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技術 可変容量ポンプ

出願人 株式会社マーレフィルターシステムズ
発明者 篠原徹
出願日 2014年12月25日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2014-261445
公開日 2016年7月7日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2016-121608
状態 特許登録済
技術分野 回転型液体ポンプの応用細部 回転型ポンプ(2)
主要キーワード ハウジングボディ ペンデュラム 両端面間 断面略三角形 突出成形 三日月形 面圧上昇 シール片
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年7月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

アウタロータガイドとアウタロータとの間の接触面積を減少させる。

解決手段

可変容量ポンプ1は、吸入ポート11及び吐出ポート12を有するハウジング2と、ハウジング2内に揺動可能に配置され、円筒状のアウタロータ支持面3aが貫通形成された円環状のアウタロータガイド3と、アウタロータ支持面3aに回転可能に嵌合する円筒状のアウタロータ4と、アウタロータ4の内周側に配置され、アウタロータ4に対し偏心した位置において駆動軸15と一体に回転するインナロータ5と、アウタロータ4とインナロータ5とを連結する連結プレート6と、を備えている。アウタロータ支持面3aには、両端面3cの間に亘って軸方向に連続した2つの凹部30が形成されており、凹部30は、全体として吸入ポート11の領域内におさまるように周方向に延びている。

概要

背景

内燃機関自動変速機などに用いられるオイルポンプとして、例えば、特許文献1には、揺動式のアウタロータガイドを有する可変容量ポンプが開示されている。該ポンプでは、アウタロータガイドはポンプハウジング内で揺動自在に保持されており、アウタロータガイド内には円筒状のアウタロータが回転可能に嵌合している。そして、アウタロータは、複数の連結プレートを介して連結されたインナロータの回転に伴い、アウタロータガイドに対して回転する。

概要

アウタロータガイドとアウタロータとの間の接触面積を減少させる。可変容量ポンプ1は、吸入ポート11及び吐出ポート12を有するハウジング2と、ハウジング2内に揺動可能に配置され、円筒状のアウタロータ支持面3aが貫通形成された円環状のアウタロータガイド3と、アウタロータ支持面3aに回転可能に嵌合する円筒状のアウタロータ4と、アウタロータ4の内周側に配置され、アウタロータ4に対し偏心した位置において駆動軸15と一体に回転するインナロータ5と、アウタロータ4とインナロータ5とを連結する連結プレート6と、を備えている。アウタロータ支持面3aには、両端面3cの間に亘って軸方向に連続した2つの凹部30が形成されており、凹部30は、全体として吸入ポート11の領域内におさまるように周方向に延びている。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一対の端部壁面を構成し、これらの端部壁面を貫通する駆動軸が配置されるとともに、上記一対の端部壁面の少なくとも一方に吸入ポート及び吐出ポートが形成されたハウジングと、端面が上記端部壁面に密接した状態で上記端部壁面間に揺動可能に配置され、上記駆動軸が通る円筒状のアウタロータ支持面貫通形成された円環状のアウタロータガイドと、円筒面からなる外周面を有し、上記アウタロータ支持面に回転可能に嵌合する円筒状のアウタロータと、上記アウタロータの内周側に配置され、該アウタロータに対し偏心した位置において上記駆動軸と一体に回転するインナロータと、上記インナロータから上記アウタロータへ回転力を伝達するように上記インナロータと上記アウタロータとを連結するとともに、上記アウタロータと上記インナロータとの間に画成された空間を複数のチャンバ区画する複数の連結プレートと、を備え、上記アウタロータ支持面に、上記アウタロータガイドの両端面間に亘って軸方向に連続した凹部が形成されている、ことを特徴とする可変容量ポンプ

請求項2

上記凹部が上記吸入ポートの領域内に配設されている、ことを特徴とする請求項1に記載の可変容量ポンプ。

請求項3

上記吸入ポートと上記吐出ポートとの間の領域には凹部が設けられていない、ことを特徴とする請求項2に記載の可変容量ポンプ。

技術分野

0001

本発明は、例えば、内燃機関自動変速機潤滑油を供給するために使用される可変容量ポンプに関する。

背景技術

0002

内燃機関や自動変速機などに用いられるオイルポンプとして、例えば、特許文献1には、揺動式のアウタロータガイドを有する可変容量ポンプが開示されている。該ポンプでは、アウタロータガイドはポンプハウジング内で揺動自在に保持されており、アウタロータガイド内には円筒状のアウタロータが回転可能に嵌合している。そして、アウタロータは、複数の連結プレートを介して連結されたインナロータの回転に伴い、アウタロータガイドに対して回転する。

先行技術

0003

特開2010−164056号公報

発明が解決しようとする課題

0004

上記のように構成されたポンプでは、アウタロータガイドの内周面とアウタロータの外周面との接触面積が大きく、両者間に形成された油膜せん断しながらアウタロータが回転するため、せん断抵抗が高く、ひいては駆動に要するトルクが大きいという問題が生じていた。特に、上記の問題は、油の粘度が高くなる低温時に顕著となっている。

課題を解決するための手段

0005

本発明は、可変容量ポンプに関し、この可変容量ポンプは、一対の端部壁面を構成し、これらの端部壁面を貫通する駆動軸が配置されるとともに、一対の端部壁面の少なくとも一方に吸入ポート及び吐出ポートが形成されたハウジングと、端面が端部壁面に密接した状態で端部壁面間に揺動可能に配置され、駆動軸が通る円筒状のアウタロータ支持面貫通形成された円環状のアウタロータガイドと、円筒面からなる外周面を有し、アウタロータ支持面に回転可能に嵌合する円筒状のアウタロータと、アウタロータの内周側に配置され、該アウタロータに対し偏心した位置において駆動軸と一体に回転するインナロータと、インナロータからアウタロータへ回転力を伝達するようにインナロータとアウタロータとを連結するとともに、アウタロータとインナロータとの間に画成された空間を複数のチャンバ区画する複数の連結プレートと、を備える。アウタロータ支持面には、アウタロータガイドの両端面間に亘って軸方向に連続した凹部が形成されている。

0006

このような構成では、互いに摺動するアウタロータ支持面とアウタロータ外周面との接触面積が減少する。さらに、凹部はアウタロータガイドの両端面間に亘って軸方向に連続しているため、金型を用いて容易に成形することができる。また、アウタロータガイドの両端が開口しているため、機械加工によっても凹部を容易に加工することができる。

0007

本発明の好ましい一態様では、凹部が吸入ポートの領域内に配設されている。

0008

このような構成とすることにより、過度面圧上昇を伴うことなく、アウタロータ支持面とアウタロータ外周面との間の接触面積を減少させることができる。つまり、ポンプ作動中にアウタロータが吐出ポート側に押される結果、吐出ポート側のアウタロータ支持面の面圧が高くなる一方で、吸入ポート側のアウタロータ支持面の面圧は低くなるので、吸入ポートの領域に対応するアウタロータ支持面に凹部を設けることが好ましい。

0009

さらに本発明の好ましい一態様では、吸入ポートと吐出ポートとの間の領域には凹部が設けられていない。

0010

仮に、上記領域に凹部を設けた場合には、凹部を介して高圧の油が低圧側に漏出しやすくなる。

発明の効果

0011

本発明によれば、アウタロータガイドのアウタロータ支持面とアウタロータの外周面との間の接触面積が減少するため、両者間のせん断抵抗を低減させることができ、ひいては駆動に要するトルクを減少させることができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明に係る可変容量ポンプの正面図。
本発明に係る可変容量ポンプの斜視図。
本発明に係る可変容量ポンプの要部の正面図。
本発明に係る可変容量ポンプの透視図。
ハウジング及びアウタロータガイドの正面図。
ハウジング及びアウタロータガイドの斜視図。
アウタロータガイドの正面図。
アウタロータガイドの斜視図。

実施例

0013

以下、図1図8に基づいて、本発明の一実施例について詳細に説明する。

0014

図1は、本発明に係る可変容量ポンプをエンドプレート(図示せず)を外した状態で示した図であり、図2は、その斜視図である。可変容量ポンプ1は、ハウジング2と、ハウジング2内に配置された円環状のアウタロータガイド3と、アウタロータガイド3に嵌合する円筒状のアウタロータ4と、アウタロータ4の内周側に配置されたインナロータ5と、アウタロータ4とインナロータ5とを連結する複数のペンデュラム型の連結プレート6と、を備えている。

0015

ハウジング2は、周壁面2a及び一端の端部壁面2bによって画成される凹部8(図5参照)を備えるボディ部2Aと、この凹部8を覆う図示せぬエンドプレートと、から構成されており、両者がボルト等によって一体に締結されている。図示せぬエンドプレートは、凹部8側の端部壁面2bに対向する端部壁面(図示せず)を有している。本実施例では、吸入口13と連通する吸入ポート11と、エンドプレートに設けられた吐出口(図示せず)と連通する吐出ポート12とがボディ部2A側の端部壁面2bに形成されている。吸入ポート11及び吐出ポート12は、互いに適宜な角度(例えば、180°)だけ離れた位置に設けられており、両ポート11,12は互いに仕切られている。また、ハウジング2にはボディ部2A側の端部壁面2b及びエンドプレート側の端部壁面を貫通する駆動軸15が配置されている。

0016

円環状をなすアウタロータガイド3は、円筒状に貫通形成されたアウタロータ支持面3aと、外周面3bと、一対の端面3cと、を有し、端面3cが端部壁面2b及びエンドプレートの端部壁面にそれぞれ密接した状態でハウジング2内に配置されている。このアウタロータガイド3は、一方の側に半円筒形軸受部16が凹設されており、これと対向する他方の側にはアーム17が突出成形されている。アウタロータガイド3は、軸受部16と係合する軸18によってボディ部2Aに揺動可能に保持されている。アーム17とボディ部2Aとの間には、スプリング19が配設されている。このスプリング19と対向する側において、外周面3bとボディ部2Aの周壁面2aとの間に、アウタロータガイド3の長手方向に沿った圧力制御チャンバ20が画成されている。上記スプリング19は、圧力制御チャンバ20が縮小する方向へアウタロータガイド3を付勢する。圧力制御チャンバ20は、アーム17先端部の近傍に配設されたシール片21を介して吸入口13側からシールされている。

0017

円筒状をなすアウタロータ4の内周面4aには、断面円形プレート保持溝24が等間隔に6箇所に設けられている。なお、不等間隔であってもよい。また、外周面4bは単純な円筒面からなり、この外周面4bがアウタロータ支持面3aに回転可能に嵌合している。なお、外周面4bとアウタロータ支持面3aとの間には、厳密には、油膜が形成される極微小間隙が存在する。

0018

アウタロータ4の内周側に回転可能に配置されたインナロータ5は、円筒面からなる外周面5bと、中央に貫通形成された取付孔5cと、を有し、この取付孔5cに駆動軸15が固定されている。駆動軸15はアウタロータ4の中心に対し偏心した位置にあるため、インナロータ5は、アウタロータ4に対し偏心した位置で駆動軸15と一体に回転する。インナロータ5がアウタロータ4に対し偏心して位置することで、両者間には、全体として三日月形をなす空間が画成される。この空間は吸入ポート11及び吐出ポート12に連通している。また、外周面5bには、6個のスロット25が等間隔に放射状に形成されている。

0019

図3に示すように、連結プレート6は、断面略三角形に拡がった内周端6aと、断面円形をなす外周端6bと、を有する。インナロータ5からアウタロータ4へ回転力を伝達するように、外周端6bがアウタロータ4のプレート保持溝24に揺動可能に嵌合し、内周端6aがインナロータ5のスロット25内に摺動可能に挿入されている。6個の連結プレート6により、アウタロータ4とインナロータ5との間の上記空間が6個のチャンバ26に区画されている。

0020

上記のハウジング2、アウタロータガイド3、アウタロータ4及びインナロータ5は、いずれも合成樹脂あるいは焼結金属によって形成される。

0021

このように構成された可変容量ポンプ1では、駆動軸15を介してインナロータ5が図1時計回り方向に回転すると、この回転力が連結プレート6を介してアウタロータ4に伝達されてアウタロータ4が同方向に回転する。アウタロータ4内周面4aとインナロータ5外周面5bとの間の距離は、互いに偏心したアウタロータ4及びインナロータ5の回転位置に応じて変化するため、各チャンバ26の容積もこれに応じて変化する。各チャンバ26の容積は、図1の下側で最小となり、ここから時計回り方向に回転することで徐々に増加し、図1の上部で最大となった後、再び減少していく。このチャンバ26の容積変化により、吸入ポート11から吐出ポート12へオイルを圧送するポンプ作用が得られる。

0022

また、圧力制御チャンバ20内にはエンジンメインギャラリー内の油圧又は制御ソレノイドを介して調圧された制御油圧が供給される。圧力制御チャンバ20内の油圧が低い場合には、図1,3に示すように、アウタロータガイド3は、スプリング19により圧力制御チャンバ20が縮小する方向に付勢され、インナロータ5の偏心量が大きくなる結果、ポンプ容量が増加する。一方、圧力制御チャンバ20内の油圧が高くなると、アウタロータガイド3は、スプリング19の付勢力対抗して、圧力制御チャンバ20が拡大する方向に揺動し、インナロータ5の偏心量が小さくなる結果、ポンプ容量が減少する。

0023

次に、図5図8を参照して、本発明の要部であるアウタロータガイド3について説明する。

0024

図7,8に示すように、円筒面からなるアウタロータ支持面3aには、両端面3cの間に亘って軸方向に連続した2つの凹部30が形成されており、これら2つの凹部30の間にはパッド部29が残存する。つまり、パッド部29は、2つの凹部30の間に残ったアウタロータ支持面3aである。このパッド部29は、円弧状に延びた吸入ポート11の略中央に対応する位置にあり、アウタロータガイド3内に配置されるアウタロータ4のがたつきを抑えるように機能する。図5,6に示すように、2つの凹部30は、全体として吸入ポート11の領域内つまり角度範囲内におさまるように周方向に延びている。また、凹部30は、ポンプ作動時にアウタロータガイド3が揺動しても吸入ポート11の領域内に位置することが好ましい。凹部30の半径方向の深さは、特に限定されないが、油膜のせん断力が十分に小さくなる程度の深さである。

0025

ポンプの作動中、6個のチャンバ26は吐出ポート12に近いものほど高圧となるので、アウタロータ4は、アウタロータガイド3の中で吐出ポート12側に押される。その結果、アウタロータ4と密に接触する吐出ポート12側のアウタロータ支持面3aの面圧が高くなる一方、吸入ポート11側のアウタロータ支持面3aの面圧は低くなる。このため、吸入ポート11の領域に対応するアウタロータ支持面3aに凹部30を設けても局部的な摩耗の懸念はなく、したがって、吸入ポート11側のアウタロータ支持面3aに凹部30を設けることが好ましい。仮に、吐出ポート12の領域に対応するアウタロータ支持面3aに凹部30を設けた場合には、面圧がさらに高くなってしまうため、これを考慮して、吐出ポート12の領域に対応するアウタロータ支持面3aには凹部30を設けていない。

0026

また、吸入ポート11と吐出ポート12との間の領域に対応するアウタロータ支持面3aにも凹部30を設けていない。これは、上記領域に凹部30を設けた場合には、凹部30を介して高圧の油が低圧側に漏出しやすくなり、ポンプ性能の低下を引き起こす恐れがあるためである。

0027

このように構成されたアウタロータガイド3では、凹部30によりアウタロータ支持面3aとアウタロータ4の外周面4bとの間の接触面積が減少する。

0028

上記実施例によれば、アウタロータガイド3の両端面3cの間に亘って連続する2つの凹部30を設けたことにより、アウタロータガイド3のアウタロータ支持面3aとアウタロータ4の外周面4bとの間の接触面積が減少するため、両者間のせん断抵抗を低減することができ、ひいては駆動に要するトルクを減少させることができる。

0029

また、上記実施例によれば、各凹部30は、アウタロータガイド3の両端面3cの間に亘って軸方向に連続しているため、焼結あるいは合成樹脂による成形に際して、金型を用いて容易かつ安価に成形することができる。また、アウタロータガイド3は両端が開口しているため、機械加工によっても凹部30を容易に加工することができる。

0030

さらに、周方向に連続する凹部を設けた場合と比べて、凹部を介して高圧の油が低圧の吸入側に漏出することを抑制することができる。

0031

以上、この発明の一実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限られず、種々の変更が可能である。

0032

本実施例では、アウタロータ支持面3aに2つの凹部30を形成しているが、これに限定されず、1つの凹部30を形成してもよいし、3つ以上の凹部30の形成してもよい。

0033

また、本実施例では、ハウジングボディ部2Aの端部壁面2bに吸入ポート11及び吐出ポート12が形成されているが、本発明はこれに限定されず、吸入ポート11及び吐出ポート12を端部壁面2b及びエンドプレート側の端部壁面の双方に形成してもよいし、エンドプレート側だけに形成してもよい。また、吸入ポート11及び吐出ポート12の一方を端部壁面2bに形成し、他方をエンドプレート側に形成するようにしてもよい。

0034

また、本実施例では、6個のプレート保持溝24をアウタロータ4の内周面4aに等間隔に配設しているが、6個以外の数のプレート保持溝24を設けてもよく、また、プレート保持溝24を不等間隔に配設してもよい。

0035

1可変容量ポンプ
2ハウジング
3アウタロータガイド
3a アウタロータ支持面
4 アウタロータ
5インナロータ
6連結プレート
11吸入ポート
30 凹部

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