JP2523045Y2 - メタリングポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案はメタリングポンプに関する。メタリングポン
プは、ロータリエンジンのアペックスシール部、サイド
シール部にエンジンの回転に同期して潤滑油を供給する
と共に、その油量を制御するポンプである。

「従来の技術」 メタリングポンプの概要について、実施例図面である
第１図を参照して説明する。ポンプケーシング３の孔に
嵌挿された駆動軸５は図示しない駆動歯車によりエンジ
ンの回転に同期して回転駆動される。駆動軸５は回転に
従い、カムピン７とテーパカム18,19との当接により軸
方向にも駆動される。略スリーブ形状をした第１のプラ
ンジャ８は駆動軸５と連結され、一体に回転及び軸方向
の運動をする。

そして、第１のプランジャ８の回転位置により、ポン
プ室12と吸入ポート92及びポンプ室13と吸入ポート93と
の連通を断続し、ポンプ室12,13内のオイルを吐出ポー
ト95,96を経由してエンジン本体に圧送する。オイルの
吐出量はテーパカム18,19の位置をステップモータ２に
より調整することにより制御される。

従来のメタリングポンプでは第３図に示す様に、第１
のプランジャ８′に明けられる吸入穴82,83及び吐出穴8
5,86が側周上の同一角度位置に設けられており、第１の
プランジャ８′が図面右方向に移動を開始し、圧送行程
が開始すると同時に、またはそれ以前に吐出穴85,86と
ケーシング３の吐出ポート95,96との連通がとられるよ
うになっていた。

「考案が解決しようとする課題」 ところで、この種のメタリングポンプでは、エンジン
側のアペックスシール部等の圧力により、オイルがポン
プに逆流するという問題があった。このため、第１のプ
ランジャ８とポンプケーシング３との間など、各摺接部
のクリアランスを小さくし、摺接部からのオイル漏れを
ほとんどなくし油密性を高める必要があった。

しかし、各摺接部のクリアランスを小さくすることは
高い加工精度及びクリアランス管理が要求され、コスト
が上昇すると共に、メタリングポンプの長期間に渡る動
作の信頼性にも影響を及ぼすなどの問題点があった。

本考案は上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、その目的とするところは、高いクリアランス管理
を要求することなく、オイルの逆流を防止することがで
きるメタリングポンプを提供することにある。

「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本考案では、吸入ポート
と吐出ポートが側周部に設けられた孔を有するポンプケ
ーシングと、 前記孔に嵌挿して組付けられ、軸端に開口する内孔を
有すると共に、この内孔の外周壁部に吸入穴及び吐出穴
が形成された第１のプランジャと、 前記内孔に嵌挿された状態で、前記ポンプケーシング
に支持され、前記第１のプランジャの内孔との間にポン
プ室を形成する第２のプランジャと、 前記第１のプランジャをエンジンの回転に同期して回
転及び往復移動する駆動軸とを備え、 前記駆動軸の回転により前記吸入穴と前記吸入ポート
及び前記吐出穴と前記吐出ポートとの連通をそれぞれ断
続し、前記吸入穴と前記吸入ポートとの連通により潤滑
油を前記ポンプ室に吸入し、前記吐出穴と前記吐出ポー
トとの連通により前記ポンプ室内の潤滑油を外部へ吐出
し、前記駆動軸の軸方向ストロークを制御することによ
り前記ポンプ室の容積を可変として潤滑油をエンジンに
供給するようにしたメタリングポンプであって、 前記第１のプランジャの側周部における前記吸入穴と
前記吐出穴との位置関係、或いは前記ポンプケーシング
の側周部における前記吸入ポートと前記吐出ポートとの
位置関係に、前記第１のプランジャの回転方向に対する
相対的なずれを設け、 前記第１のプランジャの圧送行程開始直後となる前記
第１のプランジャの回転位置において、前記吸入ポート
及び前記吐出ポートの両者共に前記ポンプ室との連通が
断たれる回転区間が生ずるようにしたことを特徴として
いる。

「作用」 上記のように構成されたメタリングポンプでは、圧送
行程の開始時にポンプ室と吐出ポートとの連通が断た
れ、ポンプ室が閉塞状態にされる。このため、圧送行程
の開始直後は圧縮状態になり、ポンプ室の油圧は十分に
上昇する。その後、第１のプランジャの回転が進み、吐
出穴と吐出ポートとの連通がなされる。このため、最初
から高い吐出圧で潤滑油がエンジンに供給され、逆流を
生じない。

「実施例」 本考案の実施例について図面を参照し説明する。第１
図は、メタリングポンプを示す断面図である。

このメタリングポンプ１は、ロータリエンジンのアペ
ックスシール部、サイドシール部にエンジンの回転に同
期して潤滑油を供給するためのポンプであり、その供給
油量をステップモータ２により制御するものである。

ポンプケーシング３の図面水平方向に設けられた孔４
に、駆動軸５が回転自在に、また軸方向には摺動自在に
嵌挿されている。駆動軸５の中央部には図示しない駆動
歯車と噛合するウォームギヤ６が形成され、また、軸端
部には突起状のカムピン７が設けられている。この駆動
軸５に連接して、第１のプランジャ８が回転自在かつ軸
方向に摺動自在に嵌挿されている。

第１のプランジャ８はスプリング９により付勢され駆
動軸５に押し付けられている。第１のプランジャ８は一
端が閉じられたスリーブ状に形成され、軸端に開口する
段付きの内孔81を有している。内孔81の外周壁部には、
２つの吸入穴82,83及び吐出穴85,86が明けられている。

第２のプランジャ10は第１のプランジャ８の内孔81に
嵌挿された状態でポンプケーシング３にスプリング９に
より当接支持されている。第１のプランジャ８に設けら
れた内孔81と第２のプランジャ10により２つのポンプ室
12,13を構成している。ポンプケーシング３には、２つ
のポンプ室12,13に対応し、各々２つの吸入ポート92,93
及び吐出ポート95,96が孔４の側周部に開口して設けら
れている。

スリーブ形状の第１のプランジャ８の軸方向の往復動
及び回転により、吸入穴82,83と吸入ポート92,93及び吐
出穴85,86と吐出ポート95,96との連通を断続し、吸入ポ
ート92,93から潤滑油をポンプ室12,13に吸入し、吐出ポ
ート95,96からポンプ室12,13の潤滑油を吐出して、図示
しないエンジンに潤滑油を供給している。

駆動軸５の左軸端部に設けられたカムピン７が図面垂
直方向に配置されたカム軸15の側周に当接する。このカ
ム軸15は、ポンプケーシング３に形成された立孔16に、
軸方向に摺動自在に嵌挿され、その軸上端に金具17が固
定されている。この金具17のつば部とケーシング３との
間に圧縮スプリング20が挟装され、カム軸15を図面上方
に付勢している。

一方、金具17の軸心部の凹部17aには、ステップモー
タ２の出力軸をなすスクリュー軸21が上方から嵌合さ
れ、カム軸15の軸方向の位置を規制している。スクリュ
ー軸21は回転する軸ではなく、ステップモータ２のロー
タ22の回転に従って軸方向に直線移動される軸である。

カム軸15のうち、駆動軸５のカムピン７と当接する部
分は、大径部18とそれに引続き漸次径が縮小するテーパ
部19とからなるテーパカム18,19を構成している。

図示しない駆動歯車により駆動軸５がエンジンの回転
に同期して回転駆動されると、駆動軸５はスプリング９
の付勢力により、カムピン７がカム軸のテーパカム18,1
9に当接した状態で回転駆動される。カムピン７がテー
パカム18,19に当接する位置ではその回転位置により大
径部18とテーパ部19をカムピン７が移動するため、駆動
軸５は軸方向に往復移動され、第１のプランジャ８を往
復動させて潤滑油を所定量ずつ吐出する。

駆動軸５の往復動のストロークはカムピン７がテーパ
部19に当接する位置により決定されることから、カム軸
15の軸方向位置を制御することにより潤滑油の吐出量が
調節されることになる。

カム軸15の軸方向位置を制御するステップモータ２
は、ロータ22の中心部に、めねじ孔を有する送りナット
23が固着されロータ22と一体に回転する。その送りナッ
ト23に出力軸となるスクリュー軸21が螺合されており、
ロータ22の回転に従ってスクリュー軸21は軸方向に移動
する。スクリュー軸21は、その後退端において軸端がス
テップモータ２のハウジング24の当接部25に当接するよ
うにされている。ステップモータハウジング24の当接部
25はスクリュー軸21の移動を基準位置において機械的に
停止させるストッパとしての役割を果たす。

ステップモータ２は４相方式のものが用いられる。各
コイル26〜29は駆動回路32に接続され、マイクロコンピ
ュータを備えた電子制御装置（ECU）31により制御され
る。電子制御装置31にはエンジン回転数センサ33,アク
セル開度センサ34,冷却水温センサ35等の各種運転状態
センサからの信号が入力される。電子制御装置31では、
それらの運転状態情報から最適な潤滑油吐出量を与える
スクリュー軸21の指令制御位置が演算され、刻々に変化
するその指令制御位置を実現すべく駆動回路32に駆動パ
ルスを出力する。

第２図は第１のプランジャ８を示す斜視図である。本
考案に係るメタリングポンプ１では、第１のプランジャ
８に明けられる吸入穴82,83と吐出穴85,86との位置関係
が側周上の回転角度位置において所定角Δθだけずらせ
た位置に形成されている。このため、第１のプランジャ
８が図示の回転方向に回転駆動される際に、吐出穴85,8
6がポンプケーシング３の吐出ポート95,96に連通するタ
イミングが遅れる。

これに対し、第３図に示す従来の装置では、吸入穴8
2,83と吐出穴85,86が同一角度位置に設けられており、
このような連通タイミングの遅れはない。

第４図は作動を説明するグラフ図であり、駆動軸５に
より駆動される際の第１のプランジャ８の回転角度と軸
方向のストローク位置との関係を示している。ストロー
ク位置は第１のプランジャ８が第１図において右端に押
し込まれた位置を０として示している。吸入穴82,83は
第１のプランジャ８が軸方向に移動を開始する直前に吸
入ポート92,93と連通を開始し、全ストロークを移動後
に連通を閉じるようにされている。

一方、吐出穴85,86は、テーパカム18,19によるプラン
ジャ８の圧送行程となる回転位置に到達しても、直ちに
吐出ポート95,96と連通せず、所定角度Δθの回転だけ
遅れて吐出ポート95,96と連通する。この所定回転区間
Δθの間は、ポンプ室12,13と吐出ポート95,96及び吸入
ポート92,93との連通が断たれ、圧縮区間Δθとなる。

この圧縮区間Δθに対応する軸方向の移動（圧縮スト
ローク）により、ポンプ室12,13内の潤滑油圧は十分高
くなる。圧縮区間Δθを過ぎ、吐出穴85,86が吐出ポー
ト95,96と連通すると、ポンプ室12,13の圧縮状態が解放
され、最初から高い吐出圧で潤滑油が図示しないエンジ
ンの給油箇所に供給される。

上記実施例では、第１のプランジャ８に設けられる吸
入穴82,83と吐出穴85,86との位置関係を所定角Δθだけ
ずらせることにより、吸入ポート92,93及び吐出ポート9
5,96の両者共にポンプ室12,13との連通が断たれる圧縮
区間Δθが生じるようにしたが、この連通を断つ圧縮区
間Δθを設ける手段には種々のものが考えられる。

たとえば、第１のプランジャ８に形成する吸入穴82,8
3と吐出穴85,86とは第３図に示す従来例と同じとし、ポ
ンプケーシング３に設ける吸入ポート92,93と吐出ポー
ト95,96との位置関係を所定角Δθだけずらせてもよ
い。

本考案の要旨は、第１のプランジャ８の圧送行程開始
直後のタイミングに吸入・吐出用の穴の回転方向の位置
ずれにより設定した圧縮区間Δθを設けることにあり、
その手段は前記の手段に限定されるものではない。

「考案の効果」 本考案は、以上説明したように構成され圧縮区間とな
る回転区間が設けられているから、最初から高い吐出圧
でエンジンに潤滑油を供給することができ、エンジン側
の圧力により潤滑油の逆流が生じないという効果があ
る。しかも、吐出圧を高めて逆流を防止するのであるか
ら、プランジャ８とポンプケーシング３の間などの摺接
部のクリアランスを特に小さくする必要がなくなり、コ
ストが上昇せず、ポンプの信頼性が高い。

さらに、第１のプランジャ或いはポンプケーシングに
設ける吸入・吐出用の各穴相互間に、回転方向の相対的
な位置ずれを設けて、ポンプ室に一時的な圧縮区間を設
定しているから、上記作用効果を達成するために、特別
な機構を付加する必要がなく、簡単な構成ですむという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例によるメタリングポンプを示
す断面図、第２図は第１図における第１のプランジャを
示す斜視図、第３図は従来の装置の第１のプランジャを
示す斜視図、第４図は本考案の一実施例の作動を示すグ
ラフである。 ３…ポンプケーシング、４…孔、５…駆動軸、８…第１
のプランジャ、10…第２のプランジャ、12,13…ポンプ
室、15…カム軸、81…内孔、82,83…吸入穴、85,86…吐
出穴、92,93…吸入ポート、95,96…吐出ポート。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸入ポートと吐出ポートが側周部に設けら
   れた孔を有するポンプケーシングと、 前記孔に嵌挿して組付けられ、軸端に開口する内孔を有
   すると共に、この内孔の外周壁部に吸入穴及び吐出穴が
   形成された第１のプランジャと、 前記内孔に嵌挿された状態で、前記ポンプケーシングに
   支持され、前記第１のプランジャの内孔との間にポンプ
   室を形成する第２のプランジャと、 前記第１のプランジャをエンジンの回転に同期して回転
   及び往復移動する駆動軸とを備え、 前記駆動軸の回転により前記吸入穴と前記吸入ポート及
   び前記吐出穴と前記吐出ポートとの連通をそれぞれ断続
   し、前記吸入穴と前記吸入ポートとの連通により潤滑油
   を前記ポンプ室に吸入し、前記吐出穴と前記吐出ポート
   との連通により前記ポンプ室内の潤滑油を外部へ吐出
   し、前記駆動軸の軸方向ストロークを制御することによ
   り前記ポンプ室の容積を可変として潤滑油をエンジンに
   供給するようにしたメタリングポンプであって、 前記第１のプランジャの側周部における前記吸入穴と前
   記吐出穴との位置関係、或いは前記ポンプケーシングの
   側周部における前記吸入ポートと前記吐出ポートとの位
   置関係に、前記第１のプランジャの回転方向に対する相
   対的なずれを設け、 前記第１のプランジャの圧送行程開始直後となる前記第
   １のプランジャの回転位置において、前記吸入ポート及
   び前記吐出ポートの両者共に前記ポンプ室との連通が断
   たれる回転区間が生ずるようにしたことを特徴とするメ
   タリングポンプ。