JP2002371972A - 複合ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動軸の回転のみの駆動源を用い、駆動軸の
回転に伴って流体を吐出する第１の吐出口のほかに、選
択的に流体を吐出することが可能な第２の吐出口を有す
る複合ポンプを提供することにある。 【解決手段】 動力ポンプ１１と補助ポンプ２１とを備
え、補助ポンプの駆動力に動力ポンプの被駆動力を利用
する。補助ポンプ２１の駆動側のアウタロータ１４は、
動力ポンプ１１の被駆動側部材であり、インナーロータ
１３の回転駆動力を利用している。電磁駆動軸４０、４
１の制御により、圧縮コイルスプリング３８、３９を経
て弁体３２、３３のアウタロータ１４への当接と離間の
切り替えを行なう。この弁開閉により補助ポンプ２１の
オンオフ制御を容易に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合ポンプに関す
るもので、例えば内燃機関用オイルポンプに適用すると
好適である。

【０００２】

【従来の技術】従来より、内燃機関の潤滑に用いられる
オイルポンプとして、例えば特開平１０−７７８１７号
公報に示すようなトロコイドポンプが知られている。こ
のトロコイドポンプは、そのポンプシャフトが内燃機関
のクランクシャフトの駆動力を受けて回転し、内燃機関
（以下、エンジンという）の回転数に比例した油吐出量
ならびに油圧が発生する。このため、ポンプの吐出口に
設けられるリリーフバルブが吐出圧の所定圧力値以上を
検出したとき、開弁することで吐出口と吸入口とを連通
し、吐出口の油の一部を吸入口に戻すようにしている。
これにより、エンジン潤滑系統の損傷やオイル漏れを防
止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来のトロ
コイドポンプによると、駆動軸の回転に従い回転するド
ライブロータとドリブンロータとの隙間の容積変化を利
用して流体を吐出するものであった。またドリブンロー
タの外形は断面形が真円状であってドリブンロータを収
容するポンプケースの内周とドリブンロータの外周との
間に隙間はなかった。

【０００４】このような従来のトロコイドポンプは、駆
動軸の回転のみの動力源を用いた場合、駆動軸の回転に
伴って流体を吐出する吐出口以外に流体を吐出する吐出
口はなかった。本発明の目的は、駆動軸の回転のみの駆
動源を用い、駆動軸の回転に伴って流体を吐出する第１
の吐出口のほかに、選択的に流体を吐出することが可能
な第２の吐出口を有する複合ポンプを提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る複合ポン
プによると、動力ポンプと補助ポンプとを備え、補助ポ
ンプの駆動力に動力ポンプの被駆動力を利用するため、
単一の駆動軸を備えた簡便な構造で、必要な吐出圧また
は吐出量に容易に制御することができる。また、補助ポ
ンプを備えているため、主ポンプとしての動力ポンプの
最大容量を小さくすることができ、動力ポンプの油吐出
圧のみでは油吐出圧の不足する運転域では、補助ポンプ
を稼動することにより適正な油吐出圧および油吐出量を
確保することができる。比較的油吐出圧が過剰になりや
すい中速域または高速域で最小限の油吐出量または油吐
出圧を確保し、かつ低速域でも油吐出量または油吐出圧
の不足を発生しない効果がある。

【０００６】請求項２に係る複合ポンプによると、弁体
の切り替えにより補助ポンプの稼動のオンオフを容易に
変更することができる。従って、動力ポンプのみの稼動
状態と、動力ポンプと補助ポンプとの両ポンプの稼動状
態との２位置状態に切り替えできるため、吐出圧と吐出
量との制御範囲を拡大することができる。

【０００７】請求項３に係る複合ポンプによると、動力
ポンプの駆動軸と補助ポンプの駆動軸とは同軸上に配さ
れるため、ポンプハウジングの体格を小型にできる。請
求項４に係る複合ポンプによると、動力ポンプが歯車ポ
ンプであるから、駆動力の伝達を的確に行うことができ
る。

【０００８】請求項５に係る複合ポンプによると、動力
ポンプの吐出口と補助ポンプの吐出口とを接続するオイ
ル通路に、補助ポンプ側から動力ポンプ側へのみオイル
を流すことを許容する逆止弁を設けているため、ポンプ
の信頼性が増大する。

【０００９】請求項６に係る複合ポンプによると、動力
ポンプはエンジンの駆動軸により回転されるため、一方
のポンプの機能が損なわれても他方のポンプの機能で補
完することができるし、両者を併せればパワーアップす
ることができる。基本的には、エンジンの駆動軸に動力
ポンプの駆動源を利用しているため、一般に回転数に適
合した吐出圧および吐出量を確保することができる。主
ポンプとしての動力ポンプに加えて補助ポンプを補助ポ
ンプとして使用すれば、エンジンの運転状態または運転
者の意思に適合したエンジンの精密制御が可能になる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。 （第１実施例）まずエンジン用オイルポンプに適用した
本発明の複合ポンプを図１、図２、図３および図４に示
す。

【００１１】図２に示すように、複合ポンプとしてのエ
ンジン用オイルポンプ１によりオイルパン３から汲み上
げたオイルは、吸入口１５、１０１、１０２から吸入さ
れて第１動力ポンプ１１または補助ポンプ２１を経て吐
出口１６、１１１、１１２から吐出され、エンジン潤滑
経路４へ供給される。エンジン用オイルポンプ１から圧
送される余剰分はリリーフ弁５より低圧側のオイルパン
３へ戻される。

【００１２】図１に示すように、エンジン用オイルポン
プ１は、第１のポンプとしての動力ポンプ１１と第２の
ポンプとしての補助ポンプ２１とを有する複合ポンプで
あり、ポンプハウジング２を共用する。ポンプハウジン
グ２に吸入口１５、１０１、１０２と吐出口１６、１１
１、１１２を有する。この複合ポンプは、クランクシャ
フトの駆動力を利用した動力ポンプ１１と、この動力ポ
ンプ１１のアウターロータ１４の駆動力を利用した補助
ポンプ２１とを備える。

【００１３】第１のポンプとしての動力ポンプ１１は、
トロコイドポンプ形式のもので、エンジンのクランクシ
ャフトを駆動軸としてこれと同期して回転するポンプシ
ャフト１２を有し、このポンプシャフト１２にドライブ
ロータとしてのインナーロータ１３が取り付けられてい
る。このインナーロータ１３の外側にドリブンロータと
しての楕円形のアウターロータ１４がポンプハウジング
２の内壁７に回転可能に支持されている。インナーロー
タ１３の周部に形成される外歯４個の数はアウターロー
タ１４の内歯の数この場合５個よりも１個少ない数にな
っている。インナーロータ１３が図１の矢印方向に回転
すると、内歯と外歯との噛み合いによりアウターロータ
１４も同方向に回転することにより、吸入口１５からポ
ンプ室１７に入った油がポンプ室の容積変化とともに吐
出口１６に供給される。吸入口１５に流入する油は、イ
ンナーロータ１３の外歯とアウターロータ１４の内歯と
の間のポンプ室に注入され、ポンプシャフト１２の回転
に伴い、ポンプ室内の油が吐出口１６に供給され、この
吐出口１６から油を吐出する。

【００１４】第２ポンプとしての補助ポンプ２１は、ポ
ンプハウジング２に吸入口１０１、１０２と吐出口１１
１、１１２を有する。この補助ポンプ２１の駆動源とし
て機能するアウターロータ１４は、外形が楕円形で、弁
体３２、３３で仕切り可能なポンプ室３４、３５を有す
る。ポンプハウジング２には、弁体３２、３３が往復動
可能な案内溝３６、３７を有し、この案内溝３６、３７
内に弁体３２、３３が往復動可能に収容され、この弁体
３２、３３の先端がアウターロータ１４の外壁に当接す
る方向に付勢する圧縮コイルスプリング３８、３９が案
内溝３６、３７に収容されている。圧縮コイルスプリン
グ３８、３９の反弁体側は電磁駆動軸４０、４１に接続
されている。

【００１５】第２のポンプとしての補助ポンプ２１は、
ベーンポンプ形式のもので、駆動源がアウターロータ１
４である。アウターロータ１４の長軸心上の外周２点が
ポンプ内周壁に摺接する。弁体３２、３３は、アウター
ロータの短軸上の外壁と長軸上の外壁の幅の間で常に進
退可能に当接することができる。補助ポンプ２１の吐出
口１１１、１１２は、通路３０を通して吐出口１６と連
通している。補助ポンプ２１の吐出口１１１、１１２と
これに連通する共通の吐出口１６との間には逆止弁３１
が設けられている。逆止弁３１は、吐出口１６から第２
吐出口１１１、１１２に向けてのオイル流れの逆流を防
止する。

【００１６】エンジン用オイルポンプ１の動作について
は次のとおりである。エンジンの始動によりクランクシ
ャフトの駆動力が駆動軸としてのポンプシャフト１２に
伝達されると、インナーロータ１３およびアウターロー
タ１４が回転する。このとき、インナーロータ１３の外
歯１３とアウターロータ１４の内歯とによって形成され
た空間としての第１ポンプ室に吸入口１５からオイルが
流入する。この第１ポンプ室は回転により隔壁を越える
とともに容積が次第に減少する。第１ポンプ室の容積の
減少に伴い、ポンプ室の空間を占めていたオイルは第１
ポンプ室の外部に吐出される。吐出されたオイルは吐出
口１６から吐出される。このポンプ作用により吸入口１
５のオイルが吐出口１６へ圧送される。

【００１７】この状態において、吐出口１６の下流側に
設けた油圧センサ４４とエンジン回転数センサの出力信
号が任意に設定した値以下のとき、制御回路４２から電
磁駆動軸４０、４１をアウターロータ１４の中心軸方向
に移動し、圧縮コイルスプリング３８、３９を経て弁体
３２、３３をアウターロータ１４の外周壁に押し付け
る。ここでアウターロータ１４はインナーロータ１３が
１回転したとき４／５回転にて常時回転しており、かつ
アウターロータ１４の外周は楕円形状であるため第２ポ
ンプ室３４、３５の容積は変化する。吸入口１０１、１
０２から流入したオイルは上記容積変化により吐出口１
１１、１１２から吐出し、所望の設定油圧となって吐出
される。

【００１８】オイルパン３から汲み上げられたオイル
は、吸入口１５、１０１、１０２からポンプ室内に入
り、吐出口１６、１１１、１１２より吐出される。吐出
口１６の出口側にリリーフ弁５が設けられている。これ
により、ポンプ出口側の部品に損傷、破壊、油漏れなど
を発生するおそれがあるほどの高圧に油圧が達したとき
リリーフ弁５を開弁する。このとき、オイルがオイルパ
ン３に戻され、吐出圧が設定油圧を超えない制御をおこ
なう。逆止弁３１は、補助ポンプ２１が稼動停止してい
るとき、動力ポンプ１１の吐出口１６のオイルが吐出口
１１１、１１２側に逆流するのを防止している。なお、
この実施例では、吐出口１１１、１１２から吐出される
１回転あたりの吐出量は吐出口１６から吐出される最大
吐出量より大きい構成としている。

【００１９】補助ポンプ２１は、図４に示すように、制
御回路４２の駆動信号によって駆動される磁駆動軸４３
によってオンオフ切替される。制御回路４２は、油圧セ
ンサ４４の発生する油圧信号およびエンジン回転数セン
サ４５が発生する回転数信号を入力し、演算処理し、処
理の結果、電磁駆動軸４０、４１のオンオフを決定す
る。オン状態のとき弁体３２、３３がアウターロータ１
４の外壁に当接することで閉弁状態になり、補助ポンプ
２１を駆動する。オフ状態のとき、図３に示すように、
弁体３２、３３がアウターロータ１４の外壁から離間す
ることで、ポンプ室３４と３５の仕切り壁が解除された
開弁状態になり、補助ポンプ２１を停止する。

【００２０】例えば、車両に搭載されるエンジンの回転
数に応じてあらかじめ設定される油圧値に対して油不足
状態を検出したとき、制御回路４２は、電磁駆動軸４
０、４１をオン状態に切り替える。

【００２１】補助ポンプ２１は、動力ポンプ１１の吐出
圧が任意に設定した圧力に到達しない場合に目標圧力に
するため作動する。たとえば油温が高温でかつエンジン
回転数が低回転数のとき、動力ポンプ１１と補助ポンプ
２１の両方を作動し、ポンプ下流側に設けた油圧機構の
制御が可能な油圧を発生させる。反対に、エンジン回転
数が高回転数のとき、動力ポンプ１１を駆動し、補助ポ
ンプ２１を停止する。

【００２２】複合ポンプは、油温８０℃以上、エンジン
回転数２０００ｒ／分以下において６０〜１２０ｋＰａ
の範囲で吐出圧を確保できるように設定してある。エン
ジン回転数が増加し、吐出口１１１、１１２から吐出さ
れたオイルの油圧が設定油圧値以上に到達したとき、油
圧センサの出力信号に基づいて電磁駆動軸４０、４１を
アウターロータ１４の中心軸方向と逆方向に移動し、ア
ウターロータ１４から弁３２、３３を離し、第２ポンプ
室の容積変化をなくす。これにより補助ポンプ２１のポ
ンプ作用を停止し、ポンプ吐出圧を低下させる。

【００２３】次に、エンジン回転数が低速回転域にある
とき、動力ポンプ１１と補助ポンプ２１の双方のオイル
ポンプによる吐出圧増加が行われ、エンジン潤滑系統へ
十分な油量を確保する。エンジン回転数が中速域から高
速域にあるときには、動力ポンプ１１のみを稼動し補助
ポンプ２１を停止することで、吐出圧を相対的に低く
し、余剰吐出分を低減している。これにより、オイルポ
ンプによる最小限必要な油循環量を確保し、無駄なエネ
ルギー消費を防止している。

【００２４】（第２実施例）本発明の第２実施例を図５
に示す。第２実施例は、補助ポンプを自己制御可能な構
造にした例である。吐出口１１１の出口７１の油圧がベ
ーン３２１の受圧面３２１１に作用する構造である。ベ
ーン３２１の弁体３２１２は圧縮コイルスプリング７８
によりアウターロータ１４の外周に押し付けられてい
る。ベーン３２１、３３１はアウターロータ１４の中心
軸に対称に配置されている。

【００２５】次に、第２実施例の作用について説明す
る。油温が高く、エンジン回転数が低い場合、吐出口１
１１、１１２に発生する油圧は相対的に低く、この油圧
はベーン３２１、３３１の受圧面３２１１、３３１１に
作用するが、任意に設定したばね力を持つ圧縮コイルス
プリング７８、７９の抑え力の方が相対的に大きいた
め、ベーン３２１、３３１はアウターロータ１４の外周
壁に接触した状態を保つ。これによりポンプ作用を継続
する。

【００２６】エンジン回転数が上昇し、受圧面３２１
１、３３１１に作用する圧力が圧縮コイルスプリング７
８、７９の抑え力を超えた場合、ベーン３２１、３３１
は押し下げられ弁体３２１２、３３１２がアウターロー
タ１４から離れることによりポンプ作用を停止する。こ
の制御はエンジン回転数が低くても油温が低い場合には
油圧が高いため同様な制御を行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるエンジン用オイルポ
ンプを示す概略構成図である。

【図２】本発明の第１実施例によるオイルの流れ図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例による補助ポンプの稼動停
止状態を示す図である。

【図４】本発明の第１実施例による補助ポンプの制御回
路を示すブロック図である。

【図５】本発明の第２実施例によるエンジン用オイルポ
ンプの概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１ オイルポンプ（複合ポンプ） ２ ポンプハウジング １１ 動力ポンプ １２ ポンプシャフト １３ インナーロータ（ドライブロータ） １４ アウターロータ（ドリブンロータ） １５ 吸入口 １６ 吐出口 ２１ 補助ポンプ ３１ 逆止弁 ３２、３３ 弁体（ベーン） ３４、３５ ポンプ室 ４０、４１ 電動駆動軸（電磁駆動手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０４Ｃ 2/356 Ｆ０４Ｃ 2/356 Ｃ 15/00 15/00 Ｆ Ｊ (72)発明者 鈴森 基一郎 愛知県刈谷市豊田町１丁目１番地 豊田紡 織株式会社内 Ｆターム(参考） 3G013 BB02 BB18 BB19 CA01 3H041 AA02 BB04 CC18 CC20 CC21 DD02 DD05 DD07 DD10 DD12 DD13 DD17 DD18 DD20 3H044 AA02 BB03 BB05 CC19 CC23 DD02 DD05 DD06 DD10 DD12 DD13 DD15 DD16 DD46 3H045 AA05 AA16 AA24 BA07 BA19 BA32 CA03 CA09 DA01 DA37 EA13 EA38 EA43

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内歯を有するドライブロータと、この内
   歯に噛み合う外歯を有するドリブンロータとを備えた動
   力ポンプと、前記ドリブンロータの回転駆動力を利用し
   たベーン型の補助ポンプとを備えたことを特徴とする複
   合ポンプ。
2. 【請求項２】 前記補助ポンプは、 外形が楕円形のドリブンロータと、 吸入口と吐出口を有し、前記ドリブンロータの外壁に摺
   接可能な内壁を有するポンプハウジングと、 前記ポンプハウジングの内部に、前記ドリブンロータの
   外壁に弁体を当接したとき第２のポンプ室の形成、また
   は前記ドリブンロータの外壁から弁体を離間したとき第
   ２のポンプ室の解除を切り替え可能なベーンと、 前記第２のポンプ室の形成と解除とを切り替えるための
   前記ベーンを駆動する電磁駆動手段とを備えたことを特
   徴とする請求項１記載の複合ポンプ。
3. 【請求項３】 前記動力ポンプの駆動軸と前記補助ポン
   プの駆動軸とは同軸上に配されることを特徴とする請求
   項１または２記載の複合ポンプ。
4. 【請求項４】 前記動力ポンプは、歯車ポンプである請
   求項１から３のいずれか一項に記載の複合ポンプ。
5. 【請求項５】 前記動力ポンプの吐出口と前記補助ポン
   プの吐出口とを接続するオイル通路に、前記補助ポンプ
   側から前記動力ポンプ側へのみオイルを流すことを許容
   する逆止弁を設けていることを特徴とする請求項１から
   ４のいずれか一項に記載の複合ポンプ。
6. 【請求項６】 前記動力ポンプは、内燃機関の駆動軸に
   より回転されることを特徴とする請求項１から５のいず
   れか一項に記載の複合ポンプ。