JPS6014949Y2 - ポンプ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は原動機によって与えられる回転駆動エネルギを
流体の圧力エネルギに変換するポンプ装置に関するもの
でその目的とするところは原動機の回転速度が一定値を
超えて上昇するとその上昇ニ伴ってポンプ吐出量を減少
せしめ、ポンプ駆動入力を軽減させることにある。

本考案は特に自動車等の動力舵取用として好適なポンプ
装置を提供するものである。

一般に手動操舵トルクを補助するパワーステアリングに
圧力流体を供給するためのポンプ装置は、そのポンプロ
ータがエンジンによって回転駆動されるようになってい
るため、エンジンの回転速度に比例しポンプ吐出量は増
加する。

然しエンジンの高速回転時、すなわち自動車の高速走行
時にはパワーステアリングの流体圧モータはほぼ無負荷
状態であるにも拘らずポンプは高速で回転され多量の圧
力流体を吐出するようになる。

エンジンの高速回転時においては、ポンプ吐出流量に対
しパワーステアリングが必要とする使用流量の占める割
合はきわめて少く、従って余剰の圧力流体は仕事エネル
ギに関与することなく排出され、これがためにエンジン
の有効出力はポンプ駆動に費やされる無駄な動力により
実質的に低下し、高速走行に必要なエネルギ出力に大き
な損失を招いていた。

このような欠陥に対処すべ〈従来では、ポンプ吐出流量
をオリフィス等を利用してパワーステアリングに必要な
一定流量に制御するようにしている。

しかるに周知の如くパワーステアリングはエンジンの高
速回転時、すなわち高速走行時において作動されること
はきわめて稀で高速走行時においては殆どパワーを必要
としていないことからオリフィス等によりポンプ吐出流
量を一定に制御しても高速時において不必要な流量の圧
力流体がパワーステアリングに流入し圧力上昇を招いて
ポンプを駆動する動力をエンジンは無駄に消費し損失大
なるものがあった。

このためエンジンの回転速度が上昇するとそれにつれて
ポンプ吐出流量を自動的に漸減せしめ無駄な圧力上昇を
防止しポンプの駆動力を軽減することが望ましい。

本考案はかかる要望を満足するためになされたものであ
り、ポンプ吐出域と吐出口とを結ぶ送出路の途中に設け
られた閉止弁を流量制御弁のスプール弁の移動に連動し
てその開口面積を小さくするようにして、ポンプの回転
数が高くなった場合に圧力流体の送出流量を減少させ、
これと同時に閉止弁を閉止弁体ならびに弁子を組として
前記スプール弁の弁孔内に取込むことにより、閉止弁の
取付あるいは取外しを簡単にしたものである。

以下本考案の実施例を図面に基いて説明する。

１０はポンプ本体で、このポンプ本体１０の一端開口部
には支持部材１１が嵌着固定されている。

支持部材１１には軸動車エンジンによって回転駆動され
る駆動軸１２が軸受１３を介して回転可能に軸承され、
この駆動軸１２の一端はポンプ本体１０に駆動軸１２と
同心的に猛威したバイパス孔１４に遊嵌されている。

前記ポンプ本体１０内には駆動軸１２に遊嵌する２つの
プレート、すなわちプレッシャプレート１５とサブプレ
ート１６が嵌合されている。

プレッシャプレート１５には駆動軸１２の一端が軸承さ
れ、またサブプレート１６は前記バイパス孔１４をもつ
ポンプ本体１０の中心軸部１０ａに嵌合されている。

プレッシャプレート１５と前記支持部材１１の側壁１１
ａとの間にはカムリング１７が介挿され、このカムリン
グ１７は前記２つのプレート１５．１６と支持部材１１
との間に設けられた複数のピン１８により位置決めされ
ている。

前記カムリング１７の内周には第２図に示すようなカム
面１７ａが猛威され、このカム面１７ａと支持部材側壁
１１ａとプレッシャプレート１５とによって囲まれた空
間にポンプロータ２０が回転可能に収納されており、こ
のポンプロータ２０は前記駆動軸１２上にスプライン嵌
合されている。

かかるポンプロータ２０とカムリング１７とにより三日
月状のポンプ室２１を１８０６の位相差をもって２か所
形成している。

ポンプロータ２０の円周上には複数の放射溝２０ａが猛
威され、これら放射溝２０ａにカムリング１７のカム面
１７ａに接触するベース２２が放射方向に摺動可能に嵌
装されており、これらベース２２によって前記ポンプ室
２１を複数の室に密封分離している。

前記支持部材側壁１１ａとプレッシャプレート１５には
、前記ポンプ室２１の吸入域に開口する吸入ポート２３
．２４およびポンプ室２１の吐出域に開口する吐出ポー
ト２５．２６がそれぞれ猛威され、これら吸入ポート２
３．２４と吐出ポート２５．２６は第２図に示すように
ほぼ９０’の位相差をもって交互に配置されている。

吸入ポート２３．２４はポンプ本体１０に猛威された環
状溝２７に連通され、この環状溝２７はポンプ本体１０
上にブラケット１９を介して支持されたタンク２８内に
吸入孔２９を介して連通されている。

これによってタンク２８に収容された作動油が吸入孔２
９より環状溝２７および吸入ポー）２３．２４を介して
ポンプ室２１の各吸入域に導かれる。

前記プレッシャプレート１５に猛威された吸入ポート２
４はまたプレッシャプレート１５とサーブプレート１６
との接合面に直径方向に猛威されたバイパス路３０を介
して前記バイパス孔１４に連通されている。

一方前記プレッシャプレート１５に猛威された吐出ポー
ト２６はサブプレート１６に猛威された吐出路３１を介
してサブプレート１６とポンプ本体１０との間に猛威さ
れた圧力作用室３２に連通されている。

次に吐出流量を制御する流量制御弁３５について説明す
る。

前記ポンプ本体１０にはバイパス孔１４に交差する弁孔
３６が猛威されている。

弁孔３６にはバイパス孔１４を制御するスプール弁３７
が摺動可能に嵌装され弁孔３６を高圧圧力室３６ａと低
圧圧力室３６ｂに区画している。

弁孔３６の一端に猛威された高圧圧力室３６ａは主送出
通路３８を介して前記圧力作用室３２に連通される一方
主送出通路３８ならびにオリフィス３９を介して吐出口
４０にも連通されている。

弁孔３６の他端に猛威された低圧圧力室３６ｂは前記オ
リフィス３９の下流側に通孔４１，４２．４３を介して
連通され、スプール弁３７にはこの導入圧ならびにスプ
リング４４の撥力が作用するようになっている。

これによりオリフィス３９を介して吐出口４０より吐出
される油量は、オリフィス３９前後の圧力差が一定にな
るようにバイパス孔１４を制御するスプール弁３７によ
り常に一定に制御され、この一定油量が回路の動力舵取
装置に供給される。

なお、４５はスプール弁３７内に設けられた圧力逃し弁
である。

前記主送出通路３８にはさらにこれと並列的に副送出通
路５０が設けられている。

この副送出通路５０の途中には閉止弁体５２および弁子
５３よりなる閉止弁５１が設けられ、この副送出通路５
０を開閉制御する。

前記閉止弁体５２は２部材に分割され、その内部には弁
室５２ａが形成されている。

弁体はその弁室５２ａ内に弁子５３を内挿した状態で前
記弁孔３６内に嵌合されている。

前記弁室５２ａ内の弁子５３は貫通穴５２ｂより前記高
圧圧力室３６ａ内に突入するテーパ部５３ａおよびこの
貫通穴５２ｂより大径の当接部５３ｂを有している。

前記弁子５３と閉止弁体５２との間にはスプリング５４
が介挿されており、このスプリング５４の撥力によって
弁子５３は弁室５２ａより高圧圧力室３６ａに向かって
押圧され、その弁子５３の先端はスプール弁３７に当接
されている。

従って弁子５３は、スプール弁３７の動きに応じて貫通
穴５２ｂとテーパ部５３ａ間のスキマを変化させ、最後
に当接部５３ｂにて貫通穴５２ｂを閉止するようになっ
ている。

５４は連通孔である。

上記した構成において以下そのポンプ作用について説明
する。

自動車エンジンによって駆動軸１２とともにポンプロー
タ２０が回転駆動されると、ポンプ室２１の吸入域には
タンク２８より吸入孔２９、環状溝２７および吸入ポー
ト２３．２４を介して作動油が吸入され、ポンプ室２１
の吐出域で加圧された圧油は吐出ポート２６、吐出路３
１、圧力作用室３２、主送出通路３８、弁孔３６の高圧
圧力室３６ａおよびオリフィス３９を介して吐出口４０
より吐出され、動力舵取装置に供給される。

この際ポンプ室２１の吐出域より吐出される流量はポン
プロータ２０の回転数、すなわちエンジン回転数に比例
し、従ってエンジン回転数が上昇して吐出流量が増大す
ると、前記オリフィス３９の上流側すなわち高圧圧力室
３６ａ内の圧力が上昇し、これによりスプール弁３７が
スプリング４４の発句に抗して摺動しバイパス孔１４を
開口する。

これにより弁孔３６の一端を流れる圧油の一部がバイパ
ス孔１４にバイパスされ、このバイパス流はプレッシャ
プレート１５とサブプレート１６との間に形成されたバ
イパス路３０を介して前記吸入ポート２４に導かれ、ポ
ンプ室２１の吸入側へ直接還流される。

このようなスプール弁３７によるバイパス流の制御によ
りオリフィス３９の前後の圧力差が一定に保たれ、吐出
口４０より常に一定流量の圧油が吐出されるようになる
。

さらにロータ２０の回転数が増大するとバイパス流量を
増加させるべ（バイパス孔の開口面積を大きくするよう
スプール弁３７が移動し、このスプール弁３７と当接す
る弁子５３も一緒に移動する。

これにより貫通穴５２ｂとテーパ部５３ａとのスキマが
徐々に減少し、副送出通路５０の通過流量が漸減し、吐
出口４０からの流量も減少する。

貫通穴５２ｂが弁子５３によって完全に閉じられると、
副送出通路５０を通過する流量分だけ流量低下を来たし
、吐出口４０からは主送出通路３８を流れる流量分だけ
吐出される。

ここで第４図の流量−回転数特性線図を参照すると、ポ
ンプが規定の量の流体を吐出するまでは直線的に流量が
増大し、ａ点を越すと回転数が増加しても流量は一定に
保たれる。

このａ点においてはスプール弁３７の移動によりバイパ
ス孔１４が開き始めて余剰流体を吸入ポート２４に戻す
ようになる。

回転数の増加につれて余剰流体も増加するためバイパス
孔１４の開口面積を大きくするべく益々上方向に変位さ
れる。

したがってｂ点においては貫通穴５２ｂが弁子５３によ
って徐々に閉止されるので、副送出通路５０内の流量は
次第に減少する。

そして０点において貫通穴５０は閉止され、副送出通路
５０の流れはなくなる。

したがって吐出口４０を流れる流量は主送出通路３８を
通過する流量に等しくなり、回転数がさらに増大しても
ほぼこの状態に保たれる。

この場合各送出通路３８．５０のオリフィス３９および
閉止弁５１は夫々独立しており、この夫々の通路面積を
適宜選択することにより、各送出通路３８．５０の流量
割合を設定し、任意の制御特定を得ることができる。

前記したように本考案装置は、送出通路の途中に閉止弁
を設け、この閉止弁を流量制御弁のスプ−ル弁と連動し
てその開口面積を制御するようにしたものであるため、
ポンプの消費動力を少なくすることができる。

また、本考案装置は上記閉止弁を閉止弁体ならびに弁子
より構威し、これら弁体と弁子とを一対として前記スプ
ール弁の弁子へ組込むようにしたものであるため、閉止
弁の組付作業あるいは取外しが簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示すポンプ装置の縦断面図、
第２図、第３図は夫々第１図の■−■線および■−■線
矢視断面図、第４図は流量制御弁で制御された流量とポ
ンプ回転数との関係を表わした線図である。 １０・・・・・・ポンプ本体、１４・・・・・・バイパ
ス孔、２０・・・・・・ボンプロ・・・夕、２１・・曲
ポンプ室、２４・・・・・・吸入ポート、２６・・・・
・・吐出ポート、３５・・曲流量制御弁、３６・・・・
・・弁孔、３６ａ・・・・・・高圧圧力室、３６ｂ・・
・・・・低圧圧力室、３７・・・・・・スプール弁、３
８・・・・・・主送出通路、３９・・曲オリフィス、４
０・・・・・・吐出口、５０・・・・・・副送出通路、
５２・・・・・・閉止弁体、５３・・・・・・弁子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ポンプ本体と、このポンプ本体内に回転可能に収納され
   たポンプロータと、このポンプロータの回転により吸入
   サイクルを行うポンプ室に連通ずる吸入域と、前記ポン
   プロータの回転により吐出サイクルを行うポンプ室に連
   通ずる吐出域と、ポンプ余剰流体を吸入域に還流せしめ
   るバイパス孔と、このバイパス孔の一端が開口して前記
   吐出域と連通関係を有する弁孔と、この弁孔に摺動自在
   に嵌合し前記バイパス孔の開口を常時は閉止すべくスプ
   リングにより押圧されたスプール弁と、このスプール弁
   をスプリング押圧力に抗して移動せしめるべく吐出域排
   出圧を導入せしめる前記弁孔一端の高圧圧力室と、前記
   弁孔内に嵌合支持されかつ弁室およびこの弁室を前記高
   圧圧力室に連通ずる貫通穴を有する閉止弁体と、一端を
   前記弁室ならびに貫通穴を介して前記高圧圧力室と連通
   し他端を吐出口に連通した送出通路と、前記貫通穴にて
   圧力降下した低圧を導入する前記弁孔他端の低圧圧力室
   と、前記貫通穴より大径の当接部を有し先端を前記貫通
   穴内に挿入してこの貫通穴との間で絞りを構成する弁子
   と、この弁子を前記弁室側より高圧圧力室に向かって押
   圧してその先端を前記スプール弁に当接するスプリング
   とを設けたことを特徴とするポンプ装置。