JP3546740B2 - Oil pump device - Google Patents

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  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイルポンプ装置、特に、回転数が変化するエンジン等の駆動源によって回転駆動されるオイルポンプと、このオイルポンプから吐出される作動油の一部を還流させ得る制御弁によって構成されて、被送給部に所定量の作動油を圧送するオイルポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のオイルポンプ装置においては、駆動源の回転数が増加すると、これに伴ってオイルポンプから吐出される作動油の吐出量が増加するため、作動油の吐出圧も増加して、ポンプ負荷(駆動動力)が増大する。このため、従来技術(実開昭61−23485号公報)では、オイルポンプを2個として、駆動源の低回転領域での必要油量を確保するとともに、作動油の吐出圧が設定値以上となる駆動源の中・高回転領域にて、一方のオイルポンプから吐出される作動油を制御弁にてオイルタンクに還流させるようにして、中・高回転領域でのポンプ負荷を低減させるように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、駆動源の回転数に応じた必要油量の確保及びポンプ負荷の低減を図ることができるものの、オイルポンプを2個必要とするものであるため、小型・軽量化の面で不利であり、車体等への搭載性の面で不利であるという問題がある。
【0004】
ゆえに、本発明は、当該オイルポンプ装置において、駆動源の回転数に応じた必要油量の確保及びポンプ負荷の低減を図りつつ、小型化及び軽量化を図ることを、その課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた技術的手段は、回転数が変化するエンジン等の駆動源によって回転駆動されるオイルポンプと、このオイルポンプから吐出される作動油の一部を還流させ得る制御弁によって構成されて、被送給部に所定量の作動油を圧送するオイルポンプ装置において、前記オイルポンプとして、吐出ポートに常時連通する吐出ポートと、吸込口に常時連通するメイン吸込ポートと、前記制御弁を介して前記メイン吸込ポートに連通・遮断されると共に前記吐出口に遮断・連通されるサブ吸込ポートとを有した単一のオイルポンプを採用し、前記メイン吸込ポートを前記サブ吸込ポートに対して前記オイルポンプの回転方向側に位置させたことである。
【0006】
【発明の作用・効果】
本発明のオイルポンプ装置は、吸込口、メイン吸込ポート、サブ吸込ポート、吐出口及び吐出ポートを有する単一のオイルポンプと、このオイルポンプから吐出される作動油の一部のメイン吸込ポートとサブ吸込ポートへの流れをオイルポンプから吐出される作動油の圧力に応じて制御する制御弁によって構成したものであるため、当該オイルポンプ装置を小型・軽量・コンパクトとすることが可能であり、当該オイルポンプ装置の車体等への搭載性を向上させることができると共に、ポンプ負荷の低減を図ることができる。
【0007】
また、メイン吸込ポートをサブ吸込ポートに対してオイルポンプの回転方向側に位置させたことにより、サブ吸込ポートが制御弁を介してメイン吸込ポートに連通される際に、サブ吸込ポートに連通されるポンプ室にその容積増加分の作動油が吸込まれず該ポンプ室内に負圧が生じたとしても、この負圧の生じたポンプ室がオイルポンプの回転に伴いメイン吸込ポートに連通したときに、この負圧により作動油がメイン吸込ポートからポンプ室に吸込まれて負圧が消失されるので、必要油量を確保することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図1に示したオイルポンプ装置は、車両用エンジン(内燃機関)のクランクシャフト10によって回転駆動されるオイルポンプ20(一部破断して示してある)と、このオイルポンプ20から吐出される作動油の一部を吸込側へ還流させ得る制御弁30を備えていて、オイルポンプ20から吐出される作動油は、吐出路41を通して被送給部、すなわち、エンジンにおける可変動弁装置の油圧作動式アクチュエータ、エンジンにおけるベアリング等の被潤滑部位、及びシリンダやピストン等の油冷却部位等に夫々圧送されるように構成されている。なお、被送給部50からは排出路42を通してエンジンのオイルパン40に作動油が戻されるように構成されている。
【0009】
オイルポンプ20は、クランクシャフト10によって図1の反時計方向へ回転駆動されるようになっていて、ポンプハウジング21と、このポンプハウジング21内に回転可能に組付けられてクランクシャフト10によって回転駆動されるインナーロータ22と、このインナーロータ22に対し所定量偏心してポンプハウジング21内に回転可能に組付けられてインナーロータ22の外歯22aと噛み合う内歯23aにてインナーロータ22により同方向に回転されるアウターロータ23を備えている。なお、外歯22a及び内歯23aは、トロコイド曲線又はサイクロイド曲線で規定されている。
【0010】
ポンプハウジング21は、吸入路43に接続されてオイルパン40に連通する吸込口21aと、吐出路41に接続される吐出口21bと、吸込口21aに常時連通するメイン吸込ポート21cと、このメイン吸込ポート21cに制御弁30を介して連通・遮断されるサブ吸込ポート21dと、吐出口21bに常時連通する吐出ポート21eを有していて、各ポート21c、21d、21eは各外歯22aと各内歯23a間に形成される各ポンプ室Rを介して連通しない構成となっている。また、メイン吸込ポート21cは、サブ吸込ポート21dに対してオイルポンプ20の回転方向側(図1の反時計方向側)に位置されている。
【0011】
制御弁30は、図2及び図3にて詳細に示したように、内孔31aを有するとともに、この内孔31aにそれぞれ連通する制御ポート31b、サブポート31c、メインポート31dを有するバルブハウジング31と、このバルブハウジング31の内孔31aに軸方向へ摺動可能に組付けられて、制御ポート31bを通して流入する作動油の圧力(オイルポンプ20の吐出圧)を一端(図示上端)に受けるとともにバルブハウジング31とにより可変絞り部A、Bを形成し、各ポート31b、31c、31d間の連通・遮断をランド部32aにて可変制御するスプール32と、このスプール32を図2の上方へ付勢するスプリング33によって構成されていて、制御ポート31bにてオイルポンプ20の吐出ポート21eに常時連通し、サブポート31cにてオイルポンプ20のサブ吸込ポート21dに常時連通し、メインポート31dにてオイルポンプ20のメイン吸込ポート21cに常時連通している。なお、スプリング33の収容室は、オイルパン40に常時連通していて、圧力(スプール32を図示上方へ押動する力)が生じないように構成されている。
【0012】
スプール32のランド部32aは、図3及び図4にて詳細に示したように、単一であってスプール32の一端側(図示上端側)に形成されており、図3の状態すなわち後述する第3制御モードにて制御ポート31bからメインポート31cに流れる作動油の圧力を受けるランド部32aの他端側には、ランド部32aの外周部分からスプール32の軸心に向けて傾斜するスロープ面(テーパ面)32bが形成されている。また、スロープ面32bのランド部側端部とランド部32aの外周間には径方向の段差32cが形成されている。
【0013】
また制御弁30においては、制御ポート31bに付与される油圧(吐出圧)に応じて、サブポート31cをメインポート31dにのみ連通させる第1制御モード(図6参照)と、サブポート31cとメインポート31dの連通を維持した状態でサブポート31cと制御ポート31bを可変絞り部Aを介して連通させてサブポート31cにはメインポート31dと制御ポート31bから作動油が流れるようにした第2制御モード(図7参照)と、サブポート31cと制御ポート31bの連通を維持した状態でサブポート31cとメインポート31dを可変絞り部Bを介して連通させて制御ポート31bからサブポート31cとメインポート31dに作動油が流れるようにした第3制御モード(図8参照)と、サブポート31cを制御ポート31bにのみ連通させる第4制御モード(図9参照)と、サブポート31cと制御ポート31bの連通を維持した状態でサブポート31cとメインポート31dを連通させて制御ポート31bからサブポート31cとメインポート31dに作動油が流れるようにした第5制御モード(図10参照)で制御可能となっていて、これによって図5に示した吐出量特性が得られるようになっている。なお、第1制御モードでは図5の0〜a点間の特性が得られ、第2制御モードでは図5のa点〜b点間の特性が得られ、第3制御モードでは図5のb点〜c点間の特性が得られ、第4制御モードでは図5のc点〜d点間の特性が得られ、第5制御モードでは図5のd点以降の特性が得られる。
【0014】
上記のように構成した本実施形態においては、クランクシャフト10の回転数Nが0〜N1間の回転域であるとき、制御弁30においてスプール32が例えば図6にて概略的に示した位置にあって、サブポート31cは制御ポート31bとの連通を遮断されるとともにメインポート31dとの連通を維持される。このため、オイルポンプ20では、メイン吸込ポート21cとサブ吸込ポート21dが共に吸込ポートとして十分に機能するため、作動油がメイン吸込ポート21cとサブ吸込ポート21dから十分に吸込まれて低回転領域での必要油量を確保することができ、図5に示した0〜a点間の吐出量特性が得られ、その吐出量が吐出路41を通して被送給部50に向けて圧送される。
【0015】
このとき、メイン吸込ポート21cがサブ吸込ポート21dに対してオイルポンプ20の回転方向側に位置されているので、サブ吸込ポート21dが制御弁30を介して吸込口21a(メイン吸込ポート21c)に連通されることによる圧力損失によりサブ吸込ポート21dに連通されるポンプ室Rにその容積増加分の作動油が十分に吸込まれず該ポンプ室R内に負圧が生じたとしても、この負圧の生じたポンプ室Rがオイルポンプ20の回転に伴いメイン吸込ポート21cに連通したときに、この負圧により作動油がメイン吸込ポート21cからポンプ室Rに吸込まれて負圧が消失される。これにより、上記した低回転領域での必要油量を確保することができる。
【0016】
また、クランクシャフト10の回転数NがN1〜N2間の回転域であるとき、制御弁30においてスプール32が例えば図7にて概略的に示した位置にあって、サブポート31cはメインポート31dとの連通を維持された状態(可変絞り部Bにて殆ど絞られていない状態)にて制御ポート31bとの連通量を可変絞り部Aによって可変制御され、サブポート31cにはメインポート31dと制御ポート31bから作動油が流れる。このため、オイルポンプ20では、吐出ポート21eから吐出口21bに流れる作動油の一部が制御弁30を介してサブ吸込ポート21dに流入するとともに、メイン吸込ポート21cからサブ吸込ポート21dに作動油が吸込まれて、メイン吸込ポート21cが吸込ポートとして十分に機能するものの、サブ吸込ポート21dが制御ポート31bから可変絞り部Aを通して流れる作動油の流量に応じて吸込ポートとしての機能を低下させられるため、図5に示したa点〜b点間の吐出量特性が得られ、サブ吸込ポート21dの吸込ポートとしての機能低下分の吐出量を低減できて、ポンプ負荷の低減を図ることができる。
【0017】
また、クランクシャフト10の回転数NがN2〜N3間の回転域であるとき、制御弁30においてスプール32が例えば図8にて概略的に示した位置にあって、サブポート31cは制御ポート31bとの連通を維持された状態(可変絞り部Aにて殆ど絞られていない状態)にてメインポート31dとの連通量を可変絞り部Bによって可変制御され、制御ポート31bからサブポート31cとメインポート31dに作動油が流れる。このため、オイルポンプ20では、吐出ポート21eから吐出口21bに流れる作動油の一部が制御弁30を介してサブ吸込ポート21dとメイン吸込ポート21cに流入して、サブ吸込ポート21dが吸込ポートとして殆ど機能しない状態にて、メイン吸込ポート21cが制御ポート31bから可変絞り部Bを通して流れる作動油の流量に応じて吸込ポートとしての機能を低下させられるため、図5に示したb点〜c点の吐出量特性が得られ、サブ吸込ポート21dが吸込ポートとして機能しない分の吐出量と、メイン吸込ポート21cの吸込ポートとしての機能低下分の吐出量を低減できて、ポンプ負荷の低減を図ることができる。
【0018】
また、クランクシャフト10の回転数NがN3〜N4間の回転域であるとき、制御弁30においてスプール32が例えば図9にて概略的に示した位置にあって、サブポート31cは制御ポート31bとの連通を維持されるとともにメインポート31dとの連通を遮断された状態に維持され、制御ポート31bからサブポート31cに作動油が流れるものの、制御ポート31bからメインポート31dには作動油が流れない。このため、オイルポンプ20では、吐出ポート21eから吐出口21bに流れる作動油の一部が制御弁30を介してサブ吸込ポート21dに流入するもののメイン吸込ポート21cには流入せず、サブ吸込ポート21dが吸込ポートとして殆ど機能しない状態にて、メイン吸込ポート21cが吸込ポートとして十分に機能するため、図5に示したc点〜d点間の吐出量特性が得られ、サブ吸込ポート21dが吸込ポートとして機能しない分の吐出量を低減できて、ポンプ負荷の低減を図ることができる。
【0019】
また、クランクシャフト10の回転数NがN4以上の回転域であるとき、制御弁30においてスプール32が例えば図10にて概略的に示した位置にあって、制御ポート31bとサブポート31cがフルオープンにて連通した状態にてメインポート31dが制御ポート31b及びサブポート31cとの連通量を可変制御され、制御ポート31bからサブポート31cとメインポート31dに作動油が流れる。このため、オイルポンプ20では、吐出ポート21eから吐出口21bに流れる作動油の一部が制御弁30を介してサブ吸込ポート21dとメイン吸込ポート21cに流入して、サブ吸込ポート21dが吸込ポートとして殆ど機能しない状態にて、メイン吸込ポート21cが制御ポート31bから流れる作動油の流量に応じて吸込ポートとしての機能を低下させられるため、図5に示したd点以降の吐出量特性が得られ、サブ吸込ポート21dが吸込ポートとして機能しない分の吐出量と、メイン吸込ポート21cの吸込ポートとしての機能低下分の吐出量を低減できて、ポンプ負荷の低減を図ることができる。
【0020】
以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、制御弁30の第2制御モードにてサブ吸込ポート21dの吸込ポートとしての機能低下分の吐出量を低減でき、また制御弁30の第3制御モードにてサブ吸込ポート21dが吸込ポートとして機能しない分の吐出量と、メイン吸込ポート21cの吸込ポートとしての機能低下分の吐出量を低減でき、また制御弁30の第4制御モードにてサブ吸込ポート21dが吸込ポートとして機能しない分の吐出量を低減でき、また制御弁30の第5制御モードにてサブ吸込ポート21dが吸込ポートとして機能しない分の吐出量と、メイン吸込ポート21cの吸込ポートとしての機能低下分の吐出量を低減できて、駆動源の低回転領域から中・高回転領域に移行するとき及び中・高回転領域でのポンプ負荷の低減を最大限に図ることができ、駆動動力の低減を最大限に図ることができる。
【0021】
また、本実施形態においては、当該オイルポンプ装置を、図1にて示したように、吸込口21a、メイン吸込ポート21c、サブ吸込ポート21d、吐出口21b及び吐出ポート21eを有する単一のオイルポンプ20と、このオイルポンプ20から吐出される作動油の一部のメイン吸込ポート21cとサブ吸込ポート21dへの流れをオイルポンプ20から吐出される作動油の圧力に応じて制御する制御弁30によって構成したものであるため、当該オイルポンプ装置を小型・軽量・コンパクトとすることが可能であり、当該オイルポンプ装置の車体等への搭載性を向上させることができる。
【0022】
また、本実施形態においては、制御弁30において、図2及び図3にて示したように、制御ポート31b、メインポート31d及びサブポート31c間の連通・遮断を可変制御するランド部32aを単一としてスプール32の一端側に形成し、また第3制御モードにて制御ポート31bからメインポート31dに流れる作動油の圧力を受けるランド部32aの他端側に図2〜図4にて示したようにランド部32aの外周部分からスプール32の軸心に向けて傾斜するスロープ面32bを形成したため、スロープ面32bの図示下方部位には可変絞り部Bより下流で低圧の油圧を作用させることができ、スプール32にスプリング33の付勢力と同方向に作用する油圧による押動力を小さくすることができて、第3制御モードにおける昇圧時の性能を降圧時の性能に近似させることができ、第3制御モードでの吐出量のヒステリシスを小さくして当該オイルポンプ装置の性能を安定化させることが可能である。なお、図11に示したように、ランド部32aの他端側にスロープ面32bを形成しない場合には、ランド部32bの他端面32dに可変絞り部Bでの比較的高い油圧が作用して、大きな押動力にてスプール32をスプリング33の付勢力と同方向に押動するため、可変絞り部Bが閉じられるタイミングの油圧が高くなって、第3制御モードにおける昇圧時の性能が図5に二点鎖線にて示したようになり、図5の実線にて示した降圧時の性能から大きく離れて大きなヒステリシスを生じさせるようになる。
【0023】
また、本実施形態においては、図4にて示したように、スロープ面32bのランド部側端部とランド部32aの外周間に径方向の段差32cを形成したため、スロープ面32bの製作誤差によりランド部32aの軸方向寸法Lの精度を阻害されるのを防止できて、当該オイルポンプ装置の性能を安定化させることが可能である。なお、段差32cの寸法Dは、上述したヒステリシスの問題を的確に解消するために、小さいのが望ましい。
【0024】
また、上記実施形態においては、車両用エンジン(内燃機関)のクランクシャフト10にて駆動されるオイルポンプ装置に本発明を実施したが、本発明は車両以外の他の産業機器に使用するオイルポンプ装置にも同様にまたは適宜変更して実施できるものであり、オイルポンプの形式(上記実施形態ではトロコイド式)や駆動形態(上記実施形態では直結駆動式)も適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるオイルポンプ装置の一実施形態を示す図である。
【図2】図1に示した制御弁の詳細な断面図である。
【図3】図2に示した制御弁の要部拡大断面図である。
【図4】図2及び図3に示したスプールの要部拡大断面図である。
【図5】図1に示したオイルポンプ装置によって得られる回転数と吐出量との関係を示す特性線図である。
【図6】図2及び図3に示した制御弁の第1制御モードにおける作動を概略的に示した断面図である。
【図7】図2及び図3に示した制御弁の第2制御モードにおける作動を概略的に示した断面図である。
【図8】図2及び図3に示した制御弁の第3制御モードにおける作動を概略的に示した断面図である。
【図9】図2及び図3に示した制御弁の第4制御モードにおける作動を概略的に示した断面図である。
【図10】図2及び図3に示した制御弁の第5制御モードにおける作動を概略的に示した断面図である。
【図11】スプールにスロープ面を持たない制御弁の一例を示す図3相当図である。
【符号の説明】
10 エンジンのクランクシャフト(駆動源)
20 オイルポンプ
21 ポンプハウジング
21a 吸込口
21b 吐出口
21c メイン吸込ポート
21d サブ吸込ポート
21e 吐出ポート
30 制御弁
50 被送給部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is configured by an oil pump device, in particular, an oil pump that is rotationally driven by a drive source such as an engine whose rotational speed changes, and a control valve that can recirculate a part of hydraulic oil discharged from the oil pump. Also, the present invention relates to an oil pump device for pumping a predetermined amount of hydraulic oil to a portion to be supplied.
[0002]
[Prior art]
In this type of oil pump device, when the rotation speed of the drive source increases, the discharge amount of the hydraulic oil discharged from the oil pump increases with the rotation speed, and the discharge pressure of the hydraulic oil also increases. (Drive power) increases. For this reason, in the prior art (Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. Sho 61-23485), two oil pumps are used to secure the required oil amount in the low rotation region of the drive source, and to set the discharge pressure of the hydraulic oil to a set value or more. In the middle / high rotation range of the drive source, the hydraulic oil discharged from one oil pump is returned to the oil tank by the control valve to reduce the pump load in the middle / high rotation range. It is configured.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described prior art, although the required oil amount can be secured and the pump load can be reduced according to the rotation speed of the drive source, two oil pumps are required. However, there is a problem in that it is disadvantageous in terms of mounting, and is disadvantageous in terms of mountability on a vehicle body or the like.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to reduce the size and weight of the oil pump device while securing the required oil amount and reducing the pump load in accordance with the rotation speed of the drive source.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Technical measures taken to solve the above-described problems include an oil pump that is rotationally driven by a drive source such as an engine whose rotational speed changes, and a control that can recirculate a part of hydraulic oil discharged from the oil pump. In an oil pump device configured by a valve and for pumping a predetermined amount of hydraulic oil to a portion to be supplied, as the oil pump, a discharge port that is always in communication with a discharge port, and a main suction port that is always in communication with a suction port, A single oil pump having a sub suction port which is communicated / blocked with the main suction port via the control valve and which is blocked / communicated with the discharge port is adopted, and the main suction port is connected to the sub suction port. That is, it is positioned on the rotation direction side of the oil pump with respect to the port.
[0006]
[Action and Effect of the Invention]
The oil pump device according to the present invention includes a single oil pump having a suction port, a main suction port, a sub suction port, a discharge port, and a discharge port, and a main suction port for a part of hydraulic oil discharged from the oil pump. Since the control valve controls the flow to the sub suction port according to the pressure of the hydraulic oil discharged from the oil pump, the oil pump device can be reduced in size, weight, and size. The mountability of the oil pump device on a vehicle body or the like can be improved, and the pump load can be reduced.
[0007]
Further, since the main suction port is located on the rotation direction side of the oil pump with respect to the sub suction port, when the sub suction port is communicated with the main suction port via the control valve, the main suction port is communicated with the sub suction port. Even if a negative pressure is generated in the pump chamber because the hydraulic oil corresponding to the volume increase is not sucked into the pump chamber, when the pump chamber in which the negative pressure is generated communicates with the main suction port with the rotation of the oil pump. This negative pressure causes the working oil to be sucked into the pump chamber from the main suction port and the negative pressure to be eliminated, so that the required oil amount can be secured.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The oil pump device shown in FIG. 1 includes an oil pump 20 (partially cut away) driven by a crankshaft 10 of a vehicle engine (internal combustion engine) and an operation discharged from the oil pump 20. A control valve 30 that allows a part of the oil to flow back to the suction side is provided, and the hydraulic oil discharged from the oil pump 20 is supplied through a discharge path 41 to a portion to be supplied, that is, a hydraulic operation of a variable valve device in the engine. The actuator is configured to be pressure-fed to a lubricated part such as a bearing in an engine and an engine, and to an oil cooling part such as a cylinder and a piston. In addition, it is configured that the working oil is returned from the fed portion 50 to the oil pan 40 of the engine through the discharge path 42.
[0009]
The oil pump 20 is rotatably driven by the crankshaft 10 in a counterclockwise direction in FIG. 1. The oil pump 20 is rotatably mounted in the pump housing 21 and rotatably driven by the crankshaft 10. The inner rotor 22 and the inner rotor 22 are eccentrically eccentric with respect to the inner rotor 22 by a predetermined amount and are rotatably assembled in the pump housing 21 and mesh with the outer teeth 22a of the inner rotor 22 in the same direction by the inner rotor 22. An outer rotor 23 that is rotated is provided. The outer teeth 22a and the inner teeth 23a are defined by a trochoid curve or a cycloid curve.
[0010]
The pump housing 21 includes a suction port 21a connected to the suction path 43 and communicating with the oil pan 40, a discharge port 21b connected to the discharge path 41, a main suction port 21c constantly communicating with the suction port 21a, It has a sub-suction port 21d which is communicated / blocked with the suction port 21c via the control valve 30, and a discharge port 21e which always communicates with the discharge port 21b. Each of the ports 21c, 21d, 21e is connected to each external tooth 22a. It does not communicate with each other through the pump chambers R formed between the internal teeth 23a. The main suction port 21c is located on the rotation direction side (counterclockwise direction in FIG. 1) of the oil pump 20 with respect to the sub suction port 21d.
[0011]
As shown in detail in FIGS. 2 and 3, the control valve 30 has an inner hole 31a and a valve housing 31 having a control port 31b, a sub port 31c, and a main port 31d communicating with the inner hole 31a, respectively. A valve (discharge pressure of the oil pump 20) which is slidably mounted in the inner hole 31a of the valve housing 31 in the axial direction and flows through the control port 31b at one end (upper end in the drawing). A variable throttle portion A, B is formed by the housing 31, and a spool 32 for variably controlling the communication and blocking between the respective ports 31b, 31c, 31d by a land portion 32a, and biasing the spool 32 upward in FIG. The control port 31b always communicates with the discharge port 21e of the oil pump 20, Always communicates at over preparative 31c to the sub suction port 21d of the oil pump 20 always communicates with the main suction port 21c of the oil pump 20 on the main port 31d. The chamber of the spring 33 is always in communication with the oil pan 40, and is configured so that no pressure (force for pushing the spool 32 upward in the drawing) is generated.
[0012]
As shown in detail in FIGS. 3 and 4, the land portion 32a of the spool 32 is single and is formed at one end side (upper side in the drawing) of the spool 32, and is in the state of FIG. On the other end side of the land portion 32a which receives the pressure of the hydraulic oil flowing from the control port 31b to the main port 31c in the third control mode, a slope surface inclined from the outer peripheral portion of the land portion 32a toward the axis of the spool 32 is provided. (Tapered surface) 32b is formed. A radial step 32c is formed between the land-side end of the slope surface 32b and the outer periphery of the land 32a.
[0013]
Further, in the control valve 30, a first control mode (see FIG. 6) in which the sub port 31c communicates only with the main port 31d in accordance with the hydraulic pressure (discharge pressure) applied to the control port 31b, and the sub port 31c and the main port 31d In the second control mode (see FIG. 7), the sub port 31c and the control port 31b are communicated via the variable throttle section A while maintaining the communication of the hydraulic fluid from the main port 31d and the control port 31b. The main port 31d communicates with the sub port 31c via the variable throttle section B while the communication between the sub port 31c and the control port 31b is maintained, so that hydraulic oil flows from the control port 31b to the sub port 31c and the main port 31d. In the third control mode (see FIG. 8), the sub port 31c is connected to the control port 31. A fourth control mode (see FIG. 9) in which only the sub port 31c communicates with the main port 31d while maintaining the communication between the sub port 31c and the control port 31b to operate from the control port 31b to the sub port 31c and the main port 31d. The control is possible in a fifth control mode (see FIG. 10) in which the oil flows, whereby the discharge amount characteristic shown in FIG. 5 is obtained. In the first control mode, the characteristics between points 0 and a in FIG. 5 are obtained, in the second control mode, the characteristics between points a and b in FIG. 5 are obtained, and in the third control mode, b in FIG. The characteristics between the points c and c are obtained, the characteristics between the points c and d in FIG. 5 are obtained in the fourth control mode, and the characteristics after the point d in FIG. 5 are obtained in the fifth control mode.
[0014]
In the present embodiment configured as described above, when the rotation speed N of the crankshaft 10 is in the rotation range between 0 and N1, the spool 32 of the control valve 30 is moved to, for example, the position schematically shown in FIG. Accordingly, the communication of the sub port 31c with the control port 31b is cut off and the communication with the main port 31d is maintained. For this reason, in the oil pump 20, since both the main suction port 21c and the sub suction port 21d function sufficiently as suction ports, the hydraulic oil is sufficiently sucked from the main suction port 21c and the sub suction port 21d, and in the low rotation region. 5 can be secured, the discharge amount characteristic between points 0 and a shown in FIG. 5 is obtained, and the discharge amount is pressure-fed to the supply receiving portion 50 through the discharge path 41.
[0015]
At this time, since the main suction port 21c is positioned on the rotation direction side of the oil pump 20 with respect to the sub suction port 21d, the sub suction port 21d is connected to the suction port 21a (main suction port 21c) via the control valve 30. Even if the pump chamber R communicated with the sub-suction port 21d is not sufficiently sucked into the pump chamber R due to the pressure loss caused by the communication and the negative pressure is generated in the pump chamber R even if the negative pressure is generated in the pump chamber R, When the pump chamber R in which the oil pressure occurs is connected to the main suction port 21c with the rotation of the oil pump 20, the negative pressure causes the working oil to be sucked into the pump chamber R from the main suction port 21c and the negative pressure disappears. Thereby, the required oil amount in the above-described low rotation region can be secured.
[0016]
When the rotation speed N of the crankshaft 10 is in the rotation range between N1 and N2, the spool 32 in the control valve 30 is, for example, at the position schematically shown in FIG. The communication amount with the control port 31b is variably controlled by the variable throttle unit A in a state where the communication with the control port 31b is maintained (the state where the throttle is hardly throttled by the variable throttle unit B), and the main port 31d is controlled by the sub port 31c. Hydraulic oil flows from the port 31b. Therefore, in the oil pump 20, a part of the hydraulic oil flowing from the discharge port 21e to the discharge port 21b flows into the sub suction port 21d through the control valve 30, and the hydraulic oil flows from the main suction port 21c to the sub suction port 21d. Is sucked, and although the main suction port 21c functions sufficiently as a suction port, the function of the sub suction port 21d as the suction port is reduced according to the flow rate of the working oil flowing from the control port 31b through the variable throttle portion A. Therefore, the discharge amount characteristic between the points a and b shown in FIG. 5 is obtained, and the discharge amount corresponding to the reduced function of the sub-suction port 21d as the suction port can be reduced, and the pump load can be reduced. .
[0017]
When the rotation speed N of the crankshaft 10 is in the rotation range between N2 and N3, the spool 32 of the control valve 30 is, for example, at the position schematically shown in FIG. 8, and the sub port 31c is connected to the control port 31b. The communication amount with the main port 31d is variably controlled by the variable throttle unit B in a state where the communication with the main port 31d is hardly stopped by the variable throttle unit B, and the control port 31b is connected to the sub port 31c and the main port. The hydraulic oil flows to 31d. For this reason, in the oil pump 20, a part of the hydraulic oil flowing from the discharge port 21e to the discharge port 21b flows into the sub suction port 21d and the main suction port 21c via the control valve 30, and the sub suction port 21d is connected to the suction port. When the main suction port 21c hardly functions as a suction port, the function of the main suction port 21c as the suction port can be reduced in accordance with the flow rate of the working oil flowing from the control port 31b through the variable throttle portion B, so that points b to c shown in FIG. A point discharge amount characteristic is obtained, and the discharge amount corresponding to the sub suction port 21d not functioning as the suction port and the discharge amount corresponding to the deterioration of the function of the main suction port 21c as the suction port can be reduced, thereby reducing the pump load. Can be planned.
[0018]
Further, when the rotation speed N of the crankshaft 10 is in the rotation range between N3 and N4, the spool 32 in the control valve 30 is, for example, at the position schematically shown in FIG. 9, and the sub port 31c is connected to the control port 31b. Is maintained while the communication with the main port 31d is cut off, and the hydraulic oil flows from the control port 31b to the sub port 31c, but does not flow from the control port 31b to the main port 31d. Therefore, in the oil pump 20, a part of the hydraulic oil flowing from the discharge port 21e to the discharge port 21b flows into the sub-suction port 21d via the control valve 30, but does not flow into the main suction port 21c. In a state where 21d hardly functions as a suction port, the main suction port 21c functions sufficiently as a suction port, so that the discharge amount characteristic between the points c and d shown in FIG. 5 is obtained. The discharge amount that does not function as the suction port can be reduced, and the pump load can be reduced.
[0019]
When the rotation speed N of the crankshaft 10 is in the rotation range of N4 or more, the spool 32 of the control valve 30 is in the position schematically shown in FIG. 10, for example, and the control port 31b and the sub port 31c are fully open. The communication amount of the main port 31d with the control port 31b and the sub-port 31c is variably controlled in the state where the communication is performed, and hydraulic oil flows from the control port 31b to the sub-port 31c and the main port 31d. For this reason, in the oil pump 20, a part of the hydraulic oil flowing from the discharge port 21e to the discharge port 21b flows into the sub suction port 21d and the main suction port 21c via the control valve 30, and the sub suction port 21d is connected to the suction port. In the state where the main suction port 21c hardly functions, the function of the main suction port 21c as the suction port can be reduced in accordance with the flow rate of the working oil flowing from the control port 31b, so that the discharge amount characteristic after the point d shown in FIG. Thus, the discharge amount for the sub suction port 21d not functioning as the suction port and the discharge amount for the function reduction of the main suction port 21c as the suction port can be reduced, and the pump load can be reduced.
[0020]
As is apparent from the above description, in the present embodiment, in the second control mode of the control valve 30, the discharge amount can be reduced by the function of the sub suction port 21 d as a suction port, and the discharge amount of the control valve 30 can be reduced. In the third control mode, the discharge amount for the sub suction port 21d not functioning as the suction port and the discharge amount for the function reduction of the main suction port 21c as the suction port can be reduced. As a result, the discharge amount by which the sub suction port 21d does not function as the suction port can be reduced, and the discharge amount by which the sub suction port 21d does not function as the suction port in the fifth control mode of the control valve 30, and the main suction port 21c The discharge amount can be reduced by the reduced function as the suction port of the drive source, and when the drive source shifts from the low rotation region to the middle / high rotation region and in the middle / high rotation region The reduction of the lamp load can be achieved to maximize the reduction of the drive power can be achieved to the maximum.
[0021]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the oil pump device is a single oil having a suction port 21a, a main suction port 21c, a sub suction port 21d, a discharge port 21b, and a discharge port 21e. The pump 20 and a control valve 30 for controlling the flow of part of the hydraulic oil discharged from the oil pump 20 to the main suction port 21c and the sub suction port 21d according to the pressure of the hydraulic oil discharged from the oil pump 20. Therefore, the oil pump device can be made small, light, and compact, and the mountability of the oil pump device on a vehicle body or the like can be improved.
[0022]
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the control valve 30 includes a single land portion 32a that variably controls the communication / shutoff between the control port 31b, the main port 31d, and the subport 31c. As shown in FIGS. 2 to 4, the other end of the land portion 32 a which is formed at one end of the spool 32 and receives the pressure of the hydraulic oil flowing from the control port 31 b to the main port 31 d in the third control mode. Since the slope surface 32b that is inclined from the outer peripheral portion of the land portion 32a toward the axis of the spool 32 is formed on the lower side of the slope surface 32b in the drawing, low-pressure hydraulic pressure can be applied downstream of the variable throttle portion B. The pressing force of the hydraulic pressure acting on the spool 32 in the same direction as the urging force of the spring 33 can be reduced, and the pressure during the pressure increase in the third control mode can be reduced. It is possible to approximate the capacity performance of the time of buck, by reducing the hysteresis of the discharge amount of the third control mode it is possible to stabilize the performance of the oil pump apparatus. As shown in FIG. 11, when the slope surface 32b is not formed on the other end side of the land portion 32a, a relatively high hydraulic pressure in the variable throttle portion B acts on the other end surface 32d of the land portion 32b. Since the spool 32 is pushed by the large pushing force in the same direction as the urging force of the spring 33, the hydraulic pressure at the timing when the variable throttle portion B is closed increases, and the performance at the time of pressure increase in the third control mode is shown in FIG. As shown by the two-dot chain line in FIG. 5, the performance at the time of step-down shown by the solid line in FIG.
[0023]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, since the radial step 32c is formed between the land portion side end of the slope surface 32b and the outer periphery of the land portion 32a, a manufacturing error of the slope surface 32b causes It is possible to prevent the accuracy of the axial dimension L of the land portion 32a from being impaired, and to stabilize the performance of the oil pump device. It is desirable that the dimension D of the step 32c be small in order to appropriately solve the above-mentioned problem of hysteresis.
[0024]
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the oil pump device driven by the crankshaft 10 of the vehicle engine (internal combustion engine), but the present invention is applied to an oil pump device used for other industrial equipment other than the vehicle. The type of the oil pump can be similarly or appropriately changed, and the type of the oil pump (trochoid type in the above embodiment) and the driving mode (direct drive type in the above embodiment) can also be changed as appropriate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an oil pump device according to the present invention.
FIG. 2 is a detailed sectional view of the control valve shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a main part of the control valve shown in FIG. 2;
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of the spool shown in FIGS. 2 and 3.
5 is a characteristic diagram showing a relationship between a rotation speed and a discharge amount obtained by the oil pump device shown in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the operation of the control valve shown in FIGS. 2 and 3 in a first control mode.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an operation of the control valve shown in FIGS. 2 and 3 in a second control mode.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an operation of the control valve shown in FIGS. 2 and 3 in a third control mode.
FIG. 9 is a sectional view schematically showing an operation of the control valve shown in FIGS. 2 and 3 in a fourth control mode.
FIG. 10 is a sectional view schematically showing the operation of the control valve shown in FIGS. 2 and 3 in a fifth control mode.
FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 3 showing an example of a control valve having no slope surface on a spool.
[Explanation of symbols]
10. Engine crankshaft (drive source)
Reference Signs List 20 oil pump 21 pump housing 21a suction port 21b discharge port 21c main suction port 21d sub suction port 21e discharge port 30 control valve 50

Claims (1)

回転数が変化するエンジン等の駆動源によって回転駆動されるオイルポンプと、このオイルポンプから吐出される作動油の一部を還流させ得る制御弁によって構成されて、被送給部に所定量の作動油を圧送するオイルポンプ装置において、前記オイルポンプとして、吐出口に常時連通する吐出ポートと、吸込口に常時連通するメイン吸込ポートと、前記制御弁を介して前記メイン吸込ポートに連通・遮断されると共に前記吐出ポートに遮断・連通されるサブ吸込ポートとを有した単一のオイルポンプを採用し、前記メイン吸込ポートを前記サブ吸込ポートに対して前記オイルポンプの回転方向側に位置させたことを特徴とするオイルポンプ装置。An oil pump that is rotationally driven by a drive source such as an engine whose rotation speed changes, and a control valve that can recirculate a part of hydraulic oil discharged from the oil pump. In the oil pump device for pumping hydraulic oil, as the oil pump, a discharge port constantly communicating with a discharge port, a main suction port constantly communicating with a suction port, and a communication / shutoff with the main suction port via the control valve. A single oil pump having a sub-suction port that is shut off and communicates with the discharge port , and the main suction port is positioned on the rotation direction side of the oil pump with respect to the sub-suction port. An oil pump device, characterized in that:
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