JP2007291861A - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動軸のオフセット変形に伴うポンプ効率の低下や振動を低減した可変容量型ベーンポンプを提供する。
【解決手段】 ロータの周方向に複数個設けられたスロットに出没自在に収装されたベーンと、ポンプボディ内であってポンプボディの支持面上を揺動自在に設けられ、内周側にロータおよび前記ベーンとともに複数のポンプ室を形成するカムリングと、カムリングの外周側に設けられ、このカムリングの外周側空間をポンプ吐出量が増大する方向に設けられた第１流体圧室と、ポンプ吐出量が減少する方向に設けられた第２流体圧室とに隔成するシール部材と、を備える可変容量型ベーンポンプにおいて、カムリングの中心は、駆動軸中心よりも吸入ポート側にオフセット配置されることとした。
【選択図】 図６

Description

本発明は、可変容量型のポンプに関し、特にパワーステアリング用の可変容量型ベーンポンプに関する。

従来、特許文献１に記載される可変容量型ベーンポンプにあっては、カムリングを揺動することによりポンプ吐出量を制御している。
特開平１１−９３８５６

しかしながら上記従来技術にあっては、このポンプは固定容量型と異なり吸入ポートと吐出ポートをそれぞれ１つずつ有しているため、吐出ポート側の圧力が一方的に大きいアンバランスな状態となる。この吐出ポート側の圧力はロータや駆動軸に作用し、駆動軸を吸入ポート側へオフセット変形させる。この変形に伴い、駆動軸とカムリングとの相対位置にずれが生じるため、圧縮の開始タイミングに遅れが生じ、ポンプ効率の低下や振動を招く、という問題があった。

本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、駆動軸のオフセット変形に伴うポンプ効率の低下や振動を低減した可変容量型ベーンポンプを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、ポンプボディと、前記ポンプボディに軸支される駆動軸と、前記ポンプボディ内に設けられ、前記駆動軸に回転駆動されるロータと、前記ロータの周方向に複数個設けられたスロットに出没自在に収装されたベーンと、前記ポンプボディ内であって前記ポンプボディの支持面上を揺動自在に設けられ、内周側に前記ロータおよび前記ベーンとともに複数のポンプ室を形成するカムリングと、前記カムリングの軸方向両側に設けられた第１部材および第２部材と、前記第１部材または第２部材のうち少なくとも一方側に設けられ、前記複数のポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポートと、前記複数のポンプ室の容積が縮小する領域に開口する吐出ポートと、前記カムリングの外周側に設けられ、このカムリングの外周側空間をポンプ吐出量が増大する方向に設けられた第１流体圧室と、ポンプ吐出量が減少する方向に設けられた第２流体圧室とに隔成するシール部材と、を備える可変容量型ベーンポンプにおいて、前記カムリングの中心は、前記駆動軸中心よりも前記吸入ポート側にオフセット配置されることとした。

よって駆動軸のオフセット変形に伴うポンプ効率の低下や振動を低減した可変容量型ベーンポンプを提供できる。

以下、本発明の可変容量型ベーンポンプを実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。

［ベーンポンプの概要］
実施例１につき図１ないし図７に基づき説明する。図１はベーンポンプ１の軸方向断面図、図２、図３は径方向断面図である。図２ではカムリング４が最もｙ軸負方向に位置する場合（偏心量最大）、図３ではカムリング４が最もｙ軸正方向に位置する場合（偏心量最小）を示す。

なお、駆動軸２の軸方向をｘ軸とし、第１、第２ハウジング１１，１２へ駆動軸が挿入される方向を正方向とする。また、カムリング４の揺動を規制するスプリング２０１（図２参照）の軸方向であってカムリング４を付勢する方向をｙ軸負方向、ｘ、ｙ軸と直交する軸であって吸入口ＩＮ側をｚ軸正方向とする。

ベーンポンプ１は、駆動軸２、ロータ３、カムリング４、アダプタリング５、ポンプボディ１０を有する。駆動軸２はエンジンとプーリを介して接続し、ロータ３と一体回転する。

ロータ３の外周には軸方向溝である複数のスロット３１が放射状に形成され、各スロット３１にベーン３２が径方向に出没可能に挿入される。また、各スロット３１の内径側端部には背圧室３３が設けられ、圧油が供給されてベーン３２を径方向外側に付勢する。

ポンプボディ１０は第１ハウジング１１および第２ハウジング１２（第２部材）から形成される。第１ハウジング１１はｘ軸正方向側に開口する有底カップ形状であり、底部１１１には円盤状のサイドプレート６（第１部材）が収装される。第１ハウジング１１内周部であるポンプ要素収容部１１２であってサイドプレート６のｘ軸正方向側には、アダプタリング５、カムリング４、およびロータ３が収装される。

第２ハウジング１２はｘ軸正方向側からアダプタリング５、カムリング４、およびロータ３と液密に当接し、アダプタリング５、カムリング４、およびロータ３はサイドプレート６および第２ハウジング１２に挟持されることとなる。

サイドプレート６のｘ軸正方向側面６１および第２ハウジング１２のｘ軸負方向側面１２０にはそれぞれ吸入ポート６２，１２１および吐出ポート６３，１２２が設けられ、吸入口ＩＮ、吐出口ＯＵＴと接続してロータ３とカムリング４の間に形成されるポンプ室Ｂへの作動油の給排を行う。

アダプタリング５はｙ軸側を長軸、ｚ軸側を短軸とする略楕円状の円環部材であり、外周側において第１ハウジング１１に収装されるとともに、内周側においてカムリング４を収装する。ポンプ駆動時に第１ハウジング１１内で回転しないよう、アダプタリング５はピン４０により第１ハウジング１１に対し回転を規制される。

カムリング４は略真円の円環状部材であり、外周はアダプタリング５の短軸とほぼ同径に設けられている。したがって、略楕円状のアダプタリング５に収装されることにより、アダプタリング５内周とカムリング４外周の間には流体圧室Ａが形成され、カムリング４はアダプタリング５内においてｙ軸方向に揺動可能となる。

また、アダプタリング内周面５３のｚ軸正方向端部にはシール部材５０（第１シール部材）が設けられ、ｚ軸負方向端部には支持面Ｎが形成される。アダプタリング５はこの支持面Ｎにおいてカムリング４のｚ軸負方向を係止する。

支持面Ｎにはピン４０（第２シール部材）が設けられ、このピン４０とシール部材５０により、カムリング４とアダプタリング５との間の流体圧室Ａはｙ軸負、正方向に画成されて第１、第２流体圧室Ａ１，Ａ２を形成する。

ここで、カムリング４は支持面Ｎ上を転がりながら揺動するため各流体圧室Ａ１，Ａ２の容積が変化するが、ｚ軸負方向側支持面Ｎはｙ軸を原点を中心に反時計回り方向に回転させたξ軸に対し平行である。すなわち支持面Ｎはｙ軸正方向側に向かうにつれｚ軸正方向側に傾斜し、カムリング４は傾斜した支持面Ｎによりｙ軸負方向に揺動しやすくなっている。

第２流体圧室Ａ２に吸入圧を導入することにより第２流体圧室Ａ２内圧力によるカムリング４支持力が十分に得られないため、カムリング４が第２流体圧室Ａ２側（ｙ軸正方向側）に倒れやすくなるが、支持面Ｎ上の高回転低圧状態における支持位置を低回転高圧状態における支持位置よりも高く（吸入ポート６２，１２１側に近く）設けることにより、カムリング４の倒れを防止する。

ロータ３の外径はカムリング内周４１よりも小径に設けられ、カムリング４内周側に収装される。カムリング４が揺動し、ロータ３とカムリング４の相対位置が変化した場合であっても、ロータ３の外周はカムリング内周４１と当接しないよう設けられている。

また、揺動によりカムリング４が最もｙ軸負方向に位置する場合、カムリング内周４１とロータ３外周との距離Ｌはｙ軸負方向側において最大となる。カムリング４が最もｙ軸正方向に位置する場合は、同様に距離Ｌはｙ軸正方向側において最小となる。

ベーン３２の径方向長さは距離Ｌの最大値よりも大きく設けられており、そのためベーン３２は、カムリング４とロータ３との相対位置によらず、常にスロット３１に挿入されつつカムリング内周４１に当接した状態を維持することとなる。これにより、ベーン３２は常時背圧室３３から背圧を受け、カムリング内周４１と液密に当接する。

したがって、カムリング４とロータ３との間の領域は、隣り合うベーン３２によって常時液密に画成されてポンプ室Ｂを形成する。揺動によりロータ３とカムリング４が偏心状態にあれば、ロータ３の回転に伴って各ポンプ室Ｂの容積が変化する。

サイドプレート６および第２ハウジング１２に設けられた吸入ポート６２，１２１および吐出ポート６３，１２２は、ロータ３の外周に沿って設けられ、各ポンプ室Ｂの容積変化により作動油の給排が行われる。

アダプタリング５のｙ軸正方向端部には径方向貫通孔５１が設けられている。また、第１ハウジング１１のｙ軸正方向端部にはプラグ部材挿入孔１１４が設けられ、有底カップ形状のプラグ部材７０が挿入されて第１、第２ハウジング１１，１２外部との液密を保つ。

このプラグ部材７０の内周にはスプリング２０１がｙ軸方向に伸縮可能に挿入され、アダプタリング５の径方向貫通孔５１を貫通してカムリング４に当接し、ｙ軸負方向へ付勢する。

スプリング２０１は揺動量が最大となる方向にカムリング４を付勢し、圧力の安定しないポンプ始動時において吐出量（カムリング４揺動位置）を安定させるものである。

なお、本実施例ではアダプタリング５の径方向貫通孔５１開口部をカムリング４のストッパとしてｙ軸正方向の揺動を規制するが、プラグ部材７０自体を径方向貫通孔５１に貫通させてアダプタリング５の内周側に突出させ、ストッパとしてもよい。

［第１、第２流体圧室への圧油の供給］
アダプタリング５のｚ軸正方向側であってシール部材５０のｙ軸負方向側には貫通孔５２が設けられている。この貫通孔５２はそれぞれ第１ハウジング１１内に設けられた油路１１３を介して制御バルブ７へ連通し、ｙ軸負方向側の第１流体圧室Ａ１と制御バルブ７を接続する。油路１１３は制御バルブ７を収容するバルブ収装孔１１５に開口し、ポンプ駆動に伴って制御圧Ｐｖが第１流体圧室Ａ１に導入される。

アダプタリング５に設けられた貫通孔５２をアダプタリング５の軸方向幅の中央に設けることにより、アダプタリング５外周面がシール面となってリークを低減する。

制御バルブ７は油路２１，２２を介して吐出ポート６３，１２２と接続する。油路２２上にはオリフィス８が設けられ、制御バルブ７にはオリフィス８の上流圧である吐出圧Ｐｏｕｔと、オリフィス８の下流圧Ｐｆｂが導入される。このＰｏｕｔとＰｆｂの差圧とバルブスプリング７ａによって制御バルブ７は駆動され、制御圧Ｐｖを生成する。

したがって第１流体圧室Ａ１には制御圧Ｐｖが導入され、この制御圧Ｐｖは吸入圧Ｐｉｎ、吐出圧Ｐｏｕｔに基づき生成されるため、制御圧Ｐｖ≧吸入圧Ｐｉｎとなる。

一方、第２流体圧室Ａ２には連通路６４を介して吸入圧Ｐｉｎが導入される。この連通路６４は第１ハウジング１１において吸入口ＩＮとｘ軸負方向側面１２０とを連通し、吸入口ＩＮと第２流体圧室Ａ２とを接続する油路であって、カムリング４の揺動位置によらず常に第２流体圧室Ａ２に開口する。

したがって第２流体圧室Ａ２には常時吸入圧Ｐｉｎが導入され、これにより本願ベーンポンプ１では第１流体圧室Ａ１の液圧Ｐ１のみ制御される。一方、第２流体圧室Ａ２の液圧Ｐ２は制御されず常時Ｐ２＝吸入圧Ｐｉｎとなる。これにより、第２流体圧室Ａ２側から吸入ポート６３，１２２側への圧力漏れが減少し、ポンプ効率の低下を抑制する。

［カムリングの揺動］
カムリング４が第１流体圧室Ａ１の圧力Ｐ１から受けるｙ軸正方向の付勢力が、第２流体圧室Ａ２の油圧Ｐ２とスプリング２０１から受けるｙ軸負方向の付勢力の和よりも大きくなれば、カムリング４はピン４０を回転中心としてｙ軸正方向に揺動する。揺動によりｙ軸正方向側のポンプ室Ｂｙ+は容積が拡大し、ｙ軸負方向側のポンプ室Ｂｙ-は容積が減少する。

ｙ軸負方向側のポンプ室Ｂｙ-の容積が減少すると、単位時間あたりに吸入ポート６２，１２１から吐出ポート６３，１２２へ供給される油量が減少し、吐出圧が低下する。これに伴い吐出圧が導入されている第１流体圧室Ａ１の圧力Ｐ１も低下し、ｙ軸負方向への付勢力の和に抗し切れなくなると、カムリング４はｙ軸負方向側に揺動する。

ｙ軸正、負方向の付勢力がほぼ等しくなると、カムリング４に作用するｙ軸方向の力が釣り合ってカムリング４は静止する。吐出圧が増加すると、カムリング４はｙ軸正方向に揺動してロータ３と同一軸心となり、ｙ軸正、負方向側のポンプ室Ｂｙ+，Ｂｙ-の容積が等しくなって吸入圧＝吐出圧＝０となる。

これに伴い第１流体圧室Ａ１の圧力Ｐ１も０となり、カムリング４はスプリング２０１の付勢力Ｆによりｙ軸負方向に付勢される。このようにして吐出圧Ｐ１は復帰して吐出オリフィス前後の差圧が一定となるように、カムリング４の偏心量を調整する。

［駆動軸中心とカムリング中心の位置ずれ］
図４は、無負荷状態（ポンプ非駆動状態）におけるベーンポンプ１の部分断面図である。駆動軸２およびロータ３の中心をＯＲ、カムリング４の中心をＯｃとする。

本願実施例では、無負荷状態におけるカムリング中心Ｏｃは、駆動軸２の中心ＯＲよりも吸入ポート６２，１２１側（ｚ軸正方向側）に位置させる。ロータ３はｚ軸負方向側から吐出圧により付勢され、この付勢力によって駆動軸２がｚ軸正方向側に撓み変形する。

そこで、駆動軸２の中心ＯＲはｚ軸正方向にずれるため、あらかじめカムリング４の中心Ｏｃを駆動軸中心ＯＲよりもｚ軸正方向側にオフセットさせておく。具体的には、支持面Ｎを傾斜させることによりカムリング４のｚ軸方向位置を高くする。これによりポンプ駆動時に吐出圧によって駆動軸２が撓んだ際にも、安定した吐出量を得る（詳細は後述）。

カムリング内周４１とロータ３の外周はともに略円形であるため、カムリング内周４１とロータ３の外周との距離Ｌは、カムリング中心Ｏｃとロータ中心ＯＲが一致する場合に全周にわたって一律に等しくなる。

カムリング４の中心Ｏｃはロータ３および駆動軸２の中心ＯＲからずれていると、カムリング内周４１とロータ３の外周との距離Ｌは一律とならず、Ｏｃ−ＯＲ直線上において最大値および最小値をとる。

ベーン３２は背圧室３３からの圧力によって外径方向に付勢されているため、距離Ｌが変化すればベーン３２の突出量も変化する。そのため、ロータ３外周、カムリング内周４１、およびベーン３２によって隔成されるポンプ室Ｂの容積も、距離Ｌに伴って変化する。

すなわち、ロータ３外周においてとカムリング内周４１との距離Ｌが大きい位置ではポンプ室Ｂの容積も大きく、距離Ｌが小さい位置ではポンプ室Ｂの容積は小さくなる。したがってロータ３の回転に伴い、Ｏｃ−ＯＲ直線上で距離Ｌが最大値Ｌｍａｘ（Ｏｃ−ＯＲ直線上ｙ軸負方向側）となる前後でポンプ室Ｂの容積は拡大から縮小に転じ、Ｏｃ−ＯＲ直線上で距離Ｌｍｉｎ（Ｏｃ−ＯＲ直線上ｙ軸正方向側）が最小値となる前後でポンプ室Ｂは縮小から拡大に転じる。

ロータ３は反時計回りに回転するため、１１個のベーン３２のうちの１つのベーン３２ａがｙ軸負方向側でＯｃ−ＯＲ直線を跨ぐ際、Ｏｃ−ＯＲ直線よりもｚ軸正方向側ではポンプＢａの容積は拡大しているが、ベーン３２がちょうどＯｃ−ＯＲ直線上に位置する際に容積変動はゼロとなり、Ｏｃ−ＯＲ直線を跨いでｚ軸負方向側に位置すると縮小へ転じる。

すなわち、ベーン３２ａがｙ軸負方向側でＯｃ−ＯＲ直線を跨ぐ度に、ポンプ室Ｂａの容積は拡大から縮小へと転じる。同様に、ベーン３２ａがｙ軸正方向側でＯｃ−ＯＲ直線を跨ぐ度に、ポンプ室Ｂａの容積は縮小から拡大へと転じる。これにより、ベーン３２がＯｃ−ＯＲ直線上を跨ぐ度に、ポンプ室Ｂの容積変動の正負が入れ替わることとなる。

［ポート基準線］
ポンプ室Ｂは吸入ポート６２，１２１および吐出ポート６３，１２２の間において吸入／吐出が切り替わり、切り替わる時点でのベーン３２の位置を第１、第２基準位置Ｍ１，Ｍ２とする。第１基準位置Ｍ１はｙ軸負方向側、第２基準位置Ｍ２はｙ軸正方向側である。

実施例１では、ベーン３２のうち隣りあうベーン同士の間隔を１ピッチとし、第１基準位置Ｍ１は吸入ポート６２，１２１の終端６２ａ，１２１ａ（ロータ３の回転方向側端部）から半ピッチ進んだ位置とする。同様に、第２基準位置Ｍ２は吐出ポート６３，１２２の終端６３ａ，１２２ａ（ロータ３の逆回転方向側端部）から半ピッチ進んだ位置とする。

このＭ１，Ｍ２から形成されるＭ１−Ｍ２線を、ポート基準線Ｍ１−Ｍ２と定義する。このため実施例１では、ベーン３２ａがこのポート基準線Ｍ１−Ｍ２を通過するたびにポンプ室Ｂａの吸入／吐出が切り替わることとなる。

このため、ポート基準線Ｍ１−Ｍ２よりもｚ軸正方向側（吸入ポート６２，１２１側）のｚ軸正方向側領域Ｂｚ＋は吸入領域、ｚ軸負方向側（吐出ポート６３，１２２側）のｚ軸負方向側領域Ｂｚ−は吐出領域となる。

したがって、ベーンポンプ１の吐出を安定させるためには、ポンプ室Ｂの容積変動が切り替わるＯｃ−ＯＲ線と、ポンプ室Ｂの吸入／吐出が切り替わるポート基準線Ｍ１−Ｍ２とがなるべく近接することが望ましい。とりわけ、吸入から吐出に切り替わる第１基準位置Ｍ１において近接していれば吐出量が安定するため、Ｏｃ−ＯＲ線とポート基準線Ｍ１−Ｍ２とはなるべく近接かつ平行であることが望まれる。

［ポート基準線とＯｃ−ＯＲ線の関係］
図５および図６はポート基準線Ｍ１−Ｍ２とＯｃ−ＯＲ線の関係を示す模式図である。図５は従来例（無負荷状態（ポンプ非駆動状態）においてカムリング４の中心Ｏｃと駆動軸２の中心ＯＲの位置を示す）、図６は本願実施例１（無負荷状態においてカムリング中心Ｏｃがポート基準線Ｍ１−Ｍ２よりもｚ軸正方向側に位置する場合）である。

なお、図中太実線はポート基準線Ｍ１−Ｍ２であり、太一点鎖線はポンプ高圧時におけるＯｃ−ＯＲ線、太破線はポンプ低圧時におけるＯｃ−ＯＲ線である。

カムリング４の揺動により、カムリング中心Ｏｃはｙ軸方向に移動し、無負荷時および低速となる最大偏心時（図２参照）には駆動軸中心ＯＲに対してｙ軸負方向側に大きくオフセットしている。一方、高速時にはカムリング４の偏心量も小さく、カムリング中心Ｏｃのオフセット量も小さいが、駆動軸中心ＯＲに対しては依然オフセットしたままである。

ここで、ポンプ１が駆動してポンプ室Ｂに圧力が発生すると、ポンプ室Ｂはポート基準線Ｍ１−Ｍ２を挟んでｚ軸負方向領域Ｂｚ−では高圧となり、ｚ軸正方向領域Ｂｚ＋では低圧となり、差圧が発生する。

この差圧によりロータ３は駆動軸２とともにｚ軸正方向に付勢され、駆動軸２はｚ軸正方向側に弾性変形する。これにより駆動軸２の中心ＯＲもｚ軸正方向に移動し、カムリング中心Ｏｃと駆動軸中心ＯＲにずれが生じる。ずれ量は高圧時に大きく、低圧時に小さくなる。

したがって、吐出圧による駆動軸２の弾性変形により、高圧時、低圧時におけるＯｃ−ＯＲ線はいずれもポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対して大きく傾斜し、高圧時、低圧時におけるポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対するＯｃ−ＯＲ線の角度はα'、β'となる。α'、β'はいずれも大きく、そのため吸入／吐出が切り替わる第１、第２基準位置Ｍ１，Ｍ２においてＯｃ−ＯＲ線とポート基準線Ｍ１−Ｍ２が離間し、吐出が安定しない。

一方、本願実施例１ではあらかじめカムリング中心Ｏｃを駆動軸中心ＯＲよりもｚ軸正方向側（吸入ポート６２，１２１側）にオフセットしている。そのため、吐出圧により駆動軸２が撓み、駆動軸中心ＯＲがｚ軸正方向側に移動した場合であっても、Ｏｃ−ＯＲ線はポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対し大きく傾斜することはない。

これにより、ポンプ駆動時におけるＯｃ−ＯＲ線とポート基準線Ｍ１−Ｍ２の角度αは従来例の角度α'よりも小さくなって（α<α'）より平行に近くなり、高圧時においては吸入／吐出が切り替わる第１、第２基準位置Ｍ１，Ｍ２においてＯｃ−ＯＲ線とポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対し近接する。よって、吸入と吐出の切り替え時における吐出量変動が小さくなり、吐出が安定する。

［実施例１の効果］
（１）ポンプボディ１０と、ポンプボディ１０に軸支される駆動軸２と、ポンプボディ１０内に設けられ、駆動軸２に回転駆動されるロータ３と、ロータ３の周方向に複数個設けられたスロット３１に出没自在に収装されたベーン３２と、ポンプボディ１０内であってポンプボディ１０の支持面Ｎ上を揺動自在に設けられ、内周４１側にロータ３およびベーン３２とともに複数のポンプ室Ｂを形成するカムリング４と、カムリング４のｘ軸方向両側に設けられたサイドプレート６および第２ハウジング１２と、サイドプレート６または第２ハウジング１２のうち少なくとも一方側に設けられ、複数のポンプ室Ｂの容積が増大する領域に開口する吸入ポート６２，１２１と、複数のポンプ室Ｂの容積が縮小する領域に開口する吐出ポート６３，１２２と、カムリング４の外周側に設けられ、このカムリング４の外周側空間（流体圧室）Ａをポンプ吐出量が増大する方向に設けられた第１流体圧室Ａ１と、ポンプ吐出量が減少する方向に設けられた第２流体圧室Ａ２とに隔成するシール部材５０と、を備える可変容量型ベーンポンプ１において、カムリング４の中心Ｏｃは、無負荷時の駆動軸２の中心ＯＲよりも吸入ポート６２，１２１側（ｚ軸正方向側）にオフセット配置されることとした。

これにより、高圧時において吸入と吐出の切り替わり時における吐出量変動が小さくなり、吐出を安定させてポンプ効率の低下や振動を抑制することができる。

（３）ベーン３２のうち、隣りあうベーン３２同士の間隔を１ピッチとし、カムリング４の中心Ｏｃは、吸入ポート６２，１２１の終端からロータ３の回転方向（図２〜図６の反時計回り方向）に半ピッチ進んだ位置と、吐出ポート６３，１２２の終端からロータ３の回転方向に半ピッチ進んだ位置とを結んだポート基準線Ｍ１−Ｍ２よりも吸入ポート６２，１２１側にオフセット配置されることとした。

これにより、ポンプ駆動時におけるＯｃ−ＯＲ線とポート基準線Ｍ１−Ｍ２の角度は従来例よりも小さくなってより平行に近くなり、吸入／吐出が切り替わる第１、第２基準位置Ｍ１，Ｍ２においてＯｃ−ＯＲ線はポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対し近接する。よって、吸入と吐出の切り替え時における吐出量変動が小さくなり、吐出を安定させてポンプ効率の低下や振動を抑制することができる。

以下、実施例１の変形例を示す。
［実施例１−１］
図７はポート基準線の定義を変更した例である。実施例１では吸入／吐出が切り替わる第１、第２基準位置Ｍ１，Ｍ２および駆動軸中心ＯＲは一直線上に位置するものとしたが、実施例１−１では一直線上に位置しない場合を示す。

（２）カムリング４の中心Ｏｃは、無負荷状態における駆動軸２の中心ＯＲと、吸入ポート６２，１２１の終端６２ａ，１２１ａから半ピッチ進んだ第１基準位置Ｍ１、または吐出ポート６３，１２２の終端６３ａ，１２２ａから半ピッチ進んだ第２基準位置Ｍ２とを結んだポート基準線Ｍ１−Ｍ２よりも吸入ポート６２，１２１側にオフセットされることとした。

これにより、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。実施例１−１ではＭ１−ＯＲ−Ｍ２線が折れ線となるため、ポート基準線をＭ１−ＯＲ線またはＭ２−ＯＲ線とする。ベーンポンプ１の特性にあわせてポート基準線の定義を適宜変更することで、最適な吐出性能を得ることができる。なお、折れ線のＭ１−ＯＲ−Ｍ２線をそのままポート基準線としてもよい。

実施例２につき図８および図９に基づき説明する。基本構成は実施例１と同様である。実施例１ではカムリング中心Ｏｃをポート基準線Ｍ１−Ｍ２よりもｚ軸正方向側に設けるのみであり、カムリング４のｚ軸負方向側を係止する支持面Ｎの角度については限定していなかった。

これに対し実施例２では、支持面Ｎの角度γを規定する点で異なる。なお、無負荷状態においてカムリング中心Ｏｃがポート基準線Ｍ１−Ｍ２（駆動軸中心ＯＲを含む）よりもｚ軸正方向側（吸入ポート６２，１２１側）に設けられる点は実施例と同様である。

図８は実施例２におけるベーンポンプ１の部分断面図、図９はポート基準線Ｍ１−Ｍ２とＯｃ−ＯＲ線の関係を示す模式図である。実施例２においては、支持面Ｎはｙ軸正方向側に向かうに連れてｚ軸正方向側に傾斜し、ポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対する角度γは２°〜８°に設けられている（図８のＭ１'−Ｍ２'はピン４０を通りＭ１−Ｍ２に平行な直線である）。

また、図９の細一点鎖線Ｎ−Ｎはカムリング４の支持面Ｎに平行な直線であり、細二点鎖線Ｙ−Ｙはｙ軸に平行な直線である。したがってカムリング４はＮ−Ｎ直線に沿って揺動し、Ｎ−Ｎ直線は支持面Ｎと同様にξ軸に平行となってＹ−Ｙ直線に対する角度はγとなる。

支持面Ｎの角度γは、一般に３６０°／（ベーンの枚数×４）で設計される。１１枚のベーン３２を有する本願ベーンポンプ１の支持面Ｎの角度は、一般的な設計では約８°となる（図１０参照）。

図１０において、場合支持面Ｎの傾斜角が大きく、高速時におけるカムリング４のｚ軸正方向位置が高くなる。これに伴いカムリング中心Ｏｃの位置は駆動軸中心ＯＲに対しｚ軸正方向に大きくオフセットする。

高圧時には駆動軸中心ＯＲがｚ軸正方向側に大きく移動するため、カムリング中心Ｏｃと駆動軸中心ＯＲを結ぶ低速および高圧時Ｏｃ−ＯＲ線のなす角度α１はあまり変わらないが、低圧時は駆動軸中心ＯＲの移動量が小さいため高速および低圧時Ｏｃ−ＯＲとＭ１−Ｍ２線のなす角度β１はｚ軸方向位置は離間したままである（実施例２：図９参照）。

このため、高圧時におけるポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対するＯｃ−ＯＲ線の傾斜角αは小さくなって平行となるものの、低圧時の傾斜角βは大きくなってしまう。そのため吸入／吐出を切り替える第１、第２基準位置Ｍ１，Ｍ２とＯｃ−ＯＲ線が大きく離間し、ポンプ吐出量が不安定となる。

したがって実施例２では、ポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対する支持面Ｎの角度γを低く設け、２°〜８°の範囲とする。これによりカムリング４のｚ軸方向高さは低くなり、カムリング中心Ｏｃのｚ軸方向位置も低くなる（図９）。

無負荷状態におけるカムリング中心Ｏｃはポート基準線Ｍ１−Ｍ２よりもｚ軸正方向側に設けられており、支持面Ｎの角度γが小さくなった分カムリング中心Ｏｃはポート基準線Ｍ１−Ｍ２に接近する。

このため、ポンプ吐出圧が低圧であって駆動軸中心ＯＲのｚ軸正方向側へあまり移動しない場合であっても、カムリング中心Ｏｃはあらかじめポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対し近接しているためＯｃとＯＲのｚ軸方向位置は大きく離間することはなく、実施例２の低圧時におけるポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対するＯｃ−ＯＲ線の傾斜角β１は、実施例１の低圧時傾斜角βよりも小さくなる（β１<β）。

これにより、駆動軸中心ＯＲのｚ軸正方向移動量が小さい低圧時であっても、吸入／吐出を切り替える第１、第２基準位置Ｍ１，Ｍ２にＯｃ−ＯＲ線を近接させ、低圧時におけるポンプ吐出量を安定させる。

なお、無負荷状態においてカムリング中心Ｏｃがポート基準線Ｍ１−Ｍ２（駆動軸中心ＯＲを含む）よりもｚ軸正方向側（吸入ポート６２，１２１側）に設けられる点は実施例１と同様であるため、高圧時においてもポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対するＯｃ−ＯＲ線の傾斜角α１は小さくなり、高圧時におけるポンプ吐出量の安定は保たれる。

また、第２流体圧室Ａ２に吸入圧を導入することにより、第２流体圧室Ａ２内圧力によるカムリング４に対する支持力が十分に得られないため、カムリング４
が第２流体圧室Ａ２側に倒れやすくなるが、支持面Ｎの角度を２°〜８°の範囲に留めることにより、カムリング４の倒れをより効果的に防止することができる。

［実施例２の効果］
実施例２にあっては、ポート基準線Ｍ１−Ｍ２に対する支持面Ｎの角度γを２°〜８°の範囲とした。これにより、駆動軸中心ＯＲのｚ軸正方向移動量が小さい低圧時であっても、ポンプ吐出量を安定させることができる。

［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を各実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。

さらに、上記実施の形態及び実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。

（イ）請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記第２流体圧室には少なくとも吸入圧が導入されること
を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。

第２流体圧室側から吸入ポート側への圧力漏れが減少し、ポンプ効率の低下を抑制することができる。

（ロ）上記（１）に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記支持面と前記ポート基準線とは、前記第２流体圧室側から前記第１流体圧室側へ向かって、前記ポート基準線から徐々に離間するように設けられること
を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。

第２流体圧室に吸入圧を導入することにより第２流体圧室内圧力によるカムリング支持力が十分に得られないため、カムリングが第２流体圧室側に倒れやすくなるが、支持面上の高回転低圧状態における支持位置を低回転高圧状態における支持位置よりも高く（吸入ポート側に近く）設けることにより、カムリングの倒れを防止することができる。

（ハ）上記（１）に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記支持面と前記ポート基準線との間の角度は、２度から８度の範囲であること
を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。

第２流体圧室に吸入圧を導入することにより、第２流体圧室内圧力によるカムリング支持力が十分に得られないため、カムリングが第２流体圧室側に倒れやすくなるが、その角度を２度から８度の範囲に留めることにより、カムリングの倒れをより効果的に防止することができる。

（ニ）請求項２または請求項３に記載の可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記カムリング内周面の中心は、前記駆動軸の中心よりも前記吸入ポート側にオフセット配置されること
を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。

吐出ポート側の高圧によってカムリングの支持面に押し付けられる側に向かって変形した状態において、カムリング内周面の中心と駆動軸の中心とが近づくようにオフセット配置することにより、ポンプ効率の低下や振動を抑制することができる。

実施例１におけるベーンポンプの軸方向断面図である。 実施例１におけるベーンポンプの径方向断面図（最大揺動時）である。 実施例１におけるベーンポンプの径方向断面図（最小揺動時）である。 無負荷状態（ポンプ非駆動状態）におけるベーンポンプの部分断面図である。 従来例におけるポート基準線Ｍ１−Ｍ２とＯｃ−ＯＲ線の関係を示す模式図である。 本願実施例１におけるポート基準線Ｍ１−Ｍ２とＯｃ−ＯＲ線の関係を示す模式図である。 実施例１−１におけるベーンポンプの部分断面図である。 実施例２におけるベーンポンプの部分断面図である。 実施例２におけるポート基準線Ｍ１−Ｍ２とＯｃ−ＯＲ線の関係を示す模式図である。 従来例に対し実施例２を適用する前における、ポート基準線Ｍ１−Ｍ２とＯｃ−ＯＲ線の関係を示す模式図である。

符号の説明

１ 可変容量型ベーンポンプ
２ 駆動軸
３ ロータ
４ カムリング
５ アダプタリング
６ サイドプレート
７ 制御バルブ
７ａ バルブスプリング
８ オリフィス
１０ ポンプボディ
１１，１２ 第１、第２ハウジング
２１，２２ 油路
３１ スロット
３２ ベーン
３３ 背圧室
４０ ピン
４１ カムリング内周
５０ シール部材
５１ 径方向貫通孔
５２ 貫通孔
５３ アダプタリング内周
６１ ｘ軸正方向側面
６２，１２１ 吸入ポート
６２ａ，１２１ａ 終端
６３，１２２ 吐出ポート
６３ａ，１２２ａ 終端
６４ 連通路
７０ プラグ部材
１１１ 底部
１１２ ポンプ要素収容部
１１３ 油路
１１４ プラグ部材挿入孔
１１５ バルブ収装孔
１２０ ｘ軸負方向側面
２０１ スプリング
Ａ 流体圧室
Ａ１，Ａ２ 第１、第２流体圧室
Ａ２ 流体圧室
Ｂ ポンプ室
Ｂｚ＋ ｚ軸正方向側領域
Ｂｚ− ｚ軸負方向領域
ＩＮ 吸入口
Ｍ１，Ｍ２ 第１、第２基準位置
Ｎ 支持面
Ｎａ ころがり支持点
Ｏｃ カムリング中心
ＯＲ ロータ中心
ＯＵＴ 吐出口
Ｍ１−Ｍ２ ポート基準線

Claims (3)

1. ポンプボディと、
   前記ポンプボディに軸支される駆動軸と、
   前記ポンプボディ内に設けられ、前記駆動軸に回転駆動されるロータと、
   前記ロータの周方向に複数個設けられたスロットに出没自在に収装されたベーンと、
   前記ポンプボディ内であって前記ポンプボディの支持面上を揺動自在に設けられ、内周側に前記ロータおよび前記ベーンとともに複数のポンプ室を形成するカムリングと、
   前記カムリングの軸方向両側に設けられた第１部材および第２部材と、
   前記第１部材または第２部材のうち少なくとも一方側に設けられ、前記複数のポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポートと、前記複数のポンプ室の容積が縮小する領域に開口する吐出ポートと、
   前記カムリングの外周側に設けられ、このカムリングの外周側空間をポンプ吐出量が増大する方向に設けられた第１流体圧室と、ポンプ吐出量が減少する方向に設けられた第２流体圧室とに隔成するシール部材と、
   を備える可変容量型ベーンポンプにおいて、
   前記カムリングの中心は、前記駆動軸中心よりも前記吸入ポート側にオフセット配置されていること
   を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
2. ポンプボディと、
   前記ポンプボディに軸支される駆動軸と、
   前記ポンプボディ内に設けられ、前記駆動軸に回転駆動されるロータと、
   前記ロータの周方向に複数個設けられたスロットに出没自在に収装されたベーンと、
   前記ポンプボディ内であって前記ポンプボディの支持面上を揺動自在に設けられ、内周側に前記ロータおよび前記ベーンとともに複数のポンプ室を形成するカムリングと、
   前記カムリングの軸方向両側に設けられた第１部材および第２部材と、
   前記第１部材または第２部材のうち少なくとも一方側に設けられ、前記複数のポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポートと、前記複数のポンプ室の容積が縮小する領域に開口する吐出ポートと、
   前記カムリングの外周側に設けられ、このカムリングの外周側空間をポンプ吐出量が増大する方向に設けられた第１流体圧室と、ポンプ吐出量が減少する方向に設けられた第２流体圧室とに隔成するシール部材と、
   を備える可変容量型ベーンポンプにおいて、
   前記ベーンのうち、隣りあうベーン同士の間隔を１ピッチとし、
   前記カムリングの中心は、無負荷状態における前記駆動軸中心と、前記吸入ポートの終端から半ピッチ進んだ位置、または前記吐出ポートの終端から半ピッチ進んだ位置とを結んだポート基準線よりも前記吸入ポート側にオフセットされること
   を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
3. ポンプボディと、
   前記ポンプボディに軸支される駆動軸と、
   前記ポンプボディ内に設けられ、前記駆動軸に回転駆動されるロータと、
   前記ロータの周方向に複数個設けられたスロットに出没自在に収装されたベーンと、
   前記ポンプボディ内であって前記ポンプボディの支持面上を揺動自在に設けられ、内周側に前記ロータおよび前記ベーンとともに複数のポンプ室を形成するカムリングと、
   前記カムリングの軸方向両側に設けられた第１部材および第２部材と、
   前記第１部材または第２部材のうち少なくとも一方側に設けられ、前記複数のポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポートと、前記複数のポンプ室の容積が縮小する領域に開口する吐出ポートと、
   前記カムリングの外周側に設けられ、このカムリングの外周側空間をポンプ吐出量が増大する方向に設けられた第１流体圧室と、ポンプ吐出量が減少する方向に設けられた第２流体圧室とに隔成するシール部材と、
   を備える可変容量型ベーンポンプにおいて、
   前記ベーンのうち、隣りあうベーン同士の間隔を１ピッチとし、
   前記カムリングの中心は、前記吸入ポートの終端から前記ロータ回転方向に半ピッチ進んだ位置と、前記吐出ポートの終端から前記ロータの回転方向反対側に半ピッチ進んだ位置とを結んだポート基準線よりも前記吸入ポート側にオフセット配置されること
   を特徴とする可変容量型ベーンポンプ。

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