JP3582605B2

JP3582605B2 - 可変容積形ベーンポンプ、構成部品及び圧力平衡方法

Info

Publication number: JP3582605B2
Application number: JP20472994A
Authority: JP
Inventors: ジーサンドバーグジャック; ジェイビジョンバーナード; シーデサイミヒル; トーマスブックスマーチン
Original assignee: コルテックインダストリースインコーポレーテッド
Priority date: 1993-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: DE69417345D1; EP0652370A2; US5545014A; EP0652370B1; JPH07197888A; EP0652370A3; DE69417345T2

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は燃料や油圧制御ポンプなどの単動可変容積形流体圧力ベーンポンプとモータ、それらの構成部品及び流体圧力を平衡させる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
長年にわたって、商業航空ガスタービン工業の注エンジン燃料ポンプに対する基準は、遠心ブ−スト段をまかされる単要素圧力付加形インボリュート歯車段であった。このような歯車ポンプは、重くて非効率的であるが簡単で極めて耐久性がよい。しかし、そのような歯車ポンプは、あらゆる動作条件のもとで燃料などの流体の一様な量を送り出す固定容積形ポンプである。動作条件によっては、異なる体積の液体を必要とし、液体の供給をバイパス装置などを用いて変えることが望ましかったり、必要であったりするが、そのようなバイパス装置は燃料又は作動油の過熱を生ずる可能性があり、装置の価格と重量を大きくする熱交換冷却構成要素を必要とする。
【０００３】
各種ベーンポンプと装置が歯車ポンプの欠点の幾つかを克服するために開発されており、以下の米国特許を参照すると幾つかのそのようなポンプと装置が開示されている。米国特許は、第４，２４７，２６３号、第４，３５４，８０９号、第４，５２９，３６１号及び第４，７１１，６１９号である。
【０００４】
ベーンポンプは、半径方向に可動なベーン要素を支えるスロットを加工され、カム部材の内部に取付けられたロータ要素と、流体をロータ表面の入口領域又はバケットに圧縮のために半径方向送り、次いでロータ表面の出口領域又はバケットから加圧された流体として送り出す通路となるカム面にある流体吸込み口及び吐出し口を有するマニホルドを備えている。
【０００５】
高速度及び高圧で動作させるに必要なベーンポンプは、シールアーク内でベーンがカム面との接触を維持し、摩擦損耗を最小限にする流体静力学的に圧力の平衡をとったベーンを用いるのが好ましい。そのようなポンプはまたベーン対カムの表面応力を小さくするために丸くしたベーン先端を備えていてもよい。アンダベーンポンピングを与えるのにやはり適応している圧力平衡形ベーンを有するベーンポンプの例が米国特許第３，７１１，２２７号及び第４，３５４，８０９号に見出すことができる。後者の特許は、ベーンが吸込み領域及び吐出し領域だけでなく、シールアークにおいても油圧的に平衡をとられていることによってベーンにかかる結果として生ずる圧力がベーンをシールアークとの係合からはずすことができないアンダベーンポンピングを組込んでいるベーンポンプを開示している。
【０００６】
吸込み及び吐出しバケットの相対体積を変えて、それによってポンプの押しのけ容量を変えるためにロータ要素に対して調節可能か又は旋回可能なスイングカム要素を含む可変容積形ベーンポンプが知られている。
【０００７】
公知のベーンポンプの欠点の中には、耐久性の欠如、磨耗の受け易さ、ロータとカムの構造の複雑と、加圧された流体を入れるためにロータの端をシールする端シール板が必要なこと、及び歯車ポンプにはない可変計量特性をベーンポンプに与えることができるが歯車ポンプの匹敵する耐久性及び寿命の範囲に対するベーンポンプの耐久性又は寿命の範囲を小さくするその他の不可欠要素のあることである。従来のベーンポンプにおいては、ロータは小さな直径のジヤーナル端を有する中央駆動軸にキー溝を付けてそれによって駆動されるが、それらのジヤーナル端は、正常運転の間に発生される対立する吸込み及び吐出し油圧圧力に耐えるに十分な強さでない。この問題は、そのようなポンプを例えば米国特許第４，３５４，８０９号及び第４，５２９，３６１号などの従来技術によって開示されているジヤーナル端に加わる力を平衡させる対向吸込みアーク及び対向吐出しアークを有する複動ポンプとして形成することによって解消される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来の歯車ポンプの耐久性、丈夫さ及び簡単さを有しベーンポンプの多用途性と可変計量特性を備えながら、どちらの形の従来の既知のポンプにもこれまで存在しなかった新規な特徴と特性を組入れた新規な単動可変容積ベーンホンプとその構成要素を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の新規なポンプは、歯車ポンプの主ポンピング歯車と同様な方法と外観で棒材から加工できる耐久性がありかなり一様な直径のロータ部材を備えている。このロータは、中央の比較的深い井戸形領域を有し、相手方のベーン要素に摺動可能に噛み合う複数の軸方向に細長い半径方向ベーンスロット、を備える中央ベーン部分の各側面に大きな直径のジヤーナル端を備えている。ロータのスロットは、ベーンが従来技術に従って構成されたポンプにおいて許されるより著しく厚くてもよいようなものである。軸方向溝又はくぼみがベーンスロット間のロータの表面に設けられてもよい。これらのくぼみによって体積が大きくなり、ベーン問に囲われた体積がポンピング過程の問にあるときに小さくなるとき起こる可能性のある急激な圧力の立上がりを減少させる。これは住宅地配管系統における「ウォータハンマ」と同様の効果を作り出す可能性がある。連続の円形内側カム面を有する調節可能な狭いカム部材が中央ベーン部を偏心的に取り巻いて囲い、カム面はポンプの動作の間ベーン要素の外側表面によって係合される。カムハウジングは、ポンプの有効「押しのけ容積」を調節する手段を与えるピンを旋回させる。カム内部の圧力は、カムの荷重をピンに対して中央に（すなわち対称に・）かけて、カムを作動するに必要な力を小さくしてピンにかかる応力を減らすように、軸受のポート配置構造を介して方向付けされる。この構成は、ピンを圧縮状態に保ってカムのピンに対する位置合わせと組立てを簡単にするように力を分配できるようにする。ピンは、カムと軸受が常に非常に接近していることを確実にする山のあるアラインメント特徴を備えている。ロータ部材のジヤーナル端は、対向する耐久性のマニホルド軸受内に回転可能に支持され、この軸受は、例えば、バーストック材料から作ることができ、カム部材の対向面に接触し、細長い半径方向ベーンスロットの外側端にオーバラップしているマニホルド面を持っている。各マニホルド軸受は、カムと連通する、すなわちマニホルド面と接触する、内部吸込み通路及び吐出し通路を備えている。後者は、軸受の吸込み通路に通じている吸込みアークセグメントと軸受の吐出し通路に通じている小形の吐出しアークセグメントを互いに対向する小さなシールアークセグメントによって分離されて備えている。マニホルド軸受的のベーン付きロータ部材のジヤーナル及びカム部材内の中央ベーン部のジヤーナルの回転によって液体燃料などの流体を軸受の吸込みアークセグメントを軸方向に通してカム室の中に、そしてベーン問の膨張する吐出しバケット室に、そしてまた吸込みマニホルド通路とアンダベーン室へのベーンスロット延長部を通して入らせる。シールアークセグメントを介して吐出しアークセグメントの中にロータ部材を回し続けることによって吸込み圧力から増大する吐出し圧力に各ベーンの先端面に作用する圧力を変える。加圧された燃料は、吐出し通路を通って各マニホルド軸受の吐出し口に漏れ込んでその所望の宛先に送られる。
【００１０】
本発明によれば、ベーンに作用する圧力は、ベーンが現在のポンプの動作全体を通じて軽く荷重をかけられる、すなわち「浮かされる」ように釣合わされる。これはベーン関する磨耗を減らし、さらに耐久力のあるベーンの使用を可能にし、もっと重要なことは、ベーンの先端及び連続カムの表面の界面の流体弾性力学的潤滑を与える。このような釣合わせは、アンダベーンスロット領域をマニホルド軸受のシールアークセグメントにおける中間流体圧力に逃げ口をつけることによって可能にされ、それによって各ベーンを低圧吸込みセグメントから高圧吐出しセグメントヘ回転するとき及びその逆の場合に、アンダベーンスロット領域における圧力をシールアークセグメントにおいて中間圧力に自動的に調整して、それによってアンダベーン及びオーバベーン圧力を釣合わせ、ベーン要素が過大な力でカム表面に押し付けられたり、カム表面との接触をゆるくしないようにする。シールアークセグメントにおける中間圧力は、カムを動かすのに用いられるサーボピストン圧力から引き出される。
【００１１】
アンダベーン圧力の調整は、従来技術に見出される不平衡圧力をなくすことによって、より厚く、より耐久性のあるベーンの使用を可能にする。従来技術においては、比較的高い吐出し圧力がベーンの先端をカムに押付ける力を作り、比較的低い吸込み圧力が先端とカムとの間の界面圧力をやわらげるように作用するのでベーンがベーンのカムに対する負荷を制限するように薄くされ。薄いベーンは面積が小さいことによってベーンの先端における荷重に耐えることができるが、重くて脆い合金を必要とすることが多く、ベーンを脆弱なものにする。本発明の吸込みアーク内では、アンダベーン領域はオーバベーン領域と同様に吸込み圧力にさらされる。ポンプの吐出しアーク内では、アンダベーン領域は、オーバベーン領域と同じように吐出し圧力にさらされる。ポンプのシールアーク内では、アンダベーン領域は吸込み圧力と吐出し圧力の中間である圧力にさらされ、やはり吸込み圧力に半分吐出し圧力に半分さらされるオーバベーン領域を補償する。さらに重要なことは、アンダベーン圧力の調整及びベーンの「浮動」は、ベーンの外側表面にポンプされている流体によって潤滑される連続したカム面の上に浮動させ、それによって金属対金属の接触と磨耗が事実上なくなる。これは、ベーン又はカム面に対して固くて脆くて磨耗に強く、重い金属、例えばタングステンカーバイド、の必要をなくし、特に外側ベーン先端が丸くされたチタン窒化物などの磨耗に強い被覆が外側の丸いベーン先端表面に適用される場合、より軟らかく延性があり軽量の金属を使用することができるようになる。
【００１２】
ジヤーナル軸受の構造的特徴には、ポンプから、吐出し圧力を要求さる「ハイブリッド」軸受パッドがある。吐出し圧力は、軸受けの荷重支持能力を大きくする高い荷重レベルのバイアスを与える。パッドは、単一の軸方向圧力送り出し溝を形成されて、前記溝が潤滑剤と入ロータ方向にバイアスを与える。パッドはまた、ジヤーナル軸受の軸線に横に位置決めされたＵ字形の脚を持ったＵ字形溝を備えＵ字形の底が出ロータ方向に置かれている。Ｕ字形溝のこれらの脚と底は、所望の圧力バイアスを与えるために高い圧力潤滑流体を供給される。ジヤーナル軸受構造はさらに面により大きな直径で偏心的に置かれたフランジを備え、このフランジは、軸受がカムとの接触を保つのに十分な荷重を持つのを確実にするためにカムに接触する。カムに隣接したフランジの表面は、吐出し圧力によって誘導された外向きの荷重にカムからさらされる面の面積の量を最小にするために逃げ溝を備えている。カムから最も遠いフランジの表面は、正味の荷重がカムにさからって作用することを確実にするために吐出し圧力を表面全体に加えられる。偏心円は、荷重が常にカムを押え付けることを確実にするために吐出し圧力アーク内の面積を大きくするのを助ける。軸受の頂部内径は、ハイブリッド圧力パッドからわずかに離れた両面の回りの距離に対して、寄生軸受流れの量を制限するためにラビリンスシール溝を含んでいる。
【００１３】
軸受シールアークポートは、これらのポートの底を中心線より下に置かないで、ロータの水平中心線より完全に上に置いている。このやり方で、ポートは、シール面積領域内のバケットの体積の膨張が破壊的なキヤビテ−ションを作る傾向があるので、ベーンバケットの体積が増加している領域に置かれていない。中心線より上にあるポートは、ベーンバケットのほんのわずかな圧縮を可能にするだけでありそれによってキヤビテ−ションの起る可能性をなくしている。
【００１４】
本発明の新規なベーンポンプはまたベーンをカム室の吐出し側においてスロットに押込むにつれて、流体をアンダベーンスロット領域からピストン作用によって、可成りのアンダベーンポンピングをできるようにする。このようなアンダベーンポンピングは全流体押のけ容積の４０％以上まで寄与できる。
【００１５】
【実施例】
図１を参照すると、それの燃料ポンプ組立体１０は、中央領域の周りに配置された軸方向に細長いへこんだベーンスロット３２の中に半径方向に支えられた複数のベーン要素１３を有する頑丈なバーストックロータ部材１２を有する可変容積形単動ベーンポンプ１１を備えている。ベーン要素１３の外側先端は、調節可能なカム部材１４の内側の連続表面１４ａ（図３）との接触面積を小さくするため丸くしてあるのが好ましく、１対のマニホルド軸受プロック又は部材１５と１６がロータ部材１２の大直径ジヤーナル端１２ａ及び１２ｂを回転可能に支え、加圧された室の軸方向シールを行う。これに関しては、ブロック１５及び１６は、従来のベーンポンプの「側面」板又は「端面」板の働きをする。
【００１６】
ベーンポンプ１１は、軸方向インデューサ及び半径方向羽根車１８及び主エンジン歯車箱に取付け可能なケーシングセクション２０に接続されたケーシングセクション１９の中に取付けられた関連のコレクタ・デューフューザ手段２６を備えた遠心ブースト段１７から流体を供給される。
【００１７】
動力は、油潤滑された主駆動スプライン２２、燃料潤滑された内部駆動スプライン２３、シアセクシヨン６０及び主軸シール６１を備える主駆動軸２１を通してエンジンから従来の方法で抽出される。第２の軸２４が主軸２１と共通のスプラインからブースト段１７を駆動する。
【００１８】
ポンプは、主エンジン歯車箱に取付けられ、複数のポートが吐出し口２５のためのケーシングセクション１９を通り、ブースト段１７からデュフュ−ザ手段２６を通り、外部熱交換器とフイルタ（図２）に至り、吸い込み通路３６（図２）の中に戻り、吸い込み圧力のもとで燃料を軸方向に導入するためにマニホルド軸受１５及び１６の吸込みアークセクション２７へ至り、カム室の吸込みアークの領域内のカム部材１４の対向する面にある半球形ベベル又はアンダカットスロット２８を通り過ぎて、図３に示されたようにカム部材１４の吸込みアークセクション内の隣接ベーン要素１３の間に形成される膨張燃料吸込みバケット２９の中に入る各通路に設けられている。
【００１９】
カム部材１４の内部におけるロータ１２とベーン１３の回転によって吸込みバケット２９がシールアーク領域に入り、そこでマニホルド軸受１５及び１６の吸込みアークセクション２７から隔離された形になり、図３に示すようにカム室内でロータ部材１２が非同心軸方向位置にあることによって圧縮された形になり始める。低圧で加圧さた吸込み圧力ゾーント増圧された吐出し圧力ゾーンの間の遷移ゾーンであるシールアークゾーン内では、各ベーンは、通常は中間オーバベーン力を生ずる可能性のあるベーンの各側面に異なるオーバベーン圧力を受ける。しかし、図４によって示されているように、本発明のポンプは、シールアーク領域内で中間圧力にある。流体源に至る特別の圧力逃がし通路３０を備え、それによって燃料がマニホルド軸受け１５および１６（図５）にある軸方向通路３０を通って中間圧力でベーン要素１３を越えてベーンスロット３２の末端３１に供給されて、オーバベーン流体圧力を釣り合せて、シールアークゾーンの領域において連続カム面１４ａにもたされているベーン先端表面によって加えられる応力又は力を小さくするアンダベーンスロット領域３３の中の中間流体圧力を作る。図３及び図４から見られるように、アンダベーン領域３３は、ベーンが吸込みアーク内にあるとき、スロット延長部３１及び軸受ポートを通り吸込み圧力に、ベーンが吐出しアークゾーンに回転されるとき、吐出し圧力に直接にバイアスされる。このようにして、吸込み、シール及び吐出しアークゾーンにおけるベーン荷重は、ベーン荷重が平衡した圧力と低い動的力の組合わせを通じて主に達成されるので、非常に許容できる水準に保持される。
【００２０】
図２は、最小吐出し流量位置と最大押しのけ流量位置の間で調節できるカム部材機構の簡易化した図である。カム部材１４は、ポンプ構造部材の先端にあるケーシングセクション２０内に支持されたピン３４を中心に旋回する。ポンプは、ベーンバケットが吐出しアークゾーンにおいて最大の収縮を受けるようにカム部材１４を位置決めするとき、最大の押しのけ容積にある。同様にして、最小流量は、カム部材１４とロータ１２が殆ど同心のときに起る。機械的止め３５は、一般に、カムがロータ表面に接触しない（最大押しのけ容積を超える）ことを確実にする目的で、カムの押しのけ容積を抑制するためにピストン調節装置３５′の中に組入れられる。これらの止めには最終生産高校正のためのシムがある。ピストン調節装置３５′は、ポンプの吸込み圧力と吐出し圧力の間の「中間」又は
「半分」であるように選択されたあらかじめ定めた圧力になっている流体を供給される。この構成は図４に示され、本明細書のほかの場所に記載された調節装置３５′および軸方向逃がし圧力通路３０と関連のシールアークポート５２の両方に対する流体圧力の共通源（図示なし）の使用を可能にする。
【００２１】
図１及び図２によって示されているように、燃料は、ポンプのブースト段１７の前部にある軸方向インデューサ／羽根車１８から外部フランジ付吐出し口２５及びコレクタ／デフュ−ザ手段２６を通ってポンプのブースタ段１７から出て行く。軸方向インデューサは、管路損失又は燃料沸騰に関連した不良品質効果をなくすのに十分な圧力上昇を流体に与え、インデューサから下流にある主羽根車が蒸気でない液体を取扱うことになることを確実にする。羽根車ハブの角張ったスロットによって流れの幾分かが羽根車の前から後側へ移動できる。従って、燃料が羽根車の両側でベーン付通路を半径方向に外向きに通過し、次に集められて拡散される。図２に示されているように、燃料は、吐出し口２５を通ってブーストダン１７を出て外部エンジン熱交換器及びフイルタを通過し、次にケーシングセクション２０にある吸込み通路３６を経て主ベーン段に戻る。燃料は、吸込みアークゾーン２７の中の主ベーン段カム１４の周りに入り、各カム面にあるアンダカットスロット２８を通って軸受１５および１６の各々の中及びカム１４の両側にある面くぼみから膨張する吸込みベーンバケット２９に軸方向に入れられる。次に各ベーンバケット２９は、収縮している吐出しバケット２９ａが吐出しアークゾーンの中の軸受１５及び１６面の中に切り込まれた吐出しポート５５（図７）の中に軸方向に外向きに燃料を圧入し、次に続いてケーシングセクション１９及び２０の中の有心通路３８及び３９を通ってエンジンに排出される。図１はこの装置を通る流路の図を示している。
【００２２】
ある従来のベーンポンプは、フイルタのない状態で行うように設計され、カム、ベーン及び側板を含む密接な作動部品が非常に強くて密度が高く脆い材料であるタングステンカーバイドから作られた。ベーンの密度が高いことによって遠心荷重が高くなり、そのことが吸い込みアーク及びシールアークにおけるベーンの下のかなりの圧力荷重と組合わさるとき、カムとの界面におけるベーン負荷／磨耗を最小にするために、ベーンが非常に狭いことを要求した。汚染に耐えるための手段としてのろ過された燃料の組入れ及びベーンに作用する力を緩和する手段として圧力平衡の使用を介してより低い密度のより展延性のある高バナジューム含有量の工具鋼合金材料が本発明に従って用いられ、それによって遥かに脆弱性の少ないポンプベーンとカムを保証している。
【００２３】
本発明のポンプの新規な設計は、より低い曲げ応力とより大きなコラム剛性を明らかに有するより厚いベーンの使用を可能にする。より厚いベーンの効果についてはあまり明白でないが、非常に重要な推論は、ベーン先端の半径がずっと大きくできる（５倍）ことであり、それによって連絡カム表面１４ａとの界面におけるべ一ン先端潤滑を良くするための連続で滑らかな表面として先端を形成できることである。
【００２４】
ベーン要素１３に加わるアンダベーン荷重とオーバベーン荷重を釣合わせることのほかに、下向きにテーパの付いたベーンスロット延長部３１を通ってベーンの下に接近できることは、ベーンの下の流体をアンダベーン領域３３に導入し、かつアンダベーン領域３３から排出できるようにすることによってポンプの体積的容量を大きくする。ベーンが吸込みアークを通過するとき、ベーン１３の下の空洞３３は、ベーンがベーンスロット３２から延び出るにつれて、燃料で満たされる。ベーンが吐出しアークを通過するにつれて、各ベーン１３がスロット３２の中へ下向きに動くことによって、各アンダベーン空洞３３から流体を押出し、ポンプの容量を非常に大きくするポンピング作用が生じる。本発明のポンプは、厚いベーンを備え、アンダベーンポンピングからほぼ４０％の容量を抽出できる。ベーン要素１３は、ベーンスロット３２の中にピッタリはまって、それらが吐出しアークを通るロータの運動の間、円弧形スロット３２の中に押込まれるとき、ピストンのように働き、それによって流体がスロット延長部３１、吐出しポート３７および有心通路３８と３９を通って両方向に外向きにアンダベーン領域３３から軸方向に追い出される。加圧された吐出し流体又は燃料の大半は、ベーン要素１３の間のバケット領域２９ａから追い出されるが、空洞３３のアンダベーン体積は、全吐出し体積の約４０％ほどの大きさにすることができる。
【００２５】
図５ないし８を参照すると、これらはごつごつして頑丈なバーストックロータ部材１２（図５及び８）、ベーン要素１３（図５）、カム部材１４（図５）及びマニホルド軸受１５と１６（図５ないし７）を非常に詳細に示している。
【００２６】
ロータ部材１２は、それが全体にわたってほぼ一様な太い直径を備え、ロー他の円筒の中に切り込まれたベーンスロット３２より上の領域内でベーン要素１３のための追加の支持を行う任意選択の間隔のあいた半径方向歯４１を備えた中央膓ノベーン領域４０を備えているので、外観と形が従来の重い歯車軸と似ている。前記歯４１のすべての他の対の問に、曲線を描いた円弧形ベーンスロット３２がロータの中に半径方向に加工されて、各ベーン１３が各円弧形または曲線を描いたスロット３２の中央の深い領域だけを占めるように、歯４１及び中央ベーン領域４０の長さと同様の軸方向長さを有する比較的厚いベーン要素１３を受け、各スロット３２の外向きにテーパの付いた末端３２がマニホルド軸受１５と１６の隣接下面領域の下に通じている。なお、各スロット３２の曲線を描いた座領域４２は、ベーン１３の曲線を描いた下面１３ａ（図４に示されている）が押し下げられて隆起した座のくぼみ４２と接触するようになってもアンダベーン領域又は空洞３３ができるように、より深い井戸または床領域４３の間の隆起した止め領域となっている。
【００２７】
今までのことから分かるように、アンダベーン領域又は空洞３３は、スロット領域３１において各ベーン要素が吸込みアーク領域にあるとき、吸込み圧力に直接通じ、各ベーン要素１３が吐出しアーク領域にあるとき、吐出し圧力に直接通じている。このようにして、吸込みアーク及びシールアークにおけるベーン負荷は、ベーン荷重が主に動的力を通じて達成されるので、非常に許容し易いレベルに保持される。シールアーク、すなわち吸込みと吐出しの間の遷移領域（及びその逆）内では、各ベーン１３は、通常は、それの各側面に異なる圧力を受け、打消される必要のある中問オーバーベーンカをもたらす。しかし、シールアークポート５２が吸込みアークゾーンと吐出しアークゾーンの間で軸受け１５と１６の内径壁のなかに設けられ、それらは、図４に示されているように、軸受の壁の中の軸方向逃がし圧力通路３０を通って吸込み圧力と吐出し圧力のほぼ真ん中の中問圧力レベルにある流体源と通じている。
【００２８】
従来知られていたベーンポンプは、ベーンがすべての動作領域においてカムヘ面を正しく追従することを確実にするためにベーンの下の吐出し圧力を利用した・その方法は・ベーンの軌道がカムの輪郭を追従することを確実にすることであった。特に吸込みアークにおける結果として得られる高い力は、ベーンの先端に磨耗の生ずる傾向を与えた。本発明は、吸込み及び吐出しアーク領域内の内在、圧力及びシールアーク領域内の調整された中問レベルの圧力を利用して平衡圧力をベーンの下に与える。これは、各ベーン要素１３が常に流体弾性力学的にフイルムに沿って連続したカム面１４ａを追跡して、それによってベーン先端の磨耗表面の寿命が長くなることを確実にすることを保証する。ベーン速度（ポンプＲＰＭ）は、ベーンの軌道がカム面を正しく追跡することを確実にするに十分な滞在時問を与えるレベルに保持される。
【００２９】
図３に示された吸込みアーク及び吐出しア−クにおいては、オーバベーン圧力とアンダーベーン圧力が等しい。オーバーベーンがその先端の１／２にかかる吸込み圧力とその先端の他方の１／２にかかる吐出し圧力を受けるシールアークにおいて、アンダベーン空洞３３は、約１／２の吐出し圧力にあるサーボピストン室につながる。従ってベーン１３は、全回転を通じて圧力を釣合わされて浮いており、それによって丸くなったベーン要素の表面と各カム要素１４の連続した面１４ａとの間の界面において遠心応力と磨耗を小さくし、より厚くより強いベーン要素の使用を可能にして、前記界面に流体弾性力学的潤滑を行う。
【００３０】
図２、３及び５のでこぼこした一体カム要素１４は、高バナジューム含有量の工具鋼合金のものなどの中実インゴットから機械加工される。カム要素は、バンジヨー（容器名）形であって、ベーン付ロータセクションの中央ベーン領域４０を収容するための中央にある円形軸方向穴又はカム室と可変性特徴のための支点を与え、最上部にあるヒポット軸又はピン３４及び押しのけ容積を変えるための調節力を加えるレバーとなる延長部４４を最下部に備えている。大きな面とり斜面又はスロット２８が吸込みアーク内の両方のカム面に存在し、燃料を膨脹するベーンバケット２９に導入するのを容易にしている。ピボットピン又は軸３４は、窒化チタンで被覆された高バナジウム含有量の工具鋼合金など任意の適当な高強度合金で作られた簡単な円筒であり、ケーシングセクション２０内でカムピボットノッチ及び座と係合する。
【００３１】
本発明のカム要素１４の重要な特徴が図３に示された連続した滑らかなカム面１４ａであり、これは本発明のポンプ組立体の軸方向燃料送出及び吐出し手段によって可能にされている。従来周知の可変容積形ポンプは、例えば半径方向の吸込みポート及び吐出しポート又はヘリ処理を精巧にしてあるが、ベーンの動作時にでこぼこを生ずるように結合されているカムセクションの間の可変容積分離線などのカム面の中断部を含んでいる。脆い材料の使用による必然的な結果としての二体ベーンの場合には、ベーンが開口部の中に傾いて破壊的磨耗を生じることのないことを確実にするために特別な注意をする必要があった。本発明のポンプはベーンの要素の移動全体を通じて、ベーン要素１３の支持を一様に行う切れ目のない連続したカム面１４ａを利用している。これはアンダベーンとオーバベーンの圧力の釣合をとることとベーン／カムの界面の流体弾性力学的潤滑と結合されて磨耗を著しく減らして本発明のポンプと構成要素の寿命を長くする。
【００３２】
図５及び８に示された本発明のロータ１２は、従来周知のベーンロータがロータの軸線に平行で側板を通って延びる直線的で平らな底のベーンスロットを備え、小さな直径のジヤーナル軸の使用を必要とするアンダベーン連通溝及びその他の特徴を持った側板を必要とするので、従来周知のベーンロータと著しく異なっている。そのような軸は、単動ポンプの対向する吸込み及び吐出し力に耐えることができず、二段操作平衡をとるために二つの対向する吸込み及び吐出し段を組入れることを必要とする。本発明のロータのジヤーナル端１２ａ及び１２ｂは、頑丈な大直径ジヤーナルである。さらに、ロータ１２の大きくて重い特性は、従来周知のポンプにおける内部駆動スプラインにあまり近過ぎるベーンスロットに関連した構造的弱さをなくす。ロータ要素１２の強度は、ロータ１２のジヤーナル端１２ａ及び１２ｂを回転可能に受けて支持する同一のマニホルド軸受１５と１６の頑丈雄質によって補われる。
【００３３】
図６及び７に最も明瞭に示されているように、マニホルド軸受１５と１６は、ジヤーナル軸受、面軸受及び側板の機能を組込んだ単体の機械加工された要素である。軸受は、丈夫で無限の寿命で動作するように設計されている。軸受材料は、展延性のある加鉛青銅合金又は適当な等価なものにすることができる。軸受面及び内径表面は、インジウムメッキと乾式膜潤滑剤で処理されている。
【００３４】
カム部材１４の面に接触する各軸受面は、各面の約半分から成る吸込みアークセクション２７と１８０。より小さい広い角度から成る吐出しアークセクション４５と吸込みアークセクションと吐出しアークセクションの間にあって吐出しアークと二つのシールアークの和が１８０。であるような角度を備える遷移シールアーク領域から成っている。
【００３５】
図６及び７を参照すると、軸受面は吸込み半セクション２７とシール／吐出し半セクション４６を与えるように機械加工又は彫刻をされている。吸込み半セクション２７すなわち１８０°セクションは、独立した半径方向の面部分４８の間に切られた半径方向の面吸込みくぼみ４７を備え、軸受１５と１６の内径表面に通ずる円弧形共通室５０に吸込みアーク表面２７の面の下で通じる吸込みポート４９に至る吸込みくぼみを備えている。各軸受の独立の半径方向の面部分４８は、シール／吐出し半セクション４６の面に接触するようにカム部材１４の面に接触して、カム部材１４との相互作用に関連した荷重に対して一様な軸受強度を保証する。
【００３６】
各軸受１５と１６は、軸受の残りの部分に比べて大きくなった直径の面部分を備え、それによってフランジ又は肩６２を作り、そのフランジ６２にもたれてばね付手段を偏らせて加圧燃料がカム室から漏れるのを防止するのに十分な力で対向カム面に軸受面を押付けるように圧力を加えることができる。
【００３７】
図１における燃料流れの図から見られるように、ベーンスロット３２の外側末端又は延長部３１は、カム部材１４の各側面でカム部材１４を越えて延び、軸受１５と１６の吸込み側においてベーンスロット３２のアンダベーン領域３３を吸込み室５０に通じさせるように軸受け１５又は１６の内径表面の下である。また、各軸受面のくほみ４７は、カム部材１４の対向面上でアンダカットスロット２８と連通し、図４によって示されているように吸込み燃料を吸込みバケット２９又はオーバベーン領域に入れるために吸込み通路３６と連通している。
【００３８】
ロータベーンポンプが回転すると、各膨張する吸込みバケット２９が軸受面のシール／吐出し半セクション４６に対して軸方向に反対になるように動き、その場合にオーバベーンバケット領域は、開いている吸込みくぼみ４７を過ぎて閉じたシールアーク面５１の上を動き、シールアーク面５１はバケット領域を吸込み導管から隔離するが、アンダベーン領域を各軸受１５と１６の内側表面においてベーンスロット延長部３１と連通させるシールアークポート５２を通って中問圧力流体供給源にアンダベーン領域を通じさせる。ポート５２は、吸込み圧力と吐出し圧力の中間である調整された圧力にある流体源と連通する軸受内部の隔離された軸方向通路３０（図４及び５）に通じている。しかし、アイレットカット５３がシールアーク面５１の中に置かれて、シールアーク内のベーンバケットが流体のはけ・のないことによって圧縮されることのできないことを確実にする。これは、ベーンバケットがベーン吸込み圧力アークと吐出し圧力アークの間の中間領域を通過する時問の間スロット３２のアンダベーン領域３３が圧力制限内に保持されることを確実にする。
【００３９】
図７に破線５３の間に示されている吐出しアークセクション４６の面５１の上のベーンバケットの連続した運動が、図３によって例示されているように、カム部材１４の中に囲われたロータ／ベーンポンプに対してカム部材が偏心した非同心的軸方向位置にあることによってバケットが圧縮を受けるとき、面５１の中の吐出しポート５５に圧縮されたバケット２９ａを通じさせる。吐出しポート５５は、共通の内部吐出し室５６への入口であり、吐出し室５６には軸受１５と１６の外径壁にある吐出しポート５７があり、また図１、５及び７に示されているように、アンダベーンポンピング流体吐出しポートにアンダベーン領域３３からベーンスロット延長部３１を通して入れるために軸受の内径壁に共通のベーンスロット吐出しポート５８がある。図１及び７によって示されているように、外径吐−出しポート５７は、ケーシング内の吐出し通路３７と導管３８と３９に半径方向に外向きに通じて高められた吐出し圧力にある流体又は燃料をエンジン、油圧装置又はその他の所望の送り先に送り出す。面５４にある吐出しポート５５は、収縮ベーンバケット２９ａにバケットが圧縮された状態にある間、軸方向に通じてベーンバケットの体積の加圧された流体を入れ、一方内径ポート５８はベーンスロット延長部３１に通じてアンダベーン領域３３からポンプされる流体を受ける（図３）。これはポンプされている流体の全量の約４０％までに相当することがある。このようにして、ベーン要素１３がスロット３２の中に押し込まれて、アンダベーン領域３３からスロット延長部３１を通り、内径軸受ポート５８に入り、室５６及び外径吐出しポート５７に至るベーンの下の流体を軸方向に両方向に圧縮して押しのけるとき、流体がアンダベーン領域からポンプされる。
【００４０】
まとめると、燃料が本発明のポンプ組立体１０に外部吸込みフランジとブースト段１７の前部にある軸方向インデューサ１８に導く有心通路を通って入る。軸方向インデューサは、流体に管路損失又は燃料沸騰に関連した不良品質効果をなくすために十分な圧力上昇を与え、インデューサの下流にある主羽根車が非蒸気性液体を取扱うことになることを確実にする。羽根車ハブ内の角張ったスロットによって流れの幾分かが羽根車の前面から背面に移動できる。従って、燃料が羽根車の両側にあるベーン付通路２６を半径方向に外向きに通過し、次に集められて拡散される。燃料は、吐出し口２５を通ってポンプ装置から出てゆき、エンジンの熱交換器とフイルタを通過し、次に有心通路３６を経て主ベーン段に戻る。燃料が主ベーン段のカムの周りのプレナムに入ってカム１４の両側面にあるアンダカットスロット２８を通して膨張する吸込みベーンバケット２９に軸方向に入れられる。次に各ベーンバケット２９は、収縮バケット２９ａがマニホルド軸受１５と１６の面に切り込まれたポート５５の中に軸方向に外向きに燃料を押込む。次にオーバベーンバケット燃料が室５６及び軸受けポート５７を通って軸１５、１６とケーシング１９、２０の問のポート３７に吐出されて、次にケーシングの中の有心通路３８、３９を通ってエンジンに吐出される。ベーンの下の燃料は、ベーンスロット延長部３１を通って吐出し室５６の中に入り、内径ポート５８を通って吐出されて外径ポート５７を通ってポンプされる全燃料の約４０％まで寄与する。
【００４１】
マニホルド軸受１５と１６は、二つの源を通って潤滑剤と冷却材の流れを受ける。ベーンポンプの高圧吐出しアーク４５は、ロータジヤーナル１２ａ、１２ｂと軸受１５、１６の間の直径方向の隙間を軸方向に通って燃料を押出す圧力源となる。この流れは、無荷重ゾーンにある軸受けシエルの外側表面の中に切り込まれた１組のラビリンスシール又は溝５９（図７）に加えて注意深い隙間制御を通じて管理される。追加の潤滑剤が内径軸受け表面にある軸受荷重ゾーン内の軸受圧力パッドに軸受とケーシングの間の高圧プレナムから入れられる。
【００４２】
この軸受ドレンフローのすべては、カム部材１４から最も遠い軸受の端で集められる。ポンプの駆動端にある軸受空のドレン引込み流れは、主駆動スプライン２２を通して導かれ、その臨界的領域に潤滑を与える。軸受１５と１６に対するドレンフローは、従って、ポンプのブースト端にある一つの場所において集められ、そこでドレンフローが有心通路３６を経てベーン段吸込み口に戻される。ある量の追加の潤滑剤が駆動軸２４のスプラインを通してブースト端の収集点から流れ出ることができるようにされ、軸方向インデューサと羽根車の間の領域に最終的にドレンし、この場所は、高温ドレンフローがブースト段１７の能力を落とすことができないことを保証するように選ばれる。
【００４３】
図６及び７を参照すると、ジヤーナル軸受け１５と１６は、流体動力学的及び流体静力学的の両方の潤滑の原理を組入れている「ハイブリッド」構成である。圧力潤滑溝５９が高圧潤滑剤を軸受に供給するために設けられている。圧力パッドが軸方向に向いた溝１００とＵ字形溝１０１から形成されている。軸方向溝１００は、外部溝５９から供給穴１０２を通して高圧潤滑剤を供給され、その目的は、増大した荷重を支えることのできる能力のための高い基準圧力を与えると共に、こぼれ潤滑を与えることである。Ｕ字形溝１０１は、供給穴１０３を通して高圧潤滑剤を供給され、その目的は増大した荷重支持能力のためのパッドの残部の周りに高い基準圧力を与えることである。溝はこぼれ潤滑が必ず起こること及び潤滑剤がＵ字形溝を通して荷重ゾーンから離れてシヤントされ得ないことを確実にするために接続されていない。このハイブリッド構成は同じ単位軸受け荷重のもとだ流体動力学的構成で達成できたが純粋な流体静力学的軸受で発生しない高い規制漏洩を組み込んでいないものより著しく大きい潤滑剤膜厚さを可能にする。軸受けドレン圧力は、ブースト段吐出しに関係しており、従って軸受キヤビテーションを防止するために十分な周囲圧力を保証している。
【００４４】
軸受１５及び１６は、それらがカム面に非常に近接した状態を保ち、全動作寿命の間動作範囲を通じて安定のままであること確実にするように注意深く吊られている。１５などの軸受ブロックの一つがケーシング内に基礎を置かれ、全ポンプ組立体に対する基準となる。カム１４と残りの軸受１６は、軸受ブロック１５に対して組立てられる。ばねがカム１４から最も遠くに離れている軸受ブロック１６の端に荷重をかけて初期の起動の間、三つの部品が極めて接近している確実にする。流体圧力が作り出されるにつれて、それは力を軸受フランジ６２に加えて軸受のカムに対する荷重を大きくする。逃がし溝１０１が低い吸込み圧力にカム部材１４に隣接している軸受１６の面の大部分にもたれかかることができるようにして圧力負荷が軸受１５と１６をカム部材１４に締め付けるようになることを確実にするのを助ける。
【００４５】
主駆動軸２１の一端がエンジンの歯車箱と噛み合う雄スプライン２２を組込んでエンジンの歯車箱の油で潤滑される。その軸の反対端も主ポンプロータ１２の中の相手雌スプラインに噛み合う雄スプライン２３を組込んでいる。このスプラインは、図１に示されている内部の流れの一部分としてそのスプラインを通ってどっと流される燃料で潤滑される。ブースト段の駆動軸２４は、主ポンププロータ１２の中の同じ雌スプラインに係合し、ブースト軸の反対端は、ブースト段のインデューサセクション１８に係合するようにキー止めされている。
【００４６】
本発明のポンプの構成要素のすべては、鋳物アルミニウムのケーシングセクション１９と２０の中に囲われている。主ベーン段は、非常に固いがなお軽量であるように設計されているケーシング構造に押付けて軸受１５と１６を通して固定され、それによってベーンポンプクラスタの構成要素のどれもが高圧運転の間位置が不揃いにならないことを保証する。ケーシング材料は、よく確立された疲労応力についての基礎知識で予測された燃料温度範囲によく適するようにこの用途に対して選択されている。
【００４７】
前述の説明は、本発明の例示的なものに過ぎないことを理解すべきである。種々の代替態様及び改変態様を当業者によって本発明からそれることなく考案され得る。従って、本発明は添付特許請求の範囲内に入るすべての代替態様、改変態様及び変形態様を含むように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一つの実施例による燃料ポンプ組立体の略断面図であり、それを通る流体の流路を示している。
【図２】図１の組立体を通る燃料ポンピング装置の略図であり、カム部材が燃料押しのけ容積を変える調節装置を含んでいる。
【図３】図１の線３−３に沿って見た図１の半動ベーン段の略断面図である。
【図４】吸い込みアーク及び吐出しアークの領域内のアンダベーンスロット領域に又はから流体の供給又は排出のそれぞれの簡易化した略図及びカム室のシールアークの領域内の中間の釣合った圧力へのアンダベーンスロット領域のポ−テイング簡易略図である。
【図５】本発明によるベーンを含む事実上一様な直径のロータ部材と、カム部材とマニホルド軸受部材を備える単動ベーン段の斜視図であり、前記部材は例示のために分解した形状で示されている。
【図６】図４の一端からみた図４のマニホルド軸受部材のプレッシヤパッドの部分的に切り取った斜視図である。
【図７】図６の反対端から見た図６のマニホルド軸受部材の斜視図である。
【図８】ベーン要素をそれのベーンスロットの新規な形状を例示するために取除いた状態で図５のロータ部材の中央スロット付領域の拡大斜視図である。
【符号の説明】
１０燃料ポンプ組立体
１１ベーンポンプ
１２ロータ部材
１３ベーン要素
１４カム部材
１５，１６マニホルド軸受
１７ブースト段
１８羽根車
１９，２０ケーシング
２５吐出し口
２７吸込み
２８アンダカットスロット
２９膨張燃料吸込みバケット
３３アンダベーン領域
３４ピン
４０中央ベーン領域
４５吐出しアークセクション

Claims

（ａ）軸方向に細長く、各々が各端をスロットの延長部分によって囲まれている中央ベーン支持部分を有し、中央円周の周りに一様に間隔をあけて配置された複数の半径方向ベーンスロットを備える中央ベーンセクションとジヤーナル端を備える円筒形ロータ部材と、
（ｂ）各々が前記ベーンスロットの中央ベーン支持部材の中で摺動自在に係合されて前記ベーンスロットの中で半径方向に動く複数のベーン要素と、
（ｃ）連続した内側カム面を有するカム室を形成する対向面と貫通円筒形穴とを有する一体カム部材を備え、前記ロータ部材の中央ベーンセクションは、すべてのベーン要素の外側先端面が前記ロータ部材の回転中前記連続した内側カム面と連続して接触するように、前記カム室内で軸方向にかつ非同心的に支えられ、前記ベーンスロットの延長部が前記カム部材の両面を軸方向に外向きに越えて突き出ており、また、
（ｄ）前記ロータ部材のジヤーナル端を回転可能に支持し、前記ベーンスロット延長部の上に重っている対向した１対のマニホルド軸受をさらに備え、各前記軸受は、前記カム部材のカム面の表面に接触し、前記ロータ部材の中央ベーン支持部分を前記カム室内に囲み、各マニホルド軸受は、回転ベーン付ロータの膨張するベーンバケット領域に流体を入れる手段及び前記ベーンスロット延長部とアンダベーン領域に流体を入れる手段を含む吸込みアークセグメントと、ベーンが吐出しアークを通る回転の間にベーンスロットの中に押込まれるとき、前記回転ベーン付ロータの収縮するベーンバケット領域及びアンダベーン領域から加圧された流体を吐出す手段を含む吐出しアークセグメントとを備えており、前記カム部材は、前記ベーンポンプの押しのけ容積を変えるために前記カム部材と前記ベーン付ロータとの間の偏心率の大きさを変えるように前記ベーン付ロータに対して調節可能であることを特徴とするアンダベーンポンピングのできる耐久性単動可変容積形ベーンポンプ。
前記カム部材の各カム面が前記カム穴の円弧形セグメントに隣接して前記軸受面の吸込みアークに対応し、吸込み流体を膨張するベーンバケット領域に入れる吸込み手段を備えている請求項１に記載のベーンポンプ。
各軸受面はまた吸込みアークセグメントと吐出しアークセグメントの間の遷移領域にシールアークセグメントを備え、前記シールアークセグメントは、ベーンバケット領域を吸込み圧力及び吐出し圧力から隔離するシール面と、ベーンスロット延長部と、アンダベーン領域を前記吸込み圧力と吐出し圧力の中間に調整された圧力にある流体源に通じさせる内径通路とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
各軸受面が約１８０°の吸込みアークと、約３６°のシールアークと約１０８°の吐出しアークと約３６°の第２のシールアークを備えている請求項３に記載のベーンポンプ。
前記マニホルド軸受の少なくとも一つがさらに、ロータに圧力バイアスを入ロータ方向に与える圧力潤滑剤のための入口を備える軸方向圧力溝と、前記軸方向圧力溝から独立して各々が圧力潤滑剤のための入口を有する軸方向ベース部分と横に位置決めされた脚部分を有する共動するように位置決めされた事実上Ｕ形の潤滑溝とを備え、前記ベース部分が前記軸方向圧力溝に対して出ロータ方向に置かれていることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
前記ロータ部材が前記直径のジヤーナル端を有する比較的一様な直径の円筒形バーストックから成っている請求項１に記載のベーンポンプ。
前記ロータ部材がさらにポンプの動作中に急速な圧力の蓄積する効果を減少させる追加の流体体積を与えるくぼみを前記半径方向ベーンスロットの間のロータ表面にさらに備える請求項１に記載のベーンポンプ。
前記中央ベーンセクションが複数の半径方向に延びる歯を備え、前記歯の隣接対が前記ベーンスロット内のベーン要素の半径方向の運動の間前記ベーン要素をさらに支えるように前記ベーンスロットの壁の延長部として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
前記ベーンスロットの各々が中央最大深さ部分から前記延長部分に向けて上方と下方に一様にテーパの付いている円弧形床を備える請求項１に記載のベーンポンプ。
前記マニホルド軸受の各々が大吸込みアークセグメント、小吐出しアークセグメント及び前記吸込みアークセグメントと吐出しアークセグメントの問に間隔をとらせる遷移セグメントとしての小形シールアークセグメントを備える軸受面の表面と、前記シールアークセグメントの中で各前記マニホルド軸受を通してロータ部材のベーンスロット延長部を所定の中間圧力に加圧された流体源と連通させる通路手段を備えている請求項１に記載のベーンポンプ。
前記シールアークセグメントの中で前記マニホルド軸受を通る前記通路手段が前記カムの前記ベーン付ロータに対する全調節範囲にわたって前記単一カム部材にかかる事実上対称な力を作るように形作られている請求項１０に記載のベーンポンプ。
前記カムを前記ロータに対して調節するピストン調節装置をさらに備え、前記ピストン調節装置は、所定の中間圧力に加圧された前記流体源によって供給される流体圧力によって作動されることを特徴とする請求項１０に記載のベーンポンプ。
各前記マニホルド軸受が複数の狭い孤立面部材によって間隔をあけられた複数の巾広の半径方向吸込みくぼみを備える面を備え、前記吸込みくぼみが前記マニホルド軸受の内径にアンダベーン吸込み口を有する共通吸込み室に軸方向に通じていることを特徴とする請求項１０に記載のベーンポンプ。
各前記マニホルド軸受が吐出し室に通じる軸方向穴を、前記軸受の内径部にアンダベーン吸込み口と、前記マニホルド軸受の外径部にあってベーンポンプからの加圧流体を吐出す吐出し口とを有する面を備える小吐出しアークセグメントを備えている請求項１０に記載のベーンポンプ。
各前記マニホルド軸受は、前記マニホルド軸受の前記カムに対して軸方向にもたれる面内にあってかつ前記面に作用する全圧力誘導力を減少させるために外部に通じる逃がし穴を有する吐出しアークセグメントを有し、前記マニホルド軸受はさらに前記面に対して軸方向に反対側にあって、前記面に作用する圧力誘導力より大きい圧力誘導力にさらされ、前記カムと前記マニホルド軸受の間のシールを強化するフランジ肩表面を備えている請求項１０に記載のベーンポンプ。
各ベーンスロットが曲面状床を備え、各ベーン要素がベーンスロットの床の曲面と対応するように曲面を作られている下面を備えている請求項１に記載のベーンポンプ。
各前記ベーンスロットが円弧形床を有し、各前記ベーンのアンダベーン面が円弧形である請求項１に記載のベーンポンプ。
各前記ベーンスロットがベーンスロットのベーン支持部分の中への落ち込みの深さを限定する止め部材を備え、圧力平衡及びアンダベーンポンピングの目的のためにアンダベーン領域を変えることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
前記止め部材が、前記アンダベーン領域となる深い方の床部分に隣接した隆起床部分を備える請求項１８に記載のベーンポンプ。
請求項１の単動可変容積形弁ポンプのカム室内にベーンを支持する耐久性ロータ部材であり、前記ロータ部材が均一の直径の円筒形バーストック軸から成り、前記軸は、ジヤーナル端と中央円周の周りに一様に間隔をあけて配置さた複数の半径方向ベーンスロットを備えた中間ベーン支持セクションを備え、前記ベーンスロットは、軸方向に細長く、各々がアンダベーン領域に接近できるようにカム室を越えて両方向に外向きに突き出るように設計されているスロット延長部分によって各端において囲まれている中央ベーン支持部分を有していることを特徴とする請求項１の単動可変容積形ベーンポンプに用いるロータ部材。
前記ベーンスロットの各々が最大深さの中央ベーン支持セクションを有し、前記延長部分の深さがロータ部材の表面まで軸方向に沿って減少することを特徴とする請求項２０に記載のロータ部材。
各前記ベーンスロットが円弧形である請求項２１に記載のロー部材。
前記中央ベーンセクションが複数の半径方向に延びる歯を備え、前記歯の隣接対は、前記ベーン要素がベーンスロット内で半径方向に動く間前記ベーン要素をより遠く支えるために前記ベーンスロットの壁延長部として形成されている請求項２０に記載のロータ部材。
請求項１のベーンポンプに用いるカム部材であって、向かい合った平行な面を有するケーシングと、前記ケーシング及び前記面を通り、ベーン付ロータ部材のベーン要素によって係合されるように設計された連続した円形カム表面を有し、前記ロータ部材を内部で回転するように支持する内部カム室を形成する円形穴と、前記ケーシングの上部にあって前記カム室の軸線を前記カム室内のベーン付ロータの回転軸に対する位置を調節してベーンポンプの押出し容積を変えることができるようにするピボット取付け手段とを備え、対向する面の対応する円弧形部分が円形穴に隣接して前記カム室に通ずる流体吸込み通路を与えるようにアンダカットされていることを特徴とする請求項１の単動可変容積形ベーンポンプに用いるユニタリカム部材。