JP2010090843A - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】バルブ装置の部材の引っ掛かりによるポンプの駆動トルクの上昇を防止することができるとともに、バルブ装置の応答性の向上を図ることができ、かつポンプの吐出脈動の低減を図ることができるポンプを提供する。
【解決手段】このポンプは、ハウジング５と流体収容空間３０を有する流体移動手段６、７と吸入通路２３と吐出通路２４と吐出工程における吐出通路の流体圧力が所定以上の圧力になった場合に吐出通路２４と吸入通路２３とを連絡するためのバルブ装置９とを備えたポンプであって、バルブ装置９は、吐出通路２４に連通する戻し吐出通路３９、４３と吸入通路２３に連通する戻し吸入通路３８、４２とを仕切る弁座５０と、この弁座５０に接離可能に設けられたダイヤフラム５３と、弁体５７を介してダイヤフラム５３を弁座５０に押し付けるように付勢する付勢手段５５、５６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば内燃機関等の潤滑油を吐出するためオイルポンプなどのポンプに関する。

内燃機関等の潤滑油を吐出するオイルポンプとしては、従来、例えば、２つのハウジングに挟まれた空間内に回転自在なアウターロータとインナーロータとを備え、駆動軸でインナーロータを回転させることによって、アウターロータとインナーロータとの間に形成されるオイル収容空間に収容したオイルをポンプ内で移動させ、その後外部に吐出するトロコイドポンプが知られている。

このオイルポンプでは、一方のハウジングとインナーロータやアウターロータとの接合面にはオイルが移動できる吹抜け（隙間）があり、吐出通路側のオイル圧力が高くなった時に、その吹抜けを介して吐出通路側のオイルが吸入通路に若干漏れるようなものとなっている。吐出通路におけるオイルの吐出圧力は、エンジン側の通路抵抗等により発生するが、オイルの温度やエンジン回転数等によって変動する。このため、吐出通路から吸入通路へのオイルの吹抜けがあると、吐出通路の吐出圧力が減少し、その結果所望のオイル吐出量が得られないという不具合が生じるおそれがある。

この不具合を解消するものとして、特許文献１には、所望のオイル吐出量を確保するとともに、異常振動の発生を防止するオイルポンプが開示されている。さらに、特許文献２には、特許文献１に記載のオイルポンプを改良したポンプであって、吐出通路と吸入通路とを連絡遮断するリリーフバルブは駆動軸をガイドとして移動させることにより、リリーフバルブの応答遅れの発生を無くして所望のオイル吐出量を確保するとともに、駆動トルクを低減できるようにしたポンプが開示されている。

図１３に示すように、この特許文献２に記載のオイルポンプ（ポンプ）は第１ハウジング６１と第２ハウジング６２とを有する。これらの第１ハウジング６１と第２ハウジング６２との間に、流体移動手段としてのアウターロータ６３およびインナーロータ６４と、インナーロータ６４を回転させるための駆動軸６５と、リリーフバルブ６６と、付勢手段であるスプリング６７とを備えている。アウターロータ６３とインナーロータ６４との間には複数のオイル収容空間（流体収容空間）６８（６８ａ，６８ｂ，・・）が形成されている。

第２ハウジング６２には、吸入ポートである吸入通路７１吐出ポートである吐出通路７２が形成されている。第１ハウジング６１と、アウターロータ６３やインナーロータ６４の側面と、リリーフバルブ６６との間に、リリーフバルブ６６によって互いに区画される吸入連絡空間７３と吐出連絡空間７４と形成される。リリーフバルブ６６は、吸入連絡空間７３と吐出連絡空間７４とを連絡または遮断するものである。吸入連絡空間７３は、オイル収容空間６８ａを介して吸入通路７１と連絡し、吐出連絡空間７４は、オイル収容空間６８ｂを介して吐出通路７２と連絡している。吸入通路７１や吐出通路７２は、アウターロータ６３やインナーロータ６４を挟んでリリーフバルブ６６と反対側に設けられている。

リリーフバルブ６６は、駆動軸６５に嵌合する筒状部７５と、筒状部７５の一端と一体に形成されてインナーロータ６４の側面と接触可能な端面部７６と、端面部７６と一体に形成されて筒状部７５の外側に間隔を空けて配置される径大の外側筒状部７７とから成る。リリーフバルブ６６の筒状部７５の内面は、駆動軸６５の外面と嵌合摺接する形状や寸法に設定されている。すなわち、駆動軸６５をリリーフバルブ６６の開閉作動用のガイドとし、リリーフバルブ６６はガイドである駆動軸６５に沿って往復移動する。リリーフバルブ６６の外側筒状部７７は、吐出連絡空間７４と吸入連絡空間７３とを遮断するためのものであるが、その外側筒状部７７の外面は第１ハウジング６１と近接しているが接触しない状態に設定される。

吐出通路７２内のオイル圧力が所定の圧力未満の状態（図１３に示す状態）では、スプリング６７の付勢力によって、リリーフバルブ６６の端面部７６がインナーロータ６４に接触押圧させられる。リリーフバルブ６６の端面部７６がインナーロータ６４と接触した状態においては、リリーフバルブ６６（外側筒状部７７）によって吸入連絡通路７３と吐出連絡通路７４とは遮断されている。一方、吐出通路７２やオイル収容空間６８ｂにおけるオイルの圧力が所定以上の圧力になった場合には、その圧力が吐出連絡通路７４に及び、スプリング６７に抗してリリーフバルブ６６を図１３で右方向に移動させる。これにより、リリーフバルブ６６の端面部７６とインナーロータ６４の側面との間に連絡空間が現れ、この連絡空間を介して吐出連絡通路７４と吸入連絡通路７３とが連絡し、この結果、吐出通路７２と吸入通路７１とが連絡する。このように、吐出工程で吐出通路７２やオイル収容空間６８ｂに高い圧力が発生した場合でも、この高い圧力は連絡空間を介して吸入通路７１に逃れるため、過大圧力によるオイルポンプの異常振動を防止することができ、所望のオイル吐出量を得ることができる。

ＷＯ２００５／０１０３６９号公報 特開２００７−１８７００５号公報

しかしながら、特許文献２に記載のポンプでは、リリーフ圧が高い設定であったり、リリーフ流量が多くなると、バルブが傾いてこじれ力が発生し、駆動軸にサイドフォース（横向きにかかる力）が作用し、駆動トルクが高くなる虞がある。また、バルブ摺動部にクリアランスがあるため、液漏れや摺動抵抗が発生し、バルブの応答性が良くない。また、バルブが作動する圧力になるまで、バルブ作動によるダンピング（緩衝）が行われないという問題がある。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、バルブ装置の部材の引っ掛かりによるポンプの駆動トルクの上昇を防止することができるとともに、バルブ装置の応答性の向上を図ることができ、かつポンプの吐出脈動の低減を図ることができるポンプを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載のポンプは、ハウジングと、前記ハウジング内に備えられるものであって流体収容空間を有する流体移動手段と、流体を前記ハウジングの内部に吸入するための吸入通路と、流体を前記ハウジング内から外部に吐出するための吐出通路と、吐出工程における前記吐出通路の流体圧力が所定の圧力未満の状態では前記吐出通路と前記吸入通路とを遮断するとともに吐出工程における前記吐出通路の流体圧力が所定以上の圧力になった場合に前記吐出通路と前記吸入通路とを連絡するためのバルブ装置と、を備えたポンプであって、前記バルブ装置は、前記吐出通路に連通する戻し吐出通路と前記吸入通路に連通する戻し吸入通路とを仕切る弁座と、この弁座に接離可能に設けられたダイヤフラムと、このダイヤフラムを前記弁座に押し付けるように付勢する付勢手段と、を備えていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明においては、吐出通路内の流体の圧力が所定の圧力未満の状態では、付勢手段の付勢力によって、ダイヤフラムが弁座に押し付けられる。このバルブ装置が閉の状態では、戻し吐出通路と戻し吸入通路とが遮断されている。一方、吐出通路や流体収容空間における流体の圧力が所定以上の圧力になった場合には、その圧力が戻し吐出通路に及び、その圧力をダイヤフラムが受けてダイヤフラムが付勢部材の付勢力に抗して弁座から離間する。このバルブ装置が開の状態では、戻し吐出通路と戻し吸入通路とが連絡され、これにより吐出通路と吸入通路とが連絡する。このように、吐出工程で吐出通路や流体収容空間に高い圧力が発生した場合でも、この高い圧力は戻し吐出通路と戻し吸入通路を介して吸入通路に逃れるため、過大圧力によるポンプの異常振動を防止することができるとともに、所望の吐出圧力と所望の吐出量を得ることができる。

そして、この発明においては、ダイヤフラムが吐出圧力を受けてダイヤフラムが弁座から離間する構造のバルブ装置を備えているので、バルブ装置作動時にダイヤフラムが駆動軸等に引っ掛かるということがないため、バルブ装置の部材の引っ掛かりによる駆動トルクの上昇を防止することができるとともに、バルブ装置の部材の摺動抵抗が殆ど発生しないため、バルブ装置の応答性を向上させることができる。また、バルブ装置の閉時、すなわちダイヤフラムが弁座に押し付けられている時でも、ダイヤフラムによりポンプの脈動を吸収するダンパー効果を得ることができる。すなわち、バルブ装置が作動しない状態のときでも、ダイヤフラムによりダンピング（緩衝）を行なうことができる。さらに、仮に吐出圧力により、戻し吐出通路に面するダイヤフラムの部分が破れても、吐出圧力がダイヤフラムの裏側から背圧としてダイヤフラムの戻し吸入通路に面している部分に作用して、ダイヤフラムを弁座に押し付けるので、バルブ装置が作動しない状態に（バルブ装置が閉の状態に）維持され、吐出圧力が低下しない。

また、請求項２に記載のポンプは、請求項１に記載の発明において、前記ダイヤフラムは、弁体を介して前記付勢手段により付勢されて前記弁座に押し付けられることを特徴とする。

この請求項２に記載の発明においては、ダイヤフラムが弁体を介して付勢手段により付勢されるので、付勢手段の付勢力がダイヤフラムに直接作用せずに間接的に作用するため、ダイヤフラムの耐久性を向上させることができるとともに、弁体の形状等を工夫することにより容易にダイヤフラムを弁座に偏りなく均等に押し付けることができる。さらに、仮に吐出圧力により、戻し吐出通路に面するダイヤフラムの部分が破れても、吐出圧力が弁体の裏側から背圧として弁体に作用し、ダイヤフラムの戻し吸入通路に面している部分を確実に弁座に押し付けるので、バルブ装置が作動しない状態に（バルブ装置が閉の状態に）維持され、吐出圧力が低下しない。

また、請求項３に記載のポンプは、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記流体移動手段における前記流体収容空間の一方側の開口位置に前記バルブ装置を備え、前記流体収容空間の他方側の開口位置に前記吐出通路および前記吸入通路を備えていることを特徴とする。

この請求項３に記載の発明においては、流体移動手段における流体収容空間の一方側の開口位置にバルブ装置が設けられ、流体収容空間の他方側の開口位置に吐出通路および吸入通路が設けられているので、バルブ装置の設置スペースを十分に確保することができるとともに、ポンプをコンパクトにできる。

また、請求項４に記載のポンプは、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記バルブ装置の前記弁座の内側に前記戻し吸入通路が形成されているとともに、前記弁座の周囲に前記戻し吐出通路が形成され、前記バルブ装置の閉時にこれらの戻し吸入通路および戻し吐出通路に臨むように前記ダイヤフラムが設けられていることを特徴とする。

この請求項４に記載の発明においては、バルブ装置の弁座の内側に戻し吸入通路が形成されているとともに、弁座の周囲に戻し吐出通路が形成され、前記バルブ装置の閉時にこれらの戻し吸入通路および戻し吐出通路に臨むようにダイヤフラムが設けられているので、弁座の口径がダイヤフラムの受圧有効径よりも小さく、戻し吐出通路に臨むダイヤフラムの部分が大きくなるため、吐出脈動に対するダイヤフラムのダンパー効果が大きい。また、弁座の周囲の戻し吐出通路から弁座の内側の戻し吸入通路に弁座の全周から流体が流出できるので、ダイヤフラムの移動量が小さくても、効率よく流体をリリーフすることができる。また、戻し吸入通路および戻し吐出通路に臨むようにダイヤフラムが設けられているので、流体の通路抵抗を低減でき、圧損を低減できる。

また、請求項５に記載のポンプは、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記流体移動手段が、インナーロータとアウターロータから成ることを特徴とする。

この請求項５に記載の発明においては、流体移動手段がインナーロータとアウターロータから成るポンプであるので、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明の効果を顕著に得ることができる。

本発明のポンプによれば、吐出工程で吐出通路や流体収容空間に高い圧力が発生した場合でも、この高い圧力を戻し吐出通路と戻し吸入通路を介して吸入通路に逃がすことができて、過大圧力によるポンプの異常振動を防止することができるとともに、所望の吐出圧力と所望の吐出量を得ることができる。そして、本発明のポンプによれば、バルブ装置の部材の引っ掛かりによるポンプの駆動トルクの上昇を防止することができるとともに、バルブ装置の応答性の向上を図ることができ、さらにポンプの吐出脈動の低減を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１〜図９は、本発明の実施の形態に係るポンプを示す図であって、図１（ａ）はポンプの左側面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、図１（ｃ）はポンプの右側面図であり、図２（ａ）は第１ハウジングの左側面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図２（ｃ）は第１ハウジングの右側面図であり、図３（ａ）は第２ハウジングの左側面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図３（ｃ）は第２ハウジングの右側面図であり、図４（ａ）は第３ハウジングの左側面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図４（ｃ）は第３ハウジングの右側面図であり、図５（ａ）は第４ハウジングの左側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図、図５（ｃ）は第４ハウジングの右側面図であり、図６はポンプを左側から見た斜視図であり、図７はポンプを左側から見た分解斜視図であり、図８はポンプを右側から見た斜視図であり、図９はポンプを右側から見た分解斜視図である。

このポンプは、エンジン潤滑用のオイルポンプであって、トロコイドポンプである。このポンプは、第１ハウジング１と第２ハウジング２と第３ハウジング３と第４ハウジング４とかなるハウジング５を備えている。ハウジング５内には、流体移動手段としてのアウターロータ６およびインナーロータ７と、インナーロータ７を回転させるための駆動軸８と、バルブ装置９とが設けられている。

ハウジング５は、第２ハウジングの右側に蓋部材としての第１ハウジングが突き合わされてこれらの第２ハウジング２と第１ハウジング１とがねじ１１（この例では１個）により固定されるとともに、第３ハウジング３の左側に蓋部材としての第４ハウジング４が突き合わされてこれらの第３ハウジング３と第４ハウジング４とがねじ１２（この例では３個）により固定され、さらに第２ハウジング２と第３ハウジングが突き合わされ、そして第１ハウジング１、第２ハウジング２、第３ハウジング３および第４ハウジング４の各貫通孔１３、１４、１５、１６を貫通するねじ（この例では３個；図示せず）により、一体的にエンジンに固定される。なお、図６〜図９の斜視図においては、ねじ１２により第２ハウジング２、第３ハウジング３および第４ハウジング４が一体的に固定された図となっている。

第１ハウジング１は、板状の本体部２１とこの本体部２１の中央部に形成されたボス部２２とを備えており、本体部２１には、ボス部２２を挟んで両側にそれぞれ吸入口を形成する横断面形状が概略円弧状の吸入通路２３と吐出口を形成する横断面形状が概略円弧状吐出通路２４が設けられている。

第２ハウジング２は、有底筒状に形成されている。第２ハウジング２の開口側と第１ハウジング１とが当接し、第２ハウジング２の開口が第１ハウジング１により閉塞されている。この第２ハウジング２内には、筒状のアウターロータ６と筒状のインナーロータ７とが収容されており、これらのアウターロータ６とインナーロータ７との間には、複数のオイル収容空間（流体収容空間）３０（３０ａ，３０ｂ，・・）が形成されている。
アウターロータ６は、その内面に複数個（この例では５個）の凸部３１と凹部３２とを有するものである。このアウターロータ６は、第２ハウジング２に形成された円筒内面３３の中心線Ｐを中心に、円筒内面３３に摺接しながら回転可能となっている。
インナーロータ７の中心部には駆動軸８が挿入されており、この駆動軸８は第１ハウジング１のボス部２２を貫通し、外部に突出している。インナーロータ７は、駆動軸８を貫通して挿入されたピン３４の両端部がインターロータ７の嵌合部３５に嵌合されることにより、駆動軸８とともに回転するようになっている。駆動軸８の中心線Ｑは、アウターロータ６の回転中心である中心線Ｐに対して偏心している。駆動軸８は、駆動源（図示せず）により回転駆動される。インナーロータ７の外面には、アウターロータ６の凸部３１と噛み合う複数個（この例では４個）の突起部３６を有している。
アウターロータ６の内面とインナーロータ７の外面との間に、複数のオイル収容空間（液体収容空間）３０が形成される。そして、駆動軸８が回転すると、インナーロータ７とアウターロータ６とが回転し、それに伴ってインナーロータ７とアウターロータ６とで形成される複数のオイル収容空間３０はそれぞれ、形状と容積を変えながら駆動軸８と同方向に回転移動する。

また、第２ハウジング２の底壁部３７には、戻し吸入口を形成する第１戻し吸入通路３８と戻し吐出口を形成する第１戻し吐出通路３９とが設けられている。第１戻し吸入通路３８の戻し吸入口および第１戻し吐出通路３９はそれぞれ、第１ハウジング１の吸入通路２３および吐出通路２４にほぼ対応する位置に形成され、そして吸入通路２３および吐出通路２４にオイル収容空間３０を介して連通している。第１戻し吐出通路３９は、吐出通路２４とほぼ同様の横断面形状が概略円弧状に形成されている。第１戻し吸入通路３８は、その戻し吸入口側は吸入通路２３とほぼ同様の形状の概略円弧状に形成されているが、底壁部３７の外面に向かうにつれて次第に扇形状に広がっている。

第３ハウジング３は、有底筒状に形成されている。この第３ハウジング３の底壁部４１の外面と第２ハウジング２の底壁部３７の外面とが当接している。底壁部４１には、第１戻し吸入通路３８に直接接続された第２戻し吸入通路４２と第１戻し吐出通路３９に直接接続された第２戻し吐出通路４３が形成されている。第２戻し吸入通路４２は、第１戻し吸入通路３８（第２ハウジング２）側が概略扇形板状に形成され、第４ハウジング４側が円柱状に形成されている。この第２戻し吸入通路４２の第４ハウジング４側の円柱状部分は、底壁部４１の中央部に形成されているとともに、この円柱状部分の開口は第３ハウシング３の第４ハウジング４側の端面より少し引っこんで（奥側に）位置している。第２戻し吸入通路４２の第２ハウジング２側の概略扇板状の部分は、第２ハウジング２の第１戻し吸入通路３８の第３ハウジング３側の概略扇形状の部分よりも、底壁部４１の中央部の半円の分だけ大きく形成されているが、その他の部分はほぼ同様に形成されて、第１戻し吸入通路３８に直接連通している。

第２戻し吐出通路４３は、第１戻し吐出通路３９（第２ハウジング２）側が第１戻し吐出通路３９とほぼ同形の横断面形状の概略円弧板状に形成されて、第１戻し吐出通路３９に直接連通している。一方、第２戻し吐出通路４３の第４ハウジング４側は、第２戻し吸入通路４２の第４ハウジング４側の円柱状の部分と同軸でかつこの円柱状部分よりも大きい横断面形状の円板状に形成されている。第２戻し吐出通路４３の円板状の部分と概略円弧板状の部分との間は、第２戻し吸入通路４２の円柱状の部分の周囲を取り囲むようにして、概略円筒状に形成されている。この第２戻し吐出通路４３の概略円筒状の部分のうち、第２戻し吐出通路４３の第２ハウジング２側の概略円弧板状の部分に連通する横断面形状が円弧形状の部分は、これ以外の概略扇形板状の部分よりも第４ハウジング４側から見て深く形成されている。この円弧形状の部分は、第２戻し吐出通路４３の概略円弧板状の部分よりも横断面積が広く形成されている。

第２戻し吸入通路４２と第１戻し吸入通路３８とにより戻し吸入通路が構成され、また第２戻し吐出通路４３と第１戻し吐出通路３９により戻し吐出通路が構成されている。第２戻し吸入通路４２の円柱状の部分を形成する第３ハウジング３の円筒状の部分における第４ハウジング４側の端面は、戻し吸入通路（第２戻し吸入通路４２）と戻し吐出通路（第２戻し吐出通路４３）とを仕切るための弁座５０を形成している。

第４ハウジング４は、板状の部材であり、外周側の周辺の円環板状の取付部５１と中央部側の概略有底円筒状のばね収容部５２とを備えている。第４ハウジング４は、取付部５１が第３ハウジング３の端面に突き合わせられて、第３ハウジング３に取り付けられている。
第３ハウジング３と第４ハウジング４との間には、円板状のダイヤフラム５３が設けられている。すなわち、ダイヤフラム５３の外周部には、横断面形状がほぼ円形のリング状の挟持部５４が形成されており、第３ハウジング３の端面と第４ハウジング４の取付部５１とにより形成されたリング状の溝部５４Ａに、この挟持部５４が収容されかつ挟持されている。このダイヤフラム５３は、第２戻し吐出通路４３および戻し第２吸入通路４２に臨むように設けられている。すなわち、ダイヤフラム５３は、第３ハウジング３の第４ハウジング４側の開口を塞ぐように設けられており、これにより弁座５０に接触および離間可能となっており、ダイヤフラム５３が弁座５０から離間しているときには、ダイヤフラム５３が第２戻し吐出通路４３全体に面しており、ダイヤフラム５３が弁座５０に押し付けられて接しているときには、ダイヤフラム５３が第２戻し吐出通路４３および第２戻し吸入通路４２の全体に面するようになっている。ダイヤフラム５３が弁座５０に接しているときには、戻し吐出通路４３と第２戻し吸入通路４２とが仕切られる。

第４ハウシング４のばね収容部５２内には、付勢部材としてのばね（圧縮コイルばね）５５、５６が収容されている。これらのばね５５、５６は、弁体５７を介してダイヤフラム５３を弁座５０に押し付けるように付勢している。すなわち、ダイヤフラム５３の弁座５０と反対側の中央部には、板状の弁体５７が配置されており、この弁体５７とばね収容部５２の底面との間に、ばね５５、５６の介在されている。弁体５７は、ダイヤフラム５３に接触する円形の本体部５７ａと、この本体部５７ａの中央部からばね収容部５２の底面に向けて直角に突出する円筒部５７ｂと、本体部５７ａの外周縁部からばね収容部５２の底面側に向けて直角に折り曲げられた折曲部５７ｃとを備えており、ばね５５、５６は、円筒部５７ｂの外側と折曲部５７ｃの内側の間に互いに間隔をおいて設けられ、本体部５７ａを弁座５０に向けて付勢している。弁座５０とダイヤフラム５３と弁体５７とばね５５、５６によりバルブ装置９が構成される。

このポンプにおいては、吐出通路２４内のオイルの圧力が所定の圧力未満の状態では、ばね５５、５６の付勢力によって、ダイヤフラム５３が弁座５０に押し付けられている。このようなバルブ装置９が閉の状態では、戻し吐出通路（第２戻し吐出通路４３）と戻し吸入通路（第２戻し吸入通路４２）とが遮断されている。一方、吐出通路２４やオイル収容空間３０におけるオイルの圧力が所定以上の圧力になった場合には、その圧力が戻し吐出通路に及び、その圧力をダイヤフラム５３が受けてダイヤフラム５３がばね５５、５６の付勢力に抗して弁座５０から離間する。このようなバルブ装置９が開の状態では、戻し吐出通路（第２戻し吐出通路４３）と戻し吸入通路（第２戻し吸入通路４２）とが連通し、これにより吐出通路２４と吸入通路２３とが連通する。このように、ポンプの吐出工程で吐出通路２４やオイル収容空間３０に高い圧力が発生した場合でも、この高い圧力は戻し吐出通路と戻し吸入通路を介して吸入通路２３に逃れるため、過大圧力によるポンプの異常振動を防止することができるとともに、所望の吐出圧力と所望の吐出量を得ることができる。

このポンプにあっては、ダイヤフラム５３が吐出圧力を受けてダイヤフラム５３が弁座５０から離間する構造のバルブ装置９が設けられているので、バルブ装置９の作動時にダイヤフラム５３が駆動軸８等に引っ掛かるということがないため、バルブ装置の部材の引っ掛かりによる駆動トルクの上昇を防止することができるとともに、バルブ装置の部材の摺動抵抗が殆ど発生しないため、バルブ装置９の応答性を向上させることができる。
また、バルブ装置９の閉時、すなわちダイヤフラム５３が弁座５０に押し付けられている時でも、ダイヤフラム５３によりポンプの脈動を吸収するダンパー効果を得ることができる。すなわち、バルブ装置９が作動しない状態のときでも、ダイヤフラム５３によりダンピング（緩衝）を行なうことができる。この効果は、脈動が大きいトロコイドポンプにおいては特に有効である。
さらに、仮に吐出圧力により、戻し吐出通路（第２戻し吐出通路４３）に面するダイヤフラム５３の部分が破れても、吐出圧力がダイヤフラム５３の裏側から背圧としてダイヤフラム５３の戻し吸入通路（第２戻し吸入通路４２）に面している部分に作用して、ダイヤフラム５３を弁座５０に押し付けるので、バルブ装置９が作動しない状態に（バルブ装置９が閉の状態に）維持され、吐出圧力が低下しない。

また、ダイヤフラム５３が弁体５７を介してばね５５、５６により付勢されるので、ばね５５、５６の付勢力がダイヤフラム５３に直接作用せずに間接的に作用するため、ダイヤフラムの耐久性を向上させることができるとともに、弁体５７の形状等を工夫することにより容易にダイヤフラム５３を弁座５０に偏りなく均等に押し付けることができる。
さらに、仮に吐出圧力により、戻し吐出通路（第２戻し吐出通路４３）に面するダイヤフラム５３の部分が破れても、吐出圧力が弁体５７の裏側から背圧として弁体７５に作用し、ダイヤフラム５３の戻し吸入通路（第２戻し吸入通路４２）に面している部分を確実に弁座５０に押し付けるので、バルブ装置９が作動しない状態に（バルブ装置９が閉の状態に）維持され、吐出圧力が低下しない。

また、トロイダルポンプのアウターロータ６およびインナーロータ７におけるオイル収容空間３０の一方側の開口位置にバルブ装置９が設けられ、オイル収容空間３０の他方側の開口位置に吐出通路２４および吸入通路２３が設けられているので、バルブ装置９の設置スペースを十分に確保することができるとともに、ポンプをコンパクトにすることができる。

また、バルブ装置９の弁座５０の内側に第２戻し吸入通路４２が形成されているとともに、弁座５０の外側周囲に第２戻し吐出通路４３が形成され、バルブ装置９の閉時にこれらの第２戻し吸入通路４２および第２戻し吐出通路４３の全体に面するようにダイヤフラム５３が設けられているので、弁座５０の口径がダイヤフラム５３の受圧有効径よりも小さく、第２戻し吐出通路４３に臨むダイヤフラムの部分が大きくなるため、吐出脈動に対するダイヤフラム５３のダンパー効果が大きい。
また、弁座５０の周囲の第２戻し吐出通路４３から弁座５０の内側の第２戻し吸入通路４２に弁座５０の全周からオイルが流出できるので、ダイヤフラム５３の移動量が小さくても、効率よくオイルをリリーフすることができる。また、第２戻し吸入通路４２および第２戻し吐出通路４３に面するようにダイヤフラム５３が設けられているので、オイルの通路抵抗を低減でき、圧損を低減できる。

図１０および図１１は、図１の本発明に係るポンプと図１３の従来のポンプとの比較実験をした結果を示す図であって、図１０は吐出圧と吐出量との関係を示す図であり、図１１は吐出圧と駆動トルクとの関係を示す図である。
これらの図から分かるように、ダイヤフラムを用いた本発明のポンプとピストンバルブを用いた従来のポンプとを比較すると、従来のポンプでは、オイルの吐出量が低下してしまう高回転域（５０００ｒｐｍ）においても、本発明のポンプでは一定圧力（４００ｋＰａ）まで吐出量が低下していない。また、本発明のポンプは従来のポンプに比べて、各回転域（１０００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、５０００ｒｐｍ）において、駆動トルクが低減している。

なお、前述の実施の形態においては、本発明をオイルポンプとして説明したが、本発明はオイルポンプに限らず、各種のポンプに適用することができる。このため、オイル以外の各種流体に適用することができる。
また、前述の実施の形態においては、インナーロータ７やアウターロータ６の一方側の側面にバルブ装置９を配置し、他方側の側面に吸入通路２３吐出通路４を配置したが、これに限らず他の場所に適当に配置にしても良い。
また、前述の実施の形態においては、流体移動手段としてアウターロータ６とインナーロータ７を用いてトロコイドポンプとしたが、他の形式のものでもよく、例えば、内接形ギヤポンプやべーンポンプなどの容積型ポンプにしてもよい。

また、前述の実施の形態では、弁座５０の内側に戻し吸入通路を形成し、外側周囲に戻し吐出通路を形成したが、戻し吐出通路を周囲全体ではなく、一部に形成してもよい。さらに、前述の実施の形態では、弁座５０の内側に戻し吸入通路を形成し、外側戻し吐出通路を形成したが、弁座５０の内側に戻し吐出通路を形成し、外側に戻し吸入通路を形成するようにしてもよい。
また、前述の実施の形態では、ダイヤフラム５３を弁体５７を介して付勢手段５５、５６により弁座５０に押し付けるようにしたが、弁体５７を省略するようにしてもよい。

また、前述の実施の形態では、ダイヤフラム５３が弁座５０に直接当たるようにしたが、図１２に示すように、ダイヤフラム５３の弁座５０側の面の中央部に、金属製の平板状のプレート５８を配置し、このプレート５８が弁座５０に当たるようにしてもよい。このようにすると、ダイヤフラム５３が弁座５０に直接当たる場合に生ずるダイヤフラム５３の摩耗や損傷等を防止することができる。プレート５８は、このプレート５８に設けられた棒状の突起部５９がダイヤフラム５３および弁体５７の本体部５７ａを貫通して、突起部５９の先端部がかしめられる（潰される）ことにより、ダイヤフラム５３をプレート５８と弁体５３との間に挟んだ状態でプレート５８が弁体５７に固定される。プレート５８を弁体５７に固定する手段としては、かしめの他にナット等の固定手段を用いることもできる。なお、ダイヤフラム５３と弁体５７とは、溶着するか接着剤等により固定しておいてもよいし、あるいは固定しなくてもよい。

本発明の実施の形態に係るポンプを示す図であって、（ａ）はポンプの左側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）はポンプの右側面図である。 同、（ａ）は第１ハウジングの左側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は第１ハウジングの右側面図である。 同、（ａ）は第２ハウジングの左側面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｃ）は第２ハウジングの右側面図である。 同、（ａ）は第３ハウジングの左側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｃ）は第３ハウジングの右側面図である。 同、（ａ）は第４ハウジングの左側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図、（ｃ）は第４ハウジングの右側面図である。 同、ポンプを左側から見た斜視図である。 同、ポンプを左側から見た分解斜視図である。 同、ポンプを右側から見た斜視図である。 同、ポンプを右側から見た分解斜視図である。 本発明に係るポンプと従来のポンプとの比較実験をした結果を示す図であって、吐出圧と吐出量との関係を示す図である。 本発明に係るポンプと従来のポンプとの比較実験した結果を示す図であって、吐出圧と駆動トルクとの関係を示す図である。 ダイヤフラム部にプレートを用いた場合のポンプの断面図である。 従来のポンプを示す断面図である。

符号の説明

５ ハウジング
６ アウターロータ（流体移動手段）
７ インナーロータ（流体移動手段）
９ バルブ装置
２３ 吸入通路
２４ 吐出通路
３０ オイル収容空間（液体収容空間）
３８ 第１戻し吸入通路（戻し吸入通路）
３９ 第１戻し吐出通路（戻し吐出通路）
４２ 第２戻し吸入通路（戻し吸入通路）
４３ 第２戻し吐出通路（戻し吐出通路）
５０ 弁座
５３ ダイヤフラム
５５、５６ ばね（付勢手段）
５７ 弁体

Claims (5)

1. ハウジングと、前記ハウジング内に備えられるものであって流体収容空間を有する流体移動手段と、流体を前記ハウジングの内部に吸入するための吸入通路と、流体を前記ハウジング内から外部に吐出するための吐出通路と、吐出工程における前記吐出通路の流体圧力が所定の圧力未満の状態では前記吐出通路と前記吸入通路とを遮断するとともに吐出工程における前記吐出通路の流体圧力が所定以上の圧力になった場合に前記吐出通路と前記吸入通路とを連絡するためのバルブ装置と、を備えたポンプであって、
   前記バルブ装置は、前記吐出通路に連通する戻し吐出通路と前記吸入通路に連通する戻し吸入通路とを仕切る弁座と、この弁座に接離可能に設けられたダイヤフラムと、このダイヤフラムを前記弁座に押し付けるように付勢する付勢手段と、を備えていることを特徴とするポンプ。
2. 前記ダイヤフラムは、弁体を介して前記付勢手段により付勢されて前記弁座に押し付けられることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
3. 前記流体移動手段における前記流体収容空間の一方側の開口位置に前記バルブ装置を備え、前記流体収容空間の他方側の開口位置に前記吐出通路および前記吸入通路を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のポンプ。
4. 前記バルブ装置の前記弁座の内側に前記戻し吸入通路が形成されているとともに、前記弁座の周囲に前記戻し吐出通路が形成され、前記バルブ装置の閉時にこれらの戻し吸入通路および戻し吐出通路に臨むように前記ダイヤフラムが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のポンプ。
5. 前記流体移動手段が、インナーロータとアウターロータから成ることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のポンプ。

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