(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、ケーシング内にケーシング軸心に対して偏心可能に配設されるとともに流体室を区画するカムリングと、カムリング内周を半径方向に出没自在に摺動するベーンを有するロータと、ロータとスプライン結合して回転自在に軸支される駆動軸と、カムリングに対接し吸込ポートに連通する低圧ポートと吐出ポートに連通する高圧ポートを成形したサイドプレート及びカバーと、カムリングを最大偏心位置に付勢するばね部材とを備え、ばね部材の付勢方向に対向するよう前記流体室に圧油を導入して、カムリングの位置を調整して吐出流量を変更するようにした可変容量型ベーンポンプにおいて、吐出ポートに連通する連通路にカムリングに連動して作用する可変オリフィスを配設し、駆動軸の高速回転域において可変オリフィスの開口を変化させて、可変オリフィスを通過する吐出流量を減少するようにし、前記可変オリフィスは、ケーシングのバルブ穴にシールされ螺合するコネクターと、コネクターに設けた凹部内を摺動自在に嵌挿する中空部を有するピストンと、ピストンの中空部に嵌挿されピストンを付勢するばね部材とからなり、コネクターに設けた第１の穴とピストンに設けた第３の穴とを連通し、コネクターに設けた第２の穴と中空部とを連通し、コネクターに設けた第２の穴とピストンの開口端エッジとで形成する開口をピストンの移動により変化させるようにしたことを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
【請求項２】
前記カムリングにはばね部材のばね力およびピストンの推力が作用するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプ。
【請求項３】
前記流体室の第１室にはサイドプレートに設けたオリフィスを介して可変オリフィス前の流体圧力を導入するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプ。
【請求項４】
前記流体室の第２室にはコネクター段径部外周とケーシングとの隙間からなる絞り通路を介して可変オリフィス後の流体圧力を導入するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可変容量型ベーンポンプに関し、特に、車両用パワーステアリング装置等の用いられるベーンポンプの流量特性の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の可変容量型ベーンポンプに関するものとして、特開昭５７ー６２９８６号公報の第１図に開示されたものがある。
すなわち、このベーンポンプは、ポンプケーシングの内腔に回転可能に取り付けられ、半径方向に摺動可能なる複数個のベーンを有するロータと、ロータの複数個のベーン先端に当接してポンプ室を形成する内面を有すると共にその軸心がロータの軸心から偏心可能に案内されるカムリングと、カムリングとポンプケーシング内壁との間に形成されるコントロール室と、カムリングをロータの軸心から最大偏心位置側に付勢するスプリングと、スプリングに抗してカムリングを最小偏心位置に変位するようコントロール室にアクチュエータに設けた固定オリフィス前後の液圧を給排するレギュレータバルブとを備えた可変容量型ベーンポンプであり、ロータの回転数が増加するに従ってレギュレータバルブのバルブチャンバ内の圧力が上がり、弁体の移動によって分岐回路と導通管とが連通し、コントロール室内への圧力流体が送り込まれ、コントロール室内の圧力が上昇すると、カムリングはコントロール室内の圧力によって作用を受け、スプリングの付勢力に抗してピボットピンを支点として回動することになり、ポンプケーシングの軸心に対するカムリングの偏心量が変化する。こうして、ロータとカムリングとの間に形成されている圧力室の容積が変化し、ポンプ容量を変化させることによって、ポンプの回転速度がある一定値以上になったところでポンプの吐出流量を、図４に示すように、ほぼ一定に保つように制御している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例のものでは、固定オリフィスの前後差圧でカムリングの偏心量を制御して、ポンプの吐出流量がほぼ一定に保つような構成にしてあるため、ポンプの吐出流量はポンプの回転速度がある一定値以上ではほぼ一定に保たれるという理由により、車両の高速走行時には、パワーステアリング装置に大きな油圧アシストが発生することになるため、ハンドルの操舵が不安定になる恐れがあるとともに、操舵に必要以上の油が供給されてしまい、エネルギーがロスされ、油の温度上昇を招くと言う問題があった。
そこで、この発明は、ポンプの回転数の上昇に伴ってポンプの吐出流量を減少させ、操舵に必要な量の油を供給して、省エネを図るとともに、油の温度上昇を低減することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、ケーシングと、ケーシング内にケーシング軸心に対して偏心可能に配設されるとともに流体室を区画するカムリングと、カムリング内周を半径方向に出没自在に摺動するベーンを有するロータと、ロータとスプライン結合して回転自在に軸支される駆動軸と、カムリングに対接し吸込ポートに連通する低圧ポートと吐出ポートに連通する高圧ポートを成形したサイドプレート及びカバーと、カムリングを最大偏心位置に付勢するばね部材とを備え、ばね部材の付勢方向に対向するよう前記流体室に圧油を導入して、カムリングの位置を調整して吐出流量を変更するようにした可変容量型ベーンポンプにおいて、吐出ポートに連通する連通路にカムリングに連動して作用する可変オリフィスを配設し、駆動軸の高速回転域において可変オリフィスの開口を変化させて、可変オリフィスを通過する吐出流量を減少するようにし、可変オリフィスは、ケーシングのバルブ穴にシールされ螺合するコネクターと、コネクターに設けた凹部内を摺動自在に嵌挿する中空部を有するピストンと、ピストンの中空部に嵌挿されピストンを付勢するばね部材とからなり、コネクターに設けた第１の穴とピストンに設けた第３の穴とを連通し、コネクターに設けた第２の穴と中空部とを連通し、コネクターに設けた第２の穴とピストンの開口端エッジとで形成する開口をピストンの移動により変化させるようにした。
【０００６】
第２の発明では、カムリングにはばね部材のばね力およびピストンの推力が作用する。
【０００７】
第３の発明では、第１の流体室にはサイドプレートに設けたオリフィスを介して可変オリフィス前の流体圧力を導入する。
【０００８】
第４の発明では、第２の流体室にはオリフィスのコネクター外径とケーシングとの隙間からなる絞り通路を介して可変オリフィス後の流体圧力を導入する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
この実施の形態に関わる可変容量型ベーンポンプ（以下ベーンポンプという）は、図１，２に示すように、１はケーシングで、２はケーシングの開口部端面１ａにシール部材３ａでシールされ、ボルト４等で締結されるカバーである。
【００１０】
ケーシング１にはケーシング１の一端部１ｂより突出するプーリ５を結合した駆動軸６を軸支すると共に、ケーシング１の開口部１ｃにサイドプレート７及びべーン８，ロータ９，カムリング１０及びアダプタリング１１等がカートリッジ式になって、Ｏリング３ｂ，３ｃでシールされ収装してある。
【００１１】
駆動軸６は、ケーシング１に設けたオイルシール１２でシールされるとともに、ケーシング１，カバー２に設けたメタル１３，１４で回転自在に軸支され、ロータ９とスプライン結合されている。
【００１２】
ロータ９には半径方向に複数のベーン８が出没自在に収装され、ベーン８はロータ９の回転によりカムリング１０の内周面１０ｂを摺接することで、サイドプレート７，カバー２，ロータ９，カムリング１０とで吸込側室１５、吐出側室１６が形成される。
【００１３】
カムリング１０は、アダプタリング１１の内側に形成する空間１１ｂをアダプタリング１１に係合して設けたピン１７を支点として回動自在に支承されるとともに、ピン１７の反対側のアダプタリング１１に設けたシール部材１８によりカムリング１０の外周１０ａとアダプタリング１１の内周１１ａとの摺動面１９をシールするとともに、空間１１ｂを第１の流体室２０と第２の流体室２１に区画している。
【００１４】
サイドプレート７にはベーン８との摺接側に低圧ポートである低圧用凹溝２２と高圧ポートである高圧用凹溝２３とが成形され、高圧用凹溝２３はケーシング１とサイドプレート７とで形成される高圧室２４に通路７ａで連通しており、さらに高圧室２４よりサイドプレート７に設けたオリフィス２５を介して前記第１の流体室２０とも連通している。
【００１５】
カバー２にもベーン８との摺接側に低圧用凹溝２２と高圧用凹溝２３とが形成され、低圧用凹溝２２より通路２６を介して連通する吸込ポート２７が設けられている。
【００１６】
ケーシング１にはケーシング１の開口部１ｃに連通するバルブ穴２８が成形してあり、このバルブ穴２８には図示しない通路を介して前記高圧室２４と連通する孔２８ａと吐出ポート２９に連通する通路３０が穿設してある。
【００１７】
このバルブ穴２８には可変オリフィス３１が装着してあり、この可変オリフィス３１は、主にコネクター３２，ピストン３３，ばね３４とからなっている。
【００１８】
コネクター３２は、一端に開口した凹部３２ａが形成され、この凹部３２ａに連通する第１、２の穴３２ｂ，３２ｃが穿設され、第１の穴３２ｂは吐出ポート２９に連通する通路３０に、第２の孔３２ｃは高圧室２４と連通する孔２８ａとにそれぞれ連通するように配設されており、バルブ穴２８との間に設けたＯリング３ｄ，３ｅでシールされて、着脱可能に螺子３２ｄで螺合されている。
【００１９】
ケーシング１とコネクター３２の段径部３２ｅとで流体室３６が形成され、この流体室３６には前記高圧室２４と連通する孔２８ａに繋がるように設けてある。
【００２０】
コネクター３２の凹部３２ａには、中空部３３ａを有するピストン３３が摺動自在に嵌挿され、ピストン３３の中空部３３ａに連通するように設けた第３の孔３３ｂは、中空部３３ａを介して前記コネクター３２に設けた第１の穴３２ｂと連通するとともにピストン３３の移動に伴ってピストン３３の開口端エッジ３３ｃによりコネクター３２に設けた第２の穴３２ｃとの開口Ｓを変化させるように配設されている。
【００２１】
さらに、ピストン３３の中空部３３ａ内にはコネクター３２の凹部端面３２ｆに対してピストン３３を付勢するばね３４が嵌挿されてあり、ピストン３３は、ピストン３３の先端部３３ｄをアダプタリング１１を貫通して、カムリング１０の外周１０ａと当接し、カムリング１０を軸心Ｃに対して最大偏心方向に付勢するようにしてある。
【００２２】
第２の流体室２１は、ケーシング１のバルブ穴２８とコネクター３２の段径部外周３２ｇとの隙間からなる絞り通路Ｄを介して圧油が給排されるようになっている。
【００２３】
プーリ５は、図示しないベルトを介してエンジン等の動力機関によって回転し、駆動軸６はロータ９を回転駆動する。
【００２４】
次に、以上のように構成されたベーンポンプの作用について説明する。
図示しないベルトを介してエンジン等の動力機関によってプーリ５を介して駆動軸６を駆動すると、駆動軸６とともにロータ９が回転し、吸込ポート２７から作動油が吸い込まれ、通路２６、低圧用凹溝２２を介して吸込側室１５に流入する。
【００２５】
吸込側室１５に流入した作動油は、圧縮されて吐出側室１６から高圧用凹溝２３、通路７ａを介して高圧室２４に高圧作動油を吐出し、一方、サイドプレート７に設けたオリフィス２５を介してカムリング１０の外周１０ａとアダプタリング１１の内周１１ａとで形成される第１の流体室２０にも流入する。
【００２６】
さらに、高圧作動油は、高圧室２４より図示しない通路を介して穴２８ａ，流体室３６，コネクター３２の第２の孔３２ｃ，ピストン３３の開口端エッジ３３ｃ，中空部３３ａ，第３の孔３３ｂ，コネクター３２の第１の孔３２ｂ，通路３０を介して吐出ポー２９に流出する、一方、バルブ穴２８とコネクター３２の段径部外周３２ｇとの隙間からなる絞り通路Ｄから第２の流体室２１にも作動油が流入する。
【００２７】
第１，第２の流体室２０，２１に作動油が導入されると、第１の流体室２０に発生する反力ｆ1 ，第２の流体室２１に発生する反力ｆ2 ，ピストン３３に設けたばね３４のばね力ｆb およびピストン３３に作用する推力ｆp とのバランスにおいて、第１の流体室２０に発生する反力ｆ1 が第２の流体室２１に発生する反力ｆ2 ，ピストン３３に設けたばね３４のばね力ｆb およびピストン３３に作用する推力ｆp 等の総和に等しいか、あるいは小さい場合には、
ｆ1 ≦ｆ2 ＋ｆb ＋ｆp
カムリング１０は、軸心Ｃに対して最大の偏心方向、図中右方向に位置している。
【００２８】
そして、ポンプの回転数が上昇すると、第１の流体室２０に導入される高圧作動油も高くなり、第１の流体室２０に発生する反力ｆ1 が第２の流体室２１に発生する反力ｆ2 ，ピストン３３に設けたばね３４のばね力ｆb およびピストン３３に作用する推力ｆp 等の総和を越えると、
ｆ1 ＞ｆ2 ＋ｆb ＋ｆp
カムリング１０は、ピストン３３，ばね３４に抗して、軸心Ｃに対して偏心量を減ずる方向、図中右方向に、ピン１７を支点として変位し、第２の流体室２１の作動油は、ケーシング１のバルブ孔２８とコネクター３２の段径部外周３２ｇとの隙間からなる絞り通路Ｄから吐出ポート２９側へ徐々に流出し、カムリング１０の急激な移動を制動するようにしてある。
【００２９】
カムリング１０が変位すると、カムリング１０に当接しているピストン３３もカムリング１０と同方向に変位して、コネクター３２の第２の孔３２ｃとピストン３３の開口端エッジ３３ｃとで開口Ｓを徐々に減少させ、コネクター３２の第２の孔３２ｃ前の流体室３６とピストン３３の中空部３３ａとの前後差圧が増大して、第１の流体室２０に発生する反力ｆ1 は、第２の流体室２１に発生する反力ｆ2 ，ピストン３３に設けたばね３４のばね力ｆb およびピストン３３に作用する推力ｆp との総和でバランスして、コネクター３２の第２の孔３２ｃとピストン３３の開口端エッジ３３ｃとの連通開口Ｓを減少した状態に保持し、ポンプの吐出流量は、図３に示すように、一定回転数以上において、減少する流量特性を得ることができる。
【００３０】
このように、カムリング１０の位置を調整して吐出流量を変更するようにした可変容量型ベーンポンプであって、吐出ポート２９に連通する連通路３０にカムリング１０に連動して作用する可変オリフィス３１を配設し、駆動軸６の高速回転域において可変オリフィス３１の開口Ｓを変化させて、可変オリフィス３１を通過する吐出流量を減少するようにしたので、車両の高速走行時に、ベーンポンプによるパワーステアリング装置への大きな油圧アシストが発生することがなく、ハンドルの操舵の不安定感を解消することができ、さらに、操舵に必要以上の油が供給されることもなくなり、省エネに役立つとともに、油の温度上昇を抑えることができる。
【００３１】
また、可変オリフィス３１は、ケーシング１のバルブ穴２８にＯリング３ｄ，３ｅとでシールされて着脱可能に設けられたコネクター３２と、コネクター３２に設けた凹部３２ａ内を摺動自在に嵌挿する中空部３３ａを有するピストン３３と、ピストン３３の中空部３３ａに嵌挿されてピストン３３を押圧するばね部材３４とからなり、コネクター３２に設けた第１，２の穴３２ｂ，３２ｃとピストン３３に設けた第３の穴３３ｂ，中空部３３ａとを連通して、コネクター３２に設けた第２の穴３２ｃとピストン３３の開口端エッジ３３ｃとで形成される開口Ｓをピストン３３の移動により変化させるようにしたので、コネクター３２に設けた第２の穴３２ｃとピストン３３の開口端エッジ３３ｃとで形成する開口Ｓの設定は、コネクター３２に設けた第２の穴３２ｃの口径を選定するだけでよく、安価に加工でき、また、仕様変更に際しても、第２の穴３２ｃの口径を変更するだけで容易に対応することができる。
【００３２】
そして、カムリング１０には可変オリフィス３１のばね力ｆb に加えてピストン３３の推力ｆp が作用するようにしたので、ばね力ｆb をばね３４単体の場合に比べて弱くて良く、ばね３４の外径を小さくすることができ、大変コンパクトにすることができる。
【００３３】
さらに、第１の流体室２０にはサイドプレート７に設けたオリフィス２５を介して可変オリフィス３１前の流体圧力を導入するようにしたので、可変オリフィス３１前の流体圧力の変動を絞るオリフィス２５をサイドプレート７に簡易に、安価に穿設することができる。
【００３４】
また、第２の流体室２１には可変オリフィス３１のコネクター３２の段径部外周３２ｇとケーシング１との隙間からなる絞り通路Ｄを介して可変オリフィス３１後の流体圧力を導入するようにしたので、第２の流体室２１に可変オリフィス３１後の流体圧力を導入するための絞り通路を別途設ける必要がなくなり、通路が簡略でき、安価になる。
【００３５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、ばね部材の付勢方向に対向するよう流体室に圧油を導入してカムリングの位置を調整して、吐出流量を変更するようにした可変容量型ベーンポンプであって、吐出ポートに連通する連通路にカムリングに連動して作用する可変オリフィスを配設し、駆動軸の高速回転域において可変オリフィスの開口を変化させて、可変オリフィスを通過する吐出流量を減少するようにしたので、車両の高速走行時に、ポンプによるパワーステアリング装置への大きな油圧アシストが発生することがなく、ハンドルの操舵の不安定感を解消することができ、さらに、操舵に必要以上の油が供給されることもなくなり、省エネに役立つとともに、油の温度上昇を抑えることができる効果がある。
【００３６】
そして、可変オリフィスは、ケーシングのバルブ穴にシールされ螺合するコネクターと、コネクターに設けた凹部内を摺動自在に嵌挿する中空部を有するピストンと、ピストンの中空部に嵌挿されピストンを押圧するばね部材とからなり、コネクターに設けた第１の穴とピストンに設けた第３の穴とを連通し、コネクターに設けた第２の穴と中空部とを連通し、コネクターに設けた第２の穴とピストンの開口端のエッジとで形成する連通の開口をピストンの移動により変化させるようにしたので、コネクターに設けた第２の穴とピストンの開口端のエッジとで形成する開口の設定は、コネクターに設けた第２の穴の口径を選定するだけでよく、安価に加工でき、仕様変更に際しても、容易に対応することができる。
【００３７】
第２の発明によれば、カムリングには可変オリフィスのばね力およびピストンの推力が作用するようにしたので、ばね力をばね単体の場合に比べて弱くて良く、ばねの外径を小さくすることができ、コンパクトになる。
【００３８】
第３の発明によれば、第１の流体室にはサイドプレートに設けたオリフィスを介して可変オリフィス前の流体圧力を導入するようにしたので、可変オリフィス前の流体圧力の変動を絞るオリフィス穴をサイドプレートに簡易に、安価に穿設することができる。
【００３９】
第４の発明によれば、第２の流体室には可変オリフィスのコネクター段径部外周とケーシングとの隙間からなる絞り通路を介して可変オリフィス後の流体圧力を導入するようにしたので、カムリングの急激な移動を制動するために第２の流体室に可変オリフィス後の流体圧力を導入するための絞り通路を別途設ける必要がなくなり、絞り通路が簡素化されて安価になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す可変容量型ベーンポンプの正面断面図である。
【図２】同じく図１におけるＡーＡ矢視断面図である。
【図３】同じくベーンポンプの回転数と吐出流量との関係を示す特性図である。
【図４】従来例を示すベーンポンプの回転数と吐出流量との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１    ケーシング
１ａ  開口部端面
１ｂ  一端部
１ｃ  開口部
２    カバー
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ    Ｏリング
４    ボルト
５    プーリ
６    駆動軸
７    サイドプレート
７ａ  通路
８    ベーン
９    ロータ
１０    カムリング
１０ａ  カムリング外周
１０ｂ  カムリング内周
１１    アダプタリング
１１ａ  アダプタリング内周
１１ｂ  空間
１２    オイルシール
１３，１４  メタル
１５    吸込側室
１６    吐出側室
１７    ピン
１８    シール部材
１９    摺動面
２０    第１の流体室
２１    第２の流体室
２２    低圧用凹溝
２３    高圧用凹溝
２４    高圧室
２５    オリフィス
２６    通路
２７    吸込ポート
２８    バルブ穴
２８ａ  孔
２９    通路
３０    吐出ポート
３１    可変オリフィス
３２    コネクター
３２ａ  凹部
３２ｂ  第１の穴
３２ｃ  第２の穴
３２ｄ  ねじ
３２ｅ  段径部
３２ｆ  凹部端面
３２ｇ  段径部外周
３３    ピストン
３３ａ  中空部
３３ｂ  第３の穴
３３ｃ  エッジ
３３ｄ  先端部
３４    ばね
３６    流体室
Ｃ    軸心
Ｄ    絞り通路
ｆ1   第１の流体室に発生する反力
ｆ2   第２の流体室に発生する反力
ｆb   ばね力
ｆp   ピストンに作用する反力
Ｓ    開口
【図１】
0003725661.tif 000002
【図２】
0003725661.tif 000003
【図３】
0003725661.tif 000004
【図４】
0003725661.tif 000005