JP5877981B2 - オイル供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンのシリンダブロックに取り付けられるオイルポンプを備え、該エンジンの各部にオイルを供給するオイル供給装置に関する。

従来から、エンジンには、オイルパンに貯留されたオイルを該エンジンの各部に対して供給通路を通じて圧送するオイル供給装置を備えている。こうしたオイル供給装置のオイルポンプは、例えば、エンジンの出力軸に連結されて該出力軸の回転によって回転する駆動ギヤと該駆動ギヤに従動する従動ギヤとを有しており、これら駆動ギヤ及び従動ギヤの回転運動によりオイルを圧送する。

ところで、上述した一対のギヤで構成されるオイルポンプにおいては、該オイルポンプによるオイルの圧送がエンジン回転速度に応じて断続的に行なわれるため、供給通路を流通するオイルの油圧に脈動が生じてしまう。こうした油圧の脈動は、オイルが供給されるエンジンの各部や該エンジンの各部に機械的に連結された部材の振動を引き起こすとともに該振動に起因する騒音も引き起こす。そのため、供給通路を流通するオイルの脈動を抑えるべく、特許文献１には、所定容積のオイルチャンバを供給通路に連通させる提案がなされている。

特開２００７−２７８１８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、供給通路にオイルチャンバを連通させることによって、オイルの圧送にともなって生じる脈動を減衰させ、該脈動に起因する振動や騒音を抑えることが可能ではあるものの、ギヤの回転にともなう駆動音等、オイルポンプの騒音については、依然として改善の余地が残されていた。

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの各部へ供給されるオイルの脈動を抑えつつ、オイルポンプの騒音を抑えることが可能なオイル供給装置を提供することにある。

本発明の態様の一つは、エンジンのシリンダブロックに取り付けられるオイルポンプを備え、前記シリンダブロックは、該シリンダブロックの外側面に凹設され、前記エンジンの各部に前記オイルを供給するための供給通路が連通したオイル収容部を有し、前記オイルポンプは、前記オイル収容部の開口を覆うように前記シリンダブロックに連結される連結部と、前記オイルを圧送する回転体が収容されて該オイルを吐出する吐出部とを有し、前記吐出部は、前記オイル収容部に収容されて、前記連結部に形成された吸入通路を通じて前記吐出部と前記オイル収容部との隙間に前記オイルを吐出する吐出口を有し、前記隙間は、前記吐出部を取り囲んでおり、前記隙間に吐出されたオイルが該隙間を通じて前記供給通路に流入する。

本発明の態様の一つによれば、吐出部によって圧送されるオイルは、該吐出部とオイル収容部との隙間を通じて供給通路へと流入することになる。そのため、オイルの圧送にともなって生じる脈動を該隙間で減衰させることができるとともに、吐出部がオイル収容部を満たすオイルに油浸された状態にあることから、回転体の回転にともなう駆動音を減衰させることができる。それゆえに、オイルの圧送にともなう脈動を抑えつつ、オイルポンプの騒音を抑えることができる。

本発明の態様の一つにおいて、前記連結部は、前記オイル収容部に連通する連通路と、前記吐出部と前記オイル収容部との隙間にあるオイルを前記連通路を通じて排出することによって、前記供給通路における前記オイルの圧力を調整する調圧弁とを備える。

ここで、オイルポンプによって圧送されたオイルには、供給通路を流通する際に流路抵抗に応じた圧力損失が生じる。そのため、調圧弁によって過剰なオイルが排出されているとき、オイルポンプの駆動力には、エンジンの各部までオイルを圧送するための駆動力と、調圧弁によって排出されるオイルを該調圧弁まで圧送するための駆動力とが必要とされる。

上述した態様の一つによれば、調圧弁は、吐出部とオイル収容部との隙間にあるオイルを排出する。そのため、供給通路に調圧弁を設けた場合に比べて、調圧弁によって排出されるオイルを該調圧弁まで圧送するために必要とされる駆動力を小さくすることが可能である。それゆえに、エンジンの各部までオイルを圧送するうえで、オイルポンプに必要とされる駆動力を小さくすることが可能である。

本発明の態様の一つにおいて、前記連結部は、前記調圧弁によって排出される前記オイルを前記吸入通路へ還流させる還流通路を備える。
この発明の態様の一つによれば、調圧弁によって排出されたオイルが還流通路を通じて導入通路へと還流される。吸込通路を流通しているオイルの圧力は、回転体の回転に基づくポンプ作用によって還流通路を流通するオイルの圧力よりも低い状態にあるため、連通路を通じてオイル収容部から排出されたオイルは、還流通路を通じて吸入通路に円滑に流入する。その結果、吐出部にオイルを吸入するうえで、オイルポンプに必要とされる駆動力を小さくすることが可能である。

本発明の態様の一つにおいて、前記調圧弁は、円柱状の弁体と、前記弁体の軸方向に沿って該弁体を摺動可能に収容する弁体収容室と該弁体収容室よりも小径であって前記供給通路におけるオイルの圧力を受ける圧力室とで構成される多段円柱形状の調圧室と、前記弁体収容室に収容されて前記弁体を前記圧力室に向けて付勢する付勢部材と、前記圧力室から離間する方向への前記弁体の変位を規制する規制部材とを備え、前記弁体収容室の側面には、前記還流通路の開口が前記連通路の開口よりも前記圧力室側に形成されており、前記弁体の外側面には、前記弁体収容室と前記圧力室との段差部に該弁体が当接する状態にて前記還流通路の開口に連通し、且つ該弁体が前記段差部から所定量だけ離間した位置と前記規制部材によって変位が規制される位置との間で前記還流通路及び前記連通路の双方の開口に連通する溝部が形成されている。

この発明の態様の一つによれば、共通通路におけるオイルの圧力、すなわち圧力室におけるオイルの圧力が高くなって、付勢部材の付勢力に抗して弁体が段差部から離間すると、弁体に形成された溝部を介して連通路と還流通路とが連通する。その結果、連通路、弁体の溝部、還流通路を介して、オイル収容部に吐出されたオイルの一部を吸入通路へ還流させることができる。

本発明の態様の一つにおいて、前記弁体は、前記規制部材によって変位が規制された位置にて、前記圧力室側における頂面が前記連通路の開口よりも前記圧力室側に位置する。

この発明の態様の一つによれば、たとえ規制部材によって変位が規制される位置まで弁体が変位したとしても、圧力室と還流通路とが非連通状態に維持される。すなわち、供給通路のオイルが圧力室を介して還流通路に流入することが抑えられる。その結果、吐出部から吐出されたオイルのうちで過剰なオイルとして排出されるのは、オイル収容部におけるオイルだけであることから、オイルポンプに必要とされる駆動力をさらに抑えることができる。

本発明の一実施形態におけるオイル供給装置の概略構成を示す概略構成図。 図１の２―２線に沿った断面構造を示す断面図。 オイルポンプの平面構造を示す平面図であって、連結部に形成された各種通路を示す図。 図３の４−４線に沿った断面構造を示す断面図であって、（ａ）弁体が弁座に当接している状態を示す図、（ｂ）閉塞部材側への弁体の変位が規制部材によって規制された状態を示す図。

以下、本発明のオイル供給装置を具体化した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。

図１に示されるようにオイル供給装置５は、エンジンのシリンダブロック１０に連結されるオイルポンプ２０を有している。エンジンのシリンダブロック１０における外側面１０ａには、オイルポンプ２０の吐出部２２から吐出されたオイルを収容するオイル収容部１２が凹設されている。このオイル収容部１２には、エンジンの各部にオイルを供給するための供給通路１３が連通している。また、シリンダブロック１０の外側面１０ａにおける上記オイル収容部１２の下方には、オイルパン１５に貯留されたオイルをオイルポンプ２０に導入するための導入通路１４が開口している。

オイルポンプ２０は、シリンダブロック１０の外側面１０ａにおけるオイル収容部１２及び導入通路１４の開口を覆うように該シリンダブロック１０に連結される連結部２１と、連結部２１に一体的に形成された吐出部２２と、吐出部２２に収容されたポンプ部２３とを備えている。

連結部２１には、シリンダブロック１０の導入通路１４に連通する吸入口２５を有して、ポンプ部２３に吸入されるオイルが流通する吸入通路２６が形成されている。吸入通路２６は、吸入口２５から吐出部２２に向かうように延出形成されて、該吐出部２２に形成されたポンプ吸込口２７に連通している（図３参照）。

吐出部２２は、オイル収容部１２の容積よりも小さい容積であって、且つ連結部２１がシリンダブロック１０に連結された状態で、該吐出部２２を取り囲むようにオイル収容部１２との隙間である吐出空間３０が形成されるように成形されている。

吐出部２２に収容されたポンプ部２３は、図示されないエンジンの出力軸に連動して回転する回転体である駆動ギヤ３２と、駆動ギヤ３２に従動する回転体である従動ギヤ３４とで構成されるギヤポンプである。駆動ギヤ３２は、連結部２１と吐出部２２とに回転自在に軸支された回転軸３１を回転中心として回転する。従動ギヤ３４は、連結部２１と吐出部２２とに回転自在に軸支された回転軸３３を回転中心として回転する。ポンプ部２３は、図２に示されるように、駆動ギヤ３２及び従動ギヤ３４が回転することによって、ポンプ吸込口２７内のオイルを吸入して加圧し、吐出部２２の外側面に形成された吐出口３５から吐出空間３０へ吐出する。

すなわち、オイルポンプ２０は、エンジンが駆動されることによって駆動ギヤ３２及び従動ギヤ３４が回転されて、ポンプ吸込口２７内のオイルを加圧して吐出空間３０へと吐出する。吐出空間３０に吐出されたオイルは、オイル収容部１２に連通している供給通路１３へ流入し、オイルクーラ３７及びオイルフィルタ３８を経由してエンジンの各部へ供給される。こうしたオイルの吐出にともなって、ポンプ吸込口２７には、該ポンプ吸込口２７がポンプ部２３のポンプ作用による負圧状態になるため、吸入通路２６を通じて新たなオイルが導入される。

また、図３に示されるように、オイルポンプ２０には、供給通路１３におけるオイルの圧力を調整する調圧弁４０が連結部２１に一体的に組み込まれている。調圧弁４０は、供給通路１３におけるオイルの圧力が所定値を超えているときに、ポンプ部２３から吐出されたオイルの一部を排出することによって、該供給通路１３におけるオイルの圧力を調整する。

図４（ａ）（ｂ）に示されるように、連結部２１には、略円柱形状をなす弁体４１が該弁体４１の軸方向Ａに沿って摺動可能な弁体収容室４２と、軸方向Ａにおける弁体収容室４２の一端面に開口し、該弁体収容室４２よりも小径の圧力室４３と、弁体収容室４２と圧力室４３との径差に基づく段差部である弁座４４とが形成されている。なお、これら弁体収容室４２と圧力室４３とによって調圧室が構成されている。

また、連結部２１には、図３及び図４（ａ）（ｂ）に示されるように、軸方向Ａにおける弁体収容室４２の略中央部分に開口を有して、弁体収容室４２とオイル収容部１２とを連通させる連通路４７が形成されている。また連結部２１には、弁体収容室４２における上記連通路４７の開口よりも圧力室４３側に開口を有して、弁体収容室４２と吸入通路２６とを連通させる還流通路４８が形成されている。

図４（ａ）（ｂ）に示されるように、弁体収容室４２は、圧力室４３の反対側における開口が閉塞部材５１によって閉塞されており、該弁体収容室４２には、弁体４１の他、弁体４１と閉塞部材５１とに挟まれるように、規制部材５２と付勢部材であるコイルばね５３とが収容されている。

規制部材５２は、弁体４１の外径と略等しい外径を有した有底円筒状をなしており、その底部が閉塞部材５１に当接するように配設されている。規制部材５２は、弁体４１における閉塞部材５１側の端部が当接することによって、閉塞部材５１側への弁体４１の変位を規制する（図４（ｂ）参照）。

コイルばね５３は、その一端が規制部材５２に内挿されており、その他端が弁体４１に形成された凹部４１ａに内挿されている。そしてコイルばね５３は、規制部材５２の底部に一端が支持された状態で弁体４１を軸方向Ａに沿って圧力室４３に向けて付勢している。

また、弁体４１における圧力室４３寄りの部位には、該弁体４１の外側面の全周にわたって溝部４１ｂが形成されている。この溝部４１ｂは、図４（ａ）に示されるように、弁体４１が弁座４４に当接する状態においては、上記連通路４７及び還流通路４８のうちで還流通路４８のみに連通するように形成されている。また溝部４１ｂは、弁体４１が弁座４４に当接する状態から所定量だけ閉塞部材５１側に変位した位置と閉塞部材５１側への変位が規制部材５２に規制される位置との間で上記連通路４７及び還流通路４８の双方に連通するように形成されている。また、弁体４１は、図４（ｂ）に示されるように、規制部材５２によって閉塞部材５１側への変位が規制された状態において、圧力室４３側の頂面４１ｃが還流通路４８の開口よりも圧力室４３側に位置するように成形されている。

一方、圧力室４３は、図１に示されるように、連結部２１に形成された圧力通路５５（図３参照）とシリンダブロック１０に形成された図示されない通路とを介して、オイルクーラ３７及びオイルフィルタ３８とエンジンの各部との間における供給通路１３に連通している。すなわち、圧力室４３におけるオイルの圧力は、オイルクーラ３７及びオイルフィルタ３８を経由したオイルと略等しくなる。

すなわち、弁体４１は、コイルばね５３の収縮量に基づく付勢力と、該付勢力に対する抗力であって圧力室４３におけるオイルの圧力に基づく押圧力とに基づいて、軸方向Ａに沿って変位する。そして弁体４１は、供給通路１３におけるオイルの圧力、すなわち圧力室４３におけるオイルの圧力が過度に高くなったときには、コイルばね５３の付勢力に抗して弁体収容室４２を摺動しながら閉塞部材５１側へと変位して、連通路４７と還流通路４８とを溝部４１ｂを介して連通させる。これにより、ポンプ部２３によって吐出空間３０に吐出されたオイルの一部が、連通路４７、弁体４１の溝部４１ｂ、還流通路４８を介して吸入通路２６へと還流される。これにより、調圧弁４０は、供給通路１３におけるオイルの圧力を調整する。

（オイル供給装置の作用）
次に、上述した構成のオイル供給装置５の作用について説明する。
上述した構成のオイル供給装置５においては、ポンプ部２３から吐出されるオイルは、ポンプ部２３が収容された吐出部２２と供給通路１３が連通するオイル収容部１２との隙間である吐出空間３０に一旦収容される。そのため、ポンプ部２３によって吐出されたオイルは、該ポンプ部２３の駆動にともなう脈動が吐出空間３０で減衰されたうえで供給通路１３に流入する。また、この吐出空間３０のオイルによって吐出部２２が油浸された状態になることから、ギヤ３２，３４の回転にともなうポンプ部２３の駆動音が減衰される。

また、エンジン回転速度の上昇にともなってポンプ部２３から吐出されるオイルの圧力、すなわち圧力室４３におけるオイルの圧力が高くなると、やがて弁体４１がコイルばね５３の付勢力に抗して閉塞部材５１側へと変位する。そして、弁体４１の溝部４１ｂが連通路４７及び還流通路４８に連通する位置まで変位すると、連通路４７、弁体４１の溝部４１ｂ、還流通路４８を介してオイル収容部１２と吸入通路２６とが連通し、オイル収容部１２に吐出されたオイルの一部が吸入通路２６へと排出される。
以上説明したように、本実施形態のオイル供給装置５によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。

（１）吐出部２２から吐出されるオイルは、該吐出部２２とオイル収容部１２との隙間であって該吐出部２２を取り囲むように形成される吐出空間３０を通じて供給通路１３へと流入する。そのため、オイルの圧送にともなって生じる脈動を吐出空間３０で減衰させることができる。また、吐出部２２が油浸された状態にあることから、ポンプ部２３の駆動音を減衰させることもできる。それゆえに、オイルの圧送にともなう脈動を抑えつつ、オイルポンプ２０の騒音を抑えることができる。

（２）ここで、オイルポンプによって圧送されたオイルには、その経路における流路抵抗に応じた圧力損失が生じる。そのため、調圧弁によってオイルが排出されるとき、オイルポンプには、エンジン各部までオイルを圧送するための駆動力と、調圧弁までオイルを圧送するための駆動力とが必要とされる。

上記実施形態において調圧弁４０は、オイルポンプ２０の連結部２１に組み込まれており、オイル収容部１２に連通する連通路４７を通じて吐出空間３０内のオイルを排出する。そのため、供給通路１３に調圧弁を配設した場合に比べて、調圧弁によって排出されるオイルを該調圧弁まで圧送するために必要とされる駆動力を小さくすることが可能である。すなわち、調圧弁によって過剰なオイルが排出されているときにエンジンの各部までオイルを圧送するうえで、オイルポンプ２０に必要とされる駆動力を小さくすることができる。その結果、ポンプ部２３の駆動に基づくエンジンの出力損失を抑えることができる。

（３）調圧弁４０によって排出されるオイルは、還流通路４８を通じて吸入通路２６へと還流される。吸入通路２６を流通しているオイルの圧力は、ポンプ部２３のポンプ作用によって還流通路４８を流通するオイルの圧力よりも低い状態にあるため、吐出空間３０から排出されたオイルは、吸入通路２６に円滑に流入する。そのため、吐出空間３０から排出されたオイルをオイルパン１５に戻す場合に比べて、ポンプ部２３がオイルを吸入するうえで、オイルポンプ２０に必要とされる駆動力を小さくすることができる。その結果、ポンプ部２３の駆動に基づくエンジンの出力損失をさらに抑えることができる。

（４）弁体４１は、閉塞部材５１側への変位が規制部材５２によって規制されているとき、圧力室４３側の頂面４１ｃが弁体収容室４２における還流通路４８の開口よりも圧力室４３側に配置される。これにより、供給通路１３のオイルが、圧力通路５５、圧力室４３を通じて吸入通路２６に還流され難くなることから、上記（２）に記載した効果がより顕著なものとなる。
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。

・弁体４１の閉塞部材５１側への変位が規制部材５２によって規制された状態において、圧力室４３と連通路４７とが連通する態様であってもよい。こうした態様であっても、吐出空間３０のオイルが排出される分だけ、エンジンの各部にオイルを圧送するために必要とされるオイルポンプ２０の駆動力を小さくすることができる。

・オイル供給装置５は、連結部２１における上記還流通路４８が割愛されて、調圧弁４０によって排出されるオイルがオイルパン１５に戻る構成であってもよい。

・オイル供給装置５は、連結部２１における上記連通路４７が割愛されて、調圧弁４０によって排出されるオイルが供給通路１３を流通するオイルとなる構成であってもよい。
・オイル供給装置５は、調圧弁４０が割愛された構成であってもよい。
・吐出部２２に収容されるポンプ部２３は、ギヤポンプに限らず、例えばトロコイドポンプ等であってもよい。

Ａ…軸方向、５…オイル供給装置、１０…シリンダブロック、１０ａ…外側面、１２…オイル収容部、１３…供給通路、１４…導入通路、１５…オイルパン、２０…オイルポンプ、２１…連結部、２２…吐出部、２３…ポンプ部、２５…吸入口、２６…吸入通路、２７…ポンプ吸込口、３０…吐出空間、３１…回転軸、３２…駆動ギヤ、３３…回転軸、３４…従動ギヤ、３５…吐出口、３７…オイルクーラ、３８…オイルフィルタ、４０…調圧弁、４１…弁体、４１ａ…凹部、４１ｂ…溝部、４１ｃ…頂面、４２…弁体収容室、４３…圧力室、４４…弁座、４７…連通路、４８…還流通路、５１…閉塞部材、５２…規制部材、５３…コイルばね、５５…圧力通路。

Claims (5)

1. エンジンのシリンダブロックに取り付けられるオイルポンプを備え、
   前記シリンダブロックは、該シリンダブロックの外側面に凹設され、前記エンジンの各部に前記オイルを供給するための供給通路が連通したオイル収容部を有し、
   前記オイルポンプは、前記オイル収容部の開口を覆うように前記シリンダブロックに連結される連結部と、前記オイルを圧送する回転体が収容されて該オイルを吐出する吐出部とを有し、
   前記吐出部は、前記オイル収容部に収容されて、前記連結部に形成された吸入通路を通じて前記吐出部と前記オイル収容部との隙間に前記オイルを吐出する吐出口を有し、
   前記隙間は、前記吐出部を取り囲んでおり、
   前記隙間に吐出されたオイルが該隙間を通じて前記供給通路に流入する
   オイル供給装置。
2. 前記連結部は、
   前記オイル収容部に連通する連通路と、
   前記吐出部と前記オイル収容部との隙間にあるオイルを前記連通路を通じて排出することによって、前記供給通路における前記オイルの圧力を調整する調圧弁とを備える
   請求項１に記載のオイル供給装置。
3. 前記連結部は、
   前記調圧弁によって排出される前記オイルを前記吸入通路へ還流させる還流通路を備える
   請求項２に記載のオイル供給装置。
4. 前記調圧弁は、
   円柱状の弁体と、
   前記弁体の軸方向に沿って該弁体を摺動可能に収容する弁体収容室と該弁体収容室よりも小径であって前記供給通路におけるオイルの圧力を受ける圧力室とで構成される多段円柱形状の調圧室と、
   前記弁体収容室に収容されて前記弁体を前記圧力室に向けて付勢する付勢部材と、
   前記圧力室から離間する方向への前記弁体の変位を規制する規制部材とを備え、
   前記弁体収容室の側面には、前記還流通路の開口が前記連通路の開口よりも前記圧力室側に形成されており、
   前記弁体の外側面には、前記弁体収容室と前記圧力室との段差部に該弁体が当接する状態にて前記還流通路の開口に連通し、且つ該弁体が前記段差部から所定量だけ離間した位置と前記規制部材によって変位が規制される位置との間で前記還流通路及び前記連通路の双方の開口に連通する溝部が形成されている
   請求項３に記載のオイル供給装置。
5. 前記弁体は、
   前記規制部材によって変位が規制された位置にて、前記圧力室側における頂面が前記連通路の開口よりも前記圧力室側に位置する
   請求項４に記載のオイル供給装置。

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