JPH11303773A - 可変容量形ポンプ - Google Patents

可変容量形ポンプ

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JPH11303773A
JPH11303773A JP10113865A JP11386598A JPH11303773A JP H11303773 A JPH11303773 A JP H11303773A JP 10113865 A JP10113865 A JP 10113865A JP 11386598 A JP11386598 A JP 11386598A JP H11303773 A JPH11303773 A JP H11303773A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可変容量形ポンプにおいて、ポンプ回転数の
変化に伴う脈動やポンプ振動に伴う騒音を減少させる。 【解決手段】 ベーン１５ａを有するロータ１５の外周
部との間にポンプ室１８を形成するように嵌装された揺
動変位可能なカムリング１７を備える。ポンプ室に開口
するポンプ吸込側開口２６およびポンプ吐出側開口２４
におけるロータの回転方向の始端部に略Ｖ字状に切欠き
形成したノッチ７０，２４ａが設けられている。ポンプ
吸込側開口２６のロータ回転方向の始端部に設けたノッ
チ７０を、ポンプ室の径方向において並設するとともに
ロータ回転方向の長さが異なる複数のノッチ溝によっ
て、ポンプ吸込側開口とベーン間に形成される圧力室と
の間を連通させるタイミングがカムリングの揺動変位に
伴って変化する形状で形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】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を始め、各種の
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る。このような容量形ポンプは、
エンジン回転数に対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、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。
【０００３】このような容量形ポンプの不具合を解決す
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得る可変容量形ベーン
ポンプが、たとえば特開昭５６−１４３３８３号公報、
特開昭５８−９３９７８号公報等によって種々提案され
ている。これらの可変容量形ポンプによれば、容量形の
ような流量制御弁が不要で、また駆動馬力の無駄を防
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、容積効率低下という問題も
防止できる。
【０００４】たとえば特開昭５６−１４３３８３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
ケーシング内に移動可能に設け、このカムリングとポン
プケーシングとの間の間隙部分にコントロール室となる
一対の流体圧室を形成し、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、スプリングの付勢力に抗して移動
させることで、ポンプ室容積を変化させ吐出流量制御の
適正化を図っている。
【０００５】このような可変容量形ベーンポンプの一例
を、図１２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
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で放射
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。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。
【０００６】５，６はボディ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、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
ィス前後の流体圧を導く通路５ａ，６ａが開口して設け
られている。そして、これらの通路５ａ，６ａによりポ
ンプ吐出側通路の可変オリフィス前後の流体圧を導入す
ることにより、カムリング２を所要の方向に揺動変位さ
せてポンプ室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。すなわち、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
吐出側の流量制御を行なう。
【０００７】７は前記ポンプ室４のポンプ吸込側領域４
Ａに臨んで開口されるポンプ吸込側開口、８はポンプ室
４のポンプ吐出側領域４Ｂに臨んで開口されるポンプ吐
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。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
容積を最大に維持する。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。
【０００８】なお、７ａ，８ａは前記ポンプ吸込側開口
７、ポンプ吐出側開口８におけるロータ３の回転方向の
始端部に連続して略Ｖ字状に切欠き形成されたノッチ
で、これらの略Ｖ字状を呈するノッチ７ａ，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し、サージ圧やこれによる
脈動問題を防止する役割を果たすものである。また、上
述した構成による可変容量形ポンプにおいて、ポンプ吐
出側の一部には、その過大流体圧をリリーフするための
リリーフ弁が付設されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の可変容
量形ベーンポンプによれば、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７の終
了点から吐出側開口８の開始点（ノッチ８ａの先端部
分）までの領域、および吐出側開口８の終了点から吸込
側開口７の開始点（ノッチ７ａの先端部分）までの領域
に相当する中間領域（図１２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；圧力室）は、ポンプ吐
出圧とポンプ吸込圧とに交互に変化する。
【００１０】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８（ノッチ
８ａ）または７（ノッチ７ａ）に到達すると、その開口
８（ノッチ８ａ）または７（ノッチ７ａ）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７または８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。
【００１１】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の圧力室の相
互差による推力がカムリング２内面に作用することによ
ってカムリング２が振動し、結果としてポンプ吐出側に
おいて流量変動や油圧脈動現象が発生し、騒音を招くと
いう不具合があった。このような脈動現象は、たとえば
図７の（ｂ）の特性図のように現われる。
【００１２】このため、上述した可変容量形ポンプにお
いて、ベーンを奇数枚として、前記圧力変動および圧力
不平衡を緩和しようとしたものや、ポンプ吐出側通路途
中に可変メータリングオリフィスを設け、このオリフィ
ス前、後の流体圧でスプール式の制御バルブを切換え作
動させ、オリフィス前、後の流体圧やポンプ吸込側をカ
ムリング２の外周部両側の室５，６に選択的に供給する
ことにより、カムリング２の発振現象を抑制しようとし
たものも提案されているが、未だ不十分であり、何らか
の対策を講じることが望まれている。
【００１３】特に、上述した可変容量形ポンプが自動車
のハンドル操作力を軽減するためのパワーステアリング
の油圧源として用いられる場合には、ポンプは自動車の
エンジンの回転に伴って回転駆動される。このようなポ
ンプはエンジンの回転数の変動によってカムリング２が
揺動し、カムリング２のポンプ室４に対する位置が変化
する。そして、このようにカムリング２が揺動変位する
と、ポンプ室４に開口しているポート溝としてのポンプ
吸込側開口７、ポンプ吐出側開口８とカムリング２との
相対的な位置が変化する。
【００１４】このようにカムリング２の揺動変位により
上述したポート溝との相対的な位置が変化すると、各開
口７，８のロータ回転方向の始端部に略Ｖ字状に切欠き
形成したノッチ７ａ，８ａとベーン３ａ，３ａ間の圧力
室（ポンプチャンバ）との間を連通させるタイミングが
変化する。これは、従来のポンプではエンジンがアイド
リング回転状態であるときに、圧力室を圧力変動がスム
ーズになるように連通させるように、上述したノッチ７
ａ，８ａがポンプ室４に対しての径方向の位置と回転方
向の長さとが定められて開口しているためである。
【００１５】すなわち、上述したような位置に形成され
ているノッチ７ａ，８ａでは、アイドリング回転時には
圧力室と各開口７，８との連通時の圧力変化が緩やかに
なり、急激な圧力変動に伴う騒音を低減することができ
るが、このようなタイミングをアイドリング回転時に合
わせて設定すると、高速回転時においては前記ノッチ７
ａ，８ａが機能せず、騒音が大きくなるという問題があ
る。
【００１６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、ポンプ室をポンプ回転数や被流体利用機器
側の負荷によって拡大、縮小させるカムリングが揺動し
たときに、ポンプ回転数の大小の如何にかかわらず、流
体圧の脈動や騒音を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。
【００１７】
【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
ポンプボディ内で回転自在なロータと、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ポンプボ
ディ内で移動変位可能に配置されているカムリングと、
カムリング外周部両側でポンプボディとの間に形成され
前記ポンプ室から吐出される圧力流体の流量の大小に応
じた流体圧を導入することにより前記カムリングを移動
変位させる第１および第２の流体圧室と、ロータおよび
カムリングとともにポンプ室を形成する側板部材にポン
プ室のポンプ吸込側、ポンプ吐出側に臨むように開口す
るポンプ吸込側開口およびポンプ吐出側開口を備え、前
記ポンプ吸込側開口、ポンプ吐出側開口のロータ回転方
向の始端部または終端部に略Ｖ字状に切欠き形成したノ
ッチを設け、これらのノッチの少なくとも一つの形状
を、ポンプ吸込側開口またはポンプ吐出側開口と前記ベ
ーン間に形成される圧力室との間を連通させるタイミン
グが前記カムリングの揺動変位に伴って変化するように
形成したものである。
【００１８】また、本発明に係る可変容量形ポンプは、
略Ｖ字状を呈するノッチを、ポンプ室の径方向において
並設するとともにロータ回転方向の長さが異なる複数の
ノッチ溝によって形成するか、あるいはロータ回転方向
における位置が異なる複数の端部を有するとともに、ポ
ンプ室の径方向に連通している幅広なノッチ溝で形成す
るように構成したものである。ここで、前記略Ｖ字状を
呈するノッチとしては、前記ポンプ吸込側開口のロータ
回転方向の始端部に形成したり、前記ポンプ吐出側開口
のロータ回転方向の始端部に形成したりするとよい。
【００１９】本発明によれば、略Ｖ字状を呈するノッチ
を構成する複数のノッチ溝の先端あるいは幅拡なノッチ
溝の複数の端部が、ポンプ室の径方向にずれ、しかもロ
ータ回転方向にもずれて位置しているから、可変容量形
ポンプのポンプ駆動時においてポンプ回転数に伴いカム
リングが揺動変位しても、ポンプ回転数の大小に応じて
連通させることができるタイミングをもってベーン間の
圧力室と連通することから、圧力変化が緩やかとなり、
ポンプ吐出側での脈動や騒音を減少させることができ
る。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１ないし図５は本発明に係る可
変容量形ポンプの第１の実施の形態を示し、これらの図
において、この実施の形態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。
【００２１】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３および図４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１１は、
図４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１
２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、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１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ（１６ｂ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。
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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、この圧力室２３によってポンプ吐出側圧力がプレッ
シャプレート２０に作用する。２４はこのポンプ吐出側
圧力室２３にポンプ室１８からの圧油を導くようにプレ
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。
【００２６】２５は図４に示されるようにフロントボデ
ィ１１の一部に設けられたポンプ吸込ポートで、このポ
ート２５から流入する吸込側流体は、後述する制御バル
ブ３０のバルブ孔３０ａを貫通してフロントボディ１１
内に形成されたポンプ吸込側通路２５ａ、これに連続し
てリアボディ１２内に形成された通路２５ｂ，２５ｃを
通り、リアボディ１２の端面に開口するポンプ吸込側開
口２６からポンプ室１８内に供給される。
【００２７】ここで、この実施の形態では、吸込ポート
２５からの吸込側流体をポンプ室１８に導くために、制
御バルブ３０を跨って、すなわちそのバルブ孔３０ａを
貫通する吸込側通路２５ａを用いている。これは、この
実施の形態のように操舵力制御用として用いるポンプで
は、給送する流量が７ｌ／ｍｉｎというように少なく、
これによりタンクＴから吸込ポート２５に吸い込まれる
吸込側流体を制御バルブ３０を通しても、実用上問題が
ないためである。このような構成を採用すると、吸込ポ
ート２５を、フロントボディ１１の制御バルブ３０とリ
アボディ１２の吸込側通路２５ｂとの間に設けていた従
来構造に比べ、ポンプ１０の軸線方向での長さを短くで
き、ポンプ１０の小型化が図れる。これは、通路構成上
から特にリアボディ１２のコンパクト化が図れるととも
に、このポンプ１０のタンクＴへの取付け位置を、フロ
ントボディ１１側で行なえ、安定した取付け状態が得ら
れるためである。
【００２８】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、さらにプレッ
シャプレート２０の異なる位置に穿設した流体通路孔２
９、後述する第２の流体圧室３７、カムリング１７を付
勢するばね４１を収納するプラグ４２によるばね室４２
ａ、フロントボディ１１に形成した切欠き溝４３、ボデ
ィ１１内に形成した通路孔４４，４５，２８ｂを介して
給送される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で、この吐出ポート２８は、前記フ
ロントボディ１１の側方に設けたプラグ２８ａにより開
口して設けられている。
【００２９】ここで、上述したポンプ吐出側通路（２
４，２３，２９，４２ａ，４３，４４，４５，２８ｂ）
において、第２の流体圧室３７に開口する前記流体通路
孔２９とカムリング１７の側面部とによって開口面積を
増減させ得る可変メータリングオリフィス４０が形成さ
れている。ここで、この可変メータリングオリフィス４
０は、カムリング１７の移動変位に伴って側壁部で通路
孔２９が開閉されることにより構成されている。なお、
このオリフィス４０を、その開閉量がポンプ吐出側の流
体圧の大きさに応じて制御される適宜の形状で形成する
と、カムリング１７の移動変位を所望の状態に制御で
き、流量特性の多様化が図れる。
【００３０】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に対し移動変位させるための流体圧力制御を後
述する可変メータリングオリフィス４０によって行なう
制御バルブで、この制御バルブ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
（２４，２３，２９，４２ａ，４３，４４，４５，２８
ｂ）途中に設けた可変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
スプール３２を備えている。
【００３１】この制御バルブ３０において、スプール３
２の一方室（図３中左方室）３２ａには、前記ポンプ吐
出側の圧力室２３から延設された流体通路４６，４７を
介して、前記可変メータリングオリフィス４０の上流側
の流体圧が導かれている。なお、図中３３はバルブ孔３
０ａ内でスプール３２の左方への移動位置を流体通路４
７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。
【００３２】また、スプール３２の他方室（図３の右方
室）３２ｂには、ばね３１が配設されるとともに前述し
た可変メータリングオリフィス４０の下流側の流体圧が
前記吐出ポート２８に至る通路途中、すなわち第２の流
体圧室３７から前記ボディ１１、アダプタリング１９間
に形成される流体通路１９ａ、ボディ１１に穿設した流
体通路３４を介して導かれている。さらに、バルブ孔３
０ａの略中央部には、前述したように吸込ポート２５に
連続するポンプ吸込側通路２５ａが貫通して形成されて
おり、スプール３２の環状溝３２ｃによる環状空間を通
って吸込側の流体が給送される。
【００３３】また、この吸込側通路２５ａの開口部と前
記吐出側の流体通路４７の開口部との間には、前記アダ
プタリング１９とカムリング１７との間に形成される後
述する第１の流体圧室３６に接続されるアダプタリング
１９の流体通路１９ｂおよびボディ１１に穿設した流体
通路３５が開口し、常時は図３に示すように、ランド部
３２ｄによってポンプ吸込側通路２５ａと連通し、吸込
側の流体圧を第１の流体圧室３６に導入する。さらに、
スプール３２が所定量以上右方向に移動すると、図６か
ら明らかなようにポンプ吸込側から切り離され、ポンプ
吐出側の流体圧が第１の流体圧室３６に供給される。な
お、図中３４ａはダンパオリフィス部である。
【００３４】３６，３７は上述したカムリング１７の外
周部でボディ１１（アダプタリング１９）の内周部との
間でシールピン２１とその略軸対称位置に設けられたシ
ール材３８とで左、右に分割形成された第１、第２の流
体圧室で、上述した制御バルブ３０の作動に伴って、第
１の流体圧室３６にはポンプ吸込側または可変メータリ
ングオリフィス４０上流側のポンプ吐出側流体圧が、第
２の流体圧室３７には可変メータリングオリフィス４０
下流側のポンプ吐出側流体圧が導入される。
【００３５】ここで、カムリング１７の外周部には、第
１の流体圧室３６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。また、図５中符号３９はポンプ吐
出側通路の一部に臨んで設けられたリリーフ弁であり、
この実施の形態ではボディ１１に穿設されている流体通
路４４の一部を利用して設けている。さらに、このリリ
ーフ弁３９に連続する通路孔３９ａはリリーフした流体
をポンプ吸込側に還流させる通路である。
【００３６】さらに、前記可変メータリングオリフィス
４０を構成する流体通路孔２９が、カムリング１７によ
り塞がれることにより変化する開口面積によって、回転
数が低いときには所定の流量が得られるように立ち上
げ、一定よりも高くなったときに、流量を減少させ、さ
らに所定回転数以上では、初期流量の約半分程度の流量
が得られるような構成となっている。ここで、このよう
な吐出量制御は、流体通路孔２９とその開口量を制御す
るカムリング１７の側面部とによる可変メータリングオ
リフィス４０で得られるもので、たとえば孔部２９の形
状を任意に変更したり、カムリング１７による開閉制御
量を調整することにより特性を変えることが可能であ
る。
【００３７】なお、以上のような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、その具体的な説明は省略する。
【００３８】また、上述した可変容量形ポンプ１０にお
いて、ポンプ吐出側圧力室２３での流体圧を、カムリン
グ１７の移動変位を行うために、制御バルブ３０、さら
にこのバルブ３０を介して第１の流体圧室３６に導くに
あたって、ポンプ吐出側圧力室２３とバルブ孔３０ａと
の間の流体通路４６，４７、さらにバルブ孔３０ａと第
１の流体圧室３６との間の流体通路３５，１９ｂに、第
１、第２および第３の絞り５０，５１，５２を設けてい
る。
【００３９】すなわち、可変容量形ポンプ１０において
一般には、制御バルブ３０の他方室３２ｂに可変メータ
リングオリフィス４０下流側の流体圧を導くための流体
通路１９ａ，３４に、スプール３２の動きを安定させる
ためのダンパオリフィス３４ａを設けているが、この種
のポンプ１０では流体の通過流量が少ないことから、絞
り効果が少なく、スプール３２が発振し、またこれによ
り第１、第２の流体圧室３６，３７の流体圧も不安定と
なり、カムリング１７も発振し、これらを抑制すること
はできない。
【００４０】このため、この実施の形態では、制御バル
ブ３０（スプール３２）およびカムリング１７の発振現
象を抑制するために、ポンプ吐出側の流体通路４６，４
７，３５（１９ｂ）に、絞り５０，５１，５２を設ける
ことにより、制御バルブ３０のスプール３２やカムリン
グ１７を作動させるための左方室３２ａ、第１の流体圧
室３６への吐出側の流体圧の導入にあたって、その導入
をスムーズにしかも所定量の流れを適切に得られるよう
にして行ない、結果としてダンパ効果を発揮させるよう
にしている。
【００４１】ここで、上述した三個所の絞り５０，５
１，５２のうち、少なくともいずれか一個所または二個
所、あるいは三個所の全てに設ければよい。たとえば第
１の絞り５０と第２の絞り５１とは制御バルブ３０のス
プール３２の発振抑制とカムリング１７の発振抑制とを
同時に行なえるものであり、そのいずれか一方でも効果
は得られるが、両方に設けると絞り効果をより一層大き
くすることが可能である。また、第３の絞り５２は、そ
の配設位置から明らかなように、カムリング１７での発
振のみを抑制できるものである。そして、これら第１、
第２および第３の絞り５０，５１，５２を三個所共、設
けると、最大限の絞り効果を期待できるものである。
【００４２】このような第１、第２、第３の絞り５０，
５１，５２を設けて、この可変容量形ポンプ１０でのバ
ルブスプール３２、カムリング１７の発振を抑制する
と、その結果としてこのポンプ１０からのポンプ吐出側
流体圧での脈動を減少させることができ、車輌上での騒
音、舵取りハンドルの微振動の発生、さらにリリーフ弁
３作動時での発振等を抑制することが可能である。
【００４３】すなわち、このような構成によれば、図７
の（ａ）に示すように、脈動等の不具合のないポンプ回
転数に対しての吐出流量特性を得ることが可能である。
なお、図中ａはポンプ回転数が増大したときに、吐出流
量をピーク値よりも少なくし、高速走行時の操舵制御を
所要の状態で行なえるようにしたもので、このような制
御は可変メータリングオリフィス４０での開口量制御で
簡単に行なえる。勿論、図中ｂに示すような制御を行な
うことも自由である。
【００４４】ここで、上述した絞り５０，５１，５２に
おいて、第３の絞り５２のみを設けた場合には、これを
設けない場合に比べて発振現象によるポンプ吐出側流量
の変動が約１／１５になり、また第１、第３の絞り５
０，５２のみを設けた場合は約１／２０に、さらに第
１、第２、第３の絞り５０，５１，５２を設けた場合は
約１／２２になることが実験により確認されている。
【００４５】また、上述した実施の形態で説明した構造
によるポンプ１０によれば、ポンプ吐出側流体圧の過大
な上昇を防ぐリリーフ弁３９を、制御バルブ３０とは別
のポンプ吐出側流体通路４４に臨ませてボディ１１，１
２内に配置したリリーフ弁別体設置型を採用している
が、制御バルブ３０のスプール３２内にリリーフ弁を組
込んだリリーフ弁内蔵型のバルブであってもよい。
【００４６】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、図１（ａ），（ｂ）、図２
（ａ），（ｂ）および図３に示すように、前記ポンプ室
１８に開口するポンプ吸込側開口２６およびポンプ吐出
側開口２４のロータ回転方向の始端部または終端部（こ
の実施の形態では始端部）に略Ｖ字状に切欠き形成した
ノッチ７０の少なくとも一方（ポンプ吸込側開口２６の
ノッチ７０）の形状を、ポンプ室１８の径方向において
並設するとともにロータ１５の回転方向の長さが異なる
複数（この実施の形態では二本）のノッチ溝７１，７２
によって形成している。
【００４７】なお、図３中２４ａはポンプ吐出側開口２
６におけるロータ回転方向の始端部に形成したノッチで
ある。このノッチ２４ａは従来のポンプにおいて採用さ
れたものと同等のものとした場合を示したが、この部分
のノッチ２４ａも、前述したような複数のノッチ溝から
なるノッチで構成してもよい。
【００４８】このような構成によるノッチ７０によれ
ば、ポンプ回転数の大小によりカムリング１７の揺動変
位に伴ってロータ１５の回転方向での連通させる際のタ
イミングが異なるとともに、ロータ１５の回転方向にお
ける先端から開口２６側の基端にかけて徐々に断面積が
変化するような形状で形成することができる。なお、図
２（ａ），（ｂ）に上述したノッチ７０の各ノッチ溝７
１，７２とポンプ吸込側開口２６との関係を示してい
る。
【００４９】すなわち、図１（ａ）に示すように、ポン
プ１０のアイドリング回転時には、ノッチ７０における
内側のノッチ溝７１のみがポンプ室１８内に開口し、外
側のノッチ溝７２はカムリング１７で閉じられた状態に
ある。一方、図１（ｂ）に示すように、ポンプ１０の高
速回転時には、カムリング１７が図中右側に変位して外
側のノッチ溝７２もポンプ室１８に開口する。したがっ
て、上述した内側のノッチ溝７１の先端部のロータ回転
方向における開口位置を、ポンプ１０のアイドリング回
転時に合わせ、一方外側のノッチ溝７２の先端部のロー
タ回転方向における開口位置を、ポンプ１０の高速回転
時に合わせることにより、ロータ回転方向における連通
のためのタイミングをそれぞれの回転速度に伴うカムリ
ング１７の揺動変位に合わせて適切に設定することがで
きる。
【００５０】そして、このようなノッチ７０によれば、
前記ノッチ溝７１，７２の端部が、ポンプ室１８の径方
向にずれ、しかもロータ回転方向にもずれて位置してい
るから、可変容量形ポンプ１０のポンプ駆動時において
ポンプ回転数に伴いカムリングが揺動変位しても、ポン
プ回転数の大小に応じたタイミングをもってベーン間の
圧力室と連通することから、圧力変化が緩やかとなり、
ポンプ吐出側での脈動や騒音を減少させることができ
る。
【００５１】すなわち、上述したノッチ７０をポンプ吸
込側開口２６に設けることにより、エンジンのアイドリ
ング回転から高速回転に至るまで最適なタイミングに設
定することが可能で、ポンプ回転数の変化による油圧脈
動、ポンプ振動による騒音を低減することができるか
ら、全ての回転域において静かなポンプ１０を得ること
ができる。
【００５２】図８（ａ），（ｂ）および図９（ａ），
（ｂ）は本発明に係る可変容量形ポンプの第２の実施の
形態を示し、これらの図において図１（ａ），（ｂ）、
図２（ａ），（ｂ）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。この実施の形態で
は、上述した第１の実施の形態において、二本のノッチ
溝７１，７２から構成していたノッチ７０の形状を、図
８（ａ），（ｂ）および図９（ａ），（ｂ）に示すよう
にノッチ７０の溝幅を広げ、先端をロータ回転方向に傾
斜する面で形成した略台形形状を呈する一本のノッチ溝
で構成している。そして、このノッチ溝にポンプの回転
方向においてポンプ吸込側開口２６を、アイドリング回
転時と高速回転時とでそれぞれ異なる回転方向にずれた
位置に位置付けられるノッチ溝端部７３，７４を前記傾
斜する面の両側に設けている。
【００５３】このような構造によるノッチ７０によれ
ば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、ポンプ１０のア
イドリング回転時と高速回転時とでそれぞれ異なる最適
なタイミングで圧力室をポンプ吸込側開口２６に連通さ
せることができる。また、このようなノッチ７０では、
上述した第１の実施の形態でのノッチよりもその溝によ
る開口面積を変化させることができ、急激な圧力変動を
軽減し、ポンプの脈動や騒音をより一層低減することが
できる。さらに、このような構造のノッチ７０によれ
ば、カムリング１７の揺動変位量に伴う開口面積を、上
述した第１の実施の形態と比較してリニアに変化させる
ことができる。
【００５４】図１０（ａ），（ｂ）は本発明に係る可変
容量形ポンプの第３の実施の形態を示し、この実施の形
態では、上述した第１、第２の実施の形態と同様のノッ
チ８０を、ポンプ吐出側開口２４におけるロータ回転方
向の始端部に設けた場合である。このノッチ８０は、ポ
ンプの回転方向に長さの異なる複数（二本）のノッチ溝
８１，８２をポンプ室１８の径方向に並べて設けてい
る。
【００５５】この実施の形態においても、上述した第１
の実施の形態とほぼ同等の作用効果を奏することができ
ることは勿論である。勿論、この実施の形態において、
ポンプ吸込側開口２６側に上述した第１または第２の実
施の形態におけるノッチ７０を設けると、より効果を発
揮できる。しかし、これに限らず、ポンプ吸込側開口２
６に従来のポンプと同等のノッチを設けたものでもよ
い。
【００５６】図１１（ａ），（ｂ）は本発明に係る可変
容量形ポンプの第４の実施の形態を示し、この実施の形
態では、上述した第３の実施の形態と同様のノッチ８０
を、ポンプ吐出側開口２４におけるロータ１５の回転方
向の始端部に設けた場合である。このノッチ８０は、ロ
ータ１５の回転方向において少なくとも回転方向にずれ
ている複数（二カ所）の端部８３，８４をポンプ室１８
の径方向に有する形状で形成している。この実施の形態
での形状は、前述した第２の実施の形態とは多少異なる
が、これはポンプ室のポンプ吸込側から吐出側の領域に
設けられているからである。
【００５７】この実施の形態においても、上述した第２
の実施の形態とほぼ同等の作用効果を奏することができ
ることは勿論である。勿論、この実施の形態において、
ポンプ吸込側開口２６側に上述した第１または第２の実
施の形態におけるノッチ７０を設けると、より効果を発
揮できる。しかし、これに限らず、ポンプ吸込側開口２
６に従来のポンプと同等のノッチを設けたものでもよ
い。
【００５８】なお、本発明は上述した実施の形態での構
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る。
たとえば上述した実施の形態では、本発明を特徴づける
ノッチ７０，８０をポンプ吸込側、吐出側開口２６，２
４においてポンプの回転方向の始端部に設けた場合を示
したが、本発明はこれに限らず、各開口２６，２４にお
ける回転方向の終端部に設けてもよい。勿論、このよう
なノッチ７０または８０は、ポンプの各開口２６，２４
のいずれの端部に設けてもよい。
【００５９】また、上述した実施の形態では、ポンプ吐
出側圧力室２３から制御バルブ３０の一方室３２ａへの
流体通路４６，４７に第１、第２の絞り５０，５１を設
けているが、本発明はこれに限定されず、上述した流体
通路４６，４７に三個以上の絞りを設けたり、制御バル
ブ３０から第１の流体圧室３６への流体通路３５，１９
ｂにに二個以上の絞りを設ける等、合計して四個所以上
にわたる複数段の絞りを設けてもよい。
【００６０】また、上述した実施の形態では、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。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、上述した実施の形態での構造
に限定されないことは勿論、上述した実施の形態で説明
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。
【００６１】
【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、ポンプ吸込側開口またはポンプ吸
込側開口のロータ回転方向の終端部または始端部に略Ｖ
字状に切欠き形成したノッチとこれをポンプ回転数の変
化によるカムリングの揺動変位によって、ポンプ吸込側
または吐出側開口のベーン間の圧力室との間での連通す
るタイミングやロータの回転方向における断面積の変化
を適切に設定できるように構成したから、簡単な構成で
あるにもかかわらず、以下に述べる優れた効果を奏す
る。
【００６２】本発明によれば、略Ｖ字状を呈するノッチ
を構成する複数のノッチ溝の先端あるいは幅拡なノッチ
溝における複数の端部が、ポンプ室の径方向にずれると
ともに、ロータの回転方向にもずれて位置しているか
ら、可変容量形ポンプのポンプ駆動時においてポンプ回
転数に伴いカムリングが揺動変位しても、ポンプ回転数
の大小に応じた所定のタイミングをもってベーン間の圧
力室と連通することから、圧力変化が緩やかとなり、ポ
ンプ吐出側での脈動や騒音を減少させることができる。
また、このような構成によれば、上述した脈動の減少か
ら車輌上での騒音発生、舵取ハンドルの微振動発生等の
不具合を抑制することができる。
【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第１の実施
の形態を示し、（ａ）はアイドリング回転時のポンプ吸
込側開口のノッチとカムリングとの関係を説明するため
の要部拡大図、（ｂ）は高速回転時のポンプ吸込側開口
のノッチとカムリングとの関係を説明するための要部拡
大図である。
【図２】 図１におけるポンプ吸込側開口およびノッチ
を説明するための図であって、（ａ）はノッチを設けた
ポンプ吸込側開口を有するリヤボディの要部の端面図、
（ｂ）はそのII−II線断面図である。
【図３】 本発明を適用する可変容量形ポンプの要部構
造を示す概略横断面図である。
【図４】 図３におけるIV−IV線断面図である。
【図５】 図３におけるＶ−Ｖ線で断面した上側半分を
示す図である。
【図６】 図３の可変容量形ポンプを作動した状態を説
明するための概略図である。
【図７】 （ａ）は本発明に係る可変容量形ポンプにお
けるポンプ回転数と吐出流量との関係を示す特性図、
（ｂ）は従来例でのポンプ回転数と吐出流量との関係を
示す特性図である。
【図８】 本発明に係る可変容量形ポンプの第２の実施
の形態を示し、（ａ）はアイドリング回転時のポンプ吸
込側開口のノッチとカムリングとの関係を説明するため
の要部拡大図、（ｂ）は高速回転時のポンプ吸込側開口
のノッチとカムリングとの関係を説明するための要部拡
大図である。
【図９】 図８におけるポンプ吸込側開口およびノッチ
を説明するための図であって、（ａ）はノッチを設けた
ポンプ吸込側開口を有するリヤボディの要部の端面図、
（ｂ）はそのIX−IX線断面図である。
【図１０】 本発明に係る可変容量形ポンプの第３の実
施の形態を示し、（ａ）はアイドリング回転時のポンプ
吐出側開口のノッチとカムリングとの関係を説明するた
めの要部拡大図、（ｂ）は高速回転時のポンプ吐出側開
口のノッチとカムリングとの関係を説明するための要部
拡大図である。
【図１１】 本発明に係る可変容量形ポンプの第４の実
施の形態を示し、（ａ）はアイドリング回転時のポンプ
吐出側開口のノッチとカムリングとの関係を説明するた
めの要部拡大図、（ｂ）は高速回転時のポンプ吐出側開
口のノッチとカムリングとの関係を説明するための要部
拡大図である。
【図１２】 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（軸支部）、２３…ポンプ吐出側圧力室、２
４…ポンプ吐出側開口となる通路、２５…吸込ポート、
２５ａ，２５ｂ…ポンプ吸込側通路、２６…ポンプ吸込
側開口、２８…ポンプ吐出ポート、２８ａ，２８ｂ…ポ
ンプ吐出側通路、２９…可変メータリングオリフィスを
構成する孔部、３０…スプール式制御バルブ、３１…ば
ね、３２…スプール、３２ａ…一方室、３２ｂ…他方
室、３４…流体通路、３４ａ…ダンパオリフィス、３５
…流体通路、３６，３７…第１、第２の流体圧室、４０
…可変メータリングオリフィス、４４，４５…ポンプ吐
出側通路（メータリングオリフィス下流側）、４６，４
７…ポンプ吐出側通路（メータリングオリフィス上流
側）、５０，５１，５２…第１、第２、第３の絞り、７
０…ノッチ、７１，７２…ノッチ溝、７３，７４…ノッ
チ溝端部、８０…ノッチ、８１，８２…ノッチ溝、８
３，８４…ノッチ溝端部。

Claims (6)

    【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で回転自在
    なロータと、 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
    装され前記ポンプボディ内で移動変位可能に配置されて
    いるカムリングと、 前記カムリング外周部両側でポンプボディとの間に形成
    され前記ポンプ室から吐出される圧力流体の流量の大小
    に応じた流体圧を導入することにより前記カムリングを
    移動変位させる第１および第２の流体圧室と、 前記ロータおよびカムリングとともにポンプ室を形成す
    る側板部材にポンプ室のポンプ吸込側、ポンプ吐出側に
    臨むように開口するポンプ吸込側開口およびポンプ吐出
    側開口を備え、 前記ポンプ吸込側開口、ポンプ吐出側開口のロータ回転
    方向の始端部または終端部に略Ｖ字状に切欠き形成した
    ノッチを設け、 これらのノッチの少なくとも一つの形状を、前記ポンプ
    吸込側開口またはポンプ吐出側開口と前記ベーン間に形
    成される圧力室との間を連通させるタイミングが前記カ
    ムリングの揺動変位に伴って変化するように形成したこ
    とを特徴とする可変容量形ポンプ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の可変容量形ポンプにお
    いて、 前記ノッチを、ポンプ室の径方向に並設するとともにロ
    ータ回転方向の長さが異なる複数のノッチ溝によって形
    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に記載の可変容量形ポンプにお
    いて、 前記ノッチを、ロータ回転方向における位置が異なる複
    数の端部を有するとともに、ポンプ室の径方向に連通し
    ている幅広なノッチ溝で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１、請求項２または請求項３に記
    載の可変容量形ポンプにおいて、 前記ノッチを、前記ポンプ吸込側開口のロータ回転方向
    の始端部に形成したことを特徴とする可変容量形ポン
    プ。
  5. 【請求項５】 請求項１、請求項２または請求項３に記
    載の可変容量形ポンプにおいて、 前記ノッチを、前記ポンプ吐出側開口のロータ回転方向
    の始端部に形成したことを特徴とする可変容量形ポン
    プ。
  6. 【請求項６】 請求項１、請求項２、請求項３、請求項
    ４または請求項５に記載の可変容量形ポンプにおいて、 前記ノッチのロータ回転方向における先端からポンプ吸
    込側またはポンプ吐出側開口に連続する基端部にかけて
    徐々に断面積が変化するように形成したことを特徴とす
    る可変容量形ポンプ。
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