JPH0517188U - 可変容量型ベーンポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高負荷圧時に、特定のポンプ室から吐出され
る吐出油の流動抵抗を小さくする。 【構成】 切換弁１をサブシリンダ１３付きの二重構造
方式とし、このサブシリンダ１３の各所に作動油流通口
１３２を設ける。また切換弁ハウジング１２とサブシリ
ンダ１３との間に形成されるシリンダ室１２２を介し
て、連通路２３と吐出側通路２４とを連通させる連結路
２３４を設け、この連結路２３４の中間部に吐出側通路
２４方向に開弁するチェックバルブ２４１を設ける。 【効果】 高出力側に完全に切換わった状態において
は、特定のポンプ室からの吐出油は流動抵抗の小さい作
動油流通口１３２及び切換弁圧力室１４を経由して圧力
室２７に供給されるので、この流動抵抗に基づくエネル
ギー損失が低減化される。また、切換動作の過度期にお
いては、シリンダ室１２２、連結路２３４を通って吐出
油が供給され、作動油の逆流が防止される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は可変容量型ベーンポンプに関するものであり、特に、自動車用動力舵 取装置に作動流体を供給するのに適した省エネルギー型の油圧ポンプ装置に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

自動車用動力舵取装置に用いられる油圧ポンプ装置においては、低速走行時（ 一般にエンジン回転速度が低い時）においても、十分な操舵力補助が行えるよう にポンプの吐出流量が設定されている。従ってこのような油圧ポンプ装置におい ては、エンジン回転速度（エンジン回転数）の上昇に応じて、エンジン回転数に 比例した流量の作動油が吐出されることとなる。このことは、本来操舵力補助を ほとんど必要としない高速走行時（一般にエンジン回転数が高い時）において、 作動油の流量が過剰となる。このような現象に対処するため、ポンプから吐出さ れる作動油（吐出油）のうちの一部を、動力舵取装置のパワーアシスト部には送 らず、油圧ポンプ側へバイパス還流させる流量制御弁（フローコントロールバル ブ）方式が従来、広く採られている。

【０００３】 しかしながら、この流量制御弁方式においては、油圧ポンプから吐出された高 圧の吐出油が、流量制御弁に導かれ、そこからバイパス路へ放出されて、その後 吸入ポート側に還流されてくるものであるため、エンジンの高速回転時において は、エンジン回転数に応じたエネルギー消費をしていることとなる。すなわち流 量制御弁によるバイパス還流方式では、車両走行時において、高速走行時等の操 舵力補助を必要としない時に、バイパス還流によるエネルギーロス（損失）を行 っていることとなり、これに伴い車両燃費の悪化をまねくという問題点がある。 そこで、このような操舵力補助を必要としない時におけるエネルギー損失を低減 化するための手段として、例えば特開昭６０−２５６５７９号公報記載のような 切換弁を用いた方式のものが従来から採用されている。

【０００４】 このものは、ロータ、ベーン、カムリング、サイドプレート、ハウジング等か らなるベーンポンプにおいて、スプール、スプリング等からなる切換弁が付け加 えられた構成からなるものである。このような切換弁を設けることにより、パワ ーアシスト部が操舵力補助用の作動油を少量しか必要としない場合には、ベーン ポンプの一部に作動油を循環させることとし、その部分のポンプ機能を停止させ 、これによってエネルギーロスを少なくする一方、大量に作動油を必要とすると きには、上記停止させていたポンプ室の機能を復活させることによって、十分な パワーアシストを行なわせようとするものである。しかしながら、この従来のも のは、切換弁の大きさ、特にスプールのランド部間の長さが大きくならざるを得 ないという欠点を有する。そこでこのような欠点を解消するために、上記スプー ルのランド部間の長さを小さくするとともに、当該スプールを収納するためのサ ブシリンダを設けるようにした二重構造方式の切換弁を有するベーンポンプ装置 がすでに考案されている。

【０００５】 このものは、図５に示す如く、ロータ６、ベーン７、カムリング５、サイドプ レート３、４、ハウジング２等からなるベーンポンプにおいて、スプール１１、 スプリング１５等からなる切換弁１が付け加えられた構成からなるものである。 そして、更に、上記切換弁１は、各種通路に連なるシリンダ室を有する切換弁ハ ウジング１２を有し、当該切換弁ハウジング１２内には、上記スプール１１を囲 むようにサブシリンダ１３を有し、これによって、上記切換弁１を二重構造とす るようにしたものである。このような二重構造方式を採ることにより、ポンプと 切換弁１とを連結する各種通路の如何にかかわらず、サブシリンダ１３からサブ シリンダ室１３３への作動油の導入口である作動油流通口１３２の位置等を自由 に選択することが可能となり、スプール１１のランド部間の長さＬを小さくする ことができる。これによってスプール１１の小形化が図られるとともに、切換弁 １自体も小形化することができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 ところで、上記二重構造方式の切換弁を有するベーンポンプ装置においては、 図５に示す如く、上記特定のポンプ室がポンプ機能を回復して第２吐出ポート３ １’からも吐出油を吐出するようになった場合、当該吐出油は、図５の実線矢印 に示す如く、連通路２３から分岐した吐出側通路２４よりチェックバルブ２４１ に流動して行く。そして、ここでチェックバルブ２４１を開いて圧力室２７へと 流動して行くこととなる。この際、当該吐出油は、上記チェックバルブ２４１の ところで流動抵抗を受けることとなり、上記第２吐出ポート３１’を出たところ では油圧が上昇し、上記圧力室２７のところの油圧よりも高くなってしまう。こ のような状態の下にポンプ装置が駆動されることとなるので、当該ポンプ装置に おける消費エネルギーは増大することとなり、省エネルギー効果は減少してしま う。そこでこのような流動抵抗に起因するエネルギー損失の問題点を解消し、よ り省エネルギー効果が得られるような二重構造方式の切換弁を有するベーンポン プ装置を提供しようとするのが本考案の目的（課題）である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案においては、ハウジング内に収納されて回 転駆動されるロータ、当該ロータのスリット内にて摺動運動をするベーン、当該 ベーンの外側にあって上記ロータ、ベーン等とポンプ室を形成するカムリング、 上記ロータ、ベーン、カムリングの両側面にあってポンプ室形成に寄与する複数 のサイドプレート、当該各サイドプレートにそれぞれ設けられた複数の吐出ポー ト、上記サイドプレート等に設けられた複数の吸入ポート等からなるベーンポン プと、上記各吐出ポートに連なる圧力室から送出される吐出油（作動油）の吐出 流量が所定値以上になった場合、その余剰の吐出油を上記吸入ポートに連なるバ イパス路へバイパス還流させる流量制御弁とからなる油圧ポンプ装置であって、 上記吸入ポートに連なる吸入側通路、上記吐出ポートのうちの特定のポートに連 通する連通路を有し、上記圧力室に連なり、かつ、上記連通路に連通する吐出側 通路を有し、更に、上記圧力室の圧力によって上記連通路と上記吸入側通路との 連通状態を遮断する方向に切換わる切換弁を備えてなる可変容量型のベーンポン プ装置において、上記切換弁ハウジングに上記切換弁内部を介して上記連通路と 上記吐出側通路とを連結する連結路を設け、当該連結路の中間部にチェックバル ブを設けるとともに、上記吐出側通路が上記切換弁に開口する構成を採ることと した。

【０００８】

【作用】

上記構成を採ることにより、本考案においては、ベーンポンプが作動を開始す ると、例えば図１において、吸入路から吸引された作動油は、バイパス路２９を 経由して吸入室２８へと導かれる。この吸入室２８に導かれた作動油のうちの一 部は第１吸入ポート４１より吸引され、ポンプ室で昇圧されて第１吐出ポート３ １より圧力室２７に吐出され、その後、流量制御弁２６によって流量制御を受け て動力舵取装置のパワーアシスト部（図示せず）に送られる。

【０００９】 ところで上記パワーアシスト部が操舵力補助（パワーアシスト）を行っていな い状態にあっては、上記パワーアシスト部の油圧（負荷圧）は低い状態にあり、 従って、圧力室２７の圧力も低い状態におかれる。従って、スプール１１は、ス プリング１５のばね力の作用によって右方に押され、図１の状態に置かれる。そ の結果、吸入側通路２２と連通路２３とはサブシリンダ室１３３等を介して連通 状態となり、特定の吐出ポートである第２吐出ポート４５から吐出した吐出油は 、吐出室２７’、連通路２３、作動油流通口１３２、サブシリンダ室１３３、吸 入側通路２２、吸入室２８を経由して第２吸入ポート４１’に吸引される。すな わち第２吸入ポート４１’と第２吐出ポート４５とによって形成されるポンプ室 においては、吸入作動油が単に循環するだけとなる。

【００１０】 これに対して、負荷圧が上昇して圧力室２７の圧力が高い状態になると、切換 弁圧力室１４の圧力も上昇するので、スプール１１はスプリング１５のばね力に 抗して左方に移動して、まず、図３の状態になる。その結果、第２吐出ポート４ ５より吐出された作動油（吐出油）は、サブシリンダ室１３３への流入が遮断さ れて、実線矢印図示のようにシリンダ室１２２及びこれに連なる連結路２３４側 に流動し、ここでチェックバルブ２４１を開いて圧力室２７に流出する。この後 、負荷圧が上昇するとスプール１１は、更に、左方に移動して図４の位置に来る 。このような状態になると、図示の如く連通路２３と吐出側通路２４とは作動油 流通口１３２、更には切換弁圧力室１４を介して連通状態となり、作動油（吐出 油）はこれら通路を経由して実線矢印図示の如く、圧力室２７に流出して行く。 この結果第２吐出ポート４５からの吐出油は流動抵抗の少ない状態で圧力室２７ に送出されることとなり、ここからパワーアシスト部に送られ操舵力補助に寄与 することとなる。

【００１１】

【実施例】

本考案にかかる実施例について図１、図２を基に説明する。本実施例の構成は 、図１に示す如く、ロータ、ベーン、カムリング等からなるベーンポンプと、ス プール、スプリング等からなる切換弁とで構成される可変容量型ベーンポンプ装 置であることを基本とするものである。このような基本構成において、ベーンポ ンプは、従来から公知のものであり、ハウジング２内に収納されて回転駆動され るロータ６、当該ロータ６のスリット内にて摺動運動をするベーン７、当該ベー ン７の外側にあって上記ロータ６、ベーン７等とポンプ室を形成するカムリング ５、上記ロータ６、ベーン７、カムリング５の側面にあってポンプ室形成に寄与 するサイドプレート３、４、当該サイドプレート３、４の各々に設けられた複数 の吐出ポート３１、４５、上記サイドプレート３、４及びカムリング５の円周端 付近に設けられた複数の吸入ポート４１、４１’等からなる油圧ポンプ装置であ ることを基本構成とし、これらに加えて上記吐出ポート３１等に連なる圧力室２ ７を有し、当該圧力室２７に連なるように流量制御弁２６を有し、更には、上記 流量制御弁２６から余剰の作動油を吸入側にバイパス還流させるためのバイパス 路２９を有し、当該バイパス路２９の下流側には、図２に示す如く、上記吸入ポ ート４１、４１’に連なる輪状の吸入室２８を有する構成となっている。

【００１２】 また、切換弁１は、切換弁ハウジング１２内にサブシリンダ１３を有し、この サブシリンダ１３内に形成されるサブシリンダ室１３３内にはスプール１１、ス プリング１５を内蔵することを基本構成とし、これらに加えて、上記切換弁ハウ ジング１２と上記サブシリンダ１３との間にはシリンダ室１２２が、また、上記 スプール１１の一方の頭部側には、上記圧力室２７に吐出側通路２４及び作動油 流通口１３２を介して連通する切換弁圧力室１４が設けられており、他方の頭部 側には上記スプール１１にばね反力を与えるスプリング１５が設けられている構 成となっている。なお、上記スプール１１の頭部に設けられたランド部のうち、 切換弁圧力室１４に面する側に設けられたランド部１１１は、そのランド部厚さ が上記作動油流通口１３２の開口部を塞ぐのに十分なだけの値を有するように構 成されている。すなわち上記ランド部１１１は上記作動油流通口１３２に対して オーバーラップするように構成されている。

【００１３】 更に、上記ベーンポンプと切換弁１との間には各種通路が設けられている構成 となっている。すなわち、図１及び図２に示す如く、ベーンポンプのサイドプレ ート４には第２吐出ポート４５が設けられており、この第２吐出ポート４５から 吐出された作動油（吐出油）を滞留させるための吐出室２７’が上記第２吐出ポ ート４５の開口部に設けられており、この吐出室２７’に連なるように連通路２ ３が設けられている構成となっている。この連通路２３の他方の端部は上記切換 弁１のシリンダ室１２２に連なっており、更に、サブシリンダ１３に設けられた 作動油流通口１３２を介して、サブシリンダ室１３３に連通するようになってい る。次に、圧力室２７に連なるように吐出側通路２４が設けられており、これの もう一方の端部は切換弁１のシリンダ室１２２に連なっており、更に、サブシリ ンダ１３に設けられた作動油流通口１３２を介して切換弁圧力室１４に連通する ようになっている。更に、図２に示す如く、サイドプレート３、４、及びカムリ ング５の外周部には輪状の吸入室２８が設けられており、この吸入室２８に連な るように吸入側通路２２が設けられている。この吸入側通路２２の他方の端部は 、シリンダ室１２２に連なっており、更に、サブシリンダ１３に設けられた作動 油流通口１３２を介してサブシリンダ室１３３に連通するようになっている。こ れらに加えて、上記切換弁１には、上記連通路２３と上記吐出側通路２４とを、 上記切換弁ハウジング１２内に形成されたシリンダ室１２２を介して連通させる 連結路２３４が設けられており、この連結路２３４の中間部には吐出側通路２４ 方向に開弁するチェックバルブ２４１が設けられている構成となっている。

【００１４】 上記構成を採る本実施例の作動状態について説明する。ベーンポンプが作動を 開始すると、例えば図１及び図２において、吸入路から吸引された作動油は、バ イパス路２９を経て吸入室２８へと導かれる。この吸入室２８に導かれた作動油 のうちの一部は第１吸入ポート４１より吸引され、ポンプ室で昇圧されて第１吐 出ポート３１より圧力室２７に吐出され、その後流量制御弁２６によって流量制 御を受けて動力舵取装置のパワーアシスト部（図示せず）に送られる。

【００１５】 ところで上記パワーアシスト部が操舵力補助（パワーアシスト）を行っていな い状態にあっては、上記パワーアシスト部の油圧（負荷圧）は低い状態にあり、 従って上記パワーアシスト部の負荷圧が伝播される圧力室２７の圧力も低い状態 におかれる。その結果、圧力室２７から吐出側通路２４、更には作動油流通口１ ３２を経て切換弁圧力室１４に導入される圧力も低く、スプール１１はスプリン グ１５のばね力の作用によって右方に押され、図１の状態に置かれる。従って、 吸入側通路２２と連通路２３とはサブシリンダ室１３３等を介して連通状態とな り、特定の吐出ポートである第２吐出ポート４５から吐出した吐出油は、吐出室 ２７’、連通路２３、作動油流通口１３２、サブシリンダ室１３３、吸入側通路 ２２を経由して吸入室２８に至り、再び第２吸入ポート４１’に吸引される。す なわち第２吸入ポート４１’と第２吐出ポート４５とによって形成されるポンプ 室においては、吸入作動油が単に循環するだけとなる。

【００１６】 これに対して、上記パワーアシスト部が操舵力補助を開始すると、負荷圧が上 昇し、上記圧力室２７の圧力が上昇する。その結果、上記圧力室２７から吐出側 通路２４、作動油流通口１３２等を経由して伝播される上記サブシリンダ１３内 の切換弁圧力室１４の圧力も上昇する。それによって、上記サブシリンダ１３内 に収納されたスプール１１は、スプリング１５のばね力に抗して左方に移動する こととなるが、その際、まず図３の状態になる。その結果、上記圧力室２７に連 なる吐出側通路２４と第２吸入ポート４１’に連なる連通路２３との間は、上記 サブシリンダ１３内に設けられたスプール１１のランド部１１１にて遮断される こととなる。しかしながら、この場合、上記スプール１１のランド部１１１は、 連通路２３に連なる作動油流通口１３２をも塞いだ状態となっている。従って、 上記連通路２３は、サブシリンダ１３と切換弁ハウジング１２との間に形成され るシリンダ室１２２を介して、連結路２３４と連通状態となる。その結果、第２ 吐出ポート４５より吐出した吐出油は、連通路２３、シリンダ室１２２、連結路 ２３４を経て、チェックバルブ２４１に送出される。そして、ここでチェックバ ルブ２４１を開いて、更に、切換弁圧力室１４等を経由して吐出側通路２４へと 流動して行くこととなる。このように本実施例にあっては、切換弁１のスプール １１が切換動作を開始したその過渡期の状態において、吐出油はチェックバルブ ２４１を介して圧力室２７に供給されるようになっているので、第２吐出ポート ４５及び第２吸入ポート４１’によって形成される特定のポンプ室からの油の逆 流現象が防止されることとなる。

【００１７】 この後、更に負荷圧が上昇して、スプール１１が左方に移動すると、スプール １１は図４の位置に来る。このような状態になると連通路２３と吐出側通路２４ とは、比較的広い開口部を有する作動油流通口１３２及び切換弁圧力室１４を介 して連通状態となる。従って、第２吐出ポート４５より吐出した吐出油は、先に 述べた連結路２３４及びチェックバルブ２４１を経て吐出側通路２４に流動して 行くのに代わって、図４の実線矢印に示す如く、流動抵抗の少ない上記短絡回路 を採って上記吐出側通路２４、更には圧力室２７へと流動して行くこととなる。 このように本実施例においては、上記切換え動作が完全に行われた後は、流動抵 抗の少ない状態で第２吐出ポート４５からの吐出油が供給されることとなり、チ ェックバルブ２４１を通過する時に生じる大きな流動抵抗を受けることなく流動 することができ、ポンプ出力の高効率化が図られることとなる。

【００１８】

【考案の効果】

本考案によれば、複数個の吸入ポート及び吐出ポートを有するベーンポンプで あって、動力舵取装置パワーアシスト部の負荷圧が低い状態にあるときは、上記 一部の吸入ポート及び吐出ポートを、作動油が循環するようにしてポンプ機能を 停止させ、上記負荷圧が上昇した時には、上記停止していた部分のポンプ機能を 復活させるようにする切換弁を有する可変容量型ベーンポンプ装置において、上 記切換弁に切換弁内部を介して特定の吐出ポートに連通する連通路と吐出側通路 とを連通させる連結路を設け、この連結路の中間部に上記吐出側通路方向に開弁 するチェックバルブを設けることとしたので、負荷圧が低圧から高圧に切換わり 、切換弁が切換動作を行う際の過渡的状態にある場合だけ、上記連結路及びチェ ックバルブ等を介して、第２吐出ポートからの吐出油が圧力室、更には、パワー アシスト部に供給されることとなる。また、切換弁における切換動作が完全に行 なわれた後は、上記第２吐出ポートからの吐出油は、流動抵抗の小さい切換弁圧 力室等を経由する短絡回路を流動し、パワーアシスト部に供給されることとなる ので、ポンプ出力によるエネルギーロスがより低減化されることとなり、省エネ ルギー化が図られることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかるベーンポンプ及び切換弁の構造
を示す縦断面図である。

【図２】本考案にかかるベーンポンプ及び切換弁の構造
を示す横断面図である。

【図３】本考案にかかる切換弁の切換過渡期にある状態
を示す縦断面図である。

【図４】本考案にかかる切換弁の切換完了状態を示す縦
断面図である。

【図５】従来例における二重構造方式の切換弁を有する
可変容量型ベーンポンプ装置の構造を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 切換弁 １１ スプール １１１ ランド部 １２ 切換弁ハウジング １２２ シリンダ室 １３ サブシリンダ １３２ 作動油流通口 １３３ サブシリンダ室 １４ 切換弁圧力室 １５ スプリング ２ ハウジング ２２ 吸入側通路 ２３ 連通路 ２３４ 連結路 ２４ 吐出側通路 ２４１ チェックバルブ ２６ 流量制御弁 ２７ 圧力室 ２７’ 吐出室 ２８ 吸入室 ２９ バイパス路 ３ サイドプレート ３１ 第１吐出ポート ４ サイドプレート ４１ 第１吸入ポート ４１’ 第２吸入ポート ４５ 第２吐出ポート ５ カムリング ６ ロータ ７ ベーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 河上 清治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に収納されて回転駆動され
   るロータ、当該ロータのスリット内で摺動運動をするベ
   ーン、当該ベーンの外側にあって上記ロータ、ベーン等
   と共にポンプ室を形成するカムリング、上記ロータ、ベ
   ーン、カムリングの両側面にあってポンプ室形成に寄与
   する複数のサイドプレート、当該各サイドプレートにそ
   れぞれ設けられた複数の吐出ポート、上記サイドプレー
   ト等に設けられた複数の吸入ポート等からなるベーンポ
   ンプと、上記各吐出ポートに連なる圧力室から送出され
   る吐出油の吐出流量が所定値を超えた場合に、その余剰
   の吐出油を上記吸入ポートに連なるバイパス路にバイパ
   ス還流させる流量制御弁とからなる油圧ポンプ装置であ
   って、上記吸入ポートに連なる吸入側通路、上記吐出ポ
   ートのうちの特定のポートに連通する連通路を有し、上
   記圧力室に連なり、かつ、上記連通路に連通する吐出側
   通路を有し、更に、上記圧力室の圧力によって上記連通
   路と上記吸入側通路との間の連通状態を遮断するように
   切換わる切換弁を備えてなる可変容量型ベーンポンプ装
   置において、上記切換弁ハウジングに上記切換弁内部を
   介して上記連通路と上記吐出側通路とを連結する連結路
   を設け、当該連結路の中間部に上記チエックバルブを設
   けるとともに、上記吐出側通路が上記切換弁に開口する
   構成からなることを特徴とする可変容量型ベーンポンプ
   装置。