JPH02123284A - 可変容量ラジアルピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のアクティブサスペンションの車高制
御用液圧発生装置等として適応される可変容量ラジアル
ピストンポンプに関する。

（従来の技術） 従来の可変容量ラジアルピストンポンプとしては、例え
ば、「油圧技術便覧Ｊ　（昭和５１年二重刊工業新聞社
発行）の第２５７頁に記載されているものか知られてい
る。

この従来の可変容量ラジアルピストンポンプは、回転シ
リンダに半径方向に複数個のピストンを設け、このピス
トンの外端部を偏心カムリングに内接させることにより
、回転シリンダの回転に伴ってピストンを往復運動にさ
せ、このピストンの往復運動によって流体の吸入、吐出
を行なう回転シリンダ型である。

そして、吐出容量を可変させる場合は、外周のケーシン
グを動かし偏心カムリングの偏心量を調節することで行
なわれている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の可変容量ラジアルピストンポ
ンプにあっては、ケーシングを動かして偏心カムリング
の偏心量を変えることで吐出容量を可変にする構造、即
ち、大径のカムリングに偏心調整機構を付加した構造で
ある為、自動車等のように、可変容量の性能要求があり
ながらも、同時に、コンパクトで、低重量で、低操作力
が要求されるものに適応するには不適当であるという問
題があった。

即ち、偏心調整機構が大掛かりで大きくなるし、その偏
心操作に際して内部のピストンに作用している流体圧（
ｌｏｏｋｇｆ／ｃｍ’程度）以上の操作力が必要となる
。

そこで、本出願人は、上記問題を解決するべく実願昭６
３−９６６１４号（昭和６３年７月２１日出願）の出願
明細書及び図面で、固定シリンダ型ラジアルピストンポ
ンプを用いながら段階的な可変容量を得る可変容量ラジ
アルピストンポンプを提案した。

しかし、この先１行出願においては、吐出量の切換制御
を、吐出通路とドレーン通路とを同時期につなぎ換えな
がら行なうようにしていた為、吐出量切換過渡期に下記
に述べるような問題が残る。

例えば、大吐出量ポンプをＰＬとし小吐出量ポンプをＰ
５とした場合で、切換バルブによりＰＬをドレーン通路
に接続しＰ、を吐出通路に接続する小吐出状態から、Ｐ
Ｌを吐出流路に接続しＰ。

をドレーン通路に接続する大吐出状態に切換る時には、
ＰＬはドレーン通路を閉じ吐出通路につなぎ換える必要
がある。

この時、ドレーン通路を先に閉じると、切換バルブが逆
止弁の下流位置の設けである為、ポンプＰＬの吐出流体
は閉じ込められ、流体圧が異常に上昇し、ポンプ寿命の
低下を招くことになるし、ドレーン通路を閉じるのと吐
出通路とのつなぎをオーバラップさせると、吐出通路の
加圧流体がドレーン通路に流れ込み、異常に流体圧が低
下し、この吐出圧により作動するアクチュエータの異常
作動を招くことになる。

本発明は、上記のような問題に着目してなされたもので
、自動車等に適応するにあたって要求されるコンパクト
、低重量、低操作力という性能を同時に満足しながら、
しかも、吐出量切換過渡期における流体圧の異常な上昇
や低下もなく多段階の可変容量を得ることが出来る可変
容量ラジアルピストンポンプの開発を課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の可変容量ラジアルピ
ストンポンプでは、ラジアルピストンポンプの１組のピ
ストン及び固定シリンダによるピストンポンプを最小単
位とし、吐出量が同等もしくは異なる複数Ｎ　（Ｎは２
以上の自然数）個の組みに分け、その分けられた組み毎
に複数の流体吐出流路を形成し、前記複数の流体吐出流
路のそれぞれに、ピストンポンプ側への逆流を防止する
逆止弁を設け、前記複数の流体吐出流路の逆止弁より上
流側のそれぞれに、リザーブタンクに向かう複数のドレ
ーン流路を分岐し、前記複数のドレーン流路の途中に、
ドレーン流路の開閉選択によりＭ（Ｍは２以上の自然数
）段階の吐出量を得る切換バルブを設けた事を特徴とす
る手段とした。

（作　用） ラジアルピストンポンプの作動時に異なる吐出量を得る
には、ドレーン流路に設けられた切換バルブを切換制御
することで行なわれる。

例えば、１組のピストン及び固定シリンダによるピスト
ンポンプを最小単位として吐出量が異なる大容量ポンプ
Ｐ、を構成する組と小容量ポンプＰＳを構成する組に分
けた場合、切換バルブを大容量吐出流路もしくは小容量
吐出流路のみを選択する位置に切換えると、大容量もし
くは小容量の吐出量が得られ、切換バルブを大容量吐出
流路と小容量吐出流路とを加える位置に切換えると合算
容量の吐出量が得られる。

従って、コンパクト、低重量、低操作力という性能を同
時に満足しながら、吐出容量としては段階的可変容量を
得ることが出来る。

次に、容量切換過渡期の作用について述べる。

例えば、大吐出量ポンプをＰＬとし小吐出量ボンブをＰ
Ｓとした場合で、ＰＬをドレーン通路に接続しＰｓを吐
出通路に接続する小吐出状態から、Ｐ、を吐出流路に接
続しＰｇをドレーン通路に接続する大吐出状態に切換る
時、ＰＬはドレーン通路を閉じ吐出通路につなぎ換える
必要がある。

この時、ドレーン通路を先に閉じたとしても、切換バル
ブが設けられるドレーン流路は逆止弁の上流位置に設け
られている為、ポンプＰＬの吐出流体が閉じ込められる
ことなく、所定圧以上になると逆止弁を経過して吐出流
体が供給されることになり、流体圧の異常上昇が防止さ
れる。

また、ドレーン通路を閉じるのと吐出通路とのつなぎが
オーバラップした場合も、吐出流路から分岐されるドレ
ーン流路は逆止弁の上流であるポンプ側に分岐点を設定
している為、逆止弁の上流側の流路で流体圧が一時的に
低下し、この流体圧低下に伴なって逆止弁の上流側と下
流側との差圧により逆止弁が閉鎖することになり、流体
圧アクチュエータに供給される流体圧の異常低下が防止
される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。

第１図は実施例の可変容量ラジアルピストンポンプＡを
示す概略図で、回転駆動する偏心カムで固定シリンダ内
のピストンを径方向に往復動させる固定シリンダ型ラジ
アルピストンポンプＰＰＰの１組のピストン及び固定シ
リンダによるピストンポンプを最小単位とし、吐出量が
異なる大容量ポンプＰＬと小容量ポンプＰｓとに分けら
れ、その分けられた両ポンプＰ、、Ｐｓ毎に大容量流体
吐出流路１と小容量流体吐出流路２が形成されている。

前記両流体吐出流路１．２のそれぞれには、大容量ポン
プＰＬと小容量ポンプＰ５側への逆流を防止する逆止弁
３．４が設けられている。

尚１両流体吐出流路１．２は、逆止弁３，４より下流側
で合流し、アキュムレータ５を途中にをする可変容量吐
出路６となる。

また、前記両流体吐出流路１，２の逆止弁３，４より上
流側のそれぞれには、リザーブタンク７に向かう２本の
ドレーン流路８．９が分岐されている。

そして、前記ドレーン流路８．９の途中には、ドレーン
流路８．９とリザーブタンク７に直接接続されるドレー
ン流路１０との開閉選択により３段階の吐出量を得る３
位置切換バルブ１１が設けられている。

次に、可変容量ラジアルピストンポンプＡを第２図に示
す具体例により説明する。

可変容量ラジアルピストンポンプＡは、第１図に点線で
囲まれる構成要素をユニットとして集合させたものであ
り、第１図と第２図とを対応させると、１２は吸入ボー
ト、１３は吐出ボート、１４はドレーンボートである。

即ち、大容量ポンプＰＬ及び小容量ポンプＰｓは、同じ
ケーシング１５内に同じ駆動軸１６からの駆動力を得て
作動するように設けられていて、大容量ポンプＰＬは、
６組のピストン及び固定シリンダにより構成され、小容
量ポンプＰ５は、大容量ポンプＰＬのピストン及び固定
シリンダとオーバラップさせて交互位置に配置した６組
のピストン及び固定シリンダにより構成されている。

尚、両ポンプＰＬ、Ｐｓの容量を異ならせる手法として
は、先行する実願昭６３−９６６１４号において説明し
たように、両ポンプＰＬ、Ｐｓのそれぞれのピストン及
び固定シリンダによる吐出容量を異ならせたり、また、
ピストン及び固定シリンダによる吐出容量を両ポンプＰ
Ｌ、ＰＳで同じにする場合には、偏心量を異ならせたり
、ピストンの吸入サイドボート位置を異ならせる等の手
法により行なう。

また、３位置切換バルブ１１は、アクチュエータとして
ステッピングモータ１７を有し、前記ケーシング１２に
固定されて設けられる。

次に、第３図に示す３位置切換バルブ１１の具体例の構
成を説明する。

３位置切換バルブ１１は、ステッピングモータ１７が固
定されると共に、バルブ穴２０が形成されたバルブケー
ス２１と、前記バルブ穴２０に固定され、大容量ポート
２２ａと小容量ポート２２ｂとドレーンポート２２ｃが
形成された固定シリンダ２２と、ステッピングモータ１
７の回転ネジ軸２３に螺合し、螺合位置関係でモータ軸
方向に摺動可能で、１個所にスプール穴２４ａが形成さ
れたスプール２４とによって構成されている。

尚、図中２５はスプール２４の回転止めビンである。

次に、実施例の作用を説明する。

（イ）小容量モー７ド時（エモード時）外部からのステ
・ンピングモータ１７に対する作動指令により３位置切
換弁２１を工位置にした場合、第３図のスプール２４の
上部位置に示すように、大容量ポート２２ａとスプール
穴２４ａとが連通し、大容量ポンプＰＬの吐出流路１か
ら分岐されたドレーン流路８とドレーン流路１０とが連
通し、大容量ポンプＰＬからの吐出流量は全てリザーブ
タンク７へ返送されることになる。

また、小容量ポート２２ｂはスプール２４により閉鎖さ
れている為、小容量ポンプＰ５からの吐出流量は、吐出
流路２→逆止弁４を経過して可変容量吐出流路６に供給
されることになる。

従って、３位置切換弁２１を１位置にした場合には、小
容量ポンプＰｓのみによる吐出となり、第４図の小容量
ポートが得られる。

尚、吐出流量特性において高回転側で吐出流量が横這い
特性になるのは、ラジアルピストンポンプの自吸性が悪
化し、吐出流量が頭打ちになるためである。

（ロ）大容量モード時（■モード時） 外部からのステッピングモータ１７に対する作動指令に
より３位置切換弁ン１を■位置にした場合、第３図にお
いて、小容量ポート２２ｂとスプール穴２４ａとが連通
し、小容量ポンプＰ５の吐出流路２から分岐されたドレ
ーン流路９とドレーン流路１０とが連通し、小容量ポン
プＰＳからの吐出流量は全てリザーブタンク７へ返送さ
れることになる。

また、大容量ポート２２ａはスプール２４により閉鎖さ
れている為、大容量ポンプＰＬからの吐出流量は、吐出
流路１−逆止弁３を経過して可変容量吐出流路６に供給
されることになる。

従って、３位置切換弁２１を■位置にした場合には、大
容量ポンプＰＬのみによる吐出となり、第４図の大容量
特性■が得られる。

（ハ）合算容量モード時（■モード時）外部からのステ
ッピングモータ１７に対する作動指令により３位置切換
弁２１を■位置にした場合、第３図のスプール２４の下
部位置に示すように、大容量ポート２２ａと小容量ポー
ト２２ｂとのいずれもがスプール２４により閉鎖される
。

従って、３位置切換弁２１を■位置にした場合には、大
容量ポンプＰ、−と小容量ポンプＰＳとからの吐出流量
は、両吐出流路１，２−両逆止弁３．４を経過して可変
容量吐出流路６に供給されることになり、両ポンプによ
る吐出容■を併せた合算容量による吐出となり、第４図
の合算容量特性■が得られる。

（ニ）モード切換時 例えば、３位置切換弁２１を１位置から■位置に切換え
る場合であって、スプール２４により大容量ポート２２
ａを先に閉じ、小容量ポート２２ｂとスプール穴２４ａ
との連通が遅れた場合について述べる。

この場合、吐出流路１から分岐されるドレーン流路８は
逆止弁３の上流であるポンプ側に分岐点を設定している
為、大容量ポート２２ａの光間じにより吐出流路１とド
レーン流路８との流体圧か所定圧を越えると、逆止弁３
を経過して可変吐出流路６に供給されることになる。

従って、逆止弁３の下流側での閉鎖で大容量ポンプＰ、
の吐出流体が閉じ込められることによる流体圧の異常な
上昇は発生しない。

また、３位置切換弁２１を１位置から■位置に切換える
場合であって、スプール２４により大容量ポート２２ａ
が閉じるのと、小容量ポート２２ｂとスプール穴２４ａ
との連通ずるのがオーバラップし、両ポンプＰＬ、Ｐ５
からの吐出流体が全てドレーンされるような状態となっ
た場合について述べる。

この場合、吐出流路１．２から分岐されるドレーン流路
８，９は逆止弁３，４の上流であるポンプ側に分岐点を
設定している為、逆止弁３，４の上流側の流路で流体圧
が一時的に低下し、この流体圧低下に伴なって逆止弁３
，４の上流側と下流側との差圧により逆止弁３．４が閉
鎖する。

従って、可変吐出流路６の流体圧が異常に低下して、こ
の流体圧を使って作動するアクチュエータの作動精度を
悪化させるようなことはない。

以上説明してきたように、実施例の可変容量ラジアルピ
ストンポンプＡにあっては、固定シリンダ型ラジアルピ
ストンポンプＰ８Ｐを用いて段階的な可変容量を得るよ
うにしている為、外周のケーシングを動かし偏心カムリ
ングの偏心量を調節して可変容量を得るポンプに比べ、
コンパクト、低重量、低操作力という性能が同時に達成
され、高い自動車への連応性が得られる。

また、吐出流路１．２から分岐されるドレーン流路８，
９を逆止弁３，４の上流であるポンプ側に分岐点を設定
すると共に、ドレーン流路８，９の途中に３位置切換バ
ルブ１１を設けて吐出量の切換制御を行なうようにして
いる為、吐出量切換過渡期における流体圧の異常な上昇
や低下もなく、ポンプ寿命の低下や、吐出流体を用いて
行なわれるアクティブサスペンションの車高制御の制御
精度低下を防止できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく本発明
の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明
に含まれる。

例えば、実施例では大容量ポンプと小容量ポンプとの２
組に分けた例を示したが、大容量ポンプと中容量ポンプ
と小容量ポンプとの３組に分け、４種類以上の吐出量が
得られるようにしても良いし、また、具体的に容量を異
ならせる手法は、実願昭６３−９６６１４号の明細書及
び図面を参照のこと。

また、実施例では切換バルブとして第３図に示す３位置
切換バルブ２１の例を示したが、その変形例である第５
図に示す３位置切換バルブ３０であっても良いし、また
、第６図に示すように、２位置切換バルブ構造の第１ソ
レノイドバルブ３１と第２ソレノイドバルブ３２とを組
合わせて用いたものであっても良い。

尚、３位置切換バルブ３０は、第５図に示すように、ス
テッピングモータ１７が固定されると共に、バルブ穴４
０が形成されたバルブケース４１と、前記バルブ穴４０
に固定され、大容量ポート４２ａと小容量ポート４２ｂ
とドレーンポート４２ｃが形成された固定シリンダ４２
と、ステッピングモータ１７の回転ネジ軸４３に螺合し
、螺合位置関係でモータ軸方向に摺動可能で、２個所に
スプール溝４４ａ、４４ｂが形成されたスプール４４と
、該スプール４４を摺動案内する案内ピン４５と、スプ
ール２４の回転止めピン４６とによって構成されている
。

（発明の効果） 以上説明してきたように１本発明の可変容量ラジアルピ
ストンポンプにあっては、ラジアルピストンポンプの１
組のピストン及び固定シリンダによるピストンポンプを
最小単位とし、吐出量が同等もしくは異なる複数Ｎ（Ｎ
は２以上の自然数）個の組みに分け、その分けられた組
み毎に複数の流体吐出流路を形成し、複数の流体吐出流
路のそれぞれに、ピストンポンプ側への逆流を防止する
逆止弁を設け、複数の流体吐出流路の逆止弁より上流側
のそれぞれに、リザーブタンクに向かう複数のドレーン
流路を分岐し、複数のドレーン流路の途中に、ドレーン
流路の開閉２択によりＭ　（Ｍは２以上の自然数）段階
の吐出量を得る切換バルブを設けた為、自動車等に適応
す、るにあたって要求されるコンパクト低重量、低操作
力という性能を同時に満足しながら、しかも、吐出量切
換過渡期における流体圧の異常な上昇や低下もなく多段
階の可変容量を得ることが出来るという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の可変容量ラジアルピストンポン
プの概略図、第２図は実施例の可変容量ラジアルピスト
ンポンプの外観図、第３図は実施例ポンプに適応される
３位置切換バルブを示す断面図、第４図は実施例ポンプ
による吐出流量特性図、第５図は３位置切換バルブの変
形例を示す断面図、第６図は切換バルブとして２位置切
換構造のソレノイドバルブを２つ組合わせて構成した例
を示す図である。 Ａ・・・可変容量ラジアルピストンポンプＰＲｐ・・・
（固定シリンダ型） ラジアルピストンポンプ ＰＬ・・・大容量ポンプ Ｐｓ・・・小容量ポンプ １．２・・・吐出流路 ３．４・・・逆止弁 ５・・・アキュムレータ ６・・・可変容量吐出流路 ７・・・リザーブタンク ８．９．１０・・・ドレーン流路 １１・・・３位置切換バルブ（切換バルブ）ｌ−１Ｌ 第６図 ＰＬ円

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　ラジアルピストンポンプの１組のピストン及び固
   定シリンダによるピストンポンプを最小単位とし、吐出
   量が同等もしくは異なる複数Ｎ（Ｎは２以上の自然数）
   個の組みに分け、その分けられた組み毎に複数の流体吐
   出流路を形成し、 前記複数の流体吐出流路のそれぞれに、ピストンポンプ
   側への逆流を防止する逆止弁を設け、前記複数の流体吐
   出流路の逆止弁より上流側のそれぞれに、リザーブタン
   クに向かう複数のドレーン流路を分岐し、 前記複数のドレーン流路の途中に、ドレーン流路の開閉
   選択によりＭ（Ｍは２以上の自然数）段階の吐出量を得
   る切換バルブを設けた事を特徴とする可変容量ラジアル
   ピストンポンプ。