JP5345093B2 - Vane pump - Google Patents

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Description

本発明は、流体圧供給源として用いられるベーンポンプに関するものである。   The present invention relates to a vane pump used as a fluid pressure supply source.

従来のベーンポンプとして、特許文献1には、駆動トルクの低減を目的として、ベーンポンプの複数のポンプ室を常に吐出油の供給を行うメインポンプ室とその他のサブポンプ室とに分け、サブポンプ室の吐出ポートに通じる吐出油路の途中に切換制御弁を介装し、切換制御弁から分岐したリターン通路がメインポンプ室の吸入ポートに連通して余剰油を還流させるものが開示されている。   As a conventional vane pump, in Patent Document 1, for the purpose of reducing driving torque, a plurality of pump chambers of a vane pump are divided into a main pump chamber that always supplies discharge oil and other sub pump chambers, and a discharge port of the sub pump chamber A switching control valve is provided in the middle of the discharge oil passage leading to the valve, and a return passage branched from the switching control valve communicates with the suction port of the main pump chamber to recirculate excess oil.

また、この種のベーンポンプとして図3に示すものがある。図3(A)は、メインポンプ室82及びサブポンプ室81から吐出された作動油が図中矢印で示すように油圧機器87へと供給される全吐出状態を示す図であり、図3(B)は、サブポンプ室81から吐出された作動油が図中矢印で示すようにリターン通路86を通じてメインポンプ室82へと還流し、メインポンプ室82のみから吐出された作動油が油圧機器87へと供給される半吐出状態を示す図である。   Moreover, there exists a thing shown in FIG. 3 as this kind of vane pump. FIG. 3 (A) is a diagram illustrating a full discharge state in which hydraulic oil discharged from the main pump chamber 82 and the sub pump chamber 81 is supplied to the hydraulic device 87 as indicated by arrows in the drawing. ), The hydraulic oil discharged from the sub pump chamber 81 returns to the main pump chamber 82 through the return passage 86 as indicated by the arrow in the figure, and the hydraulic oil discharged only from the main pump chamber 82 is supplied to the hydraulic device 87. It is a figure which shows the half discharge state supplied.

特開平10−266978号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-266978

図3に示すベーンポンプでは、半吐出状態においても、サブポンプ室81に対して作動油が給排されるため、ベーンポンプを駆動する消費馬力が無駄に使われるとともに、作動油の温度上昇を招くという問題点があった。また、ベーンポンプの高回転時に自吸性能が不足し、キャビテーション等が発生する可能性があった。   In the vane pump shown in FIG. 3, since hydraulic oil is supplied to and discharged from the sub-pump chamber 81 even in a semi-discharge state, the consumed horsepower for driving the vane pump is wasted and the temperature of the hydraulic oil is increased. There was a point. Further, the self-priming performance is insufficient at the time of high rotation of the vane pump, and cavitation may occur.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、半吐出状態における消費馬力を低減できるベーンポンプを提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of said problem, and it aims at providing the vane pump which can reduce the horsepower consumed in a half discharge state.

本発明は、回転駆動されるロータと、このロータから摺動可能に突出する複数のベーンと、このベーンの先端部が内周カム面に摺接するカムリングと、このカムリングとベーンとの間に画成されるポンプ室と、を備え、ロータが回転するのに伴って作動流体の吸込吐出を行うメイン領域及びサブ領域を有し、メイン領域とサブ領域の両方にて作動流体の吸込吐出を行う全吐出ポジションとメイン領域のみにて作動流体の吸込吐出を行う半吐出ポジションとを切換える切換弁を備えるベーンポンプであって、切換弁は半吐出ポジションにてベーンがロータに引き込まれてカムリングの内周カム面から離間するようにサブ領域のベーンに導かれる圧力を切換える構成とした。   The present invention relates to a rotor that is rotationally driven, a plurality of vanes that project slidably from the rotor, a cam ring in which a tip end portion of the vane is in sliding contact with an inner peripheral cam surface, and a space between the cam ring and the vane. A main chamber and a sub region that perform suction and discharge of the working fluid as the rotor rotates, and perform suction and discharge of the working fluid in both the main region and the sub region. A vane pump having a switching valve that switches between a full discharge position and a half discharge position that sucks and discharges working fluid only in the main region, and the switching valve is configured so that the vane is drawn into the rotor at the half discharge position and the inner periphery of the cam ring. The pressure guided to the vanes in the sub-region is switched so as to be separated from the cam surface.

本発明によると、ベーンポンプは、切換弁の作動によって半吐出状態に切換えられると、サブ領域ではベーンがカムリングから離れることにより、吸込領域と吐出領域に渡ってポンプ室が互いに連通し、作動流体の吸込吐出が行われない。このため、半吐出状態ではサブ領域を作動流体が無駄に循環することがなく、ロータを駆動する消費馬力が低減されるとともに、作動油の温度上昇を抑えられる。   According to the present invention, when the vane pump is switched to the semi-discharge state by the operation of the switching valve, the vane is separated from the cam ring in the sub region, so that the pump chamber communicates with the suction region and the discharge region, and the working fluid flows. Suction discharge is not performed. For this reason, in the semi-discharge state, the working fluid does not circulate unnecessarily through the sub-region, and the consumed horsepower for driving the rotor is reduced and the temperature rise of the working oil can be suppressed.

本発明の実施形態を示すベーンポンプの全吐出状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the full discharge state of the vane pump which shows embodiment of this invention. 同じくベーンポンプの半吐出状態を示す断面図。Sectional drawing which similarly shows the half discharge state of a vane pump. 同じく従来例を示すベーンポンプの構成図。The block diagram of the vane pump which similarly shows a prior art example.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1、図2に示すベーンポンプ1は、車両に搭載される油圧機器、例えば、パワーステアリング装置や変速機等の油圧供給源として用いられるものである。   A vane pump 1 shown in FIGS. 1 and 2 is used as a hydraulic supply source for a hydraulic device mounted on a vehicle, for example, a power steering device or a transmission.

なお、これに限らず、ベーンポンプ1は、例えば建設機械、作業機械、他の機械、設備等の負荷を駆動する流体圧供給源として用いてもよい。   However, the present invention is not limited to this, and the vane pump 1 may be used as a fluid pressure supply source for driving loads such as construction machines, work machines, other machines, and facilities.

ベーンポンプ1は、作動流体として、作動油(オイル)を用いるが、作動油の代わりに例えば水溶性代替液等の作動液を用いてもよい。   The vane pump 1 uses a working oil (oil) as a working fluid, but a working fluid such as a water-soluble alternative liquid may be used instead of the working oil.

ベーンポンプ1は、駆動軸9の端部にエンジン(図示せず)の動力が伝達され、駆動軸9に連結されたロータ2が回転する。ロータ2は、図1において矢印で示すように反時計回りに回転する。   In the vane pump 1, the power of an engine (not shown) is transmitted to the end of the drive shaft 9, and the rotor 2 connected to the drive shaft 9 rotates. The rotor 2 rotates counterclockwise as indicated by an arrow in FIG.

ベーンポンプ1は、ロータ2に対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーン3と、ロータ2及びベーン3を収容すると共にロータ2の回転に伴って内周カム面4aにベーン3の先端部が摺動するカムリング4とを備える。   The vane pump 1 accommodates a plurality of vanes 3 provided so as to be capable of reciprocating in the radial direction with respect to the rotor 2, the rotor 2 and the vanes 3, and the tip of the vane 3 on the inner circumferential cam surface 4 a as the rotor 2 rotates. And a cam ring 4 on which the part slides.

ロータ2には、外周面に開口部を有するスリット2aが所定間隔をおいて放射状に形成され、このスリット2aにベーン3の基端部が摺動自在に挿入される。   In the rotor 2, slits 2a having openings on the outer peripheral surface are radially formed at predetermined intervals, and the base end portion of the vane 3 is slidably inserted into the slits 2a.

スリット2aの基端側には、ポンプの吐出圧が導かれる背圧室11〜14が画成される。ベーン3は、背圧室11〜14の圧力によって、基端部がスリット2aから抜け出る方向に押圧され、先端部がカムリング4の内周カム面4aに当接する。これにより、カムリング4の内部には、ロータ2の外周面、カムリングの内周カム面4a、及び隣り合うベーン3によって複数のポンプ室7が区画される。   Back pressure chambers 11 to 14 to which the discharge pressure of the pump is guided are defined on the proximal end side of the slit 2a. The vane 3 is pressed by the pressure of the back pressure chambers 11 to 14 in the direction in which the base end portion is pulled out from the slit 2 a, and the tip end portion comes into contact with the inner peripheral cam surface 4 a of the cam ring 4. As a result, a plurality of pump chambers 7 are defined inside the cam ring 4 by the outer peripheral surface of the rotor 2, the inner peripheral cam surface 4 a of the cam ring, and the adjacent vanes 3.

カムリング4は、内周カム面4aが略長円形状をした環状の部材である。ロータ2が1回転するのに伴って、内周カム面4aを摺動する各ベーン3が2回往復動する。   The cam ring 4 is an annular member whose inner circumferential cam surface 4a has a substantially oval shape. As the rotor 2 makes one revolution, each vane 3 sliding on the inner circumferential cam surface 4a reciprocates twice.

ベーンポンプ1は、ベーン3が1回目の往復動をするメイン領域と、ベーン3が2回目の往復動するサブ領域とを有する。   The vane pump 1 has a main region in which the vane 3 reciprocates for the first time and a sub region in which the vane 3 reciprocates for the second time.

メイン領域は、ロータ2の回転に伴って内周カム面4aを摺動する各ベーン3間によって区画されるポンプ室7の容積を拡張する1つの吸込領域と、ポンプ室7の容積を収縮する1つの吐出領域とによって構成される。   The main region shrinks the volume of the pump chamber 7 and one suction region that expands the volume of the pump chamber 7 defined by the vanes 3 that slide on the inner circumferential cam surface 4 a as the rotor 2 rotates. It is constituted by one discharge area.

同様に、サブ領域は、ロータ2の回転に伴って内周カム面4aを摺動する各ベーン3間によって区画されるポンプ室7の容積を拡張する1つの吸込領域と、ポンプ室7の容積を収縮する1つの吐出領域とによって構成される。   Similarly, the sub-region includes one suction region that expands the volume of the pump chamber 7 defined by the vanes 3 that slide on the inner circumferential cam surface 4 a as the rotor 2 rotates, and the volume of the pump chamber 7. And one discharge region that contracts.

ベーンポンプ1は、2つの吸込領域及び2つの吐出領域を有するが、これに限らず3つ以上の吸込領域及び3つ以上の吐出領域を有する構成としてもよい。   The vane pump 1 has two suction regions and two discharge regions, but is not limited thereto, and may have a configuration having three or more suction regions and three or more discharge regions.

駆動軸9は、図示しないポンプボディに回転自在に支持される。ポンプボディには、ロータ2、カムリング4、及びサイドプレート(図示せず)等が収容されるポンプ収容凹部が形成される。ポンプボディにはポンプカバー50が締結され、このポンプカバー50によってポンプ収容凹部が封止される。   The drive shaft 9 is rotatably supported by a pump body (not shown). The pump body is formed with a pump housing recess for housing the rotor 2, the cam ring 4, a side plate (not shown), and the like. A pump cover 50 is fastened to the pump body, and the pump housing recess is sealed by the pump cover 50.

ポンプカバー50におけるロータ2が摺接する端面には、メイン領域の吸込領域にメイン吸込ポート21が開口するとともに、サブ領域の吸込領域にサブ吸込ポート23が開口する。   A main suction port 21 is opened in the suction area of the main area, and a sub suction port 23 is opened in the suction area of the sub area on the end surface of the pump cover 50 where the rotor 2 is in sliding contact.

メイン吸込ポート21は、メイン吸込通路20を介してバルブ収容穴51に連通し、このバルブ収容穴51経由してタンク通路45に連通している。タンク通路45は図示しないタンクに連通し、タンクからの作動油をメイン吸込ポート21に供給する。   The main suction port 21 communicates with the valve accommodation hole 51 via the main suction passage 20, and communicates with the tank passage 45 via this valve accommodation hole 51. The tank passage 45 communicates with a tank (not shown) and supplies hydraulic oil from the tank to the main suction port 21.

サブ吸込ポート23は、サブ吸込通路25を介してバルブ収容穴51に連通され、後述する切換弁60を介してタンク通路45と図示しないポンプ吐出通路とに選択的に連通される。   The sub suction port 23 communicates with the valve accommodating hole 51 via the sub suction passage 25 and selectively communicates with the tank passage 45 and a pump discharge passage (not shown) via a switching valve 60 described later.

ポンプカバー50におけるロータ2が摺接する端面には、メイン領域の吐出領域にメイン吐出ポート22が開口するとともに、サブ領域の吐出領域にサブ吐出ポート24が開口する。   On the end surface of the pump cover 50 where the rotor 2 is in sliding contact, the main discharge port 22 opens in the discharge region of the main region, and the sub discharge port 24 opens in the discharge region of the sub region.

メイン吐出ポート22とサブ吐出ポート24は、互いに連通し、共に図示しないポンプ吐出通路に連通している。メイン吐出ポート22とサブ吐出ポート24から吐出される加圧作動油は、ポンプ吐出通路を通って油圧機器に供給される。   The main discharge port 22 and the sub discharge port 24 communicate with each other, and both communicate with a pump discharge passage (not shown). The pressurized hydraulic fluid discharged from the main discharge port 22 and the sub discharge port 24 is supplied to the hydraulic equipment through the pump discharge passage.

メイン領域に設けられるメイン背圧室11、12は、ポンプボディの端面に開口する円弧状の溝によって画成され、ポンプ吐出通路(メイン吐出ポート22)に連通している。ポンプカバー50には、サブ背圧室11、12どうしを連通する連通路16が形成される。   The main back pressure chambers 11 and 12 provided in the main region are defined by arc-shaped grooves opened in the end face of the pump body, and communicate with the pump discharge passage (main discharge port 22). The pump cover 50 is formed with a communication passage 16 that allows the sub back pressure chambers 11 and 12 to communicate with each other.

これにより、メイン背圧室11、12には、常に高圧としてメイン吐出ポート22に生じるポンプ吐出圧が導かれ、ベーン3がスリット2aから押し出され、カムリング4の内周カム面4aに摺接する。   Thereby, the pump discharge pressure generated in the main discharge port 22 is always guided to the main back pressure chambers 11 and 12 as a high pressure, and the vane 3 is pushed out from the slit 2 a and slidably contacts the inner peripheral cam surface 4 a of the cam ring 4.

サブ領域に設けられるサブ背圧室13、14は、ポンプカバー50の端面に開口する円弧状の溝によって画成され、切換弁60を介してポンプ吐出通路とタンク通路45とに選択的に連通される。   The sub back pressure chambers 13 and 14 provided in the sub region are defined by arc-shaped grooves opened in the end face of the pump cover 50, and selectively communicate with the pump discharge passage and the tank passage 45 through the switching valve 60. Is done.

ポンプカバー50には、サブ背圧室13、14どうしを連通する連通路15が形成される。   The pump cover 50 is formed with a communication passage 15 that allows the sub back pressure chambers 13 and 14 to communicate with each other.

以下、切換弁60とこれに関連する具体的な構成を説明する。   Hereinafter, the switching valve 60 and a specific configuration related thereto will be described.

ポンプカバー50には、サブ背圧室13、14に連通するサブ背圧通路33、34と、サブ吸込ポート23に連通するサブ吸込ポート連通路43と、サブ吐出ポート24に連通するサブ吐出ポート連通路44とが形成される。   The pump cover 50 includes sub back pressure passages 33 and 34 that communicate with the sub back pressure chambers 13 and 14, a sub suction port communication passage 43 that communicates with the sub suction port 23, and a sub discharge port that communicates with the sub discharge port 24. A communication path 44 is formed.

ポンプカバー50には、スプール52が摺動可能に収容されるバルブ収容穴51が形成される。   The pump cover 50 is formed with a valve accommodating hole 51 in which the spool 52 is slidably accommodated.

バルブ収容穴51には、図示しないタンク側に連通するタンク通路45と、上記したサブ背圧通路33、34、サブ吸込ポート連通路43、サブ吐出ポート連通路44、メイン吸込流路20(メイン吸込ポート21)と、サブ吸込通路25(サブ吸込ポート23)がそれぞれ開口される。さらに、バルブ収容穴51には、2つのバルブ連通路63、64が所定位置に開口される。   In the valve housing hole 51, a tank passage 45 communicating with the tank side (not shown), the sub back pressure passages 33 and 34, the sub suction port communication passage 43, the sub discharge port communication passage 44, the main suction flow passage 20 (main The suction port 21) and the sub suction passage 25 (sub suction port 23) are opened. Further, two valve communication passages 63 and 64 are opened at predetermined positions in the valve accommodating hole 51.

スプール52は図示しないアクチューエタによって軸方向に駆動され、図1に示す全吐出ポジションと、図2に示す半吐出ポジションとに切換えられる。   The spool 52 is driven in the axial direction by an actuator (not shown), and is switched between a full discharge position shown in FIG. 1 and a half discharge position shown in FIG.

アクチューエタは、電動モータによって構成されるが、これに限らず、スプール52をパイロット圧によって駆動する構成としてもよい。   The actuator is constituted by an electric motor, but is not limited thereto, and the spool 52 may be driven by pilot pressure.

図示しないコントローラは、例えば車両の走行速度等に応じてアクチューエタの作動を制御する。   A controller (not shown) controls the operation of the actuator according to, for example, the traveling speed of the vehicle.

以下、切換弁60が全吐出ポジションにある全吐出状態と、半吐出ポジションにある半吐出状態におけるベーンポンプ1の作動を説明する。   Hereinafter, the operation of the vane pump 1 in the full discharge state in which the switching valve 60 is in the full discharge position and in the half discharge state in the half discharge position will be described.

〔全吐出状態〕
スプール52が図1に示す全吐出ポジションにあるときは、以下のように各通路が連通される。
[All discharge states]
When the spool 52 is in the full discharge position shown in FIG. 1, the passages are communicated as follows.

・タンク通路45に対してメイン吸込ポート21とサブ吸込ポート23が連通される。   The main suction port 21 and the sub suction port 23 are communicated with the tank passage 45.

・サブ吐出ポート連通路44とサブ背圧通路33がバルブ収容穴51を介して連通される。   The sub discharge port communication passage 44 and the sub back pressure passage 33 are communicated with each other through the valve housing hole 51.

・タンク通路45とサブ背圧通路34を結ぶバルブ連通路63がスプール52のランド部53によって閉塞される。   The valve communication passage 63 connecting the tank passage 45 and the sub back pressure passage 34 is closed by the land portion 53 of the spool 52.

・タンク通路45とサブ背圧通路33を結ぶバルブ連通路64がスプール52のランド部54によって閉塞される。   The valve communication passage 64 connecting the tank passage 45 and the sub back pressure passage 33 is closed by the land portion 54 of the spool 52.

これにより、サブ吐出ポート24に生じるポンプ吐出圧がサブ吐出ポート連通路44とサブ背圧通路33を介してサブ背圧室13に導かれ、サブ背圧室13から連通路15を介してサブ背圧室14に導かれる。タンク通路45に対するサブ背圧通路33、34の連通が遮断されているため、サブ背圧室13、14に高圧(ポンプ吐出圧)が生じる。   As a result, the pump discharge pressure generated in the sub discharge port 24 is guided to the sub back pressure chamber 13 via the sub discharge port communication passage 44 and the sub back pressure passage 33, and the sub back pressure chamber 13 passes through the communication passage 15. Guided to the back pressure chamber 14. Since the communication between the sub back pressure passages 33 and 34 with respect to the tank passage 45 is blocked, a high pressure (pump discharge pressure) is generated in the sub back pressure chambers 13 and 14.

ベーン3は、メイン背圧室11、12、サブ背圧室13、14に生じる高圧によってスリット2aから外径方向に押し出され、その先端部が内周カム面4aの全周に渡って摺接する。   The vane 3 is pushed out in the outer diameter direction from the slit 2a by the high pressure generated in the main back pressure chambers 11 and 12, and the sub back pressure chambers 13 and 14, and the tip portion thereof is in sliding contact with the entire circumference of the inner peripheral cam surface 4a. .

ロータ2が半回転する過程で、各ポンプ室7は、メイン吸込流路20、メイン吸込ポート21を通じて作動油を吸込み、その吸込んだ作動油をメイン吐出ポート22から吐出し、図示しないポンプ吐出通路を通じて油圧機器へと供給する。   During the half rotation of the rotor 2, each pump chamber 7 sucks hydraulic oil through the main suction flow path 20 and the main suction port 21, discharges the sucked hydraulic oil from the main discharge port 22, and a pump discharge passage (not shown) To supply to hydraulic equipment.

続いてロータ2が半回転する過程で、各ポンプ室7は、サブ吸込通路25、サブ吸込ポート23を通じて作動油を吸込み、その吸込んだ作動油をサブ吐出ポート24から吐出し、図示しないポンプ吐出通路を通じて油圧機器へと供給する。   Subsequently, in the process of half rotation of the rotor 2, each pump chamber 7 sucks the working oil through the sub suction passage 25 and the sub suction port 23, discharges the sucked working oil from the sub discharge port 24, and pump discharge (not shown) Supply to hydraulic equipment through passage.

このようにして、ベーンポンプ1は、ロータ2が1回転する過程で、各ポンプ室7が作動油の吸込、吐出を2回づつ行い、作動油の吐出量が確保される。   In this way, in the vane pump 1, each pump chamber 7 performs the suction and discharge of the hydraulic oil twice in the process of rotating the rotor 2 once, and the discharge amount of the hydraulic oil is ensured.

〔半吐出状態〕
スプール52が図2に示す半吐出ポジションにあるときは、以下のように各通路が連通される。
(Semi-discharge state)
When the spool 52 is in the half discharge position shown in FIG. 2, the passages are communicated as follows.

・メイン吸込ポート21がメイン吸込流路20、バルブ収容穴51を介してタンク通路45に連通する一方、サブ吸込ポート23から延びるサブ吸込通路25がスプール52のランド部54によって閉塞される。   The main suction port 21 communicates with the tank passage 45 via the main suction passage 20 and the valve accommodating hole 51, while the sub suction passage 25 extending from the sub suction port 23 is blocked by the land portion 54 of the spool 52.

・サブ吐出ポート24から延びるサブ吐出ポート連通路44とサブ吸込ポート23から延びるサブ吸込ポート連通路43がバルブ収容穴51を介して連通される。   The sub-discharge port communication path 44 extending from the sub-discharge port 24 and the sub-suction port communication path 43 extending from the sub-suction port 23 are communicated with each other via the valve accommodating hole 51.

・サブ吐出ポート連通路44に対してサブ背圧通路33がスプール52のランド部55によって閉塞される。   The sub back pressure passage 33 is closed by the land portion 55 of the spool 52 with respect to the sub discharge port communication passage 44.

・タンク通路45に対してサブ背圧通路33がバルブ連通路64を介して連通される。   The sub back pressure passage 33 communicates with the tank passage 45 via the valve communication passage 64.

・タンク通路45に対してサブ背圧通路34がバルブ連通路63を介して連通される。   The sub back pressure passage 34 communicates with the tank passage 45 via the valve communication passage 63.

これにより、タンク通路45に生じるポンプ吸込圧がサブ背圧通路33を介してサブ背圧室13に導かれるとともに、サブ背圧通路34を介してサブ背圧室14に導かれる。サブ吐出ポート連通路44に対するサブ背圧通路33の連通が遮断されているため、サブ背圧室13、14に低圧(ポンプ吸込圧)が生じる。   As a result, the pump suction pressure generated in the tank passage 45 is guided to the sub back pressure chamber 13 via the sub back pressure passage 33 and to the sub back pressure chamber 14 via the sub back pressure passage 34. Since the communication of the sub back pressure passage 33 with respect to the sub discharge port communication passage 44 is blocked, a low pressure (pump suction pressure) is generated in the sub back pressure chambers 13 and 14.

そして、サブ吸込ポート23とサブ吐出ポート24には、メイン吐出ポート22に生じるポンプ吐出圧がサブ吸込ポート連通路43、バルブ収容穴51、サブ吐出ポート連通路44を介して導かれ、高圧(ポンプ吐出圧)が生じる。   Then, the pump suction pressure generated in the main discharge port 22 is guided to the sub suction port 23 and the sub discharge port 24 through the sub suction port communication path 43, the valve accommodating hole 51, and the sub discharge port communication path 44, and the high pressure ( Pump discharge pressure) occurs.

ロータ2が半回転する過程で、各ベーン3は、サブ領域を半周するとき、サブ背圧室13、14に生じる低圧と、サブ吸込ポート23、サブ吐出ポート24に生じる高圧との圧力差によって、スリット2aの内径方向に引き込まれ、内周カム面4aから略半周に渡って離れる。これにより、各ポンプ室7は、カムリング4内にて互いに連通し、作動油の吸込み、吐出がサブ領域では行われない。   During the half rotation of the rotor 2, each vane 3 is caused by a pressure difference between the low pressure generated in the sub back pressure chambers 13 and 14 and the high pressure generated in the sub suction port 23 and the sub discharge port 24 when the sub region makes a half turn. Then, it is drawn in the inner diameter direction of the slit 2a and is separated from the inner peripheral cam surface 4a over a substantially half circumference. Thereby, the pump chambers 7 communicate with each other in the cam ring 4, and the suction and discharge of the hydraulic oil are not performed in the sub-region.

続いてロータ2が半回転する過程で、各ベーン3は、メイン領域を半周するとき、メイン背圧室11、12に生じる高圧と、サブ吸込ポート23に生じる低圧との圧力差によって、スリット2aの外径方向に押し出され、内周カム面4aに略半周に渡って摺接する。これにより、各ポンプ室7は、メイン吸込ポート21を通じて作動油を吸込み、その吸込んだ作動油をメイン吐出ポート22から吐出し、図示しないポンプ吐出通路を通じて油圧機器へと供給する。   Subsequently, during the half rotation of the rotor 2, each vane 3 has a slit 2 a due to a pressure difference between the high pressure generated in the main back pressure chambers 11 and 12 and the low pressure generated in the sub suction port 23 when making a half turn around the main region. And is slidably contacted with the inner circumferential cam surface 4a over a substantially half circumference. Thus, each pump chamber 7 sucks the working oil through the main suction port 21, discharges the sucked working oil from the main discharge port 22, and supplies it to the hydraulic equipment through a pump discharge passage (not shown).

このようにして、ベーンポンプ1は、ロータ2が1回転する過程で、各ポンプ室7が作動油の吸込、吐出を1回のみ行い、作動油の吐出量が半減される。   In this way, in the vane pump 1, in the process of rotating the rotor 2 once, each pump chamber 7 performs the suction and discharge of the hydraulic oil only once, and the discharge amount of the hydraulic oil is halved.

以上のように、本実施形態では、回転駆動されるロータ2と、このロータ2から摺動可能に突出する複数のベーン3と、このベーン3の先端部が内周カム面4aに摺接するカムリング4と、このカムリング4とベーン3との間に画成されるポンプ室7と、を備え、ロータ2が回転するのに伴って作動流体の吸込吐出を行うメイン領域及びサブ領域を有し、メイン領域とサブ領域の両方にて作動流体の吸込吐出を行う全吐出ポジションとメイン領域のみにて作動流体の吸込吐出を行う半吐出ポジションとを切換える切換弁60を備えるベーンポンプ1であって、切換弁60は半吐出ポジションにてベーン3がロータ2に引き込まれてカムリング4の内周カム面4aから離間するようにサブ領域のベーン3に導かれる圧力を切換える構成とした。   As described above, in the present embodiment, the rotor 2 that is rotationally driven, the plurality of vanes 3 that slidably protrude from the rotor 2, and the cam ring in which the tip portion of the vane 3 is in sliding contact with the inner peripheral cam surface 4a. 4 and a pump chamber 7 defined between the cam ring 4 and the vane 3, and has a main region and a sub region for sucking and discharging the working fluid as the rotor 2 rotates, A vane pump 1 having a switching valve 60 for switching between a full discharge position for sucking and discharging working fluid in both the main region and the sub region and a half discharge position for sucking and discharging working fluid only in the main region. The valve 60 is configured to switch the pressure guided to the vane 3 in the sub-region so that the vane 3 is drawn into the rotor 2 and separated from the inner circumferential cam surface 4a of the cam ring 4 at the half discharge position.

上記構成に基づき、ベーンポンプ1は、切換弁60が半吐出ポジションに切換えられる半吐出状態では、サブ領域のベーン3がロータ2に引き込まれてカムリング4の内周カム面4aから離れることにより、吸込領域と吐出領域に渡ってポンプ室7が互いに連通し、作動油の吸込吐出が行われない。このため、ベーンポンプ1は、半吐出状態においてもサブ領域にて作動油の吸込吐出が行われる従来装置に比べて、作動油が無駄に循環することがなく、ロータ2を駆動する消費馬力が低減されるとともに、作動油の温度上昇を抑えられる。   Based on the above-described configuration, the vane pump 1 sucks in the semi-discharge state in which the switching valve 60 is switched to the semi-discharge position, because the vane 3 in the sub region is drawn into the rotor 2 and separated from the inner circumferential cam surface 4a of the cam ring 4. The pump chamber 7 communicates with each other over the region and the discharge region, and the hydraulic oil is not sucked and discharged. For this reason, the vane pump 1 does not circulate the hydraulic oil wastefully and reduces the horsepower consumed to drive the rotor 2 compared to the conventional device in which the hydraulic oil is sucked and discharged in the sub-region even in the half discharge state. In addition, the temperature rise of the hydraulic oil can be suppressed.

また、ベーンポンプ1は、切換弁60の作動によって半吐出状態に切換えられると、作動油の吸込量が抑えられるため、高回転時にもポンプ室7に作動油が円滑に吸込まれ、キャビテーション等の発生を防止できる。   Further, when the vane pump 1 is switched to the semi-discharge state by the operation of the switching valve 60, the suction amount of the hydraulic oil is suppressed, so that the hydraulic oil is smoothly sucked into the pump chamber 7 even at a high speed, and cavitation occurs. Can be prevented.

さらに本実施形態におけるベーンポンプ1は、サブ領域にてポンプ室7に供給される作動油を導くサブ吸込ポート23と、ポンプ室7から吐出される作動油を導くサブ吐出ポート24と、ベーン3の背後に画成されるサブ背圧室13、14と、を備え、切換弁60は、全吐出ポジションにおいてサブ背圧室13、14にポンプ吐出圧を導くとともに、サブ吸込ポート23を作動油が供給されるタンク通路45に連通し、半吐出ポジションにおいてサブ背圧室13、14にポンプ吸込圧を導くとともに、サブ吸込ポート23にポンプ吐出圧を導く構成とした。   Furthermore, the vane pump 1 in the present embodiment includes a sub suction port 23 that guides hydraulic oil supplied to the pump chamber 7 in the sub region, a sub discharge port 24 that guides hydraulic oil discharged from the pump chamber 7, Sub back pressure chambers 13 and 14 defined behind, and the switching valve 60 guides the pump discharge pressure to the sub back pressure chambers 13 and 14 at all discharge positions, and the hydraulic oil is supplied to the sub suction port 23. The pump suction pressure is guided to the sub back pressure chambers 13 and 14 at the half discharge position, and the pump discharge pressure is guided to the sub suction port 23 in communication with the tank passage 45 to be supplied.

上記構成に基づき、ベーンポンプ1は、切換弁60が全吐出ポジションにある場合、サブ背圧室13、14には、高圧としてサブ吐出ポート24に生じるポンプ吐出圧が導かれ、サブ領域にてベーン3がスリット2aから押し出され、カムリング4の内周カム面4aに摺接する。切換弁60が半吐出ポジションに切換えられると、サブ背圧室13、14にポンプ吸込圧が導かれるとともに、サブ吸込ポート23にポンプ吐出圧が導かれ、サブ領域にてサブ背圧室13、14及びサブ吸込ポート23に生じる圧力差によってベーン3がスリット2aに引き込まれ、カムリング4の内周カム面4aから離れる。   Based on the above configuration, in the vane pump 1, when the switching valve 60 is in the full discharge position, the pump discharge pressure generated in the sub discharge port 24 as a high pressure is guided to the sub back pressure chambers 13 and 14, and the vane pump 1 3 is pushed out from the slit 2 a and comes into sliding contact with the inner peripheral cam surface 4 a of the cam ring 4. When the switching valve 60 is switched to the half discharge position, the pump suction pressure is guided to the sub back pressure chambers 13, 14 and the pump discharge pressure is guided to the sub suction port 23, and the sub back pressure chamber 13, 14 and the sub suction port 23 cause the vane 3 to be drawn into the slit 2a and away from the inner circumferential cam surface 4a of the cam ring 4.

本発明は上記の実施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.

1 ベーンポンプ
2 ロータ
2a スリット
3 ベーン
4 カムリング
4a 内周カム面
7 ポンプ室
11、12 メイン背圧室
13、14 サブ背圧室
21 メイン吸込ポート
22 メイン吐出ポート
23 サブ吸込ポート
24 サブ吐出ポート
33、34 サブ背圧通路
43 サブ吸込ポート連通路
44 サブ吐出ポート連通路
45 タンク通路
51 バルブ収容穴
52 スプール
60 切換弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vane pump 2 Rotor 2a Slit 3 Vane 4 Cam ring 4a Inner circumferential cam surface 7 Pump chamber 11, 12 Main back pressure chamber 13, 14 Sub back pressure chamber 21 Main suction port 22 Main discharge port 23 Sub suction port 24 Sub discharge port 33, 34 Sub back pressure passage 43 Sub suction port communication passage 44 Sub discharge port communication passage 45 Tank passage 51 Valve housing hole 52 Spool 60 Switching valve

Claims (2)

回転駆動されるロータと、このロータから摺動可能に突出する複数のベーンと、このベーンの先端部が内周カム面に摺接するカムリングと、このカムリングと前記ベーンとの間に画成されるポンプ室と、を備え、前記ロータが回転するのに伴って作動流体の吸込吐出を行うメイン領域及びサブ領域を有し、前記メイン領域と前記サブ領域の両方にて作動流体の吸込吐出を行う全吐出ポジションと前記メイン領域のみにて作動流体の吸込吐出を行う半吐出ポジションとを切換える切換弁を備えるベーンポンプであって、
前記切換弁は前記半吐出ポジションにて前記ベーンが前記ロータに引き込まれて前記カムリングの前記内周カム面から離間するように前記サブ領域の前記ベーンに導かれる圧力を切換えることを特徴とするベーンポンプ。
A rotor that is rotationally driven, a plurality of vanes that project slidably from the rotor, a cam ring in which a tip portion of the vane is in sliding contact with an inner peripheral cam surface, and the cam ring and the vane are defined. A main chamber and a sub region that perform suction and discharge of the working fluid as the rotor rotates, and perform suction and discharge of the working fluid in both the main region and the sub region. A vane pump including a switching valve that switches between a full discharge position and a half discharge position for sucking and discharging a working fluid only in the main region,
The switching valve switches a pressure guided to the vane in the sub-region so that the vane is drawn into the rotor and separated from the inner circumferential cam surface of the cam ring at the half discharge position. .
前記サブ領域にて前記ポンプ室に供給される作動油を導くサブ吸込ポートと、前記ポンプ室から吐出される作動油を導くサブ吐出ポートと、前記ベーンの背後に画成されるサブ背圧室と、を備え、前記切換弁は、前記全吐出ポジションにおいて前記サブ背圧室、にポンプ吐出圧を導くとともに、前記サブ吸込ポートを作動油が供給されるタンク通路に連通し、前記半吐出ポジションにおいて前記サブ背圧室、にポンプ吸込圧を導くとともに、前記サブ吸込ポートにポンプ吐出圧を導くことを特徴とする請求項1に記載のベーンポンプ。   A sub suction port for guiding hydraulic oil supplied to the pump chamber in the sub region, a sub discharge port for guiding hydraulic oil discharged from the pump chamber, and a sub back pressure chamber defined behind the vane The switching valve guides the pump discharge pressure to the sub back pressure chamber in the full discharge position, and communicates the sub suction port with a tank passage to which hydraulic oil is supplied, and the half discharge position. The vane pump according to claim 1, wherein a pump suction pressure is guided to the sub back pressure chamber and a pump discharge pressure is guided to the sub suction port.
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