JP3836673B2

JP3836673B2 - Variable displacement pump

Info

Publication number: JP3836673B2
Application number: JP2000368119A
Authority: JP
Inventors: 一義内野
Original assignee: ユニシアジェーケーシーステアリングシステム株式会社
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2006-10-25
Anticipated expiration: 2020-12-04
Also published as: JP2002168179A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば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する可変容量形ポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の可変容量形ポンプとしては、例えば特開２０００−１０４６７３号公報に開示されたものがある。この公報に示された可変容量形ポンプを図５および図６によって説明する。
図５は従来の可変容量形ポンプの断面図、図６は転動支持面上を移動するカムリングを模式的に示す図である。
【０００３】
図５において符号１で示す可変容量形ポンプは、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するものである。同図において、符号２はこの可変容量形ポンプ１のポンプボディを示し、３はポンプボディ２に嵌合させたアダプタリング、４は前記アダプタリング３に転動自在に支持させたカムリング、５はロータ、６は前記ロータ５のベーン、７はロータ５を固着したドライブシャフト、８は前記カムリング４とロータ５の間のポンプ室９に作動油を吸込むための吸込ポート、１０はポンプ室９から作動油を吐出させるための吐出ポートを示す。
【０００４】
前記カムリング４は、ロータ５の軸心に対してカムリング４の軸心が偏心するようにアダプタリング３内に嵌挿させている。また、このカムリング４は、アダプタリング３の内周部の転動支持面１１に沿って図５において左右方向へ転動できるように形成しており、ロータ５の軸心に対するカムリング４の軸心の偏心量を変えることができるようにしている。
【０００５】
カムリング４が図において左方へ転動して偏心量が増大することによってポンプ吐出量が増大し、これとは反対方向にカムリング４が転動することによってポンプ吐出量が減少する。
カムリング４の駆動は、カムリング４とアダプタリング３との間に形成した第１および第２の流体圧室１２，１３と、図示していない圧縮コイルばねとによって行っている。
【０００６】
すなわち、第１の流体圧室１２に供給された油圧によってカムリング４をポンプ吐出量が減少する方向へ転動させ、第２の流体圧室１３に供給された油圧と図示していない圧縮コイルばねの弾発力とによってカムリング４をポンプ吐出量が増大する方向へ転動させる。第１の流体圧室１２は、この可変容量形ポンプ１の吐出通路１４の途中に介装したメータリングオリフィス１５の上流側に接続し、第２の流体圧室１３は、前記メータリングオリフィス１５の下流側に接続している。
【０００７】
前記吸込ポート８および吐出ポート１０は、カムリング４の転動方向とは略直交する方向の一方と他方に形成している。図５においては、吸込ポート８をポンプボディ２の上部に形成し、吐出ポート１０をポンプボディ２の下部に形成している。
【０００８】
このように構成した従来の可変容量形ポンプは、ロータ５の回転数が相対的に低いときには、メータリングオリフィス１５の上流側と下流側とで圧力差が相対的に小さくなるから、カムリング４は、ポンプ吐出量が増大する方向へ圧縮コイルばねの弾発力によって転動する。ロータ５の回転数が増大すると、メータリングオリフィス１５の上流側の油圧（第１の流体圧室１２の油圧）が下流側より増大するようになる。第１の流体圧室１２の油圧が第２の流体圧室１３の油圧と圧縮コイルばねの弾発力との和より大きくなることによって、カムリング４は第１の流体圧室１２の油圧によってポンプ吐出量が減少する方向へ転動する。
【０００９】
カムリング４が転動する転動支持面１１は、カムリング４の軸心が図６中に示す一点鎖線線Ａに沿って移動するように形成している。図６においては、ロータ５を実線で示すとともにその軸心を点Ｒで示し、ポンプ吐出量が最小になるときのカムリング４を二点鎖線で示すとともにその軸心の位置を点Ｂで示し、ポンプ吐出量が最大になるときのカムリング４を破線で示すとともにその軸心の位置を点Ｃで示している。
【００１０】
カムリング４の軸心の移動軌跡に相当する前記一点鎖線Ａが図６において左上がりに傾斜しているのは、カムリング４が転動してポンプ吐出量が増大するにしたがって後述する予圧縮量を増大させるためである。予圧縮とは、二つのベーン６，６の間に形成されたポンプ室９がロータ５の回転により吸込ポート８側から吐出ポート１０側へ移行する途中でポンプ室９の容積を低減させることであり、予圧縮量とは、前記ポンプ室９の容積を低減させる量のことである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように構成した従来の可変容量形ポンプは、例えばパワーステアリング装置の負荷が急速に増大したときなどにより、吐出側の油圧が急速に上昇したときに、吐出量が一時的に低減するという問題があった。これは、パワーステアリング装置に接続する油圧通路にメータリングオリフィス１５および吐出ポート１０を介して連通するポンプ室９の油圧も前記圧力上昇に伴って上昇することが原因であった。
【００１２】
詳述すると、カムリング４の内側の油圧は、吸込ポート８が位置する半部より吐出ポート１０が位置する半部の方が高くなるため、カムリング４には、図６において矢印Ｆ１で示す方向（吸込ポート８から吐出ポート１０を指向する方向）に油圧が作用する。この油圧を以下単にポンプ内圧という。このポンプ内圧がカムリング４に作用することによって、カムリング４には、転動支持面１１との接触点を支点とする時計回りの回転モーメントＭが作用し、同図中に矢印Ｆ２で示す横方向の力が加えられる。この力Ｆ２は、前記圧縮コイルばねの付勢方向とは反対方向に作用する。このため、力Ｆ２がカムリング４に作用することによって、カムリング４をポンプ吐出量が増大する方向へ押圧する力が低減する。
【００１３】
ポンプ吐出側の圧力上昇が緩やかである場合には、力Ｆ２も徐々に増大するため、後述するように第１の流体圧室１２と第２の流体圧室１３との差圧を用いてカムリング４を保持する機能によって力Ｆ２の増大分が相殺されるから、実質的に無視できる。すなわち、力Ｆ２の増大に起因してカムリング４をポンプ吐出量が増大する方向へ押圧する力が低減されると、それまでカムリング４を保持していた力のバランスが崩れて、ポンプ吐出量が減少する方向へカムリング４が転動する。
【００１４】
そして、ポンプ吐出量が減少すると、第１の流体圧室１２の油圧が低下するから、今度はカムリング４はポンプ吐出量を増大する方向へ転動する。次にカムリング４が停止するのは、力Ｆ２が作用している状態で前記力のバランスが保たれる位置である。このように、カムリング４が一方と他方へ微小な範囲内を往復することによって、力Ｆ２が増大している途中で力Ｆ２の増大分が相殺され、吐出量が回復するようになる。
【００１５】
しかし、ポンプ吐出側の圧力が急速に上昇した場合には、力Ｆ２も急速に増大するから、ポンプ吐出量が低減される方向へカムリング４が急速に転動する。この後、第１の流体圧室１２の油圧が上昇して実際にカムリング４がポンプ吐出量増大側へ転動してポンプ吐出量が増大するようになるまでには、作動油の粘性やカムリング４に作用する摩擦抵抗などによって、ある程度時間がかかる。すなわち、ポンプ吐出側の圧力上昇が緩やかである場合に較べて、カムリング４がポンプ吐出量低減側へ速く移動する分だけ吐出量の回復に時間が必要になる。この結果、ポンプ吐出側の圧力が急速に上昇したときには、吐出量が低減することに起因してハンドルが重いと体感できるほどパワーステアリング装置のアシスト力が低減してしまう。
【００１６】
本発明は、上述した要請に応えるためになされたもので、ポンプ吐出側の油圧が急速に上昇した場合でもポンプ吐出量を応答性よく増大させ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。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る可変容量形ポンプは、カムリングを転動自在に支持する転動支持面を軸方向から見て接線方向に延在する平らな平面としてポンプボディにおける吐出ポート側の内周部であってロータの軸心より第２の流体圧室側となる一側部のみに形成するとともに、ポンプ吐出量が増大する方向へカムリングが転動することによりカムリングの軸心が前記吐出ポート側へ移動するように傾斜させて形成したものである。
本発明によれば、カムリングにポンプ内圧が作用することによって、カムリングには転動支持面との接触点を支点にしてポンプ吐出量が増大する方向へ回転モーメントが作用する。
【００１８】
請求項２に記載した発明に係る可変容量形ポンプは、請求項１記載の可変容量形ポンプにおいて、転動支持面における第１の流体圧室側の端部にピンを設け、ポンプ吐出量が最大になるようにカムリングが転動することにより前記ピンがカムリング外周部の凹部に嵌合する構造としたものである。
この発明によれば、カムリングが転動支持面上を滑るのを前記ピンが前記凹部の内面に接触することによって阻止することができるから、カムリングは、前記ピンによって転動方向が規制され、ポンプ吐出量が最大になる状態から転動支持面上を正しく転動する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る可変容量形ポンプの一実施の形態を図１ないし図４によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る可変容量形ポンプの断面図、図２は転動支持面上を移動するカムリングを模式的に示す図、図３は転動支持面部分を拡大して示す断面図、図４は転動支持面を拡大して示す断面図である。これらの図において、前記図５および図６によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００２０】
図１において、符号２１で示す可変容量形ポンプは、カムリング４の移動を制御するための制御バルブ２２をポンプボディ２における吸込ポート８側の端部に一体的に組付けている。この制御バルブ２２は、ポンプボディ２に穿設した弁孔２３にスプール２４を移動自在に嵌合させた構造を採っている。スプール２４は、弁孔２３内を第１〜第３の油室２５〜２７に画成しており、圧縮コイルばね２８によって図において左方向へ付勢されている。
【００２１】
前記第１の油室２５は、図示していない連通路によって作動油の吐出系におけるメータリングオリフィス１５より上流側の部位に接続し、第２の油室２６は、図示していない連通路によって作動油の吸込系に接続し、第３の油室２７は、吐出通路１４（メータリングオリフィス１５より下流側）に連通路２９を介して接続している。
また、前記弁孔２３は、ポンプボディ２とアダプタリング３に穿設した第１の連通路３０によって第１の流体圧室１２に接続するとともに、第２の連通路３１によって第２の流体圧室１３に接続している。
【００２２】
この制御バルブ２２においては、メータリングオリフィス１５より上流側の圧力と下流側の圧力との差圧が予め定めた圧力より低いとき（例えば低回転時）には、図１に示すように、スプール２４が圧縮コイルばね２８の弾発力によって弁孔２３の一端側（図１においては左側）に移動する。この状態では、第１の流体圧室１２に第１の連通路３０を介して作動油の吸込系の圧力（タンク圧力）が作用するとともに、第２の流体圧室１３に第２の連通路３１を介して吐出通路１４の圧力（吐出圧力）が作用し、カムリング４が図１において左方向へ転動してポンプ吐出量が最大になる。
【００２３】
回転速度が増大して前記差圧が前記設定圧力を上回ると、スプール２４が図１において右方向に移動し、第１の流体圧室１２に第１の連通路３０を介してメータリングオリフィス１５より上流側の油圧が導かれるとともに、第２の流体圧室１３に第２の連通路３１を介して吸込系の油圧が導かれる。この状態でカムリング４が図１において右方向へ転動し、ポンプ吐出量が低減する。
【００２４】
この実施の形態による可変容量形ポンプ２１のメータリングオリフィス１５は、二つの貫通孔３２，３３を用いて構成している。貫通孔３２は、ポンプボディ２の吐出ポート１０の溝底に一端を開口させるとともに他端を図示していない吐出油用油室に開口させている。この吐出用油室から図示していない作動油通路によって作動油がポンプボディ２の作動油吐出口に吐出される。他方の貫通孔３３は、ポンプボディ２におけるカムリング４の側面と対向する部位に一端を開口させるとともに、他端を前記吐出用油室に開口させている。カムリング４における前記貫通孔３３と対応する部位には、前記吐出ポート１０からこの貫通孔３３へ作動油を導くための穴３４を形成している。カムリング４における前記穴３４の近傍の外周面には、カムリング４をポンプ吐出量が増大する方向へ付勢するための圧縮コイルばね３５を当接させている。
【００２５】
この可変容量形ポンプ２１は、カムリング４が転動する転動支持面４１をアダプタリング３の内周面における吐出ポート１０側であってロータ５の軸心Ｒ（図２参照）より第２の流体圧室１３側となる一側のみに形成している。この転動支持面４１は、図３および図４に示すように、ロータ５の軸方向から見て接線方向に延在する平らな平面であって、これらの図において右上がりに傾斜させて形成している。言い換えれば、この転動支持面４１は、ポンプ吐出量が増大する方向へカムリング４が転動することによりカムリング４の軸心がポンプボディ２の吐出ポート１０側へ移動するように傾斜させて形成している。
【００２６】
カムリング４が転動支持面４１上を転動するときの軸心の移動軌跡を図２中に一点鎖線Ａで示す。図２においては、ロータ５を実線で示すとともにその軸心を点Ｒで示し、ポンプ吐出量が最小になるときのカムリング４を二点鎖線で示すとともにその軸心の位置を点Ｂで示し、ポンプ吐出量が最大にのなるときのカムリング４を破線で示すとともにその軸心の位置を点Ｃで示している。また、図３および図４中において、転動支持面４１を形成する範囲を符号Ｄで示す。
【００２７】
ポンプ吐出量が最大になる位置からカムリング４が転動するときには、図４における転動支持面４１の左端（第１の流体圧室１２側の一端）に最初にカムリング４の外周面が接触し、ポンプ吐出量が最小になったときには、転動支持面４１の右端にカムリング４の外周面が接触する。
転動支持面４１とカムリング４との接触部分は、この実施の形態ではロータ５の軸線方向と平行な方向に線接触するように形成しており、この接触部分とシール部材４２（図１参照）とによって、第１の流体圧室１２と第２の流体圧室１３とを液密になるように画成している。
【００２８】
前記シール部材４２は、アダプタリング３の凹溝４３に嵌入させて固定し、圧縮させた状態でカムリング４の外周面に摺接させている。このシール部材４２の組付けは、先ず、カムリング４の外周部に形成したシール部材用凹部４４が前記凹溝４３と対向するようにカムリング４を回し、シール部材用収納空間を広く開放させる。そして、この空間にシール部材４２を挿入し、カムリング４を正規の位置に回してシール部材４２を圧縮させる。この操作によってシール部材４２を圧縮させた状態でカムリング４に接触させることができる。
【００２９】
前記転動支持面４１における第１の流体圧室１２側の端部には、ピン４５を設けている。このピン４５は、丸棒状に形成して軸線がロータ５の軸線と平行になる状態でアダプタリング３の内周部に装着している。また、このピン４５は、前記装着状態において径方向の約半分をカムリング４側へ突出させ、ポンプ吐出量が最大になる位置にカムリング４が転動した状態で前記突出部分がカムリング４の外周部の断面半円状の凹部４６に嵌合するようにしている。
【００３０】
前記凹部４６は、ピン４５が嵌合する状態でもピン４５との間に微小な隙間が生じるように形成しており、ピン４５を介してカムリング４からアダプタリング３にポンプ内圧が伝達されることがないようにしている。すなわち、ポンプ吐出量が最大になる状態でもカムリング４は転動支持面４１に支持されている状態を保ち、このときにピン４５は、カムリング４が転動支持面４１上で滑って平行移動したり、逆方向へ回転するのを阻止するストッパーとして機能する。
【００３１】
前記転動支持面４１上をカムリング４が転動することによって、カムリング４の軸心は、移動範囲の全域にわたってロータ５の軸心Ｒより図２において左上方に位置するようにしている。詳述すると、カムリング４の軸心は、ポンプ吐出量が最小になるときの位置（図２中に点Ｂで示す）と、ポンプ吐出量が最大になるときの位置（図２中に点Ｃで示す）との間の何れの位置においても、常にロータ５の軸心より吸込ポート８側であって第１の流体圧室１２側に位置するようにしている。この構成を採ることによって、この可変容量形ポンプ２１においても吐出ポート１０から作動油が流出する以前に予圧縮行程をもたせることができる。
【００３２】
このように構成した可変容量形ポンプ２１は、低回転状態（ポンプ吐出量が最大になる状態）から高回転状態に移行すると、カムリング４が図１に示した位置から同図の右方向へ転動する。このとき、ピン４５がカムリング４の凹部４６に嵌合しているから、カムリング４が転動支持面４１上を摺動することはなく、カムリング４の外周面が転動支持面４１上を転がるようになる。
【００３３】
回転数が上昇するにしたがってカムリング４の転動量は増大し、軸心が図２中に点Ｃで示す位置に達するまでカムリング４は転動する。カムリング４とアダプタリング３との接触点が転動支持面４１上に位置している状態でポンプ吐出側の油圧が急上昇すると、この油圧はメータリングオリフィス１５および吐出ポート１０を介してカムリング４内側のポンプ室９に伝達される。このため、カムリング４を吸込ポート８から吐出ポート１０を指向する方向（図２中に矢印Ｆ１で示す方向）に沿って押圧するポンプ内圧（図２参照）が急速に増大する。
【００３４】
ポンプ内圧が急上昇したときには、カムリング４には転動支持面４１との接触点を支点にして図１および図２において反時計回りの回転モーメントＭが作用する。この回転モーメントＭにより、カムリング４には図２中に矢印Ｆ３で示す力が加えられる。この力Ｆ３は、圧縮コイルばね３５の弾発力（カムリング４をポンプ吐出量が増大する方向へ押圧する力）を助成するように作用する。
【００３５】
したがって、ポンプ吐出側の油圧が急速に上昇したときにカムリング４に反時計回りの回転モーメントＭが作用してカムリング４が前記力Ｆ３によってポンプ吐出量が増大する方向へ付勢されるから、従来のように吐出量が一時的に低減することはなく、ポンプ吐出量を応答性よく増大させることができる。
また、この実施の形態では、ポンプ吐出量が最大になる状態でカムリング４の凹部４６にアダプタリング３側のピン４５を嵌合させているから、ポンプ吐出量が最大になる状態でカムリング４が転動支持面４１上を滑るのをピン４５が前記凹部４６の内面に接触することによって阻止することができる。この結果、カムリング４の回転方向をピン４５によって規制することができるから、カムリング４は、ポンプ吐出量が最大になる状態から転動支持面４１上を正しく転動する。
【００３６】
このようにピン４５には殆ど荷重が加えられることがないから、ピン４５を装着するアダプタリング３を形成する材料としては、例えば成形が容易な焼結材を採用することができる。なお、この実施の形態では、ピン４５とアダプタリング３は鋼材によって形成している。また、ピン４５を嵌合させるカムリング４の凹部４６は、ピン４５との間に微小な隙間が形成されるから、ここを形成するに当たって形状・寸法の精度が低くてよい。このため、カムリング４の製造が容易になる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カムリングにポンプ内圧が作用することによって、カムリングには転動支持面との接触点を支点にしてポンプ吐出量が増大する方向へ回転モーメントが作用する。このため、ポンプ吐出側の油圧が急速に上昇したときにカムリングが前記回転モーメントによってポンプ吐出量が増大する方向へ付勢されるから、このときにポンプ吐出量を応答性よく増大させることができる。
【００３８】
請求項２記載の発明によれば、ポンプ吐出量が最大になる状態でポンプ内圧が急上昇して大きな回転モーメントがカムリングに作用したときに、カムリングが転動支持面上を摺動するのをピンによって阻止することができる。このため、カムリングを転動支持面上で正しく転動させることができる。
【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断面図である。
【図２】転動支持面上を移動するカムリングを模式的に示す図である。
【図３】転動支持面部分を拡大して示す断面図である。
【図４】転動支持面を拡大して示す断面図である。
【図５】従来の可変容量形ポンプの断面図である。
【図６】転動支持面上を移動するカムリングを模式的に示す図である。
【符号の説明】
３…アダプタリング、４…カムリング、５…ロータ、８…吸込ポート、９…ポンプ室、１０…吐出ポート、１２…第１の流体圧室、１３…第２の流体圧室、４１…転動支持面、４５…ピン、４６…凹部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable displacement pump used, for example, as a hydraulic pressure supply source for a power steering device of an automobile.
[0002]
[Prior art]
A conventional variable displacement pump of this type is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-104673. The variable displacement pump disclosed in this publication will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional variable displacement pump, and FIG. 6 is a diagram schematically showing a cam ring that moves on a rolling support surface.
[0003]
The variable displacement pump denoted by reference numeral 1 in FIG. 5 is used as a hydraulic pressure supply source for an automobile power steering apparatus. In the figure, reference numeral 2 denotes a pump body of the variable displacement pump 1, 3 is an adapter ring fitted to the pump body 2, 4 is a cam ring rotatably supported on the adapter ring 3, A rotor, 6 is a vane of the rotor 5, 7 is a drive shaft to which the rotor 5 is fixed, 8 is a suction port for sucking hydraulic oil into a pump chamber 9 between the cam ring 4 and the rotor 5, and 10 is from the pump chamber 9 A discharge port for discharging hydraulic oil is shown.
[0004]
The cam ring 4 is fitted into the adapter ring 3 so that the axis of the cam ring 4 is eccentric with respect to the axis of the rotor 5. The cam ring 4 is formed so as to be able to roll in the left-right direction in FIG. 5 along the rolling support surface 11 of the inner peripheral portion of the adapter ring 3, and the axis of the cam ring 4 with respect to the axis of the rotor 5. The amount of eccentricity can be changed.
[0005]
As the cam ring 4 rolls to the left in the figure and the amount of eccentricity increases, the pump discharge amount increases, and when the cam ring 4 rolls in the opposite direction, the pump discharge amount decreases.
The cam ring 4 is driven by first and second fluid pressure chambers 12 and 13 formed between the cam ring 4 and the adapter ring 3 and a compression coil spring (not shown).
[0006]
That is, the hydraulic pressure supplied to the first fluid pressure chamber 12 causes the cam ring 4 to roll in a direction in which the pump discharge amount decreases, and the hydraulic pressure supplied to the second fluid pressure chamber 13 and a compression coil spring (not shown). The cam ring 4 is caused to roll in the direction in which the pump discharge amount increases by the elastic force of the. The first fluid pressure chamber 12 is connected to the upstream side of the metering orifice 15 interposed in the middle of the discharge passage 14 of the variable displacement pump 1, and the second fluid pressure chamber 13 is connected to the metering orifice 15. It is connected to the downstream side.
[0007]
The suction port 8 and the discharge port 10 are formed on one side and the other side in a direction substantially orthogonal to the rolling direction of the cam ring 4. In FIG. 5, the suction port 8 is formed in the upper part of the pump body 2, and the discharge port 10 is formed in the lower part of the pump body 2.
[0008]
In the conventional variable displacement pump configured as described above, when the rotational speed of the rotor 5 is relatively low, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the metering orifice 15 becomes relatively small. Then, it rolls by the elastic force of the compression coil spring in the direction in which the pump discharge amount increases. When the rotational speed of the rotor 5 increases, the hydraulic pressure upstream of the metering orifice 15 (hydraulic pressure of the first fluid pressure chamber 12) increases from the downstream side. When the hydraulic pressure of the first fluid pressure chamber 12 becomes larger than the sum of the hydraulic pressure of the second fluid pressure chamber 13 and the elastic force of the compression coil spring, the cam ring 4 is pumped by the hydraulic pressure of the first fluid pressure chamber 12. Rolls in a direction that reduces the discharge rate.
[0009]
The rolling support surface 11 on which the cam ring 4 rolls is formed so that the shaft center of the cam ring 4 moves along the alternate long and short dash line A shown in FIG. In FIG. 6, the rotor 5 is indicated by a solid line and its axis is indicated by a point R, the cam ring 4 when the pump discharge amount is minimized is indicated by a two-dot chain line, and the position of the axis is indicated by a point B. The cam ring 4 when the pump discharge amount is maximized is indicated by a broken line and the position of the axis is indicated by a point C.
[0010]
The one-dot chain line A corresponding to the movement locus of the shaft center of the cam ring 4 is inclined leftward in FIG. 6 because the pre-compression amount described later increases as the cam ring 4 rolls and the pump discharge amount increases. This is to increase it. Pre-compression means reducing the volume of the pump chamber 9 while the pump chamber 9 formed between the two vanes 6 and 6 is moving from the suction port 8 side to the discharge port 10 side by the rotation of the rotor 5. The pre-compression amount is an amount for reducing the volume of the pump chamber 9.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional variable displacement pump configured as described above, the discharge amount is temporarily reduced when the discharge-side hydraulic pressure is rapidly increased, for example, when the load of the power steering device is rapidly increased. There was a problem. This is because the hydraulic pressure of the pump chamber 9 communicating with the hydraulic passage connected to the power steering device via the metering orifice 15 and the discharge port 10 also increases as the pressure increases.
[0012]
More specifically, the hydraulic pressure inside the cam ring 4 is higher in the half portion where the discharge port 10 is located than in the half portion where the suction port 8 is located. Hydraulic pressure acts in the direction from the suction port 8 toward the discharge port 10. This hydraulic pressure is hereinafter simply referred to as pump internal pressure. When this pump internal pressure acts on the cam ring 4, a clockwise rotational moment M with the contact point with the rolling support surface 11 as a fulcrum acts on the cam ring 4, and the lateral direction indicated by the arrow F2 in FIG. The power of is added. This force F2 acts in a direction opposite to the biasing direction of the compression coil spring. For this reason, when the force F2 acts on the cam ring 4, the force that presses the cam ring 4 in the direction in which the pump discharge amount increases is reduced.
[0013]
When the pressure rise on the pump discharge side is gradual, the force F2 also gradually increases. Therefore, as will be described later, the cam ring uses the differential pressure between the first fluid pressure chamber 12 and the second fluid pressure chamber 13. Since the function of holding 4 cancels out the increase in force F2, it can be substantially ignored. That is, when the force that presses the cam ring 4 in the direction in which the pump discharge amount increases due to the increase in the force F2, the balance of the force that has been holding the cam ring 4 until that time is lost, and the pump discharge amount is reduced. The cam ring 4 rolls in the decreasing direction.
[0014]
When the pump discharge amount decreases, the hydraulic pressure in the first fluid pressure chamber 12 decreases, and this time, the cam ring 4 rolls in a direction to increase the pump discharge amount. Next, the cam ring 4 stops at a position where the balance of the force is maintained while the force F2 is applied. As described above, the cam ring 4 reciprocates in one and the other within a minute range, so that the increase in the force F2 is canceled while the force F2 is increasing, and the discharge amount is recovered.
[0015]
However, when the pressure on the pump discharge side increases rapidly, the force F2 also increases rapidly, so that the cam ring 4 rolls rapidly in the direction in which the pump discharge amount is reduced. Thereafter, until the hydraulic pressure in the first fluid pressure chamber 12 rises and the cam ring 4 actually rolls to the pump discharge amount increasing side and the pump discharge amount increases, the viscosity of the hydraulic oil and the cam ring are increased. It takes a certain amount of time due to frictional resistance acting on 4. That is, as compared with the case where the pressure increase on the pump discharge side is gradual, more time is required to recover the discharge amount as the cam ring 4 moves faster toward the pump discharge amount reduction side. As a result, when the pressure on the pump discharge side rises rapidly, the assist force of the power steering device is reduced to the extent that the steering wheel is heavy due to the reduced discharge amount.
[0016]
The present invention has been made to meet the above-described demand, and an object of the present invention is to provide a variable displacement pump that can increase the pump discharge amount with good responsiveness even when the hydraulic pressure on the pump discharge side rapidly increases. And
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the variable displacement pump according to the present invention has a discharge port in a pump body as a flat flat surface extending in a tangential direction when viewed from the axial direction on a rolling support surface that supports a cam ring so as to roll freely. The cam ring rolls in the direction of increasing the pump discharge amount while being formed only on one side portion that is the second fluid pressure chamber side from the rotor shaft center. Is formed so as to be inclined toward the discharge port side.
According to the present invention, when the pump internal pressure acts on the cam ring, a rotational moment acts on the cam ring in the direction in which the pump discharge amount increases with the contact point with the rolling support surface as a fulcrum.
[0018]
A variable displacement pump according to a second aspect of the present invention is the variable displacement pump according to the first aspect, wherein a pin is provided at an end of the rolling support surface on the first fluid pressure chamber side, and the pump discharge amount is When the cam ring rolls to the maximum, the pin fits into the recess in the outer periphery of the cam ring.
According to this invention, the cam ring can be prevented from sliding on the rolling support surface by the pin coming into contact with the inner surface of the concave portion. Roll correctly on the rolling support surface from the state where the discharge amount is maximized.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a variable displacement pump according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
1 is a cross-sectional view of a variable displacement pump according to the present invention, FIG. 2 is a schematic view of a cam ring that moves on a rolling support surface, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a rolling support surface portion. FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the rolling support surface. In these drawings, members that are the same as or equivalent to those described with reference to FIGS. 5 and 6 are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted as appropriate.
[0020]
In the variable displacement pump denoted by reference numeral 21 in FIG. 1, a control valve 22 for controlling the movement of the cam ring 4 is integrally assembled at the end of the pump body 2 on the suction port 8 side. The control valve 22 has a structure in which a spool 24 is movably fitted in a valve hole 23 formed in the pump body 2. The spool 24 defines the first to third oil chambers 25 to 27 in the valve hole 23, and is urged leftward in the drawing by the compression coil spring 28.
[0021]
The first oil chamber 25 is connected to a portion upstream of the metering orifice 15 in the hydraulic oil discharge system by a communication passage (not shown), and the second oil chamber 26 is connected by a communication passage (not shown). The third oil chamber 27 is connected to the hydraulic oil suction system, and is connected to the discharge passage 14 (downstream from the metering orifice 15) via the communication passage 29.
The valve hole 23 is connected to the first fluid pressure chamber 12 by a first communication passage 30 formed in the pump body 2 and the adapter ring 3, and a second fluid pressure is provided by a second communication passage 31. Connected to chamber 13.
[0022]
In the control valve 22, when the differential pressure between the pressure upstream of the metering orifice 15 and the pressure downstream is lower than a predetermined pressure (for example, at low rotation), as shown in FIG. 24 is moved to one end side (left side in FIG. 1) of the valve hole 23 by the elastic force of the compression coil spring 28. In this state, the hydraulic fluid suction system pressure (tank pressure) acts on the first fluid pressure chamber 12 via the first communication passage 30, and the second communication pressure chamber 13 has the second communication passage. The pressure of the discharge passage 14 (discharge pressure) acts through 31 and the cam ring 4 rolls leftward in FIG. 1 to maximize the pump discharge amount.
[0023]
When the rotational speed increases and the differential pressure exceeds the set pressure, the spool 24 moves rightward in FIG. 1 and enters the first fluid pressure chamber 12 via the first communication passage 30 and the metering orifice 15. The upstream hydraulic pressure is guided, and the suction system hydraulic pressure is guided to the second fluid pressure chamber 13 through the second communication passage 31. In this state, the cam ring 4 rolls rightward in FIG. 1, and the pump discharge amount is reduced.
[0024]
The metering orifice 15 of the variable displacement pump 21 according to this embodiment is configured by using two through holes 32 and 33. The through hole 32 has one end opened at the groove bottom of the discharge port 10 of the pump body 2 and the other end opened at a discharge oil oil chamber (not shown). The hydraulic oil is discharged from the discharge oil chamber to the hydraulic oil discharge port of the pump body 2 through a hydraulic oil passage (not shown). The other through-hole 33 has one end opened at a portion facing the side surface of the cam ring 4 in the pump body 2 and the other end opened at the discharge oil chamber. A hole 34 for guiding hydraulic oil from the discharge port 10 to the through hole 33 is formed in a portion of the cam ring 4 corresponding to the through hole 33. A compression coil spring 35 for urging the cam ring 4 in the direction in which the pump discharge amount increases is brought into contact with the outer peripheral surface of the cam ring 4 near the hole 34.
[0025]
This variable displacement pump 21 has a rolling support surface 41 on which the cam ring 4 rolls on the discharge port 10 side on the inner peripheral surface of the adapter ring 3 and is second from the axis R (see FIG. 2) of the rotor 5. It is formed only on one side which is the fluid pressure chamber 13 side. As shown in FIGS. 3 and 4, the rolling support surface 41 is a flat plane extending in a tangential direction when viewed from the axial direction of the rotor 5, and is formed to be inclined upward in these drawings. is doing. In other words, the rolling support surface 41 is formed so as to be inclined so that the shaft center of the cam ring 4 moves toward the discharge port 10 side of the pump body 2 when the cam ring 4 rolls in a direction in which the pump discharge amount increases. is doing.
[0026]
A movement locus of the shaft center when the cam ring 4 rolls on the rolling support surface 41 is shown by a one-dot chain line A in FIG. In FIG. 2, the rotor 5 is indicated by a solid line and its axis is indicated by a point R, the cam ring 4 when the pump discharge amount is minimized is indicated by a two-dot chain line, and the position of the axis is indicated by a point B. The cam ring 4 when the pump discharge amount is maximized is indicated by a broken line and the position of the axis is indicated by a point C. 3 and 4, the range in which the rolling support surface 41 is formed is indicated by the symbol D.
[0027]
When the cam ring 4 rolls from a position where the pump discharge amount becomes maximum, the outer peripheral surface of the cam ring 4 first contacts the left end (one end on the first fluid pressure chamber 12 side) of the rolling support surface 41 in FIG. When the pump discharge amount becomes minimum, the outer peripheral surface of the cam ring 4 comes into contact with the right end of the rolling support surface 41.
In this embodiment, the contact portion between the rolling support surface 41 and the cam ring 4 is formed so as to be in line contact with a direction parallel to the axial direction of the rotor 5, and this contact portion and the seal member 42 (see FIG. 1). ), The first fluid pressure chamber 12 and the second fluid pressure chamber 13 are defined so as to be liquid-tight.
[0028]
The seal member 42 is fitted in the concave groove 43 of the adapter ring 3 and fixed, and is brought into sliding contact with the outer peripheral surface of the cam ring 4 in a compressed state. For the assembly of the seal member 42, first, the cam ring 4 is turned so that the seal member recess 44 formed on the outer peripheral portion of the cam ring 4 faces the recess groove 43, thereby widely opening the seal member storage space. Then, the seal member 42 is inserted into this space, and the cam ring 4 is rotated to the normal position to compress the seal member 42. By this operation, the seal member 42 can be brought into contact with the cam ring 4 in a compressed state.
[0029]
A pin 45 is provided at the end of the rolling support surface 41 on the first fluid pressure chamber 12 side. The pin 45 is formed in a round bar shape and is attached to the inner peripheral portion of the adapter ring 3 in a state where the axis is parallel to the axis of the rotor 5. Further, the pin 45 protrudes about half in the radial direction toward the cam ring 4 in the mounted state, and the protruding portion is an outer peripheral portion of the cam ring 4 in a state where the cam ring 4 rolls to a position where the pump discharge amount becomes maximum. It is made to fit in the concave portion 46 having a semicircular cross section.
[0030]
The concave portion 46 is formed so that a minute gap is formed between the concave portion 46 and the pin 45 even when the pin 45 is fitted, and the internal pressure of the pump is transmitted from the cam ring 4 to the adapter ring 3 via the pin 45. There is no such thing. In other words, the cam ring 4 remains supported on the rolling support surface 41 even when the pump discharge amount is maximized. At this time, the pin 45 slides on the rolling support surface 41 and moves in parallel. Or function as a stopper to prevent rotation in the reverse direction.
[0031]
As the cam ring 4 rolls on the rolling support surface 41, the shaft center of the cam ring 4 is positioned to the upper left in FIG. 2 from the shaft center R of the rotor 5 over the entire moving range. More specifically, the shaft center of the cam ring 4 has a position at which the pump discharge amount is minimized (indicated by point B in FIG. 2) and a position at which the pump discharge amount is maximized (point C in FIG. 2). The position is always located on the suction port 8 side from the axis of the rotor 5 and on the first fluid pressure chamber 12 side. By adopting this configuration, the variable displacement pump 21 can also have a pre-compression stroke before hydraulic oil flows out from the discharge port 10.
[0032]
When the variable displacement pump 21 configured as described above shifts from a low rotation state (a state where the pump discharge amount is maximized) to a high rotation state, the cam ring 4 rotates from the position shown in FIG. Move. At this time, since the pin 45 is fitted in the recess 46 of the cam ring 4, the cam ring 4 does not slide on the rolling support surface 41, and the outer peripheral surface of the cam ring 4 rolls on the rolling support surface 41. It becomes like this.
[0033]
As the rotational speed increases, the amount of rolling of the cam ring 4 increases, and the cam ring 4 rolls until the shaft center reaches the position indicated by point C in FIG. When the hydraulic pressure on the pump discharge side suddenly rises with the contact point between the cam ring 4 and the adapter ring 3 being located on the rolling support surface 41, the hydraulic pressure is increased inside the cam ring 4 via the metering orifice 15 and the discharge port 10. To the pump chamber 9. For this reason, the pump internal pressure (refer FIG. 2) which presses the cam ring 4 along the direction (direction shown by arrow F1 in FIG. 2) which directs the cam ring 4 from the suction port 8 to the discharge port 10 increases rapidly.
[0034]
When the pump internal pressure suddenly increases, a counterclockwise rotational moment M acts on the cam ring 4 with the contact point with the rolling support surface 41 as a fulcrum in FIGS. 1 and 2. Due to the rotational moment M, a force indicated by an arrow F3 in FIG. This force F3 acts to assist the elastic force of the compression coil spring 35 (force that presses the cam ring 4 in the direction in which the pump discharge amount increases).
[0035]
Therefore, when the hydraulic pressure on the pump discharge side rises rapidly, a counterclockwise rotational moment M acts on the cam ring 4 and the cam ring 4 is urged in the direction of increasing the pump discharge amount by the force F3. Thus, the discharge amount is not temporarily reduced, and the pump discharge amount can be increased with good responsiveness.
In this embodiment, since the pin 45 on the adapter ring 3 side is fitted in the recess 46 of the cam ring 4 in a state where the pump discharge amount is maximized, the cam ring 4 is in a state where the pump discharge amount is maximized. The pin 45 can be prevented from sliding on the rolling support surface 41 by contacting the inner surface of the recess 46. As a result, since the rotation direction of the cam ring 4 can be regulated by the pin 45, the cam ring 4 rolls correctly on the rolling support surface 41 from a state where the pump discharge amount becomes maximum.
[0036]
As described above, since almost no load is applied to the pin 45, as a material for forming the adapter ring 3 to which the pin 45 is attached, for example, a sintered material that can be easily molded can be used. In this embodiment, the pin 45 and the adapter ring 3 are made of steel. In addition, since the concave portion 46 of the cam ring 4 into which the pin 45 is fitted is formed with a minute gap between the pin 45 and the pin 45, the accuracy of shape and size may be low. For this reason, manufacture of the cam ring 4 becomes easy.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the pump internal pressure acts on the cam ring, a rotational moment acts on the cam ring in the direction in which the pump discharge amount increases with the contact point with the rolling support surface as a fulcrum. For this reason, when the hydraulic pressure on the pump discharge side rapidly rises, the cam ring is biased in the direction in which the pump discharge amount increases due to the rotational moment, and at this time, the pump discharge amount can be increased with good responsiveness. .
[0038]
According to the second aspect of the present invention, when the pump internal pressure suddenly rises and a large rotational moment acts on the cam ring in a state where the pump discharge amount is maximum, the cam ring slides on the rolling support surface. Can be prevented. For this reason, a cam ring can be correctly rolled on a rolling support surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a variable displacement pump according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a cam ring that moves on a rolling support surface.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a rolling support surface portion.
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a rolling support surface.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional variable displacement pump.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a cam ring that moves on a rolling support surface.
[Explanation of symbols]
3 ... Adapter ring, 4 ... Cam ring, 5 ... Rotor, 8 ... Suction port, 9 ... Pump chamber, 10 ... Discharge port, 12 ... First fluid pressure chamber, 13 ... Second fluid pressure chamber, 41 ... Rolling Support surface, 45... Pin, 46.

Claims

A cam ring that forms a pump chamber between the rotor and the rotor is rotatably fitted in one side of the pump body where the pump discharge amount is reduced and the pump discharge amount is increased, and the cam ring is interposed between the cam ring and the pump body. A suction port that opens to the pump chamber, forming a first fluid pressure chamber into which a hydraulic pressure to press the cam ring is introduced and a second fluid pressure chamber into which the hydraulic pressure to press the other is introduced In the variable displacement pump in which the discharge port is formed on one side and the other side substantially perpendicular to the rolling direction of the cam ring, the rolling support surface that supports the cam ring so as to roll is tangential when viewed from the axial direction. As an extended flat plane, it is formed only on the inner peripheral part of the pump body on the discharge port side and on the side of the second fluid pressure chamber from the axis of the rotor. Pump discharge rate Variable displacement pump cam ring to increase to a direction, characterized in that the axis of the cam ring by rolling is formed to be inclined to move to the discharge port side.

2. The variable displacement pump according to claim 1, wherein a pin is provided at an end of the rolling support surface on the first fluid pressure chamber side, and the cam ring rolls so that the pump discharge amount is maximized. A variable displacement pump characterized in that it is structured to fit into a recess in the outer periphery of the cam ring.