(57)【要約】【課題】大気雰囲気下でオイルポンプの検査を行うにあたり、圧力を一定に制御することで正確な検査結果を得る。【解決手段】圧力調整機構１０が、第２オイル通路７ｂを開閉可能な弁１１ｂ、第２オイル通路７ｂを閉じる方向に弁１１ｂを付勢するスプリング１１ｃ、及び、スプリング１１ｃの圧縮量を調整するネジ部１１ｄを有する直動型リリーフ弁１１と、制御部２０に接続され、ネジ部１１ｄを回転駆動するサーボモータ１２とを具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気雰囲気下でオイルポンプを回転駆動する駆動部と、オイルポンプに供給されるオイルが流通する第１オイル通路と、オイルポンプから吐出されたオイルが流通する第２オイル通路と、前記第２オイル通路の絞り量を調整する圧力調整機構と、前記第２オイル通路の圧力を計測する圧力計測器と、前記圧力計測器からの信号に基づいて前記圧力調整機構を制御する制御部とを備えたオイルポンプ検査装置であって、
前記圧力調整機構が、前記第２オイル通路を開閉可能な弁、前記第２オイル通路を閉じる方向に前記弁を付勢するスプリング、及び、前記スプリングの圧縮量を調整するネジ部を有する直動型リリーフ弁と、前記制御部に接続され、前記ネジ部を回転駆動するサーボモータとを具備するオイルポンプ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルポンプ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の動力伝達装置（パワートレイン）には、エンジンやトランスミッション等にオイルを供給するためのオイルポンプが組み込まれる。動力伝達装置の駆動力を利用してオイルポンプを回転駆動することにより、オイルパンに貯留されたオイルが各所に圧送される。オイルポンプが所定量のオイルを吐出しないとエンジンやトランスミッション等の潤滑不良を招く恐れがあるため、オイルポンプを製造した後にその性能を確認する検査が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１３３７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、作業環境の改善への意識の高まりから、作業台にオイルポンプをセットして大気雰囲気下でオイルポンプを回転駆動することにより、作業者がオイルに触れることなくオイルポンプを検査する方法が行われている。具体的には、例えば、作業台にオイルポンプをセットした後、検査装置に設けられた回転軸をオイルポンプに取り付け、この状態で回転軸を回転させることにより、オイルポンプが回転駆動される。こうしてオイルポンプから吐出されるオイルの圧力を一定に制御し、このときのオイルの流量及び回転軸のトルクを計測し、これらが所定範囲内であるか否かによりオイルポンプの性能の良否が判別される。
【０００５】
しかし、上記のような検査を大気雰囲気下で行うと、回転軸の回転に伴ってオイル中にエアが巻き込まれ、エアが混入したオイルがオイルポンプから吐出される。このようにエアが混入したオイルは、圧力を一定に制御することが困難であり、正確な検査結果を得ることができない。
【０００６】
本発明の解決すべき課題は、大気雰囲気下でオイルポンプの検査を行うにあたり、圧力を一定に制御して正確な検査結果を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決すべく、本発明者らは、まず、オイルに混入したエアを除去することを考え、オイルポンプから吐出されたオイルが流通するオイル通路にエアを除去するフィルターを設けた。しかし、このようなフィルターでは、オイル内の比較的大きいエアは除去することができるが微細なエア（マイクロバブル）を除去することができず、圧力を一定に制御することはできなかった。
【０００８】
次に、本発明者らは、オイルへのエアの混入を防止すべく、回転軸とオイルポンプとの間にシールを設けたり、オイルポンプをオイルに浸漬した状態で回転駆動したりしてみた。しかし、これらの方法ではエアの混入量は低減されるものの、マイクロバブルの混入を防止することはできず、圧力を一定に制御することはできなかった。
【０００９】
ところで、流体の圧力を一定に制御する圧力制御弁としては、オイルの圧力により直接的に弁を開放する直動型リリーフ弁や、オイルの圧力でポペットを開放することにより弁（バランスピストン）を間接的に開放するバランスピストン型リリーフ弁が知られている。直動型リリーフ弁は、構造は簡単であるが、高精度な圧力制御には適していないため、安全弁等として用いられることが多い。一方、バランスピストン型リリーフ弁は、高精度な圧力制御が可能である。このため、従来から、オイルポンプ検査装置のオイル通路の圧力を一定に制御する圧力制御弁としては、専らバランスピストン型リリーフ弁が使用されている。
【００１０】
本発明者らの検証により、オイルにエアが混入することにより圧力を一定に制御することができない理由は、以下のとおりであることが明らかとなった。すなわち、バランスピストン型リリーフ弁は、構造が複雑であるため内部にエアが溜まりやすく、このエアの影響でポペットの挙動が不安定になる。また、バランスピストン型リリーフ弁は、ポペットの僅かな挙動により絞り量が大きく変化するため、エアの影響を受けて圧力が不安定となりやすい。特に、バランスピストン型リリーフ弁の絞り量をフィードバック制御する場合、オイル通路の圧力が不安定となることで、その不安定な圧力に基づいてフィードバック制御されるため、圧力がさらに不安定となる。
【００１１】
そこで、本発明では、圧力制御弁として、オイル通路を開閉可能な弁、オイル通路を閉じる方向に前記弁を付勢するスプリング、及び、スプリングの圧縮量を調整するネジ部を有する直動型リリーフ弁を用いた。直動型リリーフ弁は、構造が簡単であるため内部にエアが溜まりにくく、また、弁の移動量に対する絞り量の変化が小さいため、オイルに混入したエアの影響を受けにくい。従って、直動型リリーフ弁を使用し、ネジ部をサーボモータで回転駆動してスプリングの圧縮量を調整することで、バランスピストン型リリーフ弁と比べてリリーフ弁自体の圧力制御機能は劣るものの、検査装置全体としては圧力を一定に制御することが可能となった。
【００１２】
以上の知見に基づいて得られた本発明は、大気雰囲気下でオイルポンプを回転駆動する駆動部と、オイルポンプに供給されるオイルが流通する第１オイル通路と、オイルポンプから吐出されたオイルが流通する第２オイル通路と、第２オイル通路の絞り量を調整する圧力調整機構と、第２オイル通路の圧力を計測する圧力計測器と、圧力計測器からの信号に基づいて圧力調整機構を制御する制御部とを備えたオイルポンプ検査装置であって、圧力調整機構が、第２オイル通路を開閉可能な弁、第２オイル通路を閉じる方向に弁を付勢するスプリング、及び、スプリングの圧縮量を調整するネジ部を有する直動型リリーフ弁と、制御部に接続され、ネジ部を回転駆動するサーボモータとを具備するオイルポンプ検査装置として特徴づけることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明のオイルポンプ検査装置によれば、大気雰囲気下でオイルポンプの検査を行うにあたり、エアが混入したオイルであっても圧力を一定に制御することができるため、正確な検査結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るオイルポンプ検査装置の断面図である。
【図２】上記オイルポンプ検査装置にセットしたオイルポンプの断面図である。
【図３】上記オイルポンプ検査装置の圧力制御機構の断面図である。
【図４】上記オイルポンプ検査装置による検査手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
本発明の一実施形態に係るオイルポンプ検査装置１は、図１に示すように、オイルポンプＰがセットされる作業台２と、オイルポンプＰを回転駆動する駆動部３と、作業台２の下方に設けられたオイルタンク（図示例では、第１オイルタンク４及び第２オイルタンク５）と、排出タンク６と、オイルタンクからオイルポンプＰを介して排出タンク６まで連通するオイル通路７と、オイルポンプＰの性能を検査する検査部とを備える。尚、以下では、オイルポンプ検査装置１に対して作業者側（図中左側）を「手前側」と言い、作業者から遠い側（図中右側）を「奥側」と言う。
【００１７】
オイルポンプＰは、いわゆるトロコイドポンプであり、図２に示すように、ハウジングＰ１と、ハウジングＰ１の内部に回転可能に収容されたインナロータＰ２及びアウタロータＰ３と、ハウジングＰ１に固定され、インナロータＰ２の内周に挿通された軸Ｐ４とを有する。ハウジングＰ１には、オイルポンプＰ内にオイルを供給するための供給口Ｐ５と、オイルポンプＰからオイルを吐出する吐出口Ｐ６とが設けられる。インナロータＰ２を回転駆動することで、インナロータＰ２とアウタロータＰ３とが噛み合いながら回転する。これにより、供給口Ｐ５を介して、インナロータＰ２とアウタロータＰ３との間に形成される圧縮空間Ｓにオイルが供給され、このオイルが圧縮空間Ｓで圧縮されて吐出口Ｐ６から順次吐出される。
【００１８】
作業台２は、ベース２ａと、ベース２ａの上面に設けられ、オイルポンプＰをセットするためのパレット２ｂとを有する。パレット２ｂは、手前側のオイルポンプセット位置（図１の点線参照）と、奥側の検査位置（図１の実線参照）との間でスライド可能とされる。ベース２ａには、後述する第１オイル通路７ａと連通する貫通穴２ａ１と、後述する第２オイル通路７ｂと連通する貫通穴２ａ２とが設けられる。パレット２ｂには、オイルポンプＰの供給口Ｐ５と連通する貫通穴２ｂ１と、オイルポンプＰの吐出口Ｐ６と連通する貫通穴２ｂ２とが設けられる。作業台２には、パレット２ｂがオイルポンプセット位置あるいは検査位置に配された状態でパレット２ｂのスライドをロックするロック機構（図示省略）が設けられる。
【００１９】
駆動部３は、作業台２の上方に設けられ、鉛直方向に延びる回転軸３ａと、回転軸３ａを回転駆動するモータ３ｂと、回転軸３ａを昇降する昇降手段（油圧シリンダ等、図示省略）と、回転軸３ａのトルクを検知するトルク計測器３ｃとを備える。回転軸３ａの先端は、図２に示すように中空になっており、回転軸３ａの先端の外周面がオイルポンプＰのインナロータＰ２の内周面とトルク伝達可能に結合可能とされる。
【００２０】
オイルタンクは、オイルポンプＰに供給するオイルを貯留するものであり、本実施形態では、作業台２の下方に設けられた第１オイルタンク４と、さらにその下方に設けられた第２オイルタンク５とで構成される。第１オイルタンク４には、貯留したオイルの量を一定に保つ油量調整手段が設けられる。本実施形態では、第１オイルタンク４の側壁の上方部分に排出口４ａ及び供給口４ｂを設け、この排出口４ａ及び供給口４ｂで油量調整手段が構成される。すなわち、供給口４ｂからオイルを供給しながら、排出口４ａからオイルを排出し続けることにより、第１オイルタンク４の内部のオイルが排出口４ａの高さに常に維持される。図示例では、第１オイルタンク４と第２オイルタンク５とが、供給口４ｂと連通したオイル循環通路５ａと、排出口４ａと連通したオイル循環通路５ｂを介して連通される。オイル循環通路５ａの途中には、第２オイルタンク５のオイルを第１オイルタンク４に圧送するポンプ５ｃが設けられ、このポンプ５ｃを駆動することにより、第２オイルタンク５のオイルが、オイル循環通路５ａ及び供給口４ｂを介して第１オイルタンク４に供給される。第１オイルタンク４の排出口４ａから排出されたオイルは、オイル循環通路５ｂを介して第２オイルタンク５内に戻される。
【００２１】
排出タンク６は、オイルポンプＰから吐出されたオイルを貯留するものであり、図示例では第１オイルタンク４及び第２オイルタンク５の奥側に配置される。排出タンク６と第２オイルタンク５とは戻り通路６ａを介して連通される。排出タンク６に貯留されたオイルは、戻り通路６ａを通るときにフィルタ６ｂでろ過され、不純物を除去してから第２オイルタンク５に戻される。
【００２２】
オイル通路７は、第１オイルタンク４とオイルポンプＰとを連通する第１オイル通路７ａと、オイルポンプＰと排出タンク６とを連通する第２オイル通路７ｂとで構成される。第１オイル通路７ａは、オイルポンプＰの上流側に設けられ、第１オイルタンク４からオイルポンプＰに供給されるオイルが流通する。本実施形態の第１オイル通路７ａは、上下方向に延び、下端が第１オイルタンク４の内部に開口し（図１参照）、上端が作業台２のベース２ａの貫通穴２ａ１に連通する（図２参照）。第１オイル通路７ａの下端は、第１オイルタンク４の排出口４ａよりも下方まで延び、これにより、第１オイル通路７ａの下端の開口部が第１オイルタンク４に貯留されたオイルに常に接触した状態となる。
【００２３】
第２オイル通路７ｂは、オイルポンプＰの下流側に設けられ、オイルポンプＰから吐出されたオイルが流通する。本実施形態の第２オイル通路７ｂは、上流端が作業台２のベース２ａの貫通穴２ａ２に連通し（図２参照）、下流端が排出タンク６の内部に開口する（図１参照）。第２オイル通路７ｂの途中には、圧力計測器８、流量計測器９、及び圧力調整機構１０が設けられる。圧力計測器８、流量計測器９、圧力調整機構１０、及び駆動部３のトルク計測器３ｃは、制御部２０に接続され、これらで検査部が構成される。
【００２４】
圧力調整機構１０は、直動型リリーフ弁１１とサーボモータ１２とを有する。直動型リリーフ弁１１は、図３に示すように、ケーシング１１ａと、ケーシング１１ａの内部に収容された弁１１ｂと、弁１１ｂを付勢するスプリング１１ｃと、スプリング１１ｃの圧縮量を調整するネジ部１１ｄとを備える。ケーシング１１ａは、上流側の第２オイル通路７ｂと内部とを連通するオイル入口１１ａ１と、下流側の第２オイル通路７ｂと内部とを連通するオイル出口１１ａ２とが設けられる。オイル入口１１ａ１は、円筒状に形成される。弁１１ｂは、オイル入口１１ａ１の直径よりも大きい外径を有するボール１１ｂ１と、ボール１１ｂ１に固定された受け部１１ｂ２とを備える。弁１１ｂは、オイル入口１１ａ１の挿通方向（図３の左右方向）にスライド可能とされる。ネジ部１１ｄは、ケーシング１１ａに設けられたネジ穴１１ａ３と螺合し、ネジ部１１ｄを回転させることで弁１１ｂのスライド方向に移動可能とされる。ネジ部１１ｄと弁１１ｂの受け部１１ｂ２との間には、スプリング１１ｃが圧縮状態で配される。スプリング１１ｃの圧縮量は、ネジ部１１ｄを回転させてケーシング１１ａに対して移動させることで調整できる。
【００２５】
オイルポンプＰが停止した状態では、スプリング１１ｃの弾性力により弁１１ｂがオイル入口１１ａ１に押し付けられ、これにより第２オイル通路７ｂが閉じられている。オイルポンプＰを回転させたとき、オイルポンプＰから吐出されたオイルの圧力により弁１１ｂを開こうとする力ＦPが、スプリング１１ｃの弾性力により弁１１ｂを閉じようとする力ＦSより小さいと（ＦP＜ＦS）、第２オイル通路７ｂが閉じられた状態が維持される。オイルの圧力により弁１１ｂを開こうとする力ＦPが、スプリング１１ｃの弾性力により弁１１ｂを閉じようとする力ＦSを上回ると（ＦP＞ＦS）、スプリング１１ｃが圧縮されて弁１１ｂが図中右側にスライドし、第２オイル通路７ｂが開放される。これにより、オイル入口１１ａ１からケーシングの内部にオイルが流入し、このオイルがオイル出口１１ａ２から排出され、第２オイル通路７ｂを介して排出タンク６に排出される（図１参照）。そして、弁１１ｂを開こうとする力ＦPと弁１１ｂを閉じようとする力ＦSとが釣り合った状態になると（ＦP＝ＦS）、第２オイル通路７ｂをある程度開放した状態で弁１１ｂが停止し、第２オイル通路７ｂの圧力が安定した状態となる。
【００２６】
次に、上記構成のオイルポンプ検査装置１による検査の手順を説明する。本実施形態では、図４に示すように、オイルポンプセット工程Ｓ１と、インナロータチャック工程Ｓ２と、オイルポンプ検査工程Ｓ３と、オイルポンプ搬出工程Ｓ４とを経て行われる。
【００２７】
（１）オイルポンプセット工程Ｓ１
まず、作業台２のパレット２ｂを手前側のオイルポンプセット位置に配置してロックし、このパレット２ｂにオイルポンプＰをセットする（図１の点線参照）。具体的には、図２に示すように、オイルポンプＰを、軸Ｐ４を鉛直方向とした状態でパレット２ｂに載置する。このとき、オイルポンプＰの供給口Ｐ５及び吐出口Ｐ６がそれぞれ作業台２のパレット２ｂの貫通穴２ｂ１，２ｂ２と連通する。
【００２８】
（２）インナロータチャック工程Ｓ２
次に、パレット２ｂのロックを解除して奥側にスライドさせ、パレット２ｂを検査位置でロックする。このとき、奥側に移動して駆動部３の直下に配置されたパレット２ｂの貫通穴２ｂ１，２ｂ２が、それぞれベース２ａの貫通穴２ａ１，２ａ２と連通する。これにより、第１オイル通路７ａが、ベース２ａの貫通穴２ａ１，２ａ２、パレット２ｂの貫通穴２ｂ１，２ｂ２、及びオイルポンプＰの内部空間を介して、第２オイル通路７ｂと連通する。そして、駆動部３の回転軸３ａを下降させ、回転軸３ａの先端（下端）でオイルポンプＰのインナロータＰ２をチャックし、両者をトルク伝達可能に連結する（図２参照）。
【００２９】
（３）オイルポンプ検査工程Ｓ３
その後、駆動部３の回転軸３ａでオイルポンプＰのインナロータＰ２を回転駆動する。これにより、オイルポンプＰにより第１オイルタンク４のオイルが吸い上げられ、第１オイル通路７ａ、作業台２の貫通穴２ａ１及び貫通穴２ｂ１、オイルポンプＰの供給口Ｐ５、圧縮空間Ｓ、吐出口Ｐ６、作業台２の貫通穴２ａ２及び２ｂ２、第２オイル通路７ｂを順に通って、排出タンク６に排出される。
【００３０】
こうしてオイルポンプＰでオイルを吐出しながら、検査部によりオイルポンプＰの性能を検査する。このとき、圧力調整機構１０及び制御部２０により、第２オイル通路７ｂの圧力が一定となるように制御される。具体的には、制御部２０に入力された設定圧力に基づいて、圧力調整機構１０の直動型リリーフ弁１１絞り量が設定されると共に、圧力計測器８で計測した圧力に基づいて直動型リリーフ弁１１の絞り量がフィードバック制御される。
【００３１】
このオイルポンプ検査工程Ｓ３を大気環境下で行うことで、図２に示すように、オイルポンプＰの内部にオイルと大気との界面（油面）が形成されるため、この状態で回転軸３ａが回転すると、オイル中にエアが巻き込まれるため、オイルの圧力を一定に制御することは困難である。圧力調整機構１０に直動型リリーフ弁１１を使用することで、例えばバランスピストン型リリーフ弁と比べて弁自体の圧力制御機能は劣るものの、オイルに混入したエアによる影響を受けにくくなるため、オイルポンプ検査装置１全体として圧力を一定に制御することが可能となる。
【００３２】
こうして第２オイル通路７ｂの圧力を一定に制御した状態で、オイルポンプＰの吐出流量（流量計測器９により計測した流量）及び回転トルク（トルク計測器３ｃで計測したトルク）を検出し、これらが所定範囲内であるか否かによりそのオイルポンプＰの良否を判定する。上記の検査を複数の設定圧力（例えば、１ＭＰａ、５ＭＰａ、及び１０ＭＰａ）において行い、全ての設定圧力において流量及びトルクが所定範囲内であれば良品と判定され、何れかの設定圧力で流量あるいはトルクが所定範囲から外れたら不良品と判定される。
【００３３】
（４）オイルポンプ搬出工程Ｓ４
オイルポンプ検査工程Ｓ３が終了したら、パレット２ｂのロックを解除して手前側にスライドさせる。こうして手前側に引き出された検査済みのオイルポンプＰを、オイルポンプ検査装置１から搬出する。以下、上記と同様の工程を繰り返すことにより、オイルポンプＰの検査が順次行われる。
【符号の説明】
【００３４】
１     オイルポンプ検査装置
２     作業台
３     駆動部
４     オイルタンク
５     オイルタンク
６     排出タンク
７     オイル通路
７ａ   第１オイル通路
７ｂ   第２オイル通路
８     圧力計測器
９     流量計測器
１０   圧力調整機構
１１   直動型リリーフ弁
１１ａ ケーシング
１１ｂ 弁
１１ｃ スプリング
１１ｄ ネジ部
１２   サーボモータ
２０   制御部
Ｐ     オイルポンプ
【図１】
2013204571.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013204571.tif 000006