JP2015117638A - Oil pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、可変容量ポンプにおいて、油圧及び吐出量をエンジンや油圧機器が要求する値に対応して変化させ、ポンプ及びエンジン等にかかる負荷を最小限に抑えることができるオイルポンプ装置に関する。 The present invention relates to an oil pump device capable of changing a hydraulic pressure and a discharge amount in accordance with values required by an engine and hydraulic equipment in a variable displacement pump and minimizing a load on the pump and the engine.
一般にギヤポンプ(外接歯車ポンプ)は、歯丈や歯幅等によりその理論吐出量が決まり、理論吐出量と歯車の回転速度(ポンプ回転数)により単位時間当たりの吐出量が決まる。このギヤポンプを、例えば車両用エンジン内部に潤滑油を供給するオイルポンプとして用いる場合、このオイルポンプの理論吐出量は、駆動源となるエンジンの出力が低くポンプ回転数が少なくても、潤滑に必要な量のオイルを供給できるように設定される。 In general, the theoretical discharge amount of a gear pump (external gear pump) is determined by the tooth height, the tooth width, and the like, and the discharge amount per unit time is determined by the theoretical discharge amount and the rotational speed of the gear (pump rotation speed). When this gear pump is used, for example, as an oil pump that supplies lubricating oil inside a vehicle engine, the theoretical discharge amount of this oil pump is necessary for lubrication even if the output of the engine as a drive source is low and the pump speed is low. It is set so that an appropriate amount of oil can be supplied.
一方、エンジンの出力が高くなってポンプ回転数が大きくなると、必要量に対して過剰な量又は油圧のオイルがエンジン内部に供給されるとともに、高い駆動力がオイルポンプにより消費され、エンジンの出力損失を招くおそれがある。この問題を解決するギヤポンプとして、ポンプ回転数が大きくなるに従って、ドライブギヤおよびドリブンギヤの双方あるいは一方を軸方向に移動させることで、軸方向の噛み合い幅を短くして理論吐出量を小さくする、可変容量タイプのギヤポンプが知られている。 On the other hand, when the engine output increases and the pump rotation speed increases, an excessive amount or hydraulic oil is supplied into the engine, and a high driving force is consumed by the oil pump. Risk of loss. As a gear pump that solves this problem, as the pump speed increases, either or both of the drive gear and driven gear are moved in the axial direction to shorten the meshing width in the axial direction and reduce the theoretical discharge amount. Capacity type gear pumps are known.
従来の外接ギヤポンプの問題点は、各回転数領域において、エンジンや油圧機器が必要とする吐出量、油圧に対応した吐出量、油圧とならず、ある回転数領域では必要とする以上の吐出量、油圧を発生してしまうという非効率な可変であった。また、可変の応答性が悪いものも存在していた。 The problem with conventional external gear pumps is that the amount of discharge required by the engine and hydraulic equipment, the amount of discharge corresponding to the oil pressure, and the oil pressure do not become the oil pressure in each rotation speed region. This is an inefficient variable that generates hydraulic pressure. In addition, there was a variable variable responsiveness.
このような問題点を解決する目的で、特許文献1が開発され、従来の多くの問題点を解決している。しかし、特許文献1では、オイル循環流路において、オイルをリリーフ排出する機能に関して、考慮されていなかった。そのために、別途リリーフバルブを設けると、そのためにコストやスペースが増加してしまうという課題が存在する。そこで、本発明の目的(解決しようとする技術的課題)は、可変容量ポンプにおいて、構成する装置内の一部を利用して、リリーフ機能を有するものを実現することにある。 For the purpose of solving such problems, Patent Document 1 has been developed to solve many conventional problems. However, in Patent Document 1, no consideration is given to the function of discharging oil in the oil circulation passage. Therefore, when a relief valve is separately provided, there is a problem that the cost and space increase due to that. Accordingly, an object (technical problem to be solved) of the present invention is to realize a variable displacement pump having a relief function by utilizing a part of a device to be configured.
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意,研究を重ねた結果、請求項1の発明を、オイル循環流路と、軸方向に不動のドライブギヤユニットと軸方向に往復移動するドリブンギヤユニットと、前記ドリブンギヤユニットの第2小径軸部が摺動する第2小径通路部を有する歯車ポンプ部と、前記オイル循環流路から分岐して前記歯車ポンプ部に連通する第1分岐流路と、該第1分岐流路に設けられ且つ前記ドリブンギヤユニットを軸方向に駆動する油圧式制御バルブと、前記オイル循環流路から分岐して前記第2小径通路部に連通する第2分岐流路と、該第2分岐流路に設けられ且つドレン排出口を有するソレノイドバルブと、前記第2小径通路部と前記ソレノイドバルブとの間に設けたオリフィスと、前記第2小径通路部内に配置され且つ前記ドリブンギヤユニットを噛合い領域が増加する方向に弾性付勢するバネとからなり、前記ソレノイドバルブは、前記第2分岐流路と前記第2小径通路部とを連通又は非連通にすると共に、非連通状態では前記ドレン排出口と前記第2小径通路部とが連通する制御を行うオイルポンプ装置としたことにより、上記課題を解決した。 In view of the above, the inventor has intensively and intensively studied to solve the above-described problems, and as a result, the invention of claim 1 is replaced with an oil circulation passage, an axially stationary drive gear unit, and an axially driven gear that reciprocates. A unit, a gear pump unit having a second small-diameter passage portion on which a second small-diameter shaft portion of the driven gear unit slides, and a first branch passage branched from the oil circulation passage and communicating with the gear pump portion A hydraulic control valve provided in the first branch flow path and driving the driven gear unit in the axial direction; a second branch flow path branched from the oil circulation flow path and communicating with the second small diameter passage portion; A solenoid valve provided in the second branch flow path and having a drain discharge port, an orifice provided between the second small diameter passage portion and the solenoid valve, and a second small diameter passage portion. The driven gear unit includes a spring that elastically biases the driven gear unit in a direction in which the meshing area increases, and the solenoid valve connects or disconnects the second branch flow path and the second small-diameter passage portion, In the non-communication state, the above problem has been solved by providing an oil pump device that performs control for communication between the drain discharge port and the second small-diameter passage portion.
請求項2の発明を、請求項1において、前記オリフィスは、第2小径通路部の内部から外部に装着されてなるオイルポンプ装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項3の発明を、請求項1又は2において、前記油圧式制御バルブは、内部のスプールの移動によって前記第1分岐流路を連通及び非連通の何れか一方となるように制御されてなるオイルポンプ装置としたことにより、上記課題を解決した。 According to a second aspect of the invention, in the first aspect, the orifice is an oil pump device that is mounted from the inside to the outside of the second small-diameter passage portion, thereby solving the above-described problem. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the hydraulic control valve is controlled so that the first branch flow path is in communication or non-communication by movement of an internal spool. By using an oil pump device, the above problems have been solved.
請求項4の発明を、請求項3において、前記油圧式制御バルブにはリリーフ排出口が設けられ、前記第2小径通路部と前記リリーフ排出口とがリリーフ流路を介して連通されると共に前記油圧式制御バルブは、前記第1分岐流路が非連通状態のときにリリーフ流路は遮断され、前記第1分岐流路が連通状態のときには前記リリーフ流路とリリーフ排出口とが開いてなるオイルポンプ装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項5の発明を、請求項1,2,3又は4の何れか1項の記載において、エンジンの低回転数域及び中回転数域では前記ソレノイドバルブを介して前記第2小径通路部と前記ドレン流路とを連通させ、エンジンの高回転数域では前記ソレノイドバルブを介して、前記第2分岐流路と前記オリフィスとを連通させてなるオイルポンプ装置としたことにより、上記課題を解決した。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the hydraulic control valve is provided with a relief discharge port, and the second small-diameter passage portion and the relief discharge port are communicated with each other via a relief flow path. The hydraulic control valve is configured such that the relief channel is blocked when the first branch channel is not in communication, and the relief channel and the relief discharge port are open when the first branch channel is in communication. By using an oil pump device, the above problems have been solved. According to a fifth aspect of the present invention, in the first, second, third or fourth aspect of the present invention, the second small diameter passage portion and the second small diameter passage portion are interposed via the solenoid valve in the low engine speed range and the medium engine speed range. The oil pump device is configured to communicate with the drain flow path, and in communication with the second branch flow path and the orifice via the solenoid valve in a high engine speed range, thereby solving the above problem. did.
請求項1の発明では、エンジンに潤滑のためのオイルを供給するオイル循環流路から分岐する第2分岐流路は歯車ポンプ部の第2小径通路部と連通し、該第2分岐流路を介して第2小径通路部にオイルを送ることができる。さらに第2分岐流路に設けられたソレノイドバルブは、第2分岐流路におけるオイルの連通又は非連通となるように制御される。 According to the first aspect of the present invention, the second branch passage branched from the oil circulation passage for supplying oil for lubrication to the engine communicates with the second small-diameter passage portion of the gear pump portion, and the second branch passage is The oil can be sent to the second small-diameter passage portion. Furthermore, the solenoid valve provided in the second branch flow path is controlled so as to communicate or not communicate oil in the second branch flow path.
前記第2小径通路部にはオリフィスが設けられている。オリフィスは、第2小径通路部内にソレノイドバルブの方向制御によって流入したオイルの油圧を僅かに減少させるのみで、適正な油圧を維持することができると共に、オリフィスから少量ずつのオイルが排出され続けることにより、リリーフとしての機能も有することになる。このリリーフ機能は、ソレノイドバルブ及び歯車ポンプ部のハウジングにより構成されたものであり、新たなリリーフ弁を別途に設けるものではない。よって、装置全体の省スペース化、省コスト化が実現できる。 An orifice is provided in the second small diameter passage portion. The orifice can maintain the proper hydraulic pressure by only slightly reducing the hydraulic pressure of the oil that has flowed into the second small-diameter passage portion by controlling the direction of the solenoid valve, and a small amount of oil can continue to be discharged from the orifice. Therefore, it also has a function as a relief. This relief function is constituted by a housing of a solenoid valve and a gear pump part, and does not separately provide a new relief valve. Therefore, space saving and cost saving of the entire apparatus can be realized.
請求項2の発明では、オリフィスは、第2小径通路部の内部から外部に装着される構成としたことにより、第2小径通路部内のオイルはそのままオリフィスを介して外部に排出することができ、そのままオイルパン等にオイルが受けられるように構成することで、極めて簡単なリリーフ装置を実現できる。
In the invention of
請求項3の発明では、油圧式制御バルブは、内部のスプールの移動によって第1分岐流路を連通及び非連通の何れか一方となるように制御される構成としたことにより、オイル循環流路のオイルの油圧の増減に応じドリブンギヤの軸方向移動を制御することができ、しかも、油圧式制御バルブによって、電気式制御バルブの場合に見られるような、電気系統の故障による不具合等も生じにくく、安定した状態で使用することができる。 According to a third aspect of the present invention, the hydraulic control valve is configured so that the first branch flow path is controlled to be either one of communication or non-communication by movement of an internal spool. The movement of the driven gear in the axial direction can be controlled according to the increase or decrease of the oil pressure of the oil, and the hydraulic control valve is less likely to cause problems due to the failure of the electrical system as seen in the case of the electric control valve. Can be used in a stable state.
請求項4の発明では、油圧式制御バルブにはリリーフ排出口が設けられ、第2小径通路部とリリーフ排出口とがリリーフ流路を介して連通されると共に油圧式制御バルブは、第1分岐流路が非連通状態のときにリリーフ流路は遮断され、第1分岐流路が連通状態のときにはリリーフ流路とリリーフ排出口とが開いてなる構成としたことにより、オイル循環流路のオイルの圧力の変化に応じたドリブンギヤの軸方向移動を制御することができる。
In the invention of
しかも、エンジンの低回転数域における油圧の低い段階では、第1分岐流路が非連通状態のときにリリーフ流路も遮断される構成としているので、第2小径通路部内部のオイルが排出されにくく、これによって、ドリブンギヤユニットがドライブギヤユニットに対して噛合い範囲を減少させる軸方向への移動を確実に抑え、より一層安定した低回転数域でのオイル循環を実現できる。 In addition, when the first branch flow path is in the non-communication state at the low oil pressure level in the low engine speed range, the relief flow path is also blocked, so that the oil in the second small diameter passage portion is discharged. This makes it possible to reliably suppress the movement of the driven gear unit in the axial direction, which reduces the meshing range with respect to the drive gear unit, and realize more stable oil circulation in the low rotation speed range.
また、第1分岐流路が連通状態のときにはリリーフ流路とリリーフ排出口とが開く構成としたので、例えば、エンジンの高回転数域では、第2小径通路部内部のオイルは、リリーフ流路及び油圧式制御バルブのリリーフ排出口を通過して外部にオイルを排出することができ、回転数の変化による油圧の変化に良好に応じてドリブンギヤが移動しつつ、適正なオイルの吐出量にすることができる。また、油圧式制御バルブからオイルがリリーフ(排出)されることから油圧式制御バルブがリリーフ弁の機能を兼ね、別途リリーフ弁を不要にできる。 Further, since the relief passage and the relief outlet are opened when the first branch passage is in communication, the oil inside the second small-diameter passage portion is, for example, in the high rotation speed region of the engine. And the oil can be discharged to the outside through the relief discharge port of the hydraulic control valve, and the driven gear moves according to the change of the hydraulic pressure due to the change of the rotation speed, and the oil discharge amount is made appropriate. be able to. Further, since oil is relieved (discharged) from the hydraulic control valve, the hydraulic control valve also functions as a relief valve, and a separate relief valve can be dispensed with.
請求項5の発明では、エンジンの低回転数域及び中回転数域では前記ソレノイドバルブを介して前記第2小径通路部と前記ドレン流路とを連通させ、エンジンの高回転数域では前記ソレノイドバルブを介して、前記第2分岐流路と前記オリフィスとを連通させた構成により、各回転数域で最も適正なオイルの吐出量にすることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, the second small diameter passage portion and the drain passage are communicated with each other through the solenoid valve in a low engine speed range and an intermediate engine speed range, and the solenoid is operated in a high engine speed range. With the configuration in which the second branch flow path and the orifice are communicated with each other through a valve, the most appropriate oil discharge amount can be obtained in each rotation speed range.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の構成は、主に、図1乃至図3に示すように、オイル循環流路S、ハウジングA、歯車ポンプ部B、油圧式制御バルブC、ソレノイドバルブD及びオリフィス36等から構成されている。前記ハウジングAには、歯車ポンプ部B、油圧式制御バルブC、ソレノイドバルブD等の主要な構成部がまとめて組み込まれている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The configuration of the present invention is mainly composed of an oil circulation flow path S, a housing A, a gear pump unit B, a hydraulic control valve C, a solenoid valve D, an
また、歯車ポンプ部B、油圧式制御バルブC、ソレノイドバルブDにそれぞれ別々に独立したハウジングAが備わり、これらがブロック状に接続して一体化される構成としたり、或いは、それぞれのハウジングが適宜に分離して、オイル循環流路S内の適所に配置される構成にすることもある。 In addition, the gear pump B, the hydraulic control valve C, and the solenoid valve D are provided with independent housings A, and these are connected in a block shape to be integrated, or each housing is appropriately In some cases, the oil circulation path S may be arranged at an appropriate position.
歯車ポンプ部Bは、ハウジングAに形成されたポンプ室2とドリブンギヤユニット4とドライブギヤユニット5とから構成される。前記ポンプ室2は、ドリブンギヤユニット室2aとドライブギヤユニット室2bとから形成される。ドリブンギヤユニット室2aは、第1小径通路部21と大径通路部22と段差面部23と第2小径通路部24とからなり、これらが1直線上に並ぶように構成されている(図1参照)。前記段差面部23は、第1小径通路部21の軸方向に対して直角となる平坦状の面として形成される。
The gear pump portion B includes a
また、ドライブギヤユニット室2bは、ドリブンギヤユニット室2aに隣接して形成されている。ドライブギヤユニット室2bは、ドライブギヤ収納部25及び該ドライブギヤ収納部25の上下両側に形成された軸支孔部26とから構成される。
The drive
ここで、本発明において、説明を理解し易いものとするために、便宜上、ハウジングAの上下方向を設定する。これは、実車搭載方向を限定するものではない。ドリブンギヤユニット室2aの通路方向を上下方向とし、大径通路部22が第1小径通路部21よりも上方となるように設定し、大径通路部22側を上方とし、第1小径通路部21側を下方とする〔図1、図2(A),(C)参照〕。この上下位置関係は、歯車ポンプ部B、油圧式制御バルブC、ソレノイドバルブDにも同様に適用される。
Here, in the present invention, for the sake of convenience, the vertical direction of the housing A is set for the sake of convenience. This does not limit the actual vehicle mounting direction. The passage direction of the driven
ドリブンギヤユニット4は、バルブピストン4a、ドリブンギヤ44、仕切りピストン45とからなる〔図2(A),(C)参照〕。バルブピストン4aは、第1小径軸部41と大径部42と第2小径軸部43とが軸方向に一体形成されたものである。そして、第1小径軸部41及び第2小径軸部43は、円筒形状に形成され、大径部42は外周側面の一部に略半月状又は凹形円弧状の逃げ部42bが形成されている。
The driven
該逃げ部42bは、ドリブンギヤ44がドライブギヤ52に対して軸方向に移動したときに、ドライブギヤ52の外周部分が食い込む部位であり〔図2(C),(D)参照〕、この構成によって、ドライブギヤ52とバルブピストン4aとが相互に干渉しないようにする役目をなす。
The
バルブピストン4aは、前記第1小径軸部41を下方とし、前記第2小径軸部43を上方として軸方向が垂直となる状態で使用される。第1小径軸部41の下端は、軸端面41aであり、第1小径軸部41と大径部42との境目に形成される段差部が受圧面42aとなる。前記第2小径軸部43の下面部(段差部)は戻し受圧面43aとして使用される〔図2(A),(C)参照〕。
The
ドライブギヤユニット5は、ドライブシャフト51とドライブギヤ52とから構成される〔図1,図2(A),(C)参照〕。ドライブギヤユニット5は、ドライブギヤ52がドライブギヤ収納部25に収納され、ドライブシャフト51が軸支孔部26に軸支されて、ドライブギヤユニット室2bに収納される。ドライブシャフト51は、図示されないエンジンのクランクシャフトからの動力によって回転し、ドライブシャフト51と共に回転するドライブギヤ52は、ドリブンギヤ44に回転を伝達し外接歯車ポンプとして作動する。
The
第2小径通路部24内には、バネ81が装着され、該バネ81は、ドリブンギヤユニット4を常時、吐出増加方向に弾性付勢する役目をなす〔図1,図2(A),(C)参照〕。該バネ81は、コイルバネが使用されており、ドリブンギヤ44とドライブギヤ52との噛み合幅が最大となるように弾性付勢している。
A
オイル循環流路Sのエンジンよりも上流の位置には、第1分岐流路31が設けられ、該第1分岐流路31は、前記ドリブンギヤユニット室2aの大径通路部22の下方側と連通するように形成されている。オイル循環流路Sにおいて、エンジンに向かって流れるオイルの一部が第1分岐流路31に流れ、そのオイルが大径通路部22に送りこまれるようになっている。
A
そして、大径通路部22を流れるオイルは、後述する油圧式制御バルブCによって、制御され、オイルの圧力を前記バルブピストン4aの受圧面42aが受けることができるように構成されている。オイルの圧力は、以下油圧と称する。前記第1分岐流路31は、前記ドリブンギヤユニット室2aの大径通路部22に連通している。また、第1分岐流路31の中間箇所には油圧式制御バルブCが設けられている。第1分岐流路31において、前記油圧式制御バルブCと大径通路部22との間の流路は第1分岐接続流路311と称し、第1分岐流路31に属するものである。第1分岐接続流路311を流れるオイルは、油圧式制御バルブCによって、連通又は遮断される。
And the oil which flows through the large
油圧式制御バルブCは、スプール61と、該スプール61が収納されるスプール室62と、バネ82とから構成されている。スプール61には二つの太径部61a,61bと、一つの細径部61cとからなり、二つの太径部61a,61bの間に細径部61cが一直線上に配列されるように形成されている。スプール61の細径部61c箇所の周囲は、溝部61dである。スプール室62には、第1流出入口62a,第2流出入口62b,リリーフ開閉口62c及びリリーフ排出口62dが形成されている。前記バネ82は、その弾性付勢力によって、常時、スプール61の太径部61aによって第1流出入口62a,第2流出入口62bとを閉じ、また太径部61bによってリリーフ開閉口62c,リリーフ排出口62dとを閉じるように作用する。
The hydraulic control valve C includes a
油圧式制御バルブCは、第1分岐流路31と大径通路部22との連通及び遮断の切替え制御を行うものである。具体的には、第1分岐流路31のオイルが第1流出入口62aから流入し、その油圧がスプール61の太径部61aの端面にかかり、所定以上の油圧によって、スプール61が上方に移動する。第2流出入口62bを遮断していた太径部61aが上方に移動することにより第2流出入口62bが開き、前記第1分岐接続流路311にオイルが流れて、大径通路部22にオイルが流れ込み、ドリブンギヤユニット4の受圧面42aを上方向に押圧する。
The hydraulic control valve C performs switching control between communication and blocking between the first
次に、ソレノイドバルブDについて説明する。該ソレノイドバルブDは、方向制御弁71とソレノイド部72と方向制御弁室73とによって構成されている。方向制御弁71には弁内制御流路71aが形成され、方向制御弁室73には、方向制御流入口73a,方向制御流出口73b及びドレン排出口73cが形成されている。
Next, the solenoid valve D will be described. The solenoid valve D is composed of a
方向制御弁71は、ソレノイド部72によって制御され、方向制御弁71の弁内制御流路71aが、方向制御流入口73aと方向制御流出口73b、又は方向制御流入口73aとドレン排出口73cの何れか一方を選択制御する。このとき、一方が連通するように選択されると他方が遮断され、非連通となる。
The
第2分岐流路33は、前記ポンプ室2の第2小径通路部24に連通している。また、第2分岐流路33において、ソレノイドバルブ7と第2小径通路部24との間の流路を第2接続流路331と称する。該第2接続流路331は、第2分岐流路33に属するものであり、第2分岐流路33を構成する一部である。また、前記ドレン排出口73cにはドレン流路35が備わっており、オイル循環流路Sの外部に排出されるか、或いはオイルパンに連通する。
The second
前記第2分岐流路33において第2接続流路331にはオリフィス36が装着されている。該オリフィス36は、第2小径通路部24にオイルを少量ずつ流入及び排出する役目をなすものである。
In the
前記ドリブンギヤユニット室2aの第2小径通路部24の上方の位置には、前記第2分岐流路33の第2接続流路331と連通するリリーフ流入口24aが上方に形成されている。また、該リリーフ流入口24aと同一位置または下方には、リリーフ流出口24bが形成されている。
At a position above the second small-
つまり、オリフィス36は、第2小径通路部24内に圧力を有するオイルが満たされている場合には、略一定の圧力を維持しつつ、第2小径通路部24からオイルを少量ずつ排出することができるようにするものである。
That is, the
オリフィス36は、リリーフ流入口24aとは別部材であったり、或いはリリーフ流入口24aとオリフィス36とが一体的に形成される。リリーフ流入口24aとオリフィス36とが一体的に形成されたものでは、リリーフ流入口24aをオリフィス36として使用できるように、リリーフ流入口24aを小径管又は小内径として絞り部分を形成した管とすることもある。
The
前記第2小径通路部24のリリーフ流出口24bと前記油圧式制御バルブCのリリーフ開閉口62cとがリリーフ流路37によって連通している。そして、油圧式制御バルブCのスプール61の移動により太径部61bが上方に移動して、細径部61cによって形成される溝部61d箇所がリリーフ開閉口62cとリリーフ排出口62dとをスプール室62内で連通させることにより、リリーフ流出口24b,リリーフ排出口62dが連通し、第2小径通路部24からオイルを排出することができる。
The
次に、油圧式制御バルブCの方向制御作用について説明する。本発明のオイルポンプ装置は、エンジン100のオイル循環流路S内に組み込まれる。オイル循環流路SからハウジングAの第1分岐流路31にオイルが流入する。
Next, the direction control action of the hydraulic control valve C will be described. The oil pump device of the present invention is incorporated in the oil circulation passage S of the
また、第1分岐流路31に流入したオイルは、油圧式制御バルブCのスプール61の動作によって、第1流出入口62aと大径通路部22とが連通又は非連通(遮断)の状態とされ、連通状態でドリブンギヤユニット4の受圧面42aに油圧を与え、ドリブンギヤユニット4を軸方向の上方に移動させ、ドリブンギヤ44とドライブギヤ52との噛合い範囲を狭くし、オイル吐出量を減少させる(図4参照)。
Further, the oil flowing into the first
次に、ソレノイドバルブDの方向制御作用について説明する。ソレノイドバルブDがオン(ON)状態においては、方向制御弁71は、ソレノイド部72の制御動作によって、第2分岐流路33と第2小径通路部24のリリーフ流入口24aとは非連通であり、オイル循環流路Sから第2分岐流路33を流れるオイルは第2小径通路部24内に流入することはできない(図3,図4参照)。このとき、ドレン排出口73cと第2小径通路部24のリリーフ流入口24aは連通しており、第2小径通路部24内のオイルはドレン排出口73cから排出される。
Next, the direction control action of the solenoid valve D will be described. When the solenoid valve D is in an ON state, the
また、ソレノイドバルブDは、オフ(OFF)状態においては、ソレノイド部72によって、方向制御弁71の弁内制御流路71aが切り替わり、第2分岐流路33が歯車ポンプ部Bの第2小径通路部24と連通し、該第2小径通路部24内に流れ込み、ドリブンギヤユニット4の戻し受圧面43aに油圧とバネ81の付勢力がかかる。
When the solenoid valve D is in the OFF state, the
そして、第2小径通路部24側における戻し受圧面43aにかかる油圧による力及びバネ81による力の付勢力が第1分岐流路31側における受圧面42aによる力よりも大きい力の場合には、ドリブンギヤユニット4は、第1小径通路部21側に留まり、ドライブギヤ52とドリブンギヤ44との噛み合い幅は最大の状態にあり、吐出量は通常となる。
When the force by the hydraulic pressure applied to the return
次に、エンジン100の各回転数領域における本発明の動作を説明する。本発明のオイルポンプ装置では、エンジン100のエンジン回転数Neに応じて、歯車ポンプ部Bの吐出量を適正にするものであり、回転数Neは、低回転数域,中回転数域,高回転数域で吐出量が変化する。
Next, the operation of the present invention in each rotation speed region of
まず、エンジン回転数Neが低回転数域の動作について述べる(図3参照)。ここで、低回転数域とは、具体的に回転数Neがアイドリング時の回転数から約1000rpmの範囲である。ソレノイドバルブDはオン(ON)状態であり、方向制御弁71は、第2分岐流路33と第2小径通路部24との連通を遮断し、非連通とする。また、方向制御弁71の弁内制御流路71aは、第2小径通路部24とドレン排出口73cとを連通している。したがって、第2小径通路部24は、大気と連通して開放されており、第2小径通路部24の戻し受圧面43aにはバネ81による力のみがドリブンギヤユニット4に作用している。
First, the operation when the engine speed Ne is low is described (see FIG. 3). Here, the low rotational speed range specifically refers to a range where the rotational speed Ne is about 1000 rpm from the rotational speed during idling. The solenoid valve D is in an on state (ON), and the
油圧式制御バルブCは、第1分岐流路31を流れるオイルによる油圧をドリブンギヤユニット4の受圧面42aに掛けたり掛けなかったりするように制御する。油圧式制御バルブCのスプール61は、低回転数域では、外接歯車ポンプによって発生する油圧は低いので、前記バネ81の付勢力が油圧による力に勝り、ドリブンギヤユニット4は移動しない。そのためにドリブンギヤ44とドライブギヤ52とは軸方向に全て噛み合っているので、回転数当たりのポンプ吐出量は最大である。なお、この回転数領域では油圧はエンジン回転数にほぼ比例する。
The hydraulic control valve C controls so that the hydraulic pressure by the oil flowing through the first
次に、エンジン100の中回転数域の動作について述べる(図4参照)。中回転数域とは、具体的には回転数Neが約1000rpmから約3500rpmの範囲である。まず、エンジン回転数が所定値Ne1(約1000rpm)に達した時点で、油圧式制御バルブCのスプール61の受ける油圧による力が、バネ82の弾性付勢力に勝って、スプール61は軸方向上方に移動し、第1流出入口62aと第2流出入口62bとがスプール室62内で連通し、第1分岐流路31と大径通路部22とが連通される。そして、油圧による力が受圧面42aに掛かる。
Next, the operation in the middle speed range of the
また中回転数域では、ソレノイドバルブDは、オン(ON)状態であり、低回転数域の場合と同様に、方向制御弁71は、第2分岐流路33と第2小径通路部24との連通を遮断し、非連通とする。また、方向制御弁71の弁内制御流路71aは、第2小径通路部24との連通をドレン排出口73cとを連通している。
Further, in the middle rotation speed range, the solenoid valve D is in an ON state, and the
したがって、第2小径通路部24は、大気と連通して開放されており、第2小径通路部24はバネ81による力のみがドリブンギヤユニット4の戻し受圧面43aにかかる状態である。したがって、戻し受圧面43aにかかる力よりもバルブピストン4aの受圧面42aにかかる力の方が大きくなり、ドリブンギヤユニット4は、第2小径通路部24側に移動する。
Therefore, the second small-
これによって、ドライブギヤ52とドリブンギヤ44との噛み合い幅が小さくなり、理論吐出量が徐々に減少する。よって、中回転数域では、広い回転数に亘って、低い油圧をほぼ一定に維持することで、ポンプ自体の仕事量及びエンジンの動力損失を減らし、もって燃費を向上できる。
As a result, the meshing width between the
次にエンジン100の回転数Neが高回転数域のリリーフ動作について述べる(図5参照)。高回転数域は具体的には、回転数Neは約3500rpm以上である。高回転数域では、歯車ポンプ部Bからの吐出量が増加する。ソレノイドバルブDは、オフ(OFF)状態であり、第2分岐流路33と、方向制御弁71がソレノイド部72によって切り替わって連通し、弁内制御流路71aを介して第2分岐流路33と第2小径通路部24とが連通する。
Next, a relief operation when the rotational speed Ne of the
これによって、第2小径通路部24には第2分岐流路33からのオイルが流入し、ドリブンギヤユニット4の戻し受圧面43aに油圧がかかる。これによって、ドリブンギヤユニット4がドライブギヤ52と噛合い量が増加する方向に移動し、ポンプの吐出量及び吐出圧が増加する。
As a result, the oil from the second
ポンプの吐出圧が増加することでスプール61は上方に移動し、第2小径通路部24は油圧式制御バルブCとリリーフ流路37によってリリーフ開閉口62cと連通するようになる。スプール61は、第1分岐流路31からの油圧によってスプール室62を上方に移動する。スプール61の太径部61bは、リリーフ開閉口62cとリリーフ排出口62dとを開き、さらに溝部61dがリリーフ開閉口62cとリリーフ排出口62dとを連通させる。
As the pump discharge pressure increases, the
そして、第2小径通路部24内のオイルは、前記リリーフ流路37と、油圧式制御バルブCのリリーフ排出口62dに接続されている戻し流路38によって、オイル循環流路Sの外部のオイルパンに戻すリリーフが行われる。これによって、エンジン回転数の上昇による油圧の増加はわずかとなる(図7参照)。
The oil in the second small-
さらに、第2接続流路331に設けられたオリフィス36によって第2小径通路部24の油圧が低下する。これによって、受圧面42aにかかる油圧による力がバネ81と第2小径通路部24内のオイルの圧力による力に勝り、ドリブンギヤユニット4は、ドライブギヤユニット5と噛合い量が減少する方向に移動し、回転数が上昇しても油圧を常時一定とすることができる。
Furthermore, the hydraulic pressure of the second small
図6は、本発明の第2実施形態であり、第2小径通路部24にリリーフ流出口24bが設けられないものであり、リリーフは、ソレノイドバルブDを介してドレン排出口73cから行われる。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention, in which the
S…オイル循環流路、B…歯車ポンプ部、21…第1小径通路部、
24…第2小径通路部、31…第1分岐流路、33…第2分岐流路、36…オリフィス、
4…ドリブンギヤユニット、41…第1小径軸部、43…第2小径軸部、
5…ドライブギヤユニット、C…油圧式制御バルブ、61…スプール、
D…ソレノイドバルブ、71…方向制御弁、72…ソレノイド部、73…方向制御弁室、
73c…ドレン排出口、81…バネ。
S ... Oil circulation passage, B ... Gear pump part, 21 ... First small diameter passage part,
24 ... 2nd small diameter passage part, 31 ... 1st branch flow path, 33 ... 2nd branch flow path, 36 ... Orifice,
4 ... driven gear unit, 41 ... first small diameter shaft portion, 43 ... second small diameter shaft portion,
5 ... Drive gear unit, C ... Hydraulic control valve, 61 ... Spool,
D ... Solenoid valve, 71 ... Direction control valve, 72 ... Solenoid part, 73 ... Direction control valve chamber,
73c ... Drain discharge port, 81 ... Spring.
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