| 【発明の名称】 |
タンデムポンプ |
| 【発明者】 |
【氏名】穂永 進
【氏名】藤原 英寿
【氏名】成瀬 光則
【氏名】矢尾 博之
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| 【要約】 |
【課題】１つの電動モータで駆動するタンデムポンプでは、２つのポンプは相似形の流量特性であり、異なる流量特性を得られなかった。
【解決手段】電動モータ７で第１ポンプ１０および第２ポンプ２０を駆動するタンデムポンプ７において、第２ポンプ２０に流量制御弁２２を設けた。これにより、第１ポンプ１０は電動モータ８の回転数に応じて流量が制御されるものの、第２ポンプ２０は流量制御弁２２により一定流量に制御される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】電動モータと、これにより駆動される第１ポンプおよび第２ポンプとから構成されるタンデムポンプにおいて、前記第１ポンプは前記電動モータの回転数に応じて流量制御されるとともに、前記第２ポンプは流量制御弁を備えてなることを特徴とするタンデムポンプ。
【請求項２】前記流量制御弁の下流に、前記第２ポンプが送出する流量を制御する電磁弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載のタンデムポンプ。
【請求項３】電動モータと、これにより駆動される第１ポンプおよび第２ポンプとから構成されるタンデムポンプにおいて、前記第２ポンプに前記両ポンプの負荷が大きくなったときその負荷を軽減させる電磁弁を設けたことを特徴とするタンデムポンプ。
【請求項４】前記タンデムポンプは自動車の機器の油圧源として使用されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のタンデムポンプ。
【請求項５】前記第２ポンプに接続される機器はパワーステアリングであることを特徴とする請求項４に記載のタンデムポンプ。
【請求項６】前記タンデムポンプは前記両ポンプが前記電動モータの両側にそれぞれ位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のタンデムポンプ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタンデムポンプ、特に電動モータによって駆動されるタンデムポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動モータ駆動式タンデムポンプとして、例えば特開平６−２２９３７９号公報に記載されているものがある。この従来技術では、電動モータの回転軸に接続された２つのポンプが、同一の吸入ポートからそれぞれ油を吸入し、吸入された油をそれぞれ別々の吐出ポートへ吐出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のタンデムポンプでは、電動モータの回転数を制御することにより、接続される機器への供給流量を制御している。このため、２つのポンプでは、それぞれポンプ容量の違いはあるものの相似形の流量特性となり、全く異なる流量制御を行うことができなかった。すなわち、このタンデムポンプに接続される機器は、供給される圧油がそれぞれ相似形の流量特性を持つものに限定され、機器の組み合わせの自由度が小さかった。
【０００４】また、上記従来のタンデムポンプでは、それぞれのポンプの負荷が同時に増加すると電動モータの電力が大幅に増加するため、電動モータの許容電力量を超えないようにフェイルセーフ処理を行うか、大容量の電動モータを使用することなどが必要とされていた。フェイルセーフ処理を行う場合、電動モータへの供給電流をゼロまたは所定の低電流とするため、２つのポンプに接続されるそれぞれの機器の機能が同時に低下していた。また、大容量の電動モータを使用する場合、モータの大型化や電源系の高電圧化などの必要がありコストアップの要因となっていた。
【０００５】そこで、本発明は、２つのポンプでそれぞれ異なる流量制御を行うことができる電動モータ駆動式タンデムポンプを提供することを目的とする。また、本発明は、ポンプの負荷の増加に対し、２つのポンプに接続されるそれぞれの機器の機能が同時に低下することがないような電動モータ駆動式タンデムポンプを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用および発明の効果】この発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電動モータと、これにより駆動される第１ポンプおよび第２ポンプとから構成されるタンデムポンプにおいて、前記第１ポンプは前記電動モータの回転数に応じて流量制御されるとともに、前記第２ポンプは流量制御弁を備えてなる。
【０００７】請求項１に記載の発明は、上記の構成により、第１ポンプおよび第２ポンプをそれぞれ全く異なる流量特性とすることができる。従って、接続される機器の組み合わせの自由度が増す。
【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のタンデムポンプにおいて、前記流量制御弁の下流に、前記第２ポンプが送出する流量を制御する電磁弁を設けた。
【０００９】請求項２に記載の発明は、上記の構成により、第２ポンプの流量特性を電気的に制御することができる。従って、第２ポンプに接続される機器の制御をより細かくすることができる。
【００１０】請求項３に記載の発明では、電動モータと、これにより駆動される第１ポンプおよび第２ポンプとから構成されるタンデムポンプにおいて、前記第２ポンプに前記両ポンプの負荷が大きくなったときその負荷を軽減させる電磁弁を設けた。
【００１１】請求項３に記載の発明は、上記の構成により、電磁弁が両ポンプの負荷が増加することにより電動モータの電圧が許容最大値を超えることがないようにいずれか一方のポンプの負荷を軽減する。従って、フェイルセーフ処理により２つのポンプに接続されるそれぞれの機器の機能が同時に低下することがなく、また、大容量の電動モータを使用する必要がない。
【００１２】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれかに記載のタンデムポンプにおいて、前記タンデムポンプは自動車の機器の油圧源として使用される。
【００１３】請求項４に記載の発明は、上記の構成により、自動車の動力源とは別の電動モータにてタンデムポンプを駆動する。従って、動力源の負荷が軽減される。
【００１４】請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のタンデムポンプにおいて、前記第２ポンプに接続される機器はパワーステアリングである。
【００１５】請求項５に記載の発明は、上記の構成により、第２ポンプにパワーステアリングが接続される。従って、第２ポンプは流量制御弁により流量制御されるので、その流量特性はパワーステアリングに好適である。
【００１６】請求項６に記載の発明では、請求項１乃至５のいずれかに記載のタンデムポンプにおいて、前記タンデムポンプは前記両ポンプが前記電動モータの両側にそれぞれ位置する。
【００１７】請求項６の発明は、上記の構成により、電動モータの両側に両ポンプを配置して接続するため、電動モータの回転軸を短くすることができ、両ポンプを安定して回転駆動させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明のタンデムポンプの第１実施形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態のタンデムポンプが適用される自動車１の概略を示す説明図である。自動車１において、エンジン２の出力軸３は変速機４に接続され、エンジン２から出力される駆動力は変速機４により変速されて図略の走行車輪を駆動する。
【００１９】タンデムポンプ６は、電動モータ７と、これにより駆動される第１ポンプ１０および第２ポンプ２０とから構成されており、第１ポンプ１０は変速機４へ、第２ポンプ２０はパワーステアリング５へそれぞれ油を供給している。
【００２０】次に、タンデムポンプ６について、図２を参照して説明する。タンデムポンプ６は、電動モータ７と、電動モータ７の一側に位置する第１ポンプ１０および第２ポンプ２０とから構成されている。タンデムポンプ６は、電動モータ７、第１ポンプ１０および第２ポンプ２０が図略のハウジング内に一体的に構成されている。第１ポンプ１０の第１ポンプ室１１および第２ポンプ２０の第２ポンプ室２１は共に、電動モータ７の回転軸に接続された図略のロータが回転駆動され、圧油を吐出する。ここで、第１ポンプ１０では、第１ポンプ室１１から吐出された圧油が変速機４へ供給され、第２ポンプ２０では、第２ポンプ室２１から吐出された圧油が流量制御弁２２を通過してパワーステアリング５へ供給される。また、両ポンプ１０，２０は共通のリザーバ８に接続されている。
【００２１】両ポンプ室１１，２１は、電動モータ７の回転数に応じた流量の圧油を吐出する。このため、第１ポンプ１０が送出する圧油は、電動モータ７の回転数に応じて流量が制御され、変速機４へ供給される。しかしながら、第２ポンプ２０では、電動モータ７の回転数が所定値以上のとき、すなわち、ごく低回転のときを除いて、流量制御弁２２により電動モータ７の回転数とは関係なく一定流量に制御され、この一定流量に制御された圧油がパワーステアリング５に供給される。通常走行中、電動モータ７の回転数は、変速機４に必要な流量を供給するために所定の回転数以上に制御されるので、第２ポンプ２０は、流量制御弁２２により一定流量に制御された圧油をパワーステアリング５に供給する。
【００２２】ここで、流量制御弁２２について説明する。流量制御弁２２は、タンデムポンプ６のハウジングに形成された弁収容穴２３内に摺動自在に嵌合された弁体２４を備え、この弁体２４の一側にはバネ２７を収容したバネ室２６が形成されている。また、弁体２４の他側には第２ポンプ室２１から吐出された圧油が流入する入口ポート２５ａを備えた高圧室２５が形成されている。高圧室２５は、入口ポート２５ａから流入した圧油をパワーステアリング５に送出する出口ポート２５ｂを備えていて、この出口ポート２５ｂから送出された圧油は、第１オリフィス２８および第２オリフィス２９を介して導入ポート２６ａからバネ室２６にも導入されるようになっている。また、弁収容穴２３には、弁体２４の摺動により入口ポート２５ａから流入した圧油の余剰流量をリザーバ８へ戻すバイパスポート２３ａが形成されている。
【００２３】従って、弁体２４の両端には、第１オリフィス２８および第２オリフィス２９の前後差圧（およびバネ２７のバネ力）が作用する。これにより、入口ポート２５ａから流入する圧油の流量が所定値以上のときには、弁体２４は、両オリフィス２８，２９の前後差圧を一定に維持すべくバイパスポート２３ａの開度を調整するように摺動するため、入口ポート２５ａから流入する圧油の流量が変化しても、パワーステアリング５へ送出される流量は一定に維持される。なお、バネ室２６はリリーフ弁３０に接続されていて、このリリーフ弁３０は、バネ室２６内の圧力が異常に上昇したとき、バネ室２６とリザーバ８とを連通するようになっている。
【００２４】このような構成により、第１実施形態のタンデムポンプ６は、電動ポンプ７の回転数を制御することにより第１ポンプ１０から送出される圧油の流量を制御するものの、流量制御弁２２により第２ポンプ２０から送出される圧油の流量を一定に制御することができるため、変速機４やパワーステアリング５といった異なる流量制御を行う機器に対して適用することが可能となり、機器の組み合わせの自由度が増す。
【００２５】続いて、本発明のタンデムポンプの第２実施形態を図３に基いて説明する。第２実施形態では、第１実施形態の第２ポンプに車速に応じてその開度が制御される車速応答電磁弁を加えたことが相違している。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、ここでは主として相違点のみを説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付与する。
【００２６】第２実施形態のタンデムポンプ６では、第２ポンプ２０において、流量制御弁２２の出口ポート２５ｂの下流側に車速応答電磁弁３１を備えている。この車速応答電磁弁３１は、車速ゼロでその開度が最大であり、車速が増加するに従いその開度が小さくなるように制御される。従って、車速の増加に応じて高圧室２５内の圧力が上昇し、この圧力上昇に応じて、弁体２４が両オリフィス２８，２９の前後差圧を一定に維持すべくバイパスポート２３ａをより開くように摺動する。このため、第２ポンプ２０から送出される圧油の流量は、低速走行時には多くなり（パワーステアリング５の操舵アシスト力が大きく軽快な操舵ができる）、車速が増加するに従い少なく（パワーステアリング５の操舵アシスト力が小さく直進性がよい）なる。
【００２７】次に、本発明のタンデムポンプの第３実施形態を図４に基いて説明する。第３実施形態では、第１実施形態の第２ポンプに電動モータの負荷に応じてその開度が制御される負荷応答電磁弁を加えたことが相違している。また、第１ポンプおよび第２ポンプを電動モータの両側に位置するようにしたことが相違している。その他の構成は第１実施形態と同様であるので、ここでは主として相違点のみを説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を付与する。
【００２８】第３実施形態のタンデムポンプ６では、第１ポンプ１０および第２ポンプ２０が電動モータ７の両側に位置し、電動モータ７の両側に延びる回転軸に両ポンプ１０，２０のロータ（図略）が接続され、両ポンプ室１１，２１から圧油が吐出される。
【００２９】ここで、第２ポンプ２０において、流量制御弁２２のバネ室２６内の圧力をリザーバ８へ逃がすことができる負荷応答電磁弁３２を備えていて、この負荷応答電磁弁３２は、バネ室２６への導入ポート２６ａとリザーバ９とを連通できるようになっている。ここで、負荷応答電磁弁３２は、両ポンプ１０，２０の負荷が増加することにより電動モータ７の電圧が許容最大値を超えることがないように第２ポンプ２０の負荷を軽減するもので、両ポンプ１０，２０の負荷は、電動モータ７の電圧を検出することにより推定することができる。従って、電動モータ７の電圧が所定値以上（ただし許容最大値を超えない）になると、負荷応答電磁弁３２が開いてバネ室２６とリザーバ８とが連通して、バネ室２６内の圧力をリザーバ８へ逃がす。バネ室２６内の圧力が降下すると、この圧力降下に応じて、弁体２４が両オリフィス２８，２９の前後差圧を一定に維持すべくバイパスポート２３ａを開くように摺動する。このため、第２ポンプ２０の負荷が軽減されて電動モータ７の電圧が許容最大値を超えるようなことがなくなる。なお、負荷応答電磁弁３２は、電動モータ７の電圧が所定値以上となったときに全開となるようにしてもよいし、電圧値に応じて徐々に開くようにしてもよい。
【００３０】このような構成により、第３実施形態のタンデムポンプ６では、フェイルセーフ処理により電動モータ７の供給電流を低下させて両ポンプ１０，２０の機能が同時に低下する、または、電動モータ７を大容量のものとする、といったことを回避することができる。また、電動モータ７の両側に両ポンプ１０，２０を配置して接続するため、電動モータ７の回転軸を短くすることができ、両ポンプ１０，２０のロータを安定して回転駆動させることができる。
【００３１】上述した本発明の各実施形態のタンデムポンプ６は、エンジン２とは別の電動モータ７によって駆動される。従って、エンジン２の負荷を軽減することができ、特に小排気量車に好適である。また、本発明の実施形態のタンデムポンプ６は、変速機４およびパワーステアリング５の油圧源として使用しているが、異なる流量特性を持つ他の機器に使用してもよい。また、本発明のタンデムポンプ６は、動力源とは別の電動モータ７により駆動されるので、停車時に電動モータ７を停止させ省エネの効果を奏することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３４７０
【氏名又は名称】豊田工機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月５日（１９９９．１１．５） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２６２４（Ｐ２００１−１３２６２４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１５５１８ |
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