JP2014125918A - Variable capacity pump - Google Patents

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賢大 川原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable capacity pump that is simplified in mechanism, and can continuously change a capacity according to an amount of hydraulic oil calculated on the basis of an engine speed or an engine load, etc.SOLUTION: A variable capacity pump 100 includes: a housing 1; a drive shaft 2 rotatably supported to the housing 1; an inner rotor 3 coupled to the drive shaft 2; vanes 4 retractably stored in slits 11 radially formed in an inner rotor 3; an outer rotor 5 eccentrically disposed to the inner rotor 3, and forming a hydraulic oil chamber 15 with the inner rotor 3 and the vanes 4; a pressure chamber 16 provided on an outer circumferential surface of the outer rotor 5; a pressure regulation spring 26 for biasing the outer rotor 5 to one side; a motor 31 as a pressure regulation mechanism to change a biasing force of a pressure regulation spring 26; and a control unit 40 for controlling the drive of the motor 31.

Description

本発明は、可変容量ポンプの技術に関し、特に、エンジンの各部へ作動油を供給する可変容量ポンプの技術に関する。   The present invention relates to a technology of a variable displacement pump, and more particularly to a technology of a variable displacement pump that supplies hydraulic oil to each part of an engine.

従来、エンジンの各部へ作動油を供給する可変容量ポンプが公知となっている(例えば、特許文献1参照)。前記可変容量ポンプは、ハウジングと、前記ハウジングに回動自在に支持され、クランク軸によって回動される駆動軸と、前記駆動軸に結合されたインナーロータと、前記インナーロータに放射状に形成されたスリットに出し入れ可能に収容された複数のベーンと、前記インナーロータに対して偏心可能に配置され、前記インナーロータ及び前記ベーンと共に作動油室を形成するアウターロータと、を有する。   2. Description of the Related Art Conventionally, variable displacement pumps that supply hydraulic oil to various parts of an engine are known (for example, see Patent Document 1). The variable displacement pump is formed in a housing, a drive shaft rotatably supported by the housing and rotated by a crankshaft, an inner rotor coupled to the drive shaft, and a radial shape on the inner rotor. A plurality of vanes accommodated in the slit so as to be able to be put in and out; and an outer rotor which is arranged to be eccentric with respect to the inner rotor and forms a hydraulic oil chamber together with the inner rotor and the vanes.

前記アウターロータの外周側には、二つの圧力室が設けられており、前記圧力室に吐出油圧もしくは大気圧を作用させることによりアウターロータの偏心量を増減させて、作動油室の容積を増減させるものである。
また、前記可変容量ポンプには、前記アウターロータの偏心量を増大する方向へ前記アウターロータを常時付勢する付勢部材であるスプリングが設けられている。
Two pressure chambers are provided on the outer peripheral side of the outer rotor, and the eccentric amount of the outer rotor is increased or decreased by applying a discharge hydraulic pressure or atmospheric pressure to the pressure chamber, thereby increasing or decreasing the volume of the hydraulic oil chamber. It is something to be made.
The variable displacement pump is provided with a spring that is a biasing member that constantly biases the outer rotor in a direction that increases the amount of eccentricity of the outer rotor.

特開2010−209718号公報JP 2010-209718 A

しかし、従来の可変容量オイルポンプでは、二つの圧力室へ吐出油圧又は大気圧を作用させるための油路や油圧アクチュエータ等の油圧調整機構が必要となる。また、前記付勢部材であるスプリングは、一定の力で付勢するため、吐出油圧と付勢力との関係は一義的に決まってしまっていた。そのため、エンジン回転数が高回転であるときに容量を変化させて油量を抑えることはできるが、エンジン回転数が低回転であるときに、容量を連続的に変化させることは困難であった。このため、エンジンの各部が要求する作動油量は、例えば、エンジン回転数やエンジン負荷等によって異なるため、作動油を過剰に供給する領域が存在していた。   However, the conventional variable displacement oil pump requires an oil pressure adjusting mechanism such as an oil passage or a hydraulic actuator for applying the discharge hydraulic pressure or the atmospheric pressure to the two pressure chambers. Further, since the spring, which is the urging member, is urged with a constant force, the relationship between the discharge hydraulic pressure and the urging force is uniquely determined. Therefore, it is possible to suppress the amount of oil by changing the capacity when the engine speed is high, but it is difficult to continuously change the capacity when the engine speed is low. . For this reason, the amount of hydraulic oil required by each part of the engine varies depending on, for example, the engine speed, the engine load, and the like, so there is a region where hydraulic oil is excessively supplied.

そこで、本発明は係る課題に鑑み、機構を簡易化し、エンジン回転数やエンジン負荷等に基づいて算出される作動油量に応じて容量を連続的に変化させることができる可変容量ポンプを提供する。   In view of the above problems, the present invention provides a variable displacement pump capable of simplifying the mechanism and continuously changing the capacity according to the amount of hydraulic oil calculated based on the engine speed, engine load, and the like. .

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項1においては、ハウジングと、前記ハウジングに回動自在に支持される駆動軸と、前記駆動軸に結合されたインナーロータと、前記インナーロータに放射状に形成されたスリットに出し入れ可能に収容されたベーンと、前記インナーロータに対して偏心可能に配置され、前記インナーロータ及び前記ベーンと共に作動油室を形成するアウターロータと、前記アウターロータの外周面に設けられた圧力室と、前記アウターロータを偏心させる方向に付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力を変更する調圧機構と、前記調圧機構の駆動を制御する制御装置と、を備えるものである。   That is, according to the first aspect of the present invention, the housing, the drive shaft rotatably supported by the housing, the inner rotor coupled to the drive shaft, and the slits radially formed on the inner rotor can be inserted and removed. An accommodated vane, an outer rotor that is arranged eccentrically with respect to the inner rotor, forms a hydraulic oil chamber together with the inner rotor and the vane, a pressure chamber provided on an outer peripheral surface of the outer rotor, An urging member that urges the outer rotor in an eccentric direction, a pressure adjusting mechanism that changes the urging force of the urging member, and a control device that controls driving of the pressure adjusting mechanism are provided.

請求項2においては、前記調圧機構は、モータで構成され、前記モータは前記付勢部材の端部に連結され、前記付勢部材の伸縮を行うことにより付勢力を変更するものである。   According to a second aspect of the present invention, the pressure adjusting mechanism is constituted by a motor, and the motor is connected to an end of the urging member, and the urging force is changed by expanding and contracting the urging member.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項1においては、調圧機構によって、付勢部材の付勢力を変更することで作動油室の容積を増減させることができるため、二つの圧力室へ吐出油圧又は大気圧を作用させるための油路や油圧アクチュエータ等の油圧調整機構が不要となり機構が簡易となる。また、制御装置によって調圧機構の駆動を制御しつつ付勢部材の付勢力を変更することで、要求油量に応じて可変容量ポンプの容量を変化させることができる。   In claim 1, since the volume of the hydraulic oil chamber can be increased or decreased by changing the urging force of the urging member by the pressure adjusting mechanism, the discharge hydraulic pressure or the atmospheric pressure is applied to the two pressure chambers. A hydraulic adjustment mechanism such as an oil passage or a hydraulic actuator is unnecessary, and the mechanism is simplified. Further, by changing the urging force of the urging member while controlling the drive of the pressure adjusting mechanism by the control device, the capacity of the variable displacement pump can be changed according to the required oil amount.

請求項2においては、請求項1の効果に加えて、制御装置によって、モータの駆動を制御することにより、付勢部材の付勢力を連続的に変更することができ、要求油量に応じて可変容量ポンプの容量を連続的に変化させることができる。   In the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, the urging force of the urging member can be continuously changed by controlling the driving of the motor by the control device, and according to the required amount of oil. The capacity of the variable displacement pump can be continuously changed.

本発明の第一実施形態に係る可変容量ポンプを示す平面断面図。1 is a plan sectional view showing a variable displacement pump according to a first embodiment of the present invention. 同じく可変容量ポンプを示す平面断面図。The plane sectional view showing a variable displacement pump similarly. 同じく吐出油圧とエンジン回転数との関係を示すグラフ図。The graph which similarly shows the relationship between discharge hydraulic pressure and engine speed. 本発明の第二実施形態に係る可変容量ポンプを示す平面断面図。The plane sectional view showing the variable capacity pump concerning a second embodiment of the present invention. 同じく可変容量ポンプを示す平面断面図。The plane sectional view showing a variable displacement pump similarly.

次に、発明の実施の形態を説明する。なお、図1は可変容量ポンプの平面断面図であり、紙面手前側が上方、奥側が下方であると定義する。   Next, embodiments of the invention will be described. FIG. 1 is a plan sectional view of the variable displacement pump, and it is defined that the front side of the page is the upper side and the back side is the lower side.

本発明の第一の実施形態に係る可変容量ポンプ100は、図示せぬエンジンのシリンダブロック等に設けられ、前記エンジンの各部へ作動油を供給する装置である。
可変容量ポンプ100は、図1及び図2に示すように、ハウジング1と、駆動軸2と、インナーロータ3と、ベーン4と、アウターロータ5と、圧力室16と、を備える。
The variable displacement pump 100 according to the first embodiment of the present invention is a device that is provided in a cylinder block or the like of an engine (not shown) and supplies hydraulic oil to each part of the engine.
As shown in FIGS. 1 and 2, the variable displacement pump 100 includes a housing 1, a drive shaft 2, an inner rotor 3, a vane 4, an outer rotor 5, and a pressure chamber 16.

ハウジング1は、駆動軸2、インナーロータ3、ベーン4、アウターロータ5を内部に格納する容器である。本実施形態においては、ハウジング1は、平面視において略四角形状に構成されており、内部に略四角形状の空間を形成しており、平面視において、外周の四隅には、前記シリンダブロックと連結するためのねじ孔1aが設けられている。また、ハウジング1の側面のうちの一つには、後述する調圧ハウジング21と連通する調圧孔1bを設けている。   The housing 1 is a container in which the drive shaft 2, the inner rotor 3, the vane 4, and the outer rotor 5 are stored. In the present embodiment, the housing 1 is configured in a substantially quadrangular shape in plan view, and has a substantially quadrangular space inside, and is connected to the cylinder block at four corners of the outer periphery in plan view. A screw hole 1a is provided. One of the side surfaces of the housing 1 is provided with a pressure adjusting hole 1b communicating with a pressure adjusting housing 21 described later.

駆動軸2は、図示せぬクランク軸等の動力伝達軸から伝達された回転力によってインナーロータ3を回転させる軸であり、ハウジング1に回動自在に支持される。駆動軸2の一端は、前記動力伝達軸に連結されている。   The drive shaft 2 is a shaft that rotates the inner rotor 3 by a rotational force transmitted from a power transmission shaft such as a crankshaft (not shown), and is rotatably supported by the housing 1. One end of the drive shaft 2 is connected to the power transmission shaft.

インナーロータ3は、駆動軸2に結合されており、駆動軸2と共に回転する。インナーロータ3は、駆動軸2の同心円上に設けられており、内部中心側から径方向外側へ放射状に複数のスリット11が切り欠かれている。また各スリット11の内側基端部には作動油を導入する断面略円形状の背圧室12が設けられている。   The inner rotor 3 is coupled to the drive shaft 2 and rotates together with the drive shaft 2. The inner rotor 3 is provided on a concentric circle of the drive shaft 2, and a plurality of slits 11 are notched radially from the inner center side to the radially outer side. A back pressure chamber 12 having a substantially circular cross section for introducing hydraulic oil is provided at the inner base end of each slit 11.

ベーン4は、スリット11に出し入れ可能に収容される。ベーン4は、外周側の各先端面がそれぞれアウターロータ5の内周面に当接するとともに、内周側の各先端面がそれぞれリング部材13の外周面に当接する。
リング部材13は、ベーン4の内周側先端部と当接してベーン4が内周側へ移動するのを防止する部材であり、円筒状に形成されており、インナーロータ3の内側に設けられる。リング部材13の外周面には、ベーン4の内周側先端部が当接している。
The vane 4 is accommodated in the slit 11 so that it can be taken in and out. In the vane 4, each front end surface on the outer peripheral side abuts on the inner peripheral surface of the outer rotor 5, and each front end surface on the inner peripheral side abuts on the outer peripheral surface of the ring member 13.
The ring member 13 is a member that prevents the vane 4 from moving toward the inner peripheral side by abutting with the inner peripheral side tip portion of the vane 4, is formed in a cylindrical shape, and is provided inside the inner rotor 3. . The tip of the inner peripheral side of the vane 4 is in contact with the outer peripheral surface of the ring member 13.

アウターロータ5は、インナーロータ3に対して偏心可能に配置される。アウターロータ5の内周面は平面視において円形状に構成されており、その内周面にベーン4の外側先端面が当接している。このように構成することにより、インナーロータ3の外周面、隣接するベーン4の内側面、アウターロータ5の内周面、及びハウジング1の両底面が液密的に区画され、それぞれの囲まれた空間が作動油室15となる。   The outer rotor 5 is arranged so as to be eccentric with respect to the inner rotor 3. The inner peripheral surface of the outer rotor 5 is formed in a circular shape in plan view, and the outer front end surface of the vane 4 is in contact with the inner peripheral surface. By comprising in this way, the outer peripheral surface of the inner rotor 3, the inner surface of the adjacent vane 4, the inner peripheral surface of the outer rotor 5, and the both bottom surfaces of the housing 1 are liquid-tightly divided and surrounded by each. The space becomes the hydraulic oil chamber 15.

また、アウターロータ5の外周面、ハウジング1の内周面、及びハウジング1の両底面が区画され、それぞれの囲まれた空間が一つの圧力室16となる。
前記圧力室16には、吐出ポート17に吐出された吐出油が図示せぬ導入経路を通じて常時導入されるように構成している。これにより、アウターロータ5の外周面には均等に吐出油圧がかかっている状態となる。
Further, the outer peripheral surface of the outer rotor 5, the inner peripheral surface of the housing 1, and both bottom surfaces of the housing 1 are partitioned, and each enclosed space serves as one pressure chamber 16.
The pressure chamber 16 is configured such that the discharge oil discharged to the discharge port 17 is always introduced through an introduction path (not shown). As a result, the discharge hydraulic pressure is evenly applied to the outer peripheral surface of the outer rotor 5.

また、ハウジング1の側方にはその内部に調圧室22が形成された調圧ハウジング21が設けられている。調圧ハウジング21の内部には、長手方向に平行に調圧室22が形成されている。調圧室22は、ハウジング1の側面に設けられた調圧孔1bと連通するように構成されている。調圧室22には、受圧ピストン25、付勢部材としての調圧スプリング26が格納されており、調圧室22の調圧孔1bと反対側の端部には、調圧機構が設けられている。   A pressure regulating housing 21 having a pressure regulating chamber 22 formed therein is provided on the side of the housing 1. A pressure regulating chamber 22 is formed in the pressure regulating housing 21 in parallel with the longitudinal direction. The pressure regulating chamber 22 is configured to communicate with a pressure regulating hole 1 b provided on the side surface of the housing 1. The pressure adjusting chamber 22 stores a pressure receiving piston 25 and a pressure adjusting spring 26 as an urging member. A pressure adjusting mechanism is provided at the end of the pressure adjusting chamber 22 opposite to the pressure adjusting hole 1b. ing.

次に、本実施形態にかかる調圧機構について説明する。
本実施形態においては、調圧機構は、モータ31によって構成されている。
モータ31は、シャフト31aを有しており、シャフト31aを段階的に調圧室22の長手方向に伸縮させる装置である。本実施形態においては、モータ31はステッピングモータであり、モータ31と制御装置40とを電気的に接続することにより、シャフト31aの伸縮量を電気的に制御することが可能となっている。
モータ31は、調圧ハウジング21の外側面に固設されており、シャフト31aが調圧室22側へ貫入している。
シャフト31aの調圧孔1b側の先端にはスプリング受け部31bが設けられており、スプリング受け部31bは調圧スプリング26のモータ側端部に連結される。
Next, the pressure regulating mechanism according to the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the pressure adjusting mechanism is configured by a motor 31.
The motor 31 has a shaft 31 a and is a device that expands and contracts the shaft 31 a in the longitudinal direction of the pressure regulating chamber 22 step by step. In the present embodiment, the motor 31 is a stepping motor, and by electrically connecting the motor 31 and the control device 40, the expansion / contraction amount of the shaft 31a can be electrically controlled.
The motor 31 is fixed to the outer surface of the pressure regulating housing 21, and the shaft 31a penetrates into the pressure regulating chamber 22 side.
A spring receiving portion 31 b is provided at the tip of the shaft 31 a on the pressure adjusting hole 1 b side, and the spring receiving portion 31 b is connected to the motor side end of the pressure adjusting spring 26.

受圧ピストン25は、圧力室16からの圧力を受けて調圧スプリング26へ力を伝達するための部材であり、調圧孔1bに貫入されている。受圧ピストン25の直径は、調圧孔1bの内径とほぼ等しくなるように形成されている。   The pressure receiving piston 25 is a member for receiving a pressure from the pressure chamber 16 and transmitting a force to the pressure adjusting spring 26, and is inserted into the pressure adjusting hole 1b. The diameter of the pressure receiving piston 25 is formed to be substantially equal to the inner diameter of the pressure adjusting hole 1b.

調圧スプリング26は、アウターロータ5を一方に付勢する部材である。本実施形態においては、調圧スプリング26は、アウターロータ5を長手方向と平行な方向へ付勢する。調圧スプリング26は、調圧室22の長手方向と平行に配置されており、その調圧孔1b側の端部は、受圧ピストン25と連結されている。   The pressure adjusting spring 26 is a member that biases the outer rotor 5 to one side. In the present embodiment, the pressure adjusting spring 26 biases the outer rotor 5 in a direction parallel to the longitudinal direction. The pressure adjusting spring 26 is disposed in parallel with the longitudinal direction of the pressure adjusting chamber 22, and an end portion on the pressure adjusting hole 1 b side is connected to the pressure receiving piston 25.

モータ31は、制御装置40と接続されている。制御装置40は、モータ31の回転量を制御することにより、調圧スプリング26の付勢力を変化させてアウターロータ5の移動量を制御し、可変容量ポンプ100の容量を変化させる。制御装置40は、例えば、ECU(Engine Control Unit)であり、制御装置40に入力される、エンジン回転数、エンジン負荷、作動油温度、水温等に基づいてモータ31の作動量を演算して、モータ31に対して出力する。   The motor 31 is connected to the control device 40. The control device 40 controls the amount of rotation of the motor 31, thereby changing the urging force of the pressure adjusting spring 26 to control the amount of movement of the outer rotor 5, thereby changing the displacement of the variable displacement pump 100. The control device 40 is, for example, an ECU (Engine Control Unit), and calculates the operation amount of the motor 31 based on the engine speed, the engine load, the hydraulic oil temperature, the water temperature, and the like input to the control device 40. Output to the motor 31.

次に、制御時の可変容量ポンプ100の動きについて説明する。   Next, the movement of the variable displacement pump 100 during control will be described.

まず、可変容量ポンプ100の吐出油圧Pは、前記エンジン各部における要求油圧によって決定される。要求油圧は、エンジン回転数Nに応じて段階的に変化する。また、エンジン負荷や、作動油温度、水温等に応じて変化する。本実施形態においては、低負荷時におけるエンジン回転数Nに対する要求油圧をP1とし、高負荷時におけるエンジン回転数Nに対する要求油圧をP2として表す。図3においては、P1を表す線を太線とし、P2を表す線を細線とする。ここでは、要求油圧P1について説明する。例えば、エンジン回転数Nが低回転の場合(図中のN1からN2まで)においては、要求油圧はカムからの要求値のみで算出されるため、図3のP11の圧力で足りる。また、図3に示すように、N3において、ピストン冷却のためにオイルジェットを使用する場合には、要求油圧はP12となる。このように、エンジン回転数N等に応じて変化する要求油圧P1に適した作動油圧となるように可変容量ポンプ100の容積を変化させる必要がある。   First, the discharge hydraulic pressure P of the variable displacement pump 100 is determined by the required hydraulic pressure in each part of the engine. The required oil pressure changes stepwise according to the engine speed N. Moreover, it changes according to engine load, hydraulic oil temperature, water temperature, and the like. In the present embodiment, the required oil pressure with respect to the engine speed N at low load is expressed as P1, and the required oil pressure with respect to the engine speed N at high load is expressed as P2. In FIG. 3, a line representing P1 is a thick line, and a line representing P2 is a thin line. Here, the required oil pressure P1 will be described. For example, when the engine speed N is low (from N1 to N2 in the figure), the required oil pressure is calculated only from the required value from the cam, so the pressure of P11 in FIG. 3 is sufficient. Further, as shown in FIG. 3, in N3, when an oil jet is used for piston cooling, the required oil pressure is P12. Thus, it is necessary to change the volume of the variable displacement pump 100 so that the operating oil pressure is suitable for the required oil pressure P1 that changes according to the engine speed N or the like.

次に、要求油圧P1における可変容量ポンプ100のモータの制御について説明する。
前記エンジン始動時においては、図1に示すように、アウターロータ5はハウジング1の側面であって調圧孔1bがある側面とは反対側の側面に接するように配置されている、このとき、可変容量ポンプ100の作動油室15の容積が最大となるように構成されている。本実施形態においては、この状態を最大容量時とする。
Next, control of the motor of the variable displacement pump 100 at the required hydraulic pressure P1 will be described.
At the time of starting the engine, as shown in FIG. 1, the outer rotor 5 is disposed so as to be in contact with the side surface of the housing 1 opposite to the side surface having the pressure adjusting hole 1b. The hydraulic oil chamber 15 of the variable displacement pump 100 is configured to have a maximum volume. In the present embodiment, this state is the maximum capacity.

この際、圧力室16には吐出油圧Pがかけられており、調圧孔1bに貫入された受圧ピストン25には、受圧面積Sと吐出油圧Pとの積からなる力fpdが矢印A方向へかかる。この力に対して、調圧スプリング26の付勢力fspが矢印A方向と反対側の方向である矢印B方向へかかる。このとき、付勢力fspが受圧面積Sと吐出油圧Pとの積からなる力fpdより大きくなるように、シャフト31aを最大長さまで伸長させる。
シャフト31aを最大長さまで伸長させたときの調圧スプリング26の付勢力をfsp0とする。
エンジン回転数Nが増加すると、吐出油量が増加するため、吐出油圧もエンジン回転数Nの増加に比例して増加する。
At this time, a discharge oil pressure P is applied to the pressure chamber 16, and a force fpd formed by the product of the pressure receiving area S and the discharge oil pressure P is applied to the pressure receiving piston 25 penetrating the pressure adjusting hole 1b in the direction of arrow A. Take it. With respect to this force, the urging force fsp of the pressure adjusting spring 26 is applied in the direction of arrow B, which is the direction opposite to the direction of arrow A. At this time, the shaft 31a is extended to the maximum length so that the urging force fsp is larger than the force fpd formed by the product of the pressure receiving area S and the discharge hydraulic pressure P.
The biasing force of the pressure adjustment spring 26 when the shaft 31a is extended to the maximum length is set to fsp0.
When the engine speed N increases, the amount of discharged oil increases, so the discharge hydraulic pressure also increases in proportion to the increase in the engine speed N.

エンジン回転数NがN1になったとき、モータ31を駆動させて調圧スプリング26の付勢力fspを減少させる向きにシャフト31aを移動させる。言い換えれば、シャフト31aをモータ31側に短縮させることで、調圧スプリング26の付勢力をfsp1まで小さくする。
このように構成することにより、調圧孔1bに貫入された受圧ピストン25にかかる力fpdが調圧スプリング26の付勢力fsp1よりも大きくなるため、図2に示すように、アウターロータ5は調圧孔1bがある側面側へと移動する。このため、作動油室15の容積は減少し、吐出油圧が減少する。この際、吐出油圧Pが要求油圧P11を超えないように調圧スプリング26の付勢力fsp1は設定される。これにより、前記エンジンが低回転時において、エンジン各部へ過剰な作動油を供給することを防止することができる。
When the engine speed N reaches N1, the motor 31 is driven to move the shaft 31a in a direction that reduces the urging force fsp of the pressure adjusting spring 26. In other words, the biasing force of the pressure adjusting spring 26 is reduced to fsp1 by shortening the shaft 31a toward the motor 31 side.
With this configuration, the force fpd applied to the pressure receiving piston 25 inserted into the pressure adjusting hole 1b is larger than the biasing force fsp1 of the pressure adjusting spring 26, so that the outer rotor 5 is adjusted as shown in FIG. It moves to the side of the pressure hole 1b. For this reason, the volume of the hydraulic oil chamber 15 decreases, and the discharge hydraulic pressure decreases. At this time, the biasing force fsp1 of the pressure adjusting spring 26 is set so that the discharge hydraulic pressure P does not exceed the required hydraulic pressure P11. Thereby, it is possible to prevent excessive hydraulic oil from being supplied to each part of the engine when the engine is running at a low speed.

また、エンジン回転数NがN2になったとき、モータ31を駆動させて調圧スプリング26の付勢力fspを増加させる向きにシャフト31aを移動させる。言い換えれば、シャフト31aを調圧孔1b側に伸長させることで、調圧スプリング26の付勢力をfsp2まで大きくする。fsp2はfsp0よりも小さい値である。
このように構成することにより、調圧孔1bに貫入された受圧ピストン25にかかる力fpdが調圧スプリング26の付勢力fsp2よりも小さくなるため、アウターロータ5は調圧孔1bがある側面とは反対側の側面側へと移動する。このため、作動油室15の容積は増大し、吐出油圧Pが増加する。吐出油圧Pがオイルジェットを使用する際の要求油圧P12まで増加するように、調圧スプリングの付勢力fsp2は設定される。これにより、オイルジェットの使用に際し前記エンジン各部へ適切な作動油量を供給することができる。
When the engine speed N reaches N2, the motor 31 is driven to move the shaft 31a in a direction that increases the urging force fsp of the pressure adjusting spring 26. In other words, the urging force of the pressure adjusting spring 26 is increased to fsp2 by extending the shaft 31a toward the pressure adjusting hole 1b. fsp2 is a smaller value than fsp0.
By configuring in this way, the force fpd applied to the pressure receiving piston 25 penetrating into the pressure adjusting hole 1b is smaller than the urging force fsp2 of the pressure adjusting spring 26, so that the outer rotor 5 has a side surface with the pressure adjusting hole 1b. Moves to the opposite side. For this reason, the volume of the hydraulic oil chamber 15 increases and the discharge hydraulic pressure P increases. The biasing force fsp2 of the pressure adjusting spring is set so that the discharge hydraulic pressure P increases to the required hydraulic pressure P12 when using the oil jet. Thereby, when using an oil jet, an appropriate amount of hydraulic oil can be supplied to each part of the engine.

また、エンジン回転数NがN2からN3に移行するまでは、エンジン回転数Nが増加すると、吐出油量が増加するため、吐出油圧もエンジン回転数の増加に比例して増加する。   Further, until the engine speed N shifts from N2 to N3, the discharge oil amount increases in proportion to the increase in the engine speed because the discharge oil amount increases as the engine speed N increases.

エンジン回転数がN3になったとき、モータ31を駆動させて調圧スプリング26の付勢力fspを増加させる向きにシャフト31aを移動させる。言い換えれば、シャフト31aを調圧孔1b側に伸長させることで、調圧スプリング26の付勢力をfsp3まで大きくする。fsp3はfsp0よりも小さい値である。
このように構成することにより、調圧孔1bに貫入された受圧ピストン25にかかる力fpdが調圧スプリング26の付勢力fsp3よりも小さくなるため、アウターロータ5は調圧孔1bがある側面とは反対側の側面側へと移動する。このため、作動油室15の容積は増大し、吐出油量が増加する。これにより、エンジン各部へ適切な作動油量を供給することができる。
When the engine speed reaches N3, the motor 31 is driven to move the shaft 31a in the direction in which the biasing force fsp of the pressure adjusting spring 26 is increased. In other words, the biasing force of the pressure adjusting spring 26 is increased to fsp3 by extending the shaft 31a toward the pressure adjusting hole 1b. fsp3 is a smaller value than fsp0.
By configuring in this way, the force fpd applied to the pressure receiving piston 25 penetrating into the pressure adjusting hole 1b is smaller than the urging force fsp3 of the pressure adjusting spring 26, so that the outer rotor 5 has a side surface with the pressure adjusting hole 1b. Moves to the opposite side. For this reason, the volume of the hydraulic oil chamber 15 increases and the amount of discharged oil increases. Thereby, an appropriate amount of hydraulic oil can be supplied to each part of the engine.

また、エンジン回転数がN3からN4に移行するまでは、エンジン回転数Nが増加すると、吐出油量が増加するため、吐出油圧Pもエンジン回転数Nの増加に比例して増加する。そして、一定の吐出油圧において、調圧孔に貫入された受圧ピストンにかかる力fpdが調圧スプリング26の付勢力fsp3と釣り合うため吐出油量は定量となる。   Further, since the amount of discharged oil increases as the engine speed N increases until the engine speed shifts from N3 to N4, the discharge hydraulic pressure P also increases in proportion to the increase in the engine speed N. Then, at a constant discharge hydraulic pressure, the force fpd applied to the pressure receiving piston that has penetrated the pressure adjusting hole balances with the urging force fsp3 of the pressure adjusting spring 26, so that the amount of discharged oil is fixed.

次に、本発明の別実施形態に係る可変容量ポンプ200について説明する。
なお、本実施形態においては、第一の実施形態と同一の部品については同一の番号を付する。
Next, a variable displacement pump 200 according to another embodiment of the present invention will be described.
In the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.

本発明の別実施形態に係る可変容量ポンプ200は、図示せぬエンジンのシリンダブロック等に設けられ、エンジンの各部へ作動油を供給する装置である。
可変容量ポンプ200は、図4及び図5に示すように、ハウジング101と、駆動軸2と、インナーロータ3と、ベーン4と、アウターロータ5と、圧力室116と、調圧室122と、を備える。
A variable displacement pump 200 according to another embodiment of the present invention is a device that is provided in a cylinder block or the like of an engine (not shown) and supplies hydraulic oil to each part of the engine.
4 and 5, the variable displacement pump 200 includes a housing 101, a drive shaft 2, an inner rotor 3, a vane 4, an outer rotor 5, a pressure chamber 116, a pressure regulating chamber 122, Is provided.

ハウジング101は、駆動軸2、インナーロータ3、ベーン4、アウターロータ5、受圧ピストン25、及び付勢部材としての調圧スプリング26を内部に格納する容器である。すなわち、ハウジング101は、圧力室116及び調圧室122を備えている。本実施形態においては、ハウジング101は、平面視において略四角形状に構成された部分と、四角形状に構成された部分の側面に連結された部分とから構成されている。ハウジング101の四角形状に構成された部分の内部には、略四角形状の空間を形成しており、平面視において、外周の四隅には、図示せぬシリンダブロックと連結するためのねじ孔101aが設けられている。また、ハウジング101の四角形状に構成された部分の側面に連結された部分にはその内部に調圧室122が形成されている。調圧室122は、ハウジング101の内部に設けられた圧力室116と連通するように構成されている。調圧室122には、受圧ピストン25、付勢部材としての調圧スプリング26が格納されており、調圧室122の圧力室116と反対側の端部には、調圧機構としてのモータ31が設けられている。   The housing 101 is a container that stores therein the drive shaft 2, the inner rotor 3, the vane 4, the outer rotor 5, the pressure receiving piston 25, and the pressure adjusting spring 26 as an urging member. That is, the housing 101 includes a pressure chamber 116 and a pressure regulating chamber 122. In the present embodiment, the housing 101 is configured by a portion configured in a substantially rectangular shape in plan view and a portion connected to a side surface of the portion configured in the rectangular shape. A substantially rectangular space is formed inside the rectangular portion of the housing 101, and screw holes 101a for connecting to a cylinder block (not shown) are formed at the four corners of the outer periphery in plan view. Is provided. Further, a pressure regulating chamber 122 is formed in a portion connected to the side surface of the portion of the housing 101 that is formed in a rectangular shape. The pressure regulating chamber 122 is configured to communicate with the pressure chamber 116 provided inside the housing 101. The pressure adjusting chamber 122 stores a pressure receiving piston 25 and a pressure adjusting spring 26 as an urging member, and a motor 31 as a pressure adjusting mechanism is provided at the end of the pressure adjusting chamber 122 opposite to the pressure chamber 116. Is provided.

駆動軸2は、図示せぬクランク軸等の動力伝達軸から伝達された回転力によってインナーロータ3を回転させる軸であり、ハウジング101に回動自在に支持される。駆動軸2の一端は、前記動力伝達軸に連結されている。   The drive shaft 2 is a shaft that rotates the inner rotor 3 by a rotational force transmitted from a power transmission shaft such as a crankshaft (not shown), and is rotatably supported by the housing 101. One end of the drive shaft 2 is connected to the power transmission shaft.

インナーロータ3は、駆動軸2に結合されており、駆動軸2と共に回転する。インナーロータ3は、駆動軸2の同心円上に設けられており、内部中心側から径方向外側へ放射状に複数のスリット11が切り欠かれている。また各スリット11の内側基端部には作動油を導入する断面略円形状の背圧室12が設けられている。   The inner rotor 3 is coupled to the drive shaft 2 and rotates together with the drive shaft 2. The inner rotor 3 is provided on a concentric circle of the drive shaft 2, and a plurality of slits 11 are notched radially from the inner center side to the radially outer side. A back pressure chamber 12 having a substantially circular cross section for introducing hydraulic oil is provided at the inner base end of each slit 11.

ベーン4は、スリット11に出し入れ可能に収容される。ベーン4は、外周側の各先端面がそれぞれアウターロータ5の内周面に当接するとともに、内周側の各先端面がそれぞれリング部材13の外周面に当接する。
リング部材13は、ベーン4の内周側先端部と当接してベーン4が内周側へ移動するのを防止する部材であり、円筒状に形成されており、インナーロータ3の内側に設けられる。リング部材13の外周面には、ベーン4の内周側先端部が当接している。
The vane 4 is accommodated in the slit 11 so that it can be taken in and out. In the vane 4, each front end surface on the outer peripheral side abuts on the inner peripheral surface of the outer rotor 5, and each front end surface on the inner peripheral side abuts on the outer peripheral surface of the ring member 13.
The ring member 13 is a member that prevents the vane 4 from moving toward the inner peripheral side by abutting with the inner peripheral side tip portion of the vane 4, is formed in a cylindrical shape, and is provided inside the inner rotor 3. . The tip of the inner peripheral side of the vane 4 is in contact with the outer peripheral surface of the ring member 13.

アウターロータ5は、インナーロータ3に対して偏心可能に配置される。アウターロータ5の内周面は平面視において円形状に構成されており、その内周面にベーン4の外側先端面が当接している。このように構成することにより、インナーロータ3の外周面、隣接するベーン4の内側面、アウターロータ5の内周面、及びハウジング101の両底面が液密的に区画され、それぞれの囲まれた空間が作動油室15となる。   The outer rotor 5 is arranged so as to be eccentric with respect to the inner rotor 3. The inner peripheral surface of the outer rotor 5 is formed in a circular shape in plan view, and the outer front end surface of the vane 4 is in contact with the inner peripheral surface. By comprising in this way, the outer peripheral surface of the inner rotor 3, the inner surface of the adjacent vane 4, the inner peripheral surface of the outer rotor 5, and both the bottom surfaces of the housing 101 are liquid-tightly divided and surrounded by each. The space becomes the hydraulic oil chamber 15.

また、アウターロータ5の外周面、ハウジング101の四角形状に形成された部分の内周面、及びハウジング101の両底面が区画され、それぞれの囲まれた空間が一つの圧力室116となる。
圧力室116には、外気が導入される構成している。これにより、アウターロータ5の外周面には均等に大気圧がかかっている状態となる。
In addition, the outer peripheral surface of the outer rotor 5, the inner peripheral surface of the portion of the housing 101 formed in a square shape, and both bottom surfaces of the housing 101 are partitioned, and each enclosed space serves as one pressure chamber 116.
Outside pressure is introduced into the pressure chamber 116. Thereby, the atmospheric pressure is uniformly applied to the outer peripheral surface of the outer rotor 5.

次に、本実施形態にかかる調圧機構について説明する。
本実施形態においては、調圧機構は、モータ31によって構成されている。
モータ31は、シャフト31aを有しており、シャフト31aを段階的に調圧室122の長手方向に伸縮させる装置である。本実施形態においては、モータ31はステッピングモータであり、モータ31と制御装置40とを行うことにより、シャフト31aの伸縮量を電気的に制御することが可能となっている。
モータ31は、ハウジング101の調圧室122を設けた部分の外側面に固設されており、シャフト31aが調圧室122側へ貫入している。
シャフト31aの圧力室116側の先端には、スプリング受け部31bが設けられており、スプリング受け部31bは調圧スプリング26のモータ側端部に連結される。
Next, the pressure regulating mechanism according to the present embodiment will be described.
In the present embodiment, the pressure adjusting mechanism is configured by a motor 31.
The motor 31 has a shaft 31 a and is a device that expands and contracts the shaft 31 a in the longitudinal direction of the pressure regulating chamber 122 stepwise. In the present embodiment, the motor 31 is a stepping motor, and by performing the motor 31 and the control device 40, the expansion / contraction amount of the shaft 31a can be electrically controlled.
The motor 31 is fixed to the outer surface of the portion of the housing 101 where the pressure regulating chamber 122 is provided, and the shaft 31a penetrates into the pressure regulating chamber 122 side.
A spring receiving portion 31 b is provided at the tip of the shaft 31 a on the pressure chamber 116 side, and the spring receiving portion 31 b is connected to the motor side end portion of the pressure adjusting spring 26.

調圧スプリング26は、アウターロータ5を一方に付勢する部材である。本実施形態においては、調圧スプリング26は、アウターロータ5を長手方向と平行な方向へ付勢する。調圧スプリング26は、調圧室122の長手方向と平行に配置されており、その圧力室116側の端部は、アウターロータ5の側面と当接されている。   The pressure adjusting spring 26 is a member that biases the outer rotor 5 to one side. In the present embodiment, the pressure adjusting spring 26 biases the outer rotor 5 in a direction parallel to the longitudinal direction. The pressure adjusting spring 26 is disposed in parallel with the longitudinal direction of the pressure adjusting chamber 122, and an end portion on the pressure chamber 116 side is in contact with the side surface of the outer rotor 5.

モータ31は、制御装置40と接続されている。制御装置40は、モータ31の回転量を制御することにより、調圧スプリング26の付勢力を変化させてアウターロータ5の移動量を制御し、可変容量ポンプ200の容量を変化させる。制御装置40は、例えば、ECU(Engine Control Unit)であり、制御装置40に入力される、エンジン回転数N、エンジン負荷、作動油温度、水温等に基づいてモータ31の作動量を演算して、モータ31に対して出力する。   The motor 31 is connected to the control device 40. The control device 40 controls the amount of rotation of the motor 31, thereby changing the biasing force of the pressure adjusting spring 26 to control the amount of movement of the outer rotor 5, thereby changing the displacement of the variable displacement pump 200. The control device 40 is, for example, an ECU (Engine Control Unit), and calculates the operation amount of the motor 31 based on the engine speed N, the engine load, the hydraulic oil temperature, the water temperature, and the like input to the control device 40. And output to the motor 31.

このように構成することにより、受圧ピストンを設けることなく、アウターロータ5の移動量を制御できるので、部品点数を省くことができる。   By comprising in this way, since the movement amount of the outer rotor 5 can be controlled, without providing a pressure receiving piston, the number of parts can be saved.

なお、本実施形態に係る可変容量エンジンは、付勢部材を調圧スプリングで構成したがこれに限定するものではなく、付勢力を発生させる部材であればよい。例えば、付勢部材を板ばねで構成することも可能である。 In the variable displacement engine according to the present embodiment, the urging member is configured by a pressure adjusting spring, but the present invention is not limited to this, and any member that generates an urging force may be used. For example, the urging member can be configured by a leaf spring.

また、本実施形態においては、調圧室は、ハウジング1の側方に設けられているが、これに限定するものではなく、例えば、ハウジング1の圧力室16の一部に設けることも可能である。   Further, in the present embodiment, the pressure adjusting chamber is provided on the side of the housing 1, but the present invention is not limited to this. For example, the pressure adjusting chamber may be provided in a part of the pressure chamber 16 of the housing 1. is there.

また、本実施形態においては、低負荷時におけるエンジン回転数Nに対する要求油圧をP1としたが、これに限定するものではない。例えば、クランクジャーナルに作動油を供給する必要がある場合には、所定エンジン回転数における要求油圧をP1よりも上昇させる必要がある。   In the present embodiment, the required oil pressure with respect to the engine speed N at the time of low load is P1, but the present invention is not limited to this. For example, when it is necessary to supply hydraulic oil to the crank journal, it is necessary to increase the required oil pressure at a predetermined engine speed higher than P1.

以上のように、可変容量ポンプ100は、ハウジング1と、ハウジング1に回動自在に支持される駆動軸2と、駆動軸2に結合されたインナーロータ3と、インナーロータ3に放射状に形成されたスリット11に出し入れ可能に収容されたベーン4と、インナーロータ3に対して偏心可能に配置され、インナーロータ3及びベーン4と共に作動油室15を形成するアウターロータ5と、アウターロータ5の外周面に設けられた圧力室16と、アウターロータ5を偏心させる方向に付勢する調圧スプリング26と、調圧スプリング26の付勢力を変更する調圧機構としてのモータ31と、モータ31の駆動を制御する制御装置40と、を備えるものである。
このように構成することにより、モータ31によって、調圧スプリング26の付勢力を変更することで作動油室15の容積を増減させることができるため、二つの圧力室へ吐出油圧又は大気圧を作用させるための油路や油圧アクチュエータ等の油圧調整機構が不要となり機構が簡易となる。また、制御装置40によってモータ31の駆動を制御しつつ調圧スプリング26の付勢力を変更することで、要求油量に応じて可変容量ポンプ100の容量を変化させることができる。
As described above, the variable displacement pump 100 is formed radially on the housing 1, the drive shaft 2 rotatably supported on the housing 1, the inner rotor 3 coupled to the drive shaft 2, and the inner rotor 3. A vane 4 accommodated in the slit 11 so as to be able to be taken in and out; an outer rotor 5 which is arranged eccentrically with respect to the inner rotor 3 and forms the hydraulic oil chamber 15 together with the inner rotor 3 and the vane 4; A pressure chamber 16 provided on the surface; a pressure adjusting spring 26 that urges the outer rotor 5 in an eccentric direction; a motor 31 as a pressure adjusting mechanism that changes the urging force of the pressure adjusting spring 26; And a control device 40 for controlling.
With this configuration, the volume of the hydraulic oil chamber 15 can be increased or decreased by changing the biasing force of the pressure adjusting spring 26 by the motor 31, so that the discharge hydraulic pressure or the atmospheric pressure is applied to the two pressure chambers. This eliminates the need for a hydraulic pressure adjusting mechanism such as an oil passage or a hydraulic actuator, thereby simplifying the mechanism. Further, by changing the urging force of the pressure adjusting spring 26 while controlling the drive of the motor 31 by the control device 40, the capacity of the variable displacement pump 100 can be changed according to the required oil amount.

また、モータ31は調圧スプリング26の端部に連結され、調圧スプリング26の伸縮を行うことにより付勢力を変更するものである。
このように構成することにより、制御装置40によって、モータ31の駆動を制御することにより、調圧スプリング26の付勢力を連続的に変更することができ、要求油量に応じて可変容量ポンプ100の容量を連続的に変化させることができる。
The motor 31 is connected to the end of the pressure adjusting spring 26 and changes the biasing force by expanding and contracting the pressure adjusting spring 26.
With this configuration, the urging force of the pressure adjusting spring 26 can be continuously changed by controlling the driving of the motor 31 by the control device 40, and the variable displacement pump 100 can be changed according to the required oil amount. The capacity of the battery can be continuously changed.

1 ハウジング
2 駆動軸
3 インナーロータ
4 ベーン
5 アウターロータ
11 スリット
15 作動油室
16 圧力室
26 調圧スプリング(付勢部材)
31 モータ(調圧機構)
40 制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 2 Drive shaft 3 Inner rotor 4 Vane 5 Outer rotor 11 Slit 15 Hydraulic oil chamber 16 Pressure chamber 26 Pressure regulation spring (biasing member)
31 Motor (pressure adjustment mechanism)
40 Control means

Claims (2)

ハウジングと、前記ハウジングに回動自在に支持される駆動軸と、前記駆動軸に結合されたインナーロータと、前記インナーロータに放射状に形成されたスリットに出し入れ可能に収容されたベーンと、前記インナーロータに対して偏心可能に配置され、前記インナーロータ及び前記ベーンと共に作動油室を形成するアウターロータと、前記アウターロータの外周面に設けられた圧力室と、前記アウターロータを偏心させる方向に付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力を変更する調圧機構と、前記調圧機構の駆動を制御する制御装置と、を備える、
ことを特徴とする可変容量ポンプ。
A housing; a drive shaft rotatably supported by the housing; an inner rotor coupled to the drive shaft; a vane accommodated in a slit formed radially in the inner rotor; and the inner An outer rotor that is arranged to be eccentric with respect to the rotor and forms a hydraulic oil chamber together with the inner rotor and the vane, a pressure chamber provided on an outer peripheral surface of the outer rotor, and a direction in which the outer rotor is eccentric. An urging member that urges, a pressure adjusting mechanism that changes the urging force of the urging member, and a control device that controls driving of the pressure adjusting mechanism.
A variable displacement pump characterized by that.
前記調圧機構は、モータで構成され、前記モータは前記付勢部材の端部に連結され、付勢部材の伸縮を行うことにより付勢力を変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載の可変容量ポンプ。
The pressure adjusting mechanism is configured by a motor, and the motor is connected to an end of the urging member, and the urging force is changed by expanding and contracting the urging member.
The variable displacement pump according to claim 1.
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