JP2002168181A - 可変容量形ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷圧が低い場合の吐出流量を減らして省エ
ネルギ効果を得、しかも応答が遅れないようにする。 【解決手段】 ベーンポンプのカムリング２１をアダプ
タ１３内に径方向移動可能に設け、その両側に形成した
作用室５１ａ，５１ｂに導入する可変オリフィス５４前
後の内圧と負荷圧を差圧制御バルブ３１により制御し
て、吐出流量をポンプ回転速度に応答して制御する。差
圧制御バルブは、両端側に形成した作用室５２ａ，５２
ｂに導入された内圧および負荷圧と、内圧作用室５２ａ
側に差圧制御バルブを付勢するバルブ押付用スプリング
３３により作動され、このバルブ押付用スプリングによ
る付勢力は負荷圧の増減に応じて増減される。この増減
は、例えばピストン押付用スプリング４１により付勢さ
れ、先端が内圧作用室内に入って差圧制御バルブに当接
される負荷圧感応ピストン４０により行う。

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可変容量形ポンプ、特にポ
ンプの負荷圧に応じてポンプ吐出流量特性を制御するよ
うにした可変容量形ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】このようなポンプの負荷圧に応じてポン
プ吐出流量特性を制御するようにした可変容量形ポンプ
としては、特公平２−６１６３８号公報に開示された技
術がある。これは、ベーンポンプのロータ中心に対する
偏心量が可変となるようにボデーに支持したカムリング
をスプリングにより偏心方向に付勢するとともに、吐出
通路に設けたオリフィス前後の差圧により作動するピス
トンのロッドをスプリングに抗してカムリングを移動さ
せる向きに当接させ、また、吐出通路に設けたオリフィ
ス前側の内圧に応動する切換弁により高圧（内圧）また
は低圧が選択的に導入される油圧ピストンにより、カム
リングを直接付勢している前記スプリングの初期荷重を
変化させている。この技術によれば、ポンプ回転速度が
増大してポンプ吐出流量がある限度値に達すればポンプ
回転速度がそれより増大してもポンプ吐出流量はそれ以
上増大しないようにポンプの回転数に応じたポンプ吐出
流量特性の制御を行い、また、このポンプ吐出流量の限
度値が負荷圧の増大に応じて増大するように負荷圧に応
じたポンプ吐出流量特性の制御を行うことができる。動
力舵取装置に使用する場合は、負荷圧の増減に応じてこ
の吐出流量の限度値が増減するようにポンプ吐出流量特
性を制御すれば、直進走行などの動力舵取装置が作動し
ておらず従ってポンプからの吐出流量が不要な状態にお
けるポンプ吐出流量の最大値が減少するので、動力舵取
装置の作動に影響を与えることなく省エネルギ効果を得
ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような特公平２−６１６３８号公報の技術では、負荷
圧が所定値を越えると、先ずバルブのスプールがスプリ
ングの付勢力に抗して摺動されて油路が切替えられ、こ
れにより油圧ピストンを収納したシリンダに圧油が導入
されて油圧ピストンが摺動され、その結果カムリングに
作用するスプリングの初期荷重を変化させるようにして
いる。

【０００４】従って、スプリング力の変化がカムリング
に直接及ぼされ、カムリングの作動が不安定になる問題
があり、しかも、負荷圧の上昇に対してポンプ吐出流量
を増加させる応答性を高くできない問題があった。

【０００５】本発明は、差圧制御バルブに作用するスプ
リングによる押付力を負荷圧の上昇に応じて増大させる
ようにしてこのような問題を解決することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明による可
変容量形ポンプは、ハウジング内に径方向移動可能に設
けられたカムリングと、このカムリング内でハウジング
に回転可能に支持され同カムリングの内面と摺動可能に
当接する複数のベーンを放射方向に移動可能に保持する
ロータと、ハウジングまたはこれに固定された部材に形
成された吸入ポートおよび吐出ポートと、吐出ポートを
吐出口に連通する吐出通路の途中に設けたオリフィスを
有し、カムリングの外周に同カムリングの移動方向にお
いて互いに対向する第１作用室と第２作用室を形成し、
カムリングをロータに対する偏心量が最大となる第１作
用室側に弾性的に付勢してなる可変容量形ポンプにおい
て、ハウジングに形成した弁孔内に第１および第２作用
室に作用する各圧力を制御する差圧制御バルブを軸線方
向移動可能に嵌合し、同差圧制御バルブに作用するスプ
リングによる押付力を負荷圧の上昇に応じて増大させる
ように構成してなるものである。

【０００７】差圧制御バルブに作用するスプリングによ
る押付力は負荷圧の上昇に応じて増大するので、差圧制
御バルブの作動状態も負荷圧の上昇に応じて変化し、こ
れによりカムリングの偏心量が減少し始めるときのポン
プ回転速度も変化するので吐出流量がそれ以上増大しな
くなるときの吐出流量の限度値も変化する。

【０００８】請求項２の発明による可変容量形ポンプ
は、ハウジング内に径方向移動可能に設けられたカムリ
ングと、このカムリング内でハウジングに回転可能に支
持され同カムリングの内面と摺動可能に当接する複数の
ベーンを放射方向に移動可能に保持するロータと、ハウ
ジングまたはこれに固定された部材に形成された吸入ポ
ートおよび吐出ポートと、吐出ポートを吐出口に連通す
る吐出通路の途中に設けたオリフィスを有し、カムリン
グの外周に同カムリングの移動方向において互いに対向
する第１作用室と第２作用室を形成し、カムリングをロ
ータに対する偏心量が最大となる第１作用室側に弾性的
に付勢してなる可変容量形ポンプにおいて、ハウジング
に形成した弁孔内に差圧制御バルブを軸線方向移動可能
に嵌合して同差圧制御バルブの両端とハウジングの間に
それぞれ内圧作用室と負荷圧作用室を形成し、吐出通路
のオリフィスより前側の圧力である内圧と後側の圧力で
ある負荷圧を内圧作用室と負荷圧作用室にそれぞれ導入
し、内圧作用室と負荷圧作用室内の各圧力により差圧制
御バルブに与えられる力に抗して同差圧制御バルブを内
圧作用室側に向けて付勢するスプリングによる押付力を
負荷圧の上昇に応じて増大させ、差圧制御バルブは内圧
作用室側に押し付けられているときは第１作用室に低い
圧力を導入するとともに負荷圧作用室側に移動すれば同
第１作用室に内圧を導入し、第２作用室には負荷圧を導
入するよう構成したことを特徴とするものである。

【０００９】スプリングによる押付力により内圧作用室
側に付勢されている差圧制御バルブの両端の各作用室に
は吐出通路に設けたオリフィス前後の内圧と負荷圧を作
用させるようにしているので、ポンプ回転速度が低くこ
の内圧と負荷圧の差圧が小さいときはカムリングの偏心
量は最大となってポンプ吐出流量はポンプ回転速度に比
例して速やかに増大する。ポンプ回転速度が増大しこの
差圧が増大して差圧制御バルブが押付力に抗して移動さ
れるようになれば、カムリング両側の各作用室にこの差
圧が導入されてカムリングの偏心量を減少させるので、
ポンプ回転速度が増大しても吐出流量は増大しないよう
になる。また差圧制御バルブを付勢するスプリングによ
る押付力はオリフィス後側の負荷圧の増減に応じて増減
するので、差圧制御バルブがこの押付力に抗して移動さ
れるようになるときの差圧も増減し、従ってカムリング
両側の各作用室にこの差圧が導入されてカムリングの偏
心量が減少し始めるときのポンプ回転速度も増減するの
で吐出流量がそれ以上増大しなくなるときの吐出流量の
限度値も増減する。

【００１０】請求項３の発明は、前項の発明において、
差圧制御バルブを内圧作用室側に向けて付勢するバルブ
押付用スプリングと、ハウジングに摺動自在に嵌合支持
され内圧作用室内に突出する先端部が差圧制御バルブの
一端に軸線方向から当接可能な負荷圧感応ピストンと、
この負荷圧感応ピストンを差圧制御バルブに向けて付勢
するピストン押付用スプリングをさらに備えたものと
し、差圧制御バルブを内圧作用室側に向けて付勢する押
付力は、バルブ押付用スプリングが差圧制御バルブを内
圧作用室側に向けて付勢する力と、ピストン押付用スプ
リングが負荷圧感応ピストンを介して差圧制御バルブを
負荷圧作用室側に向けて付勢する力の差としたものであ
る。

【００１１】また請求項４の発明は、前２項の発明にお
いて、オリフィスをカムリングが第２作用室側に移動す
るにつれて開口面積が減少する可変オリフィスとしたも
のである。

【００１２】

【発明の実施の形態】先ず図１〜図４に示す第１の実施
の形態の説明をする。この実施の形態の可変容量形ポン
プは動力舵取装置の作動流体機器源として使用するもの
であり、エンドカバー１１により液密に覆われたハウジ
ング１０と、ハウジング１０内に設けられてポンプ軸２
６により回転駆動されるロータ２２および径方向に移動
可能なカムリング２１を有するベーンポンプ部２０と、
カムリング２１の移動を制御する差圧制御バルブ３１
と、ベーンポンプ部２０の吐出通路５３ａ，５３ｂ，５
３ｃの途中に設けられた可変オリフィス５４を主な構成
部材としている。

【００１３】図１および図２に示すように、ハウジング
１０とこれにねじ止め固定されたエンドカバー１１に
は、ポンプ軸２６の中間部および後端部がそれぞれ軸受
を介して回転自在に支持されている。ポンプ軸２６と同
軸的にハウジング１０に形成された円筒状の内面１０ａ
には、奥側に円盤状のサイドプレート１２が、また手前
側に筒状のアダプタ１３が、何れも回転しないように嵌
合支持され、これらエンドカバー１１とサイドプレート
１２とアダプタ１３の間には次に述べるベーンポンプ部
２０が設けられている。ハウジング１０から突出するポ
ンプ軸２６の先端には、エンジンからの動力が伝達され
るＶプーリ２９が固定されている。

【００１４】ベーンポンプ部２０は、アダプタ１３内に
設けられたカムリング２１と、ポンプ軸２６の中間部に
同軸的にスプライン結合されたロータ２２と、ロータ２
２に形成された複数の半径方向スリットに摺動自在に保
持されてカムリング２１の円筒状の内面に常に当接され
ているベーン２３よりなり、これら各部材２１〜２３の
側面はエンドカバー１１およびサイドプレート１２の端
面に摺動可能に当接されている。ベーンポンプ部２０の
吸入ポート２４はエンドカバー１１の端面に形成され、
吸入通路１４および吸入口１５を介してリザーバ６１か
らの作動流体が供給されている。また吐出ポート２５は
サイドプレート１２の端面に形成され、裏側に位置する
圧力室１６から、後述する可変オリフィス５４を途中に
設けた吐出通路５３ａ，５３ｂ，５３ｃおよび導通孔３
４ａを通って吐出口５５に導かれている。

【００１５】ポンプ軸２６と平行に設けられて両端がエ
ンドカバー１１およびサイドプレート１２に支持された
ピン１７は、中間部の外周の一部がアダプタ１３の内面
と係合されている。カムリング２１は、外周面の一部に
形成した凹部２１ａがピン１７に係合されてピン１７を
中心として揺動することによりカムリング２１の径方向
に移動可能であり、カムリング２１の外周面の凹部２１
ａと反対側となる部分は、アダプタ１３の内面に形成し
た溝内に設けられてゴムによりバックアップされたテフ
ロン（登録商標）のシール部材５０により摺動自在にシ
ールされている。アダプタ１３とカムリング２１の間に
は、このピン１７とシール部材５０により、カムリング
２１の移動方向において互いに対向する第１作用室５１
ａと第２作用室５１ｂが形成されている。カムリング２
１の移動方向で第２作用室５１ｂ側となるハウジング１
０には、ポンプ軸２６方向に向かうプラグ１８がねじ込
み固定され、このプラグ１８の円筒部１８ａには、軸線
方向摺動自在にカム押付ピストン２７が嵌合されてカム
押付用スプリング２８によりポンプ軸２６方向に付勢さ
れている。このカム押付ピストン２７の先端の突起部２
７ａはアダプタ１３を液密に通り抜けてカムリング２１
の外周面に当接し、カムリング２１をロータ２２に対す
る偏心量が最大となる第１作用室５１ａ側に弾性的に付
勢している。

【００１６】可変オリフィス５４は、プラグ１８の円筒
部１８ａに形成した連通孔１８ｂとカム押付ピストン２
７の後縁により形成され、カムリング２１が第２作用室
５１ｂ側に移動してカム押付ピストン２７がカム押付用
スプリング２８に抗して後退するにつれて連通孔１８ｂ
がカム押付ピストン２７の後縁により次第に塞がれて開
口面積が減少するようになっている。ベーンポンプ部２
０からの作動流体は吐出通路５３ａ，５３ｂから可変オ
リフィス５４を通り、さらにカム押付ピストン２７に設
けた穴２７ｂ、吐出通路５３ｃおよび導通孔３４ａを通
って吐出口５５から吐出される。この可変容量形ポンプ
が作動して作動流体が流れている状態では、可変オリフ
ィス５４の前後で圧力が降下して差圧が生じ、可変オリ
フィス５４の後側の吐出通路５３ｃ、導通孔３４ａおよ
び吐出口５５内の圧力は作動流体供給先の機器の作動状
態により与えられる負荷圧であり、可変オリフィス５４
の前側の吐出通路５３ａ，５３ｂおよび圧力室１６内の
圧力はポンプの内圧である。この内圧は可変オリフィス
５４による差圧の分だけ負荷圧より大であり、従って負
荷圧が変動すれば内圧もそれと同じように変動する。通
常の作動状態では、この差圧は内圧または負荷圧に比し
てかなり小さい値である。

【００１７】主として図１に示すように、ポンプ軸２６
と立体的に直交するようにハウジング１０に形成した弁
孔３０には、スプール状の差圧制御バルブ３１が図にお
いて左側となる一方向から挿入されて軸線方向移動可能
に嵌合され、弁孔３０の挿入側にはユニオン３４がねじ
込み固定され、差圧制御バルブ３１の両端とハウジング
１０の間にそれぞれ作用室５２ａ，５２ｂが形成されて
いる。ユニオン３４には吐出口５５およびこれを吐出通
路５３ａ，５３ｂ，５３ｃに導く導通孔３４ａが形成さ
れている。ユニオン３４と反対側となる作用室５２ａは
内圧作用室であり、ポンプ内圧導入路５６を介して圧力
室１６内の内圧が常に導入されている。ユニオン３４側
となる作用室５２ｂは負荷圧作用室であり、吐出口５５
内の負荷圧が絞り連通孔５９を介して常に導入されてい
る。差圧制御バルブ３１は、ユニオン３４との間に介装
したバルブ押付用スプリング３３により、内圧作用室５
２ａ側に向けて付勢されている。

【００１８】内圧作用室５２ａ側となるハウジング１０
の一部に形成した導入路５７ａは、差圧制御バルブ３１
の移動により、第１作用室５１ａをリザーバ６１と内圧
作用室５２ａに選択的に連通するものである。この導入
路５７ａは、差圧制御バルブ３１がバルブ押付用スプリ
ング３３により内圧作用室５２ａ側の末端位置まで押し
付けられた不作動状態では内圧作用室５２ａと連通され
ないが、差圧制御バルブ３１がバルブ押付用スプリング
３３に抗して負荷圧作用室５２ｂ側に移動し始めればす
ぐに内圧作用室５２ａと連通される位置において弁孔３
０に開口され、この導入路５７ａはアダプタ１３に形成
したダンピングオリフィス５８ａを介してカムリング２
１の外周一側の第１作用室５１ａに連通されている。ま
た差圧制御バルブ３１に形成された連通路３２は、導入
路５７ａが内圧作用室５２ａと連通されていない状態で
は導入路５７ａと連通されるが、差圧制御バルブ３１が
負荷圧作用室５２ｂ側に移動し始めて導入路５７ａが内
圧作用室５２ａと連通されるようになればすぐに導入路
５７ａと連通されなくなるものである。この連通路３２
は連通管路６０を介して常にリザーバ６１に連通されて
いる。

【００１９】負荷圧作用室５２ｂ側となるハウジング１
０の一部に形成した負荷圧導入路５７ｂは、常に負荷圧
作用室５２ｂ内に開口する位置において弁孔３０に開口
され、この負荷圧導入路５７ｂはアダプタ１３に形成し
たダンピングオリフィス５８ｂを介してカムリング２１
の外周他側の第２作用室５１ｂに連通されている。また
差圧制御バルブ３１内には、負荷圧が過度に増大した場
合に負荷圧作用室５２ｂ内の圧力をリザーバ６１にレリ
ーフし、差圧制御バルブ３１を負荷圧作用室５２ｂ側に
移動させてポンプ吐出流量を最小にするパイロットレリ
ーフ弁６５が設けられている。

【００２０】内圧作用室５２ａ側となるハウジング１０
の一部には、差圧制御バルブ３１より小径の負荷圧感応
ピストン４０が弁孔３０と同軸的に摺動自在に嵌合支持
され、内圧作用室５２ａ内に出没可能な負荷圧感応ピス
トン４０の先端は、差圧制御バルブ３１の一端に軸線方
向から当接可能である。ハウジング１０を貫通した負荷
圧感応ピストン４０の他端に固着したばね受け部材４０
ａとハウジング１０にねじ込み固着したプラグ１９の間
にはピストン押付用スプリング４１が介装され、内圧作
用室５２ａ内の圧力が所定値より低い状態ではピストン
押付用スプリング４１により付勢された負荷圧感応ピス
トン４０は差圧制御バルブ３１の一端に当接してこれを
負荷圧作用室５２ｂ側に向けて付勢する。ピストン押付
用スプリング４１の押付力は、バルブ押付用スプリング
３３の押付力より小さく設定されている。

【００２１】両端の各作用室５２ａ，５２ｂに作用する
内圧と負荷圧の差圧により差圧制御バルブ３１に与えら
れる左向きの力に抗して差圧制御バルブ３１を内圧作用
室５２ａ側に向けて付勢するスプリングによる押付力
は、バルブ押付用スプリング３３により与えられる力と
負荷圧感応ピストン４０を介してピストン押付用スプリ
ング４１により与えられる力の差である。バルブ押付用
スプリング３３により与えられる力は内圧および負荷圧
の影響を受けることはない。負荷圧感応ピストン４０を
介してピストン押付用スプリング４１により与えられる
力は、内圧が０の場合はピストン押付用スプリング４１
により与えられる力である。しかし負荷圧感応ピストン
４０は内圧作用室５２ａ内の内圧によりピストン押付用
スプリング４１に抗する力を生じ、内圧が所定圧以上に
なれば負荷圧感応ピストン４０の先端が差圧制御バルブ
３１から離れる（図４(b) 参照）ので、負荷圧感応ピス
トン４０を介してピストン押付用スプリング４１により
与えられる力は０になる。従って、各作用室５２ａ，５
２ｂに作用する内圧と負荷圧の差圧により差圧制御バル
ブ３１に与えられる左向きの力に抗して差圧制御バルブ
３１を内圧作用室５２ａ側に向けて付勢するスプリング
による押付力は、負荷圧の増大により増大する。なお負
荷圧が０である不作動状態では、図１に示すように、差
圧制御バルブ３１は内圧作用室５２ａ側の末端位置に押
し付けられている。

【００２２】Ｖプーリ２９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２６に伝達されてベー
ンポンプ２０のロータ２２が回転されれば、リザーバ６
１内の作動流体は吸入口１５および吸入通路１４から吸
入ポート２４を介してベーンポンプ部２０の各ベーン２
３の間に吸入され、吐出ポート２５から圧力室１６内に
吐出され、可変オリフィス５４を設けた吐出通路５３
ａ，５３ｂ，５３ｃと導通孔３４ａを通って吐出口５５
から動力舵取装置などの機器に供給される。

【００２３】ポンプ回転速度が小さいときは吐出通路５
３ａ，５３ｂ，５３ｃを通る流量が少なく、従って可変
オリフィス５４前後の差圧が小さいので、差圧制御バル
ブ３１は、図１に示すように、バルブ押付用スプリング
３３により内圧作用室５２ａ側末端位置に押し付けられ
ており、第１作用室５１ａは導入路５７ａ、連通路３２
を介してリザーバ６１側に連通されて圧力が０であるの
で、カムリング２１はカム押付用スプリング２８により
吐出流量が最大となる第１作用室５１ａ側に確実に押し
付けられており、離れることはない。この状態では、吐
出通路５３ａ，５３ｂ，５３ｃおよび導通孔３４ａを介
して吐出口５５から吐出される作動流体の吐出流量は、
図３の特性Ａに示すように、ポンプ回転速度の増大にと
もない急激に増大する。

【００２４】ポンプ回転速度の増大により吐出流量が増
大して可変オリフィス５４前後の差圧が増大すれば、内
圧作用室５２ａ内の内圧と負荷圧作用室５２ｂ内の内圧
の差圧により差圧制御バルブ３１を負荷圧作用室５２ｂ
側に移動させようとする力も増大する。負荷圧が低い状
態（ハンドルが操作されていない状態）においては、負
荷圧感応ピストン４０がピストン押付用スプリング４１
の付勢力により差圧制御バルブ３１に当接されている。
この結果、差圧制御バルブ３１には、バルブ押付用スプ
リング３３とピストン押付用スプリング４１のばね荷重
の差による比較的小さな力が内圧作用室５２ａ側に作用
している。

【００２５】従って、比較的小さいポンプ吐出流量によ
って発生する可変オリフィス５４前後の差圧によって差
圧制御バルブ３１が作動し始め、第１作用室５１ａは、
図４(a) に示すように、リザーバ６１側から内圧作用室
５２ａ側に連通されるようになる。これにより、それま
では吐出流量が最大となる第１作用室５１ａ側に当接さ
れていたカムリング２１は、ポンプ回転速度の上昇に応
じて可変オリフィス５４前後の差圧を一定に維持すべく
偏心量が減少されるようになり、吐出流量特性は、図３
の特性Ｂに示すように、低流量に保持され、省エネルギ
を達成する。

【００２６】なおカムリング２１の偏心量の減少にとも
ない、可変オリフィス５４の絞り面積が縮小されるた
め、ポンプ回転速度の増大に応じてポンプ吐出流量が減
少される。

【００２７】しかる状態において、ハンドル操作によっ
て負荷圧が上昇すると、内圧作用室５２ａ内の圧力によ
って負荷圧感応ピストン４０がピストン押付用スプリン
グ４１の付勢力に抗して押圧され、図４(b) に示すよう
に、差圧制御バルブ３１から離間されるため、差圧制御
バルブ３１には、バルブ押付用スプリング３３による比
較的大きなばね荷重が内圧作用室５２ａ側に作用するよ
うになり、可変オリフィス５４前後の差圧が大きくなら
ないと、すなわち、ポンプ吐出流量が増大しないと、第
１作用室５１ａがリザーバ６１側より内圧作用室５２ａ
側に切り替えられない。従って、吐出流量は、図３の特
性Ｃに示すように、ハンドル操作をアシストするに必要
な流量まで増大される。

【００２８】ここにおいて、負荷圧の増減による差圧制
御バルブ３１に作用するスプリング力の変化がカムリン
グ２１に直接及ぼされることがないので、カムリング２
１の作動の安定性は高いものとなる。また負荷圧の増減
に対する吐出流量特性の増減は、負荷圧の上昇に応じて
スプリングによる押付力が増大して作動状態が変化する
差圧制御バルブ３１により第１および第２作用室５１
ａ，５１ｂに作用する各圧力を直接制御することにより
カムリング２１の偏心量を変化させて行っているので、
負荷圧の増減に対する吐出流量特性の増減の応答性も向
上する。

【００２９】またこの第１の実施の形態では、差圧制御
バルブ３１に作用するスプリング力を負荷圧に応じて変
化させる構成を、差圧制御バルブ３１に対する負荷圧感
応ピストン４０の当接、離間によって行うようにしたの
で、負荷圧に応じたスプリング力の変化を、差圧制御バ
ルブ３１を殆どストロークさせることなく行えるように
なるので、負荷圧の増減による吐出流量特性Ｂ、Ｃの切
替えの応答性を向上することができる。

【００３０】次に図５〜図７により、第２の実施の形態
の説明をする。この第２の実施の形態の可変容量形ポン
プは、各作用室５２ａ，５２ｂに作用する内圧と負荷圧
の差圧により差圧制御バルブ３１に与えられる右向きの
力に抗して差圧制御バルブ３１を内圧作用室５２ａ側に
向けて付勢するスプリングによる押付力を発生させるた
めの構造が、バルブ押付用スプリング３３Ａとその初期
荷重を変化させる負荷圧感応スプール４５よりなってい
る点において第１の実施の形態と相違しており、その他
の構成は実質的に同じであるので、この相違点を中心と
して説明する。

【００３１】主として図５に示すように、右側が開口側
となるようにハウジング１０に形成された弁孔３０に
は、奥側に差圧制御バルブ３１が、開口側に負荷圧感応
スプール４５がそれぞれ軸線方向移動自在に嵌合支持さ
れ、弁孔３０の開口端はプラグ１９Ａをねじ込んで液密
に閉じられ、差圧制御バルブ３１と負荷圧感応スプール
４５の間にはバルブ押付用スプリング３３Ａが介装され
ている。差圧制御バルブ３１の両端とハウジング１０の
間にそれぞれ形成される各作用室５２ａ，５２ｂは、プ
ラグ１９Ａ側となる作用室５２ｂが連通孔５９Ａを介し
て吐出口５５から負荷圧が導入される負荷圧作用室であ
り、反対側の作用室５２ａがポンプ内圧導入路５６を介
して圧力室１６から内圧が導入される内圧作用室であ
る。

【００３２】負荷圧感応スプール４５とバルブ押付用ス
プリング３３Ａは負荷圧作用室５２ｂ内に位置してお
り、負荷圧感応スプール４５にはその両端面を連通する
中心孔が形成されている。弁孔３０の負荷圧作用室５２
ｂとなる部分は、差圧制御バルブ３１側が小径で、プラ
グ１９Ａ側となる反対側が大径となる段付き孔に形成さ
れ、負荷圧感応スプール４５はこの小径と大径の両部分
に摺動可能に嵌合されている。弁孔３０と負荷圧感応ス
プール４５の間で段付き部となる位置に形成される環状
の空間は連通管路６０を介して常にリザーバ６１に連通
されている。

【００３３】第１の実施の形態と同様、差圧制御バルブ
３１には連通管路６０を介して常にリザーバ６１に連通
される連通路３２Ａが設けられ、これにより第１作用室
５１ａに連通される導入路５７ａは、差圧制御バルブ３
１の移動によりリザーバ６１と内圧作用室５２ａに選択
的に連通される。第２作用室５１ｂに連通される負荷圧
導入路５７ｂは常に負荷圧作用室５２ｂに連通され、ま
た差圧制御バルブ３１にはパイロットレリーフ弁６５が
設けられている。なおカム押付ピストン２７はハウジン
グ１０に形成した円筒孔１０ｂに直接摺動自在に嵌合支
持されてプラグ１８Ａとの間に介装したカム押付用スプ
リング２８によりカムリング２１を第１作用室５１ａに
向けて付勢し、可変オリフィス５４はカム押付ピストン
２７の環状溝２７ｃと吐出通路５３ｂにより形成され、
また吐出口５５はハウジング１０に直接形成されてい
る。

【００３４】弁孔３０と嵌合される段付きの負荷圧感応
スプール４５は、バルブ押付用スプリング３３Ａ側の断
面積よりもプラグ１９Ａ側の断面積の方が大であるの
で、負荷圧作用室５２ｂ内の負荷圧が０または低い状態
では、図５および図７(a) に示すようにプラグ１９Ａに
当接されているが、負荷圧が所定値より増大すれば図７
(b) に示すように差圧制御バルブ３１側に移動し、バル
ブ押付用スプリング３３Ａを圧縮してその初期荷重を増
大させる。これにより、両端の各作用室５２ａ，５２ｂ
に作用する内圧と負荷圧の差圧により差圧制御バルブ３
１に与えられる右向きの力に抗して差圧制御バルブ３１
を内圧作用室５２ａ側に向けて付勢するバルブ押付用ス
プリング３３Ａによる押付力は、負荷圧の増大により増
大する。

【００３５】この第２の実施の形態でも、ポンプ回転速
度が低い状態では可変オリフィス５４前後の差圧が小さ
いので、差圧制御バルブ３１は、図５に示すように、バ
ルブ押付用スプリング３３Ａにより内圧作用室５２ａ側
末端位置に押し付けられており、第１作用室５１ａには
リザーバ６１からの低圧が導入されて、カムリング２１
はカム押付用スプリング２８により吐出流量が最大とな
る第１作用室５１ａ側に押し付けられている。従って、
図３の特性Ａに示すように、ポンプ吐出流量はポンプ回
転速度の増大にともない急激に増大する。

【００３６】ポンプ回転速度の増大により吐出流量が増
大して可変オリフィス５４前後の内圧と負荷圧の差圧が
増大すれば、差圧制御バルブ３１を負荷圧作用室５２ｂ
側に移動させようとする力も増大し、バルブ押付用スプ
リング３３Ａにより与えられる押付力を越えれば差圧制
御バルブ３１は負荷圧作用室５２ｂ側に向かって移動し
始める。そして導入路５７ａが連通路３２Ａから遮断さ
れて第１作用室５１ａに連通されるようになれば、第１
作用室５１ａには可変オリフィス５４より前側の内圧が
導入されるので、第１の実施の形態と同様、そのときの
負荷圧に応じて、図３の特性Ｂ，Ｃに示すように、ポン
プ回転速度が増大しても吐出流量はある限度値以上には
増大しないようになる。これにより、ポンプの回転数に
応じたポンプ吐出流量特性の制御は行われる。なお、こ
の第２の実施の形態でも、カムリング２１の移動に応じ
て、可変オリフィス５４の開口面積は減少するので、ポ
ンプ回転速度が増大するにつれてポンプ吐出流量が減少
するという、動力舵取装置に適した特性の可変容量形ポ
ンプが得られる。

【００３７】また負荷圧の増大により内圧が増大すれ
ば、前述のように、差圧制御バルブ３１を内圧作用室５
２ａ側に向けて付勢するバルブ押付用スプリング３３Ａ
の押付力も増大する。従って第１の実施の形態と同様、
図３の特性Ａに示ように可変容量形ポンプが作動してい
る状態において、内圧作用室５２ａ内の内圧が低けれ
ば、ポンプ吐出流量が比較的少ないうちに差圧制御バル
ブ３１は負荷圧作用室５２ｂ側に移動し始め、導入路５
７ａが内圧作用室５２ａに連通されてカムリング２１の
偏心量が減少し始めるので、図３の特性Ｂに示ようにポ
ンプ吐出流量がそれ以上とならない限度値は低くなる。
これに対し内圧作用室５２ａ内の内圧が高くなれば、ポ
ンプ吐出流量が多くなってから差圧制御バルブ３１は負
荷圧作用室５２ｂ側に移動し始め、導入路５７ａが内圧
作用室５２ａに連通されてカムリング２１の偏心量が減
少し始めるようになるので、ポンプ吐出流量がそれ以上
とならない限度値は高くなる。内圧が上昇するにつれて
この限度値は上昇して、負荷圧感応スプール４５がその
ストロークエンドに達すれば特性Ｃに示すように吐出流
量の限度値は最大となり、それ以上ポンプ吐出流量の限
度値が大きくなることはなくなる。これにより、負荷圧
に応じたポンプ吐出流量特性の制御は行われる。

【００３８】この第２の実施の形態でも、負荷圧に応じ
たカムリング２１の偏心量の調整を、カムリング２１を
直接付勢しているカム押付用スプリング２８の初期荷重
を負荷圧に応じて制御するのではなく、カムリング２１
両側の各作用室５１ａ，５１ｂに作用する圧力の差圧を
負荷圧に応じて制御することにより行っているので、急
激な負荷圧の変化に対して応答遅れが生じないように差
圧制御バルブ３１を付勢するバルブ押付用スプリング３
３Ａのばね定数を大きくし、これにより可変オリフィス
５４で生じる差圧の変動が大きくなっても、ダンピング
オリフィス５８ａを適当に設定して作動流体により与え
られる減衰作用を高めることによりカムリングの発振現
象を抑制することができる。従って、応答遅れがなくま
たポンプ吐出流量が不安定になるおそれもない可変容量
形ポンプを得ることができる。

【００３９】なおこの第２の実施の形態では、負荷圧感
応スプール４５に中心孔を設けて負荷圧感応スプール４
５両側に導入される負荷圧が同一となるようにしたが、
ハウジング１０内に連通路を形成して負荷圧感応スプー
ル４５両側の負荷圧が同一となるようにしてもよい。

【００４０】次に図８により、第３の実施の形態の説明
をする。この第３の実施の形態の可変容量形ポンプは、
各作用室５２ａ，５２ｂに作用する内圧と負荷圧の差圧
により差圧制御バルブ３５に与えられる右向きの力に抗
して差圧制御バルブ３５を内圧作用室５２ａ側に向けて
付勢するスプリングによる押付力を発生させるための構
造が、バルブ押付用スプリング３３Ｂとその初期荷重を
変化させる差圧制御バルブ３５の負荷圧感応部３７より
なっている点が第２の実施の形態と相違しており、その
他の構成は同一であるので、主としてこの相違点につき
説明する。

【００４１】図８に示すように、左側が開口側となるよ
うにハウジング１０に形成された弁孔３０には、複数の
部分よりなる差圧制御バルブ３５が挿入され、弁孔３０
の開口端はプラグ１９Ｂをねじ込んで液密に閉じられて
いる。差圧制御バルブ３５の両端とハウジング１０の間
にそれぞれ形成される各作用室５２ａ，５２ｂは、プラ
グ１９Ｂ側となる作用室５２ａがポンプ内圧導入路５６
を介して圧力室１６から内圧が導入される内圧作用室で
あり、反対側となる作用室５２ｂが連通孔５９Ｂを介し
て吐出口５５から負荷圧が導入される負荷圧作用室であ
る。

【００４２】差圧制御バルブ３５は、軸線方向摺動可能
に弁孔３０に嵌合された筒状部３６と、この筒状部３６
の内孔内に軸線方向摺動可能に嵌合されて負荷圧作用室
５２ｂ側となる端部に内孔より大径のスプリング受け３
７ａが固着された負荷圧感応部３７と、筒状部３６とス
プリング受け３７ａの対向する端面が互いに当接される
向きに両部材３６，３７を付勢するバルブスプリング３
８により構成されている。筒状部３６の内孔はスプリン
グ受け３７ａ側が小径で反対側が大径となる段付き孔に
形成され、負荷圧感応部３７はこの小径と大径の両部分
に摺動可能に嵌合され、バルブスプリング３８はこの両
部材３７，３８の間に形成される環状の空間内に位置し
て、各部材３７，３８に形成され段部の間に介装されて
いる。この環状の空間は連通管路６０を介して常にリザ
ーバ６１に連通されている。

【００４３】差圧制御バルブ３５は、負荷圧作用室５２
ｂ側となる弁孔３０の内端部とスプリング受け３７ａの
間に介装したバルブ押付用スプリング３３Ｂにより、内
圧作用室５２ａ側に向けて付勢されており、自由状態で
は図８(a) に示すように、筒状部３６と負荷圧感応部３
７の対向する端面は互いに当接され、筒状部３６と負荷
圧感応部３７の内圧作用室５２ａ側となる端面はそれぞ
れプラグ１９Ｂの円筒部の先端面と内底面にほゞ同時に
当接されるようになっている。プラグ１９Ｂの円筒部の
先端部には、筒状部３６が当接した状態でもこの円筒部
の内外を連通する小孔１９ａが形成されている。なお負
荷圧感応部３７の端面は、自由状態においてプラグ１９
Ｂの内底面から浮き上がっていても差し支えない。

【００４４】第１および第２の実施の形態と同様、差圧
制御バルブ３５の筒状部３６には前述した環状の空間お
よび連通管路６０を介して常にリザーバ６１に連通され
る連通路３２Ｂが設けられ、これにより第１作用室５１
ａに連通される導入路５７ａは、差圧制御バルブ３５の
筒状部３６の移動によりリザーバ６１と内圧作用室５２
ａに選択的に連通される。第２作用室５１ｂに連通され
る負荷圧導入路５７ｂは常に負荷圧作用室５２ｂに連通
され、またスプリング受け３７ａにはパイロットレリー
フ弁６５が設けられている。

【００４５】差圧制御バルブ３５の負荷圧感応部３７
は、小径部と大径部よりなる筒状部３６の内孔に嵌合さ
れているので、負荷圧および内圧が０から上昇して所定
値を越えれば、図８(b) に示すように、バルブスプリン
グ３８が圧縮されて筒状部３６と負荷圧感応部３７の対
向する端面は離れるが、筒状部３６の内圧作用室５２ａ
側となる端面はプラグ１９Ｂの円筒部の先端面に当接さ
れているので負荷圧感応部３７が負荷圧作用室５２ｂ側
に移動し、これによりスプリング受け３７ａとハウジン
グ１０の間に介装されたバルブ押付用スプリング３３Ｂ
を圧縮してその初期荷重を増大させる。これにより、両
端の各作用室５２ａ，５２ｂに作用する内圧と負荷圧の
差圧により差圧制御バルブ３５に与えられる右向きの力
に抗して差圧制御バルブ３５を内圧作用室５２ａ側に向
けて付勢するバルブ押付用スプリング３３Ｂによる押付
力は、負荷圧および内圧が増大するにつれて次第に増大
する。

【００４６】この第３の実施の形態でも、ポンプ回転速
度が低い状態では可変オリフィス５４（図８に記載のな
い符号は全て図５と同じ）前後の差圧が小さいので、差
圧制御バルブ３５は、図８(a) に示すように、バルブ押
付用スプリング３３Ｂにより内圧作用室５２ａ側末端位
置に押し付けられ、筒状部３６とスプリング受け３７ａ
はバルブスプリング３８により当接されており、第１作
用室５１ａにはリザーバ６１からの低圧が導入され、カ
ムリング２１はカム押付用スプリング２８により吐出流
量が最大となる第１作用室５１ａ側に押し付けられてい
る。従って、図３の特性Ａに示すように、ポンプ吐出流
量はポンプ回転速度の増大にともない急激に増大する。

【００４７】ポンプ回転速度の増大により吐出流量が増
大して可変オリフィス５４前後の内圧と負荷圧の差圧が
増大すれば、差圧制御バルブ３５を負荷圧作用室５２ｂ
側に移動させようとする力も増大し、バルブ押付用スプ
リング３３Ｂにより与えられる押付力を越えれば差圧制
御バルブ３５は負荷圧作用室５２ｂ側に向かって移動し
始める。そして導入路５７ａが連通路３２Ｂから遮断さ
れて第１作用室５１ａに連通されるようになれば、第１
作用室５１ａには可変オリフィス５４より前側の内圧が
導入されるので、第１および第２の実施の形態と同様、
そのときの負荷圧に応じて、図３の特性Ｂ，Ｃに示すよ
うに、ポンプ回転速度が増大しても吐出流量はある限度
値以上には増大しないようになる。これにより、ポンプ
の回転数に応じたポンプ吐出流量特性の制御は行われ
る。なお、この第３の実施の形態でも、ポンプ吐出流量
の減少に応じて、可変オリフィス５４の開口面積は減少
するので、ポンプ回転速度が増大するにつれてポンプ吐
出流量が減少するという、動力舵取装置に適した特性の
可変容量形ポンプが得られる。

【００４８】また負荷圧および内圧が増大すれば、前述
のように、差圧制御バルブ３５を内圧作用室５２ａ側に
向けて付勢するバルブ押付用スプリング３３Ｂの押付力
も増大する。従って第１および第２の実施の形態と同
様、図３の特性Ａに示ように可変容量形ポンプが作動し
ている状態において、負荷圧および内圧が低ければ、ポ
ンプ回転速度が、従ってポンプ吐出流量が比較的少ない
うちに差圧制御バルブ３５は負荷圧作用室５２ｂ側に移
動し始め、導入路５７ａが内圧作用室５２ａに連通され
てカムリング２１の偏心量が減少し始めるので、図３の
特性Ｂに示ようにポンプ吐出流量がそれ以上とならない
限度値は低くなる。これに対し負荷圧および内圧が高く
なれば、ポンプ回転速度が、従ってポンプ吐出流量が多
くなってから差圧制御バルブ３５は負荷圧作用室５２ｂ
側に移動し始め、導入路５７ａが内圧作用室５２ａに連
通されてカムリング２１の偏心量が減少し始めるように
なるので、ポンプ吐出流量がそれ以上とならない限度値
は高くなる。吐出圧および内圧が上昇するにつれてこの
限度値は上昇して、負荷圧感応部３７が筒状部３６に対
するストロークエンドに達すれば特性Ｃに示すように吐
出流量の限度値は最大となり、それ以上ポンプ吐出流量
の限度値が大きくなることはなくなる。これにより、負
荷圧に応じたポンプ吐出流量特性の制御は行われる。

【００４９】この第３の実施の形態でも、負荷圧に応じ
たカムリング２１の偏心量の調整を、カムリング２１を
直接付勢しているカム押付用スプリング２８の初期荷重
を負荷圧に応じて制御するのではなく、カムリング２１
両側の各作用室５１ａ，５１ｂに作用する圧力の差圧を
負荷圧に応じて制御することにより行っているので、急
激な負荷圧の変化に対して応答遅れが生じないように差
圧制御バルブ３５を付勢するバルブ押付用スプリング３
３Ｂのばね定数を大きくし、これにより可変オリフィス
５４で生じる差圧の変動が大きくなっても、ダンピング
オリフィス５８ａを適当に設定して作動流体により与え
られる減衰作用を高めることによりカムリングの発振現
象を抑制することができる。従って、応答遅れがなくま
たポンプ吐出流量が不安定になるおそれもない可変容量
形ポンプを得ることができる。

【００５０】なお上記各実施の形態では、カムリング２
１の径方向移動をピン１７を中心とする揺動により行っ
ているが、本発明はこれに限らず、ピン１７とシール部
材５０に相当する位置においてカムリング２１をアダプ
タ１３の内面に液密かつ径方向摺動可能に案内支持する
ようにして実施することも可能である。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、カムリングの外周に対
向して形成した第１および第２作用室に作用する各圧力
を制御する差圧制御バルブに作用するスプリングによる
押付力を負荷圧の上昇に応じて増大させることにより負
荷圧に応じたカムリングの偏心量の調整を行っているの
で、カムリングの作動の安定性を高めることができ、ま
た負荷圧の増減に対する吐出流量特性の増減の応答性を
向上させることができる。

【００５２】また、内圧作用室内に突出する先端部が差
圧制御バルブの一端に当接可能な負荷圧感応ピストンを
設けた発明によれば、差圧制御バルブを付勢するスプリ
ング力の負荷圧に応じた変化を、差圧制御バルブを殆ど
ストロークさせることなく行えるようになるので、負荷
圧の増減に対する吐出流量特性の増減の応答性を一層向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による可変容量形ポンプの第１の実施
形態の全体構造を示す横断面図である。

【図２】 図１の２−２断面図である。

【図３】 本発明による可変容量形ポンプのポンプ吐出
流量特性を示す図である。

【図４】 図１に示す第１の実施形態の作動状態を説明
する部分断面図である。

【図５】 本発明による可変容量形ポンプの第２の実施
形態の全体構造を示す横断面図である。

【図６】 図５の６−６断面図である。

【図７】 図５に示す第２の実施形態の作動状態を説明
する部分断面図である。

【図８】 本発明による可変容量形ポンプの第３の実施
形態の要部および作動状態を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１０…ハウジング、２１……カムリング、２２…ロー
タ、２３…ベーン、２４…吸入ポート、２５…吐出ポー
ト、３０…弁孔、３１…差圧制御バルブ、３３…バルブ
押付用スプリング、４０…負荷圧感応ピストン、４１…
ピストン押付用スプリング、５１ａ…第１作用室、５１
ｂ…第２作用室、５２ａ…内圧作用室、５２ｂ…負荷圧
作用室、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…吐出通路、５４…オ
リフィス（可変オリフィス）、５５…吐出口。

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 啓之 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 加藤 豪哉 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 池田 強 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H040 AA03 BB05 BB12 CC09 CC22 DD03 DD07 3H044 AA02 BB05 CC19 CC25 DD03 DD05 DD35

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に径方向移動可能に設けら
   れたカムリングと、このカムリング内で前記ハウジング
   に回転可能に支持され同カムリングの内面と摺動可能に
   当接する複数のベーンを放射方向に移動可能に保持する
   ロータと、前記ハウジングまたはこれに固定された部材
   に形成された吸入ポートおよび吐出ポートと、前記吐出
   ポートを吐出口に連通する吐出通路の途中に設けたオリ
   フィスを有し、前記カムリングの外周に同カムリングの
   移動方向において互いに対向する第１作用室と第２作用
   室を形成し、前記カムリングを前記ロータに対する偏心
   量が最大となる前記第１作用室側に弾性的に付勢してな
   る可変容量形ポンプにおいて、前記ハウジングに形成し
   た弁孔内に前記第１および第２作用室に作用する各圧力
   を制御する差圧制御バルブを軸線方向移動可能に嵌合
   し、同差圧制御バルブに作用するスプリングによる押付
   力を負荷圧の上昇に応じて増大させるように構成してな
   る可変容量形ポンプ。
2. 【請求項２】 ハウジング内に径方向移動可能に設けら
   れたカムリングと、このカムリング内で前記ハウジング
   に回転可能に支持され同カムリングの内面と摺動可能に
   当接する複数のベーンを放射方向に移動可能に保持する
   ロータと、前記ハウジングまたはこれに固定された部材
   に形成された吸入ポートおよび吐出ポートと、前記吐出
   ポートを吐出口に連通する吐出通路の途中に設けたオリ
   フィスを有し、前記カムリングの外周に同カムリングの
   移動方向において互いに対向する第１作用室と第２作用
   室を形成し、前記カムリングを前記ロータに対する偏心
   量が最大となる前記第１作用室側に弾性的に付勢してな
   る可変容量形ポンプにおいて、前記ハウジングに形成し
   た弁孔内に差圧制御バルブを軸線方向移動可能に嵌合し
   て同差圧制御バルブの両端と前記ハウジングの間にそれ
   ぞれ内圧作用室と負荷圧作用室を形成し、前記吐出通路
   の前記オリフィスより前側の圧力である内圧と後側の圧
   力である負荷圧を前記内圧作用室と負荷圧作用室にそれ
   ぞれ導入し、前記内圧作用室と負荷圧作用室内の各圧力
   により前記差圧制御バルブに与えられる力に抗して同差
   圧制御バルブを前記内圧作用室側に向けて付勢するスプ
   リングによる押付力を前記負荷圧の上昇に応じて増大さ
   せ、前記差圧制御バルブは前記内圧作用室側に押し付け
   られているときは前記第１作用室に低い圧力を導入する
   とともに前記負荷圧作用室側に移動すれば同第１作用室
   に前記内圧を導入し、前記第２作用室には前記負荷圧を
   導入するよう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２に記載の可変容量形ポンプにお
   いて、前記差圧制御バルブを前記内圧作用室側に向けて
   付勢するバルブ押付用スプリングと、前記ハウジングに
   摺動自在に嵌合支持され前記内圧作用室内に突出する先
   端部が前記差圧制御バルブの一端に軸線方向から当接可
   能な負荷圧感応ピストンと、この負荷圧感応ピストンを
   前記差圧制御バルブに向けて付勢するピストン押付用ス
   プリングをさらに備え、前記押付力は、前記バルブ押付
   用スプリングが前記差圧制御バルブを前記内圧作用室側
   に向けて付勢する力と、前記負荷圧感応ピストンが前記
   差圧制御バルブを前記負荷圧作用室側に向けて付勢する
   力の差であることを特徴とする可変容量形ポンプ。
4. 【請求項４】 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、前記オリフィスは前記カムリング
   が前記第２作用室側に移動するにつれて開口面積が減少
   する可変オリフィスである可変容量形ポンプ。