JP3712817B2 - 複合型ギアポンプおよびそれを用いるエンジンの油圧回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合型ギアポンプおよびそれを用いるエンジンの油圧回路に関し、特に、吸排気バルブの開閉時期やそれらのバルブリフトを機関の運転状態に応じて制御する、いわゆるバルブ制御装置の駆動源としての油圧を供給するのに好適な複合型ギアポンプおよびそれを用いるエンジンの油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる複合型ギアポンプとしては、実開昭５０−１１４７０５号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来の複合型ギアポンプは、インナーロータとアウターロータとの間にクレセントを設けた、いわゆるクレセント式（インナーロータとアウターロータとの歯数差が２以上）の内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより外接形ギアポンプを構成するようにしている。
【０００４】
さらに詳しく述べると、外歯数２４のインナーロータに偏心配置されて内接する内歯数３１のアウターロータ（歯数差７）が、ケーシングに形成された大径の円状の凹部内に回転可能に設けられ、その外周に軸方向全幅に亘って設けられた歯数３１の外歯が、前記大径の円状の凹部に連続して形成された小径の円状の凹部に回転可能に設けられ外歯数１２の別置きのロータの外歯に噛み合うようにされている。そして、アウターロータはその軸方向全幅に亘って設けられた外歯の頂部が前記大径の円状の凹部の壁面に摺接することで、回転可能に保持されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の複合型ギアポンプでは、アウターロータを回転可能に保持するのに、その軸方向全幅に亘って設けられた外歯の頂部と大径の円状の凹部の壁面との摺接に依存していることから、その頂部の接触面圧が上昇し、ケーシングとアウターロータの外歯頂部との摩耗が生じ易く、最悪の場合、焼き付きが発生するおそれがあった。
【０００６】
また、上述の従来の複合型ギアポンプでは、外歯数２４のインナーロータと内接する内歯数３１のアウターロータとの歯数差が大きいので、アウターロータの回転数がインナーロータの回転数に比べ相当低下する（上記図示の例ではほぼ２／３となる）。その結果、このアウターロータに駆動される別置きのロータの回転数も低下することになるので、外接形ギアポンプの吐出流量を所定量確保するためには、別置きのロータの外歯に噛み合うアウターロータの外歯も必然的に大型化（歯幅を広くするか歯高を高くする）せざるを得なくなる。外歯を大型化すると、その分アウターロータの肉厚が減少するが、かかる複合型ギアポンプではアウターロータの内外周に歯形が形成されるので、その強度を確保するためには、上述の従来例で提案されているように、アウターロータの内歯と外歯とを半径方向において互いに重ならないようにして同一歯数とせざるを得ず、この結果、アウターロータの外周に設ける外歯仕様における設計自由度が減少し、外接形ギアポンプの最適仕様が設定し難いという問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、かかる従来の問題を解決し、摩耗や焼き付きが発生するおそれがない複合型ギアポンプを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、外接形ギアポンプの最適仕様が設定し易い複合型ギアポンプを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、エンジンのバルブ制御装置の駆動源としての油圧を供給するのに好適な複合型ギアポンプおよびそれを用いるエンジンの油圧回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の一形態は、インナーロータとアウターロータとを備える内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプにおいて、前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、前記アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止されるように、該ケーシングの内壁に摺接する案内面を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい形態は、前記案内面の外径は隣接する外歯の外径より僅かに大きいことを特徴とする。
【００１２】
本発明のさらに好ましい形態は、前記インナーロータの外歯と前記アウターロータの内歯との歯数差は１であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他の形態は、クランクシャフトに駆動されるインナーロータとアウターロータとを備える第１の内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより第２の外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプを備え、該複合型ギアポンプは前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、前記アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止されるように、該ケーシングの内壁に摺接する案内面を有し、前記第１の内接形ギアポンプは第１リリーフバルブで所定圧に調圧されたオイルをエンジンのメインギャラリに供給するようにし、前記第２の外接形ギアポンプは前記メインギャラリからオイルを吸込みバルブ制御装置に供給するようにし、前記第２の外接形ギアポンプの吐出側に設けた第２リリーフバルブのリリーフ通路を前記メインギャラリに連通させることを特徴とする複合型ギアポンプを用いたエンジンの油圧回路である。
【００１４】
本発明の好ましい形態は、前記第１リリーフバルブのリリーフ設定圧より前記第２リリーフバルブのリリーフ設定圧を低く設定したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の一形態によれば、インナーロータと内接して噛み合うアウターロータはインナーロータの回転により回転駆動されるが、その回転はアウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、ケーシングの内壁に摺接する案内面により案内されるので、局部的な面圧の上昇を伴わず滑らかに行われる。従って、摩耗や焼き付きが発生するおそれがない。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記案内面の外径は隣接する外歯の外径より僅かに大きいので、アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止され、より円滑な回転が保証される。
【００１７】
本発明のさらに好ましい形態によれば、前記インナーロータの外歯と前記アウターロータの内歯との歯数差が１であるので、従来例と異なり、アウターロータはインナーロータとほぼ同じ比較的高い回転数で駆動される。従って、所定の吐出流量を得るのに一回転当たりの吐出流量は小さくてもよいので、アウターロータの外歯およびこれと外接形ギアポンプを構成している別置きのロータの外歯の小型化（歯高および歯幅）が可能であり、全体としても複合型ギアポンプの小型化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の他の形態によれば、第１ギアポンプはエンジンの始動に伴いクランクシャフトと同期して回転駆動され、オイルパン内のオイルを吸込通路を介して吸い込みメインギャラリへ吐出する。クランクシャフトの回転、すなわち、エンジン回転数が上昇しメインギャラリの油圧が第１リリーフバルブの設定圧を越えると、第１リリーフバルブが開き、リリーフ通路を介して余剰のオイルが逃がされる結果、メインギャラリは所定の油圧に維持される。
【００１９】
一方、第２ギアポンプもアウターロータと共に回転駆動され、メインギャラリから吸込通路を介してオイルを吸い込み、バルブ制御装置に接続された吐出通路にオイルを供給する。そして、吐出通路の油圧が第２リリーフバルブの設定圧を越えると、第２リリーフバルブが開き、リリーフ通路を介して余剰のオイルがメインギャラリに逃がされる結果、吐出通路は所定の油圧に維持される。
【００２０】
ここで、バルブ制御装置の油圧アクチュエータは実質的に閉回路を形成しており、その移動動作中のみ容積変化が生ずるので、エンジンの作動中の大半は油圧アクチュエータは非移動動作状態にあり、クランクシャフトの回転数に関係なく、エンジンが回転している限り、吐出通路内の油圧は直ぐに上昇し第２リリーフバルブの設定圧による所定の油圧に維持される。このとき、余剰のオイルはメインギャラリに戻されることになる。
【００２１】
従って、油圧アクチュエータの非移動動作時には、第２ギアポンプから吐出されるオイル流量が全てメインギャラリに戻されるので、メインギャラリの油圧低下が生ぜず、第１ギアポンプ１は、エンジンの摺動部の潤滑のために必要である流量のみを吐出する能力があればよい。
【００２２】
また、油圧アクチュエータの移動動作時においては、吐出通路からのオイルの戻りがなくなりメインギャラリの油圧は一瞬低下するが、油圧アクチュエータは実質的に閉回路を形成しておりその動作時間は極めて短時間であることから、メインギャラリの油圧は直ぐに回復し、エンジン摺動部へ悪影響を与えることはない。
【００２３】
また、エンジンが低回転（例えば、２０００rpm より低い）のときは第１ギアポンプの吐出圧力は低いので、オイルは第２ギアポンプにより加圧されてバルブ制御装置を動作させるべく供給される。そして、エンジンの回転数の上昇に伴い第１ギアポンプの吐出圧力が上昇し、やがて第１リリーフバルブのリリーフ設定圧となるが、第２ギアポンプの吐出通路は上述のように実質的に閉回路に接続されているので、エンジンの回転数に関係なく、第２リリーフバルブのリリーフ設定圧となる。ところが、第１リリーフバルブのリリーフ設定圧より第２リリーフバルブのリリーフ設定圧が低いので、第２リリーフバルブのリリーフ設定圧以上の圧力となるエンジン回転数以上では第２ギアポンプは加圧仕事を行う必要が無くなる。
【００２４】
従って、第２ギアポンプは、第１ギアポンプが所定の吐出圧力を発生できないエンジンの極低回転域でのみ仕事をすればよく、それを越える回転域ではほとんど仕事をする必要がないので、第２ギアポンプの消費動力を減少させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
添付の図面に記載された実施の形態に基づき、本発明の好ましい実施の形態につき詳細に説明する。
【００２６】
図１において、１はクランクシャフト２１（図２示）に駆動されるように配置された、後に詳述する第１ギアポンプである。第１ギアポンプ１はオイルパン７内のオイルをオイルストレーナ１２および吸込通路６を介して吸込み、メインギャラリ５に供給する。３は第１リリーフ設定圧に設定された第１リリーフバルブであり、エンジンの潤滑を必要とする摺動部にオイルを供給するメインギャラリ５に連通して設けられ、そのリリーフ通路８は吸込通路６に連通されている。
【００２７】
２は同じく後に詳述するように第１ギアポンプのアウターロータに駆動される第２ギアポンプである。そして、その吸込通路１３はオイルフィルタ１０より下流のメインギャラリ５に連通され、吐出通路１１は後述のバルブ制御装置に接続されている。４は第２リリーフ設定圧に設定された第２リリーフバルブであり、バルブ制御装置に作動用のオイルを供給する吐出通路１１に連通して設けられ、そのリリーフ通路９はメインギャラリ５に連通する吸込通路６に連通されている。そして、第１リリーフバルブ３の第１リリーフ設定圧は第２リリーフバルブ４の第２リリーフ設定圧よりも高く設定されている。
【００２８】
ここで、上述の第１ギアポンプ１および第２ギアポンプ２は、図２および図３に示すように、複合型ギアポンプとして構成されている。
【００２９】
すなわち、第１ギアポンプ１は、クランクシャフト２１に連結されて駆動され、所定の歯数（図示の例では９個）の外歯２３を有するインナーロータ２２と、該インナーロータ２２に対し偏心して配置されて噛み合い、前記所定の歯数よりも１個だけ多い歯数（図示の例では１０個）の内歯２５を有するアウターロータ２４とを備え、該アウターロータ２４がケーシング４０に形成された大径の円状の凹部４１内に回転可能に収容されることにより、内接型ギアポンプとして構成されている。さらに、ケーシング４０には、上述の吸込通路６と連通する第１吸込ポート２９およびメインギャラリ５と連通する第１吐出ポート２８が形成されている。
【００３０】
また、第２ギアポンプ２は、上記第１ギアポンプ１のアウターロータ２４と、その外周部に軸方向に部分的に形成された外歯２６に噛み合う外歯３１が外周部に形成された別置きのロータ３０とを備え、該ロータ３０がケーシング４０に形成された小径の円状の凹部４２内に、ケーシングに固定されたシャフト３２でもって回転可能に収容されることにより、外接型ギアポンプとして構成されている。さらに、ケーシング４０には、上述の吸込通路１３と連通する第２吸込ポート３３および吐出通路１１と連通する第２吐出ポート３４が形成されている。
【００３１】
そして、アウターロータ２４の外周部には、図３に示すように、軸方向に部分的に形成された外歯２６に対し軸方向に隣接して、ケーシング４０の大径の円状の凹部４１の内壁に摺接する案内面２７が設けられており、該案内面２７の外径は隣接する外歯２６の外径より僅かに大きく設定されている。
【００３２】
４３はポンプカバーであり、所要のポンプ室を形成すべく、上述のインナーロータ２２およびアウターロータ２４を大径の円状の凹部４１内に、ロータ３０を小径の円状の凹部４２内にそれぞれ収容しているケーシング４０に接合されている。
【００３３】
次に、バルブ制御装置の一例としてのバルブ開閉時期制御装置につき、図４を参照して説明する。
【００３４】
本実施の形態におけるバルブ開閉時期制御装置は、主に回転位相変更部１００と油圧制御部２００とを備えている。
【００３５】
回転位相変更部１００はカムシャフト１０２の一端に配設され、（不図示の）クランクシャフトの回転トルクをカムシャフト１０２に伝達すると共に、カムシャフト１０２の回転位相を変化させる。このカムシャフト１０２には（不図示の）吸気および／または排気バルブが係合しており、カムシャフト１０２の回転に伴って、その開閉動作を行う。
【００３６】
すなわち、回転位相変更部１００は、カムシャフト１０２と相対回転可能に配置されたスプロケット部１１０と、カムシャフト１０２の端部にボルトにより固定された端部材１２０と、スプロケット部１１０と端部材１２０との間に形成された空間に介挿された可動部材１３０とを主要構成部品としている。
【００３７】
スプロケット部１１０は、筒状本体１１１と、該筒状本体にボルトにより固着され外周部にクランクシャフトに駆動されるタイミングチェーンが噛み合うスプロケット歯が形成された歯形成部材１１２と、筒状部材１１１にカシメ固着されたカバー部材１１３とを備えている。そして、筒状本体１１１の内周面の一部のカバー部材寄りにはヘリカルスプライン１１４が形成されている。
【００３８】
端部材１２０はほぼ段付円筒状を有し、中心部に上述のボルト１２１の挿通孔１２２が貫通形成されていると共に、ボルト１２１の頭部が収容される環状凹部１２３が形成されている。さらに、端部材１２０の外周面の一部のカバー部材１１３寄りにはヘリカルスプライン１２４が形成されている。なお、１２５はスプロケット部１１０のカバー部材１１３と端部材１２０との衝接を防止するために設けられたコイルスプリングである。
【００３９】
また、可動部材１３０は、本実施の形態においては、内外周面に上述の端部材１２０のヘリカルスプライン１２４および筒状本体のヘリカルスプライン１１４にそれぞれ噛合するヘリカルスプライン１３２および１３３が形成されたリング部材１３１と、該リング部材１３１を軸方向に駆動すべくピン１３５により連結されたリング状ピストン１３４とを有している。なお、リング部材１３１はスプライン噛合におけるバックラッシュを無くすために軸方向において２分割された第１リング部材１３１a および第２リング部材１３１b から構成され、互いにピン１３６により弾性的に連結されている。そして、リング状ピストン１３４の前部とカバー部材１１３との間には第１油圧室１３７が、および、リング状ピストン１３４の背部とスプロケット部１１０の歯形成部材１１２との間には第２油圧室１３８がそれぞれ液密状態に画成され油圧アクチュエータを構成しており、第２油圧室１３８内には、リング状ピストン１３４ひいてはリング部材１３１を初期位置（図示の左端位置）に押圧保持するための、比較的ばね定数の大きなコイルスプリング１３９が配置されている。
【００４０】
油圧制御部２００は、エンジンブロックに取り付けられたオイル通路構成部材２１０内に形成された後述のオイル通路を切換制御するスプールバルブ２２０と、該スプールバルブを駆動する電磁アクチュエータ２３０とを備えている。
【００４１】
スプールバルブ２２０は、オイル通路構成部材２１０内に形成された孔２１１内に嵌装された筒状のバルブボディ２２１とこの内部に摺動自在に設けられ流路を切り換えるスプール２２２を備え、該スプール２２２はスプリング２２４により初期位置（図示の左端位置）方向に付勢されている。さらに、該スプール２２２はロッカーカバー２３２に固定された比例ソレノイド型の電磁アクチュエータ２３０の作動ロッド２３１により、スプリング２２４の付勢力に抗して駆動される。
【００４２】
オイル通路構成部材２１０およびバルブボディ２２１にはそれぞれ対応する位置関係で、オイル供給ポート２３４、第１オイル給排ポート２３５および第２オイル給排ポート２３６が形成されている。そして、オイル供給ポート２３４はオイル供給通路２１２を介して吐出通路１１に連通され、第１オイル給排ポート２３５は第１オイル給排通路２１３（カバー部材１１３に形成された通路も含む）を介して第１油圧室１３７に、第２オイル給排ポート２３６は第２オイル給排通路２１４（ボルト１２１および端部材１２０に形成された通路も含む）を介して第２油圧室１３８にそれぞれ連通されている。スプール２２２は環状溝２２３を備え、オイル供給ポート２３４と第１オイル給排ポート２３５および第２オイル給排ポート２３６との相対位置関係を制御することにより、第１オイル給排ポート２３５および第２オイル給排ポート２３６の開口面積を可変制御し、第１および第２油圧室の油圧をそれぞれ制御するようになっている。
【００４３】
なお、スプールバルブ２２０の両端は開放され、オイルのドレンが可能とされている。ドレンされたオイルはオイルパン７に落下する。
【００４４】
前記電磁アクチュエータ２３０は、不図示のクランク角センサ、エアフローメータ、水温センサ、スロットルバルブスイッチ等の各種センサからの入力信号に基づいて、現在のエンジン運転状態を検出し制御信号を出力するコントローラ３００により制御され、その作動ロッド２３１の進出量が変えられる。
【００４５】
上記構成になる本実施の形態では、第１ギアポンプ１のインナーロータ２２はエンジンの始動に伴いクランクシャフト２１と同期して回転駆動され、これと噛み合うアウターロータ２４は歯数差が１のためインナーロータ２２とほぼ同じ回転数で駆動される。そして、この歯数差１により生ずる空間の容積変化によりオイルパン７内のオイルを吸込通路６および第１吸込ポート２９を介して吸い込み、第１吐出ポート２８を介してメインギャラリ５へ吐出する。クランクシャフト２１の回転、すなわち、エンジン回転数が上昇しメインギャラリ５の油圧が第１リリーフバルブ３の設定圧を越えると、第１リリーフバルブ３が開き、リリーフ通路８を介して余剰のオイルが逃がされる結果、メインギャラリ５は所定の油圧に維持される。
【００４６】
一方、第２ギアポンプ２もインナーロータ２２とほぼ同じ回転数で駆動されるアウターロータ２４によりロータ３０と共に回転駆動され、オイルフィルタ１０下流のメインギャラリ５から吸込通路１３および第２吸込ポート３３を介してオイルを吸い込み、バルブ制御装置としてのバルブ開閉時期制御装置に接続された吐出通路１１に第２吐出ポート３４を介してオイルを供給する。そして、吐出通路１１の油圧が第２リリーフバルブ４の設定圧を越えると、第２リリーフバルブ４が開き、リリーフ通路９を介して余剰のオイルが逃がされる結果、吐出通路１１は所定の油圧に維持される。
【００４７】
なお、このとき、アウターロータ２４はその外周部に形成された案内面２７によりケーシング４０の大径の円状の凹部４１の内壁に摺接しつつ回転し、一方、ロータ３０はケーシング４０に固定されたシャフト３２に案内されつつ回転する。従って、アウターロータ２４の外周部に形成された外歯２６は凹部４１の内壁に接触する必要がないので、摩耗が著しく低減される。
【００４８】
バルブの開閉時期を変更する必要がないときは、電磁アクチュエータ２３０の作動ロッド２３１およびスプール２２２は図２に図示の初期位置状態、すなわち、オイル供給ポート２３４と第２オイル給排ポート２３６とが環状溝２２３を介して連通された状態にあり、リング状ピストン１３４およびリング部材１３１がコイルスプリング１３９に付勢されて同じく初期位置にあり最大容積状態にある第２油圧室１３８と吐出通路１１とが連通している。このとき、油圧アクチュエータの第２油圧室１３８は閉回路を形成しており、吐出通路１１の油圧はリリーフ通路９を介して余剰のオイルが逃がされる結果、所定のリリーフ設定圧に維持される。
【００４９】
バルブの開閉時期を変更する際には、コントローラ３００から所定の信号が送られ、電磁アクチュエータ２３０の作動ロッド２３１が所定量進出しスプール２２２を図２に図示の初期位置状態から右方に移動させる。例えば、カムシャフト１０２とスプロケット部１１０との位相を最大に変化させるときには、スプール２２２が許容範囲内の最右端まで移動され、オイル供給ポート２３４と第１オイル給排ポート２３５とが環状溝２２３を介して連通された状態となり、一方、第２給排ポート２３６が開放される。すると、吐出通路１１からオイルが第１給排通路を介して第１油圧室１３７に供給されると共に、第２油圧室１３８内のオイルが第２給排通路２１４を介してドレンされ、リング状ピストン１３４ひいてはリング部材１３１をスプリング１３９の付勢力に抗して右方に移動させる。このとき、油圧アクチュエータの第１油圧室１３７は閉回路を形成しており、リング部材１３１は吐出通路１１のリリーフ設定圧によりリング状ピストン１３４に及ぼされる力とスプリング１３９の付勢力とが釣り合う第１油圧室１３８の最大容積状態に維持される。
【００５０】
リング部材１３１が移動すると、その内外周面のヘリカルスプライン１３２および１３３にそれぞれ噛合している端部材１２０のヘリカルスプライン１２４および筒状本体１１１のヘリカルスプライン１１４の噛み合い位置が軸方向にずれて、スプロケット部１１０とカムシャフト１０２との位相が変更される。この結果、吸気および／または排気バルブの開閉時期が最大限変更される。
【００５１】
また、吸気および／または排気バルブの開閉時期を中間程度に変更するときには、スプール２２２が所定位置まで移動され、第１オイル給排ポート２３５がオイル供給ポート２３４と環状溝２２３を介して部分的に連通されると共に部分的にドレンされる状態となり、一方、第２給排ポート２３６が部分的に開放される状態となるよう電磁アクチュエータ２３０の作動ロッド２３１の進出量が制御される。すると、吐出通路１１からのオイルは、部分的にドレンされつつ調圧されて第１給排通路２１３を介して第１油圧室１３７に供給されると共に、第２油圧室１３８内のオイルが第２給排通路２１４を介して部分的にドレンされ、リング状ピストン１３４ひいてはリング部材１３１がスプリング１３９の付勢力に抗して所定量右方に移動された位置に保持される。
【００５２】
ここで、バルブ制御装置としてのバルブ開閉時期制御装置の油圧アクチュエータは実質的に閉回路を形成しており、その移動動作中のみ容積変化が生ずるので、油圧アクチュエータのリング状ピストン１３４の非移動動作時（油圧アクチュエータの移動動作は瞬時に行われるので、エンジンの作動中の大半は油圧アクチュエータは非移動動作状態にある）にはクランクシャフトの回転数に関係なく、エンジンが回転している限り、吐出通路１１内の油圧は直ぐに上昇し第２リリーフバルブ４の設定圧による所定の油圧に維持される。このとき、余剰のオイルは第２ギアポンプ２に再度吸い込まれるか、リリーフ通路９を介してメインギャラリ５に戻されることになる。
【００５３】
従って、油圧アクチュエータの非移動動作時には、第２ギアポンプ２から吐出されるオイル流量Ｑ２が全てメインギャラリ５に戻されるので、メインギャラリ５の油圧低下が生ぜず、第１ギアポンプ１は、エンジンの摺動部の潤滑のために必要である流量Ｑ１のみを吐出する能力があればよい。
【００５４】
また、油圧アクチュエータのリング状ピストン１３４の移動動作時においては、吐出通路１１からのオイルの戻りがなくなりメインギャラリ５の油圧は一瞬低下するが、上述のように、油圧アクチュエータは実質的に閉回路を形成しておりその動作時間は極めて短時間であることから、メインギャラリ５の油圧は直ぐに回復し、エンジン摺動部へ悪影響を与えることはない。
【００５５】
このように、第２ギアポンプ２のリリーフ通路９をメインギャラリ５に連通させることにより、第１ギアポンプと第２ギアポンプとを組み合わせて用いる構成としても、従来の如く、第１ギアポンプの吐出能力をエンジンの摺動部の潤滑のために必要である流量Ｑ１を上回る能力とする必要が無く、第１ギアポンプ１の大型化を防止することができる。従って、その分の消費動力の増大を避けることができ、燃費を低減できる。
【００５６】
さらに、本発明においては、第１リリーフバルブ３の第１リリーフ設定圧より第２のリリーフバルブ４の第２リリーフ設定圧が低く設定されている。
【００５７】
しかして、エンジンが低回転（例えば、２０００rpm より低い）のときは第１ギアポンプ１の吐出圧力は低いので、オイルは第２ギアポンプ２により加圧されてバルブ開閉時期制御装置を動作させるべく供給される。そして、エンジンの回転数の上昇に伴い第１ギアポンプ１の吐出圧力が上昇し、やがて第１リリーフバルブ３の第１リリーフ設定圧となるが、第２ギアポンプ２の吐出通路１１は上述のように実質的に閉回路に接続されているので、エンジンの回転数に関係なく、第２リリーフバルブ４の第２リリーフ設定圧となる。しかし、第１リリーフバルブ３の第１リリーフ設定圧より第２リリーフバルブの第２リリーフ設定圧が低いので、第２リリーフバルブの第２リリーフ設定圧以上の圧力となるエンジン回転数以上では第２ギアポンプ２は加圧仕事を行う必要が無くなる。ポンプの仕事量は、一般に、流量×圧力で定義されるので、圧力が限りなく０に近い場合には仕事量もほとんど０となるからである。
【００５８】
従って、第２ギアポンプ２は、第１ギアポンプ１が所定の吐出圧力を発生できないエンジンの極低回転域でのみ仕事をすればよく、それを越える回転域ではほとんど仕事をする必要がないので、第２ギアポンプ２の消費動力を減少させることができる。
【００５９】
なお、上述の実施の形態ではバルブ制御装置の例として、バルブ開閉時期制御装置に本発明を適用したものにつき説明したが、本発明はこれに限られないことはいうまでもない。例えば、バルブリフト量切換制御装置等の油圧アクチュエータを作動させる油圧回路として用いてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の一形態によれば、インナーロータとアウターロータとを備える内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプにおいて、前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、ケーシングの内壁に摺接する案内面を有するので、アウターロータの回転はアウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、ケーシングの内壁に摺接する案内面により案内され、局部的な面圧の上昇を伴わず滑らかに行われる。従って、摩耗や焼き付きが発生するおそれがない。
【００６１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記案内面の外径は隣接する外歯の外径より僅かに大きいので、アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止され、より円滑な回転が保証される。
【００６２】
本発明のさらに好ましい形態によれば、前記インナーロータの外歯と前記アウターロータの内歯との歯数差が１であるので、アウターロータは比較的高い回転数で駆動され、アウターロータの外歯およびこれと外接形ギアポンプを構成している別置きのロータの外歯の小型化（歯高および歯幅）が可能であり、全体としても複合型ギアポンプの小型化を図ることができる。
【００６３】
また、本発明の他の形態によれば、クランクシャフトに駆動されるインナーロータとアウターロータとを備える第１の内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより第２の外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプを備え、該複合型ギアポンプは前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、ケーシングの内壁に摺接する案内面を有し、前記第１の内接形ギアポンプは第１リリーフバルブで所定圧に調圧されたオイルをエンジンのメインギャラリに供給するようにし、前記第２の外接形ギアポンプは前記メインギャラリからオイルを吸込みバルブ制御装置に供給するようにし、前記第２の外接形ギアポンプの吐出側に設けた第２リリーフバルブのリリーフ通路を前記メインギャラリに連通させるようにしたので、第１ギアポンプはエンジンの要潤滑部が必要とする流量を吐出する能力があればよく、その大型化を避けることができる。
【００６４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記第１リリーフバルブのリリーフ設定圧より前記第２リリーフバルブのリリーフ設定圧を低く設定したので、第２ギアポンプはエンジンの極低回転域のみで仕事をすればよい。その結果、第１および第２ギアポンプの消費動力の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す油圧回路図である。
【図２】本発明による複合型ギアポンプの一実施の形態を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明が適用されるバルブ開閉時期制御装置の一実施の形態の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 第１ギアポンプ
２ 第２ギアポンプ
３ 第１リリーフバルブ
４ 第２リリーフバルブ
５ メインギャラリ
６ 第１ギアポンプの吸込通路
７ オイルパン
８ 第１リリーフ通路
９ 第２リリーフ通路
１０ オイルフィルタ
１１ 吐出通路
１２ オイルストレーナ
１３ 第２ギアポンプの吸込通路
２２ 第１ギアポンプのインナーロータ
２４ 第１ギアポンプのアウターロータ
２６ 第１ギアポンプアウターロータの外歯
２７ 第１ギアポンプアウターロータの案内面
２８ 第１ギアポンプの吐出ポート
２９ 第１ギアポンプの吸込ポート
３０ 別置きのロータ
３１ 別置きのロータの外歯
３２ シャフト
３３ 第２ギアポンプの吸込ポート
３４ 第２ギアポンプの吐出ポート
４０ ケーシング
４１ 大径円状凹部
４２ 小径円状凹部
１００ バルブ開閉時期制御装置の回転位相変更部
２００ バルブ開閉時期制御装置の油圧制御部
３００ バルブ開閉時期制御装置のコントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、複合型ギアポンプおよびそれを用いるエンジンの油圧回路に関し、特に、吸排気バルブの開閉時期やそれらのバルブリフトを機関の運転状態に応じて制御する、いわゆるバルブ制御装置の駆動源としての油圧を供給するのに好適な複合型ギアポンプおよびそれを用いるエンジンの油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる複合型ギアポンプとしては、実開昭５０−１１４７０５号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この従来の複合型ギアポンプは、インナーロータとアウターロータとの間にクレセントを設けた、いわゆるクレセント式（インナーロータとアウターロータとの歯数差が２以上）の内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより外接形ギアポンプを構成するようにしている。
【０００４】
さらに詳しく述べると、外歯数２４のインナーロータに偏心配置されて内接する内歯数３１のアウターロータ（歯数差７）が、ケーシングに形成された大径の円状の凹部内に回転可能に設けられ、その外周に軸方向全幅に亘って設けられた歯数３１の外歯が、前記大径の円状の凹部に連続して形成された小径の円状の凹部に回転可能に設けられ外歯数１２の別置きのロータの外歯に噛み合うようにされている。そして、アウターロータはその軸方向全幅に亘って設けられた外歯の頂部が前記大径の円状の凹部の壁面に摺接することで、回転可能に保持されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の複合型ギアポンプでは、アウターロータを回転可能に保持するのに、その軸方向全幅に亘って設けられた外歯の頂部と大径の円状の凹部の壁面との摺接に依存していることから、その頂部の接触面圧が上昇し、ケーシングとアウターロータの外歯頂部との摩耗が生じ易く、最悪の場合、焼き付きが発生するおそれがあった。
【０００６】
また、上述の従来の複合型ギアポンプでは、外歯数２４のインナーロータと内接する内歯数３１のアウターロータとの歯数差が大きいので、アウターロータの回転数がインナーロータの回転数に比べ相当低下する（上記図示の例ではほぼ２／３となる）。その結果、このアウターロータに駆動される別置きのロータの回転数も低下することになるので、外接形ギアポンプの吐出流量を所定量確保するためには、別置きのロータの外歯に噛み合うアウターロータの外歯も必然的に大型化（歯幅を広くするか歯高を高くする）せざるを得なくなる。外歯を大型化すると、その分アウターロータの肉厚が減少するが、かかる複合型ギアポンプではアウターロータの内外周に歯形が形成されるので、その強度を確保するためには、上述の従来例で提案されているように、アウターロータの内歯と外歯とを半径方向において互いに重ならないようにして同一歯数とせざるを得ず、この結果、アウターロータの外周に設ける外歯仕様における設計自由度が減少し、外接形ギアポンプの最適仕様が設定し難いという問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、かかる従来の問題を解決し、摩耗や焼き付きが発生するおそれがない複合型ギアポンプを提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、外接形ギアポンプの最適仕様が設定し易い複合型ギアポンプを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、エンジンのバルブ制御装置の駆動源としての油圧を供給するのに好適な複合型ギアポンプおよびそれを用いるエンジンの油圧回路を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の一形態は、インナーロータとアウターロータとを備える内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプにおいて、前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、前記アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止されるように、該ケーシングの内壁に摺接する案内面を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい形態は、前記案内面の外径は隣接する外歯の外径より僅かに大きいことを特徴とする。
【００１２】
本発明のさらに好ましい形態は、前記インナーロータの外歯と前記アウターロータの内歯との歯数差は１であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の他の形態は、クランクシャフトに駆動されるインナーロータとアウターロータとを備える第１の内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより第２の外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプを備え、該複合型ギアポンプは前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、前記アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止されるように、該ケーシングの内壁に摺接する案内面を有し、前記第１の内接形ギアポンプは第１リリーフバルブで所定圧に調圧されたオイルをエンジンのメインギャラリに供給するようにし、前記第２の外接形ギアポンプは前記メインギャラリからオイルを吸込みバルブ制御装置に供給するようにし、前記第２の外接形ギアポンプの吐出側に設けた第２リリーフバルブのリリーフ通路を前記メインギャラリに連通させることを特徴とする複合型ギアポンプを用いたエンジンの油圧回路である。
【００１４】
本発明の好ましい形態は、前記第１リリーフバルブのリリーフ設定圧より前記第２リリーフバルブのリリーフ設定圧を低く設定したことを特徴とする。
【００１５】
本発明の一形態によれば、インナーロータと内接して噛み合うアウターロータはインナーロータの回転により回転駆動されるが、その回転はアウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、ケーシングの内壁に摺接する案内面により案内されるので、局部的な面圧の上昇を伴わず滑らかに行われる。従って、摩耗や焼き付きが発生するおそれがない。
【００１６】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記案内面の外径は隣接する外歯の外径より僅かに大きいので、アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止され、より円滑な回転が保証される。
【００１７】
本発明のさらに好ましい形態によれば、前記インナーロータの外歯と前記アウターロータの内歯との歯数差が１であるので、従来例と異なり、アウターロータはインナーロータとほぼ同じ比較的高い回転数で駆動される。従って、所定の吐出流量を得るのに一回転当たりの吐出流量は小さくてもよいので、アウターロータの外歯およびこれと外接形ギアポンプを構成している別置きのロータの外歯の小型化（歯高および歯幅）が可能であり、全体としても複合型ギアポンプの小型化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の他の形態によれば、第１ギアポンプはエンジンの始動に伴いクランクシャフトと同期して回転駆動され、オイルパン内のオイルを吸込通路を介して吸い込みメインギャラリへ吐出する。クランクシャフトの回転、すなわち、エンジン回転数が上昇しメインギャラリの油圧が第１リリーフバルブの設定圧を越えると、第１リリーフバルブが開き、リリーフ通路を介して余剰のオイルが逃がされる結果、メインギャラリは所定の油圧に維持される。
【００１９】
一方、第２ギアポンプもアウターロータと共に回転駆動され、メインギャラリから吸込通路を介してオイルを吸い込み、バルブ制御装置に接続された吐出通路にオイルを供給する。そして、吐出通路の油圧が第２リリーフバルブの設定圧を越えると、第２リリーフバルブが開き、リリーフ通路を介して余剰のオイルがメインギャラリに逃がされる結果、吐出通路は所定の油圧に維持される。
【００２０】
ここで、バルブ制御装置の油圧アクチュエータは実質的に閉回路を形成しており、その移動動作中のみ容積変化が生ずるので、エンジンの作動中の大半は油圧アクチュエータは非移動動作状態にあり、クランクシャフトの回転数に関係なく、エンジンが回転している限り、吐出通路内の油圧は直ぐに上昇し第２リリーフバルブの設定圧による所定の油圧に維持される。このとき、余剰のオイルはメインギャラリに戻されることになる。
【００２１】
従って、油圧アクチュエータの非移動動作時には、第２ギアポンプから吐出されるオイル流量が全てメインギャラリに戻されるので、メインギャラリの油圧低下が生ぜず、第１ギアポンプ１は、エンジンの摺動部の潤滑のために必要である流量のみを吐出する能力があればよい。
【００２２】
また、油圧アクチュエータの移動動作時においては、吐出通路からのオイルの戻りがなくなりメインギャラリの油圧は一瞬低下するが、油圧アクチュエータは実質的に閉回路を形成しておりその動作時間は極めて短時間であることから、メインギャラリの油圧は直ぐに回復し、エンジン摺動部へ悪影響を与えることはない。
【００２３】
また、エンジンが低回転（例えば、２０００rpm より低い）のときは第１ギアポンプの吐出圧力は低いので、オイルは第２ギアポンプにより加圧されてバルブ制御装置を動作させるべく供給される。そして、エンジンの回転数の上昇に伴い第１ギアポンプの吐出圧力が上昇し、やがて第１リリーフバルブのリリーフ設定圧となるが、第２ギアポンプの吐出通路は上述のように実質的に閉回路に接続されているので、エンジンの回転数に関係なく、第２リリーフバルブのリリーフ設定圧となる。ところが、第１リリーフバルブのリリーフ設定圧より第２リリーフバルブのリリーフ設定圧が低いので、第２リリーフバルブのリリーフ設定圧以上の圧力となるエンジン回転数以上では第２ギアポンプは加圧仕事を行う必要が無くなる。
【００２４】
従って、第２ギアポンプは、第１ギアポンプが所定の吐出圧力を発生できないエンジンの極低回転域でのみ仕事をすればよく、それを越える回転域ではほとんど仕事をする必要がないので、第２ギアポンプの消費動力を減少させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
添付の図面に記載された実施の形態に基づき、本発明の好ましい実施の形態につき詳細に説明する。
【００２６】
図１において、１はクランクシャフト２１（図２示）に駆動されるように配置された、後に詳述する第１ギアポンプである。第１ギアポンプ１はオイルパン７内のオイルをオイルストレーナ１２および吸込通路６を介して吸込み、メインギャラリ５に供給する。３は第１リリーフ設定圧に設定された第１リリーフバルブであり、エンジンの潤滑を必要とする摺動部にオイルを供給するメインギャラリ５に連通して設けられ、そのリリーフ通路８は吸込通路６に連通されている。
【００２７】
２は同じく後に詳述するように第１ギアポンプのアウターロータに駆動される第２ギアポンプである。そして、その吸込通路１３はオイルフィルタ１０より下流のメインギャラリ５に連通され、吐出通路１１は後述のバルブ制御装置に接続されている。４は第２リリーフ設定圧に設定された第２リリーフバルブであり、バルブ制御装置に作動用のオイルを供給する吐出通路１１に連通して設けられ、そのリリーフ通路９はメインギャラリ５に連通する吸込通路６に連通されている。そして、第１リリーフバルブ３の第１リリーフ設定圧は第２リリーフバルブ４の第２リリーフ設定圧よりも高く設定されている。
【００２８】
ここで、上述の第１ギアポンプ１および第２ギアポンプ２は、図２および図３に示すように、複合型ギアポンプとして構成されている。
【００２９】
すなわち、第１ギアポンプ１は、クランクシャフト２１に連結されて駆動され、所定の歯数（図示の例では９個）の外歯２３を有するインナーロータ２２と、該インナーロータ２２に対し偏心して配置されて噛み合い、前記所定の歯数よりも１個だけ多い歯数（図示の例では１０個）の内歯２５を有するアウターロータ２４とを備え、該アウターロータ２４がケーシング４０に形成された大径の円状の凹部４１内に回転可能に収容されることにより、内接型ギアポンプとして構成されている。さらに、ケーシング４０には、上述の吸込通路６と連通する第１吸込ポート２９およびメインギャラリ５と連通する第１吐出ポート２８が形成されている。
【００３０】
また、第２ギアポンプ２は、上記第１ギアポンプ１のアウターロータ２４と、その外周部に軸方向に部分的に形成された外歯２６に噛み合う外歯３１が外周部に形成された別置きのロータ３０とを備え、該ロータ３０がケーシング４０に形成された小径の円状の凹部４２内に、ケーシングに固定されたシャフト３２でもって回転可能に収容されることにより、外接型ギアポンプとして構成されている。さらに、ケーシング４０には、上述の吸込通路１３と連通する第２吸込ポート３３および吐出通路１１と連通する第２吐出ポート３４が形成されている。
【００３１】
そして、アウターロータ２４の外周部には、図３に示すように、軸方向に部分的に形成された外歯２６に対し軸方向に隣接して、ケーシング４０の大径の円状の凹部４１の内壁に摺接する案内面２７が設けられており、該案内面２７の外径は隣接する外歯２６の外径より僅かに大きく設定されている。
【００３２】
４３はポンプカバーであり、所要のポンプ室を形成すべく、上述のインナーロータ２２およびアウターロータ２４を大径の円状の凹部４１内に、ロータ３０を小径の円状の凹部４２内にそれぞれ収容しているケーシング４０に接合されている。
【００３３】
次に、バルブ制御装置の一例としてのバルブ開閉時期制御装置につき、図４を参照して説明する。
【００３４】
本実施の形態におけるバルブ開閉時期制御装置は、主に回転位相変更部１００と油圧制御部２００とを備えている。
【００３５】
回転位相変更部１００はカムシャフト１０２の一端に配設され、（不図示の）クランクシャフトの回転トルクをカムシャフト１０２に伝達すると共に、カムシャフト１０２の回転位相を変化させる。このカムシャフト１０２には（不図示の）吸気および／または排気バルブが係合しており、カムシャフト１０２の回転に伴って、その開閉動作を行う。
【００３６】
すなわち、回転位相変更部１００は、カムシャフト１０２と相対回転可能に配置されたスプロケット部１１０と、カムシャフト１０２の端部にボルトにより固定された端部材１２０と、スプロケット部１１０と端部材１２０との間に形成された空間に介挿された可動部材１３０とを主要構成部品としている。
【００３７】
スプロケット部１１０は、筒状本体１１１と、該筒状本体にボルトにより固着され外周部にクランクシャフトに駆動されるタイミングチェーンが噛み合うスプロケット歯が形成された歯形成部材１１２と、筒状部材１１１にカシメ固着されたカバー部材１１３とを備えている。そして、筒状本体１１１の内周面の一部のカバー部材寄りにはヘリカルスプライン１１４が形成されている。
【００３８】
端部材１２０はほぼ段付円筒状を有し、中心部に上述のボルト１２１の挿通孔１２２が貫通形成されていると共に、ボルト１２１の頭部が収容される環状凹部１２３が形成されている。さらに、端部材１２０の外周面の一部のカバー部材１１３寄りにはヘリカルスプライン１２４が形成されている。なお、１２５はスプロケット部１１０のカバー部材１１３と端部材１２０との衝接を防止するために設けられたコイルスプリングである。
【００３９】
また、可動部材１３０は、本実施の形態においては、内外周面に上述の端部材１２０のヘリカルスプライン１２４および筒状本体のヘリカルスプライン１１４にそれぞれ噛合するヘリカルスプライン１３２および１３３が形成されたリング部材１３１と、該リング部材１３１を軸方向に駆動すべくピン１３５により連結されたリング状ピストン１３４とを有している。なお、リング部材１３１はスプライン噛合におけるバックラッシュを無くすために軸方向において２分割された第１リング部材１３１a および第２リング部材１３１b から構成され、互いにピン１３６により弾性的に連結されている。そして、リング状ピストン１３４の前部とカバー部材１１３との間には第１油圧室１３７が、および、リング状ピストン１３４の背部とスプロケット部１１０の歯形成部材１１２との間には第２油圧室１３８がそれぞれ液密状態に画成され油圧アクチュエータを構成しており、第２油圧室１３８内には、リング状ピストン１３４ひいてはリング部材１３１を初期位置（図示の左端位置）に押圧保持するための、比較的ばね定数の大きなコイルスプリング１３９が配置されている。
【００４０】
油圧制御部２００は、エンジンブロックに取り付けられたオイル通路構成部材２１０内に形成された後述のオイル通路を切換制御するスプールバルブ２２０と、該スプールバルブを駆動する電磁アクチュエータ２３０とを備えている。
【００４１】
スプールバルブ２２０は、オイル通路構成部材２１０内に形成された孔２１１内に嵌装された筒状のバルブボディ２２１とこの内部に摺動自在に設けられ流路を切り換えるスプール２２２を備え、該スプール２２２はスプリング２２４により初期位置（図示の左端位置）方向に付勢されている。さらに、該スプール２２２はロッカーカバー２３２に固定された比例ソレノイド型の電磁アクチュエータ２３０の作動ロッド２３１により、スプリング２２４の付勢力に抗して駆動される。
【００４２】
オイル通路構成部材２１０およびバルブボディ２２１にはそれぞれ対応する位置関係で、オイル供給ポート２３４、第１オイル給排ポート２３５および第２オイル給排ポート２３６が形成されている。そして、オイル供給ポート２３４はオイル供給通路２１２を介して吐出通路１１に連通され、第１オイル給排ポート２３５は第１オイル給排通路２１３（カバー部材１１３に形成された通路も含む）を介して第１油圧室１３７に、第２オイル給排ポート２３６は第２オイル給排通路２１４（ボルト１２１および端部材１２０に形成された通路も含む）を介して第２油圧室１３８にそれぞれ連通されている。スプール２２２は環状溝２２３を備え、オイル供給ポート２３４と第１オイル給排ポート２３５および第２オイル給排ポート２３６との相対位置関係を制御することにより、第１オイル給排ポート２３５および第２オイル給排ポート２３６の開口面積を可変制御し、第１および第２油圧室の油圧をそれぞれ制御するようになっている。
【００４３】
なお、スプールバルブ２２０の両端は開放され、オイルのドレンが可能とされている。ドレンされたオイルはオイルパン７に落下する。
【００４４】
前記電磁アクチュエータ２３０は、不図示のクランク角センサ、エアフローメータ、水温センサ、スロットルバルブスイッチ等の各種センサからの入力信号に基づいて、現在のエンジン運転状態を検出し制御信号を出力するコントローラ３００により制御され、その作動ロッド２３１の進出量が変えられる。
【００４５】
上記構成になる本実施の形態では、第１ギアポンプ１のインナーロータ２２はエンジンの始動に伴いクランクシャフト２１と同期して回転駆動され、これと噛み合うアウターロータ２４は歯数差が１のためインナーロータ２２とほぼ同じ回転数で駆動される。そして、この歯数差１により生ずる空間の容積変化によりオイルパン７内のオイルを吸込通路６および第１吸込ポート２９を介して吸い込み、第１吐出ポート２８を介してメインギャラリ５へ吐出する。クランクシャフト２１の回転、すなわち、エンジン回転数が上昇しメインギャラリ５の油圧が第１リリーフバルブ３の設定圧を越えると、第１リリーフバルブ３が開き、リリーフ通路８を介して余剰のオイルが逃がされる結果、メインギャラリ５は所定の油圧に維持される。
【００４６】
一方、第２ギアポンプ２もインナーロータ２２とほぼ同じ回転数で駆動されるアウターロータ２４によりロータ３０と共に回転駆動され、オイルフィルタ１０下流のメインギャラリ５から吸込通路１３および第２吸込ポート３３を介してオイルを吸い込み、バルブ制御装置としてのバルブ開閉時期制御装置に接続された吐出通路１１に第２吐出ポート３４を介してオイルを供給する。そして、吐出通路１１の油圧が第２リリーフバルブ４の設定圧を越えると、第２リリーフバルブ４が開き、リリーフ通路９を介して余剰のオイルが逃がされる結果、吐出通路１１は所定の油圧に維持される。
【００４７】
なお、このとき、アウターロータ２４はその外周部に形成された案内面２７によりケーシング４０の大径の円状の凹部４１の内壁に摺接しつつ回転し、一方、ロータ３０はケーシング４０に固定されたシャフト３２に案内されつつ回転する。従って、アウターロータ２４の外周部に形成された外歯２６は凹部４１の内壁に接触する必要がないので、摩耗が著しく低減される。
【００４８】
バルブの開閉時期を変更する必要がないときは、電磁アクチュエータ２３０の作動ロッド２３１およびスプール２２２は図２に図示の初期位置状態、すなわち、オイル供給ポート２３４と第２オイル給排ポート２３６とが環状溝２２３を介して連通された状態にあり、リング状ピストン１３４およびリング部材１３１がコイルスプリング１３９に付勢されて同じく初期位置にあり最大容積状態にある第２油圧室１３８と吐出通路１１とが連通している。このとき、油圧アクチュエータの第２油圧室１３８は閉回路を形成しており、吐出通路１１の油圧はリリーフ通路９を介して余剰のオイルが逃がされる結果、所定のリリーフ設定圧に維持される。
【００４９】
バルブの開閉時期を変更する際には、コントローラ３００から所定の信号が送られ、電磁アクチュエータ２３０の作動ロッド２３１が所定量進出しスプール２２２を図２に図示の初期位置状態から右方に移動させる。例えば、カムシャフト１０２とスプロケット部１１０との位相を最大に変化させるときには、スプール２２２が許容範囲内の最右端まで移動され、オイル供給ポート２３４と第１オイル給排ポート２３５とが環状溝２２３を介して連通された状態となり、一方、第２給排ポート２３６が開放される。すると、吐出通路１１からオイルが第１給排通路を介して第１油圧室１３７に供給されると共に、第２油圧室１３８内のオイルが第２給排通路２１４を介してドレンされ、リング状ピストン１３４ひいてはリング部材１３１をスプリング１３９の付勢力に抗して右方に移動させる。このとき、油圧アクチュエータの第１油圧室１３７は閉回路を形成しており、リング部材１３１は吐出通路１１のリリーフ設定圧によりリング状ピストン１３４に及ぼされる力とスプリング１３９の付勢力とが釣り合う第１油圧室１３８の最大容積状態に維持される。
【００５０】
リング部材１３１が移動すると、その内外周面のヘリカルスプライン１３２および１３３にそれぞれ噛合している端部材１２０のヘリカルスプライン１２４および筒状本体１１１のヘリカルスプライン１１４の噛み合い位置が軸方向にずれて、スプロケット部１１０とカムシャフト１０２との位相が変更される。この結果、吸気および／または排気バルブの開閉時期が最大限変更される。
【００５１】
また、吸気および／または排気バルブの開閉時期を中間程度に変更するときには、スプール２２２が所定位置まで移動され、第１オイル給排ポート２３５がオイル供給ポート２３４と環状溝２２３を介して部分的に連通されると共に部分的にドレンされる状態となり、一方、第２給排ポート２３６が部分的に開放される状態となるよう電磁アクチュエータ２３０の作動ロッド２３１の進出量が制御される。すると、吐出通路１１からのオイルは、部分的にドレンされつつ調圧されて第１給排通路２１３を介して第１油圧室１３７に供給されると共に、第２油圧室１３８内のオイルが第２給排通路２１４を介して部分的にドレンされ、リング状ピストン１３４ひいてはリング部材１３１がスプリング１３９の付勢力に抗して所定量右方に移動された位置に保持される。
【００５２】
ここで、バルブ制御装置としてのバルブ開閉時期制御装置の油圧アクチュエータは実質的に閉回路を形成しており、その移動動作中のみ容積変化が生ずるので、油圧アクチュエータのリング状ピストン１３４の非移動動作時（油圧アクチュエータの移動動作は瞬時に行われるので、エンジンの作動中の大半は油圧アクチュエータは非移動動作状態にある）にはクランクシャフトの回転数に関係なく、エンジンが回転している限り、吐出通路１１内の油圧は直ぐに上昇し第２リリーフバルブ４の設定圧による所定の油圧に維持される。このとき、余剰のオイルは第２ギアポンプ２に再度吸い込まれるか、リリーフ通路９を介してメインギャラリ５に戻されることになる。
【００５３】
従って、油圧アクチュエータの非移動動作時には、第２ギアポンプ２から吐出されるオイル流量Ｑ２が全てメインギャラリ５に戻されるので、メインギャラリ５の油圧低下が生ぜず、第１ギアポンプ１は、エンジンの摺動部の潤滑のために必要である流量Ｑ１のみを吐出する能力があればよい。
【００５４】
また、油圧アクチュエータのリング状ピストン１３４の移動動作時においては、吐出通路１１からのオイルの戻りがなくなりメインギャラリ５の油圧は一瞬低下するが、上述のように、油圧アクチュエータは実質的に閉回路を形成しておりその動作時間は極めて短時間であることから、メインギャラリ５の油圧は直ぐに回復し、エンジン摺動部へ悪影響を与えることはない。
【００５５】
このように、第２ギアポンプ２のリリーフ通路９をメインギャラリ５に連通させることにより、第１ギアポンプと第２ギアポンプとを組み合わせて用いる構成としても、従来の如く、第１ギアポンプの吐出能力をエンジンの摺動部の潤滑のために必要である流量Ｑ１を上回る能力とする必要が無く、第１ギアポンプ１の大型化を防止することができる。従って、その分の消費動力の増大を避けることができ、燃費を低減できる。
【００５６】
さらに、本発明においては、第１リリーフバルブ３の第１リリーフ設定圧より第２のリリーフバルブ４の第２リリーフ設定圧が低く設定されている。
【００５７】
しかして、エンジンが低回転（例えば、２０００rpm より低い）のときは第１ギアポンプ１の吐出圧力は低いので、オイルは第２ギアポンプ２により加圧されてバルブ開閉時期制御装置を動作させるべく供給される。そして、エンジンの回転数の上昇に伴い第１ギアポンプ１の吐出圧力が上昇し、やがて第１リリーフバルブ３の第１リリーフ設定圧となるが、第２ギアポンプ２の吐出通路１１は上述のように実質的に閉回路に接続されているので、エンジンの回転数に関係なく、第２リリーフバルブ４の第２リリーフ設定圧となる。しかし、第１リリーフバルブ３の第１リリーフ設定圧より第２リリーフバルブの第２リリーフ設定圧が低いので、第２リリーフバルブの第２リリーフ設定圧以上の圧力となるエンジン回転数以上では第２ギアポンプ２は加圧仕事を行う必要が無くなる。ポンプの仕事量は、一般に、流量×圧力で定義されるので、圧力が限りなく０に近い場合には仕事量もほとんど０となるからである。
【００５８】
従って、第２ギアポンプ２は、第１ギアポンプ１が所定の吐出圧力を発生できないエンジンの極低回転域でのみ仕事をすればよく、それを越える回転域ではほとんど仕事をする必要がないので、第２ギアポンプ２の消費動力を減少させることができる。
【００５９】
なお、上述の実施の形態ではバルブ制御装置の例として、バルブ開閉時期制御装置に本発明を適用したものにつき説明したが、本発明はこれに限られないことはいうまでもない。例えば、バルブリフト量切換制御装置等の油圧アクチュエータを作動させる油圧回路として用いてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の一形態によれば、インナーロータとアウターロータとを備える内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプにおいて、前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、ケーシングの内壁に摺接する案内面を有するので、アウターロータの回転はアウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、ケーシングの内壁に摺接する案内面により案内され、局部的な面圧の上昇を伴わず滑らかに行われる。従って、摩耗や焼き付きが発生するおそれがない。
【００６１】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記案内面の外径は隣接する外歯の外径より僅かに大きいので、アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止され、より円滑な回転が保証される。
【００６２】
本発明のさらに好ましい形態によれば、前記インナーロータの外歯と前記アウターロータの内歯との歯数差が１であるので、アウターロータは比較的高い回転数で駆動され、アウターロータの外歯およびこれと外接形ギアポンプを構成している別置きのロータの外歯の小型化（歯高および歯幅）が可能であり、全体としても複合型ギアポンプの小型化を図ることができる。
【００６３】
また、本発明の他の形態によれば、クランクシャフトに駆動されるインナーロータとアウターロータとを備える第１の内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより第２の外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプを備え、該複合型ギアポンプは前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、ケーシングの内壁に摺接する案内面を有し、前記第１の内接形ギアポンプは第１リリーフバルブで所定圧に調圧されたオイルをエンジンのメインギャラリに供給するようにし、前記第２の外接形ギアポンプは前記メインギャラリからオイルを吸込みバルブ制御装置に供給するようにし、前記第２の外接形ギアポンプの吐出側に設けた第２リリーフバルブのリリーフ通路を前記メインギャラリに連通させるようにしたので、第１ギアポンプはエンジンの要潤滑部が必要とする流量を吐出する能力があればよく、その大型化を避けることができる。
【００６４】
また、本発明の好ましい形態によれば、前記第１リリーフバルブのリリーフ設定圧より前記第２リリーフバルブのリリーフ設定圧を低く設定したので、第２ギアポンプはエンジンの極低回転域のみで仕事をすればよい。その結果、第１および第２ギアポンプの消費動力の増大を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す油圧回路図である。
【図２】本発明による複合型ギアポンプの一実施の形態を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明が適用されるバルブ開閉時期制御装置の一実施の形態の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 第１ギアポンプ
２ 第２ギアポンプ
３ 第１リリーフバルブ
４ 第２リリーフバルブ
５ メインギャラリ
６ 第１ギアポンプの吸込通路
７ オイルパン
８ 第１リリーフ通路
９ 第２リリーフ通路
１０ オイルフィルタ
１１ 吐出通路
１２ オイルストレーナ
１３ 第２ギアポンプの吸込通路
２２ 第１ギアポンプのインナーロータ
２４ 第１ギアポンプのアウターロータ
２６ 第１ギアポンプアウターロータの外歯
２７ 第１ギアポンプアウターロータの案内面
２８ 第１ギアポンプの吐出ポート
２９ 第１ギアポンプの吸込ポート
３０ 別置きのロータ
３１ 別置きのロータの外歯
３２ シャフト
３３ 第２ギアポンプの吸込ポート
３４ 第２ギアポンプの吐出ポート
４０ ケーシング
４１ 大径円状凹部
４２ 小径円状凹部
１００ バルブ開閉時期制御装置の回転位相変更部
２００ バルブ開閉時期制御装置の油圧制御部
３００ バルブ開閉時期制御装置のコントローラ
Claims (5)
- インナーロータとアウターロータとを備える内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプにおいて、
前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、前記アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止されるように、該ケーシングの内壁に摺接する案内面を有することを特徴とする複合型ギアポンプ。 - 前記案内面の外径は隣接する外歯の外径より僅かに大きいことを特徴とする請求項１の複合型ギアポンプ。
- 前記インナーロータの外歯と前記アウターロータの内歯との歯数差は１であることを特徴とする請求項１または２の複合型ギアポンプ。
- クランクシャフトに駆動されるインナーロータとアウターロータとを備える第１の内接形ギアポンプのアウターロータの外周に外歯を設け、該外歯と外接する外歯を有する別置きのロータにより第２の外接形ギアポンプを構成するようにした複合型ギアポンプを備え、
該複合型ギアポンプは前記アウターロータの外周の外歯に軸方向に隣接して設けられ、前記アウターロータの外周の外歯とケーシングの内壁との接触が防止されるように、該ケーシングの内壁に摺接する案内面を有し、
前記第１の内接形ギアポンプは第１リリーフバルブで所定圧に調圧されたオイルをエンジンのメインギャラリに供給するようにし、
前記第２の外接形ギアポンプは前記メインギャラリからオイルを吸込みバルブ制御装置に供給するようにし、
前記第２の外接形ギアポンプの吐出側に設けた第２リリーフバルブのリリーフ通路を前記メインギャラリに連通させることを特徴とする複合型ギアポンプを用いたエンジンの油圧回路。 - 前記第１リリーフバルブのリリーフ設定圧より前記第２リリーフバルブのリリーフ設定圧を低く設定したことを特徴とする請求項４の複合型ギアポンプを用いたエンジンの油圧回路。
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