JP3656205B2 - パワーステアリング装置用油圧ポンプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
この発明は自動車のパワーステアリング装置用の油圧ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
作動油を媒体として手動操舵トルクを助勢するパワーステアリング装置にあっては、このパワーステアリング装置に作動油を供給するパワースースとして、車両に搭載した油圧ポンプが用いられる。また、パワーステアリング装置は、一般に車両の低速走行時或いは停止時、換言すれば原動機即ち内燃機関の低回転駆動時に十分な操舵助勢力が獲得されることが望まれ、低速走行中よりも接地抵抗の小さい高速走行時つまり高回転駆動時には、操舵安定性の見地から、然程操舵助勢力を必要としない。したがって、ポンプ出力が内燃機関の回転速度に比例して増加するパワーソースは、そのままでは適用できない。
【０００３】
そこで、通常パワーステアリング装置には、このパワーステアリング装置のアクチュエータに供給される作動油の流量を、内燃機関のアイドリング乃至は低回転域で十分なパワーステアリング操作が可能な一定流量に制御し、内燃機関の回転速度がある程度高くなった場合には前記制御された一定流量を更に減少した流量に制御する、所謂フローダウン制御可能な流量制御装置が用いられ、また、この流量制御装置はその取付けを簡便にするため、好ましくは油圧ポンプに一体に取付けられる。
【０００４】
この種の油圧ポンプとして、出願人は、例えば特開平５−９６４７７号公報に示すような改良した技術を提案している。前記公報記載の油圧ポンプは、吐出室内の作動油をアクチュエータに導く吐出通路の途中に設けられた制御オリフィスとしての並列配置されたメインオリフィス通路及びサブオリフィス通路と、これらオリフィス通路の前後差圧に基づいてドレン通路を開閉制御してアクチュエータに供給する流量を所定流量に制御する流量制御弁とを備え、更に、サブオリフィス通路に、ベーンスロットの基端に生じる圧力に応じて、このサブオリフィス通路の開口面積を制御するサブスプール弁を設け、このサブスプール弁にはサブオリフィス通路の開口面積を増大させる方向に制御ばねのばね力を作用させた構成にしてある。
【０００５】
斯かる従来例にあっては、前記吐出室内の作動油は、制御オリフィスとしての２つのオリフィス通路を通過する制限流動と、これらオリフィス通路の前後差圧に基づくドレン通路の開放の際にのみ生じるのであるが、吐出室からドレン通路を通って貯油タンクに逃げる余剰油流動に分流され、低回転域では、メインオリフィス通路を通過する制限流動の流量に、このメインオリフィス通路に対して並列配置されたサブオリフィス通路を通過する補助流動の流量を追加することにより、低回転域で必要な流量をアクチュエータに導き、必要な操舵助勢力を得る。一方、一定回転速度を超えた場合には、それによってもたらされるドレン通路の開口面積増に引き続き、前記した補助流動を遮断することによってメインオリフィス通路を通過する流量のみに限局し、斯くして、アクチュエータへの送出油量を減少せしめるように作動する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例にあっては、前記サブスプール弁を付勢する制御ばねがオリフィス通路に露出する構造になっており、オリフィス通路を通過する作動油が制御ばねに当たって所謂カルマン渦等を生じることにより、この制御ばねを振動させる虞がある。このため、前記サブスプール弁の作動が円滑でなくなり、流量制御特性が不安定となる虞がある。
【０００７】
本発明は斯かる従来の実情に鑑みて案出されたもので、安定した流量特性の作動油を供給可能なパワーステアリング装置用油圧ポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、吐出室内の作動油をアクチュエータに導く吐出通路の途中設けられた制御オリフィスと、この制御オリフィスの前後差圧に基づいてドレン通路を開閉制御してアクチュエータに供給する流量を所定流量に制御する流量制御弁とを備えたパワーステアリング装置用油圧ポンプにおいて、
前記吐出通路に、この吐出通路を流通する作動油のエネルギの大きさに応じて制御オリフィスの開口面積を可変制御するサブスプール弁を設け、このサブスプール弁には制御オリフィスの開口面積を増大させる方向に制御ばねのばね力を作用させてなり、
前記制御ばねをサブスプール弁の内部に収容した構成にしてある。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成のうち、前記サブスプール弁は有底筒状を呈し、前記制御ばねが、サブスプール弁の筒状内部に入り込むばね受け部材に支持されてなる構成にしてある。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成のうち、前記ばね受け部材は、前記制御ばねのばね力に対向する第２制御ばねのばね力によって付勢されてなる構成にしてある。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成のうち、前記第２制御ばねは、制御ばねのばね力よりも大きいばね力でばね受け部材を付勢してなる構成にしてある。
【００１２】
ここで、前記パワーステアリング装置用油圧ポンプは、ベーンポンプ、プランジャポンプ、ピストンポンプ等を含み、形式に限定されない各種の液体ポンプを含むものである。
【００１３】
前記構成において、前記油圧ポンプは、駆動軸が回転され、ポンプユニットが駆動されることにより、ポンプとしての機能を発揮する。
【００１４】
前記ポンプユニットから吐出室内に吐出された作動油は、制御オリフィスを介して吐出通路からアクチュエータに導かれる。ポンプの回転速度が増加して吐出室内に吐出される作動油の量が増加すると、吐出室内の作動油は、制御オリフィスによる制限流動のもとに吐出通路からアクチュエータに導かれる一方で、制御オリフィスの前後差圧にもとづいて流量制御弁がドレン通路を開くことによって、このドレン通路から余剰油を注油タンクに還流させる。
【００１５】
これによって、前記吐出通路を介して図外のパワーステアリング装置に導かれる作動油は、所定流量に制御されることになる。
【００１６】
ポンプの回転速度が更に増加して吐出通路を通過する作動油の流量が増加すると、この作動油の流れがサブスプール弁に作用し、作動油のエネルギによってサブスプール弁を制御ばねのばね力に抗して移動させ、制御オリフィスの開口面積を減少させる。また、請求項３及び請求項４記載の発明においては、前記サブスプール弁が制御ばねとこの制御ばねに直列に作用する第２制御ばねとの２つの制御ばねに抗して移動し、制御オリフィスの開口面積が制御される。
【００１７】
これによって、作動油は、開口面積が減少した制御オリフィスによる制限のもとに、減少した流量に制御される。
【００１８】
ここで、前記サブスプール弁を付勢する制御ばねは、このサブスプール弁の内部に収容してあるから、吐出通路を流通する作動油がこの制御ばねに当たることがない。このため、前記制御ばねが作動油の流れによって振動することがなく、サブスプール弁は円滑に作動することができることになる。
【００１９】
したがって、安定した流量特性の作動油を供給することができるパワーステアリング装置用油圧ポンプが得られる。
【００２０】
また、請求項２記載の発明によれば、前記サブスプール弁の筒状内部に入り込むばね受け部材がサブスプール弁の移動を案内して、このサブスプール弁の移動を円滑にすることができる。
また、請求項３及び請求項４記載の発明によれば、前記サブスプール弁が制御ばねとこの制御ばねに直列に作用する第２制御ばねとの２つの制御ばねによって制御されるから、段階的に流量特性を変化させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置用油圧ポンプの断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１の要部を拡大して示す断面図である。
【００２３】
図において１はアルミニウム合金等の金属材料からなるポンプボディ、２は同じく金属材料からなるポンプカバーで、これらポンプボディ１とポンプカバー２との間にポンプユニット３が収装してある。詳しくは、前記ポンプボディ１とポンプカバー２との間に環状凹部４が形成され、この環状凹部４内にポンプユニット３が収装してある。
【００２４】
前記ポンプユニット３は、この実施の形態においてベーンポンプユニットであって、複数のベーン５を半径方向に出没自在に取付けたロータ６をカムリング７内に収装し、このカムリング７の両側をサイドプレート８、９によって挟持した構造を備えている。そして、前記カムリング７、ロータ６及び隣合うベーン５間にポンプ室１０が形成される。前記ポンプ室１０はロータ６の回転によってその容積が変化し、この変化によって容積増加する部分に吸入区間が形成され、容積が減少する部分に吐出区間が形成してある。前記吐出区間に面するサイドプレート８、９には、半径方向外方に解放する切欠き通路８ａ、９ａが形成され、ポンプの吐出油をカムリング７の外周の環状凹部４の吐出室（高圧室）１１内に吐出するようにしてある。また、前記吸入区間に面するサイドプレート９には図外の吸入ポートが貫通して形成してある。
【００２５】
前記ポンプボディ１には、軸受け孔１２が貫通して形成されており、この軸受け孔１２の端部にはシール室１３が形成されている。前記軸受け孔１２内には、ポンプユニット３側からシール室１３へ連通する油溝１４が形成されている（図２参照）。前記油溝１４はポンプユニット３からの漏油をポンプユニット３の軸受け室１２内からシール室１３内へ導くことが可能である。
【００２６】
また、前記ポンプボディ１には、吸入区間のポンプ室１０と図外の貯油タンクとを連通する吸入通路１５、吐出区間のポンプ室１０と図外のパワーステアリング装置のアクチュエータとを連通する吐出通路１６、及び一端が封止されたスプール弁収容穴１７がそれぞれ形成してある。
【００２７】
前記吸入通路１５はサイドプレート９との合わせ目において２方向に分岐しており、その先端に円弧状の吸入ポート１８が形成してある。前記吸入ポート１８はサイドプレート９に形成した図外の吸入ポートに臨んで形成してある。また、前記吸入通路１５は軸受け孔１２に略平行な低圧通路１９を介してシール室１３に連通している（図２参照）。
【００２８】
前記吐出通路１６は、サイドプレート９との合せ目において、このサイドプレート９に形成した吐出ポート２０及び吐出室１１に開口して連通しており、その途中に形成した制御オリフィス２１を介して、図外のアクチュエータに連通する出口通路２２に連通している。詳しくは、前記吐出通路１６は、吐出ポート２０及び吐出室１１に開口する開口部分１６ａと、この開口部分１６ａに略平行に形成され、出口通路２２に連通する連通部分１６ｂと、これら開口部分１６ａと連通部分１６ｂとの間に形成した制御オリフィス２１とから構成されており、開口部分１６ａと連通部分１６ｂは軸受け孔１２と略平行に形成され、制御オリフィス２１は略直角方向に形成されている。
【００２９】
前記吐出通路１６内には、この吐出通路１６を流通する作動油のエネルギの大きさに応じて制御オリフィス２１の開口面積を可変制御するサブスプール弁２３が設けられている。
【００３０】
即ち、前記サブスプール弁２３は吐出通路１６の開口部分１６ａ内に摺動自在に挿入され、開口部分１６ａ内を摺動することによってその胴部で制御オリフィス２１の開口面積を変化させることが可能であり、このサブスプール弁２３は制御ばね２４のばね力で制御オリフィス２１の開口面積を増大させる方向に付勢されている。これによって、前記サブスプール弁２３は、吐出室１１から吐出通路１６内を流れる作動油のエネルギの大きさと、これに対向する制御ばね２４のばね力との釣合いによって移動し、制御オリフィス２１の開口面積を可変制御可能である。
【００３１】
なお、この実施の形態においては、後述するように前記制御ばね２４を支持するばね受け部材が第２制御ばねによって付勢されているから、サブスプール弁２３は、吐出室１１から吐出通路１６内を流れる作動油のエネルギの大きさと、これに対向する制御ばね２４のばね力及び第２制御ばねのばね力との釣合いによって移動する。
【００３２】
前記サブスプール弁２３は有底筒状を呈しており、制御ばね２４が、サブスプール弁２３の筒状内部に入り込むばね受け部材２５によって支持されている。つまり、前記制御ばね２４はサブスプール弁２３の筒状内部に収容されていることになる。
【００３３】
前記ばね受け部材２５は、制御ばね２４を支持する側の端部に筒状のフランジ２５ａが形成されており、このフランジ２５ａがサブスプール弁２３の筒状内部に適度な隙間をもって嵌合することによってサブスプール弁２３の筒状内部に入り込むことが可能であると共に、制御ばね２４を支持する側の端部と反対側の端部が、吐出通路１６の開口部分１６ａと同心に斉合して穿設された盲穴２６内に挿入されており、この盲穴２６内に設けた第２制御ばね２７によってサブスプール弁２３側に付勢されている。
【００３４】
即ち、前記第２制御ばね２７は、制御ばね２４に対向するばね力でばね受け部材２５を付勢しており、このばね受け部材２５及び制御ばね２４を介してサブスプール弁２３を制御オリフィスの開口面積が増大する方向に付勢している。また、前記第２制御ばね２７はこの実施の形態において、制御ばね２４のばね力よりも大きいばね力でばね受け部材２５を付勢している。
【００３５】
また、前記ばね受け部材２５には、制御オリフィス２１に臨む胴部に周溝２８が形成してあると共に、盲穴２６内に挿入される端部の外周に、盲穴２６内と吐出通路１６とを連通する軸方向溝２９が形成してある。
【００３６】
前記スプール弁収容穴１７内には、流量制御を司る流量制御弁３０を構成するスプール弁３１が摺動自在に嵌挿されている。前記スプール弁３１は、スプール弁収容穴１７内部を第１圧力室１７ａと第２圧力室１７ｂとに画成すると共に、第２圧力室１７ｂ内に収装した制御スプリング３２のばね力をもって常時第１圧力室１７ａ側に偏倚され、常態にあって、そのランド部３３で吸入通路１５に連通するドレン通路３４を閉止している。また、前記スプール弁３１によって画成された第１圧力室１７ａの開口端は、吐出室１１に臨み、ポンプの吐出油を導く導入通路３５を形成している。
【００３７】
また、前記ポンプボディ１には、吐出通路１６に連通して図外のパワーステアリング装置即ちアクチュエータに作動油を導く出口通路２２と第２圧力室１７ｂとの間を連通する通路３７が形成してあり、吐出通路１６内の圧力を前記第２圧力室１７ｂ内に導くようにしてある。
【００３８】
３８は前記ポンプユニット３を駆動するための駆動軸で、この駆動軸３８５は軸受けブッシュ３９で軸受けされた状態で、軸受け孔１２内に挿入されている。前記駆動軸３８はその先端側がサイドプレート９の貫通孔９ａを貫通して、セレーション等の連結手段４０を介してロータ６に連結されており、これによって、駆動軸３８はロータ６を回転駆動、即ちポンプユニット３を駆動可能である。なお、前記駆動軸３８の先細状の先端はサイドプレート８の貫通孔８ｂ内に遊嵌されている。
【００３９】
４１は前記ポンプカバー２に取付けられた圧力スイッチである。この圧力スイッチ４１は固定接点４１ａと可動接点４１ｂとを有しており、この可動接点４１ｂが、その先端が吐出室１１に連通する通路４２に面していることにより、吐出室１１内の圧力に応動可能である。また、前記圧力スイッチ４１が捩込み固定される凹部４３の内部は、半径方向の通路４４及び軸方向の通路４５を介してサイドプレート９の貫通孔９ｂ内に連通している。
【００４０】
前記ポンプボディ１とポンプカバー２とは、図外のボルト等によって相互に連結固定してあり、これらポンプボディ１とポンプカバー２との合わせ目はシールリング４６による封止が施されて、吐出室１１内に吐出された作動油の外部への漏洩を防止している。
【００４１】
４７は前記ポンプカバー２とサイドプレート８との間に設けたシールリングで、このシールリング４７は吐出室１１とサイドプレート８の貫通孔８ｂとの間を区画している。また、４８は前記シール室１３内に設けられ、駆動軸３８を封止するシール部材である。
【００４２】
なお、前記駆動軸３８のポンプボディ１からの突出端には、図外の内燃機関等によって回転駆動されるプーリ等の駆動手段が取付けられる。
【００４３】
斯かる構成によれば、前記駆動軸３８が図外のプーリ等を介して回転駆動され、この駆動軸３８に連結されたロータ６が回転駆動される。前記ロータ６が回転駆動することにより、このロータ６の回転によってその容積が拡大する吸入区間のポンプ室１０内に吸入通路１５から吸入ポート１８を介して作動油が吸入され、ポンプ作用を受けた後、容積が縮小する吐出区間のポンプ室１０内から吐出室１１内に吐出される。その後、前記吐出室１１内に吐出された作動油は、導入通路３４を経て第１圧力室１７ａ内に導かれる。前記第１圧力室１７ａ内に導かれる作動油は、制御オリフィス２１、吐出通路１６及び出口通路２２を介して図外のパワーステアリング装置のアクチュエータに導かれる。
【００４４】
このとき、図１に示す常態にあっては、前記スプール弁３１は、制御スプリング３２によって第１圧力室１７ａ側に付勢され、その胴部のランド部３３でドレン通路３４を閉塞しており、第１圧力室１７ａ内に導入されたポンプ吐出油はその全量が制御オリフィス２１を介して図外のアクチュエータに導かれる。一方、ポンプの回転速度が増加してポンプ吐出油量が増加し、前記第１圧力室１７ａ内に導入されるポンプ吐出油量が増加すると、制御オリフィス２１による制限流動の下に第１圧力室１７ａ内の作動油が吐出通路１６に導かれる一方で、この制御オリフィス２１の前後差圧に基づいてスプール弁３１が右方向に移動して制御スプリング３２を所定の長さになるまで押し縮め、ドレン通路３４を開き、このドレン通路３４から余剰油を吸入通路１５及び図外の貯油タンクに還流させる。
【００４５】
これによって、前記吐出通路１６及び出口通路２２を介して図外のパワーステアリング装置に導かれる作動油は、所定流量に制御されることになる。
【００４６】
ポンプの回転速度が更に増加して吐出通路１６を通過する作動油の流量が増加すると、この作動油の流れがサブスプール弁２３に作用し、作動油のエネルギによってサブスプール弁２３を制御ばね２４及び第２制御ばね２７のばね力に抗して移動させ、制御オリフィス２１の開口面積を減少させる。
【００４７】
即ち、前記吐出室１１及び吐出ポート２０からの作動油が、吐出通路１６の開口部分１６ａに挿入されたサブスプール弁２３に作用し、このサブスプール弁２３を制御ばね２４及び第２制御ばね２７のばね力に抗して図１において右方向に移動させることにより、サブスプール弁２３が制御オリフィス２１の開口面積を減少させるのである。
【００４８】
詳しくは、この実施の形態において前記第２制御ばね２７は制御ばね２４のばね力よりも大きいばね力を備えており、サブスプール弁２３が制御ばね２４のばね力に抗して移動し、サブスプール弁２３の内周側底面がばね受け部材２５のフランジ２５ａに接して以降、サブスプール弁２３は第２制御ばね２７のばね力に抗して移動することになる。このため、前記サブスプール弁２３は２段階に変化するばね力との釣合いで移動し、開口面積を制御することになる。
【００４９】
これによって、作動油は、開口面積が減少した制御オリフィス２１による制限のもとに、減少した流量に制御される。即ち、前記吐出室１１及び吐出ポート２０からの作動油は、吐出通路１６の開口部分１６ａ、ばね受け部材２５の周溝２８、開口面積が減少した制御オリフィス２１、吐出通路１６の通路部分１６ｂ及び出口通路２２を介して図外のパワーステアリング装置のアクチュエータに導かれる。
【００５０】
ここで、前記サブスプール弁２３を付勢する制御ばね２４は、このサブスプール弁２３の内部に収容してあるから、吐出通路１６を流通する作動油がこの制御ばね２４に当たることがない。つまり、前記制御ばね２４はサブスプール弁２３の筒状内部に入り込むばね受け部材２５に支持されて、サブスプール弁２３の筒状内部に収容されているから、作動油がこの制御ばね２４に当たることがない。また、第２制御ばね２７は盲穴２６内収容されているから、作動油がこの第２制御ばねに当たることがない。
【００５１】
このため、前記制御ばね２４及び第２制御ばね２７が作動油の流れによって振動することがなく、サブスプール弁２３は円滑に作動することができることになる。
【００５２】
したがって、安定した流量特性の作動油を供給することができるパワーステアリング装置用油圧ポンプが得られる。
【００５３】
また、前記サブスプール弁２３の筒状内部に入り込むばね受け部材２５がサブスプール弁２３の移動を案内して、このサブスプール弁２５の移動を円滑にすることができる。
【００５４】
また、前記サブスプール弁２３が制御ばね２４とこの制御ばね２４に直列に作用する第２制御ばね２７との２つの制御ばねによって制御されるから、段階的に流量特性を変化させることができる。
【００５５】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、安定した流量特性の作動油を供給することができるパワーステアリング装置用油圧ポンプが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置用油圧ポンプの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 吐出室
１６ 吐出通路
２１ 制御オリフィス
２３ サブスプール弁
２４ 制御ばね
２５ ばね受け部材
２７ 第２制御ばね
３０ 流量制御弁
３３ ドレン通路
【発明の属する技術の分野】
この発明は自動車のパワーステアリング装置用の油圧ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
作動油を媒体として手動操舵トルクを助勢するパワーステアリング装置にあっては、このパワーステアリング装置に作動油を供給するパワースースとして、車両に搭載した油圧ポンプが用いられる。また、パワーステアリング装置は、一般に車両の低速走行時或いは停止時、換言すれば原動機即ち内燃機関の低回転駆動時に十分な操舵助勢力が獲得されることが望まれ、低速走行中よりも接地抵抗の小さい高速走行時つまり高回転駆動時には、操舵安定性の見地から、然程操舵助勢力を必要としない。したがって、ポンプ出力が内燃機関の回転速度に比例して増加するパワーソースは、そのままでは適用できない。
【０００３】
そこで、通常パワーステアリング装置には、このパワーステアリング装置のアクチュエータに供給される作動油の流量を、内燃機関のアイドリング乃至は低回転域で十分なパワーステアリング操作が可能な一定流量に制御し、内燃機関の回転速度がある程度高くなった場合には前記制御された一定流量を更に減少した流量に制御する、所謂フローダウン制御可能な流量制御装置が用いられ、また、この流量制御装置はその取付けを簡便にするため、好ましくは油圧ポンプに一体に取付けられる。
【０００４】
この種の油圧ポンプとして、出願人は、例えば特開平５−９６４７７号公報に示すような改良した技術を提案している。前記公報記載の油圧ポンプは、吐出室内の作動油をアクチュエータに導く吐出通路の途中に設けられた制御オリフィスとしての並列配置されたメインオリフィス通路及びサブオリフィス通路と、これらオリフィス通路の前後差圧に基づいてドレン通路を開閉制御してアクチュエータに供給する流量を所定流量に制御する流量制御弁とを備え、更に、サブオリフィス通路に、ベーンスロットの基端に生じる圧力に応じて、このサブオリフィス通路の開口面積を制御するサブスプール弁を設け、このサブスプール弁にはサブオリフィス通路の開口面積を増大させる方向に制御ばねのばね力を作用させた構成にしてある。
【０００５】
斯かる従来例にあっては、前記吐出室内の作動油は、制御オリフィスとしての２つのオリフィス通路を通過する制限流動と、これらオリフィス通路の前後差圧に基づくドレン通路の開放の際にのみ生じるのであるが、吐出室からドレン通路を通って貯油タンクに逃げる余剰油流動に分流され、低回転域では、メインオリフィス通路を通過する制限流動の流量に、このメインオリフィス通路に対して並列配置されたサブオリフィス通路を通過する補助流動の流量を追加することにより、低回転域で必要な流量をアクチュエータに導き、必要な操舵助勢力を得る。一方、一定回転速度を超えた場合には、それによってもたらされるドレン通路の開口面積増に引き続き、前記した補助流動を遮断することによってメインオリフィス通路を通過する流量のみに限局し、斯くして、アクチュエータへの送出油量を減少せしめるように作動する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例にあっては、前記サブスプール弁を付勢する制御ばねがオリフィス通路に露出する構造になっており、オリフィス通路を通過する作動油が制御ばねに当たって所謂カルマン渦等を生じることにより、この制御ばねを振動させる虞がある。このため、前記サブスプール弁の作動が円滑でなくなり、流量制御特性が不安定となる虞がある。
【０００７】
本発明は斯かる従来の実情に鑑みて案出されたもので、安定した流量特性の作動油を供給可能なパワーステアリング装置用油圧ポンプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、吐出室内の作動油をアクチュエータに導く吐出通路の途中設けられた制御オリフィスと、この制御オリフィスの前後差圧に基づいてドレン通路を開閉制御してアクチュエータに供給する流量を所定流量に制御する流量制御弁とを備えたパワーステアリング装置用油圧ポンプにおいて、
前記吐出通路に、この吐出通路を流通する作動油のエネルギの大きさに応じて制御オリフィスの開口面積を可変制御するサブスプール弁を設け、このサブスプール弁には制御オリフィスの開口面積を増大させる方向に制御ばねのばね力を作用させてなり、
前記制御ばねをサブスプール弁の内部に収容した構成にしてある。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成のうち、前記サブスプール弁は有底筒状を呈し、前記制御ばねが、サブスプール弁の筒状内部に入り込むばね受け部材に支持されてなる構成にしてある。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成のうち、前記ばね受け部材は、前記制御ばねのばね力に対向する第２制御ばねのばね力によって付勢されてなる構成にしてある。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成のうち、前記第２制御ばねは、制御ばねのばね力よりも大きいばね力でばね受け部材を付勢してなる構成にしてある。
【００１２】
ここで、前記パワーステアリング装置用油圧ポンプは、ベーンポンプ、プランジャポンプ、ピストンポンプ等を含み、形式に限定されない各種の液体ポンプを含むものである。
【００１３】
前記構成において、前記油圧ポンプは、駆動軸が回転され、ポンプユニットが駆動されることにより、ポンプとしての機能を発揮する。
【００１４】
前記ポンプユニットから吐出室内に吐出された作動油は、制御オリフィスを介して吐出通路からアクチュエータに導かれる。ポンプの回転速度が増加して吐出室内に吐出される作動油の量が増加すると、吐出室内の作動油は、制御オリフィスによる制限流動のもとに吐出通路からアクチュエータに導かれる一方で、制御オリフィスの前後差圧にもとづいて流量制御弁がドレン通路を開くことによって、このドレン通路から余剰油を注油タンクに還流させる。
【００１５】
これによって、前記吐出通路を介して図外のパワーステアリング装置に導かれる作動油は、所定流量に制御されることになる。
【００１６】
ポンプの回転速度が更に増加して吐出通路を通過する作動油の流量が増加すると、この作動油の流れがサブスプール弁に作用し、作動油のエネルギによってサブスプール弁を制御ばねのばね力に抗して移動させ、制御オリフィスの開口面積を減少させる。また、請求項３及び請求項４記載の発明においては、前記サブスプール弁が制御ばねとこの制御ばねに直列に作用する第２制御ばねとの２つの制御ばねに抗して移動し、制御オリフィスの開口面積が制御される。
【００１７】
これによって、作動油は、開口面積が減少した制御オリフィスによる制限のもとに、減少した流量に制御される。
【００１８】
ここで、前記サブスプール弁を付勢する制御ばねは、このサブスプール弁の内部に収容してあるから、吐出通路を流通する作動油がこの制御ばねに当たることがない。このため、前記制御ばねが作動油の流れによって振動することがなく、サブスプール弁は円滑に作動することができることになる。
【００１９】
したがって、安定した流量特性の作動油を供給することができるパワーステアリング装置用油圧ポンプが得られる。
【００２０】
また、請求項２記載の発明によれば、前記サブスプール弁の筒状内部に入り込むばね受け部材がサブスプール弁の移動を案内して、このサブスプール弁の移動を円滑にすることができる。
また、請求項３及び請求項４記載の発明によれば、前記サブスプール弁が制御ばねとこの制御ばねに直列に作用する第２制御ばねとの２つの制御ばねによって制御されるから、段階的に流量特性を変化させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳述する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置用油圧ポンプの断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１の要部を拡大して示す断面図である。
【００２３】
図において１はアルミニウム合金等の金属材料からなるポンプボディ、２は同じく金属材料からなるポンプカバーで、これらポンプボディ１とポンプカバー２との間にポンプユニット３が収装してある。詳しくは、前記ポンプボディ１とポンプカバー２との間に環状凹部４が形成され、この環状凹部４内にポンプユニット３が収装してある。
【００２４】
前記ポンプユニット３は、この実施の形態においてベーンポンプユニットであって、複数のベーン５を半径方向に出没自在に取付けたロータ６をカムリング７内に収装し、このカムリング７の両側をサイドプレート８、９によって挟持した構造を備えている。そして、前記カムリング７、ロータ６及び隣合うベーン５間にポンプ室１０が形成される。前記ポンプ室１０はロータ６の回転によってその容積が変化し、この変化によって容積増加する部分に吸入区間が形成され、容積が減少する部分に吐出区間が形成してある。前記吐出区間に面するサイドプレート８、９には、半径方向外方に解放する切欠き通路８ａ、９ａが形成され、ポンプの吐出油をカムリング７の外周の環状凹部４の吐出室（高圧室）１１内に吐出するようにしてある。また、前記吸入区間に面するサイドプレート９には図外の吸入ポートが貫通して形成してある。
【００２５】
前記ポンプボディ１には、軸受け孔１２が貫通して形成されており、この軸受け孔１２の端部にはシール室１３が形成されている。前記軸受け孔１２内には、ポンプユニット３側からシール室１３へ連通する油溝１４が形成されている（図２参照）。前記油溝１４はポンプユニット３からの漏油をポンプユニット３の軸受け室１２内からシール室１３内へ導くことが可能である。
【００２６】
また、前記ポンプボディ１には、吸入区間のポンプ室１０と図外の貯油タンクとを連通する吸入通路１５、吐出区間のポンプ室１０と図外のパワーステアリング装置のアクチュエータとを連通する吐出通路１６、及び一端が封止されたスプール弁収容穴１７がそれぞれ形成してある。
【００２７】
前記吸入通路１５はサイドプレート９との合わせ目において２方向に分岐しており、その先端に円弧状の吸入ポート１８が形成してある。前記吸入ポート１８はサイドプレート９に形成した図外の吸入ポートに臨んで形成してある。また、前記吸入通路１５は軸受け孔１２に略平行な低圧通路１９を介してシール室１３に連通している（図２参照）。
【００２８】
前記吐出通路１６は、サイドプレート９との合せ目において、このサイドプレート９に形成した吐出ポート２０及び吐出室１１に開口して連通しており、その途中に形成した制御オリフィス２１を介して、図外のアクチュエータに連通する出口通路２２に連通している。詳しくは、前記吐出通路１６は、吐出ポート２０及び吐出室１１に開口する開口部分１６ａと、この開口部分１６ａに略平行に形成され、出口通路２２に連通する連通部分１６ｂと、これら開口部分１６ａと連通部分１６ｂとの間に形成した制御オリフィス２１とから構成されており、開口部分１６ａと連通部分１６ｂは軸受け孔１２と略平行に形成され、制御オリフィス２１は略直角方向に形成されている。
【００２９】
前記吐出通路１６内には、この吐出通路１６を流通する作動油のエネルギの大きさに応じて制御オリフィス２１の開口面積を可変制御するサブスプール弁２３が設けられている。
【００３０】
即ち、前記サブスプール弁２３は吐出通路１６の開口部分１６ａ内に摺動自在に挿入され、開口部分１６ａ内を摺動することによってその胴部で制御オリフィス２１の開口面積を変化させることが可能であり、このサブスプール弁２３は制御ばね２４のばね力で制御オリフィス２１の開口面積を増大させる方向に付勢されている。これによって、前記サブスプール弁２３は、吐出室１１から吐出通路１６内を流れる作動油のエネルギの大きさと、これに対向する制御ばね２４のばね力との釣合いによって移動し、制御オリフィス２１の開口面積を可変制御可能である。
【００３１】
なお、この実施の形態においては、後述するように前記制御ばね２４を支持するばね受け部材が第２制御ばねによって付勢されているから、サブスプール弁２３は、吐出室１１から吐出通路１６内を流れる作動油のエネルギの大きさと、これに対向する制御ばね２４のばね力及び第２制御ばねのばね力との釣合いによって移動する。
【００３２】
前記サブスプール弁２３は有底筒状を呈しており、制御ばね２４が、サブスプール弁２３の筒状内部に入り込むばね受け部材２５によって支持されている。つまり、前記制御ばね２４はサブスプール弁２３の筒状内部に収容されていることになる。
【００３３】
前記ばね受け部材２５は、制御ばね２４を支持する側の端部に筒状のフランジ２５ａが形成されており、このフランジ２５ａがサブスプール弁２３の筒状内部に適度な隙間をもって嵌合することによってサブスプール弁２３の筒状内部に入り込むことが可能であると共に、制御ばね２４を支持する側の端部と反対側の端部が、吐出通路１６の開口部分１６ａと同心に斉合して穿設された盲穴２６内に挿入されており、この盲穴２６内に設けた第２制御ばね２７によってサブスプール弁２３側に付勢されている。
【００３４】
即ち、前記第２制御ばね２７は、制御ばね２４に対向するばね力でばね受け部材２５を付勢しており、このばね受け部材２５及び制御ばね２４を介してサブスプール弁２３を制御オリフィスの開口面積が増大する方向に付勢している。また、前記第２制御ばね２７はこの実施の形態において、制御ばね２４のばね力よりも大きいばね力でばね受け部材２５を付勢している。
【００３５】
また、前記ばね受け部材２５には、制御オリフィス２１に臨む胴部に周溝２８が形成してあると共に、盲穴２６内に挿入される端部の外周に、盲穴２６内と吐出通路１６とを連通する軸方向溝２９が形成してある。
【００３６】
前記スプール弁収容穴１７内には、流量制御を司る流量制御弁３０を構成するスプール弁３１が摺動自在に嵌挿されている。前記スプール弁３１は、スプール弁収容穴１７内部を第１圧力室１７ａと第２圧力室１７ｂとに画成すると共に、第２圧力室１７ｂ内に収装した制御スプリング３２のばね力をもって常時第１圧力室１７ａ側に偏倚され、常態にあって、そのランド部３３で吸入通路１５に連通するドレン通路３４を閉止している。また、前記スプール弁３１によって画成された第１圧力室１７ａの開口端は、吐出室１１に臨み、ポンプの吐出油を導く導入通路３５を形成している。
【００３７】
また、前記ポンプボディ１には、吐出通路１６に連通して図外のパワーステアリング装置即ちアクチュエータに作動油を導く出口通路２２と第２圧力室１７ｂとの間を連通する通路３７が形成してあり、吐出通路１６内の圧力を前記第２圧力室１７ｂ内に導くようにしてある。
【００３８】
３８は前記ポンプユニット３を駆動するための駆動軸で、この駆動軸３８５は軸受けブッシュ３９で軸受けされた状態で、軸受け孔１２内に挿入されている。前記駆動軸３８はその先端側がサイドプレート９の貫通孔９ａを貫通して、セレーション等の連結手段４０を介してロータ６に連結されており、これによって、駆動軸３８はロータ６を回転駆動、即ちポンプユニット３を駆動可能である。なお、前記駆動軸３８の先細状の先端はサイドプレート８の貫通孔８ｂ内に遊嵌されている。
【００３９】
４１は前記ポンプカバー２に取付けられた圧力スイッチである。この圧力スイッチ４１は固定接点４１ａと可動接点４１ｂとを有しており、この可動接点４１ｂが、その先端が吐出室１１に連通する通路４２に面していることにより、吐出室１１内の圧力に応動可能である。また、前記圧力スイッチ４１が捩込み固定される凹部４３の内部は、半径方向の通路４４及び軸方向の通路４５を介してサイドプレート９の貫通孔９ｂ内に連通している。
【００４０】
前記ポンプボディ１とポンプカバー２とは、図外のボルト等によって相互に連結固定してあり、これらポンプボディ１とポンプカバー２との合わせ目はシールリング４６による封止が施されて、吐出室１１内に吐出された作動油の外部への漏洩を防止している。
【００４１】
４７は前記ポンプカバー２とサイドプレート８との間に設けたシールリングで、このシールリング４７は吐出室１１とサイドプレート８の貫通孔８ｂとの間を区画している。また、４８は前記シール室１３内に設けられ、駆動軸３８を封止するシール部材である。
【００４２】
なお、前記駆動軸３８のポンプボディ１からの突出端には、図外の内燃機関等によって回転駆動されるプーリ等の駆動手段が取付けられる。
【００４３】
斯かる構成によれば、前記駆動軸３８が図外のプーリ等を介して回転駆動され、この駆動軸３８に連結されたロータ６が回転駆動される。前記ロータ６が回転駆動することにより、このロータ６の回転によってその容積が拡大する吸入区間のポンプ室１０内に吸入通路１５から吸入ポート１８を介して作動油が吸入され、ポンプ作用を受けた後、容積が縮小する吐出区間のポンプ室１０内から吐出室１１内に吐出される。その後、前記吐出室１１内に吐出された作動油は、導入通路３４を経て第１圧力室１７ａ内に導かれる。前記第１圧力室１７ａ内に導かれる作動油は、制御オリフィス２１、吐出通路１６及び出口通路２２を介して図外のパワーステアリング装置のアクチュエータに導かれる。
【００４４】
このとき、図１に示す常態にあっては、前記スプール弁３１は、制御スプリング３２によって第１圧力室１７ａ側に付勢され、その胴部のランド部３３でドレン通路３４を閉塞しており、第１圧力室１７ａ内に導入されたポンプ吐出油はその全量が制御オリフィス２１を介して図外のアクチュエータに導かれる。一方、ポンプの回転速度が増加してポンプ吐出油量が増加し、前記第１圧力室１７ａ内に導入されるポンプ吐出油量が増加すると、制御オリフィス２１による制限流動の下に第１圧力室１７ａ内の作動油が吐出通路１６に導かれる一方で、この制御オリフィス２１の前後差圧に基づいてスプール弁３１が右方向に移動して制御スプリング３２を所定の長さになるまで押し縮め、ドレン通路３４を開き、このドレン通路３４から余剰油を吸入通路１５及び図外の貯油タンクに還流させる。
【００４５】
これによって、前記吐出通路１６及び出口通路２２を介して図外のパワーステアリング装置に導かれる作動油は、所定流量に制御されることになる。
【００４６】
ポンプの回転速度が更に増加して吐出通路１６を通過する作動油の流量が増加すると、この作動油の流れがサブスプール弁２３に作用し、作動油のエネルギによってサブスプール弁２３を制御ばね２４及び第２制御ばね２７のばね力に抗して移動させ、制御オリフィス２１の開口面積を減少させる。
【００４７】
即ち、前記吐出室１１及び吐出ポート２０からの作動油が、吐出通路１６の開口部分１６ａに挿入されたサブスプール弁２３に作用し、このサブスプール弁２３を制御ばね２４及び第２制御ばね２７のばね力に抗して図１において右方向に移動させることにより、サブスプール弁２３が制御オリフィス２１の開口面積を減少させるのである。
【００４８】
詳しくは、この実施の形態において前記第２制御ばね２７は制御ばね２４のばね力よりも大きいばね力を備えており、サブスプール弁２３が制御ばね２４のばね力に抗して移動し、サブスプール弁２３の内周側底面がばね受け部材２５のフランジ２５ａに接して以降、サブスプール弁２３は第２制御ばね２７のばね力に抗して移動することになる。このため、前記サブスプール弁２３は２段階に変化するばね力との釣合いで移動し、開口面積を制御することになる。
【００４９】
これによって、作動油は、開口面積が減少した制御オリフィス２１による制限のもとに、減少した流量に制御される。即ち、前記吐出室１１及び吐出ポート２０からの作動油は、吐出通路１６の開口部分１６ａ、ばね受け部材２５の周溝２８、開口面積が減少した制御オリフィス２１、吐出通路１６の通路部分１６ｂ及び出口通路２２を介して図外のパワーステアリング装置のアクチュエータに導かれる。
【００５０】
ここで、前記サブスプール弁２３を付勢する制御ばね２４は、このサブスプール弁２３の内部に収容してあるから、吐出通路１６を流通する作動油がこの制御ばね２４に当たることがない。つまり、前記制御ばね２４はサブスプール弁２３の筒状内部に入り込むばね受け部材２５に支持されて、サブスプール弁２３の筒状内部に収容されているから、作動油がこの制御ばね２４に当たることがない。また、第２制御ばね２７は盲穴２６内収容されているから、作動油がこの第２制御ばねに当たることがない。
【００５１】
このため、前記制御ばね２４及び第２制御ばね２７が作動油の流れによって振動することがなく、サブスプール弁２３は円滑に作動することができることになる。
【００５２】
したがって、安定した流量特性の作動油を供給することができるパワーステアリング装置用油圧ポンプが得られる。
【００５３】
また、前記サブスプール弁２３の筒状内部に入り込むばね受け部材２５がサブスプール弁２３の移動を案内して、このサブスプール弁２５の移動を円滑にすることができる。
【００５４】
また、前記サブスプール弁２３が制御ばね２４とこの制御ばね２４に直列に作用する第２制御ばね２７との２つの制御ばねによって制御されるから、段階的に流量特性を変化させることができる。
【００５５】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、安定した流量特性の作動油を供給することができるパワーステアリング装置用油圧ポンプが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すパワーステアリング装置用油圧ポンプの断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１１ 吐出室
１６ 吐出通路
２１ 制御オリフィス
２３ サブスプール弁
２４ 制御ばね
２５ ばね受け部材
２７ 第２制御ばね
３０ 流量制御弁
３３ ドレン通路
Claims (4)
- 吐出室内の作動油をアクチュエータに導く吐出通路の途中設けられた制御オリフィスと、この制御オリフィスの前後差圧に基づいてドレン通路を開閉制御してアクチュエータに供給する流量を所定流量に制御する流量制御弁とを備えたパワーステアリング装置用油圧ポンプにおいて、
前記吐出通路に、この吐出通路を流通する作動油のエネルギの大きさに応じて制御オリフィスの開口面積を可変制御するサブスプール弁を設け、このサブスプール弁には制御オリフィスの開口面積を増大させる方向に制御ばねのばね力を作用させてなり、
前記制御ばねをサブスプール弁の内部に収容したことを特徴とする、パワーステアリング装置用油圧ポンプ。 - 前記サブスプール弁は有底筒状を呈し、前記制御ばねが、サブスプール弁の筒状内部に入り込むばね受け部材に支持されてなることを特徴とする、請求項１記載のパワーステアリング装置用油圧ポンプ。
- 前記ばね受け部材は、前記制御ばねのばね力に対向する第２制御ばねのばね力によって付勢されてなることを特徴とする、請求項２記載のパワーステアリング装置用油圧ポンプ。
- 前記第２制御ばねは、制御ばねのばね力よりも大きいばね力でばね受け部材を付勢してなることを特徴とする、請求項３記載のパワーステアリング装置用油圧ポンプ。
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