JPS641504Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、円筒形内周面内において偏心して回
転するロータの外周に半径方向に摺動自在な複数
個のベーンを配し、ロータの回転に応じてこのベ
ーンを円筒形内周面に摺接させて動かせることに
より、流体を吸入・吐出するベーンポンプに関す
るものである。

（従来技術） 自動車の自動変速機における変速操作のよう
に、流体圧力（主に油圧）を用いて作動する機構
を有するものが数多くあり、この流体圧力を得る
ため様々な流体ポンプが用いられる。このポンプ
を大別すると、ギヤポンプ、プランジヤポンプ、
ベーンポンプ等に分けられ、それぞれの長所・短
所を考慮するとともに用途等に応じて各ポンプが
使用されている。

このうち、ベーンポンプは、鋳物等により作ら
れオイルの吸入路および吐出路を有するハウジン
グ内において、このハウジングの対向する２つの
平行な内壁面に接するようにリングを配し、この
リングの円筒形内周面と上記２つの内壁面とで囲
まれた空間内にこのリング中心に対して偏心して
回転するロータをその両側面が上記内壁面と接す
るように配し、ロータの外周に半径方向摺動自在
で外端が上記円筒形内周面に摺接し、両側端が上
記内壁面と平行で且つこれらに摺接する複数のベ
ーンを配して構成されているものが多い。この場
合、円筒形内周面およびハウジングの対向する平
行な内壁により囲まれた空間が、ベーンにより仕
切られてポンプ室が形成され、ロータの回転に応
じてこのポンプ室の容積が変化するので、この容
積変化を利用して吸入ポートから流体を吸入し、
吐出ポートへこの吸入した流体を吐出するように
なつている。 このように、ベーンポンプでは吸
入ポート側からポンプ室内に吸い込まれた流体
が、ロータの回転に応じてポンプ室が移動され吐
出側へ運ばれるのであるが、通常吸入ポート側の
流体圧力と吐出ポート側の流体圧力とは異なるた
め（吐出側圧力が吸入側圧力より高いことが多
い）、ポンプ室に吸入された流体の圧力が、ポン
プ室が吐出側と連通すると同時に吐出側の圧力と
同じ圧力に急に変化し、この時騒音を発生すると
いう問題がある。この騒音の低減のためには、吐
出側圧力への変化をゆつくりさせるようにすれば
よく、このことから例えば実公昭51−10403号に
開示されているように、ポンプのハウジングに形
成した吸入側および吐出側ポートの端部に円周方
向に延びるほぼ三角形状の小さなクツシヨン用ひ
げ溝を形成し、ポンプ室内の流体の圧力を徐々に
変化させるようにしたポンプもある。

この場合ポンプハウジングは吸入および吐出ポ
ート等を有することから鋳造されるのが普通であ
るが、鋳物精度はあまり良くないため上記のよう
なごく小さくて位置および寸法の精度を要求され
るひげ溝を鋳造により形成することは不可能であ
る。このため、機械加工によりひげ溝を形成せざ
るを得ないのであるが、ひげ溝は円周方向に延び
た三角形状の徐々に深さが深くなる溝であり機械
加工も難しいという問題がある。

（考案の目的） 本考案はこのような問題に鑑みたもので、吸入
ポートからポンプ室に吸い込まれた流体が吐出ポ
ート側に吐出される時に、ポンプ室の流体圧をゆ
つくり変化させるための上記ひげ溝に代わる通路
を、精度良く且つ比較的簡単に形成できるように
したベーンポンプを提供することを目的とするも
のである。

（考案の構成） 本考案のベーンポンプは、オイル吸入路および
吐出路を有するハウジング内において、このハウ
ジングの対向する２つの平行な内壁面に接するよ
うにリングを配し、このリングの円筒形円周面と
上記２つの内壁面とで囲まれた空間内にこの焼結
金属からなるリング中心に対して偏心して回転す
るロータをその両側面が上記内壁面と接するよう
に配し、ロータの外周に半径方向摺動自在で外端
が上記円筒形内周面に摺接し、両側端が上記内壁
面と摺接する複数のベーンを配し、これにより上
記円筒形内周面と、ハウジングの２つの内壁面と
ロータの外周面とで囲まれベーンにより仕切られ
たポンプ室を形成し、上記リングの両側面のうち
少なくとも一方にはポンプ室とオイル吐出路とを
結ぶオイル通路を形成し、このオイル通路はポン
プ室容積が最大となる位置の近傍からオイル吐出
路に向かつて徐々に断面積が大きくなる形状の溝
であり、上記リングの焼結成形時一体形成されて
いることを特徴とするものである。

（考案の効果） 本考案によれば、ロータの回転に応じてオイル
吸入路からオイルを吸い込んだポンプ室がオイル
吐出路に直接開口する前に該ポンプ室をリングの
側面に形成されたオイル通路を介してオイル吐出
路と連通させることができ、しかも、このオイル
通路は、ポンプ室の容積が最大となる位置の近傍
からオイル吐出路に向かつて徐々に大きくなる形
状の溝である。ので、ポンプ室内の吸入路と同圧
のオイル圧が吐出路の圧力に変化する際の変化の
度合いをゆつくりにして、ポンプ室内のオイルの
圧力による騒音を低下させることができる。ま
た、リングの円筒形内周面は、ベーンが摺動する
ので寸法精度および耐摩耗性が要求され、このた
め焼結金属によりリングを形成することが多い
が、本考案は、このようなリング形成方法に着目
し、オイル通路をリングの焼結成形時一体形成す
るようになつているので、オイル通路を精度よく
しかも簡単に形成することができる。そして、こ
のような効果は、オイル通路が焼結成形に支障の
ないリング側面に形成されていることにより、一
層増大することとなる。したがつて、本考案によ
れば、ベーンポンプ作動時の騒音を、簡単な構成
により効果的に低減させることができる。また、
従来のようなオイル通路形成のための機械加工が
不要となるので、リングの製造コストの低減が図
れ、ひいてはベーンポンプのコスト低減を図るこ
とができる。

（実施例） 以下、図面により本考案の実施例について説明
する。

第１図は本考案によるベーンポンプの１例を示
す正面図で、内部を示すためカバー側ハウジング
１を取り外した状態を示している。第２図は第１
図の矢印Ａ−Ａに沿つた断面図で、この図ではカ
バー側ハウジング１を取り付けた状態を示す。以
下、両図を併用して説明する。

通路側ハウジング２には中央部にカムリング５
を収納できる円筒形凹部が形成され、さらにこの
凹部に開口するアーチ状の吸入ポート３ｂと通路
側ハウジング２のフランジ部に開口する吸入口３
ａとを連通するオイル吸入路３と、上記吸入ポー
トとほぼ180゜回転した位置で対向し、上記凹部に
開口するアーチ状の吐出ポート４ｂとフランジ部
に開口する吐出口４ａとを連通するオイル吐出路
４とが通路側ハウジング２に形成されている。上
記円筒形凹部内にはこの円筒の径より小さい外形
の焼結金属からなるカムリング５が収納され、さ
らにこのカムリング５の外周に形成された半円状
凹部５ｈと通路側ハウジングの凹部に形成された
半円状凹部２ｂとに嵌合するピン７が取り付けら
れていて、このピン７を中心としてカムリング５
が揺動可能になつている。カムリング５の外周に
設けた切欠き平面５ｅに、通路側ハウジング２の
スプリング用凹部２ｃに配されたカム用スプリン
グ６の一端が当接し、カムリング５はカム用スプ
リング６の付勢力を受けて、ピン７を中心として
時計回り（矢印Ｅの方向）のモーメントを受け
る。

カムリング５は円筒形内周面５ｄを有し、この
円筒形内周面５ｄ内に点Ｏを中心として回転する
ロータ８が配される。なお、カムリング５は作動
していない状態ではカム用スプリング６の付勢力
により左上方に押されロータ８の回転中心Ｏから
図中左上方に偏心した位置に円筒形内周面５ｄの
中心が位置するようになつている。ロータ８には
半径方向に延び外周に開口した複数のベーン溝８
ａが形成され、この溝８ａに半径方向摺動自在な
複数のベーン９ａ〜９ｇが挿入されている。ベー
ン９ａ〜９ｇはその内端をバツクアツプリング１
１により半径方向外方に付勢されて外端がカムリ
ング５の円筒形内周面５ｄと当接し、このため偏
心したロータ８の外周と円筒形内周面５ｄとの間
に生じる空間がベーン９ａ〜９ｇにより仕切られ
る。カムリング５、ロータ８、ベーン９ａ〜９ｇ
の幅はほとんど同じで、通路側ハウジング２の内
壁面２ａと、この通路側ハウジング２に重ねられ
て取り付けられるカバー側ハウジング１の内壁面
１ａとの間に所定のすき間を有して、これらが摺
動自在になるように挾まれる。このため、上記ベ
ーン９ａ〜９ｇにより仕切られた空間は両内壁面
１ａ，２ａにより挾まれて各々閉空間１０ａ〜１
０ｇを形成し、この閉空間１０ａ〜１０ｇがポン
プ室１０ａ〜１０ｇである。但し、カバー側ハウ
ジング１および通路側ハウジング２の内壁面１
ａ，２ａには吸入ポート３ｂおよび吐出ポート４
ｂが開口しており、ポンプ室１０ａ〜１０ｇはそ
の位置に応じてこれらのポート３ｂ，４ｂと連通
する。

ロータ８は外部から回転駆動される駆動部材１
５と連結しており、この駆動部材１５を介して時
計回り（矢印Ｃ方向）に回転される。ロータ８が
回されるとベーンに囲まれたポンプ室も回され、
ポンプ室が吸入ポート３ｂに開口する範囲内で
は、第１図のポンプ室１０ａ，１０ｂ，１０ｃで
示すように回転に応じてポンプ室容積が大きくな
り、オイル吸入路３を介してポンプ室内にオイル
を吸い込み、一方ポンプ室が吐出ポート４ｂに開
口する範囲内では第１図のポンプ室１０ｅ，１０
ｆ，１０ｇで示すように回転に応じてポンプ室容
積が小さくなり、オイル吐出路４にオイルを吐出
する。

このオイル吐出路４内に、バルブ用スプリング
２２とスプール２１とからなる流量制御弁２０が
配されていて、この流量制御弁２０によりオイル
吐出路４内の流量に応じて発生されるコントロー
ル圧力が通路側ハウジング２に形成されたコント
ロール圧力導入路１２を介してカムリング５の外
周５ｃに導かれる。ここに導かれたコントロール
圧力を有するオイルは、シール溝５ｇ内に装着さ
れた弾性支持部材１４に押されるシール部材１３
とピン７との間の空間に充満し、この間でのカム
リング５の外周５ｃに作用するコントロール圧力
に応じてカムリング５にピン７を中心として反時
計回り（矢印Ｄの方向）のモーメントを与える。
このモーメントはカム用スプリング６によるモー
メントと逆方向に作用するため、上記コントロー
ル圧が大きくなつてカム用スプリング６の付勢力
に打ち勝つとカムリング５は反時計方向に動かさ
れ、カムリング５の円筒形円周面５ｄの中心とロ
ータ８の回転中心Ｏとの偏心量は小さくなり、ポ
ンプの吐出量が減る。すなわち、本例のベーンポ
ンプは上記コントロール圧に応じて吐出量を可変
制御ができるもので、実際には、流量制御弁２０
の作用により第５図に示すように、ポンプ吐出量
を所定置Q₀以上にならないように制御する。す
なわち、ロータ回転がN₀を超えて吐出量がQ₀よ
り大きくなると、コントロール圧による力がカム
用スプリング６の付勢力に打ち勝つて吐出量を減
らし、ロータ回転がN₀を超える時には、吐出量
を一定に（Q₀に）保持するようになつている。

上記カムリング５がハウジング１，２の内壁面
１ａ，２ａと接する両側面には第１図において斜
線で示す部分において他の部分より少しくぼんだ
平面状の溝からなるオイル通路５ａ，５ｂ（５ｂ
は反対側の側面で対称形）が形成されている。こ
のオイル通路５ａ，５ｂの形成は、カムリング５
の焼結成形時一体形成により行われるようになつ
ている。このオイル通路５ａ，５ｂを分り易くす
るため、第３図にカムリング５のみを取り出して
示し、さらにこのカムリング５を矢印Ｂ−Ｂに沿
つて切断した図を第４図に示す。オイル通路５
ａ，５ｂは第３図に斜線で示す部分に形成され第
４図に示すように深さｎのごく浅い溝である。現
実には深さｎは0.5mm程度に設定される。この溝
は、図示の如くポンプ室容積が最大となる位置近
傍においては（５ｉで示す部分）ごく幅が狭くオ
イル吐出路に向かつて徐々に広くなり、次いでポ
ンプ容積が最小となる位置近傍（５ｊで示す部
分）に向かつて徐々に狭くなるように形成されて
いる。このため、ロータ８が回転して吸入ポート
３ｂからポンプ室１０に吸い込まれたオイルは、
ポンプ室１０が吐出ポート４ｂと連通する前に、
オイル通路５ａ，５ｂを通じて吐出ポート４ｂ側
に吐出され、しかもこのオイル通路５ａ，５ｂの
通路面積は吐出ポート４ｂに近づくに応じて大き
くなる形状をしているので、ポンプ室１０内のオ
イルは徐々に吐出ポート４ｂ側の圧力に近づき騒
音の発生が抑えられる。このことからわかるよう
に、オイル通路５ａ，５ｂの通路面積はごく小さ
くしなければならず、オイル通路となる溝の深さ
ｎはごく浅くすることが要求されるのであるが、
このオイル通路は平面状の溝でありカムリング５
の側面に形成され、しかもカムリング５の焼結成
形時一体形成されるようになつているので、オイ
ル通路を精度よく（一般に焼結金属製の物は寸法
精度が良い）しかも簡単に形成することができ
る。

すなわち、従来のように鋳物製のハウジングの
ポート部にひげ溝を付ける場合は、鋳物の寸法精
度があまり良くないことから機械加工により形成
せざるを得ず、しかもひげ溝の形状が円周方向に
延びる三角形状のものであることから機械加工が
難しかつたのに対し、本考案の場合では平面部で
あるカムリングの側面に一定の深さを有する溝を
形成するだけなのでオイル通路となるごく浅い溝
も焼結により簡単に形成することができオイル通
路形成のための機械加工を省くことができる。

さらに、本実施例のように可変容量ポンプで且
つ、第５図のような流量制御を行なう場合には、
リングの側面にオイル通路を形成することにより
次のような利点を得ることができる。第６図は第
１図に示すポンプの一部を拡大して示す正面図で
あり、第５図のような流量制御を行なうためロー
タ８が低回転（N₀より小さい回転）の時は、コ
ントロール圧力導入路１２から伝わるコントロー
ル圧力は小さいため、カムリング５はカム用スプ
リング６によりピン７を中心として時計回りに付
勢され実線の位置にある。ロータ８の回転が大き
くなるとコントロール圧も大きくなり、カムリン
グ５に作用するコントロール圧による力がカム用
スプリングの付勢力より大きくなり、カムリング
５はピン７を中心として反時計回りに動かされカ
ムリング５の偏心量が小さくなる。ここで、図中
１点鎖線で示す位置までカムリング５が動かされ
た時について考えてみる。カムリング５の側面に
形成されたオイル通路５ａの端部５ｉとポンプ室
１０ｄとのラツプ長を低速の時（実線の時）はl₁
で、高速の時（１点鎖線の時）はl₂とすると、ロ
ータ８の中心は動かないのでベーン９ｅは半径方
向に動くのに対しオイル通路５ａの端部５ｉはピ
ン７を中心として回転し、このためl₁＞l₂となる。

ベーンポンプの騒音の点からは、上記ラツプ長
は低速では小さく、高速になる程大きくするのが
好ましいということが言え、本考案の上記実施例
に示すベーンポンプは騒音低減の点で非常に好ま
しいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のベーンポンプの１実施例をカ
バー側ハウジングを外して示す正面図、第２図は
第１図の矢印Ａ−Ａに沿つた断面図、第３図はカ
ムリングの正面図、第４図はカムリングを矢印Ｂ
−Ｂに沿つて切断した断面図、第５図は第１図の
ベーンポンプのロータ回転と吐出量の関係を示す
グラフ、第６図はベーンポンプの一部を拡大して
示す正面図である。 １……カバー側ハウジング、２……通路側ハウ
ジング、３……オイル吸入路、４……オイル吐出
路、５……カムリング、７……ピン、８……ロー
タ、１１……バツクアツプリング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ オイル吸入路およびオイル吐出路を有するハ
   ウジングと、 このハウジング内において対向する平行な２
   つの内壁面に接する両側面およびこのハウジン
   グの中央部に空間を形成する円筒形内周面を有
   する焼結金属からなるリングと、 前記空間内で両側面が前記内壁面と接し前記
   リングの中心線に対して偏心した軸線回りに回
   転駆動されるロータと、 このロータの外周に半径方向に摺動自在に設
   けられ、両側端が前記内壁面に摺接し半径方向
   外端が前記リングの円筒形内周面に摺接する複
   数個のベーンとからなり、 前記リングの前記ハウジングの内壁面と接す
   る両側面のうち少なくとも一方には、前記円筒
   形内周面、前記ハウジングの内壁面および前記
   ロータにより囲まれ前記ベーンにより仕切られ
   たポンプ室と、前記オイル吐出路とを連通させ
   るオイル通路が形成され、 このオイル通路は、前記ポンプ室の容積が最
   大となる位置の近傍から前記オイル吐出路に向
   かつて断面積が徐々に大きくなる形状の溝であ
   り、かつ、前記リングの焼結成形時一体形成さ
   れていることを特徴とするベーンポンプ。 ２ 前記リングがこのリングの中心線に対して揺
   動自在に枢支されていることを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載のベーンポン
   プ。