JP5690238B2 - 可変容量形オイルポンプ - Google Patents

可変容量形オイルポンプ Download PDF

Info

Publication number
JP5690238B2
JP5690238B2 JP2011162816A JP2011162816A JP5690238B2 JP 5690238 B2 JP5690238 B2 JP 5690238B2 JP 2011162816 A JP2011162816 A JP 2011162816A JP 2011162816 A JP2011162816 A JP 2011162816A JP 5690238 B2 JP5690238 B2 JP 5690238B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cam ring
oil chamber
pump
hydraulic oil
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011162816A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013024224A (ja
Inventor
太 庭田
太 庭田
浩二 佐賀
浩二 佐賀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Automotive Systems Ltd filed Critical Hitachi Automotive Systems Ltd
Priority to JP2011162816A priority Critical patent/JP5690238B2/ja
Priority to CN201210057229.XA priority patent/CN102900668B/zh
Priority to US13/444,428 priority patent/US9206690B2/en
Priority to DE102012210453A priority patent/DE102012210453A1/de
Publication of JP2013024224A publication Critical patent/JP2013024224A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5690238B2 publication Critical patent/JP5690238B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/108Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with an axial surface, e.g. side plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08Rotary pistons
    • F01C21/0809Construction of vanes or vane holders
    • F01C21/0818Vane tracking; control therefor
    • F01C21/0827Vane tracking; control therefor by mechanical means
    • F01C21/0845Vane tracking; control therefor by mechanical means comprising elastic means, e.g. springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/18Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber
    • F04C14/22Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members
    • F04C14/223Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members using a movable cam
    • F04C14/226Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by changing the eccentricity between cooperating members using a movable cam by pivoting the cam around an eccentric axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C2/3441Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F04C2/3442Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

本発明は、例えば自動車用の内燃機関の各摺動部等に作動油を供給する油圧源に適用される可変容量形オイルポンプに関する。
自動車の内燃機関等の油圧源に適用される従来の可変容量形オイルポンプとしては、例えば、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
すなわち、この可変容量形オイルポンプは、スプリングによりロータの回転中心に対し常時偏心する方向へ付勢されたカムリングの偏心量を、ハウジングとカムリングの間に画成された制御油室に導入される吐出圧に基づいて制御し、これによって吐出量を可変にすることで、ポンプの駆動トルクの低減による省エネ化を図っている。
特開2008−309049号公報
ところで、近年は、前記従来の可変容量形オイルポンプを、内燃機関のバランサ装置等をもって機関回転数よりも高い回転数で高速駆動することにより、吐出量の増大化やポンプの小型化を図ることが望まれている。
しかしながら、前記従来の可変容量形オイルポンプを上述のように高速駆動させようとすると、吸入量が追いつかずにいわゆるキャビテーションが発生し、これによって騒音や浸食(いわゆるエロージョン)等を招来してしまうという問題があった。
そこで、本発明は、前記従来の可変容量形オイルポンプの技術的課題に鑑みて案出されたものであって、高速回転時にもキャビテーションによる悪影響を極力抑制し得る可変容量形ポンプを提供することを目的としている。
本願発明は、ハウジング内に収容されて偏心量増大方向にカムリングを付勢する付勢部材と、ハウジングとカムリングとの間に隔成された制御油室に導入され、付勢部材の付勢力に抗して偏心量減少方向にカムリングを付勢する吐出圧と、をもってカムリングの偏心量が制御されることにより、吐出量を可変にする可変容量形オイルポンプであって、とりわけ、作動油室が吸入部から吐出部へと移動する際に横切る隔壁上に設けられ、カムリングの最大偏心状態ではカムリングの軸方向端面によって作動油室と制御油室の連通が遮断される一方、カムリングの偏心量減少方向への移動によって作動油室と制御油室とを連通させて当該制御油室内の吐出圧を作動油室へと導入する導入通路と、を備えたことを特徴としている。
本願発明によれば、カムリングの偏心量が最大よりも小さくなる所定回転数以上の領域、すなわちキャビテーションが発生する回転数領域において、内部が負圧となってキャビテーションによる気泡が発生する作動油室に対し、導入通路をもって制御油室内の吐出圧を導入することが可能となる結果、この吐出圧(正圧)によって、当該作動油室内の負圧を緩和すると共に、当該作動油室内に生じた気泡を消滅させることができ、キャビテーションの解消に供される。これによって、ポンプが高速回転駆動された際にも、キャビテーションによる騒音や浸食といった悪影響を極力抑制することができる。
本発明の第1実施形態に係る可変容量形オイルポンプの構成を示す分解斜視図である。 図1に示す可変容量形オイルポンプの駆動軸の軸心に沿う縦断面図である。 図2のA−A線に沿う断面図である。 図2に示すポンプボディ単体をカバー部材との合わせ面側から見た図である。 図2に示すカバー部材単体をポンプボディとの合わせ面側から見た図である。 図3のB−B線に沿う断面図である。 図6に示す導入溝の横断面を示す図であって、(a)〜(c)はその形状のバリエーションを現したものである。 同実施形態に係る可変容量形オイルポンプの油圧特性を表すグラフである。 図8に示す区間aに係るポンプの作動状態を示す図であって、(a)は図3に相当する断面図、(b)は図6に相当する断面図である。 図8に示す区間bに係るポンプの作動状態を示す図であって、(a)は図3に相当する断面図、(b)は図6に相当する断面図である。 図8に示す区間dに係るポンプの作動状態を示す図であって、(a)は図3に相当する断面図、(b)は図6に相当する断面図である。 本発明の第2実施形態に係る可変容量形オイルポンプを示したもので、図4に相当する図である。 本発明の第3実施形態に係る可変容量形オイルポンプを示したもので、図4に相当する図である。 本発明の第4実施形態に係る可変容量形オイルポンプを示したもので、図4に相当する図である。 本発明の第5実施形態に係る可変容量形オイルポンプを示したもので、(a)は図3に相当する図、(b)は図6に相当する図である。 本発明に係る可変容量形オイルポンプにおけるカバー部材の他のバリエーションを示した図5に相当する図であって、(a)はカバー部材に導入溝のみを設けたもの、(b)はカバー部材に吸入・吐出ポートのみを設けたもの、(c)はカバー部材に吸入・吐出ポートも導入溝も設けないものを現したものである。
以下に、本発明に係る可変容量形オイルポンプの各実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、下記の各実施形態では、この可変容量形ポンプを、自動車用内燃機関の摺動部や機関弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御装置に機関の潤滑油を供給するための油圧源として適用した例を示している。
図1〜図11は本発明に係る可変容量形オイルポンプの第1実施形態を示しており、このオイルポンプ10は、図外の内燃機関のシリンダブロックやバランサ装置の各前端部に設けられ、図1〜図3に示すように、一端側が開口形成されて内部にポンプ収容室13が設けられた縦断面ほぼコ字形状をなすポンプボディ11と当該ポンプボディ11の一端開口を閉塞するカバー部材12とからなるポンプハウジングと、該ポンプハウジングに回転自在に支持され、前記ポンプ収容室13のほぼ中心部を貫通して図外のクランクシャフトないしバランサシャフト等によって回転駆動される駆動軸14と、ポンプ収容室13内にて移動(揺動)可能に収容された可動部材であるカムリング15と、該カムリング15の内周側に収容され、駆動軸14によって図3中の反時計方向に回転駆動されることで、前記カムリング15との間に形成される複数の作動油室であるポンプ室PRの容積を増減させることでポンプ作用を行うポンプ構成体と、を備えている。
ここで、前記ポンプ構成体は、カムリング15の内周側において回転自在に収容され、その中心部が駆動軸14外周に結合されたロータ16と、該ロータ16の外周部に放射状に切欠形成された複数のスリット16a内においてそれぞれ出没自在に収容されたベーン17と、前記ロータ16より小径に形成され、当該ロータ16の内周側両側部に配設された一対のリング部材18,18と、から構成されている。
前記ポンプボディ11は、アルミニウム合金材により一体に形成されていて、ポンプ収容室13の一端壁であって本発明に係る側壁を構成する端壁11aのほぼ中央位置には、駆動軸14の一端部を回転自在に支持する軸受孔11bが貫通形成されている。また、ポンプ収容室13の内周壁の所定位置には、棒状のピボットピン19を介してカムリング15を揺動自在に支持する横断面ほぼ半円形状の支持溝11cが切欠形成されている。さらに、ポンプ収容室13の内周壁には、軸受孔11bの中心と支持溝11bの中心とを結んだ直線(以下「カムリング基準線」という。)Mに対して図4中の下半側に、カムリング15の外周部に配設されるシール部材20が摺接するシール摺接面11dが形成されている。このシール摺接面11dは、支持溝11c中心から所定半径R1をもって構成される円弧面状に形成されると共に、カムリング15が偏心揺動する範囲においてシール部材20が常時摺接可能な周方向長さに設定されていて、カムリング15が偏心揺動する際には当該シール摺接面11dに沿って摺動案内されることによって、カムリング15の円滑な作動(偏心揺動)が得られるようになっている。
また、前記ポンプボディ11の端壁11aの内側面には、特に図3、図4に示すように、軸受孔11bの外周域に、前記ポンプ構成体によるポンプ作用に伴い前記各ポンプ室PRの容積が拡大する領域(以下「吸入領域」という。)に開口するようにほぼ円弧凹状の吸入部である吸入ポート21が、また、前記各ポンプ室PRの容積が縮小する領域(以下「吐出領域」という。)に開口するようにほぼ円弧凹状の吐出部である吐出ポート22が、それぞれ軸受孔11bを挟んでほぼ対向するように切欠形成されている。そして、これら各ポート21,22は、前記各ポンプ室PRよりも大きな周方向幅に設定されて前記各領域の境界部において一対の閉じ込み部を構成する第1ランド部L1(本発明に係る隔壁に相当)及び第2ランド部L2をもって、周方向に相互に隔成されている。
前記吸入ポート21は、その周方向ほぼ中間位置に、後記の第1スプリング収容室28側へ膨出するように形成された導入部23が一体に設けられていて、この導入部23と吸入ポート21との境界部近傍であって当該吸入ポート21始端側となる位置には、ポンプボディ11の端壁11aを貫通し外部へと開口する吸入口21aが貫通形成されている。かかる構成から、内燃機関のオイルパン(図示外)に貯留された潤滑油が、前記ポンプ構成体のポンプ作用に伴い発生する負圧に基づき、吸入口21a及び吸入ポート21を介して吸入領域に係る各ポンプ室PRに吸入されるようになっている。なお、前記吸入口21aは、前記導入部23と共に、吸入領域のカムリング15外周域に形成される低圧室35と連通するように構成されていて、当該低圧室35にも前記吸入圧である低圧の作動油を導くようになっている。
前記吐出ポート22は、その始端部に、ポンプボディ11の端壁11aを貫通して外部へと開口する吐出口22aが貫通形成されている。かかる構成から、前記ポンプ構成体によるポンプ作用により加圧されて吐出ポート22へと吐出された作動油が、吐出口22aから前記シリンダブロック内に設けられた図外のオイルメインギャラリを介して機関内における各摺動部やバルブタイミング制御装置等(いずれも図示外)へと供給されることとなる。また、前記吐出口22aには、その周方向の一部に、径方向外側へカムリング15の外周域まで拡大する拡大部22bが設けられていて、この拡大部22bをもって後述する制御油室30と連通するようになっている。
また、前記吐出ポート22の終端側には、当該吐出ポート22と軸受孔11bとを連通する連通溝25が切欠形成されていて、この連通溝25を介して軸受孔11bに作動油を供給すると共にロータ16及び各ベーン17の側部にも作動油を供給することで、各摺動部位の良好な潤滑が確保されている。なお、かかる連通溝25は、各ベーン17の出没方向と合致しないように形成されており、これら各ベーン17が出没する際の当該連通溝25への脱落が抑制されている。
前記カバー部材12は、図2、図5に示すように、ほぼ板状を呈し、複数のボルト29によりポンプボディ11の開口端面に取り付けられて本発明に係る側壁の一部を構成するものであって、ポンプボディ11の軸受孔11bに対向する位置には、駆動軸14の他端側を回転自在に支持する軸受孔12aが貫通形成されている。さらに、このカバー部材12には、ポンプボディ11の吸入ポート21に対向する位置に、これとほぼ同形状の吸入ポート31が切欠形成されていると共に、ポンプボディ11の吐出ポート22と対向する位置には、これとほぼ同形状の吐出ポート32が切欠形成されている。
前記駆動軸14は、図2に示すように、ポンプボディ11の端壁11aを貫通して外部へと臨む軸方向一端部が前記図外のクランクシャフト等に連係されていて、当該クランクシャフト等から伝達される回転力に基づいてロータ16を図4中の反時計方向へ回転させる。ここで、図3に示すように、この駆動軸14中心を通り、かつ、前記カムリング基準線Mと直交する直線(以下「カムリング偏心方向線」という。)Nが、吸入領域と吐出領域の境界となっている。
前記ロータ16は、図1及び図3に示すように、その中心側から径方向外側へ放射状に形成された前記複数のスリット16aが切欠形成されていると共に、該各スリット16aの内側基端部には、それぞれ吐出油を導入する横断面ほぼ円形状の背圧室16bが設けられていて、当該ロータ16の回転に伴う遠心力と背圧室16b内の圧力とにより、前記各ベーン17が外方へと押し出されるようになっている。
前記各ベーン17は、ロータ16の回転時において、各先端面がカムリング15の内周面に摺接すると共に、各基端面が前記各リング部材18,18の外周面にそれぞれ摺接するようになっている。すなわち、これらの各ベーン17は、前記各リング部材18,18によってロータ16の径方向外側へ押し上げられる構成となっており、機関回転数が低く、また、前記遠心力や背圧室16bの圧力が小さい場合であっても、各先端がそれぞれカムリング15の内周面と摺接して前記各ポンプ室PRが液密に隔成されるようになっている。
前記カムリング15は、いわゆる燒結金属によりほぼ円筒状に一体形成され、その外周部の所定位置には、ピボットピン19に嵌合することで偏心揺動支点を構成するほぼ円弧凹溝状のピボット部15aが軸方向に沿って切欠形成されると共に、該ピボット部15aに対しカムリング15の中心を挟んで反対側の位置には、その両側に対向配置される、所定のばね定数に設定された第1スプリング33と当該第1スプリング33よりも小さいばね定数に設定された第2スプリング34とに連係するアーム部15bが径方向に沿って突設されている。なお、前記アーム部15bには、その移動(回動)方向の一側部に、ほぼ円弧凸状の押圧突部15cが突設されている一方、他側部には、後述する規制部28の厚さ幅よりも長く設定された押圧突起15dが延設されていて、前記押圧突部15cが第1スプリング33の先端部に、前記押圧突起15dが第2スプリング34の先端部に、それぞれ常時当接することにより、アーム部15bと前記各スプリング33,34とが連係するようになっている。
また、かかる構成から、前記ポンプボディ11の内部には、図3及び図4に示すように、前記支持溝11bと対向する位置に、第1、第2スプリング33,34を収容保持する第1、第2スプリング収容室26,27が、図4中の前記カムリング偏心方向線Nに沿うようにポンプ収容室13に隣接して設けられていて、第1スプリング収容室26には、その端壁とアーム部15b(押圧突部15c)との間に、第1スプリング33が所定のセット荷重W1をもって弾装されている一方、第2スプリング収容室27には、その端壁とアーム部15b(押圧突起15d)との間に、前記第1スプリング33よりも小さい線径に設定された第2スプリング34が所定のセット荷重W2をもって弾装されている。そして、前記第1、第2スプリング収容室26,27の間には、段差縮径状に構成された規制部28が設けられていて、この規制部28の一側部にアーム部15bの他側部が当接することにより、該アーム部15bの反時計方向の回動範囲が規制される一方、前記規制部28の他側部に第2スプリング34の先端が当接することにより、該第2スプリング34の最大伸長量が規制されるようになっている。
このようにして、前記カムリング15については、前記両スプリング33,34のセット荷重W1,W2の合力W0、すなわち相対的に大きなばね荷重を発揮する第1スプリング33の付勢力をもって、アーム部15bを介してその偏心量が増大する方向(図3中の反時計方向)へ常時付勢されることで、図3に示すように、その非作動状態において、アーム部15bの押圧突起15dが第2スプリング収容室27内へと入り込んで第2スプリング34を圧縮させ、当該アーム部15bの他側部が規制部28の一側部へと押し付けられた状態となり、これによって、その偏心量が最大となる位置に規制されている。
また、前記カムリング15の外周部には、図3に示すように、ポンプボディ11のシール摺接面11dと対向するように形成された当該シール摺接面11dと同心円弧状のシール面15fを有する横断面ほぼ三角形状のシール構成部15eが突設されていると共に、このシール構成部15eのシール面15fに、横断面ほぼ矩形状のシール保持溝15gが軸方向に沿って切欠形成されていて、このシール保持溝15g内には、カムリング15の偏心揺動時にシール摺接面11dに摺接するシール部材20が収容保持されている。
ここで、前記シール面15fは、前記シール摺接面11dを構成する半径R1よりも僅かに小さい所定の半径R2によって構成されていて、これらシール摺接面11dとシール面15fとの間には、所定の微小なクリアランスが形成されるようになっている。一方、前記シール部材20は、例えば低摩擦特性を有するフッ素系樹脂材によりカムリング15の軸方向に沿って直線状に細長く形成され、シール保持溝15gの底部に配設されたゴム製の弾性部材20aの弾性力によってシール摺接面11dに押し付けられることで、当該シール摺接面11dとシール面15fとの間が液密に隔成されることとなる。
さらに、前記カムリング15の外周域には、当該カムリング15の外周面と前記ハウジング(ポンプボディ11及びカバー部材12)の内側面とをもって、ピボットピン19とシール部材20とにより制御油室30が隔成されていて、当該制御油室30には、拡大部22bを介して吐出圧が導かれるようになっている。そして、この制御油室30内に導入された吐出圧が当該制御油室30に面するシール構成部15eの側面によって構成される受圧面15hに作用することで、カムリング15に対してその偏心量を減少させる方向(図3中の時計方向)へ揺動力(移動力)が付与されることとなる。換言すれば、前記制御油室30は、その内圧をもって、前記受圧面15hを介してロータ16の回転中心に対しカムリング15の中心が同心に近づく方向(以下「同心方向」という。)へ当該カムリング15を付勢することにより、このカムリング15の同心方向の移動量制御に供されている。
なお、この際、前記シール摺接面11dがロータ16の回転中心を通る前記カムリング偏心方向線Nよりも吸入ポート21側に、また、これによって隔成される前記制御油室30が前記カムリング偏心方向Nよりも吐出ポート22側に、それぞれ配置されるよう構成されている。このように、シール摺接面11dを前記カムリング偏心方向Nよりも吸入ポート21側に設けることにより、制御油室30内のオイル中に含まれる空気(エア)が吸入領域の負圧によってポンプボディ11及びカバー12の各内側面とシール構成部15eとのクリアランス等を通じ低圧室35へと排出されることになり、また、制御油室30を前記カムリング偏心方向Nよりも吐出ポート22側に設けることにより、吐出領域に係る前記各ポンプ室PRから漏出したオイルが制御油室30へ流入可能となって当該制御油室30内にオイルが溜まり易くなることから、当該制御油室30の内圧が前記受圧面15hへと十分に作用することとなって、その結果、カムリング15の適切な揺動制御に供されることとなる。
こうした構成から、前記オイルポンプ10では、第1スプリング33のばね荷重に基づく偏心方向の付勢力と、第2スプリング34のばね荷重と制御油室30の内圧とに基づく同心方向の付勢力と、が所定の力関係をもってバランスするように構成されていて、第1スプリング33のセット荷重W1と第2スプリング34のセット荷重W2との差分となる両スプリング33,34のセット荷重の合力W0(=W1−W2)に対し制御油室30の内圧に基づく付勢力が小さいときには、カムリング15は図3に示すような最大偏心状態となる一方、吐出圧の上昇に伴って前記制御油室30の内圧に基づく付勢力が前記両スプリング33,34のセット荷重の合力W0を上回ったときには、その吐出圧に応じてカムリング15が同心方向へ移動することとなる。
また、前記オイルポンプ10には、ロータ16の回転方向においてポンプ室PRが吸入領域(吸入ポート21)から吐出領域(吐出ポート22)へと移行する際に通過する第1ランド部L1と重合するポンプ室PR(後述するポンプ室PRx)と制御油室30とを連通して、制御油室30内の作動油(吐出圧に相当する油圧)をポンプ室PRへと導入する導入通路40が設けられている。この導入通路40は、特に図3、図6に示すように、第1ランド部L1と連続した、当該第1ランド部L1を構成するポンプボディ11の端壁11a内側面に切欠形成された導入溝41と、該導入溝41と対向するカムリング15の軸方向端面であるシール構成部15eの側面15iと、によって画成され、カムリング15の位相に基づいた導入溝41の制御油室30側の端部(以下「外端部」と呼称する。)41aと当該カムリング15との重合状態により開閉、つまり連通又は遮断されるようになっている。
前記導入溝41は、ポンプボディ11の端壁11a内側面において、制御油室30側から第1ランド部L1(吸入ポート21側)へ向かって前記各ベーン17の突出方向に対して斜行するかたちで、つまりポンプボディ11のシール摺接面11dとほぼ平行となるようにカムリング15の移動方向に沿うかたちで、ほぼ直線状に設けられている。そして、この導入溝41は、ポンプ室PR側の端部(以下「内端部」と呼称する。)41bが吸入ポート21の終端部から第1ランド部L1にかけて重合する(第1ランド部L1により閉じ込められる)ポンプ室PRxと常時連通するように構成されていて、外端部41aは、カムリング15が最大偏心状態にあるときには、カムリング15により閉塞され、ポンプ室PRxと制御油室30との連通が遮断されるようになっている(図9参照)。また、カムリング15の偏心量が若干減少しロータ16の回転数が後述する所定回転数Rkよりも大きくなったときには、導入溝41の外端部41aの端縁がカムリング15の受圧面15hの側端縁とちょうど重合してポンプ室PRxと制御油室30との連通が開始されて(図10参照)、さらにカムリング15の偏心量が減少しロータ16の回転数が後述する最大回転数Rxとなったときには、図11に示すように、導入溝41の外端部41aの開口量が増大し、ポンプ室PRxと制御油室30とが十分に連通するようになっている。
また、前記導入溝41は、図6に示すように、その長手方向において、制御油室30側からポンプ室PRx側に向かって下り傾斜状となるように形成されていて、導入通路40の流路断面積が制御油室30側からポンプ室PRx側に向かって漸次拡大する構成となっている。これにより、導入溝41aの外端部41aにおいて十分に減圧作用を持たせ、かつ、当該導入溝41を介した制御油室30からポンプ室PRxへの不必要なリークを抑制すると共に、導入通路40としての後述するキャビテーション抑制作用を得るのに十分な流量を確保する、といった各メリットの両立が図られている。
さらに、前記導入溝41は、図7(a)に示すように、深さよりも広い幅を有する形状に形成されることで、ポンプ室PRxに対し、より広範囲に油圧を導入し作用させることが可能となっている。具体的には、横断面ほぼ矩形状となるように形成されていて、導入通路40の流路断面積をより大きく確保することで、当該導入通路40の流量の増大化が図られている。なお、この導入溝41の横断面形状としては、図7(a)に示すような矩形状のもののほかに、図7(b)に示すようなほぼ三角形状のものや、図7(c)に示すようなほぼ半円形状のものとしてもよく、かかる形状とすることにより、当該導入溝41を容易に形成(加工)することができるといったメリットが得られる。
以下、本実施形態に係るオイルポンプ10の特徴的な作用について、図8〜図11に基づいて説明する。
まず、前記オイルポンプ10の作用説明に入る前に、当該オイルポンプ10の吐出圧制御の基準となる内燃機関の必要油圧について、図8に基づいて説明すれば、図中のP1は、例えば燃費向上等に供するバルブタイミング制御装置を採用した場合の当該装置の要求油圧に相当する第1機関要求油圧を、図中のP2は、ピストンの冷却に供するオイルジェットを採用する場合の当該装置の要求油圧に相当する第2機関要求油圧を、図中のP3は、機関高回転時の前記クランクシャフトの軸受部潤滑に要する第3機関要求油圧を、それぞれ示し、これら点P1〜P3を一点鎖線により繋いだものが内燃機関の機関回転数Rに応じた理想的な必要油圧Pであって、同図中における実線が前記オイルポンプ10の油圧特性を表している。また、同図中におけるPfは、制御油室30の内圧に基づく付勢力によってカムリング15が前記両スプリング33,34の合力W0に抗して揺動を開始する第1作動油圧を、Psは、制御油室30の内圧に基づく付勢力によってカムリング15が第1スプリング33のばね荷重W1に抗してさらに揺動を開始する第2作動油圧を、それぞれ示している。
すなわち、前記オイルポンプ10の場合、機関始動から低回転域までの回転域に相当する図8中の区間aにおいては、吐出圧(機関内油圧)Pが第1作動油圧Pfよりも小さいことから、図9(a)に示すように、第1、第2スプリング33,34の合力W0に基づく付勢力、つまり相対的に大きな第1スプリング33のばね荷重に基づく付勢力により、カムリング15が、アーム部15bが規制部28に当接した最大偏心状態で保持されることとなる。この結果、ポンプの吐出量は最大となって、吐出圧Pも機関回転数Rの上昇に伴ってほぼ比例するかたちで増大する特性となる。
その後、機関回転数Rが上昇して、吐出圧Pが第1作動油圧Pfよりも若干大きく設定された所定油圧Pkに到達すると、前記拡大部22bを介して制御油室30へと導入された当該所定油圧Pkに相当する吐出圧Pをもって、カムリング15が第1スプリング33の付勢力に抗してカムリング15が同心方向へ移動を開始することとなる。この結果、当該カムリング15の偏心量が漸次減少することとなって吐出量の増加が制限され、これによって、機関回転数Rの上昇に基づく吐出圧Pの増大化も抑制されることとなる(図8中の区間b)。
そして、このようなカムリング15の同心方向の移動に伴い第2スプリング34が伸長し、やがてその先端が規制部28に当接することになると(図10(a)参照)、当該第2スプリング25による助勢作用がなくなるため、カムリング15の同心方向の移動が停止することとなる。この結果、オイルポンプ10の吐出圧Pは、機関回転数Rの上昇に伴って、再び当該機関回転数Rにほぼ比例するかたちで増大することとなる(図8中の区間c)。
その後、このような特性に従い機関回転数Rがさらに上昇することによって、吐出圧Pが第3機関要求油圧P3よりも高く設定される第2作動油圧Psに到達すると、図11(a)に示すように、制御油室30の内圧に基づく付勢力が第1スプリング33の付勢力に打ち勝って、カムリング15がさらに同心方向へ移動することとなる。この結果、当該カムリング15の偏心量が徐々に減少することとなって吐出量の増加が制限され、これによって、機関回転数Rの上昇に基づく吐出圧Pの増大化も抑制されることとなる(図8中の区間d)。
以上のように、前記オイルポンプ10では、前記両スプリング33,34をもって吐出圧Pを多段階的に増大させるようにカムリング15を揺動制御することで、当該吐出圧Pを無駄に増大させることがなく、従来のオイルポンプと比較しても、前記理想的な必要油圧(一点鎖線)に極力沿った特性を得ることが可能となっている(図8参照)。
ここで、前記オイルポンプ10を従来のような内燃機関(クランクシャフト)の回転数よりも速い回転数、例えばクランクシャフトの2倍速となるバランサ装置(バランサシャフト)の回転数で駆動する場合、機関回転数Rが図8中に示す所定油圧Pkを発生させる所定回転数Rkを超える領域では、その2倍速で回転するロータ16の回転速度が速過ぎる結果となって、第1ランド部L1により閉じ込められる前記ポンプ室PRxの内圧が低下してしまい、主として当該ポンプ室PRx内の外周側上流部(径方向外側であってロータ16の回転方向反対側となる部分)にキャビテーションによる気泡が発生することとなる。
しかしながら、本発明に係るオイルポンプ10では、機関回転数Rがキャビテーションの発生し得る前記所定回転数Rkに到達すると、特に図10(b)に示すように、カムリング15の受圧面15hの側端縁と導入溝41の外端部41aの端縁とがちょうど重合することとなり、導入通路40を介したポンプ室PRxと制御油室30との連通が開始される。すると、ポンプ室PRx内には制御油室30内の油圧(正圧)が導入されることにより当該ポンプ室PRx内の負圧が緩和されると共に、当該油圧をもって当該ポンプ室PRx内に発生した気泡が潰されることとなって、前記キャビテーションが解消されることとなる。したがって、その後、当該ポンプ室PRxが吐出領域へと移動して吐出ポート22,32に開口した際に当該吐出ポート22,32における吐出圧によって気泡が急激に潰されることによる騒音や浸食といった悪影響を抑制することができる。
なお、この際、前記導入通路40はポンプ室PRxに導入する油圧を十分に減圧可能な流路断面積に設定されていて、制御油室30内の吐出圧に相当する油圧がポンプ室PRx内にそのまま導入されるのではなく、十分に減圧されて導入されることになる。このため、この制御油室30からの導入圧がポンプ室PRx内の気泡を急激に潰してしまうおそれもなく、これによる騒音や浸食を招来することもない。
また、前記導入通路40は、カムリング15の移動に伴って開閉するように構成されていて、機関回転数Rがキャビテーションの発生し得ない回転数領域、つまりアイドル回転数Raからキャビテーションの発生し得る前記所定回転数Rkまでの低〜中回転領域にあるときには当該導入通路40を閉じてポンプ室PRxと制御油室30との連通を遮断するよう設定されていることから、制御油室30からポンプ室PRxへの作動油の不要な漏出を抑制でき、かかる流出に基づく吐出量の低下の抑制に供されることとなる。
一方で、前記導入通路40は、カムリング15の移動に伴い外端部41aの開口面積が漸次増大するように構成されていることから、機関回転数Rが前記所定回転数Rk以上となったときにも、ポンプ室PRxには前記気泡の消滅に必要十分な油圧を導入することが可能となっている(図11参照)。この結果、前記騒音等を招来しない気泡の良好な消滅が図れると共に、不要な油圧の漏出の抑制にも供される。
なお、吐出圧Pが第2作動油圧Psを超えるような機関回転数領域、つまり機関回転数Rが図8中の区間dに相当する超高回転域にあるときには、カムリング15の偏心量が十分に小さくなって吐出量が抑えられることにより、前記キャビテーションが改善(解消)され得る。このため、当該超高回転域では、必要に応じて前記導入通路40を閉じるような構成としてもよく、かかる構成とすることによって、前記低回転域と同様、制御油室30からポンプ室PRxへの作動油の不要な漏出を抑制でき、かかる流出に基づく吐出量低下の抑制が図れる。
以上、本実施形態によれば、機関回転数Rがキャビテーションの発生し得る前記所定回転数Rk以上になったときに制御油室30とポンプ室PRxとを連通して制御油室30内の油圧をポンプ室PRxへと導く導入通路40を設けたことにより、該導入通路40を介して導入した制御油室30内の油圧をもって高速回転により生じたキャビテーションを解消することが可能となる。これにより、前記バランサ装置等によって高速回転駆動された場合でも、騒音や浸食といったキャビテーションによる悪影響を極力抑制することができる。
しかも、前記導入通路40は、ポンプボディ11及びカバー部材12の各内側面に導入溝41を切欠形成するのみで構成できるため、ポンプ10の構成が複雑化してしまうことがないのは勿論、当該導入通路40の追加に伴う加工を最小限に抑えることにも供される。これにより、ポンプ10の生産性の低下や製造コストの増大といった弊害を招来してしまうおそれもない。
また、前記導入通路40(導入溝41)は、前記各ベーン17の突出方向に対し吸入ポート21側へと向かって斜行するかたちで設けられることで、当該導入通路40がより長く確保され、当該導入通路40による減圧効果の向上に供される。これにより、前記ポンプ室PRx内に発生した気泡をよりゆっくりと潰すことが可能となり、当該気泡を潰すことに伴う騒音等の弊害を抑制することができる。
加えて、前記導入溝41の内端部41bが吐出ポート22,32よりも吸入ポート21,31寄りに設けられることで、制御油室30内の油圧を、キャビテーションの発生しやすい前記ポンプ室PRxへと導入することができ、当該キャビテーションの効果的な解消に供される。
さらには、当該導入溝41の内端部41bは、第1ランド部L1の外周側において吸入ポート21,31と近接するように設けられていることから、制御油室30内の油圧を、前記ポンプ室PRxにおける気泡の滞留している部分に直接導くことが可能となり、当該気泡をより効果的に消滅させることができる。
また、前記導入溝41については、深さに対し幅を大きく設定したことから、気泡が発生したポンプ室PRxに対して制御油室30内の油圧をより広範囲に作用させることが可能となり、当該ポンプ室PRx内の気泡を効果的な消滅に寄与できる。
図12は本発明に係る可変容量形オイルポンプの第2実施形態を示したものであって、前記第1実施形態に係る導入溝41の数量を増加したものである。なお、かかる構成以外の基本的構成については前記第1実施形態と同様であり、当該第1実施形態と同一の構成及び作用については、当該第1実施形態と同一の符号を付すことによってその説明を省略する(必要に応じて図3〜図6参照)。
すなわち、本実施形態では、前記第1ランド部L1において前記導入溝41に相当する1対の第1導入溝42及び第2導入溝43が当該第1ランド部L1の径方向においてほぼ平行となるように設けられていて、これら両導入溝42,43をもって、カムリング15との間に2つの導入通路40が構成されるようになっている。
より具体的に説明すれば、前記両導入溝42,43の外端部42a,43aは、いずれも前記第1実施形態と同様のタイミングで開閉するように位置設定されている。すなわち、低〜中回転域では導入通路40の連通が遮断されて、機関回転数Rが前記所定回転数Rk以上となる中回転以上の回転域に到達したところで導入通路40が連通する構成となっている。
一方、前記各導入溝42,43のうち、外周側に配置された第1導入溝42の内端部42bは、前記ポンプ室PRx内にてキャビテーションによる気泡が溜まりやすい位置である前記外周側上流部に開口するように設けられる一方、内周側に配置された第2導入溝43の内端部43bは、前記ポンプ室PRx内における内周側上流部に開口するように設けられている。換言すれば、これら各導入溝42,43は、特にその内端部42b,43bがポンプ室PRx内において相互に異なる径方向位置に開口するように設けられることにより、前記導入通路40の連通時において、制御油室30内の油圧をポンプ室PRx内の広い範囲に亘って作用させることが可能となっている。
かかる構成から、本実施形態によれば、前記両導入溝42,43をもって、前記導入通路40の連通時にて制御油室30内の油圧がポンプ室PRx内の広範囲に亘って作用することになるため、キャビテーションの発生時において、前記ポンプ室PRx内に生じた気泡を効果的に潰し、消滅させることができる。これにより、前記キャビテーションを速やかに解消し、当該キャビテーションによる騒音等の悪影響の効果的な抑制に供される。
図13は本発明に係る可変容量形オイルポンプの第3実施形態を示したものであって、前記第1実施形態に係る導入溝41の内端側の構成を変更したものである。なお、かかる構成以外の基本的構成については前記第1実施形態と同様であり、当該第1実施形態と同一の構成及び作用については、当該第1実施形態と同一の符号を付すことによってその説明を省略する(必要に応じて図3〜図6参照)。
すなわち、本実施形態では、前記導入溝41の内端側が2つに分岐形成されていて、かかる内端側のうち当該導入溝41の本体を構成する主部41cが、前記ポンプ室PRx内にてキャビテーションによる気泡が溜まりやすい位置である前記外周側上流部に開口するように設けられる一方で、当該導入溝41の本体から分岐した枝部41dが、前記ポンプ室PRx内における内周側上流部に開口するように設けられている。言い換えれば、当該導入溝41の内端側が分岐形成され、特にその各端部に相当する主部41c及び枝部41dがポンプ室PRx内において相互に異なる径方向位置に開口するように設けられることにより、前記導入通路40の連通時において、制御油室30内の油圧をポンプ室PRx内の広い範囲に亘って作用させることが可能となっている。
かかる構成から、本実施形態によっても、前記第2実施形態と同様、前記両部41c,41dをもって前記導入通路40の連通時に制御油室30内の油圧がポンプ室PRx内の広範囲に亘って作用する結果、キャビテーション発生時に前記ポンプ室PRx内に生じた気泡を効果的に消滅させることができ、当該キャビテーションによる騒音等の悪影響の効果的な抑制に供される。
図14は本発明に係る可変容量形オイルポンプの第4実施形態を示したものであって、前記第1実施形態に係る導入溝41の内端側の構成を変更したものである。なお、かかる構成以外の基本的構成については前記第1実施形態と同様であり、当該第1実施形態と同一の構成及び作用については、当該第1実施形態と同一の符号を付すことによってその説明を省略する(必要に応じて図3〜図6参照)。
すなわち、本実施形態では、前記導入溝41の内端側に、内端部41bへと向かって溝幅が漸次拡大するように構成された拡幅部41eが設けられていて、この拡幅部41eは、その先端部(内端部41b)の溝幅が前記各吸入ポート21,31の終端部とほぼ同じ幅寸法となるように設定されている。言い換えれば、かかる構成を採用することで、導入通路40について、制御油室30に臨む外端部41aの開口面積に対して前記ポンプ室PRxに臨む内端部41bの開口面積の方が大きくなるように設定され、当該導入通路40の連通時にて、制御油室30内の油圧をポンプ室PRx内の広い範囲に亘って作用させることが可能となっている。
以上のような構成から、本実施形態によれば、前記拡幅部41eをもって、前記導入通路40の連通時にて制御油室30内の油圧がポンプ室PRx内の広範囲に亘って作用することになるため、キャビテーションの発生時において、前記ポンプ室PRx内に生じた気泡を効果的に潰し、消滅させることができる。したがって、かかる構成によっても、前記キャビテーションを速やかに解消し、当該キャビテーションによる騒音等の悪影響の効果的な抑制が図れる。
図15は本発明に係る可変容量形オイルポンプの第5実施形態を示したものであり、前記第1実施形態に係る導入溝41の内端部41bの構成を変更したものである。なお、かかる構成以外の基本的構成については前記第1実施形態と同様であり、当該第1実施形態と同一の構成及び作用については、当該第1実施形態と同一の符号を付すことによってその説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、前記導入溝41の内端部41bが延長されて、当該内端部41bが前記各吸入ポート21,31の終端部(ロータ16の回転方向下流側の端部)に直接接続されるように構成されている。
このように構成することで、キャビテーション発生時において、前記ポンプ室PRxに対して制御油室30内の油圧を作用させる区間をより長く確保することが可能となり、当該ポンプ室PRx内に生じた気泡を効果的に消滅させることができる。したがって、かかる構成によっても、前記キャビテーションを速やかに解消し、当該キャビテーションによる騒音等の悪影響の効果的な抑制が図れる。
しかも、前記導入溝41の内端部41bは、前記各吸入ポート21,31の終端部と接続する構成となっていることから、前記ポンプ室PRx内においてキャビテーションの発生時に気泡が生じやすい領域に対し、制御油室30内の油圧を効果的に作用させることができる。この結果、前記キャビテーションのより効果的な解消にも供される。
本発明は前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記機関要求油圧P1〜P3、前記第1、第2作動油圧Pf,Ps及び所定油圧Pkは、前記オイルポンプ10が搭載される車両の内燃機関及びバルブタイミング制御装置等の仕様に応じて自由に変更することができる。
また、前記導入溝41についても、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、制御油室30側から第1ランド部L1上において前記各吸入ポート21,31側へと延出するように設けられて前記吸入領域における少なくとも1つのポンプ室PRに制御油室30内の油圧を導入し得るものであれば、その数や形状、寸法等は一切問わず、ポンプ10の仕様等に応じて任意に変更可能である。
さらに、前記各実施形態では、前記カバー部材12の内側面に前記両ポート31,32及び導入溝41を形成したものを例に説明したが、このカバー部材12側については前記両ポート31,32及び導入溝41を必須の構成とするものではない。したがって、当該カバー部材12側については、図16(a)に示すように導入溝41のみを設ける構成や、図16(b)に示すように前記両ポート31,32のみを設ける構成、あるいは、図16(c)に示すように前記両ポート31,32及び導入溝41のいずれも設けない構成など、ポンプ10の仕様等に応じていずれの構成を採用することもできる。
また、前記各実施形態では、前記ロータ16に対するカムリング15の偏心量変更手段として、カムリング15を揺動(回動)させるものを例に説明したが、本発明に係るオイルポンプでは、当該偏心量変更手段についても一切問わない。したがって、前述したような揺動による偏心量変更手段のほか、例えばカムリング15をロータ16に対し平行移動させるかたちで当該ロータ16に対するカムリング15の偏心量を変更するなど、いかなる手段も採用し得る。
前記各実施形態から把握される特許請求の範囲に記載した発明以外の技術的思想について、以下に説明する。
(a)請求項1に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記カムリングは、前記側壁を構成するハウジング内に収容配置され、
前記制御油室は、前記カムリングの移動方向における前記導入通路側の前記カムリングの外周面と前記ハウジングの内側面とを含むように構成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
(b)前記(a)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路は、前記側壁に溝として形成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、当該導入通路を容易に形成することができる。
(c)前記(b)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路の前記作動油室と連通する側の端部は、前記作動油室と常に連通するように構成され、前記導入通路の前記制御油室と連通する側の端部が、前記カムリングの軸方向端面により連通又は遮断されるように構成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
(d)前記(b)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路は、前記吐出部から前記吸入部に向けて延設されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
(e)前記(d)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路は、前記各ベーンの突出方向に対し、前記吸入部に向けて斜行するような直線部を有することを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、当該導入通路をより長く確保することが可能となって、当該導入通路による減圧効果を高めることに供される。これにより、作動油室内に発生した気泡をゆっくり消滅させることが可能となり、当該気泡を消滅させることによる騒音等の弊害を抑制することができる。
(f)前記(a)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路は、深さよりも大きな幅を有する溝によって構成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、制御油室内の吐出圧を作動油室の広範囲に作用させることが可能となり、当該作動油室内の気泡を効果的に消滅させることができる。
(g)請求項1に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路は、複数の箇所にて前記作動油室と連通するように構成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、作動油室内の気泡を効果的に消滅させることができ、キャビテーションの良好な解消に供される。
(h)請求項1に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路は、前記作動油室の周方向において異なる複数の箇所と連通するように構成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、作動油室内の気泡を効果的に消滅させることができ、キャビテーションの良好な解消に供される。
(i)請求項1に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路は、前記制御油室と連通する側の端部の開口面積に対し、前記作動油室と連通する側の端部の開口面積の方が大きく設定されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、作動油室内の気泡を効果的に消滅させることができ、キャビテーションの良好な解消に供される。
(j)請求項1に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路の前記作動油室と連通する側の端部は、前記吐出部よりも前記吸入部に近くなるように設けられていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、キャビテーションの発生し易い作動油室に吐出圧を導入することが可能となり、当該キャビテーションの効果的な解消に供される。
(k)請求項1に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記カムリングは、前記ロータの回転数が第1の回転数以下では前記偏心量が最大となった状態が維持され、前記ロータの回転数がさらに上昇して第2の回転数となるまでは前記偏心量が小さくなる方向へ移動し、前記ロータの回転数がさらに上昇して第3の回転数となるまでは停止し、前記ロータの回転数がさらに上昇して第3の回転数を超えると前記偏心量が最小となるまで前記偏心量が減少する方向へ移動するように設定されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように回転数に応じて吐出量を可変にすることで、無駄な吐出の削減によるポンプの駆動トルクの低減化に供される。
(l)前記(k)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記カムリングには、前記付勢部材の付勢力に加えて第2の付勢部材の付勢力が作用するように構成され、
前記カムリングの前記偏心量により、前記付勢部材の付勢力のみが作用する状態と、前記付勢部材と前記第2の付勢部材の両付勢力が作用する状態と、が切り換わるように構成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、カムリングの偏心量(ポンプの吐出量)を段階的に制御することが可能となるために、当該ポンプの吐出量をエンジンの要求油圧により近づけることができる。この結果、ポンプの駆動トルクをより効果的に低減することに供される。
(m)前記(l)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記第2の付勢部材は、その付勢力が前記付勢部材の付勢方向に対し反対側へ作用するように設けられていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
(n)前記(k)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路は、前記第2の回転数に達する手前で前記制御油室と前記作動油室とを連通させるように構成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
(o)前記(n)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路は、前記第3の回転数よりも低い回転数域において前記制御油室と前記作動油室とを連通させるように構成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
(p)請求項2に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路の前記作動油室と連通する側の端部は、前記吸入部に直接開口するように設けられていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、作動油室内の気泡に対して吐出圧を作用させる区間を長く確保することが可能となり、当該気泡を効果的に消滅させることができる。この結果、キャビテーションの効果的な解消に寄与できる。
(q)前記(p)に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
前記導入通路の前記作動油室と連通する側の端部は、前記吸入部における前記ロータの回転方向の下流側に開口するように設けられていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
このように構成することで、キャビテーションの発生しやすい作動油室へと吐出圧を導入することが可能となって、当該キャビテーションのより効果的な解消に供される。
10…オイルポンプ
11…ポンプボディ(ハウジング)
12…カバー部材(ハウジング)
15…カムリング
16…ロータ
17…ベーン
21…吸入ポート(吸入部)
22…吐出ポート(吐出部)
30…制御油室
33…第1スプリング(付勢部材)
40…導入通路
PR…ポンプ室(作動油室)
L1…第1ランド部(隔壁)
L2…第2ランド部(隔壁)

Claims (3)

  1. 回転駆動されるロータと、
    前記ロータの外周側に出没自在に設けられた複数のベーンと、
    前記ロータと前記複数のベーンをその内周側に収容することによって複数の作動油室を隔成すると共に、前記ロータの回転中心に対するその内周面の中心の偏心量が変化するように移動することによって前記ロータの回転時における前記各作動油室の容積の増減量を変化させるカムリングと、
    前記カムリングの軸方向両側に設けられ、該カムリングの前記偏心量の増大する方向への移動時に容積が増大する前記各作動油室に開口する吸入部と、該吸入部に対し前記ロータの回転方向において少なくとも前記各作動油室よりも大きい周方向幅を有する隔壁を隔てて設けられ、前記カムリングの前記偏心量の増大する方向への移動時に容積が減少する前記各作動油室に開口する吐出部とが形成された側壁と、
    前記偏心量が増大する方向に前記カムリングを付勢する付勢部材と、
    その内部に吐出圧が導かれることで、該吐出圧をもって前記付勢部材の付勢力に抗して前記偏心量が減少する方向へ前記カムリングを移動させる制御油室と、
    前記作動油室が前記吸入部から前記吐出部へと移動する際に横切る前記隔壁上に設けられ、前記カムリングが最大に偏心した状態では前記カムリングの軸方向端面によって前記作動油室と前記制御油室の連通が遮断される一方、前記カムリングの前記偏心量が減少する方向への移動によって前記作動油室と前記制御油室とを連通させて当該制御油室内の吐出圧を前記作動油室へと導入する導入通路と、を備えたことを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  2. 回転駆動されるロータと、
    前記ロータの外周側に出没自在に設けられた複数のベーンと、
    前記ロータと前記複数のベーンをその内周側に収容することによって複数の作動油室を隔成すると共に、前記ロータの回転中心に対するその内周面の中心の偏心量が変化するように移動することによって前記ロータの回転時における前記各作動油室の容積の増減量を変化させるカムリングと、
    前記カムリングの軸方向両側に設けられ、該カムリングの前記偏心量の増大する方向への移動時に容積が増大する前記各作動油室に開口する吸入部と、該吸入部に対し前記ロータの回転方向において少なくとも前記各作動油室よりも大きい周方向幅を有する隔壁を隔てて設けられ、前記カムリングの前記偏心量の増大する方向への移動時に容積が減少する前記各作動油室に開口する吐出部とが形成された側壁と、
    前記偏心量が増大する方向に前記カムリングを付勢する付勢部材と、
    その内部に吐出圧が導かれることで、該吐出圧をもって前記付勢部材の付勢力に抗して前記偏心量が減少する方向へ前記カムリングを移動させる制御油室と、
    前記カムリングの前記偏心量が所定量以下となったときには、前記吐出部に開口する前記作動油室を除いた少なくとも1つの作動油室に吐出圧が導かれ、前記カムリングの前記偏心量が最大となったときには、前記各作動油室のいずれにも吐出圧が導入されないように構成された導入通路と、を備えたことを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  3. ロータが回転駆動されることによって複数の作動油室の容積を増減させることで、吸入部から導入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、
    前記ポンプ構成体により吐出されたオイルの吐出圧をもって可動部材が可動することで、前記吐出部に開口する前記各作動油室の容積変化量を変化させる可変機構と、
    前記吐出部に開口する前記各作動油室の容積変化量が大きくなる方向へ前記可動部材を常時付勢する付勢部材と、
    前記各作動油室の容積変化量が最大となっている状態では導入されず、前記可変機構によって前記各作動油室の容積変化量が最大の状態から所定量小さくなったときに、前記吸入部から前記吐出部に切り換わる間の領域において吐出圧を前記各作動油室へと導く導入通路と、を備えたことを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
JP2011162816A 2011-07-26 2011-07-26 可変容量形オイルポンプ Expired - Fee Related JP5690238B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011162816A JP5690238B2 (ja) 2011-07-26 2011-07-26 可変容量形オイルポンプ
CN201210057229.XA CN102900668B (zh) 2011-07-26 2012-03-06 容量可变型泵
US13/444,428 US9206690B2 (en) 2011-07-26 2012-04-11 Variable displacement pump
DE102012210453A DE102012210453A1 (de) 2011-07-26 2012-06-21 Verstellpumpe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011162816A JP5690238B2 (ja) 2011-07-26 2011-07-26 可変容量形オイルポンプ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013024224A JP2013024224A (ja) 2013-02-04
JP5690238B2 true JP5690238B2 (ja) 2015-03-25

Family

ID=47503267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011162816A Expired - Fee Related JP5690238B2 (ja) 2011-07-26 2011-07-26 可変容量形オイルポンプ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9206690B2 (ja)
JP (1) JP5690238B2 (ja)
CN (1) CN102900668B (ja)
DE (1) DE102012210453A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5993291B2 (ja) * 2012-11-27 2016-09-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 可変容量形ポンプ
JP6092652B2 (ja) * 2013-02-19 2017-03-08 トヨタ自動車株式会社 可変容量型オイルポンプの制御装置
JP2014163294A (ja) * 2013-02-25 2014-09-08 Showa Corp ベーンポンプ装置
JP6079582B2 (ja) 2013-11-22 2017-02-15 トヨタ自動車株式会社 排気処理装置
CN106170628B (zh) * 2014-04-14 2017-09-22 麦格纳动力系有限公司 可变容量泵
JP5983687B2 (ja) * 2014-07-31 2016-09-06 ダイキン工業株式会社 可変ベーンポンプ
DE102015112672A1 (de) * 2015-08-03 2017-02-09 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Verdrängerpumpe zur förderung eines fluides für einen verbraucher eines kraftfahrzeuges
WO2017154438A1 (ja) * 2016-03-07 2017-09-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 可変容量形ポンプ
CN112283101A (zh) * 2020-11-04 2021-01-29 湖南机油泵股份有限公司 一种滑块定位精确的变排量机油泵
EP4240973A1 (en) * 2020-11-09 2023-09-13 Pierburg Pump Technology GmbH Variable displacement lubricant pump
CN113431658B (zh) * 2021-07-20 2022-04-22 湖南机油泵股份有限公司 一种泄油式全可变泵控制系统
CN114294071B (zh) * 2022-01-08 2022-11-18 湖南机油泵股份有限公司 一种商用车全可变排量机油泵

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3824041A (en) * 1972-08-01 1974-07-16 C Rystrom Positive displacement liquid pump
US4531898A (en) * 1983-12-13 1985-07-30 Nissan Motor Co., Ltd. Control system for a vane type variable displacement pump
JP2895169B2 (ja) * 1990-06-11 1999-05-24 株式会社ユニシアジェックス ベーンポンプ
JPH04171288A (ja) * 1990-11-05 1992-06-18 Nissan Motor Co Ltd 可変容量ベーンポンプ
JP2932236B2 (ja) * 1994-02-28 1999-08-09 自動車機器株式会社 可変容量形ポンプ
CA2159672C (en) * 1994-10-17 2009-09-15 Siegfried A. Eisenmann A valve train with suction-controlled ring gear/internal gear pump
US5921274A (en) * 1996-06-10 1999-07-13 Corken, Inc. Internal relief and bypass valve for pumps and piping systems
DE19631974C2 (de) * 1996-08-08 2002-08-22 Bosch Gmbh Robert Flügelzellenmaschine
JPH1089266A (ja) * 1996-09-17 1998-04-07 Toyoda Mach Works Ltd ベーンポンプ
JP2000087877A (ja) * 1998-09-10 2000-03-28 Bosch Braking Systems Co Ltd 可変容量形ポンプ
CA2443367C (en) * 2001-04-05 2011-03-15 Argo-Tech Corporation Variable displacement pump having a rotating cam ring
JP3861721B2 (ja) * 2001-09-27 2006-12-20 ユニシア ジェーケーシー ステアリングシステム株式会社 オイルポンプ
CN1309958C (zh) * 2002-06-13 2007-04-11 尤尼西亚Jkc控制系统株式会社 可变排量泵
JP4769126B2 (ja) * 2006-05-30 2011-09-07 株式会社ショーワ 可変容量型ポンプ
US7862306B2 (en) * 2007-02-06 2011-01-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Pressure regulating variable displacement vane pump
JP4986726B2 (ja) * 2007-06-14 2012-07-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 可変容量形ポンプ
JP5172289B2 (ja) * 2007-11-21 2013-03-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 可変容量形ポンプ
JP5174720B2 (ja) * 2009-03-09 2013-04-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 可変容量形ポンプ
JP2011162816A (ja) 2010-02-05 2011-08-25 Dowa Holdings Co Ltd 金属抽出剤及びそれを用いたイットリウムの抽出方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20130028770A1 (en) 2013-01-31
DE102012210453A1 (de) 2013-01-31
CN102900668B (zh) 2016-06-22
JP2013024224A (ja) 2013-02-04
CN102900668A (zh) 2013-01-30
US9206690B2 (en) 2015-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5690238B2 (ja) 可変容量形オイルポンプ
JP5993291B2 (ja) 可変容量形ポンプ
JP5620882B2 (ja) 可変容量形ポンプ
JP5688003B2 (ja) 可変容量形オイルポンプ
JP5174720B2 (ja) 可変容量形ポンプ
JP6006098B2 (ja) 可変容量形ポンプ
JP5364606B2 (ja) ベーンポンプ
JP5145271B2 (ja) 可変容量オイルポンプ
JP5564450B2 (ja) オイルポンプ
JP5116546B2 (ja) 可変容量型ベーンポンプ
JP6165019B2 (ja) ベーンポンプ
JP2020034004A (ja) 可変容量形オイルポンプ
JP6271297B2 (ja) 可変容量形オイルポンプ
JP6664465B2 (ja) 可変容量形ポンプ
US8690557B2 (en) Variable displacement vane pump
JP5059799B2 (ja) 可変容量ベーンポンプ
JP5499151B2 (ja) 可変容量形ポンプ
JP3631264B2 (ja) 可変容量形ポンプ
JP6543682B2 (ja) 可変容量形ポンプ
JP2015161248A (ja) 可変容量形オイルポンプ
JP6573509B2 (ja) 可変容量形ポンプ
JP2005120884A (ja) 可変容量型ベーンポンプ
CN117881891A (zh) 可变容量型油泵
JP2020041522A (ja) 可変容量形ポンプ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141016

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141028

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5690238

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees