JPH02230974A - 可変容量形液圧ポンプ装置 - 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、回転数が可変速の駆動源（例えば、車両・船
舶等のエンジン）により回転駆動され吐出液体を負荷と
してのパワーステアリング装置に供給する可変容量形液
圧ポンプ装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、特公昭４１−１５３７７号公報に示される如き可
変容量形液圧ポンプ装置を回転数が可変速の駆動源によ
り回転駆動すると、可変容量形液圧ポンプの吐出液体は
吐出流路に配設された固定絞り弁で絞り制御されてパワ
ーステアリング装置に供給される。そして、圧力補償弁
は固定絞り弁の前後圧力差に基く作用力と弾性部材の弾
性力とが弁体に対向作用し、固定絞り弁の前後圧力差に
基く作用力が弾性部材の弾性力より小さいときには弁体
が吐出量変更部材としての斜板を変位する操作ピストン
の背面側に形成した作用室を低圧側に連通している。こ
のため、斜板は最大吐出量が得られる最大傾斜角度に位
置し、可変容量形液圧ポンプは第１２図に示すように、
回転数の上昇に比例して吐出量が増加する。そして、可
変容量形液圧ポンプの駆動軸の回転数が第１２図の一定
の回転数Ｎ１まで上昇した後、吐出量の増加に′より固
定絞り弁の前後に生ずる圧力差が大きくなり、この圧力
差に基く作用力が弾性部材の弾性力より大きくなって圧
力補償弁の弁体が操作ビスｌ・ンの作用室へ圧力液体を
導入するよう作動し、操作ピストンは作用室に導入した
圧力液体に基く作用力により斜板の傾斜角度を減少する
よう移動して可変容量形液体ポンプの一回転当りの吐出
量が減少し、以後、回転数の上昇に応じて一回転当りの
吐出量が減少するため、結果として第１２図に示すよう
に一定の回転数Ｎ１以上の回転数では回転数上昇に拘わ
りなく吐出量を一定にしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、パワーステアリング装置では、可変容量形液
圧ポンプの駆動軸の回転数が一定の回転数以上で舵取り
操作が軽くできないよう回転数上昇に応じて吐出量を減
少することが望ましいが、従来の可変容量形液圧ポンプ
装置では一定の回転数以上において吐出量が一定である
ため、かかる効果を期待することはできない。

本発明は、かかる問題を解決すべくなされたものであり
、駆動軸の一定の回転数以上で回転数上昇に応じて吐出
量を減少し得るようにした可変容量形液圧ポンプ装置を
提供することを目的としている． 〔課題を解決するための手段〕 上記した目的は、外部駆動源により回転駆動される駆動
軸とともに回転して液体を吸入流路より吸入して吐出流
路へ吐出するよう回転体を設け、作用室へ圧力液体を導
入したり同作用室の液体を低圧側へ導出したりすること
で移動する操作ピスｔ・ンにより吐出量変更部材を変位
させて液体の吐出量を変更する可変容量形液圧ポンプと
、この可変容量形液圧ポンプの前記吐出流路に配設する
可変絞り弁と、この可変絞り弁の前後圧力差を一定にす
るようその圧力差に基く作用力と弾性部材の弾性力とが
弁体に対向作用してその平衡位置への弁体の移動により
前記作用室へ圧力液体を導入したり同作用室の液体を低
圧側へ導出したりする圧力補償弁を備えるとともに、前
記駆動軸の回転数に応じた作用力を前記駆動軸から得て
前記可変絞り弁の弁体にばねを介して伝えるカム手段と
、このカム手段による前記作用力に応じて前記可変絞り
弁の弁体の動きを抑制し前記駆動軸が一定の回転数に上
昇するまでは前記可変絞り弁の絞り開度を設定値に維持
しまた一定の回転数に上昇した後は回転数の上昇に応じ
て前記可変絞り弁の絞り開度を前記設定値より順次減少
するよう機能するダンパ手段を備える構成により達成し
得る。

〔作用〕

本発明による可変容量形液圧ポンプ装置においては、駆
動軸の回転数が一定の回転数に上昇するまでは、主とし
てカム手段とダンパ手段の協働作用により可変絞り弁の
絞り開度が設定値に維持され、しかも可変容量形液圧ポ
ンプから吐出される流量が少ないため、可変絞り弁の前
後圧力差が小さくて圧力補償弁は作動しない。このため
、操作ピストンは移動せず、可変容量形液圧ポンプの一
回転当りの吐出量は変更されない。従って、駆動軸の回
転数が上昇するに比例して当該ポンプ装置の吐出量が増
加する。

しかして、駆動軸の回転数が一定の回転数まで上昇した
後には、主としてカム手段とダンパ手段の協働作用によ
り回転数の上昇に応じて可変絞り弁の絞り開度が設定値
より順次減少する。ところで、可変絞り弁の絞り開度が
減少すると、可変絞り弁の前後圧力差が大きくなって圧
力補償弁は絞り開度の減少した可変絞り弁の前後圧力差
に基づく作用力と弾性部材の弾性力との平衡位置へ弁体
が移動して操作ピストンの作用室へ圧力流体を導入し、
操作ピストンが移動して吐出量変更部材を吐出量減少方
向へ変位させ、絞り開度が減少した可変絞り弁の前後圧
力差を一定にするよう可変容量形液圧ポンプの一回転当
りの吐出量を減少する。

従って、駆動軸の回転数が一定の回転数以上のときには
、その回転数上昇に応じて可変絞り弁の絞り開度が設定
値より順次減少するに伴って、当該ポンプ装置の吐出量
が順次減少する。

〔実施例〕

以下に、本発明の一実施例を第１図〜第５図に基いて説
明する。

第１図に示した本発明による可変容量形液圧ポンプ装置
は、可変容量形液圧ポンプとしての斜坂式可変容量形ピ
ストンポンプ（可変容量形ベーンポンプでもよい）Ａと
、このポンプＡの吐出量を制御するための可変絞り弁Ｂ
，圧力補償弁Ｃ，圧力制御弁Ｄ．カム手段Ｅ及びダンパ
手段Ｆを具備している。

可変容量形液圧ボンプＡは、回転数が可変速の駆動源（
図示せず）によって回転駆動される駆動軸１１と、この
駆動軸１１上に一体回転可能に組付けた回転体としての
シリンダブロック１２を備えていて、シリンダブロック
１２には多数のピストン１３が所定のストロークで往復
動可能に設けられて吐出量変更部材としての斜板ｌ４に
係合している． 斜板２１は、支持軸１５回りに一定の傾斜角度の範囲内
で揺動可能に設けられていて、ばね１６により第１図反
時計方向に付勢されており、図示状態では最大傾斜角度
に保持されている。従って、この状態で駆動軸１１を回
転駆動してシリンダブロソク１２を回転させると、各ピ
ストン１３が往復動してリザーバｌ７に接続される吸入
流路１８からパワーステアリング装置（図示せず）に接
続される吐出流路ｌ９に液体が最大吐出量にて吐出され
る．また斜坂１４には、ばね１６に対向して操作ピスト
ン２１が係合している。操作ピストン２１は、シリンダ
２２内に軸方向へ移動可能に嵌合されていて、先端側に
て斜板１４に当接し、背面側に作用室２３を形成してい
る。

可変絞り弁Ｂは、可変容量形液圧ボンプＡの吐出流路１
９に配設されて吐出液体を絞り制御するもので、第１図
及び第２図にて示したように、そのポペット弁体２４は
背部に設けたばね２５により弁座２６に向けて付勢され
るとともに、カム手段Ｅによりばね２７及びリテーナ２
８を介してばね２５に抗して押勤されるようになってお
り、ポベ７ト弁体２４がその両側に作用する液圧による
作用力とばね２５．２７の作用力との平衡位置へ移動す
ることで絞り開度が決定されるようになっている。

圧力補償弁Ｃは、可変絞り弁Ｂの前後圧力差を一定にす
るように可変容量形液圧ポンプＡの吐出量を増減制御す
るもので、その弁本体２９には弁体３ｌを摺動自在に嵌
挿する嵌挿孔３２と弁体３１に弾性力を作用させるばね
３３を収容する収容孔３４が同軸的に形成されていて、
嵌挿孔３２には軸方向に間隔を有して可変絞り弁Ｂの前
側の吐出流路１９ａより分岐した流路３５と操作ピスト
ン２ｌの作用室２３に圧力制御弁Ｄを介して連通する流
路３６と低圧側に連通ずる流路３７が開口しており、ま
た収容孔３４には可変絞り弁Ｂの後側の吐出流路１９ｂ
より分岐した流路３８が開口している． 弁体３１は、両端に対向作用する流路３５を経て作用す
る可変絞り弁Ｂの前側圧力と流路３８を経て作用する可
変絞り弁Ｂの後側圧力との圧力差に基く作用力とばね３
３の弾性力との平衡位置へ移動することで、流路３６を
流路３５と流路３７とに切換達通して操作ピスｌ・ン２
１の作用室２３へ圧力液体を導入したり作用室２３の液
体を低圧側へ導出したりする。

圧力制御弁Ｄは、可変容量形液圧ポンプＡの吐出液体の
最高圧力を設定するためのもので、圧力補償弁Ｃの弁本
体２９をその弁本体として共用している。弁本体２９は
、弁体４１を摺動自在に嵌挿する嵌挿孔４２と弁体４１
に弾性力を作用させるばね４３を収容する収容孔４４を
同軸的に有していて、嵌挿孔４２には軸方向に間隔を有
して可変絞り弁Ｂの前側の吐出流路１９ａより分岐した
流路３５と操作ピストン２１の作用室２３に連通する流
路４５と圧力補償弁Ｃに連通する流路３６が開口してお
り、また収容孔４４には低圧側に連通ずる流路４６が開
口している。

弁体４１は、一端に流路３５を経て作用する可変絞り弁
Ｂの前側圧力が他端に作用するばね４３の弾性力に基く
設定圧力以上になると、流路４５を流路３５に切換連通
して操作ピストン２１の作用室２３へ圧力液体を導入す
る。

カム手段Ｅは、駆動軸１１上に一体的に形成したカム４
７と、可変絞り弁Ｂのポペット弁体２４と同軸的に配置
されて一端にてカム４７に係合し他端にてばね２７に係
合するカムフォロア４８によって構成されていて、駆動
軸１１の回転数（回転速度）に応じた作用力を駆動軸１
１から得て可変絞り弁Ｂのポペット弁体２４にばね２７
及びリテーナ２８を介して伝える機能を有している。な
お、カムフォロア４８とリテーナ２８は第２図にて示し
たように筒状ガイド４９内に摺動可能に嵌挿されて軸方
向へ移動可能となっている。

ダンパ手段Ｆは、カム手段Ｅから伝わる作用力に応じて
ポペット弁体２４の弁座２６から離れる方向への動きを
抑制するもので、ポペット弁体２４の背部液室５１と、
この背部液室５１と可変絞り弁Ｂの後側の吐出流路１９
ｂを接続する流路５２に中に介装したオリフィス５３と
、流路５２と並列に設けた流路５４中に介装したチェッ
ク弁５５によって構成されていて、駆動軸１ｌが一定の
回転数Ｎ１に上昇するまでは、換言すればカム手段Ｅか
ら伝わる作用力によって押勤されるボペ，ト弁体２４の
移動速度が所定値に至るまでは、ポペット弁体２４の移
動によって背部液室２８に背圧が発生しないようにして
カム手段Ｅ．ばね２５．２７等と協働して可変絞り弁Ｂ
の絞り開度（ポペット弁体２４の往復動により変化する
）を設定値に維持し、また駆動軸１１が一定の回転数Ｎ
ｌに上昇した後はボペント弁体２４の背部液室５１側へ
の移動によって背部液室５１に回転数Ｎの上昇に応じた
背圧が発生するようにして回転数Ｎの上昇に応じて可変
絞り弁Ｂの絞り開度を設定値より順次減少させる機能を
備えている。

上記のように構成した本実施例においては、第１図の状
態にて、圧力補償弁Ｃは弁体３１がばね３３の弾性力に
より押圧されて図示左方に位置し流路３６を流路３７に
連通しており、圧力制御弁Ｄは弁体４１がばね４３の弾
性力により押圧されて図示左方に位置し流路４５を流路
３６に連通しており、操作ピストン２１の作用室２３は
流路４５，３６．３７を経て低圧側に連通しており、斜
板１４はばね１６の弾性力により傾斜角度を最大として
いる。

このため、この状態にて回転数が可変速の駆動源により
駆動軸１１を回転駆動すると、駆動軸１１の回転数Ｎが
一定の回転数Ｎ１に上昇するまでは、吐出流路１９ａ，
１９ｂの液圧とカム手段Ｅとダンパ手段Ｆの協働作用に
より可変絞り弁Ｂの絞り開度が第３図に示した開度から
第４図に示した開度まで変化する設定値に維持され、し
かも可変容量形液圧ボンブＡから吐出される流量が少な
いため、可変絞り弁Ｂの前後圧力差が小さくて圧力補償
弁Ｃは作動しない。このため、操作ピストン２１は図示
状態より移動せず、可変容量形液圧ポンブＡの一回転当
りの吐出量は最大吐出量とされた状態より変更されない
。従って、駆動軸１１の回転数Ｎが上昇するに比例して
第１１図の１にて示したように当該ボンブ装置の吐出量
Ｑが増加する。

しかして、駆動軸１１の回転数Ｎが一定の回転数Ｎ１ま
で上昇した後には、吐出流路１９ａ，１９ｂの液圧とカ
ム手段Ｅとダンパ手段Ｆの協働作用により回転数Ｎの上
昇に応じて背部液室５１に発生する背圧が順次高くなっ
てボベット弁体２４の背部液室５１側への移動量が第５
図に例示したように第４図に示した場合に比して少なく
なり　（ポペソト弁体２４の移動量減少分はばね２７が
圧縮されることにより吸収される）、可変絞り弁Ｂの絞
り開度が設定値より順次減少する。

ところで、可変絞り弁Ｂの絞り開度が減少すると、可変
絞り弁Ｂの前後圧力差、すなわち前側の吐出流路１９ａ
の圧力と後側の吐出流路１９ｂの圧力との差が大きくな
り、圧力補償弁Ｃの弁体３１は可変絞り弁Ｂの前後圧力
差に基づく作用力とばね３３の弾性力との平衡位置へ図
示状態より右方向へ移動して流路３６を流路３５に切換
達通させ、吐出流路１９ａを流れる吐出液体の一部が圧
力液体として流路３５，３６．４５を流れて操作ピスト
ン２ｌの作用室２３へ導入し、操作ピストン２１が作用
室２３へ導入の圧力液体に基く作用力によりばね１６の
弾性力に抗して図示状態より右方向に摺動して吐出量変
更部材としての斜板１４の傾斜角度を減少させ、絞り開
度が減少した可変絞り弁Ｂの前後圧力差を一定にするよ
う可変容量形液圧ポンプ八の一回転当りの吐出量を減少
する。そして、圧力補償弁Ｃは可変絞り弁Ｂの前後圧力
差を一定に維持すべく流路３６の流路３５と３７への切
換連通を繰り返し作用室２３へ圧力液体を導入したり作
用室２３の液体を低圧側へ導出したりする。従って、駆
動軸１１の回転数Ｎが一定の回転数Ｎ１以上のときには
、その回転数上昇に応じて可変絞り弁Ｂの絞り開度が設
定値より順次減少するに伴って、当該ポンプ装置の吐出
量Ｑが第１１図の■にて示したようにその回転数Ｎの上
昇に応じて順次減少する。

なお、上述した状態より、駆動軸１１の回転数Ｎが減少
すると、一定の回転数Ｎ１までは第１１図の■にて示し
たように回転数Ｎの減少に応じて可変絞り弁Ｂの絞り開
度が順次増加して吐出量Ｑが順次増大され、一定の回転
数Ｎ１で可変絞り弁Ｂの絞り開度が設定値となって吐出
量Ｑが最大となり、以後、回転数Ｎの減少に比例して第
２図のＩにて示したように吐出量Ｑが減少して行き駆動
軸１１の停止により吐出量Ｑが零となる。

また、上述した作動時において、吐出流路１９ａの吐出
圧力がばね４３の弾性力に基く設定圧力以上になった場
合には、圧力制御弁Ｄの弁体４１が図示状態より右方向
へ摺動して流路４５を流路３５に切換連通して作用室２
３に圧力液体を導入し、吐出量を減少することで吐出流
路１９ａの吐出圧力を設定圧力以下に維持する。

次に、本発明の他の実施例を第６図〜第１０図に基いて
説明する。

第６図に示した本発明による可変容量形液圧ポンプ装置
は、可変絞り弁Ｂとカム手段Ｅとダンバ手段Ｆを除いて
上記実施例と同様に構成されているため、以下においで
は可変絞り弁Ｂとカム手段Ｅとダンパ手段Ｆの構成を説
明し、可変容量形液圧ポンプＡと圧力補償弁Ｃと圧力制
御弁Ｄの構成説明は図面に同一符号を付して省略する。

可変絞り弁Ｂは、可変容量形液圧ポンブＡの吐出流路１
９に配設されて吐出液体を絞り制御するもので、第６図
及び第７図にて示したように、そのポペット弁体６１は
背部に設けたばね６２により弁座６３に向けて付勢され
るとともに、カム手段Ｅによりばね６２を介して押動さ
れるようになっており、ポペット弁体６１がその両側に
作用する液圧による作用力とばね６２の作用力との平衡
位置へ移動することで絞り開度が決定されるようになっ
ている。

カム手段Ｅは、駆動軸１１上に一体的に形成したカム６
４と、可変絞り弁Ｂのボペ７ト弁体６１と同軸的に配置
されて一端にてカム６４に係合し他端にてばね６２に係
合するカムフォロア６５によって構成されていて、駆動
軸１１の回転数（回転速度）に応じた作用力を駆動軸１
１から得て可変絞り弁Ｂのボペント弁体６ｌにばね６２
を介して伝える機能を有しており、カムフォロア６５の
一側には背部液室６６が形成されている。

ダンパ手段Ｆは、カム手段Ｅから伝わる作用力に応じて
ポペフト弁体６１の弁座６３から離れる方向への動きを
カムフォロア６５を介して間接的に抑制するもので、カ
ムフォロア６５の背部液室６６と可変絞り弁Ｂの後側の
吐出流路１９ｂを接続する流路７１に中に介装したオリ
フィス７２と、流路７１と並列に設けた流路７３中に介
装したチェック弁７４によって構成されていて、駆動軸
１ｌが一定の回転数Ｎ１に上昇するまでは、換言すれば
カム手段Ｅから伝わる作用力によって押動されるカムフ
ォロア６５の移動速度が所定値に至るまでは、カムフォ
ロア６５の移動によって背部液室６６に背圧が発生しな
いようにしてカム手段Ｅ，ぱね６２等と協働して可変絞
り弁Ｂの絞り開度を設定値に維持し、また駆動軸１１が
一定の回転数Ｎ１に上昇した後はカムフォロア６５の背
部液室６６側への移動によって背部液室６６に回転数Ｎ
の上昇に応じた背圧が発生するようにして回転数Ｎの上
昇に応じて可変絞り弁Ｂの絞り開度を設定値より順次減
少させる機能を備えている。

なお、本実施例の作動は、上述した第１図〜第５図の実
施例の作動説明及び第８図〜第１０図の作動説明図から
容易に理解されると思われるため省略する。

〔発明の効果〕

以上要するに、本発明による可変容量形液圧ポンプ装置
においては、駆動軸が一定の回転数以上で回転するとき
、主としてカム手段とダンパ手段の協働作用により回転
数の上昇に応じて可変絞り弁の絞り開度が設定値より順
次減少するようにしたため、回転数の上昇に応じて吐出
量を順次減少させることができ、高回転領域におけるパ
ワーステアリング装置の操舵特性を改善できることは勿
論のこと、当該ポンプ装置の負荷を軽減できて省エネル
ギ効果を得ることができる。

また、駆動軸の回転数に応じた作用力をカム手段により
得て、ダンバ手段との協働作用により可変絞り弁の絞り
開度を変更するようにしたため、電気配線等の電気作業
を何等必要とせず取扱いを容易にできる効果も期待する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による可変容量形液圧ポンプ装置の一実
施例を示す縦断面図、第２図は同装置の要部拡大断面図
、第３図〜第５図は同作動説明図、第６図は本発明によ
る可変容量形液圧ポンプ装置の他の実施例を示す縦断面
図、第７図は同装置の要部拡大断面図、第８図〜第１０
図は同作動説明図、第１１図は本発明による可変容量形
液圧ポンプ装置によって得られる特性線図、第１２図は
従来のポンプ装置によって得られる特性線図である。 符号の説明 １１・・・駆動軸、１２・・・シリンダブロック（回転
体）、１４・・・斜板（吐出量変更部材）１８・・・吸
入流路、１９・・・吐出流路、２１・・・操作ピストン
、２３・・・作用室、２４．６１・・・可変絞り弁の弁
体、３１・・・圧力補償弁の弁体、３３・・・ばね（弾
性部材）、２７．６２・・・ばね（弾性部材）、Ａ・・
・可変容量形液圧ポンプ、Ｂ・・・可変絞り弁、Ｃ・・
・圧力補償弁、Ｅ・・・カム手段、Ｆ・・・ダンバ手段
。 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　外部駆動源により回転駆動される駆動軸とともに回転
   して液体を吸入流路より吸入して吐出流路へ吐出するよ
   う回転体を設け、作用室へ圧力液体を導入したり同作用
   室の液体を低圧側へ導出したりすることで移動する操作
   ピストンにより吐出量変更部材を変位させて液体の吐出
   量を変更する可変容量形液圧ポンプと、この可変容量形
   液圧ポンプの前記吐出流路に配設する可変絞り弁と、こ
   の可変絞り弁の前後圧力差を一定にするようその圧力差
   に基く作用力と弾性部材の弾性力とが弁体に対向作用し
   てその平衡位置への弁体の移動により前記作用室へ圧力
   液体を導入したり同作用室の液体を低圧側へ導出したり
   する圧力補償弁を備えるとともに、前記駆動軸の回転数
   に応じた作用力を前記駆動軸から得て前記可変絞り弁の
   弁体にばねを介して伝えるカム手段と、このカム手段に
   よる前記作用力に応じて前記可変絞り弁の弁体の動きを
   抑制し前記駆動軸が一定の回転数に上昇するまでは前記
   可変絞り弁の絞り開度を設定値に維持しまた一定の回転
   数に上昇した後は回転数の上昇に応じて前記可変絞り弁
   の絞り開度を前記設定値より順次減少するよう機能する
   ダンパ手段を備えてなる可変容量形液圧ポンプ装置。