JPS6249471B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可変変位量羽根ポンプ（variable―
displacement vane pump）に関し、更に詳細に
は、回転リングを有する可変変位量羽根ポンプに
関するものである。

可変変位量羽根ポンプは従来より自動トランス
ミツシヨン制御系に用いられているが、かかる先
行技術装置は一般的に摺動リング型のものであ
り、ばねと摺動リング両側の室内における制御圧
力とによつてその制御を維持するものであつた。

ハウジングと；該ハウジングに形成された入口
及び吐出口と；前記ハウジング内に回転可能に装
着された駆動軸と；該駆動軸により駆動されるべ
く連結され且つ該駆動軸と同軸状に整列した回転
子と；該回転子内に摺動可能に配置された半径方
向に延びる複数個の羽根と；前記ハウジング内に
配置された枢支手段と；前記ハウジング内におい
て前記枢支手段上に枢着され前記ハウジングと協
働して変位量制御室を形成するリング部材とを有
し；前記リング部材は前記回転子の軸線に対し偏
心した中心軸線を有し；更に前記リング部材は前
記回転子及び前記羽根と協働して複数個のポンプ
室を形成し、該ポンプ室は作動時に前記入口及び
吐出口に次々と連結されることにより前記吐出口
近傍に内圧力を生起するものであり；更に、前記
制御室を加圧する手段が設けられている、先行技
術による回動リング型可変変位量羽根ポンプ（例
えば米国特許第2433484号）においては、非常に
強大な制御ばねを用いるか或いは複室制御系を用
いなければ、かかるポンプに固有の制御の不安定
性という問題を十分に解決することができなかつ
た。

本発明の目的は、向上した効率を呈する可変変
位量羽根ポンプを提供することにあり、特に上記
先行技術による回動リング型可変変位量羽根ポン
プとの関連では、回動リング型可変変位量羽根ポ
ンプにおいて、変位量範囲の全体を通じてすぐれ
た制御安定性を与える構成を達成することにあ
る。

本発明に従つた可変変位量羽根ポンプは：ハウ
ジングと；該ハウジングに形成された入口及び吐
出口と；前記ハウジング内に回転可能に装着され
た駆動軸と；該駆動軸により駆動されるべく連結
され且つ該駆動軸と同軸状に整列した回転子と；
該回転子内に摺動可能に配置された半径方法に延
びる複数個の羽根と；前記ハウジング内に配置さ
れた枢支手段と；前記ハウジング内において前記
枢支手段上に枢着され前記ハウジングと協働して
変位量制御室を形成するリング部材とを有し、該
変位量制御室は前記リング部材を位置決めする壁
手段を含み；前記リング部材は前記回転子の軸線
に対し偏心した中心軸線を有し、更に前記リング
部材は前記回転子及び前記羽根と協働して複数個
のポンプ室を形成し、該ポンプ室は作動時に前記
入口及び吐出口に次々と連結されることにより前
記吐出口近傍に内圧力を生起するものであり；更
に、前記制御室を加圧する手段が設けられている
可変変位量羽根ポンプにおいて； 前記吐出近傍の内圧力は前記枢支手段１４のま
わりで継続的に一方向に向うモーメントを前記リ
ング部材１６に確立すべく向けられており；ばね
部材２２が前記リング部材に作用し、該リング部
材を前記一方向に押圧し；前記制御室６２を加圧
する手段が、前記リング部材に前記枢支手段のま
わりで前記一方向に向うモーメントとは反対の方
向に制御されたモーメントを確立する圧力制御弁
８０を有し；前記制御されたモーメントは前記ば
ね手段２２及び壁手段４４と協働して前記回転子
３６の軸線と交差する一方の垂線５６と前記回転
子及び枢支手段の軸線と交差する他の一方の垂線
５２とより成る交差する垂線５６，５２により劃
定される一個の象限内に前記リング部材の中心
（５８又は６０）の位置を制御することによつて
ポンプの変位量を制御し；前記象限は前記枢支手
段から離れており、該枢支手段を除外しており、
前記リング部材の中心が前記象限を画成する互い
に直交する垂線と一致していないという特徴を有
する。

これにより、枢支軸のまわりでの合成モーメン
トが制御圧力に対抗する方向に向けるように回動
リング上の正味の内部反力を保つことができるの
で、可変変位量羽根ポンプの固有の不安定性を解
消することが可能となり、しかもこの効果は、単
一の制御室と方向を制御され内部に生起さしめら
れる圧力反力により作動される回動可能に制御さ
れたリングとを備え、且つかかる反力が、リング
の枢支点のまわりに、外部から供給される制御圧
力に対抗する一方向に向かうモーメントを常に与
えるように向けられた可変変位量羽根ポンプによ
り達成することができる。

以下に図面を参照しつつ本発明及びその実施例
を詳述する。

図面中、第１図及び第２図はハウジング１２を
有する符号１０で概括示した可変変位量羽根ポン
プを示し、ハウジング内に枢支ピン１４（枢支手
段）が固定されている。リング部材１６はピン１
４上に枢着されると共に、ハウジング１２に形成
された表面２０上に符号１８の部位において摺動
可能に支持されている。リング部材１６は、圧縮
ばね２２によつて実線で示す最大変位量位置へ付
勢される。圧縮ばね２２はハウジング１２に形成
された円筒状開口２４内に配置され、またリング
１６上に形成された耳２６に当接する。

ポンプ駆動軸２８はニードル軸受３０によつて
ハウジング１２内に回転可能に装置されており、
ポンプの回転子３６上に形成された内部スプライ
ン３４に駆動連結されたスプライン付端部３２を
有する。ポンプ回転子３６には半径方向に延びる
複数個のスロツト３８が形成され、各スロツト内
に羽根部材４０が摺動可能に配置されている。羽
根４０は一対の羽根制御リング４２及び遠心力に
よつて、リング１６上に形成された円筒面４４に
向つて外方に付勢される。

ハウジング１２には夫々ポンプに対して吐出口
及び入口を与える一対の腎臓形口４６，４８が形
成されている。羽根４０、回転子３６及び面４４
によつて複数個の室４７（ポンプ室）が形成され
る。室４７は回転子３６と共に回転し、羽根型ポ
ンプにおいて周知の如く、回転する間に膨張及び
収縮する。入口４８はリザーバ（不図示）からの
流体を受容し、これを室４７へ送る。羽根４０は
室４７内の流体を入口４８から吐出口４６へ運
ぶ。第１図から判るように、ポンプ回転子３６が
反時計方向に回転しているとすると、室４７は入
口４８の領域において膨張して流体を受容し、吐
出口４６の領域において収縮して流体を吐出する
ことを頻繁に行なう。

駆動軸２８は中心軸５０を有し、これに枢支ピ
ン１４の中心軸５４を通る軸線５２が交差する。
中心軸５０には更に、軸線５２に対し垂直に配置
された軸線５６が交差する。第１図の実線位置に
おいて、円筒面４４の中心は符号５８の部位にあ
るが、ポンプが仮想線で示す最小変位量位置へ移
動すると円筒面４４の中心は符号６０の部位に置
かれる。

リング１６の位置は、枢支ピン１４からリング
１６に形成された溝６６内に配置されたシール部
材６４まで、該リング１６の外周のまわりに延び
る室６２（変位量制御室）内の制御圧力によつて
確定される。シール部材６４は弾性支持部材６８
によつてハウジングの面２０に対して外方に押圧
されている。従つて制御流体は本質的に半環状円
筒形の室に閉じ込められる。ばね２２は室６２内
の制御流体に対抗して作用し、制御室６２内の圧
力が上昇するにつれてポンプ・リング１６は枢支
ピン１４のまわりで時計方向に移動する。ポン
プ・リング１６、回転子３６及び室４７の第２図
で見て左側面は、複数個の留具７２によりハウジ
ング１２へ固定された蓋７０で閉鎖される。該蓋
７０を越えて半径方向外方へ向う室４７からの漏
れは、リング１６に形成された溝７６内に配置さ
れて弾性支持リング７８により蓋へ向けて押圧さ
れるシール・リング７４により阻止される。半径
方向内方に向つて生ずる流体漏れは軸受３０を通
過してコンバータ戻り流体（不図示）と結合す
る。

制御室６２内の流体圧力は符号８０で概括示し
た調整弁（制御室を加圧する手段）により供給さ
れる。該調整弁は、左側端に小径の孔８４及び右
側端に大径の孔８６を有するハウジング８２を含
む。一対の制御プラグ８８，９０が孔８６内に配
置されている。プラグ８８は中央孔９２を有し、
その内にプラグ弁９４が摺動可能に配置される。
調整弁スプール９６は孔８４内及びプラグ９０に
形成された段付孔９８内に摺動可能に配置され
る。ハウジング８２には複数個の口１００，１０
２，１０４，１０６，１０８，１１０及び１１２
が形成されている。口１００〜１０６は孔８４と
流体連通し、口１０８は孔９８と流体連通し、口
１１０はプラグ８８，９０間の空間と、従つて弁
スプール９６の右側端と流体連通し、口１１２は
孔９２と、従つてプラグ弁９４の右側端と流体連
通している。弁スプール９６には互いに離隔した
等径の複数個のランド１１４，１１６及び１１８
と、より大きな径のランド１２０とが形成されて
いる。ランド１２０は弁スプール９６を第１図で
左方に付勢すべくプラグ９０と該ランド１２０と
の間に配置された圧縮ばね１２２に対してばね上
重量（spring weight）として機能する。ばね１
２２の領域は開口１２３を介してリザーバに開放
している。弁スプール９６は更に大径のランド１
２４及び小径のランド１２６を有し、これらはプ
ラグ９０の段付孔９８内に摺動可能に配置されて
いる。ランド１２４，１２６は所望の場合には別
個の弁スプール上に形成してもよい。

ランド１１４は口１００，１０２間の流体連通
を阻止し、ランド１１６は口１０４，１０２間に
制御された流体連通を与え、弁ランド１１８は口
１０４，１０６間及び口１０６と開口１２３との
間に制御された流体連通を与える。口１００，１
０４はライン圧力通路１２８により相互に連結さ
れており、該通路１２８はポンプ１０の吐出口４
６と流体連通し、従つてポンプ１０の出力圧力を
受け、加圧流体従来型のトランスミツシヨン―制
御装置（不図示）へ供給する。口１０２は従来型
のトルク・コンバータ（不図示）と流体連通し、
口１０６は通路１３０を介して制御室６２と流体
連通する。口１０８，１１０及び１１２は夫々の
通路を介してトランスミツシヨン制御系へ連結さ
れ、夫々、逆ブースト（reverse boost）、中間ブ
ースト（intermediate boost）及びＴ―Ｖブース
ト（Ｔ―Vboost）用の信号を受容する。かかる
ブースト信号を用いることはトランスミツシヨン
制御の技術分野における当事者には周知である。
これらのブースト圧力は、周知の如く、選択され
た駆動範囲及び車両のトルク要求に従つて通路１
２８により各制御圧力レベルを確定せしめるべ
く、ばね１２２を補助する。

通路１２８内の流体圧力はランド１１４の左側
端に作用して、ばね１２２の付勢、及びブースト
圧力があればこれに抗して、弁スプール９６を右
方に押圧する。通路１２８内の流体圧力が弁スプ
ール９６を右方へ移動せしめるに十分となると、
弁ランド１１６は口１０４から口１０２への流体
の流れを許容するので、トルク・コンバータに流
体圧力が供給される。弁スプール９６が右方に更
に移動すると、弁ランド１１８が口１０４，１０
６間の流体連通を許容し、それ故、流体圧力を制
御室６２へ向ける。口１０６は、トランスミツシ
ヨンに要求される以上の流体をポンプが供給する
場合に弁ランド１１８により開放される。従つ
て、この時、ポンプの変位置を低下させねばなら
ない。制御室６２内に圧力が生ずると、ポンプ・
リング１６はばね２２の付勢に抗してピン１４の
回りで時計方向に回動し、これにより回転子３６
の中心軸５０と円筒面４４の中心軸との間の偏心
率を減少させる。従つて、円筒面４４の中心軸は
符号５８の位置から符号６０の位置に向つて移動
する。中心軸が６０の位置に達すると、最小ポン
プ変位置が達成される。この位置において供給さ
れる流体はトルク・コンバータ流れ要求、トラン
スミツシヨン潤滑要求及び系内に生ずる漏れを満
たすに十分である。系圧力が低下すると、弁スプ
ール９６が左方に移動して口１０６従つて室６２
を開口１２３に連結し、室６２内の圧力を解放す
るので、ばね２２がリング１６を反時計方向に移
動させてポンプ変位量を増大させる。

多くの作動条件の下では、円筒面４４の軸線は
低速度状態においては最大変位量位置５８にあ
り、高速度状態においては最小変位量位置６０に
ある。羽根４０が入口４８から吐出口４６へ、そ
して吐出口から入口へ回転される時に、室４７内
に圧力遷移（Pressure transition）が生ずる。こ
の圧力遷移は回転子３６の中心軸５０と円筒面４
４の軸線とを通る圧力遷移線に沿つて生じる。こ
の圧力遷移線はポンプの内圧が高圧から低圧へ及
び低圧から高圧へと変化する点で生じる。低速度
時におけるこの遷移線は第３図の線１３２で示さ
れ、高速度時におけるものは第３図の線１３４で
示される。リングの円筒面４４は室４７内に生起
される内圧を受けるので、リングは作動中本来的
に平衡状態にない。生起された内圧による正味の
合成反力（net resultant reaction force）は圧
力遷移線に垂直な円筒面４４の中心軸を通る。第
３図に示すように、低速度時におけるリング上の
正味の反力は矢印１３６方向にあり、高速度時に
おけるそれは矢印１３８方向にある。第３図から
理解されるように、これらの反力は、室６２内の
制御圧力により生ずる時計方向のモーメントに対
抗する軸線５４のまわりでの反時計方向のモーメ
ントを常に与える。更に第３図から理解されるで
あろうが、円筒面４４の中心軸における正味の反
力は、垂直な軸線５２，５６により形成される右
下側の象限に常に限定される。

先行技術の回動リング型ポンプは、ポンプ変位
量の中央位置において、回動リングの中心軸が回
転子の中心及び枢支ピンの中心と整列する設計で
あつた。それ故かかる型式のポンプにおいては、
正味の合力は、ポンプがその変位量の中央位置を
通過すると方向が変化するモーメントを枢支ピン
のまわりに生ぜしめてしまう。他の回動型の羽根
ポンプは、リングの中心軸が第３図の図表の右上
側の象限から右下側の象限へ移動するような設計
であり、これもまた枢支ピン１４のまわりの合成
モーメントの逆転を生じてしまう。

上述の説明から理解されるであろうが、本発明
はこれら先行技術装置で生ずるモーメント逆転を
解決し、それにより回動リング型羽根ポンプの制
御安定性を飛躍的に向上させるものである。

自動トランスミツシヨン制御系との関連におい
ては、かかる改良された羽根ポンプを用いること
によりトランスミツシヨン制御系の効率を向上さ
せることが可能となり、有益な燃費節減をもたら
すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従つた可変変位量羽根ポンプ
の一実施例であつて、ポンプ蓋を取外したものを
示す立面図、第２図は第１図の線２―２に沿つた
断面を矢印方向に見た図、第３図はポンプ・リン
グ上の反力を説明するための図表を示す図であ
る。 主要部分の符号の説明、１２……ハウジング、
１４……枢支手段（枢支ピン）、１６……リング
部材、２８……駆動軸、３６……回転子、４０…
…羽根、４６……吐出口、４７……ポンプ室、４
８……入口、５２……他の一方の垂線、５６……
一方の垂線、６２……変位量制御室、８０……制
御室を加圧する手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジングと；該ハウジングに形成された入
   口及び吐出口と；前記ハウジング内に回転可能に
   装着された駆動軸と；該駆動軸により駆動される
   べく連結され且つ該駆動軸と同軸状に整列した回
   転子と；該回転子内に摺動可能に配置された半径
   方向に延びる複数個の羽根と；前記ハウジング内
   に配置された枢支手段と；前記ハウジング内にお
   いて前記枢支手段上に枢着され前記ハウジングと
   協働して変位量制御室を形成するリング部材とを
   有し、該変位量制御室は前記リング部材を位置決
   めする壁手段を含み；前記リング部材は前記回転
   子の軸線に対し偏心した中心軸線を有し、更に前
   記リング部材は前記回転子及び前記羽根と協働し
   て複数個のポンプ室を形成し、該ポンプ室は作動
   時に前記入口及び吐出口に次々と連結されること
   により前記吐出口近傍に内圧力を生起するもので
   あり；更に、前記制御室を加圧する手段が設けら
   れている可変変位量羽根ポンプにおいて； 前記吐出口４６近傍の内圧力は前記枢支手段１
   ４のまわりで継続的に一方向に向うモーメントを
   前記リング部材１６に確立すべく向けられてお
   り；ばね部材２２が前記リング部材に作用し、該
   リング部材を前記一方向に押圧し；前記制御室６
   ２を加圧する手段が、前記リング部材に前記枢支
   手段のまわりで前記一方向に向うモーメントとは
   反対の方向に制御されたモーメントを確立する圧
   力制御弁８０を有し；前記制御されたモーメント
   は前記ばね手段２２及び壁手段４４と協働して前
   記回転子３６の軸線と交差する一方の垂線５６と
   前記回転子及び枢支手段の軸線と交差する他の一
   方の垂線５２とより成る交差する垂線５６，５２
   により劃定される一個の象限内に前記リング部材
   の中心（５８又は６０）の位置を制御することに
   よつてポンプの変位量を制御し；前記象限は前記
   枢支手段から離れており、且つ該枢支手段を除外
   しており、前記リング部材の中心が前記象限を画
   成する前記交差する垂線と一致していないことを
   特徴とする可変変位量羽根ポンプ。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の可変変位量羽
   根ポンプにおいて； 前記枢支手段は、前記回転子３６の長手軸線５
   ０及び前記リング部材１６の中心軸線（５８又は
   ６０）に対して平行な長手軸線５４をを有する枢
   支ピン１４を含み；前記交差する垂線の内の前記
   一方の垂線５６は前記回転子の長手軸線に対し垂
   直であり、且つ前記他方の垂線５２は前記回転子
   及び前記枢支ピンの長手軸線に対し垂直であるこ
   とを特徴とする可変変位量羽根ポンプ。