JPH0618681U - ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプ駆動動力を削減する。 【構成】 カムリング２６の内側に回転可能なロータ３
４を収容する。このロータ３４の外側リング状部３７に
ベーン４０を半径方向に進退可能に装着するとともに、
各ベーン４０の半径方向内側にベーン突出しリング４２
を設ける。そして、上記外側リング状部３７の内側の空
間をロータ連通溝６２及び連通路６４を介して流体吸入
路２０に連通する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、オイル供給用ポンプ等として用いられるベーンポンプに関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

上記のようなベーンポンプとしては、例えば特開平３−２７１５７９号公報に 示すものが知られている。

【０００３】 このポンプは、図３，４に示すように、ケース８０ａ及びカバー８０ｂからな るハウジング本体８０を備え、このハウジング本体８０に流体吸入路８１及び流 体吐出路８２が形成されるとともに、ハウジング本体８０内にカムリング８３が 設けられ、このカムリング８３内にポンプ室９０が形成されている。このカムリ ング８３の内側にはロータ８４が設けられている。

【０００４】 このロータ８４の外周部８４ａにはその半径方向に進退可能に複数枚のベーン ８５が装着され、これらのベーン８５の内側にベーン突出しリング８８が設けら れている。上記カムリング８３は、その外周部であって上記流体吐出路８２に近 い部分８７を中心に揺動可能とされ、この揺動によってカムリング８３の中心Ｏ ₂ と上記ロータ８４の回転中心Ｏ₁との偏心量が増減し、吐出流量が変化するよう になっている。

【０００５】 このようなポンプにおいて、ロータ８４が上記ケース８０ａ及びカバー８０ｂ の内側面に摺接しながら回転することにより、各ベーン８５が各ベーン８５自身 の遠心力及びベーン突出しリング８８によって半径方向外側に突き出され、その 径方向外側端面がカムリング８３内周面８６に摺接しながらベーン８５もロータ ８４と一体に回転する。このような回転により、オイル等の流体は流体吸入路８ １からカムリング８３内周面８６とロータ８４外周面との間の部分に吸入され、 かつ流体吐出路８２から吐出される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記ポンプにおいて、ロータ８４はケース８０ａ及びカバー８０ｂの内側面と 摺接しながら回転するが、両者の間にはどうしても微小の隙間ができるため、こ の隙間を通じてロータ８４外側の流体がロータ８４内すなわちロータ８４の外周 部８４ａの径方向内側の領域に侵入する。一方、この領域ではロータ８４に対し て偏心状態でベーン突出しリング８８が存在しているため、このベーン突出しリ ング８８の外周面とロータ外周部８４ａの内周面との間の空間８９に侵入した流 体は、この空間８９が次第に狭くなる領域において上記ベーン８５の回転ととも に圧縮される。このような流体の圧縮には相当のトルクを要するため、その分ロ ータ８４の必要動力が増大し、エネルギの浪費を招く不都合がある。

【０００７】 本考案は、このような事情に鑑み、ロータの回転駆動に必要な動力を削減し、 これによって省エネルギ化を図ることができるベーンポンプを提供することを目 的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ポンプ室及びこれに通ずる流体吸入路及び流体吐出路をもつポンプ ハウジングと、上記ポンプ室内に設けられ、このポンプ室の中心に対して偏心し た位置で回転駆動されるロータと、このロータの外周部にその半径方向に進退可 能に設けられ、半径方向外側端部が上記カムリングの内周面に摺接しながらロー タとともに回転する複数のベーンと、上記ロータの外周部内側に設けられ、各ベ ーンの内側端部に接触するベーン突出しリングとを備え、上記ロータの回転によ り、上記ベーン突出しリングが各ベーンを径方向外側に押し出すように構成され たベーンポンプにおいて、上記ポンプハウジングに、上記ロータの外周部と上記 ベーン突出しリングとの間の空間を上記流体吸入路に連通する連通路を設けたも のである（請求項１）。

【０００９】 さらに、上記ポンプハウジングに、上記ロータ回転方向に延び、上記ロータの 外周部と上記ベーン突出しリングとの間の空間に開口するロータ連通溝を形成し 、このロータ連通溝に上記連通路をつなげば、より効果的である（請求項２）。

【００１０】 上記連通路が上記ロータの外周部と上記ベーン突出しリングとの間の空間につ ながる位置は、この空間が上記ロータ回転方向に向かうに従って小さくなる領域 の終端近傍の位置が特に好ましく（請求項３）、また連通路の方向は、上記ロー タの回転半径方向に対してロータ回転方向に沿う向きに傾斜していることがより 好ましい（請求項４）。

【００１１】

【作用】

上記ベーンポンプによれば、ロータ外周部内周面とベーン突出しリング外周面 との間に侵入した流体は、ロータ及びベーンの回転に伴い、上記空間から連通路 を通じて適宜流体吸入路に逃がされるので、上記空間内で流体が高圧状態まで圧 縮されることが防がれ、これに起因するロータ回転駆動必要動力の増大が抑えら れる。

【００１２】 より具体的に、請求項２記載のベーンポンプでは、上記ポンプハウジングに、 上記ロータ回転方向に延び、上記ロータの外周部と上記ベーン突出しリングとの 間の空間に開口するロータ連通溝を形成し、このロータ連通溝に上記連通路を通 じさせているので、上記空間内の流体をより広い領域にわたって回収し、流体吸 入路へ逃がすことができる。

【００１３】 また、請求項３記載のベーンポンプでは、上記連通路が上記ロータの外周部と 上記ベーン突出しリングとの間の空間につながる位置を、この空間が上記ロータ 回転方向に向かうに従って小さくなる領域、すなわち空間内の流体がベーンの回 転に伴って次第に圧縮される領域の終端近傍の位置に設定しているので、流体が 最も高圧となる直前の部分から流体吸入路へ流体を逃がすことになる。

【００１４】 また、請求項４記載のベーンポンプでは、上記連通路が上記ロータの回転半径 方向に対してロータ回転方向に沿う向きに傾斜しているため、ベーンの回転によ り上記空間内で掻き回された流体はその流線方向に沿ってそのまま円滑に連通路 へ導入されることになる。

【００１５】

【実施例】

本考案の一実施例を図１，２に基づいて説明する。

【００１６】 図示の可変容量型ベーンポンプは、サイドハウジング１０を備え、その前後に 図２に示すようなフロントプレート１２及びリアプレート１４が装着されている 。上記リアプレート１４の中心部分にはポンプシャフト１６が挿通されてサイド ハウジング１０内に臨んでおり、このポンプシャフト１６は図外の駆動源に連結 されるとともに軸受１８を介してリアプレート１４側に回転可能に支持されてい る。

【００１７】 上記フロントプレート１２及びリアプレート１４には流体吸入溝（流体吸入路 を構成）２０及び流体吐出溝（流体吐出路を構成）２２が形成されている。両溝 ２０，２２はサイドハウジング１０内に開口し、流体吸入溝２０は流体吸入口１ ９（図２）に通じている。

【００１８】 このサイドハウジング１０内において、両通路２０，２２に臨む位置にはカム リング（揺動リング）２６が設けられ、その前後両側面が上記フロントプレート １２及びリアプレート１４の内側面にそれぞれ接触しており、このカムリング２ ６、上記サイドハウジング１０、及び前後両プレート１２，１４によってポンプ ハウジングが構成されている。このカムリング２６の外周部であって、上記ポン プシャフト１６の回転中心Ｏ₁を挾んで上記流体吐出溝２２の反対側となる部分 （図例では下端部分）には、径方向外側に突出する略円形のピポット部２８が形 成され、このピポット部２８がサイドハウジング１０の下端部に形成された略同 形の凹部３０内に嵌入されている。これにより、カムリング２６が上記ピポット 部２８の中心点を揺動中心Ｃとして揺動可能とされ、この揺動によって上記ポン プシャフト１６の回転中心Ｏ₁に対するカムリング２６の中心Ｏ₂の偏心量が増減 し、ポンプの押しのけ容積が変化するようになっている。また、サイドハウジン グ１０の内周面とカムリング２６の外周面との間にはスプリング３２が圧入され 、その弾発力により上記偏心量が増大する方向（図１では揺動中心Ｃを中心とし て反時計回り方向）にカムリング２６が付勢されている。

【００１９】 このカムリング２６の内側にはポンプ室２９が形成され、このポンプ室２９内 にロータ３４が設けられている。このロータ３４は、図２に示すように、サイド ハウジング１０よりも小幅の内側リング状部３５と、サイドハウジング１０と略 同幅の外側リング状部（ロータの外周部）３７とを有し、両者が上記内側リング 状部３５よりも小幅の連結部３６を介して連結されている。そして、上記内側リ ング状部３５が異形断面をもつポンプシャフト１６に外嵌されることにより、こ のポンプシャフト１６と一体にロータ３４全体が回転するようになっている。

【００２０】 上記外側リング状部３７には、これを半径方向に貫通する状態で複数枚（図例 では７枚）のベーン４０が等間隔で配され、各ベーン４０は上記半径方向に個別 に進退可能となっている。これらのベーン４０の内側であって、上記連結部３６ の左右両側の位置にはベーン突出しリング４２が設けられ、上記ロータ３４の回 転に伴い、各ベーン４０がこれらベーン４０自身の遠心力及び上記ベーン突出し リング４２の遠心力により径方向外側に突き出され、その外側端面が上記カムリ ング２６の内周面２７に摺接するようになっている。

【００２１】 上記カムリング２６の外周部であって、上記ロータ回転中心Ｏ₁を挾んでピポ ット部２８と反対側の位置には、径方向外側に突出部４６が突設されている。こ れに対し、サイドハウジング１０において上記突出部４６に対応する位置には凹 部４４が形成され、この凹部４４の内周面と突出部４６の外周面とが接触してい る。この接触部分と上記ピポット部２８とを境界として、カムリング２６外周面 とサイドハウジング１０内周面との間の空間が、一次圧力室４７と二次圧力室４ ８とに区画されている。

【００２２】 ここで、上記スプリング３２は二次圧力室４８側に設けられている。また、サ イドプレート１０の内周面において上記一次圧力室４７側から上記突出部４６に 臨む部分には段部２５が形成されており、通常は上記スプリング３２の弾発力に よりカムリング２６が上記段部２５に押し当てられている。

【００２３】 上記流体吐出溝２２において、ロータ回転方向（図１矢印Ａ方向）下流端から は、その回転方向に長溝２３が延設され、この長溝２３が二次圧力室４８内に開 口する位置まで至っている。そして、この二次圧力室４８内に、ポンプハウジン グ外部と通ずる流体吐出口２４が形成されており、一次圧力室４７内は上記流体 突出溝２２から以下のように隔離された状態となっている。

【００２４】 上記突出部４６の外周部には、その周方向に延びる第１カムリング側通路５０ が形成され、この第１カムリング側通路５０からカムリング２６内周面に至る領 域に細長の第２カムリング側通路５２が形成されている。ここで、上記第２カム リング側通路５２がカムリング２６内に開口する位置は、上記流体吐出溝２２の ロータ回転方向下流端に近い位置に設定されている。一方、サイドハウジング１ ０において上記凹部４４を囲む部分には、上記突出部４４の内周面から一次圧力 室４７に至るハウジング側通路５４が形成されている。

【００２５】 さらに、このポンプの特徴として、前後両プレート１２，１４において、上記 ロータ３４の内側リング状部３５と外側リング状部３７との間に面する部分の下 半部には、上記部分に向かって開口する円弧状のロータ連通溝６２が形成され、 このロータ連通溝６２が、サイドハウジング１０内とは隔離された連通路６４を 介して流体吸入溝２０に連通されている。この連通路６４は、上記両リング状部 ３５，３７間においてベーン突出しリング４２外周面と外側リング状部３７内周 面との間の空間３８がロータ回転方向に向かうに従って次第に狭くなる領域の最 終端近傍に開口し、しかも上記ロータ回転方向に沿って傾斜している。

【００２６】 なお、図２は図１のＡ−Ａ線断面図であるが、便宜上、上記連通路６４を適当 な位置に図示している。

【００２７】 次に、この可変容量型ベーンポンプの作用を説明する。

【００２８】 図１に示すような初期状態からカムリング２６内でポンプシャフト１６と一体 にロータ３４が回転駆動されると、このカムリング２６内に流体吸入口１９及び 流体吸入溝２０を通じて流体が吸入され、この流体は加圧された後に流体吐出溝 ２２、長溝２３、二次圧力室４８、及び流体吐出口２４を順次通ってポンプハウ ジング外に吐出される。

【００２９】 ここで、ロータ３４の単位時間当たりの回転数（以下、単に回転数と呼ぶ）が 低い領域では、この回転数の増大に伴って吐出流量が増大するが、この吐出流量 の増大に伴って流体吐出溝２２から長溝２３を通って二次圧力室４８に導入され るまでの流体の流れ抵抗が増大し、これにより、カムリング２６内において上記 長溝２３の直上流側領域での圧力が、二次圧力室４８内の圧力と比べて次第に高 くなる。従って、上記領域に通じている一次圧力室４７内の圧力も同様に上昇し 、この一次圧力室４７内の圧力と二次圧力室４８内の圧力との差圧に起因してカ ムリング２６に作用する力がスプリング３２の弾発力に打ち勝った時点でその力 の差に相当するだけカムリング２６をカムリング中心Ｏ₂とロータ回転中心Ｏ₁と の偏心量が減少する方向に揺動し、これによりポンプの押しのけ容積が減少し、 ロータ回転数の増大に伴って吐出流量が増大することが規制される。また、この カムリング２６の揺動に伴い、ハウジング側通路５４に対する第１カムリング側 通路５０の開口面積が次第に減少するので、これにより一次圧力室４７内の過度 の圧力上昇が抑制される。

【００３０】 このような運転時において、ロータ３４の外側リング状部３７は、フロントプ レート１２及びリアプレート１４の内周面と摺接しながら回転するが、両者の間 にはどうしても微小な隙間が生じるため、この流体が上記隙間を通じて外側リン グ状部３７外側のポンプ室から外側リング状部３７の内側に侵入する。一方、こ の外側リング状部３７内側の領域では、ベーン突出しリング４２が各ベーン４０ の径方向内側端部に接触しながらロータ３４に対して偏心した状態で収容されて いる。

【００３１】 ここで従来は、上記流体がベーン４０の回転によって掻き回されることにより 、ベーン突出しリング４２の外周面と外側リング状部３７内周面との間の空間３ ８が次第に狭くなる領域（図１では下方の領域）で次第に圧縮され、この圧縮の ためにポンプシャフト１６の駆動トルクが増大して動力が浪費される不都合が生 じるが、この実施例に示すポンプでは、フロントプレート１２及びリアプレート １４にロータ３４の外側リング状部３７内と流体吸入溝２０とを連通するロータ 連通溝６２及び連通路６４が形成されているので、これらロータ連通溝６２及び 連通路６４を通じて流体がロータ３４内から流体吸入路２０側に逃がされること により、この流体の昇圧が回避され、上記駆動トルクの上昇が効果的に抑制され る。

【００３２】 なお、本考案はこのような実施例に限定されるものでなく、例として次のよう な態様をとることも可能である。

【００３３】 (1) 上記実施例におけるロータ連通溝６２を省略し、連通路６４を直接外側リ ング状部３７の内側領域に開口させても流体の逃がしは可能である。ただし、上 記のようなロータ回転方向に延びるロータ連通溝６２を設けることにより、外側 リング状部３７内の流体をより広い領域にわたって効率よく回収し、逃がすこと ができる利点がある。

【００３４】 (2) 上記連通路６４の形成位置は、適宜すればよい。ただし、上記実施例のよ うに、ロータ３４内においてロータ突出しリング４２と外側リング状部３７との 間の空間３８がロータ回転方向に向かって次第に狭くなっていく領域、すなわち ベーン４０の回転に伴って流体が次第に圧縮されていく領域の終端に連通路６４ を開口させれば、流体が最も高圧まで圧縮される直前の個所から流体を逃がすこ とになり、より効果的に外側リング状部３７内の昇圧を抑えることができる利点 がある。

【００３５】 (3) 上記連通路６４の方向についても適宜設定すればよい。ただし、上記のよ うに連通路６４を上記ロータ回転方向に沿う向きに傾斜させれば、ベーン４０の 回転により掻き回される流体がその流線方向に沿ってそのまま連通路６４に導入 されるので、この流体をより円滑に流体吸入溝２０へ逃がすことができる利点が ある。

【００３６】 (4) 本考案において、ベーンの具体的な枚数は問わない。また、本考案は上記 カムリング２６が揺動するような可変容量型ベーンポンプに限らず、一般に用い られている定容量型ベーンポンプに適用しても上記と同様の効果を得ることがで きる。

【００３７】

【考案の効果】

以上のように本考案は、ポンプハウジング内で回転するロータ外周部の内側に ベーン突出しリングが設けられたベーンポンプにおいて、上記ポンプハウジング に、上記ロータの外周部と上記ベーン突出しリングとの間の空間を上記流体吸入 路に連通する連通路を設けたものであるので、上記空間に侵入した流体を上記連 通路を通じて適宜流体吸入路に逃がすことにより、この空間内で流体が高圧状態 まで圧縮されることを防ぐことができる。従って、この流体圧縮に起因するロー タ回転駆動必要動力の増大を抑え、これにより省エネルギ化を図ることができる 効果がある。

【００３８】 請求項２記載のベーンポンプでは、上記ポンプハウジングに、上記ロータ回転 方向に延び、上記ロータの外周部と上記ベーン突出しリングとの間の空間に開口 するロータ連通溝を形成し、このロータ連通溝に上記連通路を通じさせているの で、上記空間内の流体をより広い領域にわたって効率よく回収し、流体吸入路へ 逃がすことができる効果がある。

【００３９】 請求項３記載のベーンポンプでは、上記連通路が上記ロータの外周部と上記閉 弁突出しリングとの間の空間につながる位置を、この空間が上記ロータ回転方向 に向かうに従って小さくなる領域、すなわち空間内の流体がベーンの回転に伴っ て次第に圧縮される領域の終端近傍の位置に設定しているので、流体が最も高圧 となる直前の部分から流体吸入路へ流体を逃がすことにより、上記空間内の昇圧 をより効果的に抑制することができる。

【００４０】 また、請求項４記載のベーンポンプでは、上記連通路が上記ロータの回転半径 方向に対してロータ回転方向に沿う向きに傾斜しているため、ベーンの回転によ り上記空間内で掻き回された流体をその流線方向に沿ってそのまま連通路へ導入 することができ、上記流体をより円滑に流体吸入路へ逃がすことができる効果が ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例における可変容量型ベーンポ
ンプにおいてフロントプレートを取り除いた状態を示す
正面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】従来のベーンポンプの一例を示す正面図であ
る。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１０ サイドハウジング（ポンプハウジングを構成） １２ フロントプレート（ポンプハウジングを構成） １４ リアプレート（ポンプハウジングを構成） ２０ 流体吸入溝（流体吸入路） ２２ 流体吐出溝（流体吐出路） ２６ カムリング（ポンプハウジングを構成） ２７ カムリング内周面 ３４ ロータ ３７ 外側リング状部（ロータの外周部） ３８ 外側リング状部内周面とベーン突出しリング外周
面との間の空間 ４０ ベーン ４２ ベーン突出しリング ６２ ロータ連通溝 ６４ 連通路

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ室及びこれに通ずる流体吸入路及
   び流体吐出路をもつポンプハウジングと、上記ポンプ室
   内に設けられ、このポンプ室の中心に対して偏心した位
   置で回転駆動されるロータと、このロータの外周部にそ
   の半径方向に進退可能に設けられ、半径方向外側端部が
   上記カムリングの内周面に摺接しながらロータとともに
   回転する複数のベーンと、上記ロータの外周部内側に設
   けられ、各ベーンの内側端部に接触するベーン突出しリ
   ングとを備え、上記ロータの回転により、上記ベーン突
   出しリングが各ベーンを径方向外側に押し出すように構
   成されたベーンポンプにおいて、上記ポンプハウジング
   に、上記ロータの外周部と上記ベーン突出しリングとの
   間の空間を上記流体吸入路に連通する連通路を設けたこ
   とを特徴とするベーンポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のベーンポンプにおいて、
   上記ポンプハウジングに、上記ロータ回転方向に延び、
   上記ロータの外周部と上記ベーン突出しリングとの間の
   空間に開口するロータ連通溝を形成し、このロータ連通
   溝に上記連通路をつないだことを特徴とするベーンポン
   プ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のベーンポンプに
   おいて、上記連通路が上記ロータの外周部と上記ベーン
   突出しリングとの間の空間につながる位置を、この空間
   が上記ロータ回転方向に向かうに従って小さくなる領域
   の終端近傍の位置に設定したことを特徴とするベーンポ
   ンプ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のベーン
   ポンプにおいて、上記連通路を上記ロータの回転半径方
   向に対してロータ回転方向に沿う向きに傾斜させたこと
   を特徴とするベーンポンプ。