JPH041195B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は可変容量ポンプに関するもので、例え
ばパワーステアリング装置等の油圧源として用い
て有効である。

（従来技術） 従来のポンプがパワーステアリング装置の油圧
源として用いられた場合、ステアリング操作時、
つまりその油圧源であるポンプに高負荷がかかる
時にあつては、その負荷に応じて高圧の作動油の
供給が要求される。ところが、前記以外の時、例
えば車輌が停車あるいは直進している時において
は、ポンプからの作動油の供給は不必要であるた
め、ポンプ作動油はオイルタンクに単にもどして
いた。つまりポンプに負荷がかからない時におい
ても、ポンプは常に一定の吐出量の作用油を吐出
しており、そのために無駄なエネルギーを使用す
るという結果をまねいていた。

（発明の目的） 本発明の上記の点に鑑みて、ポンプに負荷がか
かつていない時、つまりポンプから吐出される作
動流体の吐出圧が低い時において、吐出量を減ら
し、ポンプに負荷のかからない時の必要動力を低
減する可変容量ポンプを提供することを目的とす
る。

そこで、本発明は以下に述べる第１制御装置ａ
及び第２制御装置ｂをポンプのガイドリング４を
挟んで相対向するように設けたことにより上記目
的を達成するものである。

第１制御装置ａは、ポンプ室から吐出される作
動流体の吐出圧を受ける第１制御油圧室４６と、
前記第１制御油圧室に油密的に摺動可能に収納さ
れた補助ピストン４２と、前記補助ピストンを貫
通して設けられ、且つ第１制御油圧室の圧力を受
ける端面を有するロツド部材４３と、前記補助ピ
ストンに支持された第１スプリング４７と、この
第１スプリングによつてガイドリングに当接する
第１制御ピストン４０とから構成されている。そ
して、この第１制御装置は、ポンプからの吐出圧
に応じて、ハウジングに内蔵されて回転するロー
タ２と、ロータの外周に設けられたガイドリング
４との中心の距離、すなわち偏心量ｅを大きくす
る制御を行なう。

第２制御装置ｂは、ポンプ室から吐出される作
動流体の吐出圧を受ける第２制御油圧室５７と、
前記第２制御油圧室内に収納、且つ支持された第
２スプリング５６と、第２スプリングの付勢力を
受け、かつ第２制御油圧室の圧力を受ける端面を
有する第２制御ピストン５０から構成されてい
る。この第２制御装置は、ポンプからの吐出圧に
応じて、前記偏心量ｅを小さくする制御を行な
う。

なお、前記第１制御装置ａのロツド部材４３の
受圧端面S₁は、前記第２制御装置ｂの第２制御ピ
ストン５０の受圧端面S₂より小面積である。ま
た、前記第２スプリング５６のバネ定数K₂は第
１スプリング４７のバネ定数K₁より大に設定さ
れている。

（実施例） 次に本発明の一実施例を第１図面に基づいて説
明する。

この実施例は可変容量ポンプであるラジアルプ
ランジヤポンプをパワーステアリング装置の油圧
源として使用する場合の実施例であり、第１図は
前述の使用例のラジアルプランジヤポンプの部分
断面図である。

１はポンプの外形を形成するハウジングで、２
はハウジング１に内蔵されて外部動力を受けてＯ
を中心に回転するロータである。ロータ２には放
射状に配列された７個のシリンダ孔２１が穿設さ
れており、このシリンダ孔２１のそれぞれにはシ
リンダスプリング２２によつて中心Ｏより外方に
付勢されたプランジヤ３が油密的にかつ摺動自在
に挿入れている。またロータ２の内部にはシリン
ダ孔２１とプランジヤ３によつて形成されるポン
プ室２３と連通する流体通路２４がプランジヤの
数だけ穿設されている。この流体通路２４は、ロ
ータ２に設けられたプランジヤ３が第１図の回転
中心Ｏより上半分にくる吐出工程においては、図
示しない切り換え弁により吐出口１１と連通す
る。またプランジヤ３が回転中心Ｏより下半分に
くる吸入工程においては図示しない切り変え弁に
より吸入口１２と連通される。なお、吸入口１２
はオイルタンク１００と連通して作動を油を吸入
する。

一方、ロータ２の外周には内リング４ａ、外リ
ング４ｂ、鋼球４ｃとからなるガイドリング４が
設けられており、内リング４ａの内周にはプラン
ジヤ３の外方先端が当接してほぼロータ２と同じ
速度で回転する。また外リング４ｂはハウジング
１と当接して回転しないように設けられている。
ここでO′はガイドリング４の中心であり、ロー
タ２の中心Ｏに対して偏心量ｅだけ偏心して設け
られている。

また、ガイドリング４の図中右側のハウジング
１には、ガイドリングン４の偏心量ｅを大きくす
るように制御する第１制御装置ａが設けられてお
り、その第１ピストン４０がハウジング１の第１
挿入穴１３に摺動可能に挿入されている。その第
１ピストン４０の一端にはガイドリング４の外リ
ング４ｂところがり接触する第１ローラー４１が
設けられている。さらに第１挿入穴１３の右側に
は第１制御穴１４が設けられており、その内部に
は補助ピストン４２が油密を保ち、かつ摺動自在
に挿入されている。前記第１挿入穴１３と第１制
御穴１４の間のハウジング１には段差部１５が形
成されている。この段差部１５は補助ピストン４
２のストツパーの役割をはたしている。補助ピス
トン４２の中央に設けられた穴にはロツド部材で
あるロツドピストン４３が挿入されている。この
ロツドピストン４３は以下に述べる第１制御油圧
室４６の作動油圧を受ける受圧端面４３ａが形成
されている。このロツドピストン４３の一端には
組付け時の抜け防止用のサークリツプ４３ｂが設
けられている。第１制御穴１４の一端には、中央
に第１圧力導入口４４ａの設けられた第１ニツプ
ル４４が、ワツシヤ４５を介して螺合されてい
る。また補助ピストン４２と第１ニツプル４４に
よつて囲まれる空間は第１制御油圧室４６を形成
し、この第１制御油圧室４６は吐出口１１より分
岐したパイロツト連通路１８ａを経て作動流体の
吐出圧力が導かれる。第１スプリング４７は補助
ピストン４２が支持されて、第１ピストン４０を
図中左側に付勢する。なお、９１はドレン孔でオ
イルタンク１００と連通している。

一方、図中左側に設けられたハウジング１の第
２挿入穴１６には第２制御装置ｂの制御第２シリ
ンダ５１が圧入されており、その制御シリンダ５
１の中央穴には第２制御ピストン５０が油密を保
ち、かつ摺動自在に挿入されている。この第２制
御ピストン５０の一端には、以下に述べる第２制
御油圧室５７の圧力を受ける受圧端面５０ａが形
成されている。この受圧端面５７ａは前記第１制
御装置ａのロツドピストン４０の受圧端面４３ａ
より大面積である。またこの第２制御ピストン５
０の他端にはガイドリング４ところがり接触する
第２ロータ５２が設けられている。さらに、ハウ
ジング１に設けられた第２制御穴１７の一端に
は、中央に第２圧力導入口５３ａを有する第２ニ
ツプル５３がワツシヤ５４を介して螺合されてい
る。この第２ニツプル５３と第２制御穴１７によ
つて第２制御油圧室５７が形成される。この第２
制御油圧室５７には、スプリング座５５および第
２スプリング５６が設けられている。この第２ス
プリング５６は第２ニツプル５３に支持され、図
中右側へスプリング座５５を付勢する。またスプ
リング座５５の中央には圧力路５５ａが設けられ
ており、この圧力路５５ａを経て第２制御ピスト
ン５０の受圧端面５７ａに作動油圧が導かれる。
なお、第２制御油圧５７は吐出口１１より分岐し
た連通路１８ｂを介して作動流体の吐出圧力が導
かれている。

以上述べた図中左側に設けられた装置を第２制
御装置ｂと呼ぶ。さらに上述可変容量ポンプの吐
出口１１より吐出された作動流体は吐出連通路１
８を経てパワーステアリング装置に供給される。

なお、このパワーステアリング装置はステアリ
ング１０１、コントロールバルブ１０２、パワー
ピストン１０３、パワーシリンダ１２０、ラツク
１０５から構成されており、ステアリングホイー
ル１０１を回転するとコントロールバルブ１０２
が作動し、パワーシリンダ１２０内の空間１０４
あるいは空間１２１のどちらかが吐出口１１と連
通されることとなる。このとき、他方の空間はオ
イルタンク１００と連通する構造である。また、
作動流体がパワーシリンダ１２０に供給されない
ときは、オイルタンク１００にドレンされる通路
が設けられている。

次に上述の構成に基づいて実施例の作動につい
て説明する。

第２図乃至第４図は作動を説明するのに供する
要部概略図、第５図、第６図は作動を説明するに
供する特性図である。

まず、第１制御装置ａの補助ピストン４２の段
差部１５までの距離を第１距離X₁、第２制御装
置ｂのスプリング座５５と制御シリンダ５１まで
の距離を第２距離X₂とする。またハウジング１
内のガイドリング４とロータとの最大偏心量をｅ
（max）とする。

第２図は、ポンプの起動開始前、あるいはポン
プから吐出される作動油の吐出圧の最も低い状
態、つまりパワーステアリング装置のステアリン
グ１０１が操作されず、ポンプに負荷がかかつて
いない状態を示す。この時、パイロツト連通路１
８ａ，１８ｂを通つて作動油の圧力を受ける第１
制御油圧室４６、第２制御油圧室５７は、圧力が
低い状態にある。このため、第１制御装置ａによ
つて発生する作動力は小さく、第２制御装置ｂの
第２スプリング５６の付勢力の方が大きい。した
がつて、スプリング座５５が制御シリンダ５１に
当接する。そしてガイドリング４はロータ２の中
心に対して最大偏心量ｅ（max）の半分だけ偏心
し、ポンプは最大吐出量の半分の吐出量で運転さ
れる。このとき、第１距離X₁は第１スプリング
４７の自由長にて決まる距離、例えば1/2・ｅ
（max）であり、第２距離X₂はゼロである。これ
は第５図、第６図のα点に相当する。

そして、上述の状態からパワーステアリング装
置のステアリング１０１を操作するとポンプに負
荷がかかり、次第に吐出圧Ｐが増加する時につい
て説明する。

この時は、面積が比較的大きい補助ピストン４
２は、第１制御油圧室４６の圧力を受けて第２図
中下方向に移動を開始する。これに伴つて、補助
ピストン４２の中央に設けられたロツドピストン
４３も移動する。すると、第１スプリング４７の
セツト荷重が大きくなり、その付勢力を受ける第
１制御ピストン４０は第２図中下方向の付勢力を
受ける。そして、第１スプリング４７の荷重が第
２スプリング５６のセツト荷重より大きくなる
と、第１制御ピストン４０が移動を開始する。つ
まり前述偏心量が1/2・ｅ（max）からｅ（max）
まで増加し、ポンプの吐出量Ｑが増加する。そし
て、補助ピストン４２は、段差部１５に当接する
まで移動する。第１制御装置ａのロツドピストン
４３の一端が第１制御ピストン４０と当接する。
このとき、第３図に示すように前述偏心量が最大
（ｅ（max））となり、ポンプからの吐出量Ｑも最
大となる。このとき、第１距離X₁はゼロ、第２
距離は1/2・ｅ（max）である。これは第５図、
第６図のβ点に相当し、例えばこの時のポンプ吐
出圧は５Kg／cm²程度となる。

次に、さらにポンプに負荷がかかり、吐出圧Ｐ
以上（例えばＰ＝75Kg／cm²程度）に上昇する時に
ついて説明する。

ポンプからの吐出圧は、第１制御装置ａ及び第
２制御装置ｂの両装置に加わるが、第１制御装置
ａの補助ピストン４２は段差部１５に当接してか
らは移動することができない構造となつている。
このため、第１制御装置ａからガイドリング４に
作動する力、つまり偏心量ｅを大きくする力は、
第１スプリング４７からの一定の付勢力と、受圧
端面４３ａを有するロツドピストン４３による作
用力の合力である。ところが、第２制御装置ｂの
第２制御ピストン５０の受圧端面５０ａは、前記
ロツドピストン４３の受圧端面４３ａより大きい
面積を有している。このため、ポンプからの吐出
圧が増加すると、第２制御ピストン５０の作動
力、つまり前記偏心量ｅを小さくする力が大きく
なり、ついには第１制御装置ａの作用力より大き
くなる。そして、第２制御ピストン５０は第３図
中上方向に移動し、偏心量ｅを小さくする制御を
始める。これは第５図、第６図のγ点に相当す
る。このとき、ロツドピストン４３は補助ピスト
ン４２から、第１制御油圧室４６内に突出する。
そして、ポンプの吐出圧Ｐが増加するに従つて、
偏心量ｅ及び吐出量Ｑが減少する。ついには、吐
出圧Ｐが例えば80Kg／cm²程度になると偏心量ｅ及
び吐出量Ｑがゼロとなる。これによりポンプ及び
連通路等の破損を防止するものである。これは、
第５図、第６図におけるε点に相当する。

なお、上述の実施例においては、ポンプに負荷
がかかつていない状態では、ポンプの吐出量は最
大吐出量の半分に設定されているが、この設定さ
れた吐出量は最大吐出量の半分の吐出量に限定さ
れず、各構成部材の寸法を変えることによつて調
整することができる。また、各スプリングのばね
定数、各ピストンの受圧端面の面積を変えること
により、上述制御装置の入力として用いるポンプ
からの吐出圧を任意に設定することができる。

（発明の効果） 本発明は、以上述べたように、ハウジング内に
設けられたロータとガイドリングとの偏心量を制
御する第１及び第２制御装置を設けたことから、
ポンプに負圧がかからない時、つまりポンプから
の吐出される作動流体の吐出圧が低い時には、ポ
ンプからの吐出量を小さく設定することができ
る。また、ポンプにある設定以上の負荷がかかる
時、つまりポンプから吐出される作動流体の吐出
圧が上昇する時には、ポンプの吐出量を最大吐出
量に変えることができる。

このことにより、ポンプにかかる負荷の状態に
従つて、つまりポンプから吐出される作動流体の
吐出圧に従つてポンプの吐出量を変えることがで
きるようになる。さらに、第１制御装置及び第２
制御装置は簡単な構造であり、且つポンプハウジ
ングと一体形成されているため、信頼性が高いと
同時にコスト的にも効果がある。また、第１制御
装置及び第２制御装置の各構成部材を変えること
により、たとえば第１スプリング及び第２スプリ
ングのばね定数や、ロツドピストン及び第２制御
ヒストンの受圧端面の面積を変えることにより、
駆動装置の油圧源として適切な特性を有する可変
容量ポンプを、容易に提供することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す可変容量ポン
プの断面図、第２図乃至第４図は本発明の一実施
例の作動説明するに供する要部概略図、第５図、
第６図は本発明及び従来の可変容量ポンプの特性
を示す特性図である。 １……ハウジング、２……ロータ、４……ガイ
ドリング、４０……第１制御ピストン、４２……
補助ピストン、４３……ロツド部材（ロツドピス
トン）、４６……第１制御油圧室、４７……第１
スプリング、５０……第２制御ピストン、５６…
…第２スプリング、５７……第２制御油圧室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ハウジングに内蔵されて回転するロータと、
   ロータの外周に設けられたガイドリングとの偏心
   量を変えることによりポンプ室の容積を変える可
   変容量ポンプにおいて、ガイドリングを挟んで相
   対向するよう設けられ、かつ前記ポンプ室から吐
   出される作動流体の吐出圧を受ける第１制御油圧
   室及び第２制御油圧室と、前記第１制御油圧室に
   摺動可能に収納された補助ピストン、該ピストン
   を貫通して摺動可能に設けられ、かつ第１制御油
   圧室の圧力を受ける端面を有するロツド部材と、
   前記補助ピストンに支持された第１スプリングと
   前記ロツド部材とによつて偏心量を大きくするよ
   う作用し、かつ前記ガイドリングに当接する第１
   制御ピストンと、前記ロツド部材の端面より受圧
   面積が大きい端面を有し、かつ前記第２制御油圧
   室の油圧を受けて摺動し、かつ前記偏心量を小さ
   くする作用をする第２制御ピストンと、第１スプ
   リングより大きい付勢力を有し、かつ第２制御ピ
   ストンが前記ガイドリングに当接するよう付勢す
   る第２スプリングとを具備することを特徴とする
   可変容量ポンプ。