JP6171852B2 - Oil pump device - Google Patents
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Description
本発明は、オイルポンプ装置に関し、特に、複数のベーンが収容されるベーン収容部を含むロータと、ロータを収容するロータ収容部とを備えたオイルポンプ装置に関する。 The present invention relates to an oil pump device, and more particularly, to an oil pump device including a rotor including a vane housing portion that houses a plurality of vanes and a rotor housing portion that houses the rotor.
従来、複数のベーンが収容されるベーン収容部を含むロータと、ロータを収容するロータ収容部とを備えたオイルポンプ装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an oil pump device that includes a rotor including a vane accommodating portion that accommodates a plurality of vanes and a rotor accommodating portion that accommodates the rotor (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1には、内燃機関のクランク軸によって回転駆動されるロータと、ロータの外周部に対して出没自在にロータに収容される複数のベーンと、隣接するベーンおよびロータの外周部によってロータまわりに複数のポンプ室(作動油室)を形成可能に構成されたカムリング(ロータ収容部)と、カムリングを揺動可能に収容するポンプボディとを備えたベーン式の可変容量形オイルポンプ(オイルポンプ装置)が開示されている。この特許文献1に記載の可変容量形オイルポンプでは、オイルの吐出圧力を駆動力としてポンプボディ内のカムリングが一方側を回動支点として他方側が揺動されることにより、ロータの回転軸に対するカムリングの内側面(ベーン先端部が摺動する内周面)の中心位置が偏心されるように構成されている。また、ロータに対するカムリングの偏心とともに個々のポンプ室の容積(ポンプ容量)が変化されるように構成されている。
In the above-mentioned
ここで、カムリングが一方方向へ回動された場合には、ロータに対するカムリングの偏心量が増加されてポンプ容量が増加される。また、カムリングが他方方向へ回動された場合には、カムリングの偏心量は減少されてポンプ容量が減少される。なお、この可変容量形オイルポンプでは、油圧方向切換弁と複数の油圧回路とを別途設けることにより、オイルの吐出圧力に応じてカムリングへのオイル圧力の作用位置を切り替える制御が行われている。これにより、オイルの吐出圧力(内燃機関の回転数)に応じて油圧方向切換弁を作動させてカムリングを正逆方向(一方方向および他方方向)に回動させながらカムリングの偏心量の増減(ポンプ容量の増減)が図られている。 Here, when the cam ring is rotated in one direction, the eccentric amount of the cam ring with respect to the rotor is increased and the pump capacity is increased. Further, when the cam ring is rotated in the other direction, the eccentric amount of the cam ring is reduced and the pump capacity is reduced. In this variable displacement oil pump, control is performed to switch the operating position of the oil pressure to the cam ring in accordance with the oil discharge pressure by separately providing a hydraulic direction switching valve and a plurality of hydraulic circuits. This increases or decreases the amount of eccentricity of the cam ring (pump) while operating the hydraulic direction switching valve according to the oil discharge pressure (rotation speed of the internal combustion engine) and rotating the cam ring in the forward and reverse directions (one direction and the other direction). Increase / decrease in capacity).
しかしながら、上記特許文献1に記載された可変容量形オイルポンプ(オイルポンプ装置)では、油圧方向切換弁を作動させてカムリングを正逆方向(一方方向および他方方向)に回動させながらカムリングの偏心量を増減させる構成であるため、オイルの吐出圧力(内燃機関の回転数)に応じてカムリングへのオイル圧力の作用位置を切り替える必要がある。その結果、オイル圧力の作用位置を切り換えるために油圧方向切換弁などが必要になるので、オイルポンプ装置まわりの油圧回路が複雑になるという問題点がある。
However, in the variable displacement oil pump (oil pump device) described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、より簡素な構成により所望の吐出圧力特性を得ることが可能なオイルポンプ装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide an oil pump device capable of obtaining desired discharge pressure characteristics with a simpler configuration. That is.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるオイルポンプ装置は、複数のベーンが半径方向にスライド移動可能に収容されるベーン収容部を含むロータと、ロータを収容するとともにロータの偏心量を変化させるように第1方向に移動可能なロータ収容部と、オイルを吸い込む吸込ポートおよびオイルを吐出する吐出ポートと、吐出ポートからのオイルの吐出圧力に応じて第1方向と交差する第2方向に直線的に移動され、第2方向の一方方向への直線的な移動に伴ってロータ収容部を第1方向に移動させることによってロータの偏心量を増減させるように設けられたカム領域を含むカム部材と、を備え、カム部材のカム領域には、吸込ポートに吸い込まれるオイルの少なくとも一部が供給されるように構成されている。 In order to achieve the above object, an oil pump device according to one aspect of the present invention includes a rotor including a vane housing portion in which a plurality of vanes are housed so as to be slidable in a radial direction, and houses the rotor and eccentricity of the rotor. A rotor accommodating portion movable in the first direction so as to change the amount, a suction port for sucking oil, a discharge port for discharging oil, and a first crossing with the first direction according to the discharge pressure of oil from the discharge port A cam region that is linearly moved in two directions and is configured to increase or decrease the amount of eccentricity of the rotor by moving the rotor accommodating portion in the first direction along with the linear movement in one direction of the second direction. And a cam region including the at least part of the oil sucked into the suction port .
この発明の一の局面によるオイルポンプ装置では、上記のように、吐出ポートからのオイルの吐出圧力に応じて第2方向に直線的に移動され、第2方向の一方方向への直線的な移動に伴ってロータ収容部を第1方向に移動させることによってロータの偏心量を増減させるように設けられたカム領域を含むカム部材を備えることによって、オイルの吐出圧力に応じたカム部材の第2方向における一方方向への直線的な移動に伴ってカム部材に設けられたカム領域を介してロータ収容部を第1方向に移動させながらロータの偏心量を増加させたり減少させたりして容易に変化させることができる。したがって、本発明では、一方方向への移動のみによりロータの偏心量の増減が可能となるので、オイルの吐出圧力(内燃機関の回転数)に応じてオイル圧力の作用位置を切り替える必要がなく、その結果、油圧方向切換弁などを設ける必要がないので、その分、オイルポンプ装置の構成をより簡素にすることができる。また、カム部材のカム領域には、吸込ポートに吸い込まれるオイルの少なくとも一部が供給されるように構成されている。これにより、カム部材に設けられたカム領域を介してロータ収容部を第1方向に移動させる際、吐出圧力よりも圧力が下げられたオイルをカム領域に容易に引き込んでロータ収容部のカム領域に当接する部分の移動を円滑にすることができるので、カム部材によりロータ収容部を第1方向に移動させるカム動作を円滑に行うことができる。これにより、吐出ポートからのオイルの吐出圧力に的確に追従させながら、滑らかな吐出圧力特性を得ることができる。 In the oil pump device according to one aspect of the present invention, as described above, the oil pump device is linearly moved in the second direction in accordance with the oil discharge pressure from the discharge port, and is linearly moved in one direction of the second direction. Accordingly, by providing a cam member including a cam region provided to increase or decrease the eccentric amount of the rotor by moving the rotor accommodating portion in the first direction, the second cam member corresponding to the oil discharge pressure is provided. The amount of eccentricity of the rotor can be easily increased or decreased while moving the rotor accommodating portion in the first direction via the cam region provided in the cam member along with the linear movement in one direction in the direction. Can be changed. Therefore, in the present invention, the amount of eccentricity of the rotor can be increased or decreased only by movement in one direction, so there is no need to switch the operating position of the oil pressure according to the oil discharge pressure (the rotational speed of the internal combustion engine). As a result, there is no need to provide a hydraulic direction switching valve or the like, and accordingly, the configuration of the oil pump device can be further simplified. Further, the cam region of the cam member is configured to be supplied with at least a part of the oil sucked into the suction port. Thus, when the rotor accommodating portion is moved in the first direction via the cam region provided in the cam member, the oil whose pressure is lower than the discharge pressure is easily drawn into the cam region, and the cam region of the rotor accommodating portion. Therefore, the cam operation for moving the rotor accommodating portion in the first direction by the cam member can be performed smoothly. Thereby, a smooth discharge pressure characteristic can be obtained while accurately following the oil discharge pressure from the discharge port.
上記一の局面によるオイルポンプ装置において、好ましくは、カム部材は、オイルの吐出圧力に応じて第2方向に直線的に移動されるスプール部材を含み、ロータ収容部は、スプール部材のカム領域に対向するように配置されたカム係合部を含み、スプール部材のカム領域は、ロータ収容部のカム係合部に対する突出量が第2方向に沿って変化されるとともに、スプール部材の第2方向の一方方向への移動に伴うカム領域の突出量の変化に応じてロータ収容部が第1方向に移動されてロータの偏心量が増減されるように構成されている。このように構成すれば、スプール部材のカム領域とロータ収容部のカム係合部とによって構成されるカム機構を有効に利用して、スプール部材の第2方向の一方方向への移動に伴うカム領域の突出量の変化に直接的に追従させてロータの偏心量を増減させることができる。 In the oil pump device according to the above aspect, the cam member preferably includes a spool member that is linearly moved in the second direction in accordance with the oil discharge pressure, and the rotor housing portion is disposed in the cam region of the spool member. The cam region of the spool member includes cam engaging portions arranged to face each other, and the protrusion amount of the rotor housing portion with respect to the cam engaging portion is changed along the second direction, and the second direction of the spool member The rotor housing portion is moved in the first direction in accordance with the change in the amount of protrusion of the cam region accompanying the movement in one direction, and the eccentric amount of the rotor is increased or decreased. If comprised in this way, the cam accompanying the movement to the one direction of the 2nd direction of a spool member will be utilized effectively using the cam mechanism comprised by the cam area | region of a spool member and the cam engaging part of a rotor accommodating part. The amount of eccentricity of the rotor can be increased or decreased by directly following the change in the protruding amount of the region.
上記カム部材がオイルの吐出圧力に応じて第2方向に直線的に移動されるスプール部材を含む構成において、好ましくは、スプール部材のカム領域は、吐出ポートからのオイルの吐出圧力が第1圧力範囲にある場合に、ロータ収容部のカム係合部に対向配置される第1カム領域と、吐出ポートからのオイルの吐出圧力が第1圧力範囲よりも大きい第2圧力範囲にある場合に、ロータ収容部のカム係合部に係合する第2カム領域と、吐出ポートからのオイルの吐出圧力が第2圧力範囲よりも大きい第3圧力範囲にある場合に、ロータ収容部のカム係合部に係合する第3カム領域と、を含み、吐出ポートからのオイルの吐出圧力の増加に応じて、第1カム領域、第2カム領域および第3カム領域へとカム部材のカム領域が順次切り替わるようにスプール部材が第2方向の一方方向に移動された場合に、第2カム領域においてロータの回転中心に対するロータ収容部の第1方向の移動量およびロータの偏心量が減少されるとともに、第2カム領域においてロータの回転中心に対するロータ収容部の第1方向の移動量およびロータの偏心量が減少された状態から、第3カム領域においてロータ収容部の第1方向の移動量およびロータの偏心量が増加されるように構成されている。このように構成すれば、吐出ポートからのオイルの吐出圧力が第1圧力範囲にある場合に対応する第1カム領域を基準として、オイルの吐出圧力が第1圧力範囲から第2圧力範囲、さらには、第2圧力範囲から第3圧力範囲へと増加した際に、スプール部材のカム領域が第2方向の一方方向に沿って第1カム領域から第2カム領域、および、第2カム領域から第3カム領域へと順次切り替わるのとともに、スプール部材の一方方向への移動に伴うカム領域の切り替わりにより、ロータの偏心量に減少と増加との両方を生じさせることができるので、オイルポンプ装置に所望の吐出圧力特性を容易に生じさせることができる。 In the configuration including the spool member in which the cam member is linearly moved in the second direction according to the oil discharge pressure, the cam region of the spool member preferably has the oil discharge pressure from the discharge port as the first pressure. When the pressure is within the range, when the first cam region disposed opposite to the cam engagement portion of the rotor housing portion and the second pressure range where the oil discharge pressure from the discharge port is greater than the first pressure range, The cam engagement of the rotor accommodating portion when the second cam region engaged with the cam engaging portion of the rotor accommodating portion and the third pressure range where the oil discharge pressure from the discharge port is larger than the second pressure range. A cam region of the cam member to the first cam region, the second cam region, and the third cam region in response to an increase in oil discharge pressure from the discharge port. To switch sequentially When the roll member is moved in one direction of the second direction, the amount of movement of the rotor housing portion in the first direction relative to the rotation center of the rotor and the amount of eccentricity of the rotor are reduced in the second cam region, and the second From the state in which the amount of movement of the rotor housing portion in the first direction relative to the rotation center of the rotor and the amount of eccentricity of the rotor is reduced in the cam region, the amount of movement of the rotor housing portion in the first direction and the amount of eccentricity of the rotor in the third cam region. Is configured to be increased. According to this configuration, the oil discharge pressure is changed from the first pressure range to the second pressure range with reference to the first cam region corresponding to the case where the oil discharge pressure from the discharge port is in the first pressure range. When the cam area of the spool member increases from the second pressure range to the third pressure range, the cam region of the spool member extends from the first cam region to the second cam region and from the second cam region along one direction of the second direction. Since the switching to the third cam region and the switching of the cam region accompanying the movement of the spool member in one direction can cause both a decrease and an increase in the eccentric amount of the rotor, the oil pump device Desired discharge pressure characteristics can be easily generated.
上記カム領域が第1カム領域、第2カム領域および第3カム領域を含む構成において、好ましくは、第1カム領域は、ロータ収容部の第1方向への移動に伴うロータの偏心量が第1偏心量になるように形成され、第2カム領域は、ロータ収容部の第1方向への移動に伴うロータの偏心量が第1偏心量よりも小さい第2偏心量になるように形成され、第3カム領域は、ロータ収容部の第1方向への移動に伴うロータの偏心量が第2偏心量の最小値よりも大きい第3偏心量になるように形成されている。このように構成すれば、オイルの吐出圧力が第1圧力範囲にある場合のポンプ容量を基準とした場合に、オイルの吐出圧力が第2圧力範囲においてはポンプ容量を第1圧力範囲よりも小さく調整することができるとともに、オイルの吐出圧力が第3圧力範囲においてはポンプ容量を第2圧力範囲よりも大きくかつ第1圧力範囲よりも小さく調整することができる。 In the configuration in which the cam region includes the first cam region, the second cam region, and the third cam region, it is preferable that the first cam region has an amount of eccentricity of the rotor accompanying the movement of the rotor accommodating portion in the first direction. The second cam region is formed so that the eccentric amount of the rotor accompanying the movement of the rotor accommodating portion in the first direction is a second eccentric amount smaller than the first eccentric amount. The third cam region is formed so that the amount of eccentricity of the rotor accompanying the movement of the rotor accommodating portion in the first direction becomes a third amount of eccentricity that is larger than the minimum value of the second amount of eccentricity. With this configuration, when the oil discharge pressure is in the first pressure range, the pump capacity is smaller than the first pressure range when the oil discharge pressure is in the second pressure range. In addition, the pump displacement can be adjusted to be larger than the second pressure range and smaller than the first pressure range when the oil discharge pressure is in the third pressure range.
この場合、好ましくは、第2カム領域は、第3カム領域に向かってロータの偏心量が第1偏心量から第2偏心量に減少するように設けられており、第3カム領域は、第2カム領域とは反対側に向かってロータの偏心量が第2偏心量から第3偏心量に増加するように設けられている。このように構成すれば、スプール部材が第2方向の一方方向に移動された場合の第2カム領域において、ロータ収容部の第1方向への移動に伴うロータの偏心量を容易に減少させることができる。また、スプール部材が第2方向の一方方向に移動された場合の第3カム領域において、ロータ収容部の第1方向への移動に伴うロータの偏心量を容易に増加させることができる。 In this case, preferably, the second cam region is provided so that the eccentric amount of the rotor decreases from the first eccentric amount to the second eccentric amount toward the third cam region. The eccentric amount of the rotor is provided so as to increase from the second eccentric amount to the third eccentric amount toward the side opposite to the two-cam region. If comprised in this way, in the 2nd cam area | region when a spool member is moved to the one direction of a 2nd direction, the eccentric amount of the rotor accompanying the movement to a 1st direction of a rotor accommodating part can be reduced easily. Can do. Further, in the third cam region when the spool member is moved in one direction of the second direction, the amount of eccentricity of the rotor accompanying the movement of the rotor accommodating portion in the first direction can be easily increased.
上記カム領域が第1カム領域、第2カム領域および第3カム領域を含む構成において、好ましくは、第1カム領域と第2カム領域と第3カム領域とは、連続するように設けられており、ロータ収容部のカム係合部は、スプール部材の移動に伴って、少なくとも第2カム領域と第3カム領域とに沿って摺動することにより第1方向に移動されるように構成されている。このように構成すれば、スプール部材が第2方向の一方方向に移動された場合に、カム係合部がカム領域(第2カム領域および第3カム領域)のカム形状に追従するように係合されながらロータ収容部を第1方向に移動させることができるので、吐出ポートからのオイルの吐出圧力が第1圧力範囲にある場合に対応する第1カム領域を基準として、第2カム領域でロータの偏心量を滑らかに減少させることができるとともに、第3カム領域でロータの偏心量を減少状態から滑らかに増加させることができる。 In the configuration in which the cam region includes the first cam region, the second cam region, and the third cam region, preferably, the first cam region, the second cam region, and the third cam region are provided to be continuous. The cam engaging portion of the rotor accommodating portion is configured to move in the first direction by sliding along at least the second cam region and the third cam region with the movement of the spool member. ing. With this configuration, when the spool member is moved in one direction of the second direction, the cam engagement portion is engaged so as to follow the cam shape of the cam region (second cam region and third cam region). Since the rotor accommodating portion can be moved in the first direction while being combined, the second cam region is based on the first cam region corresponding to the case where the oil discharge pressure from the discharge port is in the first pressure range. The amount of eccentricity of the rotor can be reduced smoothly, and the amount of eccentricity of the rotor can be increased smoothly from the reduced state in the third cam region.
上記カム領域が第1カム領域、第2カム領域および第3カム領域を含む構成において、好ましくは、第1圧力範囲において、スプール部材の第1カム領域がロータ収容部のカム係合部に対応する位置に直線的に移動されることにより、ロータ収容部が第1方向の第1偏心位置に直線的に移動されて、最大の偏心量である第1偏心量になるように構成され、第2圧力範囲において、スプール部材の第2カム領域がロータ収容部のカム係合部に係合する位置に直線的に移動されることにより、ロータ収容部が第1方向の第2偏心位置に直線的に移動されて、第1偏心量よりも小さい第2偏心量になるように構成され、第3圧力範囲において、スプール部材の第3カム領域がロータ収容部のカム係合部に係合する位置に直線的に移動されることにより、ロータ収容部が第1方向の第3偏心位置に直線的に移動されて、第2偏心量の最小値よりも大きい第3偏心量になるように構成されている。このように構成すれば、ロータ収容部を、第1圧力範囲、第2圧力範囲および第3圧力範囲の各々において対応する第1偏心位置、第2偏心位置および第3偏心位置のいずれかに移動させるとともに、ロータの偏心量を、第1偏心量、第2偏心量および第3偏心量に適切に調整することができる。これにより、要求される吐出圧力特性を的確に発揮することが可能なオイルポンプ装置を得ることができる。 In the configuration in which the cam region includes the first cam region, the second cam region, and the third cam region, preferably, in the first pressure range, the first cam region of the spool member corresponds to the cam engaging portion of the rotor accommodating portion. The rotor accommodating portion is linearly moved to the first eccentric position in the first direction by being linearly moved to the position where the first eccentric amount is the first eccentric amount. In the two pressure range, the second cam region of the spool member is linearly moved to a position where the second cam region engages with the cam engaging portion of the rotor accommodating portion, so that the rotor accommodating portion is linearly aligned with the second eccentric position in the first direction. And the second eccentric amount is smaller than the first eccentric amount, and the third cam region of the spool member engages with the cam engaging portion of the rotor accommodating portion in the third pressure range. By moving linearly to the position. , Rotor receiving portion is moved linearly in the third eccentric position in the first direction, and is configured to be larger third eccentricity than the minimum value of the second eccentricity. If comprised in this way, a rotor accommodating part will be moved to either the 1st eccentric position, the 2nd eccentric position, and the 3rd eccentric position which correspond in each of a 1st pressure range, a 2nd pressure range, and a 3rd pressure range. In addition, the eccentric amount of the rotor can be appropriately adjusted to the first eccentric amount, the second eccentric amount, and the third eccentric amount. Thereby, the oil pump apparatus which can exhibit the required discharge pressure characteristic exactly can be obtained.
上記一の局面によるオイルポンプ装置において、好ましくは、ロータ収容部をカム部材側に付勢する第1付勢部材をさらに備える。このように構成すれば、カム部材の第2方向の一方方向への直線的な移動に伴ってロータ収容部が第1方向に移動される際に、第1付勢部材によるロータ収容部のカム部材側への付勢力によって、ロータ収容部をカム部材のカム領域のカム形状(凹凸形状)に適切に追従させながら第1方向に移動させることができる。 The oil pump device according to the above aspect preferably further includes a first biasing member that biases the rotor housing portion toward the cam member. If comprised in this way, when a rotor accommodating part is moved to a 1st direction with the linear movement to the one direction of the 2nd direction of a cam member, the cam of a rotor accommodating part by a 1st biasing member The rotor accommodating portion can be moved in the first direction while appropriately following the cam shape (uneven shape) of the cam region of the cam member by the biasing force toward the member side.
上記一の局面によるオイルポンプ装置において、好ましくは、カム部材を吐出ポート側の位置に向かうように付勢する第2付勢部材をさらに備える。このように構成すれば、吐出ポートからのオイルの吐出圧力が減少した場合に、第2付勢部材による付勢力によってカム部材を第2方向の一方方向とは反対の他方方向へ容易に押し戻すことができるので、カム部材のオイルの吐出圧力に応じた可逆的な動作を行うことができる。 The oil pump device according to the above aspect preferably further includes a second urging member that urges the cam member toward the position on the discharge port side. If comprised in this way, when the discharge pressure of the oil from a discharge port reduces, a cam member will be easily pushed back to the other direction opposite to the one direction of a 2nd direction with the urging | biasing force by a 2nd urging | biasing member. Therefore, a reversible operation according to the oil discharge pressure of the cam member can be performed.
上記一の局面によるオイルポンプ装置において、好ましくは、カム部材が第2方向の一方方向に直線的に移動される際のカム領域の突出量の変化に応じたロータ収容部の第1方向への移動によるロータの偏心量の特性と、カム部材が一方方向とは反対の第2方向の他方方向に直線的に移動される際のカム領域の突出量の変化に応じたロータ収容部の第1方向への移動によるロータの偏心量の特性とは、ヒステリシス差を有している。このように構成すれば、吐出ポートからのオイルの吐出圧力が短い時間間隔で上下変動を繰り返す場合においても、ロータの偏心量の特性がカム部材の移動方向に応じてヒステリシス差を有する分、吐出圧力の頻繁な上下変動に追随してカム部材の第2方向の一方方向および他方方向への直線的な移動動作と、これに基づくロータ収容部の第1方向への小刻みな往復移動動作とが頻繁に繰り返される現象(チャタリング現象)がオイルポンプ装置内に生じるのを回避することができる。したがって、吐出ポートからのオイルの吐出圧力が短い時間間隔で上下変動を繰り返した場合であっても、ロータの偏心量が小刻みにふらつくかなくなるので、オイルを安定的に吐出させることができる。 In the oil pump device according to the above aspect, the rotor housing portion in the first direction preferably corresponds to a change in the protruding amount of the cam region when the cam member is linearly moved in one direction of the second direction. The characteristic of the eccentric amount of the rotor due to the movement and the first of the rotor accommodating portion according to the change in the protruding amount of the cam region when the cam member is linearly moved in the other direction of the second direction opposite to the one direction. The characteristic of the amount of eccentricity of the rotor due to movement in the direction has a hysteresis difference. With this configuration, even when the oil discharge pressure from the discharge port repeatedly fluctuates up and down at short time intervals, the amount of eccentricity of the rotor has a hysteresis difference according to the moving direction of the cam member. A linear movement operation of the cam member in one direction and the other direction of the second direction following the frequent vertical fluctuation of the pressure, and a small reciprocating movement operation of the rotor accommodating portion in the first direction based on the linear movement operation. It is possible to avoid occurrence of a frequently repeated phenomenon (chattering phenomenon) in the oil pump device. Therefore, even when the oil discharge pressure from the discharge port repeatedly fluctuates up and down at short time intervals, the amount of eccentricity of the rotor does not fluctuate little by little, so that oil can be discharged stably.
なお、本出願では、上記一の局面によるオイルポンプ装置において、以下のような構成も考えられる。 In the present application, the following configuration is also conceivable in the oil pump device according to the above aspect.
本発明によれば、上記のように、より簡素な構成により所望の吐出圧力特性を得ることが可能なオイルポンプ装置を提供することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to provide an oil pump device that can obtain desired discharge pressure characteristics with a simpler configuration.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、図1〜図10を参照して、本発明の第1実施形態によるオイルポンプ装置100の構成について説明する。なお、以下では、ポンプ要素35を収容するハウジング40の移動方向をX軸方向とし、これに対して直交するスプール部材60が移動する方向をY軸方向とし、インナロータ10の回転軸方向をZ軸方向として説明を行う。なお、ハウジング40は、本発明の「ロータ収容部」の一例であり、スプール部材60は、本発明の「カム部材」の一例である。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-10, the structure of the
本発明の第1実施形態によるオイルポンプ装置100は、図1に示すように、エンジン90を備えた自動車(図示せず)に搭載されており、オイルパン91内のオイル(潤滑油)1を汲み上げて、ピストン92まわりやクランクシャフト93などの可動部(摺動部)に供給する機能を有している。
As shown in FIG. 1, the
オイルポンプ装置100は、インナロータ10と、アウタロータ20と、インナロータ10およびアウタロータ20を接続する6個のベーン30とにより構成されポンプ機能を有するポンプ要素35と、ポンプ要素35を収容するハウジング40と、ハウジング40を収容するポンプボディ50とを備えている。なお、インナロータ10は、本発明の「ロータ」の一例であり、ハウジング40は、本発明の「ロータ収容部」の一例である。
The
ポンプ要素35においては、6個のベーン30が根元部31a側でインナロータ10の外周部(ベーン収容部12)に対して出没自在に接続されるとともに、先端部32側で環状のアウタロータ20(アウタロータ片21)に係合(接続)されている。また、環状のアウタロータ20の外周面20aは、ハウジング40の内周面40aに対して摺動可能に保持されている。そして、ポンプボディ50の凹状に形成されたポンプ収容部51に、ポンプ要素35とハウジング40とが回転可能に組み込まれた状態で、紙面手前側から図示しないカバー部材によりポンプボディ50が封止されることによって、ポンプ要素35の部分に6個の容積室Vが形成されるように構成されている。ポンプ機能については後述するが、ポンプ要素35の矢印Q1方向への回転とともに各々の容積室Vが周期的な形状変化を起こすことによってポンプ機能が生み出される。
In the
ポンプ収容部51には、オイル1を吸い込む吸込ポート52およびオイル1を吐出する吐出ポート53が形成されている。吸込ポート52には、オイルパン91から延びる吸入油路2が接続されている。また、ポンプボディ50は、ポンプ収容部51の吐出ポート53に接続される吐出油路54を有しており、吐出油路54は、エンジン90の各部へオイル1を供給する外部の供給油路3に接続されている。
The pump
また、ポンプ収容部51は、ハウジング40をX軸方向に沿って往復移動可能に収容する形状を有している。具体的には、ポンプ収容部51は、Y1側およびY2側の各々においてX軸方向に延びる内側面51aを有するとともに、ハウジング40は、Y1側およびY2側の各々においてX軸方向に延びる外側面40bを有している。ハウジング40は、外側面40bをポンプ収容部51の内側面51aに対向させてポンプ収容部51に嵌め込まれるように外形が形成されている。そして、ハウジング40は、ポンプ収容部51の内側面51aに対して外側面40bが摺動することにより、ポンプ収容部51に対して矢印X1方向または矢印X2方向に直線的に移動されるように構成されている。なお、X軸方向は、本発明の「第1方向」の一例である。
Moreover, the
なお、ハウジング40のY2側の外側面40bには、シール部材42が嵌め込まれている。ゴム系(樹脂製)の材料からなるシール部材42は、X1側の外側面40bとX2側の外側面40bとにそれぞれ設けられている。また、このシール部材42によって、ポンプ収容部51における吐出ポート53側の相対的に圧力の高いオイル1が、相対的に圧力の低い領域となる吸込ポート52(吸入油路2)側に漏れ出ないように構成されている。
A
また、ポンプ収容部51は、図1および図3に示すように、X1側およびX2側の各々において円弧状に延びる内側面51bをさらに有し、X1側の内側面51bにはスプリング収納部55(図1参照)が設けられるとともに、X2側の内側面51bには開口部56が設けられている。また、図3に示すように、ポンプ収容部51の吸込ポート52と吐出ポート53とによって挟まれた中央部には、ポンプボディ50をZ軸方向に貫通する貫通孔57が形成されている。貫通孔57にはインナロータ10(図1参照)を回転させるための駆動軸(図示せず)が挿通されるように構成されている。また、この駆動軸はポンプ収容部51にインナロータ10が配置された状態でインナロータ10の軸穴11に固定される。また、ハウジング40は、図1に示すように、X1側およびX2側の各々において円弧状に延びる外側面40cをさらに有し、X1側の外側面40cには平坦面からなる座部41が設けられるとともに、X2側の外側面40cには凸部42が設けられている。なお、凸部42は、本発明の「カム係合部」の一例である。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the
ハウジング40は、凸部42をポンプ収容部51の開口部56が設けられた側(X2側)に向けるようにしてポンプ収容部51に配置されるとともに、スプリング収納部55にコイル状のスプリング5が嵌め込まれて座部41が矢印X2方向に押圧された状態でスプリング収納部55のハウジング40とは反対側(X1側)がプラグネジ7により封止されている。これにより、ハウジング40は、スプリング5の付勢力によって開口部56が設けられたX2側に常に付勢されている。また、ハウジング40が最もX2側に寄せられた場合、凸部42の先端が開口部56を介して後述する油路部57内に突出するように構成されている。なお、スプリング5は、本発明の「第1付勢部材」の一例である。
The
なお、インナロータ10は、固定的に配置された回転中心Rを有している。そして、アウタロータ20を保持するハウジング40がX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)に所定量だけ移動されることにより、アウタロータ20の回転中心Uは、インナロータ10の回転中心Rに対して相対的に横方向(矢印X1方向または矢印X2方向)に偏心されるように構成されている。この場合、個々のベーン30は、矢印Q1方向に沿った回転位置(回転角度)ごとに、先端部32がベーン収容部12の凹部12aから偏心に応じた量だけアウタロータ片21側に突出される。したがって、インナロータ10の回転とともに個々のベーン30が凹部12aに対して出没しながら矢印Q1方向に回転移動されてアウタロータ20を矢印Q1方向に連れ回りさせる。
The
この際、個々の容積室Vにおいては、容積室Vの形状変形に伴って極小値と極大値との間で内容積が周期的に変化される。容積室Vの極小値から極大値への容積変化に伴い容積室Vの圧力が低下するのに合わせてオイル1が吸引され、容積室Vの極大値から極小値への容積変化に伴い容積室Vの圧力が増加するのに合わせて吸引されたオイル1が吐出される。これにより、オイルポンプ装置100は、ポンプ機能を有して動作されるように構成されている。
At this time, in each of the volume chambers V, the internal volume is periodically changed between a minimum value and a maximum value as the volume chamber V is deformed. As the pressure in the volume chamber V decreases as the volume of the volume chamber V changes from the minimum value to the maximum value, the
ここで、第1実施形態では、図1に示すように、オイルポンプ装置100は、スプール部材60を備えている。スプール部材60は、ポンプボディ50内に組み込まれており、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力P(図1において吐出側のオイル1をドット状に図示)に応じてX軸方向と直交するY軸方向に直線的に移動されるように構成されている。また、スプール部材60のY軸方向への直線的な移動に伴ってハウジング40をX軸方向に移動させることによって、ハウジング40のX軸方向の移動量(=インナロータ10の回転中心Rに対するアウタロータ20の回転中心Uの偏心量)を増減させる機能がスプール部材60に設けられている。なお、Y軸方向は、本発明の「第2方向」の一例である。以下、この点を具体的に説明する。
Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
図1に示すように、ポンプボディ50には、吐出油路54の途中にオイル1を引き込むための油路部57が形成されている。油路部57は、開口部56の部分を除いて断面が円形状を有しており、油路部57の内部には、Y軸方向に延びるスプール部材60が挿入されている。また、油路部57は、スプール部材60をY軸方向に沿って矢印Y1方向または矢印Y2方向に往復移動可能に収容する形状を有している。なお、矢印Y1方向は、本発明の「第2方向の一方方向」の一例である。また、矢印Y2方向は、本発明の「第2方向の他方方向」の一例である。
As shown in FIG. 1, the
また、スプール部材60は、図4に示すように、Y軸方向に棒状に延びる本体部61と、本体部61のY軸方向に沿った中央部寄りの一部の領域に形成されたカム形状部62と、一方端部(Y1側)に形成された凹状の座部63と、他方端部(Y2側)領域に形成された受圧面64とを備えている。スプール部材60は、受圧面64を吐出油路54側に向くようにして油路部57に挿入されるとともに、座部63にコイル状のスプリング6が嵌め込まれた状態で油路部57の反対側(Y1側)がプラグネジ8により封止されている。なお、カム形状部62は、本発明の「カム領域」の一例である。また、スプリング6は、本発明の「第2付勢部材」の一例である。
Further, as shown in FIG. 4, the
カム形状部62は、本体部61の一方側面を切削して所定の凹凸形状を有するように形成されており、カム形状部62以外の部分は、円柱形状を有する外側面61aが残されている。また、スプール部材60は、外側面61aを油路部57の内側面57a(図1参照)に対向させるように本体部61を油路部57にスライド挿入した状態で、内側面57aに対して外側面61aが摺動することにより、スプール部材60が油路部57に対して矢印Y1方向または矢印Y2方向に直線的に移動される。なお、油路部57の内径は、スプール部材60の外径よりも微小量だけ大きく形成されており、スプール部材60の円柱状の外側面61aが油路部57の内側面57aに対して滑らかに摺動するように構成されている。
The cam-shaped
また、図1に示すように、油路部57は、スプール部材60が内部に配置されることによって、吐出ポート53から吐出されたオイル1の圧力が矢印Y1方向に直接的に作用する受圧領域58aと、カム形状部62および座部63が設けられた領域を含み、オイル1の吐出圧力を直接的に受けることなくスプール部材60の移動を可能とするように構成された調整領域58bとに分けられている。また、スプール部材60が油路部57に配置された状態において、カム形状部62は、開口部56を介して油路部57の調整領域58b内に突出するハウジング40の凸部42に対向するように配置されている。この場合、スプリング5の付勢力によってハウジング40の凸部42の先端部がカム形状部62の所定部分にX1側から当接している。
Further, as shown in FIG. 1, the
これにより、第1実施形態では、ポンプ要素35の作動中に、吐出ポート53から吐出されたオイル1が吐出油路54を介して油路部57の受圧領域58aに吐出圧力Pを有して引き込まれた際に、オイル1がスプール部材60の受圧面64に作用することによってスプール部材60が矢印Y1方向に直線的に移動される。そして、吐出圧力Pに応じたカム形状部62の矢印Y1方向への直線的な移動とともに、カム形状部62に当接する凸部42を介してハウジング40がポンプボディ50に対して矢印X1方向または矢印X2方向のいずれかに移動される。その結果、ポンプ要素35においては、ハウジング40のX軸方向の移動量の増減とともにインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が増減されるように構成されている。
Accordingly, in the first embodiment, during the operation of the
なお、インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が相対的に小さい場合(たとえば、図8の状態)には、6つの容積室Vが容積的に一体となった拡大および縮小のポンプ動作量は相対的に小さく、同一回転数におけるオイル1の吐出量は相対的に少なくなる。この場合、回転数の増加に伴う吐出圧力Pの上昇(図9に示す直線(吐出圧力特性)の傾き)は穏やかになる。また、偏心量が相対的に大きい場合(たとえば、図1の状態)には、6つの容積室Vが容積的に一体となった拡大および縮小のポンプ動作量は相対的に大きく、同一回転数におけるオイル1の吐出量は相対的に多くなる。この場合、回転数の増加に伴い吐出圧力Pも大きく上昇される(図9に示す直線の傾きが大となる)。
When the amount of eccentricity of the
また、第1実施形態では、スプール部材60のカム形状部62は、ハウジング40の凸部42に対するX軸方向の突出量Dが、Y軸方向に沿って変化(増減)されるような表面形状(凹凸形状)を有して形成されている。これにより、スプール部材60の矢印Y1方向への移動に伴うカム形状部62の突出量Dの変化(カム形状部62の起伏状態)に応じて、ハウジング40が矢印X1方向または矢印X2方向に移動されてインナロータ10の回転中心Rに対するアウタロータ20の回転中心Uの偏心量が増減されるように構成されている。
In the first embodiment, the cam-shaped
より詳細には、カム形状部62は、一方端部側(Y1側)から他方端部側(Y2側)に向かって、カム領域71と、カム領域72と、カム領域73と、カム領域74と、カム領域75とがY軸方向に沿ってこの順に繋げられて構成されている。なお、カム領域71、72および73は、それぞれ、本発明の「第1カム領域」、「第2カム領域」および「第3カム領域」の一例である。
More specifically, the cam-shaped
ここで、カム領域71の高さ(矢印X1方向の突出量D)を基準とした場合、カム領域71は、Y軸方向に沿って平坦であり、高さはY軸方向に沿って一定値を有している。また、カム領域72は、カム領域71に対して連続性を有して接続されるとともにカム領域71からY2方向に遠ざかるにつれて高さ(矢印X1方向の突出量D)が徐々に増加するように形成されている。また、カム領域73は、カム領域72のY2側の終点部に対して矢印X2方向に折れ曲がるように接続されるとともにカム領域72からY2方向に遠ざかるにつれて高さ(矢印X1方向の突出量D)が徐々に減少するように形成されている。なお、カム領域74は、カム領域73のY2側の終点部の高さ(矢印X1方向の突出量D)を維持したままY軸方向に沿って平坦であり、その位置での高さが一定値を維持するように形成されている。なお、カム領域74の高さは、カム領域71の高さよりも大きい。また、カム領域75は、カム領域74のY2側の終点部に対して連続性を有して接続されるとともにカム領域74からY2方向に遠ざかるにつれて高さ(矢印X1方向の突出量D)が徐々に増加するように形成されている。
Here, when the height of the cam region 71 (projection amount D in the direction of the arrow X1) is used as a reference, the
また、第1実施形態では、カム領域71は、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P1にある場合(図1参照)に、ハウジング40の凸部42に対向配置される領域である。また、カム領域72は、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P1よりも大きい圧力範囲P2(図5参照)にある場合に、ハウジング40の凸部42に係合される領域である。また、カム領域73は、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P2よりも大きい圧力範囲P3(図6参照)にある場合に、ハウジング40の凸部42に係合される領域である。なお、圧力範囲P1、圧力範囲P2および圧力範囲P3は、それぞれ、本発明の「第1圧力範囲」、「第2圧力範囲」および「第3圧力範囲」の一例である。
Further, in the first embodiment, the
また、上記に加えて、カム領域74は、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P3よりも大きい圧力範囲P4(図7参照)にある場合に、ハウジング40の凸部42に係合される領域である。また、カム領域75は、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P4よりも大きい圧力範囲P5(図8参照)にある場合に、ハウジング40の凸部42に係合される領域である。なお、圧力範囲P1<圧力範囲P2<圧力範囲P3<圧力範囲P4<圧力範囲P5の関係を有するものとする。
In addition to the above, the
ここで、カム領域71にハウジング40の凸部42が対向配置された場合(図1参照)が、インナロータ10の回転中心Rに対するアウタロータ20の回転中心Uの偏心量が最大値となる偏心量A1になる。また、カム領域75にハウジング40の凸部42が対向配置された場合(図8参照)が、インナロータ10の回転中心Rに対するアウタロータ20の回転中心Uの偏心量が最小値となる偏心量A5になる。
Here, when the
そして、オイルポンプ装置100では、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pの増加に応じて、カム領域71、カム領域72、カム領域73、カム領域74およびカム領域75へと、スプール部材60のカム形状部62が順次切り替わるようにスプール部材60が矢印Y1方向に移動された場合に、カム領域71(図1参照)においてはインナロータ10の回転中心Rに対するハウジング40のX軸方向の移動量(インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量)が維持される(変化されない)一方、カム領域72(図5参照)においてはインナロータ10の回転中心Rに対するハウジング40のX軸方向の移動量(インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量)が減少される。
In the
また、カム領域72においてインナロータ10の回転中心Rに対するハウジング40のX軸方向の移動量(インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量)が減少された状態から、カム領域73(図6参照)においてはインナロータ10の回転中心Rに対するハウジング40のX軸方向の移動量(インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量)が増加される(偏心量が大きくなる方向に戻される)ように構成されている。さらには、カム領域74(図7参照)においてはインナロータ10の回転中心Rに対するハウジング40のX軸方向の移動量(インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量)が維持される(カム領域73において増加された状態が変化されない)一方、カム領域75(図8参照)においてはインナロータ10の回転中心Rに対するハウジング40のX軸方向の移動量(インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量)が再び減少される(偏心量が小さくなる方向に進められる)。
Further, in the cam region 73 (see FIG. 6), the inner rotor in the
すなわち、カム領域71は、ハウジング40のX軸方向の移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A1に維持(固定)されるように形成されている。また、カム領域72は、ハウジング40のX軸方向の移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A1よりも小さい偏心量A2になる(減少される)ように形成されている。また、カム領域73は、ハウジング40のX軸方向の移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A2の最小値よりも大きい偏心量A3に増加されるように形成されている。ここで、偏心量A3の最大値は、偏心量A2の最大値(=偏心量A1)よりも小さい。なお、偏心量A1、偏心量A2および偏心量A3は、それぞれ、本発明の「第1偏心量」、「第2偏心量」および「第3偏心量」の一例である。
That is, the
また、上記に加えて、カム領域74は、ハウジング40のX軸方向の移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A3の最大値となる偏心量A4(ただし偏心量A2の最大値よりも小さい値である)を維持するように形成され、カム領域75は、ハウジング40のX軸方向の移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A4よりも小さい偏心量A5へと減少されるように形成されている。
In addition to the above, the
したがって、カム領域72は、カム領域73に向かってインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A1(=偏心量A2の最大値)から偏心量A2(=偏心量A2の最小値)に向けて減少するように設けられており、カム領域73は、カム領域74に向かってインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A2(=偏心量A2の最小値)から偏心量A3(偏心量A2の最大値よりも小さい範囲に限る)に向けて増加するように設けられている。また、カム領域75は、カム領域74とは反対側に向かってインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A4(=偏心量A3の最大値)から偏心量A5(=偏心量A5の最小値)に向けて増加するように設けられている。
Therefore, in the
また、カム領域71とカム領域72とカム領域73とカム領域74とカム領域75とは、連続するように設けられており、ハウジング40の凸部42は、スプール部材60の矢印Y1方向への移動に伴って、カム領域71とカム領域72とカム領域73とカム領域74とカム領域75とに沿って順次摺動することによりX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)に移動されるように構成されている。
The
また、吐出圧力Pとの関係で説明すると、第1実施形態では、オイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P1(図1参照)にある場合においては、スプール部材60のカム領域71がハウジング40の凸部42に対応する位置に直線的に移動されることにより、ハウジング40がX軸方向の第1偏心位置に直線的に移動されて、最大の偏心量である偏心量A1に維持されるように構成されている。また、圧力範囲P2(図5参照)においては、スプール部材60のカム領域72がハウジング40の凸部42に係合する位置に直線的に移動されることにより、ハウジング40がX軸方向の第2偏心位置に直線的に移動されて、偏心量A1よりも小さい偏心量A2へと変化されるように構成されている。さらに、圧力範囲P3(図6参照)においては、スプール部材60のカム領域73がハウジング40の凸部42に係合する位置に直線的に移動されることにより、ハウジング40がX軸方向の第3偏心位置に直線的に移動されて、偏心量A2の最小値よりも大きい偏心量A3に変化されるように構成されている。
Further, in relation to the discharge pressure P, in the first embodiment, when the discharge pressure P of the
また、圧力範囲P4(図7参照)においては、スプール部材60のカム領域74がハウジング40の凸部42に係合する位置に直線的に移動されることにより、ハウジング40がX軸方向の第4偏心位置に直線的に移動されて、偏心量A3の最大の偏心量である偏心量A4に維持されるように構成されている。そして、圧力範囲P5(図8参照)においては、スプール部材60のカム領域75がハウジング40の凸部42に係合する位置に直線的に移動されることにより、ハウジング40がX軸方向の第5偏心位置に直線的に移動されて、偏心量A4よりも小さい偏心量A5へと変化されるように構成されている。
Further, in the pressure range P4 (see FIG. 7), the
また、第1実施形態では、図1に示すように、ポンプ収容部51における吸込ポート52(吸入油路2)は、X2側の領域において開口部56を介してスプール部材60のカム形状部62が設けられた調整領域58bに連通されている。したがって、ポンプ要素35の動作中には、スプール部材60のカム形状部62(カム領域71〜カム領域75)に、開口部56を介して吸込ポート52に吸い込まれるオイル1の少なくとも一部が引き込まれる。これにより、スプール部材60に設けられたカム形状部62を介してハウジング40をX軸方向に移動させる際、吐出圧力Pよりも圧力の低いオイル1がカム形状部62(調整領域58b)周辺に容易に引き込まれてカム領域71〜カム領域75が潤滑になるように構成されている。なお、スプール部材60には、スプリング6が設けられた側とカム領域71(カム形状部62)とを連通するように座部63の内部(底部)をY軸方向に貫通する貫通孔65が形成されている。したがって、吸込ポート52に吸い込まれるオイル1の少なくとも一部が、カム形状部62のみならずプラグネジ8と座部63との間の空間部にまで引き込まれる。これにより、スプール部材60のY軸方向への正逆移動に伴ってプラグネジ8と座部63との間の空間部(調整領域58b)の容積が増減しても、低圧(吸入圧)状態のオイル1が可逆的に流動するだけでスプール部材60のY軸方向への移動の妨げにならないように構成されている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the suction port 52 (suction oil passage 2) in the
また、以下に、ポンプ要素35の構成について説明する。
Moreover, the structure of the
鉄系の金属材料からなるインナロータ10は、図2に示すように、回転中心Rとなる中心部に軸穴11を有している。また、エンジン90のクランクシャフト93(図1参照)に接続された駆動軸(図示せず)が軸穴11に接続されることによって、インナロータ10は、回転中心Rの位置が固定された状態で一方方向(矢印Q1方向)に回転されるように構成されている。また、インナロータ10は、インナロータ10の外周部に沿って設けられたベーン収容部12を有している。
As shown in FIG. 2, the
ベーン収容部12は、インナロータ10の外周部から軸穴11(回転中心R)に向かって半径方向に切り欠かれた6個の凹部12aを有している。また、各々の凹部12aは、半径方向に所定の深さを有しており、凹部12aは、軸穴11を中心にして互いに等角度間隔(60度間隔)を有して配置されている。また、凹部12aは、インナロータ10の一方側(Z2側)の端面から他方側(Z1側)の端面まで溝状に延びており、ベーン30を摺動可能に挟み込むように形成されている。また、凹部12aのZ方向(紙面に垂直な方向)に延びる一方側の内壁面から対向する他方側の内壁面までの幅Wは、一定である。また、インナロータ10は、Z方向に所定のロータ幅Lを有している。なお、ロータ幅Lは、アウタロータ20およびハウジング40のZ方向の長さ(幅)と同じである。
The
アルミニウム合金製のアウタロータ20は、6個のアウタロータ片21を有しており、個々のアウタロータ片21は、周状に順次接続(係合)されるように構成されている。これにより、アウタロータ20は、アウタロータ片21がハウジング40の内周面40aに沿って円環状に繋げられた状態でハウジング40に対して矢印Q1方向に回転可能に構成されている。また、アウタロータ片21の基部21aには、半径方向内側の一部が部分円弧状(C字状)に切り欠かれた係合部21bが形成されている。また、係合部21bは、基部21aの軸方向に沿った一方側(Z2側)の端部から他方側(Z1側)の端部にわたって直線状に延びて基部21aを軸方向に貫通している。また、係合部21bのZ方向の長さは、ベーン30の幅(インナロータ10のロータ幅L)に等しい。
The
また、アルミニウム合金製のベーン30は、基部31と、先端部32とを有している。基部31は、先端部32側に厚みTを小さくして若干くびれた部分を有しており、このくびれた部分の先に先端部32が形成されている。また、ベーン30は、基部31の根元部31a側からインナロータ10の凹部12a(ベーン収容部12)に挿入される。なお、基部31の厚みTは半径方向(ベーン30の移動方向)に沿って一定である。凹部12aの幅Wは、基部31の厚みTよりも微小量だけ大きく形成されており、基部31のZ軸方向に延びる外側面が、凹部12aのZ軸方向に延びる内側面に対して半径方向に沿って滑らかに摺動するように構成されている。すなわち、ベーン30は、先端部32が凹部12aに対して半径方向外側に飛び出る動作と、根元部31aが凹部12aに向かって半径方向内側に引き込まれる動作とを伴うようなスライド移動が可能なように、ベーン収容部12の凹部12aに配置されている。
The
また、先端部32は丸みを帯びており、アウタロータ片21の基部21aに形成されている係合部21bに嵌め込まれる。なお、係合部21bの外形は、先端部32の外形よりも僅かに大きく形成されており、先端部32の外周面が係合部21bの内周面に対して若干の空隙を有して係合される。これにより、ベーン30は、ベーン30とアウタロータ片21との連結角度に拘束されずにインナロータ10の凹部12aに対して半径方向にスライド移動されるように構成されている。また、円環状に繋げられたアウタロータ片21側においても、ベーン30との連結角度に拘束されることなく全体として環状形状を保ったままハウジング40内を回転することが可能とされている。
Further, the
また、インナロータ10の内部には、凹部12aとベーン30の根元部31aとによって形成される容積室と、インナロータ10、アウタロータ20および隣接する2個のベーン30によって囲まれた凹部12a内の容積室とを連通させるための連通路13(図1に破線で示す)が形成されている。これにより、隣接するベーン30間に位置する1つの容積室と、この部分において周方向に係合されたアウタロータ片21間に形成される容積室と、1つの凹部12a内の容積室とが、互いに連通されるように構成されている。すなわち、これら3つの容積室が一組となった容積室Vが、インナロータ10まわりに互いに区画された状態で6個形成されている。
Further, inside the
また、図1に示すように、回転中心Rが固定されたインナロータ10および6個のアウタロータ片21が環状に繋げられたアウタロータ20が共にハウジング40内に配置された状態で、ベーン30の基部31がインナロータ10の凹部12aにZ方向に沿って挿入されるとともに、ベーン30の先端部32がアウタロータ片21の係合部21bにZ方向に沿って嵌め込まれる。6個のベーン30が同様に嵌め込まれてインナロータ10とアウタロータ20とがベーン30を介して接続される。その後、カバー部材(図示せず)が被せられてポンプボディ50が閉じられる。この状態でクランクシャフト93の駆動力によりインナロータ10が矢印Q1方向に回転された場合、6個のベーン30を介してアウタロータ20もインナロータ10と同じ矢印Q1方向に回転される。
Further, as shown in FIG. 1, the
なお、インナロータ10の回転中心Rとアウタロータ20の回転中心Uとが完全に一致した状態では、各ベーン30は、先端部32が凹部12a(ベーン収容部12)から同じ量だけアウタロータ片21側に突出する。したがって、インナロータ10を回転させても各ベーン30は同じ突出量のまま回転移動されてアウタロータ20を連れ回りさせるに留まるので、オイルポンプ装置100にはポンプ機能は発揮されない。
In the state where the rotation center R of the
また、上記のように構成されることにより、オイルポンプ装置100は、以下のような特性(インナロータ10の回転数に対するオイル1の吐出圧力特性)を有している。オイルポンプ装置100の動作特性の一例として、エンジン90(クランクシャフト93)の回転数(横軸)に対するポンプボディ50(吐出油路54)から吐出されるオイル1の吐出圧力(縦軸)の特性を図9に示す。なお、図9には、オイルポンプ装置100の動作特性に加えて、比較例としての従来のオイルポンプ装置の特性(吐出圧力特性)を示す。なお、比較例(従来例)としてのオイルポンプ装置では、オイルの吐出圧力の増加とともにハウジング(ロータ収容部)が一方方向へ移動された場合に、インナロータ(ロータ)に対するハウジングの偏心量が単調に減少されてポンプ容量が減少される構造を有している。また、以下では、スプール部材60の移動位置に応じて、図1および図5〜図8を適宜参照して説明する。なお、図5〜図7においては、ポンプ要素35の概略的な構成を図示しており、環状のアウタロータ20(アウタロータ片21)の外形を破線で示している。
Further, by being configured as described above, the
図9においてエンジン90(図1参照)の回転数が約1100回転/分までの区間では、図1に示すように、スプール部材60は、カム領域71がハウジング40の凸部42に対向配置される。この場合、エンジン90(クランクシャフト93)の回転数が上昇して吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pの増加とともにスプール部材60が矢印Y1方向に移動されても、Y軸方向に沿って平坦なカム領域71が矢印Y1方向に移動されるのみであるので凸部42のX軸方向の移動量は変わらない。この場合、インナロータ10の回転中心Rに対するアウタロータ20の回転中心Uの偏心量は、最大値となる偏心量A1に維持される。したがって、ハウジング40が偏心量A1に維持された場合の吐出圧力特性は、図9における特性G1のような形状を示す。なお、特性G1の傾きを有する直線(特性G1を延長した破線)は、オイルポンプ装置100における最大偏心量ラインに相当する。また、特性G1の範囲は、吐出圧力Pにおける圧力範囲P1に相当する。
9, in the section where the rotational speed of the engine 90 (see FIG. 1) is up to about 1100 revolutions / minute, the
その後、エンジン90の回転数が約1100回転/分を超えるとともに吐出圧力Pが圧力範囲P1の最大値を超えた際、矢印Y1方向に移動されるスプール部材60は、凸部42に対する係合位置がカム領域71からカム領域72に切り替わる。これにより、オイルポンプ装置100は、図1の状態から図5の状態に移行される。図5に示すように、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pの増加とともにスプール部材60が矢印Y1方向に移動された場合、凸部42は、カム領域72の形状(傾斜形状)に追従して矢印X1方向に徐々に移動される。すなわち、カム領域72では、矢印X1方向の突出量Dの増加とともにインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が減少される。したがって、ハウジング40は、偏心量A1(一定値)から偏心量A2へと変化(減少)される。この場合の吐出圧力特性は、図9における特性G2のような形状を示す。また、特性G2の範囲は、吐出圧力Pにおける圧力範囲P2に相当する。
Thereafter, when the rotational speed of the
その後、エンジン90の回転数が約3600回転/分を超えるとともに吐出圧力Pが圧力範囲P2の最大値を超えた際、矢印Y1方向に移動されるスプール部材60は、凸部42に対する係合位置がカム領域72からカム領域73に切り替わる。これにより、オイルポンプ装置100は、図5の状態から図6の状態に移行される。図6に示すように、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pの増加とともにスプール部材60が矢印Y1方向に移動された場合、凸部42は、カム領域73の形状(傾斜形状)に追従して矢印X2方向に徐々に移動される。すなわち、カム領域73では、矢印X1方向の突出量Dの減少とともにインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が増加される。したがって、ハウジング40は、偏心量A2の最大値の後に偏心量A2の最大値よりも大きい偏心量A3へと変化(増加)される。この場合の吐出圧力特性は、図9における特性G3のような形状を示す。また、特性G3の範囲は、吐出圧力Pにおける圧力範囲P3に相当する。
Thereafter, when the rotational speed of the
その後、エンジン90の回転数が約3900回転/分を超えるとともに吐出圧力Pが圧力範囲P3の最大値を超えた際、矢印Y1方向に移動されるスプール部材60は、凸部42に対する係合位置がカム領域73からカム領域74に切り替わる。これにより、オイルポンプ装置100は、図6の状態から図7の状態に移行される。図7に示すように、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pの増加とともにスプール部材60が矢印Y1方向に移動された場合、凸部42は、カム領域74の形状(平坦形状)に追従してX軸方向には移動されない。すなわち、カム領域74では、インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量がその位置(偏心量A3の最大値=偏心量A4(一定値))に維持される。この場合の吐出圧力特性は、図9における特性G4のような形状を示す。また、特性G4の範囲は、吐出圧力Pにおける圧力範囲P4に相当する。なお、特性G4の傾きは特性G1の傾きよりも小さい。すなわち、ハウジング40は、偏心量A1の場合よりも偏心量A4へと偏心量が減らされてポンプ容量(1回転あたりの正味吐出量)が減少されている。すなわち、特性G4の傾きを有する直線(特性G4を延長した破線)は、オイルポンプ装置100における最大と最小との間の偏心量ラインに相当する。
Thereafter, when the rotational speed of the
その後、エンジン90の回転数が圧力P4に対応する約5300回転/分を超えて吐出圧力Pが圧力P4に達した際、矢印Y1方向に移動されるスプール部材60は、凸部42に対する係合位置がカム領域74からカム領域75に切り替わる。これにより、オイルポンプ装置100は、図7の状態から図8の状態に移行される。図8に示すように、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pの増加とともにスプール部材60が矢印Y1方向に移動された場合、凸部42は、カム領域75の形状(傾斜形状)に追従して矢印X1方向に徐々に移動される。すなわち、カム領域75では、矢印X1方向の突出量Dの増加とともにインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が再び減少される。したがって、ハウジング40は、偏心量A4(一定値)から偏心量A5へと変化(減少)される。この場合の吐出圧力特性は、図9における特性G5のような形状を示す。なお、特性G5の傾きを有する直線(特性G5を延長した破線)は、オイルポンプ装置100における最小偏心量ラインに相当する。また、特性G5の範囲は、吐出圧力Pにおける圧力範囲P5に相当する。このように、オイルポンプ装置100では、太い実線で示される特性G1〜特性G5を繋いだような吐出圧力特性を有するようになる。
Thereafter, when the rotational speed of the
一方、比較例のオイルポンプ装置では、エンジン90の回転数が約2900回転/分までの区間では、エンジン90(クランクシャフト93)の回転数の上昇に伴いオイル1の吐出圧力Pの増加がされてもハウジング(ロータ収容部)の偏心量(この場合、偏心量A1である)は変化されない。したがって、図9に示すように、オイルポンプ装置100(図1参照)における特性G1と同じ傾きのままエンジン90の回転数が約2900回転/分の位置になるまでグラフが延ばされたような特性H1を示す。その後、エンジン90の回転数が約2900回転/分を超えた際に、吐出圧力Pに基づいてハウジング(ロータ収容部)が一方方向へ移動される。これにより、ハウジング(ロータ収容部)の偏心量が最大値の偏心量A1から、最小値範囲の偏心量A5(A1>A5)へと、即座に減少される。したがって、約2900回転/分では、特性H1よりも傾きの小さい特性H2を辿るようになる。なお、特性H2は、オイルポンプ装置100(図1参照)における特性G5と同じ傾きのものをエンジン90の回転数が約2900回転/分の位置まで延ばしている。このように、比較例のオイルポンプ装置では、太い破線で示される特性H1(最大偏心量ライン)と特性H2(最小偏心量ライン)とを繋いだような吐出圧力特性を有するようになる。
On the other hand, in the oil pump device of the comparative example, the discharge pressure P of the
ここで、図9に示すように、オイルポンプ装置100が搭載される自動車においては、エンジン90の回転数に応じて、所定の油圧によりオイル1を供給するための動作ポイントS1〜S4が設定されている。第1実施形態におけるオイルポンプ装置100では、各動作ポイントS1〜S4において要求されるオイル1の供給圧力を満足するような吐出圧力特性(特性G1〜特性G5)が実現されている。また、比較例のオイルポンプ装置においても吐出圧力特性(特性H1〜特性H2)はこの点を満たしている。しかしながら、要求される吐出圧力特性は、各動作ポイントS1〜S4の上方近傍を通過すればよく、特に、エンジン90の中速回転域となる動作ポイントS3(約4000回転/分)に注目した場合、オイルポンプ装置100における特性G4の部分で要求される吐出圧力Pは少なくとも満たされている。
Here, as shown in FIG. 9, in an automobile in which the
これに対して、比較例のオイルポンプ装置では、特性H1と特性H2との2種類の傾きしか持ち合わせていないため、動作ポイントS3(約4000回転/分)での要求圧力を満たすもののこの圧力をはるかに超えた吐出圧力P(特性H2の部分)でオイル1が供給されることになる。オイルポンプ装置100では、特性G2〜特性H4を有することによって動作ポイントS3でのオイル1の要求圧力を満たしつつ比較例のオイルポンプ装置のように過剰な吐出圧力Pが生み出されないように構成されている。特性G2から特性H4への変化は、スプール部材60(図1参照)が一方向となる矢印Y1方向に直線的に移動された際に、カム形状部62(図1参照)の凹凸形状に追従してハウジング40がポンプボディ50に対して矢印X1方向と矢印X2方向との2つの方向に可逆的に移動されることで実現される。比較例のオイルポンプ装置における特性H1(特性G1を中速回転域まで延長した特性)から特性H2(特性G5を中速回転域まで延長した特性)への変化に対して、第1実施形態におけるオイルポンプ装置100が特性G1と特性G5との間に山谷を有して折れ曲がった特性G2〜特性G4の区間を有することは、同じ回転数でもポンプ要素35(図1参照)が無駄な(過剰な)な油圧を生み出さないことを意味する。無駄な油圧(油量)を有するオイル1は、リリーフ弁(図示せず)などを押し上げリリーフ経路を介してオイルパン91に戻される。オイルポンプ装置100では無駄な(過剰な)油圧(油量)が発生しない分、ポンプ要素35を駆動する動力の低減が図られる。ポンプ動力の低減は、エンジン90の負荷(損失)の低減にも寄与し、燃料消費率の向上につながる。
On the other hand, since the oil pump device of the comparative example has only two kinds of inclinations of the characteristic H1 and the characteristic H2, it satisfies this required pressure at the operating point S3 (about 4000 rpm), but this pressure is
なお、エンジン90(図1参照)の回転数が高い状態から低い状態へと変化される場合は、吐出圧力特性は、上記とは反対方向の変化を辿る。すなわち、特性G5、G4、G3、G2およびG1の順に吐出圧力Pが変化される。 In addition, when the rotation speed of the engine 90 (see FIG. 1) is changed from a high state to a low state, the discharge pressure characteristic follows a change in the opposite direction. That is, the discharge pressure P is changed in the order of characteristics G5, G4, G3, G2, and G1.
ここで、第1実施形態では、スプール部材60が矢印Y1方向に直線的に移動される際のカム形状部62の突出量Dの変化に応じたハウジング40のX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)への移動によるインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量の特性と、スプール部材60が矢印Y2方向に直線的に移動される際のカム形状部62の突出量Dの変化に応じたハウジング40のX方向への移動によるインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量の特性とは、ヒステリシス差を有している。
Here, in the first embodiment, the X-axis direction (the arrow X1 direction or the arrow of the housing 40) according to the change in the protrusion amount D of the cam-shaped
具体的には、図5〜図7に示すように、エンジン90(図1参照)の回転数が上昇される際には、オイル1の吐出圧力Pに応じてスプール部材60が矢印Y1方向に直線的に移動され、ハウジング40の凸部42の先端部がカム領域72、73および74の順に摺動される。これにより、吐出圧力特性は、図10に示されるように、紙面左側から右側へ延びるように特性G2、特性G3および特性G4の経路を辿る。一方、エンジン90の回転数が下降される際には、スプール部材60がスプリング6の付勢力によって矢印Y2方向に直線的に移動され、ハウジング40の凸部42の先端部がカム領域74、73および72の順に摺動される。これにより、吐出圧力特性は、図10における紙面右側から左側へ延びるように特性G41、特性G31および特性G21の経路を辿る。
Specifically, as shown in FIGS. 5 to 7, when the rotational speed of the engine 90 (see FIG. 1) is increased, the
ここにおいて、エンジン回転数上昇時の特性G2、特性G3および特性G4の各々に対応するエンジン回転数の範囲と、エンジン回転数下降時の特性G21、特性G31および特性G41の各々に対応するエンジン回転数の範囲とには、所定のヒステリシス差が存在する。この場合、エンジン回転数上昇時には、相対的に高い回転数に到達しないと特性G2から特性G3、特性G3から特性G4へと吐出圧力特性は切り替わらない。反対に、エンジン回転数下降時には、エンジン回転数上昇時に対してより低い回転数に到達しないと特性G41から特性G31、特性G31から特性G21へと吐出圧力特性切り替わらない。したがって、オイルポンプ装置100では、吐出されるオイル1に所定の吐出圧力P(縦軸)を与える際、エンジン90の回転数上昇時には、所定の回転数R1を発生させる必要がある。反対に、エンジン90の回転数下降時には、上昇時に吐出圧力Pを得た回転数R2よりも低い回転数R2(R2<R1)まで吐出圧力Pが維持され、回転数R2よりも回転数に低下した段階で吐出圧力Pが低下されるように構成されている。
Here, the range of the engine speed corresponding to each of the characteristics G2, the characteristics G3, and the characteristics G4 when the engine speed increases, and the engine speed corresponding to each of the characteristics G21, the characteristics G31, and the characteristics G41 when the engine speed decreases. There is a predetermined hysteresis difference in the range of numbers. In this case, when the engine speed is increased, the discharge pressure characteristic is not switched from the characteristic G2 to the characteristic G3 and from the characteristic G3 to the characteristic G4 unless a relatively high rotational speed is reached. Conversely, when the engine speed is decreasing, the discharge pressure characteristics are not switched from the characteristic G41 to the characteristic G31 and from the characteristic G31 to the characteristic G21 unless the engine speed reaches a lower speed than when the engine speed is increasing. Therefore, in the
この理由は、以下の通りである。スプール部材60のカム領域72を例として説明すると、図1に示すように、Y1側からY2側へと突出量Dを増加させる方向に所定の傾斜角度を有して形成されたカム領域72に対して、ハウジング40の凸部42がスプリング5の付勢力によって矢印X2方向に当接(係合)された条件下において、スプール部材60を矢印Y1方向に直線的に移動させて凸部42の先端部をカム領域72の傾斜面形状をY1側(突出量Dが小さい側)からY2側(突出量Dが大きい側)へと摺動させる場合、スプール部材60には、スプリング6の矢印Y2方向に作用する押圧力F1と、スプリング5の付勢力が凸部42の先端部を介してカム領域72の傾斜面を矢印X2方向に押圧する際のカム領域72の傾斜角度に基づき矢印Y2方向に分解されるバネ荷重(押圧力)F2との合計荷重F1+F2(矢印Y2方向に作用)が加わる。したがって、スプール部材60を矢印Y1方向に直線的に移動させるためには、この矢印Y2方向に作用する合計荷重F1+F2よりも大きな押圧力を受圧面64に対して矢印Y1方向に作用させる必要がある。
The reason for this is as follows. The
一方、スプール部材60を矢印Y2方向に直線的に移動させて凸部42の先端部をカム領域72の傾斜面形状をY2側(突出量Dが大きい側)からY1側(突出量Dが小さい側)へと摺動させる場合、スプール部材60には、スプリング6の矢印Y2方向に作用する押圧力F1からスプリング5の付勢力が凸部42の先端部を介してカム領域72の傾斜面を矢印X2方向に押圧する際のカム領域72の傾斜角度に基づき矢印Y1方向に分解されるバネ荷重(押圧力)F2を差し引いた荷重F1−F2(矢印Y2方向に作用)が加わる。したがって、スプール部材60を矢印Y2方向に直線的に移動させるためには、この矢印Y2方向に作用する荷重F1−F2よりも小さな押圧力が受圧面64に対して矢印Y1方向に作用するのみでよい。このように、凸部42の先端部がカム領域72の傾斜面を登る場合(スプール部材60が矢印Y1方向に移動される場合)と、下る場合(スプール部材60が矢印Y2方向に移動される場合)とで、スプール部材60の受圧面64に矢印Y1方向に付与すべき押圧力(オイル1の吐出圧力P)は異なる。この受圧面64に矢印Y1方向に付与すべき押圧力の差が、図10に示したヒステリシス差に相当する。また、ヒステリシス差が存在することによって、受圧面64に作用するオイル1の吐出圧力Pが短い時間間隔で上下変動を繰り返す場合においても、吐出圧力Pの頻繁な上下変動に追随してスプール部材60が矢印Y1方向および矢印Y2方向へ頻繁に動かされハウジング40のX軸方向に沿った小刻みな往復移動が頻繁に繰り返されるチャタリング現象が発生しないように構成されている。第1実施形態におけるオイルポンプ装置100は、上記のように構成されている。
On the other hand, the
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 In the first embodiment, the following effects can be obtained.
すなわち、第1実施形態では、上記のように、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pに応じてX軸方向と直交するY軸方向に直線的に移動され、矢印Y1方向への直線的な移動に伴ってハウジング40をX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)に移動させることによってインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を増減させるように設けられたカム形状部62を含むスプール部材60を備えることによって、オイル1の吐出圧力Pに応じたスプール部材60の矢印Y1方向への直線的な移動に伴ってスプール部材60に設けられたカム形状部62を介してハウジング40をX軸方向に移動させながらインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を増加させたり減少させたりして容易に変化させることができる。したがって、オイルポンプ装置100では、一方方向(矢印Y1方向)への移動のみによりインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量の増減が可能となるので、オイル1の吐出圧力P(エンジン90の回転数)に応じてオイル圧力の作用位置を切り替える必要がなく、その結果、油圧方向切換弁などを設ける必要がないので、その分、オイルポンプ装置100の構成をより簡素にすることができる。
That is, in the first embodiment, as described above, it is linearly moved in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction according to the discharge pressure P of the
また、第1実施形態では、ハウジング40は、スプール部材60のカム形状部62に対向するように配置された凸部42を含み、スプール部材60のカム形状部62は、ハウジング40の凸部42に対する突出量DがY軸方向に沿って変化する。そして、スプール部材60の矢印Y1方向への移動に伴うカム形状部62の突出量Dの変化に応じてハウジング40がX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)に移動されてインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が増減されるように構成する。これにより、スプール部材60のカム形状部62とハウジング40の凸部42とによって構成されるカム機構を有効に利用して、スプール部材60の矢印Y1方向への移動に伴うカム形状部62の突出量Dの変化に直接的に追従させてインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を増減させることができる。
Further, in the first embodiment, the
また、第1実施形態では、スプール部材60のカム形状部62は、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P1にある場合にハウジング40の凸部42に対向配置されるカム領域71と、吐出圧力Pが圧力範囲P1よりも大きい圧力範囲P2にある場合にハウジング40の凸部42に係合するカム領域72と、吐出圧力Pが圧力範囲P2よりも大きい圧力範囲P3にある場合にハウジング40の凸部42に係合するカム領域73とを少なくとも含む。そして、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pの増加に応じて、カム領域71、カム領域72およびカム領域73へとスプール部材60のカム形状部62が順次切り替わるようにスプール部材60が矢印Y1方向に移動された場合に、カム領域72においてインナロータ10の回転中心Rに対するハウジング40のX軸方向の移動量およびインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が減少されるとともに、カム領域72においてインナロータ10の回転中心Rに対するハウジング40のX軸方向の移動量およびインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が減少された状態から、カム領域73においてハウジング40のX軸方向の移動量およびインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が増加されるように構成されている。これにより、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P1にある場合に対応するカム領域71を基準として、オイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P1から圧力範囲P2、さらには、圧力範囲P2から圧力範囲P3へと増加した際に、スプール部材60のカム形状部62が矢印Y1方向に沿ってカム領域71からカム領域72、および、カム領域72からカム領域73へと順次切り替わるのとともに、スプール部材60の矢印Y1方向への移動に伴うカム領域71〜73への切り替わりにより、インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量に減少と増加との両方を生じさせることができるので、オイルポンプ装置100に所望の吐出圧力特性を容易に生じさせることができる。
In the first embodiment, the cam-shaped
また、第1実施形態では、ハウジング40のX軸方向への移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A1になるようにカム領域71を形成し、ハウジング40のX軸方向への移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A1よりも小さい偏心量A2になるようにカム領域72を形成し、ハウジング40のX軸方向への移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A2の最小値よりも大きい偏心量A3になるようにカム領域73を形成する。これにより、オイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P1にある場合のポンプ容量を基準とした場合に、オイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P2においてはポンプ容量を圧力範囲P1よりも小さく調整することができるとともに、オイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P3においてはポンプ容量を圧力範囲P2よりも大きくかつ圧力範囲P1よりも小さく調整することができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、カム領域73に向かってインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A1から偏心量A2に減少するようにカム領域72を設けるともに、カム領域74に向かってインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が偏心量A2から偏心量A3に増加するようにカム領域73を設ける。これにより、スプール部材60が矢印Y1方向に移動された場合のカム領域72において、ハウジング40のX軸方向への移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を容易に減少させることができる。また、スプール部材60が矢印Y1方向に移動された場合のカム領域73において、ハウジング40のX軸方向への移動に伴うインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を容易に増加させることができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、カム領域71とカム領域72とカム領域73とは、連続するように設けられており、ハウジング40の凸部42は、スプール部材60の移動に伴って、少なくともカム領域72とカム領域73とに沿って摺動することによりX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)に移動されるように構成されている。これにより、スプール部材60が矢印Y1方向に移動された場合に、凸部42がカム形状部62(カム領域72およびカム領域73)のカム形状(傾斜形状)に追従するように係合されながらハウジング40をX軸方向に移動させることができるので、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが圧力範囲P1にある場合に対応するカム領域71を基準として、カム領域72でインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を滑らかに減少させることができるとともに、カム領域73でインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を減少状態から滑らかに増加させることができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、圧力範囲P1において、スプール部材60のカム領域71がハウジング40の凸部42に対応する位置に直線的に移動されることにより、ハウジング40がX軸方向の第1偏心位置に直線的に移動されて、最大の偏心量である偏心量A1になるように構成する。また、圧力範囲P2において、スプール部材60のカム領域72がハウジング40の凸部42に係合する位置に直線的に移動されることにより、ハウジング40がX軸方向の第2偏心位置に直線的に移動されて、偏心量A1よりも小さい偏心量A2になるように構成する。さらに、圧力範囲P3において、スプール部材60のカム領域73がハウジング40の凸部42に係合する位置に直線的に移動されることにより、ハウジング40がX軸方向の第3偏心位置に直線的に移動されて、偏心量A2の最小値よりも大きい偏心量A3になるように構成する。これにより、ハウジング40を、圧力範囲P1、圧力範囲P2および圧力範囲P3の各々において対応する第1偏心位置、第2偏心位置および第3偏心位置のいずれかに移動させるとともに、インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を、偏心量A1、偏心量A2および偏心量A3に適切に調整することができる。したがって、要求される吐出圧力特性を的確に発揮することが可能なオイルポンプ装置100を得ることができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、ハウジング40をスプール部材60側に矢印X2方向に付勢するスプリング5を備える。これにより、スプール部材60の矢印Y1方向への直線的な移動に伴ってハウジング40がX軸方向に移動される際に、スプリング5によるハウジング40のスプール部材60側への矢印X2方向への付勢力によって、ハウジング40をスプール部材60のカム形状部62のカム形状(凹凸形状)に適切に追従させながらX軸方向に移動させることができる。
Moreover, in 1st Embodiment, the
また、第1実施形態では、スプール部材60を吐出油路54(吐出ポート53側の位置)に向かうように矢印Y2方向に付勢するスプリング6を備える。これにより、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが減少した場合に、スプリング6による付勢力によってスプール部材60を矢印Y2方向へ容易に押し戻すことができるので、スプール部材60のオイル1の吐出圧力Pに応じた可逆的な動作を行うことができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、スプール部材60が矢印Y1方向に直線的に移動される際のカム形状部62の突出量Dの変化に応じたハウジング40のX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)への移動によるインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量の特性(図10における特性G2、G3およびG4への推移)と、スプール部材60が矢印Y2方向に直線的に移動される際のカム形状部62の突出量Dの変化に応じたハウジング40のX方向への移動によるインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量の特性(図10における特性G41、G31およびG21への推移)とは、ヒステリシス差を有する。これにより、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが短い時間間隔で上下変動を繰り返す場合においても、インナロータ10に対するアウタロータ20の回転中心Uの偏心量の特性がスプール部材60の移動方向に応じてヒステリシス差を有する分、吐出圧力Pの頻繁な上下変動に追随してスプール部材60の矢印Y1方向および矢印Y2方向への直線的な移動動作と、これに基づくハウジング40のX軸方向への小刻みな往復移動動作とが頻繁に繰り返される現象(チャタリング現象)がオイルポンプ装置100内に生じるのを回避することができる。したがって、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pが短い時間間隔で上下変動を繰り返した場合であっても、インナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が小刻みにふらつくかなくなるので、オイル1を安定的に吐出させることができる。
Further, in the first embodiment, the X axis direction of the housing 40 (arrow X1 direction or arrow X2) according to the change in the protrusion amount D of the cam-shaped
また、第1実施形態では、ポンプボディ50のポンプ収容部51に油路部57に開口する開口部56を設ける。そして、スプール部材60のカム形状部62(カム領域71〜カム領域75)に、開口部56を介して吸込ポート52に吸い込まれるオイル1の少なくとも一部が引き込まれるようにオイルポンプ装置100を構成する。これにより、スプール部材60に設けられたカム形状部62を介してハウジング40をX軸方向に移動させる際、吐出圧力Pよりも圧力が下げられたオイル1をカム形状部62に容易に引き込んでハウジング40の凸部42(カム形状部62に当接する凸部42の先端部)の移動を円滑にすることができるので、スプール部材60によりハウジング40をX軸方向に移動させるカム動作を円滑に行うことができる。これにより、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pに的確に追従させながら、滑らかな吐出圧力特性を得ることができる。
In the first embodiment, the
(第2実施形態)
次に、図1、図11および図12を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、上記第1実施形態において用いたスプール部材60(図1参照)とは異なるカム形状部262を有するスプール部材260を有してオイルポンプ装置200を構成した例について説明する。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、第1実施形態と同じ符号を付して図示している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 11, and FIG. In the second embodiment, an example in which the
本発明の第2実施形態によるオイルポンプ装置200は、図11に示すように、スプール部材260を備えている。なお、スプール部材260は、本発明の「カム部材」の一例である。
The
ここで、第2実施形態では、スプール部材260のカム形状部262は、一方端部側(Y1側)から他方端部側(Y2側)に向かって、カム領域71と、カム領域72と、カム領域273と、カム領域275とがY軸方向に沿ってこの順に繋げられて構成されている。つまり、スプール部材60(図1参照)のようにY軸方向に平行なカム領域74(図1参照)を設けることなくカム領域273からカム領域275に繋げられている。したがって、カム領域273は第1実施形態のカム領域73(図1参照)よりも若干長く、カム領域275は、カム領域74(図1参照)がない分、同じ傾斜勾配を保ったままカム領域273側まで延ばされている。なお、カム形状部262は、本発明の「カム領域」の一例であり、カム領域273は、本発明の「第3カム領域」の一例である。
Here, in the second embodiment, the cam-shaped portion 262 of the
したがって、オイルポンプ装置200は図12に示されるような特性(インナロータ10の回転数に対するオイル1の吐出圧力特性)を有している。
Therefore, the
図12において、スプール部材260の矢印Y1方向への移動に伴うカム領域71およびカム領域72での特性G1および特性G2は、オイルポンプ装置100の場合と同じである。また、エンジン90(図11参照)の回転数が約3600回転/分を超えるとともに吐出圧力Pが圧力範囲P2の最大値を超えた際、矢印Y1方向に移動されるスプール部材260は、凸部42に対する係合位置がカム領域72からカム領域273に切り替わる。カム領域273では、矢印X1方向の突出量Dの減少とともにインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が増加され、吐出圧力特性は、特性G6のような形状を示す。そして、エンジン90の回転数が約3900回転/分を超えるとともに吐出圧力Pが圧力範囲P3の最大値を超えた際、矢印Y1方向に移動されるスプール部材260は、凸部42に対する係合位置がカム領域273からカム領域275に切り替わる。カム領域275では、矢印X1方向の突出量Dの増加とともにインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量が再び減少され、吐出圧力特性は、特性G7のような形状を示す。このように、オイルポンプ装置200では、太い実線で示される特性G1、G2、G6およびG7を繋いだような吐出圧力特性を有するようになる。
In FIG. 12, the characteristics G1 and characteristics G2 in the
比較例のオイルポンプ装置における吐出圧力特性(特性H1〜特性H2)と比較した場合、第2実施形態におけるオイルポンプ装置200においても、特性G1と特性G7との間に特性G2および特性G6の区間が存在することは、同じ回転数でもポンプ要素35(図11参照)が無駄な(過剰な)な油圧を生み出すことなく所定の動作ポイントS3でのオイル1の要求圧力を満たす特性を有していることを意味する。したがって、オイルポンプ装置200においても無駄な(過剰な)油圧が発生しない分、ポンプ動力の低減が図られる。ポンプ動力の低減は、エンジン90の負荷(損失)の低減にも寄与し、燃料消費率の向上につながる。なお、エンジン90(図11参照)の回転数が高い状態から低い状態へと変化される場合は、吐出圧力特性は、上記とは反対方向の変化を辿る。すなわち、特性G7、G6、G2およびG1の順に吐出圧力Pが変化される。なお、第2実施形態によるオイルポンプ装置200のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
When compared with the discharge pressure characteristics (characteristics H1 to H2) in the oil pump device of the comparative example, in the
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。 In the second embodiment, the following effects can be obtained.
第2実施形態では、上記のように、吐出ポート53からのオイル1の吐出圧力Pに応じてX軸方向と直交するY軸方向に直線的に移動され、矢印Y1方向への直線的な移動に伴ってハウジング40をX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)に移動させることによってインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を増減させるように設けられたカム形状部262を含むスプール部材260を備えることによって、オイル1の吐出圧力Pに応じたスプール部材260の矢印Y1方向への直線的な移動に伴ってスプール部材260に設けられたカム形状部262を介してハウジング40をX軸方向に移動させながらインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を増加させたり減少させたりして容易に変化させることができる。したがって、たとえば、複数系統の油圧回路および油圧方向切換弁などを設けてハウジング40に対するオイル圧力の掛け方(作用位置)をオイル1の吐出圧力P(エンジン90の回転数)に応じて切り替えるような構成を適用する場合と異なり、オイル1の吐出圧力Pに応じてY軸方向に直線的に移動され、矢印Y1方向への直線的な移動に伴ってハウジング40をX軸方向に移動させてインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を増減させるスプール部材260によっても、油圧方向切換弁などを設けた場合と同様にオイルポンプ装置200に所望の吐出圧力特性を生じさせることができるので、その分、オイルポンプ装置200の構成をより簡素にすることができる。なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。
In the second embodiment, as described above, it is linearly moved in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction according to the discharge pressure P of the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1および第2実施形態では、スプール部材60(260)の互いに異なる傾斜角度を有して複数のカム領域が連続的に繋げられたカム形状部62(262)に対してハウジング40の凸部42の先端部を当接させた状態でハウジング40をX軸方向に正逆移動させるように構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、スプール部材にカム形状部62と同様の突出量Dを有するようなカム溝を形成するとともに、ハウジング40(ロータ収容部)の凸部42に相当する部分に、このカム溝に嵌まり込んで係合するような係合ピンを設け、スプール部材60が矢印Y1方向に直線的に移動された際に、ロータ収容部の係合ピンとスプール部材のカム溝との係合状態を利用してロータ収容部をX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)に移動させるとともにインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心量を増減させるように構成してもよい。
For example, in the first and second embodiments, the
また、上記第1および第2実施形態では、ハウジング40の凸部42がスプール部材60(260)のカム形状部62(262)に対してスプリング5の付勢力によって矢印X2方向に当接(係合)された状態でスプール部材60(260)の矢印Y1方向への直線的な移動とともにハウジング40(凸部42)がカム形状部62(262)から押圧されて矢印X1方向に押し出される動作を含むようにオイルポンプ装置100(200)を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。スプール部材とロータ収容部との係合方法(係合機構)を工夫することによって、たとえば、スプール部材の矢印Y1方向への直線的な移動とともにロータ収容部が矢印X1方向に引き出される動作を含むようにオイルポンプ装置を構成してもよい。
In the first and second embodiments, the
また、上記第1実施形態では、カム領域71〜75からなるカム形状部62をスプール部材60に設けるとともに、上記第2実施形態では、カム領域71、72、373および375からなるカム形状部262をスプール部材260に設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。カム領域のカム形状(凹凸形状)は、上記以外であってもよい。油圧が供給される装置(自動車など)に要求される動作ポイントに応じて、カム領域のカム形状は、適宜変更可能である。
In the first embodiment, the
また、上記第1および第2実施形態では、ポンプボディ50内においてX軸方向に往復移動可能なハウジング40に対してX軸方向に直交するY軸方向に往復移動可能にスプール部材60(260)を設けた例について示したが、本発明はこれに限られない。オイル1の吐出圧力Pに応じたスプール部材60の直線的な移動方向は、ハウジング40の移動方向に対して交差していればよい。たとえば、インナロータ10の回転軸の延びるZ軸方向に沿ってスプール部材60が直線的に移動されるようにポンプボディ50および内部の油路(油圧経路)を構成してもよい。
In the first and second embodiments, the spool member 60 (260) is capable of reciprocating in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction with respect to the
また、上記第1および第2実施形態では、6個のベーン30が根元部31a側でインナロータ10の外周部(ベーン収容部12)に対して出没自在に接続するとともに、先端部32側で環状のアウタロータ20(6つのアウタロータ片21)に係合してポンプ要素35を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。ロータ収容部に収容されるポンプ要素としては、ロータに出没自在に接続されたベーンの先端部をロータ収容部の内周面に摺動させるベーン式のポンプ要素を適用してもよいし、インナロータと、インナロータを取り囲むように配置された一体型の環状のアウタロータと、インナロータの外周部とアウタロータの内周部とを接続する複数のペンデュラム(振り子状のベーン部材)とを備えたペンデュラム式のポンプ要素を適用してもよい。
Further, in the first and second embodiments, the six
また、上記第1および第2実施形態では、インナロータ10とアウタロータ20との間に6個のベーン30を等角度間隔(60度間隔)で配置してオイルポンプ装置100(200)を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ベーン30の個数は6個以外の、たとえば、4個(90度間隔)、5個(72度間隔)、8個(45度間隔)または9個(40度間隔)などでもよい。この場合、ベーン30の個数に応じて、アウタロータ20を構成するアウタロータ片21の個数も変更される。
In the first and second embodiments, the oil pump device 100 (200) is configured by arranging six
また、上記第1および第2実施形態では、インナロータ10の駆動源としてエンジン90(内燃機関)のクランクシャフト93を用いた例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、オイルポンプ(インナロータ)の駆動源として電動モータを用いてもよい。この場合、電動モータの回転数を一定にしてインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心に応じてオイルポンプの吐出量を可変としてもよいし、この偏心に伴うアウタロータ20の機械的なポンプ動作に加えて、電動モータの回転数をさらに変更させることにより、要求される吐出量に対してよりきめ細かくオイルポンプ装置100(200)の吐出量が調整されるように構成してもよい。
In the first and second embodiments, the example in which the
また、上記第1および第2実施形態では、ポンプボディ50内部で回転中心Rが固定されたインナロータ10に対してハウジング40を平行移動させることにより偏心量に応じて吐出量が可変なオイルポンプ装置100(200)を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ハウジング40の一方側に回動支点を設けるとともに、この回動支点を中心としてハウジング40の他方側を所定角度だけ回動させることによってインナロータ10に対するアウタロータ20の偏心を発生させるようにオイルポンプ装置を構成してもよい。
Further, in the first and second embodiments, the oil pump device in which the discharge amount is variable according to the eccentric amount by translating the
また、上記第1および第2実施形態では、回転中心Rが固定されたインナロータ10に対してハウジング40をX軸方向(矢印X1方向または矢印X2方向)に偏心させた例について示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、インナロータ10の回転中心RをX軸方向に移動可能に構成することによって、固定されたハウジング40の回転中心Uに対してインナロータ10の回転中心Rを偏心させて、スプール部材60の矢印Y1方向への移動に伴うインナロータ10の正逆偏心量に応じて吐出圧力が変化されるようにオイルポンプ装置を構成してもよい。
In the first and second embodiments, an example in which the
また、上記第1および第2実施形態では、アルミニウム合金を用いてアウタロータ20を構成する個々のアウタロータ片21を構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、樹脂材料を用いてアウタロータ(アウタロータ片)を構成してもよい。
Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the example which comprised each
また、上記第1および第2実施形態では、エンジン90(内燃機関)にオイル(潤滑油)1を供給するオイルポンプ装置100(200)に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、内燃機関の回転数に応じて変速比を自動的に切り替えるオートマチックトランスミッション(AT)にATフルード(ATオイル)を供給するためのオイルポンプに本発明を適用してもよい。また、ギアの組み合わせを替えて変速する上記AT(多段変速機)とは異なり連続的に無段階で変速比を変更可能な無段変速機(CVT)内の摺動部に潤滑油を供給するためのオイルポンプに本発明を適用してもよい。また、車両におけるステアリング(操舵装置)を駆動するパワーステアリング装置にパワーステアリングオイルを供給するためのオイルポンプに本発明を適用してもよい。 In the first and second embodiments, the example in which the present invention is applied to the oil pump device 100 (200) that supplies oil (lubricating oil) 1 to the engine 90 (internal combustion engine) has been described. It is not limited to this. For example, the present invention may be applied to an oil pump for supplying AT fluid (AT oil) to an automatic transmission (AT) that automatically switches the gear ratio according to the rotational speed of the internal combustion engine. Further, unlike the AT (multi-stage transmission) that changes gears by changing the gear combination, the lubricating oil is supplied to the sliding portion in the continuously variable transmission (CVT) capable of changing the gear ratio continuously and continuously. The present invention may be applied to an oil pump for this purpose. Further, the present invention may be applied to an oil pump for supplying power steering oil to a power steering device that drives a steering (steering device) in a vehicle.
また、上記第1および第2実施形態では、エンジン90(内燃機関)を備えた自動車などの車両にオイルポンプ装置100(200)を搭載した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、内燃機関(エンジン)を備えた車両以外の設備機器に搭載されたオイルポンプに対して本発明を適用してもよい。また、内燃機関としては、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンおよびガスエンジンなどが適用可能である。 In the first and second embodiments, the example in which the oil pump device 100 (200) is mounted on a vehicle such as an automobile provided with the engine 90 (internal combustion engine) has been described. However, the present invention is not limited to this. . For example, you may apply this invention with respect to the oil pump mounted in equipment other than the vehicle provided with the internal combustion engine (engine). Moreover, as an internal combustion engine, a gasoline engine, a diesel engine, a gas engine, etc. are applicable.
1 オイル
2 吸込ポート
5 スプリング(第1付勢部材)
6 スプリング(第2付勢部材)
10 インナロータ
12 ベーン収容部
20 アウタロータ
30 ベーン
35 ポンプ要素
40 ハウジング(ロータ収容部)
41 座部
42 凸部(カム係合部)
50 ポンプボディ
51 ポンプ収容部
52 吸込ポート
53 吐出ポート
54 吐出油路
55 スプリング収納部
56 開口部
57 油路部
58a 受圧領域
58b 調整領域
60、260 スプール部材(カム部材)
61 本体部
62、262 カム形状部(カム領域)
63 座部
64 受圧面
65 連通孔
71 カム領域(第1カム領域)
72 カム領域(第2カム領域)
73、273 カム領域(第3カム領域)
74 カム領域
75、275 カム領域
100、200 オイルポンプ装置
1
6 Spring (second biasing member)
DESCRIPTION OF
41
DESCRIPTION OF
61
63
72 Cam area (second cam area)
73, 273 Cam area (third cam area)
74
Claims (10)
前記ロータを収容するとともに前記ロータの偏心量を変化させるように第1方向に移動可能なロータ収容部と、
オイルを吸い込む吸込ポートおよびオイルを吐出する吐出ポートと、
前記吐出ポートからのオイルの吐出圧力に応じて前記第1方向と交差する第2方向に直線的に移動され、前記第2方向の一方方向への直線的な移動に伴って前記ロータ収容部を前記第1方向に移動させることによって前記ロータの偏心量を増減させるように設けられたカム領域を含むカム部材と、を備え、
前記カム部材の前記カム領域には、前記吸込ポートに吸い込まれるオイルの少なくとも一部が供給されるように構成されている、オイルポンプ装置。 A rotor including a vane housing portion in which a plurality of vanes are housed so as to be slidable in a radial direction;
A rotor accommodating portion that accommodates the rotor and is movable in a first direction so as to change an eccentric amount of the rotor;
A suction port for sucking oil and a discharge port for discharging oil;
According to the discharge pressure of oil from the discharge port, it is linearly moved in the second direction intersecting the first direction, and the rotor accommodating portion is moved along with the linear movement in one direction of the second direction. A cam member including a cam region provided to increase or decrease the amount of eccentricity of the rotor by moving in the first direction ;
An oil pump device configured to supply at least a part of oil sucked into the suction port to the cam region of the cam member .
前記ロータ収容部は、前記スプール部材の前記カム領域に対向するように配置されたカム係合部を含み、
前記スプール部材の前記カム領域は、前記ロータ収容部の前記カム係合部に対する突出量が前記第2方向に沿って変化されるとともに、前記スプール部材の前記第2方向の一方方向への移動に伴う前記カム領域の突出量の変化に応じて前記ロータ収容部が前記第1方向に移動されて前記ロータの偏心量が増減されるように構成されている、請求項1に記載のオイルポンプ装置。 The cam member includes a spool member that is linearly moved in the second direction according to an oil discharge pressure;
The rotor accommodating portion includes a cam engaging portion arranged to face the cam region of the spool member,
In the cam region of the spool member, the amount of protrusion of the rotor accommodating portion with respect to the cam engaging portion is changed along the second direction, and the spool member is moved in one direction in the second direction. 2. The oil pump device according to claim 1, wherein the rotor housing portion is moved in the first direction in accordance with a change in the protrusion amount of the cam region, and the eccentric amount of the rotor is increased or decreased. .
前記吐出ポートからのオイルの吐出圧力が第1圧力範囲にある場合に、前記ロータ収容部の前記カム係合部に対向配置される第1カム領域と、
前記吐出ポートからのオイルの吐出圧力が前記第1圧力範囲よりも大きい第2圧力範囲にある場合に、前記ロータ収容部の前記カム係合部に係合する第2カム領域と、
前記吐出ポートからのオイルの吐出圧力が前記第2圧力範囲よりも大きい第3圧力範囲にある場合に、前記ロータ収容部の前記カム係合部に係合する第3カム領域と、を含み、
前記吐出ポートからのオイルの吐出圧力の増加に応じて、前記第1カム領域、前記第2カム領域および前記第3カム領域へと前記カム部材の前記カム領域が順次切り替わるように前記スプール部材が前記第2方向の一方方向に移動された場合に、
前記第2カム領域において前記ロータの回転中心に対する前記ロータ収容部の前記第1方向の移動量および前記ロータの偏心量が減少されるとともに、前記第2カム領域において前記ロータの回転中心に対する前記ロータ収容部の前記第1方向の移動量および前記ロータの偏心量が減少された状態から、前記第3カム領域において前記ロータ収容部の前記第1方向の移動量および前記ロータの偏心量が増加されるように構成されている、請求項2に記載のオイルポンプ装置。 The cam area of the spool member is
A first cam region disposed opposite to the cam engagement portion of the rotor accommodating portion when the oil discharge pressure from the discharge port is in a first pressure range;
A second cam region that engages with the cam engaging portion of the rotor accommodating portion when the oil discharge pressure from the discharge port is in a second pressure range that is greater than the first pressure range;
A third cam region that engages with the cam engaging portion of the rotor accommodating portion when the oil discharge pressure from the discharge port is in a third pressure range that is greater than the second pressure range;
The spool member is arranged so that the cam region of the cam member is sequentially switched to the first cam region, the second cam region, and the third cam region in response to an increase in oil discharge pressure from the discharge port. When moved in one direction of the second direction,
In the second cam region, the amount of movement of the rotor accommodating portion in the first direction with respect to the rotation center of the rotor and the amount of eccentricity of the rotor are reduced, and the rotor with respect to the rotation center of the rotor in the second cam region. From the state in which the amount of movement of the accommodating portion in the first direction and the amount of eccentricity of the rotor are reduced, the amount of movement of the rotor accommodating portion in the first direction and the amount of eccentricity of the rotor are increased in the third cam region. The oil pump device according to claim 2, wherein the oil pump device is configured as described above.
前記第2カム領域は、前記ロータ収容部の前記第1方向への移動に伴う前記ロータの偏心量が前記第1偏心量よりも小さい第2偏心量になるように形成され、
前記第3カム領域は、前記ロータ収容部の前記第1方向への移動に伴う前記ロータの偏心量が前記第2偏心量の最小値よりも大きい第3偏心量になるように形成されている、請求項3に記載のオイルポンプ装置。 The first cam region is formed such that the amount of eccentricity of the rotor accompanying the movement of the rotor accommodating portion in the first direction becomes the first amount of eccentricity,
The second cam region is formed such that an eccentric amount of the rotor accompanying the movement of the rotor accommodating portion in the first direction is a second eccentric amount smaller than the first eccentric amount,
The third cam region is formed such that the amount of eccentricity of the rotor accompanying the movement of the rotor accommodating portion in the first direction is a third amount of eccentricity that is larger than the minimum value of the second amount of eccentricity. The oil pump device according to claim 3.
前記第3カム領域は、前記第2カム領域とは反対側に向かって前記ロータの偏心量が前記第2偏心量から前記第3偏心量に増加するように設けられている、請求項4に記載のオイルポンプ装置。 The second cam region is provided such that an eccentric amount of the rotor decreases from the first eccentric amount to the second eccentric amount toward the third cam region,
The third cam region is provided such that an eccentric amount of the rotor increases from the second eccentric amount to the third eccentric amount toward a side opposite to the second cam region. The oil pump device described.
前記ロータ収容部の前記カム係合部は、前記スプール部材の移動に伴って、少なくとも前記第2カム領域と前記第3カム領域とに沿って摺動することにより前記第1方向に移動されるように構成されている、請求項3〜5のいずれか1項に記載のオイルポンプ装置。 The first cam region, the second cam region, and the third cam region are provided to be continuous,
The cam engaging portion of the rotor accommodating portion is moved in the first direction by sliding along at least the second cam region and the third cam region with the movement of the spool member. The oil pump device according to any one of claims 3 to 5, which is configured as described above.
前記第2圧力範囲において、前記スプール部材の前記第2カム領域が前記ロータ収容部の前記カム係合部に係合する位置に直線的に移動されることにより、前記ロータ収容部が前記第1方向の第2偏心位置に直線的に移動されて、前記第1偏心量よりも小さい第2偏心量になるように構成され、
前記第3圧力範囲において、前記スプール部材の前記第3カム領域が前記ロータ収容部のカム係合部に係合する位置に直線的に移動されることにより、前記ロータ収容部が前記第1方向の第3偏心位置に直線的に移動されて、前記第2偏心量の最小値よりも大きい第3偏心量になるように構成されている、請求項3〜6のいずれか1項に記載のオイルポンプ装置。 In the first pressure range, the first cam region of the spool member is linearly moved to a position corresponding to the cam engaging portion of the rotor accommodating portion, so that the rotor accommodating portion is in the first direction. Is linearly moved to the first eccentric position, and is configured to be the first eccentric amount that is the maximum eccentric amount,
In the second pressure range, the second cam region of the spool member is linearly moved to a position where the second cam region of the spool member engages with the cam engaging portion of the rotor accommodating portion, so that the rotor accommodating portion is moved to the first pressure range. Configured to be linearly moved to a second eccentric position in the direction to be a second eccentric amount smaller than the first eccentric amount,
In the third pressure range, the third cam region of the spool member is linearly moved to a position where the third cam region of the spool member is engaged with the cam engaging portion of the rotor accommodating portion, so that the rotor accommodating portion is in the first direction. It is linearly moved to the 3rd eccentric position of this, and it is comprised so that it may become the 3rd eccentric amount larger than the minimum value of the said 2nd eccentric amount. Oil pump device.
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