JPH0821375A - 可変容量形ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カムリング内径側で生じる不平衡力を解消
し、ポンプ吐出側での大きな流量変動を防止することに
より、カムリングの振動現象を防止する。 【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。吸込側、吐出側開口２５ａ，２４ａによるそれぞれ
の領域間の中間領域４８，４９に対応するカムリング外
周面に、求心方向に押圧可能なピストン５０，５１を設
ける。ピストン背面側に各中間領域でのポンプチャンバ
内圧を導入し、各ピストンでのカムリングの押圧力バラ
ンスでこれを所要の位置に押圧保持する。

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の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、一回転当たりの吐出流量（ｃｃ／ｒｅｖ）を
回転数の増加に伴って比例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７を用いて簡単に説明すると、図中１はポン
プボディ、１ａはアダプタリング、２はこのボディ１の
アダプタリング１ａ内に形成されている楕円形空間部１
ｂ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Ｆで示す方向に押圧手段により付勢力が
与えられているカムリングである。３はこのカムリング
２内でポンプ室４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３ａを出入
りさせるロータである。

【００１０】なお、図中３ｂはロータ３の駆動軸で、ロ
ータ３は図中矢印で示す方向に回転駆動される。また、
図中５ａ，６ａはボディ空間部１ｂにおいてカムリング
２の両側室５，６に開口して形成され各室５，６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】７は前記ポンプ室４におけるポンプ吸込側
領域４Ａに臨んで開口されたポンプ吸込側開口、８はポ
ンプ室４のポンプ吐出側領域４Ｂに臨んで開口されたポ
ンプ吐出側開口で、これらの開口７，８はロータ３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、５，６は前述したようにボディ１の
アダプタリング１ａの楕円形空間部１ｂ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５，６には、前述した通路５
ａ，６ａ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４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６側から付勢力が与えられ、常時はポンプ室４
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５，６を画成するためのシ
ール材である。

【００１３】なお、８ａは前記ポンプ吐出側開口８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、このノッチ８ａは、ロータ３の回転に伴って各
ベーン３ａ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７，８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８ａによれば、ベーン３ａ間の空間が、各開口７，８
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なもので
ある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな従来の可変容量形のベーンポンプ構造によれば、ロ
ータ３、カムリング２等のポンプ構成要素によるポンプ
カートリッジ（ポンプ作用部）においてポンプ室４にお
ける吸込側開口４Ａの終了点から吐出側開口４Ｂの開始
点までの領域、および吐出側開口４Ｂの終了点から吸込
側開口４Ａの開始点までの領域に相当する中間領域（図
７において符号９Ａ，９Ｂで示す部分）に位置するポン
プチャンバ（ベーン３ａとベーン３ａによって仕切られ
る室）は、ポンプ吐出圧とポンプ吸込圧とに交互に変化
する。

【００１５】これは、ロータ３の回転方向において先行
するベーン３ａが、回転方向の先端側の開口４Ｂまたは
４Ａに到達すると、その開口４Ｂまたは４Ａでのポンプ
吐出側または吸込側のポート圧となり、また後続するベ
ーン３ａが、回転方向の後端側の開口４Ａまたは４Ｂに
あるときには、後続する開口によるポート圧の状態とな
るためである。

【００１６】特に、この種の可変容量形のベーンポンプ
では、一般には奇数枚のベーン３ａが採用されており、
ロータ３の回転軸３ｂを中心とした対向する中間領域９
Ａ，９Ｂは、３６０°／２ｎの角度ずれを生じながら回
転しているため、この点からも対向する中間領域９Ａ，
９Ｂでの圧力バランスがくずれ易い状況にあった。

【００１７】そして、このような圧力変動や圧力不平衡
を原因として対向する中間領域９Ａ，９Ｂのポンプチャ
ンバの相互差による推力がカムリング２内面に負荷さ
れ、カムリング２が振動し、その結果としてポンプ吐出
側において大きな流量変動や大きな油圧脈動現象が発生
し、騒音問題も生じるという不具合があった。

【００１８】また、この種の可変容量形ポンプにあって
は、ポンプ吐出側での過大流体圧をリリーフするための
リリーフ弁を付設することが一般に行われているが、そ
の組込み個所や組込み構造によっては、動作上での信頼
性や組込み性等において問題を生じることがあり、この
ような問題点をも解消し得る何らかの対策を講じること
も望まれている。

【００１９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ポンプ室内でポンプ吸込側領域とポンプ吐
出側領域との間の中間領域での圧力が、吸込側と吐出側
とに交互に変化することによるカムリングの不平衡を解
消し、これによりカムリングの発振現象を防ぎ、ポンプ
吐出側での大きな流量変動、脈動等を低減し、騒音問題
も解消することができる可変容量形ポンプを得ることを
目的としている。

【００２０】

【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、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
ロータ外周に嵌装されてポンプ室を形成するとともにポ
ンプボディとの間の外周部にポンプ吐出側の流量に応じ
た流体圧が導かれる第１、第２の流体圧室が形成されか
つポンプボディ内で揺動変位可能なカムリングと、この
カムリング側面部に接して配設される側壁部におけるポ
ンプ室に対応する部分でロータの回転方向に所定間隔を
おいて開口されかつポンプ吸込側、吐出側の流体圧が導
入されるポンプ吸込側開口およびポンプ吐出側開口を備
え、カムリングの外周面であってポンプ室の吸込側開口
による吸込側領域と吐出側開口による吐出側領域との間
に形成される中間領域に対応する部位に、カムリングを
求心方向に向って押圧可能な一対のピストンを設け、か
つこれら各ピストンの背面側に、前記ポンプ室の各中間
領域でのベーン間に形成されるポンプチャンバの内圧を
導入するように構成したものである。

【００２１】また、本発明に係る可変容量形ポンプは、
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、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、ポンプ吐出側での過大流体圧をリリーフする直動型
のリリーフ弁を、ポンプ吐出側通路に、またはポンプ吐
出側通路に通路を介して連通する切換えバルブの低圧側
室に臨むように、ポンプボディの一部に直接設けたもの
である。

【００２２】さらに、本発明に係る可変容量形ポンプ
は、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、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、
ポンプ吐出側での過大流体圧をリリーフするリリーフ弁
とを備え、このリリーフ弁を、ポンプボディを構成する
一方ボディの接合面に凹設した大径孔に嵌挿したバルブ
シートと、ポンプボディを構成する他方ボディの接合面
に開口する大径孔よりも小径な孔部内で保持される弁体
とによって構成したものである。

【００２３】

【作用】本発明によれば、一対をなすピストンにより、
カムリングの外周面に、ポンプ室での中間領域の流体圧
に応じた押圧力を常に作用させ、カムリングを所要の位
置で押圧保持し得るため、従来のポンプにおいて生じ易
いカムリングでの不平衡力に対向してこれを消去し、こ
れによりカムリングの発振現象を抑制または防止でき、
その結果としてポンプ吐出側で生じていた大きな流量変
動、脈動を低減し、静粛な可変容量形ポンプを得ること
ができる。

【００２４】すなわち、上述したポンプ室の中間領域で
の内圧は、ポンプ吐出圧とポンプ吸込圧とに交互に変化
する。これにより、各ピストンによる押圧力は交互に大
小となり、カムリングの位置を所要の位置に押圧保持
し、ピストンを押す力は、カムリングの内面に発生する
不平衡力に丁度つり合うようになり、これによりカムリ
ングが不平衡力によって振動することを防止し、この振
動によるポンプ吐出側での流量変動や脈動現象を防止で
きる。

【００２５】また、本発明によれば、ポンプ吐出側での
過大流体圧をリリーフするリリーフ弁を、ポンプボディ
のポンプ吐出側通路に臨む部分等の所要の個所に、簡単
に組込み可能に構成しているので、リリーフ弁としての
機能を発揮させ、さらに組立性等も向上させることがで
きる。

【００２６】

【実施例】図１ないし図３の（ａ），（ｂ）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。

【００２７】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、その内部にポンプカートリッジとしてのポンプ構成
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１５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１６
ａ，１６ｂ，１６ｃ（１６ｂはリアボディ１２側、１６
ｃ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。

【００２８】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。

【００２９】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（ポンプ構成要素１３）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、フロントボディ１１とリアボディ１２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。

【００３０】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。

【００３１】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開口である。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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（後述する３４，３５）に流体圧を導入するよう
になっている。

【００３６】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。さらに、図中３２ｃはバルブスプ
ール３２内に設けられたリリーフ弁である。

【００３７】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。

【００３８】さらに、バルブ孔３０ａの略中央部には、
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の流体圧室３４に、ボデ
ィ１１、アダプタリング１９を経て形成されている導圧
通路３６（アダプタリング１９の通路孔３６ａ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略々半周程度の凹溝等を周方向
に沿って形成しておくとよい。

【００３９】また、前記ポンプ吐出側通路２８のメータ
リングオリフィス２９の下流側からは、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２の流体圧室３５に、ボディ１１、アダプ
タリング１９を経て形成されている導圧通路３７（アダ
プタリング１９の通路孔３７ａを含む）が開口されてい
る。ここで、図中３７ｂは導圧通路３７の一部に形成し
た絞りであり、この絞り３７ｂによってカムリング１７
の制振効果を得られるようにしている。なお、このよう
なメータリングオリフィス２９の下流側の導圧通路３７
としては、上述した実施例に代えてバルブ孔３０ａの右
方端部の低圧側室３２ｂを介して導くように構成しても
よい。

【００４０】そして、これらの通路３６，３７が、メー
タリングオリフィス２９前、後の圧力差やスプール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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】また、図中４５はカムリング１７の外周部
の一部に設けられアダプタリング１９との間の隙間空間
に、シールピン２１と協働して、前記第１、第２の流体
圧室３４，３５を形成するためのシール手段である。さ
らに、図中２４ｃはポンプ室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において、ポンプ吸込
側領域側に延設して形成したひげ状ノッチである。

【００４４】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。

【００４５】ここで、上述した構成による本実施例によ
る可変容量形ポンプ１０によれば、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３
４，３５への供給流体圧を制御するスプール式切換えバ
ルブ３０を備えている。

【００４６】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、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
うに構成している。

【００４７】そして、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３５に、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。

【００４８】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の（ａ）または（ｂ）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。

【００４９】これを図３の（ａ），（ｂ）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。

【００５０】また、このような構成によれば、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。

【００５１】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。本実施例装置で
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の（ａ）にお
いて、本実施例装置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。

【００５２】さらに、本実施例での圧力状況を図３の
（ｂ）に示す通りであり、本実施例装置では、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。

【００５３】上述した構成において、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３４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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】そして、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
３０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の（ａ），（ｂ）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。

【００５７】さて、本発明に係る可変容量形ポンプ１０
によれば、上述したようにポンプカートリッジであるポ
ンプ構成要素１３を構成するロータ１５とカムリング１
７との間のポンプ室１８において、ポンプ吸込側開口２
５ａとポンプ吐出側開口２４による吸込側領域と吐出側
領域との間の中間領域４８，４９に対応するカムリング
１７の外周面部分に、カムリング１７を求心方向に押圧
可能な押圧手段として一対をなすピストン５０，５１を
設け、かつ各ピストン５０，５１の背面側に前記ポンプ
室１８での中間領域４８，４９においてベーン１５ａ，
１５ａ間に形成されるポンプチャンバの内圧を導入し、
両ピストン５０，５１によるカムリング１７の押圧力バ
ランスによって、カムリング１７を所要の位置に押圧保
持するように構成している。

【００５８】ここで、上述したピストン５０，５１は、
ボディ１１に穿設された穴部５２，５３内に摺動動作可
能に配置され、かつカムリング１７側に延設されたロッ
ド部５０ａ，５１ａの先端部がカムリング１７の外周面
に押圧可能に当接している。また、ピストン５０，５１
のロッド部５０ａ，５１ａ側の室５４ａ，５５ａには、
図中５４，５５で示す通路を介してタンク圧またはドレ
ン部からの圧が導入されるようになっている。

【００５９】さらに、上述した中間領域のポンプチャン
バ内圧が導入される背面側室５０ｂ，５１ｂには、ばね
５６，５７が配設され、ロッド部５０ａ，５１ａをカム
リング１７側に押し付けるように機能している。

【００６０】なお、図中５８，５９は中間領域４８，４
９でのポンプチャンバの内圧をピストン５０，５１の背
面側室５８ａ，５９ａに導くための通路である。また、
このようなピストン５０，５１での受圧面積やロッド部
先端部による押圧面積、特にピストン径による受圧面積
は、適宜の条件、つまりカムリング１７に作用する不平
衡力につり合う出力を得られるような条件に応じて適宜
選択して決定すればよい。さらに、図中６０，６１はピ
ストン５０，５１の穴部５２，５３の開口端を閉塞する
プラグである。

【００６１】そして、このような構成によれば、一対を
なすピストン５０，５１により、カムリング１７の外周
面に、ポンプ室１８での中間領域の流体圧に応じた押圧
力を常に作用させ、カムリング１７を所要の位置で押圧
保持し得るため、従来この種の可変容量形ポンプ１０に
おいて生じ易いカムリング１７での不平衡力に対向して
これを消去し、これによりカムリング１７の発振現象を
抑制または防止でき、その結果としてポンプ吐出側で生
じていた大きな流量変動、脈動を低減し、静粛な可変容
量形ポンプ１０を得ることができる。

【００６２】換言すれば、上述したポンプ室１８の中間
領域での内圧は、ポンプ吐出圧とポンプ吸込圧とに交互
に変化する。これにより、各ピストン５０，５１による
押圧力は交互に大小となり、カムリング１７の位置を所
要の位置に押圧保持することになる。特に、ピストン５
０または５１を押す力は、カムリング１７の内面に発生
する不平衡力に丁度つり合うようになり、これによりカ
ムリング１７が不平衡力によって振動することを防止で
き、その結果として振動によるポンプ吐出側での流量変
動や脈動現象を防止できることになる。

【００６３】ここで、上述した実施例では、ポンプ室１
８内においてポンプ吸込側領域と吐出側領域との間に形
成される二つの中間領域４８，４９に対応して、カムリ
ング１７の外周面に求心方向への押圧力を作用させる押
圧手段であるピストン５０，５１を対をなして設けた場
合を示したが、これに限定されず、いずれか一方の中間
領域４８または４９のみに対応してピストン５０または
５１を設けてもよい。なお、このような一個のピストン
では、上述した実施例のような二個のピストン５０，５
１を設けた場合に比べて効果はやや劣るが、上述した振
動によるポンプ吐出側での流量変動や脈動現象を防止す
るという効果をある程度は発揮させ得るものである。

【００６４】図４は本発明の別の実施例を示すものであ
り、この実施例では、前述した実施例においてポンプボ
ディ１１内に配置され第１、第２の流体圧室３４，３５
への供給流体圧を制御して、カムリング１７を揺動動作
させるためのスプール式切換えバルブ３０のスプール３
２内に設けていたリリーフ弁３２ｃを、ポンプ吐出側通
路２８の一部に臨むように、あるいはバルブ３０のバル
ブ孔３０ａに臨むように、ポンプボディ１１または１２
に設けたものである。

【００６５】すなわち、前述したような可変容量形ポン
プ１０において、切換えバルブ３０のスプール３２内に
リリーフ弁３２ｃを組込んでいると、リリーフ時にバル
ブスプール３２に影響が及び、発振現象が生じ、これが
カムリング１７での発振現象に繋がるという虞れがあ
る。また、バルブスプール３２に内蔵したリリーフ弁３
２ｃでは、リリーフ時に全ての吐出流量をリリーフさせ
ることが難しいという問題もある。

【００６６】この実施例では、このような点に鑑み、直
動型のリリーフ弁３２ｃを、フロントボディ１１または
リアボディ１２においてメータリングオリフィス２９下
流側のポンプ吐出側通路２８またはこの通路２８に通路
２９ｂを介して連通するバルブ３０の低圧側室３２ｂに
臨んで設けたものである。

【００６７】そして、このような構成によれば、リリー
フ時において、リリーフ弁３２ｃとしての機能を発揮さ
せ、全ての吐出流量をリリーフさせることができるとい
う利点がある。

【００６８】図５および図６は本発明のさらに別の実施
例を示し、この実施例では、上述した実施例でのリリー
フ弁３２ｃのポンプボディへの組込み構造を改良し、組
込み性を向上させるようにしたものである。

【００６９】ここで、この実施例での可変容量形ポンプ
１０では、ポンプ吐出側での過大流体圧をリリーフする
リリーフ弁３２ｃを、ポンプボディを構成する一方ボデ
ィ（フロントボディ１１）の接合面に凹設した通路孔６
１開口端の大径孔６０に軽い圧入等によって嵌挿しその
端面を接合面と同一面として設けられるバルブシート６
２と、ポンプボディを構成する他方ボディ（リアボディ
１２）の接合面に開口する大径孔６０よりも小径な孔部
６３内で保持される弁体としてのニードルピン６４とに
よって構成したものである。

【００７０】なお、６５は孔部６３に連通する通路孔、
６６は孔部６３内に設けられた弁体付勢用ばね、６７は
Ｏリング用溝である。また、上述した弁体としては、ス
チールボール等によってもよいことは勿論である。

【００７１】そして、このような構成によれば、ポンプ
吐出側での過大流体圧をリリーフするリリーフ弁３２ｃ
を、ポンプボディ１１，１２のポンプ吐出側通路２８に
臨む部分等の所要の個所に、簡単に組込み可能に構成し
ているので、リリーフ弁３２ｃとしての機能を発揮さ
せ、さらに組立性等も向上させることができる。

【００７２】特に、上述した構成では、バルブシート６
２を嵌込んだフロントボディ１１側の大径孔６０より
も、リアボディ１２側の孔部６３を小径としており、こ
れによりバルブシート６２のボディ１１側からの抜出し
を抑えることができるため、バルブシート６２が流体圧
の上昇時に移動したりすることがなくなり、確実な組立
状態を確保し、バルブシート６２とニードルピン６４と
によるリリーフ弁３２ｃとしての機能を発揮することが
できる。

【００７３】また、このような構成では、バルブシート
６２を強く圧入したりすることがないため、その圧入用
孔にひずみを生じ、フロントボディ１１側での変形等を
招いてリアボディ１２との組付けが行えなくなったり、
リリーフ弁３２ｃにおいてリリーフ圧の変動を防止で
き、リリーフ圧の安定化を図れる等の利点を奏する。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】

【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、ポンプボディ内に回転自在に配設
されたロータと、このロータ外周に嵌装されてポンプ室
を形成するとともにポンプボディとの間の外周部にポン
プ吐出側の流量に応じた流体圧が導かれる第１、第２の
流体圧室が形成されかつポンプボディ内で揺動変位可能
なカムリングと、このカムリング側面部に接して配設さ
れる側壁部におけるポンプ室に対応する部分でロータの
回転方向に所定間隔をおいて開口されかつポンプ吸込
側、吐出側の流体圧が導入されるポンプ吸込側および吐
出側の開口を備え、カムリングの外周面であってポンプ
室の吸込側開口による吸込側領域と吐出側開口による吐
出側領域との間に形成される中間領域に対応する部位
に、カムリングを求心方向に向って押圧可能な一対のピ
ストンを設け、かつこれら各ピストンの背面側に、前記
ポンプ室の各中間領域でのベーン間に形成されるポンプ
チャンバの内圧を導入するように構成したので、簡単な
構成であるにもかかわらず、以下のような種々優れた効
果を奏する。

【００７７】すなわち、本発明によれば、一対をなすピ
ストンにより、カムリングの外周面に、ポンプ室での中
間領域の流体圧に応じた押圧力を常に作用させ、カムリ
ングを所要の位置で押圧保持し得るため、従来のポンプ
において生じ易いカムリングでの不平衡力に対向してこ
れを消去し、これによりカムリングの発振現象を抑制ま
たは防止でき、その結果としてポンプ吐出側で生じてい
た大きな流量変動、脈動を低減し、静粛な可変容量形ポ
ンプを得ることができる。

【００７８】特に、本発明によれば、ポンプ室の中間領
域での内圧は、ポンプ吐出圧とポンプ吸込圧とに交互に
変化し、これにより各ピストンによる押圧力は交互に大
小となり、カムリングの位置を所要の位置に押圧保持
し、ピストンを押す力は、カムリングの内面に発生する
不平衡力に丁度つり合うようになり、その結果カムリン
グが不平衡力によって振動することを防止し、この振動
によるポンプ吐出側での流量変動や脈動現象を防止でき
るものである。

【００７９】また、本発明に係る可変容量形ポンプによ
れば、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、ポンプ吐出側での過大流体圧をリリーフする直
動型のリリーフ弁とを備え、このリリーフ弁を、ポンプ
吐出側通路に、またはポンプ吐出側通路に通路を介して
連通する切換えバルブの低圧側室に臨むように、ポンプ
ボディの一部に直接設けたり、ポンプボディを構成する
一方ボディの接合面に凹設した大径孔に嵌挿したバルブ
シートと、ポンプボディを構成する他方ボディの接合面
に開口する大径孔よりも小径な孔部内で保持される弁体
とによって構成したりしているので、以下のような優れ
た効果を奏する。

【００８０】本発明によれば、リリーフ弁を、ポンプボ
ディのポンプ吐出側通路に臨む部分等の所要の個所に簡
単に組込み、かつリリーフ弁としての機能を発揮させ、
さらに組立性等も向上させることができるという利点が
ある。

【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】 （ａ）は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、（ｂ）は本発明によるポ
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４】 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５】 本発明に係る可変容量形ポンプのさらに別の
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】 図５におけるVI−VI線断面図である。

【図７】 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。

【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
側開口、２５…ポンプ吸込側通路、２５ａ…ポンプ吸込
側開口、２５ｂ…低圧側通路、２６…吸込ポート、２８
…ポンプ吐出側通路、２８ｂ…高圧側通路、２９…メー
タリングオリフィス、２９ａ…通路、２９ｂ…通路、３
０…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、３
６…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）、３７ｂ…絞り部、４０…押圧
部材、４８，４９…中間領域、５０，５１…ピストン、
５２，５３…穴部、５４，５５…通路、５６，５７…ば
ね、５８，５９…導圧通路、６０…大径孔、６１…通
路、６２…バルブシート、６３…孔部、６４…ニードル
ピン（弁体）、６５…通路孔、６６…ばね。

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、 このロータ外周に嵌装されてポンプ室を形成するととも
   にポンプボディとの間の外周部にポンプ吐出側の流量に
   応じた流体圧が導かれる第１、第２の流体圧室が形成さ
   れかつポンプボディ内で揺動変位可能なカムリングと、 このカムリングの側面部に接して配設される側壁部にお
   ける前記ポンプ室に対応する部分でロータの回転方向に
   所定間隔をおいて開口されかつポンプ吸込側、吐出側の
   流体圧が導入されるポンプ吸込側開口およびポンプ吐出
   側開口を備えており、 前記カムリングの外周面であって前記ポンプ室の吸込側
   開口による吸込側領域と吐出側開口による吐出側領域と
   の間に形成される中間領域に対応する部位に、カムリン
   グを求心方向に向って押圧可能な一対のピストンを設
   け、 かつこれら各ピストンの背面側に、前記ポンプ室の各中
   間領域でのベーン間に形成されるポンプチャンバの内圧
   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】 請求項１記載の可変容量形ポンプにおい
   て、 カムリングの中間領域に対応する部位を押圧する一対の
   ピストンは、ポンプボディ内の穴部内で摺動動作可能に
   保持され、 かつポンプ室の中間領域での内圧が導入される背面側室
   に付勢手段が配設されるとともに、 ピストンの前面側室にはタンク圧またはドレン圧が導入
   されていることを特徴とする可変容量形ポンプ。
3. 【請求項３】 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、 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、 前記ポンプ吐出側での過大流体圧をリリーフする直動型
   のリリーフ弁を、ポンプ吐出側通路に、またはポンプ吐
   出側通路に通路を介して連通する前記切換えバルブの低
   圧側室に臨むようにして、前記ポンプボディの一部に直
   接設けたことを特徴とする可変容量形ポンプ。
4. 【請求項４】 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、 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、 前記ポンプ吐出側での過大流体圧をリリーフするリリー
   フ弁を備えてなり、 このリリーフ弁を、ポンプボディを構成する一方ボディ
   の接合面に凹設した大径孔に嵌挿したバルブシートと、
   ポンプボディを構成する他方ボディの接合面に開口する
   前記大径孔よりも小径な孔部内で保持される弁体とによ
   って構成したことを特徴とする可変容量形ポンプ。