JPH07139476A

JPH07139476A - 内歯式ベーンポンプ

Info

Publication number: JPH07139476A
Application number: JP28942293A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ikeda; 賢次池田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、内歯式ベーンポンプに関し、バッ
クプレッシャの調整による吐出圧制御を適性に行なえる
ようにし、ポンプの効率向上を実現できるようにするこ
とを目的とする。【構成】リング部材６と、回転しうるロータ３とから
なり、リング部材６とロータ３との間に空間３１が形成
され、この空間３１を複数に仕切るベーン５と、この空
間３１内へ作動油を吸入させる吸入路３４と、昇圧油を
吐出させる吐出路３５と、上記空間３１と吸入路３４，
吐出路３５とを連通する吸入・吐出ポート３３と、空間
３１内の圧力状態に応じて、吸入・吐出ポート３３を吸
入路３４と吐出路３５とのいずれかに連通させる切換機
構３７とを設け、ベーン５をロータ３の外周面に当接可
能にそなえ、ロータ３の外周面が半径方向に不均一な歪
みを有し、ベーン５の先端部をロータ３に当接させる押
上機構４１をそなえ、この押上機構４１が油圧室３ｃと
作動油圧調整手段４０とからなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車や工作機械等の
油圧機械に用いて好適の、内歯式ベーンポンプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車や油圧機械等の油圧装置等に種々
のベーンポンプが用いられているが、このうち、可変容
量型のベーンポンプの概略構成を図３に示す。このベー
ンポンプは、従来のこの種のベーンポンプの課題であっ
たポンプ自体の大型化、複雑化や、カムリングの周囲の
隙間からの作動油の洩れ等を抑制すべく、実開平４−１
０３２７８号公報において、開示されたものである。

【０００３】このベーンポンプは、図３に示すように、
ポンプ１の中心にはロータ３が配設されている。このロ
ータ３は、ケーシング４に図示しないベアリングとシー
ル部材とによって回転自在、且つ液密に軸支されてい
る。そして、ロータ３は、ドライブシャフト２に駆動さ
れて時計回り方向に回転するようになっている。一方、
ロータ３を等分割する円周上の６か所には、ロータ３を
軸方向に貫通する溝部（又は、スロットという）６０が
放射状に形成されている。

【０００４】これら６か所の溝部６０には、ベーン５が
ロータ３の半径方向に摺動自在に、且つ液密にそれぞれ
嵌挿されている。また、ロータ３の軸方向の長さ（図３
中、紙面の奥行き方向）はベーン５の軸方向の長さＬＦ
と同一である。また、上述したロータ３とベーン５とを
収納するケーシング４には、カムリング６が固定されて
おり、各ベーン５がこのカムリング６の内周面を摺動す
ることにより、ポンプ１の昇圧室が形成される。

【０００５】カムリング６は、その中心がロータ３の回
転中心から所定距離ＬＡだけ上方に偏心した位置に配設
されている。そして、ロータ３は、ロータ３とカムリン
グ６の最下点（摺接点）Ｃとの距離が最短の時に、略摺
接するように回転する。また、図４に示すように、ベー
ン５の高さＬＢは、上述したカムリング６の偏心量ＬＡ
の２倍よりも十分に大に、又、溝部６０の溝深さＬＣ
は、ベーン５の高さＬＢよりも十分に大に設定されてい
る。したがって、各ベーン５がカムリング６の内周面を
摺接しつつ回転すると、ベーン５は、溝部６０から脱落
することなく溝部６０内を摺動するとともに、ベーン５
と溝部６０の底部との間には、常に空間、即ち油圧室６
１が形成される。

【０００６】一方、ケーシング４において、ベーン５の
側壁が摺接する摺接面には、作動油を吸入するための吸
入ポート７と、加圧された作動油を吐出するための吐出
ポート８とが配設されている。また、ポンプ１の吐出ポ
ート８は、作動油を圧力ラインに油送するオイル管９に
連通している。そして、オイル管９には、作動油の吐出
圧Ｐ₁を検出するための圧力ポート１０が配設されてい
る。

【０００７】他方、上述した油圧室６１が摺接するケー
シング４の摺接面には、全周にわたり与圧溝１１が形成
され、油圧室６１とこの与圧溝１１とが連通している。
したがって、与圧溝１１に油圧を加えると、回転するそ
れぞれの油圧室６１を介してそれぞれのベーン５をカム
リング６側へ押圧する支持力Ｆ₁を発生させる。また、
与圧溝１１は、ケーシング４内を貫通する油路１２によ
ってケーシング４の外部に配設されている制御ポート１
３に連通している。

【０００８】そして、上述したロータ３と各ベーン５と
は、図示しないカバーによりケーシング４内に液密に収
容される。また、上述したベーン５の先端は、図４に示
されるように、傾斜面を有しており、稜線Ｍを境にし
て、傾斜面の高圧室側の面５ａと低圧室側の面５ｂとが
形成されている。また、ベーン５の先端の稜線Ｍは、高
圧室側及び低圧室側のそれぞれの厚さＬＤ，ＬＥが所定
比、例えば、２：１等になるような位置に設定されてい
る。ここで、ＬＤないしはＬＥは零ではない。

【０００９】そこで、上述した吐出ポート８の位置にま
で回転してきたベーン５の基端面５ｃとベーン５の低圧
室側の先端面５ｂとに加わる油圧をそれぞれＰ₂（制御
圧），Ｐ₃とし、叉、油圧によりベーン５をロータ３側
へ押圧する支持力をＦ₂とすれば、次式（１），（２）
が成立する。Ｆ₁＝Ｐ₂・（ＬＤ＋ＬＥ）・ＬＦ・・・・・・（１）Ｆ₂＝（Ｐ₁・ＬＤ＋Ｐ₃・ＬＥ）・ＬＦ・・・（２）ここで、Ｆ₁はベーン５をカムリング６側へ押圧する支
持力、ＬＤはベーン５の先端傾斜部の高圧室側の厚さ、
ＬＥはベーン５の先端傾斜部の低圧室側の厚さ、ＬＦは
ベーン５の軸方向の長さである。

【００１０】すなわち、Ｐ₁＞Ｐ₃であるため、制御圧
Ｐ₂を変化させることにより、ベーン５に加わる２つの
支持力Ｆ₁，Ｆ₂の大小関係を変化させることができ
る。具体的には、制御圧Ｐ₂を大にしてＦ₁＞Ｆ₂とす
ればベーン５はカムリング６側へ移動してカムリング６
に当接する。また、Ｐ₂を小としてＦ₁＜Ｆ₂とすれ
ば、ベーン５はロータ３側へ移動してカムリング６から
離隔し、ベーン５とカムリング６との間で隙間を形成す
る。

【００１１】また、図３に示すように、ポンプ１の外部
にはパイロット調圧弁２０が配設されている。このパイ
ロット調圧弁２０には、口径の異なる２個のランド２０
ａ，２０ｂを同軸上に配設したスプール２０ｉが内設さ
れている。そして、大口径のランド２０ａの外端面側に
はパイロットポート２０ｃが、また、小口径のランド２
０ｂの外端面側にはパイロットポート２０ｅとスプール
２０ｉを図示上側へ付勢するコイルばね２０ｄとがそれ
ぞれ配設されている。

【００１２】また、上述した２つのランド２０ａ，２０
ｂの間には、ランド２０ｂによって開閉される圧力ポー
ト２０ｆと、常開の圧力ポート２０ｇと、ランド２０ａ
により開閉されるともに、開弁時にランド２０ａにより
その開口面積を変化させて作動油の排出量を変化させる
ことができるドレインポート２０ｈとが、ランド２０ｂ
側より順次配設されている。

【００１３】そして、上述したポンプ１の圧力ポート１
０とパイロット調圧弁２０の圧力ポート２０ｆとが油路
２１により接続されている。また、油路２１には第１オ
リフィス２２が配設されている。第１オリフィス２２の
下流の油路２１から分岐された油路２３は、第２オリフ
ィス２４を介して２つのパイロットポート２０ｃ，２０
ｅにそれぞれ接続されるとともに、後述する電磁式ソレ
ノイド弁２６の入口にも接続されている。第２オリフィ
ス２４のオリフィス口径は、第１オリフィス２２のそれ
と比べ小に設定されている。

【００１４】常閉型の電磁式ソレノイド弁２６は、後述
するコントローラ２５に接続されており、ソレノイド弁
２６の出口からドレインされたオイルはタンク２６ａへ
リターンされる。また、パイロット調圧弁２０のドレイ
ンポート２０ｈがやはりタンク２６ａへ接続されてい
る。また、第１オリフィス２２の下流で油路２１から分
岐したもう一方の油路２７は、第３オリフィス２８を介
して上述したポンプ１の制御ポート１３とパイロット調
圧弁２０の圧力ポート２０ｇとにそれぞれ接続されてい
る。第３オリフィス２８のオリフィス口径は第１オリフ
ィス２２のそれより小で、且つ、第２オリフィス２４の
それより大に設定されている。

【００１５】また、第３オリフィス２８とポンプ１の制
御ポート１３との間の油路２７には、オイルの脈動を抑
制するためのアキュームレータ２９が配設されている。
コントローラ２５には、ポンプ１の吐出圧Ｐ₁を検出す
るための圧力センサ３０が接続されており、ポンプ１の
吐出圧Ｐ₁をコントローラ２５にフィードバックしてい
る。

【００１６】そして、コントローラ２５は、車両の運転
状態等に応じてソレノイド弁２６をデューティ（Ｄｕｔ
ｙ）制御して、その弁開度を０％から１００％にまで任
意に変化させる。これにより、作動油の吐出圧Ｐ₁を変
化させ作動油の吐出量を制御する。次に、このようなベ
ーンポンプの作動について説明すると、まず、ポンプ１
の吐出量、すなわち、吐出圧Ｐ₁が最大のとき、コント
ローラ２５は上述したソレノイド弁２６を完全に閉弁
し、その弁開度を０％とする。

【００１７】これにより、パイロット調圧弁２０の２つ
のパイロットポート２０ｃ，２０ｅの油圧は、共にその
ときのポンプ１の吐出圧Ｐ₁と同圧にまで上昇してい
る。このため、２個のランド２０ａ，２０ｂの受圧面積
の差により、スプール２０ｉはコイルばね２０ｄの力に
抗して図示下端位置へ移動する。このとき、圧力ポート
２０ｆは開弁するとともに、ドレインポート２０ｈは完
全に閉弁している。つまり、２つの圧力ポート２０ｆと
２０ｇとが連通しているので、ベーン５の基端部にかか
る制御圧Ｐ₂は吐出圧Ｐ₁と同圧である。

【００１８】この結果、吐出ポート８の位置に到達した
ベーン５の基端部をカムリング６側へ押圧する支持力Ｆ
₁は、ベーン５の先端部をロータ３側へ押圧する支持力
Ｆ₂により大となるため、ベーン５はカムリング６に当
接しながらロータ３により回動される。そして、このた
めベーン５の先端部において、高圧側から低圧側に洩れ
る（移動する）作動油量は略零となり、ポンプ１は最大
圧Ｐｍａｘ．で作動油を吐出する。

【００１９】また、コントローラ２５により、ソレノイ
ド弁２６が、その開弁度を除々に増加するようにデュー
ティ制御されると、これに対応して作動油がソレノイド
弁２６の出口からタンク２６ａにドレインされる。この
ため、パイロット調圧弁２０の２つのパイロットポート
２０ｃ，２０ｅの油圧が、第１オリフィス２２と第２オ
リフィス２４との作用により除々に低下する。

【００２０】この結果、スプール２０ｉがコイルばね２
０ｄのばね力によって上端位置側へ移動する。そして、
圧力ポート２０ｆがランド２０ｂにより閉弁されると同
時に、ランド２０ａにより閉弁されていたドレインポー
ト２０ｈが開弁し始め、圧力ポート２０ｇとドレインポ
ート２０ｈとが連通する。ドレインポート２０ｈから
は、ドレインポート２０ｈの開口面積に応じたオイルが
ドレインされる。

【００２１】このため、吐出圧Ｐ₁は第１オリフィス２
２と第３オリフィス２８との作用により降圧し、この降
圧した油圧が制御圧Ｐ₂としてポンプ１の制御ポート１
３に加わる。そして、吐出ポート８の位置に到達したベ
ーン５の基端部の支持力Ｆ₁が先端部の支持力Ｆ₂より
小になると、ベーン５がカムリング６の壁面から離隔し
て、ベーン５の先端部を介して高圧室側から低圧室側に
移動するオイル量が増加し、吐出圧Ｐ₁が低下する。

【００２２】これにより、吐出圧Ｐ₁の低下にともなっ
て支持力Ｆ₂が減少し、Ｆ₁とＦ₂とが等しくなった位
置でベーン５が保持される。これにより吐出圧Ｐ₁は上
述した最大圧Ｐｍａｘ．より小となり、ポンプ１の吐出
量も低下する。そして、コントローラ２５がソレノイド
弁２６の弁開度をさらに増加させると、同様にして吐出
圧Ｐ₁が引き続き低下して、吐出量も減少する。

【００２３】また、コントローラ２５により、ソレノイ
ド弁２６の弁開度が減少するようにソレノイド弁２６が
制御されれば、上述とは逆に作用して、吐出圧Ｐ₁を最
大圧Ｐｍａｘ．までの任意の値にまで上昇させることが
できる。このようなベーンポンプは、上述の例のみなら
ず、例えば１個の円形のロータと長円形のカムリングと
１８０°対称の位置に２個の吸入ポート，昇圧室および
吐出ポートとをそれぞれ配設した平衡形のベーンポンプ
等に対しても適用できることは勿論である。

【００２４】そして、このように構成されたベーンポン
プであれば、ポンプ１の吐出量を任意に変化させること
ができ、さらに、ポンプ１本体の小型化と、構造の簡略
化を図ることができるのである。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うなベーンポンプでは、ベーン５がロータ３に設けら
れ、ロータ３側に形成された油圧室６１への作動油圧を
制御することにより吐出圧Ｐ₁が調整される。しかしな
がら、このようなベーンポンプでは、ロータ３の回転に
よる遠心力にともなって、油圧室６０の油圧（バックプ
レッシャ）が変化してしまいベーン５の押圧力が安定し
ないという課題がある。

【００２６】例えば、図５のグラフの実線に示すよう
に、ポンプの回転数に対して、吐出圧を一定に保つ場合
は、油圧室６０のバックプレッシャを一定にして、ベー
ン５の押圧力を一定にする必要がある。ところが、ロー
タ３の回転数の上昇にともなって、この油圧室６１に作
用する遠心力が大きくなって、油圧室６１の作動油自体
が、遠心力によってロータ３の径方向外側に作用してし
まう。これにより、バックプレッシャが大きくなってし
まい、吐出圧が高くなり、安定した吐出圧が得られなく
なってしまう。

【００２７】また、従来のベーンポンプでは、密閉され
た容積を変化させて容積内の流体圧を高めているので、
この時、いわゆる閉じ込め圧が発生し、これが、このベ
ーンポンプの作動に対する抵抗力として大きくはたらい
て、ポンプの全高効率化の低下を招き易いという課題が
ある。本発明は、このような課題に鑑み創案されたもの
で、ベーンへのバックプレッシャがロータの回転数（回
転速度）に影響されることのないようにして、バックプ
レッシャの調整による吐出圧制御を適性に行なえるよう
にし、さらには、ポンプの効率向上を実現できるように
した、内歯式ベーンポンプを提供することを目的とす
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の内歯
式ベーンポンプは、回転しないように固定されたリング
部材と、該リング部材内にそなえられ該リング部材に対
して相対回転しうるロータとからなり、該リング部材の
内周面と該ロータの外周面との間に空間が形成されると
ともに、該空間を複数に仕切るベーンと、該ベーンで仕
切られた空間内へ作動油を吸入させる吸入路と、昇圧状
態となった該空間内から昇圧油を外部へ吐出させる吐出
路と、該ベーンで仕切られた空間と該吸入路及び該吐出
路とを連通する吸入・吐出ポートと、該吸入・吐出ポー
トと該吸入路及び該吐出路との間に設けられて該ベーン
で仕切られた空間内の圧力状態に応じて、該吸入・吐出
ポートを該吸入路と該吐出路とのいずれか一方に連通さ
せる切換機構とが設けられ、該ベーンが該リング部材に
形成された溝にその先端部を該ロータの外周面に当接さ
せることができるように突出自在にそなえられ、該ロー
タの外周面が半径方向に不均一な歪みを有し、該ベーン
の先端部を該ロータの外周面に常時当接させるための押
上機構をそなえるとともに、該押上機構が該ベーンの後
端側に形成された油圧室と該油圧室内の作動油圧を調整
する作動油圧調整手段とから構成されていることを特徴
としている。

【００２９】

【作用】上述の本発明の内歯式ベーンポンプでは、リン
グ部材に形成された溝にそなえられたベーンにより、ロ
ータとリング部材との間の空間が複数に仕切られる。ま
た、リング部材に形成された溝に突出自在にそなえられ
た各ベーンは、その先端部がロータの外周面に摺接して
いる。

【００３０】これらのベーンは、各ベーンの後端側に形
成された油圧室とこの油圧室内の作動油圧を調整する作
動油圧調整手段とから構成された押上機構によって、そ
の先端部がロータの外周面に当接している。そして、上
述のロータが、リング部材に対して相対回転すると、ベ
ーンにより仕切られた各空間の容積が変化する。

【００３１】また、吸入・吐出ポートと吸入路及び吐出
路との間に設けられた切換機構により、各ベーンで仕切
られた空間内の圧力状態に応じて、吸入・吐出ポートが
吸入路と吐出路とのいずれか一方に連通する。そして、
ベーンで仕切られた空間の容積が増加している時は、そ
の空間が降圧状態となり、吸入・吐出ポートが吸入路と
連通して上述の空間に作動油が吸入される。そして、空
間の容積が減少している時は、その空間が昇圧状態とな
り、吸入・吐出ポートが吐出と連通して高圧に加圧され
た作動油が吐出ポートを介して、吐出路から吐出され
る。

【００３２】この時、ベーンがそなえられたリング部材
は、回転運動をしないので、各ベーンの後端側に形成さ
れた油圧室に供給される作動油圧に遠心力が作用せず、
ベーンには安定した油圧が作用する。

【００３３】

【実施例】以下、図面により、本発明の一実施例として
の内歯式ベーンポンプについて説明すと、図１はその全
体構成を示す模式的な断面図、図２はその作用を説明す
るための模式図であって（ａ）〜（ｈ）はそれぞれポン
プのロータの回転状態を４５°の各位相毎にその作動状
態を示す模式図である。

【００３４】まず、図１に示すように、ポンプ１の中心
にはロータ３が配設され、その周囲には、リング部材と
してのカムリング６が設けられている。このロータ３
は、図示しないベアリングとシール部材とによってカム
リング６の中心と同軸上に回転自在、且つ液密に軸支さ
れており、外部から回転駆動力を入力されて時計回りに
回転するようになっている。

【００３５】また、カムリング６の内周は、真円形状で
あって、ロータ３の形状は、例えば図に示すような略楕
円形に形成されている。そして、このロータ３の一部が
常にカムリング６に略摺接するように設定されている。
なお、このような摺接点を図１中、Ａ，Ｂで示す。そし
て、カムリング６の内周面には、この内周面を６等分す
るような溝部（又はスロットという）６０が放射状に形
成されており、これらの各溝部６０には、ベーン５が液
密にそれぞれ嵌挿されている。

【００３６】また、ベーン５は、ロータ３が回転したと
きに、溝部６０から脱落することなく溝部６０内を摺動
できるように形成されている。さらに、このポンプ１に
は、ベーン５の先端部をロータ３の外周面に常時当接さ
せるための押上機構４１が設けられている。つまり、ベ
ーン５と溝部６０の底部との間には、油圧室６１が形成
されており、この油圧室６１には、カムリング６内に形
成された与圧溝１１が接続している。一方、この与圧溝
１１には、後述する作動油圧調整手段４０が接続されて
おり、上述の押上機構４１は、この作動油圧調整手段４
０と油圧室６１と与圧溝１１とから構成されている。

【００３７】そして、この作動油圧調整手段４０によ
り、油圧室６１へ供給される作動油の油圧が調整される
ようになっているのである。さらに、図示はしないが、
この油圧室６１には、押上機構４１とは別に、ベーン５
をロータ３に付勢するリターンスプリングが設けられて
おり、ベーン５が常時、ロータ３に摺接するようになっ
ている。

【００３８】また、カムリング６とロータ３との間の空
間３１は、ベーン５によって仕切られており、これによ
りこの空間３１には、６つの室３２が形成されている。
そして、これらの室３２は、ロータ３の回転状態によっ
て、後述する降圧状態と昇圧状態とを交互に繰り返すよ
うになっている。ところで、各室３２には、作動油を吸
入したり、高圧に加圧された作動油を吐出するための吸
入・吐出ポート３３が設けられている。この吸入・吐出
ポート３３は、吸入路３４及び吐出路３５とに接続され
ており、切換機構３７により、吸入・吐出ポート３３が
吸入路３４と吐出路３５とのどちらか一方と接続するよ
うになっている。

【００３９】この切換機構３７について説明すると、図
１に示すように、吸入路３４と吸入・吐出ポート３３と
の接続部分には、吸入路３４からポート３３への一方向
にのみ作動油が通過可能なチェックボール３８が設けら
れるとともに、吐出路３５と吸入・吐出ポート３３との
接続部分には、ポート３３から吐出路３５への一方向に
のみ作動油が通過可能な、チェックボール３９が設けら
れている。

【００４０】これにより、６つの室３２のうち、ロータ
３が回転することよりその容積が増加中の降圧状態にお
いては、この室３２内が負圧になり、これによりチェッ
クボール３８が開いて、吸入路３４から作動油が室３２
に流入する。また、この時、もう一方では、チェックボ
ール３９が吐出路３５を閉塞して、吐出路３５から作動
油が流出しないようになっている。

【００４１】また、その容積が減少中の昇圧状態の室３
２においては、この室３２内の作動油が高圧に加圧され
ることにより、チェックボール３９が移動して吐出路３
５を開いて、室３２からポート３３を介して吐出路３５
へ作動油が吐出される。この時、もう一方では、チェッ
クボール３８が吸入路３５を閉塞して、高圧の作動油が
吸入路３５に流入するのを防止するようになっている。

【００４２】ところで、上述の作動油圧調整手段４０に
ついて説明すると、本実施例では、作動油圧調整手段４
０は実開平４−１０３２７８号公報に開示された油圧系
と同様（図３参照）に構成されている。つまり、ポンプ
１の外部にはパイロット調圧弁２０が配設されており、
このパイロット調圧弁２０には、口径の異なる２個のラ
ンド２０ａ，２０ｂを同軸上に配設したスプール２０ｉ
が内設されている。そして、大口径のランド２０ａの外
端面側にはパイロットポート２０ｃが、また、小口径の
ランド２０ｂの外端面側にはパイロットポート２０ｅと
スプール２０ｉを図示上側へ付勢するコイルばね２０ｄ
とがそれぞれ配設されている。

【００４３】また、上述した２つのランド２０ａ，２０
ｂの間には、ランド２０ｂによって開閉される圧力ポー
ト２０ｆと、常開の圧力ポート２０ｇと、ランド２０ａ
により開閉されるともに、開弁時にランド２０ａにより
その開口面積を変化させて作動油の排出量を変化させる
ことができるドレインポート２０ｈとが、ランド２０ｂ
側より順次配設されている。

【００４４】そして、上述したポンプ１の圧力ポート１
０とパイロット調圧弁２０の圧力ポート２０ｆとが油路
２１により接続されている。また、油路２１には第１オ
リフィス２２が配設されている。第１オリフィス２２の
下流の油路２１から分岐された油路２３は、第２オリフ
ィス２４を介して２つのパイロットポート２０ｃ，２０
ｅにそれぞれ接続されるとともに、後述する電磁式ソレ
ノイド弁２６の入口にも接続されている。第２オリフィ
ス２４のオリフィス口径は、第１オリフィス２２のそれ
と比べ小に設定されている。

【００４５】常閉型の電磁式ソレノイド弁２６は、後述
するコントローラ２５に接続されており、ソレノイド弁
２６の出口からドレインされたオイルはタンク２６ａへ
リターンされる。また、パイロット調圧弁２０のドレイ
ンポート２０ｈがやはりタンク２６ａへ接続されてい
る。また、第１オリフィス２２の下流で油路２１から分
岐したもう一方の油路２７は、第３オリフィス２８を介
して上述したポンプ１の制御ポート１３とパイロット調
圧弁２０の圧力ポート２０ｇとにそれぞれ接続されてい
る。第３オリフィス２８のオリフィス口径は第１オリフ
ィス２２のそれより小で、且つ、第２オリフィス２４の
それより大に設定されている。

【００４６】また、第３オリフィス２８とポンプ１の制
御ポート１３との間の油路２７には、オイルの脈動を抑
制するためのアキュームレータ２９が配設されている。
コントローラ２５には、ポンプ１の吐出圧Ｐ₁を検出す
るための圧力センサ３０が接続されており、ポンプ１の
吐出圧Ｐ₁をコントローラ２５にフィードバックしてい
る。

【００４７】そして、コントローラ２５は、車両の運転
状態等に応じてソレノイド弁２６をデューティ（Ｄｕｔ
ｙ）制御して、その弁開度を０％から１００％にまで任
意に変化させる。これにより、作動油の吐出圧Ｐ₁を変
化させ作動油の吐出量を制御するようになっている。本
発明の一実施例としての内歯式ベーンポンプは、上述の
ように構成されているので、図２に示すように、ロータ
３が回転するとこのロータ３の外周面とカムリング６の
内周面とベーンとによって形成された室３２の容積がそ
れぞれ変化する。

【００４８】ここで、図２（ａ）〜（ｈ）において、最
も右側に位置している室３２に着目してその動作を説明
すると、図２（ａ）では、この室３２の状態は、容積が
最大値になっており、昇圧状態つまり吐出状態から、降
圧状態つまり吸入状態へと移ろうとしている。図２
（ｂ）は、ロータ３が図２（ａ）の状態から４５°回転
した場合である。この時は、（ａ）に比べて室３２の容
積が減少しており、このため室３２内は昇圧状態となっ
ている。したがって、吸入・吐出ポート３３から室３２
の昇圧に応じた量の作動油が吐出される。

【００４９】そして、図２（ｃ）に示すようにロータ３
が９０°まで回転すると、今度は室３２の容積が最小値
になり、吸入・吐出ポート３３からの作動油の吐出が止
まり、次の昇圧状態に移行しようとしている。図２
（ｄ）に示す状態は、室３２の容積が増大している状態
であり、室３２に作動油が吸入されている状態を示して
いる。そして、図２（ｅ）の状態になると、再び図２
（ａ）と同様に、最大容積の状態となり、ロータ３の１
８０°の回転で吸入・吐出の１サイクルの行程が終了す
る。

【００５０】また、この時、もう一方の摺接点Ｂが図中
真上に位置して、再び室３２が降圧状態に移行してい
く。したがって、図２（ｅ）〜（ｈ）の作動状態は、図
２（ａ）〜（ｄ）の作動状態に対応している。これによ
り、本実施例の場合は、ロータ１回転に対して、各室３
２は２回の吸入・吐出行程を行なう。

【００５１】このようにベーン５をカムリング６に形成
された溝部６０に、その先端部がロータ３の外周面に当
接するように突出自在に構成することにより、ロータ３
が回転してもベーン５が固定されて回転せず、油圧室６
１に遠心力が作用しない。したがって、ベーン５には、
作動油の油圧以外の力が作用しないので、ベーン５に作
用するバックプレッシャが安定し、ベーン５がロータ３
に押し付けられる力もロータ３の回転による影響を受け
ることがなくなり安定する。

【００５２】これにより、例えば、図５のグラフの実線
のように、ロータ３の回転数に関係なく、吐出圧を一定
に保つことが、容易にできるようになり、さらには、吐
出圧の制御を容易にできるようになるのである。ここ
で、この吐出圧制御について説明する。このポンプ１で
は、押上機構４１により、ベーン５は、ロータ３の回転
角に関わらず常にロータ３に摺接している。つまり、ベ
ーン５には、その基端部に設けられたの油圧室６１に作
動油が供給され、この作動油の油圧の大きさに応じてベ
ーン５のロータ３への押し付け力が調整される。

【００５３】そして、作動油の油圧の大きさは、作動油
圧調整手段４０により調整される。この作動油圧調整手
段４０の動作について説明すると、ポンプ１の吐出量、
すなわち吐出圧Ｐ₁が最大のときは、コントローラ２５
によりソレノイド弁２６が完全に閉弁され、その弁開度
が０％となる。これにより、パイロット調圧弁２０の２
つのパイロットポート２０ｃ，２０ｅの油圧は、共にそ
のときのポンプ１の吐出圧Ｐ₁と同圧にまで上昇する。

【００５４】そして、２個のランド２０ａ，２０ｂの受
圧面積の差により、スプール２０ｉはコイルばね２０ｄ
の力に抗して図示下端位置へ移動する。このとき、圧力
ポート２０ｆは、開弁するとともに、ドレインポート２
０ｈは完全に閉弁する。そして、２つの圧力ポート２０
ｆと２０ｇとが連通することにより、ベーン５の基端部
にかかる制御圧Ｐ₂は、吐出圧Ｐ₁と同圧となる。

【００５５】この結果、ベーン５の先端部から隣接する
室３２に作動油が洩れることなく、ポンプ１は最大圧Ｐ
ｍａｘ．で作動油を吐出する。また、コントローラ２５
により、ソレノイド弁２６が、その開弁度を除々に増加
するようにデューティ制御されると、これに対応して作
動油がソレノイド弁２６の出口からタンク２６ａにドレ
インされる。このため、パイロット調圧弁２０の２つの
パイロットポート２０ｃ，２０ｅの油圧が、第１オリフ
ィス２２と第２オリフィス２４との作用により除々に低
下する。

【００５６】この結果、スプール２０ｉがコイルばね２
０ｄのばね力によって上端位置側へ移動する。そして、
圧力ポート２０ｆがランド２０ｂにより閉弁されると同
時に、ランド２０ａにより閉弁されていたドレインポー
ト２０ｈが開弁し始め、圧力ポート２０ｇとドレインポ
ート２０ｈとが連通する。ドレインポート２０ｈから
は、ドレインポート２０ｈの開口面積に応じたオイルが
ドレインされる。

【００５７】このため、吐出圧Ｐ₁は第１オリフィス２
２と第３オリフィス２８との作用により降圧し、この降
圧した油圧が制御圧Ｐ₂としてポンプ１の制御ポート１
３に加わる。これにより、吐出圧Ｐ₁の低下にともなっ
てベーン５をロータ３に押圧する力が減少し、ベーン５
がロータ３から離隔するようになり、ベーン５とロータ
３との隙間を通じて、高圧室側から低圧室側へと移動す
る作動油の量が増加する。これにより吐出圧Ｐ₁は、上
述した最大圧Ｐｍａｘ．より小となりポンプ１の吐出量
も低下する。

【００５８】そして、コントローラ２５により、ソレノ
イド弁２６の弁開度をさらに増加させると、吐出圧Ｐ₁
が引き続き低下して、吐出量も減少する。また、ソレノ
イド弁２６の弁開度が減少するように制御すると、上述
とは逆に作用して、吐出圧Ｐ₁を最大圧Ｐｍａｘ．まで
の任意の値に上昇させることができる。

【００５９】そして、このように構成されたベーンポン
プであれば、ポンプ１の吐出量を任意に変化させること
ができ、さらに、ポンプ１本体の小型化と、構造の簡略
化を図ることができるのである。また、チェックボール
３６による切換機構３７を用いることにより、吸入・吐
出ポート３３の圧力状態に応じて、吸入路３４と吐出路
３５とのどちらか一方がこの吸入・吐出ポート３３と連
通するので、従来からのベーンポンプに特有の、閉じ込
め圧を解消することができ、ポンプ全体の効率を向上さ
せることができる。

【００６０】さらに、各ベーン５の基端部に、ベーン５
をロータ３を押圧するようなリターンスプリングを設け
ることにより、ベーン５を確実にロータ３に当接させる
ことができる。特に、ベーン５の先端部において、ロー
タ３の摺接点Ａ又はＢが通過した直後に、ロータ３に摺
接しているので、安定した吐出圧を得ることができる。

【００６１】また、本実施例では、本発明の内歯式ベー
ンポンプは、ベーン５の押上機構４１が設けられた可変
吐出圧のベーンポンプとして構成されているが、本発明
の内歯式ベーンポンプは、このような構成に限らず押上
機構４１をそなえない固定吐出圧のベーンポンプとして
もよい。また、ベーン５をロータ３に付勢するリターン
スプリングを省略してこの内歯式ベーンポンプを構成し
てもよい。この場合、ポンプ１の回転開始時にベーン５
のロータ３への押圧力が問題となるが、例えば図１に示
すように、ポンプ１の断面が略鉛直となるようにポンプ
１を設置することにより、少なくともロータ３の上方に
位置する３枚のベーン５は、自重により落下するので、
ベーン５をロータ３に摺接させることができる。

【００６２】これにより、リターンスプリングを省略し
た場合でも、ポンプ１の始動時に吐出圧を得ることがで
きるのである。いずれにしても、本発明の内歯式ベーン
ポンプでは、少なくとも、回転しないように固定された
リング部材と、該リング部材内にそなえられ該リング部
材に対して相対回転しうるロータとからなり、該リング
部材の内周面と該ロータの外周面との間に空間が形成さ
れるとともに、該空間を複数に仕切るベーンと、該ベー
ンで仕切られた空間内へ作動油を吸入させる吸入路と、
昇圧状態となった該空間内から昇圧油を外部へ吐出させ
る吐出路と、該ベーンで仕切られた空間と該吸入路及び
該吐出路とを連通する吸入・吐出ポートと、該吸入・吐
出ポートと該吸入路及び該吐出路との間に設けられて該
ベーンで仕切られた空間内の圧力状態に応じて、該吸入
・吐出ポートを該吸入路と該吐出路とのいずれか一方に
連通させる切換機構とが設けられ、該ベーンが該リング
部材に形成された溝にその先端部を該ロータの外周面に
当接させることができるように突出自在にそなえられ、
該ロータの外周面が半径方向に不均一な歪みを有し、該
ベーンの先端部を該ロータの外周面に常時当接させるた
めの押上機構をそなえるとともに、該押上機構が該ベー
ンの後端側に形成された油圧室と該油圧室内の作動油圧
を調整する作動油圧調整手段とから構成され（以上、構
成１）ていれば、ロータの回転数に関係なく吐出圧を一
定に保つことができ、これにより安定した吐出圧を得る
ことができる。また、ポンプの吐出量を任意に変化させ
ることができ、さらに、ポンプ本体の小型化と、構造の
簡略化を図ることができる。また、チェックボールによ
る切換機構を用いることにより、吸入・吐出ポートの圧
力状態に応じて、吸入路と吐出路とのどちらか一方が吸
入・吐出ポートと連通し、従来からのベーンポンプに特
有の閉じ込め圧を解消することができ、ポンプ全体の効
率を向上させることができるのである。

【００６３】また、構成１において、リング部材の内周
面が略円形に形成されるとともに、ロータの外周面が、
略楕円形に形成されるという構成（構成２）を付加する
ことにより、ロータ１回転に対して２回の吸入・吐出行
程を行なうことができる。また、上記の構成１又は構成
２に、油圧室内にベーンをロータ側へ付勢するリターン
スプリングがそなえられるという構成（構成３）を付加
することにより、ベーンを確実にロータに当接させるこ
とができる。

【００６４】さらに、構成１において、切換機構がチェ
ックボール弁であるという構成（構成４）を付加するこ
とにより、ベーンで仕切られた空間内の圧力状態に応じ
て、確実に切換機構を切り換えることができるのであ
る。

【００６５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内歯式ベ
ーンポンプによれば、リング部材と、該リング部材内に
そなえられ該リング部材に対して相対回転しうるロータ
とからなり、該リング部材の内周面と該ロータの外周面
との間に空間が形成されるとともに、該空間を複数に仕
切るベーンと、該ベーンで仕切られた空間内へ作動油を
吸入させる吸入路と、昇圧状態となった該空間内から昇
圧油を外部へ吐出させる吐出路と、該ベーンで仕切られ
た空間と該吸入路及び該吐出路とを連通する吸入・吐出
ポートと、該吸入・吐出ポートと該吸入路及び該吐出路
との間に設けられて該ベーンで仕切られた空間内の圧力
状態に応じて、該吸入・吐出ポートを該吸入路と該吐出
路とのいずれか一方に連通させる切換機構とが設けら
れ、該ベーンが該リング部材に形成された溝にその先端
部を該ロータの外周面に当接させることができるように
突出自在にそなえられ、該ロータの外周面が半径方向に
不均一な歪みを有し、該ベーンの先端部を該ロータの外
周面に常時当接させるための押上機構をそなえるととも
に、該押上機構が該ベーンの後端側に形成された油圧室
と該油圧室内の作動油圧を調整する作動油圧調整手段と
から構成されるので、ロータの回転数に関係なく吐出圧
を一定に保つことができ、これにより安定した吐出圧を
得ることができる。

【００６６】また、ポンプの吐出量を任意に変化させる
ことができ、さらに、ポンプ本体の小型化と、構造の簡
略化を図ることができる。また、チェックボールによる
切換機構を用いることにより、吸入・吐出ポートの圧力
状態に応じて、吸入路と吐出路とのどちらか一方が吸入
・吐出ポートと連通し、従来からのベーンポンプに特有
の閉じ込め圧を解消することができ、ポンプ全体の効率
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての内歯式ベーンポンプ
における全体構成を示す模式的な断面図である。

【図２】本発明の一実施例としての内歯式ベーンポンプ
における作用を説明するための模式図であって（ａ）〜
（ｈ）はそれぞれポンプのロータの回転状態を４５°の
各位相毎にその作動状態を示す模式図である。

【図３】本発明の内歯式ベーンポンプの案出過程におい
て提案されたベーンポンプの全体構成を示す模式図であ
る。

【図４】本発明の内歯式ベーンポンプの案出過程におい
て提案されたベーンポンプにおけるベーン先端部の詳細
を示す図である。

【図５】従来のベーンポンプにおけるロータ回転数と吐
出圧との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ポンプ２ドライブシャフト３ロータ４ケーシング５ベーン５ａ，５ｂ先端面５ｃ先端面６カムリング７吸入ポート８吐出ポート９オイル管１０圧力ポート１１与圧溝１２，２１，２３，２７油路１３制御ポート２０パイロット調圧弁２０ａ，２０ｂランド２０ｃパイロットポート２０ｄコイルばね２０ｅパイロットポート２０ｆ圧力ポート２０ｇ圧力ポート２０ｈドレインポート２０ｉスプール２２第１オリフィス２４第２オリフィス２５コントローラ２６電磁ソレノイド弁２６ａタンク２８第３オリフィス２９アキュームレータ３０圧力センサ３１空間３２室３３吸入・吐出ポート３４吸入路３５吐出路３７切換機構３８，３９チェックボール４０作動油圧調整手段４１押上機構６０溝部又は、スロット６１油圧室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転しないように固定されたリング部材
と、該リング部材内にそなえられ該リング部材に対して
相対回転しうるロータとからなり、該リング部材の内周面と該ロータの外周面との間に空間
が形成されるとともに、該空間を複数に仕切るベーンと、該ベーンで仕切られた空間内へ作動油を吸入させる吸入
路と、昇圧状態となった該空間内から昇圧油を外部へ吐出させ
る吐出路と、該ベーンで仕切られた空間と該吸入路及び該吐出路とを
連通する吸入・吐出ポートと、該吸入・吐出ポートと該吸入路及び該吐出路との間に設
けられて該ベーンで仕切られた空間内の圧力状態に応じ
て、該吸入・吐出ポートを該吸入路と該吐出路とのいず
れか一方に連通させる切換機構とが設けられ、該ベーンが該リング部材に形成された溝にその先端部を
該ロータの外周面に当接させることができるように突出
自在にそなえられ、該ロータの外周面が半径方向に不均一な歪みを有し、該ベーンの先端部を該ロータの外周面に常時当接させる
ための押上機構をそなえるとともに、該押上機構が該ベーンの後端側に形成された油圧室と該
油圧室内の作動油圧を調整する作動油圧調整手段とから
構成されていることを特徴とする、内歯式ベーンポン
プ。