JP2014163337A

JP2014163337A - 可変容量形ベーンポンプ

Info

Publication number: JP2014163337A
Application number: JP2013036669A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Nagata; 彰信永田; Keishi Miura; 恵史三浦
Original assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】吐出圧力がカットオフ圧力からフルカットオフ圧力に移行する際に、吐出圧力がフルカットオフ圧力よりに上昇するオーバランの発生を抑制し、このオーバランに起因するハンチングの発生を抑制し得る可変容量形ベーンポンプを提供する。
【解決手段】可動リング８をロータ６との偏心量増加方向へ付勢してフルカットオフ圧力を設定するばね１０を設け、吐出圧力がカットオフ圧力になると、可動リング８がばね１０のばね力に抗して偏心量を減少するよう移動して吐出量を減少し、吐出圧力がフルカットオフ圧力に達すると、可動リング８の偏心量がなくなり吐出量を略零とする可変容量形ベーンポンプにおいて、フルカットオフ圧力を設定するばね１０は、たわみ量が増大する領域でたわみ量に対するばね力の増加割合を多くするばね特性を有する非線形ばねとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、可動リングを移動してロータとの偏心量を変化させ吐出量を増減する可変容量形ベーンポンプに関する。

この種の可変容量形ベーンポンプは、ポンプ本体内へ半径方向に多数のベーンを摺動自在に挿入したロータを回転自在に設け、ロータの外周を囲んで偏心移動自在に可動リングを配置し、ばねのばね力により可動リングを偏心量増加方向へ付勢している。可動リングが最大偏心位置にある状態でロータを回転すると、吸入ポートよりロータと可動リング間にベーンで仕切られて形成したポンプ室に吸入した流体を搬送して吐出ポートより吐出して最大吐出量が得られる。そして、吐出圧力がカットオフ圧力になると、可動リングの内周面に作用する吐出圧力による作用力がばねのばね力を上回り、可動リングが偏心量を減少するよう移動して吐出量を減少する。そして、吐出圧力がフルカットオフ圧力（設定圧力）に達すると、可動リングの偏心量がなくなり吐出量が略零となる。

実開平６−４７６８７号公報

ところが、かかる従来の可変容量形ベーンポンプでは、図２に示す如き、吐出圧力がカットオフ圧力Ｐ１からフルカットオフ圧力Ｐに移行する際に、破線Ａで示すように吐出圧力がフルカットオフ圧力Ｐより上昇してしまうオーバランが発生することがあった。そして、オーバランが発生すると、フルカットオフ圧力Ｐの近傍で吐出圧力が微小に振幅するハンチングが発生し易かった。

本発明の課題は、吐出圧力がカットオフ圧力からフルカットオフ圧力に移行する際に、吐出圧力がフルカットオフ圧力よりに上昇するオーバランの発生を抑制し、このオーバランに起因するハンチングの発生を抑制し得る可変容量形ベーンポンプを提供するものである。

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
ポンプ本体内へ半径方向に多数のベーンを摺動自在に挿入したロータを回転自在に設け、ロータの外周を囲んで可動リングを偏心移動自在に配置し、ロータと可動リング間にベーンで仕切られてロータの回転により容積変化して流体を吸入吐出作用するポンプ室を形成し、可動リングをロータとの偏心量増加方向へ付勢してフルカット圧力を設定するばねを設け、吐出圧力がカットオフ圧力を上回ると、可動リングがばねのばね力に抗して偏心量を減少するよう移動して吐出量を減少し、吐出圧力がフルカットオフ圧力に達すると、可動リングの偏心量がなくなり吐出量を略零とする可変容量形ベーンポンプにおいて、フルカットオフ圧力を設定するばねは、たわみ量が増大する領域でたわみ量に対するばね力の増加割合を多くするばね特性を有する非線形ばねとしたことを特徴とする可変容量形ベーンポンプがそれである。

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、フルカットオフ圧力を設定するばねは、たわみ量が増大する領域でたわみ量に対するばね力の増加割合を多くするばね特性を有する非線形ばねとした。このため、吐出圧力がカットオフ圧力からフルカットオフ圧力に移行する際に、ばねはたわみ量が増大してばね力の増加割合が多くなるから、吐出圧力がフルカットオフ圧力より上昇するオーバランの発生を抑制し、このオーバランに起因するハンチングの発生を抑制することができる。

また、請求項１に記載の発明は、フルカットオフ圧力を設定するばねを非線形ばねとすることで、オーバランの発生を抑制し、ハンチングの発生を抑制する。このため、ばねの個数を増加したりすることなくでき、部品点数が増加して構成が複雑になることを良好に阻止できる。

本発明の一実施形態を示した可変容量形ベーンポンプの縦断面図である。図１のポンプ及び従来のポンプのポンプ特性を示した吐出圧力―吐出量の特性図である。図１の非線形ばねのばね特性を示したばね力―たわみ量の特性図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、１はポンプ本体で、円筒孔２を穿設すると共に、円筒孔２に連接して円筒孔２の穿設方向と直交方向に収装孔３を穿設している。４は流体を吸入する吸入ポート、５は流体を吐出する吐出ポートで、それぞれ円筒孔２の底面に半径方向の対向位置へ円弧状に穿設している。６は円筒孔２に回転自在に収装したロータで、半径方向に多数のベーン７を摺動自在に挿入して設けている。８はロータ６の外周を囲んで円筒孔２に配置した可動リングで、図１の左右方向へロータ６に対して偏心移動自在に設けている。

９はロータ６と可動リング１３との間にベーン７で仕切られて形成したポンプ室で、ロータ６の矢印Ｂ方向への回転により容積変化し、吸入ポート４から吸入した流体を搬送して吐出ポート５から吐出する。ポンプ室９は内部に発生する吐出圧力による作用力を可動リング８の内周面に、可動リング８をロータ６との偏心量減少方向（図１の左方向）へ移動するよう作用させる。１０は図２にＰで示すフルカットオフ圧力をばね力により設定するばねで、収装孔３に収装して一端部にホルダ１１を装着し、ホルダ１１を介して可動リング８の外周面に当接して可動リング８を偏心量増加方向（図１の右方向）へ付勢して設けている。ばね１０は非線形ばねで、図３に示す如く、たわみ量が増大する領域Ｌでたわみ量に対するばね力の増加割合を多くする線Ｆで示すばね特性を有し、ピッチを不等間隔に設けている。１２は収装孔３の開口を閉塞する蓋部材で、ポンプ本体１に固定している。１３は蓋部材１２に回動自在に螺合した調圧部材で、ばね受け部材１４を介してばね１０の他端部に当接し、回動操作で進退自在に設けている。調圧部材１３は回動操作で進退し、ばね１０を伸縮してばね力を変更し、フルカットオフ圧力Ｐを変更操作自在に設けている。１５は調圧部材１３に螺合したロックナット部材で、蓋部材１２へ接離自在に設け、蓋部材１２への当接で調圧部材１３の回動操作を規制する。

１６はポンプ本体１に螺合した案内ねじ部材で、可動リング８におけるホルダ１１の当接個所と略直角方向の外周面に当接し、吐出ポート５の位置に対応して可動リング８の内周面に作用する吐出圧力による作用力の図１上方向分力を受け、可動リング８の図１左右方向への移動を案内するよう設けている。そして、案内ねじ部材１６は回動操作により進退自在に設けて可動リング８の図１上下方向位置を調整自在に設けている。１７は案内ねじ部材１６に螺合したロックナット部材で、ポンプ本体１へ接離自在に設け、ポンプ本体１への当接で案内ねじ部材１６の回動操作を規制する。１８はポンプ本体１に螺合した吐出量調整部材で、ホルダ１１との対向位置で可動リング８の外周面に当接し、可動リング８の最大偏心量を規制して最大吐出量を設定する。１９は吐出量調整部材１８に螺合したロックナット部材で、ポンプ本体１へ接離自在に設け、ポンプ本体１への当接で吐出量調整部材１８の回動操作を規制する。

次にかかる構成の作動を説明する。
図１の状態は、可動リング８が最大偏心位置にあり、ロータ６を矢印Ｂ方向に回転すると、吸入ポート４よりポンプ室９に吸入した流体を吐出ポート５より吐出して最大吐出量が得られる。そして、可動リング８の内周面に図１の左方向へ作用する吐出圧力による作用力がばね１０のばね力によるカットオフ圧力Ｐ１を上回ると、可動リング８はホルダ１１を押圧しながら図１の左方向へ偏心量を減少しながら案内ねじ部材１６で案内されて移動して吐出量を減少する。そして、吐出圧力がフルカットオフ圧力Ｐに達すると、可動リング８がロータ６と略同心位置になり吐出量が略零になる。また、吐出量が略零になり吐出圧力がフルカットオフ圧力Ｐより低下すると、可動リング８はばね１０のばね力により押圧されて図１の右方向へ偏心量を増加しながら案内ねじ部材１６で案内されて移動して吐出量を増加する。

かかる作動で、フルカットオフ圧力Ｐを設定するばね１０は、図３に示す如く、たわみ量が増大する領域Ｌでたわみ量に対するばね力の増加割合を多くする線Ｆで示すばね特性を有する非線形ばねとした。このため、吐出圧力がカットオフ圧力Ｐ１からフルカットオフ圧力Ｐに移行する際に、ばね１０はたわみ量が増大してばね力の増加割合が多くなるから、図２に実線Ｃで示す如く、吐出圧力がフルカットオフ圧力Ｐより上昇するオーバランの発生を抑制し、このオーバランに起因するハンチングの発生を抑制することができる。また、フルカットオフ圧力Ｐを設定するばね１０を非線形ばねとすることで、オーバランの発生を抑制し、ハンチングの発生を抑制するため、ばねの個数を増加したりすることなくでき、部品点数が増加して構成が複雑になることを良好に阻止できる。

１：ポンプ本体
６：ロータ
７：ベーン
８：可動リング
９：ポンプ室
１０：ばね
Ｐ：フルカットオフ圧力
Ｐ１：カットオフ圧力

Claims

ポンプ本体内へ半径方向に多数のベーンを摺動自在に挿入したロータを回転自在に設け、ロータの外周を囲んで可動リングを偏心移動自在に配置し、ロータと可動リング間にベーンで仕切られてロータの回転により容積変化して流体を吸入吐出作用するポンプ室を形成し、可動リングをロータとの偏心量増加方向へ付勢してフルカット圧力を設定するばねを設け、吐出圧力がカットオフ圧力を上回ると、可動リングがばねのばね力に抗して偏心量を減少するよう移動して吐出量を減少し、吐出圧力がフルカットオフ圧力に達すると、可動リングの偏心量がなくなり吐出量を略零とする可変容量形ベーンポンプにおいて、フルカットオフ圧力を設定するばねは、たわみ量が増大する領域でたわみ量に対するばね力の増加割合を多くするばね特性を有する非線形ばねとしたことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。