可変容量型ベーンポンプ
【課題】可変容量型ベーンポンプの容量調整における応答性を向上すること。
【解決手段】カムリング４の外周の一部に臨んで画成される第一流体圧室３１と、カムリング４を挟んで第一流体圧室３１と対向して設けられカムリング４の外周の一部に臨んで画成される第二流体圧室３２とを備え、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２とが拡縮し、カムリング４がロータ２に対して偏心して吐出容量が変化し、カムリング４はロータ２の回転に伴ってポンプ室７の容積を収縮する吐出領域４２を有し、吐出領域４２におけるカム面４ａは、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向にカムリング４を偏心させる作動流体の圧力が作用する第一受圧部４５と、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を偏心させる作動流体の圧力が作用する第二受圧部４５とを有し、第一受圧部４５と第二受圧部４６との受圧面積に差を設けた。
【解決手段】カムリング４の外周の一部に臨んで画成される第一流体圧室３１と、カムリング４を挟んで第一流体圧室３１と対向して設けられカムリング４の外周の一部に臨んで画成される第二流体圧室３２とを備え、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２とが拡縮し、カムリング４がロータ２に対して偏心して吐出容量が変化し、カムリング４はロータ２の回転に伴ってポンプ室７の容積を収縮する吐出領域４２を有し、吐出領域４２におけるカム面４ａは、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向にカムリング４を偏心させる作動流体の圧力が作用する第一受圧部４５と、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を偏心させる作動流体の圧力が作用する第二受圧部４５とを有し、第一受圧部４５と第二受圧部４６との受圧面積に差を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧機器における流体圧供給源として用いられる可変容量型ベーンポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変容量型ベーンポンプ（以下、単に「ベーンポンプ」と称する。）として、ロータに対するカムリングの偏心量を変化させることによって、ポンプ吐出容量を変化させるものがある。
【０００３】
特許文献１には、カムリング内周のカム面に先端が摺接する複数のベーンがロータに往復動可能に設けられ、カムリングが外周上の一点を支点として揺動することで、ロータに対するカムリングの偏心量が変化して吐出容量が変化するベーンポンプが開示されている。
【０００４】
特許文献１のベーンポンプでは、ポンプボディに固定されカムリングの外周を囲うアダプタリングの内周面と、カムリングの外周面との間に第一流体圧室と第二流体圧室とが区画され、第一流体圧室と第二流体圧室とに導かれる作動油の圧力差によってカムリングが揺動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のベーンポンプでは、カムリングは、第一流体圧室と第二流体圧室との圧力差によって揺動するため、吐出容量の応答性は、第一流体圧室と第二流体圧室との圧力差によって決定される。
【０００７】
本発明は、可変容量型ベーンポンプの吐出容量の応答性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、駆動軸に連結されたロータと、前記ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って内周のカム面を前記ベーンの先端部が摺動し、前記ロータの中心に対して偏心可能なカムリングと、前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、前記カムリングの外周の一部に臨んで画成される第一流体圧室と、前記カムリングを挟んで前記第一流体圧室と対向して設けられ、前記カムリングの外周の一部に臨んで画成される第二流体圧室と、を備え、前記第一流体圧室と前記第二流体圧室とが、導かれる流体圧によって拡縮し、前記カムリングが前記ロータに対して偏心して前記ポンプ室から吐出される作動流体の吐出容量が変化する可変容量型ベーンポンプにおいて、前記カムリングは、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を収縮する吐出領域を有し、前記吐出領域における前記カム面は、前記ポンプ室から吐出される吐出容量が大きくなる方向に前記カムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第一受圧部と、前記ポンプ室から吐出される吐出容量が小さくなる方向に前記カムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第二受圧部と、を有し、前記第一受圧部と前記第二受圧部との受圧面積に差を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、ポンプ室から吐出される吐出容量が大きくなる方向にカムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第一受圧部と、吐出容量が小さくなる方向にカムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第二受圧部との受圧面積に差を設けた。これにより、カムリングは、ポンプ室内の作動流体の圧力によって、吐出容量が大きくなる方向又は小さくなる方向に偏心する力を受けることとなる。
【００１０】
したがって、第一流体圧室と第二流体圧室との圧力差によるカムリングの揺動が、ポンプ室内の作動流体の圧力によってアシストされ、可変容量型ベーンポンプの吐出容量の応答性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプにおける駆動軸に垂直な断面を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプにおける駆動軸に平行な断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るサイドプレートにカムリング及びアダプタリングを取り付けた状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るサイドプレートの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプ１００について説明する。
【００１４】
可変容量型ベーンポンプ（以下、単に「ベーンポンプ」と称する。）１００は、車両に搭載される油圧機器（流体圧機器）、例えば、パワーステアリング装置や無段変速機等の油圧（流体圧）供給源として用いられるものである。
【００１５】
ベーンポンプ１００は、駆動軸１にエンジン（図示省略）の動力が伝達され、駆動軸１に連結されたロータ２が回転するものである。図１では、ロータ２は反時計回りに回転する。
【００１６】
ベーンポンプ１００は、ロータ２に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共に、ロータ２の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動しロータ２の中心に対して偏心可能なカムリング４とを備える。
【００１７】
ロータ２には、外周面に開口部を有するスリット２ｂが所定間隔をおいて放射状に形成され、ベーン３は、スリット２ｂに摺動自在に挿入される。スリット２ｂの基端側には、ポンプ吐出圧が導かれる背圧室２ａが画成される。ベーン３は、背圧室２ａの圧力によってスリット２ｂから飛び出る方向に押圧される。
【００１８】
図２に示すように、駆動軸１は、ブッシュ２７を介してポンプボディ１０に回転自在に支持される。ポンプボディ１０には、カムリング４を収容するポンプ収容凹部１０ａが形成される。ポンプボディ１０の端部には、駆動軸１外周とブッシュ２７内周との間の潤滑油の漏れを防止するためのシール２０が設けられる。
【００１９】
ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂには、ロータ２及びカムリング４の一側部に当接するサイドプレート６が配置される。ポンプ収容凹部１０ａの開口部は、ロータ２及びカムリング４の他側部に当接するポンプカバー５によって封止される。ポンプカバー５には、ポンプ収容凹部１０ａに嵌合する円形のインロー部５ａが形成され、インロー部５ａの端面がロータ２及びカムリング４の他側部に当接する。ポンプカバー５は、ポンプボディ１０のフランジ部１０ｃにボルト８（図１参照）を介して締結される。
【００２０】
このように、ポンプカバー５とサイドプレート６は、ロータ２及びカムリング４の両側面を挟んだ状態で配置される。これにより、ロータ２とカムリング４との間には、各ベーン３によって仕切られたポンプ室７が画成される。これらのポンプカバー５とサイドプレート６とが、サイド部材に該当する。この他にも、サイド部材は、カムリング４の側面に当接して設けられればよいため、例えば、サイドプレート６を設けずに、ポンプボディ１０の一部をサイド部材としてもよい。
【００２１】
図１に示すように、カムリング４は、環状の部材であり、後述する吸込ポート１５に対応して形成されロータ２の回転に伴ってポンプ室７の容量を拡張する吸込領域４１と、後述する吐出ポートに対応して形成されロータ２の回転に伴ってポンプ室７の容量を収縮する吐出領域４２とを有する。また、カムリング４は、吸込領域４１と吐出領域４２との間をポンプ室７が遷移するときに、ポンプ室７内に作動油を閉じ込める閉込領域４３，４４を有する。
【００２２】
ポンプ室７は、吸込領域４１にて作動油（作動流体）を吸込み、吐出領域４２にて作動油を吐出する。
【００２３】
ポンプ収容凹部１０ａの内周面には、カムリング４を取り囲むようにして環状のアダプタリング１１が嵌装される。また、アダプタリング１１は、ロータ２及びカムリング４と同様に、両側面がポンプカバー５とサイドプレート６とによって挟まれる（図２参照）。
【００２４】
アダプタリング１１の内周面には、駆動軸１と平行に延在すると共に、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入された支持ピン１３が支持される。支持ピン１３にはカムリング４が支持され、カムリング４はアダプタリング１１の内部で支持ピン１３を支点に揺動し、ロータ２の中心に対して偏心する。この支持ピン１３が、カムリング４の揺動支点に該当する。
【００２５】
支持ピン１３は、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入されると共にカムリング４を支持するため、カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転を規制する。
【００２６】
アダプタリング１１の内周面における支持ピン１３と軸対称の位置には、駆動軸１と平行に延びる溝１１ａが形成される。溝１１ａには、カムリング４の揺動時にカムリング４の外周面が摺接するシール材１４が装着される。
【００２７】
このように、カムリング４外周の収容空間であるカムリング４の外周面とアダプタリング１１の内周面との間には、支持ピン１３とシール材１４とによって、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２とが画成される。
【００２８】
カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力差によって、支持ピン１３を支点に揺動する。カムリング４が支持ピン１３を支点に揺動することによって、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、ポンプ室７の吐出容量が変化する。第一流体圧室３１の圧力が第二流体圧室３２の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなり、ポンプ室７の吐出容量は小さくなる。これに対して、第二流体圧室３２の圧力が第一流体圧室３１の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が大きくなり、ポンプ室７の吐出容量は大きくなる。このように、ベーンポンプ１００は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差によってロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、吐出容量が変化する。
【００２９】
第二流体圧室３２内におけるアダプタリング１１の内周面には、ロータ２に対する偏心量が小さくなる方向のカムリング４の移動を規制する膨出部１２が形成される。膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の最小偏心量を規定するものであり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態において、ロータ２の軸心とカムリング４の軸心とはずれた状態を維持する。
【００３０】
膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の偏心量がゼロとならないように、つまり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態でも、ロータ２に対するカムリング４の最小偏心量が確保され、ポンプ室７が作動油を吐出可能となるような形状に形成される。このように、膨出部１２は、ポンプ室７の最小吐出容量を保障するものである。
【００３１】
なお、膨出部１２は、アダプタリング１１の内周面に形成する代わりに、第二流体圧室３２内におけるカムリング４の外周面に形成するようにしてもよい。また、アダプタリング１１を設けず、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２をカムリング４の外周面とポンプ収容凹部１０ａの内周面との間に画成する場合には、膨出部１２は、ポンプ収容凹部１０ａの内周面に形成される。
【００３２】
ポンプカバー５には、円弧状に開口して作動油を供給しポンプ室７内に作動油を導く吸込ポート１５が形成される。また、サイドプレート６には、円弧状に開口してポンプ室７内の作動油を油圧機器に導く吐出ポート１６が形成される。
【００３３】
吸込ポート１５は、サイドプレート６にも同一形状で形成され、ポンプ室７を介してポンプカバー５の吸込ポート１５に連通している。同様に、吐出ポート１６は、ポンプカバー５にも同一形状で形成され、ポンプ室７を介してサイドプレート６の吐出ポート１６に連通している。吐出ポート１６の具体的な形状については、図３及び図４を参照しながら後で詳細に説明する。
【００３４】
カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転は支持ピン１３によって規制されるため、ポンプ室７の吸込領域４１及び吐出領域４２に対する吸込ポート１５及び吐出ポート１６の位置ずれが防止される。
【００３５】
図２に示すように、吸込ポート１５は、ポンプカバー５に形成された吸込通路１７に連通して形成され、吸込通路１７の作動油をポンプ室７の吸込領域４１へと導く。吐出ポート１６は、ポンプボディ１０に形成された高圧室１８に連通して形成され、ポンプ室７の吐出領域４２から吐出される作動油を高圧室１８へと導く。
【００３６】
高圧室１８は、ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂに環状に開口して形成される溝部１０ｄがサイドプレート６にて塞がれることによって画成される。高圧室１８は、ポンプボディ１０に形成され作動油をベーンポンプ１００外部の油圧機器へと導く吐出通路（図示省略）に接続される。
【００３７】
高圧室１８は、絞り通路３６（図１参照）を介して第二流体圧室３２に連通しており、高圧室１８の作動油は第二流体圧室３２に常時導かれている。つまり、カムリング４は、第二流体圧室３２によってロータ２に対する偏心量が大きくなる方向の圧力を常に受けている。
【００３８】
また、ポンプボディ１０には高圧室１８が形成されるため、高圧室１８に導かれる作動油の圧力によって、サイドプレート６はロータ２及びベーン３側に押し付けられる。これにより、ロータ２及びベーン３に対するサイドプレート６のクリアランスが小さくなり、作動油の漏れが防止される。このように、高圧室１８は、ポンプ室７からの作動油の漏れを防止するためのプレッシャーローディング機構としても作用する。
【００３９】
高圧室１８は、サイドプレート６に形成される背圧流路５０に連通し、この背圧流路５０を介して、ベーン３をカム面４ａに向けて付勢するための作動油を背圧室２ａに供給する。 図１に示すように、ポンプボディ１０には、駆動軸１の軸方向と直交する向きにバルブ収容穴２９が形成される。バルブ収容穴２９には、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御する制御バルブ２１が収容される。
【００４０】
制御バルブ２１は、バルブ収容穴２９に摺動自在に挿入されたスプール２２と、スプール２２の一端とバルブ収容穴２９の底部との間に画成された第一スプール室２４と、スプール２２の他端とバルブ収容穴２９を封止するプラグ２３との間に画成された第二スプール室２５と、第二スプール室２５内に収装され第二スプール室２５の容積を拡張する方向にスプール２２を付勢するリターンスプリング２６とを備える。
【００４１】
スプール２２は、バルブ収容穴２９の内周面に沿って摺動する第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂと、第一ランド部２２ａと第二ランド部２２ｂとの間に形成された環状溝２２ｃとを備える。
【００４２】
第一スプール室２４には、スプール２２が第一スプール室２４の容積を収縮する方向に移動した場合にバルブ収容穴２９の底部に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第一ストッパ部２２ｄが第一ランド部２２ａに結合して配置される。
【００４３】
また、第二スプール室２５には、スプール２２が第二スプール室２５の容積を収縮する方向に移動した場合にプラグ２３に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第二ストッパ部２２ｅが第二ランド部２２ｂに結合して配置される。リターンスプリング２６は、第二ストッパ部２２ｅを取り囲んで第二スプール室２５内に収装される。
【００４４】
制御バルブ２１には、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２にそれぞれ連通する第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４と、環状溝２２ｃに連通すると共に吸込通路１７に連通するドレン通路３５と、第一スプール室２４に連通すると共に高圧室１８に連通する導圧通路（図示省略）とが接続されている。
【００４５】
第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４は、ポンプボディ１０の内部に形成されると共に、アダプタリング１１を貫通して形成される。
【００４６】
スプール２２は、両端に画成された第一スプール室２４及び第二スプール室２５に導かれる作動油の圧力による荷重と、リターンスプリング２６の付勢力とがバランスした位置で止まる。スプール２２の位置によって、第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４が、それぞれ第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂによって開閉され、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油が給排される。
【００４７】
第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重が第一スプール室２４の圧力による荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が伸長し、スプール２２は第一ストッパ部２２ｄがバルブ収容穴２９の底部に当接した状態となる。この状態では、図１に示すように、第一流体圧通路３３はスプール２２の第一ランド部２２ａによって閉塞され、かつ第二流体圧通路３４はスプール２２の第二ランド部２２ｂによって閉塞された状態となる。これにより、第一流体圧室３１と高圧室１８との連通は遮断されると共に、第二流体圧室３２とドレン通路３５との連通も遮断される。
【００４８】
ここで、第一ランド部２２ａには環状溝２２ｃに連通する連通路（図示省略）が形成されているため、第一流体圧通路３３が第一ランド部２２ａによって閉塞された状態では、第一流体圧室３１は、第一流体圧通路３３、連通路、及び環状溝２２ｃを通じてドレン通路３５に連通した状態となる。また、第二流体圧室３２には絞り通路３６を介して高圧室１８の作動油が常時導かれているため、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも大きくなり、ロータ２に対するカムリング４の偏心量は最大となる。
【００４９】
これに対して、第一スプール室２４の圧力による荷重が第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が圧縮され、スプール２２はリターンスプリング２６の付勢力に抗して移動する。この場合には、第一流体圧通路３３は第一スプール室２４に連通し、その第一スプール室２４を介して導圧通路に連通する。また、第二流体圧通路３４はスプール２２の環状溝２２ｃに連通し、その環状溝２２ｃを介してドレン通路３５に連通する。これにより、第一流体圧室３１は高圧室１８に連通し、第二流体圧室３２はドレン通路３５に連通する。したがって、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも小さくなり、カムリング４はロータ２に対する偏心量が小さくなる方向に移動する。
【００５０】
なお、第二流体圧通路３４と環状溝２２ｃの連通は、スプール２２の第二ランド部２２ｂに形成されたノッチ２２ｆを介して行われる。したがって、スプール２２の移動量に応じて第二流体圧室３２に対するドレン通路３５の開口面積が増減する。
【００５１】
以上のように、制御バルブ２１は、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御するものであり、吐出通路に介装されたオリフィス（図示省略）の前後差圧によって動作する。第一スプール室２４にはオリフィスの上流の作動油が導かれ、第二スプール室２５にはオリフィスの下流の作動油が導かれる。
【００５２】
つまり、高圧室１８の作動油は、オリフィスを介さずに導圧通路を通じて直接第一スプール室２４へと導かれると共に、オリフィスを介して第二スプール室２５へと導かれる。なお、オリフィスは、ポンプ室７から吐出された作動油の流れに抵抗を付与するものであれば、可変型、固定型のどちらでもよい。
【００５３】
以下、図３及び図４を参照して、本発明の実施の形態に係る吐出ポート１６及び吸込ポート１５について説明する。
【００５４】
まず、吐出ポート１６及び吸込ポート１５の形状について説明する。
【００５５】
図３に示すように、吸込ポート１５及び吐出ポート１６は、それぞれカム面４ａの形状に対応する円弧状に形成される。吸込ポート１５及び吐出ポート１６は、カムリング４の中心点とロータ２（図１参照）の中心点が一致する状態、即ちカムリング４の偏心量が零の状態において、カム面４ａに沿った円弧状に形成される。なお、図３に示す状態は、ポンプ室７の吐出容量が最大になるまでカムリング４が偏心している状態である。
【００５６】
図４に示すように、吐出ポート１６は、その周方向長さが、支持ピン１３を中心として一方に偏るように形成される。具体的には、吐出ポート１６は、支持ピン１３に対応する位置を中点１６ａとすると、中点１６ａと端部１６ｂとの間の周方向長さが、中点１６ａと端部１６ｃとの間の周方向長さと比較して長くなるように形成される。即ち、吐出ポート１６は、支持ピン１３を中心として、第一流体圧室３１が設けられる側が、第二流体圧室３２が設けられる側と比較して長くなるように形成される。吐出ポート１６は、図４においては支持ピン１３を中心として左側に偏って形成される。
【００５７】
次に、吐出ポート１６及び吸込ポート１５に対応してカムリング４に設けられる吐出領域４２及び吸込領域４１について説明する。
【００５８】
吐出領域４２におけるカム面４ａは、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向にカムリング４を偏心させる作動油の圧力が作用する第一受圧部４５と、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を偏心させる作動油の圧力が作用する第二受圧部４６とを有する。図３においては、支持ピン１３を中心として左側が第一受圧部４５であり、右側が第二受圧部４６である。
【００５９】
第一受圧部４５は、ポンプ室７に臨んでカムリング４の内周に設けられる。カムリング４には、第一受圧部４５に作用するポンプ室７内の作動油の圧力によって、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向（図３では左側）に揺動する力が作用する。
【００６０】
同様に、第二受圧部４６は、ポンプ室７に臨んでカムリング４の内周に設けられる。第二受圧部４６は、カム面４ａにおける支持ピン１３に対応する位置を中心として、第一受圧部４５と連続して形成される。カムリング４には、第一受圧部４５に作用するポンプ室７内の作動油の圧力によって、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向（図３では右側）に揺動する力が作用する。
【００６１】
よって、カムリング４には、第一受圧部４５に作用する作動油の圧力と第一受圧部４５の受圧面積との積によって一方に揺動する力が作用し、第二受圧部４６に作用する作動油の圧力と第一受圧部４６の受圧面積の積によって他方に揺動する力が作用することとなる。
【００６２】
ここで、吐出領域４２におけるポンプ室７内の作動油の圧力は、ポンプ室７が吐出ポート１６を介して連通するため略一定である。よって、カムリング４は、第一受圧部４５と第二受圧部４６との受圧面積の差がある場合には、受圧面積の大きな方に作用する力が、受圧面積の小さな方に作用する力と比較して大きくなる。したがって、カムリング４は、第一受圧部４５と第二受圧部４６とのうち受圧面積が大きい方に支持ピン１３を中心として揺動することとなる。
【００６３】
第一受圧部４５と第二受圧部４６とは、吐出ポート１６に対応して設けられる。つまり、第一受圧部４５と第二受圧部４６とは、ポンプ室７内の作動油の圧力が作用する受圧面積に差が設けられる。具体的には、第一受圧部４５は、周方向の長さが第二受圧部４６の周方向の長さと比較して長く形成され、ポンプ室７内の作動油の圧力が作用する受圧面積が第二受圧部４６と比較して大きくなるように形成される。
【００６４】
第一受圧部４５と第二受圧部４６との受圧面積差によって、カムリング４の内周に画成されるポンプ室７のうち、吐出ポート１６に臨む高圧のポンプ室７が位置するカム面４ａの範囲は、支持ピン１３を中心として第一受圧部４５に偏ることとなる。これにより、高圧のポンプ室７の作動油の圧力が作用する吐出領域４２におけるカム面４ａの受圧面積は、第一流体圧室３１が設けられる側の方が、第二流体圧室３２が設けられる側と比較して大きくなる。
【００６５】
以下、主に図３を参照して、上記のような形状に形成される吐出ポート１６の作用について説明する。
【００６６】
制御バルブ２１（図１参照）によって、第二流体圧室３２内の作動油の圧力が、第一流体圧室３１内の作動油の圧力より高くなるように調整されると、カムリング４は、ポンプ室７の吐出容量が大きくなる方向に揺動する。このように、カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との間に圧力差が生じることによって揺動する。
【００６７】
カムリング４のカム面４ａには、ポンプ室７内の作動油の圧力が作用する。ポンプ室７内の作動油の圧力は、低圧である吸込領域４１側よりも高圧である吐出領域４２側の方が大きい。よって、ポンプ室７内の作動油の圧力によって、カムリング４には、吐出領域４２に向けて（図３では下に向けて）押圧する力が作用している。
【００６８】
ここで、吐出ポート１６は、支持ピン１３を中心として、第一流体圧室３１が設けられる側の方が、第二流体圧室３２が設けられる側と比較して大きく形成される。これに対応して、吐出領域４２におけるカム面４ａは、第一受圧部４５の受圧面積が第二受圧部４６の受圧面積と比較して大きくなるように形成される。これにより、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向にカムリング４を揺動させる力が、吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を揺動させる力と比較して大きくなる。よって、カムリング４は、ポンプ室７内の作動油によって、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向に、支持ピン１３を中心として揺動することとなる。
【００６９】
これにより、カムリング４は、外周に作用する第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差による力と、内周のカム面４ａに作用するポンプ室７内の作動油の圧力による力とによって、第一流体圧室３１が収縮する方向に揺動し、ポンプ室７の吐出容量が大きくなる。
【００７０】
以上より、カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との作動油の圧力差だけでなく、第一受圧部４５に作用するポンプ室７内の作動油の圧力によっても揺動する。よって、ポンプ室７の吐出容量が大きくなる方向にカムリング４が揺動するときには、その揺動がアシストされる。したがって、ポンプ室７の吐出容量が大きくなるときの応答性を向上できる。
【００７１】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００７２】
吐出ポート１６は、支持ピン１３を中心として第一流体圧室３１が設けられる側に偏って形成される。そのため、カム面４ａに設けられる第一受圧部４５の受圧面積は、第二受圧部４６の受圧面積と比較して大きくなる。これにより、カムリング４は、ポンプ室７内の作動油の圧力によって、吐出容量が大きくなる方向に揺動する力を受けることとなる。
【００７３】
したがって、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差によるカムリング４の揺動が、ポンプ室７内の作動油の圧力によってアシストされ、ポンプ室７の吐出容量が大きくなるときの応答性を向上できる。
【００７４】
なお、ポンプ室７の吐出容量が小さくなるときの応答性を向上させたいのであれば、吐出ポート１６を、第一流体圧室３１が設けられる側に偏って設けるのではなく、第二流体圧室３２が設けられる側に偏って設ければよい。吐出ポート１６が第二流体圧室３２が設けられる側に偏って設けられる場合、吸込ポート１５は、第一流体圧室３１が設けられる側に偏って設けられる。
【００７５】
吐出ポート１６が、第二流体圧室３２に偏って設けられるのに伴い、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を偏心させる圧力が作用する第二受圧部４６の受圧面積が、第一受圧部４５の受圧面積と比較して大きくなる。これにより、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を揺動させる力が、吐出容量が大きくなる方向にカムリング４を揺動させる力と比較して大きくなる。よって、ポンプ室７の吐出容量を小さくする方向にカムリング４を揺動させるときに、その揺動がアシストされる。したがって、ポンプ室７の吐出容量を小さくするときの応答性を向上できる。
【００７６】
以上より、吐出ポート１６を支持ピン１３を中心としていずれか一方に偏って形成することによって、カム面４ａの第一受圧部４５と第二受圧部４６との受圧面積に差が設けられる。これにより、ポンプ室７の吐出容量を大きくするとき又は小さくするときの応答性を向上できる。
【００７７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係るベーンポンプは、パワーステアリング装置や変速機等の油圧供給源に適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 可変容量型ベーンポンプ
１ 駆動軸
２ ロータ
３ ベーン
４ カムリング
４ａ カム面
５ ポンプカバー
６ サイドプレート
７ ポンプ室
１０ ポンプボディ
１１ アダプタリング
１３ 支持ピン
１５ 吸込ポート
１６ 吐出ポート
３１ 第一流体圧室
３２ 第二流体圧室
４１ 吸込領域
４２ 吐出領域
４５ 第一受圧部
４６ 第二受圧部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧機器における流体圧供給源として用いられる可変容量型ベーンポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変容量型ベーンポンプ（以下、単に「ベーンポンプ」と称する。）として、ロータに対するカムリングの偏心量を変化させることによって、ポンプ吐出容量を変化させるものがある。
【０００３】
特許文献１には、カムリング内周のカム面に先端が摺接する複数のベーンがロータに往復動可能に設けられ、カムリングが外周上の一点を支点として揺動することで、ロータに対するカムリングの偏心量が変化して吐出容量が変化するベーンポンプが開示されている。
【０００４】
特許文献１のベーンポンプでは、ポンプボディに固定されカムリングの外周を囲うアダプタリングの内周面と、カムリングの外周面との間に第一流体圧室と第二流体圧室とが区画され、第一流体圧室と第二流体圧室とに導かれる作動油の圧力差によってカムリングが揺動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のベーンポンプでは、カムリングは、第一流体圧室と第二流体圧室との圧力差によって揺動するため、吐出容量の応答性は、第一流体圧室と第二流体圧室との圧力差によって決定される。
【０００７】
本発明は、可変容量型ベーンポンプの吐出容量の応答性を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、駆動軸に連結されたロータと、前記ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って内周のカム面を前記ベーンの先端部が摺動し、前記ロータの中心に対して偏心可能なカムリングと、前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、前記カムリングの外周の一部に臨んで画成される第一流体圧室と、前記カムリングを挟んで前記第一流体圧室と対向して設けられ、前記カムリングの外周の一部に臨んで画成される第二流体圧室と、を備え、前記第一流体圧室と前記第二流体圧室とが、導かれる流体圧によって拡縮し、前記カムリングが前記ロータに対して偏心して前記ポンプ室から吐出される作動流体の吐出容量が変化する可変容量型ベーンポンプにおいて、前記カムリングは、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を収縮する吐出領域を有し、前記吐出領域における前記カム面は、前記ポンプ室から吐出される吐出容量が大きくなる方向に前記カムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第一受圧部と、前記ポンプ室から吐出される吐出容量が小さくなる方向に前記カムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第二受圧部と、を有し、前記第一受圧部と前記第二受圧部との受圧面積に差を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、ポンプ室から吐出される吐出容量が大きくなる方向にカムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第一受圧部と、吐出容量が小さくなる方向にカムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第二受圧部との受圧面積に差を設けた。これにより、カムリングは、ポンプ室内の作動流体の圧力によって、吐出容量が大きくなる方向又は小さくなる方向に偏心する力を受けることとなる。
【００１０】
したがって、第一流体圧室と第二流体圧室との圧力差によるカムリングの揺動が、ポンプ室内の作動流体の圧力によってアシストされ、可変容量型ベーンポンプの吐出容量の応答性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプにおける駆動軸に垂直な断面を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプにおける駆動軸に平行な断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るサイドプレートにカムリング及びアダプタリングを取り付けた状態を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るサイドプレートの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係る可変容量型ベーンポンプ１００について説明する。
【００１４】
可変容量型ベーンポンプ（以下、単に「ベーンポンプ」と称する。）１００は、車両に搭載される油圧機器（流体圧機器）、例えば、パワーステアリング装置や無段変速機等の油圧（流体圧）供給源として用いられるものである。
【００１５】
ベーンポンプ１００は、駆動軸１にエンジン（図示省略）の動力が伝達され、駆動軸１に連結されたロータ２が回転するものである。図１では、ロータ２は反時計回りに回転する。
【００１６】
ベーンポンプ１００は、ロータ２に対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーン３と、ロータ２を収容すると共に、ロータ２の回転に伴って内周のカム面４ａにベーン３の先端部が摺動しロータ２の中心に対して偏心可能なカムリング４とを備える。
【００１７】
ロータ２には、外周面に開口部を有するスリット２ｂが所定間隔をおいて放射状に形成され、ベーン３は、スリット２ｂに摺動自在に挿入される。スリット２ｂの基端側には、ポンプ吐出圧が導かれる背圧室２ａが画成される。ベーン３は、背圧室２ａの圧力によってスリット２ｂから飛び出る方向に押圧される。
【００１８】
図２に示すように、駆動軸１は、ブッシュ２７を介してポンプボディ１０に回転自在に支持される。ポンプボディ１０には、カムリング４を収容するポンプ収容凹部１０ａが形成される。ポンプボディ１０の端部には、駆動軸１外周とブッシュ２７内周との間の潤滑油の漏れを防止するためのシール２０が設けられる。
【００１９】
ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂには、ロータ２及びカムリング４の一側部に当接するサイドプレート６が配置される。ポンプ収容凹部１０ａの開口部は、ロータ２及びカムリング４の他側部に当接するポンプカバー５によって封止される。ポンプカバー５には、ポンプ収容凹部１０ａに嵌合する円形のインロー部５ａが形成され、インロー部５ａの端面がロータ２及びカムリング４の他側部に当接する。ポンプカバー５は、ポンプボディ１０のフランジ部１０ｃにボルト８（図１参照）を介して締結される。
【００２０】
このように、ポンプカバー５とサイドプレート６は、ロータ２及びカムリング４の両側面を挟んだ状態で配置される。これにより、ロータ２とカムリング４との間には、各ベーン３によって仕切られたポンプ室７が画成される。これらのポンプカバー５とサイドプレート６とが、サイド部材に該当する。この他にも、サイド部材は、カムリング４の側面に当接して設けられればよいため、例えば、サイドプレート６を設けずに、ポンプボディ１０の一部をサイド部材としてもよい。
【００２１】
図１に示すように、カムリング４は、環状の部材であり、後述する吸込ポート１５に対応して形成されロータ２の回転に伴ってポンプ室７の容量を拡張する吸込領域４１と、後述する吐出ポートに対応して形成されロータ２の回転に伴ってポンプ室７の容量を収縮する吐出領域４２とを有する。また、カムリング４は、吸込領域４１と吐出領域４２との間をポンプ室７が遷移するときに、ポンプ室７内に作動油を閉じ込める閉込領域４３，４４を有する。
【００２２】
ポンプ室７は、吸込領域４１にて作動油（作動流体）を吸込み、吐出領域４２にて作動油を吐出する。
【００２３】
ポンプ収容凹部１０ａの内周面には、カムリング４を取り囲むようにして環状のアダプタリング１１が嵌装される。また、アダプタリング１１は、ロータ２及びカムリング４と同様に、両側面がポンプカバー５とサイドプレート６とによって挟まれる（図２参照）。
【００２４】
アダプタリング１１の内周面には、駆動軸１と平行に延在すると共に、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入された支持ピン１３が支持される。支持ピン１３にはカムリング４が支持され、カムリング４はアダプタリング１１の内部で支持ピン１３を支点に揺動し、ロータ２の中心に対して偏心する。この支持ピン１３が、カムリング４の揺動支点に該当する。
【００２５】
支持ピン１３は、両端部がそれぞれポンプカバー５及びサイドプレート６に挿入されると共にカムリング４を支持するため、カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転を規制する。
【００２６】
アダプタリング１１の内周面における支持ピン１３と軸対称の位置には、駆動軸１と平行に延びる溝１１ａが形成される。溝１１ａには、カムリング４の揺動時にカムリング４の外周面が摺接するシール材１４が装着される。
【００２７】
このように、カムリング４外周の収容空間であるカムリング４の外周面とアダプタリング１１の内周面との間には、支持ピン１３とシール材１４とによって、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２とが画成される。
【００２８】
カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力差によって、支持ピン１３を支点に揺動する。カムリング４が支持ピン１３を支点に揺動することによって、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、ポンプ室７の吐出容量が変化する。第一流体圧室３１の圧力が第二流体圧室３２の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなり、ポンプ室７の吐出容量は小さくなる。これに対して、第二流体圧室３２の圧力が第一流体圧室３１の圧力よりも大きい場合には、ロータ２に対するカムリング４の偏心量が大きくなり、ポンプ室７の吐出容量は大きくなる。このように、ベーンポンプ１００は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差によってロータ２に対するカムリング４の偏心量が変化し、吐出容量が変化する。
【００２９】
第二流体圧室３２内におけるアダプタリング１１の内周面には、ロータ２に対する偏心量が小さくなる方向のカムリング４の移動を規制する膨出部１２が形成される。膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の最小偏心量を規定するものであり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態において、ロータ２の軸心とカムリング４の軸心とはずれた状態を維持する。
【００３０】
膨出部１２は、ロータ２に対するカムリング４の偏心量がゼロとならないように、つまり、カムリング４の外周面が膨出部１２に当接した状態でも、ロータ２に対するカムリング４の最小偏心量が確保され、ポンプ室７が作動油を吐出可能となるような形状に形成される。このように、膨出部１２は、ポンプ室７の最小吐出容量を保障するものである。
【００３１】
なお、膨出部１２は、アダプタリング１１の内周面に形成する代わりに、第二流体圧室３２内におけるカムリング４の外周面に形成するようにしてもよい。また、アダプタリング１１を設けず、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２をカムリング４の外周面とポンプ収容凹部１０ａの内周面との間に画成する場合には、膨出部１２は、ポンプ収容凹部１０ａの内周面に形成される。
【００３２】
ポンプカバー５には、円弧状に開口して作動油を供給しポンプ室７内に作動油を導く吸込ポート１５が形成される。また、サイドプレート６には、円弧状に開口してポンプ室７内の作動油を油圧機器に導く吐出ポート１６が形成される。
【００３３】
吸込ポート１５は、サイドプレート６にも同一形状で形成され、ポンプ室７を介してポンプカバー５の吸込ポート１５に連通している。同様に、吐出ポート１６は、ポンプカバー５にも同一形状で形成され、ポンプ室７を介してサイドプレート６の吐出ポート１６に連通している。吐出ポート１６の具体的な形状については、図３及び図４を参照しながら後で詳細に説明する。
【００３４】
カムリング４に対するポンプカバー５及びサイドプレート６の相対回転は支持ピン１３によって規制されるため、ポンプ室７の吸込領域４１及び吐出領域４２に対する吸込ポート１５及び吐出ポート１６の位置ずれが防止される。
【００３５】
図２に示すように、吸込ポート１５は、ポンプカバー５に形成された吸込通路１７に連通して形成され、吸込通路１７の作動油をポンプ室７の吸込領域４１へと導く。吐出ポート１６は、ポンプボディ１０に形成された高圧室１８に連通して形成され、ポンプ室７の吐出領域４２から吐出される作動油を高圧室１８へと導く。
【００３６】
高圧室１８は、ポンプ収容凹部１０ａの底面１０ｂに環状に開口して形成される溝部１０ｄがサイドプレート６にて塞がれることによって画成される。高圧室１８は、ポンプボディ１０に形成され作動油をベーンポンプ１００外部の油圧機器へと導く吐出通路（図示省略）に接続される。
【００３７】
高圧室１８は、絞り通路３６（図１参照）を介して第二流体圧室３２に連通しており、高圧室１８の作動油は第二流体圧室３２に常時導かれている。つまり、カムリング４は、第二流体圧室３２によってロータ２に対する偏心量が大きくなる方向の圧力を常に受けている。
【００３８】
また、ポンプボディ１０には高圧室１８が形成されるため、高圧室１８に導かれる作動油の圧力によって、サイドプレート６はロータ２及びベーン３側に押し付けられる。これにより、ロータ２及びベーン３に対するサイドプレート６のクリアランスが小さくなり、作動油の漏れが防止される。このように、高圧室１８は、ポンプ室７からの作動油の漏れを防止するためのプレッシャーローディング機構としても作用する。
【００３９】
高圧室１８は、サイドプレート６に形成される背圧流路５０に連通し、この背圧流路５０を介して、ベーン３をカム面４ａに向けて付勢するための作動油を背圧室２ａに供給する。 図１に示すように、ポンプボディ１０には、駆動軸１の軸方向と直交する向きにバルブ収容穴２９が形成される。バルブ収容穴２９には、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御する制御バルブ２１が収容される。
【００４０】
制御バルブ２１は、バルブ収容穴２９に摺動自在に挿入されたスプール２２と、スプール２２の一端とバルブ収容穴２９の底部との間に画成された第一スプール室２４と、スプール２２の他端とバルブ収容穴２９を封止するプラグ２３との間に画成された第二スプール室２５と、第二スプール室２５内に収装され第二スプール室２５の容積を拡張する方向にスプール２２を付勢するリターンスプリング２６とを備える。
【００４１】
スプール２２は、バルブ収容穴２９の内周面に沿って摺動する第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂと、第一ランド部２２ａと第二ランド部２２ｂとの間に形成された環状溝２２ｃとを備える。
【００４２】
第一スプール室２４には、スプール２２が第一スプール室２４の容積を収縮する方向に移動した場合にバルブ収容穴２９の底部に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第一ストッパ部２２ｄが第一ランド部２２ａに結合して配置される。
【００４３】
また、第二スプール室２５には、スプール２２が第二スプール室２５の容積を収縮する方向に移動した場合にプラグ２３に当接してスプール２２の所定以上の移動を規制する第二ストッパ部２２ｅが第二ランド部２２ｂに結合して配置される。リターンスプリング２６は、第二ストッパ部２２ｅを取り囲んで第二スプール室２５内に収装される。
【００４４】
制御バルブ２１には、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２にそれぞれ連通する第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４と、環状溝２２ｃに連通すると共に吸込通路１７に連通するドレン通路３５と、第一スプール室２４に連通すると共に高圧室１８に連通する導圧通路（図示省略）とが接続されている。
【００４５】
第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４は、ポンプボディ１０の内部に形成されると共に、アダプタリング１１を貫通して形成される。
【００４６】
スプール２２は、両端に画成された第一スプール室２４及び第二スプール室２５に導かれる作動油の圧力による荷重と、リターンスプリング２６の付勢力とがバランスした位置で止まる。スプール２２の位置によって、第一流体圧通路３３及び第二流体圧通路３４が、それぞれ第一ランド部２２ａ及び第二ランド部２２ｂによって開閉され、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油が給排される。
【００４７】
第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重が第一スプール室２４の圧力による荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が伸長し、スプール２２は第一ストッパ部２２ｄがバルブ収容穴２９の底部に当接した状態となる。この状態では、図１に示すように、第一流体圧通路３３はスプール２２の第一ランド部２２ａによって閉塞され、かつ第二流体圧通路３４はスプール２２の第二ランド部２２ｂによって閉塞された状態となる。これにより、第一流体圧室３１と高圧室１８との連通は遮断されると共に、第二流体圧室３２とドレン通路３５との連通も遮断される。
【００４８】
ここで、第一ランド部２２ａには環状溝２２ｃに連通する連通路（図示省略）が形成されているため、第一流体圧通路３３が第一ランド部２２ａによって閉塞された状態では、第一流体圧室３１は、第一流体圧通路３３、連通路、及び環状溝２２ｃを通じてドレン通路３５に連通した状態となる。また、第二流体圧室３２には絞り通路３６を介して高圧室１８の作動油が常時導かれているため、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも大きくなり、ロータ２に対するカムリング４の偏心量は最大となる。
【００４９】
これに対して、第一スプール室２４の圧力による荷重が第二スプール室２５の圧力による荷重とリターンスプリング２６の付勢力との合計荷重よりも大きい場合には、リターンスプリング２６が圧縮され、スプール２２はリターンスプリング２６の付勢力に抗して移動する。この場合には、第一流体圧通路３３は第一スプール室２４に連通し、その第一スプール室２４を介して導圧通路に連通する。また、第二流体圧通路３４はスプール２２の環状溝２２ｃに連通し、その環状溝２２ｃを介してドレン通路３５に連通する。これにより、第一流体圧室３１は高圧室１８に連通し、第二流体圧室３２はドレン通路３５に連通する。したがって、第二流体圧室３２の圧力は第一流体圧室３１の圧力よりも小さくなり、カムリング４はロータ２に対する偏心量が小さくなる方向に移動する。
【００５０】
なお、第二流体圧通路３４と環状溝２２ｃの連通は、スプール２２の第二ランド部２２ｂに形成されたノッチ２２ｆを介して行われる。したがって、スプール２２の移動量に応じて第二流体圧室３２に対するドレン通路３５の開口面積が増減する。
【００５１】
以上のように、制御バルブ２１は、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２の作動油の圧力を制御するものであり、吐出通路に介装されたオリフィス（図示省略）の前後差圧によって動作する。第一スプール室２４にはオリフィスの上流の作動油が導かれ、第二スプール室２５にはオリフィスの下流の作動油が導かれる。
【００５２】
つまり、高圧室１８の作動油は、オリフィスを介さずに導圧通路を通じて直接第一スプール室２４へと導かれると共に、オリフィスを介して第二スプール室２５へと導かれる。なお、オリフィスは、ポンプ室７から吐出された作動油の流れに抵抗を付与するものであれば、可変型、固定型のどちらでもよい。
【００５３】
以下、図３及び図４を参照して、本発明の実施の形態に係る吐出ポート１６及び吸込ポート１５について説明する。
【００５４】
まず、吐出ポート１６及び吸込ポート１５の形状について説明する。
【００５５】
図３に示すように、吸込ポート１５及び吐出ポート１６は、それぞれカム面４ａの形状に対応する円弧状に形成される。吸込ポート１５及び吐出ポート１６は、カムリング４の中心点とロータ２（図１参照）の中心点が一致する状態、即ちカムリング４の偏心量が零の状態において、カム面４ａに沿った円弧状に形成される。なお、図３に示す状態は、ポンプ室７の吐出容量が最大になるまでカムリング４が偏心している状態である。
【００５６】
図４に示すように、吐出ポート１６は、その周方向長さが、支持ピン１３を中心として一方に偏るように形成される。具体的には、吐出ポート１６は、支持ピン１３に対応する位置を中点１６ａとすると、中点１６ａと端部１６ｂとの間の周方向長さが、中点１６ａと端部１６ｃとの間の周方向長さと比較して長くなるように形成される。即ち、吐出ポート１６は、支持ピン１３を中心として、第一流体圧室３１が設けられる側が、第二流体圧室３２が設けられる側と比較して長くなるように形成される。吐出ポート１６は、図４においては支持ピン１３を中心として左側に偏って形成される。
【００５７】
次に、吐出ポート１６及び吸込ポート１５に対応してカムリング４に設けられる吐出領域４２及び吸込領域４１について説明する。
【００５８】
吐出領域４２におけるカム面４ａは、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向にカムリング４を偏心させる作動油の圧力が作用する第一受圧部４５と、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を偏心させる作動油の圧力が作用する第二受圧部４６とを有する。図３においては、支持ピン１３を中心として左側が第一受圧部４５であり、右側が第二受圧部４６である。
【００５９】
第一受圧部４５は、ポンプ室７に臨んでカムリング４の内周に設けられる。カムリング４には、第一受圧部４５に作用するポンプ室７内の作動油の圧力によって、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向（図３では左側）に揺動する力が作用する。
【００６０】
同様に、第二受圧部４６は、ポンプ室７に臨んでカムリング４の内周に設けられる。第二受圧部４６は、カム面４ａにおける支持ピン１３に対応する位置を中心として、第一受圧部４５と連続して形成される。カムリング４には、第一受圧部４５に作用するポンプ室７内の作動油の圧力によって、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向（図３では右側）に揺動する力が作用する。
【００６１】
よって、カムリング４には、第一受圧部４５に作用する作動油の圧力と第一受圧部４５の受圧面積との積によって一方に揺動する力が作用し、第二受圧部４６に作用する作動油の圧力と第一受圧部４６の受圧面積の積によって他方に揺動する力が作用することとなる。
【００６２】
ここで、吐出領域４２におけるポンプ室７内の作動油の圧力は、ポンプ室７が吐出ポート１６を介して連通するため略一定である。よって、カムリング４は、第一受圧部４５と第二受圧部４６との受圧面積の差がある場合には、受圧面積の大きな方に作用する力が、受圧面積の小さな方に作用する力と比較して大きくなる。したがって、カムリング４は、第一受圧部４５と第二受圧部４６とのうち受圧面積が大きい方に支持ピン１３を中心として揺動することとなる。
【００６３】
第一受圧部４５と第二受圧部４６とは、吐出ポート１６に対応して設けられる。つまり、第一受圧部４５と第二受圧部４６とは、ポンプ室７内の作動油の圧力が作用する受圧面積に差が設けられる。具体的には、第一受圧部４５は、周方向の長さが第二受圧部４６の周方向の長さと比較して長く形成され、ポンプ室７内の作動油の圧力が作用する受圧面積が第二受圧部４６と比較して大きくなるように形成される。
【００６４】
第一受圧部４５と第二受圧部４６との受圧面積差によって、カムリング４の内周に画成されるポンプ室７のうち、吐出ポート１６に臨む高圧のポンプ室７が位置するカム面４ａの範囲は、支持ピン１３を中心として第一受圧部４５に偏ることとなる。これにより、高圧のポンプ室７の作動油の圧力が作用する吐出領域４２におけるカム面４ａの受圧面積は、第一流体圧室３１が設けられる側の方が、第二流体圧室３２が設けられる側と比較して大きくなる。
【００６５】
以下、主に図３を参照して、上記のような形状に形成される吐出ポート１６の作用について説明する。
【００６６】
制御バルブ２１（図１参照）によって、第二流体圧室３２内の作動油の圧力が、第一流体圧室３１内の作動油の圧力より高くなるように調整されると、カムリング４は、ポンプ室７の吐出容量が大きくなる方向に揺動する。このように、カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との間に圧力差が生じることによって揺動する。
【００６７】
カムリング４のカム面４ａには、ポンプ室７内の作動油の圧力が作用する。ポンプ室７内の作動油の圧力は、低圧である吸込領域４１側よりも高圧である吐出領域４２側の方が大きい。よって、ポンプ室７内の作動油の圧力によって、カムリング４には、吐出領域４２に向けて（図３では下に向けて）押圧する力が作用している。
【００６８】
ここで、吐出ポート１６は、支持ピン１３を中心として、第一流体圧室３１が設けられる側の方が、第二流体圧室３２が設けられる側と比較して大きく形成される。これに対応して、吐出領域４２におけるカム面４ａは、第一受圧部４５の受圧面積が第二受圧部４６の受圧面積と比較して大きくなるように形成される。これにより、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向にカムリング４を揺動させる力が、吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を揺動させる力と比較して大きくなる。よって、カムリング４は、ポンプ室７内の作動油によって、ポンプ室７から吐出される吐出容量が大きくなる方向に、支持ピン１３を中心として揺動することとなる。
【００６９】
これにより、カムリング４は、外周に作用する第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差による力と、内周のカム面４ａに作用するポンプ室７内の作動油の圧力による力とによって、第一流体圧室３１が収縮する方向に揺動し、ポンプ室７の吐出容量が大きくなる。
【００７０】
以上より、カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との作動油の圧力差だけでなく、第一受圧部４５に作用するポンプ室７内の作動油の圧力によっても揺動する。よって、ポンプ室７の吐出容量が大きくなる方向にカムリング４が揺動するときには、その揺動がアシストされる。したがって、ポンプ室７の吐出容量が大きくなるときの応答性を向上できる。
【００７１】
以上の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００７２】
吐出ポート１６は、支持ピン１３を中心として第一流体圧室３１が設けられる側に偏って形成される。そのため、カム面４ａに設けられる第一受圧部４５の受圧面積は、第二受圧部４６の受圧面積と比較して大きくなる。これにより、カムリング４は、ポンプ室７内の作動油の圧力によって、吐出容量が大きくなる方向に揺動する力を受けることとなる。
【００７３】
したがって、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差によるカムリング４の揺動が、ポンプ室７内の作動油の圧力によってアシストされ、ポンプ室７の吐出容量が大きくなるときの応答性を向上できる。
【００７４】
なお、ポンプ室７の吐出容量が小さくなるときの応答性を向上させたいのであれば、吐出ポート１６を、第一流体圧室３１が設けられる側に偏って設けるのではなく、第二流体圧室３２が設けられる側に偏って設ければよい。吐出ポート１６が第二流体圧室３２が設けられる側に偏って設けられる場合、吸込ポート１５は、第一流体圧室３１が設けられる側に偏って設けられる。
【００７５】
吐出ポート１６が、第二流体圧室３２に偏って設けられるのに伴い、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を偏心させる圧力が作用する第二受圧部４６の受圧面積が、第一受圧部４５の受圧面積と比較して大きくなる。これにより、ポンプ室７から吐出される吐出容量が小さくなる方向にカムリング４を揺動させる力が、吐出容量が大きくなる方向にカムリング４を揺動させる力と比較して大きくなる。よって、ポンプ室７の吐出容量を小さくする方向にカムリング４を揺動させるときに、その揺動がアシストされる。したがって、ポンプ室７の吐出容量を小さくするときの応答性を向上できる。
【００７６】
以上より、吐出ポート１６を支持ピン１３を中心としていずれか一方に偏って形成することによって、カム面４ａの第一受圧部４５と第二受圧部４６との受圧面積に差が設けられる。これにより、ポンプ室７の吐出容量を大きくするとき又は小さくするときの応答性を向上できる。
【００７７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明に係るベーンポンプは、パワーステアリング装置や変速機等の油圧供給源に適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
１００ 可変容量型ベーンポンプ
１ 駆動軸
２ ロータ
３ ベーン
４ カムリング
４ａ カム面
５ ポンプカバー
６ サイドプレート
７ ポンプ室
１０ ポンプボディ
１１ アダプタリング
１３ 支持ピン
１５ 吸込ポート
１６ 吐出ポート
３１ 第一流体圧室
３２ 第二流体圧室
４１ 吸込領域
４２ 吐出領域
４５ 第一受圧部
４６ 第二受圧部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に連結されたロータと、
前記ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、
前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って内周のカム面を前記ベーンの先端部が摺動し、前記ロータの中心に対して偏心可能なカムリングと、
前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、
前記カムリングの外周の一部に臨んで画成される第一流体圧室と、
前記カムリングを挟んで前記第一流体圧室と対向して設けられ、前記カムリングの外周の一部に臨んで画成される第二流体圧室と、を備え、
前記第一流体圧室と前記第二流体圧室とが、導かれる流体圧によって拡縮し、前記カムリングが前記ロータに対して偏心して前記ポンプ室から吐出される作動流体の吐出容量が変化する可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記カムリングは、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を収縮する吐出領域を有し、
前記吐出領域における前記カム面は、
前記ポンプ室から吐出される吐出容量が大きくなる方向に前記カムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第一受圧部と、
前記ポンプ室から吐出される吐出容量が小さくなる方向に前記カムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第二受圧部と、を有し、
前記第一受圧部と前記第二受圧部との受圧面積に差を設けたことを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
【請求項２】
前記カムリングの側面に当接して設けられるサイド部材を備え、
前記サイド部材は、前記ポンプ室内の作動流体を流体圧機器に導く吐出ポートを備え、
前記カムリングは、揺動支点を中心に揺動することによって、前記ロータの中心に対して偏心可能に設けられ、
前記吐出ポートが前記揺動支点を中心として一方に偏って形成されることによって、前記第一受圧部と前記第二受圧部との受圧面積に差が設けられることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプ。
【請求項３】
前記第一受圧部の受圧面積は、前記第二受圧部と比較して大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量型ベーンポンプ。
【請求項１】
駆動軸に連結されたロータと、
前記ロータに対して径方向に往復動可能に設けられる複数のベーンと、
前記ロータを収容すると共に、前記ロータの回転に伴って内周のカム面を前記ベーンの先端部が摺動し、前記ロータの中心に対して偏心可能なカムリングと、
前記ロータと前記カムリングとの間に画成されたポンプ室と、
前記カムリングの外周の一部に臨んで画成される第一流体圧室と、
前記カムリングを挟んで前記第一流体圧室と対向して設けられ、前記カムリングの外周の一部に臨んで画成される第二流体圧室と、を備え、
前記第一流体圧室と前記第二流体圧室とが、導かれる流体圧によって拡縮し、前記カムリングが前記ロータに対して偏心して前記ポンプ室から吐出される作動流体の吐出容量が変化する可変容量型ベーンポンプにおいて、
前記カムリングは、前記ロータの回転に伴って前記ポンプ室の容積を収縮する吐出領域を有し、
前記吐出領域における前記カム面は、
前記ポンプ室から吐出される吐出容量が大きくなる方向に前記カムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第一受圧部と、
前記ポンプ室から吐出される吐出容量が小さくなる方向に前記カムリングを偏心させる作動流体の圧力が作用する第二受圧部と、を有し、
前記第一受圧部と前記第二受圧部との受圧面積に差を設けたことを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。
【請求項２】
前記カムリングの側面に当接して設けられるサイド部材を備え、
前記サイド部材は、前記ポンプ室内の作動流体を流体圧機器に導く吐出ポートを備え、
前記カムリングは、揺動支点を中心に揺動することによって、前記ロータの中心に対して偏心可能に設けられ、
前記吐出ポートが前記揺動支点を中心として一方に偏って形成されることによって、前記第一受圧部と前記第二受圧部との受圧面積に差が設けられることを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ベーンポンプ。
【請求項３】
前記第一受圧部の受圧面積は、前記第二受圧部と比較して大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変容量型ベーンポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−７５１３（Ｐ２０１２−７５１３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４２６１１（Ｐ２０１０−１４２６１１）
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（００００００９２９）カヤバ工業株式会社 (2,151)
【Ｆターム（参考）】
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