(57)【要約】【課題】気泡含有率の変動に起因した振動や騒音を抑えられるベーンポンプを提供する。【解決手段】サイドプレート５０にベーン室５が吸込行程から吐出行程に至る圧力遷移行程でベーン室５を吐出ポート４に連通するノッチ５２を形成し、カム２０にベーン室５が吸込行程から吐出行程に至る圧力遷移行程で各ベーン２を摺接させてラジアル方向の変位を小さくしたカム大円弧部２１を形成するベーンポンプ１において、カム大円弧部２１を各ベーン２間のピッチＰの１．２〜１．６倍の範囲に形成し、ノッチ５２がベーン室５が吸込行程終了した直後にベーン室５に連通し圧力遷移行程が終了するまでにベーン室５の圧力が吐出ポート４と同等に上昇する構成とした。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するロータから摺動可能に突出する複数のベーンと、
各ベーンの外周端部を摺接させてベーン室を画成するカムと、
各ベーンの側端部を摺接させてベーン室を画成するサイドプレートとを備え、
サイドプレートにロータの回転に伴ってベーン室が拡がる吸込行程でベーン室に作動流体を流入させる吸込ポートと、
ロータの回転に伴ってベーン室が収縮する吐出行程でベーン室から作動流体を流出させる吐出ポートと、
ベーン室が吸込行程から吐出行程に至る圧力遷移行程でベーン室を吐出ポートに連通するノッチとを形成し、
カムにベーン室が吸込行程から吐出行程に至る圧力遷移行程で各ベーンを摺接させてラジアル方向の変位を小さくしたカム大円弧部を形成するベーンポンプにおいて、
前記カム大円弧部を前記ベーン間のピッチＰの１．２〜１．６倍の範囲に形成し、
圧力遷移行程の初期に前記ノッチがベーン室を前記吐出ポートに連通させ圧力遷移行程が終了するまでにベーン室の圧力が吐出ポートと同等に上昇する構成としたことを特徴とするベーンポンプ。
【請求項２】
カム径が略等しい前記カム大円弧部を前記吸込ポートの端部から前記吐出ポートの端部に渡って形成した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】
前記ノッチを前記ベーン室が前記吸込ポートとの連通を遮断するときに前記ベーン室に連通する位置に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用の油圧源として用いられ、作動流体中の気泡含有率が高く、かつ安定しない状況で用いられるベーンポンプの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のベーンポンプとして、例えば特開２００１−２４８５６９号公報に開示されているように、吸込行程から吐出行程に至る圧力遷移行程の圧力波形を調整するため、ベーン室の容積変化による予圧縮と、ベーン室を吐出ポートに連通するノッチを用い、吐出ポートの圧力変化を緩和させるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ベーン室の圧力上昇速度は、作動油の圧縮性に左右され、特に作動油の気泡の含有率によって変化する。
【０００４】
しかしながら、このような従来のベーンポンプにあっては、ある特定の気泡含有率に最適となるようにベーン室を予圧縮するように設定されているため、気泡含有率が大きく変化する作動状態では圧力遷移行程で圧力上昇が過剰または不十分となり、衝撃圧が発生してベーンポンプの振動や騒音の原因になるという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、気泡含有率の変動に起因した振動や騒音を抑えられるベーンポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、回転するロータから摺動可能に突出する複数のベーンと、各ベーンの外周端部を摺接させてベーン室を画成するカムと、各ベーンの側端部を摺接させてベーン室を画成するサイドプレートとを備え、サイドプレートにロータの回転に伴ってベーン室が拡がる吸込行程でベーン室に作動流体を流入させる吸込ポートと、ロータの回転に伴ってベーン室が収縮する吐出行程でベーン室から作動流体を流出させる吐出ポートと、ベーン室が吸込行程から吐出行程に至る圧力遷移行程でベーン室を吐出ポートに連通するノッチを形成し、カムにベーン室が吸込行程から吐出行程に至る圧力遷移行程で各ベーンを摺接させてラジアル方向の変位を小さくしたカム大円弧部を形成するベーンポンプに適用する。
【０００７】
そして、カム大円弧部を各ベーンのピッチＰの１．２〜１．６倍の範囲に形成し、圧力遷移行程の初期にノッチがベーン室を吐出ポートに連通させ圧力遷移行程が終了するまでにベーン室の圧力が吐出ポートと同等に上昇する構成としたことを特徴とするものとした。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明において、カム径が略等しいカム大円弧部を吸込ポートの端部から吐出ポートの端部に渡って形成したことを特徴とするものとした。
【０００９】
第３の発明は、第１または第２の発明において、ノッチをベーン室が吸込ポートとの連通を遮断するときにベーン室に連通する位置に形成したことを特徴とするものとした。
【００１０】
【発明の作用および効果】
第１の発明によると、カム大円弧部をベーン間のピッチＰの１．２〜１．６倍の範囲に形成することにより、圧力遷移行程でベーン室を予圧縮することがほとんど行われず、遷移行程の初期からノッチを介して導かれる吐出ポートの圧力によって気泡を圧縮し、ベーン室の圧力が吐出ポートと同等に高められる。これにより、気泡含有率が増加した状態でも圧力遷移行程で圧力上昇が十分に行われる。この結果、ベーン室に衝撃圧が発生することを回避でき、ベーンポンプの振動や騒音を抑えられる。
【００１１】
第２の発明によると、カム大円弧部を吸込ポートの端部から吐出ポートの端部に渡って形成することにより、ベーン室が圧力遷移行程で圧縮される予圧縮量を最小限にし、気泡含有率が増加した状態でも圧力遷移行程で圧力上昇が十分に行われ、ベーンポンプの振動や騒音を有効に抑えられる。
【００１２】
第３の発明によると、ベーン室が吸込ポートとの連通を遮断すると略同時にノッチがベーン室に重合して連通することにより、吐出ポートの圧力がノッチを介してベーン室に導かれる行程を最大限に確保し、気泡含有率が増加した状態でも圧力遷移行程で圧力上昇が十分に行われ、ベーンポンプの振動や騒音を有効に抑えられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両に搭載される油圧源として設けられるベーンポンプに適用した実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
まず、図１に本発明が適用可能なベーンポンプの一例を示す。ベーンポンプ１は、図示しないケーシングに回転可能に支持されるロータ３０と、このロータ３０に放射状に形成されるスリット３１と、このスリット３１から摺動可能に突出する１０枚のベーン２と、各ベーン２の外周端部を摺接させてベーン室５を画成するカム２０と、ロータ３０及び各ベーン２の側端部を摺接させてベーン室５を画成するサイドプレート５０とを主体として構成される。
【００１５】
ロータ３０は起動源からの回転が図示しない駆動軸を介して伝達され、図１に矢印で示すように回転する。各ベーン２は回転するロータ３０に対しそのラジアル方向に出入りしながらそれぞれの外周端部をカム２０の内周面に摺接させてベーン室５を拡縮する。
【００１６】
サイドプレート５０には対の吸込ポート３と対の吐出ポート４が形成される。ロータ３０の回転に伴って各ベーン２間で拡がるベーン室５には吸込ポート３から作動油が吸込まれ、各ベーン２間で収縮するベーン室５から作動油が吐出ポート４に吐出される。本実施の形態では、吸込ポート３は図示しない吸込通路を介してタンクに連通し、吐出ポート４はポンプ吐出通路を介して図示しない油圧アクチュエータに連通している。
【００１７】
サイドプレート５０には吐出ポート４の一端から周方向に延びるノッチ５２が形成される。ノッチ５２は断面三角形の溝状に窪み、その深さが先端５２ａにかけて次第に小さくなっている。このノッチ５２は吸込行程から吐出行程に至る圧力遷移行程で、ベーン室５を吐出ポート４に連通する。
【００１８】
サイドプレート５０には周方向に延びる背圧溝５１が形成される。この背圧溝５１には吐出ポート４の圧力が導かれ、この圧力により各ベーン２がロータ３０からラジアル方向に押し出される。
【００１９】
カム２０は、吸込ポート３と吐出ポート４が開口する領域に各ベーン２を摺接させてラジアル方向に変位させるカム曲線部２３を有し、吸込ポート３と吐出ポート４の間に位置する圧力遷移行程で各ベーン２を摺接させてラジアル方向の変位を小さくしたカム大円弧部２１とを有する。カム大円弧部２１はロータ３０の回転軸を中心とする所定の半径で湾曲する円弧面状に形成され、各ベーン２をロータ３０から所定の最大量で突出した状態を維持しながら摺接させるようになっている。
【００２０】
そして本発明は、カム大円弧部２１を各ベーン２間のピッチＰの１．２〜１．６倍の範囲に形成し、かつノッチ５２がベーン室５が吸込行程終了した直後にベーン室５を吐出ポート４に連通し、ベーン室５が吐出ポート４に重合して連通する前にベーン室５の圧力が吐出ポート４と同等に上昇する構成としたことを要旨とする。以下、その具体的な例につき図２に示した実施形態を説明する。
【００２１】
図２はカム２０及びロータ３０等を展開した図であり、ベーン室５は図中白抜き矢印で示すように右方向に移動する。隣り合う各ベーン２の間隔をピッチＰとすると、カム大円弧部２１をピッチＰの１．２〜１．６倍の範囲に形成する。
【００２２】
本実施の形態では、カム径が略等しいカム大円弧部２１を吸込ポート３の端部３ａから吐出ポート４の端部４ａに渡って形成する。つまり、カム大円弧部２１は吸込ポート３と吐出ポート４の間の略全域に形成され、ベーン室５が圧力遷移行程で圧縮される予圧縮量を最小限にする。
【００２３】
そして、ベーン２がカム曲線部２３に摺接してベーン室５が収縮する吐出行程に入る前に、ベーン室５が吐出ポート４に重合して連通する構成とする。
【００２４】
ノッチ５２はベーン室５が吸込ポート３との連通を遮断すると略同時にベーン室５に重合して連通する位置に形成される。本実施の形態では、ベーン２の板厚をｔとすると、吸込ポート３の端部３ａからノッチ５２の先端５２ａまでの間隔を約Ｐ−ｔとする。これにより、圧力遷移行程でノッチ５２は吸込行程終了直後から吐出ポート４の圧力をベーン室５に導き、ベーン室５が吐出ポート４に重合して連通する前にベーン室５の圧力が吐出ポート４と同等に上昇する構成とする。
【００２５】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００２６】
ロータ３０の回転に伴って各ベーン２の間に画成されるベーン室５は吸込ポート３に面する領域で拡大して吸込ポート３から作動油を吸込み、吐出ポート４に面する領域で収縮して作動油を吐出ポート４に吐出する。
【００２７】
ベーン室５が吐出ポート４に重合して連通するとき、ベーン室５の圧力が吐出ポート４より大幅に低いと、吐出ポート４の加圧作動油がベーン室５に急激に流入するため、衝撃圧がベーン室５内に生じ、ベーンポンプ１の振動や圧力脈動が発生する原因になる。
【００２８】
ベーン室５の圧力上昇速度は、作動油の圧縮性に左右され、特に作動油の気泡の含有率によって変化する。ある特定の気泡含有率に最適となるようにカム曲線部によってベーン室を予圧縮するようにした従来装置では、カム大円弧部は各ベーンのピッチＰの１．１倍程度に形成される（参考文献…「機械工学基礎講座１８油圧工学」朝倉書店発行）。そのため、例えば図５に示すように、気泡含有率が増加した状態では圧力遷移行程で圧力上昇が不十分となり、ベーン室が吐出ポートに連通するのに伴って衝撃圧が発生する原因になる。
【００２９】
本発明は、カム大円弧部２１をピッチＰの１．２〜１．６倍の範囲に形成することにより、圧力遷移行程でカム曲線部２３によってベーン室５を予圧縮することがほとんど行われず、遷移行程の初期からノッチ５２を介して導かれる吐出ポート４の圧力によって気泡を十分に圧縮し、ベーン室５の圧力が吐出ポート４と同等に高められる。これにより、例えば図３、図４に示すように、気泡含有率が増加した状態でも圧力遷移行程で圧力上昇が十分に行われる。この結果、ベーン室５が吐出ポート４に連通するのに伴って衝撃圧が発生することを回避でき、ベーンポンプ１の振動や圧力脈動を抑えられる。図３において、横軸の角度がα°のときにベーン室５が吐出ポート４に連通するが、図中破線で示すように気泡含有率が増加した状態でも、α°の手前でベーン室５の圧力上昇が十分に行われることがわかる。この結果、気泡含有率の変動に起因したベーンポンプ１の振動や騒音を有効に抑えられる。
【００３０】
カム大円弧部２１を吸込ポート３の端部３ａから吐出ポート４の端部４ａに渡って形成することにより、ベーン室５が圧力遷移行程で圧縮される予圧縮量を最小限にし、気泡含有率が増加した状態でも圧力遷移行程で圧力上昇が十分に行われ、ベーンポンプ１の振動や騒音を有効に抑えられる。
【００３１】
ベーン室５が吸込ポート３との連通を遮断すると同時にノッチ５２が吐出ポート４に重合して連通することにより、吐出ポート４の圧力がノッチ５２を介してベーン室５に導かれる行程を最大限に確保し、気泡含有率の変動に起因したベーンポンプ１の振動や騒音を有効に抑えられ、気泡含有率が増加した状態でも圧力遷移行程で圧力上昇が十分に行われ、ベーンポンプ１の振動や騒音を有効に抑えられる。
【００３２】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、例えば車両用の油圧源以外にも適用でき、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】
【図１】本発明が適用されるベーンポンプの側面図。
【図２】本発明の実施の形態を示すベーンポンプの展開図。
【図３】同じくベーンポンプの作動特性図。
【図４】同じく本発明と従来例を比較した作動特性図。
【図５】従来例を示すベーンポンプの作動特性図。
【符号の説明】
１　ベーンポンプ
２　ベーン
３　吸込ポート
４　吐出ポート
５　ベーン室
２０　カム
２１　カム大円弧部
２３　カム曲線部
３０　ロータ
５２　ノッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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