JP6702117B2 - Vane pump device - Google Patents

Description

この発明は、ベーンポンプ装置に関する。   The present invention relates to a vane pump device.

従来の一定速度で駆動されるベーンポンプでは、ロータから径方向の外方に進退自在なベーンが遠心力とそのベーンポンプの吐出圧力によって、径方向の外方に飛び出して、カムリングの内周面に押し当てられて、ロータの回転にともなってポンプ作用を行うようになっている。   In a conventional vane pump driven at a constant speed, a vane that can advance and retreat radially outward from the rotor is ejected radially outward by the centrifugal force and the discharge pressure of the vane pump, and is pushed against the inner peripheral surface of the cam ring. It is applied to perform a pumping action with the rotation of the rotor.

このようなベーンポンプでは、回転数制御時にロータの回転速度が零に近づく場合や、ベーンポンプの始動時に低速度で回転している場合に、遠心力およびベーンポンプの吐出圧力が小さいため、ベーンをカムリングの内周面に押し付けてシールすることができなくて、ポンプ動作を行わせることができないという問題がある。   In such a vane pump, the centrifugal force and the discharge pressure of the vane pump are small when the rotational speed of the rotor approaches zero when the rotational speed is controlled, or when the vane pump is rotating at a low speed when the vane pump is started. There is a problem in that the pump cannot be operated because the inner peripheral surface cannot be pressed and sealed.

近年、省エネルギーの観点から、ベーンポンプの回転数制御の要求が高まってきており、低速度でもポンプ動作をするベーンポンプが求められている。   In recent years, from the viewpoint of energy saving, the demand for the rotation speed control of the vane pump has been increasing, and a vane pump that operates at a low speed is required.

そこで、この要求に応えるベーンポンプとして、特許４４８１０９０号公報（特許文献１）および特開２００３―３０１７８１号公報（特許文献２）に記載のように、ベーンをカムリングの内周面に向けて押圧するバネや弾性体を設けて、上記ベーンの先端をカムリングの内周面に向けて付勢するようにして、低速回転時でもポンプ動作をするにしたものが提案されている。   Therefore, as a vane pump that meets this demand, as described in Japanese Patent No. 4481090 (Patent Document 1) and Japanese Patent Laid-Open No. 2003-301781 (Patent Document 2), a spring that presses the vane toward the inner peripheral surface of the cam ring. It has been proposed that an elastic body is provided to urge the tip of the vane toward the inner peripheral surface of the cam ring so that the pump operates even at low speed rotation.

特許４４８１０９０号公報Japanese Patent No. 4481090 特開２００３―３０１７８１号公報JP, 2003-301781, A

しかしながら、上記ベーンポンプでは、上記ベーンの後部に面する狭い背面室内にベーンを付勢するバネや弾性体を設けなければならないため、組立性やメンテナンス性が悪いという問題がある。   However, in the above vane pump, a spring or an elastic body for urging the vane must be provided in a narrow rear chamber facing the rear portion of the vane, so that there is a problem that the assemblability and maintainability are poor.

また、上記ベーンポンプでは、カムリングの内周面に向けてベーンを常にバネや弾性体の付勢力で付勢しているため、ベーンの先端とカムリングの内周面との間の摩擦力が大きくなって、摩擦損失によって効率が低下するという問題がある。   Further, in the above vane pump, since the vane is constantly urged by the urging force of the spring or the elastic body toward the inner peripheral surface of the cam ring, the frictional force between the tip of the vane and the inner peripheral surface of the cam ring becomes large. Therefore, there is a problem that efficiency is reduced due to friction loss.

そこで、この発明の課題は、組立性やメンテナンス性が良好で、かつ、摩擦損失が少なくて効率の高いベーンポンプ装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a vane pump device which has good assemblability and maintainability, and has low friction loss and high efficiency.

上記課題を解決するため、この発明のベーンポンプ装置は、
吸込口と吐出口に通じるカム室を形成しているカムリングと、上記カム室内で回転するロータと、上記ロータから進退可能に径方向に突出するベーンと、上記ベーンの後部に面する背面室を有するベーンポンプと、
上記ベーンの後部に面する背面室に流体を供給するベーンポンプでない副ポンプと、
上記背面室に、上記副ポンプの吐出口と上記ベーンポンプの吐出口とを切換接続する切換弁と、
上記ベーンポンプの吐出流体の圧力を検出する圧力センサと、
上記副ポンプの吐出ラインに接続された電磁リリーフ弁と、
上記圧力センサが一定圧力以上の圧力を検出すると、上記電磁リリーフ弁を制御して上記副ポンプを無負荷、または、低負荷運転をするコントローラと
を備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the vane pump device of the present invention is
A cam ring forming a cam chamber communicating with the suction port and the discharge port; a rotor rotating in the cam chamber; A vane pump having
A sub-pump that is not a vane pump that supplies fluid to the rear chamber facing the rear of the vane ,
In the rear chamber, a switching valve for switching and connecting the discharge port of the auxiliary pump and the discharge port of the vane pump,
A pressure sensor for detecting the pressure of the fluid discharged from the vane pump,
An electromagnetic relief valve connected to the discharge line of the sub pump,
When the pressure sensor detects a pressure equal to or higher than a certain pressure, the controller includes a controller that controls the electromagnetic relief valve to perform no load or low load operation of the auxiliary pump .

上記構成のベーンポンプ装置によれば、上記ベーンポンプでない副ポンプによってベーンの後部に面する背面室に流体を供給して、上記カムリングのカム室の内周面にベーンの先端を押し付けるから、低速回転時においても、シール性を確保て上記ベーンポンプにポンプ作用を行わせることができ、しかも、バネや弾性体を不要とすることができて、組立性やメンテナンス性が良くなる。   According to the vane pump device configured as described above, the auxiliary pump that is not the vane pump supplies the fluid to the rear chamber facing the rear portion of the vane, and the tip of the vane is pressed against the inner peripheral surface of the cam chamber of the cam ring. Also in this case, the vane pump can perform the pumping action while ensuring the sealing property, and the spring and the elastic body can be eliminated, so that the assemblability and the maintainability are improved.

上記ベーンポンプでない副ポンプは、ベーンをカム室の内周面に向けて押し付けるバネや弾性体がないベーンポンプとは違って、低速回転時においても、ポンプ作用をして、背面室に加圧流体を供給することができる。   Unlike the vane pump that does not have a spring or elastic body that presses the vane toward the inner peripheral surface of the cam chamber, the sub-pump that is not the vane pump acts as a pump even at low speed rotation, and supplies pressurized fluid to the back chamber. Can be supplied.

また、上記構成のベーンポンプ装置は、ベーンをカム室の内周面に向けて押し付けるバネや弾性体を不要とすることができるから、ベーンの先端とカム室の内周面との間の摩擦損失が小さくなって、効率が向上する。
また、上記構成のベーンポンプ装置は、上記切換弁によって、上記背面室を、上記副ポンプの吐出口と上記ベーンポンプの吐出口とに切換接続できるから、上記ベーンポンプの回転速度が一定値以上に高くなって、ベーンポンプの吐出圧力が高くなると、上記切換弁でベーンポンプの吐出口と背面室とを接続して、ベーンポンプの背圧室の圧力をベーンポンプの自己圧力に切換えて、副ポンプの運転を停止、または、無負荷運転をして、省エネルギーを達成することができる。
また、上記構成のベーンポンプ装置は、上記圧力センサが一定圧力以上の圧力を検出すると、上記コントローラは、上記副ポンプの吐出ラインに接続された電磁リリーフ弁を制御して上記副ポンプを無負荷、または、低負荷運転をするので、省エネルギーを達成することができる。 Further, in the vane pump device having the above configuration, since it is possible to eliminate the need for a spring or an elastic body that presses the vane toward the inner peripheral surface of the cam chamber, friction loss between the tip of the vane and the inner peripheral surface of the cam chamber is eliminated. Is smaller and the efficiency is improved.
Further, in the vane pump device having the above configuration, since the back chamber can be switched and connected to the discharge port of the auxiliary pump and the discharge port of the vane pump by the switching valve, the rotation speed of the vane pump becomes higher than a certain value. Then, when the discharge pressure of the vane pump becomes high, the discharge port of the vane pump and the rear chamber are connected by the switching valve, the pressure of the back pressure chamber of the vane pump is switched to the self pressure of the vane pump, and the operation of the auxiliary pump is stopped. Alternatively, energy saving can be achieved by performing no-load operation.
Further, in the vane pump device having the above configuration, when the pressure sensor detects a pressure equal to or higher than a certain pressure, the controller controls the electromagnetic relief valve connected to the discharge line of the sub pump to load the sub pump without load. Alternatively, since low load operation is performed, energy saving can be achieved.

１実施形態では、
上記副ポンプは、所定回転速度よりも遅い回転速度において、上記ベーンポンプよりも高い圧力を発生する。 In one embodiment,
The sub-pump generates a higher pressure than the vane pump at a rotation speed lower than a predetermined rotation speed.

上記実施形態によれば、上記副ポンプは、所定回転速度よりも遅い回転速度において、上記ベーンポンプよりも高い圧力を発生するから、この高い圧力の流体を背面室に供給して、ベーンの先端を確実にカムリングのカム室の内周面に押し付けて、低速度においても、ベーンポンプに、バネや弾性体がなくても、ポンプ作用を行わせることができる。   According to the above-described embodiment, the auxiliary pump generates a pressure higher than that of the vane pump at a rotation speed lower than the predetermined rotation speed. The vane pump can be reliably pressed against the inner peripheral surface of the cam chamber of the cam ring to perform the pumping action even at a low speed without using a spring or an elastic body.

この副ポンプの例として、例えば、ギアポンプやピストンポンプ等がある。   Examples of the sub pump include a gear pump and a piston pump.

１実施形態では、
上記副ポンプは、ギアポンプである。 In one embodiment,
The sub pump is a gear pump.

ギアポンプは歯車の歯とケーシングとの間に流体を閉じ込めて加圧するから、ベーンポンプに比べて、低速運転時でもポンプ作用を行うことができる。   Since the gear pump confines and pressurizes the fluid between the teeth of the gear and the casing, it can perform a pumping action even at a low speed operation as compared with the vane pump.

したがって、上記実施形態によれば、低速運転時においても、ギアポンプによって、ベーンポンプの背面室に加圧流体を供給して、ベーンの先端をカムリングのカム室の内周面に押し付けて、ベーンポンプにポンプ作用を行わせることができる。   Therefore, according to the above-described embodiment, even during low speed operation, the pressurized fluid is supplied to the back chamber of the vane pump by the gear pump, and the tip of the vane is pressed against the inner peripheral surface of the cam chamber of the cam ring to pump the vane pump. It can act.

１実施形態では、
上記ベーンポンプと上記副ポンプとは同軸に連結されている。 In one embodiment,
The vane pump and the sub pump are coaxially connected.

例えば、プレス機などにおいては、低圧大容量のベーンポンプと高圧小容量のギアポンプ等の高圧ポンプとを同軸に連結して多連化して使用する場合がよくある。この場合、高圧を発生するのに適したギアポンプ等の高圧ポンプを、ベーンポンプの背面室に流体を供給すう副ポンプとして使用すると、専用の副ポンプを別途用意することなく、ギアポンプ等の高圧ポンプを副ポンプとして転用できて、コストアップを抑制することができる。また、副ポンプための専用のモータ等の原動機が不要になってコストダウンができる。   For example, in a press machine or the like, it is often the case that a low-pressure large-capacity vane pump and a high-pressure small-capacity high-pressure pump such as a gear pump are coaxially connected and used in a multiple manner. In this case, if a high-pressure pump such as a gear pump suitable for generating high pressure is used as a sub-pump for supplying fluid to the back chamber of the vane pump, a high-pressure pump such as a gear pump can be used without separately preparing a dedicated sub-pump. It can be diverted as a sub-pump and the cost increase can be suppressed. In addition, a prime mover such as a dedicated motor for the sub pump is not required, and the cost can be reduced.

１実施形態では、
上記切換弁は、上記ベーンポンプの吐出流体の圧力が一定圧力以上になると、上記背面室に上記ベーンポンプの吐出口を接続するシーケンス弁である。 In one embodiment,
The switching valve is a sequence valve that connects the discharge port of the vane pump to the back chamber when the pressure of the discharge fluid of the vane pump exceeds a certain pressure.

上記実施形態によれば、上記シーケンス弁によって、上記ベーンポンプの吐出流体の圧力が一定圧力以上になると、上記背面室に上記ベーンポンプの吐出口を自動的に接続するから、複雑な制御が不要になり、また、副ポンプの運転を停止、または、無負荷運転をして、省エネルギーを達成することができる。   According to the above embodiment, when the pressure of the discharge fluid of the vane pump becomes equal to or higher than a certain pressure by the sequence valve, the discharge port of the vane pump is automatically connected to the back chamber, so that complicated control becomes unnecessary. Also, the energy saving can be achieved by stopping the operation of the auxiliary pump or performing no-load operation.

この発明のベーンポンプ装置は、組立性やメンテナンス性が良好で、かつ、摩擦損失を少なくして効率を向上することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The vane pump device of the present invention has good assemblability and maintainability, and can reduce friction loss to improve efficiency.

この発明の第１実施形態のベーンポンプ装置の模式回路図である。It is a schematic circuit diagram of the vane pump apparatus of 1st Embodiment of this invention. この発明の第２実施形態のベーンポンプ装置の模式回路図である。It is a schematic circuit diagram of the vane pump apparatus of 2nd Embodiment of this invention. この発明の第３実施形態のベーンポンプ装置の回路図である。It is a circuit diagram of the vane pump apparatus of 3rd Embodiment of this invention. この発明の第４実施形態のベーンポンプ装置の回路図である。It is a circuit diagram of the vane pump apparatus of 4th Embodiment of this invention.

以下、この発明を図示の実施形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

（第１実施形態）
図１に示すように、この第１実施形態のベーンポンプ装置は、ベーンポンプ１と、ベーンポンプでない副ポンプの一例としてのギアポンプ２と、このギアポンプ２を駆動する原動機の一例としてのモータ３と、圧力制御部の一例としてのリリーフ弁５とを備えている。 (First embodiment)
As shown in FIG. 1, the vane pump device according to the first embodiment includes a vane pump 1, a gear pump 2 as an example of a sub-pump that is not a vane pump, a motor 3 as an example of a prime mover that drives the gear pump 2, and a pressure control. And a relief valve 5 as an example of the section.

上記ベーンポンプ１は、カムリング１１とロータ１２とベーン１３，１３，…とを有する。上記カムリング１１は非円筒形の内周面１５を有するカム室１６を形成し、このカム室１６に軸１７に固定したロータ１２を回転自在に配置している。上記ロータ１２からベーン１３，１３，…が径方向に進退可能に突出するようになっている。   The vane pump 1 has a cam ring 11, a rotor 12, and vanes 13, 13,.... The cam ring 11 forms a cam chamber 16 having a non-cylindrical inner peripheral surface 15, and a rotor 12 fixed to a shaft 17 is rotatably arranged in the cam chamber 16. Vanes 13, 13,... Are projected from the rotor 12 so as to be able to advance and retract in the radial direction.

このベーンポンプ１の吐出口Ｐは、カムリング１１の端面に当接する端板２０に形成した弧状の凹部２１，２１に連通し、吸込口Ｔは端板２０に形成した弧状の凹部２２，２２に連通している。   The discharge port P of the vane pump 1 communicates with arcuate recesses 21 and 21 formed in the end plate 20 that contacts the end surface of the cam ring 11, and the suction port T communicates with arcuate recesses 22 and 22 formed in the end plate 20. is doing.

一方、上記ベーンポンプ１のベーン１３，１３…の後部に面する背面室３０，３０，…は、圧縮行程においては、端板２０に形成した弧状の凹部３１，３１に連通し、吸入工程においては、端板２０に形成した弧上の凹部３２，３２連通している。この凹部３１，３１および凹部３２，３２はギアポンプ２の吐出ライン４１に接続している。したがって、ベーン１３，１３…の後部に面する背面室３０，３０，…には、吐出ライン４１、弧状の凹部３１，３１および凹部３２，３２を介して、ギアポンプ２からの吐出流体が供給されて、ギアポンプ２からの流体の圧力によって、ベーン１３，１３…の先端はカムリング１１のカム室１６の内周面１５に向けて押し付けられるようになっている。   On the other hand, the back chambers 30, 30,... Facing the rear portions of the vanes 13, 13... Of the vane pump 1 communicate with the arcuate recesses 31, 31 formed in the end plate 20 in the compression stroke, and in the suction process. The arcuate concave portions 32, 32 formed in the end plate 20 communicate with each other. The recesses 31, 31 and the recesses 32, 32 are connected to the discharge line 41 of the gear pump 2. Therefore, the discharge fluid from the gear pump 2 is supplied to the rear chambers 30, 30,... That face the rear of the vanes 13, 13... Through the discharge line 41, the arc-shaped recesses 31, 31, and the recesses 32, 32. The tips of the vanes 13, 13... Are pressed against the inner peripheral surface 15 of the cam chamber 16 of the cam ring 11 by the pressure of the fluid from the gear pump 2.

上記ギアポンプ２からの流体の圧力は、圧力制御部の一例としてのリリーフ弁５によって適切な圧力に制御される。   The pressure of the fluid from the gear pump 2 is controlled to an appropriate pressure by a relief valve 5 as an example of a pressure control unit.

上記副ポンプとしてのギアポンプ２は、図示しないが、周知のように、歯車の歯とケーシングとの間に流体を閉じ込めて加圧するものであるから、回転速度が起動時等の低速でもベーンポンプよりも高い圧力を発生して、この高い圧力の流体を背面室３０に供給して、ベーン１３，１３，…の先端を確実にカムリング１１のカム室１６の内周面１５に押し付けてシール性を高めて、低速度においても、ベーンポンプ１の背面室３０にバネや弾性体がなくても、ポンプ作用を行わせることができる。   Although not shown, the gear pump 2 as the sub-pump is, as is well known, for confining and pressurizing the fluid between the teeth of the gear and the casing, so that the rotation speed is lower than that of the vane pump even at a low rotation speed. A high pressure is generated, and this high-pressure fluid is supplied to the rear chamber 30, and the tips of the vanes 13, 13,... Are pressed against the inner peripheral surface 15 of the cam chamber 16 of the cam ring 11 to improve the sealing performance. Thus, even at a low speed, the pump action can be performed even if the back chamber 30 of the vane pump 1 has no spring or elastic body.

ベーンポンプの場合、低速運転時には、ベーンに作用する遠心力が小さいから、ベーンの先端をカムリングの内周面に押し付ける力が弱くて、シール性が弱くて、ポンプ作用が十分にできなくて、ベーンポンプの吐出圧が高くならない場合があるのである。   In the case of a vane pump, the centrifugal force acting on the vane is small at low speed operation, so the force that presses the tip of the vane against the inner peripheral surface of the cam ring is weak, the sealing performance is weak, and the pump action cannot be performed sufficiently. In some cases, the discharge pressure of does not increase.

上記構成のベーンポンプ装置によれば、上記ベーンポンプ１でない副ポンプ２の一例としてのギアポンプ２によって、ベーンポンプ１のベーン１３，１３…の後部に面する背面室３０，３０，…に流体を供給して、カムリング１１のカム室１６の内周面１５にベーン１３，１３…の先端を押し付けるから、低速回転時においても、ベーンポンプ１にポンプ作用を行わせることができる。   According to the vane pump device having the above structure, the gear pump 2 as an example of the auxiliary pump 2 other than the vane pump 1 supplies the fluid to the rear chambers 30, 30,... That face the rear of the vanes 13, 13... Of the vane pump 1. Since the tips of the vanes 13, 13... Are pressed against the inner peripheral surface 15 of the cam chamber 16 of the cam ring 11, the vane pump 1 can be caused to perform a pumping action even during low speed rotation.

上記ベーンポンプでない副ポンプとしてのギアポンプ２は、ベーンをカム室の内周面に向けて押し付けるバネや弾性体がないベーンポンプとは違って、低速回転時においても、ポンプ作用をして、ベーンポンプ１のベーン１３，１３…の後部に面する背面室３０，３０，…に加圧流体を供給して、ベーンポンプ１にポンプ作用を行わせることができるのである。   The gear pump 2 as a sub-pump that is not the vane pump, unlike the vane pump that does not have a spring or an elastic body that presses the vane toward the inner peripheral surface of the cam chamber, acts as a pump even at low speed rotation, and the vane pump 1 It is possible to supply a pressurized fluid to the rear chambers 30, 30, which face the rear portions of the vanes 13, 13..., And to cause the vane pump 1 to perform a pumping action.

また、上記ベーンポンプ装置は、ベーン１３，１３，…の先端をカムリング１１のカム室１６の内周面１５に押し付けるバネや弾性体を設けていないから、ベーン１３，１３，…の先端とカムリング１１のカム室１６の内周面１５との間の摩擦損失が小さくなって、効率が向上する。   Further, since the vane pump device is not provided with a spring or an elastic body that presses the tips of the vanes 13, 13,... On the inner peripheral surface 15 of the cam chamber 16 of the cam ring 11, the tips of the vanes 13, 13,. The friction loss with the inner peripheral surface 15 of the cam chamber 16 is reduced, and the efficiency is improved.

また、上記ベーンポンプ装置は、圧力制御部の一例としてのリリーフ弁５によって、ベーンポンプ１のベーン１３，１３，…の後部に面する背面室３０，３０，…内の流体の圧力を制御できるから、上記ベーン１３，１３，…の先端をカムリング１１のカム室１６の内周面１５に押し付ける力を過大にすることなく、かつ、過小にすることなく、最適にすることができ、したがって、エネルギー効率を高くでき、かつ、ベーン１３，１３，…の先端のシール作用を確保して確実にポンプ動作を行わせることができる。   Further, in the vane pump device, since the relief valve 5 as an example of the pressure control unit can control the pressure of the fluid in the rear chambers 30, 30, ... facing the rear of the vanes 13, 13, ... of the vane pump 1, The force for pressing the tips of the vanes 13, 13,... Against the inner peripheral surface 15 of the cam chamber 16 of the cam ring 11 can be optimized without being too large and without being too small, and therefore the energy efficiency can be improved. Can be increased, and the sealing action at the tips of the vanes 13, 13,...

また、上記圧力制御弁の一例であるリリーフ弁５は、背面室３０に供給する流体の圧力を最適に制御でき、したがって、省エネルギーを達成して、効率を向上でき、かつ、低速運転でも確実にポンプ動作を行わせることができる。   Further, the relief valve 5, which is an example of the pressure control valve, can optimally control the pressure of the fluid supplied to the back chamber 30, thus achieving energy saving, improving efficiency, and reliably operating even at low speed operation. A pump operation can be performed.

より具体的には、例えば、ベーンポンプ１の負荷圧力が小さく、かつ、吐出流量が大きい場合には、ベーンポンプ１のロータ１２が高速回転しているから、ベーン１３，１３，…に作用する遠心力が大きく、かつ、ベーン１３，１３，…を背面室３０側に押し戻そうとする圧力が小さいため、背面室３０に供給する流体の圧力は大きくする必要がない。このような場合、上記リリーフ弁５によって、背面室３０に供給する流体の圧力を低くして、ベーン１３，１３，…に対する押圧力を小さくしてベーン１３，１３，…の先端とカムリング１１のカム室１６の内周面１５との間の摩擦損失を低減して、エネルギーのロスを低減して、効率を向上することができる。   More specifically, for example, when the load pressure of the vane pump 1 is small and the discharge flow rate is large, the rotor 12 of the vane pump 1 is rotating at high speed, so that the centrifugal force acting on the vanes 13, 13,. Is large and the pressure for pushing back the vanes 13, 13,... To the rear chamber 30 side is small, so that the pressure of the fluid supplied to the rear chamber 30 need not be large. In such a case, the relief valve 5 lowers the pressure of the fluid supplied to the rear chamber 30 to reduce the pressing force against the vanes 13, 13,..., And the tips of the vanes 13, 13,. Friction loss with the inner peripheral surface 15 of the cam chamber 16 can be reduced, energy loss can be reduced, and efficiency can be improved.

一方、ベーンポンプ１の負荷圧力が大きく、かつ、吐出流量が小さい場合には、ベーンポンプ１のロータ１２が低速回転しているから、遠心力が小さく、かつ、負荷圧力が大きくてベーン１３，１３，…を背面室３０側に押し戻そうとする力が大きいため、背面室３０に供給する流体の圧力は高くする必要がある。このような場合、リリーフ弁５によって、背面室３０に供給する流体の圧力を高く制御して、ベーン１３，１３，…の先端をカムリング１１のカム室１６の内周面１５に向けて適切に押圧して、確実にポンプ作用を行わせることができる。   On the other hand, when the load pressure of the vane pump 1 is large and the discharge flow rate is small, the rotor 12 of the vane pump 1 is rotating at a low speed, so the centrifugal force is small and the load pressure is large, so that the vanes 13, 13, Since the force for pushing back the rear chamber 30 is large, the pressure of the fluid supplied to the rear chamber 30 needs to be high. In such a case, the pressure of the fluid supplied to the back chamber 30 is controlled to be high by the relief valve 5, and the tips of the vanes 13, 13,... Are appropriately directed toward the inner peripheral surface 15 of the cam chamber 16 of the cam ring 11. By pressing, the pump action can be reliably performed.

上記リリーフ弁５は、電磁リリーフ弁や電磁比例リリーフ弁であると、設定圧を精細に調整できて、より好ましい。   It is more preferable that the relief valve 5 is an electromagnetic relief valve or an electromagnetic proportional relief valve because the set pressure can be finely adjusted.

なお、この圧力制御弁として、リリーフ弁５に代えて、減圧弁等を用いてもよい。   As the pressure control valve, a pressure reducing valve or the like may be used instead of the relief valve 5.

この第１実施形態では、所定回転速度よりも遅い回転速度において、ベーンポンプよりも高い圧力を発生する副ポンプの例として、ギアポンプ２を述べたが、この副ポンプとしてピストンポンプ等を用いてもよい。   In the first embodiment, the gear pump 2 is described as an example of the sub pump that generates a pressure higher than that of the vane pump at a rotation speed lower than the predetermined rotation speed, but a piston pump or the like may be used as the sub pump. .

（第２実施形態）
図２はこの発明の第２実施形態のベーンポンプ装置の回路図であり、図１に示す第１実施形態のベーンポンプ装置とは、シーケンス弁５０を有する点のみが異なる。したがって、図２において、図１の構成要素と同一構成要素については、図１の構成要素と同一参照番号を付してそれらの詳しい説明は省略する。 (Second embodiment)
FIG. 2 is a circuit diagram of a vane pump device according to a second embodiment of the present invention, which is different from the vane pump device according to the first embodiment shown in FIG. 1 only in that a sequence valve 50 is provided. Therefore, in FIG. 2, the same components as those of FIG. 1 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 1 and their detailed description will be omitted.

図２に示すように、ベーンポンプ１のベーン１３，１３，…の後部に面する背面室３０，３０，…に連通する端板２０の弧状の凹部３１，３１を、切換弁の一例としてのシーケンス弁５０によって、副ポンプの一例としてのギアポンプ２の吐出ライン４１とベーンポンプ１の吐出口Ｐに連なる吐出ライン５２とに切換接続するようにしている。   As shown in FIG. 2, the arc-shaped recesses 31, 31 of the end plate 20 communicating with the rear chambers 30, 30,... Facing the rear of the vanes 13, 13,. The valve 50 is switched and connected to the discharge line 41 of the gear pump 2 as an example of the auxiliary pump and the discharge line 52 connected to the discharge port P of the vane pump 1.

上記シーケンス弁５０は、ベーンポンプ１の吐出口Ｐの吐出流体の圧力が一定圧力以上になると、上記ベーンポンプ１の背面室３０，３０，…に、ライン５１，凹部３１，３１を介して、上記ベーンポンプ１の吐出口Ｐに連なる吐出ライン５２を接続する一方、ベーンポンプ１の吐出口Ｐの吐出流体の圧力が一定未満のときは、上記ベーンポンプ１の背面室３０，３０，…にギアポンプ２の吐出ライン４１を接続するようになっている。   When the pressure of the fluid discharged from the discharge port P of the vane pump 1 becomes a certain pressure or more, the sequence valve 50 is provided in the rear chambers 30, 30,... Of the vane pump 1 via the line 51 and the recesses 31, 31 to the vane pump. 1 is connected to the discharge line 52 connected to the discharge port P of the vane pump 1, and when the pressure of the discharge fluid of the discharge port P of the vane pump 1 is less than a certain value, the discharge line of the gear pump 2 is connected to the back chambers 30, 30,. 41 is to be connected.

この第２実施形態のベーンポンプ装置によれば、上記ベーンポンプ１の吐出流体の圧力が一定圧力以上になると、シーケンス弁５０によって、ベーン１３，１３，…の後部に面する背面室３０，３０，…にベーンポンプ１の吐出口Ｐを自動的に接続して、ベーンポンプ１の自体の自己圧力でベーン１３，１３，…を自動的に突出させるから、複雑な制御が不要になり、また、ギアポンプ２の運転を停止、または、無負荷運転をして、省エネルギーを達成することができる。   According to the vane pump device of the second embodiment, when the pressure of the discharge fluid of the vane pump 1 becomes equal to or higher than a certain pressure, the sequence valve 50 causes the rear chambers 30, 30,... The discharge port P of the vane pump 1 is automatically connected to the vane pump 1, and the vanes 13, 13,... Are automatically projected by the self-pressure of the vane pump 1, so that complicated control is not required and the gear pump 2 Energy saving can be achieved by stopping operation or performing no-load operation.

また、ベーンポンプ１が起動時などの低速運転時には、シーケンス弁５０はベーンポンプ１のベーン１３，１３，…の後部に面する背面室３０，３０，…にギアポンプ２の吐出ライン４１を接続して、ギアポンプ２からの吐出流体を供給するから、低速運転時等においても、ベーン１３，１３，…の先端をカムリング１１のカム室１６の内周面１５に押し付けて、シール作用を確保して、確実にポンプ動作を行わせることができる。   Further, when the vane pump 1 is operated at a low speed such as at start-up, the sequence valve 50 connects the discharge line 41 of the gear pump 2 to the rear chambers 30, 30,... That face the rear of the vanes 13, 13,. Since the discharge fluid from the gear pump 2 is supplied, the tips of the vanes 13, 13,... Are pressed against the inner peripheral surface 15 of the cam chamber 16 of the cam ring 11 to secure the sealing action even during low speed operation, etc. Can be pumped.

この第２実施形態では、切換弁の一例としてシーケンス弁５０を用いたが、シーケンス弁５０に限らず、ベーンポンプ１のベーン１３，１３，…の後部に面する背面室３０，３０，…を副ポンプ２の吐出ライン４１とベーンポンプ１の吐出口Ｐとに切換接続できるならば、どのような切換弁であってもよく、例えば、２位置電磁切換弁、３位置電磁切換弁等を用いることができる。   In the second embodiment, the sequence valve 50 is used as an example of the switching valve, but not limited to the sequence valve 50, the back chambers 30, 30,... That face the rear of the vanes 13, 13,. Any switching valve may be used as long as it can be switched and connected to the discharge line 41 of the pump 2 and the discharge port P of the vane pump 1, and for example, a two-position electromagnetic switching valve, a three-position electromagnetic switching valve, or the like can be used. it can.

（第３実施形態）
図３はこの発明の第３実施形態のベーンポンプ装置の回路図であり、図２に示す第２実施形態のベーンポンプ装置とは、ベーンポンプ１と副ポンプ２とを同軸に直結している点のみが異なる。したがって、図３において、図２の構成要素と同一構成要素については、図２の構成要素と同一参照番号を付してそれらの詳しい説明は省略する。 (Third Embodiment)
FIG. 3 is a circuit diagram of a vane pump device according to a third embodiment of the present invention. The vane pump device according to the second embodiment shown in FIG. different. Therefore, in FIG. 3, the same components as those of FIG. 2 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 2 and their detailed description is omitted.

なお、図３においは、簡明にするため、ベーンポンプ１を回路記号のみで示しているが、この図３のベーンポンプ１自体は、図１および２に示す第１および第２実施形態のベーンポンプ１と全く同じ構造を有する。したがって、この第３実施形態でも、図１および２に示すベーンポンプ１を適宜参照できる。なお、図３において、３０は背面室を概念的に示すものである。   In FIG. 3, the vane pump 1 is shown only by the circuit symbol for the sake of simplicity. However, the vane pump 1 itself of FIG. 3 is the same as the vane pump 1 of the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 2. It has the exact same structure. Therefore, also in the third embodiment, the vane pump 1 shown in FIGS. 1 and 2 can be appropriately referred to. In FIG. 3, reference numeral 30 conceptually indicates the back chamber.

図３に示すように、この第３実施形態のベーンポンプ装置は、ベーンポンプ１と副ポンプの一例のギアポンプ２とは同軸に連結している。   As shown in FIG. 3, in the vane pump device according to the third embodiment, the vane pump 1 and a gear pump 2 which is an example of a sub pump are coaxially connected.

例えば、プレス機などにおいては、低圧大容量のベーンポンプと高圧小容量のギアポンプ等の高圧ポンプとを同軸に連結して多連化して使用する場合がよくある。この場合、高圧を発生するのに適したギアポンプ等の高圧ポンプを、ベーンポンプ１の背面室３０に流体を供給すう副ポンプ２として使用すると、専用の副ポンプを別途用意することなく、ギアポンプ等の高圧ポンプを副ポンプ２として転用できて、コストアップを抑制することができる。また、副ポンプための専用のモータ等の原動機が不要になってコストダウンができる。   For example, in a press machine or the like, it is often the case that a low-pressure large-capacity vane pump and a high-pressure small-capacity high-pressure pump such as a gear pump are coaxially connected and used in a multiple manner. In this case, if a high-pressure pump such as a gear pump suitable for generating high pressure is used as the sub-pump 2 for supplying the fluid to the back chamber 30 of the vane pump 1, the gear pump etc. need not be prepared separately. The high-pressure pump can be diverted as the auxiliary pump 2, and the cost increase can be suppressed. In addition, a prime mover such as a dedicated motor for the sub pump is not required, and the cost can be reduced.

この第３実施形態でも、ベーンポンプ１の吐出ライン５２の圧力が予め定められる一定値よりも高くなると、シーケンス弁５０によって、図２に示すベーン１３，１３，…の後部に面する背面室３０，３０，…にベーンポンプ１の吐出ライン５２を自動的に接続して、ベーンポン１の自体の自己圧力でベーン１３，１３，…を自動的に突出させるから、複雑な制御が不要になり、また、ギアポンプ２を無負荷運転して、省エネルギーを達成することができる点は、第２実施形態と同様である。   Also in this third embodiment, when the pressure of the discharge line 52 of the vane pump 1 becomes higher than a predetermined constant value, the sequence valve 50 causes the rear chamber 30, which faces the rear of the vanes 13, 13,... Shown in FIG. The discharge line 52 of the vane pump 1 is automatically connected to 30, and the vanes 13, 13,... Are automatically projected by the self-pressure of the vane pump 1, so that complicated control becomes unnecessary, and The point that energy saving can be achieved by operating the gear pump 2 without load is the same as in the second embodiment.

（第４実施形態）
図４はこの発明の第４実施形態のベーンポンプ装置の回路図であり、図３に示す第３実施形態のベーンポンプ装置とは、リリーフ弁５に代えて電磁リリーフ弁６５を用い、ベーンポンプ１の吐出ライン５２の圧力を検出する圧力センサ７１と、この圧力センサ７１から吐出ライン５２の圧力を表す信号を受けて電磁リリーフ弁６５を制御するコントローラ７５を備えている点のみが異なる。 (Fourth Embodiment)
FIG. 4 is a circuit diagram of a vane pump device according to a fourth embodiment of the present invention. The vane pump device according to the third embodiment shown in FIG. 3 uses an electromagnetic relief valve 65 instead of the relief valve 5 to discharge the vane pump 1. The only difference is that a pressure sensor 71 that detects the pressure in the line 52 and a controller 75 that receives a signal representing the pressure in the discharge line 52 from the pressure sensor 71 and controls the electromagnetic relief valve 65 are provided.

したがって、図４において、図３に示す第３実施形態のベーンポンプ装置の構成要素と同一構成要素については、図３の構成要素と同一参照番号を付してそれらの詳しい説明は省略する。   Therefore, in FIG. 4, the same components as those of the vane pump device of the third embodiment shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 3 and their detailed description is omitted.

図４に示すベーンポンプ装置においては、ベーンポンプ１の吐出ライン５２の圧力が予め定められた一定圧力以上なると、シーケンス弁５０によって、ベーンポンプ１の背面室３０にベーンポンプ１の吐出ライン５２を自動的に接続して、ベーンポン１自体の自己圧力でベーン１３，１３，…を自動的に突出させる点は第３実施形態と同様である。   In the vane pump device shown in FIG. 4, when the pressure in the discharge line 52 of the vane pump 1 becomes equal to or higher than a predetermined constant pressure, the sequence valve 50 automatically connects the discharge line 52 of the vane pump 1 to the back chamber 30 of the vane pump 1. The point that the vanes 13, 13,... Are automatically projected by the self-pressure of the vane pump 1 itself is the same as in the third embodiment.

さらに、上記コントローラ７５は、圧力センサ７１から、ベーンポンプ１の吐出ライン５２の圧力が予め定められた一定圧力以上なったことを表す信号を受けると、電磁リリーフ弁６５の設定圧を低く制御して、ギアポンプ２を無負荷、または、低負荷運転をする。   Further, when the controller 75 receives a signal from the pressure sensor 71 indicating that the pressure of the discharge line 52 of the vane pump 1 has become equal to or higher than a predetermined constant pressure, the controller 75 controls the set pressure of the electromagnetic relief valve 65 to be low. The gear pump 2 is operated under no load or under low load.

このように、上記圧力センサ７１が一定圧力以上の圧力を検出すると、コントローラ７５は、ギアポンプ２の吐出ライン４１に接続された電磁リリーフ弁６５を制御してギアポンプ２を無負荷、または、低負荷運転するので、省エネルギーを達成することができる。   In this way, when the pressure sensor 71 detects a pressure equal to or higher than a certain pressure, the controller 75 controls the electromagnetic relief valve 65 connected to the discharge line 41 of the gear pump 2 to load the gear pump 2 with no load or with a low load. Since it operates, energy saving can be achieved.

上記第１〜第４実施形態では、ベーンポンプ１の背面室３０にバネや弾性体を設けていないが、組立性、メンテナンス性、効率を阻害する程度が小さい場合は、背面室３０にバネや弾性体を設けることも可能である。   In the above-described first to fourth embodiments, no spring or elastic body is provided in the back chamber 30 of the vane pump 1, but if the degree to which the assemblability, maintainability, and efficiency are hindered is small, the back chamber 30 is not provided with springs or elastic bodies. It is also possible to provide a body.

第１〜第４実施形態および変形例で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいのは、勿論である。   It goes without saying that the constituent elements described in the first to fourth embodiments and the modified examples may be appropriately combined, and may be appropriately selected, replaced, or deleted.

1 ベーンポンプ
２ 副ポンプ、ギアポンプ
１１ カムリング
１２ ロータ
１３ ベーン
１６ カム室
３０ 背面室
５０ 切換弁、シーケンス弁
６５ 電磁リリーフ弁
７１ 圧力センサ
Ｔ 吸込口
Ｐ 吐出口 1 vane pump 2 auxiliary pump, gear pump 11 cam ring 12 rotor 13 vane 16 cam chamber 30 back chamber 50 switching valve, sequence valve 65 electromagnetic relief valve 71 pressure sensor T suction port P discharge port

Claims (5)

吸込口（Ｔ）と吐出口（Ｐ）に通じるカム室（１６）を形成しているカムリング（１１）と、上記カム室（１６）内で回転するロータ（１２）と、上記ロータ（１２）から進退可能に径方向に突出するベーン（１３，１３，…）と、上記ベーン（１３，１３，…）の後部に面する背面室（３０，３０，…）を有するベーンポンプ（１）と、
上記ベーン（１３，１３，…）の後部に面する背面室（３０，３０，…）に流体を供給するベーンポンプでない副ポンプ（２）と、
上記背面室（３０）に、上記副ポンプ（２）の吐出口と上記ベーンポンプ（１）の吐出口（Ｐ）とを切換接続する切換弁（５０）と、
上記ベーンポンプ（１）の吐出流体の圧力を検出する圧力センサ（７１）と、
上記副ポンプ（２）の吐出ライン（４１）に接続された電磁リリーフ弁（６５）と、
上記圧力センサ（７１）が一定圧力以上の圧力を検出すると、上記電磁リリーフ弁（６５）を制御して上記副ポンプ（２）を無負荷、または、低負荷運転をするコントローラ（７５）と
を備えることを特徴とするベーンポンプ装置。 A cam ring (11) forming a cam chamber (16) communicating with the suction port (T) and the discharge port (P), a rotor (12) rotating in the cam chamber (16), and the rotor (12). A vane pump (1) having a vane (13, 13,...) Which protrudes in a radial direction from the vane (13, 13,...) And a rear chamber (30, 30,.. .) facing the rear of the vane (13, 13,...)
A sub-pump (2) which is not a vane pump and supplies a fluid to the rear chamber (30, 30,...) Facing the rear part of the vane (13, 13,... ) ,
A switching valve (50) for switching and connecting the discharge port of the sub-pump (2) and the discharge port (P) of the vane pump (1) to the back chamber (30),
A pressure sensor (71) for detecting the pressure of the fluid discharged from the vane pump (1),
An electromagnetic relief valve (65) connected to the discharge line (41) of the sub-pump (2),
When the pressure sensor (71) detects a pressure equal to or higher than a certain pressure, a controller (75) that controls the electromagnetic relief valve (65) to operate the sub pump (2) with no load or with a low load. A vane pump device comprising: 請求項１に記載のベーンポンプ装置において、
上記副ポンプ（２）は、上記ベーンポンプ（１）の所定回転速度よりも遅い回転速度において、上記ベーンポンプ（１）よりも高い圧力を発生することを特徴とするベーンポンプ装置。 The vane pump device according to claim 1,
The vane pump device, wherein the sub-pump (2) generates a pressure higher than that of the vane pump (1) at a rotational speed lower than a predetermined rotational speed of the vane pump (1). 請求項１に記載のベーンポンプ装置において、
上記副ポンプ（２）は、ギアポンプ（２）であることを特徴とするベーンポンプ装置。 The vane pump device according to claim 1,
The vane pump device, wherein the sub pump (2) is a gear pump (2). 請求項１から３のいずれか１つに記載のベーンポンプ装置において、
上記ベーンポンプ（１）と上記副ポンプ（２）とは同軸に連結されていることを特徴とするベーンポンプ装置。 The vane pump device according to any one of claims 1 to 3,
A vane pump device, wherein the vane pump (1) and the sub-pump (2) are coaxially connected. 請求項１から４のいずれか１つに記載のベーンポンプ装置において、
上記切換弁は、上記ベーンポンプ（１）の吐出流体の圧力が一定圧力以上になると、上記背面室（３０）に上記ベーンポンプ（１）の吐出口（Ｐ）を接続するシーケンス弁（５０）であることを特徴とするベーンポンプ装置。 The vane pump device according to any one of claims 1 to 4 ,
The switching valve is a sequence valve (50) that connects the discharge port (P) of the vane pump (1) to the back chamber (30) when the pressure of the discharge fluid of the vane pump (1) becomes equal to or higher than a certain pressure. A vane pump device characterized in that

Images