(57)【要約】【課題】ポンプ室の内圧に起因したポンプハウジング等の変形を抑制し得る可変容量形ベーンポンプを提供する。【解決手段】ポンプ要素収容部１ａを有するポンプハウジング１と、ポンプ要素収容部内に回転可能に設けられたロータ１２と、ロータ外周部に出没自在に設けられた複数のベーン１３と、ポンプ要素収容部内に偏心移動可能に設けられ、ロータ及びベーンと共に複数のポンプ室１４を隔成するカムリング４と、を備えた可変容量形ベーンポンプにおいて、ポンプハウジングの内周面の第１吐出口１７側の部位にカムリングを当接支持する平面状のカムリング支持面３６を形成する一方、カムリングの外周面のカムリング支持面と対向する部位に平面状のカムリング側当接面３７を形成した。【選択図】図１
2017066949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にポンプ要素収容部を有するポンプハウジングと、
前記ポンプ要素収容部内に挿通され、前記ポンプハウジングに軸支される駆動軸と、
前記ポンプ要素収容部内に設けられ、前記駆動軸によって回転駆動されると共に、円周方向に複数個のスロットを有するロータと、
前記スロットに出没自在に設けられた複数のベーンと、
前記ポンプ要素収容部内に移動可能に設けられ、内周側に前記ロータ及び前記ベーンと共に複数のポンプ室を形成する環状のカムリングと、
前記ポンプハウジングに形成され、前記ロータの回転に伴い前記複数のポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口する吸入口と、
前記ポンプハウジングに形成され、前記ロータの回転に伴い前記複数のポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口する吐出口と、
前記ポンプハウジングの前記吐出口側の内周面に設けられ、前記カムリングの外周面と当接することで前記カムリングを支持すると共に、該カムリングの移動方向がほぼ直線的となるように平面状に形成されたカムリング支持面と、
前記カムリングの前記カムリング支持面と対向する外周部に設けられ、該カムリング支持面と当接するように平面状に形成されたカムリング側当接面と、
前記ポンプハウジングと前記カムリングの間における前記吸入口側に配置された第１シール部材及び第２シール部材を有するシール機構と、
該シール機構によって前記ポンプ要素収容部と前記カムリングの径方向間にそれぞれ隔成され、前記カムリングの偏心量が増大する側に前記カムリングが移動する場合において、容積が減少する側に設けられた第１流体圧室及び容積が増大する側に設けられた第２流体圧室と、
該第２流体圧室の内部に設けられて、前記カムリングを前記第１流体圧室側に付勢する付勢部材と、
前記第１流体圧室と前記第２流体圧室の両方の圧力を制御するか、あるいは前記第１流体圧室または前記第２流体圧室のいずれか一方の圧力を制御する制御バルブと、
を備えたことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
【請求項２】
内部にポンプ要素収容部を有するポンプハウジングと、
前記ポンプ要素収容部内に挿通され、前記ポンプハウジングに軸支される駆動軸と、
前記ポンプ要素収容部内に設けられ、前記駆動軸によって回転駆動されると共に、円周方向に複数個のスロットを有するロータと、
前記スロットに出没自在に設けられた複数のベーンと、
前記ポンプ要素収容部内に移動可能に設けられ、内周側に前記ロータ及び前記ベーンと共に複数のポンプ室を形成する環状のカムリングと、
前記ポンプハウジングに形成され、前記ロータの回転に伴い前記複数のポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口する吸入口と、
前記ポンプハウジングに形成され、前記ロータの回転に伴い前記複数のポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口する吐出口と、
前記ポンプハウジングの前記吐出口側の内周面に設けられ、前記カムリングの外周面と当接することで前記カムリングを支持すると共に、該カムリングの移動方向がほぼ直線的となるように平面状に形成されてかつ、
前記ロータの回転方向における前記吸入口の終端と前記吐出口の始端の中間点を第１中間点とし、前記吐出口の終端と前記吸入口の始端の中間点を第２中間点とした場合において、前記第１中間点と前記第２中間点を通る仮想線との距離が前記第１中間点側から前記第２中間点側に向かって徐々に小さくなるように傾斜状に形成されたカムリング支持面と、
前記カムリングの前記カムリング支持面と対向する外周部に設けられ、該カムリング支持面と当接するように平面状に形成されたカムリング側当接面と、
前記ポンプ要素収容部と前記カムリングの径方向間にそれぞれ形成され、前記カムリングの偏心量が増大する側に前記カムリングが移動する場合において、容積が減少する側に設けられた第１流体圧室及び容積が増大する側に設けられた第２流体圧室と、
該第２流体圧室の内部に設けられて、前記カムリングを前記第１流体圧室側に付勢する付勢部材と、
前記第１流体圧室の圧力を制御する制御バルブと、
を備えたことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の無段変速機やパワーステアリング装置の駆動源として用いられる可変容量形ベーンポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の可変容量形ベーンポンプとしては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
この可変容量形ベーンポンプは、内部にポンプ要素収容部を有するポンプハウジングと、前記ポンプ要素収容部内に挿通配置された駆動軸と、前記ポンプ要素収容部内に設けられ、該駆動軸によって回転駆動されるロータと、該ロータの外周部に出没自在に設けられた複数のベーンと、該各ベーンの外周側に偏心揺動可能に設けられ、内周側に前記ロータ及びベーンと共に複数のポンプ室を形成するカムリングと、該カムリングの偏心制御に供される制御バルブと、を備えている。
【０００４】
前記各ポンプ室は、前記ロータの回転に伴って容積が増大する吸入領域において、内部に生じる負圧に基づき作動油を吸入し、その後、この吸入した作動油を、前記ロータの回転に伴って容積が減少する吐出領域において、内部に生じる正圧に基づきポンプ外部へ吐出するようになっている。また、前記各ポンプ室は、前記カムリングのロータに対する偏心量（以下、単に「偏心量」と呼ぶ）が増大するにつれて、吐出する作動油の油量（吐出量）が増大するように設定されている。
【０００５】
前記カムリングは、その吐出領域側の外周部に形成された円弧凹状のピボット溝と前記ポンプハウジングの吐出領域側の内周部に形成された円弧凹状の支持溝との間に挿通されたピボットピンを支点として揺動するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−８７７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前記従来の可変容量形ベーンポンプにあっては、前述したように、吐出領域に位置するポンプ室に正圧が生じるようになっているが、この正圧は、同時に前記カムリングに前記ピボットピン方向への押圧力を生じさせてしまう。
【０００８】
このため、前記従来の可変容量形ベーンポンプを、例えば高圧大容量の作動油を要する大型車両に適用した場合には、前記吐出領域に位置するポンプ室の内圧が高圧となった際に、前記ピボットピンに対して狭い当接面積にて接触する前記ピボット溝や支持溝に応力集中が発生して、前記ポンプハウジングやカムリングが部分的に変形してしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたもので、ポンプ室の内圧に起因したポンプハウジング等の変形を抑制し得る可変容量形ベーンポンプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、とりわけ、内部にポンプ要素収容部を有するポンプハウジングと、前記ポンプ要素収容部内に挿通され、前記ポンプハウジングに軸支される駆動軸と、前記ポンプ要素収容部内に設けられ、前記駆動軸によって回転駆動されると共に、円周方向に複数個のスロットを有するロータと、前記スロットに出没自在に設けられた複数のベーンと、前記ポンプ要素収容部内に移動可能に設けられ、内周側に前記ロータ及び前記ベーンと共に複数のポンプ室を形成する環状のカムリングと、前記ポンプハウジングに形成され、前記ロータの回転に伴い前記複数のポンプ室の容積が増大する吸入領域に開口する吸入口と、前記ポンプハウジングに形成され、前記ロータの回転に伴い前記複数のポンプ室の容積が減少する吐出領域に開口する吐出口と、前記ポンプハウジングの前記吐出口側の内周面に設けられ、前記カムリングの外周面と当接することで前記カムリングを支持すると共に、該カムリングの移動方向がほぼ直線的となるように平面状に形成されたカムリング支持面と、前記カムリングの前記カムリング支持面と対向する外周部に設けられ、該カムリング支持面と当接するように平面状に形成されたカムリング側当接面と、前記ポンプ要素収容部と前記カムリングの径方向間にそれぞれ隔成され、前記カムリングの偏心量が増大する側に前記カムリングが移動する場合において、容積が減少する側に設けられた第１流体圧室及び容積が増大する側に設けられた第２流体圧室と、該第２流体圧室の内部に設けられて、前記カムリングを前記第１流体圧室側に付勢する付勢部材と、前記第１流体圧室と前記第２流体圧室の両方の圧力を制御するか、あるいは前記第１流体圧室または前記第２流体圧室のいずれか一方の圧力を制御する制御バルブと、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ポンプ室の内圧に起因したポンプハウジング等の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る可変容量形ベーンポンプの横断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】同可変容量形ベーンポンプの機関低回転時における作動説明図である。
【図４】同可変容量形ベーンポンプの機関高回転時における作動説明図である。
【図５】第２実施形態に係る可変容量形ベーンポンプの横断面図である。
【図６】第３実施形態に係る可変容量形ベーンポンプの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る可変容量形ベーンポンプの各実施形態を図面に基づいて詳述する。
〔第１実施形態〕
本実施形態に係る可変容量形ベーンポンプ（以下、単に「ポンプ」と呼ぶ）は、図１及び図２に示すように、内部にポンプ要素収容部１ａを有するポンプハウジング１と、前記ポンプ要素収容部１ａ内に挿通配置された駆動軸２と、前記ポンプ要素収容部１ａ内に前記駆動軸２と一体回転可能に設けられて作動油の吸入及び吐出動作（ポンプ動作）を行うポンプ要素３と、該ポンプ要素３の外周側に前記駆動軸２の軸心に対して偏心移動可能に設けられ、該駆動軸２の軸心に対する偏心量の変化に伴い、前記ポンプ要素３が吐出する作動油の吐出量や吐出圧を変動させる円環状のカムリング４と、該カムリング４の偏心量制御に供される制御バルブ５と、から主として構成されている。
【００１４】
前記ポンプハウジング１は、図１〜図３に示すように、有底円筒状に形成されたハウジング本体６と、該ハウジング本体６の開口部を閉塞するハウジングカバー７と、前記ハウジング本体６の内底部に配置された円盤状のプレッシャプレート８と、前記ハウジング本体６の内周面に嵌着固定された円環状のアダプタリング９と、を備えている。
【００１５】
前記ハウジング本体６とハウジングカバー７は、それぞれ外周部に形成された複数のボルト挿通孔６ａ，７ａにボルト１０が挿通螺着することで共締め固定されている。また、前記ハウジング本体６とハウジングカバー７は、軸方向のほぼ中央位置にそれぞれ軸受孔６ｂ，７ｂが貫通形成されており、該各軸受孔６ｂ，７ｂによって前記駆動軸２の両端部を回転自在に支持するようになっている。
【００１６】
前記アダプタリング９は、前記ハウジングカバー７とプレッシャプレート８とによって挟持固定されていると共に、内周面と外周面との間の肉厚部位に円柱状のピン孔９ａが穿設されている。このピン孔９ａには、前記ハウジング本体６に対するアダプタリング９の円周方向の位置決めをすると共に、該アダプタリング９の回動を規制する回転規制ピン１１が挿通されている。
【００１７】
前記駆動軸２は、図外のエンジンからギヤ等を介して伝達された駆動力によって図１中の反時計方向（矢印方向）へ回転するようになっている。
【００１８】
前記ポンプ要素３は、図１〜図３に示すように、外周部の円周方向ほぼ等間隔位置に放射状に切欠形成された複数のスロット１２ａを有するロータ１２と、前記各スロット１２ａにそれぞれ出没自在に設けられた複数の矩形板状のベーン１３と、を備えている。
【００１９】
前記ロータ１２は、前記駆動軸２の外周に一体回転可能にスプライン結合されている。また、前記ロータ１２は、前記各スロット１２ａの内側基端部に吐出圧が導入される断面ほぼ円形状の背圧室１２ｂが形成され、ポンプ稼働時において後述する第１，第２背圧ポート３１ａ，３１ｂを介して前記各背圧室１２ｂに導入される吐出圧と自身の回転に伴う遠心力とに基づき前記各ベーン１３を前記カムリング４の内周面方向（進出方向）へ押し出すようになっている。そして、前記ロータ１２の外周面と、カムリング４の内周面及び隣り合う一対のベーン１３，１３とによって、前記ハウジングカバー７とプレッシャプレート８との間に複数のポンプ室１４を隔成している。
【００２０】
前記各ポンプ室１４は、前記ロータ１２の回転に伴い内部容積が増減するように形成され、前記ポンプ要素収容部１ａのうち、容積が漸次増大する領域である吸入領域において内部に負圧が発生する一方、容積が漸次減少する領域である吐出領域において内部に正圧が発生するようになっている。また、前記各ポンプ室１４は、前記カムリング４の偏心量が増大するにしたがって、前記ロータ１２の回転に伴う容積の変化量が増大するようになっている。
【００２１】
また、前記各ポンプ室１４を構成する前記プレッシャプレート８のロータ１２側の一端面８ａ及び前記ハウジングカバー７の内端面７ｃには、前記吸入領域に開口するほぼ円弧凹状の第１吸入口１５及び第２吸入口１６と、前記吐出領域に開口するほぼ円弧凹状の第１吐出口１７及び第２吐出口１８とが、それぞれ前記駆動軸２を挟んでほぼ対向するように切欠形成されている。
【００２２】
前記第１吸入口１５は、前記プレッシャプレート８に穿設された吸入孔１９と、前記ハウジング本体６の内底面に開口形成された第１吸入圧室２０と、該第１吸入圧室２０から前記ハウジング本体６の外径方向に延設された連通路２１及び前記ハウジング本体６の外側面に開口形成された吸込口２２とからなる第１吸入通路を介してオイルパン２３（図３参照）に接続されている。一方、前記第２吸入口１６も、前記ハウジングカバー７の内側面に開口形成された第２吸入圧室２４と、該第２吸入圧室２４と吸込口２２とを連通する連通路２５及び吸込口２２とからなる第２吸入通路を介して同じくオイルパン２３に接続されている。
【００２３】
前記第１吐出口１７は、前記プレッシャプレート８に穿設された吐出孔２６と、前記ハウジング本体６の内底面に開口形成された吐出圧室２７とを介して吐出通路２８の上流端に接続されている。この吐出通路２８は、流路の途中に通路絞り部であるメータリングオリフィス２９を有していると共に、下流端が図外の無段変速機やパワーステアリング装置等に接続されている。
【００２４】
かかる構成から、前記各ポンプ室１４は、図３に示すように、前記オイルパン２３内に貯留された作動油を、前記吸入領域において生じる負圧に基づき前記第１，第２吸入通路からなる吸入通路３０を介して吸入し、その後、この吸入した作動油を、前記吐出領域において生じる正圧に基づき前記吐出孔２６と、吐出圧室２７及び吐出通路２８を介して無段変速機やパワーステアリング装置等へ吐出（供給）するようになっている。
【００２５】
さらに、前記プレッシャプレート８のロータ１２側の一端面８ａ及び前記ハウジングカバー７の内端面７ｃには、図１〜図３に示すように、ほぼ円環状に形成された第１，第２背圧ポート３１ａ，３１ｂが、それぞれ前記各背圧室１２ｂに臨むように配設されている。これら背圧ポート３１ａ，３１ｂは、それぞれ図外の油通路を介して前記吐出圧室２７と連通しており、該吐出圧室２７から吐出圧が常時供給されるようになっている。
【００２６】
前記カムリング４は、鉄系金属の焼結材によって一体形成されている。また、前記カムリング４の内周面のうち、前記吸入領域と吐出領域のいずれにも属さない領域（以下、「ベーン閉じ込み領域Ｘ」と呼ぶ）に位置する部位にあっては、該ベーン閉じ込み領域Ｘに位置するベーン１３のロータ１２外周面からのベーン飛び出し量Ｗが前記ロータ１２の回転によってほとんど変動しない定圧のカムプロファイル（輪郭形状）を有するように形成されている。
【００２７】
また、前記カムリング４は、その外周面と前記アダプタリング９の内周面との間に供給される油圧に基づき偏心移動するようになっている。
【００２８】
具体的に説明すると、前記カムリング４とアダプタリング９との径方向間には、図１及び図３に示すように、前記カムリング４の偏心移動がほぼ直線的となるように該カムリング４を案内するスライド機構３２と、該スライド機構３２に対して前記駆動軸２を挟んだほぼ反対側に配置されたシール機構３３と、が設けられている。
【００２９】
そして、これらスライド機構３２とシール機構３３とを挟んだ前記カムリング４とアダプタリング９との径方向間には、前記カムリング４が偏心移動した場合に容積が減少する第１流体圧室３４と、前記カムリング４が偏心移動した場合に容積が増大する第２流体圧室３５と、が隔成され、これら第１，第２流体圧室３４，３５に油圧が供給されることで、前記カムリング４が偏心移動するようになっている。
【００３０】
前記スライド機構３２は、前記アダプタリング９の内周面のうち前記第１吐出口１７側の所定部位に設けられた平面状のカムリング支持面３６と、前記カムリング４の外周面のカムリング支持面３６と対向する部位に、該カムリング支持面３６とほぼ平行となるように設けられた平面状のカムリング側当接面３７と、を備えている。
【００３１】
前記カムリング支持面３６は、吐出領域に位置するポンプ室１４の内圧によってカムリング支持面３６方向に押圧されるカムリング４を、前記カムリング側当接面３７と当接することによって支持すると共に、図１に示す偏心方向Ｐへ移動するように案内するようになっている。
【００３２】
前記カムリング側当接面３７は、偏心方向Ｐに沿った方向の長さが、前記カムリング支持面３６の偏心方向Ｐに沿った方向の長さよりも短く形成され、前記カムリング４の偏心位置にかかわらず前記カムリング支持面３６と常時摺接する。
【００３３】
また、前記カムリング側当接面３７には、作動油の捕集に供される油溝である捕集溝３８が設けられている。この捕集溝３８は、前記カムリング側当接面３７の駆動軸２の軸方向に沿って複数並設されていると共に、それぞれ偏心方向Ｐに沿って長溝状に延出形成されており、前記カムリング支持面３６やカムリング側当接面３７に付着した作動油を捕集して保持するようになっている。
【００３４】
なお、前記カムリング４は、前記カムリング側当接面３７が前記カムリング支持面３６に当接することによって、前記アダプタリング９内での回転が規制されるようになっている。
【００３５】
前記シール機構３３は、前記アダプタリング９の内周面のうち前記第１吸入口１５側の所定部位に設けられた平面部３９と、該平面部３９に設けられた一対の第１，第２シール溝４０ａ，４０ｂと、該各シール溝４０ａ，４０ｂ内にそれぞれ収容される一対の第１，第２シール部材４１ａ，４１ｂと、前記カムリング４の外周面の平面部３９と対向する部位に、該平面部３９とほぼ平行となるように設けられた平面状のシール摺接面４２と、を備えている。
【００３６】
前記平面部３９は、前記カムリング４の偏心方向Ｐとほぼ平行、すなわち前記アダプタリング９のカムリング支持面３６とほぼ平行となるように形成されている。
【００３７】
前記各シール溝４０ａ，４０ｂは、前記カムリング４の偏心方向Ｐ（前記駆動軸２の円周方向）に沿って互いに離間して配置され、それぞれ前記シール摺接面４２に対して開口するように矩形凹状に形成されていると共に、前記駆動軸２の軸方向に沿って延出形成されている。
【００３８】
前記各シール部材４１ａ，４１ｂは、例えば合成樹脂材やゴム材等の弾性材料によって断面ほぼ矩形状に形成されると共に、前記駆動軸２の軸方向に沿って延出形成されており、前記各シール溝４０ａ，４０ｂ内にそれぞれ収容された際に、前記カムリング４側の先端面が前記シール摺接面４２に当接することでシール機能を発揮するようになっている。
【００３９】
前記シール摺接面４２は、前記カムリング４の偏心位置にかかわらず、前記各シール部材４１ａ，４１ｂと常時当接するように形成され、前記第１流体圧室３４と第２流体圧室３５との間の液密性を確保するようになっている。
【００４０】
また、前記平面部３９の両シール溝４０ａ，４０ｂの間には、円弧凹状の吸入圧導入溝４３が設けられている。この吸入圧導入溝４３は、前記駆動軸２の軸方向に沿って延出形成されていると共に、その軸方向端部の少なくともいずれか一方が、図外の油通路を介して前記吸入通路３０に連通している。そして、吸入圧導入溝４３と、第１，第２シール部材４１ａ，４１ｂ及びシール摺接面４２とによって隔成される空間内に吸入圧を常時導入するようになっている。
【００４１】
また、前記カムリング４とアダプタリング９との径方向間には、付勢部材であるカムスプリング４４が設けられている。このカムスプリング４４は、前記カムリング４の第２流体圧室３５側の外周面に切欠形成されたスプリング収容溝４５と、前記アダプタリング９のスプリング収容溝４５と対向する内周面に切欠形成されたスプリング収容凹部４６との間に介装され、前記カムリング４に対して偏心方向Ｐへのばね力（付勢力）を付与するように配設されている。そして、このばね力に基づき、前記カムリング４を偏心量が最大となる方向へ常時付勢するようになっている。
【００４２】
前記制御バルブ５は、図１及び図３に示すように、前記第１，第２流体圧室３４，３５の両方の内圧を調整することによって前記カムリング４の偏心制御を行う、いわゆる全圧式の制御バルブであって、前記ハウジング本体６に前記駆動軸２と直交するように穿設された制御バルブ収容孔５１と、該制御バルブ収容孔５１の内部に移動可能に設けられたスプール弁体５２と、前記制御バルブ収容孔５１の軸方向一端側に設けられ、前記スプール弁体５２に軸方向他端側への付勢力を付与するソレノイド５３と、前記制御バルブ収容孔５１の軸方向の他端開口を閉塞するプラグ５４と、該プラグ５４と前記スプール弁体５２との間に介装され、該スプール弁体５２を軸方向一端側へ付勢するバルブスプリング５５と、を備えている。
【００４３】
前記スプール弁体５２は、前記ソレノイド５３側の軸方向一端側に第１ランド部５２ａが形成されていると共に、前記プラグ５４側の軸方向他端部に第２ランド部５２ｂが形成されている。
【００４４】
そして、これら第１，第２ランド部５２ａ，５２ｂは、それぞれ外周面が前記制御バルブ収容孔５１の内周面と微小なクリアランスをもって摺接して、該制御バルブ収容孔５１の内部空間を第１〜第３圧力室５６〜５８に隔成するようになっている。
【００４５】
前記第１圧力室５６は、前記制御バルブ収容孔５１の第１ランド部５２ａよりもソレノイド５３側に形成されていると共に、第１スプール制御圧導入通路５９を介して前記メータリングオリフィス２９よりも上流側の前記吐出通路２８と連通しており、内部に前記メータリングオリフィス２９上流側の吐出圧が導入されるようになっている。なお、前記第１スプール制御圧導入通路５９には、流路面積を絞ることによって作動油の脈動等を低減させるダンパオリフィス５９ａが設けられている。
【００４６】
前記第２圧力室５７は、前記制御バルブ収容孔５１の第２ランド部５２ｂよりもプラグ５４側に形成されていると共に、第２スプール制御圧導入通路６０を介して前記メータリングオリフィス２９よりも下流側の前記吐出通路２８と連通しており、内部に前記メータリングオリフィス２９下流側の吐出圧が導入されるようになっている。
【００４７】
前記第３圧力室５８は、前記制御バルブ収容孔５１の第１ランド部５２ａと第２ランド部５２ｂとの間に設けられていると共に、図３に示すように、連通孔６１を介して前記ポンプハウジング１の外部と連通しており、内部に大気圧が導入されるようになっている。
【００４８】
また、前記第１，第２ランド部５２ａ，５２ｂの外周面とオーバーラップする前記制御バルブ収容孔５１の内周面の所定部位には、それぞれ円環状の第１，第２環状溝６２，６３が切欠形成されている。
【００４９】
前記第１ランド部５２ａ側の第１環状溝６２は、前記スプール弁体５２の摺動位置に応じて前記第１圧力室５６または第３圧力室５８と適宜連通すると共に、その溝底に貫通形成された第１流体圧導入通路６４と、該第１流体圧導入通路６４と連通するように前記アダプタリング９に穿設された第１流体圧導入孔６５とを介して前記第１流体圧室３４に接続されている。
【００５０】
一方、前記第２ランド部５２ｂ側の第２環状溝６３は、前記スプール弁体５２の摺動位置に応じて前記第２圧力室５７または第３圧力室５８と適宜連通すると共に、その溝底に貫通形成された第２流体圧導入通路６６と、該第２流体圧導入通路６６と連通するように前記アダプタリング９に穿設された第２流体圧導入孔６７とを介して前記第２流体圧室３５に接続されている。
【００５１】
前記第１流体圧導入孔６５は、前記第１流体圧室３４と連通する側の開口端が、前記アダプタリング９の内周面のうちカムリング支持面３６を避けた位置に配置される一方、前記第２流体圧導入孔６７も、前記第２流体圧室３５と連通する側の開口端が、前記アダプタリング９の内周面のうちカムリング支持面３６を避けた位置に配置されている。
【００５２】
前記ソレノイド５３は、車両の運転状況等に応じて駆動制御され、前記第１圧力室５６の内部に伸縮自在に設けられたロッド５３ａを介して前記スプール弁体５２の一端面を押圧することで、補助的に前記スプール弁体５２の位置制御を行うようになっている。
〔本実施形態の作用効果〕
まず、エンジンの始動に伴い前記駆動軸２が回転すると、図３に示すように、前記カムリング４がカムスプリング４４のばね力によって前記ロータ１２に対して最大偏心した状態で該ロータ１２が回転する。すると、前記カムリング４内でポンプ作動が行われ、前記第１，第２吸入口１５，１６から吸入された作動油が前記各ポンプ室１４内の容積変化に伴って加圧された後に、前記第１吐出口１７等を介して前記吐出通路２８へ吐出される。そして、前記吐出通路２８に吐出された作動油は、大部分が前記メータリングオリフィス２９を通過して図外の無段変速機やパワーステアリング装置等へ供給されることとなる。
【００５３】
このとき、作動油の一部は、前記メータリングオリフィス２９の上流側から前記第１圧力室５６へ導入されると共に、前記メータリングオリフィス２９の下流側から前記第２圧力室５７へ導入される。そして、前記第１圧力室５６内の作動油の流体圧と第２圧力室５７内の作動油の流体圧との差圧（以下、「バルブ内差圧」と呼ぶ。）に基づき、前記制御バルブ５の位置制御及びこれに伴う吐出量の制御が行われることとなる。
【００５４】
具体的に説明すると、前記バルブ内差圧が所定値に到達するまでの間において、前記スプール弁体５２は、図３に示すように、前記バルブスプリング５５のばね力によって前記第１圧力室５６側へ押し付けられた状態に維持される。
【００５５】
そうすると、前記第１流体圧室３４は、前記第１圧力室５６との接続が遮断され、前記第３圧力室５８と連通することから、内部に大気圧が導入される一方、前記第２流体圧室３５は、前記第２圧力室５７と連通することにより、内部に吐出圧が導入される。
【００５６】
これにより、前記カムリング４が、前記第２流体圧室３５に作用する吐出圧と前記カムスプリング４４のばね力によって最大偏心位置に保持されることから、前記ポンプの吐出量が前記ロータ１２の回転速度の上昇にほぼ比例して増加する。
【００５７】
次に、前記駆動軸２の回転速度が上昇し、吐出圧の増大に伴い前記メータリングオリフィス２９前後の差圧が増大し、これに伴い前記バルブ内差圧が所定値以上になると、図４に示すように、該バルブ内差圧に応じて前記スプール弁体５２が前記プラグ５４側に所定量ストローク移動する。
【００５８】
そうすると、前記第２流体圧室３５は、前記第２圧力室５７との接続が遮断され、前記第３圧力室５８と連通することから、内部に大気圧が導入される一方、前記第１流体圧室３４には、前記第１圧力室５６と連通することで吐出圧が導入される。
【００５９】
これにより、前記カムリング４が、第１流体圧室３４に作用する吐出圧によって前記カムスプリング４４のばね力に抗して偏心量が減少する方向、つまり前記第２流体圧室３５側へスライド移動することから、前記ポンプの吐出量が減少することとなる。
【００６０】
そして、本実施形態では、前記カムリング４を支持するカムリング支持面３６と、該カムリング支持面３６に当接するカムリング側当接面３７と、をそれぞれ平面状に形成すると共に、該両者３６，３７を互いに広域な面積をもって当接するようにした。
【００６１】
これにより、前記カムリング側当接面３７を介して前記カムリング支持面３６に対して作用する、吐出領域に位置するポンプ室１４の内圧に基づく押圧力Ｑを、前記カムリング支持面３６の広い面積で分散して受けることができるため、前記アダプタリング９に応力集中に基づく変形が生じるのを抑制できる。同様に、前記カムリング側当接面３７も、前記押圧力Ｑの反力を広い面積で分散して受けることができるため、前記カムリング４の応力集中に基づく変形も抑制できる。
【００６２】
したがって、本実施形態によれば、前記吐出領域に位置するポンプ室１４の内圧に基づくカムリング４やアダプタリング９の変形を抑制し、もってポンプの耐久性を向上することができる。
【００６３】
また、この耐久性の向上に伴い、前記ポンプがより高い吐出圧や吐出量にも対応できるようになることから、該ポンプを高圧大流量の作動油を要する大型車両に適用することも容易に行うことができる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、前記カムリング４とアダプタリング９の径方向間における前記第１流体圧室３４と第２流体圧室３５との間を、前記第１シール部材４１ａと第２シール部材４１ｂとからなる二重シール構造によってシールするようにしたことから、前記両流体圧室３４，３５間においてシール機能を十分に発揮することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、前記カムリング４の制御方式を全圧式としたことから、前記カムリング４の偏心制御に際して該カムリング４に高い付勢力が作用するようになっている。これにより、前記カムリング４が、たとえ前記アダプタリング９やプレッシャプレート８等に対して固着した場合であっても、高い付勢力に基づき前記カムリング４を偏心方向Ｐに沿って移動させることが可能となる。
【００６６】
なお、この構成は、本発明を作動油内にコンタミが生じやすく、該コンタミが詰まることによる前記カムリング４とプレッシャプレート８との間の固着が懸念されるＣＶＴ用のポンプに適用する場合において、特に有用となる。
【００６７】
さらに、本実施形態では、前記全圧式のポンプにおいて、前記両流体圧室３４，３５間を隔成する前記第１，第２シール部材４１ａ，４１ｂの間に吸入圧を導入する吸入圧導入溝４３を設けた。
【００６８】
これにより、前記第１，第２流体圧室３４，３５のいずれに吐出圧が導入される場合であっても、前記各シール溝４０ａ，４０ｂ内に収容された各シール部材４１ａ，４１ｂが、前記吸入圧導入溝４３内の吸入圧に基づき該吸入圧導入溝４３側に引き寄せられた状態に維持されることから、前記第１，第２流体圧室３４，３５の内圧の変動に係る各シール部材４１ａ，４１ｂの暴れを抑制することができる。この結果、前記各シール部材４１ａ，４１ｂによる前記第１，第２流体圧室３４，３５間のシール性の向上や、該各シール部材４１ａ，４１ｂの耐久性の向上を図ることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、前記シール摺接面４２を平面状に形成したことから、該シール摺接面４２と前記各シール部材４１ａ，４１ｂの先端面との当接性が向上するため、前記第１，第２流体圧室３４，３５間の液密性がさらに向上する。
【００７０】
特に、本実施形態では、前記シール摺接面４２を、前記カムリング４の摺動位置に依らず前記各シール部材４１ａ，４１ｂと常時当接するようにしたことから、前記第１，第２流体圧室３４，３５間の液密性をより一層向上できる。
【００７１】
また、本実施形態では、前記カムリング支持面３６とシール摺接面４２とを互いに平行となるように形成したことから、前記カムリング４の偏心移動に伴って前記シール摺接面４２が前記各シール部材４１ａ，４１ｂに対して接近したり、離間したりすることがない。これにより、前記各シール部材４１ａ，４１ｂのカムリング４の径方向への移動が抑制されることから、前記各シール部材４１ａ，４１ｂの耐久性を向上させることができる。
【００７２】
さらに、前記各シール部材４１ａ，４１ｂをカムリング４の径方向への移動を考慮して該カムリング４の径方向へ長尺に形成するといった必要がないことから、これに伴い前記各シール部材４１ａ，４１ｂを収容する各シール溝４０ａ，４０ｂの溝深さを深く形成する必要も同様になくなる。これにより、前記アダプタリング９のシール機構３３を構成する箇所の肉厚を確保できることから、該アダプタリング９の耐久性をより一層向上できる。
【００７３】
また、本実施形態では、前記各流体圧導入孔６５，６７のそれぞれ対応する流体圧室３４，３５と連通する側の開口端を、前記アダプタリング９内周面のカムリング支持面３６を避けた位置に配置したことから、該カムリング支持面３６が前記カムリング４の偏心移動に際して前記各流体圧導入孔６５，６７を塞いでしまうといった問題が生じない。これにより、前記第１，第２流体圧室３４，３５内にそれぞれ適切に油圧が導入されることから、前記カムリング４の偏心制御の精度を向上させることができる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、前記カムリング側当接面３７に、作動油を捕集する捕集溝３８を設けたことから、前記カムリング支持面３６にカムリング側当接面３７が当接している場合において両者３６，３７間に作動油が供給される。これにより、前記カムリング支持面３６とカムリング側当接面３７との間のスムーズな摺動性が確保されると共に、該両者３６，３７間に焼き付きが生じるのを抑制することができる。
【００７５】
また、本実施形態では、前記捕集溝３８を、前記第１，第２流体圧室３４，３５を連通しないように設けたことから、前記捕集溝３８を介しての各流体圧室３４，３５の作動油の漏出が抑制されるため、前記カムリング４の偏心制御の精度がより一層向上する。
【００７６】
ところで、ベーンタイプの可変容量形ポンプでは、カムリング内周面のベーン閉じ込み領域におけるカムプロファイルを、所定の勾配を有する曲線状とすることによって、閉じ込み領域に位置するポンプ室の内圧を吐出領域に達する前に予め所望の圧力状態に調整するといった方法が一般に行われている。
しかしながら、特許文献１に記載された可変容量形ベーンポンプのような、ポンプハウジングとカムリングとの間に介装された揺動支点ピンを支点としてカムリングが揺動するタイプの可変容量形ベーンポンプにあっては、揺動に際して前記カムプロファイルの勾配が変動してしまうため、特定の偏心状態において所望のカムプロファイルが得られたとしても、それ以外の偏心状態においては所望のカムプロファイルを得ることができない。
【００７７】
これに対して、本実施形態のポンプは、前記カムリング４の偏心移動をほぼ直線的としたことから、移動に応じてカムリング４の内周面が離間もしくは接近することはあっても、そのカムプロファイルの勾配が変化することはない。このため、本実施形態によれば、前記カムリング４の偏心状態に依らずに一貫したカムプロファイルを得ることが可能となる。
【００７８】
なお、本実施形態のポンプは、前述したように、前記ベーン飛び出し量Ｗが一定となるカムプロファイルに設定されている。これにより、前記ベーン閉じ込み領域Ｘに位置するポンプ室１４の内圧は、前記駆動軸２の回動に伴って吐出領域に差し掛かるまで常に一定に保たれるようになっている。
【００７９】
また、本実施形態では、前記ピン孔９ａを前記アダプタリング９の内周面と外周面との間の肉厚部位に設けると共に、このピン孔９ａに回転規制ピン１１を挿通して前記ハウジング本体６に対するアダプタリング９の円周方向の位置決めをするようにしたことから、前記回転規制ピン１１が前記カムリング４のスライド移動を妨げることがない。
〔第２実施形態〕
図５は本発明の第２実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同様であるが、カムリング４の偏心制御を、第１，第２流体圧室３４，３５の両方の油圧制御に基づき行う全圧式から、第１流体圧室３４の油圧のみを制御することにより行う、いわゆる低圧式に変更したものである。
【００８０】
すなわち、本実施形態に係るポンプは、第３圧力室５８が、その内部に前記吸入部と連通する図外の連通路を介して吸入圧が常時供給されるように変更されている。また、第２環状溝６３が廃止されると共に、第２流体圧導入通路６６が、スプール弁体５２の摺動位置に依らず前記第３圧力室５８と常時連通するようになっている。かかる構成から、前記第２流体圧室３５の内部には、常時吸入圧が導入されるようになっている。
【００８１】
なお、本実施形態では、前記第１流体圧室３４の内圧が前記第２流体圧室３５の内圧よりも常に高圧となり、前記平面部３９上にシール部材の暴れを抑制する吸入圧導入溝４３を設ける必要がないことから、該吸入圧導入溝４３が廃止されている。また、前記シール機構３３による前記平面部３９とシール摺接面４２との間のシールも、前記第１，第２シール部材４１ａ，４１ｂによる二重シール構造から、前記第１シール部材４１ａのみによるシール構造に変更され、前記平面部３９から第２シール溝４０ｂ及び第２シール部材４１ｂが廃止されている。
【００８２】
したがって、本実施形態によれば、前記第１流体圧室３４内の油圧とカムスプリング４４のばね力との相対差に基づき、前記カムリング４の偏心制御が行われることとなるが、この場合においても、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８３】
また、本実施形態では、前記第２流体圧室３５の内部に常時吸入圧が導入され、吐出圧が作用しないことから、該吐出圧が前記第２流体圧室３５を介してポンプ外部へ漏出するといった問題が生じ得ない。これにより、ポンプ効率の低下を抑制することができる。
〔第３実施形態〕
図６は本発明の第３実施形態を示し、基本構成は第２実施形態と同様であるが、
カムリング支持面３６を、後述する仮想線Ｌに対して傾斜状に形成したものである。
【００８４】
すなわち、本実施形態のカムリング支持面３６は、前記ロータ１２の回転方向における前記第１吸入口１５の終端１５ｅと前記第１吐出口１７の始端１７ｓの中間点を第１中間点Ｍ１とし、前記吐出口１７の終端１７ｅと前記吸入口１５の始端１５ｓの中間点を第２中間点Ｍ２とした場合において、前記第１中間点Ｍ１と第２中間点Ｍ２を通る仮想線Ｌ（図６の二点鎖線を参照）との距離Ｄが第１中間点Ｍ１側から第２中間点Ｍ２側に向かって徐々に小さくなるように傾斜状に形成されている。
【００８５】
また、これに伴い、前記カムリング支持面３６と対向する前記カムリング４のカムリング側当接面３７も、前記カムリング支持面３６とほぼ平行となるように傾斜状に形成され、これによって前記カムリング４の移動方向が、前記カムリング支持面３６の傾斜方向とほぼ平行な偏心方向Ｐ２に規制されるようになっている。
【００８６】
さらに、前記シール機構３３を構成する平面部３９及びシール摺接面４２も、前記カムリング支持面３６とほぼ平行となるように傾斜状に形成され、また、前記カムスプリング４４も、そのばね力が前記カムリング支持面３６の傾斜方向、すなわち前記カムリング４の偏心方向Ｐ２に沿って発揮されるように配設されている。
【００８７】
低圧式のポンプは、前記第２流体圧室３５内に吸入圧が導入されることにより、該第２流体圧室３５からの作動油の漏出が抑制されるといった利点があるものの、前記カムリング４を前記第１流体圧室３４側に付勢する力が前記カムスプリング４４のばね力のみとなることから、前記カムリング４を偏心移動させる際の付勢力不足が懸念される。
【００８８】
しかしながら、本実施形態では、前記カムリング支持面３６に前述したような傾斜を設けたことから、前記押圧力Ｑの偏心方向Ｐ２成分である分力ＱP2を、前記カムリング４の偏心方向Ｐ２への付勢力として利用することができる。これにより、前記カムリング４の制御方式が低圧式の場合であっても、該カムリング４の偏心制御を問題なく行うことができる。
【００８９】
また、本実施形態では、前記カムスプリング４４を、そのばね力が前記カムリング支持面３６の傾斜方向に沿って発揮されるように配設したことから、前記カムスプリング４４に曲げ荷重が発生せず、前記カムリング４に対して設計値通りのばね力を付与することができる。
【００９０】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成を変更することも可能である。
【００９１】
例えば、前記各実施形態では、前記シール機構３３を構成する各要素のうち、前記平面部３９及び第１，第２シール溝４０ａ，４０ｂが前記アダプタリング９側に設けられる一方、前記シール摺接面４２が前記カムリング４側に設けられるものとして説明したが、これら各要素の配設箇所を入れ替えることも可能である。
【００９２】
また、前記各実施形態では、前記捕集溝３８をカムリング側当接面３７に設けるものとして説明したが、この捕集溝３８を前記カムリング支持面３６に設けることもできる。この場合、前記捕集溝３８を前記カムリング側当接面３７と常時当接する範囲に限定して設けることにより、前記捕集溝３８を介する前記第１，第２流体圧室３４，３５間の作動油の意図しない流動を抑制することができる。
【００９３】
さらに、前記各実施形態では、前記カムリング４のベーン閉じ込み領域Ｘに位置する内周面を、定圧のカムプロファイルを有するように形成するものとして説明したが、該領域に位置するポンプ室１４が予め若干の圧縮（予圧縮）状態となるような、すなわち前記ロータ１２の回転によって前記ベーン１３のベーン飛び出し量Ｗが漸減するようなカムプロファイルに形成することも可能である。この場合、前記各ポンプ室１４がベーン閉じ込み領域Ｘから吐出領域へと移行する際の圧力差が低減されることから、該圧力差に基づき発生する脈圧に伴う振動や騒音の抑制を図ることができる。
【００９４】
前記実施形態から把握される技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕
請求項１に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記制御バルブは、前記第１流体圧室と前記第２流体圧室の両方の圧力を制御するように形成されていることを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｂ〕
請求項１に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記カムリングは、外周面に前記第１シール部材及び前記第２シール部材と摺接するシール摺接面を備え、
該シール摺接面は、平面状に形成されていることを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｃ〕
請求項ｂに記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記シール摺接面は、前記カムリングの偏心位置に依らず前記第１シール部材及び前記第２シール部材と常時摺接することを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｄ〕
請求項ｂに記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記シール摺接面は、前記カムリング支持面と平行となるように形成されていることを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｅ〕
請求項１に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記ポンプハウジングは、前記制御バルブから前記第１流体圧室及び前記第２流体圧室に圧力を導入する第１圧力導入孔及び第２圧力導入孔を有し、
前記第１圧力導入孔及び第２圧力導入孔の前記ポンプ要素収容部に臨む開口端は、それぞれ前記カムリング支持面を避けるように配置されていることを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｆ〕
請求項１に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記カムリング支持面または前記カムリング側当接面に油溝が形成されていることを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｇ〕
請求項ｆに記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記油溝は、前記第１流体圧室と前記第２流体圧室とを連通しないように設けられていることを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｈ〕
請求項２に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記付勢機構は、前記カムリング支持面の傾斜方向に沿って付勢力を発揮するように配置されていることを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｉ〕
請求項２に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記カムリングの前記吸入領域と前記吐出領域のいずれにも属さないベーン閉じ込み領域における内周面は、前記ベーンの前記ロータからの飛び出し量が前記ロータの回転によって変動しない定圧のカムプロファイルを有するように形成されていることを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｊ〕
請求項２に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記カムリングの前記吸入領域と前記吐出領域のいずれにも属さないベーン閉じ込み領域における内周面は、前記ベーンの前記ロータからの飛び出し量が前記ロータの回転によって漸減する予圧縮のカムプロファイルを有することを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
〔請求項ｋ〕
請求項２に記載の可変容量形ベーンポンプにおいて、
前記ポンプハウジングは、前記ポンプ要素収容部の周壁を構成する環状のアダプタリングと、該アダプタリングを収容するハウジング本体と、を備え、
前記アダプタリングは、該アダプタリングの外周面と内周面との間に穿設されたピン孔に挿通される回転規制ピンによって、前記ハウジング本体に対して回転が規制された状態で収容されることを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
【符号の説明】
【００９５】
１…ポンプハウジング
１ａ…ポンプ要素収容部
２…駆動軸
４…カムリング
５…制御バルブ
１２…ロータ
１２ａ…スロット
１３…ベーン
１５…第１吸入口（吸入口）
１６…第２吸入口（吸入口）
１７…第１吐出口（吐出口）
１８…第２吐出口（吐出口）
３３…シール機構
３４…第１流体圧室
３５…第２流体圧室
３６…カムリング支持面
３７…カムリング側当接面
４１ａ…第１シール部材
４１ｂ…第２シール部材
４４…カムスプリング（付勢部材）
【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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【図６】
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