JPH0454292A - ポンプ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、流体を吸入して吐出するポンプの構造に関
し、特に、その駆動ロスを低減させる技術に関する。

（従来の技術） 一般に、エンジンにおいては、その各種の可動部分等を
潤滑ないし冷却するために、出力軸によって駆動される
オイルポンプを設け、このオイルポンプで吸入吐出され
たオイルを強制的に可動部分等に供給するようになされ
ているが、通常、このオイルポンプのオイル吐出量は、
エンジンの低速回転域でも十分な量のオイルを供給でき
るように設定されている。このため、エンジンの高速回
転域では、ポンプの回転速度の上昇により適正量を越え
た余分なオイルが吐出されることとなり、オイル圧の過
度な上昇によりシール部分からオイル漏れが生じる虞れ
がある。

そこで、従来、例えば実開昭６２−１５２００９号公報
等に示されるように、ポンプの吐出側と吸入側とをリリ
ーフ通路で連通するとともに、このリリーフ通路に圧力
制御弁を設け、吐出−側の圧力が所定値以上に上昇する
と、圧力制御弁を開いて吐出側のオイルの一部をリリー
フ通路により吸入側にリリーフさせることにより、吐出
圧力を−定に保つようにすることか一般に行われている
。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このように吐出側のオイルの一部を吸入側に
リリーフする場合、ポンプはオイルを吸入して吐出して
いるにも拘らず、実際の可動部分等の潤滑や冷却に使用
されない無駄なオイルを吸入吐出していることとなり、
その仕事ロスか大きいという問題がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、上記のエンジンのオイルポンプの如く、駆動手段
によって流体を吸入吐出させるポンプにおいて、その高
速回転時の仕事ロスを低減させることにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成のために、請求項（１）の発明では、駆
動手段によって駆動されるポンプの吸入側と吐出側とを
連通路により連通し、該連通路に、吐出圧力が上昇する
ほどポンプの駆動力が下がるように吐出圧力に応じてポ
ンプ駆動力を調整するポンプ駆動力調整手段を設ける。

また、請求項（２）の発明では、具体的な構成として、
上記ポンプ駆動力調整手段は、ポンプの吐出圧力が上昇
するほど吸入流量か少なくなるように吐出圧力に応して
ポンプの吸入流量を調整する流量制御弁で構成する。

（作用） 上記の構成により、請求項（１）の発明では、ポンプの
回転速度が高くなって吐出圧力が上昇すると、それに応
じてポンプ駆動力調整手段によりポンプの駆動力か低減
され、このため、ポンプの仕事ロスを低減することがで
きる。

また、請求項（２）の発明では、ポンプの回転速度が高
くなって吐出圧力が上がると、それに応じて流量制御弁
の開度が小さくなってポンプの吸入流量が低減され、そ
の駆動力が低減される。よって、請求項（１）の発明と
同様の効果が得られる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例の全体構成を示し、１はエ
ンジン、２はエンジン１に内蔵されたオイルポンプ（図
では別個に示している）で、このポンプ２は周知の外歯
歯車式（外接式）のポンプからなる。すなわち、この外
歯歯車式のポンプ２は１対のほぼ半円柱状のギヤ収容部
３ａ、３ａを有する断面繭形状のケーシング３を備え、
該ケーシング３のギヤ収容部３ａ、３ａ間には吸入口４
及び吐出ロアが開口され、吸入口４は吸入通路５を介し
てエンジン１のオイルパン内のストレーナ（図示せず）
に接続され、吐出ロアは吐出通路８を介してエンジン１
のメインオイルギヤラリ（図示せず）に連通している。

ケーシング３の各ギヤ収容部３ａ内にはそれぞれギヤ９
．９が互いに平行な回転軸１０．１０により回転可能に
支持され、該各ギヤ９はケーシング３のギヤ収容部３ａ
内周に各歯溝９ａで密閉空間を形成するように摺接し、
両ギヤ９，９はギヤ収容部３ａ、Ｂａ間で互いに噛み合
っている。また、上記一方の回転軸１０（図では左側の
もの）は駆動手段としてのエンジン１の出力軸に駆動連
結されていて、図で左側のギヤ９はドライブギヤとして
時計回り方向に、また右側のギヤ９はドリブンギヤとな
って反時計回り方向にそれぞれ回転するようになってお
り、このギヤ９，９の回転により、吸入口４からオイル
をケーシング３内周と各ギヤ９の隣り合う歯部９ａ、９
ａ間の各歯溝との間に充満させるとともに、このオイル
をギヤ９，９の回転によって吐出Ｄ７に移動させ、両ギ
ヤ９，９の噛合部分て歯溝から押し出して吐出ロアを経
て吐出させるように構成されている。

上記ポンプ２の吸入側には流量制御弁１１が配設されて
いる。この流量制御弁１１は、吸入通路５の一方の側壁
から出没して開度（吸入通路５の断面積）を変化させる
板状の弁体１２と、吸入通路５の他方の側壁内に縮装さ
れ、かつ上記弁体１２に吸入通路５を横切るロッド１３
を介して連結され、弁体１２を開度が大きくなる方向に
付勢するばね１４とを備えてなる。弁体１２の背面側に
は圧力室１５が形成され、この圧力室１５は連通路とし
ての吐出圧導入通路１６を介してポンプ２の吐出通路８
に連通されており、流量制御弁１１により、吐出圧力に
応じてポンプ２の吸入流量を制御することでポンプ２の
駆動力を調整し、吐出圧力か上昇するほど弁体１２をば
ね１４の付勢力に抗して図で左方向に移動させて開度を
小さくすることにより、ポンプ２のオイル吸入流量を少
なくしてその駆動力を低減するようにしている。

したがって、この実施例では、エンジン１の低速回転域
では、ポンプ２の吐出圧は比較的低く、この吐出圧より
もばね１４の付勢力の方が大きいので、流量制御弁１１
の弁体１２はばね１４の付勢力により図で右方向の端部
に押され、その開度は最大となる。このため、ポンプ２
のオイル吸入量は通常どおりにエンジン１の回転速度の
昇降変化に応じて増減する。

そして、エンジン１の回転速度の上昇に応じてポンプ２
の回転速度も上昇し、ポンプ２の回転数が所定回転数以
上に上昇するエンジン１の高速回転域で、ポンプ２の吐
出圧が設定値以上になると、この吐出圧の方が流量制御
弁１１のばね１４の付勢力よりも大きくなるのて、弁体
１２はばね１４の付勢力に抗して図で左方向に移動して
、その開度か小さくなり、この開度はエンジン１（ポン
プ。

２）の回転速度が上昇するほどさらに小さくなる。

このような開度の減少によりポンプ２のオイル吸入量及
び吐出量が少なくなり、この吐出量の減少分だけ吐出圧
が低下し、この吐出圧はばね１４と釣り合った状態で略
一定になる。こうしてエンジン１の高速回転域では、ポ
ンプ２の吐出流量が下がるので、その駆動力が低減され
る。その結果、ポンプ２の駆動のためのエンジン１の出
力を低減して、エンジン１の燃費等を向上することがで
きる。

因みに、上記実施例の構成において、流量制御弁の開度
（吸入通路の断面積）を全開状態を１００％として４０
．５％に固定したときの各種の実験データを求めたとこ
ろ、第２図〜第４図の結果が得られた。第２図はエンジ
ン回転速度に対するポンプの容積効率の変化を、また第
３図はエンジン回転速度に対するポンプの吐出流量の変
化を、さらに第４図はエンジン回転速度に対するポンプ
の駆動出力の変化をそれぞれ示す。尚、この実験ではオ
イルの温度は１００℃とした。また、比較のために吸入
通路を全開（１００％）とした従来の構造で同様の実験
を行い、その結果を各図で破線にて示す。これらの結果
によると、エンジンの高速回転域でポンプの容積効率の
低下により吐出流量が下がり、ポンプの駆動力を低減で
きることが裏付けられた。

第５図は第２実施例を示す（尚、第１図と同じ部分につ
いては同じ符号を付してその詳細な説明は省略する）。

この実施例では、エンジン１のオイルポンプ２′は内歯
ギヤポンプ（内接ギヤポンプ）で構成される。すなわち
、このポンプ２′は、吸入口４及び吐出ロアが開口され
た円柱状のケーシング２１を備え、このケーシング２１
内にはケーシング２１と同心に配置されたリング状の外
ロータ２２か回転可能に収容されている。この外ロータ
２２の内周部には歯部２２ａ、２２ａ、・・・が形成さ
れ、内部には外ロータ２２の回転中心とオフセットした
位置に回転中心を有する内ロータ２３か配置されている
。この内ロータ２３はエンジン１の出力軸に駆動連結さ
れ、その外周には外ロータ２２の歯部２２ａ、２２ａ、
・・・の数よりも少ない数の歯部２３ａ、２３ｇ、・・
・が形成され、この歯部２３ａ、２３ａ、・・・は内ロ
ータ２３のオフセット側位置で外ロータ２２の歯部２２
ａ、２２ｇ、・・・に噛合している。また、内ロータ２
３のオフセットと反対側に形成される空間には三日月状
のクレッセント２４が配置固定され、このクレシェンド
２４の外周側面は外ロータ２２の歯部２２ａ、２２ａ。

・・・に、また内周側面は内ロータ２３の歯部２３ａ。

２３ａ、・・・にそれぞれ摺接している。そして、両ロ
ータ２２，２３の図で時計回り方向の回転により、吸入
口４から吸い込んだオイルを外ロータ２２の歯部２２ａ
、２２ａ間の歯溝及び内コータ２３の歯部２３ａ、２Ｂ
ａ間の歯溝に充満して吐出ロアに運び、そこから吐出さ
せるようになっている。

また、吐出通路８の途中には連通路としてのリリーフ通
路２５の一端が分岐接続され、このリリーフ通路２５の
他端はオイルパンに連通している。

リリーフ通路２５の途中には調圧弁２６が配設されてい
る。この調圧弁２６は、ポンプ２′の吐出圧を受けてリ
リーフ通路２５を開閉する円柱状の弁体２７と、該弁体
２７を閉弁方向に付勢するばね２８とを有してなり、エ
ンジン１の高速回転域でポンプ２′の吐出圧が高いとき
に、弁体２７がばね２８の付勢力に抗して開くことによ
り、吐出オイルの一部をオイルパンにリリーフして、吐
出圧を上限値以下に調圧するようになっている。

さらに、本発明の特徴として、上記調圧弁２６からオイ
ルパンに至るリリーフ通路２５はポンプ２′のケーシン
グ２１と接線方向に交差しており、このリリーフ通路２
５には外ロータ２２の外周部が露出している。そして、
この外ロータ２２の外周には複数の所定形状の切欠き２
９．　２９．・・・が等間隔をあけて形成されており、
この各切欠き２９が上記リリーフ通路２５に移動したと
きに該リリーフ通路２５を流れるオイル流を切欠き２９
で受けて外ロータ２２に本来の回転方向と同し方向の駆
動トルクを付与するようになっている。この実施例では
、上記リリーフ通路２５及び外ロータ２２の切欠き２９
，２９．・・・によりポンプ２′の駆動力を調整する駆
動力調整手段３０が構成される。

尚、上記切欠き２９に代えてブレードを突設してもよい
。また、図中、３１はポンプ２′の吐出圧が上限値を越
えて上昇したときに調圧弁２６の弁体２７の移動により
開かれてオイルをリリーフするサブリリーフ通路である
。

したがって、この実施例では、エンジン１の高速回転域
でポンプ２′の吐出圧が高いときに、調圧弁２６の弁体
２７がばね２８の付勢力に抗して開き、吐出オイルの一
部がリリーフ通路２５を介してオイルパンにリリーフさ
れ、このことによりポンプ２′の吐出圧が一定値以下に
調圧される。

そのとき、上記リリーフ通路２５を流れるオイルの流れ
は高速であり、このオイルの流れをポンプ２′の外ロー
タ２２外周の切欠き２９，２９゜・・・が受けるので、
このオイル流により外ロータ２２に回転トルクが与えら
れ、このトルクによりポンプ２′の駆動力が低減される
。その結果、上記第１実施例と同様に、ポンプ２′の駆
動のためのエンジン１の出力を低減して、エンジン１の
燃費の向上等を図ることができる。

尚、上記各実施例は、エンジン１のオイルポンプ２．２
′に適用したものであり、本発明は、この他、通常のポ
ンプに対しても適用でき、同様の作用効果を奏すること
ができる。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）及び（２）の発明に
よると、ポンプの回転速度が高くなって吐出圧力が上昇
すると、それに応じてポンプの駆動力を低減するように
したことにより、高速回転域でのポンプの仕事ロスを低
減でき、ポンプ駆動のための駆動手段の駆動力を低減す
ることができるという実用上優れた効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第１実施例を示し、第１図は
エンジンのオイルポンプの構造を示す断面図、第２図は
エンジン回転速度に対するポンプの容積効率の変化を示
す特性図、第３図はエンジン回転速度に対するポンプの
吐出流量の変化を示す特性図、第４図はエンジン回転速
度に対するポンプの駆動出力の変化を示す特性図である
。第５図は第２実施例を示す第１図相当図である。 １・・・エンジン（駆動手段〉 ２．２′・・・オイルポンプ ５・・・吸入通路 ８・・・吐出通路 １１・・・流量制御弁（ポンプ駆動力調整手段）１６・
・・圧力導入通路（連通路） ２２・・・外ロータ ２５・・・リリーフ通路（連通路） ２９・・・切欠き ３０・・・ポンプ駆動力調整手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動手段によって駆動されるポンプの吸入側と吐
   出側とが連通路により連通され、該連通路に、吐出圧力
   が上昇するほどポンプの駆動力が低くなるように吐出圧
   力に応じてポンプ駆動力を調整するポンプ駆動力調整手
   段が設けられたことを特徴とするポンプ構造。
2. （２）ポンプ駆動力調整手段は、ポンプの吐出圧力が上
   昇するほど吸入流量が少なくなるように吐出圧力に応じ
   てポンプの吸入流量を調整する流量制御弁で構成されて
   いることを特徴とする請求項（１）記載のポンプ構造。