JPH0539784A - 可変容量型ベーンポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特定のポンプ室が作動油循環によりポンプ機
能を停止している場合においても、吸入室に導入される
作動油がスーパチャージ効果を受けられるようにする。 【構成】 サイドプレート３、４及びカムリング５の円
周端付近に吸入ポート４１、４１’を設ける。この吸入
ポート４１、４１’に連なるように、かつサイドプレー
ト３、４及びカムリング５の外周部に吸入室２８を設け
る。この吸入室２８と切換弁ハウジング１２内のシリン
ダ室１３との間を連結する吸入側通路２２を設ける。こ
の中間部に、リザーバからの作動油吸入のための吸入路
８、及び吐出油の一部をバイパス還流させるためのバイ
パス路２９を、交差連通するように開口させる。 【効果】 特定のポンプ室が作動油循環の状態にあると
きは、吸入室２８に導入される作動油は２度のスーパチ
ャージ作用を受ける。これによって吸入不足によるキャ
ビテーション発生が防止され、脈動現象等が解消され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明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）方式が広く用いられている。

【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、エンジン回転速度（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、高速
走行時等において、操舵力補助のほとんど必要とされな
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、これに伴う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、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、図３に示す如く、流量制御弁
２６付きのベーンポンプと切換弁１とによって構成され
る可変容量型のベーンポンプ装置であることを基本とす
るものである。すなわちベーンポンプはハウジング２内
に収納されて回転駆動されるロータ６、ベーン７、当該
ベーン７の外側にあって、ポンプ室形成に寄与するカム
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の円周上に設けられた複
数の吸入ポート４１、４１’、上記サイドプレート３に
設けられた吐出ポート３１、上記サイドプレート４に設
けられた特定の吐出ポート３１’等からなるものであっ
て、更に、上記吐出ポート３１に連なる圧力室２７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、上記流量制御弁２６から余剰の作動油を吸入側にバ
イパス還流させるバイパス路２９を有し、当該バイパス
路２９に吸入路８を交差させてスーパチャージ機能を発
揮させるとともに、その下流側には上記吸入ポート４
１、４１’に連なる吸入室２８を有する構成からなるも
のである。

【０００５】また、切換弁１は切換弁ハウジング１２内
にスプール１１、スプリング１５を内蔵し、更にスプー
ル１１の一方の頭部側には、上記圧力室２７に連通する
切換弁圧力室１４が設けられており、他方の頭部側には
上記吸入室２８に連通する切換弁吸入室１６が設けられ
ている。なお、これら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。すなわち、上記吸入室２
８と切換弁ハウジング１２との間には吸入側通路２２
が、また、上記特定の吐出ポート３１’と上記切換弁ハ
ウジング１２との間には連通路２３が設けられている。
更に、連通路２３の途中からは吐出側通路２４が分岐し
ており、上記圧力室２７に連結するように設けられてい
るとともに、その中間部にはチェックバルブ２４１が設
けられている構成からなるものである。これら構成を採
ることにより、パワーアシスト部が操舵力補助を行って
おらず作動油を少量しか必要としない場合には、ベーン
ポンプの一部のポンプ室に吸入作動油を循環させること
によって、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
わせようとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記切換弁
１の作動により特定のポンプ室の機能を停止させたり、
または復活させたりすることによってポンプ吐出容量を
可変にする方式のものにおいては、特定のポンプ室が機
能停止をしている場合、すなわち作動油を単に循環させ
ている場合、バイパス路２９にバイパス還流される作動
油の流量が減少するためスーパチャージ機能が低下して
しまう。このことは図３に示すように特定の吐出ポート
３１’から吐出した作動油を直接吸入室２８側に戻すこ
とによって作動油を循環させるいわゆる吸入側連通方式
のものにおいても同様であり、スーパチャージ機能が低
下するために吸入路８から吸引される作動油の量が不足
して、ポンプ室内ではキャビテーションの発生するおそ
れがある。更には、当該吸入側連通方式のものにあって
は、上記特定の吐出ポート３１’より吐出されて吸入室
２８に戻される循環作動油と、第１吐出ポート３１より
吐出される吐出油のうちの流量制御弁２６でバイパス還
流される戻り油によってスーパチャージ効果を受けて吸
入路８から吸入される新たな作動油とが、上記吸入室２
８内にて干渉を起こしてしまい、上記吸入室２８内での
吸入油の流れが乱れて吸入ポートからの吸入不足が生じ
てしまうという問題点がある。さらに、流量制御弁２６
でバイパス還流が行われない低回転数の場合、スーパチ
ャージ効果が発揮されず吸入不足が生ずるおそれがあ
る。このようなスーパチャージ効果の半減現象を解消
し、吸入作動油循環時において十分なスーパチャージ機
能を発揮させるようにした可変容量型ベーンポンプ装置
を提供しようとするのが本発明の目的（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、本発明においては、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
ドプレートの円周上にそれぞれ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、当該連通路の中途から分岐
し上記圧力室に連通する吐出側通路を有するとともに、
当該吐出側通路の中間部にはチェックバルブを有し、更
に、上記圧力室の圧力が低い場合上記吸入側通路が上記
連通路と連通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、上記吸入側通路
に、リザーバからの作動油吸入のための吸入路、及び上
記流量制御弁からの吐出油の一部をバイパス還流させる
ためのバイパス路が交差連通するように開口してなる構
成を採ることとした。

【０００８】

【作用】上記構成を採ることにより、本発明において
は、ベーンポンプが作動を開始すると、例えば図２にお
いて、吸入路８（図１参照）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。

【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。そ
の結果、切換弁１内の切換弁圧力室１４の圧力は低い状
態にあり、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て、図１の実線図示の状態に
置かれる。従って吸入側通路２２と連通路２３とは連通
状態となり、特定の吐出ポートである第２吐出ポート４
５から吐出した吐出油は、吐出室２７’、連通路２３、
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】なお、この場合、切換弁１から吸入側通路
２２に送り出された作動油は図１に示す如く、吸入路８
からの作動油を吸入する際に一段目のスーパチャージ効
果を発揮する。更に、このようにして吸引された吸入作
動油は、バイパス路２９のところでバイパス還流された
吐出油によって二段目のスーパチャージ作用を受けるこ
ととなる。すなわち本発明においては特定のポンプ室が
作動油を循環させている際、ポンプの吸入室２８に導入
される作動油は２度のスーパチャージ作用を受けること
となり、このときの吸入作動油はより一層スパーチャー
ジ作用を受けてキャビテーションの発生が防止されるこ
ととなる。

【００１１】これに対して、負荷圧が上昇して圧力室２
７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、図２の二点鎖線図示の位置
に来る。その結果、第２吐出ポート４５より吐出された
作動油（吐出油）は、実線矢印図示のように吐出側通路
２４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。すなわち第２吸入ポート４
１’、第２吐出ポート４５によって形成される特定のポ
ンプ室もポンプ機能を発揮することとなり、パワーアシ
スト部に送られる作動油（吐出油）が増量されることと
なる。この場合には、上記切換弁１からの循環作動油は
無いのでスーパチャージ効果は従来通り上記バイパス路
２９のところにおけるバイパス還流のみによって発揮さ
れることとなる。

【００１２】

【実施例】本発明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２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２７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１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。

【００１３】また、切換弁１は、切換弁ハウジング１２
内にシリンダ室１３を有し、このシリンダ室１３内にス
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スプール１１の一方の頭部側
には、上記圧力室２７に圧力導入路２５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。

【００１４】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２３が設けられている構成となっている。こ
の連通路２３の途中からは吐出側通路２４が分岐してお
り、これを圧力室２７に連結させるとともに、その中間
部にチエックバルブ２４１を有する構成となっている。
また、図１に示す如く、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、更に、サイドプレート
３、４、及びカムリング５の円周端付近には吸入ポート
４１、４１’が設けられており、上記輪状の吸入室２８
に連なるようになっている。更に、上記切換弁１のシリ
ンダ室１３と上記吸入室２８との間を連結する吸入側通
路２２の中間部において、まず、最初に、吸入路８が交
差連通するように当該吸入側通路２２に開口し、次に、
バイパス路２９が同じく交差連通するように開口する構
成となっている。

【００１５】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８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。

【００１６】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
力導入路２５からの導入圧力も低いため、切換弁１内の
切換弁圧力室１４の圧力は低い状態にある。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２の実線図示の状態に置かれる。その
結果、上記吸入室２８に連なる吸入側通路２２と吐出室
２７’に連なる連通路２３とは連通状態となる。

【００１７】従って、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、上記吐出室２７’、
連通路２３、シリンダ室１３、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り、ポンプ作用を行っていない。そ
の結果、ポンプ機能発揮によって生ずるエネルギー消費
量が低減化されることとなる。さらに、この場合、図１
に示すように、切換弁１から吸入側通路２２に送り出さ
れた循環作動油は、吸入路８と交差するところで吸入路
８からの吸入作動油をスーパチャージ効果により吸引し
て次のバイパス路２９へと導く。次に、このバイパス路
２９に導かれた吸入作動油は、ここでバイパス還流され
た作動油を更にもう一度スーパチャージ作用で吸引させ
る。このように、特定のポンプ室が作動油を循環させて
いる状態にあるときに吸入室２８に導入される作動油
は、２度のスーパチャージ効果を受けていることとな
り、吸入量を十分に確保した状態となっている。従っ
て、この場合の作動油はキャビテーションは発生しなく
なり、騒音、脈動が防止される。

【００１８】これに対して、負荷圧が上昇して圧力室２
７の圧力が高い状態になった場合には、切換弁圧力室１
４の圧力も上昇するので、スプール１１はスプリング１
５のばね力に抗して左方に移動して、図２の二点鎖線図
示の位置に来る。その結果、連通路２３と吸入側通路２
２とは上記スプール１１のランド部１１１によって遮断
され、第２吐出ポート４５より吐出された作動油（吐出
油）は、実線矢印図示のように吐出側通路２４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。すなわち第２吸入ポート４１’、第２吐出ポ
ート４５によって形成される特定のポンプ室もポンプ機
能を発揮することとなり、パワーアシスト部に送られる
作動油（吐出油）が増量されることとなる。この場合に
は、上記切換弁１からの循環作動油は無くなるので、こ
れによるスーパチャージ効果は得られないが、上記バイ
パス路２９のところにおけるバイパス還流によるスーパ
チャージ効果は発揮されることとなる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、複数組の吸入ポート及
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、特定の吸入ポート及び吐出ポートを単に作動油が循
環するだけと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、吸入室と切換弁ハウジング内のシ
リンダ室との間を連結する吸入側通路に、リザーバから
の作動油吸入のための吸入路、及び流量制御弁からの吐
出油の一部をバイパス還流させるためのバイパス路を交
差連通するように設けることとしたので、特定のポンプ
室が作動油循環によりポンプ機能を停止している状態に
あるときは、スーパチャージ効果が一段目、二段目と２
度発揮されることとなり、吸入路８から吸引される油量
が十分に確保されるとともに、吸入室に吸入される作動
油は２度のスーパチャージ効果の影響によりキャビテー
ションが十分に徐去された状態となる。このように、ポ
ンプ吸入作動油の不足等の問題が解消され、また脈動現
象等の発生も防止することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるベーンポンプ及び切換弁等の構
造を示す横断面図である。

【図２】本発明にかかるベーンポンプ及び切換弁等の構
造を示す縦断面図である。

【図３】従来例における、吸入側連通方式による切換機
能を有するベーンポンプ及び切換弁等の構造を示す縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 切換弁 １１ スプール １２ 切換弁ハウジング １３ 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 ２４ 吐出側通路 ２４１ チェックバルブ ２５ 圧力導入路 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 ８ 吸入路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   トの円周上にそれぞれ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ベー
   ン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、当該連通路の中途から分岐し上記圧力室に連通
   する吐出側通路を有するとともに、当該吐出側通路の中
   間部にチェックバルブを有し、更に、上記圧力室の圧力
   が低い場合上記吸入側通路が上記連通路と連通するよう
   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、上記吸入側通路にリザーバからの作動油
   吸入のための吸入路、及び上記流量制御弁からの吐出油
   の一部をバイパス還流させるためのバイパス路が交差連
   通するように設けてなることを特徴とする可変容量型ベ
   ーンポンプ装置。