JP2003074479A - 可変容量形ポンプ - Google Patents
可変容量形ポンプInfo
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Abstract
ンプボディ2の強度アップのための大型化をすることな
く、ポンプ高圧化に対応できるようにする。 【解決手段】カムリング8の揺動方向の一方に第1流体
圧室21を、他方に第2流体圧室22を設け、第2流体
圧室22側にカムリング8を付勢するスプリング17を
設ける。カムリング8内には、複数枚のベーン27を有
するロータ3を偏芯させて配置する。ポンプから吐出さ
れる圧力流体の吐出通路135の途中にメータリングオ
リフィス136を設け、このオリフィス136の上流側
と下流側との圧力差によって制御バルブ123を作動さ
せる。制御バルブ123の作動によって第1流体圧室2
1の流体圧を制御する。第2流体圧室22は制御バルブ
123から遮断して常時吸込側の圧力を導入する。カム
リング8をポンプ室11が拡大する方向に復帰させるた
めに、その内圧を、前記復帰方向に作用させる。
Description
動力舵取装置の油圧供給源として用いる可変容量形ポン
プに関するものである。
は、例えば、特開平6−200883号公報に開示され
ているように、ポンプ室の容積を増減させることによっ
て吐出量を制御する構成のものが知られている。この公
報に記載された可変容量形ポンプの構成について、図9
〜図12によって説明する。
ブシャフトに直角な断面図、図10はこの可変容量形ポ
ンプのドライブシャフトの軸線に沿った断面図、図11
および図12は吐出通路および制御バルブの構成を示す
断面図である。これらの図において、2は可変容量形ポ
ンプ(全体として符号1で示す)のポンプボディであ
り、図10の左側に位置するカップ状のフロントボディ
4と、右側に位置するプレート状のリアボディ5とから
なっている。
する円形の凹部6を有しており、この凹部6内に、プレ
ッシャプレート7、カムリング8、ロータ3およびアダ
プタリング9等からなるポンプ構成要素が挿入されてい
る。このフロントボディ4の開口部には、リアボディ5
の前面に形成された円形の凸部5aが嵌合され、これら
フロントボディ4とリアボディ5とが固定ボルト10に
よって固定されることにより、前記フロントボディ4の
円形凹部6が閉塞されている。リアボディ5の円形凸部
5aは、後に説明するポンプ室11の一方の側壁を構成
しており、その外周面に装着したOリング12によっ
て、圧油がポンプボディ2の外部に漏洩することを防止
している。
側に配置したプレッシャプレート7は、前記ポンプ室1
1の他方の側壁を構成する円板部7aと、この円板部7
aの軸芯部に形成された円筒部7bとを有しており、こ
の円板部7aがフロントボディ4の円形凹部6の内周面
に嵌合している。この円板部7aの外周には、Oリング
13が装着されており、圧油が円板部7aとフロントボ
ディ4との間の隙間を通って漏洩することを防止してい
る。フロントボディ4の円形凹部6の底面側に前記プレ
ッシャプレート7を配置し、このプレッシャプレート7
の外周部に重ねてアダプタリング9を嵌合し、さらにこ
のアダプタリング9の内側にカムリング8とロータ3を
収容している。
プ1のポンプ容量を増減させるためのもので、前記アダ
プタリング9の内周部の、図9の下側に設けたシールピ
ン14を揺動支点として、アダプタリング9に揺動自在
に支持されている。また、前記カムリング8は、付勢手
段15によって図9の左側へ付勢されている。この付勢
手段15は、フロントボディ4に螺着したプラグ16
と、このプラグ16とカムリング8との間に弾装した圧
縮コイルばね17とによって構成されている。この圧縮
コイルばね17は、アダプタリング9に形成した貫通穴
9aを挿通されて前記カムリング8に当接している。
(図9の左側)に形成された第1流体圧室21と、揺動
方向の他方に形成された第2流体圧室22とに、後述す
る制御バルブ23からの圧油を選択的に供給することに
より往復揺動される。前記第1流体圧室21と第2流体
圧室22とは、前記シールピン14と、カムリング8の
前記シールピン14と軸対称の位置に装着されたシール
部材24とによって区画されるとともに、シールピン1
4およびシール部材24によって、これら両流体圧室2
1、22間の液密が保持されている。
3は、図示しないエンジンから動力が伝達されるドライ
ブシャフト25に連結されており、その外周側に出没可
能に保持されて、前記カムリング8の内周カム面に摺接
する多数枚のベーン27を備えている。ロータ3を回転
させるドライブシャフト25は、軸受28、29、30
を介してポンプボディ2内に回転自在に支持されてい
る。ドライブシャフト25によって回転されるロータ3
は、図9の反時計回り方向(図中の矢印参照)に回転す
るようになっている。
ように、作動油がリアボディ5に固定した吸込管31お
よび吸込通路31aから、前記リアボディ5の凸部5a
に形成された吸込口32を通ってポンプ室11に吸い込
まれるようになっている。また、ポンプ室11に吸い込
まれた作動油は、前記プレッシャプレート7の円板部7
aに形成された吐出口33を通って、フロントボディ4
の底部に形成された吐出圧室34に吐出される。この可
変容量形ポンプ1の吐出量は、図9に示すように前記カ
ムリング8が同図の左側に揺動している状態で最大にな
り、カムリング8が同図の右側へ揺動すると、低減する
ようになっている。
7の前記円筒部7bの外周側とフロントボディ4の円形
凹部6の底面との間に環状に形成されている。この吐出
圧室34の、図10における上部に吐出通路35が接続
されており、ポンプ室11から吐出圧室34に吐出され
た圧油は、この吐出通路35からパワーステアリング装
置PSに給送される。吐出通路35は、図10に示すよ
うに、前記吐出圧室34からロータ3の径方向外方へ延
びる部分35aと、この径方向部分35aと直交する方
向に延びる横方向部分35bとを有しており、この横方
向部分35bの端部に圧油をパワーステアリング装置P
Sに給送する給油管(図示せず)が接続されている。ま
た、前記吐出通路35の横方向部分35bにはメータリ
ングオリフィス36(図11参照)が設けられている。
に形成したバルブ孔37内に、スプール38を摺動自在
に嵌合させた構成になっている。スプール38は、バル
ブ孔37内を第1ないし第4の油室41〜44に区画し
ており、第4の油室44に配置された圧縮コイルばね4
5によって、図11および図12における左側へ付勢さ
れている。前記第1の油室41は、前記吐出通路35の
横方向部分35bに設けられたメータリングオリフィス
36の上流側に、連通路46を介して常時接続されてい
る。第2の油室42は連通路47、48(図10参照)
を介してリアボディ5の前記吸込口32に接続されてい
る。
に、スプール38が前記圧縮コイルばね45によって押
圧されてストッパ49に当接している状態で、連通路5
0によって、前記メータリングオリフィス36の上流側
に接続されている。前記第4の油室44は、連通路51
によって前記メータリングオリフィス36の下流側に接
続されている。また、この第4の油室44は、図9に示
すように、スプール38内に設けたリリーフ弁52を介
して前記第2の油室42に接続されるようになってい
る。
示すように、第1の接続用通路53によって前記第1の
流体圧室21に接続されるとともに、第2の接続用通路
54によって第2の流体圧室22に接続されている。こ
れらの接続用通路53、54のバルブ孔37側の開口位
置は、図11に示すようにスプール38がストッパ49
に当接している状態では、第1の接続用通路53が第2
の油室42に接続されるとともに、第2の接続用通路5
4が第3の油室に43に接続され、また、図12に示す
ように、スプール38が図の右側に移動した状態では、
第1の接続用通路53が第1の油室41に接続されると
ともに、第2の接続用通路54が第2の油室42に接続
するように設定している。
いては、エンジン回転数がアイドリング回転時を含む低
回転域にあるときには(図13のA〜Bの範囲)、前記
メータリングオリフィス36の上流側と下流側との圧力
差が小さいので、図11に示すように、制御バルブ23
のスプール38は圧縮コイルばね45の弾発力によって
ストッパ49に押し付けられている。
バルブ23の第2の油室42から吸込口32の圧力が作
用し、第2流体圧室22には、第3の油室43から吐出
圧力(メータリングオリフィス36の上流側の圧力)が
作用する。これにより、カムリング8は、図9に示す位
置に保持され、ロータ3とカムリング8との間に形成さ
れたポンプ室11のポンプ容量が最大になって吐出量が
最大になる。
通る圧油の流量が増大すると、メータリングオリフィス
36の上流側と下流側の圧力差が大きくなる。メータリ
ングオリフィス36の上流側の圧力上昇に伴って制御バ
ルブ23の第1の油室41の圧力が増大し、スプール3
8が、図12に示すように圧縮コイルばね45の弾発力
に抗して右方に移動する。その結果、第1流体圧室21
に第1の油室41から吐出圧力が作用し、第2流体圧室
22には、第2の油室42から吸込口32の圧力が作用
するようになる。このため、カムリング8が付勢手段1
5の圧縮コイルばね17の弾発力に抗して、図9の右側
へ揺動し、ポンプ室11の容量が減少して吐出量が一定
となる。そして、カムリング8が図9の右側端部まで揺
動した高速運転時(図13のC点)には、最小の吐出量
で一定になる。
は、吐出量が多い運転状態ではエネルギーの損失量がよ
り多くなるという問題があり、この問題が発生する原因
が圧油の漏洩にあることが明らかになった。すなわち、
低回転時(図13のA〜Bの範囲)には、前述のように
第2流体圧室22にメータリングオリフィス36の上流
側の圧力が導入されており、この低回転時に第2流体圧
室22に供給される高圧油が、アダプタリング9の外側
の円環状の微少な隙間を通って第1の接続用通路53に
流入し、ここから制御バルブ23内で最も圧力が低い第
2の油室42に漏洩してしまうことが原因である。この
漏洩分だけ、この可変容量形ポンプ1から吐出される圧
油が低減されてしまうから、これを補うためにエンジン
回転数を上昇させて吐出量を増大させなければならず、
前述したようにエネルギーの損失量が増大してしまう。
は、アダプタリング9とフロントボディ4との間に形成
される第1の隙間と、ポンプ室11をシールするために
リヤボディ5とプレッシャプレート7とに装着したOリ
ング12、13に沿って形成される第2の隙間とが考え
られる。
周面に作用する圧油のために、アダプタリング9やフロ
ントボディ4が変形することによって形成されると考え
られる。この隙間に、アダプタリング9の付勢手段15
用の貫通穴9aや、リアボディ5、プレッシャプレート
7との間に形成される隙間などから第2の流体圧室22
の圧油が漏洩する。この第1の隙間を通って圧油が漏洩
することを阻止するためには、アダプタリング9を使用
することを止め、フロントボディ4にカムリングを直接
装着する構造を採ればよい。しかし、この構造を採るた
めには、フロントボディ4を分割してアダプタリング9
と同等の高い精度を持って形成しなければならないか
ら、コストが著しく高くなってしまう。
プレッシャプレート7に装着したOリング12、13が
第2の流体圧室22の油圧によって押されて圧縮され、
Oリング収容部12a、13a(図10参照)内の空所
が広がることによって形成されると考えられる。この第
2の隙間を通って圧油が漏洩するのを阻止するために
は、Oリング収容部12a、13aに圧油が作用しなく
なるように、フロントボディ4とリアボディ5、プレッ
シャプレート7などの嵌合部分を隙間が出来るだけ狭く
なるように形成しなければならないから、前記と同様に
コストアップになってしまう。
転時に第2の流体圧室22に吐出圧力が常に作用するか
ら、ポンプボディ2を強固に形成しなければならず大型
化するという問題もあった。
を図りながら、圧油がポンプ内部で漏洩することを阻止
し、圧油を効率よく吐出する可変容量形ポンプを発明
し、既に出願した(特願2000−216446号)。
内側にカムリングを揺動自在に支持させ、このカムリン
グの揺動方向の一側に第1の流体圧室を、他側に第2の
流体圧室を形成するとともに、カムリングをポンプ室の
容積が最大になる方向に付勢する付勢手段を設け、前記
第1および第2の流体圧室に、吐出通路の途中に設けた
メータリングオリフィスの上流側と下流側との差圧によ
って作動して、カムリング両側の流体圧室の油圧を制御
する制御バルブを接続した可変容量形ポンプにおいて、
前記制御バルブに、メータリングオリフィスの上流側と
下流側との差圧が小さいときに前記第2の流体圧室に接
続するポートを閉塞する閉塞部を設けたものである。
量形ポンプは、低回転時に第2の流体圧室に圧油が流入
することがないので、第2の流体圧室を経てポンプ内部
の隙間を通って圧油が漏洩することを阻止することがで
き、しかも、第2流体圧室に吐出圧力が常に作用するこ
とはないから、ポンプボディの強度をアップさせるため
に大型化することもないという優れた効果を奏すること
ができる。
プにさらに改良を加えたもので、ポンプ室の容積が増大
する側への復帰性能を損なうことなく、ポンプボディ内
部あるいはアダプタリングに形成されて制御バルブと第
2流体圧室とを接続する通路穴を不要にして、加工工数
を削減することができ、さらに、前記第2流体圧室に瞬
間的にも高圧が作用することを無くして、ポンプボディ
を大型化することなく、ポンプの高圧化が可能な可変容
量形ポンプを提供することを目的とするものである。
係る可変容量形ポンプは、両側のプレート間に揺動可能
に支持されたカムリングと、このカムリングの揺動方向
の一方に設けた第1流体圧室と、カムリングの揺動方向
の他方に設けた第2流体圧室と、第2流体圧室側に設け
られて前記カムリングを第1流体圧室側に付勢する付勢
手段と、カムリング内に偏芯して配置され、外周側に複
数枚のベーンを有するロータと、ポンプから吐出される
圧力流体の吐出通路の途中に設けられたメータリングオ
リフィスと、このメータリングオリフィスの上流側と下
流側との圧力差によって作動する制御バルブとを備え、
この制御バルブの作動により前記流体圧室の少なくとも
一方の流体圧を制御してカムリングを揺動させるように
したもので、前記制御バルブと第1流体圧室とを接続し
て、この第1流体圧室内の流体圧力を制御するととも
に、前記第2流体圧室を制御バルブから遮断してポンプ
吸込側に常時接続し、かつ、カムリングの内圧を、この
カムリングが前記第1流体圧室側に揺動する方向に向け
て作用させるようにしたものである。
御バルブから第2流体圧室への油通路を無くして、第2
流体圧室には常にポンプ吸込側の圧力を導入するように
しているので、高圧が作用することが無く、内部洩れや
脈動による振動音等が改善され、ポンプボディを強度ア
ップのために大型化する必要もない。しかも、カムリン
グをポンプ容積が最大になる方向に復帰させるために、
スプリング力に加えてカムリングの内圧を前記復帰方向
に設定したので、カムリングを安定した素早い動作で復
帰させることができる。
バルブと第1流体圧室とを接続して、この第1流体圧室
内の流体圧力を制御するとともに、前記第2流体圧室を
制御バルブから遮断してポンプ吸込側に常時接続し、さ
らに、カムリングを転動可能に支持する転動支持面を、
ロータの軸芯よりも第2流体圧室側に配置し、かつ、第
1流体圧室側に向けて傾斜させたことを特徴とするもの
である。
ムリングの両側に配置されたプレートに形成されている
吸込口の終端と吐出口の始端の位置を、吸込口側に回転
させて円周方向にずらすとともに、カムリングを吸込口
側に偏倚させることにより、カムリングの内圧を第1流
体圧室側に向けて作用させることを特徴とするものであ
る。
容量形ポンプにおいて、前記カムリングを挟持する二枚
のプレートの一方に、ポンプ室から吐出される圧力流体
の吐出口を設けるとともに、他方のプレートの背後側
に、ローラを駆動するドライブシャフトの周囲を囲むシ
ールリングと、この第1のシールリングの外周側で、前
記吐出口の設けられた領域よりも広い領域を囲む第2の
シールリングを設け、これら両シールリング間の領域に
吐出圧を導入する導入通路を形成したことを特徴とする
ものである。
た内外のシールリング間に吐出圧力を導入し、このプレ
ートおよびカムリング、ロータ、アダプタリングを吐出
口が形成された他方のプレート側に押し付けるようにし
ているので、ポンプ吐出圧が高圧になるほどサイドクリ
アランスが小さくなり、内部洩れによりポンプ効率が低
下することを防止することができる。
ールリングを樹脂製のリングとし、かつ、各シールリン
グを嵌合するシール溝に連通するとともにこのシール溝
よりも深い凹部を形成し、この凹部内に吐出圧を導入す
ることを特徴とするものである。
を、凹部に導入した高圧油によって背後から支持するの
で、ブローバイ現象を防止することができる。
り本発明を説明する。図1は本発明の一実施の形態に係
る可変容量形ポンプのドライブシャフトの軸線に直角な
断面図、図2はこの可変容量形ポンプのドライブシャフ
トの軸線に沿う断面図である。なお、前記図9ないし図
12によって説明した従来の構成と同一または相当する
部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
01で示す)は、自動車のパワーステアリング装置の油
圧供給源として使用されるもので、ドライブシャフト2
5に図示しないエンジンの動力が伝達されてロータ3が
回転するようになっている。この実施の形態では、図1
に矢印Rで示すように、ドライブシャフト25およびロ
ータ3は反時計回り方向に回転する。
ボディ4とリアボディ5とを突き合わせてなるポンプボ
ディ2内に、フロントボディ4の底部側からサイドプレ
ート7、アダプタリング9およびその内側のカムリング
8とロータ3、プレッシャプレート160が順に挿入さ
れ、このフロントボディ4の開口部内にリアボディ5の
円形の突出部5aが挿入されてボルト10によって固定
されている。
フト25に連結され、エンジンの動力が伝達されて回転
する。また、アダプタリング9内のロータ3の外周側に
カムリング8が、ロータ3の回転中心Or(ドライブシ
ャフト25の軸芯)に対して偏芯し、かつ、揺動可能に
支持されている。アダプタリング9の内面に、ロータ3
の回転中心Orを通る鉛直方向の線Mに直角な転動支持
面162aを有する支持板162が配置され、カムリン
グ8は、この支持板162に支持されて、前記サイドプ
レート7およびプレッシャプレート160の間で、図1
の左右方向に揺動できるようになっている。また、この
支持板162を入れることにより、カムリング8を図2
の上方(後に説明する吸込口32側)に僅かにずらして
ある。なお、この実施の形態では、カムリング8の揺動
を支持する支持板162としてベーンを利用しており、
カムリング8の支持面162aの強度を確保するととも
に、後に説明する両流体圧室21、22間のシールを行
っている。
1流体圧室21(図1の左側)および第2流体圧室22
(同図の右側)が形成されている。アダプタリング9の
前記支持板162と軸対称の位置にシール部材24が取
り付けられており、これら支持板162およびシール部
材24によって両流体圧室21、22が区画されるとと
もに、液密が保持されている。カムリング8が図1の左
方向に揺動しているときに、両プレート7、160間に
おいて隣接する二枚のベーン27、27によって形成さ
れるポンプ室11の容積が最大になり、右方向に揺動す
るとポンプ室11の容積が縮小されるようになってい
る。前記第2流体圧室22側には、スプリング(付勢手
段)17が配置され、カムリング8をポンプ室11の容
積が最大になる方向に常時付勢している。なお、支持板
162の近くに設けられているピン164は、サイドプ
レート7、アダプタリング9およびプレッシャプレート
160の位置決めを行う回り止めピンである。
に伴ってポンプ室11の容積が次第に拡大していく領域
(図1の上部の吸込領域)には、円弧状の吸込口32が
形成されており、吸込通路31を介してタンクから吸い
込んだ作動流体をポンプ室11に供給する。また、サイ
ドプレート7の、前記ロータ3の回転に伴ってポンプ室
11の容積が次第に縮小していく領域(図1の下部の吐
出領域)には、吐出口33が開口しており、この吐出口
33を介してポンプ室11から吐出された圧力流体が、
ポンプボディ2の底部に形成された吐出側圧力室34に
導入される。この吐出側圧力室34は、ポンプボディ2
に形成された吐出通路135を介して吐出ポート166
に接続されており、吐出側圧力室34に導入された圧力
流体が、吐出ポート166からパワーステアリング装置
PSのパワーシリンダに送られる。
シャフト25と直交する方向を向けて制御バルブ123
が設けられている。この制御バルブ123は、ポンプボ
ディ2に形成されたバルブ孔137内に摺動可能に嵌合
されたスプール138を有している。このスプール13
8は、その一方の端部(図1の右側の第2流体圧室22
側端部)側の室144(以下スプリング室と呼ぶ)内に
配置された圧縮コイルばね145によって、常時図1の
左方(第1流体圧室21方向)に向けて付勢されてお
り、非作動時には、前記バルブ孔137の開口部に螺合
されてこのバルブ孔137を閉塞するプラグ168の前
面に当たって停止している。
装置PSに至る吐出通路135の途中にメータリングオ
リフィス136が設けられており、このメータリングオ
リフィス136の上流側の流体圧が、図示しないパイロ
ット圧通路を介して、図1の左方の室141(以下高圧
室と呼ぶ)内に導入され、一方、メータリングオリフィ
ス135の下流側の流体圧が、パイロット圧通路151
を介して、スプリング室144に導入されており、これ
ら両室141、144の圧力差が所定以上になると、ス
プール138が圧縮コイルばね145に抗して図1の右
方へ移動する。なお、この実施の形態では、メータリン
グオリフィス136が固定オリフィスで構成されている
が、前記特願2000−216446号、あるいは特願
2000−368119号等に開示された可変オリフィ
ス等を用いるようにしても良い。
圧室21は、ポンプボディ2およびアダプタリング9に
形成された接続通路2a、9aを介して、バルブ孔13
7の高圧室141側に連通している。一方、カムリング
8の右側に形成された第2流体圧室22は、従来の可変
容量形ポンプに設けられていた接続通路が無く、制御バ
ルブ123には直接接続されていない。そして、この第
2流体圧室22は、サイドプレート7に形成された導入
孔170を介して、吸込通路31に連通されて常時吸込
側の圧力が導入されている。
141を区画する第1ランド部138aとスプリング室
144を区画する第2ランド部138bとが形成され、
これら両ランド部138a、138bの中間に環状溝部
138cが設けられている。この中間の環状溝部138
cが、ポンプ吸込側通路148(図2参照)を介してタ
ンクに接続されており、この環状溝部138cとバルブ
孔137の内周面との間の空間がポンプ吸込側室142
を構成している。
圧室21は、スプール138が図1に示す非作動位置に
あるときには、接続通路2a、9aを介してポンプ吸込
側室142に接続され、前記メータリングオリフィス1
36の前後の差圧によってスプール138が作動する
と、ポンプ吸込側室142から徐々に遮断されて、前記
高圧室141に連通されるようになっている。従って、
第1流体圧室21には、前記ポンプ吸込側の圧力と、ポ
ンプ吐出通路135内に設けられたメータリングオリフ
ィス136の上流側の圧力が選択的に供給される。
リーフバルブ152が設けられており、スプリング室1
44内の圧力(メータリングオリフィス136の下流側
の圧力、言い換えればパワーステアリング装置PSの作
動圧力)が所定以上に上昇したときに開放して、この流
体圧をタンク側に逃がすようになっている。
ポンプ101では、前記サイドプレート7に形成されて
いる吸込口32と吐出口33の位置が、従来の構成と比
較して回転方向にずらした位置に設けられている。
は、図3に示すように、ロータ3の中心Or(ドライブ
シャフト25の軸芯)とカムリング8の中心Ocは、同
一の水平な線N上に位置しており、ロータ3に設けられ
ている二枚のベーン27、27が、この水平な線Nの上
下対称の位置にあるときに、ポンプ室11が最大の容積
を有している。そして、ポンプ室11は、この最大の容
積を有する状態になったときに、吸込口32から吐出口
33に切り替わるようになっている。
図4に示すように、吐出口33および吸込口32が形成
されているサイドプレート7を、図4における時計回り
方向に約2.5°回転させるとともに、カムリング8の
中心Ocを、前記ロータ3の中心Orが通る水平な線N
よりも僅かに上方にずらしてある。従って、隣接する二
枚のベーン27、27によって形成されるポンプ室11
は、前記水平な線Nを挟んで対称の位置に到達する前に
容積が最大の状態になる。しかも、ポンプ室11の容積
が最大となった時点では、このポンプ室11は吸込口3
2の終端部32a側に接続されて、吐出口33の始端部
33aには到達しないようにしている。よって、ポンプ
室11を形成する二枚のベーン27のうちの先行するベ
ーン27(図4中に符号27aで示すベーン)が吐出口
33の始端部33aに到達する時点では、ポンプ室11
は既に圧縮を開始している。つまり予圧縮が行われてい
る。
転方向にずらすとともに、カムリング8を吸込口32側
に僅かに持ち上げてあるので、ポンプ作動時には、カム
リング8の内面に、図4のDからEの範囲に渡って高圧
が作用する。従って、カムリング8には、常時ポンプ室
11の容積が最大となる位置(第1流体圧室21側)に
向けて復帰するように内圧が作用している。
プ101では、図5に示すように、プレッシャプレート
160のリアボディ5側の面に二本のシールリング17
2、174が嵌着されている。これらシールリング17
2、174として、この実施の形態では、樹脂製のリン
グを用いている。内周側のシールリング(第1シールリ
ング)172は、前記ドライブシャフト25が貫通して
いる孔160aの周囲に配置されている。また、外周側
のシールリング(第2シールリング)174は、吐出側
の領域(図5の下側の領域)では、サイドプレート7に
形成されている吐出口33の外側を囲み、吸込側の領域
では、前記第1シールリング172に近接した位置に配
置されている。
ィ5側の面には、図6および図7に示すように、第1シ
ールリング172および第2シールリング174がそれ
ぞれ嵌着される第1環状溝(シール溝)160bおよび
第2環状溝160cが形成されている。さらに、第1シ
ールリング172が嵌着される第1環状溝160bに
は、この溝160bの幅とほぼ等しい径を有する円形の
凹部160dが、円周方向等間隔で、かつ、その径のほ
ぼ二分の一だけ溝160bの外側にずらした位置に4個
所形成されている。また、第2シールリング174が嵌
着される第2環状溝160cには、この溝160cの幅
とほぼ等しい径を有する円形の凹部160eが、円周方
向等間隔で、かつ、その径のほぼ二分の一だけ溝160
cの内側にずらした位置に4個所形成されている。これ
ら円形の凹部160d、160eは前記シール溝160
b、160cよりも深くなっており、これら円形の凹部
160d、160e内に高圧油を導入して、シールリン
グ172、174を背後から支持することにより、ブロ
ーバイ、つまりシールリング172、174上を圧油が
通過してシール機能を果たさなくなることを防止するよ
うになっている。
ドプレート7に形成された吐出口33に対応する位置
に、円弧状の溝160fおよび貫通穴160gが形成さ
れており、ポンプ吐出圧力がプレッシャプレート160
のリアボディ5側の面の、両シールリング172、17
4間に導入されるようになっている。
側の面に対しては、吐出口33が形成されている部分お
よびその周辺部にかけてポンプ吐出圧が作用するように
なっており、このサイドプレート7に吐出圧が作用する
面積よりも、前記プレッシャプレート160の両シール
リング172、174に囲まれた部分の面積の方が大き
くなっている。従って、ポンプ作動時には、プレッシャ
プレート160が、ロータ3、カムリング8およびアダ
プタリング9をサイドプレート7側に押圧し、ロータ
3、カムリング8およびアダプタリング9と、その両側
のサイドプレート7およびプレッシャプレート160と
の間のサイドクリアランスを小さくするようになってい
る。特に、ポンプ吐出圧が高圧になるほど、サイドプレ
ート7側に強く押し付けてサイドクリアランスを小さく
し、内部洩れによる損失を防止できるようになってい
る。
について説明する。ポンプ停止時には、制御バルブ12
3に油圧が作用しないため、制御バルブ123のスプー
ル138は圧縮コイルばね145の弾発力によってスト
ッパであるプラグ168に当たって停止している。この
状態でエンジンが始動すると、エンジンの回転数の上昇
に伴って可変容量形ポンプ101の回転数も上昇する。
ングオリフィス136の上流側と下流側との圧力差が小
さいので、制御バルブ123のスプール138は、圧縮
コイルばね145によって図2に示す位置に停止してい
る。制御バルブ123の非作動時には、カムリング8の
左側の第1流体圧室21には、制御バルブ123のポン
プ吸込側室142から、接続通路2a、9aを介してポ
ンプ吸込側の圧力が導入され、一方、カムリング8の右
側の第2流体圧室22には、導入孔170を介して常時
ポンプ吸込側の圧力が導入されている。従って、カムリ
ング8は、スプリング17によって図2に示すポンプ室
11の容積が最大となる位置に保持されており、この可
変容量形ポンプ101は、回転数の上昇に比例して吐出
量が増大する(図13のA〜Bの範囲参照)。
て、ポンプ室11からの吐出流量が次第に増大して、メ
ータリングオリフィス136の上流側と下流側との圧力
差が大きくなり、この圧力差が所定以上になると、前記
スプール138が圧縮コイルばね145を撓ませる方向
(スプリング室144方向)に移動する。そして、所定
位置で平衡して、その状態が維持されることになる。こ
のときスプール138は、カムリング8の一方の側部
(図2の左方)に形成されている第1流体圧室21に、
ポンプ吸込側を接続または接続可能な状態でほぼ安定す
る。
38の平衡状態において、カムリング8は、両側の流体
圧室21、22間の差圧と前記圧縮コイルばね17の付
勢力とによって、図2の右側に揺動してポンプ室11が
最小のポンプ吐出流量となる位置でバランスした状態に
なる。この状態では、例えば、ポンプ吐出圧が150k
g/cm2 のとき、第1流体圧室21の油圧が2kg
/cm2 程度で釣り合うので、シール24等を高精度
な加工をしなくとも内部洩れを起こすおそれが少ない。
り操作が行われると、パワーステアリング装置PSの作
動圧力が上昇し、この圧力が、通路151を介して制御
バルブ123のスプリング室44内に入り、スプール1
38のスプリング室144側端面に作用する。パワース
テアリング装置PSの作動圧力によってスプール138
が図1の左方に押し戻されると、カムリング8の左側の
第1流体圧室21が、メータリングオリフィス136の
上流側圧力が導入されている高圧室141と遮断されて
ポンプ吸込側室142に接続される。カムリング8の両
側の流体圧室21、22がともにポンプ吸込側の圧力に
なり、カムリング8は、第2流体圧室22側のスプリン
グ17と、その内周側に作用する圧力によって、ポンプ
室11の容積が拡大する方向に揺動する。
ポンプ101では、ポンプ室11に作動油を供給する吸
込口32とポンプ室11から作動油を吐出する吐出口3
3の位置が、従来の可変容量形ポンプ1の構成よりも、
回転方向(図2の時計回り方向)にずれており、カムリ
ング8の内面に作用する圧力(図4のD〜Eの範囲が高
圧になる)が、カムリング8を図2に示す位置に復帰さ
せる方向に作用するようになっている。従って、第2流
体圧室22が常時ポンプ吸込側の圧力であっても、カム
リング8は速やかにポンプ室11の容積が拡大する方向
に復帰して、吐出量を増大させることができる。
0883号)の構成では、図13におけるAからBに至
る領域で、第2流体圧室22にポンプ吐出圧(メータリ
ングオリフィス136の上流側の圧力)が直接作用して
いるため、内部洩れが起こるおそれがあるので、その内
部洩れを押さえるためにポンプボディ2の内径やアダプ
タリング9の外径等のシール部の加工精度が必要で、ポ
ンプの高圧化に困難が伴うが、この実施の形態の構成で
は、シール部の高度な加工精度が不要であり、内部洩れ
を改善することができる。また、脈動による振動音も改
善することができる。さらに、ポンプボディ2を大型化
して強度アップをすることなくポンプの高圧化が可能と
なる。
した特願2000−216446号の可変容量形ポンプ
は、前記従来の可変容量形ポンプにおける問題点を解決
することができる。しかしながら、制御バルブのスプー
ルの作動時に第2流体圧室に瞬間的に高圧が作用するの
で、その瞬間には、やはり内部洩れ等の心配がある。こ
れに対し、本発明の前記実施の形態の構成では、第2流
体圧室22には常時ポンプ吸込側の圧力が導入されてい
るので、ポンプの高圧化に対応するためにはさらに有利
である。しかも、前記出願に係る発明では、制御バルブ
と第2流体圧室とを接続する接続通路を設けているが、
この実施の形態では、制御バルブ123と第2流体圧室
22との間の接続用通路(ポンプボディ2およびアダプ
タリング9に形成した油路穴)が不要なので、加工工数
を低減し、コストダウンを図ることができる。
より説明する。この図では、一点鎖線がロータ3、実線
がポンプ吐出容量が最大のときのカムリング8Aの位
置、破線がポンプ吐出容量が最小のときのカムリング8
Bの位置をそれぞれ示す。前記第1の実施の形態では、
カムリング8が前記第1流体圧室21側に揺動する方向
に向けて、カムリング8の内圧を作用させるために、サ
イドプレート7に形成されている吐出口33および吸込
口32を回転方向にずらすとともに、カムリング8を吸
込口32側(図2および図4の上方)に僅かに偏倚させ
ていたが、この実施の形態では、吐出口33と吸込口3
2の位置は従来の構成と同様に上下対称の位置であって
良い。なお、この実施の形態では、図示しない部分につ
いても、前記第1の実施の形態の構成と同一の符号を付
して説明する。
内面に配置されてカムリング8を支持する支持板162
を、ロータ3の中心Orを通る垂直方向の線Mに対して
第2流体圧室22側(図8の右側)にずらし、その転動
支持面162aを第1流体圧室21方向(図8の左方
向)に向けて傾斜させている。また、カムリング8の中
心Oc(ポンプ吐出容量が最大のときのカムリング8の
中心をOcA、最小のときのカムリング8の中心をOc
Bで示す。)を、ロータ3の中心Orを通る水平方向の
線Nよりも僅かに上方に位置させている。
形態と同様であり、カムリング8をポンプ吐出容量が減
少する方向(図1の右方向)に揺動させる場合には、ポ
ンプ吐出圧を制御して第1流体圧室21に導入すること
により行う。逆に、カムリング8を、ポンプ吐出容量を
増大させる方向(図1の左方向)に復帰させる場合に
は、カムリング8の揺動支点12が、ロータ3の軸芯O
rよりも第2流体圧室22側に配置され、第1流体圧室
21方向に向けて傾斜しているので、ポンプ吐出圧によ
るカムリング内圧の合力が、前記転動支持面162aに
直角に作用すると、その分力が第1流体圧室21方向に
働き、前記スプリング17の力に加えてこのカムリング
8の内圧による力によって、カムリング8が迅速に復帰
する。この実施の形態でも、第2流体圧室を常時ポンプ
吸込側に接続しておくことにより、内部洩れを改善する
ことができ、しかも、カムリングの揺動支持面の位置
を、第2流体圧室側に配置しているので、ポンプ吐出流
量を増大させる必要があるときには、カムリングを迅速
に復帰させることができる。
た構造に限定されるものではなく、各部の形状、構造等
を適宜変形、変更しうることはいうまでもない。例え
ば、第1の実施の形態の吐出口と吸込口を回転させる角
度や、第2の実施の形態のカムリングの転動支持面をず
らす位置等も、前記実施の形態の構成に限定されるもの
ではなく、適宜選択することが可能である。
ポンプは、メータリングオリフィスの上流側と下流側と
の圧力差によって作動する制御バルブと第1流体圧室と
を接続して、この第1流体圧室内の流体圧力を制御する
とともに、前記第2流体圧室を制御バルブから遮断し
て、ポンプ吸込側に常時接続し、かつ、カムリングの内
圧を、このカムリングが前記第1流体圧室側に揺動する
方向に向けて作用させるようにしたので、内部洩れを改
善してポンプ効率の低下を防止することができる。さら
に、スプリング力に加えて、カムリングの内圧を第1流
体圧室方向に向けて作用させることにより、カムリング
をポンプ室の容積が拡大する側に速やかに復帰させるこ
とができる。
量形ポンプは、前記カムリングを挟持する二枚のプレー
トの一方に、ポンプ室から吐出される圧力流体の吐出口
を設けるとともに、他方のプレートの背後側の面に、ロ
ータを駆動するドライブシャフトの周囲を囲む第1シー
ルリングと、この第1シールリングの外周側で、前記吐
出口の設けられている領域よりも広い範囲を囲む第2の
シールリングを設け、これら両シールリング間の領域に
吐出圧を導入する導入通路を形成したので、ポンプ作動
時には、カムリングおよびロータ等を挟持する二枚のプ
レートの一方を他方のプレート側に押圧してサイドクリ
アランスを小さくし、内部洩れを減少させることができ
る。
のドライブシャフトの軸線に直角な断面図である。
線に沿った断面図である。
ングと吐出口および吸込口の位置関係を説明する図であ
る。
タおよびカムリングと吐出口および吸込口の位置関係を
説明する図である。
側面に設けられたシール部の構成を示す正面図である。
ムリングとロータおよびカムリングの転動支点の位置関
係を説明する図である。
軸線に直角な断面図である。
の軸線に沿った断面図である。
吐出通路の構成を示す断面図である。
吐出通路の構成を示す断面図であり、図11と異なる作
動状態を示す。
ある。
Claims (5)
- 【請求項1】 両側のプレート間に揺動可能に支持され
たカムリングと、このカムリングの揺動方向の一方に設
けた第1流体圧室と、カムリングの揺動方向の他方に設
けた第2流体圧室と、第2流体圧室側に設けられて前記
カムリングを第1流体圧室側に付勢する付勢手段と、カ
ムリング内に偏芯して配置され、外周側に複数枚のベー
ンを有するロータと、ポンプから吐出される圧力流体の
吐出通路の途中に設けられたメータリングオリフィス
と、このメータリングオリフィスの上流側と下流側との
圧力差によって作動する制御バルブとを備え、この制御
バルブの作動により前記流体圧室の少なくとも一方の流
体圧を制御してカムリングを揺動させる可変容量形ポン
プにおいて、 前記制御バルブと第1流体圧室とを接続して、この第1
流体圧室内の流体圧力を制御するとともに、前記第2流
体圧室を制御バルブから遮断してポンプ吸込側に常時接
続し、かつ、カムリングの内圧を、このカムリングが前
記第1流体圧室側に揺動する方向に向けて作用させるこ
とを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 【請求項2】 両側のプレート間に揺動可能に支持され
たカムリングと、このカムリングの揺動方向の一方に設
けた第1流体圧室と、カムリングの揺動方向の他方に設
けた第2流体圧室と、第2流体圧室側に設けられて前記
カムリングを第1流体圧室側に付勢する付勢手段と、カ
ムリング内に偏芯して配置され、外周側に複数枚のベー
ンを有するロータと、ポンプから吐出される圧力流体の
吐出通路の途中に設けられたメータリングオリフィス
と、このメータリングオリフィスの上流側と下流側との
圧力差によって作動する制御バルブとを備え、この制御
バルブの作動により前記流体圧室の少なくとも一方の流
体圧を制御してカムリングを揺動させる可変容量形ポン
プにおいて、 前記制御バルブと第1流体圧室とを接続して、この第1
流体圧室内の流体圧力を制御するとともに、前記第2流
体圧室を制御バルブから遮断してポンプ吸込側に常時接
続し、さらに、カムリングを転動可能に支持する転動支
持面を、ロータの軸芯よりも第2流体圧室側に配置し、
かつ、第1流体圧室側に向けて傾斜させたことを特徴と
する可変容量形ポンプ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の可変容量形ポンプにお
いて、 前記カムリングの両側に配置されたプレートに形成され
ている吸込口の終端と吐出口の始端の位置を、吸込口側
に回転させて円周方向にずらすとともに、カムリングを
吸込口側に偏倚させることにより、カムリングの内圧を
第1流体圧室側に向けて作用させることを特徴とする可
変容量形ポンプ。 - 【請求項4】 両側のプレート間に揺動可能に支持され
たカムリングと、このカムリングの揺動方向の一方に設
けた第1流体圧室と、カムリングの揺動方向の他方に設
けた第2流体圧室と、第2流体圧室側に設けられて前記
カムリングを第1流体圧室側に付勢する付勢手段と、カ
ムリング内に偏芯して配置され、外周側に複数枚のベー
ンを有するロータと、ポンプから吐出される圧力流体の
吐出通路の途中に設けられたメータリングオリフィス
と、このメータリングオリフィスの上流側と下流側との
圧力差によって作動する制御バルブとを備え、この制御
バルブの作動により前記流体圧室の少なくとも一方の流
体圧を制御してカムリングを揺動させる可変容量形ポン
プにおいて、 前記カムリングを挟持する二枚のプレートの一方に、ポ
ンプ室から吐出される圧力流体の吐出口を設けるととも
に、他方のプレートの背後側の面に、前記ロータを駆動
するドライブシャフトの周囲を囲む第1シールリング
と、この第1シールリングの外周側で、前記吐出口の設
けられている領域よりも広い範囲を囲む第2のシールリ
ングを設け、これら両シールリング間の領域に吐出圧を
導入する導入通路を形成したことを特徴とする可変容量
形ポンプ。 - 【請求項5】 請求項4に記載の可変容量形ポンプにお
いて、 前記両シールリングを樹脂製のリングとし、かつ、シー
ルリングを嵌合するシール溝に連通するとともにこのシ
ール溝よりも深い凹部を形成し、この凹部内に吐出圧を
導入することを特徴とする可変容量形ポンプ。
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