JPH08282514A - ポンプ用流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 小型、軽量の負荷感応型のポンプ用流量制御
装置を提供する。 【構成】 ハウジング１と、ポンプ吐出圧が導入される
ポンプ圧室２１と、絞り管路１９とポンプ吐出圧が減圧
された圧力が導入される出力室２２と、出力室と連通し
た減圧室２０と、ポンプ吸込み側と連通したバイパス室
１６ｃと、その軸方向に摺動する量に応じた量だけポン
プ圧室の圧力媒体をバイパス室に放出するスプールバル
ブ１６とを備えたポンプ用流量制御装置１４で、スプー
ルバルブと同軸に設置されバイパス室と減圧室との間を
通常連通させ、減圧室の圧力が所定値以上になった時に
バイパス室と減圧室との連通を遮断する切換弁１６ｋを
備えるポンプ用流量制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主に自動車の操舵装置
に適用される液圧ポンプ用流量制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】液圧ポンプ用流量制御装置に関しては、
公知の従来技術として特公平６−７１８８９号に記載さ
れたものがあった。これに開示された流量制御装置は、
ポンプの回転速度に応じて変化するポンプ吐出流量に応
じて、圧力媒体をバイパスさせて、ポンプの回転速度に
関わらず、操舵装置に導入する吐出流量を一定にする流
量制御弁と、操舵装置の操作状態によって発生する負荷
圧によって作動する切換弁を備えたもので、操舵装置の
負荷が増大した時には、操舵装置へ導入されるポンプ吐
出流量を増大させることができる負荷感応型の流量制御
装置であった。

【０００３】しかしながら、前記従来技術は流量制御弁
と切換弁という全く独立した２つの弁を必要とするた
め、流量制御装置が大きくなり、近来の各種装置の増大
によって過密化が著しい自動車のエンジンルームへの搭
載上、スペースおよび重量の点で課題の多いものであっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、小型、軽量の負荷感応型のポンプ用流量制御装
置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、ハウジングと、前記ハウジング内
に設置されてポンプ吐出圧が導入されるポンプ圧室と、
前記ポンプ圧室と連通した絞り管路と前記絞り管路を介
して前記ポンプ圧室と連通してポンプ吐出圧が減圧され
た圧力が導入される出力室と、前記ハウジング内に設置
されて前記出力室と連通した減圧室と、前記ハウジング
内に設置されてポンプ吸込み側と連通したバイパス室
と、前記ハウジング内に摺動可能に設置されて、その両
端が各々前記ポンプ圧室と前記減圧室とにさらされて、
その軸方向に摺動する量に応じた量だけ前記ポンプ圧室
の圧力媒体を前記バイパス室に放出するスプールバルブ
とを備えたポンプ用流量制御装置で、前記スプールバル
ブと同軸に設置され前記バイパス室と前記減圧室との間
を通常連通させ、前記減圧室の圧力が所定値以上になっ
た時に前記バイパス室と前記減圧室との連通を遮断する
切換弁を備えたことを特徴とするポンプ用流量制御装置
とした。

【０００６】

【作用】上記手段によるポンプ用流量制御装置によれ
ば、スプールバルブ両側にかかる圧力の差圧によってス
プールバルブが摺動し、圧力媒体をバイパスさせること
によって、ポンプの回転速度に関わらずポンプ吐出流量
を一定に調節できる。

【０００７】更に、操舵装置の操作状態によって増加し
た負荷圧が減圧室を介して切換弁に印加されることによ
って、切換弁が閉弁してバイパス室と減圧室との連通を
遮断するため、減圧室からバイパス室に向けての圧力媒
体の放出がなくなり、減圧室の圧力が上昇して、スプー
ルバルブが押し戻されるため、ポンプ圧室からバイパス
室への圧力媒体の放出が減少して、操舵装置への吐出流
量が増大する。

【０００８】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の特徴を示す部分
のみについて説明する。

【０００９】図７はベーンポンプを用いた一般的な操舵
システムを表した図である。Ｇはステアリングホイール
に加えられた車両の運転者の操舵操作を、操舵輪の変位
に変換する操舵装置、Ｒは圧力媒体である作動液を貯蔵
したリザーバ、Ｐは本発明による流量制御装置を備えた
ベーンポンプで、前記リザーバＲに貯蔵された作動液を
吸引し、所定流量に調整した後、前記操舵装置Ｇに向け
て吐出することによって、運転者の操舵操作に応じて助
勢を行っている。

【００１０】図１はベーンポンプＰの回転軸方向の断面
図である。ハウジング１には、図示しないプーリーを介
して車両のエンジンの回転力が伝達される回転シャフト
２が挿入され、前記ハウジング１と前記回転シャフト２
との間にはベアリング３が介在している。又、更に、前
記ハウジング１と前記回転シャフト２との間には、水、
泥の進入防止のためのシール部材４が設置されている。

【００１１】前記回転シャフト２には、スプライン２ａ
によってローター５が前記回転シャフト２と一体回転可
能なように固着されている。前記ローター５の両側に
は、プレッシャープレート６およびスラストプレート７
が配置されている。前記プレッシャープレート６には吐
出孔６ａが設けられており、その内周部、外周部におい
て各々Ｏリング８ａ，８ｂによってシールされている。
一方、スラストプレート７はＯリング７ａによってその
外周部がシールされるとともに、図１における右端にお
いて、スナップリング９によって係止されており、従っ
て、前記ローター５は前記プレッシャープレート６およ
びスラストプレート７によって挟持されている。

【００１２】図２は本発明の第１実施例によるポンプ用
流量制御装置の正面断面図である。

【００１３】前記ローター５の外周部にはカムリング１
０が設置され、前記ローター５には、前記カムリング１
０に当接するように前記ローター５の径方向に移動可能
な複数のベーン１１が設置されている。前記ローター５
と前記カムリング１０との間には、各々前記ベーン１１
によって分離されたポンプ室１２が形成される。

【００１４】前記ハウジング１には、前記リザーバＲか
らの作動液を受け入れるインレット１３がＯリング１３
ａを介して液密的に固着されている。又、前記ハウジン
グ１には、前記インレット１３に連通するようにバイパ
スポート１ａが形成され、前記バイパスポート１ａは前
記ポンプ室１２および、後述する流量制御装置１４へと
連通している。

【００１５】又、更に、前記ハウジング１には、入力ポ
ート１ｂが設置され、前記入力ポート１ｂは、前記プレ
ッシャープレート６の吐出孔６ａおよび前記流量制御装
置１４へと連通している。

【００１６】図３は図２の流量制御装置１４の拡大図で
ある。前記ハウジング１には、内孔１５が備えられ、前
記内孔１５内にはスプールバルブ１６がその軸方向に摺
動可能に挿入されている。前記スプールバルブ１６はス
プリング１７と係合し、図３において右方向に付勢され
ており、後述するプラグ１８に当接している。前記スプ
ールバルブ１６には、図３において軸方向右側に延びた
突出部１６ａが固着されている。前記突出部１６ａの外
径は一律ではなく、その先端部である大径部１６ａａに
比較して根本部の小径部１６ａｂが若干小さく設定され
ている。

【００１７】又、前記内孔１５の右端には前記プラグ１
８が螺合されており、前記プラグ１８には、本流量制御
装置１４によってポンプ吐出流量が調整され、前記操舵
装置Ｇに向けて吐出される吐出ポート１８ａが形成され
ている。又、前記プラグ１８の図３において左端には通
路１８ｂが備えられている。

【００１８】前記プラグ１８と前記スプールバルブ１６
の前記突出部１６ａとの間には絞り管路１９が形成され
ている。前述したように、前記突出部の外径は一様でな
いため、前記突出部１６ａの軸方向の移動によって、前
記絞り管路１９の断面積が変化されるように設定されて
いる。

【００１９】前記スプールバルブ１６はバルブ部１６ｂ
を備えており、前記スプールバルブ１６が軸方向に移動
することによって、前記入力ポート１ｂを前記バイパス
ポート１ａに連通、或いは前記バイパスポート１ａから
遮断している。

【００２０】前記スプールバルブ１６内には前記バイパ
スポート１ａと連通したバイパス室１６ｃが設置され、
第１スプリング１６ｄおよび前記第１スプリング１６ｄ
によって図３において左方に付勢されたリテーナ１６ｅ
が配設されている。前記リテーナ１６ｅは管路１６ｅａ
を備えるとともに、前記第１スプリング１６ｄの付勢力
によって、前記スプールバルブ１６に螺合されたバルブ
ハウジング１６ｆのショルダー部１６ｆａに当接してい
る。更に、前記バルブハウジング１６ｆ内には、第２ス
プリング１６ｇによって図３において左方に付勢された
バルブボディ１６ｈが配設されている。前記バルブボデ
ィ１６ｈは前記第２スプリング１６ｇの付勢力によっ
て、前記バルブハウジング１６ｆに係合したスナップリ
ング１６ｉに当接している。更に、前記リテーナ１６ｅ
と前記バルブボディ１６ｈとの間には、ボール１６ｊが
配設されている。前記バルブボディ１６ｈには弁座１６
ｈａ、異物排除用のストレーナ１６ｈｂおよび絞り効果
を備えた液路１６ｈｃが備えられている。ここで、前記
バルブボディ１６ｈは前記ボール１６ｊと当接すること
によって、切換弁１６ｋを形成する。

【００２１】前記スプールバルブ１６の図３において左
方には減圧室２０、前記バルブ部１６ｂの右方にはポン
プ圧室２１およびスプールバルブ１６の右方には出力室
２２が形成される。前記減圧室２０と前記出力室２２と
は、ハウジング１に設けられた連通路１ｃによって連通
されている。尚、２３ａ，２３ｂは前記連通路１ｃを外
部から封じるためのボール栓である。

【００２２】次に、本実施例の作動を説明する。エンジ
ンの回転が図示しないプーリーを介して回転シャフト２
に伝達されると、ローター５が前記回転シャフト２と一
体となって回転する。前記ローター５とカムリング１０
との間に形成されているポンプ室１２は、前記ローター
５の回転に伴って膨張、圧縮を繰り返すため、前記イン
レット１３、バイパスポート１ａを介して膨張過程でリ
ザーバＲから吸引された作動液が圧縮過程において昇圧
されて形成されたポンプ吐出圧が、プレッシャープレー
ト６の吐出孔６ａ、入力ポート１ｂを介して、流量制御
装置１４のポンプ圧室２１に導入される。

【００２３】前記ポンプ圧室２１に導入されたポンプ吐
出圧を形成する作動液の一部が、前記スプールバルブ１
６の突出部１６ａと、前記プラグ１８との間の絞り管路
１９を通ることによって、前記ポンプ吐出圧は所定圧に
減圧されて出力室２２に伝達される。更に、前記圧力は
連通路１ｃを介して減圧室２０にも導入されるため、ス
プールバルブ１６はスプリング１７による付勢力、およ
び前記減圧室２０内のポンプ吐出圧が減圧された圧力に
よって図３において右方に付勢される力と、ポンプ圧室
２１に導入されたポンプ吐出圧による図３において左方
に付勢される力とが釣り合う位置まで左方に移動する。
前記スプールバルブ１６が図３において左方に移動され
るため、スプールバルブ１６のバルブ部１６ｂが、バイ
パスポート１ａと入力ポート１ｂとの遮断を解除するこ
とによって、前記ポンプ圧室２１内の作動液の所定量が
バイパスポート１ａを介してリザーバＲに還流する。従
って、前記スプールバルブ１６はポンプ吐出流量に応
じ、絞り管路１９の減圧量が調整され、図３において左
方に移動し、前記移動量に応じた量だけバイパスポート
１ａの開度が調整され、作動液をリザーバＲに還流し、
ポンプ吐出圧が増大しても操舵装置Ｇに向けて吐出され
る作動液の量は一定に制限される。図８において、上述
したポンプ回転数と作動液の流量との関係を、Ｏ−Ａ−
Ｂに示す。

【００２４】尚、この場合、前記減圧室２０内の圧力に
抗して、前記第２スプリング１６ｇの付勢力が大きいた
め、前記バルブボディ１６ｈは前記スナップリング１６
ｉに当接しており、従って、切換弁１６ｋは開状態とな
っており、前記減圧室２０より、前記液路１６ｈｃ、１
６ｅａ、前記バイパス室１６ｃを介してバイパスポート
１ａに作動液が放出されている。

【００２５】又、この時、ポンプ回転数の増大にともな
い前記スプールバルブ１６の図３において左方への移動
量が増大すると、前記大径部１６ａａと前記プラグ１８
によって絞り管路１９が形成されるため、前記絞り管路
１９の断面積が低減され、前記ポンプ圧室２１から前記
出力室２２への作動液の流出量が低下して、操舵装置に
向けて吐出される吐出量も減少する。図８において、上
述した特性を、Ｂ−Ｃに示す。

【００２６】例えば車両が低速状態（ポンプ回転数Ｎ）
において運転者が操舵装置Ｇを操作した場合のように、
操舵装置Ｇ側において負荷圧が増大した時、前記負荷圧
は前記出力室２２から前記連通路１ｃを介して前記減圧
室２０へと導入される。

【００２７】前記減圧室２０へと導入された負荷圧によ
って前記バルブボディ１６ｈは図３において右方に移動
して、前記ボール１６ｊと当接することによって前記切
換弁１６ｋを閉弁する。従って、前記減圧室２０より、
前記液路１６ｈｃ、１６ｅａ、前記バイパス室１６ｃを
介してバイパスポート１ａに作動液が放出することがな
くなり、前記減圧室２０の圧力が前記切換弁１６ｋの開
状態時よりも高くなり、前記スプールバルブ１６を図３
において右方に押し戻し、前記バイパスポート１ａから
ポンプ吸込み側に放出される作動液量が減少する。従っ
て、負荷圧が導入されることによって、前記ポンプ圧室
２１から前記出力室２２に導入される作動液量が増大
し、操舵装置Ｇへ吐出される作動液量が負荷圧に応じて
増大する。

【００２８】図８において、上述したポンプ回転数と作
動液の流量との関係を、Ｄ−Ｅに示す。

【００２９】尚、前記リテーナ１６ｅとボール１６ｊと
は、ポンプ吐出圧が異常高圧となった場合に、流量制御
装置１４の破損を防ぐための、フェィルセイフ用リリー
フ弁として機能する。

【００３０】又、本発明による流量制御装置はベーンポ
ンプ以外の液圧ポンプにも適用できることは言うまでも
ない。

【００３１】図４は、本発明の第２実施例によるポンプ
用流量制御装置の拡大断面図である。図４において第１
実施例と同様の構成には同じ符号が付してある。本実施
例が第１実施例と最も異なる点は、切換弁をスプールバ
ルブ外に設けたことである。

【００３２】図４において、切換弁２４はリテーナ２
５、ボール２６、スプリング２７及びバルブ部材２８に
よって構成されており、減圧室２０とバイパス室１６ｃ
との間に配設されている。ハウジング１に設置された前
記リテーナ２５に係止された前記スプリング２７は、前
記バルブ部材２８を図４において右方向に付勢されるこ
とによって、スプリングリテーナ２９に当接している。
前記スプリングリテーナ２９は、スプリング１７によっ
て、前記スプリング２７より大きな付勢力にて図４にお
いて左方に付勢されている。更に、前記リテーナ２５と
前記バルブ部材２８との間には前記ボール２６が介在し
ている。尚、４０はスプリング４１、リテーナ４２、ボ
ール４３及びプラグ４４によって構成されたフェィルセ
イフ用リリーフ弁である。

【００３３】図５は、本発明の第３実施例によるポンプ
用流量制御装置の回転軸方向の断面図、図６は図５のポ
ンプ用流量制御装置の正面断面図を表す。図５、６にお
いて第１実施例と同様の構成には同じ符号が付してあ
る。本実施例が第１実施例と最も異なる点は、フェィル
セイフ用リリーフ弁を流量制御装置と別体として、流量
制御装置を更に小型化できると共に、前記リリーフ弁を
本流量制御装置を設置する液圧ポンプの本来デッドスペ
ースであった部位に設けることによって、液圧ポンプ自
体を小型化できる。

【００３４】図６において、リテーナ３１、ボール３２
およびスプリング３３によって切換弁３０が形成され
る。一方、図５において、スプリング４１によって付勢
されたリテーナ４２およびボール４３、ハウジング１に
螺合され、前記ボール４３と係合するプラグ４４によっ
て、フェィルセイフ用リリーフ弁４０が流量制御装置と
別体に形成される。

【００３５】

【発明の効果】上記したように、本発明のポンプ用流量
制御装置によれば、小型、軽量の負荷圧感応型の流量制
御装置とすることができるため、低コストの流量制御装
置とすことができ、更に、車両のエンジンルームを有効
に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のポンプ用流量制御装置を備えたベーン
ポンプの回転軸方向断面図

【図２】本発明の第１実施例によるポンプ用流量制御装
置を備えたベーンポンプの正面断面図

【図３】本発明の第１実施例によるポンプ用流量制御装
置の拡大断面図

【図４】本発明の第２実施例によるポンプ用流量制御装
置の拡大断面図

【図５】本発明の第３実施例によるポンプ用流量制御装
置を備えたベーンポンプの回転軸方向断面図

【図６】本発明の第３実施例によるポンプ用流量制御装
置を備えたベーンポンプの正面断面図

【図７】操舵システムを表す図

【図８】本発明のポンプ用流量制御装置の吐出流量特性
図

【符号の説明】

１ ハウジング １４ 流量制御装置 １６ スプ
ールバルブ １６ｃ バイパス室 １６ｋ 切換弁 １９ 絞り
管路 ２０ 減圧室 ２１ ポンプ圧室 ２２ 出力室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、前記ハウジング内に設置
   されてポンプ吐出圧が導入されるポンプ圧室と、前記ポ
   ンプ圧室と連通した絞り管路と前記絞り管路を介して前
   記ポンプ圧室と連通してポンプ吐出圧が減圧された圧力
   が導入される出力室と、前記ハウジング内に設置されて
   前記出力室と連通した減圧室と、前記ハウジング内に設
   置されてポンプ吸込み側と連通したバイパス室と、前記
   ハウジング内に摺動可能に設置されて、その両端が各々
   前記ポンプ圧室と前記減圧室とにさらされて、その軸方
   向に摺動する量に応じた量だけ前記ポンプ圧室の圧力媒
   体を前記バイパス室に放出するスプールバルブとを備え
   たポンプ用流量制御装置で、前記スプールバルブと同軸
   に設置され前記バイパス室と前記減圧室との間を通常連
   通させ、前記減圧室の圧力が所定値以上になった時に前
   記バイパス室と前記減圧室との連通を遮断する切換弁を
   備えたことを特徴とするポンプ用流量制御装置。