JP2000018175A

JP2000018175A - 可変容量型ベーンポンプ

Info

Publication number: JP2000018175A
Application number: JP10191454A
Authority: JP
Inventors: Masumi Hayashi; 真澄林
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2000-01-18
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: JP3758855B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ポンプ回転数の上昇に伴ってポンプ吐出流量
を適切な特性で減少させ得る可変容量型ベーンポンプを
提供する。【解決手段】駆動軸８に対して偏心可能なカムリング
５の両側にピストン側流体圧力室３１と反ピストン側流
体圧力室３２を備え、ハウジング１の取り付け穴１ｃに
取り付けたコネクタ部材２０に伸縮自在に収容された制
御ピストン２０を流体圧力室３１側からカムリング５に
当接させる。ピストン中空部２０ａには、ピストン２０
をカムリング５側に付勢するスプリング２３を収容す
る。吐出側のポンプ室１２からの作動油を、コネクタ部
材２０に開口した可変オリフィス２６を介してコネクタ
部材２０内部に導入し、コネクタ部材２０端部に形成し
た吐出ポート１８から吐出する。容積拡大によりカムリ
ング５の偏心量を小さくする流体圧力室３２には可変オ
リフィス２６上流圧力を導入し、流体圧力室３１および
ピストン中空部２０ａには可変オリフィス２６下流圧力
を導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両のパワ
ーステアリング装置に用いられる、可変容量型ベーンポ
ンプの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両のパワーステアリング装
置に作動油を供給するポンプとして、可変容量型ベーン
ポンプが用いられる。この可変容量型ベーンポンプは、
エンジン回転数の上昇とともにポンプ回転数が上昇す
る。この場合、図５に示すように、所定のポンプ回転数
（エンジンのアイドリング回転数）までは、ポンプ回転
数に比例してポンプの吐出流量も上昇して行く。一方、
この所定のポンプ回転数以上では、ポンプ回転数が上昇
しても吐出流量が図に破線で示すように上昇せずに、図
に実線で示すように自動的に一定に保たれるように、ベ
ーン間に画成されたポンプ室の容積が変化し、パワース
テアリング装置には、安定した油圧アシストが与えられ
る。このように、可変容量型ベーンポンプを用いること
により、定容量型ベーンポンプにフローコントロールバ
ルブを併用した場合のように、所定のエンジン回転数以
上で定容量型ベーンポンプからの余剰の吐出流量をドレ
ンさせる必要がなく、省エネルギーを図ることができ、
また作動油温度の上昇を防止することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、車両のステ
アリングにおいては、高速走行中は低速走行中よりも小
さな操舵力しか必要とされないので、パワーステアリン
グ装置のアシスト力がエンジン回転数によらず一定であ
ると、高速走行中にはこのアシスト力が過剰となり、か
えってステアリングを不安定にさせてしまう恐れがあ
る。

【０００４】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、ポンプ回転数の上昇に伴ってポンプ吐出
流量を適切な特性で減少させ得る可変容量型ベーンポン
プを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、ハウジ
ングに駆動軸に対して偏心可能に収容されたカムリング
と、このカムリングの内側に収容されて前記駆動軸と一
体に回転するロータと、このロータ外周に伸縮自在に備
えられた複数のベーンと、これらのベーンの間に画成さ
れる複数のポンプ室とを備え、前記カムリングの偏心量
が増大するにしたがって前記ロータの１回転毎の吐出側
ポンプ室からの吐出流量を増大させるようにした可変容
量型ベーンポンプにおいて、前記吐出側ポンプ室とこの
吐出側ポンプ室からの作動流体を外部の油圧機器へ供給
する吐出ポートとの間に可変オリフィスを備え、前記カ
ムリングの外周側に前記カムリングの偏心量の増大とと
もに縮小する第１の流体圧力室と前記カムリングの偏心
量の増大とともに拡大する第２の流体圧力室とを形成
し、前記第１の流体圧力室に前記吐出側ポンプ室からの
作動流体を絞りを介して導入し、前記第２の流体圧力室
に前記吐出ポートの吐出圧を絞りを介して導入し、前記
カムリング外周の前記第２の流体圧力室側に制御ピスト
ンを当接させ、この制御ピストンの基端に開口して前記
吐出ポートからの吐出圧が導入される中空部を形成し、
この中空部内に前記制御ピストンを介して前記カムリン
グをその偏心量を増大させる方向に付勢するスプリング
を収容するとともに、前記カムリングがその偏心量が小
さくなる方向に移動して行くのにしたがって前記制御ピ
ストンが前記可変オリフィスの開口面積を狭めて行くよ
うにした。

【０００６】第２の発明では、前記ハウジングの前記第
２の流体圧力室側に吐出配管用の取り付け穴を形成し、
この取り付け穴に筒状のコネクタ部材を取り付け、この
コネクタ部材の一端に前記制御ピストンを伸縮自在に収
容するとともに、前記コネクタ部材の他端に前記吐出ポ
ートを形成した。

【０００７】第３の発明では、前記コネクタ部材と前記
制御ピストンと前記スプリングはユニット化され、前記
取り付け穴から一体に着脱可能とされている。

【０００８】第４の発明では、前記第１の流体圧力室を
ドレンと前記吐出側ポンプ室とに選択的に連通する制御
バルブを備え、この制御バルブは、前記第１の流体圧力
室を前記ドレンに連通する初期位置から、前記吐出側ポ
ンプ室からの流体圧の増大により前記第１の流体圧力室
を前記吐出側ポンプ室に連通する位置に切り換わり、前
記第１の流体圧力室に吐出側ポンプ室からの作動流体を
絞りを介して導入する。

【０００９】第５の発明では、前記制御バルブは、前記
ハウジングに形成されたシリンダと、このシリンダに摺
動自在に収容されるスプールと、このスプールの一対の
ランド部により画成されドレンと連通するとともに初期
位置において前記第１の流体圧力室と連通するドレン流
体室と、前記スプールのランド部の一方の外側に画成さ
れ前記吐出側ポンプ室と連通する高圧流体室と、前記ス
プールのランド部の他方の外側に画成され前記可変オリ
フィスの下流側の作動油が絞りを介して導入される低圧
流体圧力室と、前記スプールを初期位置側に付勢するリ
ターンスプリングとを備えた。

【００１０】

【発明の作用および効果】第１の発明では、可変容量型
ベーンポンプの停止状態では、カムリングは、制御ピス
トン（スプリング）に付勢されて、最大に偏心した位置
にある。この状態からベーンポンプを作動させると、作
動油は、吐出側ポンプ室から吐出され、可変オリフィス
を通って減圧されて、吐出ポートから外部の油圧機器へ
と供給される。また、第１の流体圧力室には、吐出側ポ
ンプ室からの流体圧（可変オリフィスの上流の圧力）が
導入される。カムリングは、この第１の流体圧力室の流
体圧に基づくカムリングに対する作用力Ｆ１が、可変オ
リフィスにより減圧された第２の流体圧力室の流体圧に
基づく作用力Ｆ２と、スプリングによるバネ力Ｆｓとの
総和（Ｆ２＋Ｆｓ）と釣り合うところまで押し戻され、
偏心量が小さくなる。このようにして、ポンプ回転数の
上昇に伴って吐出側ポンプ室の圧力（ポンプ吐出圧）が
上昇すると、これと相反的にカムリングの偏心量が小さ
くなって行き、ポンプの１回転に対するポンプ吐出流量
が相反的に減少して行く。このため、ポンプ回転数があ
る程度以上に上昇して来ると、ポンプの１回転に対する
吐出側ポンプ室からの吐出流量とポンプ回転数の積であ
る、吐出ポートからのポンプ吐出流量は、ポンプ回転数
の上昇に対して一定に保たれる。このように吐出流量が
安定した後、さらにポンプ回転数を上昇させて行くと、
制御ピストンにより、可変オリフィスが次第に閉じられ
て行く。これにより、可変オリフィスにより吐出ポート
への作動油供給流量が制限されるとともに、可変オリフ
ィスにより減圧された流体圧に基づく第２の流体圧力室
の作用力Ｆ２は、可変オリフィスの開口面積の減少に伴
って小さくなり、可変オリフィスの上流の流体圧に基づ
く第１の流体圧力室の作用力Ｆ１とのバランスが崩れ、
ポンプ回転数の上昇に対してポンプ吐出流量がますます
減少して行くような流量特性が得られる。

【００１１】このように本発明によれば、ポンプ回転数
が高くなるにしたがって、吐出ポートからの吐出流量が
自動的に減少するようになっているので、例えば可変容
量型ベーンポンプをパワーステアリング装置に適用した
ときには、ポンプ回転数（エンジン回転数）が高くなる
車両の高速走行時には、パワーステアリング装置からの
油圧アシスト力を小さくでき、高速走行時においてステ
アリングが不安定となってしまうことを防止でき、また
不必要な作動油の供給によるエネルギーロスや作動油温
度の上昇を防止できる。

【００１２】また、ポンプ回転数に対するポンプ吐出流
量の特性は、スプリングのバネ特性および可変オリフィ
スの形状や開口位置等にしたがって決まって来るので、
スプリングの変更や可変オリフィスの形状や開口位置等
の変更によって、自由に調整し変更することができる。

【００１３】また、第２、第３の発明では、コネクタ部
材の一端が吐出ポートとなっているので、吐出ポートを
他の場所に設けた場合に比較して、ポンプの部品点数、
組立工数、ハウジングへの穴加工の工数が削減でき、ま
たポンプの小型化を図ることができる。さらに、第３の
発明のように、コネクタ部材やスプリングを着脱自在の
ユニット化しておけば、ポンプ回転数に対するポンプ吐
出流量の特性は、このユニットの交換により、ポンプの
他の部分の変更を伴うことなく、容易かつ低コストで変
更できる。

【００１４】また、第４、第５の発明では、ポンプの
作動の初期（ポンプ回転数が低い間）においては、吐出
側ポンプ室からの流体圧（第４の発明では高圧流体室に
導入される流体圧）は低く、カムリングは最大偏心位置
側に保たれ、吐出ポートからの吐出流量は、ポンプ回転
数の上昇に伴って速やかに上昇して行く。そして、ポン
プ回転数がさらに上昇して、吐出側ポンプ室からの流体
圧が高くなって来ると、制御バルブが切り換わり、第１
の流体圧力室に、吐出側ポンプ室からの作動油が導入さ
れる。したがって、この制御バルブが切り換わる流体圧
の設定を変更することにより、ポンプの最大吐出量の設
定を、様々に変えることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００１６】図１、図２には、本実施の形態の可変容量
ベーンポンプを示す。

【００１７】図示されるように、ハウジング１の略円形
の収容凹部１ａには、その底面（最奥部の側面）側か
ら、サイドプレート２、アダプタリング３が積層状態で
収容される。アダプタリング３の内側には、円環状のカ
ムリング５が、ピン４を回動支点として後述の駆動軸８
の左右に揺動可能に支持されている。このカムリング５
の内側には、ロータ６が収容される。また、収容凹部１
ａの開口端は、カバー７により封鎖され、アダプタリン
グ３、カムリング５、ロータ６の側面（サイドプレート
２と反対側の側面）は、カバー７に当接してシールされ
る。

【００１８】収容凹部１ａの底面には貫通穴１ｂが形成
され、この貫通穴１ｂには、駆動軸８がメタル軸受９を
介して回転自在に支持される。また、この駆動軸８の先
端側は、サイドプレート２、ロータ６を貫通して、カバ
ー７に形成された支持穴７ａに達し、この支持穴７ａに
メタル軸受１０を介して回転自在に支持されている。ま
た、ロータ６は、この駆動軸８とスプライン結合し、駆
動軸８と一体に回転するようになっている。

【００１９】ロータ６の外周に形成された複数の切り欠
きには、それぞれ、ベーン１１がロータ６の半径方向に
出没自在に収容される。これにより、駆動軸８の回転に
よりロータ６が回転すると、切り欠きから伸び出したベ
ーン１１の先端が、カムリング５の内周面に当接し、こ
れらの各ベーン１１の間に複数のポンプ室１２が画成さ
れる。

【００２０】サイドプレート２には、高圧凹溝１３Ａと
低圧凹溝１４Ａが形成される。高圧凹溝１３Ａと低圧凹
溝１４Ａは、駆動軸８を挟んで対称な位置に形成され、
それぞれ吐出側と吸込側のポンプ室１２に臨むようにな
っている。また、カバー７には、ロータ６を挟んでサイ
ドプレート２側の高圧凹溝１３Ａおよび低圧凹溝１４Ａ
と相対する位置に、高圧凹溝１３Ｂと低圧凹溝１４Ｂが
形成され、それぞれ吐出側と吸込側のポンプ室１２に臨
んでいる。

【００２１】高圧凹溝１３Ａは、サイドプレート２を貫
通する高圧通路１５を介して、収容凹部１Ａ底部（最奥
部）に形成された高圧室１６に連通する。この高圧室１
６は、後述するように可変オリフィス２６を介して吐出
ポート１８と連通する。また、低圧凹溝１４Ｂは、カバ
ー７に形成された低圧通路１７を介して、吸込ポート１
９（さらにはタンクＴ）と連通する。

【００２２】カムリング５は、前述したようにピン４を
回動支点として駆動軸８の左右に揺動可能であり、図１
に示すように、カムリング５が駆動軸８に対して偏心し
た位置をとり得る。これにより、駆動軸８の回転ととも
にロータ６が図１の反時計回転方向に回転すると、この
回転に伴って各ポンプ室１２の容積が変わって行く。そ
して、この回転とともに拡大する吸込側（低圧凹溝１４
Ａ、１４Ｂ側）のポンプ室１２には吸込ポート１９から
の作動油が吸い込まれる一方、この回転とともに縮小す
る吐出側（高圧凹溝１３Ａ、１３Ｂ側）のポンプ室１２
からは吐出ポート１８に向けて作動油が吐出される。

【００２３】ハウジング１の側部には、収容凹部１ａに
開口する（詳しくは、後述するピストン側流体圧力室３
１に開口する）取り付け穴１ｃが形成され、この取り付
け穴１ｃには、筒状のコネクタ部材２０の先端側の外周
が螺合する。このコネクタ部材２０の拡径された基端側
（収容凹部１ａと反対側）の開口部が、吐出ポート１８
となる。

【００２４】また、コネクタ部材２０の先端側の開口に
は、制御ピストン２１が摺動自在に収容される。この制
御ピストン２１の突出端（先端）は、アダプタリング３
を貫通して、カムリング５の側面に当接する。

【００２５】また、制御ピストン２１には、基端側に開
口する中空部２１ａが形成されている。この中空部２１
ａ内にはスプリング２３が収容される。このスプリング
２３は、中空部２１ａの底部と、コネクタ部材２０中空
部の吐出ポート１８手前付近に固定されたバネ座２２と
の間に介装されるようになっており、制御ピストン２１
をカムリング５側に付勢し、この制御ピストン２１を介
してカムリング５をその最大吐出位置に付勢している。

【００２６】このように、コネクタ部材２０、制御ピス
トン２１およびスプリング２３は一つのユニットとし
て、ベーンポンプのハウジング１に取り付けられる。

【００２７】コネクタ部材２０の外周面には、コネクタ
部材２０の軸方向の中央付近に、環状の凹部２０ａが形
成さている。そして、この凹部２０ａと取り付け穴１ｃ
の間の環状の空間が、前述の高圧室１６から固定絞り２
９を介して作動油が導かれる流体室２４となる。なお、
取り付け穴１ｃの開口端部にはＯリング２５が備えら
れ、流体室２４のシールは確実になされる。

【００２８】このコネクタ部材２０の凹部２０ａには、
可変オリフィス２６が形成される。この可変オリフィス
２６を介して、コネクタ部材２０内部（ピストン中空部
２１ａから吐出ポート１８にかけての領域）が、流体室
２４と連通する。

【００２９】また、制御ピストン２１が所定位置よりも
スプリング２３に抗して後退して来ると、この可変オリ
フィス２６の開口には、制御ピストン２１の開口端部
（基端部）２１ｂが重なってくるようになっている。こ
れにより、可変オリフィス２６は、この所定の後退位置
以降では制御ピストン２１がカムリング５側から後退す
るにしたがって次第に開口面積が小さくなって行く。

【００３０】なお、本発明は、このように可変オリフィ
ス２６を制御ピストン２０の基端部２１ｂで開閉する形
態に限られるものではなく、例えば、制御ピストン２０
の側面に可変オリフィス２６と重なり得るように穿孔を
形成し、可変オリフィス２６がこの穿孔と重なる部分
を、可変オリフィス２６の開口面積とするような形態を
採ってもよい。

【００３１】ピストン中空部２１ａは、制御ピストン２
１の外周とアダプタリング３の間の隙間からなる絞り２
７Ａ（または制御ピストン２１の先端部に形成されたオ
リフィス２７Ｂ）を介して、アダプタリング３とカムリ
ング５の間にピン４およびシール３０により画成された
ピストン側流体圧力室（第２の流体圧力室）３１に連通
する。ここで、シール３０はアダプタリング３に固定さ
れるもので、このシール３０とピン４により、アダプタ
リング３とカムリング５との隙間からなる空間が、制御
ピストン２１側のピストン側流体圧力室３１と、制御ピ
ストン２１と反対側の反ピストン側流体圧力室（第１の
流体圧力室）３２とに画成される。これらの流体圧力室
３１、３２は、ピン４を支点としたカムリング５の揺動
により、相反的に拡大または縮小する。

【００３２】可変容量ベーンポンプには、制御バルブ４
０が一体に備えられる。

【００３３】この制御バルブ４０のスプール４１は、ハ
ウジング１に形成されたシリンダ４２に、基端側から摺
動自在に収容される。シリンダ４２の開口端はプラグ４
３により閉鎖される。スプール４１の基端とシリンダ４
２の底部の間には、リターンスプリング４４が介装さ
れ、スプール４１はこのリターンスプリング４４により
プラグ４３側に付勢される。

【００３４】スプール４１は、基端にランド部４１ａを
備え、また軸方向の中央付近にランド部４１ｂを備え
る。これらのランド部４１ａ、４１ｂにより、シリンダ
４２は、シリンダ４２底面とランド部４１ａ（スプール
４１基端）との間の低圧流体室４５と、ランド部４１
ａ、４１ｂの間のドレン流体室４６と、ランド部４１ｂ
とプラグ４３との間の高圧流体室４７に画成される。

【００３５】低圧流体室４５は、オリフィス４８、流体
圧力通路４９、および制御ピストン２１とアダプタリン
グ３との間の隙間の絞り２７Ａを介して、ピストン側流
体圧力室３１と連通する。また、ドレン流体室４６は、
ドレンポート５０を介してタンクＴに連通する。また、
高圧流体室４７は、絞り５９を介して高圧室１６と連通
する。

【００３６】さらに、ドレン流体室４６と高圧流体室４
７のいずれか一方は、スプール４１の摺動位置にしたが
って、シリンダ４２に開口する流体通路５１およびオリ
フィス５２を介して、反ピストン側流体圧力室３２に連
通する。

【００３７】詳しく説明すると、図３に詳細に示すよう
に、ランド部４１ｂのスプール軸方向の略中央には、ラ
ンド部４１ｂ外周を１周する環状溝５３が形成される。
さらに、ランド部４１ｂには、この環状溝５３をドレン
流体室４６に連通させるように、スプール軸方向に沿っ
て複数のノッチ５４が切り欠かれる。環状溝５３と高圧
流体室４７とは、ランド部４１ｂの切り欠かれていない
シール部５５でシールされる。このシール部５５のスプ
ール軸方向の幅は、流体通路５１開口のスプール軸方向
の幅とほぼ等しくされる。

【００３８】このような構成により、流体通路５１の開
口は、環状溝５３およびノッチ５４を介してドレン流体
室４６に連通する状態から、ランド部４１ｂが図の右方
向に移動すると、環状溝５３と流体通路５１の連通がシ
ール部５５により遮断され、これと同時に、流体通路５
１はシール部５５を挟んで環状溝５３と反対側の高圧流
体室４７と連通し始めるようになっている。すなわち、
流体通路５１は、スプール４１の摺動位置に応じて、ド
レン流体室４６または高圧流体室４７の一方に、選択的
に連通する。

【００３９】つぎに作用を説明する。

【００４０】可変容量型ベーンポンプの停止状態では、
カムリング５は、図１に示すように、制御ピストン２１
（スプリング２３）に付勢されて、反ピストン側流体圧
力室３２側に最大に偏心した位置にある。この状態から
ベーンポンプを作動させると、ロータ６の回転に伴い、
ポンプ室１２から高圧室１６に作動油が吐出される。こ
の高圧室１６の作動油は、固定絞り２９および可変オリ
フィス２６を通って減圧され、コネクタ部材２０の中空
部に供給され、吐出ポート１８から外部の油圧機器へと
供給される。

【００４１】また、高圧室１６の油圧は、絞り５９を介
して、制御バルブ４０の高圧流体室４７に導入される。
この場合、制御バルブ４０のスプール４１は、ポンプ作
動の初期（ポンプ回転数が小さい間）においては、スプ
リング４６のバネ力および低圧流体室４５の油圧（高圧
室１６の油圧が、主として可変オリフィス２６で減圧さ
れた吐出ポート圧力）に基づく反力により、プラグ４３
側に押し出されており、ランド部４１ｂの環状溝５３
は、流体通路５１の開口と重なる位置にある。このた
め、反ピストン側流体圧力室３２は流体通路５１を介し
てドレン流体室４６に連通しており、カムリング５は反
ピストン側流体圧力室３２側に最大に偏心した位置に保
持されたままである。これにより、吐出ポート１８から
のポンプ吐出量は、図４に実線で示すグラフの領域Ａに
示すように、ポンプ回転数に比例して上昇していく。

【００４２】このようにポンプ回転数が上昇して高圧室
１６への吐出圧が上昇して行くと、これにしたがって高
圧流体室４７の油圧が上昇して行き、制御バルブ４０の
スプール４１は、リターンスプリング４４のバネ力およ
び低圧流体室４５からの反力に抗して、高圧流体室４７
を拡大する方向（図１、図３の右方向）に押し戻されて
行く。この結果、ランド部４１ｂの環状溝５３は、流体
通路５１の開口より図１、図３の右側にまで移動し、流
体通路５１は高圧流体室４７に連通する。

【００４３】この制御バルブ４０の切り換えにより、そ
れまでドレンされていた反ピストン側流体圧力室３２
は、高圧流体室４７に連通し、油圧が上昇する。そし
て、カムリング５は、この反ピストン側流体圧力室３２
の油圧（可変オリフィス２６の上流の圧力）に基づく反
力Ｆ１が、ピストン側流体圧力室３２の油圧（主として
可変オリフィス２６により減圧された吐出ポート圧力）
に基づくＦ２と、スプリング２３によるバネ力Ｆｓとの
和（Ｆ２＋Ｆｓ）と釣り合うところまで、制御ピストン
２１側に押し戻され、偏心量が小さくなって行く。カム
リング５の偏心量が小さくなると、ポンプ回転に伴うポ
ンプ室１２の容積の変化量が小さくなり、これにしたが
って、このポンプ室１２の容積の変化量に比例する、ポ
ンプの１回転に対するポンプ吐出流量は小さくなる。

【００４４】このようにして、ポンプ回転数の上昇に対
して、ポンプの１回転に対するポンプ吐出流量が相反的
に減少して行くように、カムリング５は偏心量を次第に
小さくして行く。この結果、ポンプの１回転に対するポ
ンプ吐出流量とポンプ回転数の積である、ポンプ吐出量
は、図４の実線のグラフの領域Ｂに示すように、ポンプ
回転数の上昇に対して一定に保たれる。

【００４５】なお、この場合、ピストン中空部２１ａと
ピストン側流体圧力室３１を連通するオリフィス２７Ａ
は、カムリング５の動きにダンピング作用を及ぼし、カ
ムリング５の急激な動きやハンチング動作が防止され
る。

【００４６】さらに、図４の領域Ｂのように吐出流量が
安定した後、ポンプ回転数がさらに上昇すると、後退す
るピストン開口端部２１ｂにより、可変オリフィス２６
が次第に閉じられ、可変オリフィス２６を介しての供給
作動油流量が減少して行く。また、この可変オリフィス
２６の開口面積の減少に伴って、供給作動流体はさらに
減圧されるので、ピストン中空部２１ａおよびピストン
側流体圧力室３１の油圧が下降することとなる。そし
て、この油圧に基づく反力Ｆ２が小さくなると、可変オ
リフィス２６の上流の圧力が導入されている反ピストン
側流体圧力室３２の油圧に基づく反力Ｆ１とのバランス
が崩れ、カムリング５の偏心量が領域Ｂにおける場合よ
りもさらに小さくなる。このような可変オリフィス２６
の開口面積の減少およびカムリング５の偏心量の減少の
効果が相俟って、図４の実線のグラフの領域Ｃに示すよ
うに、ポンプ回転数の上昇に対してポンプ吐出流量が減
少して行く垂下特性を得ることができる。

【００４７】このように本発明の可変容量型ベーンポン
プによれば、ポンプ回転数が高くなるのにしたがって、
ポンプ吐出流量が自動的に減少する吐出流量特性が得ら
れるようになっているので、例えば可変容量型ベーンポ
ンプをパワーステアリング装置に適用したときには、ポ
ンプ回転数（エンジン回転数）が高くなる車両の高速走
行時には、ポンプ吐出流量を減少させることができ、パ
ワーステアリング装置からの油圧アシスト力を小さくで
きる。したがって、車両の高速走行時において、かえっ
てステアリングが不安定となってしまうこともなく、ま
た不必要な作動油の供給によるエネルギーロスや作動油
温度の上昇も併せて防止できる。

【００４８】また、ポンプ回転数に対するポンプ吐出流
量の垂下特性（図４の領域Ｃの特性）は、スプリング２
３のバネ特性および可変オリフィス２６の形状や開口位
置等により決まって来るので、スプリング２３の変更、
および可変オリフィスの形状や開口位置等の変更によっ
て、例えば図４に実線のグラフに示した垂下特性を、一
点鎖線や二点鎖線で示したグラフの垂下特性に変更する
等、自由に調整することができる。この場合、スプリン
グ２３および可変オリフィス２６は、コネクタ部材２０
のユニット（コネクタ部材２０、制御ピストン２１、ス
プリング２３等からなるユニット）内に一体に含まれる
構成となっているので、ポンプ回転数に対するポンプ吐
出流量の特性変更は、このユニット交換によって、他の
ポンプ部品の変更を伴うことなく、極めて容易かつ低コ
ストで行い得る。

【００４９】また、図４の領域Ｂにおける最大吐出量の
変更は、制御バルブ４０のランド部４１ｂと流体通路５
１の相対関係によって種々に設定を変更することができ
る。

【００５０】なお、本発明では、可変オリフィス２６上
流の油圧に基づく反ピストン側流体圧力室３１の反力Ｆ
１に対抗してカムリング５に作用する力の一部を、可変
オリフィス２６の下流の油圧に基づくピストン側流体圧
力室３１の反力Ｆ２から得てバランスさせているので、
スプリング２３を圧スプリングとしてピストン中空部２
１ａに収容できるほど小型化でき、コネクタ部材２０の
ユニット内に容易に組み込むことができる。

【００５１】また、本発明では、コネクタ部材２０の基
端側の開口が吐出ポート１８となっているので、吐出ポ
ート１８を他の場所に設けた場合に比較して、ポンプの
部品点数および組立工数や、ハウジング１の穴加工の工
数を削減でき、またポンプの小型化を図ることができ
る。

【００５２】なお、上記の実施の形態では、制御バルブ
４０の低圧流体室４５に、流体通路４９およびオリフィ
ス４８を介してピストン側流体圧力室３１から作動油を
導入するようになっているが、本発明はこのような形態
に限られず、例えばコネクタ部材２０の中空部内部の作
動油（ピストン中空部２１ａから吐出ポート１８にかけ
ての領域の可変オリフィス２６下流の作動油）を、低圧
流体室４５に導入するようにしてもよい。

【００５３】また、上記の実施の形態では、制御バルブ
４０を備えることにより、ベーンポンプの作動初期（低
いポンプ回転数での作動時）に、ポンプ回転数の上昇に
伴い吐出流量を急激に上昇させ得るようにし、ポンプの
最大吐出流量を変更できるようにしたが、本発明はこの
ような形態に限られるものではなく、制御バルブ４０を
備えない構成を採ることもできる。この場合には、高圧
室１６の油圧を絞りを介して直接的に反ピストン側流体
圧力室３２に導入し、可変オリフィス２６下流の油圧を
絞りを介して直接的にピストン側流体圧力室３１に導入
するようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。

【図２】同じく断面図である。

【図３】同じく制御バルブのスプールを示す断面図であ
る。

【図４】同じくポンプ回転数とポンプ吐出流量の関係を
示す特性図である。

【図５】従来の可変容量型ベーンポンプにおけるポンプ
回転数とポンプ吐出流量の関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１ハウジング１ａ収容凹部１ｂ取り付け穴４ピン５カムリング６ロータ８駆動軸１１ベーン１２ポンプ室１８吐出ポート１９吸込ポート２０コネクタ部材２１制御ピストン２１ａピストン中空部２１ｂピストン開口端部２３スプリング２６可変オリフィス２７オリフィス３１ピストン側流体圧力室（第２の流体圧力室）３２反ピストン側流体圧力室（第１の流体圧力室）４０制御バルブ４１スプール４２シリンダ４４リターンスプリング４５低圧流体室４６ドレン流体室４７高圧流体室

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年８月３１日（１９９８．８．３
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、ハウ
ジングに駆動軸に対して偏心可能に収容されたカムリン
グと、このカムリングの内側に収容されて前記駆動軸と
一体に回転するロータと、このロータ外周に伸縮自在に
備えられた複数のベーンと、これらのベーンの間に画成
される複数のポンプ室とを備え、吐出側ポンプ室とこの
吐出側ポンプ室からの作動流体を外部の油圧機器へ供給
する吐出ポートとの間に可変オリフィスを備え、前記カ
ムリングの外周側に第１と第２の流体圧力室を形成し、
これらの流体圧力室の相反的な拡縮によって前記カムリ
ングの偏心量を調節して吐出流量を可変とするととも
に、前記カムリング外周の第２の流体圧力室側に制御ピ
ストンを当接させ、前記カムリングがその偏心量が小さ
くなる方向に移動して行くのにしたがって前記制御ピス
トンが前記可変オリフィスの開口面積を狭めて行くよう
にした可変容量型ベーンポンプにおいて、前記ハウジン
グの前記第２の流体圧力室側に吐出配管用の取り付け穴
を形成し、この取り付け穴に筒状のコネクタ部材を取り
付け、このコネクタ部材の一端に前記制御ピストンを伸
縮自在に収容し、前記制御ピストンの基端に開口して前
記吐出ポートからの吐出作動流体が導入される中空部を
形成し、この中空部内に前記制御ピストンを介して前記
カムリングをその偏心量を増大させる方向に付勢するス
プリングを収容する一方、前記コネクタ部材の他端に前
記吐出ポートを形成した。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】第２の発明では、前記コネクタ部材と前記
制御ピストンと前記スプリングはユニット化され、前記
取り付け穴から一体に着脱可能とされている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】第３の発明では、前記第１の流体圧力室を
ドレンと前記吐出側ポンプ室とに選択的に連通する制御
バルブを備え、この制御バルブは、前記第１の流体圧力
室を前記ドレンに連通する初期位置から、前記吐出側ポ
ンプ室からの流体圧の増大により前記第１の流体圧力室
を前記吐出側ポンプ室に連通する位置に切り換わり、前
記第１の流体圧力室に吐出側ポンプ室からの作動流体を
絞りを介して導入する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】第４の発明では、前記制御バルブは、前記
ハウジングに形成されたシリンダと、このシリンダに摺
動自在に収容されるスプールと、このスプールの一対の
ランド部により画成されドレンと連通するとともに初期
位置において前記第１の流体圧力室と連通するドレン流
体室と、前記スプールのランド部の一方の外側に画成さ
れ前記吐出側ポンプ室と連通する高圧流体室と、前記ス
プールのランド部の他方の外側に画成され前記可変オリ
フィスの下流側の作動油が絞りを介して導入される低圧
流体圧力室と、前記スプールを初期位置側に付勢するリ
ターンスプリングとを備えた。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【発明の作用および効果】第１の発明では、可変容量型
ベーンポンプの停止状態では、カムリングは、制御ピス
トン（スプリング）に付勢されて、最大に偏心した位置
にある。この状態からベーンポンプを作動させると、作
動油は、吐出側ポンプ室から吐出され、可変オリフィス
を通って減圧されて、コネクタ部材に形成された吐出ポ
ートから外部の油圧機器へと供給される。この場合、例
えば、第１の流体圧力室には可変オリフィスの上流の圧
力が導入され、第２の流体圧力室には可変オリフィスの
下流の圧力が導入されることにより、ポンプ回転数の上
昇に伴って吐出側ポンプ室の圧力（ポンプ吐出圧）が上
昇すると、これと相反的にカムリングの偏心量が小さく
なって行き、ポンプの１回転に対するポンプ吐出流量が
相反的に減少して行く。このため、ポンプ回転数がある
程度以上に上昇して来ると、ポンプの１回転に対する吐
出側ポンプ室からの吐出流量とポンプ回転数の積であ
る、吐出ポートからのポンプ吐出流量は、ポンプ回転数
の上昇に対して一定に保たれる。このように吐出流量が
安定した後、さらにポンプ回転数を上昇させて行くと、
制御ピストンにより、可変オリフィスが次第に閉じられ
て行く。これにより、可変オリフィスにより吐出ポート
への作動油供給流量が制限されるとともに、可変オリフ
ィスにより減圧された流体圧に基づく第２の流体圧力室
の作用力は、可変オリフィスの開口面積の減少に伴って
小さくなり、可変オリフィスの上流の流体圧に基づく第
１の流体圧力室の作用力とのバランスが崩れ、ポンプ回
転数の上昇に対してポンプ吐出流量がますます減少して
行くような流量特性が得られる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】このように本発明によれば、ポンプ回転数
が高くなるにしたがって、吐出ポートからの吐出流量が
自動的に減少するようになっているので、例えば可変容
量型ベーンポンプをパワーステアリング装置に適用した
ときには、ポンプ回転数（エンジン回転数）が高くなる
車両の高速走行時には、パワーステアリング装置からの
油圧アシスト力を小さくでき、高速走行時においてステ
アリングが不安定となってしまうことを防止でき、また
不必要な作動油の供給によるエネルギーロスや作動油温
度の上昇を防止できる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】また、ポンプ回転数に対するポンプ吐出流
量の特性は、スプリングのバネ特性および可変オリフィ
スの形状や開口位置等にしたがって決まって来るので、
スプリングの変更や可変オリフィスの形状や開口位置等
の変更によって、自由に調整し変更することができる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】また、コネクタ部材の一端が吐出ポートと
なっているので、吐出ポートを他の場所に設けた場合に
比較して、ポンプの部品点数、組立工数、ハウジングへ
の穴加工の工数が削減でき、またポンプの小型化を図る
ことができる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】また、第２の発明のように、コネクタ部材
やスプリングを着脱自在のユニット化しておけば、ポン
プ回転数に対するポンプ吐出流量の特性は、このユニッ
トの交換により、ポンプの他の部分の変更を伴うことな
く、容易かつ低コストで変更できる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】また、第３、第４の発明では、ポンプの
作動の初期（ポンプ回転数が低い間）においては、吐出
側ポンプ室からの流体圧（第４の発明では高圧流体室に
導入される流体圧）は低く、カムリングは最大偏心位置
側に保たれ、吐出ポートからの吐出流量は、ポンプ回転
数の上昇に伴って速やかに上昇して行く。そして、ポン
プ回転数がさらに上昇して、吐出側ポンプ室からの流体
圧が高くなって来ると、制御バルブが切り換わり、第１
の流体圧力室に、吐出側ポンプ室からの作動油が導入さ
れる。したがって、この制御バルブが切り換わる流体圧
の設定を変更することにより、ポンプの最大吐出量の設
定を、様々に変えることができる。

フロントページの続きＦターム(参考） 3H040 AA03 BB01 BB09 BB11 CC00 CC09 CC11 CC16 CC18 CC22 DD21 DD23 DD33 DD37 DD39 DD40 3H044 AA02 BB05 BB08 CC00 CC08 CC14 CC16 CC19 CC27 DD10 DD11 DD13 DD24 DD27 DD28 DD35 DD45

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジングに駆動軸に対して偏心可能に収
容されたカムリングと、このカムリングの内側に収容されて前記駆動軸と一体に
回転するロータと、このロータ外周に伸縮自在に備えられた複数のベーン
と、これらのベーンの間に画成される複数のポンプ室とを備
え、前記カムリングの偏心量が増大するにしたがって前記ロ
ータの１回転毎の吐出側ポンプ室からの吐出流量を増大
させるようにした可変容量型ベーンポンプにおいて、前記吐出側ポンプ室とこの吐出側ポンプ室からの作動流
体を外部の油圧機器へ供給する吐出ポートとの間に可変
オリフィスを備え、前記カムリングの外周側に前記カムリングの偏心量の増
大とともに縮小する第１の流体圧力室と前記カムリング
の偏心量の増大とともに拡大する第２の流体圧力室とを
形成し、前記第１の流体圧力室に前記吐出側ポンプ室からの作動
流体を絞りを介して導入し、前記第２の流体圧力室に前記吐出ポートの吐出圧を絞り
を介して導入し、前記カムリング外周の前記第２の流体圧力室側に制御ピ
ストンを当接させ、この制御ピストンの基端に開口して前記吐出ポートから
の吐出圧が導入される中空部を形成し、この中空部内に前記制御ピストンを介して前記カムリン
グをその偏心量を増大させる方向に付勢するスプリング
を収容するとともに、前記カムリングがその偏心量が小さくなる方向に移動し
て行くのにしたがって前記制御ピストンが前記可変オリ
フィスの開口面積を狭めて行くようにしたことを特徴と
する可変容量型ベーンポンプ。
【請求項２】前記ハウジングの前記第２の流体圧力室側
に吐出配管用の取り付け穴を形成し、この取り付け穴に
筒状のコネクタ部材を取り付け、このコネクタ部材の一
端に前記制御ピストンを伸縮自在に収容するとともに、
前記コネクタ部材の他端に前記吐出ポートを形成したこ
とを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ベーンポン
プ。
【請求項３】前記コネクタ部材と前記制御ピストンと前
記スプリングはユニット化され、前記取り付け穴から一
体に着脱可能とされていることを特徴とする請求項２に
記載の可変容量型ベーンポンプ。
【請求項４】前記第１の流体圧力室をドレンと前記吐出
側ポンプ室とに選択的に連通する制御バルブを備え、こ
の制御バルブは、前記第１の流体圧力室を前記ドレンに
連通する初期位置から、前記吐出側ポンプ室からの流体
圧の増大により前記第１の流体圧力室を前記吐出側ポン
プ室に連通する位置に切り換わり、前記第１の流体圧力
室に吐出側ポンプ室からの作動流体を絞りを介して導入
することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか
一つに記載の可変容量型ベーンポンプ。
【請求項５】前記制御バルブは、前記ハウジングに形成
されたシリンダと、このシリンダに摺動自在に収容され
るスプールと、このスプールの一対のランド部により画
成されドレンと連通するとともに初期位置において前記
第１の流体圧力室と連通するドレン流体室と、前記スプ
ールのランド部の一方の外側に画成され前記吐出側ポン
プ室と連通する高圧流体室と、前記スプールのランド部
の他方の外側に画成され前記可変オリフィスの下流側の
作動油が絞りを介して導入される低圧流体圧力室と、前
記スプールを初期位置側に付勢するリターンスプリング
とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の可変容量
型ベーンポンプ。