JP2592588Y2 - 油圧ベーンポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、平衡型の定吐出油圧ベ
ーンポンプに関するものであり、特にその吐出圧の脈動
を低減するための改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】平衡型の定吐出油圧ベーンポンプにおい
ては、カムリングの内面に各ベーンの先端を確実に接触
させるためにベーンの押上が必要である。従来より、こ
のベーンの押上の機構は、ポンプの起動時にはベーン自
重の遠心力による飛び出しであり、その後の回転中は自
己の吐出圧をベーン底部に作用させることにより達成し
ている。

【０００３】ベーン底部へ自己の吐出圧を作用させるや
り方には各種の方式が知られているが、何れにせよポン
プ起動時にはベーンを遠心力により飛び出させるため、
起動時の最低回転数をある程度以上に高くする必要があ
り、また作動油の粘度の影響も受け易い。

【０００４】また吸い込み区間では自己の吐出圧油の一
部をベーンの押上に利用するので、吸い込み区間のカム
リングプロファイルの形状に従って吐出量の数％以下と
はいえポンプ吐出流量が変動し、圧力の脈動で作動騒音
が生じる。

【０００５】この吸い込み区間では、ベーンの底部に高
圧の自己吐出圧が作用し、一方、ベーン先端では低圧の
吸い込み圧となるため、ベーンの両端で力のバランスが
崩れた状態となっている。このため、ベーン先端におけ
るカムリングとの摩擦力が大きくなり、効率が低下する
と共に、カムリングとベーンが共に摩耗しやすく、それ
らに高級材料を使用することが余儀なくされている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】従って、本考案の課題
は、かかる従来技術の問題点を解決して起動時の安定な
性能を確保すると共に吐出圧力の脈動の低減と低騒音化
を実現し、カムリングとベーンの摩耗を少なくして高い
効率の得られる平衡型定吐出油圧ベーンポンプを提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本考案
による平衡型の定吐出油圧ベーンポンプでは、回転軸に
よって駆動されるロータによりカムリング内で周回する
ベ一ンをべ一ン背圧溝から各べ一ンの基部に作用される
圧油圧力によってカムリングに向けて押し上げるように
した平衡型の定吐出油圧ベ一ンポンプにおいて、周回す
るベ一ン間に形成されるポンプ室が吸い込みポートに通
じる吸い込み区間のための独立した第１のべ一ン背圧溝
と、周回するベ一ン間に形成されるポンプ室が吐出ポー
トに通じる吐出区間のための独立した第２のベ一ン背圧
溝と、前記回転軸によって駆動されることにより前記吸
い込みポート側の圧油を吸い込んで吐出圧油を前記第１
のベ一ン背圧溝に供給する補助ポンプと、前記補助ポン
プの吐出圧を制御する圧力制御弁と、前記第２のべ一ン
背圧溝に前記吐出ポートからの吐出圧油の一部を導く通
路手段と、吸い込み区間と吐出区間との間の圧力遷移区
間で生じるべ一ン間の閉じ込みポンプ室内に前記補助ポ
ンプからの吐出圧油を供給する開口と、を備えたことを
特徴とするものである。

【０００８】

【０００９】

【作用】本考案では、平衡型定吐出油圧ベーンポンプの
吸い込み区間と吐出区間とのベーン背圧溝が互いに独立
しており、吐出区間のベーン背圧溝には自身の吐出圧力
が導かれ、吸い込み区間のベーン背圧溝には共通の回転
軸で駆動される例えば内蔵の補助ポンプからの圧油が圧
力制御弁により制御された圧力で導かれる。これによ
り、本考案の油圧ベーンポンプでは、吸い込み区間にお
けるベーンの押上は自己の吐出圧で行わずに、共通の回
転軸で駆動される補助ポンプからの吐出圧油をその圧力
を制御しながら供給することにより行う。

【００１０】平衡型定吐出ベーンポンプのカムリングプ
ロファイルは、吸い込み区間から吐出区間に達する間に
長径真円区間があり、また吐出区間から吸い込み区間に
達する間に短径真円区間がある。各真円区間は、ベーン
によって吐出ポートと吸い込みポートとを遮断するため
のものであり、短径真円区間から長径真円区間に到る間
の吸い込み区間ではベーンがカムリングプロファイルに
従って押し上げられ、長径真円区間から短径真円区間に
到る間の吐出区間では逆にベーンがカムリングプロファ
イルに従って押し下げられる。

【００１１】本考案によれば、吸い込み区間のベーン背
圧溝とは独立して吐出区間のベーン背圧溝が自己の吐出
ポートに連通しているので、吐出区間においてカムリン
グプロファイルによりベーンが押し下げられるというこ
とはベーン底部でも吐出作用があるということであり、
従ってベーンの厚みや吐出区間のカムリングプロファイ
ルに関係なく一定の吐出量が得られることになる。

【００１２】また吸い込み区間では、自己の吐出圧油で
はなく、回転軸によって共通に駆動される内蔵補助ポン
プからの吐出圧油が制御された圧力でベーン背圧溝に供
給されているので、起動時の遠心力によるベーンの押し
上げに比べて常に安定した起動特性を得ることができ、
またこの制御された圧力を、例えばポンプ吐出圧と一定
の関係となるように、或いは常にを適切に選ぶことによ
りベーンのカムリングへの押付力を必要最低限に小さく
することができると共に、ベーン先端の摩擦力を低下さ
せて効率を良好に保ち、カムリングやベーンの摩耗も低
減して高級材料を用いなくても長寿命化することができ
る。

【００１３】油圧ベーンポンプに使用される作動油は理
想的な非圧縮性流体ではなく、実際には長径真円区間で
ベーン間に閉じ込められた作動油が吸い込みポート側の
低圧から吐出ポート側の高圧へと遷移してゆくためには
或る圧縮量が必要である。

【００１４】本考案においては、この圧縮量を吐出ポー
ト側から供給するのではなく、前記別のポンプから供給
するので、結果的に吐出量には圧縮量の影響も現れるこ
とがない。但しこの場合、前記別のポンプからの供給圧
力の設定はベーンポンプの吐出圧と同じとする。

【００１５】

【実施例】図１に本考案の一実施例の構成を示す。図に
おいて、ベーンポンプ本体はカムリング１内にロータ２
を配置して該ロータ２に等間隔にベーン３を取り付け、
回転軸１０によってロータを回転駆動するようにした平
衡型定吐出ポンプを構成している。カムリング内のポン
プ室を端面で閉鎖する端板には一対の吸い込みポート４
と一対の吐出ポート５が対角線上に設けられ、また吸い
込み区間における各ベーンの底部８に圧油を導入する一
対のベーン背圧溝６と、吐出区間における各ベーンの底
部８に圧油を導入する一対のベーン背圧溝７とが互いに
独立して設けられている。

【００１６】吸い込み区間における各ベーンの底部に圧
油を導入する一対のベーン背圧溝６には、回転軸１０と
共に共通の駆動原動機（図示せず）によって回転駆動さ
れる内蔵の補助ポンプ２０からの吐出圧油が通路１２を
介して圧力制御弁２１により制御された圧力で導入され
ており、他方、吐出区間における各ベーンの底部に圧油
を導入する一対のベーン背圧溝７には、吐出ポート５か
ら自己の吐出圧油が導入されている。この補助ポンプ２
０は、例えばベンーンポンプ本体の端部に組み込んだギ
ヤポンプ等によって構成することができる。

【００１７】また、長径真円区間でベーン間に閉じ込め
られた作動油が吸い込みポート側の低圧から吐出ポート
側の高圧へと遷移してゆく圧力遷移区間には、該圧力遷
移区間で生じるベーン間の閉じ込み室内に前記補助ポン
プ２０からの吐出圧油を供給する開口９が設けられてい
る。

【００１８】図１に示した補助ポンプ２０による供給量
は、ベーン３のリフト量により使用される油量より若干
多目となるように設定し、その圧力を制御する圧力制御
弁２１は、図２に幾つかの例の模式構造およびそのベー
ンポンプの吐出圧力に対する圧力制御特性を示すよう
に、目的に応じて種々の構造および特性のものを用いる
ことができる。

【００１９】図２Ａに示すものは、ベーンポンプの吐出
ポート５からの圧力をパイロット圧力として補助ポンプ
２０の吐出圧を制御するパイロットリリーフ付圧力制御
弁であり、パイロットリリーフ弁２２によってパイロッ
ト圧を或るバネ設定圧でタンクラインへ放出することに
よりベーンポンプの吐出圧に対して補助ポンプの吐出圧
を折れ線状に追従変化させるものである。この図２Ａに
示す圧力制御弁は、主にポンプ始動時のベーン押上不足
の改善と吸い込み区間でのベーン押上力過剰による摩耗
防止（高効率化）とを目的とする場合に組み込まれる。

【００２０】図２Ｂに示すものは、補助ポンプ２０の吐
出圧を主弁体２３の貫通孔２４からパイロットリリーフ
弁２５に導いて、ベーンポンプの吐出圧とは無関係にパ
イロットリリーフ弁２５のばね設定圧で定まる一定圧力
に補助ポンプ２０の吐出圧を制御するものである。この
制御弁もポンプ始動時の対策と吸い込み区間での摩耗対
策に有効であり、また用途によってベーンポンプの吐出
圧よりも補助ポンプの吐出圧の方が低圧設定であれば、
構造上はパイロットリリーフ弁２５を省いて直動型リリ
ーフ弁にしてもよい。

【００２１】図２Ｃに示すものは、主に吐出圧の脈動低
減を目的とする場合に組み込まれるものであり、この場
合は、吸い込みポートと吐出ポートとの間の圧力遷移区
間で形成されるベーン間の閉じ込み室内の圧力をベーン
ポンプ吐出圧まで上げる必要があるので、補助ポンプ２
０の吐出圧はベーンポンプの吐出圧と常に同じになるよ
うに制御される。これに付随してポンプ始動時のベーン
押上不足も改善されるが、作動中のベーン押上力はさほ
ど改善されない。

【００２２】図２Ｄに示すものは、図２Ａ及び２Ｂに示
したものと図２Ｃに示したものとの中間的な機能を持た
せる場合に組み込まれるものであり、ベーンポンプの吐
出圧に対して或る比例関係で補助ポンプ２０の吐出圧を
制御するものである。

【００２３】図１において、原動機によって回転軸１０
と補助ポンプ２０を駆動すると、ロータ２が回転する一
方で補助ポンプ２０からの吐出圧油が吸い込み区間のベ
ーン背圧溝６に導入され、これによりこの区間のベーン
３が適度な力でカムリング１に押しつけられた状態とな
ってロータ２の回転で移動することになる。

【００２４】図３に吸い込み区間から吐出区間に渡るカ
ムリングプロファイルとベーン移動の展開図を、また図
４に吸い込みポート４と吐出ポート５との間のベーン間
の閉じ込み室の形成の様子を示す。

【００２５】吸い込み区間においてベーン３は背圧溝６
に補助ポンプ２０から供給された制御された圧力により
押し上げられ、先端をカムリングに接した状態で吸い込
み動作を行う。ベーン３のリフトに応じたベーン背圧溝
６への圧油の供給は補助ポンプ２０から行われ、自己の
吐出量には無関係である。

【００２６】吸い込みポート４と吐出ポート５との間の
圧力遷移区間ではベーン間の閉じ込み室に対して開口９
から圧縮量のための圧油が補給され、これも補助ポンプ
２０から供給が行われるので、自己の吐出量には無関係
である。

【００２７】吐出区間ではベーン３がカムリング１のプ
ロファイルによって押し下げられ、それによってベーン
背圧溝７からも吐出ポート５に圧油が吐出される。従っ
て吐出量の脈動は発生することがなく、作動音も極めて
静かなものとなる。

【００２８】

【考案の効果】以上に述べたように、本考案によれば、
吸い込み区間において自己の吐出圧油ではなく別のポン
プからの吐出圧油を制御してべ一ン背圧溝に供給したの
で、起動時の遠心力によるべ一ンの押し上げに比べて常
に安定した起動特性を得ることができ、またこの制御さ
れた圧力を適切に選ぶことによりべ一ンのカムリングヘ
の押付力を必要最低限に小さくすることができると共
に、べ一ン先端の摩擦力を低下させて効率を良好に保
ち、カムリングやベ一ンの摩耗も低減して高級材料を用
いなくても長寿命化することができるものである。ま
た、本考案は吸い込み区間と吐出区間との間の圧力遷移
区間で生じるべ一ン間の閉じ込みポンプ室内に前記補助
ポンプからの吐出圧油を供給する開口を備えているた
め、作動油が吸い込みポート側の低圧から吐出ポート側
の高圧に遷移するために必要な圧縮量のための圧油が、
吐出ポート側ではなく補助ポンプから供給され、自己の
吐出量と無関係で影響を受けないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る平衡型の定吐出油圧ベ
ーンポンプの構成を示す説明図である。

【図２】Ａ〜Ｄ図はそれぞれ補助ポンプの吐出圧力を制
御する圧力制御弁の模式的な構造例と圧力制御特性の幾
つかの例を示す説明図である。

【図３】吸い込み区間から吐出区間に渡るカムリングプ
ロファイルとベーン移動の展開図である。

【図４】吸い込みポートと吐出ポートとの間のベーン間
の閉じ込み室の形成の様子を示す説明図である。

【符号の説明】

１：カムリング ２：ロータ ３：ベーン ４：吸い込みポート ５：吐出ポート ６：ベーン背圧溝（吸い込み区間） ７：ベーン背圧溝（吐出区間） ８：ベーン底部室 ９：開口 １０：回転軸 ２０：補助ポンプ（別のポンプ） ２１：圧力制御弁

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸によって駆動されるロータにより
   カムリング内で周回するベ一ンをべ一ン背圧溝から各べ
   一ンの基部に作用される圧油圧力によってカムリングに
   向けて押し上げるようにした平衡型の定吐出油圧ベ一ン
   ポンプにおいて、 周回するベ一ン間に形成されるポンプ室が吸い込みポー
   トに通じる吸い込み区間のための独立した第１のべ一ン
   背圧溝と、 周回するベ一ン間に形成されるポンプ室が吐出ポートに
   通じる吐出区間のための独立した第２のベ一ン背圧溝
   と、 前記回転軸によって駆動されることにより前記吸い込み
   ポート側の圧油を吸い込んで吐出圧油を前記第１のベ一
   ン背圧溝に供給する補助ポンプと、 前記補助ポンプの吐出圧を制御する圧力制御弁と、 前記第２のべ一ン背圧溝に前記吐出ポートからの吐出圧
   油の一部を導く通路手段と、吸い込み区間と吐出区間との間の圧力遷移区間で生じる
   べ一ン間の閉じ込みポンプ室内に前記補助ポンプからの
   吐出圧油を供給する開口と、 を備えたことを特徴とする油圧ベ一ンポンプ。