CN101251108A - 油泵的压力控制装置 - Google Patents

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CN101251108A CNA2008100092597A CN200810009259A CN101251108A CN 101251108 A CN101251108 A CN 101251108A CN A2008100092597 A CNA2008100092597 A CN A2008100092597A CN 200810009259 A CN200810009259 A CN 200810009259A CN 101251108 A CN101251108 A CN 101251108A
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Abstract

本发明提供一种具有两个排出口且使用三个转子的可变流量型油泵，保持与一般油泵的压力特性相同的特性，同时能降低摩擦。包括：向发动机供油的第1排出通路(11)；返回外周侧转子(A)的吸入侧的返回通路(E)；向发动机供油的第2排出通路(13)；返回内周侧转子(B)的吸入侧的返回通路；以及在内周侧转子的排出口与第1排出通路之间设置阀主体的压力控制阀。第1排出通路与上述第2排出通路连结，在低转速区域，以仅第1排出通路以及第2排出通路开口的状态控制流路，在中转速区域，以第1排出通路与第2排出通路开口且返回通路的第1入口侧封闭而返回通路的第2入口侧开口的状态控制流路，在高转速区域中，以第2排出通路封闭而第1排出通路开口且返回通路开口的状态控制流路。

Description

油泵的压力控制装置
技术领域
本发明涉及一种油泵的压力控制装置，在具有两个排出口、且作为提供该两个排出源的机构而使用三个转子的可变流量型的油泵中，通过改进油路切换方法而使压力(油压)特性不是多段特性而是保持与一般的油泵的压力特性相同的特性，同时能够降低摩擦。
背景技术
以往，通过专利文献1，公知有作为向两处输送油的机构的三个转子自身。在专利文献1中，仅表示了向两处输送油的机构，没有示出这之外的效果。
(专利文献1)日本特开平11-280666
(专利文献2)日本特开2005-140022
(专利文献3)日本特开2002-70756
专利文献1中，对于内侧转子和外侧转子的流量，由于一旦制作好就由齿形决定了，所以流量比在何种转速下都大致一样。特别地，根据内侧齿形和外侧齿形的参数，有可能在内侧齿间空间和外侧齿间空间之间产生压力差，将中间转子推向一侧，而加速齿面的磨损。即，由于压力差，有中间转子发生单边磨损的重大缺点。
专利文献2中，通过在期望的转速区域将油释放而减少无用功，追求该转速区域下的效率提高。参照其第13页的图8，通过使期望的转速区域中的排出量下降，来减小无用功而提高效率。根据这样的可变流量油泵，能够提高效率，但存在以下的问题。
由于将一组转子的排出口分割为两部分，所以每一个排出流路的开口面积变小，为了弥补这一点而不得不增大转子直径，若转子直径变大，则摩擦(力矩)变大，存在效率降低的缺点。此外，尽管为了消除无用功而采取了可变容量方式来追求效率提高，却会出现效率降低的问题。进而，由于仅将一组转子的排出口分割为两部分，所以两个排出口的转子参数当然相同，在两个排出量的分配比的自由度上存在制约。这是由于口位置、开口面积存在一定的设计制约。此外，由于两个排出源从同一转子排出，所以排出脉动的时机重合，从而还存在噪音、振动重合而变大的缺点。此外，由于转子为1组，所以还存在即便产生无用功，转子中也没有降低该无用功的机构的缺点。
发明内容
因此，本发明要解决的问题(技术问题或者目的等)在于，提供一种使用三个转子的油泵，其是可变流量型油泵，具有两个排出口并且使用三个转子作为提供该两个排出源的机构，通过改进油路切换方法，而使压力(油压)特性不是多段特性而保持与一般的油泵的压力特性(在专利文献3中，是其第7页的图10所示通过虚线的非阶段性的特性，阀仅具有释放ON、OFF的功能。此外，特性的变极点大致为一个)相同的特性，同时能够降低摩擦。
因此，本发明者为了解决上述课题而锐意研究，结果，技术方案1的发明是一种油泵的压力控制装置，其特征在于，包括：具备外周侧转子和内周侧转子的有三个转子的油泵；从上述外周侧转子向发动机供油的第1排出通路；返回到上述外周侧转子的吸入侧的返回通路；从上述内周侧转子向发动机供油的第2排出通路；返回到上述内周侧转子的吸入侧的上述返回通路；以及在上述内周侧转子的排出口与上述第1排出通路之间设置有阀主体的压力控制阀，上述第1排出通路与上述第2排出通路连结，在低转速区域中，以仅第1排出通路以及第2排出通路开口的状态控制流路，在中转速区域中，以第1排出通路与第2排出通路开口且上述返回通路的第1入口侧封闭而上述返回通路的第2入口侧开口的状态控制流路，在高转速区域中，以第2排出通路封闭而第1排出通路开口且上述返回通路开口的状态控制流路，由此解决上述问题。
此外，技术方案2的发明是一种油泵的压力控制装置，其特征在于，包括：具备外周侧转子和内周侧转子的有三个转子的油泵；从上述外周侧转子向发动机供油的第1排出通路；返回到上述外周侧转子的吸入侧的第1返回通路；从上述内周侧转子向发动机供油的第2排出通路；返回到上述内周侧转子的吸入侧的第2返回通路；以及在上述内周侧转子的排出口与上述第1排出通路之间设置有阀主体的压力控制阀，上述第1排出通路与上述第2排出通路的端部侧连结，在低转速区域中，以仅第1排出通路以及第2排出通路开口的状态控制流路，在中转速区域中，以第1排出通路与第2排出通路开口且上述第1返回通路封闭而第2返回通路开口的状态控制流路，在高转速区域中，以第2排出通路封闭而第1排出通路开口且第1返回通路以及第2返回通路开口的状态控制流路，由此解决上述问题。
技术方案3的发明是一种油泵的压力控制装置，在上述方案中，其特征在于，上述压力控制阀是具有第1阀部和第2阀部的类型，由此解决上述问题。
此外，技术方案4的发明是一种油泵的压力控制装置，在上述方案中，其特征在于，上述压力控制阀是具有第1阀部和第2阀部以及第3阀部的类型，由此解决上述问题。
根据技术方案1的发明，特别是在使用三个转子的可变流量型油泵中，具有下述的最大优点：由设计阶段决定的压力比能够利用其他的排出通路以及返回通路的存在而消除压力差，并且构成内周侧转子的中间转子不会被向一侧推压，能够防止其齿面的磨损，提高耐久性。进而，在外周侧转子和内周侧转子高速旋转时，内周侧转子的第2排出通路完全被封闭从而内周侧转子成为独立回路，有即便不使内周侧转子产生无用的工作压力，泵整体压力也不会下降的效果。此外，由于功＝压力×流量，所以若压力下降则能够降低无用功，而由于外周侧转子的泵(主泵)和内周侧转子的泵(副泵)没有连通，所以能够较大地降低副泵的压力。
此外，由于内周侧转子的泵(副泵)在高转速时是独立回路，所以只要增大该泵的返回通路开口面积，则油便能更好地排出，该泵的压力更低。由于该两个排出源不是将一个排出口分割而是能分别作为一个排出口成立，所以没有流量的分割。因此，与通常的一组转子相比，三个转子的直径能够减小，能够减小转子的滑动面积，所以摩擦(力矩)变小，能够提高泵效率。进而，由于若三个转子作为转子来看是由两组转子形成的，所以还具有能够降低单方转子的无用功的优点。在技术方案2的发明中，能起到与技术方案1的发明相同的效果。
此外，在技术方案3的发明中，不仅能起到与技术方案1的发明相同的效果，还能利用简单的控制阀的存在而减少部件个数。此外，在技术方案4的发明中，能够利用三阀类型的压力控制阀的存在而将压力控制为更接近期望的值。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的***图，是发动机的低转速区域的状态图。
图2是本发明的第1实施方式的***图，是发动机的中转速区域的状态图。
图3是本发明的第1实施方式的***图，是发动机的高转速区域的状态图。
图4是本发明的第2实施方式的***图，是发动机的低转速区域的状态图。
图5是本发明的第2实施方式的局部***图，是发动机的中转速区域的状态图。
图6是本发明的第2实施方式的局部***图，是发动机的高转速区域的状态图。
图7是本发明的简要***图。
图8A是本发明的发动机转速与排出压力的特性表，图8B是本发明的发动机的转速与排出流量的特性表。
附图标记说明
A…外周侧转子
B…内周侧转子
E…发动机
11…第1排出通路
8、9…吸入通路
12…第1返回通路
13…第2排出通路
14…第2返回通路
C…压力控制阀
21…第1阀部
22…第2阀部
24…第3阀部
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式，各图所示的是三转子类型的油泵，主要包括外部转子1和中间转子2和内部转子3。在上述外部转子1和上述中间转子2处设置外周侧吸入口4以及外周侧排出口5，在上述中间转子2与上述内部转子3处设置内周侧吸入口6以及内周侧排出口7。上述外部转子1和上述中间转子2和外周侧吸入口4以及内周侧吸入口5总称为外周侧转子，上述中间转子2和上述内部转子3和内周侧吸入口6以及内周侧排出口7总称为内周侧转子。
在三转子类型的油泵中，包括从上述外周侧排出口5向发动机E供油的第1排出通路11、返回到上述外周侧吸入口4的吸入通路8的第1返回通路12、从上述内周侧排出口7向发动机E供油的第2排出通路13、返回到上述内周侧吸入口6的吸入通路9的第2返回通路14，上述第1排出通路11的中间的适当位置与上述第2排出通路13的端部侧连结。此外，上述吸入通路8和上述吸入通路9有时总称为吸入体D(参照图4)。此外，上述第1返回通路12和上述第2返回通路14有时总称为返回通路E。
C是压力控制阀，由阀主体20和阀壳体30构成，设置在上述第1排出通路11、第1返回通路12、第2排出通路13、第2返回通路14之间。上述阀主体20包括第1阀部21和细径连结部23和第2阀部22。将具有上述第1阀部21和第2阀部22的阀称为双阀型的压力控制阀C。此外，在上述压力控制阀C中，形成能相对于上述阀主体20适当地滑动的长孔部31，在该长孔部31内，从上述阀主体20的第2阀部22的后部侧所固定的盖体33利用压缩螺旋弹簧40所产生的弹性力而总是向上述第1阀部21侧进行推压。32是止动阶梯部，位于上述第1排出通路11的适当位置上且形成在上述长孔部31的端部。
对于上述压力控制阀C的控制，存在有确定压力状况、上述阀主体20的直径、压缩螺旋弹簧40的弹簧常数等的事项，根据上述第1排出通路11的排出压力的变化等，还需要满足各种条件。具体而言，需要在低转速区域中，如图1所示，以仅第1排出通路11以及第2排出通路13开口的状态控制流路，在中转速区域中，如图2所示，以第1排出通路11与第2排出通路13开口且上述第1返回通路12封闭而第2返回通路14开口的状态控制流路，在高转速区域中，如图3所示，以第2排出通路13封闭而第1排出通路11开口且第1返回通路12以及第2返回通路14开口的状态控制流路。
接着，说明压力控制阀C的动作。首先，在外周侧转子A以及内周侧转子B为低转速区域时，即在发动机转速为低转速区域时，是图1的状态，外周侧转子A和内周侧转子B的返回通路都被压力控制阀C的第1阀部21以及第2阀部22堵塞，从第1排出通路11以及第2排出通路13排出的油全部排出到发动机中。由于外周侧转子A的第1排出通路11与内周侧转子B的第2排出通路13连通，所以压力相等。此外，由于返回通路被堵塞，所以油泵整体的排出流量是外周侧转子A以及内周侧转子B的流量之和。成为转速和排出压力的特性表(参照图8A)或者转速与排出流量的特性表(参照图8B)的低转速区域。
进而，以发动机的转速上升的状态作为中转速区域。在该状态下，是图2的状态，第2返回通路14的开口部141开始开口，并且第2排出通路13的开口部131开始封闭。具体地进行说明。外周侧转子A的第1排出通路11和内周侧转子B的第2排出通路13保持连通。由于内周侧转子B的第2返回通路14的开口部141开始开口，所以首先内周侧转子B的压力上升停止。同时，第1排出通路11和第2排出通路13连通，所以油从外周侧转子A排出而向内周侧转子B的排出侧逆流并以该状态从内周侧转子B的第2返回通路14排出，返回到内周侧转子B的吸入通路9。利用这一系列的作用状态，外周侧转子A排出的压力和内周侧转子B排出的压力大致相等。
在中转速区域中，随着转速上升，内周侧转子B的第2排出通路13的开口部131渐渐关闭，内周侧转子B的第2返回通路14的开口部141渐渐打开，所以即便转速上升，整体的流量也基本没有增加。内周侧转子B排出的表面上没有显现出来的真实压力实际由于内周侧转子B的第2返回通路14的开口部141渐渐打开而慢慢下降。但是，由于第1排出通路11与第2排出通路13连通，所以外周侧转子A和内周侧转子B的压力相等，内周侧转子B的压力表面上不会下降。
此外，在中转速区域中，由于第1返回通路12的开口部121还没有打开，所以外周侧转子A的排出流量随着转速一起增大。内周侧转子B的排出流量由于内周侧转子B的第2返回通路14的开口部141随着转速打开，所以流量减少。若变为某一一定值以上的转速，则从外周侧转子A的排出通路逆流的量超过内周侧转子B的排出流量，所以内周侧转子B的排出流量抵消而成为负值。由于能够这样变为负值，所以油泵的合计流量是两个泵的合计流量而能够变为一个泵以下的流量，能够较宽范围地变化。该中转速区域中，在转速与排出压力或者排出流量的压力特性表(参照图8)中表明，外周侧转子A单调递增，但内周侧转子B侧由于逆流而成为负值，能够使外周侧转子A与内周侧转子B合计的压力连结线与以往的油泵的压力特性大致相同。
以发动机的转速进一步增加的状态为高转速区域。在该状态下，是图3的状态，第1返回通路12的开口部121开始开口，并且第2排出通路13的开口部131的封闭完成。具体地进行说明。由于内周侧转子B的排出被完全地封闭，所以外周侧转子A的排出通路与内周侧转子B的排出通路没有连通。即，内周侧转子B变为从外周侧转子A独立的油回路。从外周侧转子A排出的压力无法到达内周侧转子B，仅从内周侧转子B的第2返回通路14返回，内周侧转子B的压力一下子降低。向内周侧转子B的逆流也停止，从内周侧转子B排出的油全部经由第2返回通路14返回，所以从内周侧转子B向发动机E流动的流量变为零。
即，内周侧转子B的流量变为零，内周侧转子B的排出全部没有做功，所以摩擦(力矩)一下子降低，能够降低无用功，所以泵整体的效率上升。该高转速区域中，在转速与排出压力或者排出流量的压力特性表(参照图8)中表示，外周侧转子A缓慢上升，但内周侧转子B为封闭状态，外周侧转子A与内周侧转子B的合计压力连结线仅是外周侧转子A。这样，由于内周侧转子B的压力降低，所以摩擦(力矩)降低从而效率上升。
对于外周侧转子A的压力，在中转速区域中，由于第1排出通路11与第2排出通路13连通，所以油通过第2返回通路14返回，但在高转速区域中，由于从第1返回通路12继续返回，所以外周侧转子的压力在中转速区域中和在高转速区域中都基本没有变化。此外，外周侧转子A的流量由于第1返回通路12的开口部121开口且在开口的瞬间流出到第1返回通路12，所以流量在暂时下降后便基本不再变化。若严谨地进行说明，则随着转速上升而极微小地上升。
作为泵整体(外周侧转子A与内周侧转子B的总和)的“压力”，由于内周侧转子B的第2排出通路13的开口部131完全封闭，所以仅是外周侧转子A的压力。外周侧转子A的压力由于第1返回通路12的开口部121开口，所以不太变化，但若严谨地说，是随着转速增加而极微小地增加。此外，作为泵整体的“流量”，由于内周侧转子B的第2排出通路13的开口部131完全地封闭，所以外周侧转子A的“流量”成为泵整体流量。外周侧转子A的流量由于第1返回通路12的开口部121开口，所以基本没有变化，但若严谨地说是随着转速增加而极微小地增加。
进而，说明压力控制阀C的其他的实施方式。该压力控制阀C由阀主体20和阀壳体30构成，设置在上述第1排出通路11、第1返回通路12、第2排出通路13、第2返回通路14之间。上述阀主体20包括第1阀部21、细径连结部23、第2阀部22、第3阀部24和细径连结部25。其他的结构与图1至图3相同。将具有上述第1阀部21和第2阀部22以及第3阀部24的阀称为三阀型的压力控制阀C。
说明该压力控制阀C的作用。首先，在外周侧转子A以及内周侧转子B处于低转速区域时，即在发动机转速为低转速区域时，是图4的状态，外周侧转子A和内周侧转子B的返回通路都被压力控制阀C的第1阀部21以及第3阀部24堵塞，从第1排出通路11以及第2排出通路13排出的油全部排出到发动机中。由于外周侧转子A的第1排出通路11与内周侧转子B的第2排出通路13连通，所以压力相等。此外，由于返回通路被堵塞，所以油泵整体的排出流量是外周侧转子A以及内周侧转子B的流量的和。
进而，以发动机的转速上升的状态作为中转速区域。在该状态下，是图5的状态，第2返回通路14的开口部141开始开口，并且第2排出通路13的开口部131开始封闭。省略其说明。以发动机的转速进一步增加的状态为高转速区域。在该状态下，是图6的状态，第1返回通路12的开口部121开始开口，并且第2排出通路13的开口部131的封闭完成。由于内周侧转子B的排出被完全地封闭，所以外周侧转子A的排出与内周侧转子B的排出没有连通。即，内周侧转子B变为从外周侧转子A独立的油回路。从外周侧转子A排出的压力无法到达内周侧转子B，仅从内周侧转子B的第2返回通路14返回，内周侧转子B的压力一下子降低。向内周侧转子B的逆流也停止，从内周侧转子B排出的油全部经由第2返回通路14返回，所以从内周侧转子B向发动机E的流量变为零。
即，内周侧转子B的流量变为零，内周侧转子B的排出完全没有做功，所以摩擦(力矩)一下子降低，能够降低无用功，所以泵整体的效率上升。该高转速区域中，在转速与排出压力或者排出流量的压力特性表(参照图8)中表示，外周侧转子A缓慢上升，但内周侧转子B为封闭状态，外周侧转子A与内周侧转子B的合计压力连结线仅是外周侧转子A。这样，由于内周侧转子B的压力降低，所以摩擦(力矩)降低从而效率上升。
对于外周侧转子A的压力，在中转速区域中，由于第1排出通路11与第2排出通路13连通，所以油通过第2返回通路14而返回，在高转速区域中，由于从第1返回通路12继续返回，所以外周侧转子的压力在中转速区域中和在高转速区域中都基本没有变化。此外，外周侧转子A的流量由于第1返回通路12的开口部121开口且在开口的瞬间流出到第1返回通路12，所以流量在暂时下降后便基本不再变化。若严谨地进行说明，则随着转速上升而极微小地上升。
作为泵整体(外周侧转子A与内周侧转子B的总和)的“压力”，由于内周侧转子B的第2排出通路13的开口部131完全封闭，所以仅是外周侧转子A的压力。外周侧转子A的压力由于第1返回通路12的开口部121开口，所以不太变化，但若严谨地说，是随着转速增加而极微小地增加。此外，作为泵整体的“流量”，由于内周侧转子B的第2排出通路13的开口部131完全地封闭，所以外周侧转子A的“流量”成为泵整体流量。外周侧转子A的流量由于第1返回通路12的开口部121开口，所以基本没有变化，但若严谨地说是随着转速增加而极微小地增加。
如上所述，本发明是油泵的压力控制装置，也是可变流量油泵。是具有两个排出口、且作为提供该两个排出源的机构而使用三个转子的可变流量型的油泵。此外，在泵的消耗动力大的高转速时，内周侧转子B的排出口130或者第2排出通路13被堵塞，所以外周侧转子A与内周侧转子B分离。内周侧转子B的流量或压力对泵整体的流量或压力没有任何影响，所以即便追求效率提高而调节内周侧转子B的流量或压力，也不会对泵的特性产生任何影响，所以设计自由度提高。

Claims (4)

1.一种油泵的压力控制装置，其特征在于，包括：具备外周侧转子和内周侧转子的有三个转子的油泵；从上述外周侧转子向发动机供油的第1排出通路；返回到上述外周侧转子的吸入侧的返回通路；从上述内周侧转子向发动机供油的第2排出通路；返回到上述内周侧转子的吸入侧的上述返回通路；以及在上述内周侧转子的排出口与上述第1排出通路之间设置有阀主体的压力控制阀，上述第1排出通路与上述第2排出通路连结，在低转速区域中，以仅第1排出通路以及第2排出通路开口的状态控制流路，在中转速区域中，以第1排出通路与第2排出通路开口且上述返回通路的第1入口侧封闭而上述返回通路的第2入口侧开口的状态控制流路，在高转速区域中，以第2排出通路封闭而第1排出通路开口且上述返回通路开口的状态控制流路。
2.一种油泵的压力控制装置，其特征在于，包括：具备外周侧转子和内周侧转子的有三个转子的油泵；从上述外周侧转子向发动机供油的第1排出通路；返回到上述外周侧转子的吸入侧的第1返回通路；从上述内周侧转子向发动机供油的第2排出通路；返回到上述内周侧转子的吸入侧的第2返回通路；以及在上述内周侧转子的排出口与上述第1排出通路之间设置有阀主体的压力控制阀，上述第1排出通路与上述第2排出通路的端部侧连结，在低转速区域中，以仅第1排出通路以及第2排出通路开口的状态控制流路，在中转速区域中，以第1排出通路与第2排出通路开口且上述第1返回通路封闭而上述第2返回通路开口的状态控制流路，在高转速区域中，以第2排出通路封闭而第1排出通路开口且第1返回通路以及第2返回通路开口的状态控制流路。
3.如权利要求1或2所述的油泵的压力控制装置，其特征在于，上述压力控制阀是具有第1阀部和第2阀部的类型。
4.如权利要求1或2所述的油泵的压力控制装置，其特征在于，上述压力控制阀是具有第1阀部和第2阀部以及第3阀部的类型。
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