JPH04194389A - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は可変容量型ベーンポンプに関し、特に機構簡単
で回転軸に負担がががらないベーンポンプの構造に関す
るものである。

［従来の技術］ 第４図には従来の可変容１型ベーンポンプを示し、回転
軸５に連結されて回転するロータ１には外周の複数カ所
に径方向外方へ突出するベーン２が設けてあり、各ベー
ン２の先端は上記ロータ１の周囲に配設したカムリング
３の円形内周面に当接して、ベーン２間にポンプ室が形
成されている。

上記カムリング３は一方の側縁が軸部材３１を介してポ
ンプハウジング８に当接して図の上下方向へ揺動自在と
なっており、上方へ揺動した図示の状態でカムリング３
の中心はロータ１の中心より大きくずれ、この結果、ロ
ータ回転によるベーン２の移動に伴ってポンプ室は漸次
容積が拡大した後、漸次容積が縮小する。しかして、漸
次容積が拡大するポンプ室に面して設けた吸入ポート６
より流体がポンプ室へ吸入され、漸次容積が縮小するポ
ンプ室に面して設けた吐出ポート７ヘポンプ室より流体
が圧縮吐出される。

なお、吐出流量を調整する場合には、上記カムリング３
の上半外周面とハウジング壁との間に形成された空間８
ａの圧力を変更して、バネ部材３２のバネ力に抗して上
記カムリング３を下方へ揺動せしめ、その中心をロータ
中心に近付けると、ポンプ室の容積変化が小さくなって
ポンプ吐出量が低減せしめられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来のポンプでは、カムリング３を
揺動せしめるために、軸部材３１やバネ部材３２を設け
、あるいは圧力作用空間８ａを形成する等、比較的複雑
な機構を要する。また、ポンプ室の容積をカムリング３
の揺動によって変化させる構成上、吸入ポート６と吐出
ポート７を左右に各−つしか設けることができないため
、圧力非平衡を生じて回転軸５に過大な荷重がかかる。

また、カムリング３の内周を真円としているため、圧力
脈動のチューニングができないという問題もある。

本発明はかかる課題を解決するもので、比較的簡易な機
構で、回転軸に対して過大な荷重が印加されず、かつ圧
力脈動のチューニングも容易な可変容量型ベーンポンプ
を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の詳細な説明すると、回転軸に結合された円形ロ
ータの外周に周方向等間隔で複数のベーンを設け、これ
らベーンの先端をロータの周囲に配設したカムリングの
内周面に当接せしめて各ベーン間にポンプ室を形成し、
ロータの回転に伴い漸次容積が拡大するポンプ室へ吸入
ポートより流体を吸入するとともに、ロータの回転に伴
い漸次容積が縮小するポンプ室より吐出ポートへ流体を
圧縮吐出するベーンポンプにおいて、上記各ベーン２Ａ
、２Ｂをロータ１の幅方向に隣接せしめて互いに独立作
動自在に一対設けるとともに、上記カムリング３Ａ、３
Ｂを上記一対のベーン２Ａ、２Ｂに対向せしめて同形の
楕円内周面を有してそれぞれ設け、カムリングの一方３
Ａを他方３Ｂに対して上記回転軸５回りに相対回動自在
となすとともに、上記一方のカムリング３Ａを所定の角
度位置へ回動駆動する駆動手段４を設けたものである。

［作用］ 上記構成のベーンポンプにおいて、両カムリング３Ａ、
３Ｂの姿勢が完全に一致している場合にはロータ１の所
定の回転位置でいずれのベーン２Ａ、２Ｂ間に形成され
たポンプ室も同時に容積が拡大あるいは縮小する。しか
して、ベーン２Ａ、２Ｂ間の各ポンプ室に吸入ポート６
Ａ、６Ｂより同時に大量の流体が吸入され、吐出ポート
７Ａ、７Ｂへ圧縮吐出されて、ポンプ吐出量は最大とな
る。

ここで、一方のカムリング３Ｂを他方３Ａに対して相対
的に回動せしめると、ベーン２Ｂ間に形成されるポンプ
室の容積が拡大ないし縮小するタイミングと、ベーン２
Ａ間に形成されるポンプ室の容積が拡大ないし縮小する
タイミングがずれ、ロータｌの所定の回転位置で一方の
ポンプ室が流体吸入作動中に他方のポンプ室は流体吐出
作動中となり、あるいはその逆となって、互いに他のポ
ンプ室より流体が流入し、あるいは他のポンプ室へ流体
が流出する。この結果、吸入ポートおよび吐出ポートに
おける流体流通が減少しポンプ吐出量が低減調整される
。

上記カムリング３Ａ、３Ｂの内周面は楕円としであるか
ら、各ベーン２Ａ、２Ｂ間のポンプ室はロータ１の一回
転の間にほぼ径方向の対称位置の二カ所でそれぞれ拡大
と縮小を繰返し、したがって、吸入ポート６Ａ、６Ｂお
よび吐出ポート７Ａ、７Ｂを回転軸５を挟んで対称位置
に設けることができるから、圧力差により回転軸５に偏
荷重が作用するという問題は生じない。

また、カムリング内周を楕円とできるから、圧力脈動の
チューニングを容易に行うことができ、さらに従来の如
きカムリングの揺動機構は不要であるから構造も比較的
簡単となる。

［実施例］ 第１図において、ポンプハウジング８はフロントハウジ
ング８１とリアハウジング８２をボルトにより連結して
なり、ハウジング中心にはベアリングに支持せしめて回
転軸５が設けである。回転軸５は基端に固定したプーリ
５１より回転力を受けて回転せしめられる。上記回転軸
５の挿入端外□　　周には円形ロータ１の中心（第２図
）がスプライン嵌合により結合してあり、上記ロータ１
には周方向等間隔で複数の講が形成されて、これら溝内
にベーン２Ａ、２Ｂが流体圧により突出付勢されて設け
である。ベーン２Ａ、２Ｂは一方の側端面を摺接せしめ
て各渭に一対設けてあり、これらベーン２Ａ、２Ｂは互
いに独立に突出ないし退入作動する。

上記ロータ１の周囲には上記各ベーン２Ａ、２Ｂに対向
してそれぞれカムリング３Ａ、３Ｂが設けてあり、これ
らカムリング３Ａ、３Ｂは同形で、円形の外周は、環状
通路を介してフロントハウジング８１の内周面に接する
とともに、内周はカム曲線となる楕円面となっている。

ロータ１外周より突出するベーン２Ａ、２Ｂは先端が上
記カムリング３Ａ、３Ｂの楕円内周面に当接しており、
ベーン２Ａ、２Ｂ間の空間は側方より当接するサイドプ
レート８３の板面と詳細を後述する駆動シャフト４の端
面により密閉されたポンプ室となっている。

これらポンプ室はロータ回転く第２図の矢印）に伴って
移動するにつれて、容積の拡大と縮小を二回繰返す。し
かして、サイドプレート８３には上記ポンプ室の容積が
漸次拡大する位置に面して吸入ポート６Ａ、６Ｂが形成
され、また、ポンプ室の容積が漸次縮小する位置に面し
て吐出ポート７Ａ、７Ｂが形成しである。これら吸入ポ
ート６Ａ、６Ｂおよび吐出ポー）−７Ａ、７Ｂはそれぞ
れ回転軸５を挟んでほぼ対称位置にある。

ところで、カムリング３Ａはピン９１により固定側のサ
イドプレート８３に結合されて不動であり、一方、カム
リング３Ｂはビン９２により上記駆動シャフト４の端面
に結合されて回動せしめられる。すなわち、上記駆動シ
ャフト４は先端閉頭の筒体で、リアハウジング８２の中
心を貫通して位置する大径先端部の外周がリヤハウジン
グ８２の内周面に摺接し、その内空間に設けたベアリン
グにより上記回転軸５の挿入端を支持している。

そして、駆動シャフト４自身は先端部背面とリヤハウジ
ング８２の内壁との間に配したスラストベアリング８４
により回転自在に支持されている。

上記構造のベーンポンプにおいて、両カムリング３Ａ、
３Ｂの姿勢が一致している状態では（第３図（１〉）−
ベーン２Ａ、２Ｂ間のポンプ室はロータ１の回転角に応
じて同時に吸入行程あるいは吐出行程を行な−い、これ
により大量の流体が吸入ポート６Ａ、６Ｂよりポンプ室
を経て吐出ポート７Ａ、７Ｂへ吐出される。

駆動シャフト４によりカムリング３Ｂをカムリング３Ａ
に対して相対回動せしめて、例えば第３図（２）に示−
す如くカムリング３Ａ、３Ｂを互いに４５°ずらすと、
ベーン２Ａ間のポンプ室の吸入行程とベーン２８間のポ
ンプ室の吐出行程が４５°毎に重なり、この重なり区間
では吐出行程にあるポンプ室より吸入行程にあるポンプ
室へ流体が流入して、吸入ポート６Ａ、６Ｂからの、あ
るいは吐出ポート７Ａ、７Ｂへの流体吸入ないし流体吐
出は実質的に行われない。しかして、ポンプ吐出量は減
少する。

カムリング３Ｂが更に回動せしめられて、カムリング３
Ａとの相対位置が９０°ずれると（第２図の状態）、ベ
ーン２Ａ間のポンプ室とベーン２Ｂ間のポンプ室の吸入
行程と吐出行程は完全に重なり、吸入ポート６Ａ、６Ｂ
から吐出ポート７Ａ、７Ｂへの流体の流れが解消されて
、ポンプ吐出！は零となる。

かくして、駆動シャフト４によりカムリング３Ｂを適宜
位置へ回動せしめることにより、ポンプ吐出量を調整す
ることができる。

［発明の効果］ 以上の如く、本発明のベーンポンプによれば、従来のよ
うなカムリングの揺動作動により吐出流量を調整する機
構に比べて、簡易な調整機構で可変容量化を可能とする
ことができる。

また、カムリングの内周面を楕円面にし、回転軸を挟ん
で対称位置に吸入ポートと吐出ポートを設けた圧力平衡
型にすることができるから、圧力差による偏荷重が回転
軸に印加されることはなく、円滑なポンプ回転と信頼性
の向上が実現される。

、　　さらに、上記楕円面としたことにより、圧力脈動
のチューニングも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
はベーンボン、プの縦断面図、第２図はその横断面図、
第３図はその作動説明図、第４図は従来例を示すベーン
ポンプの横断面図である。 １・・・ロータ ２Ａ、２Ｂ・・・ベーン ３Ａ、３Ｂ・・・カムリング ４・・・駆動シャフト（駆動手段） ５・・・回転軸 ６Ａ、６Ｂ・・・吸入ポート ７Ａ、７Ｂ・・・吐出ポート ８・・・ポンプハウジング 第１図 第２図 ｉ３ 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸に結合された円形ロータの外周に周方向等間隔で
   複数のベーンを設け、これらベーンの先端をロータの周
   囲に配設したカムリングの楕円内周面に当接せしめて各
   ベーン間にポンプ室を形成し、ロータの回転に伴い漸次
   容積が拡大するポンプ室へ吸入ポートより流体を吸入す
   るとともに、ロータの回転に伴い漸次容積が縮小するポ
   ンプ室より吐出ポートへ流体を圧縮吐出するベーンポン
   プにおいて、上記各ベーンをロータの幅方向に隣接せし
   めて互いに独立作動自在に一対設けるとともに、上記カ
   ムリングを上記一対のベーンに対向せしめて同形の楕円
   内周面を有してそれぞれ設け、カムリングの一方を他方
   に対して上記回転軸回りに相対回動自在となすとともに
   、上記一方のカムリングを所定の角度位置へ回動駆動す
   る駆動手段を設けたことを特徴とする可変容量型ベーン
   ポンプ。