JP2625560B2 - ラジアルピストンポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念部分に記載し
たラジアルピストンポンプに関する。

〔背景技術〕

吸い込み孔に出力調整器が組み込まれているラジアル
ピストンポンプは、既にドイツ連邦共和国特許出願公開
第3734928号公報で公知である。この出力調整器は、一
方の終端位置において最大の貫流断面積を開放する回転
ピストンを有している。この出力調整器を他方の終端位
置の方向に回転すると、貫流断面積は最小値になるまで
減少する。出力調整器の制御は外側から調整装置によっ
て行われる。出力調整器の組み込みにより、ラジアルピ
ストンポンプの出力を例えば自動車におけるファン駆動
装置用の流体モータの大きく変動する動力需要に良好な
精度で適合させることができる。これは走行運転におい
て動力を節約でき燃料消費量を低減できる。しかし、こ
の公知の装置は、搬送シリンダの一様な充填に関して、
特に下側調整範囲における部分充填における要件に十分
に応えられない。この不均一な充填により、ラジアルピ
ストンポンプにおける構造的に起因する圧力脈動および
それに伴う騒音が大きくなる。

〔発明の開示〕

本発明の目的は、できるだけ大きな調整範囲に亘って
１つあるいは複数の負荷によって必要とされる油を供給
できるようなラジアルピストンポンプを提供することに
ある。さらに、その都度の瞬間的な搬送量においてすべ
ての搬送シリンダの一様な充填が維持されるようにする
ことにある。また、この要件をできるだけ安価な構造に
よりポンプの外形寸法をほとんど変更せずに満足するこ
とにある。

この目的は請求の範囲第１項から第13項に記載の手段
によって達成される。

しかし、本発明は請求の範囲に記載の特徴事項に限定
されるものではない。当業者において目的に則して各請
求の範囲に記載の特徴事項を組み合わせて実施すること
もできる。

本発明に基づいて搬送流は吸い込み孔内において調整
流と非常に少ない一定流に分けられ、これらの合計が負
荷に対するポンプ出口に供給される。調整流に対する出
力調整器として、吸い込み孔内にコスト的に有利な電磁
式に調整できる弁素子、例えばスプールが組み込まれて
いる。調整流は需要に応じて、例えば0.3〜10.0dm³/min
の大きな範囲に亘って冷却器ファンの流体モータおよび
場合によっては別の負荷に用立てられる。

0.3dm³/minの一定流は、例えばレベル調整装置への供
給に利用され、また潤滑流として使用される。このよう
にして主負荷に対して動力需要に応じ従ってエネルギを
節約して吸い込み流の調整が行われ、一方ではレベル調
整装置にとって必要な一定流が常に用意される。

請求の範囲第２項記載の実施態様に基づいて、出力調
整器の弁素子は吸い込み孔を横切る孔内に案内され、こ
の孔は吸い込み孔に対して平行にポンプの搬送ピストン
に接続されている吸い込み通路に開口している。この弁
素子は調整流を導入するために、その自由端に吸い込み
通路側の閉鎖素子を有し、吸い込み孔は更に一定流に対
する絞り孔を介して常に搬送ピストンに接続されてい
る。この特別な実施態様によって搬送流を空間を節約し
た状態で分割できる。

請求の範囲第３項記載の実施態様に基づいて弁素子が
直接カム室に接していることは、搬送ピストンへの流れ
経路を短くし、これによって静かな搬送運転ができる。

請求の範囲第４項および第５項記載の実施態様に基づ
いて、弁素子はスプールとしてあるいはシート弁として
形成される。常にポンプによる供給を保証するために、
請求の範囲第６項記載の実施態様に基づいて弁素子は万
一の停電の際に最大の調整横断面積を開放する。

出力調整器を空間を節約して収容するために、請求の
範囲第７項記載の実施態様に基づいて、弁素子は駆動軸
に対して半径方向にハウジング蓋の中に組み込まれる。

請求の範囲第８項記載の実施態様に基づいて、一定流
に対する狭い絞り孔はハウジング蓋の片側に加工されて
いる環状溝に接続され、この環状溝は複数の孔を介して
カム室に開口している。環状溝の収容容積は、これが一
定流で充填されるように選択されている。これによって
搬送ピストンが油を吸収するために沈み込むカム室の全
周に圧油を一様に分布できる。またポンプが一定流しか
供給しない運転時間においても、搬送ピストンの一様な
部分充填が達成される。これはポンプ運転を静かにす
る。

さらに請求の範囲第９項記載の実施態様に基づいて、
弁素子を介して吸い込み孔に接続される吸い込み通路
が、環状溝およびハウジング蓋における円周に均一に分
布された開口を介してカム室に連通されていると有利で
ある。これによって搬送ピストンの下側におけるカム室
に圧油は一様に流入する。請求の範囲第10項記載の実施
態様に基づいて、ポンプの組立状態においてハウジング
蓋の中心の下側にある開口は、上側にある別の開口より
も小さくすると有利である。これによって、余分な油が
環状溝を介して下側の搬送ピストンに流出し、上側にあ
る別の搬送ピストンが充填されることが避けられる。こ
の特徴事項は、一方では調整流が大きく回転数が高い場
合に搬送ピストンを良好に荷重し、他方では任意の調整
量においてもすべての搬送ピストンの一様な部分充填が
達成され、このことは既に上述した騒音低下に貢献す
る。

本発明の別の利点は、吸い込み側における油流分割お
よび油導入に対して必要なほぼすべての孔および通路が
安価な費用でハウジング蓋に加工できることである。

請求の範囲第11項記載の実施態様に基づいて、一定流
を案内する環状溝から各シリンダボアに軸方向に延びる
孔が設けられている。これらの孔は搬送ピストンの下死
点において開かれるので、一定流は直接噴射させられ
る。この処置によりシリンダは特に一様に充填される。

請求の範囲第11項記載の実施態様のポンプにおいて出
力調整弁が制御される場合にカム室に非常に大きな吸い
込み負圧が生ずるので、軸封リングの組み込み室を吸い
込み孔に放圧することが有利である。このようにして軸
封リングを通しての外気の吸い込みが避けられる。

軸封リングの放圧に対する別の方式およびカム室への
一定流の供給は請求の範囲第13項に記載されている。吸
い込み孔はポンプハウジングにある孔を介して軸封リン
グに対する組み込み室にある環状溝に有利に接続でき
る。この環状溝から絞り孔がカム室に通じている。この
実施態様は、蓋に環状溝を設けるに十分な空間がないと
きに有利である。

以下図面に示した２つの実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は出力調整弁を持ったラジアルピストンポンプ
の概略断面図、 第２図は出力調整弁の異なった実施例の概略拡大断面
図、 第３図は異なった一定流案内装置を持った第１図に相
応したラジアルピストンポンプの断面図、 第４図は更に異なった一定流案内装置を持ったラジア
ルピストンポンプの第１図および第３図に相応した断面
図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

第１図におけるポンプは軸４に対する蓋1,2で閉じら
れているハウジング３を有している。軸４はカム５を有
し、このカム５は、例えば軸４に対して星形に配置され
ている６個の搬送ピストン６を順々に往復運動させる。
搬送ピストン６の内部室７内に支持されたばね８は搬送
ピストン６をカム５の円周面に接触させている。搬送ピ
ストン６は、ねじ付きキャップ11で閉じられているシリ
ンダボア10内を移動する。ねじ付きキャップ11はピン12
で案内されているばね８を支持する作用も兼ねている。
各搬送ピストン６は吸い込み行程の際にカム室14内に沈
み込む入口開口13を有している。すべての搬送ピストン
６の内部室７は圧力（吐出し）通路15を介して環状室16
に接続されている。環状室16は出口弁としてゴム弾性リ
ング17によって圧力通路15に押し付けられているばね鋼
製のシール板18を有している。図示した出口弁の代わり
に、例えばボール形逆止弁の形をした弁を設けることも
勿論できる。環状室16は、孔20を介して、負荷に結合さ
れている出口接続口21に通じている。

本発明に基づいて、蓋２には、タック（図示せず）に
接続されている吸い込み孔22がある。吸い込み孔22を垂
直に横切る孔23に、出力調整器24がはめ込まれ、蓋２に
あるねじ孔25にねじ込まれている。出力調整器24は主に
スプール26として形成された弁体およびこれに結合され
ている電磁石27からなっている。吸い込み孔22に平行に
吸い込み通路28があり、蓋２に鋳造成形されている環状
溝30に連通している。環状溝30は、更に、蓋２に一体成
形されたそらせ板31の円周に均一に分布された複数の開
口32を介してカム室14に連通している。これらの開口32
は組立状態においてハウジング蓋２の中心Ｍの下側にあ
るものは上側にあるものよりも小さく作られている。

スプール26は、その自由端に閉鎖素子として軸カラー
33を有している。この軸カラー33は吸い込み孔22から吸
い込み通路28に流れる調整流を決定する。この調整流は
搬送ピストン６によって吸い込むためにカム室14内に供
給される。さらに吸い込み室22は絞り孔34を介して別の
環状溝35に連通している。この環状溝35はハウジング３
において搬送ピストン６間にある複数の斜め孔36を介し
て同様にカム室14に連通している。絞り孔34は、吸い込
み孔22およびスプール26のくびれ部37を介して常に流れ
る一定流を決定している。即ち、ポンプによって吸い込
まれる油は、カム室14で再び合流する２つの異なった吸
い込み部分流に分けられる。

弁体としてスプール26を持った出力調整器24の代わり
に、第２図におけるようにシート弁40を持った出力調整
器38を設けることもできる。ここでは弁体は円錐弁体41
からなり、この弁軸45は蓋２の孔42に嵌め込まれたブッ
シュ43内に案内されている。円錐弁体41はブッシュ43の
弁座44に密着する。弁軸45は電磁コイル46と共働する接
極子47を有している。

内部室48への圧油の流入は吸い込み孔22からブッシュ
43の環状通路49および複数の孔50を通して行われる。さ
らに環状通路49は絞り孔34および一定流用の環状溝35に
連通している。バランス孔52はシート弁40の両側の圧力
をバランスする働きをする。励磁電流が停止したとき、
吸い込み圧およびばね53が円錐弁体41を図示した開放位
置に押圧するので、圧油は負荷されずに供給される。

出力調整器24あるいは38は電子式切換装置（図示せ
ず）を介して冷却水温度に関連して制御される。電磁石
27または46,47の制御に応じて、吸い込み通路28あるい
はカム室14に油が流量制御されて流入するので、冷却水
温度に比例したファン制御が行える。

軸カラー33が孔23を閉鎖している第１図に示した遮断
位置は、冷却水温度が低いとき、電磁石27を完全に励磁
した際に生ずる。搬送ピストン６は絞り孔34によって決
定されている一定流量だけ吸い込み、これは環状室35お
よび孔36を介してカム室14に供給される。このようにし
てレベル調整装置の必要油量はいつでもカバーできる。
さらにポンプにおける十分な順滑油量が用立てられる。

冷却水温度が上昇するや否や、電磁石37の励磁電流が
減少し、スプール26が吸い込み圧およびばね力によって
僅かに吸い込み通路28の中に入り込む。そして、軸カラ
ー33は対応した調整横断面積を開放する。この際に流れ
る調整流は流体ファンを対応した回転数で駆動する。こ
のようにして、ポンプ出力は、その都度の冷却需要に合
わされる。レベル調整装置用の一定流は、これによって
影響されずに維持される。

第２図におけるシート弁として形成された出力調整器
38も同じように作用する。

第１図においては一定流を得るためにカム室14に環状
室35から分岐して斜めに延びる複数の孔36が設けられて
いるが、第３図においてはその代わりに、シリンダボア
10に軸方向孔54が開口している。これらの軸方向孔54は
搬送ピストン６の下死点（吸い込み過程）において全開
する。カム５の偏心距離、入口開口13および軸方向孔54
は、入口開口13と軸方向孔54が短絡しないように相互に
決められている。即ち一定流は「直接噴射」によって導
入され、これによって一様なシリンダの充填が行われ
る。このようにして潤滑を維持するため、負荷における
温度衝撃を防止するためおよび補助的な負荷への供給の
ために必要とされる非常に小さな一定流量（最少流量）
が得られる。均一な充填は圧力脈動を小さくし、その結
果、騒音を低くする。

この配置構造の場合、出力調整器24が調整された場
合、カム14内には非常に高い吸い込み圧力が生ずる。軸
封リング56および滑り軸受を通して外気を吸引しない、
軸封リング56の組み込み室55を孔57,58を介して吸い込
み孔22に放圧する。

第４図における実施例の場合、吸い込み孔22は孔60を
介して軸封リング56に対する組み込み室55の環状溝61に
連通している。この環状溝61からはカム室14に開口する
複数の絞り孔62が分岐している。これらの絞り孔62はそ
れらの長さおよび狭い横断面積によって所望の一定流を
与える。この実施例の場合、孔60は軸封リング56の負荷
を軽減するためおよびスプール26を調整した際に一定流
に対する「供給装置」としても使用される。

２つの負荷回路に供給するために例えば２つの平面内
に位置するピストン群を有するラジアルピストンポンプ
も、即ち環状溝35（第３図参照）を含む孔54を持ったピ
ストン群および孔60ないし62（第４図参照）を持った別
のピストン群を装備しているラジアルピストンポンプも
本発明の範囲内に含まれている。その場合、軸方向に見
てポンプの前方（軸の入力側）および後方にそれぞれ対
応した孔が配置される。従って一定流の供給はポンプに
おける空間関係を考慮して決定される。

符号の説明 １……蓋、31……そらせ板 ２……蓋、32……開口 ３……ハウジング、33……軸カラー ４……軸、34……絞り孔 ５……カム、35……環状溝 ６……搬送ピストン、36……孔 ７……内部室、37……くびれ部 ８……ばね、38……出力調整器 ９……−、39……− 10……シリンダボア、40……シート弁 11……ねじ付きキャップ、41……円錐弁体 12……ピン、42……孔 13……入口開口、43……ブッシュ 14……カム室、44……弁座 15……圧力通路、45……軸 16……環状室、46……電磁コイル 17……ゴム弾性リング、47……接極子 18……シール板、48……内部室 19……−、49……環状通路 20……孔、50……孔 21……出口接続口、51……− 22……吸い込み孔、52……バランス孔 24……出口調整器、53……ばね 25……ねじ付き孔、54……孔 26……スプール、55……組み込み室 27……電磁石、56……軸封リング 28……吸い込み通路、57……孔 29……−、58……孔 30……環状溝、59……− 60……孔 61……環状溝 62……絞り孔 Ｍ……蓋２の中心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベックブロット，クラウス ドイツ連邦共和国ホイバッハ／ラウテル ン、シュールシュトラーセ、33 (72)発明者 ライヘンミルラー，ミヒャエル ドイツ連邦共和国ワルトシュテッテン、 ダンツィガー、シュトラーセ、18 (56)参考文献 実開 昭61−91676（ＪＰ，Ｕ) 独国特許公開1653379（ＤＥ，Ａ１)

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少くとも一個の蓋（1,2）で閉鎖されるポ
   ンプハウジング（３）内において少なくとも１個の搬送
   ピストン（６）が駆動軸（４）に固定された偏心輪
   （５）によって作動され、この搬送ピストン（６）が圧
   油を吸い込み孔（22）を介してカム室（14）に吸い込
   み、搬送ピストン（16）がカム室（14）内に沈み込む入
   口孔（13）を有し、吸い込み孔（22）の中に調整可能な
   弁素子（26）を有する出力調整弁（24）が置かれ、この
   出力調整弁（24）が搬送ピストン（６）への貫流断面積
   を変化させてポンプに接続されている負荷の動力需要に
   関係する調整流が供給されるラジアルピストンポンプに
   おいて、 吸い込み孔（22）内において搬送流の分割が行われ、調
   整流のほかに一定流が供給され、この調整流を決定する
   弁素子（26）が電磁石（27）によって作動され、弁素子
   （26）が吸い込み孔（22）を横切る孔（23）内に案内さ
   れ、この孔（23,42）が吸い込み孔（22）に対して平行
   にカム室（14）に接続されている吸い込み通路（28）に
   開口し、弁素子（26）がその自由端に調整流に対する吸
   い込み通路（28）側の閉鎖素子（33）を有し、吸い込み
   孔（22）が一定流に対する絞り孔（34）を介して常にカ
   ム室（14）に連通していることを特徴とするラジアルピ
   ストンポンプ。
2. 【請求項２】弁素子（26）が直接カム室（14）に接して
   いることを特徴とする請求の範囲第２項記載のラジアル
   ピストンポンプ。
3. 【請求項３】弁素子がスプール（26）として形成されて
   いることを特徴とする請求の範囲第１項記載のラジアル
   ピストンポンプ。
4. 【請求項４】弁素子がシート弁（40）として形成されて
   いることを特徴とする請求の範囲第１項記載のラジアル
   ピストンポンプ。
5. 【請求項５】出力調整弁（24）の弁素子（26）が停電の
   際に最大の調整横断面積を有することを特徴とする請求
   の範囲第１項記載のラジアルピストンポンプ。
6. 【請求項６】出力調整弁（24）が駆動軸（４）に対して
   半径方向にハウジング蓋（２）の中に組み込まれている
   ことを特徴とする請求の範囲第１項記載のラジアルピス
   トンポンプ。
7. 【請求項７】一定流に対する絞り孔（34）がハウジング
   蓋（２）の環状溝（35）に連通し、この環状溝（35）が
   複数の孔（36）を介してカム室（14）に開口しているこ
   とを特徴とする請求の範囲第１項記載のラジアルピスト
   ンポンプ。
8. 【請求項８】弁素子（26）を介して吸い込み孔（22）に
   接続される吸い込み通路（28）が環状溝（30）およびハ
   ウジング蓋（２）における円周に均一に分布された開口
   （32）を介してカム室（14）に連通していることを特徴
   とする請求の範囲第１項記載のラジアルピストンポン
   プ。
9. 【請求項９】一定流用の絞り孔（34）に連通している環
   状溝（35）が孔（54）を介して搬送ピストン（６）のシ
   リンダボア（10）に接続されていることを特徴とする請
   求の範囲第１項記載のラジアルピストンポンプ。
10. 【請求項１０】軸封リング（56）の組み込み室（55）が
    吸い込み孔（22）に対して孔（57,58）を介して圧力解
    放されることを特徴とする請求の範囲第１項記載のラジ
    アルピストンポンプ。
11. 【請求項１１】吸い込み孔（22）から孔（60）が組み込
    み室（55）の環状溝（61）に通じており、この環状溝
    （61）が複数の絞り孔（62）を介してカム室（14）に接
    続されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の
    ラジアルピストンポンプ。
12. 【請求項１２】ハウジング蓋（２）の中心線（Ｍ）の下
    側のポンプ円周上にある開口（32）が上側のポンプ円周
    上にある開口（32）よりも小さいことを特徴とする請求
    の範囲第５項記載のラジアルピストンポンプ。