JP2016156368A - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【目的】ベーンポンプにおいて、高圧時のメイン吐出状態でベーンの無駄な動作を減少させることができるベーンポンプとすること。
【構成】第１側部材５の第１摺接面５ａには第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６が形成され、第１メイン背圧供給ポート５５は第１摺接面５ａに溝状に形成され、第１サブ背圧供給ポート５６は第１サブ吐出ポート５４に連通する構成とすること。第２側部材６には第２メイン背圧供給ポート６５及び第２サブ背圧供給ポート６６が形成され、第２メイン背圧供給ポート６５は軸方向に貫通し、第２サブ背圧供給ポート６６は第２摺接面６ａに溝状に形成されてなること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、メイン吐出路とサブ吐出路とを有し、低圧時ではメイン吐出とサブ吐出の両方から吐出し、高圧時ではメイン吐出のみとすることができるベーンポンプにおいて、高圧時のメイン吐出のみの状態でベーンによる回転抵抗を減少させることができるベーンポンプに関する。

ベーンポンプには、二つの吐出路を有し、低圧時と高圧時を、制御バルブによって、両方又は片方に切り替えるタイプのものが存在する。この種のものとして、特許文献１が存在する。特許文献１の内容を概説する。なお、括弧付符号は、特許文献１のものがそのまま使用される。

特許文献１のベーンポンプでは、１回転する間に、吸入と吐出をそれぞれ２回繰り返す構成となっている。つまり、ポンプ(吐出源)が２つ存在する構成となっている。そして、吸入ポート(221,222)、吐出ポート(231,232)、吐出路(25,26)等は２つ存在する構成とな
っている。

吸入路(24)は、２つが共有されて１つとなっている。本説明において、２つのポンプ構成を区別するため、便宜上、特許文献１における図１２に記載された、スプール弁(30)を経由せずに吐出される右側のポンプをメインポンプとし、図１２に記載された、スプール弁(30)を経由して吐出される左側のポンプをサブポンプとする。

特許文献１の図１２(Ａ)では、左側のサブポンプから吐出されたオイルは、スプール弁(30)を横切り、メインポンプから吐出されたオイルと合流する。よって、メイン及びサブの両方ポンプから吐出されるため、吐出圧を高くできる。これは一例として、所定の回転数未満の時の動作とする。

特許文献１の図１２(Ｂ)では、左側のサブポンプから吐出されたオイルの一部は連通ロ(3d)から還流されて吸入路(24)に戻ってくる。これは、一例として、所定の回転数以上の時の動作とする。全ての回転数域において、メインポンプは常に吐出されている。

特許文献１では、さらに、ロータ(11)には各ベーン溝(11a)の底部を構成する背圧室(11d)が形成され、またカバー(2)の一部である底壁(2c)と第2サイドプレート(14)との間には、ポンプ室(18)から吐出された作動油の一部が、第２サイドプレート(14)に形成された各第２背圧用供給路(71,72)を介して導入される高圧室(70)(図２参照)が形成される。

そして、ベーンポンプ(P)の運転後は、各第２背圧用供給路(71,72)を通じて高圧室(70)の作動油が背圧用作動油として背圧室(11d)に導かれ、この背圧用作動油の背圧が各ベー
ン(12)の内端の端面である背面(12e)に作用することにより各ベーン(12)はベーン溝(11a)内で且つ径方向で外方に押し出されて、各ベーン(12)の外端がカム面(17)に押し付けられる。

これにより、各ベーン(12)の外周先端はカムリング(10)により強く押し付けられるため、オイル漏れが減少し、もって吐出性能が向上される。第１背圧用供給路(62)は、各開ロ(63a,63b)を通じて、第２背圧用供給路(71,72)及び背圧室11dを介して高圧室70に連通すると共に、吐出域から吸入域への移行域にあるベーン(12)に対応する背圧室(11d)に背圧用作動液を供給する。

特開２００５−１２０８９４号公報

ところで、第１背圧用供給路(62)はメインポンプの角度範囲とサブポンプの角度範囲の両方に連通しているため、サブポンプが還流となっている状態においても、サブポンプ側のベーン(12)の内周側にオイルによる背圧が掛かり続ける。そのため、ベーン(12)の外周先端はカムリング(10)により強く押し付けられるため、駆動トルクは増大し、もって効率が低下するおそれがある。

以上より、効率を上げようとして、サブポンプを還流させたとしても、ベーン12はカムリング(10)に強く押し付けられているため、駆動トルクが上昇してしまい、効率の向上には限界があった。そこで、本発明の目的（解決しようとする課題）は、高圧時におけるサブポンプのベーンがカムリングの内周壁に対する接触圧を減少させ、これによって、高圧時におけるポンプ効率を向上させることにある。

そこで、発明者は、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、請求項１の発明を、複数のベーンが径方向に摺動自在に装着されたロータと、該ロータが内装されるカムリングと、該カムリングの軸方向両側に周方向に沿って第１メイン及びサブ吸入ポートと、第１メイン及びサブ吐出ポートを有する第１側部材と、周方向に沿って第２メイン及びサブ吸入ポートと、第２メイン及びサブ吐出ポートを有する第２側部材が配置されてなるポンプユニットを備えたベーンポンプにおいて、前記第１側部材の第１摺接面には第１メイン背圧供給ポート及び第１サブ背圧供給ポートが形成され、前記第１メイン背圧供給ポートは前記第１摺接面に溝状に形成され、前記第１サブ背圧供給ポートは前記第１サブ吐出ポートに連通する構成とし、前記第２側部材には第２メイン背圧供給ポート及び第２サブ背圧供給ポートが形成され、前記第２メイン背圧供給ポートは軸方向に貫通し、前記第２サブ背圧供給ポートは軸方向に貫通せず第２摺接面に溝状に形成されてなるベーンポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記第１サブ背圧供給ポートは溝状とし、該溝状の一部に軸方向に沿って小貫通孔が形成され、該小貫通孔は前記第１摺接面とは反対側の面に形成された排出溝を介して前記第１サブ吐出ポートに連通する構成としてなるベーンポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１において、前記第１サブ背圧供給ポートは前記第１側部材の軸方向に沿って貫通すると共に前記第１摺接面とは反対側の面に形成された排出溝を介して前記第１サブ吐出ポートに連通する構成としてなるベーンポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項４の発明を、請求項１において、前記第１サブ背圧供給ポートは溝状とし、該溝状の一部と前記第１サブ吐出ポートの軸方向中間箇所との間に連通する排出孔流路が形成されてなるベーンポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４の何れか１項の記載において、前記第１サブ吐出ポートから機器にオイルを送るときには、前記第１サブ吐出ポートから前記第１サブ背圧供給ポートへ供給される油圧は高圧となると共に還流時には低圧としてなるベーンポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項６の発明を、請求項１，２，３，４又は５の何れか１項の記載において、前記ロータ３の背圧室は、前記第１サブ背圧供給ポート又は前記第１メイン背圧供給ポートの何れか一方に連通する構成としてなるベーンポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項７の発明を、請求項１，２，３，４,５又は６の何れか１項の記載において、前記第１サブ背圧供給ポートは、前記第１サブ吸入ポートの始端と前記第１側部材の直径中心とを結ぶ仮想線近傍からロータの回転方向に沿って前記第１サブ吐出ポートの終端と前記第１側部材の直径中心とを結ぶ仮想線近傍の範囲に亘って形成されてなるベーンポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、所定の回転数以上で、ベーンポンプに具備された流路切換弁によってメイン吐出路側とサブ吐出路側の吐出オイルは合流しなくなり、サブ吐出路では還流となる。したがって、第１サブ吐出ポートから吐出されるオイルの一部は第１サブ背圧供給ポートを介して背圧室に流入することになるが、同時にほとんどのオイルは、第１サブ吐出ポートからサブ吐出還流路に送り出される。

そのために、第１サブ背圧供給ポートから背圧室に流入するオイルは極めて少なく、ほとんど圧力を有しておらず、単に背圧室にオイルが存在するだけである。このオイルは圧力を有したとしても極めて僅少である。したがって、背圧室に存在するオイルによって、ベーンには、ロータの径方向外方に押し出される力（押圧力ともいう）はかからず、遠心力による力のみとなり、ベーンの先端によるカムリングの内周側面への押し付ける力を弱くする。これによりポンプの駆動トルクを低減できるので、効率を向上でき、燃費も向上する。

請求項２では、第１サブ背圧供給ポートから第１サブ吐出ポートへのオイルを他の部位に漏れることなく送り出すことができる。請求項３では、第１サブ背圧供給ポートから第１サブ吐出ポートへのオイルを他の部位に一度に多くの量を送り出すことができ、ベーンにかかる背圧を即座に減少させることができる。請求項４では、第１サブ背圧供給ポートから第１サブ吐出ポートへのオイルを他の部位に無駄なく送り出すことができる。請求項５，請求項６及び請求項７では、第１サブ吐出ポートから機器側への吐出時では、背圧室におけるオイル圧力を高くし、還流時ではオイル圧力を低くすることにより、ベーンポンプの稼動において無駄なトルクを排除し、ポンプ効率を向上させることができる。

（Ａ）は第１サブ背圧供給ポートと第１サブ吐出ポートとの連通構造の第１実施形態を備えた発明の縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ1−Ｙ1矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ2−Ｙ2矢視断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＹ3−Ｙ3矢視断面図である。 図１（Ａ）のＹ4−Ｙ4矢視断面図である。 （Ａ）は第１側部材の第１外面から見た図、（Ｂ）は第１側部材の第１摺接面から見た図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ5−Ｙ5矢視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸ1−Ｘ1矢視断面図、（Ｅ）は第２側部材の第２摺接面から見た図、（Ｆ）は（Ｅ）のＹ6−Ｙ6矢視断面図、（Ｇ）は（Ｅ）のＸ2−Ｘ2矢視断面図である。 本発明の構成する主要部材の分解縦断側面図である。 本発明におけるロータの背圧室，第１側部材の第１サブ背圧供給及び第１サブ吐出ポートからのオイルの流れ状態を示す一部断面にした拡大図である。 本発明におけるロータの背圧室，第１側部材の第１サブ背圧供給及び第１サブ吐出ポートからのオイルの流れ状態を示す拡大縦断側面図である。 （Ａ）は第１サブ背圧供給ポートと第１サブ吐出ポートとの連通構造の第２実施形態を備えた本発明の要部拡大図、（Ｂ）は第１サブ背圧供給ポートと第１サブ吐出ポートとの連通構造の第３実施形態を備えた本発明の要部拡大図である。 （Ａ）は本発明においてミッション又はエンジンの循環回路にてメイン吐出側とサブ吐出側のオイルが合流する流れを示す略示図、（Ｂ）はサブ吐出側でオイルが還流する流れを示す略示図である。 （Ａ）本発明の第１メイン背圧供給ポートと第１サブ背圧供給ポートとの形成範囲における別の実施形態を示す第１側部材とロータとの一部断面にした拡大図、（Ｂ）は別の実施形態における第１側部材の第１外面側から見た図、（Ｃ）は別の実施形態における第１側部材の第１摺接面より見た図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明のベーンポンプは、無段変速機に供給するための油圧ポンプ等として使用される（図８参照）。本発明は、主に、ポンプユニットＡと、ポンプハウジング１とを備えている。前記ポンプハウジング１は、ボディ半体１１とボディ半体１２によって構成されポンプユニットＡを収納する〔図１（Ａ）参照〕。

ボディ半体１１は、筐体部分で、ボディ半体１２がカバー部分であるが、その反対でも構わない。また、ボディ半体１１とボディ半体１２とは共に筐体状とすることもある。ボディ半体１１とボディ半体１２とは、ボルト・ナット等の固着具にて接続され、その両者の合わせ面には、シールプレート等の密封材が挟まれ、密封構造のポンプハウジング１が構成される。ポンプハウジング１は、後述する流路切替バルブ９５等が内装されることもあり、その形状には、限定されないものである。

ボディ半体１１とボディ半体１２には、ポンプユニットＡのロータ３を回転駆動するための駆動軸が貫通する軸孔１３ａ，１３ｂが形成されている。ポンプハウジング１には、ポンプユニットＡにオイル等の流体を送り込む吸入路１４が形成されている〔図１（Ａ）参照〕。該吸入路１４は、前記ボディ半体１１と前記ボディ半体１２にそれぞれ分離されて形成されている。

次に、ポンプユニットＡについて説明する。ポンプユニットＡは、カムリング２，ロータ３，ベーン４，第１側部材５，第２側部材６等から構成される（図１参照）。前記カムリング２は、環状に形成され、略楕円形状の内周側面２１が形成されている。該内周側面２１の軸方向断面形状は楕円又は略楕円形状である〔図１（Ａ），（Ｂ）参照〕。カムリング２は、内部にベーン４が装着されたロータ３が収納されるので、ロータハウジング、ロータケーシングと称してもよい。

内周側面２１の形状は略樽形状で角が円弧状に形成されることもある。前記内周側面２１は、ロータ３に装着された複数のベーン４，４，…の先端が当接する部位であり、ロータ３の回転時に遠心力にてベーン４が外方に飛び出そうとするときに、前記カムリング２の内周側面２１の形状に沿って、ベーン４がベーン溝３１から出入する。したがって、内周側面２１は、カムとしての役目を果たすものであり、カム内周側面、或いは内周カム面と称することもできる。ロータ３は、円筒形状に形成され、軸方向に沿い且つ直径中心方向に向かって切り込まれたベーン溝３１が周方向に沿って等間隔に複数が形成される。ロータ３の各ベーン溝３１内には、ベーン４が径方向に摺動自在となるように挿入される〔図１（Ｂ）参照〕。

ベーン溝３１の径方向内端には背圧室３２が形成されている。該背圧室３２と前記ベーン溝３１とは連通している。背圧室３２の軸方向に直交する断面は円形状であり、該背圧室３２の内径はベーン溝３１の溝幅よりも大きく形成される。また、前記背圧室３２は、ベーン溝３１のロータ３における直径中心側寄りの端部を兼用して使用することもある。前記背圧室３２には、オイルが送りこまれて、ベーン４の内端側を押圧して、ベーン４をベーン溝３１からロータ３の径方向外方に押し出そうとする。

このようにして構成されたロータ３が前記カムリング２内に収納される。ロータ３の回転中心には、駆動軸８が挿通されるロータ軸孔３８が形成され、駆動軸８は、キー又はスプライン等の固定手段にて固着される。ロータ３の各ベーン溝３１に挿入されたベーン４の外端は、ロータ３の回転時における遠心力と共に前記背圧室３２内に溜まったオイルの圧力により内周側面２１に常時当接する。

カムリング２の軸方向の一方の端部には、第１側部材５が接触配置され、カムリング２に軸方向の他方には第２側部材６が接触配置され、ベーン４の軸方向両端は、前記第１側部材５及び第２側部材６にそれぞれ摺動自在に当接する。そしてカムリング２，ロータ３，ベーン４，第１側部材５，第２側部材６とからなるポンプユニットＡは、前記ボディ半体１１と前記ボディ半体１２とからなるポンプハウジング１に収納される（図１参照）。

ここで、カムリング２、ロータ３、ベーン４及び第１側部材５，第２側部材６は、２本の固定軸７，７により周方向に固定されてポンプユニットＡが構成される。カムリング２には、固定軸孔３９が形成され、第１側部材５には固定軸孔５９が形成され、第２側部材６には固定軸孔６９が形成されている。そして、ロータ３の軸方向の両側に第１側部材５及び第２側部材６が配置され、固定軸孔５９，３９，６９に固定軸７が挿通され、これらが一体化されたポンプユニットＡがポンプハウジング１に収納される〔図１（Ｂ）,（Ｃ
），（Ｄ），図２参照〕。そして、ポンプハウジング１に装着される駆動軸８の回転によって、ロータ３が回転する。

カムリング２，第１側部材５，第２側部材６は、前記固定軸７によって周方向，軸方向に固定される構成としたが、必ずしも前記固定軸７によって固定されるものではなく、カムリング２と第１側部材５又はカムリング２と第２側部材６とにそれぞれ嵌合又は係止し合う凸部及び凹部を形成し、これらが嵌合又は係止することにより、カムリング２，第１側部材５，第２側部材６が接合固定される構成としても構わない。そして、前記カムリング２の内周側面２１と、ロータ３の周囲に装着された複数のベーン４，４，…によって仕切られた空間（又は部屋）の容積が、ロータ３の回転と共に拡縮を繰り返し、吸入，吐出を行う構成となる。

ポンプハウジング１に形成された吸入路１４は、後述する第１側部材５に形成された第１メイン吸入ポート５２，第１サブ吸入ポート５１及び第２側部材６に形成された第２メイン吸入ポート６２，第２サブ吸入ポート６１と連通し、流体をポンプユニットＡに送り込むことができる。

本発明のベーンポンプは、前記第１メイン吸入ポート５２と第１メイン吐出ポート５３によって構成されるメインポンプと、第１サブ吸入ポート５１と第１サブ吐出ポート５４とによって構成されるサブポンプを備えたものである。そして、メインポンプ側では、ミッション又はエンジン等の機器９６に常時オイルを送るが、サブポンプはミッション又はエンジン等の機器９６にオイルを送る状態と、該機器９６に向かって流れずに、サブ吐出還流路９３を循環する状態となる。

また、ボディ半体１１とボディ半体１２とからなるポンプハウジング１には、メイン吐出路１５とサブ吐出路１６が形成されている。メイン吐出路１５は、後述する第１側部材５に形成された第１メイン吐出ポート５３及び第２側部材６に形成された第２メイン吐出ポート６３と連通し、流体が吐出することができる。

また、サブ吐出路１６は、第１側部材５に形成された第１サブ吐出ポート５４及び第２側部材６に形成された第２サブ吐出ポート６４と連通し、流体が吐出することができる。第１側部材５は、第１メイン吸入ポート５２，第１サブ吸入ポート５１，第１メイン吐出ポート５３，第１サブ吐出ポート５４を有している〔図１（Ｂ），（Ｃ），図３（Ａ）乃至（Ｄ）参照〕。第１側部材５の第１メイン吸入ポート５２と第１サブ吸入ポート５１は、円板の径方向両側の一部に円弧形状に切除された部位を有する形状である。

また、第１メイン吐出ポート５３，第１サブ吐出ポート５４は、軸方向に貫通孔として形成されている。また、第１側部材５は、カムリング２，ロータ３及びベーン４に接触する側を第１摺接面５ａとし、その反対側を第１外面５ｂとする。そして、第１側部材５がカムリング２と接合した状態で、ロータ３の回転方向に沿って第１メイン吸入ポート５２，第１メイン吐出ポート５３，第１サブ吸入ポート５１、第１サブ吐出ポート５４の順番で、等間隔に配置されている。

第１側部材５の径方向中心には、軸孔５８が形成されており、該軸孔５８の周囲で且つ第１摺接面５ａには、第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６が形成されている。また、前記軸孔５８の中心点を直径中心Ｐ１と称する。該直径中心Ｐ１は、第１側部材５の中心となる。したがって、直径中心Ｐ１は、第１側部材５の直径中心といえる。第１メイン背圧供給ポート５５と第１サブ背圧供給ポート５６は、前記軸孔５８の直径中心に対して点対称の位置に形成され、且つ複数の前記背圧室３２，３２，…を包囲するように形成されている〔図３（Ａ），（Ｂ）参照〕。したがって、第１メイン背圧供給ポート５５と、第１サブ背圧供給ポート５６は、前記軸孔５８を略直径中心とする円弧状の溝として形成されている。

そして、第１メイン背圧供給ポート５５は第１摺接面５ａに軸方向に貫通することなく溝状に形成されている。また、第１サブ背圧供給ポート５６は、前記第１サブ吐出ポート５４と連通している。さらに具体的には、前記第１摺接面５ａとは反対側の面側で前記第１サブ吐出ポート５４に連通する構成としている。この第１サブ背圧供給ポート５６と第１サブ吐出ポート５４との連通構成には、複数の実施形態が存在する。

その第１実施形態では、図３（Ａ）乃至（Ｄ）に示すように、第１サブ背圧供給ポート５６は、第１摺接面５ａ上で溝状とし、該溝状の一部に軸方向に沿って小貫通孔５６ａが形成され、該小貫通孔５６ａの一端と前記第１サブ吐出ポート５４に連通する前記排出溝５７１と連通する構成である。

その第２実施形態では、図７（Ａ）に示すように、第１サブ背圧供給ポート５６は、第１側部材５の全領域が該第１側部材５の軸方向に沿って、つまり第１摺接面５ａから第１外面５ｂに向かって貫通する。そして、第１外面５ｂ側での第１サブ背圧供給ポート５６の開口部分と前記第１サブ吐出ポート５４の間に排出溝５７１が形成され、該排出溝５７１によって第１サブ吐出ポート５４と連通する構成としたものである。

その第３実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、第１サブ背圧供給ポート５６は、第１摺接面５ａ上では溝状に形成され、第１サブ背圧供給ポート５６の領域の一部から第１サブ吐出ポート５４の軸方向の中間箇所との間を連通する排出孔流路５７２が形成されたものである。該排出孔流路５７２は、第１側部材５の肉部内を略トンネル状の通路孔として形成されたものである。

次に、第２側部材６は、第２メイン吸入ポート６２，第２サブ吸入ポート６１，第２メイン吐出ポート６３，第２サブ吐出ポート６４を有している〔図２，図３（Ｅ）乃至（Ｇ）参照〕。第２側部材６の第２メイン吸入ポート６２と第２サブ吸入ポート６１は、円板の径方向両側に段差状に形成された形状である。また、第２側部材６の第２メイン吸入ポート６２と第２サブ吸入ポート６１は、前記第１側部材５の第１メイン吸入ポート５２及び第１サブ吸入ポート５１と同様に貫通する構成とすることもある。

この場合、第２側部材６の形状は、第１側部材５と略同等形状で、円板の直径方向両側が切除されたような形状となる。前記第２メイン吐出ポート６３は、前記第２側部材６を軸方向に貫通する構成となっている。具体的には、第２メイン吐出ポート６３は、第２側部材６の第２摺接面６ａ側で窪み状の凹部６３ａが形成され、該凹部６３ａの底面の一部と、第２側部材６の第２外面６ｂとの間を軸方向に貫通する貫通孔６３ｂが形成されたものである〔図３（Ｅ），（Ｆ），図６等参照〕。また、前記第２メイン吐出ポート６３は、凹部６３ａの開口形状のままで第２側部材６を軸方向に貫通する構成としてもよい。

また、第１メイン吐出ポート５３，第１サブ吐出ポート５４は、軸方向に貫通孔として形成されている。また、第２側部材６は、カムリング２，ロータ３及びベーン４に接触する側を第２摺接面６ａとし、その反対側を第２外面６ｂとする。そして、第２側部材６がカムリング２と接合した状態で、ロータ３の回転方向に沿って第２メイン吸入ポート６２，第２メイン吐出ポート６３，第２サブ吸入ポート６１、第２サブ吐出ポート６４の順番で、等間隔に配置されている。第２側部材６の径方向中心には、軸孔６８が形成されており、該軸孔６８の直径中心の周囲で且つ第２摺接面６ａには、第２メイン背圧供給ポート６５と第２サブ背圧供給ポート６６が形成されている。

第２メイン背圧供給ポート６５と第２サブ背圧供給ポート６６は、前記軸孔６８の直径中心に対して点対称の位置に形成され、且つ複数の前記背圧室３２，３２，…を包囲するように形成されている。前記第２メイン背圧供給ポート６５は軸方向つまり、第２摺接面６ａから第２外面６ｂに沿って貫通している。

具体的には、第２メイン背圧供給ポート６５は、溝部６５ａと貫通部６５ｂとからなり、該貫通部６５ｂによって、前記第２メイン背圧供給ポート６５は第２側部材６に対して軸方向に貫通している〔図３（Ｇ）参照〕。前記溝部６５ａと前記貫通部６５ｂとは、略一体形成され、第２メイン背圧供給ポート６５が溝状貫通孔として形成される構成としたり、或いは前記貫通部６５ｂが、前記溝部６５ａの一部分に形成された貫通孔とする構成としても良い。第２サブ背圧供給ポート６６は第２摺接面６ａ上に軸方向に貫通することなく溝状に形成されている。

ポンプハウジング１には、ポンプユニットＡと共に、流路切替バルブ９５が具備されている。該流路切替バルブ９５は、本発明のベーンポンプのサブ吐出路１６側でのサブ循環吐出流路９２とサブ吐出還流路９３とを切り替える役目をなすものである。具体的には、ミッション又はエンジン等の機器９６にオイルを送る循環回路で、メイン吐出路１５側のメイン循環吐出流路９１と合流するサブ循環吐出流路９２と、サブ吐出路１６から吸入路１４側との間でオイルが還流するサブ吐出還流路９３とに切り替える役目をなすものである（図８参照）。

つまり、流路切替バルブ９５によって、サブ吐出路１６側の吐出オイルは、ミッション又はエンジンに、メイン循環吐出流路９１に合流して送り込むか、或いは吸入路１４側に戻して還流動作を行うかの何れかに切り替えることができる。流路切替バルブ９５は、油圧による駆動するタイプ又はソレノイドバルブ等が使用される。流路切替バルブ９５は、前述したように、ポンプハウジング１内に具備される以外に、ポンプハウジング１の外部に備えられる構成としても構わない。

次に、本発明のベーンポンプをミッション又はエンジン等の機器９６にオイルを送る循環回路に備えた場合を例にして図５，図６及び図８等に基づいて動作を説明する。まず、本発明のベーンポンプは、所定回転数以下（例えば低回転数）では、吸入路１４から吸入したオイルは、メイン吐出路１５とサブ吐出路１６から吐出され、両方を流れるオイルは合流してミッション又はエンジン等の機器９６の循環回路等に送られる。また、ポンプが稼動しているときには、第１サブ背圧供給ポート５６及び第２サブ背圧供給ポート６６と連通する背圧室３２にはオイルが入り込んでいる。そして、これらの背圧室３２内のオイルに対して第１サブ吐出ポート５４から吐出されるオイルの圧力が伝播されるようになっている。

このミッション又はエンジン等の機器９６の循環回路で、メイン吐出路１５はメイン循環吐出流路９１に流れ、サブ吐出路１６はサブ循環吐出流路９２に流れる。また、ミッション又はエンジン等の機器９６からベーンポンプには戻り流路９４によってオイルが戻る〔図８（Ａ）参照〕。このメイン吐出路１５はメイン循環吐出流路９１に流れ、サブ吐出路１６はサブ循環吐出流路９２に流れる状態では、第１サブ吐出ポート５４からの吐出圧力が増加し、その大きな圧力が第１サブ背圧供給ポート５６及び該第１サブ背圧供給ポート５６に連通する背圧室３２に伝播して、該背圧室３２からベーン溝３１内のベーン４に対する押圧力が増加し、ベーン４の先端がカムリング２の内周側面２１に接する圧力が増加し、無駄の無いポンプ動作が行われる。

次に、ベーンポンプが、所定回転数以上（例えば中・高回転数）となったときには、吸入路１４から吸入したオイルは、メイン吐出路１５とサブ吐出路１６から吐出されるが、サブ吐出路１６側に備えた流路切替バルブ９５によって、流路が切り替わり、サブ吐出路１６からオイルがサブ吐出還流路９３に流れ、これによって、サブ吐出側では還流状態となる〔図８（Ｂ）参照〕。

そして、第１側部材５の第１サブ背圧供給ポート５６は、第１サブ吐出ポート５４と連通する構造であり、排出溝５７１等を介して第１サブ吐出ポート５４と略等しい油圧となっている（図５，図６参照）。これによって、サブ吐出側では、還流状態となる図８（Ｂ）の場合には、第１サブ吐出ポート５４からの吐出圧力は小さくなり、第１サブ背圧供給ポート５６及び該第１サブ背圧供給ポート５６に連通する背圧室３２内のオイルに対して、圧力の伝播が小さくなる。これによって、第１サブ吐出ポート５４での油圧は低くなるため、連動して第１側部材５の第１サブ背圧供給ポート５６の油圧は低いものとなり、背圧室３２からベーン溝３１内のベーン４を押圧する力が弱くなり、無駄な抵抗力の増加を防止し、ポンプ効率の低下を防止する。

上記構成によりサブ吐出側がオイルをミッション又はエンジン等の機器９６に吐出しない場合、言い換えるとサブ吐出側がオイルを吐出するという仕事をしない場合では、第１サブ背圧供給ポート５６の油圧を低くし、該第１サブ背圧供給ポート５６に対応した背圧室３２の油圧を低くすることで、第１サブ背圧供給ポート５６の位相に対応したサブ吐出側におけるベーン４のカムリング２の内周側面２１への押し付ける力を弱くする。これによりベーンポンプの駆動トルクを低減できるのでポンプ効率を向上でき、もって燃費も向上できる。

なお、図８（Ａ）に示された状態であるメイン吐出側とサブ吐出側とが合流して、サブ吐出側のオイルもミッション又はエンジン等の機器９６に送られる場合は、第１サブ吐出ポート５４には高油圧が掛かり、連動して第１サブ背圧供給ポート５６に対応した背圧室３２の油圧も高くなり、もってサブ吐出側の吐出圧を高く保つことができるという効果も合わせて奏する。

次に、前記第１側部材５における第１メイン背圧供給ポート５５と第１サブ背圧供給ポート５６の形成範囲について説明する。第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６における形成範囲の実施形態は複数存在する。まず、第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６における形成範囲の第１実施形態では、図５に示すように、第１メイン背圧供給ポート５５は、第１メイン吸入ポート５２における始端５２ａと第１側部材５の直径中心Ｐ1とを結ぶ仮想線Ｌａ近傍から第１メイン吸入ポート５２における終端５２ｂと直径中心Ｐ1を結ぶ仮想線Ｌｂ近傍に亘って対応するように前記第１側部材５の直径中心Ｐ１寄りで且つロータ３の背圧室３２が包囲される位置に形成されている。

ここで、第１メイン吸入ポート５２，第１メイン吐出ポート５３，第１サブ吸入ポート５１，第１サブ吐出ポート５４の始端５２ａ，５３ａ，５１ａ，５４ａ及び終端５２ｂ，５３ｂ，５１ｂ，５４ｂとは、ロータ３の回転方向に従って設定された位置であり、回転方向前方側を始端とし、回転方向後方側を終端とする〔図５，図９（Ａ）参照〕。

第１メイン背圧供給ポート５５と第１メイン吸入ポート５２とは、第１側部材５の直径方向において、同一位置には存在することなく、且つ相互に交わらない。また、第１側部材５の直径方向において第１メイン背圧供給ポート５５は、第１メイン吸入ポート５２の内周側の面よりも直径中心Ｐ1寄りに位置している。ここで第１側部材５の直径中心Ｐ１
は、第１側部材５の軸孔５８の直径中心である。

第１サブ背圧供給ポート５６は、第１サブ吸入ポート５１における始端５１ａと直径中心Ｐ１とを結ぶ仮想線Ｌａ近傍から第１サブ吸入ポート５１における終端５１ｂと直径中心Ｐ１とを結ぶ仮想線Ｌｂ近傍に亘って対応するように前記第１側部材５の直径中心Ｐ１寄りで且つロータ３の背圧室３２が包囲され且つ連通される位置に形成されている。第１サブ背圧供給ポート５６と第１サブ吸入ポート５１とは、第１側部材５の直径方向において、同一位置には存在することなく、且つ相互に交わらない。

また、第１側部材５の直径方向において第１サブ背圧供給ポート５６は、第１サブ吸入ポート５１の内周側の面よりも直径中心Ｐ１寄りに位置している。第１実施形態における第１メイン背圧供給ポート５５と第１サブ背圧供給ポート５６の形成範囲では、ロータ３の全背圧室３２，３２，…が、回転時において第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６の何れにも交わらないときがある（図５参照）。

つまり、ロータ３の回転時において、第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６を背圧室３２が通過するときに、第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６に包囲されて連通し、オイルの圧力が伝搬され、背圧室３２からベーン溝３１内のベーン４を押圧する。本発明の実施形態では、ロータ３の背圧室３２の数を１０としており、第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６には、それぞれ３個の背圧室３２が包囲且つ連通される。

次に、第１メイン背圧供給ポート５５と第１サブ背圧供給ポート５６の形成範囲における第２実施形態について説明する（図９参照）。この実施形態では、ロータ３の全背圧室３２，３２，…は、第１メイン背圧供給ポート５５又は第１サブ背圧供給ポート５６の何れか一方に包囲され連通される構成としたものである〔図９（Ａ）参照〕。つまり、回転時のロータ３の背圧室３２は、第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６の何れか一方に包囲且つ連通可能な状態となる。

具体的には、第１メイン背圧供給ポート５５は、第１サブ吐出ポート５４の終端５４ｂと第１側部材５の直径中心Ｐ1とを結ぶ仮想線Ｌａ近傍からロータ３の回転方向に沿って
第１サブ吸入ポート５１の始端５１ａと直径中心Ｐ1を結ぶ仮想線Ｌｂ近傍に亘って対応
するように前記第１側部材５の直径中心寄りで且つロータ３の背圧室３２が包囲される位置で且つ１８０度を超える角度に形成されている。第１サブ吐出ポート５４の終端５４ｂ近傍の範囲に亘って対応するように前記第１側部材５の直径中心寄りで且つロータ３の背圧室３２が包囲され且つ連通される位置に形成されている。

第１メイン背圧供給ポート５５と第１メイン吸入ポート５２とは、第１側部材５の直径方向において、同一位置には存在することなく、且つ相互に交わらない。また、第１側部材５の直径方向において第１メイン背圧供給ポート５５は、第１メイン吸入ポート５２の内周側の面よりも直径中心Ｐ1寄りに位置している。

また、第１サブ背圧供給ポート５６は、第１サブ吸入ポート５１における始端５１ａと第１側部材５の直径中心Ｐ1とを結ぶ仮想線Ｌｂ近傍から第１サブ吐出ポート５４の終端
５４ｂと直径中心Ｐ1を結ぶ仮想線Ｌａ近傍に亘って対応するように前記第１側部材５の
直径中心寄りで且つロータ３の背圧室３２が包囲される位置に形成されている。

第１サブ吐出ポート５４の終端５４ｂ近傍の範囲に亘って対応するように前記第１側部材５の直径中心Ｐ1寄りで且つロータ３の背圧室３２が包囲され且つ連通される位置に形
成されている。本発明の実施形態では、ロータ３の背圧室３２の数を１０としており、第１メイン背圧供給ポート５５には７個の背圧室３２が包囲連通され、第１サブ背圧供給ポート５６には、３個の背圧室３２が包囲且つ連通される。

次に、サブポンプ側の還流状態〔図８（Ｂ）参照〕における背圧室３２内の圧力状態とベーン４との関係を説明する。ロータ３の全背圧室３２は、第１メイン背圧供給ポート５５及び第１サブ背圧供給ポート５６の何れかに包囲且つ連通されている。

そして、メインポンプ側では、第２メイン吐出ポート６３にオイルが流入すると、第２側部材６の軸方向に貫通する第２メイン背圧供給ポート６５からオイルが流れ込み、背圧室３２に流れようとする（図６参照）。背圧室３２には、通常オイルが充填されているので、第２メイン背圧供給ポート６５のオイルが背圧室３２内のオイルに圧力を伝播する。

この圧力の伝播によって、ベーン溝３１内のベーン４を外に押し出す圧力がかかり、メインポンプ側におけるベーン４は、常時カムリング２の内周側面２１に適正に大きな押圧力にて押圧し、良好なポンプ効率にて稼動する。次に、サブポンプ側では、メインポンプ側と共にミッション又はエンジン等の機器９６にオイルを送るときには、第１サブ吐出ポート５４の吐出圧は大きく、そのために、第１サブ吐出ポート５４から第１サブ背圧供給ポート５６に送り込まれるオイルの圧力も高い。

そのために、第１サブ背圧供給ポート５６から背圧室３２へ高い圧力を伝播する。これによって、ベーン溝３１のベーン４が適正に大きな押圧力にて押圧され、サブポンプ側におけるベーン４は、常時カムリング２の内周側面２１に適正に大きな押圧力にて押圧し、良好なポンプ効率にて稼動する。

そして、サブポンプ側が還流に切り替わり、サブ吐出還流路９３内をオイルが循環する状態となると、第１サブ吐出ポート５４からの吐出圧が小さくなる。これによって、第１サブ吐出ポート５４から第１サブ背圧供給ポート５６に送り込まれるオイルの圧力も小さくなり、背圧室３２に伝播されるオイル圧力も小さくなる。その結果、サブポンプ側における背圧室３２からのベーン４を押圧する力も小さくなり、ベーン４の先端とカムリング２の内周側面２１との押圧力も小さくなる。

以上の構成により、ポンプ稼動時には、ロータ３の背圧室３２の極端な圧力上昇が生じない構成となる。ベーン４先端とカムリング２内面の摺動抵抗が減少し、駆動トルクを更に低減することが可能となる。ポンプ性能の一つであるメインポンプの吐出圧を確保するため、第１メイン背圧供給ポート５５は、ロータ３の回転方向に沿って第１サブ吐出ポート５４の終端位置から第１サブ吸入ポート５１の始端位置に亘って形成されることで、ポンプ性能を低下させない構成となる。

これは、特にメインポンプ側の吸入ポート（第１メイン吸入ポート５２，第２メイン吸入ポート６２）全域で、メインポンプ側背圧供給ポート（第１メイン背圧供給ポート５５，第２メイン背圧供給ポート６５）より背圧室３２に常に油圧を供給することで、ベーン４の先端部分がカムリング２の内周側面２１に、常にしっかりと接することができ、もってしっかりとオイルを吸い込むことができる。

本発明により、ミッション，エンジン等の機器９６に供給するオイルは、高い吐出圧を確保しながら、且つサブポンプ側の吐出ポート（第１サブ吐出ポート５４，第２サブ吐出ポート６４）が還流状態となったときには、第１サブ背圧供給ポート５６及び第２サブ背圧供給ポート６６へのオイルの圧力伝播を小さくしてポンプの駆動トルクを低減することができ、もって燃費向上が図れる。

Ａ…ポンプユニット、２…カムリング、３…ロータ、４…ベーン、５…第１側部材、
５ａ…第１摺接面、５１…第１サブ吸入ポート、５２…第１メイン吸入ポート、
５４…第１サブ吐出ポート、５５…第１メイン背圧供給ポート、
５６…第１サブ背圧供給ポート、５６ａ…小貫通孔、５７１…排出溝、
５７２…排出孔流路、６…第２側部材、６１…第２サブ吸入ポート、
６２…第２メイン吸入ポート、６３…第２メイン吐出ポート、
６４…第２サブ吐出ポート、６５…第２メイン背圧供給ポート、
６６…第２サブ背圧供給ポート。

Claims (7)

1. 複数のベーンが径方向に摺動自在に装着されたロータと、該ロータが内装されるカムリングと、該カムリングの軸方向両側に周方向に沿って第１メイン及びサブ吸入ポートと、第１メイン及びサブ吐出ポートを有する第１側部材と、周方向に沿って第２メイン及びサブ吸入ポートと、第２メイン及びサブ吐出ポートを有する第２側部材が配置されてなるポンプユニットを備えたベーンポンプにおいて、前記第１側部材の第１摺接面には第１メイン背圧供給ポート及び第１サブ背圧供給ポートが形成され、前記第１メイン背圧供給ポートは前記第１摺接面に溝状に形成され、前記第１サブ背圧供給ポートは前記第１サブ吐出ポートに連通する構成とし、前記第２側部材には第２メイン背圧供給ポート及び第２サブ背圧供給ポートが形成され、前記第２メイン背圧供給ポートは軸方向に貫通し、前記第２サブ背圧供給ポートは軸方向に貫通せず第２摺接面に溝状に形成されてなることを特徴とするベーンポンプ。
2. 請求項１において、前記第１サブ背圧供給ポートは溝状とし、該溝状の一部に軸方向に沿って小貫通孔が形成され、該小貫通孔は前記第１摺接面とは反対側の面に形成された排出溝を介して前記第１サブ吐出ポートに連通する構成としてなることを特徴とするベーンポンプ。
3. 請求項１において、前記第１サブ背圧供給ポートは前記第１側部材の軸方向に沿って貫通すると共に前記第１摺接面とは反対側の面に形成された排出溝を介して前記第１サブ吐出ポートに連通する構成としてなることを特徴とするベーンポンプ。
4. 請求項１において、前記第１サブ背圧供給ポートは溝状とし、該溝状の一部と前記第１サブ吐出ポートの軸方向中間箇所との間に連通する排出孔流路が形成されてなることを特徴とするベーンポンプ。
5. 請求項１，２，３又は４の何れか１項の記載において、前記第１サブ吐出ポートから機器にオイルを送るときには、前記第１サブ吐出ポートから前記第１サブ背圧供給ポートへ供給される油圧は高圧となると共に還流時には低圧としてなることを特徴とするベーンポンプ。
6. 請求項１，２，３，４又は５の何れか１項の記載において、前記ロータの背圧室は、前記第１サブ背圧供給ポート又は前記第１メイン背圧供給ポートの何れか一方に連通する構成としてなることを特徴とするベーンポンプ。
7. 請求項１，２，３，４,５又は６の何れか１項の記載において、前記第１サブ背圧供給ポートは、前記第１サブ吸入ポートの始端と前記第１側部材の直径中心とを結ぶ仮想線近傍から前記ロータの回転方向に沿って前記第１サブ吐出ポートの終端と前記第１側部材の直径中心とを結ぶ仮想線近傍の範囲に亘って形成されてなることを特徴とするベーンポンプ。

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