JPH0674790B2 - 流体圧ベ−ンポンプ - Google Patents
流体圧ベ−ンポンプInfo
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- JPH0674790B2 JPH0674790B2 JP58037952A JP3795283A JPH0674790B2 JP H0674790 B2 JPH0674790 B2 JP H0674790B2 JP 58037952 A JP58037952 A JP 58037952A JP 3795283 A JP3795283 A JP 3795283A JP H0674790 B2 JPH0674790 B2 JP H0674790B2
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- lift
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0042—Systems for the equilibration of forces acting on the machines or pump
- F04C15/0049—Equalization of pressure pulses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
- F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
- F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
- F01C21/106—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with a radial surface, e.g. cam rings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2250/00—Geometry
- F04C2250/30—Geometry of the stator
- F04C2250/301—Geometry of the stator compression chamber profile defined by a mathematical expression or by parameters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体圧ベーンポンプに関するもので、より詳
しくは、平衡形ベーンポンプ及び不平衡形ベーンポンプ
等の流体圧ベーンポンプのカムリングの内側内周面に形
成したカム形状（カム曲線）に関するものである。
しくは、平衡形ベーンポンプ及び不平衡形ベーンポンプ
等の流体圧ベーンポンプのカムリングの内側内周面に形
成したカム形状（カム曲線）に関するものである。
従来の流体圧ベーンポンプは、一般に、ベーンポンプの
ロータの回転に伴い、カムリング内周面の形状、吸込及
び吐出ポートの位置及び形状、ベーン枚数、吸込流体の
圧縮性またはその他の付加形状等により規定される瞬時
吐出流量の変動を生ずる。一般的に、ベーン枚数がｎ枚
であるベーンポンプであれば、ロータ１回転当りｎ周期
の瞬時吐出流量の変動を起こし、これにより吐出ポート
からの下流に配設された流体圧システムの各部に負荷が
かかれば圧力脈動を生じて騒音や振動の原因となる等、
種々の弊害を起こす原因の一つになっている。
ロータの回転に伴い、カムリング内周面の形状、吸込及
び吐出ポートの位置及び形状、ベーン枚数、吸込流体の
圧縮性またはその他の付加形状等により規定される瞬時
吐出流量の変動を生ずる。一般的に、ベーン枚数がｎ枚
であるベーンポンプであれば、ロータ１回転当りｎ周期
の瞬時吐出流量の変動を起こし、これにより吐出ポート
からの下流に配設された流体圧システムの各部に負荷が
かかれば圧力脈動を生じて騒音や振動の原因となる等、
種々の弊害を起こす原因の一つになっている。
騒音・振動の主な原因は、ベーンの間隔に相当する周期
で発生するポンプからの瞬時吐出流量の脈動流による吐
出管路内等で起こる圧力脈動であった。
で発生するポンプからの瞬時吐出流量の脈動流による吐
出管路内等で起こる圧力脈動であった。
そして、これら従来の流体圧ベーンポンプを、騒音や振
動に対する環境基準の厳しい場所に用いることが困難で
あった。例えば、車両用としてパワーステアリングポン
プに採用する場合、騒音或いは振動の許容される基準が
高く（厳しく）、また、それと共にポンプに吸込まれる
作動流体中に多量の気泡が微細な粒子状態で混在してい
るなど、騒音や振動を助長する条件が付加される厳しい
環境下においては、その使用基準を満足する流体圧ベー
ンポンプを提供することができなかった。
動に対する環境基準の厳しい場所に用いることが困難で
あった。例えば、車両用としてパワーステアリングポン
プに採用する場合、騒音或いは振動の許容される基準が
高く（厳しく）、また、それと共にポンプに吸込まれる
作動流体中に多量の気泡が微細な粒子状態で混在してい
るなど、騒音や振動を助長する条件が付加される厳しい
環境下においては、その使用基準を満足する流体圧ベー
ンポンプを提供することができなかった。
これに対し、従来型のベーンポンプを用いた流体システ
ムでは、その根本的な対策がなされていなかった。例え
ば、最大リフト領域に当たるカム曲線の区間、即ち大円
弧区間に於いて、ベーン室が吐出ポートにのぞくまでの
閉込み過程でベーン室の容積減少によって予めベーン室
内の流体を圧縮して吐出圧力に近づける方法（予圧縮
法）や、吐出管路を剛性の低い弾性体ホースにして騒音
・振動の防止を図ったり、或いは管路の長さを不必要に
長くし対策を図るなどの方法により、下流側に大きな圧
力脈動が伝播することを防止したに過ぎなかった。
ムでは、その根本的な対策がなされていなかった。例え
ば、最大リフト領域に当たるカム曲線の区間、即ち大円
弧区間に於いて、ベーン室が吐出ポートにのぞくまでの
閉込み過程でベーン室の容積減少によって予めベーン室
内の流体を圧縮して吐出圧力に近づける方法（予圧縮
法）や、吐出管路を剛性の低い弾性体ホースにして騒音
・振動の防止を図ったり、或いは管路の長さを不必要に
長くし対策を図るなどの方法により、下流側に大きな圧
力脈動が伝播することを防止したに過ぎなかった。
前者の予圧縮法を採用した場合、吸込流体の圧縮性が低
くかつ一定で、しかも吐出圧力が一定の条件下で使用し
たときは、確かにやや瞬時流量脈動の低減を図ることが
できるが、それでも十分なものとは言えず、上記条件以
外では脈動低減の効果は期待できない。また、後二者の
場合においても、充分な脈動低減効果を期待できないば
かりか、肝心なポンプ側では脈動低減効果は期待するこ
とはできない。
くかつ一定で、しかも吐出圧力が一定の条件下で使用し
たときは、確かにやや瞬時流量脈動の低減を図ることが
できるが、それでも十分なものとは言えず、上記条件以
外では脈動低減の効果は期待できない。また、後二者の
場合においても、充分な脈動低減効果を期待できないば
かりか、肝心なポンプ側では脈動低減効果は期待するこ
とはできない。
ここで、上記の予圧縮法を採用した従来の平衡形ベーン
ポンプの代表的なカム形状を第１図に、およびそれによ
って得られる結果を解析したもの、すなわち、前記カム
形状を有する従来の流体圧ベーンポンプにおける瞬時吐
出流量および吐出圧力の脈動波形を第２図に示す。
ポンプの代表的なカム形状を第１図に、およびそれによ
って得られる結果を解析したもの、すなわち、前記カム
形状を有する従来の流体圧ベーンポンプにおける瞬時吐
出流量および吐出圧力の脈動波形を第２図に示す。
第１図は、従来のベーンポンプのカム形状を表す線図
（カム曲線）で、このカム形状は、１周期がπ（rad）
であり、横軸にロータの回転角度θ（rad）を、縦軸に
ベーンの飛出し量たるリフトＬ（cm）をそれぞれ示す。
（カム曲線）で、このカム形状は、１周期がπ（rad）
であり、横軸にロータの回転角度θ（rad）を、縦軸に
ベーンの飛出し量たるリフトＬ（cm）をそれぞれ示す。
また、第２図は、流体の体積弾性率が極めて高い、即ち
非圧縮性に近い12000kgf/cm2として上記従来のカム形状
を基本に計算した流体の瞬時吐出流量の波形を下側に、
そして任意に構成した吐出管路内の流体による脈動圧力
の波形を上側に、それぞれ示す。
非圧縮性に近い12000kgf/cm2として上記従来のカム形状
を基本に計算した流体の瞬時吐出流量の波形を下側に、
そして任意に構成した吐出管路内の流体による脈動圧力
の波形を上側に、それぞれ示す。
従来の予圧縮法を採用した流体圧ベーンポンプは、前記
第２図において流体圧ベーンポンプからの瞬時吐出流量
の変化の領域Ｂに着目し、該領域Ｂの瞬時吐出流量の脈
動を低減する如き基本的カム曲線設計思想に基づいて改
良がなされ、大円弧区間におけるベーン室の予圧縮法に
よる流量脈動低減を図ったに過ぎなかった。
第２図において流体圧ベーンポンプからの瞬時吐出流量
の変化の領域Ｂに着目し、該領域Ｂの瞬時吐出流量の脈
動を低減する如き基本的カム曲線設計思想に基づいて改
良がなされ、大円弧区間におけるベーン室の予圧縮法に
よる流量脈動低減を図ったに過ぎなかった。
また、特に、従来の不平衡形ベーンポンプにおいて、カ
ムリングのカム面が或る点を中心とした同一半径の円弧
曲線で形成され、その円弧の中心とロータの中心が所定
の偏心量になって、その偏心量が制御できるような構造
である場合は、騒音や振動の防止対策は、主にベーン枚
数を奇数枚に限定し、しかもその枚数を多くすることに
よるものであった。これは、瞬時吐出流量の脈動が、ベ
ーン枚数の多い偶数枚よりも少ない奇数枚の方が小さ
く、また、ベーン枚数が多いほど小さいためである。
ムリングのカム面が或る点を中心とした同一半径の円弧
曲線で形成され、その円弧の中心とロータの中心が所定
の偏心量になって、その偏心量が制御できるような構造
である場合は、騒音や振動の防止対策は、主にベーン枚
数を奇数枚に限定し、しかもその枚数を多くすることに
よるものであった。これは、瞬時吐出流量の脈動が、ベ
ーン枚数の多い偶数枚よりも少ない奇数枚の方が小さ
く、また、ベーン枚数が多いほど小さいためである。
その結果として、従来の不平衡形ベーンポンプでは、小
型化が困難であるために、軽量化やポンプ効率の向上、
高速化そして高圧化に限界があり、さらに、騒音や振動
に対する環境が厳しい分野においては、その適用はかな
り厳しいものであった。
型化が困難であるために、軽量化やポンプ効率の向上、
高速化そして高圧化に限界があり、さらに、騒音や振動
に対する環境が厳しい分野においては、その適用はかな
り厳しいものであった。
また、上述の脈動問題とは別に、ベーンの枚数の減少を
図る場合、例えば10枚を８枚にする場合、従来の設計基
準に照らし合わせて考えるに、第１に、ベーンの枚数を
減らした場合、ベーン１ピッチ間（隣り合うベーン同志
の間隔）のベーン室の容積が増大し、流体中の気泡の絶
対量が増大する。従って、この気泡混入率の高い流体を
有するベーン室が大円弧区間にて例え予圧縮されていて
もその効果は殆ど期待できず、圧縮区間に至り吐出ポー
トにベーン室がのぞく過程で吐出圧流体のベーン室への
補給量が多くなり、ベーン間隔に相当する周期での瞬時
吐出流量の大きな落ち込みを招く。
図る場合、例えば10枚を８枚にする場合、従来の設計基
準に照らし合わせて考えるに、第１に、ベーンの枚数を
減らした場合、ベーン１ピッチ間（隣り合うベーン同志
の間隔）のベーン室の容積が増大し、流体中の気泡の絶
対量が増大する。従って、この気泡混入率の高い流体を
有するベーン室が大円弧区間にて例え予圧縮されていて
もその効果は殆ど期待できず、圧縮区間に至り吐出ポー
トにベーン室がのぞく過程で吐出圧流体のベーン室への
補給量が多くなり、ベーン間隔に相当する周期での瞬時
吐出流量の大きな落ち込みを招く。
第２に、ベーンの枚数を減らした場合、膨張区間に相当
するロータの回転角度が小さくなり、従って、該区間に
おいてカム面の傾斜が大きくなり、ベーンの飛び出し速
度を速くすることになる。そこで、ベーンの飛び出し速
度が速いために、ベーンの底部に供給される吐出流量が
局部的に多くなり、流量脈動の増大を引き起こす。ま
た、カムリング内周面の曲率が小さくなるために、カム
リング内周面へのベーンの追従が悪化して局部的な離間
に伴う振動・騒音および異常摩耗の原因になるなど、不
具合を生じてしまう。
するロータの回転角度が小さくなり、従って、該区間に
おいてカム面の傾斜が大きくなり、ベーンの飛び出し速
度を速くすることになる。そこで、ベーンの飛び出し速
度が速いために、ベーンの底部に供給される吐出流量が
局部的に多くなり、流量脈動の増大を引き起こす。ま
た、カムリング内周面の曲率が小さくなるために、カム
リング内周面へのベーンの追従が悪化して局部的な離間
に伴う振動・騒音および異常摩耗の原因になるなど、不
具合を生じてしまう。
従って、従来技術においては、従来より考えられていた
ベーンの技術的最小枚数、即ち平衡形ベーンポンプにあ
っては10枚、不平衡形ベーンポンプにあっては７枚が実
用上の最小限界枚数であり、これ以上にベーン枚数を減
らすことは不可能であった。故に、従来のベーンポンプ
は、その軽量・小型化そして低コスト化を図る場合、自
らその限界が招来され、ベーンポンプの軽量・小型化・
低コスト化へのニーズを満足させる方途を見いだすこと
ができなかった。
ベーンの技術的最小枚数、即ち平衡形ベーンポンプにあ
っては10枚、不平衡形ベーンポンプにあっては７枚が実
用上の最小限界枚数であり、これ以上にベーン枚数を減
らすことは不可能であった。故に、従来のベーンポンプ
は、その軽量・小型化そして低コスト化を図る場合、自
らその限界が招来され、ベーンポンプの軽量・小型化・
低コスト化へのニーズを満足させる方途を見いだすこと
ができなかった。
そこで、本発明者は、上述の如き従来技術の問題点に鑑
み、これを解決すべく各種の系統的実験及び理論解析を
重ねた結果、本発明を成すに至ったのである。
み、これを解決すべく各種の系統的実験及び理論解析を
重ねた結果、本発明を成すに至ったのである。
即ち、従来法の流体圧ベーンポンプにおいては、前述の
如く瞬時吐出流量波形における領域Ｂのみに着目して吐
出流量脈動を低減する如きカム曲線設計思想に基づいて
作製されていた。これに対して、本発明の流体圧ベーン
ポンプでは、瞬時吐出流量波形と吐出圧力波形、および
それぞれの領域Ａと領域Ｂの特性を考慮した総合的なカ
ム曲線設計思想に基づいてカムリングを作製しようとす
るものである。
如く瞬時吐出流量波形における領域Ｂのみに着目して吐
出流量脈動を低減する如きカム曲線設計思想に基づいて
作製されていた。これに対して、本発明の流体圧ベーン
ポンプでは、瞬時吐出流量波形と吐出圧力波形、および
それぞれの領域Ａと領域Ｂの特性を考慮した総合的なカ
ム曲線設計思想に基づいてカムリングを作製しようとす
るものである。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、ベーンポンプからの吐出流体の圧力脈
動を低減することにより騒音や振動の発生を防止するこ
とにある。
動を低減することにより騒音や振動の発生を防止するこ
とにある。
また、本発明の他の目的は、ベーンポンプのベーン必要
最小枚数を少なくすることにある。
最小枚数を少なくすることにある。
〔第１発明の構成〕 第１発明の構成 本第１発明の流体圧ベーンポンプは、ハウジングと、該
ハウジング内に挿置されその内周面をカム曲線に形成し
たカムリングと、前記ハウジングに回転可能に軸支され
た駆動軸と、該駆動軸に駆動されるべく連結されかつ該
駆動軸と同軸に配したロータと、ロータ外周面に放射状
に配設したベーン溝内に摺動可能に挿置された複数個の
ベーンと、ロータとベーンとカムリングとの間に形成さ
れるベーン室と、前記ハウジング内に配設しベーン室に
連通する吸込ポートおよび吐出ポートとを有し、前記ベ
ーンの底部に吐出圧力流体を供給するタイプの流体圧ベ
ーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 前記カムリング内周面に形成したカム形状を、該部の膨
張区間においてカム形状の180分の１周期に相当するベ
ーンとカムリングの相対回転角に対するベーンのリフト
増加量の最大値を、最大リフト値との比率（最大リフト
変化率）で0.020ないし0.0314とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が前記リフト
増加量の最大値の95％以上のリフト増加量を有する領域
を、カム形状の１周期に対して5.1％ないし17.5％に相
当する範囲としてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする。
ハウジング内に挿置されその内周面をカム曲線に形成し
たカムリングと、前記ハウジングに回転可能に軸支され
た駆動軸と、該駆動軸に駆動されるべく連結されかつ該
駆動軸と同軸に配したロータと、ロータ外周面に放射状
に配設したベーン溝内に摺動可能に挿置された複数個の
ベーンと、ロータとベーンとカムリングとの間に形成さ
れるベーン室と、前記ハウジング内に配設しベーン室に
連通する吸込ポートおよび吐出ポートとを有し、前記ベ
ーンの底部に吐出圧力流体を供給するタイプの流体圧ベ
ーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 前記カムリング内周面に形成したカム形状を、該部の膨
張区間においてカム形状の180分の１周期に相当するベ
ーンとカムリングの相対回転角に対するベーンのリフト
増加量の最大値を、最大リフト値との比率（最大リフト
変化率）で0.020ないし0.0314とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が前記リフト
増加量の最大値の95％以上のリフト増加量を有する領域
を、カム形状の１周期に対して5.1％ないし17.5％に相
当する範囲としてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする。
第１発明の作用および効果 カムリング内周面は、極座標に表示されたカム曲線に基
づいて形成され、かつ表される。
づいて形成され、かつ表される。
ここで、カムリング内周面の最大リフト変化率は、極座
標で表示されるカムリング内周面のカム形状の展開図、
即ち、横軸にロータの回転角を取り、縦軸にカムリング
内周面の最小円弧からのベーンの飛び出し量（リフト
量）を取った場合のカム形状に相当するカム曲線（直交
座標）において、単位回転角当りの最大リフト増加量を
意味するものである。
標で表示されるカムリング内周面のカム形状の展開図、
即ち、横軸にロータの回転角を取り、縦軸にカムリング
内周面の最小円弧からのベーンの飛び出し量（リフト
量）を取った場合のカム形状に相当するカム曲線（直交
座標）において、単位回転角当りの最大リフト増加量を
意味するものである。
最大リフト変化率（Ks）とは、カムリング内周面の小円
弧区間に内接したロータの回転中心を中心とするベーン
円からの最大リフト値に対してカム形状の180分の１周
期〔単位回転角（Δθ）〕当りのカムリング内周面の半
径増分、すなわち、リフト増加量（ΔＬ）の最大値の比
をいう。この最大リフト変化率は、最大リフト値、そし
てロータの回転速度とともに、ロータからのベーン最大
飛び出し速度を決める因子である。
弧区間に内接したロータの回転中心を中心とするベーン
円からの最大リフト値に対してカム形状の180分の１周
期〔単位回転角（Δθ）〕当りのカムリング内周面の半
径増分、すなわち、リフト増加量（ΔＬ）の最大値の比
をいう。この最大リフト変化率は、最大リフト値、そし
てロータの回転速度とともに、ロータからのベーン最大
飛び出し速度を決める因子である。
ΔLmax：単位回転角（Δθ）当りの最大リフト増加量 ΔL:ベーンリフト増加量 Lmax：最大リフト量 Δθ：カム形状の180分の１周期に相当するベーンの回
転角 なお、上記単位回転角（Δθ）は、カム形状の１周期分
の角度がロータの２分の１回転分、すなわち、180（deg
rees）である圧力平衡形ベーンポンプの場合には１（de
gree）、そして、ロータの１回転分、すなわち360（deg
rees）である圧力平衡形ベーンポンプの場合には２（de
gree）となる。
転角 なお、上記単位回転角（Δθ）は、カム形状の１周期分
の角度がロータの２分の１回転分、すなわち、180（deg
rees）である圧力平衡形ベーンポンプの場合には１（de
gree）、そして、ロータの１回転分、すなわち360（deg
rees）である圧力平衡形ベーンポンプの場合には２（de
gree）となる。
上記の構成による本発明の流体圧ベーンポンプは、上述
の総合的なカム曲線設計思想に基づき、膨張区間におけ
るカムリングの内周面の単位回転角当りのリフト増加量
の最大リフト量に対する比（最大リフト変化率）を一定
の範囲内に設定したので、膨張区間におけるベーンの最
大飛び出し速度を抑制し、ベーン底部に供給する吐出圧
流体の流量を一定範囲内に制限するとともに、該供給量
を減少させることにより、瞬時吐出流量の脈動を抑制し
て、流体システムの吐出流路内で発生する圧力脈動の振
幅を全体的にかつ大幅に低減することができ、流体シス
テムを中心に発生する騒音や振動の発生を防止すること
ができる。
の総合的なカム曲線設計思想に基づき、膨張区間におけ
るカムリングの内周面の単位回転角当りのリフト増加量
の最大リフト量に対する比（最大リフト変化率）を一定
の範囲内に設定したので、膨張区間におけるベーンの最
大飛び出し速度を抑制し、ベーン底部に供給する吐出圧
流体の流量を一定範囲内に制限するとともに、該供給量
を減少させることにより、瞬時吐出流量の脈動を抑制し
て、流体システムの吐出流路内で発生する圧力脈動の振
幅を全体的にかつ大幅に低減することができ、流体シス
テムを中心に発生する騒音や振動の発生を防止すること
ができる。
また、本発明の流体圧ベーンポンプは、カムリングの内
周面を流体圧ベーンポンプからの瞬時吐出流量の脈動を
最小とする所定の形状とすることにより、流体圧ベーン
ポンプに必要なベーン枚数の最小化を限界最小枚数まで
可能にすることができるので、流体圧ベーンポンプの小
型化および軽量化、さらに低コスト化を図ることができ
る。
周面を流体圧ベーンポンプからの瞬時吐出流量の脈動を
最小とする所定の形状とすることにより、流体圧ベーン
ポンプに必要なベーン枚数の最小化を限界最小枚数まで
可能にすることができるので、流体圧ベーンポンプの小
型化および軽量化、さらに低コスト化を図ることができ
る。
ここで、カムリングの内側内周面に形成されるカム形状
のカム曲線について、以下の如く定義する。本発明にお
いて、カム曲線は、第４図に示す如く、小円弧区間Ｃ
と、膨張区間Ｄと、大円弧区間Ｅ、および圧縮区間Ｆと
からなる。この４区間は、それぞれＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆの順
に連続して最小単位を構成しており、この最小単位のカ
ム形状がカム曲線の１周期に当たる。
のカム曲線について、以下の如く定義する。本発明にお
いて、カム曲線は、第４図に示す如く、小円弧区間Ｃ
と、膨張区間Ｄと、大円弧区間Ｅ、および圧縮区間Ｆと
からなる。この４区間は、それぞれＣ、Ｄ、Ｅ、Ｆの順
に連続して最小単位を構成しており、この最小単位のカ
ム形状がカム曲線の１周期に当たる。
小円弧区間Ｃは、ベーンのロータからの飛出し量、すな
わち、リフト量がゼロまたは最小である区間である。
わち、リフト量がゼロまたは最小である区間である。
膨張区間Ｄは、ベーンがスムーズにカムリング内周面に
追従して摺動し、リフト量を増大する区間である。
追従して摺動し、リフト量を増大する区間である。
大円弧区間Ｅは、ベーンの飛出し量、すなわち、リフト
量が最大である区間であり、さらに、該区間において所
定のパターンのリフト減少を持たせてもよい。
量が最大である区間であり、さらに、該区間において所
定のパターンのリフト減少を持たせてもよい。
圧縮区間Ｆは、カムリング内周面に追従して該リフト量
を減少する区間である。
を減少する区間である。
また、ここで、カム形状を中心とした流体圧ベーンポン
プの構造と瞬時吐出流量および圧力脈動について詳述す
る。
プの構造と瞬時吐出流量および圧力脈動について詳述す
る。
本発明の流体圧ベーンポンプは、上述の作動流体の吐出
作用の際に発生する脈動流量の脈動圧力への変換特性を
考慮して第５図、および第６図に示す如き脈動波形（領
域Ａ）にすべく、上記カムリングの内周面（カム面）に
形成する第４図の如きカム形状（カム曲線）の中で、特
に吸い込み領域にある膨張区間を所定のカム曲線、例え
ば、極座標系で１ないし５或いはそれ以上の次数の高次
方程式を主体とした曲線で構成し、膨張区間におけるカ
ムリングの内周面のリフト増加量が最大になる部分のベ
ーンリフト増加量をカム形状の180分の１周期に相当す
るベーンの回転角に対して最大リフト値との比で0.020
ないし0.0314の範囲に設計する。
作用の際に発生する脈動流量の脈動圧力への変換特性を
考慮して第５図、および第６図に示す如き脈動波形（領
域Ａ）にすべく、上記カムリングの内周面（カム面）に
形成する第４図の如きカム形状（カム曲線）の中で、特
に吸い込み領域にある膨張区間を所定のカム曲線、例え
ば、極座標系で１ないし５或いはそれ以上の次数の高次
方程式を主体とした曲線で構成し、膨張区間におけるカ
ムリングの内周面のリフト増加量が最大になる部分のベ
ーンリフト増加量をカム形状の180分の１周期に相当す
るベーンの回転角に対して最大リフト値との比で0.020
ないし0.0314の範囲に設計する。
ところで、本発明者は、流体圧ベーンポンプ及びその流
量特性等の問題を長年研究し、幾多にもわたる実験およ
び理論解析の結果、次式の如きベーンポンプの流体の瞬
時吐出流量QD（cm3/sec）に関する理論式を導いた。但
し、次式は、ベーン枚数が12枚の平衡形ベーンポンプを
例にした場合のものである。
量特性等の問題を長年研究し、幾多にもわたる実験およ
び理論解析の結果、次式の如きベーンポンプの流体の瞬
時吐出流量QD（cm3/sec）に関する理論式を導いた。但
し、次式は、ベーン枚数が12枚の平衡形ベーンポンプを
例にした場合のものである。
ここで、 ω：ロータの角速度 b:ベーン、ロータそしてカムリングの幅 tv：ベーンの板厚 Ri:吐出ポート終端から吸込ポート始端までの範囲にあ
るベーンを６番目になるようにロータの回転方向へ数え
た場合のｉ番目のベーンの位置におけるカム面の中心か
らの距離（ｉ＝１、…、６） QLD：Riで定義した３番目と４番目のベーンによって囲
まれたベーン室（ここでは閉込みベーン室）の室内へ吐
出流体が流入する或いは漏れる流量；（但し、ここでい
う閉込みベーン室とは、４番目または３番目或いはその
両者のベーン室が、最大リフト量保持区間にある場合
の、隣り合う３番目および４番目の２枚のベーンにより
囲まれた部屋をいう、以下同じ） QL：その他の内部漏れ流量 である。
るベーンを６番目になるようにロータの回転方向へ数え
た場合のｉ番目のベーンの位置におけるカム面の中心か
らの距離（ｉ＝１、…、６） QLD：Riで定義した３番目と４番目のベーンによって囲
まれたベーン室（ここでは閉込みベーン室）の室内へ吐
出流体が流入する或いは漏れる流量；（但し、ここでい
う閉込みベーン室とは、４番目または３番目或いはその
両者のベーン室が、最大リフト量保持区間にある場合
の、隣り合う３番目および４番目の２枚のベーンにより
囲まれた部屋をいう、以下同じ） QL：その他の内部漏れ流量 である。
なお、閉込みベーン室の圧力（Pm）および吐出圧力流体
の閉込みベーン室内への流入量（QLD）等の関係は、次
式により示される。
の閉込みベーン室内への流入量（QLD）等の関係は、次
式により示される。
ここで、 V3：閉込みベーン室の容積 QLS：閉込みベーン室から吸込ポート側へ流出する流量 K:閉込みベーン室内の流体の体積弾性率 t:時間 C:流量係数 Ad（θ）：閉込みベーン室と吸込ポートとの開口面積 As（θ）：閉込みベーン室と吸込ポートとの開口面積 ρ：流体の密度 μ：流体の粘性係数 Lai:i番目のベーンのロータから飛出している量（ｉ＝
１、２、…、６） hs:ベーンと側壁間の隙間 である。
１、２、…、６） hs:ベーンと側壁間の隙間 である。
以上の関係式により、流体圧ベーンポンプおよびその各
々の形状、そして流量特性等の関係の特徴が明かにされ
た。ここで、その重要な点の１つは、（２）式におい
て、QLDがカム形状の予圧縮区間におけるベーンのリフ
ト減少量に伴う予圧縮量（第１項）によって減少し、閉
込ベーン室内の流体の圧縮性（第４項）により閉込みベ
ーン室内の圧力（Pm）の上昇が遅れて増加することであ
る。
々の形状、そして流量特性等の関係の特徴が明かにされ
た。ここで、その重要な点の１つは、（２）式におい
て、QLDがカム形状の予圧縮区間におけるベーンのリフ
ト減少量に伴う予圧縮量（第１項）によって減少し、閉
込ベーン室内の流体の圧縮性（第４項）により閉込みベ
ーン室内の圧力（Pm）の上昇が遅れて増加することであ
る。
ここで、第５図および第６図に示される如き本発明の典
型的な２種類の例におけるカム形状の設計思想と従来の
等加速度曲線を主体としたカム形状の設定思想との違い
について、流体の瞬時吐出流量に着目し上述の関係式を
用いて解析すると以下のようである。この解析結果は、
第２図と第５図そして第６図に示され、第２図は第１図
に示す従来のカム形状の等加速度を主体としたカム曲線
の瞬時吐出流量及びその結果として予測される吐出圧力
の各脈動波形をそれぞれ示す。
型的な２種類の例におけるカム形状の設計思想と従来の
等加速度曲線を主体としたカム形状の設定思想との違い
について、流体の瞬時吐出流量に着目し上述の関係式を
用いて解析すると以下のようである。この解析結果は、
第２図と第５図そして第６図に示され、第２図は第１図
に示す従来のカム形状の等加速度を主体としたカム曲線
の瞬時吐出流量及びその結果として予測される吐出圧力
の各脈動波形をそれぞれ示す。
第５図は、領域における瞬時吐出流量の落込みが小さい
場合、すなわち、流体圧ベーンポンプに吸込まれる流体
の体積弾性率が高く、かつ十分に大きな流体貯留槽を持
つ流体システムに用いる場合など気泡等の混在が全んど
無い状態の時に好ましい瞬時吐出流量及びその結果とし
て予測される吐出圧力の各脈動波形をそれぞれ示す。
場合、すなわち、流体圧ベーンポンプに吸込まれる流体
の体積弾性率が高く、かつ十分に大きな流体貯留槽を持
つ流体システムに用いる場合など気泡等の混在が全んど
無い状態の時に好ましい瞬時吐出流量及びその結果とし
て予測される吐出圧力の各脈動波形をそれぞれ示す。
第６図は、領域Ｂにおける瞬時吐出流量の落ち込みが大
きい場合、すなわち、十分に大きな流体貯留槽が設けら
れない等の理由により流体圧ベーンポンプに吸込まれる
流体の体積弾性率が低く、運転状態が定まらない或いは
流体圧ベーンポンプの吸込管路中でキャビテーション等
を発生させる要素がある場合など、流体中に気泡が多量
に存在する車輌等に用いるときに好ましい瞬時吐出流量
及びその結果として予測される吐出圧力の各脈動波形を
示す。
きい場合、すなわち、十分に大きな流体貯留槽が設けら
れない等の理由により流体圧ベーンポンプに吸込まれる
流体の体積弾性率が低く、運転状態が定まらない或いは
流体圧ベーンポンプの吸込管路中でキャビテーション等
を発生させる要素がある場合など、流体中に気泡が多量
に存在する車輌等に用いるときに好ましい瞬時吐出流量
及びその結果として予測される吐出圧力の各脈動波形を
示す。
第２図と第５図および第６図に示す各々の波形におい
て、領域Ａは（１）式の第１項及び第２項の影響を主に
受け、同じく領域Ｂは（１）式の第３項の影響を受け
る。領域Ｂに現れる瞬時吐出流量の落ち込み量は、閉込
みベーン室が吸込ポートに連通しているときの流体の体
積弾性率に大きく影響される。すなわち、それは、
（２）式の如き関係でほぼ決定される閉込み圧力の変化
によって影響され、その閉込み圧力の変化は（３）式に
於ける第１項のAd（θ）を決定するノッチ形状及び
（２）式の第１項の閉込みベーン室の体積変化dV3/dθ
を決定するカム形状のうち大円弧区間の形状によって改
良できるものである。従来の流体圧ベーンポンプの中
で、予圧縮方式を採用したのは、後者の改良方法であ
り、第２図の如く領域Ｂに於ける瞬時吐出流量の落込み
を低減するものである。
て、領域Ａは（１）式の第１項及び第２項の影響を主に
受け、同じく領域Ｂは（１）式の第３項の影響を受け
る。領域Ｂに現れる瞬時吐出流量の落ち込み量は、閉込
みベーン室が吸込ポートに連通しているときの流体の体
積弾性率に大きく影響される。すなわち、それは、
（２）式の如き関係でほぼ決定される閉込み圧力の変化
によって影響され、その閉込み圧力の変化は（３）式に
於ける第１項のAd（θ）を決定するノッチ形状及び
（２）式の第１項の閉込みベーン室の体積変化dV3/dθ
を決定するカム形状のうち大円弧区間の形状によって改
良できるものである。従来の流体圧ベーンポンプの中
で、予圧縮方式を採用したのは、後者の改良方法であ
り、第２図の如く領域Ｂに於ける瞬時吐出流量の落込み
を低減するものである。
しかし、従来の予圧縮方式のみを採用したカム形状設計
思想によって、確かに領域Ｂの瞬時吐出流量の落込みを
或る程度低減することができるのであるが、逆に第２図
に示されるように、吸込領域のベーン底部に供給する流
量によって瞬時吐出流量の大きな落込みを招く領域Ａの
中央部付近の変動は全く改良できない。このように、従
来の予圧縮方式のみにより該領域Ｂにおける瞬時吐出流
量の落込みを低減させることだけを考慮した設計思想に
は、上述の如き欠点が未解決のまま残っている。すなわ
ち、領域Ａで現れる流量脈動は、カム形状の膨張区間、
すなわち、吸込領域にあるベーンの飛び出し量が主な原
因である。従って、流量脈動を改善するには、上述の領
域ＡおよびＢの特性を踏まえカムリングの形状を設計す
ることが必要である。
思想によって、確かに領域Ｂの瞬時吐出流量の落込みを
或る程度低減することができるのであるが、逆に第２図
に示されるように、吸込領域のベーン底部に供給する流
量によって瞬時吐出流量の大きな落込みを招く領域Ａの
中央部付近の変動は全く改良できない。このように、従
来の予圧縮方式のみにより該領域Ｂにおける瞬時吐出流
量の落込みを低減させることだけを考慮した設計思想に
は、上述の如き欠点が未解決のまま残っている。すなわ
ち、領域Ａで現れる流量脈動は、カム形状の膨張区間、
すなわち、吸込領域にあるベーンの飛び出し量が主な原
因である。従って、流量脈動を改善するには、上述の領
域ＡおよびＢの特性を踏まえカムリングの形状を設計す
ることが必要である。
本発明は、流体圧ベーンポンプの瞬時吐出流量の波形
を、その使用状態、すなわち吸込流体の圧縮性に応じて
第５図に示す例の如く領域Ａ全体を平坦にする、或いは
第６図に示す如く領域Ａの後半を平坦で前半を右下がり
の傾向となるように恰も馬の背の如くする、さらには、
逆に流量脈動から圧力脈動への変換特性次第により第６
図の瞬時吐出流量を示す波形の領域Ａの始点と終点とを
結んだ直線またはそれよりも若干QDが増大するように上
側にまるみを持たせるようにすることも可能であり、流
体圧ベーンポンプを中心とした流体圧システムで発生す
る吐出流体の圧力脈動を吐出圧力の脈動領域Ａに相当す
る部分において平坦な波形になるようにしてベーン１ピ
ッチを周期とする周波数成分若しくはその周波数の２倍
の二次成分等の脈動振幅を低減させると共に、カムリン
グ内周面に対するベーンの追従性の良い流体圧ベーンポ
ンプとすることができる。
を、その使用状態、すなわち吸込流体の圧縮性に応じて
第５図に示す例の如く領域Ａ全体を平坦にする、或いは
第６図に示す如く領域Ａの後半を平坦で前半を右下がり
の傾向となるように恰も馬の背の如くする、さらには、
逆に流量脈動から圧力脈動への変換特性次第により第６
図の瞬時吐出流量を示す波形の領域Ａの始点と終点とを
結んだ直線またはそれよりも若干QDが増大するように上
側にまるみを持たせるようにすることも可能であり、流
体圧ベーンポンプを中心とした流体圧システムで発生す
る吐出流体の圧力脈動を吐出圧力の脈動領域Ａに相当す
る部分において平坦な波形になるようにしてベーン１ピ
ッチを周期とする周波数成分若しくはその周波数の２倍
の二次成分等の脈動振幅を低減させると共に、カムリン
グ内周面に対するベーンの追従性の良い流体圧ベーンポ
ンプとすることができる。
次に、本第１発明の流体圧ベーンポンプは、第７図およ
び第８図に示すように、膨張区間におけるカムリングの
内周面が単位回転角当り最大リフト増加量の95％以上の
リフト増加量を有する領域（Δθ95）を、カム形状の１
周期に対応する回転角（θＸ）の5.1ないし17.5％に相
当する範囲とする。
び第８図に示すように、膨張区間におけるカムリングの
内周面が単位回転角当り最大リフト増加量の95％以上の
リフト増加量を有する領域（Δθ95）を、カム形状の１
周期に対応する回転角（θＸ）の5.1ないし17.5％に相
当する範囲とする。
である。
本第１発明では、上述の構成を採ることにより、ベーン
の飛出し速度の速い範囲を所望の割合にすることによ
り、ロータの回転に伴いベーン底部に供給する吐出圧力
流体の消費量の局部的増大を抑制し、該流体の消費を一
層平均化できるので、瞬時吐出量波形の領域Ａに於ける
瞬時吐出量の脈動を零に近づけることができ、それに伴
って発生する吐出流路内の圧力脈動をほぼ消滅させるこ
とができ、流体システムにおいて発生する騒音及び振動
を防止することができる。
の飛出し速度の速い範囲を所望の割合にすることによ
り、ロータの回転に伴いベーン底部に供給する吐出圧力
流体の消費量の局部的増大を抑制し、該流体の消費を一
層平均化できるので、瞬時吐出量波形の領域Ａに於ける
瞬時吐出量の脈動を零に近づけることができ、それに伴
って発生する吐出流路内の圧力脈動をほぼ消滅させるこ
とができ、流体システムにおいて発生する騒音及び振動
を防止することができる。
ここで、本第１発明において、膨張区間におけるカムリ
ングの内周面を単位回転角当り最大ロフト増加量の95％
以上のリフト増加量を有する領域がカム形状の１周期に
対応する回転角の5.1％以上としたのは、該領域を5.1％
未満とした場合、ベーンの飛出しの最大速度が大きくな
り局部的に瞬時吐出流量を減少させ、従って脈動が大き
くなる原因となるからである。すなわち、この局部的な
吐出流量の減少は、圧力脈動の増大を引き起こし、流体
システムにおいて騒音・振動の発生の原因となるからで
ある。また、該領域を17.5％を越えた場合、ベーンの飛
び出し速度が減少する反面、ベーンのリフト変化の加速
度が局部的に大きくなり、ベーンのカムリング内周面へ
の追従力が不足或いは過剰となることでベーンが振動し
てベーン先端及びカムリング内周面等に異常摩耗を発生
させることによりベーン先端での密封状態等を悪化させ
てポンプ効率が低下する原因となるほか、ベーンとカム
リングとの間で発生する連続的な衝突音に伴う騒音及び
ポンプハウジングの振動を生じるからである。
ングの内周面を単位回転角当り最大ロフト増加量の95％
以上のリフト増加量を有する領域がカム形状の１周期に
対応する回転角の5.1％以上としたのは、該領域を5.1％
未満とした場合、ベーンの飛出しの最大速度が大きくな
り局部的に瞬時吐出流量を減少させ、従って脈動が大き
くなる原因となるからである。すなわち、この局部的な
吐出流量の減少は、圧力脈動の増大を引き起こし、流体
システムにおいて騒音・振動の発生の原因となるからで
ある。また、該領域を17.5％を越えた場合、ベーンの飛
び出し速度が減少する反面、ベーンのリフト変化の加速
度が局部的に大きくなり、ベーンのカムリング内周面へ
の追従力が不足或いは過剰となることでベーンが振動し
てベーン先端及びカムリング内周面等に異常摩耗を発生
させることによりベーン先端での密封状態等を悪化させ
てポンプ効率が低下する原因となるほか、ベーンとカム
リングとの間で発生する連続的な衝突音に伴う騒音及び
ポンプハウジングの振動を生じるからである。
なお、このθ95を有する流体圧ベーンポンプのカム形状
は、特に作動流体の圧縮性が比較的小さく、瞬時吐出量
波形の領域Ｂにおける瞬時吐出量の落ち込み小さいよう
な運転条件の場合、本発明のθ95の効果をより一層大き
くするものである。
は、特に作動流体の圧縮性が比較的小さく、瞬時吐出量
波形の領域Ｂにおける瞬時吐出量の落ち込み小さいよう
な運転条件の場合、本発明のθ95の効果をより一層大き
くするものである。
〔第２発明の説明〕 第２発明の構成 本第２発明の流体圧ベーンポンプは、ハウジングと、該
ハウジング内に挿置されその内周面をカム曲線に形成し
たカムリングと、前記ハウジングに回転可能に軸支され
た駆動軸と、該駆動軸に駆動されるべく連結されかつ該
駆動軸と同軸に配したロータと、ロータ外周面に放射状
に配設したベーン溝内に摺動可能に挿置された複数個の
ベーンと、ロータとベーンとカムリングとの間に形成さ
れるベーン室と、前記ハウジング内に配設しベーン室に
連通する吸込ポートおよび吐出ポートとを有し、前記ベ
ーンの底部に吐出圧力流体を供給するタイプの流体圧ベ
ーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを５枚配置し、 前記カム形状の膨張区間のカム形状の180分の１周期に
相当するベーンとカムリングの相対回転角に対するベー
ンのリフト増加量の最大値を、最大リフト値との比率で
0.0223ないし0.0314とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が前記リフト
増加量の最大値の95％以上のリフト増加量を有する領域
を、カム形状の１周期に対して5.7％ないし12％に相当
する範囲とし、かつ、膨張区間におけるカムリングの内
周面が前記リフト増加量の最大値の50％以上のリフト増
加量を有する領域を、カム形状の１周期に対して17.1％
ないし22.5％に相当する範囲としてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする。
ハウジング内に挿置されその内周面をカム曲線に形成し
たカムリングと、前記ハウジングに回転可能に軸支され
た駆動軸と、該駆動軸に駆動されるべく連結されかつ該
駆動軸と同軸に配したロータと、ロータ外周面に放射状
に配設したベーン溝内に摺動可能に挿置された複数個の
ベーンと、ロータとベーンとカムリングとの間に形成さ
れるベーン室と、前記ハウジング内に配設しベーン室に
連通する吸込ポートおよび吐出ポートとを有し、前記ベ
ーンの底部に吐出圧力流体を供給するタイプの流体圧ベ
ーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを５枚配置し、 前記カム形状の膨張区間のカム形状の180分の１周期に
相当するベーンとカムリングの相対回転角に対するベー
ンのリフト増加量の最大値を、最大リフト値との比率で
0.0223ないし0.0314とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が前記リフト
増加量の最大値の95％以上のリフト増加量を有する領域
を、カム形状の１周期に対して5.7％ないし12％に相当
する範囲とし、かつ、膨張区間におけるカムリングの内
周面が前記リフト増加量の最大値の50％以上のリフト増
加量を有する領域を、カム形状の１周期に対して17.1％
ないし22.5％に相当する範囲としてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする。
第２発明の作用および効果 第２発明の流体圧ベーンポンプは、上述の如く構成した
ので、カム形状の１周期当り５枚のベーン枚数を有する
流体圧ベーンポンプのカムリング最適形状を提供するこ
とができ、一層幅広い使用条件に対して膨張区間におけ
るベーンの最大飛び出し速度を抑制することにより、瞬
時吐出流量脈動の低減及び最小化を図り、極めて小さな
瞬時吐出流量脈動を可能とすることにより、吐出管路内
の流量脈動及び圧力脈動を低減し、流体力ポンプを中心
に流体システムにて発生する騒音及び振動を大幅に低減
することができる。
ので、カム形状の１周期当り５枚のベーン枚数を有する
流体圧ベーンポンプのカムリング最適形状を提供するこ
とができ、一層幅広い使用条件に対して膨張区間におけ
るベーンの最大飛び出し速度を抑制することにより、瞬
時吐出流量脈動の低減及び最小化を図り、極めて小さな
瞬時吐出流量脈動を可能とすることにより、吐出管路内
の流量脈動及び圧力脈動を低減し、流体力ポンプを中心
に流体システムにて発生する騒音及び振動を大幅に低減
することができる。
ここで、本第２発明において、膨張区間におけるカムリ
ングの内周面の最大リフト変化率を0.0223以上であると
したのは、該率を0.0223未満とした場合、膨張区間にあ
るベーンの底部に供給される吐出流量を一定とすること
ができず、局部的に振動が大きくなる原因となるからで
ある。また、該率を0.0314以下としたのは、該率が0.03
14を越える場合、同様に膨張区間にあるベーンの底部に
供給される吐出流量に該率が0.0223未満である場合と同
様に大きな変動を生じてしまい、局部的に脈動が大きく
なる原因となるからである。
ングの内周面の最大リフト変化率を0.0223以上であると
したのは、該率を0.0223未満とした場合、膨張区間にあ
るベーンの底部に供給される吐出流量を一定とすること
ができず、局部的に振動が大きくなる原因となるからで
ある。また、該率を0.0314以下としたのは、該率が0.03
14を越える場合、同様に膨張区間にあるベーンの底部に
供給される吐出流量に該率が0.0223未満である場合と同
様に大きな変動を生じてしまい、局部的に脈動が大きく
なる原因となるからである。
すなわち、カム形状の１周期の区間にベーンを５枚配置
した流体圧ベーンポンプでは、通常の場合、膨張区間に
あるベーンの枚数が、ロータの回転位置により１枚また
は２枚と一定ではない。従って、ベーン底部に供給する
吐出流量を一定とするためには、どのようなロータの回
転位置であっても、つまり膨張区間にあるベーンの枚数
が１枚であっても２枚であっても、常にベーン底部に供
給される吐出流量が一定となるようにカム形状を設定す
る必要がある。従って、本第２発明のように構成し、膨
張区間に所望の傾きの分布を持たせることにより、より
大きな脈動低減効果を奏することができる。
した流体圧ベーンポンプでは、通常の場合、膨張区間に
あるベーンの枚数が、ロータの回転位置により１枚また
は２枚と一定ではない。従って、ベーン底部に供給する
吐出流量を一定とするためには、どのようなロータの回
転位置であっても、つまり膨張区間にあるベーンの枚数
が１枚であっても２枚であっても、常にベーン底部に供
給される吐出流量が一定となるようにカム形状を設定す
る必要がある。従って、本第２発明のように構成し、膨
張区間に所望の傾きの分布を持たせることにより、より
大きな脈動低減効果を奏することができる。
また、本第２発明の流体圧ベーンポンプは、膨張区間に
おけるカムリングの内周面が単位回転角当り最大リフト
増加量の95％以上のリフト増加量を有する領域（Δ
θ95）を、カム形状の１周期に対応する回転角（θＸ）
の5.7％ないし12％に相当する範囲（θ95）とし、か
つ、最大リフト増加量の50％以上のリフト増加量を有す
る領域（Δθ50）を、カム形状の１周期に対応する回転
角（θＸ）の17.1％ないし22.5％に相当する範囲
（θ50）とした。
おけるカムリングの内周面が単位回転角当り最大リフト
増加量の95％以上のリフト増加量を有する領域（Δ
θ95）を、カム形状の１周期に対応する回転角（θＸ）
の5.7％ないし12％に相当する範囲（θ95）とし、か
つ、最大リフト増加量の50％以上のリフト増加量を有す
る領域（Δθ50）を、カム形状の１周期に対応する回転
角（θＸ）の17.1％ないし22.5％に相当する範囲
（θ50）とした。
これは、作動流体の圧縮性が大きい場合、或いは圧縮性
が大きくなくとも気泡混入等により実質的に圧縮性が大
きくなっている場合は、瞬時吐出流量の脈動そしてそれ
に伴って発生する吐出圧力の脈動の低減が極めて困難で
あった。そこで、本第２発明では、カム形状の１周期の
区間にベーンを５枚配置した流体圧ベーンポンプにおい
て、吐出流体の圧力脈動を最小とするカムリングを提供
するものである。
が大きくなくとも気泡混入等により実質的に圧縮性が大
きくなっている場合は、瞬時吐出流量の脈動そしてそれ
に伴って発生する吐出圧力の脈動の低減が極めて困難で
あった。そこで、本第２発明では、カム形状の１周期の
区間にベーンを５枚配置した流体圧ベーンポンプにおい
て、吐出流体の圧力脈動を最小とするカムリングを提供
するものである。
このように構成することにより、カム形状の膨張区間に
おけるベーンの最大飛び出し速度を所望の速度に抑える
と共に、ベーン飛び出し速度の速い及びベーンの最大飛
び出し速度の1/2の範囲を所望の割合にすることによ
り、流量脈動および圧力脈動を低減或いはほぼ消滅させ
ることができ、流体システムにおいて発生する騒音及び
振動を防止することができる。
おけるベーンの最大飛び出し速度を所望の速度に抑える
と共に、ベーン飛び出し速度の速い及びベーンの最大飛
び出し速度の1/2の範囲を所望の割合にすることによ
り、流量脈動および圧力脈動を低減或いはほぼ消滅させ
ることができ、流体システムにおいて発生する騒音及び
振動を防止することができる。
また、本第２発明は、ベーン室への吸込流体の圧縮性の
如何に係わらず脈動を大幅に、かつ極めて小さくするこ
とができ、一層幅広い使用条件に対してポンプ、配管、
負荷装置等の流体システム内で発生する騒音及び振動
を、コストをあげないで皆無にすることができる。
如何に係わらず脈動を大幅に、かつ極めて小さくするこ
とができ、一層幅広い使用条件に対してポンプ、配管、
負荷装置等の流体システム内で発生する騒音及び振動
を、コストをあげないで皆無にすることができる。
ここで、本第２発明のθ95及びθ50を上述のように限定
したのは、上述の範囲の外にある場合、膨張区間におけ
るベーン底部に供給される吐出流体の消費量が不均一に
なり、これが脈動発生の大きな原因となるからである。
したのは、上述の範囲の外にある場合、膨張区間におけ
るベーン底部に供給される吐出流体の消費量が不均一に
なり、これが脈動発生の大きな原因となるからである。
〔第３発明の説明〕 第３発明の構成 本第３発明の流体圧ベーンポンプは、ハウジングと、該
ハウジング内に挿置されその内周面をカム曲線に形成し
たカムリングと、前記ハウジングに回転可能に軸支され
た駆動軸と、該駆動軸に駆動されるべく連結されかつ該
駆動軸と同軸に配したロータと、ロータ外周面に放射状
に配設したベーン溝内に摺動可能に挿置された複数個の
ベーンと、ロータとベーンとカムリングとの間に形成さ
れるベーン室と、前記ハウジング内に配設しベーン室に
連通する吸込ポートおよび吐出ポートとを有し、前記ベ
ーンの底部に吐出圧力流体を供給するタイプの流体圧ベ
ーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを４枚配置し、 前記カム形状の膨張区間の、カム形状の180分の１周期
に相当するベーンとカムリングの相対回転角に対するベ
ーンのリフト増加量の最大値を、最大リフト値との比率
で0.020ないし0.031とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が前記リフト
増加量の最大値の95％以上のリフト増加量を有する領域
を、カム形状の１周期に対して7.5％ないし17.5％に相
当する範囲とし、かつ、膨張区間におけるカムリングの
内周面が前記リフト増加量の最大値の５％以上のリフト
増加量を有する領域を、カム形状の１周期に対して25％
ないし35％に相当する範囲としてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする。
ハウジング内に挿置されその内周面をカム曲線に形成し
たカムリングと、前記ハウジングに回転可能に軸支され
た駆動軸と、該駆動軸に駆動されるべく連結されかつ該
駆動軸と同軸に配したロータと、ロータ外周面に放射状
に配設したベーン溝内に摺動可能に挿置された複数個の
ベーンと、ロータとベーンとカムリングとの間に形成さ
れるベーン室と、前記ハウジング内に配設しベーン室に
連通する吸込ポートおよび吐出ポートとを有し、前記ベ
ーンの底部に吐出圧力流体を供給するタイプの流体圧ベ
ーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを４枚配置し、 前記カム形状の膨張区間の、カム形状の180分の１周期
に相当するベーンとカムリングの相対回転角に対するベ
ーンのリフト増加量の最大値を、最大リフト値との比率
で0.020ないし0.031とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が前記リフト
増加量の最大値の95％以上のリフト増加量を有する領域
を、カム形状の１周期に対して7.5％ないし17.5％に相
当する範囲とし、かつ、膨張区間におけるカムリングの
内周面が前記リフト増加量の最大値の５％以上のリフト
増加量を有する領域を、カム形状の１周期に対して25％
ないし35％に相当する範囲としてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする。
第３発明の作用および効果 第３発明の流体圧ベーンポンプは、上述の如く構成した
ので、カム形状の１周期当り４枚のベーン枚数を有する
流体圧ベーンポンプのカムリング最適形状を提供するこ
とができ、一層幅広い使用条件に対して膨張区間におけ
るベーンの最大飛び出し速度を抑制することにより、瞬
時吐出流量脈動の低減及び最小化を図り、極めて小さな
瞬時吐出流量脈動を可能とすることにより、吐出管路内
の流量脈動及び圧力脈動を低減し、流体圧ベーンポンプ
を中心に流体システムにて発生する騒音及び振動を大幅
に低減することができる。
ので、カム形状の１周期当り４枚のベーン枚数を有する
流体圧ベーンポンプのカムリング最適形状を提供するこ
とができ、一層幅広い使用条件に対して膨張区間におけ
るベーンの最大飛び出し速度を抑制することにより、瞬
時吐出流量脈動の低減及び最小化を図り、極めて小さな
瞬時吐出流量脈動を可能とすることにより、吐出管路内
の流量脈動及び圧力脈動を低減し、流体圧ベーンポンプ
を中心に流体システムにて発生する騒音及び振動を大幅
に低減することができる。
ここで、本第２発明において、膨張区間におけるカムリ
ングの内周面の最大リフト変化率を0.020以上であると
したのは、該率を0.020未満とした場合、膨張区間が必
然的に広くなるために小円弧区間および大円弧区間或い
は圧縮区間の範囲が狭くなり、流量脈動の増大を招いて
しまうからである。また、該率を0.031以下としたの
は、該率が0.031を越える場合、局部的に脈動が大きく
なると共にベーン飛び出しの最大速度が大きくなる原因
となるからである。
ングの内周面の最大リフト変化率を0.020以上であると
したのは、該率を0.020未満とした場合、膨張区間が必
然的に広くなるために小円弧区間および大円弧区間或い
は圧縮区間の範囲が狭くなり、流量脈動の増大を招いて
しまうからである。また、該率を0.031以下としたの
は、該率が0.031を越える場合、局部的に脈動が大きく
なると共にベーン飛び出しの最大速度が大きくなる原因
となるからである。
また、本第３発明の流体圧ベーンポンプは、膨張区間に
おけるカムリングの内周面が単位回転角当り最大リフト
増加量の95％以上のリフト増加量を有する領域（Δ
θ95）を、カム形状の１周期に対応する回転角（θＸ）
の7.5％ないし17.5％に相当する範囲（θ95）とし、か
つ、膨張区間の最大リフト増加量の５％以上のリフト増
加量を有する領域（Δθ05）を、カム形状の１周期に対
応する回転角（θＸ）の25％ないし35％に相当する範囲
としてなるように構成した。
おけるカムリングの内周面が単位回転角当り最大リフト
増加量の95％以上のリフト増加量を有する領域（Δ
θ95）を、カム形状の１周期に対応する回転角（θＸ）
の7.5％ないし17.5％に相当する範囲（θ95）とし、か
つ、膨張区間の最大リフト増加量の５％以上のリフト増
加量を有する領域（Δθ05）を、カム形状の１周期に対
応する回転角（θＸ）の25％ないし35％に相当する範囲
としてなるように構成した。
本第３発明は、上述の如く構成し、等速度線図により近
いものとするとともに、膨張区間を標準的な膨張区間に
対して広く取ることにより、瞬時吐出流量の脈動低減を
することができ、また、ベーンのカムリング内周面への
追従が一層摺らかとなったことにより、ベーンのカムリ
ング内周面からの離間防止を図ることができ、高ポンプ
効率で低コスト、低騒音、低脈動の流体圧ベーンポンプ
とすることができる。
いものとするとともに、膨張区間を標準的な膨張区間に
対して広く取ることにより、瞬時吐出流量の脈動低減を
することができ、また、ベーンのカムリング内周面への
追従が一層摺らかとなったことにより、ベーンのカムリ
ング内周面からの離間防止を図ることができ、高ポンプ
効率で低コスト、低騒音、低脈動の流体圧ベーンポンプ
とすることができる。
ここで、第３発明において、θ95およびθ05の数値範囲
を上述のように限定したのは、上述の範囲外にある場
合、膨張区間においてベーンのカムリング内周面への追
従性が頗る悪くなり、これがベーンのカムリング内周面
からの離間、それに伴う騒音・振動、そして流体の漏
れ、更にはベーン先端部及びカムリング内周面の異常摩
耗等の発生により不具合を生じてしまうからである。
を上述のように限定したのは、上述の範囲外にある場
合、膨張区間においてベーンのカムリング内周面への追
従性が頗る悪くなり、これがベーンのカムリング内周面
からの離間、それに伴う騒音・振動、そして流体の漏
れ、更にはベーン先端部及びカムリング内周面の異常摩
耗等の発生により不具合を生じてしまうからである。
なお、本第３発明の流体圧ベーンポンプのようにカム形
状の１周期の区間にベーンを４枚配置した流体圧ベーン
ポンプでは、通常の場合、膨張区間にあるベーンの枚数
が大半１枚であり、よって、ベーン底部に供給される吐
出流量は膨張区間の範囲におけるベーンの飛び出し速度
によっ決まるので、膨張区間は該膨張区間にベーン１枚
である期間がベーン枚数５枚の場合に比べて極めて長い
のでできるだけ等速度線図よりなることが望ましく、従
って、膨張区間と小円弧区間および大円弧区間とのつな
ぎの部分ではまるみを持たせ特にベーンの飛び出し加速
度がベーンの追従を妨げないように摺らかなつなぎと
し、膨張区間の中央部において速度が一定になるように
所定の傾きを持たせたカム形状がより最適であり、より
大きな脈動低減の効果を奏するものである。
状の１周期の区間にベーンを４枚配置した流体圧ベーン
ポンプでは、通常の場合、膨張区間にあるベーンの枚数
が大半１枚であり、よって、ベーン底部に供給される吐
出流量は膨張区間の範囲におけるベーンの飛び出し速度
によっ決まるので、膨張区間は該膨張区間にベーン１枚
である期間がベーン枚数５枚の場合に比べて極めて長い
のでできるだけ等速度線図よりなることが望ましく、従
って、膨張区間と小円弧区間および大円弧区間とのつな
ぎの部分ではまるみを持たせ特にベーンの飛び出し加速
度がベーンの追従を妨げないように摺らかなつなぎと
し、膨張区間の中央部において速度が一定になるように
所定の傾きを持たせたカム形状がより最適であり、より
大きな脈動低減の効果を奏するものである。
前記第１発明〜第３発明を実施するに当り、次のような
態様を採りうる。
態様を採りうる。
第１実施態様 本発明の第１の態様は、膨張区間におけるカムリングの
内周面が単位回転角当り最大リフト増加量の５％以上の
リフト増加量を有する領域（Δθ05）を、カム形状の１
周期に対応する回転角（θＸ）の25ないし35％に相当す
る範囲としてなるものである。
内周面が単位回転角当り最大リフト増加量の５％以上の
リフト増加量を有する領域（Δθ05）を、カム形状の１
周期に対応する回転角（θＸ）の25ないし35％に相当す
る範囲としてなるものである。
ここで、 である。
本第１の態様は、カムリングの内周面を上述の構成の如
く、カム形状の１周期において膨張区間の単位回転角当
り最大リフト増加量の５％以上のリフト増加量を有する
膨張領域に対応する回転角を極力広い割合とすることに
より、カムリング内周面へのベーンのリフト変化をゆる
やかにすることができ、カムリング内周面に追従するベ
ーン飛び出し速度を下げ、それにより瞬時吐出量の脈動
を低減することができる。また、ベーンとベーン溝との
間の摺動速度、すなわちベーンの飛び出し速度を下げる
ことにより、その間の摺動抵抗を減らして、ベーンのカ
ムリング内周面への追従性を向上させることができる。
く、カム形状の１周期において膨張区間の単位回転角当
り最大リフト増加量の５％以上のリフト増加量を有する
膨張領域に対応する回転角を極力広い割合とすることに
より、カムリング内周面へのベーンのリフト変化をゆる
やかにすることができ、カムリング内周面に追従するベ
ーン飛び出し速度を下げ、それにより瞬時吐出量の脈動
を低減することができる。また、ベーンとベーン溝との
間の摺動速度、すなわちベーンの飛び出し速度を下げる
ことにより、その間の摺動抵抗を減らして、ベーンのカ
ムリング内周面への追従性を向上させることができる。
さらに、カム面に対するベーンの追従加速度を下げるこ
とができるので、それによって膨張区間前半におけるベ
ーンのカムリング内周面への押付力が相対的に増加して
ベーンのカムリング内周面からの離間が防止でき、ベー
ンとカムリング内周面との間に発生する連続的な衝突音
に伴う騒音及びポンプハウジングの振動を防止すること
ができ、また、ベーンの異常摩耗を防止することができ
るので、ベーン先端とカムリング内周面との接触抵抗及
び漏れ等に伴うポンプ効率の低下を防ぎベーンすなわち
ポンプの寿命を向上することができる。
とができるので、それによって膨張区間前半におけるベ
ーンのカムリング内周面への押付力が相対的に増加して
ベーンのカムリング内周面からの離間が防止でき、ベー
ンとカムリング内周面との間に発生する連続的な衝突音
に伴う騒音及びポンプハウジングの振動を防止すること
ができ、また、ベーンの異常摩耗を防止することができ
るので、ベーン先端とカムリング内周面との接触抵抗及
び漏れ等に伴うポンプ効率の低下を防ぎベーンすなわち
ポンプの寿命を向上することができる。
ここで、本第１の態様において、膨張区間におけるカム
リング内周面が単位回転角当り最大リフト増加量の５％
以上の傾き角を有する領域をカム形状の１周期に対応す
る回転角の25％以上としたのは、該領域が、25％未満の
場合、ベーンの飛び出し速度が全体に増加して脈動低減
効果が左程得られず、逆に、小円弧区間と膨張区間との
つなぎの部分において、ベーンの飛び出し加速度が増加
し、ベーンのカムリング内周面への追従性が悪くなり、
騒音及び振動発生の原因となるからである。また、該領
域を、35％以下としたのは、該領域が35％を越えた場
合、小円弧区間及び大円弧区間或いは圧縮区間が相対的
に狭くなり、従って、各領域間のつなぎが不適切とな
り、流体の瞬時吐出流量の局部的増減が圧力脈動変動を
引き起こして流体システム内における騒音および振動発
生の原因となるからである。
リング内周面が単位回転角当り最大リフト増加量の５％
以上の傾き角を有する領域をカム形状の１周期に対応す
る回転角の25％以上としたのは、該領域が、25％未満の
場合、ベーンの飛び出し速度が全体に増加して脈動低減
効果が左程得られず、逆に、小円弧区間と膨張区間との
つなぎの部分において、ベーンの飛び出し加速度が増加
し、ベーンのカムリング内周面への追従性が悪くなり、
騒音及び振動発生の原因となるからである。また、該領
域を、35％以下としたのは、該領域が35％を越えた場
合、小円弧区間及び大円弧区間或いは圧縮区間が相対的
に狭くなり、従って、各領域間のつなぎが不適切とな
り、流体の瞬時吐出流量の局部的増減が圧力脈動変動を
引き起こして流体システム内における騒音および振動発
生の原因となるからである。
第２実施態様 本発明の第２の態様は、大円弧区間におけるカムリング
の内周面に所定のパターンでリフト減少を持たせ、該リ
フト減少は最大リフト値に対して回転方向に１ラジアン
当り平均２ないし６％であるとしたものである。
の内周面に所定のパターンでリフト減少を持たせ、該リ
フト減少は最大リフト値に対して回転方向に１ラジアン
当り平均２ないし６％であるとしたものである。
作動流体が圧縮性を有する場合、また、該流体自身が非
圧縮性である場合でも、ロータ外周面とカムリング内周
面及び２枚の隣り合うベーン等によって分離形成された
ベーン室内の流体に気泡が混入したことにより圧縮性が
生じた場合など、それらの圧縮性流体が吸込ポートに連
通している状態の吸込圧力から吐出ポートに連通した状
態の吐出圧力に変化する閉込み過程において、既に吐出
された吐出圧力流体がこの圧縮性流体の圧縮のために周
期的に消費され瞬時吐出流量の変動を助長してしまう。
圧縮性である場合でも、ロータ外周面とカムリング内周
面及び２枚の隣り合うベーン等によって分離形成された
ベーン室内の流体に気泡が混入したことにより圧縮性が
生じた場合など、それらの圧縮性流体が吸込ポートに連
通している状態の吸込圧力から吐出ポートに連通した状
態の吐出圧力に変化する閉込み過程において、既に吐出
された吐出圧力流体がこの圧縮性流体の圧縮のために周
期的に消費され瞬時吐出流量の変動を助長してしまう。
そして、吐出流体の瞬時吐出流量波形における特定の領
域（領域Ｂ）で大きな流量の落込み現象が発生し、延い
ては同じく領域Ｂから領域Ａにおよぶ圧力脈動の大きな
落込み現象をもたらしてしまう。ここで、この領域Ｂの
瞬時吐出流量の大きな落込みを低減すべく、従来型カム
形状の大円弧区間においてベーンの等速度のリフト現象
をもたせた場合、確かに、領域Ｂの瞬時吐出流量の大き
な落込みを或る程度低減することができるが、それも十
分とは言えず、領域Ａに於ける圧力脈動の大きな落込み
は防止することができない。
域（領域Ｂ）で大きな流量の落込み現象が発生し、延い
ては同じく領域Ｂから領域Ａにおよぶ圧力脈動の大きな
落込み現象をもたらしてしまう。ここで、この領域Ｂの
瞬時吐出流量の大きな落込みを低減すべく、従来型カム
形状の大円弧区間においてベーンの等速度のリフト現象
をもたせた場合、確かに、領域Ｂの瞬時吐出流量の大き
な落込みを或る程度低減することができるが、それも十
分とは言えず、領域Ａに於ける圧力脈動の大きな落込み
は防止することができない。
本第２の態様は、この瞬時吐出流量波形および吐出圧力
波形の領域Ａ及び領域Ｂの流体特性を踏まえ、吐出流体
の圧力脈動を最小とするカムリング内周面の最適なカム
形状を提供するものである。
波形の領域Ａ及び領域Ｂの流体特性を踏まえ、吐出流体
の圧力脈動を最小とするカムリング内周面の最適なカム
形状を提供するものである。
本第２の態様は、カムリング内周面の大円弧区間を最大
リフト値に対して回転方向に１ラジアン当り平均２ない
し６％のリフト減少をもつものであるとしたものであ
る。
リフト値に対して回転方向に１ラジアン当り平均２ない
し６％のリフト減少をもつものであるとしたものであ
る。
本第２の態様は、上述の構成を採ることにより、流体シ
ステムの吐出流路内で発生する圧力脈動の振幅を全体的
にかつ大幅に低減することができる。
ステムの吐出流路内で発生する圧力脈動の振幅を全体的
にかつ大幅に低減することができる。
特に、本第２の態様の効果は、圧縮性の大きい作動流体
或いは圧縮性が不定で極めて大きく変化する作動流体に
対しても非圧縮性の或いは圧縮性が極めて小さい流体同
様の圧力脈動の低減を可能としたものである。
或いは圧縮性が不定で極めて大きく変化する作動流体に
対しても非圧縮性の或いは圧縮性が極めて小さい流体同
様の圧力脈動の低減を可能としたものである。
なお、本第２の態様においては、領域Ｂにおける瞬時吐
出流量の落ち込みが比較的小さい場合には、瞬時吐出流
量の領域Ａを平坦になるようにカム形状を設定する。ま
た、作動流体の圧縮性が大きいか、或いは不定であって
もカム形状の大円弧区間における予圧縮量を中間的な状
態に設定したことによって領域Ｂにおける瞬時吐出流量
の落ち込みが吐出圧力の高いときに大きくなる場合に
は、瞬時吐出流量の領域Ａにおいて該領域Ａの後半を平
坦で前半が右下がりの傾向になるようにカム形状を設定
する。
出流量の落ち込みが比較的小さい場合には、瞬時吐出流
量の領域Ａを平坦になるようにカム形状を設定する。ま
た、作動流体の圧縮性が大きいか、或いは不定であって
もカム形状の大円弧区間における予圧縮量を中間的な状
態に設定したことによって領域Ｂにおける瞬時吐出流量
の落ち込みが吐出圧力の高いときに大きくなる場合に
は、瞬時吐出流量の領域Ａにおいて該領域Ａの後半を平
坦で前半が右下がりの傾向になるようにカム形状を設定
する。
第１実施例 本第１実施例の流体圧ベーンポンプを、第11図および第
13図を用いて説明する。
13図を用いて説明する。
本第１実施例の流体圧ベーンポンプは、本発明を産業用
の不平衡形流体圧ベーンポンプに適用し、カムリング内
周面は、カム形状の180分の１周期に相当するベーンポ
ンプの回転角に対するリフト増加量の最大値を最大リフ
ト値との比（Ks:以下同じ）で0.030、そして、カムリン
グ内周面の膨張区間の単位回転角当り最大リフト増加量
の95％以上のリフト増加量を有する領域の割合（θ
ｓ95：以下同じ）が6.93％の形状であることを特徴とす
るものである。
の不平衡形流体圧ベーンポンプに適用し、カムリング内
周面は、カム形状の180分の１周期に相当するベーンポ
ンプの回転角に対するリフト増加量の最大値を最大リフ
ト値との比（Ks:以下同じ）で0.030、そして、カムリン
グ内周面の膨張区間の単位回転角当り最大リフト増加量
の95％以上のリフト増加量を有する領域の割合（θ
ｓ95：以下同じ）が6.93％の形状であることを特徴とす
るものである。
以下に、本第１実施例の流体圧ベーンポンプの構成と作
用効果について、カムリングの形状を中心に詳述する。
用効果について、カムリングの形状を中心に詳述する。
本第１実施例の流体圧ベーンポンプは、先ずハウジング
（図示せず）内に打込まれた軸受（図示せず）によって
回転可能に駆動軸（図示せず）が軸支され、該駆動軸に
駆動されるべく連結されかつ駆動軸と同軸に配し駆動軸
と一体に回転するロータRTと、その周囲のハウジング内
に固着された本発明によるカムリングCRが配設される。
（図示せず）内に打込まれた軸受（図示せず）によって
回転可能に駆動軸（図示せず）が軸支され、該駆動軸に
駆動されるべく連結されかつ駆動軸と同軸に配し駆動軸
と一体に回転するロータRTと、その周囲のハウジング内
に固着された本発明によるカムリングCRが配設される。
ロータRTの外周壁には放射状に５個のベーン溝VHが設け
られ、その中にベーンVAが配設されて、これらベーンVA
は、ベーンVAに作用する回転遠心力と流体溜溝VBに導い
た流体圧ポンプ吐出圧によるベーン底部VSに作用する流
体力によりカムリングCRの内周面に接する位置まで飛び
出し、ベーン先端11がカムリング内周面12に沿ってロー
タRTと共に回転する。
られ、その中にベーンVAが配設されて、これらベーンVA
は、ベーンVAに作用する回転遠心力と流体溜溝VBに導い
た流体圧ポンプ吐出圧によるベーン底部VSに作用する流
体力によりカムリングCRの内周面に接する位置まで飛び
出し、ベーン先端11がカムリング内周面12に沿ってロー
タRTと共に回転する。
ロータRTと隣り合う２つのベーン、カムリングCRおよび
サイドプレート（図示せず）により形成される空間即ち
ベーン室13の容積は、駆動軸の１回転につき１回ずつ膨
張と圧縮を繰り返す様になっている。そして、膨張行程
の途中のベーン室13と連通する位置のサイドプレートに
吸込ポート14を、また圧縮行程の途中のベーン室13と連
通する位置のサイドプレートに吐出ポート15を設け、ベ
ーン室13は、膨張行程において吸込ポート14に開口して
流体を吸込ポートから吸込み、圧縮行程においては、吐
出ポート15に開口してベーン室内の流体を吐出す。
サイドプレート（図示せず）により形成される空間即ち
ベーン室13の容積は、駆動軸の１回転につき１回ずつ膨
張と圧縮を繰り返す様になっている。そして、膨張行程
の途中のベーン室13と連通する位置のサイドプレートに
吸込ポート14を、また圧縮行程の途中のベーン室13と連
通する位置のサイドプレートに吐出ポート15を設け、ベ
ーン室13は、膨張行程において吸込ポート14に開口して
流体を吸込ポートから吸込み、圧縮行程においては、吐
出ポート15に開口してベーン室内の流体を吐出す。
カムリングCRの内周面に形成されるカム曲線の形状は、
作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第５図
の如き波形にすべく、膨張区間のカム形状を複数の高次
方程式よりなる曲線で構成した。
作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第５図
の如き波形にすべく、膨張区間のカム形状を複数の高次
方程式よりなる曲線で構成した。
即ち、本第１実施例の流体圧ベーンポンプのカムリング
内周面に形成したカム曲線の形状は、カム形状の180分
に１周期に相当するベーンの回転角に対して該部の膨張
区間における最大リフト増加量を最大リフト値との比で
0.030、即ち、ロータ回転角１度当りのベーンのリフト
増加量の最大値が最大リフト値との比で0.015で、そし
て該部の膨張区間における最大傾き角の95％以上のリフ
ト増加量を有する領域がカム形状の１周期に対する回転
角の6.93％である。
内周面に形成したカム曲線の形状は、カム形状の180分
に１周期に相当するベーンの回転角に対して該部の膨張
区間における最大リフト増加量を最大リフト値との比で
0.030、即ち、ロータ回転角１度当りのベーンのリフト
増加量の最大値が最大リフト値との比で0.015で、そし
て該部の膨張区間における最大傾き角の95％以上のリフ
ト増加量を有する領域がカム形状の１周期に対する回転
角の6.93％である。
これは、上述の構成を採ることにより、カム形状の膨張
区間に於けるベーンの最大飛び出し速度を抑えると共に
ベーンの飛び出し速度の速い範囲を所望の割合にするこ
とにより、ベーンの底部に供給する吐出圧流体の消費の
局部的増大を抑制し該流体の消費を一層平均化するもの
である。
区間に於けるベーンの最大飛び出し速度を抑えると共に
ベーンの飛び出し速度の速い範囲を所望の割合にするこ
とにより、ベーンの底部に供給する吐出圧流体の消費の
局部的増大を抑制し該流体の消費を一層平均化するもの
である。
以上より明らかの様に、本第１実施例は、ベーンの底部
に供給する吐出圧流体の消費を抑制するので、流体圧ベ
ーンポンプから吐出される流体の流量脈動及び圧力脈動
を極めて小さくでき、流体システムにおける騒音及び振
動の発生が防止できる。また、これにより、小型で軽量
で低コストの不平衡形ベーンポンプを提供することがで
きる。更には、工場等で働く労働者の作業環境が改善で
き、難聴等の労働災害を防ぐことができる。
に供給する吐出圧流体の消費を抑制するので、流体圧ベ
ーンポンプから吐出される流体の流量脈動及び圧力脈動
を極めて小さくでき、流体システムにおける騒音及び振
動の発生が防止できる。また、これにより、小型で軽量
で低コストの不平衡形ベーンポンプを提供することがで
きる。更には、工場等で働く労働者の作業環境が改善で
き、難聴等の労働災害を防ぐことができる。
尚、本第１実施例の流体圧ベーンポンプは、吸込流体の
体積弾性率（K0）が1200ないし16000kgf/cm2と比較的高
い場合、より一層の上述の本実施例の効果を奏するもの
である。
体積弾性率（K0）が1200ないし16000kgf/cm2と比較的高
い場合、より一層の上述の本実施例の効果を奏するもの
である。
ここで、本第１実施例の流体圧ベーンポンプを、第１及
び第２態様にも属する様に更に発展させた具体例をその
カム形状を第12図に示すと共に第１表の具体例の「１」
に示す。
び第２態様にも属する様に更に発展させた具体例をその
カム形状を第12図に示すと共に第１表の具体例の「１」
に示す。
第１表には、カム形状等の主な値および本具体例１の流
体圧ベーンポンプにより得られる諸性能を示す。
体圧ベーンポンプにより得られる諸性能を示す。
尚、本第１表および以下の説明において用いられる記号
を下記の如く定義する。
を下記の如く定義する。
L;リフト量（cm） Lmax；最大リフト値（cm） Ks;最大リフト変化率；カム曲線の膨張区間においてカ
ム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に対
するベーンのリフト増加量の最大リフト値との比 θS95；カム形状の１周期に対応する回転角に対するカ
ムリング内周面の膨張区間の単位回転角当り最大リフト
増加量に対して95％以上のリフト増加量を有する領域
（回転角）の割合（％） θS05；カム形状の１周期に対応する回転角に対するカ
ムリング内周面の膨張区間の単位回転角当り最大リフト
増加量に対して５％以上のリフト増加量を有する領域
（回転角）の割合（％） θS50；カム形状の１周期に対応する回転角に対するカ
ムリング内周面の膨張区間の単位回転角当たりの最大リ
フト増加量に対して50％以上のリフト増加量を有する領
域（回転角）の割合（％） Kb；大円弧区間におけるベーンの平均リフト減少量の最
大リフト値に対する１ラジアン当りの割合（％/rad） RC；カムリング内周面の最小内径（mm） QD；瞬時吐出流量（cm3/S） ；瞬時吐出流量の平均値（cm3/S） qD；瞬時吐出流量の無次元脈動成分 PD；吐出圧力（kgf/cm2） ；吐出管路内の吐出圧力の平均値（kgf/cm2） N;1分間当りのロータの回転数 （r.p.m） K0；吸込流体の体積弾性率（kgf/cm2） ε；瞬時吐出流量の脈動振幅量 （P.−P.）を平均吐出流量で除した流量脈動率
（％） ΔPd;吐出圧力の脈動振幅値 （P.−P.）（kgf/cm2） また、本具体例１の流体圧ベーンポンプに於ける瞬時吐
出流量および脈動圧力の波形を第13図に示す。第１表及
び第13図からも明らかの様に、本具体例１は、最大リフ
ト保持区間で所定のリフト減少量を持たせると共にθ
S05の範囲を限定したことにより、ベーン飛び出し速度
の分布を適性化できるので、許容される吸込流体の圧縮
性の範囲が広がり、より一層幅広い運転条件で低脈動化
できるという利点を有する。尚、第13図において、横軸
は、ロータの回転角５分の２πラジアンの範囲即ちベー
ン１ピッチ分を取ったものである。
ム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に対
するベーンのリフト増加量の最大リフト値との比 θS95；カム形状の１周期に対応する回転角に対するカ
ムリング内周面の膨張区間の単位回転角当り最大リフト
増加量に対して95％以上のリフト増加量を有する領域
（回転角）の割合（％） θS05；カム形状の１周期に対応する回転角に対するカ
ムリング内周面の膨張区間の単位回転角当り最大リフト
増加量に対して５％以上のリフト増加量を有する領域
（回転角）の割合（％） θS50；カム形状の１周期に対応する回転角に対するカ
ムリング内周面の膨張区間の単位回転角当たりの最大リ
フト増加量に対して50％以上のリフト増加量を有する領
域（回転角）の割合（％） Kb；大円弧区間におけるベーンの平均リフト減少量の最
大リフト値に対する１ラジアン当りの割合（％/rad） RC；カムリング内周面の最小内径（mm） QD；瞬時吐出流量（cm3/S） ；瞬時吐出流量の平均値（cm3/S） qD；瞬時吐出流量の無次元脈動成分 PD；吐出圧力（kgf/cm2） ；吐出管路内の吐出圧力の平均値（kgf/cm2） N;1分間当りのロータの回転数 （r.p.m） K0；吸込流体の体積弾性率（kgf/cm2） ε；瞬時吐出流量の脈動振幅量 （P.−P.）を平均吐出流量で除した流量脈動率
（％） ΔPd;吐出圧力の脈動振幅値 （P.−P.）（kgf/cm2） また、本具体例１の流体圧ベーンポンプに於ける瞬時吐
出流量および脈動圧力の波形を第13図に示す。第１表及
び第13図からも明らかの様に、本具体例１は、最大リフ
ト保持区間で所定のリフト減少量を持たせると共にθ
S05の範囲を限定したことにより、ベーン飛び出し速度
の分布を適性化できるので、許容される吸込流体の圧縮
性の範囲が広がり、より一層幅広い運転条件で低脈動化
できるという利点を有する。尚、第13図において、横軸
は、ロータの回転角５分の２πラジアンの範囲即ちベー
ン１ピッチ分を取ったものである。
第２実施例 以下、本発明の第２実施例の流体圧ベーンポンプを第14
図ないし第17図を用いて説明する。
図ないし第17図を用いて説明する。
本第２実施例の流体圧ベーンポンプは、本発明を産業用
の平衡形ベーンポンプに適用し、カムリング内周面は、
カム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に
対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増加量
を最大リフト値との比で0.029、即ち、ロータ回転角１
度当りのベーンリフト増加量の最大値が最大リフト値と
の比で0.029、そしカムリング内周面の膨張区間の単位
回転角当りのリフト増加量を最大リフト増加量の５％以
上とする領域（回転角）がカム形状の１周期に対する回
転角に対して30.75％の形状であることを特徴とするも
のである。
の平衡形ベーンポンプに適用し、カムリング内周面は、
カム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に
対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増加量
を最大リフト値との比で0.029、即ち、ロータ回転角１
度当りのベーンリフト増加量の最大値が最大リフト値と
の比で0.029、そしカムリング内周面の膨張区間の単位
回転角当りのリフト増加量を最大リフト増加量の５％以
上とする領域（回転角）がカム形状の１周期に対する回
転角に対して30.75％の形状であることを特徴とするも
のである。
以下に、本第２実施例の流体圧ベーンポンプの構成と作
用効果について、第１実施例との相違点を中心に詳述す
る。
用効果について、第１実施例との相違点を中心に詳述す
る。
本第２実施例の流体圧ベーンポンプは、先ずハウジング
HAは中空円筒部材からなり、ハウジングHAは大径部HA1
および小径部HA2を有する。ハウジングHAの小径部HA2
は、平軸受BRおよび駆動軸DSを有し、ハウジングHA内に
打ち込まれた平軸受BRによって回転可能に駆動軸DSが軸
支されている。ハウジングHAの大径部HA1は、ロータRT
とベーンVA、カムリングCR、サイドプレートSP1およびS
P2、平行ピンPP、スプリングSRおよび外蓋OC等を有す
る。
HAは中空円筒部材からなり、ハウジングHAは大径部HA1
および小径部HA2を有する。ハウジングHAの小径部HA2
は、平軸受BRおよび駆動軸DSを有し、ハウジングHA内に
打ち込まれた平軸受BRによって回転可能に駆動軸DSが軸
支されている。ハウジングHAの大径部HA1は、ロータRT
とベーンVA、カムリングCR、サイドプレートSP1およびS
P2、平行ピンPP、スプリングSRおよび外蓋OC等を有す
る。
サイドプレートSP1およびSP2の間に挟まれて、駆動軸DS
に駆動されるべくスプライン結合されかつ駆動軸DSと同
軸に配し駆動軸DSと一体に回転するロータRTと、その周
囲にベーンVAの往復運動を規制する案内輪としてのカム
リングCRとが配設されている。カムリングCRとサイドプ
レートSP1およびSP2とは、２本の共通な平行ピンPPによ
りハウジングHAに対して回転しない様な状態で固定され
組込まれている。
に駆動されるべくスプライン結合されかつ駆動軸DSと同
軸に配し駆動軸DSと一体に回転するロータRTと、その周
囲にベーンVAの往復運動を規制する案内輪としてのカム
リングCRとが配設されている。カムリングCRとサイドプ
レートSP1およびSP2とは、２本の共通な平行ピンPPによ
りハウジングHAに対して回転しない様な状態で固定され
組込まれている。
ロータRTのベーン溝VHには放射状に10個のベーンVAが配
設され、これらベーンVAは、ベーンVAに作用する回転遠
心力とサイドプレートSP1に設けた導通孔26および28、
弧状溝27および29そしてロータに設けた流体溜溝VBによ
り導かれたポンプ吐出圧流体によってベーン底部VSに作
用する流体力がカムリングCRの内周面22に接する位置ま
で飛び出させると共に適度な力で作用し、ベーン先端21
がカムリング内周面22に沿ってロータRTと共に回転す
る。
設され、これらベーンVAは、ベーンVAに作用する回転遠
心力とサイドプレートSP1に設けた導通孔26および28、
弧状溝27および29そしてロータに設けた流体溜溝VBによ
り導かれたポンプ吐出圧流体によってベーン底部VSに作
用する流体力がカムリングCRの内周面22に接する位置ま
で飛び出させると共に適度な力で作用し、ベーン先端21
がカムリング内周面22に沿ってロータRTと共に回転す
る。
カムリング内周面22は、ロータRTとの距離が回転に伴っ
て変化する様に形成され、これによりロータRTと隣り合
う２つのベーン、カムリングCR、サイドプレートSP1お
よびSP2により形成される空間即ちベーン室の容積を駆
動軸DSの１回転につき２回ずつ膨張と圧縮を交互に繰り
返す様に成っている。そして、膨張行程の途中のベーン
室と連通する位置のサイドプレートSP1およびSP2に吸込
ポート24a及び24bを、また圧縮行程の途中のベーン室と
連通する位置のサイドプレートSP1およびSP2に吐出ポー
ト25aおよび25bを設け、ベーン室は膨張行程に於いて吸
込ポートに開口して流体を吸込ポートから吸込み、圧縮
行程に於いては吐出ポートに開口してベーン室内の流体
を吐出する。
て変化する様に形成され、これによりロータRTと隣り合
う２つのベーン、カムリングCR、サイドプレートSP1お
よびSP2により形成される空間即ちベーン室の容積を駆
動軸DSの１回転につき２回ずつ膨張と圧縮を交互に繰り
返す様に成っている。そして、膨張行程の途中のベーン
室と連通する位置のサイドプレートSP1およびSP2に吸込
ポート24a及び24bを、また圧縮行程の途中のベーン室と
連通する位置のサイドプレートSP1およびSP2に吐出ポー
ト25aおよび25bを設け、ベーン室は膨張行程に於いて吸
込ポートに開口して流体を吸込ポートから吸込み、圧縮
行程に於いては吐出ポートに開口してベーン室内の流体
を吐出する。
サイドプレートSP1は、外蓋OCとの間に挟み込んだスプ
リングSPに依って常にカムリングCRの側面に押付けら
れ、更にサイドプレートSP1の側面には吐出圧力が作用
し、ベーン室の気密が保持される。
リングSPに依って常にカムリングCRの側面に押付けら
れ、更にサイドプレートSP1の側面には吐出圧力が作用
し、ベーン室の気密が保持される。
また、ハウジングHAには、吸込口FIと吐出口FOとがあ
り、それぞれ吸込ポート24aおよび24bと吐出ポート25に
連通される。
り、それぞれ吸込ポート24aおよび24bと吐出ポート25に
連通される。
カムリング内周面に形成されるカム曲線の形状は、作動
流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第５図の如
き波形にすべく、第４図に示す如きカムリング内周面に
おけるカム形状の中で特にベーンVAのリフト量が増加す
る吸込領域にある膨張区間の形状を複数の高次方程式か
らなる曲線で構成した。
流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第５図の如
き波形にすべく、第４図に示す如きカムリング内周面に
おけるカム形状の中で特にベーンVAのリフト量が増加す
る吸込領域にある膨張区間の形状を複数の高次方程式か
らなる曲線で構成した。
即ち、本第２実施例の流体圧ベーンポンプのカムリング
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.029、そして該部の膨張区
間における最大リフト増加量の５％以上のリフト増加量
を有する領域がカム形状の１周期に対応する回転角の3
0.75％である。
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.029、そして該部の膨張区
間における最大リフト増加量の５％以上のリフト増加量
を有する領域がカム形状の１周期に対応する回転角の3
0.75％である。
これは、上述の構成を採ることにより、カムリング内周
面へのベーンのリフト変化をゆるやかにして、ベーンの
飛び出し加速度を上げることなくカムリング内周面に追
従するベーンの飛び出し速度を下げるものである。
面へのベーンのリフト変化をゆるやかにして、ベーンの
飛び出し加速度を上げることなくカムリング内周面に追
従するベーンの飛び出し速度を下げるものである。
以上により明らかの様に、本第２実施例の流体圧ベーン
ポンプは、上述の如く構成したので、カムリング内周面
へのベーンのリフト変化をゆるやかにでき、流体圧ベー
ンポンプから吐出される流体の流量脈動および圧力脈動
を極めて小さくでき、流体システムにおける騒音および
振動の発生が防止できる。
ポンプは、上述の如く構成したので、カムリング内周面
へのベーンのリフト変化をゆるやかにでき、流体圧ベー
ンポンプから吐出される流体の流量脈動および圧力脈動
を極めて小さくでき、流体システムにおける騒音および
振動の発生が防止できる。
また、ベーンとロータのベーン溝間の摺動速度を下げる
ことにより、その間の摺動抵抗を減らしてベーンのカム
リング内周面への追従を向上させることができる。
ことにより、その間の摺動抵抗を減らしてベーンのカム
リング内周面への追従を向上させることができる。
尚、本第２実施例の流体圧ベーンポンプは、吸込流体の
体積弾性率（K0）が1200ないし16000kgf/cm2である場
合、より一層上述の本実施例の効果を奏するものであ
る。
体積弾性率（K0）が1200ないし16000kgf/cm2である場
合、より一層上述の本実施例の効果を奏するものであ
る。
ここで、本第２実施例の流体圧ベーンポンプを第２態様
にも属する様に更に発展させた具体例を、そのカム形状
を第16図に示すと共に第１表の具体例の「２」に示す。
にも属する様に更に発展させた具体例を、そのカム形状
を第16図に示すと共に第１表の具体例の「２」に示す。
第１表には、カム形状等の主な値および本具体例２の流
体圧ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示
す。また、本具体例２の流体圧ベーンポンプに於ける瞬
時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を第17図に示す。第
１表及び第17図からも明らかの様に、本具体例は、膨張
区間における最大リフト増加量近傍のベーンの飛び出し
速度を適性化すると共に、最大リフト保持区間に所定の
リフト減少量を与えて領域Ａ及び領域Ｂの変動を一層小
さくするという利点を有する。尚、第17図において、横
軸は、ロータの回転角５分のπラジアンの範囲即ちベー
ン１ピッチ分を取ったものである。
体圧ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示
す。また、本具体例２の流体圧ベーンポンプに於ける瞬
時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を第17図に示す。第
１表及び第17図からも明らかの様に、本具体例は、膨張
区間における最大リフト増加量近傍のベーンの飛び出し
速度を適性化すると共に、最大リフト保持区間に所定の
リフト減少量を与えて領域Ａ及び領域Ｂの変動を一層小
さくするという利点を有する。尚、第17図において、横
軸は、ロータの回転角５分のπラジアンの範囲即ちベー
ン１ピッチ分を取ったものである。
第３実施例 以下、本発明の第３実施例の流体圧ベーンポンプを第18
図ないし第21図を用いて説明する。
図ないし第21図を用いて説明する。
本第３実施例の流体圧ベーンポンプは、本発明を車輛用
の、特に回転数が一定でないエンジン等により駆動され
るパワーステアリングシステム用の平衡形ベーンポンプ
に適用し、ベーンの枚数は本タイプの流体圧ベーンポン
プにおける最小限界枚数である８枚とし、カムリング内
周面は、カム形状の180分の１周期に相当するベーンの
回転角に対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフ
ト増加量を最大リフト値との比で0.025、即ち、ロータ
回転角１度当りのベーン増加量の最大値が最大リフト値
との比で0.025、そして大円弧区間における回転方向へ
のベーンの平均リフト減少の最大リフト値に対する１ラ
ジアン当りの割合（Kb）が4.5％の形状であることを特
徴とするものである。
の、特に回転数が一定でないエンジン等により駆動され
るパワーステアリングシステム用の平衡形ベーンポンプ
に適用し、ベーンの枚数は本タイプの流体圧ベーンポン
プにおける最小限界枚数である８枚とし、カムリング内
周面は、カム形状の180分の１周期に相当するベーンの
回転角に対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフ
ト増加量を最大リフト値との比で0.025、即ち、ロータ
回転角１度当りのベーン増加量の最大値が最大リフト値
との比で0.025、そして大円弧区間における回転方向へ
のベーンの平均リフト減少の最大リフト値に対する１ラ
ジアン当りの割合（Kb）が4.5％の形状であることを特
徴とするものである。
以下に、本第３実施例の流体圧ベーンポンプの構成と作
用効果について、第２実施例との相違点を中心に、また
カムリング内周面の特長を中心に詳述する。
用効果について、第２実施例との相違点を中心に、また
カムリング内周面の特長を中心に詳述する。
本第３実施例の流体圧ベーンポンプを含むパワーステア
リング用システムは、流体圧ベーンポンプＰと、その外
部に導管部により動力舵取装置EC及び流体貯留槽FTとが
接続されている。
リング用システムは、流体圧ベーンポンプＰと、その外
部に導管部により動力舵取装置EC及び流体貯留槽FTとが
接続されている。
流体圧ベーンポンプＰは、エンジンによって駆動され、
エンジンの回転数に比例して流体圧ベーンポンプＰの単
位時間当りの吐出量が増減する。この流体圧ベーンポン
プＰは、吸込ポート34、吐出ポート35、カムリングCR、
ベーンVA、ロータRT及びサイドプレートSPからなり、ロ
ータRTとベーンVA、カムリングCRおよびサイドプレート
SPにより形成された空間即ちベーン室33は、該内容積を
駆動軸DSの１回転につき膨張と圧縮を２回ずつ繰り返す
様に成っており、吸込ポート34から流体を吸込み、この
流体を圧縮して吐出ポート35に吐出す。
エンジンの回転数に比例して流体圧ベーンポンプＰの単
位時間当りの吐出量が増減する。この流体圧ベーンポン
プＰは、吸込ポート34、吐出ポート35、カムリングCR、
ベーンVA、ロータRT及びサイドプレートSPからなり、ロ
ータRTとベーンVA、カムリングCRおよびサイドプレート
SPにより形成された空間即ちベーン室33は、該内容積を
駆動軸DSの１回転につき膨張と圧縮を２回ずつ繰り返す
様に成っており、吸込ポート34から流体を吸込み、この
流体を圧縮して吐出ポート35に吐出す。
ロータRTのベーン溝VHには放射状に８個のベーンVAが配
設され、これらベーンVAに作用する回転遠心力と流体溜
溝VBに導いたポンプ吐出圧流体によるベーン底部VSに作
用する流体力によりカムリングCRの内周面32に接する位
置まで飛び出し、ベーン先端31がカムリング内周面32に
沿ってロータRTと共に回転する。
設され、これらベーンVAに作用する回転遠心力と流体溜
溝VBに導いたポンプ吐出圧流体によるベーン底部VSに作
用する流体力によりカムリングCRの内周面32に接する位
置まで飛び出し、ベーン先端31がカムリング内周面32に
沿ってロータRTと共に回転する。
流体圧ベーンポンプＰから吐出された圧力流体は吐出流
路37を介して、流量制御弁CVに導かれる。そしてそれに
よって制御された一定流量若しくは所定パターンの流量
が動力舵取装置ECに供給され、また、該流体圧ベーンポ
ンプＰから動力舵取装置ECに伝達する圧力流体の流量の
うち必要量以外の余剰流量は流体圧ベーンポンプＰの吸
込ポート34に通じる戻し通路36に戻し、前記動力舵取装
置ECでエネルギー消費された流体は全て一度流体貯留槽
FTに導き貯留し、該流体を再度流体貯留槽FTから流体圧
ベーンポンプＰに導いている。
路37を介して、流量制御弁CVに導かれる。そしてそれに
よって制御された一定流量若しくは所定パターンの流量
が動力舵取装置ECに供給され、また、該流体圧ベーンポ
ンプＰから動力舵取装置ECに伝達する圧力流体の流量の
うち必要量以外の余剰流量は流体圧ベーンポンプＰの吸
込ポート34に通じる戻し通路36に戻し、前記動力舵取装
置ECでエネルギー消費された流体は全て一度流体貯留槽
FTに導き貯留し、該流体を再度流体貯留槽FTから流体圧
ベーンポンプＰに導いている。
カムリング内周面に形成されるカム曲線の形状は、作動
流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第６図に示
す如き波形にすべく、第４図に示す如きカムリング内周
面におけるカム形状の中で特にベーンVAのリフト量が増
加する吸込領域にある膨張区間の形状を複数の高次方程
式からなる曲線で構成した。
流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第６図に示
す如き波形にすべく、第４図に示す如きカムリング内周
面におけるカム形状の中で特にベーンVAのリフト量が増
加する吸込領域にある膨張区間の形状を複数の高次方程
式からなる曲線で構成した。
即ち、本第３実施例の流体圧ベーンポンプのカムリング
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.025、そして該部の大円弧
区間のリフト減少を最大リフト値に対して回転方向に１
ラジアン当り平均4.5％としたものである。
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.025、そして該部の大円弧
区間のリフト減少を最大リフト値に対して回転方向に１
ラジアン当り平均4.5％としたものである。
以上により明らかの様に、本第３実施例の流体圧ベーン
ポンプは、上述の如く構成したので、流体への空気の混
入等により吸込流体の圧縮性が不定で、また吐出圧力が
不定の場合でも、流体圧ベーンポンプから吐出される流
体の流量脈動および圧力脈動を小さくでき、流体システ
ムに於ける騒音及び振動の発生が防止できる。
ポンプは、上述の如く構成したので、流体への空気の混
入等により吸込流体の圧縮性が不定で、また吐出圧力が
不定の場合でも、流体圧ベーンポンプから吐出される流
体の流量脈動および圧力脈動を小さくでき、流体システ
ムに於ける騒音及び振動の発生が防止できる。
また、流量脈動及び圧力脈動がベーン枚数を従来不可能
であった枚数まで減らすことにより達成できたことで、
該流体圧ベーンポンプの低コスト化、軽量化、および小
型化が実現でき、より一層使用範囲の広い流体圧ベーン
ポンプとすることができる。
であった枚数まで減らすことにより達成できたことで、
該流体圧ベーンポンプの低コスト化、軽量化、および小
型化が実現でき、より一層使用範囲の広い流体圧ベーン
ポンプとすることができる。
尚、本実施例の流体圧ベーンポンプは、吸込流体の体積
弾性率（K0）が70ないし500kgf/cm2である場合、より一
層上述の本実施例の効果を奏するものである。
弾性率（K0）が70ないし500kgf/cm2である場合、より一
層上述の本実施例の効果を奏するものである。
ここで、本第３実施例の流体圧ベーンポンプを第１態様
にも属する様に更に発展させた具体例を、そのカム形状
を第20図に示すと共に第１表の具体例の「３」に示す。
にも属する様に更に発展させた具体例を、そのカム形状
を第20図に示すと共に第１表の具体例の「３」に示す。
第１表には、カム形状等の主な値および本具体例３の流
体圧ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示
す。また、本具体例３の流体圧ベーンポンプに於ける瞬
時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を第21図に示す。
体圧ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示
す。また、本具体例３の流体圧ベーンポンプに於ける瞬
時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を第21図に示す。
本第１表及び第21図からも明らかの様に、本具体例は、
ベーンの飛び出し速度（傾き角）の分布を適性化し、ベ
ーン底部へ供給する吐出圧流体の流量に所定のパターン
で不均一性が与えられたので、吸込流体の圧縮性が運転
条件によって定まらない場合でも極めて幅広い圧縮性の
流体に適用できるという利点を有する。
ベーンの飛び出し速度（傾き角）の分布を適性化し、ベ
ーン底部へ供給する吐出圧流体の流量に所定のパターン
で不均一性が与えられたので、吸込流体の圧縮性が運転
条件によって定まらない場合でも極めて幅広い圧縮性の
流体に適用できるという利点を有する。
尚、第21図の横軸は、ロータの回転角２分のπラジアン
即ちベーン２ピッチ分をとったものである。
即ちベーン２ピッチ分をとったものである。
第４実施例 以下、本発明の第４実施例の流体圧ベーンポンプを第22
図を用いて説明する。
図を用いて説明する。
本第４実施例の流体圧ベーンポンプは、本発明を車輛用
の平衡形ベーンポンプに適用し、カムリング内周面は、
カム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に
対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増加量
を最大リフト値との比で、0.025即ち、ロータ回転角１
度当りのベーンリフト増加量の最大値が最大リフト値と
の比で0.025の形状であることを特徴とするものであ
る。
の平衡形ベーンポンプに適用し、カムリング内周面は、
カム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に
対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増加量
を最大リフト値との比で、0.025即ち、ロータ回転角１
度当りのベーンリフト増加量の最大値が最大リフト値と
の比で0.025の形状であることを特徴とするものであ
る。
以下に、本第４実施例の流体圧ベーンポンプの構成と作
用効果について、前述した第３実施例との相違点を中心
に詳述する。
用効果について、前述した第３実施例との相違点を中心
に詳述する。
本第４実施例の流体圧ベーンポンプは、前述した第３実
施例と同様に、車輛用の平衡形ベーンポンプとして実施
した例であり、使用条件は吸込流体の体積弾性率が低
く、気泡の混在が多い場合の実施例である。また、ベー
ン枚数は10枚で、カムリング内周面に形成されるカム曲
線の形状は、作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出
流量を第６図の如き波形にすべく、第４図に示す如きカ
ムリング内周面におけるカム形状の中で特にベーンのリ
フト量が増加する吸込領域にある膨張区間の形状を複数
の高次方程式からなる曲線で構成した。
施例と同様に、車輛用の平衡形ベーンポンプとして実施
した例であり、使用条件は吸込流体の体積弾性率が低
く、気泡の混在が多い場合の実施例である。また、ベー
ン枚数は10枚で、カムリング内周面に形成されるカム曲
線の形状は、作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出
流量を第６図の如き波形にすべく、第４図に示す如きカ
ムリング内周面におけるカム形状の中で特にベーンのリ
フト量が増加する吸込領域にある膨張区間の形状を複数
の高次方程式からなる曲線で構成した。
即ち、本第４実施例の流体圧ベーンポンプのカムリング
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.025としたものである。
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.025としたものである。
以上より明らかの様に本第４実施例の流体圧ベーンポン
プは、上述の如く構成したことにより、一層ベーンの底
部に供給する吐出圧流体の消費を抑制するので、吸込流
体の体積弾性率がかなり低い例えば気泡混在が多い場合
であっても、流体圧ベーンポンプから吐出される流体の
流量脈動及び圧力脈動を小さくでき、流体システムにお
ける騒音及び振動の発生を防止することができる。
プは、上述の如く構成したことにより、一層ベーンの底
部に供給する吐出圧流体の消費を抑制するので、吸込流
体の体積弾性率がかなり低い例えば気泡混在が多い場合
であっても、流体圧ベーンポンプから吐出される流体の
流量脈動及び圧力脈動を小さくでき、流体システムにお
ける騒音及び振動の発生を防止することができる。
尚、本実施例の流体圧ベーンポンプは、吸込流体の体積
弾性率（K0）が40ないし300kgf/cm2である場合、より一
層の上述の本実施例の効果を奏するものである。
弾性率（K0）が40ないし300kgf/cm2である場合、より一
層の上述の本実施例の効果を奏するものである。
ここで、本第４実施例の流体圧ベーンポンプを第１およ
び第２態様にも属する様に更に発展させた具体例を、そ
のカム形状を第22図に示すと共に第１表の具体例「４」
に示す。
び第２態様にも属する様に更に発展させた具体例を、そ
のカム形状を第22図に示すと共に第１表の具体例「４」
に示す。
第１表には、カム形状の主な値および具体例４の流体圧
ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示す。
ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示す。
第１表より明らかな様に、具体例４は、ベーンの飛び出
し速度の分布を瞬時吐出流量が小さくなるようにベーン
底部に供給する吐出圧流体の流量を一層平均化し、更に
大円弧区間におけるリフトの減少によって閉じ込みベー
ン室の予圧縮を行い、瞬時吐出流量波形における領域Ｂ
の大きな落ち込みを軽減若しくは消滅させて主に体積弾
性率が低い吸込流体に対して一層脈動を小さくするとい
う利点を有する。
し速度の分布を瞬時吐出流量が小さくなるようにベーン
底部に供給する吐出圧流体の流量を一層平均化し、更に
大円弧区間におけるリフトの減少によって閉じ込みベー
ン室の予圧縮を行い、瞬時吐出流量波形における領域Ｂ
の大きな落ち込みを軽減若しくは消滅させて主に体積弾
性率が低い吸込流体に対して一層脈動を小さくするとい
う利点を有する。
第５実施例 以下、本発明の第５実施例の流体圧ベーンポンプを、第
23図ないし第26図を用いて説明する。
23図ないし第26図を用いて説明する。
本第５実施例の流体圧ベーンポンプは、本発明を車輛用
の不平衡形ベーンポンプに適用し、該流体圧ベーンポン
プは可変容量形であり、カムリング内周面は最大偏心状
態でカム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転
角に対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増
加量を最大リフト値との比で0.024、即ち、ロータ回転
角１度当りのベーン増加量の最大値が最大リフト値との
比で0.012の形状であることを特徴とするものである。
の不平衡形ベーンポンプに適用し、該流体圧ベーンポン
プは可変容量形であり、カムリング内周面は最大偏心状
態でカム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転
角に対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増
加量を最大リフト値との比で0.024、即ち、ロータ回転
角１度当りのベーン増加量の最大値が最大リフト値との
比で0.012の形状であることを特徴とするものである。
以下に、本第５実施例の流体圧ベーンポンプの構成と作
用効果について、カムリング内周面のカム形状を中心に
詳述する。
用効果について、カムリング内周面のカム形状を中心に
詳述する。
本第５実施例の流体圧ベーンポンプは、先ずハウジング
HAは中空円筒部材から成り、該ハウジングHAはリアハウ
ジングRHとフロントハウジングFHおよびガイドプレート
GPとから成る。フロントハウジングFHは、平軸受BRを有
し、フロントハウジングFH内に打ち込まれた平軸受BRに
よって回転可能に駆動軸DSが軸支されている。ガイドプ
レートGPは、その上下の内面に平行な二平面の案内面を
形成して中空部を有し、その内部にロータRTとベーンVA
およびカムリングCR等を有し、カムリングCRはガイドプ
レートGPの案内面56を摺動することにより所定の吐出流
量に応じた位置に制御される。
HAは中空円筒部材から成り、該ハウジングHAはリアハウ
ジングRHとフロントハウジングFHおよびガイドプレート
GPとから成る。フロントハウジングFHは、平軸受BRを有
し、フロントハウジングFH内に打ち込まれた平軸受BRに
よって回転可能に駆動軸DSが軸支されている。ガイドプ
レートGPは、その上下の内面に平行な二平面の案内面を
形成して中空部を有し、その内部にロータRTとベーンVA
およびカムリングCR等を有し、カムリングCRはガイドプ
レートGPの案内面56を摺動することにより所定の吐出流
量に応じた位置に制御される。
カムリングCRの中心部には、回転自在に軸支された駆動
軸DSと一体構造のロータRTを配し、そのロータRTの外周
部には等間隔で放射状に４個のベーンVAが配設され、こ
れらベーンVAの底部には吐出圧力流体が導かれており、
常時ベーンVAの先端部51がカムリングCRの内周面52に接
して摺動し、ロータRTと共に回転する。
軸DSと一体構造のロータRTを配し、そのロータRTの外周
部には等間隔で放射状に４個のベーンVAが配設され、こ
れらベーンVAの底部には吐出圧力流体が導かれており、
常時ベーンVAの先端部51がカムリングCRの内周面52に接
して摺動し、ロータRTと共に回転する。
流体圧ベーンポンプＰの軸方向には、ガイドプレートGP
とカムリングCR、ロータRTおよびベーンVAを挟み込む様
にフロントハウジングFHおよびリアハウジングRHが配列
され、カムリングCRとロータRT及びベーンVAの軸方向幅
はガイドプレートGPの軸方向の幅に対して側部摺動面で
所定の油膜を形成する様に若干小さめの幅寸法に成って
いる。また、フロントハウジングFH及びリアハウジング
RHには流体貯留槽FTに連通する吸込ポート54及び流体圧
力動力変換装置ECと接続する吐出流路OLに連通する吐出
ポート55がそれぞれ１つずつ設けられている。
とカムリングCR、ロータRTおよびベーンVAを挟み込む様
にフロントハウジングFHおよびリアハウジングRHが配列
され、カムリングCRとロータRT及びベーンVAの軸方向幅
はガイドプレートGPの軸方向の幅に対して側部摺動面で
所定の油膜を形成する様に若干小さめの幅寸法に成って
いる。また、フロントハウジングFH及びリアハウジング
RHには流体貯留槽FTに連通する吸込ポート54及び流体圧
力動力変換装置ECと接続する吐出流路OLに連通する吐出
ポート55がそれぞれ１つずつ設けられている。
隣り合う２枚のベーンVAとロータRTの外周面、カムリン
グCRの内周面52、フロントハウジングFH側面及びリアハ
ウジングRH側面で囲まれた部屋即ちベーン室53の流体容
積は、ロータRTが１回転する毎に容積増加（膨張）と容
積減少（圧縮）を１度ずつ行なう。
グCRの内周面52、フロントハウジングFH側面及びリアハ
ウジングRH側面で囲まれた部屋即ちベーン室53の流体容
積は、ロータRTが１回転する毎に容積増加（膨張）と容
積減少（圧縮）を１度ずつ行なう。
ロータRT1回転当りの流体圧ベーンポンプＰ吐出量は、
ベーン室の容積の最大と最小の差が基準になっており、
ロータRTに対するカムリングCRの偏心量が小さく成る
程、即ちカムリングCRが図中右方に位置移動する程その
容積差は偏心量に比例して減少する。
ベーン室の容積の最大と最小の差が基準になっており、
ロータRTに対するカムリングCRの偏心量が小さく成る
程、即ちカムリングCRが図中右方に位置移動する程その
容積差は偏心量に比例して減少する。
また、このベーン室53の流体容積が増加する領域ではベ
ーン室53と吸込ポート54が連通して流体をベーン室53に
吸込み、容積が減少する領域ではベーン室53と吐出ポー
ト55が連通してベーン室53の流体を吐出ポート55へ吐出
す。吐出ポート55を経て流体圧ベーンポンプＰから吐出
された流体は流体圧力動力変換装置ECへ吐出流路OLを介
して供給され、流体の持つ全エネルギーが機械動力等に
変化されて消費される。そして、その後、その流体は流
体貯留槽FTへ流路を介して戻され、再び吸込流路ILを経
て流体圧ベーンポンプＰに吸込まれる。
ーン室53と吸込ポート54が連通して流体をベーン室53に
吸込み、容積が減少する領域ではベーン室53と吐出ポー
ト55が連通してベーン室53の流体を吐出ポート55へ吐出
す。吐出ポート55を経て流体圧ベーンポンプＰから吐出
された流体は流体圧力動力変換装置ECへ吐出流路OLを介
して供給され、流体の持つ全エネルギーが機械動力等に
変化されて消費される。そして、その後、その流体は流
体貯留槽FTへ流路を介して戻され、再び吸込流路ILを経
て流体圧ベーンポンプＰに吸込まれる。
ハウジングHAのガイドプレートGP内周面とカムリングCR
外周面との間に形成される部屋の、スプリングSRのバネ
力作用方向に対向する箇所に第１チャンバCB1を形成し
て、この第１チャンバCB1には吐出流路OLからの分岐流
路57を介して吐出流体を導き、また、第１チャンバCB1
と対向する該部屋の箇所には第２チャンバCB2を形成す
る。第２チャンバCB2内には、スプリングSRが配設さ
れ、このスプリングSRはカムリングCRをロータRTに対し
て最大偏心位置であるストッパ部60へ接する様に付勢し
ている。
外周面との間に形成される部屋の、スプリングSRのバネ
力作用方向に対向する箇所に第１チャンバCB1を形成し
て、この第１チャンバCB1には吐出流路OLからの分岐流
路57を介して吐出流体を導き、また、第１チャンバCB1
と対向する該部屋の箇所には第２チャンバCB2を形成す
る。第２チャンバCB2内には、スプリングSRが配設さ
れ、このスプリングSRはカムリングCRをロータRTに対し
て最大偏心位置であるストッパ部60へ接する様に付勢し
ている。
コントロールバルブCVは、ハウジングHAと一体であり、
吐出流路OLから分岐した流路59を介して導かれる吐出圧
力流体を、所定の圧力に制御すべく第２チャンバCB2内
の圧力状態を第２チャンバCB2に通じる流路58を介して
吐出圧力から大気圧の範囲に変化させて所定の吐出圧力
が得られる位置にカムリングCRを制御するものである。
吐出流路OLから分岐した流路59を介して導かれる吐出圧
力流体を、所定の圧力に制御すべく第２チャンバCB2内
の圧力状態を第２チャンバCB2に通じる流路58を介して
吐出圧力から大気圧の範囲に変化させて所定の吐出圧力
が得られる位置にカムリングCRを制御するものである。
カムリング内周面52に形成される最大偏心時のカム曲線
の形状は、作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流
量を第５図に示す如き時間軸波形にすべく、第４図に示
す如きカムリング内周面におけるカム形状の中で特に膨
張区間のカム形状を複数の高次方程式、例えば極座標系
で１次、４次、５次の方程式および２つの６次方程式か
ら成る曲線で構成した。
の形状は、作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流
量を第５図に示す如き時間軸波形にすべく、第４図に示
す如きカムリング内周面におけるカム形状の中で特に膨
張区間のカム形状を複数の高次方程式、例えば極座標系
で１次、４次、５次の方程式および２つの６次方程式か
ら成る曲線で構成した。
即ち、本第５実施例の流体圧ベーンポンプのカムリング
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率0.024としたものである。
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率0.024としたものである。
以上により明らかの様に、本第５実施例の流体圧ベーン
ポンプは、上述の如く構成したので、一層ベーンの底部
に供給する吐出流体の消費を抑制し、流体圧ベーンポン
プから吐出される流体の流量脈動及び圧力脈動を極めて
小さくすることができ、流体システム内で起こる騒音及
び振動の発生が防止できる。
ポンプは、上述の如く構成したので、一層ベーンの底部
に供給する吐出流体の消費を抑制し、流体圧ベーンポン
プから吐出される流体の流量脈動及び圧力脈動を極めて
小さくすることができ、流体システム内で起こる騒音及
び振動の発生が防止できる。
また、本実施例は、カム形状の１周期の区間にベーンを
４枚配置した流体圧ベーンポンプに最適のカム形状とす
ることができ、これにより軽量・小型化が容易に可能な
らしめ、例えば車輛用、特に乗用車等の自動変速機用ポ
ンプ或いは流体制御回路を変更することによりパワース
テアリング用ポンプとして搭載することができるなど、
これまで以上に幅広い使用条件に対して極めて小さな圧
力脈動を可能とし、流体圧ポンプを中心に流体システム
で発生する騒音及び振動を大幅に低減することができ
る。
４枚配置した流体圧ベーンポンプに最適のカム形状とす
ることができ、これにより軽量・小型化が容易に可能な
らしめ、例えば車輛用、特に乗用車等の自動変速機用ポ
ンプ或いは流体制御回路を変更することによりパワース
テアリング用ポンプとして搭載することができるなど、
これまで以上に幅広い使用条件に対して極めて小さな圧
力脈動を可能とし、流体圧ポンプを中心に流体システム
で発生する騒音及び振動を大幅に低減することができ
る。
更に、本実施例は、ハウジングHAに形成する吸込ポート
及びノッチを端に設けた吐出ポートの形状をカム形状と
合わせて最適のものとすることにより、より一層低い流
量脈動及び圧力脈動を実現することができる。
及びノッチを端に設けた吐出ポートの形状をカム形状と
合わせて最適のものとすることにより、より一層低い流
量脈動及び圧力脈動を実現することができる。
また、本実施例の流体圧ベーンポンプは、可変容量形で
あるので、従来の圧力制御弁或いは流量制御弁付定容量
形ポンプに比して動力消費が削減でき、車輛走行時の燃
費を向上させ、快適な走行および操縦性を提供すること
ができる。
あるので、従来の圧力制御弁或いは流量制御弁付定容量
形ポンプに比して動力消費が削減でき、車輛走行時の燃
費を向上させ、快適な走行および操縦性を提供すること
ができる。
尚、本実施例の流体圧ベーンポンプは、吸込流体の体積
弾性率（K0）が500ないし16000kgf/cm2である場合、よ
り一層上述の本実施例の効果を奏するものである。
弾性率（K0）が500ないし16000kgf/cm2である場合、よ
り一層上述の本実施例の効果を奏するものである。
ここで、本第５実施例の流体圧ベーンポンプを第１態様
にも属する様に更に発展させた具体例を、そのカム形状
を第25図に示すと共に第１表の具体例の「５」に示す。
にも属する様に更に発展させた具体例を、そのカム形状
を第25図に示すと共に第１表の具体例の「５」に示す。
第１表には、カム形状等の主な値および具体例５の流体
圧ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示
す。
圧ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示
す。
また、本具体例５の流体圧ベーンポンプにおける瞬時吐
出流量および吐出圧力の脈動波形を第26図に示す。
出流量および吐出圧力の脈動波形を第26図に示す。
第１表および第26図から明らかの様に、具体例５は、飛
び出し速度の速い領域を極力広めにとってベーン底部へ
供給する吐出圧流体の流量を平均化し、流量及び圧力の
脈動を小さくすると共に、それによって起こるベーンの
飛び出し加速度の増加を防止することができるという利
点を有する。尚、第26図において、横軸はロータの回転
角度πラジアン、即ちベーン２ピッチ分を取ったもので
ある。
び出し速度の速い領域を極力広めにとってベーン底部へ
供給する吐出圧流体の流量を平均化し、流量及び圧力の
脈動を小さくすると共に、それによって起こるベーンの
飛び出し加速度の増加を防止することができるという利
点を有する。尚、第26図において、横軸はロータの回転
角度πラジアン、即ちベーン２ピッチ分を取ったもので
ある。
第６実施例 以下、本発明の第６実施例の流体圧ベーンポンプを第27
図および第28図を用いて説明する。
図および第28図を用いて説明する。
本第６実施例の流体圧ベーンポンプは、本発明を車輛用
の平衡形ベーンポンプに適用し、カムリング内周面は、
カム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に
対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増加量
を最大リフト値との比で0.028、即ち、ロータ回転角１
度当りベーンリフト増加量の最大値が最大リフト値との
比で0.028、そして該部の膨張区間における単位回転角
当りの最大リフト増加量の95％以上のリフト増加量を有
する領域（回転角）がカム形状の１周期に対応する回転
角の7.5％、更に該部の膨張区間における単位回転角当
りの最大リフト増加量の50％以上の傾き角を有する領域
（回転角）がカム形状の１周期に対応する回転角の19.8
％にしたことを特徴とするものである。
の平衡形ベーンポンプに適用し、カムリング内周面は、
カム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に
対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増加量
を最大リフト値との比で0.028、即ち、ロータ回転角１
度当りベーンリフト増加量の最大値が最大リフト値との
比で0.028、そして該部の膨張区間における単位回転角
当りの最大リフト増加量の95％以上のリフト増加量を有
する領域（回転角）がカム形状の１周期に対応する回転
角の7.5％、更に該部の膨張区間における単位回転角当
りの最大リフト増加量の50％以上の傾き角を有する領域
（回転角）がカム形状の１周期に対応する回転角の19.8
％にしたことを特徴とするものである。
以下に、本第６実施例の流体圧ベーンポンプの構成と作
用効果について、前述した第３実施例との相違点を中心
に詳述する。
用効果について、前述した第３実施例との相違点を中心
に詳述する。
本第６実施例の流体圧ベーンポンプは、前述した第３実
施例と同様に、車輛用の平衡形ベーンポンプとして実施
した例であり、使用条件は、作動流体が低い体積弾性率
である場合の実施例である。また、ベーン枚数は10枚
で、カムリング内周面に形成されるカム曲線の形状は、
作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第６図
に示す如き波形にすべく、第４図に示す様なカムリング
内周面におけるカム形状の中で特にベーンのリフト量が
増加する吸込領域にある膨張区間の形状を複数の高次方
程式からなる曲線で構成した。
施例と同様に、車輛用の平衡形ベーンポンプとして実施
した例であり、使用条件は、作動流体が低い体積弾性率
である場合の実施例である。また、ベーン枚数は10枚
で、カムリング内周面に形成されるカム曲線の形状は、
作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第６図
に示す如き波形にすべく、第４図に示す様なカムリング
内周面におけるカム形状の中で特にベーンのリフト量が
増加する吸込領域にある膨張区間の形状を複数の高次方
程式からなる曲線で構成した。
即ち、本第６実施例の流体圧ベーンポンプのカムリング
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.028、そして該部の膨張区
間における最大リフト変化率の95％以上のリフト変化率
を有する領域（回転角）がカム形状の１周期に対応する
回転角の7.5％、更に該部の膨張区間における最大リフ
ト変化率の50％以上のリフト変化率を有する領域（回転
角）がカム形状の１周期に対応する回転角の19.8％とし
たものである。
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.028、そして該部の膨張区
間における最大リフト変化率の95％以上のリフト変化率
を有する領域（回転角）がカム形状の１周期に対応する
回転角の7.5％、更に該部の膨張区間における最大リフ
ト変化率の50％以上のリフト変化率を有する領域（回転
角）がカム形状の１周期に対応する回転角の19.8％とし
たものである。
以上により明らかの様に、本第６実施例の流体圧ベーン
ポンプは、上述の如く構成したことにより、吸込流体の
体積弾性率が比較的低く、例えば気泡の混在のある場合
であっても、流体圧ベーンポンプから吐出される流体の
流量脈動及び圧力脈動を小さくでき、流体システムにお
ける騒音及び振動の発生を防止することができる。
ポンプは、上述の如く構成したことにより、吸込流体の
体積弾性率が比較的低く、例えば気泡の混在のある場合
であっても、流体圧ベーンポンプから吐出される流体の
流量脈動及び圧力脈動を小さくでき、流体システムにお
ける騒音及び振動の発生を防止することができる。
尚、本実施例の流体圧ベーンポンプは、吸込流体の体積
弾性率（K0）が70ないし1500kgf/cm2である場合、より
一層上述の本実施例の効果を奏するものである。
弾性率（K0）が70ないし1500kgf/cm2である場合、より
一層上述の本実施例の効果を奏するものである。
ここで、本第６実施例の流体圧ベーンポンプを、第１お
よび第２態様にも属する様に更に発展させた具体例その
形状を第27図に示すと共に第１表の具体例の「６」に示
す。第１表には、カム形状の主な値および具体例６の流
体圧ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示
す。
よび第２態様にも属する様に更に発展させた具体例その
形状を第27図に示すと共に第１表の具体例の「６」に示
す。第１表には、カム形状の主な値および具体例６の流
体圧ベーンポンプにより得られる諸性能を条件と共に示
す。
また、本具体例６の流体圧ベーンポンプにおける瞬時吐
出流量および吐出圧力の脈動波形を第28図に示す。
出流量および吐出圧力の脈動波形を第28図に示す。
第１表および第28図からも明らかな様に、具体例６は、
ベーンの飛び出し加速度を下げると共に、ベーンの飛び
出し速度を全体的に下げ、更に最大リフト保持区間にお
けるリフトの減少によって閉じ込みベーン室の予圧縮を
行い領域Ｂの大きな落ち込みを軽減或いは消滅させて、
主に体積弾性率の低い吸込流体に対して一層の騒音及び
振動を小さくするという利点を有する。
ベーンの飛び出し加速度を下げると共に、ベーンの飛び
出し速度を全体的に下げ、更に最大リフト保持区間にお
けるリフトの減少によって閉じ込みベーン室の予圧縮を
行い領域Ｂの大きな落ち込みを軽減或いは消滅させて、
主に体積弾性率の低い吸込流体に対して一層の騒音及び
振動を小さくするという利点を有する。
第７実施例 以下、本発明の第７実施例の流体圧ベーンポンプを第29
図ないし第30図を用いて説明する。
図ないし第30図を用いて説明する。
本第７実施例の流体圧ベーンポンプは、本発明を産業用
の平衡形ベーンポンプに適用し、カムリング内周面は、
カム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に
対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増加量
を最大リフト値との比（最大リフト変化率）で0.0244、
即ち、ロータ回転角１度当りのベーンリフト増加量の最
大値が最大リフト値との比で0.0244、そして該部の膨張
区間における最大リフト変化率の95％以上のリフト変化
率を有する領域（回転角）がカム形状の１周期に対応す
る回転角の11.4％、更に該部の膨張区間における最大リ
フト変化率の５％以上リフト変化率を有する領域（回転
角）がカム形状の１周期に対応する回転角31.2％にした
ことを特徴とするものである。
の平衡形ベーンポンプに適用し、カムリング内周面は、
カム形状の180分の１周期に相当するベーンの回転角に
対するカムリング内周面の膨張区間の最大リフト増加量
を最大リフト値との比（最大リフト変化率）で0.0244、
即ち、ロータ回転角１度当りのベーンリフト増加量の最
大値が最大リフト値との比で0.0244、そして該部の膨張
区間における最大リフト変化率の95％以上のリフト変化
率を有する領域（回転角）がカム形状の１周期に対応す
る回転角の11.4％、更に該部の膨張区間における最大リ
フト変化率の５％以上リフト変化率を有する領域（回転
角）がカム形状の１周期に対応する回転角31.2％にした
ことを特徴とするものである。
以下に、本第７実施例の流体圧ベーンポンプの構成と作
用効果について、前述した第２実施例との相違点を中心
に詳述する。
用効果について、前述した第２実施例との相違点を中心
に詳述する。
本第７実施例の流体圧ベーンポンプは、前述した第２実
施例と同様に、産業用の平衡形ベーンポンプとして実施
した例であり、ベーン枚数はロータに挿入されたベーン
によって密封できる本タイプの最小限界枚数の８枚とし
たものである。
施例と同様に、産業用の平衡形ベーンポンプとして実施
した例であり、ベーン枚数はロータに挿入されたベーン
によって密封できる本タイプの最小限界枚数の８枚とし
たものである。
但し、本実施例に用いられる流体貯留槽は、取付スペー
スとの関係で流体中の気泡が消泡するのに必要な貯留時
間を確保できない容量のものである。そのために、カム
リング内周面に形成するカム曲線の形状は、作動流体の
吐出に際して発生する吐出流量を第５図および第６図に
示す如き波形の中間的な波形にすべく、第４図に示す如
きカムリング内周面におけるカム形状の中で特に膨張区
間の形状を複数の高次方程式からなる曲線で構成した。
スとの関係で流体中の気泡が消泡するのに必要な貯留時
間を確保できない容量のものである。そのために、カム
リング内周面に形成するカム曲線の形状は、作動流体の
吐出に際して発生する吐出流量を第５図および第６図に
示す如き波形の中間的な波形にすべく、第４図に示す如
きカムリング内周面におけるカム形状の中で特に膨張区
間の形状を複数の高次方程式からなる曲線で構成した。
即ち、本第７実施例の流体圧ベーンポンプのカムリング
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.0244そして該部の膨張区間
における最大リフト変化率の95％以上のリフト変化率を
有する領域がカム形状の１周期に対応する回転角の11.4
％、更に該部の膨張区間における最大リフト変化率の５
％以上のリフト変化率を有する領域がカム形状の１周期
に対応する回転角の31.2％としたものである。
内周面に形成したカム曲線の形状は、該部の膨張区間に
おける最大リフト変化率を0.0244そして該部の膨張区間
における最大リフト変化率の95％以上のリフト変化率を
有する領域がカム形状の１周期に対応する回転角の11.4
％、更に該部の膨張区間における最大リフト変化率の５
％以上のリフト変化率を有する領域がカム形状の１周期
に対応する回転角の31.2％としたものである。
以上より明らかの様に、本第７実施例の流体圧ベーンポ
ンプは、上述の如く構成したことにより、一層流体圧ベ
ーンポンプから吐出される流体の流量脈動及び圧力脈動
を極めて小さくでき、流体システム内における騒音及び
振動の発生が防止できる。
ンプは、上述の如く構成したことにより、一層流体圧ベ
ーンポンプから吐出される流体の流量脈動及び圧力脈動
を極めて小さくでき、流体システム内における騒音及び
振動の発生が防止できる。
尚、本実施例の流体圧ベーンポンプは、吸込流体の体積
弾性率（K0）が100ないし2000kgf/cm2である場合、より
一層上述の本実施例の効果を奏するものである。
弾性率（K0）が100ないし2000kgf/cm2である場合、より
一層上述の本実施例の効果を奏するものである。
ここで、本第７実施例の流体圧ベーンポンプを第２態様
にも属する様に更に発展させた具体例を、そのカム形状
を第29図に示すと共に第１表の具体例の「７」に示す。
第１表には、カム形状の主な値および具体例７の流体圧
ベーンポンプにより得られた諸性能を条件と共に示す。
にも属する様に更に発展させた具体例を、そのカム形状
を第29図に示すと共に第１表の具体例の「７」に示す。
第１表には、カム形状の主な値および具体例７の流体圧
ベーンポンプにより得られた諸性能を条件と共に示す。
また、本具体例７の流体圧ベーンポンプにおける瞬時吐
出流量および吐出圧力の脈動波形を第30図に示す。
出流量および吐出圧力の脈動波形を第30図に示す。
第１表および第30図からも明らかの様に、具体例７は、
最大リフト保持区間におけるリフトの減少によって閉じ
込みベーン室の予圧縮を行い、領域Ｂの大きな落ち込み
を軽減或いは消滅させて、主に体積弾性率が低い吸込み
流体に対して圧力脈動を一層小さくできるという利点を
有する。
最大リフト保持区間におけるリフトの減少によって閉じ
込みベーン室の予圧縮を行い、領域Ｂの大きな落ち込み
を軽減或いは消滅させて、主に体積弾性率が低い吸込み
流体に対して圧力脈動を一層小さくできるという利点を
有する。
第８実施例 以下、本発明の第８実施例の流体圧ベーンポンプを第31
図ないし第35図を用いて説明する。本第８実施例の流体
圧ベーンポンプは、本発明を車輛用の平衡形ベーンポン
プに適用し、ベーンの枚数は本タイプの流体圧ベーンポ
ンプに於ける最小限界枚数である８枚とし、カムリング
内周面は、カム形状の180分の１周期に相当するベーン
の回転角に対するカムリング内周面の膨張区間の最大リ
フト増加量を最大リフト値との比（最大リフト変化率）
で0.025、即ち、ロータ回転角１度当りのベーン増加量
の最大値が最大リフト値との比で0.025、また、該部の
膨張区間における最大リフト変化率の95％以上のリフト
変化率を有する領域（回転角）がカム形状の１周期に対
応する回転角の12.8％、更に該部の膨張区間における最
大リフト変化率の５％以上のリフト変化率を有する領域
（回転角）がカム形状の１周期に対応する回転角の29.9
％、そして、大円弧区間における回転方向へのベーンの
リフト減少量の最大リフト値に対する１ラジアン当りの
平均割合が2.18（％/rad）で、該部のリフト減少が該部
の中央部において階段状にリフト減少する形状であるこ
とを特徴とするものである。
図ないし第35図を用いて説明する。本第８実施例の流体
圧ベーンポンプは、本発明を車輛用の平衡形ベーンポン
プに適用し、ベーンの枚数は本タイプの流体圧ベーンポ
ンプに於ける最小限界枚数である８枚とし、カムリング
内周面は、カム形状の180分の１周期に相当するベーン
の回転角に対するカムリング内周面の膨張区間の最大リ
フト増加量を最大リフト値との比（最大リフト変化率）
で0.025、即ち、ロータ回転角１度当りのベーン増加量
の最大値が最大リフト値との比で0.025、また、該部の
膨張区間における最大リフト変化率の95％以上のリフト
変化率を有する領域（回転角）がカム形状の１周期に対
応する回転角の12.8％、更に該部の膨張区間における最
大リフト変化率の５％以上のリフト変化率を有する領域
（回転角）がカム形状の１周期に対応する回転角の29.9
％、そして、大円弧区間における回転方向へのベーンの
リフト減少量の最大リフト値に対する１ラジアン当りの
平均割合が2.18（％/rad）で、該部のリフト減少が該部
の中央部において階段状にリフト減少する形状であるこ
とを特徴とするものである。
以下に、本第８実施例の流体圧ベーンポンプの構成と作
用効果について、第３実施例との相違点を中心に、そし
てカムリング内周面に形成したカム曲線の形状の特長を
中心に詳述する。
用効果について、第３実施例との相違点を中心に、そし
てカムリング内周面に形成したカム曲線の形状の特長を
中心に詳述する。
本第８実施例の流体圧ベーンポンプは、前述した第３実
施例と同様に、車輛用の平衡形ベーンポンプとして実施
した例であり、使用条件は吸込流体の体積弾性率が280k
gf/cm2と気泡混入が比較的に少ない場合の実施例であ
る。カムリング内周面に形成されるカム曲線の形状は、
作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第６図
の如き波形にすべく、第４図に示す如きカムリング内周
面におけるカム形状の中で特にベーンのリフト量が増加
する吸込領域にある膨張区間の形状を複数の高次方程式
から成る曲線で構成する。それと共に、大円弧区間の形
状をリフト減少ゼロ区間−リフト減少区間−リフト減少
ゼロ区間と階段状に構成し、該部のリフト差を0.06mmと
した。これにより得られたカム形状の展開図を第31にま
た、カムリング内周面の形状を示す線図を第32図にそれ
ぞれ示す。また、本第８実施例の流体圧ベーンポンプに
より得られる諸性能を条件と共に第２表に、更に本実施
例の流体圧ベーンポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出
圧力の脈動波形を第33図にそれぞれ示す。
施例と同様に、車輛用の平衡形ベーンポンプとして実施
した例であり、使用条件は吸込流体の体積弾性率が280k
gf/cm2と気泡混入が比較的に少ない場合の実施例であ
る。カムリング内周面に形成されるカム曲線の形状は、
作動流体の吐出に際して発生する瞬時吐出流量を第６図
の如き波形にすべく、第４図に示す如きカムリング内周
面におけるカム形状の中で特にベーンのリフト量が増加
する吸込領域にある膨張区間の形状を複数の高次方程式
から成る曲線で構成する。それと共に、大円弧区間の形
状をリフト減少ゼロ区間−リフト減少区間−リフト減少
ゼロ区間と階段状に構成し、該部のリフト差を0.06mmと
した。これにより得られたカム形状の展開図を第31にま
た、カムリング内周面の形状を示す線図を第32図にそれ
ぞれ示す。また、本第８実施例の流体圧ベーンポンプに
より得られる諸性能を条件と共に第２表に、更に本実施
例の流体圧ベーンポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出
圧力の脈動波形を第33図にそれぞれ示す。
ここで、本第８実施例の流体圧ベーンポンプの比較のた
めに、カムリング内周面に形成するカム曲線の大円弧区
間においてリフト減少を持たせないほかは本実施例装置
と同様の場合（比較装置１）、および大円弧区間におい
て本実施例と同じ0.06mmのリフト差を持つのがそのリフ
ト減少は等速度であるほかは本実施例装置と同様の場合
（比較装置２）のそれぞれの比較用流体圧ベーンポンプ
を作製した。
めに、カムリング内周面に形成するカム曲線の大円弧区
間においてリフト減少を持たせないほかは本実施例装置
と同様の場合（比較装置１）、および大円弧区間におい
て本実施例と同じ0.06mmのリフト差を持つのがそのリフ
ト減少は等速度であるほかは本実施例装置と同様の場合
（比較装置２）のそれぞれの比較用流体圧ベーンポンプ
を作製した。
これより得られる諸性能をその条件と共に第２表に、更
にそれぞれの比較装置における瞬時吐出流量及び脈動圧
力の波形を第34図および第35図にそれぞれ示す。
にそれぞれの比較装置における瞬時吐出流量及び脈動圧
力の波形を第34図および第35図にそれぞれ示す。
以上より明らかの如く、本実施例装置は、上述の如くカ
ムリング内周面を該部に形成するカム曲線の大円弧区間
の中央部において階段状にリフト減少する形状としたの
で、ベーンの枚数が最小限界枚数の８枚で吸込流体の体
積弾性率が小さい場合でも、流体圧ベーンポンプから吐
出される流体の流量脈動および圧力脈動を極めて小さく
でき、流体システムに於ける騒音及び振動の発生が防止
できる。
ムリング内周面を該部に形成するカム曲線の大円弧区間
の中央部において階段状にリフト減少する形状としたの
で、ベーンの枚数が最小限界枚数の８枚で吸込流体の体
積弾性率が小さい場合でも、流体圧ベーンポンプから吐
出される流体の流量脈動および圧力脈動を極めて小さく
でき、流体システムに於ける騒音及び振動の発生が防止
できる。
それに対して、最大リフト保持区間にリフト減少を持た
せない場合（比較装置１）には、瞬時吐出流量の波形の
領域Ａ及び領域Ｂに大きな変動を生じてしまい、それが
脈動圧力の波形に影響して圧力脈動の大きな変動を引き
起こし、流体システムに於ける騒音及び振動の発生が助
長されてしまう。特に、第34図に示される如き、正弦波
に近い脈動圧力波形を呈する場合には、一層、騒音及び
振動の発生が助長される。
せない場合（比較装置１）には、瞬時吐出流量の波形の
領域Ａ及び領域Ｂに大きな変動を生じてしまい、それが
脈動圧力の波形に影響して圧力脈動の大きな変動を引き
起こし、流体システムに於ける騒音及び振動の発生が助
長されてしまう。特に、第34図に示される如き、正弦波
に近い脈動圧力波形を呈する場合には、一層、騒音及び
振動の発生が助長される。
また、大円弧区間に本実施例と同じリフト差を持たせる
がそのリフト減少が等速度線図を描く場合には、予圧縮
を持たせることにより、比較装置１に比較して、確かに
瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動変動を小さくすること
ができるが、満足できる振動及び騒音発生の防止効果を
期待することができない。第35図に示される如く、瞬時
吐出流量の波形に於ける領域Ａにおいて吐出流量の大き
な落ち込みを生じてしまい、従って脈動圧力の波形に影
響して圧力脈動の大きな変動を引き起し、流体システム
に於ける騒音及び振動の発生が助長されてしまう。
がそのリフト減少が等速度線図を描く場合には、予圧縮
を持たせることにより、比較装置１に比較して、確かに
瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動変動を小さくすること
ができるが、満足できる振動及び騒音発生の防止効果を
期待することができない。第35図に示される如く、瞬時
吐出流量の波形に於ける領域Ａにおいて吐出流量の大き
な落ち込みを生じてしまい、従って脈動圧力の波形に影
響して圧力脈動の大きな変動を引き起し、流体システム
に於ける騒音及び振動の発生が助長されてしまう。
本実施例装置は、瞬時吐出流量の波形における領域Ａを
初期部分が右下がりでそれに続く部分を流量脈動が零と
なる様に恰も馬の背の如く構成するために、カムリング
内周面に形成するカム曲線の大円弧区間の中央部におい
て階段状にリフト減少する形状とすることにより、流体
システムに於ける騒音及び振動の発生は防止する効果を
より大きくすることができたのである。
初期部分が右下がりでそれに続く部分を流量脈動が零と
なる様に恰も馬の背の如く構成するために、カムリング
内周面に形成するカム曲線の大円弧区間の中央部におい
て階段状にリフト減少する形状とすることにより、流体
システムに於ける騒音及び振動の発生は防止する効果を
より大きくすることができたのである。
ここで、比較装置１および２は、共に本発明に属する流
体圧ベーンポンプではあるが、本実施例の如く吸込流体
の体積弾性率が小さい場合には、比較装置１または２の
如き構成にては流体システム内で発生する振動および騒
音の防止効果をより十分満足できるものとすることがで
きない。但し、この場合であっても、本発明の装置に属
する流体圧ベーンポンプが、従来の流体圧ベーンポンプ
に比して、流体システム内で発生する振動および騒音の
防止効果がより高いことは言うまでもない。所で、本発
明に属する比較装置１の場合は、吸込流体の体積弾性率
が1000kgf/cm2以上、より好ましくは5000kgf/cm2である
とき、十分満足できる本発明の効果を得ることができ
る。
体圧ベーンポンプではあるが、本実施例の如く吸込流体
の体積弾性率が小さい場合には、比較装置１または２の
如き構成にては流体システム内で発生する振動および騒
音の防止効果をより十分満足できるものとすることがで
きない。但し、この場合であっても、本発明の装置に属
する流体圧ベーンポンプが、従来の流体圧ベーンポンプ
に比して、流体システム内で発生する振動および騒音の
防止効果がより高いことは言うまでもない。所で、本発
明に属する比較装置１の場合は、吸込流体の体積弾性率
が1000kgf/cm2以上、より好ましくは5000kgf/cm2である
とき、十分満足できる本発明の効果を得ることができ
る。
上述では、本発明を特許請求の範囲の様に記載したが、
本発明は、以下の如く表現することができる。即ち、 （１）ハウジングと、該ハウジング内に挿置されその内
周面をカム曲線に形成したカムリングと、前記ハウジン
グに回転可能に軸支された駆動軸と、該駆動軸に駆動さ
れるべく連結されかつ該駆動軸と同軸に配したロータ
と、ロータ外周面に放射状に配設したベーン溝内に摺動
可能に挿置された複数個のベーンと、ロータとベーンと
カムリングとの間に形成されるベーン室と、前記ハウジ
ング内に配設しベーン室に連通する吸込ポート及び吐出
ポートとを有する流体圧ベーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 該カム曲線に対して、前記ベーンのリフト量が零である
小円弧区間と、ベーンが等速度でカムリング内周面に追
従して摺動し前記リフト量を増大する膨張区間と、ベー
ンのリフト量が最大である最大リフト保持区間と、ベー
ンが等速度でカムリング内周面に追従して摺動し前記リ
フト量を減少する圧縮区間とからなり、膨張区間と圧縮
区間の角度範囲が等しく、かつ小円弧区間および最大リ
フト保持区間の角度範囲をベーンの１ピッチ分としてな
る基準カム曲線を定義したときに、 カムリング内周面に形成するカム形状のカム曲線の前記
膨張区間における最大傾き角を、基準カム曲線の膨張区
間における傾き角に対して0.9ないし1.7にするととも
に、 該膨張区間におけるカムリングの内周面が最大傾き角の
95％以上の傾き角を有する領域を、基準カム曲線の膨張
区間に対応する回転角の17ないし70％にしてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする流体圧ベーンポンプ。
本発明は、以下の如く表現することができる。即ち、 （１）ハウジングと、該ハウジング内に挿置されその内
周面をカム曲線に形成したカムリングと、前記ハウジン
グに回転可能に軸支された駆動軸と、該駆動軸に駆動さ
れるべく連結されかつ該駆動軸と同軸に配したロータ
と、ロータ外周面に放射状に配設したベーン溝内に摺動
可能に挿置された複数個のベーンと、ロータとベーンと
カムリングとの間に形成されるベーン室と、前記ハウジ
ング内に配設しベーン室に連通する吸込ポート及び吐出
ポートとを有する流体圧ベーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 該カム曲線に対して、前記ベーンのリフト量が零である
小円弧区間と、ベーンが等速度でカムリング内周面に追
従して摺動し前記リフト量を増大する膨張区間と、ベー
ンのリフト量が最大である最大リフト保持区間と、ベー
ンが等速度でカムリング内周面に追従して摺動し前記リ
フト量を減少する圧縮区間とからなり、膨張区間と圧縮
区間の角度範囲が等しく、かつ小円弧区間および最大リ
フト保持区間の角度範囲をベーンの１ピッチ分としてな
る基準カム曲線を定義したときに、 カムリング内周面に形成するカム形状のカム曲線の前記
膨張区間における最大傾き角を、基準カム曲線の膨張区
間における傾き角に対して0.9ないし1.7にするととも
に、 該膨張区間におけるカムリングの内周面が最大傾き角の
95％以上の傾き角を有する領域を、基準カム曲線の膨張
区間に対応する回転角の17ないし70％にしてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする流体圧ベーンポンプ。
（２）ハウジングと、該ハウジング内に挿置されその内
周面をカム曲線に形成したカムリングと、前記ハウジン
グに回転可能に軸支された駆動軸と、該駆動軸に駆動さ
れるべく連結されかつ該駆動軸と同軸に配したロータ
と、ロータ外周面に放射状に配設したベーン溝内に摺動
可能に挿置された複数個のベーンと、ロータとベーンと
カムリングとの間に形成されるベーン室と、前記ハウジ
ング内に配設しベーン室に連通する吸込ポートおよび吐
出ポートとを有する流体圧ベーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 該カム曲線に対して、前記ベーンのリフト量が零である
小円弧区間と、ベーンが等速度でカムリング内周面に追
従して摺動し前記リフト量を増大する膨張区間と、ベー
ンのリフト量が最大である最大リフト保持区間と、ベー
ンが等速度でカムリング内周面に追従して摺動し前記リ
フト量を減少する圧縮区間とからなり、小円弧区間およ
び最大リフト保持区間の角度範囲をベーンの１ピッチ分
としてなる基準カム曲線を定義したときに、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを５枚配置し、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面の最大傾き角
を基準カム曲線の膨張区間の傾き角に対して1.2ないし
1.7とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が最大傾き角
の95％以上の傾き角を有する領域を基準カム曲線の膨張
区間に対応する回転角の19ないし40％にするとともに、
最大傾き角の50％以上の傾き角を有する領域を基準カム
曲線の膨張区間に対応する回転角の57ないし75％にして
なり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする流体圧ベーンポンプ。
周面をカム曲線に形成したカムリングと、前記ハウジン
グに回転可能に軸支された駆動軸と、該駆動軸に駆動さ
れるべく連結されかつ該駆動軸と同軸に配したロータ
と、ロータ外周面に放射状に配設したベーン溝内に摺動
可能に挿置された複数個のベーンと、ロータとベーンと
カムリングとの間に形成されるベーン室と、前記ハウジ
ング内に配設しベーン室に連通する吸込ポートおよび吐
出ポートとを有する流体圧ベーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 該カム曲線に対して、前記ベーンのリフト量が零である
小円弧区間と、ベーンが等速度でカムリング内周面に追
従して摺動し前記リフト量を増大する膨張区間と、ベー
ンのリフト量が最大である最大リフト保持区間と、ベー
ンが等速度でカムリング内周面に追従して摺動し前記リ
フト量を減少する圧縮区間とからなり、小円弧区間およ
び最大リフト保持区間の角度範囲をベーンの１ピッチ分
としてなる基準カム曲線を定義したときに、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを５枚配置し、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面の最大傾き角
を基準カム曲線の膨張区間の傾き角に対して1.2ないし
1.7とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が最大傾き角
の95％以上の傾き角を有する領域を基準カム曲線の膨張
区間に対応する回転角の19ないし40％にするとともに、
最大傾き角の50％以上の傾き角を有する領域を基準カム
曲線の膨張区間に対応する回転角の57ないし75％にして
なり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする流体圧ベーンポンプ。
（３）ハウジングと該ハウジング内に挿置されその内周
面をカム曲線に形成したカムリングと、前記ハウジング
に回転可能に軸支された駆動軸と、該駆動軸に駆動され
るべく連結されかつ該駆動軸と同軸に配したロータと、
ロータ外周面に放射状に配設したベーン溝内に摺動可能
に挿置された複数個のベーンと、ロータとベーンとカム
リングとの間に形成されるベーン室と、前記ハウジング
内に配設しベーン室に連通する吸込ポートおよび吐出ポ
ートとを有する流体圧ベーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 該カム曲線に対して、前記ベーンのリフト量が零である
小円弧区間と、ベーンが等速度でカムリング内周面に追
従して摺動し前記リフト量を増大する膨張区間と、ベー
ンのリフト量が最大である最大リフト保持区間と、ベー
ンが等速度でカムリング内周面に追従して摺動し前記リ
フト量を減少する圧縮区間とからなり、小円弧区間およ
び最大リフト保持区間の角度範囲をベーンの１ピッチ分
としてなる基準カム曲線を定義したときに、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを４枚配置し、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面の最大傾き角
を基準カム曲線の膨張区間の傾き角にに対して0.9ない
し1.4にするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が最大傾き角
の95％以上の傾き角を有する領域を基準カム曲線の膨張
区間に対応する回転角の30ないし55％にするとともに、
最大傾き角の５％以上の傾き角を有する領域を基準カム
曲線の膨張区間に対応する回転角の100ないし7140％に
してなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする流体圧ベーンポンプ。
面をカム曲線に形成したカムリングと、前記ハウジング
に回転可能に軸支された駆動軸と、該駆動軸に駆動され
るべく連結されかつ該駆動軸と同軸に配したロータと、
ロータ外周面に放射状に配設したベーン溝内に摺動可能
に挿置された複数個のベーンと、ロータとベーンとカム
リングとの間に形成されるベーン室と、前記ハウジング
内に配設しベーン室に連通する吸込ポートおよび吐出ポ
ートとを有する流体圧ベーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 該カム曲線に対して、前記ベーンのリフト量が零である
小円弧区間と、ベーンが等速度でカムリング内周面に追
従して摺動し前記リフト量を増大する膨張区間と、ベー
ンのリフト量が最大である最大リフト保持区間と、ベー
ンが等速度でカムリング内周面に追従して摺動し前記リ
フト量を減少する圧縮区間とからなり、小円弧区間およ
び最大リフト保持区間の角度範囲をベーンの１ピッチ分
としてなる基準カム曲線を定義したときに、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを４枚配置し、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面の最大傾き角
を基準カム曲線の膨張区間の傾き角にに対して0.9ない
し1.4にするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が最大傾き角
の95％以上の傾き角を有する領域を基準カム曲線の膨張
区間に対応する回転角の30ないし55％にするとともに、
最大傾き角の５％以上の傾き角を有する領域を基準カム
曲線の膨張区間に対応する回転角の100ないし7140％に
してなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする流体圧ベーンポンプ。
ここで、基準カム曲線は、以下のごとく定義する。
本発明において、基準カム曲線は、第３図に示す如く、
小円弧区間Ｃと、膨張区間Ｄ、大円弧区間Ｅ、及び圧縮
区間Ｆとからなる。この４区間は、それぞれＣ、Ｄ、
Ｅ、Ｆの順に連続して最小単位を構成しており、この最
小単位のカム形状が基準カム曲線の１周期に当たる。
小円弧区間Ｃと、膨張区間Ｄ、大円弧区間Ｅ、及び圧縮
区間Ｆとからなる。この４区間は、それぞれＣ、Ｄ、
Ｅ、Ｆの順に連続して最小単位を構成しており、この最
小単位のカム形状が基準カム曲線の１周期に当たる。
カム形状の１周期に相当した回転角の範囲において、先
ず、ベーンのローラからの飛出し量、すなわち、リフト
量の最小値である区間を２πラジアンをベーンの総数で
除したベーン１ピッチの回転角に相当する範囲に取り、
これを小円弧区間（図中C:最小リフト保持区間）とす
る。
ず、ベーンのローラからの飛出し量、すなわち、リフト
量の最小値である区間を２πラジアンをベーンの総数で
除したベーン１ピッチの回転角に相当する範囲に取り、
これを小円弧区間（図中C:最小リフト保持区間）とす
る。
次に、カム形状の１周期に相当した回転角から前記小円
弧区間に相当するベーン１ピッチの回転角を減じた区間
の中央に、ベーンの飛出し量、すなわち、リフト量の最
大である区間を、同じく２πラジアンをベーンの総数で
除したベーン１ピッチの回転角に相当する範囲に取り、
これを大円弧区間（図中E:最大リフト保持区間）とす
る。
弧区間に相当するベーン１ピッチの回転角を減じた区間
の中央に、ベーンの飛出し量、すなわち、リフト量の最
大である区間を、同じく２πラジアンをベーンの総数で
除したベーン１ピッチの回転角に相当する範囲に取り、
これを大円弧区間（図中E:最大リフト保持区間）とす
る。
次いで、前記小円弧区間と大円弧区間との間にあって、
ベーンがカムリング内周面に追従して摺動し、リフト量
を増大する区間を膨張区間（図中Ｄ）とする。
ベーンがカムリング内周面に追従して摺動し、リフト量
を増大する区間を膨張区間（図中Ｄ）とする。
さらに、カム形状の１周期に相当した回転角の範囲にあ
って、前述の３区間を除いた区間であって、ベーンがカ
ム形状内周面に追従して該リフト量を減少する区間を圧
縮区間（図中Ｆ）とする。なお、圧縮区間は膨張区間と
同じ角度範囲である。
って、前述の３区間を除いた区間であって、ベーンがカ
ム形状内周面に追従して該リフト量を減少する区間を圧
縮区間（図中Ｆ）とする。なお、圧縮区間は膨張区間と
同じ角度範囲である。
このように、小円弧区間と膨張区間、大円弧区間、およ
び圧縮区間からなるカムリングの形状を基準カム曲線ま
たは基準カム形状といい、この膨張区間或いは圧縮区間
の範囲に相当した回転角を基準カム角という。
び圧縮区間からなるカムリングの形状を基準カム曲線ま
たは基準カム形状といい、この膨張区間或いは圧縮区間
の範囲に相当した回転角を基準カム角という。
本発明および各態様は、下記の第３表左欄に示す範囲を
カバーするが、更に本発明および各態様は、第３表中欄
のＸ（ベーンの枚数制限のない場合の範囲、カム形状１
周期の区間にベーンを５枚および４枚の範囲をそれぞれ
示す）の範囲および第３表右欄のＹ（上記と同様）の範
囲を採用することも可能であり、一層の脈動低減を図る
ことができる。
カバーするが、更に本発明および各態様は、第３表中欄
のＸ（ベーンの枚数制限のない場合の範囲、カム形状１
周期の区間にベーンを５枚および４枚の範囲をそれぞれ
示す）の範囲および第３表右欄のＹ（上記と同様）の範
囲を採用することも可能であり、一層の脈動低減を図る
ことができる。
また、本発明を上述の実施例においては、ベーンが４枚
または５枚の不平衡形流体圧ベーンポンプおよびベーン
が８枚或いは10枚の平衡形流体圧ベーンポンプのそれぞ
れの実施例及びそれを発展させた具体例について説明し
たが、本発明の流体圧ベーンポンプは、上述した実施例
に限ることなく、ベーンが12枚以上の平衡形ベーンポン
プ等の如く同様に本発明を適用した場合にも、同様に本
発明の作用効果を奏することができる。
または５枚の不平衡形流体圧ベーンポンプおよびベーン
が８枚或いは10枚の平衡形流体圧ベーンポンプのそれぞ
れの実施例及びそれを発展させた具体例について説明し
たが、本発明の流体圧ベーンポンプは、上述した実施例
に限ることなく、ベーンが12枚以上の平衡形ベーンポン
プ等の如く同様に本発明を適用した場合にも、同様に本
発明の作用効果を奏することができる。
第１図は、従来の流体圧ベーンポンプのカムリング内周
面に形成されるカム形状の展開図であるカム曲線のリフ
ト線図および速度線図、第２図は、従来の流体圧ベーン
ポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形、
第３図は、基準カム曲線のリフト線図、第４図は、本発
明の流体圧ベーンポンプのカムリング内周面に形成する
カム曲線のリフト線図及び速度線図の基本線図、第５図
は、流体の体積弾性率が比較的高い場合に適した本発明
の流体圧ベーンポンプの典型的なカム曲線により得られ
る瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線図、第
６図は、流体の体積弾性率が極めて低い場合に適した本
発明の流体圧ベーンポンプの典型的なカム曲線により得
られる瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線
図、第７図は、本発明の流体圧ベーンポンプのカムリン
グ内周面に形成したカム曲線における膨張区間の形状の
説明図、第８図は基準カム曲線の膨張区間の説明図、第
９図および第10図は、本発明の流体圧ベーンポンプのカ
ムリング内周面に形成したカム曲線における膨張区間の
説明図、第11図ないし第13図は本発明の第１実施例ポン
プを示す図で、第11図はその横断面図、第12図は本第１
実施例ポンプの具体例におけるカム曲線のリフト線図及
び速度線図、第13図は、本第１実施例の具体例ポンプに
おける瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線
図、第14図ないし第17図は本発明の第２実施例ポンプを
示す図で、第14図はその横断面図、第15図はその縦断面
図、第16図は本第２実施例ポンプの具体例におけるカム
曲線のリフト線図及び速度線図、第17図は、本第２実施
例の具体例ポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出圧力の
脈動波形を示す線図、第18図ないし第21図は本発明の第
３実施例ポンプを示す図で、第18図はその縦断面図、第
19図はその横断面図及び流体回路図、第20図は本第３実
施例ポンプの具体例におけるカム曲線のリフト線図、速
度線図及び加速度線図、第21図は、本第３実施例の具体
例ポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形
を示す線図、第22図は、本発明の第４実施例の具体例ポ
ンプにおけるカム曲線のリフト線図、速度線及び加速度
線図、第23図ないし第26図は本発明の第５実施例ポンプ
を示す図で、第23図はその縦断面図、第24図はその横断
面図及び流体回路図、第25図は本第５実施例ポンプの具
体例におけるカム曲線のリフト線図及び速度線図、第26
図は本第５実施例の具体例ポンプにおける瞬時吐出流量
及び吐出圧力の脈動波形を示す線図、第27図および第28
図は本発明の第６実施例ポンプを示す図で、第27図は本
第６実施例ポンプの具体例におけるカム曲線のリフト線
図及び速度線図、第28図は本第６実施例の具体例ポンプ
における瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線
図、第29図および第30図は本発明の第７実施例ポンプを
示す図で、第29図は本第７実施例ポンプの具体例におけ
るカム曲線のリフト線図及び速度線図、第30図は本第７
実施例の具体例ポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出圧
力の脈動波形を示す線図、第31図ないし第35図は本発明
の第８実施例ポンプを示す図で、第31図はそのカム曲線
のリフト線図、速度線図および加速度線図、第32図はそ
のカムリング内周面に形成したカム形状を表す線図、第
33図はその瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す
線図、第34図は本第８実施例の比較装置１における瞬時
吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線図、第35図は
本第８実施例の比較装置２における瞬時吐出流量及び吐
出圧力の脈動波形を示す線図である。 図中、HAはハウジング、RTはロータ、VAはベーン、CRは
カムリング、SPはサイドプレート、SRはスプリング、1
1、21、31、51はベーン先端、12、22、32、52はカムリ
ング内周面、13、23、33、53はベーン室、14、24、34、
54は吸込ポート、15、25、35、55は吐出ポートをそれぞ
れ示す。
面に形成されるカム形状の展開図であるカム曲線のリフ
ト線図および速度線図、第２図は、従来の流体圧ベーン
ポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形、
第３図は、基準カム曲線のリフト線図、第４図は、本発
明の流体圧ベーンポンプのカムリング内周面に形成する
カム曲線のリフト線図及び速度線図の基本線図、第５図
は、流体の体積弾性率が比較的高い場合に適した本発明
の流体圧ベーンポンプの典型的なカム曲線により得られ
る瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線図、第
６図は、流体の体積弾性率が極めて低い場合に適した本
発明の流体圧ベーンポンプの典型的なカム曲線により得
られる瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線
図、第７図は、本発明の流体圧ベーンポンプのカムリン
グ内周面に形成したカム曲線における膨張区間の形状の
説明図、第８図は基準カム曲線の膨張区間の説明図、第
９図および第10図は、本発明の流体圧ベーンポンプのカ
ムリング内周面に形成したカム曲線における膨張区間の
説明図、第11図ないし第13図は本発明の第１実施例ポン
プを示す図で、第11図はその横断面図、第12図は本第１
実施例ポンプの具体例におけるカム曲線のリフト線図及
び速度線図、第13図は、本第１実施例の具体例ポンプに
おける瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線
図、第14図ないし第17図は本発明の第２実施例ポンプを
示す図で、第14図はその横断面図、第15図はその縦断面
図、第16図は本第２実施例ポンプの具体例におけるカム
曲線のリフト線図及び速度線図、第17図は、本第２実施
例の具体例ポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出圧力の
脈動波形を示す線図、第18図ないし第21図は本発明の第
３実施例ポンプを示す図で、第18図はその縦断面図、第
19図はその横断面図及び流体回路図、第20図は本第３実
施例ポンプの具体例におけるカム曲線のリフト線図、速
度線図及び加速度線図、第21図は、本第３実施例の具体
例ポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形
を示す線図、第22図は、本発明の第４実施例の具体例ポ
ンプにおけるカム曲線のリフト線図、速度線及び加速度
線図、第23図ないし第26図は本発明の第５実施例ポンプ
を示す図で、第23図はその縦断面図、第24図はその横断
面図及び流体回路図、第25図は本第５実施例ポンプの具
体例におけるカム曲線のリフト線図及び速度線図、第26
図は本第５実施例の具体例ポンプにおける瞬時吐出流量
及び吐出圧力の脈動波形を示す線図、第27図および第28
図は本発明の第６実施例ポンプを示す図で、第27図は本
第６実施例ポンプの具体例におけるカム曲線のリフト線
図及び速度線図、第28図は本第６実施例の具体例ポンプ
における瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線
図、第29図および第30図は本発明の第７実施例ポンプを
示す図で、第29図は本第７実施例ポンプの具体例におけ
るカム曲線のリフト線図及び速度線図、第30図は本第７
実施例の具体例ポンプにおける瞬時吐出流量及び吐出圧
力の脈動波形を示す線図、第31図ないし第35図は本発明
の第８実施例ポンプを示す図で、第31図はそのカム曲線
のリフト線図、速度線図および加速度線図、第32図はそ
のカムリング内周面に形成したカム形状を表す線図、第
33図はその瞬時吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す
線図、第34図は本第８実施例の比較装置１における瞬時
吐出流量及び吐出圧力の脈動波形を示す線図、第35図は
本第８実施例の比較装置２における瞬時吐出流量及び吐
出圧力の脈動波形を示す線図である。 図中、HAはハウジング、RTはロータ、VAはベーン、CRは
カムリング、SPはサイドプレート、SRはスプリング、1
1、21、31、51はベーン先端、12、22、32、52はカムリ
ング内周面、13、23、33、53はベーン室、14、24、34、
54は吸込ポート、15、25、35、55は吐出ポートをそれぞ
れ示す。
Claims (5)
- 【請求項１】ハウジングと、該ハウジング内に挿置され
その内周面をカム曲線に形成したカムリングと、前記ハ
ウジングに回転可能に軸支された駆動軸と、該駆動軸に
駆動されるべく連結されかつ該駆動軸と同軸に配したロ
ータと、ロータ外周面に放射状に配設したベーン溝内に
摺動可能に挿置された複数個のベーンと、ロータとベー
ンとカムリングとの間に形成されるベーン室と、前記ハ
ウジング内に配設しベーン室に連通する吸込ポートおよ
び吐出ポートとを有し、前記ベーンの底部に吐出圧力流
体を供給するタイプの流体圧ベーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 前記カムリング内周面に形成したカム形状を、該部の膨
張区間においてカム形状の180分の１周期に相当するベ
ーンとカムリングの相対回転角に対するベーンのリフト
増加量の最大値を、最大リフト値との比率で0.020ない
し0.0314とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が前記リフト
増加量の最大値の95％以上のリフト増加量を有する領域
を、カム形状の１周期に対して5.1％ないし17.5％に相
当する範囲としてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする流体圧ベーンポンプ。 - 【請求項２】膨張区間におけるカムリングの内周面が前
記リフト増加量の最大値の５％以上のリフト増加量を有
する領域を、カム形状の１周期に対して25％ないし35％
に相当する範囲としてなることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項記載の流体圧ベーンポンプ。 - 【請求項３】最大リフト保持区間におけるカムリングの
内周面が最大リフト値に対して回転方向に１ラジアン当
り２ないし６％の平均リフト減少を持つことを特徴とす
る特許請求の範囲第（１）項記載の流体圧ベーンポン
プ。 - 【請求項４】ハウジングと、該ハウジング内に挿置され
その内周面をカム曲線に形成したカムリングと、前記ハ
ウジングに回転可能に軸支された駆動軸と、該駆動軸に
駆動されるべく連結されかつ該駆動軸と同軸に配したロ
ータと、ロータ外周面に放射状に配設したベーン溝内に
摺動可能に挿置された複数個のベーンと、ロータとベー
ンとカムリングとの間に形成されるベーン室と、前記ハ
ウジング内に配設しベーン室に連通する吸込ポートおよ
び吐出ポートとを有し、前記ベーンの底部に吐出圧力流
体を供給するタイプの流体圧ベーンポンプにおいて、前
記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期に
相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを５枚配置し、 前記カム形状の膨張区間のカム形状の180分の１周期に
相当するベーンとカムリングの相対回転角に対するベー
ンのリフト増加量の最大値を、最大リフト値との比率で
0.0223ないし0.0314とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が前記リフト
増加量の最大値の95％以上のリフト増加量を有する領域
を、カム形状の１周期に対して5.7％ないし12％に相当
する範囲とし、かつ、膨張区間におけるカムリングの内
周面が前記リフト増加量の最大値の50％以上のリフト増
加量を有する領域を、カム形状の１周期に対して17.1％
ないし22.5％に相当する範囲としてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする流体圧ベーンポンプ。 - 【請求項５】ハウジングと該ハウジング内に挿置されそ
の内周面をカム曲線に形成したカムリングと、前記ハウ
ジングに回転可能に軸支された駆動軸と、該駆動軸に駆
動されるべく連結されかつ該駆動軸と同軸に配したロー
タと、ロータ外周面に放射状に配設したベーン溝内に摺
動可能に挿置された複数個のベーンと、ロータとベーン
とカムリングとの間に形成されるベーン室と、前記ハウ
ジング内に配設しベーン室に連通する吸込ポート及び吐
出ポートとを有し、前記ベーンの底部に吐出圧力流体を
供給するタイプの流体圧ベーンポンプにおいて、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の１周期
に相当するロータの回転角の範囲において、該カム形状
が、ベーンのロータからの飛出し量（リフト量）が零ま
たは最小である小円弧区間と、ベーンのリフト量が増大
する膨張区間と、ベーンのリフト量が最大である最大リ
フト保持区間と、ベーンのリフト量が減少する圧縮区間
とからなるカム曲線を有してなり、 前記カム形状の１周期の区間にベーンを４枚配置し、 前記カム形状の膨張区間のカム形状の180分の１周期に
相当するベーンとカムリングの相対回転角に対するベー
ンのリフト増加量の最大値を、最大リフト値との比率で
0.020ないし0.031とするとともに、 前記膨張区間におけるカムリングの内周面が前記リフト
増加量の最大値の95％以上のリフト増加量を有する領域
を、カム形状の１周期に対して7.5％ないし17.5％に相
当する範囲とし、かつ、膨張区間におけるカムリングの
内周面が前記リフト増加量の最大値の５％以上のリフト
増加量を有する領域を、カム形状の１周期に対して25％
ないし35％に相当する範囲としてなり、 前記カムリングの内周面に形成されたカム形状の膨張区
間におけるベーンの最大飛出し速度を制御してベーンポ
ンプからの吐出流体の圧力脈動を低減させたことを特徴
とする流体圧ベーンポンプ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037952A JPH0674790B2 (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 流体圧ベ−ンポンプ |
| US06/924,138 US4738603A (en) | 1983-03-08 | 1986-10-27 | Hydraulic vane pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037952A JPH0674790B2 (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 流体圧ベ−ンポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59162380A JPS59162380A (ja) | 1984-09-13 |
| JPH0674790B2 true JPH0674790B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=12511881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58037952A Expired - Lifetime JPH0674790B2 (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 流体圧ベ−ンポンプ |
Country Status (2)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0674790B2 (ja) |
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-
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-
1986
- 1986-10-27 US US06/924,138 patent/US4738603A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59162380A (ja) | 1984-09-13 |
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