JPH0532784U - 可変容量型ベーンポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切換弁１により特定のポンプ室から吐出され
る吐出油を吸入側に導いて、省エネをはかる吸入側連通
方式のポンプの流動抵抗の低減化と、小形化及び軽量化
を図る。 【構成】 切換弁１に連なる側の特定の吐出ポート３
１’に、切換弁１に連なる連通路２３と圧力室２７に連
なる吐出路３３とを設ける。この吐出路３３の吐出口８
１のところにバルブ９及びスプリング９９からなる逆止
弁を設ける。切換弁１の作動で連通路２３と吸入側通路
２２が遮断される場合だけ、特定の吐出ポート３１’か
らの吐出油は、吐出路３３、逆止弁を経て圧力室２７に
流入する。 【効果】 循環作動油及び特定の吐出ポート３１’から
の吐出油の流動経路が短くなり、これら流動抵抗に基づ
くエネルギーロスが低減化される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は可変容量型ベーンポンプに関するものであり、特に、自動車用動力舵 取装置に作動流体を供給するのに適した省エネルギー型の油圧ポンプ装置に関す るものである。

【０００２】

【従来の技術】

自動車用動力舵取装置に用いられる油圧ポンプ装置においては、低速走行時（ 一般にエンジン回転速度が低い時）においても、十分な操舵力補助が行えるよう にポンプの吐出流量が設定されている。従ってこのような油圧ポンプ装置におい ては、エンジン回転速度（エンジン回転数）の上昇に応じて、エンジン回転数に 比例した流量の作動油が吐出されることとなる。このことは、本来操舵力補助を ほとんど必要としない高速走行時（一般にエンジン回転数が高い時）において、 作動油の流量が過剰となる。このような現象に対処するため、ポンプから吐出さ れる作動油（吐出油）のうちの一部を、動力舵取装置のパワーアシスト部には送 らず、油圧ポンプ側へバイパス還流させる流量制御弁（フローコントロールバル ブ）方式が従来、広く採られている。

【０００３】 しかしながら、この流量制御弁方式においては、油圧ポンプから吐出された高 圧の吐出油が、流量制御弁に導かれ、そこからバイパス路へ放出されて、その後 吸入ポート側に還流されてくるものであるため、エンジンの高速回転時において は、エンジン回転数に応じたエネルギー消費をしていることとなる。すなわち流 量制御弁によるバイパス還流方式では、車両走行時において、高速走行時等の操 舵力補助を必要としない時に、バイパス還流によるエネルギーロス（損失）を行 っていることとなり、これに伴い車両燃費の悪化をまねくという問題点がある。 そこで、このような操舵力補助を必要としない時におけるエネルギー損失を低減 化するための手段として、例えば特開昭６０−２５６５７９号公報記載のような 切換弁を用いた方式のものが従来から採用されている。

【０００４】 このものは、ロータ、ベーン、カムリング、サイドプレート、ハウジング等か らなるベーンポンプにおいて、スプール、スプリング等からなる切換弁が付け加 えられた構成からなるものである。このような切換弁を設けることにより、パワ ーアシスト部が操舵力補助用の作動油を少量しか必要としない場合には、ベーン ポンプの一部に作動油を循環させることとし、その部分のポンプ機能を停止させ 、これによってエネルギーロスを少なくする一方、大量に作動油を必要とすると きには、上記停止させていたポンプ室の機能を復活させることによって、十分な パワーアシストを行なわせようとするものである。しかしながら、この従来のも のは、循環させる作動油が圧力室に存在する吐出油という比較的高圧のものであ るため作動油循環作用によって消費されるエネルギーも大きいものである。そこ でこのような欠点を解消するために、上記循環させる作動油を高圧の吐出油が存 在する圧力室から導くのではなく、吐出ポートから吐出されたばかりの油を圧力 室に放出せず直接吸入ポート側に戻すといういわゆる吸入側連通方式を採るベー ンポンプ装置がすでに考案されている。

【０００５】 このものは、図３に示す如く、ロータ６、ベーン７、カムリング５、サイドプ レート３、４、ハウジング２等からなるベーンポンプにおいて、スプール１１、 スプリング１５等からなる切換弁１が付け加えられた構成からなるものである。 そして、更に、上記切換弁１は、各種通路に連なるシリンダ室を有する切換弁ハ ウジング１２を有し、また当該切換弁ハウジング１２内には、上記スプール１１ を囲むようにサブシリンダ１３を有し、これによって、上記切換弁１を二重構造 とするようにしたものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記切換弁を有する吸入側連通方式の可変容量型ベーンポンプ装置 においては、ポンプが低出力状態（低負荷圧時）から高出力状態（高負荷圧時） に切換わる際に、高負荷圧の作動油（吐出油）が圧力室から低圧である特定の吐 出ポートを経由してポンプ室に逆流し、リザーブタンクまで逆流してしまうとい う現象が起きる。

【０００７】 このような問題を解消するために、図３に示すように、上記特定の吐出ポート ４５からの吐出油が連通路２３及び連結路２３４を経て圧力室２７へと流動して 行く、その出口の部分に逆止弁３２を設けるようにしている。しかしながらこの ものは、上記特定のポンプ室もポンプ機能を回復して第２吐出ポート４５からも 吐出油を吐出するように切換わる際に、当該吐出油は、実線矢印に示す如く、連 通路２３からシリンダ室１２２、連結路２３４を経て逆止弁３２へと流動して行 く。そして、ここで逆止弁３２を開いてまたシリンダ室１２２、作動油流通口１ ３２、切換弁圧力室１４、吐出側通路２４等を経て圧力室２７へと流動して行く こととなる。この際、当該吐出油は、長い通路２３、２３４、狭い流通口１３２ 等、更には、上記逆止弁３２を経由することにより、これらのところで流動抵抗 を受けることとなる。このような状態の下にポンプ装置が駆動されることとなる ので、当該ポンプ装置における消費エネルギーは増大することとなり、省エネル ギー効果は半減化してしまうおそれがある。そこでこのような流動抵抗に起因す るエネルギー損失の問題点を解消し、より省エネルギー効果が得られるような切 換弁を有するベーンポンプ装置を提供しようとするのが本考案の目的（課題）で ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案においては、ハウジング内に収納されて回 転駆動されるロータ、当該ロータのスリット内にて摺動運動をするベーン、当該 ベーンの外側にあって上記ロータ、ベーン等とポンプ室を形成するカムリング、 上記ロータ、ベーン、カムリングの両側面にあってポンプ室形成に寄与するサイ ドプレート、当該サイドプレートに設けられた複数の吐出ポート、上記カムリン グ及びサイドプレートの円周端付近に設けられた複数の吸入ポート等からなるベ ーンポンプと、上記各吐出ポートに連なる圧力室から送出される吐出油（作動油 ）の吐出流量が所定値以上になった場合、その余剰の吐出油を上記吸入ポートに 連なるバイパス路へバイパス還流させる流量制御弁とからなる油圧ポンプ装置で あって、上記吸入ポートに連なる吸入側通路、上記吐出ポートのうちの特定のポ ートに連通する連通路を有し、上記連通路と上記吸入路との間の連通状態及び遮 断状態を切換える切換弁を備えてなる可変容量型ベーンポンプ装置において、上 記サイドプレートに設けられた複数の吐出ポートのうちの特定の吐出ポートに、 上記連通路に加えて、上記連通路と上記吸入側通路との間が遮断状態にあるとき のみ吐出流体が流れる吐出路を設け、当該吐出路の上記回転軸中心位置付近に設 けられた大きな開口部面積を有する複数の吐出口と当該吐出口を開閉するバルブ 機構とからなる逆止弁を有する構成を採ることとした。

【０００９】

【作用】

上記構成を採ることにより、本考案においては、ベーンポンプが作動を開始す ると、図１において、吸入路から吸引された作動油は、バイパス路２９を経由し て吸入室２８へと導かれる。この吸入室２８に導かれた作動油のうちの一部は第 １吸入ポート４１より吸引され、ポンプ室で昇圧されて第１吐出ポート３１より 圧力室２７に吐出され、その後、流量制御弁２６によって流量制御を受けて動力 舵取装置のパワーアシスト部（図示せず）に送られる。

【００１０】 ところで上記パワーアシスト部が操舵力補助（パワーアシスト）を行っていな い状態にあっては、上記パワーアシスト部の油圧（負荷圧）は低い状態にあり、 従って、圧力室２７の圧力も低い状態におかれる。従って、スプール１１は、ス プリング１５のばね力の作用によって右方に押され、図１の実線図示の状態に置 かれる。その結果、吸入側通路２２と連通路２３とはサブシリンダ室１３３等を 介して連通状態となり、特定の吐出ポートである第２吐出ポート３１’から吐出 した吐出油は直接連通路２３、サブシリンダ室１３３、吸入側通路２２、吸入室 ２８を経由して第２吸入ポート４１’に吸引される。すなわち第２吸入ポート４ １’と第２吐出ポート３１’とによって形成されるポンプ室においては、吸入作 動油が単に循環するだけとなる。

【００１１】 これに対して、負荷圧が上昇して圧力室２７の圧力が高い状態になると、切換 弁圧力室１４の圧力も上昇するので、スプール１１はスプリング１５のばね力に 抗して左方に移動して、二点鎖線図示の状態になる。その結果、連通路２３と吸 入側通路２２とはスプール１１のランド１１１にて遮断されるので、第２吐出ポ ート３１’より吐出された作動油（吐出油）は、実線矢印図示のように第２吐出 ポート３１’と圧力室２７を連通する吐出路３３側へ流動し、更には吐出口８１ からバルブ９を開いて圧力室２７へと流出して行く。従って第２吐出ポート３１ ’からの吐出油は短い流路を経て流動抵抗の少ない状態で圧力室２７へと送出さ れ、ここからパワーアシスト部に送られ操舵力補助に寄与することとなる。

【００１２】

【実施例】

本考案にかかる実施例について図面を基に説明する。本実施例の構成は、図１ に示す如く、ロータ６、ベーン７、カムリング５等からなるベーンポンプと、ス プール１１、スプリング１５等からなる切換弁１とで構成される可変容量型ベー ンポンプ装置であることを基本とするものである。このような基本構成において 、ベーンポンプは、従来から公知のものであり、ハウジング２内に収納されて回 転駆動されるロータ６、当該ロータ６のスリット内にて摺動運動をするベーン７ 、当該ベーン７の外側にあって上記ロータ６、ベーン７等とポンプ室を形成する カムリング５、上記ロータ６、ベーン７、カムリング５の側面にあってポンプ室 形成に寄与するサイドプレート３、４、当該サイドプレート３、４に設けられた 複数の吐出ポート３１、３１’、上記サイドプレート３、４及びカムリング５の 円周端付近に設けられた複数の吸入ポート４１、４１’等からなる油圧ポンプ装 置であることを基本構成とし、これらに加えて上記吐出ポート３１等に連なる圧 力室２７を有し、当該圧力室２７に連なるように流量制御弁２６を有し、更には 、上記流量制御弁２６から余剰の作動油を吸入側にバイパス還流させるためのバ イパス路２９を有し、当該バイパス路２９の下流側には、上記吸入ポート４１、 ４１’に連なる輪状の吸入室２８を有する構成となっている。

【００１３】 これら構成に加えて、上記吐出ポート３１、３１’を有する側のサイドプレー ト３には、図１に示す如く、上記第２吐出ポート３１’に連続して吐出路３３が 設けられている。また当該吐出路３３は図２に示すように回転軸の中心線方向に 向かって延びるように設けられており、その最終端は上記中心線のまわりに円形 に開口するように設けられている。更には、上記サイドプレート３に接触して円 板状のサブプレート８が設けられており、このサブプレート８には、図１に示す ように吐出路３３の開口部に連続して、大きな開口面積を有する吐出口８１が設 けられている構成となっている。また上記サブプレート８の中心位置付近にはガ イド８２が設けられており、このガイド８２には上記サブプレート８に設けられ た吐出口８１の開閉を行う円板状のバルブ９が設けられている。なお、当該バル ブ９には、上記吐出口８１を閉じるように常時作用するスプリング９９が設けら れており、当該スプリング９９と上記バルブ９とをもって逆止弁を形成する構成 となっている。

【００１４】 また、切換弁１は、切換弁ハウジング１２内にサブシリンダ１３を有し、この サブシリンダ１３内に形成されるサブシリンダ室１３３内にはスプール１１、ス プリング１５を内蔵することを基本構成とし、これらに加えて、上記切換弁ハウ ジング１２と上記サブシリンダ１３との間にはシリンダ室１２２が、また、上記 スプール１１の一方の頭部側には、上記圧力室２７に圧力導入路２１及び作動油 流通口１３２等を介して連通する切換弁圧力室１４が設けられており、他方の頭 部側には上記スプール１１にばね反力を与えるスプリング１５が設けられている 構成となっている。なお、上記スプール１１の頭部付近に設けられたランドのう ち、切換弁圧力室１４に面する側に設けられたランド１１１は、そのランドの厚 さが上記作動油流通口１３２の開口部を塞ぐのに十分なだけの値を有するように 構成されている。すなわち上記ランド１１１は上記作動油流通口１３２に対して オーバーラップするように構成されている。

【００１５】 更に、上記ベーンポンプと切換弁１との間には各種通路が設けられている構成 となっている。すなわち、図１に示す如く、ベーンポンプのサイドプレート３に は第２吐出ポート３１’が設けられており、この第２吐出ポート３１’から吐出 された作動油（吐出油）を切換弁１に導くための連通路２３が設けられている構 成となっている。すなわち第２吐出ポート３１’には上記吐出路３３とこの連通 路２３が接続している。上記連通路２３の他方の端部は上記切換弁１のシリンダ 室１２２に連なっており、更に、サブシリンダ１３に設けられた作動油流通口１ ３２を介して、サブシリンダ室１３３に連通するようになっている。次に、圧力 室２７に連なるように圧力導入路２１が設けられており、これのもう一方の端部 は切換弁１のシリンダ室１２２に連なっており、更に、サブシリンダ１３に設け られた作動油流通口１３２を介して切換弁圧力室１４に連通するようになってい る。更に、図１に示す如く、サイドプレート３、４、及びカムリング５の外周部 には輪状の吸入室２８が設けられており、この吸入室２８に連なるように吸入側 通路２２が設けられている。この吸入側通路２２の他方の端部は、シリンダ室１ ２２に連なっており、更に、サブシリンダ１３に設けられた作動油流通口１３２ を介してサブシリンダ室１３３に連通するようになっている。

【００１６】 上記構成を有する本実施例の作動状態について説明する。ベーンポンプが作動 を開始すると、例えば図１において、吸入路から吸引された作動油は、バイパス 路２９を経て吸入室２８へと導かれる。この吸入室２８に導かれた作動油のうち の一部は第１吸入ポート４１より吸引され、ポンプ室で昇圧されて第１吐出ポー ト３１より圧力室２７に吐出され、その後流量制御弁２６によって流量制御を受 けて動力舵取装置のパワーアシスト部（図示せず）に送られる。

【００１７】 ところで上記パワーアシスト部が操舵力補助（パワーアシスト）を行っていな い状態にあっては、上記パワーアシスト部の油圧（負荷圧）は低い状態にあり、 従って上記パワーアシスト部の負荷圧が伝播される圧力室２７の圧力も低い状態 におかれる。その結果、圧力室２７から圧力導入路２１、更には作動油流通口１ ３２を経て切換弁圧力室１４に導入される圧力も低く、スプール１１はスプリン グ１５のばね力の作用によって右方に押され、図１の実線図示の状態に置かれる 。従って、吸入側通路２２と連通路２３とはサブシリンダ室１３３等を介して連 通状態となり、特定の吐出ポートである第２吐出ポート３１’から吐出した吐出 油は、図１の破線矢印図示の如く、連通路２３、作動油流通口１３２、サブシリ ンダ室１３３、吸入側通路２２、吸入室２８を経由して第２吸入ポート４１’に 吸引される。すなわち第２吸入ポート４１’と第２吐出ポート３１’とによって 形成されるポンプ室においては、作動油が単に循環するだけとなる。特にこの場 合、循環作動油は逆止弁やチェックバルブ等を経由せずに直接吸入ポート４１’ 側に還流することとなるので流動抵抗等によるエネルギー損失が少なくて済む。

【００１８】 これに対して、上記パワーアシスト部が操舵力補助を開始すると、負荷圧が上 昇し、上記圧力室２７の圧力が上昇する。その結果、上記圧力室２７から圧力導 入路２１、切換弁ハウジング１２、サブシリンダ１３に設けられた作動油流通口 １３２等を経由して伝播される切換弁圧力室１４の圧力も上昇する。それによっ て、上記サブシリンダ１３内に収納されたスプール１１は、スプリング１５のば ね力に抗して左方に移動して、図１の二点鎖線図示の位置に来る。その結果、第 ２吐出ポート３１’に連なる連通路２３と第２吸入ポート４１’に連なる吸入側 通路２２との間は、上記サブシリンダ１３内に設けられたスプール１１のランド １１１にて遮断されることとなる。従って、第２吐出ポート３１’より吐出した 吐出油は図１の実線矢印図示の如く、吐出路３３を経てサブプレート８の吐出口 ８１に導かれ、ここでバルブ９を開いて圧力室２７へと流動して行く。これによ ってベーンポンプの吐出容量は増加することとなり、パワーアシスト部の操舵力 補助に寄与することとなる。

【００１９】

【考案の効果】

本考案によれば、複数個の吸入ポート及び吐出ポートを有するベーンポンプで あって、動力舵取装置パワーアシスト部の負荷圧が低い状態にあるときは、特定 の吸入ポート及び吐出ポートを、吸入作動油が循環するようにしてポンプ機能を 停止させ、上記負荷圧が上昇した時には、上記停止していた部分のポンプ機能を 復活させるようにする切換弁を有する可変容量型ベーンポンプ装置において、ポ ンプ室を形成するサイドプレートに設けられた上記特定の吐出ポート（第２吐出 ポート）に、上記切換弁と連通する連通路に加えて、上記第２吐出ポートも稼働 状態にあり、ポンプ機能を復活させている時のみ吐出流体が流れる吐出路を設け 、この吐出路の上記回転軸中心位置付近に存在する開口部に設けられた大きな開 口面積を有する吐出口と、当該吐出口を開閉するバルブ機構とからなる逆止弁を 有する構成を採ることとしたので、作動油が循環する場合、当該循環作動油は逆 止弁を経由せず、吸入ポート側に直接戻って来るため作動油の循環作用によるエ ネルギー損失が低減化されることとなった。また、高出力状態時において、第２ 吐出ポートからも吐出油が吐出される場合においては、吐出油の流動経路が短く なり、また上記吐出口が大きな開口面積を有するように形成されていることによ り、吐出油の流動抵抗が低減化されるようになった。これらのことより、本考案 によればポンプ作動時におけるエネルギー損失のより低減化が図られることとな った。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案にかかるベーンポンプ及び切換弁の構造
を示す縦断面図である。

【図２】本考案にかかるサイドプレート及び当該サイド
プレートに設けられた吐出路の構造を示す図である。

【図３】従来例における二重構造方式の切換弁を有する
可変容量型ベーンポンプ装置の構造を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】 １ 切換弁 １１ スプール １１１ ランド １１１’ ランド １２ 切換弁ハウジング １２２ シリンダ室 １３ サブシリンダ １３２ 作動油流通口 １３３ サブシリンダ室 １４ 切換弁圧力室 １５ スプリング ２ ハウジング ２１ 圧力導入路 ２２ 吸入側通路 ２３ 連通路 ２６ 流量制御弁 ２７ 圧力室 ２８ 吸入室 ２９ バイパス路 ３ サイドプレート ３１ 第１吐出ポート ３１’ 第２吐出ポート ３３ 吐出路 ４ サイドプレート ４１ 第１吸入ポート ４１’ 第２吸入ポート ５ カムリング ６ ロータ ７ ベーン ８ サブプレート ８１ 吐出口 ８２ ガイド ９ バルブ ９９ スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 河上 清治 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に収納されて回転駆動され
   るロータ、当該ロータのスリット内で摺動運動をするベ
   ーン、当該ベーンの外側にあって上記ロータ、ベーン等
   と共にポンプ室を形成するカムリング、上記ロータ、ベ
   ーン、カムリングの両側面にあってポンプ室形成に寄与
   するサイドプレート、当該サイドプレートに設けられた
   複数の吐出ポート、上記カムリング及びサイドプレート
   の円周端付近に設けられた複数の吸入ポート等からなる
   ベーンポンプと、上記各吐出ポートに連なる圧力室から
   送出される吐出油の吐出流量が所定値を超えた場合に、
   その余剰の吐出油を上記吸入ポートに連なるバイパス路
   にバイパス還流させる流量制御弁とからなる油圧ポンプ
   装置であって、上記吸入ポートに連なる吸入側通路、上
   記吐出ポートのうちの特定の吐出ポートに連通する連通
   路を有し、上記連通路と上記吸入側通路との間の連通状
   態及び遮断状態を切換える切換弁を備えてなる可変容量
   型ベーンポンプ装置において、上記サイドプレートに設
   けられた複数の吐出ポートのうちの特定の吐出ポート
   に、上記連通路に加えて、上記連通路と上記吸入側通路
   との間が遮断状態にある時のみ吐出流体が流れる吐出路
   を設け、当該吐出路の上記回転軸中心線付近に設けられ
   た大きな開口面積を有する複数の吐出口及び当該吐出口
   を開閉するバルブ機構からなる逆止弁を有することを特
   徴とする可変容量型ベーンポンプ装置。