(57)【要約】【課題】内部洩れによるポンプ効率の低下を防止する。【解決手段】カムリング８の揺動方向の一方に第１流体圧室２１を、他方に第２流体圧室２２を設け、第２流体圧室側にカムリングを付勢するスプリング１７を設ける。カムリング内に、複数枚のベーン２７を有するロータ３を偏芯させて配置する。ポンプから吐出される圧力流体の吐出通路１３５の途中にメータリングオリフィス１３６を設け、このオリフィスの上流側と下流側との差圧によって制御バルブ１２３を作動させる。サイドプレート７に、ポンプ室１１から吐出される圧力流体の吐出口３３を設けるとともに、プレッシャプレート１６０の背後側の面に、ドライブシャフト２５の周囲を囲む第１シールリング１７２と、その外周側で、前記吐出口の設けられている領域よりも広い範囲を囲む第２シールリング１７４を設け、これら両シールリング間の領域に吐出圧を導入する。【選択図】図５
2006275063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両側のプレート間に揺動可能に支持されたカムリングと、このカムリングの揺動方向の一方に設けた第１流体圧室と、カムリングの揺動方向の他方に設けた第２流体圧室と、第２流体圧室側に設けられて前記カムリングを第１流体圧室側に付勢する付勢手段と、カムリング内に偏芯して配置され、外周側に複数枚のベーンを有するロータと、ポンプから吐出される圧力流体の吐出通路の途中に設けられたメータリングオリフィスと、このメータリングオリフィスの上流側と下流側との圧力差によって作動する制御バルブとを備え、この制御バルブの作動により前記流体圧室の少なくとも一方の流体圧を制御してカムリングを揺動させる可変容量形ポンプにおいて、
前記カムリングを挟持する二枚のプレートの一方に、ポンプ室から吐出される圧力流体の吐出口を設けるとともに、他方のプレートの背後側の面に、前記ロータを駆動するドライブシャフトの周囲を囲む第１シールリングと、この第１シールリングの外周側で、前記吐出口の設けられている領域よりも広い範囲を囲む第２のシールリングを設け、これら両シールリング間の領域に吐出圧を導入する導入通路を形成したことを特徴とする可変容量形ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記両シールリングを樹脂製のリングとし、かつ、シールリングを嵌合するシール溝に連通するとともにこのシール溝よりも深い凹部を形成し、この凹部内に吐出圧を導入することを特徴とする可変容量形ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車用動力舵取装置の油圧供給源として用いる可変容量形ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の可変容量形ポンプとしては、例えば、特許文献１に開示されているように、ポンプ室の容積を増減させることによって吐出量を制御する構成のものが知られている。この公報に記載された可変容量形ポンプの構成について、図９〜図１２によって説明する。
【０００３】
図９は、従来の可変容量形ポンプのドライブシャフトに直角な断面図、図１０はこの可変容量形ポンプのドライブシャフトの軸線に沿った断面図、図１１および図１２は吐出通路および制御バルブの構成を示す断面図である。これらの図において、２は可変容量形ポンプ（全体として符号１で示す）のポンプボディであり、図１０の左側に位置するカップ状のフロントボディ４と、右側に位置するプレート状のリアボディ５とからなっている。
【０００４】
フロントボディ４は、図１０の右側が開口する円形の凹部６を有しており、この凹部６内に、プレッシャプレート７、カムリング８、ロータ３およびアダプタリング９等からなるポンプ構成要素が挿入されている。このフロントボディ４の開口部には、リアボディ５の前面に形成された円形の凸部５ａが嵌合され、これらフロントボディ４とリアボディ５とが固定ボルト１０によって固定されることにより、前記フロントボディ４の円形凹部６が閉塞されている。リアボディ５の円形凸部５ａは、後に説明するポンプ室１１の一方の側壁を構成しており、その外周面に装着したＯリング１２によって、圧油がポンプボディ２の外部に漏洩することを防止している。
【０００５】
前記フロントボディ４の円形凹部６の底面側に配置したプレッシャプレート７は、前記ポンプ室１１の他方の側壁を構成する円板部７ａと、この円板部７ａの軸芯部に形成された円筒部７ｂとを有しており、この円板部７ａがフロントボディ４の円形凹部６の内周面に嵌合している。この円板部７ａの外周には、Ｏリング１３が装着されており、圧油が円板部７ａとフロントボディ４との間の隙間を通って漏洩することを防止している。フロントボディ４の円形凹部６の底面側に前記プレッシャプレート７を配置し、このプレッシャプレート７の外周部に重ねてアダプタリング９を嵌合し、さらにこのアダプタリング９の内側にカムリング８とロータ３を収容している。
【０００６】
前記カムリング８は、この可変容量形ポンプ１のポンプ容量を増減させるためのもので、前記アダプタリング９の内周部の、図９の下側に設けたシールピン１４を揺動支点として、アダプタリング９に揺動自在に支持されている。また、前記カムリング８は、付勢手段１５によって図９の左側へ付勢されている。この付勢手段１５は、フロントボディ４に螺着したプラグ１６と、このプラグ１６とカムリング８との間に弾装した圧縮コイルばね１７とによって構成されている。この圧縮コイルばね１７は、アダプタリング９に形成した貫通穴９ａを挿通されて前記カムリング８に当接している。
【０００７】
前記カムリング８は、その揺動方向の一方（図９の左側）に形成された第１流体圧室２１と、揺動方向の他方に形成された第２流体圧室２２とに、後述する制御バルブ２３からの圧油を選択的に供給することにより往復揺動される。前記第１流体圧室２１と第２流体圧室２２とは、前記シールピン１４と、カムリング８の前記シールピン１４と軸対称の位置に装着されたシール部材２４とによって区画されるとともに、シールピン１４およびシール部材２４によって、これら両流体圧室２１、２２間の液密が保持されている。
【０００８】
前記カムリング８の内側に配置したロータ３は、図示しないエンジンから動力が伝達されるドライブシャフト２５に連結されており、その外周側に出没可能に保持されて、前記カムリング８の内周カム面に摺接する多数枚のベーン２７を備えている。ロータ３を回転させるドライブシャフト２５は、軸受２８、２９、３０を介してポンプボディ２内に回転自在に支持されている。ドライブシャフト２５によって回転されるロータ３は、図９の反時計回り方向（図中の矢印参照）に回転するようになっている。
【０００９】
この可変容量形ポンプ１は、図１０に示すように、作動油がリアボディ５に固定した吸込管３１および吸込通路３１ａから、前記リアボディ５の凸部５ａに形成された吸込口３２を通ってポンプ室１１に吸い込まれるようになっている。また、ポンプ室１１に吸い込まれた作動油は、前記プレッシャプレート７の円板部７ａに形成された吐出口３３を通って、フロントボディ４の底部に形成された吐出圧室３４に吐出される。この可変容量形ポンプ１の吐出量は、図９に示すように前記カムリング８が同図の左側に揺動している状態で最大になり、カムリング８が同図の右側へ揺動すると、低減するようになっている。
【００１０】
前記吐出圧室３４は、プレッシャプレート７の前記円筒部７ｂの外周側とフロントボディ４の円形凹部６の底面との間に環状に形成されている。この吐出圧室３４の、図１０における上部に吐出通路３５が接続されており、ポンプ室１１から吐出圧室３４に吐出された圧油は、この吐出通路３５からパワーステアリング装置ＰＳに給送される。吐出通路３５は、図１０に示すように、前記吐出圧室３４からロータ３の径方向外方へ延びる部分３５ａと、この径方向部分３５ａと直交する方向に延びる横方向部分３５ｂとを有しており、この横方向部分３５ｂの端部に圧油をパワーステアリング装置ＰＳに給送する給油管（図示せず）が接続されている。また、前記吐出通路３５の横方向部分３５ｂにはメータリングオリフィス３６（図１１参照）が設けられている。
【００１１】
前記制御バルブ２３は、フロントボディ４に形成したバルブ孔３７内に、スプール３８を摺動自在に嵌合させた構成になっている。スプール３８は、バルブ孔３７内を第１ないし第４の油室４１〜４４に区画しており、第４の油室４４に配置された圧縮コイルばね４５によって、図１１および図１２における左側へ付勢されている。前記第１の油室４１は、前記吐出通路３５の横方向部分３５ｂに設けられたメータリングオリフィス３６の上流側に、連通路４６を介して常時接続されている。第２の油室４２は連通路４７、４８（図１０参照）を介してリアボディ５の前記吸込口３２に接続されている。
【００１２】
前記第３の油室４３は、図１１に示すように、スプール３８が前記圧縮コイルばね４５によって押圧されてストッパ４９に当接している状態で、連通路５０によって、前記メータリングオリフィス３６の上流側に接続されている。前記第４の油室４４は、連通路５１によって前記メータリングオリフィス３６の下流側に接続されている。また、この第４の油室４４は、図９に示すように、スプール３８内に設けたリリーフ弁５２を介して前記第２の油室４２に接続されるようになっている。
【００１３】
制御バルブ２３のバルブ孔３７は、図９に示すように、第１の接続用通路５３によって前記第１の流体圧室２１に接続されるとともに、第２の接続用通路５４によって第２の流体圧室２２に接続されている。これらの接続用通路５３、５４のバルブ孔３７側の開口位置は、図１１に示すようにスプール３８がストッパ４９に当接している状態では、第１の接続用通路５３が第２の油室４２に接続されるとともに、第２の接続用通路５４が第３の油室に４３に接続され、また、図１２に示すように、スプール３８が図の右側に移動した状態では、第１の接続用通路５３が第１の油室４１に接続されるとともに、第２の接続用通路５４が第２の油室４２に接続するように設定している。
【００１４】
前記構成の従来の可変容量形ポンプ１においては、エンジン回転数がアイドリング回転時を含む低回転域にあるときには（図１３のＡ〜Ｂの範囲）、前記メータリングオリフィス３６の上流側と下流側との圧力差が小さいので、図１１に示すように、制御バルブ２３のスプール３８は圧縮コイルばね４５の弾発力によってストッパ４９に押し付けられている。
【００１５】
この状態では、第１流体圧室２１に、制御バルブ２３の第２の油室４２から吸込口３２の圧力が作用し、第２流体圧室２２には、第３の油室４３から吐出圧力（メータリングオリフィス３６の上流側の圧力）が作用する。これにより、カムリング８は、図９に示す位置に保持され、ロータ３とカムリング８との間に形成されたポンプ室１１のポンプ容量が最大になって吐出量が最大になる。
【００１６】
エンジン回転数が上昇し、吐出通路３５を通る圧油の流量が増大すると、メータリングオリフィス３６の上流側と下流側の圧力差が大きくなる。メータリングオリフィス３６の上流側の圧力上昇に伴って制御バルブ２３の第１の油室４１の圧力が増大し、スプール３８が、図１２に示すように圧縮コイルばね４５の弾発力に抗して右方に移動する。その結果、第１流体圧室２１に第１の油室４１から吐出圧力が作用し、第２流体圧室２２には、第２の油室４２から吸込口３２の圧力が作用するようになる。このため、カムリング８が付勢手段１５の圧縮コイルばね１７の弾発力に抗して、図９の右側へ揺動し、ポンプ室１１の容量が減少して吐出量が一定となる。そして、カムリング８が図９の右側端部まで揺動した高速運転時（図１３のＣ点）には、最小の吐出量で一定になる。
【００１７】
前記構成に係る従来の可変容量形ポンプ１は、吐出量が多い運転状態ではエネルギーの損失量がより多くなるという問題があり、この問題が発生する原因が圧油の漏洩にあることが明らかになった。すなわち、低回転時（図１３のＡ〜Ｂの範囲）には、前述のように第２流体圧室２２にメータリングオリフィス３６の上流側の圧力が導入されており、この低回転時に第２流体圧室２２に供給される高圧油が、アダプタリング９の外側の円環状の微少な隙間を通って第１の接続用通路５３に流入し、ここから制御バルブ２３内で最も圧力が低い第２の油室４２に漏洩してしまうことが原因である。この漏洩分だけ、この可変容量形ポンプ１から吐出される圧油が低減されてしまうから、これを補うためにエンジン回転数を上昇させて吐出量を増大させなければならず、前述したようにエネルギーの損失量が増大してしまう。
【００１８】
圧油が漏洩する前記円環状の微少な隙間は、アダプタリング９とフロントボディ４との間に形成される第１の隙間と、ポンプ室１１をシールするためにリヤボディ５とプレッシャプレート７とに装着したＯリング１２、１３に沿って形成される第２の隙間とが考えられる。
【００１９】
前記第１の隙間は、アダプタリング９の外周面に作用する圧油のために、アダプタリング９やフロントボディ４が変形することによって形成されると考えられる。この隙間に、アダプタリング９の付勢手段１５用の貫通穴９ａや、リアボディ５、プレッシャプレート７との間に形成される隙間などから第２の流体圧室２２の圧油が漏洩する。この第１の隙間を通って圧油が漏洩することを阻止するためには、アダプタリング９を使用することを止め、フロントボディ４にカムリングを直接装着する構造を採ればよい。しかし、この構造を採るためには、フロントボディ４を分割してアダプタリング９と同等の高い精度を持って形成しなければならないから、コストが著しく高くなってしまう。
【００２０】
一方、前記第２の隙間は、リヤボディ５やプレッシャプレート７に装着したＯリング１２、１３が第２の流体圧室２２の油圧によって押されて圧縮され、Ｏリング収容部１２ａ、１３ａ（図１０参照）内の空所が広がることによって形成されると考えられる。この第２の隙間を通って圧油が漏洩するのを阻止するためには、Ｏリング収容部１２ａ、１３ａに圧油が作用しなくなるように、フロントボディ４とリアボディ５、プレッシャプレート７などの嵌合部分を隙間が出来るだけ狭くなるように形成しなければならないから、前記と同様にコストアップになってしまう。
【００２１】
また、従来の可変容量形ポンプ１は、低回転時に第２の流体圧室２２に吐出圧力が常に作用するから、ポンプボディ２を強固に形成しなければならず大型化するという問題もあった。
【００２２】
そこで、本発明の発明者は、コストダウンを図りながら、圧油がポンプ内部で漏洩することを阻止し、圧油を効率よく吐出する可変容量形ポンプを発明し、既に出願した（特許文献２参照）。
【００２３】
前記出願に係る発明は、アダプタリングの内側にカムリングを揺動自在に支持させ、このカムリングの揺動方向の一側に第１の流体圧室を、他側に第２の流体圧室を形成するとともに、カムリングをポンプ室の容積が最大になる方向に付勢する付勢手段を設け、前記第１および第２の流体圧室に、吐出通路の途中に設けたメータリングオリフィスの上流側と下流側との差圧によって作動して、カムリング両側の流体圧室の油圧を制御する制御バルブを接続した可変容量形ポンプにおいて、前記制御バルブに、メータリングオリフィスの上流側と下流側との差圧が小さいときに前記第２の流体圧室に接続するポートを閉塞する閉塞部を設けたものである。
【００２４】
前記出願に係る可変容量形ポンプは、低回転時に第２の流体圧室に圧油が流入することがないので、第２の流体圧室を経てポンプ内部の隙間を通って圧油が漏洩することを阻止することができ、しかも、第２流体圧室に吐出圧力が常に作用することはないから、ポンプボディの強度をアップさせるために大型化することもないという優れた効果を奏することができる。
【特許文献１】特開平６−２００８８３号公報（第４−７頁、図１）
【特許文献２】特願２０００−２１６４４６号（第５−８頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、前記特許文献２に係る可変容量形ポンプにさらに改良を加えたもので、ポンプ室の容積が増大する側への復帰性能を損なうことなく、ポンプボディ内部あるいはアダプタリングに形成されて制御バルブと第２流体圧室とを接続する通路穴を不要にして、加工工数を削減することができ、さらに、前記第２流体圧室に瞬間的にも高圧が作用することを無くして、ポンプボディを大型化することなく、ポンプの高圧化が可能な可変容量形ポンプを提供することを目的とするものである。また、ポンプ吐出圧が高圧になると、一方のプレートを他方のプレート側に押し付けるようにして、サイドクリアランスを小さくすることにより内部洩れを低減し、ポンプ効率の低下を防止することができる可変容量形ポンプを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
請求項１に記載の発明に係る可変容量形ポンプは、両側のプレート間に揺動可能に支持されたカムリングと、このカムリングの揺動方向の一方に設けた第１流体圧室と、カムリングの揺動方向の他方に設けた第２流体圧室と、第２流体圧室側に設けられて前記カムリングを第１流体圧室側に付勢する付勢手段と、カムリング内に偏芯して配置され、外周側に複数枚のベーンを有するロータと、ポンプから吐出される圧力流体の吐出通路の途中に設けられたメータリングオリフィスと、このメータリングオリフィスの上流側と下流側との圧力差によって作動する制御バルブとを備え、この制御バルブの作動により前記流体圧室の少なくとも一方の流体圧を制御してカムリングを揺動させるようにしたもので、前記カムリングを挟持する二枚のプレートの一方に、ポンプ室から吐出される圧力流体の吐出口を設けるとともに、他方のプレートの背後側に、ローラを駆動するドライブシャフトの周囲を囲むシールリングと、この第１のシールリングの外周側で、前記吐出口の設けられた領域よりも広い領域を囲む第２のシールリングを設け、これら両シールリング間の領域に吐出圧を導入する導入通路を形成したことを特徴とするものである。
【００２７】
また、請求項２に記載の発明は、前記両シールリングを樹脂製のリングとし、かつ、各シールリングを嵌合するシール溝に連通するとともにこのシール溝よりも深い凹部を形成し、この凹部内に吐出圧を導入することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載の発明に係る可変容量形ポンプは、一方のプレートに設けた内外のシールリング間に吐出圧力を導入し、このプレートおよびカムリング、ロータ、アダプタリングを吐出口が形成された他方のプレート側に押し付けるようにしているので、ポンプ吐出圧が高圧になるほどサイドクリアランスが小さくなり、内部洩れによりポンプ効率が低下することを防止することができる。
【００２９】
また、請求項２に記載の発明に係る可変容量形ポンプは、樹脂製のシールリングを、凹部に導入した高圧油によって背後から支持するので、ブローバイ現象を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
両側のプレート間に揺動可能にカムリングを支持し、このカムリングの揺動方向の一方に第１流体圧室を、他方に第２流体圧室を設け、第２流体圧室側に設けた付勢手段によってカムリングを第１流体圧室側に付勢する。カムリング内に偏芯して配置され、ドライブシャフトによって回転されるロータに複数枚のベーンを設け、隣接する２枚のベーン間に形成されるポンプ室から吐出された圧力流体の吐出通路の途中にメータリングオリフィスを設け、その上流側と下流側との圧力差によって制御バルブを作動させる。この制御バルブの作動によって前記流体圧室の圧力を制御してカムリングを揺動させる。前記２枚のプレートの一方に、圧力流体の突出口を設けるとともに、他方のプレートの背面側に、ドライブシャフトの周囲を囲む第１シールリングと、前記吐出口の設けられている領域よりも広い範囲を囲む第２のシールリングを設け、これら両シールリング間の領域に吐出圧を導入する導入通路を形成するという構成により、ポンプ作動時には、カムリングおよびロータ等を挟持する二枚のプレートの一方を他方のプレート側に押圧してサイドクリアランスを小さくし、内部洩れを減少させるという目的を達成する。
【実施例１】
【００３１】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る可変容量形ポンプのドライブシャフトの軸線に直角な断面図、図２はこの可変容量形ポンプのドライブシャフトの軸線に沿う断面図である。なお、前記図９ないし図１２によって説明した従来の構成と同一または相当する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３２】
この可変容量形ポンプ（全体として符号１０１で示す）は、自動車のパワーステアリング装置の油圧供給源として使用されるもので、ドライブシャフト２５に図示しないエンジンの動力が伝達されてロータ３が回転するようになっている。この実施例では、図１に矢印Ｒで示すように、ドライブシャフト２５およびロータ３は反時計回り方向に回転する。
【００３３】
この可変容量形ポンプ１０１は、フロントボディ４とリアボディ５とを突き合わせてなるポンプボディ２内に、フロントボディ４の底部側からサイドプレート７、アダプタリング９およびその内側のカムリング８とロータ３、プレッシャプレート１６０が順に挿入され、このフロントボディ４の開口部内にリアボディ５の円形の突出部５ａが挿入されてボルト１０によって固定されている。
【００３４】
ロータ３は、前述のように、ドライブシャフト２５に連結され、エンジンの動力が伝達されて回転する。また、アダプタリング９内のロータ３の外周側にカムリング８が、ロータ３の回転中心Ｏｒ（ドライブシャフト２５の軸芯）に対して偏芯し、かつ、揺動可能に支持されている。アダプタリング９の内面に、ロータ３の回転中心Ｏｒを通る鉛直方向の線Ｍに直角な転動支持面１６２ａを有する支持板１６２が配置され、カムリング８は、この支持板１６２に支持されて、前記サイドプレート７およびプレッシャプレート１６０の間で、図１の左右方向に揺動できるようになっている。また、この支持板１６２を入れることにより、カムリング８を図２の上方（後に説明する吸込口３２側）に僅かにずらしてある。なお、この実施例では、カムリング８の揺動を支持する支持板１６２としてベーンを利用しており、カムリング８の支持面１６２ａの強度を確保するとともに、後に説明する両流体圧室２１、２２間のシールを行っている。
【００３５】
このカムリング８の揺動方向両側には、第１流体圧室２１（図１の左側）および第２流体圧室２２（同図の右側）が形成されている。アダプタリング９の前記支持板１６２と軸対称の位置にシール部材２４が取り付けられており、これら支持板１６２およびシール部材２４によって両流体圧室２１、２２が区画されるとともに、液密が保持されている。カムリング８が図１の左方向に揺動しているときに、両プレート７、１６０間において隣接する二枚のベーン２７、２７によって形成されるポンプ室１１の容積が最大になり、右方向に揺動するとポンプ室１１の容積が縮小されるようになっている。前記第２流体圧室２２側には、スプリング（付勢手段）１７が配置され、カムリング８をポンプ室１１の容積が最大になる方向に常時付勢している。なお、支持板１６２の近くに設けられているピン１６４は、サイドプレート７、アダプタリング９およびプレッシャプレート１６０の位置決めを行う回り止めピンである。
【００３６】
サイドプレート７の、前記ロータ３の回転に伴ってポンプ室１１の容積が次第に拡大していく領域（図１の上部の吸込領域）には、円弧状の吸込口３２が形成されており、吸込通路３１を介してタンクから吸い込んだ作動流体をポンプ室１１に供給する。また、サイドプレート７の、前記ロータ３の回転に伴ってポンプ室１１の容積が次第に縮小していく領域（図１の下部の吐出領域）には、吐出口３３が開口しており、この吐出口３３を介してポンプ室１１から吐出された圧力流体が、ポンプボディ２の底部に形成された吐出側圧力室３４に導入される。この吐出側圧力室３４は、ポンプボディ２に形成された吐出通路１３５を介して吐出ポート１６６に接続されており、吐出側圧力室３４に導入された圧力流体が、吐出ポート１６６からパワーステアリング装置ＰＳのパワーシリンダに送られる。
【００３７】
前記ポンプボディ２内には、前記ドライブシャフト２５と直交する方向を向けて制御バルブ１２３が設けられている。この制御バルブ１２３は、ポンプボディ２に形成されたバルブ孔１３７内に摺動可能に嵌合されたスプール１３８を有している。このスプール１３８は、その一方の端部（図１の右側の第２流体圧室２２側端部）側の室１４４（以下スプリング室と呼ぶ）内に配置された圧縮コイルばね１４５によって、常時図１の左方（第１流体圧室２１方向）に向けて付勢されており、非作動時には、前記バルブ孔１３７の開口部に螺合されてこのバルブ孔１３７を閉塞するプラグ１６８の前面に当たって停止している。
【００３８】
前記ポンプ室１１からパワーステアリング装置ＰＳに至る吐出通路１３５の途中にメータリングオリフィス１３６が設けられており、このメータリングオリフィス１３６の上流側の流体圧が、図示しないパイロット圧通路を介して、図１の左方の室１４１（以下高圧室と呼ぶ）内に導入され、一方、メータリングオリフィス１３５の下流側の流体圧が、パイロット圧通路１５１を介して、スプリング室１４４に導入されており、これら両室１４１、１４４の圧力差が所定以上になると、スプール１３８が圧縮コイルばね１４５に抗して図１の右方へ移動する。なお、この実施例では、メータリングオリフィス１３６が固定オリフィスで構成されているが、前記特願２０００−２１６４４６号、あるいは特願２０００−３６８１１９号等に開示された可変オリフィス等を用いるようにしても良い。
【００３９】
カムリング８の左側に形成された第１流体圧室２１は、ポンプボディ２およびアダプタリング９に形成された接続通路２ａ、９ａを介して、バルブ孔１３７の高圧室１４１側に連通している。一方、カムリング８の右側に形成された第２流体圧室２２は、従来の可変容量形ポンプに設けられていた接続通路が無く、制御バルブ１２３には直接接続されていない。そして、この第２流体圧室２２は、サイドプレート７に形成された導入孔１７０を介して、吸込通路３１に連通されて常時吸込側の圧力が導入されている。
【００４０】
スプール１３８の外周面には、前記高圧室１４１を区画する第１ランド部１３８ａとスプリング室１４４を区画する第２ランド部１３８ｂとが形成され、これら両ランド部１３８ａ、１３８ｂの中間に環状溝部１３８ｃが設けられている。この中間の環状溝部１３８ｃが、ポンプ吸込側通路１４８（図２参照）を介してタンクに接続されており、この環状溝部１３８ｃとバルブ孔１３７の内周面との間の空間がポンプ吸込側室１４２を構成している。
【００４１】
カムリング８の左側に設けられた第１流体圧室２１は、スプール１３８が図１に示す非作動位置にあるときには、接続通路２ａ、９ａを介してポンプ吸込側室１４２に接続され、前記メータリングオリフィス１３６の前後の差圧によってスプール１３８が作動すると、ポンプ吸込側室１４２から徐々に遮断されて、前記高圧室１４１に連通されるようになっている。従って、第１流体圧室２１には、前記ポンプ吸込側の圧力と、ポンプ吐出通路１３５内に設けられたメータリングオリフィス１３６の上流側の圧力が選択的に供給される。
【００４２】
なお、前記スプール１３８の内部には、リリーフバルブ１５２が設けられており、スプリング室１４４内の圧力（メータリングオリフィス１３６の下流側の圧力、言い換えればパワーステアリング装置ＰＳの作動圧力）が所定以上に上昇したときに開放して、この流体圧をタンク側に逃がすようになっている。
【００４３】
さらに、この実施例に係る可変容量形ポンプ１０１では、前記サイドプレート７に形成されている吸込口３２と吐出口３３の位置が、従来の構成と比較して回転方向にずらした位置に設けられている。
【００４４】
可変容量形ポンプの基本的な構成としては、図３に示すように、ロータ３の中心Ｏｒ（ドライブシャフト２５の軸芯）とカムリング８の中心Ｏｃは、同一の水平な線Ｎ上に位置しており、ロータ３に設けられている二枚のベーン２７、２７が、この水平な線Ｎの上下対称の位置にあるときに、ポンプ室１１が最大の容積を有している。そして、ポンプ室１１は、この最大の容積を有する状態になったときに、吸込口３２から吐出口３３に切り替わるようになっている。
【００４５】
これに対し、この実施例の構成では、図４に示すように、吐出口３３および吸込口３２が形成されているサイドプレート７を、図４における時計回り方向に約２．５°回転させるとともに、カムリング８の中心Ｏｃを、前記ロータ３の中心Ｏｒが通る水平な線Ｎよりも僅かに上方にずらしてある。従って、隣接する二枚のベーン２７、２７によって形成されるポンプ室１１は、前記水平な線Ｎを挟んで対称の位置に到達する前に容積が最大の状態になる。しかも、ポンプ室１１の容積が最大となった時点では、このポンプ室１１は吸込口３２の終端部３２ａ側に接続されて、吐出口３３の始端部３３ａには到達しないようにしている。よって、ポンプ室１１を形成する二枚のベーン２７のうちの先行するベーン２７（図４中に符号２７ａで示すベーン）が吐出口３３の始端部３３ａに到達する時点では、ポンプ室１１は既に圧縮を開始している。つまり予圧縮が行われている。
【００４６】
前記のように吸込口３２と吐出口３３を回転方向にずらすとともに、カムリング８を吸込口３２側に僅かに持ち上げてあるので、ポンプ作動時には、カムリング８の内面に、図４のＤからＥの範囲に渡って高圧が作用する。従って、カムリング８には、常時ポンプ室１１の容積が最大となる位置（第１流体圧室２１側）に向けて復帰するように内圧が作用している。
【００４７】
さらに、この実施例の可変容量形ポンプ１０１では、図５に示すように、プレッシャプレート１６０のリアボディ５側の面に二本のシールリング１７２、１７４が嵌着されている。これらシールリング１７２、１７４として、この実施例では、樹脂製のリングを用いている。内周側のシールリング（第１シールリング）１７２は、前記ドライブシャフト２５が貫通している孔１６０ａの周囲に配置されている。また、外周側のシールリング（第２シールリング）１７４は、吐出側の領域（図５の下側の領域）では、サイドプレート７に形成されている吐出口３３の外側を囲み、吸込側の領域では、前記第１シールリング１７２に近接した位置に配置されている。
【００４８】
前記プレッシャプレート１６０のリアボディ５側の面には、図６および図７に示すように、第１シールリング１７２および第２シールリング１７４がそれぞれ嵌着される第１環状溝（シール溝）１６０ｂおよび第２環状溝１６０ｃが形成されている。さらに、第１シールリング１７２が嵌着される第１環状溝１６０ｂには、この溝１６０ｂの幅とほぼ等しい径を有する円形の凹部１６０ｄが、円周方向等間隔で、かつ、その径のほぼ二分の一だけ溝１６０ｂの外側にずらした位置に４個所形成されている。また、第２シールリング１７４が嵌着される第２環状溝１６０ｃには、この溝１６０ｃの幅とほぼ等しい径を有する円形の凹部１６０ｅが、円周方向等間隔で、かつ、その径のほぼ二分の一だけ溝１６０ｃの内側にずらした位置に４個所形成されている。これら円形の凹部１６０ｄ、１６０ｅは前記シール溝１６０ｂ、１６０ｃよりも深くなっており、これら円形の凹部１６０ｄ、１６０ｅ内に高圧油を導入して、シールリング１７２、１７４を背後から支持することにより、ブローバイ、つまりシールリング１７２、１７４上を圧油が通過してシール機能を果たさなくなることを防止するようになっている。
【００４９】
プレッシャプレート１６０には、前記サイドプレート７に形成された吐出口３３に対応する位置に、円弧状の溝１６０ｆおよび貫通穴１６０ｇが形成されており、ポンプ吐出圧力がプレッシャプレート１６０のリアボディ５側の面の、両シールリング１７２、１７４間に導入されるようになっている。
【００５０】
前記サイドプレート７のフロントボディ４側の面に対しては、吐出口３３が形成されている部分およびその周辺部にかけてポンプ吐出圧が作用するようになっており、このサイドプレート７に吐出圧が作用する面積よりも、前記プレッシャプレート１６０の両シールリング１７２、１７４に囲まれた部分の面積の方が大きくなっている。従って、ポンプ作動時には、プレッシャプレート１６０が、ロータ３、カムリング８およびアダプタリング９をサイドプレート７側に押圧し、ロータ３、カムリング８およびアダプタリング９と、その両側のサイドプレート７およびプレッシャプレート１６０との間のサイドクリアランスを小さくするようになっている。特に、ポンプ吐出圧が高圧になるほど、サイドプレート７側に強く押し付けてサイドクリアランスを小さくし、内部洩れによる損失を防止できるようになっている。
【００５１】
前記構成の可変容量形ポンプ１０１の作動について説明する。ポンプ停止時には、制御バルブ１２３に油圧が作用しないため、制御バルブ１２３のスプール１３８は圧縮コイルばね１４５の弾発力によってストッパであるプラグ１６８に当たって停止している。この状態でエンジンが始動すると、エンジンの回転数の上昇に伴って可変容量形ポンプ１０１の回転数も上昇する。
【００５２】
エンジン回転数が低回転の間は、メータリングオリフィス１３６の上流側と下流側との圧力差が小さいので、制御バルブ１２３のスプール１３８は、圧縮コイルばね１４５によって図２に示す位置に停止している。制御バルブ１２３の非作動時には、カムリング８の左側の第１流体圧室２１には、制御バルブ１２３のポンプ吸込側室１４２から、接続通路２ａ、９ａを介してポンプ吸込側の圧力が導入され、一方、カムリング８の右側の第２流体圧室２２には、導入孔１７０を介して常時ポンプ吸込側の圧力が導入されている。従って、カムリング８は、スプリング１７によって図２に示すポンプ室１１の容積が最大となる位置に保持されており、この可変容量形ポンプ１０１は、回転数の上昇に比例して吐出量が増大する（図１３のＡ〜Ｂの範囲参照）。
【００５３】
そして、エンジン回転数が増加するにつれて、ポンプ室１１からの吐出流量が次第に増大して、メータリングオリフィス１３６の上流側と下流側との圧力差が大きくなり、この圧力差が所定以上になると、前記スプール１３８が圧縮コイルばね１４５を撓ませる方向（スプリング室１４４方向）に移動して、第１流体圧室２１に前記高圧室１４１を接続する。そして、スプール１３８は所定位置で平衡する。つまり、スプール１３８は、カムリング８の一方の側部（図２の左方）に形成されている第１流体圧室２１に、高圧室１４１を接続するとともに、ポンプ吸込側を接続または接続可能な状態でほぼ安定する。
【００５４】
このような制御バルブ１２３のスプール１３８の平衡状態において、カムリング８は、両側の流体圧室２１、２２間の差圧と前記圧縮コイルばね１７の付勢力とによって、図２の右側に揺動してポンプ室１１が最小のポンプ吐出流量となる位置でバランスした状態になる。この状態では、例えば、ポンプ吐出圧が１５０ｋｇ／ｃｍ２  のとき、第１流体圧室２１の油圧が２ｋｇ／ｃｍ２  程度で釣り合うので、シール２４等を高精度な加工をしなくとも内部洩れを起こすおそれが少ない。
【００５５】
また、前記のような平衡状態において舵取り操作が行われると、パワーステアリング装置ＰＳの作動圧力が上昇し、この圧力が、通路１５１を介して制御バルブ１２３のスプリング室４４内に入り、スプール１３８のスプリング室１４４側端面に作用する。パワーステアリング装置ＰＳの作動圧力によってスプール１３８が図１の左方に押し戻されると、カムリング８の左側の第１流体圧室２１が、メータリングオリフィス１３６の上流側圧力が導入されている高圧室１４１と遮断されてポンプ吸込側室１４２に接続される。カムリング８の両側の流体圧室２１、２２がともにポンプ吸込側の圧力になり、カムリング８は、第２流体圧室２２側のスプリング１７と、その内周側に作用する圧力によって、ポンプ室１１の容積が拡大する方向に揺動する。
【００５６】
つまり、この実施例に係る可変容量形ポンプ１０１では、ポンプ室１１に作動油を供給する吸込口３２とポンプ室１１から作動油を吐出する吐出口３３の位置が、従来の可変容量形ポンプ１の構成よりも、回転方向（図２の時計回り方向）にずれており、カムリング８の内面に作用する圧力（図４のＤ〜Ｅの範囲が高圧になる）が、カムリング８を図２に示す位置に復帰させる方向に作用するようになっている。従って、第２流体圧室２２が常時ポンプ吸込側の圧力であっても、カムリング８は速やかにポンプ室１１の容積が拡大する方向に復帰して、吐出量を増大させることができる。
【００５７】
従来の可変容量形ポンプ（特開平６−２００８８３号）の構成では、図１３におけるＡからＢに至る領域で、第２流体圧室２２にポンプ吐出圧（メータリングオリフィス１３６の上流側の圧力）が直接作用しているため、内部洩れが起こるおそれがあるので、その内部洩れを押さえるためにポンプボディ２の内径やアダプタリング９の外径等のシール部の加工精度が必要で、ポンプの高圧化に困難が伴うが、この実施例の構成では、シール部の高度な加工精度が不要であり、内部洩れを改善することができる。また、脈動による振動音も改善することができる。さらに、ポンプボディ２を大型化して強度アップをすることなくポンプの高圧化が可能となる。
【００５８】
また、本発明の発明者が発明し、先に出願した特願２０００−２１６４４６号（特許文献２）の可変容量形ポンプは、前記従来の可変容量形ポンプにおける問題点を解決することができる。しかしながら、制御バルブのスプールの作動時に第２流体圧室に瞬間的に高圧が作用するので、その瞬間には、やはり内部洩れ等の心配がある。これに対し、本発明の前記実施例の構成では、第２流体圧室２２には常時ポンプ吸込側の圧力が導入されているので、ポンプの高圧化に対応するためにはさらに有利である。しかも、前記出願に係る発明では、制御バルブと第２流体圧室とを接続する接続通路を設けているが、この実施例では、制御バルブ１２３と第２流体圧室２２との間の接続用通路（ポンプボディ２およびアダプタリング９に形成した油路穴）が不要なので、加工工数を低減し、コストダウンを図ることができる。
【実施例２】
【００５９】
次に、第２の実施例について、図８により説明する。この図では、一点鎖線がロータ３、実線がポンプ吐出容量が最大のときのカムリング８Ａの位置、破線がポンプ吐出容量が最小のときのカムリング８Ｂの位置をそれぞれ示す。前記第１の実施例では、カムリング８が前記第１流体圧室２１側に揺動する方向に向けて、カムリング８の内圧を作用させるために、サイドプレート７に形成されている吐出口３３および吸込口３２を回転方向にずらすとともに、カムリング８を吸込口３２側（図２および図４の上方）に僅かに偏倚させていたが、この実施例では、吐出口３３と吸込口３２の位置は従来の構成と同様に上下対称の位置であって良い。なお、この実施例では、図示しない部分についても、前記第１の実施例の構成と同一の符号を付して説明する。
【００６０】
この実施例では、アダプタリング９の内面に配置されてカムリング８を支持する支持板１６２を、ロータ３の中心Ｏｒを通る垂直方向の線Ｍに対して第２流体圧室２２側（図８の右側）にずらし、その転動支持面１６２ａを第１流体圧室２１方向（図８の左方向）に向けて傾斜させている。また、カムリング８の中心Ｏｃ（ポンプ吐出容量が最大のときのカムリング８の中心をＯｃＡ、最小のときのカムリング８の中心をＯｃＢで示す。）を、ロータ３の中心Ｏｒを通る水平方向の線Ｎよりも僅かに上方に位置させている。
【００６１】
その他の部分の構成は、前記第１の実施例と同様であり、カムリング８をポンプ吐出容量が減少する方向（図１の右方向）に揺動させる場合には、ポンプ吐出圧を制御して第１流体圧室２１に導入することにより行う。逆に、カムリング８を、ポンプ吐出容量を増大させる方向（図１の左方向）に復帰させる場合には、カムリング８の揺動支点１２が、ロータ３の軸芯Ｏｒよりも第２流体圧室２２側に配置され、第１流体圧室２１方向に向けて傾斜しているので、ポンプ吐出圧によるカムリング内圧の合力が、前記転動支持面１６２ａに直角に作用すると、その分力が第１流体圧室２１方向に働き、前記スプリング１７の力に加えてこのカムリング８の内圧による力によって、カムリング８が迅速に復帰する。この実施例でも、第２流体圧室を常時ポンプ吸込側に接続しておくことにより、内部洩れを改善することができ、しかも、カムリングの揺動支持面の位置を、第２流体圧室側に配置しているので、ポンプ吐出流量を増大させる必要があるときには、カムリングを迅速に復帰させることができる。
【００６２】
以上述べたように本発明に係る可変容量形ポンプは、前記カムリング８を挟持する二枚のプレートの一方（サイドプレート７）に、ポンプ室１１から吐出される圧力流体の吐出口３３を設けるとともに、他方のプレート（プレッシャプレート１６０）の背後側の面に、ロータ３を駆動するドライブシャフト２５の周囲を囲む第１シールリング１７２と、この第１シールリング１７２の外周側で、前記吐出口３３の設けられている領域よりも広い範囲を囲む第２のシールリング１７４を設け、これら両シールリング１７２、１７４間の領域に吐出圧を導入する導入通路１６０ｇを形成したので、ポンプ作動時には、カムリング８およびロータ３等を挟持する二枚のプレート７、１６０の一方１６０を他方のプレート７側に押圧してサイドクリアランスを小さくすることにより、内部洩れを減少させることができる。
【００６３】
なお、本発明は、前記実施例で説明した構造に限定されるものではなく、各部の形状、構造等を適宜変形、変更しうることはいうまでもない。例えば、第１の実施例の吐出口と吸込口を回転させる角度や、第２の実施例のカムリングの転動支持面をずらす位置等も、前記実施例の構成に限定されるものではなく、適宜選択することが可能である。
【００６４】
次に、前述した実施例の内容から把握し得る前記請求項に記載された発明以外の発明について記載する。
１．両側のプレート間に揺動可能に支持されたカムリングと、このカムリングの揺動方向の一方に設けた第１流体圧室と、カムリングの揺動方向の他方に設けた第２流体圧室と、第２流体圧室側に設けられて前記カムリングを第１流体圧室側に付勢する付勢手段と、カムリング内に偏芯して配置され、外周側に複数枚のベーンを有するロータと、ポンプから吐出される圧力流体の吐出通路の途中に設けられたメータリングオリフィスと、このメータリングオリフィスの上流側と下流側との圧力差によって作動する制御バルブとを備え、この制御バルブの作動により前記流体圧室の少なくとも一方の流体圧を制御してカムリングを揺動させる可変容量形ポンプにおいて、
前記制御バルブと第１流体圧室とを接続して、この第１流体圧室内の流体圧力を制御するとともに、前記第２流体圧室を制御バルブから遮断してポンプ吸込側に常時接続し、かつ、カムリングの内圧を、このカムリングが前記第１流体圧室側に揺動する方向に向けて作用させることを特徴とする可変容量形ポンプ。
【００６５】
この発明に係る可変容量形ポンプでは、制御バルブから第２流体圧室への油通路を無くして、第２流体圧室には常にポンプ吸込側の圧力を導入するようにしているので、高圧が作用することが無く、内部洩れや脈動による振動音等が改善され、ポンプボディを強度アップのために大型化する必要もない。しかも、カムリングをポンプ容積が最大になる方向に復帰させるために、スプリング力に加えてカムリングの内圧を前記復帰方向に設定したので、カムリングを安定した素早い動作で復帰させることができる。
【００６６】
２．両側のプレート間に揺動可能に支持されたカムリングと、このカムリングの揺動方向の一方に設けた第１流体圧室と、カムリングの揺動方向の他方に設けた第２流体圧室と、第２流体圧室側に設けられて前記カムリングを第１流体圧室側に付勢する付勢手段と、カムリング内に偏芯して配置され、外周側に複数枚のベーンを有するロータと、ポンプから吐出される圧力流体の吐出通路の途中に設けられたメータリングオリフィスと、このメータリングオリフィスの上流側と下流側との圧力差によって作動する制御バルブとを備え、この制御バルブの作動により前記流体圧室の少なくとも一方の流体圧を制御してカムリングを揺動させる可変容量形ポンプにおいて、
前記制御バルブと第１流体圧室とを接続して、この第１流体圧室内の流体圧力を制御するとともに、前記第２流体圧室を制御バルブから遮断してポンプ吸込側に常時接続し、さらに、カムリングを転動可能に支持する転動支持面を、ロータの軸芯よりも第２流体圧室側に配置し、かつ、第１流体圧室側に向けて傾斜させたことを特徴とする可変容量形ポンプ。
【００６７】
３．請求項１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記カムリングの両側に配置されたプレートに形成されている吸込口の終端と吐出口の始端の位置を、吸込口側に回転させて円周方向にずらすとともに、カムリングを吸込口側に偏倚させることにより、カムリングの内圧を第１流体圧室側に向けて作用させることを特徴とする可変容量形ポンプ。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】可変容量形ポンプのドライブシャフトの軸線に直角な断面図である。（実施例１）
【図２】前記可変容量形ポンプのドライブシャフトの軸線に沿った断面図である。
【図３】従来の可変容量形ポンプのロータおよびカムリングと吐出口および吸込口の位置関係を説明する図である。
【図４】前記実施例に係る可変容量形ポンプのロータおよびカムリングと吐出口および吸込口の位置関係を説明する図である。
【図５】前記可変容量形ポンプのプレッシャプレートの側面に設けられたシール部の構成を示す正面図である。
【図６】前記プレッシャプレートの正面図である。
【図７】前記プレッシャプレートの縦断面図である。
【図８】別の構成の可変容量形ポンプのカムリングとロータおよびカムリングの転動支点の位置関係を説明する図である。（実施例２）
【図９】従来の可変容量形ポンプのドライブシャフトの軸線に直角な断面図である。
【図１０】従来の可変容量形ポンプのドライブシャフトの軸線に沿った断面図である。
【図１１】従来の可変容量形ポンプの制御バルブおよび吐出通路の構成を示す断面図である。
【図１２】従来の可変容量形ポンプの制御バルブおよび吐出通路の構成を示す断面図であり、図１１と異なる作動状態を示す。
【図１３】ポンプ吐出量と回転数の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
３    ロータ
７    プレート（サイドプレート）
８    カムリング
１７    付勢手段（スプリング）
２１    第１流体圧室
２２    第２流体圧室
２７    ベーン
３３    吐出口
１２３    制御バルブ
１３５    吐出通路
１３６    メータリングオリフィス
１６０    プレート（プレッシャプレート）
１６０ｇ  導入通路）（貫通孔）
１７２    第１シールリング
１７４    第２シールリング
【図１】
2006275063.tif 000003
【図２】
2006275063.tif 000004
【図３】
2006275063.tif 000005
【図４】
2006275063.tif 000006
【図５】
2006275063.tif 000007
【図６】
2006275063.tif 000008
【図７】
2006275063.tif 000009
【図８】
2006275063.tif 000010
【図９】
2006275063.tif 000011
【図１０】
2006275063.tif 000012
【図１１】
2006275063.tif 000013
【図１２】
2006275063.tif 000014
【図１３】
2006275063.tif 000015