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JP2599964Y2 - ベーンポンプ - Google Patents

ベーンポンプ

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JP2599964Y2
JP2599964Y2 JP4370793U JP4370793U JP2599964Y2 JP 2599964 Y2 JP2599964 Y2 JP 2599964Y2 JP 4370793 U JP4370793 U JP 4370793U JP 4370793 U JP4370793 U JP 4370793U JP 2599964 Y2 JP2599964 Y2 JP 2599964Y2
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JP
Japan
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passage
pressure
discharge
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spool valve
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正明 毒嶌
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株式会社ユニシアジェックス
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/24Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/06Power-assisted or power-driven steering fluid, i.e. using a pressurised fluid for most or all the force required for steering a vehicle
    • B62D5/062Details, component parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/02Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to vehicle speed

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、自動車のパワーステア
リング装置等のパワーソースとして使用されるベーンポ
ンプに関する。
【0002】
【従来の技術】自動車のパワーステアリング装置等に用
いられるベーンポンプは、高速走行時における操縦安定
性を高めるために、エンジン回転数の増加と共に、作動
液の吐出流量が減少することが望まれている。
【0003】この要望に応えるべくベーンポンプとして
は、従来、例えば、特開平4−43881号公報に示さ
れるようなものが案出されている。
【0004】このベーンポンプは、図4,図5に示すよ
うに、ポンプ本体1の外域に、ポンプ本体1からの吐出
作動液が導入される圧力室2を設け、この圧力室2と、
作動液をポンプ外部に取り出すための吐出路3とを一対
の並列な通路4,5によって連通させ、このうちの一方
の通路4に弁穴6を交差させると共に、この弁穴6に、
進退位置に応じて通路4の開口面積を変えるスプール弁
7を収容してある。そして、弁穴6の一方の液室8に、
ロータ9のベーン収容溝10の底部の圧力を導入する一
方で、他方の液室11に吐出路3の圧力を導入し、通路
4の開口面積をベーン収容溝10の底部の圧力と吐出路
3の圧力との差圧によって制御するようになっている。
ここで、ロータ9の側面に摺接するサイドプレート12
には、図5に示すように、ベーン収容溝10の底部に臨
む複数の圧力導入溝13a,13b…が形成され、各隣
接する圧力導入溝が絞り溝14によって互いに連通する
と共に、吸入領域にある圧力導入溝13aが図外の通路
によって圧力室2と導通している。このため、各ベーン
収容溝10の底部は、ベーン15が径方向外方に突出す
る吸入領域の圧力導入溝(以下、吸入側圧力導入溝13
aと呼ぶ。)から作動液を吸い入れ、ベーン15が押し
込められる吐出領域の圧力導入溝(以下、吐出側圧力導
入溝13bと呼ぶ。)に作動液を吐出するといったポン
プ作用を行い、ポンプ回転数の増加と共に吐出側圧力導
入溝13bの圧力を増加させるようになっている。前記
弁穴6の一方の液室8は、具体的にはオリフィス通路1
6によって吐出側圧力導入溝13bに連通し、この吐出
側圧力導入溝13bに臨むベーン収容溝10の底部の圧
力が導入されるようになっており、そのために、ポンプ
回転数が増加すると、それに応じてスプール弁7が通路
の開口面積を小さくして吐出路3からの吐出流量を減少
させる。尚、圧力室2には、圧力室2と吐出路3の差圧
が設定値以上になると余剰分の作動液をドレーンさせる
図外の流量制御弁が設けられている。
【0005】
【考案が解決しようとする課題】しかし、上記従来のベ
ーンポンプにおいては、弁穴6の他方の液室11に吐出
路3の圧力をそのまま導入するようになっているため、
ポンプ脈動が生じると、その脈動の圧力が吐出路3から
スプール弁7に作用し、スプール弁7による流量制御が
不安定になるという不具合を招く。
【0006】そこで本考案は、ポンプ脈動がスプール弁
の作動に影響しないようにして安定した流量制御を実現
することのできるベーンポンプを提供しようとするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本考案は上述した課題を
解決するための手段として、ポンプ本体の吐出作動液が
導入される圧力室と、この圧力室の作動液をポンプ外部
に取り出すための吐出路とを互いに並列な複数の通路で
連通させ、この通路のうちの少なくとも一つに弁穴を交
差させると共に、この弁穴に、交差する通路の開口面積
を調整するためのスプール弁を収容し、このスプール弁
によって画成された弁穴の一方の液室に、吐出領域にお
けるロータのベーン収容溝底部の圧力を導入する一方
で、他方の液室に吐出路の圧力を導入し、吐出領域にお
けるベーン収容溝底部の圧力と吐出路の圧力との差圧に
よって、前記スプール弁を移動させてポンプ外部への吐
出流量を制御するようにしたベーンポンプにおいて、前
記通路と弁穴との交差部に位置する前記スプール弁の外
周に環状溝を形成して、スプール弁のこの環状溝の軸方
向両側に、前記弁穴に摺接して環状溝と前記各液室とを
画成する一対のランド部を形成して、前記環状溝によっ
て前記通路内の作動液の流通を許容すると共に、前記一
方のランド部の変位によって前記通路の流通断面積を制
限するようにし、その一方で、前記一方の液室とベーン
収容溝底部とを導通する連通路に、この連通路の一般部
の流通断面積よりも小さなオリフィスを一部分に設ける
と共に、前記他方の液室と吐出路とを導通する連通路に
も、この連通路の一般部の流路断面積よりも小さなオリ
フィスを一部分に設けるようにした。
【0008】
【作用】スプール弁の環状溝と他方の液室とがスプール
弁の他方のランド部によって画成され、かつ、他方の液
室と吐出路とを導通する連通路にオリフィスが設けられ
ているため、吐出路の一時的な圧力変動はオリフィスに
よって緩衝され連通路を通してスプール弁に作用しなく
なる。また、弁穴と交差する通路を通してスプール弁に
作用する吐出路の圧力は環状溝を通して受圧面積の等し
い軸方向両側のランド部に同様に働く。このため、環状
溝を通して両ランド部で受ける力は常時互いに相殺し合
うこととなり、吐出路に一時的な圧力変動が生じてもそ
の圧力変動が前記通路を通してスプール弁の作動に影響
を及ぼすことはなくなる。
【0009】
【実施例】次に、本考案の一実施例を図1〜図3に基づ
いて説明する。尚、図4,図5に示した従来のものと同
一部分には同一符号を用いるものとする。
【0010】図面において、18はポンプケーシングで
あり、このポンプケーシング18に形成された軸孔19
には駆動軸20を軸受21を介して回動自在に支持して
ある。また、22は、ポンプケーシング18に結合され
たカバーであり、ポンプ本体1はこのカバー22とポン
プケーシング18とに囲繞された空間に収容されてい
る。ポンプ本体1は、駆動軸20にスプライン結合され
ると共に略放射方向に複数のベーン収容溝10を有する
ロータ9と、このロータ9の各ベーン収容溝10内に出
没自在に収められたベーン15と、ロータ9の外周域に
配置され、内周に略楕円状のカム面を有するカムリング
23と、このカムリング23の側部を閉塞するサイドプ
レート12,24とを備え、ロータ9が回転すると、各
ベーン15がカムリング23のカム面に摺接しつつ出没
動作を行い、それによって隣接するベーン15,15間
の容積を連続的に増減変化させてポンプ作用を行うよう
になっている。そして、サイドプレート12の、カムリ
ング23内の吸入領域に対応する位置と吐出領域に対応
する位置には、夫々吸入ポート(図示せず)と吐出ポー
ト25が設けられており、吐出ポート25はポンプ本体
1の外周域の圧力室2に連通している。また、サイドプ
レート12,24のベーン収容溝10の底部に臨む位置
には、図3に示すように、吸入側圧力導入溝13aと吐
出側圧力導入溝13bが交互に配置されており、隣接す
る圧力導入溝13a,13b相互が絞り溝14によって
導通すると共に、吸入側圧力導入溝13aが図外の通路
を通して圧力室2に導通している。したがって、カムリ
ング23内の吸入領域にあるベーン15の基部には圧力
室2の圧力が作用し、吐出領域にあるベーン15の基部
には、その基部でのポンプ作用によってさらに昇圧され
た圧力が作用する。尚、17は、作動液をポンプ本体1
に導入するためにポンプケーシング18に形成された吸
入路であり、3は、ポンプ本体1から吐出された作動液
をポンプ外部に取り出すためにポンプケーシング18に
形成された吐出路である。
【0011】26は、一端が前記圧力室2に直接開口す
るようにポンプケーシング18に形成された弁穴であ
り、この弁穴26には流量制御スプール27と、この流
量制御スプール27を圧力室2方向に付勢するスプリン
グ28が収容されている。流量制御スプール27は、圧
力室2と吐出路3の差圧に応じて圧力室2内の余剰分の
作動液を吸入路17に還流させるもので、弁穴26の底
部側には吐出路3の圧力を導入するための導入孔29が
形成され、弁穴26の圧力室2近傍部分には、流量制御
スプール27の進退動作によって開閉されるドレーン孔
30が形成されている。
【0012】また、4,5は、圧力室2と吐出路3を連
通する一対の通路であり、これらの通路4,5はポンプ
ケーシング18に互いに並列配置されると共に、夫々途
中にオリフィス31,32を備えている。一方の通路4
のオリフィス31の下流位置には弁穴6が交差して設け
られており、この弁穴6には、スプール弁7とこのスプ
ール弁7を付勢するスプリング33とが収容されてい
る。そして、スプール弁7はその軸方向の略中央部の外
周に環状溝7aが形成されると共に、環状溝7aの軸方
向両側に、弁穴6の内周面に摺接する一対のランド部7
b,7cが形成されている。このランド部7b,7c
は、弁穴6内をスプール弁7の軸方向両側の液室8,1
1と環状溝7a部分とに隔成する。また、環状溝7aは
スプリング33に付勢された定常状態において一方の通
路4に臨んでその通路4内の作動液の流通を許容し、一
方のランド部7bは、スプール弁7のスプリング33の
力に抗した変位によって通路4の流通断面積を制限す
る。そして、スプール弁7によって画成された弁穴6内
の一方の液室8はオリフィス通路16によってサイドプ
レート12の吐出側圧力導入溝13bに導通し、他方の
液室11は連通路34によって吐出路3に導通してい
る。尚、オリフィス通路16は、一方の液室8と吐出側
圧力導入溝13bを連通する連通路にその一般部よりも
流通断面積の小さいオリフィスが設けられた構成となっ
ている。したがって、スプール弁7は、吐出側圧力導入
溝13bに臨むベーン収容溝10の圧力と、吐出路3の
圧力との差圧に応じて通路4の開口面積を制御する。そ
して、前記他方の液室11と吐出路3とを導通する連通
路34には、本考案の要部を成すオリフィス35が設け
られ、吐出路3の一時的な圧力変動が他方の液室11に
作用しないようになっている。
【0013】以上のような構成であるため、ポンプ回転
数が小さい間は、スプール弁7が通路4を全開にして通
路4,5の総和開口面積を最大にしている。この状態か
ら、ポンプ回転数が設定値に達するまでは、流量制御ス
プール27がドレーン孔30を開かないために、吐出路
3からの吐出流量はポンプ回転数に比例して増大し、ポ
ンプ回転数が設定値を越えると、流量制御スプール27
が圧力室2と吐出路3との差圧に応動してドレーン孔3
0を開き、これによって吐出路3からの吐出流量はほぼ
一定に維持される。
【0014】また、さらにポンプ回転数が大きくなって
ベーン15の基部のポンプ作用によりベーン収容溝10
の底部の圧力が増大し、ベーン収容溝10の底部と吐出
路3の差圧が設定値以上になると、スプール弁7がその
差圧に応じて一方の通路4の開口面積を減少させ、差圧
がある値以上になると通路4を完全に閉塞するようにな
る。このため、吐出路3からの吐出流量はポンプ回転数
の増大に対して比例的に減少した後に再び一定に維持さ
れる。
【0015】ここで、このベーンポンプにおいては、弁
穴6の他方の液室11がスプール弁7のランド部7cに
よって環状溝7aと完全に隔成され、しかも、他方の液
室11と吐出路3を導通させる連通路34にその一般部
の通路断面積よりも小さなオリフィス35を介装してあ
るため、吐出路3にポンプ脈動が生じても脈動による圧
力変動はオリフィス35によって緩衝され、他方の液室
11に伝達されることはない。また、通路4を通してス
プール弁7に作用する吐出路3内の圧力は環状溝7aに
臨む軸方向両側のランド部7b,7cに同様に働き、こ
れらのランド部7b,7cで受ける力は常時互いに相殺
し合う。このため、吐出路3にポンプ脈動が生じた場合
であっても、この脈動が通路4を通してスプール弁7の
作動に影響することはない。したがって、ポンプ脈動の
影響でスプール弁7が不規則に変動することがなく、吐
出路3からの吐出流量は常に所望通りの値に制御され
る。
【0016】尚、この考案の実施例は以上で述べたもの
に限るものでなく、例えば、圧力室2と吐出路3を連通
する通路を三つ以上にすることも可能である。
【0017】
【考案の効果】以上のように本考案は、通路と弁穴との
交差部に位置するスプール弁の外周に環状溝を形成し
て、スプール弁のこの環状溝の軸方向両側に、前記弁穴
に摺接して環状溝と弁穴内の各液室とを画成する一対の
ランド部を形成して、前記環状溝によって前記通路内の
作動液の流通を許容すると共に、前記一方のランド部の
変位によって前記通路の流通断面積を制限するように
し、その一方で、前記一方の液室とベーン収容溝底部と
を導通する連通路に、この連通路の一般部の流通断面積
よりも小さなオリフィスを一部分に設けると共に、前記
他方の液室と吐出路とを導通する連通路にも、この連通
路の一般部の流路断面積よりも小さなオリフィスを一部
分に設けるようにしたため、吐出路から連通路を通して
スプール弁の端部に作用する圧力変動をオリフィスによ
って緩衝すると同時に、吐出路から通路を通してスプー
ル弁の中央部に作用する圧力を受圧面積の等しい環状溝
の両側のランド部で受けて力を相殺し合い、これらによ
って吐出路の圧力変動によるスプール弁への影響を確実
に無くすことができる。したがって、本発明によれば、
ポンプ脈動が生じてもその脈動がスプール弁の作動に影
響することがなく、常時安定した流量制御を実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例を示す図3のA−A線に沿う
断面図。
【図2】同実施例を示す断面図。
【図3】同実施例を示す図2のB矢視図。
【図4】従来の技術を示す断面図。
【図5】同技術を示す図4のC矢視図。
【符号の説明】
1…ポンプ本体、 2…圧力室、 3…吐出路、 4,5…通路、 6…弁穴、 7…スプール弁、 8,11…液室、 9…ロータ 10…ベーン収容溝 34…連通路、 35…オリフィス。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプ本体の吐出作動液が導入される圧
    力室と、この圧力室の作動液をポンプ外部に取り出すた
    めの吐出路とを互いに並列な複数の通路で連通させ、こ
    の通路のうちの少なくとも一つに弁穴を交差させると共
    に、この弁穴に、交差する通路の開口面積を調整するた
    めのスプール弁を収容し、このスプール弁によって画成
    された弁穴の一方の液室に、吐出領域におけるロータの
    ベーン収容溝底部の圧力を導入する一方で、他方の液室
    に吐出路の圧力を導入し、吐出領域におけるベーン収容
    溝底部の圧力と吐出路の圧力との差圧によって、前記ス
    プール弁を移動させてポンプ外部への吐出流量を制御す
    るようにしたベーンポンプにおいて、 前記通路と弁穴との交差部に位置する前記スプール弁の
    外周に環状溝を形成して、スプール弁のこの環状溝の軸
    方向両側に、前記弁穴に摺接して環状溝と前記各液室と
    を画成する一対のランド部を形成して、前記環状溝によ
    って前記通路内の作動液の流通を許容すると共に、前記
    一方のランド部の変位によって前記通路の流通断面積を
    制限するようにし、その一方で、前記一方の液室とベー
    ン収容溝底部とを導通する連通路に、この連通路の一般
    部の流通断面積よりも小さなオリフィスを一部分に設け
    ると共に、前記他方の液室と吐出路とを導通する連通路
    も、この連通路の一般部の流路断面積よりも小さなオ
    リフィスを一部分に設けたことを特徴とするベーンポン
    プ。
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