JPH11294347A - 可変容量形ベーンポンプ - Google Patents
可変容量形ベーンポンプInfo
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- JPH11294347A JPH11294347A JP9795298A JP9795298A JPH11294347A JP H11294347 A JPH11294347 A JP H11294347A JP 9795298 A JP9795298 A JP 9795298A JP 9795298 A JP9795298 A JP 9795298A JP H11294347 A JPH11294347 A JP H11294347A
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Abstract
するリリーフ流量を減少させ、その流れによって生じる
異音、圧力変動の発生を抑制し、またポンプの駆動馬力
を低減する。 【解決手段】 ベーン3aを有するロータ3を一側寄り
に片寄らせた状態で揺動自在に支持したカムリング2の
外周部両側の流体圧室5,6に、ポンプ吐出側通路11
に設けた第1の固定絞り21の上、下流側の流体圧を導
入する。前記固定絞りの下流側部分から低圧側の流体圧
室を介してポンプ吸込側に至るパイロット通路22を設
け、このパイロット通路のポンプ吐出側通路と低圧側の
流体圧室との間にパイロット通路の流れを検出する第2
の絞り23を設ける。前記パイロット通路の低圧側流体
圧室からポンプ吸込側に至る通路にパイロット型リリー
フバルブ20を設ける。
Description
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
利用機器に用いる可変容量形ベーンポンプに関し、特に
流体圧が所定圧となったときに圧力流体をポンプ吸込側
にリリーフさせるリリーフバルブ付きの可変容量形ベー
ンポンプに関する。
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る。このような容量形ポンプ
は、エンジン回転数に対応して吐出流量が増減するた
め、自動車の停車中や低速走行時に操舵補助力を大きく
し、高速走行時に操舵補助力を小さくするという動力舵
取装置に要求される操舵補助力とは相反する特性をもっ
ている。したがって、このような容量形ポンプには、回
転数が低い低速走行時にも必要な操舵補助力が得られる
程度の吐出流量を確保できる大容量のものを用いる必要
がある。しかも、回転数が高い高速走行時のためには、
吐出流量を一定量以下に制御する流量制御弁が必須とな
る。このため、容量形ポンプでは、構成部品点数が増
え、構造や通路構成が複雑で、全体の大型化やコスト高
となることが避けられない。
るために、一回転当たりの吐出流量(cc/rev)を
回転数の増加に比例して減少させることが可能な可変容
量形ベーンポンプが、たとえば特開平5−278622
号公報、特開平7−243385号公報、特開平8−2
00239号公報等によって提案されている。これらの
可変容量形ポンプによれば、容量形ポンプのような流量
制御弁が不要で、また駆動馬力の無駄が防げるためエネ
ルギ効率の面でも優れ、またタンク側への戻りもないこ
とから油温が上昇するというようなことがなく、しかも
ポンプ内部での漏れや容積効率が低下するという問題も
防止できる。
例を、特開平8−200239号公報におけるポンプ構
造を示す図24ないし図26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内に形成される楕
円形空間部1b内で揺動支点となる支軸部2aを介して
揺動可能に設けられたカムリングで、図中左方向に押圧
する付勢手段(圧縮コイルばね2b)により付勢されて
いる。3はロータで、前記カムリング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で放射方向に進退
自在に保持したベーン3aを進退させる。なお、図中3
b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。
楕円形空間部1b内でカムリング2の外周面両側に形成
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、カムリング2を揺動させるための制御
圧としてポンプ吐出側通路11に設けた可変絞り12の
前後の流体圧を導く通路5a,6aが、後述するスプー
ル式制御バルブ10を介して開口している。この例で
は、可変絞り12を、前記低圧側の流体圧室6を形成す
るボディ1の側壁面に開口した孔部12aとこの孔部1
2aを開閉するように移動するカムリング2の側縁部1
2bとによって形成した場合を示す。また、上述した可
変絞り12下流側のポンプ吐出側通路を符号13で示
す。
3の可変絞り12の前後の流体圧をカムリング2両側の
流体圧室5,6に導入することにより、図24、図25
に示すように、カムリング2を所要の方向に揺動させて
ポンプ室4内の容積を変え、図27の流量特性に示すよ
うにポンプ吐出側での流量に対応して吐出流量を制御す
ることができる。すなわち、ポンプ回転数の増加に伴っ
て吐出側の流量を所定流量まで立上げてその状態を維持
するとともにポンプの高回転数域では流量を減少させる
という流量制御を行なうことができる。
にかけて状態を示し、図25は図27中の領域Bから領
域Cにかけての状態を示す。この図25において、カム
リング2が図中右側に揺動し、可変絞り12を絞ること
によりその絞り量に応じてポンプからの吐出流量が減少
し、最小の絞り位置で一定流量に維持されることにな
る。また、図26はポンプが低回転駆動されている図2
7の領域Aにおいて、圧力流体利用機器側が作動しポン
プ吐出側の流体圧力がリリーフ圧となったときのリリー
フ時の状態を示す。ポンプが高回転駆動されている図2
7の領域Cにおいてのリリーフ時には図25においてリ
リーフバルブ15が開いている状態となり、可変絞り1
2の開き状態に応じてリリーフ流量を制御する。
Aに臨んで開口されるポンプ吸込側開口(吸込ポー
ト)、8はポンプ室4のポンプ吐出側領域4Bに臨んで
開口されるポンプ吐出側開口(吐出ポート)である。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)の少なくともいずれか一方に形成され
ている。
bによって流体圧室6側から付勢され、前記ポンプ室4
内の容積を最大に維持する方向に押圧されている。ま
た、図中2cはカムリング2の外周面に設けられ軸支部
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。
吐出側通路11,13の途中に設けたメータリングオリ
フィスのような可変絞り12の前後での差圧P1,P2
により作動し、ポンプ吐出側の流量の大小に応じた流体
圧P3を、前記カムリング2の外側部で高圧側の流体圧
室5に対し導入することにより、ポンプ始動直後におい
ても充分な流量を確保できるように構成している。特
に、このような制御バルブ10は、圧力流体利用機器
(図中PSで示す)の作動による負荷作用時に、可変絞
り12の前後での差圧が所定の値以上になったときに可
変絞り12よりも上流側の流体圧P1を制御圧としてカ
ムリング2外側の高圧側の流体圧室5に導入することに
より、カムリング2の揺動を防止できるように構成して
いる。
から前記スプール式制御バルブ10の低圧室を通って前
記ポンプ室4のポンプ吸込側領域4Aに至るポンプ吸込
側通路14が設けられている。前記ポンプ吐出側通路1
3には、ポンプ吐出側の流体圧が一定圧以上になったと
きに前記ポンプ吸込側通路14を介してポンプ吸込側
(またはタンクT側)に圧力流体をリリーフさせる位置
に圧力制御弁として直動型のリリーフバルブ15が設け
られている。
よれば、図26に示すようにポンプの運転動作中におい
てポンプ吐出側の流体圧が予め定めた設定圧以上に達し
たときに流体の流れの一部または全量をポンプ吸込側
(タンク側)に逃がすことができる。特に、このような
直動型のリリーフバルブ15は、可変容量形のポンプで
は容量形ポンプのような流量制御弁が設けられていない
ことから、ポンプ吐出側からポンプ吸込側に圧力流体を
リリーフさせるために必要なものである。
来の可変容量形ベーンポンプでは、直動型のリリーフバ
ルブの作動時にその内部をポンプ吸込側にリリーフさせ
るための全ての流量が全量通過して排出される構造であ
り、このリリーフ時における流体の流れによる悪影響が
生じないようにすることが必要である。
プでは、ポンプ運転動作中におけるリリーフ時における
流体の流れによる「シュー」という流体音や、この流体
の流れによってリリーフバルブを構成するバルブ部品、
たとえばボールやボール受け、さらには圧縮コイルばね
が共振して、「ピー」という打音(振動音)のような異
音を引き起こす問題がある。
は、特願平9−351348号などにより、ボール受け
に弾性部材を嵌装することにより防振対策を講じた構造
を提案している。しかし、このような構造では、弾性部
材等の防振対策が必要であり、部品点数が増えコスト高
となる。
よれば、リリーフ時にリリーフ流量の全てを直動型のリ
リーフバルブを通して排出しているから、ポンプの駆動
馬力(押しのけ容積×流体圧力×ポンプ回転数)を無駄
に消費する結果となる。
は、直動型のリリーフバルブによるリリーフ時に流れる
流体の流量が多いと、圧力変動が大きくなってサージ圧
が発生し易い。これは、上述した直動型のリリーフバル
ブは所定圧に達したか否かによって断続的に作動し、こ
の作動に伴うボールやボール受けの動き、圧縮コイルば
ねの伸縮動作が著しく、その結果圧力変動が大きくなる
からである。このような圧力変動は、リリーフバルブ部
分を通過する流量が多いほど大きい。
において、リリーフさせる流量の全てをポンプ吸込側に
戻している直動型のリリーフバルブでは、クラッキング
特性がよくないという問題がある。ここで、クラッキン
グ特性とはリリーフ圧に到達するまでの特性をいう。ま
た、クラッキングポイントとはリリーフバルブが開き始
める点をいう。
0l/minで、リリーフバルブの設定圧(リリーフ圧)が
105Kgf/cm2であるときには、図28に示すようにリ
リーフバルブが開き始めるクラッキングポイントは約6
0Kgf/cm2となる。そして、リリーフバルブは図28中
波線で示すように、このクラッキングポイントから徐々
に開き始めて前記リリーフ圧に至った時点で所定のリリ
ーフ流量が得られるような特性となる。
ブは、図28中に斜線を付した部分から明らかなよう
に、ポンプ吐出側通路中の流体圧力がクラッキングポイ
ントを越えるとその圧力流体が流体圧力の上昇に伴って
ポンプ吸込側にリリーフされることになる。したがっ
て、このような直動型のリリーフバルブを有する可変容
量形ベーンポンプではリリーフ流量の分だけ無駄な駆動
馬力を消費するばかりでなく、圧力流体利用機器の作動
に必要な流量を確保することができない場合がある。こ
のため、このような可変容量形ベーンポンプでは、圧力
流体利用機器の作動に必要な流量を確保できる程度の大
きさをもつ必要がある。
では、直動型のリリーフバルブが連続して作動すると、
流体温度が上昇し、流体が劣化するおそれがある。ま
た、ポンプ内での内部漏れによる容積効率の低下やポン
プ構成要素(ポンプカートリッジ)、たとえばベーンを
有するロータとこれを両側から挟み込むボディやプレッ
シャプレートとの間に焼き付きが生じるといった問題も
ある。
ものであり、ポンプ作動時においてリリーフバルブを介
してのリリーフ時に流体の流れに伴って生じる流体音や
振動音などによる騒音の低減、ポンプの駆動馬力の低
減、サージ圧力の低減を図ることができる可変容量形ベ
ーンポンプを得ることを目的としている。また、本発明
は、連続したリリーフ時における流体温度の上昇を抑え
てポンプ構成要素での焼き付き防止、さらにはクラッキ
ング特性の改善を図ることができる可変容量形ベーンポ
ンプを得ることを目的としている。
ために本発明に係る可変容量形ベーンポンプは、ベーン
を有するロータを一側寄りに片寄らせた状態でこのロー
タとの間にポンプ室を形成するカムリングと、その周囲
に嵌装されカムリングの外周面の周方向の一部に軸線方
向に沿って配置した揺動ピンを支点として前記ポンプ室
の容積が変動するように揺動可能に支持し前記ポンプ室
の容積が最大となる方向に付勢している付勢手段と、ポ
ンプ吐出側通路の一部にポンプ吐出側流量を検出する絞
りを設けその上、下流側の流体圧を導入する一対の流体
圧室をカムリングの外周部両側に形成するポンプボディ
と、前記ロータを回転させる回転軸と、前記ポンプ吐出
側の流体圧が一定圧以上になったときにポンプ吸込側に
リリーフさせるリリーフバルブとを備えている。そし
て、前記絞りの下流側部分から前記低圧側の流体圧室を
介してポンプ吸込側に至るパイロット通路を設け、この
パイロット通路のポンプ吐出側通路と低圧側の流体圧室
との間にパイロット通路の流れを検出する第2の絞りを
設けるとともに、パイロット通路の前記低圧側の流体圧
室とポンプ吸込側との間にパイロット型リリーフバルブ
を設けたものである。
プは、前記第2の絞りを、低圧側の流体圧室内であって
カムリングの外縁部で開閉可能な位置に設けることによ
り可変絞りとして構成したものである。
ンプは、ベーンを有するロータを一側寄りに片寄らせた
状態でロータとの間にポンプ室を形成するカムリング
と、その周囲に嵌装されカムリング外周面の周方向の一
部に軸線方向に沿って配置した揺動ピンを支点としてポ
ンプ室の容積が変動するように揺動可能に支持しポンプ
室の容積が最大となる方向に付勢している付勢手段と、
前記カムリングの外周部両側に一対の流体圧室を形成す
るポンプボディと、ポンプ吐出側通路の一部に設けられ
その上、下流側の流体圧を前記一対の流体圧室に導入す
る固定絞りと、前記ロータを回転させる回転軸と、ポン
プ吐出側の流体圧が一定圧以上になったときにポンプ吸
込側にリリーフさせるリリーフバルブとを備えている。
そして、ポンプ吐出側通路の前記固定絞りの上流側から
低圧側の流体圧室を介して固定絞りの下流側に至るバイ
パス通路を設け、このバイパス通路の一部を低圧側の流
体圧室内であって前記カムリングの外縁部で開閉可能な
位置に開口させることにより前記固定絞りと並列に可変
絞りを設け、さらにこのバイパス通路の前記可変絞りの
下流側にポンプ吐出側通路からの逆流を防ぐチェックバ
ルブを設けるとともに、低圧側の流体圧室からポンプ吸
込側に至るパイロット通路を設け、このパイロット通路
の途中にパイロット型リリーフバルブを設けたものであ
る。
をポンプ吸込側にリリーフするリリーフバルブをパイロ
ット型とし、パイロット通路の途中に設けたことによ
り、リリーフ時にこのパイロット型リリーフバルブを通
過するリリーフ流量を大幅に減少させることができる。
また、本発明によれば、低圧側の流体圧室をパイロット
通路において第2の絞りの下流側に接続することによ
り、リリーフ時にカムリングをポンプ室の容積が縮小す
る方向に揺動変位させることが可能で、このカムリング
の動きでポンプ室からの吐出流量(押しのけ容積)をさ
らに減少させることができる。そして、このような本発
明によれば、リリーフ時におけるポンプの駆動馬力を大
幅に低減し、実質的に「0」に近付けることができる。
に並列に設けた固定絞りと可変絞りとによってカムリン
グを揺動変位させ、ポンプ室からの吐出流量を制御する
とともに、前記可変絞りをカムリングの揺動変位に応じ
て開閉することにより、ポンプが高回転域で回転駆動さ
れているときのポンプ室からの吐出流量を、最大流量よ
りも少ない一定流量に維持するという、いわゆるドルー
ピング特性をポンプの流量特性として得ることができ
る。
フバルブは、たとえばポンプ吐出側の圧力流体が圧力流
体利用機器の作動等によって所定圧以上になったときに
その圧力流体をポンプ吐出側からポンプ吸込側にリリー
フするために用いられる。
変容量形ベーンポンプの第1の実施の形態を示し、これ
らの図において、前述した図24〜図26と同一または
相当する部分には同一番号を付して詳細な説明は省略す
る。また、この第1の実施の形態では、本発明に係るベ
ーンポンプが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って、その吐出流量をポンプの
回転数の増減にかかわらず一定流量とするポンプである
場合を説明する。
一定圧以上になったときにポンプ吸込側にリリーフさせ
るリリーフバルブ20を、従来の直動型からパイロット
型としている。すなわち、ポンプ室4のポンプ吐出側領
域4Bからのポンプ吐出側通路11に、この通路11内
を流れるポンプ吐出側の流量を検出する固定絞り21を
設けている。この固定絞り21の上、下流側の流体圧
は、前記カムリング2の外周部の両側に形成されている
一対の流体圧室5,6に導かれ、このカムリング2をポ
ンプ吐出側の流量の大小に応じて揺動変位させるように
構成している。
よりも下流側には、この下流側の流体圧を前記圧縮コイ
ルばね2bを設けたばね室に連通する低圧側の流体圧室
6に導く通路22aを形成している。この通路22a
は、上述したばね室からポンプ吸込側通路14に至る通
路22bに連通している。これらの通路22a,22b
は、前記ポンプ吐出側通路11から前記低圧側の流体圧
室6(ばね室を含む)を介してポンプ吸込側通路14に
至るパイロット通路22を構成する。
22内での流れを検出する第2の固定絞り23を設けて
いる。この第2の固定絞り23は、ダンパ効果を与える
ための絞りとして機能する。この第2の固定絞り23
は、後述するようにパイロット通路22を通ってポンプ
吸込側にリリーフされる流量、この第1の実施の形態で
は0.8l/minの流量を規定できる程度の絞りである。
の流体圧室6からポンプ吸込側に至る通路22bの途中
に、パイロット型リリーフバルブ20を設けている。
吐出される圧力流体は、ポンプ吐出側通路11を経て圧
力流体利用機器PS側に給送される。低回転時には、ポ
ンプは図1に示すように、カムリング2はポンプ室4の
容積が最大となる位置にある。これは、高圧側の流体圧
室5にはポンプ吸込側流体が導入される一方、低圧側の
流体圧室6には、ポンプ吐出側通路11において第1の
固定絞り21の下流側の流体圧が、パイロット通路22
を介して導かれているためである。
が増加し、スプール式制御バルブ10のスプールが、ポ
ンプ吐出側通路11において第1の固定絞り21の上流
側の流体圧により押されて図2に示すように移動する
と、第1の固定絞り21の上流側の流体圧が高圧側の流
体圧室5に、下流側の流体圧が低圧側の流体圧室6に導
入されることになる。そして、その差圧によって前記カ
ムリング2は図中右側に揺動変位し、ポンプ室4の容積
を縮小することによりポンプ室4から吐出される流量を
減少させることができる。
ば、ポンプからの供給流量は、図4に示すように低回転
域で所定量まで立ち上がった後は、回転数の増加にかか
わらず、その所定量を維持することができる。
て、このポンプからの給送を受ける圧力流体利用機器P
Sが作動する等、負荷が加わったときには、ポンプ吐出
側通路11内の流体圧が上昇し、第1の固定絞り21の
下流側の流体圧が導かれている低圧側の流体圧室6を含
めたパイロット通路22内の流体圧が上昇する。そし
て、この圧力が前記リリーフバルブ20の設定圧を越え
ると、図3に示すようにこのリリーフバルブ20が開い
てポンプ吐出側の流体をポンプ吸込側にリリーフさせ
る。
ムリング2の一側の高圧側流体圧室5にはポンプ吐出側
通路11の固定絞り21よりも上流側の流体圧が導かれ
る。また、他側の低圧側流体圧室6には、固定絞り21
の下流側の流体圧が前記パイロット通路22に第2の固
定絞り23でさらに減圧された流体圧が導かれている。
したがって、前記カムリング2は、ポンプ室4の容積が
最小となる方向にさらに揺動変位し、ポンプ室4内から
の吐出流量を実質的に「0」に近付けるように、さらに
減少させることができる。そして、このような可変容量
形ベーンポンプによれば、押しのけ容積を「0」近くま
で減少させることができるから、ポンプの駆動馬力を低
減することができる。
ば、可変容量形ベーンポンプのリリーフ時において、ポ
ンプ吐出側通路11に設けた第1の固定絞り21とパイ
ロット通路22に設けた第2の固定絞り23とを組合わ
せることによって、カムリング2をポンプ室4の容積が
小さくなる方向にさらに変位させて、ポンプ吐出側通路
11を流れる吐出側流量を減少させているから、リリー
フバルブ20を通してのリリーフ流量を最小限とするこ
とができる。そして、この第1の実施の形態における可
変容量形ベーンポンプによれば、従来のような騒音、サ
ージ圧を発生しにくくし、さらにクラッキング特性を向
上させることができる。
ンプでは、パイロット型リリーフバルブ20を用いるこ
とにより、クラッキング特性を従来に比べて大幅に向上
させることができる。すなわち、この第1の実施の形態
でのポンプは、前述した図28において実線で示すクラ
ッキング特性を有する。これを説明すると、この第1の
実施の形態では、リリーフバルブ20がパイロット型で
あり、リリーフ時にバルブ20部分を通過するリリーフ
流量を約0.8l/min程度でよい。そして、このような
ポンプに用いたリリーフバルブ20のクラッキングポイ
ントは、従来の約60Kgf/cm2とは異なり、105Kgf
/cm2のリリーフ圧よりも2〜3Kgf/cm2程度低い値とな
る。
によれば、ポンプ作動時においてリリーフバルブ20を
介して連続してリリーフさせる時でもリリーフ流量が少
ないことから、流体温度の上昇を抑えてポンプ構成要素
(ポンプカートリッジ)の焼き付きや流体の劣化を防止
することができる。また、このような可変容量形ベーン
ポンプを用いた動力舵取装置では、ポンプ駆動のための
駆動馬力が小さくてよいことから、これが原因してのエ
ンストを防止することができる。
る可変容量形ベーンポンプの具体例を図5〜図8に示
す。これらの図において全体を符号30で示すベーンタ
イプの可変容量形ポンプは、ポンプボディを構成するフ
ロントボディ31およびリアボディ32を備えている。
このフロントボディ31は、図5に示すように全体が略
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33を収納配置する収納空間34が形
成されるとともに、この収納空間34の開口端を閉塞す
るようにリアボディ32が組合わせられ一体に組立てら
れる。なお、このフロントボディ31には、ポンプ構成
要素33の回転子であるロータ35を外部から回転駆動
するためのドライブシャフト36が貫通した状態で軸受
36a,36b,36c(36a,36bはフロントボ
ディ31側、36cはリアボディ32側に配設される)
により回転自在に支持されている。また、36dはオイ
ルシールである。
外周部に嵌装して配置される内側カム面37aを有し、
かつこの内側カム面37aとロータ35との間にポンプ
室38を形成するカムリングで、このカムリング37
は、後述するように、ポンプ室38の容積を可変するよ
うに収納空間34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39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39は、ボディ31の
収納空間34内でカムリング37を移動変位可能に保持
するためのものである。
7およびアダプタリング39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33)のフロントボ
ディ31側に圧接して積層配置されるプレッシャプレー
トで、またポンプカートリッジの反対側面には前記リア
ボディ32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31とリアボディ32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33が構成されてい
る。なお、プレッシャプレート40と、これにカムリン
グ37を介して積層されるサイドプレートとなるリアボ
ディ32とは、カムリング37の揺動変位用の軸支部お
よび位置決めピンとして機能し、さらにカムリング37
を揺動させる流体圧室を画成するシール機能を有する後
述する支点ピン41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。
34内でその底部側に形成されるポンプ吐出側圧力室
で、この圧力室43によってポンプ吐出側圧力がプレッ
シャプレート40に作用する。44はこのポンプ吐出側
圧力室43にポンプ室38からの圧油を導くようにプレ
ッシャプレート40に穿設されているポンプ吐出側開口
となるポンプ吐出側通路である。
1の一部に設けられたポンプ吸込ポートで、このポート
45を介してタンクTから流入する吸込側流体は、フロ
ントボディ31内に形成されたポンプ吸込側通路45
a,45b、これに連続してリアボディ32内に形成さ
れた通路(図示せず)を通り、リアボディ32の端面に
開口するポンプ吸込側開口からポンプ室38内に供給さ
れる。
の側方に向かって延びた通路48aとこれに連通する通
路48bとからなるポンプ吐出ポートを有するプラグ部
材で、前述したポンプ室38からポンプ吐出側通路4
4、ポンプ吐出側圧力室43を通って給送されるポンプ
吐出側流体圧を吐出し、図示しないパワーステアリング
装置等の油圧機器に給送するための部分である。
の第1の実施の形態ではポンプ吐出ポートを形成するプ
ラグ部材48の内方端に前記第1の固定絞り21を有す
るナット状部材49が螺合して設けられている。なお、
この第1の固定絞り21は、たとえば図7(b)に示す
ようにボディ31側に形成した孔部によって形成しても
よい。
られた小径孔によって前記第2の固定絞り23が形成さ
れている。この第2の固定絞り23は、図5、図7
(a)に示すように前記フロントボディ31の一部に形
成した通路孔(通路22a)によって前記カムリング3
7の外側に形成される第2の流体圧室52、カムリング
37を付勢するばね61を収納するプラグ62によるば
ね室62aに接続されている。さらに、このばね室62
aは、リアボディ32にねじ込みプラグ70で設けたパ
イロット型リリーフバルブ20を通してリアボディ32
内に設けたポンプ吸込側通路(図示せず)に連通してい
る。
9の内周部とカムリング37の外周部との間に形成した
一対の流体圧室で、これらの流体圧室51,52は、カ
ムリング37を揺動自在に支持するシール機能を有する
支点ピン41とその軸対象位置に設けたシール材53と
によって左、右に分割して形成されている。ここで、図
中54はポンプ吐出側において、第1の固定絞り21よ
りも上流側のポンプ吐出圧を、高圧側(図中左側)の流
体圧室51に供給するための通路である。また、他方の
低圧側流体圧室52内には、前述した構造から明らかな
ように、第1の固定絞り21の下流側のポンプ吐出圧が
通路22aを介して導かれている。
るための一対の流体圧室51,52に導く流体圧制御を
行うスプールバルブによる制御バルブである。このスプ
ール式の制御バルブ55を形成するバルブ孔55aは、
図5、図6に示すように、前記フロントボディ21の一
部で一端が外表面に開口するように回転軸36の軸線方
向と直交する方向に形成され、このバルブ孔55a内に
制御バルブ55を構成するバルブ部品、スプール56、
圧縮コイルばね57を組込むとともに、開口端がプラグ
58により閉塞されている。
グ58側)には前記ポンプ吐出側圧力室43から図5に
示す通路59a,59bにより前記第1の固定絞り21
の上流側のポンプ吐出圧が導かれ、また制御バルブ55
の他端側の圧縮コイルばね57を設けたばね室には第1
の固定絞り21の下流側のポンプ吐出圧が導かれてい
る。なお、スプール56の中央部分は前記ポンプ吸込ポ
ート45からポンプ吸込圧をリアボディ32側に導く通
路45aが貫通している。なお、以上のようなベーンタ
イプの可変容量形ポンプ30において、上述した以外の
構成は従来から広く知られているもので、具体的な説明
は省略する。
ンプ30は、前述した図1〜図3で説明した通り動作す
るものであり、ここでの詳細な説明は省略する。また、
上述したパイロット型リリーフバルブ20は、リアボデ
ィ32の後端側からフロントボディ31との接合面に開
口するように穿設したバルブ組込み空間72に筒状部7
3を組込んだプラグ部材70を備えている。このプラグ
部材70の筒状部73内に形成したバルブ孔70aに
は、周知の通り、前記リリーフバルブ20を構成するバ
ルブシート部材、ボール、ボール受け、圧縮コイルばね
が組込まれている。このようなリリーフバルブ20の構
造としては、上記以外の構造を採用してもよい。
形ベーンポンプの第2の実施の形態を示し、これらの図
において前述した図1〜図8と同一または相当する部分
には同一番号を付してその詳細な説明は省略する。この
第2の実施の形態は、上述した第1の実施の形態と同様
に、ポンプ吐出流量を回転数の増減にかかわらず、一定
流量とする可変容量形ベーンポンプである。
通路11に設けた固定絞り21の下流側から前記低圧側
の流体圧室6に至る通路22aを前記カムリング2の外
縁部で開閉可能な位置に開口させることにより、この開
口25aとカムリング2の外縁部25bとによって可変
絞り25を形成している。この可変絞り25を形成する
部分を図15(a),(b)に拡大して示す。この可変
絞り25を形成する開口25aの前記低圧側の流体圧室
6(ばね2bのばね室を含む)の開口端部分には楕円形
状の凹溝25cが形成され、カムリング2の外縁部25
bで開口25aが閉塞されたときにでも流体がわずかに
流れるように構成されている。
てパイロット型リリーフバルブ20を設けた通路22b
によりポンプ吸込側通路14に接続され、これらによっ
てパイロット通路22が形成されている。なお、上述し
た開口25aとこれと同径の孔部は前述した第1の実施
の形態での第2の固定絞り23と同様に、0.8l/min
の流量が流れる絞りとなっている。
小さいときは高圧側の流体圧室5にはタンクTからの吸
込圧が導かれ、低圧側の流体圧室6には固定絞り21の
下流側の流体圧P2(=P4)が導かれており、図9に
示す状態となっている。そして、ポンプ回転数が所定以
上の回転数になり、前記固定絞り21の上流側でのポン
プ吐出側流体圧P1が一定以上になると、スプール式制
御バルブ10を構成するスプールが移動し、その流体圧
を前記高圧側の流体圧室5に導く(P3=P1)。これ
に対して固定絞り21の下流側の流体圧P2が可変絞り
25を介して導かれており、その流体圧P4(<P2)
となるから、カムリング2はその差圧によって図10に
示すようにポンプ室4を縮小する方向に変位する。した
がって、ポンプからの吐出流量はポンプ回転数にかかわ
らず一定流量に維持される。
れたりしてポンプ吐出側通路11内の流体圧が所定圧
(リリーフ圧)以上になると、可変絞り25は閉じられ
た状態(凹溝25cによる流路は確保されている)とな
るとともに、リリーフバルブ20が開いてポンプ吸込側
へのリリーフが行われる。このときの状態を図11に示
しており、P4はP2よりも小さくなる。そして、この
ようなリリーフ状態となると、カムリング2は、この低
圧側の流体圧P4がさらに小さくなることから、図10
の場合に比べてより一層ポンプ室4を縮小する方向に変
位し、ポンプ室4からの吐出流量をより小さくする。そ
して、このような第2の実施の形態によれば、前述した
第1の実施の形態と同様の作用効果が得られることにな
る。
ぼ同等の構造を有するものであり、またこの第2の実施
の形態での図8に対応する図はほとんど変わらないから
ここでは省略する。この第2の実施の形態において、第
1の実施の形態と相違している点は、プレッシャプレー
ト40に形成したポンプ吐出側の通路44の一部に固定
絞り21を設けるとともに、この通路44にほぼ平行し
て小径孔を前記カムリング37の外縁部25bによって
開閉可能な位置に設けていることである。
た通り、ポンプ吐出側通路内を流れるポンプ吐出側の流
量を検出するためのメータリング絞りである。また、前
記小径孔25aはリリーフ時のパイロット通路22内で
の流れを検出するとともに、ダンパ機能を有する絞りで
ある。この小径孔25aはカムリング27の外縁部25
bで開閉されるが、閉時に完全に閉じられた状態として
も、あるいは少し開いている状態としてもよい。ここ
で、この小径孔25aとカムリング外縁部25bとから
なる可変絞り25の関係は、ダンパ効果やカムリング3
7の応答性等に配慮して適宜最適値を設定するとよい。
量形ベーンポンプの第3の実施の形態を示すものであ
り、これらの図において前述した図1〜図15と同一ま
たは相当する部分には同一番号を付して詳細な説明は省
略する。この第3の実施の形態は、上述した第1、第2
の実施の形態とは異なり、図23に示すようにポンプ吐
出流量を回転数の増加に伴って一定流量とするととも
に、高回転域ではその流量を減少させた所定流量に減少
させてその流量を維持する、いわゆるドルーピング特性
が得られるようにした可変容量形ベーンポンプである。
8に示すように、ポンプ吐出側通路11に設けた固定絞
り21の上流側から前記低圧側の流体圧室6に至るバイ
パス通路27を設けるとともに、この低圧側の流体圧室
6とばね2bを収納したばね室を介して前記固定絞り2
1の下流側に至るバイパス通路28を設けている。そし
て、このバイパス通路27の前記低圧側の流体圧室6に
臨む部分25aを、前記カムリング2の外縁部25bで
開閉可能な位置に開口させることにより前記固定絞り2
1と並列に可変絞り25を設けている。
しているバイパス通路28に、前記ポンプ吐出側通路1
1からの逆流を防ぐチェックバルブ29を設けている。
また、前記低圧側の流体圧室6からポンプ吸込側(通路
14)に至るパイロット通路22bを設け、このパイロ
ット通路22bの途中にパイロット型リリーフバルブ2
0を設けている。
低回転であるときは図16に示すようにポンプ吐出側通
路11とバイパス通路27,28とを介してポンプ吐出
側流体が圧力流体利用機器PS側に給送される。そし
て、高回転となると、図17に示すように、ポンプ吐出
側通路11とバイパス通路27,28に並列に設けた固
定絞り21と可変絞り25とによってカムリング2をポ
ンプ室4を縮小する方向に揺動変位させることにより、
ポンプ室4からの吐出流量を一定量で維持するように制
御することができる。
たりしたときには、図18に示すようにリリーフバルブ
20が開放され、ポンプ吐出側の流体をポンプ吸込側に
リリーフするとともに、カムリング2がさらに可変絞り
25を閉塞するように変位することにより、ポンプ室4
からの吐出流量を減少させ、無駄な流体のリリーフを減
少させることができる。
す。また、図22は上述した可変絞り25を形成する部
分を示す。ここで、この実施の形態では、カムリング2
の外縁部25bによって小径孔25aの開口端を実質的
に「0」とするように塞ぐことができる構造となってい
る。なお、凹溝25cはパイロット通路22となるバイ
パス通路27と通路22bでの流れを確保するととも
に、ドルーピング特性、特に回転数が高くなったときの
一定流量制御を適切に行えるようにするためのものであ
る。
態を具体的に実施した状態を示す図であり、上述した図
5〜図8、図12〜図14、図16〜図18と同一部分
には同一番号を付してここでの詳細な説明は省略する。
これらの図においては、前記バイパス通路28とチェッ
クバルブ29とを、図21(a)に示すようにフロント
ボディ31の一部に単純な孔加工とボールの組込みとで
形成している。また、図21(b)は固定絞り21をボ
ディ31側に形成した場合を示す。
限定されず、リリーフバルブを含めたポンプとしての可
変容量形ポンプ30の各部の形状、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
れる。また、上述した各実施の形態では、固定絞りや可
変絞りを、単に「絞り」として説明したが、これらはオ
リフィスであってもチョークであってもよいからであ
る。
量形ベーンポンプによれば、リリーフバルブを、従来の
ようにリリーフ流量が全て流れる、いわゆる直動型から
パイロット型に変更しているから、リリーフ時にリリー
フバルブを通過するリリーフ流量を大幅に減少させるこ
とができ、従来のような騒音、サージ圧を発生しにくく
し、さらにクラッキング特性を向上させることができ
る。そして、このような本発明によれば、ポンプとして
の押しのけ容積が最小限、ほとんど「0」近くまで減少
させることができる。したがって、従来のようなポンプ
の駆動馬力が無駄に消費されることはなくなり、無駄な
駆動馬力がほとんど不要となる。
いてリリーフバルブを介して連続してリリーフさせる時
でもリリーフ流量が少ないことから、流体温度の上昇を
抑えてポンプ構成要素の焼き付きや流体の劣化を防止す
ることができる。
により差圧を得る絞りをカムリングで遮断される位置に
配置することにより可変絞りとし、その可変絞りの下流
側にパイロット型のリリーフバルブを配置することによ
り、リリーフ時に前記絞りが遮断できるとともに、カム
リングがポンプ室を最小とするように変位させることが
できるから、上述したポンプの吐出流量制御、リリーフ
流量の制御を適切に行える。
にドルーピング特性を持たせた制御も、より簡単に行え
る。
の実施の形態を示し、低回転時の状態を示す作動説明図
である。
状態を示す作動説明図である。
ーフ時の状態を示す作動説明図である。
対する供給流量を説明する特性図である。
例を示すポンプの縦断面図である。
その変形例を示す図である。
の実施の形態を示し、低回転時の状態を示す作動説明図
である。
の状態を示す作動説明図である。
リリーフ時の状態を示す作動説明図である。
具体例を示すポンプの縦断面図である。
であって、(a)は孔と溝とを示す図、(b)は要部断
面図である。
3の実施の形態を示し、低回転時の状態を示す作動説明
図である。
時の状態を示す作動説明図である。
てリリーフ時の状態を示す作動説明図である。
の具体例を示すポンプの縦断面図である。
(b)はその変形例を示す図である。
図であって、(a)は孔と溝とを示す図、(b)は要部
断面図である。
転数に対する供給流量を説明する特性図である。
回転時の状態を示す作動説明図である。
時の状態を示す作動説明図である。
てリリーフ時の状態を示す作動説明図である。
転数に対する供給流量を説明する特性図である。
(リリーフ圧)に対するポンプ室からの吐出流量を示す
特性図である。
ング、2b…ばね、3…ロータ、3a…ベーン、4…ポ
ンプ室、4A…ポンプ吸込側領域、4B…ポンプ吐出側
領域、5,6…流体圧室、7…ポンプ吸込側開口、10
…スプール式切換えバルブ、11,13…ポンプ吐出側
通路、14…ポンプ吸込側通路、21…固定絞り、22
(22a,22b)…パイロット通路、23…第2の固
定絞り、25…可変絞り、25a…開口(通路孔)、2
5b…カムリング外縁部、25c…凹溝、27,28…
バイパス通路、29…チェックバルブ、30…ベーンタ
イプの可変容量形ポンプ(可変容量形ベーンポンプ)、
31…フロントボディ(ポンプボディ)、32…リアボ
ディ(ポンプボディ)、33…ポンプ構成要素、34…
収納空間、35…ロータ、36…ドライブシャフト(回
転軸)、37…カムリング、38…ポンプ室、40…プ
レッシャプレート、41…支点ピン、43…ポンプ吐出
側圧力室、44…ポンプ吐出側通路、45…ポンプ吸込
ポート、45a,45b…ポンプ吸込側通路、48…ポ
ンプ吐出ポートを形成するプラグ部材、48a,48b
…ポンプ吐出側の流体通路孔、49…ナット部材、5
1,52…第1、第2の流体圧室、55…制御バルブ、
61…ばね、62a…ばね室。
Claims (3)
- 【請求項1】 ベーンを有するロータを一側寄りに片寄
らせた状態でこのロータとの間にポンプ室を形成するカ
ムリングと、 このカムリングの周囲に嵌装されカムリングの外周面の
周方向の一部に軸線方向に沿って配置した揺動ピンを支
点として前記ポンプ室の容積が変動するように揺動可能
に支持し前記ポンプ室の容積が最大となる方向に付勢し
ている付勢手段と、 前記ポンプ室からのポンプ吐出側通路の一部に設けたポ
ンプ吐出側流量を検出する絞りの上、下流側の流体圧を
導入する一対の流体圧室を前記カムリングの外周部両側
に形成するポンプボディと、 このボディ内で軸支されることにより前記ロータを回転
させる回転軸と、 前記ポンプ吐出側の流体圧が一定圧以上になったときに
ポンプ吸込側にリリーフさせるリリーフバルブとを備
え、 前記ポンプ吐出側通路の絞りの下流側部分から前記低圧
側の流体圧室を介してポンプ吸込側に至るパイロット通
路を設け、 このパイロット通路の前記ポンプ吐出側通路と前記低圧
側の流体圧室との間にパイロット通路の流れを検出する
第2の絞りを設けるとともに、 前記パイロット通路の前記低圧側の流体圧室と前記ポン
プ吸込側との間にパイロット型リリーフバルブを設けた
ことを特徴とする可変容量形ベーンポンプ。 - 【請求項2】 請求項1記載の可変容量形ベーンポンプ
において、 前記第2の絞りを、前記低圧側の流体圧室内であって前
記カムリングの外縁部で開閉可能な位置に設けることに
より可変絞りとして構成したことを特徴とする可変容量
形ベーンポンプ。 - 【請求項3】 ベーンを有するロータを一側寄りに片寄
らせた状態でこのロータとの間にポンプ室を形成するカ
ムリングと、 このカムリングの周囲に嵌装されカムリングの外周面の
周方向の一部に軸線方向に沿って配置した揺動ピンを支
点として前記ポンプ室の容積が変動するように揺動可能
に支持し前記ポンプ室の容積が最大となる方向に付勢し
ている付勢手段と、 前記カムリングの外周部両側に一対の流体圧室を形成す
るポンプボディと、 前記ポンプ室からのポンプ吐出側通路の一部に設けられ
その上、下流側の流体圧を前記一対の流体圧室に導入す
る固定絞りと、 前記ボディ内で軸支されることにより前記ロータを回転
させる回転軸と、 前記ポンプ吐出側の流体圧が一定圧以上になったときに
ポンプ吸込側にリリーフさせるリリーフバルブとを備
え、 前記ポンプ吐出側通路の前記固定絞りの上流側から前記
低圧側の流体圧室を介して前記固定絞りの下流側に至る
バイパス通路を設け、 このバイパス通路の一部を前記低圧側の流体圧室内であ
って前記カムリングの外縁部で開閉可能な位置に開口さ
せることにより前記固定絞りと並列に可変絞りを設け、 前記バイパス通路の前記可変絞りの下流側に前記ポンプ
吐出側通路からの逆流を防ぐチェックバルブを設けると
ともに、 前記低圧側の流体圧室からポンプ吸込側に至るパイロッ
ト通路を設け、このパイロット通路の途中にパイロット
型リリーフバルブを設けたことを特徴とする可変容量形
ベーンポンプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09795298A JP3938434B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 可変容量形ベーンポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP09795298A JP3938434B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 可変容量形ベーンポンプ |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH11294347A true JPH11294347A (ja) | 1999-10-26 |
JP3938434B2 JP3938434B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=14206016
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP09795298A Expired - Fee Related JP3938434B2 (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 可変容量形ベーンポンプ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3938434B2 (ja) |
Cited By (7)
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KR20170020585A (ko) * | 2015-08-12 | 2017-02-23 | 명화공업주식회사 | 오일펌프 |
CN113236616A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-10 | 广州嘉泰液压机电有限公司 | 一种比例变量泵控制装置及其控制方法 |
KR20210130481A (ko) * | 2020-04-22 | 2021-11-01 | 김범열 | 극저온 유체 펌프 |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP09795298A patent/JP3938434B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN113236616A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-10 | 广州嘉泰液压机电有限公司 | 一种比例变量泵控制装置及其控制方法 |
CN113236616B (zh) * | 2021-05-26 | 2022-01-11 | 广州嘉泰液压机电有限公司 | 一种比例变量泵控制装置及其控制方法 |
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