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JP3942806B2 - Variable displacement pump - Google Patents
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JP3942806B2 - Variable displacement pump - Google Patents

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Description

【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のような圧力流体利用機器に用いる可変容量形ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の動力舵取装置用ポンプには、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応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備えていなければならない。したがって、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容量形ポンプを用いる必要がある。また、回転数が高い高速走行時には、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、構成部品点数が相対的に多くなり、構造や通路構成も複雑となり、全体の大型化やコスト高になることが避けられない。
【0003】
このような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ることが可能な可変容量形ベーンポンプが、特開平6−200883号公報、特開平7−243385号公報、特開平8−200239号公報等によって提案されている。これらの可変容量形ポンプによれば、容量形ポンプに付設していた流量制御弁が不要となり、また駆動馬力の低減が図れるためエネルギ効率の面でも優れている。
【0004】
たとえば特開平8−200239号公報に示すポンプにおいては、図7に示すように、ポンプボディ1内部の楕円状空間内に揺動自在に支持したカムリング2内にロータ3を相対的に偏心させた状態で設けることにより、これらのロータ3とカムリング2との間にほぼ三日月状のポンプ室4を形成している。また、カムリング2の揺動方向の両側に第1、第2の流体圧室5,6を形成している。第2の流体圧室6には、前記ポンプ室4のポンプ容量が最大となる方向に付勢する圧縮コイルばね2bを設けている。また、前記ポンプ室4から吐出される圧力流体の吐出側通路11の途中に設けた可変メータリング絞り12の上、下流側の流体圧力差によって作動する制御バルブ10を設け、この制御バルブ10により前記第1、第2の流体圧室5,6内の流体圧を制御することによって前記カムリング2を揺動させている。
【0005】
前記第2の流体圧室6内に臨むボディ1側壁面に開口させた孔部12aを、カムリング2の揺動によってカムリング2の側縁部12bで孔部12aの開口面積を調整することにより、可変メータリング絞り12を形成している。すなわち、カムリング2を揺動させるための第1、第2の流体圧室5,6のうち、第2の流体圧室6に可変メータリング絞り12の下流側の流体圧を直接導入する構造となっている。そして、前記ポンプ室4から吐出される圧力流体を可変メータリング絞り12を形成する孔部12aに導くとともに、この孔部12aから第2の流体圧室6に流入した圧力流体を、この第2の流体圧室6内を通してポンプ吐出側通路13に送り、図示しない吐出ポートから吐出している。
【0006】
上述した可変容量形ポンプでは、ポンプが高回転域に至ったとき、制御バルブ10により可変メータリング絞り12の上流側の流体圧を導入する第1の流体圧室5へダンパ絞りを有する通路5aを介して流体圧を導入する構造が採用されている。このような構造では、カムリング2がこの第1の流体圧室5側に向かって揺動したときには、前記通路5aのダンパ絞りによるダンパ機能によって、前記カムリング2に対して所要の制動力を作用させることができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように第2の流体圧室6には、圧縮コイルばね2bを設けているだけであって、第1の流体圧室5側のようにカムリング2に制動力を与えるダンパ機能をもつ手段が設けられていない。これは、第2の流体圧室6に可変メータリング絞り12の孔部12aが開口し、この開口がポンプの吐出側通路7,13の一部として兼用されており、第2の流体圧室6内をポンプ吐出側の流体圧が流れるためである。図中6aは制御バルブ10の他方室に可変メータリング絞り12の下流側の流体圧を導く通路である。
【0008】
したがって、カムリング2が第2の流体圧室6側に揺動したときには、ばね2bが撓むことによる弾撥力は作用するものの、ダンパ機能による制動をかけることができない。このため、カムリング2の第1、第2の流体圧室5,6側への揺動(特に第1の流体圧室5側から第2の流体圧室6側への揺動動作)が円滑になされない。このようになると、カムリング2が振動したり、ポンプ吐出側の流体圧に脈動を生じることが避けられない。この脈動状態を図8中に破線で示す。
【0009】
これを詳述すると、第2の流体圧室6に開口する孔部12aからポンプ吐出側の流体圧が噴流となって流入し、これをカムリング2の外側縁部12bで開閉しようとしたときにカムリング2が振動しやすく、しかもこのような孔部12aからの噴流をカムリング2の外側縁部12bで遮ったり通過させたりすることにより、ポンプ吐出側における脈動が大きくなる。このような振動や脈動が生じると、動力舵取装置においては、操舵力が変動したり、流体音等の騒音が大きくなるという問題が起きる。
【0010】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、カムリングの振動やポンプ吐出側での脈動を軽減した可変容量形ポンプを得ることを目的としている。
【0011】
【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、ポンプ室を形成するカムリングをポンプボディの内部空間内で揺動可能に支持し、前記カムリングの揺動方向の一側に第1の流体圧室を形成し、他側に第2の流体圧室を形成するとともに、前記カムリングを前記ポンプ室のポンプ容量が最大となる方向に付勢する付勢手段を設け、前記ポンプ室から吐出される圧力流体の吐出側通路の途中に設けた可変メータリング絞りの上、下流側の流体圧力差によって作動する制御バルブを設け、この制御バルブにより少なくとも第1の流体圧室内の流体圧を制御して前記カムリングを揺動させる構造において、前記可変メータリング絞りは、前記カムリングの軸線方向の一側の側面部に凹設され、または前記カムリングの一側の側面部に開口するように軸線方向に貫通形成されこの側面部に対面するポンプボディの側壁部に形成したポンプ室の吐出側開口に連通する連通溝と、前記ポンプボディの側壁部でこの連通溝の一部に臨む位置に開口され前記カムリングの揺動に伴って連通溝の溝側縁により開口面積を調整可能な孔部とから形成され、前記第2の流体圧室とは区画された位置に設けられていることを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、可変メータリング絞りを第2の流体圧室内の流体圧に影響を及ぼすことがない区画された部位に設けているから、カムリングを第1、第2の流体圧室内の流体圧によりダンパ機能を持たせて揺動させることができる。
【0014】
また、本発明によれば、カムリングの側面部に凹設した連通溝に臨んでいるポンプボディの側壁部側の孔部を、カムリングの揺動に伴って連通溝の溝側縁で閉塞したり開放したりすることにより、可変メータリング絞りの絞り量を調整することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1ないし図4は本発明に係る可変容量形ポンプの一つの実施の形態を示す図である。この実施の形態では、本発明に係るベーンポンプが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って、その吐出流量をポンプの回転数が増大するにしたがって、最大吐出流量よりも少ない所定流量になり、その流量を維持する、いわゆるドルーピング特性をもつポンプによって説明する。
【0016】
図1、図2、図3において、全体を符号20で示すベーンタイプの可変容量形ポンプは、ポンプボディを構成するフロントボディ21とリアボディ22を備えている。このフロントボディ21は、全体が略カップ状を呈し、この内部にポンプカートリッジとしてのポンプ構成要素23を収納配置する収納空間24が形成されるとともに、この収納空間24の開口端を閉塞するようにリアボディ22が組合わせられ一体に組立てられる。
【0017】
このフロントボディ21には、ポンプ構成要素23を構成するロータ25を外部から回転駆動するためのドライブシャフト26が貫通した状態で軸受26a,26b(26aはフロントボディ21側、26bはリアボディ22側に配設される)により回転自在に支持されている。26cはオイルシールである。前記ロータ25は図1では図中矢印で示す反時計方向に回転する。
【0018】
27はカムリングで、このカムリング27はベーン25aを有するロータ25の外周部に嵌装して配置される内側カム面27aを有し、かつこの内側カム面27aとロータ25との間にポンプ室28を形成している。このカムリング27は前記ロータ25とは偏心した状態で位置づけられ、カムリング27とロータ25との間に形成されるほぼ三日月状の空間がポンプ室28となる。また、このカムリング27は、後述するようにポンプ室28の容積(ポンプ容量)を可変できるように収納空間24内で空間内壁部分に嵌合状態で設けたアダプタリング29内で揺動可能に配置されている。27bはカムリング27をポンプ室28のポンプ容量が最大となる方向に付勢する圧縮コイルばねである。
【0019】
図2、図3において、30はプレッシャプレートを示し、このプレッシャプレート30は、上述したロータ25、カムリング27およびアダプタリング29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23)のフロントボディ21側に圧接して積層配置されている。ポンプカートリッジの反対側面には、前記リアボディ22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21とリアボディ22とが一体的に組立てられている。これらの部材によって、前記ポンプ構成要素23が構成されている。
【0020】
前記プレッシャプレート30と、これにカムリング27を介して積層されるサイドプレートとなるリアボディ22とは、後述する揺動支点ピン31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られている。前記揺動支点ピン31は、カムリング27を揺動可能とするための軸支部および位置決めピンとして機能するとともに、カムリング27を揺動させる流体圧室を画成するシール材としても機能する。
【0021】
32,33は前記ポンプ室28に開口するポンプ吸込側開口とポンプ吐出側開口で、これらの開口32,33はほぼ円弧状を呈する溝部によって形成され、図1に示すようにロータ25の回転方向の始端側のポンプ吸込側領域と終端側のポンプ吐出側領域に開口している。前記吸込側開口32は、図2に示すようにリアボディ22のポンプ室28に臨む端面に凹設され、吐出側開口33は前記プレッシャプレート30のポンプ室28側の端面に凹設されている。
【0022】
前記プレッシャプレート30の前記吸込側開口32に対向する位置には、ほぼ同形状の溝部32aと孔部32bが形成されている。この孔部32bは、図4(a),(b)に示すように、前記フロントボディ21の収納空間24の底部側に形成したほぼ扇形状の吸込側の圧力室34に接続されている。図4(a)中34aは、圧力室34を前記ドライブシャフト26周りとともに取り囲むOリングである。
【0023】
また、前記リアボディ22には、前記吸込側開口32にタンクTから吸込む吸込側流体を吸込ポート35aを介して給送する吸込側通路35が形成されている。タンクT(ポンプ吸込側)から吸込まれる吸込側流体は、吸込ポート35aからリアボディ22内のポンプ吸込側通路35を通り、リアボディ22の端面に開口する前記吸込側開口32からポンプ室28内に供給される。
【0024】
前記フロントボディ21の収納空間24の底部において、前記プレッシャプレート30の吐出側開口33のロータ回転方向の終端付近に対応する位置には、ほぼ円弧状のポンプ吐出側の圧力室36が形成されている。この圧力室36は、フロントボディ21内に形成したポンプ吐出側通路37を介して吐出ポート37aに接続され、圧力室36に導かれた吐出側流体圧を吐出ポート37aから吐出するように構成されている。図4(a)中36aは吐出側圧力室36をシールするOリングである。
【0025】
前記フロントボディ21の収納空間24の底部において、ドライブシャフト26周りの前記吸込側、吐出側の圧力室34,36を除いた部分には、図2および図4(a)に示すように、ポンプ吐出側の流体圧が導入される空間部38が形成されている。この空間部38は、フロントボディ21のデッドスペースを利用して形成した所要のボリュームを有する容積空間であって、この空間部38は前記プレッシャプレート30に穿設した小孔38aを介して前記吐出側開口33と連通している。
【0026】
前記空間部38はポンプの吐出側通路系から見ると、小孔38aによる絞り通路を介して接続された行き止まり空間であって、ポンプの吐出側の流体圧の圧力変動やこれに伴う騒音を減衰させる反動形の共鳴室として機能する。
【0027】
40はフロントボディ21の上方に前記シャフト26と直交する方向に形成されたバルブ孔41とスプール42とからなる制御バルブで、後述するポンプ吐出側通路の途中に設けたメータリング絞り部60の上、下流側の圧力差によって作動する。この制御バルブ40により、前記アダプタリング29内でカムリング27の両側に前記揺動支点ピン31とその軸対象位置に設けたシール材45により分割形成した第1、第2の流体圧室43,44に導入する流体圧をポンプ回転数に応じて制御するように構成されている。
【0028】
前記バルブ孔41の一端側には、前記ポンプ吐出側の流体圧が導入されている空間部38からパイロット圧通路51(図1中想像線で示す)が接続され、前記メータリング絞り部60の上流側の流体圧P1 が導入される室48が形成されている。前記バルブ孔41の他端側には、前記スプール42を前記一端側に付勢する圧縮コイルばね46aを有するばね室46が形成されている。このばね46aにより前記スプール42を図1中左側に付勢している。
【0029】
ばね室46には、前記ポンプ吐出側通路37のフロントボディ21における終端部である吐出ポート37aに近接する部分から形成したパイロット圧通路52が接続され、メータリング絞り部60の下流側の流体圧P2 が導かれる。また、前記バルブ孔41の軸線方向の中央部分にはポンプ吸込側(タンクT)に通路50aが接続され、スプール42の中央の環状溝42aにより形成したポンプ吸込側室50が形成されている。
【0030】
ここで、上述したパイロット圧通路52の途中に、図1中一点鎖線で示すようにパイロット絞り52aを設けてもよい。このパイロット絞り52aを設けると、制御バルブ40のスプール42に対する流体圧変動等の悪影響を防止できる。また、このパイロット絞り52aは、スプール42内に設けたリリーフバルブ70のリリーフ時に、制御バルブ40のばね室46内の流体圧を圧力降下させる。そして、この圧力降下に伴う制御バルブ40の働きでカムリング27はポンプ室28の容量が減少する方向に揺動するから、ポンプ吐出量が減少することになり、ポンプの省エネルギ化を図るうえで有利となる。
【0031】
前記ばね室46は、スプール42が図1の位置にあるときに前記第2の流体圧室44に対しての接続通路47により接続されるとともに、前記スプール42がばね室46側(図中右方)に動いたときに前記第2の流体圧室44から徐々に切り離されるように構成されている。したがって、前記第2の流体圧室44には、このばね室46と前記ポンプ吸込側室50を介してメータリング絞り部60の下流側の流体圧P2 とポンプ吸込側の流体圧とがこのスプール42の動きに伴って供給される。上述した接続通路47の一部にはダンパ絞り47aが形成されている。
【0032】
前記スプール42の一端側に形成される高圧側の室48は、スプール42が図1の位置にあるときには閉塞されているが、前記スプール42がばね室46側(図中右方)に動いたときに、前記ポンプ吸込側室50から徐々に切り離される接続通路49を介して前記第1の流体圧室43に選択的に接続されるように構成されている。したがって、前記第1の流体圧室43には、前記ポンプ吸込側室50と前記高圧側の室48を介してポンプ吸込側の流体圧とメータリング絞り部60の上流側の流体圧P1 とがスプール42の動きに伴って供給される。前記接続通路49の一部にはダンパ絞り49aが形成されている。
【0033】
図1では、前記接続通路49は、スプール42の一端側のランド部に形成したチャンファ部による隙間通路を介して前記スプール42の軸線方向の中央部分に形成したポンプ吸込側室50に接続されている。そして、スプール42の変位量によって、前記パイロット圧通路51側の流体圧P1 (メータリング絞り部60の上流側の流体圧)が、前記接続通路49を介して第1の流体圧室43に選択的に接続されるように構成されている。
【0034】
ポンプ始動時や低回転時はメータリング絞り部60の上、下流側での差圧が小さいから、スプール42は図1に示した位置にあり、第1の流体圧室43はポンプ吸込側に接続され、流体圧P0 が導入されている。一方、第2の流体圧室44には、前記メータリング絞り部60の下流側でのポンプ吐出側の流体圧P2 が導入されており、カムリング27はポンプ室28の容積が最大となる状態を維持する。
【0035】
ポンプ回転数が中、高速回転域になり、吐出流量が多くなると、スプール42はばね46aを撓ませる方向に移動し、これによりパイロット圧通路51が接続されている室48が接続通路49に接続されることになる。このようになると、第1の流体圧室43には、スプール42の移動量に伴ってメータリング絞り部60の上流側の流体圧P1 と前記ポンプ吸込側室50の流体圧P0 とが導入される。
【0036】
一方、第2の流体圧室44には、スプール42の移動量に伴ってメータリング絞り部60の下流側の流体圧P2 の通路47への供給がランド部によって閉じられるとともに、このランド部に形成したチャンファ部による隙間通路を介して前記ポンプ吸込側室50に接続される。この結果、第2の流体圧室44はポンプ吸込側の流体圧P0 となり、カムリング27は、上述したように図1中右側に揺動変位してポンプ室28の容積が減少する。
以上のようなベーンタイプの可変容量形ポンプ20において、上述した以外の構成は従来から広く知られている通りであり、ここでの具体的な説明は省略する。
【0037】
本実施の形態では、上述したカムリング27の揺動を制御する制御バルブ40を作動させるためのメータリング絞り部60において、ポンプ回転数が中、高速域に至ったときにポンプ20からの吐出量を最大吐出流量よりも少ない所定流量にしその流量を維持する、いわゆるドルーピング特性をもたせる構成を採っている。このために必要となる可変メータリング絞り61を、図1、図3および図4(a),(b)に示すように、カムリング27の軸線方向の一側の側面部27cとこれに対面するプレッシャプレート30との間であって、前記第2の流体圧室44とは区画された位置に設けている。
【0038】
これを詳述すると、前記プレッシャプレート30のポンプ室28側の内壁面30cに前記ポンプ室28の吐出側領域に臨んで形成した吐出側開口33に連通するほぼ円弧状の連通溝62を、前記カムリング27の軸線方向の一側の側面部27cに凹設している。また、前記プレッシャプレート30のポンプ室28側の内壁面30cであってこの連通溝62の一部に臨む位置に小孔63を開口させ、この小孔63をプレッシャプレート30に設けた通路孔64を介して前記ポンプ吐出側の圧力室36に接続している。そして、前記小孔63をカムリング27側の連通溝62の溝側縁62aで開口面積を変えることができるように形成することによって、前記可変メータリング絞り61を構成している。なお、前記連通溝62の一部は、図1、図3(a)、図4(a),(b)に示すようにカムリング27を貫通し両側の圧力バランスを保ったり、流体圧通路の通路面積を確保できるようになっている。
【0039】
このような構造において、カムリング27がポンプ室28の容量を減少させる方向に揺動すると、図1に示す小孔63の開口面積は、連通溝62内に開口している状態から、連通溝62の溝側縁62aによって徐々に塞がれることにより減少することになる。カムリング27が図中左側に最大限に揺動すると、小孔63は全体が塞がれ、可変メータリング絞り61が閉じることになる。
【0040】
この実施の形態では、図1、図4(a),(b)において、前記吐出側開口33の回転方向の終端側に孔部66を設けて、この吐出側開口33と吐出側の圧力室36とを連通しており、この孔部66がメータリング絞り部60を構成する固定メータリング絞り65となって、前記制御バルブ40を作動させるための流体圧力差を生じさせている。
【0041】
したがって、上述したように可変メータリング絞り61が閉じたときにはこの固定メータリング絞り65での上、下流側の圧力差で制御バルブ40が制御され、ポンプ20からの吐出量は一定となる。なお、この実施の形態では、固定メータリング絞り65となる孔部66を、吐出側開口33と吐出側圧力室36との間に設けているが、これに限定されず、ポンプ吐出側通路途中であれば適宜の位置に設けることができる。要は、孔部66の上、下流側の流体圧を、前記制御バルブ40の両端側の室48,46に導いておればよい。
【0042】
上述したような可変メータリング絞り61によれば、これを構成する部分が従来とは異なり、第2の流体圧室44からは区画された部分に形成され、この絞り61を流れる圧力流体の噴流が第2の流体圧室44内の流体圧に影響を及ぼすことがないから、カムリング27の揺動を安定した状態で行せることができる。
この場合において、第2の流体圧室44をポンプ吐出側と連通する通路47に設けたダンパ絞り47aは、第1の流体圧室43側の通路49に設けたダンパ絞り49aと同じく、室内の流体圧力変動を防ぎ、結果としてカムリング27の不要な動きを抑制するために機能する。
【0043】
すなわち、前記カムリング27を揺動させる第1、第2の流体圧室43,44を、ダンパ絞り49a,47aを介して制御バルブ40、ポンプ吐出側通路途中であってメータリング絞り部60の上、下流側に接続しているから、ポンプ回転数の増減によるメータリング絞り61,65の上、下流側での流体圧の圧力差に伴ってカムリング27が揺動する際に、カムリング27に対して両揺動方向で所要の制動力を与えることができる。したがって、第1、第2の流体圧室43,44側への揺動時に適切な制動力を与えることができるから、カムリング27が振動したり、ポンプ吐出側で脈動を生じたりすることがない状態で円滑に揺動させることができる。
【0044】
このようにダンパ機能をもたせた第1、第2の流体圧室43,44によってカムリング27をポンプ吐出側の流量の大きさに応じて所要の状態で揺動させ、ポンプ吐出側への供給流量を前述した図8中実線で示すように一定量またはポンプ回転数の増加とともに一定量以下の任意の量に維持することができる。このような一定量は上述した固定メータリング絞り65を形成する孔部66によって規定される量であり、それ以上の流量制御は可変メータリング絞り61を形成する小孔63の開口面積で規定される量である。
【0045】
本発明は上述した実施の形態で説明した構造に限定されず、可変容量形ポンプ20の各部の形状、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、可変メータリング絞り61を構成する孔部として一つの小孔63を用いた場合を例示したが、本発明はこれに限らず、図5および図6(a),(b),(c)に示すように、複数個(ここでは3個)の小孔63によって孔部を構成してもよい。このように複数個の小孔63を用い、連通溝62の溝側縁62aで開口面積を変えるように構成すれば、カムリング27の揺動変位に伴う開口面積の変化量を一個に比べて大きく設定することができる。
【0046】
図5では、カムリング27側の連通溝62として、円弧状溝に変えてカムリング27の側面部27cの全周に形成した環状溝で形成した例を示している。このように形成すれば加工が容易に行える。なお、このような可変メータリング絞り61を構成する孔部としては、上述した実施の形態で説明した円形穴に限らず、適宜の断面形状を有する穴で形成してもよい。
【0047】
上述した実施の形態では、可変メータリング絞り61を構成する小孔63をカムリング27の側面部に対面するプレッシャプレート30の内壁面に形成した例で説明したが、プレッシャプレートを用いずにポンプボディの内壁部が直接カムリング27に対面している場合には、この内壁部に前記小孔を設けてもよい。また、可変メータリング絞り61を構成する小孔63と連通溝62の溝側縁62aを、上述した実施の形態とは逆の位置に設けることもできる。
【0048】
上述した実施の形態では、メータリング絞り部60として、可変メータリング絞り61と固定メータリング絞り65とを別々に形成し、可変メータリング絞り61を開口面積が全開状態から全閉状態になるように変化させる構造とした場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。メータリング絞りとして一つまたは複数の小孔からなる孔部を用い、この孔部の一部を常に全開状態とすることにより固定絞りとして機能させ、残りの開口面積を変えることにより可変絞りとして機能させる構造であってもよい。また、上述した実施の形態では、メータリング絞り部60を構成する固定メータリング絞り65や可変メータリング絞り61を、単に「絞り」として説明したが、これはこのような絞り部分がオリフィスであってもチョークであってもよいからである。
【0049】
また、前述した実施の形態は、可変容量形ポンプ20の一例を示たものであって、本発明の要部となる可変メータリング絞り部60以外の部分を適宜変形、変更することは自由である。たとえばポンプボディ21,22内の吸込側通路35、吐出側通路37の構造等を適宜変更してもよい。また、制御バルブ40としても、カムリング27を揺動させるために第1、第2の流体圧室43,44の圧力差を確保できる構造であればよい。
【0050】
【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、制御バルブを作動させるための可変メータリング絞りを第2の流体圧室内の流体圧に影響を及ぼすことがない区画された部位に設けたから、この第2の流体圧室にダンパ機能をもたせた状態でカムリングを揺動させることができる。したがって、カムリングの揺動方向の両側の流体圧室においてそれぞれダンパ機能を働かせてカムリングを揺動させることができるので、カムリングの振動やポンプ吐出側での脈動を軽減し、ポンプ回転数に対する供給流量特性を向上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一つの実施の形態を示し、低回転時にあるポンプの要部断面図である。
【図2】 図1のII−II線断面図である。
【図3】 (a)は図1のIIIa−IIIa線断面図、(b)は図1のIIIb−IIIb線で断面した要部断面図である。
【図4】 (a)は図2のIVa−IVa線断面図、(b)は(a)のIVb−IVb線断面図である。
【図5】 本発明に係る可変容量形ポンプの別の実施の形態を示し、プレッシャプレートのポンプ室に臨む面を示す側面図である。
【図6】 図5のVI部を拡大した図であって、(a),(b),(c)はカムリングの揺動に伴って可変メータリング絞りを形成する小孔の開口面積が変化する状態を説明するための図である。
【図7】 従来の可変容量形ポンプを示し、低回転時の状態での作動説明図である。
【図8】 可変容量形ポンプにおけるポンプ回転数Nに対する供給流量Qの関係を説明する特性図である。
【符号の説明】
20…ベーンタイプの可変容量形ポンプ(可変容量形ベーンポンプ)、21…フロントボディ(ポンプボディ)、22…リアボディ(ポンプボディ)、23…ポンプ構成要素、24…収納空間、25…ロータ、25a…ベーン、26…ドライブシャフト(回転軸)、27…カムリング、27b…圧縮コイルばね(付勢手段)、28…ポンプ室、29…アダプタリング、30…プレッシャプレート、31…揺動支点ピン、32…吸込側開口、33…吐出側開口、34…ポンプ吸込側圧力室、35…吸込側通路、35a…吸込ポート、36…ポンプ吐出側圧力室、37…吐出側通路、37a…吐出ポート、38…空間部(共鳴室)、40…スプール式制御バルブ、41…バルブ孔、42…スプール、42a…環状溝、43,44…第1、第2の流体圧室、45…シール材、46…ばね室、46a…圧縮コイルばね、47…接続通路、47a…ダンパ絞り、48…高圧側の室、49…接続通路、49a…ダンパ絞り、51…パイロット圧通路、51a…ダンパ絞り、52…パイロット圧通路、52a…パイロット絞り、60…メータリング絞り部、61…可変メータリング絞り、62…連通溝、62a…溝側縁、63…小孔(孔部)、64…通路孔、65…固定メータリング絞り、66…孔部、PS…圧力流体利用機器(パワーステアリング装置のパワーシリンダ)、T…タンク。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable displacement pump used in a pressure fluid utilizing device such as a power steering device that reduces the steering force of an automobile.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a displacement vane pump that is directly driven to rotate by an automobile engine has been used for this type of power steering device pump. Such a displacement pump increases or decreases the discharge flow rate according to the engine speed, so that the steering assist force is increased when the automobile is stopped or traveling at low speed, and the steering assist force is decreased when traveling at high speed. It must have characteristics that contradict the steering assist force required for the device. Therefore, it is necessary to use a large-capacity displacement pump that can secure a discharge flow rate at which a necessary steering assist force can be obtained even during low-speed traveling at a low rotational speed. In addition, a flow rate control valve that controls the discharge flow rate to a certain amount or less is essential during high-speed traveling at a high rotational speed. For this reason, the number of component parts becomes relatively large, the structure and the passage configuration become complicated, and it is inevitable that the whole is increased in size and cost.
[0003]
In order to solve such a problem, a variable displacement vane pump capable of decreasing the discharge flow rate per rotation (cc / rev) in proportion to the increase in the rotational speed is disclosed in JP-A-6-200883, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-243385, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-200239, and the like. According to these variable displacement pumps, the flow rate control valve attached to the displacement pump is not necessary, and the driving horsepower can be reduced, so that the energy efficiency is excellent.
[0004]
For example, in the pump disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-200279, as shown in FIG. 7, the rotor 3 is relatively eccentric in a cam ring 2 that is swingably supported in an elliptical space inside the pump body 1. By providing in a state, a substantially crescent-shaped pump chamber 4 is formed between the rotor 3 and the cam ring 2. Further, first and second fluid pressure chambers 5 and 6 are formed on both sides of the cam ring 2 in the swinging direction. The second fluid pressure chamber 6 is provided with a compression coil spring 2b that urges the pump chamber 4 in a direction that maximizes the pump capacity. A control valve 10 is provided on the variable metering throttle 12 provided in the middle of the discharge-side passage 11 for the pressure fluid discharged from the pump chamber 4 and is operated by a fluid pressure difference on the downstream side. The cam ring 2 is swung by controlling the fluid pressure in the first and second fluid pressure chambers 5 and 6.
[0005]
By adjusting the opening area of the hole 12a at the side edge 12b of the cam ring 2 by swinging the cam ring 2, the hole 12a opened on the side wall surface of the body 1 facing the second fluid pressure chamber 6 is obtained. A variable metering diaphragm 12 is formed. That is, among the first and second fluid pressure chambers 5 and 6 for swinging the cam ring 2, the structure is such that the fluid pressure downstream of the variable metering restrictor 12 is directly introduced into the second fluid pressure chamber 6. It has become. Then, the pressure fluid discharged from the pump chamber 4 is guided to the hole 12a forming the variable metering throttle 12, and the pressure fluid flowing into the second fluid pressure chamber 6 from the hole 12a is supplied to the second fluid pressure chamber 6. Is sent to the pump discharge side passage 13 through the fluid pressure chamber 6 and discharged from a discharge port (not shown).
[0006]
In the variable displacement pump described above, the passage 5a having a damper throttle into the first fluid pressure chamber 5 into which the control valve 10 introduces the fluid pressure upstream of the variable metering throttle 12 when the pump reaches a high rotation range. The structure which introduces fluid pressure via is adopted. In such a structure, when the cam ring 2 swings toward the first fluid pressure chamber 5 side, a required braking force is applied to the cam ring 2 by a damper function by a damper throttle of the passage 5a. be able to.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, the second fluid pressure chamber 6 is only provided with the compression coil spring 2b, and has a damper function for applying a braking force to the cam ring 2 like the first fluid pressure chamber 5 side. There is no means to have. This is because the hole 12a of the variable metering throttle 12 is opened in the second fluid pressure chamber 6, and this opening is also used as a part of the discharge side passages 7 and 13 of the pump. This is because the fluid pressure on the pump discharge side flows in 6. In the figure, reference numeral 6 a denotes a passage for guiding the fluid pressure downstream of the variable metering throttle 12 to the other chamber of the control valve 10.
[0008]
Therefore, when the cam ring 2 swings to the second fluid pressure chamber 6 side, although the elastic force due to the spring 2b being bent acts, the braking by the damper function cannot be applied. For this reason, the cam ring 2 can smoothly swing toward the first and second fluid pressure chambers 5 and 6 (particularly the swing operation from the first fluid pressure chamber 5 side to the second fluid pressure chamber 6 side). Not made. In this case, it is inevitable that the cam ring 2 vibrates or pulsates in the fluid pressure on the pump discharge side. This pulsation state is indicated by a broken line in FIG.
[0009]
More specifically, when the fluid pressure on the pump discharge side flows into the second fluid pressure chamber 6 as a jet from the hole 12a that opens to the second fluid pressure chamber 6, it is attempted to open and close this at the outer edge 12b of the cam ring 2. The cam ring 2 is likely to vibrate, and the jet flow from the hole 12a is blocked or allowed to pass by the outer edge 12b of the cam ring 2, thereby increasing the pulsation on the pump discharge side. When such vibrations and pulsations occur, the power steering apparatus has a problem that the steering force fluctuates and noise such as fluid noise increases.
[0010]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to obtain a variable displacement pump with reduced cam ring vibration and pulsation on the pump discharge side.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to meet such a demand, the variable displacement pump according to the present invention supports a cam ring that forms a pump chamber so as to be swingable within the internal space of the pump body, and is arranged on one side in the swing direction of the cam ring. A first fluid pressure chamber, a second fluid pressure chamber on the other side, and a biasing means for biasing the cam ring in a direction in which the pump capacity of the pump chamber is maximized. A control valve that operates according to a downstream fluid pressure difference is provided above a variable metering throttle provided in the middle of the discharge-side passage of the pressure fluid discharged from the fluid, and at least the fluid pressure in the first fluid pressure chamber is provided by the control valve. In the structure in which the cam ring is swung by controlling the cam ring, the variable metering diaphragm is recessed in a side surface portion on one side in the axial direction of the cam ring. Or in the axial direction so as to open in the side surface on one side of the cam ring A communication groove communicating with the discharge side opening of the pump chamber formed in the side wall portion of the pump body that is formed through and facing the side surface portion, and is opened at a position facing the part of the communication groove on the side wall portion of the pump body. A hole portion whose opening area can be adjusted by the groove side edge of the communication groove as the cam ring swings is provided at a position partitioned from the second fluid pressure chamber. .
[0012]
According to the present invention Since the variable metering restrictor is provided in the section where the fluid pressure in the second fluid pressure chamber is not affected, the cam ring has a damper function by the fluid pressure in the first and second fluid pressure chambers. It can be held and swung.
[0014]
Moreover, according to the present invention, The hole on the side wall portion side of the pump body facing the communication groove recessed in the side surface portion of the cam ring is closed or opened at the groove side edge of the communication groove as the cam ring swings. The diaphragm amount of the variable metering diaphragm can be adjusted.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to 4 are views showing an embodiment of a variable displacement pump according to the present invention. In this embodiment, the vane pump according to the present invention is a vane-type oil pump that serves as a hydraulic pressure generation source of the power steering apparatus, and the discharge flow rate becomes higher than the maximum discharge flow rate as the number of rotations of the pump increases. A description will be given of a pump having a so-called drooping characteristic that maintains a low predetermined flow rate.
[0016]
1, 2, and 3, a vane type variable displacement pump, generally indicated by reference numeral 20, includes a front body 21 and a rear body 22 that constitute a pump body. The front body 21 has a substantially cup shape as a whole, and a storage space 24 for storing and arranging a pump component 23 as a pump cartridge is formed inside the front body 21 and the opening end of the storage space 24 is closed. The rear body 22 is combined and assembled together.
[0017]
The front body 21 has bearings 26a and 26b (26a on the front body 21 side and 26b on the rear body 22 side) in a state where a drive shaft 26 for rotating and driving the rotor 25 constituting the pump component 23 from the outside passes through. Is disposed rotatably. 26c is an oil seal. The rotor 25 rotates counterclockwise as indicated by an arrow in FIG.
[0018]
Reference numeral 27 denotes a cam ring. The cam ring 27 has an inner cam surface 27 a that is fitted on the outer periphery of the rotor 25 having a vane 25 a, and a pump chamber 28 is provided between the inner cam surface 27 a and the rotor 25. Is forming. The cam ring 27 is positioned in an eccentric state with respect to the rotor 25, and a substantially crescent-shaped space formed between the cam ring 27 and the rotor 25 serves as a pump chamber 28. In addition, the cam ring 27 is disposed so as to be swingable in an adapter ring 29 that is fitted in the inner wall portion of the storage space 24 so that the volume (pump capacity) of the pump chamber 28 can be varied as will be described later. Has been. Reference numeral 27b denotes a compression coil spring that urges the cam ring 27 in a direction in which the pump capacity of the pump chamber 28 is maximized.
[0019]
2 and 3, reference numeral 30 denotes a pressure plate. The pressure plate 30 is disposed on the front body 21 side of the pump cartridge (pump component 23) constituted by the rotor 25, the cam ring 27 and the adapter ring 29 described above. They are stacked in pressure contact. The end surface of the rear body 22 is pressed against the opposite side surface of the pump cartridge as a side plate, and the front body 21 and the rear body 22 are integrally assembled. These members constitute the pump component 23.
[0020]
The pressure plate 30 and the rear body 22 serving as a side plate stacked on the pressure plate 30 via a cam ring 27 are integrally assembled in a state of being positioned in the rotational direction by a swing fulcrum pin 31 described later. The swing fulcrum pin 31 functions as a shaft support part and a positioning pin for enabling the cam ring 27 to swing, and also functions as a seal material that defines a fluid pressure chamber for swinging the cam ring 27.
[0021]
32 and 33 are a pump suction side opening and a pump discharge side opening which open into the pump chamber 28, and these openings 32 and 33 are formed by groove portions having a substantially arc shape, and the rotation direction of the rotor 25 as shown in FIG. Are opened in the pump suction side region on the start side and the pump discharge side region on the end side. As shown in FIG. 2, the suction side opening 32 is recessed in the end surface facing the pump chamber 28 of the rear body 22, and the discharge side opening 33 is recessed in the end surface of the pressure plate 30 on the pump chamber 28 side.
[0022]
A groove portion 32 a and a hole portion 32 b having substantially the same shape are formed at positions facing the suction side opening 32 of the pressure plate 30. As shown in FIGS. 4A and 4B, the hole 32 b is connected to a substantially fan-shaped suction-side pressure chamber 34 formed on the bottom side of the storage space 24 of the front body 21. In FIG. 4A, 34 a is an O-ring that surrounds the pressure chamber 34 together with the periphery of the drive shaft 26.
[0023]
The rear body 22 is formed with a suction-side passage 35 that feeds the suction-side fluid sucked from the tank T into the suction-side opening 32 via the suction port 35a. The suction side fluid sucked from the tank T (pump suction side) passes through the pump suction side passage 35 in the rear body 22 from the suction port 35a, and enters the pump chamber 28 from the suction side opening 32 opened to the end face of the rear body 22. Supplied.
[0024]
At the bottom of the storage space 24 of the front body 21, a substantially arc-shaped pump discharge side pressure chamber 36 is formed at a position corresponding to the vicinity of the end of the discharge side opening 33 of the pressure plate 30 in the rotor rotation direction. Yes. The pressure chamber 36 is connected to a discharge port 37a via a pump discharge side passage 37 formed in the front body 21, and is configured to discharge the discharge side fluid pressure guided to the pressure chamber 36 from the discharge port 37a. ing. In FIG. 4A, reference numeral 36 a denotes an O-ring that seals the discharge side pressure chamber 36.
[0025]
In the bottom of the storage space 24 of the front body 21, the portion around the drive shaft 26 excluding the suction-side and discharge-side pressure chambers 34 and 36 is provided with a pump as shown in FIGS. A space 38 into which the fluid pressure on the discharge side is introduced is formed. The space 38 is a volume space having a required volume formed by using the dead space of the front body 21, and the space 38 is discharged through the small hole 38 a formed in the pressure plate 30. It communicates with the side opening 33.
[0026]
The space 38 is a dead-end space connected through a throttle passage by a small hole 38a when viewed from the discharge side passage system of the pump, and attenuates the pressure fluctuation of the fluid pressure on the discharge side of the pump and the noise accompanying this. It functions as a reaction-type resonance chamber.
[0027]
Reference numeral 40 denotes a control valve comprising a valve hole 41 and a spool 42 formed above the front body 21 in a direction orthogonal to the shaft 26, and above a metering throttle 60 provided in the middle of a pump discharge side passage to be described later. , Operated by downstream pressure difference. By means of this control valve 40, first and second fluid pressure chambers 43, 44 which are formed separately on both sides of the cam ring 27 in the adapter ring 29 by the rocking fulcrum pin 31 and a sealing material 45 provided at the axial target position. The fluid pressure to be introduced into the pump is controlled in accordance with the pump rotation speed.
[0028]
A pilot pressure passage 51 (shown by an imaginary line in FIG. 1) is connected to one end side of the valve hole 41 from a space portion 38 into which fluid pressure on the pump discharge side is introduced. A chamber 48 into which the upstream fluid pressure P1 is introduced is formed. On the other end side of the valve hole 41, a spring chamber 46 having a compression coil spring 46a that urges the spool 42 toward the one end side is formed. The spool 42 is urged to the left in FIG. 1 by the spring 46a.
[0029]
Connected to the spring chamber 46 is a pilot pressure passage 52 formed from a portion of the pump discharge side passage 37 that is close to the discharge port 37 a that is a terminal portion of the front body 21, and a fluid pressure downstream of the metering restrictor 60. P2 is derived. A passage 50a is connected to the pump suction side (tank T) in the central portion of the valve hole 41 in the axial direction, and a pump suction side chamber 50 formed by an annular groove 42a at the center of the spool 42 is formed.
[0030]
Here, a pilot throttle 52a may be provided in the middle of the above-described pilot pressure passage 52 as shown by a one-dot chain line in FIG. By providing the pilot throttle 52a, adverse effects such as fluid pressure fluctuations on the spool 42 of the control valve 40 can be prevented. Further, the pilot throttle 52 a reduces the fluid pressure in the spring chamber 46 of the control valve 40 when the relief valve 70 provided in the spool 42 is relieved. Since the cam ring 27 swings in the direction in which the capacity of the pump chamber 28 decreases due to the action of the control valve 40 due to this pressure drop, the pump discharge amount decreases, and in order to save energy of the pump. It will be advantageous.
[0031]
The spring chamber 46 is connected by a connection passage 47 to the second fluid pressure chamber 44 when the spool 42 is in the position shown in FIG. The second fluid pressure chamber 44 is gradually separated from the second fluid pressure chamber 44 when moved in the direction (1). Therefore, the fluid pressure P2 downstream of the metering restrictor 60 and the fluid pressure on the pump suction side are transferred to the spool 42 via the spring chamber 46 and the pump suction side chamber 50. Supplied with the movement of the. A damper throttle 47a is formed in a part of the connection passage 47 described above.
[0032]
The high-pressure side chamber 48 formed on one end side of the spool 42 is closed when the spool 42 is in the position of FIG. 1, but the spool 42 has moved to the spring chamber 46 side (right side in the figure). Sometimes, it is configured to be selectively connected to the first fluid pressure chamber 43 through a connection passage 49 that is gradually disconnected from the pump suction side chamber 50. Therefore, in the first fluid pressure chamber 43, the pump suction side fluid pressure and the upstream fluid pressure P 1 of the metering restrictor 60 are spooled via the pump suction side chamber 50 and the high pressure side chamber 48. Supplied with 42 movements. A damper throttle 49 a is formed in a part of the connection passage 49.
[0033]
In FIG. 1, the connection passage 49 is connected to a pump suction side chamber 50 formed in a central portion in the axial direction of the spool 42 through a gap passage formed by a chamfer portion formed in a land portion on one end side of the spool 42. . Then, depending on the displacement amount of the spool 42, the fluid pressure P1 on the pilot pressure passage 51 side (the fluid pressure on the upstream side of the metering restrictor 60) is selected in the first fluid pressure chamber 43 via the connection passage 49. Connected to each other.
[0034]
Since the differential pressure on the upstream side and the downstream side of the metering restrictor 60 is small at the time of starting the pump or at a low speed, the spool 42 is in the position shown in FIG. 1, and the first fluid pressure chamber 43 is on the pump suction side. Connected and fluid pressure P0 is introduced. On the other hand, the fluid pressure P2 on the pump discharge side downstream of the metering restrictor 60 is introduced into the second fluid pressure chamber 44, and the cam ring 27 is in a state where the volume of the pump chamber 28 is maximized. maintain.
[0035]
When the pump speed is in the middle and high speed rotation range and the discharge flow rate is increased, the spool 42 moves in the direction in which the spring 46a is bent, whereby the chamber 48 to which the pilot pressure passage 51 is connected is connected to the connection passage 49. Will be. As a result, the fluid pressure P1 upstream of the metering restrictor 60 and the fluid pressure P0 in the pump suction side chamber 50 are introduced into the first fluid pressure chamber 43 as the spool 42 moves. .
[0036]
On the other hand, in the second fluid pressure chamber 44, the supply of the fluid pressure P2 downstream of the metering restrictor 60 to the passage 47 is closed by the land portion according to the movement amount of the spool 42. The pump suction side chamber 50 is connected through a gap passage formed by the formed chamfer part. As a result, the second fluid pressure chamber 44 becomes the fluid pressure P0 on the pump suction side, and the cam ring 27 swings and displaces to the right in FIG. 1 as described above, and the volume of the pump chamber 28 decreases.
In the vane type variable displacement pump 20 as described above, configurations other than those described above are as conventionally known, and a specific description thereof is omitted here.
[0037]
In the present embodiment, in the metering throttle 60 for operating the control valve 40 that controls the swinging of the cam ring 27 described above, the discharge amount from the pump 20 when the pump speed reaches the middle and high speed range. Is set to a predetermined flow rate smaller than the maximum discharge flow rate, and the flow rate is maintained, so that a so-called drooping characteristic is provided. As shown in FIGS. 1, 3, 4 (a) and 4 (b), the variable metering diaphragm 61 necessary for this is opposed to the side surface portion 27 c on one side in the axial direction of the cam ring 27. Between the pressure plate 30 and the second fluid pressure chamber 44, the pressure plate 30 is provided at a partitioned position.
[0038]
More specifically, a substantially arc-shaped communication groove 62 communicating with the discharge side opening 33 formed facing the discharge side region of the pump chamber 28 on the inner wall surface 30c of the pressure plate 30 on the pump chamber 28 side, The cam ring 27 is recessed in the side surface portion 27c on one side in the axial direction. Further, a small hole 63 is opened at a position on the inner wall surface 30c of the pressure plate 30 on the pump chamber 28 side so as to face a part of the communication groove 62, and the small hole 63 is formed in a passage hole 64 provided in the pressure plate 30. And connected to the pressure chamber 36 on the pump discharge side. The variable metering diaphragm 61 is configured by forming the small hole 63 so that the opening area can be changed by the groove side edge 62a of the communication groove 62 on the cam ring 27 side. A part of the communication groove 62 passes through the cam ring 27 as shown in FIGS. 1, 3A, 4A, and 4B to maintain the pressure balance on both sides, The passage area can be secured.
[0039]
In such a structure, when the cam ring 27 swings in a direction that decreases the capacity of the pump chamber 28, the opening area of the small hole 63 shown in FIG. 1 is changed from the state of opening in the communication groove 62 to the communication groove 62. It is reduced by being gradually closed by the groove side edge 62a. When the cam ring 27 swings to the left in the drawing as much as possible, the entire small hole 63 is closed and the variable metering diaphragm 61 is closed.
[0040]
In this embodiment, in FIGS. 1, 4A and 4B, a hole 66 is provided on the terminal end side in the rotational direction of the discharge side opening 33, and the discharge side opening 33 and the pressure chamber on the discharge side are provided. 36, and the hole 66 serves as a fixed metering restrictor 65 constituting the metering restrictor 60 to generate a fluid pressure difference for operating the control valve 40.
[0041]
Therefore, when the variable metering restrictor 61 is closed as described above, the control valve 40 is controlled by the pressure difference between the upstream and downstream sides of the fixed metering restrictor 65, and the discharge amount from the pump 20 becomes constant. In this embodiment, the hole 66 serving as the fixed metering restrictor 65 is provided between the discharge side opening 33 and the discharge side pressure chamber 36. However, the present invention is not limited to this. If so, it can be provided at an appropriate position. In short, the fluid pressure on the downstream side of the hole 66 may be guided to the chambers 48 and 46 on both ends of the control valve 40.
[0042]
According to the variable metering restrictor 61 as described above, the portion constituting the variable metering restrictor 61 is formed in a portion partitioned from the second fluid pressure chamber 44 unlike the conventional one, and the jet of pressure fluid flowing through the restrictor 61 Does not affect the fluid pressure in the second fluid pressure chamber 44, so that the cam ring 27 can be swung in a stable state.
In this case, the damper throttle 47a provided in the passage 47 communicating with the pump discharge side of the second fluid pressure chamber 44 is similar to the damper throttle 49a provided in the passage 49 on the first fluid pressure chamber 43 side. It functions to prevent fluid pressure fluctuations and consequently suppress unwanted movement of the cam ring 27.
[0043]
That is, the first and second fluid pressure chambers 43 and 44 for swinging the cam ring 27 are placed in the middle of the control valve 40 and the pump discharge side passage through the damper restrictors 49a and 47a and above the metering restrictor 60. Since it is connected to the downstream side, when the cam ring 27 swings with the pressure difference of the fluid pressure on the downstream side of the metering throttles 61 and 65 due to increase or decrease of the pump rotation speed, Thus, a required braking force can be applied in both swing directions. Accordingly, since an appropriate braking force can be applied when swinging toward the first and second fluid pressure chambers 43 and 44, the cam ring 27 does not vibrate or pulsate on the pump discharge side. It can be swung smoothly in the state.
[0044]
Thus, the first and second fluid pressure chambers 43 and 44 having a damper function cause the cam ring 27 to swing in a required state in accordance with the magnitude of the flow rate on the pump discharge side, thereby supplying the flow rate to the pump discharge side. As shown by the solid line in FIG. 8 described above, it can be maintained at a constant amount or an arbitrary amount equal to or less than a constant amount as the pump rotational speed increases. Such a constant amount is an amount defined by the hole 66 that forms the fixed metering restrictor 65 described above, and flow control beyond that is defined by the opening area of the small hole 63 that forms the variable metering restrictor 61. Amount.
[0045]
The present invention is not limited to the structure described in the above-described embodiment, and the shape and structure of each part of the variable displacement pump 20 can be freely modified and changed as appropriate, and various modifications can be considered. For example, in the above-described embodiment, the case where one small hole 63 is used as the hole portion constituting the variable metering diaphragm 61 is illustrated, but the present invention is not limited to this, and FIG. 5 and FIG. As shown in (b) and (c), the hole may be constituted by a plurality (three in this case) of small holes 63. If the plurality of small holes 63 are used and the opening area is changed at the groove side edge 62a of the communication groove 62, the amount of change in the opening area due to the swinging displacement of the cam ring 27 is larger than that of one. Can be set.
[0046]
FIG. 5 shows an example in which the communication groove 62 on the cam ring 27 side is formed as an annular groove formed on the entire circumference of the side surface portion 27c of the cam ring 27 instead of an arc-shaped groove. If it forms in this way, a process can be performed easily. In addition, as a hole part which comprises such a variable metering stop 61, you may form with the hole which has not only the circular hole demonstrated in embodiment mentioned above but appropriate cross-sectional shape.
[0047]
In the above-described embodiment, the example in which the small hole 63 constituting the variable metering diaphragm 61 is formed in the inner wall surface of the pressure plate 30 facing the side surface portion of the cam ring 27 has been described, but the pump body is not used without using the pressure plate. When the inner wall portion directly faces the cam ring 27, the small hole may be provided in the inner wall portion. Further, the small hole 63 constituting the variable metering diaphragm 61 and the groove side edge 62a of the communication groove 62 can be provided at positions opposite to those of the above-described embodiment.
[0048]
In the embodiment described above, the variable metering diaphragm 61 and the fixed metering diaphragm 65 are separately formed as the metering diaphragm portion 60 so that the opening area of the variable metering diaphragm 61 is changed from the fully open state to the fully closed state. Although the case where the structure is changed to have been described, the present invention is not limited to this. Using a hole with one or more small holes as a metering diaphragm, a part of this hole is always fully opened to function as a fixed diaphragm, and the remaining aperture area functions as a variable diaphragm The structure to be made may be sufficient. Further, in the above-described embodiment, the fixed metering diaphragm 65 and the variable metering diaphragm 61 constituting the metering diaphragm unit 60 are simply described as “throttles”, but this is because such a throttle portion is an orifice. This is because chalk may be used.
[0049]
Further, the above-described embodiment shows an example of the variable displacement pump 20, and it is free to modify and change parts other than the variable metering restrictor 60, which is a main part of the present invention. is there. For example, the structures of the suction side passage 35 and the discharge side passage 37 in the pump bodies 21 and 22 may be changed as appropriate. Further, the control valve 40 may have a structure that can ensure a pressure difference between the first and second fluid pressure chambers 43 and 44 in order to swing the cam ring 27.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the variable displacement pump according to the present invention, the variable metering restrictor for operating the control valve is provided in the partitioned portion that does not affect the fluid pressure in the second fluid pressure chamber. Since it is provided, the cam ring can be swung in a state in which this second fluid pressure chamber has a damper function. Therefore, the cam ring can be swung by operating the damper function in the fluid pressure chambers on both sides in the swing direction of the cam ring, reducing the vibration of the cam ring and pulsation on the pump discharge side, and the supply flow rate with respect to the pump rotation speed. Characteristics can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of a variable displacement pump according to the present invention, and is a cross-sectional view of the main part of the pump during low rotation.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
3A is a cross-sectional view taken along line IIIa-IIIa in FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb in FIG.
4A is a cross-sectional view taken along line IVa-IVa in FIG. 2, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IVb-IVb in FIG.
FIG. 5 is a side view showing another embodiment of the variable displacement pump according to the present invention and showing a surface of the pressure plate facing the pump chamber.
FIGS. 6A and 6B are enlarged views of the VI part of FIG. 5, in which FIGS. 5A, 5B, and 5C change the opening area of a small hole that forms a variable metering diaphragm as the cam ring swings. It is a figure for demonstrating the state to do.
FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the conventional variable displacement pump in a state of low rotation.
FIG. 8 is a characteristic diagram for explaining the relationship between the supply flow rate Q and the pump rotation speed N in the variable displacement pump.
[Explanation of symbols]
20 ... Vane type variable displacement pump (variable displacement vane pump), 21 ... Front body (pump body), 22 ... Rear body (pump body), 23 ... Pump components, 24 ... Storage space, 25 ... Rotor, 25a ... Vane, 26 ... Drive shaft (rotating shaft), 27 ... Cam ring, 27b ... Compression coil spring (biasing means), 28 ... Pump chamber, 29 ... Adapter ring, 30 ... Pressure plate, 31 ... Swing fulcrum pin, 32 ... Suction side opening 33 ... Discharge side opening 34 ... Pump suction side pressure chamber 35 ... Suction side passage 35a ... Suction port 36 ... Pump discharge side pressure chamber 37 ... Discharge side passage 37a ... Discharge port 38 ... Space (resonance chamber), 40 ... spool type control valve, 41 ... valve hole, 42 ... spool, 42a ... annular groove, 43, 44 ... first and second flow Pressure chamber, 45 ... Sealing material, 46 ... Spring chamber, 46a ... Compression coil spring, 47 ... Connection passage, 47a ... Damper throttle, 48 ... High-pressure side chamber, 49 ... Connection passage, 49a ... Damper throttle, 51 ... Pilot pressure Passage, 51a ... damper throttle, 52 ... pilot pressure passage, 52a ... pilot throttle, 60 ... metering throttle, 61 ... variable metering throttle, 62 ... communication groove, 62a ... groove side edge, 63 ... small hole (hole) , 64 ... passage hole, 65 ... fixed metering throttle, 66 ... hole, PS ... pressure fluid utilization device (power cylinder of power steering device), T ... tank.

Claims (1)

ポンプ室を形成するカムリングをポンプボディの内部空間内で揺動可能に支持し、前記カムリングの揺動方向の一側に第1の流体圧室を形成し、他側に第2の流体圧室を形成するとともに、前記カムリングを前記ポンプ室のポンプ容量が最大となる方向に付勢する付勢手段を設け、前記ポンプ室から吐出される圧力流体の吐出側通路の途中に設けた可変メータリング絞りの上、下流側の流体圧力差によって作動する制御バルブを設け、この制御バルブにより少なくとも第1の流体圧室内の流体圧を制御して前記カムリングを揺動させる可変容量形ポンプにおいて、前記可変メータリング絞りは、前記カムリングの軸線方向の一側の側面部に凹設され、または前記カムリングの一側の側面部に開口するように軸線方向に貫通形成されこの側面部に対面するポンプボディの側壁部に形成したポンプ室の吐出側開口に連通する連通溝と、前記ポンプボディの側壁部でこの連通溝の一部に臨む位置に開口され前記カムリングの揺動に伴って連通溝の溝側縁により開口面積を調整可能な孔部とから形成され、前記第2の流体圧室とは区画された位置に設けられていることを特徴とする可変容量形ポンプ。A cam ring forming a pump chamber is supported so as to be swingable in the internal space of the pump body, a first fluid pressure chamber is formed on one side of the swing direction of the cam ring, and a second fluid pressure chamber is formed on the other side. And a biasing means for biasing the cam ring in a direction in which the pump capacity of the pump chamber is maximized, and a variable metering provided in the middle of the discharge side passage of the pressure fluid discharged from the pump chamber The variable displacement pump is provided with a control valve that operates according to a fluid pressure difference on the downstream side of the throttle, and controls the fluid pressure in at least the first fluid pressure chamber by the control valve to swing the cam ring. the metering throttle, the recessed in the side surface portion of one side in the axial direction of the cam ring, or is formed through the axial direction so as to open on the side surface of one side of the cam ring the side surface portion A communication groove communicating with the discharge side opening of the pump chamber formed in the side wall portion of the pump body that faces the pump body, and is opened at a position facing the part of the communication groove on the side wall portion of the pump body. A variable displacement pump characterized in that it is formed from a hole portion whose opening area can be adjusted by a groove side edge of the communication groove, and is provided at a position partitioned from the second fluid pressure chamber.
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