JPH06241175A - 可変容量形ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変容量形ポンプの吐出圧が、圧力流体利用
機器側の負荷により上昇した際に生じるバルブ発振およ
びこれに伴なうポンプ吐出側での脈動を防ぐ。 【構成】 ロータ１５外周部に嵌装されてポンプ室１８
を形成するカムリング１７を、ポンプ室容積を可変する
ようにボディ１１内に移動変位可能に配設する。このカ
ムリングを可動させるためにボディとの間の外周部に形
成される環状隙間に、シール手段２１，４７を介在させ
て第１および第２の流体圧室３４，３５を形成する。ポ
ンプ室からの吐出流量の大小に応じて作動され、第１お
よび第２の流体圧室への供給流体圧を制御するスプール
３２を有する切換えバルブ３０を設ける。第１および第
２の流体圧室に至る両通路３６，３７を、作動時にポン
プ吐出側Ｐまたはポンプ吸込側Ｔのいずれかに同時に接
続する領域を、スプールにチャンファ４０ａ，４１ａ等
で設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば自動車のハン
ドル操作力を軽減する動力舵取装置等の圧力流体利用機
器に用いて好適なベーンタイプの可変容量形ポンプに関
する。

【０００２】

【従来の技術】動力舵取装置用ポンプとして一般には、
自動車用エンジンによって直接回転駆動される容量形ベ
ーンポンプが用いられる。しかし、このポンプは、エン
ジン回転数が高くなる程、これに比例して吐出流量が大
きくなる。これに対し、動力舵取装置は、停車中や低速
走行時にはより大きな操舵補助力が必要となる一方、高
速走行時にはこれとは逆に操舵補助力を小さくすること
が、走行安定性や操舵フィーリングの見地から望まれ
る。

【０００３】したがって、従来の容量形ポンプでは、回
転数が低回転域にある場合にも所要の操舵補助力が得ら
れる吐出流量を確保できるものを用いることが必要で、
かつ回転数が高回転域にある場合に、吐出流量の一部ま
たはその殆どをタンク側に還流させるための流量制御弁
を用いていた。そして、動力舵取装置に供給する流量
を、エンジン回転数の大小にかかわらず一定に制御した
り、あるいは高回転域では低回転域よりも流量が小さく
なるように制御していた。

【０００４】しかし、このような容量形ポンプは、ポン
プ吐出流量を一定量以下に制御するための流量制御弁が
必須であり、ポンプ全体の構成部品点数が増え、構造が
複雑化するとともに通路構造も複雑となり、ポンプの大
型化やコスト高を避けられないものであった。

【０００５】また、上述した流量制御弁によってポンプ
吐出側からタンク側に還流される流量は、エンジンが高
回転域になる程多くなり、駆動馬力が無駄に増大化し、
エネルギ効率の面から無駄であった。たとえば高速走行
時や坂道での中、高速走行時等においてエンジンが高回
転、高圧となる程、エネルギ損失が大きくなるという問
題もあった。

【０００６】さらに、上述した流量制御弁によりタンク
側にポンプ吐出側流体を還流させると、流体温度の上昇
を招き、これによりステアリング特性の変化、内部での
漏れによるポンプ容積効率の低下、ロータやカムリング
の焼き付き、シール類への悪影響等を生じる虞れがあっ
た。また、車種によってはクーリングパイプ等の冷却手
段を付設することが必要で、コスト高を招いていた。

【０００７】このため、動力舵取装置用の油圧ポンプと
して、ポンプ吐出流量を回転数の増加に伴って段階的に
減少させ得る可変容量形ポンプが、たとえば特開昭５３
−１３０５０５号公報、特開昭５６−１４３３８３号公
報等により提案されている。このような可変容量形ポン
プによれば、前述した容量形のような流量制御弁を不要
とし、また無駄な駆動馬力の増大化を防ぎ、エネルギ効
率の面でも優れ、さらにタンク側への戻り流量がないた
めに従来のような戻り流体による流体温度上昇という問
題もなく、これによりポンプ内部での漏れ、容積効率低
下等といった問題を防ぐうえでの効果も発揮し得るとい
う利点があった。

【０００８】ここで、前述した従来の可変容量形ポンプ
において前者のものは、ベーンポンプのロータ中心とベ
ーンの摺接する円筒カム面の中心との偏心量を可変と
し、かつポンプ吐出側通路に設けた可変オリフィスの連
通面積を、円筒カム面を有するカムリングの偏心量を減
少させる方向への変位に応動して小さくなるようにして
いる。そして、可変オリフィス前後の差圧を利用してカ
ムリングを移動制御し、ロータの回転数の増加に伴ない
吐出流量を減少させているものであった。

【０００９】また、後者の可変容量形ポンプは、カムリ
ングを、ポンプケーシング内で移動可能に構成するとと
もに、このカムリングとケーシングとの間の間隙部にお
いて一対のコントロール室を形成し、それぞれの室に吐
出通路のオリフィス前後の圧力を導き、その差圧力をカ
ムリングに直接作用させ、このカムリングをスプリング
の付勢力に抗して適宜移動させ、ポンプ室容積を変化さ
せて吐出流量制御を行なっているものであった。

【００１０】しかしながら、これら従来の可変容量形ポ
ンプでは、カムリングをポンプハウジング内で直線移動
可能に保持し、これを吐出通路に直接または間接的に設
けたオリフィス前後の差圧力で移動変位させているだけ
で、加工性、組立性は勿論、動作上での信頼性、耐久性
の面で問題をもち、実現性に乏しいものであった。

【００１１】また、特開昭５８−９３９７８号公報、実
公昭６３−１４０７８号公報には、ポンプハウジング内
にカムリングを径方向に直線的に変位可能に配置させる
とともに、このカムリング内にポンプ室を形成するため
のロータを回転可能に収納し、かつポンプ吐出通路に設
けたオリフィス前、後の圧力差でカムリングをロータに
対し移動変位させるとともに、このロータに対するカム
リングの偏心量に応動して前記オリフィスの流路面積を
変化させ、吐出流量を可変させて所望の流量を得ること
ができるようにした可変容量形ポンプが開示されてい
る。

【００１２】特に、これらの従来例において後者のもの
は、ポンプハウジングの内壁部とその内部で移動変位可
能なカムリングの外周部との間に小径部を有する制御ピ
ンを介在させ、この制御ピンの小径部とカムリング外周
部の制御面とで可変オリフィスを構成している。そし
て、このオリフィス前、後の圧力をカムリングに作用さ
せて変位させる一方、このカムリングの偏心量の減少に
伴って開口面積が減少するようなオリフィスを形成する
ことにより、所望の吐出流量を得ているものであった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来構造によれば、カムリングを移動変位させるため
にポンプ吐出側通路の一部に設けた可変オリフィス部の
構造が複雑で、各部の加工精度も出し難くく、加工、組
立性の面で問題を生じるばかりでなく、可変オリフィス
部での動作上の信頼性の面でも好ましくないものであっ
た。

【００１４】すなわち、上述した従来構造では、カムリ
ングを移動変位させるための可変オリフィスを、ポンプ
吐出側通路の一部に設けているだけのものであった。そ
して、このような従来構造では、可変オリフィス前、後
での圧力差をあまり大きく取れないことから、カムリン
グをポンプハウジング内で移動変位させ得る十分な圧力
差は得られず、その結果カムリングをポンプ回転数等に
応じて所要の状態で移動変位させることを期待できず、
これにより可変容量形のポンプとしての機能が得られな
いという不具合を生じる虞れがあった。

【００１５】このため、上述したカムリングの移動変位
を制御するために、その両側室への供給圧を、ポンプ吐
出側通路の一部に設けられ吐出流量の大小に応じて流路
切換えを行う切換えバルブを設け、このバルブ切換えに
よって、カムリングの両側室にポンプ吐出圧、タンク圧
を選択的に与え、カムリングを所要の状態で移動変位さ
せるようにすることが考えられている。

【００１６】しかしながら、上述した切換えバルブを用
いた場合、その動きがポンプ吐出側の流体圧力に追随す
るために、たとえば動力舵取装置が作動した時つまり舵
取操作が行なわれた時に、ポンプ吐出側流体圧が一時的
に上昇することから、前記切換えバルブによる切換え動
作が不安定となり、いわゆるバルブ発振を起こし、これ
が、ポンプ吐出側において脈動現象を生じる原因とな
り、ポンプの吐出流量と回転数特性が不安定となるとい
う問題を生じる虞れがあった。特に、このような問題
は、切換えバルブとしてスプールバルブを用いた場合に
著しいものであった。

【００１７】さらに、このような脈動現象を生じると、
切換えバルブによるカムリングの揺動変位を所要の状態
で得ることが難しく、ポンプ回転数の増加に伴ってポン
プ吐出流量も増え、可変容量形ポンプとしての機能を得
ることができなくなるという虞れもあった。そして、こ
のような状態となると、増大した流量がパワーシリンダ
側に流れるため、舵取ハンドルが急に軽くなる。特に、
高速、高回転時には、このような現象は著しく、しかも
安全性の面で問題を生じる虞れがあり、このような問題
点をも解決し得る何らかの対策を講じることが望まれ
る。

【００１８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ポンプ吐出流量をポンプ回転数の変化に対
応して変化させるようにカムリングを移動変位させる流
路切換えを行なうスプールを有する切換えバルブにおい
て、そのスプールによる流路切換えタイミングを調整す
ることにより、圧力流体利用機器側の作動に伴なう負荷
によってポンプ吐出側の流体圧が上昇したとしても、バ
ルブ発振が生ぜず、ポンプ吐出側において脈動現象を防
止し得る可変容量形ポンプを得ることを目的としてい
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係る可変容量形ポンプは、ポンプボディ
内でベーンを有するロータに対し偏心して嵌装されるカ
ムリングの外周部両側に形成した第１および第２の流体
圧室のそれぞれに、ポンプ吐出側の流量の大小に応じて
作動されることにより所定の供給流体圧を導入しカムリ
ングを移動変位させることでロータとの間に形成される
ポンプ室の容積を変化させてポンプの吐出流量を可変制
御するスプールを有する切換えバルブを備え、この切換
えバルブのスプールを、作動時において第１および第２
の流体圧室に至る通路がポンプ吐出側、ポンプ吸込側の
いずれか一方に同時に接続される領域を持たせて形成し
たものである。

【００２０】

【作用】本発明によれば、切換えバルブのスプールにお
いて通路切換えを行なうランド部にチャンファを付けた
り、スプールによる開閉タイミングに配慮した切換え通
路構成を採用することにより、バルブ作動時においてカ
ムリング両側の流体圧室を、一時的に高圧側（ポンプ吐
出側）または低圧側（ポンプ吸込側；タンク側）に共に
連通されるような状態を形成し、これによりバルブ作動
時において圧力流体利用機器側での負荷によってポンプ
吐出側圧力が変動しても、スプールがみだりに微動せ
ず、流体圧力変化を緩やかに制御することが可能で、あ
らゆる回転数、負荷領域で安定した吐出流量特性を得る
ことが可能となる。

【００２１】

【実施例】図１ないし図８は本発明に係る可変容量形ポ
ンプの一実施例を示し、これらの図において、本実施例
では、動力舵取装置の油圧発生源となるベーンタイプの
オイルポンプである場合を説明する。

【００２２】まず、全体を符号１０で示すベーンタイプ
の可変容量形ポンプの概略構成を、図６および図７を用
いて、以下に簡単に説明する。すなわち、このポンプ１
０は、ポンプボディを構成するフロントボディ１１およ
びリアボディ１２を備えている。このフロントボディ１
１は全体が略カップ状を呈し、その内部にポンプ構成要
素１３を収納配置する収納空間１４が形成されるととも
に、この収納空間１４の開口端を閉塞するようにしてリ
アボディ１２が組合わせられて一体化されている。な
お、このフロントボディ１１には、前記ポンプ構成要素
１３の回転子であるロータ１５を外部から回転駆動する
ためのドライブシャフト１６が貫通した状態で、軸受１
６ａ，１６ｂ，１６ｃ（１６ｂはリアボディ１２側、１
６ｃは後述するプレッシャプレート２０側に配設され
る）によって回転自在に支持されている。

【００２３】１７はベーン１５ａを有するロータ１５の
外周部に嵌装して配置される内側カム面１７ａを有しこ
の内側カム面１７ａとロータ１５との間にポンプ室１８
を形成するカムリングで、このカムリング１７は、後述
するように、ポンプ室１８の容積を可変するように収納
空間１４内で空間内壁部分に嵌合状態で設けられたアダ
プタリング１９内で移動変位可能に配置されている。な
お、このアダプタリング１９は、ボディ１１の収納空間
１４内でカムリング１７を移動変位可能に保持するため
のもので、これをボディ１１に一体に設けることは自由
である。

【００２４】２０は上述したロータ１５、カムリング１
７およびアダプタリング１９によって構成されているポ
ンプカートリッジのフロントボディ１１側に圧接して積
層配置されるプレッシャプレートで、またこのポンプカ
ートリッジの反対側面には前記リアボディ１２の端面が
サイドプレートとして圧接され、ボディ１１，１２同士
の一体的な組立てによって所要の組立状態とされる。そ
して、これらの部材によって、前記ポンプ構成要素１３
が構成されている。

【００２５】ここで、これらのプレッシャプレート２０
とこれにカムリング１７を介して積層されるサイドプレ
ートとなるリアボディ１２とは、位置決めピンとしても
機能する後述するシールピン２１や適宜の回り止め手段
（図示せず）によって、回転方向で位置決めされた状態
で一体的に組付け固定されている。

【００２６】２３は前記フロントボディ１１の収納空間
１４内でその底部側に形成されるポンプ吐出側圧力室
で、プレッシャプレート２０にポンプ吐出側圧力を作用
させるようになっている。２４はこのポンプ吐出側圧力
室２３にポンプ室１８からの圧油を導くプレッシャプレ
ート２０に穿設されているポンプ吐出側通路である。

【００２７】２５はリアボディ１２の一部に設けられた
吸込ポート２６（詳細な図示を省略する）からのポンプ
吸込側流体を前記ポンプ室１８に導くようにリアボディ
１２内に形成されたポンプ吸込側通路で、この通路２５
はリアボディ１２の端面に開口するポンプ吸込用開口２
５ａを経てポンプ室１８に接続されている。

【００２８】２８は上述したポンプ室１８からポンプ吐
出側通路２４、ポンプ吐出側圧力室２３、この圧力室２
３からフロントボディ１１の上方に延びた通路孔２３ａ
を介して接続されたポンプ吐出側通路で、この通路２８
の途中にはメータリングオリフィス２９が介在されると
ともに外方端側にポンプ吐出側流体圧を図示しないパワ
ーステアリング装置（図中ＰＳで示す）等の油圧機器
（圧力流体利用機器）に給送するための吐出ポートが設
けられている。

【００２９】３０はフロントボディ１１における収納空
間１４の上方に略直交して配置され上述したカムリング
１７をポンプボディ１１（アダプタリング１９）内でロ
ータ１５に対して移動変位させるための切換えバルブ
で、この切換えバルブ３０は、ボディ１１に穿設されて
いるバルブ孔３０ａ内で前記ポンプ吐出側通路２８のメ
ータリングオリフィス２９前、後の圧力差およびばね３
１の付勢力で摺動動作するリリーフ弁付きのスプール３
２を備えている。

【００３０】なお、図中２９ａ，２９ｂはオリフィス２
９前、後の圧力をバルブ孔３０ａ内に導入する通路であ
る。さらに、このバルブ孔３０ａにおいて中央部分に
は、前記ポンプ吐出側通路２８からの流体圧を導く高圧
側通路２８ｂと、前記ポンプ吸込側通路２５の一部から
分岐されて流体圧をタンク側に導く低圧側通路２５ｂ
が、それぞれ開口して形成され、スプール３２の移動に
伴なって選択的に開閉制御され、後述する第１、第２の
流体圧室に流体圧を導入するようになっている。

【００３１】すなわち、このような切換バルブ３０にお
いて、スプール３２の一方室（図６、図８の左方室）３
２ａには、前記ポンプ吐出側の圧力室２３、ポンプ吐出
側通路２８および通路２９ａを介してメータリングオリ
フィス２９上流側の流体圧が導かれている。なお、図中
３３はバルブ孔３０ａ内でスプール３２の左方への移動
位置を通路２９ａの開口端を閉塞しない位置で係止する
ロッド３３ａを有するバルブ孔３０ａの閉塞用プラグで
ある。

【００３２】また、スプール３２の他方室（図６、図８
の右方室）３２ｂには、ばね３１が配設されるとともに
メータリングオリフィス２９下流側の流体圧が前記吐出
ポート２８ａに至る通路２８途中から前記通路２９ｂを
介して導かれている。

【００３３】さらに、バルブ孔３０ａの略中央部でスプ
ール３２の移動方向に並んだ位置には、前記カムリング
１９の外周部でボディ１１側のアダプタリング１９との
間に形成される第１および第２の流体圧室３４，３５
に、ボディ１１、アダプタリング１９を経て形成されて
いる導圧通路３６，３７（アダプタリング１９の通路孔
３６ａ，３７ａを含む）が開口して形成されている。な
お、図６における図中３４ａは第１の流体圧室３４を、
アダプタリング１９の内壁面とカムリング１７との間に
形成するための凹溝部である。

【００３４】そして、これらの通路３６，３７が、スプ
ール３２の動きによって、図６および図８等から明らか
なように、前記ポンプ吐出側通路２８に通路２９ｂまた
は２８ｂを介して、またはポンプ吸込用開口２５ｂ側に
通路２５ｂを介して、選択的に接続されるようになって
いる。なお、ここでは、スプール３２を動かした状態の
図示は省略する。

【００３５】一方、前記カムリング１７は、ロータ１５
外周部との間にポンプ室１８を形成するように偏心して
嵌装されボディ１１，１２内で移動変位可能に配置され
ている。そして、このカムリング１７外周部でボディ１
１，１２との間の環状隙間空間の所定個所にシール手段
としてのシールピン２１，４７を介在させることによ
り、カムリング１７を移動変位させるための第１および
第２の流体圧室３４，３５が形成され、これら両室３
４，３５に前記切換えバルブ３０により制御された供給
流体圧がポンプ室１８からの吐出流量の大小に応じて供
給されている。

【００３６】なお、図６中４４はポンプボディ１１，１
２内で移動変位可能に配置されたカムリング１７を、ロ
ータ１５の外周部とに形成されるポンプ室１８が最大容
積となるように付勢する押圧部材で、本実施例ではコイ
ルばね４５および筒状の押えプラグ４６とから構成され
ている。

【００３７】また、本実施例では、カムリング１７とア
ダプタリング１９との間の環状隙間空間を分割するため
に、図６ないし図８から明らかなように、環状隙間空間
を左、右に分割するように上、下に位置付けられた前述
した位置決めピンとしても機能する第１のシールピン２
１とカムリング１７の摺接面に凹設した溝部内に弾性部
材を介して組み込まれた第２のシールピン４７を設けて
いる。

【００３８】そして、左側の空間を第１の流体圧室３４
とし、この室３４を前記流体通路３６ａ，３６を介して
切換バルブ３０の左方室３２ａまたはポンプ吸込側に接
続可能に構成されている。また、右側の空間を第２の流
体圧室３５とし、この室３５を前記流体通路３７ａ，３
７を介して切換えバルブ３０の中央部分でスプール３２
の動きに伴なってポンプ吐出側Ｐまたはポンプ吸込側Ｔ
に選択的に接続可能に構成されている。

【００３９】なお、上述したベーンタイプの可変容量形
ポンプ１０において、上述した以外の構成は従来から周
知の通りであり、その詳細な説明は省略する。

【００４０】さて、本発明によれば、上述した構成によ
る可変容量形ポンプ１０において、ポンプボディ１１，
１２内でベーン１５ａを有するロータ１５に対し偏心し
て嵌装されるカムリング１７の外周部両側に形成した第
１および第２の流体圧室３４，３５のそれぞれに、ポン
プ吐出側の流量の大小に応じて作動されることにより所
定の供給流体圧Ｐ１，Ｐ２を導入しカムリング１７を移
動変位させることでロータ１５との間に形成されるポン
プ室１８の容積を変化させてポンプＰの吐出流量を可変
制御する切換えバルブ３０におけるスプール３２を、図
１〜図３から明らかなように、作動時において第１およ
び第２の流体圧室３３，３４に至る通路３６，３７がポ
ンプ吐出側（Ｐ）、ポンプ吸込側（Ｔ）のいずれか一方
に同時に接続される領域を持たせて形成したところを特
徴としている。

【００４１】ここで、本実施例では、スプール３２にお
いて、第１、第２の流体圧室３４，３５に至る通路３
６，３７を、図２に示したように、バルブ作動時におい
て可変吐出領域に、いずれもがポンプ吸込側Ｔに連通さ
れる領域を、スプール３２におけるランド部４０，４１
におけるチャンファ部４０ａ，４１ａ（ｃｆ１，ｃｆ
２）を設け、これらのチャンファ部４０ａ，４１ａによ
り各通路３６，３７を、ランド部４０，４１間でポンプ
吸込側Ｔに至る通路２５ｂに連通させるように構成して
いる。

【００４２】このような構成では、切換えバルブ３０の
スプール３２において通路切換えを行なうランド部４
０，４１にチャンファ４０ａ，４１ａを付けたり、スプ
ール３２による開閉タイミングに配慮した切換え通路構
成を採用することにより、バルブ３０の作動時において
カムリング１７両側の流体圧室３４，３５を、一時的に
高圧側（ポンプ吐出側Ｐ）または低圧側（ポンプ吸込側
Ｔ；タンク側）に共に連通されるような状態を形成し、
これによりバルブ作動時において動力舵取装置ＰＳ側で
の負荷によってポンプ吐出側圧力が変動しても、スプー
ル３２がみだりに微動せず、流体圧変化を緩やかに制御
することが可能で、あらゆる回転数、負荷領域で安定し
た吐出流量特性を得ることが可能となる。

【００４３】すなわち、以上の構成によれば、ポンプ１
０の始動時には、カムリング１７は図１、図６から明ら
かなようにボディ１１の収納空間１４内の一側にロータ
１５との間のポンプ室１８の内容積が最大となるように
押圧部材４４のコイルばね４５により付勢された状態に
ある。このとき、切換バルブ３０は、図１、図６から明
らかなように、第１の流体圧室３４をポンプ吸込側Ｔ
に、第２の流体圧室３５をポンプ吐出側Ｐに通路２８ｂ
を介して接続された状態にある。

【００４４】そして、ポンプ回転数が徐々に増大して駆
動されると、このポンプ回転数に比例して得られるポン
プ吐出側Ｐでオリフィス２９上、下流側の流体圧による
差圧によって、切換バルブ３０のスプール３２を切換え
作動させ、これによりカムリング１７両側の第１の流体
圧室３４と第２の流体圧室３５に、ポンプ吐出側Ｐとポ
ンプ吸込側Ｔとが選択的に接続され、これによりロータ
１５に対して偏心しているカムリング１７を、コイルば
ね４１に抗してポンプ室１８の内容積が減少する方向
（図１、図２、図３等参照）に移動変位する。

【００４５】このとき、ポンプ吐出側の流体流量の大小
に応じた切換バルブ３０のスプール３２による切換え作
動で、第１の流体圧室３４に対しポンプ吐出側Ｐが、こ
れに相対向して位置付けられている第２の流体圧室３５
に対しポンプ吸込側Ｔが適宜接続され、これによってカ
ムリング１７は、切換えバルブ３０の作動状態によって
適宜移動変位され、結果として内容積が変化されるポン
プ室１８から吐出される流量制御が所要の状態で行な
え、動力舵取装置ＰＳに至る所定流量の給送が可能とな
る。

【００４６】特に、上述した構成によれば、ポンプ回転
数に伴なって増減するポンプ吐出量により、メータリン
グオリフィス２９で生じる差圧で切換えバルブ３０を切
換え制御し、これによってカムリング１７をコイルばね
４５の付勢力に抗して、またはこの付勢力に応じて、移
動変位させ得るもので、その結果としてポンプ室１８の
内容積を可変制御し、ポンプからの吐出量を、たとえば
図５の（ａ）に示すように、ポンプ回転数に合わせてバ
ランスさせ、所望の特性を得られるように制御し得るも
のである。

【００４７】ここで、本発明では、スプール３２の流路
切換え途中で、チャンファ部４０ａ，４１ａの作用によ
り、両室３５，３６が共にポンプ吸込側Ｔに連通接続
し、これにより油圧変化特性をなだらかに変化させ得る
もので、バルブ発振を防ぎ、両室３５，３６での圧力Ｐ
１，Ｐ２を図４に示したような関係とすることが可能で
ある。

【００４８】そして、このような構成によって、図５の
（ａ）に示したようなポンプ回転数に応じた安定した吐
出流量特性を得られ、同図の（ｂ）に示したような従来
構造で生じていたポンプ吐出側での脈動現象を解消し得
ることが実験により確認されている。図４においてｃｆ
１，ｃｆ２で示す部分はチャンファ部４０ａ，４１ａに
よる油圧制御部分である。

【００４９】すなわち、上述した構成によれば、ボディ
１１，１２内でロータ１５に対し偏心して嵌装されるカ
ムリング１７外周部両側の第１および第２の流体圧室３
４，３５に、ポンプ吐出側の流量の大小に応じて作動さ
れる切換えバルブ３０により、所定の圧力差をもつ流体
圧力をそれぞれの室３４，３５に導入でき、これにより
カムリング１７を所定の方向に移動変位させ、結果とし
てロータ１５との間に形成されるポンプ室１８の内容積
を変化させ、ポンプ吐出側での流体流量を、図４や図５
の（ａ）に示すように所要の状態に可変制御し得るもの
である。

【００５０】特に、このような本発明によれば、ポンプ
吐出側通路途中に設けたオリフィス２９前、後の差圧で
直接カムリング１７を移動変位させる場合に比べて、切
換えバルブ３０によりカムリング１７を移動させるに十
分な流体圧力差を得て、所要のカムリング１７の移動変
位を得ることができ、これによりポンプ吐出流量の制御
を所要の状態で行なえる。

【００５１】なお、図１〜図３中４０ｂ，４１ｂで示す
チャンファ部は、圧油の流れを円滑にするためにランド
部４０，４１に形成した部分である。

【００５２】さらに、上述した構成では、容量形ポンプ
に比べてエネルギ損失の低減と油温上昇の低減とを図れ
る可変容量形ポンプ１０を、きわめて簡単に、しかもポ
ンプ自体の大型化を招くことなく得ることが可能で、ま
た加工性、組立性に優れ、量産性の面でも優れている。
ここで、本実施例では、カムリング１７を、ロータ１５
に偏心させた状態で移動変位可能に構成しており、その
内周壁は真円形状で形成できるもので、加工性の面で優
れている。

【００５３】また、図９〜図１１および図１２は本発明
の別の実施例を示すものであり、前述した実施例との相
違するところは、バルブ作動時において脈動現象を生じ
易い可変制御領域に、各流体圧室３４，３５に至る通路
３６，３７を、共にポンプ吐出側Ｐに連通させ得る領域
（図１０参照）を、スプール３２のランド部４０，４１
におけるチャンファ部４０ｂ，４１ｂによって設けた場
合である。

【００５４】そして、このような構成によれば、図１２
に示すような油圧特性が得られ、これは図４に示した特
性図と多少相違するが、このような場合にも、バルブ作
動時において負荷に伴なうポンプ吐出側での圧力上昇の
如何にもかかわらず、バルブ発振を防ぎ、脈動現象が生
じることを防止し得る点で、上述した実施例と同様の作
用効果が得られることは容易に理解されよう。

【００５５】要は、スプールタイプの切換えバルブ３０
でカムリング１７両側の流体圧室３４，３５への流体圧
を制御する場合に、バルブ発振が生じ易い状態を、スプ
ール３２による流路切換えタイミングを、両室をポンプ
吸込側Ｔ、ポンプ吐出側Ｐに連通させて同圧に保った
り、流路切換え通路をずらすことで防ぎ、これによりポ
ンプ吐出側での脈動現象を防止して、所要の吐出流量特
性を得られるようにするとよいものである。

【００５６】このような利点は、上述したようなチャン
ファ部４０ａ，４０ｂ；４１ａ，４１ｂ等が形成されて
いない単純な切換えバルブ構造では、カムリング１７の
第１の流体圧室３４と第２の流体圧室３５とが、交互に
ポンプ吸込側Ｔ、ポンプ吐出側Ｐに接続される場合には
期待できないことから、容易に理解されよう。

【００５７】また、図１３において（ａ）は上述した単
純な形状のスプールをもつ従来のバルブ構造における油
圧制御特性を、（ｂ）は各室３４，３５からの圧油の漏
れ量を配慮した特性を、（ｃ）は（ａ）と（ｂ）の特性
を合成した特性を示し、この（ｃ）の特性から明らかな
ように、バルブ３０での圧油制御において漏れ量がわず
かでも生じると、バルブスプールの移動量ｘが大きく変
化し、スプール動作が不安定となり易いことから、容易
に理解されよう。

【００５８】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更するこ
とは自由であり、種々の変形例が考えられよう。たとえ
ば上述した実施例では、カムリング１７の両側室３４，
３５への通路３６，３７と切換えバルブ３０のスプール
３２との通路切換え関係を、ランド部４０，４１に設け
たチャンファ部４０ａ，４１ａ；４０ｂ，４１ｂによっ
て両室をポンプ吸込側Ｔ、ポンプ吐出側Ｐに同時に連通
させるようにしているが、これはノッチ部を設けたりし
ても同様の作用効果を得られるものである。また、スプ
ール３２のランド部４０，４１と通路３６，３７との位
置関係の配慮によって、切換えタイミング（通路の開放
タイミング）をずらすことだけによっても得られるもの
である。

【００５９】さらに、上述した構成によるベーンタイプ
の可変容量形ポンプ１０としては、上述した実施例構造
に限定されないことは勿論、上述した実施例で説明した
パワーステアリング装置以外にも、各種の圧力流体利用
機器、装置に適用してもよいことも言うまでもない。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る可変容
量形ポンプによれば、ポンプボディ内でベーンを有する
ロータに対し偏心して嵌装されるカムリングの外周部両
側に形成した第１および第２の流体圧室のそれぞれに、
ポンプ吐出側の流量の大小に応じて作動されることによ
り所定の供給流体圧を導入しカムリングを移動変位させ
ることでロータとの間に形成されるポンプ室の容積を変
化させてポンプの吐出流量を可変制御するスプールを有
する切換えバルブを備え、この切換えバルブのスプール
を、作動時において第１および第２の流体圧室に至る通
路がポンプ吐出側、ポンプ吸込側のいずれか一方に同時
に接続される領域を有するようにチャンファ形成または
切換えタイミングを考慮した通路構造を適宜設定して形
成するようにしたので、簡単な構造にもかかわらず、バ
ルブ作動時においてカムリング両側の流体圧室を、一時
的に高圧側（ポンプ吐出側）または低圧側（ポンプ吸込
側）に共に連通されるような状態とし、これによりバル
ブ作動時において圧力流体利用機器側での負荷によって
ポンプ吐出側圧力が変動しても、スプールがみだりに微
動したりせず、これにより流体圧力変化を緩やかにしか
も所要の状態で制御することが可能で、あらゆる回転
数、負荷領域で安定した吐出流量特性を得ることが可能
となるという種々優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る可変容量形ポンプの一実施例を示
し、カムリングとその両側の流体圧室への切換えバルブ
との関係を示す初期状態の概略断面図である。

【図２】図１の可変容量形ポンプにおけるカムリングと
その両側の流体圧室への切換えバルブとにおいて、バル
ブ作動途中で両側室に同一圧力が導入されている状態を
示す概略断面図である。

【図３】図１の可変容量形ポンプにおけるカムリングと
その両側の流体圧室への切換えバルブとにおいて、バル
ブ作動時でポンプ室が最小容積となっている状態を示す
概略断面図である。

【図４】この実施例での可変容量形ポンプにおいて、バ
ルブ変位に対しての油圧特性を示す特性図である。

【図５】（ａ）は本実施例の可変容量形ポンプでのポン
プ回転数に対してのポンプ吐出流量特性を示す特性図、
（ｂ）は従来の容量形ポンプでの特性図である。

【図６】本発明に係る可変容量形ポンプにおいてポンプ
の要部構造を説明するための概略横断面図である。

【図７】図６の要部構造を説明するために断面して示す
要部縦断面図である。

【図８】図６の切換えバルブ部分を断面した要部断面図
である。

【図９】本発明に係る可変容量形ポンプの別の実施例を
示し、初期状態における要部構造を拡大した概略断面図
である。

【図１０】図９の可変容量形ポンプにおいてカムリング
両側の流体圧室への流路切換えを行なう切換えバルブの
作動途中で両側室に同一圧力が導入されている状態を示
す概略断面図である。

【図１１】図９の可変容量形ポンプにおいてカムリング
両側の流体圧室への流路切換えを行なう切換えバルブの
作動時でポンプ室が最小容積となっている状態を示す概
略断面図である。

【図１２】この実施例での可変容量形ポンプにおいて、
バルブ変位に対しての油圧特性を示す特性図である。

【図１３】単純な形状のスプールを用いた切換えバルブ
による切換え動作時の特性を（ａ），（ｂ），（ｃ）に
示す特性図である。

【符号の説明】

１０ ベーンタイプの可変容量形ポンプ １１ フロントボディ（ポンプボディ） １２ リアボディ（ポンプボディ） １３ ポンプ構成要素 １４ 収納空間 １５ ロータ １５ａ ベーン １６ ドライブシャフト（回転軸） １７ カムリング １７ａ カム面 １８ ポンプ室 １９ アダプタリング ２０ プレッシャプレート ２１ シールピン ２３ ポンプ吐出側圧力室 ２４ ポンプ吐出側通路 ２５ ポンプ吸込側通路 ２６ 吸込ポート ２８ ポンプ吐出側通路 ２８ｂ 高圧側通路 ２９ メータリングオリフィス ２９ａ 通路 ２９ｂ 通路 ３０ 切換えバルブ ３１ ばね ３２ スプール ３４ 第１の流体圧室 ３５ 第２の流体圧室 ３６ 導圧通路 ３７ 導圧通路 ４０ ランド部 ４０ａ チャンファ部 ４０ｂ チャンファ部 ４１ ランド部 ４１ａ チャンファ部 ４１ｂ チャンファ部 ４４ 押圧部材 ４７ シール手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｃ 2/344 Ｊ 8311−3Ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベーンを有しポンプボディ内に回転自在
   に配設されたロータと、このロータ外周部との間にポン
   プ室を形成するように嵌装されかつ前記ポンプボディ内
   で移動変位可能に配置されるとともにポンプ室容積が最
   大となるように付勢されているカムリングと、このカム
   リング外周部とポンプボディとの間の環状隙間空間にシ
   ール手段を介在して形成されカムリングを移動変位させ
   るための第１および第２の流体圧室と、前記ポンプ室か
   らの圧力流体の吐出流量の大小に応じて作動され第１お
   よび第２の流体圧室への供給流体圧を制御するスプール
   を有する切換えバルブを備え、 この切換えバルブのスプールを、作動時において前記第
   １および第２の流体圧室に至る通路がポンプ吐出側、ポ
   ンプ吸込側のいずれか一方に同時に接続される領域を持
   たせて形成したことを特徴とする可変容量形ポンプ。