WO2016194933A1

WO2016194933A1 - ポンプ装置

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Publication number: WO2016194933A1
Application number: PCT/JP2016/066137
Authority: WO
Inventors: 浩一朗赤塚; 藤田　朋之; 智行中川; 史恭加藤; 裕希五味
Original assignee: Ｋｙｂ株式会社
Priority date: 2015-06-02
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2016-12-08
Also published as: EP3306094A4; JP6522430B2; CN107636309A; JP2016223393A; EP3306094A1; US20180149153A1

Abstract

油圧機器（２３）へ作動油を供給するメインポンプ（１０１）及びサブポンプ（１０２）と、サブポンプ（１０２）から吐出された作動油を油圧機器（２３）へ供給するか又は吸込側へ環流するかを切り換える切換弁（４０）と、を備え、メインポンプ（１０１）及びサブポンプ（１０２）は、共通の駆動軸（１）に連結されるロータ（２）と、ポンプ室（７）から吐出される作動油が導かれる吐出ポート（９）と、ロータ（２）の回転方向とは逆方向に向かって吐出ポート（９）の開口縁部から形成される溝状の吐出側ノッチ（９ｂ）と、を各々有し、切換弁（４０）は、駆動軸（１）の回転数に応じて切換作動し、サブポンプ（１０２）の吐出側ノッチ（９ｂ）のうち少なくとも一つは、メインポンプ（１０１）の吐出側ノッチ（９ｂ）と比較して通過する作動油に与える抵抗が大きくなるように形成される。

Description

ポンプ装置

　本発明は、ポンプ装置に関するものである。

　ＪＰ２０１０－１４１０１Ａには、第１ベーンポンプと第２ベーンポンプのロータが共通の駆動軸にて連結されることによって並列に接続された多連式ベーンポンプが開示されている。

　この多連式ベーンポンプは、始動時には第１ベーンポンプと第２ベーンポンプとによって流体圧機器に作動流体を供給する。この多連式ベーンポンプでは、ポンプの回転数が増加して第２ベーンポンプの吐出流量が必要流量以上になると、第１ベーンポンプから吐出される作動流体は吸込通路に戻され、第２ベーンポンプ単体で流体圧機器に作動流体を供給する。

　このようなベーンポンプは、高圧室に導かれる作動流体の圧力の急激な変動を防止するために、吐出ポートに連通する溝状のノッチを有している。

　このような多連式ベーンポンプでは、ポンプの高回転時における作動流体の急激な圧力変動を防止するために、ノッチは、長さや断面積が大きく形成され通過する作動流体の流れに与える抵抗が比較的小さくなるように形成されることがある。ポンプの高回転時では、ノッチが与える抵抗を小さくしてノッチを通じて高圧室からポンプ室への作動流体の流れを促すことにより、ポンプの回転角度に対するポンプ室内の圧力上昇速度が速くなる。これにより、圧力が充分に上昇した状態でポンプ室が高圧室に連通して作動流体の圧力の急激な変動が防止され、ポンプの高回転時における振動や騒音の発生が抑制される。

　しかしながら、ポンプの低回転時は、ポンプの高回転時よりもロータの回転方向へのベーンの移動速度が遅くノッチを通じて高圧室からポンプ室へ作動流体の流れが促されやすい。このため、ポンプの低回転時は、ポンプの回転角度に対するポンプ室の圧力上昇速度が速い。よって、ノッチの長さや断面積が比較的大きく形成される場合には、ポンプの低回転時ではポンプの回転角度に対するポンプ室内の圧力上昇速度が速くなりすぎることがある。このため、ノッチの長さや断面積を大きく形成すると、ポンプの低回転時には急激な圧力変動が生じて、かえって振動や騒音が発生するおそれがある。

　本発明は、メインポンプとサブポンプとを有するポンプ装置において、振動や騒音の発生を抑制することを目的とする。

　本発明のある態様によれば、流体圧機器へ作動流体を供給するポンプ装置であって、第１吐出通路を通じて前記流体圧機器へ作動流体を供給するメインポンプと、前記第１吐出通路に合流する第２吐出通路を通じて前記流体圧機器へ作動流体を供給するサブポンプと、前記サブポンプから吐出された作動流体を吸込側へと還流させるためのリターン通路と、前記サブポンプから吐出された作動流体を前記リターン通路を通じて吸込側へ環流するか否かを切り換える切換弁と、を備え、前記メインポンプ及び前記サブポンプそれぞれは、共通の駆動軸に連結されるロータと、前記ロータに対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーンと、前記ロータの回転に伴って前記ベーンの先端が摺動する内周面を有するカムリングと、前記ロータと前記カムリングと一対の隣り合う前記ベーンとによって区画されるポンプ室と、前記ポンプ室から吐出される作動流体が導かれる吐出ポートと、前記ロータの回転方向とは逆方向に向かって前記吐出ポートの開口縁部から形成される溝状の吐出側ノッチと、を有し、前記切換弁は、前記駆動軸の回転数に応じて切換作動し、前記サブポンプの前記吐出側ノッチのうち少なくとも一つは、前記メインポンプの前記吐出側ノッチと比較して通過する作動流体の流れに与える抵抗が大きくなるように形成される。

図１は、本発明の実施形態に係るポンプ装置の断面図である。図２は、本発明の実施形態に係るポンプ装置のメインポンプにおけるポンプカートリッジの平面図であり、図１におけるＡ矢視図である。図３は、本発明の実施形態に係るポンプ装置のサブポンプにおけるポンプカートリッジの平面図であり、図１におけるＢ矢視図である。図４は、本発明の実施形態に係るポンプ装置の油圧回路図である。図５は、本発明の実施形態に係るポンプ装置の流量特性を示すグラフ図である。図６Ａは、本発明の実施形態に係るポンプ装置のポンプ室、吐出ポート、ノッチとの関係を示す拡大図であり、メインポンプを示す拡大図である。図６Ｂは、本発明の実施形態に係るポンプ装置のポンプ室、吐出ポート、ノッチとの関係を示す拡大図であり、サブポンプを示す拡大図である。図７Ａは、本発明の実施形態に係るポンプ装置のノッチ形状を示す断面図であり、メインポンプのノッチを示す断面図である。図７Ｂは、本発明の実施形態に係るポンプ装置のノッチ形状を示す断面図であり、サブポンプのノッチを示す断面図である。図７Ｃは、図７Ａと図７Ｂとを重ね合わせた図である。図８Ａは、本発明の実施形態に係るポンプ装置のノッチ形状の変形例を示す断面図であり、メインポンプのノッチを示す断面図である。図８Ｂは、本発明の実施形態に係るポンプ装置のノッチ形状の変形例を示す断面図であり、サブポンプのノッチを示す断面図である。図８Ｃは、図８Ａと図８Ｂとを重ね合わせた図である。図９Ａは、本発明の実施形態に係るポンプ装置のノッチ形状における他の変形例を示す断面図であり、メインポンプのノッチを示す断面図である。図９Ｂは、本発明の実施形態に係るポンプ装置のノッチ形状における他の変形例を示す断面図であり、サブポンプのノッチを示す断面図である。図９Ｃは、図９Ａと図９Ｂとを重ね合わせた図である。図１０は、本発明の実施形態に係るポンプ装置の変形例を示す油圧回路図である。図１１は、本発明の実施形態に係るポンプ装置の変形例を示す図であり、センタープレートの平面図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るポンプ装置１００ついて説明する。

　ポンプ装置１００は、車両に搭載される油圧機器、例えば、パワーステアリング装置や変速機等の油圧供給源として用いられるものである。

　図１～図３に示すように、ポンプ装置１００は、エンジン２４（図４参照）の動力が伝達される共通の駆動軸１にメインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のそれぞれのロータ２が連結され、駆動軸１の回転によってロータ２が回転するものである。図２及び図３は、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のポンプカートリッジ２１，２２を示す図であり、それぞれ図１中矢印Ａ、Ｂ方向から見た平面図である。ロータ２は、図２では時計周り、図３では反時計回りに回転する。

　メインポンプ１０１から吐出される作動油（作動流体）は、常に油圧機器（流体圧機器）２３（図４参照）へ供給される。一方、サブポンプ１０２から吐出される作動油は、切換弁４０（図４参照）の作動に応じて、油圧機器２３へ供給されるか又は吸込側へと還流する。

　図２及び図３に示すように、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２は、ロータ２に対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共にロータ２の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺接するカムリング４と、を備える。

　ロータ２には、外周面に開口部を有するスリット１６が所定間隔をおいて放射状に形成され、ベーン３はスリット１６に摺動自在に挿入される。

　スリット１６の基端側には、ポンプ吐出圧が導かれる背圧室１７が画成される。隣り合う背圧室１７は、ロータ２に形成された円弧状の溝２ａによって連通し、この溝２ａにはポンプ吐出圧が常時導かれている。ベーン３は、背圧室１７の圧力及びロータ２の回転による遠心力によってスリット１６から抜け出る方向に押圧され、先端部がカムリング４の内周のカム面４ａに当接する。これにより、カムリング４の内部には、ロータ２の外周面、カムリングのカム面４ａ、及び隣り合う一対のベーン３によって複数のポンプ室７が画成される。ロータ２、ベーン３、及びカムリング４によってポンプカートリッジ２１，２２が構成される。

　カムリング４は、内周のカム面４ａが略楕円形状をした環状の部材であり、ロータ２の回転に伴ってポンプ室７の容積を拡張する吸込領域４ｂと、ポンプ室７の容積を収縮する吐出領域４ｃと、を有する。

　メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のポンプカートリッジ２１，２２の間にはセンタープレート５が配置されると共に、それぞれのポンプカートリッジ２１，２２の側部にはサイドプレート６が配置される（図１参照）。このように、ポンプカートリッジ２１，２２は、センタープレート５とサイドプレート６との間に挟持され、ポンプ室７は、センタープレート５とサイドプレート６とによって密閉される。

　センタープレート５には、カムリング４の吸込領域４ｂに向けて開口し、ポンプ室７に作動油を導く吸込ポート８が形成される。

　サイドプレート６には、カムリング４の吐出領域４ｃに向けて開口し、ポンプ室７が吐出する作動油が導かれる円弧状の２つの吐出ポート９が形成される。

　メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のサイドプレート６には、吐出ポート９の開口縁部からロータ２の回転方向とは逆方向に向かって延びる溝状のノッチ（吐出側ノッチ）９ａ，９ｂがそれぞれ形成される。ノッチ９ａ，９ｂが形成されることにより、ロータ２の回転に伴い、ポンプ室７から吐出ポート９へのノッチ９ａ，９ｂを通じた作動油の流れが促されるため、後述する高圧室１２の急激な圧力変動が防止される。

　各ポンプ室７は、ロータ２が１回転する過程で、カムリング４の吸込領域４ｂにて吸込ポート８を通じて作動油を吸込み、その吸込んだ作動油をカムリング４の吐出領域４ｃにて吐出ポート９を通じて吐出し、その後、カムリング４の吸込領域４ｂにて吸込ポート８を通じて作動油を吸込み、その吸込んだ作動油をカムリング４の吐出領域４ｃにて吐出ポート９を通じて吐出する。このように、各ポンプ室７は、ロータ２の回転に伴って拡縮し、ロータ２が１回転する過程で作動油の吸込吐出を２回行う。

　図１に示すように、駆動軸１は、第１ポンプボディ１０及び第２ポンプボディ１１にブッシュ１８を介して回転自在に支持される。第１ポンプボディ１０に形成されたポンプ収容凹部１０ａ内には、メインポンプ１０１のサイドプレート６とポンプカートリッジ２１が積層して収容される。第２ポンプボディ１１に形成されたポンプ収容凹部１１ａ内には、サブポンプ１０２のサイドプレート６とポンプカートリッジ２２と共にセンタープレート５が積層して収容される。このように、第１ポンプボディ１０にはメインポンプ１０１が収容され、第２ポンプボディ１１にはサブポンプ１０２が収容される。

　第１ポンプボディ１０と第２ポンプボディ１１は、開口部を有する面を互いに当接させて一体に締結され、それぞれのポンプ収容凹部１０ａ，１１ａが封止される。

　メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のカムリング４及びサイドプレート６は、センタープレート５を挿通する２つの位置決めピン１９（図２及び図３参照）によって回り止めされる。位置決めピン１９によって、カムリング４に対するセンタープレート５とサイドプレート６の相対回転が規制される。これにより、カムリング４の吸込領域４ｂとセンタープレート５の吸込ポート８との位置決め、及びカムリング４の吐出領域４ｃとサイドプレート６の吐出ポート９との位置決めが行われる。

　第１ポンプボディ１０及び第２ポンプボディ１１には、吐出ポート９から吐出された作動油が流入する高圧室１２が形成される。高圧室１２の作動油は、第１吐出通路３２及び第２吐出通路３４（図４参照）を通じて油圧機器２３へ供給される。また、高圧室１２の作動油は、サイドプレート６に形成された貫通孔６ａを通じてロータ２の円弧状の溝２ａに導かれて各背圧室１７へ導かれる。

　次に、図４を参照して、ポンプ装置１００の油圧回路について説明する。

　メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２の吸込ポート８には、タンク３６に接続された吸込通路３１が接続される。

　メインポンプ１０１の吐出ポート９には第１吐出通路３２が接続され、第１吐出通路３２を通じてメインポンプ１０１から油圧機器２３へ常に作動油が供給される。

　サブポンプ１０２の吐出ポート９には、切換通路３３が接続される。切換通路３３には、サブポンプ１０２から吐出された作動油の流れを切り換える切換弁４０が設けられる。

　切換弁４０には、油圧機器２３に作動油を供給する第２吐出通路３４と、吸込側へ作動油を環流するリターン通路３５と、が接続される。第２吐出通路３４は、第１吐出通路３２に合流して設けられる。

　切換弁４０は、サブポンプ１０２から吐出された作動油をリターン通路３５を通じて吸込側へ環流するか否かを切り換える。より具体的には、切換弁４０は、サブポンプ１０２から吐出された作動油を第２吐出通路３４を通じて油圧機器２３へ供給するか又はリターン通路３５を通じて吸込側へ環流するかを選択的に切り換える。つまり、サブポンプ１０２から吐出される作動油は、切換弁４０の切り換えによって油圧機器２３又は吸込通路３１のいずれかに選択的に導かれる。

　切換弁４０は、切換通路３３と第２吐出通路３４とを連通する第１連通ポジション４０ａと、切換通路３３とリターン通路３５とを連通する第２連通ポジション４０ｂと、を有する。切換弁４０は、コントローラ３０から出力される制御電流によってポジションが切り換えられる電磁式切換弁である。切換弁４０は、ソレノイド４１が非励磁のときにはバネ４２の付勢力によって第２連通ポジション４０ｂに設定され、ソレノイド４１が励磁したときにはバネ４２の付勢力に抗して第１連通ポジション４０ａに設定される。

　切換弁４０は、例えば、コントローラ３０に入力されるエンジン２４の回転数、つまり駆動軸１及びロータ２の回転数であるポンプ回転数に応じてポジションが切り換えられる。なお、切換弁４０は電磁式切換弁には限られず、パイロット液圧によって切換作動するパイロット式切換弁でもよい。

　このように、メインポンプ１０１は、吸込通路３１を通じてタンク３６から作動油を吸い込み、第１吐出通路３２を通じて油圧機器２３へ作動油を供給する。サブポンプ１０２は、吸込通路３１を通じてタンク３６から作動油を吸い込み、第２吐出通路３４を通じて油圧機器２３へ作動油を供給するか又はリターン通路３５を通じて吸込側へ作動油を環流する。

　次に、ポンプ装置１００の動作について説明する。

　ポンプ装置１００の始動時には、切換弁４０は第１連通ポジション４０ａに設定される。

　メインポンプ１０１から吐出される作動油は、切換弁４０のポジションに関係なく油圧機器２３へ供給される。

　サブポンプ１０２から吐出される作動油は、第２吐出通路３４を通じて油圧機器２３へ供給される。

　これにより、油圧機器２３には、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２の吐出流量を合計した流量の作動油が供給される。

　図５は、ポンプ装置１００の吐出流量と回転数との関係を示すグラフ図である。図５において、実線がポンプ装置１００の全体としての吐出流量であり、破線がメインポンプ１０１とサブポンプ１０２との合計吐出流量及びメインポンプ１０１単体での吐出流量である。図５に示すように、ポンプ装置１００の吐出流量は、ポンプ回転数の上昇に伴い増加する。ポンプ回転数が予め定められるポンプ回転数Ｎ１に達して、メインポンプ１０１単体での吐出流量が油圧機器２３の必要流量Ｑ１以上となると、切換弁４０が第２連通ポジション４０ｂに切り換えられる。これにより、サブポンプ１０２から吐出される作動油は、リターン通路３５を通じて吸込側へと還流される。

　このように、メインポンプ１０１の吐出流量が必要流量Ｑ１となるポンプ回転数Ｎ１よりもポンプ回転数が少ないとき（以下、「ポンプの低回転時」と称する。）には、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２から吐出される作動油が油圧機器２３に供給される。また、ポンプ回転数がポンプ回転数Ｎ１以上であるとき（以下、「ポンプの高回転時」と称する。）には、メインポンプ１０１単体の吐出流量が油圧機器２３に供給され、サブポンプ１０２から吐出される作動油は吸込側へ環流される。つまり、サブポンプ１０２は、ポンプの低回転時には油圧機器２３に作動油を供給する圧力源として使用され、ポンプの高回転時には圧力源として使用されない。

　次に、図６及び図７を参照して、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ形状を具体的に説明する。以下では、ロータ２の回転に伴ってポンプ室７と吸込ポート８との連通が遮断された状態を「基準状態」（図６中破線）、ポンプ室７と吐出ポート９とがノッチ９ａ，９ｂを介さずに直接連通する状態を「連通状態」（図６中実線）、基準状態から連通状態になる間の領域を「遷移領域」と称する。また、ポンプ室７を区画する一対のベーン３ａ，３ｂのうち回転方向前方側のベーン３ｂの基準状態における位置を「基準位置」（図６参照）、基準位置から角度αだけ離れた位置におけるノッチ９ａ，９ｂの中心線Ｃ（図２、図３及び図６参照）に直交する断面積を「ノッチの開口面積」と称する。

　メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ９ａ，９ｂは、その長手方向に垂直な断面形状、つまり中心線Ｃに直交する断面形状が略三角形状に形成される。また、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ９ａ，９ｂは、吐出ポート９の回転方向後方側の開口縁部からロータ２の回転方向後方に向かうにつれ、その断面積が徐々に小さくなるテーパ状に形成される。

　図６Ａ及び図６Ｂは、ポンプ室７、吸込ポート８、吐出ポート９、及びノッチ９ａ，９ｂの関係を示す図である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、メインポンプ１０１とサブポンプ１０２とは、ポンプ室７、吸込ポート８、及び吐出ポート９の関係が互いに同一であり、ノッチ９ａ，９ｂの形状が互いに異なる。

　サブポンプ１０２のノッチ９ｂは、図６Ｂ中破線で示す基準状態から、図６Ｂ中実線で示す連通状態となるまでの遷移領域を回転方向前方側のベーン３ｂが通過する間において、通過する作動油の流れに与える抵抗がメインポンプ１０１のノッチ９ａと比較して大きくなるように形成される。言い換えれば、サブポンプ１０２のノッチ９ｂは、メインポンプ１０１のノッチ９ａと比較して、ベーン３ｂが遷移領域を通過する間にポンプ室７からノッチ９ｂを通じて導かれる作動油の圧力損失が大きくなるように形成される。具体的には、遷移領域の範囲内の少なくとも一部において、サブポンプ１０２における基準位置から角度α（図６Ａ、６Ｂ参照）離れた位置のノッチ９ｂの開口面積Ｓ２（図７Ｂ参照）が、メインポンプ１０１における基準位置から角度α離れた位置のノッチ９ａの開口面積Ｓ１（図７Ａ参照）と比較して、小さく形成される。

　本実施形態に係るポンプ装置１００では、図６Ａ、６Ｂ及び図７Ａ～７Ｃに示すように、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ９ａ，９ｂは、深さＤ及び開口幅Ｗが互いに等しく形成される。これに対し、図７Ａ～７Ｃに示すように、ロータ２の回転方向に向かうノッチ９ａ，９ｂの長さは、メインポンプ１０１におけるノッチ９ａの長さＬ１と比較してサブポンプ１０２におけるノッチ９ｂの長さＬ２の方が短くなるように形成される。メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ９ａ，９ｂをこのように形成することにより、メインポンプ１０１におけるノッチ９ａの開口面積Ｓ１と比較して、サブポンプ１０２におけるノッチ９ｂの開口面積Ｓ２の方が小さくなる。これにより、サブポンプ１０２のノッチ９ｂは、メインポンプ１０１のノッチ９ａと比較して、通過する作動油の流れに与える抵抗が大きくなる。

　ここで、ポンプ装置１００の理解を容易にするために、比較例としてのポンプ装置について説明する。

　比較例に係るポンプ装置におけるメインポンプ及びサブポンプのそれぞれは、吐出ポートの開口縁部からロータの回転方向後方側に向かって延在し、互いに同一形状に形成される溝状のノッチを有する。ノッチは、長さや断面積を大きくして作動油に与える抵抗が比較的小さくなるように形成される。

　ポンプの高回転時には、ロータの回転方向へのベーンの移動速度が速いため吐出ポートからノッチを通じてポンプ室へ作動油が導かれにくく、ポンプ室内の圧力上昇速度が低回転時と比較して遅くなる。このため、比較例に係るポンプ装置では、通過する作動油に与える抵抗が比較的小さくなるようにノッチを形成し、吐出ポートからノッチを通じてポンプ室内へ作動油が導かれやすくしている。これにより、圧力上昇速度が比較的遅いポンプの高回転時であってもポンプ室と高圧室とが直接連通する際の両者の圧力差が小さくなり、圧力変動を緩やかにすることができる。したがって、ポンプの高回転時における騒音や振動の発生を抑制することができる。このように、比較例に係るポンプ装置のノッチは、高回転時における騒音や振動の発生を抑制するための形状に形成される。

　一方、ポンプの低回転時は、ロータの回転方向へのベーンの移動速度が遅いため、ポンプの高回転時と比較して吐出ポートからノッチを通じてポンプ室へ作動油が導かれやすく、ポンプ室内の圧力上昇速度は比較的速くなる。このため、比較例に係るポンプ装置におけるポンプの低回転時では、高回転時よりも圧力上昇速度が速いことに加え、吐出ポートの作動油がノッチを通じてポンプ室に導かれてさらに圧力上昇が促されて、かえってポンプ室内の圧力が急激に変動する。したがって、比較例に係るポンプ装置のメインポンプ及びサブポンプでは、ポンプの低回転時において騒音や振動が発生する。

　これに対して、ポンプ装置１００では、メインポンプ１０１のノッチ９ａは通過する作動油に与える抵抗が比較的小さくなるように形成され、サブポンプ１０２のノッチ９ｂはメインポンプ１０１のノッチ９ａと比較して通過する作動油に与える抵抗が大きくなるように形成される。これにより、サブポンプ１０２では、ポンプの低回転時において、ノッチ９ｂを通じて吐出ポート９からポンプ室７へ作動油が過剰に導かれることが抑制される。したがって、低回転時におけるサブポンプ１０２のポンプ室７の圧力が急激に上昇することが防止されて、ポンプ室７が吐出ポート９に直接連通する際の圧力変動が緩やかになり、騒音や振動の発生を抑制することができる。

　また、ポンプの高回転時においては、サブポンプ１０２の吐出ポート９はリターン通路３５に連通し、サブポンプ１０２から吐出される作動油は吸込側へ環流される。つまり、ポンプの高回転時におけるサブポンプ１０２のポンプ室７は、吸込側と連通して圧力が小さい吐出ポート９に連通する。このように、通過する作動油の流れに付与する抵抗が比較的大きいノッチ９ｂ、言い換えれば、ポンプの低回転時に合わせた形状に形成されるノッチ９ｂを有していても、高回転時には高圧室１２は吸込側に連通して圧力が開放されるため、サブポンプ１０２の高圧室１２における圧力の急激な変動は生じない。したがって、高回転時におけるサブポンプ１０２の振動や騒音の発生が抑制される。

　つまり、ポンプの低回転時及び高回転時において使用されるメインポンプ１０１のノッチ９ａは高回転時の騒音や振動を抑制するための形状に形成され、高回転時には使用しないサブポンプ１０２のノッチ９ｂは低回転時の騒音や振動を抑制するための形状に形成される。これにより、ポンプ装置１００において、振動や騒音の発生を抑制することができる。

　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　ポンプ装置１００によれば、サブポンプ１０２はメインポンプ１０１と比較して通過する作動油に与える抵抗が大きいノッチ９ｂを有しているため、ポンプの低回転時には、その抵抗によってノッチ９ｂを通じた作動油の流れが抑制される。このため、ポンプ室７と高圧室１２との連通時における作動油の圧力の急激な変動が防止され、ポンプの低回転時におけるサブポンプ１０２の振動や騒音の発生を抑制することができる。また、ポンプ装置１００の回転数が増加すると、切換弁４０によってサブポンプ１０２から吐出される作動油は低圧の吸込側に導かれる。このため、比較的大きな抵抗を作動油に与えるノッチ９ｂをサブポンプ１０２が有していても、高回転時におけるサブポンプ１０２の振動や騒音の発生が抑制される。したがって、メインポンプ１０１とサブポンプ１０２とを有するポンプ装置１００において、振動や騒音の発生を抑制することができる。

　次に、上記実施形態の変形例について説明する。

　上記実施形態では、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２は、吸込ポート８に連通するノッチを有していないが、図１１に示すように、吸込ポート８の開口縁部からロータ２の回転方向とは逆方向に延びる溝状のノッチ（吸込側ノッチ）８ａ，８ｂをセンタープレート５に形成してもよい。この場合にも、メインポンプ１０１の吸込側ノッチ８ａと比較して、例えば図１１に示すようにサブポンプ１０２の吸込側ノッチ８ｂの長さを長くする等、サブポンプ１０２の吸込側ノッチ８ｂが通過する作動油に与える抵抗が大きくなるように形成することが望ましい。これにより、ポンプの低回転時におけるサブポンプ１０２において、高圧側となるポンプ室７と低圧側となる吸込ポート８とが連通する際の圧力変動を緩やかにできる。したがって、ポンプ装置１００の騒音や振動の発生をさらに抑制することができる。なお、図１１は、サブポンプ１０２側から見たセンタープレート５の平面図であり、図中の矢印は、ロータ２の回転方向を示す。

　メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ形状は、上記のような形状に限らず、回転方向前方側のベーン３が遷移領域を通過する間において、メインポンプ１０１のノッチ９ａと比較して、作動油に与える抵抗が大きくなるようにサブポンプ１０２のノッチ９ｂを形成すればよい。この具体例を、図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９は、基準状態にあるメインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ９ａ，９ｂの開口面積を示す断面図である。

　図８に示すように、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ９ａ，９ｂは、長さＬ及び開口幅（図示省略）が互いに等しく形成され、サブポンプ１０２のノッチ９ｂの深さＤ２がメインポンプ１０１のノッチ９ａの深さＤ１よりも小さくなるように形成されてもよい。これにより、メインポンプ１０１のノッチ９ａと比較して、サブポンプ１０２のノッチ９ｂによって通過する作動油に与えられる抵抗が大きくなる。

　また、図９に示すように、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のそれぞれの遷移領域を比較した場合に、サブポンプ１０２におけるノッチ９ｂの開口面積Ｓ２がメインポンプ１０１におけるノッチ９ａの開口面積Ｓ１よりも大きくなる領域Ｒ１と、サブポンプ１０２におけるノッチ９ｂの開口面積Ｓ２がメインポンプ１０１におけるノッチ９ａの開口面積Ｓ１よりも小さくなる領域Ｒ２と、が形成されてもよい。この場合においても、回転方向前方側のベーン３ｂが遷移領域を移動する間において、通過する作動油全体に与える抵抗がメインポンプ１０１のノッチ９ａよりもサブポンプ１０２のノッチ９ｂの方が大きくなるように、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ９ａ，９ｂが形成されることにより、上記実施形態と同様の効果を奏する。

　また、上記実施形態では、メインポンプ１０１とサブポンプ１０２とは同数のベーン３を有している。これに代えて、メインポンプ１０１とサブポンプ１０２とが有するベーン３の数が互いに異なるものでもよい。メインポンプ１０１とサブポンプ１０２とのベーン３の数が異なる場合には、ベーン３によって区画されるポンプ室７の容積も異なり、吸込ポート８が形成される周方向の位置も互いに異なる。この場合にも、ポンプ室７を区画する回転方向前方側のベーン３ｂがそれぞれの遷移領域を移動する間において、通過する作動油全体に与えられる抵抗が、メインポンプ１０１のノッチ９ａよりもサブポンプ１０２のノッチ９ｂの方が大きくなるように形成されることにより、上記実施形態と同様の効果を奏する。

　また、上記実施形態では、メインポンプ１０１の２つのノッチ９ａは、互いに同一の形状に形成される。サブポンプ１０２の２つのノッチ９ｂも、互いに同一の形状に形成される。これに代えて、メインポンプ１０１のノッチ９ａは、互いに異なる形状に形成されてもよい。また、サブポンプ１０２のノッチ９ｂは、互いに異なる形状に形成されてもよい。ポンプ装置１００の騒音や振動を抑制するためには、サブポンプ１０２の２つのノッチ９ｂ両方がメインポンプ１０１のノッチ９ａと比較して、作動油に与える抵抗が大きいことが望ましいが、例えば、サブポンプ１０２の一方のノッチ９ｂはメインポンプ１０１のノッチ９ａと同一の形状に形成され、他方がメインポンプ１０１のノッチ９ａよりも通過する作動油に付与する抵抗が大きくなるように形成されてもよい。このように、サブポンプ１０２のノッチ９ｂのうち少なくとも一つのノッチ９ｂが、メインポンプ１０１のノッチ９ａと比較して、通過する作動油に与える抵抗が大きくなるように形成されればよい。

　また、上記実施形態では、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２は、それぞれ２つの吐出ポート９を有する。これに代えて、吐出ポート９は１つでもよく、３つ以上でもよい。この場合にも、サブポンプ１０２のノッチ９ｂのうち少なくとも一のノッチ９ｂが、メインポンプ１０１のノッチ９ａと比較して、通過する作動油に与える抵抗が大きいものであればよい。

　また、上記実施形態では、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２には、各吐出ポート９にそれぞれ連通するように単一のノッチ９ａ，９ｂが形成される。これに代えて、一つの吐出ポート９に連通する二つ以上のノッチ９ａ，９ｂが形成されてもよい。この場合には、一つのサブポンプ１０２の吐出ポート９に連通する複数のノッチ９ｂによって通過する作動油に与えられる抵抗の合計が、メインポンプ１０１のいずれか一つの吐出ポート９に連通するノッチ９ａによって作動油に与えられる抵抗の合計よりも大きくなるように、メインポンプ１０１及びサブポンプ１０２のノッチ９ａ，９ｂを形成すればよい。

　また、上記実施形態では、切換弁４０は切換通路３３に設けられ、切換弁４０には第２吐出通路３４とリターン通路３５とが接続される。これに代えて、図１０に示すように、第２吐出通路３４をサブポンプ１０２に直接連通し、リターン通路３５を第２吐出通路３４から分岐して設けてもよい。この場合には、第２吐出通路３４には第２吐出通路３４から第１吐出通路３２への作動油の流れのみを許容する逆止弁３７が設けられ、リターン通路３５は第２吐出通路３４における逆止弁３７の上流側から分岐して設けられる。また、リターン通路３５には、切換弁１４０が設けられる。切換弁１４０は、リターン通路３５を遮断する遮断ポジション１４０ａとリターン通路３５を開通する開通ポジション１４０ｂとを有する。切換弁１４０のポジションの切換作動により、サブポンプ１０２から吐出される作動油がリターン通路３５を通じて吸込側に環流するか否かが切り換えられる。ポンプ装置１００は、以上の構成であってもよく、このような場合であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は２０１５年６月２日に日本国特許庁に出願された特願２０１５－１１２５６６に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　流体圧機器へ作動流体を供給するポンプ装置であって、
　第１吐出通路を通じて前記流体圧機器へ作動流体を供給するメインポンプと、
　前記第１吐出通路に合流する第２吐出通路を通じて前記流体圧機器へ作動流体を供給するサブポンプと、
　前記サブポンプから吐出された作動流体を吸込側へと還流させるためのリターン通路と、
　前記サブポンプから吐出された作動流体を前記リターン通路を通じて吸込側へ環流するか否かを切り換える切換弁と、を備え、
　前記メインポンプ及び前記サブポンプのそれぞれは、
　共通の駆動軸に連結されるロータと、
　前記ロータに対して径方向に往復動自在に設けられる複数のベーンと、
　前記ロータの回転に伴って前記ベーンの先端が摺接する内周面を有するカムリングと、
　前記ロータと前記カムリングと一対の隣り合う前記ベーンとによって区画されるポンプ室と、
　前記ポンプ室から吐出される作動流体が導かれる吐出ポートと、
　前記ロータの回転方向とは逆方向に向かって前記吐出ポートの開口縁部から形成される溝状の吐出側ノッチと、を有し、
　前記切換弁は、前記駆動軸の回転数に応じて切換作動し、
　前記サブポンプの前記吐出側ノッチのうち少なくとも一つは、前記メインポンプの前記吐出側ノッチと比較して通過する作動流体の流れに与える抵抗が大きくなるように形成されるポンプ装置。
　請求項１に記載のポンプ装置であって、
　前記メインポンプ及び前記サブポンプのそれぞれは、前記ポンプ室に作動流体を導く吸込ポートをさらに有し、
　前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室と前記吸込ポートとの連通が遮断された際における当該ポンプ室を区画する一対の前記ベーンのうち回転方向前方側の前記ベーンの位置である基準位置から所定角度離れた位置における前記サブポンプの前記吐出側ノッチの開口面積は、前記基準位置から前記所定角度離れた位置における前記メインポンプの前記吐出側ノッチの開口面積と比較して、小さく形成されるポンプ装置。
　請求項１に記載のポンプ装置であって、
　前記メインポンプ及び前記サブポンプのそれぞれは、前記ポンプ室に作動流体を導く吸込ポートの開口縁部から前記ロータの回転方向とは逆方向に向かって形成される溝状の吸込側ノッチをさらに有し、
　前記サブポンプの前記吸込側ノッチのうち少なくとも一つは、前記メインポンプの前記吸込側ノッチと比較して通過する作動流体の流れに与える抵抗が大きくなるように形成されるポンプ装置。
　請求項１に記載のポンプ装置であって、
　前記切換弁は、前記駆動軸の回転数が予め定められたポンプ回転数以上である場合に、前記リターン通路を通じて作動流体を吸込側へ環流させるように切換作動するポンプ装置。