JP4551589B2 - 可変容量形ベーンポンプ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両のパワーステアリング装置などに用いられる、可変容量形ベーンポンプの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の可変容量形ベーンポンプとして、駆動軸と一体に回転するロータと、ロータから摺動自由に突出する複数のベーンと、ロータとの間でベーンに仕切られるポンプ室を画成するカムリングと、カムリングをポンプ押しのけ容積の増減方向へ変位可能に収容するアダプタリングと、ポンプ吐出通路に介装される制御オリフィスと、制御オリフィスの前後の圧力差に応じてカムリングをポンプ押しのけ容積の増減方向へ変位させる手段と、を備えるものがある(特開2000−161249号、参照)。
【0003】
特開2000−161249号には、ポンプ室の予圧縮量(および予減圧量)を適正に調整するため、制御オリフィスの前後の圧力差に応じてカムリングをポンプ押しのけ容積の増減方向へ変位させる手段を備える一方、カムリングの外周に導かれるポンプ吐出圧がこれに対抗するスプリングの付勢力を超えると、カムリングが吸込ポートと吐出ポートとの間を均等に分割する仮想平面に対する略直交方向の吸込側へ変位するように構成したものが開示される。
【0004】
これにより、ポンプ押しのけ容積の変化に応じてポンプ室の予圧縮量(および予減圧量)が適正に維持可能となり、ポンプの振動や騒音の低減が図れるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来例においては、ポンプ吐出圧に対抗してカムリングを初期位置に付勢するスプリングに大きな設定荷重が要求され、スプリングが大型化するため、カムリングの外周にスプリングを組み付けることが難しい、という不具合があった。
【0006】
この発明は、このような不具合を改善するための有効な対策手段の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、駆動軸と一体に回転するロータと、ロータから摺動自由に突出する複数のベーンと、ロータとの間でベーンに仕切られるポンプ室を画成するカムリングと、カムリングをポンプ押しのけ容積の増減方向へ変位可能に収容するアダプタリングと、ポンプ吐出通路に介装される制御オリフィスと、制御オリフィスの前後の圧力差に応じてカムリングをポンプ押しのけ容積の増減方向へ変位させる手段と、を備える可変容量形ベーンポンプにおいて、吸込ポートと吐出ポートとの間を均等に分割する仮想平面に対する略直交方向へカムリングを変位させる手段としてアダプタリングの外周にこれを制御オリフィス上流のポンプ吐出圧に応じて弾性変形させる圧力室を設けたことを特徴とする。
【0008】
第2の発明は、第1の発明におけるアダプタリングは、外形に切り欠きを持つC型に形成したことを特徴とする。
【0009】
第3の発明は、第1の発明におけるアダプタリングは、外形の一部を薄肉化する溝を形成したことを特徴とする。
【0010】
【発明の効果】
第1の発明〜第3の発明においては、ポンプ吐出圧に応じてアダプタリングが弾性変形し、これに応じてカムリングが吸込ポートと吐出ポートとの間を均等に分割する仮想平面に対する略直交方向へ変位するので、ポンプ吐出圧に応じてポンプ室の予圧縮量(および予減圧量)を適正に維持可能となる。この場合、カムリングの変位にアダプタリングの弾性変形を利用するので、ポンプ吐出圧に対抗する従来のスプリング(カムリングを初期位置に付勢する)が不要化され、ポンプの小型化を促進できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付の図面に基づいて説明する。添付の図面は、車両のパワーステアリング装置に用いられる、可変容量形ベーンポンプへの適用例を表すものである。
【0012】
図1において、可変容量形ベーンポンプは、駆動軸1と一体に回転するロータ2と、ロータ2から摺動自由に突出する複数のベーン3と、これらベーン3の突出端部を摺接させてポンプ室4を画成するカムリング5と、が備えられる。駆動軸1と一体にロータ2が図中の反時計方向へ回転すると、駆動軸1に対するカムリング5の偏心量に基づいて、ロータ2の回転に伴って拡張するポンプ室4に吸込ポート6から作動油が吸い込まれる一方、ロータ2の回転に伴って収縮するポンプ室4から吐出ポート7に作動油が吐き出される。
【0013】
カムリング5を収容するアダプタリング8が設けられ、カムリング5はアダプタリング8にピン9を介して駆動軸1の左右へ揺動可能に支持される。カムリング5がスプリング10の付勢力により、図示の最大偏心位置(アダプタリング8の左側内面に押し付けられる状態)にあるときは、ポンプ押しのけ容積が最大となる。この状態からカムリング5がピン9を支点に右側(スプリング10の圧縮方向)へ揺動すると、カムリング5の偏心量が小さくなり、ポンプ押しのけ容積が減少する。スプリング10の付勢力は、プランジャ11およびフィードバックピン12を介してカムリング5に伝えられる。
【0014】
カムリング5とアダプタリング8との間は、カムリング5の左側に第1流体室14、同じく右側に第2流体室15、がピン9およびシール16により仕切られる。カムリング5は、第1流体室14の圧力と、第2流体室15の圧力と、スプリング10の付勢力と、の釣り合う揺動位置に保持される。吐出ポート7の作動油は、通路17aから制御オリフィス13に導かれ、さらに通路17bからパワーステアリング装置へ供給される。吸込ポート6の作動油は、タンク20から通路18および制御バルブ21を介して導かれる。
【0015】
制御バルブ21は、シリンダ形のバルブ室21aと、その内部を軸方向へ摺動自由なスプール21bと、が備えられる。スプール21bは、バルブ室21aの一端側に第1室22aを画成するランド部23aと、バルブ室21aの他端側に第2室22bを画成するランド部23bと、が設けられる。バルブ室21aの中間部(ランド部22a,22bの間)は、タンク20側を吸込ポート6側に中継する環状室22c(第3室)に形成され、第2室22bにスプール21bをバルブ室21aの左端に押し付けるスプリング24が収装される。
【0016】
制御バルブ21の第1室22aには、制御オリフィス13の上流圧が通路19を介して導かれる一方、制御バルブ21の第2室22bには、制御オリフィス13の下流圧が絞り17cを介して導かれる。図示の状態(制御オリフィス13の前後の圧力差が所定値以下のとき)において、カムリング5の第2流体室15は、制御バルブ21のランド部23bに通路が閉塞され、通路17aから絞り17dを介して導かれる制御オリフィス13の上流圧に保持される一方、カムリング5の第1流体室14は、制御バルブ21の環状室22cからタンク圧がランド部23aのスリット(図示せず)および環状溝25を介して導かれる。これにより、カムリング5は、スプリング10の付勢力に押され、最大偏芯位置(ポンプ押しのけ容積が最大となる)に保持される。
【0017】
制御オリフィス13の前後の差圧が所定値を超えると、制御バルブ21のスプール21bがスプリング24に抗して変位する。カムリング5の第1流体室14には、制御バルブ21の第1室22aからスプール21bの変位量に応じて制御オリフィス13の上流圧が絞り19aを介して導かれる一方、カムリング5の第2流体室15に制御バルブ21の環状室22cからスプール21bの変位量に応じてタンク圧がノッチ26を介して導かれる。これにより、第1流体室14の圧力が上昇する一方、第2流体室15の圧力が低下し、これらの圧力差がスプリング10の付勢力に打ち勝つと、カムリング5が右側(ポンプ押しのけ容積の減少方向)へ揺動する。カムリング5の動きは、フィードバックピン12を介してプランジャ11に伝えられ、所定量以上に後退するプランジャ11により、制御オリフィス13の開口面積が縮小される。18aは制御バルブ21に第2流体室15を継ぐ通路である。
【0018】
ポンプ吐出流量は、ポンプ回転数が所定値へ上昇するまでの間は、カムリング5が最大偏心位置に保持されるので、ポンプ回転数の上昇に連れて増加する一方、ポンプ回転が所定値を超えると、カムリング5がポンプ押しのけ容積を減少させる方向へ揺動するため、ポンプ回転数が上昇しても、略一定に保たれるのであり、さらにポンプ回転数が上昇すると、制御オリフィス13の開口面積がプランジャ11によって縮小されるため、ポンプ回転数の上昇に連れて減少する。
【0019】
ポンプ吐出圧に応じてポンプ室4の予圧縮量を適正に維持するため、アダプタリング8の外周に圧力室30が設けられる。圧力室30はシール30a,30bで仕切られ、制御オリフィス13上流からポンプ吐出圧が導かれる。アダプタリング8は、所定の弾性変形を生じやすく、外形の肉厚が調整される。
【0020】
圧力室30のポンプ吐出圧に第1流体室14および第2流体室15の圧力が対抗するので、圧力室30のポンプ吐出圧がアダプタリング8に作用する面積と、第1流体室14および第2流体室15の圧力が圧力室30のポンプ吐出圧に対抗してアダプタリング8に作用する面積と、の間に差が設定される。そして、この面積差とアダプタリング8の弾性定数との関係から、ポンプ吐出圧の上昇に伴いアダプタリング8が内側へ弾性変形を生じ、吸込ポート6と吐出ポート7との間を均等に分割する仮想平面Saと略直交方向へカムリング5を変位させるようになっている。
【0021】
カムリング5は、ポンプ回転数が所定値へ上昇するまでの間は、最大偏心位置に保持され、ポンプ回転数が所定値を超えると、ポンプ押しのけ容積を減少させる方向へ揺動するのである。仮想平面Saと略直交方向への変位がない場合、ポンプ吐出圧の変化に伴って予圧縮量(および予減圧量)に過不足が生じ、吸込行程から吐出行程(および吐出行程から吸込行程)へ移る過程において、ポンプ室4の圧力が滑らかに変化せず、ポンプの振動騒音を増大させかねないが、この例においては、ポンプ吐出圧に応じてアダプタリング8が弾性変形し、これに押されてカムリング5がシール16を圧縮しながら、吸込ポート6と吐出ポート7との間を均等に分割する仮想平面Saに対する略直交方向へ変位するので、ポンプ吐出圧の変化に応じてポンプ室4の予圧縮量(および予減圧量)が適正に維持される。
【0022】
ポンプ室4の予圧縮量(および予減圧量)は、カムリング5が仮想平面Saに対する略直交方向の吸込側へ変位すると大きくなり、仮想平面Saに対する略直交方向の吐出側へ変位すると小さくなるのである。図示の場合、カムリング5の仮想平面Saに対する略直交方向への変位にアダプタリング8の弾性変形を利用するので、ポンプ吐出圧に対抗する従来のスプリング(カムリング5を初期位置に付勢する)が不要化され、ポンプの小型化を促進できる、という効果が得られる。
【0023】
アダプタリング8は、所定の弾性変形を生じやすく、図2のように外形の一部を薄肉化する溝31を形成したり、図3のように外形の一部を割れ目32に切り欠くC型に形成したり、工夫することが考えられる。なお、図2および図3において、図1と同じ部品に同じ符号を付ける。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態を表す可変容量形ベーンポンプの断面図である。
【図2】同じく別の実施形態を表す可変容量形ベーンポンプの断面図である。
【図3】同じく別の実施形態を表す可変容量形ベーンポンプの断面図である。
【符号の説明】
1 駆動軸
2 ロータ
3 ベーン
4 ポンプ室
5 カムリング
6 吸込ポート
7 吐出ポート
8 アダプタリング
9 ピン
13 制御オリフィス
14 第1流体室
15 第2流体室
21 制御バルブ
30 圧力室
31 溝
32 割れ目
Claims (3)
- 駆動軸と一体に回転するロータと、ロータから摺動自由に突出する複数のベーンと、ロータとの間でベーンに仕切られるポンプ室を画成するカムリングと、カムリングをポンプ押しのけ容積の増減方向へ変位可能に収容するアダプタリングと、ポンプ吐出通路に介装される制御オリフィスと、制御オリフィスの前後の圧力差に応じてカムリングをポンプ押しのけ容積の増減方向へ変位させる手段と、を備える可変容量形ベーンポンプにおいて、吸込ポートと吐出ポートとの間を均等に分割する仮想平面に対する略直交方向へカムリングを変位させる手段としてアダプタリングの外周にこれを制御オリフィス上流のポンプ吐出圧に応じて弾性変形させる圧力室を設けたことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。
- アダプタリングは、外形に切り欠きを持つC型に形成したことを特徴とする請求項1に記載の可変容量形ベーンポンプ。
- アダプタリングは、外形の一部を薄肉化する溝を形成したことを特徴とする請求項1に記載の可変容量形ベーンポンプ。
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