JP2003120551A - 可変容量形ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポンプ室２８から吐出された流体が、噴流とし
て直接オリフィス６０に作用しないようにする。 【解決手段】ポンプボディ２３内に揺動可能に支持され
たカムリング２７と、このカムリング２７内に偏芯して
配置されたロータ２５と、このロータ２５の外周に設け
られたスリット内に進退動可能に挿入された複数枚のベ
ーン２５ａと、隣接する二枚のベーン２５ａ間に形成さ
れたポンプ室２８から吐出された流体を、パワーステア
リング装置ＰＳに供給する通路内に設けられたメータリ
ングオリフィス６０とを備えている。オリフィス６０の
開口部６０ａの上流側に壁６２が設けられており、ポン
プ室２８から吐出された流体は、壁６２に当たって勢い
を弱められた後、この壁６２を回り込んでオリフィス６
０に流入する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明が属する技術分野】本発明は、自動車のパワース
テアリング装置等の圧力流体利用機器の流体圧供給源と
して用いられる可変容量形ポンプに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】可変容量形ポンプは、一般に、ポンプボ
ディの内部空間に揺動可能に支持されたカムリングと、
このカムリング内に回転可能に配置され、カムリングの
内周カム面に摺接する複数枚のベーンを有するロータ
と、前記カムリングの両側に形成された第１および第２
流体圧室と、前記カムリングを、二枚のベーン間に形成
されるポンプ室のポンプ容量が最大となる方向に付勢す
るスプリングと、前記ポンプ室から吐出される圧力流体
をパワーステアリング装置等の圧力流体利用機器に供給
する吐出通路の途中に設け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の流
体圧をスプールの両端面にそれぞれ作用させるととも
に、下流側の流体圧が作用する端面側にスプリングを配
置した制御バルブとを備えており、この制御バルブの作
動により、前記第１および第２の流体圧室の少なくとも
一方の圧力を制御してカムリングを揺動させ、ポンプ吐
出流量を変化させるようになっている。 【０００３】前記カムリングおよびロータは、フロント
ボディの底部側に配置されたプレッシャプレートと、フ
ロントボディの開口部に固定されたリヤボディとによっ
て挟持されており、リヤボディに形成された吸込側開口
から作動流体を、前記二枚のベーン間に形成されるポン
プ室内に導入し、ロータの回転に伴ってポンプ室の容積
を圧縮することにより、この流体をプレッシャプレート
に形成された吐出側開口からフロントボディの底部に形
成された吐出側圧力室に吐出するようになっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前記プレッシャプレー
トの吐出側開口から吐出側圧力室に吐出された流体は、
前記制御バルブを作動させるメータリングオリフィスを
通ってパワーステアリング装置等の圧力流体利用機器に
供給される。従来の可変容量形ポンプで、特にスペース
の制約を受けるものでは、吐出側開口から吐出側圧力室
に吐出された流体の噴流が、前記メータリングオリフィ
スにほぼ直接流入する構成になっている。このようにメ
ータリングオリフィスの開口部に、前記流体が噴流とな
ってほぼ直接流入する構造の場合には、ポンプ回転数が
変化すると、カムリングが揺動するためにポンプ室と吐
出側開口の相対位置がずれる。そのとき、吐出側開口か
ら吐出側圧力室への噴流の方向が変化することになり、
流れが乱れるので、開口部を通過する流量が変動してし
まうことがあった。 【０００５】また、前記のような従来の構造による問題
の発生を避けるために、噴流が直接作用しない位置にオ
リフィスを設けるようにすると、オリフィスを設ける場
所が限られてしまうという問題があった。 【０００６】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、オリフィスの設置場所の制約をなくすことが
でき、しかも、吐出側圧力室に吐出された噴流が直接オ
リフィスに作用しないようにして、流量変動を無くすこ
とができる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。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る可変容量形
ポンプは、ポンプボディ内に揺動可能に支持されたカム
リングと、このカムリング内に偏芯して配置されたロー
タと、このロータの外周に等間隔で設けられたスリット
内に進退動可能に挿入された複数枚のベーンと、隣接す
る二枚のベーン間に形成されたポンプ室から吐出された
流体を、圧力流体利用機器に供給する通路内に設けられ
たメータリングオリフィスとを備えており、さらに、前
記ポンプ室から吐出された流体の噴流が前記メータリン
グオリフィスの開口部に直接作用しないように、メータ
リングオリフィスの開口部の上流側に壁を設けたもので
ある。 【０００８】本発明に係る可変容量形ポンプでは、ポン
プ室から吐出側圧力室に吐出された流体が、一旦壁に当
たって、勢いが弱められた後、メータリングオリフィス
に流入するので、ポンプ回転数の変化によりカムリング
が揺動して、吐出側開口から吐出側圧力室への噴流の方
向が変化しても、メータリングオリフィスへの流れが乱
れて、このオリフィスを通過する流量が変動してしまう
ことはない。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
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全体の構成を示す図であり、ドラ
イブシャフトの軸線に直角な断面図（図２のＩ−Ｉ線に
沿う断面図）である。また、図２は前記可変容量形ポン
プの前記軸線に沿った断面図（図１のＩＩ−ＩＩ線に沿
う断面図）である。この可変容量形ポンプ（全体を符号
２０で示す）は、本発明をパワーステアリング装置の油
圧発生源となるベーンタイプのオイルポンプに適用した
場合を示すものである。 【００１０】この可変容量形ポンプ２０は、フロントボ
ディ２１とリアボディ２２とを突き合わせてなるポンプ
ボディ２３内に、ポンプカートリッジとしてのポンプ構
成要素を収納配置する収納空間２４が形成され、この収
納空間２４の内面にアダプタリング２９が嵌着されてい
る。このアダプタリング２９のほぼ楕円形の空間内に、
揺動支点ピン３１を介してカムリング２７が揺動可能に
配置されている。このカムリング２７の、前記揺動支点
ピン３１とほぼ軸対称の位置にシール部材４５が設けら
れており、これら揺動支点ピン３１とシール部材４５と
によって、カムリング２７の揺動方向両側に第１流体圧
力室４３および第２流体圧力室４４が区画形成されてい
る。 【００１１】さらに、前記カムリング２７の内周側に
は、複数枚のベーン２５ａを放射方向に摺動自在に保持
したロータ２５が配置されている。ロータ２５は外周側
に円周方向等間隔で複数のスリットが形成されており、
これら各スリット内に進退動自在にベーン２５ａが挿入
されている。このロータ２５は、ポンプボディ２３を貫
通して、軸受２６ａ、２６ｂによって回転自在に支持さ
れたドライブシャフト２６に連結されており、図示しな
いエンジンによってこのドライブシャフト２６が回転駆
動されると、図１の矢印Ｒ方向に回転する。前記カムリ
ング２７はドライブシャフト２６に連結されたロータ２
５に対し、偏芯した状態で配置されており、これらカム
リング２７とロータ２５との間に形成される空間内に、
隣接する二枚のベーン２５ａによってポンプ室２８が形
成される。そして、このカムリング２７が、前記揺動支
点ピン３１を支点に揺動することによって前記ポンプ室
２８の容積が増減する。 【００１２】ポンプボディ２３の前記第２流体圧室４４
側には、圧縮コイルばね２７ｂが配置されており、前記
カムリング２７を常時第１流体圧室４３側、つまり前記
ポンプ室２８の容積が最大になる方向に付勢している。 【００１３】前記ポンプボディ２３の内部の収納空間２
４には、従来周知のように、前記アダプタリング２９、
カムリング２７およびロータ２５が収納され、プレッシ
ャプレート３０およびサイドプレート（またはサイドプ
レートの機能を果たすリアボディ２２）によって両側か
ら挟持されている。 【００１４】前記ロータ２５の回転に伴って、隣接する
二枚のベーン２５ａ間に形成されるポンプ室２８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）
の、リアボディ２２の側面には円弧状の吸込側開口３２
が形成されており、吸い込みポート３５ａおよび吸込側
通路３５を介してタンクＴから吸い込んだ作動流体を、
この吸込側開口３２を介してポンプ室２８に供給する。 【００１５】また、前記ロータ２５の回転に伴って、前
記ポンプ室２８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）の、プレッシャプレート３０の側面
に吐出側開口３３が形成されており、ポンプ室２８から
吐出された圧力流体が、この円弧状の吐出側開口３３お
よび吐出口３３ａ（図２および図４参照）を介して、フ
ロントボディ２１の底部に形成された吐出側圧力室３６
に導入される。この吐出側圧力室３６は、フロントボデ
ィ２１に形成されたポンプ吐出側通路３７を介して吐出
ポート３７ａに接続されており、吐出側圧力室３６に導
かれた圧力流体が、吐出ポート３７ａから動力舵取装置
ＰＳのパワーシリンダに送られる。この実施の形態で
は、前記吐出側圧力室３６から吐出側通路３７への出口
に、後に説明するメータリングオリフィス６０が設けら
れている。 【００１６】プレッシャプレート３３の、前記リアボデ
ィ２２に形成された吸込側開口３２と対向する位置に
は、ほぼ同形状の溝部３２ａと孔部３２ｂが形成されて
いる。この孔部３２ｂは、フロントボディ２１の収納空
間２４の底部側に形成した吸込側圧力室３４に接続され
ている（図２参照）。なお、図２の符号３４ａは、吸込
側圧力室３４を前記ドライブシャフト３６周りとともに
取り囲むＯリングである。さらに、リアボディ２２の、
前記プレッシャプレート３０に形成された吐出側開口３
３と対向する位置には、ほぼ同形状の溝部３３ｂが形成
されている。吸込側開口３２に対向する溝部３２ａと孔
部３２ｂおよび吐出側開口３３に対向する溝部３３ｂを
形成することによって、ポンプ室２８の両側の圧力バラ
ンスを保持するようになっている。 【００１７】前記ポンプボディ２３（フロントボディ２
１）内には、前記ドライブシャフト２６と直交する方向
を向いた制御バルブ４０が設けられている。この制御バ
ルブ４０は、ポンプボディ２３に形成されたバルブ孔４
１内に摺動可能に嵌合されたスプール４２を有してい
る。このスプール４２は、その一方の端部（図１の右側
の第２流体圧室４４側端部）側の室４６（以下スプリン
グ室と呼ぶ）内に配置されたスプリング４６ａによっ
て、常時図１の左方（第１流体圧室４３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４１の開
口部に螺合されてこの孔４１内を閉塞するプラグ６７の
前面に当たって停止している。 【００１８】前記ポンプ室２８から吐出側圧力室３６を
経て圧力流体利用機器（この実施の形態ではパワーステ
アリング装置ＰＳ）に至る吐出側通路３７の途中に、後
に説明するメータリングオリフィス６０が設けられてお
り、このメータリングオリフィス６０の上流側の流体圧
が、パイロット圧通路５１を介して、図１の左方の室４
８（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６０の下流側の流体圧が、パイロット通
路５２（図１および図４参照）を介して、前記スプリン
グ室４６に導入されており、これら両室４８、４６の圧
力差が所定以上になると、スプール４２がスプリング４
６ａに抗して図１の右方へ移動する。 【００１９】カムリング２７の左側に形成された第１流
体圧室４３は、フロントボディ２１とアダプタリング２
９に形成された接続通路４９およびダンパ絞り４９ａを
介して、バルブ孔４１の高圧室４８側に連通し、カムリ
ング２７の右側に形成された第２流体圧室４４は、フロ
ントボディ２１とアダプタリング２９に形成された接続
通路４７およびダンパ絞り４７ａを介して、バルブ孔４
１のスプリング室４６側に連通している。 【００２０】スプール４２の外周面には、前記高圧室４
８を区画する第１ランド部４２ｂとスプリング室４６を
区画する第２ランド部４２ｃとが形成され、これら両ラ
ンド部４２ｂ、４２ｃの中間に環状の溝部４２ａが設け
られている。この中間の環状溝部４２ａが、ポンプ吸込
側通路５０ａを介してタンクＴに接続されており、この
環状溝部４２ａとバルブ孔４１の内周面との間の空間が
ポンプ吸込側室５０を構成している。 【００２１】カムリング２７の左側に設けられた第１流
体圧室４３は、スプール４２が図１に示す非作動位置に
あるときには、接続通路４９およびダンパ絞り４９ａを
介してポンプ吸込側室５０に接続され、前記メータリン
グオリフィス６０の前後の差圧によってスプール４２が
作動すると、ポンプ吸込側室５０から徐々に遮断され
て、前記高圧室４８に連通されるようになっている。従
って、第１流体圧室４３には、前記ポンプ吸込側の圧力
Ｐ_０ と、メータリングオリフィス６０の上流側の圧力
Ｐ_１ が選択的に供給される。 【００２２】また、カムリング２７の右側に設けられた
第２流体圧室４４は、スプール４２の非作動時には、接
続通路４７およびダンパ絞り４７ａを介してスプリング
室４６に接続され、スプール４２が作動すると、前記ス
プリング室４６から徐々に遮断されるとともに、次第に
ポンプ吸込側室５０に接続される。従って、第２流体圧
室４４内には、前記メータリングオリフィス６０の下流
側の圧力Ｐ_２ とポンプ吸込側の圧力Ｐ_０ が選択的に
供給される。 【００２３】前記スプール４２の内部には、リリーフバ
ルブ７０が設けられており、スプリング室４６内の圧力
（メータリングオリフィス６０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Ｔ
側に逃がすようになっている。 【００２４】前記カムリング２７の揺動を制御する制御
バルブ４０を作動させるためのメータリングオリフィス
６０は、図４に示すように、フロントボディ２１の底部
に形成されている吐出側圧力室３６の側面に設けられた
固定オリフィスから構成されている。そして、この固定
オリフィス６０の開口部６０ａの上流側に、前記吐出口
３６ａから吐出側圧力室３６内に吐出された噴流が直接
オリフィス６０に当たらないように、壁（じゃま板）６
２が設けられている。この壁６２は、吐出側圧力室３６
の底面側（図４の右側）に設けられており、その頂部と
プレッシャプレート３０との間に流体が通過する間隙６
４を有している。 【００２５】以上の構成に係る可変容量形ポンプ２０で
は、エンジンの回転がドライブシャフト２６に伝達され
てロータ２５が回転すると、従来周知のようにベーン２
５ａがロータ２５のスリットから飛び出してカムリング
２７の内周カム面２７ａに接触しつつ回転する。ロータ
２５の回転に伴って、隣接する二枚のベーン２５ａ間に
形成されたポンプ室２８が、前記吸込側開口３２が形成
されている吸込領域を移動する間に、このポンプ室２８
の容積が次第に拡大されてその内部に、タンクＴから吸
込ポート３５ａおよび吸込通路３５を介して作動流体が
吸い込まれる。ロータ２５がさらに回転し、前記ポンプ
室２８が吐出側開口３３が形成されている吐出領域に移
行すると、圧縮されてポンプ室２８の容積が次第に小さ
くなり、前記作動流体が、吐出側開口３３から吐出口３
３ａを介して前記吐出側圧力室３６内に吐出される。 【００２６】ポンプ室２８から吐出された流体の噴流
が、図４の矢印Ａ方向に流れ、前記壁（じゃま板）６２
に当たってその勢いが弱められた後、この壁６２の頂部
とプレッシャプレート３０との間の隙間６４を通ってメ
ータリングオリフィス（固定オリフィス）６０の開口部
６０ａに向かって流れ（矢印Ｂ参照）、この固定オリフ
ィス６０内を通過してパワーステアリング装置ＰＳに供
給される。 【００２７】オリフィス６０の上流側にじゃま板として
の壁６２のない従来の構成では、ポンプ室から吐出され
た流体の噴流が直接オリフィスの開口に衝突するため、
前述のように流量変動が起こる等の問題があったが、こ
の実施の形態に係る可変容量形ポンプ２０では、ポンプ
室２８から吐出された流体の噴流が直接オリフィス６０
に作用することはないので、回転数−流量特性での流量
変動を低減することができる。さらに、調整流量のばら
つきを少なくすることができる。また、メータリングオ
リフィス６０の設置場所についての制約がなく、設置位
置を自由に選択することができる。 【００２８】なお、前記実施の形態では、吐出側圧力室
３６の底面に直立した壁６２を設けたが、このような構
成に限定されるものではなく、ポンプ室２８から吐出さ
れた流体の噴流が直接メータリングオリフィス６０に当
たらないように、壁６２によって一旦受け止めてその勢
いを弱めた後、壁６２の周囲を通過してメータリングオ
リフィスに流れるようにすればよい。従って、壁６２の
配置、形状、サイズ等は図示のものに限定されず、適宜
設定することができる。 【００２９】図５は、第２の実施の形態に係る可変容量
形ポンプの要部を拡大して示す図であり、その他の部分
の構成は、前記第１の実施の形態と同様であり、図示お
よび説明を省略する。この実施の形態では、吐出側圧力
室３６の底面に壁１６２を設け、その頂部１６２ａとプ
レッシャプレート３０との間に流体が通過する間隙１６
４を設けている。そして、この壁１６２の頂部１６２ａ
側にメータリングオリフィス１６０の開口部１６０ａを
設けている。 【００３０】この実施の形態の構成では、プレッシャプ
レート３０の吐出口（図示を省略）から吐出側圧力室３
６内に吐出された流体が、圧力室３６の底面上に直立し
ている壁１６２の側面に衝突した後、壁１６２の頂部１
６２ａを回り込んでメータリングオリフィス１６０内に
流入し、パワーステアリング装置ＰＳに供給される。こ
の実施の形態でも、ポンプ室から吐出された流体の噴流
が壁１６２に当たって勢いが弱められた後、壁１６２の
頂部１６２ａとプレッシャプレート３０との間の間隙１
６４を通ってメータリングオリフィス１６０に流入する
ので、吐出流量が増大しても流量が変動することが無
く、調整流量のばらつきも小さくすることができる。 【００３１】 【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、ポンプボディ内に揺動可能に支持されたカ
ムリングと、このカムリング内に偏芯して配置されたロ
ータと、このロータの外周に等間隔で設けられたスリッ
ト内に進退動可能に挿入された複数枚のベーンと、隣接
する二枚のベーン間に形成されたポンプ室から吐出され
た流体を、圧力流体利用機器に供給する通路内に設けら
れたメータリングオリフィスとを備えた可変容量形ポン
プにおいて、前記ポンプ室から吐出された流体の噴流が
前記メータリングオリフィスの開口部に直接作用しない
ように、メータリングオリフィスの開口部の上流側に壁
を設けたことにより、流量変動を抑制することができ、
また、調整流量のばらつきを小さくすることができる。
さらに、オリフィスの設置場所の制約がなくなるという
効果も得られる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態に係る可変容量形ポンプ
の全体の構成を示す図であり、図２のＩ−Ｉ線に沿う断
面図である。 【図２】前記可変容量形ポンプの、図１のＩＩ−ＩＩ線
に沿う断面図である。 【図３】図（ａ）は、図１のＩＩＩａ−ＩＩＩａ線に沿
う断面図、図（ｂ）はＩＩＩｂ−ＩＩＩｂに沿う断面図
である。 【図４】吐出側開口からオリフィスを経て圧力流体利用
機器へ供給される流体の流路を示す断面図である。 【図５】第２の実施の形態の、図４と同様の部分を簡略
化して示す図である。 【符号の説明】 ＰＳ 圧力流体利用機器（パワーステアリング装置） ２３ ポンプボディ ２５ ロータ ２５ａ ベーン ２７ カムリング ２８ ポンプ室

フロントページの続き (72)発明者 宮根 誠 埼玉県比企郡滑川町都25番地10 ユニシア ジェーケーシー ステアリングシステム 株式会社内 Ｆターム(参考） 3H040 AA03 BB11 CC18 CC22 DD23 DD33 DD40 3H044 AA02 BB05 CC22 DD13 DD26 DD28 DD35

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ポンプボディ内に揺動可能に支持された
   カムリングと、このカムリング内に偏芯して配置された
   ロータと、このロータの外周に等間隔で設けられたスリ
   ット内に進退動可能に挿入された複数枚のベーンと、隣
   接する二枚のベーン間に形成されたポンプ室から吐出さ
   れた流体を、圧力流体利用機器に供給する通路内に設け
   られたメータリングオリフィスとを備えた可変容量形ポ
   ンプにおいて、 前記ポンプ室から吐出された流体の噴流が前記メータリ
   ングオリフィスの開口部に直接作用しないように、メー
   タリングオリフィスの開口部の上流側に壁を設けたこと
   を特徴とする可変容量形ポンプ。