JP6691402B2 - Oil pump - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンにより駆動されるオイルポンプに関する。 The present invention relates to an oil pump driven by an engine.
従来、車両に搭載されるオイルポンプは、エンジンにより駆動され、変速機等にオイルを供給している。しかしながら、オイルポンプの最低吐出量(流量)は、変速機等で必要とされる必要流量以上でなければならない。そのため、オイルポンプは、低負荷時等に、必要流量以上の流量でオイルを吐出することになり、損失が大きくなってしまうといった問題があった。 Conventionally, an oil pump mounted on a vehicle is driven by an engine to supply oil to a transmission and the like. However, the minimum discharge amount (flow rate) of the oil pump must be greater than or equal to the required flow rate required for the transmission or the like. Therefore, there is a problem that the oil pump discharges oil at a flow rate higher than a required flow rate when the load is low and the loss becomes large.
そこで、特許文献1では、可変容量型のオイルポンプによってオイルの流量を変化させることで、必要流量よりも流量が大幅に増加してしまうことを抑制するようになされている。
Therefore, in
しかしながら、可変容量型ポンプは、ポンプ室の容積を変化させる構造であるため、オイルポンプにとって最適なポンプ室の形状となる容積の場合にはキャビテーションが発生しないが、ポンプ室が最適な形状を取れないような容積となる場合には、キャビテーションが発生するおそれがあった。 However, since the variable displacement pump has a structure in which the volume of the pump chamber is changed, cavitation does not occur in the case of the volume that is the optimum pump chamber shape for the oil pump, but the pump chamber has the optimum shape. Cavitation may occur when the volume does not exist.
そこで、本発明は、キャビテーションを抑制しつつ、エンジンの回転数に応じてオイルの流量が増加してしまうことを防止することが可能なオイルポンプを提案することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to propose an oil pump capable of preventing an increase in the oil flow rate according to the engine speed while suppressing cavitation.
上記課題を解決するために、本発明のオイルポンプは、吸入流路からオイルを汲み上げ、吐出流路に前記オイルを吐出する回転体と、前記回転体と一体的に回転する第1シャフトと、前記第1シャフトと同軸上に配置され、エンジンにより回転される第2シャフトと、前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に配置され、摩擦力によって前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間でトルクを伝達する摩擦部材と、前記第2シャフトを前記第1シャフト側に、前記エンジン始動時にトルク伝達できる程度に付勢する付勢部と、前記吐出流路内の油圧によって前記第1シャフトを前記第2シャフトに押し付ける押付部と、を備える。 In order to solve the above problems, the oil pump of the present invention, pump up the oil from the suction passage, a rotating body for discharging the oil in the discharge flow path, a first shaft rotating said integrally with the rotating body, disposed on the first shaft coaxially, a second shaft that is rotated by the engine, is disposed between the first shaft and said second shaft, said second shaft and said first shaft by a frictional force A friction member for transmitting torque between the second shaft, an urging portion for urging the second shaft toward the first shaft to the extent that torque can be transmitted at the time of engine startup , and the hydraulic pressure in the discharge passage for the first member. A pressing portion that presses one shaft against the second shaft.
また、前記摩擦部材は、前記第2シャフトから前記第1シャフトに伝達される最大伝達トルク以上のトルクが前記第2シャフトから伝達された場合、前記第1シャフトおよび前記第2シャフトの間で滑って前記最大伝達トルクを前記第1シャフトに伝達するとよい。 Moreover, the friction member, when the maximum torque transfer more torque transmitted to the first shaft from said second shaft is transmitted from said second shaft, sliding between the first shaft and the second shaft it may transmit the maximum torque transfer to the first shaft Te.
本発明によれば、キャビテーションを抑制しつつ、エンジンの回転数に応じてオイルの流量が増加してしまうことを防止することができる。 According to the present invention, while suppressing cavitation, it is possible to prevent the flow rate of oil from increasing in accordance with the engine speed.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In this specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals to omit redundant description, and elements not directly related to the present invention are omitted. To do.
図1は、オイルポンプ1の構成を示す概略図である。ただし、以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。なお、図1中、オイルの流れを白抜き矢印で示す。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the
図1に示すように、オイルポンプ1は、所謂内接歯車ポンプであって、ボディ10、カバー12、回転体14、第1シャフト16、第2シャフト18、軸受20、摩擦部材22、付勢部24、押付部26を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the
オイルポンプ1は、ボディ10およびカバー12の内部に、回転体14、第1シャフト16、軸受20を収容した状態で、ケーシング28に不図示の締結部材で締結される。
The
ボディ10には、第1シャフト16が挿通されるシャフト孔10aが形成されており、カバー12には、第1シャフト16が挿通されるシャフト孔12aが形成されている。第1シャフト16は、シャフト孔10aおよびシャフト孔12aに軸受20を介して回転自在に支持される。
A
また、ボディ10には、シャフト孔10aと連通するようにして、カバー12に対向する側面に、収容穴10bが形成されており、回転体14が収容穴10bに収容されている。
Further, the
回転体14は、インナーロータ14aおよびアウターロータ14bにより構成されている。インナーロータ14aは、外周面に複数の外歯が設けられ、第1シャフト16に中心で支持されて第1シャフト16と一体的に回転する。アウターロータ14bは、内周面に複数の内歯が設けられ、インナーロータ14aの外周側に配置されている。
The rotating
インナーロータ14aの外歯は、アウターロータ14bの内歯よりも歯の数が1つ少なく、インナーロータ14aとアウターロータ14bとは、互いに偏心した状態で噛合されている。インナーロータ14aとアウターロータ14bとにより形成される複数の空間がポンプ室30となっており、インナーロータ14aが回転すると、アウターロータ14bも一体となって回転するが、このとき、複数のポンプ室30が、順次、縮小と拡大を繰り返すこととなる。
The outer teeth of the
ボディ10には、収容穴10bにおける回転体14の回転に伴ってポンプ室30の容積が拡大する範囲に対向する位置に開口するとともに、収容穴10bよりも外周側に、カバー12側に開口した吸入流路10cが形成されている。
The
また、ボディ10には、収容穴10bにおける回転体14の回転に伴ってポンプ室30の容積が縮小する範囲に対向する位置に開口するとともに、収容穴10bよりも外周側に、カバー12側に開口した吐出流路10dが形成されている。
In addition, the
カバー12には、第1シャフト16の軸方向に貫通するように形成され、一方がケーシング28側に開口し、他方が、収容穴10bにおける回転体14の回転に伴ってポンプ室30の容積が拡大する範囲に対向する位置と、ボディ10の収容穴10bよりも外周側とに開口した吸入流路12bが形成されている。そして、吸入流路12bは、ボディ10の収容穴10bよりも外周側に開口した部分が、ボディ10の吸入流路10cと連通されている。
The
また、カバー12には、第1シャフト16の軸方向に貫通するように形成され、一方がケーシング28側に開口し、他方が、収容穴10bにおける回転体14の回転に伴ってポンプ室30の容積が縮小する範囲に対向する位置と、ボディ10の収容穴10bよりも外周側とに開口した吐出流路12cが形成されている。そして、吐出流路12cは、ボディ10の収容穴10bよりも外周側に開口した部分が、ボディ10の吐出流路10dと連通されている。
Further, the
ケーシング28は、オイルパン32の鉛直方向の上側まで延在しており、オイルパン32に貯留されたオイルにストレーナ34の先端が浸かるように、底部にストレーナ34が固定されている。また、ケーシング28には、ストレーナ34から、カバー12の吸入流路12bに連通するように吸入流路28aが形成されている。
The
また、ケーシング28には、一端がカバー12の吐出流路12cに連通された吐出流路28bが形成されている。
Further, the
このようにして構成されるオイルポンプ1では、ケーシング28の吸入流路28a、カバー12の吸入流路12b、および、ボディ10の吸入流路10cが連通している。また、オイルポンプ1では、ボディ10の吐出流路10d、カバー12の吐出流路12c、および、ケーシング28の吐出流路28bが連通している。
In the
吐出流路28bの下流には、吐出流路28b(吐出流路38)内の油圧(流量)を調整可能なバルブ42が設けられており、TCU(Torque Control Unit)の制御に基づいて吐出流路28b(吐出流路38)の油圧(流量)が調整される。
A
なお、以下では、ケーシング28の吸入流路28a、ボディ10の吸入流路10c、および、カバー12の吸入流路12bを纏めて単に吸入流路36と呼ぶ。また、ボディ10の吐出流路10d、カバー12の吐出流路12c、および、ケーシング28の吐出流路28bを纏めて単に吐出流路38と呼ぶ。
In the following, the
したがって、オイルポンプ1は、回転体14の回転に伴って回転体14の負圧作用で、オイルパン32に貯留されたオイルを、ストレーナ34および吸入流路36を介して、ポンプ室30に導く。そして、ポンプ室30に導かれたオイルは、回転体14の回転に伴う圧縮作用でポンプ室30から吐出流路38に吐出され、変速機の各部に供給される。
Therefore, the
このようにして、オイルポンプ1は、オイルパン32に貯留されたオイルを変速機の各部へ供給することができる。
In this way, the
また、第2シャフト18は、第1シャフト16と同軸上に配置され、第1シャフト16および第2シャフト18の間に摩擦部材22が配置されている。第2シャフト18は、エンジンのクランクシャフトに対してトルクコンバータおよび駆動チェーンを介して接続されており、エンジンの回転数に応じて(比例して)回転する。
The
摩擦部材22は、第1シャフト16および第2シャフト18が相対的に近接すると、摩擦力によって第2シャフト18から第1シャフト16にトルク(伝達トルク)を伝達する。また、詳しくは後述する押付部26による押付力によって第2シャフト18から第1シャフト16に伝達可能な最大のトルク(最大伝達トルク)が変化し、最大伝達トルク以上のトルクが第2シャフト18から伝達されると、摩擦部材22は、第1シャフト16と第2シャフト18との間で滑って、第2シャフト18から第1シャフト16に最大伝達トルクを伝達する。
When the
つまり、摩擦部材22は、第2シャフト18から伝達されるトルクが最大伝達トルクとなるまでは第1シャフト16と第2シャフト18との間で滑ることなく第2シャフト18から伝達されるトルクの全てを第1シャフト16に伝達する。そして、摩擦部材22は、第2シャフト18から伝達されるトルクが最大伝達トルクより大きくなると、第1シャフト16と第2シャフト18との間で滑って最大伝達トルクを第1シャフト16に伝達する。
That is, the
また、第2シャフト18は、付勢部24によって第1シャフト16側に常時付勢されている。なお、付勢部24は、例えばバネによって構成され、詳しくは後述するように、エンジンの始動時等、オイルポンプ1から排出されるオイルの油圧が0である場合(押付力が0の場合)に、第2シャフト18から第1シャフト16にトルクを伝達するために設けられている。そして、付勢部24の付勢力は、エンジンの始動時に、第2シャフト18から第1シャフト16にトルクを伝達できる程度に設定されている。
The
また、ケーシング28には、第1シャフト16と対向する位置に、カバー12側に開口する収容穴28cが形成されているとともに、吐出流路28bと収容穴28cとを連通させる連通孔28dが形成されている。
In the
収容穴28cには、押付部26が設けられ、収容穴28cの内周面と押付部26の外周面との間にシール部40が設けられる。押付部26は、例えばピストンでなり、第1シャフト16の端面に当接面26aが当接されるとともに、当接面26aとは反対側の背面26bが連通孔28dに臨んで配置される。
A
したがって、オイルポンプ1が駆動し吐出流路38にオイルが吐出されると、吐出流路38内で生じる油圧が連通孔28dを介して押付部26の背面26bに作用する。これにより、押付部26は、吐出流路38内の油圧に比例した押付力で、第1シャフト16を第2シャフト18に向かって押し付ける。
Therefore, when the
これにより、摩擦部材22は、第1シャフト16および第2シャフト18との間で摩擦力を発生させ、その摩擦力によって、第2シャフト18から第1シャフト16にトルクを伝達することになる。
Accordingly, the
なお、押付部26の背面26bの面積は、下記の(1)式〜(3)式に基づいて、エンジンが所定の回転数(例えば、2000rpm)以上の場合にポンプ駆動トルクが最大伝達トルクよりも大きくなるように設定される。
押付部26の押付力=吐出流路38の油圧×押付部26の背面26bの面積 ・・・(1)
最大伝達トルク=押付部26の押付力×摩擦部材22の摩擦係数×摩擦部材22の摩擦面積 ・・・(2)
ポンプ駆動トルク=油動トルク(吐出流路38の油圧×流量/第1シャフト16の回転数)+フリクショントルク ・・・(3)
The area of the
Pressing force of pressing
Maximum transmission torque = pressing force of pressing
Pump drive torque = oil dynamic torque (oil pressure in
図2は、エンジンの回転数および流量の関係を示す図である。ここでは、オイルポンプ1によって吐出されるオイルの流量について、オイルポンプ1の動作とともに説明する。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the engine speed and the flow rate. Here, the flow rate of oil discharged by the
オイルポンプ1は、上記したように、エンジンの始動時には、オイルを吐出していないので、吐出流路38の油圧は0である。そして、エンジンが始動すると、エンジンの回転に伴って第2シャフト18が回転されるが、このとき、オイルポンプ1では、付勢部24の付勢力によって、摩擦部材22に摩擦力が生じ、第2シャフト18から第1シャフト16にトルクが伝達される。
As described above, the
そうすると、オイルポンプ1では、第1シャフト16が回転駆動され、オイルパン32に貯留されたオイルが吸入流路36を介して回転体14によって汲み上げられ、吐出流路38に排出されて吐出流路38の油圧が上昇する。
Then, in the
吐出流路38の油圧が上昇すると、連通孔28dを介してその油圧が押付部26の背面26bに作用し、押付部26が第1シャフト16を第2シャフト18に押し付ける押付力を発生させる。エンジンの始動後は、押付部26によって発生した押付力により、摩擦部材22が、第2シャフト18から第1シャフト16にトルクを伝達する。
When the hydraulic pressure of the
そして、エンジンの回転数が高くなっていくに連れて第2シャフト18および第1シャフト16の回転数も上昇していくと、図2に示すように、回転体14によって吐出されるオイルの流量F1も上昇していく。
Then, as the rotational speed of the engine increases, the rotational speeds of the
また、エンジンの回転数が所定の回転数N1(例えば、2000rpm)に達し、第2シャフト18から第1シャフト16に伝達されるトルクが最大伝達トルクに達すると、摩擦部材22が滑り始める。摩擦部材22が滑り始めると、摩擦部材22によって伝達されるトルクが最大伝達トルクとなり、エンジンの回転数によらず第1シャフト16の回転数が一定となる。また、押付部26の背面26bの面積が、流量が必要流量F2よりも多くなった際に摩擦部材22が滑るように設定されているので、回転体14によって吐出されるオイルの流量F1も必要流量F2よりも多い状態で一定となる。
Further, when the engine speed reaches a predetermined engine speed N1 (for example, 2000 rpm) and the torque transmitted from the
一方、比較例として、エンジンの回転数に比例してロータと一体回転するシャフトが回転されるオイルポンプの場合には、エンジンの回転数に比例してオイルの流量F3も増加してしまうため、必要流量F2よりも多量のオイルを変速機に供給してしまうとともに、キャビテーションが発生することになる。 On the other hand, as a comparative example, in the case of an oil pump in which the shaft that rotates integrally with the rotor rotates in proportion to the engine speed, the oil flow rate F3 also increases in proportion to the engine speed. A large amount of oil than the required flow rate F2 will be supplied to the transmission, and cavitation will occur.
これに対して、オイルポンプ1は、エンジンの回転数が増加しても、必要流量F2とほぼ同量の流量F1で維持されるため、キャビテーションの発生を抑制することができるとともに、エンジンの回転数に応じてオイルの流量F1が増加してしまうことを防止することができる。
On the other hand, the
図3は、吐出流路38の油圧が一定の場合におけるエンジンの回転数およびトルクの関係を示す図である。吐出流路38の油圧がバルブ42によって一定に保たれている場合、第2シャフト18から第1シャフト16に伝達可能な最大伝達トルクT1は、エンジンの回転数によらず、常に一定である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the engine speed and the torque when the hydraulic pressure in the
また、回転体14がオイルを汲み上げるための油動トルクT2は、吐出流路38の油圧が一定条件下では、エンジンの回転数によらず常に一定である。また、回転体14とボディ10およびカバー12との間に発生するフリクショントルクT3は、第1シャフト16の回転数に比例して増加していき、最大伝達トルクT1と油動トルクT2およびフリクショントルクT3の和、つまり、回転体14を駆動させるために第1シャフト16に作用するポンプ駆動トルクが釣り合うと、摩擦部材22が滑り始め一定となる。
Further, the oil dynamic torque T2 for the
その後、エンジンの回転数が上昇しても、第1シャフト16の回転数は一定となるため、フリクショントルクT3も一定となる。
After that, even if the rotation speed of the engine increases, the rotation speed of the
一方、比較例として、エンジンの回転数に比例してロータと一体回転するシャフトが回転されるオイルポンプの場合には、エンジンの回転数に比例してフリクショントルクT4も増加する。 On the other hand, as a comparative example, in the case of an oil pump in which the shaft that rotates integrally with the rotor rotates in proportion to the engine speed, the friction torque T4 also increases in proportion to the engine speed.
これに対して、オイルポンプ1は、エンジンの回転数の上昇とともにフリクショントルクT4が上昇してしまうことを防止し、エンジンの回転数に比例してフリクショントルクT4が上昇する場合と比べ、フリクショントルクT3を低減することができる。
On the other hand, the
図4は、エンジンの回転数が一定と仮定した場合におけるトルクの変化を説明する図である。図4に示すように、エンジンの回転数N11が一定の条件において、例えば時刻S1で吐出流路38の油圧P1が低下した場合には、押付部26に作用する油圧も低下するので、押付部26による第1シャフト16に作用する押付力も低下する。これにより、摩擦部材22によって第2シャフト18から第1シャフト16に伝達される伝達トルク(最大伝達トルク)T11も低下する。また、伝達トルクT11が低下することにより、回転体14の油動トルクT12も低下することになるが、第1シャフト16の回転数N12は一定に保たれるとともに、フリクショントルクT13も一定に保たれる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a change in torque when it is assumed that the engine speed is constant. As shown in FIG. 4, under the condition that the engine speed N11 is constant, for example, when the hydraulic pressure P1 of the
一方、例えば時刻S2で吐出流路38の油圧P1が上昇した場合には、押付部26に作用する油圧も上昇するので、押付部26による第1シャフト16に作用する押付力も増加する。これにより、摩擦部材22によって第2シャフト18から第1シャフト16に伝達される伝達トルク(最大伝達トルク)T11も上昇する。また、伝達トルクT11が上昇することにより、回転体14の油動トルクT12も上昇することになるが、第1シャフト16の回転数N12は一定に保たれるとともに、フリクショントルクT13も一定に保たれる。
On the other hand, for example, when the hydraulic pressure P1 of the
これにより、オイルポンプ1は、吐出流路38の油圧P1が増加し、オイルポンプ1の油動トルクが上昇しても、第1シャフト16の回転数を低下させることがないため、一定量の流量(吐出量)を保持することができる。
As a result, the
以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications within the scope of the claims. It goes without saying that the modified examples also belong to the technical scope of the present invention.
なお、上記の実施形態において、オイルの供給先として変速機を例に挙げて説明したが、これに限らず、エンジンにオイルを供給するオイルポンプに適用することができる。 In the above embodiment, the transmission has been described as an example of the oil supply destination, but the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to an oil pump that supplies oil to an engine.
また、上記の実施形態において、オイルポンプ1が内接歯車ポンプである場合について説明したが、これに限らず、外接歯車ポンプやベーンポンプ等、回転体によりオイルが汲み上げられるオイルポンプに適用することができる。
Further, although the case where the
また、上記の実施形態において、第1シャフト16と押付部26とが別体として設けられるようにしたが、これに限らず、第1シャフト16と押付部26とは一体であってもよい。つまり、第1シャフト16が押付部26として機能してもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記の実施形態において、付勢部24が第2シャフト18を第1シャフト16に付勢するようしたが、これに限らず、付勢部24が第1シャフト16を第2シャフト18に付勢するようにしてもよい。つまり、付勢部24は、エンジンの始動時に、第1シャフト16および第2シャフト18の一方を、第1シャフト16および第2シャフト18の他方に付勢し、摩擦部材22でトルクの伝達ができるようにすればよい。
Further, in the above embodiment, the urging
本発明は、エンジンにより駆動されるオイルポンプに利用できる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for the oil pump driven by an engine.
1 オイルポンプ
16 第1シャフト
18 第2シャフト
22 摩擦部材
24 付勢部
26 押付部
1
Claims (2)
前記回転体と一体的に回転する第1シャフトと、
前記第1シャフトと同軸上に配置され、エンジンにより回転される第2シャフトと、
前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間に配置され、摩擦力によって前記第1シャフトと前記第2シャフトとの間でトルクを伝達する摩擦部材と、
前記第2シャフトを前記第1シャフト側に、前記エンジン始動時にトルク伝達できる程度に付勢する付勢部と、
前記吐出流路内の油圧によって前記第1シャフトを前記第2シャフトに押し付ける押付部と、
を備えることを特徴とするオイルポンプ。 Pumping the oil from the suction passage, a rotating body for discharging the oil in the discharge passage,
A first shaft that rotates integrally with the rotating body;
A second shaft arranged coaxially with the first shaft and rotated by the engine;
A friction member arranged between the first shaft and the second shaft , for transmitting torque between the first shaft and the second shaft by a frictional force;
An urging portion that urges the second shaft toward the first shaft so that torque can be transmitted when the engine is started;
A pressing portion that presses the first shaft against the second shaft by hydraulic pressure in the discharge flow path;
An oil pump comprising:
前記第2シャフトから前記第1シャフトに伝達される最大伝達トルク以上のトルクが前記第2シャフトから伝達された場合、前記第1シャフトおよび前記第2シャフトの間で滑って前記最大伝達トルクを前記第1シャフトに伝達することを特徴とする請求項1に記載のオイルポンプ。 The friction member is
If the maximum transmission torque or torque transmitted to the first shaft from said second shaft is transmitted from said second shaft, said the maximum torque transfer slides between said first shaft and said second shaft The oil pump according to claim 1, wherein the oil pump transmits the oil to the first shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016051072A JP6691402B2 (en) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | Oil pump |
Applications Claiming Priority (1)
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