JP2008115821A

JP2008115821A - エンジンの油供給装置

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Publication number: JP2008115821A
Application number: JP2006301987A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Ono; 壽小野; Akishi Numanami; 晃志沼波
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2008-05-22
Anticipated expiration: 2026-11-07
Also published as: US20080105231A1; CN101178064A; EP1921317A3; EP2275682A1; EP1921317B1; DE602007014305D1; US7588011B2; US7810467B2; EP2275682B1; CN101178064B; EP1921317A2; US20090293834A1; JP4687991B2

Abstract

【課題】エンジンの高速回転時においても、作動オイル被送給部に送給する必要油量を確実に確保でき、搭載性に優れた簡便な構造の油供給装置を提供する。
【解決手段】単一の吐出ポート３１からの作動オイルを作動オイル被送給部７に送給する第一油路６１と、作動オイルを油圧制御バルブ４に送給する第二油路６２と、リリーフ油路６６と、弁体油路４４とを備え、第一油路６１の作動オイルの油圧が第一圧力範囲のとき、作動オイルを第一油路６１に送給し、第二圧力範囲のとき、作動オイルを第一油路６１に送給すると共に弁体油路４４を経由してリリーフ油路６６に送給し、第三圧力範囲のとき、作動オイルを第一油路６１に送給すると共に油圧制御バルブ４を経由して第一油路６１に合流させ、第四圧力範囲のとき、作動オイルを第一油路６１に送給すると共に油圧制御バルブ４を経由してリリーフ油路６６に送給するエンジンの油供給装置Ｘ。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車用内燃機関の潤滑に用いられる油供給装置に関する。

例えば自動車用のエンジンにおいて、エンジンの潤滑に使用する作動オイルをエンジン内の各部に送給する油供給装置は、エンジンの回転数に応じて作動オイルの吐出圧を適切に調節できる吐出量可変構造を有していた。

例えば特許文献１に記載の油供給装置は、クランクシャフトと同期して駆動するロータの回転に伴って作動オイルを吸い込む吸込ポートを備えると共に、ロータの回転に伴って作動オイルを吐出する第一吐出ポート及び第二吐出ポートを備えたポンプ本体を備える。さらに、当該油供給装置は、少なくとも第一吐出ポートからの作動オイルを作動オイル被送給部に送給する第一油路と、第二吐出ポートからの作動オイルを第一油路に送給する第二油路と、第一油路への作動オイルの油圧に応答して作動する弁体を備えた油圧制御バルブからの作動オイルを吸込ポート及びオイルパンの少なくとも一方に返送するリリーフ油路とを備える。

この油供給装置において、弁体には第一弁体油路および第二弁体油路を設けてある。そして、第一油路への作動オイルの油圧が所定域のときに、第二吐出ポートからの作動オイルを第一弁体油路経由で第一油路に送給し、第一油路への作動オイルの油圧が所定域よりも大きいときに、第二吐出ポートからの作動オイルを第二弁体油路経由で第一油路に送給するように構成してある。

第一油路の作動オイルの油圧が所定域のときに、第二吐出ポートからの作動オイルを第一弁体油路経由で第一油路に送給可能に構成すると、このときの第一油路への作動オイルの送給量は、第一吐出ポートの吐出量と第二吐出ポートの吐出量とを合わせた量となる。

内燃機関の回転数及びロータの回転数が増して、第一吐出ポートからの作動オイルだけで必要油圧が確保された場合には、第一油路からの作動オイルと第二油路からの作動オイルとを合流させる必要がない。この場合、第二油路における余剰の作動オイルを第一油路に送給することなくリリーフ油路に帰還させる。

一方、作動オイル被送給部によっては、ロータ回転数が高速域であるとき、多量の作動オイルの供給が必要となる。
そのため、当該油供給装置では、第一油路への作動オイルの油圧が所定域よりも大きいときに、第二吐出ポートからの作動オイルを第二弁体油路経由で第一油路に送給するように構成した。このとき、第一油路への作動オイルの送給量が一旦、第一吐出ポートからの作動オイルのみとなった後であっても、第一油路への作動オイルの送給量を、再度第一吐出ポートの吐出量と第二吐出ポートの吐出量とを合わせた量とすることができる。

これにより、ロータ回転数が高速域にある場合でも、送給できる作動オイルの容量を増大できるため、作動オイル被送給部に送給する必要油量を確実に確保できる。

特開２００５−１４００２２号公報

特許文献１のエンジンの油供給装置では、第二吐出ポートからの作動オイルは、その全量が油圧制御バルブにおける弁体の第一弁体油路と第二弁体油路とを経由して第一吐出ポートに流入している。このとき、圧損を低減するため、当該弁体および油圧制御バルブは大型化していた。しかし、油供給装置をエンジンに搭載する上で、当該油供給装置は小型化できる方が望ましい。

従って、本発明の目的は、エンジンの高速回転時においても、作動オイル被送給部に送給する必要油量を確実に確保でき、搭載性に優れた簡便な構造の油供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るエンジンの油供給装置の第一特徴構成は、クランクシャフトと同期して駆動するロータの回転に伴って作動オイルを吸い込む吸込ポートを備えると共に、前記ロータの回転に伴って作動オイルを吐出する単一の吐出ポートを備えたポンプ本体と、前記吐出ポートに接続され、前記吐出ポートからの作動オイルを作動オイル被送給部に送給する第一油路と、前記第一油路に対して中間油路を介して接続され、前記第一油路の作動オイルの油圧に応答して作動する油圧制御バルブと、前記吐出ポートの前記第一油路の接続部より上手側において前記吐出ポートに接続され、前記吐出ポートからの作動オイルを前記油圧制御バルブに送給する第二油路と、前記油圧制御バルブの作動オイルを、前記吸込ポート及びオイルパンの少なくとも一方に返送するリリーフ油路と、前記油圧制御バルブの弁体に設けられた弁体油路と、を備え、前記第一油路の作動オイルの油圧が第一圧力範囲にあるときに、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二油路および前記リリーフ油路を閉じ、前記吐出ポートからの作動オイルを前記第一油路に送給し、前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第一圧力範囲より大きい第二圧力範囲のときに、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記第二油路から前記油圧制御バルブの前記弁体油路を経由して前記リリーフ油路に送給し、前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第二圧力範囲よりも大きい第三圧力範囲のときに、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記リリーフ油路を閉じ、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記第二油路から前記油圧制御バルブ、前記中間油路を経由して前記第一油路に合流させ、前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第三圧力範囲よりも大きい第四圧力範囲のときに、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記油圧制御バルブにおいて前記第二油路、前記中間油路および前記リリーフ油路を連通させ、前記吐出ポートの作動オイルを前記リリーフ油路に送給する点にある。

上記第一特徴構成によれば、吐出ポートを１つとしたため、従来のようにメイン吐出ポートとサブ吐出ポートとを仕切る仕切り部をポンプ本体に設ける必要がない。そのため、簡便な構成の油供給装置となり、小型化が可能となってエンジンへの搭載性が向上し、低コスト化を図ることができる。
このように簡便な油供給装置であっても、以下に説明するようにエンジンの高速回転時においても、作動オイル被送給部に送給する必要油量を確実に確保できる。

第一油路の作動オイルの油圧が第一圧力範囲のときに、油圧制御バルブの弁体により前記第二油路および前記リリーフ油路を閉じ、吐出ポートからの作動オイルを第一油路に送給可能に構成すると、このときの作動オイル被送給部への作動オイルの送給量は、吐出ポートからの総吐出量となる（図７：Ｏ−Ｐ線）。

内燃機関の回転数及びロータの回転数が増して吐出ポートから吐出された作動オイルの油圧が第一圧力範囲よりも大きくなり、必要油圧が確保される第二圧力範囲においては、吐出ポートからの作動オイルを第一油路に送給する。その一方で、一部の作動オイルを作動オイル被送給部に送給することなく、第二油路から弁体油路を経由してリリーフ油路に送給させる（図７：Ｐ−Ｒ線）。
この結果、必要油圧が確保された場合においては、余分の仕事は低減、回避され、その分油供給装置の駆動馬力は低減される。

一方、作動オイル被送給部においては、ロータ回転数が高速域であるとき、迅速にピストンへの多量の作動オイルの供給が必要となる場合がある。
そのため、本構成では、第一油路の作動オイルの油圧が第二圧力範囲よりも大きい第三圧力範囲のときに、弁体によりリリーフ油路を閉じ、吐出ポートからの作動オイルを、第一油路に送給すると共に、第二油路から油圧制御バルブ、中間油路を経由して第一油路に合流させるように構成した。このとき、作動オイル被送給部への作動オイルの送給量は、再度、吐出ポートから吐出される総吐出量（図７：Ｓ−Ｔ線）となる。

その後、内燃機関の回転数及びロータの回転数が増して吐出ポートから吐出された作動オイルの油圧が所定量よりも大きくなり、必要油圧が確保される第四圧力範囲においては、吐出ポートからの作動オイルを、第一油路に送給すると共に、油圧制御バルブにおいて第二油路、中間油路およびリリーフ油路を連通させ、吐出ポートの作動オイルをリリーフ油路に送給する。そのため、余剰の作動オイルを第一油路に送給することなく、油圧制御バルブを経由してリリーフ油路に送給でき（図７：Ｔ−Ｕ線）、余分の仕事は低減、回避される。

以上により、本構成であれば、ロータ回転数が高速域においても、再度、送給できる作動オイルの容量を増大できるため、作動オイル被送給部に送給する必要油量を確実に確保できる。

本発明に係るエンジンの油供給装置の第二特徴構成は、クランクシャフトと同期して駆動するロータの回転に伴って作動オイルを吸い込む吸込ポートを備えると共に、前記ロータの回転に伴って作動オイルを吐出する単一の吐出ポートを備えたポンプ本体と、前記吐出ポートに接続され、前記吐出ポートからの作動オイルを作動オイル被送給部に送給する第一油路と、前記第一油路に対して中間油路を介して接続され、前記第一油路の作動オイルの油圧に応答して作動する油圧制御バルブと、前記吐出ポートの前記第一油路の接続部より上手側において前記吐出ポートに接続され、前記吐出ポートからの作動オイルを前記油圧制御バルブに送給する第二油路と、前記油圧制御バルブに対して第一接続路及び第二接続路を接続し、前記油圧制御バルブの作動オイルを、前記吸込ポート及びオイルパンの少なくとも一方に返送するリリーフ油路と、前記油圧制御バルブの弁体に設けられた弁体油路と、を備え、前記第一油路の作動オイルの油圧が第一圧力範囲にあるときに、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二油路および前記リリーフ油路を閉じ、前記吐出ポートからの作動オイルを前記第一油路に送給し、前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第一圧力範囲より大きい第二圧力範囲のときに、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二接続路を閉じ、前記第二油路から前記油圧制御バルブの前記弁体油路を経由して前記第一接続路から前記リリーフ油路に送給し、前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第二圧力範囲よりも大きい第三圧力範囲のときに、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二油路および前記リリーフ油路を閉じ、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給し、前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第三圧力範囲よりも大きい第四圧力範囲のときに、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二油路および前記第一接続路を閉じ、前記油圧制御バルブにおいて前記中間油路および前記リリーフ油路を連通させ、前記吐出ポートの作動オイルを前記第二接続路から前記リリーフ油路に送給する点にある。

上記第二特徴構成によれば、油圧制御バルブからの作動オイルをリリーフ油路に送給する接続路を２本設けている。このとき、当該接続路が１本の場合に比べて、油圧制御バルブからの作動オイルのリリーフタイミングがエンジンの回転域に合せ易くなる。そのため、油圧制御バルブの設計の自由度が増す。

また、本構成によれば、吐出ポートを１つとしたため、従来のようにメイン吐出ポートとサブ吐出ポートとを仕切る仕切り部をポンプ本体に設ける必要がない。そのため、簡便な構成の油供給装置となり、小型化が可能となってエンジンへの搭載性が向上し、低コスト化を図ることができる。
このように簡便な油供給装置であっても、以下に説明するようにエンジンの高速回転時においても、作動オイル被送給部に送給する必要油量を確実に確保できる。

第一油路の作動オイルの油圧が第一圧力範囲にあるときに、油圧制御バルブの弁体により第二油路およびリリーフ油路を閉じ、吐出ポートからの作動オイルを第一油路に送給可能に構成すると、このときの作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量は、吐出ポートからの総吐出量となる（図７：Ｏ−Ｐ線）。

内燃機関の回転数及びロータの回転数が増して吐出ポートから吐出された作動オイルの油圧が第一圧力範囲よりも大きくなり、必要油圧が確保される第二圧力範囲においては、吐出ポートからの作動オイルを、第一油路に送給する。その一方で、一部の作動オイルを作動オイル被送給部に送給することなく、弁体により第二接続路を閉じ、第二油路から弁体油路を経由して第一接続路からリリーフ油路に送給させる（図７：Ｐ−Ｒ線）。この結果、必要油圧が確保された場合においては、余分の仕事は低減、回避され、その分油供給装置の駆動馬力は低減される。

一方、作動オイル被送給部においては、ロータ回転数が高速域であるとき、迅速にピストンへの多量の作動オイルの供給が必要となる場合がある。
そのため、本構成では、第一油路の作動オイルの油圧が第二圧力範囲よりも大きい第三圧力範囲のときに、弁体により第二油路およびリリーフ油路を閉じ、吐出ポートからの作動オイルを、第一油路に送給するように構成した。このとき、作動オイル被送給部への作動オイルの送給量は、再度、吐出ポートからの総吐出量（図７：Ｓ−Ｔ線）となる。

その後、内燃機関の回転数及びロータの回転数が増して吐出ポートから吐出された作動オイルの油圧が所定量よりも大きくなり、必要油圧が確保される第四圧力範囲においては、吐出ポートからの作動オイルを、第一油路に送給すると共に、弁体により第二油路および第一接続路を閉じ、油圧制御バルブにおいて中間油路およびリリーフ油路を連通させ、吐出ポートの作動オイルを第二接続路からリリーフ油路に送給する。そのため、余剰の作動オイルを第一油路に送給することなく、油圧制御バルブを経由してリリーフ油路に送給でき（図７：Ｔ−Ｕ線）、余分の仕事は低減、回避される。

〔第一実施形態〕
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本実施例では、車両に搭載して内燃機関のクランクシャフトの回転に伴い油圧を発生させるエンジンの油供給装置を示す。図１に油供給装置の概念構成図、図２に実際の搭載設計図の概要を示す。

図１〜２に示したように、本発明のエンジンの油供給装置Ｘは、クランクシャフトと同期して駆動するロータ２の回転に伴って作動オイルを吸い込む吸込ポート３６を備えると共に、ロータ２の回転に伴って作動オイルを吐出する単一の吐出ポート３１を備えたポンプ本体１を備える。そして、当該吐出ポート３１に接続され、吐出ポート３１からの作動オイルを作動オイル被送給部７に送給する第一油路６１と、第一油路６１に対して中間油路６１ｒを介して接続され、第一油路６１の作動オイルの油圧に応答して作動する油圧制御バルブ４と、吐出ポート３１の第一油路６１の接続部より上手側において吐出ポート３１に接続され、吐出ポート３１からの作動オイルを油圧制御バルブ４に送給する第二油路６２と、を備える。さらに、当該油圧制御バルブ４の作動オイルを、吸込ポート３６及びオイルパン６９の少なくとも何れか一方に返送するリリーフ油路６６と、油圧制御バルブ４の弁体４７に設けられた弁体油路４４と、を備えている。以下に各部材について詳述する。

（ポンプ本体）
油供給装置Ｘに係るポンプ本体１は金属製（例えばアルミ系合金、鉄系合金）であり、ポンプ本体１内部にはポンプ室１０が形成されている。ポンプ室１０には、多数個の内歯１１を備えたドリブンギヤを構成する内歯車部１２が形成してある。

ポンプ室１０には金属製のロータ２が回転自在に配置されている。ロータ２は駆動源としての内燃機関のクランクシャフトに接続され、クランクシャフトと共に回転する。ロータ２の回転数は、例えば、６００〜７０００ｒｐｍ程度となる様に設計してある。

ロータ２には、多数個の外歯２１を備えたドライブギヤを構成する外歯車部２２が形成してある。内歯１１及び外歯２１はトロコイド曲線又はサイクロイド曲線等で規定されている。ロータ２の回転方向は矢印Ａ１方向であり、ロータ２の回転に伴いロータ２の外歯２１が内歯１１に次々と入り込み、内歯車部１２も同方向に回転する。

外歯２１と内歯１１とによりポンプ室２２ａ〜２２ｋが形成される。図１では、ポンプ室２２ｋは最も容積が大きなものであり、ポンプ室２２ｅ及び２２ｆは最も容積が小さくなっている。
このとき、例えば、図１において反時計周りにポンプ室２２ｅ〜２２ａを見ると、次第に容積が大きくなるため吸込圧が生成し、作動オイルの吸込作用が得られる。また、ポンプ室２２ｊ〜２２ｆは、次第に容積が小さくなるため吐出圧が生成し、作動オイルの吐出作用が得られる。

吐出ポート３１は、ロータ２の回転に伴いポンプ室１０から作動オイルを吐出するポートである。吐出ポート３１は端辺３１ａ、３１ｃを備えている。
また、ポンプ本体１には、吸込ポート３６が形成してある。吸込ポート３６は、ロータ２の回転に伴いポンプ室１０に作動オイルを吸い込むポートである。吸込ポート３６は端辺３６ａ、３６ｃを備えている。

（作動オイル供給油路）
第一油路６１は、吐出ポート３１と作動オイル被送給部７とを連絡する油路である。
作動オイル被送給部７は、例えば、給油を必要とするすべり軸受やベアリング等の潤滑装置、内燃機関の動弁機構、内燃機関のシリンダやピストン等の駆動機構が挙げられる。
また、当該第一油路６１は、中間油路６１ｒにより油圧制御バルブ４と接続している。

第二油路６２は、吐出ポート３１と油圧制御バルブ４とをつなぐ油路であり、吐出ポート３１から吐出された作動オイルを油圧制御バルブ４に送給する機能を有する。

リリーフ油路６６は、油圧制御バルブ４からの作動オイルを吸込ポート３６及びオイルパンの少なくとも何れか一方に返送する油路である。油圧制御バルブ４とリリーフ油路６６とは、第一接続路６３により接続される。

他に、作動オイルをオイルパン６９から吸い込む通路６６ｎが吸込ポート３６に連通して設けてある。

（油圧制御バルブ）
油圧制御バルブ４は、第一油路６１への作動オイルの油圧に応答して作動する弁体４７を備えており、当該弁体４７は、弁体４７が摺動自在な空間である弁収容室４０に収容される。弁収容室４０には、弁体４７がバネ４９に矢印Ｂ１方向に付勢された状態で装入してある。

弁体４７には、作動オイルが流通可能な弁体油路４４が設けてある。当該弁体油路４４は、弁体４７により形成される作動オイルの通路であればよく、弁体４７の内部を貫通する筒状や、弁体４７の周囲に形成された溝状の形状とすることが可能である。
弁体４７において、弁体４７の作動方向における両端には、第一弁部４７ｘおよび第二弁部４７ｙが設けてある。弁体油路４４・第一弁部４７ｘ・第二弁部４７ｙの作動方向寸法の設計については後述する。

また、油圧制御バルブ４には、上述した各油路と連通させる第一弁孔４１、第二弁孔４２、帰還孔４３ａが設けてある。
第一弁孔４１は、中間油路６１ｒを介して第一油路６１と連通可能である。これにより、弁体４７に作動オイルの油圧を伝達することができる。
第二弁孔４２は第二油路６２と連通可能である。これにより、吐出ポート３１からの作動オイルを弁体油路４４に導入することができる。
帰還孔４３ａはリリーフ油路６６と連通可能である。これにより、油圧制御バルブ４からの作動オイルを吸込ポート３６に返送することができる。

上述した本発明の油供給装置Ｘにおいては、ロータ２の回転数の増加に伴い、油圧制御バルブ４の弁体４７は、以下の形態Ａ〜Ｄを呈する。この形態Ａ〜Ｄにおいて、それぞれ、第一油路６１の作動オイルの油圧が第一圧力範囲〜第四圧力範囲である場合に対応させて説明する。

形態Ａ（第一圧力範囲）
エンジン始動直後等、ロータ２の回転数が少ない低速域の場合（例えば１５００回転程度まで）、吐出ポート３１から吐出された第一油路６１の作動オイルの油圧により作動オイル被送給部７へ作動オイルを送給する。また、このときの油圧が中間油路６１ｒ及び油圧制御バルブ４の第一弁孔４１を介して弁体４７に作用する。これにより弁体４７を駆動させる弁体駆動力Ｆ１が生じる。弁体駆動力Ｆ１がバネ４９の付勢力Ｆ３よりも小さなときには（Ｆ１＜Ｆ３）、バネ４９により弁体４７は矢印Ｂ１方向に移動する（図１）。
このときの第一油路６１の作動オイルの油圧を第一圧力範囲とする。

このとき、弁体４７の第一弁部４７ｘが帰還孔４３ａを、第二弁部４７ｙが第一弁孔４１をそれぞれ閉鎖する。このとき、第二油路６２およびリリーフ油路６６が閉じた状態となり、第二油路６２から油圧制御バルブ４には作動オイルは流入しない（図３）。そのため、吐出ポート３１からの作動オイルを、油圧制御バルブ４を経由しないで第一油路６１に送給可能となる。
尚、本明細書では、「油路が閉じる」とは作動オイルが流通しない状態を指すものとする。

つまり、第一油路６１の作動オイルの油圧が第一圧力範囲にあるとき、第一油路６１への作動オイルの送給量は、吐出ポートから吐出される総吐出量と略等しくなる。
このとき、作動オイル被送給部７へ送給される油量は、図７のＯ―Ｐ線で示される特性、つまり、ロータ２の回転数がＮ１（例えば１５００回転）まで増加するに伴い、吐出ポート３１からの作動オイルの吐出量が増加し、第一油路６１の油圧が増大する特性が得られる。

形態Ｂ（第二圧力範囲）
駆動源である内燃機関のクランクシャフトの回転数の増加に伴ってロータ２の回転数が増加し、ロータの回転数が所定回転数Ｎ１を越える第一中速域において、弁体駆動力Ｆ１が増加してバネ４９の付勢力Ｆ３に打ち勝つと（Ｆ１＞Ｆ３）、弁体駆動力Ｆ１と付勢力Ｆ３とが均衡するまで弁体４７は矢印Ｂ２方向（図１参照）に移動する。
このときの第一油路６１への作動オイルの油圧は、第一圧力範囲より大きい第二圧力範囲となる。

このとき、図４に示したように、第一弁部４７ｘにおける帰還孔４３ａの閉鎖が解除される。このとき、吐出ポート３１からの作動オイルは、一部が第一油路６１に送給可能に、残りの一部が第二油路６２から弁体油路４４を経由して第一接続路６３からリリーフ油路６６に送給可能となる。

つまり、第一油路６１の作動オイルの油圧が第二圧力範囲のとき、第一油路６１への作動オイルの送給量は、吐出ポート３１から吐出される総吐出量から、リリーフ油路６６に送給した油量を引いた量となる。
このとき、作動オイル被送給部７へ送給される油量は、図７のＰ−Ｒ線で示される特性となる。つまり、リリーフ油路６６への経路が連通する状態となるため、ロータの回転数の増加に対する作動オイル被送給部７への吐出量の増加割合が小さくなる。

ここで、作動オイル被送給部７としてＶＶＴ（バルブ開閉時期制御装置）の必要油量とエンジンのロータ回転数との関係を示す。例えば、エンジン始動直後は、吐出ポート３１からの総吐出量程度の油量が必要であるが、ロータ回転数が所定回転数（Ｎ１）を越えると総吐出量は必要なくなり、やがて総吐出量より少ない量で必要油量が確保できるようになる（図７のＶで示した領域）。そのため、図７のＯ―Ｐ、Ｐ−Ｒ線のそれぞれの傾きが、ＶＶＴ必要油量Ｖを上回るように油供給装置Ｘを構成するのが好ましい。

形態Ｃ（第三圧力範囲）
ロータの回転数がさらに上昇するＮ２（例えば４０００回転）以上の第二中速域になると、弁体４７はさらに矢印Ｂ２方向（図１参照）に移動する。
このとき第一油路６１の作動オイルの油圧は、第二圧力範囲よりも大きい第三圧力範囲となる。

このとき、図５に示したように、第二弁孔４２と第二油路６２とが連通した状態となり、弁体４７の第二弁部４７ｙが帰還孔４３ａを閉鎖してリリーフ油路６６が閉じた状態となる。従って、作動オイルのリリーフ油路６６への移送が停止するため、リリーフ油路６６へ移送されていた作動オイルの移送先が第一油路６１に変更される。そのため、吐出ポート３１からの作動オイルを、第一油路６１に送給すると共に、第二油路６２から油圧制御バルブ４、中間油路６１ｒを経由して第一油路６１に合流させることが可能となる。
つまり、第一油路６１の作動オイルの油圧が第三圧力範囲のとき、作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量は、再度、吐出ポートから吐出される量の全量となる。
このとき、作動オイル被送給部７への油量は、図７のＲ―Ｔ線で示される特性となる。つまり、作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量が上昇し（図７：Ｒ―Ｓ線）、その後、吐出ポート３１からの総吐出量が作動オイル被送給部７へ送給される（図７：Ｓ―Ｔ線）。

形態Ｄ（第四圧力範囲）
ロータの回転数がさらに上昇するＮ３（例えば４５００回転）以上になる高速域になると、弁体４７はさらに矢印Ｂ２方向（図１参照）に移動する。
このとき第一油路６１の前記作動オイルの油圧は、第三圧力範囲よりも大きい第四圧力範囲となる。

このとき、図６に示したように、弁体４７による帰還孔４３ａの閉鎖が解除される。そのため、吐出ポート３１からの作動オイルを、第一油路６１に送給すると共に、油圧制御バルブ４において第二油路６２、中間油路６１ｒおよびリリーフ油路６６を連通させ、吐出ポート３１の作動オイルをリリーフ油路６６に送給することが可能となる。

つまり、第一油路６１の作動オイルの油圧が第四圧力範囲のとき、作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量は、吐出ポート３１から吐出される総吐出量から、リリーフ油路６６に送給した油量を引いた量となる。
このとき、作動オイル被送給部７へ送給される油量は、図７のＴ―Ｕ線で示される特性となる。つまり、リリーフ油路６６への経路が連通する状態となるため、ロータの回転数の増加に対する作動オイル被送給部７への吐出量の増加割合が小さくなる。

ここで、作動オイル被送給部７としてピストン用ジェットの必要油量とエンジンのロータ回転数との関係を示す。例えば、ロータ回転の高速域付近では、吐出ポート３１の総吐出量程度の油量が必要であるが、ロータ回転数が所定回転数（Ｎ３）を越えると総吐出量は必要なくなる（図７のＷで示した領域）。そのため、図７のＴ−Ｕ線の傾きが、ピストン用ジェット必要油量Ｗを上回るように油供給装置Ｘを構成するのが好ましい。

本発明では、吐出ポート３１を１つとし、弁体４７が有する弁体油路４４を１つとしたため、簡便な構成の油供給装置Ｘとなる。
このように簡便な油供給装置Ｘであっても、以下に説明するようにエンジンの高速回転時においても、作動オイル被送給部７に送給する必要油量を確実に確保できる。

第一油路６１の作動オイルの油圧が第一圧力範囲のときに、油圧制御バルブ４の弁体４７により第二油路６２およびリリーフ油路６６を閉じ、吐出ポート３１からの作動オイルを第一油路６１に送給可能に構成すると、このときの作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量は、吐出ポート３１からの総吐出量となる（図７：Ｏ−Ｐ線）。

内燃機関の回転数及びロータの回転数が増して吐出ポート３１から吐出された作動オイルの油圧が第一圧力範囲よりも大きくなり、必要油圧が確保される第二圧力範囲においては、吐出ポート３１からの作動オイルを第一油路６１に送給する。その一方で、一部の作動オイルを作動オイル被送給部７に送給することなく、第二油路から弁体油路４４を経由してリリーフ油路６６に送給させる（図７：Ｐ−Ｒ線）。
この結果、必要油圧が確保された場合においては、余分の仕事は低減、回避され、その分油供給装置Ｘの駆動馬力は低減される。

一方、例えば、ピストン用ジェット等の作動オイル被送給部７においては、ロータ回転数が高速域であるとき、迅速にピストンへ多量の作動オイルを供給する必要がある。
そのため、本発明では、第一油路６１の作動オイルの油圧が第二圧力範囲よりも大きい第三圧力範囲のときに、弁体４７によりリリーフ油路６６を閉じ、吐出ポート３１からの作動オイルを、第一油路６１に送給すると共に、第二油路６２から油圧制御バルブ４、中間油路６１ｒを経由して第一油路６１に合流させるように構成した。このとき、第二圧力範囲において第一油路６１への作動オイルの送給量が一旦減少した後であっても、作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量を、再度、吐出ポート３１からの総吐出量（図７：Ｓ−Ｔ線）とすることができる。

その後、内燃機関の回転数及びロータの回転数が増して吐出ポート３１から吐出された作動オイルの油圧が所定量よりも大きくなり、必要油圧が確保される第四圧力範囲においては、吐出ポート３１からの作動オイルを、第一油路に送給すると共に、油圧制御バルブ４において第二油路６２、中間油路６１ｒおよびリリーフ油路６６を連通させ、吐出ポート３１の作動オイルをリリーフ油路６６に送給する。そのため、余剰の作動オイルを第一油路６１に送給することなく、油圧制御バルブ４を経由してリリーフ油路６６に送給でき（図７：Ｔ−Ｕ線）、余分の仕事は低減、回避される。

以上により、本発明の油供給装置Ｘであれば、ロータ回転数が高速域においても、再度、送給できる作動オイルの容量を増大できるため、作動オイル被送給部７に送給する必要油量を確実に確保できる。

上述した実施形態において、油圧制御バルブ４における弁体油路４４・第一弁部４７ｘ・第二弁部４７ｙの作動方向寸法は、以下のように設計される。
形態Ａ（図３）より、第一弁部４７ｘが帰還孔４３ａを閉鎖したとき、第二弁部４７ｙが第一弁孔４１と第二弁孔４２との連通を閉鎖する。
形態Ｂ（図４）より、第一弁部４７ｘが帰還孔４３ａの閉鎖を解除したとき、第二弁部４７ｙが第一弁孔４１と第二弁孔４２との連通の閉鎖状態を維持する。
形態Ｃ（図５）より、第二弁部４７ｙが帰還孔４３ａを閉鎖したとき、第一弁孔４１と第二弁孔４２とを連通させる。
形態Ｄ（図６）より、第二弁部４７ｙが帰還孔４３ａの閉鎖を解除したとき、第一弁孔４１と第二弁孔４２とを連通状態を維持する。

従って、弁体油路４４・第一弁部４７ｘ・第二弁部４７ｙの作動方向寸法は精密な寸法関係が要求される。このような寸法関係が得られない場合、第二油路６２が閉塞して吐出ポート３１の圧力が異常に上昇することにより、駆動馬力の増加やポンプ本体１の破損といった不都合が生じる。しかし、本構成では、油圧が過大になることなく、必要油量を作動オイル被送給部７に送給することができる。

〔第二実施形態〕
上述した第一実施形態では、油圧制御バルブ４は、単一の第一接続路６３を介してリリーフ油路６６と接続していた。しかし、これに限られるものではなく、油圧制御バルブ４とリリーフ油路６６との接続は、複数の接続路を介して構成することが可能である。

図８〜１１に示したように、油圧制御バルブ４とリリーフ油路６６とを、第一接続路６３および第二接続路６４で接続する。このとき、油圧制御バルブ４には、第二接続路６４と接続する帰還孔４３ｂを設ける。
弁体４７において、弁体油路４４・第一弁部４７ｘ・第二弁部４７ｙの作動方向寸法の設計は、後述するように第一実施形態とは異なる。その他の構成は第一実施形態と同様であるため、説明は省略する。

第二実施形態の油供給装置Ｘにおいては、ロータ２の回転数の増加に伴い、油圧制御バルブ４の弁体４７は、以下の形態Ａ’〜Ｄ’を呈する。この形態Ａ’〜Ｄ’において、それぞれ、第一油路６１の作動オイルの油圧を第一圧力範囲〜第四圧力範囲に対応させて説明する。尚、第一圧力範囲〜第四圧力範囲の定義については、ロータ２の回転数および第一油路６１の作動オイルの油圧の関係より区切った第一実施形態と同様としたため、これに関連する説明は省略する。

形態Ａ’（第一圧力範囲）
このとき、図８に示したように、弁体４７の第一弁部４７ｘが帰還孔４３ａを、第二弁部４７ｙが帰還孔４３ｂをそれぞれ閉鎖して、弁体４７が第二油路６２およびリリーフ油路６６を閉じた状態となる。そのため、第二油路６２から油圧制御バルブ４には作動オイルは流入せず、吐出ポート３１からの作動オイルを、第一油路６１に送給可能となる。
つまり、第一油路６１の作動オイルの油圧が第一圧力範囲にあるとき、作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量は、吐出ポート３１から吐出される総吐出量（図７のＯ―Ｐ線）となる。

形態Ｂ’（第二圧力範囲）
図９に示したように、第二弁部４７ｘにおける帰還孔４３ａの閉鎖が解除されるが、第二弁部４７ｙにおける帰還孔４３ｂの閉鎖は解除されない。つまり、弁体４７により第二接続路６４は閉じた状態となる。
このとき、吐出ポート３１からの作動オイルは、一部が第一油路６１に送給可能となり、残りの一部が、第二油路６２から油圧制御バルブ４の弁体油路４４を経由して第一接続路６３からリリーフ油路６６に送給可能となる。

つまり、第一油路６１の作動オイルの油圧が第二圧力範囲のとき、作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量は、吐出ポート３１から吐出される総吐出量から、第一接続路６３からリリーフ油路６６に送給した油量を引いた量（図７のＰ−Ｒ線）とすることができる。
尚、第一接続路６３の直径等を種々変更することにより、図７のＰ−Ｒ線の傾きも所望の傾きに変更することが可能である。

形態Ｃ’（第三圧力範囲）
このとき、図１０に示したように、第二弁部４７ｙが第二弁孔４２および帰還孔４３ａ，４３ｂをそれぞれ閉鎖した状態となり、弁体４７により第二油路６２およびリリーフ油路６６を閉じた状態となる。そのため、第二油路６２から油圧制御バルブ４には作動オイルは流入せず、吐出ポート３１からの作動オイルを、油圧制御バルブ４を経由しないで第一油路６１に送給可能となる。
つまり、第一油路６１の作動オイルの油圧が第三圧力範囲にあるとき、作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量は、吐出ポートから吐出される総吐出量（図７のＲ―Ｔ線）となる。

形態Ｄ’（第四圧力範囲）
このとき、図１１に示したように、第二弁部４７ｙにおける帰還孔４３ｂの閉鎖が解除される。第二弁部４７ｙにおける第二弁孔４２および帰還孔４３ａの閉鎖は解除されない。即ち、弁体４７により第二油路６２および第一接続路６３を閉じ、油圧制御バルブにおいて中間油路６１ｒおよびリリーフ油路６６を連通させることとなる。そのため、吐出ポート３１からの作動オイルを、第一油路６１に送給すると共に、第二接続路６４からリリーフ油路６６に送給可能となる。

つまり、第一油路６１の作動オイルの油圧が第四圧力範囲のとき、作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量は、吐出ポート３１から吐出される量の全量から、第二接続路６４からリリーフ油路６６に送給した油量を引いた量（図７のＴ―Ｕ線）となる。

上述した第二実施形態では、油圧制御バルブ４からリリーフ油路６６に作動オイルを送給する接続路を２本設けている。このとき、当該接続路が１本の場合に比べて、油圧制御バルブ４からリリーフ油路６６に作動オイルを送給するリリーフタイミングがエンジンの回転域に合せ易くなる。そのため、油圧制御バルブ４の設計の自由度が増す。
また、第二実施形態では、上述した第一実施形態と同様に簡便な構成の油供給装置Ｘとなる。しかし、このように簡便な油供給装置であっても、以下に説明するようにエンジンの高速回転時においても、作動オイル被送給部７に送給する必要油量を確実に確保できる。

第一油路６１の作動オイルの油圧が第一圧力範囲にあるときに、油圧制御バルブ４の弁体４７により第二油路６２およびリリーフ油路６６を閉じ、吐出ポート３１からの作動オイルを第一油路６１に送給可能に構成すると、このときの作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量は、吐出ポートからの総吐出量となる（図７：Ｏ−Ｐ線）。

内燃機関の回転数及びロータの回転数が増して吐出ポート３１から吐出された作動オイルの油圧が第一圧力範囲よりも大きくなり、必要油圧が確保される第二圧力範囲においては、吐出ポート３１からの作動オイルを、第一油路６１に送給する。その一方で、余剰の作動オイルを作動オイル被送給部７に送給することなく、弁体４７により第二接続路６４を閉じ、第二油路６２から弁体油路４４を経由して第一接続路６３からリリーフ油路６６に送給させる（図７：Ｐ−Ｒ線）。

一方、例えば、ピストン用ジェット等の作動オイル被送給部７においては、ロータ回転数が高速域であるとき、迅速にピストンへ多量の作動オイルを供給する必要がある。
そのため、本実施形態では、第一油路６１の作動オイルの油圧が第二圧力範囲よりも大きい第三圧力範囲のときに、弁体４７により第二油路６２およびリリーフ油路６６を閉じ、吐出ポート３１からの作動オイルを、第一油路６１に送給するように構成した。このとき、第二圧力範囲において第一油路６１への作動オイルの送給量が一旦減少した後であっても、作動オイル被送給部７への作動オイルの送給量を、再度、吐出ポート３１からの総吐出量（図７：Ｓ−Ｔ線）とすることができる。
これにより、ロータ回転数が高速域においても、再度、送給できる作動オイルの容量を増大できるため、作動オイル被送給部に送給する必要油量を確実に確保できる。

その後、内燃機関の回転数及びロータの回転数が増して吐出ポートから吐出された作動オイルの油圧が所定量よりも大きくなり、必要油圧が確保される第四圧力範囲においては、吐出ポート３１からの作動オイルを、第一油路６１に送給すると共に、弁体４７により第二油路６２および第一接続路６３を閉じ、油圧制御バルブにおいて中間油路６１ｒおよびリリーフ油路６６を連通させ、吐出ポート３１の作動オイルを第二接続路６４からリリーフ油路６６に送給する。そのため、余剰の作動オイルを第一油路６１に送給することなく、油圧制御バルブ４を経由してリリーフ油路６６に送給でき（図７：Ｔ−Ｕ線）、余分の仕事は低減、回避される。

以上により、本実施形態の油供給装置Ｘであれば、ロータ回転数が高速域においても、再度、送給できる作動オイルの容量を増大できるため、作動オイル被送給部７に送給する必要油量を確実に確保できる。

上述した別実施形態において、油圧制御バルブ４における弁体油路４４・第一弁部４７ｘ・第二弁部４７ｙの作動方向寸法は、以下のように設計される。
形態Ａ’（図８）より、第一弁部４７ｘが帰還孔４３ａを閉鎖し、第二弁部４７ｙが帰還孔４３ｂを閉鎖したとき、第二弁部４７ｙが第一弁孔４１と第二弁孔４２との連通を閉鎖する。
形態Ｂ’（図９）より、第一弁部４７ｘが帰還孔４３ａの閉鎖を解除し、第二弁部４７ｙが帰還孔４３ｂの閉鎖状態を維持するとき、第二弁部４７ｙが第一弁孔４１と第二弁孔４２との連通の閉鎖状態を維持する。
形態Ｃ’（図１０）より、第二弁部４７ｙが帰還孔４３ａ，４３ｂを閉鎖したとき、第二弁部４７ｙが第一弁孔４１と第二弁孔４２との連通の閉鎖状態を維持する。
形態Ｄ’（図１１）より、第二弁部４７ｙが帰還孔４３ａの閉鎖状態を維持し、帰還孔４３ｂの閉鎖状態を解除したとき、第二弁部４７ｙが第一弁孔４１と第二弁孔４２との連通の閉鎖状態を維持する。

従って、弁体油路４４・第一弁部４７ｘ・第二弁部４７ｙの作動方向寸法は精密な寸法関係が要求される。しかし、帰還孔を二箇所設け、これら帰還孔を、作動方向に位置ズレさせて配置すれば、弁体４７の位置に応じて、作動オイルを何れの帰還孔からリリーフさせるかを選択し易くなる。そのため、第一実施形態のように単一の帰還孔である場合と比べ、油圧制御バルブ４の設計の自由度が増す。

本発明は、内燃機関の潤滑に用いられる油供給装置として利用できる。

本発明の油供給装置の概念構成図本発明の油供給装置のエンジン搭載時の概略図ロータの回転数が低速域である場合（形態Ａ）の本発明の油供給装置の要部概略図ロータの回転数が第一中速域である場合（形態Ｂ）の本発明の油供給装置の要部概略図ロータの回転数が第二中速域である場合（形態Ｃ）の本発明の油供給装置の要部概略図ロータの回転数が高速域である場合（形態Ｄ）の本発明の油供給装置の要部概略図エンジンのロータ回転数と吐出ポート群の作動オイルの吐出量との関係を示したグラフロータの回転数が低速域である場合（形態Ａ’）の本発明の油供給装置の要部概略図ロータの回転数が第一中速域である場合（形態Ｂ’）の本発明の油供給装置の要部概略図ロータの回転数が第二中速域である場合（形態Ｃ’）の本発明の油供給装置の要部概略図ロータの回転数が高速域である場合（形態Ｄ’）の本発明の油供給装置の要部概略図

符号の説明

Ｘ油供給装置
１ポンプ本体
２ロータ
４油圧制御バルブ
７作動オイル被送給部
３１吐出ポート
３６吸込ポート
４４弁体油路
６１第一油路
６１ｒ中間油路
６２第二油路
６３第一接続路
６４第二接続路
６６リリーフ油路

Claims

クランクシャフトと同期して駆動するロータの回転に伴って作動オイルを吸い込む吸込ポートを備えると共に、前記ロータの回転に伴って作動オイルを吐出する単一の吐出ポートを備えたポンプ本体と、
前記吐出ポートに接続され、前記吐出ポートからの作動オイルを作動オイル被送給部に送給する第一油路と、
前記第一油路に対して中間油路を介して接続され、前記第一油路の作動オイルの油圧に応答して作動する油圧制御バルブと、
前記吐出ポートの前記第一油路の接続部より上手側において前記吐出ポートに接続され、前記吐出ポートからの作動オイルを前記油圧制御バルブに送給する第二油路と、
前記油圧制御バルブの作動オイルを、前記吸込ポート及びオイルパンの少なくとも一方に返送するリリーフ油路と、
前記油圧制御バルブの弁体に設けられた弁体油路と、
を備え、
前記第一油路の作動オイルの油圧が第一圧力範囲にあるときに、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二油路および前記リリーフ油路を閉じ、前記吐出ポートからの作動オイルを前記第一油路に送給し、
前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第一圧力範囲より大きい第二圧力範囲のときに、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記第二油路から前記油圧制御バルブの前記弁体油路を経由して前記リリーフ油路に送給し、
前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第二圧力範囲よりも大きい第三圧力範囲のときに、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記リリーフ油路を閉じ、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記第二油路から前記油圧制御バルブ、前記中間油路を経由して前記第一油路に合流させ、
前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第三圧力範囲よりも大きい第四圧力範囲のときに、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記油圧制御バルブにおいて前記第二油路、前記中間油路および前記リリーフ油路を連通させ、前記吐出ポートの作動オイルを前記リリーフ油路に送給するエンジンの油供給装置。
クランクシャフトと同期して駆動するロータの回転に伴って作動オイルを吸い込む吸込ポートを備えると共に、前記ロータの回転に伴って作動オイルを吐出する単一の吐出ポートを備えたポンプ本体と、
前記吐出ポートに接続され、前記吐出ポートからの作動オイルを作動オイル被送給部に送給する第一油路と、
前記第一油路に対して中間油路を介して接続され、前記第一油路の作動オイルの油圧に応答して作動する油圧制御バルブと、
前記吐出ポートの前記第一油路の接続部より上手側において前記吐出ポートに接続され、前記吐出ポートからの作動オイルを前記油圧制御バルブに送給する第二油路と、
前記油圧制御バルブに対して第一接続路及び第二接続路を接続し、前記油圧制御バルブの作動オイルを、前記吸込ポート及びオイルパンの少なくとも一方に返送するリリーフ油路と、
前記油圧制御バルブの弁体に設けられた弁体油路と、
を備え、
前記第一油路の作動オイルの油圧が第一圧力範囲にあるときに、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二油路および前記リリーフ油路を閉じ、前記吐出ポートからの作動オイルを前記第一油路に送給し、
前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第一圧力範囲より大きい第二圧力範囲のときに、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二接続路を閉じ、前記第二油路から前記油圧制御バルブの前記弁体油路を経由して前記第一接続路から前記リリーフ油路に送給し、
前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第二圧力範囲よりも大きい第三圧力範囲のときに、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二油路および前記リリーフ油路を閉じ、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給し、
前記第一油路への作動オイルの油圧が前記第三圧力範囲よりも大きい第四圧力範囲のときに、前記吐出ポートからの作動オイルを、前記第一油路に送給すると共に、前記油圧制御バルブの前記弁体により前記第二油路および前記第一接続路を閉じ、前記油圧制御バルブにおいて前記中間油路および前記リリーフ油路を連通させ、前記吐出ポートの作動オイルを前記第二接続路から前記リリーフ油路に送給するエンジンの油供給装置。