JP2867825B2 - 容積ポンプの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は容積ポンプの、特に容量
に関する制御装置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】容積ポンプは、これからの吐出圧で作動
される機器が要求する必要最少量を吐出するのが、ポン
プ駆動エネルギーを節約してエンジンの燃費を良くする
上で好ましい。このため、容積ポンプは可変容量式に構
成することが多くなりつつあり、容量制御装置としては
従来、例えば特開平３−２１３６８３号公報に記載され
た如きものが知られている。

【０００３】この容量制御装置は、ポンプ吐出圧を容量
制御圧として一方向に受け、他方向に吐出圧制御力を入
力されて、両者が釣り合う位置に変位することによりポ
ンプ吸入通路の開度を決定する弁手段を具え、この弁手
段によりポンプ容量をポンプ吐出圧に応じて制御するよ
うにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかして、これに代表
される従来の容量制御装置のように、ポンプ吸入通路の
開度を変更してポンプ容量を制御する場合、この開度を
絞って低流量にした状態で、以下の問題を生ずる。

【０００５】即ち、この状態では、上記弁手段とポンプ
室との間への液体流入量が大きく制限され、ポンプ室内
は液体だけでなく空気も混在してしまうような状態とな
る。このため、ポンプ室内の下部に液体が多く流れ込
み、上部に空気が多く流れ込むといったように、ポンプ
室内が不均一になるのを免れない。このことは、上部に
あるポンプ要素（例えばラジアルピストン）よりも下部
にあるポンプ要素の方が図７（ａ）に示すように多くの
液体を吐出することを意味し、ポンプ要素間で吐出量に
差を生ずる。

【０００６】従って、従来の容積ポンプ制御装置では、
同図（ｂ）に示す如くポンプ駆動トルクが周期的に変化
するのを避けられず、また吐出脈圧の変動を引き起こ
し、振動や騒音を悪化させるといった問題を生じてい
た。

【０００７】本発明は、ポンプ吸入通路の開度を変更し
てポンプ容量を制御する構成を踏襲するも、上記の問題
を生ずることのないよう、この種ポンプ制御装置を改良
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的のため第１発明
のポンプ制御装置は、回転カムによりストロークされる
ポンプ要素によって、吸入通路からポンプ室に至った流
体を吸入して吐出し、該吸入通路を弁手段により開度制
御してポンプ容量を制御するようにした容積ポンプにお
いて、前記回転カムの一端に、該カムと共に回転する隔
壁プレートを設けて、前記ポンプ室を、前記ポンプ要素
が臨む主ポンプ室と、この主ポンプ室から隔絶された副
ポンプ室とに分断し、隔壁プレートに、前記副ポンプ室
を吸入行程中のポンプ要素に通じさせるための開口を形
成し、副ポンプ室を前記吸入通路に接続した構成に特徴
づけられる。

【０００９】また、第２発明のポンプ制御装置は上記の
構成において、上記回転カムの駆動軸をポンプハウジン
グに対し封止するためのシールに近い回転カムの端部に
上記の隔壁プレートを配置した構成に特徴づけられる。

【００１０】更に、第３発明のポンプ制御装置は上記い
ずれかの構成において、ポンプ吐出流量が設定値より多
い時に開通する別の吸入通路を上記主ポンプ室に接続し
て付加したものである。

【００１１】

【作用】第１発明においては、カムの回転によりポンプ
要素がストロークされ、ポンプ室内の液体を吸入して吐
出する。この間、弁手段はポンプ室への吸入通路を開度
制御してポンプ容量を制御する。

【００１２】ところで、回転カムの一端に、該カムと共
に回転する隔壁プレートを設けて、上記ポンプ室を、上
記ポンプ要素が臨む主ポンプ室と、この主ポンプ室から
隔絶された副ポンプ室とに分断し、そして隔壁プレート
に、上記副ポンプ室を吸入行程中のポンプ要素に通じさ
せるための開口を形成し、更に副ポンプ室を上記吸入通
路に接続した構成になるから、液体が一旦小さな副ポン
プ室に貯溜され、この液体が隔壁プレートの開口を経て
順次吸入行程中のポンプ要素に確実に供給されることと
なり、上記弁手段が低開度であっても、ポンプ要素間で
吐出量に差を生ずることがない。従って、ポンプ駆動ト
ルクが周期的に変化するのを防止することができ、吐出
脈圧の変動が生じたり、振動や騒音が悪化するといった
問題をなくすことができる。

【００１３】なお第２発明では、回転カムの駆動軸をポ
ンプハウジングに対し封止するためのシールに近い回転
カムの端部に上記の隔壁プレートを配置したことから、
上記シールが大気圧に近い副ポンプ室に臨むこととな
り、ポンプ要素のストロークに伴って主ポンプ室が負圧
になっても、この負圧が上記シールに直接作用してシー
ル性能を低下させることがない。

【００１４】更に第３発明では、ポンプ吐出流量が設定
値より多い時に、別の吸入通路が開通し、これからも主
ポンプ室に液体を供給することから、ポンプ吐出流量が
多い時に上記隔壁プレートが所定のポンプ吸入作用を妨
げることがあっても、このポンプ吸入作用を上記別の吸
入通路で保証して前記のポンプ作用を確実に行わせるこ
とができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図１は本発明装置の一実施例を示すラジアル
ピストンポンプの断面図で、１はポンプハウジング、２
はカム駆動軸を夫々示す。軸２は、内端を軸受け３によ
り、また外端を軸受け４により、夫々回転自在に軸承
し、外端には更にポンプハウジング１との間の封止を行
うシール５を設ける。ポンプハウジング１から突出する
軸２の突端にはベルト駆動プーリ６を楔着する。

【００１６】軸受け３および４間において軸２に回転偏
心カム２ａを一体に形成し、該偏心カムの周囲に、円周
方向等間隔に配して複数の径方向へ延在するラジアルピ
ストン（ポンプ要素）７を設ける。これらラジアルピス
トン７はポンプハウジング１に摺動自在に嵌合すると共
に、ばねで偏心カム２ａの外周に押し付ける。又、ラジ
アルピストン７は、偏心カム２ａに接する端面が閉塞さ
れた中空とし、周壁に図３に示す如く吸入ポート７ａを
形成する。

【００１７】カム２ａの一端に隔壁プレート８を固着
し、これによりポンプ室をラジアルピストン７が臨む主
ポンプ室９と、この主ポンプ室から隔絶された副ポンプ
室１０とに分断する。なお、隔壁プレート８には図２に
示す如く外周に切り欠き形状の開口８ａを形成し、その
径φおよびカム下死点からの位相角θは、カム２ａの回
転に伴ってラジアルピストン７が吸入ポート７ａを主ポ
ンプ室９に対し開き始めて最大開度になるまでの吸入行
程を行う間、開口８ａが当該ラジアルピストンの吸入ポ
ート７ａを副ポンプ室１０に通じさせるよう決定する。
また、この決定に当たっては、ポンプ回転数や、ポンプ
流量も考慮して、経験的に判断するのが良い。

【００１８】図１に示す如く、副ポンプ室１０には吸入
通路１１を介してリザーバ１２を接続し、この吸入通路
１１中に弁手段１３を挿入する。この弁手段１３は図中
左端に、デリバリバルブ１４を経て出力されたポンプ吐
出圧を容量制御圧として受け、逆向きにばね１５のばね
力を吐出圧制御力として入力され、これらが釣り合う位
置に変位することにより、ポンプ吸入通路１１の開度を
決定し、ポンプ容量をポンプ吐出圧に応じて制御する周
知のものとする。

【００１９】上記実施例の作用を次に説明する。プーリ
６により軸２を介して偏心カム２ａが回転駆動される
と、この偏心カムはラジアルピストン７をしてストロー
クせしめ、各ピストン７はポート７ａが主ポンプ室９に
対し開き始めて最大開度になるまでの吸入行程中、主ポ
ンプ室９から液体を吸入し、逆方向のストローク中ポー
ト７ａが閉じてなおも同方向へストロークするピストン
７の吐出行程中、吸入液体をデリバリバルブ１４を経て
吐出する。

【００２０】ところで、上記の吸入行程によりリザーバ
１２から吸入通路１１内の弁手段１３を経て送給される
液体は、隔壁プレート８の存在によって、直接主ポンプ
室９内に流入することはなく、一旦副ポンプ室１０内に
貯溜される。そして、カム２ａと共に回転する隔壁プレ
ート８は開口８ａにより、吸入行程中となったラジアル
ピストン７の吸入ポート７ａを副ポンプ室１０に通じさ
せ、この副ポンプ室から確実に吸入行程中のラジアルピ
ストン７に液体を供給することができる。

【００２１】従って、弁手段１３が吸入通路１１の開度
を小さくして、ポンプの液体吸入量を大幅に制限してい
ても、各ラジアルピストン７は確実に液体を吸入するこ
とができ、この低開度状態の基でも図４（ａ）から明ら
かなように、上下のラジアルピストン７間で液体吐出量
が大きく違ってしまうといったことがなくなる。よっ
て、同図（ｂ）に示すポンプ駆動トルク波形から明らか
なように、ポンプ駆動トルクの大きな変動を防止するこ
とができ、吐出脈圧の大きな変動や、振動および騒音が
大きくなるといった問題を回避し得る。

【００２２】図５は本発明の他の例を示し、本例では隔
壁プレート８を回転偏心カム２ａに対して前記実施例と
は逆の端部に配置する。これにより、カム駆動軸２を外
部に対して封止するためのシール５が副ポンプ室１０に
臨むこととなり、一方でこの副ポンプ室１０は主ポンプ
室９よりも大気圧に近いことから、シール５による軸封
止作用を確実にし得ると共に、この軸封止作用を長期不
変に保つことができる。

【００２３】図６は本発明の更に他の例を示し、本例で
は図１の実施例に別の吸入通路１５を付加する。この通
路１５は、主ポンプ室９からリザーバ１２に至り、途中
を弁手段１３により以下の如くに開通制御されるものと
する。即ち、弁手段１３は前記したように主たる吸入通
路１１を開度制御してポンプの容量制御を行うものであ
るが、吸入通路１１の開度を設定値以下にする間、上記
別の吸入通路１５を遮断し、吸入通路１１の開度を設定
値より大きくする間、上記別の吸入通路１５を開通する
ように、該別の吸入通路１５の開閉制御も合わせて行う
ものとする。

【００２４】従って本例の構成では、吸入通路１１の開
度を設定値より大きくした設定値以上のポンプ吐出流量
時に、別の吸入通路１５が開通し、これからも主ポンプ
室９に液体を供給することができる。このため、ポンプ
吐出流量が多い時に隔壁プレート８がそれに見合った所
定のポンプ吸入作用を妨げることがあっても、このポン
プ吸入作用を上記別の吸入通路１５で保証し、ポンプ吐
出流量に見合った十分な量の液体を吸入させることがで
き、隔壁プレート８の設置によってもポンプ作用が何等
妨げられることのないようにし得る。

【００２５】

【発明の効果】かくして本発明による容積ポンプの制御
装置は、請求項１に記載の如く、ポンプ要素をストロー
クさせる回転カムの一端に、該カムと共に回転する隔壁
プレートを設けて、ポンプ室を、ポンプ要素が臨む主ポ
ンプ室と、この主ポンプ室から隔絶された副ポンプ室と
に分断し、隔壁プレートに、前記副ポンプ室を吸入行程
中のポンプ要素に通じさせるための開口を形成し、副ポ
ンプ室を前記吸入通路に接続したから、吸入液体が一旦
小さな副ポンプ室に貯溜され、この液体が隔壁プレート
の開口を経て順次吸入行程中のポンプ要素に確実に供給
されることとなり、ポンプ吸入通路を低開度にした容量
制御中であっても、ポンプ要素間で吐出量に差を生ずる
ことがなく、従って、ポンプ駆動トルクが周期的に変化
するのを防止することができ、吐出脈圧の大きな変動が
生じたり、振動や騒音が悪化するといった問題をなくす
ことができる。

【００２６】また、本発明は請求項２に記載の如く、回
転カムの駆動軸をポンプハウジングに対し封止するため
のシールに近い回転カムの端部に上記の隔壁プレートを
配置したから、上記シールが大気圧に近い副ポンプ室に
臨むこととなり、ポンプ要素のストロークに伴って主ポ
ンプ室が負圧になっても、この負圧が上記シールに直接
作用することがなく、シール性能を高く保つことができ
る。

【００２７】更に本発明は請求項３に記載の如く、ポン
プ吐出流量が設定値より多い時に、別の吸入通路からも
主ポンプ室に液体を供給するよう構成したから、ポンプ
吐出流量が多い時に上記隔壁プレートが所定のポンプ吸
入作用を妨げることがあっても、このポンプ吸入作用を
上記別の吸入通路で保証して、ポンプ作用を確実に行わ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるポンプ制御装置の一実施例を示す
ラジアルピストンポンプの断面図である。

【図２】同例における隔壁プレートの詳細を示す正面図
である。

【図３】同隔壁プレートの作用説明図である。

【図４】同例におけるラジアルピストンポンプの動作タ
イムチャートである。

【図５】本発明によるポンプ制御装置の他の例を示すラ
ジアルピストンポンプの断面図である。

【図６】本発明によるポンプ制御装置の更に他の例を示
すラジアルピストンポンプの断面図である。

【図７】従来の制御装置を用いた場合におけるポンプの
動作タイムチャートである。

【符号の説明】

１ ポンプハウジング ２ カム駆動軸 2a 回転偏心カム ５ カム駆動軸シール ６ ベルト駆動プーリ ７ ラジアルピストン（ポンプ要素） 7a 吸入開口 ８ 隔壁プレート 8a 開口 ９ 主ポンプ室 10 副ポンプ室 11 吸入通路 12 リザーバ 13 弁手段 14 デリバリバルブ 15 別の吸入通路

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転カムによりストロークされるポンプ
   要素によって、吸入通路からポンプ室に至った流体を吸
   入して吐出し、該吸入通路を弁手段により開度制御して
   ポンプ容量を制御するようにした容積ポンプにおいて、 前記回転カムの一端に、該カムと共に回転する隔壁プレ
   ートを設けて、前記ポンプ室を、前記ポンプ要素が臨む
   主ポンプ室と、この主ポンプ室から隔絶された副ポンプ
   室とに分断し、 隔壁プレートに、前記副ポンプ室を吸入行程中のポンプ
   要素に通じさせるための開口を形成し、 副ポンプ室を前記吸入通路に接続したことを特徴とする
   容積ポンプの制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記回転カムの駆動
   軸をポンプハウジングに対し封止するためのシールに近
   い回転カムの端部に前記隔壁プレートを配置したことを
   特徴とする容積ポンプの制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、ポンプ吐出
   流量が設定値より多い時に開通する別の吸入通路を前記
   主ポンプ室に接続して付加したことを特徴とする容積ポ
   ンプの制御装置。