JPH0710483U - 油圧ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 起動時の安定な性能を確保すると共に吐出圧
力の脈動の低減と低騒音化を実現し、カムリングとベー
ンの摩耗を少なくして高い効率の得られる平衡型定吐出
油圧ベーンポンプを提供する。 【構成】 平衡型の定吐出油圧ベーンポンプにおいて、
吸い込み区間と吐出区間とのベーン背圧供給溝が互いに
独立しており、吐出区間のベーン背圧溝には自身の吐出
圧力が導かれ、吸い込み区間のベーン背圧溝には別のポ
ンプからの予め設定された圧力の圧油が導かれている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、平衡型の定吐出油圧ベーンポンプに関するものであり、特にその吐 出圧の脈動を低減するための改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

平衡型の定吐出油圧ベーンポンプにおいては、カムリングの内面に各ベーンの 先端を確実に接触させるためにベーンの押上が必要である。従来より、このベー ンの押上の機構は、ポンプの起動時にはベーン自重の遠心力による飛び出しであ り、その後の回転中は自己の吐出圧をベーン底部に作用させることにより達成し ている。

【０００３】 ベーン底部へ自己の吐出圧を作用させるやり方には各種の方式が知られている が、何れにせよポンプ起動時にはベーンを遠心力により飛び出させるため、起動 時の最低回転数をある程度以上に高くする必要があり、また作動油の粘度の影響 も受け易い。

【０００４】 また吸い込み区間では自己の吐出圧油の一部をベーンの押上に利用するので、 吸い込み区間のカムリングプロファイルの形状に従って吐出量の数％以下とはい えポンプ吐出流量が変動し、圧力の脈動で作動騒音が生じる。

【０００５】 この吸い込み区間では、ベーンの底部に高圧の自己吐出圧が作用し、一方、ベ ーン先端では低圧の吸い込み圧となるため、ベーンの両端で力のバランスが崩れ た状態となっている。このため、ベーン先端におけるカムリングとの摩擦力が大 きくなり、効率が低下すると共に、カムリングとベーンが共に摩耗しやすく、そ れらに高級材料を使用することが余儀なくされている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 従って、本考案の課題は、かかる従来技術の問題点を解決して起動時の安定な 性能を確保すると共に吐出圧力の脈動の低減と低騒音化を実現し、カムリングと ベーンの摩耗を少なくして高い効率の得られる平衡型定吐出油圧ベーンポンプを 提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

請求項１に記載の本考案による平衡型の定吐出油圧ベーンポンプでは、回転軸 によって駆動されるロータによりカムリング内で周回するベーンをベーン背圧溝 から各ベーンの基部に作用される圧油圧力によってカムリングに向けて押し上げ るようにした平衡型の定吐出油圧ベーンポンプにおいて、周回するベーン間に形 成されるポンプ室が吸い込みポートに通じる吸い込み区間のための独立した第１ のベーン背圧溝と、周回するベーン間に形成されるポンプ室が吐出ポートに通じ る吐出区間のための独立した第２のベーン背圧溝と、前記回転軸によって駆動さ れることにより前記吸い込みポート側の圧油を吸い込んで吐出圧油を前記第１の ベーン背圧溝に供給する補助ポンプと、前記補助ポンプの吐出圧を制御する圧力 制御弁と、前記第２のベーン背圧溝に前記吐出ポートからの吐出圧油の一部を導 く通路手段とを備えたことを特徴とするものである。

【０００８】 また請求項２に記載の考案による平衡型の定吐出油圧ベーンポンプでは、請求 項１のベーンポンプにおいて、吸い込み区間と吐出区間との間の圧力遷移区間で 生じるベーン間の閉じ込みポンプ室内に前記補助ポンプからの吐出圧油を供給す る開口を更に備えたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

本考案では、平衡型定吐出油圧ベーンポンプの吸い込み区間と吐出区間とのベ ーン背圧溝が互いに独立しており、吐出区間のベーン背圧溝には自身の吐出圧力 が導かれ、吸い込み区間のベーン背圧溝には共通の回転軸で駆動される例えば内 蔵の補助ポンプからの圧油が圧力制御弁により制御された圧力で導かれる。これ により、本考案の油圧ベーンポンプでは、吸い込み区間におけるベーンの押上は 自己の吐出圧で行わずに、共通の回転軸で駆動される補助ポンプからの吐出圧油 をその圧力を制御しながら供給することにより行う。

【００１０】 平衡型定吐出ベーンポンプのカムリングプロファイルは、吸い込み区間から吐 出区間に達する間に長径真円区間があり、また吐出区間から吸い込み区間に達す る間に短径真円区間がある。各真円区間は、ベーンによって吐出ポートと吸い込 みポートとを遮断するためのものであり、短径真円区間から長径真円区間に到る 間の吸い込み区間ではベーンがカムリングプロファイルに従って押し上げられ、 長径真円区間から短径真円区間に到る間の吐出区間では逆にベーンがカムリング プロファイルに従って押し下げられる。

【００１１】 本考案によれば、吸い込み区間のベーン背圧溝とは独立して吐出区間のベーン 背圧溝が自己の吐出ポートに連通しているので、吐出区間においてカムリングプ ロファイルによりベーンが押し下げられるということはベーン底部でも吐出作用 があるということであり、従ってベーンの厚みや吐出区間のカムリングプロファ イルに関係なく一定の吐出量が得られることになる。

【００１２】 また吸い込み区間では、自己の吐出圧油ではなく、回転軸によって共通に駆動 される内蔵補助ポンプからの吐出圧油が制御された圧力でベーン背圧溝に供給さ れているので、起動時の遠心力によるベーンの押し上げに比べて常に安定した起 動特性を得ることができ、またこの制御された圧力を、例えばポンプ吐出圧と一 定の関係となるように、或いは常にを適切に選ぶことによりベーンのカムリング への押付力を必要最低限に小さくすることができると共に、ベーン先端の摩擦力 を低下させて効率を良好に保ち、カムリングやベーンの摩耗も低減して高級材料 を用いなくても長寿命化することができる。

【００１３】 油圧ベーンポンプに使用される作動油は理想的な非圧縮性流体ではなく、実際 には長径真円区間でベーン間に閉じ込められた作動油が吸い込みポート側の低圧 から吐出ポート側の高圧へと遷移してゆくためには或る圧縮量が必要である。

【００１４】 請求項２による考案においては、この圧縮量を吐出ポート側から供給するので はなく、前記別のポンプから供給するので、結果的に吐出量には圧縮量の影響も 現れることがない。但しこの場合、前記別のポンプからの供給圧力の設定はベー ンポンプの吐出圧と同じとする。

【００１５】

【実施例】

図１に本考案の一実施例の構成を示す。図において、ベーンポンプ本体はカム リング１内にロータ２を配置して該ロータ２に等間隔にベーン３を取り付け、回 転軸１０によってロータを回転駆動するようにした平衡型定吐出ポンプを構成し ている。カムリング内のポンプ室を端面で閉鎖する端板には一対の吸い込みポー ト４と一対の吐出ポート５が対角線上に設けられ、また吸い込み区間における各 ベーンの底部８に圧油を導入する一対のベーン背圧溝６と、吐出区間における各 ベーンの底部８に圧油を導入する一対のベーン背圧溝７とが互いに独立して設け られている。

【００１６】 吸い込み区間における各ベーンの底部に圧油を導入する一対のベーン背圧溝６ には、回転軸１０と共に共通の駆動原動機（図示せず）によって回転駆動される 内蔵の補助ポンプ２０からの吐出圧油が通路１２を介して圧力制御弁２１により 制御された圧力で導入されており、他方、吐出区間における各ベーンの底部に圧 油を導入する一対のベーン背圧溝７には、吐出ポート５から自己の吐出圧油が導 入されている。この補助ポンプ２０は、例えばベンーンポンプ本体の端部に組み 込んだギヤポンプ等によって構成することができる。

【００１７】 また、長径真円区間でベーン間に閉じ込められた作動油が吸い込みポート側の 低圧から吐出ポート側の高圧へと遷移してゆく圧力遷移区間には、該圧力遷移区 間で生じるベーン間の閉じ込み室内に前記補助ポンプ２０からの吐出圧油を供給 する開口９が設けられている。

【００１８】 図１に示した補助ポンプ２０による供給量は、ベーン３のリフト量により使用 される油量より若干多目となるように設定し、その圧力を制御する圧力制御弁２ １は、図２に幾つかの例の模式構造およびそのベーンポンプの吐出圧力に対する 圧力制御特性を示すように、目的に応じて種々の構造および特性のものを用いる ことができる。

【００１９】 図２Ａに示すものは、ベーンポンプの吐出ポート５からの圧力をパイロット圧 力として補助ポンプ２０の吐出圧を制御するパイロットリリーフ付圧力制御弁で あり、パイロットリリーフ弁２２によってパイロット圧を或るバネ設定圧でタン クラインへ放出することによりベーンポンプの吐出圧に対して補助ポンプの吐出 圧を折れ線状に追従変化させるものである。この図２Ａに示す圧力制御弁は、主 にポンプ始動時のベーン押上不足の改善と吸い込み区間でのベーン押上力過剰に よる摩耗防止（高効率化）とを目的とする場合に組み込まれる。

【００２０】 図２Ｂに示すものは、補助ポンプ２０の吐出圧を主弁体２３の貫通孔２４から パイロットリリーフ弁２５に導いて、ベーンポンプの吐出圧とは無関係にパイロ ットリリーフ弁２５のばね設定圧で定まる一定圧力に補助ポンプ２０の吐出圧を 制御するものである。この制御弁もポンプ始動時の対策と吸い込み区間での摩耗 対策に有効であり、また用途によってベーンポンプの吐出圧よりも補助ポンプの 吐出圧の方が低圧設定であれば、構造上はパイロットリリーフ弁２５を省いて直 動型リリーフ弁にしてもよい。

【００２１】 図２Ｃに示すものは、主に吐出圧の脈動低減を目的とする場合に組み込まれる ものであり、この場合は、吸い込みポートと吐出ポートとの間の圧力遷移区間で 形成されるベーン間の閉じ込み室内の圧力をベーンポンプ吐出圧まで上げる必要 があるので、補助ポンプ２０の吐出圧はベーンポンプの吐出圧と常に同じになる ように制御される。これに付随してポンプ始動時のベーン押上不足も改善される が、作動中のベーン押上力はさほど改善されない。

【００２２】 図２Ｄに示すものは、図２Ａ及び２Ｂに示したものと図２Ｃに示したものとの 中間的な機能を持たせる場合に組み込まれるものであり、ベーンポンプの吐出圧 に対して或る比例関係で補助ポンプ２０の吐出圧を制御するものである。

【００２３】 図１において、原動機によって回転軸１０と補助ポンプ２０を駆動すると、ロ ータ２が回転する一方で補助ポンプ２０からの吐出圧油が吸い込み区間のベーン 背圧溝６に導入され、これによりこの区間のベーン３が適度な力でカムリング１ に押しつけられた状態となってロータ２の回転で移動することになる。

【００２４】 図３に吸い込み区間から吐出区間に渡るカムリングプロファイルとベーン移動 の展開図を、また図４に吸い込みポート４と吐出ポート５との間のベーン間の閉 じ込み室の形成の様子を示す。

【００２５】 吸い込み区間においてベーン３は背圧溝６に補助ポンプ２０から供給された制 御された圧力により押し上げられ、先端をカムリングに接した状態で吸い込み動 作を行う。ベーン３のリフトに応じたベーン背圧溝６への圧油の供給は補助ポン プ２０から行われ、自己の吐出量には無関係である。

【００２６】 吸い込みポート４と吐出ポート５との間の圧力遷移区間ではベーン間の閉じ込 み室に対して開口９から圧縮量のための圧油が補給され、これも補助ポンプ２０ から供給が行われるので、自己の吐出量には無関係である。

【００２７】 吐出区間ではベーン３がカムリング１のプロファイルによって押し下げられ、 それによってベーン背圧溝７からも吐出ポート５に圧油が吐出される。従って吐 出量の脈動は発生することがなく、作動音も極めて静かなものとなる。

【００２８】

【考案の効果】

以上に述べたように、本考案によれば、吸い込み区間において自己の吐出圧油 ではなく別のポンプからの吐出圧油を制御してベーン背圧溝に供給したので、起 動時の遠心力によるベーンの押し上げに比べて常に安定した起動特性を得ること ができ、またこの制御された圧力を適切に選ぶことによりベーンのカムリングへ の押付力を必要最低限に小さくすることができると共に、ベーン先端の摩擦力を 低下させて効率を良好に保ち、カムリングやベーンの摩耗も低減して高級材料を 用いなくても長寿命化することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る平衡型の定吐出油圧ベ
ーンポンプの構成を示す説明図である。

【図２】Ａ〜Ｄ図はそれぞれ補助ポンプの吐出圧力を制
御する圧力制御弁の模式的な構造例と圧力制御特性の幾
つかの例を示す説明図である。

【図３】吸い込み区間から吐出区間に渡るカムリングプ
ロファイルとベーン移動の展開図である。

【図４】吸い込みポートと吐出ポートとの間のベーン間
の閉じ込み室の形成の様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１：カムリング ２：ロータ ３：ベーン ４：吸い込みポート ５：吐出ポート ６：ベーン背圧溝（吸い込み区間） ７：ベーン背圧溝（吐出区間） ８：ベーン底部室 ９：開口 １０：回転軸 ２０：補助ポンプ（別のポンプ） ２１：圧力制御弁

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸によって駆動されるロータにより
   カムリング内で周回するベーンをベーン背圧溝から各ベ
   ーンの基部に作用される圧油圧力によってカムリングに
   向けて押し上げるようにした平衡型の定吐出油圧ベーン
   ポンプにおいて、 周回するベーン間に形成されるポンプ室が吸い込みポー
   トに通じる吸い込み区間のための独立した第１のベーン
   背圧溝と、 周回するベーン間に形成されるポンプ室が吐出ポートに
   通じる吐出区間のための独立した第２のベーン背圧溝
   と、 前記回転軸によって駆動されることにより前記吸い込み
   ポート側の圧油を吸い込んで吐出圧油を前記第１のベー
   ン背圧溝に供給する補助ポンプと、 前記補助ポンプの吐出圧を制御する圧力制御弁と、 前記第２のベーン背圧溝に前記吐出ポートからの吐出圧
   油の一部を導く通路手段、 とを備えたことを特徴とする油圧ベーンポンプ。
2. 【請求項２】 吸い込み区間と吐出区間との間の圧力遷
   移区間で生じるベーン間の閉じ込みポンプ室内に前記補
   助ポンプからの吐出圧油を供給する開口を更に備えたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の油圧ベーンポンプ。