JPH04272489A - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パワーステアリング装
置等に施用される可変容量型ベーンポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の可変容量型ベーンポンプのうち
、自動車のパワーステアリング装置に使用されるものは
、ポンプ駆動軸がエンジンで回動されるようになってお
り、エンジンの低速回転時においては吐出量を多くする
一方、エンジンの高速回転時においては吐出量を少なく
するようになっており、自動車の運転状況に応じてパワ
ーステアリング装置の油圧シリンダに供給する油量を変
え、操舵力を変化させるようになっている（例えば実開
昭５９−１５９７９３号公報参照）。

【０００３】このような従来の可変容量型ベーンポンプ
は、図７に示すように、放射状に形成したスロット４の
内部にベーン５を摺動自在に支持するロータ３と、この
ロータ３を収容すると共にこのロータ３の中心Ｏ１に対
して偏心回動するカムリング６と、このカムリング６の
内周カム面８の中心Ｏ２とロータ３の中心Ｏ１との偏心
量ｅを変化させる制御機構１０とを備えている。

【０００４】このうち、制御機構１０は、ポンプ吐出通
路２７に設置したオリフィス４０の前後差圧（ΔＰ＝Ｐ
１−Ｐ２）に応じて作動するようになっており、ポンプ
駆動軸２の回転数が増加してポンプ吐出量が増大し、オ
リフィス４０の前後差圧（ΔＰ）が所定値以上になると
、図７の状態（最大偏心位置）から偏心量ｅを減じる方
向にカムリング６を回動させ、ポンプ吐出量を減じるよ
うになっている。

【０００５】尚、図７において７はピンであり、このピ
ン７によりカムリング６をポンプボディ１に枢支してい
る。又、３１はオイル吸入ポートであり、２６は吐出ポ
ートである。そして、ロータ３は図７中反時計方向に回
動するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の可変容量型ベーンポンプは、ポンプ吐出通路
２７にオリフィス４０を配置してあるため、図外のパワ
ーステアリング装置の油圧シリンダ等を作動させるのに
要する油圧Ｐ２に対し、ポンプ吐出圧Ｐ１がオリフィス
４０の前後差圧（ΔＰ）分だけ高くなる。従って、この
可変容量型ベーンポンプは、ポンプ吐出通路２７にオリ
フィス４０がない場合に比較し、オリフィス４０の前後
差圧（ΔＰ）分に相当する余分な仕事をしなければなら
ず、ポンプ消費動力が大きくなるという不具合を生じる
。又、ポンプの内圧が高くなることから、作動油の温度
が高くなるという不具合をも生じる。

【０００７】この発明は、このような従来技術の不具合
を解消することを目的として案出されたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、放射状に
形成したスロットの内部に複数のベーンを摺動自在に支
持するロータと、内周内に収納した該ロータの中心に対
して偏心回動するカムリングと、該カムリングを制御油
圧により回動させる制御機構とを備え、前記カムリング
を回動制御することにより該カムリング内周とロータと
の偏心量を変化させてポンプ吐出量を可変にする可変容
量型ベーンポンプであって、前記制御機構の制御油圧を
前記スロットの底部から油圧通路を介して取り出すと共
に、該油圧通路の途中にオリフィスを設け、該オリフィ
スの前後差圧によって前記カムリングの回動を制御する
ようにしたことを特徴としている。

【０００９】又、上記油圧通路には、ポンプ吐出圧が所
定圧になると制御油圧の一部をポンプ吸込側に逃がし、
制御機構を介してロータとカムリングの偏心量を零にす
るポンプ吐出停止機構部を設置したことを特徴としてい
る。

【００１０】更に、上記油圧通路の途中に設けたオリフ
ィスを、外部入力信号に応じて作動するアクチュエータ
でその流路面積を変える可変オリフィスとしたことを特
徴としている。

【００１１】

【作用】スロット内部を往復摺動するベーンにより、ス
ロット底部の油が加圧される。即ち、スロット底部がポ
ンプ室として機能するから、このスロット底部に発生す
る油圧を制御油圧として利用できる。従って、スロット
底部から油圧通路を介して加圧油を取り出し、この加圧
油を油圧通路の途中に設置したオリフィスを通過させる
ことにより、そのオリフィスの前後に差圧を生じさせ、
このオリフィスの前後差圧により制御機構を作動させる
ことが可能となる。これにより、ポンプ吐出通路にオリ
フィスを直接設ける必要がなくなり、ポンプ内圧の上昇
を抑制することが可能となる。

【００１２】又、油圧通路に設置したポンプ吐出停止機
構部は、ポンプ吐出圧が所定圧になると制御機構を介し
てロータとカムリングの偏心量を零にし、ポンプの吐出
作用を停止する（即ち、吐出量を零にする）。

【００１３】更に、外部入力信号に応じて作動するアク
チュエータで流路面積が変えられる可変オリフィスを油
圧通路に設置することにより、車速信号等の外部入力信
号でポンプ吐出量を変えることが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳述する
。

【００１５】図１は本発明の可変容量型ベーンポンプの
一実施例を示す概略構成図であり、図２は一部を省略し
て示す可変容量型ベーンポンプの要部断面図であり、図
３は同縦断面図である。これらの図において１はポンプ
ボディである。このポンプボディ１には駆動軸２を回動
可能に支持してあり、駆動軸２にはロータ３を一体回動
できるように連繋してある。ロータ３は、その外周側に
放射状に複数のスロット４を形成してあり、このスロッ
ト４内にベーン５を摺動自在に収容してある。

【００１６】６はカムリングであり、このカムリング６
は図中上端部をピン７でポンプボディ１に枢支してある
。このカムリング６には円形状の内周カム面（内周）８
を形成してあり、その内部空間内に前記ベーン５を備え
たロータ３を収容してある。そして、このカムリング６
の図中下端部にはアーム９を半径方向外方へ向かって延
設してあり、このアーム９を制御機構１０に連繋してあ
る。

【００１７】この制御機構１０は、ポンプボディ１の図
中下端部に配置してある。この制御機構１０は、図２に
その詳細を示すように、略円筒状のケーシング１１（図
３参照）に形成した左右一対のシリンダ１２，１３と、
これらシリンダ１２，１３内にスライド可能にかつ対向
させて収容した左右一対のピストン１４，１５と、これ
らピストン１４，１５をアーム９側へ付勢する圧縮スプ
リング１６，１７とを備えており、シリンダ１２，１３
の外端部を閉止栓１８，１９で閉塞してある。尚、ピス
トン１４，１５の先端には押圧部材２０，２１を固定し
てあり、この押圧部材２０，２１をアーム９の側面に当
接させてある。又、ピストン１４，１５は、そのストロ
ーク量が閉止栓１８，１９の端部１８ａ，１９ａで規制
されるようになっている。

【００１８】２２はポンプボディ１及びリアプレート２
３のロータ３側の側面に複数形成した凹溝であり、この
凹溝２２はスロット４の底部４ａに連通するようにして
ある（図３参照）。そして、これら凹溝２２のうち、ポ
ンプの吐出領域に位置する凹溝２２には油圧通路２４の
一端が連通するようにしてあり、ポンプの吸入領域に位
置する凹溝２２には油圧通路２５の一端が連通するよう
にしてある。

【００１９】そして、一方の油圧通路２４は、その他端
を吐出ポート２６から延設したポンプ吐出通路２７に接
続すると共に、分岐通路２８を介して一方のシリンダ１
３に連通してある。そして、分岐通路２８の油圧通路２
４への接続点と油圧通路２４のポンプ吐出通路２７への
接続点との間の油圧通路２４には、オリフィス２９を設
けてある。他方の油圧通路２５は、その他端を他方のシ
リンダ１２に連通すると共に、分岐通路３０を介して吐
出ポート２６に連通させてある。尚、図１中３１はオイ
ル吸入ポートである。又、Ｏ１はロータ３の回転中心で
あり、Ｏ２はカムリング６の内周カム面８の中心である
。

【００２０】以上の実施例構造によれば、ベーン５は、
ロータ３が図１中反時計回りに回転すると遠心力で内周
カム面８に押し付けられ、内周カム面８に摺接しつつ、
スロット４内を往復摺動する。従って、分岐通路３０，
油圧通路２５及びポンプ吸入領域にある凹溝２２を介し
てスロット４の底部４ａに導入された吐出油は、ポンプ
吐出領域においてスロット４内を下降するベーン５によ
り加圧される。そして、ポンプ室として機能するスロッ
ト４の底部４ａで加圧された上記油は、ポンプ吐出領域
に位置する凹溝２２，油圧通路２４及び分岐通路２８を
介して制御機構１０の図１中右側のシリンダ１３に導入
されると共に、オリフィス２９を介してポンプ吐出通路
２７へ導かれるようになっている。

【００２１】この結果、オリフィス２９を通過する前の
油圧通路２４内及び分岐通路２８内の油圧Ｐ１は、オリ
フィス２９を通過した後の油圧通路２４内の油圧（ポン
プ吐出圧）Ｐ２よりもオリフィス２９による圧力降下分
（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）だけ高くなっている。この油圧通
路２４のオリフィス２９の前後差圧（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２
）は、ポンプ回転数が増加し、スロット４の底部４ａか
らの吐出油量が増加するのに伴って増大する。

【００２２】一方、図１中左側のシリンダ１２には、分
岐通路３０及び油圧通路２５を介してオリフィス２９通
過後の油圧（ポンプ吐出圧）Ｐ２が導入されるようにな
っているため、上記したオリフィス２９の前後差圧（Δ
Ｐ）の増大に伴って、ピストン１４，１５に作用する圧
力差も増大する。

【００２３】そして、これらピストン１４，１５に作用
する圧力差（ΔＰ）が所定値以上になると、図１中右側
のピストン１５を図１中左方向へ押圧する力が図１中左
側のピストン１４を図１中右方向へ押圧する力よりも大
きくなる。従って、カムリング６は、図１及び図２に示
す最大偏心位置から、偏心量ｅを減ずる方向（図中時計
回り方向）に制御機構１０により回動させられる。そし
て、このカムリング６の回動量（θ）に応じてポンプ吐
出量が減少する。

【００２４】尚、ポンプ吐出量が所定値以下、即ちオリ
フィス２９の前後差圧（ΔＰ）が所定値以下の場合には
、カムリング６は制御機構１０により図１及び図２に示
す最大偏心位置に保持されている。

【００２５】このような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装置に施用すれば、車両の走行
状態、即ちエンジン回転数に応じてパワーステアリング
装置に供給する油量を調整することが可能となる。

【００２６】以上のように本実施例は、スロット４の底
部４ａから油圧通路２４を介して取り出した油圧を制御
機構１０の制御油圧として利用し、油圧通路２４に設け
たオリフィス２９の前後差圧（ΔＰ）で制御機構１０を
作動させるようにしたため、オリフィス２９をポンプ吐
出通路２７に設ける必要がなくなり、従来例に比較して
オリフィス２９の前後差圧（ΔＰ）分に相当するポンプ
仕事量を減ずることができる。その結果、ポンプ内圧の
上昇を抑制することができ、ポンプ消費動力を低減する
ことができると共に、油温の上昇をも効果的に抑制する
ことができる。

【００２７】図４は本発明の他の実施例を示すものであ
る。即ち、本実施例は、前記実施例の油圧通路２５にポ
ンプ吐出停止機構部３２を設置してある。このポンプ吐
出停止機構部３２は、油圧通路２５に配置した固定オリ
フィス３３と、油圧通路２５とオイル吸入ポート３１と
を接続する分岐通路３４と、この分岐通路３４に配置し
たリリーフバルブ３５とで構成してある。

【００２８】このように構成した上記ポンプ吐出停止機
構部３２は、ポンプ吐出圧Ｐ２が所定圧になるとリリー
フバルブ３５が分岐通路３４を開き、図中左側のシリン
ダ１２をオイル吸入ポート３１へ連通させて、シリンダ
１２の内圧をポンプ吸入圧と略同一にする。この際、図
中右側のシリンダ１３にはオリフィス２９通過前の高圧
Ｐ１が作用したままであるため、図中右側のピストン１
５がアーム９を押しつつ図中左方向へ移動する。この結
果、カムリング６が制御機構１０により中立位置（偏心
量ｅが零となる位置）まで瞬時に回動させられ（図５参
照）、ポンプの吐出作用が停止するため、ポンプに無駄
な仕事をさせることがない。

【００２９】従って、本実施例によれば、前記実施例の
効果と相俟って、より一層ポンプの消費動力を低減する
ことができると共に、より一層効果的に油温の上昇を抑
制することができる。

【００３０】尚、前記固定オリフィス３３は、ポンプ吐
出圧を調圧するものであり、必ず設置しなければならな
いというものではない。

【００３１】図６は本発明の更に他の実施例を示すもの
であり、前記図１及び図４に示した油圧通路２４のオリ
フィス２９を可変オリフィス３６としたことを特徴とし
ている。

【００３２】即ち、可変オリフィス３６は、この図６に
示すように、油圧通路２４（図１参照）の途中に形成し
たオリフィス３７の流路面積を、外部入力信号に応じて
作動するアクチュエータ３８により変えるようにしてあ
る。尚、この図において４ａはスロット４の底部であり
、この底部４ａが凹溝２２を介して油圧通路２４に連通
している。一方、油圧通路２４の他端は、ポンプ吐出通
路２７（図１参照）に連通している。そして、３９はア
クチュエータ３８の弁体であり、この弁体３９がオリフ
ィス３７内を出入りするようになっている。

【００３３】以上の実施例構造によれば、車速信号等の
外部入力信号に応じて作動するアクチュエータ３８によ
りオリフィス３７の流路面積を変え、オリフィス３７の
前後差圧（ΔＰ）を変化させることができる。

【００３４】従って、本実施例は、車速等の外部入力信
号に応じてカムリング６の偏心量ｅを変化させ（図１参
照）、ポンプ吐出量を変化させることができるため、よ
り一層効率的にポンプを作動させることが可能となり、
前記各実施例の効果と相俟って、より一層ポンプ消費動
力を低減することができると共に、油温の上昇を抑制す
ることができる。

【００３５】尚、本発明は、上記各実施例の構成に限定
されるものではなく、例えばカムリングを内外周の中心
が偏心した構造とし、このカムリング全体を回転させて
可変吐出量を得るようにしたベーンポンプにも適用でき
る。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、とりわけ制御機構の制御油圧をスロットの底部
から油圧通路を介して取り出すと共に、該油圧通路の途
中にオリフィスを設け、該オリフィスの前後差圧で制御
機構を作動させてカムリングの回動を制御するようにし
たため、ポンプ吐出通路にオリフィスを設ける必要がな
くなり、オリフィスによるポンプ内の圧力上昇が確実に
防止される。この結果、ポンプの圧力損失や消費動力を
減少させることができると共に、油温の上昇を防止する
ことができる。

【００３７】又、油圧通路に設置したポンプ停止機構部
は、ポンプ吐出圧が所定圧になると制御油圧の一部をポ
ンプ吸込側に逃がし、制御機構を介してロータとカムリ
ングの偏心量を瞬時に零にしてポンプ吐出作用を停止さ
せることができるため、ポンプに無駄な仕事をさせなく
てすみ、より一層ポンプ消費動力を低減することができ
ると共に、油温の上昇を抑制することができる。

【００３８】更に、外部入力信号に応じて作動するアク
チュエータでその流路面積が変えられる可変オリフィス
を油圧通路に設置することにより、外部入力信号に応じ
てポンプ吐出量を変えることができ、より一層効率的に
ポンプを作動させることができるため、より効果的にポ
ンプ消費動力を低減することができると共に、油温の上
昇を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る可変容量型ベーンポンプの一実施
例を示す概略図。

【図２】同実施例を示す要部断面図（図３のＡ−Ａ線に
沿う断面図）。

【図３】同実施例を示す縦断面図。

【図４】本発明の他の実施例を示す可変容量型ベーンポ
ンプの概略図。

【図５】同ベーンポンプの作動状態図。

【図６】本発明の更に他の実施例を示す可変容量型ベー
ンポンプの縦断面図。

【図７】従来の可変容量型ベーンポンプの概略図。

【符号の説明】

３…ロータ、４…スロット、４ａ…底部、５…ベーン、
６…カムリング、８…内周カム面（内周）、１０…制御
機構、２４，２５…油圧通路、２９…オリフィス、３２
…ポンプ吐出停止機構部、３６…可変オリフィス、３８
…アクチュエータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放射状に形成したスロットの内部に複
   数のベーンを摺動自在に支持するロータと、内周内に収
   納した該ロータの中心に対して偏心回動するカムリング
   と、該カムリングを制御油圧により回動させる制御機構
   とを備え、前記カムリングを回動制御することにより該
   カムリング内周とロータとの偏心量を変化させてポンプ
   吐出量を可変にする可変容量型ベーンポンプにおいて、
   前記制御機構の制御油圧を前記スロットの底部から油圧
   通路を介して取り出すと共に、該油圧通路の途中にオリ
   フィスを設け、該オリフィスの前後差圧によって前記カ
   ムリングの回動を制御するようにしたことを特徴とする
   可変容量型ベーンポンプ。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の可変容量型ベーンポン
   プにおいて、油圧通路には、ポンプ吐出圧が所定圧にな
   ると制御油圧の一部をポンプ吸入側に逃がし、制御機構
   を介してロータとカムリングの偏心量を零にするポンプ
   吐出停止機構部を設置したことを特徴とする可変容量型
   ベーンポンプ。
3. 【請求項３】　　請求項１記載の可変容量型ベーンポン
   プにおいて、油圧通路の途中に設けたオリフィスを、外
   部入力信号に応じて作動するアクチュエータでその流路
   面積を変える可変オリフィスとしたことを特徴とする可
   変容量型ベーンポンプ。