JP7015467B2 - Fluid pump - Google Patents

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Description

本発明は、車両等に搭載されて作動油など各種流体を供給する際に吐出圧力の脈動を大幅に低減し得る流体ポンプに関する。 The present invention relates to a fluid pump mounted on a vehicle or the like and capable of significantly reducing the pulsation of discharge pressure when supplying various fluids such as hydraulic oil.

従来、このような吐出圧力の脈動低減を図った流体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ある。 Conventionally, as a fluid pump aimed at reducing the pulsation of such discharge pressure, for example, there is one described in Patent Document 1 below.

特許文献1に記載された流体ポンプは、ポンプ室を形成するシリンダと、このシリンダの内部に摺動自在に設けられ、かつバネにより下死点側に付勢されたプランジャと、当該プランジャと当接して当該プランジャを押し込み方向に打撃する移動子とを備えている。この移動子はクランク機構を有するモータによって往復駆動される。 The fluid pump described in Patent Document 1 includes a cylinder forming a pump chamber, a plunger slidably provided inside the cylinder and urged toward the bottom dead center side by a spring, and the plunger. It is equipped with a mover that touches and hits the plunger in the pushing direction. This mover is reciprocally driven by a motor having a crank mechanism.

ポンプ室には、吸入弁を介して流体をポンプ室に吸入する吸入路と、ポンプ室から吐出弁を介して流体液体を吐出する吐出路が接続されている。吸入弁および吐出弁はチェック弁である。 The pump chamber is connected to a suction passage for sucking the fluid into the pump chamber via the suction valve and a discharge passage for discharging the fluid liquid from the pump chamber via the discharge valve. The intake valve and the discharge valve are check valves.

移動子がプランジャを押し込むとき、吐出路では、ポンプ室の流体が吐出弁を開き動作させて外部に吐出され、吸入路では、ポンプ室の流体が逆流しないように吸入弁が閉じられる。逆に移動子が引かれるときには、移動子はプランジャから離間し、プランジャはバネの付勢力によってシリンダから突出する。 When the mover pushes the plunger, in the discharge path, the fluid in the pump chamber is opened and operated to be discharged to the outside, and in the suction path, the suction valve is closed so that the fluid in the pump chamber does not flow back. On the contrary, when the mover is pulled, the mover is separated from the plunger, and the plunger protrudes from the cylinder by the urging force of the spring.

本構成のポンプでは、プランジャの往復移動に伴って流体の吐出と中断とが繰り返され、吐出流体の流れに脈動が生じる。そこで、特許文献1に係る技術では、吐出路として樹脂製のチューブを用いることで当該チューブの弾性を利用して流体の脈動を軽減させている。また、その他の手法として、吐出路にバッファ槽を設けて流体の脈動を軽減する旨の記載もある。 In the pump of this configuration, the discharge and interruption of the fluid are repeated as the plunger reciprocates, and pulsation occurs in the flow of the discharged fluid. Therefore, in the technique according to Patent Document 1, by using a resin tube as a discharge path, the elasticity of the tube is utilized to reduce the pulsation of the fluid. Further, as another method, there is a description that a buffer tank is provided in the discharge path to reduce the pulsation of the fluid.

WO2007/015429号公報WO2007 / 015429A

ただし、特許文献1の流体ポンプでは、流体の流通方向を制御する吸入弁および吐出弁としてチェック弁を用いている。このチェック弁は、流体の流れを止める場合には弁体の一部が配管の内面に設けた弁座に当接して配管を遮断し、流体を流通させる場合には弁体の一部が弁座から離間する。弁座の反対側には弁座から離間した弁体の位置を規制する規制部が設けられている。 However, in the fluid pump of Patent Document 1, a check valve is used as an intake valve and a discharge valve for controlling the flow direction of the fluid. In this check valve, when the flow of fluid is stopped, a part of the valve body comes into contact with the valve seat provided on the inner surface of the pipe to shut off the pipe, and when the fluid is circulated, a part of the valve body is a valve. Separate from the seat. On the opposite side of the valve seat, a regulating part for regulating the position of the valve body separated from the valve seat is provided.

特許文献1の技術では、移動子はモータによって高速で往復移動し、特に流体を吐出する場合にはプランジャには瞬間的に打撃力が加わる。このとき流体の圧力が急上昇し、吸入弁および吐出弁は急激に動作して弁座や規制部に衝突する打音を発生させる。 In the technique of Patent Document 1, the mover reciprocates at high speed by a motor, and a striking force is momentarily applied to the plunger, particularly when the fluid is discharged. At this time, the pressure of the fluid rises sharply, and the suction valve and the discharge valve operate rapidly to generate a tapping sound that collides with the valve seat and the regulation portion.

このように、上記従来の技術にあっては、流体ポンプから生じる油圧の脈動を低減化することはできても、ポンプの一部からは激しい打音が発生する。 As described above, in the above-mentioned conventional technique, although the pulsation of the hydraulic pressure generated from the fluid pump can be reduced, a violent tapping sound is generated from a part of the pump.

また、樹脂製のチューブを配した箇所では脈動や振動が軽減される可能性はあるが、ポンプ本体では脈動による振動が発生する。よって、ポンプ全体に注目した場合、振動や騒音が解消されているとは言えない。 Further, although there is a possibility that pulsation and vibration may be reduced at the place where the resin tube is arranged, vibration due to pulsation occurs in the pump body. Therefore, when paying attention to the entire pump, it cannot be said that the vibration and noise are eliminated.

このように、上記従来の流体ポンプにあっては、振動や騒音を低減させるにも限界があり、これを解決したコンパクトな流体ポンプが求められている。 As described above, the conventional fluid pump has a limit in reducing vibration and noise, and a compact fluid pump that solves this limit is required.

(特徴構成)
本発明に係る流体ポンプにおいては、
一旦貯留する流体を吸入・吐出する少なくとも一つの第1開口および前記流体の流通を許可・遮断する少なくとも一つの第2開口が設けられたシリンダと、
前記シリンダの内部に流体室を形成しつつ往復移動し、前記第2開口と連通して前記往復移動の方向に交差する方向に前記流体を流通させる連通路が設けられたピストンと、
前記第1開口を介して前記流体室との間で前記流体を供給・吐出する供給路および吐出路と、を有する複数のプランジャユニットと、
前記複数のプランジャユニットが有する前記ピストンの夫々の前記往復移動を相互に4分の1周期ずつ異ならせて駆動制御するカムと、を備え、
前記複数のプランジャユニットのうち特定のプランジャユニットが有する前記供給路と前記吐出路とが、前記複数のプランジャユニットの他のプランジャユニットが有する前記第2開口に接続され、
前記特定のプランジャユニットが有する前記第2開口に、前記他のプランジャユニットが有する前記供給路と前記吐出路とが接続された構成とすることもできる。
(Characteristic composition)
In the fluid pump according to the present invention,
A cylinder provided with at least one first opening for sucking and discharging the fluid once stored and at least one second opening for permitting and blocking the flow of the fluid.
A piston provided with a communication passage that reciprocates while forming a fluid chamber inside the cylinder and that communicates with the second opening and circulates the fluid in a direction intersecting the direction of the reciprocating movement.
A plurality of plunger units having a supply path and a discharge path for supplying and discharging the fluid to and from the fluid chamber through the first opening.
The plurality of plunger units are provided with a cam for driving and controlling the reciprocating motion of each of the pistons so as to be different from each other by a quarter cycle.
The supply path and the discharge path of a specific plunger unit among the plurality of plunger units are connected to the second opening of the other plunger units of the plurality of plunger units.
The supply path and the discharge path of the other plunger unit may be connected to the second opening of the specific plunger unit.

(効果)
本構成のように、流体を吐出するピストンおよびシリンダの組を少なくとも二組配置し、相互に流体の吸入・吐出機能と、流路の切替機能とを分担することで、全体の部品点数を抑えながら所定の吐出量を有する流体ポンプを形成することができる。この場合には全体のサイズもコンパクトになり、特に車両等への搭載性に優れた流体ポンプを得ることができる。
(effect)
As in this configuration, at least two sets of pistons and cylinders that discharge fluid are arranged, and the fluid suction / discharge function and the flow path switching function are shared with each other, thereby reducing the total number of parts. However, it is possible to form a fluid pump having a predetermined discharge amount. In this case, the overall size becomes compact, and a fluid pump having excellent mountability on a vehicle or the like can be obtained.

また、複数のピストンを用いて流体の吐出タイミングに差を持たせることで、流体の吐出に際しての油圧の脈動を抑えることができ、振動や騒音の少ない流体ポンプを得ることができる。 Further, by using a plurality of pistons to make a difference in the discharge timing of the fluid, it is possible to suppress the pulsation of the hydraulic pressure at the time of discharging the fluid, and it is possible to obtain a fluid pump with less vibration and noise.

第1実施形態に係る流体ポンプの構成および動作態様を示す説明図Explanatory drawing which shows the structure and operation mode of the fluid pump which concerns on 1st Embodiment ピストンおよび弁体の動作位相の差を示すブラフBluff showing the difference in operating phase between piston and valve body 弁体の開口形状と瞬間吸入吐出量の変化とを示す説明図Explanatory drawing showing the opening shape of the valve body and the change in the instantaneous suction discharge amount 第2実施形態に係る流体ポンプの構成を示す説明図Explanatory drawing which shows the structure of the fluid pump which concerns on 2nd Embodiment 第3実施形態に係る流体ポンプの構成を示す説明図Explanatory drawing which shows the structure of the fluid pump which concerns on 3rd Embodiment

〔第1実施形態〕
(全体概要)
本発明に係る流体ポンプSの第1実施形態について図1乃至図3を参照しながら説明する。この流体ポンプSは、図1に示すように、流体Wの給排に係る少なくとも一つの開口21を有するプランジャPを備えている。プランジャPは、シリンダ2と、このシリンダ2の内部に流体室22を形成しつつ往復移動するピストン1とを備えている。ピストン1は、回転するカムCによって駆動状態が制御される。本実施形態においては、シリンダ2に一本の流路Rが接続されており、その先で、流体室22に流体Wを供給する供給路R1と、流体室22から流体Wを吐出する吐出路R2とに分岐している。これら供給路R1と吐出路R2とは、前記カムCによって駆動する切替弁KVによって切り替えられる。
[First Embodiment]
(Overview)
The first embodiment of the fluid pump S according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. As shown in FIG. 1, the fluid pump S includes a plunger P having at least one opening 21 for supplying and discharging the fluid W. The plunger P includes a cylinder 2 and a piston 1 that reciprocates while forming a fluid chamber 22 inside the cylinder 2. The drive state of the piston 1 is controlled by the rotating cam C. In the present embodiment, one flow path R is connected to the cylinder 2, and after that, a supply path R1 for supplying the fluid W to the fluid chamber 22 and a discharge path for discharging the fluid W from the fluid chamber 22. It branches to R2. The supply path R1 and the discharge path R2 are switched by a switching valve KV driven by the cam C.

(プランジャ)
図1に示すように、本実施形態のプランジャPは、例えば筒状のシリンダ2の内部にピストン1を往復軸芯X1に沿って往復移動可能に内挿したシンプルな形状である。シリンダ2とピストン1とによって流体Wを収容する流体室22が形成される。流体室22の内部には、シリンダ2の壁部とピストン1の端部との間に当接して、ピストン1をカムCの側に付勢する第1バネ3aが備えられている。第1バネ3aは例えばコイルスプリングである。
(Plunger)
As shown in FIG. 1, the plunger P of the present embodiment has, for example, a simple shape in which a piston 1 is inserted inside a cylindrical cylinder 2 so as to be reciprocating along a reciprocating shaft core X1. The cylinder 2 and the piston 1 form a fluid chamber 22 for accommodating the fluid W. Inside the fluid chamber 22, a first spring 3a that abuts between the wall portion of the cylinder 2 and the end portion of the piston 1 and urges the piston 1 toward the cam C is provided. The first spring 3a is, for example, a coil spring.

シリンダ2の壁部のうち、ピストン1の移動軌跡と重ならない位置に流路Rが接続されている。カムCの回転に際し、この流路Rを介してシリンダ2の内部に流体Wが吸入されあるいは吐出される。尚、流路Rが一本の場合、図1に示すようにシリンダ2のうち往復軸芯X1に直交する端面に流路Rを接続しておくと、流体Wの出入りが円滑となって流通抵抗が低減される。 The flow path R is connected to the wall portion of the cylinder 2 at a position that does not overlap with the movement locus of the piston 1. When the cam C rotates, the fluid W is sucked in or discharged into the inside of the cylinder 2 through the flow path R. When there is only one flow path R, if the flow path R is connected to the end face of the cylinder 2 orthogonal to the reciprocating shaft core X1 as shown in FIG. 1, the fluid W can flow in and out smoothly. Resistance is reduced.

(カム)
ピストン1は回転するカムCによって駆動される。本実施形態のカムCは、例えば円形の外形を有する偏心カムである。カムCには、図外の回転軸が設けられており、任意の駆動機構によって回転軸芯Xの周りに回転駆動される。図2には、当該カムCによるピストン1の動作態様を示す。横軸がカムCの回転角度であり、縦軸がピストン1のストロークである。ピストン1の動作曲線はこのようにサイン曲線となる。この曲線におけるa点乃至d点は、図1の(a)乃至(d)の各状態におけるピストン1の位置を示している。
(cam)
The piston 1 is driven by a rotating cam C. The cam C of the present embodiment is, for example, an eccentric cam having a circular outer shape. The cam C is provided with a rotation shaft (not shown), and is rotationally driven around the rotation shaft core X by an arbitrary drive mechanism. FIG. 2 shows an operation mode of the piston 1 by the cam C. The horizontal axis is the rotation angle of the cam C, and the vertical axis is the stroke of the piston 1. The operation curve of the piston 1 becomes a sine curve in this way. The points a to d in this curve indicate the position of the piston 1 in each of the states (a) to (d) of FIG.

(切替弁)
シリンダ2に供給される流体Wと、シリンダ2から吐出される流体Wとが流通する流路Rの途中に、これら流体Wの方向を切り替える切替弁KVが設けられている。具体的には、図1に示すように、筒状のケーシングKと、カムCの作用によりケーシングKの内面で案内されつつ往復移動する弁体Vとを備えている。ケーシングKの内部には、弁体VをカムCの側に常に押圧する第2バネ3bとしてコイルバネが設けられている。また、ケーシングKの内部と外部とを連通して弁体Vの移動を阻害しないよう通気孔K1がケーシングKに設けられている。
(Switching valve)
A switching valve KV for switching the direction of the fluid W is provided in the middle of the flow path R through which the fluid W supplied to the cylinder 2 and the fluid W discharged from the cylinder 2 flow. Specifically, as shown in FIG. 1, it includes a cylindrical casing K and a valve body V that reciprocates while being guided on the inner surface of the casing K by the action of the cam C. Inside the casing K, a coil spring is provided as a second spring 3b that constantly presses the valve body V toward the cam C. Further, a ventilation hole K1 is provided in the casing K so as not to communicate the inside and the outside of the casing K and hinder the movement of the valve body V.

ケーシングKには、供給路R1および吐出路R2を形成する弁開口K2が設けられている。一方の弁体Vの外周面には、流体Wを流通させる連通路4としての環状の溝部4aが形成されている。つまり、弁体Vが往復移動し、供給路R1あるいは吐出路R2と溝部4aとの重なり状態を変更することで流路Rの切り替えが行われる。 The casing K is provided with a valve opening K2 forming a supply path R1 and a discharge path R2. On the outer peripheral surface of one of the valve bodies V, an annular groove portion 4a as a communication passage 4 through which the fluid W flows is formed. That is, the valve body V reciprocates, and the flow path R is switched by changing the overlapping state of the supply path R1 or the discharge path R2 and the groove portion 4a.

本構成の場合、弁体Vは従来の一方向弁のように流体Wの圧力で作動するものではなく流体Wの流れとは独立したカムCによって駆動される。流体Wの圧力が弁体Vに作用する方向は、弁体Vの往復移動方向に対して直角な方向となる。よって、弁体Vは流体Wの圧力の影響を受け難く、弁体Vが弁座等に衝突するような油激や、弁体VがケーシングKとの間で打音を発生する等の不都合も生じない。このように本構成の弁体Vであれば、簡便な構成でありながら往復動作が安定な切替弁KVを得ることができる。 In the case of this configuration, the valve body V is not operated by the pressure of the fluid W as in the conventional one-way valve, but is driven by the cam C independent of the flow of the fluid W. The direction in which the pressure of the fluid W acts on the valve body V is a direction perpendicular to the reciprocating movement direction of the valve body V. Therefore, the valve body V is not easily affected by the pressure of the fluid W, and there are inconveniences such as the oil violence that the valve body V collides with the valve seat and the like, and the valve body V generating a tapping sound with the casing K. Does not occur either. As described above, with the valve body V having the present configuration, it is possible to obtain a switching valve KV having a simple configuration and stable reciprocating operation.

(ピストンおよび弁体の動作態様)
弁体Vおよびピストン1は、カムCの回転周期につき4分の1周期の差をもって駆動される。例えば、カムCによってピストン1を押し上げる場合および第1バネ3aによってピストン1が押し下げられる場合の何れにおいても、ピストン1が上死点と下死点との略中間にあるときにピストン1の移動速度が最大となり流体Wの流量が最大となる。よって、この時に切替弁KVの供給路R1あるいは吐出路R2が全開状態となれば流体Wの流通抵抗が最少となる。そのため本構成では、ピストン1および弁体Vに作用するカムCのタイミングを4分の1周期異ならせてある。
(Operation mode of piston and valve body)
The valve body V and the piston 1 are driven with a difference of a quarter cycle per rotation cycle of the cam C. For example, in both the case where the piston 1 is pushed up by the cam C and the case where the piston 1 is pushed down by the first spring 3a, the moving speed of the piston 1 when the piston 1 is substantially in the middle between the top dead center and the bottom dead center. Is the maximum and the flow rate of the fluid W is the maximum. Therefore, if the supply path R1 or the discharge path R2 of the switching valve KV is fully opened at this time, the flow resistance of the fluid W becomes the minimum. Therefore, in this configuration, the timings of the cams C acting on the piston 1 and the valve body V are different by a quarter cycle.

図2の下段には弁体Vの往復移動の様子を示した。ここでのa点乃至d点は、図1における(a)乃至(d)の状態に対応している。また、このようにピストン1と弁体Vとを一つのカムCにより周期差を持たせて駆動することで、ピストン1による流体Wの吸入・吐出流量の増減と、弁体Vの連通路4の開口面積の増減とを連動させることができる。この結果、切替弁KVにおいて、流体圧力が急激に増減することが抑制され、流通抵抗の少ない流体ポンプSを得ることができる。 The lower part of FIG. 2 shows the reciprocating motion of the valve body V. The points a to d here correspond to the states (a) to (d) in FIG. Further, by driving the piston 1 and the valve body V with a periodic difference by one cam C in this way, the increase / decrease in the suction / discharge flow rate of the fluid W by the piston 1 and the communication passage 4 of the valve body V It is possible to link the increase / decrease in the opening area of. As a result, in the switching valve KV, the fluid pressure is suppressed from suddenly increasing or decreasing, and the fluid pump S having low flow resistance can be obtained.

尚、本実施形態の流体ポンプSにおいては、図1に示すように、連通路4である溝部4aを、弁体Vの外面に設けられた案内面Vaのうち、往復移動の方向に沿った中央位置に設けておく。 In the fluid pump S of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the groove portion 4a, which is the communication passage 4, is provided along the direction of reciprocating movement of the guide surface Va provided on the outer surface of the valve body V. Provide it in the center position.

特に、流体Wが作動油などである場合、この作動油は弁体Vの案内面VaとケーシングKの内面との隙間に拡散する。これにより、弁体Vの摺動抵抗を低減することができる。本構成では、連通路4を案内面Vaの中央位置に設けてあるため、ここから拡散した作動油は案内面Vaの全面に拡散し易くなっている。よって、本構成であれば、弁体Vの摺動抵抗を小さく維持し弁体Vの作動性を高めることができる。 In particular, when the fluid W is hydraulic oil or the like, the hydraulic oil diffuses into the gap between the guide surface Va of the valve body V and the inner surface of the casing K. Thereby, the sliding resistance of the valve body V can be reduced. In this configuration, since the connecting passage 4 is provided at the center position of the guide surface Va, the hydraulic oil diffused from this is easily diffused to the entire surface of the guide surface Va. Therefore, with this configuration, the sliding resistance of the valve body V can be kept small and the operability of the valve body V can be improved.

(弁開口の形状)
弁体Vの連通路4における流動抵抗の増大をより少なくするには、ケーシングKに設ける弁開口K2の開口形状を工夫するのが有効である。ケーシングKに対する供給路R1および吐出路R2の開口形状が、溝部4aが供給路R1あるいは吐出路R2との重複面積を増大する方向に移動する場合に、溝部4aの縁部と交差する供給路R1あるいは吐出路R2の開口幅が増大する方向の奥側ほど広くなるように形成してあると好都合である。
(Shape of valve opening)
In order to further reduce the increase in flow resistance in the communication passage 4 of the valve body V, it is effective to devise the opening shape of the valve opening K2 provided in the casing K. When the opening shape of the supply path R1 and the discharge path R2 with respect to the casing K moves in a direction in which the groove portion 4a increases the overlapping area with the supply path R1 or the discharge path R2, the supply path R1 intersects with the edge portion of the groove portion 4a. Alternatively, it is convenient that the discharge path R2 is formed so as to be wider toward the inner side in the direction of increasing opening width.

これは、弁体Vの往復移動に際して、弁体Vの連通路4と供給路R1あるいは連通路4と吐出路R2との重なり面積を変化させ、ピストン1の位置に応じて流体Wの吐出量が変化することに対処するものである。本実施形態では、弁体Vの連通路4が溝部4aである場合に、これと重なる例えば供給路R1の開口形状を、溝部4aとの重なりが増えるほど供給路R1の開口幅が広がるものとしている。 This changes the overlapping area between the communication passage 4 of the valve body V and the supply passage R1 or the communication passage 4 and the discharge passage R2 when the valve body V reciprocates, and the discharge amount of the fluid W is changed according to the position of the piston 1. Is to deal with the change. In the present embodiment, when the communication passage 4 of the valve body V is the groove portion 4a, the opening shape of the supply path R1 that overlaps the groove portion 4a is assumed to be widened as the overlap with the groove portion 4a increases. There is.

図3には、ケーシングKに形成される弁開口K2の開口形状により、シリンダ2における流体Wの瞬間吸入吐出流量がどのように変化するかを示している。図3の上段の図は、形状が四角形、円形、略三角形である弁開口K2に対して弁体Vの溝部4aが相対移動する際の、弁開口K2と溝部4aとの重複状態の推移を示している。図3は、溝部4aの上面4a1が各弁開口K2の端部に一致している状態であり、弁開口K2はまだ開口していない。一方、夫々の弁開口K2に重なる夫々の点線は、溝部4aが移動して弁開口K2との開口面積を増大する様子を示している。図3の下段には、カムCの回転に応じたシリンダ2における流体Wの瞬間吸入吐出量の変化態様を弁開口K2の形状毎に示したものである。 FIG. 3 shows how the instantaneous suction / discharge flow rate of the fluid W in the cylinder 2 changes depending on the opening shape of the valve opening K2 formed in the casing K. The upper figure of FIG. 3 shows the transition of the overlapping state of the valve opening K2 and the groove 4a when the groove 4a of the valve body V moves relative to the valve opening K2 whose shape is quadrangular, circular, or substantially triangular. Shows. FIG. 3 shows a state in which the upper surface 4a1 of the groove portion 4a coincides with the end portion of each valve opening K2, and the valve opening K2 has not yet opened. On the other hand, each dotted line overlapping each valve opening K2 shows how the groove 4a moves to increase the opening area with the valve opening K2. The lower part of FIG. 3 shows the change mode of the instantaneous suction / discharge amount of the fluid W in the cylinder 2 according to the rotation of the cam C for each shape of the valve opening K2.

弁体Vは、カムCの回転に応じて、常に速度を変化させながら往復移動する。弁体Vの溝部4aは弁開口K2との重複領域を変化させ、弁体Vが上死点に達したとき溝部4aと弁開口K2との開口面積が最大となる。弁開口K2のうち開口領域の形状は、シリンダ2に対して吸入吐出される流体Wの流量に応じて変化するのが望ましい。つまり、ピストン1が上下して、流体Wの吸入および吐出が行われる際に、仮に弁開口K2の開口面積が急変した場合、切替弁KVにおいて流体Wの流通状態に乱れが生じ脈動などが発生する原因となる。 The valve body V reciprocates while constantly changing the speed according to the rotation of the cam C. The groove portion 4a of the valve body V changes the overlapping region with the valve opening K2, and when the valve body V reaches the top dead center, the opening area between the groove portion 4a and the valve opening K2 becomes maximum. It is desirable that the shape of the opening region of the valve opening K2 changes according to the flow rate of the fluid W sucked and discharged to the cylinder 2. That is, if the opening area of the valve opening K2 suddenly changes when the piston 1 moves up and down to suck and discharge the fluid W, the flow state of the fluid W is disturbed and pulsation occurs in the switching valve KV. Causes the problem.

図3においては、まず基本となる曲線として、演算による瞬間吸入吐出量を実線で示す。瞬間吸入吐出量は、カムCが所定の角度から単位角度分だけ回転する際にピストン1を移動させることでシリンダ2に対して吸入吐出される流体Wの量である。カムCの形状が円形であるので瞬間吸入吐出量の変化はサイン曲線となる。 In FIG. 3, first, as a basic curve, the instantaneous suction / discharge amount calculated is shown by a solid line. The instantaneous suction discharge amount is the amount of the fluid W sucked and discharged to the cylinder 2 by moving the piston 1 when the cam C rotates from a predetermined angle by a unit angle. Since the shape of the cam C is circular, the change in the instantaneous suction discharge amount becomes a sine curve.

これに対し、弁開口K2の形状が四角形状の場合(図3中の破線)は、弁体Vが上昇して溝部4aと弁開口K2とが連通し始める直後から開口面積が急増する。つまり、シリンダ2から吐出される流体Wは開口面積が急増した溝部4aを満たすことができず、溝部4aが負圧になる可能性がある。この結果、吐出路R2に吐出された流体Wが溝部4aに引き戻され流体Wの脈動が発生し易くなる。 On the other hand, when the shape of the valve opening K2 is a quadrangular shape (broken line in FIG. 3), the opening area rapidly increases immediately after the valve body V rises and the groove portion 4a and the valve opening K2 start communicating with each other. That is, the fluid W discharged from the cylinder 2 cannot fill the groove portion 4a whose opening area has increased sharply, and the groove portion 4a may have a negative pressure. As a result, the fluid W discharged to the discharge path R2 is pulled back to the groove portion 4a, and pulsation of the fluid W is likely to occur.

弁開口K2の形状が円形の場合(図3中の一点鎖線)、開口面積の変化は上記四角断面の場合と近似している。ただし、溝部4aと弁開口K2とが連通し始める瞬間は、四角断面の場合よりも開口面積の増大は少ない。しかし、溝部4aが図3においてB1の位置まで達すると、溝部4aと連通する円形開口の最大幅が、四角開口の幅を上回るようになる。よって、この後は、円形開口の開口面積の増大程度が上回る。つまり、円形開口の場合は、四角開口の場合に比べて瞬間吸入吐出量の増加が少し遅れるが、全般に亘ってほぼ同様の傾向を示す。このため、円形開口の場合も、吐出の際に弁体Vの溝部4aで負圧が発生し易く、脈動が生じ易いものとなる。 When the shape of the valve opening K2 is circular (dashed line in FIG. 3), the change in the opening area is similar to the case of the square cross section. However, at the moment when the groove portion 4a and the valve opening K2 start communicating with each other, the increase in the opening area is smaller than in the case of the square cross section. However, when the groove 4a reaches the position of B1 in FIG. 3, the maximum width of the circular opening communicating with the groove 4a becomes larger than the width of the square opening. Therefore, after this, the degree of increase in the opening area of the circular opening exceeds. That is, in the case of the circular opening, the increase in the instantaneous suction discharge amount is slightly delayed as compared with the case of the square opening, but the tendency is almost the same as a whole. Therefore, even in the case of the circular opening, a negative pressure is likely to be generated in the groove portion 4a of the valve body V at the time of discharge, and pulsation is likely to occur.

これに対し、図3の第2の破線(四角断面よりも長い破線)は、弁開口K2の形状を略三角形状とし、特に、弁体Vが移動して開口面積が広がるほど弁開口K2の開口幅が広くなるように構成してある。この弁開口K2の両側の縁部は曲線形状であるが、これは、弁体Vの溝部4aの上昇位置に対応して得られるシリンダ2からの流体Wの瞬間吐出量の変化に適合させたためである。この開口形状によれば、流体Wの瞬間吸入吐出量の増減傾向と開口面積の増減傾向とが略一致するから、供給路R1あるいは吐出路R2が開閉する際に流体Wの急激な圧力変動が生じず流体Wの流速が安定する。よって、切替弁KVの作動時に油撃が生じず、振動や騒音の少ない流体ポンプSを得ることができる。 On the other hand, the second broken line (broken line longer than the square cross section) in FIG. 3 has a substantially triangular shape of the valve opening K2, and in particular, the valve opening K2 becomes wider as the valve body V moves and the opening area increases. It is configured so that the opening width is wide. The edges on both sides of the valve opening K2 have a curved shape, because this is adapted to the change in the instantaneous discharge amount of the fluid W from the cylinder 2 obtained corresponding to the rising position of the groove portion 4a of the valve body V. Is. According to this opening shape, the tendency of increasing / decreasing the instantaneous suction / discharging amount of the fluid W and the tendency of increasing / decreasing the opening area substantially coincide with each other. It does not occur and the flow velocity of the fluid W is stable. Therefore, it is possible to obtain a fluid pump S with less vibration and noise without oil impact when the switching valve KV is operated.

〔第2実施形態〕
図4には、本発明の第2実施形態を示す。ここではピストン1の機能と切替弁KVの機能とを併せ持ったプランジャユニットPUを複数組み合わせて流体ポンプSを構成する例を示す。ここでは第1プランジャユニットPU1乃至第4プランジャユニットPU4の四つのプランジャユニットPU1~PU4を組み合わせた例を示す。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. Here, an example is shown in which a plurality of plunger unit PUs having both the function of the piston 1 and the function of the switching valve KV are combined to form the fluid pump S. Here, an example in which the four plunger units PU1 to PU4 of the first plunger unit PU1 to the fourth plunger unit PU4 are combined is shown.

例えば、特定のプランジャユニットPUとしての第1プランジャユニットPU1は、一旦貯留する流体Wを吸入・吐出する少なくとも一つの第1開口21aおよび流体Wの流通を許可・遮断する少なくとも一つの第2開口21bが設けられたシリンダ2を備えている。このシリンダ2は、第1実施形態で用いたケーシングKと同じものである。ただし、第1実施形態では、通気孔K1として用いていた部分を第1開口21aとしている。 For example, the first plunger unit PU1 as a specific plunger unit PU has at least one first opening 21a for sucking and discharging the fluid W once stored and at least one second opening 21b for permitting / blocking the flow of the fluid W. The cylinder 2 provided with the above is provided. The cylinder 2 is the same as the casing K used in the first embodiment. However, in the first embodiment, the portion used as the ventilation hole K1 is the first opening 21a.

このシリンダ2の内部には、流体室22を形成しつつ往復移動するピストン1を備えている。ピストン1は、バネ3によりカムCの側に付勢される。ピストン1は、シリンダ2の壁部に設けた第2開口21bと連通して往復移動の方向と交差する方向に流体Wを流通させる連通路4を備えている。この連通路4は、例えば、第1実施形態における溝部4aと同じである。 Inside the cylinder 2, a piston 1 that reciprocates while forming a fluid chamber 22 is provided. The piston 1 is urged toward the cam C by the spring 3. The piston 1 is provided with a communication passage 4 that communicates with the second opening 21b provided in the wall portion of the cylinder 2 and allows the fluid W to flow in a direction intersecting the direction of reciprocating movement. The communication passage 4 is, for example, the same as the groove portion 4a in the first embodiment.

さらに、第1プランジャユニットPU1は、第1開口21aを介して流体室22との間で流体Wを供給・吐出する供給路R1および吐出路R2を備えている。図4に示すように、これら供給路R1および吐出路R2は、第1開口21aに対して単一の流路Rが接続され、他のプランジャユニットPUとしての第2プランジャユニットPU2の第2開口21bに対して分岐して接続される。また、第1プランジャユニットPU1の第2開口21bには、第1プランジャユニットPU1に隣接する他のプランジャユニットPUとしての第4プランジャユニットPU4の供給路R1と吐出路R2とが接続される。 Further, the first plunger unit PU1 includes a supply path R1 and a discharge path R2 for supplying and discharging the fluid W to and from the fluid chamber 22 through the first opening 21a. As shown in FIG. 4, in these supply passages R1 and discharge passages R2, a single flow path R is connected to the first opening 21a, and the second opening of the second plunger unit PU2 as another plunger unit PU. It is branched and connected to 21b. Further, the supply path R1 and the discharge path R2 of the fourth plunger unit PU4 as another plunger unit PU adjacent to the first plunger unit PU1 are connected to the second opening 21b of the first plunger unit PU1.

四つのプランジャユニットPU1~PU4が有する夫々のピストン1は一つのカムCによって作動制御される。夫々のピストン1は、相互に4分の1周期ずつ異ならせてカムCに当接される。これにより、第1実施形態で示したように、一つのピストン1による流体Wの吸入・吐出に合わせて、他のピストン1に設けた連通路4で流体Wの流量制御を行うことができる。 Each piston 1 of the four plunger units PU1 to PU4 is operated and controlled by one cam C. Each piston 1 is brought into contact with the cam C with a quarter cycle difference from each other. Thereby, as shown in the first embodiment, the flow rate control of the fluid W can be performed in the communication passage 4 provided in the other piston 1 in accordance with the suction / discharge of the fluid W by one piston 1.

このようにして、四つのプランジャユニットPU1~PU4に係る供給路R1および吐出路R2が相互に接続される。尚、各シリンダ2に接続される供給路R1および吐出路R2であって、シリンダ2の第1開口21aに接続されるのと反対側の流路Rについては、供給路R1どうしおよび吐出路R2どうしを夫々単一の流路Rにまとめても良い。 In this way, the supply path R1 and the discharge path R2 related to the four plunger units PU1 to PU4 are connected to each other. Regarding the flow path R of the supply path R1 and the discharge path R2 connected to each cylinder 2 on the opposite side of the flow path R connected to the first opening 21a of the cylinder 2, the supply paths R1 and the discharge path R2 Each of them may be combined into a single flow path R.

本構成のように、プランジャユニットPUを複数備え、流体Wを吸入・吐出するピストン機能と、供給路R1および吐出路R2を切り替える切替機能とを異なるプランジャユニットPUどうしで分担することで、全体の部品点数を抑えながら所定の吐出量を有する流体ポンプSを得ることができる。この場合には全体のサイズもコンパクトになり、特に車両等への搭載性に優れた流体ポンプSを得ることができる。 As in this configuration, a plurality of plunger unit PUs are provided, and the piston function for sucking and discharging the fluid W and the switching function for switching between the supply path R1 and the discharge path R2 are shared among the different plunger unit PUs, so that the whole can be shared. It is possible to obtain a fluid pump S having a predetermined discharge amount while suppressing the number of parts. In this case, the overall size becomes compact, and a fluid pump S having excellent mountability on a vehicle or the like can be obtained.

また、複数のピストン1を用いて流体Wの吐出タイミングに差を持たせることで、流体Wの吐出に際しての油圧の脈動を抑えることができ、より振動や騒音の少ない流体ポンプSを得ることができる。 Further, by using a plurality of pistons 1 to make a difference in the discharge timing of the fluid W, it is possible to suppress the pulsation of the hydraulic pressure at the time of discharging the fluid W, and it is possible to obtain the fluid pump S with less vibration and noise. can.

〔第3実施形態〕
図5には、本発明の第3実施形態を示す。ここでは、第2実施形態で用いたものと同じプランジャユニットPUを二組用いる例を示す。
[Third Embodiment]
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. Here, an example in which two sets of the same plunger unit PUs used in the second embodiment are used is shown.

夫々を第1プランジャユニットPU1および第2プランジャユニットPU2とすると、第1プランジャユニットPU1の第1開口21aと第2プランジャユニットPU2の供給路R1および吐出路R2とが接続される。また、第2プランジャユニットPU2の第1開口21aと第1プランジャユニットPU1の供給路R1および吐出路R2とが接続される。 Assuming that the first plunger unit PU1 and the second plunger unit PU2 are used, the first opening 21a of the first plunger unit PU1 and the supply path R1 and the discharge path R2 of the second plunger unit PU2 are connected to each other. Further, the first opening 21a of the second plunger unit PU2 and the supply path R1 and the discharge path R2 of the first plunger unit PU1 are connected to each other.

このように、プランジャユニットPUを二組備えることで、夫々のピストン1による流体Wの吐出タイミングが完全には相殺し合わないものの、流体ポンプSの全体から生じる脈動は、第1実施形態の例と比べるとある程度軽減される。よって本構成の流体ポンプSであっても、流路切替の際の油激および流体Wの脈動が軽減された流体ポンプSを得ることができる。 As described above, by providing two sets of plunger unit PUs, the discharge timing of the fluid W by each piston 1 does not completely cancel each other out, but the pulsation generated from the entire fluid pump S is an example of the first embodiment. It is reduced to some extent compared to. Therefore, even with the fluid pump S having the present configuration, it is possible to obtain the fluid pump S in which the oil intensity and the pulsation of the fluid W at the time of switching the flow path are reduced.

〔その他の実施形態〕
先に示した弁体Vあるいはピストン1に設ける連通路4は、上記のごとく溝部4aではなく弁体Vの往復方向に交差する方向に延出する貫通孔などであってもよい。貫通孔の数も一つではなく、例えば、供給路R1を開閉する貫通孔と、吐出路R2を開閉する貫通孔とを別に設けても良い。この場合、シリンダ2にも供給路R1となる弁開口K2と吐出路R2となる弁開口K2を別に設けておく。さらに、弁体Vなどの移動に応じて、瞬間吸入吐出流量を変更する構成としては、貫通孔および弁開口K2の少なくとも何れか一方の形状を異形にしておき、貫通孔と弁開口K2の重複程度が高まるほど開口面積が増大するように任意の構成を採ることができる。
[Other embodiments]
The communication passage 4 provided in the valve body V or the piston 1 shown above may be a through hole extending in a direction intersecting the reciprocating direction of the valve body V instead of the groove portion 4a as described above. The number of through holes is not one, and for example, a through hole for opening and closing the supply path R1 and a through hole for opening and closing the discharge path R2 may be provided separately. In this case, the cylinder 2 is also provided with a valve opening K2 serving as a supply path R1 and a valve opening K2 serving as a discharge path R2 separately. Further, as a configuration in which the instantaneous suction / discharge flow rate is changed according to the movement of the valve body V or the like, at least one of the through hole and the valve opening K2 has a deformed shape, and the through hole and the valve opening K2 overlap. Any configuration can be adopted so that the opening area increases as the degree increases.

本発明に係る流体ポンプは、プランジャおよびカムを用いた流体ポンプに広く適用することができる。 The fluid pump according to the present invention can be widely applied to a fluid pump using a plunger and a cam.

1 ピストン
2 シリンダ
21 開口
21a 第1開口
21b 第2開口
22 流体室
4 連通路
4a 溝部
C カム
K ケーシング
KV 切替弁
PU プランジャユニット
R1 供給路
R2 吐出路
S 流体ポンプ
V 弁体
Va 案内面
W 流体
1 Piston 2 Cylinder 21 Opening 21a 1st Opening 21b 2nd Opening 22 Fluid Chamber 4 Continuous Passage 4a Groove C Cam K Casing KV Switching Valve PU Plunger Unit R1 Supply Path R2 Discharge Path S Fluid Pump V Valve Body Va Guide Surface W Fluid

Claims (1)

一旦貯留する流体を吸入・吐出する少なくとも一つの第1開口および前記流体の流通を許可・遮断する少なくとも一つの第2開口が設けられたシリンダと、
前記シリンダの内部に流体室を形成しつつ往復移動し、前記第2開口と連通して前記往復移動の方向に交差する方向に前記流体を流通させる連通路が設けられたピストンと、
前記第1開口を介して前記流体室との間で前記流体を供給・吐出する供給路および吐出路と、を有する複数のプランジャユニットと、
前記複数のプランジャユニットが有する前記ピストンの夫々の前記往復移動を相互に4分の1周期ずつ異ならせて駆動制御するカムと、を備え、
前記複数のプランジャユニットのうち特定のプランジャユニットが有する前記供給路と前記吐出路とが、前記複数のプランジャユニットの他のプランジャユニットが有する前記第2開口に接続され、
前記特定のプランジャユニットが有する前記第2開口に、前記他のプランジャユニットが有する前記供給路と前記吐出路とが接続されている流体ポンプ。
A cylinder provided with at least one first opening for sucking and discharging the fluid once stored and at least one second opening for permitting and blocking the flow of the fluid.
A piston provided with a communication passage that reciprocates while forming a fluid chamber inside the cylinder and that communicates with the second opening and circulates the fluid in a direction intersecting the direction of the reciprocating movement.
A plurality of plunger units having a supply path and a discharge path for supplying and discharging the fluid to and from the fluid chamber through the first opening.
The plurality of plunger units are provided with a cam for driving and controlling the reciprocating motion of each of the pistons so as to be different from each other by a quarter cycle.
The supply path and the discharge path of a specific plunger unit among the plurality of plunger units are connected to the second opening of the other plunger units of the plurality of plunger units.
A fluid pump in which the supply path and the discharge path of the other plunger unit are connected to the second opening of the specific plunger unit.
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