JPH0251078B2

JPH0251078B2 -

Info

Publication number: JPH0251078B2
Application number: JP57205116A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Oosaki; Takeshi Ooe
Original assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Current assignee: Jidosha Kiki Co Ltd
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1982-11-22
Publication date: 1990-11-06
Also published as: JPS5996492A; US4838767A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は平衡ベーンタイプのオイルポンプに関
し、さらに詳しくは１組のポンプカートリツジを
２台のポンプとして分割共用するとともに、これ
ら両ポンプからの圧力流体の供給を選択的に制御
することにより消費馬力の低減化を図つた、小
型、軽量かつ低コストなオイルポンプに関する。

たとえば自動車に搭載された運転者のハンドル
操作力を軽減する動力舵取装置において、その油
圧発生源として用いられるポンプは、通常、自動
車のエンジンで回転駆動され、その吐出量はエン
ジンの回転数に比例して増減する。したがつて、
このようなポンプでは、エンジンの低回転域、す
なわちポンプ吐出量が小さいときにでも前記動力
舵取装置などの流体機器の作動に支障のない充分
な流量が供給できる容量を有することが要求され
る。

しかし、このような容量を設定すると、エンジ
ンの高回転域においては、不必要に大きな流量が
流体機器側に供給されることになり、無駄である
ばかりか、このポンプ駆動のためエンジンの消費
馬力が増大し、自動車用エンジンの燃費に大きく
影響するもので、省エネルギ化を図るうえで好ま
しくない。

このため、従来から、１組のポンプカートリツ
ジを２台の容量の小さなポンプとして分割して用
い、かつこれら両ポンプからの圧力流体を流体機
器側に選択的に供給する流路切換機能を備えた制
御部を組合わせるように構成した省エネタイプの
装置が考えられている。すなわち、このような装
置によれば、各ポンプの吐出量が小さいときには
これらを合流させて供給し、また各ポンプの吐出
量が大きくなつたときには一方のポンプからの圧
油のみを動力舵取装置などの流体機器側に供給
し、かつ他方のポンプをポンプ吸込側に接続して
その圧油を還流させ、これによりこのポンプを駆
動するのに要する馬力を極力小さくして消費馬力
の低減化を図ることが可能となる。

しかしながら、上述した構成による装置は、各
ポンプの吐出量すなわちエンジンの回転数を基準
として流路の切換えを行なう構成であり、自動車
の高速走行時すなわちエンジンの高回転域では消
費馬力の低減化を図ることができる反面、エンジ
ンの低回転域ではそのエネルギロスが避けられ
ず、まだまだ改善の余地が残されている。

すなわち、上述した動力舵取装置において、圧
油の供給量が問題となるのはこれに高負荷が加わ
り高出力が要求されるとき、つまり舵取操作時で
あり、それ以外のとき、たとえば停車中や直進走
行時にあつてはたとえエンジンが低回転域にある
場合でも圧油の供給量は少なくてよい。特に、自
動車ではたとえば10モード走行パターンで表わさ
れる市街地走行を行なう場合が最も多く、このよ
うな低速走行時における消費馬力の低減化を図る
必要がある。

このためには、動力舵取装置に負荷が加わつた
ときにこれを感知して作動する流路切換機構を備
えた制御部を採用するとよいが、このような機構
において問題となることはエンジンが高速回転
し、１台のポンプからの吐出量で充分な場合でも
流路切換えが行なわれ消費馬力が増大する点であ
る。

さらに、自動車の走行速度を電気的に検出し、
この検出信号を利用して流路切換えを行なう構造
のものも考えられているが、車速は必ずしもエン
ジンの回転数すなわちポンプ吐出量に比例しない
ものであり、有効な消費馬力の低減を果たすこと
ができるとは言い難く、無駄が多いものである。
特に、過積トラツクなどにおいては、たとえ低速
走行時であつてもエンジンは高速回転域に達して
いる場合が多く、問題であり、また電気的検出手
段やこれによつて作動される電磁弁を用いるとい
つた構造上の問題もある。

また、上述した圧力流体の供給量を制御する制
御部には、両ポンプからの流路を必要に応じて選
択的に切換える流路切換機能と共に、流体機器へ
の供給量を所定量以下に保持する流量制御機能が
必要であり、これら両機能を一対のスプールバル
ブとこれらを適宜組合わせる圧力流体通路を用い
て行なうことが一般に考えられている。そして、
この場合に、問題とすべき点は、上述した制御部
を構成する一対のスプールバルブおよび流体通路
が、通常、１組のポンプカートリツジと共に１個
のポンプボデイ内に一体的に組込まれ、これがオ
イルポンプとしての製造、組立ておよびコストの
面で大きく影響することである。

さらに、上述した構成による装置を具体化する
うえで注意すべき点は、ベーンを有するロータお
よびカムリングなどからなる１組のポンプカート
リツジを、２台のポンプとして用いる場合に生じ
る構造上の問題である。

すなわち、１組のポンプカートリツジを２台の
ポンプとして利用するため、最も単純には、ロー
タの軸対称位置に形成される一対のポンプ室を分
離して別々の吐出側通路に導くことが考えられ、
その一例が特開昭55−49594号公報や特開昭55−
82868号公報などによつて提案されている。しか
しながら、このような構造のものは、ポンプ通路
や制御部の構成が簡素化できる反面、一方のポン
プ室をタンク側に接続してこれを無負荷状態とし
た際他方のポンプ室でのみポンプ作用が行なわれ
ることから、ロータおよびその回転軸に対して荷
重がアンバランスに加わり、これによりポンプ可
動部の耐久性および動作上の信頼性の面で好まし
くなく、しかも騒音の発生原因にもなるなどの恐
れがあり、必ずしも実用的なものではない。

また、上述した問題のないバランス型として、
米国特許2887060号公報などにみられるように、
ロータの周囲でその軸対称位置に形成される一対
のポンプ室に対しそれぞれ独立した２つの吐出側
通路を接続し、かつ各ポンプ室内でロータの軸対
称位置に開口した対をなす通路同士を合流させて
分割された別個のポンプとして利用する構成のも
のも知られている。しかしながら、このような構
造によれば、いたずらに通路数が増大し、それぞ
れの接続、さらには制御部としてのスプールバル
ブなどへの配管などが複雑化し、その実用化にあ
たつて問題の多いものであつた。

特に、これらのポンプカートリツジ、制御部、
および通路などはオイルポンプとして１個のポン
プボデイ内に一体的に組込まれるため、上述した
問題もポンプ全体の製造、組立ておよびコストの
面で大きく影響するもので、また全体が大型化す
るという問題を招く恐れがある。

そして、一方において、この種のオイルポンプ
では、全体の構成が簡単で、組立性に優れ、しか
も小型、軽量かつ低コストであることが望まれて
おり、この要請は動力舵取装置などのようにエン
ジンルームの狭いスペースに装着されるものでは
特に顕著であり、このような点を全て満足し得る
省エネタイプのオイルポンプの出現が要望されて
いる。

本発明はこのような要請に応えるべくなされた
ものであり、１組のポンプカートリツジ内に形成
される一対のポンプ室に対しそれぞれ対をなして
開口する吸込側通路と２種類の吐出側通路とをポ
ンプボデイ内に形成するとともに、このポンプボ
デイ内でその軸線方向と略直交する方向に平行し
て流量制御弁および圧力感知式の流路切換弁を配
設し、これら各弁に前記通路を適宜接続するとい
う簡単な構成によつて、上述した２種類の吐出側
通路を流れる圧力流体と流体機器間の調整を図
り、ポンプから流体機器への適切な供給量を維持
して流体機器の動作に影響を与えることなく、ポ
ンプに対する消費馬力の低減化を果たし、もつて
省エネルギ化を図ることが可能となるばかりでな
く、各部の構成が簡素化されて小型、軽量化の要
請を満足することができ、しかもコスト的にも安
価なオイルポンプを提供するものである。

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。

第１図ないし第４図は本発明に係るオイルポン
プの一実施例を示し、本実施例では自動車の動力
舵取装置に適用する場合について説明する。

これらの図において、全体を符号１０で示すオ
イルポンプは、複数枚のベーン１１を放射方向に
配置させてなるロータ１２と、このロータ１２の
周囲を取り囲む略楕円形状のカム面１３ａを有す
るカムリング１３とからなる１組のポンプカート
リツジ１４を備え、このポンプカートリツジ１４
の両側にはそれぞれポンプボデイを構成するフロ
ントボデイ１５およびリアボデイ１６が直接圧接
して配設されている。そして、これら両ボデイ１
５，１６は、ロータ１２を収容したカムリング１
３およびその周囲に配設された外部環状部材１７
を挟み込んだ状態で周方向４個所をボルト１８
（第３図および第４図参照）により締結固定され
ている。すなわち、本発明によれば、従来のプレ
ツシヤローデイングタイプで必要であつたサイド
プレートおよびプレツシヤープレートをなくし、
部品点数、組立工数を削減するとともに、ポンプ
全体の小型、軽量かつコンパクト化を図つてい
る。これはこの種の小型オイルポンプではポンプ
の吐出圧が小さく、上述したようにボデイ１５，
１６にてカートリツジ１４を直接挟持してもポン
プ動作には何ら支障ないためである。なお、図中
１９ａ，１９ｂは各接合面をシールするＯリング
である。また、ロータ１２には、その放射方向に
向つて複数のスリツトが形成されるとともに、こ
れらスリツト内に前記ベーン１１がポンプ室に向
つて進退自在に収容されている。さらに、第３図
中１４ａ，１４ｂはポンプカートリツジ１４のカ
ムリング１３の回転方向の位置決めを行なう位置
決めピンである。

また、前記フロントボデイ１５は、第１図ない
し第４図から明らかなように、その一側面がポン
プカートリツジ１４の一側に接合されるように全
体が略円筒状を呈するごとく形成されており、か
つその軸線上を貫通するようにしてエンジンなど
から回転伝達を受ける前記ロータ１２の回転軸２
０が配設され、プレーンベアリング２１で回転自
在に支持されている。そして、この回転軸２０の
内方端は前記ロータ１２にスプライン結合されか
つ抜け止め用のスナツプリング２２により固定さ
れている。なお、図中２３はこのフロントボデイ
１５の軸線上に形成され回転軸２０が貫通された
軸孔、２４はその外方端側で回転軸２０との間を
シールするオイルシールである。

一方、前記ポンプカートリツジ１４内で、ロー
タ１２の軸対称位置に形成される一対のポンプ室
３０，３１のそれぞれには、第１図および第３図
に示すように、対をなすポンプ吸込側通路３２，
３３に連通する吸込ポート３２ａ，３３ａが開口
し、かつそのロータ１２の回転方向には、所定間
隔おいてそれぞれ第１および第２のポンプ吐出側
通路３４，３５；３６，３７に連通する吐出ポー
ト３４ａ，３５ａ；３６ａ，３７ａが各ポンプ室
３０，３１に対をなして開口されている。このと
き、各ポンプ室３０，３１に対をなして開口する
吸込ポート３２ａ，３３ａ、第１吐出ポート３４
ａ，３５ａ、第２吐出ポート３６ａ，３７ａはそ
れぞれロータ１２の軸心を中心として点対称位置
に設けられている。そして、それぞれ対をなす第
１吐出ポート３４ａ，３５ａと第２吐出ポート３
６ａ，３７ａとから吐出される圧油を、別々の通
路３４，３５；３６，３７に供給することにより
それぞれを別個のポンプとして利用している。

すなわち、１組のポンプカートリツジ１４を２
台のポンプとして利用するために、ロータ１２の
軸対称位置に形成される各ポンプ室３０，３１の
吐出領域を２分割し、それぞれ対をなす部分を組
合わせることによつて、バランスのよいポンプ作
用を行なわせることが可能となる。そして、この
ようなバランス型の２段式ポンプによれば、一方
の吐出ポートがタンク側に短絡され、無負荷状態
になつたときにでも、ロータ１２側にバランスよ
く荷重が加わり、ポンプ可動部が片寄つて摩耗す
るといつた問題がなく、耐久性および動作上の信
頼性に優れ、しかも騒音などの発生源となること
がない。

さて、本発明によれば、上述したポンプカート
リツジ１４内の各ポンプ室３０，３１にタンク側
からの圧油を導びくポンプ吸込側通路３２，３３
と、ポンプ作用により吐出される２方向への圧油
を供給する第１および第２のポンプ吐出側通路３
４，３５；３６，３７とを、その圧油の流れを制
御する制御部となる流量制御弁および圧力感知式
の流路切換弁として機能する一対のスプールバル
ブ４０，４１との位置関係を考慮したうえで、こ
れら両バルブ４０，４１と共に前記フロントボデ
イ１５およびリアボデイ１６内に巧みに配設し、
簡単でかつ加工等の容易な構成によりポンプ全体
の小型、軽量かつ低コスト化を図つたところに特
徴を有している。

これを詳述すると、前記ポンプカートリツジ１
４の前端側に圧接して配設されるフロントボデイ
１５には、第１図および第２図に示すように、前
記ロータ１２の回転軸２０と略直交する方向に平
行してかつこの回転軸２０を挾むように対向する
一対のバルブ孔４０ａ，４１ａが形成されてい
る。そして、フロントボデイ１５の一側に並んで
開口する前記一対のバルブ孔４０ａ，４１ａの開
口部は、第２図に示すように、密栓ボルト４０
ｂ，４１ｂにより液密性をもつて閉塞されてい
る。

また、これら第１および第２のバルブ孔４０
ａ，４１ａの軸線方向略中央部には、第１図ない
し第３図に示すように、前記ポンプ室３０，３１
からの圧油を導びく第２のポンプ吐出側通路３
６，３７がそれぞれ開口されているとともに、こ
れら第２のポンプ吐出側通路３６，３７は、リア
ボデイ１６側で第２の吐出ポート３６ａ，３７ａ
と対向してポンプ室３０，３１に開口する通路溝
４２，４３およびこれら通路溝４２，４３を連通
させる通路孔４４により接続されている。ここ
で、前記第２の吐出ポート３６ａ，３７ａと通路
溝４２，４３とは、第１図および第３図に示すよ
うに、それぞれカムリング１３に穿設された複数
の通路孔４５により連通されており、これにより
両ポンプ室３０，３１から吐出される圧油を充分
な流路面積をもつて第２のポンプ吐出側通路３
６，３７に合流して供給し得るように構成されて
いる。さらに、第１図中符号４４ａはリアボデイ
１６の外側から機械加工ににより穿設された通路
孔４４の開口端を閉塞するボールであるが、この
通路孔４４を前記通路溝４２，４３と共に中子に
より形成すれば不用であることは言うまでもな
い。

また、前記ポンプ室３０，３１に開口する第１
の吐出ポート３４ａ，３５ａは、上述した第２の
吐出ポート３６ａ，３７ａを接続する通路溝４
２，，４３および通路孔４４と略同一構成を有す
るリアボデイ１６内に設けられた連通路４６（第
１図にその一部が示されている）およびカムリン
グ１３の通路孔４７により接続され、ポンプ室３
０，３１からの圧油を合流させて第１のポンプ吐
出側通路３４，３５側に供給するように構成され
ている。そして、一方の第１ポンプ吐出側通路３
４は、第２図に示すように、フロントボデイ１５
内で中子により形成された通路溝４８の一端に接
続され、かつこの通路溝４８の他端は前記第１の
バルブ孔４０ａ内でその軸線方向中央よりも底部
側にずれた部分に開口するように構成されてい
る。また、他方の第１ポンプ吐出側通路３５は、
フロントボデイ１５内で第１および第２のバルブ
孔４０ａ，４１ａをその開口端側で連通するよう
に穿設された通路孔４９の途中に接続されてい
る。なお、第２図において、前記通路溝４８と第
１のバルブ孔４０ａとの間を接続する小孔部分
は、流体機器への供給流量を検出し後述する流量
制御弁となるスプールバルブ４０を作動させるた
めのオリフイス５０で、さらに第１のバルブ孔４
０ａにおいてこのオリフイス５０よりもわずかに
低部側にずれた部分には、フロントボデイ１５上
部に開口する吐出口５１が接続されている。ま
た、図中４９ａは通路孔４９の開口端を密閉する
ボールである。

一方、前記吸込ポート３２ａ，３３ａに接続さ
れるポンプ吸込側通路３２，３３の他端は、第２
のバルブ孔４１ａの底部側の部分と第１のバルブ
孔４０ａの開口端側で前記通路孔４９よりも中央
寄りの部分とに接続されて開口するとともに、こ
れらポンプ吸込側通路３２，３３はフロントボデ
イ１５内でバルブ孔４０ａ，４１ａとポンプカー
トリツジ１４側への接合端面との間に形成された
接続通路５２によつて連通され、かつこの接続通
路５２にはフロントボデイ１５上部に設けられた
吸込口５３が接続されている。ここで、前記接続
通路５２は、フロントボデイ１５内で軸孔２３の
周囲に形成された環状部５２ａとこの環状部５２
ａから前記ポンプ吸込側通路３２，３３側に延設
された延設部５２ｂ，５２ｃとからなり、中子に
よりボデイ内に形成されている。また、本実施例
によれば、第１のバルブ孔４０ａに接続されるポ
ンプ吸込側通路３３の開口５４を、機械加工によ
る小孔５４ａと略Ｌ字状を呈する鋳抜孔５４ｂと
によつて形成しているが、これは流量制御弁とし
てのスプールバルブ４０の作動精度を向上させる
とともに、ポンプ吸込側に還流される戻り油の通
路面積を確保するためである。

そして、このような構成において、前記バルブ
孔４０ａ，４１ａ内には、それぞれ流量制御弁お
よび流路切換弁として作動する第１および第２の
スプールバルブ４０，４１を構成する各スプール
６０，６１が組込まれている。

すなわち、第２のバルブ孔４１ａ内に組込まれ
るスプール６１は、このバルブ孔４１ａの底部側
に組込まれた一対のスプリング６２ａ，６２ｂに
より常時は開口端側に位置している。そして、こ
の状態においては、スプール６１の底部側に突設
されたロツド部６１ａ周囲の環状空間により第２
のポンプ吐出側通路３７とポンプ吸込側通路３２
とが連通し、これにより第２のポンプ吐出側通路
３７からの圧油はポンプ吸込側に還流する。ま
た、このスプール６１の開口端側の端部には逆止
弁６３が配設され、この逆止弁６３はスプール６
１が底部側に移動したときに貫通孔６１ｂおよび
その外周の環状溝６１ｃを介して前記第２のポン
プ吐出側通路３７に接続される。勿論、この作動
時には、スプール６１のランド部６１ｄにより第
２のポンプ吐出側通路３７とポンプ吸込側通路３
２との間は切離される。そして、逆止弁６３は第
２のポンプ吐出側通路３７からの圧油により開放
され、圧油をバルブ孔４１ａの開口端側に開口す
る通路孔４９および第１のポンプ吐出側通路３５
を介して他方の第１ポンプ吐出側通路３４と連通
する連通路４６中に導びいてこれら第１のポンプ
吐出側通路３４，３５内の吐出圧油と合流させる
役割を果たす。なお、上述した構成を有する第２
のスプールバルブ４１では、スプール６１の開口
側端部に形成される高圧室６４には通路孔４９を
介して第１のポンプ吐出側通路３４，３５側の油
圧が、また底部側の低圧室６５にはポンプ吸込側
通路３２を介して吸込側の油圧が導びかれてい
る。そして、前記スプール６１は前記第１のポン
プ吐出側通路３４，３５、連通路４６、およびオ
リフイス５０を有する通路溝４８等によつて構成
されるメイン供給通路内の流体圧が流体機器側の
負荷の増加により上昇したときにのみこれを感知
して作動して流路の切換えを行なう圧力感知式の
流路切換弁を構成する。

ここで、スプール６１をバルブ孔４１ａの開口
端側に付勢するために、大、小２種類のスプリン
グ６２ａ，６２ｂを用いた理由は、このスプール
６１の作動時において第２のポンプ吐出側通路３
７からの圧油がメイン供給通路側に急激に合流し
て過大な圧力上昇を招くことによる不具合を緩衝
するためであり、上述した大、小スプリング６２
ａ，６２ｂによるスプール６１に対する付勢力は
非線形特性を描き、スプール６１の動きを緩らげ
る役割を果たす。また、スプール６１の底部側に
形成された環状溝６１ｅも同様の役割を果たすも
のである。

一方、前記第１のバルブ孔４０ａ内に組込まれ
るスプール６０は、従来周知の流量制御弁を構成
しているが、この場合、その軸線方向中央に第２
のポンプ吐出側通路３６が開口していることによ
り流路切換弁としても作用する。すなわち、スプ
ール６０によつてバルブ孔４０ａの開口端側に形
成される高圧室６６内には第１のポンプ吐出側通
路３５側すなわち流量検出用オリフイス５０の上
流側の油圧が通路孔４９を介して導入されてお
り、一方スプール６０後端側の低圧室６７側に形
成される段付環状溝６８には前記第１のポンプ吐
出側通路３４と連通する通路溝４８を介して前記
オリフイス５０の下流側の油圧が導びかれてい
る。そして、このスプール６０は低圧室６７内に
配設されたスプリング６９により常時はバルブ孔
４０ａ開口端側に位置し、このときにはその中央
部外周に設けられた環状溝６０ａが前記吸入口５
３に連続するポンプ吸込側通路３３の開口５４に
対向し、第１のポンプ吐出側通路３４，３５とポ
ンプ吸込側通路３３間は切離されている。また、
このとき、このスプール６０のランド部６０ｂに
より前記第２のポンプ吐出側通路３６の開口端は
閉塞されている。一方、第１のポンプ吐出側通路
３４，３５内にポンプ室３０，３１から送り出さ
れる圧油の流量が増大し、所定量以上になると、
オリフイス５０の上、下流側で生じる差圧により
前記スプール６０がバルブ孔４０ａ内で移動し、
第１のポンプ吐出側通路３５とポンプ吸込側通路
３３とを適宜接続し、所定量以上の圧油をポンプ
吸込側に還流させる。

なお、第２図中６７ａはスプール６０の発振防
止用のオリフイスで、またスプール６０内には周
知のリリーフバルブ６０ｃが付設されている。

また、前記オリフイス５０が開口するスプール
６０の環状溝６８を段付きとしたのは、このスプ
ール６０の作動により環状溝大径部６８ａにてオ
リフイス５０を可変絞りとし、吐出口５１からの
圧油の供給量を順次減少させ、いわゆるドルーピ
ング作用を行なわせるためである。このようなド
ルーピング作用は自動車の高速走行時においてハ
ンドルに剛性を持たせ、走行安定性を高めるうえ
で効果を発揮し得るものである。

そして、このように構成された制御部を備えた
オイルポンプ１０の動作を、第５図ａ，ｂ，ｃ，
ｄに示す概略構成図を用いて以下に説明する。な
お、図中P₁は第１のポンプ吐出側通路３４，３
５による第１のポンプ、P₂は同じく第２のポン
プ吐出側通路３６，３７による第２のポンプ、Ｔ
はポンプ吸込側通路３２，３３に連通するタン
ク、PSは被流体機器としての動力舵取装置を示
し、またそれ以外の構成部分については第１図な
いし第４図に示した構成に相当する部分と同一番
号を付している。

まず、第５図ａはエンジンの回転数が低速であ
つてしかも動力舵取装置PSが非作動状態、すな
わち動力舵取装置PSに負荷が加わらず第１のポ
ンプP₁からのメイン供給通路（第１のポンプ吐
出側通路３４，３５、連通路４６、通路孔４７、
オリフイス５０を有する通路溝４８、および吐出
口５１によつて構成されている）中の流体圧が低
圧である場合を示している。この状態では、第１
および第２のスプールバルブ４０，４１は共に非
作動状態を保ち、その結果第１のポンプP₁から
の圧油は前記メイン通路を通り動力舵取装置PS
に供給されるが、第２のポンプP₂は第２のポン
プ吐出側通路３７、ポンプ吸込側通路３２を介し
てタンクＴに接続され、圧油は第２のポンプP₂、
タンクＴを循環し、無負荷状態を保たれている。
これは、圧油の供給量が小さくとも動力舵取装置
PSには何ら影響しないためである。そして、こ
の状態における流量特性は第６図中実線ａで示さ
れ、またこれによる消費馬力は第７図中実線ａで
示され従来（同図中ｂで示す破線参照）の約半分
以下でよい。

なお、第６図中P₁は第１のポンプP₁の吐出量、
P₂は第２のポンプP₂の吐出量、P₁＋P₂はその合
計吐出量とポンプ回転数との関係を示す直線であ
る。

また、第７図中P₁は第１のポンプP₁の消費馬
力、P₂は第２のポンプP₂の消費馬力、P₁＋P₂は
その合計消費馬力とポンプ回転数との関係を示す
直線である。

一方、第５図ａに示す低速、低圧状態から動力
舵取装置PSの作動により負荷が増加し、低速、
高圧状態となると、第５図ｂで示すように、第２
のスプールバルブ４１が作動して第２のポンプ
P₂，タンクＴ間を切離し、第２のポンプP₂を逆
止弁６３を介して前記メイン通路に接続する。し
たがつて、第２のポンプP₂からの圧油はメイン
通路内で第１のポンプP₁からの圧油と合流し、
動力舵取装置PSに供給され、必要な舵取操作補
助力を生じさせ、作動上は何ら支障ない。この負
荷が大きいときの流量特性を第６図中実線ｂで示
し、また消費馬力は第７図に示すように実線ｃと
なりこれは従来（同図中ｄで示す破線参照）と同
一である。勿論、この状態では消費馬力を低減す
ることはできない。

また、ポンプ吐出量が回転数に伴なつて所定量
以上に増加し、しかも動力舵取装置PSが非作動
である高速、低圧状態では、第５図ｃに示される
ように、第１のスプールバルブ４０が作動してメ
イン通路中を流れる第１のポンプP₁からの圧油
の一部をタンクＴ側に逃がし、動力舵取装置PS
への供給量を一定に制御し、さらにオリフイス５
０を絞る段付き環状溝６８の大径部６８ａによる
ドルーピング作用により供給量を減少させ、さら
に所定位置において一定量に維持する。このと
き、第２のスプールバルブ４１は非作動状態であ
り、第２のポンプP₂からの圧油は第２のポンプ
吐出側通路３７およびポンプ吸込側通路３２を経
てタンクＴに戻る。勿論、その一部は他方の第２
のポンプ吐出側通路３６と第１のスプールバルブ
４０を介して連通するポンプ吸込側通路３３を経
てタンクＴに戻る。この状態での流量特性は第６
図において実線ａと折点Ｘ，Ｙで連続する実線ｃ
およびｄで示され、また消費馬力は第７図中実線
ａで示すように充分に小さい。

さらに、この高速回転時において、動力舵取装
置PSが作動し、高圧状態となると、第５図ｄに
示すように、第１のスプールバルブ４０も第２の
スプールバルブ４１と共に作動状態となり、その
結果第２のポンプP₂は前述したように第２のポ
ンプ吐出側通路３６および第１のスプールバルブ
４０側の環状溝６０ａを経てポンプ吸込側通路３
３に接続され、タンクＴ側に連通する。したがつ
て、この第２のポンプP₂からの圧油は逆止弁６
３を開放することなくタンクＴ側に戻り、一方、
前記メイン通路中の第１のポンプP₁からの圧油
の一部もこの第１のスプールバルブ４０によりタ
ンクＴ側に戻り、その結果動力舵取装置PSへは
一定量の圧油が供給される。このときの流量特性
は第６図中実線ｅで示され、また消費馬力は第７
図中実線ｃに連続する実線ｅで示され、これは従
来（同図中破線ｄ）よりも約半分でよい。

そして、上述した本実施例装置における省エネ
ルギ効果は、第８図に示す消費馬力とポンプ吐出
圧力との関係線図からも明らかとなる。

まず、ポンプ回転数が低速回転域である場合、
実線ａで示されるように、無負荷状態では従来
（同図中破線ｂ参照）よりも約半分の消費馬力で
よく、負荷が増大すると同一となる。

また、高速回転域では、実線ｃで示すように、
従来（同図中破線ｄ参照）の約半分の消費馬力で
よい。これは高速時には負荷の大小にかかわりな
く第１のポンプP₁のみが動力舵取装置PSへの油
圧供給に関与し、第２のポンプP₂は無関係であ
るためである。

そして、上述したように構成されているオイル
ポンプ１０では、流量制御弁および流路切換弁と
して作動する一対のスプールバルブ４０，４１が
ポンプボデイを構成するフロントボデイ１５内で
ロータ１２の回転軸を挾んでその軸線方向と略直
交する方向に平行して穿設された２つのバルブ孔
４０ａ，４１ａを用いて配設されており、さらに
これらのバルブ孔４０ａ，４１ａとポンプカート
リツジ１４内の一対のポンプ室３０，３１に開口
する吸込ポート３２ａ，３３ａおよび第１、第２
の吐出ポート３４ａ，３５ａ；３６ａ，３７ａと
を接続する通路、および流体の出、入口に連続す
る等がポンプボデイと一体に形成される鋳抜孔が
簡単な穴加工により形成される穿設孔により構成
されているため、全体が簡単かつコンパクトなポ
ンプ構成とされ、その小型、軽量化を達成するこ
とができ、さらにその製造、組立てが容易で、製
造コストが安価であるといつた利点もある。

特に、本実施例で示すように、一対のスプール
バルブ４０，４１用のバルブ孔４０ａ，４１ａ
を、フロントボデイ１５内でロータ１２の回転軸
２０を挾んで並設してなる構成では、ロータ１２
の回転軸２０を安定して支持するうえでその軸回
りに必要とされるデツトスペースを巧みに利用す
ることができ、ポンプ全体の小型、軽量化を図る
うえで効果を発揮し得るものである。さらに、本
実施例によれば、ポンプカートリツジ１４内の一
対のポンプ室３０，３１に対しそれぞれ開口され
ている吸込ポート３２ａ，３３ａおよび第１、第
２の吐出ポート３４ａ，３５ａ；３６ａ，３７ａ
をフロントボデイ１５またはリアボデイ１６に設
けた連通路によつて接続し、かつ前記各ポートか
ら延設されて前記２つのバルブ孔４０ａ，４１ａ
に開口しているポンプ吸込側通路３２，３３およ
び第１、第２のポンプ吐出側通路３４，３５；３
６，３７をそれぞれ両ポンプ室３０，３１への、
または両ポンプ室３０，３１からの圧油の吸込、
吐出通路として兼用させるように構成しているた
め、全体の通路構成が簡素化し、ポンプの小型、
軽量かつ低コスト化を図るうえで効果的なもので
ある。

また、本発明によれば、上述したようにして制
御される２台のポンプとして、ロータ１２の外周
部に形成される一対のポンプ室３０，３１に対
し、それぞれ第１および第２のポンプ吐出側通路
３４，３５；３６，３７を利用しているため、ロ
ータ１２などにアンバランスな荷重が加わること
がなく、ポンプ可動部の耐久性や動作上の信頼性
が損なわれることはないといつた利点がある。

なお、上述した実施例では、一対をなすスプー
ルバルブ４０，４１のバルブ孔４０ａ，４１ａ
を、フロントボデイ１５内でロータ１２の回転軸
２０と略直交する方向に並設し、これらバルブ孔
４０ａ，４１ａにポンプカートリツジ１４の各ポ
ンプ室３０，３１からのポンプ吸込側通路３２，
３３および第１、第２のポンプ吐出側通路３４，
３５；３６，３７を適宜接続するようにした場合
について説明したが、本発明はこれに限定され
ず、これら両弁がこれに類する位置関係に配設さ
れておればよく、またその他各通路等も適宜変更
することは自由である。

第９図ないし第１１図は本発明の別の実施例を
示すものであつて、この実施例では、一対のスプ
ールバルブ４０，４１のバルブ孔４０ａ，４１ａ
を、リアボデイ１６側でロータ１２の回転軸２０
を略直交する方向に並設した場合を示し、第１図
ないし第４図と同一部分あるいは相当する部分に
は同一番号を付している。これを簡単に説明する
と、この実施例のように、バルブ孔４０ａ，４１
ａをリアボデイ１６に設けた場合には、前述した
実施例のようにバルブ孔４０ａ，４１ａ間に回転
軸２０が存在しないため、第２のポンプ吐出側通
路３６，３７を接続する連通路７０を、リアボデ
イ１６の上方からバルブ孔４０ａ，４１ａの軸線
方向略中央を貫通するようにして穿設することが
できる。なお、７０ａは連通路７０の開口端を密
栓するボール、７１はこの連通路７０と下側の第
２のポンプ吐出側通路３７（本実施例では中子に
よる鋳抜孔）とを接続する通路孔である。

また、ポンプ吸込側通路３２，３３を接続する
接続通路５２も同様に、リアボデイ１６のポンプ
カートリツジ１４側に前記連通路７０と位相をず
らした状態で中子により形成されるとともに、第
１のポンプ吐出側通路３４，３５を接続する連通
路７２は、第１１図に示すように、フロントボデ
イ１５側で軸孔２３を取り囲む環状溝７２ａとそ
の放射方向に延びた延設部７２ｂ，７２ｃとによ
つて形成され、さらにこれらポンプ吸込側通路３
２，３３と第１のポンプ吐出側通路３４，３５は
前述した実施例と同様な位置関係にて前記バルブ
孔４０ａ，４１ａに適宜接続されている。

そして、それ以外の構成は前述した実施例と略
同一構成であり、またこれによる作用効果も同一
であることは容易に理解されよう。

すなわち、本発明に係るオイルポンプ１０によ
れば、流量制御弁および流路切換弁として機能す
る一対のスプールバルブ４０，４１を、フロント
ボデイ１５またはリアボデイ１６内でロータ１２
の回転軸２０と略直交する方向に並設するととも
に、これら各スプールバルブ４０，４１に対し、
ポンプカートリツジ１４内の各ポンプ室３０，３
１からポンプ吸込側通路３２，３３および第１、
第２のポンプ吐出側通路３４，３５；３６，３７
を各ボデイ１５，１６内に中子または機械加工に
より形成した通路にて適宜接続するように構成す
ることにより、各部の成形加工および組立作業を
簡単に行なえるようにするとともに、ポンプ全体
の小型、軽量かつ低コスト化を達成し得るように
したものである。

なお、本発明は上述した各実施例構造に限定さ
れるものではなく、各部の形状、構造等を必要に
応じて適宜変形、変更し得るものであることは勿
論である。たとえば、上述した実施例では、フロ
ントボデイ１５とリアボデイ１６にそれぞれ形成
された通路間を接続するために、ポンプカートリ
ツジ１４のカムリング１３に穿設した通路孔を利
用するようにしているが、このカムリング１３の
外周と外部環状部材１７に形成した通路溝とによ
り通路を形成するようにしてもよいことは明らか
であろう。また、これらカムリング１３および外
部環状部材１７は必ずしも別体に形成する必要は
なく、一体に形成してもよいものである。

また、上述した実施例では、オイルポンプ１０
を動力舵取装置に用いた場合について説明した
が、本発明はこれに限定されず、小型、軽量化が
要求されるこの種のオイルポンプであれば、各種
の油圧機器等に使用できることは言うまでもな
い。

さらに、本発明によれば、上述した簡単な構成
を有するオイルポンプにおけるポンプボデイに簡
単な穴加工を施こしたり、その要請に応じてスプ
ール形状を適宜変更することにより、全く作動条
件の異なる制御部を備えたオイルポンプとするこ
とも可能であり、汎用性に優れたオイルポンプ構
造と言うことができる。

以上説明したように、本発明によれば、１組の
ポンプカートリツジ内に形成された一対のポンプ
室に対しそれぞれ対をなして開口する吸込側通路
と２種類の吐出側通路とをポンプボデイ内に形成
するとともに、このポンプボデイ内でその軸線方
向と略直交する方向に平行して流量制御弁および
圧力感知式の流路切換弁として機能する一対のス
プールバルブを配設し、かつこれら両バルブに前
記各通路を適宜接続するようにしたので、各部の
構成が簡素化し、その製造、組立て等が容易に行
なえるばかりでなく、ポンプ全体の小型、軽量化
を図り、しかも低コストで省エネタイプのオイル
ポンプを得ることができる。また、本発明に係る
オイルポンプでは、バランスタイプであるためポ
ンプ可動部の耐久性および動作上の信頼性が向上
するばかりでなく、各通路を効率よく配設してい
るため通路内での圧力損失を可能な限り低減して
省エネルギ化を図ることができ、さらにポンプボ
デイ内の各通路は中子による鋳抜孔と機械加工に
よる通路孔との組合わせにより形成しているた
め、各部の製造、加工性の面で優れているといつ
た種種優れた効果がある。特に、本発明によれ
ば、２つのバルブ孔が平行して配設されているた
め同一方向からの孔加工により簡単に行なえ、作
業性の面で優れ、さらに各バルブ孔とポンプカー
トリツジ側の各ポンプ室の吸込部、吐出部の位相
を合わせて連通路を形成すればよいため通路構成
も簡単で、加工性の面で優れているといつた利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオイルポンプの一実施例
を示す縦断面図、第２図はその―線断面図、
第３図は同じく第１図の―線断面図、第４図
は全体の平面図、第５図ａないしｄは回転数、圧
力両感知式制御部の概略構成を示し、その作動状
態を説明するための図、第６図ないし第８図は流
量特性とポンプ回転数、消費馬力とポンプ回転
数、消費馬力とポンプ吐出圧力の関係を示す特性
図、第９図ないし第１１図は本発明の別の実施例
を示す縦断面図およびその―線、XI―XI線断
面図である。１０……オイルポンプ、１１……ベーン、１２
……ロータ、１３……カムリング、１４……ポン
プカートリツジ、１５……フロントボデイ、１６
……リアボデイ、２０……回転軸、３０，３１…
…一対のポンプ室、３２，３３……ポンプ吸込側
通路、３４，３５……第１のポンプ吐出側通路、
３６，３７……第２のポンプ吐出側通路、４０，
４１……一対のスプールバルブ、４０ａ，４１ａ
……バルブ孔、４２，４３……通路溝、４４……
通路孔、４５……通路孔、４６……連通路、４７
……通路孔、４８……通路溝、４９……通路孔、
５０……オリフイス、５１……吐出口、５２……
接続通路、５３……吸込口、５４……組合せ開
口、６０，６１……スプール、６３……逆止弁、
６８……段付環状溝、７０……連通路、７１……
通路孔、７２……連通路。

Claims

【特許請求の範囲】

１カムリング内でロータの軸対称位置に形成さ
れた各ポンプ室に対しロータの回転方向に所定間
隔おいて開口するポンプ吸込側通路と第１および
第２のポンプ吐出側通路とをそれぞれ形成してな
るポンプボデイを備え、このポンプボデイ内には
前記ロータの回転軸と略直交する方向に平行して
２つのバルブ孔が形成されるとともに、その一方
のバルブ孔には前記第１のポンプ吐出側通路をポ
ンプ吸込側通路に選択的に接続する流量制御弁を
構成するスプールが、また他方のバルブ孔には前
記第２のポンプ吐出側通路を第１のポンプ吐出側
通路、ポンプ吸込側通路に選択的に接続する流路
切換弁を構成するスプールがそれぞれ配置されて
いることを特徴とするオイルポンプ。