JP2000170667A - 可変容量型ベーンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ高速回転領域においてポンプ吐出流量
特性を容易に安定させ得る可変容量型ベーンポンプを提
供する。 【解決手段】 吐出側ポンプ室１２と吐出ポート１８の
間には可変オリフィス２５と固定オリフィス６１が並列
に備えられ、カムリング５の両側には、可変オリフィス
２５および固定オリフィス６１の上流側の圧力が導入さ
れる第１の流体圧力室３２と、可変オリフィス２５およ
び固定オリフィス６１の下流側の圧力が導入される第２
の流体圧力室３１が備えられる。第２の流体圧力室３１
側にはカムリング５の動作に追従するとともにカムリン
グ５を偏心増大方向に付勢するスプリング２２が収容さ
れた制御プランジャ２１が備えられ、カムリング５の偏
心量減少とともに、制御プランジャ基端側エッジ２１ｂ
が、可変オリフィス２５の開口面積を狭めて行く。固定
オリフィス６１の開口面積は、ポンプ高回転領域でポン
プ吐出流量が一定量に安定するように設定される。

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
置には、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ている。

【０００３】図３〜図５には、このような可変容量ベー
ンポンプの従来例を示す。

【０００４】図３、図４に示すように、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１ａ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。

【０００５】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。なお、駆動
軸８は図示されない動力機関により回転駆動される。

【０００６】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。

【０００７】サイドプレート２には、キドニー型の高圧
凹溝１３Ａと低圧凹溝１４Ａが形成される。高圧凹溝１
３Ａ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、キドニー型の高圧凹溝
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。

【０００８】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２５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。

【０００９】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４
に示すように駆動軸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
６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１４Ａ、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。

【００１０】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、後述する第２の流体圧力室３１に
開口する）プラグ穴１ｃが形成される。このプラグ穴１
ｃは、プラグ２０が螺合状態で取り付けられることによ
り閉止される。

【００１１】このプラグ２０の収容凹部１ａ側に延びる
先端側にはシリンダ穴２０ａが開口し、このシリンダ穴
２０ａには制御プランジャ２１が摺動自在に収容され
る。この制御プランジャ２１の突出端（先端）は、アダ
プタリング３に形成された貫通穴３ａを貫通して、カム
リング５の側面に当接する。

【００１２】また、制御プランジャ２１には、基端側に
開口するプランジャ中空部２１ａが形成されている。こ
のプランジャ中空部２１ａ内にはスプリング２２が収容
される。このスプリング２２は、シリンダ穴２０ａの底
面とプランジャ中空部２１ａの底面との間に介装されて
おり、制御プランジャ２１をカムリング５側に付勢し、
この制御プランジャ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。

【００１３】このように制御プランジャ２１の中空部２
１ａ内にスプリング２２を収容する構成を採ることによ
り、可変容量ポンプの小型化を図ることができる。な
お、スプリング２２をプランジャ中空部２１ａに収容で
きるほど小型化したとしても、後述するように、第１の
流体圧力室３２の反力Ｆ１には、スプリング２２のバネ
力Ｆ_Sとともに第２の流体圧力室３１の反力Ｆ２が対抗
するようになっているので、問題は生じない。

【００１４】プラグ２０の外周の所定の位置には凹部２
０ｂが形成され、この凹部２０ｂとプラグ穴１ｃの間に
囲まれる領域に、環状の流体室２３が形成される。ま
た、凹部２０ｂには、プラグ２０の側面を貫通してプラ
グ２０の外周側とシリンダ穴２０ａとを連通する可変オ
リフィス２５が開口する。高圧室１６からの作動油は、
ハウジング１に形成された流体通路３６を介して流体室
２３に導入され、さらに可変オリフィス２５を介してシ
リンダ穴２０ａおよびプランジャ中空部２１ａに導入さ
れる。プラグ穴１ｃの開口端部にはＯリング２４が備え
られ、流体室２３のシールは確実になされるようになっ
ている。

【００１５】可変オリフィス２５の開口面積は、シリン
ダ穴２０ａ内で摺動する制御プランジャ２１の基端側エ
ッジ２１ｂにより調節される。すなわち、可変オリフィ
ス２５は、制御プランジャ２１がシリンダ穴２０ａ内に
後退して来るにしたがって基端側エッジ２１ｂと重なっ
て、その開口面積が狭められるようになっている。

【００１６】制御プランジャ２１の側面には、複数の貫
通孔２６が形成される。プランジャ中空部２１ａは、こ
れらの貫通孔２６を介して、ハウジング１の収容凹部１
ａとアダプタリング３の間に形成された流体室２７に常
時連通する。この流体室２７は、連通路２８を介して吐
出ポート１８に連通する。これにより、プランジャ中空
部２１ａは、貫通穴２６、流体室２７および連通路２８
を介して、常時、吐出ポート１８と連通している。

【００１７】前述したように制御プランジャ２１はアダ
プタリング３の貫通穴３ａに貫通するようになっている
が、この場合、組み立て誤差を考慮して、貫通穴３ａの
径は制御プランジャ２１の径よりもわずかに大きく形成
されており、制御プランジャ２１は貫通穴３ａに遊嵌す
るようになっている。この制御プランジャ２１と貫通穴
３ａの間の遊び（隙間）が絞り２９となり、流体室２７
はこの絞り２９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、制御プランジャ２１側の第２の流
体圧力室３１と、制御プランジャ２１と反対側の第１の
流体圧力室３２とに画成される。これらの流体圧力室３
１、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。

【００１８】また、可変容量ベーンポンプには、制御バ
ルブ４０が一体に備えられる。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４３により閉鎖される。スプール４１の
基端とシリンダ４２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。

【００１９】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とに画成される。

【００２０】低圧流体室４５は、オリフィス４８、流体
圧力通路４９を介して、可変オリフィス２５下流の吐出
ポート１８と連通する。また、ドレン流体室４６は、ド
レンポート５０からドレン通路５７に接続され、タンク
Ｔに連通する。また、高圧流体室４７は、流体圧力通路
５８に接続され、流体通路３６から分岐する流体圧力通
路５９を介して高圧室１６と連通する。

【００２１】さらに、ドレン流体室４６および高圧流体
室４７は、スプール４１の摺動位置にしたがって、ハウ
ジング１に形成されシリンダ４２に開口する流体圧力通
路５１およびアダプタリング３に形成されたオリフィス
５２を介して、第１の流体圧力室３２に連通する。

【００２２】詳しく説明すると、図５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
てスリット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。このような構成により、ポン
プ作動の初期においては、流体圧力通路５１の開口は環
状溝５３およびスリット５４を介してドレン流体室４６
にのみ連通しているが、ポンプ回転数（高圧流体室４７
に導入されるポンプ室圧）が上昇してスプール４１（ラ
ンド部４１ｂ）が図の右方向に移動すると、流体圧力通
路５１は高圧流体室４７と連通し始める。これにより、
高圧流体室４７から流体圧力通路５１を介してドレン流
体室４６に向かう作動油の流れが生じ、流体圧力通路５
１と連通する第１の流体室３２の圧力は、高圧流体室４
７と流体圧力通路５１との間の開度に応じて、メータイ
ン制御されることになる。

【００２３】以上のような構成により、図３〜図５に示
す可変容量型ベーンポンプを作動させると、ポンプの作
動の初期（ポンプ回転数が低い間）においては、制御バ
ルブ４０のスプール４１はリターンスプリング４４によ
り図３の左側まで押し戻されており、制御バルブ４０は
第１の流体圧力室３２に高圧を導かないので、カムリン
グ５は最大偏心位置に保たれ、吐出ポート１８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。

【００２４】一方、ポンプ回転数がさらに上昇して、ポ
ンプ吐出流量が増大して来ると、可変オリフィス２５の
上流と下流の圧力差が大きくなる結果、高圧流体室４７
内の圧力と低圧流体室４５の圧力との差圧によりリター
ンスプリング４４が次第に圧縮され、スプール４１が図
３の右方向に押し戻され、制御バルブ４０が切り換えら
れる。この結果、第１の流体圧力室３２には、ランド部
４１ｂの移動により流体圧力通路５１端部に形成された
開口面積から吐出側ポンプ室１２の圧力が導入され、可
変オリフィス２５の下流の圧力（ポンプ室１２の圧力が
可変オリフィス２５により減圧された圧力）が導入され
ている第２の流体圧力室３１の圧力よりも大きくなる。
このため、カムリング５は、第１の流体圧力室３２から
の作用力Ｆ１が、第２の流体圧力室３２からの作用力Ｆ
２とスプリング２２のバネ力Ｆｓとの総和（Ｆ２＋Ｆ
ｓ）と釣り合うところまで押し戻され、ポンプ回転数と
相反的に偏心量が小さくなる。したがって、ポンプの単
位吐出量（ポンプの１回転に対する吐出側ポンプ室１２
からの吐出流量）は減少する。

【００２５】また、このカムリング５の動作に追従する
制御プランジャ２１の基端側エッジ２１ｂにより、可変
オリフィス２５の開口面積は次第に狭められて行く。こ
れにより、可変オリフィス２５を通じての吐出ポート１
８への作動油の供給量自体が制限されるとともに、可変
オリフィス２５による減圧の度合いが大きくなり、この
減圧された流体圧に基づく第２の流体圧力室３１の作用
力Ｆ２はさらに小さくなる。

【００２６】このようにして図３〜図５に示した可変容
量型ベーンポンプの吐出流量（単位吐出流量とポンプ回
転数との積）は、図６に示すように、所定のポンプ回転
数に至るまではポンプ回転数の上昇に対して速やかに上
昇する一方、この所定のポンプ回転数を超えると、カム
リング５の偏心の減少と可変オリフィス２５の開口面積
の減少の相乗効果で減少して行く特性となる。そして、
この可変容量型ベーンポンプをパワーステアリング装置
に備えた場合には、車両の低速走行中は、可変容量型ベ
ーンポンプのポンプ吐出流量は速やかに最大吐出量に至
り、パワーステアリング装置は十分な作動油の供給を受
け、操舵には安定したアシスト力が与えられる一方、さ
らにエンジン回転数が上昇すると可変容量ベーンポンプ
からのポンプ吐出流量は減少していくので、車両の高速
走行中にはパワーステアリング装置からのアシスト力が
過剰とならないようにできる。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の可変容量型ベーンポンプでは、吐出ポート１
８からのポンプ吐出流量は、総て可変オリフィス２５を
通じて供給されるようになっていたので、パワーステア
リング装置にとって最適な特性を得るのが容易でなかっ
た。すなわち、パワーステアリング装置においては、高
速走行時（ポンプの高速回転領域）ではポンプ回転数に
対するポンプ吐出流量を安定させ、パワーステアリング
装置のアシスト力を安定させることが好ましい。しか
し、上記のようなポンプの構成では、可変オリフィス２
５の開口面積はカムリング５の偏心減少とともに狭めら
れて行くので、ポンプが高速回転領域となってもポンプ
吐出流量はポンプ回転数の上昇とともに右肩下がりで減
少して行く特性となってしまう。そして、このような減
少し続ける流量特性を、高速回転領域で安定するよう
に、可変オリフィス２５の形状の設定で調節するのは容
易でなかった。

【００２８】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、カムリングの動作に追従する制御プラン
ジャにより吐出側の可変オリフィスの開口面積を調節
し、流量特性を制御する可変容量型ベーンポンプにおい
て、ポンプの高速回転領域においてポンプ回転数に対し
てポンプ吐出流量が安定する流量特性を容易に得ること
ができるものを提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、駆動軸
に対して偏心可能にハウジング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、前記カムリング外周の両
側に第１と第２の流体圧力室を形成し、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設け、
前記カムリングの動作に追従するとともに前記カムリン
グの偏心量が所定量よりも減少した場合に前記可変オリ
フィスの開口面積を狭めて行く制御プランジャを前記カ
ムリング外周の第２の流体圧力室側に配設し、前記制御
プランジャに中空部を形成して前記可変オリフィス下流
側の作動流体を前記吐出ポートに導くとともに、この中
空部内にバネ手段を収容し、前記第１の流体圧力室の拡
大によりカムリングの偏心量を小さくする一方、前記第
２の流体圧力室の拡大によりカムリングの偏心量を大き
くすることにより、ポンプ吐出流量を可変とした可変容
量型ベーンポンプにおいて、前記吐出側ポンプ室と吐出
ポートとの間に前記可変オリフィスと並列に設けられる
固定オリフィスと、前記第２の流体圧力室に前記可変オ
リフィスおよび固定オリフィスの下流側の圧力を導入す
る圧力導入手段と、ポンプ吐出流量が所定量以上となっ
た場合に前記第１の流体圧力室に前記可変オリフィスお
よび固定オリフィス上流側の圧力を導入する制御バルブ
とを備えた。

【００３０】第２の発明では、前記制御バルブは、前記
可変オリフィスおよび固定オリフィスの上流と下流の圧
力差による作用力と戻しバネによるバネ力とのバランス
により変位するととも、所定量以上変位した場合に、前
記第１の流体圧力室に前記可変オリフィスおよび固定オ
リフィス上流側の圧力を導入する。

【００３１】第３の発明では、前記第１、第２の流体圧
力室は前記カムリングとこのカムリング外周に配置され
たアダプタリングとの間に画成され、このアダプタリン
グに形成された嵌合穴に隙間なく嵌合するフィードバッ
クピンを備え、このフィードバックピンの一端を前記カ
ムリング外周に第２の流体圧力室側から当接させ、前記
フィードバックピンの他端を前記制御プランジャと当接
させるようにするとともに、前記圧力導入手段として前
記アダプタリングに固定絞りを形成した。

【００３２】

【発明の作用および効果】第１、第２の発明において
は、可変容量型ベーンポンプのポンプ回転数が上昇して
行くと、ポンプの低速回転領域においてはカムリングは
最大偏心位置にあり、ポンプ吐出流量はポンプ回転数の
上昇とともに速やかに上昇して行く。そして、ポンプ回
転数が中速回転領域に達し、ポンプ吐出流量が所定流量
以上となると、制御バルブが切り替わり、第１の流体圧
力室には可変オリフィスおよび固定オリフィスの上流側
の圧力が導入され、カムリングの偏心量は次第に小さく
なって行く。またカムリングの動作に追従する制御プラ
ンジャにより可変オリフィスの開口面積が狭められて行
く。これにより、ポンプの中速回転領域においては、ポ
ンプ回転数の上昇とともにポンプ吐出流量は減少して行
く。さらに、ポンプ回転数が高速回転領域に達すると、
可変オリフィスの開口面積は小さくなるので、固定オリ
フィスと可変オリフィスの合計通路面積を通る流量であ
るポンプ吐出流量の流量特性は、固定オリフィスの設定
により決めることができる。すなわち、本発明では、可
変オリフィスを開閉する制御プランジャ内にバネ手段を
収容してポンプの小型化を図った可変容量型ベーンポン
プにおいて、高速回転領域においてポンプ吐出流量がポ
ンプ回転数に対して一定となる（フラットな）流量特性
を、固定オリフィスの設定により容易に得ることができ
る。したがって、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た状態で安定させることがで
き、パワーステアリング装置からのアシスト力を適切に
制御できる。

【００３３】第３の発明では、フィードバックピンと嵌
合穴の隙間はなく、第２の流体圧力室への圧力導入は固
定絞り７２のみを介してなされるので、カムリングの動
きにダンピング作用を及ぼすダンピング手段としての固
定絞りの設定が適確に行え、カムリングの急激な動きや
ハンチング動作が適切に防止できる。

【００３４】

【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。

【００３５】図１には、本発明の実施の形態の可変容量
型ベーンポンプを示す。なお、本実施の形態の可変容量
型ベーンポンプの基本的構成は、図３〜図５に示したも
のと同様である。したがって、以下の本実施の形態の説
明においては、図３〜図５に示した可変容量型ベーンポ
ンプと同一の構成については説明を省略し、図３〜図５
に示した可変容量型ベーンポンプと相違する構成を中心
に説明する。また、図１には、図３に対応する可変容量
型ベーンポンプの断面図を示し、同一の構成について同
一の符号を付して示す。また、図４、図５に示した構成
に関しては、本実施の形態と従来例とで全く同一である
ので、本実施の形態として改めて図示することはしな
い。

【００３６】図示されるように、本実施の形態の可変容
量型ベーンポンプでは、流体通路３６と流体室２７の間
には、固定オリフィス６１と流体通路６２からなる分岐
通路が設けられる。すなわち、可変容量型ベーンポンプ
の吐出側には、可変オリフィス２５と固定オリフィス６
１が並列に備えられる。これにより、吐出ポート１８か
らのポンプ吐出流量は、可変オリフィス２５を通る流量
と固定オリフィス６１を通る流量の合計流量となる。

【００３７】この場合、固定オリフィス６１は開口面積
が固定であるので、固定オリフィス６１を通る流量は、
可変オリフィス２５を通る流量のようにカムリング５の
移動とともに絞られて行くことはなく、ポンプ吐出流量
は高速回転領域でも少なくとも固定オリフィス６１を通
る流量分が確保される。したがって、ポンプ吐出流量特
性は、吐出側に可変オリフィス２５のみが設けられた場
合の図６の流量特性（図２に破線で示す特性）のように
ポンプの高速回転領域においてもポンプ回転数の上昇と
ともに減少し続ける特性ではなく、図２に実線で示すよ
うに、ポンプ中速回転領域ではポンプ回転数の上昇に対
して速やかに減少した後、ポンプの高速回転領域ではポ
ンプ回転数の上昇に対しても安定するような流量特性と
なる。そして、このポンプの高速回転領域では、可変オ
リフィス２５の開口面積は小さくなるので、固定オリフ
ィス６１と可変オリフィス２５の合計通路面積を通る流
量であるポンプ吐出流量の流量特性は、固定オリフィス
６１の設定により容易に調整することができる。なお、
図１の可変オリフィス２５は図３のものと形状が異なっ
ているが、機能的には全く同様のものである。

【００３８】また、本実施の形態の可変容量型ベーンポ
ンプでは、アダプタリング３の貫通穴３ａに嵌合するフ
ィードバックピン７１を備え、制御プランジャ２１の先
端をこのフィードバックピン７１の基端に当接させると
ともに、フィードバックピン７１の先端がカムリング５
の外周に当接するようにしている。これにより、制御プ
ランジャ２１内のスプリング２２のバネ力はフィードバ
ックピン７１を介してカムリング５に作用するととも
に、カムリング５の動作はフィードバックピン７１を介
して制御プランジャ２１に伝達され、制御プランジャ２
１の軸線とアダプタリング３の貫通穴３ａとの同芯度を
考慮することなく作動性能の向上を図り得る。

【００３９】この場合、フィードバックピン７１の外径
は貫通穴３ａの径と高い嵌合精度で等しくされ、フィー
ドバックピン７１と貫通穴３ａの間からは作動油の漏れ
が無いようにされる。そして、流体室２７（可変オリフ
ィス２５の下流側）から第２の流体圧力室３１への油圧
導入は、アダプタリング３に形成された固定絞り７２を
介してなされる。したがって、制御プランジャ２１と貫
通穴３ａとの間のクリアランスを絞り２９とした場合
（図３参照）に比較して、第２の流体圧力室３１の圧力
閉じ込み精度を高くできるので、カムリング５の動きに
ダンピング作用を及ぼすダンピング手段としての固定絞
り７２の設定を適確に行うことができ、カムリング５の
急激な動きやハンチング動作が適切に防止できる。

【００４０】つぎに全体的な作用を説明する。

【００４１】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、制御プランジャ２
１（スプリング２２）に付勢されて、第１の流体圧力室
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、流体通路３６から並列に分岐した
可変オリフィス２５および固定オリフィス６１により減
圧されて流体室２７に導かれ、流体室２７および連通路
２８を経て吐出ポート１８から外部の油圧機器へと供給
される。すなわち、吐出ポート１８からのポンプ吐出流
量は、可変オリフィス２５からプランジャ中空部２１ａ
内部、貫通孔２６を通る流量と、固定オリフィス６１か
ら流体通路６２を通る流量との合計流量となる。

【００４２】また、この高圧室１６の油圧は、流体圧力
通路５９を介して、制御バルブ４０の高圧流体室４７に
も導入される。この場合、制御バルブ４０のスプール４
１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４
５の油圧（高圧室１６の油圧が可変オリフィス２５およ
び固定オリフィス６１で減圧された圧力）に基づく反力
により、プラグ４３側に押し戻されている。このため、
ランド部４１ｂの環状溝５３は、流体通路５１の開口と
重なる位置にあり、第１の流体圧力室３２の圧力は流体
通路５１を介してドレンされており、カムリング５は第
１の流体圧力室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、図２に示すように、ポンプ
の低速回転領域においては、吐出ポート１８からのポン
プ吐出流量は、ポンプ回転数に比例して速やかに上昇し
ていく。

【００４３】このようにポンプ回転数が上昇して可変オ
リフィス２５および固定オリフィス６１を通過する流量
が増大すると、これにしたがって可変オリフィス２５お
よび固定オリフィス６１前後の差圧が増大し、制御バル
ブ４０の高圧流体室４７の圧力と低圧流体室４５の圧力
の差圧が大きくなって行く。この結果、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４
７を拡大する方向（図１の右方向）に押し戻される。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。

【００４４】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第１の流体圧力室３２は、高圧
流体室４７に連通し、油圧が上昇する。これにより、カ
ムリング５は、この第１の流体圧力室３２の油圧（可変
オリフィス２５、固定オリフィス６１の上流の圧力）に
基づく反力Ｆ１が、第２の流体圧力室３１の油圧（可変
オリフィス２５、固定オリフィス１６の下流の圧力）に
基づくＦ２と、スプリング２２によるバネ力Ｆｓとの和
（Ｆ２＋Ｆｓ）と釣り合うところまで、制御プランジャ
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（単位吐出流量）
は小さくなる。さらに、このようにカムリング５の偏心
量が小さくなると、カムリング５の動作に追従する制御
プランジャ２１の基端側エッジ２１ｂにより、可変オリ
フィス２５が次第に閉じられて行く。これにより、可変
オリフィス２５を介しての供給作動油流量が減少すると
ともに、この可変オリフィス２５の開口面積の減少に伴
って、可変オリフィス２５による減圧が大きくなり、第
２の流体圧力室３１の油圧が下降するので、カムリング
５の偏心量がさらに小さくなる。このようなカムリング
５の偏心量の減少および可変オリフィス２５の開口面積
の減少の効果が相俟って、ポンプの中速回転領域におけ
るポンプ吐出流量（単位吐出流量×ポンプ回転数）は、
図２に示すように、ポンプ回転数の上昇に対して減少し
て行く。

【００４５】このようにポンプ回転数が上昇すると可変
オリフィス２５の開口面積は小さくなって行くが、この
場合でもポンプには可変オリフィス２５と並列に固定オ
リフィス６１が備えられているので、固定オリフィス６
１を通じての流量は確保される。そして、可変オリフィ
ス２５の開口面積が小さく、可変オリフィス２５を通る
流量が小さくなった場合には、ポンプ吐出流量は主とし
て固定オリフィス６１を通る流量となるので、ポンプ吐
出流量特性は、固定オリフィス６１により決定されるこ
とになる。したがって、固定オリフィス６１の開口面積
を適切に設定することにより、図２に示すように、ポン
プの高速回転領域において、ポンプ回転数の上昇に対し
てポンプ吐出流量が安定するような特性を容易に得るこ
とができる。

【００４６】このように本実施の形態の可変容量型ベー
ンポンプでは、ポンプの高速回転領域ではポンプ吐出流
量が小さな値で安定するような特性を容易に得ることが
できるので、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た状態で一定流量に（フラット
に）安定させることができ、パワーステアリング装置か
らの油圧アシスト力を適切に制御できる。したがって、
車両の高速走行時において、ステアリングが安定し、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。

【００４７】また、このようなポンプ吐出流量特性は、
制御バルブ４０の形状、スプリング２２のバネ特性、可
変オリフィス２５の形状や開口位置、および固定オリフ
ィス６１の形状等により決まって来るので、制御バルブ
４０の変更、スプリング２２の変更、および可変オリフ
ィス２５の形状や開口位置等の変更によって、自由に調
整することができる。この場合、スプリング２２は制御
プランジャ２１のプランジャ中空部２１ａ内部に収容さ
れ、スプリング２２および可変オリフィス２５は、プラ
グ２０のユニット（プラグ２０、制御プランジャ２１、
スプリング２２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。

【００４８】さらに、制御プランジャ２１はこれとは別
体のフィードバックピン７１を介してカムリング５に追
従する構成となっているので、制御プランジャ２１と貫
通穴３ａ間に高い同芯度を得るために加工精度や組み立
て精度が要求されることはなく、制御プランジャ２１の
作動性の改善および維持を容易に果たすことができると
ともに、制御プランジャ２１の作動性を損なうことな
く、第２の流体圧力室３１の液密性の向上を図り得る。
したがって、第２の流体圧力室３１のダンピング性能を
向上させることができ、カムリング５の挙動が安定化
し、ひいてはポンプ吐出流量特性も安定する。

【００４９】なお、上記の実施の形態では、可変オリフ
ィス２５を制御プランジャ２１の基端側エッジ２１ｂで
開閉するようにしたが、本発明はこのような形態に限ら
れるものではなく、例えば、制御プランジャ２０の側面
に可変オリフィス２５と重なり得るように穿孔を形成
し、可変オリフィス２５がこの穿孔と重なる部分を、可
変オリフィス２５の開口面積とするような形態を採って
もよい。

【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３】従来の可変容量型ベーンポンプを示す断面図で
ある。

【図４】同じく断面図である。

【図５】同じく制御バルブの一部を示す断面図である。

【図６】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。

【符号の説明】 １ ハウジング 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 プラグ ２０ａ シリンダ穴 ２１ 制御プランジャ ２１ａ プランジャ中空部 ２１ｂ プランジャ基端側エッジ ２２ スプリング ２５ 可変オリフィス ３１ 第２の流体圧力室 ３２ 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 ６１ 固定オリフィス ６２ 流体通路 ７１ フィードバックピン ７２ 固定絞り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H040 AA03 BB01 BB09 BB11 CC00 CC10 CC11 CC18 CC19 CC22 DD21 DD33 DD37 DD39 DD40 3H044 AA02 BB05 BB08 CC00 CC08 CC11 CC16 CC27 DD10 DD24 DD27 DD28 DD35

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸に対して偏心可能にハウジングに収
   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、 前記カムリング外周の両側に第１と第２の流体圧力室を
   形成し、 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
   フィスを設け、 前記カムリングの動作に追従するとともに前記カムリン
   グの偏心量が所定量よりも減少した場合に前記可変オリ
   フィスの開口面積を狭めて行く制御プランジャを前記カ
   ムリング外周の第２の流体圧力室側に配設し、 前記制御プランジャに中空部を形成して前記可変オリフ
   ィス下流側の作動流体を前記吐出ポートに導くととも
   に、 この中空部内にバネ手段を収容し、 前記第１の流体圧力室の拡大によりカムリングの偏心量
   を小さくする一方、前記第２の流体圧力室の拡大により
   カムリングの偏心量を大きくすることにより、ポンプ吐
   出流量を可変と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吐出ポートとの間に前記可変オリ
   フィスと並列に設けられる固定オリフィスと、 前記第２の流体圧力室に前記可変オリフィスおよび固定
   オリフィスの下流側の圧力を導入する圧力導入手段と、 ポンプ吐出流量が所定量以上となった場合に前記第１の
   流体圧力室に前記可変オリフィスおよび固定オリフィス
   上流側の圧力を導入する制御バルブと、 を備えたことを特徴とする特徴とする可変容量型ベーン
   ポンプ。
2. 【請求項２】前記制御バルブは、前記可変オリフィスお
   よび固定オリフィスの上流と下流の圧力差による作用力
   と戻しバネによるバネ力とのバランスにより変位すると
   とも、所定量以上変位した場合に、前記第１の流体圧力
   室に前記可変オリフィスおよび固定オリフィス上流側の
   圧力を導入する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。
3. 【請求項３】前記第１、第２の流体圧力室は前記カムリ
   ングとこのカムリング外周に配置されたアダプタリング
   との間に画成され、このアダプタリングに形成された嵌
   合穴に隙間なく嵌合するフィードバックピンを備え、こ
   のフィードバックピンの一端を前記カムリング外周に第
   ２の流体圧力室側から当接させ、前記フィードバックピ
   ンの他端を前記制御プランジャと当接させるようにする
   とともに、前記圧力導入手段として前記アダプタリング
   に固定絞りを形成したことを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の可変容量型ベーンポンプ。