CN101245722B - 油泵的压力控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油泵的压力控制装置，具有多个排出源，通过改进油路切换的方法而保持与一般流泵的压力特性相同的特性，同时降低摩擦。包括：第1排出通路；第1返回通路；第2排出通路；第2返回通路；压力控制阀。第1排出通路与第2排出通路连结，在低转速区域，以仅第1排出通路以及第2排出通路开口的状态控制流路，在中转速区域，以第1排出通路与第2排出通路开口且第1排出通路封闭而第2返回通路开口的状态控制流路，在高转速区域，以第2排出通路封闭而第1排出通路开口且第1返回通路以及第2返回通路开口的状态控制流路。

Description

油泵的压力控制装置

技术领域

本发明涉及一种油泵的压力控制装置，具有多个排出源，通过改进油路切换方法而能够保持与一般的油泵的压力特性相同的特性，同时能够降低摩擦。

背景技术

作为现有技术，有可变流量油泵，将一个排出口分割为两个而具有两个排出口，但至于排出源，由于是一组转子所以还为一个。此外，在泵消耗动力大的高转速时，主泵(第1泵)和副泵(第2泵)的油路连通。由此，主泵与副泵的压力大致相等。虽然表现为主泵与副泵，但原本就是一个泵(一组转子)，即便存在无用功，由于是一组泵，所以也不太能够减少无用功。进而，由于副泵的排出通路在阀内终止，所以仅利用阀进行流量调整时存在制约。

(专利文献1)日本特开2005-140022

(专利文献2)日本特开2002-70756

专利文献1中，通过在期望的转速区域将油释放(返回)而减少无用功，追求该转速区域下的效率提高。参照其第13页的图8，通过使期望的转速区域中的流量下降，来减小无用功而提高效率。但是，由于在高速旋转时副泵也与主泵连通而释放，所以存在下述问题。即副泵做产生与主泵相同的压力的功(排出)，从而制约了无用功的降低。

为了降低无用功，可以调整阀，但调整阀的释放位置而引起的主和副流量(压力)变化全部与泵整体的流量(压力)变动直接联系，且由于主和副流量的变极点错开地重合，所以在泵的整体流量(压力)中存在多个急剧的变极点，由于有多个急剧点而会发生振动，增大对配管的负担，并增大了噪音。

此外，由于阀导致的流量(压力)变化直接与泵整体的流量(压力)变动直接联系，所以若没有以相当高的尺寸精度进行制作，则泵的性能会出现离散。由于特性不是直线状地推移而是阶梯状地推移，所以离散的影响更为显著。此外，由于副泵的排出油路通过阀而马上与主泵连接，所以仅利用阀使副泵的流量(压力)变化时存在制约。

发明内容

因此，本发明要解决的问题(技术问题或者目的等)在于，通过具有多个排出源并改进油路切换的方法，而能够保持与一般的油泵的压力特性(在专利文献2中，是其第7页的图10所示通过虚线的非阶段性的特性，阀仅具有释放ON、OFF的功能。此外，特性的变极点大致为一个)大致相同的特性，同时降低摩擦。

因此，本发明者为了解决上述课题而锐意研究，结果，技术方案1的发明是一种油泵的压力控制装置，其特征在于，包括：从第1组转子向发动机供油的第1排出通路；返回到上述第1组转子的吸入侧的第1返回通路；从第二组转子向发动机供油的第2排出通路；返回到上述第2组转子的吸入侧的第2返回通路；以及在上述第2组转子的排出口与上述第1排出通路之间设置有由第1阀部和细径连结部以及第2阀部构成的阀主体的压力控制阀，上述第1排出通路与上述第2排出通路连结，在低转速区域中，以仅第1排出通路以及第2排出通路开口的状态控制流路，在中转速区域中，以第1排出通路与第2排出通路开口且上述第1返回通路封闭而第2返回通路开口的状态控制流路，在高转速区域中，以第2排出通路封闭而第1排出通路开口且第1返回通路以及第2返回通路开口的状态控制流路，由此解决上述问题。

此外，技术方案2的发明是一种油泵的压力控制装置，在上述结构中，其特征在于，将上述第1组转子以及上述第2组转子各自作为分别的油泵，由此解决上述问题。

技术方案3的发明是一种油泵的压力控制装置，在上述结构中，其特征在于，将上述第1组转子以及上述第2组转子作为具有三个以上的转子的一个油泵。

在技术方案1的发明中，在高速旋转时第2组转子的第2排出通路完全被封闭，从而第2组转子成为独立回路，可以得到即便第2组转子不产生无用的工作压力，泵整体压力也不会降低的效果。此外，由于功＝压力×流量，所以若压力下降则能够降低无用功。像现有技术那样将第1组转子的第1排出通路与第2组转子的第2排出通路连通时，第2组转子的压力不会降低到第1组转子的返回通路压力以下。此外，本发明中，由于第2组转子在高速旋转时是独立回路，所以只要增大第2组转子的返回通路的开口面积，便能够更好地排出油，使第2组转子的压力更加低。此外，由于第2组转子在高速旋转时第2排出通路完全封闭，所以对泵整体的流量(压力)产生影响的只是第1组转子的流量(压力)。

此外，由于在高速旋转时第2组转子的流量(压力)表面上看不出来，所以泵整体不会受到影响，特性从阶梯状变为直线状，在可变流量泵中成为课题的尺寸精度没有必要严格到高于迄今为止的程度。第1组转子和第2组转子是分别的排出源，而且排出通路直到阀为止都是分开的排出通路，所以能够利用阀更准确地进行两个回路的控制(若在阀之前连通，则阀的控制受到制约)。此外，由于第2组转子的第2排出通路延伸到阀的下游，所以第2组转子更容易受到的阀的开闭的影响，能够容易地利用阀来改变第2组转子的流量(压力)。此外，由于排出源是两组，所以能够降低一侧的转子的工作量而进一步减少无用功。

在技术方案2的发明中，通过使上述第1组转子以及上述第2组转子各自为分别的油泵，能够通过两个泵抵消并降低振动、噪音、排出脉动等。进而，在技术方案3的发明中，通过将上述第1组转子以及上述第2组转子作为具有三个以上的转子的一个油泵，能够实现空间、重量、部件个数的减少。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的系统图，是发动机的低转速区域的状态图。

图2是本发明的第1实施方式的系统图，是发动机的中转速区域的状态图。

图3是本发明的第1实施方式的系统图，是发动机的高转速区域的状态图。

图4是本发明的简要的系统图。

图5A是本发明的发动机转速与排出压力的特性表，图5B是本发明的发动机转速与排出流量的特性表。

图6是本发明的第2实施方式的系统图，是发动机的低转速区域的状态图。

图7是本发明的第3实施方式的系统图，是发动机的低转速区域的状态图。

图8是本发明的第3实施方式的系统图，是发动机的中转速区域的状态图。

图9是本发明的第3实施方式的系统图，是发动机的高转速区域的状态图。

附图标记说明

A…第1组转子

E…发动机

1…第1排出通路

2…第1返回通路

B…第2组转子

3…第2排出通路

4…第2返回通路

5…阀主体

51…第1阀部

52…第2阀部

30…排出口

53…细径连结部

C…压力控制阀

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式，如图1至图3所示，A是第1组转子，B是第2组转子，分别作为油泵，在壳体内包括外部转子、内部转子、和排出口、吸入口等。包括向发动机E供油的第1排出通路1、返回到上述第1组转子A的吸入通路8的第1返回通路2、向发动机E供油的第2排出通路3、返回到上述第2组转子B的吸入通路9的第2返回通路4，上述第1排出通路1的中间的适当位置与上述第2排出通路3的端部侧连结。第1实施方式的第1组转子A以及第2组转子B分别是不同的油泵，如图1所示，作为油泵的第1组转子A包括外部转子111、内部转子112、排出口113、以及吸入口114。此外，作为油泵的第2组转子B包括外部转子122、内部转子121、排出口123、以及吸入口124。另外，115以及125是各驱动轴。

此外，在上述第1排出通路1、第1返回通路2、第2排出通路3、第2返回通路4之间，在阀壳体10的适当位置上作为压力控制阀C而设置包括第1阀部51和细径连结部53以及第2阀部52的阀主体5。该压力控制阀C中，形成有上述阀主体5能够适当地滑动的长孔部11，在该长孔部11内，从上述阀主体5的第2阀部52的后部侧所固定的盖体7利用压缩螺旋弹簧6所产生的弹性力而总是向上述第1阀部51侧进行推压。12是止动阶梯部，位于上述第1排出通路1的适当位置上且形成在上述长孔部11的端部。

对于上述压力控制阀C的控制，存在有确定压力状况、上述阀主体5的直径、压缩螺旋弹簧6的弹簧常数等的事项，而且根据上述第1排出通路1的排出压力的变化等，还需要满足各种条件。具体而言，需要在低转速区域中，如图1所示，以仅第1排出通路1以及第2排出通路3开口的状态控制流路，在中转速区域中，如图2所示，以第1排出通路1与第2排出通路3开口且上述第1返回通路2封闭而第2返回通路4开口的状态控制流路，在高转速区域中，如图3所示，以第2排出通路3封闭而第1排出通路1开口且第1返回通路2以及第2返回通路4开口的状态控制流路。

接着，说明压力控制阀C的动作。首先，在第1组转子A以及第2组转子B为低转速区域时，即在发动机转速为低转速区域时，是图1的状态，第1组转子A和第2组转子B的返回通路都被压力控制阀C的第1阀部51以及第2阀部52堵塞，从第1排出通路1以及第2排出通路3排出的油全部排出到发动机中。由于第1组转子A的第1排出通路1与第2组转子B的第2排出通路3连通，所以压力相等。此外，由于返回通路被堵塞，所以油泵整体的排出流量是第1组转子A以及第2组转子B的流量之和。成为转速和排出压力的特性表(参照图5A)或者转速与排出流量的特性表(参照图5B)的低转速区域。

进而，以发动机的转速上升的状态作为中转速区域。在该状态下，是图2的状态，第2返回通路4的开口部41开始开口，并且第2排出通路3的开口部31开始封闭。下面具体地进行说明。第1组转子A的第1排出通路1和第2组转子B的第2排出通路3保持连通。由于第2组转子B的第2返回通路4的开口部41开始开口，所以首先第2组转子B的压力上升停止。同时，第1排出通路1和第2排出通路3连通，所以油从第1组转子A排出而向第2组转子B的排出侧逆流并原样从第2组转子B的第2返回通路4排出，返回到第2组转子B的吸入通路9。利用这一系列的作用状态，第1组转子A排出的压力和第2组转子B排出的压力大致相等。

在中转速区域中，随着转速的上升，第2组转子B的第2排出通路3的开口部31渐渐关闭，第2组转子B的第2返回通路4的开口部41渐渐打开，所以即便转速上升，整体的流量也基本不会增加。第2组转子B排出的没有在表面上显现出来的真正压力实际由于第2组转子B的第2返回通路4的开口部41渐渐打开而慢慢下降。但是，由于第1排出通路1与第2排出通路3连通，所以第1组转子A和第2组转子B的压力相等，第2组转子B的压力表面上没有下降。

此外，在中转速区域中，由于第1返回通路2的开口部21还没有打开，所以第1组转子A的排出流量随着转速一起增大。由于第2组转子B的第2返回通路4的开口部41随着转速增加而打开，所以第2组转子B的排出流量减少。若变为某一一定值以上的转速，则从第1组转子A的排出油逆流的量将超过第2组转子B的排出流量，所以第2组转子B的排出流量相抵的结果而成为负值。由于还能够这样变为负值，所以油泵的合计流量也能够是两个泵的合计流量而变为一个泵以下的流量。从而能够较宽范围地变化。

若在第2组转子B的第2排出通路3的中途根据需要而设置节流部32(流量截面积减小的通路)，则在该节流部32处引起压力损失，第2组转子B的排出压力降低。而且，通过节流部32后，与第1组转子A的排出通路连通而变得压力相等。即，通过上述节流部32前的第2组转子B的排出压力比第1组转子A的排出压力稍高。因此，在中转速区域中的初期，第2组转子B的排出压力比第1组转子A的排出压力稍高。但是，若第2组转子B的第2返回通路4的开口部41的面积增大，油从第1组转子A排出通路向第2组转子B的排出侧逆流，则节流部32的效果消失，第2组转子B的排出压力变得与第1组转子A的排出压力相等。该中转速区域，在转速与排出压力或者排出流量的压力特性表(参照图5)中表明，第1组转子A单调递增，但第2组转子B侧，因逆流而成为负值，能够使第1组转子A与第2组转子B合计的压力连结线与以往的油泵的压力特性大致相同。

以发动机的转速进一步增加的状态为高转速区域。在该状态下，是图3或者图4的状态，第1返回通路2的开口部21开始开口，并且第2排出通路3的开口部31的封闭完成。下面具体地进行说明。由于第2组转子B的排出通路被完全地封闭，所以第1组转子A的排出通路与第2组转子B的排出通路没有连通。即，第2组转子B变为从第1组转子A独立的油回路。从第1组转子A排出的压力无法到达第2组转子B，而仅从第2组转子B的第2返回通路4返回，第2组转子B的压力一下子降低。向第2组转子B的逆流也停止，从第2组转子B排出的油全部经由第2返回通路4返回，所以从第2组转子B向发动机E排出的流量变为零。即，第2组转子B的流量变为零，第2组转子B的排出完全没有做功，所以摩擦(力矩)一下子降低，能够降低无用功，所以泵整体的效率上升。该高转速区域中，在转速与排出压力或者排出流量的压力特性表(参照图5)中表明，第1组转子A缓慢上升，但第2组转子B为封闭状态，第1组转子A与第2组转子B的合计压力连结线仅是第1组转子A。这样，由于第2组转子B的压力降低，所以摩擦(力矩)降低从而效率上升。

对于第1组转子A的压力，在中转速区域中，由于第1排出通路1与第2排出通路3连通，所以油通过第2返回通路4而返回，但在高转速区域中，由于从第1返回通路2继续返回，所以第1组转子的压力在中转速区域中和在高转速区域中基本没有变化。此外，对于第1组转子A的流量，由于第1返回通路2的开口部21开口且在开口的瞬间流出到第1返回通路2，所以流量在暂时下降后便基本没有变化。若严谨地进行说明，则随着转速上升而极微小地上升。

作为泵整体(第1组转子A与第2组转子B的总和)的“压力”，由于第2组转子B的第2排出通路3的开口部31完全封闭，所以仅是第1组转子A的压力。第1组转子A的压力由于第1返回通路2的开口部21开口，所以不太变化，但若严谨地说，是随着转速增加而极微小地增加。此外，作为泵整体的“流量”，由于第2组转子B的第2排出通路3的开口部31完全地封闭，所以第1组转子A的“流量”为泵整体流量。第1组转子A的流量由于第1返回通路2的开口部21开口，所以基本没有变化，但若严谨地说是随着转速增加而极微小地增加。

如上所述，本发明是油泵的压力控制装置，也是可变流量油泵。排出通路有两条，且排出源也使用两组转子(双转子或者三个以上的转子)。此外，在泵消耗的动力较大的高转速区域时，第2组转子B的排出口30或者第2排出通路3被堵塞，所以第1组转子A与第2组转子B被切断。第2组转子B的流量或压力对泵整体的流量或压力不再有任何的影响，即便追求效率提高等而调节第2组转子B的流量或压力，对泵特性也没有任何影响，所以设计自由度提高。此外，若使两个排出源为分别的泵，则能够在高转速时极大地降低单侧一个泵的无用功。进而，由于第2组转子B的第2排出通路3延伸到压力控制阀C的下游，所以能够容易地进行由压力控制阀C进行的流量调整。

此外，第2实施方式的第1组转子A以及第2组转子B是有三个以上转子的一个油泵。具体而言，如图6所示，第1组转子A包括外部转子131、中间转子132、排出口134、以及吸入口135。此外，第2组转子B包括中间转子132、内部转子133、排出口136以及吸入口137。即，构成具有三个转子的由第1组转子A以及第2组转子B构成的一个油泵。作为第2实施方式的第1组转子A以及第2组转子B的压力控制装置的各排出通路、各返回通路以及压力控制阀C的结构，与第1实施方式相同。因此，第2实施方式的作用如图1至图3所示，与第1实施方式的情况相同。因此，省略其说明。此外，对于效果也相同，省略其说明。另外，图6是发动机转速在低转速区域的情况的状态图。

此外，第3实施方式的第1组转子A以及第2组转子B是由三个以上的齿轮构成的一个油泵。具体而言，如图7～9所示，第1组转子A在壳体140内具有第1齿轮141、第2齿轮142、排出口144、以及吸入口145。此外，第2组转子B在壳体140内具有第2齿轮142、第3齿轮143、排出口146以及吸入口147。即，构成具有三个齿轮的由第1组转子A以及第2组转子B构成的一个油泵。作为第3实施方式的第1组转子A以及第2组转子B的压力控制装置的各排出通路、各返回通路以及压力控制阀C的结构，与第1实施方式相同。

说明第3实施方式的第1组转子A以及第2组转子B的压力控制阀C的动作。首先，第1组转子A以及第2组转子B在低转速区域时，即在发动机转速在低转速区域时，为图7的状态，上述压力控制阀C的第1阀部51以及第2阀部52的动作与图1相同，省略其动作的说明。在该状况下，成为转速与排出压力的特性表(参照图5A)或者转速与排出流量的特性表(参照图5B)的低速旋转区域。

进而，以发动机的转速上升的状态为中转速区域。该状态下，为图8的状态，上述压力控制阀C的动作与图2相同，省略其动作的说明。该中转速区域中，在转速与排出压力或者排出流量的压力特性表(参照图5)中表示，第1组转子A单调增加，但第2组转子B侧由于逆流而成为负值，第1组转子A与第2组转子B的合计的压力连结线与以往的油泵的压力特性大致相同。

以发动机的转速进一步增加的状态为高转速区域。在该状态下，为图9的状态，上述压力控制阀C的动作与图3相同，省略其动作的说明。该高转速区域中，在转速与排出压力或者排出流量的压力特性表(参照图5)中表示，第1组转子A缓慢上升，但第2组转子B为封闭状态，第1组转子A与第2组转子B的合计压力连结线仅为第1组转子A。这样，由于第2组转子B的压力下降，降低了摩擦(力矩)，所以效率提高。

Claims (3)

1.一种油泵的压力控制装置，其特征在于，包括：从第1组转子向发动机供油的第1排出通路；返回到上述第1组转子的吸入侧的第1返回通路；从第二组转子向发动机供油的第2排出通路；返回到上述第2组转子的吸入侧的第2返回通路；以及在上述第2组转子的排出口与上述第1排出通路之间设置有由第1阀部和细径连结部以及第2阀部构成的阀主体的压力控制阀，上述第1排出通路与上述第2排出通路连结，在低转速区域中，以仅第1排出通路以及第2排出通路开口的状态控制流路，在中转速区域中，以第1排出通路与第2排出通路开口且上述第1返回通路封闭而第2返回通路开口的状态控制流路，在高转速区域中，以第2排出通路封闭而第1排出通路开口且第1返回通路以及第2返回通路开口的状态控制流路。

2.如权利要求1所述的油泵的压力控制装置，其特征在于，将上述第1组转子以及上述第2组转子各自作为分别的油泵。

3.如权利要求1所述的油泵的压力控制装置，其特征在于，将上述第1组转子以及上述第2组转子作为具有三个转子的一个油泵。

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