JPH07243385A - 可変容量形ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カムリング内、外での流体圧の不平衡力によ
って生じるカムリングの揺動を抑制し、ポンプ吐出側で
の流量変動や流量低下を防止する。 【構成】 ボディ１１内で回転自在なロータ１５外周部
にポンプ室１８を形成するカムリング１７を移動可能に
配置し、ポンプ室容積を最大とする方向に付勢する。カ
ムリング外周部でボディとの間の環状隙間空間に、シー
ル手段２１，４５を介在させ、カムリングを移動変位さ
せるための第１、第２の流体圧室３４，３５を形成す
る。ポンプ室からの圧力流体の吐出流量に応じて作動さ
れ、第１、第２の流体圧室への供給流体圧を制御するス
プール式切換えバルブ３０を設ける。ポンプ吐出側通路
２８に設けたメータリングオリフィス２９下流側の流体
圧を、ポンプ室容積を最大とする方向への移動変位を与
える第２の流体圧室に、第２のバルブ室３２ｂを介して
通路３７によって導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば自動車のハン
ドル操作力を軽減する動力舵取装置のような圧力流体利
用機器に用いられる可変容量形ベーンポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】動力舵取装置用ポンプとして従来一般に
は、自動車用エンジンで直接回転駆動される容量形のベ
ーンポンプが用いられていた。しかし、このような容量
形ポンプは、駆動源であるエンジン回転数に対応して吐
出流量が増減されるため、停車中や低速走行時に大きな
操舵補助力を生じさせ、高速走行時には操舵補助力を小
さくするという動力舵取装置とは相反する特性となって
いる。

【０００３】したがって、このようなポンプとしては、
回転数が小さい低速走行時にあっても所要の操舵補助力
が得られる吐出流量を確保できるものが用いられ、かつ
回転数が大きくなったときの吐出流量を一定量以下に制
御するための流量制御弁が必須となる。このため、この
ようなポンプでは、構成部品点数が増え、構造が複雑化
し、さらに通路構造も複雑で、全体の大型化やコスト高
も避けられない。

【０００４】また、流量制御弁を用いると、吐出流量を
タンク側に還流させることになるので、駆動馬力が大き
くなり、エネルギ損失が多く、さらに油温が上昇すると
いう問題もある。

【０００５】このような容量形での不具合を解決するも
のとして、吐出流量を回転数の増加に伴って段階的に減
少させ得る可変容量形ベーンポンプが、たとえば特開昭
５３−１３０５０５号公報、特開昭５６−１４３３８３
号公報、特開昭５８−９３９７８号公報、実公昭６３−
１４０７８号公報等によって種々提案されている。

【０００６】このような可変容量形のポンプでは、容量
形のような流量制御弁が不要で、また無駄な駆動馬力の
増大化を防ぎ、エネルギ効率の面でも優れ、さらにタン
ク側への戻り流量もないことから油温上昇という問題も
低減でき、しかもポンプ内部での漏れ、容積効率低下等
の問題をも防止できる。

【０００７】ここで、たとえば特開昭５６−１４３３８
３号公報等に示される可変容量形ポンプは、カムリング
をポンプケーシング内で移動可能に構成するとともに、
このカムリングとポンプケーシングとの間に形成した間
隙部において一対のコントロール室となる流体圧室を形
成し、それぞれの室に吐出通路途中に設けたオリフィス
前後の圧力を導き、その差圧をカムリングに直接作用さ
せ、このカムリングをスプリングの付勢力に抗して適宜
移動させることにより、ポンプ室の容積を変化させて適
正な吐出流量制御を行なうものである。

【０００８】しかし、このような従来のポンプでは、カ
ムリングを、ポンプハウジング内で直線移動可能に保持
し、これを吐出通路に直接または間接的に設けたオリフ
ィス上、下流側の圧力差で移動変位させているだけであ
り、ポンプ各部の構成部品や流体通路等が多く、加工
性、組立性は勿論、動作上での信頼性、さらに耐久性の
面で問題をもち、実現性に乏しいものであった。

【０００９】上述したような可変容量形ベーンポンプの
一例を、図６等を用いて簡単に説明すると、図中１はポ
ンプボディ、２はこのボディ１内に形成されている楕円
形空間部３内で支軸部２ａを介して揺動変位可能に設け
られかつ図中白抜き矢印で示す方向に付勢力が与えられ
ているカムリング、４はこのカムリング２内でポンプ室
５を一側に形成するように他側寄りに偏心して収容され
外部駆動源によって回転駆動されることにより放射方向
に進退自在に保持したベーン４ａを出入りさせるロータ
である。

【００１０】なお、図中４ｂはロータ４の駆動軸で、ロ
ータ４は図中矢印で示す方向に回転駆動される。また、
図中３ａ，３ｂはボディ空間部３においてカムリング２
の両側室に開口して形成され各室にカムリング２を揺動
変位させるための制御圧、たとえばポンプ吐出側通路に
設けた可変オリフィス前後の流体圧等を導くための通路
で、カムリング２をポンプ吐出側での流量に応じて揺動
変位させ、ポンプ回転数の増加に伴い吐出側の流量を減
少させるような吐出側流量制御を行なうように構成され
る。

【００１１】６は前記ポンプ室５におけるポンプ吸込側
領域５Ａに臨んで開口されたポンプ吸込側開口、７はポ
ンプ室５のポンプ吐出側領域５Ｂに臨んで開口されたポ
ンプ吐出側開口で、これらの開口６，７はロータ４およ
びカムリング２からなるポンプ構成要素を両側から挾み
込んで保持するための固定壁部であるプレッシャプレー
トおよびサイドプレート（図示せず）のいずれかに形成
されている。

【００１２】また、８，９はポンプボディ１の楕円形空
間部３内でカムリング２の外周部両側に形成された高圧
側、低圧側となる一対の流体圧室で、これらの室８，９
には、前述した通路３ａ，３ｂによりポンプ吐出側通路
の可変オリフィス上、下流側の流体圧等が導入され、カ
ムリング２を所要の方向に揺動変位させ、ポンプ室５内
の容積を可変し、ポンプ吐出側での流量に対応して吐出
流量を可変制御するものである。ここで、カムリング２
は図中Ｆで示すように流体圧室９側から付勢力が与えら
れ、常時はポンプ室５内の容積を最大に維持し得るよう
になっている。また、図中２ｂはカムリング２の外周部
に設けられ軸支部２ａと共に左、右両側に流体圧室８，
９を画成するためのシール材である。

【００１３】なお、６ａ，７ａは前記ポンプ吸込側開口
６、吐出側開口７のポンプ回転方向の終端部に連続して
形成されたひげ状のノッチで、これらのノッチ６ａ，７
ａは、ロータ４の回転に伴って各ベーン４ａの先端をカ
ムリング２の内周部に摺接させてポンプ作用を行わせる
場合に、各開口６，７の端部に接近するベーン間で挾ま
れた空間とこれに隣接するベーン間の空間との間で流体
圧を高圧側から低圧側へと徐々に逃がす役割を果たすた
めのものである。このようなノッチ６ａ，７ａによれ
ば、ベーン４ａ間の空間が、各開口６，７の端部に直に
到達することで、急激な圧力変動、サージ圧を生じ、そ
の結果としてポンプ吐出側での流体圧力に脈動問題を生
じることを防止するうえで効果的である。

【００１４】そして、上述した構造によるポンプでは、
ロータ４の回転に伴ってベーン間の空間を、各開口６，
７に連通されるのに先立って、前記ノッチ６ａ，７ａを
介して各開口６，７との所要の連通状態を生じさせ、高
圧側から低圧側に流体圧力を徐々に逃がすことによっ
て、前述したベーン４ａ，４ａ間の空間での急激な圧力
変動を抑制し、サージ圧を小さくし、これによりポンプ
吐出側での流体圧力に生じる脈動を防止しようとする構
成であった。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前述したような従来の
可変容量形のポンプ構造によれば、ポンプ室５内でのポ
ンプ吸込側開口６とポンプ吐出側開口７の開口位置で
は、ポンプ吐出側での脈動が大きく、騒音レベルも大き
いという問題があった。これは、ベーン４ａ，４ａ間に
形成されるポンプチャンバがポンプ吐出側開口７に連通
する時点でポンプチャンバ内が予圧縮できなくなり、い
きなり高い圧力領域に開放されることになるために、ポ
ンプ吐出側での脈動が大きくなってしまうことによる。

【００１６】このような脈動現象に対する対策として
は、ポンプ室５内でのポンプ吐出側領域５Ｂにおいて吐
出側開口７を、たとえば図７に示されるように、ポンプ
室５内で圧縮側（ポンプ吸込側領域５Ａ側）に所定角度
ずらし、予圧縮ができるようにしたり、上述したような
ひげ状ノッチ７ａをポンプ吐出側開口７のポンプ回転方
向の終端部、すなわちポンプ吸込側領域５Ａ側に連続し
て形成し、ポンプ吐出側開口７へのポンプチャンバの開
放を徐々に行なえるようにしたりすることが考えられて
いる。

【００１７】しかし、このような対策を講じるにあたっ
て問題となることに、ポンプボディ１内でカムリング２
を揺動変位可能に支持する支軸部２ａを中心としたポン
プ室５内のポンプ吐出側領域５Ｂにおける流体圧による
作用力に、アンバランスな力が発生することがある。

【００１８】これは、ポンプ吐出側領域５Ｂに開口して
いるポンプ吐出側開口７の開口範囲が、図７から明らか
なように、カムリング２の揺動支点となる支軸部２ａを
中心としてカムリング２両側に形成される左、右の流体
圧室８，９に対応する角度範囲がαとα＋βというよう
に、低圧側である流体圧室９側にずれており、その角度
差β分のポンプ吐出側圧力が、カムリング２に図中右側
への揺動変位を生じさせるようなアンバランスな力とし
て作用するからである。

【００１９】すなわち、ポンプ室５内に開口するポンプ
吐出側開口７の開口位置によって、カムリング２におい
て外周部側が低圧側の流体圧室９に対応する部分での内
圧、特に角度βに相当する部分での室内圧力が上昇する
と、カムリング２内、外での差圧によって、カムリング
２が図中矢印で示す方向に揺動しようとする力が働くこ
とになる。そして、このような動きに伴なうポンプ室５
の容積減少によって、ポンプ吐出流量が減少すると、こ
のポンプから圧力流体の供給を受ける被利用機器が作動
したときの負荷作用時、つまりポンプ負荷時の流量確保
が困難となってしまうという問題を避けられない。

【００２０】たとえばポンプ吐出流量を、ポンプ回転数
の変化に対応してカムリング２を移動変位可能に構成
し、このカムリング２の変位によって所望のポンプ吐出
流量を得るために、カムリング２外周の左、右の流体圧
室８，９に、ポンプ吐出側での流量変動に対応して切換
えられる切換えバルブを設け、このバルブによって所定
圧力に制御された流体圧を、それぞれ供給するようにし
た構造のポンプが、特願平４−３５８８０１号等により
提案されている。

【００２１】このような可変容量形ポンプでのカムリン
グ２外周の左、右の流体圧室８，９に導入される流体圧
力の変化等は、以下に説明した通りである。すなわち、
カムリング２外周で図中右側の低圧側流体圧室９での流
体圧ＰB は、図８の線図から明らかな通りであり、この
流体圧ＰB が、この右側でのカムリング内面圧に対応す
るカムリング外面圧になる。ここで、このようなＰB
は、ポンプ回転数が大きくなった流量調整域でも、上述
した切換えバルブの機能によって、完全にはポンプ吸込
側（ドレン側）には連通せず、所定レベルでの低圧状態
を維持するようになっている。

【００２２】一方、カムリング２外周で図中左側の高圧
側流体圧室８での流体圧ＰA は、図８の線図から明らか
な通りで、この流体圧ＰA が図中左側でのカムリング内
面圧に対応するカムリング外面圧となるもので、この流
体圧ＰA は、流量調整域では上述したＰB よりも若干大
きくなる。そして、このときのＰA とＰB との圧力差
が、カムリング２を図中左側に付勢するばね力Ｆに相当
し、通常はこのばね力Ｆによってバランスするようにな
っている。

【００２３】このような圧力関係において、前述したよ
うにカムリング２右側でのポンプ吐出側開口７が、低圧
側の流体圧室９側に角度差βをもってずれている場合の
カムリング２の内面圧とカムリング外面圧は、次のよう
になる。ここで、ポンプ吐出側の圧力をＰとする。すな
わち、前述したような角度差βに伴なうアンバランスな
力が作用すると、低圧側の流体圧室９側部分での圧力差
は、図８の線図から明らかなように（ポンプ吐出圧力Ｐ
−ＰB ）となり、図７中矢印で示すようにカムリング２
に対しポンプ室５の容積つまり吐出量を減少させる方向
への揺動変位が生じる。特に、このようなカムリング２
の吐出量減少方向への揺動変位は、流量調整域では生じ
ることになる。

【００２４】換言すると、上述したような流体圧の不平
衡によって生じるアンバランスな力でカムリング２に揺
動変位、さらには振動が生じると、ポンプ吐出側におい
て大きな流量変動が生じ、これにより脈動が大きくな
り、ポンプ特性上での問題となるもので、このような問
題点を解決することが望まれる。

【００２５】特に、このような問題は、可変容量形ポン
プからの流体圧が供給される被利用機器側での作動によ
って、主供給経路中の流体圧が上昇し、これによりこの
経路またはポンプ吐出側通路途中に設けたメータリング
オリフィス上、下流側の差圧が増大したりすることによ
り、ポンプ吐出側圧力の変動が大きく生じた場合に著し
いもので、このような問題点を解決することが必要とさ
れている。たとえば被利用機器がパワーステアリングで
あるとき、大流量または小流量がパワーシリンダ側に流
れるため、舵取ハンドルが急に重くなってり、軽くなっ
たりするもので、このような不安定さは解消することが
望まれる。

【００２６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、カムリング内、外で生じるアンバランスな
力に伴なう揺動変位によって生じ易かった揺動変位をな
くし、ポンプ吐出側での大きな流量変動、脈動等を低減
し、吐出流量が低下するのを防止し得るようにした可変
容量形ポンプを得ることを目的としている。

【００２７】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係る可変容量形ポンプは、ポンプボディ
内で回転自在なベーン付きのロータと、このロータ外周
部との間にポンプ室を形成するように嵌装されかつポン
プボディ内で移動変位可能に配置されるとともにポンプ
ボディとの間の外周部隙間空間にシール手段を介して第
１および第２の流体圧室が形成されるカムリングと、こ
のカムリングをロータ外周部との間でのポンプ室容積を
最大とする方向に付勢する付勢手段と、ポンプ吐出側通
路に設けたメータリングオリフィス上、下流側での圧力
差に応じて作動されポンプ室からの圧力流体の吐出流量
の大小に応じて第１および第２の流体圧室への供給流体
圧を制御するスプール式切換えバルブを備え、カムリン
グ外周部の流体圧室のうち、ポンプ室容積を最大とする
方向への移動変位を与える第２の流体圧室に、前記スプ
ール式切換えバルブの第２の室に導かれているメータリ
ングオリフィス下流側の流体圧を導入するように構成し
たものである。

【００２８】また、本発明に係る可変容量形ポンプは、
ポンプボディ内で回転自在なベーン付きロータと、その
外周部との間にポンプ室を形成するように嵌装されかつ
ポンプボディ内で移動変位可能に配置されるとともにポ
ンプボディとの間の外周部隙間空間にシール手段を介し
て第１および第２の流体圧室が形成されるカムリング
と、このカムリングをロータ外周部との間でのポンプ室
容積を最大とする方向に付勢する付勢手段と、ポンプ吐
出側通路に設けたメータリングオリフィス上、下流側で
の圧力差に応じて作動されポンプ室からの圧力流体の吐
出流量の大小に応じて第１の流体圧室への供給流体圧を
制御するスプール式切換えバルブを備え、カムリング外
周部の流体圧室のうち、ポンプ室容積を最大とする方向
への移動変位を与える第２の流体圧室に、ポンプ吐出側
通路途中のメータリングオリフィス下流側の流体圧を導
入するように構成したものである。

【００２９】さらに、本発明に係る可変容量形ポンプ
は、ポンプ室内でポンプ吐出側領域に開口するポンプ吐
出側開口を、ポンプ吸込側領域側に予圧縮可能な位置ま
でずらして形成したり、ポンプ室内でポンプ吐出側領域
に開口するポンプ吐出側開口に、ポンプ吸込側領域側の
端部からポンプ回転方向の終端部に連続してひげ状ノッ
チを延設して形成したりしたものである。

【００３０】

【作用】本発明によれば、カムリング外側に形成される
高圧側の流体圧室に、スプール式の切換えバルブによっ
てポンプ吐出側流量の大小に対応した流体圧を導入する
とともに、低圧側の流体圧室に、切換えバルブの第２の
室を介して、または直接的にポンプ吐出側通路でのメー
タリングオリフィス下流側の流体圧を導入することによ
り、ポンプ作動初期において適切な流量を確保し得ると
ともに、たとえば被利用機器の作動等といったポンプ負
荷時にあっても、カムリング内、外での不平衡な流体圧
によりアンバランスな力が働いたりしても、このカムリ
ングを無用に揺動変位させることがない。

【００３１】

【実施例】図１ないし図４は本発明に係る可変容量形ポ
ンプの一実施例を示し、これらの図において、本実施例
では、動力舵取装置の油圧発生源となるベーンタイプの
オイルポンプである場合を説明する。

【００３２】まず、全体を符号１０で示すベーンタイプ
の可変容量形ポンプは、図１および図２から明らかなよ
うに、ポンプボディを構成するフロントボディ１１およ
びリアボディ１２を備えている。このフロントボディ１
１は、図２から明らかなように全体が略カップ状を呈
し、その内部にポンプ構成要素１３を収納配置する収納
空間１４が形成されるとともに、この収納空間１４の開
口端を閉塞するようにしてリアボディ１２が組合わせら
れて一体化されている。なお、このフロントボディ１１
には、前記ポンプ構成要素１３の回転子であるロータ１
５を外部から回転駆動するためのドライブシャフト１６
が貫通した状態で、軸受１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（１６
ｂはリアボディ１２側、１６ｃは後述するプレッシャプ
レート２０側に配設される）により回転自在に支持され
ている。

【００３３】１７はベーン１５ａを有するロータ１５の
外周部に嵌装して配置される内側カム面１７ａを有し、
かつこの内側カム面１７ａとロータ１５との間にポンプ
室１８を形成するカムリングで、このカムリング１７
は、後述するように、ポンプ室１８の容積を可変するよ
うに収納空間１４内で空間内壁部分に嵌合状態で設けら
れたアダプタリング１９内で移動変位可能に配置されて
いる。なお、このアダプタリング１９は、ボディ１１の
収納空間１４内でカムリング１７を移動変位可能に保持
するためのものである。

【００３４】２０は上述したロータ１５、カムリング１
７およびアダプタリング１９によって構成されているポ
ンプカートリッジのフロントボディ１１側に圧接して積
層配置されるプレッシャプレートで、またこのポンプカ
ートリッジの反対側面には前記リアボディ１２の端面が
サイドプレートとして圧接され、ボディ１１とボディ１
２との一体的な組立てによって所要の組立状態とされ
る。そして、これらの部材によって、前記ポンプ構成要
素１３が構成されている。

【００３５】ここで、これらのプレッシャプレート２０
と、これにカムリング１７を介して積層されるサイドプ
レートとなるリアボディ１２とは、カムリング１７の揺
動変位用の軸支部および位置決めピンとしても機能する
後述するシールピン２１や適宜の回り止め手段（図示せ
ず）によって、回転方向で位置決めされた状態で一体的
に組付け固定されている。

【００３６】２３は前記フロントボディ１１の収納空間
１４内でその底部側に形成されるポンプ吐出側圧力室
で、プレッシャプレート２０にポンプ吐出側圧力を作用
させるようになっている。２４はこのポンプ吐出側圧力
室２３にポンプ室１８からの圧油を導くプレッシャプレ
ート２０に穿設されているポンプ吐出側通路である。

【００３７】２５はリアボディ１２の一部に設けられた
吸込ポート２６（詳細な図示を省略する）からのポンプ
吸込側流体を前記ポンプ室１８に導くようにリアボディ
１２内に形成されたポンプ吸込側通路で、この通路２５
はリアボディ１２の端面に開口するポンプ吸込用開口２
５ａを経てポンプ室１８に接続されている。

【００３８】２８は上述したポンプ室１８からポンプ吐
出側通路２４、ポンプ吐出側圧力室２３、この圧力室２
３からフロントボディ１１の上方に延びた通路孔２３ａ
を介して接続されたポンプ吐出側通路で、この通路２８
の途中にはメータリングオリフィス２９が介在させられ
るとともに外方端側にポンプ吐出側流体圧を図示しない
パワーステアリング装置（図中ＰＳで示す）等の油圧機
器に給送するための吐出ポート２８ａが設けられてい
る。

【００３９】３０はフロントボディ１１における収納空
間１４の上方に略直交して配置され上述したカムリング
１７をポンプボディ１１（アダプタリング１９）内でロ
ータ１５に対して移動変位させるための切換えバルブ
で、この切換えバルブ３０は、ボディ１１に穿設されて
いるバルブ孔３０ａ内で前記ポンプ吐出側通路２８のメ
ータリングオリフィス２９上、下流側の圧力差およびば
ね３１の付勢力で摺動動作するリリーフ弁付きのスプー
ル３２を備えている。

【００４０】なお、図中２９ａ，２９ｂはオリフィス２
９上、下流側の圧力をバルブ孔３０ａ内に導入する通路
である。さらに、このバルブ孔３０ａにおいて中央部分
には、前記ポンプ吸込側通路２５の一部から分岐されて
流体圧をタンク側に導く低圧側通路２５ｂがそれぞれ形
成され、スプール３２の移動に伴なって選択的に開閉制
御され、後述するカムリング１７両側の第１、第２の流
体圧室に流体圧を導入するようになっている。

【００４１】すなわち、このような切換バルブ３０にお
いて、スプール３２の一方室（図１の左方で高圧側とな
る第１の室）３２ａには、前記ポンプ吐出側の圧力室２
３、ポンプ吐出側通路２８および通路２９ａを介してメ
ータリングオリフィス２９上流側の流体圧が導かれてい
る。なお、図中３３はバルブ孔３０ａ内でスプール３２
の左方への移動位置を通路２９ａの開口端を閉塞しない
位置で係止するロッド３３ａを有するバルブ孔３０ａの
閉塞用プラグである。

【００４２】また、スプール３２の他方室（図１の右方
で低圧側である第２の室）３２ｂには、ばね３１が配設
されるとともにメータリングオリフィス２９下流側の流
体圧が前記吐出ポート２８ａに至る通路２８途中から前
記通路２９ｂを介して導かれている。なお、この通路２
９ｂ途中の小径部はダンパオリフィス部である。

【００４３】さらに、バルブ孔３０ａの略中央部と右方
端部には、カムリング１９の外周部でボディ１１側のア
ダプタリング１９との間に形成される第１および第２の
流体圧室３４，３５に、ボディ１１、アダプタリング１
９を経て形成されている導圧通路３６，３７（アダプタ
リング１９の通路孔３６ａ，３７ａを含む）が開口され
ている。なお、カムリング１７の外周部には、第１の流
体圧室３４をアダプタリング１９への接触時にも確保で
きるような凹溝等を形成しておくとよい。

【００４４】そして、これらの通路３６，３７が、スプ
ール３２の動きによって、図１等から明らかなように、
前記ポンプ吐出側通路２８に通路２９ｂを介して、また
はポンプ吸込用開口２５ｂ側に通路２５ｂを介して、選
択的に接続されるようになっている。

【００４５】すなわち、ポンプ作動時において吐出側で
の流量変動を、メータリングオリフィス２９上、下流側
の圧力差により作動される切換えバルブ３０により感知
し、このバルブ３０によって制御される流体圧を、前記
カムリング１７両側の第１、第２の流体圧室３４，３５
に供給することにより、このカムリング１７を所要の状
態で揺動変位させ、ポンプ室１８内の容積を可変させ、
ポンプ吐出流量を所要の状態で制御し得る。

【００４６】ここで、図１中４０はポンプボディ１１，
１２内で移動変位可能に配置されたカムリング１７を、
ロータ１５の外周部とに形成されるポンプ室１８が最大
容積となるように付勢する押圧部材で、コイルばね４１
および筒状の押えプラグ４２とから構成されている。

【００４７】なお、上述したベーンタイプの可変容量形
ポンプ１０において、上述した以外の構成は従来から周
知の通りであり、その詳細な説明は省略する。

【００４８】本発明によれば、上述した構成による可変
容量形ポンプ１０において、ロータ１５外周部との間に
ポンプ室１８を形成するように嵌装されかつポンプボデ
ィ１１，１２内で移動変位可能（揺動変位可能）に配置
されるとともにポンプボディ１１，１２との間の外周部
隙間空間にシール手段２１，４５を介して第１および第
２の流体圧室３４，３５が形成されるカムリング１７
と、このカムリング１７をロータ１５外周部との間での
ポンプ室１８容積を最大とする方向に付勢する付勢手段
としてのコイルばね４１と、ポンプ吐出側通路２８に設
けたメータリングオリフィス２９上、下流側での圧力差
に応じて作動されポンプ室１８からの圧力流体の吐出流
量Ｑの大小に応じて第１および第２の流体圧室３４，３
５への供給流体圧を制御するスプール式切換えバルブ３
０を備えている。

【００４９】そして、このような構成において、カムリ
ング１７外周部の流体圧室３４，３５のうち、ポンプ室
１８の容積を最大とする方向（図１中左側）への移動変
位を与える第２の流体圧室３５に、スプール式切換えバ
ルブ３０の低圧側である第２の室３２ｂに導かれている
メータリングオリフィス２９の下流側の流体圧を、導圧
通路３７を介して導入するように構成したところに特徴
を有している。

【００５０】ここで、図中３７ｂはこの導入通路３７に
設けた絞りである。このような絞り３７ｂは、これを付
設することによって制御機能の応答性は多少落ちるが、
カムリング１７の制振効果をより一層高めるうえで効果
的なものである。

【００５１】このような構成によれば、カムリング１７
外側に形成される高圧側の流体圧室３４に、スプール式
切換えバルブ３０によってポンプ吐出側流量Ｑの大小に
応じた流体圧を導入するとともに、低圧側の流体圧室３
５に、切換えバルブ３０の低圧側の第２の室３２ｂを介
してポンプ吐出側通路２８でのメータリングオリフィス
２９の下流側流体圧を導入することにより、ポンプ１０
の作動初期には所要の吐出流量制御を行ない、所定流量
を得られるばかりでなく、被利用機器の作動等といった
ポンプ負荷時にあっても、従来問題であったカムリング
１７内、外での不平衡な流体圧によりアンバランスな力
が働いて、このカムリング１７を不用意に揺動変位させ
るといった不具合をなくし、結果としてポンプ吐出側で
の流量変動や流量低下を解消し、安定した流量制御を行
なえる。

【００５２】すなわち、このような構成では、流体圧力
変化に伴なうカムリング１７内圧の上昇に対抗できる程
度の略吐出圧力に近いメータリングオリフィス２９後の
下流側圧力を、カムリング１７外側の低圧側流体圧室３
５に導入することにより、ポンプ負荷等による吐出側圧
力Ｐの上昇によっても、図３および図４の特性図から明
らかなように、流量変動や流量低下を生じないようにす
ることができる。特に、ポンプ１０からの流体圧が供給
される被利用機器での作動によるポンプ負荷時に、ポン
プ吐出側流体圧Ｐが上昇しても、流量低下といった問題
を生じないようにすることができる。

【００５３】これを図３および図４を用いて簡単に説明
すると、前述したようなアンバランスな力によるカムリ
ング１７の吐出量減少方向への動きを解消するために、
前記低圧側の流体圧室３５での流体圧ＰB を略吐出圧に
近いメータリングオリフィス２９の下流側での流体圧力
を導入するようにしている。そして、このようにすれ
ば、ポンプ吐出側圧力Ｐに略等しい圧力（ＰB ）を、低
圧側の流体圧室３５に導入することができ、その結果カ
ムリング１７の内、外での圧力差（Ｐ−ＰB ）を減少さ
せ、たとえば被利用機器であるパワーステアリング等で
の作動によるポンプ負荷時のように、吐出側流体圧力Ｐ
が上昇しても、流量Ｑが低下したりすることがなくな
り、これによりポンプの流量制御を安定して行なえる。

【００５４】また、このような構成を採用することによ
り、従来のポンプ構造において流量調整域で制御中にポ
ンプ吸込側に連通させたり、ポンプ作動直後にメータリ
ングオリフィス２９の上流側圧力を導入していた通路等
を不要とし、これによって各部の構造の簡素化を図り、
各部の加工性等も向上させることができる。

【００５５】ここで、このようなポンプ吐出側流体圧の
上昇時において、カムリング１７の揺動変位を制御する
左、右の流体圧室３４，３５への流体圧は、切換えバル
ブ３０によって差圧を制御されている。本発明では、こ
のような状況下において、調整流量分だけを制御するよ
うに、カムリング１７へのアンバランスな力をなくすよ
うにしたものである。これは、図３において、本発明で
の無負荷時の流量特性がａ、負荷時流量特性がｂであ
り、従来構造での負荷時流量特性ｃのように、調整流量
域での流量の急激な低下が生じないことによる。さら
に、本発明での圧力状況を図４に示す通りであり、本発
明では、流量調整域では第２の流体圧室３４での流体圧
ＰB が、ポンプ吐出圧Ｐに圧力差が小さい状態となって
いる。その作用効果は容易に理解されよう。

【００５６】また、本実施例では、前述した図７の従来
例と同様に、ポンプ室１８内でポンプ吐出側領域に開口
するポンプ吐出側開口２４を、ポンプ吸込側領域側に予
圧縮可能な位置までずらして形成したり、ポンプ室１８
内でポンプ吐出側領域に開口するポンプ吐出側開口２４
に、ポンプ吸込側領域側の端部からポンプ回転方向の終
端部に連続してひげ状ノッチ２４ｃを延設して形成した
りしており、これによりポンプの作動特性を安定化さ
せ、所望の流体圧力制御と流量制御を行なうことができ
る。

【００５７】ここで、上述した実施例では、カムリング
１７とアダプタリング１９との間の環状隙間空間を分割
するために本実施例では、図１および図２から明らかな
ように、環状隙間空間を左、右に分割するように上、下
に位置付けられて配置されている前述した位置決めピン
としても機能する第１のシールピン２１とカムリング１
７の摺接面に凹設した溝部内に弾性部材を介して組み込
まれている第２のシールピン４５を設けている。

【００５８】そして、左側の空間を第１の流体圧室３４
とし、この室３４を前記流体通路３６ａ，３６を介して
切換バルブ３０の第１の室３２ａまたはポンプ吸込側に
選択的に接続可能に構成されている。また、右側の空間
を第２の流体圧室３５とし、この室３５を前記流体通路
３７ａ，３７を介して切換えバルブ３０における低圧側
の第２の室３２ｂを介してメータリングオリフィス２９
下流側に接続可能に構成されている。

【００５９】さらに、上述した筒状を呈する押圧部材４
０は、図１から明らかなように、コイルばね４１によっ
てカムリング１７を、図１中左方に常時押圧するように
構成されている。なお、この押圧部材４０としては、カ
ムリング１７を押圧し、常時はポンプ室１８の内容積が
最大となるように押圧可能なものであれば、如何なる形
状を呈するものであってもよい。

【００６０】以上の構成によれば、ポンプ１０の始動時
には、カムリング１７は図１から明らかなようにボディ
１１の収納空間１４内の一側にロータ１５との間のポン
プ室１８の内容積が最大となるように押圧部材４０のコ
イルばね４１により付勢された状態にある。このとき、
切換バルブ３０は、図１とは異なり、第１の流体圧室３
４をポンプ吸込側に、第２の流体圧室３５をポンプ吐出
側でのメータリングオフィス２９下流側に接続された状
態にある。

【００６１】そして、ポンプ回転数が徐々に増大して駆
動されると、このポンプ回転数に比例して得られるポン
プ吐出側でオリフィス２９上、下流側の流体圧による差
圧によって、切換バルブ３０のスプール３２を切換え作
動させ、これにより調整流量域では、カムリング１７外
側の第１の流体圧室３４はポンプ吐出側でメータリング
オリフィス２９の上流側に、第２の流体圧室３５は、メ
ータリングオリフィス２９の下流側に接続され、これに
よりロータ１５に対して偏心しているカムリング１７
を、コイルばね４１に抗してポンプ室１８の内容積が減
少する方向（図１参照）に移動変位する。

【００６２】このとき、ポンプ吐出側の流体流量の大小
に応じた切換バルブ３０のスプール３２による切換え作
動で、第１の流体圧室３４に対しポンプ吐出側が、これ
に相対向して位置付けられている第２の流体圧室３５に
対しこれよりも低圧なオリフィス２９下流側が適宜接続
されることから、カムリング１７は、切換えバルブ３０
の作動状態によって適宜移動変位され、結果として内容
積が変化されるポンプ室１８から吐出される流量制御が
所要の状態で行なえ、動力舵取装置ＰＳに至る所定流量
の給送が可能となる。

【００６３】特に、上述した構成によれば、ポンプ回転
数に伴なって増減するポンプ吐出量により、メータリン
グオリフィス２９で生じる差圧に応じて切換えバルブ３
０を切換え制御し、これによってカムリング１７をコイ
ルばね４１の付勢力に抗して図中右側に、またはこの付
勢力によって図中左側に、移動変位させ得るもので、そ
の結果としてポンプ室１８の内容積を可変制御し、ポン
プからの吐出量を、たとえば図３、図４に示されるよう
に、ポンプ回転数に合わせてバランスさせ、所望の特性
を得られるように制御し得る。

【００６４】ここで、本実施例では、カムリング１７
を、ロータ１５に偏心させた状態で移動変位可能に構成
しており、その内周壁は真円形状で形成できるもので、
加工性の面で優れているという利点がある。

【００６５】図５は本発明に係る可変容量形ポンプの別
の実施例を示し、この実施例では、切換えバルブ３０と
して、ポンプ吐出側通路２８に設けたメータリングオリ
フィス２９上、下流側での圧力差に対応して作動されポ
ンプ室１８からの圧力流体の吐出流量Ｑの大小に対応し
て第１の流体圧室３４への供給流体圧ＰA を制御するも
のを用い、かつカムリング１７外周部の流体圧室のう
ち、ポンプ室１８の容積を最大とする方向への移動変位
を与える第２の流体圧室３５に、ポンプ吐出側通路２８
途中のメータリングオリフィス２９下流側の流体圧を、
上述した実施例とは異なり、ボディ１１内に設けた導圧
通路６０によって直接導入するように構成したものであ
る。

【００６６】なお、図中６０ａはこの導圧通路６０での
絞りであり、この絞り６０ａによってカムリング１７の
制振効果を得られることは前述した実施例と同様であ
る。

【００６７】そして、このようなこの実施例構造によっ
ても、前述した実施例と略同等の作用効果が得られるこ
とは容易に理解されよう。また、このような構成では、
前述した実施例のようにバルブ３０を通る通路が必要な
くなり、ボディ内での単純な通路６０でよいために構成
が簡素化し、各部の加工性や組立性も向上するという利
点もある。

【００６８】なお、本発明は上述した実施例構造に限定
されず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更するこ
とは自由であり、種々の変形例が考えられよう。たとえ
ば上述した実施例では、カムリング１７を移動変位可能
に保持する環状隙間空間を、アダプタリング１９との間
に形成した場合を示したが、本発明はこれに限定され
ず、ポンプボディ１１内にカムリング１７を移動変位可
能に保持させるように構成してもよい。

【００６９】さらに、上述した構成によるベーンタイプ
の可変容量形ポンプ１０としては、上述した実施例構造
に限定されないことは勿論、上述した実施例で説明した
パワーステアリング装置以外にも、各種の機器、装置に
適用してもよいことも言うまでもない。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る可変容
量形ポンプによれば、ポンプボディ内で回転自在なベー
ン付きのロータと、その外周部との間にポンプ室を形成
するように嵌装されかつポンプボディ内で移動変位可能
に配置されるとともにポンプボディとの間の外周部隙間
空間にシール手段を介して第１および第２の流体圧室が
形成されるカムリングと、これをロータ外周部との間で
のポンプ室容積を最大とする方向に付勢する付勢手段
と、ポンプ吐出側通路に設けたメータリングオリフィス
上、下流側での圧力差に応じて作動されポンプ室からの
圧力流体の吐出流量の大小に応じて第１および第２の流
体圧室への供給流体圧を制御するスプール式切換えバル
ブを備え、カムリング外周側でポンプ室容積を最大とす
る方向への移動変位を与える第２の流体圧室に、スプー
ル式切換えバルブの第２の室に導かれているメータリン
グオリフィス下流側の流体圧を導入するように構成した
ので、簡単な構造であるにもかかわらず、以下のような
優れた効果を奏する。

【００７１】本発明によれば、カムリング外側に形成さ
れる高圧側の流体圧室に、スプール式の切換えバルブに
よってポンプ吐出側流量の大小に応じた流体圧を導入す
るとともに、低圧側の流体圧室に、ポンプ吐出側通路で
のメータリングオリフィス下流側の流体圧を導入するこ
とにより、たとえば被利用機器の作動等といったポンプ
負荷時にあっても、カムリング内、外での不平衡な流体
圧によりアンバランスな力が働いて、このカムリングを
揺動させるといった不具合をなくし、結果としてポンプ
吐出側での流量変動や流量低下を解消することができ
る。

【００７２】換言すれば、本発明によれば、流体圧力変
化に伴なうカムリング内圧の上昇に対抗できる程度の略
吐出圧力に近いメータリングオリフィス下流側の圧力
を、カムリング外周側の低圧側流体圧室に導入すること
によって、ポンプ負荷時等による吐出側圧力の上昇によ
っても、流量変動や流量低下を生じないようにすること
ができる。

【００７３】特に、本発明によれば、ポンプからの流体
圧が供給される被利用機器での作動によるポンプ負荷時
に、ポンプ吐出側流体圧が上昇しても、流量低下といっ
た問題を生じないようにすることができる。

【００７４】さらに、本発明によれば、ポンプ内部での
通路構成の簡素化やこれに伴なう各部材の加工性等の向
上を図ることもできる。

【００７５】また、本発明に係る可変容量形ポンプによ
れば、スプール式切換えバルブとして、ポンプ吐出側通
路に設けたメータリングオリフィス上、下流側での圧力
差に応じて作動されポンプ室からの圧力流体の吐出流量
の大小に応じて第１の流体圧室への供給流体圧を制御す
るような構成とし、かつカムリング外周側のポンプ室容
積を最大とする方向への移動変位を与える第２の流体圧
室に、ポンプ吐出側通路途中のメータリングオリフィス
下流側の流体圧を導入するように構成したので、簡単な
構造であるにもかかわらず、上述したと同様な作用効果
を発揮することができる。

【００７６】さらに、本発明に係る可変容量形ポンプ
は、ポンプ室内でポンプ吐出側領域に開口するポンプ吐
出側開口を、ポンプ吸込側領域側に予圧縮可能な位置ま
でずらして形成したり、ポンプ室内でポンプ吐出側領域
に開口するポンプ吐出側開口に、ポンプ吸込側領域側の
端部からポンプ回転方向の終端部に連続してひげ状ノッ
チを延設して形成したりすることにより、ポンプ室内で
の流体の圧縮状況を所要の状態で行なえ、ポンプ吐出側
の流量低下等を軽減するうえで、より一層の作用効果を
期待することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る可変容量形ポンプの一実施例を
示し、ポンプの要部構造を示す概略横断面図である。

【図２】 図１の要部構造を説明するために断面して示
す要部縦断面図である。

【図３】 本発明によるポンプ回転数Ｎと吐出流量Ｑと
の関係を示す特性図である。

【図４】 本発明によるポンプ回転数Ｎとポンプ吐出側
圧力Ｐとの関係を示す特性図である。

【図５】 本発明に係る可変容量形ポンプの別の実施例
を示すポンプ要部構造の概略横断面図である。

【図６】 従来の可変容量形ポンプの要部構造を説明す
るための概略図である。

【図７】 従来の可変容量形ポンプの別の例を示す概略
説明図である。

【図８】 従来ポンプでのポンプ回転数Ｎとポンプ吐出
側圧力Ｐ、吐出流量Ｑとの関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１０…ベーンタイプの可変容量形ポンプ、１１…フロン
トボディ（ポンプボディ）、１２…リアボディ、１３…
ポンプ構成要素、１４…収納空間、１５…ロータ、１５
ａ…ベーン、１６…ドライブシャフト（回転軸）、１７
…カムリング、１７ａ…カム面、１８…ポンプ室、１９
…アダプタリング、２０…プレッシャプレート、２１…
シールピン（カムリング軸支部）、２３…ポンプ吐出側
圧力室、２３ａ…ポンプ吐出側通路、２４…ポンプ吐出
側通路、２５…ポンプ吸込側通路、２５ｂ…低圧側通
路、２６…吸込ポート、２８…ポンプ吐出側通路、２８
ｂ…高圧側通路、２９…メータリングオリフィス、２９
ａ…通路、２９ｂ…通路、３０…スプール式切換えバル
ブ、３１…ばね、３２…スプール、３２ｂ…低圧側の第
２の室、３４…第１（高圧側）の流体圧室、３５…第２
（低圧側）の流体圧室、３６…導圧通路、３７…導圧通
路（メータリングオリフィス下流側流体圧導入用）、３
７ｂ…絞り部、４０…押圧部材、４１…コイルばね、４
５…第２のシールピン、６０…導圧通路（メータリング
オリフィス下流側流体圧導入用）、６０ａ…絞り部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベーンを有しポンプボディ内に回転自在
   に配設されたロータと、 このロータ外周部との間にポンプ室を形成するように嵌
   装されかつ前記ポンプボディ内で移動変位可能に配置さ
   れるとともにポンプボディとの間の外周部隙間空間にシ
   ール手段を介して第１および第２の流体圧室が形成され
   ているカムリングと、 このカムリングをロータ外周部との間でのポンプ室容積
   を最大とする方向に付勢する付勢手段と、 前記ポンプ吐出側通路に設けたメータリングオリフィス
   上、下流側での圧力差によって作動され前記ポンプ室か
   らの圧力流体の吐出流量に応じて前記第１および第２の
   流体圧室への供給流体圧を制御するスプール式の切換え
   バルブとを備えてなり、 前記カムリング外周部の流体圧室のうち、ポンプ室容積
   を最大とする方向への移動変位を与える第２の流体圧室
   に、前記スプール式切換えバルブの第２の室に導かれて
   いるメータリングオリフィス下流側の流体圧を導入する
   ように構成したことを特徴とする可変容量形ポンプ。
2. 【請求項２】 ベーンを有しポンプボディ内に回転自在
   に配設されたロータと、 このロータ外周部との間にポンプ室を形成するように嵌
   装されかつ前記ポンプボディ内で移動変位可能に配置さ
   れるとともにポンプボディとの間の外周部隙間空間にシ
   ール手段を介して第１および第２の流体圧室が形成され
   ているカムリングと、 このカムリングをロータ外周部との間でのポンプ室容積
   を最大とする方向に付勢する付勢手段と、 前記ポンプ吐出側通路に設けたメータリングオリフィス
   上、下流側での圧力差に応じて作動され前記ポンプ室か
   らの圧力流体の吐出流量に応じて前記第１の流体圧室へ
   の供給流体圧を制御するスプール式の切換えバルブとを
   備えてなり、 前記カムリング外周部の流体圧室のうち、ポンプ室容積
   を最大とする方向への移動変位を与える第２の流体圧室
   に、前記ポンプ吐出側通路途中のメータリングオリフィ
   ス下流側の流体圧を導入するように構成したことを特徴
   とする可変容量形ポンプ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の可変容量
   形ポンプにおいて、 ポンプ室内でポンプ吐出側領域に開口するポンプ吐出側
   開口を、ポンプ吸込側領域側に予圧縮可能な位置までず
   らして形成したことを特徴とする可変容量形ポンプ。
4. 【請求項４】 請求項３記載の可変容量形ポンプにおい
   て、 ポンプ室内でポンプ吐出側領域に開口するポンプ吐出側
   開口に、ポンプ吸込側領域側の端部からポンプ回転方向
   の終端部に連続してひげ状ノッチを延設して形成したこ
   とを特徴とする可変容量形ポンプ。