JP4230575B2 - 変速機のための弁装置及びポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１の上位概念に基づく弁装置及び請求項２４の上位概念に基づく変速機用ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ここで述べる種類の弁装置は知られている。この弁装置は、ばね力に抗して変位可能な弁体を装備し、パイロット弁段の働きをする圧力制限弁と、ばね力に抗して移動し得るように穴に通された制御ピストンを具備し、主段として働く流量調整弁とを有する。弁装置は例えばポンプが供給する流体の体積流量及び圧力を調節するために使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ポンプは例えば自動車変速機特に回転数／トルク変換装置、自動変速機又は無段変速機乃至はかじ取り倍力装置に給圧する。負荷機器に供給される流体流を希望に応じて調整しなければならない。そのために主段即ち流量調整弁が使用される。圧力パイロット弁とも呼ばれる圧力制限弁は、ポンプが送り出す媒質の最大圧力を調整するために使用される。多くの場合弁装置の構造は極めて費用がかかり場所をとることが判明した。ここで述べる種類の弁装置を具備するポンプの吐出し及び吸込み接続端の空間的配列に対して、しばしば種々の要求が提起される。例えば自動変速機では窮屈な場所的条件が支配し、乃至は到達しにくい組立位置が現れる。また接続端と油の主流れ方向は多くの場合予め決まっている。しかも自動変速機では弁がポンプから遠く隔たっているから、ポンプのロードが不良であり、油の空気分も多い。
【０００４】
そこで本発明の課題は、これらの欠点がない冒頭に挙げた種類の弁装置を提供することである。
【０００５】
【発明を解決のための手段】
この課題の解決のために、請求項１に挙げた特徴を有する弁装置を提案する。弁装置は、流量調整弁が第１の油圧抵抗を備えた流量調整ピストンを有し、第１の油圧抵抗が分割された圧力返送面を備えていることを特徴とする。圧力返送面の第１の部分面には圧力ｐ１が、第２の部分面には圧力ｐ２が働く。圧力返送面を分割したことによって、流量調整弁に主油流が貫流し、好ましくは圧力ｐ２に基づく圧力制限機能を設けることがさらに可能になる。それによって媒質の流れの誘導を簡素化し、圧力制限弁の規模を縮小することができる。従って弁装置とポンプを共通のハウジングの極めて狭隘な場所に配設することができる。
【０００６】
圧力返送面の部分面が第２の油圧抵抗によって互いに隔離され、第２の油圧抵抗が−流れ方向に見て−第１の油圧抵抗に後置され、流量調整ピストンに統合することができることを特徴とする弁装置の実施形態が好適である。代案として第２の油圧抵抗をハウジングに形成することもできる。それによって極めてコンパクトな構造とポンプ内の媒質の誘導の簡素化が得られる。好適な実施形態では油圧抵抗がオリフィスとして形成されている。
【０００７】
弁装置の特に好適な実施例は、圧力接続部に設けられ、弁装置又はポンプを変速機に連結することができる結合装置を特徴とする。また結合装置は圧力接続部で加圧される変速機用作動媒質が結合装置を貫いて導かれるように形成されている。換言すれば、一方では変速機に対する弁装置又はポンプの位置決めのために結合装置が使用され、他方では弁装置又はポンプと変速機の流体連絡部が設けられる。
【０００８】
特に好適な実施形態では、結合装置は変速機に設けたプラグソケットに係合する差込プラグとして形成されている。結合装置即ち差込プラグとプラグソケットを円筒形に形成することが好ましい。特にその場合は差込プラグの外径がプラグソケットの内径より僅かに小さくなるように、この外径を選定するものとする。それによって変速機に対する弁装置又はポンプの位置決めを特に簡単かつ正確に行うことができる。
【０００９】
特に好適な実施形態は、円筒形の差込プラグの外周面乃至はプラグソケットの内面が円周状のシールを有することを特徴とする。このようにして弁装置又はポンプのハウジングの外的性状及び変速機のケース又はフランジに左右されないシールを実現することができる。従って弁装置と変速機の間の接続の密封性は、変速機のフランジと弁装置のハウジングの間の間隙の大きさに無関係である。
【００１０】
また本発明はポンプ、変速機制御部、回転数／トルク変換装置及び体積流量制限乃至は圧力制限乃至は変速機の作動媒質の系統圧力の圧力調節のための弁が共通の変速機ケースに配設された変速機特に自動変速機のためのポンプに関する。請求項２４の特徴によれば、本発明に基づき弁がポンプに配属され、特にポンプのハウジングに統合されるように構成されている。このことは、ポンプと弁を特に近接して配設したためこれらの２つの部品の間に短い管路が可能であり、僅かな損失でポンプに大きな体積流量を供給することができる利点がある。また油が短い経路を経て直接返送されるので、弁装置から流出する油をポンプのロードのために効果的に使用することができる。
【００１１】
ポンプに配属される弁として、例えば体積流量制限のための流量調整弁乃至は圧力制限のための圧力制限弁又は安全弁、乃至は圧力調節のためのいわゆる主圧力弁を使用することができる。また、この弁又はこれらの弁は作用部品により外部から調節することができる。特にこの場合はいわゆる比例弁が挙げられる。比例弁は調節されたサーボ圧を弁のために供給することができ、いわゆるサーボ回路が構成される。代案として磁石、ばね又は油圧系統に存在する任意の圧力で弁を調節できるように構成することもできる。こうして変速機の運転状態に応じて体積流量曲線の特性を適応させ又は調節することができる。
【００１２】
特に好適なのは、弁として請求項１乃至２２のいずれか１項又は数項に記載の弁装置を設けた変速機ポンプの実施例である。代案として又は補助的にいわゆる主圧力調整すべり弁を使用することができる。
特に好適な実施形態においては変速機ポンプが少なくとも１行程型に形成された、即ち夫々１つの吸込み領域と吐出し領域を有するベーンポンプ又はローラポンプとして実現される。このようなベーンポンプ又はローラポンプは、羽根又はローラの出没運動を調節する往復リングを有する。吸込み通路の横断面が拡張されるように、往復リングに形成された空欠部がポンプの少なくとも一つの吸込み通路に隣接して配属される。こうしてポンプ領域に僅かな吸込み負圧が生じるように、作動媒質に対して小さな吸込み抵抗を簡単に実現することができる。
【００１３】
特に好適なのは、空欠部を縁端が開放するように形成し、開放した側を例えばいわゆる圧力板に形成することができる吸込みポケットと相対して配設した実施例である。このようにして空欠部が往復リングの側面に開口するから、吸込みポケット及び空欠部の区域で吸込み通路の横断面が拡大される。
特に好適な実施形態においては、縁端が開放した空欠部が少なくともその底部と側部境界壁の間の通路に湾曲部を有する。底部と側部境界壁の間の中間区域が往復リングのいわゆる大円にあるように、この中間区域を選定することが好ましい。（底部から側部境界壁の方向に）２つの部分が設けられ、第１の部分で底部がある範囲にわたって連続的に上昇し、次いでより狭隘な湾曲部に移行し、それがさらに側部境界壁に移行するならば特に好都合である。このようにして本発明に基づく中間区域の構造によってここでは切欠き効果が僅かであるから、往復リングの強度が実質的に影響されないのである。
【００１４】
その他の実施形態はその他の従属請求項で明らかである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に図面に基づいて本発明を詳述する。
以下の説明では単なる一例として弁装置がポンプと組合わされて作動するものとする。一般に弁装置は変速機の油圧制御のためにも使用することができる。
図１の平面図はポンプ１の部分断面図を示す。図は流量調整弁５と圧力制限弁７からなる弁装置２がポンプ１のハウジング３に統合されていることを明らかにしている。流量調整弁５はハウジング３を貫通する穴９に挿設されている。穴９の片側はストッパ１１で閉鎖され、このストッパ１１に隣接して第１の圧力室１３が形成されている。段付き穴として形成された穴９の中に流量調整ピストン１５が、コイルばね１７として形成された弾性部材の力に抗して移動し得るように支承される。好ましくは流量調整ピストン１５の外径と同心の穴が流量調整ピストン１５を貫通する。この穴が通路１９をなす。通路１９は第１のオリフィス即ちバッフル２１を備えており、バッフル２１の流れ直径は通路１９の流れ直径より小さい。第１の油圧抵抗２１’の働きをするこのオリフィスは負荷機器の油流量を決定し、好適な実施形態では流量調整ピストン１５に統合されている。
【００１６】
ここに図示しない負荷機器に通じる圧力接続部２３がストッパ１１の反対側の穴９の端部に設けられている。
圧力接続部２３の反対側のハウジング３の側に吸込み接続端２５が設けられている。
図１による図示はさらに短軸２７を示す。短軸２７によってハウジング３に配設されたポンプユニットに駆動トルクを伝達することができる。この場合ポンプの特にコンパクトな構造とともに外部に対する確実な耐圧性を保証するために、短軸２７は圧力接続部２３の側に設けられている。流量調整ピストン１５は第１の圧力室１３と、穴９の一部にある第２の圧力室２９を隔離する。圧力室２９の直径はこの場合単なる一例として第１の圧力室１３の区域より小さい。第２の圧力室２９は一方では第１の圧力室１３の反対側の流量調整ピストン１５の円環面３１によって、他方では肩部３３によって画定される。肩部３３は穴９の段部からなり、第３の圧力室３５との中間部をなす。第３の圧力室３５は流量調整ピストン１５の延長部３７によって第２の圧力室２９に対して閉鎖され、通路１９により第１の圧力室１３と流体を連通する。
【００１７】
図１に示す流量調整ピストン１５の機能位置で、ストッパ１１と流量調整ピストン１５の間にある第１の圧力室１３は通路１９に対して閉鎖されている。ストッパ１１は好ましくは穴９の中心軸３９と同心の突起４１を有し、流量調整ピストン１５がコイルばね１７の力で右へ押しやられ、突起４１に当接すると、突起４１が通路１９又はそのバッフル２１の開口部を閉鎖するからである。閉鎖機能のない別のストップを設けることも可能である。
【００１８】
第１の圧力室１３に生じる圧力ｐ０は流量調整ピストン１５の右側端面４３に作用する。端面４３の油圧作用面は概ね流量調整ピストン１５の横断面マイナスバッフル２１の流れ断面からなる。第３の圧力室３５で働く圧力ｐ１は流量調整ピストン１５の仮想の段付き環状面４５に作用する。環状面４５は流量調整ピストン１５の中心軸３９に対して垂直であり、圧力室３５の外径及びバッフル２１の外縁又は外径によって画定される。環状面４５の部分面は環状面４５’、４５”及び４５’”からなる。第２の圧力室２９で働く圧力ｐ２は左側から円環面３１に作用する。中心軸３９に対して半径方向に測った円環面３１の幅は、半径方向に測った肩部３３の幅に相当し、第２の圧力室２９の区域及び第３の圧力室３５の区域の穴９の半径の差によって決まる。円環面３１は仮想の段付き環状面４５とほぼ同じ大きさであることが好ましい。しかし２つの面（円環面３１と環状面４５）の比率を変えることも可能である。それによって例えば流量調整弁５の制振作用を調節することが可能である。またそれによって圧力制限挙動を変えることもできる。円環面３１と環状面４５は合成面をなす。この合成面は端面４３とちょうど同じ大きさであることが好ましい。しかし合成面と端面４３を異なる大きさにすることも可能である。それによって系統圧力に関係する調節流量が変えられる。
【００１９】
図１は、第２の圧力室２９が通路１９と同心に配設された環状室として形成され、流量調整ピストン１５のすべての機能位置で流量調整ピストン１５の延長部３７が第２の圧力室２９と通路１９を油圧的に分離することを示す。延長部３７の側壁に少なくとも一つの好ましくは中心軸３９に対して半径方向に走る穴が設けられている。この穴はオリフィス４７として、即ち第２の油圧抵抗４７’として作用する。このようにしてオリフィス４７が流量調整ピストン１５に統合されているから、流量調整弁５の極めてコンパクトな構造が実現される。代案として第２のオリフィス４７をハウジング３に配設し又は穿設することができる。
【００２０】
このようにして第２の圧力室２９は第２のオリフィス４７を介して通路１９と油圧的に連結されている。オリフィス４７の直径はバッフル２１の直径より遥かに小さい。第２のオリフィス４７は、第１の圧力室１３から見て、バッフル２１に後置されている。
ポンプユニットが送給する媒質が第１の圧力室１３に送り込まれる。媒質はバッフル２１及び通路１９を経て第３の圧力室３５及び圧力接続部２３に到達する。
【００２１】
流体連絡路４９が第２の圧力室２９から圧力制限弁７の圧力室５１に通じている。圧力室５１はコイルばね５３の力が働く弁体５５によって閉鎖される。弁体５５が図１に示す閉じた位置から左へ変位させられると、圧力室５１から低い圧力レベルへ、例えばタンクへの流体連絡路が開放される。
流量調整弁及び圧力制限弁の基本的機能は知られているから、ここでは詳しく言及しない。ただ流量調整弁５は、ポンプユニットによって供給され、圧力接続部２３を経て負荷機器に送られる体積流量をなるべく所定の値に調整するために使用されることだけを確認しておこう。圧力制限弁７はポンプ内の最大圧力を制限するために使用される。負荷機器への流体連絡路が遮断された場合、例えば最大圧で圧力制限弁７が応答する。
【００２２】
図２ａは図１に示したポンプ１の縦断面図を示す。同じ部分に同じ参照符号を付したから、その限りでこれらの部分の説明を差し控え、図１の説明を参照するものとする。
前述のポンプユニット５７が図２ａで明らかである。その構造は流量調整弁５及び圧力制限弁７の構成と配列にとって重要でない。ここでは一例として軸５９によって駆動されるベーンポンプを示す。駆動トルクをポンプ１に伝達するために、その短軸２７にベルト車６１等を取付けることができる。軸は適当な軸受６３によってポンプ１のハウジング３に支承される。自由な軸端がロータ６５と係合する。ロータ６５は軸５９の回転軸６７に対して半径方向に走るスロットを有し、ここに半径方向変位可能な羽根６９が挿着されている。ロータ６５はほぼ楕円形の内面を有する往復リング７１の内部で回転し、ロータ６５が回転するときに羽根６９の外縁がこの内面に沿って摺動するから、種々異なる容積の部分室、それとともに吸込み及び吐出し領域が形成される。
【００２３】
圧力板７３及び７５がロータ６５の左右に設けられている。圧力板７３及び７５は吸込み及び吐出し領域を密封し、ばね７７によって押付けられる。ばね７７はロータの反対側の圧力板７５の表面にある冷機始動板７９に支えられ、冷機始動板７９を圧力板７５へと押しやる。
ベーンポンプの機能は基本的に知られているから、ここでは詳述しない。
【００２４】
ポンプユニット５７は送給される媒質例えば圧油をタンク接続端８０−吸込み接続端２５と流体を連通し、圧力制限弁７の中心軸（図１）の近傍にある−及び吸込み室８１を経て吸込み領域に吸入し、媒質を第４の圧力室８３へ送る。媒質は適当な流体連絡路を経て第１の圧力室１３に到達する。この場合流体連絡路は−製造上の理由から−互いに概ね平行に走り互いに交差する穴８５及び８７からなる。代案として穴８５及び８７が互いに鈍角をなすこともできる。この場合重要なのは、ポンプ１が送給する圧油の圧力室１３へのほぼ自由な流れを可能にする媒質連絡路が実現されるように、２つの穴８５及び８７が交差することである。このようにして穴８５及び８７と概ね等しい流れ断面を有する媒質連絡路が設けられる。
【００２５】
この場合ハウジング３は２つの部分即ち本体３’と軸受６３を収容するカバー３”とからなる。ポンプユニット５７を収容する空欠部８９が本体３’に穿設されている。第１の穴８５は空欠部８９を経て本体３’に穿設し、第２の穴８７はストッパ１１がまだ挿着されていないときに穴９から穿設することができる。即ち２つの穴８５及び８７は特別のストッパを使用する必要がないように、ポンプ１のハウジング３に穿設することができる。このようにして第４の圧力室８３と第１の圧力室１３の間に小型の流体連絡路を簡単に作製することができる。
【００２６】
流量調整弁５が流体通路に配設され、流体通路の一方の側にポンプ１が送給する媒質の入口が、他方の側に負荷機器のための圧力接続部２３があることが図２ａで明らかである。その間に出口が設けてあり、流量調整弁５が応答すると、媒質がこの出口から流出することができる。図２ａに一例として延長部９１が記載されている。延長部９１はストッパ１１の突起４１から突出してバッフル２１を貫通しており、外径を変えられた形状を有する。流量調整弁１５が変位すると、延長部９１によりその外径に応じて多かれ少なかれバッフル２１が狭められるから、ポンプ５７の回転数ｎに関連して被給体積流量の可変特性曲線が実現される。ここで述べた種類の延長部は知られているから、ここでは詳しく言及しない。
【００２７】
図２ａによる図示においては流量調整ピストン１５が図１に示した第１の位置からコイルばね１７の力に抗して左へ、第２の機能位置に変位しているから、その端面４３が突起４１から間隔をおいて配列されている。流量調整弁５の流量調整ピストン１５の図２ａに示した機能位置では、このようにして第４の圧力室８３から穴８５及び８７、第１の圧力室１３、バッフル（オリフィス）２１及び通路１９を経て第３の圧力室３５に、それとともに圧力接続部２３に至る流体連絡路が成立する。また通路１９から第２のオリフィス４７を経て第２の圧力室２９に至る流体連絡路が成立する。
【００２８】
図２ｂには図１の実施例に比して変更されたポンプ１の流量調整弁５の区域の部分図が示されている。図１と同じ部分−図示した限りで−は同じ参照符号を付したから、これについてはその説明を参照されたい。段付き穴として形成された穴９は穴９の別の段部からなる肩部３３ａを有することが明らかである。流量調整ピストン１５に環状段部１５ａが設けられており、流量調整ピストン１５の大きな直径の区域が穴９の大きな直径の区域に、流量調整ピストンの小さな直径の区域が穴９の小さな直径の区域に通されている。このような段状構造によって図１の実施例に比して縮小された円環面３１が実現される。またその結果図２ｂにより環状面４５（図１）と円環面３１のより小さな合成面が生じる。従ってこの合成面は端面４３より小さい。２つの面（合成面と端面４３）の差面に系統圧力ｐ０が作用する。差面の大きさに従って−図１に関連してすでに述べたように−調節流量を系統圧力に応じて変えることができる。即ち差面の大きさによって調整の開始を変えることができる。
【００２９】
吸込み室８１及び流出孔９７で働く圧力が環状段部１５ａの面１５ｂに作用する。但しこの圧力は系統圧力ｐ０に比して小さい。この圧力は図２ｂで右へ働く力を発生する。この力は系統圧力ｐ０が発生する力に対抗し、外乱をなすが、流量調整ピストン１５の調整機能には実質的に影響しない。
図３ａに示す単結線図でポンプ１又は流量調整弁５及び圧力制限弁７の機能が明らかである。図１及び２に基づいて説明した部分にここで同じ参照符号を付した。それについては図１及び２の説明を参照されたい。
【００３０】
鎖線の長方形で表示したポンプ１のポンプユニット５７は軸５９によって駆動される。弁装置２は破線で囲まれている。媒質例えば圧油がタンク９３から管路Ｌ１を経てポンプユニット５７に供給され、これから管路Ｌ２を経て圧力接続部２３へ送り出される。体積流量をＱ、供給される圧力をｐで示す。管路Ｌ２にバッフル２１がある。バッフルの手前で管路Ｌ３が管路Ｌ２から分岐する。管路Ｌ３はバッフル２１の手前で管路Ｌ２に生じる圧力を流量調整ピストン１５の右側端面４３に導く。管路Ｌ３から分岐し、流量調整弁５を経て管路Ｌ１に通じる連絡管Ｌ４は、図１に示した位置に相当する図３ａに示す位置で遮断される。バッフル２１の後方で管路Ｌ２から管路Ｌ５が分岐し、流量調整弁５の流量調整ピストン１５の左側に通じており、第３の圧力室３５にあって流量調整ピストン１５の左側環状面４５に作用する圧力ｐ１がこの管路に働く。管路Ｌ２からさらに管路Ｌ６が分岐し、第２のオリフィス４７を経て流量調整ピストン１５の左側に通じている。オリフィス４７の後方にある管路部分Ｌ６’には円環面３１に作用する圧力ｐ２が働く。図３ａにさらにコイルばね１７が示されている。コイルばね１７も流量調整弁５の流量調整ピストン１５に左側から作用する。
【００３１】
オリフィス４７の下流で管路部分Ｌ６’から管路Ｌ７が分岐し、圧力制限弁７を経てタンク９３に通じている。図３ａの単結線図は圧力制限弁７の弁体５５を示す。弁体５５は図３に示した位置で管路Ｌ７を閉鎖し、一方ではコイルばね５３の力が、他方では制御管又は返送管Ｌ８を介して、管路Ｌ７に生じる圧力が弁体５５に働く。
【００３２】
まず流量調整弁５の流量調整機能を詳述する。ポンプユニット５７から管路Ｌ２を経て圧力接続部２３に送られる体積流量Ｑは、バッフル２１を通って流れる。そこで圧力降下が現れる。バッフル２１の手前の圧力ｐ０は第１の圧力室１３でも働く。この圧力は管路Ｌ３を介して流量調整弁５の流量調整ピストン１５の全右側端面４３に作用する。圧力ｐ０は図１乃至３ａで左側へ作用する力を生じる。バッフル２１の下流で管路Ｌ２に生じる圧力は、通路１９及び第３の圧力室３５又は圧力接続部２３に生じる圧力ｐ１に相当する。この圧力ｐ１は流量調整弁５の流量調整ピストン１５の左側環状面４５に作用する。環状面４５の全面積は端面４３の全面積より小さい。
【００３３】
バッフル２１の下流で管路Ｌ２に生じる圧力は、管路Ｌ６及び管路部分Ｌ６’と第２のオリフィス４７を経て左側円環面３１にも作用する。このようにしてこの圧力ｐ１は流量調整弁５の流量調整ピストン１５に対して右側へ働く力を生じる。環状面（第３の圧力面）４５と円環面（第２の圧力面）３１の和が流量調整ピストン１５の端面４３とちょうど同じ大きさであることが好ましい。こうして流量調整ピストンの右側を押す力、並びにピストンの左側を押す力、即ち円環面３１と環状面４５に作用する２つの力及びコイルばね１７の力の和との間に、力の均衡が成立する。
【００３４】
ピストンの左右に作用する圧力値の差に原因する力の差は、ポンプユニット５７が送給する体積流量Ｑに関係する。体積流量Ｑ及びそれとともにバッフル２１の差圧（ｐ０−ｐ１）が増加すると、流量調節ピストン１５がコイルばね１７の力に抗して左へ移動する。図２ａで分かるように、このような運動で右側端面４３が最後に流出孔９７の開口部を開放する。開口部は第１の圧力室１３、吸込み室８１及びタンク接続端８０の間にいわば短絡を生じる。短絡を生じ、さらにポンプの吸込み側にロードする機能を有する連絡路は、図３ａに管路Ｌ４で表示されている。流量調整ピストン１５が左へ変位すると、最後に管路Ｌ４の遮断が解除され、それとともにポンプユニット５７の吐出し及び吸込み領域の間の油圧連絡路が開放されることが、この図からも明らかである。
【００３５】
流量調整ピストン１５が圧油を吸込み室８１へ流出させると、バッフル２１を流れる油量はそれ以上増加しない。こうしてバッフル２１での圧力降下もそれ以上増加しない。即ち第１の圧力室１３に生じる圧力ｐ０とバッフル２１の左側で通路１９に生じる圧力ｐ１の差圧がほぼ一定の値に達する。
こうしてコイルばね１７との相互作用でポンプ１の最大体積流量を制限する圧力バランスが成立するのである。
【００３６】
バッフル２１の中に突出する突起４１の延長部９１を形成することによって、流量調整ピストン１５の開放行程及び調節流量に応じて合成バッフル２１の面積が変えられる。このようにして種々異なる経過で上昇及び降下する体積流量特性曲線を生じさせることができる。 流量調整弁５の純流量調整機能にとって重要なのは、圧力制限弁７が閉じていることである。こうしてこの機能領域では流体連絡路を通る油が圧力制限弁７から流出しない。定常状態で第２の圧力室２９の圧力ｐ２は第３の圧力室３５の圧力ｐ１に相当する。
【００３７】
そこで第２のオリフィス４７は第２の圧力室２９と第３の圧力室３５の間に差圧を発生しない。動的な場合、即ち制御ピストンが調整運動を行う場合は、第２のオリフィス４７が減衰素子として働き、こうして流量調整ピストン１５の振動挙動に影響する。次に流量調整弁５の圧力制限機能を詳述する。
【００３８】
例えば負荷機器に通じる管路を阻止したとき、使用圧が圧力制限弁７によって確定された値を超えて上昇すると、圧力制限弁７が開放する。即ち弁体５５がコイルばね５３の力に抗して、図１による図示で左へ、図３ａによる図示では下へ変位させられる。それによってタンク９３への連絡路が開放され、こうして圧油が第２の圧力室２９から流体連絡路４９（図１を参照）を経てタンクへ流出する。図３ａの図示ではポンプユニット５７が送給する圧油がバッフル２１、管路Ｌ２、管路Ｌ６、第２のオリフィス４７及び管路Ｌ７（流体連絡路４９に相当する）を通り、開放された圧力制限弁７を経てタンク９３へ流出することができる。第２のオリフィス４７はバッフル２１より遥かに小さな通路断面を有する。従って、ここで大きな差圧（ｐ１−ｐ２）が発生する。オリフィスの作用に基づき、左側の円環面（第２の圧力面）には、左側の環状面４５及び右側の端面４３より小さな圧力が現れる。圧力制限弁７を流れる体積流量によりオリフィス４７で発生する圧力降下が増加して圧力バランス、即ち流量調整ピストン１５の左側と右側に作用する力の関係が流量調整ピストン１５を左へ移動させ、第１の圧力室１３から体積流量が流出孔９７を経てポンプユニット５７の吸込み領域８１に直接に導かれるまで、ポンプユニット５７が供給する圧力ｐ０、いわゆるシステム圧力が上昇する。このようにして円環面３１と環状面４５からなる流量調整ピストン１５の分割された圧力面に基づき、ピストン１５によって調整された油流が貫流する流量調整弁５は圧力制限機能も持つことが明らかである。圧力制限弁７には第２のオリフィス４７を経て比較的少ない油量が流れるだけでよい。こうして得られる差圧が流量調整ピストン１５を移動させ又は第１の圧力室１３と流出孔９７の間の連絡路を開放する。この短絡を図３ａに管路Ｌ４で示唆した。この機能位置で大きな調節流量が流量調整ピストン１５を経て流れるから、系統圧力ｐ０はそれ以上上昇することができない。
【００３９】
結局、ポンプ１は比較的簡単かつコンパクトに構成されていることが明らかである。流量調整ピストン１５を軸５９と平行に配列し、吐出し口２３を短軸２７の側に設けることが可能である。ポンプ１が供給する体積流量が流量調整弁５を直線状に貫流するから、短い流路が生じる。バッフル２１が制御ピストン１５に統合されているため、主体積流量Ｑを流量調整ピストン１５に通すことができるので、このことが可能である。さらに流量調整弁５の円環面３１により、パイロット弁段の働きをする圧力制限弁が実現される。その場合全体がハウジング３の内部にある穴８５及び８７によって、ポンプユニット５７の吐出し口即ち第４の圧力室８３と第１の圧力室１３との間に流体連絡路を通すことが可能である。このこともポンプ１の簡単かつコンパクトな構造をもたらす。
【００４０】
図３ｂは好ましくは自動変速機として構成された変速機１００のブロック構成図を示す。変速機１００のケース１０１を破線で示す。ケース１０１はポンプ１と弁装置２を収容する。また負荷機器Ｖ、特に回転数／トルク変換装置１０３の制御のために使用される制御部１０２がケース１０１の中に配設されている。制御部１０２は管路Ｌを経て弁装置２の圧力接続部２３に接続されているから、制御部１０２の使用状態に応じて主体積流量Ｑを制御部１０２から変換装置１０３へ転送することができる。図４に示すように、特に制御部１０２のためのケース部分であるフランジ１０４にポンプ１と弁装置２を固定するように構成されている。しかしポンプ１又は弁装置２を管路で変速機ケース１０１に又は管路で制御部１０２と連結することも可能である。図４では図１乃至３ｂと同じ部分に同じ参照符号を付し、その点については以下で相違だけに言及する。
【００４１】
圧力接続部２３に結合装置１０５が設けられている。結合装置は円筒形の差込プラグ１０６として形成することができる。差込プラグ１０６はフランジ１０４に設けたプラグソケット１０７に係合する。プラグソケット１０７も円筒形に形成され、差込プラグ１０６の外径よりやや大きな内径を有する。差込プラグ１０６の外周面に円周溝が穿設され、ここにシール１０８があるから、圧力接続部２３から流出する作動媒質がプラグソケット１０７を経て流れ出ることはできない。もちろんシールをプラグソケット１０７の内面に設けることもできる。結合装置１０５又は差込プラグ１０６は中空に形成されているから、変速機１００の制御部１０２に通じる通路１１０に接続する供給路１０９が実現される。
【００４２】
またポンプ１のハウジング３は滑合部１１１’を備えた延長部１１１を有し、ポンプユニット５７のための軸５９が延長部１１１を貫通する。延長部１１と滑合部１１１’は好ましくは円筒形に形成され、フランジ１０４の同様の横断面に形成された貫通孔１１２を貫通する。延長部１１１と結合装置１０５によってフランジ１０４に対するポンプ１又は弁装置２の正確な位置決めが実現される。またねじり止めが形成されている。
【００４３】
弁装置２をポンプに直接隣接して配属したことによって、吐出し領域８３（図２ａ）と弁装置２の第１の圧力室１３の間に短い管路部分が生じる。また流出孔９７も比較的短く形成されているから、流出孔９７に流入する圧油をポンプ１のロードのために効果的に使用することができる。またポンプ１と弁装置２の間の短い管路によって油圧抵抗が少なくなるから、大きな体積流量を少ない損失でポンプ１のロードのために利用することができる。
【００４４】
前記弁装置２に替えて、例えば、体積流量を制限するための別個の流量調整弁をポンプ１に配置することができる。また、追加又は代替案として、圧力制限又は安全弁及び／又は主体積流量Ｑの圧力調整のための主圧力弁を使用することもできる。決定的に重要なことは、大きな体積流量を低い損失で供給し、かつ、流出孔９７から流出する油をポンプ１のロードのために効果的に使用できるように、使用する弁の型に関係なく、ポンプ及び弁若しくは弁装置の間に、短い管路を設けることである。
【００４５】
ポンプ１は特に変速機で使用するためにベーン又はローラポンプとして構成されている。このようなポンプは一般に知られているから、公知の部分についてはここで詳しく触れないことにする。
ポンプ１は往復リング７１を有し、その内部にロータ６５（図２ａ）が挿入されている。ロータはベーンポンプでは羽根、ローラポンプではローラを支える。羽根又はローラは往復リング７１の内側１１３に沿って摺動する。往復リング７１の側面にいわゆる圧力板を配属することができ、こうしてポンプ隔室１１４が形成される。圧力板にそれ自体公知の吸込みポケットを穿設することができ、ロータが回転するとこの吸込みポケットによってタンクから吸込み通路を経て作動媒質を吸引することができる。
【００４６】
往復リング７１に２個の相対する空欠部１１５が形成されている。空欠部１１５は吸込みポケット及びポンプの吸込み領域に配属されている。空欠部１１５によって夫々の吸込み通路の横断面が拡大されるから、ポンプのそれ自体公知の噴射作用が改善される。さらに空欠部１１５によってポンプの吸込み抵抗が減少される。また変速機ポンプでは作動媒質に比較的多量の空気があるが、それでも吸込み通路の横断面の拡張によって十分な油又は必要量の作動媒質を送給することができる。
【００４７】
２行程型ポンプでは往復リング７１（図６）の夫々の側面１１６又は１１７に夫々２個の空欠部１１５があることが好ましい。図６では切断線の位置によって下側の空欠部１１５だけが示されている。各空欠部１１５は配属された側面１１６又は１１７に関して縁端が開放するように形成されており、底部１１８と側部境界壁１１９を有する。
【００４８】
図７によれば空欠部１１５は底部１１８と側部境界壁１１９の間に通路１２０及び１２１を有する。通路１２０が往復リング７１のいわゆる大円区域１２２に湾曲部１２３を有し、その半径Ｒ１が０．６ｍｍから０．８ｍｍの範囲であるならば、特に有利であることが判明した。半径は通路１２０の切欠き効果が少ない０．７ｍｍであるならば、特に有利であることが判明した。境界壁１１９から始まって湾曲部１２３が続き、これに区域Ｂが続き、底部１１８へと降下する。特に区域Ｂにも半径Ｒ２が約１７ｍｍの湾曲部を設けることにした。区域Ｂに空欠部１１５の底部１１８が続く。このようにして、底部１１８から境界壁１１９の方向へ、２つの部分があり、第１の部分Ａは区域Ｂにわたって連続的に僅かに上昇し、次いで第２の部分で半径Ｒ１の湾曲部１２３に移行し、次に通路１２０で境界壁１１９に移行するように構成することができる。区域Ｂの部分Ａが半径Ｒ２を有し又は直線状に上昇するように構成することができる。
【００４９】
好適な実施形態では境界壁１１９と底部１１８の間の別の通路１２１が好ましくは１ｍｍの半径Ｒ３を有する。この通路１２１は往復リング７１のいわゆる小円区域１２４にある。
【００５０】
【発明の効果】
ポンプは比較的簡単かつコンパクトに構成されており、ポンプが供給する体積流量が流量調整弁を直線状に貫流して、短い流路が生じる。
本発明に基づき弁がポンプに配属され、特にポンプのハウジングに統合されるように構成されると、ポンプと弁を特に近接して配設でき、これらの２つの部品の間に短い管路が可能となり、僅かな損失でポンプに大きな体積流量を供給することができる。また油が短い経路を経て直接返送されるので、弁装置から流出する油をポンプのロードのために効果的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポンプに統合された弁装置の一部切断した平面図。
【図２】２ａは図１に示したポンプの縦断面図。２ｂは図１に比して変更されたポンプの部分図。
【図３】３ａは図１及び図２ａに示したポンプの単結線図。３ｂは変速機のブロック構成図。
【図４】図１の弁装置が配属されたポンプの第２の実施例の図。
【図５】ベーンポンプ又はローラポンプの往復リングの側面図。
【図６】図５のVI−VI線に沿った断面図。
【図７】図５のVII−VII線に沿った断面図。
【符号の説明】
２ 弁装置
５ 流量調整弁
７ 圧力制限弁
１５ 流量調整ピストン
２１’油圧抵抗
３１ 円環面（第２の圧力面）
４５ 環状面（第３の圧力面）
ｐ１ 圧力
ｐ２ 圧力

Claims (33)

1. ポンプと共に用いられる弁装置であって、
   圧力制限弁（７）と、
   流量調整弁（５）内の圧力を制限するために前記圧力制限弁（７）が接続され、かつ、伸長する方向に一つの圧力室を有する該流量調整弁（５）と、
   前記流量調整弁（５）内で両方向に可動であって、かつ、前記圧力室を、第１の圧力室（１３）と、該第１の圧力室の反対側で第２の圧力室（２９）と第３の圧力室（３５）に分割し、かつ、前記第１の圧力室内の圧力を受ける第１の圧力面（４３）と前記第２の圧力室内の圧力を受ける第２の圧力面（３１）と前記第３の圧力室内の圧力を受ける第３の圧力面（４５）を有する流量調整ピストン（１５）を備えて、
   前記流量調整ピストン（１５）は、前記第１の圧力面（４３）に作用する第１の圧力と、前記第２の圧力面（３１）に作用する第２の圧力と、前記第３の圧力面（４５）に作用する第３の圧力で作動し、かつ、前記第１の圧力と前記第２の圧力と前記第３の圧力を異なる圧力とすることができる弁装置。
2. 前記流量調整弁の前記第２の圧力室（２９）と前記第３の圧力室（３５）との間に、第２の油圧抵抗（４７）を有する請求項１に記載の弁装置。
3. 前記第２の圧力面は、前記流量調整ピストン（１５）の遠心方向の外側に、前記第３の圧力面は、前記流量調整ピストン（１５）の遠心方向の内側に位置する請求項２に記載の弁装置。
4. 前記第２の油圧抵抗（４７）の油圧流路の上流側に第１の油圧抵抗（２１）を設け、前記第１と第２の油圧抵抗（２１、４７）が、前記流量調整ピストン（１５）と一体的に組み込まれている請求項２又は３に記載の弁装置。
5. 前記第１の油圧抵抗（２１）及び／又は前記第２の油圧抵抗（４７）が、ハウジング（３）に形成されている請求項２から４のいずれか一項に記載の弁装置。
6. 前記第２の油圧抵抗（４７)の流れ断面が、前記第１の油圧抵抗（２１）の流れ断面より小さく、好ましくは遥かに小さくなっている請求項２から５のいずれか一項に記載の弁装置。
7. 前記圧力制限弁（７）は、前記第２の油圧抵抗（４７）の油圧流路の下流側で前記流量調整弁（５）に接続し、かつ、前記第２の圧力面（３１）に連通するため、前記圧力制限弁（７）と前記第２の圧力面（３１）には、同じ又はほぼ同じ圧力が働く請求項２から６のいずれか一項に記載の弁装置。
8. 前記弁装置（２）の油圧流路上流側でポンプユニット（５７）を有するポンプ（１）に接続される接続部と、前記油圧流路下流側で負荷機器に接続される圧力接続部（２３）を備えた請求項１から７のいずれか一項に記載の弁装置。
9. 前記弁装置（２）と前記ポンプ（１）が共通のハウジング（３）に格納されている請求項８に記載の弁装置。
10. 前記流量調整弁（５）の中心軸（３９）が、前記ポンプユニット（５７）を駆動する軸（５９）と概ね平行に配列されている請求項８又は９に記載の弁装置。
11. 負荷機器に接続される前記接続部（２３）は、前記軸（５９）に駆動トルクが働く前記ハウジング（３）の一側に配設されている請求項１０に記載の弁装置。
12. 前記ポンプユニット（５７）と前記流量調整ピストン（１５）の間の油圧連絡が、完全に前記ポンプ（１）の内部を通る少なくとも一つの穴（８５、８７）によって行われる請求項８から１１のいずれか一項に記載の弁装置。
13. 前記穴は、前記ポンプの圧力室（８３）からハウジング（３）に穿設された第１の部分（８５）と、前記流量調整弁（５）の前記第１の圧力室（１３）からハウジング（３）に穿設された第２の部分（８７）とから成る請求項１２に記載の弁装置。
14. 前記穴の前記第１の部分（８５）と前記第２の部分（８７）とが、互いに概ね平行に通っている請求項１３に記載の弁装置。
15. 前記穴の前記第１の部分（８５）と前記第２の部分（８７）とが、互いに鈍角をなす請求項１３に記載の弁装置。
16. 前記第１の油圧抵抗（２１）を貫通する延長部であって、その変化した外径により前記第１の油圧抵抗（２１）の通過断面積を可変とする前記延長部が設けられている請求項４から１５のいずれか一項に記載の弁装置。
17. 前記第２の圧力面（３１）と第３の圧力面（４５）との面積の和が、前記第１の圧力面（４３）と同じ大きさである請求項１から１６のいずれか一項に記載の弁装置。
18. 前記第２の圧力面（３１）と第３の圧力面（４５）との表面積の和が、前記流量調整ピストン（１５）に形成された端面より小さいか又は大きい請求項１から１６のいずれか一項に記載の弁装置。
19. 変速機（１００）の前記弁装置（２）及び／又は前記ポンプ（１）を前記変速機（１００）の制御部（１０２）に連結することができる結合装置（１０５）が前記圧力接続部（２３）に配設され、前記圧力接続部（２３）を介して前記制御部（１０２）に作動媒体を作用させることができる請求項８から１１のいずれか一項に記載の弁装置。
20. 前記結合装置（１０５）が前記変速機（１００）に設けたソケット（１０７）に係合するプラグ（１０６）として形成されている請求項１９に記載の弁装置。
21. 前記結合装置（１０５）をなす前記プラグ（１０６）及び前記ソケット（１０７）が、筒形に形成されている請求項２０に記載の弁装置。
22. 円筒形の前記プラグ（１０６）の外周面及び／又は前記ソケット（１０７）の内周面が、円周状のシール（１０８）を有する請求項２１に記載の弁装置。
23. 前記結合装置（１０５）が、ねじれ止めの役割をする請求項１９から２２のいずれか一項に記載の弁装置。
24. 請求項１から２３に記載の弁装置を一体化したポンプ。
25. 前記弁が、主圧力調整すべり弁である請求項２４に記載のポンプ。
26. 前記ポンプ（１）が、少なくとも１行程型に形成され、羽根又はローラの動作を調節する往復リング（７１）を有するベーンポンプ又はローラポンプであり、前記往復リング（７１）が、前記ポンプ（１）の吸込み通路に隣接して、吸込み通路の断面を拡張する少なくとも一つの空欠部（１１５）を有する請求項２４に記載のポンプ。
27. 前記空欠部（１１５）が、縁端を開放するように形成され、前記往復リング（７１）の側面（１１６、１１７）に開口し、開放側が吸込みポケットに隣接して相対する請求項２６に記載のポンプ。
28. 前記空欠部（１１５）が、底部（１１８）と側部境界壁（１１９）の間の少なくとも一方の通路（１２０、１２１）に湾曲部（１２３）を有する請求項２６又は２７に記載のポンプ。
29. 少なくとも一方の前記通路（１２０）が前記往復リング（７１）の円内（１２２）にある請求項２８に記載のポンプ。
30. 前記空欠部（１１５）の第１の部分（Ａ）が、前記底部（１１８）から前記側部境界壁（１１９）の方向へと区域（Ｂ）にわたって連続的に僅かに上昇し、湾曲部（１２３）が半径（Ｒ１）で前記側部境界壁（１１９）と交差する請求項２８又は２９に記載のポンプ。
31. 前記湾曲部（１２３）が、０．６ｍｍから０．８ｍｍの半径（Ｒ１）を有する請求項２８から３０のいずれか一項に記載のポンプ。
32. 前記湾曲部（１２３）が、０．７ｍｍの半径（Ｒ１）を有する請求項２８から３０のいずれか一項に記載のポンプ。
33. 請求項２４から３２に記載のポンプを使用する、請求項１から２３のいずれか一項に記載の弁装置。

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