JPH03275990A - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は、例えば自動車の自動変速機のオイル供給用ポ
ンプ等として使用される可変容量型ベーンポンプに関す
るものである。

（従来の技術） 従来より、この種の可変容量型ベーンポンプとして、例
えば特開昭５５−１７６９６号公報に示すものが知られ
ている。

この従来のポンプは、流体吸入路および流体吐出路を有
するポンプハウジングと、このポンプハウジング内に設
けられたカムリング（リング部材）と、このカムリング
内に設けられて回転駆動されるロータ（回転子〉と、こ
のロータの外周部に半径方向に進退可能に設けられて半
径方向外端が前記カムリングの内周面に摺接する複数枚
のベーン（羽根）とを備えている。

カムリングの外周面とポンプハウジングの内周面とには
互いに対向する半円状の凹部がそれぞれ形成され、これ
ら両凹部間には円柱状の枢支ビンが嵌め込まれて、カム
リングは、その中心がロータの回転軸線に対して偏心可
能となるようにポンプハウジングに枢支ビンを介して揺
動可能に支持されている。また、このカムリングは、カ
ムスプリングのばね力によって偏心量の増加方向に付勢
されている。

ポンプハウジング内周面には、カムリングの一部が最大
偏心状態で当接してカムリングの動きを止めるストッパ
面が形成されている。

カムリングの外周面とポンプハウジングの内周面との間
で枢支ビンと略反対側の位置には板状のシール部材が設
けられ、このシール部材と枢支ゼンとでカムリング外周
面とポンプハウジング内周面との間の空間部分が仕切ら
れて、その仕切られた空間部分にコントロール圧力室が
形成されている。このコントロール圧力室には、流体吐
出路から制御弁を介してその流体吐出路の流体の流量（
吐出量）に応じた制御圧が導入されるように構成され、
カムリングはその制御圧によって偏心量の減少方向に付
勢されるように構成されている。

そして、この従来のポンプは、上記構成により、ロータ
を回転させることによって、流体を流体吸入路を通して
カムリングの内周面とロータの外周面との間に形成され
たポンプ室に吸入してそのポンプ室から流体吐出路を通
して吐出させることができるようになっている。また、
この従来のポンプは、コントロール圧力室に導入された
ｉｌＪ　ｍｌ圧に応じてカムリングの偏心量を変化させ
ることができ、このカムリングの偏心量に応じて吐出量
を変化させることができるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように従来のポンプの構成では、枢支ビンをカム
リング外周面とポンプハウジング内周面との間の空間部
分を仕切るシール手段としても用いていた。

しかしながら、従来のポンプの構成では、カムリングが
最大偏心状態になってカムリングの一部（ストッパ面と
の当接部）がストッパ面に押し付けられるようになると
、枢支ビンとカムリングの半円状凹部内局面との間が離
れ、その間のシール性が損われるという問題が起こって
いた。

以上の事情に鑑みて、本発明は、枢支ビンとカムリング
の半円状凹部内周面との間のシール性を保つことができ
る可変容置型ベーンポンプを提供しようとするものであ
る。

〔課題を解決するための手段］ 本発明にかかる可変容量型ベーンポンプは、流体吸入路
および流体吐出路を有するポンプハウジングと、このポ
ンプハウジングの略円柱形の内腔内に設けられたカムリ
ングと、このカムリング内に設けられて回転駆動される
ロータと、このロータの外周部に半径方向に進退可能に
設けられて半径方向外端が前記カムリングの内周面に摺
接する複数枚のベーンとを備え、前記カムリングの外周
面と前記ポンプハウジングの内周面とには互いに対向す
る半円状の凹部がそれぞれ形成され、これら両凹部間に
は円柱状の枢支ビンが嵌め込まれて、前記カムリングは
、その中心が前記ロータの回転軸線に対して偏心可能と
なるように前記ポンプハウジングに前記枢支ビンを介し
て揺動可能に支持され、かつカムスプリングのばね力に
よって偏心量の増加方向に付勢され、前記ポンプハウジ
ングの内周面にカムリングの一部が最大偏心状態で当接
してカムリングの動きを止めるストッパ面が形成されて
おり、前記ロータを回転させることによって流体が前記
流体吸入路を通って前記カムリングの内周面とロータの
外周面との間に形成されたポンプ室に吸入されてそのポ
ンプ室から前記流体吐出路を通って吐出されるとともに
、前記カムリングの偏心量に応じて前記流体吐出路から
の流体の吐出量が変化するように構成された可変容量型
ベーンポンプにおいて、前記ストッパ面が前記カムリン
グのストッパ面との当接部とカムリング揺動中心とを結
ぶ線に対してカムリング偏心量増加側に静摩擦角以上の
角度でＳＮ斜したものである。

〔作用〕

上記構成によれば、カムリングが最大偏心状態になって
、そのストッパ面当接部がカムスプリングのばね力でス
トッパ面に押し付けられるようになると、その押付は力
の分力が枢支ビンに向がって生じてカムリングに作用す
るようになる。これと同時に、カムリングには上記分力
と対抗して摩擦力が掛かるようになるが、ストッパ面を
静摩擦角以上の角度で傾斜させていることによって、上
記枢支ビン方向への力が摩擦力より勝り、この結果、カ
ムリングが枢支ビン方向に押圧されることとなる。

〔実施例） 第１図ないし第３図は、本発明にかかる可変容量型ベー
ンポンプの一実施例を示している。

この可変容量型ベーンポンプは、ポンプハウジング１と
環状のカムリング２とロータ３とを備えている。

ポンプハウジング１は通路側ハウジング１ａとカバー側
ハウジング１ｂとからなり、通路側ハウジング１ａの中
央部には一端が開口された円柱状の凹部が形成され、こ
の凹部はその一端開口部がカバー側ハウジング１ｂによ
って閉塞されてハウジング内腔ＩＣを構成している。ま
た、通路側ハウジング１ａには流体吸入路１１および流
体吐出路１２が貫通形成され、これら流体吸入路１１お
よび流体吐出路１２の各一端はそれぞれ通路側ハウジン
グ１ａの外周フランジ部に開口して吸入口１１ａおよび
吐出口１２ａを形成している。一方、流体吸入路１１お
よび流体吐出路１２の各他端は、後述する容積増加過程
のポンプ室６および第２コントロール圧力室９２にそれ
ぞれ開口している。

カムリング２は、円形の内周面２１を有し、上記ハウジ
ング内腔１ｃ内に設けられている。カムリング２の各側
面は、それぞれハウジング内腔ＩＣの各側面（ポンプハ
ウジング内側面）１３．１４に密接されている。

ロータ３は、カムリング２の円形内周面２１よりも小径
に形成され、カムリング２の円形内周面２１内に設けら
れ、かつ内側面がそれぞれポンプハウジング内側面１３
．１４に密接されている。

また、このロータ３は、カバー側ハウジング１ｂに挿通
されたロータ駆動軸３ａが連結されて、このロータ駆動
軸３ａの軸線αを中心として第１図の矢印Ｃ方向に回転
するようになっている。

ロータ３の外周部には、複数個のベーン溝３１が放射状
に形成されている。各ベーン？１１３１は〇−タ外周面
３２に開口し、各ベーン溝３１にはベーン４がロータ半
径方向に進退可能に嵌め込まれている。

ロータ３の両側面にはそれぞれ環状の１３３゜３４が形
成され、ポンプハウジング内側面１４側に形成された溝
３３にはガイドリング３５が配設されている。

上記ベーン４は、ガイドリング３５とロータ３の回転に
伴う遠心力とによってロータ半径方向外方に付勢され、
半径方向外端がカムリング２の円形内周面２１に常に押
し当てられて円形内周面２１を摺接するように構成され
ている。

カムリング２の外周面２２とハウジング内腔１Ｃの局面
（ポンプハウジング内周面）１５とには、互いに対向す
る半円状の凹部２３ａ、１８がそれぞれ形成されている
。これらの凹部２３ａ、１８間には円柱形のピボットロ
ーラ（枢支ビン）２３がその外周面を各凹部２３ａ、１
８の内周面に当接させた状態で設けられて、カムリング
２は、ポンプハウジング１によって、ピボットローラ２
３の中心０２を揺動中心として第１図の矢印Ａ、Ｂ方向
に揺動可能に支持されている。これにより、カムリング
２は、その中心（円形内周面２１の中心）０３がロータ
３の回転軸線αに対して偏心可能となっている。なお、
カムリング２の揺動中心Ｏ２からロータ３の回転軸線α
までの距離と揺動中心０２からカムリング２の中心０３
までの距離とは等しくなるように設定されている。

中心０３と揺動中心ｏ２とを通る中心線βを境とするカ
ムリング２の一方側部分には、スプリング受！！２４が
形成されている。このスプリング受座２４には、カムリ
ング２を偏心量の増加方向（第１図の矢印Ｂ方向〉に付
勢するカムスプリング２５のばね力が掛かり、これによ
り、カムリング２は最大偏心位置に押圧されている。な
お、このカムスプリング２５のばね力は、図示省略され
た調整ねじによって調整できるようになっている。

カムリング外周面２２の揺動中心０２と略反対側の部分
（面）２２ａは、揺動中心ｏ２を中心とする円弧面に形
成されている。この面２２ａとポンプハウジング内周面
１５との闇にはシール部材５が介在され、このシール部
材５とピボットローラ２３とによってカムリング外周面
２２とポンプハウジング内周面１５との間の空間部分が
仕切られて２分割されている。そして、２分割された空
間部分の一方側（カムリング偏心側）には第１コントロ
ール圧力室９１が設けられ、他方側には第２コントロー
ル圧力室９２が設けられている。

上記第１および第２コントロール圧力室９１゜９２には
それぞれ後述するように流体圧が導かれ、第１コントロ
ール圧力室９１は導入された流体圧によってカムリング
２を偏心量の減少方向に付勢し、第２コントロール圧力
室９２は導入された流体圧によってカムリング２を偏心
量の増加方向に付勢するようになっている。

上記シール部材５は、第５図に示すように、全体として
略三日月形に形成されている。また、このシール部材５
は、内周面（カムリング外周面２２側の面〉５１が上記
カムリング外周面２２の円弧状部分２２ａに沿った円弧
面に形成され、外周面（ポンプハウジング内周面１５側
の面〉５２がポンプハウジング１の円形内周面１５に沿
った円弧面に形成されている。さらに、このシール部材
５は、両側面がそれぞれポンプハウジング内側面１３．
１４に密接されている。

カムリング外周面２２のシール部材５両端部に対応する
位置にはそれぞれ耳部２２ｂ、２２ｃが突設され、上記
カムリング外周面２２の円弧状部分２２ａは、上記各耳
部２２ｂ、２２ａ位置まで形成されてシール部材５の両
端よりも外側に延長されている。これにより、シール部
材５の両端部がカムリング２の最大偏心状態（第３図の
実線状ｇ＞および最小偏心状態（第３図の二点鎖線状態
〉のいずれの状態においても上記円弧状部分２２ａより
も外側にはみ出さないようにされている。

ポンプハウジング内周面１５の、上記カムリング偏心側
の耳部２２ｂの端面２２ｄと対向する部分には、最大偏
心状態で耳部２２ｂの端面２２ｄが当接してカムリング
２の動きを止めるストッパ面１５ａが形成されている。

このストッパ面１５ａは、上記耳部２２ｂの端面（カム
リング２のストッパ面当接部〉２２ｄとカムリング揺動
中心０２とを結ぶ線γに対してカムリング偏心量増加側
に静＊＊角以上の角度θ１で傾斜している。また、耳部
２２ｂの端面２２（ｌも、１７に対してＯｌの角度で傾
斜し、ストッパ面１５ａに沿うようにされている。

上記ピボットローラ２３は、軸方向両端面をそれぞれポ
ンプハウジング内側面１３．１４に密接させた状態で設
けられている。このため、ピボットローラ２３にはシー
ル作用が与えられ、このピボットローラ２３と上記シー
ル部材５とによって第１コントロール圧力室９１と第２
コントロール圧力室９２との間が確実にシールされてい
る。なお、ピボットローラ２３の軸方向両端部を、それ
ぞれポンプハウジング内側面１３．１４に埋め込むよう
にしてもよい。

上記カムリング２の内周面２１とロータ３の外周面３２
とポンプハウジング内側面１３．１４とで囲まれた空間
部分は上記ベーン４によって複数個に分割されて、その
空間部分に複数個のポンプ室６が形成されている。各ポ
ンプ室６は、カムリング２の中心０３がロータ３の回転
軸線αに対して偏心していることにより、ロータ３の回
転に伴って容積が増減するようになっている。

ポンプハウジング内側面１３の、容積減少過程後半のポ
ンプ室６位置には、吐出用溝９５が形成されている。カ
ムリング２の、ピボットローラ２３よりも第２コントロ
ール圧力室９２側の部分には、第４図に示すように、上
記吐出用溝９５の中間部が面するポンプ室６と第２コン
トロール圧力室９２とを連通する連通路７が貫通形成さ
れている。この連通路７のポンプ室６側開ロ部には、絞
り部（オリフィス）７３が設けられている。また、カム
リング２の、ピボットローラ２３よりも第１コントロー
ル圧力室９１側の部分には、上記吐出用溝９５の前端部
が面するポンプ室６と第１コントロール圧力室９１とを
連通する流体圧導入路９５ｂが形成されている。

カムリング内周面２１の容積減少過程前半のポンプ室６
位電には、側溝２１Ｃが形成され、この側溝２１ｃによ
ってポンプ室６の容積減少に伴う急激な圧力変動を防止
するようにしている。

上記構成において、第１図の状態（カムリング２が最大
に偏心した状Ｂ）から、ロータ３を矢印Ｃ方向に回転さ
せると、各ポンプ室６も容積の増減を繰り返しながら矢
印Ｃ方向に回転移動する。

そして、各ポンプ室６は、容積増加過程において流体吸
入路１１と連通して、吸入口１１ａから流体吸入路１１
を通してオイル等の流体を吸入し、容積減少過程におい
て流体圧導入路９５ｂおよび連通路７と連通して上記吸
入した流体を流体圧導入路９５ｂおよび連通路７に向け
て吐出する。流体圧導入路９．５ｂに向けて吐出された
流体はその流体圧導入路９５ｂを通って第１コントロー
ル圧力室９１に導入され、連通路７に向けて吐出された
流体はその連通路７を通って第２コントロール圧力室９
２に導かれた後、流体吐出路１２に導かれて吐出口１２
ａから吐出される。

上記連通路７には絞り部７３が設けられているために絞
り部７３の前後で差圧が生じ、絞り部７３下流側の第２
コントロール圧力室９２には、絞り部７３上流側の流体
圧Ｐ１に対して低下した流体圧Ｐ２が導入される。一方
、絞り部７３の上流側の高流体圧Ｐ１は、絞り部７３の
上流部分と流体圧導入路９５ｂの上流部分とが吐出用溝
９５を介して連通されているため、流体圧導入路９５ｂ
を介して第１コントロール圧力室９１に導入される。こ
れにより、カムリング２には、偏心ｌの増加方向に作用
するカムスプリング２５のばね力Ｆの他に、高流体圧Ｐ
１が偏心量の減少方向に作用し、低流体圧Ｐ２が偏心量
の増加方向に作用するようになる。つまり、カムリング
２には、高流体圧Ｐ１と低流体圧Ｐ２との差圧ΔＰ　（
＝Ｐ１−Ｐ２）がカムスプリング２５のばね力「に対抗
して作用するようになる。

ロータ３の回転数Ｎが低いときは、吐出１１Ｑが少なく
、差圧ΔＰも小さくなる。このため、この場合は、差圧
ΔＰがカムリング２に作用する力よりもカムスプリング
２５のばね力Ｆが勝り、カムリング２は最大偏心位置に
保持される。この結果、ロータ３の回転数Ｎが低いとき
は、回転数Ｎに比例して吐出量Ｑが増加するようになる
。

一方、ロータ３の回転数Ｎが高くなると、吐出量Ｑが増
加し、差圧ΔＰも大きくなる。ここで、例えばカムスプ
リング２５のばね力Ｅを吐出量Ｑが所定量Ｑｏに達した
ときの差圧ΔＰによる力とバランスするように設定して
おけば、ロータ３の回転数Ｎが高くなって、吐出量Ｑが
所定量Ｑｏに達すると、差圧ΔＰによる力がカムスプリ
ング２５のばね力Ｆに打ち勝って、カムリング２が偏心
量の減少方向に揺動するようになる。これにより、カム
リング２の偏心量が減少し、押しのけ容積が減って、吐
出１１Ｑが所定量ＱＯを越えないように保たれる。すな
わち、このポンプの構成によれば、第６図に示すような
ロータ回転数Ｎ−吐出ＩＱ特性が得られる。

また、このポンプの構成では、ストッパ面１５ａを耳部
２２ｂの端面２２（ｌとカムリング２の揺動中心０２と
を結ぶ線Ｔに対してカムリング偏心量増加側に静摩擦角
取上の角度θ１で傾斜させている。このため、次のよう
な作用を有する。

すなわち、カムリング２が最大偏心状態になって、カム
リング２の耳部２２ｂがカムスプリング２５のばね力で
ストッパ面１５ａに押し付けられるようになると、スト
ッパ面１５ａが線γに対して、つまりカムスプリング２
５による押付は力の作用方向と直交する方向に対してカ
ムリング偏心量増加側に傾斜していることにより、カム
スプリング２５による押付は力の分力がピボットローフ
２３に向かって生じてカムリング２に作用するようにな
る。

一方、同時に、カムリング２には上記分力と対抗して＊
ｍ力が掛かるようになるが、ストッパ面１５ａを線γに
対して静ＩＩ擦角以上の角度θ１で傾斜させているため
に上記摩擦力よりも上記ピボットローラ２３方向への力
が勝ることとなる。この結果、そのピボットローラ２３
方向への力によってカムリング２がピボットローラ２３
に押圧され、ピボットローラ２３とカムリング２の半円
状凹部２３ａ内周面との間のシール性が高められるよう
になる。

しかも、このポンプの構成では、カムリング外周面２２
のカムリング揺動中心０２と略反対側の部分２２ａをカ
ムリング揺動中心０２を中心とする円弧面に形成し、こ
の面２２ａとポンプハウジング内周面１５との間にシー
ル部材５を介在させ、このシール部材５を全体として略
三日月形に形成している。そして、シール部材５の内周
面５１を上記カムリング外周面２２の円弧状部分２２ａ
に沿った円弧面に形成し、シール部材５の外周面５２を
ポンプハウジング１の円形内周面１５に沿った円弧面に
形成している。このため、シール部材５とカムリング外
周面２２、シール部材５とポンプハウジング内周面１５
の他、シール部材５とポンプハウジング内側面１３．１
４とがそれぞれ長い距離に亘って接触するようになり、
第１コントロール圧力Ｗ９１と第２コントロール圧力室
９２との間をシール部材５によって確実にシールするこ
とができる。

さらに、このポンプの構成では、カムリング外周面２２
の円弧状部分２２ａをシール部材５の両端よりも外側に
延長するようにしている。このため、次のような作用を
有する。

すなわち、シール部材５の両端部が円弧状部分２２ａよ
りも外側にはみ出していれば、カムリング２が揺動した
ときに、揺動方向前方にはみ出した部分が円弧状部分２
２ａとポンプハウジング内周面１５との間に噛み込まれ
、シール部材５がカムリング２の揺動と共に動かされる
ようになる恐れがある。これに対し、上記構成とすれば
、カムリング２の最大偏心状態および最小偏心状態のい
ずれの状態においてもシール部材５の両端部がはみ出す
ことがなくなり、したがって、カムリング２が揺動した
ときに、シール部材５の両端部がカムリング虐接面２２
ａとポンプハウジング内周面１５との間に噛み込まれる
ことがなくなる。このため、別途ビン等の固定手段を設
けなくとも、簡単な構造でシール部材５を確実に固定す
ることができる。

また、このポンプの構成のように、カムリング外周面２
２のシール部材５両端部に対応する位置にそれぞれ耳部
２２ｂ、２２ｃを突設し、カムリング外周面２２の円弧
状部分２２ａを上記各耳部２２ｂ、２２ｃ位置まで形成
してシール部材５の両端よりも外側に延長するようにす
れば、カムリング偏心側の耳部２２ｂの端面２２ｄをス
トッパ面１５ａに当接するストッパ面当接部として利用
することもできる。

なお、上記実施例において、カムリング２の半円状凹部
２３ａ内周面および円弧状部分２２ａにそれぞれポンプ
ハウジング１内の流体が導入される潤滑用溝を形成し、
カムリング２の動きを滑かにするようにしてもよい。ま
た、シール部材５の形状は、特に限定されず、例えばビ
ン状あるいは板状であってもよい。

（発明の効果） 本発明にかかる可変容量型ベーンポンプは、ストッパ面
をカムリングのストッパ面当接部とカムリング揺動中心
とを結ぶ線に対してカムリング偏心量増加側に静摩擦角
以上の角度で傾斜させるように構成して、カムリングが
最大偏心状態になって、そのストッパ面当接部がカムス
プリングのばね力でストッパ面に押し付けられるように
なったとき、その押付は力の分力によってカムリングが
枢支ビン方向に押圧されるようにしている。このため、
カムリングの半円状凹部内局面と枢支ビンとの間のシー
ル性を向上させることができ、流体の内部漏れを抑える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる可変容量型ベーンポンプの一実
施例をカバー側ハウジングを除いて示す正面図、第２図
は第１図の■−■線断面図、第３図は第１図の部分拡大
図、第４図は第１図の■−■線断面図、第５図はそのシ
ール部材を示す斜視図、第６図はロータの回転数と吐出
量との関係を示すグラフである。 １・・・ポンプハウジング、１Ｃ・・・ポンプハウジン
グの内腔、２・・・カムリング、３・・・ロータ、４・
−・ベーン、５・・・シール部材、６・・・ポンプ室、
１１・・・流体吸入路、１２・・・流体吐出路、１５・
・・ポンプハウジング内周面、１５ａ・・・ストッパ面
、１８・・・ポンプハウジングの半円状凹部、２１・・
・カムリングの内周面、２２・・・カムリング外周面、
２２ｄ・・・耳部の端面（カムリングのストッパ面当接
部）、２３・・・ピボットローラ〈枢支ビン＞、２３ａ
・・・カムリングの半円状凹部、２５・・・カムスプリ
ング、３２・・・ロータ外周面、５１・・・シール部材
のカムリング外周面側の面、５２・・・シール部材のポ
ンプハウジング内周面側の面、０２・・・カムリング揺
動中心、０３・・・カムリングの中心、α・・・ロータ
の回転軸線、γ・・・カムリングのストッパ面当接部と
カムリング揺動中心とを結ぶ線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、流体吸入路および流体吐出路を有するポンプハウジ
   ングと、このポンプハウジングの略円柱形の内腔内に設
   けられたカムリングと、このカムリング内に設けられて
   回転駆動されるロータと、このロータの外周部に半径方
   向に進退可能に設けられて半径方向外端が前記カムリン
   グの内周面に摺接する複数枚のベーンとを備え、前記カ
   ムリングの外周面と前記ポンプハウジングの内周面とに
   は互いに対向する半円状の凹部がそれぞれ形成され、こ
   れら両凹部間には円柱状の枢支ピンが嵌め込まれて、前
   記カムリングは、その中心が前記ロータの回転軸線に対
   して偏心可能となるように前記ポンプハウジングに前記
   枢支ピンを介して揺動可能に支持され、かつカムスプリ
   ングのばね力によつて偏心量の増加方向に付勢され、前
   記ポンプハウジングの内周面にカムリングの一部が最大
   偏心状態で当接してカムリングの動きを止めるストッパ
   面が形成されており、前記ロータを回転させることによ
   って流体が前記流体吸入路を通つて前記カムリングの内
   周面とロータの外周面との間に形成されたポンプ室に吸
   入されてそのポンプ室から前記流体吐出路を通って吐出
   されるとともに、前記カムリングの偏心量に応じて前記
   流体吐出路からの流体の吐出量が変化するように構成さ
   れた可変容量型ベーンポンプにおいて、前記ストッパ面
   が前記カムリングのストッパ面との当接部とカムリング
   揺動中心とを結ぶ線に対してカムリング偏心量増加側に
   静摩擦角以上の角度で傾斜していることを特徴とする可
   変容量型ベーンポンプ。