３９と吸入ポート３１が一
致すると、吸入と吐出は行われなくなり、更なる回転に
より図４の状態となって以下、図５、６および７、８の
各状態を繰返す。

【００３０】ところで、本ベーンポンプは、例えば図７
に示すような状態において、圧縮室３４の油の吐出量が
回転に追いつかず、ばね部材３２の付勢力に対し受圧部
３７の受ける圧力が大きくなると、図９に示すように、
ベーン３３はばね部材３２を収縮させてロータ２４から
摺動シール部３６が離れる。すると、膨張室３５と圧縮
室３４が連通され、圧縮室３４の油を膨張室３５に逃す
ことができる。この油の逃し作用はリリーフ弁と同様の
機能である。

【００３１】このように本ベーンポンプは、ベーン３３
が仕切部材とリリーフ弁の機能を兼備しており、作動空
間２０の外周域にリリーフ弁を構成できることとなっ
て、軸方向のスペースを大幅に削減することができる。

【００３２】上記第１実施例において、ベーン３３がロ
ータ２４から離れるときの圧縮室３４の圧力は、ばね部
材３２の圧力によって調整できる。また、受圧部３７の
面のの傾斜を変更しても調整できる。

【００３３】第２実施例 第２実施例のベーンポンプは、図１０に示すように、ベ
ーン３３及びばね部材３２を内装した圧力室４０をハウ
ジング２３に設けるとともに、該圧力室４０の周方向両
側に吸入ポート３１と吐出ポート３９を配設したもので
ある。

【００３４】圧力室４０は、ハウジング２３の径方向に
貫設した通孔の外側端を栓４１で止めてある。ベーン３
３は、ロータ２４の外周面に摺動する摺動シール部３６
と、作動空間２０の外周面の接線方向に沿った面をもつ
受圧部３７とをもつ。

【００３５】上記構成のベーンポンプにおいては、ハウ
ジング２３側の吸入ポート３１から吐出ポート３９に油
を出し入れすることができる。そして、ベーン３３は、
第１実施例と同様に、リリーフ弁としての機能も兼用す
る。

【００３６】上記第２実施例によっても、ベーン３３
は、ハウジング２３の外周域に設けることができ、軸方
向にスペースをとることがない。

【００３７】また、第２実施例において、受圧部３７
は、作動空間２０の内周面と接線方向に沿った面をもつ
ので、リリーフ弁動作の際、ロータ２４から離れる方向
の圧力を垂直に受け、吸入ポート３１内を円滑に移動で
きる利点がある。この場合、リリーフ動作する圧力点
は、受圧部３７の面の面積によって調整することができ
る。

【００３８】また、第１実施例における吸入ポート３１
並びに第２実施例における吸入ポート３１および吐出ポ
ート３９は、ハウジング２３の外周面に貫通している
が、外周面に貫通させずに、途中で軸方向に開口するよ
うに曲げても良い。この場合は、機械装置のケーシング
に、これら吐出ポートおよび吸入ポートと連通する各ポ
ートを設けることで、外付けを容易に行うことができ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、リリ
ーフ弁としての機能も兼用したベーンを構成したので、
軸方向のスペースをとらず、かつ部品点数が少なく簡潔
な構成で組立ても容易なベーンポンプを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例のベーンポンプを任意機
械装置のケーシング内に設けた構成図であって、図３の
Ａ−Ａ線に沿った断面図である。

【図２】 第１実施例のベーンポンプに用いたベーンの
形状を示す斜視図である。

【図３】 図１のベーンポンプの右側面図である。

【図４】 ロータがベーン位置に内接した第１実施例の
ベーンポンプの動作図である。

【図５】 図４より９０゜回転した動作図である。

【図６】 図５より９０゜回転した動作図である。

【図７】 図６より９０゜回転した動作図である。

【図８】 図７より９０゜回転した動作図である。

【図９】 本発明によるリリーフ弁機能を説明示す動作
説明図である。

【図１０】 本発明の第２実施例のベーンポンプを示す
構成図である。

【図１１】 従来のポンプを示す構成図である。

【符号の説明】

２０…作動空間 ２３…ハウジ
ング ２４…ロータ ２６…フロン
ト板 ２８…リヤ板 ３０…油流入
溝 ３１…吸入ポート ３２…ばね部
材 ３３…ベーン ３４…圧縮室 ３５…膨張室 ３６…摺動シ
ール部 ３７…受圧部 ３８…通溝 ３９…吐出ポート ４０…圧力
室。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が加圧される作動空間をもつハウジ
   ングと、 該作動空間内で該作動空間を区画する内周面及び両側面
   と摺接しつつ回転運動し該作動空間内の流体を該内周面
   に沿って押しやるロータと、 該ハウジングに摺動自在に保持され先端が該ローラの外
   周面と摺接して該ロータとともに該作動空間を少なくと
   も膨張室と圧縮室に分けるベーンとをもつベーンポンプ
   であって、 該ベーンは、その先端部が該ロータと摺接する摺動シー
   ル部と該圧縮室に連通する受圧部とを有し、該ベーンを
   該ロータに当接付勢するばね部材は、該圧縮室内の圧力
   が所定圧力以上になったときに該受圧部に作用する該圧
   縮室の圧力により該ベーンが該ロータより離れる方向に
   駆動され該圧縮室の流体を該膨張室に逃す所定付勢力を
   有する構成としたことを特徴とするベーンポンプ。
2. 【請求項２】 前記ロータは吐出ポートをもち前記ハウ
   ジングは吸入ポートをもつ請求項１記載のベーンポン
   プ。
3. 【請求項３】 前記ハウジングに吐出ポートおよび吸入
   ポートが形成された請求項１記載のベーンポンプ。