JPH03275993A - 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
えば実公昭６３−１９５９７号公報、特開昭５７−６２
９８６号公報等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の内腔
内に設けられたカムリング（揺動リング〉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
ーンとを備えている。カムリングは、その中心が前記ロ
ータの回転中心に対して偏心可能となるように前記ポン
プハウジングに揺動可能に支持されている。

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園に形成され
たポンプ室に吸入し、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とともに、カムリングの偏
心量を変化させることによって流体吐出路からの流体の
吐出量を変化させることができるようになっている。

また、上記従来のポンプに６いては、ポンプハウジング
内腔の周面（ポンプハウジング内周面〉の加工を容易に
するため、ポンプハウジング内周面をロータの回転中心
位置を中心とする略円形に形成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のポンプは、ポンプハウジング内腔の内径が大
きく、このため、ポンプハウジングの外形寸法が大きく
なり、ポンプ全体が大型で重いという欠点があった。

また、従来のポンプにおいては、通例、ポンプハウジン
グ内腔の側面（ポンプハウジング内側面）にカムリング
、ロータ、ベーンの各側面を密接させてポンプハウジン
グ内側面とカムリング、ロータ、ベーンの各側面との間
にシール性を持たせ、例えば隣接するポンプ室同土間、
あるいはポンプ室とカムリング外側の空間部分に設けた
コントロール圧力室との間で流体が流通しないようにし
ている。

しかしながら、従来のポンプは、ポンプハウジング内腔
の内径が大きく、したがって、ポンプハウジング内腔の
両側の側壁の受圧面積（ポンプハウジング内側面の面積
）が大きく、そのｇ！壁が内部流体の圧力を受けて外側
に大きく脹らみ、ポンプハウジング内側面とカムリング
、ロータ、ベーンの各側面との間のシール性が損われて
、内部漏れが多くなるというｒＩ！ｉ題があった。

以上の事情に鑑みて、本発明は、小型で、内部漏れを抑
えることができる可変容量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、前記カムリングは、そ
の中心が前記ロータの回転中心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移動可能に支持されてお
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
周面との闇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、前記ポンプハウジングの略円形内
周面の中心位置か、前記ロータの回転中心位置より前記
カムリングの最大偏心状態での中心位置側に偏心し、か
つ、前記ロータの回転中心位置と前記カムリングの最大
偏心状態での中心位置との中間位置から前記ロータの回
転中心位置までの範囲内に設定されたものである。

〔作用〕

上記１１４或によれば、ポンプハウジング内周面の中心
位置をロータの回転中心位置と一致させた場合と比べて
、ポンプハウジング内周面の中心位置がカムリングの最
大偏心状態での中心位置に近づき、その分、ポンプハウ
ジング内周面の半径を小ざくすることができる。これに
より、ポンプハウジング内腔を小さくすることができ、
ポンプハウジング内腔両側壁の受圧面積を小さくするこ
とができる。

〔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
央部には略円柱形の凹部が形成され、この凹部はその開
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７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ｖ６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１Ｃ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、両側面がそれぞれポンプハウジング内側面１３．１
４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、その軸３ａの中心位置０１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−のベーン溝３１が放射状
に形成されている。各ベーン溝３１はロータ外周面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溝３３゜３４が形
成され、ポンプハウジング内側面１４側に形成された満
３３にはガイドリンク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の周面
（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２３がその外周面を各凹部２３ａ、１８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２３の中心位置
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
中心位置０１に対して偏心可能となっている。なお、カ
ムリング２の揺動中心位ＭＯ２からロータ３の回転中心
位置０１までの距離と揺動中心位１ｉＯ２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。

カムリング２の、中心０３と揺動中心位置０２とを通る
中心線βを境とする一方側部分には、スプリング受座２
４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を偏心層の増加方向く第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。

また、カムリング外周面２２で中心線βを境とする他方
側部分にはストッパ部２６が突設され、このストッパ部
２６は、カムリング２の最大偏心状Ｉ！（第１図および
第３図の状Ｉすでポンプハウジング内周面１５の一部〈
ストッパ面）１５ａに当接し、これにより、カムリング
２の偏心量増加方向への動きが止められるようになって
いる。

上記ポンプハウジング内周面１５は、カムリング２の最
大偏心状態での中心位置Ｏｅとロータ３の回転中心位置
０１との中間位置０４を中心とする円形状に形成されて
いる。

カムリング外周面２２のカムリング揺動中心位置０２と
略反対側の部分（面）２２ａは、揺動中心位置０２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との間には
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［
１１１の面）５２がポンプハウジング１の円形内周面１
５に沿った円弧面に形成されている。ざらに、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。

上記ピボットローラ２３は、両側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。

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
中心位１１１Ｏ１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位厘には、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が真通形成さ
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
位厘には、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！ｇ）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９５ｂ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
圧乃至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９２
に導かれた後、流体吐出路１２に導かれて吐出口１２ａ
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、偏心量の増加方向に作用
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（−
Ｐｌ−Ｐｌ）がカムスプリング２５のばね力Ｆ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ＩＱが少な（、
差圧ΔＰも小さくなる。このため、この場合は、差圧Δ
Ｐがカムリング２に作用する力よりもカムスプリング２
５のばね力「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ＩＱ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Ｆを吐出ＩＱ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ＩＱ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「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
出量Ｑ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−吐出量Ｑ特性が得られる。

また、このポンプの構成では、ポンプハウジング内周面
１５の中心位置がカムリング２の最大偏心状態での中心
位置Ｏｅとロータ３の回転中心位ＭＯ１との中間位置０
４に設定されている。このため、ポンプハウジング内周
面１５の半径ｒ１を、第３図に二点鎖線で示すように中
心位置をロータ３の回転中心位１１Ｏ１に設けた場合（
従来の場合）のポンプハウジング内周面１５ｂの半径ｒ
２と比べて、小さくすることができる。

すなわち、このポンプにおいては、カムリング２が最大
偏心状態になったときにポンプハウジング内周面１５の
ストッパ面１５ａにカムリング２のストッパ部２６が当
接し、かつポンプハウジング内周面１５内にカムリング
２を収納できるように構成する必要がある。つまり、ポ
ンプハウジング内周面１５を、最大偏心状態のストッパ
部２６に接し、かつカムリング２の外形よりも大きな円
形状とする必要がある。

上記条件を満たして、ポンプハウジング内周面１５を最
小半径とするには、ポンプハウジング内周面１５の中心
位置をカムリング２の最大偏心状態での中心位置Ｑｅに
設定すればよい。また、ポンプハウジング内周面１５の
中心位置を中心位置Ｑｅからロータ３の中心位１ｔ（ｈ
方向へ移動させる程、ポンプハウジング内周面１５の中
心位置が最大偏心状態のストッパ部２６の位置から遠ざ
かり、半径が大きくなる。つまり、このポンプにおいて
は、ポンプハウジング内周面１５の中心位置をロータ３
の中心位ＩｆＯ１からカムリング２の最大偏心状態での
中心位置Ｏｅへ近づける程、ポンプハウジング内周面１
５の半径を小さくすることができる。

ポンプハウジング内周面１５の中心位ｗｏ４と１５ｂの
中心位ｆｌｉｏ＋　とを比較すると、中心位置０４の方
が中心位ｔｏｅに接近している。このため、ポンプハウ
ジング内周面１５の半径「１をポンプハウジング内周面
１５ｂの半径１”　２よりも小さくすることができる。

したがって、従来と比べて、ポンプハウジング内腔１Ｃ
を小さくでき、ポンプハウジング１を小型化、軽量化で
きる。また、ポンプハウジング内腔１Ｃの両側の側壁の
受圧面積（ポンプハウジング内側面１３．１４の面積）
が小さくなり、側壁がポンプハウジング内腔１Ｃ内の流
体から受ける圧力の総和が小さくなるため、側壁の外側
への脹らみが小さくなり、内部漏れを抑えることができ
る。しかも、側壁が受ける圧力が小さくなるため、側壁
の厚みを薄くして、さらにポンプハウジング１の軽量化
を図ることが可能となる。

なお、上記実施例では、ポンプハウジング内周面１５の
中心位置をカムリング２の最大偏心状態での中心位置Ｏ
ｅとロータ３の回転中心位Ｒｏｔとの中間位置０４に設
定しているが、ポンプハウジング内周面１５の中心位置
を中心位置０１から中心位置Ｏｅへ近づける程、ポンプ
ハウジング内周面１５の半径を小さくすることができる
ので、ポンプハウジング内周面１５の中心位置は中心位
置０１よりも中心位置Ｏｅに接近していればよい。

ただし、ポンプハウジング内周面１５の中心位置を中間
位置ｏ４を越えて中心位置Ｏｅに近づけると、カムリン
グ２の偏心量を零とすることができなくなり、ポンプ本
来の機能を果せなくなるため、ポンプハウジング内周面
１５の中心位置は中間位Ｎｏ＜と中心位ＭＯ１との間に
設定する必要がある。また、上記実施例のようにポンプ
ハウジング内周面１５の中心位置を中間位置０４に設定
すれば、ポンプハウジング内周面１５の半径を最小とす
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
のカムリング揺動中心位１ｆｏ２と略反対側の部分２２
ａをカムリング揺動中心位置０２を中心とする円弧面に
形成し、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１３．１４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
ル圧力室９１と第２コントロール圧力室９２との問をシ
ール部材５によって確実にシールすることができる。

上記実施例において、ピボットローラ２３に相当するピ
ボット部をカムリング外周面２２の一部に一体的に突出
形成するようにしてもよいし、ピボットローラ２３の両
ｆ＃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。また、シール部材５をビン
等によって確実に固定するようにしてもよい。カムリン
グ２を揺動させる代りに、カムリング２を直線的に往復
動させてカムリング２の偏心量を変化させるように構成
してもよい。

〔発明の効果〕

本発明にかかる可変容量型ベーンポンプは、ポンプハウ
ジングの略円形内周面の中心位置を、ロータの回転中心
位置よりカムリングの最大偏心状態での中心位置側に偏
心させ、かつ、ロータの回転中心位置とカムリングの最
大偏心状態での中心位置との中間位置からロータの回転
中心位置までの範囲内に設定するようにしている。この
ため、従来と比べて、ポンプハウジング内周面の半径を
小さくすることができ、ポンプハウジング内腔を小さく
することができ、これにより、ポンプハウジングを小型
化、軽量化でき、ポンプ全体を小型化、軽量化できる。

また、ポンプハウジング内腔両側の１１里の受圧面積を
小さくすることができ、内部漏れを少なくすることがで
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ｒＶ−■線断面図、第５図はシー
ル部材を示す斜視図、１ｇ６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・・・ボンブハウジン
グの内腔、２・・・カムリング、３・・・ロータ、４・
・・ベーン、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、２１・・・カムリングの内周面、２２・・・カ
ムリング外周面、３２・・・ロータ外周面、０１・・・
ロータの回転中心位置、０４・・・ロータの回転中心位
置とカムリングの最大偏心状態での中心位置との中間位
置、Ｏｅ・・・カムリングの最大偏心状態での中心位置
。

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
   ムリングは、その中心が前記ロータの回転中心に対して
   偏心可能となるように前記ポンプハウジングに移動可能
   に支持されており、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、前記ポンプハウジ
   ングの略円形内周面の中心位置が、前記ロータの回転中
   心位置より前記カムリングの最大偏心状態での中心位置
   側に偏心し、かつ、前記ロータの回転中心位置と前記カ
   ムリングの最大偏心状態での中心位置との中間位置から
   前記ロータの回転中心位置までの範囲内に設定されてい
   ることを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。