(57)【要約】【課題】アンダーベーン圧力を付与してカムリングに対するベーンの保持力を増加させるベーンポンプを提供する。【解決手段】ベーンポンプ２０は、ロータ２２を駆動するシャフト１９を備える。ロータ２２は、ベーン２４をそれぞれ受ける複数のベーンスロット２６と、ロータ２２の半径方向外側にベーン２４を付勢するようにスロット２６内に加圧流体を送るアンダーベーン通路と、を備える。ベーン２４間にチャンバ３０が画定される。ロータ２２の半径方向外側に設けられたカムリング２８は、軸受により支持され、ベーン２４との摩擦によりロータ２２とともに回転する。軸受支持ハウジング３２は、複数のピボット軸受４０を囲む。入口は入口チャンバへと圧送される流体を供給し、出口はベーンポンプ２０によって圧送された流体を受ける。流体用の出口は、スロット内の流体の圧力を増加させるバルブを備えた通路を介して主要出口と連通する。【選択図】図１
2010156321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを駆動するシャフトであって、該ロータは、ベーンをそれぞれ受ける複数のベーン溝と、ロータの半径方向外側にベーンを付勢するように前記溝内に加圧流体を送るアンダーベーン通路と、を備えるシャフトと、
ロータの半径方向外側に設けられたカムリングであって、ロータが回転すると、ベーンとの摩擦によりロータとともに自由に回転するカムリングと、
入口チャンバへと圧送される流体を供給する入口と、
ベーンポンプによって圧送された流体を受ける主要出口と、
前記溝内の流体用のアンダーベーン出口と、
を備え、
前記アンダーベーン出口は、溝内の流体の圧力を増加させるバルブを備える通路を介して主要出口と連通することを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
ベーンポンプの押しのけ容積を変える回動ハウジング構造体を含むことを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項３】
前記バルブは、第１の通路と第２の通路とが交差する箇所に配設され、
前記溝から戻る流体は、ばねの付勢に対抗してバルブを開き、第１の通路から第２の通路へと流れることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項４】
ティルティングパッド軸受によりカムリングが支持されることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項５】
増加した圧力を有するためアンダーベーン出口に連通する前記溝は、前記複数のベーン溝の一部に限定されることを特徴とする請求項１に記載のベーンポンプ。
【請求項６】
増加した圧力を受けるベーンは、吐出アーチの始点に対応するベーンであることを特徴とする請求項５に記載のベーンポンプ。
【請求項７】
ロータを駆動するシャフトであって、該ロータは、ベーンをそれぞれ受ける複数のベーン溝と、ロータの半径方向外側にベーンを付勢するように前記溝内に加圧流体を送るアンダーベーン通路と、を備えるシャフトと、
ロータの半径方向外側に設けられたカムリングであって、ロータが回転すると、ベーンとの摩擦によりロータとともに自由に回転するカムリングと、
入口チャンバへと圧送される流体を供給する入口と、
ベーンポンプによって圧送された流体を受ける主要出口と、
前記溝内の流体用のアンダーベーン出口と、
を備えるベーンポンプであって、
前記アンダーベーン出口は、溝内の流体の圧力を増加させるバルブを備える通路を介して主要出口と連通し、
ベーンポンプは、ベーンポンプの押しのけ容積を変える回動ハウジング構造体を含み、
前記バルブは、第１の通路と第２の通路とが交差する箇所に配設され、
前記溝から戻る流体は、ばねの付勢に対抗してバルブを開き、第１の通路から第２の通路へと流れ、
増加した圧力を有するようにアンダーベーン出口に連通する溝は、前記複数のベーン溝の一部に限定され、
増加した圧力を受けるベーンは、吐出アーチの始端に対応するベーンであることを特徴とするベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンポンプに関し、特に、カムリングがベーンとともに回転し、カムリングに対するベーンの保持力を増加させるように、アンダーベーン圧力（ｕｎｄｅｒ  ｖａｎｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を構造体に付与するベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のベーンポンプは、通常、回転駆動するロータを備える。ロータは、複数のベーンを含み、該ベーンは、ベーンの下方に位置するアンダーベーンスロットから外側に向けてカムリングの内周に対して付勢される。ロータが回転すると、ベーン間のチャンバ内の流体が入口から出口へと流れる。
【０００３】
ある種のベーンポンプは、回転するカムリング（以下、回転カムリングという）を有する。カムリングは、通常、ベーンとカムリングとの間の摩擦接触によってベーンとともに回転する。しかし、この種のベーンポンプには、カムリングを十分な速度で回転させることが困難であるという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンダーベーン圧力を付与することにより、ベーンを外方に向けてカムリングの内周に対して保持するベーンポンプが周知である。しかし、回転カムリングを有するベーンポンプにおいてカムリングを所望の速度で作動させることができることは証明されていない。
【０００５】
回転カムリングではなく、固定されたカムリングを有する平衡形ベーンポンプでは、バックプレッシャーバルブによりアンダーベーンチャンバの圧力が高くなるアンダーベーン圧力を有することが周知である。しかし、この手法は、回転カムリングを有するベーンポンプには適用されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例示的なベーンポンプは、ロータを駆動するシャフトを備える。ロータは、ベーンをそれぞれ受ける複数のベーンスロットと、ロータの半径方向外側にベーンを付勢するようにスロット内に加圧流体を送るアンダーベーンチャンバ（ｕｎｄｅｒ  ｖａｎｅ  ｃｈａｍｂｅｒ）と、を備える。カムリングは、ロータの半径方向外側に設けられる。カムリングは、軸受により支持され、かつロータが回転するとベーンとの摩擦によりロータとともに自由に回転する。入口は、入口チャンバへと圧送される流体を供給し、出口は、ベーンポンプによって圧送された流体を受ける。流体用の出口は、スロット内の流体の圧力を増加させるバルブを備える通路を介して主要出口と連通する。
【０００７】
本発明の上記および他の特徴は、以下の記載および添付の図面から理解することができる。図面について以下に簡単に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ベーンポンプの正面図。
【図２】本発明のベーンポンプの断面図。
【図３】ポートの詳細図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、ベーンポンプ２０を示しており、このベーンポンプ２０は、シャフト１９によって回転駆動するロータ２２を有する。ロータ２２は、複数のベーン２４を含み、該ベーン２４は、ベーンスロットつまり溝２６内を移動する。回転カムリング２８は、ベーンとともに回転する。ベーン間に画定されるチャンバ３０を通って入口から出口（図１では図示せず）へと流体が流れる。
【００１０】
軸受支持ハウジング３２は、複数のピボット軸受４０を取り囲む。しかし、流体膜軸受や転動体軸受など他の種類の軸受を用いてカムリングを支持してもよい。
【００１１】
支点３６は、アクチュエータ３４を受け、ピボットピン３８を中心にハウジング３２を回動させる。周知のように、これは、カムリング２８とロータ２２との間の偏心を変えることにより、ベーンポンプ２０の押しのけ容積（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｖｏｌｕｍｅ）を変える。この特徴は当分野で周知である。さらに、本発明は、ピボット軸受４０およびピボット軸受支持体つまりハウジング３２を有するベーンポンプを開示しているが、本発明は、回転カムリングを有する任意のベーンポンプにも適応可能である。
【００１２】
図２に示すように、溝２６は、吐出圧下の流体を受ける。この流体は、通路３８，３９を通り、通路４１、通路４２を経て通路４６へと流れる。通路４６は、ポンプおよびベーン２４によって供給されるポート５０からの通常の吐出を受ける吐出ライン４８と連通する。
【００１３】
バルブ４３は、バイアスばね４５を有して、アンダーベーン戻りライン４１，４２に位置する。アンダーベーン圧力（ｕｎｄｅｒ  ｖａｎｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）により、ばねの付勢に対抗してバルブ４３が図２の右方向に移動して、流体がライン４１からライン４２を通流して、最終的に、ライン４６および出口（吐出ライン）４８へと戻る。
【００１４】
上記ライン上にバルブ４３を配置することにより、吐出圧に対してアンダーベーン圧力が増加する。これにより、ベーン２４を外側に向けてカムリング２８の内周に対して保持する力が増加し、カムリング２８がベーン２４と同じ速度で回転するようにカムリングとベーンとの間の力および摩擦が増加する。
【００１５】
最高の効率性および耐久性を実現するように、選択されたベーンのスロットにより高いアンダーベーン圧力が付与される。ロータおよびベーンは、カムリングの回転中心からオフセットした中心を中心として回転する。これにより、ベーン先端部とカムリングとの間に相対的な運動が生じる。下方へのスライド運動状態にある選択されたベーンだけが増加したアンダーベーン圧力を受ける。この手法は、重いベーンを用いるなどベーン先端部の負荷を増加させる他の手法に比べてより高い効率をもたらす。
【００１６】
図３に示すように、より高いアンダーベーン圧力は、入口アーチの終端付近から、カムリングが約１８０°回転する位置まで連続し吐出アーチを通るアーチに限定される。ハウジング３２が回動すると、カムリング２８に対するロータ２２の偏心が変わる。これにより、ロータの外周にわたるベーンとカムリングとの間の力が変化する。また、ベーン先端部とカムリングとの間の相対的な速度が変化する。吐出アーチが始端をなす四分円では、ベーンは力が最も高く、アンダーベーン圧力は最も有用である。したがって、より高いアンダーベーン圧力は、いくつかのベーン下のスロットに限定される。さらに、入口アーチの始端部分など他の位置ではアンダーベーン圧力は望ましくない。設計者は、アンダーベーン圧力を付与するアーチの部分を制御するように選択してもよい。
【００１７】
図３にポートプレート９９を示す。図の平面の奥にベーン２４が見てとれる。半径方向外側ポート１００は、ロータの半径方向外側の領域と連通し、ポンプの入口アーチを画定する。同じ領域において、アンダーベーンポート１０６は、ポンプ作動液を溝２６に供給する。シールアーチ１０４は、入口アーチと吐出アーチの間に位置する。吐出アーチでは、ロータの外側にあるチャンバは、ポート５０と連通して、ポンプ作動液を移動させて吐出させる。アンダーベーンポート１０２は、アンダーベーンポンプ作動液を供給する。前述のように、より高い圧力を受けるアーチを限定することが望ましい場合は、１つのポートだけ（例えば、ポート３９）がバルブ４３を介して通常の吐出と連通する。ポート１０２は、別々の通路を介して主要吐出（出口）に至る。このように、より高い圧力は、単一のアンダーベーンポート３９と整列するベーンに対してのみ存在する。
【００１８】
静水ティルチング軸受（ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ  ｔｉｌｔｉｎｇ  ｂｅａｒｉｎｇｓ）を示しているが、転動体軸受に加えて、流体軸受や流体膜軸受などの支持体を付与する他の方法を用いてもよい。
【００１９】
増加したアンダーベーン圧力がより低速のポンプ速度に限定されるように制御を含んでいてもよい。
【００２０】
本発明の実施例を開示したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく修正が加えられることを理解されるであろう。したがって、本発明の内容および範囲を決定するように以下の特許請求の範囲を検討されたい。
【図１】
2010156321.tif 000003
【図２】
2010156321.tif 000004
【図３】
2010156321.tif 000005