JP2014234765A

JP2014234765A - 車両のオイル吸入装置

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Publication number: JP2014234765A
Application number: JP2013116637A
Authority: JP
Inventors: 圭司東上; Keiji Tojo
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2014-12-15
Anticipated expiration: 2033-06-03
Also published as: CN104214091A; US20140356195A1; JP5914414B2; CN104214091B

Abstract

【課題】車両の駆動源から伝達された回転で駆動する機械式のオイルポンプの駆動トルクを低減でき、駆動源に与える損失を効果的に低減できるオイル吸入装置を提供する。
【解決手段】オイル貯留部（２）のオイルがオイルポンプ（１０）に吸入されるまでの吸入区間に設けた空気吸入バルブ（２０）を備える。空気吸入部（２０）は、大気側（１００）と連通する第１連通路（２１）と、オイルポンプ（１０）の吸入ポート（１１）と連通する第２連通路（２２）と、第１連通路（２１）と第２連通路（２２）との間の開閉を切り替え可能なバルブ機構（２３）と、を備え、オイルポンプ（１０）のオイル吸入圧力（Ｐ）が所定圧（Ｐ１）以下の負圧になったときにバルブ機構（２３）が開くことで、オイル貯留部（２）から吸込管（３０）に吸入されたオイルに空気吸入バルブ（２０）から吸入された空気が混入されるように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンなど車両の駆動源から伝達された回転で駆動する機械式のオイルポンプを備えた車両のオイル吸入装置に関する。

従来、車両に搭載された変速機などにおいて、ギヤや回転軸などの潤滑並びに冷却用のオイル（潤滑油又は作動油）の移送に用いられるオイルポンプとして、エンジンなど車両の駆動源から伝達された回転で駆動する機械式のオイルポンプ（ギヤポンプ）がある。この種のオイルポンプの設計では、必要な流量を設定するにあたって、規定回転数より低い回転領域で必要なオイルの流量を確保できるように、過去の実績や経験値から安全率を持った流量に設定している。そのため、規定回転数を超える高回転領域では、必要以上の流量のオイルを吸い上げることとなる。そのため、このような機械式のオイルポンプでは、規定回転数を越える高回転領域で無駄な駆動トルク（ポンプ駆動力）が発生することで、当該駆動トルクがエンジンなどの駆動源に対する損失となっていた。

この点に関して、機械式のオイルポンプの駆動トルクを低減するための機構として、流量を可変させる機構やポンプ回転数を低減させる機構を採用することが一般的である。流量を可変させる機構としては、例えば、特許文献１に示すように、油圧感応式スプール弁とリリーフ回路の組合せによる機構（リリーフ回路付可変流量ポンプ）が提案されている。また、ポンプ回転数を制御する機構としては、例えば、特許文献２に示すように、遊星ギヤを介してポンプ回転数を低減させる機構が提案されている。

しかしながら、上記のリリーフ回路付可変流量ポンプは、部品点数が多く高い寸法精度が要求されるため、構造の複雑化や重量増及びコスト増につながるおそれがある。また、構造が複雑であることで、オイルに含まる金属粉などの微小異物（コンタミネーション）に対する耐性にも課題がある。また、遊星ギヤでポンプの入力回転数を低減させる機構の場合にも、その機構が複雑で装置が大型化してしまうという問題がある。

特開平７−２３３７８７号公報特開２００５−２０７３５７号公報

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、車両の駆動源から伝達された回転で駆動する機械式のオイルポンプの駆動トルクを低減することができ、駆動源に与える損失を効果的に低減できるオイル吸入装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる車両のオイル吸入装置は、車両の駆動源から伝達された回転で駆動する機械式のオイルポンプ（１０）を備え、オイル貯留部（２）のオイルをオイルポンプ（１０）に吸入して圧送するオイル吸入装置（１）であって、オイル貯留部（２）のオイルがオイルポンプ（１０）の吸入部（１１）に吸入されるまでの吸入区間に設けた空気吸入部（２０）を備え、空気吸入部（２０）は、大気側（１００）と連通する第１連通路（２１）と、オイルポンプ（１０）の吸入部（１１）と連通する第２連通路（２２）と、第１連通路（２１）と第２連通路（２２）との間の開閉を切り替え可能な開閉機構（２３）と、を備え、オイルポンプ（１０）のオイル吸入圧力（Ｐ）が所定圧（Ｐ１）以下の負圧になったときに開閉機構（２３）が開くことで、オイル貯留部（２）から吸込管（３０）に吸入されたオイルに空気吸入部（２０）から吸入された空気が混入されるように構成したことを特徴とする。

本発明にかかる車両のオイル吸入装置では、オイル貯留部のオイルがオイルポンプの吸入部に吸入されるまでの吸入区間に上記の空気吸入部を設けたことで、オイルポンプの吸入圧力が所定圧以下の負圧になったときに、当該空気吸入部でオイルポンプに空気を吸入させてその駆動トルクを低減させる構造としている。これにより、特に、規定回転数を越える高回転領域で余剰となっていた吐出量分のポンプ駆動トルクを低減させることができる。したがって、オイルポンプに回転を伝達している駆動源の駆動トルクを低下させることができ、駆動源に与える損失を効果的に低減できる。

上記の空気吸入部は、オイル吸入圧力に応じてオイルポンプへの空気の吸い込みの有無が切り替わる構造である。したがって、オイルポンプの回転数が高回転の領域で吸入負圧が上昇したときに、オイルポンプへ吸入されるオイルに空気を混入させることができる。したがって、オイルポンプの高回転領域での吸入オイル量の増加を抑制することができ、ポンプ駆動力の低減効果及び吸入負圧低下の効果が得られる。これにより、簡単な構成で駆動源の駆動トルクを低下させることができる。

また、上記のオイル吸入装置では、開閉機構（２３）は、第１連通路（２１）と第２連通路（２２）との間を開閉する弁体（２５）と、弁体（２５）を閉位置へ付勢する付勢手段（２６）と、を備え、オイルポンプ（１０）のオイル吸入圧力（Ｐ）が所定圧（Ｐ１）以下の負圧になると、弁体（２５）が付勢手段（２６）の付勢力に抗して閉位置から開位置へ移動するように構成してよい。

この構成によれば、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、オイルポンプの吸入圧力が所定以上となったときに該オイルポンプに空気を吸入させることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかるオイル吸入装置によれば、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、車両の駆動源から伝達された回転で駆動する機械式のオイルポンプの駆動トルクを低減することができ、駆動源に与える損失を効果的に低減できる。

本発明の一実施形態にかかるオイル吸入装置を示す概略図である。オイルポンプを示す図で、（ａ）は、オイルポンプの全体構成を示す図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面を示す図で、空気吸入バルブを示す図である。空気吸入バルブの動作を説明するための図である。オイルポンプの回転数とポンプ吸入圧力の関係を示すグラフである。オイルポンプの回転数とポンプトルクの関係を示すグラフである。オイルポンプの回転数とポンプ流量の関係を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるオイル吸入装置を示す概略図である。また、図２は、オイルポンプを示す図で、（ａ）は、オイルポンプの全体構成を示す図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ矢視断面を示す図で、空気吸入バルブを示す図である。図１に示すように、オイル吸入装置１は、車両の駆動源であるエンジン（図示せず）から伝達された回転で駆動する機械式のオイルポンプ１０と、オイルポンプの吸込端１０ａ側に接続されてオイルバス（オイル貯留部）２内のオイルを吸入する吸込管３０と、オイルポンプの吐出端１０ｂ側に接続された吐出管６０とを備えている。

オイルポンプ１０は、車両用の変速機において、ギヤなどの機械構造の潤滑並びに冷却用の作動油（オイル）の移送に用いられるオイルポンプである。このオイルポンプ１０は、エンジンの駆動力で回転するクランク軸（図示せず）の回転が伝達されて回転する機械式のオイルポンプであって、オイルを圧送するためのポンプ部１５と、吸込管３０からポンプ部１５へオイルを吸入するための吸入ポート（吸入部）１１と、ポンプ部１５から吐出管６０へオイルを吐出するための吐出ポート１３とを備える。ポンプ部１５は、ケーシング１２内に回転自在に支持されたアウタロータ１６と、該アウタロータ１６の内側において回転自在に支持されたインナロータ１７とを備える容積型のトロコイドポンプである。このオイルポンプ１０では、エンジンから伝達される回転の増減に応じてポンプ部１５によるオイルの圧送量が増減するようになっている。

そして、本実施形態のオイルポンプ１０は、大気側１００と吸入ポート１１との間に設けた空気吸入バルブ（空気吸入部）２０を備える。空気吸入バルブ２０は、大気側１００と連通する第１連通路（大気開放部）２１と、吸入ポート１１と連通する第２連通路２２と、オイルポンプ１０の吸入圧力が所定圧（規定圧）以下の負圧になったときに第１連通路２１と第２連通路２２との間を連通させるバルブ機構（開閉機構）２３とを備えて構成される。バルブ機構２３は、第１連通路２１と第２連通路２２との間に形成した収容部２４と、該収容部２４に収容した球形状の弁体２５と、弁体２５を付勢するコイルスプリング（付勢手段）２６とを備える。弁体２５は、収容部２４内で第１連通路２１の周囲に形成した弁座部２７に着座する閉位置と、該弁座部２７から離間する開位置との間で移動可能となっている。コイルスプリング２６は、弁体２５を弁座部２７に着座する閉位置へ向けて付勢している。そして、オイルポンプ１０のオイル吸入圧力が所定圧以下の負圧になると、弁体２５がコイルスプリング２６の付勢力に抗して閉位置から開位置へ移動するようになっている。

図３は、空気吸入バルブ２０の動作を説明するための図である。オイルポンプ１０のオイル吸入圧力が所定圧よりも大きい状態では、弁体２５にかかるコイルスプリング２６の付勢力と吸入ポート１１の作動油からかかる力との合力の方が、第１連通路２１を介して大気側１００からかかる力よりも大きい。したがって、弁体２５は、コイルスプリング２６の付勢力で弁座部２７に着座した状態で、第１連通路２１と第２連通路２２との間を塞いでいる。そして、オイルポンプ１０のオイル吸入圧力が負圧状態で所定圧以下になると、弁体２５にかかるコイルスプリング２６の付勢力と吸入ポート１１の作動油からかかる力との合力よりも、第１連通路２１を介して大気側１００からかかる力の方が大きくなる。そうすると、弁体２５がコイルスプリング２６の付勢力に抗して弁座部２７から離間することで、第１連通路２１と第２連通路２２との間が開かれるようになっている。これにより、オイルポンプ１０によるオイルバス２内のオイルの吸入圧力に応じて、吸込管３０からオイルバス２のオイルのみを吸入する第１吸込作動状態と、吸込管３０からオイルバス２のオイルを吸入すると共に空気吸入バルブ２０から空気を吸入する第２吸込作動状態とが切り替わる。

第１吸込作動状態では、オイルポンプ１０の運転により、吸込管３０からオイルのみが吸入され、空気吸入バルブ２０から空気は吸入されない。この第１吸込作動状態では、オイルポンプ１０に空気が吸い込まれないことで、オイルポンプ１０の回転数にほぼ正比例する線形的なオイル流量の増加が得られる。第２吸込作動状態では、オイルポンプ１０の運転により、吸込管３０からオイルが吸入されると共に空気吸入バルブ２０から空気が吸入される。空気吸入バルブ２０から吸入された空気がオイルポンプ１０内へ混入することで、（空気が混入しない状態と比較して）ポンプ負圧とポンプ駆動力の増加がより低く抑えられる。すなわち、本実施形態のオイル吸入装置１では、この空気混入によって、オイルポンプ１０へ吸入するオイルに空気を混入させることでオイル吸入量を制限し、オイルポンプ１０の油圧動力を低減させることができる。このように、空気吸入バルブ２０から吸入する空気をオイルバス２から吸入するオイルに混入させることによって、特に高回転領域でのオイルポンプ１０の回転数に対するオイル吸入量を低く抑えることができ、オイルポンプ１０の駆動損失を効果的に低減することができる。

図４乃至図６は、本実施形態のオイル吸入装置１と従来構成のオイル吸入装置との性能比較について説明するための図で、図４は、オイルポンプ１０の回転数（入力回転数）とポンプ吸入圧力の関係を示すグラフであり、図５は、オイルポンプ１０の回転数とポンプトルクの関係を示すグラフであり、図６は、オイルポンプ１０の回転数とポンプ流量の関係を示すグラフである。図５及び図６のグラフでは、従来構成のオイル吸入装置のラインを実線で示し、本実施形態のオイル吸入装置１のラインを点線で示している。ここでの従来構成のオイル吸入装置とは、本実施形態の空気吸入バルブ２０を備えない構成である。

本実施形態のオイルポンプ１０では、図４に示すように、ポンプ回転数Ｎが規定回転数Ｎ１未満の領域では、ポンプ吸入圧力Ｐが所定圧（規定負圧）Ｐ１よりも大きい状態（Ｐ＞Ｐ１）であり、ポンプ回転数Ｎが規定回転数Ｎ１未満の領域では、ポンプ吸入圧力Ｐが規定圧力（規定負圧）Ｐ１以下（Ｐ≦Ｐ１）の負圧となる。したがって、ポンプ回転数Ｎが規定回転数Ｎ１未満の領域では、吸込管３０からオイルのみを吸入する第１吸込作動状態であり、ポンプ回転数Ｎが規定回転数Ｎ１以上の領域では、吸込管３０から吸入されたオイルに空気吸入バルブ２０から吸入された空気が混入する第２吸込作動状態（空気混入状態）となる。これにより、図５のグラフに示すように、規定回転数Ｎ１以上の高回転領域で、従来構成のオイル吸入装置と比較して、吸入されるオイル流量の増加を抑制する（増加率を低く抑える）ことができる。したがって、図６に示すように、ポンプトルクの低減効果が得られる。これにより、ポンプ損失及び伝達損失を低減させることができる。

以上説明したように、本実施形態のオイル吸入装置１では、車両の駆動源から伝達された回転で駆動する機械式のオイルポンプ１０を備えるオイル吸入装置１において、オイルポンプ１０の吸入ポート１１に空気吸入バルブ２０を設けている。この空気吸入バルブ２０は、吸入ポート１１と連通する第１連通路２１と、大気側１００と連通する第２連通路２２と、第１連通路２１と第２連通路２２との間の開閉を有無を切り替え可能なバルブ機構（開閉機構）２３とを備え、オイルポンプ１０のオイル吸入圧力が所定圧以下の負圧になったときにバルブ機構２３が開くことで、オイルバス２から吸込管３０に吸入されたオイルに空気吸入バルブ２０で吸入された空気が混入されるように構成した。

本実施形態のオイル吸入装置１では、オイルバス２のオイルがオイルポンプ１０に吸入されるまでの吸入区間に上記の空気吸入バルブ２０を設けたことで、オイルポンプ１０の吸入圧力が所定圧以下の負圧となったときに、当該空気吸入バルブ２０でオイルポンプ１０に空気を吸入させてその駆動トルクを低減させる構造としている。これにより、特に、規定回転数を越える高回転領域で余剰となっていた吐出量分のポンプ駆動トルクを低減させることができる。したがって、オイルポンプ１０に回転を伝達している駆動源の駆動トルクを低下させることができ、駆動源に与える損失を効果的に低減できる。

このように、オイルバス２内のオイルがオイルポンプ１０に吸入されるまでの吸入区間に、オイルバス２内のオイルの吸入量と空気の吸入量との配分を可変させる（空気とオイルを吸い分ける）機構として、空気吸入バルブ２０を設けたことで、オイルポンプ１０に空気を吸入させることでその駆動トルクを意図的に低減させる構造としている。すなわち、オイルポンプ１０の吸入経路上に空気を吸い込むための手段を設けたことで、オイルポンプ１０の吸入圧力が所定以下の負圧のときに該オイルポンプ１０のオイルの余剰吸込量を規制することができ、オイルポンプ１０の駆動に必要なトルクを低減できるようにした。これにより、特に、規定回転数を越える高回転領域で余剰となっていた吐出量分のポンプ駆動トルクを低減させることができる。その結果、オイルポンプ１０を駆動しているエンジン（駆動源）の駆動トルクを効果的に低下させることができる。

また、上記のオイル吸入装置では、空気吸入バルブ２０は、第１連通路２１と第２連通路２２との間を開閉する弁体２５と、弁体２５を閉位置へ付勢するコイルスプリング（付勢手段）２６とを備え、オイルポンプ１０のオイル吸入圧力が所定以下の負圧になると、弁体２５にかかる力でコイルスプリング２６の付勢力に抗して弁体２５が閉位置から開位置へ移動するように構成している。

この構成によれば、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、オイルポンプ１０の吸入圧力が所定以上となったときに該オイルポンプ１０に空気を吸入させることができる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態の空気吸入バルブ２０の具体的な構造は一例であり、本発明にかかるオイル吸入装置が備える空気吸入部は、オイルポンプの吸入圧力に応じて開閉の切り替えが可能な構造であれば、上記の空気吸入バルブ２０のような構成には限らず、他の構造であってもよい。また、上記実施形態では、空気吸入バルブをオイルポンプの吸入ポートに設けた場合を示したが、本発明にかかる空気吸入部は、オイル貯留部のオイルがオイルポンプ（ポンプ部）に吸入されるまでの吸入区間に設けていれば、上記実施形態に示す以外の位置に設けてもよい。

１オイル吸入装置
２オイルバス（オイル貯留部）
１０オイルポンプ
１０ａ吸込端
１０ｂ吐出端
１１吸入ポート（吸入部）
１２ケーシング
１３吐出ポート
１５ポンプ部
１６アウタロータ
１７インナロータ
２０空気吸入バルブ（空気吸入部）
２１第１連通路
２２第２連通路
２３バルブ機構（開閉機構）
２４収容部
２５弁体
２６コイルスプリング（付勢手段）
２７弁座部
３０吸込管
６０吐出管
１００大気側
Ｎポンプ回転数
Ｎ１規定回転数
Ｐポンプ吸入圧力
Ｐ１規定（所定）圧力

Claims

車両の駆動源から伝達された回転で駆動する機械式のオイルポンプを備え、オイル貯留部のオイルを前記オイルポンプに吸入して圧送するオイル吸入装置であって、
前記オイル貯留部のオイルが前記オイルポンプの吸入部に吸入されるまでの吸入区間に設けた空気吸入部を備え、
前記空気吸入部は、大気側と連通する第１連通路と、前記オイルポンプの吸入部と連通する第２連通路と、前記第１連通路と前記第２連通路との間の開閉を切り替え可能な開閉機構と、を備え、
前記オイルポンプのオイル吸入圧力が所定圧以下の負圧になったときに前記開閉機構が開くことで、前記オイル貯留部から前記吸込管に吸入されたオイルに前記空気吸入部から吸入された空気が混入されるように構成した
ことを特徴とする車両のオイル吸入装置。
前記開閉機構は、
前記第１連通路と前記第２連通路との間を開閉する弁体と、
前記弁体を閉位置へ付勢する付勢手段と、を備え、
前記オイルポンプのオイル吸入圧力が前記所定圧以下の負圧になると、前記弁体が前記付勢手段の付勢力に抗して前記閉位置から前記開位置へ移動するように構成した
ことを特徴とする請求項１に記載の車両のオイル吸入装置。