特許 6031310 可変容量型ベーンポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6031310

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月24日

(54)【発明の名称】可変容量型ベーンポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 14/00 20060101AFI20161114BHJP

   F04C 2/344 20060101ALI20161114BHJP

【ＦＩ】

   F04C14/00 D

   F04C2/344 331J

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-216349(P2012-216349)

(22)【出願日】2012年9月28日

(65)【公開番号】特開2014-70541(P2014-70541A)

(43)【公開日】2014年4月21日

【審査請求日】2015年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100137604

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 淳

(72)【発明者】

【氏名】赤塚 浩一朗

(72)【発明者】

【氏名】藤田 朋之

(72)【発明者】

【氏名】杉原 雅道

(72)【発明者】

【氏名】加藤 史恭

【審査官】 冨永 達朗

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４０９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４６８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０８７７７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ １４／００

Ｆ０４Ｃ ２／３４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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であって、
複数のベーンが往復動可能に設けられ、回転駆動されるロータと、
前記ロータを収容するとともに、前記ロータの回転に伴って内周のカム面に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、
隣り合うベーンの間に画成されるポンプ室から吐出される作動流体を前記流体圧機器に導くポンプ吐出通路と、
前記カムリングの外周の収容空間内に画成され、互いの圧力差によって前記ロータに対して前記カムリングを偏心させる第一流体圧室及び第二流体圧室と、
前記ポンプ吐出通路に介装された絞り部の前後圧力差に応じて作動し、前記第一流体圧室と前記第二流体圧室の圧力差を制御する制御バルブと、を備え、
前記絞り部は、
前記ポンプ吐出通路に介装され電流値に応じて開度を変える電磁絞り弁と、
前記ポンプ吐出通路に前記電磁絞り弁と並列に介装され通電時に開弁し、非通電時に閉弁する電磁開閉弁と、を備え、
前記電磁絞り弁及び前記電磁開閉弁の作動を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記電磁開閉弁を閉じて前記電磁絞り弁の開度を制御する小流量制御モードと、
前記電磁開閉弁を開いて前記電磁絞り弁の開度を制御する大流量制御モードと、を有することを特徴とする可変容量型ベーンポンプ。

【請求項2】

前記コントローラは、前記電磁開閉弁を開いた後に前記電磁絞り弁の開度を小さくすることによって前記小流量制御モードから前記大流量制御モードに切り換え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】

前記コントローラは、前記小流量制御モードで前記電磁絞り弁が全開になった場合には、前記電磁開閉弁を開いた後に前記電磁絞り弁を全閉にすることよって前記大流量制御モードに切り換えることを特徴とする請求項２に記載の可変容量型ベーンポンプ。

【請求項4】

前記電磁絞り弁は、通電時より非通電時にその開度を大きくするものとすることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の可変容量型ベーンポンプ。

【請求項5】

前記ポンプ吐出通路に前記電磁絞り弁及び前記電磁開閉弁と並列に介装されるオリフィスをさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の可変容量型ベーンポンプ。

【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】

車両に搭載される油圧機器、例えば、パワーステアリング装置や無段変速機等の油圧供給源として、可変容量型ベーンポンプが用いられている。

【0003】

特許文献１に開示された可変容量型ベーンポンプは、制御バルブを介して導かれる流体圧力によってカムリングが支持ピンを支点として揺動することで、吐出容量が変化し、ポンプ吐出圧が一定に保たれるようになっている。

【0004】

この可変容量型ベーンポンプは、ポンプ吐出通路に電磁絞り弁が介装され、電磁絞り弁の開度を変えることにより、ポンプ吐出通路から流体圧機器に送られる作動油の流量を制御するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−１５９３９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示された可変容量型ベーンポンプでは、単一の電磁絞り弁によって作動油の流量が制御されるため、電磁絞り弁に設けられるソレノイドが大型化し、システムの消費電力が大きいという問題点があった。

【0007】

また、特許文献１に開示された可変容量型ベーンポンプでは、電源失陥等が起きたフェール時に対処して、電磁絞り弁にノーマルオープンタイプのものが用いられている。ノーマルオープンタイプの電磁絞り弁は、ソレノイドの非通電時に全開し、ソレノイドに供給される電流値が高まるのに応じて開度が小さくなる。しかし、車両に搭載される油圧供給源においては、電磁絞り弁の開度をある程度小さくする作動状態が多くなるため、ソレノイドに通電される電流値によってシステムの消費電力が大きいという問題点があった。

【0008】

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、可変容量型ベーンポンプにおいて、作動流体の流量を制御するのに消費される電力を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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であって、複数のベーンが往復動可能に設けられ、回転駆動されるロータと、ロータを収容するとともに、ロータの回転に伴って内周のカム面にベーンの先端部が摺動し、ロータの中心に対して偏心可能なカムリングと、隣り合うベーンの間に画成されるポンプ室から吐出される作動流体を流体圧機器に導くポンプ吐出通路と、カムリングの外周の収容空間内に画成され、互いの圧力差によってロータに対してカムリングを偏心させる第一流体圧室及び第二流体圧室と、ポンプ吐出通路に介装された絞り部の前後圧力差に応じて作動し、第一流体圧室と第二流体圧室の圧力差を制御する制御バルブと、を備え、ポンプ吐出通路に介装され電流値に応じて開度を変える電磁絞り弁と、ポンプ吐出通路に電磁絞り弁と並列に介装され通電時に開弁し、非通電時に閉弁する電磁開閉弁と、電磁絞り弁及び電磁開閉弁の作動を制御するコントローラを備え、コントローラは、電磁開閉弁を閉じて電磁絞り弁の開度を制御する小流量制御モードと、電磁開閉弁を開いて電磁絞り弁の開度を制御する大流量制御モードと、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明では、ポンプ吐出通路に電磁絞り弁と電磁開閉弁が並列に介装されるため、ポンプ吐出通路に単一の電磁絞り弁が介装される構成に比べて、電磁絞り弁と電磁開閉弁のそれぞれに設けられる各ソレノイドの消費電力を小さくすることが可能となる。

【0011】

小流量制御モードが主として使用される流体圧供給源では、電磁開閉弁を閉じて電磁絞り弁のみを開弁させるため、作動流体の流量を制御するのに消費される電力を低減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る可変容量型ベーンポンプの構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係るロータの回転速度とポンプ吐出流量の関係を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係る電磁絞り弁及び電磁開閉弁の作動を示す図表である。

【図4】本発明の実施形態に係る電磁絞り弁及び電磁開閉弁の作動とポンプ吐出流量の関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0014】

まず、図１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。

【0015】

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）６０、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。

【0016】

以下、ベーンポンプ１００が作動油を供給する構成について説明する。なお、ベーンポンプ１００は、作動流体として、作動油（オイル）を用いるが、作動油の代わりに例えば水溶性代替液等の作動液を用いてもよい。

【0017】

ベーンポンプ１００は、駆動シャフト１にエンジン（図示省略）の動力が伝達され、駆動シャフト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は矢印で示すように反時計回りに回転する。

【0018】

ベーンポンプ１００は、作動油を加圧するポンプ機構として、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及びベーン３を収容するカムリング４とを備える。ロータ２の回転に伴ってカムリング４の内周に形成されたカム面４Ａにベーン３の先端部が摺動する。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。

【0019】

駆動シャフト１は、ポンプボディ（図示省略）とポンプカバー（図示省略）に軸受（図示省略）を介して回転自在に支持される。ポンプボディには、カムリング４を収容する収容空間が形成される。収容空間の底面には、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（図示省略）が配置される。収容空間の開口部は、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によって封止される。ポンプカバーとサイドプレートは、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。

【0020】

サイドプレートには、作動油をポンプ室７内に導く吸込ポート（図示省略）と、ポンプ室７内の作動油を取り出してベーンポンプ１００外部の油圧機器６０に導く吐出ポート（図示省略）と、が形成される。吸込ポートは、吸込通路１７を介してタンク９に連通される。吐出ポートは、ポンプ吐出通路１９を介して油圧機器６０に連通される。

【0021】

ベーンポンプ１００の作動時に、カムリング４の吸込領域では、カム面４Ａに摺接するベーン３がロータ２から突出してポンプ室７が拡張し、タンク９の作動油が吸込通路１７を通じて吸込ポートからポンプ室７に吸い込まれる。カムリング４の吐出領域では、カム面４Ａに摺接するベーン３がロータ２に押し込まれてポンプ室７が収縮し、ポンプ室７にて加圧された作動油が吐出ポートからポンプ吐出通路１９を通じて油圧機器６０に供給される。

【0022】

以下、ベーンポンプ１００の吐出容量（押しのけ容積）を変化させる構成について説明する。

【0023】

ベーンポンプ１００は、カムリング４を取り囲む環状のアダプタリング１１を備える。アダプタリング１１とカムリング４の間には、支持ピン１３が介装される。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。

【0024】

アダプタリング１１の溝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が介装される。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とが区画される。

【0025】

カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２とポンプ室７の圧力バランスによって、支持ピン１３について揺動する。カムリング４が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。カムリング４が図１にて右方向に揺動すると、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、カムリング４が図１にて左方向に揺動すると、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。

【0026】

ベーンポンプ１００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を備える。

【0027】

制御バルブ２１は、バルブ収容穴２９に摺動自在に挿入されるスプール２２と、スプール２２の一端とバルブ収容穴２９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内に収容されるリターンスプリング２６と、を備える。リターンスプリング２６は、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。

【0028】

スプール２２は、円柱状の部材であって、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との間に形成される環状溝２２Ｃとを備える。

【0029】

制御バルブ２１は、ポンプ吐出通路１９に介装された絞り部３９の前後圧力差によって動作するように構成されている。制御バルブ２１の第一スプール室２４には、絞り部３９よりも上流の作動油が第一導圧通路３７を介して導かれる。制御バルブ２１の第二スプール室２５には、絞り部３９よりも下流の作動油が第二導圧通路３８を介して導かれる。このようにポンプ吐出通路１９の作動油圧の一部は、絞り部３９を介さずに第一導圧通路３７を通じて直接第一スプール室２４へと導かれるとともに、絞り部３９及び第二導圧通路３８を通じて第二スプール室２５へと導かれる。

【0030】

また、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に連通するとともに吸込通路１７に連通するドレン通路３５とが接続する。

【0031】

制御バルブ２１のスプール２２は、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差による荷重と、リターンスプリング２６の付勢力とがバランスする位置に移動して停止する。スプール２２の停止位置によって、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に作動油が給排される。

【0032】

以下、第一流体圧室３１及び第二流体圧室３２に導かれる作動油の圧力差を制御する制御バルブ２１の作動について説明する。

【0033】

作動油がポンプ吐出通路１９を通過する際、ポンプ吐出通路１９に介装された絞り部３９の前後には圧力差が生じる。絞り部３９よりも上流の作動油の圧力は第一導圧通路３７を介して制御バルブ２１の第一スプール室２４に導かれ、絞り部３９よりも下流の作動油の圧力は第二導圧通路３８を介して制御バルブ２１の第二スプール室２５に導かれる。制御バルブ２１のスプール２２は、第一スプール室２４と第二スプール室２５に導かれる作動油の圧力差による荷重と、リターンスプリング２６の付勢力とがバランスした位置に移動する。

【0034】

ポンプ始動時等、ロータ２の回転速度が低い場合には、絞り部３９の前後圧力差は小さい。そのため第二スプール室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くなり、スプール２２はリターンスプリング２６の付勢力によって移動し、スプール２２の先端がバルブ収容穴２９の底部に当接した状態となる。

【0035】

この場合には、第一流体圧室３１は、スプール２２の第一ランド部２２Ａによってポンプ吐出通路１９との連通が遮断され、第一ランド部２２Ａに形成された連通路２２Ｄを介してドレン通路３５に連通する。第二流体圧室３２は、スプール２２の第二ランド部２２Ｂによってドレン通路３５との連通が遮断される。第一流体圧室３１の作動油は連通路２２Ｄ及び環状溝２２Ｃを介してドレン通路３５へと排出され、第二流体圧室３２には絞り通路３６を通じてポンプ吐出通路１９の作動油圧が導かれるので、カムリング４は第二流体圧室３２内の作動油の圧力によってその外周面がアダプタリング１１の内周面の膨出部１１Ｂに当接して、ロータ２に対する偏心量が最大となる位置に保持される。

【0036】

このようにしてカムリング４のロータ２に対する偏心量が最大となる状態では、ベーンポンプ１００は最大吐出容量で作動油を吐出し、ベーンポンプ１００から吐出される作動油の流量Ｑはロータ２の回転速度Ｎに略比例したものとなる（図２のＡ−Ｄ間の特性、参照）。これにより、ロータ２の回転速度Ｎが低い場合でも、油圧機器６０に対して十分な流量Ｑの作動油を供給することができる。

【0037】

ロータ２の回転速度Ｎが高まり、絞り部３９の前後圧力差が大きくなるのに伴って、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くなると、スプール２２はリターンスプリング２６の付勢力に抗して図１にて右方向に移動する。

【0038】

この場合には、第一流体圧室３１は第一流体圧通路３３、第一スプール室２４、及び第一導圧通路３７を介してポンプ吐出通路１９に連通する。第二流体圧室３２は、第二流体圧通路３４及び環状溝２２Ｃを介してドレン通路３５に連通する。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２２Ｅを介して行われ、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。

【0039】

上記のように第一流体圧室３１がポンプ吐出通路１９に連通し、第二流体圧室３２がドレン通路３５に連通すると、第一流体圧室３１にはポンプ吐出通路１９の作動油が供給され、第二流体圧室３２の作動油はドレン通路３５へと排出される。これにより、カムリング４は、第一流体圧室３１と第二流体圧室３２との圧力差に応じて、ロータ２に対する偏心量が小さくなる方向（図１において右方向）へと移動する。ロータ２に対するカムリング４の偏心量が小さくなっていくと、カムリング４の外周面がアダプタリング１１の内周面の膨出部１１Ｃに当接して、カムリング４の移動が規制される。これによりロータ２に対するカムリング４の偏心量が最低となり、ポンプ室７は最低吐出容量となる。

【0040】

このようにして制御バルブ２１がポンプ吐出通路１９の絞り部３９の前後圧力差に応じて作動することにより、ロータ２の回転速度Ｎが高まってもベーンポンプ１００の吐出容量が略一定に調整される（図２のＢ−Ｆ、Ｃ−Ｇ、Ｄ−Ｅ間の特性、参照）。これにより、車両の走行時に油圧機器６０に対して供給される作動油の圧力が適度に調節される。

【0041】

ベーンポンプ１００は、車両側のコントローラ（図示省略）から送信される流量指令信号に基づいて作動油の吐出流量Ｑを調整する吐出流量調整システムを備える。以下、吐出流量調整システムの構成について説明する。

【0042】

ポンプ吐出通路１９は、その途中に互いに並列に延びる３本の分岐通路１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが設けられ、分岐通路１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃが合流した合流部１９Ｄの下流側が油圧機器６０に連通するとともに、第二導圧通路３８を通じて制御バルブ２１の第二スプール室２５に連通する。

【0043】

分岐通路１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃには、オリフィス４０、電磁絞り弁４１、電磁開閉弁４２がそれぞれ介装される。オリフィス４０、電磁絞り弁４１、電磁開閉弁４２が作動油の流れに付与する流路抵抗の合計値によってポンプ吐出通路１９を流れる作動油の流量Ｑが調整される。前述した絞り部３９は、オリフィス４０、電磁絞り弁４１、電磁開閉弁４２によって構成される。

【0044】

オリフィス４０は、所定の開口面積を有する固定絞りである。オリフィス４０の開口面積を調節することにより、ベーンポンプ１００小流量特性（図２のＡ−Ｂ−Ｆの特性、参照）が任意に設定される。

【0045】

電磁絞り弁４１は、非通電時に開弁するノーマルオープンタイプの比例流量制御弁が用いられる。電磁絞り弁４１は、図示しないが、収容穴に摺動自在に挿入された弁体と、弁体に対峙して分岐通路１９Ｂを画成するシート部と、弁体をシート部から離れる開弁方向に付勢するスプリングと、スプリングに抗して弁体をシート部に近づける閉方向に駆動するリニアソレノイドと、を備える。リニアソレノイドは、コントローラ５０によってコイルを流れる電流値が制御され、コイルに生じる磁界によって電流値に応じたストロークで弁体を移動し、弁体によるシート部の開口面積を調整する。

【0046】

電磁開閉弁４２は、非通電時に閉弁するノーマルクローズタイプのものが用いられる。電磁開閉弁４２は、図示しないが、収容穴に摺動自在に挿入された弁体と、分岐通路１９Ｃを画成するポート部と、弁体をポート部を閉塞する閉弁方向に付勢するスプリングと、スプリングに抗して弁体を開弁方向に駆動するオンオフソレノイドと、を備える。オンオフソレノイドは、コントローラ５０によってコイルを流れる励磁電流が断続（ＯＮ、ＯＦＦ）され、非通電時に閉弁し、通電時に開弁する。

【0047】

電磁絞り弁４１及び電磁開閉弁４２は、ベーンポンプ１００のポンプボディ（図示省略）に介装される。電磁絞り弁４１及び電磁開閉弁４２の介装スペースが２カ所に分けられるため、単一の電磁絞り弁をポンプボディに介装する構成に比べて、ベーンポンプ１００の外形を小さくすることが可能になる。さらに、電磁絞り弁４１及び電磁開閉弁４２のそれぞれに設けられる各ソレノイドの大きさに対する自由度が高まり、各ソレノイドの消費電力を小さくすることが可能になる。

【0048】

図２は、ロータ２の回転速度Ｎとベーンポンプ１００から吐出される作動油の流量Ｑの関係を示す特性図である。

【0049】

電磁開閉弁４２を開き、電磁絞り弁４１が全開した状態（絞り部３９の最大開き状態）では、図２のＡ−Ｄ−Ｅの最大流量特性が得られる。

【0050】

図２のＡ−Ｄ間では、図１に示すように、カムリング４がロータ２に対する偏心量が最大となる位置に保持され、ベーンポンプ１００から吐出される作動油の流量Ｑはロータ２の回転速度Ｎに略比例したものとなる。

【0051】

図２のＤ−Ｅ間では、前述したように、ロータ２の回転速度Ｎが高まっても、制御バルブ２１が全開状態にある絞り部３９の前後圧力差に応じて作動することにより、カムリング４がロータ２に対する偏心量が小さくなる方向へと移動し、ベーンポンプ１００の吐出流量Ｑが略一定に調整される。

【0052】

コントローラ５０が以下のように電磁開閉弁４２の開閉と電磁絞り弁４１の開度とを連携して制御することにより、ベーンポンプ１００の吐出流量Ｑが上記のＡ−Ｄ−Ｅの最大流量特性の範囲内で調整される。

【0053】

コントローラ５０は、小流量制御モード、大流量制御モードを有する。コントローラ５０は、受信する流量指令信号に基づいていずれかの制御モードに切り換え、電磁開閉弁４２の開閉と電磁絞り弁４１の開度を制御する。以下、各制御モードにおける電磁開閉弁４２の及び電磁絞り弁４１の作動について説明する。

【0054】

小流量制御モードにおける最小流量制御時では、コントローラ５０が電磁開閉弁４２をＯＦＦ（非通電状態）にして閉じるとともに、電磁絞り弁４１をＯＮ（通電状態）にして全閉にすることにより、ベーンポンプ１００の吐出流量Ｑが最小となる（図３参照）。

【0055】

最小流量制御時では、電磁開閉弁４２及び電磁絞り弁４１が共に全閉しているので、オリフィス４０の前後圧力差に応じて制御バルブ２１が作動し、図２のＡ−Ｂ−Ｆの小流量特性が得られる。カムリング４がロータ２に対して最大に偏心した領域では、ベーンポンプ１００の吐出流量Ｑがロータ２の回転速度Ｎの上昇に伴って大きくなる。これにより、Ａ−Ｂ間の流量特性が得られる。ロータ２の回転速度Ｎがさらに上昇すると、カムリング４が図１において右方向へと移動し、ベーンポンプ１００の吐出流量Ｑが所定値に調整される。これにより、Ｂ−Ｆ間の流量特性が得られる。

【0056】

このように最小流量制御時では、Ｂ−Ｆ間の小流量特性がオリフィス４０の絞り流路面積によって決まる。このため、ベーンポンプ１００の吐出流量Ｑは、電磁絞り弁４１の開口面積や電磁開閉弁４２の開口面積に影響されることがなく、精度よく調整される。

【0057】

小流量制御モードでは、コントローラ５０が電磁開閉弁４２をＯＦＦ（非通電状態）にして閉じるとともに、受信する流量指令信号に基づいて電磁絞り弁４１に送る電流値を１〜０Ａ（アンペア）の間で変えて電磁絞り弁４１の開度を０〜１００％の間で制御する（図３参照）。

【0058】

小流量制御モードでは、電磁開閉弁４２が全閉しているので、オリフィス４０及び電磁絞り弁４１の前後圧力差に応じて制御バルブ２１が作動し、図２のＡ−Ｂ−Ｆの小流量特性とＡ−Ｃ−Ｇの中流量特性の間で任意の流量特性が得られる。ロータ２の回転速度Ｎが十分に上昇した状態では、電磁絞り弁４１の開度が大きくなるのに伴って吐出流量Ｑが大きくなる。

【0059】

車両に搭載される電源等に失陥が起きたフェール時には、コントローラ５０による電磁絞り弁４１及び電磁開閉弁４２の通電が停止する。このため、ノーマルクローズタイプの電磁開閉弁４２がＯＦＦになって閉じるとともに、ノーマルオープンタイプの電磁絞り弁４１がＯＦＦになって全開になり（図３参照）、図２のＡ−Ｃ−Ｇの中流量特性が得られる。これにより、コントローラ５０の作動が停止したフェール時にも、十分な吐出流量Ｑが確保され、油圧機器６０の作動が維持される。

【0060】

大流量制御モードでは、コントローラ５０が電磁開閉弁４２をＯＮにして開くとともに、受信する流量指令信号に基づいて電磁絞り弁４１に送る電流値を１〜０Ａ（アンペア）の間で変えて電磁絞り弁４１の開度を０〜１００％の間で制御する（図３参照）。

【0061】

大流量制御モードでは、電磁開閉弁４２が全開しているので、オリフィス４０と電磁開閉弁４２及び電磁絞り弁４１の前後圧力差に応じて制御バルブ２１が作動し、図２のＡ−Ｃ−Ｇの中流量特性とＡ−Ｄ−Ｅの大流量特性との間で任意の流量特性が得られる。ロータ２の回転速度Ｎが十分に上昇した状態では、電磁絞り弁４１の開度が大きくなるのに伴って吐出流量Ｑが大きくなる。

【0062】

コントローラ５０は、小流量制御モードで電磁絞り弁４１が全開になった場合には、電磁開閉弁４２をＯＦＦからＯＮにして開弁させ後に、電磁絞り弁４１を全閉にすることよって大流量制御モードに切り換える。

【0063】

図３は、上記の各制御モードにおける電磁開閉弁４２及び電磁絞り弁４１の作動を示す表である。この表に示すように、小流量制御モードから大流量制御モードに切り換える際に、電磁絞り弁４１に送る電流値を０Ａとして電磁絞り弁４１が全開になるのと同時に、電磁開閉弁４２がＯＮとなって全開になる状態が設けられる。

【0064】

図４は、電磁開閉弁４２及び電磁絞り弁４１の作動に応じて吐出流量Ｑが変化する特性を示している。

【0065】

小流量制御モードにて、電磁開閉弁４２が全開し、電磁絞り弁４１がこれに送られる電流値が１Ａから０Ａへと低くなって開弁するときに、電磁絞り弁４１の開度に応じて吐出流量Ｑが次第に高まる。

【0066】

大流量制御モードにて、電磁開閉弁４２が全開し、電磁絞り弁４１がこれに送られる電流値が１Ａから０Ａへと低くなって開弁するときに、電磁絞り弁４１の開度に応じて吐出流量Ｑが次第に高まる。

【0067】

このように、電磁開閉弁４２及び電磁絞り弁４１が互いに連携して開閉作動することにより、吐出流量Ｑが広い範囲で調整される。

【0068】

小流量制御モードから大流量制御モードに切り換える際に、電磁絞り弁４１が全開から全閉に切り換えられるが、電磁絞り弁４１が全閉作動する前に電磁開閉弁４２が開かれるため、ポンプ吐出通路１９が一時的に閉塞されることが回避され、油圧機器６０に対する作動油の供給が維持される。

【0069】

小流量制御モードから大流量制御モードに切り換える際に、電磁絞り弁４１が全開から全閉に切り換えられる過程で、電磁絞り弁４１が全開している状態で電磁開閉弁４２が開かれるため、図４に示すように吐出流量Ｑが一時的に上昇する。車両に搭載されるパワーステアリング装置や無段変速機等の油圧機器６０は、供給される作動油の流量Ｑが低下すると、作動性が損なわれる可能性があるが、図４に示すように流量Ｑが一時的に高まっても、作動性が損なわれない。

【0070】

なお、上述した構成に限らず、小流量制御モードから大流量制御モードに切り換える際に、電磁絞り弁４１が全開から全閉に切り換えられる過程で、電磁絞り弁４１の開度が例えば５０％程度の半開状態で電磁開閉弁４２が開かれるように制御してもよい。これにより、制御モードの切り換え時に、絞り部３９の流路断面積が変化することを抑えられ、吐出流量Ｑが一時的に上昇することを抑えられる。

【0071】

以上の本実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0072】

〔１〕ベーンポンプ１００では、ポンプ吐出通路１９に電磁絞り弁４１と電磁開閉弁４２が並列に介装されるため、ポンプ吐出通路１９に単一の電磁絞り弁が介装される構成（特許文献１参照）に比べて、電磁絞り弁４１と電磁開閉弁４２のそれぞれに設けられる各ソレノイドの消費電力を小さくすることが可能となる。

【0073】

そして、コントローラ５０が電磁開閉弁４２を閉じて電磁絞り弁４１の開度を制御する小流量制御モードと、電磁開閉弁４２を開いて電磁絞り弁４１の開度を制御する大流量制御モードと、を有するので、車両に搭載される流体圧供給源において車両の通常走行時に主として使用される小流量制御モードでは、電磁開閉弁４２を閉じて電磁絞り弁４１のみを開弁させるため、ベーンポンプ１００の消費電力を低減することが可能となる。

【0074】

〔２〕コントローラ５０が電磁開閉弁４２を開いた後に電磁絞り弁４１の開度を小さくすることによって小流量制御モードから大流量制御モードに切り換えるので、この制御モードの切り換え時に吐出流量Ｑが一時的に低下することを回避できる。

【0075】

〔３〕コントローラ５０が小流量制御モードで電磁絞り弁４１が全開になった場合には、電磁開閉弁４２を開いた後に電磁絞り弁４１を全閉にすることよって大流量制御モードに切り換えるので、電磁絞り弁４１のストロークを無駄なく利用して吐出流量Ｑを広い範囲で調整することができる。

【0076】

〔４〕ベーンポンプ１００では、電磁絞り弁４１を通電時より非通電時にその開度を大きくするノーマルオープンタイプのものとし、電磁開閉弁４２を通電時に開弁し、非通電時に閉弁するノーマルクローズタイプのものとすることで、電源失陥等が起きたフェール時には、電磁開閉弁４２がＯＦＦになって閉じるとともに、電磁絞り弁４１がＯＦＦになって全開になり、十分な吐出流量Ｑが確保され、車両に搭載される油圧機器６０の作動が維持される。また、車両の通常走行時に主として使用される小流量制御モードでは、電磁開閉弁４２がＯＦＦになるため、ベーンポンプ１００の消費電力を低減することが可能となる。

【0077】

〔５〕ベーンポンプ１００では、ポンプ吐出通路１９に電磁絞り弁４１及び電磁開閉弁４２と並列に介装されるオリフィス４０をさらに備えるので、電磁絞り弁４１と電磁開閉弁４２が共に閉じる最小流量制御時にて、絞り部３９の絞り流路面積が電磁絞り弁４１の開口面積や電磁開閉弁４２の開口面積に影響されることがなく、オリフィス４０の流路面積で決まるため、低流領域での吐出流量Ｑが精度よく調整される。

【0078】

本発明は上記の実施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。

【0079】

例えば、第一流体圧室３１にポンプ室７に吸い込まれる作動油の吸込圧力が常に導かれ、制御バルブ２１がポンプ室７から第二流体圧室３２に導かれる流体圧力を制御し、制御バルブ２１を介して第二流体圧室３２に導かれる流体圧力が低下する作動時にカム面４Ａに作用するポンプ室７の圧力によってカムリング４が吐出容量が減少する方向（図１において右方向）に揺動する一方、制御バルブ２１を介して第二流体圧室３２に導かれる流体圧力が上昇する作動時にカムリング４が吐出容量が増大する方向（図１において左方向）に揺動する構成としてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明の可変容量型ベーンポンプは、車両に搭載される例えばパワーステアリング装置や無段変速機等の油圧供給源に利用できるとともに、他の機械、設備の流体圧供給源にも利用できる。

【符号の説明】

【0081】

２ ロータ
３ ベーン
４ カムリング
４Ａ カム面
７ ポンプ室
１９ ポンプ吐出通路
２１ 制御バルブ
３１ 第一流体圧室
３２ 第二流体圧室
４０ オリフィス
４１ 電磁絞り弁
４２ 電磁開閉弁
５０ コントローラ
６０ 油圧機器（流体圧機器）
１００ 可変容量型ベーンポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】