JPS5923092A - 内燃機関に使用される可変容量型ベ−ン・ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関に使用される可変容量型ベーン・
ポンプに関する。

一般に、内燃機関に使用されるベーン・ポンプは、ロー
タ・ボア、そのロータ・ボアに連絡された吸込みおよび
吐出ポートをそれぞれ備えるポンプ０・ケーシングと、
そのポンプ・ケーシングを貫通ししてそのロータ・ボア
内に回転可能に配置されたロータ・ドライブシャフトと
、そのロータ・ボア内で、そのロータ・ドライブ・シャ
フトに取り付けられ、複数の放射状溝を備えるロータと
、その放射状溝に往復摺動可能に嵌め込まれた複数のベ
ーンと」ニリなり、そのロータ・ドライブ・シャフトを
内燃機関でギア駆動またはベルト駆動することにより、
その吸込みポートからオイルを吸い込み、そのオイルを
そのローり・ボア内で圧縮してその吐出ポー１・から吐
き出すように構成されている。

その」二うなベーン・ポンプ０において、そのロータ・
日？アに対するロータの取付は位置は、予め所定の位置
に決定されているため、そのベーン・ポンプが内燃機関
によって駆動されれば、その内燃機関の回転数にほぼ比
例した吐出量が得られる。

しかし、上述のように構成されたベーン・ポンプがその
内燃（炙関の潤滑油供給系統、例えば、自動車に搭載さ
れた内燃機関の潤滑油供給系統に使用されると、そのベ
ーン・ポンプからのオイルの吐出量はその内燃機関の回
転数にほぼ比例して変化する反面、オイルが供給される
各潤滑部分での最適供給量は、その自動車の走行条件に
よって異なることから、その潤滑油供給系統において常
に最適な供給量を得ることが困難であり、換椙するなら
ば、各潤滑部分に事実土供給されるオイル量がその最適
供給量よりも多過ぎたり、少な過ぎたりして、望捷しい
供給量を常に得ることが困難であった。

従って、オイル供給不足の防市を考慮すれは、従来のベ
ーン・ポンプは、吐出量４各潤滑部分で要求される最大
量に予め設定し、その各潤滑部分における供給量が多過
ぎる場合に、リリーフ・バルブを介して余剰流量をその
ベーン・ポンプの吸込み側に戻すように構成しなければ
ならす、そのベーン・ポンプを駆動する内燃機関の出力
損失が大きくなる傾向にあった。

この発明の目的は、動力源としての内燃機関の回転数に
ほぼ比例したオイルの吐出量を得ることは勿論のこと、
その内燃機関の回転数とは無関係にその独出量を変え、
潤滑油供給系統における各潤滑部分に最適供給量として
のオイルを供給し、しかも、その内燃機関の出力損失を
極めて少なくする内燃機関に使用される可変容量型ベー
ン・ポンプ°の提供にある。

それらを課題として、この発明の内燃機関に使用される
可変容量型ベーン・ポンプは、内側にシリンダ・ボアを
備え、かつ、所定の位置において、そのシリンダ・ボア
に連絡される吸込みポートおよび吐出ポートがそれぞれ
形成されたＪ？ポンプ・ケーシングと、そのシリンダ・
ボアの一方の側に油圧チャンバを形成するように、その
シリンダ・ボアに往復摺動可能に配置され、かつ、内側
にロータ・ボアを備えるスライド・ブロックと、その油
圧チャンバに連絡されるように［５て、そのポンプ°・
ケーシングに形成された油圧ポー１と、そのポンプ・ケ
ーシングを貫通して、そのスライド・ブロックのロータ
、ボア内に配置され、内燃機関によって駆動されるロー
タ・ドライブ・シャフトと、そのスライド・ブロックの
ロータ・ボア内に収められるようにして、そのロータ・
　ドライブ・シャフトに取り付けられ、かつ、複数の放
射状溝を備えるロータと、先端をそのロータ・ボアの内
周部に接触させるようにして、そのロータの放射状溝に
往復摺動可能に嵌め込まれ、そのロータ・ボア内に吸込
み側および吐出側作業室を形成する複数のベーンと、そ
のポンプ・ケーシングの吸込みポートをその吸込み側作
業室に連絡するように、そのスライド・ブロックに形成
され／ζ吸込み側連通鯖と、そのポンプ・ケーシングの
吐出ポートをその吐出側作業室に連絡するように、その
スライド・ブロックに形成された吐出側作業室と、その
油１「チャンバに供給される圧油に応じて、所定のオイ
ル吐出量を得るように、そのスライド・ブロックとその
クーラとの相対位置を決定する平衡装置とを含んで構成
している。

す、下、この発明に係る内燃機関に使用される可変容量
型ベーン・ポンプの望ましい具体例について、図面を参
照して説明する。

図は、自動車に搭載される内燃機関の潤滑油供給系統４
０に適用されたこの発明の内燃機関に使用される可変容
量型ベーン・ポンプの具体例１０を概説的に示している
。

そのベーン・ポンプ１０は、内側にシリンダ・ボア１２
を備え、かつ、両側壁にそのシリンダ・ボア１２に連絡
される吸込みポート１３および吐出ポート１４がそれぞ
れ形成されたポンプ・ケーシング１１と、そのシリンダ
・ボア１２の一方の側に油圧チャンバ１７を形成するよ
うに、そのシリンダ・ボア１２に往復摺動可能に配置さ
れ、かつ、内側にロータ・ボア１６を備えるスライド・
ブロック１５と、その油圧チャン・ぐ１７に連絡される
ようにして、そのポンプ・ケーシング１１の頂壁に形成
された油圧ポート１８と、そのポンプ・ケーシング１１
を貫通して、そのスライド　プ「」ツク１５のロータ・
ボア１６内に回転ｒｌ能に配置され、自動車に搭載され
た内燃機関（図示ぜず）によって駆動されるロータ・ド
ライブ・／ヤフｌ゛１９と、そのスライド　ブロック１
５のロータ・ボア１６内に収められるようにして、その
クーラ・ドライブ・シャフト１９に取り付けられ、かつ
、複数の放射状溝２１．２２．２３．２４を備えるロー
タ２０と、先端をそのクーラ・ボア１６の内周面に接触
させるようにして、そのロータ２０の放射状溝２１，２
２，２３．２４に往復摺動ｉＪ能に嵌め込寸れ、そのロ
ータ・ボア１６内に吸込み側および吐出側作業室３３．
３５を形成する複数のベーン２５，２６，２７．２８と
、そのポンプ０・ケーシング１１の吸込みポート１３を
その吸込み側作業室３３に連絡するように、そのスライ
ドプ【コック１５に形成された吸込み側連通路２９と、
そのポンプ・ケーシング１１の吐出ポート１４をその吐
出側作業室３５に連絡するように、そのスライド・ブロ
ック１５に形成された吐出側連通路３１と、そのシリン
ダ・ボア１２の他方の側で、そのスライド・ブロック１
５を一方の側に押し付け、そのスライド・ブロック１５
とそのロータ２０との相対位置を決定する平衡装置とし
ての一対の平衡スプリング３７．３８とよりなり、その
内燃機関の潤滑油供給系統４０において、その吸込みポ
ート１３を吸込み側配管４２を介してオイル・ストレー
ナ４９に接続し、かつ、その吐出ポート１４を吐出側配
管４３を介して、オイル・フィルタ４４、オイル・クー
ラ４５、および、その内燃機関の主油管４６側に接続し
、さらに、その油圧ポート１８’を圧力取出し配管４８
を介してその主油管４６側に接続し、その主油管４６側
に供給されるオイルの圧力に応じて、その吐出ポート１
４からのオイルの吐出量を変えるように構成されている
。

Ｊ？ポンプケーシング１１は、内側１にシリンダ・ボア
１２を備えて箱型に構成され、互いに向い合う両側壁の
ほぼ中央の位置には、そのシリンダ・ボア１２に連絡さ
れるようにして、吸込みポート１３およＯ・吐１」旨ｒ
＝−ト１４がぞれぞれ形成されている。

スライド・ブ「フック１５は、内側に円筒形状のロータ
・ボア１６を備えてそのシリンダ　ボア１２に往復摺動
Ｉ″ｉ］能に配置され、そのシリンダ・ボア１２の一方
に油圧チＶンバ１７を形成している。

勿論、そのスライ１゛・ブロック１５（性、そのロータ
・ボア１６の刺（方向がその吸込みおよび吐出ポート１
３．１４の軸方向に対してほぼ直角になるようにして、
そのシリンダ・ボア１２に配置され、そのロータ　ボア
１６の両方の開口端はそのポンプ・ケーシング１１の側
壁によって閉塞されている。

寸だ、そのポンプ・ケーシング１１の底壁には空気逃し
７孔３９が形成され、そのシリンダ・ボア１２の油力側
、すなわち、底壁側イじ〕（気側に連絡し、そのシリン
ダ・ボア１２内におけるそのスライド・ブロック１５の
往復摺動を円滑にしている。

油圧ポート１８は、その油圧チャンバ１７に連絡される
ようにして、そのポンプ・ケーシング１１０頂壁に形成
されている。

ロータ・ドライブ・シャフト１９は、そのポンプ　ケー
シング１１の側壁を貫通して、ぞのロータ・ボア１６内
に回転可能に配置されている。

勿論、そのロータ・ドライブ・シャフト１９は、そのロ
ータ・ボア１６の軸方向に沿うようにして・そのロータ
・ボア１６内に配置されているうそのロータ・ドライブ
・シャフト１９は、そのポンプ・ケーシング１１の外側
で、内燃機関のクランク・シャフト側にギア連結されて
いる。

また、そのロータ・ドライブ・シャフト１９は、上述の
ようにギア連結されることなく、プーリ（図示せず）、
および、ベルト（図示せず）を介してそのクランク・／
ヤフト側に連結するものでも良い。

ロータ２０は、そのスライド・ブロック１５におけるロ
ータ・ボア１６の内径よりも小さい外径、および、その
ロータ・ボア１６の長さとほぼ同一の長さをもってその
ロータ・ボア１６内に収められ、その［１−り・ドライ
ブ・クーへ′ノド１９に取り付けら）している。

そのロータ２０は、半径方向に沿って外（ｔｉｌ＋に開
口された複数の放射状溝２１．２２，２３．２４を備え
ている。

ベーン２５．２６．２７．２８は、先端をそのロータ・
ボア１６の内周面に接触させるようにして、そのロータ
２０の放射状溝２１，２２．２３゜２４にそれぞれ往復
摺動は１能に嵌め込まれている。

従って、そのロータ・ボア１６の内周面とそのロータ２
０の外周面との間において、そのベーン２５．２６，２
７．２８を上述のように配置することにより、そのロー
タ・ボア１６内には複数の作業室３３，３４，３５，３
１３がそれぞれ形成されている。

勿論、図に示されたような状態において、その作業室３
３は吸込み側作業室としで、また、その作業室３５は吐
出側作業室としてそれぞれ形成されている。

吸込み側連通ん２９は、そのポンプ０・ケーシング１１
の吸込みポート１３をその吸込み側作業室３３に連絡す
るように、そのスライド・ブロック１５に形成されてい
る。

その吸込み側連通路２９は、そのスライド・ブロック１
５の外周面側において切欠き溝３０を備え、そのスライ
ド・ブロック１５がそのポンプ・クーソング１１内を往
復摺動するとき、常に、その吸込みポート１３をその吸
込み側作業室３３に連絡している。

吐出側連通陥３１は、そのポンプ・ケーシング１１の吐
出ポート１４をその吐出側作業室３５に連絡するように
、そのスライド・ブロック１５に形成されている。

その吐出側連通陥３１は、上述の吸込み側連通鯖２９と
ほぼ同様に、そのスライド・ブロック１５の外周面側に
おいて切欠き溝３２を備え、そのスライド・ブロック１
５がそのポンプ・ケー／ング１１内を往復摺動するとき
、常に、その吐出、ＩＥ’−１−ｉｌｌをその吐出側作
業室３５に連絡している。

Ｙ衡装島’３７．３８は、その油ＩＦチャンバ１７に供
給される圧油に応じて、所定のオイル吐出量を得るよう
に、そのスライド・ブロック１５とそのロータ２０との
相対位置を決定するもので、その平衡装＠３７．３８と
しては一対の乎衡スノ°リングが使用され、そのツリン
ダ・７１？ア１２の他方の側に配置されている。

勿論、その平衡装置３７．３８は、そのスライド・ブロ
ック１５を所定のストローク範囲内で一方の側に押しイ
・１け得るものであれは形態は任意である。

上述のように構成されたベーン・ポンプ１０ｉｌ−ｊ：
、内燃機関の潤滑油供給系統４０において、その吸込み
ポート１３を吸込み側配管４２を介して、オイル・リザ
ーバ４１内のオイル・ストレーナ４９に接続し、また、
その吐出ポート１４を吐出側配管４３を介して、オイル
・フィルタ４４、オイル・クー２４５、その内燃機関の
主油管４６、および、潤滑部分４７に接続し、さらに、
その油圧ポート１８を圧力取出し配管４８を介して、子
の主油管４６側に接続している。

次に、そのベーン・ポンプ１０を含む潤滑油供給系統４
０における潤滑油の供給について説明す　・るに、先ず
、内燃機関が運転されると、ロータ２０が回転し、ベー
７２５．２６．２７．２８は、遠心力によって外側に押
し出され、そのベーン２５．２６，２７．２８は先端が
ロータ・ボア１６の内周面に接触しながら、そのロータ
２０と共に回転する。

そのＪ二うにしでロータ２０およびベーン２５゜２６．
２７．２８が回転すると、吸込みポート１３からオイル
が吸込み側作業室３３に吸い込まれ、そのベーン２５，
２６，２７．２８の回転によってそのオイルが圧縮され
、所定の流量のオイルが吐出ポート１４から吐き出され
る。

その吐出＆−１−１４から吐き出されるオイルは、メイ
ル・フィルタ４４、オイル・フィルり４５、および主油
管４６を介して潤滑部分４７に送られるか、その潤滑部
分４７側でのオイルの使用量か多い場合には、その主油
管４６内の圧力か比較的低く、換言するならば、そのベ
ーン・醪ンブ１０の油圧チャンバ１７内の圧力が比較的
低いことから、図に示されるようにスライ１゛・ブロッ
ク１５は平衡装置としての平衡スプリング３７．３８に
よって一方に押しイτ１けられ、その吐出ポート１４か
らのオイルの吐出量が最大にされている。

勿論、その油圧チャンバ１７内の圧力が、その平衡スプ
リング３７．３８に抗して、そのスライド・ブロック１
５を他方側に摺動させ得る圧力に達する寸では、そのオ
イルの吐出量はその内燃機関の回転数にほぼ比例する。

また、その潤滑部分４７側での牙イルの使用量が少ない
場合には、その主油管４６内の圧力が比較的高くなり、
その油圧チャンバ１７内の圧力も同様に高くなることか
ら、そのスライド・ブロック１５は、その平衡スプリン
グ３７．３８に抗して他方側に摺動し、その吐出ポート
１４からのオイルの吐出量が少なくなる。

従って、その潤滑部分４７側でのオイルの使用量に応じ
て、そのベーン・ポンプＩＯの吐出量が常に最適供給量
として制御される。

勿論、上述のようなベーン・ポンプ１０を含む潤滑油供
給系統４０においては、余剰流量を逃がす目的をもって
使用されるリリーフ・・ぐルブは省かれる。

まだ、上述のように潤滑部分４７側でのオイルの使用量
に応じて、そのベーン・ポンプｌＯの吐出量が常に最適
供給量として制御されるので、オイルの劣化が防止され
る。

如上の構成になるこの発明によれば、動力源としての内
燃機関の回転数にほぼ比例したメーイルの吐出量が得ら
れることは勿論のこと、その内燃機関の回転数とは無関
係にその吐出量か変り、潤滑油供給系統における各潤滑
部分に最適供給量としてのオイルが供給され、しかも、
その内燃機関の出力損失が少なくなり、極めて実用的に
なる。

【図面の簡単な説明】

図は自動車に搭載される内燃機関の潤滑油供給系統に適
用されたこの発明の内燃機関に使用される用変答量型ベ
ーン・ポンプの具体例を示す概説図である。 ｌＯ・・・内燃機関に使用される１１］変容昂型ベーン
・ポンプ、１１・・ポンプ・ケーシング、１２・・・・
／リンダ・ボア、１３・・・吸込みポート、１４・・・
吐出ポーｉ、１５・・・スライド・ブロック、１６・・
ロータ・ボア、１７・・・油圧チャンバ、１８・・油Ｌ
ｆポート、１９・・・ロータ・　ドライブ・ンヤノト、
２０・・ロータ、２１，２２，２３．２４・・・放射状
溝、２５゜２６．２７．２８・・ベーン、２９・・吸込
み側連通ｈ）、３１・吐出側連通ｈ、３３・・・吸込み
側作業室、３５・・・吐出側作業室、３７．３８・・・
・１′−衡装置としてのΔＹ衡スプリング。 （１８）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内側にシリンダ・ボアを備え、かつ、所定の位置におい
   て、そのシリンダ・ボアに連絡される吸込みポートおよ
   び吐出ポートがそれぞれ形成されたポンプ・ケーシング
   と、 そのシリンダ・ボアの一方の側に油圧チャンノくを形成
   するように、そのシリンダ・ボアに往復摺動可能に配置
   され、かつ、内側にロータ・ボアを備えるスライド・ブ
   ロックと、 その油圧チャンバに連絡されるようにして、そのポンプ
   ・ケーシングに形成された油圧醪−トと、そのポンプ・
   ケーシングを貫通して、そのスライド・ブロックのロー
   タ・ボア内に配置され、内燃機関によって駆動されるロ
   ータ・ドライブ・シャフトと、 そのスライド・ブロックのロータ・ボア内に収めもれる
   ようにして、そのロータ・ドライブ・シャフトに取り（
   −１けられ、かつ、複数の放射状溝を備えるロータと、 先端をそのロータ・ボアの内周部に接触させるようにし
   て、そのロータの放射状溝に往復摺動可能に嵌め込まれ
   、そのロータ・ボア内に吸込み側および吐出側作業室を
   形成する複数のベーンと、そのポンプ・ケーシングの吸
   込みボートをその吸込み側作業室に連絡するように、そ
   のスライド。 ブロックに形成された吸込み側連通植自と、そのポンプ
   ・ケー／ングの吐出ポートをその吐出側作業室に連絡す
   るように、そのスライド・ブロックに形成された吐出側
   作業室と、 その油圧チャンバに供給される圧油に応じて、所定のオ
   イル吐出量を得るように、そのスライド・ブロックとそ
   のロータとの相対位置を決定する平衡装置 とを含む内燃機関に使用される可変容量型ベーン・ポン
   プ。