(57)【特許請求の範囲】
【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を設け、
前記ノッチは、前記カムリングの揺動位置によって前記ポンプ吸込側開口と前記ベーン間に形成される圧力室とを連通させるタイミングが異なるように径方向に並列に設けられた内側のノッチ溝と外側のノッチ溝とを有し、
前記カムリングの偏心量が最大のとき、前記内側のノッチ溝が前記ポンプ室に開口し前記外側のノッチ溝が前記カムリングで閉じられ、
前記カムリングの偏心量が最小のとき、前記内側のノッチ溝と前記外側のノッチ溝の両方が前記ポンプ室に開口することを特徴とする可変容量形ポンプ。
【請求項２】
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、
前記ポンプ吐出側開口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を設け、
前記ノッチは、前記カムリングの揺動位置によって前記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を連通させるタイミングが異なるように径方向に並列に設けられた内側のノッチ溝と外側のノッチ溝とを有し、
前記カムリングの偏心量が最大のとき、前記内側のノッチ溝と前記外側のノッチ溝の両方が前記ポンプ室に開口し、
前記カムリングの偏心量が最小のとき、前記内側のノッチ溝が前記ポンプ室に開口し前記外側のノッチ溝が前記カムリングで閉じられることを特徴とする可変容量形ポンプ。
【請求項３】
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を設け、
前記ノッチは、前記カムリングの揺動位置によって前記ポンプ吸込側開口と前記ベーン間に形成される圧力室とを連通させるタイミングが異なるように前記ロータ回転方向に異なる位置であって径方向に連通する径方向内側の端部と外側の端部とを有し、
前記カムリングの偏心量が最大のとき、前記内側の端部が前記ポンプ室に開口し前記外側の端部が前記カムリングで閉じられ、
前記カムリングの偏心量が最小のとき、前記内側の端部と前記外側の端部の両方が前記ポンプ室に開口することを特徴とする可変容量形ポンプ。
【請求項４】
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、
前記ポンプ吐出側開口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を設け、
前記ノッチは、前記カムリングの揺動位置によって前記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を連通させるタイミングが異なるように前記ロータ回転方向に異なる位置であって径方向に連通する径方向内側の端部と外側の端部とを有し、
前記カムリングの偏心量が最大のとき、前記内側の端部と前記外側の端部の両方が前記ポンプ室に開口し、
前記カムリングの偏心量が最小のとき、前記内側の端部が前記ポンプ室に開口し前記外側の端部が前記カムリングで閉じられ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】
【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４Ａ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７ａ，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７ａ，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を設け、前記ノッチは、前記カムリングの揺動位置によって前記ポンプ吸込側開口と前記ベーン間に形成される圧力室とを連通させるタイミングが異なるように径方向に並列に設けられた内側のノッチ溝と外側のノッチ溝とを有し、前記カムリングの偏心量が最大のとき、前記内側のノッチ溝が前記ポンプ室に開口し前記外側のノッチ溝が前記カムリングで閉じられ、前記カムリングの偏心量が最小のとき、前記内側のノッチ溝と前記外側のノッチ溝の両方が前記ポンプ室に開口するものである。
また、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、前記ポンプ吐出側開口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を設け、前記ノッチは、前記カムリングの揺動位置によって前記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を連通させるタイミングが異なるように径方向に並列に設けられた内側のノッチ溝と外側のノッチ溝とを有し、前記カムリングの偏心量が最大のとき、前記内側のノッチ溝と前記外側のノッチ溝の両方が前記ポンプ室に開口し、前記カムリングの偏心量が最小のとき、前記内側のノッチ溝が前記ポンプ室に開口し前記外側のノッチ溝が前記カムリングで閉じられるものである。
【００１８】
また、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を設け、前記ノッチは、前記カムリングの揺動位置によって前記ポンプ吸込側開口と前記ベーン間に形成される圧力室とを連通させるタイミングが異なるように前記ロータ回転方向に異なる位置であって径方向に連通する径方向内側の端部と外側の端部とを有し、前記カムリングの偏心量が最大のとき、前記内側の端部が前記ポンプ室に開口し前記外側の端部が前記カムリングで閉じられ、前記カムリングの偏心量が最小のとき、前記内側の端部と前記外側の端部の両方が前記ポンプ室に開口するものである。
また、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、前記ポンプ吐出側開口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を設け、前記ノッチは、前記カムリングの揺動位置によって前記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を連通させるタイミングが異なるように前記ロータ回転方向に異なる位置であって径方向に連通する径方向内側の端部と外側の端部とを有し、前記カムリングの偏心量が最大のとき、前記内側の端部と前記外側の端部の両方が前記ポンプ室に開口し、前記カムリングの偏心量が最小のとき、前記内側の端部が前記ポンプ室に開口し前記外側の端部が前記カムリングで閉じられるものである。
【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１２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，１６ｃ（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１７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２９、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４２ａ、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（２４，２３，２９，４２ａ，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４０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，４３，４４，４５，２８ｂ）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３２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３０ａ内でスプール３２の左方への移動位置を流体通路４７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３０ａ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４６，４７，３５（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５０，５１，５２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５０，５２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１１，１２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２６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７１，７２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２６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２６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２６，２４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３５，１９ｂ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始端部に、カムリングの揺動位置によってベーン間の圧力室と連通するタイミングが異なるようにノッチを形成したから、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、１５ａ…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、２４…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）、４６，４７…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、７０…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、８３，８４…ノッチ溝端部。
【図１】
0003866410.tif 000002
【図２】
0003866410.tif 000003
【図３】
0003866410.tif 000004
【図４】
0003866410.tif 000005
【図５】
0003866410.tif 000006
【図６】
0003866410.tif 000007
【図７】
0003866410.tif 000008
【図８】
0003866410.tif 000009
【図９】
0003866410.tif 000010
【図１０】
0003866410.tif 000011
【図１１】
0003866410.tif 000012
【図１２】
0003866410.tif 000013