JPS6244157Y2

JPS6244157Y2 -

Info

Publication number: JPS6244157Y2
Application number: JP1983053741U
Authority: JP
Priority date: 1983-04-11
Filing date: 1983-04-11
Publication date: 1987-11-19
Also published as: JPS59159793U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は可変容量型のベーンポンプに関し、と
りわけ、ベーンを支持するロータがカムリングの
内周内に収納され、このカムリングをポンプ吐出
流路より導入した油圧に応じて作動するアクチユ
エータで回動することにより、前記カムリング内
周と前記ロータとの偏心量を変化させて、ロータ
の回転数に対するポンプの吐出量を制御する可変
容量型ベーンポンプに関する。

従来、この種の可変容量型ベーンポンプとして
は、実公昭51−29523号に示されたようなものが
ある。この従来の可変容量型ベーンポンプは、ア
クチユエータとしてポンプの吐出圧で直接にピス
トンが作動されるシリンダ装置を用いてある。そ
して、前記ピストンの移動量をカムリングの回動
量に変換することにより、ポンプの吐出量が単に
吐出圧のみで制御されるようになつている。この
ため、前記可変容量型ベーンポンプを自動車のパ
ワーステアリング用油圧ポンプとして用いた場合
は、かかる可変容量型ベーンポンプが吐出流量に
関係なく吐出圧のみで制御され、ステアリングの
据切時にあつてパワーステアリングのコントロー
ルバルブが液路を閉じた場合、吐出通路内の圧力
が高くなつてカムリングを流量減少方向に回動
し、必要な吐出流量が得られなくなつてしまう。

更に、前記可変容量型ベーンポンプの要部を、
第１図に概略的に示すと、１はベーン２を支持す
るロータ、３は該ロータ１を収納するカムリング
で、このカムリング３は内周３ａ、外周３ｂが偏
心して形成され、かつ、該内周３ａ内にこの内周
３ａと偏心して前記ロータ１が収納されている。
そして、前記カムリング３がその外周３ｂの中心
点O₁を中心として回動することにより、前記内
周３ａの中心点O₂と前記ロータ１の中心点O₃と
の偏心量が変化されるようになつている。４は吸
入ポート、５は吐出ポートである。そして、吸入
ポート４からロータ１、内周３ａ間の空間Ｓに導
入された作動流体は、前記ロータ１と共にベーン
２が回転することにより加圧されて吐出ポート５
から排出される。従つて、該吐出ポート５部分の
前記空間Ｓ内には加圧された吐出圧が作用し、こ
のときの作用圧は前記内周３ａに外径方向の荷重
として働く。このときの荷重合力Ｆは吐出圧が作
用する部分における前記内周３ａの中間点Ｐを通
る法線Ｑ上に作用する。つまり、該法線Ｑは内周
３ａの中心点O₂を通るため、該中心点O₂と前記
中間点Ｐを通る直線上に前記荷重合力Ｆが作用す
ることになる。

しかしながら、前記カムリング３は内周３ａの
中心点O₂と外周３ｂの中心点O₁とが偏心しいる
ため、前記荷重合力Ｆの作用線Ｑが通常前記外周
中心点O₁を通過しない構造となつていた。（尚、
前記作用線Ｑが外周中心点O₁を通過する場もあ
る。）このため、前記外周中心点O₁に対して荷重
合力Ｆがモーメントとして働き、このモーメント
によつてカムリング３が回動される。

このため、前記シリンダ装置でカムリング３を
所定の回動位置に調節しようとしても、前記モー
メントによつてカムリング３の回動位置がずれて
しまい、正確なポンプの流量制御ができなくなつ
てしまうという問題点があつた。

本考案はかかる従来の問題点に鑑みて、ポンプ
の吐出通路にオリフイスを設け、このオリフイス
の前後差圧に応じてカムリングの回動量を制御す
ると共に、前記オリフイスを可変タイプとするこ
とにより該オリフイスの前後差圧を微調整して、
カムリングに吐出圧によるモーメントが作用して
も該カムリングの回動量を補正するようにした可
変容量型ベーンポンプを提供することを目的とす
る。

以下、本考案の実施例を図に基づいて詳細に説
明する。

即ち、第２図は本考案の一実施例を示す可変容
量型のベーンポンプ１０で、自動車のパワーステ
アリングの油圧ポンプとして用いる場合に例をと
つて述べると、１１は図外のシヤフトを介してハ
ウジング１２に回転自在に支持されたロータで、
このロータ１１には径方向に延び外側に開放され
る複数のスリツト１１ａが形成され、このスリツ
ト１１ａ内に夫々ベーン１３が摺動自在に嵌装さ
れ、かつ、該ベーン１３の外径端部が前記ロータ
１１より突出して放射状に配置されている。そし
て、前記ロータ１１は、内周１４ａ、外周１４ｂ
が互いに偏心したカムリング１４の前記内周１４
ａ内に偏心して収納され、該内周１４ａと前記ロ
ータ１１との間に空間Ｓを形成している。従つ
て、該空間Ｓは、内周１４ａとロータ１１が偏心
していることにより径方向の幅が周方向の角度に
よつて徐々に異なつている。ところで、前記カム
リング１４はこれの外周１４ｂに沿つてハウジン
グ１２に形成された嵌合孔１２ａ内に回動可能に
嵌合され、アクチユエータとしてのシリンダ装置
１５によつて前記カムリング１４が回動されるよ
うになつている。該シリンダ装置１５は前記ハウ
ジング１２に一体に組み込まれており、前記嵌合
孔１２ａと開口部１２ｂによつて中間部分が連通
するシリンダ１６を設け、このシリンダ１６内に
ピストン１７が摺動可能に密接して嵌装されてい
る。このピストン１７はピストンロツド１７ａの
両端部に第１、第２ピストン１７ｂ，１７ｃが固
設されることによつて構成され、そして、前記ピ
ストンロツド１７ａが前記開口部１２ｂに位置す
るようになつている。前記シリンダ１６の両端は
閉止されており、これら閉止端と前記第１ピスト
ン１７ｂとの間を第１シリンダ室１８ａ、前記第
２ピストン１７ｃとの間を第２シリンダ室１８ｂ
とし、前記第１シリンダ室１８ａ内にはリターン
スプリング１９が配置され、ピストン１７を第２
シリンダ室１８ｂ方向へ付勢してある。また、前
記カムリング１４の外周１４ｂには前記開口部１
２ｂから突出する突起２０が形成される一方、前
記ピストン１７のピストンロツド１７ａには前記
突起２０と係合する係合部２１が形成され、前記
ピストン１７の移動量が前記突起２０、係合部２
１を介して前記カムリング１４の回動量に変換さ
れるようになつている。ところで、前記ハウジン
グ１２のロータ１１およびカムリング１４の一側
面（図中裏側）が摺接する側には、互いに径方向
で対向して前記空間ｓに連通する吸入ポート２２
および吐出ポート２３が形成され、吸入ポート２
２から空間Ｓ内に導入された作動液を、ロータ１
１と共にベーン１３がカムリング１４の内周１４
ａに密接して回転することによつて加圧し、前記
吐出ポート２３から負荷としてのコントロールバ
ルブ２４に供給するようになつている。そして、
前記吐出ポート２３と前記コントロールバルブ２
４とを接続する吐出通路２５中に可変オリフイス
３０を設け、この可変オリフイス３０の後流側圧
力を第１通路２６を介して前記第１シリンダ室１
８ａ内に供給し、かつ、前記可変オリフイス３０
の前流側圧力を第２通路２７を介して前記第２シ
リンダ室１８ｂ内に供給することにより、前記可
変オリフイス３０の前後差圧で前記ピストン１７
を駆動するようにしてある。即ち、該ピストン１
７は均衡状態にあるときは、リターンスプリング
１９の付勢力および可変オリフイス３０の後流側
圧力との合力と、可変オリフイス３０の前流側圧
力とが均り合つた位置にあり、可変オリフイス３
０の後流側圧力が均衡状態より高くなつたときは
ピストン１７を第２シリンダ室１８ｂ方向へ移動
させ、逆に可変オリフイス３０の前流側圧力が高
くなつたときはピストン１７を第１シリンダ室１
８ａ方向へ移動させるようになつている。

第３図は前記可変オリフイス３０の詳細断面図
を示し、ハウジング３１内に形成されたシリンダ
室３２には、前記吐出ポート２３に連通される導
入口３３および前記コントロールバルブ２４に連
通される排出口３４が軸方向に離れて形成されて
いる。また、前記シリンダ室３２内には前記導入
口３３と前記排出口３４との間に位置して可動ピ
ストン３５が摺動可能に嵌装されており、この可
動ピストン３５によつて前記シリンダ室３２が導
入側シリンダ室３２ａと排出側シリンダ室３２ｂ
とに隔成されている。前記可動ピストン３５の中
央部には前記導入側シリンダ室３２ａと排出側シ
リンダ室３２ｂとを連通する連通口３６が形成さ
れる一方、前記排出側シリンダ室３２ｂ内には前
記ハウジング３１に固定され、かつ、前記連通口
３６を指向して突出する針弁３７が設けられてい
る。この針弁３７の先端には円錐体３７ａが形成
される一方、前記連通口３６の排出側シリンダ室
３２ｂ方向には、前記円錐体３７ａの外側形状に
沿つたテーパ部３６ａが形成され、このテーパ部
３６ａと前記円錐体３７ａ外側との間で絞り部３
８が形成され、この絞り部３８によつて実質上の
オリフイス機能がなされる。３９は可動ピストン
３５を導入側シリンダ室３２ａ方向へ付勢するス
プリング、４０は導入側シリンダ室３２ａ内容積
を確保するためのストツパー、４１は可動ピスト
ン３５、針弁３７等のシリンダ室３２内に収納さ
れる部品の組付用開口３２ｃを閉止するプラグで
ある。

以上の構成により、かかる可変容量型ベーンポ
ンプ１０の作動時における可変容量機能は、可変
オリフイス３０の前後差圧に応じて作動するシリ
ンダ装置１５により、カムリング１４が回動され
ることによつて行なわれる。即ち、カムリング１
４はその外周１４ｂがハウジング１２に嵌合、支
持されており、該カムリング１４を回動するとこ
のカムリング１４は外周１４ｂの中心点O₁を中
心として回動する。このとき、カムリング１４の
内周１４ａの中心点O₂は前記外周中心点O₁と偏
心しているため、該内周１４ａと前記ロータ１１
との偏心量が変化し、つまり、吸入ポート２２、
吐出ポート２３に位置する空間Ｓの径方向幅が変
化することによりポンプ吐出量が変化される。即
ち、本実施例にあつてはロータ１１が時計回りに
回転しており、前記カムリング１４を時計回りに
回動するとポンプ吐出量を増大させる一方、該カ
ムリング１４を反時計回りに回動するとポンプ吐
出量を減少させる方向に機能する。このとき、前
述したようにカムリング１４を回動調節するシリ
ンダ装置１５を、吐出通路２５に設けられた可変
オリフイス３０の前後差圧で作動するようにした
ので、該シリンダ装置１５は前記前後差圧が一定
となるようにカムリング１４を回動調節するた
め、常に略一定の吐出量が確保されることにな
る。

ところで、このように可変オリフイス３０の前
後差圧で吐出量制御を行なうにしても、前記従来
例で述べたようにカムリング１４の内、外周１４
ａ，１４ｂが偏心しているために、吐出圧によつ
て該カムリング１４を回動しようとするモーメン
トが同様に作用する。即ち、本実施例における可
変容量型ベーンポンプ１０は、第４図に示すよう
に吐出ポート２３周方向の略中間部に位置する内
周１４ａの法線Ｑ（内周中心点O₂を通る）上に
荷重合力Ｆが作用するのであるが、この荷重合力
Ｆの作用線（前記法線Ｑと一致）は外周１４ｂの
中心点O₁を通るとは限らない。従つて、前記作
用線Ｑが外周中心点O₁より図示するように右側
に位置するようなカムリング１４の回動位置にあ
つては、外周中心点O₁に対して該カムリング１
４を反時計回りに回動しようとするモーメントが
働き、逆に前記作用線Ｑが外周１４ｂの中心点
O₁より図中左側に位置した場合は、該カムリン
グ１４を時計回りに回動しようとするモーメント
が働き、カムリング１４を所定の回動位置よりず
れた位置でバランスさせようとする。ところが、
本実施例にあつてはシリンダ装置１５の第１、第
２シリンダ室１８ａ，１８ｂに導入する差圧を可
変オリフイス３０によつて発生させ、この可変オ
リフイス３０の開口面積が変化することによつて
前記モーメントによるカムリング１４のずれを補
正する。つまり、カムリング１４が前記モーメン
トによつて正規の位置よりずれて、目的とするポ
ンプ吐出量が増加又は減少した場合、前記可変オ
リフイス３０の前後差圧が変化する。たとえば、
カムリング１４が時計回りにずれてポンプ吐出量
が増大した場合、可変オリフイス３０の導入側シ
リンダ室３２ａ内圧力が、排出側シリンダ室３２
ｂに比べて上昇する。すると、可動ピストン３５
がスプリング３９の付勢力に逆つて排出側シリン
ダ室３２ｂ方向に移動し、絞り部３８の開口面積
を小さくし、可変オリフイス３０前流側の圧力を
更に高くする。その結果、第２通路２７を介して
可変オリフイス３０前流側の高い圧力が第２シリ
ンダ室１８ｂ内に導入され、ピストン１７を第１
シリンダ室１８ａ方向に移動してカムリング１４
を反時計回りに回動し、該カムリング１４の前記
モーメントによるずれ分を補正する。

次に、これとは逆にカムリング１４が反時計回
りにずれてポンプ吐出量が減少した場合は、可変
オリフイス３０の後流側圧力が高くなり、可動ピ
ストン３５を導入側シリンダ室３２ａ方向に移動
して前記絞り部３８の開口面積を大きくし、可変
オリフイス３０後流側の圧力を高くする。する
と、この高くなつた後流側圧力が第１通路２６を
介して第１シリンダ室１８ａ内に導入され、ピス
トン１７を第２シリンダ室１８ｂ方向に移動して
カムリング１４を時計回りに回動し、該カムリン
グ１４のずれ量を補正する。従つて、このように
可変オリフイス３０によつてカムリング１４のモ
ーメントによるずれを補正することができるた
め、カムリング１４の回動位置、つまりエンジン
の回転数の高低にかかわりなく目的とする一定の
ポンプ吐出量を確実に得ることができる。

尚、前記可変オリフイス３０の絞り部３８の開
口面積は、可動ピストン３５を導入側シリンダ室
３２ａ方向に付勢するスプリング３９の付勢力に
よつて決定され、前記荷重合力Ｆの作用線Ｑが外
周１４ｂの中心線O₁を通るとき、つまりカムリ
ング１４にこれを回動させるモーメントが働かな
いときに、前記絞り部３８の開口面積が基準とな
る所定の面積となるように設定してある。

第５図は可変オリフイスの他の実施例を示し、
前記実施例と同一構成部分には同一符号を付して
述べる。

即ち、この実施例にあつては可動ピストン３５
に形成された連通口３６を全長に亘つて同一径に
形成し、針弁３７の先端部には段差部３７ｂをも
つて前記連通口３６に遊嵌される小径部３７ｃを
形成してある。従つて、この可変オリフイス３０
ａにあつては、前記連通口３６の排出側シリンダ
室３２ｂ側周縁と前記段差部３７ｂとの間に絞り
部３８が形成されるようになつている。

尚、可変オリフイス３０，３０ａは可動ピスト
ン３５と針弁３７とが当接した状態にあつても、
導入側シリンダ室３２ａと排出側シリンダ室３２
ｂとを必要最少限の開口面積をもつて連通する図
外のバイパス通路が形成されている。

ところで、前記可変オリフイス３０，３０ａは
ハウジング３１側に固定された針弁３７に対し、
導入側シリンダ室３２ａ、排出側シリンダ室３２
ｂ両者を連通する連通口３６が可動ピストン３５
に形成され、該連通口３６が移動することによつ
て絞り部３８の開口面積が変化するものを開示し
たが、これに限ることなく連通口をハウジング３
６側に固定し、該連通口に対して移動するスプー
ルを設けることにより、該スプールと連通口との
間に絞り部を形成するようにしたものでもよく、
要するに前後差圧の変動に応じてオリフイスの開
口面積が変化するものであればよい。

更に、カムリング１４を回動するにあたつて、
内周１４ａに対し偏心した外周１４ｂを形成し、
この外周１４ｂをハウジング１２の嵌合孔１２ａ
で回動自在に支持することによつて、前記カムリ
ング１４が前記内周１４ａの中心点O₂から外れ
た中心点O₁を中心に回動されるようになつてい
るが、このように前記外周１４ｂによつて回動の
中心点O₁を決定することなく、他の機構を用い
てカムリング１４を内周１４ａの中心点O₂から
外れた点を中心として回動させるようにしたもの
でもよい。

また、本実施例にあつてはアクチユエータとし
てシリンダ装置１５を用いたものを開示したが、
これに限ることなくソレノイド等の他の機構によ
つてアクチユエータとしたものでもよい。

以上説明したように本考案は、複数のベーンを
放射状かつ摺動自在に支持するロータと、このロ
ータを内周内に偏心して収納し該内周中心から外
れた点を中心として回動するカムリングと、この
カムリングを回動調節するアクチユエータとを備
え、該アクチユエータによつて前記カムリングを
回動することにより、カムリング内周とロータと
の偏心量を変化させて、ロータの回転数に対する
ポンプの吐出量を制御する可変容量型ベーンポン
プにおいて、ポンプの吐出通路にオリフイスを設
け、このオリフイスの前後差圧によつて前記アク
チユエータを作動させたことにより、該アクチユ
エータは前記カムリングを前記オリフイスの前後
差圧が一定となるように回動調節するため、常に
略一定の吐出量が得られるように制御される。ま
た、前記オリフイスとしてこれの前後差圧に応じ
て絞り部の差圧大のときに小さくなる一方、差圧
小のときに大きくなるように変化する可変オリフ
イスを用いたことにより、カムリングが、これの
回動中心と前記内周中心とが偏心しているために
吐出圧によつて生ずるモーメントで目的とする回
動位置からずれて、得ようとする吐出量に変化を
生じた場合、前記可変オリフイスによつてこの可
変オリフイスの前後差圧を変化させ、もつて、前
記カムリングの回動位置を目的位置に補正する。
従つて、ポンプ吐出量を高精度でもつて制御する
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可変容量型ベーンポンプの要部
を示す概略構成図、第２図は本考案の可変容量型
ベーンポンプの一実施例を示す断面図、第３図は
本考案の可変容量型ベーンポンプに用いられる可
変オリフイスの断面図、第４図は本考案の可変容
量型ベーンポンプの要部を示す概略構成図、第５
図は本考案に用いられる可変オリフイスの他の実
施例を示す断面図である。１０……可変容量型ベーンポンプ、１１……ロ
ータ、１２……ハウジング、１３……ベーン、１
４……カムリング、１４ａ……内周、１４ｂ……
外周、１５……シリンダ装置（アクチユエー
タ）、２５……吐出装置、３０，３０ａ……可変
オリフイス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

複数のベーンを放射状かつ摺動自在に支持する
ロータと、このロータを内周内に偏心して収納し
該内周中心から外れた点を中心として回動するカ
ムリングと、このカムリングを回動調節するアク
チユエータとを備え、該アクチユエータによつて
前記カムリングを回動することにより、カムリン
グ内周とロータとの偏心量を変化させて、ロータ
の回転数に対するポンプの吐出量を制御する可変
容量型ベーンポンプにおいて、ポンプの吐出通路
にオリフイスを設け、このオリフイスの前後差圧
によつて前記アクチユエータを作動させると共
に、前記オリフイスとしてこれの前後差圧に応じ
て開口面積が、差圧大のときに小さくなる一方、
差圧小のときに大きくなるように変化する可変オ
リフイスを用いたことを特徴とする可変容量型ベ
ーンポンプ。