WO2002052155A1 - Pompe volumetrique a palettes - Google Patents

Description

明 細 書 可変容量形ポンプ 発 明 の 技 術 分 野

本発明は、 車両用動力舵取装置などに使用するのに適した可変容量形ポンプ、 特にボンプの負荷圧に応じてボンプ吐出流量特性を制御するようにした可変容量 形ポンプに関する。 従 来 の 技 術

このようなポンプの負荷圧に応じてポンプ吐出流量特性を制御するようにした 可変容量形ポンプとしては、 特公平 2— 6 1 6 3 8号公報に開示された技術があ る。 これは、 ベーンポンプのロー夕中心に対する偏心量が可変となるようにボデ —に支持したカムリングをスプリングにより偏心方向に付勢するとともに、 吐出 通路に設けたォリフィス前後の差圧により作動するピストンのロヅドをスプリン グに抗してカムリングを移動させる向きに当接させ、 また、 吐出通路に設けたォ リフィス前側の内圧に応動する切換弁により高圧 （内圧） または低圧が選択的に 導入される油圧ピストンにより、 カムリングを直接付勢している前記スプリング の初期荷重を変化させている。 この技術によれば、 ポンプ回転速度が増大してポ ンプ吐出流量がある限度値に達すればポンプ回転速度がそれより増大してもボン プ吐出流量はそれ以上増大しないようにポンプの回転数に応じたボンプ吐出流量 特性の制御を行い、 また、 このポンプ吐出流量の限度値が負荷圧の増大に応じて 増大するように負荷圧に応じたポンプ吐出流量特性の制御を行うことができる。 動力舵取装置に使用する場合は、 負荷圧の増減に応じてこの吐出流量の限度値が 増減するようにポンプ吐出流量特性を制御すれば、 直進走行などの動力舵取装置 が作動しておらず従ってポンプからの吐出流量が不要な状態におけるボンプ吐出 流量の最大値が減少するので、 動力舵取装置の作動に影響を与えることなく省ェ ネルギ効果を得ることができる。 しかしながら、 上述したような特公平 2— 6 1 6 3 8号公報の技術では、 負荷 圧が所定値を越えると、 先ずバルブのスプールがスプリングの付勢力に抗して摺 動されて油路が切替えられ、 これにより油圧ピストンを収納したシリンダに圧油 が導入されて油圧ピストンが摺動され、 その結果カムリングに作用するスプリン グの初期荷重を変化させるようにしている。 従って、 スプリング力の変化がカムリングに直接及ぼされ、 カムリングの作動 が不安定になる問題があり、 しかも、 負荷圧の上昇に対してポンプ吐出流量を増 加させる応答性を高くできない問題があった。 発 明 の 概 要

本発明は、 差圧制御バルブに作用するスプリングによる押付力を負荷圧の上昇 に応じて増大させるようにしてこのような問題を解決することを目的とする。 本発明によれば、 上記の目的は、 ハウジング内に径方向移動可能に設けられた カムリングと、 このカムリング内でハウジングに回転可能に支持され同カムリン グの内面と摺動可能に当接する複数のベ一ンを放射方向に移動可能に保持する口 —夕と、 ハウジングまたはこれに固定された部材に形成された吸入ポートおよび 吐出ポートと、 吐出ポートを吐出口に連通する吐出通路の途中に設けたォリフィ スを有し、 カムリングの外周に同カムリングの移動方向において互いに対向する 第 1作用室と第 2作用室を形成し、 カムリングをロー夕に対する偏心量が最大と なる第 1作用室側に弹性的に付勢してなる可変容量形ポンプにおいて、 ハウジン グに形成した弁孔内に第 1および第 2作用室に作用する各圧力を制御する差圧制 御バルブを軸線方向移動可能に嵌合し、 同差圧制御バルブに作用するスプリング による押付力を負荷圧の上昇に応じて増大させるように構成した可変容量形ボン プを提供することにより達成される。 上記の可変容量形ポンプにおいては、 差圧制御バルブに作用するスプリングに よる押付力が負荷圧の上昇に応じて増大するので、 差圧制御バルブの作動状態も 負荷圧の上昇に応じて変化し、 これによりカムリングの偏心量が減少し始めると きのポンプ回転速度も変化するので吐出流量がそれ以上増大しなくなるときの吐 出流量の限度値も変化する。 本発明の一実施形態においては、 ハウジング内に径方向移動可能に設けられた カムリングと、 このカムリング内でハウジングに回転可能に支持され同カムリン グの内面と摺動可能に当接する複数のベーンを放射方向に移動可能に保持する口 —夕と、 ハウジングまたはこれに固定された部材に形成された吸入ポートおよび 吐出ポ一トと、 吐出ポートを吐出口に連通する吐出通路の途中に設けたォリフィ スを有し、 カムリングの外周に同カムリングの移動方向において互いに対向する 第 1作用室と第 2作用室を形成し、 カムリングをロー夕に対する偏心量が最大と なる第 1作用室側に弾性的に付勢してなる可変容量形ポンプにおいて、 ハウジン グに形成した弁孔内に差圧制御バルブを軸線方向移動可能に嵌合して同差圧制御 バルブの両端とハウジングの間にそれそれ内圧作用室と負荷圧作用室を形成し、 吐出通路のォリフィスより前側の圧力である内圧と後側の圧力である負荷圧を内 圧作用室と負荷圧作用室にそれそれ導入し、 内圧作用室と負荷圧作用室内の各圧 力により差圧制御バルブに与えられる力に杭して同差圧制御バルブを内圧作用室 側に向けて付勢するスプリングによる押付力を負荷圧の上昇に応じて増大させ、 差圧制御バルブは内圧作用室側に押し付けられているときは第 1作用室に低い圧 力を導入するとともに負荷圧作用室側に移動すれば同第 1作用室に内圧を導入し、 第 2作用室には負荷圧を導入するよう構成した可変容量形ポンプが提供される。 上記の可変容量形ポンプにおいては、 スプリングによる押付力により内圧作用 室側に付勢されている差圧制御バルブの両端の各作用室に吐出通路に設けたオリ フィス前後の内圧と負荷圧を作用させるようにしているので、 ポンプ回転速度が 低くこの内圧と負荷圧の差圧が小さいときはカムリングの偏心量は最大となって ポンプ吐出流量はポンプ回転速度に比例して速やかに増大する。 ボンプ回転速度 が増大しこの差圧が増大して差圧制御バルブが押付力に杭して移動されるように なれば、 カムリング両側の各作用室にこの差圧が導入されてカムリングの偏心量 を減少させるので、 ポンプ回転速度が増大しても吐出流量は増大しないようにな る。 また差圧制御バルブを付勢するスプリングによる押付力はオリフィス後側の 負荷圧の増減に応じて増減するので、 差圧制御バルブがこの押付力に杭して移動 されるようになるときの差圧も増減し、 従ってカムリング両側の各作用室にこの 差圧が導入されてカムリングの偏心量が減少し始めるときのポンプ回転速度も増 減するので吐出流量がそれ以上増大しなくなるときの吐出流量の限度値も増減す る。 また、 本発明の他の実施形態においては、 上記構成の可変容量形ポンプにおい て差圧制御バルブを内圧作用室側に向けて付勢するバルブ押付用スプリングと、 ハウジングに摺動自在に嵌合支持され内圧作用室内に突出する先端部が差圧制御 バルブの一端に軸線方向から当接可能な負荷圧感応ピストンと、 この負荷圧感応 ビストンを差圧制御バルブに向けて付勢するビストン押付用スプリングをさらに 備えたものとし、 差圧制御バルブを内圧作用室側に向けて付勢する押付力が、 バ ルブ押付用スプリングが差圧制御バルブを内圧作用室側に向けて付勢する力と、 ビストン押付用スプリングが負荷圧感応ビストンを介して差圧制御バルブを負荷 圧作用室側に向けて付勢する力の差によって規定される。 図 面 の 簡 単 な 説 明

図 1は本発明による可変容量形ポンプの第 1の実施形態の全体構造を示す横断面 図である。

図 2は図 1の 2— 2断面図である。

図 3は本発明による可変容量形ポンプのポンプ吐出流量特性を示す図である。

図 4は図 1に示す第 1の実施形態の作動状態を説明する部分断面図である。

図 5は本発明による可変容量形ポンプの第 2の実施形態の全体構造を示す横断面 図である。

図 6は図 5の 6— 6断面図である。

図 7は図 5に示す第 2の実施形態の作動状態を説明する部分断面図である。

図 8は本発明による可変容量形ポンプの第 3の実施形態の要部および作動状態を 示す部分断面図である。 実 施 の 形 態

先ず図 1〜図 4に示す第 1の実施の形態の説明をする。 この実施の形態の可変 容量形ポンプは動力舵取装置の作動流体供給源として使用するものであり、 ェン' ドカバ一 1 1により液密に覆われたハウジング 1 0と、 ハウジング 1 0内に設け られてポンプ軸 2 6により回転駆動される口一夕 2 2および径方向に移動可能な カムリング 2 1を有するぺ一ンポンプ部 2 0と、 カムリング 2 1の移動を制御す る差圧制御バルブ 3 1と、 ベーンポンプ部 2 0の吐出通路 5 3 a , 5 3 b , 5 3 cの途中に設けられた可変ォリフィス 5 4を主な構成部材としている。 図 1および図 2に示すように、 ハウジング 1 0とこれにねじ止め固定されたェ ンドカバ一 1 1には、 ポンプ軸 2 6の中間部および後端部がそれそれ軸受を介し て回転自在に支持されている。 ポンプ軸 2 6と同軸的にハウジング 1 0に形成さ れた円筒状の内面 1 0 aには、 奥側に円盤状のサイドプレート 1 2が、 また手前 側に筒状のアダプタ 1 3が、 何れも回転しないように嵌合支持され、 これらェン ドカバ一 1 1とサイ ドブレ一ト 1 2とアダプタ 1 3の間には次に述べるベーンポ ンプ部 2 0が設けられている。 ハウジング 1 0から突出するポンプ軸 2 6の先端 には、 エンジンからの動力が伝達される Vプーリ 2 9が固定されている。 ベ一ンポンプ部 2 0は、 アダプタ 1 3内に設けられたカムリング 2 1と、 ボン プ軸 2 6の中間部に同軸的にスプライン結合されたロータ 2 2と、 口一夕 2 2に 形成された複数の半径方向スリツトに摺動自在に保持されてカムリング 2 1の円 筒状の内面に常に当接されているべーン 2 3よりなり、 これら各部材 2 1〜2 3 の側面はエンドカバ一 1 1およびサイドプレート 1 2の端面に摺動可能に当接さ れている。 ぺ一ンポンプ部 2 0の吸入ポート 2 4はエンドカバー 1 1の端面に形 成され、 吸入通路 1 4および吸入口 1 5を介してリザーパ 6 1からの作動流体が 供給されている。 また吐出ポート 2 5はサイドプレート 1 2の端面に形成され、 裏側に位置する圧力室 1 6から、 後述する可変オリフィス 5 4を途中に設けた吐 出通路 5 3 a， 5 3 b , 5 3 cおよび導通孔 3 4 aを通って吐出口 5 5に導かれ ている。 ポンプ軸 2 6と平行に設けられて両端がェンドカバ一 1 1およびサイ ドブレー ト 1 2に支持されたピン 1 7は、 中間部の外周の一部がアダプタ 1 3の内面と係 合されている。 カムリング 2 1は、 外周面の一部に形成した凹部 2 l aがピン 1 7に係合されてピン 1 7を中心として揺動することによりカムリング 2 1の径方 向に移動可能であり、 カムリング 2 1の外周面の凹部 2 l aと反対側となる部分 は、 アダプタ 1 3の内面に形成した溝内に設けられてゴムによりバックアップさ れたテフロンのシール部材 5 0により摺動自在にシールされている。 アダプタ 1 3とカムリング 2 1の間には、 このビン 1 7とシール部材 5 0により、 カムリン グ 2 1の移動方向において互いに対向する第 1作用室 5 1 aと第 2作用室 5 l b が形成されている。 カムリング 2 1の移動方向で第 2作用室 5 l b側となるハウ ジング 1 0には、 ポンプ軸 2 6方向に向かうプラグ 1 8がねじ込み固定され、 こ のプラグ 1 8の円筒部 1 8 aには、 軸線方向摺動自在にカム押付ピストン 2 7が 嵌合されてカム押付用スプリング 2 8によりポンプ軸 2 6方向に付勢されている c このカム押付ピストン 2 7の先端の突起部 2 7 aはアダプタ 1 3を液密に通り抜 けてカムリング 2 1の外周面に当接し、 カムリング 2 1を口一夕 2 2に対する偏 心量が最大となる第 1作用室 5 1 a側に弾性的に付勢している。 可変オリフィス 5 4は、 プラグ 1 8の円筒部 1 8 aに形成した連通孔 1 8 bと カム押付ピストン 2 7の後縁により形成され、 カムリング 2 1が第 2作用室 5 1 b側に移動してカム押付ビストン 2 7がカム押付用スプリング 2 8に抗して後退 するにつれて連通孔 1 8 bがカム押付ビストン 2 7の後縁により次第に塞がれて 開口面積が減少するようになっている。 ベ一ンポンプ部 2 0からの作動流体は吐 出通路 5 3 a , 5 3 bから可変オリフィス 5 4を通り、 さらにカム押付ピストン 2 7に設けた穴 2 7 b、 吐出通路 5 3 cおよび導通孔 3 4 aを通って吐出口 5 5 から吐出される。 この可変容量形ポンプが作動して作動流体が流れている状態で は、 可変オリフィス 5 4の前後で圧力が降下して差圧が生じ、 可変オリフィス 5 4の後側の吐出通路 5 3 c、 導通孔 3 4 aおよび吐出口 5 5内の圧力は作動流体 供給先の機器の作動状態により与えられる負荷圧であり、 可変ォリフィス 5 4の 前側の吐出通路 5 3 a , 5 3 bおよび圧力室 1 6内の圧力はポンプの内圧である。 この内圧は可変オリフィス 5 4による差圧の分だけ負荷圧より大であり、 従って 負荷圧が変動すれば内圧もそれと同じように変動する。 通常の作動状態では、 こ の差圧は内圧または負荷圧に比してかなり小さい値である。 主として図 1に示すように、 ポンプ軸 2 6と立体的に直交するようにハウジン グ 1 0に形成した弁孔 3 0には、 スプール状の差圧制御バルブ 3 1が図において 左側となる一方向から挿入されて軸線方向移動可能に嵌合され、 弁孔 3 0の揷入 側にはユニオン 3 4がねじ込み固定され、 差圧制御バルブ 3 1の両端とハウジン グ 1 0の間にそれそれ作用室 5 2 a , 5 2 bが形成されている。 ユニオン 3 4に は吐出口 5 5およびこれを吐出通路 5 3 a， 5 3 b , 5 3 cに導く導通孔 3 4 a が形成されている。 ユニオン 3 4と反対側となる作用室 5 2 aは内圧作用室であ り、 ポンプ内圧導入路 5 6を介して圧力室 1 6内の内圧が常に導入されている。 ユニオン 3 4側となる作用室 5 2 bは負荷圧作用室であり、 吐出口 5 5内の負荷 圧が絞り連通孔 5 9を介して常に導入されている。 差圧制御バルブ 3 1は、 ュニ オン 3 4との間に介装したバルブ押付用スプリング 3 3により、 内圧作用室 5 2 a側に向けて付勢されている。 内圧作用室 5 2 a側となるハウジング 1 0の一部に形成した導入路 5 7 aは、 差圧制御バルブ 3 1の移動により、 第 1作用室 5 1 aをリザ一バ 6 1と内圧作用 室 5 2 aに選択的に連通するものである。 この導入路 5 7 aは、 差圧制御バルブ 3 1がバルブ押付用スプリング 3 3により内圧作用室 5 2 a側の末端位置まで押 し付けられた不作動状態では内圧作用室 5 2 aと連通されないが、 差圧制御バル ブ 3 1がバルブ押付用スプリング 3 3に杭して負荷圧作用室 5 2 b側に移動し始 めればすぐに内圧作用室 5 2 aと連通される位置において弁孔 3.0に開口され、 この導入路 5 7 aはアダプタ 1 3に形成したダンピングオリフィス 5 8 aを介し てカムリング 2 1の外周一側の第 1作用室 5 l aに連通されている。 また差圧制 御バルブ 3 1に形成された連通路 3 2は、 導入路 5 7 aが内圧作用室 5 2 aと連 通されていない状態では導入路 5 7 aと連通されるが、 差圧制御バルブ 3 1が負 荷圧作用室 5 2 b側に移動し始めて導入路 5 7 aが内圧作用室 5 2 aと連通され るようになればすぐに導入路 5 7 aと連通されなくなるものである。 この連通路 3 2は連通管路 6 0を介して常にリザ一バ 6 1に連通されている。 負荷圧作用室 5 2 b側となるハウジング 1 0の一部に形成した負荷圧導入路 5 7 bは、常に負荷圧作用室 5 2 b内に開口する位置において弁孔 3 0に開口され、 この負荷圧導入路 5 7 bはアダプタ 1 3に形成したダンビングオリフィス 5 8 b を介してカムリング 2 1の外周他側の第 2作用室 5 l bに連通されている。 また 差圧制御バルブ 3 1内には、 負荷圧が過度に増大した場合に負荷圧作用室 5 2 b 内の圧力をリザ一バ 6 1にレリーフし、 差圧制御バルブ 3 1を負荷圧作用室 5 2 b側に移動させてポンプ吐出流量を最小にするパイロヅ トレリ一フ弁 6 5が設け られている。 内圧作用室 5 2 a側となるハウジング 1 0の一部には、 差圧制御バルブ 3 1よ 'り小径の負荷圧感応ピストン 4 0が弁孔 3 0と同軸的に摺動自在に嵌合支持され、 内圧作用室 5 2 a内に出没可能な負荷圧感応ピストン 4 0の先端は、 差圧制御バ ルブ 3 1の一端に軸線方向から当接可能である。 ハウジング 1 0を貫通した負荷 圧感応ピストン 4 0の他端に固着したばね受け部材 4 0 aとハウジング 1 0にね じ込み固着したプラグ 1 9の間にはビストン押付用スプリング 4 1が介装され、 内圧作用室 5 2 a内の圧力が所定値より低い状態ではビストン押付用スプリング 4 1により付勢された負荷圧感応ビストン 4 0は差圧制御バルブ 3 1の一端に当 接してこれを負荷圧作用室 5 2 b側に向けて付勢する。 ピストン押付用スプリン グ 4 1の押付力は、 バルブ押付用スプリング 3 3の押付力より小さく設定されて いる。 両端の各作用室 5 2 a , 5 2 bに作用する内圧と負荷圧の差圧により差圧制御 バルブ 3 1に与えられる左向きの力に杭して差圧制御バルブ 3 1を内圧作用室 5 2 a側に向けて付勢するスプリングによる押付力は、 バルブ押付用スプリング 3 3により与えられる力と負荷圧感応ピストン 4 0を介してピストン押付用スプリ ング 4 1により与えられる力の差である。 バルブ押付用スプリング 3 3により与 えられる力は内圧および負荷圧の影響を受けることはない。 負荷圧感応ピストン 4 0を介してビストン押付用スプリング 4 1により与えられる力は、 内圧が 0の 場合はビストン押付用スプリング 4 1により与えられる力である。 しかし負荷圧 感応ピストン 4 0は内圧作用室 5 2 a内の内圧によりピストン押付用スプリング 4 1に抗する力を生じ、 内圧が所定圧以上になれば負荷圧感応ピストン 4 0の先 端が差圧制御バルブ 3 1から離れる （図 4 (b)参照） ので、 負荷圧感応ピストン 4 0を介してピストン押付用スプリング 4 1により与えられる力は 0になる。 従 つて、 各作用室 5 2 a , 5 2 bに作用する内圧と負荷圧の差圧により差圧制御バ ルブ 3 1に与えられる左向きの力に杭して差圧制御バルブ 3 1を内圧作用室 5 2 a側に向けて付勢するスプリングによる押付力は、負荷圧の増大により増大する。 なお負荷圧が 0である不作動状態では、 図 1に示すように、 差圧制御バルブ 3 1 は内圧作用室 5 2 a側の末端位置に押し付けられている。

Vプーリ 2 9に掛けた駆動ペルトを介して車両のエンジンの回転がポンプ軸 2 6に伝達されてべ一ンポンプ 2 0の口一夕 2 2が回転されれば、 リザーバ 6 1内 の作動流体は吸入口 1 5および吸入通路 1 4から吸入ポート 2 4を介してべ一ン ポンプ部 2 0の各べ一ン 2 3の間に吸入され、 吐出ポート 2 5から圧力室 1 6内 に吐出され、 可変オリフィス 5 4を設けた吐出通路 5 3 a , 5 3 b , 5 3 cと導 通孔 3 4 aを通って吐出口 5 5から動力舵取装置などの機器に供給される。 ポンプ回転速度が小さいときは吐出通路 5 3 a , 5 3 b , 5 3 cを通る流量が 少なく、 従って可変オリフィス 5 4前後の差圧が小さいので、 差圧制御バルブ 3 1は、 図 1に示すように、 バルブ押付用スプリング 3 3により内圧作用室 5 2 a 側末端位置に押し付けられており、 第 1作用室 5 1 &は導入路5 7 &、 連通路 3 2を介してリザ一バ 6 1側に連通されて圧力が 0であるので、 カムリング 2 1は カム押付用スプリング 2 8により吐出流量が最大となる第 1作用室 5 1 a側に確 実に押し付けられており、 離れることはない。 この状態では、 吐出通路 5 3 a , 5 3 b， 5 3 cおよび導通孔 3 4 aを介して吐出口 5 5から吐出される作動流体 の吐出流量は、 図 3の特性 Aに示すように、 ポンプ回転速度の増大にともない急 激に増大する。 ポンプ回転速度の増大により吐出流量が増大して可変ォリフィス 5 4前後の差 圧が増大すれば、 内圧作用室 5 2 a内の内圧と負荷圧作用室 5 2 b内の負荷圧の 差圧により差圧制御バルブ 3 1を負荷圧作用室 5 2 b側に移動させようとする力 も増大する。負荷圧が低い状態（ハンドルが操作されていない状態）においては、 負荷圧感応ピストン 4 0がピストン押付用スプリング 4 1の付勢力により差圧制 御バルブ 3 1に当接されている。 この結果、 差圧制御バルブ 3 1には、 バルブ押 付用スプリング 3 3とビストン押付用スプリング 4 1のばね荷重の差による比較 的小さな力が内圧作用室 5 2 a側に作用している。 従って、 比較的小さいポンプ吐出流量によって発生する可変オリフィス 5 4前 後の差圧によって差圧制御バルブ 3 1が作動し始め、 第 1作用室 5 1 aは、 図 4 (a) に示すように、 リザ一バ 6 1側から内圧作用室 5 2 a側に連通されるように なる。 これにより、 それまでは吐出流量が最大となる第 1作用室 5 1 a側に当接 されていたカムリング 2 1は、 ポンプ回転速度の上昇に応じて可変オリフィス 5 4前後の差圧を一定に維持すベく偏心量が減少されるようになり、 吐出流量特性 は、 図 3の特性 Bに示すように、 低流量に保持され、 省エネルギを達成する。 なおカムリング 2 1の偏心量の減少にともない、 可変オリフィス 5 4の絞り面 積が縮小されるため、 ポンプ回転速度の増大に応じてポンプ吐出流量が減少され る o しかる状態において、 ハンドル操作によって負荷圧が上昇すると、 内圧作用室

5 2 a内の圧力によって負荷圧感応ピストン 4 0がピストン押付用スプリング 4 1の付勢力に杭して押圧され、 図 4 (b) に示すように、 差圧制御バルブ 3 1から 離間されるため、 差圧制御バルブ 3 1には、 バルブ押付用スプリング 3 3による 比較的大きなばね荷重が内圧作用室 5 2 a側に作用するようになり、 可変オリフ イス 5 4前後の差圧が大きくならないと、 すなわち、 ポンプ吐出流量が増大しな いと、 第 1作用室 5 1 aがリザ一バ 6 1側より内圧作用室 5 2 a側に切り替えら れない。 従って、 吐出流量は、 図 3の特性 Cに示すように、 ハンドル操作をァシ ストするに必要な流量まで増大される。 ここにおいて、 負荷圧の増減による差圧制御バルブ 3 1に作用するスプリング 力の変化がカムリング 2 1に直接及ぼされることがないので、 カムリング 2 1の 作動の安定性は高いものとなる。 また負荷圧の増減に対する吐出流量特性の増減 は、 負荷圧の上昇に応じてスプリングによる押付力が増大して作動状態が変化す る差圧制御バルブ 3 1により第 1および第 2作用室 5 1 a , 5 l bに作用する各 圧力を直接制御することによりカムリング 2 1の偏心量を変化させて行っている ので、 負荷圧の増減に対する吐出流量特性の増減の応答性も向上する。

またこの第 1の実施の形態では、 差圧制御バルブ 3 1に作用するスプリング力 を負荷圧に応じて変化させる構成を、 差圧制御バルブ 3 1に対する負荷圧感応ピ ストン 4 0の当接、 離間によって行うようにしたので、 負荷圧に応じたスプリン グ力の変化を、 差圧制御バルブ 3 1を殆どストロークさせることなく行えるよう になるので、 負荷圧の増減による吐出流量特性 B、 Cの切替えの応答性を向上す ることができる。 次に図 5〜図 7により、 第 2の実施の形態の説明をする。 この第 2の実施の形 態の可変容量形ポンプは、 各作用室 5 2 a， 5 2 bに作用する内圧と負荷圧の差 圧により差圧制御バルブ 3 1に与えられる右向きの力に杭して差圧制御バルブ 3 1を内圧作用室 5 2 a側に向けて付勢するスプリングによる押付力を発生させる ための構造が、 バルブ押付用スプリング 3 3 Aとその初期荷重を変化させる負荷 圧感応スプール 4 5よりなつている点において第 1の実施の形態と相違しており、 その他の構成は実質的に同じであるので、 この相違点を中心として説明する。 主として図 5に示すように、 右側が開口側となるようにハウジング 1 0に形成 された弁孔 3 0には、 奥側に差圧制御バルブ 3 1が、 開口側に負荷圧感応スプー ル 4 5がそれそれ軸線方向移動自在に嵌合支持され、 弁孔 3 0の開口端はプラグ 1 9 Aをねじ込んで液密に閉じられ、 差圧制御バルブ 3 1と負荷圧感応スプール 4 5の間.にはバルブ押付用スプリング 3 3 Aが介装されている。 差圧制御バルブ 3 1の両端とハウジング 1 0の間にそれそれ形成される各作用室 5 2 a , 5 2 b は、 プラグ 1 9 A側となる作用室 5 2 bが連通孔 5 9 Aを介して吐出口 5 5から 負荷圧が導入される負荷圧作用室であり、 反対側の作用室 5 2 aがポンプ内圧導 入路 5 6を介して圧力室 1 6から内圧が導入される内圧作用室である。 負荷圧感応スプール 4 5とバルブ押付用スプリング 3 3 Aは負荷圧作用室 5 2 b内に位置しており、 負荷圧感応スプール 4 5にはその両端面を連通する中心孔 が形成されている。 弁孔 3 0の負荷圧作用室 5 2 bとなる部分は、 差圧制御バル プ 3 1側が小径で、 プラグ 1 9 A側となる反対側が大径となる段付き孔に形成さ れ、 負荷圧感応スプール 4 5はこの小径と大径の両部分に摺動可能に嵌合されて いる。 弁孔 3 0と負荷圧感応スプール 4 5の間で段付き部となる位置に形成され る環状の空間は連通管路 6 0を介して常にリザ一バ 6 1に連通されている。 第 1の実施の形態と同様、 差圧制御バルブ 3 1には連通管路 6 0を介して常に リザーバ 6 1に連通される連通路 3 2 Aが設けられ、 これにより第 1作用室 5 1 aに連通される導入路 5 7 aは、 差圧制御バルブ 3 1の移動によりリザ一バ 6 1 と内圧作用室 5 2 aに選択的に連通される。 第 2作用室 5 l bに連通される負荷 圧導入路 5 7 bは常に負荷圧作用室 5 2 bに連通され、 また差圧制御バルブ 3 1 にはパイロットレリ一フ弁 6 5が設けられている。 なおカム押付ビストン 2 7は ハウジング 1 0に形成した円筒孔 1 O bに直接摺動自在に嵌合支持されてプラグ 1 8 Aとの間に介装したカム押付用スプリング 2 8によりカムリング 2 1を第 1 作用室 5 1 aに向けて付勢し、 可変オリフィス 5 4はカム押付ビストン 2 7の璟 状溝 2 7 cと吐出通路 5 3 bにより形成され、 また吐出口 5 5はハウジング 1 0 に直接形成されている。 弁孔 3 0と嵌合される段付きの負荷圧感応スプール 4 5は、 バルブ押付用スプ リング 3 3 A側の断面積よりもプラグ 1 9 A側の断面積の方が犬であるので、 負 荷圧作用室 5 2 b内の負荷圧が 0または低い状態では、 図 5および図 7 (a) に示 すようにプラグ 1 9. Aに当接されているが、 負荷圧が所定値より増大すれば図 7 (b) に示すように差圧制御バルブ 3 1側に移動し、 バルブ押付用スプリング 3 3 Aを圧縮してその初期荷重を増大させる。 これにより、 両端の各作用室 5 2 a , 5 2 bに作用する内圧と負荷圧の差圧により差圧制御バルブ 3 1に与えられる右 向きの力に杭して差圧制御バルブ 3 1を内圧作用室 5 2 a側に向けて付勢するバ ルプ押付用スプリング 3 3 Aによる押付力は、 負荷圧の増大により増大する。 この第 2の実施の形態でも、 ポンプ回転速度が低い状態では可変ォリフィス 5 4前後の差圧が小さいので、 差圧制御バルブ 3 1は、 図 5に示すように、 バルブ 押付用スプリング 3 3 Aにより内圧作用室 5 2 a側末端位置に押し付けられてお り、 第 1作用室 5 1 aにはリザーバ 6 1からの低圧が導入されて、 カムリング 2 1はカム押付用スプリング 2 8により吐出流量が最大となる第 1作用室 5 1 a側 に押し付けられている。 従って、 図 3の特性 Aに示すように、 ポンプ吐出流量は ポンプ回転速度の増大にともない急激に増大する。 ポンプ回転速度の増大により吐出流量が増大して可変オリフィス 5 4前後の内 圧と負荷圧の差圧が増大すれば、 差圧制御バルブ 3 1を負荷圧作用室 5 2 b側に 移動させようとする力も増大し、 バルブ押付用スプリング 3 3 Aにより与えられ る押付力を越えれば差圧制御バルブ 3 1は負荷圧作用室 5 2 b側に向かって移動 し始める。 そして導入路 5 7 aが連通路 3 2 Aから遮断されて第 1作用室 5 1 a に連通されるようになれば、 第 1作用室 5 1 aには可変ォリフィス 5 4より前側 の内圧が導入されるので、第 1の実施の形態と同様、そのときの負荷圧に応じて、 図 3の特性 B , Cに示すように、 ポンプ回転速度が増大しても吐出流量はある限 度値以上には增大しないようになる。 これにより、 ポンプの回転数に応じたボン プ吐出流量特性の制御は行われる。 なお、 この第 2の実施の形態でも、 カムリン グ 2 1の移動に応じて、 可変オリフィス 5 4の開口面積は減少するので、 ポンプ 回転速度が増大するにつれてポンプ吐出流量が減少するという、 動力舵取装置に 適した特性の可変容量形ポンプが得られる。 また負荷圧の増大により内圧が増大すれば、 前述のように、 差圧制御バルブ 3 1を内圧作用室 5 2 a側に向けて付勢するバルブ押付用スプリング 3 3 Aの押付 力も増大する。 従って第 1の実施の形態と同様、 図 3の特性 Aに示ように可変容 量形ポンプが作動している状態において、内圧作用室 5 2 a内の内圧が低ければ、 ポンプ吐出流量が比較的少ないうちに差圧制御バルブ 3 1は負荷圧作用室 5 2 b 側に移動し始め、 導入路 5 7 aが内圧作用室 5 2 aに連通されてカムリング 2 1 の偏心量が減少し始めるので、 図 3の特性 Bに示ようにポンプ吐出流量がそれ以 上とならない限度値は低くなる。 これに対し内圧作用室 5 2 a内の内圧が高くな れば、 ポンプ吐出流量が多くなつてから差圧制御バルブ 3 1は負荷圧作用室 5 2 b側に移動し始め、 導入路 5 7 aが内圧作用室 5 2 aに連通されてカムリング 2 1の偏心量が減少し始めるようになるので、 ポンプ吐出流量がそれ以上とならな い限度値は高くなる。 内圧が上昇するにつれてこの限度値は上昇して、 負荷圧感 応スプール 4 5がそのストロ一クェンドに達すれば特性 Cに示すように吐出流量 の限度値は最大となり、 それ以上ポンプ吐出流量の限度値が大きくなることはな くなる。 これにより、 負荷圧に応じたポンプ吐出流量特性の制御は行われる。 この第 2の実施の形態でも、負荷圧に応じたカムリング 2 1の偏心量の調整を、 カムリング 2 1を直接付勢しているカム押付用スプリング 2 8の初期荷重を負荷 圧に応じて制御するのではなく、 カムリング 2 1両側の各作用室 5 1 a， 5 1 b に作用する圧力の差圧を負荷圧に応じて制御することにより行っているので、 急 激な負荷圧の変化に対して応答遅れが生じないように差圧制御バルブ 3 1を付勢 するバルブ押付用スプリング 3 3 Aのばね定数を大きくし、 これにより可変オリ フィス 5 4で生じる差圧の変動が大きくなつても、 ダンピングオリフィス 5 8 a を適当に設定して作動流体により与えられる減衰作用を高めることによりカムリ ングの発振現象を抑制することができる。 従って、 応答遅れがなくまたポンプ吐 出流量が不安定になるおそれもない可変容量形ポンプを得ることができる。 なおこの第 2の実施の形態では、 負荷圧感応スプール 4 5に中心孔を設けて負 荷圧感応スプール 4 5両側に導入される負荷圧が同一となるようにしたが、 ハウ ジング 1 0内に連通路を形成して負荷圧感応スプール 4 5両側の負荷圧が同一と なるようにしてもよい。 次に図 8により、 第 3の実施の形態の説明をする。 この第 3の実施の形態の可 変容量形ポンプは、 各作用室 5 2 a， 5 2 bに作用する内圧と負荷圧の差圧によ り差圧制御バルブ 3 5に与えられる右向きの力に杭して差圧制御バルブ 3 5を内 圧作用室 5 2 a側に向けて付勢するスプリングによる押付力を発生させるための 構造が、 バルブ押付用スプリング 3 3 Bとその初期荷重を変化させる差圧制御パ ルブ 3 5の負荷圧感応部 3 7よりなつている点が第 2の実施の形態と相違してお り、 その他の構成は同一であるので、 主としてこの相違点につき説明する。 図 8に示すように、 左側が開口側となるようにハウジング 1 0に形成された弁 孔 3 0には、 複数の部分よりなる差圧制御バルブ 3 5が挿入され、 弁孔 3 0の開 口端はプラグ 1 9 Bをねじ込んで液密に閉じられている。 差圧制御バルブ 3 5の 両端とハウジング 1 0の間にそれそれ形成される各作用室 5 2 a， 5 2 bは、 プ ラグ 1 9 B側となる作用室 5 2 aがポンプ内圧導入路 5 6を介して圧力室 1 6か ら内圧が導入される内圧作用室であり、 反対側となる作用室 5 2 bが連通孔 5 9 Bを介して吐出口 5 5から負荷圧が導入される負荷圧作用室である。 差圧制御バルブ 3 5は、 軸線方向摺動可能に弁孔 3 0に嵌合された筒状部 3 6 と、 この筒状部 3 6の内孔内に軸線方向摺動可能に嵌合されて負荷圧作用室 5 2 b側となる端部に内孔より大径のスプリング受け 3 7 aが固着された負荷圧感応 部 3 7と、 筒状部 3 6とスプリング受け 3 7 aの対向する端面が互いに当接され る向きに両部材 3 6 , 3 7を付勢するバルブスプリング 3 8により構成されてい る。 筒状部 3 6の内孔はスプリング受け 3 7 a側が小径で反対側が大径となる段 付き孔に形成され、 負荷圧感応部 3 7はこの小径と大径の両部分に摺動可能に嵌 合され、 バルブスプリング 3 8はこの両部材 3 7， 3 8の間に形成される環状の 空間内に位置して、 各部材 3 7 , 3 8に形成され段部の間に介装されている。 こ の璟状の空間は連通管路 6 0を介して常にリザーバ 6 1に連通されている。 差圧制御バルブ 3 5は、 負荷圧作用室 5 2 b側となる弁孔 3 0の内端部とスプ リング受け 3 7 aの間に介装したバルブ押付用スプリング 3 3 Bにより、 内圧作 用室 5 2 a側に向けて付勢されており、 自由状態では図 8 (a) に示すように、 筒 状部 3 6と負荷圧感応部 3 7の対向する端面は互いに当接され、 筒状部 3 6と負 荷圧感応部 3 7の内圧作用室 5 2 a側となる端面はそれぞれプラグ 1 9 Bの円筒 部の先端面と内底面にほ 同時に当接されるようになつている。 プラグ 1 9 Bの 円筒部の先端部には、 筒状部 3 6が当接した状態でもこの円筒部の内外を連通す る小孔 1 9 aが形成されている。 なお負荷圧感応部 3 7の端面は、 自由状態にお いてプラグ 1 9 Bの内底面から浮き上がつていても差し支えない。 第 1および第 2の実施の形態と同様、 差圧制御バルブ 3 5の筒状部 3 6には前 述した環状の空間および連通管路 6 0を介して常にリザーバ 6 1に連通される連 通路 3 2 Bが設けられ、 これにより第 1作用室 5 1 aに連通される導入路 5 7 a は、 差圧制御バルブ 3 5の筒状部 3 6の移動によりリザ一バ 6 1と内圧作用室 5 2 aに選択的に連通される。 第 2作用室 5 1 bに連通される負荷圧導入路 5 7 b は常に負荷圧作用室 5 2 bに連通され、 またスプリング受け 3 7 aにはパイロッ トレリ一フ弁 6 5が設けられている。 差圧制御バルブ 3 5の負荷圧感応部 3 7は、 小径部と大径部よりなる筒状部 3 6の内孔に嵌合されているので、 負荷圧および内圧が 0から上昇して所定値を越 えれば、 図 8 (b) に示すように、 バルブスプリング 3 8が圧縮されて筒状部 3 6 と負荷圧感応部 3 7の対向する端面は離れるが、 筒状部 3 6の内圧作用室 5 2 a 側となる端面はプラグ 1 9 Bの円筒部の先端面に当接されているので負荷圧感応 部 3 7が負荷圧作用室 5 2 b側に移動し、 これによりスプリング受け 3 7 aとハ ウジング 1 0の間に介装されたバルブ押付用スプリング 3 3 Bを圧縮してその初 期荷重を増大させる。 これにより、 両端の各作用室 5 2 a， 5 2 bに作用する内 圧と負荷圧の差圧により差圧制御バルブ 3 5に与えられる右向きの力に杭して差 圧制御バルブ 3 5を内圧作用室 5 2 a側に向けて付勢するバルブ押付用スプリン グ 3 3 Bによる押付力は、負荷圧および内圧が増大するにつれて次第に増大する。 この第 3の実施の形態でも、 ポンプ回転速度が低い状態では可変ォリフィス 5 4 (図 8に記載のない符号は全て図 5と同じ） 前後の差圧が小さいので、 差圧制 御バルブ 3 5は、 図 8 (a) に示すように、 バルブ押付用スプリング 3 3 Bにより 内圧作用室 5 2 a側末端位置に押し付けられ、 筒状部 3 6とスプリング受け 3 7 aはバルブスプリング 3 8により当接されており、 第 1作用室 5 1 aにはリザ一 バ 6 1からの低圧が導入され、 カムリング 2 1はカム押付用スプリング 2 8によ り吐出流量が最大となる第 1作用室 5 1 a側に押し付けられている。 従って、 図 3の特性 Aに示すように、 ボンプ吐出流量はポンプ回転速度の増大にともない急 激に増大する。 ポンプ回転速度の増大により吐出流量が増大して可変ォリフィス 5 4前後の内 圧と負荷圧の差圧が増大すれば、 差圧制御バルブ 3 5を負荷圧作用室 5 2 b側に 移動させようとする力も増大し、 バルブ押付用スプリング 3 3 Bにより与えられ る押付力を越えれば差圧制御バルブ 3 5は負荷圧作用室 5 2 b側に向かって移動 し始める。 そして導入路 5 7 aが連通路 3 2 Bから遮断されて第 1作用室 5 1 a に連通されるようになれば、 第 1作用室 5 1 aには可変オリフィス 5 4より前側 の内圧が導入されるので、 第 1および第 2の実施の形態と同様、 そのときの負荷 圧に応じて、 図 3の特性 B , Cに示すように、 ポンプ回転速度が増大しても吐出 流量はある限度値以上には増大しないようになる。 これにより、 ポンプの回転数 に応じたポンプ吐出流量特性の制御は行われる。 なお、 この第 3の実施の形態で も、 ポンプ吐出流量の減少に応じて、 可変ォリフィス 5 4の開口面積は減少する ので、 ポンプ回転速度が増大するにつれてポンプ吐出流量が減少するという、 動 力舵取装置に適した特性の可変容量形ポンプが得られる。 また負荷圧および内圧が増大すれば、 前述のように、 差圧制御バルブ 3 5を内 圧作用室 5 2 a側に向けて付勢するバルブ押付用スプリング 3 3 Bの押付力も増 大する。 従って第 1および第 2の実施の形態と同様、 図 3の特性 Aに示ように可 変容量形ポンプが作動している状態において、 負荷圧および内圧が低ければ、 ポ ンプ回転速度が、 従ってポンプ吐出流量が比較的少ないうちに差圧制御バルブ 3 5は負荷圧作用室 5 2 b側に移動し始め、 導入路 5 7 aが内圧作用室 5 2 aに連 通されてカムリング 2 1の偏心量が減少し始めるので、 図 3の特性 Bに示ように ポンプ吐出流量がそれ以上とならない限度値は低くなる。 これに対し負荷圧およ び内圧が高くなれば、 ポンプ回転速度が、 従ってポンプ吐出流量が多くなつてか ら差圧制御バルブ 3 5は負荷圧作用室 5 2 b側に移動し始め、 導入路 5 7 aが内 圧作用室 5 2 aに連通されてカムリング 2 1の偏心量が減少し始めるようになる ので、 ポンプ吐出流量がそれ以上とならない限度値は高くなる。 吐出圧および内 圧が上昇するにつれてこの限度値は上昇して、 負荷圧感応部 3 7が筒状部 3 6に 対するストロークェンドに達すれば特性 Cに示すように吐出流量の限度値は最大 となり、 それ以上ポンプ吐出流量の限度値が大きくなることはなくなる。 これに より、 負荷圧に応じたポンプ吐出流量特性の制御は行われる。 この第 3の実施の形態でも、負荷圧に応じたカムリング 2 1の偏心量の調整を、 カムリング 2 1を直接付勢している力ム押付用スプリング 2 8の初期荷重を負荷 圧に応じて制御するのではなく、 カムリング 2 1両側の各作用室 5 1 a , 5 1 b に作用する圧力の差圧を負荷圧に応じて制御することにより行っているので、 急 激な負荷圧の変化に対して応答遅れが生じないように差圧制御バルブ 3 5を付勢 するバルブ押付用スプリング 3 3 Bのばね定数を大きくし、 これにより可変オリ フィス 5 4で生じる差圧の変動が大きくなつても、 ダンピングオリフィス 5 8 a. を適当に設定して作動流体により与えられる減衰作用を高めることによりカムリ ングの発振現象を抑制することができる。 従って、 応答遅れがなくまたポンプ吐 出流量が不安定になるおそれもない可変容量形ポンプを得ることができる。 なお上記各実施の形態では、 カムリング 2 1の径方向移動をピン 1 Ίを中心と する揺動により行っているが、 本発明はこれに限らず、 ピン 1 7とシール部材 5 0に相当する位置においてカムリング 2 1をアダプタ 1 3の内面に液密かつ径方 向摺動可能に案内支持するようにして実施することも可能である。 本発明によれば、 カムリングの外周に対向して形成した第 1およぴ第 2作用室 に作用する各圧力を制御する差圧制御バルブに作用するスプリングによる押付力 を負荷圧の上昇に応じて増大させることにより負荷圧に応じたカムリングの偏心 量の調整を行っているので、 カムリングの作動の安定性を高めることができ、 ま た負荷圧の増減に対する吐出流量特性の増減の応答性を向上させることができる また、 内圧作用室内に突出する先端部が差圧制御バルブの一端に当接可能な負 荷圧感応ピストンを設けた発明によれば、 差圧制御バルブを付勢するスプリング 力の負荷圧に応じた変化を、 差圧制御バルブを殆どストロークさせることなく行 えるようになるので、 負荷圧の増減に対する吐出流量特性の増減の応答性を一層 向上させることができる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . ハウジング内に径方向移動可能に設けられたカムリングと、 このカムリング 内で前記ハウジングに回転可能に支持され同カムリングの内面と摺動可能に当接 する複数のベ一ンを放射方向に移動可能に保持する口一夕と、 前記ハウジングま たはこれに固定された部材に形成された吸入ポートおよび吐出ポートと、 前記吐 出ポートを吐出口に連通する吐出通路の途中に設けたオリフィスを有し、 前記力 ムリングの外周に同カムリングの移動方向において互いに対向する第 1作用室と 第 2作用室を形成し、 前記カムリングを前記口一夕に対する偏心量が最大となる 前記第 1作用室側に弹性的に付勢してなる可変容量形ポンプにおいて、 前記ハウ ジングに形成した弁孔内に前記第 1および第 2作用室に作用する各圧力を制御す る差圧制御バルブを軸線方向移動可能に嵌合し、 同差圧制御バルブに作用するス プリングによる押付力を負荷圧の上昇に応じて増大させるように構成してなる可 変容量形ポンプ。

2 . ハウジング内に径方向移動可能に設けられたカムリングと、 このカムリング 内で前記ハウジングに回転可能に支持され同カムリングの内面と摺動可能に当接 する複数のベーンを放射方向に移動可能に保持する口一夕と、 前記ハウジングま たはこれに固定された部材に形成された吸入ポートおよび吐出ポートと、 前記吐 出ポ一トを吐出口に連通する吐出通路の途中に設けたォリフィスを有し、 前記力 ムリングの外周に同カムリングの移動方向において互いに対向する第 1作用室と 第 2作用室を形成し、 前記カムリングを前記口一夕に対する偏心量が最大となる 前記第 1作用室側に弾性的に付勢してなる可変容量形ポンプにおいて、 前記ハウ ジングに形成した弁孔内に差圧制御バルブを軸線方向移動可能に嵌合して同差圧 制御バルブの両端と前記ハウジングの間にそれそれ内圧作用室と負荷圧作用室を 形成し、 前記吐出通路の前記オリフイスより前側の圧力である内圧と後側の圧力 である負荷圧を前記内圧作用室と負荷圧作用室にそれそれ導入し、 前記内圧作用 室と負荷圧作用室内の各圧力により前記差圧制御バルブに与えられる力に杭して 同差圧制御バルブを前記内圧作用室側に向けて付勢するスプリングによる押付力 を前記負荷圧の上昇に応じて増大させ、 前記差圧制御バルブは前記内圧作用室側 に押し付けられているときは前記第 1作用室に低い圧力を導入するとともに前記 負荷圧作用室側に移動すれば同第 1作用室に前記内圧を導入し、 前記第 2作用室 には前記負荷圧を導入するよう構成したことを特徴とする可変容量形ポンプ。

3 . 請求の範囲第 2項に記載の可変容量形ポンプにおいて、 前記差圧制御バルブ を前記内圧作用室側に向けて付勢するバルブ押付用スプリングと、 前記ハウジン グに摺動自在に嵌合支持され前記内圧作用室内に突出する先端部が前記差圧制御 バルブの一端に軸線方向から当接可能な負荷圧感応ビストンと、 この負荷圧感応 ピストンを前記差圧制御バルブに向けて付勢するピストン押付用スプリングをさ らに備え、 前記押付力は、 前記バルブ押付用スプリングが前記差圧制御バルブを 前記内圧作用室側に向けて付勢する力と、 前記負荷圧感応ピストンが前記差圧制 御バルブを前記負荷圧作用室側に向けて付勢する力の差であることを特徴とする 可変容量形ポンプ。

4 . 請求の範囲第 2項または請求の範囲第 3項に記載の可変容量形ポンプにおい て、 前記ォリフイスは前記カムリングが前記第 2作用室側に移動するにつれて開 口面積が減少する可変ォリフィスである可変容量形ポンプ。