JPH1113633A - ポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビテーションの発生を防止するために、
吸入通路を流れる流体圧を一定に保持できるオイルポン
プを供給すること。 【解決手段】 吐出ポート３０へ流れ込む吸入通路３６
を流れるオイルの圧力を一定に保持するために、吸入通
路３６に弾性部材４４で付勢した断面積可変部４６を配
置して、流れるオイルの圧力によって吸入通路３６の断
面積を可変として圧力を一定に保持するようにしたこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オイルポンプ等の
ポンプ装置に関するものであり、特に、ポンプ作動のキ
ャビテーション防止のために、吐出通路の作動流体の一
部を吸入通路に還流させる流量制御通路を備えたポンプ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術としては、実開平５
−９８６号公報に開示されるものが知られている。この
公報に開示されたポンプ装置は、第１ポンプと第２ポン
プとを備えたタンデムポンプに関するものである。この
装置は、１つの回転軸に、それぞれが吸入ポートと吐出
ポートとを備え、吸入ポートから吸い上げた流体を圧縮
し、この流体を吐出ポートから吐出する第１ポンプと第
２ポンプとを並列に配置している。そして、第１ポンプ
と第２ポンプのそれぞれに、吐出ポートから吐出された
流体の一部を吸入ポート側に還流させる通路を備えてい
る。又、それぞれの還流通路には、吸入ポートに還流さ
せる流体の量を制御する還流制御バルブを配置してい
る。

【０００３】吐出ポートから吐出される流体の一部をポ
ンプの吸入ポートへ還流させ、リザーバータンクからポ
ンプの吸入ポートへ供給する流体と合流させることは、
キャビテーションによる気泡の発生を防止するものであ
り、吸入通路の長さ、還流通路の太さ（断面積）、還流
通路から合流する流体の流速、流量、圧力などをチュー
ニングしてスーパーチャージ効果により気泡の発生を防
止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポンプ
の吐出流体の用途によって、吐出流体の圧力幅が異な
り、ポンプは様々な状況で使用される。例えば、パワー
ステアリングのためのオイルを供給するオイルポンプ
と、冷却ファンを駆動させるためのオイルを供給するオ
イルポンプとを比較すると、吐出オイルの流量の必要上
限と必要下限の幅は、パワーステアリングに比べて冷却
ファンの方が大きな幅となる。従って、パワーステアリ
ングを回転させるためのオイルを供給するオイルポンプ
は小さな吐出流量範囲でキャビテーションの防止ができ
るチューニングを施せば良いのに対し、冷却ファンにオ
イルを供給するためのオイルポンプのチューニングは、
大きな吐出流量範囲のオイルでキャビテーションの防止
ができるチューニングを施す必要がある。

【０００５】しかしながら、大きな吐出流量範囲のオイ
ルを想定してでキャビテーションの防止ができるチュー
ニングを施す場合には、スーパーチェージ効果を有効に
発揮することが困難となり、発生した気泡を含んだ流体
が吸入ポートに流れ込み、ポンプ効率の低下や異音、騒
音の発生などを招く可能性がある。

【０００６】本発明は、吸入通路の断面積を可変にする
ことで、キャビテーションの発生を防止するスーパーチ
ャージ効果を発揮できるチューニングを容易にできるポ
ンプ装置を提供することを技術的課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
講じた手段は、吸入ポートと吐出ポートとを備えたポン
プ機構と、作動流体をリザーバー等から吸入ポートへ供
給する吸入通路と、ポンプ機構で加圧された吐出ポート
を介して作動流体を各種機構へ配給する吐出通路と、一
端を吐出通路に連通し他端を吸入通路に連通して作動流
体を還流する流量制御通路と、流量制御通路に配設した
バルブとからなるポンプ装置において、バルブよりも下
流側に、流量制御通路を流れる作動流体の圧力に応じて
吸入通路の断面積を可変にする断面積可変部を備えたこ
とである。この構成によって、リザーバー等から供給さ
れる流体と、流量制御通路を介して吸入通路に還流する
流体とが合流した部位の吸入通路の断面積を可変にする
ことで、吸入通路を流れる流体の量に関係なく吸入ポー
トにおける圧力を所定の圧力で保持することが可能とな
る。

【０００８】請求項２の発明において講じた手段は、吸
入通路の可動壁面と、可動壁面を裏面から付勢する弾性
部材を備えたことである。断面積可変部を吸入通路の可
動壁面と、可動壁面を裏面から付勢する弾性部材よりな
る構成としたことである。弾性部材としては、スプリン
グ、ゴム材等を用いることが可能であり、単純な構成に
して、吸入通路の圧力を常に所定の範囲で一定に保持す
ることが可能となる。

【０００９】請求項３の発明において講じた手段は、吸
入通路の断面積可変部は、流量制御通路の前記バルブよ
り上流側と鈍角の角度となるように配置していることで
ある。この構成とすることにより、バブルを介して吸入
通路に垂直に交わることがなく、リザーバー等から供給
される流体と、流量制御通路を介して吸入通路に還流す
る流体とがスムーズに合流させることが可能となる。更
に、流量制御通路の流れを制御するバルブの下流側で、
流量制御通路からの流れに沿った通路の形成が可能とな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るポンプ装置の
実施の形態を図面に基づいて説明する。

【００１１】図１には、本発明を用いたポンプ装置をト
ロコイド型オイルポンプ１０（以下、単にオイルポンプ
１０という）に適用した断面を示している。

【００１２】図１において、１２、１４はそれぞれオイ
ルポンプ１０のハウジングを示し、ハウジング１２には
有底の中空室１６が形成されており、この中空室１６は
ハウジング１２の一端にシャフト２０を受け入れる開口
部１８を備えている。ハウジング１４はハウジング１２
の他端の開口部を閉塞し、図示しない複数のボルトによ
ってハウジング１２に固着されている。開口部１８に
は、シャフト２０がベアリング２２を介して挿入されて
いる。シャフト２０のハウジング１２の外側に突出した
端部には、プーリ２４が取り付けられており、中空室１
６に位置するシャフト２０の外周には、外歯を備えたイ
ンナーロータ２６がシャフト２０と相対回転不能に取り
付けられている。プーリ２４は、図示しないタイミング
ベルトまたはタイミングチェーンを介して図示しないエ
ンジンのクランクシャフトと係合している。また、中空
室１６内には、インナーロータ２６の外歯に係合可能な
内歯を備えたアウターロータ２８が配置されている。ア
ウターロータ２８は、シャフト２０の回転と共に回転す
るインナーロータ２６の回転により、インナーロータ２
６の外歯とアウターロータ２８の内歯とが係合して、中
空室１６内を回転する。中空室１６の側壁には、吸入ポ
ート３０と吐出ポート３２が形成されている。吸入ポー
ト３０には通路３４、３６と連通する吸入通路が連通し
ており、吐出ポート３２には図示しない吐出通路が連通
している。吸入通路３４は図示しないオイルパンに連通
し、オイルポンプ１０の回転に伴ってオイルパン（リザ
ーブタンク）内のオイルをオイルポンプ１０に吸入し、
図示しない吐出通路は、オイルを用いる各機関へ連通し
てオイルポンプ１０からのオイルを供給している。吸入
通路３６と図示しない吐出通路との間には、バイパス通
路３８が連通している。図２に示すようにバイパス通路
３８には、スプリング４０で付勢されたバルブ４２が配
置しており、このバルブがバイパス通路３８と吸入通路
３６との連通を制御している。

【００１３】吸入通路３６の側壁には、スプリング４４
によって吸入通路３６の断面積を狭める方向に付勢され
た壁部材４６が配置しており、吸入通路３６を流れるオ
イルの圧力によって吸入通路３６の断面積を可変として
いる。

【００１４】なお、スプリング４０とスプリング４４が
収容されている室５０、５２は、連通路５４を介して連
通しており、室５０、５２へは図示しないバルブを介し
て連通口５６へバイパス通路３８の流体が導かれてい
る。

【００１５】上記の構成のオイルポンプ１０の作用につ
いて説明する。

【００１６】エンジンの回転により回転する図示しない
クランクシャフトの回転が、図示しないタインミングベ
ルト又はタイミングチェーンを介してプーリ２４に伝達
する。このとき、プーリ２４と相対回転不能に係合した
シャフト２０、シャフト２０と相対回転不能に係合した
インナーロータ２６が中空室１６内で回転する。インナ
ーロータ２６の回転に伴って、インナーロータ２６の外
歯と係合する内歯を有するアウターロータ２８も中空室
１６内で回転する。このインナーロータ２６とアウター
ロータ２８の回転により、周知のポンプ作用が発生し、
吸入ポート３０のオイルは吐出ポート３２へ吐出され
る。

【００１７】従って、オイルは、図示しないオイルパン
より吸入通路３４、３６を経て吸入ポート３０へ運ば
れ、ポンプ作用を受けて高圧になったオイルが吐出ポー
ト３２から図示しない吐出通路を経てオイルを必要とす
る各機関へ送られる。

【００１８】ここで、オイルポンプ１０の吸入ポート３
０に吸入オイルに含まれる気泡成分が泡となってインナ
ーロータ２６の外歯とアウターロータ２８の内歯とが噛
み合ってポンプ作用を行うときに異音を発生するなどキ
ャビテーションを防止するスーパーチャージ効果のため
に、図示しない吐出通路から吸入通路３６へ連通するバ
イパス通路３８を介して吐出オイルの一部を吸入通路３
６へ還流する。図２に示すように、バイパス通路から吸
入通路３６への還流は、バイパス通路３８の流れに抗し
てスプリング４０がバルブ４２を閉鎖する方向に付勢し
ており、バイパス通路３８内の吐出オイルの圧力によっ
てバルブ４２を開放して、吐出オイルを吸入通路３６に
還流する。

【００１９】また、図２に示すように、図示しないオイ
ルパンから吸入通路３４を介して流れ込むオイルと、バ
イパス通路３８を介して還流するオイルとが混ざり合っ
て流れるので、吸入通路３６内のオイルの圧力を一定と
することが難しい。そこで、吸入通路３６の壁部材４６
が吸入通路３６を流れる圧力に抗してスプリング４４で
付勢されており、パイパス通路３８から吸入通路３６へ
流れ込むオイルの量を調整している。また、吸入通路３
６の圧力を調整するために、図３、図４に示すように、
オイルポンプ１０の回転数が小さく吸入通路３６内を流
れるオイルの圧力が小さい場合には吸入通路３６の断面
積を大きくし、吸入通路３６内を流れるオイルの圧力が
大きい場合には吸入通路３６の断面積を小さくしてい
る。この断面積の大きさは、スプリング４０およびスプ
リング４４が配置された室内５０、５２の圧力を調整す
ることによって達成される。

【００２０】吸入通路３６を流れるオイルの圧力を一定
とすることで、キャビテーションを防止するスーパーチ
ャージ効果を得るための吸入通路３６とバイパス通路３
８との合流部のチューニングを行い易くすることができ
る。

【００２１】図５には、図２に対応した第２の実施の形
態を示している。図５に示した実施の形態では、図２と
比べて吸入通路３６が斜め方向に傾斜するように、吸入
通路３６および壁部材４６を傾斜させている。

【００２２】この構成は、図２のようにバイパス通路３
８と吸入通路３６とを直角に配置すると、バイパス通路
３８から吸入通路３６へ流れ込む吐出オイルがバルブ４
２により形成される僅かな隙間から流れ込むことによ
り、吸入通路３６へ流れるオイルの流れは壁部材４６側
に流れ、図５に破線で囲んだ４８の部位がデッドスペー
スとなる。つまり、バイパス通路３８から吸入通路３６
へのスムーズな流れを形成することができなくなってし
まう。そこで、吸入通路３６をバイパス通路３８の流れ
に抵抗することなく斜めの方向に設けることにより、バ
イパス通路３８から吸入通路３６へのスムーズな流れを
形成し、オイルが流れる音も減少することができる。

【００２３】

【発明の効果】上記した請求項１の発明によれば、リザ
ーバー等から供給される流体と、流量制御通路を介して
吸入通路に還流する流体とが合流した部位の吸入通路の
断面積を可変にすることで、吸入通路を流れる流体の量
に関係なく吸入ポートにおける圧力を所定の圧力で保持
することができる。

【００２４】請求項２の発明によれば、弾性部材として
は、スプリング、ゴム材等を用いることが可能であり、
単純な構成にして、吸入通路の圧力を常に所定の範囲で
一定に保持することができる。

【００２５】請求項３の発明によれば、バブルを介して
吸入通路に垂直に交わることがなく、リザーバー等から
供給されるフレッシュな流体と、流量制御通路を介して
吸入通路に還流する流体とがスムーズに合流させること
ができる。更に、流量制御通路の流れを制御するバルブ
の下流側で、流量制御通路からの流れに沿った通路の形
成が可能で、オイルの流れる音も減少させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のオイルポンプの断
面である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ断面図で、吸入通路３６を流れる
オイルの流量が少ない状態を示す図面である。

【図４】図２のＢ−Ｂ断面図で、吸入通路３６を流れる
オイルの流量が多い状態を示す図面である。

【図５】図２に対応する図面であり、本発明の第２の実
施の形態を示す図面である。

【符号の説明】

１０・・・オイルポンプ（ポンプ機構） ３０・・・吸入ポート ３２・・・吐出ポート ３４、３６・・・吸入通路 ３８・・・バイパス通路（流量制御通路） ４２・・・バルブ ４４・・・スプリング（弾性部材） ４６・・・壁部材（断面積可変部）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸入ポートと吐出ポートとを備えたポン
   プ機構と、作動流体をリザーバーから前記吸入ポートへ
   供給する吸入通路と、前記ポンプ機構で加圧された作動
   流体を前記吐出ポートを介して各種機構へ配給する吐出
   通路と、一端を前記吐出通路に連通し他端を前記吸入通
   路に連通して作動流体を還流する流量制御通路と、該流
   量制御通路に配設したバルブとからなるポンプ装置にお
   いて、 前記バルブよりも下流側に、前記流量制御通路を流れる
   作動流体の圧力に応じて前記吸入通路の断面積を可変に
   する断面積可変部を備えたことを特徴とするポンプ装
   置。
2. 【請求項２】 前記断面積可変部は、前記吸入通路の可
   動壁面と、該可動壁面を裏面から付勢する弾性部材より
   なることを特徴とする請求項１記載のポンプ装置。
3. 【請求項３】 前記吸入通路の前記断面積可変部は、前
   記流量制御通路の前記バルブより上流側と鈍角の角度と
   なるように配置していることを特徴とする請求項１又は
   請求項２記載のポンプ装置。