JP3607306B2 - 可変容量形ポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、たとえば自動車のハンドル操作力を軽減する動力舵取装置等の圧力流体利用機器に用いて好適なベーンタイプの可変容量形ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
動力舵取装置用ポンプとして一般には、自動車用エンジンによって直接回転駆動される容量形ベーンポンプが用いられる。しかし、このような容量形ポンプは、エンジン回転数が高くなる程、これに比例して吐出流量が大きくなる。
これに対し、動力舵取装置は、停車中や低速走行時にはより大きな操舵補助力が必要となる一方、高速走行時にはこれとは逆に操舵補助力を小さくすることが、走行安定性や操舵フィーリングの見地から望まれる。
【０００３】
したがって、従来の容量形ポンプでは、エンジン回転数が低回転域にある場合にも所要の操舵補助力が得られる吐出流量を確保できるものを用いることが必要であり、エンジン回転数が高回転域にある場合に、吐出流量の一部またはその殆どをタンク側に還流させるための流量制御弁を用いていた。そして、動力舵取装置に供給する流量を、エンジン回転数の大小にかかわらず一定に制御したり、高回転域において低回転域よりも流量が小さくなるように制御していた。
【０００４】
しかし、このような容量形ポンプは、ポンプ吐出流量を一定量以下に制御するための流量制御弁が必須であり、ポンプ全体の構成部品点数が増え、構造が複雑化するとともに通路構造も複雑となり、ポンプの大型化やコスト高を避けられなかった。
【０００５】
また、上述した流量制御弁によってポンプ吐出側からタンク側に還流される流量は、エンジンが高回転域になる程多くなり、駆動馬力が無駄に増大化し、エネルギ効率の面から無駄であった。たとえば高速走行時や坂道での中、高速走行時等においてエンジンが高回転、高圧となる程、エネルギ損失が大きくなるという問題があった。
【０００６】
さらに、上述した流量制御弁によりタンク側にポンプ吐出側流体を還流させると、流体温度の上昇を招き、これによりステアリング特性の変化、内部での漏れによるポンプの容積効率の低下、ロータやカムリングの焼き付き、シール類への悪影響等を生じるおそれがあった。また、車種によってはクーリングパイプ等の冷却手段を付設することが必要で、コスト高を招いていた。
【０００７】
このため、動力舵取装置用の油圧ポンプとして、ポンプ吐出流量を回転数の増加に伴って段階的に減少させ得る可変容量形ポンプが、たとえば特開昭５３−１３０５０５号公報、特開昭５６−１４３３８３号公報等により提案されている。このような可変容量形ポンプによれば、前述した容量形のような流量制御弁を不要とし、また無駄な駆動馬力の増大化を防ぎ、エネルギ効率の面でも優れ、さらにタンク側への戻り流量がないために従来のような戻り流体による流体温度上昇という問題もなく、これによりポンプ内部での漏れ、ポンプの容積効率低下等といった問題を防ぐうえでの効果も発揮し得るという利点があった。
【０００８】
ここで、前述した従来の可変容量形ポンプにおいて前者のものは、ベーンポンプのロータ中心とベーンの摺接する円筒カム面の中心との偏心量を可変とするとともに、ポンプ吐出側通路に設けた可変オリフィスの連通面積を、円筒カム面を有するカムリングの偏心量を減少させる方向への変位に応動して小さくなるようにしている。そして、可変オリフィスの上、下流側の差圧を利用してカムリングを移動制御することにより、ポンプ室のポンプ容量（容積）を減少させてロータの回転数の増加に伴ない吐出流量を減少させているものであった。
【０００９】
また、後者の可変容量形ポンプは、カムリングを、ポンプハウジング内で移動可能に構成するとともに、このカムリングとハウジングとの間の間隙部において一対のコントロール室を形成し、それぞれの室に吐出通路のオリフィスの上、下流側の流体圧を導き、その差圧力をカムリングに直接作用させ、このカムリングをスプリングの付勢力に抗して適宜移動させ、ポンプ室のポンプ容量を変化させて吐出流量制御を行なうものであった。
【００１０】
しかしながら、これら従来の可変容量形ポンプでは、カムリングをポンプハウジング内で直線移動可能に保持し、これを吐出通路に直接または間接的に設けたオリフィスの上、下流側の差圧力で移動変位させているだけで、加工性、組立性は勿論、動作上での信頼性、耐久性の面で問題をもち、実現性に乏しいものであった。
【００１１】
また、特開昭５８−９３９７８号公報、実公昭６３−１４０７８号公報には、ポンプハウジング内にカムリングを径方向に直線的に変位可能に配置させるとともに、このカムリング内にポンプ室を形成するためのロータを回転可能に収納し、ポンプ吐出通路に設けたオリフィスの上、下流側の圧力差でカムリングをロータに対し移動変位させるとともに、このロータに対するカムリングの偏心量に応動して前記オリフィスの流路面積を変化させ、吐出流量を可変させて所望の流量を得ることができる可変容量形ポンプが開示されている。
【００１２】
特に、これらの従来例において後者のものは、ポンプハウジングの内壁部とその内部で移動変位可能なカムリングの外周部との間に小径部を有する制御ピンを介在させ、この制御ピンの小径部とカムリング外周部の制御面とで可変オリフィスを構成している。そして、このオリフィスの上、下流側の圧力をカムリングに作用させて変位させる一方、このカムリングの偏心量の減少に伴って開口面積が減少するようなオリフィスを形成することにより、所望の吐出流量を得ているものであった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のポンプ構造によれば、カムリングを移動変位させるためにポンプ吐出側通路の一部に設けた可変オリフィスの構造が複雑で、各部の加工精度も出し難くく、加工、組立性の面で問題を生じるばかりでなく、可変オリフィスでの動作上の信頼性の面でも好ましくないものであった。
【００１４】
すなわち、上述した従来構造では、カムリングを移動変位させるための可変オリフィスを、ポンプ吐出側通路の一部に設けているだけのものであった。そして、このような従来構造では、可変オリフィスの上、下流側の圧力差をあまり大きく取れないことから、カムリングをポンプハウジング内で移動変位させ得る十分な圧力差は得られず、その結果カムリングをポンプ回転数等に応じて所要の状態で移動変位させることを期待できず、これにより可変容量形のポンプとしての機能が得られないという不具合を生じるおそれがあった。
【００１５】
このため、上述したカムリングを所要の状態で移動変位させることができるように、ポンプ吐出側通路の一部に設けられ吐出流量の大小に応じて流路切換えを行なう切換えバルブを設け、このバルブ切換えによってカムリングの両側室の流体圧をポンプ吐出圧、タンク圧となるように選択的に制御した構造が考えられている。
【００１６】
しかしながら、上述した切換えバルブを用いた場合、その動きがポンプ吐出側の流体圧力に追随するために、たとえば動力舵取装置が作動した時すなわち舵取操作が行なわれた時に、ポンプ吐出側流体圧が一時的に上昇することから、前記切換えバルブによる切換え動作が不安定となり、いわゆるバルブ発振を起こすことがあった。そして、このようなバルブ発振が生じると、ポンプ吐出側において脈動現象を生じる原因となり、ポンプの吐出流量と回転数特性が不安定となるという問題を生じるおそれがあった。特に、このような問題は、切換えバルブとしてスプールバルブを用いた場合に著しい。
【００１７】
さらに、このような脈動現象を生じると、切換えバルブによるカムリングの揺動変位を所要の状態で得ることが難しく、ポンプ回転数の増加に伴ってポンプ吐出流量も増え、可変容量形ポンプとしての機能を得ることができなくなるという問題もあった。
このような状態となると、増大した流量がパワーシリンダ側に流れるため、舵取ハンドルが軽くなったりするおそれがあり、このような問題をも解決し得る何らかの対策を講じることが望まれる。
【００１８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ポンプ吐出流量をポンプ回転数の変化に対応して変化させるようにカムリングを移動変位させる流路切換えを行なうスプールを有する切換えバルブにおいて、そのスプールによる流路切換えタイミングを調整することにより、圧力流体利用機器側の作動に伴なう負荷によってポンプ吐出側の流体圧が上昇したとしても、バルブ発振が生ぜず、ポンプ吐出側において脈動現象を防止し得る可変容量形ポンプを得ることを目的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
このような要請に応えるために本発明に係る可変容量形ポンプは、ポンプボディ内に回転自在に配設されたロータの外周部との間にポンプ室を形成するように嵌装され前記ポンプボディ内で移動変位可能に配置されるとともにポンプ室のポンプ容量が最大となる方向に付勢されているカムリングと、このカムリング外周部とポンプボディとの間の環状隙間空間にシール手段を介在させることにより形成されカムリングを移動変位させるための第１および第２の流体圧室と、前記ポンプ室からの圧力流体の吐出流量の大小に応じて作動され前記第１および第２の流体圧室の流体圧を制御するスプールを有する切換えバルブを備え、この切換えバルブのスプールのランド部にチャンファ部またはノッチ部を形成し、前記スプールを、作動時において前記第１および第２の流体圧室に至る通路が前記チャンファ部またはノッチ部を介してポンプ吸込側に同時に接続される領域を持たせて形成したものである。
請求項２に記載した発明に係る可変容量形ポンプは、ポンプボディ内に回転自在に配設されたロータの外周部との間にポンプ室を形成するように嵌装され前記ポンプボディ内で移動変位可能に配置されるとともにポンプ室のポンプ容量が最大となる方向に付勢されているカムリングと、このカムリング外周部とポンプボディとの間の環状隙間空間にシール手段を介在させることにより形成されカムリングを移動変位させるための第１および第２の流体圧室と、前記ポンプ室からの圧力流体の吐出流量の大小に応じて作動され前記第１および第２の流体圧室の流体圧を制御するスプールを有する切換えバルブを備え、この切換えバルブのスプールのランド部にチャンファ部またはノッチ部を形成し、前記スプールを、作動時において前記第１および第２の流体圧室に至る通路が前記チャンファ部またはノッチ部を介してポンプ吐出側に同時に接続される領域を持たせて形成したものである。
【００２０】
【作用】
本発明によれば、切換えバルブのスプールにおいて通路切換えを行なうランド部にチャンファ部またはノッチ部を形成したことにより、バルブ作動時においてカムリング両側の流体圧室を、一時的に高圧側（ポンプ吐出側）または低圧側（ポンプ吸込側；タンク側）に共に連通されるような状態を形成し、これによりバルブ作動時において圧力流体利用機器側での負荷によってポンプ吐出側圧力が変動し、スプールが微動しても、流体圧力変化を緩やかに制御することが可能で、あらゆる回転数、負荷領域で安定した吐出流量特性を得ることが可能となる。
【００２１】
【実施例】
図１ないし図８は本発明に係る可変容量形ポンプの一実施例を示し、これらの図において、本実施例では、動力舵取装置の油圧発生源となるベーンタイプのオイルポンプである場合を説明する。
【００２２】
全体を符号１０で示すベーンタイプの可変容量形ポンプの概略構成を、図６および図７を用いて、以下に簡単に説明する。
すなわち、このポンプ１０は、ポンプボディを構成するフロントボディ１１およびリアボディ１２を備えている。このフロントボディ１１は全体が略カップ状を呈し、その内部にポンプ構成要素１３を収納配置する収納空間１４が形成されるとともに、この収納空間１４の開口端を閉塞するようにしてリアボディ１２が組合わせられて一体化されている。なお、このフロントボディ１１には、前記ポンプ構成要素１３の回転子であるロータ１５を外部から回転駆動するためのドライブシャフト１６が貫通した状態で、軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（１６ｂはリアボディ１２側、１６ｃは後述するプレッシャプレート２０側に配設される）によって回転自在に支持されている。
【００２３】
１７はベーン１５ａを有するロータ１５の外周部に嵌装して配置されるカムリングで、このカムリング１７は内側カム面１７ａを有しこの内側カム面１７ａとロータ１５との間にポンプ室１８が形成されている。このカムリング１７は、後述するように、ポンプ室１８のポンプ容量（容積）を可変するように収納空間１４内で空間内壁部分に嵌合状態で設けたアダプタリング１９内で移動変位可能に配置されている。なお、このアダプタリング１９は、ボディ１１の収納空間１４内でカムリング１７を移動変位可能に保持するためのもので、これをボディ１１に一体に設けてもよい。
【００２４】
２０はプレッシャプレートで、このプレッシャプレート２０は、上述したロータ１５、カムリング１７およびアダプタリング１９によって構成されているポンプカートリッジのフロントボディ１１側に圧接して積層配置されている。また、このポンプカートリッジの反対側面には前記リアボディ１２の端面がサイドプレートとして圧接され、ボディ１１，１２同士の一体的な組立てによって所要の組立状態とされる。そして、これらの部材によって、前記ポンプ構成要素１３が構成されている。
【００２５】
ここで、これらのプレッシャプレート２０とこれにカムリング１７を介して積層されるサイドプレートとなるリアボディ１２とは、位置決めピンとしても機能する後述するシールピン２１や適宜の回り止め手段（図示せず）によって、回転方向で位置決めされた状態で一体的に組付け固定されている。
【００２６】
２３は前記フロントボディ１１の収納空間１４内でその底部側に形成されるポンプ吐出側圧力室で、プレッシャプレート２０にポンプ吐出側圧力を作用させるようになっている。２４はこのポンプ吐出側圧力室２３にポンプ室１８からの圧油を導くプレッシャプレート２０に穿設されているポンプ吐出側通路である。
【００２７】
２５はポンプ吸込側通路で、この吸込側通路２５は、リアボディ１２の一部に設けられた吸込ポート２６（詳細な図示を省略する）からのポンプ吸込側流体を前記ポンプ室１８に導くようにリアボディ１２内に形成されている。そして、この吸込側通路２５はリアボディ１２の端面に開口するポンプ吸込用開口２５ａを経てポンプ室１８に接続されている。
【００２８】
２８はポンプ吐出側通路で、この吐出側通路２８は上述したポンプ室１８からポンプ吐出側通路２４、ポンプ吐出側圧力室２３、この圧力室２３からフロントボディ１１の上方に延びた通路孔２３ａを介して接続されている。この吐出側通路２８の途中にはメータリングオリフィス２９が介在されるとともに外方端側にポンプ吐出側流体圧を図示しないパワーステアリング装置（図中ＰＳで示す）等の油圧機器（圧力流体利用機器）に給送するための吐出ポートが設けられている。
【００２９】
３０は上述したカムリング１７をポンプボディ１１（アダプタリング１９）内でロータ１５に対して移動変位させるための切換えバルブで、この切換えバルブ３０は、フロントボディ１１における収納空間１４の上方に略直交して穿設したバルブ孔３０ａ内で前記ポンプ吐出側通路２８のメータリングオリフィス２９の上、下流側での圧力差およびばね３１の付勢力で摺動動作するリリーフ弁付きのスプール３２を備えている。
【００３０】
なお、図中２９ａ，２９ｂはメータリングオリフィス２９の上、下流側の流体圧をバルブ孔３０ａ内に導入する通路である。さらに、このバルブ孔３０ａにおいて中央部分には、前記ポンプ吐出側通路２８からの流体圧を導く高圧側通路２８ｂと、前記ポンプ吸込側通路２５の一部から分岐されて流体圧をタンク側に導く低圧側通路２５ｂが、それぞれ開口して形成され、スプール３２の移動に伴なって選択的に開閉制御され、後述する第１、第２の流体圧室の流体圧を制御するようになっている。
【００３１】
すなわち、このような切換バルブ３０において、スプール３２の一方室（図６、図８の左方室）３２ａには、前記ポンプ吐出側の圧力室２３、ポンプ吐出側通路２８および通路２９ａを介してメータリングオリフィス２９の上流側の流体圧が導かれている。なお、図中３３はバルブ孔３０ａ内でスプール３２の左方への移動位置を通路２９ａの開口端を閉塞しない位置で係止するロッド３３ａを有するバルブ孔３０ａの閉塞用プラグである。
【００３２】
また、スプール３２の他方室（図６、図８の右方室）３２ｂには、ばね３１が配設されるとともにメータリングオリフィス２９下流側の流体圧が前記吐出ポート２８ａに至る通路２８途中から前記通路２９ｂを介して導かれている。
【００３３】
さらに、バルブ孔３０ａの略中央部でスプール３２の移動方向に並んだ位置には、前記カムリング１７の外周部でボディ１１側のアダプタリング１９との間に形成される第１および第２の流体圧室３４，３５に、ボディ１１、アダプタリング１９を経て形成されている導圧通路３６，３７（アダプタリング１９の通路孔３６ａ，３７ａを含む）が開口して形成されている。なお、図６における図中３４ａは第１の流体圧室３４を、アダプタリング１９の内壁面とカムリング１７との間に形成するための凹溝部である。
【００３４】
そして、これらの通路３６，３７が、スプール３２の動きによって、図６および図８等から明らかなように、前記ポンプ吐出側通路２８に通路２９ａまたは２８ｂを介して、またはポンプ吸込用開口２５ａ側に通路２５ｂを介して、選択的に接続されるようになっている。なお、ここでは、スプール３２を動かした状態の図示は省略する。
【００３５】
一方、前記カムリング１７は、ロータ１５外周部との間にポンプ室１８を形成するように偏心して嵌装されボディ１１，１２内で移動変位可能に配置されている。そして、このカムリング１７外周部でボディ１１，１２との間の環状隙間空間の所定個所にシール手段としてのシールピン２１，４７を介在させることにより、カムリング１７を移動変位させるための第１および第２の流体圧室３４，３５が形成されている。そして、これら両室３４，３５の流体圧を前記切換えバルブ３０によりポンプ室１８からの吐出流量の大小に応じて制御するように構成されている。
【００３６】
なお、図６中４４は押圧部材で、この押圧部材４４はたとえばコイルばね４５および筒状の押えプラグ４６とから構成され、ポンプボディ１１，１２内で移動変位可能に配置されたカムリング１７を、ロータ１５の外周部とに形成されるポンプ室１８が最大のポンプ容量となるように付勢する。
【００３７】
また、本実施例では、カムリング１７とアダプタリング１９との間の環状隙間空間を分割するために、図６ないし図８から明らかなように、環状隙間空間をカムリング１７の移動方向の両側、ここでは左、右に分割するように上、下に位置付けられた前述した位置決めピンとしても機能する第１のシールピン２１とカムリング１７の摺接面に凹設した溝部内に弾性部材を介して組み込まれた第２のシールピン４７を設けている。
【００３８】
そして、図６中左側（カムリング１７の移動方向の一側）の空間を第１の流体圧室３４とし、この室３４を前記流体通路３６ａ，３６を介して切換バルブ３０の左方室３２ａまたはポンプ吸込側の流体圧が導入されている環状溝部分（スプール３２の左方室寄りの環状溝）に接続可能に構成されている。したがって、この第１の流体圧室３４の流体圧は、ポンプ吐出側の流体圧またはポンプ吸込側の流体圧に制御される。
【００３９】
また、図６中右側（カムリング１７の移動方向の他側）の空間を第２の流体圧室３５とし、この室３５を前記流体通路３７ａ，３７を介して切換えバルブ３０の中央部分でスプール３２の動きに伴なってポンプ吐出側の流体圧が導入される環状溝部分（スプール３２の右方室寄りの環状溝）またはポンプ吸込側の流体圧が導入されている環状溝部分（スプール３２の左方室寄りの環状溝）に接続されている。したがって、この第２の流体圧室３５の流体圧は、ポンプ吸込側の流体圧またはポンプ吐出側の流体圧に制御される。
【００４０】
なお、上述したベーンタイプの可変容量形ポンプ１０において、上述した以外の構成は従来から周知の通りであり、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
本発明によれば、上述した構成による可変容量形ポンプ１０において、ポンプボディ１１，１２内でベーン１５ａを有するロータ１５に対して嵌装されるカムリング１７の外周部で移動方向の両側に形成した第１および第２の流体圧室３４，３５の流体圧Ｐ１，Ｐ２を、ポンプ吐出側の流量の大小に応じて作動されることにより所定の値に制御し、これによりカムリング１７を移動変位させることでロータ１５との間に形成されるポンプ室１８のポンプ容量を変化させてポンプＰの吐出流量を可変制御する切換えバルブ３０におけるスプール３２を、図１〜図３から明らかなように、作動時において第１および第２の流体圧室３３，３４に至る通路３６，３７がポンプ吐出側（Ｐ）、ポンプ吸込側（Ｔ）のいずれか一方に同時に接続される領域を持たせて形成したところを特徴としている。
【００４２】
ここで、本実施例では、スプール３２において、第１、第２の流体圧室３４，３５に至る通路３６，３７を、図２に示したように、バルブ作動時において可変吐出領域に、いずれもがポンプ吸込側Ｔに連通される領域を、スプール３２におけるランド部４０，４１におけるチャンファ部４０ａ，４１ａ（ｃｆ１，ｃｆ２）を設け、これらのチャンファ部４０ａ，４１ａにより各通路３６，３７を、ランド部４０，４１間でポンプ吸込側Ｔに至る通路２５ｂに連通させるように構成している。
【００４３】
このような構成では、切換えバルブ３０のスプール３２において通路切換えを行なうランド部４０，４１にチャンファ部４０ａ，４１ａを付けたことにより、バルブ３０の作動時においてカムリング１７両側の流体圧室３４，３５を、一時的に高圧側（ポンプ吐出側Ｐ）または低圧側（ポンプ吸込側Ｔ；タンク側）に共に連通されるような状態を形成している。そして、このような構成によれば、バルブ作動時において動力舵取装置ＰＳ側での負荷によってポンプ吐出側圧力が変動し、スプール３２が微動しても、流体圧変化を緩やかに制御することが可能で、あらゆる回転数、負荷領域で安定した吐出流量特性を得ることが可能となる。
【００４４】
以上の構成によれば、ポンプ１０の始動時には、カムリング１７は図１、図６から明らかなようにボディ１１の収納空間１４内の一側にロータ１５との間のポンプ室１８のポンプ容量が最大となるように押圧部材４４のコイルばね４５により付勢された状態にある。このとき、切換バルブ３０は、図１、図６から明らかなように、第１の流体圧室３４をポンプ吸込側Ｔに、第２の流体圧室３５をポンプ吐出側Ｐに通路２８ｂを介して接続された状態にある。
【００４５】
そして、ポンプ回転数が徐々に増大して駆動されると、このポンプ回転数に比例して得られるポンプ吐出側Ｐでオリフィス２９上、下流側の流体圧による差圧によって、切換バルブ３０のスプール３２を切換え作動させ、これによりカムリング１７両側の第１の流体圧室３４がポンプ吐出側に、第２の流体圧室３５がポンプ吸込側に接続される。そして、第１の流体圧室３４がポンプ吐出側の流体圧に、第２の流体圧室３５がポンプ吸込側の流体圧に制御されると、ロータ１５に対して偏心しているカムリング１７が、コイルばね４１の付勢力に抗してポンプ室１８のポンプ容量が減少する方向（図１、図２、図３等参照）に移動変位する。
【００４６】
すなわち、ポンプ吐出側の流体流量の大小に応じた切換バルブ３０のスプール３２による切換え作動によって、第１の流体圧室３４に対しポンプ吐出側Ｐが、これに相対向して位置付けられている第２の流体圧室３５に対しポンプ吸込側Ｔが適宜接続され、これにより各室３４，３５の流体圧はそれぞれの流体圧に制御される。そして、カムリング１７は、切換えバルブ３０の作動状態によって適宜移動変位され、結果としてポンプ容量が変化されるポンプ室１８から吐出される流量制御が所要の状態で行なえ、動力舵取装置ＰＳに至る所定流量の給送が可能となる。
【００４７】
特に、上述した構成によれば、ポンプ回転数に伴なって増減するポンプ吐出量により、メータリングオリフィス２９の上、下流側で生じる差圧で切換えバルブ３０を切換え制御し、これによってカムリング１７をコイルばね４５の付勢力に抗して、またはこの付勢力に応じて、移動変位させることができる。その結果、ポンプ室１８のポンプ容量を可変制御し、ポンプからの吐出量を、たとえば図５の（ａ）に示すように、ポンプ回転数に合わせてバランスさせ、所望の特性を得られるように制御することができる。
【００４８】
ここで、本発明では、スプール３２の流路切換え途中で、チャンファ部４０ａ，４１ａの作用により、両室３５，３６が共にポンプ吸込側Ｔに連通接続し、これにより油圧変化特性をなだらかに変化させ得るもので、バルブ発振を防ぎ、両室３５，３６での圧力Ｐ１，Ｐ２を図４に示したような関係とすることが可能である。
【００４９】
そして、このような構成によって、図５の（ａ）に例示したようなポンプ回転数に応じた安定した吐出流量特性を得られ、同図の（ｂ）に示したような従来構造で生じていたポンプ吐出側での脈動現象を解消し得ることが実験により確認されている。図４においてｃｆ１，ｃｆ２で示す部分はチャンファ部４０ａ，４１ａによる油圧制御部分である。
【００５０】
すなわち、上述した構成によれば、ボディ１１，１２内でロータ１５に対し偏心して嵌装されるカムリング１７外周部両側の第１および第２の流体圧室３４，３５に、ポンプ吐出側の流量の大小に応じて作動される切換えバルブ３０により、それぞれの室３４，３５の流体圧を所定の圧力差をもつように制御できる。そして、これらの室３４，３５間での流体圧力差によって、カムリング１７を所定の方向に移動変位させ、結果としてロータ１５との間に形成されるポンプ室１８のポンプ容量を変化させ、ポンプ吐出側での流体流量を、図４や図５の（ａ）に示すように所要の状態に可変制御することができる。
【００５１】
特に、このような本発明によれば、ポンプ吐出側通路途中に設けたオリフィス２９の上、下流側での流体圧の差圧で直接カムリング１７を移動変位させる場合に比べて、切換えバルブ３０によりカムリング１７を移動させるに十分な流体圧力差を得て、所要のカムリング１７の移動変位を得ることができ、これによりポンプ吐出流量の制御を所要の状態で行なえる。
【００５２】
なお、図１〜図３中４０ｂ，４１ｂで示すチャンファ部は、圧油の流れを円滑にするためにランド部４０，４１に形成した部分である。
【００５３】
さらに、上述した構成では、容量形ポンプに比べてエネルギ損失の低減と油温上昇の低減とを図れる可変容量形ポンプ１０を、きわめて簡単に、しかもポンプ自体の大型化を招くことなく得ることが可能で、また加工性、組立性に優れ、量産性の面でも優れている。ここで、本実施例では、カムリング１７を、ロータ１５に偏心させた状態で移動変位可能に構成しており、その内周壁は真円形状で形成できるもので、加工性の面で優れている。
【００５４】
また、図９〜図１１および図１２は本発明の別の実施例を示すものであり、前述した実施例との相違するところは、バルブ作動時において脈動現象を生じ易い可変制御領域に、各流体圧室３４，３５に至る通路３６，３７を、共にポンプ吐出側Ｐに連通させ得る領域（図１０参照）を、スプール３２のランド部４０，４１におけるチャンファ部４０ｂ，４１ｂによって設けた場合である。
【００５５】
このような構成によれば、図１２に示すような油圧特性が得られ、これは図４に示した特性図と多少相違するが、このような場合にも、バルブ作動時において負荷に伴なうポンプ吐出側での圧力上昇の如何にもかかわらず、バルブ発振を防ぎ、脈動現象が生じることを防止し得る点で、上述した実施例と同様の作用効果が得られることは容易に理解されよう。
【００５６】
要は、スプールタイプの切換えバルブ３０でカムリング１７両側の流体圧室３４，３５への流体圧を制御する場合に、バルブ発振が生じ易い状態を、両流体圧室３４，３５室をポンプ吸込側Ｔ、ポンプ吐出側Ｐに連通させて同圧に保つことで防ぎ、これによりポンプ吐出側での脈動現象を防止して、所要の吐出流量特性を得られるようにするとよい。
【００５７】
このような利点は、上述したようなチャンファ部４０ａ，４０ｂ；４１ａ，４１ｂ等が形成されていない単純な切換えバルブ構造では、カムリング１７の第１の流体圧室３４と第２の流体圧室３５とが、交互にポンプ吸込側Ｔ、ポンプ吐出側Ｐに接続される場合には期待できないことから、容易に理解されよう。
【００５８】
また、図１３において（ａ）は上述した単純な形状のスプールをもつ従来のバルブ構造における油圧制御特性を、（ｂ）は各室３４，３５からの圧油の漏れ量を配慮した特性を、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）の特性を合成した特性を示し、この（ｃ）の特性から明らかなように、バルブ３０での圧油制御において漏れ量がわずかでも生じると、バルブスプールの移動量ｘが大きく変化し、スプール動作が不安定となり易いことから、容易に理解されよう。
【００５９】
なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であり、種々の変形例が考えられる。
たとえば上述した実施例では、カムリング１７の両側室３４，３５への通路３６，３７と切換えバルブ３０のスプール３２との通路切換え関係を、ランド部４０，４１に設けたチャンファ部４０ａ，４１ａ；４０ｂ，４１ｂによって両室をポンプ吸込側Ｔ、ポンプ吐出側Ｐに同時に連通させるようにしているが、これはノッチ部を設けたりしても同様の作用効果を得られるものである。
【００６０】
さらに、上述した構成によるベーンタイプの可変容量形ポンプ１０としては、上述した実施例構造に限定されないことは勿論、上述した実施例で説明したパワーステアリング装置以外にも、各種の圧力流体利用機器、装置に適用してもよいことも言うまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る可変容量形ポンプによれば、ポンプボディ内でカムリングの移動方向の両側に形成した第１および第２の流体圧室の流体圧をポンプ吐出側の流量の大小に応じて作動することにより制御する切換えバルブのスプールのランド部にチャンファ部またはノッチ部を形成し、前記スプールを、作動時において前記第１および第２の流体圧室に至る通路が前記チャンファ部またはノッチ部を介してポンプ吸込側に同時に接続される領域を持たせて形成したものであり、請求項２に記載した発明に係る可変容量形ポンプは、ポンプボディ内でカムリングの移動方向の両側に形成した第１および第２の流体圧室の流体圧をポンプ吐出側の流量の大小に応じて作動することにより制御する切換えバルブのスプールのランド部にチャンファ部またはノッチ部を形成し、前記スプールを、作動時において前記第１および第２の流体圧室に至る通路が前記チャンファ部またはノッチ部を介してポンプ吐出側に同時に接続される領域を持たせて形成したため、簡単な構造にもかかわらず、以下に述べる効果を奏する。
【００６２】
本発明によれば、バルブ作動時においてカムリングの移動方向の両側の流体圧室を、一時的に高圧側（ポンプ吐出側）または低圧側（ポンプ吸込側）に共に連通されるような状態とし、これによりバルブ作動時において圧力流体利用機器側での負荷によってポンプ吐出側圧力が変動し、スプールが微動しても、これにより流体圧力変化を緩やかにしかも所要の状態で制御することができる。したがって、あらゆる回転数、負荷領域で安定した吐出流量特性を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変容量形ポンプの一実施例を示し、カムリングとその両側の流体圧室への切換えバルブとの関係を示す初期状態の概略断面図である。
【図２】図１の可変容量形ポンプにおけるカムリングとその両側の流体圧室への切換えバルブとにおいて、バルブ作動途中で両側室が同一圧力に制御されている状態を示す概略断面図である。
【図３】図１の可変容量形ポンプにおけるカムリングとその両側の流体圧室への切換えバルブとにおいて、バルブ作動時でポンプ室が最小のポンプ容量となっている状態を示す概略断面図である。
【図４】この実施例での可変容量形ポンプにおいて、バルブ変位に対しての油圧特性を示す特性図である。
【図５】（ａ）は本実施例の可変容量形ポンプでのポンプ回転数に対してのポンプ吐出流量特性を示す特性図、（ｂ）は従来の容量形ポンプでの特性図である。
【図６】本発明に係る可変容量形ポンプにおいてポンプの要部構造を説明するための概略横断面図である。
【図７】図６の要部構造を説明するために断面して示す要部縦断面図である。
【図８】図６の切換えバルブ部分を断面した要部断面図である。
【図９】本発明に係る可変容量形ポンプの別の実施例を示し、初期状態における要部構造を拡大した概略断面図である。
【図１０】図９の可変容量形ポンプにおいてカムリング両側の流体圧室への流路切換えを行なう切換えバルブの作動途中で両側室が同一圧力に制御されている状態を示す概略断面図である。
【図１１】図９の可変容量形ポンプにおいてカムリング両側の流体圧室への流路切換えを行なう切換えバルブの作動時でポンプ室が最小のポンプ容量となっている状態を示す概略断面図である。
【図１２】この実施例での可変容量形ポンプにおいて、バルブ変位に対しての油圧特性を示す特性図である。
【図１３】単純な形状のスプールを用いた切換えバルブによる切換え動作時の特性を（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す特性図である。
【符号の説明】
１０…ベーンタイプの可変容量形ポンプ、１１…フロントボディ（ポンプボディ）、１２…リアボディ（ポンプボディ）、１３…ポンプ構成要素、１４…収納空間、１５…ロータ、１５ａ…ベーン、１６…ドライブシャフト（回転軸）、１７…カムリング、１７ａ…カム面、１８…ポンプ室、１９…アダプタリング、２０…プレッシャプレート、２１…シールピン、２３…ポンプ吐出側圧力室、２４…ポンプ吐出側通路、２５…ポンプ吸込側通路、２６…吸込ポート、２８…ポンプ吐出側通路、２８ｂ…高圧側通路、２９…メータリングオリフィス、２９ａ…通路、２９ｂ…通路、３０…切換えバルブ、３１…ばね、３２…スプール、３４…第１の流体圧室、３５…第２の流体圧室、３６…導圧通路、３７…導圧通路、４０…ランド部、４０ａ…チャンファ部、４０ｂ…チャンファ部、４１…ランド部、４１ａ…チャンファ部、４１ｂ…チャンファ部、４４…押圧部材、４７…シール手段。

Claims (2)

1. ベーンを有しポンプボディ内に回転自在に配設されたロータと、
   このロータ外周部との間にポンプ室を形成するように嵌装され前記ポンプボディ内で移動変位可能に配置されるとともにポンプ室のポンプ容量が最大となるように付勢されているカムリングと、
   このカムリング外周部とポンプボディとの間の環状隙間空間にシール手段を介在させることにより形成されカムリングを移動変位させるための第１および第２の流体圧室と、
   前記ポンプ室からの圧力流体の吐出流量の大小に応じて作動され前記第１および第２の流体圧室の流体圧を制御するスプールを有する切換えバルブを備え、
   この切換えバルブのスプールのランド部にチャンファ部またはノッチ部を形成し、前記スプールを、作動時において前記第１および第２の流体圧室に至る通路が前記チャンファ部またはノッチ部を介してポンプ吸込側に同時に接続される領域を持たせて形成したことを特徴とする可変容量形ポンプ。
2. ベーンを有しポンプボディ内に回転自在に配設されたロータと、
   このロータ外周部との間にポンプ室を形成するように嵌装され前記ポンプボディ内で移動変位可能に配置されるとともにポンプ室のポンプ容量が最大となるように付勢されているカムリングと、
   このカムリング外周部とポンプボディとの間の環状隙間空間にシール手段を介在させることにより形成されカムリングを移動変位させるための第１および第２の流体圧室と、
   前記ポンプ室からの圧力流体の吐出流量の大小に応じて作動され前記第１および第２の流体圧室の流体圧を制御するスプールを有する切換えバルブを備え、
   この切換えバルブのスプールのランド部にチャンファ部またはノッチ部を形成し、前記スプールを、作動時において前記第１および第２の流体圧室に至る通路が前記チャンファ部またはノッチ部を介してポンプ吐出側に同時に接続される領域を持たせて形成したことを特徴とする可変容量形ポンプ。

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