JP2890880B2 - 可変容量ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両に塔載されるエンジ
ン冷却用の油圧駆動モータファン等に油圧を供給する、
ラジアルピストンポンプ等の可変容量ポンプに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の可変容量ポンプとして
は、例えば1990年８月発行の「油空圧技術」の27ページ
に記載されたものがある。この従来例の可変容量ポンプ
は、図６に実線で示すような吐出流量特性を有してお
り、駆動開始後ポンプ回転数が所定値に達するまでは、
１回転当りの押し除け容積に比例した流量が吐出される
ためポンプ回転数の増加に応じてポンプ吐出流量がリニ
アに増加し、ポンプ回転数が所定値に達した後はポンプ
回転数が増加してもそれ以上吐出流量は増加せず、ほぼ
一定の流量が吐出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のポンプを
その駆動軸がエンジンと同期して駆動されるようにエン
ジンに結合し、このポンプから吐出される作動流体によ
って油圧モータを駆動してエンジンのラジエータの冷却
用ファンを回転させるシステムを構成した場合、ポンプ
回転数とエンジン回転数とが比例し、ポンプ吐出流量と
ファン回転数とが比例することから、図６の特性はエン
ジン回転数〜ファン回転数の特性に読替えることができ
る。しかしながらこの図６の特性では、エンジン回転数
がアイドル回転数以上になる低速走行域においてファン
回転数が最大回転数に達するため、ファン騒音が大きく
なってしまうという問題が生じ、また１回転当りの押し
除け容積が一定であるため、同図に点線で示す理想的な
特性（ファン必要回転数を表わす特性）が実現できず、
図示斜線部に相当するポンプ駆動エネルギーが浪費され
るという問題も生じる。

【０００４】本発明は可変容量ポンプを構成する複数の
ピストンとして２種類の特性の異なるピストンを組み合
せて使用することにより、上述した問題を解決すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の請求項１に係る可変容量ポンプは、ポンプ駆動力によ
り回転される偏心カムによって径方向に往復動される複
数のピストンを具え、流量制御可能な可変容量ポンプに
おいて、前記複数のピストンを円周方向に交互に配置さ
れる２種類のピストンとし、これら２種類のピストン
を、アイドル回転数近傍まで吐出流量がポンプ回転数に
比例する特性の第１のピストンと、低速走行域上限回転
数近傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例する特性の第
２のピストンとにより構成したことを特徴とするもので
ある。

【０００６】

【作用】本発明の請求項１によれば、アイドル回転数近
傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例する特性の第１の
ピストンと、低速走行域上限回転数近傍まで吐出流量が
ポンプ回転数に比例する特性の第２のピストンとを円周
方向に交互に配置して可変容量ポンプを構成したから、
この可変容量ポンプの流量特性を図６の斜線部をカット
したものとほぼ等価な特性とすることができる。したが
って、この特性にほぼ一致するエンジン回転数〜ファン
回転数特性を図６に点線で示す理想的な特性にすること
ができ、低速走行域におけるファン騒音およびポンプ駆
動エネルギーを低減することができる。

【０００７】

【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は固定シリンダ型ラジアルピストンポン
プ１に適用した本発明可変容量ポンプによる冷却ファン
システムの第１実施例の構成を示す図、図２は同例のラ
ジアルピストンポンプ１の軸線上における断面図であ
る。まず図２によりポンプ１について説明する。ポンプ
１はポンプハウジング３を具え、これにポンプ駆動軸４
を貫通して軸受５，６により回転自在に支持する。これ
ら軸受間において軸４に偏心カム４ａを一体成形し、こ
の偏心カムをポンプハウジング３に形成した吸入室７内
に収納する。偏心カム４ａの外周にリング８を回転自在
に嵌合し、リング８の外周に円周方向等間隔に配して例
えば合計６個のラジアルピストン９−１，９−２（図２
では１個のみを示す）を交互に対設する。これら各ラジ
アルピストン９−１，９−２は偏心カムリング８の径方
向へ延在させてポンプハウジング３に形成した対応する
固定シリンダ10内に、摺動自在に嵌合する。固定シリン
ダ10の外部開口端をプラグ11により閉塞して、このプラ
グ11およびラジアルピストン９−１，９−２間に吐出室
12を画成する。各ラジアルピストン９−１，９−２は偏
心カムリング８に近い端部を閉塞された有底スリーブ形
状とし、ばね13により偏心カムリング８に押圧する。そ
して各ラジアルピストン９−１，９−２の周壁には、ラ
ジアルピストンのストローク中吸入室７内に出没する位
置に配してサイドポート14を形成する。

【０００８】ポンプ駆動軸４の図示右端を動力供給源と
してのエンジン（図示せず）に結合し、これに近いポン
プ駆動軸４の個所をシール15によりポンプハウジング３
に対し封止する。ポンプ駆動軸４の他端は、ポンプハウ
ジング３に添設した通路メンバ16に対しシール17で封止
する。通路メンバ16は吸入通路18および吐出通路19を有
するものとし、吐出通路19は固定シリンダ10と同じ数だ
け形成する。吸入通路18はポンプハウジング３に形成し
た連絡ポート20により吸入室７に通じさせ、各吐出通路
19はポンプハウジング３に形成した連絡ポート21により
対応する吐出室12に通じさせる。連絡ポート21および吐
出通路19間にデリバリバルブ22を設け、このバルブはそ
の開弁圧以上の圧力が連絡ポート21から供給されるとき
開いてこのポートから吐出通路19へ作動流体を供給し、
逆向きの作動流体を一切許容しない形式のものとする。
ポンプハウジング３から遠い通路メンバ16の側に端蓋23
を添設し、これに全ての吐出通路19と通ずる１個の条溝
24を形成する他、該条溝に至る吐出ポート25を形成す
る。

【０００９】次に図１により冷却ファンシステム全体に
ついて説明する。30はリザーバタンクであり、このリザ
ーバタンク30よりポンプ１の吸入通路18に作動流体（作
動油）が供給される。ポンプ１から吐出された作動流体
は切換弁31を経て固定容量の油圧モータ32に供給され
る。ここで切換弁31は、そのソレノイド31ａに励磁電流
を加えないとばね31ｂのばね力により図１に示す遮断状
態となり、ポンプ１から吐出された作動流体を油圧モー
タ32に供給し、これにより油圧モータ32はファン33を回
転させてラジエータ34を冷却する。一方、切換弁31のソ
レノイド31ａに励磁電流を加えると、切換弁31がソレノ
イド31ａの電磁力によりばね31ｂのばね力に抗して右行
して連通状態となり、ポンプ１から吐出された作動流体
をリザーバタンク30にドレンする。

【００１０】次に上記実施例の作用について説明する。
ポンプ１において、ポンプ駆動軸４はエンジンからの供
給動力により回転され、この軸４と一体の偏心カム4aは
リング８を介し各ラジアルピストン９−１，９−２を固
定シリンダ10内で往復動させる。各ラジアルピストン９
−１，９−２はこの往復動中、ポンプ駆動軸４の軸線か
ら遠去かるストローク域においてサイドポート14がシリ
ンダ10により塞がれた後吐出室12内の作動流体を加圧す
る。そして、この作動流体はデリバリバルブ22の開弁圧
以上になると、このバルブ22を開きつつ吐出通路19に吐
出される。このようにして各通路19に吐出された作動流
体は条溝24に集合し、吐出ポート25よりポンプ外部へ吐
出されて、ラジエータ34を冷却するファン33を回転させ
る、油圧モータ32の作動に供される。一方各ラジアルピ
ストン９−１，９−２は、ポンプ駆動軸４の軸線に向か
うストローク中サイドポート14が吸入室７に開口した後
において、この吸入室７内の作動流体をサイドポート14
より吐出室12内に流入させて補充し、次の吐出に備え、
このとき吸入室７内にはリザーバタンク30内の作動流体
が補充される。

【００１１】ところで本例においては、ポンプ１を構成
するピストンとして吐出流量特性（押し除け容積）の異
なる２種類のラジアルピストン９−１（第１のピスト
ン），９−２（第１のピストン）を使用しており、これ
らピストン９−１，９−２において吐出流量特性を個別
に設定するため、ピストン９−１，９−２として径の異
なるものを使用し、これにより所望の特性に調整してい
る（なお吐出流量特性を個別に設定する他の方法とし
て、ピストンの吸入ポート、すなわちサイドポート14の
位置を異なるものにしたり、サイドポート14の開口面積
を異なるものにする方法を用いてもよい) 。この場合、
ポンプ１全体の吐出流量特性は、図３に示すように、３
個所のピストン９−１の吐出流量の合計から求まる吐出
流量特性と、３個所のピストン９−２の吐出流量の合計
から求まる吐出流量特性とを合成したものとなる。した
がって図３のＯＡ間のポンプ吐出流量特性の傾きおよび
ＡＢ間の傾きが図６に点線で示す理想の特性に一致する
ように、例えば各ピストン９−１をアイドル回転数（第
１の回転数）近傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例す
る特性とするとともに、各ピストン９−２を低速走行域
上限回転数（第２の回転数）近傍まで吐出流量がポンプ
回転数に比例する特性とすることにより、理想的なエン
ジン回転数〜ファン回転数特性をも実現することがで
き、低速走行域において、ファン騒音を低減するととも
に、図４に点線で示すように、実線で示す従来例よりも
消費トルクを低減してポンプ駆動エネルギーの浪費を防
止することが可能になる。

【００１２】図５は固定シリンダ型ラジアルピストンポ
ンプに適用した本発明可変容量ポンプによる冷却ファン
システムの第２実施例における、ポンプ吐出流量特性図
である。この第２実施例は前記第１実施例と同様に構成
するものとするが、ピストン９−２（第１のピスト
ン），９−１（第２のピストン）の特性の設定方法を変
更してある。すなわち、本例では図５に示すように、ピ
ストン９−２，９−１の押し除け容積を同一にしてポン
プ吐出流量特性の図示ＯＣ間、ＯＤ間の傾きを等しくし
たが、その飽和流量点を夫々図示Ｃ（第１の回転数であ
るアイドル回転数に対応する），Ｄ（第２の回転数であ
る低速走行域上限回転数に対応する）として異なるもの
にしてある。この場合、ポンプ１全体の吐出流量特性は
図５に示すように３個所のピストン９−１の吐出流量の
合計から求まる吐出流量特性と、３個所のピストン９−
２の吐出流量の合計から求まる吐出流量特性とを合成し
たものとなる。したがって第１実施例と同様に、ピスト
ン９−１，９−２のサイドポート（吸入ポート）14の位
置を異なるものにしたり、サイドポート14の開口面積を
異なるものにすることにより、ポンプ１全体として図６
に点線で示す理想的な特性を実現することができ、第１
実施例と同様の作用効果が得られる。

【００１３】

【発明の効果】かくして本発明の可変容量ポンプは上述
の如く、アイドル回転数近傍まで吐出流量がポンプ回転
数に比例する特性の第１のピストンと、低速走行域上限
回転数近傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例する特性
の第２のピストンとを円周方向に交互に配置して可変容
量ポンプを構成したから、この可変容量ポンプの流量特
性を図６の斜線部をカットしたものとほぼ等価な特性と
することができ、この特性にほぼ一致するエンジン回転
数〜ファン回転数特性を図６に点線で示す理想的な特性
にすることができるから、低速走行域におけるファン騒
音およびポンプ駆動エネルギーを低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】固定シリンダ型ラジアルピストンポンプに適用
した本発明可変容量ポンプによる冷却ファンシステムの
第１実施例の構成を示す図である。

【図２】同例のラジアルピストンポンプの軸線上におけ
る断面図である。

【図３】同例のポンプ吐出流量特性を示す特性図であ
る。

【図４】同例の消費トルク特性を示す特性図である。

【図５】固定シリンダ型ラジアルピストンポンプに適用
した本発明可変容量ポンプによる冷却ファンシステムの
第２実施例におけるポンプ吐出流量特性図である。

【図６】従来例の可変容量ポンプによる冷却ファンシス
テムにおけるポンプ吐出流量特性および理想的なポンプ
吐出流量特性を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 固定シリンダ型ラジアルピストンポンプ（可変容量
ポンプ） ４ ポンプ駆動軸 ４ａ 偏心カム ７ 吸入室 ９−１ ラジアルピストン ９−２ ラジアルピストン 10 固定シリンダ 12 吐出室 14 サイドポート 31 切換弁 32 油圧モータ 33 ファン

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプ駆動力により回転される偏心カム
   によって径方向に往復動される複数のピストンを具え、
   流量制御可能な可変容量ポンプにおいて、 前記複数のピストンを円周方向に交互に配置される２種
   類のピストンとし、これら２種類のピストンを、アイド
   ル回転数近傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例する特
   性の第１のピストンと、低速走行域上限回転数近傍まで
   吐出流量がポンプ回転数に比例する特性の第２のピスト
   ンとにより構成したことを特徴とする可変容量ポンプ。