(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベーンポンプおよびローラポンプ等の容積型ポンプ用の制御機構であって、
ポンプの吐出し室（１０Ａ）が、バネ（１６）の力に抗して滑動可能な制御ピストン（１７）を内蔵する孔（１３）と、この孔（１３）の範囲に孔とほぼ平行に設けられたバイパス通路（１８）とを介して、常に制御ピストン（１７）のバネ室（１５）及び出口通路（１４）に通じており、
バネの力による負荷を受けたピストン（１１Ａ）を有する流量制御弁（１１）が有効流量を制御するために配置されており、
制御ピストン（１７）は、バネ室（１５）を出口通路（１４）に接続している絞り通路（１２）の開放横断面をポンプの吐出量に関連して制御し、
制御ピストン（１７）は、第１の制御縁（１９、２２）および第２の制御縁（２０、２４）を有しており、
バネ室（１５）への方向の制御ピストン（１７）の動きに伴い第１の制御縁（１９、２２）が絞り通路（１２）の開口部の上を移動して当該開口部の開放横断面が小さくなり、更にバネ室（１５）への方向に制御ピストン（１７）が動くと、第１および第２の制御縁が絞り通路（１２）の開口部の上を同時に移動して第１の制御縁（１９、２２）の側の絞り通路（１２）の開口部の開放横断面が小さくなる一方で第２の制御縁（２０、２４）の側の絞り通路（１２）の開口部の開放横断面が大きくなるように、第１および第２の制御縁が配置されていることを特徴とする容積型ポンプ用の制御機構。
【請求項２】
第１の制御縁（１９、２２）は、制御ピストン（１７）のバネ室（１５）側の端面と制御ピストン（１７）の円筒周面との間の切削によって形成されており、
第２の制御縁（２０、２４）は、制御ピストン（１７）の円筒周面に形成されたリング溝（２１）の一方の端縁から成っていることを特徴とする、請求項１に記載の制御機構。
【請求項３】
第１の制御縁（１９、２２）は、制御ピストン（１７）の円筒周面に形成されたリング溝（２３）の一方の端縁から成っており、
第２の制御縁（２０、２４）は、制御ピストン（１７）の円筒周面に形成された第２のリング溝（２５）の一方の端縁から成っていることを特徴とする、請求項１に記載の制御機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、容積型ポンプ用、特にベーンポンプ並びにローラポンプ用の制御機構に関する。この制御機構の場合、ポンプの吐出し室が、バネの力に抗して滑動可能な制御ピストンを内蔵している１つの孔を介して、出口に接続されている吐出し通路に通じている。制御ピストンは１つの絞り通路の出口横断面をポンプ回転数もしくは吐出し量に関連して制御する。このため制御ピストンは１つの制御縁を有しており、この制御縁によって絞り通路の開口部との協働で絞り通路の開放横断面がバネ室側への方向の制御ピストンの動きに伴って小さくされる。また、ハウジング孔内に、バネの力による負荷を受けた制御ピストンを有する１つの流量制御弁が設けられている。
【０００２】
この種の制御機構は国際公開ＷＯ−Ａ１−９６／０９４７５号公報によって公知である。同制御機構によれば垂下特性曲線としての吐出量特性曲線が得られる。しかし、種々の吐出量特性曲線を可能にするためには種々のバネ及び種々のピストン直径を必要とする。さらに、例えば段階的な経過のように一様でない経過を有する吐出量特性曲線が望まれる場合、例えば２つの順次に働くバネの使用のように費用増大をもってしか所望の特性曲線は得られない。
【０００３】
本発明の課題は、可能な限りわずかな費用で、垂下を含む一様でない経過を有する任意の吐出量特性曲線のための制御機構を提供することである。なお、種々の特性曲線の形を容易に実現できるものでなければならない。
【０００４】
このような課題を本発明は請求項１に示す構成の制御機構によって解決した。即ち、制御ピストンが少なくとも１つの制御縁（第１の制御縁）を有しており、この制御縁は絞り通路の開口部と協働して絞り通路の開放横断面をバネ室への方向の制御ピストンの動きに伴って小さくする。制御ピストンはさらに、少なくとも１つの別の制御縁（第２の制御縁）を有しており、この制御縁は絞り通路の開口部と協働して絞り通路の開放横断面をバネ室への方向の制御ピストンの動きに伴って大きくする。このような構成によれば、容積型ポンプの吐出量特性曲線は、第１の制御縁が絞り通路の開口部を覆って開放横断面を小さくし始める点から垂下経過を有することになる。その結果アクチュエータへ供給される吐出量は減少される。第２の制御縁が絞り通路の開口部の範囲内へ入り込む第２の点からは、この範囲において第２の制御縁側の絞り通路の開放横断面が次第に大きくなる。かくして、吐出量特性曲線の経過中に一様でない個所が生じて、例えば特性曲線がこの第２の点から僅かに上向くか又はもはや下降しない。要するに、第１の制御縁によって減少制御された吐出量が第２の制御縁によって一定限再調整される。
【０００５】
本発明の有利な実施態様については請求項２以降に示されている。第１の制御縁が制御ピストンのバネ室側の端面と円筒周面との間の切削によって形成するならば、制御縁を特に簡単に設けることができる。この場合には第２の制御縁を制御ピストンの円筒周面に形成したリング溝の端縁として製作する。
【０００６】
別の実施態様によれば、両方の制御縁が制御ピストンの円筒周面に形成された２つのリング溝の各１つの端縁から成っている。これによって吐出量特性曲線を多様に設定することができる。例えば、特に良好な冷間始動特性を有する粘性に関連した吐出量特性曲線が得られる。
【０００７】
次に、図面に示した２つの実施例に従って本発明を詳述する。
【０００８】
本発明はベーンポンプを例にとって詳述されるが、同様の作用効果のもとに別の容積型ポンプ、例えばローラポンプにおいても適用することができる。ベーンポンプは図示してないタンクからやはり図示してないアクチュエータ、例えばパワーステアリング装置へ圧油を供給するのに使われる。
【０００９】
ハウジング１内には、ロータ３、カムリング４及び多数のベーン５から成るポンプユニット２が配置されている。ロータ３は駆動軸６を介して軸受ハウジング７内に支承されている。
【００１０】
ベーン５とカムリング４との間には図示してない容積室の形の作業室が形成されており、これらの作業室の軸方向の両端は各１つの制御プレート８、９によって閉ざされている。制御プレート８、９内には周知のように吐出しポート１０及び吸込みポート（図示せず）が設けられている。吐出しポート１０は吐出し室１０Ａに通じている。
【００１１】
吐出し接続部へ案内される圧油を制御するために、バネによる負荷を受けた１つのピストン１１Ａを有するバイパス型流量制御弁１１が周知のとおり軸受ハウジング７内に配置されている。流量制御弁１１及びこれ以外に設けられている図中では見えない圧力制御弁の構造は例えば米国特許第５０９８２５９号明細書によって一般に周知であり、従ってその詳述は省く。作業室を吸込み接続部、流量制御弁１１及び圧力制御弁に接続している吸込み通路並びに吐出し通路も軸受ハウジング７内に配置されている。これらの通路も周知であるため詳述は省く。バイパス型流量制御弁１１の絞りが軸受ハウジング７内に１つの絞り通路１２の形で設けられている。
【００１２】
絞り通路１２は、軸受ハウジング７内に駆動軸６の軸線とほぼ平行に形成された孔１３から出口通路１４へ通じている。絞り通路１２の開口部は孔１３内でバネ１６を内蔵するバネ室１５に接している。バネ１６は一端が軸受ハウジング７内の孔１３の内端に支えられ、他端が孔１３内に滑動可能に案内された制御ピストン１７に支えられている。吐出しポート１０は１つのバイパス通路１８を介してバネ室１５、ひいては絞り通路１２の開口部に通じている。バイパス通路１８は図２の横断面図に示されているようにほぼＴ字形をなしており、効果的に軸受ハウジング７内に鋳込みによって形成されている。このバイパス通路１８は孔１３側に開放されている。制御ピストン１７はバネ１６の力に抗して滑動可能である。制御ピストン１７のどの位置においてもバイパス通路１８を介して吐出しポート１０からバネ室１５への連通は保たれる。
【００１３】
制御ピストン１７はバネ室１５側の端部に制御縁１９を有している。この制御縁１９は制御ピストン１７のバネ室１５側の端面と円筒周面との間の切削によって形成されている。制御縁１９は絞り通路１２の開口部と協働して、制御ピストン１７がバネ室１５側へ動くのに伴って絞り通路１２の開放された横断面が小さくなる。制御縁１９は鋭角的なエッジとして、段部として、又は面取り部として作成する。このような制御縁１９の形状によって絞り過程に影響を与えることができる。
【００１４】
制御ピストン１７はバネ室１５側の端部の近くに別の制御縁２０をも有していて、これは制御ピストン１７の円筒周面に形成されたリング溝２１の一方の端縁から成っている。
【００１５】
図５に示されている第２の実施例においては、第１の制御縁２２が第１のリング溝２３の一方の端縁から成っている。第２の制御縁２４は第２のリング溝２５の一方の端縁から成っている。両方のリング溝２３、２５は制御ピストン１７のバネ室１５側の端面の近くの周面に形成されている。
【００１６】
次に、制御ピストン１７の機能について詳述する。
【００１７】
ポンプが停止しているスタート位置において、バネ１６が制御ピストン１７を制御プレート９へ押し付けている。ポンプの給送圧が吐出しポート１０に作用し、ひいては動圧として制御ピストン１７のバネ室１５とは反対側の端面に作用する。動圧によってこの端面に及ぼされる力がバネ１６の力を上回り次第、制御ピストン１７はバネ室１５側へ動かされる。この場合にはまず最初に制御縁１９によって絞り通路１２の開放横断面が小さくなる。制御ピストン１７の動きがさらに進むと、第２の制御縁２０が絞り通路１２の開放横断面の範囲に達し、その結果制御縁２０側の絞り通路１２の開放横断面は制御ピストン１７の動きが増すのに伴って大きくなる。これによって、開放横断面の当初の縮小、ひいては垂下特性曲線の後に、開放横断面が制御ピストン１７の動きの進行に伴って一定に保たれるかもしくは連続的に大きくされることになる。かくして、吐出量特性曲線の上り勾配を容積型ポンプの吐出量の減少制御範囲において高精度に変えることができる。制御ピストン１７の形状の変更のみによって吐出量特性曲線が容易に変えられることになる。このような制御ピストン１７の別の形状の１つが前述の図５の例である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  制御ピストンを原位置で示す容積型ポンプの縦断面図。
【図２】  図１中のII−II線による部分横断面図。
【図３】  図１中のIII部分の拡大図。
【図４】  図３の拡大図を制御ピストンが動いた状態で示した図。
【図５】  別の実施例を図３同様に示した図。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  ポンプユニット
３  ロータ
４  カムリング
５  ベーン
６  駆動軸
７  軸受ハウジング
８  制御プレート
９  制御プレート
１０  吐出しポート
１０Ａ  吐出し室
１１  バイパス型流量制御弁
１１Ａ  ピストン
１２  絞り通路
１３  孔
１４  出口通路
１５  バネ室
１６  バネ
１７  制御ピストン
１８  バイパス通路
１９  制御縁
２０  制御縁
２１  リング溝
２２  制御縁
２３  リング溝
２４  制御縁
２５  リング溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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