JPH0544657A - ベ−ンポンプの押しのけ容積制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車等に使用のベ−ンポンプの低温始動時
におけるポンプ作動の確実化にある。 【構成】 上記ベ−ンポンプにおいて、その始動開始時
におけるその押しのけ容積が、その最大押しのけ容積以
下であって且つそのポンプ作用によって吐出する圧油が
所定の油圧を発生するに足る最小の押しのけ容積以上の
値に設定され、その吐出する圧油発生後に、その押しの
け容積が、その後に必要な吐出圧油の油圧形成に要求さ
れる大きさに制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車等に積載される
油圧源としてのベ−ンポンプの押しのけ容積制御方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来における可変容積型のベ−
ンポンプであって、側板を取り外した状態の側断面図を
示したものである。図４において、自動車のエンジンに
よって駆動されているロ−タ１Ｂには、その周方向へ等
分割した各位置に、径方向へ溝１ａを削設し、その各溝
１ａにはそれぞれベ−ン１ｂが径方向への摺動を可能に
挿入し、その各ベ−ン１ｂにおける先端は、カムリング
１Ａにおけるカム面１ｃに接触しながら案内され、カム
リング１Ａ、ロ−タ１Ｂおよびそれぞれのベ−ン１ｂに
よって押しのけ室１ｇを形成する構成となっている。ベ
−ンポンプ１の吐出ポ−ト（図示せず）からは吐出管路
４ａが連通し、その主管路４ｂは、例えば変速機の変速
制御用に使用の油圧制御回路に接続している。また、吐
出管路４ａは弁機構４および管路４ｃを介して、ロ−タ
１Ｂの側面に削設のリング状溝１ｄに連通し、溝１ｄ
は、ロ−タ１Ｂにおける各溝１ａの底に形成の室１ｅに
連通している。

【０００３】カムリング１Ａにおける図４の両側には、
アクチュエ−タ５および６を配設している。アクチュエ
−タ５の構成は、シリンダ５ａにピストン５ｂを摺動可
能に嵌合し、スプリング５ｃは、カムリング１Ａを図示
の左方へ附勢する方向に設けている。アクチュエ−タ６
も同様に、シリンダ６ａにピストン６ｂを摺動可能に嵌
合し、スプリング６ｃは、カムリング１Ａを図示の右方
へ附勢する方向に設けている。

【０００４】以上の従来における図４の作用を下記に説
明する。図４におけるカムリング１Ａの位置は、ロ−タ
１Ｂがエンジンによって始動される前の状態を示してい
る。すなわち、スプリング５ｃの附勢力はスプリング６
ｃの附勢力に比し、十分に大きな附勢力になっている。
したがって、ベ−ンポンプ１の作動前の状態は、スプリ
ング５ｃの附勢力によって、カムリング１Ａが最左端に
移行させられて、ベ−ンポンプ１の押しのけ容積は最大
になっている。

【０００５】この状態から、ロ−タ１Ｂがエンジンによ
って駆動されると、ロ−タ１Ｂが反時計まわり方向に回
転する。この回転による遠心力によって各ベ−ン１ｂ
は、それら各先端がカム面１ｃに当接しながら、各ベ−
ン１ｂもロ−タ１Ｂと共に反時計回り方向に回転する。
その結果、押しのけ室１ｇは、図示のロ−タ１Ｂの中心
より上側において膨張行程を行い、この膨張行程におい
て、図示していない吸入ポ−トから作動油を吸入する。
また、その図示のロ−タ１Ｂの中心より下側において、
押しのけ室１Ｂは圧縮行程を行い、この圧縮行程におい
て図示していない吐出ポ−トから吐出管路４ａに圧油を
吐出する。

【０００６】この吐出された圧油は弁機構４、管路４ｃ
および溝１ｄを介して各室１ｅに導入し、その導入した
圧油はその各室１ｅにおいて各ベ−ン１ｂをカム面１ｃ
側へ確実に押圧するようになっている。また、吐出管路
４ａに吐出した圧油は主管路４ｂを介して変速機におけ
る油圧制御回路の制御に使用される。この場合、主管路
４ｂの油圧は通常一定の油圧レベルに圧力制御して使用
している。しかし、自動車における走行速度の変化ある
いは変速機の変速によって、エンジンの回転速度は変化
するから、ロ−タ１Ｂもそのエンジン回転速度の変化と
共に変化する。

【０００７】又、ここで吐出管路４ａに吐出する圧油の
吐出量はロ−タ１Ｂの回転速度とベ−ンポンプ１の押し
のけ容積との積になっている。このようなことより、主
管路４ｂに要求する作動油圧はエンジンのアイドリング
回転速度においてもその油圧を維持するように、そのエ
ンジンアイドリング時にベ−ンポンプ１の押しのけ容積
を図４の図示の最大のままにしておき、エンジンの回転
速度が上昇してその吐出圧油量が多すぎてくると、その
押しのけ容積を減少させてゆき、エンジンの使用動力が
無駄に使用されないようにしている。

【０００８】すなわち、従来における図４のベ−ンポン
プ１においては、常に、吐出管路４ａに要求される吐出
圧油が必要十分な流量となるように、ベ−ンポンプ１の
押しのけ容積を制御している。その押しのけ容積の制御
は、図４の最大押しのけ容積の状態から、その押しのけ
容積を小さくしてゆく場合、アクチュエ−タ６の押しの
け室６ｄへ圧油を圧送し、アクチュエ−タ５における押
しのけ室５ｄを図示していないリザ−バに開放すれば、
そのことによってピストン６ｂがカムリング１Ａを図示
の右方に移行させてベ−ンポンプ１の押しのけ容積を小
さくしてゆく。逆に、その押しのけ容積の小さくなって
いる状態からその押しのけ容積を大きくしてゆく場合
は、アクチュエ−タ５の押しのけ室５ｄへ圧油を圧送
し、アクチュエ−タ６における押しのけ室６ｄを図示し
ていないリザ−バに開放すれば、そのことによってピス
トン５ｂがカムリング１Ａを図示の左方に移行させてベ
−ンポンプ１の押しのけ容積を大きくしてゆくようにな
っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来にお
けるベ−ンポンプ１の作用において、寒冷地あるいは冬
期等のベ−ンポンプ１に使用の作動油が低温状態にある
場合、下記のような問題が生ずる。このように作動油が
低温状態にある場合、ロ−タ１Ｂを始動させてもそのエ
ンジン回転速度が低いと、吐出管路４ａに作動油圧の生
じないことがある。それは、ロ−タ１Ｂにおける溝１ａ
とベ−ン１ｂの間の摺動隙間に介在する潤滑油（作動
油）の粘性抵抗が高くなっているため、ベ−ン１ｂが溝
１ａ内に入り込んだ１ｆの状態から、その回転遠心力に
よって１ｂ位置へ飛び出してゆこうとしても、飛び出し
きれない場合があることを示している。本発明は、この
ような作動油の低温状態において、その始動回転速度を
高くしなくとも、吐出管路４ａへ容易に圧油を吐出可能
にするベ−ンポンプの押しのけ容積制御方法を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に使用のベ−ンポ
ンプは、ロ−タ（１Ｂ）の周方向へ等分割したそれぞれ
の位置であって、その各位置の径方向にそれぞれ削設し
た溝（１ａ）に、それぞれベ−ン（１ｂ）を挿入し、そ
れら各ベ−ンの先端はカムリング（１Ａ）におけるカム
面（１ｃ）に案内され、前記ロ−タ、前記各ベ−ンおよ
び前記カム面によってそれぞれ押しのけ室を形成させた
構成となっている。すなわち、そのカムリングに対して
偏心したそのロ−タが回転することによってその押しの
け室が膨張行程と圧縮行程を繰り返すポンプ作用を行う
ものである。また、このベ−ンポンプには、そのポンプ
作用によって吐出した圧油の一部が前記各溝における前
記各ベ−ンの底側に導入し、そのカムリングにおいて、
前記ロ−タの回転軸に対する垂直方向両側に設けた一方
のアクチュエ−タ（３）と他方のアクチュエ−タ（２）
とによって、そのカムリングをその垂直方向ヘ移行可能
にしている。すなわち、その移行が前記押しのけ室の押
しのけ容積を可変にしている。

【００１１】このような従来におけるベ−ンポンプのそ
の押しのけ容積の制御において、そのロ−タの始動開始
時におけるその押しのけ容積は、その最大押しのけ容積
以下であって且つ前記ポンプ作用によって吐出する圧油
が所定の油圧を発生するに足る最小の押しのけ容積以上
の値に設定され、その吐出する圧油発生後に、その押し
のけ容積が、その後に必要な吐出圧油の油圧形成に要求
される大きさに制御されることを特徴としている。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の実施に必要なベ−ンポンプ
を側断面図によって示したものである。図１において、
アクチュエ−タ３は図４におけるアクチュエ−タ６の構
成と同じである。アクチュエ−タ２は、シリンダ２ａに
軸方向への摺動を可能にピストン２ｂが嵌合し、補助ピ
ストン２ｄは壁２ｃ部分へ摺動可能に嵌合し、スプリン
グ２ｅは、補助ピストン２ｄに固設したスナップリング
２ｆが壁２ｃに当接するまで、補助ピストン２ｄを図示
の左方に附勢するように装着し、スプリング２ｅの附勢
力はスプリング３ｅの附勢力に比し十分に大きな値とな
っている。

【００１３】また、ベ−ンポンプ本体１におけるカムリ
ング１Ａに内設している部分の構成も、図４における構
成と同じである。ここで、上記のように、アクチュエ−
タ２におけるスプリング２ｅがスプリング３ｅの附勢力
よりも十分に大きな値となっていても、その附勢力はス
ナップリング２ｆが壁２ｃの位置に規制されて、その附
勢力は補助ピストン２ｄを図１の図示位置以上左方へ移
行しえないようになっている。したがって、押しのけ室
３ｆとポ−ト２ｇが共に図示していないリザ−バに開放
しているロ−タ１Ｂの始動前においては、スプリング２
ｅが、スプリング３ｅの附勢力に抗して、補助ピストン
２ｄおよびピストン２ｂを介してカムリング１Ａを左方
に移行させる最大の位置が、図示の位置になる関係にな
っている。また、図１と図４における同一符号の構成は
同一部材を示している。

【００１４】以上の本発明における実施例において、以
下その作用を説明する。ポ−ト２ｇおよび押しのけ室３
ｆが共に、図示していないリザ−バに開放している場
合、上記のように、スプリング３ｅの附勢力と、十分に
大きな附勢力ではあるがスナップリング２ｆによってそ
の動きを限定的に規制されているスプリング２ｅとによ
って、両アクチュエ−タ２および３は、カムリング１Ａ
を図示の位置に設定している。すなわち、この図１の状
態はロ−タ１Ｂが図示していないエンジンによって始動
される前の状態を示している。

【００１５】図１の状態において、ロ−タ１Ｂが図示し
ていないエンジンによって駆動されると、図４において
説明した場合と同じに、図示していない吐出ポ−トから
吐出管路４ａに圧油が吐出される。この場合、そのベ−
ンポンプの作動においては、周知のように各回転摺動部
分に隙間が存在し且つその摺動隙間からは圧油洩れが存
在する。したがって、ロ−タ１Ｂの回転によって吐出管
路４ａに油圧が発生するためには、ベ−ンポンプから吐
出する圧油の全流量が、上記摺動隙間からの洩れ流量以
上の流量となっている必要がある。また、上述のよう
に、ベ−ンポンプから吐出する圧油の全流量は、ロ−タ
１Ｂの回転速度とベ−ンポンプにおける押しのけ容積と
の積となっている。

【００１６】このようなことから、上記図１におけるカ
ムリング１Ｂのその始動前の位置は、そのように摺動隙
間からの洩れを補うに必要な最小の所定の押しのけ容積
となる位置になっている。これは、言葉を言い換えれ
ば、ベ−ンポンプの作動によって吐出管路４ａに油圧が
発生しうる範囲において、その作動におけるベ−ン１ｂ
の径方向における摺動運動の摺動距離を最小にしたカム
リング１Ｂの始動開始時の位置になっていることを意味
している。

【００１７】このような、ロ−タ１Ｂの始動時におい
て、その押しのけ容積を図示の最小値としている結果、
その始動時におけるロ−タ１Ｂの回転によるベ−ン１ｂ
の摺動行程は、従来における最大押しのけ容積における
場合に比較して非常に小さな行程で済むことになる。ま
た、この場合において、その始動時におけるロ−タ１Ｂ
の回転速度は従来と同じである。したがって、その回転
時におけるベ−ン１ｂに生じている遠心力は従来と同じ
である。このように、そのロ−タ１Ｂの始動時におい
て、ベ−ン１ｂに生じている遠心力が同じでありなが
ら、その径方向への摺動行程を従来に比し十分に小さく
しているから、その始動時において、作動油の温度が低
いことによって溝１ａとベ−ン１ｂとの間の摺動抵抗が
大きくなっている場合であっても、ベ−ン１ｂは十分に
カム面１ｃに押圧されて作動することが可能となる。

【００１８】このような、ロ−タ１Ｂの始動後において
エンジンの回転速度が、その車速の変化につれて増大
し、あるいはその増大後にエンジンの回転速度が低下す
ることによって、吐出管路４ａにおける圧油の吐出流量
が変化してゆくときは、下記のようにカムリング１Ａの
左右位置、すなわちベ−ンポンプにおける押しのけ容積
を制御する。吐出管路４ａにおける吐出流量が少なくな
ってきた状態においては、ポ−ト２ｇに圧油を圧送し且
つ押しのけ室３ｆを図示していないリザ−バに開放すれ
ば、カムリング１Ａが左方に移行して、ベ−ンポンプに
おける押しのけ容積が大きくなってゆく。逆に、吐出管
路４ａにおける吐出流量が大きくなり過ぎてきた状態に
おいては、押しのけ室３ｆに圧油を圧送し且つポ−ト２
ｇを図示していないリザ−バに開放すれば、カムリング
１Ａが右方に移行して、ベ−ンポンプにおける押しのけ
容積を小さくしてゆく。

【００１９】図２は、図１に対する他の実施例である。
図２における図１との差異は、図１におけるアクチュエ
−タ２が図２においてはアクチュエ−タ１２に置換して
いる点にあって、他の構成は同じである。アクチュエ−
タ１２の構成は、シリンダ１２ａに軸方向への摺動を可
能にピストン１２ｂが嵌合し、壁面１２ｃにはストッパ
１２ｄが固着している。図２の構成のベ−ンポンプの作
用は下記のとおりである。アクチュエ−タ３における押
しのけ室３ｆとポ−ト１２ｇの両者が図示していないリ
ザ−バに開放しているロ−タ１Ｂの始動前においては、
スプリング３ｅの附勢力がピストン３ｂを介して、カム
リング１Ａを右方へ移行させ、その移行は、カムリング
１Ａのその移行がピストン１２ｂをストッパ１２ｄに当
接するまで移行させている。

【００２０】その始動前におけるカムリング１Ａのその
移行した位置が、図１におけるロ−タ１Ａの始動前にお
ける最小の所定の押しのけ容積の状態に相当している。
また、その最小押しのけ容積におけるロ−タ１Ｂの始動
による吐出管路４ａへの圧油吐出の作用は、図１におけ
る場合と同じである。また、そのロ−タ１Ｂの始動後に
おける押しのけ容積の制御は、図２の状態から更に、ベ
−ンポンプの押しのけ容積を増大させる制御において
は、ポ−ト１２ｇに圧油を圧送し、アクチュエ−タ３に
おける押しのけ室３ｆを図示していないリザ−バに開放
するれば、カムリング１Ａが図２の左方に移行させられ
て、その押しのけ容積が増大してゆく。また、その増大
した押しのけ容積の状態からその押しのけ容積を減少さ
せてゆく制御においては、アクチュエ−タ３における押
しのけ室３ｆに圧油を圧送し、アクチュエ−タ１２にお
けるポ−ト１２ｇを図示していないリザ−バに開放すれ
ば、カムリング１Ａが図２の右方に戻って、その押しの
け容積が上記所定の最小押しのけ容積に向かって減少し
てゆく。

【００２１】図３は、更に図１に対する他の実施例であ
る。図３の図１および２との差異は、カムリング１Ａに
おける図示の右側のアクチュエ−タ２２が、アクチュエ
−タ２あるいは１２と異なっている点にあって、他の構
成は全て同じである。アクチュエ−タ２２は、シリンダ
２２ａに軸方向への摺動を可能にピストン２２ｂが嵌合
し、ピストン２２ｂにはスプリング２２ｃによってカム
リング１Ａ側への附勢力が与えられている。

【００２２】図３の構成におけるベ−ンポンプの作用は
下記のとおりである。アクチュエ−タ３における押しの
け室３ｆとアクチュエ−タ２２における押しのけ室２２
ｅの両者が図示していないリザ−バに開放しているロ−
タ１Ｂの始動前においては、スプリング３ｅの附勢力が
ピストン３ｂを介してカムリング１Ａを右方へ移行させ
ようとし，スプリング２２ｃの附勢力がピストン２２ｂ
を介してカムリング１Ａを左方へ移行させようとしてい
る。この場合において、その両スプリング３ｅおよび２
２ｃの両附勢力の平衡によって定まるカムリング１Ａの
位置が図３における位置になっている。すなわち、図３
におけるカムリング１Ａの位置は、上記図１あるいは２
における場合と同じに、ロ−タ１Ａの始動前における所
定の最小押しのけ容積の状態に相当している。

【００２３】また、この図３の場合においても。その最
小押しのけ容積におけるロ−タ１Ｂの始動による吐出管
路４ａへの圧油吐出の作用は、図１における場合と同じ
である。また、そのロ−タ１Ｂの始動後における押しの
け容積の制御は、図３の状態から更に押しのけ容積を増
大させる制御において、アクチュエ−タ２２における押
しのけ室２２ｅへ圧油を圧送し、アクチュエ−タ３にお
ける押しのけ室３ｆを図示していないリザ−バに開放す
ると、カムリング１Ａが図３の左方に移行して、ベ−ン
ポンプの押しのけ容積が増大してゆく。また、その増大
した押しのけ容積からその押しのけ容積を減少させてゆ
く制御においては、アクチュエ−タ３における押しのけ
室３ｆに圧油を圧送し、アクチュエ−タ２２における押
しのけ室２２ｅを図示していないリザ−バに開放すれ
ば、カムリング１Ａが図３の右方に戻って、その押しの
け容積が減少してゆくことになる。

【００２４】なお、上記実施例においては、膨張行程に
あるベ−ン１ｆの側においても、圧縮行程にあるベ−ン
１ｂの側においても、共に室１ｅがそれぞれ共通の溝１
ｄに連通する構成になっている。しかし、この構成は、
押しのけ室１ｇが高圧となる圧縮行程側にベ−ンが位置
する場合にあっては室１ｅに高圧油が導かれ、押しのけ
室１ｇが低圧となる吸入行程側にベ−ンが位置する場合
にあっては室１ｅに低圧油が導かれる構成になっていて
もよい。すなわち、溝１ｄを円形に一巡する構成にする
のではなく、ロ−タ１Ｂとは別にそのロ−タ１Ｂの側板
へ、その圧縮行程側において室１ｅが回転移動によって
連通する円弧状の溝を設け、その溝に高圧油を導き、且
つその側板へ、その吸入行程側において室１ｅが回転移
動によって連通する他の円弧状の溝を設け、その溝に低
圧油を導くようにすればよい。なお、この円弧状溝によ
るベ−ンの押圧構成部分は公知である。

【００２５】

【発明の効果】ロ−タ１Ｂの始動時において、ベ−ンポ
ンプにおける押しのけ容積を所定の最小値としている結
果、その始動時におけるロ−タ１Ｂの回転によるベ−ン
１ｂの径方向への摺動行程は、従来における最大押しの
け容積における場合に比較して、非常に小さな行程で済
むことになる。また、この場合において、その始動時に
おけるロ−タ１Ｂの回転速度は従来と同じであるから、
その回転時におけるベ−ン１ｂに生じている遠心力は従
来と同じである。このように、そのロ−タ１Ｂの始動時
において、ベ−ン１ｂに生じている遠心力が同じであり
ながら、その径方向への摺動行程を従来に比し十分に小
さくしているから、作動油の温度が低いことによって溝
１ａとベ−ン１ｂとの間の摺動抵抗が大きくなっている
場合であっても、ベ−ン１ｂは十分にカム面１ｃに附勢
されて作動することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に必要とするベ−ンポンプを側断
面図によって示したものである。

【図２】本発明の実施に必要とするベ−ンポンプの他の
実施例を側断面図によって示したものである。

【図３】図２と同様に、本発明の実施に必要とするベ−
ンポンプの他の実施例を側断面図によって示したもので
ある。

【図４】従来におけるベ−ンポンプの油圧システムをシ
ステム図によって示したものである。

【符号の説明】

１ ベ−ンポンプ本体、 １Ａ カムリング、 １Ｂ
ロ−タ、 １ａ 溝、１ｂ ベ−ン、 １ｃ カム面、
１ｄ 溝、 １ｅ 室、 ２、３、１２および２２
アクチュエ−タ、 ４ 弁機構、 ４ａ 吐出管路、
４ｂ 主管路、４ｃ 管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロ−タ（１Ｂ）の周方向へ等分割したそ
   れぞれの位置であって、その各位置の径方向にそれぞれ
   削設した溝（１ａ）には、それぞれベ−ン（１ｂ）を挿
   入し、それら各ベ−ンの先端はカムリング（１Ａ）にお
   けるカム面（１ｃ）に案内され、前記ロ−タ、前記各ベ
   −ンおよび前記カム面によってそれぞれ押しのけ室を形
   成させ、そのカムリングに対して偏心したそのロ−タが
   回転することによってその押しのけ室が膨張行程と圧縮
   行程を繰り返すポンプ作用を行い、そのポンプ作用によ
   って吐出した圧油の一部が前記溝における前記ベ−ンの
   底側に導入し、そのカムリングにおいて、前記ロ−タの
   回転軸に対する垂直方向両側に設けた一方のアクチュエ
   −タ（３）と他方のアクチュエ−タ（２）とによって、
   そのカムリングをその垂直方向ヘ移行可能にし、その移
   行が前記押しのけ室の押しのけ容積を可変にしている制
   御において、 そのロ−タの始動開始時におけるその押しのけ容積は、
   その最大押しのけ容積以下であって且つ前記ポンプ作用
   によって吐出する圧油が所定の油圧を発生するに足る最
   小の押しのけ容積以上の値に設定され、その吐出する圧
   油発生後に、その押しのけ容積が、その後に必要な吐出
   圧油の油圧形成に要求される大きさに制御されることを
   特徴としたベ−ンポンプの押しのけ容積制御方法。