JPS5825596A - 流体系に流体を供給するためのポンプ - Google Patents

流体系に流体を供給するためのポンプ

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JPS5825596A
JPS5825596A JP57075959A JP7595982A JPS5825596A JP S5825596 A JPS5825596 A JP S5825596A JP 57075959 A JP57075959 A JP 57075959A JP 7595982 A JP7595982 A JP 7595982A JP S5825596 A JPS5825596 A JP S5825596A
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fluid
pressure
rotor
orifice
cheek plate
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JP57075959A
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ギルバ−ト・ヘンリ−・ドラツチヤス
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/24Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C14/26Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • F04C14/265Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels being obtained by displacing a lateral sealing face

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

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】 本発明はポンプに関しかつ特に車両のパワーステアリン
グ系に流体を供給するためのパワーステアリングポンプ
に関する。
車両のステアリング系にパワーステアリング用流体を供
給するためにポンプを使用することは良く知られている
。このようなポンプは代表的にはカムリングと、ロータ
と、カムリングマタはロータのいずれかにより担持され
たベーンとを備えている。これらのベーンはカムリング
とロータとの間で作動してビン1作用ポケッポケットし
ている。
ロータおよびカムリングを相対回転させるときに、ボン
デ作用ポケットは拡大しかつ縮小する。流体溜りが拡大
するポンプ作用ポケットに連絡している。流体は縮小す
るポンプ作用ポケットからステアリング系に圧送される
このようなパワーステアリングポンプは車両のエンジン
から駆動される。パワーステアリングポンプは車両のパ
ーキング中のような比較的に低い所定のエンジン速度で
車両の舵とり操作を行うことを可能にするために十分な
流量の流体乞供給しなければならない。慣用のパワース
テアリングポンプは低いエンジン速度において十分な量
の流体を吐出するように設計されている。また、慣用の
ポンプは所定速度よりも高いポンプ速度においてステア
リング系からの流体の流れをバイパスさせる機構を含ん
でいる。これらの機構はエンジン速度が上昇するときに
増大した流量でステアリング用流体をステアリング系に
ポンプにより送出することを回避している。現在、いく
つかのこのような機構が使用されている。このような機
構を有する代表的なボンデが米国特許第3,822,9
65号および第4.014.630号明細書に示されて
いる。
これらの米国特許はチークシレートアンローディングポ
ンむ開示している。
チークプレートアンローディングポンプがポンプ速度が
上昇するときにポンプから吐出される流れtバイパスす
ることは良く知られている。このようなボンデにおいて
は、カムリング、ロータおよびチークプレートはすべて
ノーウジングのポンプ・作用室の内部に配置されている
。チークプレートはロータおよびカムリングに向かつて
偏位せしめられてい木。チークプレートが偏位力に抗し
てロータおよびカムリングから離れて移動するとき、−
ロータおよびカムヶ横切ってポンプの縮小するボンデ作
用ポケットからの流体の流れンボンデの拡大するボンデ
作用ポケットに直接にバイパスきせる流路が形成される
。バイパスされる流体の流量はチークプレートの移動量
に比例する。
チークプレートはばねによりかつチークプレートに隣接
した凹部の中の流体圧力によりカムリングおよびロータ
と係合するよう″に偏位せしめられている。
この凹部の中の流体圧力は縮小する流体ポケットから該
凹部に伝達される。もしも凹部中の圧力tボンデの入口
に逃がすことにより凹部中の圧力を減少させるとすれば
、チークプレートが移動してより多量の流体をバイパス
させ、その結果、ポンプにより流体を供給する流体系へ
の流体の流れが減少する。他方、もしも凹部の中の圧力
が上昇するとすれば、チークプレートがカムリングおよ
びロータに向°かう方向に移動し、その結果、バイパス
される流体の量を減少さ私・つ流体系の流体の流量を増
大させる。
ポンプ速度が所定速度を越えたときにポンプからの流体
の流tv制限する以外に、ポンプからの流体の流量をポ
ンプにより流体を供給する流体系の要求蓋により制御す
ることが望まし鴎。これはポンプからの流体の流れを送
り出す導管の中の圧力を検出することにより行われてき
た。この圧力、すなわち、流体系の圧力は舵とり操作が
行われていないときは比較的に低い。流体系の圧力は舵
とり操作中上昇する。この流体系の圧力の上昇はバイパ
スされる流体の菫の減少ン惹起してそれによりポンプか
ら吐出される流体の流tv増大させるための制御信号と
して使用さ、れてきた。
米国特許第3.822,965号および第4,014,
630号明細書の各々はチークプレートに隣接した凹部
の中の圧カケ制御するだめのサーボ弁ン有するチークプ
レートボンゾ乞開示している。サーが弁が開いていると
き、前記凹部中の圧力はポンプの入口に逃がされる。そ
の結果、チークプレートはより多量の流体ンバイパスさ
せる位置に移動する。
:このサーブ弁はそれに作用する流体圧力により制御さ
れる。特に、サーボ弁は制御オリフィスの対向した側の
圧力の差により制御される。この制御オリフィスの一方
の側は流“体系の圧力に保たれ、fたその他方の側は縮
小するポンプ作用ポケットの直ぐ下流側の圧力、すなわ
ち、ボンデ出口圧力に保たれている。ポンプの中の諸通
路は流体系の圧力およびポンプ出口の圧力をそれぞれサ
ーボ弁の対向した面部分に伝達する。この−ンプはまた
凹部の圧力をサーざ弁に伝達するための通路と、凹部の
圧力を逃が丁目的のために凹部の圧力をサー−ざ弁から
ポンプの入口に導くための通路と7有している。
ま−た、所定のエンジン速度に到達するまで流体の流量
が増大し、その後、エンジン速度が上昇するにつれて流
量が減少するようにパワーステアリングポンプから吐出
される流体の流fを制御することが望ましいことが判明
した。このポンプから吐出される流体の流ta’減少さ
ぜる作用はこの技術分野において吐出流量に「垂下」を
生ずるものとして知られている。この垂下特性は車両の
速度が上昇するときにパワーステアリング系によって与
えられる補助量を減少させることが望ましいような車両
において有利であると認#!されている。
本発明のチークプレートアンローディングポンプはポン
プ速度が所定速度を越えて上昇するときにポンプから吐
出される流体の流量を垂下、すなわち、低下させる。特
定的には、本発明は相対的に回転しうるカムリングおよ
びロータを有するベーン型のロータリボンデを提供する
ものである。
チークプレートはカムリングおよびロータの一方の軸線
方向の側に対向した凹部の中の流体圧力により偏位せし
められて縮小するぎンゾ作用ポケットから拡大するボン
ゾ作用式ケットへの流体の流れン遮断する。このチーク
プレートは凹部中の圧力の減少に応答してカムリングお
よびロータの側から離れて軸線方向に移動して縮小する
ポケットから拡大するポケットに向かって流体をバイパ
スさせることができる。凹部中の圧力は一方の側で流体
系の圧力を受けかつ他方の側でポンプ出口圧力を受ける
制御オリフィスを通過する際の圧力降下の変化に応答す
るサーボ弁によって制御される。
制御オリフィスを通過する際の圧力降下は部分的にはポ
ンプ速度によって左右される。ボンデ速度が上昇すると
き、制御オリフイスヶ通過する際の圧力降下が増゛大し
かつサーボ弁が凹部中の圧力を減少させる。制御オリフ
ィスを通過する際の圧力降下はまたオリフィスのサイズ
により左右される。本発明によれば、制御オリフィスの
サイズはチークプレートの軸線方向の位置により左右さ
れる。制御オリフィスはチークプレートに連結されたテ
ーパのついた部材と、貫通した開口部を有する固定され
た部材圧より画成されている。チークプレートが軸線方
向に移動するときに、テーパのついた部材は固定された
部材に向かいかつそれから離れて移動してオリフィスの
サイズを変更する。
ポンプが作動を開始しかつ所定速度よりも低い速度で°
回転しでいるとき、凹部中の圧力および偏位ばねの力が
カムリングおよびロータに対向してチークプレートを保
持し、またボンデ速度の上昇とともにポンプから吐出さ
れる流体の流量が増大する。ポンプが所定速度に−たん
到達すると、制御オリフィスχ通過する際の圧力降下の
ために、サーボ弁が凹部中の圧力を逃がしてそれにより
チークプレートtカムリングおよびロータから離れるよ
うに移動させる。ポンプ速度がさらに上昇し続けるとき
、チークプレートがロータおよびカムリングから離れ°
てさらに移動すると、制御オリアイスのサイズが減少し
て制御オリフィスを通過する際の圧力降下を増大させる
。これは次いでサーボ弁による凹部中のさらに圧力の減
少を惹起してそれによりポンプより吐出される流体の流
量が制御オリフィスのサイズが一定に保たれたときに得
られる流量よりも小さい値まで低下する。
本発明の別の特徴および利点は本発明が関係する技術分
野の当業者にとっては添付図面について記載した本発明
の詳細な説明を読めば明らかとなろう。
本発明は流体系に流体を供給するためのポンプに関する
。以下の説明は三つの項に区分されている。すなわち、
一つの項はボンデの全般的な説明を行ない、次の項はポ
ンプ内部のカムリング、チークプレートおよびポートの
配置を説明し、また最後の項はカムリングに対するチー
クプレートの位置を制御するサーボ弁の構造および作動
を説明している。
本発明の実施例のパワーステアリングポンプを第1図に
例示し、かつ該ポンプ全体を符号10で示しである。ポ
ンプ10はオープンセンタ制御弁t7fifjるラック
およびビニオンを備えたパワーステアリング系に流体を
供給するようになっている。
ボンデ10はボンデを極めて小型に構成ししかも所要の
流量を供給することができる構造上の特徴を有している
ボンデ10はスリッパベーンポンプである。ポンプ10
は相対回転可能なカムリング11およびロータ12Y備
えている。特定的に述べると、ロータ12は車両のエン
ジンにより駆動される入力軸13により回転せしめられ
る。入力軸13は口−タ12に嵌合するスプラインを形
成した端部14を有している。ロータ12はその周囲の
まわり忙複数個のスロツ)’YVt、ている。も々のス
ロットはスリッパ15の形態のベーンY担持している。
各々のスリッパ15にはばね16を組み合わせである。
ばね16はスリッパ15をカムリング11の内周部17
と係合させるように偏位している。スリッパ15はカム
リング11の内周部17のまわりに隔置された複鰐個の
ボンデ作用ポケットを画成している。ロータ12が回転
するにつれて、ポンプ作用ポケットはカムリング11の
内周部1Tの形状に起因するロータ12のスロットの中
でのスリッパ150半径方向の内方および外方の移動の
ために拡大しかつ縮小する。このポンプの作動態様はす
べて良く知られている。
カムリング11、スリッパ15およびロータ12はすべ
てポンプ作用室19の中に配置されている。ボンデ作用
室19はハウジング20により画成されている。ハウジ
ング20は二つの部分、すなわち、基部ハウジング部材
21およびコップウジング部材22は管状部分22a’
に有している口管状部分22aはカムリング11’に包
囲しかつ基部ハウジング部材21’に受は入れている。
それに加えて、コツプ形ハウジング部材22は基底部分
22kl’有している。基底部分22t)は基部ハウジ
ング部材21の反対側のポンプの端部に配置されている
入力軸13はハウジング部材21の中の関口部を通して
延びかつ好適なスリーブ軸受24によりハウジング部材
21の中に回転しうるように支持されている。シール2
4aおよび24bがハウジング部材21とシャフト13
との間ならびにハウジング部材21とハウジング部材2
2との間のそれぞれからの流体の漏洩を阻止している。
ポンプ10は車体に装着ブラヶッ)30により支持され
ている。デラヶッ)30は開口部31t’有している。
開口部31Y通して基部ハウジング部材21のボス部分
31aが延びている。基部ハウジング部材21のがス部
分31&の外周部には符号32で示したようにねじを切
っである。ナツト33がねじを切った部分32の上にね
じこまれて装着デラケッ)30’!’ハウジング部材2
1の肩部31t)に締めつけている。ナツト33はボン
デ10を装着ゾラケッ)30に締めつけている。次いで
、装着ブラケット30.は車両に好適に支持される。
流体溜り40がボンデ10と組み合わされている。流体
溜り40はハウ9ジング部材22’r包囲りかつパワー
ステアリング用流体を収納保持するためにハウジング2
2のまわりに室41”2画成するコンテナの型式に構成
されている。車両の運転中に失われるパワーステアリン
グ流体を補充するために好適な注入開口部44を設けで
ある。注入開口部44には、フィルタスクリーン45お
よびキャップ46が組み合わされている。
車両のエンジンの作動中、入力軸13はエンジンにより
駆動されかつボンデ1oが流体を吸いこんで送り出す。
流体は流体溜り室41から以下記載する種々の通路を通
ってポンプの拡大する流体ポケットに流入し、その後縮
小する流体ポケットからボンデ吐出口49に流入する。
吐出口49は入力軸13と共軸に配置されている。ポン
プ10により供給された流体はパワーステアリング系を
通して流れた後、戻り管49aを通って流体溜り40に
再び流入する。
構成 流体溜り室41から拡大する流体ポケットへの流体の流
れはハウジング部材22の管状部分225Lを貫通した
少くとAも1個の開口部50を通る。第1図に示したよ
うに、開口部50はカムリング110円周部の外側にし
かもカムリング110半径方向に延びる側面52と側面
55との間に配置されて゛いる。流体は開口部50を通
ってカムリング11を包囲するポンプ作用室19の部分
に流入する。この構造は流体溜り室41からボンデ作用
室19への短い流路を形成している。流体は以下述べる
ようにポンプ作用室19から拡大するボンデ作用ポケッ
トの中に吸い込まれる。
カムリング11の半径方向忙延びる面52(第5図)に
は、互に直径方向に向き合った1対のスロット53,5
4が形成されている。スロット53.54はカムリング
の面52を半径方向に横切って延びかつポンプ作用室1
9と連絡して流体省カムリング11の面52tIIIi
切って半径方向に流す。第6図に示したように、面52
に対向したカムリング11の半径方向に延びる面55は
また1対のスロット57.58’Y有している。スロッ
)57.58は流体7面55を横切って半径方向に流す
ことt可能にしている。
カムリング11のスロット53.54はハウジング部材
21に形成された導入口63.64に対向している。(
第2図参照)導入口63.64は導入口66.65とそ
れぞれ連絡している。導入口65.66は導入口63.
64の半径方向に内方にハウジング部材21に配置され
ている。導入口65.66は導入口63.64の半径方
向に内方に配置され、また導入口63,64,65およ
び66は全般的にハウジング部材21の同じ直径に沿っ
て配置されている。導入口65.66はスリッパ15の
半径方向に内側、すなわち、下方に形成されたロータ1
2のボンデ作用ポケットに流体暑導入する。第4図に最
も明瞭に示したように、導入口63はハウジング部材2
1の中の通路6γを介して導入口65に連絡している。
導入口64はハウジング部材21の中の通路68を介し
て導入口66に連絡している。通路68はまた入力軸1
3および軸受24を潤滑するために流体ケ供給する。
カムリング11のスbット57,58(第6図)はチー
クプレート72の導入ロア0.71(第9図)にそれぞ
れ向き合っている。チークプレート72はカムリング1
1の面55およびロータ12の同一平面に、ある面55
aに隣接して配置されている。面55および55aはハ
ウジング部材21が隣接して配置されているカムリング
11およびロータ12の面の反対側に配置されている。
導入ロア3.74が全般的にチークプレート72の同一
直径に沿いまた導入ロア0.71の半径方向〜に内方に
配置されている。ハウジング部材21の導入口65.6
6と同様に、導入ロア3.74はスリッパ15の下方に
流入する流体ン供給する。導入ロア3.74はチークプ
レート72の内部に配置された通路75.76(第9図
、第10図および第11図参照)yal−それぞれ介し
て導入ロア0゜71とそれぞれ連絡している。
導入ロア0,73.71およびT4はハウジング部材2
1の導入口64,66.63および65のそれぞれに軸
線方向に対向して配置されている。
チークプレート72およびハウジング部材21は導入ロ
ア0,73.71.74,64,66.63および65
がロータ12が回転するにつれて拡大するポンプ作用ポ
ケットを画成するカムリング11の部分に隣接するよう
に配置されている。以上の説明からポンプが作動するに
つれて流体が流体溜り室41からポンプ作用室19に通
されかつポンプ作用室19から種々の導入口に導入され
、またスリッパ15が導入口を通過して移動するときに
ボンデの拡大するポケットの中に吸い込まれることは明
らかであろう。糧々の導入口63,64゜65.66.
70,71.73および74の中の圧力は同じであり、
以下入口圧力と呼ぶことにする。
上述したように、ポンプの拡大するポケットの中に吸い
込′まれた流体はポンプ作用ポケットが縮小するにつれ
て該ポケット外に押し出される。ポンプの縮小するポケ
ットから流出する流体はカムリング110対向した側か
ら流出する。特定的に述べると縮小するポケットの一方
の卸から流体はハウジング部材21の直径方向に対向し
た導出口80.81および82,83の中に流入する。
導出口80および81はハウジング部材21の内部通路
84(第6図)により相互に接続されている。
導出口82および83はハウジング部材21の内部通路
85により相互忙接続されている。導出口81.83は
導出口80.82のそれぞれの半径方向に内方に配置さ
れかつスリッパ15の下方から駆逐された流体7受は入
れる。
流体は導出口80,81.82および83からカムリン
グ11を通してチークプレート72に隣接したカムリン
グ110面55に導かれる。この目的のために、カムリ
ング11は通路、丁なわち、通路87.88(第5図お
よび第7図)を有している。通路87.88はカムリン
グ11馨通して軸線方向忙延びかつハウジング部材21
の導出口80.82(第2図)にそれぞれ隣接しかつ該
導出口80.82と対向する関係に配置されている。
従って、カムリング110面52に隣接した部分からの
流体は通路87.88v通してチークグレートT2に向
って流れる。
ポンプの縮小するポケットからの流れもまた該ポケット
からチークプレート72の導出口90゜91.9:lよ
び93の中に導かれる。導出口91は導出口90の半径
方向に内方に配置され、また導出口93は導出口92の
半径方向に内方に配置されている。導出口90,91.
92および93のすべてはチークプレート72の内方に
配置された通路、すなわち、室95により相互に接続さ
れる。そのうえ、カムリング11の通路87゜8Bはチ
ークプレート72の導出口90.92(第9図)とそれ
ぞれ連絡している。それ故に、縮小するポンプ作用ポケ
ットから吐出される流体のすべての流れは室95の中に
集められる。室95の中の圧力は以下ポンプの出口圧力
と呼ぶことにする。
チークプレート72は1対のチークプレート96.97
から構成されている。(第10図参照)プレート部材9
6には、第9図に示したように、導出口90,91.9
2および93ならびに導入ロアG、74,71および7
3が形成されている。
第11図に最も明瞭に示したように、プレート部材97
には通路、すなわち、室95および通路75.76が形
成されている。
吐出口49(第1図)は入力軸13と共軸をなして形成
されており、かつチークプレート72の室95からの流
れはポンプの吐出口49を通るように導かれる。特定的
に述べると、室95力・らの流体の流れはプレート部材
97に形成された弓形の通路102を通るように導かれ
る。(第11図参照)流体の流れは通路102から該通
路102と連絡している管状部材103の内部に導かれ
る。
(第1図参照)その後、流体の流れはオリフィス104
ン通る。流体はオリフィス104から管状部材105の
中に入る。管状部材105はコツプ形ハウジング部材2
2のポス22Cの中に符号106で示したようにプレス
ばめされている。管状部材105からの流体の流れはポ
ンプの吐出口49ン通ってボンデにより流体な供給する
流体系に送られろ。吐出口49の中の圧力は以下流体系
圧力と呼ぶことにする。以下説明するように、管状部材
103と管状部材105との間には軸線方向の相対移動
がなされるようKなっている。シール107が管状部材
103と管状部材105との間の流体の漏洩を阻止して
いる。
上記の説明から縮小するボンデ作用ポケットからの流れ
がチークプレート720室95の中で合流せしめられる
ことは明らかであろう。合流した流体の流れはチークプ
レート72の半径方向に内方に向けられ、その後吐出口
49を通ってポンプから軸線方向に吐き出される。この
流路kまノ・ウジング部分の中の流体通路を最小限とす
るので、ノ・ウジング部分を小型かつ軽量に構成するこ
とができるO このオリフィス104はこのボンデの中の流れン制御す
る主オリフィスである。オリフィス104ン通過する際
の圧力降下はカムリング11、ロータ12および/1ウ
ジング22に対するチークプレートT2の軸線方向の位
置を制御する。第1JフイスIQ4の上流側の圧力はボ
ンデ出、口圧力、すなわち、室95の中の圧力である。
オIJフイス104の下流側の圧力は流体系の圧力であ
り、この圧力はオリフィス104χ通過する際の圧力降
下のためにポンプ出口圧力よりも一般的に低い。し力)
しながら、当業者が容易に理解するように、ボンデ10
により流体ケ供給する流体系の状態により流体系の圧力
が変化し、一時的にはボンデ出口圧力よりも高く上昇す
ることもある。特定的に述べると、もしもポンプ10に
より流体を供給する流体系がオープンセンタ制御弁ン備
えたノぞワーステアリング系であれば、流体系の圧力が
流体要求量の変化とともに変化する。このような流体系
では、流体系の圧力は動力を助けるための流体要求量が
小さいときは低く、流体の要求量が増大するにつれ(増
大する。
以上の説明において、「入口圧力」、「出口圧力」およ
び「流体系圧力」なる用語を用いたが、入口圧力は導入
口63,64,65,66.70,71゜T3および7
4の中の圧力と定義し、出口圧力は室95の中の圧力と
定義し、また流体系圧力は吐出口49の中の圧力と定義
した。以下の説明において、これらの用語はまた定義し
た領域との流体による連絡が制限されていない種々の位
置における圧力を指すために用いており、従ってこれら
の圧力は上記に定義した圧力に殆ど近い値である。
サーボ弁 本発明のボンデはポンプ速度が所定速度?越えて上昇し
たときに流体系への流体の流れがそれに応じて増大し煙
いように設計されている。このポンプは例えば車両のパ
ーキング中にエンジンおよびポンプが比較的に徐やかに
回転している状態で舵をきり運転する間の動力を助ける
ために十分な流量の流体を送り出丁。ポンプ速度が所定
速度を越えて上昇するときに、流体系への流れはそれに
応じて増大しないようになっている。
ポンプ速度が所定速度を越えて上昇するときに、本発明
のポンプは流体を縮小するポンプ作用ポケットから拡大
するポンプ作用ポケットの中に直接に流すことt可能に
することにより流体系からの流体の流れをバイパスさせ
るように作動する。この流れのバイパスはチークプレー
ト72(第1図)をカムリング11およびロータ12か
ら離して移動させることにより行われる。チークプレー
ト72がカムリング11およびロータ12から離れて移
動するときに、流体、はチークプレート72の導出口9
0.92(第9図)から導入ロア0 、71に直接に流
入する。バイパスされる流体の量はチークプレート72
がカムリング11およびロータ12から離れて移動する
距離に正比例する。
チークプレート72(第1図)は該チークシレー)K作
用する力の変化に応答して移動する。チークプレート7
2に作用する力はチークプレートT2とハウジング部材
22の肩部121との間に作用するばね120の力!含
んでいる。ばね120はカムリング11の面55とロー
タ12の面55aとt係合させる位置、すなわち、流体
がポンプ入口からポンプ出口に全くバイパスされない位
置に向ってチークプレート72を押圧する。
ばね120とともにチークプレート72をカムリング1
1およびロータ12に隣接した位置に押圧するために、
凹部125の中の流体圧力により作用せしめられる力が
作用している。流体圧力はチー1fレ−) 72に配置
されたオリフィス126(第11図)を通して凹部12
5に伝達される。
(オリフィス126はまた第1図にも示しである。
第1図では、オリフィス126は明瞭に示すためにその
真の位置から円周方向に故意に偏位した位置に示しであ
る。)縮小するポンプ作用ポケットにより加圧された流
体によりチークプレートT2の面72a(第1図)に作
用する流体圧力に起因する力がばね120の力および凹
部125の中の流体の圧力による力に抗して作用しそれ
によりチークプレート72をカムリング11およびロー
タ12から離して移動させる傾向ケ生ずる。
凹部125の中の圧力はサーボ弁130により制御され
る。サーボ弁130が閉じたとき、凹部125の中の圧
力が上昇し、その上昇した圧力がチークシレー)72’
eカムリング11およびロータ12に向かって押圧する
。チーざ弁130が開いたとき、凹部125の中の圧力
が逃がされる。
凹部125の中の圧力が逃がされると、凹部125の中
の圧力が低下し、そのためチークプレート72がカムリ
ング11およびロータ12から離れて移動すや。
サーボ弁130は弁スプール131(第12図)を含ん
でいる。弁スゾール131はカムリング11の室132
の中に配置されている。室132は入力軸13およびロ
ータ12の回転軸線に平行圧延びている。弁スゾール1
31は該弁スプールの両端に作用する圧力の差の変化に
応答して移動する。
弁スプール131(第12図)に作用する一方の圧力は
流体系の圧力である。吐出ボート49からの流体系の圧
力はチークプレート72を通して弁スプール131の端
面133に伝達される。特定的忙述べると、流体系の圧
力はプラグ120a(第1図、第11図および第12図
)に伝達される。プラグ120aはチークプレート72
のプレート部材97の中にプレスばめされている。通路
1201)がプラグ12011”貫通して延びている。
通路120tはプレート部材9Tに半径方向に延びる通
路122の一方の端部と連絡している。第11図に示し
たように、通路122は半径方向に延びているが、実際
には犬の脚のような形状に形成されで馳る。通路120
bから遠い方の通路122の端部は第11図に示したよ
うにほぼ円形・でありかつ符号123で示しである。通
路122の端部123はプレート部材96の通路、すな
わち、開口部124(第12図)と連絡している。
通路124はカムリング11に形成された室132と連
絡している。室132の中の流体圧力は弁スゾール13
1の端面133に作用しかつスプール弁131を第1図
において左方に押す。
室132と通路122の端部123との間の流体の連絡
は流体連絡部材140(第1.2図)’ff介してなさ
れる。流体連絡部材140はチークプレートT2にプレ
スばめされかつ室132の中に延びている。流体連絡部
材140はチークプレートT2とともに移動しかつカム
リング11に対して摺動可能になっている。0リングシ
ール141が流体連絡部材140を囲繞しかつカムリン
グ11と流体連絡部材140との間に密封状態を維持し
ている。流体連絡部材140には第12図から理解され
るように流体通路142が形成されている。
それ故に、通路122の中の圧力は通路142を介して
室132の中に伝達されて端面133に作用する。室1
32の中に流入する流体の中和含まれていることがある
いかなる屑片または粒子をも濾過できるようにするため
に通路142の中(好適なスクリーン部材146が配置
されている。吐出口49からの圧力を伝達して弁スプー
ル131の端面133に作用させる通路は圧力の変化を
吐出口49から弁スゾール131の端面133に自由に
伝達するため忙比較的大きく形成しである。
ボンデ10の出口圧力が弁スプール131の左側に伝達
されかつ弁スゾール131(1&を面134に作用して
いる。特定的に述べると、ハウジング部材21(第2図
)は導出口82と接続する通路部分145を備えている
。通路部分145は導出口82から円周方向に延びかつ
カムリング11の室132に重なりあうように配置され
ている。その結果、出口流体圧力が室132に伝達され
かつ弁スプール131の左側の面134に作用して弁ス
ゾール131を第1図および第12図に示したように右
方に抑圧する。
弁スプール1310対向した端面133および134に
作用する流体圧力に加えて、偏位ばね135もまた弁ス
ゾール131に作用している。
ばね135は流体連絡部材140と弁スプールの端面1
33との間に配置されかつ弁スゾール131を第12図
において左方に移動させようとする端面133に作用す
る圧力を補助している。
弁スプール131の移動によりチークプレート72に作
用する凹部125の中の圧力が変化する。
凹部125と弁スゾール131との間の流体の連絡は管
状部材150(第1B図および第10図参照)Kより行
われる。管状部材150はチークプレート72の中にプ
レスばめされている。管状部材150はカムリング11
に形成された通路151(第1B図および第6図)の中
に摺動しうるように収納されている。シール−151a
(第10図)が管状部材150を囲繞して管状部材15
0が通路151の中で摺動するときに流体の漏洩乞阻止
している。
通路1−51は通路152(第1A図および第1B図)
と連絡している。通路152はカムリング11の弦に9
ってカムリング11を通して延びている。通路152の
一方の端部はカムリング11の外周部に開口し、その外
周部においてプラグ152aにより密封されている。通
路152は室132と交差している。その結果、チーク
プレートの凹部125の中の圧力は通路152により弁
スプール131の横方向の周囲部分に伝達される。
弁スプール131の中に形成された円周方向のみぞ13
6(第12図)が室132の中の通路152の開口部と
整列せしめられている。みぞ136は通路152からの
流体圧力を弁スプール131の周囲のまわりに平均に分
布させて弁スプール131が膠着する可能性ケ少くして
いる。また、室132(第6図および第7図)には通路
155.156(第1A図、第1B図、第7図および第
8図)が連絡している。通路155.156の両方はポ
ンプ作用室19と連絡している。通路155および15
6の両方はカムリング11の弦の方向に延び、かつ第1
6図に示したように、通路132の長さ方向に沿って互
いにかつ通路152から軸線方向に偏位している。
□ 車両のエンジンが作動し始めたときに、ポンプ10が駆
動されかつ流体溜り41(第12図)からポンプの吐出
口49を通して流体系の中に流体を送り出すように作動
する。当初、チークプレート72はカムリング11およ
びロータ12と緊密に係合するようにばね120により
偏位せしめられている。それ故に、ポンプから送り出さ
れる流体は丁べてボンデにより流体を供給する流体系に
向けられる。この間、流体の出口圧力は通路145を通
して弁スゾール131に伝達されてガスゾール131乞
第12図に示したように右方に移動するように押す。前
述したように、流体系の圧力は弁スプール133の面1
33に伝達されて出口圧力に対抗する傾向を生ずる。通
路145の中の出口圧力が弁スゾール131を左方に押
丁正味の力(ばね135の力に流体系の圧力による力を
加えたもの)に打ち勝つために十分でないときは、凹部
125の中の圧力は逃がされない。それ故に、チークプ
レート72の面72aに作用する流体圧力による力はチ
ークグレートの面72t)に作用する正味の力(流体系
圧力にばね120の力を加えたもの)よりも大きくない
ので、チークプレート72は流体を全くバイパスさせな
い。流体系の圧力が変化しないと仮定したとき、ポンプ
速度が−たん所定速度に到達すると、弁スプール131
の面134に作用する出口圧力による力が弁スプール1
31ン右方に移動させてそれにより凹部125の中の圧
力を逃がすように作用する。この所定速度はばね135
のこわさを選択することにより選択される。
サーだ弁130はまた流体系の圧力の変化として反映さ
れる流体要求量の変化にも応答する。流体系の圧力はボ
ンデ10により流体を供給する流体系の流体要求量によ
り変イヒし、要求量が増加するにつれて上昇する。オリ
フィス104の流路の横断面積およびばね135のばね
定数はポンプ速度が所定速度を越えかつ流体系からの流
体の要求が全くない状態では、弁スプール131を第1
2図で見た場合に左方に移動させようとする正味の力が
弁スプール131を右方に移動させようとする流体の出
口圧力の力よりも小さくなるように選択されている。従
って、流体系からの流体の要求がなくかつボンデ速度が
所定速度を越えて上昇したとき、サーボ弁130が第1
6図に例示した位置に移動する。この位置において、室
125はボンデ作用室19と連絡せしめられろ。ボンデ
作用室19は比較的に低い入口圧力に保たれ、一方案1
25は比較的に高い出口圧力に保たれているので、室1
9と室125との連絡により室125の中の圧力を減少
させる。そのとき、カムプレート、すなわち、チークプ
レート720面72aに対して作用している流体圧力が
ばね120の力に打ち勝ってチークプレート72をカム
リング11から離して移動させることができる。
弁スプール131が第13図に示した位置に移動したと
きに、弁スゾール131に形成されたラン161 aが
通路155と通路152とt連絡させる位置に移動せし
められる。それにより、流体は凹部125から管状部材
150、通路151.152を通って弁スゾール131
を包囲する室132の領域180の中に流入し、その後
通路155を通ってポンプ作用室19の中に流入するこ
とができる。この流れによりチークプレートの凹部12
5の中の圧力が逃がされて前述した結果が得られる。
弁スグール131が第16図に示したように配置された
とき、スプール弁のランド161が室132の中で通路
156の開口部の一部を露出させる。その結果、ある量
の流体が矢印163で示したようにランド161を越え
かつ通路156Y通してポンプ作用室19の中に流入す
る。流体の流れ163は小量でありかつ弁スゾール13
1を安定させるために意図されている。このような安定
のための流れの機能および作用はこの明細書に参考のた
めに記載した米国特許第4,014,630号明細書に
詳細に記載されている。この安定のための流れは流体系
への流体の流れを僅かだけ減少させる。
ラン161aが通路152を露出させた後に生ずる流れ
はチークプレートの凹部125の圧力を逃がす。穐々の
通路155,156の間の距離およびランド161 、
1612L−の間の距離は安定のための流れを生ずる前
にチークプレートの凹部されている。
弁スプール131が8g16図に示した位置に移動せし
められた後、弁スプール131はポンプ速度の増減に応
じかつ流体系圧力の増減により反映される流体系の流体
の要求量に応じて流体系への流体の流量を正確に制御す
るために僅かに移動し、すなわち、その位置?僅か調整
することができる。
例えば、もしも流体系中の流体圧力が(g求の増加ゲ反
映して)上昇するとすれば、オリスイス104を通して
の流体の流れが瞬間的に減少する。
その結果、弁スゾール131の対向端部に作用している
圧力の差は減少されよう。従って、弁スプール131は
第12図に示したように左方に移動・する傾向を生ずる
。このような移動はチークプレートの凹部125の圧力
の逃がしを減少させ、それ故にチークグレートの凹部1
25の中の圧カン上昇させる。凹部125の中の圧力が
増大すると、チークプレート72をロータ12およびカ
ムリング11により近い位置に移動させて流体系への流
体の流量を瞬間的に増大させる。
同様に、もしもエンジン速度力1上昇し、それに応じて
ポンプの速度が上昇すると丁れ&f、第1ノフイス10
4Y通しての流量の瞬間的な増力ロカを起る。
その結果、オリフィス104を通過する際の圧力降下が
増大する。弁スゾール131の対向した端部133,1
34に作用している流体圧力の差もまた増大し、それに
より弁スプール131カー第13図に示したように右方
に移動してチークプレートの凹部125の中の圧力を逃
力″−丁。チークプレート72は第1図で見たときに右
方に移動してそれによりバイパスされるべき流体の量を
増大させる。従って、流体系への流体の流量力を増力口
しない。
サーボ弁130は予期しなう・つた圧力の上昇カー起っ
た場合の流体系の最高圧カン制限するためにその内部に
圧力逃がし弁160を備えている。サーボ弁スプール1
31は中空であり力1つその端面133にはオリフィス
162カー形成されている。
オリフィス162は通路142,123,122および
1201)’に通して吐出第1ノフイス49に連絡して
おり、従って常に流体系の圧力に保たれている。弁スゾ
ール131のその反対側の端部の近くに、弁スプール1
31の側壁に第1ノフイス170が形成されている。オ
リフイ・ス170itサーボ弁スプール131の内部を
流体溜り室41の圧力、すなわち、入口圧力に常に保た
れているポンプ作用室19および通路155に連絡して
いる。オIJフイス162を密封するためK、ボール1
647!l’弁スプール131の端壁部の内面に対して
&了ねにより偏位せしめられている。もしも流体系の圧
力が所定の最高値ン越えて上昇すると、ボール164は
弁スプールの端壁部から離れる方向に押されそれにより
オリフィス162ン開いて過剰の圧力を低下させる。
ボンデ10はポンプ速度が所定速度を越えて上昇しにと
きにパワーステア1ノング系への流体の流れを減少させ
るように作動する。第14図のグラフにより、ボンデの
速度が所定速度まで一ヒ昇するにつれて、流体系への流
体の流量力を増大する。その後、ポンプ速度が上昇する
につれて、流量系への流体の流量は所定速度における流
量から実際に減少する。このようなポンプの作動が望ま
しいことは良く知られており、また例えば米国特許第3
.403,630号明細書に記載されている。
所定速度を越えたポンプ速度における流体の流量の減少
は簡単かつ効果的に行われる。詳述すると、サーボ弁1
30を通過する際の圧力降下を制御するオリアイス10
4(第1図)の流路の横断面積は変化可能になっている
。オリフィス104の可変性はプラグ120aの先端部
121aのテーパ形状およびプラグ120aと管状部材
103との間に起る相対移動から生ずる。特定的に述べ
ると、チークプレート72の移動のために、プラグ12
0aが管状部材105に対して移動するときに、管状部
材105およびデラグト20aのテーバ面121aによ
り画成されたオリフィス1040而槓が変化せしめられ
る。
ポンプ速度が上昇するにつれて、チークプレート72を
第1図に示したように右方に移動させるために作用する
力も増大する。もしもチークプレートr2h=第1図に
示したように右方に移動すると、流体がチークプレード
72の面ン横切って縮小するポケットから拡大するポケ
ットに流れて流体系ヲバイパスしかつオリフィス104
の面積を減少させる。オリフィス1040而槓が減少す
ると、オリフィス104の上流側の流体圧力(出口圧力
)とオリフィス104の下流側の圧力(流体系の圧力)
との間の差が増大する。その結果、サーボ弁130の面
134に作用している圧力と面133に作用している圧
力との差はオリフィス104の面積が変化しなかった場
合の圧力差よりも増大する。圧力差がより高くなると、
弁ス、ゾール13N!オlJフィス104の面積が変化
しなかった場合の移動範囲よりも大きい範囲に第1図に
おいて右方に移動せしめられる。それ故に、サーボ弁1
30はチークプレートの凹部125の中の圧力ya’g
らに大き欠逃がし、その結果チークプレート72はさら
に大きく右方に移動する。従って、チークプレート72
はオリフィス104の断面積が変化しなかった場合にバ
イパスせしめられる流体の量よりも多量の流体を流体系
からバイパスする。その正味の結果としては、流体系へ
の流体の流量が実質的に減少する。
チークプレート72が移動するにつれてオリフィス10
40而槓を減少させる考え方はG工LBI!!R’l’
)1.DRUTOHAs氏の発明のみであり、本願発明
は同氏の発明に関係した特許請求範囲を包含している。
本願と共同の分野はこの明細書に開示したポンプに類似
のポンプに関する特許請求範囲ン包含、しかつ可変オリ
フィス104に関する特許請求範囲ン包含していないD
RUTOHA8氏およびEIUTTKU8氏による米国
特許出願である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施態様のパワーステアリングポンプ
の軸線方向の横断面図、第1A図は第1図を矢印1A−
1Aで示した方向に見た第1図のポンプの横断面図、第
1B図は第1A図を矢印1B−IBで示した方向に全体
的に見た第1図に示したポンプの一部分を示した図、第
2図は第1図を矢印2−2で示した方向に見た第1図の
ポンプの一部分を示した図、第3図は8g2図ケはぼ切
断線3−6に沿って裁った第2図に示した部分の断面図
、第4図は第2図tはぼ切断線4−4に沿って裁った第
2図に示した部分の断面図、第5図は第1図を矢印5−
5で示した方向に見た第1図に示したポンプの一部分の
図、第゛6図は第1図ン矢印6−6で示した方向に見た
第1図に示したボンデの一部分の図、第7図は第6図を
矢印7−7で示した方向に見た第6図に示した部分の図
、第8図は第7図ヶはぼ切断線8−8に沿って裁った第
7図に示した部分の断面図、第9図は第1図を矢印9−
9で示した方向に見た第1図のさらに別の部分の図、第
10図は第9図をはぼ切断線10−10に油って裁った
第9図に示した部分の横断面図、第11図は第10図を
ほぼ切断線1i−ilに沿って裁った第10図の部分の
′断面図、第12図は大きい縮尺で幾分略図で示したポ
ンプの部分断面図、第13図は作動位置で示した第1図
のポンプの諸部分の図、かつ第14図は本発明の実施態
様のポンプの作動特性を示した図である。 10・・・ボン7’、11・・・カムリング、12・・
・ロータ、13・・・入力軸、15・・・スリッパ、1
゛9・・・ポンプ作用室、20・・・ハウジング、22
a・・・管状部分。 221)・・・基底部分、220・・・ボス、49・・
・吐出口、72・・・チークプレート、82・・・導出
口、88・・・通路、92・・・導出口、95・・・室
、102・・・通路、103・・・管状部材、104・
・・オリフィス、105・・・管状部材、105b・・
・開口部、120・・・ばね、120a・・・プラグ、
120b・・・通路、121a・・・テーパ面、122
・・・通路、123・・・端部、125・・・凹部、1
26・・・オリフィス、130・・・サーボ弁、131
・・・スプール、132・・・室、133,134・・
・スプールの端面、142,145・・・通路、162
・・・オリフィス。 代理人  浅 村   皓 外4名 FIG、14 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和57年特許願第 ’15’?’4  号2、発明の
名称 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 屯代理人 5、補正命令の日付 昭和ケア年6月z1日 66補正により増加するi明の数 7、補正の対象

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  ロータ部材と、前記ロータ部材を囲繞するカ
    ム部材と、前記カム部材およびロータ部材を軸線のまわ
    りに相対回転させるための装置と、前記カム部材および
    ロータ部材の一方により担持された複数個のベーンとン
    備え、前記ベーンは前記カム部材およびロータ部材の他
    方と係合して前記カム部材およびロータ部材が相対回転
    するときに拡大縮小するボンデ作用ポケットを画成しさ
    らK、回転軸線の半径方向に延びかつ前記ロータ部材お
    よびカム部材の一方の側に隣接して配置されかつ回転軸
    線に沿って移動して拡大するポケットと縮小するポケッ
    トとt連絡させることができるチークプレートと、前記
    チークプレートの一方の側に凹部を画成する装置と、流
    体圧力を前記凹部の中に導く第1流体通路とを備え、前
    記流体圧力は前記チークプレートは前記拡大する流体ポ
    ケットと縮小する流体ポケットとの連絡を透析する位置
    に偏位する作用tなし、さらに、前記凹部中の圧カケ逃
    がしてそれによりチークプレートの位置Y IIJ 御
    するために前記カム部材の中に配置されたサーボ弁を備
    え、前記サーボ弁は前記チークプレートの軸線方向の位
    置を制御するために流体圧力か作用する対向した面を有
    する弁スプールを含み、さらに、可変制御オリフィスを
    画成する装置であって、前記制御オリフィスの第1の側
    において流体系の圧力を受けかつ前記制御オリフィスの
    第2の側において縮小するポンプ作用ポケットからの圧
    力乞受ける装置と、前記可変制御オリアイスの前記第1
    の側および第2の側における流体圧カケ前配弁スプール
    の前記対向した側に伝達するための装置と7備えた流体
    系に流体を供給するボンデにおいて、前記可変制御オリ
    フイスン画成する装置が前記チークプレートが前記ロー
    タおよびカムから離れて移動するときに前記オリフィス
    のサイズを減少させかつ前記チークプレートが前記ロー
    タおよびカムに向かって移動するときに前記オリフイス
    のサイズを増大させるように前記チークプレートととも
    に移動しうる部材を含んでいることを特徴とする流体系
    に流体を供給するポンプ。 (2、特許請求の範囲第1項に記載のポンプにおいて、
    前記ポンプが吐出オリフィスを備えかつ前記可変制御オ
    リフィスが前記吐出オリフィスの中に配置されているこ
    とを特徴とするボンデ。 (3)特許請求の範囲第2項に記載のポンプにおいて、
    前記可変制御オリアイスを画成する前記装置が前記吐出
    オリフィスに対して固定されかつ流体が流れる一定横断
    面の開口部を画成する表面装置を有する部材を含み、前
    記可動部材はテーパのついた面を有しかつ前記固定部材
    の中の前記開口部に対して移動してそれにより前記オリ
    フィスのサイズ乞変更可能であることを特徴とするボン
    デ。 (4)特許請求の範囲第2項に記載のボンデにおいて、
    前記可動部材が前記吐出オリフィスからの流体系の圧力
    を前記サーボ弁に伝達するための装置χ含み、前記装置
    が前記可動部材乞通して延びる通路を備えていることを
    特徴とするポンプ。 (5)流体系に流体を供給するためのボンデにおいて、
    前記ボンデからの流体を流体系に伝達するための吐出オ
    リスイス乞画成する装置と、ロータと、前記ロータラ1
    繞するカムと、前記カムおよびロータ乞軸線のまわりに
    相対回転させるための装置と、前記カムおよびロータの
    一方により担持されかつ前記カムおよびロータの他方と
    係合しかつ前記カムおよびロータが相対回転するとぎに
    拡大しかつ縮小するポンプ作用ポケットヲ画成する複数
    個のベーンと、ボンデ速度が所定速度を越えて上昇する
    ときにポンプから流出する流体の流量ケ減少させるため
    の吐出量減少装置とt備え、前記吐出量減少装置は前記
    カムおよびロータの一方の軸線の側に隣接しかつ軸線に
    溢って移動して前記縮小するポンプ作用ポケットから前
    記拡大するポンプ作用ポケットに流体馨導くことができ
    るチークプレート乞含み、さらに、前記チークプレート
    の一方の側に凹部を画成する装置と、流体圧カン前記凹
    部の中に導く流体通路とを備え、前記流体圧力は前記チ
    ークプレートを前記縮小するボンデ作用ポケットと前記
    拡大するボンデ作用ポケットとの間の連絡乞遮断する位
    置に偏位する作用をなし、さらに、前記凹部中の圧力を
    逃がjためのサーボ弁を備え、前記サーボ弁は前記弁ス
    プールの位置を制御するために流体圧力が作用する対向
    した面を有する弁スプールン含み、さらに、可変制御オ
    リフィスを画成する装置であって、第1の側において前
    記吐出オリフィスからの圧力を受けかつ第2の側におい
    て前記縮小するポンプ作用ポケットからの圧力を受ける
    装置と、前記可変制御オリフィスの前記第1の側および
    第2の側の流体圧力を前記弁スプールの前記対向した側
    に伝達するための装置と、前記チークプレートの移動に
    従って前記可変オリフィスのサイズを変更するだめの装
    置とを備えていることを特徴とする流体系に流体を供給
    するポンプ。
JP57075959A 1981-05-07 1982-05-06 流体系に流体を供給するためのポンプ Granted JPS5825596A (ja)

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US261645 1981-05-07
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JPS639114B2 JPS639114B2 (ja) 1988-02-25

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CA (1) CA1177327A (ja)
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