JP2002098069A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプール弁体とメータリングオリフィスを同
軸的に配置できないポンプ装置でも、回転速度の増加に
応じて吐出流量を低減させることを可能にする。 【解決手段】 ベーンポンプ部２０から作動油が吐出さ
れる圧力室１８は、流量制御弁４０とバイパス通路１４
を介して吸入ポート２４に連通されている。圧力室内部
は、流量制御弁の弁孔４１に嵌合される円筒部３１とそ
の他端から半径方向に延びる仕切板部３２よりなるガイ
ド部材３０により第１室１８ａと第２室１８ｂに分割さ
れる。弁孔に嵌合されるスプール弁体４２から円筒部内
に突出する突出部４２ａの先端部には、第１室１８ａを
上流部１８ａ１と下流部１８ａ２とに分離する絞り４４
を形成する絞り部材４２ｂを設け、下流部は円筒部３１
に形成した連通孔３０ａから第２室とメータリングオリ
フィス３６を通って吐出口３８に連通される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用動力舵取装
置などに使用するのに適した、回転速度の増大に応じて
吐出流量が低減する流量低減機能を有するポンプ装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用動力舵取装置では、小形・軽量、
低脈動・低騒音などの長所が得られることから、ロータ
の回転軸線に対し吸入および吐出ポートを対称に配置し
た平衡形のベーンポンプを使用することが多い。また動
力舵取装置用のポンプ装置では、車両用エンジンにより
駆動されるポンプの回転速度の変動にかかわらず常に一
定流量の作動油を供給するために、吐出ポートからの余
剰流量を吸入ポート側に還流するバイパス通路に流量制
御弁を設け、動力舵取装置への吐出通路に設けたメータ
リングオリフィスの前後の圧力差に応じて流量制御弁の
開度が変化するように制御している。

【０００３】また車両用動力舵取装置では、高速におい
て操舵アシスト力を低下させる必要性があるので、車両
用エンジンにより駆動されるポンプ装置には、回転速度
の増加に応じて吐出流量を低減させる機構が採用されて
いる。この流量低減機構は、通常は流量制御弁のスプー
ル弁体の先端にテーパを有する調整ロッドを設けてこれ
をメータリングオリフィス内に挿入し、ポンプ装置の回
転速度の増大に応じてメータリングオリフィスの開口面
積を減少させることにより行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構造の流量低減機構は、何らかの理由によりスプール
弁体とメータリングオリフィスを同軸的に配置できない
場合には採用することができないという問題がある。本
発明はこのような問題を解決することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によるポ
ンプ装置は、前後方向軸線回りに回転自在に支持された
ロータを有しハウジング内に設けられたベーンポンプ部
と、このベーンポンプ部とハウジングの後部との間に形
成されて同ベーンポンプ部の吐出ポートが開口されると
ともにメータリングオリフィスを介して吐出口に連通さ
れる圧力室と、ハウジング内に形成されて圧力室をベー
ンポンプ部の吸入ポート側に連通するバイパス通路と、
圧力室とバイパス通路の間に設けられて圧力室から吸入
ポート側への還流量を調整する流量制御弁を備えてなる
ポンプ装置において、 流量制御弁は、ハウジング内の
後部に形成され一端が圧力室に開口するとともに側面に
バイパス通路の一端が開口される弁孔と、この弁孔内に
バイパス通路を開閉するように摺動自在に嵌合されメー
タリングオリフィスの前後の圧力差に応じて移動して同
流量制御弁の開度を変化させるスプール弁体よりなり、
圧力室内には、弁孔の圧力室側となる端部内に一端部
が同軸的に嵌合されるとともに内外を連通する連通孔が
形成された円筒部と、この円筒部の他端部から半径方向
外方に伸びる仕切板部よりなり、圧力室内を流量制御弁
に連通される第１室と吐出口に連通される第２室に分割
するガイド部材を設け、 スプール弁体から円筒部内に
突出する突出部の先端部に第１室を上流部と下流部とに
分離する絞りを形成する絞り部材を設け、下流部を第２
室に連通する連通孔を円筒部３１に形成したことを特徴
とするものである。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、絞り部材はスプール弁体の突出部の先端部に固定さ
れた円板状とし、絞りは絞り部材の外縁とガイド部材の
円筒部の内面の間に形成したことを特徴とするものであ
る。

【０００７】請求項３の発明は、前２項の発明において
流量制御弁の弁孔はベーンポンプ部のロータと同軸的
に形成したことを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１および図２に示す実施の形態
により本発明の説明をする。この実施の形態のポンプ装
置は、ハウジング１０と、ハウジング１０内に設けられ
てポンプ軸２７により回転駆動されるベーンポンプ部２
０と、このベーンポンプ部２０の吐出ポート２５から吸
入ポート２４への還流量を調整する流量制御弁４０と、
ベーンポンプ部２０の吐出ポート２５とポンプ装置の吐
出口３８の間に設けたメータリングオリフィス３６と、
吐出ポート２５が開口される圧力室１８内に設けられた
ガイド部材３０を主な構成部材としている。

【０００９】ハウジング１０はフロントハウジング１０
ａとその後側にねじ止め固定されてこれを覆うリヤハウ
ジング１０ｂよりなり、フロントハウジング１０ａの前
端側となる円筒部内には、１対の玉軸受２８を介してポ
ンプ軸２７が前後方向軸線回りに回転自在に支持されて
いる。フロントハウジング１０ａにはポンプ軸２７と同
軸的に段付き円筒状の内面１０ｃが形成され、この内面
１０ｃの軸線方向中間部には環状の流体流通空間１５が
偏心して（図２参照）形成されている。何れも円盤状の
前側サイドプレート１１と後側サイドプレート１２はこ
の内面１０ｃの最前部および後部に前後方向摺動可能に
嵌合され、この両サイドプレート１１，１２の間に次に
述べるベーンポンプ部２０が設けられている。フロント
ハウジング１０ａとリヤハウジング１０ｂの間、リヤハ
ウジング１０ｂの前面に形成した円筒部１０ｂ１とこれ
に嵌合されるフロントハウジング１０ａの内面１０ｃの
間およびフロントハウジング１０ａの内面１０ｃと後側
サイドプレート１２の間は、それぞれＯリング１９ａ，
１９ｂおよび１９ｃにより液密にシールされている。

【００１０】ベーンポンプ部２０は、後述のように位置
決めピン２６によりフロントハウジング１０ａに支持さ
れるカムリング２１と、ポンプ軸２７の内端部に同軸的
にスプライン結合されたロータ２２と、ロータ２２に形
成された複数の半径方向スリットに摺動自在に支持され
てカムリング２１の内周に形成された略楕円形のカム面
に常に当接されているベーン２３よりなり、前側サイド
プレート１１と後側サイドプレート１２の間に位置して
いる。後側サイドプレート１２は後述するガイド部材３
０によりベーンポンプ部２０のカムリング２１の後側面
に弾性的に押圧され、これによりカムリング２１は両サ
イドプレート１１，１２の間に弾性的に挟持されてい
る。カムリング２１は流体流通空間１５の前後方向幅内
に位置しており、カムリング２１と両サイドプレート１
１，１２は、軸線方向に伸びる１対の位置決めピン２６
により、ハウジング１０に対する円周方向の位置決めが
なされる。

【００１１】両サイドプレート１１，１２には、流体流
通空間１５内の作動油をベーンポンプ部２０内に吸入す
る１対の吸入ポート２４が、ロータ２２の回転軸線に対
し対称に配置して形成され、また後側サイドプレート１
２にはベーンポンプ部２０からの作動油を吐出する１対
の吐出ポート２５が、吸入ポート２４からほゞ９０度離
れた位相方向において、ロータ２２の回転軸線に対し対
称に配置して形成されている（何れも図２参照）。各吐
出ポート２５は、リヤハウジング１０ｂと後側サイドプ
レート１２の間に形成される圧力室１８に開口されてい
る。

【００１２】リヤハウジング１０ｂには、ロータ２２の
回転軸線と同軸的に、前端が圧力室１８に開口されて後
端が閉じられた流量制御弁４０の弁孔４１が形成されて
いる。ハウジング１０内には、弁孔４１の中間部の側面
と流体流通空間１５とを連通するバイパス通路１４が、
各吸入ポート２４とほゞ等距離となるように、すなわち
ロータ２２の回転軸線を含み両吸入ポート２４を結ぶ線
とほゞ直交する平面にそって形成されている。このバイ
パス通路１４は、リヤハウジング１０ｂ内に直交して形
成された第１および第２通路１４ａ，１４ｂと、第１通
路１４ａに液密に嵌合されてこの両通路１４ａ，１４ｂ
を滑らかにつなぐコーナガイド１４ｄと、フロントハウ
ジング１０ａ内に形成された第３通路１４ｃにより形成
されている。第１通路１４ａの圧力室１８側で弁孔４１
に接近した位置１４ｅには、リザーバ（図示省略）から
の作動油が供給される吸入通路１３が接続されている。

【００１３】圧力室１８内には、円筒部３１と、その前
端部から半径方向外方に伸びる円板状部の外縁を後側サ
イドプレート１２に向けて折曲した仕切板部３２よりな
るガイド部材３０が設けられている。円筒部３１は、後
部が弁孔４１の圧力室１８側となる端部内に嵌合されて
外周面に形成した段部３１ａが当接することにより軸線
方向後向きの移動が停止され、仕切板部３２は弾性的に
多少変形し、折曲された外縁全周が後側サイドプレート
１２に当接してこれをカムリング２１の後側面に押圧し
ている。

【００１４】このガイド部材３０は圧力室１８内を、流
量制御弁４０の弁孔４１に連通される第１室１８ａと、
吐出通路３５を介して吐出口３８に連通される第２室１
８ｂに分割し、また円筒部３１の前部には、この両室１
８ａ，１８ｂを連通する連通孔３０ａが形成されてい
る。第２室１８ｂ側となる吐出通路３５の入口にはメー
タリングオリフィス３６が圧入固定されている。

【００１５】流量制御弁４０の弁孔４１には、バイパス
通路１４を開閉するスプール弁体４２が摺動自在に嵌合
されて、弁孔４１の後端面との間に介装したスプリング
４３により圧力室１８側に向けて弾性的に付勢され、不
作動状態では円筒部３１の後端面に当接して停止され、
バイパス通路１４は閉じられている。メータリングオリ
フィス３６より後流側となる吐出通路３５と、スプール
弁体４２の後側となる弁孔４１内は、絞り部を有する連
通路３７により連通されている。スプール弁体４２の前
端中央からガイド部材３０の円筒部３１内に突出する突
出部４２ａの先端部には、円板状の絞り部材４２ｂが一
体的に固着されている。この絞り部材４２ｂは、スプー
ル弁体４２の作動にともなって、図１に示す円筒部３１
内の先端位置から連通孔３０ａ付近まで移動し、移動に
全範囲において絞り部材４２ｂの外縁とガイド部材３０
の円筒部３１の内面の間に環状の絞り４４を形成する。
この絞り４４により第１室１８ａ内は、吐出ポート２５
に連通される上流部１８ａ１と連通孔３０ａを通って第
２室１８ｂとに連通される下流部１８ａ２に分離され、
この下流部１８ａ２が連通孔３０ａを介して後側室１８
ｂに連通されている。

【００１６】ポンプ軸２７の先端に固定したＶプーリ２
９に掛けた駆動ベルトを介して車両のエンジンの回転が
ポンプ軸２７に伝達されてベーンポンプ２０のロータ２
２が回転されれば、吸入通路１３に連通されたリザーバ
（図示省略）内の作動油はバイパス通路１４、流体流通
空間１５および１対の吸入ポート２４を介してベーンポ
ンプ部２０内に吸入され、１対の吐出ポート２５から圧
力室１８の第１室１８ａ内に吐出され、絞り４４および
メータリングオリフィス３６を通る作動油の流れが生じ
る。この流れにより流量制御弁４０を開くようにスプー
ル弁体４２に加わる力は、メータリングオリフィス３６
の前後に生じる圧力差による第１の力と、絞り部材４２
ｂにより形成される絞り４４の前後に生じる圧力差によ
る第２の力の和である。ポンプ軸２７の回転速度が低い
状態では、これらの力は何れも小さいので、スプール弁
体４２がスプリング４３に抗して移動することはなく、
流量制御弁４０は閉じたままであり、この作動油は全量
が連通孔３０ａから第２室１８ｂ内に入り、メータリン
グオリフィス３６と吐出通路３５を通って吐出口３８か
ら動力舵取装置などの機器に供給される。この段階で
は、吐出口３８からの吐出流量Ｑは、図３の実線ａに示
すように、ポンプ軸２７の回転速度の増大に比例して増
大する。

【００１７】ポンプ軸２７の回転速度が増大してメータ
リングオリフィス３６を通って吐出口３８から供給され
る作動油の流量が増大するにつれてメータリングオリフ
ィス３６前後の圧力差が増大する。この流量が所定値に
達すればメータリングオリフィス３６および絞り４４前
後の圧力差、従ってスプール弁体４２に加わる第１の力
と絞り部材４２ｂに加わる第２の力の和も所定値に達
し、スプリング４３に抗してスプール弁体４２が後退し
て流量制御弁４０が開き、第１室１８ａ内の作動油がバ
イパス通路１４および流体流通空間１５を通ってベーン
ポンプ部２０の吸入ポート２４側に還流するようにな
る。

【００１８】これ以後はポンプ軸２７の回転速度が増大
して吐出ポート２５からの作動油の吐出量が増大しよう
とすれば、メータリングオリフィス３６前後の圧力差、
従ってスプール弁体４２に加わる第１の力も増大し、流
量制御弁４０はその分だけ開度が増大して還流量を増大
させるように自動的に調整される。従って絞り部材４２
ｂに加わる第２の力の影響を無視すれば、図３の破線ｃ
に示すように、吐出口３８からの作動油の吐出量はほゞ
一定に保たれる。しかしこの状態ではベーンポンプ部２
０から吐出される作動油は全量が絞り４４を通るので、
絞り部材４２ｂに加わる第２の力はポンプ装置の回転速
度に比例して流量制御弁４０の開度をさらに増大させる
ようにスプール弁体４２を制御して吸入ポート２４への
還流量を増大させ、その結果、吐出口３８からの吐出流
量Ｑは、図３の実線ｂに示すように、ポンプ軸２７の回
転速度の増大に応じて減少するようになる。これにより
車両用動力舵取装置に使用するのに適した、ポンプ装置
の回転速度の増加に応じて吐出流量を低減させる特性を
与えることができる。

【００１９】上述した作動の説明において、流量制御弁
４０が開いた状態で、圧力室１８からバイパス通路１４
に勢いよく噴出するバイパス流は、弁孔４１に接近した
位置１４ｅでバイパス通路１４に接続された吸入通路１
３から流入する作動油を巻き込んだ後、バイパス通路１
４内で動圧が静圧に変換されて圧力が上昇し流体流通空
間１５内に過給される。

【００２０】また上述した実施の形態では、図１に示す
ように、スプール弁体４２の後側となる弁孔４１内を吸
入通路１３に連通する管路４５にレリーフ用パイロット
弁４６を設けている。これは停車状態でストッパに当た
るまで大きく操舵するなどして吐出口３８への出力圧が
増大した場合、その出力圧がある限度を超えれば、レリ
ーフ用パイロット弁４６を通してスプール弁体４２の後
側の圧力を低下させ、これにより流量制御弁４０を大き
く開いてベーンポンプ部２０から吐出されれる作動油を
すべて吸入ポート２４側にバイパスさせるためである。
これによりポンプ装置の負荷を低減させることができ
る。

【００２１】また、上述した実施の形態では、ガイド部
材３０の仕切板部３２は半径方向外方に伸びる円板状部
の外縁を折曲したものとしている。しかしこの仕切板部
３２は、絞り部材４２ｂの外周縁との間に絞り４４を形
成する円筒部３１の内面の長さをスプール弁体４２のス
トロークと同程度にとれることを条件として、円錐面状
としてもよい。なお、図３の実線ｂで示す回転速度の増
加に応じて吐出流量を低減させる特性は、円筒部３１の
内径を変化させることにより変えることができる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、流量制御弁を
開くようにスプール弁体に加わる力は、メータリングオ
リフィスの前後に生じる圧力差による第１の力と、絞り
部材により形成される絞りの前後に生じる圧力差による
第２の力の和となる。第１の力は、従来と同じく吐出口
からの吐出流量に応じるもので、ポンプ装置の回転速度
にかかわらず吐出流量を一定にするようにスプール弁体
を制御する。一方、ポンプ装置の回転速度に比例してベ
ーンポンプ部から吐出される作動油は全量が絞りを通る
ので、第２の力はポンプ装置の回転速度に比例して流量
制御弁の開度を増大させるようにスプール弁体を制御す
る。従って請求項１の発明によれば、この２つの力の和
がスプール弁体に加わるので、回転速度の増加に応じて
吸入ポートへの還流量を増大させて吐出流量を低減させ
る特性を与えることができ、しかもメータリングオリフ
ィス内に調整ロッドを挿入して開口面積を変化させる必
要がないので、スプール弁体とメータリングオリフィス
を同軸的に配置されていないポンプ装置に適用すること
ができる。

【００２３】請求項２の発明によれば、絞り部材はスプ
ール弁体の突出部の先端部に固定された円板状とし、絞
りは絞り部材の外縁とガイド部材の円筒部の内面の間に
形成したので、絞りを形成するために別体の部材を必要
としない。従って製造コストを低減させることができ
る。

【００２４】請求項３によれば、流量制御弁の弁孔をベ
ーンポンプ部のロータと同軸的に形成し、これによりポ
ンプ装置の外径が大きくなることがないので、車両など
に搭載しやすいものとなる。また、ベーンポンプ部とし
てよく使用される吸入および吐出ポートをそれぞれ１対
として対称に配置した平衡型のものを使用した場合は、
流量制御弁から各吸入ポートへの流入および各吐出ポー
トから流量制御弁への流入が均等になるように各通路を
配置できるので、平衡形ベーンポンプの低脈動・低騒音
という長所を最大限に発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるポンプ装置の一実施形態の全体
構造を示す縦断面図である。

【図２】 図１の２−２断面図である。

【図３】 図１に示す実施の形態のポンプ装置の回転速
度に対する吐出流量の特性の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０…ハウジング、１４…バイパス通路、１８…圧力
室、１８ａ…第１室、１８ａ１…上流部、１８ａ２…下
流部、１８ｂ…第２室、２０…ベーンポンプ部、２２…
ロータ、２４…吸入ポート、２５…吐出ポート、３０…
ガイド部材、３０ａ…連通孔、３１…円筒部、３２…仕
切板部、３６…メータリングオリフィス、３８…吐出
口、４０…流量制御弁、４１…弁孔、４２…スプール弁
体、４２ａ…突出部、４２ｂ…絞り部材、４４…絞り。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D033 EB06 EB07 EB08 3H040 AA03 BB01 BB11 CC22 DD22 DD23 DD24 DD27 DD28 DD33 DD37 3H044 AA02 BB05 CC26 DD10 DD12 DD13 DD15 DD16 DD43

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前後方向軸線回りに回転自在に支持され
   たロータを有しハウジング内に設けられたベーンポンプ
   部と、このベーンポンプ部と前記ハウジングの後部との
   間に形成されて同ベーンポンプ部の吐出ポートが開口さ
   れるとともにメータリングオリフィスを介して吐出口に
   連通される圧力室と、前記ハウジング内に形成されて前
   記圧力室を前記ベーンポンプ部の吸入ポート側に連通す
   るバイパス通路と、前記圧力室とバイパス通路の間に設
   けられて前記圧力室から前記吸入ポート側への還流量を
   調整する流量制御弁を備えてなるポンプ装置において、 前記流量制御弁は、前記ハウジング内の後部に形成され
   一端が前記圧力室に開口するとともに側面に前記バイパ
   ス通路の一端が開口される弁孔と、この弁孔内に前記バ
   イパス通路を開閉するように摺動自在に嵌合され前記メ
   ータリングオリフィスの前後の圧力差に応じて移動して
   同流量制御弁の開度を変化させるスプール弁体よりな
   り、 前記圧力室内には、前記弁孔の前記圧力室側となる端部
   内に一端部が同軸的に嵌合されるとともに内外を連通す
   る連通孔が形成された円筒部と、この円筒部の他端部か
   ら半径方向外方に伸びる仕切板部よりなり、前記圧力室
   内を前記流量制御弁に連通される第１室と前記吐出口に
   連通される第２室に分割するガイド部材を設け、 前記スプール弁体から前記円筒部内に突出する突出部の
   先端部に前記第１室を上流部と下流部とに分離する絞り
   を形成する絞り部材を設け、 前記下流部を前記第２室に連通する連通孔を前記円筒部
   ３１に形成したことを特徴とするポンプ装置。
2. 【請求項２】 前記絞り部材は前記スプール弁体の突出
   部の先端部に固定された円板状とし、前記絞りは前記絞
   り部材の外縁と前記ガイド部材の円筒部の内面の間に形
   成したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
3. 【請求項３】 前記流量制御弁の弁孔は前記ベーンポン
   プ部のロータと同軸的に形成したことを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載のポンプ装置。