JP2002235518A

JP2002235518A - オイルポンプ

Info

Publication number: JP2002235518A
Application number: JP2001032696A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Shiina; 義朗椎名
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】構造を大型化させることなく広範囲な回転域
で良好なオイル流量を得ることのできるオイルポンプを
提供する。【解決手段】エンジンやトランスミッション等からの
オイル流量の要求が最も高い回転域である４０００（ｒ
ｐｍ）程度の中高回転域で最も良好な容積効率が得られ
るようオイルポンプ１の吸入ポート１２の形状を設定す
るとともに、各ロータ１５，１６のロータ幅及びロータ
径等をこの回転域におけるオイル流量の要求特性を満た
す程度の比較的小型なものに設定する。吸入ポート１２
に、吸入ポート１２の有効断面積を可変に切り替える絞
り弁機構部３０を設ける。ＥＣＵ４５は、絞り弁機構部
３０を介して、各ロータ回転数領域でオイルポンプ１の
容積効率が良好となるよう吸入ポート１２の有効断面積
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータの回転によ
って吸入ポートから吐出ポートにオイルを圧送するオイ
ルポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】ロータの回転によって吸入ポートから吐
出ポートにオイルを圧送するオイルポンプにおいて、一
般に、その容積効率はロータの回転数によって変化す
る。したがって、エンジン駆動の車両用オイルポンプに
おいては、エンジンやトランスミッション等におけるオ
イル流量の要求特性等に基づき、所定の中回転域或いは
高回転域でオイルポンプの容積効率が最も良好となるよ
う吸入ポートの形状等を設定することが一般的であり、
例えばエンジン回転数が４０００（ｒｐｍ）程度の回転
域で容積効率が最も良好となるよう設定される。

【０００３】しかしながら、上述のような回転域でオイ
ルポンプの容積効率が最も良好となるよう吸入ポートの
形状を設定すると低回転域での容積効率が低下してオイ
ル流量が低下する虞があり、このような低回転域でのオ
イル流量を確保するためには、オイルポンプのロータ幅
やロータ径を大型化させる等してオイルポンプを大型化
させる必要がある。その一方で、オイルポンプを大型化
させると、エンジンの中回転域或いは高回転域で必要以
上のオイル流量が発生する虞がある。なお、このような
オイル流量の増加に対処し、例えば、特開平４ー５４２
９２号公報には、ポンプの吸入側と吐出側とを連通路に
よって連通し、この連通路に、オイルの吐出圧力に応じ
てポンプの吸入流量を調整する流量制御弁を設けた技術
が開示されている。

【０００４】また、オイルポンプのロータ幅やロータ径
を大型化させることなく低回転域でのオイル流量を確保
するため、低回転域でオイルポンプの容積効率が最も良
好となるよう吸入ポートの形状を設定すると、高回転域
側での容積効率が低下してオイル流量が不足する虞があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
オイルポンプにおいては、ロータ幅やロータ径を大型化
させることなく、広範囲な回転域で良好なオイル流量を
確保することは困難であった。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、構造を大型化させることなく広範囲な回転域で良好
なオイル流量を得ることのできるオイルポンプを提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明によるオイルポンプは、ロータ
の回転によって吸入ポートから吐出ポートにオイルを圧
送するオイルポンプにおいて、上記吸入ポートの有効断
面積を可変に切り替え可能な絞り弁機構部と、上記ロー
タの回転数を検出する回転数検出手段と、上記回転数検
出手段で検出されたロータ回転数に基づいて容積効率が
良好となるよう上記絞り弁機構部を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項２記載の発明によるオイルポ
ンプは、請求項１記載の発明において、上記制御手段
は、上記絞り弁機構部を上記ロータ回転数の減関数に基
づいて制御することを特徴とする。

【０００９】また、請求項３記載の発明によるオイルポ
ンプは、請求項１または請求項２記載の発明において、
上記絞り弁機構部は、頂部に弁体を有するピストンと、
上記ピストンに設けられた雌ネジ部に螺合可能な雄ネジ
部を回転軸に有するモータとを備えて構成され、上記雌
ネジ部と上記雄ネジ部との螺合位置の変化によって、上
記弁体は上記吸入ポートに進退移動されることを特徴と
する。

【００１０】すなわち、請求項１記載の発明によるオイ
ルポンプは、回転数検出手段で検出されたロータ回転数
に基づいて制御手段が絞り弁機構部を制御することによ
り、吸入ポートの有効断面積を可変に切り替えて容積効
率が良好となるよう制御する。

【００１１】また、請求項２記載の発明によるオイルポ
ンプは、請求項１記載の発明において、上記制御手段
は、上記ロータ回転数の減関数に基づいて上記絞り弁機
構部を制御する。

【００１２】また、請求項３記載の発明によるオイルポ
ンプは、請求項１または請求項２記載の発明において、
上記絞り弁機構部は、ピストンに設けられた雌ネジ部と
モータの回転軸に設けられた雄ネジ部との螺号位置を変
化させることにより、弁体を吸入ポートに進退移動させ
てオイルポンプの容積効率を変化させる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図面は本発明の実施の一形態に係
わり、図１は図２のI-I断面図、図２はポンプハウジン
グにアウタロータ及びインナロータを収容して示す平面
図、図３はポンプハウジングの平面図、図４はポンプハ
ウジングの斜視図、図５はエンジン回転数と弁体突出量
との関係を示す図表、図６はエンジン回転数と容積効率
とを示す図表である。

【００１４】図１において符号１はオイルポンプを示
し、本実施の形態においてはエンジン駆動による車両用
オイルポンプを示す。

【００１５】オイルポンプ１はポンプハウジング２を有
して構成され、ポンプハウジング２には平面形状が円形
に形成された凹状のロータ収容部５が設けられている
（図２、３参照）。

【００１６】また、ポンプハウジング２には、ロータ収
容部５の下方に吸入溝６が設けられているとともにロー
タ収容部５の上方に吐出溝７が設けられ、これらがロー
タ収容部５内に延設されている。

【００１７】また、ポンプハウジング２にはポンプカバ
ー１０が冠設され、ポンプカバー１０とロータ収容部５
との間にロータ収容室１１が形成されるとともに、ポン
プカバー１０と吸入溝６との間に吸入ポート１２が形成
され、さらに、ポンプカバー１０と吐出溝７との間に吐
出ポート（図示せず）が形成されている。

【００１８】ロータ収容室１１には、アウタロータ１５
と、インナロータ１６とが配設されている。アウタロー
タ１５は、外周がロータ収容部５の側壁に摺動支持さ
れ、内周には複数（例えば１０個の）の歯部１７が周設
されている（図２参照）。

【００１９】また、インナロータ１６は、アウタロータ
１５の内部でポンプ駆動軸１９に一体的に軸支され、外
周にはアウタロータ１５の歯部１７に噛合可能な複数
（例えば９個）の歯部１８が周設されている。

【００２０】ここで、インナロータ１６は、アウタロー
タ１５の軸心に対し、一側に偏心した状態でポンプ駆動
軸１９に軸支されている。具体的には、ポンプハウジン
グ２及びポンプカバー１０には、ロータ収容部５の軸心
に対し、図２，３中の左側に偏心した位置に軸受孔２
０，２１が設けられており、図１に示すように、ポンプ
ハウジング２の軸受孔２０には、インナロータ１６がポ
ンプ駆動軸１９と一体的に支持されている。また、ポン
プカバー１０の軸受孔２１には駆動軸１９が支持されて
いる。

【００２１】そして、上述のアウタロータ１５に対する
インナロータ１６の偏心によって、ロータ収容室１１の
一側（図２中左側）では歯部１７，１８が互いに噛合さ
れ、ロータ収容室１１の他側（図２中右側）では歯部１
７，１８の間にボリューム室２５が形成される。

【００２２】ここで、ポンプ駆動軸１９は、例えば図示
しないトルクコンバータを介してエンジンのクランク軸
に直結されており、エンジン駆動時にはインナロータ１
６を図２中に矢印で示す反時計回り方向に常時駆動す
る。

【００２３】また、吸入ポート１２の形状は、エンジン
やトランスミッション等からのオイル流量の要求が最も
高いエンジン回転数域（すなわち、ロータ回転数域）で
ある回転域（例えば、４０００（ｒｐｍ）付近の回転
域）でオイルポンプ１の容積効率が最も良好となるよう
設定されており、各ロータ１５，１６のロータ径及びロ
ータ幅等は、上記回転域付近におけるオイル流量の要求
特性を満たす程度の比較的小型なものに設定されてい
る。

【００２４】また、吸入ポート１２は図示しないオイル
通路を介してオイルパンに連通され、吐出ポートは図示
しないオイル通路を介してコントロールバルブボディに
連通されている。

【００２５】このようなオイルポンプ１において、吸入
ポート１２には、当該吸入ポート１２の有効断面積を可
変に切り替え可能な絞り弁機構部３０が設けられてい
る。

【００２６】絞り弁機構部３０はピストン３１を有して
構成され、ピストン３１は、吸入ポート１２に併設され
たシリンダ３２内に進退移動自在に収容されている。

【００２７】また、シリンダ３２の頂部には吸入ポート
１２に連通する矩形の連通口３３が開口されており、ピ
ストン３１の頂部に設けられた矩形の弁体３４が、連通
口３３に嵌合された状態で吸入ポート１２に進退移動自
在に臨まされている。

【００２８】また、ピストン３１の基部には雌ネジ部３
６が設けられ、雌ネジ部３６には、ステッピングモータ
４０の回転軸４１に設けられた雄ネジ部４２が螺合され
ている。

【００２９】ここで、ステッピングモータ４０は、シリ
ンダ３２基部の開口部を閉塞する位置でポンプハウジン
グ２に固設されている。また、ポンプハウジング２には
背圧逃し通路４３が設けられ、ピストン３１の進退移動
に伴い発生する背圧が吸入ポート１２側に逃される。

【００３０】そして、ピストン３１は、ステッピングモ
ータ４０が駆動されて雄ネジ部４２と雌ネジ部３６との
螺合位置が変化することによってシリンダ３２内を進退
移動する。これにより、弁体３４は、吸入ポート１２に
対して進退移動され、吸入ポート１２の有効断面積を可
変に切り替える。

【００３１】絞り弁機構部３０には、例えば、エンジン
を統括的に制御する制御手段としてのエンジンコントロ
ールユニット（ＥＣＵ）４５が接続され、このＥＣＵ４
５によって、絞り弁機構部３０は制御される。

【００３２】すなわち、ＥＣＵ４５には、エンジン回転
数（すなわち、エンジンに直結されたロータ１６の回転
数）を検出する回転数検出手段としてのエンジン回転数
センサ４６が接続されており、ＥＣＵ４５は、検出され
たエンジン回転数（ロータ回転数）の減関数に基づい
て、吸入ポート１２に対する弁体３４の突出量Ｘ（図１
参照）を制御する。

【００３３】具体的には、ＥＣＵ４５には、エンジン回
転数（ロータ回転数）と、弁体３４の突出量Ｘとの関係
を規定するマップが格納されており、エンジン回転数の
上昇に伴って弁体３４の突出量Ｘを減少させ、吸入ポー
ト１２の有効断面積を増加させるようになっている。

【００３４】この場合、上記マップは、予め実験等によ
って求められた、オイルポンプ１の各ロータ回転数領域
における吸入ポート１２の有効断面積と容積効率との関
係に基づいて設定されるもので、エンジン回転数に対す
る弁体３４の突出量Ｘが、例えば図５に実線で示すよう
に、略線形的に減少するよう設定されている。

【００３５】次に、上記構成によるオイルポンプ１の作
用について説明する。図示しないエンジンが駆動される
と、これに連動してポンプ駆動軸１９が回動され、イン
ナロータ１６及びアウタロータ１５が図２中の反時計周
り方向に回動される。そして、図示しないオイルパンか
ら吸入ポート１２に供給されたオイルは、ボリューム室
２５に封入されて圧縮された後、吐出ポート付近で解放
され、所定の吐出圧をもってコントロールバルブに供給
される。

【００３６】このとき、ＥＣＵ４５は、ステッピングモ
ータ４０を駆動してエンジン回転数（ロータ回転数）の
減関数に基づく弁体３４の突出量制御を行う。これによ
り、吸入ポート１２の有効断面積が可変制御され、オイ
ルポンプ１の容積効率が全ロータ回転域で良好なものに
維持される。

【００３７】すなわち、ＥＣＵ４５は、絞り弁機構部３
０を介して、ロータ回転数が低くなるにつれて吸入ポー
ト１２の有効断面積を絞り込むよう制御することによ
り、吸入ポート１２を一定に固定（突出量Ｘ＝０）した
場合の容積効率（図６中一点鎖線参照）に比べ、オイル
ポンプ１の容積効率を広いロータ回転数領域で良好なも
のとする（図６中実線参照）。

【００３８】このような実施の形態によれば、吸入ポー
ト１２に絞り弁機構部３０を設け、ロータ回転数に応じ
て吸入ポート１２の有効断面積を可変制御して広い回転
域でオイルポンプ１の容積効率を良好に維持するので、
オイルポンプ１を大型化させることなく、広い回転域で
良好なオイル流量を得ることができる。

【００３９】すなわち、例えばエンジンやトランスミッ
ション等からのオイル流量の要求が最も高い回転域であ
る中高回転域で良好な容積効率が得られるようオイルポ
ンプ１の吸入ポート１２の形状を設定するとともに、各
ロータ１５，１６のロータ幅及びロータ径等をこの回転
域におけるオイル流量の要求特性を満たす程度の比較的
小型なものに設定し、ロータ１５，１６の低回転域等に
おいては、絞り弁機構部３０を介して吸入ポート１２を
所定に絞り込むことでオイルポンプ１の容積効率を向上
させる構成としたので、オイルポンプ１を大型化させる
ことなく、広い回転域で良好なオイル流量を得ることが
できる。

【００４０】この場合、具体的には、絞り弁機構部３０
をロータ回転数（エンジン回転数）の減関数に基づいて
制御することにより、オイルポンプ１の容積効率を良好
な状態に維持することができる。

【００４１】また、絞り弁機構部３０を、ピストン３１
とステッピングモータ４０とを備えて構成し、ピストン
３１に設けた雌ネジ部３６とステッピングモータ４０の
回転軸４１に設けた雄ネジ部４２との螺合位置の変化に
よって、ピストン３１の頂部に設けられた弁体３４の吸
入ポート１２内への突出量Ｘを制御するよう構成したの
で、吸入ポート１２の絞り量を精度良く制御することが
できる。

【００４２】なお、エンジン回転数（ロータ回転数）に
対する弁体３４の突出量Ｘは、上述のものに限定される
ものではなく、例えば、図５中に一点鎖線或いは二点鎖
線で示すような非線形的な減関数に基づいて可変制御し
てもよい。

【００４３】また、絞り弁機構部は上述のものに限定さ
れるものではなく、例えばバタフライ式の弁体を用いて
絞り弁機構部を構成し、ロータ回転数に応じて吸入ポー
トに対する弁体の回動角を制御してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、構
造を大型化させることなく広範囲な回転域で良好なオイ
ル流量を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２のI-I断面図

【図２】ポンプハウジングにアウタロータ及びインナロ
ータを収容して示す平面図

【図３】ポンプハウジングの平面図

【図４】ポンプハウジングの斜視図

【図５】エンジン回転数と弁体突出量との関係を示す図
表

【図６】エンジン回転数と容積効率とを示す図表

【符号の説明】

１オイルポンプ１２吸入ポート１５アウタロータ１６インナロータ１９ポンプ駆動軸３０絞り弁機構部３１ピストン３４弁体３６雌ネジ部４０ステッピングモータ（モータ）４１回転軸４２雄ネジ部４５エンジンコントロールユニット（制御手段）４６エンジン回転数センサ（回転数検出手段）Ｘ突出量

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータの回転によって吸入ポートから吐
出ポートにオイルを圧送するオイルポンプにおいて、上記吸入ポートの有効断面積を可変に切り替え可能な絞
り弁機構部と、上記ロータの回転数を検出する回転数検出手段と、上記回転数検出手段で検出されたロータ回転数に基づい
て容積効率が良好となるよう上記絞り弁機構部を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とするオイルポンプ。
【請求項２】上記制御手段は、上記絞り弁機構部を上
記ロータ回転数の減関数に基づいて制御することを特徴
とする請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項３】上記絞り弁機構部は、頂部に弁体を有す
るピストンと、上記ピストンに設けられた雌ネジ部に螺合可能な雄ネジ
部を回転軸に有するモータとを備えて構成され、上記雌ネジ部と上記雄ネジ部との螺合位置の変化によっ
て、上記弁体は上記吸入ポートに進退移動されることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載のオイルポン
プ。