JP2016142220A - オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】カバー部材の取り付け面とロアハウジングの被取り付け面との間の微小クリアランスの発生を十分に抑制する。
【解決手段】カバー部材３２の取り付け面３２ｃに複数の通路溝５３，５４が形成されたポンプハウジングと、取り付け面に対向して形成された被取り付け面９を有するバランサ装置２と、バランサ装置２のドリブンシャフト６の先端部に設けられた駆動側ヘリカルギア１３と、ポンプ軸３３の先端部に設けられ、駆動側ヘリカルギア１３に噛み合う従動側ヘリカルギア４３と、を備え、駆動側ヘリカルギア１３の回転力を従動側ヘリカルギア４３に伝達する際に発生するスラスト力が、前記取り付け面３２ｃ側からロアハウジング４の被取り付け面９方向へ作用するように形成した。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば内燃機関の摺動部位の潤滑や、内燃機関の補機類の駆動源となるオイルを供給するオイルポンプに関する。

従来のオイルポンプとしては種々提供されており、その一つとして、例えば、本出願人が先に出願した以下の特許文献１に開示された可変容量形ポンプが知られている。

この可変容量形ポンプは、ポンプハウジングが取り付け面を介してバランサ装置のバランサハウジングに複数のボルトによって固定されていると共に、ポンプ吐出通路の下流側に内燃機関の内部に形成されたメインオイルギャラリーから複数の吸入用や排出用、さらに制御用の油通路を介して２つの第１、第２制御油室に対して油圧が供給され、あるいはドレン通路を介して排出されることにより、カムリングをロータの軸心に対する偏心量を変化させてポンプ吐出量を変化させるようになっている。

また、前記油通路は、吸入の一部は、ポンプハウジングの取り付け面に溝状に形成されて、前記取り付け面とバランサハウジングの被取り付け面との間でボルトの軸力によってシールされるようになっている。

そして、ポンプ回転数に応じて前記第２制御油室へのメインオイルギャラリー側の油圧を制御して、前記カムリングの偏心量を増減制御することによってポンプ吐出圧を低圧から高圧まで多段階の特性に制御するようになっている。

特開２０１４−１０５６２２号公報

しかしながら、前記公報に記載の可変容量形ポンプにあっては、前記ポンプハウジングの取り付け面に形成された各油通路の一部に対するバランサハウジングの被取り付け面との間のシールを、前記ボルトの軸力のみによって行うようになっている。

このため、例えば、バランサ装置の駆動軸あるいは従動軸からポンプ軸に回転力を伝達するチェーンの張力や回転駆動力によって、前記ポンプハウジングが変形して前記取り付け面と被取り付け面との合わせ面が僅かに開いて微小なクリアランスが形成されてしまう場合がある。

この結果、前記油通路を通流する作動油が前記微小クリアランスから外部にリークして、前記作動油による例えば前記カムリングの偏心量の制御精度が低下してしまうおそれがある。

本願発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、ポンプハウジングの取り付け面と相手側ハウジングの被取り付け面との間の微小クリアランスの発生を十分に抑制して作動油のリークを低減させることのできるオイルポンプを提供することを目的としている。

本発明は、内部にポンプ要素を収容すると共に、外端面に有する取り付け面に油通路が形成されたポンプハウジングと、該ポンプハウジング内に挿通配置されて、回転自在に軸受けされたポンプ軸と、
該ポンプ軸によって回転駆動するロータと、前記ポンプハウジングの取り付け面に対向して形成されて、該取り付け面が当接する被取り付け面を有する駆動側部材と、該駆動側部材の内部から外方へ突出した駆動軸の先端部に設けられた駆動側ヘリカルギアと、前記ポンプ軸の前記ポンプハウジングの内部から突出した先端部に設けられ、前記駆動側ヘリカルギアに噛み合う従動側ヘリカルギアと、を備え、
前記駆動側ヘリカルギアの回転力を前記従動側ヘリカルギアに伝達する際に発生するスラスト力が、前記ポンプハウジングの取り付け面側から前記駆動側部材の被取り付け面方向へ作用する配置としたことを特徴としている。

本発明によれば、ポンプハウジングの取り付け面と相手側ハウジングの被取り付け面との間の微小クリアランスの発生を十分に抑制することができる。

本発明の実施形態に係る可変容量形ポンプとしてのオイルポンプとバランサ装置を分解して示す斜視図である。 本実施形態に供されるオイルポンプとバランサ装置の一部を分解して示す斜視図である。 本実施形態のオイルポンプをバランサ装置に取り付けた状態を示す斜視図である。 本実施形態のオイルポンプの油圧回路図である。 本実施形態に供されるオイルポンプの分解斜視図である。 本実施形態のオイルポンプをバランサ装置に取り付けた状態を示す断面図である。 本実施形態に供されるカバー部材の背面図である。 本実施形態に供されるカバー部材の正面図である。 本実施形態の可変容量形ポンプの作動説明図である。 同可変容量形ポンプの作動説明図である。 同可変容量形ポンプの作動説明図である。 同可変容量形ポンプの作動説明図である。 同可変容量形ポンプの吐出圧と機関回転数との関係を示す特性図である。

以下、本発明に係るオイルポンプの実施形態を図面に基づいて詳述する。

本実施形態におけるオイルポンプ１は、図１〜図３に示すように、内燃機関(図示せず)のシリンダブロックの下部に設けられた駆動側部材であるバランサ装置２に取り付けられて、該バランサ装置２によって回転駆動するいわゆる可変容量形ポンプに適用されている。

まず、内燃機関とバランサ装置２について簡単に説明すると、内燃機関は、アルミニウム合金材からなるシリンダブロックの下部に、クランクシャフトを軸支する軸受を有する複数のベアリングキャップがそれぞれ固定ボルトによって固定されている。前記シリンダブロックの下部の前記各ベアリングキャップの下方位置に、前記バランサ装置２が図外の複数の取付ボルトによって取り付け固定されている。

さらに、前記シリンダブロックの下端部には、前記バランサ装置２を下方から覆うように配置された後述するオイルパン１４(図４参照)が固定されている。

前記バランサ装置２は、図１，図２に示すように、一般的なものであって、前記シリンダブロックの下部に対して前記複数の取付ボルトを介して固定されるアルミニウム合金材からなるアッパハウジング３と、該アッパハウジング３の下部に複数の締結ボルトによって結合される同じくアルミニウム合金材からなるロアハウジング４と、該両ハウジング３，４の間の内部に回転自在に支持されて、機関前後方向に並行に配置されたバランサシャフトであるドライブシャフト５及び駆動軸であるドリブンシャフト６と、該ドライブシャフト５の軸方向の中間位置及び該ドリブンシャフト６の前端側６ｂにそれぞれ固定されて、各歯が互いに噛合したヘリカルギア型のドライブギア７、ドリブンギア８と、を備えている。

前記ロアハウジング４は、アッパハウジング３とほぼ同形の矩形箱状に形成されていると共に、前端面には前記オイルポンプ１が取り付けられる被取り付け面９が形成されている。

この被取り付け面９は、全体が平坦状に形成されていると共に、外形がほぼ円弧状に屈曲形成され、両側部に４つの雌ねじ孔１０が形成されている。また、この被取り付け面９には、前記オイルポンプ１から吐出した作動油を機関内部に供給するメインオイルギャラリー１１の開口端１１ａが臨設されていると共に、バランサ装置２のロアハウジング４の外側面に取り付けられた後述する切換機構である電磁切換弁２１側からオイルポンプ１側の制御機構であるパイロット弁２２に制御油圧(パイロット圧)を供給する後述する制御通路２４の開口端２４ａが臨設されている。

前記ドライブシャフト５は、図１に示すように、軸方向の前端部５ｂがアッパハウジング３の下部と該下部にボルト０２によって固定されたベアリングキャップ０１によって軸受されていると共に、該前端部５ｂに、前記クランクシャフトの回転力が図外の駆動チェーンを介して伝達されることによって、該ドライブシャフト５と前記ドリブンシャフト６とが前記ドライブギア７とドリブンギア８を介して互いに反対方向へ回転されるようになっている。

また、前記ドライブシャフト５は、図２に示すように、軸方向の２個所に形成された大径ジャーナル部５ａが前記アッパハウジング３とロアハウジング４との間に設けられた前後２つのプレーンベアリングに軸受されている。

なお、前記ドライブシャフト５は、一対の前記大径ジャーナル部５ａの軸方向の間に図外のカウンターウエイトが一体に設けられていると共に、前記クランクシャフトの２倍の速度で回転するようになっている。

前記ドリブンシャフト６は、ドライブシャフト５と同じく軸方向の２個所に形成された大径ジャーナル部６ａが前記アッパハウジング３とロアハウジング４との間に設けられた前後２つのプレーンベアリングに軸受されていると共に、一対の前記大径ジャーナル部６ａの軸方向間に図外のカウンターウエイトが一体に設けられている。

また、ドリブンシャフト６は、前端部にオイルポンプ１を駆動する小径な駆動側ヘリカルギア１３が固定されている。

前記オイルポンプ１は、前記バランサ装置２のドリブンシャフト６から伝達された回転駆動力によって回転して、図４に示すように、前記オイルパン１４に貯留されたオイルを、ストレーナ１５を介して吸入通路１６から吸入して吐出部である吐出通路１７から機関内部に形成された前記メインオイルギャラリー１１に吐出するようになっている。

前記メインオイルギャラリー１１は、前記機関の摺動部であるたとえばピストンに冷却オイルを噴射するオイルジェットやバルブタイミング制御装置(ＶＴＣ)、クランクシャフトの軸受にオイルを供給するようになっている。

前記吐出通路１７の下流側には、通流するオイル内の異物を捕集して前記メインオイルギャラリー１１に送出するオイルフィルタ１８が設けられていると共に、吐出圧が過剰になった場合に、前記オイルフィルタ１８の破損を抑制する圧力制御弁１９が設けられている。

また、前記メインオイルギャラリー１１には、後述する第１制御油室４５に常時連通する供給通路２０が分岐形成されていると共に、電磁切換弁２１に接続された第２供給通路２３が分岐形成されている。

前記電磁切換弁２１には、前記第２供給通路２３から制御機構であるパイロット弁２２にパイロット圧を供給する制御通路２４と、該パイロット弁２２を介して第２制御油室４６内に、前記制御通路２４から分岐した分岐通路２８を介して油圧を供給するか、あるいは内部の油圧を外部に排出する給排通路２５が接続されている。

前記第２供給通路２３は、前記電磁切換弁２１によって下流端が開成あるいは遮断されるようになっている一方、前記給排通路２５は、パイロット弁２２に作用する前記メインオイルギャラリー１１の油圧によって前記第２制御油室４６に対する油圧の供給と排出が制御されるようになっている。

そして、前記オイルポンプ１は、図１、図２及び図３、図６などに示すように、前記バランサ装置２の前端部に、前記各雌ねじ孔１０に螺着する４本のボルト２６によって取り付けられたポンプハウジングを有している。このポンプハウジングは、一端側が開口形成されて内部にポンプ収容室３０を有する断面コ字形状のハウジング本体３１と、該ハウジング本体３１の前端開口を閉塞するように取り付けられたカバー部材３２と、から構成されている。

また、オイルポンプ１は、前記ポンプ収容室３０のほぼ中心部に配置されて、軸方向の両端部が前記ハウジング本体３１とカバー部材３２を貫通して回転自在に支持されたポンプ軸３３と、ポンプ収容室３０内に回転自在に収容されて中心部がポンプ軸３３に結合されたロータ３４と、該ロータ３４の外周部に放射状に切欠形成された複数のスリット３４ａ内にそれぞれ出没自在に収容された複数のベーン３５と、該各ベーン３５の外周側にロータ３４の回転中心に対して偏心揺動可能(偏心移動可能)に配置され、前記ロータ３４及び隣接するベーン３５、３５と共に複数のポンプ室３６を画成するカムリング３７と、ハウジング本体３１内に収容され、ロータ３４の回転中心に対するカムリング３７の偏心量が増大する方向へカムリング３７を常時付勢する付勢機構であるコイルばね３８と、前記ロータ３４の内周側の両側部に摺動自在に配置された該ロータ３４よりも小径な一対のリング部材３９，３９と、を備えている。なお、前記ポンプ軸３３とロータ３４及び各ベーン３５がポンプ要素を構成している。

前記ハウジング本体３１は、アルミ合金材によって一体に形成され、図６に示すように、ポンプ収容室３０の底面３０ａのほぼ中央位置に、ポンプ軸３３の一端部を回転自在に支持する軸受孔３１ａが貫通形成されている。また、ハウジング本体３１の内側面となるポンプ収容室３０の内周壁の所定位置には、カムリング３７を揺動自在に支持するピボットピン４０が挿入固定される円弧状の支持溝３１ｂが形成されている。

さらに、ポンプ収容室３０の内周壁には、図５及び図９などに示すように、前記ポンプ軸３３の軸心とピボットピン４０の軸心とを結ぶ直線（以下「カムリング基準線」という。）Ｍを挟んだ両側に、カムリング３７の外周部に配設される後述する２つのシール部材２７，２７がそれぞれ摺接する第１、第２シール摺接面３１ｃ，３１ｄが形成されている。

また、前記ハウジング本体３１は、前記ポンプ収容室３０の前端開口の外周側に円環状の平坦な取り付け面３１ｅが形成されている。さらに、ハウジング本体３１の前記取り付け面３１ｅの外周部の上部側には、ボス部を介して３つの雌ねじ孔３１ｆが形成されていると共に、下部側には、前記４つのボルト２６が挿通するボルト挿通孔３１ｇが貫通形成されている。なお、下部の一側には、前記バランサ装置２に対してカバー部材３２と一緒に位置決めする２本の位置決めピン５５、５６が挿通される２つの位置決め用孔３１ｈが貫通形成されている。

前記カバー部材３２は、図２及び図５〜図８に示すように、ハウジング本体３１と同じくアルミ合金材によってほぼ平板状に形成されて、前記ハウジング本体３１の軸受孔３１ａに対応した位置に前記ポンプ軸３３の他端側を回転自在に支持する軸受孔３２ａが貫通形成されていると共に、ハウジング本体３１側に取り付けられる取り付け面としてのハウジング取り付け面３２ｂと、前記バランサ装置２の被取り付け面９に当接して取り付けられる外端面側の取り付け面３２ｃと、を有している。

また、カバー部材３２の外周部の上部側には、図５に示すように、前記ハウジング本体３１の雌ねじ孔３１ｆに螺着して共締め固定する３つの第２ボルト２９が挿通する３つのボルト挿通孔３２ｄが貫通形成されていると共に、下部側には前記４つのボルト２６が挿通されるボルト挿通孔３２ｅが貫通形成されている。また、ハウジング本体３１の前記２つの位置決め用孔３１ｈと対応した位置に、前記２本の位置決めピン５５，５６が挿通される２つの位置決め用孔３２ｆが貫通形成されている。

前記ハウジング取り付け面３２ｂは、図７に示すように、全体が平坦状に形成されて、外周部が前記ハウジング本体３１の平坦な取り付け面３１ｅに当接配置されるようになっている。

また、このハウジング取り付け面３２ｂのほぼ中央位置には、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室３６の内部容積が増大する領域（吸入領域）に開口する吸入部である円弧凹状の吸入ポート４１と、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室３６の内部容積が減少する領域（吐出領域）に開口する吐出部である円弧凹状の吐出ポート４２が、それぞれ軸受孔３２ａを挟んで上下でほぼ対向するように切欠形成されている。

前記吸入ポート４１の一端部側には、後述するばね収容室４４側に延設された吸入孔４１ａがハウジング本体３１の底壁を貫通して外部へと開口形成されている。これにより、前記オイルパン１４に貯留された潤滑油が、ポンプ構成体のポンプ作用に伴って発生する負圧に基づき吸入通路１６と吸入孔４１ａ及び吸入ポート４１を介して前記吸入領域の各ポンプ室３６に吸入されるようになっている。

前記吐出ポート４２は、カバー部材３２の底壁を貫通して前記吐出通路１７を介して前記メインオイルギャラリー１１に連通する図外の吐出孔が開口形成されていると共に、前記軸受孔３２ａと連通する通路溝３２ｇの一端が接続されて、該通路溝３２ｇを介してオイルを軸受孔３２ａとポンプ軸３３との間に供給するようになっている。

前記ポンプ軸３３は、カバー部材３２の軸受孔３２ａから突出した先端部３３ａに前記バランサ装置２のドリブンシャフト６の駆動側ヘリカルギア１３に噛合する従動側ヘリカルギア４３が圧入固定されている。前記ドリブンシャフト６の回転力が、前記両ヘリカルギア１３，４３を介してポンプ軸３３に回転伝達され、この回転力によってロータ３４を図９中、反時計方向へ回転させるようになっている。

前記ロータ３４は、内部中心側から径方向外側へ放射状に形成された前記７つのスリット３４ａが切欠形成されていると共に、該各スリット３４ａの内側基端部には、前記吐出ポート４２に吐出された吐出油を導入する断面ほぼ円形状の背圧室３４ｂがそれぞれ形成されている。これにより、前記各ベーン３５がロータ３４の回転に伴う遠心力と背圧室３４ｂの油圧とによって外方へ押し出されるようになっている。

前記各ベーン３５は、各先端面がそれぞれカムリング３７の内周面に摺接すると共に、各基端部の内端面が各リング部材３９，３９の外周面にそれぞれ摺接するようになっている。これによって、機関回転数が低く、前記遠心力や背圧室３４ｂの油圧が小さいときでも、ロータ３４の外周面と、隣接するベーン３５，３５の各内側面と、カムリング３７の内周面と、側壁であるハウジング本体３１のポンプ収容室３０の底面３０ａ及びカバー部材３２の内側面とによって、前記各ポンプ室３６を液密的に画成されている。

前記カムリング３７は、図５及び図９にも示すように、焼結金属によって円筒状に一体形成され、外周部の所定位置に、前記支持溝３１ｂと協働してピボットピン４０を嵌合支持して偏心揺動支点を構成するほぼ円弧凹状のピボット溝３７ａが軸方向に沿って突設されていると共に、該ピボット溝３７ａに対しカムリング３７の中心を挟んで反対側の位置に、前記コイルばね３８と連係するアーム部３７ｂが径方向に沿って突設されている。

ここで、前記ハウジング本体３１内には、前記支持溝３１ｂと反対側の位置に形成された吸入孔４１ａを介してポンプ収容室３０と連通するようにばね収容室４４が設けられており、このばね収容室４４内に前記コイルばね３８が収容されている。

このコイルばね３８は、前記吸入孔４１ａを通じてばね収容室４４内まで延出する前記アーム部３７ｂの先端部の下面とばね収容室４４の底面との間に、所定のセット荷重Ｗをもって弾性保持されている。

したがって、前記コイルばね３８は、前記ばね荷重Ｗに基づく弾性力をもって、前記アーム部３７ｂを介してカムリング３７を、その偏心量が増大する方向（図１中の反時計方向）へ常時付勢するようになっている。これにより、カムリング３７は、非作動時には前記コイルばね３８のばね力によってアーム部３７ｂの外面がばね収容室４４の上壁下面に形成されたストッパ面４４ａに押し付けられた状態となり、ロータ３４の回転中心に対するその偏心量が最大となる位置に保持されている。

また、前記カムリング３７の外周部には、図９に示すように、前記第１、第２シール摺接面３１ｃ、３１ｄと対向するように形成された第１、第２シール面を有する横断面ほぼ三角形状の２つの第１、第２シール保持部３７ｃ、３７ｄがそれぞれ突設されている。また、該各シール保持部３７ｃ、３７ｄの各シール面に、切欠形成された横断面ほぼＵ字形状の第１、２シール保持溝に前記カムリング３７の偏心揺動時に各シール摺接面３１ｃ、３１ｄに摺接するゴム材からなる前記各シール部材２７がそれぞれ収容保持されている。

前記２つのシール部材２７は、例えば低摩擦特性を有するフッ素系樹脂材によりカムリング３７の軸方向に沿って直線状に細長く形成され、前記各シール保持溝の底部に配設されたゴム製の弾性部材の弾性力によって各シール摺接面３１ｃ、３１ｄに押し付けられるようになっており、これによって、後述する第１、第２制御油圧４５，４６の良好な液密性が常時確保されるようになっている。

そして、前記ポンプ吐出側となるピボット溝３７ａ側におけるカムリング３７の外周域には、図２に示すように、ハウジング本体３１の内側面との間に、カムリング３７の外周面と、ピボット溝３７ａ、前記各シール部材２７及びハウジング本体３１の内側面とによって、前記ピボット溝３７ａを挟んだ両側に、前述した第１制御油室４５と第２制御油室４６がそれぞれ隔成されている。

図９中、前記ピボット溝３７ａから右側の第１制御油室４５は、前記供給通路２０を介してメインオイルギャラリー１１に常時連通しており、このメインオイルギャラリー１１から吐出圧よりも僅かに低い油圧が供給されるようになっている。

この第１制御油室４５に面するカムリング３７の外周面によって構成された第１受圧面３７ｅが、前記コイルばね３８の付勢力に抗して前記メインオイルギャラリー１１と供給通路２０からの油圧を受けて、カムリング３７の偏心量を減少させる方向（図９中の時計方向）へ揺動力（移動力）を付与するようになっている。

すなわち、この第１制御油室４５は、前記第１受圧面３７ｅを介してカムリング３７の中心がロータ３４の回転中心と同心に近づく方向、つまり偏心量が減少する方向へカムリング３７を常時作用することによって、このカムリング３７の同心方向の移動量制御に供されている。

前記ピボット溝３７ａよりも左側の第２制御油室４６は、前記制御通路２４から分岐した分岐通路２８を介して前記メインオイルギャラリー１１の油圧が前記パイロット弁２２を通って適宜供給されるようになっている。

また、この第２制御油室４６に面するカムリング３７の外周面には第２受圧面３７ｆが形成され、この第２受圧面３７ｆに吐出圧を作用させることによって、コイルばね３８の付勢力をアシストする方向へ作用する力となり、これによって、カムリング３７に対しその偏心量を増大させる方向（図９中の反時計方向）へ揺動力（移動力）を付与するようになっている。

ここで、図９に示すように、前記第１受圧面３７ｅの受圧面積は、第２受圧面３７ｆの受圧面積よりも大きく形成されて、第２制御油室４６の内圧に基づく付勢力とコイルばね３８の付勢力とによるカムリング３７の偏心方向の付勢力と、第１制御油室４５の内圧に基づく付勢力が所定の力関係をもってバランスするように構成され、第２制御油室４６内の油圧が、前述のように、コイルばね３８の付勢力をアシストするようになっている。

そして、前記カバー部材３２の前記ハウジング取り付け面３２ｂの一側部には、図７に示すように、前記パイロット弁２２にパイロット圧(制御圧)を供給する制御通路２４の一部を構成する第１制御通路溝５０が上下方向に沿って直線状に形成されていると共に、この内方位置には前記給排通路２５(分岐通路２８を含む)の一部を構成する給排通路溝５１がほぼＬ字形状に形成されている。さらに、この給排通路溝５１の下方位置には、前記第２制御油室４６内の油圧を、前記パイロット弁２２を介してオイルパン１４に排出するドレン通路溝５２が形成されている。

前記第１制御通路溝５０は、下端部にカバー部材３２の取り付け面３２ｃに形成された後述の第２制御通路溝５４に連通する制御連通孔５０ａが貫通形成されている。前記給排通路溝５１は、両端部に前記パイロット弁２２の後述する第２給排ポート７８と第２制御油室４６にそれぞれ連通する２つの連通孔５１ａ、５１ｂが貫通形成されている。

これらの各通路溝５０、５１，５２は、前記カバー部材３２がハウジング取り付け面３２ｂを介してハウジング本体３１の取り付け面３１ｅにメタル接触状態で当接して前記各ボルト２６による共締め固定された際に、このボルト軸力による面圧によってシールされるようになっている。

一方、前記カバー部材３２の前記取り付け面３２ｃは、図８に示すように、前記バランサ装置２の被取り付け面９の形状に合わせて平坦な円弧状に形成されていると共に、図中右側には、前記メインオイルギャラリー１１から第１制御油室４５に油圧を供給する前述した供給通路２０の一部を構成するく字形状の油通路溝である供給通路溝５３が形成されている。この供給通路溝５３は、屈曲位置に前記第１制御油室４５に連通する連通孔５３ａが貫通形成されている。

また、前記取り付け面３２ｃの図中ほぼ中央位置から左側には、円弧状に形成された油通路溝である第２制御通路溝５４が形成されており、この第２制御通路溝５４は、一端部が制御連通溝５４ａを介して前記制御連通孔５０ａに連通していると共に、他端部が制御連通孔５４ｂを介して前記パイロット弁２２の後述するパイロット圧導入ポート７６に連通している。

これらの各通路溝５３、５４は、前記カバー部材３２が取り付け面３２ｃを介してバランサ装置２の被取り付け面９にメタル接触状態で当接して前記各ボルト２６による共締め固定された際に、このボルト軸力による面圧によってシールされるようになっている。

前記パイロット弁２２は、図９〜図１２に示すように、前記カバー部材３２に取り付けられた円筒状のバルブボディ７１と、該バルブボディ７１の内部に形成された摺動用孔７２内に摺動自在に設けられたスプール弁７３と、前記摺動用孔７２の下部に弾装されて、前記スプール弁７３を上方へ付勢するバルブスプリング７４と、を備え、摺動用孔７２の下端開口には、該開口を封止するプラグ７５が圧入固定されている。

前記バルブボディ７１は、上端部に前記制御通路２４に連通するパイロット圧導入ポート７６が形成されていると共に、周壁には上側から順に前記分岐通路２８に連通する第１給排ポート７７と、前記第２制御油室４６と第１給排ポート７７に適宜連通する第２給排ポート７８と、前記ドレン通路溝５２に連通したドレンポート７９と、前記スプール弁７３の良好な摺動性を確保するための空気抜き孔７１ｂと、を有している。

前記スプール弁７３は、上端部側から順に説明すれば、前記パイロット圧導入ポート７６の油圧を上端面で受ける第１小径軸部７３ａと、弁部として機能する第１ランド部７３ｂと、外周に環状溝を有する第２小径軸部７３ｃと、弁部として機能する第２ランド部７３ｄと、前記バルブスプリング７４の上端側を支持する最下部の第３小径軸部７３ｅと、を有している。

そして、前記スプール弁７３は、前記第１小径軸部７３ａの上端面にパイロット圧導入ポート７６から受ける制御油圧と前記バルブスプリング７４とのばね力との相対圧によって下降移動または上昇移動して、前記各ポート７７、７８、７９を適宜開閉(連通)するようになっている。

前記電磁切換弁２１は、前記第２供給通路２３を開閉すると共に、前記制御通路２４(分岐通路２８)と外部とを連通、あるいは連通を遮断する３ポート２位置弁であって、内燃機関を制御するコントロールユニットからのオン、オフ信号（制御電流）に基づき機関の運転状態に応じてオン、オフ作動するようになっている。

すなわち、この電磁切換弁２１は、図９〜図１２に示すように、シリンダブロックに穿設されたバルブ孔に挿通固定された円筒状のバルブボディ６１と、該バルブボディ６１の基端部に結合されて、内部にコイルや固定プランジャ及び可動プランジャなどを収容した円筒状のソレノイドユニット６２と、前記可動プランジャの先端側に結合されて、バルブボディ６１内を進退動自在に支持されたプッシュロッド６３と、前記バルブボディ６１の先端部内に設けられたバルブシート６５の開口ポートを前記プッシュロッド６３によって開閉するボール弁体６４と、から主として構成されている。

前記バルブボディ６１は、内部に前記プッシュロッド６３が摺動する通路孔６１ａが軸方向に沿って形成されていると共に、先端部内には、前記ボール弁体６４が離着座する前記バルブシート６５が嵌合固定されている。このバルブシート６５の開口ポートは、ボール弁体６４の離着座（開閉作動）によって前記第２供給通路２３の下流部と制御通路２４の一端部を連通あるいは遮断されるようになっている。

また、このバルブボディ６１は、周壁におけるボール弁体６４の側部に前記開口ポートと制御通路２４の一端部側を連通する給排孔６１ｂが径方向に沿って貫通形成されていると共に、ソレノイドユニット６２側には前記ボール弁体６４を介して前記通路孔６１ａと連通するドレン孔６１ｃが径方向に沿って貫通形成されている。

前記コイルには、機関のコントロールユニットからオン−オフ的に電流が通電あるいは通電が遮断されるようになっている。

つまり、前記コイルへコントロールユニットからオン信号（通電）が出力されると、可動プランジャがリターンスプリングのばね力に抗して進出移動して前記プッシュロッド６３により前記ボール弁体６４をバルブシート６５方向へ押圧する。これによって、ボール弁体６４が開口ポートを閉止すると共に、給排孔６１ｂと通路孔６１ａを連通させるようになっている。

このため、第２制御油室４６内の油圧が、パイロット弁２２を介して前記分岐通路２８から前記給排孔６１ｂ，通路孔６１ａ及びドレン孔６１ｃを通ってオイルパン１４に排出されるようになっている(図９、図１０参照)。

一方、コイルにオフ信号(非通電)が出力されると、前記可動プランジャが前記リターンスプリングのばね力によって後退移動することにより、前記プッシュロッド６３を介してボール弁体６４をバルブシート６５から離間させて前記開口ポートを開成して、制御通路２４(分岐通路２８)の一端部と第２供給通路２３を連通させる(図１１、図１２参照)。

前記コントロールユニットは、機関の油温や水温、機関回転数や負荷等から現在の機関運転状態を検出して、特に機関回転数が所定以下では前記電磁切換弁２１のコイルへオン信号（通電）を出力し、所定より高い場合はオフ信号（非通電）を出力するようになっている。
〔実施形態の可変容量形ポンプの作動〕
以下、本実施形態に係る可変容量形ポンプの作動を図９〜図１２に基づいて簡単に説明する。

機関の始動から例えばアイドリング運転などの低回転の運転状態である場合は、前記クランクシャフトの回転力をバランサ装置２の前記ドライブシャフト５が受けて、前記ドライブギア７，ドリブンギア８を介してドリブンシャフト６が回転駆動する。これにより、オイルポンプ１は、前記ドリブンシャフト６の駆動側ヘリカルギア１３からポンプ軸３３の従動側ヘリカルギア４３を介してポンプ軸３３が回転駆動してポンプ要素によるポンプ作用を行い、このオイルポンプ１側では、図９、図１０に示す作動状態となる。この状態では、前記電磁切換弁２１のコイルにコントロールユニットからのオン信号が出力されて通電状態になり、可動プランジャとプッシュロッド６３によってボール弁体６４が押し上げられてバルブシート６５の開口ポートを閉止する。このため、第２供給通路２３と制御通路２４との連通が遮断されてパイロット弁２２への制御油圧の供給が停止されると共に、前記給排孔６１ｂとドレン孔６１ｃが連通される。

一方、前記パイロット弁２２は、パイロット圧導入ポート７６からスプール弁７３に制御油圧が作用しないことから、前記スプール弁７３がバルブスプリング７４のばね力によって最大上昇位置に付勢されて第１ランド部７３ｂが着座面に着座した状態になっている。

このため、前記第１、第２給排ポート７７，７８が連通して、第２制御油室４６内の油圧が、図中矢印で示すように、分岐通路２８、制御通路２４の一端部および前記電磁切換弁２１を介してオイルパン１４内に排出されて第２制御油室４６が低圧状態になっている。なお、第１制御油室４５には常時メインオイルギャラリー１１下流の油圧が供給されている。

この第１の状態では、機関回転の上昇に伴い吐出通路１７に供給された吐出圧が上昇して、第１制御油室４５に供給される吐出圧によって第１受圧面３７ｅを介してカムリング３７の偏心量が減少する方向への力が上昇する。図１３に示す吐出圧ＰがＰ１に達するとカムリング３７に作用する力がコイルばね３８のばね力に打ち勝ってカムリング３７の偏心量が小さくなって吐出圧の上昇を制御する。つまり、図１３に示す機関回転数が(１)(２)の状態では、ポンプの吐出圧特性Ｐは、図１３のＰ１に示すように、機関回転数の上昇に伴ってやや立ち上がった低圧状態に維持制御される。

次に、機関回転が上昇して図１３の(３)の領域となり、負荷や油温が高まり、ピストンにオイルを噴射するオイルジェットの作動が必要な運転状態になると、オイルポンプ１は、図１１に示す第２の状態となる。つまり、コントロールユニットにより電磁切換弁２１にオフ信号(非通電)が出力される。これにより、電磁切換弁２１は、図１１に示すように、プッシュロッド６３の後退移動に伴いボール弁体６４がバルブシート６５から離間することで、開口ポートを開いて制御通路２４の一端部と第２供給通路２３を連通させると共に、通路孔６１ａの上端開口を閉止してドレン孔６１ｃの連通を遮断する。

このため、前記メインオイルギャラリー１１の油圧が、図中矢印で示すように、前記制御通路２４を通ってスプール弁７３の第１小径軸部７３ａの上端面に作用する。これによって、スプール弁７３がバルブスプリング７４のばね力に抗して僅かに下降移動するが、第１給排ポート７７と第２給排ポート７８は連通状態を維持している。

したがって、前記第２制御油室４６には、第２供給通路２３と制御通路２４及び分岐通路２８を介してメインオイルギャラリー１１の油圧が供給されて前記コイルばね３８のばね力をアシストするように作用し、カムリング３７を反時計方向へ僅かに揺動させてカムリング３７の反力と釣り合う。このため、ポンプの吐出圧は、図１３に示すように、Ｐ１からＰ２へ段階的に大きく制御される。

次に、機関が図１３の(４)に示す高回転域になって、高油温などで更に高油圧が必要な運転状態になると、オイルポンプ１は、図１２に示す第３の状態となる。つまり、コントロールユニットによって、電磁切換弁２１にオフ信号(非通電)が維持される。これにより、前記プッシュロッド６３の後退移動に伴いボール弁体６４がバルブシート６５から離間することで、開口ポートを開いて制御通路２４の一端部と第２供給通路２３の連通状態が維持される。

一方、前記パイロット弁２２側では、図１２に示すように、吐出圧の上昇に伴ってメインオイルギャラリー１１から前記第２供給通路２３及び制御通路２４を通って前記スプール弁７３の第１小径軸部７３ａの上端面に作用する制御油圧も大きくなることから該スプール弁７３がさらに僅かに下降移動して、第１ランド部７３ｂが第１給排ポート７７を閉止すると共に、第２小径軸部７３ｃの環状溝を介して第２給排ポート７８とドレンポート７９が連通される。

このため、第２制御油室４６へのメインオイルギャラリー１１の油圧の供給が停止されると共に、該第２制御油室４６内の油圧が矢印で示すように外部に排出される。一方、前記第１制御油室４５にも大きな吐出圧が連続的に供給されていることからコイルばね３８のばね力に抗してカムリング３７を時計方向へ僅かに揺動させて偏心量が小さくなる方向へ制御する。

したがって、ポンプ吐出圧は、一時的に低下するが、この低下と共に前記スプール弁７３に作用する制御油圧も低下することから、スプール弁７３再び上昇移動して第２制御油室４６に吐出圧を供給する。つまり、ポンプ吐出圧がＰ２の状態になっているときは、スプール弁７３の上下移動にともなって吐出圧は上昇と低下を繰り返しながら一定圧に調圧されるのである。

このように、本実施形態では、前記電磁切換弁２１を介してパイロット弁２２の作動を制御することによって、ポンプ吐出圧をＰ１とＰ２の２段階に制御できる。

また、本実施形態では、駆動中における前記オイルポンプ１のポンプ軸３３には、従動側ヘリカルギア４３とドリブンシャフト６の駆動側ヘリカルギア１３との噛み合いによって効率良く回転力が伝達されると共に、前記両ヘリカルギア１３，４３の噛み合い特性によって、前記ポンプ軸３３には、図６の矢印で示すように、バランサ装置２方向へのスラスト荷重が作用する。

このため、ポンプ軸３３に固定された前記ロータ３４を介してポンプハウジングのカバー部材３２の前記取り付け面３２ｃに、バランサ装置２のロアハウジング４の被取り付け面９に軸方向、つまり前記矢印方向（スラスト方向）からの押し付け力が作用して、前記取り付け面３２ｃ全体が被取り付け面９全体に対して強く圧接する。

したがって、前記バランサ装置２のドリブンシャフト６からポンプ軸３３に回転力を伝達するドライブギア７，ドリブンギア８の回転駆動力などに起因して前記ポンプハウジングが変形して前記取り付け面３２ｃと被取り付け面９との合わせ面が開くことなく、常時強く液密的な密着状態が維持されて、両者９，３２ｃ間のシール性能が向上する。

この結果、前記各通路溝５３，５４を通流する作動油(油圧)の外部へのリークを十分に抑制することができ、前記作動油による例えば前記カムリング３７の偏心量の良好な制御精度が得られる。よって、前述した段階的なポンプ吐出圧特性を精度良く制御することが可能になる。

また、前記ポンプ軸３３のスラスト方向の力によって、前記ハウジング本体３１もバランサ装置２方向、つまりポンプ軸３３などを介してカバー部材３２方向へ引っ張られることから、ハウジング本体３１の取り付け面３１ｅがカバー部材３２のハウジング取り付け面３２ｂに強く圧接する。これによって、取り付け面３１ｅとハウジング取り付け面３２ｂとの間のシール性能も向上して、前記各通路溝５０，５１，５２を通流する作動油の外部へのリークを効果的に抑制することが可能になる
なお、前記電磁切換弁２１に対して、機関低回転域(吐出圧Ｐ１)でコントロールユニットから通電する一方、高回転時(吐出圧Ｐ２時)には非通電としたため、例えば電磁切換弁２１のコイルやハーネスが断線してしまった場合にも、高回転時(Ｐ２)でのポンプ吐出圧制御を行うことが可能になる。ただし、省電力化を考慮して通電、非通電を逆に設定することも可能である。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、仕様のことなる他の可変容量型のオイルポンプにも適用することができる。

また、オイルポンプ１が取り付けられる相手側は、前記バランサ装置２に限定されるものではなく、例えば内燃機関とすることも可能である。

さらに、前記実施形態では、被取り付け面９に対する当接対象として、カバー部材３２の取り付け面３２ｃとしたが、カバー部材を設けない場合は、ハウジング本体３１の取り付け面３１ｅを対象とすることもできる。

１…オイルポンプ
２…バランサ装置(駆動側部材)
３…アッパハウジング
４…ロアハウジング(駆動側部材)
５…ドライブシャフト
６…ドリブンシャフト(駆動軸)
９…被取り付け面
１１…メインオイルギャラリー
１３…駆動側ヘリカルギア
２０…供給通路
２１…電磁切換弁(切換機構)
２２…パイロット弁(制御機構)
２３…第２供給通路
２４…制御通路
２５…給排通路
３０…ポンプ収容室
３１…ハウジング本体
３２…カバー部材
３２ｃ…取り付け面
３３…ポンプ軸
３４…ロータ
３５…ベーン
３６…ポンプ室
３７…カムリング
３８…コイルばね(付勢機構)
４１…吸入ポート（吸入部）
４２…吐出ポート（吐出部）
４３…従動側ヘリカルギア
４５…第１制御油室
４６…第２制御油室
５０…第１制御通路溝
５１…給排通路溝
５２…ドレン通路溝
５３…供給通路溝(油通路溝)
５４…第２制御通路溝(油通路溝)

Claims (8)

1. 内部にポンプ要素を収容すると共に、外端面に有する取り付け面に複数の油通路溝が形成されたポンプハウジングと、
   該ポンプハウジング内に挿通配置されて、回転自在に軸受けされたポンプ軸と、
   該ポンプ軸によって回転駆動するロータと、
   前記ポンプハウジングの取り付け面に対向して形成されて、該取り付け面が当接する被取り付け面を有する駆動側部材と、
   該駆動側部材の内部から外方へ突出した駆動軸の先端部に設けられた駆動側ヘリカルギアと、
   前記ポンプ軸の前記ポンプハウジングの内部から突出した先端部に設けられ、前記駆動側ヘリカルギアに噛み合う従動側ヘリカルギアと、
   を備え、
   前記駆動側ヘリカルギアの回転力を前記従動側ヘリカルギアに伝達する際に発生するスラスト力が、前記ポンプハウジングの取り付け面側から前記駆動側部材の被取り付け面方向へ作用する配置とし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において、
   前記ポンプ要素は、
   前記ロータの外周に出没自在に設けられた複数のベーンと、
   内側に配置された前記ロータの回転中心に対して内径の中心が偏心して配置され、内部に前記ロータとベーンと協働して複数のポンプ室を隔成すると共に、移動することによって偏心量が変化してポンプ室の容積変化量を変化させるカムリングと、
   前記ロータの回転によって容積が増大する前記複数のポンプ室に開口した吸入部と、
   前記ロータの回転によって容積が減少する前記複数のポンプ室に開口した吐出部と、
   を有し、
   セット荷重が付与された状態で設けられ、前記偏心量が増加する方向へ前記カムリングを付勢する付勢機構と、
   作動油が供給されることによって、前記複数のポンプ室の容積変化量が小さくなる方向の力を前記カムリングに付与する第１制御油室と、
   作動油が供給されることによって、前記複数のポンプ室の容積変化量が大きくなる方向の力を前記カムリングに付与する第２制御油室と、
   前記第２制御油室に対して作動油を供給する状態と排出する状態に切り換える切換機構と、
   を備えてい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において、
   前記油通路溝は、前記切換機構を介して前記第２制御油室に対する作動油の供給と排出に供される供給通路溝と排出通路溝を有することを特徴とするオイルポンプ。
4. 請求項３に記載のオイルポンプにおいて、
   前記第２制御油室に前記吐出部からの吐出圧よりも減圧された作動油を供給する状態と、前記第２制御油室内の作動油を排出する状態に制御すると共に、前記第１制御油室に作動油が供給されている際に、前記吐出圧が大きくなるにしたがって前記第２制御油室内の作動油を排出させて該第２制御油室内を減圧調整する制御機構を設けたことを特徴とするオイルポンプ。
5. 請求項４に記載のオイルポンプにおいて、
   前記油通路溝は、前記制御機構を介して前記第２制御油室に対する作動油の供給に供される第２供給通路と、排出に供される第２排出通路を有することを特徴とするオイルポンプ。
6. 請求項１に記載のオイルポンプにおいて、
   前記ポンプハウジングは、前記ポンプ要素が収容されるハウジング本体と、該ハウジング本体に結合されると共に、外端面に前記取り付け面が形成されたカバー部材と、を備えていると共に、
   前記油通路溝は、前記取り付け面と反対側の内端面にも形成されていることを特徴とするオイルポンプ。
7. 内部の収容室にポンプ要素を収容すると共に、外端面に有する取り付け面に油通路溝が形成されたポンプハウジングと、
   該ポンプハウジングに挿通配置されて、回転自在に軸受けされたポンプ軸と、
   該ポンプ軸によって回転駆動するロータと、
   前記ポンプハウジングの取り付け面と該取り付け面に対向して形成された被取り付け面を有する駆動側部材と、
   該駆動側部材の内部から外方へ突出した駆動軸の先端部に設けられた駆動側ヘリカルギアと、
   前記ポンプ軸の前記ポンプハウジングの内部から突出した先端部に設けられ、前記駆動側ヘリカルギアに噛み合う従動側ヘリカルギアを有し、クランクシャフトからの回転力を前記ポンプ軸に伝達するバランサ装置と、
   を備え、
   前記ポンプハウジングは、前記取り付け面を介して前記バランサ装置に取り付けられると共に、前記駆動側ヘリカルギアの回転力を前記従動側ヘリカルギアに伝達する際に発生するスラスト力が、前記ポンプハウジングの取り付け面側から前記バランサ装置の被取り付け面方向へ作用する配置としたことを特徴とするオイルポンプ。
8. 内部の収容室にポンプ要素を収容すると共に、外端面に有する取り付け面に油通路溝が形成されたポンプハウジングと、
   該ポンプハウジングに挿通配置されて、回転自在に軸受けされたポンプ軸と、
   該ポンプ軸によって回転駆動するロータと、
   前記ポンプハウジングの取り付け面に対向して形成され、該取り付け面に当接する被取り付け面を有するバランサ装置のバランサハウジングと、
   該バランサハウジングの内部から外方へ突出した従動側バランサシャフトの先端部に設けられた駆動側ヘリカルギアと、
   前記ポンプ軸の前記ポンプハウジングの内部から突出した先端部に設けられ、前記駆動側ヘリカルギアに噛み合う従動側ヘリカルギアと、
   前記バランサハウジング内に回転自在に設けられ、クランクシャフトから伝達された回転力を前記従動側バランサシャフトに伝達する駆動側バランサシャフトと、
   を備え、
   前記ポンプハウジングは、前記取り付け面と被取り付け面を介して前記バランサハウジングに取り付けられると共に、前記駆動用ヘリカルギアの回転力を前記従動側ヘリカルギアに伝達する際に発生するスラスト力が、前記ポンプハウジングの取り付け面側から前記バランサハウジングの被取り付け面方向へ作用する配置としたことを特徴とするオイルポンプ。

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