特許 6130525 複数の制御チャンバを備えるベーンポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6130525

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】複数の制御チャンバを備えるベーンポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 14/22 20060101AFI20170508BHJP

   F04C 2/344 20060101ALI20170508BHJP

【ＦＩ】

   F04C14/22 D

   F04C2/344 331C

【請求項の数】14

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-562455(P2015-562455)

(86)(22)【出願日】2014年3月6日

(65)【公表番号】特表2016-510102(P2016-510102A)

(43)【公表日】2016年4月4日

(86)【国際出願番号】IB2014059506

(87)【国際公開番号】WO2014141013

(87)【国際公開日】20140918

【審査請求日】2015年11月16日

(31)【優先権主張番号】13/800,227

(32)【優先日】2013年3月13日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515253441

【氏名又は名称】マグナ パワートレイン インク．

【氏名又は名称原語表記】ＭＡＧＮＡ ＰＯＷＥＲＴＲＡＩＮ ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100075557

【弁理士】

【氏名又は名称】西教 圭一郎

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアムソン，マシュー

(72)【発明者】

【氏名】シュルヴァー，デイヴィッド アール．

(72)【発明者】

【氏名】タナスーカ，セザール

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１８４７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５２４５００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ １４／２２

Ｆ０４Ｃ ２／３４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変容量ベーンポンプであって、
ポンプチャンバを含むポンプケーシングと、
ポンプチャンバ内を移動可能であり、ポンプの容量を変化させるポンプ制御リングと、
ポンプ制御リングのキャビティ内に位置し、ポンプ制御リングのキャビティの中心からずれた軸線まわりに回転可能であるベーンポンプロータと、
ロータによって駆動され、ポンプ制御リングの内表面に係合するベーンと、
ポンプケーシングとポンプ制御リングの第１部分との間の第１制御チャンバであって、該ポンプ制御リングの第１部分が枢動ピンの両側に周方向に延び、該第１制御チャンバが、加圧された流体を受容し、ポンプ制御リングを移動させる力を生じさせて、ポンプの容量を減少させるように動作可能である第１制御チャンバと、
ポンプケーシングとポンプ制御リングの第２部分との間の第２制御チャンバであって、加圧された流体を受容し、ポンプ制御リングを移動させる力を生じさせて、ポンプの容量を減少させるように動作可能である第２制御チャンバと、
最大容量の位置に向けてポンプリングを付勢する伸縮ばねであって、第１および第２制御チャンバ内の加圧された流体によって生じる力に抗して作用する伸縮ばねと、
を含むことを特徴とする可変容量ベーンポンプ。

【請求項2】

第１制御チャンバを少なくとも部分的に規定する移動可能な第１および第２シールと、回転のために制御リングを支持する枢動ピンとをさらに含み、第１シールが第２シールよりも枢動ピンの近くに位置することを特徴とする、請求項１に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項3】

ポンプ制御リングは、横方向に延び、周方向に互いに離れた、第１および第２溝を含み、第１溝は第１シールを受容し、第２の移動可能な弾性シールは、ポンプケーシングに封止係合して第２溝内に位置することを特徴とする、請求項２に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項4】

ポンプケーシングは、シールによって係合されるケーシング壁から離れた支柱を含み、枢動ピンは支柱に固定されることを特徴とする、請求項３に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項5】

第１チャンバは、ポンプ出口圧力で流体を連続的に受容することを特徴とする、請求項１に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項6】

第１シールは、第２シールから周方向に１００度を超える角度で離れ、角度の頂点は、ポンプ制御リングのキャビティの中心であることを特徴とする、請求項２に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項7】

可変容量ベーンポンプであって、
入口と出口とを有するポンプチャンバを含むポンプケーシングと、
ポンプチャンバ内を枢動可能に移動可能であり、ポンプの容量を変化させるポンプ制御リングと、
ポンプ制御リング内に回転可能に装着され、摺動可能に装着されたベーンを受容する放射状に延びる複数のスロットを有するベーンポンプロータであって、各ベーンの半径方向外端部がポンプ制御リングの内表面に係合し、ポンプ制御リングの中心から偏心して回転軸線まわりに回転可能であり、流体が入口から出口まで移動するとき、流体を加圧するように回転可能であるベーンポンプロータと、
ポンプケーシングとポンプ制御リングの外表面との間の第１制御チャンバであって、加圧された流体を受容し、ポンプ制御リングを移動する力を生じさせ、ポンプの容量を減少させるように動作可能である第１制御チャンバと、
ポンプケーシングとポンプ制御リングの外表面との間の第２制御チャンバであって、加圧された流体を受容し、ポンプ制御リングを移動させる力を生じさせ、ポンプの容量を減少させるように選択的に動作可能である第２制御チャンバと、
ポンプケーシングとポンプ制御リングの外表面との間の第３制御チャンバであって、ポンプの出口から加圧された流体を常に受容する第３制御チャンバと、
ケーシング内に位置し、ポンプリングとケーシングとの間に作用して、ポンプリングを最大容量の位置に向けて付勢する伸縮ばねであって、第１および第２制御チャンバ内に加圧された流体によって生じる力に抗して作用する伸縮ばねと、
を含むことを特徴とする可変容量ベーンポンプ。

【請求項8】

ケーシングとポンプ制御リングとの間に位置して、少なくとも部分的に第１、第２および第３制御チャンバを規定し、摺動可能にケーシングを横切って移動可能である、第１、第２、第３、および第４シールをさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項9】

ポンプ制御リングは、半径方向外方に突出する単一片の第１および第２突起を含み、各突起は溝部を含み、第１突起の溝部は第１および第２制御チャンバを分離するシールを受容し、第２突起の溝部は、第１および第３制御チャンバを分離するシールを受容することを特徴とする、請求項８に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項10】

流体を第２制御チャンバに選択的に供給するように動作可能な制御機構をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項11】

制御機構は、電磁弁を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項12】

第１および第４シールは、少なくとも部分的に第３制御チャンバを規定し、第１シールは、第４シールとは異なる、制御リング枢動軸に関するモーメントアーム長に位置することを特徴とする、請求項７に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項13】

第１シールの位置は、第３チャンバ内の加圧された流体から制御リングに作用する合力が、制御リングを最小容量に向けて付勢するように、第４シールの位置によって規定されるモーメントアームよりも長いモーメントアームを規定することを特徴とする、請求項１２に記載の可変容量ベーンポンプ。

【請求項14】

第１シールは、第４シールから周方向に８０度を超える角度で離れており、角度の頂点はポンプ制御リングの中心であることを特徴とする、請求項１２に記載の可変容量ベーンポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年３月１３日に出願された米国実用出願第１３／８００，２２７号の優先権を主張するものであり、該実用出願は２０１２年１１月２７日に出願された米国特許出願第１３／６８６，６８０号の一部継続出願であり、該一部継続出願は２０１０年９月１０日に出願された米国特許出願第１２／８７９，４０６号であって、２０１２年１１月２７日に発行された特許第８，３１７，４８６号の継続出願であり、該継続出願は２００７年６月４日に出願された米国特許出願第１１／７２０，７８７号であり、２０１０年９月１４日に発行された特許第７，７９４，２１７号の継続出願であり、該継続出願は２００５年１２月２１日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＣＡ２００５／００１９４６号の国内段階であり、２００４年１２月２２日に出願された米国仮特許出願第６０／６３９，１８５号の利益を主張するものである。上述の各出願の全ての開示は、参照によって本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、可変容量ベーンポンプに関する。より具体的には、本発明は、複数の制御チャンバを含む可変容量ベーンポンプに関する。加圧された流体の様々な供給源は、制御チャンバに備えられ、ポンプの変位を制御し得る。

【背景技術】

【0003】

可変容量ベーンポンプは周知であり、ポンプのロータ偏心を変化させるために動かすことができ、そのためポンプ容積を変化させることができるポンプ制御リングの形態で容量調節要素を備えることが可能である。ポンプが自動車エンジン潤滑システムなどの実質的に一定のオリフィス寸法を有するシステムを提供している場合、ポンプの出力流を変化させることはポンプによって生じる圧力を変化させることと等価である。

【0004】

平衡圧を維持するためにポンプ容積を変化させるための能力を有することは、自動車潤滑ポンプのような環境において重要であり、ポンプが動作速度の範囲にわたって動作することになる。そのような環境において、平衡圧を維持するために、作動流体（たとえば、潤滑油）のポンプの出力からポンプ制御リングに隣接する制御チャンバへの帰還供給を用いて、制御チャンバにおける圧力を、典型的には伸縮ばねからの付勢力に抗して制御リングを移動させるために作用させ、ポンプ容量を変化させることが知られている。

【0005】

ポンプの出力における圧力が増加するとき、たとえばポンプの動作速度が増加するとき、増加した圧力は制御リングに印加され、伸縮ばねの付勢を克服して、制御リングを動かしてポンプ容量を減少させるので、出力流、したがってポンプの出力における圧力を減少させる。

【0006】

反対に、ポンプの出力における圧力が低下するとき、たとえばポンプの動作速度が減少するとき、減少した圧力は、制御リングに隣接する制御チャンバに印加され、伸縮ばねの付勢が制御リングを移動させて、ポンプ容量を増加させ、出力流、したがってポンプの圧力を上昇させることを可能にする。
このようにして、平衡圧がポンプの出力で得られる。

【0007】

平衡圧は、制御チャンバにおける作動流体が作用する制御リングの面積と、チャンバに供給される作動流体の圧力と、伸縮ばねによって生じる付勢力とによって決定される。

【0008】

従来、平衡圧はエンジンの予期される動作範囲に対して許容可能な圧力であるように選択され、したがって、たとえば、エンジンは、高いエンジン動作速度で必要とされるよりも低い作動流体圧力を用いて低い動作速度で許容可能に動作することが可能であってもよいので、多少妥協がある。エンジンへの過度な摩耗または他の損傷を防ぐために、エンジンの設計者は、最悪（高い動作速度）条件を満たす、ポンプの平衡圧を選択する。したがって、低速において、ポンプは、それらの速度に必要であるよりも高い容量で動作し、余剰の不必要な作動流体を押し出すエネルギーを浪費する。

【0009】

合理的な程度に小型のポンプハウジングにおいて、少なくとも２つの選択可能な平衡圧を提供することができる可変容量ベーンポンプを備えることが望まれる。また、ポンプ制御リングのための枢動ピンにおける反力を減少させる可変容量ベーンポンプを備えることが望まれる。

【発明の概要】

【0010】

本発明の目的は、従来技術の少なくとも１つの欠点を取り除くか、または軽減する新規の可変容量ベーンポンプを提供することである。

【0011】

可変容量ベーンポンプは、ポンプケーシングとポンプ制御リングの第１部分との間に第１制御チャンバを含む。制御リングの第１部分は、枢動ピンの両側に周方向に延びる。第２制御チャンバは、ポンプケーシングとポンプ制御リングの第２部分との間に設けられる。第１および第２制御チャンバは、加圧された流体を受容し、ポンプ制御リングを移動させるための力を生じ、ポンプ容積を減少させるように動作可能である。伸縮ばねは、最大容積の位置に向けてポンプリングを付勢する。

【0012】

可変容量ベーンポンプは、入口と出口とを有するポンプチャンバを含むポンプケーシングを含む。ポンプ制御リングは、ポンプチャンバ内で旋回し、ポンプの容積を変化させる。ロータは、ポンプ制御リング内で回転可能に装着され、摺動可能なベーンを受容するスロットを含む。第１、第２、および第３制御チャンバは、ポンプケーシングとポンプ制御リングの外表面との間に形成される。第１および第２制御チャンバは、加圧された流体を受容し、ポンプ制御リングを移動させる力を生じさせ、ポンプ容積を減少させるように選択的に動作可能である。第３チャンバは、ポンプの出口から加圧された流体を絶えず受容する。伸縮ばねは、ケーシング内に位置し、ポンプリングとケーシングとの間に作用して、最大容量の位置に向けてポンプリングを付勢し、第１および第２制御チャンバ内で加圧された流体によって生じる力に抗して作用する。

【0013】

本発明の好適な実施形態を、単に例として、添付の図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】最大ロータ偏心に位置した制御リングを備える本発明に係るベーンポンプの正面図である。

【図2】最大ロータ偏心に位置した制御リングを備える図１のポンプの正面斜視図である。

【図3】最小偏心の制御リング位置における図１のポンプの正面図であり、ポンプ制御チャンバの面積は斜線で示される。

【図4】従来技術の可変容量ベーンポンプの概略図を示す。

【図5】ロータとベーンとがポンプ内の力を示すために除かれた、図１のポンプの正面図を示す。

【図6】代替の可変容量ポンプの分解斜視図を示す。

【図7】図６に示されるポンプの別の分解斜視図を示す。

【図8】図６および図７に示されるポンプの断面図である。

【図9】別の代替可変容量ベーンポンプの断面図を含む概略図である。

【図10】図９に示されたベーンポンプの分解斜視図である。

【図11】最小ポンプ容量位置にあるポンプ制御リングを有する図９および図１０に示されるポンプの部分平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施形態に係る可変容量ベーンポンプは、図１、図２および図３において一般的に符号２０で示される。

【0016】

図１、図２および図３を参照して、ポンプ２０は、ポンプ２０が加圧された作動流体を供給するエンジン（図示せず）などに、ポンプカバー（図示せず）および適切なガスケットによって封止された正面２４を有するハウジングまたはケーシング２２を含む。

【0017】

ポンプ２０は、ポンプが作動流体を供給するエンジンまたは他の機構のなどの任意の適切な手段によって駆動されてポンプ２０を動作させる入力部材または駆動軸２８を含む。駆動軸２８が回転すると、ポンプチャンバ３６内に位置するポンプロータ３２は駆動軸２８によって回転する。一連の摺動可能なポンプベーン４０はロータ３２とともに回転し、各ベーン４０の外端はポンプ制御リング４４の内表面と係合し、ポンプチャンバ３６の外壁を形成する。ポンプチャンバ３６は、ポンプ制御リング４４の内表面、ポンプロータ３２、およびベーン４０によって規定される、一連の作動流体チャンバ４８に分割される。ポンプロータ３２は、ポンプ制御リング４４の中心から偏心した回転軸を有する。

【0018】

ポンプ制御リング４４は、ポンプ制御リング４４の中心をロータ３２の中心に対して移動することを可能にする枢動ピン５２を介してケーシング２２内に装着される。ポンプ制御リング４４の中心がポンプロータ３２の中心に対して偏心して位置し、ポンプ制御リング４４の内部とポンプロータ３２とのそれぞれが円形であるので、作動流体チャンバ４８の容積は、チャンバ４８がポンプチャンバ３６まわりを回転するにつれて変化し、その容積はポンプ２０の低圧側（図１におけるポンプチャンバ３６の左側）において大きくなり、ポンプ２０の高圧側（図１におけるポンプチャンバ３６の右側）において小さくなる。作動流体チャンバ４８の容積のこの変化はポンプ２０のポンプ作用を生じさせ、入口５０から作動流体を取り出し、それを加圧して出口５４に送達する。

【0019】

枢動ピン５２まわりにポンプ制御リング４４を移動させることによって、ポンプロータ３２に対する偏心量は、その量を変化させるように変わり、それによって作動流体チャンバ４８の容積がポンプ２０の低圧側からポンプ２０の高圧側まで変化し、したがってポンプの容量を変えることができる。伸縮ばね５６はポンプ制御リング４４を図１および図２に示される位置に付勢し、ここでポンプは最大偏心を有する。

【0020】

上述のように、ポンプ制御リングに隣接する制御チャンバと伸縮ばねとを提供して、可変容量ベーンポンプのポンプリングを移動させ、平衡出力流と、その関連する平衡圧とを確立することが知られている。

【0021】

しかしながら、本発明によれば、ポンプ２０は、２つの制御チャンバ６０および６４を含み、これは図３に最もよく示されているが、ポンプリング４４を制御する。図３における最も右側の斜線領域である、制御チャンバ６０は、ポンプケーシング２２、ポンプ制御リング４４、枢動ピン５２、およびポンプ制御リング４４と、隣接するケーシング２２とに装着される弾性シール６８の間に形成される。図示された実施形態において、制御チャンバ６０は、ポンプ出口５４に供給されるポンプ２０からの加圧された作動流体が制御チャンバ６０も満たすように、ポンプ出口５４に直接に流体連通される。

【0022】

当業者にとって明らかであるように、制御チャンバ６０は、ポンプ出口５４に直接に流体連通される必要なく、代わりにポンプ２０によって供給される自動車エンジンにおけるオイルギャラリーからなど、作動流体の任意の適切な供給源から供給されてもよい。

【0023】

制御チャンバ６０における加圧された作動流体は、ポンプ制御リング４４に対して作用し、加圧された作動流体の圧力から生じるポンプ制御リング４４における力が伸縮ばね５６の付勢力を克服するのに十分であるとき、ポンプ制御リング４４は、図３における矢印７２で示されるように、枢動ピン５２まわりに旋回し、ポンプ２０の偏心度を減少させる。加圧された作動流体の圧力が伸縮ばね５６の付勢力を克服するのに十分でないとき、ポンプ制御リング４４は、矢印７２で示される方向とは反対の方向に枢動ピン５２まわりに旋回し、ポンプ２０の偏心度を増加させる。

【0024】

ポンプ２０は、図３における最も左側の斜線領域である、第２制御チャンバ６４をさらに含み、該第２制御チャンバ６４は、ポンプケーシング２２、ポンプ制御リング４４、弾性シール６８、および第２弾性シール７６の間に形成される。弾性シール７６は、ポンプケーシング２２の壁に当接し、ポンプ入口５０から制御チャンバ６４を分離し、弾性シール６８はチャンバ６０からチャンバ６４を分離する。

【0025】

制御チャンバ６４には、制御ポート８０を通って加圧された作動流体が供給される。制御ポート８０には、ポンプ出口５４、あるいはポンプ２０から供給されたエンジンまたは他の装置の作動流体ギャラリーを含む任意の適切な供給源から、加圧された作動流体が供給されてもよい。以下に述べられるように、電磁弁またはダイバータ機構などの制御機構（図示せず）は、制御ポート８０を通って作動流体をチャンバ６４に選択的に供給するように用いられる。制御チャンバ６０の場合と同様に、制御ポート８０から制御チャンバ６４に供給された、加圧された作動流体は、ポンプ制御リング４４に対して作用する。

【0026】

明らかであるように、ポンプ２０は、ポンプ出口５４に供給される、加圧された作動流体が制御チャンバ６０も満たすとき、平衡圧を達成するように、従来の様式で動作することが可能である。作動流体の圧力が平衡圧よりも大きいとき、チャンバ６０内のポンプ制御リング４４の部分にわたって供給された作動流体の圧力によって生じる力は、伸縮ばね５６の力を克服し、ポンプ２０の容量を減少させるようにポンプリング４４を移動させる。反対に、作動流体の圧力が平衡圧よりも小さいとき、伸縮ばね５６の力は、チャンバ６０内のポンプ制御リング４４の部分にわたって供給された作動流体の圧力によって生じる力を超え、伸縮ばね５６は、ポンプ２０の容量を増加させるようにポンプリング４４を移動させる。

【0027】

しかしながら、従来のポンプとは異なり、ポンプ２０は第２平衡圧で動作することが可能である。具体的には、制御ポート８０を介して、制御チャンバ６４に加圧された作動流体を選択的に供給することによって、第２平衡圧を選択することができる。たとえば、エンジン制御システムによって制御される電磁弁は、制御ポート８０を介して制御チャンバ６４に加圧された作動流体を供給することができ、チャンバ６４内におけるポンプ制御リング４４の関連領域における加圧された作動流体によって生じた力が、制御チャンバ６０における加圧された作動流体によって生じた力に加えられ、これによってポンプ制御リング４４をそうでない場合よりもさらに移動させて、ポンプ２０に対する新たなより低い平衡圧を確立する。

【0028】

例として、ポンプ２０の低い動作速度において、加圧された作動流体はチャンバ６０および６４の両方に提供可能であり、ポンプリング４４は、ポンプの容量が、低い動作速度で許容可能な第１の低い平衡圧を生じる位置に移動するであろう。

【0029】

ポンプ２０が高速で駆動されるとき、制御機構は、加圧された作動流体の制御チャンバ６４への供給を除くように動作可能であり、これによってポンプリング４４を伸縮ばね５６によって移動させて、ポンプ２０に対して第１平衡圧よりも高い第２平衡圧を確立する。

【0030】

図示された実施形態において、チャンバ６０は、ポンプ出口５４に流体連通しているが、必要に応じて、ポンプ出口５４からではなく、制御ポート８０と同様に制御ポートから加圧された作動流体が供給されるように制御チャンバ６０の設計を変更することは簡単であることは当業者にとって明らかであろう。そのような場合、電磁弁またはダイバータ機構などの制御機構（図示せず）は、制御ポートを通ってチャンバ６０に作動流体を選択的に供給するために用いることができる。制御チャンバ６０および６４のそれぞれの内部における制御リング４４の面積は異なるので、制御チャンバ６０、制御チャンバ６４、または制御チャンバ６０および６４の両方に、加圧された作動流体を選択的に適用することによって、所望のとおりに３つの異なる平衡圧を確立することが可能である。

【0031】

当業者にとって明らかであるように、追加の平衡圧が所望される場合、ポンプケーシング２２とポンプ制御リング４４とは、必要に応じて１つ以上の追加の制御チャンバを形成するように製造されてもよい。

【0032】

ポンプ２０は、図４に示されるポンプ２００などの従来のベーンポンプを超えるさらなる利点を提供する。ポンプ２００などの従来のベーンポンプにおいて、ポンプチャンバにおける低圧流体２０４は、ポンプチャンバにおける高圧流体２０８と同様にポンプリング２１６上に力を働かせる。これらの力は、ポンプ制御リング２１６上に有意な合力２１２をもたらし、この力は、力２１２が作用する点に位置する枢動ピン２２０によって主に支持される。

【0033】

さらに、枢動ピン２２０と弾性シール２２２との間のポンプリング２１６の面積にわたって作用する出口２２４内の高圧流体（破線で示される）は、ポンプ制御リング２１６上に有意な力２２８をもたらす。力２２８は、伸縮ばね２３６の力２３２によっていくらかずれているが、力２３２よりも小さな合力２２８は依然として有意であり、この合力も枢動ピン２２０によって主に支持される。

【0034】

したがって、枢動ピン２２０は、大きな反力２４０および２４４を支持し、それぞれ合力２１２および２２８を無効にし、これらの力は、徐々に枢動ピン２２０の望ましくない摩耗、および／またはポンプ制御リング２１６の「張り付き」をもたらし、ポンプ制御リング２１６は、枢動ピン２２０まわりに滑らかに回転せず、ポンプ２００の精密な制御を達成することをより困難にする。

【0035】

図５に示されるように、ポンプ２０の低圧側３００と高圧側３０４とは、枢動ピン５２にほぼ直接ポンプ制御リング４４に加えられる合力３０８をもたらし、水平な（図示される配向に関して）力３１２として示される、対応する反力が、枢動ピン５２上に生じる。ポンプ２００などの従来のベーンポンプとは異なり、ポンプ２０において、弾性シール６８は、枢動ピン５２に比較的近接して位置し、制御チャンバ６０内の加圧された作動流体が作用するポンプ制御リング４４の面積を減少させ、したがってポンプ制御リング４４に生じる力３１６の大きさを有意に減少させる。

【0036】

さらに、制御チャンバ６０は、力３１６が力３０８に抗するように作用する水平成分を含むように位置し、したがって枢動ピン５２上の反力３１２を減少させる。力３１６の垂直（図示される配向に関して）成分は、枢動ピン５２上に垂直な反力３２０をもたらすが、上述のように、力３１６は、従来のポンプの場合よりも大きさが小さく、垂直反力３２０も伸縮ばね５６によって生じる付勢力３２４の垂直成分によっても減少する。

【0037】

したがって、枢動ピン５２に対する、制御チャンバ６０と伸縮ばね５６との独特な位置付けは、枢動ピン５２上に減少した反力をもたらし、ポンプ２０の動作耐用年数を向上し、ポンプ制御リング４４の「張り付き」を減少させ、ポンプ２０のより滑らかな制御を可能にする。当業者にとって明らかであるように、この独特な位置付けは、２以上の平衡圧を有する可変容量ベーンポンプにおける使用に限定されず、単一の平衡圧を有する可変容量ベーンポンプで用いることが可能である。

【0038】

図６〜図８は、本開示の教示に従って構成され、参照符号４００で特定される別の可変容量ベーンポンプを示す。ポンプ４００は、複数の締結具４０８によって第２カバー４０６に固定される第１カバー４０４を含むハウジング４０２を含む。ダウエルピン４０９は、第１および第２カバーを一直線に配列する。ポンプ４００は、ハウジング４０２から突出する少なくとも１つの端部を有する、入力または駆動軸４１０を含む。駆動軸４１０は、内燃エンジンなどの任意の適切な手段によって駆動されてもよい。ロータ４１２は、駆動軸４１０とともに回転するために固定され、ポンプハウジング４０２によって規定されるポンプチャンバ４１４内に位置する。ベーン４１６は、ロータ４１２によって規定され放射状に延びるスロット４１８内に摺動可能に係合される。各ベーンの外表面４２０は、可動ポンプ制御リング４２４のシール面４２２に摺動可能に係合する。封止面４２２は、駆動軸４１０の中心からずれ得る中心を有する円筒シリンダとして形作られる。保持リング４２５は、表面４２０と表面４２２との係合を維持するようにベーンが摺動できる程度に内部を制限する。

【0039】

ポンプ制御リング４２４は、チャンバ４１４内に位置し、枢動ピン４２６を介してハウジング４０２に枢動可能に結合される。ポンプ制御リング４２４は、半径方向に外方に延びるアーム４２８を含む。付勢ばね４３０は、アーム４２８に係合して、ポンプ制御リング４２４を最大容量の位置に向けて付勢する。

【0040】

ポンプ制御リング４２４は、参照符号４３２，４３４，４３６で特定される第１〜第３突起を含む。第１〜第３突起のそれぞれは、関連した溝４３８，４４０，４４２を含む。第１シール集合体４４６は、第１溝４３８内に位置し、ハウジング４０２に封止して係合する。第２シール集合体４４８は、第２溝４４０内に位置し、ハウジング４０２の異なる位置に封止して係合する。第３シール集合体４５０は、第３溝４４２内に位置する。第３シール集合体４５０は、筐体４０２の別の位置に封止して係合する。各シール集合体は、円筒形状の第１エラストマー４５２であって、実質的に長方形の断面を有する第２エラストマー４５４に係合する第１エラストマー４５２を含む。各シール集合体は、集合したシール溝内に位置する。第１チャンバ４６０は、第１シール集合体４４６と第３シール集合体４５０との間、およびポンプ制御リング４２４の外表面とハウジング４０２との間に延びる。第２チャンバ４６２は、第１シール集合体４４６と第２シール集合体４４８との間、ならびにポンプ制御リング４２４とハウジング４０２との間に規定される。

【0041】

第１シール集合体４４６は、第１半径またはモーメントアームＲ_１を規定するように枢動ピン４２６に関連して位置する。第３シール集合体４５０の位置は、枢動ピン４２６の中心に関して半径またはモーメントアームＲ_２も規定する。第１シール集合体４４６によって規定されるモーメントアームＲ_１の長さは、第１チャンバ４６０が加圧されるときに回転モーメントが生じるように、第３シール集合体４５０の位置によって規定されるモーメントアームＲ_２の長さよりも長い。回転モーメントは、ポンプ制御リング４２４を付勢ばね４３０によって加えられる力に抗して付勢する。第１シール集合体４４６は、第３シール集合体４５０から周方向に離れ、角度は１００度を超え、角頂点は表面４２２に結合されるポンプ制御リングキャビティの中心である。図８は、約１１７度としてこの角度を示す。枢動ピン４２６に対する第１シール集合体４４６と第２シール集合体４４８との位置はまた、第２チャンバに入る加圧された流体に付勢リング４３０によって加えられる力に抗するポンプ制御リング４２４のモーメントを付与させることが理解されるべきである。

【0042】

出口４７０は、ハウジング４０２を通って延び、ポンプ４００から加圧された流体を排出することを可能にする。拡大された排出キャビティ４７２は、ハウジング４０２によって規定される。拡大した排出キャビティ４７２は、第３シール集合体４５０から出口４７０まで延びる。拡大された排出キャビティは、枢動ピン４２６の両側に延びることが理解されるべきである。この特徴は、ハウジング４０２の内壁４７８から離れたポンプ制御リング４２４の外表面４７６を有することによって提供される。特に、第１カバー４０４は、枢動ピン４２６を受容するための開口部４８４を含む支柱４８２を含む。支柱４８２は、内壁４７８から空間的に離れている。流体排出に対する比較的低い抵抗は、この構成を組み込むことによって引き起こされる。

【0043】

動作中、ポンプ４００は、少なくとも２つの異なるモードで動作するように構成されてもよい。各動作モードにおいて、第１チャンバ４６０には、ポンプ出口圧力で加圧された流体が提供される。第１動作モードにおいて、第２チャンバ４６２には、オン／オフ電磁弁の使用によって任意の圧力源から加圧された流体が選択的に供給されてもよい。この第１動作モードにおいて、ポンプ４００の上位平衡圧はポンプ出口圧力によって規定され、下位平衡圧は第２源によって規定されてもよい。

【0044】

第２動作モードにおいて、ポンプ４００は、第２チャンバ４６２に対する圧力を連続的に変化させ、中間平衡圧を可能してもよい比例電磁弁に関連付けられてもよい。そのように、ポンプ４００は無限の数の平衡圧で動作し、第１構造において提供されたような２つの固定圧力だけで動作するものではない。

【0045】

図９〜図１１は、別の代替の可変容量ベーンポンプを参照符号５００で示す。ポンプ５００は、エンジン、トランスミッション、または他の車両用動力伝達機構に加圧された潤滑油を提供するために有用な潤滑システム５０２の一部を形成し得る。潤滑システム５０２は、ポンプ５００の入口５０８に流体連通する流入管５０６に流体を提供する容器５０４を含む。ポンプ５００の出口５１０は、加圧された流体を冷却機５１２、フィルタ５１４、およびメインギャラリー５１６に提供する。メインギャラリー５１６を通って移動する加圧された流体は、内燃エンジンなどの潤滑される部分に供給される。加圧された流体は、帰還ライン５１８にも提供される。帰還ライン５１８は、ポンプ５００の第１制御チャンバ５２０に直接に連通される。電磁弁５５２は、帰還ライン５１８と第２制御チャンバ５２４との間の流体連通を制御するために作用する。

【0046】

ポンプ５００は、枢動ポンプ制御リング５２６、第１〜第４シール集合体５２８，５３０，５３２，５３４、付勢ばね５３６、ベーン５３８、ロータ５４０、ロータ軸５４２、および保持リング５４４の使用に関してポンプ４００と同様である。

【0047】

第１シール集合体５２８と第２シール集合体５３０とは、制御リング５２６の外表面５４６およびキャビティ壁５４８と協働して作用し、第１制御チャンバ５２０を少なくとも部分的に規定する。第２制御チャンバ５２４は、第２シール集合体５３０と第３シール集合体５３２との間、ならびに外表面５４６とキャビティ壁５４８との間に延びる。出口通路５５０は、第１シール集合体５２８と第４シール集合体５３４との間に延びる。支柱５５４は、枢動ピン５５８を受容する開口部５５６を含み、回転のために支柱５５４と制御リング５２６を結合する。ポンプ４００に関して上述したように、拡大された出口通路５５０は、ポンプ５００を出る加圧流体に対する制限を実質的に減少させる。図示されていないさらに別の代替構造において、枢動ピン５５８は、封止機能を提供してもよく、第４シール集合体５３４の除去を可能にする。

【0048】

第１シール集合体５２８は、枢動ピン５５８の中心から第１距離に位置し、第１モーメントアームＲ_１を規定する。同様に、モーメントアームＲ_２は、枢動ピン５５８に関して第４シール集合体５３４の位置によって規定される。モーメントアーム長Ｒ_１およびＲ_２が等しく設定されている場合、出口通路５５０は圧力調整に寄与しない。一方、ポンプ出口圧力からの永続的な寄与が望まれる場合、モーメントアームＲ_１およびＲ_２は等しくないように設計されてもよい。そのように、出口通路５５０は、第３制御チャンバとして機能してもよい。たとえば、車両低温始動条件において圧力調整を提供することに有益であり得る。低温始動において、図１１において示されるように最小変位位置に向けて制御リング５２６を付勢することが望ましい。このことは、モーメントアームＲ_１をモーメントアームＲ_２よりも長くすることによって達成され得る。あるいは、ポンプ５００内で作用する力と、ポンプ制御リング５２６に作用する力とを相殺することが望ましい。この点に対処するために、モーメントアームＲ_２よりも短い長さのモーメントアームＲ_１を構築し、ポンプ制御リング５２６を最大変位位置に向けてポンプ制御リング５２６を付勢することが望ましい。図９は、最大偏心位置において、それによって最大ポンプ変位を提供する制御リング５２６を表す。図９〜図１１に示されたポンプについて、第１のシール集合体５２８は、第４シール集合体５３４から周方向に８０度の角度を超えて離れて位置する。

【0049】

動作中、第１制御チャンバ５２０は、常に作動しており、ポンプ出力などの任意の供給源から加圧された流体を受容してもよい。第２制御チャンバ５２４は、ソレノイド５２２を介してオンオフ切り換えされる。加圧された流体の供給は、任意の供給源からでもよい。出口通路５５０、または第３制御チャンバ５５０は、モーメントアームＲ_１およびＲ_２の相対的長さに関して記載されたように圧力制御機能に寄与してもよく、寄与しなくてもよい。

【0050】

ポンプ５００は、３つの制御チャンバの提供によってオン／オフ型電磁弁５２２にだけ関連付けられる必要がある。第３制御チャンバ５５０は、非常に低い出口流路の制限を提供する。第１制御チャンバ５２０と第２制御チャンバ５２４とは、ポンプ出口圧力以外の供給源によって決定される２つの平衡圧を可能にする。

【0051】

本開示の上述の実施形態は、本開示の例示を意図するものであり、添付の特許請求の範囲によってのみ規定される本開示の範囲を逸脱することなく、当業者によって変更および修正が可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】