(57)【要約】【課題】  スプール移動量が小さい場合であってもドレン流量を確保したポンプの流量制御弁を提供する。【解決手段】  ドレン孔が閉塞された状態から開放された状態に移行する際、ドレン孔外縁部上で最初に開放される点をドレン開始点とし、ドレン孔の最大径の１／２の値をｒとし、ドレン孔の遮断状態から開放状態に移行する際にスプールが移動する方向を開放方向とし、ドレン開始点から、開放方向に向かって距離ｒの点をＡ点とし、Ａ点を中心として半径ｒの円周上であって、Ａ点からドレン開始点とを結ぶ直線から両側に４５°の方向の点をＢ１点、Ｂ２点とし、Ｂ１点、Ｂ２点は、ドレン孔外縁部よりも内周方向にあることとした。【選択図】        図５
2009079563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプール孔を有するポンプハウジングと、
ポンプの吸入通路に連通し、前記スプール孔に開口するドレン孔と、
前記スプール孔内で軸方向移動可能に設けられたスプールを有し、前記ドレン孔を閉塞または開放することで前記ポンプの吐出流量を制御するスプールバルブと
を備え、
前記ドレン孔が閉塞された状態から開放された状態に移行する際、前記ドレン孔外縁部上で最初に開放される点をドレン開始点とし、
前記ドレン孔の最大径の１／２の値をｒとし、
前記ドレン孔の遮断状態から開放状態に移行する際に前記スプールが移動する方向を開放方向とし、
前記ドレン開始点から、前記開放方向に向かって距離ｒの点をＡ点とし、
前記Ａ点を中心として半径ｒの円周上であって、前記Ａ点から前記ドレン開始点とを結ぶ直線から両側に４５°の方向の点をＢ１点、Ｂ２点とし、
前記Ｂ１点、Ｂ２点は、前記ドレン孔外縁部よりも内周方向にあること
を特徴とする流量制御機構。
【請求項２】
請求項１に記載の流量制御機構において、
前記スプールの軸と直交する方向を径方向とし、
前記ドレン孔の開口部は、本体部と前記ドレン開始点から構成され、
前記本体部における前記径方向の幅は、前記スプールの移動方向にわたって一定であること
を特徴とする流量制御機構。
【請求項３】
請求項２に記載の流量制御弁において、
前記前記ドレン開始点の前記径方向両側は、テーパ部を有すること
を特徴とする流量制御機構。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の流量制御機構において、
前記ドレン開始点の径方向幅は、前記開弁方向に向かって徐々に広くなること
を特徴とする流量制御機構。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の流量制御機構において、
前記ドレン開始点は、切削加工により形成されること
を特徴とする流量制御機構。
【請求項６】
請求項５に記載の流量制御機構において、
前記本体部は、鋳造により形成されること
を特徴とする流量制御機構。
【請求項７】
請求項６に記載の流量制御機構において、
前記ドレン孔は中子を用いて鋳造により形成され、
前記ポンプの吸入通路の一部は、前記ドレン孔形成時に前記中子によって同時に形成されること
を特徴とする流量制御弁。
【請求項８】
請求項７に記載の流量制御機構において、
前記ドレン開始点は、鋳造によって形成された前記ドレン孔にドリルを挿入することにより形成され、
前記ドリルの挿入方向は、前記ポンプハウジングに対する前記ポンプの回転軸の挿入方向と同一方向であること
を特徴とする流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定流量型ベーンポンプの流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載される流量制御弁にあっては、弁の両端に作用する圧力とスプリングの付勢力をバランスさせ、スプールを移動させてドレン孔の開弁量を制御し、不要な作動油を排出することで作動油の流量を制御している。
【特許文献１】特開２００６−９７８４２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら上記従来技術にあっては、スプールの移動量に対するドレン孔の開口面積が不十分であり、ドレン流量を確保するためにスプールの移動量を大きく設定する必要があった。スプール移動量を増大させるためにはスプールに作用する圧力を大きくする必要があり、圧力源であるポンプの吐出圧が増大すると、流量特性の悪化、消費エネルギーの増大、コンタミ噛みこみ発生率の上昇、および侵食による耐久性劣化等の問題が発生する。
【０００４】
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、スプール移動量が小さい場合であってもドレン流量を確保したポンプの流量制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、スプール孔を有するポンプハウジングと、ポンプの吸入通路に連通し、前記スプール孔に開口するドレン孔と、前記スプール孔内で軸方向移動可能に設けられたスプールを有し、前記ドレン孔を閉塞または開放することで前記ポンプの吐出流量を制御するスプールバルブとを備え、前記ドレン孔が閉塞された状態から開放された状態に移行する際、前記ドレン孔外縁部上で最初に開放される点をドレン開始点とし、前記ドレン孔の最大径の１／２の値をｒとし、前記ドレン孔の遮断状態から開放状態に移行する際に前記スプールが移動する方向を開放方向とし、前記ドレン開始点から、前記開放方向に向かって距離ｒの点をＡ点とし、前記Ａ点を中心として半径ｒの円周上であって、前記Ａ点から前記ドレン開始点とを結ぶ直線から両側に４５°の方向の点をＢ１点、Ｂ２点とし、前記Ｂ１点、Ｂ２点は、前記ドレン孔外縁部よりも内周方向にあることとした。
【０００６】
よって、少ないスプール移動量であってもドレン流量を確保したポンプの流量制御弁を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明のポンプの流量制御弁を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
［ベーンポンプの概要］
図１はベーンポンプ１における軸方向断面図（図２のＩ−Ｉ断面）、図２は径方向断面図（図１のＩＩ−ＩＩ断面図）である。ベーンポンプ１はとロータ３との位置関係が常時固定された固定容量型のベーンポンプである。
【０００９】
なお、駆動軸２の軸方向をｘ軸とし、リアハウジング１２からポンプハウジング１１へ向かう方向を正方向とする。また、図２において図面左方向をｙ軸負方向、ｘ、ｙ軸と直交する軸であって吸入通路ＩＮ側をｚ軸正方向とする。
【００１０】
ベーンポンプ１は、駆動軸２、ロータ３、アダプタリング５、ハウジング１０を有する。駆動軸２はエンジンとプーリを介して接続し、ロータ３と一体回転する。
【００１１】
ロータ３の外周には軸方向溝である複数のスロット３１が放射状に形成され、各スロット３１にベーン３２が径方向に出没可能に挿入される。また、各スロット３１の内径側端部には背圧室３３が設けられ、作動油が供給されてベーン３２を径方向外側に付勢する。
【００１２】
ハウジング１０はポンプハウジング１１およびリアハウジング１２から形成される。ポンプハウジング１１はｘ軸正方向側に開口する有底カップ形状であり、底部１１１には円盤状のプレッシャープレート６が収装される。
【００１３】
ポンプハウジング１１内周部であるポンプ要素収容部１１２であってプレッシャープレート６のｘ軸正方向側には、アダプタリング５、およびロータ３が収装される。
【００１４】
リアハウジング１２はｘ軸正方向側からアダプタリング５、およびロータ３と液密に当接し、アダプタリング５、およびロータ３はプレッシャープレート６およびリアハウジング１２に挟持されることとなる。
【００１５】
プレッシャープレート６には駆動軸挿入孔６６が設けられて駆動軸２が挿入される。また、プレッシャープレート６のｘ軸正方向側面であってロータ３との摺動面６１には、それぞれ吸入ポート６２および吐出ポート６３が設けられている。
【００１６】
この吸入ポート６２は吸入通路ＩＮと接続し、吐出ポート６３は吐出通路ＯＵＴと接続する。吸入ポート６２は複数のポンプ室Ｂの容積が増大する領域に開口し、吐出ポート６３は複数のポンプ室Ｂの容積が縮小する領域に開口する。
【００１７】
アダプタリング５は略楕円状の円環部材であり、外周側においてポンプハウジング１１に収装され、ピン部材８１によりポンプハウジング１１に対し回転を規制されて収装される。
【００１８】
ロータ３の外径はアダプタリング内周５１よりも小径に設けられ、内周側に収装される。
【００１９】
ベーン３２は、アダプタリング内周５１とロータ３外周との相対距離によらず、常にスロット３１に挿入されつつアダプタリング内周５１に当接した状態を維持する。これにより、ベーン３２は常時背圧室３３から背圧を受け、アダプタリング内周５１と液密に当接する。
【００２０】
したがって、アダプタリング内周５１とロータ３との間の領域は、隣り合うベーン３２によって常時液密に画成されてポンプ室Ｂを形成する。
【００２１】
プレッシャープレート６およびリアハウジング１２に設けられた吸入ポート６２および吐出ポート６３は、ロータ３の外周に沿って設けられ、各ポンプ室Ｂの容積変化により作動油の給排が行われる。
【００２２】
ポンプハウジング１１のｚ軸正方向側には吸入通路ＩＮがｘ軸負方向側に設けられ、スプールバルブ７に接続する。このスプールバルブ７はｙ軸方向に延在し、吐出圧に応じてベーンポンプ１の余剰吐出流量を排出する。
【００２３】
［スプールバルブ］
図３、図４はスプールバルブ７の軸方向断面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）である。図３は閉弁時、図４は開弁時を示す。
【００２４】
スプールバルブ７は吐出圧と吸入圧に基づき駆動する機械式バルブであって、第１ハウジング１１のｚ軸正方向側に設けられたスプール孔１１５に収容される。このスプールバルブ７はスプール７１およびスプリング７２から形成され、円筒状のスプール７１の内周側にはリリーフバルブ８０が設けられている。
【００２５】
スプール７１は中空円筒部材であり、ｙ軸正方向側端部７１ａにおいてスプリング７２によってｙ軸負方向側に付勢される。また、スプール７１の外周には全周にわたって溝７１ｄが設けられており、この溝を挟んでｙ軸正方向側のシール部７１ｂ、ｙ軸負方向側のシール部７１ｃが形成される。
【００２６】
各シール部７１ｂ、７１ｃはそれぞれスプール孔１１５に液密に当接し、これによりスプール孔１１５は各シール部７１ｂ、７１ｃのｙ軸方向両側の領域Ｄ１，Ｄ３と、溝７１ｄに相当する領域Ｄ２の３つの領域に画成される。溝７１ｄの内周にはｘ軸方向に貫通する貫通孔７１ｅが設けられ、スプール７１の内外周を連通する。
【００２７】
スプール孔１１５はｙ軸負方向側において油路１１４を介して吐出通路ＯＵＴと接続し、ｙ軸方向略中央部においてドレン孔１１３を介して吸入通路ＩＮと接続する。ドレン孔１１３の開口部１００は、スプールバルブ７閉弁時、開弁時ともに領域Ｄ２に開口し、閉弁時には各シール部７１ｂ、７１ｃに挟まれる位置に設けられる。
【００２８】
したがって、スプール７１がｙ軸正方向に移動した場合はドレン孔１１３と領域Ｄ３が連通され、吐出通路ＯＵＴと吸入通路ＩＮとが連通して余剰吐出圧が排出される（開弁状態）。スプール７１がｙ軸負方向に移動した場合、ドレン孔１１３と領域Ｄ３は遮断されて吸入通路ＩＮと吐出通路ＯＵＴが遮断される（閉弁状態）。
【００２９】
また、スプール７１のｙ軸負方向側端部には、ｙ軸負方向側に突出するピン７３が設けられ、油路１１４を形成するガイド部材７４によってスプール７１のｙ軸方向摺動をガイドする。
【００３０】
［ドレン孔開口部］
図５はドレン孔開口部１００のｘ軸方向正面図（図４のＩＶ−ＩＶ面図）である。ドレン孔開口部１００の外縁部１００ａはドレン開始点１０１および本体部１０２から構成され、本体部１０２は四隅にテーパ部１０３を有する略長方形に設けられる。この本体部１０２のｙ軸負方向側端部に、ドレン開始点１０１が設けられている。
【００３１】
ドレン開始点１０１は、スプール７１のｙ軸正方向移動によってドレン孔１１３が閉塞された状態から開放された状態に移行する際、ドレン孔外縁部１００ａ上で最初に開放される点である。したがってドレン開始点１０１は、ドレン孔外縁部１００ａのｙ軸負方向側端部に位置する。したがってテーパ部１０３は、ドレン開始点１０１のｚ軸方向両側に設けられることとなる。
【００３２】
本体部１０２は中子を用いて吸入通路ＩＮの一部と同時に鋳造により形成され、ｚ軸方向幅２ｒ（径方向幅）は、ｙ軸方向（スプール７１の移動方向）にわたって略一定の長方形である。この本体部１０２はｚ軸方向を長辺１０２ｚ（幅２ｒ）、ｙ軸方向を短辺１０２ｙ（幅ｒ＋α）とする。
【００３３】
ドレン開始点１０１は、この長方形の本体部１０２にドリルを挿入して切削加工により形成される。挿入するドリルは直径２ｒであり、本体部１０２の長辺１０２ｚの幅２ｒと同じ径である。なお、ドリルの挿入方向はポンプ１の回転軸（ｘ軸）と同一方向となる。
【００３４】
したがって短辺１０２ｙの幅ｒ＋αよりもドリル直径２ｒのほうが大きいため、本体部１０２の短辺１０２ｙはドリルによって切削される。その際、ｙ軸正方向側の短辺１０２ｙ＋のみを切削することで、外縁部１００ａにドレン開始点１０１が形成される。
【００３５】
したがって、このドレン孔１１３の最大幅は２ｒとなり、ドレン開始点１０１からｙ軸正方向（開弁方向）に向かって距離ｒの点Ａはドリルの回転中心となる。切削時におけるドリルの外周線Ｃ（中心Ａ，半径ｒ）に沿ってドレン開始点１０１は形成され、このためドレン開始点１０１のｚ軸方向幅は、ｙ軸正方向側（開弁方向）に向かって徐々に拡大することとなる。
【００３６】
また、ドリルの外周線Ｃ上であって、Ａ点からドレン開始点１０１とを結ぶｙ軸方向の直線から両側に４５°の方向の点をＢ１点、Ｂ２点を定義すると、このＢ１点、Ｂ２点は、ドレン孔外縁部１００ａよりも内周方向に位置する。このため外周線Ｃと本体部１０２との交点に１０４において、ドレン孔開口部１００の外縁部１００ａのｚ軸方向幅は急拡大することとなる。
【００３７】
［スプールのストローク量とドレン流量の関係］
スプールバルブ７閉弁時にはスプール７１のシール部７１ｃはｙ軸正方向側に位置し、ドレン孔１１３はシール部７１ｃにより吐出通路ＯＵＴと遮断されている。ここで吐出圧増加によりスプール７１がｙ軸正方向に移動するとシール部７１ｃもｙ軸正方向に移動し、領域Ｄ２，Ｄ３を介してドレン孔１１３と吐出通路ＯＵＴが連通する。
【００３８】
その際、外周線Ｃと本体部１０２との交点に１０４において、ドレン孔１１３の外縁部１００ａのｚ軸方向幅は急拡大しているため、スプール７１がドレン開始点１０１を通過した直後から、ドレン流量が急増することとなる。これによりスプール７１のストローク量が小さい場合であっても、ドレン流量を大きくとることが可能である。
【００３９】
［実施例１の効果］
（１）スプール孔１１５を有するポンプハウジング１１と、ポンプ１の吸入通路ＩＮに連通し、スプール孔１１５に開口するドレン孔１１３と、スプール孔１１５内で軸方向移動可能に設けられたスプール７１を有し、ドレン孔１１３を閉塞または開放することでポンプ１の吐出流量を制御するスプールバルブとを備え、
ドレン孔１１３が閉塞された状態から開放された状態に移行する際、ドレン孔外縁部１００ａ上で最初に開放される点をドレン開始点１０１とし、ドレン孔１１３の最大径の１／２の値をｒとし、ドレン孔１１３の遮断状態から開放状態に移行する際にスプール７１が移動する方向をｙ軸正方向（開弁方向）とし、ドレン開始点１０１から、開放方向に向かって距離ｒの点をＡ点とし、Ａ点を中心として半径ｒの円周上であって、Ａ点からドレン開始点１０１とを結ぶ直線から両側に４５°の方向の点をＢ１点、Ｂ２点とし、Ｂ１点、Ｂ２点は、ドレン孔外縁部１００ａよりも内周方向にあることとした。
【００４０】
これにより、これによりスプール７１のストローク量が小さい場合であっても、ドレン流量を大きくとることが可能となり、吐出圧が低い場合であっても必要な開口面積およびが確保される。よって、余剰吐出圧の増大に伴う流量特性の悪化、消費エネルギーの増大、コンタミ噛みこみ発生率の上昇、および侵食による耐久性劣化等の問題を回避することができる。
【００４１】
（２）スプール７１の軸と直交する方向を径方向（ｚ軸方向）とし、ドレン孔１１３の開口部１００は、本体部１０２とドレン開始点１０１から構成され、本体部１０２のｚ軸方向幅ｗ（径方向幅）は、ｙ軸方向（スプール７１の移動方向）にわたって一定であることとした。
【００４２】
これにより、長方形の本体部１０２におけるスプール７１のストローク量に対する開口面積をリニアに変化させることができる。
【００４３】
（３）ドレン開始点１０１のｚ軸方向両側は、テーパ部１０３を有することとした。これにより、鋳造時のバリを抑制することができる。
【００４４】
（４）ドレン開始点１０１の径方向幅は、ｙ軸正方向（開弁方向）に向かって徐々に広くなることとした。これにより、ドレン開始点１０１の先端が一点に定まり、流量制御開始時の精度を向上させることができる。
【００４５】
（５）ドレン開始点１０１は、切削加工により形成されることとした。これにより、精度向上と加工容易性を両立させることができる。
【００４６】
（６）本体部１０２は、鋳造により形成されることとした。本体部１０２であってドレン開始点１０１と対向する部分はエロージョン（侵食）が発生しやすいが、本体部１０２に鋳肌が形成されるためエロージョンから保護することができる。
【００４７】
（７）ドレン孔１１３は中子を用いて鋳造により形成され、
【００４８】
ポンプ１の吸入通路ＩＮの一部は、ドレン孔１１３形成時に中子によって同時に形成されることとした。同時に形成することで工数を低減することができる。
【００４９】
（８）ドレン開始点１０１は、鋳造によって形成されたドレン孔１１３にドリルを挿入することにより形成され、ドリルの挿入方向は、ポンプハウジング１１に対するポンプ１の回転軸（ｘ軸）の挿入方向と同一方向であることとした。
【００５０】
これにより、駆動軸２、ロータ３等を挿入するポンプ要素収容部１１２の形成時に、同時にドレン開始点１０１のドリル加工を行うことが可能となり、より工数を低減することができる。
【００５１】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００５２】
例えば、ドレン開始点１０１を形成するドリルは必ずしも本体部１０２のｚ軸方向幅２ｒ（径方向幅）と同径でなくともよく、実施例１のものより小径のドリルに変更し、ドレン開始点１０１を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】ベーンポンプ１の軸方向断面図（図２のＩ−Ｉ断面）である。
【図２】ベーンポンプ１の径方向断面図（図１のＩＩ−ＩＩ断面図）である。
【図３】スプールバルブ７の軸方向断面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）である（閉弁時）。
【図４】スプールバルブ７の軸方向断面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図）である（開弁時）。
【図５】ドレン孔開口部１００のｘ軸方向正面図（図３のＩＶ−ＩＶ面図）である。
【符号の説明】
【００５４】
１    ベーンポンプ
２    駆動軸
３    ロータ
５    アダプタリング
６    プレッシャープレート
７    スプールバルブ
１０    ハウジング
１１    ポンプハウジング
１２    リアハウジング
３１    スロット
３２    ベーン
３３    背圧室
５１    アダプタリング内周
６１    摺動面
６２    吸入ポート
６３    吐出ポート
６６    駆動軸挿入孔
７１    スプール
７１ａ    ｙ軸正方向側端部
７１ｂ、７１ｃ    シール部
７１ｄ    溝
７１ｅ    貫通孔
７２    スプリング
７３    ピン
７４    ガイド部材
８０    リリーフバルブ
８１    ピン部材
１００    ドレン孔開口部
１００ａ    ドレン孔外縁部
１０１    ドレン開始点
１０２ｙ    短辺
１０２ｚ    長辺
１０２    本体部
１０３    テーパ部
１１１    底部
１１２    ポンプ要素収容部
１１３    ドレン孔
１１４    油路
１１５    スプール孔
Ｂ    ポンプ室
Ｃ    外周線
Ｄ１〜Ｄ３    領域
ＩＮ    吸入通路
ＯＵＴ    吐出通路
【図１】
2009079563.tif 000003
【図２】
2009079563.tif 000004
【図３】
2009079563.tif 000005
【図４】
2009079563.tif 000006
【図５】
2009079563.tif 000007