ベーンポンプ
【課題】 相隣るベーンにより区画されるポンプ室内のサージ圧を緩和するためのひげ溝を備えている複数の吐出ポートを有するベーンポンプにおいて、各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、各吐出ポート内の油圧の脈動の位相を互いに同期化し、異音の発生を抑えること。
【解決手段】 ベーンポンプ１０において、各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポート５１Ｍに設けられるひげ溝Ｖ1の延在長Ａが、低吐出圧力側の吐出ポート５１Ｓに設けられるひげ溝Ｖ2の延在長Ｂより長く設定されてなるもの。
【解決手段】 ベーンポンプ１０において、各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポート５１Ｍに設けられるひげ溝Ｖ1の延在長Ａが、低吐出圧力側の吐出ポート５１Ｓに設けられるひげ溝Ｖ2の延在長Ｂより長く設定されてなるもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベーンポンプとして、特許文献１に記載の如く、ハウジングの内部に枢支した回転軸に結合されて回転するロータと、ハウジングの内部でロータを囲むように配設されるカムリングと、ロータの放射方向に複数設けたベーン溝に摺動自在に配設された複数のベーンと、ロータの周囲で相隣るベーンにより区画される複数のポンプ室と、圧縮行程を行なうポンプ室に対応し、ロータの直径方向で対向して設けられる複数の吐出ポートと、各吐出ポートのロータ回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に延在されるひげ溝とを有してなるものがある。このベーンポンプでは、ひげ溝によって各ポンプ室と各吐出ポートとの連通開始点が早くなり、ベーンの回転速度に対して該ポンプ室と該吐出ポートとの連通時間が長くなる。従って、該吐出ポート内の作動油圧のポンプ室への移動時間が長くなるので、ポンプ室内での作動流体の油圧変化が小さくなる。この結果、ポンプ室内のサージ圧を緩和し、異音の発生を低減できる。
【０００３】
また、ベーンポンプとして、特許文献２に記載の如く、複数の吐出ポートが常に吐出を行なうメイン吐出ポートと、その他のサブ吐出ポートとに分けてなるものがある。例えば、車両のパワーステアリング装置に用いられるベーンポンプは、低回転域ではステアリングの流体機器に十分な流量を供給し、高回転域では無駄な消費馬力を低減するために不必要に大きな流量を抑えることが望まれる。そこで、低回転域では、メイン吐出ポートとサブ吐出ポートの双方から十分な流量の圧力流体を流体機器に供給する。そして、高回転域では、メイン吐出ポートのみから圧力流体を流体機器に供給し、サブ吐出ポートの吐出油は余剰油としてタンク側（又は同じサブ吐出ポートに対応する吸入ポート）へ還流し、消費馬力の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】WO2005/005837
【特許文献２】特許3573242
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７、図８は前述した従来のベーンポンプを示すものであり、１はロータ、１Ａはベーン溝、１Ｂはベーン、１Ｃは相隣るベーン１Ｂ、１Ｂが区画するポンプ室、２は回転軸、３はカムリング、４Ｍはメイン吐出ポート、Ｖ1はひげ溝、４Ｓはサブ吐出ポート、Ｖ2はひげ溝、５、６は吸入ポートである。メイン吐出ポート４Ｍのひげ溝Ｖ1の延在長Ａとサブ吐出ポート４Ｓのひげ溝Ｖ2の延在長Ｂは同一長に設定されている。
【０００６】
前述した従来のベーンポンプにおいて、メイン吐出ポート４Ｍのみから圧力流体を流体機器に供給する場合には、流体機器への供給流路につながるメイン吐出ポート４Ｍの作動油圧は高く、タンク側（又は吸入ポート）につながるサブ吐出ポート４Ｓ内の作動油圧は低くなる。この結果、図７に示す如く、ロータ１の中心を通ってメイン吐出ポート４Ｍとサブ吐出ポート４Ｓとを結ぶ該ロータ１の直径上で、メイン吐出ポート４Ｍ内の作動油圧がポンプ室１Ｃを介してロータ１に加える圧力Ｆaと、サブ吐出ポート４Ｓ内の作動油圧がポンプ室１Ｃを介してロータ１に加える圧力ＦbはＦa＞Ｆbになる。このＦa／Ｆbの圧力差は、ロータ１の中心Ｋを図８（Ａ）から図８（Ｂ）の如くにロータ１が回転軸２に結合しているセレーションのガタ分だけカムリング３の中心Ｌからサブ吐出ポート４Ｓ寄りに変位させる。これにより、ロータ１の中心Ｋがカムリング３の中心Ｌからオフセットし、ロータ１の中心Ｋを挟んで相対する２つのベーン１Ｂ、１Ｂにおいて、一方のベーン１Ｂがメイン吐出ポート４Ｍのひげ溝Ｖ1に至るタイミングよりも、他方のベーン１Ｂがサブ吐出ポート４Ｓのひげ溝Ｖ2に至るタイミングの方が早くなる。従って、それらの各ベーン１Ｂにより区画される各ポンプ室１Ｃがメイン吐出ポート４Ｍとサブ吐出ポート４Ｓのそれぞれに連通するタイミングが互いにずれ、ひいては各吐出ポート４Ｍ、４Ｓ内の油圧の脈動の位相が互いにずれ、異音の発生を引き起こすものになる。
【０００７】
本発明の課題は、相隣るベーンにより区画されるポンプ室内のサージ圧を緩和するためのひげ溝を備えている複数の吐出ポートを有するベーンポンプにおいて、各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、各吐出ポート内の油圧の脈動の位相を互いに同期化し、異音の発生を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ハウジングの内部に枢支した回転軸に結合されて回転するロータと、ハウジングの内部でロータを囲むように配設されるカムリングと、ロータの放射方向に複数設けたベーン溝に摺動自在に配設された複数のベーンと、ロータの周囲で相隣るベーンにより区画される複数のポンプ室と、圧縮行程を行なうポンプ室に対応し、ロータの直径方向で対向して設けられる複数の吐出ポートと、各吐出ポートのロータ回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に延在されるひげ溝とを有してなるベーンポンプにおいて、各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長が、低吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長より長く設定されてなるようにしたものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記ロータの中心を挟む両側に位置して相対する２つのベーンが該ロータの直径上に設けられ、該ロータの中心が回転軸とのガタ分だけ低吐出圧力側の吐出ポート寄りに変位したとき、一方のベーンが高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングと、他方のベーンが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングとが同時に設定されてなるようにしたものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において更に、前記複数の吐出ポートが常に吐出油の供給を行なうメイン吐出ポートと、その他のサブ吐出ポートとからなるとき、メイン吐出ポートが高吐出圧力側の吐出ポートであり、サブ吐出ポートが低吐出圧力側の吐出ポートであるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１）
(a)ベーンポンプの各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長が、低吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長より長く設定される。この結果、ロータの中心Ｋを通って高吐出圧力側の吐出ポートと低吐出圧力側の吐出ポートとを結ぶロータの直径上で、高吐出圧力側の吐出ポート内の作動油圧がポンプ室を介してロータに加える圧力Ｆaと、低吐出圧力側の吐出ポート内の作動油圧がポンプ室を介してロータに加える圧力ＦbはＦa＞Ｆbになる。このＦa／Ｆbの圧力差は、ロータの中心Ｋを図６（Ａ）から図６（Ｂ）の如くに、ロータが回転軸に結合しているセレーションのガタ分だけカムリングの中心Ｌから変位させ、ロータを図６（Ｂ）のオフセット位置に維持し続ける。そして、このようにロータの中心Ｋがカムリングの中心Ｌからオフセットしても、高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の延在長Ａが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の延在長Ｂより長い（Ａ＞Ｂ）から、ロータの中心Ｋを挟んで相対する２つのベーンにおいて、一方のベーンが高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングと、他方のベーンが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングとが同じになる。従って、それらの各ベーンにより区画される各ポンプ室が高吐出圧力側の吐出ポートと低吐出圧力側の吐出ポートのそれぞれに連通するタイミングが互いに同時になり、各吐出ポート内の油圧の脈動の位相を互いに同期化するものになり、異音の発生を抑えることができる。
【００１２】
（請求項２）
(b)前述(a)のベーンポンプにおいて、前記ロータの中心を挟む両側に位置して相対する２つのベーンが該ロータの直径上に設けられ、該ロータの中心が回転軸とのガタ分だけ低吐出圧力側の吐出ポート寄りに変位したとき、一方のベーンが高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングと、他方のベーンが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングとが同時に設定される。
【００１３】
（請求項３）
(c)前述(a)、(b)のベーンポンプにおいて、前記複数の吐出ポートが常に吐出油の供給を行なうメイン吐出ポートと、その他のサブ吐出ポートとからなるとき、メイン吐出ポートが高吐出圧力側の吐出ポートであり、サブ吐出ポートが低吐出圧力側の吐出ポートであるものとすることにより、上述(a)、(b)を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１はベーンポンプを示す側断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV線に沿う矢視図である。
【図５】図５は図３のV−V線に沿う矢視図である。
【図６】図６は本発明例においてロータが高吐出圧力側の吐出ポートの油圧により変位する前後の状態を示す模式図である。
【図７】図７は高吐出圧力側の吐出ポートの油圧によりロータが変位する原理を示す模式図である。
【図８】図８は従来例においてロータが高吐出圧力側の吐出ポートの油圧により変位する前後の状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図５に示したベーンポンプ１０は、固定容量型ベーンポンプである。ベーンポンプ１０は、例えば内燃機関の動力により駆動され、流体としての作動油を、流体機器、例えば車両用の油圧式パワーステアリングや油圧式無段変速機の流体機器に供給するためのオイルポンプとして起用される。
【００１６】
ベーンポンプ１０は、ポンプユニット２０を収容する凹部（収容室）１１Ａを備えたハウジング１１と、ハウジング１１の凹部１１Ａの開口部を覆うカバープレート１２と、ハウジング１１とカバープレート１２の間に挟み込まれるシールプレート１３とを有する。ハウジング１１とカバープレート１２とシールプレート１３は複数のボルト１４により締結されて固定される。シールプレート１３はハウジング１１とカバープレート１２に形成された複数の通路用溝、又は肉抜用溝を覆ってシールする。
【００１７】
ベーンポンプ１０は、ハウジング１１とカバープレート１２に設けた軸受１５、１６にポンプユニット２０の回転軸２１を枢支し、この回転軸２１にセレーションを介して固定的に結合されるロータ２２をハウジング１１の凹部１１Ａに配設している。回転軸２１及びロータ２２は、内燃機関の動力により回転される。
【００１８】
ロータ２２は、図５に示す如く、周方向に沿う多数位置のそれぞれにおいて、放射方向（径方向）に複数設けたベーン溝２３に複数のベーン２４を出没自在に収容し、各ベーン２４をベーン溝２３に沿う半径方向に摺動自在に配設している。ロータ２２は外周面及び両側面にベーン溝２３を開口している。
【００１９】
ポンプユニット２０は、ハウジング１１の凹部１１Ａに、該凹部１１Ａの奥側から順にインナサイドプレート３１、カムリング３０、アウタサイドプレート３２が積層されるように嵌着する。これらのインナサイドプレート３１、カムリング３０、アウタサイドプレート３２は、該アウタサイドプレート３２に添設されるシールプレート１３とともに、位置決めピン３３Ａ、３３Ｂにより串差しされて周方向に位置決めされた状態で、カバープレート１２により側方から固定保持される。尚、サイドプレート３１、３２は、孔空き円板状をなし、ロータ２２の回転軸２１が挿通される中心孔３１Ａ、３２Ａを有する。
【００２０】
カムリング３０は、円形の外周面と、楕円に近似するカム曲線によりカム面３０Ａを形成する内周面とを有する筒状をなし、ハウジング１１の凹部１１Ａに嵌着され、ロータ２２を囲む。
【００２１】
インナサイドプレート３１とアウタサイドプレート３２は、ロータ２２及びベーン２４並びにカムリング３０を両側から挟む一対のプレートを構成する。従って、カムリング３０は、両サイドプレート３１、３２の間で、ロータ２２及びベーン２４を囲み、ロータ２２の外周面と相隣るベーン２４の間にポンプ室４０を形成する。
【００２２】
ポンプユニット２０において、ロータ２２の回転進み方向上流側で、吸込行程を行なうポンプ室４０に対応する吸込領域では、カムリング３０及びインナサイドプレート３１に設けた吸込ポート４１（吸込ポート４１Ａ、吸込ポート４１Ｂ）が開口し、この吸込ポート４１にはハウジング１１に設けた吸込通路４２を介して、ポンプ１０の吸込口４３が連通せしめられている。ロータ２２の回転とともにポンプ室４０が拡張される吸込領域に油が吸込まれる。
【００２３】
本実施例では、ロータ２２の中心Ｋ（カムリング３０及びインナサイドプレート３１の中心Ｌ）を通る直径方向で対向する２位置のそれぞれに吸込ポート４１を設け、２個の吸込ポート４１の一方を吸込ポート４１Ｍとし、他方を吸込ポート４１Ｓとする。２個の吸込ポート４１Ｍ、４１Ｓは上記中心Ｋ、Ｌに関し、点対称配置されるものになる。
【００２４】
他方、ロータ２２の回転進み方向下流側で、圧縮行程を行なうポンプ室４０に対応する吐出領域には、カムリング３０及びアウタサイドプレート３２に設けた吐出ポート５１が開口し、この吐出ポート５１（吐出ポート５１Ａ、吐出ポート５１Ｂ）にはカバープレート１２に設けた吐出通路５２を介して、ポンプ１０の吐出口５３が連通せしめられている。ロータ２２の回転とともにポンプ室４０が圧縮される吐出領域から油が吐出される。
【００２５】
尚、ロータ２２の１回転中で、このロータ２２とともに回転するベーン２４が上述の吐出領域から吸込領域に向かう間の回転角度位置（ベーン２４の最大押込回転位置という）にあるとき、当該ベーン２４はカムリング３０のカム面３０Ａによりベーン溝２３内に最も深く押し込まれる。また、ベーン２４が上述の吸込領域から吐出領域に向かう間の回転角度位置（ベーン２４の最大押出回転位置という）にあるとき、当該ベーン２４はカムリング３０のカム面３０Ａによりベーン溝２３外に最も大きく押し出される。
【００２６】
ポンプユニット２０は、ハウジング１１の凹部１１Ａの最奥部に、インナサイドプレート３１により区画される高圧力室５４を設けてある。インナサイドプレート３１はカムリング３０に設けた吐出ポート５１を高圧力室５４に連通する高圧油供給ポート５５を有し、ロータ２２の回転により吐出ポート５１から吐出される油が高圧力室５４に供給される。
【００２７】
インナサイドプレート３１は、図４、図５に示す如く、高圧力室５４の高圧吐出油をロータ２２の周方向で一部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに導く円弧状の高圧油導入ポート５６Ａを、該インナサイドプレート３１の同一直径上で中心孔３１Ａまわりにて相対する２位置に設けている。また、アウタサイドプレート３２は、ロータ２２の他側面に接する面に、ロータ２２の全部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに連通するとともに、インナサイドプレート３１の上述の高圧油導入ポート５６Ａを介して高圧力室５４に連通する環状の背圧溝５７が設けられている。尚、インナサイドプレート３１は、ロータ２２の一側面に接する面上で相隣る２個の高圧油導入ポート５６Ａ、５６Ａに挟まれる２位置に、ロータ２２の周方向で一部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに連通する円弧状の連通溝５６Ｂを設けている。
【００２８】
ここで、インナサイドプレート３１の高圧油導入ポート５６Ａ、連通溝５６Ｂ及びアウタサイドプレート３２の背圧溝５７は、ロータ２２が回転進み方向Ｎのいかなる回転位置Ｎi（ｉ＝1, 2, 3・・・）にあっても、ベーン溝２３内でベーン２４の基端Ｅi（ｉ＝1, 2, 3・・・）が区画する該ベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに連通するように設定される。尚、図５において、Ｎ1はベーン２４の最大押込回転位置、Ｎ3はベーン２４の最大押出回転位置に相当する。
【００２９】
これにより、ロータ２２の回転により吐出ポート５１から吐出されて高圧力室５４に供給された高圧吐出油が、インナサイドプレート３１の高圧油導入ポート５６Ａ、更には該高圧油導入ポート５６Ａが連通しているロータ２２の一部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａを介して、アウタサイドプレート３２の環状の背圧溝５７に供給される。そして、アウタサイドプレート３２の環状の背圧溝５７に供給された高圧吐出油は、該背圧溝５７が連通しているロータ２２の全部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに同時に導入され、このベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに導入された高圧吐出油の圧力によりベーン２４の先端をカムリング３０の内周のカム面３０Ａに押し当てて当接させる。尚、インナサイドプレート３１の高圧油導入ポート５６Ａに連通していないロータ２２のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに導入された高圧吐出油は、インナサイドプレート３１の連通溝５６Ｂに押込み充填されるものになる。
【００３０】
従って、ベーンポンプ１０にあっては、内燃機関によって回転軸２１を回転し、ロータ２２のベーン２４の先端がカムリング３０の内周のカム面３０Ａに押当て回転されると、ロータ２２の回転進み方向上流側の吸込領域で、ロータ２２の回転とともに拡張されるポンプ室４０に吸込ポート４１からの油が吸込まれる。同時に、ロータ２２の回転進み方向下流側の吐出領域では、ロータ２２の回転に伴って圧縮されるポンプ室４０からの油が吐出ポート５１に吐出される。
【００３１】
本実施例では、ロータ２２の中心Ｋ（カムリング３０及びアウタサイドプレート３２の中心Ｌ）を通る直径方向で対向する２位置のそれぞれに吐出ポート５１を設け、２個の吐出ポート５１の一方をメイン吐出ポート５１Ｍとし、他方をサブ吐出ポート５１Ｓとする。２個の吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓは上記中心Ｋ、Ｌに関し、点対称配置されるものになる。
【００３２】
メイン吐出ポート５１Ｍは常に吐出油を流体機器に供給するべく吐出通路５２、吐出口５３に接続される。サブ吐出ポート５１Ｓは不図示の連通路により吐出通路５２、吐出口５３に連通されるが、同連通路に流路切換弁を設け、該流路切換弁から分岐するタンク側通路（又はサブ吐出ポート５１Ｓに対応する吸込ポート４１Ｓ）にも切換え連通する。
【００３３】
内燃機関及びロータ２２の低回転域では、メイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓの双方から十分な流量の圧力油を流体機器に供給する。そして、高回転域では、メイン吐出ポート５１Ｍのみが圧力油を流体機器に供給し、サブ吐出ポート５１Ｓの吐出油は余剰油としてタンク側（又は吸込ポート４１Ｓ）へ還流し、消費馬力の低減を図るものである。
【００３４】
また、ベーンポンプ１０にあっては、メイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓに、ロータ２２の回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に漸次狭幅となるように延在される、Ｖ字状ひげ溝Ｖ1、Ｖ2を有している。これにより、ポンプユニット２０において、各ポンプ室４０と各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓとの連通開始点がひげ溝Ｖ1、Ｖ2の存在によって早くなり、ベーン２４の回転速度に対して該ポンプ室４０と該吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓとの連通時間が長くなる。従って、該吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓ内の作動油圧のポンプ室４０への移動時間が長くなるので、ポンプ室４０内での作動流体の油圧変化が小さくなる。この結果、ポンプ室４０内のサージ圧を緩和し、異音の発生を低減できるものになる。
【００３５】
更に、ベーンポンプ１０にあっては、メイン吐出ポート５１Ｍが常に吐出油を流体機器に供給するべく吐出通路５２、吐出口５３に接続され、このメイン吐出ポート５１Ｍは吐出圧力が高い高吐出圧力側の吐出ポート５１とされる。他方、サブ吐出ポート５１Ｓは、流路切換弁によりタンク側（又は吸込ポート４１Ｓ）に接続されるとき、吐出圧力が低い低吐出圧力側の吐出ポート５１になる。ベーンポンプ１０では、このように各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓの吐出圧力が互いに相違することがあることに鑑み、高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍに設けられるひげ溝Ｖ1の延在長Ａを、低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓに設けられるひげ溝Ｖ2の延在長Ｂより長く設定してある。
【００３６】
そして、ベーンポンプ１０では、ロータ２２の中心Ｋを挟む両側に位置して相対する２つのベーン２４、２４が該ロータ２２の直径上に設けられ、該ロータ２２の中心Ｋが図６（Ａ）から図６（Ｂ）の如くに回転軸２１とのセレーション結合のガタ分だけ低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓ寄りに変位したとき、一方のベーン２４が高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍのひげ溝Ｖ1の先端に至るタイミングと、他方のベーン２４が低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓのひげ溝Ｖ2の先端に至るタイミングとが同時になるように設定される。
【００３７】
メイン吐出ポート５１Ｍのひげ溝Ｖ1の延在長Ａとサブ吐出ポート５１Ｓのひげ溝Ｖ2の延在長Ｂは、回転軸２１とロータ２２のセレーション結合のガタ量と、メイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓの吐出圧力の圧力差に応じて設定される。
【００３８】
従って、ベーンポンプ１０がメイン吐出ポート５１Ｍのみから圧力油を流体機器に吐出し、メイン吐出ポート５１Ｍを高吐出圧力側の吐出ポート５１とし、サブ吐出ポート５１Ｓを低吐出圧力側の吐出ポート５１とするとき、ベーンポンプ１０は以下の如くに動作する。
【００３９】
即ち、ベーンポンプ１０の各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍに設けられるひげ溝Ｖ1の延在長Ａが、低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓに設けられるひげ溝Ｖ2の延在長Ｂより長く設定される。この結果、ロータ２２の中心Ｋを通って高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍと低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓとを結ぶロータ２２の直径上で、高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍ内の作動油圧がポンプ室４０を介してロータ２２に加える圧力Ｆaと、低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓ内の作動油圧がポンプ室４０を介してロータ２２に加える圧力ＦbはＦa＞Ｆbになる。このＦa／Ｆbの圧力差は、ロータ２２の中心Ｋを図６（Ａ）から図６（Ｂ）の如くに、ロータ２２が回転軸２１に結合しているセレーションのガタ分だけカムリング３０の中心Ｌから変位させ、ロータ２２を図６（Ｂ）のオフセット位置に維持し続ける。そして、このようにロータ２２の中心Ｋがカムリング３０の中心Ｌからオフセットしても、高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍのひげ溝Ｖ1の延在長Ａが低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓのひげ溝Ｖ2の延在長Ｂより長い（Ａ＞Ｂ）から、ロータ２２の中心Ｋを挟んで相対する２つのベーン２４、２４において、一方のベーン２４が高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍのひげ溝Ｖ1の先端に至るタイミングと、他方のベーン２４が低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓのひげ溝Ｖ2の先端に至るタイミングとが同じになる。従って、それらの各ベーン２４、２４により区画される各ポンプ室４０が高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍと低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓのそれぞれに連通するタイミングが互いに同時になり、各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓ内の油圧の脈動の位相を互いに同期化するものになり、異音の発生を抑えることができる。
【００４０】
尚、ベーンポンプ１０がメイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓの双方から圧力油を流体機器に吐出するときには、メイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓの両者が同圧の高吐出圧力側の吐出ポート５１になり、ベーンポンプ１０は以下の如くに動作する。
【００４１】
即ち、ロータ２２の中心Ｋを挟む両側に位置して相対する２つのベーン２４、２４のうち、一方のベーン２４がメイン吐出ポート５１Ｍの長いひげ溝Ｖ1の先端に至っても、他方のベーン２４がサブ吐出ポート５１Ｓの短いひげ溝Ｖ2の先端には未だ至っていないとき、メイン吐出ポート５１Ｍ内の作動油圧が一方のベーン２４により区画されるポンプ室４０の全域を介してロータ２２に加わる。このメイン吐出ポート５１Ｍ内の作動油圧の圧力により、ロータ２２の中心Ｋはロータ２２が回転軸２１に結合しているセレーションのガタ分だけ図６（Ａ）から図６（Ｂ）の如くにカムリング３０の中心Ｌから変位し、ロータ２２を図６（Ｂ）のオフセット位置に位置付ける。ロータ２２の中心Ｋのこのオフセットにより、他方のベーン２４も直ちにサブ吐出ポート５１Ｓの短いひげ溝Ｖ2の先端に至るものになり、サブ吐出ポート５１Ｓ内の作動油圧も他方のベーン２４により区画されるポンプ室４０の全域を介してロータ２２に加わる。従って、それらの各ベーン２４、２４により区画される各ポンプ室４０がメイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓのそれぞれに連通するタイミングが互いに同時になり、各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓ内の油圧の脈動の位相を互いに同期化するものになり、異音の発生を抑えることができる。
【００４２】
各ベーン２４、２４が各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓのひげ溝Ｖ1、Ｖ2の先端を通過した後、各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓ内を回転しているときにも、各ベーン２４により区画される各ポンプ室４０を介してロータ２２に作用する両吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓの吐出圧力は同圧であり、ロータ２２の中心Ｋを図６（Ｂ）のオフセット位置からカムリング３０の中心Ｌ寄りに押し戻すことがなく、ロータ２２を図６（Ｂ）のオフセット位置に維持し続ける。
【００４３】
尚、本発明は、複数の吐出ポートが上述の実施例の如くの高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍと低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓからなるベーンポンプに限らず、各吐出ポートの吐出経路の流路抵抗の差等により一方が高吐出圧力側の吐出ポートになり、他方が低吐出圧力側の吐出ポートになる如くのベーンポンプにも適用できる。
【００４４】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ハウジングの内部に枢支した回転軸に結合されて回転するロータと、ハウジングの内部でロータを囲むように配設されるカムリングと、ロータの放射方向に複数設けたベーン溝に摺動自在に配設された複数のベーンと、ロータの周囲で相隣るベーンにより区画される複数のポンプ室と、圧縮行程を行なうポンプ室に対応し、ロータの直径方向で対向して設けられる複数の吐出ポートと、各吐出ポートのロータ回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に延在されるひげ溝とを有してなるベーンポンプにおいて、各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長が、低吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長より長く設定されてなるものにした。これにより、相隣るベーンにより区画されるポンプ室内のサージ圧を緩和するためのひげ溝を備えている複数の吐出ポートを有するベーンポンプにおいて、各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、各吐出ポート内の油圧の脈動の位相を互いに同期化し、異音の発生を抑えることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０ ベーンポンプ
１１ ハウジング
２１ 回転軸
２２ ロータ
２３ ベーン溝
２４ ベーン
３０ カムリング
４０ ポンプ室
５１ 吐出ポート
５１Ｍ メイン吐出ポート
５１Ｓ サブ吐出ポート
Ｖ1、Ｖ2 ひげ溝
Ａ、Ｂ 延在長
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベーンポンプとして、特許文献１に記載の如く、ハウジングの内部に枢支した回転軸に結合されて回転するロータと、ハウジングの内部でロータを囲むように配設されるカムリングと、ロータの放射方向に複数設けたベーン溝に摺動自在に配設された複数のベーンと、ロータの周囲で相隣るベーンにより区画される複数のポンプ室と、圧縮行程を行なうポンプ室に対応し、ロータの直径方向で対向して設けられる複数の吐出ポートと、各吐出ポートのロータ回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に延在されるひげ溝とを有してなるものがある。このベーンポンプでは、ひげ溝によって各ポンプ室と各吐出ポートとの連通開始点が早くなり、ベーンの回転速度に対して該ポンプ室と該吐出ポートとの連通時間が長くなる。従って、該吐出ポート内の作動油圧のポンプ室への移動時間が長くなるので、ポンプ室内での作動流体の油圧変化が小さくなる。この結果、ポンプ室内のサージ圧を緩和し、異音の発生を低減できる。
【０００３】
また、ベーンポンプとして、特許文献２に記載の如く、複数の吐出ポートが常に吐出を行なうメイン吐出ポートと、その他のサブ吐出ポートとに分けてなるものがある。例えば、車両のパワーステアリング装置に用いられるベーンポンプは、低回転域ではステアリングの流体機器に十分な流量を供給し、高回転域では無駄な消費馬力を低減するために不必要に大きな流量を抑えることが望まれる。そこで、低回転域では、メイン吐出ポートとサブ吐出ポートの双方から十分な流量の圧力流体を流体機器に供給する。そして、高回転域では、メイン吐出ポートのみから圧力流体を流体機器に供給し、サブ吐出ポートの吐出油は余剰油としてタンク側（又は同じサブ吐出ポートに対応する吸入ポート）へ還流し、消費馬力の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】WO2005/005837
【特許文献２】特許3573242
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図７、図８は前述した従来のベーンポンプを示すものであり、１はロータ、１Ａはベーン溝、１Ｂはベーン、１Ｃは相隣るベーン１Ｂ、１Ｂが区画するポンプ室、２は回転軸、３はカムリング、４Ｍはメイン吐出ポート、Ｖ1はひげ溝、４Ｓはサブ吐出ポート、Ｖ2はひげ溝、５、６は吸入ポートである。メイン吐出ポート４Ｍのひげ溝Ｖ1の延在長Ａとサブ吐出ポート４Ｓのひげ溝Ｖ2の延在長Ｂは同一長に設定されている。
【０００６】
前述した従来のベーンポンプにおいて、メイン吐出ポート４Ｍのみから圧力流体を流体機器に供給する場合には、流体機器への供給流路につながるメイン吐出ポート４Ｍの作動油圧は高く、タンク側（又は吸入ポート）につながるサブ吐出ポート４Ｓ内の作動油圧は低くなる。この結果、図７に示す如く、ロータ１の中心を通ってメイン吐出ポート４Ｍとサブ吐出ポート４Ｓとを結ぶ該ロータ１の直径上で、メイン吐出ポート４Ｍ内の作動油圧がポンプ室１Ｃを介してロータ１に加える圧力Ｆaと、サブ吐出ポート４Ｓ内の作動油圧がポンプ室１Ｃを介してロータ１に加える圧力ＦbはＦa＞Ｆbになる。このＦa／Ｆbの圧力差は、ロータ１の中心Ｋを図８（Ａ）から図８（Ｂ）の如くにロータ１が回転軸２に結合しているセレーションのガタ分だけカムリング３の中心Ｌからサブ吐出ポート４Ｓ寄りに変位させる。これにより、ロータ１の中心Ｋがカムリング３の中心Ｌからオフセットし、ロータ１の中心Ｋを挟んで相対する２つのベーン１Ｂ、１Ｂにおいて、一方のベーン１Ｂがメイン吐出ポート４Ｍのひげ溝Ｖ1に至るタイミングよりも、他方のベーン１Ｂがサブ吐出ポート４Ｓのひげ溝Ｖ2に至るタイミングの方が早くなる。従って、それらの各ベーン１Ｂにより区画される各ポンプ室１Ｃがメイン吐出ポート４Ｍとサブ吐出ポート４Ｓのそれぞれに連通するタイミングが互いにずれ、ひいては各吐出ポート４Ｍ、４Ｓ内の油圧の脈動の位相が互いにずれ、異音の発生を引き起こすものになる。
【０００７】
本発明の課題は、相隣るベーンにより区画されるポンプ室内のサージ圧を緩和するためのひげ溝を備えている複数の吐出ポートを有するベーンポンプにおいて、各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、各吐出ポート内の油圧の脈動の位相を互いに同期化し、異音の発生を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ハウジングの内部に枢支した回転軸に結合されて回転するロータと、ハウジングの内部でロータを囲むように配設されるカムリングと、ロータの放射方向に複数設けたベーン溝に摺動自在に配設された複数のベーンと、ロータの周囲で相隣るベーンにより区画される複数のポンプ室と、圧縮行程を行なうポンプ室に対応し、ロータの直径方向で対向して設けられる複数の吐出ポートと、各吐出ポートのロータ回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に延在されるひげ溝とを有してなるベーンポンプにおいて、各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長が、低吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長より長く設定されてなるようにしたものである。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記ロータの中心を挟む両側に位置して相対する２つのベーンが該ロータの直径上に設けられ、該ロータの中心が回転軸とのガタ分だけ低吐出圧力側の吐出ポート寄りに変位したとき、一方のベーンが高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングと、他方のベーンが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングとが同時に設定されてなるようにしたものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において更に、前記複数の吐出ポートが常に吐出油の供給を行なうメイン吐出ポートと、その他のサブ吐出ポートとからなるとき、メイン吐出ポートが高吐出圧力側の吐出ポートであり、サブ吐出ポートが低吐出圧力側の吐出ポートであるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１）
(a)ベーンポンプの各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長が、低吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長より長く設定される。この結果、ロータの中心Ｋを通って高吐出圧力側の吐出ポートと低吐出圧力側の吐出ポートとを結ぶロータの直径上で、高吐出圧力側の吐出ポート内の作動油圧がポンプ室を介してロータに加える圧力Ｆaと、低吐出圧力側の吐出ポート内の作動油圧がポンプ室を介してロータに加える圧力ＦbはＦa＞Ｆbになる。このＦa／Ｆbの圧力差は、ロータの中心Ｋを図６（Ａ）から図６（Ｂ）の如くに、ロータが回転軸に結合しているセレーションのガタ分だけカムリングの中心Ｌから変位させ、ロータを図６（Ｂ）のオフセット位置に維持し続ける。そして、このようにロータの中心Ｋがカムリングの中心Ｌからオフセットしても、高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の延在長Ａが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の延在長Ｂより長い（Ａ＞Ｂ）から、ロータの中心Ｋを挟んで相対する２つのベーンにおいて、一方のベーンが高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングと、他方のベーンが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングとが同じになる。従って、それらの各ベーンにより区画される各ポンプ室が高吐出圧力側の吐出ポートと低吐出圧力側の吐出ポートのそれぞれに連通するタイミングが互いに同時になり、各吐出ポート内の油圧の脈動の位相を互いに同期化するものになり、異音の発生を抑えることができる。
【００１２】
（請求項２）
(b)前述(a)のベーンポンプにおいて、前記ロータの中心を挟む両側に位置して相対する２つのベーンが該ロータの直径上に設けられ、該ロータの中心が回転軸とのガタ分だけ低吐出圧力側の吐出ポート寄りに変位したとき、一方のベーンが高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングと、他方のベーンが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングとが同時に設定される。
【００１３】
（請求項３）
(c)前述(a)、(b)のベーンポンプにおいて、前記複数の吐出ポートが常に吐出油の供給を行なうメイン吐出ポートと、その他のサブ吐出ポートとからなるとき、メイン吐出ポートが高吐出圧力側の吐出ポートであり、サブ吐出ポートが低吐出圧力側の吐出ポートであるものとすることにより、上述(a)、(b)を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１はベーンポンプを示す側断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図３は図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図４は図３のIV−IV線に沿う矢視図である。
【図５】図５は図３のV−V線に沿う矢視図である。
【図６】図６は本発明例においてロータが高吐出圧力側の吐出ポートの油圧により変位する前後の状態を示す模式図である。
【図７】図７は高吐出圧力側の吐出ポートの油圧によりロータが変位する原理を示す模式図である。
【図８】図８は従来例においてロータが高吐出圧力側の吐出ポートの油圧により変位する前後の状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図５に示したベーンポンプ１０は、固定容量型ベーンポンプである。ベーンポンプ１０は、例えば内燃機関の動力により駆動され、流体としての作動油を、流体機器、例えば車両用の油圧式パワーステアリングや油圧式無段変速機の流体機器に供給するためのオイルポンプとして起用される。
【００１６】
ベーンポンプ１０は、ポンプユニット２０を収容する凹部（収容室）１１Ａを備えたハウジング１１と、ハウジング１１の凹部１１Ａの開口部を覆うカバープレート１２と、ハウジング１１とカバープレート１２の間に挟み込まれるシールプレート１３とを有する。ハウジング１１とカバープレート１２とシールプレート１３は複数のボルト１４により締結されて固定される。シールプレート１３はハウジング１１とカバープレート１２に形成された複数の通路用溝、又は肉抜用溝を覆ってシールする。
【００１７】
ベーンポンプ１０は、ハウジング１１とカバープレート１２に設けた軸受１５、１６にポンプユニット２０の回転軸２１を枢支し、この回転軸２１にセレーションを介して固定的に結合されるロータ２２をハウジング１１の凹部１１Ａに配設している。回転軸２１及びロータ２２は、内燃機関の動力により回転される。
【００１８】
ロータ２２は、図５に示す如く、周方向に沿う多数位置のそれぞれにおいて、放射方向（径方向）に複数設けたベーン溝２３に複数のベーン２４を出没自在に収容し、各ベーン２４をベーン溝２３に沿う半径方向に摺動自在に配設している。ロータ２２は外周面及び両側面にベーン溝２３を開口している。
【００１９】
ポンプユニット２０は、ハウジング１１の凹部１１Ａに、該凹部１１Ａの奥側から順にインナサイドプレート３１、カムリング３０、アウタサイドプレート３２が積層されるように嵌着する。これらのインナサイドプレート３１、カムリング３０、アウタサイドプレート３２は、該アウタサイドプレート３２に添設されるシールプレート１３とともに、位置決めピン３３Ａ、３３Ｂにより串差しされて周方向に位置決めされた状態で、カバープレート１２により側方から固定保持される。尚、サイドプレート３１、３２は、孔空き円板状をなし、ロータ２２の回転軸２１が挿通される中心孔３１Ａ、３２Ａを有する。
【００２０】
カムリング３０は、円形の外周面と、楕円に近似するカム曲線によりカム面３０Ａを形成する内周面とを有する筒状をなし、ハウジング１１の凹部１１Ａに嵌着され、ロータ２２を囲む。
【００２１】
インナサイドプレート３１とアウタサイドプレート３２は、ロータ２２及びベーン２４並びにカムリング３０を両側から挟む一対のプレートを構成する。従って、カムリング３０は、両サイドプレート３１、３２の間で、ロータ２２及びベーン２４を囲み、ロータ２２の外周面と相隣るベーン２４の間にポンプ室４０を形成する。
【００２２】
ポンプユニット２０において、ロータ２２の回転進み方向上流側で、吸込行程を行なうポンプ室４０に対応する吸込領域では、カムリング３０及びインナサイドプレート３１に設けた吸込ポート４１（吸込ポート４１Ａ、吸込ポート４１Ｂ）が開口し、この吸込ポート４１にはハウジング１１に設けた吸込通路４２を介して、ポンプ１０の吸込口４３が連通せしめられている。ロータ２２の回転とともにポンプ室４０が拡張される吸込領域に油が吸込まれる。
【００２３】
本実施例では、ロータ２２の中心Ｋ（カムリング３０及びインナサイドプレート３１の中心Ｌ）を通る直径方向で対向する２位置のそれぞれに吸込ポート４１を設け、２個の吸込ポート４１の一方を吸込ポート４１Ｍとし、他方を吸込ポート４１Ｓとする。２個の吸込ポート４１Ｍ、４１Ｓは上記中心Ｋ、Ｌに関し、点対称配置されるものになる。
【００２４】
他方、ロータ２２の回転進み方向下流側で、圧縮行程を行なうポンプ室４０に対応する吐出領域には、カムリング３０及びアウタサイドプレート３２に設けた吐出ポート５１が開口し、この吐出ポート５１（吐出ポート５１Ａ、吐出ポート５１Ｂ）にはカバープレート１２に設けた吐出通路５２を介して、ポンプ１０の吐出口５３が連通せしめられている。ロータ２２の回転とともにポンプ室４０が圧縮される吐出領域から油が吐出される。
【００２５】
尚、ロータ２２の１回転中で、このロータ２２とともに回転するベーン２４が上述の吐出領域から吸込領域に向かう間の回転角度位置（ベーン２４の最大押込回転位置という）にあるとき、当該ベーン２４はカムリング３０のカム面３０Ａによりベーン溝２３内に最も深く押し込まれる。また、ベーン２４が上述の吸込領域から吐出領域に向かう間の回転角度位置（ベーン２４の最大押出回転位置という）にあるとき、当該ベーン２４はカムリング３０のカム面３０Ａによりベーン溝２３外に最も大きく押し出される。
【００２６】
ポンプユニット２０は、ハウジング１１の凹部１１Ａの最奥部に、インナサイドプレート３１により区画される高圧力室５４を設けてある。インナサイドプレート３１はカムリング３０に設けた吐出ポート５１を高圧力室５４に連通する高圧油供給ポート５５を有し、ロータ２２の回転により吐出ポート５１から吐出される油が高圧力室５４に供給される。
【００２７】
インナサイドプレート３１は、図４、図５に示す如く、高圧力室５４の高圧吐出油をロータ２２の周方向で一部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに導く円弧状の高圧油導入ポート５６Ａを、該インナサイドプレート３１の同一直径上で中心孔３１Ａまわりにて相対する２位置に設けている。また、アウタサイドプレート３２は、ロータ２２の他側面に接する面に、ロータ２２の全部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに連通するとともに、インナサイドプレート３１の上述の高圧油導入ポート５６Ａを介して高圧力室５４に連通する環状の背圧溝５７が設けられている。尚、インナサイドプレート３１は、ロータ２２の一側面に接する面上で相隣る２個の高圧油導入ポート５６Ａ、５６Ａに挟まれる２位置に、ロータ２２の周方向で一部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに連通する円弧状の連通溝５６Ｂを設けている。
【００２８】
ここで、インナサイドプレート３１の高圧油導入ポート５６Ａ、連通溝５６Ｂ及びアウタサイドプレート３２の背圧溝５７は、ロータ２２が回転進み方向Ｎのいかなる回転位置Ｎi（ｉ＝1, 2, 3・・・）にあっても、ベーン溝２３内でベーン２４の基端Ｅi（ｉ＝1, 2, 3・・・）が区画する該ベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに連通するように設定される。尚、図５において、Ｎ1はベーン２４の最大押込回転位置、Ｎ3はベーン２４の最大押出回転位置に相当する。
【００２９】
これにより、ロータ２２の回転により吐出ポート５１から吐出されて高圧力室５４に供給された高圧吐出油が、インナサイドプレート３１の高圧油導入ポート５６Ａ、更には該高圧油導入ポート５６Ａが連通しているロータ２２の一部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａを介して、アウタサイドプレート３２の環状の背圧溝５７に供給される。そして、アウタサイドプレート３２の環状の背圧溝５７に供給された高圧吐出油は、該背圧溝５７が連通しているロータ２２の全部のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに同時に導入され、このベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに導入された高圧吐出油の圧力によりベーン２４の先端をカムリング３０の内周のカム面３０Ａに押し当てて当接させる。尚、インナサイドプレート３１の高圧油導入ポート５６Ａに連通していないロータ２２のベーン溝２３の底部寄り空間２３Ａに導入された高圧吐出油は、インナサイドプレート３１の連通溝５６Ｂに押込み充填されるものになる。
【００３０】
従って、ベーンポンプ１０にあっては、内燃機関によって回転軸２１を回転し、ロータ２２のベーン２４の先端がカムリング３０の内周のカム面３０Ａに押当て回転されると、ロータ２２の回転進み方向上流側の吸込領域で、ロータ２２の回転とともに拡張されるポンプ室４０に吸込ポート４１からの油が吸込まれる。同時に、ロータ２２の回転進み方向下流側の吐出領域では、ロータ２２の回転に伴って圧縮されるポンプ室４０からの油が吐出ポート５１に吐出される。
【００３１】
本実施例では、ロータ２２の中心Ｋ（カムリング３０及びアウタサイドプレート３２の中心Ｌ）を通る直径方向で対向する２位置のそれぞれに吐出ポート５１を設け、２個の吐出ポート５１の一方をメイン吐出ポート５１Ｍとし、他方をサブ吐出ポート５１Ｓとする。２個の吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓは上記中心Ｋ、Ｌに関し、点対称配置されるものになる。
【００３２】
メイン吐出ポート５１Ｍは常に吐出油を流体機器に供給するべく吐出通路５２、吐出口５３に接続される。サブ吐出ポート５１Ｓは不図示の連通路により吐出通路５２、吐出口５３に連通されるが、同連通路に流路切換弁を設け、該流路切換弁から分岐するタンク側通路（又はサブ吐出ポート５１Ｓに対応する吸込ポート４１Ｓ）にも切換え連通する。
【００３３】
内燃機関及びロータ２２の低回転域では、メイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓの双方から十分な流量の圧力油を流体機器に供給する。そして、高回転域では、メイン吐出ポート５１Ｍのみが圧力油を流体機器に供給し、サブ吐出ポート５１Ｓの吐出油は余剰油としてタンク側（又は吸込ポート４１Ｓ）へ還流し、消費馬力の低減を図るものである。
【００３４】
また、ベーンポンプ１０にあっては、メイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓに、ロータ２２の回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に漸次狭幅となるように延在される、Ｖ字状ひげ溝Ｖ1、Ｖ2を有している。これにより、ポンプユニット２０において、各ポンプ室４０と各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓとの連通開始点がひげ溝Ｖ1、Ｖ2の存在によって早くなり、ベーン２４の回転速度に対して該ポンプ室４０と該吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓとの連通時間が長くなる。従って、該吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓ内の作動油圧のポンプ室４０への移動時間が長くなるので、ポンプ室４０内での作動流体の油圧変化が小さくなる。この結果、ポンプ室４０内のサージ圧を緩和し、異音の発生を低減できるものになる。
【００３５】
更に、ベーンポンプ１０にあっては、メイン吐出ポート５１Ｍが常に吐出油を流体機器に供給するべく吐出通路５２、吐出口５３に接続され、このメイン吐出ポート５１Ｍは吐出圧力が高い高吐出圧力側の吐出ポート５１とされる。他方、サブ吐出ポート５１Ｓは、流路切換弁によりタンク側（又は吸込ポート４１Ｓ）に接続されるとき、吐出圧力が低い低吐出圧力側の吐出ポート５１になる。ベーンポンプ１０では、このように各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓの吐出圧力が互いに相違することがあることに鑑み、高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍに設けられるひげ溝Ｖ1の延在長Ａを、低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓに設けられるひげ溝Ｖ2の延在長Ｂより長く設定してある。
【００３６】
そして、ベーンポンプ１０では、ロータ２２の中心Ｋを挟む両側に位置して相対する２つのベーン２４、２４が該ロータ２２の直径上に設けられ、該ロータ２２の中心Ｋが図６（Ａ）から図６（Ｂ）の如くに回転軸２１とのセレーション結合のガタ分だけ低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓ寄りに変位したとき、一方のベーン２４が高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍのひげ溝Ｖ1の先端に至るタイミングと、他方のベーン２４が低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓのひげ溝Ｖ2の先端に至るタイミングとが同時になるように設定される。
【００３７】
メイン吐出ポート５１Ｍのひげ溝Ｖ1の延在長Ａとサブ吐出ポート５１Ｓのひげ溝Ｖ2の延在長Ｂは、回転軸２１とロータ２２のセレーション結合のガタ量と、メイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓの吐出圧力の圧力差に応じて設定される。
【００３８】
従って、ベーンポンプ１０がメイン吐出ポート５１Ｍのみから圧力油を流体機器に吐出し、メイン吐出ポート５１Ｍを高吐出圧力側の吐出ポート５１とし、サブ吐出ポート５１Ｓを低吐出圧力側の吐出ポート５１とするとき、ベーンポンプ１０は以下の如くに動作する。
【００３９】
即ち、ベーンポンプ１０の各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍに設けられるひげ溝Ｖ1の延在長Ａが、低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓに設けられるひげ溝Ｖ2の延在長Ｂより長く設定される。この結果、ロータ２２の中心Ｋを通って高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍと低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓとを結ぶロータ２２の直径上で、高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍ内の作動油圧がポンプ室４０を介してロータ２２に加える圧力Ｆaと、低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓ内の作動油圧がポンプ室４０を介してロータ２２に加える圧力ＦbはＦa＞Ｆbになる。このＦa／Ｆbの圧力差は、ロータ２２の中心Ｋを図６（Ａ）から図６（Ｂ）の如くに、ロータ２２が回転軸２１に結合しているセレーションのガタ分だけカムリング３０の中心Ｌから変位させ、ロータ２２を図６（Ｂ）のオフセット位置に維持し続ける。そして、このようにロータ２２の中心Ｋがカムリング３０の中心Ｌからオフセットしても、高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍのひげ溝Ｖ1の延在長Ａが低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓのひげ溝Ｖ2の延在長Ｂより長い（Ａ＞Ｂ）から、ロータ２２の中心Ｋを挟んで相対する２つのベーン２４、２４において、一方のベーン２４が高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍのひげ溝Ｖ1の先端に至るタイミングと、他方のベーン２４が低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓのひげ溝Ｖ2の先端に至るタイミングとが同じになる。従って、それらの各ベーン２４、２４により区画される各ポンプ室４０が高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍと低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓのそれぞれに連通するタイミングが互いに同時になり、各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓ内の油圧の脈動の位相を互いに同期化するものになり、異音の発生を抑えることができる。
【００４０】
尚、ベーンポンプ１０がメイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓの双方から圧力油を流体機器に吐出するときには、メイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓの両者が同圧の高吐出圧力側の吐出ポート５１になり、ベーンポンプ１０は以下の如くに動作する。
【００４１】
即ち、ロータ２２の中心Ｋを挟む両側に位置して相対する２つのベーン２４、２４のうち、一方のベーン２４がメイン吐出ポート５１Ｍの長いひげ溝Ｖ1の先端に至っても、他方のベーン２４がサブ吐出ポート５１Ｓの短いひげ溝Ｖ2の先端には未だ至っていないとき、メイン吐出ポート５１Ｍ内の作動油圧が一方のベーン２４により区画されるポンプ室４０の全域を介してロータ２２に加わる。このメイン吐出ポート５１Ｍ内の作動油圧の圧力により、ロータ２２の中心Ｋはロータ２２が回転軸２１に結合しているセレーションのガタ分だけ図６（Ａ）から図６（Ｂ）の如くにカムリング３０の中心Ｌから変位し、ロータ２２を図６（Ｂ）のオフセット位置に位置付ける。ロータ２２の中心Ｋのこのオフセットにより、他方のベーン２４も直ちにサブ吐出ポート５１Ｓの短いひげ溝Ｖ2の先端に至るものになり、サブ吐出ポート５１Ｓ内の作動油圧も他方のベーン２４により区画されるポンプ室４０の全域を介してロータ２２に加わる。従って、それらの各ベーン２４、２４により区画される各ポンプ室４０がメイン吐出ポート５１Ｍとサブ吐出ポート５１Ｓのそれぞれに連通するタイミングが互いに同時になり、各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓ内の油圧の脈動の位相を互いに同期化するものになり、異音の発生を抑えることができる。
【００４２】
各ベーン２４、２４が各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓのひげ溝Ｖ1、Ｖ2の先端を通過した後、各吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓ内を回転しているときにも、各ベーン２４により区画される各ポンプ室４０を介してロータ２２に作用する両吐出ポート５１Ｍ、５１Ｓの吐出圧力は同圧であり、ロータ２２の中心Ｋを図６（Ｂ）のオフセット位置からカムリング３０の中心Ｌ寄りに押し戻すことがなく、ロータ２２を図６（Ｂ）のオフセット位置に維持し続ける。
【００４３】
尚、本発明は、複数の吐出ポートが上述の実施例の如くの高吐出圧力側のメイン吐出ポート５１Ｍと低吐出圧力側のサブ吐出ポート５１Ｓからなるベーンポンプに限らず、各吐出ポートの吐出経路の流路抵抗の差等により一方が高吐出圧力側の吐出ポートになり、他方が低吐出圧力側の吐出ポートになる如くのベーンポンプにも適用できる。
【００４４】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、ハウジングの内部に枢支した回転軸に結合されて回転するロータと、ハウジングの内部でロータを囲むように配設されるカムリングと、ロータの放射方向に複数設けたベーン溝に摺動自在に配設された複数のベーンと、ロータの周囲で相隣るベーンにより区画される複数のポンプ室と、圧縮行程を行なうポンプ室に対応し、ロータの直径方向で対向して設けられる複数の吐出ポートと、各吐出ポートのロータ回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に延在されるひげ溝とを有してなるベーンポンプにおいて、各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長が、低吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長より長く設定されてなるものにした。これにより、相隣るベーンにより区画されるポンプ室内のサージ圧を緩和するためのひげ溝を備えている複数の吐出ポートを有するベーンポンプにおいて、各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、各吐出ポート内の油圧の脈動の位相を互いに同期化し、異音の発生を抑えることができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０ ベーンポンプ
１１ ハウジング
２１ 回転軸
２２ ロータ
２３ ベーン溝
２４ ベーン
３０ カムリング
４０ ポンプ室
５１ 吐出ポート
５１Ｍ メイン吐出ポート
５１Ｓ サブ吐出ポート
Ｖ1、Ｖ2 ひげ溝
Ａ、Ｂ 延在長
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に枢支した回転軸に結合されて回転するロータと、
ハウジングの内部でロータを囲むように配設されるカムリングと、
ロータの放射方向に複数設けたベーン溝に摺動自在に配設された複数のベーンと、
ロータの周囲で相隣るベーンにより区画される複数のポンプ室と、
圧縮行程を行なうポンプ室に対応し、ロータの直径方向で対向して設けられる複数の吐出ポートと、
各吐出ポートのロータ回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に延在されるひげ溝とを有してなるベーンポンプにおいて、
各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長が、低吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長より長く設定されてなることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記ロータの中心を挟む両側に位置して相対する２つのベーンが該ロータの直径上に設けられ、該ロータの中心が回転軸とのガタ分だけ低吐出圧力側の吐出ポート寄りに変位したとき、一方のベーンが高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングと、他方のベーンが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングとが同時に設定されてなる請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項３】
前記複数の吐出ポートが常に吐出油の供給を行なうメイン吐出ポートと、その他のサブ吐出ポートとからなるとき、メイン吐出ポートが高吐出圧力側の吐出ポートであり、サブ吐出ポートが低吐出圧力側の吐出ポートである請求項１又は２に記載のベーンポンプ。
【請求項１】
ハウジングの内部に枢支した回転軸に結合されて回転するロータと、
ハウジングの内部でロータを囲むように配設されるカムリングと、
ロータの放射方向に複数設けたベーン溝に摺動自在に配設された複数のベーンと、
ロータの周囲で相隣るベーンにより区画される複数のポンプ室と、
圧縮行程を行なうポンプ室に対応し、ロータの直径方向で対向して設けられる複数の吐出ポートと、
各吐出ポートのロータ回転進み方向と逆方向の孔縁から該逆方向に延在されるひげ溝とを有してなるベーンポンプにおいて、
各吐出ポートの吐出圧力が互いに相違するとき、高吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長が、低吐出圧力側の吐出ポートに設けられるひげ溝の延在長より長く設定されてなることを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
前記ロータの中心を挟む両側に位置して相対する２つのベーンが該ロータの直径上に設けられ、該ロータの中心が回転軸とのガタ分だけ低吐出圧力側の吐出ポート寄りに変位したとき、一方のベーンが高吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングと、他方のベーンが低吐出圧力側の吐出ポートのひげ溝の先端に至るタイミングとが同時に設定されてなる請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項３】
前記複数の吐出ポートが常に吐出油の供給を行なうメイン吐出ポートと、その他のサブ吐出ポートとからなるとき、メイン吐出ポートが高吐出圧力側の吐出ポートであり、サブ吐出ポートが低吐出圧力側の吐出ポートである請求項１又は２に記載のベーンポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５００６７（Ｐ２０１３−５００６７Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８１８２（Ｐ２０１１−１８８１８２）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【Ｆターム（参考）】
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