專利名稱：變量泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變量泵，用作諸如用于車輛的動力轉(zhuǎn)向泵的壓力流體應(yīng)用裝置的壓力供給源。
背景技術(shù)：
葉片型變量泵一般包括在其內(nèi)圓周上具有凸輪表面的葉片泵定子，在葉片泵定子之內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、多個可縮回地插入轉(zhuǎn)子外圓周上圓周方向以規(guī)則的間隔形成的狹槽內(nèi)的葉片、以及從兩側(cè)承載葉片泵定子和轉(zhuǎn)子的兩個板件(或板狀泵體)。每個葉片隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動相對葉片泵定子滑動，而增大或減小兩個相鄰葉片之間形成的泵室的容積，從而吸入或排出油。
在這種葉片泵中，提供了背壓進(jìn)入孔，且每個狹槽的內(nèi)圓周端部擴(kuò)大，從而每個葉片向轉(zhuǎn)子的狹槽之外被推動，并與葉片泵定子的內(nèi)圓周凸輪表面可靠地接觸，而在與轉(zhuǎn)子相接觸的板件的表面上形成與背壓進(jìn)入孔相對的環(huán)形溝槽。從泵排出的油液通過這個溝槽引入背壓進(jìn)入孔中。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的葉片泵將泵的排出壓力施加到葉片的底端部(內(nèi)側(cè)的端部)，以便葉片被推出，并可靠地與定子接觸。因此，必須排出超過推出葉片所需的量的油液，并且，如果排出壓力增大，位于低壓下的吸入?yún)^(qū)域內(nèi)的葉片總是強(qiáng)有力地壓向定子，增大了摩擦損失，從而由于增大的排出量和壓力損失，泵的驅(qū)動功率增大，導(dǎo)致不良的燃料消耗的問題。同樣，定子接觸區(qū)域由于摩擦而磨損，導(dǎo)致壽命短的問題。
在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，排出壓力引入狹槽底部中，以便葉片被推出并壓在定子上，由此排出量增大，且吸入?yún)^(qū)域葉片比所需更強(qiáng)有力的施壓，導(dǎo)致上述問題。從而，已經(jīng)提出了如下的變量泵，其中環(huán)形溝槽分別形成在排出區(qū)域和吸入?yún)^(qū)域內(nèi)，以將泵的排出壓力引入排出區(qū)域溝槽中，并將泵的吸入壓力引入吸入?yún)^(qū)域溝槽中(JP-A-6-200883和JP-A-6-241176)。
在上述公開文件中公開的變量泵的結(jié)構(gòu)中，幾乎等于面對葉片頂端部的泵室內(nèi)的壓力的壓力引入葉片的底端部，導(dǎo)致葉片抵靠葉片泵定子的壓力不足夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠變量泵，其有效利用泵的輸出流量而不減小葉片抵靠葉片泵轉(zhuǎn)子的壓力，并能夠通過較低的滑動阻力來降低驅(qū)動功率。
在葉片泵中，較高的壓力施加到葉片的底端部，而不是頂端部上，從而葉片的頂端部可以一直壓抵在葉片泵定子的內(nèi)圓周表面上。然而，在油液未開始排出的起始時間內(nèi)，不能夠獲得施加到葉片底端部上的壓力。在這時刻，葉片僅僅由于轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子的離心力而突出，其中葉片的頂端與葉片泵定子的內(nèi)表面不接觸，由于葉片不充分的突出，而導(dǎo)致變量泵以任何方式都不能起動的問題。
已經(jīng)實現(xiàn)了另一項發(fā)明來解決這個問題，并旨在通過在變量泵起動時盡可能快地將葉片壓在葉片泵定子上而快速排出油液。
根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了一種變量泵，該變量泵具有容納在泵體內(nèi)的葉片泵定子、在葉片泵定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)并以圓周方向上規(guī)則間隔且靠近其外圓周形成狹槽的轉(zhuǎn)子、多個可縮回地插入該狹槽中的葉片、以及從兩側(cè)承載葉片泵定子和轉(zhuǎn)子的板件。與狹槽底部連通的環(huán)形溝槽形成在至少一個板件在轉(zhuǎn)子一側(cè)的表面上。壓力流體引入環(huán)形溝槽中，以推出葉片。環(huán)形溝槽被分隔成吸入?yún)^(qū)域溝槽和排出區(qū)域溝槽。泵的吸入口形成在至少一個板件上。引入吸入?yún)^(qū)域溝槽的壓力稍高于在泵吸入口的壓力。
在這種變量泵的結(jié)構(gòu)中，由于比作用在葉片頂端部的吸入壓力高的壓力施加到葉片的底端部上，葉片可以可靠的壓抵在葉片泵定子上，而不會缺乏用于將葉片壓在葉片泵定子上的壓力。與引入泵排出壓力的情況不同，泵的排出流量可以完全用于流體壓力應(yīng)用裝置，從而減小驅(qū)動功率。此外，用于泵的驅(qū)動功率可以以葉片和葉片泵定子之間的摩擦損失低的方式予以降低，這是由于葉片并未以過大的力壓在葉片泵定子上。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供了一種變量泵，其具有容納在泵體內(nèi)的葉片泵定子、在葉片泵定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)并在圓周方向以規(guī)則將且靠近其外圓周形成狹槽的轉(zhuǎn)子、多個可縮回地插入狹槽中的葉片、以及從兩側(cè)承載葉片泵定子和轉(zhuǎn)子的板件。與狹槽底部相連通的環(huán)形溝槽形成在板件在轉(zhuǎn)子一側(cè)的每個表面上。壓力流體引入到環(huán)形溝槽中，以推出葉片。環(huán)形溝槽分隔成吸入?yún)^(qū)域溝槽和排出區(qū)域溝槽。一個板件上的排出區(qū)域溝槽的起始點靠近吸入?yún)^(qū)域的端部，而其終止點位于排出區(qū)域的中間。另一個板件上的吸入?yún)^(qū)域起始點靠近吸入?yún)^(qū)域的端部，而端點靠近吸入?yún)^(qū)域的起始部分。節(jié)流器通道將吸入?yún)^(qū)域溝槽連接到一個板件上形成的排出腔室。
在這種結(jié)構(gòu)的變量泵中，如果由于起動時的離心力而稍微突出的葉片與靠近排出區(qū)域的端部的葉片泵定子內(nèi)表面相接觸并被推入狹槽內(nèi)側(cè)，狹槽底部的油液被推出并引入還沒有與葉片泵定子相接觸的隨后的葉片的底部內(nèi)，從而該葉片被推出并壓在葉片泵定子的內(nèi)圓周表面上，由此油液的排出可以在起動時快速開始。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，泵的吸入口形成在至少一個板件上。引入吸入?yún)^(qū)域溝槽的壓力稍高于泵吸入口處的壓力。
在這種結(jié)構(gòu)的變量泵中，在起動時，油液的排出可以通過盡可能快地將葉片壓在葉片泵定子上予以快速開始，并且通過將最佳壓力引入到葉片的底端側(cè)而葉片可以以足夠的力壓在葉片泵定子上。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，泵室形成在兩個相鄰葉片之間。連通通道將被供給從泵室排出的壓力流體的流體壓力應(yīng)用裝置和油箱之間的通道連接到吸入?yún)^(qū)域溝槽上。
根據(jù)本發(fā)明第五方面，泵室形成在兩個相鄰葉片之間。節(jié)流器通道設(shè)置在從油箱到泵室的吸入通道的中部。形成了用于將節(jié)流器上游壓力引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽內(nèi)的連接通道。
根據(jù)本發(fā)明第六方面，形成了用于將從排出區(qū)域泄漏到驅(qū)動轉(zhuǎn)子的軸的四周的流體引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽的入流通道。
根據(jù)本發(fā)明第七方面，變量泵還具有內(nèi)置于變量泵中的安全閥，形成了用于將從安全閥分離的流體提供到吸入?yún)^(qū)域溝槽的卸載通道。
根據(jù)本發(fā)明第八方面，變量泵還具有內(nèi)置于變量泵中的安全閥，形成了用于將從安全閥分離的流體提供到吸入?yún)^(qū)域溝槽的卸載通道，并形成了用于將從排出區(qū)域泄漏到驅(qū)動轉(zhuǎn)子的軸的四周的流體引入吸入?yún)^(qū)域溝槽的入流通道。


圖1是沿圖2的線I-I截取的、根據(jù)本發(fā)明一個實施例的變量泵的橫截面圖；圖2是沿著驅(qū)動軸的軸線截取的變量泵的橫截面圖；圖3是示出包含變量泵的液壓回路的簡圖；圖4是變量泵后部泵體的前視圖；圖5是沿著圖4中線V-V截取的后部泵體的縱向橫截面圖；圖6是沿著驅(qū)動軸的軸線截取的、根據(jù)本發(fā)明第二實施例的變量泵的橫截面圖；圖7是示出包含根據(jù)本發(fā)明第二實施例的變量泵的液壓回路的簡圖；圖8是示出包含根據(jù)本發(fā)明第三實施例的變量泵的液壓回路的簡圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的變量泵的后部泵體的前視圖；圖10是變量泵后部泵體的縱向橫截面圖；圖11是沿著驅(qū)動軸的軸線截取的根據(jù)本發(fā)明第五實施例的變量泵的橫截面圖；圖12是沿著圖11的線XII-XII截取的橫截面圖；圖13是沿著圖11的線XIII-XIII截取的橫截面圖；圖14是沿著圖11中線XIV-XIV截取的橫截面圖。
具體實施例方式
將參照附圖描述本發(fā)明優(yōu)選實施例。圖中流體壓力為舉例性的，本發(fā)明不局限于舉例的壓力閥。圖1和2示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的變量泵(作為一個整體由附圖標(biāo)記2標(biāo)示)的結(jié)構(gòu)。圖1是沿著圖2中線I-I截取的變量泵的橫截面圖，圖2是沿著驅(qū)動軸的軸線截取的變量泵的橫截面圖，圖3是示出包含該變量泵的液壓回路整個構(gòu)造的簡圖。
這個變量泵2具有用于容納作為泵芯的泵部件的容納空間10，該容納空間形成在具有連接到一起的前部泵體4和后部泵體6的泵體8內(nèi)；配裝到這個容納空間10的內(nèi)表面內(nèi)的接合環(huán)12。在這個接合環(huán)12的幾乎橢圓形的空間內(nèi)，葉片泵定子16經(jīng)由擺動支軸銷16可擺動地設(shè)置。密封件18設(shè)置在葉片泵定子16與擺動支軸銷14幾乎軸向?qū)ΨQ的位置處。通過擺動支軸銷14和密封件18，第一流體壓力室20和第二流體壓力室22形成為葉片泵定子16擺動方向上兩側(cè)的隔室。
此外，轉(zhuǎn)子24設(shè)置在葉片泵定子16的內(nèi)圓周一側(cè)上。轉(zhuǎn)子24連接到驅(qū)動軸30上，該驅(qū)動軸30穿過泵體8并由軸承26和28可旋轉(zhuǎn)地支撐。當(dāng)驅(qū)動軸30被未示出的發(fā)動機(jī)驅(qū)動時，轉(zhuǎn)子24在圖1中箭頭R的方向上旋轉(zhuǎn)。
在轉(zhuǎn)子24的外圓周一側(cè)上，在圓周方向上以規(guī)則間隔形成徑向狹槽32，每個狹槽32具有插入并保持可滑動的葉片34。背壓進(jìn)入孔32a通過擴(kuò)大每個狹槽32的內(nèi)圓周側(cè)端部而形成，并且流體壓力(液壓)引入這個背壓進(jìn)入孔32a中，以將壓力施加到葉片34的底端部上，從而將葉片推出，并將其壓在葉片泵定子16的內(nèi)圓周凸輪表面上。
葉片泵定子16相對于連接到驅(qū)動軸30上的轉(zhuǎn)子24偏心設(shè)置，而泵室36通過兩個相鄰葉片34形成在葉片泵定子16和轉(zhuǎn)子24之間形成的空間內(nèi)。這個定子16在擺動支軸銷16的支點處擺動，從而增大或減小這個泵室26的容積。
壓縮螺旋彈簧38設(shè)置在泵體8的第二流體壓力室22上，從而一直將葉片泵定子16向第一流體壓力室20一側(cè)推動，即，在使得泵室36的容積最大的方向上推動。
如傳統(tǒng)上公知的，接合環(huán)12、葉片泵定子16和轉(zhuǎn)子24容納在泵體8內(nèi)側(cè)的容納空間10中，并從兩側(cè)由作用為側(cè)板的后部泵體6和壓板40承載。
吸入口42形成在吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)轉(zhuǎn)子6一側(cè)的后部泵體表面上(見圖4)，在區(qū)域內(nèi)兩個相鄰葉片34之間形成的泵室36的容積隨著轉(zhuǎn)子24的轉(zhuǎn)動逐漸擴(kuò)大。從油箱T通過吸入口44和吸入通道46(見圖3)吸入的工作流體(工作油液)通過吸入口24供給到泵室36中。
同樣，排出口48形成在排出區(qū)域B內(nèi)壓板40的側(cè)面上(見圖4的下側(cè))，在該區(qū)域內(nèi)泵室36的容積隨著轉(zhuǎn)子24的轉(zhuǎn)動而逐漸減小。從泵室36排出的壓力流體通過排出口48引入到前部泵體4底部上形成的排出壓力室50內(nèi)。這個排出壓力室50從泵體8內(nèi)形成的排出口(見圖3)經(jīng)由泵排出管54通向動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS的動力缸。
在壓板40的與后部泵體6內(nèi)形成的吸入口42相對的位置處，形成了大致相同形狀的溝槽部分56。此外，在后部泵體6的與壓板40內(nèi)形成的排出口48相對的位置處，形成了大致相同形狀的溝槽部分58(見圖2和4)。通過形成與吸入口42相對的溝槽部分56和與排出口48相對的溝槽部分58，可以保持貫穿泵室的壓力平衡。
在后部泵體6的轉(zhuǎn)子24一側(cè)表面上的吸入?yún)^(qū)域A中，在大致面對轉(zhuǎn)子24內(nèi)形成的每個狹槽32底部上的背壓進(jìn)入孔32a的位置處形成環(huán)形溝槽60。吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60通過形成在后部泵體6內(nèi)的連通通道64和回壓饋送孔65(見圖4和5)連接到動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS的閥出口和油箱T之間的流體通道62上，如圖3所示。同樣，環(huán)形溝槽66形成在壓板40在轉(zhuǎn)子24一側(cè)的表面上與吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60相對應(yīng)的位置處，來自安全閥的卸載通道68連接到這個環(huán)形溝槽66上，如后面描述的。
同樣，在壓板40在轉(zhuǎn)子24一側(cè)的表面上的排出區(qū)域B中，環(huán)形溝槽70形成在大致面對轉(zhuǎn)子24內(nèi)形成的每個狹槽32底部上的背壓進(jìn)入孔的位置處，排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽70連接到排出壓力室50上，以便引入排出壓力。另一方面，環(huán)形溝槽72形成在后部泵體6在轉(zhuǎn)子24一側(cè)的表面上與排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽70相對應(yīng)的位置處。
參照圖4，下面將描述吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60和排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽70如何沿著旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置。順便說，排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽70形成在壓板40的側(cè)面上。然而，環(huán)形溝槽70與后部泵體6的環(huán)形溝槽72具有相同的形狀。因此，將參照后部泵體6的環(huán)形溝槽72給出說明。排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽72(70)在兩端朝著吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60延伸。在兩個相鄰葉片34(見圖中34A和34B所標(biāo)示的葉片)之間形成的泵室36從吸入側(cè)向排出側(cè)移動時，即，當(dāng)后部葉片34B離開吸入口42，而前部葉片34A向排出口58(48)移動時，后部葉片34B插入的狹槽32的背壓進(jìn)入孔32a離開吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60，并已經(jīng)與排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽72(70)連通。
控制閥74設(shè)置在泵體8之內(nèi)，并朝向與驅(qū)動軸30正交的方向，如圖1所示。這個控制閥74具有可滑動地配裝在前部泵體4中形成的閥腔76內(nèi)的閥芯78。這個閥芯78在一端(即，在圖1右側(cè)上的第二流體壓力室22的側(cè)端部)總是被設(shè)置在腔室80(此后稱為彈簧室)內(nèi)的彈簧82向圖1中的左側(cè)推動(向第一壓力室20)。在不工作時，閥芯78抵靠在插塞84上，插塞84擰入閥腔76的開口部分中以封閉閥腔76，因此，閥芯78停止。
計量孔(未示出)設(shè)置在從泵室36通向流體壓力應(yīng)用裝置(本實施例中為動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS)的排出通道的中間。這個計量孔的上游壓力引入到左側(cè)腔室86(此后稱為高壓室)內(nèi)，而計量孔的下游壓力引入到彈簧室80內(nèi)。由此，如果兩個腔室86和80的壓差超過預(yù)定值，閥芯78克服彈簧82向圖中右側(cè)移動。
形成在葉片泵定子16左側(cè)的第一流體壓力室20經(jīng)由前部泵體4和接合環(huán)12內(nèi)形成的連接通道4a與閥腔76的高壓室86連通，而形成在葉片泵定子16右側(cè)的第二流體壓力室22經(jīng)由前部泵體4和接合環(huán)12內(nèi)形成的連接通道4b和12b與閥腔76的彈簧室80連通。
用于分隔高壓室86的第一槽脊(land)部分78a和用于分隔彈簧室80的第二槽脊部分78b圍繞閥芯78的外周面形成。環(huán)形溝槽部分78c居中設(shè)置在這些槽脊部分78a和78b之間。這個中間環(huán)形溝槽部分78c連接到油箱T上。這個環(huán)形溝槽部分78c和閥腔76的內(nèi)圓周面之間的空間構(gòu)成泵的吸入室88。
當(dāng)閥芯78處于如圖1所示的非工作位置時，設(shè)置在葉片泵定子16左側(cè)上的第一流體壓力室20經(jīng)由連接通道4a和12a連接到泵吸入室88上。如果閥芯78由于橫跨計量孔的壓差而致動，第一流體壓力室20逐漸與泵吸入室88斷開，并與高壓室86連通。于是，第一流體壓力室20選擇性地供給以泵吸入側(cè)的壓力或設(shè)置在泵排出通道內(nèi)的計量孔上游的壓力。
當(dāng)閥芯78處于非工作位置時，設(shè)置在葉片泵定子16右側(cè)上的第二流體壓力室22經(jīng)由連接通道4b和12b連接到彈簧室80上。如果閥芯78致動，第二流體壓力室22逐漸與彈簧室80斷開，并與泵吸入室88連通。于是，第二流體壓力室22選擇性地供給以計量孔下游的壓力或泵吸入側(cè)的壓力。
安全閥90設(shè)置在閥芯78內(nèi)側(cè)，且如果彈簧室80內(nèi)的壓力(計量孔下游壓力、或動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS的工作壓力)增大到超過預(yù)定值，安全閥90開啟而使得流體壓力釋放。此外，在這個實施例中，分離的流體通過卸載通道68(見圖2和3)流入環(huán)形溝槽66中，該溝槽66形成在壓板40中，并面對后部泵體6內(nèi)吸入?yún)^(qū)域A中形成的環(huán)形溝槽60。
在上述構(gòu)造的變量泵中，在葉片34在吸入?yún)^(qū)域內(nèi)移動的同時，泵吸入壓力提供在葉片的頂端部分上，而在使用后動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS內(nèi)的工作油液通過連接到從動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS回到油箱T的管路62上的連通通道64、回壓饋送孔65和吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60引入狹槽32的底部內(nèi)。油壓施加到葉片34的底端部上。
從動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS流回油箱T并作用在葉片底端部上的工作油液由于油箱T內(nèi)的管線阻力和濾清器阻力而具有稍高于泵吸入側(cè)的壓力(-0.02MPa)的壓力(具有0.05MPa的壓力，參見圖3)。因此，葉片34被推出狹槽32之外，并可靠的壓在葉片泵定子1 6內(nèi)表面上。同樣，這個壓力僅稍高于泵吸入壓力(0.07MPa＝0.05MPa-(-0.02MPa)，參見圖3)，但顯著低于傳統(tǒng)上所獲得的泵排出壓力(0.5MPa-10MPa)。因此，葉片泵定子16的內(nèi)圓周凸輪表面和葉片34之間的摩擦損失降低，并且泵2的驅(qū)動功率降低。由于使用動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS中使用后的工作油液，自泵2的輸出流量既不全部供給到動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS上，從而消除了浪費，并降低了泵的驅(qū)動功率。我們注意到，在無負(fù)載的工作狀態(tài)下，泵排出壓力變得最小，例如0.5MPa。在本實施例中，最大泵排出壓力設(shè)定為10MPa。當(dāng)然，最大泵排出壓力可根據(jù)需要設(shè)計。
在兩個相鄰葉片34之間形成的泵室36從吸入?yún)^(qū)域A向排出區(qū)域B移動時，即，當(dāng)兩個葉片34中的后部葉片34B(見圖4)穿過吸入口42而前部葉片34A移向排出口48，從而這兩個葉片34A和34B之間形成的泵室36移動向排出區(qū)域B時，形成在其中配裝葉片34A的狹縫32底部上的背壓進(jìn)入孔32a已經(jīng)與排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽70連通。于是，后部葉片34B由于泵室36的排出壓力而未被推入。
另一方面，在葉片34在排出區(qū)域B內(nèi)移動的同時，泵排出壓力以傳統(tǒng)模式相同的方式通過排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽70引入狹槽32底部上的背壓進(jìn)入孔32a中，從而葉片34被推出，并壓在葉片泵定子16上。
當(dāng)動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS正常致動時，在動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS內(nèi)使用后的工作流體通過連通通道64引入到吸入?yún)^(qū)域A中的環(huán)形溝槽60內(nèi)，并作用在葉片34的底端部上，從而將葉片34壓向葉片泵定子16。當(dāng)安全閥90致動時，泵排出油液直接從安全閥90流到泵吸入室內(nèi)，從而減少供給到動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS上的流量，并由于通過油箱T內(nèi)的濾清器和管路的阻力而產(chǎn)生較小的壓力，由此葉片油液不會因這個壓力被推出。由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)壓出力變?yōu)橹挥须x心力，從而變?nèi)趿恕?br> 然而，在這個實施例中，由于卸載通道68形成為將從安全閥90分離的油液供給到吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽66(壓板40內(nèi)的環(huán)形溝槽)中，由于從安全閥90分離的油液而葉片34可以可靠地被推出，并壓在葉片泵定子16上。
從安全閥90分離并用于推出葉片34的油液通過面對壓板40的環(huán)形溝槽66形成的后部泵體6的環(huán)形溝槽60返回到油箱T。以這種方式，在這個實施例中，即使在安全閥90致動時，也有可能可靠的將壓力流體(壓力油液)供給到葉片34的頂端部上，并推出葉片34。
參照圖6和8，將描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的變量泵102。由于變量泵102的基本結(jié)構(gòu)與第一實施例中的相同，相同的零件由相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示，并不在此描述。在這個實施例中，節(jié)流器104設(shè)置在從油箱T到泵吸入室的吸入通道46的中部。連接通道106形成為將節(jié)流器104的上游側(cè)連接到后部泵體6在轉(zhuǎn)子24一側(cè)的表面上形成的吸入?yún)^(qū)域A中的環(huán)形溝槽60上。
同樣，如果設(shè)置在吸入通道46上的節(jié)流器104存在較大壓差，會形成氣穴。由此，不能夠設(shè)置較大的壓差。因此，在一些情況下，足夠大的壓力不會引入到狹槽32頂板上的背壓進(jìn)入孔32a中。作為對于這種情況的輔助措施，設(shè)置了入流通道108，以用于將從排出區(qū)域B中的環(huán)形溝槽70和72經(jīng)由轉(zhuǎn)子24側(cè)面的間隙泄漏到驅(qū)動軸30外圓周上的油液引入到狹槽32底部上的背壓進(jìn)入孔32a上。雖然，在普通結(jié)構(gòu)中，將從轉(zhuǎn)子24側(cè)面間隙泄漏到驅(qū)動軸30四周的工作油液通過襯套(軸承)26和回流通道110的間隙收集到泵吸入側(cè)上，但是由于襯套26的間隙較小，使得工作油液的壓力高于葉片34頂端處的壓力(泵吸入壓力)(0.01MPa＝-0.03MPa-(-0.04MPa)，參見圖7)，并因此可以有效地作用為推出葉片34。
在所示的示例中，提供了入流通道108，用于將圍繞驅(qū)動軸30泄漏的工作油液引入形成在壓板20上的吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽66中。然而，可以提供通向設(shè)置在后部泵體6上的吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60的通道。可以提供用于將泄漏的油液引入用于后部泵體6和壓板40的環(huán)形溝槽60和66中的入流通道。與在根據(jù)第一實施例的變量泵2中提供的卸載通道68類似，可以形成用于將從安全閥90分離的工作油液引入到壓板40吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)形成的環(huán)形溝槽66中的通道。在這個實施例中，由于節(jié)流器104上游側(cè)和下游側(cè)之間的壓差，葉片34被可靠地推出，并壓在葉片泵定子16的內(nèi)表面上。此外，節(jié)流器104上游壓力顯著低于現(xiàn)有技術(shù)中泵排出壓力，由此有可能實現(xiàn)與第一實施例相同的效果。如果不能獲得所需的壓差，從排出側(cè)泄漏的工作油液通過入流通道108引入環(huán)形溝槽66中，以推出葉片34。
圖8示出第三實施例，該實施例可應(yīng)用于大變量泵202。在大型泵情況下，葉片34如此之大以至于旋轉(zhuǎn)所造成的離心力較大。由此，代替第二實施例的節(jié)流器104，可使用離心力。提供了用于將從環(huán)形溝槽70和72通過轉(zhuǎn)子24側(cè)面的間隙圍繞驅(qū)動軸30泄漏的油液引入到狹槽32底部的背壓進(jìn)入孔32a內(nèi)的入流通道108，由此，葉片34被可靠地推出，并且壓在葉片泵定子16的內(nèi)圓周凸輪表面上，并產(chǎn)生與前述實施例相同的效果。形成了與用于將從安全閥90分離的工作油液引入到壓板20吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)形成的環(huán)形溝槽66中的卸載通道類似的通道。
圖9和10為用于根據(jù)本發(fā)明第四實施例的變量泵的后部泵體6的前視圖和縱向截面圖。這些圖對應(yīng)于第一實施例中的圖4和圖5，于是，相同的零件被指定以與第一實施例相同的附圖標(biāo)記，并不再描述。以下將僅描述不同的零件。在這個實施例中，內(nèi)置于后部泵體6內(nèi)的背壓控制閥304將泵排出側(cè)上的壓力(0.1MPa)控制為稍高于吸入壓力，并將受控的壓力引入到后部泵體6的吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)形成的環(huán)形溝槽60中。
背壓控制閥304具有可滑動地配裝到閥腔306內(nèi)的閥塞308，而閥腔306形成在后部泵體6內(nèi)，該閥塞被彈簧310朝向轉(zhuǎn)子24(向圖10中的左側(cè))推動。轉(zhuǎn)子24一側(cè)上的閥腔306的開口306a與吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60連通，而形成在閥塞308內(nèi)側(cè)的通道308a將開口306a連接到排出側(cè)上的通道312上(該通道與排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽72或排出口58連通)。閥腔306之內(nèi)用于容納彈簧310的腔室經(jīng)由通道314與泵吸入側(cè)連通。
在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)泵排出壓力增大到約0.5MPa時，閥塞306壓縮彈簧310，向圖10的右側(cè)移動，并切斷吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60與排出側(cè)(排出側(cè)上的環(huán)形溝槽72或排出口58)之間的連通，以防止吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60的壓力進(jìn)一步增大。在這個實施例中，可以通過在葉片泵定子的內(nèi)圓周凸輪表面和葉片之間提供較低的摩擦損失而降低泵的驅(qū)動功率。
圖11-14是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的變量泵的視圖。圖11是對應(yīng)于第一實施例中的圖2的視圖，圖12是沿著圖11中的線XII-XII截取、并對應(yīng)于第一實施例的圖1的橫截面圖，圖13是沿著圖11中的線XIII-XIII截取的橫截面圖，圖14是沿著圖11中的線XIV-XIV截取的橫截面圖。這個變量泵402的基本結(jié)構(gòu)與第一實施例中的相同，因而相同和相似的零件指定以與第一實施例相同的附圖標(biāo)記，并不再描述。在圖13中，驅(qū)動軸30如箭頭R2所示逆時針旋轉(zhuǎn)，在圖14中，驅(qū)動軸30如箭頭R3所示順時針旋轉(zhuǎn)。
在這個實施例中，葉片34可滑動地插入每個狹槽32中，而狹槽32徑向形成在轉(zhuǎn)子24的外圓周部分上。每個狹槽32在內(nèi)側(cè)的端部擴(kuò)大，以形成背壓進(jìn)入孔32a，其中，葉片34由于經(jīng)由環(huán)形溝槽引入背壓進(jìn)入孔32a內(nèi)的液壓而被向外推出，并壓在葉片泵定子16的內(nèi)圓周凸輪表面上。
在第一實施例中，形成在壓板40和后部泵體6內(nèi)的吸入?yún)^(qū)域A中的環(huán)形溝槽60和66具有相同的形狀，其中壓板40和后部泵體6設(shè)置在轉(zhuǎn)子24和葉片泵定子16的兩側(cè)上。在排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽70和72也具有相同的形狀。然而，在這個實施例中，在用于將油壓引入到背壓進(jìn)入孔32a內(nèi)的環(huán)形溝槽中，在壓板40和后部泵體(另一板件)6中形成在吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽460和466具有相同的形狀，而在壓板40和后部泵體6中形成在排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽470和472形狀不同。
形成在壓板40和后部泵體6的吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽466和460具有包含在吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的一段長度。另一方面，形成在后部泵體6的排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽472其起始點472a靠近吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽460的端點460b，即，靠近設(shè)置在吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)吸入口42的端部42b，而其端點472b靠近吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽460的起始點460a延伸，即，靠近吸入口42的起始部分42a。
與后部泵體6的排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽472類似，形成在壓板40的排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽470其起始點470a也位于吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽466的端點466b附近，即，靠近吸入口56的端部56b，而其端點470b位于排出區(qū)域B的上游。其前部(圖14中以符號S標(biāo)示的部分)相對于吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽466的起始點466a為一平的。
此外，用于將壓板40內(nèi)形成的排出區(qū)域B中的環(huán)形溝槽470連接到排出壓力室50上的過流孔471直徑縮小，以提供節(jié)流器通道。這個節(jié)流器通道471限制從排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽470流到排出壓力室50的油液的流量，從而增大排出區(qū)域B中的環(huán)形溝槽470之內(nèi)的壓力，以利于葉片34突出。
在這個實施例中，如果驅(qū)動軸30和轉(zhuǎn)子24在起動時開始轉(zhuǎn)動，配裝到轉(zhuǎn)子24的狹槽32中的葉片34由于離心力而稍微突出并轉(zhuǎn)動。葉片泵定子16相對轉(zhuǎn)子24偏心，并且轉(zhuǎn)子24外表面和葉片泵定子16內(nèi)表面之間的距離在從吸入?yún)^(qū)域A向排出區(qū)域B的過渡部分中最大(見圖12的左側(cè)部分)。由于葉片僅由于離心力突出，葉片34的頂端不與葉片泵定子16的內(nèi)表面接觸，并與后者保持遠(yuǎn)離。
在葉片于排出區(qū)域B中移動的同時，葉片34的頂端和葉片泵定子16的內(nèi)表面之間的距離逐漸變小，而葉片34的頂端在排出區(qū)域B結(jié)束的部分(排出口48、58的端部48b、58b)附近幾乎與定子16的內(nèi)表面接觸，從而葉片34被定子16推到狹槽21的內(nèi)側(cè)。如果葉片34被推倒狹槽32的內(nèi)側(cè)，葉片34底端部和狹槽32的底部之間的油液被擠到排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽472中。
在排出區(qū)域B結(jié)束的部分附近，葉片34已經(jīng)通過形成在壓板40的排出區(qū)域B內(nèi)形成的環(huán)形溝槽470的端部470b，而從下32底部(通過背壓進(jìn)入孔32a)擠出的油液流入后部泵體6內(nèi)形成的排出區(qū)域B中的環(huán)形溝槽472內(nèi)。然而，由于后部泵體6的環(huán)形溝槽472沒有與排出壓力室50相連通的通道，流入環(huán)形溝槽472內(nèi)的油液流回到環(huán)形溝槽472的起始點472a。如果到達(dá)壓板40中形成排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽470的部分，油液穿過位于這個部分內(nèi)的狹槽32的底部(背壓進(jìn)入孔32a)，進(jìn)入壓板40的環(huán)形溝槽472中。
將壓板40的排出區(qū)域B內(nèi)形成的環(huán)形溝槽470連通到排出壓力室50上的過流孔471為具有節(jié)流直徑的節(jié)流通道。因此，當(dāng)環(huán)形溝槽470中的壓力增大，且狹槽32內(nèi)側(cè)的葉片34未突出到與葉片泵定子16相接觸的位置時，流入壓板40的排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽470的油液將葉片34推出，并將葉片34壓在葉片泵定子16上，從而起動變量泵。
根據(jù)本發(fā)明第五實施例的變量泵具有如圖13和14所示形狀的環(huán)形溝槽470和472。壓板40的排出區(qū)域B內(nèi)的環(huán)形溝槽470和排出壓力室50之間的連通通道471形成在節(jié)流通道內(nèi)。因此，可以極大地減少變量泵的起動旋轉(zhuǎn)圈數(shù)。此外，除了這種結(jié)構(gòu)以外，還提供了用于引入從安全閥90分離的油液的卸載通道68和用于將環(huán)形溝槽470和472泄漏的油液經(jīng)由圍繞驅(qū)動軸30外圓周的轉(zhuǎn)子24側(cè)面間隙引入到排出區(qū)域B內(nèi)的入流通道108。因此，葉片34可以以足夠的力壓向葉片泵定子16的內(nèi)圓周凸輪面，而變量泵可以象其它實施例那樣工作。
取代第五實施例中用于泄漏油液的卸載通道68和入流通道108，如第一實施例中的，可以提供用于將動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)PS和油箱T之間的流體通道連通到吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60的連通通道64。如第二實施例中的，可以形成用于將油箱T和泵吸入室之間的吸入通道中間設(shè)置的節(jié)流器的上游側(cè)連接到吸入?yún)^(qū)域A內(nèi)的環(huán)形溝槽60中的連接通道106。此外，可以在后部泵體6內(nèi)側(cè)提供如第四實施例中所述的背壓控制閥304。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一方面，連通到其中可收縮地插入有葉片的狹槽底部上的環(huán)形溝槽分隔成吸入?yún)^(qū)域溝槽和排出區(qū)域溝槽，并且比泵吸入側(cè)上的壓力稍高的壓力引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽內(nèi)，從而，作用在葉片底端部上的壓力稍高于泵吸引壓力，由此，葉片可以可靠地被推出到轉(zhuǎn)子的狹槽之外，并壓在葉片泵定子的內(nèi)表面上。同樣，作用在葉片底端部上的壓力稍高于泵吸入壓力，但是明顯小于傳統(tǒng)上泵的排出壓力，因此，葉片泵定子內(nèi)表面的凸輪形與葉片之間的摩擦損失較低，并且可以降低泵的驅(qū)動功率。在本發(fā)明中，優(yōu)選作用于葉片的底端部上的壓力與泵吸入壓力的差為0.01MPa-0.1MPa之間。
根據(jù)本發(fā)明第二方面，連通到其中可收縮地插入有葉片的狹槽的頂部上的環(huán)形溝槽分隔成吸入?yún)^(qū)域溝槽和排出區(qū)域溝槽，其中排出區(qū)域溝槽在兩個板件中的一個壓板上形成在從靠近吸入?yún)^(qū)域端部的起始點到位于排出區(qū)域中間的終止點的范圍內(nèi)，并在另一板件上形成在從靠近吸入?yún)^(qū)域的端部的起始點到靠近吸入?yún)^(qū)域的起始部分的終止點之間的區(qū)域內(nèi)，并且壓板的排出區(qū)域溝槽和排出腔室經(jīng)由節(jié)流通道連通。由此，當(dāng)來自泵的油液排放未開始的起動時，葉片被快速推出狹槽之外并壓在葉片泵定子上，從而開始排放，由此變量泵可以以較低的轉(zhuǎn)速起動。
此外，根據(jù)本發(fā)明第三方面，比泵吸入側(cè)稍高的壓力引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽中，由此，變量泵可以以較低的轉(zhuǎn)速起動，并且在驅(qū)動時，葉片可以被推出狹槽之外，并可靠地壓在葉片泵定子上。
同樣，根據(jù)本發(fā)明第四方面，變量泵中，連接到吸入?yún)^(qū)域溝槽的連通通道形成在流體壓力應(yīng)用裝置和泵之間的通道中，而該裝置被供給以從兩個相鄰葉片之間形成的泵室排出的壓力流體。由此，葉片可以可靠地被推出，并壓在葉片泵定子上，而葉片泵定子內(nèi)表面的凸輪表面與葉片之間的摩擦損失較低，并可以降低泵的驅(qū)動功率。此外，由于利用了在動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)內(nèi)使用后的工作流體，來自泵的排出流量幾乎可以全部提供到動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上，而沒有浪費，并且可以降低泵的驅(qū)動功率。
此外，根據(jù)本發(fā)明第五方面，變量泵中，節(jié)流器設(shè)置在從油箱到泵室的吸入通道中間，并形成了用于將節(jié)流器上游壓力引入吸入?yún)^(qū)域溝槽內(nèi)的連接通道。由此，由于節(jié)流器上游側(cè)和下游側(cè)之間的壓差，葉片可以可靠地被推出，并壓在葉片泵定子的內(nèi)表面上。此外，節(jié)流器上游壓力明顯低于傳統(tǒng)上的泵排出壓力，由此具有與上述發(fā)明相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種變量泵，包括容納在泵體內(nèi)的葉片泵定子；在葉片泵定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)并在圓周方向上以規(guī)則間隔且靠近其外圓周形成狹槽的轉(zhuǎn)子；多個可收縮的插入到狹槽中的葉片；以及從兩側(cè)承載葉片泵定子和轉(zhuǎn)子的兩個板件，其中，與狹槽底部連通的環(huán)形溝槽形成在至少一個板件在轉(zhuǎn)子一側(cè)的表面上；壓力流體引入該環(huán)形溝槽中以推出葉片；環(huán)形溝槽分隔成吸入?yún)^(qū)域溝槽和排出區(qū)域溝槽；泵吸入口形成在至少一個板件上；以及引入吸入?yún)^(qū)域溝槽內(nèi)的壓力稍高于泵吸入口處的壓力。
2.一種變量泵，包括容納在泵體內(nèi)的葉片泵定子；在葉片泵定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)并在圓周方向上以規(guī)則間隔且靠近其外圓周形成狹槽的轉(zhuǎn)子；多個可收縮的插入到狹槽中的葉片；以及從兩側(cè)承載葉片泵定子和轉(zhuǎn)子的兩個板件，其中，連通到狹槽底部的環(huán)形溝槽形成在各板件在轉(zhuǎn)子一側(cè)上的每個表面上；壓力流體引入到該環(huán)形溝槽上以推出葉片；環(huán)形溝槽分隔成吸入?yún)^(qū)域溝槽和排出區(qū)域溝槽；所述板件中的一個板件上的排出區(qū)域溝槽具有靠近吸入?yún)^(qū)域端部的起始點和位于排出區(qū)域中間的終止點；節(jié)流器通道將排出區(qū)域溝槽連接到所述一個板件內(nèi)形成的排出室上；所述板件中的另一板件上的排出區(qū)域溝槽具有靠近吸入?yún)^(qū)域端部的起始點和靠近吸入?yún)^(qū)域的起始部分的端點。
3.如權(quán)利要求2所述的變量泵，其中，泵吸入口形成在至少一個板件上，并且，引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽內(nèi)的壓力稍高于泵吸入口處的壓力。
4.如權(quán)利要求1所述的變量泵，其中，泵室形成在兩個相鄰葉片之間，并且，連通通道將流體壓力應(yīng)用裝置和油箱之間的通道連接到吸入?yún)^(qū)域溝槽上，而流體壓力應(yīng)用裝置被供給以從泵室排出的壓力流體。
5.如權(quán)利要求2所述的變量泵，其中，泵室形成在兩個相鄰葉片之間，并且，連通通道將流體壓力應(yīng)用裝置和油箱之間的通道連接到吸入?yún)^(qū)域溝槽上，而流體壓力應(yīng)用裝置被供給以從泵室排出的壓力流體。
6.如權(quán)利要求1所述的變量泵，其中，泵室形成在兩個相鄰葉片之間，節(jié)流器設(shè)置在從油箱到泵室的吸入通道中間，并且，形成了用于將節(jié)流器上游壓力引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽中的連接通道。
7.如權(quán)利要求2所述的變量泵，其中，泵室形成在兩個相鄰葉片之間，節(jié)流器設(shè)置在從油箱到泵室的吸入通道中間，并且，形成了用于將節(jié)流器上游壓力引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽中的連接通道。
8.如權(quán)利要求6所述的變量泵，其中，形成了用于將從排出區(qū)域泄漏到驅(qū)動轉(zhuǎn)子的軸的四周的流體引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽中的入流通道。
9.如權(quán)利要求7所述的變量泵，其中，形成了用于將從排出區(qū)域泄漏到驅(qū)動轉(zhuǎn)子的軸的四周的流體引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽中的入流通道。
10.如權(quán)利要求4所述的變量泵，其中，還包括內(nèi)置于變量泵中的安全閥，形成了用于將從安全閥分離的流體供給到吸入?yún)^(qū)域溝槽的卸載通道。
11.如權(quán)利要求5所述的變量泵，其中，還包括內(nèi)置于變量泵中的安全閥，形成了用于將從安全閥分離的流體供給到吸入?yún)^(qū)域溝槽的卸載通道。
12.如權(quán)利要求1所述的變量泵，其中，還包括內(nèi)置于變量泵中的安全閥，形成了用于將從安全閥分離的流體供給到吸入?yún)^(qū)域溝槽的卸載通道，并且形成了用于將從排出區(qū)域泄漏到驅(qū)動轉(zhuǎn)子的軸的四周的流體引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽中的入流通道。
13.如權(quán)利要求2所述的變量泵，其中，還包括內(nèi)置于變量泵中的安全閥，形成了用于將從安全閥分離的流體供給到吸入?yún)^(qū)域溝槽的卸載通道，并且形成了用于將從排出區(qū)域泄漏到驅(qū)動轉(zhuǎn)子的軸的四周的流體引入到吸入?yún)^(qū)域溝槽中的入流通道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變量泵，其具有葉片泵定子、轉(zhuǎn)子、多個葉片、壓板以及后部泵體。葉片泵定子容納在泵體內(nèi)，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)旋轉(zhuǎn)，多個葉片可收縮的插入到轉(zhuǎn)子內(nèi)圓向以規(guī)則間隔形成的狹槽中。壓板和后部泵體承載葉片泵定子和轉(zhuǎn)子。連通到狹槽頂部上的背壓進(jìn)入孔的環(huán)形溝槽形成在后部泵體在轉(zhuǎn)子一側(cè)的表面上、吸入?yún)^(qū)域內(nèi)。該溝槽經(jīng)由連通通道與動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和油箱之間的通道連通，以引入動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使用后的工作油液。
文檔編號F04C14/06GK1410678SQ02144410
公開日2003年4月16日 申請日期2002年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月27日
發(fā)明者小西英男, 內(nèi)野一義, 岡本春夫 申請人:尤尼西亞Jkc控制系統(tǒng)株式會社