JPH0777173A - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上死点閉じ込み部の圧力変動を緩和させるこ
とができ、しかも、偏心量が小さい時には流量低下を少
なくすることができる可変容量型ベーンポンプを提供す
ること。 【構成】 カムリング２の内周，ロータ３の外周，ハウ
ジング１で囲まれベーン５を挟んで隣り合うベーン室１
０を連通するオリフィス孔を、上死点付近でベーン５が
ロータ３から最大に突出したときにカムリング２の偏心
量に応じてロータ３から露出したりしなかったりする位
置を含んでベーン５に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用自動変速機等
に適用される可変容量型ベーンポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動変速機に適用される可変容量
型ベーンポンプとして、例えば、特開昭６２−２７６２
８６号公報に記載されている装置が知られている。

【０００３】この従来装置は、ハウジングとカムリング
とロータとベーンとを有し、カムリングの側面に半円周
にわたって溝が設けられており、溝の両側部がそれぞ
れ、カムリング内周面の吸入側閉じ込み部および吐出側
閉じ込み部に連通され、この各閉じ込み部に連通する部
分の溝の幅は、ベーンの厚さよりも小さく形成された構
造となっている。

【０００４】したがって、この従来ポンプによれば、吸
入側閉じ込み部と吐出側閉じ込み部とが溝によって連通
されているため、両閉じ込み部の圧力変動が緩和され
て、この圧力変動に基づく偏心荷重の発生を低減するこ
とができ、これによりキャビテイション等の発生を防止
して騒音を低下することができるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
可変容量型ベーンポンプにあっては、ロータが一定の回
転数で回転している場合には、上述の圧力変動の緩和作
用が十分に得られるのであるが、ロータの回転数が変化
すると、両閉じ込み部の圧力変動の大きさおよびタイミ
ングが変化するもので、この場合、両閉じ込み部におけ
る上記圧力変動を互いに打ち消し合わせることは非常に
難かしい。

【０００６】そこで、この問題を解決するため、本願出
願人は、カムリング内周，ロータ外周，ハウジングで囲
まれた上死点閉じ込み部および下死点閉じ込み部に面し
て、吸入ポートと吐出ポートとを連通する連通溝を、カ
ムリングの内周に形成した構造の可変容量型ベーンポン
プを先行出願した（特願平４−４９４０１号）。

【０００７】したがって、この先行技術の可変容量型ベ
ーンポンプでは、閉じ込み部において吸入ポートと吐出
ポートとが連通溝で接続されているため、どの回転域で
も常に吐出ポートから吸入ポートへ圧力勾配を有してい
て、油中の泡が急激につぶされることがなく、これによ
り、急に泡がつぶされることにより発生するキャビテー
ションノイズを防止でき、また、ポンプノイズ発生の要
因となる上死点部の圧力変動を防止することができる。

【０００８】しかしながら、この先行技術のポンプにあ
っては、カムリングに設けた連通溝の分だけ流量低下が
生じてしまうもので、図７に示すように、カムリングの
偏心量が大きい時には、圧力変動レベルが大きいため多
少の流量低下があっても、この圧力変動を低減させる必
要があるが、偏心量が小さい時は、圧力変動レベルは小
さく圧力変動がそれほど問題にならないにもかかわら
ず、流量低下が生じてしまい不都合である。

【０００９】本発明は、このような従来の問題に着目し
て成されたもので、上死点閉じ込み部の圧力変動を緩和
させることができ、しかも、偏心量が小さい時には流量
低下を少なくすることができる可変容量型ベーンポンプ
を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明では、ベーン室を
連通するオリフィスをベーンに形成し、このオリフィス
の開口面積がカムリングの偏心量に応じて変化するよう
にして上述の目的を達成するようにした。

【００１１】すなわち、本発明は、ポンプのケーシング
を構成するハウジングと、このハウジングによって形成
される室内に偏心量を調節可能に設けられたカムリング
と、このカムリングの内径部に配設されたロータと、こ
のロータによって半径方向に移動可能に支持されてカム
リング内周面に接触した状態でロータと共に回転可能な
複数のベーンと、前記カムリングの偏心量を調節可能な
アクチュエータと、前記ハウジングに形成された吸入ポ
ートおよび吐出ポートとを備えた可変容量型ベーンポン
プにおいて、前記カムリング内周，ロータ外周，ハウジ
ングで囲まれベーンを挟んで隣り合うベーン室を連通す
るオリフィスを、上死点付近でベーンがロータから最大
に突出したときにカムリング偏心量に応じてロータから
露出したりしなかったりする位置を含んでベーンに形成
したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】ベーンがロータと一体に回転することにより、
吸入ポートから流体が吸い込まれ吐出ポートに吐出され
る。すなわち、ベーンは、その先端をロータに対して偏
心したカムリングの内周に当接させていることから、下
死点ではロータ内に最も退入し、そこから上死点に向か
うにつれてロータから徐々に突出し、これによりベーン
室の体積が変化し、この体積変化に基づいて流体の吸引
ならびに吐出を行う。

【００１３】そして、上死点付近では、ベーンがロータ
から最も突出した状態となるが、この時、ベーンに設け
ているオリフィスがロータから露出して、ベーンを挟ん
で隣り合うベーン室を連通する。したがって、吐出ポー
トと吸入ポートとの間の上死点閉じ込み部にあっては、
ベーン室が、オリフィスを介して吸入ポートと吐出ポー
トとに接続されるため、どの回転域でも常に吐出ポート
から吸入ポートへ圧力勾配を有していて油中の泡が急激
につぶされることがなく、これにより、急に泡がつぶさ
れることにより発生するキャビテーションノイズが低減
する。また、上死点閉じ込み部では、体積変化により圧
力変動が生じようとするが、その体積変化分はオリフィ
スから吸入ポートおよび吐出ポートへ逃げることで、圧
力変動が平滑になり、圧力変動に起因したポンプノイズ
が低減する。

【００１４】ところで、上死点付近におけるベーンのロ
ータからの突出量はカムリングの偏心量に応じて変化
し、これに伴って、ベーンに設けたオリフィスの上死点
付近における開口面積も、カムリングの偏心量に応じて
変化する。すなわち、カムリングの偏心量が大きければ
ベーンの突出量も大きくなって、オリフィスの開口面積
も大きくなる。それに対して、カムリングの偏心量が小
さい場合には、ベーンの突出量が小さくなって、オリフ
ィスの一部あるいは全部がロータ内に退入し、オリフィ
スの開口面積が小さくなる。したがって、オリフィスを
原因とした吐出量の低下は小さくなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。まず、実施例の構成を説明する。

【００１６】図１は、実施例の可変容量型ベーンポンプ
を示す図であって、図中１はポンプのケーシングを構成
するハウジングを示している。

【００１７】このハウジング１には、カムリング２がピ
ボット２ａを中心に揺動可能に設けられ、また、前記カ
ムリング２の内径部には、カムリング２に対して偏心し
てロータ３が回転自在に設けられている。すなわち、前
記カムリング２は、揺動してロータ３との偏心量を調節
可能に設けられているもので、スプリング４によって偏
心量が増大する方向に付勢されている。

【００１８】前記ロータ３には、複数のベーン５が半径
方向に移動可能に支持され、このベーン５は、カムリン
グ２の内周面に接触した状態でロータ３と共に回転可能
となっている。したがって、カムリング２の内周とロー
タ３の外周とハウジング１で囲まれた空間内には、ベー
ン５で画成されたベーン室１０が形成される。なお、前
記ロータ３は、図示を省略したトルクコンバータと一体
の回転軸によって回転駆動される。

【００１９】前記ハウジング１には、カムリング２の偏
心量を調節するためレバー状のピストン（アクチュエー
タ）６がピン６ａを中心として揺動可能に設けられてい
る。なお、ピストン６には、内周側に断面略半円状の凸
部６ｂが形成され、一方、この凸部６ｂに対応する位置
のカムリング２の外周には、平坦部２ｂが形成されてい
る。なお、ピストン６の外周側には油圧室７が形成され
ている。

【００２０】また、前記ハウジング１には、油を吸引す
る吸入ポート１ａと、油を吐出する吐出ポート１ｂが形
成され、ロータ３の上死点位置ａに上死点閉じ込み部８
が形成されている。なお、前記カムリング２の側面の内
周側には、前記吸入ポート１ａに連通された吸入ポート
側凹部２ｃと、前記吐出ポート１ｂに連通された吐出ポ
ート側凹部ポート２ｄとが形成されている。

【００２１】さらに、前記ベーン５には、図２に示すよ
うに、カムリング２側から順に３つのオリフィス孔５
ａ，５ｂ，５ｃが貫通して形成されている（矢印がカ
ムリング２の方向を示し、矢印がロータ３の軸心方向
を示している）。すなわち、これらのオリフィス孔５
ａ，５ｂ，５ｃは、ロータ３の半径方向に一列に配置さ
れており、上死点ａの位置においてベーン５がロータ３
から最も突出した時に、ロータ３内から露出して、ベー
ン５を挟んで隣り合うベーン室１０，１０を連通するよ
うになっている。また、ベーン５のロータ３からの突出
量は、カムリング２の偏心量に応じて変化するから、各
オリフィス孔５ａ，５ｂ，５ｃのうちでロータ３から露
出して開口される面積も、カムリング２の偏心量に応じ
て変化するようになっている。つまり、カムリング２の
偏心量が大きい時には、全てのオリフィス孔５ａ，５
ｂ，５ｃがロータ３から露出するが、偏心量が小さい時
には、全部が露出しなくなる。なお、オリフィス孔５
ａ，５ｂ，５ｃは、その断面積の和が、カムリング２を
最大偏心せて上死点閉じ込み部８の流路断面積を最大と
した時の面積の0.1 ％のよりも大きくなるよう設定する
のが好ましい。

【００２２】また、図３〜図５は、オリフィス孔の他の
例を示している。図３は、長穴形状に形成したオリフィ
ス孔２５ａを示し、図４は、ベーン５の端縁部を切り欠
いて形成したオリフィス孔３５ａ，３５ｂ，３５ｃを示
し、図５は、斜めに一列に配置したオリフィス孔４５
ａ，４５ｂ，４５ｃを示している。

【００２３】次に、実施例の作用について説明する。

【００２４】ロータ３を回転駆動させると、ベーン５も
ロータ３と共に回転し、ベーンポンプの周知の作用によ
って吸入ポート１ａから油が吸入され、吐出ポート１ｂ
へ吐出される。そして、油圧室７の油圧に応じてレバー
状のピストン６は、ピン６ａを支点として揺動し、これ
によりカムリング２をピボット２ａを支点として揺動さ
せ、カムリング２の偏心量を制御する。こうすることに
よって、吐出量が制御されることになる。

【００２５】上記のようなベーンポンプの作用の際、上
死点ａの付近では、ベーン５がロータ３から最も突出
し、ベーン５に形成したオリフィス孔５ａ，５ｂ，５ｃ
を介して隣り合うベーン室１０，１０が連通される。こ
れにより、上死点閉じ込み部８では、オリフィス孔５
ａ，５ｂ，５ｃならびにベーン室１０を介して吐出ポー
ト１ａ側から吸入ポート１ｂ側へ圧力勾配が生じること
になり、油中に泡が含まれている場合でも、圧力勾配に
よって、この泡が急激につぶされることはなく、急に泡
がつぶれることで発生するキャビテーションノイズが低
減される。

【００２６】また、ロータ３の回転速度が上昇すると、
上死点側閉じ込み部８の圧力は低下する傾向にある。上
死点閉じ込み部８において、上記のような圧力変動が生
じようとした場合に、この変動は、オリフィス孔５ａ，
５ｂ，５ｃを介して吸入ポート１ａおよび吐出ポート１
ｂへ逃げることになり、圧力変動が平滑化し、これに起
因するポンプノイズは低減する。

【００２７】なお、オリフィス孔５ａ，５ｂ，５ｃの断
面積の和を、上死点閉じ込み部８の流路断面積を最大と
した時の値の0.1 ％よりも大きな面積に設定しているこ
とにより、上述のように、両閉じ込み部８，９に圧力勾
配を発生させたり、圧力変動を逃がしてやることができ
る。

【００２８】ところで、ベーン５は、上死点ａ付近にお
いてロータ３から最大に突出するのであるが、ベーン５
のロータ３からの突出量はカムリング２の偏心量に応じ
て変化する。したがって、オリフィス５ａ，５ｂ，５ｃ
のうちでロータ３から露出して開口される面積も、カム
リング２の偏心量に応じて変化する。すなわち、カムリ
ング２の偏心量を最大とした時には、ベーン５の突出量
が大きくなって、全てのオリフィス５ａ，５ｂ，５ｃが
ロータ３から露出して、隣り合うベーン室１０が全ての
オリフィス５ａ，５ｂ，５ｃで連通される。よって、上
述のキャビテーションの発生防止および圧力変動の平滑
化を、最大限発揮できる。

【００２９】それに対し、カムリング２の偏心量が小さ
い時には、ベーン５の突出量が小さくなって、オリフィ
ス孔５ａ，５ｂ，５ｃの一部あるいは全部がロータ３内
に退入して開口面積が小さくなる。このように、カムリ
ング２の偏心量が小さい時には、上述のキャビテーショ
ンの発生ならびに圧力変動が小さい（図７参照）ことか
らから、オリフィス孔５ａ，５ｂ，５ｃの全てが露出せ
ずに開口面積が小さくても問題はなく、しかも、オリフ
ィス５ａ，５ｂ，５ｃにおける流体の流通を原因とした
吐出量の低下は小さくなる。ちなみに、図６は、本実施
例と従来との偏心量に対する吐出量低下特性を示してい
て、従来は、偏心量に関係なく吐出量低下がＬ₀ で一定
であるが、本実施例では、偏心量が所定以下では、吐出
量の低下が０であり、偏心量が大きくなるにつれて吐出
量低下が徐々に増え、偏心量が最大で、従来と同様に吐
出量低下がＬ₀ となる。したがって、同時において斜線
で示している分だけ吐出量の低下を防止できる。

【００３０】以上説明したように、本実施例の可変容量
型ベーンポンプにあっては、ベーン５にオリフィス孔５
ａ，５ｂ，５ｃを形成したために、圧力変動が大きくて
キャビテーションノイズやポンプノイズが発生し易いカ
ムリング２の偏心量が大きい時には（図７参照）、これ
らの発生を防止することができ、しかも、圧力変動が小
さくてキャビテーションノイズやポンプノイズがあまり
問題とならないカムリング２の偏心量が小さい時には
（図７参照）、オリフィス孔５ａ，５ｂ，５ｃの開口面
積が小さくなり、吐出量の低下を防止できるという効果
が得られる。

【００３１】さらに、上述のような効果により、従来で
は、吸入ポート１ａおよび吐出ポート１ｂの先端角度を
厳しく管理していたが、これを緩和することができ、生
産性を向上することができるという効果も得られる。

【００３２】以上、本発明の実施例を図面により説明し
てきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での設計変更等
があっても本発明に含まれるもので、例えば、下死点閉
じ込み部に、先行技術と同様の連通溝を形成するように
してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の可変容量
型ベーンポンプにあっては、隣り合うベーン室を連通す
るオリフィスをベーンに形成した構成としたため、カム
リングの偏心量が大きく、キャビテーションノイズやポ
ンプノイズが発生し易い状態では、オリフィスの開口面
積が大きく、キャビテーションノイズやポンプノイズの
発生の原因となる泡の急激なつぶれや上死点閉じ込み部
の圧力変動を抑制してこれらノイズの発生を防止するこ
とができる一方で、カムリングの偏心量が小さくて上記
ノイズの発生が小さい時には、オリフィスの開口面積が
小さくなり、オリフィスを原因として吐出量が低下する
のを防止することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の可変容量型ベーンポンプを示す
図である。

【図２】実施例ポンプのベーンを示す正面図である。

【図３】オリフィス孔の他の例を説明するためのベーン
の正面図である。

【図４】オリフィス孔の他の例を説明するためのベーン
の正面図である。

【図５】オリフィス孔の他の例を説明するためのベーン
の正面図である。

【図６】実施例ならびに従来の吐出量低下特性図であ
る。

【図７】圧力変動特性図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ カムリング ３ ロータ ５ ベーン ５ａ オリフィス孔 ５ｂ オリフィス孔 ５ｃ オリフィス孔 ６ ピストン（アクチュエータ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプのケーシングを構成するハウジン
   グと、 このハウジングによって形成される室内に偏心量を調節
   可能に設けられたカムリングと、 このカムリングの内径部に配設されたロータと、 このロータによって半径方向に移動可能に支持されてカ
   ムリング内周面に接触した状態でロータと共に回転可能
   な複数のベーンと、 前記カムリングの偏心量を調節可能なアクチュエータ
   と、 前記ハウジングに形成された吸入ポートおよび吐出ポー
   トとを備えた可変容量型ベーンポンプにおいて、 前記カムリング内周，ロータ外周，ハウジングで囲まれ
   ベーンを挟んで隣り合うベーン室を連通するオリフィス
   を、上死点付近でベーンがロータから最大に突出したと
   きにカムリング偏心量に応じてロータから露出したりし
   なかったりする位置を含んでベーンに形成したことを特
   徴とする可変容量型ベーンポンプ。