JPS6016793Y2 - 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に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ンジン出力に大き
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、バイパス孔を開閉制御する流量制御弁のスプール弁
上にテーパ部、円筒部ならびに受圧部を形成し、このス
プール弁が変位するに従って前記テーバ部によりバイパ
ス孔へ至る開口面積を変化させて、前記受圧部に作用す
る動力をより大きくシ、これによりスプール弁をさらに
バイパス孔を大きく開く方向に移動させてバイパス孔へ
流入する流量をさらに増加させ、ポンプ吐出流量をポン
プロータの高速回転域で減少させるようにしたものであ
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には自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
同心的に形成したバイパス孔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ープレート１５とサブブ
レーク１６が嵌合されている。

プレッシャープレート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。

プレッシャープレート１５と前記支持部材１１の側壁１
１ａ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１
１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が形成され、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１８００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Ｒ２０ａが形
成され、これら放射溝２０ａにカムリング１７のカム面
１７ａに接触するベーン２２が放射方向に摺動可能に嵌
装されており、これらベーン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がそれぞれ形成され、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に形成された環
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ｉ’２３ｔ２４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に形成された吸入ポート２
４はまたプレッシャプレート１５とサブプレート１６と
の接合面に直径方向に形成されたバイパス路ｑＯ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に形成された吐出ポー
ト２６はサブプレート１６に形成された吐出路３１を介
してサブプレート１６とポンプ本体１０との間に形成さ
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が形成されている。

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の下端に形成された高圧圧力室３６ａは主送出
通路−８＠介して前記圧力作用室３２が連通される一方
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の他端に形成された低圧圧力室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、この一定油量が図略の動力舵取
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。

前記スプール弁３７はその一端に前記バイパス通路側に
近づくに従って次第に径を太くしたテーパ部３７ａが形
成され、せらにこのテーパ部３７ａと連続する円筒部３
７ｂおよびこの円筒部３７ｂより直径の大なる受圧部３
７ｃが形成されている。

この円筒部３７ｂは前記弁孔３６内に嵌着されたスリー
ブ４６と嵌合し、バイパス孔１４への流路を開閉制御す
るようになっている。

４７および４８は連通穴である。

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の発力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
増加させるべくスプール弁３７が移動し、テーパ部３７
ａとスリーブ４６内面間のスキマが大きくなる。

これにより今までより多量の流体がバイパス孔１４へ流
出し、受圧部３７ｃの端面へ作用する動圧がこの流量増
加分に見合った分だけ増大する。

これによりスプール弁３７はさらに移動し、バイパス孔
１４への流体の流出量が増加され、吐出口４０からの吐
出流量は減少される。

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点においてその吐出流量は頭打ちとなる。

ａ点を越すと、スリーブ４６とテーパ部３７ａ間のスキ
マが大きくなってバイパス孔１４への流量が増大し、受
圧部３７ｃの端面に作用する動圧の影響が著じるしくな
る。

この動圧はスリーブ４６とテーパ部３７ａとのスキマの
増大に伴って大きくなる傾向にあるためスプール弁３７
の移動が助長される。

これによりさらにバイパス孔１４への流体が増加され、
吐出口４０からの吐出流量は減少される。

前記したように本考案のポンプ装置は、ポンプ吐出量を
ポンプロータの高速回転域で減少させるようにしたもの
であるため、ポンプの消費動力を少くすることができる
利点を有する。

また本考案装置は、スプール弁上に、高圧圧力室内に突
入しかつバイパス孔側へ行くに従って次第に径を太くし
たテーパ部と、このテーパ部と連結し前記弁孔もしくは
これと一体部分と嵌合してバイパス孔への流路を開閉制
御する円筒部と、この円筒部の外周面に対してほぼ垂直
方向に突設形成され前記円筒部と弁孔間を通過する流体
と衝突する受圧部とを形成した構成であるため、スリー
ブとテーパ部間のスキマより流出した圧力流体は、円筒
部に案内されながらこの円筒面に沿って真直ぐに流出し
、そしてこの円筒面に対してほぼ垂直に突設された受圧
部に衝突させることができ、しかもスプール弁の移動に
伴って前記スキマからの流出量が除々に増加するため、
前記受圧面に衝突する流体の量も増し、受圧面に対して
より大きな動圧を作用させることができ、スプール弁の
形状に若干の改良を加えるだけの簡単な構成によってポ
ンプの高速回転域において確実にバイパス流量を増加さ
せ、これによってポンプの高速回転域においてポンプ吐
出量を効果的に減少させることが利点を有する。

【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・・・・・・ポンプロータ、２１・・・・・
・ポンプ室、２４・・・・・・吸入ポート、２６・・・
・・・吐出ポート、３５・・・・・・流量制御弁、３６
・・・・・・弁孔、３７・・・・・・スプール弁、３７
ａ・・・・・・テーパ部、３７ｂ・・・・・・円筒部、
３７ｃ・・・・・・受圧部、３８・・・・・・主送出通
路、３９・・・・・・オリフィス、４０・・・・・・吐
出口。

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、この吐出域と吐出口とを連通ずるオリ
   フィスを有する主送出通路と、この主送出通路内の流れ
   を調整すべく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、前記オリフ
   ィスにて圧力下降した低圧を導入せしめる前記弁孔他端
   の低圧圧力室と、前記高圧圧力室内に突入しかつ前記バ
   イパス孔側へ行くに従って次第に径を太くした前記スプ
   ール弁上のテーパ部と、このテーパ部と連続し前記弁孔
   もしくはこれと一体部分と嵌合してバイパス孔への流路
   を開閉制御する前記スプール弁上の円筒部と、この円筒
   部の外周面に対してほぼ垂直方向に突設形成され前記円
   筒部と弁孔間を通過する流体と衝突する前記スプール弁
   上の受圧部とを設けたことを特徴とするポンプ装置。