(57)【要約】【課題】スプール式制御バルブを用いない可変容量型ベーンポンプを提供する。【解決手段】カムリング２４に追従して摺動するプランジャ１０と、このプランジャ１０の摺動位置に応じてその開口面積を可変とする可変オリフィス１２とを備え、ポンプ室１から吐出される作動流体を導く吐出通路５０に可変オリフィス１２を介装し、可変オリフィス１２を介してプランジャ室１４に生じる作動流体の圧力を第二圧力室４に導き、第一圧力室３と第二圧力室４とに導かれる作動流体の圧力差によってロータ２２に対するカムリング２４の偏心量を変える構成とした。【選択図】図１
2010101215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーンを介して吐出される作動流体の容量を可変とする可変容量型ベーンポンプであって、
回転するロータと、
このロータから摺動可能に突出する複数のベーンと、
前記ベーンの先端部を摺接させて前記各ベーンの間にポンプ室を画成するカムリングと、
このカムリングを挟むようにして画成される第一圧力室及び第二圧力室と、
前記ロータに対する前記カムリングの偏心量を変えるカムリング支持機構と、
前記カムリングに追従して摺動するプランジャと、
このプランジャの摺動位置に応じてその開口面積を可変とする可変オリフィスとを備え、
前記ポンプ室から吐出される作動流体を導く吐出通路に前記可変オリフィスを介装し、
この可変オリフィスを介して前記プランジャ内側のプランジャ室に生じる作動流体の圧力を第二圧力室に導き、
前記第一圧力室と前記第二圧力室とに導かれる作動流体の圧力差によって前記ロータに対する前記カムリングの偏心量を変えることを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
【請求項２】
前記可変オリフィスは前記カムリングの前記ロータに対する偏心量が小さくなるのに伴ってその開口面積が増大し、
前記可変オリフィスの上流側圧力が前記プランジャ室を介して前記第二圧力室に導かれることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプ。
【請求項３】
前記可変オリフィスは前記カムリングの前記ロータに対する偏心量が小さくなるのに伴ってその開口面積が減少し、
前記可変オリフィスの下流側圧力が前記プランジャ室を介して前記第二圧力室に導かれることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーンを介して吐出される作動流体の容量を可変とする可変容量型ベーンポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、流体圧機器における流体圧供給源として、作動流体の流量を調節する可変容量型ベーンポンプが用いられている。
【０００３】
従来、この種の可変容量型ベーンポンプとして、特許文献１に開示されたものは、ポンプ吐出圧に応動するスプール式制御バルブによって作動流体圧力を制御し、この作動流体圧力によってベーンを囲むカムリングを移動してポンプ室の容積を可変とするようになっている（特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６１２４９号公報
【特許文献２】特開２００３−３５２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の可変容量型ベーンポンプにあっては、ハウジングにスプール式制御バルブを収容しているため、その構造が複雑化し、小型軽量化が難しいという問題点があった。
【０００５】
さらに、スプール式制御バルブがポンプ室から吐出される作動流体の一部をタンクに戻して作動流体圧力を制御するため、その分だけ流体圧機器に供給される作動流体の流量の他に余分な流量が必要になるため、ポンプの効率低下を招くという問題点があった。
【０００６】
また、低粘度の作動流体を用いる場合、カムリングに追従するプランジャまわりの摺動隙間から作動流体が洩れ、カムリングを的確に駆動することが難しいという問題点があった。
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、スプール式制御バルブを用いない可変容量型ベーンポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ベーンを介して吐出される作動流体の容量を可変とする可変容量型ベーンポンプであって、回転するロータと、このロータから摺動可能に突出する複数のベーンと、このベーンの先端部を摺接させて各ベーンの間にポンプ室を画成するカムリングと、このカムリングを挟むようにして画成される第一圧力室及び第二圧力室と、ロータに対するカムリングの偏心量を変えるカムリング支持機構と、カムリングに追従して摺動するプランジャと、このプランジャの摺動位置に応じてその開口面積を可変とする可変オリフィスとを備え、ポンプ室から吐出される作動流体を導く吐出通路に可変オリフィスを介装し、この可変オリフィスを介してプランジャ内側のプランジャ室に生じる作動流体の圧力を第二圧力室に導き、第一圧力室と第二圧力室とに導かれる作動流体の圧力差によってロータに対するカムリングの偏心量を変えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、可変容量型ベーンポンプは、可変オリフィスを介してプランジャ室に生じる作動流体の圧力によってカムリングが移動するため、従来のスプール式制御バルブを廃止し、その構造を簡素化し、小型軽量化がはかれる。
【００１０】
ポンプ室から吐出される作動流体の全量が吐出通路を通して図示しない流体圧機器へと供給され、従来装置のようにポンプ室から吐出される作動流体がスプール型制御バルブを介してタンクに戻されることがなく、ポンプの効率を高められる。
【００１１】
プランジャ室と第二圧力室が連通しているため、従来装置のようにプランジャの摺動隙間を小さくすることによって第二圧力室の作動流体圧力を保つ必要がなく、例えばオイルの代わりに例えば水溶性代替液または水等の低粘度の作動流体を用いることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は可変容量型ベーンポンプ２０（以下、単に「ベーンポンプ」と称する）の横断面図である。
【００１４】
ベーンポンプ２０は、ハウジング１６に回転可能に設けられるロータ２２と、このロータ２２に対して回転径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン２３と、このベーン２３及びロータ２２を囲むカムリング２４とを備える。各ベーン２３は、その先端部をカムリング２４内周のカム面に摺接させ、ロータ２２とカムリング２４との間にポンプ室１を画成する。
【００１５】
ロータ２２には図示しない動力源から駆動軸を介して動力が伝達され、図１にて矢印で示す方向に回転する。
【００１６】
図１において、ＯＬはロータ２２の回転中心を通る中心線であり、ロータ２２とカムリング２４との間においてこの中心線ＯＬより上側の低圧領域１Ｌにてポンプ室１の容積が拡張し、ポンプ室１に図示しない吸込ポートから作動流体が吸込まれる。一方、この中心線ＯＬより下側の高圧領域１Ｈにてポンプ室１の容積が収縮し、ポンプ室１の加圧作動流体が吐出通路５０に吐出され、この加圧作動流体が吐出通路５０を通して図示しない流体圧機器へと供給される。
【００１７】
ロータ２２に対するカムリング２４の偏心量を変えるカムリング支持機構４０として、ハウジング１６にカムリング２４を揺動可能に支持する支持ピン２６が設けられる。カムリング２４が支持ピン２６を支点として揺動することにより、ロータ２２に対するカムリング２４の偏心量が変化して、ポンプ室１の吐出容量（ポンプ押しのけ容積）が変化する。
【００１８】
カムリング２４を移動する圧力駆動手段として、カムリング２４のまわりには、第一圧力室３と第二圧力室４とが画成される。ハウジング１６にはカムリング２４の外周面に摺接するシール材１５が介装され、このシール材１５によって第一圧力室３と第二圧力室４とが仕切られる。カムリング２４は、第一圧力室３と第二圧力室４に導かれる作動流体の圧力差によって、支持ピン２６を支点に揺動する。
【００１９】
ハウジング１６にはプランジャ１０が中心線ＯＬ上に摺動可能に支持され、このプランジャ１０はスプリング１１を介してカムリング２４に追従する。このスプリング１１によってプランジャ１０はその先端がカムリング２４に押し付けられ、カムリング２４がロータ２２に対する偏心量が大きくなる方向に付勢される。
【００２０】
有底円筒状のプランジャ１０の内側にプランジャ室１４が画成され、このプランジャ室１４は、プランジャ１０に形成された通孔９を介して第二圧力室４と連通している。
【００２１】
プランジャ１０の摺動位置に応じてその開口面積が変化する可変オリフィス１２が設けられる。
【００２２】
可変オリフィス１２は、図１に示すようにカムリング２４のロータ２２に対する偏心量が最大になる状態にてその開口面積が最小であり、カムリング２４のロータ２２に対する偏心量が小さくなるのに伴ってその開口面積が増大する。
【００２３】
可変オリフィス１２は吐出通路５０に介装され、プランジャ室１４に生じる可変オリフィス１２の上流側圧力が第二圧力室４に導かれる。
【００２４】
吐出通路５０は、吐出ポートに連通する吐出ポート通路５１と、この吐出ポート通路５１から分岐する分岐通路５３、５４とを備える。一方の分岐通路５３にオリフィス６３が介装され、他方の分岐通路５４にオリフィス６４、第二圧力室４、可変オリフィス１２がそれぞれ介装される。
【００２５】
吐出ポート通路５１と第一圧力室３とを連通する圧力導入通路５２を備え、この圧力導入通路５２にオリフィス６２が介装される。
【００２６】
図２は、ロータ２２の回転速度とベーンポンプ２０から吐出される作動流体の制御流量（吐出流量の関係を示す特性図である。制御流量は低回転速度域ａにて一次的に比例して上昇し、低中回転速度域ｂにてその上昇が抑えられ、中高回転速度域ｃにて低下し、高回転速度域ｄにて略一定に保たれる。
【００２７】
これについて詳述すると、ロータ２２の回転速度が所定値より低い図２に示す低回転速度域ａにて、図１に示すようにカムリング２４の偏心量が最大の状態に保たれ、制御流量は、ロータ２２の回転速度に一次的に比例して上昇する。
【００２８】
ロータ２２の回転速度が所定値を超えて上昇する図２に示す低中回転速度域ｂにて、第一圧力室３と第二圧力室４の作動流体の圧力差によってカムリング２４がスプリング１１に抗して揺動し、吐出容量が減少することにより、制御流量の上昇が抑えられる。
【００２９】
図２に示す中高回転速度域ｃにて、第一圧力室３と第二圧力室４の作動流体の圧力差が高まるのに伴って、プランジャ１０がカムリング２４に追従して摺動し、可変オリフィス１２の開口面積が増大する。これにより、第一圧力室３に対して第二圧力室４の圧力上昇が抑えられ、カムリング２４がスプリング１１に抗してさらに揺動することにより、制御流量が急に低下する。
【００３０】
第一圧力室３と第二圧力室４の作動流体の圧力差が所定値より上昇する高回転速度域ｄにて、カムリング２４の偏心量が略最小となり、可変オリフィス１２の開口面積が略最大になる。これにより、制御流量が略一定に保たれる。
【００３１】
以上のように本実施の形態では、ベーンを介して吐出される作動流体の容量を可変とする可変容量型ベーンポンプ２０であって、回転するロータ２２と、このロータ２２から摺動可能に突出する複数のベーン２３と、このベーン２３の先端部を摺接させて各ベーン２３の間にポンプ室１を画成するカムリング２４と、このカムリング２４を挟むようにして画成される第一圧力室３及び第二圧力室４と、ロータ２２に対するカムリング２４の偏心量を変えるカムリング支持機構４０と、カムリング２４に追従して摺動するプランジャ１０と、このプランジャ１０の摺動位置に応じてその開口面積を可変とする可変オリフィス１２とを備え、ポンプ室１から吐出される作動流体を導く吐出通路５０に可変オリフィス１２を介装し、可変オリフィス１２を介してプランジャ１０内側のプランジャ室１４に生じる作動流体の圧力を第二圧力室４に導き、第一圧力室３と第二圧力室４とに導かれる作動流体の圧力差によってロータ２２に対するカムリング２４の偏心量を変える構成とした。
【００３２】
上記構成に基づき、可変オリフィス１２を介してプランジャ室１４に生じる作動流体の圧力によってカムリング２４が移動するため、従来のスプール式制御バルブを廃止し、ベーンポンプ２０の構造を簡素化し、小型軽量化がはかれる。
【００３３】
ポンプ室１から吐出される作動流体の全量が吐出通路５０を通して図示しない流体圧機器へと供給され、従来装置のようにポンプ室１から吐出される作動流体がスプール型制御バルブを介してタンクに戻されることがなく、ポンプの効率を高められる。
【００３４】
プランジャ室１４と第二圧力室４が連通しているため、従来装置のようにプランジャ１０の摺動隙間を小さくすることによって第二圧力室４の作動流体圧力を保つ必要がなく、オイルの代わりに例えば水溶性代替液または水等の低粘度の作動流体を用いることが可能となる。
【００３５】
本実施の形態では、可変オリフィス１２はカムリング２４のロータ２２に対する偏心量が小さくなるのに伴ってその開口面積が増大し、可変オリフィス１２の上流側圧力がプランジャ室１４を介して第二圧力室４に導かれる構成とした。
【００３６】
上記構成に基づき、可変オリフィス１２の開口面積が増大することにより、第一圧力室３に対して第二圧力室４の圧力上昇が抑えられ、カムリング２４がスプリング１１に抗して揺動するのに伴って制御流量を急に低下させることができる。
【００３７】
次に図３に示す他の実施形態を説明する。これは基本的には図１の実施形態と同じ構成を有し、相違する部分のみ説明する。なお、前記実施形態と同一構成部には同一符号を付す。
【００３８】
可変オリフィス１３は、図２に示すようにカムリング２４のロータ２２に対する偏心量が最大になる状態にてその開口面積が最大であり、カムリング２４のロータ２２に対する偏心量が小さくなるのに伴ってその開口面積が減少する。
【００３９】
可変オリフィス１３とプランジャ室１４とは吐出通路５０に介装され、プランジャ室１４に生じる可変オリフィス１３の下流側圧力が第二圧力室４に導かれる。
【００４０】
吐出ポート通路５１と第一圧力室３とを連通する圧力導入通路５２が形成され、この圧力導入通路５２にオリフィス６２が介装される。
【００４１】
図４は、ロータ２２の回転速度とベーンポンプ２０から吐出される作動流体の制御流量（吐出流量の関係を示す特性図である。制御流量は低回転速度域ａにて一次的に比例して上昇し、低中回転速度域ｂにてその上昇が抑えられ、中高回転速度域ｃにて低下する。
【００４２】
これについて詳述すると、ロータ２２の回転速度が所定値より低い図４に示す低回転速度域ａにて、図１に示すようにカムリング２４の偏心量が最大の状態に保たれ、制御流量は、ロータ２２の回転速度に一次的に比例して上昇する。
【００４３】
ロータ２２の回転速度が所定値を超えて上昇する図４に示す低中回転速度域ｂにて、第一圧力室３と第二圧力室４の作動流体の圧力差によってカムリング２４がスプリング１１に抗して揺動し、吐出容量が減少することにより、制御流量の上昇が抑えられる。
【００４４】
図４に示す中高回転速度域ｃにて、第一圧力室３と第二圧力室４の作動流体の圧力差が高まるのに伴って、プランジャ１０がカムリング２４に追従して摺動し、可変オリフィス１３の開口面積が減少する。これにより、第一圧力室３に対して第二圧力室４の圧力上昇が抑えられ、カムリング２４がスプリング１１に抗してさらに揺動することにより、制御流量が次第に低下する。
【００４５】
本実施の形態では、可変オリフィス１３はカムリング２４のロータ２２に対する偏心量が小さくなるのに伴ってその開口面積が減少し、可変オリフィス１３の下流側圧力がプランジャ室１４を介して第二圧力室４に導かれる構成とした。
【００４６】
上記構成に基づき、可変オリフィス１３の開口面積が減少することにより、第一圧力室３に対して第二圧力室４の圧力上昇が抑えられ、カムリング２４がスプリング１１に抗して揺動するのに伴って制御流量を次第に低下させることができる。
【００４７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態を示す可変容量型ベーンポンプの横断面図。
【図２】同じくロータの回転速度と制御流量の関係を示す特性図。
【図３】他の実施の形態を示す可変容量型ベーンポンプの横断面図。
【図４】同じくロータの回転速度と制御流量の関係を示す特性図。
【符号の説明】
【００４９】
１    ポンプ室
３    第一圧力室
４    第二圧力室
１０    プランジャ
１１    スプリング
１２    可変オリフィス
１３    可変オリフィス
１４    プランジャ室
２０    可変容量型ベーンポンプ
２２    ロータ
２３    ベーン
２４    カムリング
２６    支持ピン
４０    カムリング支持機構
５０    吐出通路
５１    吐出ポート通路
５２    圧力導入通路
５３    分岐通路
５４    分岐通路
６２    オリフィス
６３    オリフィス
６４    オリフィス
【図１】
2010101215.tif 000003
【図２】
2010101215.tif 000004
【図３】
2010101215.tif 000005
【図４】
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