JP2015078673A - 内燃機関のオイルポンプ及びオイルポンプのリリーフ圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁切換弁の弁体としてボール型を用いたしても該ボール弁体の挙動の安定化を図ってリリーフ圧を高精度に制御し得るリリーフ圧制御装置を提供する。
【解決手段】リリーフ弁３は、ポンプ吐出圧に応じて摺動してリリーフポート１３の開口面積を変化させるリリーフ弁体９と、背圧室１０に連通する背圧通路１５と、を有し、電磁切換弁４は、先端部の開口孔２２と、該一つの開口孔を開閉するボール弁体２２と、ポンプ吐出圧に応じてボール弁体２３を開閉作動させるソレノイド部１７と、を有している。パイロット弁５は、摺動位置に応じて排出ポート３４の開口面積を変化させるパイロット弁体３１と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車用内燃機関の各摺動部などにオイルを供給するオイルポンプ及びオイルポンプのリリーフ圧制御装置に関する。

内燃機関のオイルポンプは、ポンプ高回転時などに発生する過剰なポンプ吐出圧をリリーフして適正なポンプ吐出圧に制御するリリーフ圧制御装置が用いられており、このリリーフ圧制御装置の一つとして、以下の特許文献１に記載されたものがある。

概略を説明すれば、オイルポンプから吐出されたポンプ吐出圧を制御するリリーフ弁と、前記ポンプ吐出圧をパイロット信号として流路切換弁を介して前記背圧室の内圧を制御するパイロット弁と、を備えている。前記リリーフ弁は、弁収容室を有するハウジングと、前記弁収容室内に摺動自在に設けられた弁体と、該弁体を一方向に付勢するリリーフスプリングと、を有している。

前記パイロット弁は、導入された前記ポンプ吐出圧を前記流路切換弁へ供給する供給口を有すると共に、流路切換弁から前記供給口を介して流入した油圧を排出する排出口とを有し、前記油圧に応じて前記排出口を開閉するようになっている。

前記流路切換弁は、弁体を前後に移動させることにより、流路をオン、オフ的に切り換えることによって２段階のリリーフ圧を制御するようになっている。

ＷＯ２０１２／１００３４４ Ａ１

しかしながら、特許文献１のオイルポンプのリリーフ圧制御装置にあっては、前記流路切換弁の配置構成上、パイロット弁から導入される油圧と背圧室から戻される油圧が前記流路切換弁内を双方に流通するようになっている。このため、前記弁体としてボール型を用いた場合には、ボール弁体がプッシュロッドで押圧されずにフリーな状態になると、ボールの挙動が不安定になって前記供給口と排出口を精度良く開閉することができなくなるおそれがある。

本発明は、前記従来のオイルポンプのリリーフ圧制御装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、電磁切換弁の弁体としてボール型を用いたしても該ボール弁体の挙動の安定化を図ってリリーフ圧を高精度に制御し得るリリーフ圧制御装置を提供することにある。

本発明は、オイルポンプから吐出されたポンプ吐出圧と背圧室内の油圧との差圧に応じて前記ポンプ吐出圧を調整するリリーフ弁と、電磁力により作動する可動部材によってボール弁体を一つの通路の着座部への押圧と非押圧を切換えて開閉することによって、前記背圧室に前記ポンプ吐出圧を供給するか、あるいはドレンするかを切換える電磁切換弁と、前記電磁切換弁の下流に配置されて、前記ポンプ吐出圧または、前記背圧室圧を受けて作動して、前記背圧室に供給される油圧を制御するパイロット弁と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、電磁切換弁の弁体をボール弁体としても該ボール弁体の挙動の安定化を図ってリリーフ圧を高精度に制御することが可能になる。

本発明に係るオイルポンプのリリーフ圧制御装置の第１実施形態を示す概略図である。 第1実施形態に供される電磁切換弁がオン状態となった作用説明図である。 第1実施形態に供される電磁切換弁がオフ状態となった作用説明図である。 第1実施形態に供される電磁切換弁がオフ状態を維持した作用説明図である。 第1実施形態のポンプ吐出圧と機関回転数の関係を示す特性図である。 リリーフ圧制御装置の第２実施形態を示す概略図である。 第２実施形態に供される電磁切換弁がオンされた状態を示す作用説明図である。 第２実施形態に供される電磁切換弁がオフされた状態を示す作用説明図である。 第２実施形態に供される電磁切換弁がオフ状態を維持した作用説明図である。 第２実施形態におけるポンプ吐出圧と機関回転数の関係を示す特性図である。

以下、本発明に係る内燃機関のオイルポンプ及びオイルポンプのリリーフ圧制御装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。

なお、本実施形態は、自動車用内燃機関の機関弁の開閉時期を可変にするバルブタイミング制御装置（ＶＴＣ）の作動源や、機関の摺動部、特にピストンとシリンダボアとの摺動部にオイルジェットによって潤滑油を供給し、またクランクシャフトの軸受に潤滑油を供給するオイルポンプに適用したものを示している。

〔第１実施形態〕
第1実施形態における内燃機関のオイルポンプ及びオイルポンプのリリーフ圧制御装置は、図１〜図４に示すように、例えばトロコイドタイプであって、オイルポンプ１の吐出通路１ａから分岐された分岐通路２に設けられて、前記オイルポンプ１の吐出圧を調整するリリーフ弁３と、前記ポンプ吐出圧を前記リリーフ弁３の後述する背圧室１０に供給するか、あるいは供給を停止する電磁切換弁４と、前記リリーフ弁３の背圧室１０と電磁切換弁４との間に配置されて、前記ポンプ吐出圧を、前記電磁切換弁４を介して導入して、前記背圧室１０に供給される油圧を制御するパイロット弁５と、を備えている。

前記オイルポンプ１は、図外の内燃機関のシリンダブロックに取り付けられたハウジングと、該ハウジング内に回転自在に挿通されて、クランクシャフトから回転力が伝達されるポンプ軸や、該ポンプ軸の外周に圧入などで固定されて、トロコイド形状の外歯を有するインナロータや、該インナロータの外側に配置されて該インナロータより1歯多いトロコイド形状の内葉を有して該インナロータと噛合って回転するアウタロータなどから構成されている。

そして、このオイルポンプ１は、クランクシャフトの回転駆動に伴ってポンプ軸が回転してオイルパン６内の潤滑油（オイル）を吸入通路１ｂから内部の吸入ポートに吸入して、吐出ポートから前記吐出通路１ａに吐出し、ここからメインオイルギャラリー２７を介して機関の摺動部やＶＴＣなどに供給するようになっている。なお、前記メインオイルギャラリー２７の前記吐出通路１ａの近傍にオイルフィルタ２８が介装されている。

前記リリーフ弁３は、ケーシング７内に形成されて、底部開口が栓体８ａによって閉塞された円筒状の弁収容室８と、該弁収容室８の内部に摺動自在に設けられたリリーフ弁体９と、前記弁収容室８の下部内に形成された背圧室１０と、該背圧室１０内に収容されて前記リリーフ弁体９を上方向へ付勢する付勢部材であるバルブスプリング１１と、を備えている。

前記弁収容室８は、上端に前記分岐通路２と分岐したフィードバック通路２ａの下流端が連通する導入ポート１２が形成されていると共に、上端側の側部に、前記吸入通路１ｂに連通したリリーフ通路１ｃの上流端が連通するリリーフポート１３が形成されている。また、弁収容室８の下部に前記背圧室１０に連通する背圧ポート１４が形成されている。

前記リリーフ弁体９は、有底円筒状に形成されて、円盤状の上壁９ａの上面に前記導入ポート１２を介してポンプ吐出圧を受ける受圧面９ｂが形成されていると共に、円筒状の周壁９ｃの外周面が弁収容室８の内周面を摺動するに伴って前記リリーフポート１３の開口面積を変化させるようになっている。

前記バルブスプリング１１は、ばね力によって前記リリーフ弁体９を上方に付勢して前記周壁９ｃの外周面でリリーフポート１３の開口端を閉止する方向に付勢している。

前記背圧ポート１４は、上流端が前記電磁切換弁４に連通路した背圧通路１５の下流端に連通していると共に、前記リリーフ弁体９が最大に下降移動しても常時開成されるようになっている。

前記電磁切換弁４は、例えばシリンダブロック０１に形成されたバルブ孔０２に挿通固定された円筒状のバルブボディ１６と、該バルブボディ１６の後端部に設けられたソレノイド部１７と、前記バルブボディ１６の先端内部に形成された弁収容部１８内に移動可能に設けられたボール弁体１９と、を備えている。

前記バルブボディ１６は、後端部外周に嵌着固定されたシールリング２０によって前記バルブ孔０２内に液密的に保持されており、内部軸方向に先端が弁収容部１８内に臨むロッド挿通孔２１が軸方向に貫通形成されていると共に、先端部内には、前記弁収容部１８と前記分岐通路２の第２分岐ポート２ｂを連通する開口孔２２が軸方向から貫通形成されている。この開口孔２２は、内側が段差小径状に形成されて、この小径部の孔縁に前記ボール弁体１９が離着座する着座部である環状のシート部が形成されている。

また、バルブボディ１６の先端部の周壁には、前記弁収容部１８と背圧通路１５とを円環状のグルーブ溝２３ａを介して連通させる複数の背圧孔２３が径方向に沿って形成されている。

さらに、バルブボディ１６の軸方向のほぼ中央位置には、前記ロッド挿通孔２１の一部に形成された筒状通路２４を介して前記弁収容部１８と連通する複数のドレン孔２５が径方向に沿って貫通形成されており、この各ドレン孔２５が円環状のグルーブ溝２５ａを介して前記オイルパン６に連通している。

前記弁収容部１８は、軸方向に沿った小径円柱状に形成され、内部に前記ボール弁体１９が軸方向移動可能になっている。

前記ソレノイド部１７は、円筒状のケース１７ａの内部に電磁コイルや固定鉄心、可動プランジャなどの構成部品が収容されていると共に、前記可動プランジャの先端部に前記ロッド挿通孔２１内を摺動する可動部材であるプッシュロッド２６の基端部が固定されている。このプッシュロッド２６は、先端部が前記弁収容部１８を介して前記ボール弁体１９に軸方向から押圧あるいは押圧を解除するようになっている。

そして、この電磁切換弁４は、図外のコントロールユニットから電磁コイルへ通電（オン）されると、可動プランジャを介して前記プッシュロッド２６が進出移動して前記ボール弁体１９を押圧する。これによって、該ボール弁体１９が、前記環状のシート部に着座して、開口孔２２を閉止すると同時に、前記筒状通路２４を介して前記背圧孔２３とドレン孔２５を連通させるようになっている。

一方、前記電磁コイルへの通電が遮断（オフ）されると、可動プランジャが内部のリターンスプリングによってプッシュロッド２６を後退移動させる。これによって、前記ボール弁体１９が、前記開口孔２２を開成すると共に、該開口孔２２から導入されたポンプ吐出圧によって後退移動して筒状通路２４の一端を閉止する。このため、弁収容部１８を介して前記開口孔２２と背圧孔２３とを連通させると共に、弁収容部１８とドレン孔２５との連通を遮断するようになっている。

前記コントロールユニットは、内燃機関の油温や水温、回転数、負荷などをパラメータとして検出された機関運転状態に応じて、前記電磁コイルに通電あるいは通電を遮断するようになっている。この実施形態では、主として機関回転数に応じて電磁コイルへの通電、通電を遮断するようになっている。

前記パイロット弁５は、リリーフ弁３とほぼ同じ構造であって、ケーシング７内に形成されて、底部開口が栓体３０ａによって閉塞された円柱状のシリンダ３０と、該シリンダ３０の内部に摺動自在に設けられたパイロット弁体３１と、シリンダ３０の内部に収容されて前記パイロット弁体３１を上方向へ付勢する付勢部材であるバルブスプリング３２と、を備えている。

前記シリンダ３０は、上端に前記背圧通路１５から分岐した信号通路２９の下流端が連通する供給ポート３３が形成されていると共に、上端側の側部に、前記吸入通路１ｂに連通した排出ポート３４が形成されている。また、シリンダ３０の下端部の側部には、外気に常時連通してパイロット弁体３１の円滑な摺動を確保する呼吸ポート３５が形成されている。なお、この呼吸ポート３５は、栓体３０ａに形成することも可能である。

前記パイロット弁体３１は、有底円筒状に形成されて、円盤状の上壁３１ａの上面に前記信号通路２９を介してポンプ吐出圧を受ける受圧面３１ｂが形成されていると共に、円筒状の周壁３１ｃの外周面がシリンダ３０の内周面を摺動するに伴って前記排出ポート３４の開口面積（前記供給ポート３３と前記排出ポート３４の連通面積）を変化させるようになっている。

前記バルブスプリング３２は、ばね力によって前記パイロット弁体３１を上方に付勢して前記周壁３０ｃの外周面で排出ポート３０の開口を閉止するようになっており、そのばね力は、図５に示すＰ２のポンプ吐出圧が前記供給ポート３３からパイロット弁体３１に作用したときに、該パイロット弁体３１を下降移動させて、前記供給ポート３３と排出ポート３４とを連通させる大きさに設定されている。
〔本実施形態の作用〕
機関の始動から低回転領域では、オイルポンプ１が機関によって回転駆動すると共に、前記コントロールユニットから電磁切換弁４の電磁コイルに通電（オン）される。これによって、図１に示すように、プッシュロッド２６が、ボール弁体１９を押圧して環状シート部に着座させて開口孔２２を閉止すると共に、背圧孔２３と筒状通路２４を介して背圧通路１５とドレン２５とを連通させる。したがって、リリーフ弁３の背圧室１０内は低圧になることから、リリーフ弁体９はバルブスプリング１１のばね力のみによって弁収容室８の最大上方位置に付勢され、上壁９ａが弁収容室８上端の環状段差面に着座しリリーフ弁体の周壁９ｃによってリリーフポート１３を閉止している。

電磁コイルへの通電状態が継続されて回転数が上昇し、ポンプ吐出圧がＰ１まで上昇すると、リリーフ弁体９の受圧面９ｂに作用するポンプ吐出圧が高くなって、図２に示すように、リリーフ弁体９をバルブスプリング１１のばね力に抗して所定量だけ下降移動させる。この移動位置では、リリーフ弁体９の周壁９ｃの外周面がリリーフポート１３を漸次開成させて開口面積を大きくする。このため、吐出通路１ａから分岐通路２に流入した余剰油は、フィードバック通路２ａからリリーフ弁３の導入ポート１２、弁収容室８を通ってリリーフポート１３、リリーフ通路１ｃを介して吸入通路１ｂに戻される。

したがって、この状態では、図５の破線で示すように、ポンプ吐出圧がＰ１を超えて大きく上昇することなく、かかるポンプ吐出圧が適度に調整されてほぼ平坦な油圧特性になる。この油圧Ｐ１は前記ＶＴＣの駆動に要する要求油圧で設定されている。

その後、機関回転数や油温の上昇する高油圧が必要な状態に機関運転条件が移行すると、これを検出したコントロールユニットが、前記電磁切換弁４の電磁コイルへの通電を遮断（オフ）する。これによって、図３に示すように、プッシュロッド２６が可動プランジャと共に後退移動してボール弁体１９の押圧を解除することから、該ボール弁体１９によって開口孔２２が開成されて、分岐通路２と背圧通路１５を連通させると共に、筒状通路２４を閉止する。

したがって、前記ポンプ吐出圧が、分岐通路２から背圧通路１５を通って前記リリーフ弁３の背圧室１０に供給されるため、該背圧室１０の内部油圧が高くなるが、前記フィードバック通路２ａを介して導入ポート１２から同じポンプ吐出圧がリリーフ弁体９の受圧面９ｂに作用することから、該リリーフ弁体９の上下が同圧となる。このため、リリーフ弁体９は、バルブスプリング１１のばね力によって、上昇移動して周壁９ｃの外周面でリリーフポート１３の開口端を閉止すると共に、上壁９ａの受圧面９ｂで導入ポート１２の開口端も閉止する。

この状態からさらに機関回転数が上昇すると、前記リリーフ弁体９は、図３で示す最上方位置の状態を維持しつつさらに背圧室１０に高いポンプ吐出圧が供給されることから、ポンプ吐出圧が図５に示すＰ１を超えてさらに上昇し続けＰ２まで上昇する。

その後、機関回転数が上昇し、ポンプ吐出圧がＰ２を超えると、このポンプ吐出圧が信号通路２９を介してパイロット弁５の供給ポート３３からパイロット弁体３１の受圧面３１ｂに作用し、パイロット弁体３１をバルブスプリング３２のばね力に抗して下方へ摺動させる。これによって、前記供給ポート３３と排出ポート３４が連通して背圧通路１５が外部に排出されて前記背圧室１０の圧力を調整する。
前記パイロット弁体３１がバルブスプリング３２のばね力で排出ポート３４を閉じているときは、前記電磁切換弁４の上流と下流側の油圧が同一になるが、前記パイロット弁体３１がＰ２の油圧で開弁して、排出ポート３４から油圧が排出されると、電磁切換弁４の流路抵抗による例えば開口孔２２での圧損で背圧通路１５側の油圧が低下する。排出ポート３４からオイルが排出されるがその量は小さい為、回転数の上昇に対するポンプ吐出圧の上昇は、Ｐ２までに対して若干緩やかになるか、変わらない程度となる。

パイロット弁５は、電磁切換弁４下流の背圧通路１５の油圧（＝リリーフ弁３の背圧）をＰ２に調整することから、リリーフ弁３のバルブスプリング１１のばね力と合わせて作用して、前記開口孔２２での吐出圧がＰ３(=Ｐ１＋Ｐ２)に達したときに図４に示す状態になる。よって、ポンプ吐出圧は、図５のＰ３の位置から実線に示すやや立ち上がり傾斜状の特性となる。

なお、この油圧Ｐ３は機関の高速運転時のクランク軸の潤滑に必要な油圧や、ピストンオイルジェットの噴射に必要な油圧に設定される。

本実施形態では、バルブスプリング１１、３２を変更するのみで前記リリーフ弁３の開弁圧であるＰ１及び前記パイロット弁５の開弁圧であるＰ２を変更することができる。そのため、機関に必要な油圧に応じてＰ１、Ｐ２を設定する場合にバルブスプリング１１、３２以外の部品を共用化することが可能となり、コストダウンが図れる。

なお、機関回転数が上昇途中で電磁切換弁４がオンからオフに切り換えられたときには、図５の一点鎖線で示すように、破線の特性と実線の特性を切り換えることが可能になる。

以上のように、本実施形態にあっては、例えば機関回転数に応じてコントロールユニットから前記電磁切換弁４に、オン、オフ信号（通電、非通電）を出力してボール弁体１９によって開口孔２２と筒状通路２４の開口端を相対的に開閉制御することにより、オイルポンプ１のリリーフ圧を高精度に制御することが可能になる。

特に、前記ボール弁体１９を経由する潤滑油（ポンプ吐出圧）の流れは、前記分岐通路２から背圧通路１５への一方向のみであって、前記背圧通路１５から分岐通路２への逆方向の流れ、つまり双方向の流れは生じない。したがって、前記ボール弁体１９の挙動が不安定になるとか、詰まりを起こすといったことが全くなく、常に安定した動作が得られる。この結果、リリーフ圧をさらに高精度に制御することができ、ポンプ効率の向上が図れる。

なお、第１実施形態では、前記パイロット弁５がリリーフ弁３とほぼ同じ構造となっているが、背圧通路１５の油圧（リリーフ弁３の背圧）に応じて背圧通路１５のオイルをリリーフする構成であれば良く、例えば電磁弁であっても良い。
〔第２実施形態〕
図６〜図９は第２実施形態を示し、主として、オイルフィルタ２８の配設位置を変更すると共に、リリーフ弁３のリリーフ弁体４０とパイロット弁５のパイロット弁体５０の構造を変更し、さらに、該リリーフ弁３とパイロット弁５への流路を変更したものである。

前記オイルフィルタ２８は、オイルポンプ１の吐出通路１ａの上流側に配置されて、この下流側にメインオイルギャラリー２７と前記分岐通路２の上流側一端が接続されている。

前記リリーフ弁３の弁収容室８に上下摺動自在に設けられたリリーフ弁４０は、スプール弁型であって、導入ポート１２に臨む円盤状の受圧部４０ａと、該受圧部４０ａに中央の弁軸４０ｂを介して一体に連結された有底円筒状の弁部４０ｃと、前記弁軸４０ｂ外周に形成された環状通路４０ｄとから構成されている。また、前記バルブスプリング１１のばね力によって前記導入ポート１２方向に付勢されている。

また、弁収容室８の上部側の側部には、上流部４１ａがオイルポンプ１の吐出通路１ａの前記オイルフィルタ２８より上流側に開口形成されたリターン通路４１の下流部４１ｂが開口形成されていると共に、該リターン通路４１の軸方向下側には、リリーフ通路１ｃに連通するリリーフポート１３が開口形成されている。

前記リターン通路４１の下流部４１ｂは、前記リリーフ弁体４０の所定の摺動範囲において前記環状通路４０ｄに常時臨んでいる一方、前記リリーフポート１３の開口端は、リリーフ弁体４０の摺動位置に応じて前記弁部４０ｃの外周面により開口面積が変化されるようになっている。つまり、前記リリーフ弁体４０が、バルブスプリング１１のばね力で図６や図８に示す最大上方位置に保持されている場合は、弁部４０ｃの外周面によって完全に閉止されているが、図７や図９に示すように、リリーフ弁体４０僅かに下降移動した場合は、弁部４０ｃが前記リリーフポート１３を開成して僅かな開口面積に制御して、前記環状通路４０ｄを介してリターン通路４１と連通させるようになっている。

前記パイロット弁５は、パイロット弁体５０が前記リリーフ弁体４０とほぼ同じくスプール型によって形成され、供給ポート３３に臨む円盤状の受圧部５０ａと、該受圧部５０ａに中央の弁軸５０ｂを介して一体に連結された有底円筒状の弁部５０ｃと、前記弁軸５０ｂ外周に形成された環状通路５０ｄとから構成されている。また、前記バルブスプリング３２のばね力によって前記供給ポート３３方向に付勢されている。

また、シリンダ３０の上部側の側部には、前記背圧通路１５から分岐した分岐ポート５１の下流端５１ａが開口形成されていると共に、該下流端５１ａの軸方向下側には、前記排出ポート３４の一端が開口形成されている。

前記信号通路２９は、一端が前記フィードバック通路２ａに接続され、他端が前記供給ポート３３に接続されている。

前記パイロット弁体５０は、図６〜図８に示すように、前記分岐通路２やフィードバック通路２ａ及び信号通路２９から供給されたポンプ吐出圧が、所定以下である場合は前記パイロット弁体５０がバルブスプリング３２のばね力によって最上方位置に保持されて分岐ポート５１の下流端５１ａを閉止した状態になるが、ポンプ吐出圧が所定以上になると、図９に示すように、下降移動して分岐ポート５１の下端縁５１ａを開口して、環状通路５０ｄを介して排出ポート３４と連通させるようになっている。つまり、前記供給ポート３３の油圧に応じて前記分岐ボート５１と前記排出ポート３４との連通面積を変化させている。

なお、シリンダ３０の下端部には、前記呼吸ポート３５の一端が開口形成されている。
〔第２実施形態の作用〕
機関の始動から低回転領域では、オイルポンプ１が機関によって回転駆動すると共に、前記コントロールユニットから電磁切換弁４の電磁コイルに通電（オン）される。これによって、図６に示すように、プッシュロッド２６がボール弁体１９を押圧して環状シート部に着座させ開口孔２２を閉止すると共に、背圧孔２３と筒状通路２４を介して背圧通路１５とドレン孔２５とを連通する。したがって、リリーフ弁３の背圧室１０内は低圧になることから、リリーフ弁体４０はバルブスプリング１１のばね力のみによって弁収容室８の最大上方位置に付勢され、受圧部４０ａが弁収容室８上端の環状段差面に着座しリリーフ弁体40の周壁がリリーフポート13を閉止している。

電磁コイルへの通電状態が継続されて回転数が上昇し、ポンプ吐出圧がＰ1まで上昇すると、図７に示すように、吐出通路１ａからオイルフィルタ２８を経由して分岐通路２、フィードバック通路２ａを通って受圧部４０ａに作用するポンプ吐出圧が高くなって、リリーフ弁体４０をバルブスプリング１１のばね力に抗して所定量だけ下方へ摺動させる。この摺動位置では、リリーフ弁体４０の弁部４０ｃの外周面がリリーフポート１３を漸次開成させて開口面積を大きくする。このため、吐出通路１ａからリターン通路４１を通って環状通路４０ｄに流入した余剰油は、リリーフポート１３からリリーフ通路１ｃを介して吸気通路１ｂに戻される。

したがって、この状態では、図１０の破線で示すように、ポンプ吐出圧がＰ１を超えて大きく上昇することなく、かかるポンプ吐出圧が適度に調整され僅かな上昇する油圧特性になる。

その後、機関回転数（ポンプ回転数）や油温が上昇するなど、高油圧が必要な状態に機関の運転条件が移行すると、これを検出したコントロールユニットが、前記電磁切換弁４の電磁コイルへの通電を遮断（オフ）する。これによって、図８に示すように、プッシュロッド２６が可動プランジャと共に後退移動してボール弁体１９の押圧を解除することから、該ボール弁体１９は吐出圧によって環状シート部から離間して開口孔２２を開成して、分岐通路２と背圧通路１５を連通させると共に、筒状通路２４を閉止する。

したがって、前記ポンプ吐出圧が、分岐通路２から背圧通路１５を通って前記リリーフ弁３の背圧室１０に供給されるため、該背圧室１０の内部油圧が高くなるが、前記導入ポート１２からも同じポンプ吐出圧がリリーフ弁体４０の受圧部４０ａに作用することから、該リリーフ弁体４０の上下が同圧となる。このため、リリーフ弁体４０は、バルブスプリング１１のばね力によって、上昇移動して弁部４０ｃの外周面でリリーフポート１３の開口端を閉止すると共に、受圧部４０ａで導入ポート１２の開口端も閉止する。

この状態からさらに機関回転数が上昇すると、前記リリーフ弁体４０は、図８で示す最上方位置の状態を維持しつつさらに背圧室１０に高いポンプ吐出圧が供給されることから、ポンプ吐出圧が図１０に示すＰ１を超えてさらに上昇し続けＰ２まで上昇する。

その後、機関回転数が上昇し、ポンプ吐出圧がＰ２を超えると、パイロット弁体５０をバルブスプリング３２のばね力に抗して下方へ摺動させる。これによって、弁部５０ｃが排出ポート３４の開口端を開成する。これによって、前記分岐ポート５１の下流端５１ａが環状通路５１ｄを介して排出ポート３４と、を連通させることから、前記背圧通路１５内のポンプ吐出圧が外部に排出されて前記背圧通路１５内の圧力を調整する。

前記パイロット弁体５０がバルブスプリング３２のばね力で排出ポート３４を閉じているときは、前記電磁切換弁４の上流と下流側の油圧が同一になるが、前記パイロット弁体５０がＰ２の油圧で開弁して、排出ポート３４から油圧が排出されると、オイルフィルタ２８や電磁切換弁４の流路抵抗による例えば開口孔２２での圧損で背圧通路１５側の油圧が低下する。そうすると、リリーフ弁３はバルブスプリング１１のばね力に抗して下方に移動して図9に示す状態になる。

なお、この油圧Ｐ２は機関の高速運転時のクランク軸の潤滑に必要な油圧や、ピストンオイルジェットの噴射に必要な油圧に設定される。

前記パイロット弁５は、メインギャラリ２7の油圧がＰ２になる様に電磁切換弁４下流の背圧通路１５の油圧（＝リリーフ弁３の背圧）を調整することから、図１０の実線で示すように、Ｐ２の位置からほぼ水平な特性となる。つまり、前記背圧室１０には、前記オイルフィルタ２８と絞られた開口孔２２を通過した後のポンプ吐出圧が背圧通路１５内に流入し、ここから分岐ポート５１を通って排出ポート３４から排出されることから、ポンプ吐出圧はＰ２から上昇することなくフラット状態になる。

なお、機関回転数が上昇途中で電磁切換弁４がオンからオフに切り換えられたときには、図１０の一点鎖線で示すように、破線の特性と実線の特性を切り換えることが可能になる。

他の構成や作用は前記第１実施形態と同様であるから、前記ボール弁体１９の挙動の安定化による高精度のリリーフ圧制御が可能になり、ポンプ効率の向上が図れるなどの作用効果が得られる。

なお、第２実施形態においてもパイロット弁５は背圧通路１５の油圧を調整できれば良く、例えば電磁弁であっても良い。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記リリーフ弁３とパイロット弁５の各実施形態における２つの組み合わせ以外の組み合わせとすることも可能である。

また、オイルポンプ１としては、トロコイドポンプの他にベーンポンプや外接ギアポンプなどを用いることも可能である。

なお、本発明のリリーフ弁装置は、オイルポンプ１のハウジングに一体的に設けられていても良いし、別部材に形成されていても良い。

前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕請求項４に記載のリリーフ圧制御装置において、
前記リリーフ弁体は、有底円筒状に形成されて、軸方向一端側に形成された受圧面に、前記導入ポートから導入された前記吐出圧が作用することを特徴とするリリーフ弁制御装置。
〔請求項ｂ〕請求項４に記載のリリーフ圧制御装置において、
前記リリーフ弁体が、有底円筒状に形成されていると共に、
前記弁収容室が円柱状に形成されて、軸方向一端側に、前記導入ポートの一端が開口形成されていると共に、前記弁収容室の側部に前記ドレンポートの一端開口と背圧通路の下流側開口端が軸方向に並んで径方向から形成されていることを特徴とするリリーフ圧制御装置。
〔請求項ｃ〕請求項ｂに記載のリリーフ圧制御装置であって、
前記パイロット弁体は、有底円筒状に形成され、
前記シリンダは、円筒状に形成されて、前記供給ポートの一端が軸方向の一端部に開口形成されていると共に、前記排出ポートと背圧ポートの各一端が軸方向に並んで径方向から連通形成されていることを特徴とするリリーフ圧制御装置。
〔請求項ｄ〕請求項１または４に記載のリリーフ圧制御装置であって、
前記オイルポンプの吐出通路の前記リリーフ弁及び電磁切換弁の上流側にオイルフィルタを設けたことを特徴とするリリーフ圧制御装置。
〔請求項ｅ〕請求項４に記載のリリーフ圧制御装置であって、
前記電磁切換弁は、先端内部に前記ボール弁体が移動可能に収容された円筒状の収容部を有し、該収容部の軸方向先端に前記開口孔が形成されている一方、収容部の側部径方向に沿って前記背圧孔が形成され、前記ソレノイドが前記収容部内に挿通されたプッシュロッドを有し、該プッシュロッドによって前記ボール弁体を進退動させて前記開口孔を開閉することを特徴とするリリーフ圧制御装置。
〔請求項ｆ〕請求項ｅに記載のリリーフ圧制御装置であって、
前記オイルポンプの始動時には、前記電磁切換弁の開口孔がボール弁体によって閉止されていることを特徴とするリリーフ圧制御装置。
〔請求項ｇ〕請求項ｅに記載のリリーフ圧制御装置であって、
前記電磁切換弁は、機関の油温や水温、回転数、負荷などをパラメータとしてコントロールユニットによってソレノイドへの通電が制御されることを特徴とするリリーフ圧制御装置。
〔請求項ｈ〕請求項ｅに記載のリリーフ圧制御装置であって、
前記電磁切換弁の収容部の前記開口孔と反対側の位置に、前記開口孔がボール弁体によって閉止されている際に、前記背圧孔を介して背圧通路と外部とを連通する排出孔が形成されていることを特徴とするリリーフ圧制御装置。
〔請求項ｉ〕請求項３または６に記載のリリーフ圧制御装置であって、
前記パイロット弁は、前記パイロット弁体の摺動に応じて、前記供給ポートと前記排出ポートを連通する連通面積を変化させることを特徴とするリリーフ圧制御装置。
〔請求項ｊ〕請求項３または６に記載のリリーフ圧制御装置であって、
前記パイロット弁は、前記パイロット弁体の摺動に応じて、前記背圧通路と前記排出ポートの連通する連通面積を変化させることを特徴とするリリーフ圧制御装置。

１…オイルポンプ
１ａ…吐出通路
１ｂ…吸入通路
２…分岐通路
３…リリーフ弁
４…電磁切換弁
５…パイロット弁
７…ケーシング
８…弁収容室
９…リリーフ弁体
９ａ…上壁
９ｂ…受圧面
９ｃ…周壁
１０…背圧室
１１…バルブスプリング
１２…導入ポート
１３…ドレンポート
１４…背圧ポート
１５…背圧通路
１６…バルブボディ
１７…ソレノイド部
１８…弁収容部
１９…ボール弁体
２１…ロッド挿通孔
２２…開口孔
２３…背圧孔
２４…筒状通路
２５…ドレン孔
２６…プッシュロッド
２９…信号通路
３０…シリンダ
３１…パイロット弁体
３２…バルブスプリング
３３…供給ポート
３４…排出ポート
４０…リリーフ弁体
４０ａ…受圧部
４０ｂ…弁軸
４０ｃ…弁部
４０ｄ…環状通路
５０…パイロット弁体
５０ａ…受圧部
５０ｂ…弁軸
５０ｃ…弁部
５０ｄ…環状通路

Claims (7)

1. 内燃機関のオイルポンプであって、
   該オイルポンプの吐出圧と背圧室内の油圧との差圧に応じて前記ポンプ吐出圧を調整するリリーフ弁と、
   電磁力により作動する可動部材によってボール弁体を一つの通路上に設けられた着座部への押圧と非押圧を切換えて開閉することによって、前記背圧室に前記ポンプ吐出圧を供給するかあるいはドレンするかを切換える電磁切換弁と、
   前記電磁切換弁の下流に配置されて、前記ポンプ吐出圧又は、前記背圧室圧を受けて作動して、前記背圧室に供給される油圧を制御するパイロット弁と、
   を備えたことを特徴とするオイルポンプ。
2. 請求項１に記載のオイルポンプであって、
   前記電磁切換弁は、機関運転状態に応じて前記ボール弁体を開閉作動させて前記ポンプ吐出圧がかかる吐出通路と前記リリーフ弁の背圧室に一端が開口した背圧通路とを連通あるいは連通を遮断させて前記リリーフ弁の背圧室の油圧を制御することを特徴とするオイルポンプ。
3. 請求項２に記載のオイルポンプであって、
   前記パイロット弁は、前記吐出通路から直接あるいは前記背圧通路を介して前記吐出圧が供給される供給ポートと、該供給ポートから供給されたポンプ吐出圧又は前記背圧通路の油圧を排出可能とする排出ポートのそれぞれの一端が開口形成されたシリンダと、該シリンダ内に摺動自在に設けられ、一端側に有する受圧面で前記供給ポートから供給された前記ポンプ吐出圧を受けると共に、該ポンプ吐出圧に応じて摺動して前記排出ポートの開口面積を変化させるパイロット弁体と、該パイロット弁体を排出ポートの閉方向に付勢する付勢部材と、を有することを特徴とするオイルポンプ。
4. オイルポンプの吐出圧を吐出通路を介して導入する導入ポート及び該導入ポートから導入された吐出圧を排出するドレンポートのそれぞれの一端が開口形成された弁収容室と、該弁収容室内に摺動自在に設けられ、前記導入ポートから一端部側で受けた吐出圧に応じて摺動して前記ドレンポートの開口面積を変化させるリリーフ弁体と、前記ドレンポートを閉止する方向へ前記リリーフ弁体を付勢する付勢部材と、前記弁収容室の前記リリーフ弁体の他端側に形成された背圧室に一端が開口した背圧通路と、を有するリリーフ弁と、
   前記吐出通路と背圧通路との間に配置されて、前記吐出通路から吐出圧が導入される開口孔と、該開口孔から前記背圧通路に吐出圧を供給する背圧孔と、前記開口孔を開閉制御するボール弁体と、前記ボール弁体を開閉作動させるソレノイドと、を有する電磁切換弁と、
   前記リリーフ弁の背圧室と電磁切換弁との間に配置されて、前記ポンプ吐出圧又は前記背圧室圧を受けて作動し、前記背圧室に供給される油圧を制御するパイロット弁と、
   を備えたことを特徴とするオイルポンプのリリーフ圧制御装置。
5. 請求項４に記載のオイルポンプのリリーフ圧制御装置であって、
   前記電磁切換弁は、機関運転状態に応じて前記ボール弁体を開閉作動させて前記吐出通路と前記背圧孔とを連通あるいは連通を遮断させて前記リリーフ弁の背圧室の油圧を制御することを特徴とするオイルポンプのリリーフ圧制御装置。
6. 請求項５に記載のオイルポンプのリリーフ圧制御装置であって、
   前記パイロット弁は、前記吐出通路から直接あるいは前記背圧通路を介して前記吐出圧が供給される供給ポート及び該供給ポートから供給されたポンプ吐出圧を排出可能とする排出ポートのそれぞれの一端が開口形成されたシリンダと、該シリンダ内に摺動自在に設けられ、一端側に有する受圧面で前記供給ポートから供給された前記ポンプ吐出圧を受けると共に、該ポンプ吐出圧に応じて摺動して前記排出ポートの開口面積を変化させるパイロット弁体と、該パイロット弁体を排出ポートの閉方向に付勢する付勢部材と、
   を有することを特徴とするオイルポンプのリリーフ圧制御装置。
7. 請求項５に記載のオイルポンプのリリーフ圧制御装置であって、
   前記パイロット弁は、前記吐出通路から直接あるいは前記背圧通路を介して前記吐出圧が供給される供給ポートと、前記背圧通路と連通する分岐ポートと、該分岐ポートから供給される油圧を排出可能とする排出ポートのそれぞれの一端が開口形成されたシリンダと、該シリンダ内に摺動自在に設けられ、一端側に有する受圧面で前記供給ポートから供給された前記ポンプ吐出圧を受けると共に、該ポンプ吐出圧に応じて摺動して前記分岐ポートと前記排出ポートの連通面積を変化させるパイロット弁体と、該パイロット弁体を排出ポートの閉方向に付勢する付勢部材と、
   を有することを特徴とするオイルポンプのリリーフ圧制御装置。

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