可変容量形ポンプ
【課題】電子制御機器を付加することなく、作動流体の温度や吐出圧に応じてポンプの吐出量を機械的に可変制御し得るポンプ装置を提供する。
【解決手段】このポンプ装置は、ポンプボディ１内に収容されて吸入通路２２及び吐出通路２６に連通して作動流体を吸入及び吐出するポンプ要素と、吐出通路に設けられたオリフィス２７と、ポンプ要素の吐出量を制御する制御弁３０と、から構成されている。制御弁の内部は、オリフィスの上流側及び下流側の流体圧がそれぞれ導入される高圧室３５及び中圧室３６と吸入通路に連通する低圧室３７の三つの圧力室に隔成され、該制御弁内に、流体の温度又は流体圧に応じて高圧室側から中圧室又は低圧室内に導入する流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路４０を設け、流体の温度又は流体圧に応じてポンプ装置の吐出流量を可変制御した。
【解決手段】このポンプ装置は、ポンプボディ１内に収容されて吸入通路２２及び吐出通路２６に連通して作動流体を吸入及び吐出するポンプ要素と、吐出通路に設けられたオリフィス２７と、ポンプ要素の吐出量を制御する制御弁３０と、から構成されている。制御弁の内部は、オリフィスの上流側及び下流側の流体圧がそれぞれ導入される高圧室３５及び中圧室３６と吸入通路に連通する低圧室３７の三つの圧力室に隔成され、該制御弁内に、流体の温度又は流体圧に応じて高圧室側から中圧室又は低圧室内に導入する流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路４０を設け、流体の温度又は流体圧に応じてポンプ装置の吐出流量を可変制御した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の無段変速機やパワーステアリング装置などの駆動源に用いられるポンプ装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のポンプ装置としては、特に車両の無段変速機に適用される場合、エンジンの回転数によってポンプ吐出量を可変制御する可変容量型ベーンポンプが一般的に用いられているが、無段変速機に必要な油量は油温に応じても変化する。つまり、油温が高ければオイルの漏れ量が多くなることから多くのオイルが必要となり、油温が低ければ多くの油量を必要としない。そこで、近年、機器のエネルギロスを低減する省エネ化が要求されていることから、エンジンの回転数だけでなく油温に応じてもポンプ吐出量を可変制御する以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
すなわち、この可変容量型ベーンポンプは、ハウジング内に収容配置され、該ハウジングに固定されたピボットピンを揺動支点として揺動自在に設けられたほぼ円環状のカムリングと、該カムリングの内周側に設けられて、複数のベーンが放射方向に出没自在に設けられたロータと、前記カムリングにおける前記ピボットピンのほぼ反対側の位置に突設された操作部を回転方向の一方へ付勢するカムスプリングと、該カムスプリングの付勢力に抗して前記操作部を回転方向の他方へ押圧するカムリング駆動手段と、該カムリング駆動手段を駆動制御するコントローラと、を備えている。
【０００４】
前記カムリング駆動手段は、前記コントローラの出力信号に応じて駆動される電動モータと、回転進出することによって前記カムリングの操作部を押圧するスクリューと、前記電動モータ及びスクリューにそれぞれ結合され、電動モータの駆動力を所定の減速比によってスクリューに伝達する一対の減速用歯車と、から構成されている。
【０００５】
そして、エンジン回転数を検出する回転数センサ及びオイルパンに貯留されたオイルの温度を検出する油温センサの検出信号に基づいて電動モータを駆動してカムリングの偏心量を調整し、これによって各ポンプ室の容積を変化させて油温に応じてポンプ吐出量を可変制御するが可能になっている。
【特許文献１】実開平３−１１８２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の可変容量型ベーンポンプにあっては、油温センサや電動モータ、さらには電子制御コントローラなどを備えていることから、装置全体が複雑化し、製造コストの高騰化を招来している。
【０００７】
また、前記従来の可変容量型ベーンポンプは、油温に応じてポンプの吐出量を可変制御しているが、例えば油圧によってもポンプ吐出量を可変制御しようとすると、さらなる装置の複雑化を招来し、これに伴って製造コストの高騰化が余儀なくされるおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記従来における可変容量型ベーンポンプの技術的課題に鑑みて案出されたもので、電子制御機器を付加することなく、作動流体の温度や吐出圧に応じてポンプの吐出量を機械的に可変制御し得るポンプ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、ポンプボディ内に収容されると共に、該ポンプボディに設けられた吸入通路及び吐出通路に連通して作動流体を吸入及び吐出するポンプ要素と、前記吐出通路に設けられた絞り部と、前記ポンプ要素からの吐出量を制御する制御弁と、を備え、前記制御弁は、前記絞り部の上流側の圧力流体が導入される高圧室と、前記絞り部の下流側の圧力流体が導入される中圧室と、前記吸入通路に連通する低圧室と、前記高圧室と前記中圧室の差圧に応動して前記ポンプ要素の吐出量を制御する制御弁体と、該制御弁体を前記中圧室側から前記高圧室側に付勢する付勢部材と、を有し、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力に応じて前記高圧室側から前記中圧室又は前記低圧室に導入する圧力流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路を設けたことを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力の上昇に伴い前記調圧通路を通流する圧力流体の流量が増大することから、前記高圧室と前記中圧室の差圧が減少し、前記制御弁体が付勢部材の付勢力により前記高圧室側に戻されることによって、前記制御弁の制御量が小さくなるため、前記ポンプ要素の吐出量が増大する。これにより、前記高圧室内の流体の温度又は圧力に応じて必要とするポンプの吐出量を得ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、いわゆる可変容量型ベーンポンプに適用したものであって、ポンプボディに軸支された駆動軸と、前記ポンプボディ内に回転自在に収容されて、前記駆動軸によって回転駆動されるロータと、該ロータの外周部に形成された複数のスロット内にそれぞれ放射方向へ出没自在に設けられた複数のベーンと、前記ポンプボディ内に揺動自在に収容配置され、内周側に前記ロータとベーンと共に複数のポンプ室を形成するカムリングと、該カムリングの軸方向両側に設けられた第１部材及び第２部材と、前記第１部材または第２部材の少なくとも一方側に設けられ、前記各ポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポート及び前記各ポンプ室の容積が減少する領域に開口する吐出ポートと、前記カムリングの外周側に隔成され、前記カムリングの偏心量を制御する第１流体圧室及び第２流体圧室と、前記吐出通路に設けられた絞り部と、前記第１流体圧室又は第２流体圧室の圧力を制御する制御弁と、を備え、前記制御弁は、前記絞り部の上流側の圧力流体が導入される高圧室と、前記絞り部の下流側の圧力流体が導入される中圧室と、前記吸入通路に連通する低圧室と、前記高圧室と前記中圧室の差圧に応動して前記第１流体圧室又は第２流体圧室の圧力を制御する制御弁体と、該制御弁体を前記中圧室側から前記高圧室側に付勢する付勢部材と、を有し、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力に応じて前記高圧室側から前記中圧室又は前記低圧室に導入する圧力流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路を設けたことを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、前記高圧室と前記中圧室の差圧が所定以上になると、前記制御弁体が摺動してポンプの吐出量が減少する方向へ前記カムリングを揺動制御するが、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力が低い場合には、前記調圧通路を通流する圧力流体の流量が減少し、前記高圧室内の圧力がほとんど減圧されないため、前記制御弁の制御量がポンプ吐出量の減少方向に維持される。
【００１３】
一方、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力が高くなるにつれて、前記調圧通路を通流する圧力流体の流量は増大し、前記高圧室内の流体圧が減圧されることから、前記高圧室と前記中圧室の差圧が減少する。これにより、前記制御弁体が付勢部材の付勢力により前記高圧室側に戻されることから、前記制御弁の制御量が縮小し、ポンプの吐出量はさらに増大する。この結果、前記高圧室内の流体の温度又は圧力の高さに比例してポンプ吐出量を増大させることができる。
【００１４】
したがって、従来のような電子制御機器などの複雑な制御機構を用いることなく、圧力流体の温度又は圧力に応じてポンプの吐出量を可変にすることができ、ポンプの負荷に応じた吐出量が得られる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記調圧通路を、流路径よりも大きい流路長さを有するチョークによって構成したことを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、前記調圧通路は、流体の粘性抵抗によって温度が低い場合には流路抵抗が増大し、温度が高い場合には流路抵抗が減少するため、前記調圧通路を通流する流体の温度に応じた流量を得ることができる。これにより、前記請求項１又は２に記載された各発明の作用効果がより効果的に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るポンプ装置を、車両の無段変速機に用いられる可変容量型ベーンポンプにそれぞれ適用した各実施の形態を図面に基づいて詳述する。
【００１８】
すなわち、この可変容量型ベーンポンプは、図５に示すように、フロントボディ２と第１部材であるリアボディ３とを突き合わせてなるポンプボディ１と、該ポンプボディ１の内部に形成された収容空間４の内面に嵌着されたアダプタリング５と、該アダプタリング５のほぼ楕円形の内側空間内に図１中左右方向へ揺動可能なカムリング７と、該カムリング７の内周側に回転自在に配置され、前記ポンプボディ１内に挿通された駆動軸８に連結されたロータ９とを備えている。
【００１９】
前記アダプタリング５は、図１及び図３に示すように、内周面５ａの下部に形成された円弧状の支持溝に前記カムリング７の位置を保持する位置保持ピン６が設けられていると共に、内周面５ａの前記位置保持ピン６の図中左側近傍、つまり後述する第１流体圧室１１側に前記カムリング７の揺動支点となる所定面積を有する支持面１０が形成されている。
【００２０】
なお、前記位置保持ピン６は、カムリング７の揺動支点ではなく、カムリング７の位置を保持しつつアダプタリング５に対するカムリング７の回り止めとしての機能を有している。
【００２１】
前記カムリング７は、ほぼ円環状に形成され、このロータ９に対して偏心した状態で前記収容空間４内に配置されていると共に、前記位置保持ピン６とこれとほぼ対向した位置にあるシール部材１３を介してアダプタリング５との間に第１流体圧力室１１と第２流体圧力室１２を隔成している。また、カムリング７は、前記アダプタリング５の支持面１０の所定位置を揺動中心として第１流体圧室１１側あるいは第２流体圧室１２側へ揺動自在になっている。
【００２２】
前記カムリング７とロータ９は、軸方向の両端面が前記リアボディ３と前記収容空間４の底部側に配置された第２部材である円盤状のプレッシャプレート１４によって挟持状態に配置されている。
【００２３】
前記ロータ９は、図外のエンジンによって前記駆動軸８が回転駆動されると図中の矢印方向（反時計方向）に回転するようになっていると共に、外周部には、円周方向の等間隔位置に放射方向に沿ったスロット１５が複数形成されている。この各スロット１５内には、ベーン１６がそれぞれ前記カムリング７の内周面方向へ放射状に出没自在に保持されている。また、前記各スロット１５の内周側端部に、ほぼ円形状の背圧室１７が連続一体に設けられている。
【００２４】
また、前記カムリング７とロータ９との間に形成される空間内に、隣接する二枚のベーン１６によってポンプ室１８が形成されており、前記カムリング７を前記支持面１０の揺動支点を中心として揺動させることによってこのポンプ室１８の容積を増減させるようになっている。
【００２５】
前記第２流体圧室１２には、ボルト状のスプリングリテーナ１９に一端が弾持されたスプリング２０が配置されており、このスプリング２０は、前記カムリング７を常時前記第１流体圧室１１側に付勢、つまり、ポンプ室１８の容積が最大になる方向に付勢している。
【００２６】
また、前記ロータ９の回転に伴って前記各ポンプ室１８の容積が漸次拡大する吸入領域における前記リアボディ３のロータ９側の内側面には、円弧状の吸入ポート２１が形成されている。この吸入ポート２１は、吸入通路２２を介してリザーバタンクから吸い込んだ作動流体を前記各ポンプ室１８内に供給するようになっている。
【００２７】
一方、前記ロータ９の回転に伴って、前記各ポンプ室１８の容積が漸次縮小していく吐出領域における前記プレッシャプレート１４の内側面には、円弧状の吐出ポート２３とこれに連通する吐出孔２４が形成されており、ポンプ室１８から吐出された圧力流体が、前記吐出ポート２３及び吐出孔２４を介してフロントボディ２の底部に形成された吐出側圧力室２５に導入される。この吐出側圧力室２５に導入された圧力流体は、ポンプボディ１に形成された吐出通路２６から図外の配管を介して無段変速機に送られるようになっている。
【００２８】
そして、前記アダプタリング５の支持面１０は、第２流体圧室１２側から位置保持ピン６までの所定面積に形成されていると共に、図１に示すように、前記吸入ポート２１の終端２１ａと吐出ポート２３の始端２３ａとの中間点と前記駆動軸８の回転中心Ｐを結ぶ基準線Ｘに対して徐々に離間するように、第１流体圧室１１側へ下り傾斜状に形成されている。
【００２９】
また、フロントボディ２の上端内部には、前記駆動軸８と直交する方向に向いた制御弁３０が設けられている。この制御弁３０は、図１〜図４に示すように、前記フロントボディ２内に形成された弁孔３１内に摺動自在に収容された制御弁体であるスプール弁３２と、該スプール弁３２を図中の左方向に付勢して弁孔３１のプラグ３３に当接させる付勢部材であるバルブスプリング３４と、前記プラグ２３とスプール弁２２の先端部との間に形成されて、前記吐出通路２６に設けられた絞り部であるメータリングオリフィス２７の上流側の作動流体圧、つまり吐出ポート２３内の圧力流体が導入される高圧室２５と、を備えている。
【００３０】
一方、前記メータリングオリフィス２７の下流側の流体圧は、前記バルブスプリング３４が収容された中圧室３６に供給され、この中圧室３６と高圧室３５の両圧力差が所定以上になるとスプール弁３２がバルブスプリング３４のばね圧に抗して図中右方向に移動する。
【００３１】
前記第１流体圧室１１は、図３に示すように、前記スプール弁３２が左に位置するときは連通路２８を介して弁孔３１の低圧室３７に接続されており、この低圧室３７内には、フロントボディ２内に前記吸入通路２２から分岐して形成された図外の低圧通路を介して吸入通路２２からの低圧が導入されるようになっている。また、前記差圧によってスプール弁３２が右側に摺動した場合は、図１に示すように、低圧室３７が漸次遮断され、高圧室３５と連通して高圧な圧力流体が導入されるようになっている。これによって、低圧室３７の圧力とメータリングオリフィス２７の上流側の圧力が選択的に供給されるようになっている。
【００３２】
一方、前記第２流体圧室１２は、リアボディ３のロータ９側の内側面に形成された吸入ポート２１における第２流体圧室１２側に偏寄した位置から径方向外側に延設された連通溝２９を介して前記吸入通路２２に連通され、常時吸入側の圧力（低圧）が導入されている。
【００３３】
また、前記スプール弁３２の内部に設けられたリリーフバルブ３８は、前記中圧室３６の圧力が所定以上に達したとき、つまり無段変速機の作動圧力が所定以上に達したときに、開放してこの圧力流体を逃がすようになっている。
【００３４】
そして、前記制御弁３０には、図１〜図４に示すように、前記弁孔３１の周壁における前記連通路２８とほぼ反対側の位置に、前記スプール弁３２が右側に摺動した際に前記高圧室３５と第１流体圧室１１とが連通すると同時又は僅かに遅れて高圧室３５と低圧室３７とを連通させる調圧通路４０が設けられている。
【００３５】
この調圧通路４０は、図２及び図４に示すように、前記弁孔３１の内周面における軸方向の所定の位置に形成された縦断面ほぼ矩形状の凹溝４１と、弁孔３１の周壁に対して外側から低圧室３７に向かって前記凹溝４１の図中の上端部右側をかすめるように斜方へ貫通形成され、該凹溝４１と低圧室３７とを連通する段差状の連通孔４２と、を備え、前記連通孔４２は外部との連通を遮断する円筒状の栓部材４３によって閉塞されている。
【００３６】
前記連通孔４２は、外側から前記凹溝４１と僅かに重複するように形成され、その重複する比較的小さい開口を有する接続部４４を介して該凹溝４１と連通する拡径部４２ａと、該拡径部４２ａの底部に極細に縮径して形成されると共に、流路径（内径）に比べて比較的長い流路長さに形成され、前記高圧室３５と凹溝４１の連通時において前記低圧室３７に連通するチョーク部４２ｂと、から構成されている。
【００３７】
また、前記メータリングオリフィス２７と高圧室３５との間には、第２絞り部である第２オリフィス３９が設けられており、高圧室３５内に導入される圧力流体の流体圧を圧力降下させて、該圧力流体の脈動の影響を低減する役割を果たしている。
【００３８】
以下に、本発明に係るポンプ装置の作用について、図１〜図４及び図６に基づいて説明する。
【００３９】
まず、エンジンの始動に伴い前記駆動軸８が回転すると、図３及び図４に示すように、カムリング７が最大偏心位置に変位した初期状態において、カムリング７内をロータ９が回転する。こうして、ロータ９が回転すると、カムリング７内でポンプ作動が行われ、前記吸入ポート２１から吸入された作動流体がベーン１６によって加圧されて、前記吐出ポート２３を介して吐出通路２６へと吐出される。そして、前記吐出通路２６に吐出された圧力流体は、メータリングオリフィス２７を通過して無段変速機に供給される一方、メータリングオリフィス２７の前後から前記制御弁３０の高圧室３５及び中圧室３６内にそれぞれ導入される。
【００４０】
このとき、メータリングオリフィス２７の前後にはポンプの吐出流量に応じた差圧が生じるが、この差圧が設定値に到達するまで前記制御弁３０のスプール弁３２はバルブスプリング３４によって高圧室３５側に押し付けられた状態が維持される。このため、前記第１流体圧室１１には、前記低圧通路及び低圧室３７を介して吸入通路２２からの低圧が導入され、カムリング７はスプリング２０のばね力によって最大偏心位置に保持されている。こうして、メータリングオリフィス２７の前後の差圧が設定値に到達するまでの間は、図６に示すように、無段変速機に供給される作動流体の吐出量はロータ９の回転速度の上昇にほぼ比例して増加する。
【００４１】
続いて、ロータ９の回転速度が上昇し、吐出流量の増加により、メータリングオリフィス２７の前後の差圧が設定値以上になると、図１及び図２に示すように、前記制御弁３０のスプール弁３２がその差圧に応じて図中右方向へ摺動し、第１流体圧室１１に連通する圧力室が低圧室３７から高圧室３５へと切り替わるため、スプール弁３２の摺動変位に応じた流体圧が連通路２８を介して第１流体圧室１１内に導入される。それと同時又は僅かに遅れて、前記高圧室３５が前記調圧通路４０に連通し、前記流体圧が該調圧通路４０内に流入する。
【００４２】
このとき、前記高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧が低い場合には、この圧力流体は、前記凹溝４１内に流入し、前記接続部４４を介して連通孔４２の拡径部４２ａ内に流入するが、流路が狭められた接続部４４によるオリフィス効果が作用して圧力降下が発生すると共に、前記拡径部４２ａから低圧室３７内に流入する際に、チョーク部４２ｂを通過することによってさらなる減圧作用がはたらく。しかも、前記圧力流体は低温であることから粘性が大きく、チョーク部４２ｂを通過する際に流体の粘性抵抗が大きく作用するため、該圧力流体の流動性がより低下する。さらに、高圧室３５内の圧力流体の流体圧が低圧の場合には、前記減圧作用及び粘性抵抗によって圧力流体の流動が相乗的に妨げられるため、該圧力流体の流動性がより一層低下する。これにより、前記高圧室３５と調圧通路４０とが連通しても、高圧室３５内の圧力流体は、前記低圧室３７内に流入しづらく、該低圧室３７及び低圧通路を介して吸入側にはほとんど還流されない。
【００４３】
すなわち、高圧室３５内の圧力流体が第１流体圧室１１内に導入されると、カムリング７はメータリングオリフィス２７の前後の差圧に応じた流体圧力によって第２流体圧室１２側へ押圧され、スプリング２０のばね力とバランスしつつアダプタリング５内を揺動するが、高圧室３５内の流体圧が減圧されないため、カムリング７が第２流体圧室１２側に保持される。したがって、無段変速機に供給される作動流体の吐出量は、図６の破線に示すように、ほぼ一定に維持される。
【００４４】
一方、無段変速機での負荷が増加し、前記高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧が高くなると、図１及び図２に示すように、この圧力流体は、前記圧力流体が低温の場合とは異なり、前記接続部４４及びチョーク部４２ｂにおいて流路断面積が縮小することによる減圧効果はある程度作用しても、圧力流体は温度の上昇に反比例して粘性が低下することから、該圧力流体の温度が高くなるにつれてチョーク部４２ｂを通過する際の流体の粘性抵抗が低下し、圧力流体の流動性が向上する。また、前記圧力流体は、その流体圧が高いほど粘性抵抗に抗してチョーク部４２ｂを通過することが可能となるため、流体圧に応じても該チョーク部４２ｂ内の流動性が向上する。これにより、前記高圧室３５と調圧通路４０とが連通すると、高圧室３５内の圧力流体は、流体の粘性抵抗の低下に起因して前記低圧室３７内に流入し易くなり、該低圧室３７及び低圧通路を介して吸入側へと還流される。
【００４５】
すなわち、高圧室３５内の圧力流体は、第１流体圧室１１内に導入されると、カムリング７はメータリングオリフィス２７の前後の差圧に応じて第２流体圧室１２側へ揺動しても、それと同時又は直後に高圧室３５内の流体圧が前記調圧通路４０を介して減圧され、また第２オリフィス３９によっても高圧室３５内に流入する圧力流体の流体圧が低減されることから、スプール弁３２がバルブスプリング３４のばね力によって押し戻されて図中左方向に摺動する。つまり、前記第１流体圧室１１への圧力流体の供給が遮断されることから、カムリング７はスプリング２０のばね力によって第２流体圧室１２側に戻されてしまい、再度カムリング７の偏心量が増大することによって高圧室３５内の流体圧が高められるため、図６の破線に示すように、ポンプの吐出流量がさらに増加する。
【００４６】
そして、前記制御弁３０は、ポンプの吐出流量が吸入側への還流流量よりも大きくなるまで、スプール弁３２が摺動を繰り返し、ポンプの吐出流量が吸入側への還流流量よりも大きくなると、スプール弁３２が図中右方向に保持され、第１流体圧室１１への圧力流体の導入が継続される。これにより、前記高圧室３５内の流体の温度及び流体圧とこれに起因するチョーク部４２ｂ通過の際の粘性抵抗との相関関係によってポンプの吐出流量が吸入側への還流流量を上回るようになると、カムリング７が第２流体圧室１２側へ保持されて、無段変速機に供給される作動流体の吐出量が、図６の破線に示すように、ほぼ一定に維持される。
【００４７】
このようにして、本発明の可変容量型ベーンポンプは、図６中にそれぞれ破線のグラフで示すように、前記高圧室３５内の流体の温度及び流体圧に応じてポンプ吐出量の定量化点、すなわち図中の破線グラフの折れ点、を可変にすることができるため、流体の温度や圧力に適したポンプの吐出流量が得られる。なお、図６の一点鎖線は、本願のような制御を行わない従来のポンプ装置の吐出流量特性を示しており、該従来のポンプ装置は、ポンプの吐出量不足を回避するために、最低限必要な吐出量（最大吐出量）に設定され、常時一定量の流体が吐出されていることから、流体の温度が低いほどその流量は過剰となり、エネルギの損失が生じている。
【００４８】
そして、この実施の形態によれば、流体の粘性を利用することによって、前記弁孔３１内に少量の加工を施すのみで、電子制御機器を付加することなく、無段変速機の負荷に感応し得る可変容量型ベーンポンプを得ることができる。
【００４９】
また、前記高圧室３５が第１流体圧室１１に連通すると同時又は僅かに遅れて調圧通路４０に連通させたことによって、前記制御弁３０の流量制御の開始タイミングが調圧通路４０の作用の影響を受けないことから、特にポンプの中高回転時においてポンプの吐出流量を確実に増大させることができ、該ポンプの固有吐出量の最大域における吐出流量が保証される。
【００５０】
さらに、メータリングオリフィス２７と高圧室３５の間に第２オリフィス３９を設けたことによって、高圧室３５内に導入される圧力流体の脈動の影響を低減することができ、前記制御弁３０の流量制御の精度が向上する。しかも、前記第２オリフィス３９の温度変化に対する流量特性変化量を、前記調圧通路４０の流量特性変化量と比べて小さく設定したことによって、温度変化に伴う圧力流体の吐出流量の変化を調整する際に、前記調圧通路４０の流量特性変化のみを考慮すればよく、該圧力流体の吐出流量の調整を容易に行うことができる。
【００５１】
図７は本発明の第２の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態のいわゆる低圧式の可変容量型ベーンポンプの構成に加えて、前記弁孔３１の収容空間４側の周壁に、前記第２流体圧室１２と前記中圧室３６とを連通する第２連通路４６を貫通形成したものである。
【００５２】
すなわち、前記第１、第２流体圧室１１，１２の双方にポンプの吐出圧（高圧）を導入させるいわゆる全圧式の可変容量型ベーンポンプであって、前記弁孔３１内におけるスプール弁３２の摺動に伴い高圧室３５と第１流体圧室１１の連通及び中圧室３６と第２流体圧室１２の連通がそれぞれ選択的に切り替わるようになっており、一方の流体圧室にポンプの吐出圧（メータリングオリフィス２７の前後の圧力）を導入させ、他方の流体圧室内の流体を前記低圧室３７及び低圧通路を介して吸入側へ還流させることによってカムリング７の揺動を制御している。このような形式のポンプにも、前記第１の実施の形態の調圧通路４０を適用することができる。
【００５３】
したがって、本実施の形態のような全圧式の可変容量型ベーンポンプに対して前記調圧通路４０を適用した場合には、前記第１の実施の形態と同様の作用効果に加えて、第２流体圧室１２側にもポンプの吐出圧が導入されているため、カムリング７が偏心方向に保持された状態において、意図しないカムリング７の偏心量の減少、つまりカムリング７の第２流体圧室１２方向への不用意な揺動を抑制することが可能になり、カムリング７を第１流体圧室１１方向へ確実に押圧することができる。
【００５４】
図８及び図９は本発明の第３の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第２の実施の形態と同様であり、異なるところは、前記アダプタリング５の内周面において、図８に示すように、前記位置保持ピン６及びシール部材１３とが前記第１の実施の形態の場合（図１及び図３）とほぼ左右対称に設けられていると共に、前記支持面１０が前記第１流体圧室１１側から前記位置保持ピン６までの所定面積に形成されて前記基準線Ｘに対して徐々に離間するような第２流体圧室１２側に下り傾斜状に形成されている。
【００５５】
また、前記第１流体圧室１１は、前記連通路２８が廃止されて前記制御弁３０には直接接続されず、図外の導入孔を介して前記吸入通路２２に連通され、常時吸入側の圧力（低圧）が導入されている。そして、第１流体圧室１１内に導入された吸入側の圧力に加え、アダプタリング５の支持面１０が第２流体圧室１２側へ下り傾斜しているため、カムリング７は、ポンプ室１８内の内圧によってスプリング２０のばね力に抗して第２流体圧室１２側へ揺動可能となっている。
【００５６】
これにより、前記スプール弁３２が左に位置する場合には前記第２連通路４６を介して中圧室３６に接続され、前記高圧室３５と中圧室３６の圧力差によってスプール弁３２が右側に摺動した場合には、図８に示すように、第２流体圧室１２と中圧室３６との連通が漸次遮断されて、前記低圧室３７と連通することにより圧力流体が吸入側へと還流される。こうして、メータリングオリフィス２７の下流側の圧力と低圧室３７の圧力とが選択的に供給されるようになっている。
【００５７】
そして、前記調圧通路４０は、図９に示すように、前記弁孔３１の内周面における軸方向の所定の位置に、該内周面に対して図中右斜め上方に向かって穿設されて極細径を有する前記第１の実施の形態とほぼ同じ形状のチョーク部４２ｂと、該チョーク部４２ｂの図中右側に重複して切欠形成されてチョーク部４２ｂの終端に連通すると共に、前記高圧室３５とチョーク部４２ｂの連通時において前記低圧室３７に連通する縦断面ほぼ矩形状の凹溝４７と、から構成されている。
【００５８】
以上の構成において、メータリングオリフィス２７の前後の差圧が設定値以上になると、図８及び図９に示すように、前記制御弁３０のスプール弁３２がその差圧に応じて図中右方向へ摺動して、前記第２連通路４６を介して第２流体圧室１２に連通する圧力室が中圧室３６から低圧室３７に切り替わり、該低圧室３７の流体圧が第２流体圧室１１内に導入される。それと同時又は僅かに遅れて、前記高圧室３５が前記調圧通路４０に連通して、高圧室３５内の流体圧が調圧通路４０内に流入する。
【００５９】
このとき、前記高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧が低い場合には、この圧力流体は、チョーク部４２ｂ内に流入しようとするが、前記第１の実施の形態と同様に、チョーク部４２ｂ内を通過する際にその粘性抵抗が大きく作用することから、吸入側にはほとんど還流されない。したがって、高圧室３５内の流体圧はほとんど減圧されず、第２流体圧室１２には継続して吸入側の圧力（低圧）が作用するため、カムリング７は、ポンプ室１８の内圧に押圧され、第２流体圧室１２内の流体圧及びスプリング２０のばね力に抗して第２流体圧室１２側に保持される。このため、無段変速機に供給される圧力流体の吐出流量はほぼ一定に維持され、ポンプの吐出量が比較的小さく保たれる。
【００６０】
一方、無段変速機の負荷が高く前記高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧が高い場合には、チョーク部４２ｂを通過する際の圧力流体の粘性抵抗が低下し、さらに流体圧にも比例して流動性が向上することから、高圧室３５内の流体圧は前記低圧室３７及び低圧通路を介して随時吸入側へと還流されて減圧されてしまうため、スプール弁３２は図中左方向に摺動し、第２流体圧室１２内には再び中圧室３６内の流体圧が導入される。したがって、カムリング７が第２流体圧室１２内の流体圧及びスプリング２０のばね力に押圧されて第１流体圧室１１側に戻されることから、再度高圧室３５内の流体圧が高められ、ポンプの吐出流量が前記還流流量を上回るようになると、スプール弁３２が図中右方向に保持されると共に、カムリング７が第２流体圧室１２側へ保持される。これにより、高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧に応じて無段変速機に供給される圧力流体の吐出流量の定量化点が可変制御され、無段変速機に対する最適なポンプ吐出量が得られる。
【００６１】
したがって、この実施の形態によれば、前記調圧通路４０をいわゆる片油圧式の可変容量型ベーンポンプに適用しても前記第１の実施の形態における作用効果を奏することができるのは勿論のこと、前記弁孔３１内に細孔加工及び溝加工のみのより簡単な加工を施すだけで、流体の粘性を利用して圧力流体の温度及び流体圧に応じた流量を吐出する可変容量型ベーンポンプを得ることができる。
【００６２】
図１０は本発明の第４の実施の形態を示し、前記第３の実施の形態における調圧通路４０の構成を変更したものである。
【００６３】
すなわち、本実施の形態の調圧通路４０は、図１０に示すように、前記凹溝４７が廃止されて、前記チョーク部４２ｂと、前記高圧室３５とチョーク部４２ｂの連通時においてチョーク部４２ｂを中圧室３６に連通する縦断面Ｌ字形状に形成された接続通路４８と、から構成されている。
【００６４】
したがって、この実施の形態によれば、前記高圧室３５と中圧室３６の圧力差を直接的に調整することができると共に、高圧室３５と低圧室３７を連通する場合と比べて圧力差が小さいため、ポンプの吐出流量の調整作業が容易となり、該作業性の向上が図れる。
【００６５】
図１１は本発明の第５の実施の形態を示し、前記第３の実施の形態における調圧通路４０の構成を変更したものである。
【００６６】
すなわち、本実施の形態の調圧通路４０は、図１１に示すように、前記チョーク部４２ｂが廃止されて、前記凹溝４７と、前記高圧室３５と低圧室３７とを隔成する先端側の拡径外周部４９の低圧室３７側の端縁に切欠形成され、前記高圧室３５と凹溝４７の連通時において凹溝４７を低圧室３７に連通する円環状の切欠溝５０と、から構成されている。
【００６７】
前記切欠溝５０は、極めて浅い溝深さに形成されると共に、該溝深さよりも比較的大きい溝長さを有するいわゆるチョーク絞り状に形成されている。なお、前記切欠溝５０は、溝深さよりも比較的小さい溝長さを有するオリフィス状に形成してもよい。
【００６８】
したがって、この実施の形態によれば、前記スプール弁３２の拡径外周部４９及び弁孔３１の溝加工のみの簡単な加工を施すだけで調圧通路４０を形成することができる。しかも、前記切欠溝５０は円周切削により形成することから、前記チョーク部４２ｂのような極細孔を形成するよりも容易に加工することができると共に、加工精度も容易に確保することができる。
【００６９】
また、前記切欠溝５０は環状に形成されていることから、前記チョーク部４２ｂのような極細孔と比べて高いチョーク絞り効果を有し、さらにスプール弁３２を鉄系材料によって形成する一方、ポンプボディ１をスプール弁３２よりも線膨張係数の大きい例えばアルミニウム合金材料などで形成し、チョーク絞りを構成する両材質の熱膨張差を利用することによって、前記弁孔３１と切欠溝５０との間に形成される流路断面積を温度によって拡縮させることができるため、切欠溝５０におけるチョーク絞り効果をより一層高めることができる。
【００７０】
図１２は本発明の第６の実施の形態を示し、前記第３の実施の形態における調圧通路４０の構成を変更したものである。
【００７１】
すなわち、本実施の形態の調圧通路４０は、図１２に示すように、前記弁孔３１の内周面における軸方向の所定の位置に、該内周面に対して図中右斜め上方に向かって穿設され接続孔５１と、該接続孔５１の図中右側に重複するように弁孔３１の周壁の図中上端面に切欠形成され、接続孔５１の終端に連通する凹部５２と、該凹部５２の底部に貫通形成され、前記高圧室３５と接続孔５１の連通時において前記低圧室３７に連通する貫通孔５３と、前記凹部５２の上端開口部を閉塞する蓋部材５４と、前記凹部５２の側壁に取付固定され、前記接続孔５１の終端開口を閉塞する遮蔽板５５と、から構成されている。
【００７２】
前記遮蔽板５５は、内側（取付面側）と外側にそれぞれ異なる材質の板材を貼り合わせたバイメタルによって形成され、内側に外側の材料よりも相対的に線膨張係数の大きい材料が配置されている。すなわち、前記遮蔽板５５は、温度が低い場合には前記接続孔５１の終端開口を閉塞して接続孔５１と前記凹部５２の連通を遮断する一方、温度が上昇すると取付部を支点として外側へ反り返るように変形し、その変形量は温度に応じて可変する。そして、前記遮蔽板５５の折曲変形によって形成される遮蔽板５５と接続孔５１の終端開口との隙間が、流体の温度によって拡縮するオリフィスとして機能するようになっている。
【００７３】
したがって、この実施の形態によれば、圧力流体の温度に応じて開閉する遮蔽板５５により高圧室３５と低圧室３７の連通を可変制御したことによって、より油温変化に敏感な調圧通路４０を形成することができる。
【００７４】
前記各実施の形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
【００７５】
請求項（１） 前記調圧通路を、作動流体の温度が高いほど流路内径が拡径するオリフィスによって構成したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【００７６】
この発明によれば、前記調圧通路は作動流体の温度が高いほど流路断面積が拡大して流量が増大することから、前記調圧通路における作動流体の温度に応じた流量を得ることができる。
【００７７】
請求項（２） 前記オリフィスを前記ポンプボディに形成すると共に、該ポンプボディをアルミニウム合金によって形成したことを特徴とする請求項（１）に記載のポンプ装置。
【００７８】
この発明によれば、前記オリフィスが形成される前記ポンプボディを、比較的線膨張係数の大きいアルミニウム合金によって形成したことによって、作動流体の温度に応じて前記調圧通路の流路内径を可変制御することができる。
【００７９】
請求項（３） 前記オリフィスを、前記ポンプボディに形成すると共に、該ポンプボディを形成する材料よりも線膨張係数の大きい材料によって形成したことを特徴とする請求項（１）に記載のポンプ装置。
【００８０】
この発明によれば、前記オリフィスを、例えば樹脂材料など、前記ポンプボディよりも温度変化に伴う流路内径変化の大きい材料で形成したことによって、前記調圧通路の制御範囲を広く確保することができる。
【００８１】
請求項（４） 前記オリフィスをバイメタルによって形成したことを特徴とする請求項（３）に記載のポンプ装置。
【００８２】
この発明によれば、前記オリフィスをバイメタルによって形成したことによって、より油温変化に敏感な調圧通路を形成することができる。
【００８３】
請求項（５） 前記制御弁が前記ポンプ要素の吐出流量制御を開始するタイミングを、前記調圧通路によって前記高圧室と前記中圧室との連通が開始されるタイミングと同時又はより早く設定したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【００８４】
この発明によれば、前記制御弁の流量制御の開始タイミングが前記調圧通路の作用の影響を受けないことから、特にポンプの中高回転時において前記ポンプ要素の吐出量を確実に増大させることができ、該ポンプの固有吐出量の最大域における吐出流量が保証される。
【００８５】
請求項（６） 前記絞り部と前記高圧室の間に第２絞り部を設けたことを特徴とする請求項（５）に記載のポンプ装置。
【００８６】
この発明によれば、前記絞り部と前記高圧室の間に第２絞り部を設けたことによって、前記高圧室に導入される作動流体の脈動を低減することができ、前記制御弁の流量制御の精度が向上する。
【００８７】
請求項（７） 前記第２絞り部の温度変化に対する流量特性変化量を、前記調圧通路の流量特性変化量と比べて小さく設定したことを特徴とする請求項（６）に記載のポンプ装置。
【００８８】
この発明によれば、温度変化に伴う作動流体の吐出量変化を調整する際に、前記調圧通路の流量特性変化のみを考慮すればよく、前記作動流体の吐出量の調整を容易に行うことができる。
【００８９】
請求項（８） 前記調圧通路を、前記制御弁の外周部に形成した溝によって構成したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【００９０】
この発明によれば、前記調圧通路を、前記制御弁の外周部に溝を形成するのみの簡単な加工によって容易に形成することができる。
【００９１】
本発明は、前記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、前記調圧通路４０を、流路径よりも比較的大きい流路長さ有するチョーク部４２ｂではなく、流路径よりも比較的小さい流路長さを有し、作動流体の温度が高いほど流路内径が拡径するオリフィスによって構成してもよい。この場合には、作動流体の温度が高いほど流路断面積が拡大して流量が増大することから、調圧通路４０における圧力流体の温度に応じた流量を得ることが可能となり、該流体の温度や圧力に適したポンプの吐出流量が得られる。
【００９２】
さらに、ポンプボディ１を比較的線膨張係数の大きいアルミニウム合金によって形成するほか、前記オリフィスを例えば樹脂材料などのポンプボディ１よりも温度変化に伴う流路内径変化の大きい材料で形成することにより、前記調圧通路４０の制御範囲をより広く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係るポンプ装置の第１の実施の形態を示し、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】同ポンプ装置を示す図１の要部拡大図である。
【図３】同実施の形態のポンプ装置の作用を説明する図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】同実施の形態のポンプ装置の作用を説明する図３の部分拡大図である。
【図５】同ポンプ装置を示し、駆動軸の軸方向に沿う縦断面図である。
【図６】同ポンプ装置におけるポンプの回転数と吐出流量の関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係るポンプ装置の第２の実施の形態を示し、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明に係るポンプ装置の第３の実施の形態を示し、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】同ポンプ装置を示す図８の要部拡大図である。
【図１０】本発明に係るポンプ装置の第４の実施の形態の要部拡大図である。
【図１１】本発明に係るポンプ装置の第５の実施の形態の要部拡大図である。
【図１２】本発明に係るポンプ装置の第６の実施の形態の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００９４】
１…ポンプボディ
３…リアボディ（第１部材）
７…カムリング
９…ロータ
１１…第１流体圧室
１２…第２流体圧室
１４…プレッシャプレート
１５…スロット
１６…ベーン
１８…ポンプ室
２１…吸入ポート
２２…吸入通路
２３…吐出ポート
２６…吐出通路
２７…メータリングオリフィス（絞り部）
３０…制御弁
３２…スプール弁（制御弁体）
３４…バルブスプリング（付勢手段）
３５…高圧室
３６…中圧室
３７…低圧室
４０…調圧通路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の無段変速機やパワーステアリング装置などの駆動源に用いられるポンプ装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のポンプ装置としては、特に車両の無段変速機に適用される場合、エンジンの回転数によってポンプ吐出量を可変制御する可変容量型ベーンポンプが一般的に用いられているが、無段変速機に必要な油量は油温に応じても変化する。つまり、油温が高ければオイルの漏れ量が多くなることから多くのオイルが必要となり、油温が低ければ多くの油量を必要としない。そこで、近年、機器のエネルギロスを低減する省エネ化が要求されていることから、エンジンの回転数だけでなく油温に応じてもポンプ吐出量を可変制御する以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
すなわち、この可変容量型ベーンポンプは、ハウジング内に収容配置され、該ハウジングに固定されたピボットピンを揺動支点として揺動自在に設けられたほぼ円環状のカムリングと、該カムリングの内周側に設けられて、複数のベーンが放射方向に出没自在に設けられたロータと、前記カムリングにおける前記ピボットピンのほぼ反対側の位置に突設された操作部を回転方向の一方へ付勢するカムスプリングと、該カムスプリングの付勢力に抗して前記操作部を回転方向の他方へ押圧するカムリング駆動手段と、該カムリング駆動手段を駆動制御するコントローラと、を備えている。
【０００４】
前記カムリング駆動手段は、前記コントローラの出力信号に応じて駆動される電動モータと、回転進出することによって前記カムリングの操作部を押圧するスクリューと、前記電動モータ及びスクリューにそれぞれ結合され、電動モータの駆動力を所定の減速比によってスクリューに伝達する一対の減速用歯車と、から構成されている。
【０００５】
そして、エンジン回転数を検出する回転数センサ及びオイルパンに貯留されたオイルの温度を検出する油温センサの検出信号に基づいて電動モータを駆動してカムリングの偏心量を調整し、これによって各ポンプ室の容積を変化させて油温に応じてポンプ吐出量を可変制御するが可能になっている。
【特許文献１】実開平３−１１８２８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の可変容量型ベーンポンプにあっては、油温センサや電動モータ、さらには電子制御コントローラなどを備えていることから、装置全体が複雑化し、製造コストの高騰化を招来している。
【０００７】
また、前記従来の可変容量型ベーンポンプは、油温に応じてポンプの吐出量を可変制御しているが、例えば油圧によってもポンプ吐出量を可変制御しようとすると、さらなる装置の複雑化を招来し、これに伴って製造コストの高騰化が余儀なくされるおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記従来における可変容量型ベーンポンプの技術的課題に鑑みて案出されたもので、電子制御機器を付加することなく、作動流体の温度や吐出圧に応じてポンプの吐出量を機械的に可変制御し得るポンプ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、ポンプボディ内に収容されると共に、該ポンプボディに設けられた吸入通路及び吐出通路に連通して作動流体を吸入及び吐出するポンプ要素と、前記吐出通路に設けられた絞り部と、前記ポンプ要素からの吐出量を制御する制御弁と、を備え、前記制御弁は、前記絞り部の上流側の圧力流体が導入される高圧室と、前記絞り部の下流側の圧力流体が導入される中圧室と、前記吸入通路に連通する低圧室と、前記高圧室と前記中圧室の差圧に応動して前記ポンプ要素の吐出量を制御する制御弁体と、該制御弁体を前記中圧室側から前記高圧室側に付勢する付勢部材と、を有し、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力に応じて前記高圧室側から前記中圧室又は前記低圧室に導入する圧力流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路を設けたことを特徴としている。
【００１０】
この発明によれば、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力の上昇に伴い前記調圧通路を通流する圧力流体の流量が増大することから、前記高圧室と前記中圧室の差圧が減少し、前記制御弁体が付勢部材の付勢力により前記高圧室側に戻されることによって、前記制御弁の制御量が小さくなるため、前記ポンプ要素の吐出量が増大する。これにより、前記高圧室内の流体の温度又は圧力に応じて必要とするポンプの吐出量を得ることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、いわゆる可変容量型ベーンポンプに適用したものであって、ポンプボディに軸支された駆動軸と、前記ポンプボディ内に回転自在に収容されて、前記駆動軸によって回転駆動されるロータと、該ロータの外周部に形成された複数のスロット内にそれぞれ放射方向へ出没自在に設けられた複数のベーンと、前記ポンプボディ内に揺動自在に収容配置され、内周側に前記ロータとベーンと共に複数のポンプ室を形成するカムリングと、該カムリングの軸方向両側に設けられた第１部材及び第２部材と、前記第１部材または第２部材の少なくとも一方側に設けられ、前記各ポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポート及び前記各ポンプ室の容積が減少する領域に開口する吐出ポートと、前記カムリングの外周側に隔成され、前記カムリングの偏心量を制御する第１流体圧室及び第２流体圧室と、前記吐出通路に設けられた絞り部と、前記第１流体圧室又は第２流体圧室の圧力を制御する制御弁と、を備え、前記制御弁は、前記絞り部の上流側の圧力流体が導入される高圧室と、前記絞り部の下流側の圧力流体が導入される中圧室と、前記吸入通路に連通する低圧室と、前記高圧室と前記中圧室の差圧に応動して前記第１流体圧室又は第２流体圧室の圧力を制御する制御弁体と、該制御弁体を前記中圧室側から前記高圧室側に付勢する付勢部材と、を有し、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力に応じて前記高圧室側から前記中圧室又は前記低圧室に導入する圧力流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路を設けたことを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、前記高圧室と前記中圧室の差圧が所定以上になると、前記制御弁体が摺動してポンプの吐出量が減少する方向へ前記カムリングを揺動制御するが、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力が低い場合には、前記調圧通路を通流する圧力流体の流量が減少し、前記高圧室内の圧力がほとんど減圧されないため、前記制御弁の制御量がポンプ吐出量の減少方向に維持される。
【００１３】
一方、前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力が高くなるにつれて、前記調圧通路を通流する圧力流体の流量は増大し、前記高圧室内の流体圧が減圧されることから、前記高圧室と前記中圧室の差圧が減少する。これにより、前記制御弁体が付勢部材の付勢力により前記高圧室側に戻されることから、前記制御弁の制御量が縮小し、ポンプの吐出量はさらに増大する。この結果、前記高圧室内の流体の温度又は圧力の高さに比例してポンプ吐出量を増大させることができる。
【００１４】
したがって、従来のような電子制御機器などの複雑な制御機構を用いることなく、圧力流体の温度又は圧力に応じてポンプの吐出量を可変にすることができ、ポンプの負荷に応じた吐出量が得られる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、前記調圧通路を、流路径よりも大きい流路長さを有するチョークによって構成したことを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、前記調圧通路は、流体の粘性抵抗によって温度が低い場合には流路抵抗が増大し、温度が高い場合には流路抵抗が減少するため、前記調圧通路を通流する流体の温度に応じた流量を得ることができる。これにより、前記請求項１又は２に記載された各発明の作用効果がより効果的に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係るポンプ装置を、車両の無段変速機に用いられる可変容量型ベーンポンプにそれぞれ適用した各実施の形態を図面に基づいて詳述する。
【００１８】
すなわち、この可変容量型ベーンポンプは、図５に示すように、フロントボディ２と第１部材であるリアボディ３とを突き合わせてなるポンプボディ１と、該ポンプボディ１の内部に形成された収容空間４の内面に嵌着されたアダプタリング５と、該アダプタリング５のほぼ楕円形の内側空間内に図１中左右方向へ揺動可能なカムリング７と、該カムリング７の内周側に回転自在に配置され、前記ポンプボディ１内に挿通された駆動軸８に連結されたロータ９とを備えている。
【００１９】
前記アダプタリング５は、図１及び図３に示すように、内周面５ａの下部に形成された円弧状の支持溝に前記カムリング７の位置を保持する位置保持ピン６が設けられていると共に、内周面５ａの前記位置保持ピン６の図中左側近傍、つまり後述する第１流体圧室１１側に前記カムリング７の揺動支点となる所定面積を有する支持面１０が形成されている。
【００２０】
なお、前記位置保持ピン６は、カムリング７の揺動支点ではなく、カムリング７の位置を保持しつつアダプタリング５に対するカムリング７の回り止めとしての機能を有している。
【００２１】
前記カムリング７は、ほぼ円環状に形成され、このロータ９に対して偏心した状態で前記収容空間４内に配置されていると共に、前記位置保持ピン６とこれとほぼ対向した位置にあるシール部材１３を介してアダプタリング５との間に第１流体圧力室１１と第２流体圧力室１２を隔成している。また、カムリング７は、前記アダプタリング５の支持面１０の所定位置を揺動中心として第１流体圧室１１側あるいは第２流体圧室１２側へ揺動自在になっている。
【００２２】
前記カムリング７とロータ９は、軸方向の両端面が前記リアボディ３と前記収容空間４の底部側に配置された第２部材である円盤状のプレッシャプレート１４によって挟持状態に配置されている。
【００２３】
前記ロータ９は、図外のエンジンによって前記駆動軸８が回転駆動されると図中の矢印方向（反時計方向）に回転するようになっていると共に、外周部には、円周方向の等間隔位置に放射方向に沿ったスロット１５が複数形成されている。この各スロット１５内には、ベーン１６がそれぞれ前記カムリング７の内周面方向へ放射状に出没自在に保持されている。また、前記各スロット１５の内周側端部に、ほぼ円形状の背圧室１７が連続一体に設けられている。
【００２４】
また、前記カムリング７とロータ９との間に形成される空間内に、隣接する二枚のベーン１６によってポンプ室１８が形成されており、前記カムリング７を前記支持面１０の揺動支点を中心として揺動させることによってこのポンプ室１８の容積を増減させるようになっている。
【００２５】
前記第２流体圧室１２には、ボルト状のスプリングリテーナ１９に一端が弾持されたスプリング２０が配置されており、このスプリング２０は、前記カムリング７を常時前記第１流体圧室１１側に付勢、つまり、ポンプ室１８の容積が最大になる方向に付勢している。
【００２６】
また、前記ロータ９の回転に伴って前記各ポンプ室１８の容積が漸次拡大する吸入領域における前記リアボディ３のロータ９側の内側面には、円弧状の吸入ポート２１が形成されている。この吸入ポート２１は、吸入通路２２を介してリザーバタンクから吸い込んだ作動流体を前記各ポンプ室１８内に供給するようになっている。
【００２７】
一方、前記ロータ９の回転に伴って、前記各ポンプ室１８の容積が漸次縮小していく吐出領域における前記プレッシャプレート１４の内側面には、円弧状の吐出ポート２３とこれに連通する吐出孔２４が形成されており、ポンプ室１８から吐出された圧力流体が、前記吐出ポート２３及び吐出孔２４を介してフロントボディ２の底部に形成された吐出側圧力室２５に導入される。この吐出側圧力室２５に導入された圧力流体は、ポンプボディ１に形成された吐出通路２６から図外の配管を介して無段変速機に送られるようになっている。
【００２８】
そして、前記アダプタリング５の支持面１０は、第２流体圧室１２側から位置保持ピン６までの所定面積に形成されていると共に、図１に示すように、前記吸入ポート２１の終端２１ａと吐出ポート２３の始端２３ａとの中間点と前記駆動軸８の回転中心Ｐを結ぶ基準線Ｘに対して徐々に離間するように、第１流体圧室１１側へ下り傾斜状に形成されている。
【００２９】
また、フロントボディ２の上端内部には、前記駆動軸８と直交する方向に向いた制御弁３０が設けられている。この制御弁３０は、図１〜図４に示すように、前記フロントボディ２内に形成された弁孔３１内に摺動自在に収容された制御弁体であるスプール弁３２と、該スプール弁３２を図中の左方向に付勢して弁孔３１のプラグ３３に当接させる付勢部材であるバルブスプリング３４と、前記プラグ２３とスプール弁２２の先端部との間に形成されて、前記吐出通路２６に設けられた絞り部であるメータリングオリフィス２７の上流側の作動流体圧、つまり吐出ポート２３内の圧力流体が導入される高圧室２５と、を備えている。
【００３０】
一方、前記メータリングオリフィス２７の下流側の流体圧は、前記バルブスプリング３４が収容された中圧室３６に供給され、この中圧室３６と高圧室３５の両圧力差が所定以上になるとスプール弁３２がバルブスプリング３４のばね圧に抗して図中右方向に移動する。
【００３１】
前記第１流体圧室１１は、図３に示すように、前記スプール弁３２が左に位置するときは連通路２８を介して弁孔３１の低圧室３７に接続されており、この低圧室３７内には、フロントボディ２内に前記吸入通路２２から分岐して形成された図外の低圧通路を介して吸入通路２２からの低圧が導入されるようになっている。また、前記差圧によってスプール弁３２が右側に摺動した場合は、図１に示すように、低圧室３７が漸次遮断され、高圧室３５と連通して高圧な圧力流体が導入されるようになっている。これによって、低圧室３７の圧力とメータリングオリフィス２７の上流側の圧力が選択的に供給されるようになっている。
【００３２】
一方、前記第２流体圧室１２は、リアボディ３のロータ９側の内側面に形成された吸入ポート２１における第２流体圧室１２側に偏寄した位置から径方向外側に延設された連通溝２９を介して前記吸入通路２２に連通され、常時吸入側の圧力（低圧）が導入されている。
【００３３】
また、前記スプール弁３２の内部に設けられたリリーフバルブ３８は、前記中圧室３６の圧力が所定以上に達したとき、つまり無段変速機の作動圧力が所定以上に達したときに、開放してこの圧力流体を逃がすようになっている。
【００３４】
そして、前記制御弁３０には、図１〜図４に示すように、前記弁孔３１の周壁における前記連通路２８とほぼ反対側の位置に、前記スプール弁３２が右側に摺動した際に前記高圧室３５と第１流体圧室１１とが連通すると同時又は僅かに遅れて高圧室３５と低圧室３７とを連通させる調圧通路４０が設けられている。
【００３５】
この調圧通路４０は、図２及び図４に示すように、前記弁孔３１の内周面における軸方向の所定の位置に形成された縦断面ほぼ矩形状の凹溝４１と、弁孔３１の周壁に対して外側から低圧室３７に向かって前記凹溝４１の図中の上端部右側をかすめるように斜方へ貫通形成され、該凹溝４１と低圧室３７とを連通する段差状の連通孔４２と、を備え、前記連通孔４２は外部との連通を遮断する円筒状の栓部材４３によって閉塞されている。
【００３６】
前記連通孔４２は、外側から前記凹溝４１と僅かに重複するように形成され、その重複する比較的小さい開口を有する接続部４４を介して該凹溝４１と連通する拡径部４２ａと、該拡径部４２ａの底部に極細に縮径して形成されると共に、流路径（内径）に比べて比較的長い流路長さに形成され、前記高圧室３５と凹溝４１の連通時において前記低圧室３７に連通するチョーク部４２ｂと、から構成されている。
【００３７】
また、前記メータリングオリフィス２７と高圧室３５との間には、第２絞り部である第２オリフィス３９が設けられており、高圧室３５内に導入される圧力流体の流体圧を圧力降下させて、該圧力流体の脈動の影響を低減する役割を果たしている。
【００３８】
以下に、本発明に係るポンプ装置の作用について、図１〜図４及び図６に基づいて説明する。
【００３９】
まず、エンジンの始動に伴い前記駆動軸８が回転すると、図３及び図４に示すように、カムリング７が最大偏心位置に変位した初期状態において、カムリング７内をロータ９が回転する。こうして、ロータ９が回転すると、カムリング７内でポンプ作動が行われ、前記吸入ポート２１から吸入された作動流体がベーン１６によって加圧されて、前記吐出ポート２３を介して吐出通路２６へと吐出される。そして、前記吐出通路２６に吐出された圧力流体は、メータリングオリフィス２７を通過して無段変速機に供給される一方、メータリングオリフィス２７の前後から前記制御弁３０の高圧室３５及び中圧室３６内にそれぞれ導入される。
【００４０】
このとき、メータリングオリフィス２７の前後にはポンプの吐出流量に応じた差圧が生じるが、この差圧が設定値に到達するまで前記制御弁３０のスプール弁３２はバルブスプリング３４によって高圧室３５側に押し付けられた状態が維持される。このため、前記第１流体圧室１１には、前記低圧通路及び低圧室３７を介して吸入通路２２からの低圧が導入され、カムリング７はスプリング２０のばね力によって最大偏心位置に保持されている。こうして、メータリングオリフィス２７の前後の差圧が設定値に到達するまでの間は、図６に示すように、無段変速機に供給される作動流体の吐出量はロータ９の回転速度の上昇にほぼ比例して増加する。
【００４１】
続いて、ロータ９の回転速度が上昇し、吐出流量の増加により、メータリングオリフィス２７の前後の差圧が設定値以上になると、図１及び図２に示すように、前記制御弁３０のスプール弁３２がその差圧に応じて図中右方向へ摺動し、第１流体圧室１１に連通する圧力室が低圧室３７から高圧室３５へと切り替わるため、スプール弁３２の摺動変位に応じた流体圧が連通路２８を介して第１流体圧室１１内に導入される。それと同時又は僅かに遅れて、前記高圧室３５が前記調圧通路４０に連通し、前記流体圧が該調圧通路４０内に流入する。
【００４２】
このとき、前記高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧が低い場合には、この圧力流体は、前記凹溝４１内に流入し、前記接続部４４を介して連通孔４２の拡径部４２ａ内に流入するが、流路が狭められた接続部４４によるオリフィス効果が作用して圧力降下が発生すると共に、前記拡径部４２ａから低圧室３７内に流入する際に、チョーク部４２ｂを通過することによってさらなる減圧作用がはたらく。しかも、前記圧力流体は低温であることから粘性が大きく、チョーク部４２ｂを通過する際に流体の粘性抵抗が大きく作用するため、該圧力流体の流動性がより低下する。さらに、高圧室３５内の圧力流体の流体圧が低圧の場合には、前記減圧作用及び粘性抵抗によって圧力流体の流動が相乗的に妨げられるため、該圧力流体の流動性がより一層低下する。これにより、前記高圧室３５と調圧通路４０とが連通しても、高圧室３５内の圧力流体は、前記低圧室３７内に流入しづらく、該低圧室３７及び低圧通路を介して吸入側にはほとんど還流されない。
【００４３】
すなわち、高圧室３５内の圧力流体が第１流体圧室１１内に導入されると、カムリング７はメータリングオリフィス２７の前後の差圧に応じた流体圧力によって第２流体圧室１２側へ押圧され、スプリング２０のばね力とバランスしつつアダプタリング５内を揺動するが、高圧室３５内の流体圧が減圧されないため、カムリング７が第２流体圧室１２側に保持される。したがって、無段変速機に供給される作動流体の吐出量は、図６の破線に示すように、ほぼ一定に維持される。
【００４４】
一方、無段変速機での負荷が増加し、前記高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧が高くなると、図１及び図２に示すように、この圧力流体は、前記圧力流体が低温の場合とは異なり、前記接続部４４及びチョーク部４２ｂにおいて流路断面積が縮小することによる減圧効果はある程度作用しても、圧力流体は温度の上昇に反比例して粘性が低下することから、該圧力流体の温度が高くなるにつれてチョーク部４２ｂを通過する際の流体の粘性抵抗が低下し、圧力流体の流動性が向上する。また、前記圧力流体は、その流体圧が高いほど粘性抵抗に抗してチョーク部４２ｂを通過することが可能となるため、流体圧に応じても該チョーク部４２ｂ内の流動性が向上する。これにより、前記高圧室３５と調圧通路４０とが連通すると、高圧室３５内の圧力流体は、流体の粘性抵抗の低下に起因して前記低圧室３７内に流入し易くなり、該低圧室３７及び低圧通路を介して吸入側へと還流される。
【００４５】
すなわち、高圧室３５内の圧力流体は、第１流体圧室１１内に導入されると、カムリング７はメータリングオリフィス２７の前後の差圧に応じて第２流体圧室１２側へ揺動しても、それと同時又は直後に高圧室３５内の流体圧が前記調圧通路４０を介して減圧され、また第２オリフィス３９によっても高圧室３５内に流入する圧力流体の流体圧が低減されることから、スプール弁３２がバルブスプリング３４のばね力によって押し戻されて図中左方向に摺動する。つまり、前記第１流体圧室１１への圧力流体の供給が遮断されることから、カムリング７はスプリング２０のばね力によって第２流体圧室１２側に戻されてしまい、再度カムリング７の偏心量が増大することによって高圧室３５内の流体圧が高められるため、図６の破線に示すように、ポンプの吐出流量がさらに増加する。
【００４６】
そして、前記制御弁３０は、ポンプの吐出流量が吸入側への還流流量よりも大きくなるまで、スプール弁３２が摺動を繰り返し、ポンプの吐出流量が吸入側への還流流量よりも大きくなると、スプール弁３２が図中右方向に保持され、第１流体圧室１１への圧力流体の導入が継続される。これにより、前記高圧室３５内の流体の温度及び流体圧とこれに起因するチョーク部４２ｂ通過の際の粘性抵抗との相関関係によってポンプの吐出流量が吸入側への還流流量を上回るようになると、カムリング７が第２流体圧室１２側へ保持されて、無段変速機に供給される作動流体の吐出量が、図６の破線に示すように、ほぼ一定に維持される。
【００４７】
このようにして、本発明の可変容量型ベーンポンプは、図６中にそれぞれ破線のグラフで示すように、前記高圧室３５内の流体の温度及び流体圧に応じてポンプ吐出量の定量化点、すなわち図中の破線グラフの折れ点、を可変にすることができるため、流体の温度や圧力に適したポンプの吐出流量が得られる。なお、図６の一点鎖線は、本願のような制御を行わない従来のポンプ装置の吐出流量特性を示しており、該従来のポンプ装置は、ポンプの吐出量不足を回避するために、最低限必要な吐出量（最大吐出量）に設定され、常時一定量の流体が吐出されていることから、流体の温度が低いほどその流量は過剰となり、エネルギの損失が生じている。
【００４８】
そして、この実施の形態によれば、流体の粘性を利用することによって、前記弁孔３１内に少量の加工を施すのみで、電子制御機器を付加することなく、無段変速機の負荷に感応し得る可変容量型ベーンポンプを得ることができる。
【００４９】
また、前記高圧室３５が第１流体圧室１１に連通すると同時又は僅かに遅れて調圧通路４０に連通させたことによって、前記制御弁３０の流量制御の開始タイミングが調圧通路４０の作用の影響を受けないことから、特にポンプの中高回転時においてポンプの吐出流量を確実に増大させることができ、該ポンプの固有吐出量の最大域における吐出流量が保証される。
【００５０】
さらに、メータリングオリフィス２７と高圧室３５の間に第２オリフィス３９を設けたことによって、高圧室３５内に導入される圧力流体の脈動の影響を低減することができ、前記制御弁３０の流量制御の精度が向上する。しかも、前記第２オリフィス３９の温度変化に対する流量特性変化量を、前記調圧通路４０の流量特性変化量と比べて小さく設定したことによって、温度変化に伴う圧力流体の吐出流量の変化を調整する際に、前記調圧通路４０の流量特性変化のみを考慮すればよく、該圧力流体の吐出流量の調整を容易に行うことができる。
【００５１】
図７は本発明の第２の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態のいわゆる低圧式の可変容量型ベーンポンプの構成に加えて、前記弁孔３１の収容空間４側の周壁に、前記第２流体圧室１２と前記中圧室３６とを連通する第２連通路４６を貫通形成したものである。
【００５２】
すなわち、前記第１、第２流体圧室１１，１２の双方にポンプの吐出圧（高圧）を導入させるいわゆる全圧式の可変容量型ベーンポンプであって、前記弁孔３１内におけるスプール弁３２の摺動に伴い高圧室３５と第１流体圧室１１の連通及び中圧室３６と第２流体圧室１２の連通がそれぞれ選択的に切り替わるようになっており、一方の流体圧室にポンプの吐出圧（メータリングオリフィス２７の前後の圧力）を導入させ、他方の流体圧室内の流体を前記低圧室３７及び低圧通路を介して吸入側へ還流させることによってカムリング７の揺動を制御している。このような形式のポンプにも、前記第１の実施の形態の調圧通路４０を適用することができる。
【００５３】
したがって、本実施の形態のような全圧式の可変容量型ベーンポンプに対して前記調圧通路４０を適用した場合には、前記第１の実施の形態と同様の作用効果に加えて、第２流体圧室１２側にもポンプの吐出圧が導入されているため、カムリング７が偏心方向に保持された状態において、意図しないカムリング７の偏心量の減少、つまりカムリング７の第２流体圧室１２方向への不用意な揺動を抑制することが可能になり、カムリング７を第１流体圧室１１方向へ確実に押圧することができる。
【００５４】
図８及び図９は本発明の第３の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第２の実施の形態と同様であり、異なるところは、前記アダプタリング５の内周面において、図８に示すように、前記位置保持ピン６及びシール部材１３とが前記第１の実施の形態の場合（図１及び図３）とほぼ左右対称に設けられていると共に、前記支持面１０が前記第１流体圧室１１側から前記位置保持ピン６までの所定面積に形成されて前記基準線Ｘに対して徐々に離間するような第２流体圧室１２側に下り傾斜状に形成されている。
【００５５】
また、前記第１流体圧室１１は、前記連通路２８が廃止されて前記制御弁３０には直接接続されず、図外の導入孔を介して前記吸入通路２２に連通され、常時吸入側の圧力（低圧）が導入されている。そして、第１流体圧室１１内に導入された吸入側の圧力に加え、アダプタリング５の支持面１０が第２流体圧室１２側へ下り傾斜しているため、カムリング７は、ポンプ室１８内の内圧によってスプリング２０のばね力に抗して第２流体圧室１２側へ揺動可能となっている。
【００５６】
これにより、前記スプール弁３２が左に位置する場合には前記第２連通路４６を介して中圧室３６に接続され、前記高圧室３５と中圧室３６の圧力差によってスプール弁３２が右側に摺動した場合には、図８に示すように、第２流体圧室１２と中圧室３６との連通が漸次遮断されて、前記低圧室３７と連通することにより圧力流体が吸入側へと還流される。こうして、メータリングオリフィス２７の下流側の圧力と低圧室３７の圧力とが選択的に供給されるようになっている。
【００５７】
そして、前記調圧通路４０は、図９に示すように、前記弁孔３１の内周面における軸方向の所定の位置に、該内周面に対して図中右斜め上方に向かって穿設されて極細径を有する前記第１の実施の形態とほぼ同じ形状のチョーク部４２ｂと、該チョーク部４２ｂの図中右側に重複して切欠形成されてチョーク部４２ｂの終端に連通すると共に、前記高圧室３５とチョーク部４２ｂの連通時において前記低圧室３７に連通する縦断面ほぼ矩形状の凹溝４７と、から構成されている。
【００５８】
以上の構成において、メータリングオリフィス２７の前後の差圧が設定値以上になると、図８及び図９に示すように、前記制御弁３０のスプール弁３２がその差圧に応じて図中右方向へ摺動して、前記第２連通路４６を介して第２流体圧室１２に連通する圧力室が中圧室３６から低圧室３７に切り替わり、該低圧室３７の流体圧が第２流体圧室１１内に導入される。それと同時又は僅かに遅れて、前記高圧室３５が前記調圧通路４０に連通して、高圧室３５内の流体圧が調圧通路４０内に流入する。
【００５９】
このとき、前記高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧が低い場合には、この圧力流体は、チョーク部４２ｂ内に流入しようとするが、前記第１の実施の形態と同様に、チョーク部４２ｂ内を通過する際にその粘性抵抗が大きく作用することから、吸入側にはほとんど還流されない。したがって、高圧室３５内の流体圧はほとんど減圧されず、第２流体圧室１２には継続して吸入側の圧力（低圧）が作用するため、カムリング７は、ポンプ室１８の内圧に押圧され、第２流体圧室１２内の流体圧及びスプリング２０のばね力に抗して第２流体圧室１２側に保持される。このため、無段変速機に供給される圧力流体の吐出流量はほぼ一定に維持され、ポンプの吐出量が比較的小さく保たれる。
【００６０】
一方、無段変速機の負荷が高く前記高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧が高い場合には、チョーク部４２ｂを通過する際の圧力流体の粘性抵抗が低下し、さらに流体圧にも比例して流動性が向上することから、高圧室３５内の流体圧は前記低圧室３７及び低圧通路を介して随時吸入側へと還流されて減圧されてしまうため、スプール弁３２は図中左方向に摺動し、第２流体圧室１２内には再び中圧室３６内の流体圧が導入される。したがって、カムリング７が第２流体圧室１２内の流体圧及びスプリング２０のばね力に押圧されて第１流体圧室１１側に戻されることから、再度高圧室３５内の流体圧が高められ、ポンプの吐出流量が前記還流流量を上回るようになると、スプール弁３２が図中右方向に保持されると共に、カムリング７が第２流体圧室１２側へ保持される。これにより、高圧室３５内の圧力流体の温度及び流体圧に応じて無段変速機に供給される圧力流体の吐出流量の定量化点が可変制御され、無段変速機に対する最適なポンプ吐出量が得られる。
【００６１】
したがって、この実施の形態によれば、前記調圧通路４０をいわゆる片油圧式の可変容量型ベーンポンプに適用しても前記第１の実施の形態における作用効果を奏することができるのは勿論のこと、前記弁孔３１内に細孔加工及び溝加工のみのより簡単な加工を施すだけで、流体の粘性を利用して圧力流体の温度及び流体圧に応じた流量を吐出する可変容量型ベーンポンプを得ることができる。
【００６２】
図１０は本発明の第４の実施の形態を示し、前記第３の実施の形態における調圧通路４０の構成を変更したものである。
【００６３】
すなわち、本実施の形態の調圧通路４０は、図１０に示すように、前記凹溝４７が廃止されて、前記チョーク部４２ｂと、前記高圧室３５とチョーク部４２ｂの連通時においてチョーク部４２ｂを中圧室３６に連通する縦断面Ｌ字形状に形成された接続通路４８と、から構成されている。
【００６４】
したがって、この実施の形態によれば、前記高圧室３５と中圧室３６の圧力差を直接的に調整することができると共に、高圧室３５と低圧室３７を連通する場合と比べて圧力差が小さいため、ポンプの吐出流量の調整作業が容易となり、該作業性の向上が図れる。
【００６５】
図１１は本発明の第５の実施の形態を示し、前記第３の実施の形態における調圧通路４０の構成を変更したものである。
【００６６】
すなわち、本実施の形態の調圧通路４０は、図１１に示すように、前記チョーク部４２ｂが廃止されて、前記凹溝４７と、前記高圧室３５と低圧室３７とを隔成する先端側の拡径外周部４９の低圧室３７側の端縁に切欠形成され、前記高圧室３５と凹溝４７の連通時において凹溝４７を低圧室３７に連通する円環状の切欠溝５０と、から構成されている。
【００６７】
前記切欠溝５０は、極めて浅い溝深さに形成されると共に、該溝深さよりも比較的大きい溝長さを有するいわゆるチョーク絞り状に形成されている。なお、前記切欠溝５０は、溝深さよりも比較的小さい溝長さを有するオリフィス状に形成してもよい。
【００６８】
したがって、この実施の形態によれば、前記スプール弁３２の拡径外周部４９及び弁孔３１の溝加工のみの簡単な加工を施すだけで調圧通路４０を形成することができる。しかも、前記切欠溝５０は円周切削により形成することから、前記チョーク部４２ｂのような極細孔を形成するよりも容易に加工することができると共に、加工精度も容易に確保することができる。
【００６９】
また、前記切欠溝５０は環状に形成されていることから、前記チョーク部４２ｂのような極細孔と比べて高いチョーク絞り効果を有し、さらにスプール弁３２を鉄系材料によって形成する一方、ポンプボディ１をスプール弁３２よりも線膨張係数の大きい例えばアルミニウム合金材料などで形成し、チョーク絞りを構成する両材質の熱膨張差を利用することによって、前記弁孔３１と切欠溝５０との間に形成される流路断面積を温度によって拡縮させることができるため、切欠溝５０におけるチョーク絞り効果をより一層高めることができる。
【００７０】
図１２は本発明の第６の実施の形態を示し、前記第３の実施の形態における調圧通路４０の構成を変更したものである。
【００７１】
すなわち、本実施の形態の調圧通路４０は、図１２に示すように、前記弁孔３１の内周面における軸方向の所定の位置に、該内周面に対して図中右斜め上方に向かって穿設され接続孔５１と、該接続孔５１の図中右側に重複するように弁孔３１の周壁の図中上端面に切欠形成され、接続孔５１の終端に連通する凹部５２と、該凹部５２の底部に貫通形成され、前記高圧室３５と接続孔５１の連通時において前記低圧室３７に連通する貫通孔５３と、前記凹部５２の上端開口部を閉塞する蓋部材５４と、前記凹部５２の側壁に取付固定され、前記接続孔５１の終端開口を閉塞する遮蔽板５５と、から構成されている。
【００７２】
前記遮蔽板５５は、内側（取付面側）と外側にそれぞれ異なる材質の板材を貼り合わせたバイメタルによって形成され、内側に外側の材料よりも相対的に線膨張係数の大きい材料が配置されている。すなわち、前記遮蔽板５５は、温度が低い場合には前記接続孔５１の終端開口を閉塞して接続孔５１と前記凹部５２の連通を遮断する一方、温度が上昇すると取付部を支点として外側へ反り返るように変形し、その変形量は温度に応じて可変する。そして、前記遮蔽板５５の折曲変形によって形成される遮蔽板５５と接続孔５１の終端開口との隙間が、流体の温度によって拡縮するオリフィスとして機能するようになっている。
【００７３】
したがって、この実施の形態によれば、圧力流体の温度に応じて開閉する遮蔽板５５により高圧室３５と低圧室３７の連通を可変制御したことによって、より油温変化に敏感な調圧通路４０を形成することができる。
【００７４】
前記各実施の形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
【００７５】
請求項（１） 前記調圧通路を、作動流体の温度が高いほど流路内径が拡径するオリフィスによって構成したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【００７６】
この発明によれば、前記調圧通路は作動流体の温度が高いほど流路断面積が拡大して流量が増大することから、前記調圧通路における作動流体の温度に応じた流量を得ることができる。
【００７７】
請求項（２） 前記オリフィスを前記ポンプボディに形成すると共に、該ポンプボディをアルミニウム合金によって形成したことを特徴とする請求項（１）に記載のポンプ装置。
【００７８】
この発明によれば、前記オリフィスが形成される前記ポンプボディを、比較的線膨張係数の大きいアルミニウム合金によって形成したことによって、作動流体の温度に応じて前記調圧通路の流路内径を可変制御することができる。
【００７９】
請求項（３） 前記オリフィスを、前記ポンプボディに形成すると共に、該ポンプボディを形成する材料よりも線膨張係数の大きい材料によって形成したことを特徴とする請求項（１）に記載のポンプ装置。
【００８０】
この発明によれば、前記オリフィスを、例えば樹脂材料など、前記ポンプボディよりも温度変化に伴う流路内径変化の大きい材料で形成したことによって、前記調圧通路の制御範囲を広く確保することができる。
【００８１】
請求項（４） 前記オリフィスをバイメタルによって形成したことを特徴とする請求項（３）に記載のポンプ装置。
【００８２】
この発明によれば、前記オリフィスをバイメタルによって形成したことによって、より油温変化に敏感な調圧通路を形成することができる。
【００８３】
請求項（５） 前記制御弁が前記ポンプ要素の吐出流量制御を開始するタイミングを、前記調圧通路によって前記高圧室と前記中圧室との連通が開始されるタイミングと同時又はより早く設定したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【００８４】
この発明によれば、前記制御弁の流量制御の開始タイミングが前記調圧通路の作用の影響を受けないことから、特にポンプの中高回転時において前記ポンプ要素の吐出量を確実に増大させることができ、該ポンプの固有吐出量の最大域における吐出流量が保証される。
【００８５】
請求項（６） 前記絞り部と前記高圧室の間に第２絞り部を設けたことを特徴とする請求項（５）に記載のポンプ装置。
【００８６】
この発明によれば、前記絞り部と前記高圧室の間に第２絞り部を設けたことによって、前記高圧室に導入される作動流体の脈動を低減することができ、前記制御弁の流量制御の精度が向上する。
【００８７】
請求項（７） 前記第２絞り部の温度変化に対する流量特性変化量を、前記調圧通路の流量特性変化量と比べて小さく設定したことを特徴とする請求項（６）に記載のポンプ装置。
【００８８】
この発明によれば、温度変化に伴う作動流体の吐出量変化を調整する際に、前記調圧通路の流量特性変化のみを考慮すればよく、前記作動流体の吐出量の調整を容易に行うことができる。
【００８９】
請求項（８） 前記調圧通路を、前記制御弁の外周部に形成した溝によって構成したことを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
【００９０】
この発明によれば、前記調圧通路を、前記制御弁の外周部に溝を形成するのみの簡単な加工によって容易に形成することができる。
【００９１】
本発明は、前記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、前記調圧通路４０を、流路径よりも比較的大きい流路長さ有するチョーク部４２ｂではなく、流路径よりも比較的小さい流路長さを有し、作動流体の温度が高いほど流路内径が拡径するオリフィスによって構成してもよい。この場合には、作動流体の温度が高いほど流路断面積が拡大して流量が増大することから、調圧通路４０における圧力流体の温度に応じた流量を得ることが可能となり、該流体の温度や圧力に適したポンプの吐出流量が得られる。
【００９２】
さらに、ポンプボディ１を比較的線膨張係数の大きいアルミニウム合金によって形成するほか、前記オリフィスを例えば樹脂材料などのポンプボディ１よりも温度変化に伴う流路内径変化の大きい材料で形成することにより、前記調圧通路４０の制御範囲をより広く確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係るポンプ装置の第１の実施の形態を示し、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】同ポンプ装置を示す図１の要部拡大図である。
【図３】同実施の形態のポンプ装置の作用を説明する図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】同実施の形態のポンプ装置の作用を説明する図３の部分拡大図である。
【図５】同ポンプ装置を示し、駆動軸の軸方向に沿う縦断面図である。
【図６】同ポンプ装置におけるポンプの回転数と吐出流量の関係を示すグラフである。
【図７】本発明に係るポンプ装置の第２の実施の形態を示し、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】本発明に係るポンプ装置の第３の実施の形態を示し、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】同ポンプ装置を示す図８の要部拡大図である。
【図１０】本発明に係るポンプ装置の第４の実施の形態の要部拡大図である。
【図１１】本発明に係るポンプ装置の第５の実施の形態の要部拡大図である。
【図１２】本発明に係るポンプ装置の第６の実施の形態の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００９４】
１…ポンプボディ
３…リアボディ（第１部材）
７…カムリング
９…ロータ
１１…第１流体圧室
１２…第２流体圧室
１４…プレッシャプレート
１５…スロット
１６…ベーン
１８…ポンプ室
２１…吸入ポート
２２…吸入通路
２３…吐出ポート
２６…吐出通路
２７…メータリングオリフィス（絞り部）
３０…制御弁
３２…スプール弁（制御弁体）
３４…バルブスプリング（付勢手段）
３５…高圧室
３６…中圧室
３７…低圧室
４０…調圧通路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプボディ内に収容されると共に、該ポンプボディに設けられた吸入通路及び吐出通路に連通して作動流体を吸入及び吐出するポンプ要素と、
前記吐出通路に設けられた絞り部と、
前記ポンプ要素からの吐出量を制御する制御弁と、を備え、
前記制御弁は、前記絞り部の上流側の圧力流体が導入される高圧室と、前記絞り部の下流側の圧力流体が導入される中圧室と、前記吸入通路に連通する低圧室と、前記高圧室と前記中圧室の差圧に応動して前記ポンプ要素の吐出量を制御する制御弁体と、該制御弁体を前記中圧室側から前記高圧室側に付勢する付勢部材と、を有し、
前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力に応じて前記高圧室側から前記中圧室又は前記低圧室に導入する圧力流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路を設けたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
ポンプボディに軸支された駆動軸と、
前記ポンプボディ内に回転自在に収容されて、前記駆動軸によって回転駆動されるロータと、
該ロータの外周部に形成された複数のスロット内にそれぞれ放射方向へ出没自在に設けられた複数のベーンと、
前記ポンプボディ内に揺動自在に収容配置され、内周側に前記ロータとベーンと共に複数のポンプ室を形成するカムリングと、
該カムリングの軸方向両側に設けられた第１部材及び第２部材と、
前記第１部材または第２部材の少なくとも一方側に設けられ、前記各ポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポート及び前記各ポンプ室の容積が減少する領域に開口する吐出ポートと、
前記カムリングの外周側に隔成され、前記カムリングの偏心量を制御する第１流体圧室及び第２流体圧室と、
前記吐出通路に設けられた絞り部と、
前記第１流体圧室又は第２流体圧室の圧力を制御する制御弁と、を備え、
前記制御弁は、前記絞り部の上流側の圧力流体が導入される高圧室と、前記絞り部の下流側の圧力流体が導入される中圧室と、前記吸入通路に連通する低圧室と、前記高圧室と前記中圧室の差圧に応動して前記第１流体圧室又は第２流体圧室の圧力を制御する制御弁体と、該制御弁体を前記中圧室側から前記高圧室側に付勢する付勢部材と、を有し、
前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力に応じて前記高圧室側から前記中圧室又は前記低圧室に導入する圧力流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路を設けたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
前記調圧通路を、流路径よりも大きい流路長さを有するチョークによって構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ装置。
【請求項１】
ポンプボディ内に収容されると共に、該ポンプボディに設けられた吸入通路及び吐出通路に連通して作動流体を吸入及び吐出するポンプ要素と、
前記吐出通路に設けられた絞り部と、
前記ポンプ要素からの吐出量を制御する制御弁と、を備え、
前記制御弁は、前記絞り部の上流側の圧力流体が導入される高圧室と、前記絞り部の下流側の圧力流体が導入される中圧室と、前記吸入通路に連通する低圧室と、前記高圧室と前記中圧室の差圧に応動して前記ポンプ要素の吐出量を制御する制御弁体と、該制御弁体を前記中圧室側から前記高圧室側に付勢する付勢部材と、を有し、
前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力に応じて前記高圧室側から前記中圧室又は前記低圧室に導入する圧力流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路を設けたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項２】
ポンプボディに軸支された駆動軸と、
前記ポンプボディ内に回転自在に収容されて、前記駆動軸によって回転駆動されるロータと、
該ロータの外周部に形成された複数のスロット内にそれぞれ放射方向へ出没自在に設けられた複数のベーンと、
前記ポンプボディ内に揺動自在に収容配置され、内周側に前記ロータとベーンと共に複数のポンプ室を形成するカムリングと、
該カムリングの軸方向両側に設けられた第１部材及び第２部材と、
前記第１部材または第２部材の少なくとも一方側に設けられ、前記各ポンプ室の容積が増大する領域に開口する吸入ポート及び前記各ポンプ室の容積が減少する領域に開口する吐出ポートと、
前記カムリングの外周側に隔成され、前記カムリングの偏心量を制御する第１流体圧室及び第２流体圧室と、
前記吐出通路に設けられた絞り部と、
前記第１流体圧室又は第２流体圧室の圧力を制御する制御弁と、を備え、
前記制御弁は、前記絞り部の上流側の圧力流体が導入される高圧室と、前記絞り部の下流側の圧力流体が導入される中圧室と、前記吸入通路に連通する低圧室と、前記高圧室と前記中圧室の差圧に応動して前記第１流体圧室又は第２流体圧室の圧力を制御する制御弁体と、該制御弁体を前記中圧室側から前記高圧室側に付勢する付勢部材と、を有し、
前記高圧室内の圧力流体の温度又は圧力に応じて前記高圧室側から前記中圧室又は前記低圧室に導入する圧力流体の流量を増減制御して、前記高圧室と前記中圧室の差圧を調整する調圧通路を設けたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項３】
前記調圧通路を、流路径よりも大きい流路長さを有するチョークによって構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−２５４２３（Ｐ２００８−２５４２３Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９７５１９（Ｐ２００６−１９７５１９）
【出願日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]