JP2009264192A - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】吐出流量の発振を抑制すると共に、吐出流量増加時の応答性を改善可能な可変容量型ベーンポンプを提供すること。
【解決手段】ロータ２の回転に伴って内周面にベーン３が摺動するカムリング４と、互いの圧力差によってロータ２に対してカムリング４を偏心させる第一流体圧室３３及び第二流体圧室３４と、ポンプ吐出圧に応じて動作し、ロータ２の回転速度の増加に伴ってロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなるように第一流体圧室３３と第二流体圧室３４の作動流体の圧力を制御する制御バルブ２１と、第一流体圧室３３に作動流体が供給されると共に第二流体圧室３４から作動流体が排出されることによってロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなる際における第二流体圧室３４の作動流体の排出流量を制限する流量制限手段２２ｅとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧機器における油圧供給源として用いられる可変容量型ベーンポンプに関するものである。

従来の可変容量型ベーンポンプとして、ロータに対するカムリングの偏心量を変えることによって、ポンプ吐出容量を変化させるものがある。

特許文献１には、カムリング１７の外周側に形成されカムリング１７を移動変位させる第１及び第２の流体圧室３６，３７と、ポンプ室からの圧力流体の吐出流量に応じて各流体圧室３６，３７への供給流体圧を制御するスプール式の制御バルブ３０とを備えるポンプが開示されている。

特許文献１に開示のポンプにおいては、カムリング１７の発振現象を抑制することを目的として、ポンプ吐出側から制御バルブ３０の一方室に３２ａ至る流体通路４６，４７と、この制御バルブ３０から第１の流体圧室３６に至る流体通路３５，１９ｂとに第１、第２、及び第３の絞り５０，５１，５２を設けている。
特開平８−２００２３９号公報

しかしながら、特許文献１に開示のポンプでは、カムリング１７がロータ１５に対する偏心量が大きくなる方向に移動する際、制御バルブ３０から第１の流体圧室３６に至る流体通路３５，１９ｂに介装された絞り５２によって、第１の流体圧室３６の流体は抵抗を受けるため排出され難い。このため、図９に示すように、吐出流量増加時の応答性が悪い。

吐出流量増加時の応答性を改善させるため絞り５２を廃止すると、図１０に示すように、吐出流量増加時の応答性は良好となるが、流量変化が大きくなってしまい吐出流量の発振現象を抑制することができない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、吐出流量の発振を抑制すると共に、吐出流量増加時の応答性を改善可能な可変容量型ベーンポンプを提供することを目的とする。

本発明は、駆動軸に連結されたロータと、前記ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って内周のカム面に前記ベーンの先端部が摺動し、前記ロータの中心に対して偏心可能なカムリングと、前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、を備え、前記ロータに対する前記カムリングの偏心量が変化することによって前記ポンプ室の吐出容量が変化する可変容量型ベーンポンプにおいて、前記カムリング外周の収容空間内に画成され、互いの圧力差によって前記ロータに対して前記カムリングを偏心させる第一流体圧室及び第二流体圧室と、ポンプ吐出圧に応じて動作し、前記ロータの回転速度の増加に伴って前記ロータに対する前記カムリングの偏心量が小さくなるように前記第一流体圧室と前記第二流体圧室の作動流体の圧力を制御する制御バルブと、前記第一流体圧室に作動流体が供給されると共に前記第二流体圧室から作動流体が排出されることによって前記ロータに対する前記カムリングの偏心量が小さくなる際における前記第二流体圧室の作動流体の排出流量を制限する流量制限手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ロータに対するカムリングの偏心量が小さくなる際における第二流体圧室の作動流体の排出流量を制限する流量制限手段を備えるため、カムリングの急激な移動を抑制でき、吐出流量の発振を抑制することができる。また、流量制限手段によって吐出流量の発振が抑制されるため、吐出流量増加時の応答性を改善すべく、第一流体圧室の作動流体の排出通路の流路面積を大きくすることができる。このように、吐出流量の発振を抑制すると共に、吐出流量増加時の応答性を改善可能な可変容量型ベーンポンプを得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプ１００について説明する。図１は可変容量型ベーンポンプ１００における駆動軸に垂直な断面を示す断面図であり、図２は可変容量型ベーンポンプ１００における駆動軸に平行な断面を示す断面図であり、図３は可変容量型ベーンポンプ１００の油圧回路図である。

可変容量型ベーンポンプ（以下、単に「ベーンポンプ」と称する。）１００は、車両に搭載される油圧機器、例えば、パワーステアリング装置や無段変速機等の油圧供給源として用いられるものである。

ベーンポンプ１００は、駆動軸１にエンジン（図示せず）の動力が伝達され、駆動軸１に連結されたロータ２が回転するものである。図１では、ロータ２は反時計回りに回転する。

ベーンポンプ１００は、ロータ２に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共に、ロータ２の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動しロータ２の中心に対して偏心可能なカムリング４とを備える。

駆動軸１は、ブッシュ２７を介してポンプボディ１０に回転自在に支持される。ポンプボディ１０には、カムリング４を収容するポンプ収容凹部１０ａが形成される。ポンプボディ１０の端部には、駆動軸１外周とブッシュ２７内周との間の潤滑油の漏れを防止するためのシール２０が設けられる。

ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂには、ロータ２及びカムリング４の一側部に当接するサイドプレート６が配置される。ポンプ収容凹部１０ａの開口部は、ロータ２及びカムリング４の他側部に当接するポンプカバー５によって封止される。ポンプカバー５には、ポンプ収容凹部１０ａに嵌合する円形のインロー部５ａが形成され、インロー部５ａの端面がロータ２及びカムリング４の他側部に当接する。ポンプカバー５は、ポンプボディ１０のフランジ部１０ｃにボルト８を介して締結される。

このように、ポンプカバー５とサイドプレート６は、ロータ２及びカムリング４の両側面を挟んだ状態で配置される。これにより、ロータ２とカムリング４との間には、各ベーン３によって仕切られたポンプ室７が画成される。

カムリング４は、環状の部材であり、ロータ２の回転に伴って各ベーン３間によって仕切られるポンプ室７の容積を拡張する吸込領域と、各ベーン３間によって仕切られるポンプ室７の容積を収縮する吐出領域とを有する。ポンプ室７は、吸込領域にて作動油（作動流体）を吸込み、吐出領域にて作動油を吐出する。図１では、カムリング４の中心を通る水平線の上方が吸込領域であり、水平線の下方が吐出領域である。

ポンプ収容凹部１０ａの内周面には、カムリング４を取り囲むようにして環状のアダプタリング１１が嵌装される。また、アダプタリング１１は、ロータ２及びカムリング４と同様に、両側面がポンプカバー５とサイドプレート６とによって挟まれる。

アダプタリング１１の内周面には、駆動軸１と平行に延在すると共に、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入された支持ピン１３が支持される。支持ピン１３にはカムリング４が支持され、カムリング４はアダプタリング１１の内部で支持ピン１３を支点に揺動する。

支持ピン１３は、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入されると共にカムリング４を支持するため、カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転を規制する。

アダプタリング１１の内周面における支持ピン１３と軸対称の位置には、駆動軸１と平行に延びる溝１１ａが形成される。溝１１ａには、カムリング４の揺動時にカムリング４の外周面が摺接するシール材１４が装着される。

このように、カムリング４外周の収容空間であるカムリング４の外周面とアダプタリング１１の内周面との間には、支持ピン１３とシール材１４とによって、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２とが画成される。

カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力差によって、支持ピン１３を支点に揺動する。カムリング４が支持ピン１３を支点に揺動することによって、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、ポンプ室７の吐出容量が変化する。第一流体圧室３１の圧力が第二流体圧室３２の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなり、ポンプ室７の吐出容量は小さくなる。これに対して、第二流体圧室３２の圧力が第一流体圧室３１の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が大きくなり、ポンプ室７の吐出容量は大きくなる。このように、ベーンポンプ１００は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差によってロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、吐出容量が変化する。

第二流体圧室３２内におけるアダプタリング１１の内周面には、ロータ２に対する偏心量が小さくなる方向のカムリング４の移動を規制するカムリング移動規制手段としての膨出部１２が形成される。膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の最低偏心量を規定するものであり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態において、ロータ２の軸心とカムリング４の軸心とはずれた状態を維持する。

膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の偏心量がゼロとならないように、つまり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態でも、ロータ２に対するカムリング４の最低偏心量が確保され、ポンプ室７が作動油を吐出可能となるような形状に形成される。このように、膨出部１２は、ポンプ室７の最低吐出容量を保障するものである。

なお、膨出部１２は、アダプタリング１１の内周面に形成する代わりに、第二流体圧室３２内におけるカムリング４の外周面に形成するようにしてもよい。また、アダプタリング１１を設けず、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２をカムリング４の外周面とポンプ収容凹部１０ａの内周面との間に画成する場合には、膨出部１２は、ポンプ収容凹部１０ａの内周面に形成される。

ポンプカバー５には、ポンプ室７の吸込領域に対して円弧状に開口する吸込ポート１５が形成される。また、サイドプレート６には、ポンプ室７の吐出領域に対して円弧状に開口する吐出ポート１６が形成される。なお、吸込ポート１５と吐出ポート１６は、ポンプ室７の吸込領域と吐出領域の形状に近い円弧状に形成するのが望ましいが、吸込領域と吐出領域に連通する位置であれば、どのような形状でもよい。

カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転は支持ピン１３によって規制されるため、ポンプ室７の吸込領域及び吐出領域に対する吸込ポート１５及び吐出ポート１６の位置ずれが防止される。

吸込ポート１５は、ポンプカバー５に形成された吸込通路１７に連通して形成され、吸込通路１７の作動油をポンプ室７の吸込領域へと導く。

また、吐出ポート１６は、ポンプボディ１０に形成された高圧室１８に連通して形成され、ポンプ室７の吐出領域から吐出される作動油を高圧室１８へと導く。

高圧室１８は、ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂに環状に開口して形成される溝部１０ｄがサイドプレート６にて塞がれることによって画成される。高圧室１８は、ポンプボディ１０に形成され作動油をベーンポンプ１００外部の油圧機器へと導く吐出通路１９（図３参照）に接続される。

高圧室１８は、絞り通路３６を介して第二流体圧室３２に連通しており、高圧室１８の作動油は第二流体圧室３２に常時導かれている。つまり、カムリング４は、第二流体圧室３２によってロータ２に対する偏心量が大きくなる方向の圧力を常に受けている。

また、ポンプボディ１０には高圧室１８が形成されるため、高圧室１８に導かれる作動油の圧力によって、サイドプレート６はロータ２及びベーン３側に押し付けられる。これにより、ロータ２及びベーン３に対するサイドプレート６のクリアランスが小さくなり、作動油の漏れが防止される。このように、高圧室１８は、ポンプ室７からの作動油の漏れを防止するためのプレッシャーローディング機構としても作用する。

ポンプボディ１０には、駆動軸１の軸方向と直交する向きにバルブ収容穴２９が形成される。バルブ収容穴２９には、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御する制御バルブ２１が収容される。

制御バルブ２１は、バルブ収容穴２９に摺動自在に挿入されたスプール２２と、スプール２２の一端とバルブ収容穴２９の底部との間に画成された第一スプール室２４と、スプール２２の他端とバルブ収容穴２９を封止するプラグ２３との間に画成された第二スプール室２５と、第二スプール室２５内に収装され第二スプール室２５の容積を拡張する方向にスプール２２を付勢するリターンスプリング（付勢部材）２６とを備える。

スプール２２は、バルブ収容穴２９の内周面に沿って摺動する第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂと、第一ランド部２２ａと第二ランド部２２ｂとの間に形成された環状溝２２ｃとを備える。

第一スプール室２４には、スプール２２が第一スプール室２４の容積を収縮する方向に移動した場合にバルブ収容穴２９の底部に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第一ストッパ部２２ｄが第一ランド部２２ａに結合して配置される。

また、第二スプール室２５には、スプール２２が第二スプール室２５の容積を収縮する方向に移動した場合にプラグ２３に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第二ストッパ部（移動規制部材）２２ｅが第二ランド部２２ｂに結合して配置される。リターンスプリング２６は、第二ストッパ部２２ｅを取り囲んで第二スプール室２５内に収装される。

制御バルブ２１には、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２にそれぞれ連通する第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４と、環状溝２２ｃに連通すると共に吸込通路１７に連通するドレン通路３５と、第一スプール室２４に連通すると共に高圧室１８に連通する導圧通路３７（図３参照）とが接続されている。

第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４は、ポンプボディ１０の内部に形成されると共に、アダプタリング１１を貫通して形成される。

スプール２２は、両端に画成された第一スプール室２４及び第二スプール室２５に導かれる作動油の圧力による荷重と、リターンスプリング２６の付勢力とがバランスした位置で止まる。スプール２２の位置によって、第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４が、それぞれ第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂによって開閉され、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油が給排される。

第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重が第一スプール室２４の圧力による荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が伸長し、スプール２２は第一ストッパ部２２ｄがバルブ収容穴２９の底部に当接した状態となる。この状態では、図１に示すように、第一流体圧通路３３はスプール２２の第一ランド部２２ａによって閉塞され、かつ第二流体圧通路３４はスプール２２の第二ランド部２２ｂによって閉塞された状態となる。これにより、第一流体圧室３１と高圧室１８との連通は遮断されると共に、第二流体圧室３２とドレン通路３５との連通も遮断される。

ここで、第一ランド部２２ａには環状溝２２ｃに連通する連通路２２ｇ（図３参照）が形成されているため、第一流体圧通路３３が第一ランド部２２ａによって閉塞された状態では、第一流体圧室３１は、第一流体圧通路３３、連通路２２ｇ、及び環状溝２２ｃを通じてドレン通路３５に連通した状態となる。また、第二流体圧室３２には絞り通路３６を介して高圧室１８の作動油が常時導かれているため、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも大きくなり、ロータ２に対するカムリング４の偏心量は最大となる。

これに対して、第一スプール室２４の圧力による荷重が第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が圧縮され、スプール２２はリターンスプリング２６の付勢力に抗して移動する。この場合には、第一流体圧通路３３は第一スプール室２４に連通し、その第一スプール室２４を介して導圧通路３７に連通する。また、第二流体圧通路３４はスプール２２の環状溝２２ｃに連通し、その環状溝２２ｃを介してドレン通路３５に連通する。これにより、第一流体圧室３１は高圧室１８に連通し、第二流体圧室３２はドレン通路３５に連通する。したがって、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも小さくなり、カムリング４はロータ２に対する偏心量が小さくなる方向に移動する。

なお、第二流体圧通路３４と環状溝２２ｃの連通は、スプール２２の第二ランド部２２ｂに形成されたノッチ２２ｆを介して行われる。したがって、スプール２２の移動量に応じて第二流体圧室３２に対するドレン通路３５の開口面積が増減する。

以上のように制御バルブ２１は、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御するものであり、吐出通路１９に介装されたオリフィス２８の前後差圧によって動作する。第一スプール室２４にはオリフィス２８の上流の作動油が導かれ、第二スプール室２５にはオリフィス２８の下流の作動油が導かれる。

つまり、高圧室１８の作動油は、オリフィス２８を介さずに導圧通路３７を通じて直接第一スプール室２４へと導かれると共に、オリフィス２８を介して第二スプール室２５へと導かれる。なお、オリフィス２８は、ポンプ室７から吐出された作動油の流れに抵抗を付与するものであれば、可変型、固定型のどちらでもよい。

次に、図４及び図５を参照して、ベーンポンプ１００の動作について説明する。図４はベーンポンプ１００の吐出流量最大時の油圧回路図であり、図５はベーンポンプ１００の吐出流量最小時の油圧回路図である。

駆動軸１にエンジンの動力が伝達されロータ２が回転すると、ロータ２の回転に伴って各ベーン３間が拡張するポンプ室７は、吸込ポート１５を通じて吸込通路１７から作動油を吸込む。また、各ベーン３間が収縮するポンプ室７は、吐出ポート１６を通じて作動油を高圧室１８に吐出する。高圧室１８に吐出された作動油は、吐出通路１９を通じて油圧機器へと供給される。

作動油が吐出通路１９を通過する際、吐出通路１９に介装されたオリフィス２８の前後には圧力差が生じ、オリフィス２８上流及び下流の圧力はそれぞれ第一スプール室２４及び第二スプール室２５に導かれる。制御バルブ２１のスプール２２は、第一スプール室２４と第二スプール室２５に導かれる作動油の圧力差による荷重と、リターンスプリング２６の付勢力とがバランスした位置に移動する。

ポンプ始動時には、ロータ２の回転速度が小さいため、オリフィス２８の前後差圧は小さい。このため、図４に示すように、スプール２２は、リターンスプリング２６の付勢力によって移動し、第一ストッパ部２２ｄがバルブ収容穴２９の底部に当接した状態となる。

この場合には、第一流体圧室３１は、高圧室１８との連通が遮断され、第一ランド部２２ａに形成された連通路２２ｇを通じてドレン通路３５に連通する。また、第二流体圧室３２は、ドレン通路３５との連通が遮断される。ここで、カムリング４は、絞り通路３６を通じて第二流体圧室３２に常時導かれる高圧室１８の作動油によってロータ２に対する偏心量が大きくなる方向の圧力を受けているため、ロータ２に対する偏心量が最大となる位置となる。

このようにしてベーンポンプ１００は、最大吐出容量で作動油を吐出し、ロータ２の回転速度に略比例した流量を吐出する。これにより、ロータ２の回転速度が小さい場合でも、油圧機器に対して十分な流量の作動油を供給することができる。

これに対して、ロータ２の回転速度が増加するのに伴って、オリフィス２８の前後差圧が大きくなる。これにより、スプール２２は、リターンスプリング２６の付勢力に抗して移動する。

この場合には、図５に示すように、第一流体圧室３１は第一スプール室２４を通じて高圧室１８に連通すると共に、第二流体圧室３２は環状溝２２ｃを通じてドレン通路３５に連通するため、第一流体圧室３１には高圧室１８の作動油が供給され、第二流体圧室３２の作動油はドレン通路３５へと排出される。これにより、カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差に応じて、ロータ２に対する偏心量が小さくなる方向へと移動する。

スプール２２の移動に伴って、第一流体圧室３１へと供給される作動油の流量、及び第二流体圧室３２から排出される作動油の流量は増加するが、スプール２２の移動は第二ストッパ部２２ｅがプラグ２３に当接することによって規制される。したがって、第一流体圧室３１へと供給される作動油の流量、及び第二流体圧室３２から排出される作動油の流量は所定流量以上には増加することなく制限される。このように、第二ストッパ部２２ｅは、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなる際における第二流体圧室３２の作動油の排出流量を制限するように作用し、流量制限手段に該当する。したがって、カムリング４は、ロータ２に対する偏心量が小さくなる方向へとゆっくりと移動する。このように、スプール２２の移動が第二ストッパ部２２ｅにて規制されることによって、カムリング４の発振を抑制することができ、ベーンポンプ１００の吐出流量の変動を抑えることができる。

なお、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなる際における制御バルブ２１を通過する作動油の流量の制限は、第二ストッパ部２２ｅの長さを調整することによって行うことができる。つまり、第二ストッパ部２２ｅを長くするほど、制御バルブ２１を通過する作動油の流量は減少する。

ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなっていくと、カムリング４の外周面がアダプタリング１１の内周面の膨出部１２に当接して、カムリング４の移動が規制される。これにより、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が最低となり、ポンプ室７は最低吐出容量となる。

このようにしてベーンポンプ１００は、吐出通路１９のオリフィス２８の前後差圧に応じたポンプ吐出容量に調整され、ロータ２の回転速度の増加に伴って吐出容量が次第に減少する。また、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が最低である場合でも、最低吐出容量で作動油を吐出する。これにより、車両の走行時に油圧機器に対して供給される作動油は適度に調節される。

また、ロータ２が停止した状態、つまり、ベーンポンプ１００が停止した状態では、カムリング４は、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の圧力がバランスした位置で停止する。この場合でも、カムリング４は、最低偏心量を規定する膨出部１２によってロータ２に対する偏心量がゼロ以下となることはない。したがって、駆動軸１にエンジンの動力が伝達されロータ２が回転を開始するベーンポンプ１００の始動時においても、ベーンポンプ１００は安定して作動油の吐出を開始する。

以上のように、ベーンポンプ１００は、ポンプ始動時には、第二流体圧室３２に常時導かれる高圧室１８の作動油によって最大吐出容量で作動油を吐出し、ロータ２の回転速度の増加に伴って吐出容量が次第に減少しロータ２に対するカムリング４の偏心量が最低となった場合でも、膨出部１２を有することによって最低吐出容量で作動油を吐出する。

ベーンポンプ１００の吐出流量特性を図６のグラフに示す。図６において、横軸は時間、縦軸は吐出流量である。

上述したように、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなる際、つまり吐出流量減少時は、スプール２２の移動が第二ストッパ部２２ｅにて規制されることによって、第一流体圧室３１へと供給される作動油の流量、及び第二流体圧室３２から排出される作動油の流量は制限されるため、図６に示すように吐出流量の応答性は良くない。しかし、その分、カムリング４はゆっくりと移動するため、吐出流量の発振は十分に抑制される。

したがって、ベーンポンプ１００においては、吐出流量増加時の応答性を良くするために、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が大きくなる際の第一流体圧室３１の作動油の排出通路の流路面積を大きくすることができる。具体的には、第一ランド部２２ａに形成された連通路２２ｇの開口面積を大きくすることができる。これにより、図６に示すように、吐出流量増加時の応答性は良好となる。

吐出流量減少時の吐出流量の発振が十分に抑制されることによって、連通路２２ｇの開口面積を大きくしても吐出流量増加時の吐出流量の発振のおそれが低減されるため、吐出流量増加時の応答性の改善が可能となる。

連通路２２ｇの開口面積を大きくしても吐出流量増加時の吐出流量の発振のおそれが低減される理油について説明する。吐出流量増加時において、連通路２２ｇの開口面積が大きいとカムリング４は偏心量が大きくなる方向には勢い良く移動するが、その後のカムリング４の偏心量が小さくなる方向への揺り戻し時には、スプール２２の移動が第二ストッパ部２２ｅにて規制されるため、カムリング４はゆっくりと移動する。したがって、吐出流量増加時でも吐出流量の発振は抑制される。このように、第二ストッパ部２２ｅは、吐出流量減少時の吐出流量の発振を抑制すると共に、吐出流量増加時の吐出流量の発振も抑制するように作用する。

以上のように、ベーンポンプ１００の吐出流量特性は、吐出流量増加時の応答性は良好で、かつ発振も抑制されたものとなる。

以下に、本実施の形態の他の形態を示す。

ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなる際における第二流体圧室３２の作動油の排出流量を制限する流量制限手段として、第二ストッパ部２２ｅに代わり、図７に示すように、第二流体圧通路３４を通過する作動油に抵抗を付与する絞り４０を設けるようにしてもよい。絞り４０は、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなる際に、第二流体圧室３２から排出される作動油の流量を制限するように作用するため、第二ストッパ部２２ｅと同等の作用効果を発揮する。

また、高圧室１８の作動油を第二流体圧室３２へと常時導く方法として、絞り通路３６に代わり、図８に示すように、第二流体圧室３２と第二スプール室２５とを常時連通するように構成してもよい。このように構成すれば、高圧室１８の作動油は、第二スプール室２５を通じて第二流体圧室３２へと常時導かれる。

また、図８に示すように、第一ランド部２２ａに形成される連通路２２ｇを廃止し、第一流体圧通路３３と環状溝２２ｃとが直接連通するように構成してもよい。この構成において、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が大きくなる際の第一流体圧室３１の作動油の排出通路の流路面積を大きくするには、第一ランド部２２ａの厚さを薄くすることによって行われる。

また、上記本実施の形態では、ロータ２に対するカムリング４の偏心量がゼロ以下となることを防止するためにアダプタリング１１の内周面に膨出部１２を形成した。これに代わり、カムリング４をロータ２に対する偏心量が大きくなる方向に常に付勢するスプリングをアダプタリング１１を挿通して設けるようにしてもよい。

以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

ベーンポンプ１００は、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなる際における第二流体圧室３２の作動油の排出流量を制限する第二ストッパ部２２ｅを備えるため、カムリング４の急激な移動を抑制でき、吐出流量の発振を抑制することができる。また、第二ストッパ部２２ｅによって吐出流量の発振が抑制されるため、吐出流量増加時の応答性を改善すべく、第一流体圧室３１の作動油の排出通路である連通路２２ｇの開口面積を大きくすることができる。このように、吐出流量の発振を抑制すると共に、吐出流量増加時の応答性を改善可能な可変容量型ベーンポンプを得ることができる。

また、吐出圧が急激に変動しスプール２２が急激に移動するような場合でも、第二ストッパ部２２ｅによってスプール２２の移動は規制されるため、リターンスプリング２６の過度の圧縮が抑えられる。したがって、リターンスプリング２６の破損が防止され、寿命が向上する。

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。

本発明に係るベーンポンプは、パワーステアリング装置や変速機等の油圧供給源に適用することができる。

本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプにおける駆動軸に垂直な断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプにおける駆動軸に平行な断面を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプの油圧回路図である。 本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプの吐出流量最大時の油圧回路図である。 本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプの吐出流量最小時の油圧回路図である。 本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプの吐出流量特性を示すグラフ図である。 本発明の他の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプの油圧回路図である。 本発明の他の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプの油圧回路図である。 従来の可変容量型ベーンポンプの吐出流量特性を示すグラフ図である。 従来の可変容量型ベーンポンプの吐出流量特性を示すグラフ図である。

符号の説明

１００ 可変容量型ベーンポンプ
１ 駆動軸
２ ロータ
３ ベーン
４ カムリング
５ ポンプカバー
６ サイドプレート
７ ポンプ室
１０ ポンプボディ
１１ アダプタリング
１２ 膨出部
１３ 支持ピン
１７ 吸込通路
１８ 高圧室
１９ 吐出通路
２１ 制御バルブ
２２ スプール
２２ａ 第一ランド部
２２ｂ 第二ランド部
２２ｃ 環状溝
２２ｄ 第一ストッパ部
２２ｅ 第二ストッパ部
２４ 第一スプール室
２５ 第二スプール室
２６ リターンスプリング
２８ オリフィス
３１ 第一流体圧室
３２ 第二流体圧室
３３ 第一流体圧通路
３４ 第二流体圧通路
３５ ドレン通路
３６ 絞り通路
３７ 導圧通路
４０ 絞り

Claims (4)

1. 駆動軸に連結されたロータと、
   前記ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、
   前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って内周のカム面に前記ベーンの先端部が摺動し、前記ロータの中心に対して偏心可能なカムリングと、
   前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、を備え、
   前記ロータに対する前記カムリングの偏心量が変化することによって前記ポンプ室の吐出容量が変化する可変容量型ベーンポンプにおいて、
   前記カムリング外周の収容空間内に画成され、互いの圧力差によって前記ロータに対して前記カムリングを偏心させる第一流体圧室及び第二流体圧室と、
   ポンプ吐出圧に応じて動作し、前記ロータの回転速度の増加に伴って前記ロータに対する前記カムリングの偏心量が小さくなるように前記第一流体圧室と前記第二流体圧室の作動流体の圧力を制御する制御バルブと、
   前記第一流体圧室に作動流体が供給されると共に前記第二流体圧室から作動流体が排出されることによって前記ロータに対する前記カムリングの偏心量が小さくなる際における前記第二流体圧室の作動流体の排出流量を制限する流量制限手段と、
   を備えることを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
2. 前記ポンプ室から吐出された作動流体の流れに抵抗を付与するオリフィスをさらに備え、
   前記制御バルブは、
   前記オリフィスの前後差圧に応じて移動するスプールと、
   前記スプールの両端に画成され前記オリフィスの上流及び下流の作動流体がそれぞれ導かれる第一スプール室及び第二スプール室と、
   前記第二スプール室に収装され当該第二スプール室の容積を拡張する方向に前記スプールを付勢する付勢部材と、を備え、
   前記スプールは、前記ロータの回転速度の増加に伴って、前記第一流体圧室に前記ポンプ室から吐出された作動流体が供給され、前記第二流体圧室の作動流体が排出されるように前記付勢部材を圧縮して移動し、
   前記流量制限手段は、前記第二スプール室の容積を収縮する方向の前記スプールの移動を規制する移動規制部材であ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。
3. 前記移動規制部材は、前記スプールに結合して前記第二スプール室内に配置され、前記制御バルブが収容されるバルブ収容穴の端部に当接可能なストッパ部であることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型ベーンポンプ。
4. 前記第一流体圧室及び前記第二流体圧室にそれぞれ連通する第一流体圧通路及び第二流体圧通路と、
   前記ポンプ室から吐出された作動流体の流れに抵抗を付与するオリフィスと、をさらに備え、
   前記制御バルブは、
   前記オリフィスの前後差圧に応じて移動するスプールと、
   前記スプールの両端に画成され前記オリフィスの上流及び下流の作動流体がそれぞれ導かれる第一スプール室及び第二スプール室と、
   前記第二スプール室に収装され当該第二スプール室の容積を拡張する方向に前記スプールを付勢する付勢部材と、を備え、
   前記スプールは、前記ロータの回転速度の増加に伴って、前記第一流体圧室に前記第一流体圧通路を介して前記ポンプ室から吐出された作動流体が供給され、前記第二流体圧室の作動流体が前記第二流体圧通路を介して排出されるように前記付勢部材を圧縮して移動し、
   前記流量制限手段は、前記第二流体圧通路に介装される絞りであ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。