JP2002070756A - 可変容量型オイルポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジン等の動力装置の回転速度に応じたオイ
ル吐出量の増大度合いを可変とすべく複数の吸入ポート
が設けられる場合であれ、それら吸入ポート、特にオイ
ル供給通路に接続される吸入ポートでの圧力脈動を好適
に抑制することのできる可変容量型オイルポンプを提供
する。 【解決手段】このオイルポンプは、車載エンジンの回転
速度に応じてオイル吐出量の増大度合いを可変にするた
めの第１の吸入ポート１３及び第２の吸入ポート１４を
備える。第１の吸入ポート１３には、オイルパン１８か
らのオイルを供給する供給通路１６と、吐出ポート１５
からのオイルの吐出圧力に応じて同吐出されたオイルの
一部を還流する通路１９とがそれぞれ接続される。第１
の吸入ポート１３内には、供給通路１６の開口側と通路
１９の開口側との間を半仕切りするリブ４１が設けられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン等の動力
装置の回転速度に応じたオイル吐出量の増大度合いを可
変とする可変容量型オイルポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のオイルポンプとしては、
例えば特開平１１−２８０６６７号公報に記載されたも
のが知られている。以下、このオイルポンプの概略構成
及び動作態様について、図６〜図１０を参照して説明す
る。

【０００３】図６に示されるように、このオイルポンプ
１０は、周知のトロコイドタイプのポンプ本体１１を有
する。このポンプ本体１１は、トロコイド曲線で規定さ
れる内歯を有するアウタロータ１１ａと、同じくトロコ
イド曲線で規定される外歯を有するインナロータ１１ｂ
とを備えている。そして、このインナロータ１１ｂがそ
の駆動軸の回転（エンジンの回転）に伴って回転し、こ
の回転に伴ってインナロータ１１ｂの外歯が次々にアウ
タロータ１１ａの内歯に入り込むことで、アウタロータ
１１ａも同じ方向に回転する構造となっている。これら
両ロータ１１ａ，１１ｂ間の回転に伴って、同ロータ間
の各間隙の容積は拡大と縮小とを繰り返すようになる。

【０００４】一方、上記ポンプ本体１１はハウジング１
２内に収容され、その内部で上記両ロータ１１ａ，１１
ｂが回転する。そして、このハウジング１２において、
上記両ロータ１１ａ，１１ｂの回転に伴ってそれらロー
タ間の間隙の容積が拡大する部分の１つには、供給通路
１６及びストレーナ１７を介してオイルパン１８内に連
通される第１の吸入ポート１３が設けられている。ま
た、同ハウジング１２において、同じく上記両ロータ１
１ａ，１１ｂの回転に伴ってそれらロータ間の容積が拡
大する部分のもう一方には、通路１９及び通路２０を介
して上記第１の吸入ポート１３に連通される第２の吸入
ポート１４が設けられている。すなわち、上記ロータ間
の間隙の容積の拡大に伴い、これら各吸入ポート１３，
１４を通じて、オイルパン１８内のオイルがポンプ本体
１１に吸入されるようになる。

【０００５】また、同じくハウジング１２内において、
上記ロータ間の間隙の容積が縮小する部分には吐出ポー
ト１５が設けられている。同吐出ポート１５には、吐出
通路２１を介して、例えば可変バルブタイミング機構等
の油圧駆動機器、あるいは潤滑対象機器からなる各種機
器３０が連通されている。すなわち、上記ロータ間の間
隙の容積の縮小に伴い、この吐出ポート１５を通じてポ
ンプ本体１１内のオイルが吐出され、この吐出されたオ
イルが上記吐出通路２１を通じて上記各種機器３０に供
給されるようになる。

【０００６】なお、上記吐出通路２１は途中で分岐され
ており、この分岐された部分には、制御弁２３を介して
上記通路１９及び通路２０に接続される還流通路２２が
設けられている。制御弁２３は、この還流通路２２内の
オイルの圧力に応じて、同通路２２や上記各通路１９，
２０間の連通態様を、切り替える弁である。

【０００７】具体的には、以下の（イ）〜（ニ）に示す
各態様にて、それら各通路１９，２０，２２の連通態様
の切り替えが行われる。 （イ）還流通路２２内のオイルの圧力が低い低回転域：
この領域では同図６に示されるように、上記通路１９と
通路２０とが連通されるとともに、これら両通路１９，
２０と上記還流通路２２との間の連通が遮断される。す
なわちこの場合、吐出されたオイルは各吸入ポート１
３，１４には還流されず、各吸入ポート１３，１４を通
じて吸入されたオイルが全て各種機器３０に供給される
ようになる。従って、図１０に領域（イ）として示され
るように、ポンプ本体１１の回転速度（エンジンの回転
速度）に対するオイル吐出量の増大速度が高まるように
なる。

【０００８】（ロ）還流通路２２内のオイルの圧力がや
や高い中間回転域前半：この領域では図７に示されるよ
うに、通路１９、通路２０、及び還流通路２２の全てが
連通される。すなわちこの場合には、吐出されたオイル
が両吸入ポート１３，１４のそれぞれに還流されるよう
になる。従って、図１０に領域（ロ）として示されるよ
うに、ポンプ本体１１の回転速度に対するオイル吐出量
の増大速度はごく低くなる。

【０００９】（ハ）還流通路２２内のオイルの圧力がや
や高い中間回転域後半：この領域では図８に示されるよ
うに、通路２０と還流通路２２とが連通されるととも
に、これら両通路２０，２２と上記通路１９との連通が
遮断される。すなわちこの場合、吐出されたオイルが第
２の吸入ポート１４に還流されるとともに、第１の吸入
ポート１３のみにてオイルが吸入されるようになる。従
って、図１０に領域（ハ）として示されるように、上記
領域（イ）ほどではないにしろ、エンジンの回転速度に
対するオイル吐出量の増大速度は高まるようになる。

【００１０】（ニ）還流通路２２内のオイルの圧力が高
い高回転域：この領域では図９に示されるように、通路
１９、通路２０、及び還流通路２２の全てが連通され、
吐出されたオイルが両吸入ポート１３，１４のそれぞれ
に還流されるようになる。従って、図１０に領域（ニ）
として示されるように、ポンプ本体１１の回転速度に対
するオイル吐出量の増大速度はごく低くなる。

【００１１】このような態様で上記各通路１９，２０，
２２の連通態様が切り替えられることにより、ポンプ本
体１１の回転速度に対するオイル吐出量の増大度合いが
可変となり、例えば可変バルブタイミング機構等、エン
ジンの低回転域においても所要の油圧駆動能力が望まれ
る機器に対しても、エンジンの始動直後から十分なオイ
ルの供給が可能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした可
変容量型のオイルポンプは通常、オイルを吸入する吸入
ポートが上述のように２つ設けられるために、上記各通
路（１９，２０，２２）の連通態様によっては、それら
２つのポート間でオイルの圧力に大きな脈動が生じるこ
とがある。

【００１３】特に、上記従来のオイルポンプ１０にあっ
て、通路１９、２０、及び２２の全てが連通される上記
（ロ）及び（ニ）の状態のときには、第２の吸入ポート
１４に脈動を伴って吸入されるオイルや、還流通路２２
から同じく脈動を伴って還流されるオイルが制御弁２３
を介して第１の吸入ポート１３に流れ込むため、この第
１の吸入ポートでは、上記供給通路１６を介して吸入さ
れるオイルと、これら流れ込むオイルとが干渉し、その
圧力脈動も自ずと大きなものとなる。そして、このよう
な圧力脈動は、ポンプ本体１１によるオイル吸込効率の
低下を招く原因となる。

【００１４】一方、上記供給通路１６において、その先
端に設けられるストレーナ１７は通常、オイルパン１８
の底面にごく近い部分で開口されるかたちとなる。ま
た、オイルパン１８は薄い鋼板で形成されることが多
い。このため、上記第１の吸入ポート１３で上記のよう
な大きな圧力脈動が生じると、これがストレーナ１７の
開口部まで伝達され、オイルパン１８の底面を同期的に
押圧することによる異音の発生を招くようにもなる。

【００１５】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、エンジン等の動力装置の回
転速度に応じたオイル吐出量の増大度合いを可変とすべ
く複数の吸入ポートが設けられる場合であれ、それら吸
入ポート、特にオイル供給通路に接続される吸入ポート
での圧力脈動を好適に抑制することのできる可変容量型
オイルポンプを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。先
ず、請求項１に記載の発明は、動力装置の回転速度に応
じたオイル吐出量の増大度合いを可変とすべく複数の吸
入ポートを有し、それら吸入ポートの少なくとも１つに
オイル源からのオイル供給通路が接続されるとともに、
吐出ポートからのオイルの吐出圧力に応じて同吐出され
たオイルの一部が前記吸入ポートに還流される可変容量
型オイルポンプにおいて、前記オイル供給通路に接続さ
れている吸入ポートに還流されるオイルの圧力を調圧す
る調圧手段を備えることをその要旨とする。

【００１７】上記構成によれば、吐出ポートから吸入ポ
ートに還流されるオイルの圧力脈動を調圧手段によるオ
イル圧力の調圧を通じて抑制することができる。このた
め、吸入ポート内において、上記還流されるオイルの圧
力脈動と、オイル源から吸入されるオイルの圧力脈動と
の干渉に起因して大きくなる圧力脈動を抑制することが
できるようになる。従って、動力装置の回転速度に応じ
たオイル吐出量の増大度合いを可変とすべく複数の吸入
ポートが設けられる場合であれ、それら吸入ポート、特
にオイル供給通路に接続される吸入ポートでの圧力脈動
を好適に抑制することができるようになる。

【００１８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の可変容量型オイルポンプにおいて、前記調圧手段が
前記オイル供給通路に接続されている吸入ポートへのオ
イルの還流を制限する絞り手段であることをその要旨と
する。

【００１９】上記構成によれば、調圧手段として、オイ
ルの還流を制限する絞り手段を設けるといった簡易な構
成で、吐出ポートから吸入ポートに還流されるオイルの
圧力脈動を抑制することができるようになる。

【００２０】また、請求項３記載の発明は、請求項２記
載の可変容量型オイルポンプにおいて、前記絞り手段が
前記オイル供給通路に接続されている吸入ポートに対応
してその前記オイル供給通路側と前記オイルが還流され
る側との間を半仕切りするようにハウジングに設けられ
たリブであることをその要旨とする。

【００２１】上記構成によれば、吸入ポートに還流され
るオイルの圧力脈動の抑制を、ハウジングにリブを設け
るといった極めて簡易な構成により実現することができ
るようになる。

【００２２】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の可変容量型オイルポンプにおいて、前記リブが前記
吸入ポートとしてのオイル吸入効率を維持して且つ前記
還流されるオイルの圧力脈動を抑制し得る高さに形成さ
れてなることをその要旨とする。

【００２３】吸入ポート内に設けられるリブの高さを高
く設定するほど、すなわちその絞り度合いを大きく設定
するほど、還流されるオイルの圧力脈動が抑制されるよ
うになる。その反面、この絞り度合いが過度に大きく設
定されると、吸入ポートとしてのオイル吸込効率が低下
するようになる。この点、上記構成によれば、こうした
還流されるオイルの圧力脈動の抑制と、吸入ポートとし
ての吸込効率の維持との好適な両立を図ることができる
ようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる可変容量型
オイルポンプの一実施の形態について、図１〜図５を参
照して説明する。なお、図１において、先の図６に例示
したオイルポンプと同一の要素についてはそれぞれ同一
の符号を付して示しており、それら要素についての重複
する説明は割愛する。また、その基本的な動作態様も、
先の図６〜図１０に例示した通りである。

【００２５】さて、本実施の形態にかかるオイルポンプ
にあっては、図１にその概略構成を示すように、第１の
吸入ポート１３内において、オイルを還流する通路１９
側と、前記オイルパン１８からオイルを供給する供給通
路１６側との間に、オイルの往来を制限する絞り手段と
してのリブ４１が設けられている。

【００２６】図２に、このリブ４１が設けられるポンプ
ハウジング４０の具体構造を示し、以下、この図２を参
照して、同リブ４１の配設態様を詳細に説明する。同図
２に示されるように、このポンプハウジング４０におい
て、前記ポンプ本体１１の回転に伴ってその両ロータ間
の容積が拡大する部分には、前記第１の吸入ポート１３
及び第２の吸入ポート１４がそれぞれ各別に設けられて
いる。そして、同両ロータ間の容積が縮小する部分に前
記吐出ポート１５が設けられている。すなわち前述のよ
うに、ポンプ本体１１の回転に伴い上記第１の吸入ポー
ト１３及び第２の吸入ポート１４から同ポンプ本体１１
内に吸入されたオイルが吐出ポート１５及び吐出通路２
１を介して各種機器３０に吐出される構造になってい
る。

【００２７】一方、ポンプハウジング４０においては、
前記制御弁２３（図１）と上記各ポート１３，１４，１
５のそれぞれとが各別に連通される態様で、上記第１の
吸入ポート１３には通路１９が、第２の吸入ポート１４
には通路２０が、吐出ポート１５には還流通路２２がそ
れぞれ形成されている。そして、還流通路２２内の油圧
に基づく制御弁２３の切り替え位置に応じて、前記
（イ）〜（ニ）の態様にて、これら各通路１９，２０，
２２の連通態様が切り替えられる（図６〜図１０参
照）。

【００２８】なお、前記ハウジング１２は、上記ポンプ
ハウジング４０と、同ポンプハウジング４０の開口を塞
ぐように設けられるカバーハウジング（図示略）とによ
り構成される。そして、このカバーハウジングにおいて
は、上記ポンプハウジング４０の同図２中のＢ部にあた
る部分に前記供給通路１６（図１）が連通されており、
同供給通路１６及び前記ストレーナ１７（図１）を介し
て、オイルパン１８内のオイルが第１の吸入ポート１３
内に吸入される。なお、第１の吸入ポート１３内におい
ては、その一端部に上記通路１９が開口されるととも
に、その他端部に上記供給通路１６の開口が位置してい
る。

【００２９】さて、こうした構造のポンプハウジング４
０にあって、上記リブ４１は、第１の吸入ポート１３内
の、上記通路１９の開口側と供給通路１６の開口側との
間を、 ・リブ４１とポンプ本体１１とが対向する部分において
は、これらリブ４１とポンプ本体１１との間に間隙Ｗ
（図３参照）を残しつつ半仕切りにする。 ・それ以外の部分においては、完全に仕切る。といった
態様で形成されている。また、このリブ４１は、上記ポ
ンプ本体１１とリブ４１との間隙Ｗが、還流されるオイ
ルの圧力脈動の抑制とオイルポンプとしての吸入効率の
維持との両立が図られる寸法に設定されている。なお、
これら還流されるオイルの圧力脈動の抑制とオイルポン
プとしての吸入効率の維持との両立を図る上では、上記
間隙Ｗを２ｍｍに設定することが望ましいことが発明者
等によって確認されている。

【００３０】こうしたリブ４１を上記ポンプハウジング
４０に形成することにより、上記第１の吸入ポート１３
内では、通路１９の開口側及び供給通路１６の開口側間
においてオイルが上記間隙Ｗを通じて往来するようにな
る。従って、この間隙Ｗによる絞り効果によって、オイ
ルの往来が規制されるようになり、特に、上記通路１
９、２０、及び２２の全てが連通される前記（ロ）及び
（ニ）の状態（図７、図９）のときには、上記通路１９
から還流されるオイルの圧力脈動と、供給通路１６を介
して供給されるオイルの圧力脈動との干渉が抑制される
ようになる。すなわち、第１の吸入ポート１３内におい
て、これら圧力脈動の干渉に起因して大きくなる圧力脈
動が、ポンプハウジングにリブを設けるといった極めて
容易な構成によって、抑制されるようになる。また、同
第１の吸入ポート１３内における圧力脈動が抑制される
ために、オイルパン１８の底面の変形に伴う異音につい
ても低減されるようになる。

【００３１】図４及び図５に、従来のポンプハウジング
を用いたオイルポンプと、上記リブ４１が形成されたポ
ンプハウジング４０を用いた同実施の形態にかかるオイ
ルポンプとについて、各々実験にて得られたストレーナ
部における圧力脈動を参考までに示す。なお、図４には
従来のオイルポンプにおける圧力脈動幅を示し、図５に
は本実施の形態のオイルポンプにおける圧力脈動幅を示
している。

【００３２】これら図４及び図５を対比して明らかなよ
うに、上記リブ４１が設けられていない従来のオイルポ
ンプにあっては、エンジンの回転速度が２０００〜２５
００回転／分であるとき（図４中のＣ部）に圧力脈動の
ピークが顕著に現れるが、上記リブ４１が設けられた本
実施の形態にかかるオイルポンプにおいては、こうした
圧力脈動が大幅に緩和されていることが判る（図５中の
Ｃ’部）。

【００３３】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、以下に記載する効果が得られるようになる。 （１）第１の吸入ポート１３内に絞り手段であるリブ４
１を設けたことで、同第１の吸入ポート１３内に還流さ
れるオイルの圧力脈動と、オイルパン１８から供給され
るオイルの圧力脈動との干渉に起因して大きくなる圧力
脈動を抑制することができるようになる。従って、動力
装置の回転速度に応じたオイル吐出量の増大度合いを可
変とすべく複数の吸入ポートが設けられる場合であれ、
それら吸入ポート、特にオイル供給通路に接続される吸
入ポートでの圧力脈動を好適に抑制することができるよ
うになる。

【００３４】（２）また、第１の吸入ポート１３に還流
されるオイルの圧力脈動の抑制を、ハウジングにリブを
設けるといった極めて簡易な構成により実現することが
できるようになる。

【００３５】（３）また、上記ポンプ本体１１とリブ４
１との間隙Ｗが、還流されるオイルの圧力脈動の抑制と
オイルポンプとしての吸入効率の維持との両立が図られ
る寸法となるようにリブ４１の高さを設定したため、こ
れら還流されるオイルの圧力脈動の抑制とオイルポンプ
としての吸入効率の維持との好適な両立が図られるよう
になる。

【００３６】（４）また、ポンプ本体１１とリブ４１と
の間隙Ｗを２ｍｍに設定したことで、これら還流される
オイルの圧力脈動の抑制とオイルポンプとしての吸入効
率の維持との両立が更に好適に図られるようにもなる。

【００３７】（５）また、こうしたオイルポンプを車載
エンジンに搭載することで、エンジン始動時における各
種機器３０の動作に必要なオイル吐出量を確保した上
で、前述した異音の発生等も好適に抑制することができ
るようになる。

【００３８】なお、上記実施の形態は、以下のように変
更して実施することもできる。 ・上記実施の形態では、リブ４１を、第１の吸入ポート
１３内における通路１９の開口側と供給通路１６の開口
側との間において、ポンプ本体１１とリブ４１とが対向
する部分では間隙Ｗを残しつつ半仕切りにし、その他の
部分では完全に仕切るように形成したが、これとは逆
に、ポンプ本体１１とリブ４１とが対向する部分では完
全に仕切り、その他の部分では間隙Ｗを残しつつ半仕切
りするように形成してもよい。要は、通路１９の開口側
と供給通路１６の開口側との間を半仕切りにして、上記
通路１９を通じた同第１の吸入ポート１３へのオイルの
還流を制限することのできる態様であれば、どのような
態様でリブを設けるようにしてもよい。

【００３９】・また、通路１９の開口側と供給通路１６
の開口側との間を完全に仕切るようにリブを形成すると
ともに、上記間隙Ｗに代えて、同リブに貫通孔を設けた
り、あるいは絞りを設けたりするようにしてもよい。

【００４０】・上記実施の形態では、第１の吸入ポート
１３内にリブ４１を設けるようにしたが、通路１９内に
リブや絞りを設けてもよい。 ・上記実施の形態では、第１の吸入ポート１３内にリブ
４１を設けることで、同第１の吸入ポート１３に還流さ
れるオイルの圧力脈動を調圧するようにしたが、同第１
の吸入ポートや通路１９に制御弁やアブソーバを設ける
等して、還流されるオイルの圧力脈動を調圧するように
してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる可変容量型オイルポンプの一実
施の形態を示す概略構成図。

【図２】同実施の形態に用いられるポンプハウジングの
平面構造を示す平面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示す断面
図。

【図４】エンジン回転速度とストレーナ部における圧力
脈動幅との関係を示すグラフ。

【図５】エンジン回転速度とストレーナ部における圧力
脈動幅との関係を示すグラフ。

【図６】可変容量型オイルポンプについてその一例を示
す概略構成図。

【図７】同オイルポンプに採用されている制御弁の動作
態様を説明するための説明図。

【図８】同オイルポンプに採用されている制御弁の動作
態様を説明するための説明図。

【図９】同オイルポンプに採用されている制御弁の動作
態様を説明するための説明図。

【図１０】ポンプ本体の回転速度とオイル吐出量の増大
速度との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１０…オイルポンプ、１１…ポンプ本体、１１ａ…アウ
タロータ、１１ｂ…インナロータ、１２…ハウジング、
１３…第１の吸入ポート、１４…第２の吸入ポート、１
５…吐出ポート、１６…供給通路、１７…ストレーナ、
１８…オイルパン、１９，２０…通路、２１…吐出通
路、２２…還流通路、２３…制御弁、３０…各種機器、
４０…ポンプハウジング、４１…リブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 壽 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 Ｆターム(参考） 3H041 AA02 BB04 CC11 CC22 DD12 DD13 DD14 DD17 DD18 DD38 3H044 AA02 BB08 CC11 CC23 DD12 DD13 DD15 DD16 DD28 DD43

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動力装置の回転速度に応じたオイル吐出量
   の増大度合いを可変とすべく複数の吸入ポートを有し、
   それら吸入ポートの少なくとも１つにオイル源からのオ
   イル供給通路が接続されるとともに、吐出ポートからの
   オイルの吐出圧力に応じて同吐出されたオイルの一部が
   前記吸入ポートに還流される可変容量型オイルポンプに
   おいて、 前記オイル供給通路に接続されている吸入ポートに還流
   されるオイルの圧力を調圧する調圧手段を備えることを
   特徴とする可変容量型オイルポンプ。
2. 【請求項２】前記調圧手段が前記オイル供給通路に接続
   されている吸入ポートへのオイルの還流を制限する絞り
   手段である請求項１記載の可変容量型オイルポンプ。
3. 【請求項３】前記絞り手段が前記オイル供給通路に接続
   されている吸入ポートに対応してその前記オイル供給通
   路側と前記オイルが還流される側との間を半仕切りする
   ようにハウジングに設けられたリブである請求項２記載
   の可変容量型オイルポンプ。
4. 【請求項４】前記リブが前記吸入ポートとしてのオイル
   吸入効率を維持して且つ前記還流されるオイルの圧力脈
   動を抑制し得る高さに形成されてなる請求項３記載の可
   変容量型オイルポンプ。