JPS59718B2 - 可変容量ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両の動力舵取装置用のポンプとして特に好
適な可変容量ポンプに関するものである。

車両の動力舵取装置用ポンプは、従来エンジンによって
直接駆動されるのが普通であり、このため回転数が高く
なる高速時程、吐出流量が犬となる。

これに対し、動力舵取装置は、低速時あるいは積荷時等
に、より高い補助出力を必要とするものであって、高速
時にある一定以上の補助出力が生ずることは、走行の安
定性およびフィーリングの見地から逆に好ましくない。

このため、従来のポンプにあっては、回転数の増加に伴
い多くなる吐出流量の一部を流量制御弁または装置によ
って環流させ、高速回転時でも一定の流量しか動力舵取
装置に供給されないようにしている。

本発明は、このようにポンプ吐出流量の一部を環流させ
る流量制御弁または装置を必要とせず、ポンプの吐出量
自体を回転数の増加に拘らず一定の範囲で任意の値にす
ることができる可変容量ポンプを提案し、エネルギ損失
の減少を図るものであって、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中心との偏心量を可変と
し、ポンプ吐出通路に設けたオリフィス前後の差圧を利
用して上記偏心量の制御を行うと共に、この偏心量が犬
となる方向に常時カムリングを付勢する付勢力を調節可
能として、ポンプ吐出量を制御するようにしたことを特
徴とするものである。

以下、図示実施例について説明する。

第１図において、１は本ポンプのハウジング、２はその
回転軸３をこのハウジング１に支持させたロータであっ
て、ロータ２には放射方向等間隔に複数枚のべ一７４が
摺動可能に設けられている。

５はベー７４が摺接する円筒カム面６を有するカムリン
グであって、カムリング５はハウジング１０室７内にお
いて図の上下方向に摺動可能である。

しだがつて円筒カム面６の中心Ｏとロータ２の回転軸３
の中心Ｏとの偏心量ｅは、カムリング５の上記摺動によ
って変化し、この偏心量ｅが犬なるとき程、ポンプ吐出
量は犬となる。

しかしてカムリング５はハウジング１の外部に延びるプ
ランジャ５ａを有しており、このプランジャ５ａは電磁
付勢装置８内に摺動可能に挿入され、電磁付勢装置８は
通電力の大小に応じた付勢力によりプランジャ５ａを介
しカムリング５を上記偏心量ｅが犬となる方向（第１図
矢印方向）に伺勢している。

７ａは室７の上壁より突出させたストッパ壁で、カムリ
ング５の摺動端を規制している。

ハウジング１にはカムリング５の円筒カム面６に常時連
通する吸入通路９と吐出通路１０とが形成され、吐出通
路１０にはオリフィス１１が設けられている。

そしてオリフィス１１の上、下流にはそれぞれ通路１２
．１３が開口しており、上流側の通路１２は室７上部の
空間が形成する第一圧力室１４に、下流側の通路１３は
室７下部の第二圧力室１５にそれぞれ連通している。

したがって室Ｉ内に摺動可能に収納されたカムリング５
にはオリフィス１１前後の差圧が作用することになる。

なお、上記下流側の通路１３には、オリフィス１６が設
けられ、また、第二圧力室１５と吸入通路９との間は、
リリーフバルブ１７を介して接続されている。

上記構成に係る本ポンプは、回転軸３、つまりロータ２
の回転数（Ｎｒ、ｐ、ｍ）と吐出流量（Ｑ／？／７’ｊ
７７Ｌ）との関係を第２図Ａ、Ｂ、Ｃのグラフのように
変化させることができる。

すなわち、いま電磁付勢装置８には一定の電流が流れ、
一定の付勢力でカムリング５を矢印方向に付勢している
とする。

この状態でロータ２を第１図矢印方向に回転させると、
吸入通路９、カムリング５０円筒カム面６内、吐出通路
１０を通って流体が吐出され、オリフィス１１前後に差
圧が生じる。

この差圧は通路１２，１３および第一、第二圧力室１４
．１５を介してカムリング５に及ぼされる結果、カムリ
ング５は円筒カム面６の中心Ｏとロータ２の中心Ｏの偏
心量ｅが小さくなる方向に変位しようとする力を受ける
が、ロータ２の低速回転域ではこの差圧力は電磁付勢装
置８によるカムリング５の付勢力に打ち勝つことができ
ない。

この・ため上記偏心量ｅは変化せず、したがってポンプ
の吐出流量は、ロータ２の回転数の増加に比例して増加
する（第２図グラフＡのａ領域）。

これに対し、さらにロータ２の回転数が増加し流量が犬
となると、オリフィス１１前後の差圧力は電磁付勢装置
８の付勢力に打ち勝ってカムリング５を第１図下方に変
位させ、上記偏心量ｅを小さくする。

このため円筒カム面６、ロータ２、および隣接するベー
７４で形成される室の体積はカムリング５の上記変位前
に比べて小さくなり、吐出する流量は小となる。

そしてカムリング５は、常にある特定の吐出流量のとき
に生じるオリフィス１１前後の差圧力と電磁付勢装置８
の付勢力とが平衡する点で静止するためロータ２の回転
数の如何に拘らず吐出流量がほぼ一定となる。

（第２図グラフＡのｂ領域）。

しかして、以上の流量特性は電磁付勢装置８の付勢力が
一定の場合の特性である。

したがって、電磁付勢装置８への電流を増減してカムリ
ング５の付勢力を変えることにより、流量が一定となる
ときのロータ２回転数、つまり最大吐出流量を変化させ
ることができる。

第２図Ｂ、Ｃのグラフはこの一例を示すものであり、勿
論グラフＢは電磁付勢装置８によるカムリング５の付勢
力をグラフＡの場合より小さくした場合、グラフＣはこ
れを大きくした場合を示している。

第４図は、上記電磁付勢装置８に対する通電制御、すな
わち付勢力制御を、車両の積載荷重検知手段２０によっ
て行なうようにした例を示すものである。

積載荷重検知手段２０は、車軸２１とシャシフレーム２
２との変位を電気的に検出するもので、積載荷重が大な
る程電磁付勢装置８への通電量を小さくシ、カムリング
５に対する上記付勢力を小さくする。

したがって、操舵抵抗の犬となる積載荷重の犬なるとき
程、ポンプ吐出流量が犬となってバンドル操舵を軽くす
ることができる。

なお、このポンプの吐出通路１０が閉じられたと仮定す
ると（このような状態は、例えば動力舵取装置において
バンドルを最大操舵角位置に保持したとき生ずる）、オ
リフィス１１の前後とも圧力が上昇するが、第二圧力室
１５と吸入通路９はリリーフパルプ１７を介して接続さ
れており、かつ、オリフィス１１の下流側通路１３には
オリフィス１６が設けられているので、圧力上昇と共に
ＩＪ ＩＪ−フバルブ１７が開いて流体はポンプの吸込
側に環流されると共に、この流れにより第二圧力室１５
の圧力が速やかに下がり、カムリング５が第一、第二の
圧力室１４，１５の圧力差に応じた位置に保持される。

したがって、吐出通路１０の圧力上昇は、第３図に示す
ように、流量が零となっても一定の値に抑えられ、また
、オリフィス１６の存在はカムリング５の脈動防止に役
立つ。

第５図に示す実施例は、空圧付勢装置１８の空気圧力に
よってカムリング５をロータ２の偏心量ｅが犬となる方
向に付勢すると共に、この付勢力の調節を空気圧力の大
小で行うようにした装置を示すもので、空気圧力は車両
の車軸２１とシャシフレーム２２との間に挿入した可撓
空気室２３から導かれる。

空圧付勢装置１８は、シリンダ２４内にカムリング５と
一体のピストン５ｂを嵌メ、このピストン５ｂを空気圧
力で押圧するようにしたもので、可撓空気室２３は積載
荷重の犬なるとき圧縮されてその内部の空気圧力を高く
するため、カムリング５の第５図矢印方向への付勢力は
積載荷重の犬なるとき程大きくなる。

したがって、本実施例の装置では荷重が犬なるとき程ポ
ンプ吐出量が大きい状態で一定となり、動力舵取装置の
補助出力が大きくなる。

さらに、第６図はカムリング５を圧縮ばね２５によって
付勢すると共に、圧縮ばね２５のばね座２６をロッド２
７によって進退動可能とすることにより付勢力制御機構
を構成し、圧縮ばね２５のセット力を可変とした実施例
を示すものである。

この実施例においてはばね座２６の位置を変えることに
よりカムリング５に対する付勢力が変わり、したがって
第２図Ａ、Ｂ、Ｃに示すような流量特性が得られること
は明らかである。

ばね座２６の位置制御、すなわちロッド２７の進退動制
御は、上記二側のように車両の積載荷重の大小によって
行なうことができるが、この他車両の速度検出手段によ
ってカムリング５の付勢力制御を行ない、車速か大なる
ときにはポンプ吐出流量が小となるように上記ばね座２
０をカムリング５ど反対側に移動させてもよへ なお、車両の速度検出手段の出力をカムリングの付勢力
調節機構に及ぼすことは、第１図、第５図の装置におい
ても同様に可能である。

すなわち第１図の電磁付勢装置８においては、速度検出
手段の出力を電流に変え、速度が犬なるとき程この電流
を小として電磁付勢装置８に電流を流せばよく、また第
５図の装置では、車速が大となる程犬となるようにした
空気圧力を鎖線で示す管路でシリンダ２４に導き、この
圧力を車両積載荷重に応じた空気圧力に対抗させてピス
トン５ｂに作用させれば、積載荷重が犬なるとき程、ま
た車速か小となる程、ポンプの吐出流量が犬となり、理
想的な動力舵取装置の出力特性が得られる。

以上の説明では、第５図、第６図に示す装置につきポン
プ自体の作用の説明を省略したが、これは第１図の装置
と全く同様であり、同一の構成の部分には同一の符号を
付しである。

以上の通シ本発明に係る可変容量ポンプは、ベーンポン
プの円筒カム面中心とロータ中心との偏心量を、吐出通
路に設けたオリフィス前後の差圧力と、この差圧力に対
抗する方向の力でカムリングを付勢し、かつこの付勢力
を調節する付勢力調節装置とで制御するようにしたから
、付勢力調節装置によって一定の範囲内で任意の流量特
性を得ることができ、また付勢力調節装置を車両の積載
荷重や車速の検知手段と共に用いれば、動力舵取装置用
ポンプとして好適であり、従来の如き複雑な構造の流量
制御弁または装量を必要とせず、かつ吐出流量の一部を
環流することによるエネルギ損失をなくすことができる
等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る可変容量ポンプの実施例を示す
縦断面図、第２図は、本発明に係る可変容量ポンプの流
量特性を示すグラフ、第３図は、同じく吐出通路を閉じ
た場合の該通路の圧力変化を示すグラフ、第４図は、車
両の積載荷重検知手段の一例を示す側面図、第５図、第
６図は、それぞれ本発明に係る可変容量ポンプの実施例
を示す縦断面図である。 １：ハウジング、２：ロータ、３：回転軸、４：ベーン
、５：カムリング、６：円筒カム面、８：電磁付勢装置
、１０：吐出通路、１１ニオリフイス、ｅ：偏心量、１
８：空圧付勢装置、２５：圧縮ばね。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数枚のベーンを放射方向に摺動可能として支持し
   たロータ、このロータの回転軸を支持したハウジング、
   上記ベーンの摺接する円筒カム面を有し、該円筒カム面
   と上記ロータ中心との偏心量を可変とすべく上記ハウジ
   ング内に移動可能に支持されたカムリング、このカムリ
   ングを電磁力、流体圧力あるいはばね力等によって上記
   偏心量が犬となる方向に付勢する付勢機構、との付勢機
   構の付勢力を調節する付勢力調節装置、およびポンプ吐
   出通路に設けられたオリフィスを備え、このオリフィス
   前後の差圧を上記付勢力に対抗させて上記移動可能なカ
   ムリングに及ぼし、差圧の犬なるとき程上記偏心量が小
   となるように構成された可変容量ポンプにおいて、上記
   付勢力調節機構が車両の積載荷重検知手段および車速検
   知手段の少くともいずれか一方を含み、積載荷重が犬な
   る程、また車速か小なる程上記付勢力が犬となることを
   特徴とする可変容量ポンプ。