JP2010001742A - Variable displacement pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アウターロータとインナーロータとから構成され、インナーロータが軸方向に移動して吐出量が可変するポンプで、吐出における油圧及び駆動トルクを徐々に上昇させることができ、ひいてはポンプ及びエンジン等にかかる負担を最小限に抑えることができる可変容量ポンプに関する。 The present invention is a pump that is composed of an outer rotor and an inner rotor, and the inner rotor moves in the axial direction to vary the discharge amount, and can gradually increase the hydraulic pressure and driving torque in the discharge, and thus the pump and the engine The present invention relates to a variable displacement pump capable of minimizing the burden on the like.
一般に、アウターロータとインナーロータとから構成されるトロコイドタイプの可変容量ポンプが存在する。このポンプの構造は、アウターロータの歯底に流体が流出入する貫通孔の通路が設けられ、アウターロータが回転すると共にその通路が吸入口,吐出口とそれぞれ連通され、流体を吸入側から吐出側に移動させるものである。そして、インナーロータとアウターロータとを軸方向に移動させ、インナーロータとアウターロータとの噛み合い幅を可変させることにより、ポンプの吐出量が可変自在となるものである。 In general, there is a trochoid type variable displacement pump composed of an outer rotor and an inner rotor. In this pump structure, a through-hole passage through which fluid flows in and out of the tooth bottom of the outer rotor is provided, and the outer rotor rotates and the passage communicates with the suction port and the discharge port, respectively, to discharge the fluid from the suction side. Move to the side. The pump discharge amount can be varied by moving the inner rotor and the outer rotor in the axial direction to vary the meshing width between the inner rotor and the outer rotor.
このような構成を有するものとして、ロータとから構成されるトロコイドタイプの可変容量ポンプが存在する。特許文献1(特開昭56─20788号)には、インナーロータとアウターロータとを軸方向に移動させ、インナーロータとアウターロータとの噛み合い幅を可変することにより、ポンプの吐出量が可変自在としたものが開示されている。 As one having such a configuration, there is a trochoid type variable displacement pump composed of a rotor. In Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 56-20788), the discharge amount of the pump can be varied by moving the inner rotor and the outer rotor in the axial direction and changing the meshing width of the inner rotor and the outer rotor. Is disclosed.
この特許文献1では、インナーロータに対してアウターロータのみが移動するものではなく、インナーロータと嵌合して液体室の一側面を形成するピニオンスリーブがアウターロータと一緒にインナーロータ上を移動する構造としたものである。このために、アウターロータ及びインナーロータとも噛合い部から異なる軸方向にロータを長く形成しなければならず、ポンプが軸方向に長大化し、ポンプの小型化が困難となっている。特許文献1におけるポンプのロータ長大化及びハウジングの大型化という短所は、特許文献2に開示された技術によって解決された。
特許文献2では、インナーロータとアウターロータとを軸方向に移動させ、インナーロータとアウターロータとの噛み合い幅を可変させることにより、ポンプの吐出量が可変自在となるものである。これは、ハウジング内に、インナーロータの軸方向に隣接して配置されると共に軸方向に移動可能としたスライド部材を設け、吐出側の圧力をスライド部材の押圧側板に形成された貫通孔を介して、インナーロータの反対側に導入し、インナーロータをアウターロータに対して移動させることでロータ室の容積を変化させる構成が開示されている。ところで、特許文献2では、前述したように、ハウジングを含めて小形化することを実現することができるものである。
In
しかし、特許文献2の技術をオイルポンプとして用いた場合では、圧力特性は、初期の低回転域で一気に圧力上昇し、略ピーク値に到達しながらオイルの吐出を続けるものである。すなわち、エンジンの高回転域で必要な最大の油圧の上限が低回転域で達成され、その上限値のままで油圧が一定となる。オイルポンプは、エンジンのクランクシャフトから回転がポンプ駆動軸に回転伝達される。エンジンは、ポンプ駆動軸の回転伝達を負担することになり、それゆえにポンプの油圧が高くなり、オイルの吐出量が増加するに従いポンプの駆動トルクが大きくなる。これはエンジンの負荷として直接作用し、エンジンのエネルギー損失が油圧上昇と共に大きくなる。
However, when the technique of
そして、エンジンの低回転域又は中回転域の状態で油圧が最大の上限値に到達することで、低回転域又は中回転域における油圧が必要以上に大きくなり、これらの低・中回転域においてエンジンには、不必要な油圧によるエネルギー損失が生じる。そこで、このようなエネルギー損失を低減するためには、ポンプの回転数に応じて、油圧が略比例して上昇し、吐出量が増加してゆくよう特性値を設定することが必要である。すなわち、好ましい特性値に近づけようとすると、低回転域又は中回転域の油圧が必要な値よりも低くなってしまう。本発明の目的は、ポンプの回転数に略比例するようにして、吐出の油圧が上昇し、それぞれのポンプの回転数に必要な油圧とすることにある。 And, when the hydraulic pressure reaches the maximum upper limit value in the state of the low or medium rotation range of the engine, the hydraulic pressure in the low or medium rotation range becomes larger than necessary. The engine loses energy due to unnecessary hydraulic pressure. Therefore, in order to reduce such energy loss, it is necessary to set a characteristic value so that the hydraulic pressure increases approximately proportionally and the discharge amount increases in accordance with the rotation speed of the pump. In other words, when trying to approach a preferable characteristic value, the oil pressure in the low rotation range or the middle rotation range becomes lower than a required value. An object of the present invention is to increase the discharge hydraulic pressure so as to be approximately proportional to the rotational speed of the pump, and to make the hydraulic pressure necessary for the rotational speed of each pump.
そこで、発明者は上記課題を解決すべく、鋭意,研究を重ねた結果、請求項1の発明を、第1吸入部と第1吐出部と、第2吸入部と第2吐出部とを有するハウジングと、軸方向に沿って円筒外周部と外歯外周部が隣接形成されると共に内歯内周部が形成されたミッドロータと、該ミッドロータの内歯内周部と噛合するインナーロータと、前記ミッドロータの外歯外周部と噛合するアウターロータと、前記ミッドロータの内歯内周部と略同一断面形状で該内歯内周部の一端側より摺動自在に挿入される摺動外歯部を有したインナースライドコアと、前記アウターロータの内歯内周部と略同一断面形状で該内歯内周部の一端側より摺動自在に挿入される摺動外歯部を有したミッドスライドコアと、前記ミッドロータの他端側開口部を閉鎖し且つ前記インナースライドコアと共に第1セルを構成するインナープレートと、前記アウターロータの他端開口部を閉鎖し且つ前記ミッドスライドコアと共に第2セルを構成するアウタープレートと、前記アウターロータと前記ミッドロータの外歯外周部とは、前記第2吐出部側に位置し、リリーフ圧力により前記インナースライドコア又は前記ミッドスライドコアのいずれか一方が他方よりも先に摺動されてなる可変容量ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
In view of this, the inventor has intensively and researched to solve the above problems, and as a result, the invention of
請求項2の発明を、前述の構成において、前記ミッドロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成され、前記アウターロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成されてなる可変容量ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項3の発明を、前述の構成において、前記インナーロータを前記インナースライドコア側に押圧するインナーばねと、前記ミッドロータを前記ミッドスライドコア側に押圧するミッドばねが設けられ、前記インナーばね及び前記ミッドバネはコイルばねとし、前記インナーばねは前記ミッドばねの内部に位置してなる可変容量ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
The invention according to
請求項4の発明を、前述の構成において、前記インナースライドコアは摺動軸部と摺動外歯部とから構成され、前記ミッドスライドコアは内部を中空とした摺動外歯部と摺動円筒部とから構成され、前記ミッドスライドコアの中空内部にインナースライドコアが挿入されてなる可変容量ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。 According to a fourth aspect of the present invention, in the above-described configuration, the inner slide core includes a sliding shaft portion and a sliding outer tooth portion, and the mid slide core slides with a sliding outer tooth portion having a hollow inside. The above-described problem has been solved by providing a variable displacement pump that is configured by a cylindrical portion and in which an inner slide core is inserted into a hollow inside of the mid slide core.
請求項1の発明では、ポンプ流量はエンジンの低回転域から中回転域及び中回転域から高回転域でそれぞれ必要な流体の吐出量及び油圧にすることができ、エンジンの回転数に応じて油圧の上昇を徐々に変化させることができる。上記効果を詳述すると、ミッドロータとインナーロータとは、インナースライドコアとインナープレートによって第1セル(歯間空間)を構成しており、インナースライドコアは、リリーフ圧によって前記ミッドロータの内歯内周部を軸方向に移動する。さらにインナーロータは常時インナーばねによってインナースライドコア側に弾性的に押圧され、前記第1セルは軸方向に伸縮する構成とした。 According to the first aspect of the present invention, the pump flow rate can be set to the required fluid discharge amount and hydraulic pressure in the low to middle rotation range and from the middle to high rotation range of the engine, respectively. The increase in hydraulic pressure can be gradually changed. In detail, the mid rotor and the inner rotor constitute a first cell (interdental space) by the inner slide core and the inner plate, and the inner slide core is formed by the relief pressure and the inner tooth inner circumference of the mid rotor. Move the part in the axial direction. Further, the inner rotor is always elastically pressed toward the inner slide core by the inner spring, and the first cell is configured to expand and contract in the axial direction.
同様に、ミッドロータとアウターロータとは、ミッドスライドコアとアウタープレートによって第2セル(歯間空間)を構成しており、ミッドスライドコアは、リリーフ圧によって前記ミッドロータの内歯内周部を軸方向に移動する。さらにミッドロータは常時ミッドばねによってミッドスライドコア側に弾性的に押圧され、前記第2セルは軸方向に伸縮する構成とした。そして、前記インナーばね又は前記ミッドばねのいずれか一方の弾性力を他方よりも小さくしていることにより、エンジンの回転数に応じて変化し、リリーフ圧力の増減によって、前記第1セル又は前記第2セルのいずれか一方の容積が他方より先に減少するように変化するものである。 Similarly, the mid rotor and the outer rotor constitute a second cell (interdental space) by the mid slide core and the outer plate, and the mid slide core axially moves the inner peripheral portion of the inner teeth of the mid rotor by the relief pressure. Move to. Further, the mid rotor is always elastically pressed to the mid slide core side by a mid spring, and the second cell is configured to expand and contract in the axial direction. And, by making the elastic force of either the inner spring or the mid spring smaller than the other, it changes according to the engine speed, and the increase or decrease of the relief pressure causes the first cell or the first spring to change. The volume of either one of the two cells changes so as to decrease before the other.
これによって、前記インナーばねの弾性力が、前記ミッドばねの弾性力よりも小さく設定された場合には、第1セルの容積の減少が第2セルの容積の減少よりも先に開始される。すなわち、エンジンの低回転域から中回転域に移る区間で、第1セルの容積が減少し、また中回転域から高回転域では、第1セルの容積の減少に加えて第2セルの容積が減少することになる。また、前記ミッドばねの弾性力がインナーばねの弾性力よりも小さく設定された場合には、前記第1セルと前記第2セルとの容積の減少が開始される順序が逆になる。すなわち、低回転域から中回転域に至る領域では、第2セルが減少し、中回転域から高回転域に至る領域では第2セルの容積の減少に加えて第1セルの容積が減少することになる。すなわち、圧力特性は従来のポンプに対して駆動トルクが低減され、エネルギー損失が低減される。従ってエンジン回転数に応じた適切な吐出圧および流量を得ることで、ポンプの作動によるエンジンのエネルギー損失を、従来に対し抑えることができる。 Accordingly, when the elastic force of the inner spring is set smaller than the elastic force of the mid spring, the reduction of the volume of the first cell is started before the reduction of the volume of the second cell. That is, the volume of the first cell decreases in the section from the low rotation range to the middle rotation range of the engine, and in the middle rotation range to the high rotation range, in addition to the decrease in the volume of the first cell, the volume of the second cell. Will decrease. When the elastic force of the mid spring is set smaller than the elastic force of the inner spring, the order in which the volume reduction of the first cell and the second cell is started is reversed. That is, in the region from the low rotation region to the medium rotation region, the second cell decreases, and in the region from the medium rotation region to the high rotation region, the volume of the first cell decreases in addition to the decrease in the volume of the second cell. It will be. That is, in the pressure characteristics, the driving torque is reduced with respect to the conventional pump, and the energy loss is reduced. Therefore, by obtaining an appropriate discharge pressure and flow rate corresponding to the engine speed, the energy loss of the engine due to the operation of the pump can be suppressed as compared with the conventional case.
請求項2の発明では、前記ミッドロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成され、前記アウターロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成された構成としたことにより、第1吸入部,第1吐出部及び第2吸入部、第2吐出部を全て省スペースとし、その結果、ハウジングを小形化することができる。
In the invention of
請求項3の発明では、前記インナーロータを前記インナースライドコア側に押圧するインナーばねと、前記ミッドロータを前記ミッドスライドコア側に押圧するミッドばねが設けられ、前記インナーばね及び前記ミッドバネはコイルばねとし、前記インナーばねは前記ミッドばねの内部に位置させたことにより、リリーフ圧によってインナースライドコアをミッドスライドコアよりも先に摺動させる構成とすることが極めて簡単にできる。さらに、前記インナーばね及び前記ミッドバネはコイルばねとし、前記インナーばねは前記ミッドばねの内部に位置させたことにより、前記インナーばね及び前記ミッドばねの収納スペースも小さくすることができ、ハウジングをより一層小型化することができる。 According to a third aspect of the present invention, an inner spring that presses the inner rotor toward the inner slide core and a mid spring that presses the mid rotor toward the mid slide core are provided, and the inner spring and the mid spring are coil springs. Since the inner spring is positioned inside the mid spring, the inner slide core can be slid ahead of the mid slide core by the relief pressure. Furthermore, the inner spring and the mid spring are coil springs, and the inner spring is positioned inside the mid spring, so that the storage space for the inner spring and the mid spring can be reduced, and the housing can be further reduced. It can be downsized.
請求項4の発明は、前記インナースライドコアは摺動軸部と摺動外歯部とから構成され、前記ミッドスライドコアは内部を中空とした摺動外歯部と摺動円筒部とから構成され、前記ミッドスライドコアの中空内部にインナースライドコアが挿入されることにより、ハウジングにおいて、前記インナースライドコアとミッドスライドコアの装着スペースを小さくすることができ、ハウジングの小型化を実現することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the inner slide core includes a sliding shaft portion and a sliding outer tooth portion, and the mid slide core includes a sliding outer tooth portion having a hollow interior and a sliding cylindrical portion. In addition, by inserting the inner slide core into the hollow inside of the mid slide core, it is possible to reduce the mounting space between the inner slide core and the mid slide core in the housing, and to realize downsizing of the housing. it can.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の構成は、図1に示すように、主にハウジング1、ミッドロータ2,インナーロータ3,アウターロータ4及びスライド部材等から構成されている。前記ハウジング1は、図9に示すように、第1ロータ室11及び第2ロータ室12が形成されている。前記第1ロータ室11は、第1吸入部11aと第1吐出部11bとを有している。前記第2ロータ室12は第2吸入部12aと第2吐出部12bとを有している。前記第1吸入部11aと第1吐出部11bは、前記第1ロータ室11の外周箇所で略半円状の空隙部として形成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the configuration of the present invention mainly includes a
前記第2吸入部12aと第2吐出部12bは、前記第2ロータ室12の外周箇所で略半円状の空隙部として形成されている。前記第1吐出部11b及び第2吐出部12bは、ハウジング1の外部表面寄りの内部にて一つの吐出部にまとめられ、前記第1吐出部11bと第2吐出部12bとが連通する構造となっている。また、前記第1吐出部11bと第2吐出部12bとがハウジング1の外部表面寄りの内部にて連通形成されていない構造にすることもある。
The
前記第1ロータ室11と第2ロータ室12とは、後述するミッドロータ2が配置されるものであり〔図1(A)参照〕、その一部分にロータ連通部13が形成されている(図9参照)。前記第1ロータ室11に対して、前記第2ロータ室12が位置する側と反対側の位置にバネ収納室14が形成されている。さらに、前記第2ロータ室12に対して、前記第1ロータ室11が位置する側と反対側の位置にはスライドコア収納室15が形成されている。
The
該スライドコア収納室15は、後述するインナースライドコア7とミッドスライドコア8が収納される部屋であり〔図1(A)参照〕、断面形状は、略横凸形状に形成されている。具体的には直径が異なる大小の円筒形状の小径空隙部15a及び大径空隙部15bが隣接して形成されたものである。さらに小径空隙部15aの端部壁面を15cと称する。また前記小径空隙部15aと大径空隙部15bとの段差面を段差壁面15dと称する(図9参照)。
The slide
前記第1吐出部11b及び第2吐出部12bには、前記スライドコア収納室15に第1吐出圧導入路16及び第2吐出圧導入路17を介して連通形成されている。前記第1吐出部11bと第2吐出部12bとがハウジング1の内部で連通形成されていない場合には、前記第2吐出部12bのみから前記スライドコア収納室15に第1吐出圧導入路16及び第2吐出圧導入路17によって連通されることもある〔図1(A),図9参照〕。
The
前記第1吐出圧導入路16は、前記スライドコア収納室15の端部壁面を15cに連通しており、前記第2吐出圧導入路17は、前記段差壁面15dに連通している。また前記第1吐出圧導入路16と第2吐出圧導入路17とは、第2吐出部12b付近では1つの共通流路18によって連通され、該共通流路18の終端箇所で前記第1吐出圧導入路15aと第2吐出圧導入路17に分岐している(図9参照)。
The first discharge
ミッドロータ2は、図2(A),図3(A)に示すように、円筒外周部21と外歯外周部22及び内歯内周部23を有している。前記円筒外周部21と外歯外周部22とは、ミッドロータ2の軸方向に沿って隣接形成されている。前記円筒外周部2は軸方向に直交する断面が円形となる外周側面である。ミッドロータ2は、前記ハウジング1の第1ロータ室11と第2ロータ室12に亘って収納されるものであり、前記円筒外周部21は、第1ロータ室11に位置するものであり、前記外歯外周部22は第2ロータ室12に位置するものである。さらに、ミッドロータ2には、直径中心の位置で且つ軸方向に沿って内歯内周部23が形成されている。
As shown in FIGS. 2 (A) and 3 (A), the
前記外歯外周部22は、図3(C)乃至(E)に示すように、複数の外歯形22a,22a,…によって構成されており、該外歯形22aは、具体的にはトロコイド曲線に基づいて形成されたものであり、後述するアウターロータ4の内歯内周部と噛み合う構造となっている。前記内歯内周部23は、複数の内歯形23a,23a,…によって構成されており、該内歯形23aは、具体的にはトロコイド曲線に基づいて形成されたものであり、後述するインナーロータ3の外歯外周部と噛み合う。
As shown in FIGS. 3C to 3E, the outer tooth outer
前記円筒外周部21と内歯内周部23との間には、複数の第1流出入孔24が形成されている。該第1流出入孔24は、円筒外周部21の外周面21aと、前記内歯内周部23を構成する内歯形23aの歯底箇所との間に亘って貫通するスリット状の貫通孔である。また、前記円筒外周部21の直径は、前記外歯外周部22の最大外径(外歯形22aの頂部の位置を連なる外径)と同一であり、又は円筒外周部21の直径は外歯外周部22の外径よりも僅かに大きく形成される〔図2(A),図3参照〕。
A plurality of first inflow / outflow holes 24 are formed between the cylindrical outer
インナーロータ3は、図2(A),図3(A)に示すように、外周に前記外歯外周部31が形成されたものであり、直径方向中心で且つ軸方向に沿ってボス孔32が形成されている。インナーロータ3の外歯外周部31は、前記ミッドロータ2の内歯内周部23と噛み合い、第1ロータ室11において、流体(具体的にはオイル)の移送を行うものである。前記内歯内周部23と噛み合うように、前記外歯外周部31は、トロコイド歯形となる外歯形31aを有している。インナーロータ3の外歯形31aの歯数は、前記ミッドロータ2の内歯内周部23の内歯形23aよりも一つ少ない歯数となっている〔図3(D)参照〕。
As shown in FIGS. 2A and 3A, the
また、前記ボス孔32内には、ボス側キー溝32aが軸方向に亘って連続形成され、後述する駆動軸100との間にキー部材101を介して、前記駆動軸100が挿入されるようになっている。さらに、インナーロータ3は、前記駆動軸に対して軸方向に摺動自在となる構成である。インナーロータ3の軸方向の長さ寸法は、前記ミッドロータ2の軸方向の長さ寸法よりも長く形成されている〔図2(A),図3参照〕。
A boss-side
アウターロータ4は、図2(A),図4に示すように、前記第2ロータ室12に軸方向に不動で、回転自在に配置されている。さらに、アウターロータ4は、内歯内周部41が形成されており、該内歯内周部41は、複数の内歯形41a,41a,…によって構成されている。該内歯形41aは、具体的には、トロコイド曲線に基づいて形成されたものであり、前記ミッドロータ2の外歯外周部22と噛み合い、前記内歯内周部41と外歯外周部22とによって、第2ロータ室12において流体の移送を行うものである。前記アウターロータ4の外周側面42と内歯内周部41との間には、複数の第2流出入孔43,43,…が形成されている。該第2流出入孔43は、前記外周側面42と、前記内歯内周部41を構成する内歯形41aの歯底箇所との間に亘って貫通するスリット状の貫通孔である。
As shown in FIGS. 2A and 4, the
インナープレート5は、図2(A)に示すように、円板形状をなしており、前記インナーロータ3の軸方向端部箇所に装着され、前記ミッドロータ2の内歯内周部23の軸方向端部を閉鎖し、前記ミッドロータ2の内歯内周部23と、前記インナーロータ3の外歯外周部31によって構成される第1セルSa(歯間空間)を形成する役目をなすものである。前記インナープレート5は、前記インナーロータ3の外歯外周部31に貫通且つ摺動可能となる形状を有しており、前記インナーロータ3の外歯外周部31の軸方向に直交する断面形状と略同等形状とした摺動孔51が形成されている。
As shown in FIG. 2 (A), the
該摺動孔51には、前記インナーロータ3の外歯形31aと略同等形状の内歯形51aが形成され、前記第1セルSa内の流体をシールにする役目をなす。また、インナープレート5は、前記ミッドロータ2の円筒外周部21側の軸方向端面に当接するものであり、前記インナープレート5の外径は、前記ミッドロータ2の内歯内周部23の歯底直径よりも大きくなるように形成されている。
The sliding
次に、アウタープレート6は、図2(A)に示すように、円板形状をなしており、前記ミッドロータ2の外歯外周部22に装着され、前記アウターロータ4の内歯内周部41と、前記ミッドロータ2の外歯外周部22によって構成される第2セルSb(歯間空間)の閉鎖空間を形成する役目をなすものである。前記アウタープレート6は、前記ミッドロータ2の外歯外周部22に貫通且つ摺動可能となる形状を有しており、前記外歯外周部22の軸方向に直交する断面形状と略同等形状とした摺動孔61が形成されている。該摺動孔61には、前記ミッドロータ2の外歯形22aと略同等形状の内歯形61aが形成され、前記第2セルSb内の流体をシールにする役目をなす。また、アウタープレート6は、前記アウターロータ4の軸方向に直交する側面に当接するものであり、アウタープレート6の外径は、前記アウターロータ4の内歯内周部41の歯底直径よりも大きくなるように形成されている。
Next, as shown in FIG. 2A, the
次に、インナースライドコア7は、図2(B)に示すように、摺動外歯部71と摺動軸部72とから構成されている。前記摺動外歯部71の軸方向に直交する断面形状は、前記ミッドロータ2の内歯内周部23の断面形状と略同等形状で、該内歯内周部23に挿入し、且つ前記ミッドロータ2の軸方向に沿って摺動自在となっている〔図3(B),(E)参照〕。前記摺動外歯部71の直径中心位置で且つ軸方向に沿って摺動軸部72が形成されている。該摺動軸部72の軸端面は、第1受圧面72aと称する。該第1受圧面72aは、前記第1吐出圧導入路16の流体からの圧力を受ける役目をする部位である。インナースライドコア7は、前記ハウジング1のスライドコア収納室15に収納される。
Next, as shown in FIG. 2B, the
次に、ミッドスライドコア8は、図2(B)に示すように、摺動外歯部81と摺動円筒部82とから構成されている。前記摺動外歯部81の軸方向に直交する断面形状は、前記アウターロータ4の内歯内周部41の断面形状と略同等形状で、該内歯内周部41に挿入し、且つ前記アウターロータ4の軸方向に沿って摺動自在となっている。前記摺動外歯部81の直径中心位置で且つ軸方向に沿って摺動円筒部82が形成されている。前記摺動外歯部81と摺動円筒部82は、内部は中空構造とした中空部83が形成され、該中空部83に、前記インナースライドコア7が収納されるようになっている〔図4(A)参照〕。
Next, as shown in FIG. 2 (B), the
前記摺動外歯部81と前記摺動円筒部82との間に段差が形成され該段差を第2受圧面84と称する。該第2受圧面84は、前記第2吐出圧導入路17の流体からの圧力を受ける役目をする部位である。ミッドスライドコア8は、前記ハウジング1のスライドコア収納室15に収納される。図中において、符号100は、駆動軸であり、前記インナーロータ3に回転を伝達する。駆動軸100は、前記インナーロータ3のボス孔32に相互に摺動自在に挿入され、キー部材を介して回転伝達が行われる。
A step is formed between the sliding
また、前記駆動軸100の外周で且つハウジング1のバネ収納室14には、コイルスプリングとしたインナーばね91及びミッドばね92が装着される。該ミッドばね92は、前記インナーばね91よりもばね外径が大きく形成され、ミッドばね92の内部に同一軸方向にインナーばね91が配置される。前記インナーばね91は、前記インナーロータ3の軸端部を弾性的に押圧し、該インナーロータ3の軸端部を前記インナースライドコア7に常時,当接させる役目をなす。
Further, an
また、前記ミッドばね92は、前記ミッドロータ2の軸端部を前記ミッドプレート8を介して弾性的に押圧し、前記ミッドロータ2の軸端部を前記ミッドスライドコア8に常時,当接させる役目をなす。前記ミッドばね92の弾性力は、インナーばね91の弾性力よりも大きく設定されている。すなわち、同一の圧力が同一の程度で増加すると、インナーばね91がミッドばね92よりも先に収縮を開始するものであり、したがって、前記インナーロータ3が前記ミッドロータ2よりも先に軸方向に移動し、前記第1セルSaは、前記第2セルSbよりも先に容積の減少が開始されることになる。
Further, the
また、前記ミッドばね92の弾性力は、前記インナーばね91の弾性力よりも小さく設定されることもある。すなわち、同一の圧力が同一の程度で増加すると、ミッドばね92がインナーばね91よりも先に収縮を開始するものである。したがって、前記ミッドロータ2が前記インナーロータ3よりも先に軸方向に移動し、前記第2セルSbは、前記第1セルSaよりも先に容積の減少が開始されることになる。本発明の明細書及び図面では、主に、ミッドばね92の弾性力が、インナーばね91の弾性力よりも大きく設定されているものとして説明する。
Further, the elastic force of the
次に、本発明における組立構造を説明する。まず、前記ミッドロータ2の内歯内周部23に前記インナーロータ3を挿入する〔図3(A),(B)参照〕。ミッドロータ2の内歯内周部23と、インナーロータ3の外歯外周部31が噛み合って、内接歯車構造が構成される。前記ミッドロータ2は、ハウジング1の第1ロータ室11と第2ロータ室12に亘って配置されており、前記円筒外周部21が第1ロータ室11に配置され、さらに、外歯外周部22が第2ロータ室12に配置される。前記ミッドロータ2の第1流出入孔24は、第1吸入部11a及び第1吐出部11bの形成範囲内に位置するようになっている。
Next, the assembly structure in the present invention will be described. First, the
前記アウターロータ4は、図4(A),(B)に示すように、その内歯内周部41がミッドロータ2の外歯外周部22と噛み合うようにして、第2ロータ室12側に配置される。ここで、前記第2ロータ室12において、前記第1ロータ室11に隣接する側にアウタープレート6が配置される。前記アウターロータ4及びアウタープレート6は、当接した状態で収まっており、前記第2ロータ室12の内部を軸方向に不動で、且つ周方向に回転自在となっている。前記アウターロータ4の第1流出入孔24は、第2吸入部12a及び第2吐出部12bの形成範囲内に位置するようになっている〔図1(A)参照〕。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
ハウジング1のスライドコア収納室15には、インナースライドコア7とミッドスライドコア8が配置される。具体的には、インナースライドコア7がミッドスライドコア8の中空部83に収められ、前記ミッドスライドコア8の摺動円筒部82の内部から前記インナースライドコア7の摺動軸部72が突出し、前記第1吐出圧導入路16と連通形成された軸受部16aに回転且つ摺動自在に挿入される。インナースライドコア7の摺動外歯部71は前記ミッドロータ2の内歯内周部23に挿入され、且つ内歯内周部23内において前記インナーロータ3の軸方向端部に当接する〔図1(A)参照〕。
An
また、ミッドスライドコア8の摺動外歯部81は前記アウターロータ4の内歯内周部41に挿入され、且つ内歯内周部41内において前記ミッドロータ2の外歯外周部22の軸方向端部に当接する。前記ハウジング1のバネ収納室14には駆動軸100の周囲にインナーばね91が装着され、前記インナーロータ3を前記インナースライドコア7側に常時弾性的に押圧するように構成されている。さらに前記インナーばね91の外周の位置を囲むようにして、ミッドばね92が配置されている。該ミッドばね92は前記インナープレート5と共にミッドロータ2を前記ミッドスライドコア7側に常時弾性的に押圧するように構成されている〔図1(A)参照〕。
Further, the sliding
前記ミッドロータ2の内歯内周部23と、インナーロータ3の外歯外周部31と、インナープレート5とインナースライドコア7によって、第1セルSaが形成される〔図3(B)参照〕。前記インナースライドコア7は、前記ミッドロータ2の内歯内周部23を摺動することによって、インナースライドコア7と、前記インナープレート5との間隔が変化し、第1セルSaは軸方向に沿って伸縮する〔図3(F)参照〕。
A first cell Sa is formed by the inner tooth inner
同様に、前記アウターロータ4の内歯内周部41と、ミッドロータ2の外歯外周部22と、アウタープレート6とミッドスライドコア8によって、第2セルSbが形成される〔図4(B)参照〕。前記ミッドスライドコア8は、前記アウターロータ4の内歯内周部41を摺動することによって、ミッドスライドコア7と、前記アウタープレート6との間隔が変化し、第2セルSbは軸方向に沿って伸縮する〔図4(E)参照〕。
Similarly, a second cell Sb is formed by the inner tooth inner
まず、駆動軸100は、エンジンから回転力を受ける。該駆動軸100を介して回転し、インナーロータ3とミッドロータ2とアウターロータ4が共に回動を開始し、第1吸入部11a及び第2吸入部12aから流体を吸入し、第1吐出部11b及び第2吐出部12bから流体を排出する〔図5(A),図6参照〕。そこで、エンジンの回転数が低回転では、吐出量は低回転域内の回転数の上昇に略比例して油圧が増加するものである〔図10(A)参照〕。
First, the
したがって、低回転域では、前記第1吐出圧導入路16及び第2吐出圧導入路17にはリリーフ圧がほとんどかからないので、インナーばね91及びミッドばね92の弾性力が前記リリーフ圧に勝り、前記インナースライドコア7及びミッドスライドコア8は不動状態である。そのために、エンジンの低回転域では、インナーロータ3とミッドロータ2によって構成される第1セルSaは、軸方向において最大長さWaであり、ミッドロータ2とアウターロータ4とによって構成される第2セルSbは軸方向において最大長さLaとなっている。すなわち、前記第1セルSaと第2セルSbは、容積が最大の状態である。
Accordingly, since the relief pressure is hardly applied to the first discharge
次に、エンジンの回転数が中回転域になると、第1吐出部11b及び第2吐出部12bにおける吐出量が増加し、油圧が上昇してゆくことになる。これによって、リリーフ圧が作用し、前記第1吐出圧導入路16及び第2吐出圧導入路17には流体が流れ、前記インナースライドコア7及びミッドスライドコア8にリリーフ圧による圧力がかかる。このとき、インナーばね91は、ミッドばね92よりも弾性が小さいので、前記リリーフ圧がインナーばね91の弾性力に勝ることによって、インナーばね91が収縮を開始し、インナースライドコア7が摺動を開始する〔図5(B),図7参照〕。
Next, when the rotational speed of the engine is in the middle rotation range, the discharge amount in the
前記インナーロータ3がインナースライドコア7に押圧されてインナーばね91側に移動する。これによって、前記第1セルSaの軸方向の長さは、最大長さWaから小さくなって長さWbとなる。すなわち、Wa>Wbである。一方、中回転域におけるリリーフ圧は、ミッドばね92の弾性力よりも小さいことにより、ミッドスライドコア8は不動のままであり、前記第2セルSbは、低回転域の状態と同等で変化はなく、軸方向の最大長さLaのままの状態である。
The
ここで、エンジンの中回転域では、前述したように、第1セルSaの軸方向の長さは小さくなり容積は減少するが、エンジンの回転数は増加しているので、インナーロータ3及びミッドロータ2の回転数が増加し、結果的には流体の吐出量は、徐々に増加することになる。すなわち、エンジンが低回転域から中回転域に移る区間で、吐出量がいきなり増加することがなく、極めて僅かに吐出量と油圧の上昇率が変動するのみであり、巨視的にみると、略線形上昇に極めて近いものにできる。これによって、エンジンの低回転域から中回転域への油圧及び、この油圧変化に伴うポンプ駆動トルクの変化は、最小限に抑えることができる〔図10(A)参照〕。
Here, in the middle rotation region of the engine, as described above, the axial length of the first cell Sa decreases and the volume decreases, but the engine speed increases, so the
次に、エンジンが高回転域になると、第1吐出部11b及び第2吐出部12bにおける油圧がさらに上昇してゆく。これによって、前記リリーフ圧がインナーばね91及びミッドばね92の弾性力に勝り、インナーばね91と共にミッドばね92も収縮を開始し、インナースライドコア7と共にミッドスライドコア8が摺動を開始する。前記インナーロータ3はさらにインナースライドコア7に押圧されてインナーばね91側に移動し、前記ミッドロータ2は、ミッドスライドコア8に押圧されて、ミッドばね92側に移動する。これによって、前記第1セルSaの軸方向の長さは、最大長さWbから小さくなって長さWcとなる〔図5(C),図8参照〕。すなわち、Wb>Wcである。また、前記第2セルSbの軸方向の長さは、最大長さLaから小さくなって長さLbとなる。すなわち、La>Lbである。
Next, when the engine enters a high rotation range, the hydraulic pressure in the
ここで、エンジンの高回転域では、前述したように、第1セルSa及び第2セルSbの軸方向の長さは小さくなり、それぞれ容積は減少する。しかし、エンジンの回転数は増加しているので、インナーロータ3,ミッドロータ2及びアウターロータ4の回転数も増加し、結果的には、前記第1吐出部11b及び第2吐出部12bからの流体の吐出量は、徐々に増加することになる。すなわち、エンジンの中回転域から高回転域に移る区間で、吐出量がいきなり増加することがなく、極めて僅かに吐出量と油圧の上昇率が変動するのみであり、巨視的にみると、略線形上昇である〔図10(A)参照〕。
Here, in the high engine speed region, as described above, the axial lengths of the first cell Sa and the second cell Sb are reduced, and the respective volumes are reduced. However, since the rotational speed of the engine is increasing, the rotational speeds of the
このように、本発明におけるポンプでは、エンジンの低回転域から中回転域に移る区間で、油圧が高回転域における油圧に瞬時に到達することがなく、エンジンの低回転域から中回転域、及び中回転域から高回転域に亘って、吐出量,油圧を従来技術に比較して徐々に上昇させることができる。図10(A)では、本発明の可変容量ポンプにおいて、エンジンの低回転域から高回転域に亘る油圧の上昇を示す線(太い実線)は、従来技術のポンプの油圧を示す線(細い実線)よりも、中回転域において、大きく減少させていることが明確にされている。 Thus, in the pump according to the present invention, the hydraulic pressure does not instantaneously reach the hydraulic pressure in the high rotation range in the section where the engine moves from the low rotation range to the middle rotation range. In addition, the discharge amount and the hydraulic pressure can be gradually increased from the middle rotation range to the high rotation range as compared with the prior art. In FIG. 10A, in the variable displacement pump of the present invention, a line (thick solid line) indicating an increase in hydraulic pressure from a low engine speed range to a high engine speed range is a line (thick solid line) indicating the hydraulic pressure of a conventional pump. It is clear that it is greatly reduced in the middle rotation range.
さらに、駆動トルクについても同様に、吐出量,油圧を従来技術に比較して徐々に上昇させることができるので、ポンプの駆動トルクもエンジンの低回転域から中回転域、及び中回転域から高回転域に亘って、徐々に上昇させることができ、エンジンに負担をかけることがないものである。図10(B)では、本発明の可変容量ポンプにおいて、エンジンの低回転域から高回転域に亘るポンプの駆動トルクの上昇を示す線(太い実線)が、従来技術のポンプの駆動トルクを示す線(細い太い実線)よりも、中回転域,高回転域での駆動トルクの損失を大きく減少させていることが明確に示されている。 Furthermore, similarly, since the discharge amount and hydraulic pressure can be gradually increased compared to the conventional technology, the drive torque of the pump is also increased from the low engine speed range to the medium engine speed range and from the medium engine speed range. The engine can be gradually raised over the rotation range, and the engine is not burdened. In FIG. 10B, in the variable displacement pump of the present invention, a line (thick solid line) indicating an increase in pump driving torque from a low engine speed range to a high engine speed range indicates the driving torque of the conventional pump. It is clearly shown that the driving torque loss in the middle rotation range and the high rotation range is greatly reduced as compared with the line (thin solid line).
1…ハウジング、11a…第1吸入部、11b…第1吐出部、12a…第2吸入部、
12b…第2吐出部、2…ミッドロータ、21…円筒外周部、22…外歯外周部、
23…内歯内周部、4…アウターロータ、41…内歯内周部、5…インナープレート、
6…アウタープレート、7…インナースライドコア、8…ミッドスライドコア、
91…インナーばね、92…ミッドばね、Sa…第1セル、Sb…第2セル。
DESCRIPTION OF
12b ... 2nd discharge part, 2 ... Mid rotor, 21 ... Cylindrical outer peripheral part, 22 ... External tooth outer peripheral part,
23 ... Inner tooth inner periphery, 4 ... Outer rotor, 41 ... Inner tooth inner periphery, 5 ... Inner plate,
6 ... Outer plate, 7 ... Inner slide core, 8 ... Mid slide core,
91 ... Inner spring, 92 ... Mid spring, Sa ... First cell, Sb ... Second cell.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008158753A JP2010001742A (en) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | Variable displacement pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2008158753A JP2010001742A (en) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | Variable displacement pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010001742A true JP2010001742A (en) | 2010-01-07 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008158753A Pending JP2010001742A (en) | 2008-06-18 | 2008-06-18 | Variable displacement pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010001742A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012215169A (en) * | 2011-03-27 | 2012-11-08 | Yamada Seisakusho Co Ltd | Pump device |
| CN105041637A (en) * | 2015-06-26 | 2015-11-11 | 湘潭大学 | Variable-displacement cycloid rotor pump |
| KR20210126482A (en) * | 2020-04-10 | 2021-10-20 | 장순길 | Variable displacement gerotor pump |
| KR102370237B1 (en) * | 2020-12-05 | 2022-03-03 | 장순길 | Variable displacement internal gear pump |
| US12228132B2 (en) | 2020-03-24 | 2025-02-18 | Soon Gil Jang | Variable displacement gerotor pump |
-
2008
- 2008-06-18 JP JP2008158753A patent/JP2010001742A/en active Pending
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