CN101173660A - 可变容量型泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可变容量型泵(10)，使凸轮环(22)的隔着泵轴(12)与支持于摆动支点(31)的部分大致相反一侧的外周面成为保持着滑动接触于外壳体(19)的内周面的密封件(43)的凸面部(44)，使保持于凸轮环(22)的凸面部(44)的密封件(43)滑动接触的外壳体(19)的内周面成为以上述摆动支点(31)为中心的圆弧面(46)。

Description

可变容量型泵
技术领域
本发明涉及适合用于汽车用液压动力转向装置等中的可变容量型泵。
背景技术
作为可变容量型泵，如日本特开2001-59481(专利文献1)所记载的那样，具有：转子，固定于***到泵壳中的泵轴而被旋转驱动，并且将多个叶片收容到槽中且在半径方向可移动；外壳体，嵌装于泵壳内的嵌装孔中；凸轮环，被支撑在设于外壳体的内周面的摆动支点上并可摆动位移，在与转子的外周部之间形成泵室，并且在与外壳体之间形成第1和第2流体压室；以及排出流量控制装置，将设于泵排出侧通路的主节流部的上游侧的压力导入第1流体压室，将该主节流部的下游侧的压力导入第2流体压室，排出流量控制装置具有切换阀装置，该切换阀装置通过主节流部的上、下游侧的压力差而动作，对应于来自泵室的压力流体的排出流量，控制向第1流体压室的供给流体压。
专利文献1所记载的可变容量型泵，在隔着泵轴与设有成为外壳体的上述摆动支点的密封销的部分大致相反一侧的内周面上，设有凸轮环的外周面滑动接触的密封件，通过这些密封销和密封件，将外壳体和凸轮环之间的空间隔成第1流体压室和第2流体压室。
然而，凸轮环将外周面形成为正圆，所以凸轮环以设于外壳体上的密封销为摆动支点摆动时，凸轮环的外周面相对于设于外壳体上的密封件而成的贴紧度变化。凸轮环到达摆动端时，会发生凸轮环的外周面相对于密封件的贴紧度变低，降低密封性。
发明内容
本发明的课题是，在可变容量型泵中，使相对于外壳体摆动的凸轮环的密封性稳定。
本发明的可变容量型泵，具有：转子，固定于***到泵壳中的泵轴而被旋转驱动，并且将多个叶片收容到槽中且在半径方向可移动；外壳体，嵌装于泵壳内的嵌装孔中；凸轮环，被支撑在设于外壳体的内周面的摆动支点上并可摆动位移，在与转子的外周部之间形成泵室，并且在与外壳体之间形成第1和第2流体压室；以及排出流量控制装置，将设于泵排出侧通路的主节流部的上游侧的压力导入第1流体压室，将该主节流部的下游侧的压力导入第2流体压室，排出流量控制装置具有切换阀装置，该切换阀装置通过主节流部的上、下游侧的压力差而动作，对应于来自泵室的压力流体的排出流量，控制向第1流体压室的供给流体压，在该可变容量型泵中，使凸轮环的隔着泵轴与支持于上述摆动支点的部分大致相反一侧的外周面成为保持着滑动接触于外壳体的内周面的密封件的凸面部，使保持于凸轮环的凸面部的密封件滑动接触的外壳体的内周面成为以上述摆动支点为中心的圆弧面。
附图说明
图1是表示可变容量型泵的剖面图。
图2是沿图1的II-II线的剖面图。
图3是图2的要部放大图。
图4是表示可变容量型泵的主节流部的剖面图。
图5是沿图4的V-V线的向视图。
图6是表示主节流部的开闭控制状态的示意图。
具体实施方式
可变容量型泵10是成为汽车的液压动力转向装置的液压产生源的叶片泵，如图1、2所示，具有由梳状齿固定于***泵壳11中的泵轴12上并可旋转驱动的转子13。泵壳11是用螺栓14将泵壳体11A和盖11B一体化而构成的。泵壳体11A具有收容转子13等泵构成要素的杯状凹部空间，盖11B与泵壳体11A组合并一体化以便关闭该凹部空间的开口部。泵轴12被支撑在设于泵壳体11A的支撑孔15A上的轴承16A(轴套)和设于盖11B的支撑孔15B上的轴承16B(轴套)上。在支撑孔15A嵌装有油封16C。
转子13将叶片17收容到周向的多个位置的各个上所设置的槽13A中，各叶片17在沿槽13A的半径方向上可移动。
侧板18、外壳体19在层叠的状态下被嵌合在泵壳11的泵壳体11A的嵌装孔20中，它们在由定位销21在周向上定位的状态下由盖11B从侧方被固定保持。定位销21的一端被***固定在盖11B上。
在泵壳11的泵壳体11A上所固定的上述外壳体19上嵌装有凸轮环22。凸轮环22由盖11B关闭其侧部。凸轮环22与转子13呈某偏心量地包围着转子13，在侧板18和盖11B之间，在与转子13的外周部之间形成泵室23。设于盖11B的端面的吸入开口24在泵室23的转子旋转方向上游侧的吸入区域开口，泵10的吸入口26经由壳体11A、盖11B上所设置的吸入通路(排放通路)25A连通于该吸入开口24。另一方面，在泵室23的转子旋转方向下游侧的排出区域，设于侧板18的端面上的排出开口27开口，泵10的排出口29经由设于壳体11A的高压力室28A、排出通路(未图示)连通于该排出开口27。泵室23排出的排出流体压力从排出开口27被送至动力转向装置(液压设备)。
由此，在可变容量型泵10中，通过泵轴12旋转驱动转子13，转子13的叶片17在离心力的作用下被按压至凸轮环22而旋转时，在泵室23的转子旋转方向上游侧，相邻的叶片17之间和凸轮环22所包围的容积旋转并扩大，从吸入开口24吸入动作流体，在泵室23的转子旋转方向下游侧，相邻的叶片17之间和凸轮环22所包围的容积旋转并缩小，从排出开口27排出动作流体。
然而，可变容量型泵10具有排出流量控制装置40。
排出流量控制装置40，在固定于泵壳11的上述外壳体19的垂直最下部的内周面载置有密封销31(摆动支点)，将凸轮环22的垂直最下部支持在该密封销31上，使凸轮环22可在外壳体19内摆动位移。跨越外壳体19的整个宽度，将密封销31的下侧半剖面嵌入载置到设于外壳体19的内周面上的凹部中，凸轮环22，跨越凸轮环22的这个宽度，将设于凸轮环22的外周面上的凹部嵌入支持到密封销31的上侧半剖面。
外壳体19，在形成第1流体压室41的内周面的一部分上突状形成有与凸轮环22的外周面冲接的凸轮环摆动限制器19A，如后所述那样对使泵室23的容积成为最大的凸轮环22的摆动界限进行限制。外壳体19，在形成后述的第2流体压室42的内周面的一部分上突状形成有与凸轮环22的外周面冲接的凸轮环摆动限制器19B，如后所述那样对使泵室23的容积成为最小的凸轮环22的摆动界限进行限制。
排出流量控制装置40在凸轮环22和外壳体19之间形成第1和第2流体压室41、42。即，第1流体压室41和第2流体压室42，在凸轮环22和外壳体19之间，被密封销31和大致设于其对称位置上的密封件43分割。此时，第1和第2流体压室41、42，由盖11B和侧板18将凸轮环22和外壳体19之间的两侧方关闭并区划，在侧板18上具有：凸轮环22冲合在外壳体19的前述的凸轮环摆动限制器19A、19B上时、连络分离在限制器19A两侧的第1流体压室41之间的连络槽、以及连络分离在限制器19B两侧的第2流体压室42之间的连络槽。
此时，在可变容量型泵10中，如图2、图3所示，使凸轮环22的隔着泵轴12与支持于密封销31的部分大致相反一侧的外周面成为保持着滑动接触于外壳体19的内周面的密封件43的凸面部44。在凸面部44的顶面，设有跨越凸轮环22的整个宽度的密封槽45，在该密封槽45中装填有填充料(バツクアツプ材)43A，还装填保持有密封件43。
使保持于凸轮环22的凸面部44的密封件43滑动接触的外壳体19的内周面成为以前述的密封销31为中心的圆弧面46。进而，外壳体19的圆弧状内周面46成为相对于从周向的两侧夹持该圆弧状内周面46的两侧内周面呈凹状的凹面部47。
排出流量控制装置40，在构成泵壳11的泵壳体11A的排出口29内，隔着凸轮环22在第1流体压室41的相反一侧螺合有弹簧盖板50，将作为弹簧盖板50支撑的施力机构的弹簧51通过设于外壳体19的连络孔52而冲接在凸轮环22的外面上。弹簧51将凸轮环22在与转子13的外周部之间向使泵室23的容积(泵容量)为最大的方向施力。弹簧盖板50包括具有收容连络孔52的空洞并且具有构成排出口29的一部分的1个以上的排出孔53的圆筒中空体。
排出流量控制装置40，在排出通路(未图示)的中间部设有主节流部(主絞り)54(可变节流部)。如图4、图5所示，主节流部54通过孔部55和圆形开口部56形成，该孔部55被设于泵壳11的泵壳体11A，穿设在堵塞凸轮环22的侧面部的侧板18(侧壁)的轴向上，连通泵排出侧的高压力室28A，该圆形开口部56穿设在凸轮环22的轴向上，在凸轮环22的侧面部开口，开闭控制与上述孔部55的流路面积A，与第2流体压力室42连通。即，主节流部54，使侧板18的孔部55和凸轮环22的开口部56的一致部分为流路面积A，通过由凸轮环22的摆动所引起的开口部56的位移，使流路面积A可变节流。在凸轮环22的一个摆动端，流路面积A成为全开侧的最大(图6(A))在凸轮环22的另一个摆动端，流路面积A成为全闭侧的最小(图6(B))。此时，开口部56，经由设于凸轮环22上与开口部56连续的连络孔57、以及设于凸轮环22上在第2流体压室42开口的U字槽58，与第2流体压室42连通。
并且，穿设于凸轮环22上的主节流部54的开口部56，在以凸轮环22的泵轴12为中心的周向上，被设置在从在沿着第2流体压室42的方向上从凸轮环22的摆动支点的相应的密封销31超出120度的位置开始到保持密封件43的位置为止的范围内的某一个上。穿设于侧板18上的孔部55，呈沿以侧板18的泵轴12为中心的周向的长孔状，在本实施例中为沿着从设于外壳体19的圆弧状内周面46远离的方向呈细尖的泪滴状。
排出流量控制装置40，(1)，将主节流部54的上游侧的压力和泵吸入侧的压力有选择地经由切换阀装置60导入到将向使泵室23的容积为最小的方向的摆动位移供给到凸轮环22的第1流体压室41，(2)将主节流部54的下游侧的压力导入到将向使泵室23的容积为最大的方向的摆动位移供给到凸轮环22的第2流体压室42。通过作用于第1流体压室41和第2流体压室42的压力的平衡，抵抗弹簧51的作用力使凸轮环22移动，使泵室23的容积变化，控制泵10的排出流量。
在这里，排出流量控制装置40具有切换阀装置60，该切换阀装置60通过主节流部54的上、下游侧的压力差而动作，对应于来自泵室23的压力流体的排出流量地控制向第1流体压室41的供给流体压。具体而言，切换阀装置60，安装在与第1流体压室41相连的连络路径61和排出通路(未图示)的主节流部54的上游侧的连络路径67之间，通过与设于连络路径61的节流部61A的协作，在泵10的低旋转区域将第1流体压室41相对于连络路径67关闭，在高旋转区域将第1流体压室41与连络路径67连接。
切换阀装置60，在穿设于泵壳体11A上的阀容纳孔62中收容有弹簧63、切换阀64，由与泵壳体11A螺合的帽65担持着由弹簧63施力的切换阀64。切换阀64具有与阀容纳孔62紧密地滑动接触的阀芯64A以及切换阀芯64B，在设于阀芯64A的一端侧的加压室66A上连通有排出通路(未图示)的主节流部54的上游侧的连络路径67，在容纳有设于切换阀芯64B的另一端侧的弹簧63的背压室66B经由第2流体压室42连通有排出通路(未图示)的主节流部54的下游侧的连络路径68。前述的吸入通路(排放通路)25A与阀芯64A和切换阀芯64B之间的排放室66C连通地形成，与槽连络。阀芯64A可开闭前述连络路径61。即，在泵10的排出压力低的低旋转区域，由弹簧63的作用力将切换阀64设定在图2所示的原位置，由阀芯64A将加压室66A相对于向第1流体压室41的连络路径61关闭，使排放室66C与向第1流体压室41的连络路径61导通，其结果将泵吸入侧的压力导入至第1流体压室41。在泵10的中高旋转区域，由施加到加压室66A的连络路径67的高压流体使切换阀64移动，由阀芯64A将加压室66A相对于向第1流体压室41的连络路径61打开，将从连络路径67施加到加压室66A的主节流部54的上游侧的高压流体导入第1流体压室41。在连络路径67上设置节流部67A，可吸收来自主节流部54的上游侧的脉动。
因此，使用了排出流量控制装置40的泵10的排出流量特性如下所述。
(1)在泵10的转速低的汽车的低速行驶区域，从泵室23排出并达到切换阀装置60的加压室66A的流体的压力还很低，切换阀64位于原位置，切换阀64将加压室66A相对于向第1流体压室41的连络路径61关闭，将排放室66C相对于向第1流体压室41的连络路径61关闭。因此，主节流部54的上游侧的压力未被供给至第1流体压室41，主节流部54的下游侧的压力被施加到第2流体压室42。因此，凸轮环22由第1流体压室41和第2流体压室42的压力差以及弹簧51的作用力，将泵室23的容积维持在最大的一侧，泵10的排出流量与转速成比例地增加。
(2)若通过泵10的转速的增加，从泵室23排出并达到切换阀装置60的加压室66A的流体的压力变高，则切换阀装置60抵抗弹簧63的作用力使切换阀64移动，使加压室66A相对于向第1流体压室41的连络路径61打开。由此，第1流体压室41的压力上升，凸轮环22向减小泵室23的容积的一侧移动。因此，泵10的排出流量，对于转速的增加，由转速的增加引起的流量增加的量与由泵室23的容积减小引起的流量减小的量相抵，维持一定的流量。
特别是，在排出流量控制装置40中，由对应于泵10的转速而增减的泵排出流量，由在主节流部54产生的压差切换控制切换阀装置60，抵抗弹簧51的作用力或者对应于该作用力使凸轮环22摆动位移，其结果，可得到可变控制泵室23的容积、对应于泵转速增减的所期望的泵排出特性。即，构成主节流部54的孔部55，使由凸轮环22的开口部56开闭控制而变化的流路面积A，在转速低时位于全开一侧(图6(A))，在转速高时位于关闭一侧(图6(B))，调整该主节流部54的开闭控制量，由此得到所期望的泵排出流量。
在泵10中，高压力室28A和吸入通路(排放通路)25A与排放室66C之间，具有作为对泵排出侧的过大流体压溢流的切换阀的溢流阀70。泵10，将从吸入通路25A向泵轴12的轴承16B的润滑油供给路径71穿设在盖11B上，将从泵轴12的轴承16A周围返回到吸入通路25B的润滑油返回路径72(未图示)穿设在泵壳体11A上。
根据本实施例可以达到如下的作用效果。
(a)使保持于凸轮环22的凸面部44上的密封件43滑动接触的外壳体19的内周面成为以凸轮环22的密封销31为中心的圆弧面46。因此，凸轮环22相对于外壳体19一侧的密封销31摆动时，凸轮环22一侧的密封件43的摆动轨迹完全沿着外壳体19的圆弧状内周面46，凸轮环22一侧的密封件43滑动接触于外壳体19的圆弧状内周面46的贴紧度(按压力)成为一定，凸轮环22的密封性稳定。
(b)使保持于凸轮环22的凸面部44上的密封件43滑动接触的外壳体19的圆弧状内周面46成为相对于从周向两侧夹持该圆弧状内周面46的两侧内周面呈凹状的凹面部47。可以将外壳体19的上述凹面部47的周向的两侧端、即相对于凹面部47向半径方向的内方突出的两侧突出面用作凸轮环22的摆动端限制器。
(c)在汽车用液压动力转向装置中，可以在提高行驶稳定性和掌舵感的同时实现上述(a)、(b)。
以上通过附图详细叙述了本发明的实施例，本发明的具体结构不限于该实施例，不脱离本发明的宗旨的范围的设计的变更等也包括在本发明内。例如，可以将凸轮环22的密封件43滑动接触的外壳体19的圆弧状内周面46设成外壳体19的非凹面部(撤去了凹面部47的结构)。

Claims (9)

1.一种可变容量型泵，
具有：
转子，固定于***到泵壳中的泵轴而被旋转驱动，并且将多个叶片收容到槽中且在半径方向可移动；
外壳体，嵌装于泵壳内的嵌装孔中；
凸轮环，被支撑在设于外壳体的内周面的摆动支点上并可摆动位移，在与转子的外周部之间形成泵室，并且在与外壳体之间形成第1和第2流体压室；以及
排出流量控制装置，将设于泵排出侧通路的主节流部的上游侧的压力导入第1流体压室，将该主节流部的下游侧的压力导入第2流体压室，
排出流量控制装置具有切换阀装置，该切换阀装置通过主节流部的上、下游侧的压力差而动作，对应于来自泵室的压力流体的排出流量，控制向第1流体压室的供给流体压，
该可变容量型泵的特征在于，
使凸轮环的隔着泵轴与支持于上述摆动支点的部分大致相反一侧的外周面成为保持着滑动接触于外壳体的内周面的密封件的凸面部，
使保持于凸轮环的凸面部的密封件滑动接触的外壳体的内周面成为以上述摆动支点为中心的圆弧面。
2.如权利要求1所述的可变容量型泵，其特征在于，使上述外壳体的内周面、即上述密封件滑动接触的圆弧状内周面成为相对于从周向的两侧夹持该圆弧状内周面的两侧内周面呈凹状的凹面部。
3.如权利要求1或2所述的可变容量型泵，其特征在于，
上述摆动支点由密封销构成，
在上述外壳体的垂直最下部的内周面载置有该密封销，将上述凸轮环的垂直最下部支持在该密封销上，使上述凸轮环可在上述外壳体内摆动位移。
4.如权利要求1-3中任一项所述的可变容量型泵，其特征在于，在上述凸轮环的凸面部的顶面，设有跨越该凸轮环的整个宽度的密封槽，在该密封槽中装填有填充料，还装填有上述密封件。
5.如权利要求1-4中任一项所述的可变容量型泵，其特征在于，上述主节流部通过孔部和圆形开口部形成，该孔部被设于上述泵壳的泵壳体，穿设在堵塞上述凸轮环的侧面部的侧板的轴向上，连通泵排出侧的高压力室；该圆形开口部穿设在上述凸轮环的轴向上，在该凸轮环的侧面部开口，开闭控制与上述孔部的流路面积，与上述第2流体压力室连通。
6.如权利要求5所述的可变容量型泵，其特征在于，上述主节流部的开口部，在以上述凸轮环的泵轴为中心的周向上，被设置在从在沿着第2流体压室的方向上从作为该凸轮环的摆动支点的上述密封销超出120度的位置开始到保持上述密封件的位置为止的范围内的某一处上。
7.如权利要求5所述的可变容量型泵，其特征在于，穿设于上述侧板的孔部，呈沿着以该侧板的泵轴为中心的周向的长孔状。
8.如权利要求7所述的可变容量型泵，其特征在于，上述孔部为沿着从设于上述外壳体的圆弧状内周面远离的方向呈细尖的泪滴状。
9.一种汽车用液压动力转向装置，使用了如权利要求1-8中任一项所述的可变容量型泵。
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