CN101042133A

CN101042133A - 变排量叶片泵

Info

Publication number: CN101042133A
Application number: CNA2007100893251A
Authority: CN
Inventors: 山室重明; 小西英男; 仙波总夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2007-09-26
Also published as: DE102007013835A1; GB0704741D0; JP2007255276A; US20070224066A1; GB2436349A

Abstract

一种变排量叶片泵包括：泵体；传动轴，该传动轴可转动地支承在泵体上；转子，该转子设置在泵体内并可被传动轴旋转驱动；多个叶片，这些叶片以能够沿径向延伸的方式安装在相应的狭槽内，而所述的狭槽又沿周向设置在转子中；凸轮环，该凸轮环可摆动地设置在泵体内并与转子及叶片相互配合形成了位于凸轮环内周侧的多个泵腔。在位于泵体内部的凸轮环之外周面上，设置有密封件，该密封件限定了位于能够使泵排量增加那侧的第一液压腔和位于能够使泵排量减小那侧的第二液压腔。这样，控制阀仅对第二液压腔的压力进行控制。

Description

变排量叶片泵

技术领域

本发明涉及一种用于动力转向系统的变排量叶片泵。

背景技术

近年来，已经有人开发并研制出很多种变排量叶片泵。其中一种变排量叶片泵已经在日本专利临时公报第6-200883(下称“JP6-200883”)中公开。在JP6-200883中，一凸轮环限定了泵腔，该凸轮环在配合环内移动(或摆动或倾斜)，通过这种移动，就可以改变油或加压流体的排出量。凸轮环的位移量可由形成在凸轮环两侧的第一和第二液压腔之间的压力差而得以改变。此外，第一和第二液压腔的压力还可由控制阀来进行调节。

发明内容

在JP6-200883所涉及到的上述变排量叶片泵中，当必须增加排放量时，第一液压腔内的压力会被排向入口侧，以降低第一液压腔内的压力。然后，凸轮环就会向第一液压腔摆动或倾斜，这样就能够增加排放量。但是，在这种情况下，由于第一液压腔的压力被排向入口侧，因此，高压就从第一液压腔内移出。因此，就需要花费一定的时间来增加排放量，就是说，出现了时间滞后，而且排放响应也可能被延迟。具体而言，当叶片泵被用作用于动力转向系统的液压源时，由于响应延迟而出现转向载荷增加的情况。

因此，本发明的目的在于提供一种能够改善排放响应延迟问题的变排量叶片泵。

根据本发明的一个方面，一种变排量叶片泵包括：泵体；传动轴，该传动轴可转动地支承在泵体上；转子，该转子设置在泵体内并可被传动轴旋转驱动；多个叶片，这些叶片以能够沿径向延伸的方式安装在相应的狭槽内，而所述的狭槽又沿周向设置在转子中；凸轮环，该凸轮环可摆动地设置在泵体内并与转子及叶片相互配合形成了位于凸轮环内周侧的多个泵腔；设置在凸轮环轴向两侧的第一和第二部件；入口，该入口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的区域，其中，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而增加；出口，该出口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的区域，其中，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而减小；密封件，该密封件设置在凸轮环的外周侧并限定了第一液压腔和第二液压腔，其中第一液压腔设置在能够增加泵排量的一侧，第二液压腔设置于位于凸轮环外周之外的空间内并位于能够使泵排量减小的一侧；和控制阀，该控制阀仅对第二液压腔的压力进行控制。

根据本发明的另一方面，一种变排量叶片泵包括：泵体；传动轴，该传动轴可转动地支承在泵体上；转子，该转子设置在泵体内并可被传动轴旋转驱动；多个叶片，这些叶片以能够沿径向伸出的方式安装在相应的狭槽内，而所述的狭槽又沿周向设置在转子中；凸轮环，该凸轮环可摆动地设置在泵体内并与转子及叶片相互配合形成了位于凸轮环内周侧的多个泵腔；设置在凸轮环轴向两侧的第一和第二部件；入口，该入口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的区域，在该区域内，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而增加；出口，该出口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的区域，在该区域内，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而减小；密封件，该密封件设置在凸轮环的外周侧并限定了第一液压腔和第二液压腔，其中第一液压腔设置在能够增加泵排量的一侧，第二液压腔设置于位于凸轮环外周之外的空间内并位于能够使泵排量减小的一侧，而且可仅通过对第一和第二液压腔中的第二液压腔的压力进行控制就能够实现对凸轮环摆动的控制。

根据本发明的又一方面，一种变排量叶片泵包括：泵体；传动轴，该传动轴可转动地支承在泵体上；转子，该转子设置在泵体内并可被传动轴旋转驱动；多个叶片，这些叶片以能够沿径向伸出的方式安装在相应的狭槽内，而所述的狭槽又沿周向设置在转子中；凸轮环，该凸轮环可摆动地设置在泵体内并与转子及叶片相互配合形成了位于凸轮环内周侧的多个泵腔；设置在凸轮环轴向两侧的第一和第二部件；入口，该入口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的区域，在该区域内，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而增加；出口，该出口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的区域，在该区域内，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而减小；密封件，该密封件设置在凸轮环的外周侧并限定了第一液压腔和第二液压腔，其中第一液压腔设置在能够增加泵排量的一侧，第二液压腔设置在位于凸轮环外周之外的空间内并位于能够使泵排量减小的一侧；开口，其设置在与所述出口相联通的油路内；控制阀，所述开口的上游侧和下游侧之间的压差被引入到该控制阀内，而且该控制阀不对第一液压腔进行控制，而仅对第二液压腔进行控制。

根据本发明的再一方面，一种变排量叶片泵包括：泵体；传动轴，该传动轴可转动地支承在泵体上；转子，该转子设置在泵体内并可被传动轴旋转驱动；多个叶片，这些叶片以能够沿径向伸出的方式安装在相应的狭槽内，而所述的狭槽又沿周向设置在转子中；凸轮环，该凸轮环可摆动地设置在泵体内并与转子及叶片相互配合形成了位于凸轮环内周侧的多个泵腔；设置在凸轮环轴向两侧的第一和第二部件；入口，该入口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的区域，在所述区域内，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而增加；出口，该出口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的区域，在所述区域内，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而减小；密封件，该密封件设置在凸轮环的外周侧并限定了第一液压腔和第二液压腔，其中第一液压腔设置在能够增加泵排量的一侧，第二液压腔设置于位于凸轮环外周之外的空间内并位于能够使泵排量减小的一侧；开口，其设置在与所述出口相联通的油路内；控制阀，所述开口的上游侧和下游侧之间的压差被引入到该控制阀内，而且该控制阀仅对形成在位于凸轮环外周之外的所述空间内的所述多个液压腔中的、位于通过凸轮环的摆动而使排量减小侧的液压腔的压力进行控制，此外，控制压力被导入到位于所述侧的液压腔内。

参照附图，借助于下面的说明可以清楚地理解本发明的其它目的和特征。

附图说明

图1为根据实施例1的叶片泵的轴向剖视图(控制压力被导入第二液压腔)。

图2为根据实施例1的叶片泵的径向剖视图(凸轮环的偏心量达到最大)。

图3为根据实施例1的叶片泵的径向剖视图(凸轮环的偏心量达到最小)。

图4为根据实施例2的叶片泵的径向剖视图(控制压力被引入到第三液压腔内)。

图5为根据实施例3的叶片泵的径向剖视图(第三液压腔由第三密封件限定而成)。

图6为根据实施例3-1的叶片泵的径向剖视图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的几个实施例加以说明。

[实施例1]

(叶片泵的结构)

下面将参照图1-3对实施例1加以说明。图1为叶片泵的轴向剖视图。图2和3为叶片泵1的径向剖视图。图2示出了当凸轮环4设置在或定位于y轴负方向的一端时的情形(凸轮环4的偏心量达到最大)。图3示出了当凸轮环4设置在或定位于y轴正方向的一端时的情形(凸轮环4的偏心量达到最小)。

在附图中，传动轴2的轴向方向被定义为x轴，将传动轴2插装到第一和第二壳体11、12内的方向为x轴的正方向。此外，弹簧201对凸轮环4的位移(摆动或倾斜)进行限制，该弹簧201的轴向方向被定义为y轴(见图2)，弹簧201(作为偏压件)对凸轮环4施加作用力或进行偏压的方向为y轴的负方向。垂直于x轴和y轴的轴线为z轴，入口“IN”所在的方向为z轴的正方向。

该叶片泵1设置有传动轴2、转子3、凸轮环4、配合环5和泵体10。传动轴2与发动机、皮带轮等相连接，而且当受到泵体10的支撑时还与转子3一起整体转动。

从图2和3中可以看到，有多个狭槽31沿径向设置在转子3上并围绕转子3的周面分布排列。狭槽31是沿轴向方向形成的沟槽，叶片32设置在各个狭槽31内。叶片32按照能够使其沿径向移动或伸出的方式插装在狭槽31内，此外，在每个狭槽31的内径向侧端部还设置有容纳有加压流体的背压腔33，其用于在加压流体的作用下迫使叶片32沿径向向外移动。

泵体10由第一壳体11和第二壳体12(第二部件)构成。第一壳体11被加工成具有底部的杯形，其朝向x轴的正方向开口。在第一壳体11的底部部分111处，安装有盘形侧板或压板6(第一部件)。配合环5、凸轮环4和转子3安装或容纳在泵元件的容纳部分112内，该容纳部分112是第一壳体11的内周部分并位于侧板6的x轴的正方向侧。

第二壳体12与配合环5、凸轮环4及转子3从x轴的正方向侧以流体密封的方式相接触。配合环5、凸轮环4和转子3设置在侧板6与第二壳体12之间并被侧板6和第二壳体12所夹持。

在侧板6的x轴正方向侧的表面61和/或第二壳体12的x轴负方向侧的表面120上，分别设置有入口(或吸入口)62、121和出口(或排放口)63、122。入口62、121通向位于泵腔内的区域“B(By-，By+)”，其中，转子3的转动能够使泵腔的容积变大。出口63、122通向位于泵腔内的区域“B(By-，By+)”，其中转子3的转动能够使泵腔的容积变小。这些入口和出口分别与入口孔“IN”和出口孔“OUT”相联通，然后为形成于转子3和凸轮环4之间的泵腔“B(By-，By+)”供应和排出工作流体。

配合环5是椭圆形的环状部件，该部件基本上被加工成以y轴作主(长)轴、以z轴作短轴的椭圆。如图2和3所示，配合环5被安装或设置在第一壳体11的内部，凸轮环4被安装或设置在配合环5的内部。在泵送过程中，为使配合环5不在第一壳体11内旋转，第二密封件40可限制配合环5相对第一壳体11的转动。

凸轮环4是基本上被加工成精确圆形的环形部件，其直径基本上等于配合环5短轴的内周的直径。因此，由于凸轮环4被安装在椭圆形配合环5的内部，这样就会在位于凸轮环4外周面外侧的空间内在配合环5的内周面与凸轮环4的外周面之间形成液压腔“A(A1，A2)”。此外，凸轮环4还可以因此而沿y轴方向在配合环5的内部移动或摆动或倾斜(具体而言，第二密封件40起到摆动支点的作用，凸轮环4围绕第二密封件40沿y轴方向摆动)。

在位于配合环内周面53上并沿z轴正方向的顶端部分处，设置有密封件(第一密封件)50。另一方面，在位于内周面53上并沿z轴负方向的底端部分，形成有支撑表面“N”。配合环5支撑着凸轮环4并通过支撑表面“N”使凸轮环4沿z轴负方向的移动停止。在支撑表面“N”上，设置有上述的销形第二密封件40。此外，介于凸轮环4和配合环5之间的上述液压腔“A(A1，A2)”被分别位于y轴负方向侧和正方向侧上的第二密封件40和密封件50划分成两个液压腔，而限定了第一液压腔A1和第二液压腔A2。

在本文中，由于当凸轮环4在支撑表面“N”上旋转时其会摆动或倾斜，这样第一和第二液压腔A1、A2的容量或容积就会发生变化。但是，如图2和3所示，位于z轴负方向侧的支撑表面“N”被形成为平行于ξ轴，而该ξ轴又是通过在y-z平面上沿顺时针方向旋转y轴形成的。就是说，当支撑表面“N”沿y轴的正方向延伸时，该支撑表面“N”在z轴的负方向上倾斜或成斜面。这样，该倾斜的支撑表面“N”就允许凸轮环4很容易地在y轴的正方向上摆动或倾斜。

转子3的外径小于凸轮环4的凸轮环内周面41的外径，转子3被安装或设置在凸轮环4内。转子3被设置成即使当凸轮环4摆动并且转子3与凸轮环4之间的相对位置发生变化时也能够使转子3的外周不与内周面41相接触。

如图2所示，当凸轮环4摆动并位于配合环5内沿y轴负方向的端部时，凸轮环内周面41与转子3的外周之间的距离“L”达到最大。另一方面，当凸轮环4位于配合环5内沿y轴正方向的端部时，该距离达到最小，见图3。

在本文中，叶片32的径向长度被设定为大于所述最大距离“L”。因此，当叶片32被插装在狭槽31内时，不论转子3与凸轮环4之间的相对位置如何，叶片32总会接触到内周面41。通过这种设置方式，使得叶片32总是承受来自背压腔33的背压作用，而且以液体密封的方式与凸轮环内周面41相接触。

因此，凸轮环4与转子3之间的液密空间总是都由多个相邻的叶片32限定而成，这样就形成了泵腔“B(By-，By+)”。在通过凸轮环4的摆动而使凸轮环4的中心移离转子3的中心的状态下(即转子3和凸轮环4处于偏心位置)，转子3的转动就改变各个泵腔“B”的容积。

分别设置在侧板6和第二壳体12上的入口62、121和出口63、122沿转子3的外周面形成，各个泵腔“B”的容积变化可以实现工作流体的供应和排出。

在位于配合环5的y轴正方向的端部部分上，设置有径向穿孔或通孔(或钻孔，径向孔)。此外，在第一壳体11的y轴正方向的端部部分处还设置有插塞部件的插孔114。这样，被加工成杯形且具有底部的插塞部件70就可插装到插塞部件的插孔114内，而且泵的内部也与第一和第二壳体11、12的外部隔离开使泵的内部保持液体密封状态。

前述的弹簧201被插装在插塞部件70内并且弹簧201以能够沿y轴方向伸缩的方式固定在插塞部件70的内周面中。具体而言，弹簧201穿过配合环5的径向孔51并接触或触碰到凸轮环4，这样就可以沿y轴的负方向对凸轮环4施加压力。

弹簧201是沿y轴负方向对凸轮环4施加压力的弹簧，凸轮环4在y轴负方向上的摆动量最大。此外，弹簧201还是在泵启动过程中起到稳定排量(凸轮环4的摆动位置)作用的部件，在泵启动过程中，压力是不稳定的。

在该实施例中，配合环5的径向孔51的开口起到止动器的作用，其限制或约束凸轮环4沿y轴正方向的摆动。但是，插塞部件70本身能够穿过径向孔51并从配合环5的内周面伸出，这样其也起到止动器的作用，该止动器用于限制或约束凸轮环4沿y轴正方向的摆动(见实施例2)。

如前所述，支撑表面“N”支撑着泵体10的凸轮环4，而且按照下述方式制造成形：使支撑表面“N”沿着朝向第二液压腔A2的方向相对虚线“K-K”逐渐与第一液压腔A1分开，其中虚线“K-K”是一条连接着第一中间点“M1”和第二中间点“M2”的直线；中间点“M1”定位在介于入口62、121的端点部分和出口63、122的起点部分之间的中点处，而第二中间点“M2”则定位在介于出口63、122的端点部分与入口62、121的起点部分之间的中点处。就是说，支撑表面“N”是按照使其沿z轴的负方向和y轴的正方向成倾斜状的方式制成的。

在将本发明的叶片泵1安装在汽车上并使虚线“K-K”处于水平的状态下，凸轮环4易于在泵腔“B”的排放压力“Pout”的影响下表现出向z轴负方向下沉的倾向。但在本发明中，支撑表面“N”是按照下述方式设置的：当支撑表面“N”在y-z平面内朝y轴正方向延伸时，该支撑表面“N”沿z轴的负方向倾斜。这样，在凸轮环4处于低转速且偏心量最大的状态下，位于支撑表面“N”上并对凸轮环4进行支撑的那部分或区域就克服高压沿z轴方向定位在高位上；在凸轮环4处于高转速、偏心量很小且低压力的状态下，位于支撑表面“N”上并对凸轮环4进行支撑的那部分或区域就沿z轴方向定位在低位上，这样就消除了凸轮环4沿z轴负方向下沉的问题。因此，就可以抑制在一定范围的高转速、低压力状态下和一定范围的低转速、高压力状态下产生颤动和噪音。

[加压流体向第一和第二液压腔的供给]

如图2和3所示，通孔52设置在配合环5的z轴正方向的上部并位于密封件50沿y轴正方向一侧。该通孔52通过设置在第一壳体11内部的油路113与控制阀7联通。此外，该通孔52还与设置在y轴正方向侧的第二液压腔A2相联通，这样就将第二液压腔A2与控制阀7连接在一起。油路113通向阀安装孔115，控制阀7就安装在该孔115内；控制压力或调节压力“Pv”通过泵送动作或驱动被引入第二液压腔A2内。控制压力“Pv”被引入到位于第二液压腔A2内的整个承压表面上。

设置在配合环5上的通孔52沿轴线方向形成于配合环宽度的中间部分处，这样，配合环5的外周面就起到密封表面的作用，并且可以减少泄漏。

控制阀7通过油路21和22与出口63、122相连接或联通。在油路22内设置有开口8，开口8的上游压力的排放压力“Pout”和开口8的下游压力“Pfb”被引入到控制阀7内。这样，控制阀7就在“Pout”和“Pfb”之间的压差(压力差)及阀弹簧7a的作用下而受到驱动，而且产生或形成控制压力“Pv”。

这样，由于控制压力“Pv”被导入第二液压腔A2内，而且控制压力“Pv”是基于入口压力“Pin”和出口压力“Pout”而产生的，因此控制压力“Pv”和入口压力“Pin”之间的关系即为：控制压力“Pv”≥入口压力“Pin”。

另一方面，入口压力“Pin”通过联通沟槽64引入到第一液压腔A1内。该联通沟槽64是径向沟槽，该径向沟槽设置在侧板(压力板)6的x轴正方向侧表面61上并将入口62、121和凸轮环4的外周面联通或连接在一起。这样，通过联通沟槽64，就使第一液压腔A1与入口62、121联通，而且入口压力“Pin”也一直被引入到第一液压腔A1内。

因此，在本发明的叶片泵1中，仅仅是第二液压腔A2的液压力“P2”受到控制或调节，而第一液压腔A1的液压力“P1”并不受到控制，而且液压力“P1”总是等于入口压力“Pin”(“P1”＝“Pin”)。因此，与对第一和第二液压腔A1、A2的液压力“P1”和“P2”均进行控制的情况相比，压力控制和流量控制就很容易。

就此而言，替代设置在侧板6上的联通沟槽64，而可在第二壳体12上设置径向沟槽，入口62、121与第一液压腔A1相联通。该径向沟槽的位置并非局限于此。通过该联通沟槽64，由于从第一液压腔A1排出或流出的工作流体将返回到入口62、121的一侧，因此可以提高吸入效率或入口的效率。此外，还可以通过仅在侧板6的表面上设置沟槽的方式来容易地形成联通沟槽64。

[凸轮环的摆动]

当通过合力“Fp”和凸轮环在配合环5的支撑表面“N”上的摆动或倾斜支撑点“Na”间的偏移或移动而将泵的内部压力作用在位于凸轮环4的z轴负方向的下侧(即凸轮环4的下半部分)上时，就会产生力矩“Mp”，该力矩作用于凸轮环4上并使凸轮环4沿着小偏心量的方向(即y轴的正方向)旋转。这样就会成为驱动力或偏压力“F1”(简称为力“F1”)。当力“F1”大于第二液压腔A2的液压力“P2”与弹簧201沿y轴负方向作用于凸轮环4上的驱动力或偏压力的合力“F2”时，凸轮环4就朝向第二液压腔A2倾斜。就是说，凸轮环4的偏心量(即凸轮环4的中心“Oc”和转子3的中心“O_R”之间的偏差或位移)变小，而且泵的排量也减小(图3)。

当泵的排量减小时，经由油路22从开口8流过的流体流量就降低，上游压力“Pout”与下游压力“Pfb”之间的压差也变小。这样，阀弹簧7的作用力就克服差压(压差)，控制阀7沿y轴的负方向移动(图2所示的状态)。而且，高压“Pout”会被引入到控制压力“Pv”中，那么第二液压腔A2的液压力“P2”就通过通孔52而增加。当总合力“F2”因为液压力“P2”的变大而大于力“F1”时，凸轮环4就会朝向y轴的负方向(即朝向第一液压腔A1的方向)摆动或倾斜。通过凸轮环4的这种摆动或摇动，而使凸轮环4的偏心量变大并使排量增大。此外，当排量增大，而且流过开口8的流体流量变高时，开口8的上下游之间的压力差也变大，控制阀7沿y轴的正方向移动(图3)，这样，控制压力“Pv”和第二液压腔A2的液压力“P2”就会降低。

当沿y轴正方向的力“F1”和沿y轴负方向的合力“F2”基本相等时，沿y轴方向作用于凸轮环4上的两个力之间就会达到平衡，凸轮环4就会停止运动。因此，就可以对泵进行控制，使其保持预定的流量。

如上所述，控制压力“Pv”被导入第二液压腔A2内。同时，对于第一液压腔A1而言，入口压力“Pin”一直被引入到第一液压腔A1内，第一液压腔A的液压力“P1”即时地变换到入口压力“Pin”。这样，就使凸轮环4以快速响应的方式朝向第一液压腔A1摆动，而且还可以提高排量控制的响应速度。

[实施例1的效果]

(1)这种变排量叶片泵设置有：泵体10；传动轴2，其以可转动的方式受到泵体10的支撑；转子3，其设置在泵体10内并以可转动的方式受到传动轴2的驱动；多个叶片32，这些叶片以能够沿径向延伸的方式安装在相应的狭槽31内，其中所述狭槽沿周向设置在转子3内；凸轮环4，其以可摆动的方式设置在泵体10内并与转子3及叶片32相互配合在凸轮环4的内周侧形成了多个泵腔“B”；第一和第二部件6、12，其设置在凸轮环4的轴向两侧；入口62、121，其设置在第一和第二部件6、12中的至少一个上并通向位于泵腔内部的区域，在该区域内，所述多个泵腔“B”的容积通过转子3的转动而增加；出口63、122，其设置在第一和第二部件6、12中的至少一个上并通向位于泵腔内部的区域，在该区域内，所述多个泵腔“B”的容积通过转子3的转动而减小；密封件50，其设置在凸轮环4的外周侧并在凸轮环4的外周之外的空间内限定了第一液压腔A1和第二液压腔A2，其中第一液压腔A1位于能够增加泵排量的那侧，第二液压腔A2位于能够使泵的排量减小的那侧；控制阀7，其仅对第二液压腔A2的压力进行控制。

这样，入口压力“Pin”就被引入到第一液压腔A1内，而且第一液压腔A1保持低压。因此，当通过增加第二液压腔A2的压力来增加排量时，凸轮环4就会即时朝向第一液压腔A1摆动，而且还可以改善排量控制的响应。

(2)该叶片泵1还设置有联通沟槽64，该联通沟槽64将第一液压腔A1和入口62、121联通起来。这样，第一液压腔A1和设置在凸轮环4两侧的入口62、121就相互连接起来。此外，由于入口压力“Pin”被引入到第一液压腔A1内，从第一液压腔A1流出的工作流体返回到入口62、121侧，因此可以提高吸入效率。

(3)联通沟槽64设置在侧板6或第二壳体12的面向凸轮环4的表面上。由于联通沟槽64设置在侧板6或第二壳体12的表面上，因此可以很容易地设置联通沟槽64。

(4)(7)(11)支撑着凸轮环4的支撑表面“N”具有斜度，该斜度按照下述方式进行设置：使该支撑表面相对基准线“K-K”朝向第二液压腔A2的方向与第二密封件40逐渐分开，其中第二密封件为凸轮环4的摆动支点，而基准线“K-K”则连接着传动轴2的转动中心点“O”和中间点“M”，该中间点位于入口62、121的端点部分和出口63、122的起点部分之间。

这样，由于凸轮环4支撑在倾斜的支撑表面“N”上，因此在低转速、高排放压力的状态下和高转速、低排放压力的状态下可以抑制噪音。

(5)叶片泵1还设置有弹簧201，该弹簧201将凸轮环4压向第一液压腔A1。通过该弹簧201就可以在压力不稳定的泵起动过程中使排量(凸轮环4的摆动位置)保持稳定。

(6)可通过仅对第一和第二液压腔A1、A2中的第二液压腔A2的压力进行控制来实现对凸轮环4的摆动进行控制。就是说，第二液压腔A2的压力是受到控制的，而第一液压腔A1的压力是不受控制的。因此，与对第一和第二液压腔A1、A2的液压力“P1”和“P2”均进行控制的情况相比，这种压力控制就容易得多。

(8)(12)泵体10还设置有环形或圆形配合环5，其设置在凸轮环4的外周面之外。此外，控制压力“Pv”控制着或调节着第二液压腔A2的压力，该控制压力“Pv”通过设置在配合环5上的通孔52被引入到第二液压腔A2内。

通孔52设置在配合环5沿轴线方向宽度的中间部分上，这样，配合环5的外周面就起到密封表面的作用并能够减少泄漏。

(9)在这种设置有开口8和控制阀7的变排量叶片泵中，开口8设置在与出口63、122联通的油路上，而开口8的上下游之间的压差被引入到控制阀7内，控制阀7不对第一液压腔A1进行控制，而是对第二液压腔A2进行控制。由于仅有第二液压腔A2是受到控制的，因此就可以简化流量控制。

(10)一对第一和第二密封件50、40设置在凸轮环4的外周面上并围绕凸轮环4的外周面限定了第一和第二压力腔A1、A2。此外，由控制阀7控制的控制压力“Pv”被导入位于第二液压腔A2内部的整个承压表面上，其中第二液压腔由第一和第二密封件50、40限定而成。

由于控制压力“Pv”被导入位于第二液压腔A2内部的整个承压表面上，因此就使承压面积变大。这样，控制压力“Pv”就可以很小。因此，就可以减少由第二液压腔A2到低压侧(入口62、121)的泄漏量。

[实施例2]

[对第三液压腔的控制]

下面将参照图4对实施例2加以说明。实施例2的结构与实施例1基本相同，因此下面将针对不同的结构和元件加以说明。

在实施例1中，第二液压腔A2的液压力“P2”是受到控制的。同时，对于实施例2而言，活塞200替代了插塞部件70被用作插塞部件，此外还设置有盖部件202。这样，第三液压腔A3就由活塞200的内周面和盖部件202限定而成。此外，该第三液压腔A3还与控制阀7相联通。由此，在实施例2中，第三液压腔A3的液压力“P3”是受到控制的，而在实施例1中，第二液压腔A2的液压力“P2”是受到控制的。

图4为根据实施例2的叶片泵1的径向剖视图。活塞200被加工成具有底部的杯形，并且沿y轴的负方向由活塞200的底部210插装到第一壳体11的插孔114′和配合环5的径向孔51内。具体而言，活塞200以可滑动的方式沿y轴的负方向装配到活塞插孔114′内，同时使活塞200的外周面与活塞插孔114′保持液体密封式的接触。

活塞插孔114′被盖部件202所封闭并与以液体密封的方式与泵的外部隔开或隔离。这样，如上所述，第三液压腔A3就由活塞200的内周面和盖部件202限定而成。该第三液压腔A3就在凸轮环4的外周面外部的空间内位于出口63、122的外周面外侧。

如图4所示，弹簧201被插装到活塞200内并以能够沿y轴方向伸缩的方式固定在活塞200的内周面上。具体而言，弹簧201的一端被固定到盖部件202上，弹簧201沿y轴的负方向对活塞200施加压力。

活塞200的底部210穿过配合环5的径向孔51并接触或触及到凸轮环4。这样，凸轮环4就通过第二液压腔A2受到沿y轴负方向的压力作用。

此外，在实施例2中，将第三液压腔A3与控制阀7连接在一起的通道24设置在第一壳体11的内部。该通道24通向阀的安装孔115，在安装孔115内安装有控制阀7，控制压力“Pv”通过泵送动作被引入到第三液压腔A3。

与实施例1的方式相同，控制阀7通过油路21和22与出口63、122相连接或联通。在油路22上设置有开口8，开口8的上游压力的排放压力“Pout”和开口8的下游压力“Pfb”被引入到控制阀7内。这样，控制阀7就在上述压力“Pout”、“Pfb”和阀弹簧7a的差压(压差)作用下受到驱动，而且产生或形成了控制压力“Pv”。

另外，与实施例1的方式相同，当支撑着凸轮环4的支撑表面“N”沿y轴的正方向延伸，并且控制压力“Pv”大于入口压力“Pin”时，该支撑表面“N”沿z轴的负方向倾斜。这样，通过将控制压力“Pv”引入到第三液压腔A3内，就可以防止凸轮环4朝向第二液压腔A2(沿y轴的正方向)下落。

[实施例2的效果]

(13)在变排量泵1中设置有开口8，该开口8设置在油路22上，而油路22又与出口63、122联通，开口8的上游和下游之间的差压被引入到控制阀7中，该控制阀7仅对形成在位于凸轮环4外周之外的所述空间内的所述多个液压腔中的、位于通过凸轮环4的摆动而使排量减小侧的第三液压腔A3的压力进行控制，其中，控制压力“Pv”被导入到位于所述侧的第三液压腔A3内。

由于控制阀7仅对第三液压腔A3进行控制，而作为高压的控制压力“Pv”被引入到第三液压腔内，这样，就可以简化流量控制。

(14)密封件50限定了第一液压腔A1、第二液压腔A2和第三液压腔A3，其中第一液压腔A1设置在通过凸轮环4的摆动增加排量的那侧，第二和第三液压腔A2、A3分别设置在通过凸轮环4的摆动(即y轴的正方向)减小排量的那侧，这些液压腔均设置在位于凸轮环4的外周面外部的空间内，控制阀7对第三液压腔A3进行控制。

通过这种结构，设置在y轴正方向上并位于凸轮环4的外周面外部的空间就被分隔成第二、第三液压腔A2和A3，并且形成了控制压力“Pv”所引入到的第三液压腔A3的空间。这样，工作流体的流量就变小，对少量工作流体的控制可以为对泵流量的控制带来效率。

(15)将控制压力“Pv”引入到第三液压腔A3内的控制阀7设置在第三液压腔A3的外周侧。因此，就可以简化将第三液压腔A3与控制阀7连接在一起的通道24。

(17)这种变排量叶片泵还设置有活塞(插塞部件)200，该活塞200以液体密封的方式进行设置并可沿其轴向相对凸轮环4移动，第三液压腔A3设置在活塞200的内部。通过该结构，可以进一步抑制第三液压腔A3的内部压力的泄漏。

[实施例3]

下面将参照图5对实施例3加以说明。实施例3的基本结构与实施例1和2相类似。在实施例3中，如图5所示，实施例1的第二液压腔A2被分隔成两个液压腔。其中一个为第二液压腔A2，另外一个为第三液压腔A3，仅有第三液压腔A3的液压力“P3”是受到控制的。

[通过密封件限定第三液压腔A3]

图5为根据实施例3的叶片泵1沿径向方向的剖视图。在第二密封件40的y轴正方向侧且在凸轮环4和配合环5之间设置有第三密封件300，该密封件300用于限定第二和第三液压腔A2和A3。在实施例3中，位于第三密封件300的z轴正方向侧的腔被定义为第二液压腔A2，而位于第三密封件300的z轴负方向侧的腔则被定义为第三液压腔A3。在实施例3中，密封件300设置在插塞部件70的z轴负方向侧。但是，其也可设置在插塞部件70的z轴正方向侧(见实施例3-1)。

第三液压腔A3通过油路25与控制阀7相连接，控制压力“Pv”被引入到第三液压腔A3内。另一方面，第二液压腔A2不与入口侧、出口侧及控制阀7相联通，而且泄漏压力将流入到第二液压腔A2内。同时，对于第一液压腔A1来说，与实施例1中的方式相同，入口压力“Pin”通过联通沟槽64被引入到第一液压腔A1内。

这样，凸轮环4在泵的内压作用下沿y轴的正方向受到压力作用。另一方面，被引入到第三液压腔A3内的控制压力“Pv”将沿y轴的负方向对凸轮环4施加压力，其中第三液压腔A3设置在y轴的正方向上。

[对密封件的详细说明]

密封件300设置有摆动支轴310和突起部分320，该突起部分320由摆动支轴310凸出。该摆动支轴310的横截面为圆形并被埋置在凹入或下凹的部分54内，其中凹入部分54设置在配合环的内周面53上，这样，摆动支轴310就能够在y-z平面内旋转。

突出部分320由配合环5伸出并在第三液压腔A3内以摆动支轴310为转动中心进行旋转。但是，突出部分320沿顺时针方向的转动可通过旋转限制部分55而停止，而突出部分320沿逆时针方向的转动则通过保持部分或限制部分56而停止。

这里，在控制压力“Pv”未被引入到第三液压腔A3内的状态下，突出部分320的顶端部分321被设置成在配合环内周面53的径向内侧上突出，而密封件300则被设置成向y轴负方向下落。在泵开始工作时，当排放压力开始引入到第三液压腔A3内时，工作流体由第三液压腔A3流入第二液压腔A2侧。

当工作流体的这种流动对突出部分320产生冲击时，密封件300沿y轴正方向和z轴正方向从密封件300下落的状态升起。由此，使凸轮环4停止工作的密封件300使第三液压腔A3内的压力保持为控制压力“Pv”，而且可以保证密封性能。

密封件300按照通过压力而确保其密封性能的方式被制造成形。因此，密封力随着压力的变化而变化。这样，在泄漏很小的低压状态下就可以防止密封力过大，而且在泄漏很大的高压状态下可防止密封力(偏压力)不足，这与偏压力保持恒定的弹簧恰好不同。

突出部分320总是与凸轮环4的外周面相接触，而不管凸轮环4的摆动位置如何。密封件300通过油路25接受控制压力“Pv”的作用并沿顺时针方向转动。这样，由于突出部分320接触到凸轮环4的外周面，因此就形成了第三液压腔A3。

如图5所示，在配合环5的凹入部分54的z轴正方向侧设置有止动部分57，该止动部分朝向泵的内部伸出。该止动部分57被加工成比配合环5的其它部分更厚，这样就可以提高凹入部分54周围的强度。

[凸轮环的偏心量和液压腔的操作]

这种入口压力总是被引入到第二液压腔A2内的变排量叶片泵可能存在沿y轴负方向对凸轮环4进行偏压的力不足的情况，因为入口压力总是被引入到第二液压腔A2内，其中第二液压腔设置在使泵容积减小的那侧。具体而言，在配合环5的支撑表面“N”朝向z轴的负方向和y轴的正方向倾斜时，与本发明的叶片泵相同，凸轮环4可能会朝向第二液压腔A2侧下落或倾斜，而且泵的排量将意外或无法预料地减小。

因此，在实施例3中，第三密封件300设置在第二密封件40的y轴正方向上，以用于形成第三液压腔A3，这样，控制压力“Pv”就被引入第三液压腔A3内，而且，凸轮环4沿y轴负方向受到压力作用。由此，就可以保证沿y轴负方向对凸轮环4进行偏压的力，而且可以防止由于朝向凸轮环4的y轴正方向侧下落而使泵的排量意外减小。

[实施例3的效果]

(18)限定第二和第三液压腔A2和A3的第三密封件300被引入到第三液压腔A3内的控制压力“Pv”压向凸轮环4，而且可以保证密封性能。

由于第三密封件300是按照能够确保密封性能的方式被制成的，因此就可以随着压力的不同而得到合适的密封力。这样，就可以防止在泄漏很小的低压状态下密封力过大，且可防止在泄漏较大的高压状态下密封力(偏压力)不足，这是与偏压力保持恒定不变的弹簧相比而言的。

(19)在实施例3中，支撑着凸轮环4的支撑表面“N”具有斜面，该斜面朝向第二液压腔A2相对基准线“K-K”逐渐与作为凸轮环4的摆动支轴的第二密封件40分离，其中基准线“K-K”连接着传动轴2的转动中心点“O”和中间点“M”，中间点“M”位于入口62、121的端点部分和出口63、122的起点部分之间的中点处。这样，由于凸轮环4支撑在倾斜的支撑表面“N”上，因此就能够在低转速、高排放压力的状态下和高转速、低排放压力的状态下抑制噪音。

(20)该叶片泵还设置有将入口62、121与第一液压腔A1连接起来的联通沟槽64，其中就设置在位于凸轮环4的外周外部的空间内的多个液压腔A1～A3而言，第一液压腔A1位于能够使排量增加的那侧。

这样，第一液压腔A1和设置在凸轮环4两侧的入口62、121就被彼此连接在一起。此外，由于入口压力“Pin”被引入到第一液压腔A1内，而且从第一液压腔A1流出的工作流体返回到入口62、121侧，这样就能够提高吸入效率。

第三液压腔A3形成于出口63、122的外周外侧。由于第三液压腔A3设置在出口63、122的外周外侧，而且高压控制压力“Pv”被引入到第三液压腔A3内，因此就可以抑制自第三液压腔A3的压力泄漏，从而不存在向入口62、121侧(低压侧)的压力泄漏。此外，由于第三液压腔A3设置在活塞200的内部，因此可以进一步减少泄漏。

(16)第三液压腔A3设置在出口63、122外周的外周侧。由于第三液压腔A3设置在出口63、122的外周外侧，而且高压控制压力“Pv”被引入到该第三液压腔A3内，因此就可以抑制由第三液压腔A3的压力泄漏(压力不会向入口62、121侧(低压侧)泄漏)。

下面是对实施例3作出的修改。

[实施例3-1]

图6为将密封件300设置在插塞部件70的z轴正方向侧上的修改方案。由于密封件300设置在与支撑表面“N”分开的位置上，因此就使第三液压腔A3的承压面积变小，从而减少泄漏。此外，由于密封件300设置在阀附近，因此可以很容易地形成用于将这些密封件300和所述阀连接或联通起来的油路。

本申请以申请日为2006年3月23日、申请号为No.2006-079912的在先日本专利申请为基础。该日本专利申请No.2006-079912的全部内容以参考的方式引入到本文中。

尽管已经通过本发明的某些实施例对本发明作出了说明，但本发明并非局限于上述内容。此外，基于所述实施例的设计变化或工程变化也包含在本发明的范围内。本领域技术人员在本发明的启示下可以对实施例作出多种修改和变形。本发明的保护范围由所附权利要求书来限定。

Claims

1.一种变排量叶片泵，其包括：

泵体；

传动轴，该传动轴可转动地支承在泵体上；

转子，该转子设置在泵体内并可被传动轴旋转驱动；

多个叶片，这些叶片以能够沿径向延伸的方式安装在沿周向设置在转子中的相应狭槽内；

凸轮环，该凸轮环可摆动地设置在泵体内并与转子及叶片相互配合形成了位于凸轮环内周侧的多个泵腔；

设置在凸轮环轴向两侧的第一和第二部件；

入口，该入口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的一区域，在该区域内，所述多个泵腔的容积通过转子的转动而增加；

出口，该出口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的一区域，在该区域内，所述多个泵腔的容积通过转子的转动而减小；

密封件，该密封件设置在凸轮环的外周侧并在凸轮环外周之外的空间内限定形成了第一液压腔和第二液压腔，其中第一液压腔设置在泵排量增大的一侧，第二液压腔设置于泵排量减小的一侧；以及

控制阀，该控制阀仅对第二液压腔的压力进行控制。

2.根据权利要求1所述的变排量叶片泵，还包括：联通沟槽，该沟槽将第一液压腔与入口联通起来。

3.根据权利要求2所述的变排量叶片泵，其特征在于：所述联通沟槽设置在第一和第二部件之一的面向凸轮环的表面上。

4.根据权利要求2所述的变排量叶片泵，其特征在于：

所述凸轮环支撑在位于泵体内的支撑表面上，并且其中，

所述支撑表面具有斜面，该斜面朝向第二液压腔相对一基准线与凸轮环的摆动支轴逐渐分开，其中基准线连接着传动轴的转动中心和一中间点，该中间点位于入口的端点部分与出口的起点部分之间的中点处。

5.根据权利要求2所述的变排量叶片泵，还包括：用于将凸轮环偏压向第一液压腔的弹簧。

6.一种变排量叶片泵，其包括：

泵体；

传动轴，该传动轴可转动地支承在泵体上；

转子，该转子设置在泵体内并可被传动轴旋转驱动；

多个叶片，这些叶片以能够沿径向伸出的方式安装在沿周向设置在转子中的相应狭槽内；

设置在凸轮环轴向两侧的第一和第二部件；

出口，该出口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向一个位于泵腔内的一区域，在该区域内，所述多个泵腔的容积通过转子的转动而减小；以及

密封件，该密封件设置在凸轮环的外周侧并在凸轮环外周之外的空间内限定形成了第一液压腔和第二液压腔，其中第一液压腔设置在泵排量增加的一侧，第二液压腔设置于泵排量减小的一侧；以及

通过仅对第一和第二液压腔中的第二液压腔的压力进行控制来实现对凸轮环摆动的控制。

7.根据权利要求6所述的变排量叶片泵，其特征在于：

所述凸轮环支撑在位于泵体内部的支撑表面上；并且其中，

该支撑表面具有斜面，该斜面朝向第二液压腔相对一基准线与凸轮环的摆动支轴逐渐分开，其中基准线连接着传动轴的转动中心和一中间点，该中间点定位在入口的端点部分与出口的起点部分之间的中点处。

8.根据权利要求6所述的变排量叶片泵，其特征在于：

所述泵体具有环形配合环，该配合环设置在凸轮环的外周面外侧；以及

对第二液压腔的压力进行调节的控制压力通过形成在配合环上的通孔而被引入到第二液压腔内。

9.一种变排量叶片泵，其包括：

泵体；

传动轴，该传动轴可转动地支承在泵体上；

转子，该转子设置在泵体内并可被传动轴旋转驱动；

设置在凸轮环轴向两侧的第一和第二部件；

密封件，该密封件设置在凸轮环的外周侧并在凸轮环外周之外的空间内限定了第一液压腔和一个第二液压腔，其中第一液压腔设置在泵排量增加的一侧，第二液压腔设置在泵排量减小的一侧；

开口，其设置在与所述出口相联通的油路内；

控制阀，所述开口的上游侧和下游侧之间的压差被引入到该控制阀内，以及

该控制阀不对第一液压腔进行控制，而仅对第二液压腔进行控制。

10.根据权利要求9所述的变排量叶片泵，其特征在于：

所述密封件由设置在凸轮环外周面上并绕凸轮环的外周面限定了第一和第二液压腔的一对密封件构成；以及

由控制阀进行调节的控制压力被引入到第二液压腔内的整个承压表面上，其中，第二液压腔由上述那对密封件限定而成。

11.根据权利要求9所述的变排量叶片泵，其特征在于：

所述凸轮环支撑在位于泵体内部的支撑表面上；并且其中

该支撑表面具有一斜面，该斜面朝向第二液压腔相对于一基准线与凸轮环的摆动支轴逐渐分开，其中基准线连接着传动轴的转动中心和一中间点，该中间点定位在入口的端点部分与出口的起点部分之间的中点处。

12.根据权利要求9所述的变排量叶片泵，其特征在于：

13.一种变排量叶片泵，其包括：

泵体；

传动轴，该传动轴可转动地支承在泵体上；

转子，该转子设置在泵体内并可被传动轴旋转驱动；

设置在凸轮环轴向两侧的第一和第二部件；

入口，该入口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的一区域，在该区域内，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而增加；

出口，该出口设置在第一和第二部件中的至少之一上并通向位于泵腔内的一区域，在所述区域内，所述多个泵腔的容积可通过转子的转动而减小；

密封件，该密封件设置在凸轮环的外周侧并限定了第一液压腔和第二液压腔，其中第一液压腔设置在泵排量增加的一侧，第二液压腔设置于位于凸轮环外周之外的空间内并位于泵排量减小的一侧；

开口，其设置在与出口相联通的油路内；

该控制阀仅对形成在位于凸轮环外周之外的所述空间内的所述多个液压腔中的、位于通过凸轮环的摆动而使排量减小侧的液压腔的压力进行控制，其中，控制压力被导入到位于所述侧的液压腔内。

14.根据权利要求13所述的变排量叶片泵，其特征在于：

所述密封件限定了第一液压腔、第二液压腔和第三液压腔，所述第一液压腔形成在通过凸轮环的摆动而使排量得以增加的那侧，所述第二液压腔和第三液压腔形成在通过凸轮环围绕凸轮环的外周面的摆动使排量得以减小的那侧；以及

控制阀对第三液压腔进行控制。

15.根据权利要求14所述的变排量叶片泵，其特征在于：所述控制阀设置在第三液压腔的外周侧。

16.根据权利要求14所述的变排量叶片泵，其特征在于：所述第三液压腔设置在所述出口的外周侧。

17.根据权利要求14所述的变排量叶片泵，还包括：

插塞部件，该部件以液体密封的方式进行设置并可沿其轴向相对凸轮环移动；并且其中，

所述第三液压腔设置在所述插塞部件的内部。

18.根据权利要求14所述的变排量叶片泵，其特征在于：

所述密封件由设置在凸轮环外周面外侧的第一、第二和第三密封件构成；

所述第一和第二密封件限定了围绕在凸轮环外周面周围的第一液压腔和第二液压腔及第三液压腔；

第三密封件限定了围绕在凸轮环外周面周围的第二液压腔和第三液压腔；以及

第三密封件在被引入第三液压腔内的压力作用下被压向凸轮环，并且确保密封性能。

19.根据权利要求13所述的变排量叶片泵，其特征在于：

所述凸轮环支撑在位于泵体内部的支撑表面上，并且其中，

所述支撑表面具有一斜面，该斜面朝向使泵的排量减小的那侧相对于一基准线逐渐分开，其中所述基准线连接着传动轴的转动中心和一中间点，该中间点定位在入口的端点部分与出口的起点部分之间的中点处。

20.根据权利要求13所述的变排量叶片泵，还包括：

联通沟槽，该沟槽将入口和设置在凸轮环外周面外侧的空间内的多个液压腔中的位于能够使排量增加那侧的液压腔连接起来。