JP2003097453A - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低速運転時における吐出流量の変動を少なく
して、その変動に起因する耳障りな騒音の低減を図る。 【解決手段】 吐出通路３９に介装されたオリフィス４
１，４２の前後差圧に応じてカムリング２６を偏心移動
させ、それによって吐出流量を制御する。各ベーン排圧
室７３に吐出通路３９の作動油を導入することによって
各ベーン２５をカムリング２６の内面に押し付ける。こ
のような可変容量型ベーンポンプにおいて、カムリング
２６の内面のプロファイルを、ロータ２４に対するカム
リング２６の偏心量が最大のときに、吸入領域ａに位置
されるベーン背圧室７３の流量合計がロータ２４の回転
角の進行に拘らず常時一定となるように形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のパワーステ
アリング装置の駆動源等に用いられるベーンポンプに関
し、とりわけ、ポンプ本体部の容量を変えることによっ
て吐出流量を制御する可変容量型ベーンポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量型ベーンポンプとし
て、特開平２０００−１６１２４９号公報に開示される
ようなものがある。

【０００３】この可変容量型ベーンポンプは、図１７に
示すように、駆動軸１によって回転駆動されるロータ２
に複数のベーンスロット３が放射状に設けられ、この各
ベーンスロット３にベーン４が出没自在に取り付けられ
るとともに、ロータ２の周域に、円形状の内周面を有す
るカムリング５が同ロータ２に対して偏心移動可能に配
置されている。そして、各ベーン４の基部とベーンスロ
ット３の間にはベーン背圧室６が形成され、この各ベー
ン背圧室６に吐出圧を導入することによってベーン４の
先端部が常時カムリング５の内周面に押し付けられてい
る。このため、このベーンポンプは円周方向の隣接する
ベーン４，４間に形成される複数のポンプ室がロータ２
の回転に伴なって連続的に容積を増減変化させ、ロータ
２とカムリング５の偏心量に応じた流量でもって吐出を
行う。

【０００４】また、カムリング５は付勢スプリング７に
よって偏心量を増大させる方向に付勢され、カムリング
５の外周の相反位置には、導入される作動油によってカ
ムリング５の偏心量を減少させる第１の作動室８と、逆
にカムリング５の偏心量を増大させる第２の作動室９が
形成されている。そして、カムリング５内の吐出領域に
連通する吐出通路１０にはオリフィス１１が介装され、
第２の作動室９の圧力を調整すべく制御バルブ１２を、
このオリフィス１１の前後差圧によって制御し、それに
よってカムリング５の偏心量を制御するようになってい
る。尚、図１７中、１３は、カムリング５内の吸入領域
に接続された吸入通路であり、１４ａ，１４ｂは、カム
リング５の側部を摺動可能に閉塞する図外の側壁部材に
略円弧状に形成され、吸入領域側と吐出領域側の各ベー
ン背圧室６に吐出通路１０の作動油を導入する圧力導入
口である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の可変容量型ベーンポンプは、カムリング５の内周面
のプロファイルが真円形状をしているため、吸入領域に
おけるベーン背圧室６の流量合計がロータ２の回転角の
進行によって変動してしまう。つまり、各ベーンスロッ
ト３内のベーン４はロータ２の回転に伴なって進退移動
し、ベーンスロット３内の移動速度に応じたポンプ作用
を行うが、ロータ２が定速状態にある場合における吸入
領域での各ベーン４の移動速度特性は図１８に示すよう
な山形カーブを描く。このため、ロータ２の或る回転角
における吸入領域での全ベーン背圧室６の流量合計は、
同図中の斜線で示す棒状エリアの総合計となる（このと
き、棒状エリアの幅をベーンスロット３の断面積と考え
るものとする。）が、この状態からロータ２の回転角が
進行すると、各ベーン背圧室６の流量は同特性図の山型
カーブに沿って変化し、これに伴なって吸入領域全体で
のベーン背圧室６の合計流量が変動してしまう。

【０００６】したがって、吸入領域側にあるベーン背圧
室６が圧力導入口１４ａを通して吐出通路１０に連通し
ていることから、ロータ２の回転角の進行に伴なって吐
出流量に変動を来し、この吐出流量の変動が騒音発生の
原因となり易い。特に、殆どの場合にカムリング５が最
大偏心状態となる低速運転時には、駆動源側の騒音が小
さい分、前記の吐出流量の変動に起因する騒音が運転者
等の耳に付き易い。

【０００７】尚、吐出領域側にあるベーン背圧室６は、
吸入領域側のものと同様に圧力導入口１４bを通して吐
出通路１０に連通しているが、吐出領域側においては、
各ベーン４の先端側(カムリング５の内面に臨む側)の流
量変動と基部側(ベーン背圧室６側)の流量変動が互いに
打ち消し合うため、吐出流量の変動はほとんど生じな
い。これに対し、吸入領域側においては、各ベーン４の
先端側が吸入通路１３側に臨んでいるため、ベーン背圧
室６側の流量変動のみが吐出側に影響を及ぼす。

【０００８】そこで本発明は、低速運転時における吐出
流量の変動を少なくして、その変動に起因する耳障りな
騒音の低減を図ることのできる可変容量型ベーンポンプ
を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ための手段として、本発明は、放射方向に複数のベーン
スロットを有し、その各ベーンスロットにベーンが出没
自在に取り付けられるとともに、駆動軸によって回転駆
動されるロータと、このロータの周域に同ロータに対し
て偏心移動可能に配置され、ロータとその周域の隣接す
る各ベーンとの間に複数のポンプ室を形成するカムリン
グと、このカムリング内の吸入領域と吐出領域に夫々連
通する吸入通路及び吐出通路と、この吐出通路に介装さ
れたオリフィスと、このオリフィスの前後差圧に応じた
圧力により、カムリングをロータに対する偏心量が減少
する方向と増大する方向に夫々押圧する第１の作動室及
び第２の作動室と、前記各ベーンの基部とベーンスロッ
トの間に形成され、前記吐出通路に連通するベーン背圧
室と、を備え、前記オリフィスの前後差圧に応じてカム
リングを偏心移動させることによって吐出流量を制御す
るとともに、前記各ベーン背圧室に吐出通路の作動油を
導入することによって各ベーンをカムリングの内面に押
し付ける可変容量型ベーンポンプにおいて、前記カムリ
ングの内面のプロファイルを、ロータに対するカムリン
グの偏心量が最大のときに、吸入領域に位置されるベー
ン背圧室の流量合計がロータの回転角の進行に拘らず常
時一定となるように形成した。

【００１０】この発明の場合、カムリングの偏心量が最
大のときには、吸入領域側のベーン背圧室の流量合計が
常時一定となり、吐出通路側に流量変動の影響を及ぼさ
なくなる。

【００１１】この場合、カムリングの吸入領域における
プロファイルは、具体的には、ロータの回転角の進行に
対するベーンの半径方向の移動速度特性が、正勾配の第
１比例領域と、この第１比例領域と勾配角の絶対値の等
しい負勾配の第２比例領域とを持ち、かつ、前記第１，
第２比例領域に常時同枚数のベーンが位置されるように
形成すれば良い。つまり、各ベーンは第１比例領域や第
２比例領域を移動する間に半径方向の移動速度が変化す
るが、任意のベーンが一方の比例領域を移動する間は、
勾配角の絶対値が等しく正負が逆の勾配を持った他方の
比例領域を対応する別のベーンが移動するため、任意の
ベーンの移動速度(ベーン背圧室の流量)の増加分は必ず
対応する別のベーンの移動速度(ベーン背圧室の流量)の
減少分によって相殺される。

【００１２】また、前記移動速度特性は、第１比例領域
と第２比例領域の間に、隣接するベーン間のピッチの２
分の１ピッチの整数倍の定速度領域を持つようにしても
良い。この場合、２つの比例領域の間の定速度領域を、
前記の２分の１ピッチの適宜の倍数に設定することによ
り、任意のベーンが第１比例領域に進入するときのタイ
ミングと、対応するベーンが第２比例領域に侵入すると
きのタイミングを合わせることが可能になる。

【００１３】また、カムリングの側部を摺動可能に閉塞
する側部壁に、カムリング内の吸入領域のベーン背圧室
に開口する略円弧状の吸入口が設けられた可変容量型ベ
ーンポンプにおいては、前記吸入口の始端側と終端側の
少なくとも一方に、カムリングの偏心移動に伴なう同リ
ング側面と前記吸入口とのオーバーラップによってカム
リングの内部に対する吸入口の開口位置がカムリングの
円周方向ほぼ一定位置に維持されるようにノッチを形成
することが好ましい。この場合、カムリングの偏心移動
位置に拘らず、カムリングのプロファイルと吸入領域の
位置関係をほぼ一定に維持することができる。したがっ
て、カムリングの偏心移動に伴うベーン背圧室全体の容
積変動の発生をより少なくすることが可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態を図１
〜図９に基づいて説明する。

【００１５】図２において、２０は、本発明にかかる可
変容量型ベーンポンプのポンプハウジングであり、この
ポンプハウジング２０は、ポンプ本体部を収容する凹部
２１ａを備えたハウジング本体２１と、このハウジング
本体２１に結合されて凹部２１ａを閉塞するリヤカバー
２２とによって構成されている。ポンプハウジング２０
には車両のエンジンによって駆動される駆動軸２３が回
転自在に支持され、この駆動軸２３にロータ２４が一体
回転可能に結合されている。ロータ２４は、図１，図３
に示すようにその外周側放射方向に複数のベーンスロッ
ト７０が形成され、その各スロット７０にベーン２５が
出没自在に収容されている。

【００１６】図３において、２６は、前記ロータ２４と
ともにポンプ本体部を構成し、同ロータ２４を内周側に
収容するカムリングであり、このカムリング２６には前
記各ベーン２５の先端が摺接する略円形状の内面が設け
られている。このカムリング２６の内面のプロファイル
については後に詳述する。また、カムリング２６はその
外周部の一部（図中の下端。）がポンプハウジング２０
内に揺動自在にピン２７によって支持され、そのピン２
７を中心とする揺動によってロータ２４に対する偏心量
を調整できるようになっている。図３中Ｏは、ロータ２
４及び駆動軸２３の回転中心を示し、Ｏ’はカムリング
２６の中心を示すが、このカムリング２６の中心Ｏ’は
その揺動によって同図中をほぼ左右方向に変位する。

【００１７】このベーンポンプは、常態において、カム
リング２６が回転中心Ｏに対して偏心しているため、ロ
ータ２４がベーン２５の先端をカムリング２６の内周面
に摺接させつつ回転すると、隣接するベーン２５，２５
間に形成されるポンプ室の容積を増減変化させ、それに
よって連続的にポンプ作動を行う。そして、カムリング
２６とロータ２４の偏心量が変化すると、ポンプ室の容
積変化率が変わり、それに伴ってポンプ容量が変化す
る。

【００１８】また、２８は、ポンプハウジング２０の凹
部２１ａ内に嵌合され、内部にカムリング２６の収容空
間を形成するリング状部材であり、２９（図２参照。）
は、このリング状部材２８とともに凹部２１ａ内に収容
されたサイドプレートである。リング状部材２８は、硬
質材料によってロータ２４、ベーン２５、及び、カムリ
ング２６の三者の幅よりも若干広く形成され、その内周
面は前記カムリング２６の揺動変位を許容し得るよう略
楕円状に形成されている。このリング状部材２８はカム
リング２６の揺動中心となるピン２７に係合され、この
ピン２７によって回り止めがなされている。

【００１９】そして、リング状部材２８の内周面のうち
のピン２７の位置と相反する位置には、径方向内側にば
ね付勢されたシール部材３０が配置され、このシール部
材３０がカムリング２６の変位（揺動）を許容しつつ同
カムリング２６の外周面に密接するようになっている。
このシール部材３０はピン２７とともにリング状部材２
８の内側空間を、図３中左側の第１の作動室３１と同図
中右側の第２の作動室３２とに隔成し、各作動室３１，
３２に導入された作動油の圧力がカムリング２６に対し
て相反方向から作用するようにしている。尚、カムリン
グ２６は第１の作動室３１方向に最大に変位したときに
ロータ２４に対する偏心量が最大になり、逆に第２の作
動室３２方向に最大に変位したときに同偏心量が最小に
なる。

【００２０】サイドプレート２９はポンプハウジング２
０の内部壁（リヤカバー２２の内壁）とともにリング状
部材２８の両側部を閉塞するとともに、カムリング２６
の側部を摺動可能に閉塞するようになっている。

【００２１】また、ポンプハウジング２０の凹部２１ａ
の底面には、図２及び図４に示すように、サイドプレー
ト２９との間に低圧室３３と高圧室３４を形成する窪み
が形成されており、低圧室３３と高圧室３４はサイドプ
レート２９に形成された連通孔３５，３６と吸入口７１
及び吐出口７２を介して夫々カムリング２６内の吸入領
域ａ（図３中の上半部の領域。）と吐出領域ｂ（図３中
の下半部の領域。）に導通している。そして、カムリン
グ２６内の吸入領域ａは吸入通路３７に接続され、吐出
領域ｂは吐出通路３９を介してポンプハウジング２０の
吐出ポート４０に接続されている。尚、サイドプレート
２９は高圧室３４の作動油の圧力を受け、リング状部材
２８をリヤカバー２２方向に押し付けている。

【００２２】吐出通路３９は、図３，図４に示すよう
に、高圧室３４から第１通路３９ａと第２通路３９ｂに
分岐しており、この各通路３９ａ，３９ｂには開口面積
の調整が可能な後述する第１オリフィス４１と固定開口
面積の第２オリフィス４２とが夫々介装されている。こ
の両通路３９ａ，３９ｂは吐出ポート４０の手前で再度
合流接続され、両通路３９ａ，３９ｂを通過した作動油
を合流させて吐出ポート４０に流出させるようになって
いる。前記第１オリフィス４１と第２オリフィス４２
は、本発明におけるオリフィスを構成し、後述するよう
にその前後の差圧を管理することによって吐出流量を制
御する。

【００２３】一方、リング状部材２８の周壁のうちの第
２の作動室３２に臨む部位には比較的大径の貫通孔４３
が形成され、また、ポンプハウジング２０の周壁のうち
の、この貫通孔４３に連続する位置には貫通孔４３より
も若干小径のシリンダ穴４４が設けられている。このシ
リンダ穴４４には、有底円筒状のフィードバックプラン
ジャ４５と、同プランジャ４５を付勢する付勢スプリン
グ４６とが収容され、フィードバックプランジャ４５の
先端部が貫通孔４３を通して第２の作動室３２内に突出
している。フィードバックプランジャ４５の先端部はカ
ムリング２６の外周面に当接し、付勢スプリング４６は
カムリング２６を第１の作動室３１方向（偏心量が最大
になる方向。）に付勢している。

【００２４】また、シリンダ穴４４には、前記第１通路
３９ａ（吐出通路３９）の高圧室３４側に連通する第１
のポート４７と、同通路３９ａの吐出ポート４０側に連
通する第２のポート４８が軸方向に離間して開口形成さ
れており、これらのポート４７，４８がフィードバック
プランジャ４５の外周面に形成された環状溝４９を通し
て連通するようになっている。この第１，第２のポート
４７，４８と環状溝４９とは前述の第１オリフィス４１
を構成する部分であり、フィードバックプランジャ４５
が最も突出した状態でポート４７，４８と環状溝４９の
オーバーラップ（通路開口面積）を最大にし、逆に同プ
ランジャ４５が最も後退した状態でポート４７，４８と
環状溝４９のオーバーラップ（通路開口面積）を最小に
する。

【００２５】さらに、フィードバックプランジャ４５の
先端部近傍には、同プランジャ４５の内部と第２の作動
室３２を連通するオリフィス通路５０が形成され、第２
の作動室３２内の作動油がこのオリフィス通路５０を通
して背室５１（フィードバックプランジャ４５とシリン
ダ穴４４底部の間に形成される空間。）に給排されるよ
うになっている。したがって、フィードバックプランジ
ャ４５はシリンダ穴４４内を自由に進退作動することが
できるとともに、同プランジャ４５が急激に後退作動し
ようとしたときにはオリフィス通路５０部分で大きな流
通抵抗を発生し、所謂ダッシュポットとして機能する。

【００２６】また、サイドプレート２９の第１の作動室
３１と第２の作動室３２に臨む部位には第１の導通孔５
４と第２の導通孔５５が夫々形成され、高圧室３４をこ
れらの孔５４，５５を通して第１の作動室３１と第２の
作動室３２に夫々連通させている。第２の作動室３２
は、前記第２の導通孔５５とは別にリング状部材２８か
らポンプハウジング２０にかけて形成された排出通路５
６に連通している。この排出通路５６は第２の作動室３
２と前記低圧室３３を連通する通路であり、その途中に
は作動油の排出流量を制御する制御バルブ５７が介装さ
れている。

【００２７】制御バルブ５７は、図４に示すように、ポ
ンプハウジング２０に形成された弁室５８に有底円筒状
の弁体５９が収容され、弁室５８内がこの弁体５９によ
って高圧流体室６０と低圧流体室６１とに隔成されてい
る。高圧流体室６０は第１，第２オリフィス４１，４２
（オリフィス）の上流側の高圧室３４部分に導通し、低
圧流体室６１は第１，第２オリフィス４１，４２（オリ
フィス）の下流側の吐出ポート４０の手前側部分にオリ
フィス６２を介して導通するとともに、その内部に、弁
体５９を高圧流体室６０側に付勢するリターンスプリン
グ６３が収容されている。

【００２８】そして、弁室５８内の軸方向に離間した位
置には排出通路５６の上流側ポート６４と下流側ポート
６５が開口し、弁体５９の外周面にはこの両ポート６
４，６５を連通させることのできる環状溝６６が形成さ
れている。この環状溝６６は、弁体５９がリターンスプ
リング６３によって高圧流体室６０方向に押し付けられ
ているときには上流側ポート６４とオーバーラップせ
ず、弁体５９がリターンスプリング６３の力に抗して低
圧流体室６１側に変位すると、その変位に応じて上流側
ポート６４と下流側ポート６５に跨ってオーバーラップ
する。したがって，この制御バルブ５７は以上の構成に
より、弁体５９が第１，第２オリフィス４１，４２の前
後差圧に応動し、その変位に応じて排出通路５６の開口
面積を制御する。

【００２９】尚、図４中６８は、吐出ポート４０（油圧
アクチュエータ８０）の負荷圧の増大によって低圧流体
室６１内の圧力が設定圧以上になったときに、ドレーン
通路６７を開き、低圧室３３内に作動油を逃がすリリー
フ弁である。

【００３０】ところで、カムリング２６の側部を閉塞す
る前記サイドプレート２９の側面には、図５に示すよう
に前記吸入口７１と吐出口７２が夫々略円弧状に形成さ
れており、吸入口７１はカムリング２６内の円周方向略
半部の空間を吸入通路３７に連通させることによってそ
こに吸入領域ａを形成し、吐出口７２はカムリング２６
内の残余の略半部の空間を吐出通路３９に連通させるこ
とによって同様にそこに吐出領域ｂを形成する。また、
サイドプレート２９の同じ側面には、吐出通路３９の作
動油をロータ２４の各ベーンスロット７０の底部（各ベ
ーン２５の基部とベーンスロット７０の間に形成される
ベーン背圧室７３）に導入するための円弧状の圧力導入
口７４ａ，７４ｂが形成されている。このうち、一方の
圧力導入口７４ａはカムリング２６内の吸入領域ａに位
置されるベーン背圧室７３に導通し、他方の圧力導入口
７４ｂはカムリング２６内の吐出領域ｂに位置されるベ
ーン背圧室７３に導通する。尚、二つの圧力導入口７４
ａ，７４ｂはオリフィス溝７５によって互いに連通して
いる。

【００３１】また、サイドプレート２９の吸入口７１の
始端部と終端部には、径方向外側寄りに収斂するノッチ
７６，７７が形成されている。このノッチ７６，７７は
カムリング２６のピン２７を揺動中心とする偏心移動に
拘らず、カムリング２６内の一定位置で吸入口７１を開
口させるためのものであり、カムリング２６の偏心移動
時にカムリング２６の側面と吸入口７１とのオーバーラ
ップを変化させる。即ち、今、例えば、図６に示すよう
にカムリング２６が最大に偏心した状態では、カムリン
グ２６の側面が吸入口７１の始端側のノッチ７６を隠
し、かつ、終端側のノッチ７７を先端側まで露出させる
ように吸入口７１にオーバーラップしているが、この状
態から図７に示すようにカムリング２６が最小偏心位置
まで角度θだけ揺動すると、カムリング２６の側面が吸
入口７１の終端側のノッチ７７を隠し、かつ、始端側の
ノッチ７６を先端部まで露出させるように吸入口７１と
のオーバーラップを変化させ、それによってカムリング
２６内での吸入口７１の開口位置を一定に維持する。

【００３２】ところで、この可変容量型ベーンポンプの
場合、カムリング２６の内面の吸入領域ａのプロファイ
ルは、カムリング２６がロータ２４に対して最大に偏心
した状態において、吸入領域ａに位置される全ベーン排
圧室７３の流量合計がカムリング２６の回転角の進行に
拘らず常時一定となるように設定されている。

【００３３】具体的には、プロファイルは、ロータ２４
の回転角の進行に対するベーン２５の半径方向の移動速
度特性が、図８中の（イ）と図９に示すような線形を描
くように、つまり、少なくとも正勾配の第１比例領域ｃ
と、この第１比例領域ｃと勾配角の絶対値の等しい負勾
配の第２比例領域ｄとを持ち、かつ、第１比例領域ｃと
第２比例領域ｄに常時同枚数のベーン２５が位置される
ように設定されている。

【００３４】この実施形態の場合、ロータ２４が１３枚
のベーン２５を持つものであるが、吸入領域ａは、図
８，図９の特性図から明らかなように、隣接するベーン
２５，２５間の距離を一ピッチとしたときにほぼ６．５
ピッチ分となり、その領域ａ内には常時６枚乃至７枚の
ベーン２５が配置されている。そして、前記のベーン２
５の移動速度特性は、さらに第１比例領域ｃの前と第２
比例領域ｄの後に２分の１ピッチ分の０速度領域ｅ，ｆ
を夫々持つとともに、第１比例領域ｃと第２比例領域ｄ
の間に定速度領域ｇを持つようになっている。

【００３５】尚、図８中の（ア）は、この実施形態の場
合のベーン基部の移動位置特性を示し、（ウ）は、従来
のベーンポンプにおけるベーン基部の移動位置特性、
（エ）は、従来のベーンポンプにおけるベーン半径方向
の移動速度特性を夫々示す。また、図９中の上段と下段
の各ベーン２５は、ロータ２４が２分の１ピッチ分回転
した後と同ピッチ分回転する前のベーン２５の位置を示
す。

【００３６】以上の構成において、エンジンの始動によ
って駆動軸２３が回転すると、カムリング２６が最大偏
心位置に変位した状態において、カムリング２６内をロ
ータ２４が回転する。こうして、ロータ２４が回転する
と、カムリング２６内でポンプ作動が連続して行われ、
ベーン２５によって加圧された作動油が吐出領域ｂから
高圧室３４へと吐出される。そして、高圧室３４に吐出
された作動油は、第１，第２通路３９ａ，３９ｂの各オ
リフィス４１，４２を通過して吐出ポート４０から油圧
アクチュエータ７０へと供給される一方、サイドプレー
ト２９の第１，第２の導通孔５４，５５を通して第１の
作動室３１と第２の作動室３２に導入される。

【００３７】このとき、第１，第２オリフィス４１，４
２の前後に差圧が生じ、その差圧が制御バルブ５７の弁
体５９に作用するが、弁体５９はこの差圧が設定値に達
するまではリターンスプリング６３によって高圧流体室
６０側に押し付けられ、排出通路５６を閉じている。し
たがって、第２の作動室３２の圧力は外部に排出される
ことがなく、第１の作動室３１とほぼ同圧に維持されて
おり、カムリング２６は、図３に示すように、付勢スプ
リング４６の力によって最大偏心位置に維持され、第
１，第２オリフィス４１，４２の前後差圧が設定圧以上
になるまでの間は吐出流量はロータ２４の回転速度の上
昇に略比例して増加する。

【００３８】ロータ２４の回転速度が上昇し、第１，第
２オリフィス４１，４２の前後差圧が設定圧以上になる
と、制御バルブ５７の弁体５９がその差圧によって低圧
流体室６１方向に変位し、その変位に応じた開口面積で
もって排出通路５６を開口する。これにより、第２の作
動室３２内の作動油が排出通路５６に排出され、同作動
室３２の圧力は排出通路５６の開口面積に応じた圧力に
減圧される。したがって、カムリング２６は第１，第２
オリフィス４１，４２の前後差圧に応じて変位し、設定
吐出流量となるようにポンプ容量を調整する。

【００３９】そして、このときカムリング２６が変位す
ると、それに追従してフィードバックプランジャ４５が
軸方向に変位し、第１オリフィス４１の開口面積をその
変位に応じて調整する。したがって、カムリング２６が
偏心量を減少させる方向（第２の作動室３２方向）に変
位すると、その変位に応じて第１オリフィス４１の開口
面積が縮小される。この結果、ベーンポンプはロータ２
４の回転速度と相反して吐出流量を減少させ、所謂フロ
ーダウン特性を呈することとなる。

【００４０】また、このベーンポンプの運転中には、ロ
ータ２４の各ベーン背圧室７３には、サイドプレート２
９の圧力導入口７４ａ，７４ｂを介して吐出通路３９の
作動油が導入されるため、各ベーン２５はこの吐出通路
３９の圧力を受けてカムリング２６の内周面に押し付け
られる。また、このとき各ベーン２５はカムリング２６
による案内作用によってベーンスロット７０内を進退作
動し、各ベーン背圧室７３では容積が連続的に増減変化
することとなる。

【００４１】しかし、このベーンポンプの場合、カムリ
ング２６が最大に偏心した状態において、吸入領域ａに
位置されるベーン背圧室７３の流量合計がロータ２４の
回転角の進行に拘らず常時一定となるようにカムリング
２６のプロファイルが設定されているため、吸入領域ａ
に位置されるベーン背圧室７３の流量変動が吐出流量の
変動を引き起こす不具合も生じない。

【００４２】ここで、吸入領域ａのベーン背圧室７３の
流量合計が一定となる様子を図９の特性図によって確認
すると、例えば、ロータ２４のある回転角において最初
に同図中の下段図示のようにベーン２５が配置されてい
たとして、ここから同図中の上段図示のベーン２５の位
置までロータ２４が２分の１ピッチ回転すると、この
間、第１比例領域ｃと第２比例領域ｄを夫々３枚のベー
ン２５が移動し、両領域のベーン２５の速度増加分と減
少分（ベーン背圧室７３の流量増加分と減少分）が常に
相殺し合うこととなる。そして、さらにここからロータ
２４が２分の１ピッチ回転すると、この間、第１比例領
域ｃと第２比例領域ｄを夫々２枚のベーン２５が移動す
ると同時に、定速度領域ｇと０速度領域ｅ，ｆを各１枚
のベーン２５が移動し、この場合もやはり両領域のベー
ン２５の速度増加分と減少分（ベーン背圧室７３の流量
増加分と減少分）が相殺し合うこととなる。

【００４３】したがって、この可変容量型ベーンポンプ
においては、カムリング２６が最大に偏心した状態での
吐出流量の変動を低減することができるため、エンジン
回転速度が遅く騒音が運転者の耳障りとなり易い運転下
において吐出騒音を確実に低減することができる。

【００４４】また、この実施形態においては、カムリン
グ２６内に開口する吸入口７１の始端部と終端部に径方
向外側寄りに収斂するノッチ７６，７７を設けたため、
カムリング２６が最大偏心位置から偏心量を減少させる
方向に移動した場合であっても、カムリング２６のプロ
ファイルと吸入口７１との位置関係を一定に維持するこ
とができる。したがって、カムリング２６が最大偏心位
置から移動した場合においても、吸入領域ａにおけるベ
ーン背圧室７３の合計流量の変動をできる限り抑えるこ
とができる。

【００４５】尚、以上の実施形態ではロータが１３枚の
ベーン２５を持つベーンポンプについて説明したが、ベ
ーン枚数が１４枚，１２枚，１１枚，１０枚，９枚，８
枚，７枚等の他の枚数のベーンポンプについてもカムリ
ング２６のプロファイルを変えることによって同様の効
果を得ることができる。このようにベーン枚数を変えた
ときのカムリング２６のプロファイルは、例えば、図１
０〜図１６に示すようなベーン２５の移動速度特性とな
るように設定する。このプロファイルの設定にあたって
は、第１比例領域と第２比例領域の間に設ける定速度領
域をベーンピッチの２分の１ピッチの適宜倍数（整数
倍）に設定することにより、第１比例領域ｃに進入する
ベーン２５のタイミングと第２比例領域ｄに進入する別
のベーン２５のタイミングを正確に合致させることがで
きる。ただし、図１３に破線で示す場合のように、ベー
ンの枚数によっては定速度領域ｇを無くすことも可能で
ある。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明は、カムリングの偏
心量が最大のときに、吸入領域側のベーン背圧室の流量
合計が常時一定となるようにカムリングのプロファイル
を設定したため、低速運転時には吸入領域側のベーン背
圧室全体の容積変動が生じなくなり、吐出流量の変動が
抑制される結果、吐出流量の変動に起因する耳障りな騒
音を確実に低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の概略構成図。

【図２】同実施形態を示す縦断面図。

【図３】同実施形態を示すもので、カムリングの偏心量
が最大のときの図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図４】同実施形態を示すもので、図２のＡ−Ａ断面、
Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面、Ｄ−Ｄ断面を組み合わせた油
圧回路図。

【図５】同実施形態を示すサイブプレートの正面図。

【図６】同実施形態を示すもので、カムリングが最大偏
心位置にあるときにおける図２のＡ−Ａ線にほぼ沿う断
面図。

【図７】同実施形態を示すもので、カムリングが最大偏
心位置から移動したときにおける図２のＡ−Ａ線にほぼ
沿う断面図。

【図８】同実施形態と従来の技術におけるベーン位置−
ロータ回転角特性と、ベーン移動速度−ロータ回転角特
性を示すグラフ。

【図９】同実施形態のベーン移動速度−ロータ回転角特
性を示すグラフ。

【図１０】１４枚ベーンの実施形態のベーン移動速度−
ロータ回転角特性を示すグラフ。

【図１１】１２枚ベーンの実施形態のベーン移動速度−
ロータ回転角特性を示すグラフ。

【図１２】１１枚ベーンの実施形態のベーン移動速度−
ロータ回転角特性を示すグラフ。

【図１３】１０枚ベーンの実施形態のベーン移動速度−
ロータ回転角特性を示すグラフ。

【図１４】９枚ベーンの実施形態のベーン移動速度−ロ
ータ回転角特性を示すグラフ。

【図１５】８枚ベーンの実施形態のベーン移動速度−ロ
ータ回転角特性を示すグラフ。

【図１６】７枚ベーンの実施形態のベーン移動速度−ロ
ータ回転角特性を示すグラフ。

【図１７】従来の技術を示す概略構成図。

【図１８】同技術の場合のベーン移動速度−ロータ回転
角特性を示すグラフ。

【符号の説明】

２３…駆動軸 ２４…ロータ ２５…ベーン ２６…カムリング ３１…第１の作動室 ３２…第２の作動室 ３７…吸入通路 ３９…吐出通路 ４１…第１オリフィス（メインオリフィス） ４２…第２オリフィス（メインオリフィス） ７０…ベーンスロット ７１…吸入口 ７３…ベーン背圧室 ７６，７７…ノッチ ｃ…第１比例領域 ｄ…第２比例領域 ｇ…定速度領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H040 AA03 BB05 BB11 CC10 DD03 DD11 3H044 AA02 BB05 CC11 DD03 DD35

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射方向に複数のベーンスロットを有
   し、その各ベーンスロットにベーンが出没自在に取り付
   けられるとともに、駆動軸によって回転駆動されるロー
   タと、このロータの周域に同ロータに対して偏心移動可
   能に配置され、ロータとその周域の隣接する各ベーンと
   の間に複数のポンプ室を形成するカムリングと、このカ
   ムリング内の吸入領域と吐出領域に夫々連通する吸入通
   路及び吐出通路と、この吐出通路に介装されたオリフィ
   スと、このオリフィスの前後差圧に応じた圧力により、
   カムリングをロータに対する偏心量が減少する方向と増
   大する方向に夫々押圧する第１の作動室及び第２の作動
   室と、前記各ベーンの基部とベーンスロットの間に形成
   され、前記吐出通路に連通するベーン背圧室と、を備
   え、前記オリフィスの前後差圧に応じてカムリングを偏
   心移動させることによって吐出流量を制御するととも
   に、前記各ベーン背圧室に吐出通路の作動油を導入する
   ことによって各ベーンをカムリングの内面に押し付ける
   可変容量型ベーンポンプにおいて、 前記カムリングの内面のプロファイルを、ロータに対す
   るカムリングの偏心量が最大のときに、吸入領域に位置
   されるベーン背圧室の流量合計がロータの回転角の進行
   に拘らず常時一定となるように形成したことを特徴とす
   る可変容量型ベーンポンプ。
2. 【請求項２】 カムリングの吸入領域におけるプロファ
   イルは、ロータの回転角の進行に対するベーンの半径方
   向の移動速度特性が、正勾配の第１比例領域と、この第
   １比例領域と勾配角の絶対値の等しい負勾配の第２比例
   領域とを持ち、かつ、前記第１，第２比例領域に常時同
   枚数のベーンが位置されるように形成したことを特徴と
   する請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプ。
3. 【請求項３】 前記移動速度特性は、第１比例領域と第
   ２比例領域の間に、隣接するベーン間のピッチの２分の
   １ピッチの整数倍の定速度領域を持つことを特徴とする
   請求項２に記載の可変容量型ベーンポンプ。
4. 【請求項４】 カムリングの側部を摺動可能に閉塞する
   側部壁に、カムリング内の吸入領域のベーン背圧室に開
   口する略円弧状の吸入口が設けられた請求項１〜３のい
   ずれかに記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、 前記吸入口の始端側と終端側の少なくとも一方に、カム
   リングの偏心移動に伴なう同リング側面と前記吸入口と
   のオーバーラップによってカムリングの内部に対する吸
   入口の開口位置がカムリングの円周方向ほぼ一定位置に
   維持されるようにノッチを形成したことを特徴とする請
   求項１〜３のいずれかに記載の可変容量型ベーンポン
   プ。