JP2890880B2 - 可変容量ポンプ - Google Patents

可変容量ポンプ

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JP2890880B2 JP3077176A JP7717691A JP2890880B2 JP 2890880 B2 JP2890880 B2 JP 2890880B2 JP 3077176 A JP3077176 A JP 3077176A JP 7717691 A JP7717691 A JP 7717691A JP 2890880 B2 JP2890880 B2 JP 2890880B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は車両に塔載されるエンジ
ン冷却用の油圧駆動モータファン等に油圧を供給する、
ラジアルピストンポンプ等の可変容量ポンプに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の可変容量ポンプとして
は、例えば1990年8月発行の「油空圧技術」の27ページ
に記載されたものがある。この従来例の可変容量ポンプ
は、図6に実線で示すような吐出流量特性を有してお
り、駆動開始後ポンプ回転数が所定値に達するまでは、
1回転当りの押し除け容積に比例した流量が吐出される
ためポンプ回転数の増加に応じてポンプ吐出流量がリニ
アに増加し、ポンプ回転数が所定値に達した後はポンプ
回転数が増加してもそれ以上吐出流量は増加せず、ほぼ
一定の流量が吐出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例のポンプを
その駆動軸がエンジンと同期して駆動されるようにエン
ジンに結合し、このポンプから吐出される作動流体によ
って油圧モータを駆動してエンジンのラジエータの冷却
用ファンを回転させるシステムを構成した場合、ポンプ
回転数とエンジン回転数とが比例し、ポンプ吐出流量と
ファン回転数とが比例することから、図6の特性はエン
ジン回転数〜ファン回転数の特性に読替えることができ
る。しかしながらこの図6の特性では、エンジン回転数
がアイドル回転数以上になる低速走行域においてファン
回転数が最大回転数に達するため、ファン騒音が大きく
なってしまうという問題が生じ、また1回転当りの押し
除け容積が一定であるため、同図に点線で示す理想的な
特性(ファン必要回転数を表わす特性)が実現できず、
図示斜線部に相当するポンプ駆動エネルギーが浪費され
るという問題も生じる。
【0004】本発明は可変容量ポンプを構成する複数の
ピストンとして2種類の特性の異なるピストンを組み合
せて使用することにより、上述した問題を解決すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
の請求項1に係る可変容量ポンプは、ポンプ駆動力によ
り回転される偏心カムによって径方向に往復動される複
数のピストンを具え、流量制御可能な可変容量ポンプに
おいて、前記複数のピストンを円周方向に交互に配置さ
れる2種類のピストンとし、これら2種類のピストン
を、アイドル回転数近傍まで吐出流量がポンプ回転数に
比例する特性の第1のピストンと、低速走行域上限回転
数近傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例する特性の第
2のピストンとにより構成したことを特徴とするもので
ある。
【0006】
【作用】本発明の請求項1によれば、アイドル回転数近
傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例する特性の第1の
ピストンと、低速走行域上限回転数近傍まで吐出流量が
ポンプ回転数に比例する特性の第2のピストンとを円周
方向に交互に配置して可変容量ポンプを構成したから、
この可変容量ポンプの流量特性を図6の斜線部をカット
したものとほぼ等価な特性とすることができる。したが
って、この特性にほぼ一致するエンジン回転数〜ファン
回転数特性を図6に点線で示す理想的な特性にすること
ができ、低速走行域におけるファン騒音およびポンプ駆
動エネルギーを低減することができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1は固定シリンダ型ラジアルピストンポン
プ1に適用した本発明可変容量ポンプによる冷却ファン
システムの第1実施例の構成を示す図、図2は同例のラ
ジアルピストンポンプ1の軸線上における断面図であ
る。まず図2によりポンプ1について説明する。ポンプ
1はポンプハウジング3を具え、これにポンプ駆動軸4
を貫通して軸受5,6により回転自在に支持する。これ
ら軸受間において軸4に偏心カム4aを一体成形し、こ
の偏心カムをポンプハウジング3に形成した吸入室7内
に収納する。偏心カム4aの外周にリング8を回転自在
に嵌合し、リング8の外周に円周方向等間隔に配して例
えば合計6個のラジアルピストン9−1,9−2(図2
では1個のみを示す)を交互に対設する。これら各ラジ
アルピストン9−1,9−2は偏心カムリング8の径方
向へ延在させてポンプハウジング3に形成した対応する
固定シリンダ10内に、摺動自在に嵌合する。固定シリン
ダ10の外部開口端をプラグ11により閉塞して、このプラ
グ11およびラジアルピストン9−1,9−2間に吐出室
12を画成する。各ラジアルピストン9−1,9−2は偏
心カムリング8に近い端部を閉塞された有底スリーブ形
状とし、ばね13により偏心カムリング8に押圧する。そ
して各ラジアルピストン9−1,9−2の周壁には、ラ
ジアルピストンのストローク中吸入室7内に出没する位
置に配してサイドポート14を形成する。
【0008】ポンプ駆動軸4の図示右端を動力供給源と
してのエンジン(図示せず)に結合し、これに近いポン
プ駆動軸4の個所をシール15によりポンプハウジング3
に対し封止する。ポンプ駆動軸4の他端は、ポンプハウ
ジング3に添設した通路メンバ16に対しシール17で封止
する。通路メンバ16は吸入通路18および吐出通路19を有
するものとし、吐出通路19は固定シリンダ10と同じ数だ
け形成する。吸入通路18はポンプハウジング3に形成し
た連絡ポート20により吸入室7に通じさせ、各吐出通路
19はポンプハウジング3に形成した連絡ポート21により
対応する吐出室12に通じさせる。連絡ポート21および吐
出通路19間にデリバリバルブ22を設け、このバルブはそ
の開弁圧以上の圧力が連絡ポート21から供給されるとき
開いてこのポートから吐出通路19へ作動流体を供給し、
逆向きの作動流体を一切許容しない形式のものとする。
ポンプハウジング3から遠い通路メンバ16の側に端蓋23
を添設し、これに全ての吐出通路19と通ずる1個の条溝
24を形成する他、該条溝に至る吐出ポート25を形成す
る。
【0009】次に図1により冷却ファンシステム全体に
ついて説明する。30はリザーバタンクであり、このリザ
ーバタンク30よりポンプ1の吸入通路18に作動流体(作
動油)が供給される。ポンプ1から吐出された作動流体
は切換弁31を経て固定容量の油圧モータ32に供給され
る。ここで切換弁31は、そのソレノイド31aに励磁電流
を加えないとばね31bのばね力により図1に示す遮断状
態となり、ポンプ1から吐出された作動流体を油圧モー
タ32に供給し、これにより油圧モータ32はファン33を回
転させてラジエータ34を冷却する。一方、切換弁31のソ
レノイド31aに励磁電流を加えると、切換弁31がソレノ
イド31aの電磁力によりばね31bのばね力に抗して右行
して連通状態となり、ポンプ1から吐出された作動流体
をリザーバタンク30にドレンする。
【0010】次に上記実施例の作用について説明する。
ポンプ1において、ポンプ駆動軸4はエンジンからの供
給動力により回転され、この軸4と一体の偏心カム4aは
リング8を介し各ラジアルピストン9−1,9−2を固
定シリンダ10内で往復動させる。各ラジアルピストン9
−1,9−2はこの往復動中、ポンプ駆動軸4の軸線か
ら遠去かるストローク域においてサイドポート14がシリ
ンダ10により塞がれた後吐出室12内の作動流体を加圧す
る。そして、この作動流体はデリバリバルブ22の開弁圧
以上になると、このバルブ22を開きつつ吐出通路19に吐
出される。このようにして各通路19に吐出された作動流
体は条溝24に集合し、吐出ポート25よりポンプ外部へ吐
出されて、ラジエータ34を冷却するファン33を回転させ
る、油圧モータ32の作動に供される。一方各ラジアルピ
ストン9−1,9−2は、ポンプ駆動軸4の軸線に向か
うストローク中サイドポート14が吸入室7に開口した後
において、この吸入室7内の作動流体をサイドポート14
より吐出室12内に流入させて補充し、次の吐出に備え、
このとき吸入室7内にはリザーバタンク30内の作動流体
が補充される。
【0011】ところで本例においては、ポンプ1を構成
するピストンとして吐出流量特性(押し除け容積)の異
なる2種類のラジアルピストン9−1(第1のピスト
ン),9−2(第1のピストン)を使用しており、これ
らピストン9−1,9−2において吐出流量特性を個別
に設定するため、ピストン9−1,9−2として径の異
なるものを使用し、これにより所望の特性に調整してい
る(なお吐出流量特性を個別に設定する他の方法とし
て、ピストンの吸入ポート、すなわちサイドポート14の
位置を異なるものにしたり、サイドポート14の開口面積
を異なるものにする方法を用いてもよい) 。この場合、
ポンプ1全体の吐出流量特性は、図3に示すように、3
個所のピストン9−1の吐出流量の合計から求まる吐出
流量特性と、3個所のピストン9−2の吐出流量の合計
から求まる吐出流量特性とを合成したものとなる。した
がって図3のOA間のポンプ吐出流量特性の傾きおよび
AB間の傾きが図6に点線で示す理想の特性に一致する
ように、例えば各ピストン9−1をアイドル回転数(第
1の回転数)近傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例す
る特性とするとともに、各ピストン9−2を低速走行域
上限回転数(第2の回転数)近傍まで吐出流量がポンプ
回転数に比例する特性とすることにより、理想的なエン
ジン回転数〜ファン回転数特性をも実現することがで
き、低速走行域において、ファン騒音を低減するととも
に、図4に点線で示すように、実線で示す従来例よりも
消費トルクを低減してポンプ駆動エネルギーの浪費を防
止することが可能になる。
【0012】図5は固定シリンダ型ラジアルピストンポ
ンプに適用した本発明可変容量ポンプによる冷却ファン
システムの第2実施例における、ポンプ吐出流量特性図
である。この第2実施例は前記第1実施例と同様に構成
するものとするが、ピストン9−2(第1のピスト
ン),9−1(第2のピストン)の特性の設定方法を変
更してある。すなわち、本例では図5に示すように、ピ
ストン9−2,9−1の押し除け容積を同一にしてポン
プ吐出流量特性の図示OC間、OD間の傾きを等しくし
たが、その飽和流量点を夫々図示C(第1の回転数であ
るアイドル回転数に対応する),D(第2の回転数であ
る低速走行域上限回転数に対応する)として異なるもの
にしてある。この場合、ポンプ1全体の吐出流量特性は
図5に示すように3個所のピストン9−1の吐出流量の
合計から求まる吐出流量特性と、3個所のピストン9−
2の吐出流量の合計から求まる吐出流量特性とを合成し
たものとなる。したがって第1実施例と同様に、ピスト
ン9−1,9−2のサイドポート(吸入ポート)14の位
置を異なるものにしたり、サイドポート14の開口面積を
異なるものにすることにより、ポンプ1全体として図6
に点線で示す理想的な特性を実現することができ、第1
実施例と同様の作用効果が得られる。
【0013】
【発明の効果】かくして本発明の可変容量ポンプは上述
の如く、アイドル回転数近傍まで吐出流量がポンプ回転
数に比例する特性の第1のピストンと、低速走行域上限
回転数近傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例する特性
の第2のピストンとを円周方向に交互に配置して可変容
量ポンプを構成したから、この可変容量ポンプの流量特
性を図6の斜線部をカットしたものとほぼ等価な特性と
することができ、この特性にほぼ一致するエンジン回転
数〜ファン回転数特性を図6に点線で示す理想的な特性
にすることができるから、低速走行域におけるファン騒
音およびポンプ駆動エネルギーを低減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】固定シリンダ型ラジアルピストンポンプに適用
した本発明可変容量ポンプによる冷却ファンシステムの
第1実施例の構成を示す図である。
【図2】同例のラジアルピストンポンプの軸線上におけ
る断面図である。
【図3】同例のポンプ吐出流量特性を示す特性図であ
る。
【図4】同例の消費トルク特性を示す特性図である。
【図5】固定シリンダ型ラジアルピストンポンプに適用
した本発明可変容量ポンプによる冷却ファンシステムの
第2実施例におけるポンプ吐出流量特性図である。
【図6】従来例の可変容量ポンプによる冷却ファンシス
テムにおけるポンプ吐出流量特性および理想的なポンプ
吐出流量特性を示す特性図である。
【符号の説明】
1 固定シリンダ型ラジアルピストンポンプ(可変容量
ポンプ) 4 ポンプ駆動軸 4a 偏心カム 7 吸入室 9−1 ラジアルピストン 9−2 ラジアルピストン 10 固定シリンダ 12 吐出室 14 サイドポート 31 切換弁 32 油圧モータ 33 ファン

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポンプ駆動力により回転される偏心カム
    によって径方向に往復動される複数のピストンを具え、
    流量制御可能な可変容量ポンプにおいて、 前記複数のピストンを円周方向に交互に配置される2種
    類のピストンとし、これら2種類のピストンを、アイド
    ル回転数近傍まで吐出流量がポンプ回転数に比例する特
    性の第1のピストンと、低速走行域上限回転数近傍まで
    吐出流量がポンプ回転数に比例する特性の第2のピスト
    ンとにより構成したことを特徴とする可変容量ポンプ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS587156B2 (ja) * 1975-07-23 1983-02-08 ノダゴウハン カブシキガイシヤ オビジヨウタンパンノ レンゾクカンソウホウホウ
JPS53143008A (en) * 1977-05-19 1978-12-13 Teijin Seiki Co Ltd Radial piston type hydraulic pressure pump motor
JP2509077Y2 (ja) * 1989-03-30 1996-08-28 アイシン精機株式会社 ラジアルピストンポンプ

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