JP2000087877A - 可変容量形ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ内部での流体圧力差によって生じてい
た内部漏れを改善するとともに、カムリングの揺動動
作、特に戻り動作を改善する。 【解決手段】 カムリング２の外周面の一部に設けた揺
動支点ピン２ａを支点として揺動可能に支持する内部空
間１ｂを有するアダプタリング１ａと、前記カムリング
の外周部との間に分割形成されカムリングを揺動させる
第１、第２の流体圧室５，６と、圧力流体の吐出側通路
の途中に設けたメータリング絞り２１，２７の上、下流
側の流体圧により作動されカムリングの揺動を制御する
制御バルブ２０を備える。この制御バルブを前記メータ
リング絞りの上、下流側の流体圧で作動することによ
り、メータリング絞りの下流側の流体圧を第１、第２の
流体圧室に選択的に導入するように構成し、ポンプの全
回転域においてメータリング絞りの上、下流側の流体圧
を第１、第２の流体圧室への導入流体圧とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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のような圧力流
体利用機器に用いる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従来一般に
は、自動車用エンジンで直接回転駆動される容量形のベ
ーンポンプが用いられている。このような容量形ポンプ
は、エンジン回転数に対応して吐出流量が増減するた
め、自動車の停車中や低速走行時に操舵補助力を大きく
し、高速走行時に操舵補助力を小さくするという動力舵
取装置に要求される操舵補助力とは相反する特性をもっ
ている。したがって、このような容量形ポンプには、回
転数が低い低速走行時にも必要な操舵補助力が得られる
程度の吐出流量を確保できる大容量のものを用いる必要
がある。しかも、回転数が高い高速走行時のためには、
吐出流量を一定量以下に制御する流量制御弁が必須とな
る。このため、容量形ポンプでは、構成部品点数が増
え、構造や通路構成が複雑で、全体の大型化やコスト高
となることが避けられない。

【０００３】このような容量形ポンプの不具合を解決す
るために、一回転当たりの吐出流量（ｃｃ／ｒｅｖ）を
回転数の増加に比例して減少させることが可能な可変容
量形ベーンポンプが、たとえば特開平５−２７８６２２
号公報、特開平６−２００８８３号公報、特開平７−２
４３３８５号公報、特開平８−２００２３９号公報等に
よって提案されている。これらの可変容量形ポンプによ
れば、容量形ポンプのような流量制御弁が不要となり、
また駆動馬力の無駄が防げるためエネルギ効率の面でも
優れている。また、タンク側への戻りもないことから油
温が上昇するというようなことがなく、しかもポンプ内
部での漏れや容積効率が低下するという問題も防止でき
る。

【０００４】このような可変容量形のベーンポンプの一
例を、たとえば特開平８−２００２３９号公報等におけ
るポンプ構造を示す図２５〜図２７を用いて簡単に説明
すると、図中１はポンプボディ、１ａはアダプタリン
グ、２はこのボディ１のアダプタリング１ａ内に形成さ
れる楕円形空間部１ｂ内で支軸部となる揺動支点ピン２
ａを介して揺動可能に設けられたカムリングで、図中左
方向に押圧するばね手段（圧縮コイルばね２ｂ）により
付勢されている。３はロータで、前記カムリング２内で
ポンプ室４を一側に形成するように他側寄りに偏心して
収容され外部駆動源によって回転駆動されることで放射
方向に進退自在に保持されたベーン３ａを進退させる。
なお、図中３ｂはロータ３の駆動軸で、ロータ３は図中
矢印で示す方向に回転駆動される。

【０００５】５，６はボディ１のアダプタリング１ａの
楕円形空間部１ｂ内でカムリング２の外周面両側に形成
されてそれぞれが高圧側または低圧側となる第１、第２
の流体圧室で、これらの室５，６には、カムリング２を
揺動させるための制御圧としてポンプ吐出側通路１１に
設けたメータリング絞りの前、後の流体圧を導く通路５
ａ，６ａが、後述するスプール式制御バルブ１０を介し
て開口している。この例では、可変メータリング絞り１
２を、第２の流体圧室６を形成するボディ１の側壁面に
開口した孔部１２ａと、この孔部１２ａを開閉するよう
に移動するカムリング２の側縁部１２ｂとによって形成
した場合を示す。また、上述した可変メータリング絞り
１２下流側のポンプ吐出側通路を符号１３で示す。

【０００６】上述したようにポンプ吐出側通路１１，１
３の可変メータリング絞り１２の前、後の流体圧をカム
リング２両側の流体圧室５，６に導入することにより、
図２５、図２６に示すように、カムリング２を所要の方
向に揺動させてポンプ室４内の容積を変え、図２８の流
量特性に示すようにポンプ吐出側での流量に対応して吐
出流量を制御することができる。すなわち、ポンプ回転
数の増加に伴って吐出側の流量を所定流量まで立上げて
その状態を維持するとともにポンプの高回転数域では流
量を減少させるという流量制御を行なうことができる。

【０００７】なお、図２５は図２８中領域Ａから領域Ｂ
にかけての状態を示し、図２６は図２８中の領域Ｂから
領域Ｃにかけての状態を示す。この図２６において、カ
ムリング２が図中右側に揺動し、可変メータリング絞り
１２を絞ることによりその絞り量に応じてポンプからの
吐出流量が減少し、最小の絞り位置で一定流量に維持さ
れることになる。また、図２７はポンプが低回転駆動さ
れている図２８の領域Ａにおいて、圧力流体利用機器側
が作動しポンプ吐出側の流体圧力がリリーフ圧となった
ときのリリーフ時の状態を示す。ポンプが高回転駆動さ
れている図２８の領域Ｃにおいてのリリーフ時には図２
６においてリリーフバルブ１５が開いている状態とな
り、可変メータリング絞り１２の開き状態に応じてリリ
ーフ流量を制御する。

【０００８】なお、図２５〜図２７において符号７は前
記ポンプ室４のポンプ吸込側領域４Ａに臨んで開口され
るポンプ吸込側開口（吸込ポート）、８はポンプ室４の
ポンプ吐出側領域４Ｂに臨んで開口されるポンプ吐出側
開口（吐出ポート）である。これらの開口７，８は、ロ
ータ３およびカムリング２からなるポンプ構成要素を両
側から挾み込んで保持するための固定壁部であるプレッ
シャプレートおよびサイドプレート（図示せず）の少な
くともいずれか一方に形成されている。

【０００９】前記カムリング２は前記圧縮コイルばね２
ｂによって流体圧室６側から付勢され、前記ポンプ室４
内の容積を最大に維持する方向に押圧されている。ま
た、図中２ｃはカムリング２の外周面に設けられ揺動支
点ピン２ａと共に左、右両側に流体圧室５，６を画成す
るためのシール材である。

【００１０】前記スプール式制御バルブ１０は、ポンプ
吐出側通路１１，１３の途中に設けたメータリングオリ
フィスのような可変メータリング絞り１２の前後での差
圧Ｐ１，Ｐ２により作動し、ポンプ吐出側の流量の大小
に応じた流体圧Ｐ３を、前記カムリング２の外側部で高
圧側の流体圧室５に対し導入することにより、ポンプ始
動直後においても充分な流量を確保できるように構成し
ている。

【００１１】この制御バルブ１０は、圧力流体利用機器
（図中ＰＳで示す）の作動による負荷作用時に、可変メ
ータリング絞り１２の前後での差圧が所定の値以上にな
ったときに可変メータリング絞り１２よりも上流側の流
体圧Ｐ１を制御圧としてカムリング２外側の高圧側の流
体圧室５に導入することにより、カムリング２の揺動を
防止できるようにしたものである。

【００１２】また、前記ポンプボディ１には、タンクＴ
から前記スプール式制御バルブ１０の低圧室を通って前
記ポンプ室４のポンプ吸込側領域４Ａに至るポンプ吸込
側通路１４が設けられている。前記ポンプ吐出側通路１
３には、ポンプ吐出側の流体圧が一定圧以上になったと
きに前記ポンプ吸込側通路１４を介してポンプ吸込側
（またはタンクＴ側）に圧力流体をリリーフさせる位置
に圧力制御弁として直動型のリリーフバルブ１５が設け
られている。

【００１３】このような直動型のリリーフバルブ１５に
よれば、図２７に示すようにポンプの運転動作中におい
てポンプ吐出側の流体圧が予め定めた設定圧以上に達し
たときに流体の流れの一部または全量をポンプ吸込側
（タンクＴ側）に逃がすことができる。特に、このよう
な直動型のリリーフバルブ１５は、可変容量形のポンプ
では容量形ポンプのような流量制御弁が設けられていな
いことから、ポンプ吐出側からポンプ吸込側に圧力流体
をリリーフさせるために必要なものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した構造
による従来の可変容量形ポンプでは、カムリング２の一
側部に形成される高圧側（第１）の流体圧室５が、ポン
プの低回転時には図２５に示すようにタンク圧となるた
め、ポンプ内部、特に第１の流体圧室５と第２の流体圧
室６との間で内部漏れが増大することが避けられない。
すなわち、この第２の流体圧室６には、ポンプ吐出側の
流体圧が導かれており、タンク圧となっている第１の流
体圧室５との間での圧力差が大きく、これらの流体圧室
５，６間をシール材２ｃとともにシールする揺動支点ピ
ン２ａの周囲を通っての内部漏れが生じるからである。

【００１５】また、上述した内部漏れとしては、ポンプ
室４内においてポンプ吐出側領域４Ｂからカムリング２
の側面部を通っての第１の流体圧室５への漏れや、スプ
ール式制御バルブ１０において、両端部に導かれている
可変メータリング絞り１２の前、後の流体圧が、スプー
ルのランド部を越えてタンク圧が導かれているスプール
中央の環状溝部分に流入する漏れもある。制御バルブ１
０は、可変メータリング絞り１２の上流側流体圧とタン
ク圧との間の大きな圧力差を常に制御しているから、内
部漏れを生じることは避けれられない。

【００１６】このようなポンプでの内部漏れが増大する
と、ポンプの駆動効率が低下する。これを避けるために
は、上述した内部漏れを生じる部分の加工精度を厳格に
する必要がある。しかし、そうすると製造コストが上が
ってしまう。

【００１７】また、上述した従来の可変容量形ポンプに
おいて、カムリング２を揺動させるためにカムリング２
の両側の流体圧室５，６に作用させる制御圧力は、制御
バルブ１０におけるスプールのランド部とボディ１の通
路穴（通路５ａ）とで形成される開口面積比によってポ
ンプ吐出側の流体圧とタンク圧とを分配して加えられる
ようになっている。

【００１８】このような制御バルブ１０では、制御圧力
が高圧になるにしたがって面積比が大きくなり、制御バ
ルブ１０が追従しきれず、図２８中破線で示すようにポ
ンプ回転数（Ｎ）−ポンプの供給流量（Ｑ）の特性が脈
動となって変動することがあった。このような変動が生
じると、動力舵取装置において、操舵力が変動したり、
流体音等の騒音問題につながるおそれがあった。

【００１９】このような制御バルブ１０における追従
性、特にこのバルブ１０によって制御される流体圧で動
かされるカムリング２の揺動動作を円滑に行わせるため
には、カムリング２の両側の第１、第２の流体圧室５，
６での差圧を大きくすればよい。最も一般的な従来例と
しては、一方の流体圧室にポンプ吐出側圧力を導入し、
他方にタンク圧を導入する構造としたものが知られてい
る。しかし、このような構造では、前述したポンプ内で
内部漏れが生じるという問題は避けられない。

【００２０】一方、特開平９ー２７３４８７号公報に
は、カムリングの揺動を制御する制御バルブを省略し、
カムリング外周部の第１、第２の流体圧室にメータリン
グ絞りの前、後圧を直接作用させるとともに、カムリン
グの内周部においてポンプ吐出側の流体圧が作用する範
囲に対して揺動支点ピンの位置を周方向にずらした構造
のものが提案されている。このような構造は、結果とし
て揺動支点ピンの両側でカムリングに作用するポンプ吐
出側流体圧をバランスさせようとしたものである。

【００２１】しかし、このような構造では、カムリン
グ、揺動支点ピン、ポンプ室に開口するポンプ吐出側開
口などのバルブ各部における加工精度や組立精度が、カ
ムリングの揺動支点ピンを支点とした適切な揺動動作を
得るうえで重要であり、加工性、組立性の面で問題であ
る。そして、これらが原因となって製作誤差が生じる
と、揺動支点ピンを支点としたカムリングの揺動動作が
不安定となるおそれがある。また、揺動支点ピンを中心
としたカムリングの左、右にアンバランスが生じると、
所望のポンプ特性（流量特性）が得にくいという問題が
起きる。

【００２２】したがって、このような加工精度等に伴う
問題をも配慮し、前述したような内部漏れを解決し、ま
たカムリングの特に戻り時の揺動動作を円滑に行えるよ
うに構成し、しかも可変容量形ポンプとしての性能を発
揮できる構造とすることが望まれる。

【００２３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ポンプ内部での流体圧の導入状況を改良す
ることにより、流体圧力差によって生じている内部漏れ
を改善することができるとともに、カムリングの揺動動
作、特にポンプの高回転時から低回転時への戻り時にお
けるカムリングの揺動動作を円滑に行わせることができ
る可変容量形ポンプを得ることを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明の請求項１に係る可変容量形ポンプは、ロ
ータを一側寄りに片寄らせた状態でこのロータとの間に
ポンプ室を形成するとともにこのポンプ室容積が最大と
なる方向に付勢されているカムリングと、前記カムリン
グをその外周面の一部に設けた揺動支点ピンを支点とし
て揺動可能に支持する内部空間を有するポンプボディ
と、前記ポンプボディの内部空間内で前記カムリングの
外周部との間にシール手段を介して分割形成され前記カ
ムリングを揺動させる第１および第２の流体圧室と、前
記ポンプ室から吐出される圧力流体の吐出側通路の途中
に設けたメータリング絞りの前、後の流体圧により作動
され前記カムリングの揺動を制御する制御バルブとを備
え、前記制御バルブを前記メータリング絞りの前、後の
流体圧によって作動することにより、メータリング絞り
の後側の流体圧を前記第１または第２の流体圧室に選択
的に導入するように構成し、この制御バルブによりポン
プの全回転域において前記メータリング絞りの前、後の
流体圧を前記第１、第２の流体圧室への導入流体圧とし
たことを特徴とする。

【００２５】本発明の請求項２に係る可変容量形ポンプ
は、前記制御バルブの可動手段を、ポンプの低回転域で
はメータリング絞りの後側を第１の流体圧室に、メータ
リング絞りの前側を第２の流体圧室に接続するととも
に、ポンプの高回転域ではメータリング絞りの前側を第
１の流体圧室に、メータリング絞りの後側を第２の流体
圧室に接続するように構成したことを特徴とする。

【００２６】本発明の請求項３に係る可変容量形ポンプ
は、前記カムリング付勢用のばね手段の付勢力を、前記
カムリングの内周部でポンプ室内のポンプ吐出圧が作用
するポンプ吐出側領域における流体圧が前記ロータの回
転方向においてバランスする力よりも大きくしたことを
特徴とする。

【００２７】本発明の請求項４に係る可変容量形ポンプ
は、前記揺動支点ピンを、軸線方向の中央部から両端側
に向って外径が徐々に小径となるような中膨らみ状に形
成したことを特徴とする。

【００２８】本発明によれば、ポンプボディ内でカムリ
ングを揺動させるための第１、第２の流体圧室での導入
流体圧を、ポンプ回転数の高低にかかわらず、メータリ
ング絞りの前、後いずれかの流体圧としているから、第
１、第２の流体圧室間での圧力差が小さい。また、ポン
プ室の吐出側領域と第１の流体圧室との間の流体圧力差
も小さくなる。

【００２９】すなわち、本発明によれば、制御バルブで
制御するカムリングの揺動のためにカムリングの外周部
に形成される第１、第２の流体圧室に作用する流体圧
を、従来の低回転時にはタンク圧で、高回転時にはメー
タリング絞りの前側圧力とタンク圧との中間圧としてい
たのに対してポンプ回転数の高低にかかわらずポンプの
全回転領域においてメータリング絞りの前、後差圧を分
配した中間圧とすることにより、低回転時のカムリング
外周部での漏れ、制御バルブで消費する流量を低減する
ことができる。

【００３０】また、本発明によれば、制御バルブによっ
て、ポンプの低回転域ではメータリング絞りの後側を第
１の流体圧室に、メータリング絞りの前側を第２の流体
圧室に導入し、ポンプの高回転域ではこれとは逆に、メ
ータリング絞りの前側を第１の流体圧室に、メータリン
グ絞りの後側を第２の流体圧室に導入することができる
から、ポンプが高回転時から低回転時に移行した戻り時
におけるカムリングの揺動動作が円滑になる。

【００３１】また、本発明によれば、ばね手段の付勢力
を所要の大きさに設定することにより、カムリングの内
周部でのポンプ吐出側流体圧が作用する領域において、
カムリングの揺動支点ピンを中心とした左、右両側での
力をバランスさせ、所要の状態で揺動させることができ
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１ないし図９は本発明に係る可
変容量形ポンプの第１の実施の形態を示し、これらの図
において、前述した図２５〜図２７と同一または相当す
る部分には同一番号を付して詳細な説明は省略する。

【００３３】この第１の実施の形態では、本発明に係る
ベーンポンプが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って、その吐出流量をポンプ
の回転数が増大するにしたがって、最大吐出流量よりも
少ない所定流量になり、その流量を維持するという、い
わゆるドルーピング特性をもつポンプである場合を説明
する。また、この実施の形態では、図７〜図９に示すよ
うに、パイロット型リリーフバルブを備えている場合を
示す。

【００３４】本発明によれば、図１〜図３、図７〜図９
に示すように、ポンプボディの内部空間（ここではアダ
プタリング１ａの内周部１ｂ）内でカムリング２の外周
部との間にシール手段（揺動支点ピン２ａ、シール材２
ｃ）を介して分割形成されカムリング２を揺動させる第
１および第２の流体圧室５，６と、ポンプ室４から吐出
される圧力流体の吐出側通路１１の途中に設けた固定メ
ータリング絞り２１の前、後の流体圧により作動されカ
ムリング２の揺動を制御する制御バルブ２０とを備えて
いる。

【００３５】そして、この制御バルブ２０を固定メータ
リング絞り２１の前、後の流体圧によって作動すること
により、固定メータリング絞り２１の後側の流体圧を第
１または第２の流体圧室５，６に選択的に導入するよう
に構成し、この制御バルブ２０によりポンプの全回転域
において固定メータリング絞り２１の前、後の流体圧を
第１、第２の流体圧室５，６への導入流体圧としたこと
を特徴としている。

【００３６】この実施の形態では、スプール式制御バル
ブ２０において、スプール２２の軸線方向に沿って貫通
する通路孔２３を形成し、その一部に固定メータリング
絞り２１を設けている。また、この制御バルブ２０を構
成するバルブ孔２０ａの一方室（図中左方室）２４に前
記ポンプ吐出側通路１１を接続し、他方室（図中右方
室）２５に前記ポンプ吐出側通路１３を接続している。
そして、この通路１３を介して圧力流体利用機器（たと
えばＰＳ）に圧力流体を給送するように構成されてい
る。

【００３７】また、前記ポンプ吐出側通路１１の一部は
通路１１ａにより分流され、前記カムリング２をポンプ
室４の容積が最大となる方向に付勢するばね２ｂを配置
したばね室２６に開口する小孔２７ａとカムリング２の
側縁２７ｂとからなる可変メータリング絞り２７を介し
て前記第２の流体圧室６に接続されている。この第２の
流体圧室６は、ばね室２６を介してパイロット式リリー
フバルブ１５に接続され、内部の流体圧をタンクＴ側に
リリーフさせることができるように構成されている。

【００３８】なお、この可変メータリング絞り２７は、
従来から広く知られているタイプの可変絞りにおける開
口量よりも小さい。また、このような可変メータリング
絞り２７としては、上述した図１等に示すようにカムリ
ング２の側縁２７ｂで開閉される一個の小孔２７ａに限
らず、図６に示したように、二個またはそれ以上の小孔
２７ａによって構成してもよい。カムリング２の揺動量
は、現行品ではたとえば１．９ｍｍ程度であり、複数個
の小穴２７ａ（合計の開口量が１個のものと同等）を設
けると、カムリング２の少ない変位によって絞りを開閉
することができるから、ポンプ性能の設定上から便利で
ある。勿論、このような小孔２７ａとしては円形に限ら
ない。

【００３９】また、前記第２の流体圧室６は、通路６ａ
を介して前記バルブ孔２０ａの一部に開口している。ま
た、第１の流体圧室５に接続された通路５ａも前記バル
ブ孔２０ａの一部に前記通路６ａとは軸線方向にずれた
位置に開口している。なお、図中２０ｂはスプール２２
を図中左側に付勢するばねである。

【００４０】前記スプール２２は、上述した通路５ａ，
６ａを選択的に開閉するランド部２２ａ，２２ｂを有す
る。また、前記スプール２２は、前記ランド部２２ｂに
軸線方向に形成した通路孔２８ａを介して前記固定メー
タリング絞り２１の後側の流体圧が導入されている環状
溝２８を備えている。前記環状溝２８は、スプール２２
の動きによって前記通路５ａまたは６ａと選択的に接続
され、この固定メータリング絞り２１の後側の流体圧を
前記第１または第２の流体圧室５または６に導入するよ
うに構成されている。なお、上述した通路孔２８ａはチ
ョーク等にならないように必要に応じて複数個設けると
よい。

【００４１】また、前記スプール２２のランド部２２ｂ
の外周には、前記通路６ａと選択的に接続する環状溝２
９が形成されている。この環状溝２９はスプール２２の
径方向に形成した通路孔２９ａを介して前記固定メータ
リング絞り２１の前側の通路２３に接続されている。し
たがって、この実施の形態でのポンプでは、ポンプ吐出
側通路系（１１，１１ａ，２３，１３）には、固定メー
タリング絞り２１が設けられるとともに、カムリング２
の揺動に伴って開閉される可変メータリング絞り２７が
付設され、この可変メータリング絞り２７の働きによっ
て前述したドルーピング特性を得ている。

【００４２】なお、上述した通路６ａと環状溝２９との
間には、図５に示すようにチャンファ部２９ｂが形成さ
れている。このチャンファ部２９ｂはカムリング２の動
き（ダンピング等）に対しての制動のためのダンパ絞り
となる部分である。また、上述した通路孔２９ａはパイ
ロット通路となる吐出側通路１１ａ、可変メータリング
絞り２７、第２の流体圧室６等からなる通路におけるパ
イロット絞りとなる部分である。

【００４３】上述した制御バルブ２０において、スプー
ル２２の前、後両端側の室２４，２５にはメータリング
絞りによって生じる差圧が作用する。たとえばポンプが
低回転時のときは、固定メータリング絞り２１と可変メ
ータリング絞り２７とを加えた絞りによって生じる差圧
が作用し、ポンプが高回転時のときは、固定メータリン
グ絞り２１によって生じる差圧が作用する。そして、こ
のような差圧の大小に応じてスプール２２が移動するこ
とにより、第１、第２の流体圧室５，６に、ポンプ吐出
側通路１１，１１ａ，１３において、メータリング絞り
２１，２７の前、後の流体圧のいずれかが作用する。

【００４４】すなわち、制御バルブ２０において、ポン
プの低回転域では前記メータリング絞り２１，２７の後
側を第１の流体圧室５に、前記メータリング絞り２１，
２７の前側を第２の流体圧室６に接続するとともに、ポ
ンプの高回転域ではメータリング絞り２１の前側を第１
の流体圧室５に、メータリング絞り２１の後側を第２の
流体圧室６に接続する。

【００４５】図４は本発明に係る可変容量形ポンプのポ
ンプ回転数に対する供給流量を示す特性図であり、前述
した図１は図中ａ−ｂの直前までの状態を、図２はｂの
状態を、図３はｂ〜ｅの状態を示す。

【００４６】上述した図１〜図３において、可変メータ
リング絞り２７はその開口量が徐々に減少し、これに伴
ってポンプからの供給流量も減少し、絞り２７が閉じら
れると、固定メータリング絞り２１のみの働きによって
ポンプからの供給流量は最大流量よりも低い流量でもっ
て一定となる。

【００４７】たとえばポンプ室４から吐出される圧力流
体は、ポンプ吐出側通路１１，１１ａ、メータリング絞
り２１，２７を経て圧力流体利用機器ＰＳ側に給送され
る。低回転時には、ポンプは図１、図２に示すように、
カムリング２はポンプ室４の容積が最大となる位置にあ
る。これは、第２の流体圧室６には、ポンプ吐出側通路
１１，１１ａにおいて固定メータリング絞り２１の上流
側の流体圧が導かれるとともに、第１の流体圧室５に
は、ポンプ吐出側通路１１，１１ａ，１３において固定
メータリング絞り２１の下流側の流体圧が導かれている
からである。

【００４８】また、ポンプの回転数が増大し、ポンプ室
４からの圧力流体の流量が増加し、スプール式制御バル
ブ２０のスプール２１が、ポンプ吐出側通路１１におい
て固定メータリング絞り２１の上流側の流体圧により押
されて図３に示すように移動すると、上述した低回転時
とは逆に、固定メータリング絞り２１の上流側の流体圧
が第１の流体圧室５に導入されるとともに、スプール２
２における環状溝２８を介して下流側の流体圧が第２の
流体圧室６に導入されることになる。そして、その差圧
によって前記カムリング２は図中右側に揺動し、ポンプ
室４の容積を縮小することによりポンプ室４から吐出さ
れる流量を減少させることができる。

【００４９】このような可変容量形ポンプによれば、ポ
ンプからの供給流量は、図４に示すように低回転域で所
定量まで立ち上がった後は、その値を維持するととも
に、ポンプ回転数が一定以上増加すると、可変メータリ
ング絞り２７による差圧がなくなることによって、上述
した所定量以下の流量となり、その値を維持することが
できる。

【００５０】また、上述した可変容量形ポンプにおい
て、このポンプからの給送を受ける圧力流体利用機器Ｐ
Ｓが作動する等、負荷が加わったときには、ポンプ吐出
側通路１１内の流体圧が上昇し、可変メータリング絞り
１２の下流側の流体圧が導かれている低圧側の流体圧室
６内の流体圧が上昇する。そして、この圧力がリリーフ
バルブ１５の設定圧を越えると、図７、図８、図９に示
すようにこのリリーフバルブ１５が開いてポンプ吐出側
の流体をポンプ吸込側にリリーフさせる。なお、これら
の図７〜図９は前述した図１〜図３に対応したリリーフ
状態を示す図である。

【００５１】このときには、第１の流体圧室５には、ポ
ンプ吐出側通路１１において、固定メータリング絞り２
１よりも上流側の流体圧または下流側の流体圧が導かれ
ている。一方、第２の流体圧室６には上述した固定メー
タリング絞り２１の下流側または上流側の流体圧が導か
れているが、その圧力が一定以上になることによりリリ
ーフバルブ１５が開き、リリーフ状態となることにより
前記第１の流体圧室５よりも低圧となる。

【００５２】そして、前記カムリング２は、第１の流体
圧室５内の流体圧とばね２ｂの付勢力とによってポンプ
室４の容積を縮小する方向に揺動し、ポンプ室４内から
の吐出流量を所定量以下に維持し、ポンプ駆動馬力は最
小限となる。

【００５３】上述した構造によれば、カムリング２を揺
動させるための第１、第２の流体圧室５，６での導入流
体圧を、ポンプ回転数の高低にかかわらず、メータリン
グ絞り２１，２７の前、後いずれかの流体圧としている
から、第１、第２の流体圧室５，６間での圧力差が小さ
い。また、ポンプ室４の吐出側領域と第１の流体圧室５
との間の流体圧力差も小さくなる。さらに、制御バルブ
２０におけるスプール２２の内部通路や両端側部分で
も、ポンプ吐出側通路２３の固定メータリング絞り２１
の前、後の流体圧となることから、圧力差は小さくな
る。したがって、これらの部分での内部漏れは少なくな
る。

【００５４】また、上述した制御バルブ２０によって、
ポンプの低回転域ではメータリング絞り２１，２７の後
側を第１の流体圧室５に、メータリング絞り２１，２７
の前側を第２の流体圧室６に導入し、ポンプの高回転域
ではこれとは逆に、メータリング絞り２１の前側を第１
の流体圧室５に、メータリング絞り２１の後側を第２の
流体圧室６に導入することができるから、ポンプが高回
転時から低回転時に移行した戻り時におけるカムリング
２の揺動を円滑に行わせることができる。

【００５５】上述した図１〜図３、図７〜図９で説明し
た本発明に係る可変容量形ポンプの具体例を図１０、図
１１、図１２に示す。これらの図において全体を符号３
０で示すベーンタイプの可変容量形ポンプは、ポンプボ
ディを構成するフロントボディ３１およびリアボディ３
２を備えている。このフロントボディ３１は、図１０に
示すように全体が略カップ状を呈し、その内部にポンプ
カートリッジとしてのポンプ構成要素３３を収納配置す
る収納空間３４が形成されるとともに、この収納空間３
４の開口端を閉塞するようにリアボディ３２が組合わせ
られ一体に組立てられる。なお、このフロントボディ３
１には、ポンプ構成要素３３を構成するロータ３５を外
部から回転駆動するためのドライブシャフト３６が貫通
した状態で軸受３６ａ，３６ｂ，３６ｃ（３６ａ，３６
ｂはフロントボディ３１側、３６ｃはリアボディ３２側
に配設される）により回転自在に支持されている。ま
た、３６ｄはオイルシールである。

【００５６】３７はベーン３５ａを有するロータ２５の
外周部に嵌装して配置される内側カム面３７ａを有し、
かつこの内側カム面３７ａとロータ３５との間にポンプ
室３８を形成するカムリングで、このカムリング３７
は、後述するように、ポンプ室３８の容積を可変できる
ように収納空間３４内で空間内壁部分に嵌合状態で設け
られたアダプタリング３９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３９は、ボディ３１
の収納空間３４内でカムリング３７を移動変位可能に保
持するためのものである。

【００５７】４０は上述したロータ３５、カムリング３
７およびアダプタリング３９によって構成されているポ
ンプカートリッジ（ポンプ構成要素３３）のフロントボ
ディ３１側に圧接して積層配置されるプレッシャプレー
トで、またポンプカートリッジの反対側面には前記リア
ボディ３２の端面がサイドプレートとして圧接され、フ
ロントボディ３１とリアボディ３２との一体的な組立て
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３３が構成されてい
る。

【００５８】なお、プレッシャプレート４０と、これに
カムリング３７を介して積層されるサイドプレートとな
るリアボディ３２とは、後述する揺動支点ピン４１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。な
お、揺動支点ピン４１は、カムリング３７を揺動可能と
するための軸支部および位置決めピンとして機能し、ま
たカムリング３７を揺動させる流体圧室を画成するシー
ル機能も有する。

【００５９】４３は前記フロントボディ３１の収納空間
３４内でその底部側に形成されるポンプ吐出側圧力室
で、この圧力室４３によってポンプ吐出側圧力がプレッ
シャプレート４０に作用する。４４はこのポンプ吐出側
圧力室４３にポンプ室３８からの圧油を導くようにプレ
ッシャプレート４０に穿設されているポンプ吐出側開口
となるポンプ吐出側通路である。

【００６０】なお、リアボディ３２の一部にはポンプ吸
込ポート４５が設けられ、このポート４５を介してタン
クＴから流入する吸込側流体は、リアボディ３２内に形
成したポンプ吸込側通路４６を通り、リアボディ３２の
端面に開口するポンプ吸込側開口からポンプ室３８内に
供給される。

【００６１】５０はフロントボディ３１の上方に前記シ
ャフト３６と直交する方向に形成されたバルブ孔５１と
スプール５２とからなる制御バルブである。この制御バ
ルブ５０により、前記アダプタリング３９内でカムリン
グ３７の両側に前記揺動支点ピン４１とその軸対象位置
に設けたシール材５５により分割形成した第１、第２の
流体圧室５３，５４に導入する流体圧を制御するように
構成されている。

【００６２】６１は前記ポンプ吐出側圧力室４３から前
記バルブ孔５１の一端側に開口するように接続された通
路、６２は前記スプール５２の軸線方向に形成した通路
であり、この通路６２の一部、スプール５２の他端側に
形成されるばね６４ａを有するばね室６４側に固定メー
タリング絞り６３が設けられている。また、前記ばね室
６４の外方端にはポンプ吐出側ポート６５が形成され、
図示しないパワーステアリング装置等の油圧機器ＰＳに
給送するようになっている。ている。

【００６３】前記スプール５２は、前述したように第
１、第２の流体圧室５３，５４に対して固定メータリン
グ絞り６３の前、後の流体圧を、ポンプ回転数に応じて
通路６６，６７を介して導入するように構成されてい
る。

【００６４】また、前記ポンプ吐出側通路の一部、この
実施の形態ではプレッシャプレート４０に形成した通路
６８の開口端６８ａとカムリング３７の周縁部とによっ
て、前記可変メータリング絞り６９が形成されている。
なお、図中７１はカムリング３７を付勢するばね、７２
はリアボディ３２の一部に設けたリリーフバルブであ
る。

【００６５】ここで、図１０〜図１２において、制御バ
ルブ５０の具体的な構造および動作等については、前述
した図１等で説明した通りの構造を有するもので、ここ
での詳細な説明は省略する。また、以上のようなベーン
タイプの可変容量形ポンプ３０において、上述した以外
の構成は従来から広く知られているもので、具体的な説
明は省略する。さらに、このような構成による可変容量
形ポンプ３０は、前述した図１〜図３等で説明した通り
動作するものであり、ここでの詳細な説明は省略する。

【００６６】ここで、このような可変容量形ポンプ３０
では、カムリング３７を付勢するばね７１の付勢力を、
前記カムリング３７の内周部でポンプ室３８内のポンプ
吐出圧が作用するポンプ吐出側領域における流体圧が前
記ロータ３５の回転方向においてバランスする力よりも
製作誤差吸収分だけ大きくなるように設定している。こ
のような構成によれば、カムリング３７の内周部でのポ
ンプ吐出側流体圧が作用する領域において、カムリング
３７の揺動支点ピン４１を中心とした左、右両側での力
をバランスさせ、所要の状態で揺動させることができ
る。

【００６７】すなわち、プレッシャプレート４０やリア
ボディ３２のポンプ構成要素３３との接触面でのポンプ
吸込側、吐出側の開口の回転方向での角度のずれ、誤
差、揺動支点ピン４１の位置精度、さらにポンプ室３８
内での流体圧の大きさ等の製作誤差が原因となって、カ
ムリング３７の左、右で生じる力はアンバランスとなる
おそれがある。本発明はこのような点に配慮し、アンバ
ランスな力がカムリング３７の左、右で生じたときに、
これを吸収できる程度の力をばね７１の付勢力として予
め与えて、カムリング３７の適切な揺動動作を確保す
る。

【００６８】また、制御バルブ２０での制御圧力による
カムリング３７への推力（たとえば制御バルブ２０の開
口圧力とカムリング３７側の面積との積）をアンバラン
スな力とカムリング３７を付勢するばね７１の付勢力と
を必要最小限の大きさに設定し、前述したようなメータ
リング絞り２１，２７の前、後での差圧以下で作用させ
るように構成するとよい。

【００６９】図１３ないし図１６は本発明に係る可変容
量形ポンプの第２の実施の形態を示し、これらの図にお
いて前述した図１〜図３と同一または相当する部分には
同一番号を付してその詳細な説明は省略する。この第２
の実施の形態も、第１の実施の形態と同様に、ポンプ吐
出流量を回転数の増加に伴って供給流量を最大流量より
も減少させる、いわゆるドルーピング特性とする可変容
量形ポンプである。

【００７０】この第２の実施の形態は、前述した第１の
実施の形態においてカムリング２の側縁２７ｂにより開
閉されるようにプレッシャプレートに開口したポンプ吐
出側通路１１ａの孔部２７ａからなる可変メータリング
絞り２７に代えて、図１２に示すような円弧状を呈する
溝部８１からなる可変メータリング絞り８０を設けた点
が相違している。

【００７１】図１６は前述した図１１で説明したプレッ
シャプレート４０のカムリング３７に接する面を示す。
円弧状溝部８１は、ポンプ吸込側開口に対応する円弧溝
８２、ポンプ吐出側開口８３とともに形成されている。
この円弧状溝部８１は、図１３〜図１５に示すように、
一端８１ａが前記第２の流体圧室６においてカムリング
２の揺動により開閉されるように位置し、他端８１ｂが
前記第１の流体圧室５に開口している。

【００７２】この第２の実施の形態において、低、中回
転時には、図１３、図１４に示すような状態となる。す
なわち、ポンプ吐出側通路１１からの固定メータリング
絞り２１の上流側の流体圧は、スプール２２の通路孔２
９ａ、環状溝２９、チャンファ部２９ｂ、通路６ａを経
て第２の流体圧室６に導入されている。そして、この第
２の流体圧室６から前記円弧状溝部８１の一端８１ａを
可変メータリング絞り８０とし、第１の流体圧室５に導
入されている。したがって、この第１の流体圧室５に
は、可変メータリング絞り８０による差圧が、第２の流
体圧室６との間に作用することになる。

【００７３】ポンプの高回転時になると、図１５に示す
ように、スプール２２が図中右方に移動し、前述した場
合とは逆に、第１の流体圧室５に固定メータリング絞り
２１の上流側の流体圧が導入されるとともに、第２の流
体圧室６には、固定メータリング絞り２１の下流側の流
体圧が導入され、カムリング２はばね室２６側に揺動
し、このとき可変メータリング絞り８０となる円弧状溝
部８１の一端８１ａは閉塞された状態となる。

【００７４】このような第２の実施の形態でのポンプ構
造においても、前述したと同様に、第１、第２の流体圧
室５，６には、固定メータリング絞り２１、可変メータ
リング絞り８０による差圧が作用しており、その圧力差
は小さい。また、図１３〜図１５の状態から圧力流体利
用機器側が作動された負荷状態になると、第１の流体圧
室５側の流体圧が、第２の流体圧室６の流体圧よりも大
きくなり、所要のリリーフ状態が得られることは前述し
た実施の形態で説明した通りである。

【００７５】なお、上述した図１３〜図１５における第
２の実施の形態では、リリーフバルブ１５をポンプ吐出
側通路１１，１３等とは別のパイロット通路となる部分
にパイロット式として設けているが、本発明はこれに限
定されない。

【００７６】図１７〜図１９は本発明の第３の実施の形
態を示す図であり、これらの図において、ポンプ吐出側
通路において、固定メータリング絞り２１の下流側の通
路１３からポンプの吸込側通路１４に圧力流体を還流さ
せるように直動型のリリーフバルブ１５を設けている。
このような構造としても、前述した実施の形態と同様の
作用効果が得られるもので、ここでの詳細な動作説明は
省略する。

【００７７】図２０〜図２２は本発明の第４の実施の形
態を示し、この実施の形態では、前述した第１〜第３の
実施の形態で説明したポンプとは異なり、可変メータリ
ング絞りを省略し、固定メータリング絞り２１のみをポ
ンプ吐出側通路１１，１３の途中に設けることにより、
図２３に示すようなポンプからの供給流量を一定流量と
した一定流量型のポンプを示している。

【００７８】この実施の形態でのポンプは、第１、第２
または第３の実施の形態におけるポンプから可変メータ
リング絞りを省略した構造であり、その詳細な説明は省
略する。

【００７９】すなわち、この実施の形態におけるポンプ
では、ポンプ回転数が小さいときは第１の流体圧室５に
はポンプ吐出側通路１１ａにおいて固定メータリング絞
り２１の下流側の流体圧が導かれ、第２の流体圧室６に
は固定メータリング絞り２１の上流側の流体圧が導かれ
ている。そして、ポンプ回転数が所定以上の回転数にな
り、前記固定メータリング絞り２１の上流側でのポンプ
吐出側流体圧が一定以上になると、スプール式制御バル
ブ２０を構成するスプール２２が移動し、その流体圧を
前記高圧側の流体圧室５に導く。これに対して固定メー
タリング絞り２１の下流側の流体圧が第２の流体圧室６
に導かれており、カムリング３７は第１、第２の流体圧
室５，６の差圧によってポンプ室４を縮小する方向に変
位する。したがって、ポンプからの吐出流量はポンプ回
転数にかかわらず一定流量に維持される。

【００８０】さらに、圧力流体利用機器ＰＳ側が作動さ
れたりしてポンプ吐出側通路１１，１３内の流体圧が所
定圧（リリーフ圧）以上になると、リリーフバルブ１５
が開いてポンプ吸込側へのリリーフが行われる。このよ
うなリリーフ状態になると、カムリング３７は、第２の
流体圧室６側の流体圧がさらに小さくなることから、よ
り一層ポンプ室４を縮小する方向に変位し、ポンプ室４
からの吐出流量をより小さくする。

【００８１】このような第４の実施の形態によっても、
前述した第１、第２、第３の実施の形態と同様の作用効
果が得られることになる。

【００８２】図２４は前述した各実施の形態で説明した
揺動支点ピン４１（２ａ）の形状を、軸線方向の中央部
が最大外径寸法をもち、両端に向って徐々に小径となる
ような曲面で形成した中膨らみ状に形成している。この
ような形状による揺動支点ピン４１によれば、カムリン
グ３７の支持が確実に行えるととともに、円滑な揺動動
作を得ることが可能となる。なお、このような揺動支点
ピン４１を用いた場合、シールピンとしての機能は多少
劣るが、前述したようにカムリング３７の両側の流体圧
室５，６間での流体圧力差が小さいときには実用上支障
ないものである。

【００８３】すなわち、上述した揺動支点ピン４１によ
りカムリング３７の凹部３７ｄを単純に支持するには、
軸線方向に沿っての加工精度が求められる。これに対
し、この実施の形態での曲面形状のピン４１では、軸線
方向の一点で支持しているから、確実な支持が維持でき
るとともに高精度の加工は必要とせず、したがって加工
性、製造コスト面で有利となる。しかも、このピン４１
を支持するアダプタリング３９側の凹部９０での精度も
従来構造では要求されていたが、この実施の形態での形
状で形成すればこのような精度も必要なくなる。

【００８４】また、この実施の形態では、前記ポンプボ
ディ（アダプタリング３９）内でカムリング３７を揺動
自在に支持するための揺動支点ピン４１を、前記アダプ
タリング３９の内周部に形成した凹部９０により支持す
るとともに、この揺動支点ピン４１の両端部を係入させ
る穴部を、ポンプボディ内でポンプ構成要素３３を挟み
込む両側のプレート（リアボディ３２の内側面のサイド
プレートとプレッシャプレート４０）とに形成した略小
判形状の長穴９１，９１によって構成している。

【００８５】すなわち、従来の揺動支点ピン４１は、ポ
ンプ構成要素３３を挟み込む両側のリアボディ３２の内
側面とプレッシャプレート４０とに形成した円形状の穴
部によって支持し、アダプタリング３９側の凹部では受
けていなかったが、本発明はこれとは逆にアダプタリン
グ３９の凹部９０で揺動支点ピン４１を直接受けて支持
するとともに、両端部は可動可能に構成しているのであ
る。

【００８６】このような構造とすれば、揺動支点ピン４
１は軸線方向のほとんどが凹部９０の溝底により保持さ
れ、カムリング３７の揺動支点、さらに第１、第２の流
体圧室５，６（５３，５４）間のシールピンとして、さ
らにリアボディ３２とプレッシャプレート４０の位置決
めピンとして機能させることができる。

【００８７】前記揺動支点ピン４１の両端部が係入され
る長穴９１，９１は、カムリング３７を介して作用する
ポンプ室３８における吐出側領域での吐出圧等による荷
重に対して揺動支点ピン４１の端部の動きを許容できる
程度の長穴として形成されている。なお、揺動支点ピン
４１の径寸法がたとえば３φであるときに、略小判形状
の長穴９１の長径部を３．３ｍｍとするとよいことが確
認されている。

【００８８】勿論、この略小判形状の長穴９１，９１
は、リアボディ３２とプレッシャプレート４０との回転
方向の位置決めを行えるように揺動支点ピン４１の外径
に合わせた間隙をおいて対向する平行部９１ａ，９１ａ
を有し、その短辺方向の寸法が決められている。なお、
これらの平行部９１ａ，９１ａは、ポンプ室３８の吐出
側領域における吐出圧力がカムリング３７に作用する方
向に延びている。

【００８９】このような構造によれば、揺動支点ピン４
１の軸線方向のほとんどを、アダプタリング３９の凹部
９０により支持することができるから、カムリング３７
の揺動支点としての機能を確保することができる。そし
て、従来問題であったポンプ室３８におけるポンプ吐出
側領域３８Ｂでの変動している流体圧の影響によってカ
ムリング３７を介して作用している荷重の影響にかかわ
らず、ピン４１の倒れ等はなくなり、カムリング３７を
円滑に揺動させることができる。これは、軸線方向に沿
って湾曲面で形成されるピン４１に対してカムリング３
７側が軸実に一箇所で支持されるためである。

【００９０】そして、上述したカムリング３７の揺動に
よってポンプ吐出流量を調整する流量調整域において
も、カムリング３７が円滑に揺動するからポンプの流量
特性を安定化させることができる。また、上述した構成
によれば、揺動支点ピン４１の両端部が係入される穴部
がカムリング３７への荷重の作用方向に長尺な長穴９
１，９１で形成されているから、従来に比べてリアボデ
ィ３２、プレッシャプレート４０でのピン支持部におけ
る強度上の問題を解消することができる。さらに、これ
に加えて揺動支点ピン４１の支持強度も増すことから、
ポンプ吐出圧の高圧化を図ることも可能である。

【００９１】しかし、このような揺動支点ピン４１の両
端を支持するプレッシャプレート４０側とリヤボディ３
２側との穴部としては、加工精度が確保できるならば単
純な円形穴であってもよいことも勿論である。

【００９２】なお、本発明は上述した実施の形態構造に
限定されず、可変容量形ポンプ３０の各部の形状、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。また、上述した各実施の形態では、
固定メータリング絞り２１や可変メータリング絞り２
７，８０というように単に「絞り」として説明したが、
これはこのような絞り部分がオリフィスであってもチョ
ークであってもよいからである。

【００９３】

【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、カムリングの両側に形成される第
１、第２の流体圧室に対して可変メータリング絞りの
前、後の流体圧に関連する圧力をポンプの全回転領域に
おいて導入しているから、ポンプ内部での漏れを相対的
に低減することができる。また、本発明によれば、ポン
プ内部での流体圧力差が大きい部分を削減できるから、
充分な耐圧を必要とするシール部分を削減することがで
きる。

【００９４】また、本発明によれば、制御バルブで制御
する差圧力が小さくなるために安定した制御が可能とな
る。たとえば可変メータリング絞りの前、後での差圧が
たとえば２Ｋｇｆ／ｃｍ² 程度の小さくともカムリング
を適切に揺動動作させることができる。

【００９５】さらに、上述した可変メータリング絞りの
前、後での差圧は、ポンプから圧力流体を供給する圧力
流体利用機器の作動、非作動に伴う負荷時あるいは無負
荷時とも一定であり、制御バルブの開口面積を大きくし
ても通過流量をそれ程必要とせず、安定した制御が可能
となる。また、上述した制御バルブでの通過流量はその
ままポンプから吐出されるから、この点を予め見込んだ
メータリング絞りを設定しておけばよく、内部漏れとい
う問題はなくなる。

【００９６】このような利点は、制御バルブのランド部
で分配制御する圧力差が、従来のようにタンク圧とポン
プ吐出圧という大きな圧力差ではなく、メータリング絞
りの前、後差圧という小さな圧力差でよいから、制御バ
ルブのランド部での漏れ量が少なくてよいためである。

【００９７】また、本発明によれば、制御バルブによっ
て、ポンプの低回転域と高回転域とでメータリング絞り
の前、後の流体圧を、第１、第２の流体圧室に反転して
与えることができるから、ポンプが高回転時から低回転
時に移行した戻り時におけるカムリングの揺動動作が円
滑になる。

【００９８】さらに、本発明によれば、ばね手段の付勢
力を所要の大きさに設定することにより、カムリングの
内周部でのポンプ吐出側流体圧が作用する領域におい
て、カムリングの揺動支点ピンを中心とした左、右両側
での力をバランスさせ、所要の状態で揺動させることが
できる。

【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第１の実施
の形態を示し、低回転時（図４のａ−ｂの直前）の状態
を示す作動説明図である。

【図２】 図１の可変容量形ポンプにおいて中回転時
（図４のｂ）の状態を示す作動説明図である。

【図３】 図１の可変容量形ポンプにおいて高回転時
（図４のｂ〜ｅ）の状態を示す作動説明図である。

【図４】 図１〜図３のポンプにおけるポンプ回転数に
対する供給流量を説明する特性図である。

【図５】 図１〜図３のポンプにおける制御バルブのス
プールのばね室室側のランド部とバルブ孔に開口する通
路との関係を示す要部拡大図である。

【図６】 図１〜図３のポンプにおいて、可変メータリ
ング絞りとしてカムリングの側縁で開閉される孔部の変
形例を説明するための図である。

【図７】 図１の低回転時（図４のａ−ｂの直前）にお
けるリリーフ状態を示す作動説明図である。

【図８】 図２の中回転時（図４のｂ）におけるリリー
フ状態を示す作動説明図である。

【図９】 図３の高回転時（図４のｂ〜ｅ）におけるリ
リーフ状態を示す作動説明図である。

【図１０】 図１〜図３、図７〜図９の可変容量形ポン
プの具体例を示すポンプの断面図である。

【図１１】 図１０のXI−XI線断面図である。

【図１２】 図１０のXII−XII線断面図である。

【図１３】 本発明に係る可変容量形ポンプの第２の実
施の形態を示し、低回転時（図４のａ−ｂの直前）の状
態を示す作動説明図である。

【図１４】 図１３の可変容量形ポンプにおいて中回転
時（図４のｂ）の状態を示す作動説明図である。

【図１５】 図１３の可変容量形ポンプにおいて高回転
時（図４のｂ〜ｅ）の状態を示す作動説明図である。

【図１６】 （ａ）は図１３〜図１５のポンプにおい
て、プレッシャプレートに形成した可変メータリング絞
りを構成する円弧状溝部を説明するための図、（ｂ）は
（ａ）のXVI−XVI線断面図である。

【図１７】 本発明に係る可変容量形ポンプの第３の実
施の形態を示し、低回転時の状態を示す作動説明図であ
る。

【図１８】 図１７の可変容量形ポンプにおいて高回転
時の状態を示す作動説明図である。

【図１９】 図１７の可変容量形ポンプにおいて低回転
時におけるリリーフ状態を示す作動説明図である。

【図２０】 本発明に係る可変容量形ポンプの第４の実
施の形態を示し、低回転時（図２３のａ−ｂの直前）の
状態を示す作動説明図である。

【図２１】 図２０の可変容量形ポンプにおいて中回転
時（図２３のｂ）の状態を示す作動説明図である。

【図２２】 図２０の可変容量形ポンプにおいて高回転
時（図２３のｂ−ｃ）の状態を示す作動説明図である。

【図２３】 図２０〜図２２の可変容量形ポンプにおけ
るポンプ回転数に対する供給流量を説明する特性図であ
る。

【図２４】 上述した第１〜第４の実施の形態におい
て、カムリングを支持する揺動支点ピンの変形例を示
し、（ａ）は揺動支点ピンの支持部構造を実際よりも誇
張して描いた拡大断面図、（ｂ），（ｃ）は（ａ）のXX
IVｂ−XXIVｂ線、XXIVｃ−XXIVｃ線断面図である。

【図２５】 従来の可変容量形ポンプを示し、低回転時
の状態を示す作動説明図である。

【図２６】 図２５の可変容量形ポンプにおいて、高回
転時の状態を示す作動説明図である。

【図２７】 図２５可変容量形ポンプにおいて、低回転
時におけるリリーフ状態を示す作動説明図である。

【図２８】 図２５のポンプにおけるポンプ回転数に対
する供給流量を説明する特性図である。

【符号の説明】

１…ポンプボディ、１ａ…アダプタリング、２…カムリ
ング、２ａ…揺動支点ピン、２ｂ…ばね、２ｃ…シール
材、３…ロータ、３ａ…ベーン、４…ポンプ室、４Ａ…
ポンプ吸込側領域、４Ｂ…ポンプ吐出側領域、５，６…
流体圧室、７…ポンプ吸込側開口、８…ポンプ吐出側開
口、１１，１３…ポンプ吐出側通路、１４…ポンプ吸込
側通路、１５…リリーフバルブ、２０…スプール式制御
バルブ、２１…固定メータリング絞り、２２…スプー
ル、２２ａ，２２ｂ…ランド部、２３…通路、２４，２
５…室、２６…ばね室、２７…可変メータリング絞り、
２７ａ…孔部、２８…環状溝、２９…環状溝、２９ａ…
通路孔、２９ｂ…チャンファ部、３０…ベーンタイプの
可変容量形ポンプ（可変容量形ベーンポンプ）、３１…
フロントボディ（ポンプボディ）、３２…リアボディ
（ポンプボディ）、３３…ポンプ構成要素、３４…収納
空間、３５…ロータ、３６…ドライブシャフト（回転
軸）、３７…カムリング、３８…ポンプ室、４０…プレ
ッシャプレート、４１…揺動支点ピン、４３…ポンプ吐
出側圧力室、４４…ポンプ吐出側通路、４５…ポンプ吸
込ポート、４６…ポンプ吸込側通路、４８…ポンプ吐出
側ポート、５３，５４…第１、第２の流体圧室、６３…
固定メータリング絞り、６８…可変メータリング絞り、
８０…可変メータリング絞り、８１…円弧状溝部、９０
…凹部、９１…小判形状の長穴、Ｔ…タンク。

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月２７日（１９９９．１０．
２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 可変容量形ポンプ

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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のような圧力流
体利用機器に用いる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従来一般に
は、自動車用エンジンで直接回転駆動される容量形のベ
ーンポンプが用いられている。このような容量形ポンプ
は、エンジン回転数に対応して吐出流量が増減するた
め、自動車の停車中や低速走行時に操舵補助力を大きく
し、高速走行時に操舵補助力を小さくするという動力舵
取装置に要求される操舵補助力とは相反する特性をもっ
ている。したがって、このような容量形ポンプには、回
転数が低い低速走行時にも必要な操舵補助力が得られる
程度の吐出流量を確保できる大容量のものを用いる必要
がある。しかも、回転数が高い高速走行時のためには、
吐出流量を一定量以下に制御する流量制御弁が必須とな
る。このため、容量形ポンプでは、構成部品点数が増
え、構造や通路構成が複雑で、全体の大型化やコスト高
となることが避けられない。

【０００３】このような容量形ポンプの不具合を解決す
るために、一回転当たりの吐出流量（ｃｃ／ｒｅｖ）を
回転数の増加に比例して減少させることが可能な可変容
量形ベーンポンプが、たとえば特開平６−２００８８３
号公報、特開平７−２４３３８５号公報、特開平８−２
００２３９号公報等によって提案されている。これらの
可変容量形ポンプによれば、容量形ポンプのような流量
制御弁が不要となり、また駆動馬力の無駄が防げるため
エネルギ効率の面でも優れている。また、タンク側への
戻りもないことから油温が上昇するというようなことが
なく、しかもポンプ内部での漏れや容積効率が低下する
という問題も防止できる。

【０００４】このような可変容量形のベーンポンプの一
例を、たとえば特開平８−２００２３９号公報等におけ
るポンプ構造を示す図２５〜図２７を用いて簡単に説明
すると、図中１はポンプボディ、１ａはアダプタリン
グ、２はこのボディ１のアダプタリング１ａ内に形成さ
れる楕円形空間部１ｂ内で支軸部となる揺動支点ピン２
ａを介して揺動可能に設けられたカムリングで、図中左
方向に押圧するばね手段（圧縮コイルばね２ｂ）により
付勢されている。３はロータで、前記カムリング２内で
ポンプ室４を一側に形成するように他側寄りに偏心して
収容され外部駆動源によって回転駆動されることで放射
方向に進退自在に保持されたベーン３ａを進退させる。
なお、図中３ｂはロータ３の駆動軸で、ロータ３は図中
矢印で示す方向に回転駆動される。

【０００５】５，６はボディ１のアダプタリング１ａの
楕円形空間部１ｂ内でカムリング２の外周面両側に形成
されてそれぞれが高圧側または低圧側となる第１、第２
の流体圧室で、これらの室５，６には、カムリング２を
揺動させるための制御圧としてポンプ吐出側通路１１に
設けたメータリング絞りの上、下流側の流体圧を導く通
路５ａ，６ａが、後述するスプール式制御バルブ１０を
介して開口している。この例では、可変メータリング絞
り１２を、第２の流体圧室６を形成するボディ１の側壁
面に開口した孔部１２ａと、この孔部１２ａを開閉する
ように移動するカムリング２の側縁部１２ｂとによって
形成した場合を示す。また、上述した可変メータリング
絞り１２下流側のポンプ吐出側通路を符号１３で示す。

【０００６】上述したようにポンプ吐出側通路１１，１
３の可変メータリング絞り１２の上、下流側の流体圧を
カムリング２両側の流体圧室５，６に導入することによ
り、図２５、図２６に示すように、カムリング２を所要
の方向に揺動させてポンプ室４内の容積を変え、図２８
の流量特性に示すようにポンプ吐出側での流量に対応し
て吐出流量を制御することができる。すなわち、ポンプ
回転数の増加に伴って吐出側の流量を所定流量まで立上
げてその状態を維持するとともにポンプの高回転数域で
は流量を減少させるという流量制御を行なうことができ
る。

【０００７】なお、図２５は図２８中領域Ａから領域Ｂ
にかけての状態を示し、図２６は図２８中の領域Ｂから
領域Ｃにかけての状態を示す。この図２６において、カ
ムリング２が図中右側に揺動し、可変メータリング絞り
１２を絞ることによりその絞り量に応じてポンプからの
吐出流量が減少し、最小の絞り位置で一定流量に維持さ
れることになる。また、図２７はポンプが低回転駆動さ
れている図２８の領域Ａにおいて、圧力流体利用機器側
が作動しポンプ吐出側の流体圧力がリリーフ圧となった
ときのリリーフ時の状態を示す。ポンプが高回転駆動さ
れている図２８の領域Ｃにおいてのリリーフ時には図２
６においてリリーフバルブ１５が開いている状態とな
り、可変メータリング絞り１２の開き状態に応じてリリ
ーフ流量を制御する。

【０００８】なお、図２５〜図２７において符号７は前
記ポンプ室４のポンプ吸込側領域４Ａに臨んで開口され
るポンプ吸込側開口（吸込ポート）、８はポンプ室４の
ポンプ吐出側領域４Ｂに臨んで開口されるポンプ吐出側
開口（吐出ポート）である。これらの開口７，８は、ロ
ータ３およびカムリング２からなるポンプ構成要素を両
側から挾み込んで保持するための固定壁部であるプレッ
シャプレートおよびサイドプレート（図示せず）の少な
くともいずれか一方に形成されている。

【０００９】前記カムリング２は前記圧縮コイルばね２
ｂによって流体圧室６側から付勢され、前記ポンプ室４
内の容積を最大に維持する方向に押圧されている。ま
た、図中２ｃはカムリング２の外周面に設けられ揺動支
点ピン２ａと共に左、右両側に流体圧室５，６を画成す
るためのシール材である。

【００１０】前記スプール式制御バルブ１０は、ポンプ
吐出側通路１１，１３の途中に設けたメータリングオリ
フィスのような可変メータリング絞り１２の上、下流側
での差圧Ｐ１，Ｐ２により作動し、ポンプ吐出側の流量
の大小に応じた流体圧Ｐ３を、前記カムリング２の外側
部で高圧側の流体圧室５に対し導入することにより、ポ
ンプ始動直後においても充分な流量を確保できるように
構成している。

【００１１】この制御バルブ１０は、圧力流体利用機器
（図中ＰＳで示す）の作動による負荷作用時に、可変メ
ータリング絞り１２の上、下流側での差圧が所定の値以
上になったときに可変メータリング絞り１２よりも上流
側の流体圧Ｐ１を制御圧としてカムリング２外側の高圧
側の流体圧室５に導入することにより、カムリング２の
揺動を防止できるようにしたものである。

【００１２】また、前記ポンプボディ１には、タンクＴ
から前記スプール式制御バルブ１０の低圧室を通って前
記ポンプ室４のポンプ吸込側領域４Ａに至るポンプ吸込
側通路１４が設けられている。前記ポンプ吐出側通路１
３には、ポンプ吐出側の流体圧が一定圧以上になったと
きに前記ポンプ吸込側通路１４を介してポンプ吸込側
（またはタンクＴ側）に圧力流体をリリーフさせる位置
に圧力制御弁として直動型のリリーフバルブ１５が設け
られている。

【００１３】このような直動型のリリーフバルブ１５に
よれば、図２７に示すようにポンプの運転動作中におい
てポンプ吐出側の流体圧が予め定めた設定圧以上に達し
たときに流体の流れの一部または全量をポンプ吸込側
（タンクＴ側）に逃がすことができる。特に、このよう
な直動型のリリーフバルブ１５は、可変容量形のポンプ
では容量形ポンプのような流量制御弁が設けられていな
いことから、ポンプ吐出側からポンプ吸込側に圧力流体
をリリーフさせるために必要なものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した構造
による従来の可変容量形ポンプでは、カムリング２の一
側部に形成される高圧側（第１）の流体圧室５が、ポン
プの低回転時には図２５に示すようにタンク圧となるた
め、ポンプ内部、特に第１の流体圧室５と第２の流体圧
室６との間で内部漏れが増大することが避けられない。
すなわち、この第２の流体圧室６には、ポンプ吐出側の
流体圧が導かれており、タンク圧となっている第１の流
体圧室５との間での圧力差が大きく、これらの流体圧室
５，６間をシール材２ｃとともにシールする揺動支点ピ
ン２ａの周囲を通っての内部漏れが生じるからである。

【００１５】また、上述した内部漏れとしては、ポンプ
室４内においてポンプ吐出側領域４Ｂからカムリング２
の側面部を通っての第１の流体圧室５への漏れや、スプ
ール式制御バルブ１０において、両端部に導かれている
可変メータリング絞り１２の上、下流側の流体圧が、ス
プールのランド部を越えてタンク圧が導かれているスプ
ール中央の環状溝部分に流入する漏れもある。制御バル
ブ１０は、可変メータリング絞り１２の上流側流体圧と
タンク圧との間の大きな圧力差を常に制御しているか
ら、内部漏れを生じることは避けれられない。

【００１６】このようなポンプでの内部漏れが増大する
と、ポンプの駆動効率が低下する。これを避けるために
は、上述した内部漏れを生じる部分の加工精度を厳格に
する必要がある。しかし、そうすると製造コストが上が
ってしまう。

【００１７】また、上述した従来の可変容量形ポンプに
おいて、カムリング２を揺動させるためにカムリング２
の両側の流体圧室５，６に作用させる制御圧力は、制御
バルブ１０におけるスプールのランド部とボディ１の通
路穴（通路５ａ）とで形成される開口面積比によってポ
ンプ吐出側の流体圧とタンク圧とを分配して加えられる
ようになっている。

【００１８】このような制御バルブ１０では、制御圧力
が高圧になるにしたがって面積比が大きくなり、制御バ
ルブ１０が追従しきれず、図２８中破線で示すようにポ
ンプ回転数（Ｎ）−ポンプの供給流量（Ｑ）の特性が脈
動となって変動することがあった。このような変動が生
じると、動力舵取装置において、操舵力が変動したり、
流体音等の騒音問題につながるおそれがあった。

【００１９】このような制御バルブ１０における追従
性、特にこのバルブ１０によって制御される流体圧で動
かされるカムリング２の揺動動作を円滑に行わせるため
には、カムリング２の両側の第１、第２の流体圧室５，
６での差圧を大きくすればよい。最も一般的な従来例と
しては、一方の流体圧室にポンプ吐出側圧力を導入し、
他方にタンク圧を導入する構造としたものが知られてい
る。しかし、このような構造では、前述したポンプ内で
内部漏れが生じるという問題は避けられない。

【００２０】一方、特開平９−２７３４８７号公報に
は、カムリングの揺動を制御する制御バルブを省略し、
カムリング外周部の第１、第２の流体圧室にメータリン
グ絞りの上、下流側の流体圧を直接作用させるととも
に、カムリングの内周部においてポンプ吐出側の流体圧
が作用する範囲に対して揺動支点ピンの位置を周方向に
ずらした構造のものが提案されている。このような構造
は、結果として揺動支点ピンの両側でカムリングに作用
するポンプ吐出側流体圧をバランスさせようとしたもの
である。

【００２１】すなわち、前述した図２５〜図２７の構造
等のような従来の可変容量形ポンプでは、ロータとカム
リングとの間に形成されるポンプ室において、ポンプ吐
出側開口が開口することによるポンプ吐出側領域は、カ
ムリングの揺動支点となる支点ピンを中心としてカムリ
ングの両側に形成される左、右の流体圧室（第１、第
２）に対応する角度範囲に角度差がある。しかも、この
ポンプ吐出側領域は、一般に低圧側である第２の流体圧
室側に対応する範囲が大きく、その結果上述した左、右
の角度差の分だけポンプ吐出側圧力が、カムリングを第
２の流体圧室側に揺動させるようなアンバランスな力が
揺動方向において生じている。したがって、この種の可
変容量形ポンプには、このようなポンプ室内でのポンプ
吐出側領域の揺動方向におけるアンバランス力を吸収で
きるような構造とすることが必要となっている。上述し
た特開平９−２７３４８７号公報のものはこのような要
請に応えることができる構造を提案したものである。

【００２２】しかし、この特開平９−２７３４８７号公
報によるポンプ構造では、ポンプの加工上から生じる種
々の問題、たとえばカムリング、揺動支点ピン、ポンプ
室に開口するポンプ吐出側開口などのポンプ各部におけ
る加工精度や組立精度が、カムリングの揺動支点ピンを
支点とした適切な揺動動作を得るうえで重要であり、加
工性、組立性の面で問題である。そして、これらが原因
となって製作誤差が生じると、揺動支点ピンを支点とし
たカムリングの揺動動作が不安定となるおそれがある。
また、揺動支点ピンを中心としたカムリングの揺動方向
の両側でアンバランスが生じると、所望のポンプ特性
（流量特性）が得にくいという問題が起きる。したがっ
て、上述したポンプ室内でのポンプ吐出側領域の揺動方
向におけるアンバランス力の解消に加え、このような加
工精度等に伴う問題をも配慮し、前述したような内部漏
れを解決し、またカムリングの特に戻り時の揺動動作を
円滑に行えるように構成し、しかも可変容量形ポンプと
しての性能を発揮できる構造とすることが望まれる。

【００２３】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ポンプ内部での流体圧の導入状況を改良す
ることにより、流体圧力差によって生じている内部漏れ
を改善することができるとともに、カムリングの揺動動
作、特にポンプの高回転時から低回転時への戻り時にお
けるカムリングの揺動動作を円滑に行わせることができ
る可変容量形ポンプを得ることを目的としている。

【００２４】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明の請求項１に係る可変容量形ポンプは、ロ
ータを一側寄りに片寄らせた状態でこのロータとの間に
ポンプ室を形成するとともにこのポンプ室容積が最大と
なる方向に付勢されているカムリングと、前記カムリン
グをその外周面の一部に設けた揺動支点ピンを支点とし
て揺動可能に支持する内部空間を有するポンプボディ
と、前記ポンプボディの内部空間内で前記カムリングの
外周部との間にシール手段を介して分割形成され前記カ
ムリングを揺動させる第１および第２の流体圧室と、前
記ポンプ室から吐出される圧力流体の吐出側通路の途中
に設けたメータリング絞りの上、下流側の流体圧により
作動され前記カムリングの揺動を制御する制御バルブと
を備え、前記制御バルブを前記メータリング絞りの上、
下流側の流体圧によって作動することにより、メータリ
ング絞りの下流側の流体圧を前記第１または第２の流体
圧室に選択的に導入するように構成し、この制御バルブ
によりポンプの全回転域において前記メータリング絞り
の上、下流側の流体圧を前記第１、第２の流体圧室への
導入流体圧としたことを特徴とする。

【００２５】本発明の請求項２に係る可変容量形ポンプ
は、請求項１において、前記制御バルブの可動手段を、
ポンプの低回転域ではメータリング絞りの下流側を第１
の流体圧室に、メータリング絞りの上流側を第２の流体
圧室に接続し、ポンプの高回転域ではメータリング絞り
の上流側を第１の流体圧室に、メータリング絞りの下流
側を第２の流体圧室に接続するように構成したことを特
徴とする。

【００２６】本発明の請求項３に係る可変容量形ポンプ
は、請求項１または請求項２において、前記カムリング
付勢用のばね手段の付勢力を、前記カムリングの両側に
形成される前記第１、第２の流体圧室に対してポンプ吐
出側領域におけるポンプ吐出側の流体圧がカムリングの
内周部に作用することによりカムリングの揺動方向に生
じるアンバランス力を吸収できる程度の大きさの力をも
つように形成した特徴とする。

【００２７】本発明の請求項４に係る可変容量形ポンプ
は、前記揺動支点ピンを、軸線方向の中央部から両端側
に向って外径が徐々に小径となるような中膨らみ状に形
成したことを特徴とする。

【００２８】本発明によれば、ポンプボディ内でカムリ
ングを揺動させるための第１、第２の流体圧室での導入
流体圧を、ポンプ回転数の高低にかかわらず、メータリ
ング絞りの上、下流のいずれかの流体圧としているか
ら、第１、第２の流体圧室間での圧力差が小さい。ま
た、ポンプ室の吐出側領域と第１の流体圧室との間の流
体圧力差も小さくなる。

【００２９】すなわち、本発明によれば、制御バルブで
制御するカムリングの揺動のためにカムリングの外周部
に形成される第１、第２の流体圧室に作用する流体圧
を、従来の低回転時にはタンク圧で、高回転時にはメー
タリング絞りの上流側の流体圧とタンク圧との中間圧と
していたのに対してポンプ回転数の高低にかかわらずポ
ンプの全回転領域においてメータリング絞りの上、下流
側での差圧を分配した中間圧とすることにより、低回転
時のカムリング外周部での漏れ、制御バルブで消費する
流量を低減することができる。

【００３０】また、本発明によれば、制御バルブによっ
て、ポンプの低回転域ではメータリング絞りの下流側を
第１の流体圧室に、メータリング絞りの上流側を第２の
流体圧室に導入し、一方ポンプの高回転域ではこれとは
逆に、メータリング絞りの上流側を第１の流体圧室に、
メータリング絞りの下流側を第２の流体圧室に導入する
ことができるから、ポンプが高回転時から低回転時に移
行した戻り時におけるカムリングの揺動動作が円滑にな
る。

【００３１】また、本発明によれば、ばね手段の付勢力
を、可変容量形ポンプを構成するうえで必要な力、すな
わちカムリングの内周部に作用するポンプ吐出側流体圧
によるアンバランス力や製作誤差に伴うアンバランス力
を吸収できる程度の大きさに設定することにより、カム
リングの揺動支点ピンを中心とした左、右両側での力を
バランスさせ、所要の状態で揺動させることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１ないし図９は本発明に係る可
変容量形ポンプの第１の実施の形態を示し、これらの図
において、前述した図２５〜図２７と同一または相当す
る部分には同一番号を付して詳細な説明は省略する。

【００３３】この第１の実施の形態では、本発明に係る
ベーンポンプが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って、その吐出流量をポンプ
の回転数が増大するにしたがって、最大吐出流量よりも
少ない所定流量になり、その流量を維持するという、い
わゆるドルーピング特性をもつポンプである場合を説明
する。また、この実施の形態では、図７〜図９に示すよ
うに、パイロット型リリーフバルブを備えている場合を
示す。

【００３４】本発明によれば、図１〜図３、図７〜図９
に示すように、ポンプボディの内部空間（ここではアダ
プタリング１ａの内周部１ｂ）内でカムリング２の外周
部との間にシール手段（揺動支点ピン２ａ、シール材２
ｃ）を介して分割形成されカムリング２を揺動させる第
１および第２の流体圧室５，６と、ポンプ室４から吐出
される圧力流体の吐出側通路１１の途中に設けた固定メ
ータリング絞り２１の上、下流側の流体圧により作動さ
れカムリング２の揺動を制御する制御バルブ２０とを備
えている。

【００３５】そして、この制御バルブ２０を固定メータ
リング絞り２１の上、下流側の流体圧によって作動する
ことにより、固定メータリング絞り２１の下流側の流体
圧を第１または第２の流体圧室５，６に選択的に導入す
るように構成し、この制御バルブ２０によりポンプの全
回転域において固定メータリング絞り２１の上、下流側
の流体圧を第１、第２の流体圧室５，６への導入流体圧
としたことを特徴としている。

【００３６】この実施の形態では、スプール式制御バル
ブ２０において、スプール２２の軸線方向に沿って貫通
する通路孔２３を形成し、その一部に固定メータリング
絞り２１を設けている。また、この制御バルブ２０を構
成するバルブ孔２０ａの一方室（図中左方室）２４に前
記ポンプ吐出側通路１１を接続し、他方室（図中右方
室）２５に前記ポンプ吐出側通路１３を接続している。
そして、この通路１３を介して圧力流体利用機器（たと
えばＰＳ）に圧力流体を給送するように構成されてい
る。

【００３７】また、前記ポンプ吐出側通路１１の一部は
通路１１ａにより分流され、前記カムリング２をポンプ
室４の容積が最大となる方向に付勢するばね２ｂを配置
したばね室２６に開口する小孔２７ａとカムリング２の
側縁２７ｂとからなる可変メータリング絞り２７を介し
て前記第２の流体圧室６に接続されている。この第２の
流体圧室６は、ばね室２６を介してパイロット式リリー
フバルブ１５に接続され、内部の流体圧をタンクＴ側に
リリーフさせることができるように構成されている。

【００３８】なお、この可変メータリング絞り２７は、
従来から広く知られているタイプの可変絞りにおける開
口量よりも小さい。また、このような可変メータリング
絞り２７としては、上述した図１等に示すようにカムリ
ング２の側縁２７ｂで開閉される一個の小孔２７ａに限
らず、図６に示したように、二個またはそれ以上の小孔
２７ａによって構成してもよい。カムリング２の揺動量
は、現行品ではたとえば１．９ｍｍ程度であり、複数個
の小穴２７ａ（合計の開口量が１個のものと同等）を設
けると、カムリング２の少ない変位によって絞りを開閉
することができるから、ポンプ性能の設定上から便利で
ある。勿論、このような小孔２７ａとしては円形に限ら
ない。

【００３９】また、前記第２の流体圧室６は、通路６ａ
を介して前記バルブ孔２０ａの一部に開口している。ま
た、第１の流体圧室５に接続された通路５ａも前記バル
ブ孔２０ａの一部に前記通路６ａとは軸線方向にずれた
位置に開口している。なお、図中２０ｂはスプール２２
を図中左側に付勢するばねである。

【００４０】前記スプール２２は、上述した通路５ａ，
６ａを選択的に開閉するランド部２２ａ，２２ｂを有す
る。また、前記スプール２２は、前記ランド部２２ｂに
軸線方向に形成した通路孔２８ａを介して前記固定メー
タリング絞り２１の下流側の流体圧が導入されている環
状溝２８を備えている。前記環状溝２８は、スプール２
２の動きによって前記通路５ａまたは６ａと選択的に接
続され、この固定メータリング絞り２１の下流側の流体
圧を前記第１または第２の流体圧室５または６に導入す
るように構成されている。なお、上述した通路孔２８ａ
はチョーク等にならないように必要に応じて複数個設け
るとよい。

【００４１】また、前記スプール２２のランド部２２ｂ
の外周には、前記通路６ａと選択的に接続する環状溝２
９が形成されている。この環状溝２９はスプール２２の
径方向に形成した通路孔２９ａを介して前記固定メータ
リング絞り２１の上流側の通路２３に接続されている。
したがって、この実施の形態でのポンプでは、ポンプ吐
出側通路系（１１，１１ａ，２３，１３）には、固定メ
ータリング絞り２１が設けられるとともに、カムリング
２の揺動に伴って開閉される可変メータリング絞り２７
が付設され、この可変メータリング絞り２７の働きによ
って前述したドルーピング特性を得ている。

【００４２】なお、上述した通路６ａと環状溝２９との
間には、図５に示すようにチャンファ部２９ｂが形成さ
れている。このチャンファ部２９ｂはカムリング２の動
き（ダンピング等）に対しての制動のためのダンパ絞り
となる部分である。また、上述した通路孔２９ａはパイ
ロット通路となる吐出側通路１１ａ、可変メータリング
絞り２７、第２の流体圧室６等からなる通路におけるパ
イロット絞りとなる部分である。

【００４３】上述した制御バルブ２０において、スプー
ル２２の前、後両端側の室２４，２５にはメータリング
絞りによって生じる差圧が作用する。たとえばポンプが
低回転時のときは、固定メータリング絞り２１と可変メ
ータリング絞り２７とを加えた絞りによって生じる差圧
が作用し、ポンプが高回転時のときは、固定メータリン
グ絞り２１によって生じる差圧が作用する。そして、こ
のような差圧の大小に応じてスプール２２が移動するこ
とにより、第１、第２の流体圧室５，６に、ポンプ吐出
側通路１１，１１ａ，１３において、メータリング絞り
２１，２７の上、下流側の流体圧のいずれかが作用す
る。

【００４４】すなわち、制御バルブ２０において、ポン
プの低回転域では前記メータリング絞り２１，２７の下
流側を第１の流体圧室５に、前記メータリング絞り２
１，２７の上流側を第２の流体圧室６に接続し、またポ
ンプの高回転域ではメータリング絞り２１の上流側を第
１の流体圧室５に、メータリング絞り２１の下流側を第
２の流体圧室６に接続する。

【００４５】図４は本発明に係る可変容量形ポンプのポ
ンプ回転数に対する供給流量を示す特性図であり、前述
した図１は図中ａ−ｂの直前までの状態を、図２はｂの
状態を、図３はｂ〜ｅの状態を示す。

【００４６】上述した図１〜図３において、可変メータ
リング絞り２７はその開口量が徐々に減少し、これに伴
ってポンプからの供給流量も減少し、絞り２７が閉じら
れると、固定メータリング絞り２１のみの働きによって
ポンプからの供給流量は最大流量よりも低い流量でもっ
て一定となる。

【００４７】たとえばポンプ室４から吐出される圧力流
体は、ポンプ吐出側通路１１，１１ａ、メータリング絞
り２１，２７を経て圧力流体利用機器ＰＳ側に給送され
る。低回転時には、ポンプは図１、図２に示すように、
カムリング２はポンプ室４の容積が最大となる位置にあ
る。これは、第２の流体圧室６には、ポンプ吐出側通路
１１，１１ａにおいて固定メータリング絞り２１の上流
側の流体圧が導かれるとともに、第１の流体圧室５に
は、ポンプ吐出側通路１１，１１ａ，１３において固定
メータリング絞り２１の下流側の流体圧が導かれている
からである。

【００４８】また、ポンプの回転数が増大し、ポンプ室
４からの圧力流体の流量が増加し、スプール式制御バル
ブ２０のスプール２１が、ポンプ吐出側通路１１におい
て固定メータリング絞り２１の上流側の流体圧により押
されて図３に示すように移動すると、上述した低回転時
とは逆に、固定メータリング絞り２１の上流側の流体圧
が第１の流体圧室５に導入されるとともに、スプール２
２における環状溝２８を介して下流側の流体圧が第２の
流体圧室６に導入されることになる。そして、その差圧
によって前記カムリング２は図中右側に揺動し、ポンプ
室４の容積を縮小することによりポンプ室４から吐出さ
れる流量を減少させることができる。

【００４９】このような可変容量形ポンプによれば、ポ
ンプからの供給流量は、図４に示すように低回転域で所
定量まで立ち上がった後は、その値を維持するととも
に、ポンプ回転数が一定以上増加すると、可変メータリ
ング絞り２７による差圧がなくなることによって、上述
した所定量以下の流量となり、その値を維持することが
できる。

【００５０】また、上述した可変容量形ポンプにおい
て、このポンプからの給送を受ける圧力流体利用機器Ｐ
Ｓが作動する等、負荷が加わったときには、ポンプ吐出
側通路１１内の流体圧が上昇し、可変メータリング絞り
１２の下流側の流体圧が導かれている低圧側の流体圧室
６内の流体圧が上昇する。そして、この圧力がリリーフ
バルブ１５の設定圧を越えると、図７、図８、図９に示
すようにこのリリーフバルブ１５が開いてポンプ吐出側
の流体をポンプ吸込側にリリーフさせる。なお、これら
の図７〜図９は前述した図１〜図３に対応したリリーフ
状態を示す図である。

【００５１】このときには、第１の流体圧室５には、ポ
ンプ吐出側通路１１において、固定メータリング絞り２
１よりも上流側の流体圧または下流側の流体圧が導かれ
ている。一方、第２の流体圧室６には上述した固定メー
タリング絞り２１の下流側または上流側の流体圧が導か
れているが、その圧力が一定以上になることによりリリ
ーフバルブ１５が開き、リリーフ状態となることにより
前記第１の流体圧室５よりも低圧となる。

【００５２】そして、前記カムリング２は、第１の流体
圧室５内の流体圧とばね２ｂの付勢力とによってポンプ
室４の容積を縮小する方向に揺動し、ポンプ室４内から
の吐出流量を所定量以下に維持し、ポンプ駆動馬力は最
小限となる。

【００５３】上述した構造によれば、カムリング２を揺
動させるための第１、第２の流体圧室５，６での導入流
体圧を、ポンプ回転数の高低にかかわらず、メータリン
グ絞り２１，２７の上、下流いずれかの流体圧としてい
るから、第１、第２の流体圧室５，６間での圧力差が小
さい。また、ポンプ室４の吐出側領域と第１の流体圧室
５との間の流体圧力差も小さくなる。さらに、制御バル
ブ２０におけるスプール２２の内部通路や両端側部分で
も、ポンプ吐出側通路２３の固定メータリング絞り２１
の上、下流側の流体圧となることから、圧力差は小さく
なる。したがって、これらの部分での内部漏れは少なく
なる。

【００５４】また、上述した制御バルブ２０によって、
ポンプの低回転域ではメータリング絞り２１，２７の下
流側を第１の流体圧室５に、メータリング絞り２１，２
７の上流側を第２の流体圧室６に導入し、ポンプの高回
転域ではこれとは逆に、メータリング絞り２１の上流側
を第１の流体圧室５に、メータリング絞り２１の下流側
を第２の流体圧室６に導入することができるから、ポン
プが高回転時から低回転時に移行した戻り時におけるカ
ムリング２の揺動を円滑に行わせることができる。

【００５５】上述した図１〜図３、図７〜図９で説明し
た本発明に係る可変容量形ポンプの具体例を図１０、図
１１、図１２に示す。これらの図において全体を符号３
０で示すベーンタイプの可変容量形ポンプは、ポンプボ
ディを構成するフロントボディ３１およびリアボディ３
２を備えている。このフロントボディ３１は、図１０に
示すように全体が略カップ状を呈し、その内部にポンプ
カートリッジとしてのポンプ構成要素３３を収納配置す
る収納空間３４が形成されるとともに、この収納空間３
４の開口端を閉塞するようにリアボディ３２が組合わせ
られ一体に組立てられる。なお、このフロントボディ３
１には、ポンプ構成要素３３を構成するロータ３５を外
部から回転駆動するためのドライブシャフト３６が貫通
した状態で軸受３６ａ，３６ｂ，３６ｃ（３６ａ，３６
ｂはフロントボディ３１側、３６ｃはリアボディ３２側
に配設される）により回転自在に支持されている。ま
た、３６ｄはオイルシールである。

【００５６】３７はベーン３５ａを有するロータ２５の
外周部に嵌装して配置される内側カム面３７ａを有し、
かつこの内側カム面３７ａとロータ３５との間にポンプ
室３８を形成するカムリングで、このカムリング３７
は、後述するように、ポンプ室３８の容積を可変できる
ように収納空間３４内で空間内壁部分に嵌合状態で設け
られたアダプタリング３９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３９は、ボディ３１
の収納空間３４内でカムリング３７を移動変位可能に保
持するためのものである。

【００５７】４０は上述したロータ３５、カムリング３
７およびアダプタリング３９によって構成されているポ
ンプカートリッジ（ポンプ構成要素３３）のフロントボ
ディ３１側に圧接して積層配置されるプレッシャプレー
トで、またポンプカートリッジの反対側面には前記リア
ボディ３２の端面がサイドプレートとして圧接され、フ
ロントボディ３１とリアボディ３２との一体的な組立て
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３３が構成されてい
る。

【００５８】なお、プレッシャプレート４０と、これに
カムリング３７を介して積層されるサイドプレートとな
るリアボディ３２とは、後述する揺動支点ピン４１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。な
お、揺動支点ピン４１は、カムリング３７を揺動可能と
するための軸支部および位置決めピンとして機能し、ま
たカムリング３７を揺動させる流体圧室を画成するシー
ル機能も有する。

【００５９】４３は前記フロントボディ３１の収納空間
３４内でその底部側に形成されるポンプ吐出側圧力室
で、この圧力室４３によってポンプ吐出側圧力がプレッ
シャプレート４０に作用する。４４はこのポンプ吐出側
圧力室４３にポンプ室３８からの圧油を導くようにプレ
ッシャプレート４０に穿設されているポンプ吐出側開口
となるポンプ吐出側通路である。

【００６０】なお、リアボディ３２の一部にはポンプ吸
込ポート４５が設けられ、このポート４５を介してタン
クＴから流入する吸込側流体は、リアボディ３２内に形
成したポンプ吸込側通路４６を通り、リアボディ３２の
端面に開口するポンプ吸込側開口からポンプ室３８内に
供給される。

【００６１】５０はフロントボディ３１の上方に前記シ
ャフト３６と直交する方向に形成されたバルブ孔５１と
スプール５２とからなる制御バルブである。この制御バ
ルブ５０により、前記アダプタリング３９内でカムリン
グ３７の両側に前記揺動支点ピン４１とその軸対象位置
に設けたシール材５５により分割形成した第１、第２の
流体圧室５３，５４に導入する流体圧を制御するように
構成されている。

【００６２】６１は前記ポンプ吐出側圧力室４３から前
記バルブ孔５１の一端側に開口するように接続された通
路、６２は前記スプール５２の軸線方向に形成した通路
であり、この通路６２の一部、スプール５２の他端側に
形成されるばね６４ａを有するばね室６４側に固定メー
タリング絞り６３が設けられている。また、前記ばね室
６４の外方端にはポンプ吐出側ポート６５が形成され、
図示しないパワーステアリング装置等の油圧機器ＰＳに
給送するようになっている。

【００６３】前記スプール５２は、前述したように第
１、第２の流体圧室５３，５４に対して固定メータリン
グ絞り６３の上、下流側の流体圧を、ポンプ回転数に応
じて通路６６，６７を介して導入するように構成されて
いる。

【００６４】また、前記ポンプ吐出側通路の一部、この
実施の形態ではプレッシャプレート４０に形成した通路
６８の開口端６８ａとカムリング３７の周縁部とによっ
て、前記可変メータリング絞り６９が形成されている。
なお、図中７１はカムリング３７を付勢するばね、７２
はリアボディ３２の一部に設けたリリーフバルブであ
る。

【００６５】上述した図１０〜図１２において、制御バ
ルブ５０の具体的な構造および動作等については、前述
した図１等で説明した通りの構造を有するもので、ここ
での詳細な説明は省略する。また、以上のようなベーン
タイプの可変容量形ポンプ３０において、上述した以外
の構成は従来から広く知られているもので、具体的な説
明は省略する。さらに、このような構成による可変容量
形ポンプ３０は、前述した図１〜図３等で説明した通り
動作するものであり、ここでの詳細な説明は省略する。

【００６６】上述した構造による可変容量形ポンプ３０
では、カムリング３７を付勢するばね７１の付勢力を、
前記カムリング３７の内部でポンプ吐出側領域における
ポンプ吐出側の流体圧がカムリング３７の内周部に作用
することによりカムリング３７の揺動方向に生じるアン
バランス力を吸収できる程度の大きさをもって形成して
いる。さらに、上述したようなポンプ吐出側領域の片寄
りによるアンバランス力に加えて、カムリング３７やこ
れを揺動自在に支持するための関連部品、ポンプ吸込、
吐出関係部品等における揺動支点ピン４１に対する位置
精度の誤差のような製作誤差によってもアンバランス力
が生じるから、これらのアンバランス力を共に吸収でき
る構造とすることが必要である。

【００６７】したがって、上述したカムリング３７を付
勢するばね７１の付勢力は、カムリング３７を初期位置
に付勢する力、ポンプ吐出側流体圧によるアンバランス
を解消する力、部品等の製作誤差に起因するアンバラン
ス力を解消する力を加味して設定しなければならない。

【００６８】このような点を配慮してばね７１の付勢力
を、上述したアンバランスな力がカムリング３７の揺動
方向の両側で生じたときにこれを吸収できる程度の力を
ばね７１の付勢力として予め与えた大きさで設定するこ
とにより、カムリング３７の適切な揺動動作を確保する
ことができるのである。

【００６９】また、制御バルブ２０での制御圧力による
カムリング３７への推力（たとえば制御バルブ２０の開
口圧力とカムリング３７側の面積との積）を、前述した
アンバランスな力と前記カムリング３７を付勢するばね
７１の付勢力とを必要最小限の大きさに設定することに
より、前述したようなメータリング絞り２１，２７の
上、下流側での差圧以下で作用させるように構成すると
よい。

【００７０】図１３ないし図１６は本発明に係る可変容
量形ポンプの第２の実施の形態を示し、これらの図にお
いて前述した図１〜図３と同一または相当する部分には
同一番号を付してその詳細な説明は省略する。この第２
の実施の形態も、第１の実施の形態と同様に、ポンプ吐
出流量を回転数の増加に伴って供給流量を最大流量より
も減少させる、いわゆるドルーピング特性とする可変容
量形ポンプである。

【００７１】この第２の実施の形態は、前述した第１の
実施の形態においてカムリング２の側縁２７ｂにより開
閉されるようにプレッシャプレートに開口したポンプ吐
出側通路１１ａの孔部２７ａからなる可変メータリング
絞り２７に代えて、図１２に示すような円弧状を呈する
溝部８１からなる可変メータリング絞り８０を設けた点
が相違している。

【００７２】図１６は前述した図１１で説明したプレッ
シャプレート４０のカムリング３７に接する面を示す。
円弧状溝部８１は、ポンプ吸込側開口に対応する円弧溝
８２、ポンプ吐出側開口８３とともに形成されている。
この円弧状溝部８１は、図１３〜図１５に示すように、
一端８１ａが前記第２の流体圧室６においてカムリング
２の揺動により開閉されるように位置し、他端８１ｂが
前記第１の流体圧室５に開口している。

【００７３】この第２の実施の形態において、低、中回
転時には、図１３、図１４に示すような状態となる。す
なわち、ポンプ吐出側通路１１からの固定メータリング
絞り２１の上流側の流体圧は、スプール２２の通路孔２
９ａ、環状溝２９、チャンファ部２９ｂ、通路６ａを経
て第２の流体圧室６に導入されている。そして、この第
２の流体圧室６から前記円弧状溝部８１の一端８１ａを
可変メータリング絞り８０とし、第１の流体圧室５に導
入されている。したがって、この第１の流体圧室５に
は、可変メータリング絞り８０による差圧が、第２の流
体圧室６との間に作用することになる。

【００７４】ポンプの高回転時になると、図１５に示す
ように、スプール２２が図中右方に移動し、前述した場
合とは逆に、第１の流体圧室５に固定メータリング絞り
２１の上流側の流体圧が導入されるとともに、第２の流
体圧室６には、固定メータリング絞り２１の下流側の流
体圧が導入され、カムリング２はばね室２６側に揺動
し、このとき可変メータリング絞り８０となる円弧状溝
部８１の一端８１ａは閉塞された状態となる。

【００７５】このような第２の実施の形態でのポンプ構
造においても、前述したと同様に、第１、第２の流体圧
室５，６には、固定メータリング絞り２１、可変メータ
リング絞り８０による差圧が作用しており、その圧力差
は小さい。また、図１３〜図１５の状態から圧力流体利
用機器側が作動された負荷状態になると、第１の流体圧
室５側の流体圧が、第２の流体圧室６の流体圧よりも大
きくなり、所要のリリーフ状態が得られることは前述し
た実施の形態で説明した通りである。

【００７６】なお、上述した図１３〜図１５における第
２の実施の形態では、リリーフバルブ１５をポンプ吐出
側通路１１，１３等とは別のパイロット通路となる部分
にパイロット式として設けているが、本発明はこれに限
定されない。

【００７７】図１７〜図１９は本発明の第３の実施の形
態を示す図であり、これらの図において、ポンプ吐出側
通路において、固定メータリング絞り２１の下流側の通
路１３からポンプの吸込側通路１４に圧力流体を還流さ
せるように直動型のリリーフバルブ１５を設けている。
このような構造としても、前述した実施の形態と同様の
作用効果が得られるもので、ここでの詳細な動作説明は
省略する。

【００７８】図２０〜図２２は本発明の第４の実施の形
態を示し、この実施の形態では、前述した第１〜第３の
実施の形態で説明したポンプとは異なり、可変メータリ
ング絞りを省略し、固定メータリング絞り２１のみをポ
ンプ吐出側通路１１，１３の途中に設けることにより、
図２３に示すようなポンプからの供給流量を一定流量と
した一定流量型のポンプを示している。

【００７９】この実施の形態でのポンプは、第１、第２
または第３の実施の形態におけるポンプから可変メータ
リング絞りを省略した構造であり、その詳細な説明は省
略する。

【００８０】すなわち、この実施の形態におけるポンプ
では、ポンプ回転数が小さいときは第１の流体圧室５に
はポンプ吐出側通路１１ａにおいて固定メータリング絞
り２１の下流側の流体圧が導かれ、第２の流体圧室６に
は固定メータリング絞り２１の上流側の流体圧が導かれ
ている。そして、ポンプ回転数が所定以上の回転数にな
り、前記固定メータリング絞り２１の上流側でのポンプ
吐出側流体圧が一定以上になると、スプール式制御バル
ブ２０を構成するスプール２２が移動し、その流体圧を
前記高圧側の流体圧室５に導く。これに対して固定メー
タリング絞り２１の下流側の流体圧が第２の流体圧室６
に導かれており、カムリング３７は第１、第２の流体圧
室５，６の差圧によってポンプ室４を縮小する方向に変
位する。したがって、ポンプからの吐出流量はポンプ回
転数にかかわらず一定流量に維持される。

【００８１】さらに、圧力流体利用機器ＰＳ側が作動さ
れたりしてポンプ吐出側通路１１，１３内の流体圧が所
定圧（リリーフ圧）以上になると、リリーフバルブ１５
が開いてポンプ吸込側へのリリーフが行われる。このよ
うなリリーフ状態になると、カムリング３７は、第２の
流体圧室６側の流体圧がさらに小さくなることから、よ
り一層ポンプ室４を縮小する方向に変位し、ポンプ室４
からの吐出流量をより小さくする。

【００８２】このような第４の実施の形態によっても、
前述した第１、第２、第３の実施の形態と同様の作用効
果が得られることになる。

【００８３】図２４は前述した各実施の形態で説明した
揺動支点ピン４１（２ａ）の形状を、軸線方向の中央部
が最大外径寸法をもち、両端に向って徐々に小径となる
ような曲面で形成した中膨らみ状に形成している。この
ような形状による揺動支点ピン４１によれば、カムリン
グ３７の支持が確実に行えるととともに、円滑な揺動動
作を得ることが可能となる。なお、このような揺動支点
ピン４１を用いた場合、シールピンとしての機能は多少
劣るが、前述したようにカムリング３７の両側の流体圧
室５，６間での流体圧力差が小さいときには実用上支障
ないものである。

【００８４】すなわち、上述した揺動支点ピン４１によ
りカムリング３７の凹部３７ｄを単純に支持するには、
軸線方向に沿っての加工精度が求められる。これに対
し、この実施の形態での曲面形状のピン４１では、軸線
方向の一点で支持しているから、確実な支持が維持でき
るとともに高精度の加工は必要とせず、したがって加工
性、製造コスト面で有利となる。しかも、このピン４１
を支持するアダプタリング３９側の凹部９０での精度も
従来構造では要求されていたが、この実施の形態での形
状で形成すればこのような精度も必要なくなる。

【００８５】また、この実施の形態では、前記ポンプボ
ディ（アダプタリング３９）内でカムリング３７を揺動
自在に支持するための揺動支点ピン４１を、前記アダプ
タリング３９の内周部に形成した凹部９０により支持す
るとともに、この揺動支点ピン４１の両端部を係入させ
る穴部を、ポンプボディ内でポンプ構成要素３３を挟み
込む両側のプレート（リアボディ３２の内側面のサイド
プレートとプレッシャプレート４０）とに形成した略小
判形状の長穴９１，９１によって構成している。

【００８６】すなわち、従来の揺動支点ピン４１は、ポ
ンプ構成要素３３を挟み込む両側のリアボディ３２の内
側面とプレッシャプレート４０とに形成した円形状の穴
部によって支持し、アダプタリング３９側の凹部では受
けていなかったが、本発明はこれとは逆にアダプタリン
グ３９の凹部９０で揺動支点ピン４１を直接受けて支持
するとともに、両端部は可動可能に構成しているのであ
る。

【００８７】このような構造とすれば、揺動支点ピン４
１は軸線方向のほとんどが凹部９０の溝底により保持さ
れ、カムリング３７の揺動支点、さらに第１、第２の流
体圧室５，６（５３，５４）間のシールピンとして、さ
らにリアボディ３２とプレッシャプレート４０の位置決
めピンとして機能させることができる。

【００８８】前記揺動支点ピン４１の両端部が係入され
る長穴９１，９１は、カムリング３７を介して作用する
ポンプ室３８における吐出側領域での吐出圧等による荷
重に対して揺動支点ピン４１の端部の動きを許容できる
程度の長穴として形成されている。なお、揺動支点ピン
４１の径寸法がたとえば３ｍｍφであるときに、略小判
形状の長穴９１の長径部を３．３ｍｍとするとよいこと
が確認されている。

【００８９】勿論、この略小判形状の長穴９１，９１
は、リアボディ３２とプレッシャプレート４０との回転
方向の位置決めを行えるように揺動支点ピン４１の外径
に合わせた間隙をおいて対向する平行部９１ａ，９１ａ
を有し、その短辺方向の寸法が決められている。なお、
これらの平行部９１ａ，９１ａは、ポンプ室３８の吐出
側領域における吐出圧力がカムリング３７に作用する方
向に延びている。

【００９０】このような構造によれば、揺動支点ピン４
１の軸線方向のほとんどを、アダプタリング３９の凹部
９０により支持することができるから、カムリング３７
の揺動支点としての機能を確保することができる。そし
て、従来問題であったポンプ室３８におけるポンプ吐出
側領域３８Ｂでの変動している流体圧の影響によってカ
ムリング３７を介して作用している荷重の影響にかかわ
らず、ピン４１の倒れ等はなくなり、カムリング３７を
円滑に揺動させることができる。これは、軸線方向に沿
って湾曲面で形成されるピン４１に対してカムリング３
７側が軸実に一箇所で支持されるためである。

【００９１】そして、上述したカムリング３７の揺動に
よってポンプ吐出流量を調整する流量調整域において
も、カムリング３７が円滑に揺動するからポンプの流量
特性を安定化させることができる。また、上述した構成
によれば、揺動支点ピン４１の両端部が係入される穴部
がカムリング３７への荷重の作用方向に長尺な長穴９
１，９１で形成されているから、従来に比べてリアボデ
ィ３２、プレッシャプレート４０でのピン支持部におけ
る強度上の問題を解消することができる。さらに、これ
に加えて揺動支点ピン４１の支持強度も増すことから、
ポンプ吐出圧の高圧化を図ることも可能である。

【００９２】しかし、このような揺動支点ピン４１の両
端を支持するプレッシャプレート４０側とリヤボディ３
２側との穴部としては、加工精度が確保できるならば単
純な円形穴であってもよいことも勿論である。

【００９３】なお、本発明は上述した実施の形態構造に
限定されず、可変容量形ポンプ３０の各部の形状、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。また、上述した各実施の形態では、
固定メータリング絞り２１や可変メータリング絞り２
７，８０というように単に「絞り」として説明したが、
これはこのような絞り部分がオリフィスであってもチョ
ークであってもよいからである。

【００９４】

【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、カムリングの両側に形成される第
１、第２の流体圧室に対して可変メータリング絞りの
上、下流側の流体圧に関連する圧力をポンプの全回転領
域において導入しているから、ポンプ内部での漏れを相
対的に低減することができる。また、本発明によれば、
ポンプ内部での流体圧力差が大きい部分を削減できるか
ら、充分な耐圧を必要とするシール部分を削減すること
ができる。

【００９５】また、本発明によれば、制御バルブで制御
する差圧力が小さくなるために安定した制御が可能とな
る。たとえば可変メータリング絞りの上、下流側での差
圧がたとえば２Ｋｇｆ／ｃｍ² 程度の小さくともカムリ
ングを適切に揺動動作させることができる。

【００９６】さらに、上述した可変メータリング絞りの
上、下流側での差圧は、ポンプから圧力流体を供給する
圧力流体利用機器の作動、非作動に伴う負荷時あるいは
無負荷時とも一定であり、制御バルブの開口面積を大き
くしても通過流量をそれ程必要とせず、安定した制御が
可能となる。また、上述した制御バルブでの通過流量は
そのままポンプから吐出されるから、この点を予め見込
んだメータリング絞りを設定しておけばよく、内部漏れ
という問題はなくなる。

【００９７】このような利点は、制御バルブのランド部
で分配制御する圧力差が、従来のようにタンク圧とポン
プ吐出圧という大きな圧力差ではなく、メータリング絞
りの上、下流側での差圧という小さな圧力差でよいか
ら、制御バルブのランド部での漏れ量が少なくてよいた
めである。

【００９８】また、本発明によれば、制御バルブによっ
て、ポンプの低回転域と高回転域とでメータリング絞り
の上、下流側の流体圧を、第１、第２の流体圧室に反転
して与えることができるから、ポンプが高回転時から低
回転時に移行した戻り時におけるカムリングの揺動動作
が円滑になる。

【００９９】さらに、本発明によれば、ばね手段の付勢
力を、可変容量形ポンプを構成するうえで必要な力、す
なわちカムリングの内周部にポンプ吐出側流体圧が作用
する領域によるアンバランス力や製作誤差に伴うアンバ
ランス力を吸収できる程度の大きさに設定することによ
り、カムリングの揺動支点ピンを中心とした揺動方向の
左、右両側での力をバランスさせ、カムリングを所要の
状態で揺動させることができる。

【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第１の実施
の形態を示し、低回転時（図４のａ−ｂの直前）の状態
を示す作動説明図である。

【図２】 図１の可変容量形ポンプにおいて中回転時
（図４のｂ）の状態を示す作動説明図である。

【図３】 図１の可変容量形ポンプにおいて高回転時
（図４のｂ〜ｅ）の状態を示す作動説明図である。

【図４】 図１〜図３のポンプにおけるポンプ回転数に
対する供給流量を説明する特性図である。

【図５】 図１〜図３のポンプにおける制御バルブのス
プールのばね室室側のランド部とバルブ孔に開口する通
路との関係を示す要部拡大図である。

【図６】 図１〜図３のポンプにおいて、可変メータリ
ング絞りとしてカムリングの側縁で開閉される孔部の変
形例を説明するための図である。

【図７】 図１の低回転時（図４のａ−ｂの直前）にお
けるリリーフ状態を示す作動説明図である。

【図８】 図２の中回転時（図４のｂ）におけるリリー
フ状態を示す作動説明図である。

【図９】 図３の高回転時（図４のｂ〜ｅ）におけるリ
リーフ状態を示す作動説明図である。

【図１０】 図１〜図３、図７〜図９の可変容量形ポン
プの具体例を示すポンプの断面図である。

【図１１】 図１０のXI−XI線断面図である。

【図１２】 図１０のXII−XII線断面図である。

【図１３】 本発明に係る可変容量形ポンプの第２の実
施の形態を示し、低回転時（図４のａ−ｂの直前）の状
態を示す作動説明図である。

【図１４】 図１３の可変容量形ポンプにおいて中回転
時（図４のｂ）の状態を示す作動説明図である。

【図１５】 図１３の可変容量形ポンプにおいて高回転
時（図４のｂ〜ｅ）の状態を示す作動説明図である。

【図１６】 （ａ）は図１３〜図１５のポンプにおい
て、プレッシャプレートに形成した可変メータリング絞
りを構成する円弧状溝部を説明するための図、（ｂ）は
（ａ）のXVI−XVI線断面図である。

【図１７】 本発明に係る可変容量形ポンプの第３の実
施の形態を示し、低回転時の状態を示す作動説明図であ
る。

【図１８】 図１７の可変容量形ポンプにおいて高回転
時の状態を示す作動説明図である。

【図１９】 図１７の可変容量形ポンプにおいて低回転
時におけるリリーフ状態を示す作動説明図である。

【図２０】 本発明に係る可変容量形ポンプの第４の実
施の形態を示し、低回転時（図２３のａ−ｂの直前）の
状態を示す作動説明図である。

【図２１】 図２０の可変容量形ポンプにおいて中回転
時（図２３のｂ）の状態を示す作動説明図である。

【図２２】 図２０の可変容量形ポンプにおいて高回転
時（図２３のｂ−ｃ）の状態を示す作動説明図である。

【図２３】 図２０〜図２２の可変容量形ポンプにおけ
るポンプ回転数に対する供給流量を説明する特性図であ
る。

【図２４】 上述した第１〜第４の実施の形態におい
て、カムリングを支持する揺動支点ピンの変形例を示
し、（ａ）は揺動支点ピンの支持部構造を実際よりも誇
張して描いた拡大断面図、（ｂ），（ｃ）は（ａ）のXX
IVｂ−XXIVｂ線、XXIVｃ−XXIVｃ線断面図である。

【図２５】 従来の可変容量形ポンプを示し、低回転時
の状態を示す作動説明図である。

【図２６】 図２５の可変容量形ポンプにおいて、高回
転時の状態を示す作動説明図である。

【図２７】 図２５可変容量形ポンプにおいて、低回転
時におけるリリーフ状態を示す作動説明図である。

【図２８】 図２５のポンプにおけるポンプ回転数に対
する供給流量を説明する特性図である。

【符号の説明】 １…ポンプボディ、１ａ…アダプタリング、２…カムリ
ング、２ａ…揺動支点ピン、２ｂ…ばね、２ｃ…シール
材、３…ロータ、３ａ…ベーン、４…ポンプ室、４Ａ…
ポンプ吸込側領域、４Ｂ…ポンプ吐出側領域、５，６…
流体圧室、７…ポンプ吸込側開口、８…ポンプ吐出側開
口、１１，１３…ポンプ吐出側通路、１４…ポンプ吸込
側通路、１５…リリーフバルブ、２０…スプール式制御
バルブ、２１…固定メータリング絞り、２２…スプー
ル、２２ａ，２２ｂ…ランド部、２３…通路、２４，２
５…室、２６…ばね室、２７…可変メータリング絞り、
２７ａ…孔部、２８…環状溝、２９…環状溝、２９ａ…
通路孔、２９ｂ…チャンファ部、３０…ベーンタイプの
可変容量形ポンプ（可変容量形ベーンポンプ）、３１…
フロントボディ（ポンプボディ）、３２…リアボディ
（ポンプボディ）、３３…ポンプ構成要素、３４…収納
空間、３５…ロータ、３６…ドライブシャフト（回転
軸）、３７…カムリング、３８…ポンプ室、４０…プレ
ッシャプレート、４１…揺動支点ピン、４３…ポンプ吐
出側圧力室、４４…ポンプ吐出側通路、４５…ポンプ吸
込ポート、４６…ポンプ吸込側通路、４８…ポンプ吐出
側ポート、５３，５４…第１、第２の流体圧室、６３…
固定メータリング絞り、６８…可変メータリング絞り、
８０…可変メータリング絞り、８１…円弧状溝部、９０
…凹部、９１…小判形状の長穴、Ｔ…タンク。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータを一側寄りに片寄らせた状態でこ
   のロータとの間にポンプ室を形成するとともにこのポン
   プ室容積が最大となる方向に付勢されているカムリング
   と、 前記カムリングをその外周面の一部に設けた揺動支点ピ
   ンを支点として揺動可能に支持する内部空間を有するポ
   ンプボディと、 前記ポンプボディの内部空間内で前記カムリングの外周
   部との間にシール手段を介して分割形成され前記カムリ
   ングを揺動させる第１および第２の流体圧室と、 前記ポンプ室から吐出される圧力流体の吐出側通路の途
   中に設けたメータリング絞りの前、後の流体圧により作
   動され前記カムリングの揺動を制御する制御バルブとを
   備えた可変容量形ポンプにおいて、 前記制御バルブを前記メータリング絞りの前、後の流体
   圧によって作動することにより、前記メータリング絞り
   の後側の流体圧を前記第１または第２の流体圧室に選択
   的に導入するように構成し、 この制御バルブによりポンプの全回転域において前記メ
   ータリング絞りの前、後の流体圧を前記第１、第２の流
   体圧室への導入流体圧としたことを特徴とする可変容量
   形ポンプ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の可変容量形ポンプにお
   いて、 前記制御バルブの可動手段を、ポンプの低回転域では前
   記メータリング絞りの後側を第１の流体圧室に、前記メ
   ータリング絞りの前側を第２の流体圧室に接続するとと
   もに、ポンプの高回転域では前記メータリング絞りの前
   側を第１の流体圧室に、前記メータリング絞りの後側を
   第２の流体圧室に接続するように構成したことを特徴と
   する可変容量形ポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の可変容
   量形ポンプにおいて、 前記カムリング付勢用のばね手段の付勢力を、前記カム
   リングの内周部でポンプ室内のポンプ吐出圧が作用する
   ポンプ吐出側領域における流体圧が前記ロータの回転方
   向においてバランスする力よりも大きくしたことを特徴
   とする可変容量形ポンプ。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２または請求項３に記
   載の可変容量形ポンプにおいて、 前記揺動支点ピンを、軸線方向の中央部から両端側に向
   って外径が徐々に小径となるような中膨らみ状に形成し
   たことを特徴とする可変容量形ポンプ。