JP2009275537A - Variable displacement vane pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油圧機器における油圧供給源として用いられる可変容量型ベーンポンプに関するものである。 The present invention relates to a variable displacement vane pump used as a hydraulic pressure supply source in hydraulic equipment.
従来、ベーンを介して吐出される作動油の容量を可変として油圧機器に供給される作動油の流量が調節される可変容量型ベーンポンプと、ベーンを介して吐出される作動油の容量を一定として油圧機器に供給される作動油の流量が調節されない固定容量型ベーンポンプとがある。 Conventionally, a variable displacement vane pump in which the flow rate of hydraulic fluid supplied to hydraulic equipment is adjusted by changing the volume of hydraulic fluid discharged through the vane, and the volume of hydraulic fluid discharged through the vane is constant. There are fixed displacement vane pumps in which the flow rate of hydraulic oil supplied to hydraulic equipment is not adjusted.
固定容量型ベーンポンプは、ロータの回転速度が上昇するのに伴って作動油を吸込む時間が短くなるため、ベーンを介して吸込まれる吸込流量が不足し、キャビテーションが発生する可能性があった。 In the fixed capacity type vane pump, since the time for sucking the hydraulic oil is shortened as the rotational speed of the rotor increases, the suction flow rate sucked through the vane is insufficient, and cavitation may occur.
これに対処して、特許文献1に開示された固定容量型ベーンポンプは、ベーンポンプの吐出流量に応じてベーンポンプの吐出される作動油の一部をベーンポンプの吸込通路に戻し、キャビテーションを発生を防止するようになっている。
In response to this, the fixed displacement vane pump disclosed in
また、特許文献2に開示された固定容量型ベーンポンプは、ベーンポンプから吐出された作動油の一部を吸込通路に戻し、絞りを通過して加速された作動油によって発生する負圧により吸込通路を流れる作動油を吸引しベーン間へと送り込み、キャビテーションを発生を防止するようになっている。
これに対して、可変容量型ベーンポンプは、ロータの回転速度に応じて吐出流量が所定値になるように調節されるため、固定容量型ベーンポンプのよう吸込流量が回転速度に比例して増加しないため、キャビテーションが発生する可能性が低いと考えられていた。 On the other hand, since the variable displacement vane pump is adjusted so that the discharge flow rate becomes a predetermined value according to the rotational speed of the rotor, the suction flow rate does not increase in proportion to the rotational speed like the fixed displacement vane pump. The cavitation was considered unlikely to occur.
しかしながら、要求される作動油の供給流量が大きい油圧機器の油圧源となる可変容量型ベーンポンプにあっては、ロータの高速回転時に、ポンプ室に対する作動油の吸込み不足によってキャビテーションが発生する可能性があった。 However, in a variable displacement vane pump that is a hydraulic source for hydraulic equipment that requires a large supply flow rate of hydraulic oil, cavitation may occur due to insufficient suction of hydraulic oil into the pump chamber during high-speed rotation of the rotor. there were.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ロータの高速回転時にキャビテーションが発生することを抑えられる可変容量型ベーンポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a variable displacement vane pump that can suppress the occurrence of cavitation during high-speed rotation of a rotor.
本発明は、回動するロータから突出する複数のベーンによって吸込通路から作動流体を吸込むとともに吐出通路に作動流体を吐出し、ベーンを介して吐出される作動流体の容量を可変として吐出通路から流体圧機器に供給される作動流体の流量を調節する可変容量型ベーンポンプであって、ベーンポンプから吐出される作動流体の一部を吸込通路に戻す戻し通路と、この戻し通路に介装され作動流体の流れを絞る戻し絞りと、この戻し絞りを通って加速された作動流体によって発生する負圧により吸込通路を流れる作動流体を吸引しベーン間へと送り込む過給手段とを備えたことを特徴とするものとした。 The present invention sucks the working fluid from the suction passage by a plurality of vanes protruding from the rotating rotor, discharges the working fluid to the discharge passage, and changes the volume of the working fluid discharged through the vane to change the fluid from the discharge passage. A variable displacement vane pump for adjusting the flow rate of the working fluid supplied to the pressure device, wherein a part of the working fluid discharged from the vane pump is returned to the suction passage, and the working fluid is disposed in the return passage. A return throttle for restricting the flow, and a supercharging means for sucking the working fluid flowing through the suction passage by the negative pressure generated by the working fluid accelerated through the return throttle and sending it between the vanes. It was supposed to be.
本発明によると、ベーンポンプは、ロータの高速回転時に、過給手段を構成する戻し絞りを通って加速された作動流体によって発生する負圧により吸込通路を流れる作動流体を吸引し吸込ポートへと過給することにより、ポンプ室の負圧が高まることを抑えられ、キャビテーションに起因する騒音や振動、吐出量不足の発生が防止される。 According to the present invention, when the rotor rotates at high speed, the vane pump sucks the working fluid flowing through the suction passage by the negative pressure generated by the working fluid accelerated through the return throttle that constitutes the supercharging means, and passes the suction to the suction port. By supplying, it is possible to suppress an increase in the negative pressure in the pump chamber, and it is possible to prevent the occurrence of noise, vibration and insufficient discharge due to cavitation.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は可変容量型ベーンポンプ100における駆動軸1の軸方向に平行な断面を示す縦断面図であり、図2は可変容量型ベーンポンプ100における駆動軸1の軸方向に直交する断面を示す横断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a section parallel to the axial direction of the
可変容量型ベーンポンプ(以下、単に「ベーンポンプ」と称する。)100は、ロータ2に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン3と、ロータ2を収容するとともに、ロータ2の回転に伴って内周のカム面にベーン3の先端部が摺動しロータ2の中心に対して偏心可能なカムリング4とを備える。
A variable displacement vane pump (hereinafter simply referred to as “vane pump”) 100 accommodates a plurality of
ポンプボディ10には、カムリング4を収容するポンプ収容凹部10aが形成される。ポンプ収容凹部10aの底部には、ロータ2及びカムリング4の一側部に当接するサイドプレート6が配置される。ポンプ収容凹部10aの開口部は、ロータ2及びカムリング4の他側部に当接するポンプカバー5によって封止される。
The
このように、ポンプカバー5とサイドプレート6は、ロータ2及びカムリング4の両側面を挟んだ状態で配置される。これにより、ロータ2とカムリング4との間には、各ベーン3によって仕切られたポンプ室7が画成される。
As described above, the pump cover 5 and the
カムリング4は、環状の部材であり、その内側にロータ2の回転に伴って各ベーン3間によって仕切られるポンプ室7の容積を拡張する吸込領域と、各ベーン3間によって仕切られるポンプ室7の容積を収縮する吐出領域が設けられる。ポンプ室7は、吸込領域にて作動油(作動流体)を吸込み、吐出領域にて作動油を吐出する。図2にて、ロータ2は矢印で示すように反時計回りに回転し、カムリング4の中心線の上方が吸込領域であり、カムリング4の中心線の下方が吐出領域である。
The cam ring 4 is an annular member, and a suction region that expands the volume of the
ポンプカバー5には、吸込領域にて円弧状に開口する吸込ポート15が形成され、この吸込ポート15からポンプ室7に作動油が吸込まれる。
In the pump cover 5, a
ポンプカバー5には、吸込ポート15に連通する送入口52が形成され、この送入口52に接続される配管51を介してタンク103(図4参照)の作動油が吸込ポート15へと導かれる。この配管51、送入口52等によってタンク103の作動油を吸込ポート15へと導く吸込通路108(図4参照)が構成される。
The pump cover 5 is formed with an
サイドプレート6には、吐出領域にて円弧状に開口する吐出ポート16が形成され、ポンプ室7からこの吐出ポート16に作動油が吐出される。
In the
ポンプボディ10には、吐出ポート16に連通する高圧室18と、この高圧室18に連通する送出口19とが形成され、この送出口19に接続される図示しない配管を介して加圧作動油が油圧機器(流体圧機器)101(図4参照)へと導かれる。この高圧室18、送出口19、配管等によって、吐出ポート16から吐出される作動油を油圧機器101へと導く吐出通路109(図4参照)が構成される。
The
ロータ2に対するカムリング4の偏心量を変える可変容量機構として、ポンプボディ10のポンプ収容凹部10aには、カムリング4を取り囲むようにして環状のアダプタリング11が嵌装され、アダプタリング11とカムリング4の間に支持ピン13が介装される。カムリング4がアダプタリング11の内部で支持ピン13を支点として揺動することによって、ロータ2に対するカムリング4の偏心量が変化し、ポンプ室7の吐出容量が変化する。
As a variable displacement mechanism that changes the amount of eccentricity of the cam ring 4 with respect to the
アダプタリング11とカムリング4の間にはシール材14が介装され、このシール材14は、カムリング4の揺動時にカムリング4の外周面が摺接する。カムリング4の外周面とアダプタリング11の内周面との間には、支持ピン13とシール材14とによって、第一流体圧室31と第二流体圧室32とが画成される。カムリング4は、第一流体圧室31と第二流体圧室32の作動油の圧力差によって、支持ピン13を支点に揺動する。
A sealing
カムリング4を移動する圧力制御手段として、吐出通路109には流量検出オリフィス28が介装され、この流量検出オリフィス28の前後差圧に応じて第一流体圧室31と第二流体圧室32に導かれる作動油圧力を制御する制御バルブ21が設けられる。
As a pressure control means for moving the cam ring 4, a flow
以下、流量検出オリフィス28について説明する。
Hereinafter, the flow
ポンプボディ10には有底筒状のプラグ46が取り付けられ、このプラグ46にピストン45が摺動自在に挿入される。
A bottomed
ピストン45の底部とカムリング4の外周面との間には、アダプタリング11を貫通し、カムリング4の揺動に追従するフィードバックピン40が介装される。
Between the bottom of the
プラグ46とピストン45の間にはカムスプリング41が介装される。カムスプリング41はカムリング4をロータ2に対する偏心量が大きくなる方向に付勢する。
A
プラグ46の筒部には、流量検出オリフィス28が開口して形成され、流量検出オリフィス28の開口面積は、プラグ46の筒部にに対するピストン45の位置によって決まる。流量検出オリフィス28の開口面積は、カムリング4が図2に示すように図中左方向に偏心し、ロータ2に対する偏心量が最大になったときに、最大となる。この状態から、カムリング4が図2にて右方向に移動するのに伴って、流量検出オリフィス28の開口面積は、次第に小さくなる。
A flow
プラグ46の外周面とポンプボディ10の間に間隙43が画成され、この間隙43は図示しない通孔を介して高圧室18に連通している。
A
プラグ46の内側に画成されるプラグ内室42は、アダプタリング11の外側に画成される間隙47と、通孔48とを介して送出口19に連通している。
The plug
以下、制御バルブ21について説明する。
Hereinafter, the
制御バルブ21は、バルブ収容穴29に摺動自在に挿入されるスプール22を備える。バルブ収容穴29は、ポンプボディ10に駆動軸1の軸方向と直交する向きに形成される。
The
バルブ収容穴29の開口端はプラグ23によって封止される。スプール22の一端(第一ランド部22a)とプラグ23との間に第一スプール室24が画成され、この第一スプール室24には高圧室18に連通する第一導圧通路37が開口し、流量検出オリフィス28より上流側のポンプ吐出圧力が導かれる。
The opening end of the
スプール22の他端(第二ランド部22b)とバルブ収容穴29の底部との間に第二スプール室25が画成され、この第二スプール室25には送出口19に連通する第二導圧通路38が開口し、流量検出オリフィス28より下流側のポンプ吐出圧力が導かれる。
A
第二スプール室25内には、第二スプール室25の容積を拡張する方向にスプール22を付勢するリターンスプリング(付勢部材)26が収装される。
A return spring (biasing member) 26 that urges the
スプール22は、流量検出オリフィス28の前後差圧が高まるのに伴い、リターンスプリング26の付勢力に抗して図2にて右方向に移動し、スプール22に導かれる作動油の圧力による荷重とリターンスプリング26の付勢力とがバランスした位置で止まる。
The
スプール22は、バルブ収容穴29の内周面に沿って摺動する第一ランド部22a及び第二ランド部22bとを有し、第一ランド部22aと第二ランド部22bとの間に環状溝22cが形成される。
The
バルブ収容穴29には、第一流体圧室31に連通する第一流体圧通路33、第二流体圧室32に連通する第二流体圧通路34、吸込通路108に連通するドレン通路35とがそれぞれ接続される。
The
第一流体圧通路33及び第二流体圧通路34は、ポンプボディ10の内部に形成されるとともに、アダプタリング11を貫通して形成される。
The first fluid pressure passage 33 and the second
スプール22の位置によって、第一流体圧通路33が第一ランド部22aによって開閉されるとともに、第二流体圧通路34が第二ランド部22bのノッチ22fを介して開閉され、第一流体圧室31及び第二流体圧室32の作動油が給排される。
Depending on the position of the
スプール22が図2に示すようにプラグ23に当接した初期ポジションでは、第一流体圧通路33はスプール22の第一ランド部22aによって閉塞され、第一流体圧室31と高圧室18との連通は遮断されるとともに、第一ランド部22aに形成された図示しない連通路を介してドレン通路35に連通した状態となる。この初期ポジションでは、第二流体圧通路34はスプール22の第二ランド部22bによって閉塞された状態となる。
In the initial position where the
スプール22の両端に導かれる流量検出オリフィス28の前後差圧が高まるのに伴って、スプール22がリターンスプリング26の付勢力に抗して図2にて右方向に移動し、第一流体圧通路33が第一ランド部22aによって開かれ、高圧室18のポンプ吐出圧力が第一導圧通路37、第一スプール室24、第一流体圧通路33を介して第一流体圧室31に導かれる。このポジションでは、第二流体圧通路34が第二ランド部22bのノッチ22fを介して開かれ、第二流体圧室32の圧力が第二流体圧通路34、環状溝22c、ドレン通路35を介して吸込通路108にドレンされる。第二流体圧通路34と環状溝22cとの連通は、スプール22の第二ランド部22bに形成されたノッチ22fを介して行われ、スプール22の移動量に応じて第二流体圧室32に対するドレン通路35の開口面積が増減する。
As the differential pressure across the flow
第二流体圧室32は、絞り通路36を介して高圧室18に連通し、高圧室18のポンプ吐出圧力が常時導かれている。
The second fluid pressure chamber 32 communicates with the
次に、以上のように構成されるベーンポンプ100の動作について説明する。
Next, the operation of the
駆動軸1にエンジン102の動力が伝達されロータ2が回転すると、ロータ2の回転に伴って各ベーン3間が拡張するポンプ室7は、吸込ポート15を通じて吸込通路108から作動油を吸込む。また、各ベーン3間が収縮するポンプ室7は、吐出ポート16を通じて作動油を高圧室18に吐出する。高圧室18に吐出された作動油は、吐出通路109を通じて油圧機器101へと供給される。
When the power of the
作動油が吐出通路109を通過する際、吐出通路109に介装された流量検出オリフィス28の前後には圧力差が生じ、その前後圧力が制御バルブ21の第二スプール室25と第一スプール室24のそれぞれに導かれる。制御バルブ21では、第二スプール室25及び第一スプール室24に導かれる作動油の圧力による荷重と、リターンスプリング26の付勢力とがバランスした位置にスプール22が移動する。
When the hydraulic oil passes through the
ロータ2の回転速度が所定値より低い状態では、流量検出オリフィス28の前後差圧が所定値より小さいため、スプール22は、リターンスプリング26の付勢力によって、その一端がプラグ23に当接した位置に保持される。この場合には、スプール22によって、第一流体圧室31と高圧室18との連通は遮断されるとともに、第二流体圧室32とドレン通路との連通も遮断されるため、カムリング4は、第二流体圧室32の圧力とカムスプリング41の付勢力とによってロータ2に対する偏心量が最大となる位置となる。
When the rotational speed of the
このようにしてベーンポンプ100は、最大吐出容量で作動油を吐出し、ロータ2の回転速度に略比例した流量を吐出する。これにより、ロータ2の回転速度が小さい場合でも、油圧機器101に対して十分な流量の作動油を供給することができる。
In this way, the
これに対して、ロータ2の回転速度が所定値以上に上昇した状態では、流量検出オリフィス28の前後差圧が所定値以上に高まるため、スプール22は、リターンスプリング26の付勢力に抗して移動する。この場合には、第一流体圧室31は高圧室18に連通するとともに、第二流体圧室32はドレン通路35に連通するため、カムリング4は、第一流体圧室31と第二流体圧室32との圧力差に応じて、ロータ2に対する偏心量が小さくなる方向へと移動する。
On the other hand, when the rotational speed of the
このようにしてベーンポンプ100は、流量検出オリフィス28の前後差圧に応じたポンプ吐出容量に調整される。カムリングの偏心量が小さくなるのに伴って、その偏心量がフィードバックピン40に伝わり、ピストン45は図2にて右方向に移動するため、流量検出オリフィス28の開口面積は小さくなる。したがって、ロータ2の回転速度が所定値以上に上昇するのに伴って、ベーンポンプ100の吐出流量は次第に減少する。これにより、車両の走行時に油圧機器101に供給される作動油量は適度に調節される。
In this way, the
図3は、ロータ2の回転速度Nとベーンポンプ100の吐出流量Qとの関係を示す特性図である。ロータ2の回転速度Nが所定値より低い状態では、図2に示すようにカムリング4がロータ2に対して最大に偏心しており、ロータ2の回転速度に略比例した吐出流量Qが増加する。ロータ2の回転速度Nが所定値以上に上昇するのに伴って、流量検出オリフィス28の前後差圧に応動する制御バルブ21の作動によりカムリング4のロータ2に対する偏心量が小さくなり、吐出流量Qが次第に減少する。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotational speed N of the
図3において、Q2はベーンポンプ100の最大吐出流量であり、Q1は油圧機器101が必要とする最大供給流量である。ベーンポンプ100の吐出流量は、最大吐出流量Q2を最大供給流量Q1より所定値(Q2−Q1)だけ大きくなるように設定される。これにより、ベーンポンプ100はロータ2の回転速度Nが所定値以上に上昇するのに伴って、ベーンポンプ100の吐出流量Qが最大吐出流量Q2に達すると、流量(Q2−Q1)の作動油が余剰流として吐出される構成とする。
In FIG. 3, Q2 is the maximum discharge flow rate of the
図4は可変容量型ベーンポンプ100と油圧機器101等が配設される油圧回路図である。
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram in which the variable
油圧機器101は、例えば、車両に搭載される変速機であり、エンジン102の動力を車輪に伝達する変速比を作動油圧によって切り換えるようになっている。
The
油圧機器101の油圧供給源として用いられるベーンポンプ100は、タンク103に貯留された作動油が吸込通路108を通って供給され、これから吐出される加圧作動油が吐出通路109を通って油圧機器101に供給される。油圧機器101から排出される作動油は排出通路107を通ってタンク103に戻される。
The
ベーンポンプ100から吐出される加圧作動油の一部を吸込通路108に戻す戻し通路106が設けられ、この戻し通路106には作動油の流れを絞る戻し絞り105が設けられる。ベーンポンプ100はロータ2の回転速度Nが所定値以上に上昇するのに伴って、ベーンポンプ100が余剰流として吐出する流量(Q2−Q1)の作動油が戻し通路106を通して吸込通路108に戻される構成とする。
A
戻し通路106は吐出通路109と吸込通路108とを連通する。戻し通路106はその一端が吐出通路109に連通し、その他端が吸込通路108に連通し、吐出通路109を流れる作動油の一部が戻し通路106に分岐して吸込通路108に流入する構成とする。
The
吐出通路109に対する戻し通路106の接続部には分流弁110が介装され、この分流弁110によってベーンポンプ100の吐出流量が増えるのに伴って、戻し通路106の開口面積が大きくなるように調整される。この分流弁110は、吐出通路109に介装される絞り111と、この絞り111の前後差圧に応動するスプール(図示省略)とを備え、このスプールによって吐出通路109に対する戻し通路106の開口面積が調整される。
A
以下、作動油をベーン3間へと送り込む過給手段104について説明する。
Hereinafter, the supercharging means 104 which sends hydraulic oil between the
図1に示すように、ポンプカバー5には、吸込通路108の配管51が接続される送入口52と、この送入口52と同軸上に延びて吸込ポート15に対して直交するように接続される過給通孔53と、この過給通孔53に直交するように接続される戻し口9とが形成され、戻し口9に戻し通路106を画成する図示しない配管が接続される。
As shown in FIG. 1, the pump cover 5 is connected to the
吸込ポート15は、図2に示すように、ロータ11の回転中心軸(駆動軸1)と同心の円弧状の断面形を有し、ベーン3間のポンプ室7に作動油を導く半筒状の流路を画成する。
As shown in FIG. 2, the
送入口52は吸込通路108を構成するものである。この送入口52と同軸上に延びる過給通孔53は、ロータ11の回転中心軸と直交する方向に延びる断面円形の流路を画成し、半筒状の吸込ポート15の中央部に接続するように形成される。作動油の流路断面積は過給通孔53から吸込ポート15にかけて拡張している。すなわち、吸込ポート15はその流路断面積が戻し絞り105を通過した作動油が過給通孔53を通過した作動油と合流する合流部に対して拡大している。
The
これにより、過給通孔53から吸込ポート15へと向かう作動油は、その流れ方向が図1に矢印で示すように曲げられるとともに、その流路断面積の拡張に伴って流速が低下する。
Thereby, the flow direction of the working oil from the supercharging
また、ポンプカバー5には、過給通孔53から駆動軸1の端部へと延びるドレン通路39が形成されている。
The pump cover 5 is also formed with a
戻し通路106は、その一端が戻し口9を介してポンプカバー5の戻し口9に連通し、その他端がポンプボディ10に接続され、ポンプボディ10に形成される図示しない通孔を介して高圧室18に連通している。
One end of the
戻し口9は、通孔8を介して過給通孔53と吸込ポート15との接続部に連通する。戻し口9と通孔8とは、ロータ11の回転中心軸と略平行に延び、過給通孔53に対して直交するとともに、吸込ポート15に対して同軸上に延びるように形成される。
The
戻し絞り105は、戻し口9に介装され、過給通孔53に対して直交するとともに、吸込ポート15に対して同軸上に延びるように配置される。戻し通路106から吸込通路108に流入する作動油は、戻し絞り105を通ることにより、その流速が高められ、図1に矢印で示すように吸込ポート15へと直進して流入する。戻し絞り105を通過した作動油が吸込ポート15へと加速して流入することにより、過給通孔53の開口部に負圧を発生させ、過給通孔53から吸込ポート15へと作動油が吸込まれ、吸込ポート15へと作動油が過給される。
The
すなわち、過給手段104は、戻し絞り105を通って加速された作動油によって発生する圧力降下により吸込通路108を流れる作動油を吸引し、吸込ポート15へと作動油が過給される構成とする。
That is, the supercharging means 104 sucks the hydraulic oil flowing through the
前述したように、ベーンポンプ100は、タンク103に貯留された作動油が吸込通路108を通って供給され、これから吐出される加圧作動油が吐出通路109を通って油圧機器101に供給される。図3に示すように、可変容量型ベーンポンプ100は、ロータ2の回転速度Nに応じて吐出流量Qが所定値になるように調節される。このため、従来、可変容量型ベーンポンプは、固定容量型ベーンポンプのように吸込流量が回転速度に比例して増加しないため、キャビテーションが発生する可能性が低いと考えられていた。
As described above, in the
しかしながら、吐出流量が所定値になるように調節される可変容量型ベーンポンプにあっても、ロータの高速回転時に、ポンプ室に対する作動油の吸込み不足によってキャビテーションが発生する可能性がある。 However, even in a variable displacement vane pump that is adjusted so that the discharge flow rate becomes a predetermined value, cavitation may occur due to insufficient suction of hydraulic oil into the pump chamber during high-speed rotation of the rotor.
これに対処して、本発明の可変容量型ベーンポンプ100は、ロータ2の高速回転時に、予め設定された余剰流として吐出する流量(Q2−Q1)の作動油が戻し通路106を通して吸込通路108に戻され、この作動油が過給手段104を構成する戻し絞り105を通って加速されることよって吸込通路108を流れる作動油を吸引し吸込ポート15へと送り込む構成とした。この過給作用により、ベーンポンプ100は、ロータ2の高速回転時における作動油の吸込性が改善され、ポンプ室7等におけるキャビテーションの発生を抑えられ、キャビテーションに起因する騒音や振動、吐出流量不足が発生することを防止できる。
In response to this, in the variable
以上のように、本実施の形態では、回動するロータ2から突出する複数のベーン3によって吸込通路108から作動油を吸込むとともに吐出通路109に作動油を吐出し、ベーン3を介して吐出される作動油の容量を可変として吐出通路109から油圧機器101に供給される作動油の流量を調節する可変容量型ベーンポンプ100であって、ベーンポンプ100から吐出される作動油の一部を吸込通路108に戻す戻し通路106と、この戻し通路106に介装され作動油の流れを絞る戻し絞り105と、この戻し絞り105を通って加速された作動油によって発生する負圧により吸込通路108を流れる作動油を吸引しベーン3間へと送り込む過給手段104とを備える構成とした。
As described above, in the present embodiment, the hydraulic oil is sucked from the
上記構成に基づき、ベーンポンプ100は、ロータ2の高速回転時に、過給手段104を構成する戻し絞り105を通って加速された作動油によって発生する負圧により吸込通路108を流れる作動油を吸引し吸込ポート15へと過給することにより、ポンプ室7の負圧が高まることを抑えられ、キャビテーションに起因する騒音や振動の発生が防止される。
Based on the above configuration, the
本実施の形態では、ベーンポンプ100の最大吐出流量Q2を油圧機器101が必要とする最大供給流量Q1より所定値(Q2−Q1)だけ大きく設定し、ロータ2の回転速度Nが上昇するのに伴ってベーンポンプ100が余剰流として吐出する流量(Q2−Q1)の作動油が戻し通路106を通して吸込通路108に戻される構成とした。
In the present embodiment, the maximum discharge flow rate Q2 of the
上記構成に基づき、ベーンポンプ100は、ロータ2の高速回転時に、予め設定された余剰流として吐出する流量(Q2−Q1)の作動油が戻し通路106を通して吸込通路108に戻され、過給手段104を構成する戻し絞り105を通って加速された作動油によって発生する負圧により吸込通路108を流れる作動油を吸引し吸込ポート15へと過給することにより、ポンプ室7の負圧が高まることを抑えられ、キャビテーションに起因する騒音や振動の発生が防止される。
Based on the above configuration, in the
本実施の形態では、戻し通路106は吐出通路109と吸込通路108とを連通し、吐出通路109を流れる作動油の一部が戻し通路106に分岐して吸込通路108に流入する構成とした。
In the present embodiment, the
上記構成に基づき、ベーンポンプ100は、ロータ2の高速回転時に、予め設定された余剰流として吐出する流量(Q2−Q1)の作動油が戻し通路106を通して吸込通路108に戻される。
Based on the above configuration, in the
本実施の形態では、吐出通路109に対する戻し通路106の接続部に介装される分流弁110を備え、この分流弁110によってベーンポンプ100の吐出流量が増えるのに伴って戻し通路106の開口面積が大きくなるように調整される構成とした。
In the present embodiment, the
上記構成に基づき、分流弁110によってベーンポンプ100の吐出流量に応じて戻し通路106に分流される作動油の流量が調整される。
Based on the above configuration, the flow rate of the hydraulic oil that is diverted to the
本実施の形態では、過給手段104として、ベーン3間の容積が拡張する吸込領域にて作動油をベーン3間に導く吸込ポート15と、この吸込ポート15に吸込通路108からの作動油を導く過給通孔53と、戻し絞り105が介装される戻し口9とを備え、
この戻し口9は過給通孔53を介して吸込ポート15に連通し、戻し絞り105を通過した作動油が過給通孔53を通過した作動油と合流する合流部から吸込ポート15にかけて流路断面積が拡大する構成とした。
In the present embodiment, as the supercharging means 104, the
The
上記構成に基づき、戻し絞り105を通過した作動油が過給通孔53を通過した作動油と合流した後、流路断面積が拡大する吸込ポート15へと流入することにより、この合流部における圧力降下が促され、過給通孔53から吸込ポート15へと効率よく作動油を過給することができる。
Based on the above configuration, after the hydraulic oil that has passed through the
本実施の形態では、戻し絞り105を吸込ポート15と同軸上に延びるように配置した。
In the present embodiment, the
上記構成に基づき、戻し絞り105を通過して加速される作動油が過給通孔53を直進して吸込ポート15に流入することにより、流路抵抗による損失が少なく、戻し通路106からの作動油によって効率よく過給することができる。
Based on the above configuration, the hydraulic oil accelerated through the
本実施の形態では、カムリング4が図2にて右方向に移動し、ロータ2に対するカムリング4の偏心量が小さくなるのに伴って、流量検出オリフィス28の開口面積が次第に小さくなり、この流量検出オリフィス28の前後差圧に応じて制御バルブ21が第一流体圧室31と第二流体圧室32に導かれる作動油圧力を制御することにより、ロータ2の回転速度が所定値以上に上昇するのに伴って、ベーンポンプ100の吐出流量は次第に減少する構成とした。
In the present embodiment, as the cam ring 4 moves rightward in FIG. 2 and the amount of eccentricity of the cam ring 4 with respect to the
上記構成に基づき、油圧機器101に供給される作動油量は適度に調節されるとともに、ロータ2の高速回転時におけるキャビテーションの発生を抑えられる。
Based on the above configuration, the amount of hydraulic oil supplied to the
他の実施の形態として、図2における流量検出オリフィス28の開口面積が一定に保たれる構成としてもよい。
As another embodiment, the opening area of the flow
この場合、図5にロータ2の回転速度Nとベーンポンプ100の吐出流量Qとの関係を示すように、ロータ2の回転速度Nが所定値以上に上昇するのに伴って、吐出流量Qが略一定に保たれ、ベーンポンプ100の吐出流量Qが最大吐出流量Q2に達すると、流量(Q2−Q1)の作動油が余剰流として吐出される。
In this case, as shown in FIG. 5 which shows the relationship between the rotational speed N of the
他の実施の形態として、図2における流量検出オリフィス28の開口面積をコントローラによつてアクチュエータを介して電子制御する構成としてもよい。
As another embodiment, the opening area of the flow
この場合、図6にロータ2の回転速度Nとベーンポンプ100の吐出流量Qとの関係を示すように、ベーンポンプ100の吐出流量Qが最大吐出流量Q2に達するロータ2の回転速度Nを任意に設定し、キャビテーションが発生する可能性がある所定の運転領域で流量(Q2−Q1)の作動油が余剰流として吐出される。
In this case, the rotational speed N of the
次に図7に示す他の実施の形態を説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。 Next, another embodiment shown in FIG. 7 will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure part as the said embodiment.
図7は可変容量型ベーンポンプ100と油圧機器101等が配設される油圧回路図である。
FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram in which the variable
戻し通路116は油圧機器101の排出口と吸込通路108とを連通する。戻し通路116はその一端が油圧機器101から作動油が排出される排出口に連通し、その他端が吸込通路108に連通し、油圧機器101から排出される作動油の一部が戻し通路116から吸込通路108に流入し、油圧機器101から排出される残りの作動油が排出通路107を通ってタンク103に戻される構成とする。
The
この戻し通路116には作動油の流れを絞る戻し絞り105が設けられ、この戻し絞り105を通って加速された作動油によって発生する圧力降下により吸込通路108を流れる作動油を吸引し、吸込ポート15へと作動油が過給される構成とする。
The
本実施の形態では、戻し通路116は油圧機器101の排出口と吸込通路108とを連通し、油圧機器101から排出される作動油の一部が戻し通路116から吸込通路108に流入する構成とした。
In the present embodiment, the
上記構成に基づき、ベーンポンプ100から吐出される加圧作動油の全量が油圧機器101に供給されるため、ベーンポンプ100のトルク損失を低減し、かつ、吸込み不足によるキャビテーションの発生を防止できる。
Based on the above configuration, the entire amount of pressurized hydraulic oil discharged from the
なお、作動油としてオイルの代わりに例えば水溶性代替液等の作動流体を用いても良い。 Note that a working fluid such as a water-soluble alternative liquid may be used instead of the oil as the working oil.
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.
2 ロータ
3 ベーン
4 カムリング
7 ポンプ室
9 戻し口
15 吸込ポート
16 吐出ポート
21 制御バルブ
22 スプール
28 流量検出オリフィス
53 過給通孔
100 可変容量型ベーンポンプ
101 油圧機器(流体圧機器)
103 タンク
104 過給手段
105 戻し絞り
106 戻し通路
107 排出通路
108 吸込通路
109 吐出通路
110 分流弁
111 絞り
116 戻し通路
2
103
Claims (7)
前記ベーンを介して吐出される作動流体の容量を可変として前記吐出通路から流体圧機器に供給される作動流体の流量を調節する可変容量型ベーンポンプであって、
前記ベーンポンプから吐出される作動流体の一部を前記吸込通路に戻す戻し通路と、
この戻し通路に介装され作動流体の流れを絞る戻し絞りと、
この戻し絞りを通って加速された作動流体によって発生する負圧により前記吸込通路を流れる作動流体を吸引し前記ベーン間へと送り込む過給手段とを備えたことを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。 The working fluid is sucked in from the suction passage by the plurality of vanes protruding from the rotating rotor, and the working fluid is discharged into the discharge passage,
A variable displacement vane pump that adjusts the flow rate of the working fluid supplied from the discharge passage to the fluid pressure device by changing the volume of the working fluid discharged through the vane;
A return passage for returning a part of the working fluid discharged from the vane pump to the suction passage;
A return throttle interposed in the return passage to restrict the flow of the working fluid;
A variable displacement vane pump comprising: a supercharging means that sucks the working fluid flowing through the suction passage by negative pressure generated by the working fluid accelerated through the return throttle and sends it between the vanes.
前記ロータの回転速度Nが上昇するのに伴って前記ベーンポンプが余剰流として吐出する流量の作動流体が前記戻し通路を通して前記吸込通路に戻される構成と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。 Set the maximum discharge flow rate of the vane pump by a predetermined value larger than the maximum supply flow rate required by the fluid pressure device,
2. The configuration according to claim 1, wherein a working fluid having a flow rate discharged by the vane pump as an excess flow as the rotational speed N of the rotor increases is returned to the suction passage through the return passage. Variable displacement vane pump.
前記吐出通路を流れる作動流体の一部が前記戻し通路に分岐して前記吸込通路に流入する構成としたことを特徴とする請求項1または2に記載の可変容量型ベーンポンプ。 The return passage communicates the discharge passage and the suction passage,
3. The variable displacement vane pump according to claim 1, wherein a part of the working fluid flowing through the discharge passage branches into the return passage and flows into the suction passage.
この分流弁によって前記ベーンポンプの吐出流量が増えるのに伴って戻し通路の開口面積が大きくなるように調整される構成としたことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の可変容量型ベーンポンプ。 A diversion valve interposed in a connection portion of the return passage with respect to the discharge passage,
4. The variable according to claim 1, wherein the diverter valve is adjusted so that the opening area of the return passage increases as the discharge flow rate of the vane pump increases. 5. Capacity type vane pump.
この吸込ポートに前記吸込通路からの作動流体を導く過給通孔と、
前記戻し絞りが介装される戻し口とを備え、
この戻し口は前記過給通孔を介して前記吸込ポートに連通し、
前記戻し絞りを通過した作動油が前記過給通孔を通過した作動油と合流する合流部から前記吸込ポートにかけて流路断面積が拡大する構成としたことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の可変容量型ベーンポンプ。 As the supercharging means, a suction port for guiding the working fluid between the vanes in a suction region where the volume between the vanes expands;
A supercharging passage for guiding the working fluid from the suction passage to the suction port;
A return port in which the return aperture is interposed,
The return port communicates with the suction port through the supercharging hole.
5. The flow passage cross-sectional area is increased from the merging portion where the hydraulic oil that has passed through the return throttle merges with the hydraulic oil that has passed through the supercharging hole to the suction port. 6. The variable displacement vane pump according to any one of the above.
前記流体圧機器から排出される作動流体の一部が前記戻し通路から前記吸込通路に流入する構成と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。 The return passage communicates the outlet of the fluid pressure device and the suction passage,
2. The variable displacement vane pump according to claim 1, wherein a part of the working fluid discharged from the fluid pressure device flows into the suction passage from the return passage.
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JP2011163172A (en) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Kyb Co Ltd | Vane pump |
JP2012172516A (en) * | 2011-02-17 | 2012-09-10 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Oil pump |
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