JP6708534B2

JP6708534B2 - ベーン式オイルポンプ

Info

Publication number: JP6708534B2
Application number: JP2016216703A
Authority: JP
Inventors: 貴文稲垣; 吉伸曽我; 修司森山; 勇介大形; 勇仁服部; 和道佃; 昭彦登尾
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2036-11-04
Also published as: JP2018071532A; US10724373B2; CN108019615B; US20180128107A1; CN108019615A

Description

本発明は、一対の第１ポンプ部および第２ポンプ部を有するベーン式オイルポンプに係り、特に、ベーン先端と内周カム面との間の摺動抵抗によるトルク損失を低減する技術に関するものである。

(a) 内周カム面を有するハウジングと、(b) 外周面が前記内周カム面に対向するように前記ハウジング内に回転可能に配設されたロータと、(c) そのロータの外周面に開口するように設けられた複数のスリット内にそれぞれ嵌め入れられることにより、先端部がそのスリットから突き出すようにそのロータの径方向に進退可能に放射状に配設された複数のベーンと、(d) その複数のベーンの前記先端部を前記内周カム面に押し付けるための背圧オイルを前記スリットの底部に供給できるように、前記ハウジングに設けられた背圧溝と、を有するベーン式オイルポンプが知られている（特許文献１参照）。また、特許文献２には、(e) 前記内周カム面が、前記ロータの回転に伴ってオイルを吸入して吐出する一対の第１ポンプ部および第２ポンプ部がそのロータの回転方向に区分して設けられるように、そのロータの回転軸線からの径寸法が増減設定されているとともに、(f) 前記第１ポンプ部の第１吐出圧に比較して前記第２ポンプ部の第２吐出圧が低圧に調圧されるように用いられるベーン式オイルポンプが提案されている。

特開２００６−３３６５９２号公報特開２０１５−２０３３８５号公報

しかしながら、このようなベーン式オイルポンプにおいては、複数のベーンが背圧（背圧オイルの油圧）によって内周カム面に押圧されることから、その背圧が高いとベーンと内周カム面との間の摺動抵抗に起因するトルク損失が大きくなる一方、背圧が低いとベーンと内周カム面との間の隙間からのオイル漏れ量が増大してポンプ効率が損なわれる可能性があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、オイル漏れによるポンプ効率の低下を抑制しつつ、背圧によるベーンと内周カム面との間の摺動抵抗に起因するトルク損失を低減することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、(a) 内周カム面を有するハウジングと、(b) 外周面が前記内周カム面に対向するように前記ハウジング内に回転可能に配設されたロータと、(c) そのロータの外周面に開口するように設けられた複数のスリット内にそれぞれ嵌め入れられることにより、先端部がそのスリットから突き出すようにそのロータの径方向に進退可能に放射状に配設された複数のベーンと、(d) その複数のベーンの前記先端部を前記内周カム面に押し付けるための背圧オイルを前記スリットの底部に供給できるように、前記ハウジングに設けられた背圧溝と、を有し、且つ、(e) 前記内周カム面は、前記ロータの回転に伴ってオイルを吸入して吐出する一対の第１ポンプ部および第２ポンプ部がそのロータの回転方向に区分して設けられるように、そのロータの回転軸線からの径寸法が増減設定されているとともに、(f) 前記第１ポンプ部の第１吐出圧に比較して前記第２ポンプ部の第２吐出圧が低圧に調圧されるように用いられるベーン式オイルポンプにおいて、(g) 前記背圧溝は、前記第１吐出圧の第１吐出オイルが導入される第１背圧溝と、前記第２吐出圧の第２吐出オイルが導入される第２背圧溝とを独立に備えており、(h) 前記第１背圧溝は、前記第１ポンプ部のオイル吐出部位において、前記背圧オイルとして前記第１吐出オイルを前記スリットの底部に供給するように設けられ、(i) 前記第２背圧溝は、前記第２ポンプ部の全域および前記第１ポンプ部のオイル吸入部位を含めて、前記背圧オイルとして前記第２吐出オイルを前記スリットの底部に供給するように、前記回転軸線まわりにおいて前記第２ポンプ部から前記第１ポンプ部のオイル吸入部位まで延長して設けられていることを特徴とする。

すなわち、複数の各ベーンを内周カム面に押し付ける押付力は、背圧オイルによる背圧の他にベーンに作用する遠心力、オイルの吸入負圧、オイルの吐出圧などが影響し、オイル吸入部位では吸入負圧分が加算される一方、オイル吐出部位では吐出圧分が減算される。本発明は、このようにポンプ部の各部位で押付力が相違する点に着目して為されたもので、吸入負圧によって押付力が高くなる第１ポンプ部のオイル吸入部位では、第２背圧溝から比較的低圧の第２吐出オイルが背圧オイルとして供給されることにより、押付力が低下してベーンと内周カム面との間の摺動抵抗に起因するトルク損失が低減される。また、吐出圧によって押付力が低下する第１ポンプ部のオイル吐出部位では、第１背圧溝から比較的高圧の第１吐出オイルが背圧オイルとして供給されることにより、吐出圧に拘らず適切な押付力でベーンが内周カム面に押し付けられ、オイル漏れが抑制されて所定のポンプ効率を確保できる。
また、第２背圧溝は、第２ポンプ部の全域および第１ポンプ部のオイル吸入部位を含めて、背圧オイルとして比較的低圧の第２吐出オイルを供給するように設けられているため、第２ポンプ部の全域でベーンの押付力が低下し、ベーンと内周カム面との間の摺動抵抗に起因するトルク損失が低減される。

本発明の一実施例であるベーン式オイルポンプの構成を説明する図で、図２におけるＩ−Ｉ矢視部分の断面図である。図１のベーン式オイルポンプのポンプカバーを省略した状態の正面図である。図１のベーン式オイルポンプのサイドプレートを単独で示した正面図である。図１のベーン式オイルポンプの吸入工程、閉込工程、吐出工程における押付力Ｆの違いを説明する図である。図１のベーン式オイルポンプが用いられる油圧制御装置の一例を説明する油圧回路図である。図１のベーン式オイルポンプが図５の油圧制御装置に用いられた場合の第１吐出圧Ｐ１および第２吐出圧Ｐ２の特性を説明するグラフである。

本発明のベーン式オイルポンプは、例えば車両の油圧アクチュエータや潤滑部位等へオイルを供給する油圧源として用いられ、前記ロータはエンジン等の走行用駆動源によって機械的に回転駆動されるが、ロータを走行用駆動源以外の回転部材に連結して機械的に回転駆動することもできるし、ポンプ駆動用の電動モータを用いて回転駆動することもできる。また、このベーン式オイルポンプを車両用以外の油圧制御装置の油圧源として用いることも可能である。

また、本発明の実施に際しては、例えば(a) 前記内周カム面は、前記ロータの軸心と一致する前記ベーン式オイルポンプの中心線まわりにおいて、１８０°の周期で該中心線からの径寸法が周期的に変化する楕円形状を成しており、(b) 前記第１ポンプ部および前記第２ポンプ部は、それぞれ前記ロータの半回転でオイルを吸入して吐出するように前記ロータを挟んで対称的に設けられており、同一のポンプ性能を有する、ように構成される。但し、必ずしも同一のポンプ性能を有するように構成する必要はなく、例えば第１ポンプ部および第２ポンプ部の角度範囲を相違させたり、内周カム面の径寸法の変化量を相違させたりしても良いなど、種々の態様が可能である。第１ポンプ部および第２ポンプ部の他に第３ポンプ部を設けることもできる。

ベーン式オイルポンプが接続されて油圧源として用いられる油圧制御装置は、例えば前記ロータの回転速度が予め定められた設定値を越えると、前記第１吐出圧に基づいて機械的に前記第２ポンプ部から出力された第２吐出オイルをドレーンする流通断面が拡大する調圧弁を備えており、該調圧弁によって前記第２吐出圧が前記第１吐出圧に比較して低圧に調圧されるように構成される。また、第１吐出オイルが供給される第１吐出油路と、第２吐出オイルが供給される第２吐出油路との間に、その第２吐出油路から第１吐出油路へ向うオイルの流通を許容し、第１吐出油路から第２吐出油路へ向うオイルの流通を阻止する逆止弁が設けられ、第２吐出圧が常に第１吐出圧以下に保持されるように構成することもできる。但し、第１吐出圧および第２吐出圧が、それぞれ別個に電磁弁等によって調圧制御されても良いなど、種々の油圧制御装置に用いられる。また、必ずしも常に第２吐出圧が第１吐出圧に比較して低圧に調圧される必要はなく、少なくとも一定の条件下で第２吐出圧が第１吐出圧に比較して低圧に調圧されれば良い。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例であるベーン式オイルポンプ１０の構成を説明する図で、図２におけるＩ−Ｉ矢視部分の断面図である。このベーン式オイルポンプ１０は、ハウジング１２を構成している円筒状のカムリング１４、サイドプレート１６、およびポンプカバー１８と、そのカムリング１４の内部に収容されたロータ２０とを備えている。サイドプレート１６およびポンプカバー１８は、カムリング１４の外径と略等しい外径の円板形状を成しており、サイドプレート１６とポンプカバー１８との間にカムリング１４を挟んだ状態で互いに同心に配設され、締結ボルト等により互いに一体的に固設されているとともに、図示しないトランスミッションケース等に固定されている。ロータ２０は円筒形状を成していて、上記サイドプレート１６とポンプカバー１８との間の収容空間内に同心に且つ回転可能に配設されているとともに、ポンプ軸２２に対して同心に且つスプライン嵌合等により相対回転不能に連結されている。ポンプ軸２２は、車両の走行用駆動源や電動モータ等の所定の回転駆動源によって回転駆動されるもので、ロータ２０はポンプ軸２２と一体的に回転させられる。サイドプレート１６およびポンプカバー１８の中心部分には、ポンプ軸２２が挿通させられる挿通穴が設けられている。ポンプ軸２２の軸心すなわちロータ２０の回転軸線は、ベーン式オイルポンプ１０の中心線Ｓと一致する。上記カムリング１４およびサイドプレート１６は、一体に構成することも可能である。

図２は、ベーン式オイルポンプ１０のポンプカバー１８を省略した状態の正面図で、図３はサイドプレート１６を単独で示した正面図である。前記カムリング１４の内周面は、中心線Ｓからの径寸法が周方向において増減変化している内周カム面２４とされている。ロータ２０には、上記内周カム面２４と対向する外周面に開口するように中心線Ｓと平行に多数（実施例では１２）のスリット２６が設けられており、それ等のスリット２６には、それぞれ先端部がスリット２６から外部へ突出可能にベーン２８が嵌め入れられている。スリット２６は、中心線Ｓまわりに等角度間隔で放射状に設けられており、ベーン２８はロータ２０の径方向に進退可能に放射状に配設されている。本実施例では、スリット２６が中心線Ｓを通る径方向に設けられているが、中心線Ｓまわりに傾斜させて設けることも可能である。なお、図２においてポンプ軸２２に記載した矢印Ａは、ポンプ軸２２の回転方向で、本実施例では図２において左まわり方向へ回転駆動されるようになっている。

前記サイドプレート１６の内側面には、多数のベーン２８の先端部を内周カム面２４に押し付けるための背圧オイルをスリット２６の底部に供給できるように、一対の第１背圧溝３０および第２背圧溝３２が設けられている。これ等の背圧溝３０、３２は、中心線Ｓまわりにおいて何れもスリット２６の底部と略同じ径寸法の円弧状に設けられており、所定圧の背圧オイルをスリット２６の底部へ供給することにより、ベーン２８に対して背圧が付与され、ベーン２８の先端部が所定の押付力Ｆ（図４参照）で内周カム面２４に押し付けられる。スリット２６の深さ寸法は、ベーン２８が内周カム面２４との係合でスリット２６内に押し込まれた状態においても、底部に所定の隙間が残るように定められている。また、そのスリット２６の底部には、ベーン２８の板厚よりも大径の円穴がスリット２６に連続して設けられており、その円穴内に背圧オイルが供給されることによりベーン２８の全長に亘って所定の背圧が適切に付与されるようになっている。

ベーン２８は矩形の平板形状を成しており、中心線Ｓ方向の両側端部がそれぞれサイドプレート１６およびポンプカバー１８の内側面に摺接させられている。したがって、背圧によりベーン２８がロータ２０の径方向外側へ押し出され、先端部がカムリング１４の内周カム面２４に押し付けられると、隣り合う各ベーン２８と内周カム面２４とロータ２０の外周面とサイドプレート１６およびポンプカバー１８の内側面とによって、ロータ２０の周囲に複数（本実施例では１２）のポンプ室が区画される。そして、ロータ２０が中心線Ｓまわりに回転駆動されると、各ベーン２８が内周カム面２８の径寸法変化に伴ってロータ２０の径方向へ進退させられることにより、複数のポンプ室の容積がそれぞれ増減させられ、このポンプ室の容積の増減によりオイルを吸入して吐出するポンプ作用が得られる。本実施例では、内周カム面２４が、中心線Ｓまわりにおいて１８０°の周期で径寸法が周期的に変化する楕円形状を成しており、それぞれロータ２０の半回転でオイルを吸入して吐出する同一のポンプ性能の一対の第１ポンプ部４０および第２ポンプ部４２が、ロータ２０を挟んで対称的（１８０°位相をずらした状態）に設けられている。図２における左側のオイル吸入部位４０ａ、オイル閉込部位４０ｂ、オイル吐出部位４０ｃは第１ポンプ部４０に関するもので、右側のオイル吸入部位４２ａ、オイル閉込部位４２ｂ、オイル吐出部位４２ｃは第２ポンプ部４２に関するものである。

上記オイル吸入部位４０ａ、４２ａ、オイル閉込部位４０ｂ、４２ｂ、およびオイル吐出部位４０ｃ、４２ｃは、ロータ２０の回転方向である矢印Ａ方向において、それぞれオイル吸入部位４０ａ、４２ａが上流側、オイル吐出部位４０ｃ、４２ｃが下流側となる位置関係で設けられている。また、オイル吸入部位４０ａ、４２ａでは、図４の(a) に示すように、矢印Ａ方向へ向かうに従って内周カム面２４の径寸法が徐々に大きくなり、ロータ２０の回転に伴いベーン２８がスリット２６から突き出してポンプ室の容積が増大する部分であり、第１ポンプ部４０、第２ポンプ部４２の各オイル吸入部位４０ａ、４２ａには、それぞれ外部からオイルを吸入するための第１吸入口４４、第２吸入口４６が設けられている。これ等の吸入口４４、４６は、カムリング１４の平坦な側面に設けられた溝にて構成されており、ポンプカバー１８によって塞がれることにより外周面に開口する吸入口４４、４６が形成され、ポンプ室の容積変化によって生じる負圧により外部からポンプ室内にオイルが吸入される。オイル閉込部位４０ｂ、４２ｂでは、図４の(b) に示すように、矢印Ａ方向へ向かうに従って内周カム面２４の径寸法が増大から減少へ変化し、ポンプ室の容積が殆ど変化しない部分である。オイル吐出部位４０ｃ、４２ｃでは、図４の(c) に示すように、矢印Ａ方向へ向かうに従って内周カム面２４の径寸法が徐々に小さくなり、ロータ２０の回転に伴いベーン２８がスリット２６内に押し込まれてポンプ室の容積が減少する部分であり、第１ポンプ部４０、第２ポンプ部４２の各オイル吐出部位４０ｃ、４２ｃには、それぞれ外部へオイルを吐出するための第１吐出口４８、第２吐出口５０が設けられている。これ等の吐出口４８、５０は、サイドプレート１６に設けられた貫通穴にて構成されており、ポンプ室の容積変化によってポンプ室内のオイルがそれ等の吐出口４８、５０から外部に吐出される。

図３から明らかなように、上記第１吐出口４８は連通路５２を介して第１背圧溝３０に連通させられており、第１吐出口４８から出力されて第１吐出圧Ｐ１に調圧された第１ポンプ部４０の第１吐出オイルが背圧オイルとして第１背圧溝３０に導入される。また、第２吐出口５０は連通路５４を介して第２背圧溝３２に連通させられており、第２吐出口５０から出力されて第２吐出圧Ｐ２に調圧された第２ポンプ部４２の第２吐出オイルが背圧オイルとして第２背圧溝３２に導入される。これ等の連通路５２、５４は、サイドプレート１６の内側面に形成された溝にて構成されており、その内側面がロータ２０の側面に密着するように組み付けられることによって油路が形成される。一方、第１背圧溝３０は、第１ポンプ部４０のオイル閉込部位４２ｂおよびオイル吐出部位４２ｃにおいて、スリット２６の底部に背圧オイルとして第１吐出オイルを導入できるように、そのオイル閉込部位４２ｂおよびオイル吐出部位４２ｃと同じ角度範囲（例えば１２０°程度）に円弧状に設けられている。第２背圧溝３２は、第２ポンプ部４２の全域および第１ポンプ部４０のオイル吸入部位４０ａにおいて、スリット２６の底部に背圧オイルとして第２吐出オイルを導入できるように、その第２ポンプ部４２の全域および第１ポンプ部４０のオイル吸入部位４０ａと同じ角度範囲（例えば２４０°程度）に円弧状に設けられている。なお、第１ポンプ部４０のオイル閉込部位４０ｂまで第２背圧溝３２を延ばすとともに、第１背圧溝３０を第１ポンプ部４０のオイル吐出部位４０ｃのみに短縮することもできる。

このような本実施例のベーン式オイルポンプ１０は、第１ポンプ部４０の第１吐出圧Ｐ１に比較して第２ポンプ部４２の第２吐出圧Ｐ２が低圧に調圧される油圧制御装置の油圧源として好適に用いられる。図５に示す車両用の油圧制御装置６０はその一例で、自動変速機の油圧アクチュエータや潤滑部位等のオイル必要部位６２等にオイルを供給するもので、ポンプ軸２２は車両の走行用駆動源である図示しないエンジンに連結されて機械的に前記矢印Ａ方向へ回転駆動される。ポンプ軸２２と共にロータ２０が回転駆動されると、オイルパン等のオイル貯留部６４に貯留されたオイルがストレーナ６６を介して吸入油路６８から第１吸入口４４、第２吸入口４６内に吸入され、第１吐出口４８、第２吐出口５０から第１吐出油路７０、第２吐出油路７２に吐出される。これ等の第１吐出油路７０および第２吐出油路７２は連通油路７４によって連通させられているとともに、その連通油路７４には、第２吐出油路７２から第１吐出油路７０へ向うオイルの流通を許容し、第１吐出油路７０から第２吐出油路７２へ向うオイルの流通を阻止する逆止弁７６が設けられている。

上記第１吐出油路７０は、第１ポンプ部４０から吐出された第１吐出オイルを前記オイル必要部位６２へ供給する他、調圧弁８０の第１入力ポート８２およびフィードバックポート８４に接続されている。第２吐出油路７２は、調圧弁８０の第２入力ポート８６に接続されている。調圧弁８０は、第１吐出油路７０内の第１吐出オイルの油圧である第１吐出圧Ｐ１、および第２吐出油路７２内の第２吐出オイルの油圧である第２吐出圧Ｐ２をそれぞれ調圧するもので、スプール弁子８８と、そのスプール弁子８８を閉弁方向すなわち図５の上方へ付勢するスプリング（圧縮コイルスプリング）９０とを備えており、フィードバックポート８４に加えられた第１吐出圧Ｐ１とスプリング９０とが釣り合うように、スプール弁子８８を下方（開弁方向）へ移動させて第１吐出油路７０内の余分なオイルを第１入力ポート８２から第１出力ポート９２を経て油路９４へ流出させる。すなわち、第１吐出圧Ｐ１は、スプリング９０の付勢力に応じて定まる略一定の制御油圧Ｐａに調圧される。この制御油圧Ｐａは、オイル必要部位６２の必要油圧に応じて適宜定められる。

第１吐出圧Ｐ１を制御油圧Ｐａに調圧するためにスプール弁子８８が下方へ移動させられると、第２入力ポート８６と第２出力ポート９６とが連通させられ、第２吐出油路７２内の第２吐出オイルが第２入力ポート８６から第２出力ポート９６を経て還流油路９８へ流出させられ、吸入油路６８へ戻されるとともに、第２吐出油路７２の第２吐出圧Ｐ２が低下させられる。フィードバックポート８４に加えられた第１吐出圧Ｐ１によりスプール弁子８８が図１の下方へ移動させられた場合、第１入力ポート８２と第１出力ポート９２との間、および第２入力ポート８６と第２出力ポート９６との間が同期して開かれるが、第２入力ポート８６と第２出力ポート９６との間の流通断面積（開口面積）は、第１入力ポート８２と第１出力ポート９２との間の流通断面積（開口面積）よりも大きくなるように各部の形状等が設定されており、これにより第２吐出圧Ｐ２が第１吐出圧Ｐ１よりも低圧に調圧される。

図６は、油圧制御装置６０における第１吐出油路７０内の第１吐出圧Ｐ１および第２吐出油路７２内の第２吐出圧Ｐ２の油圧特性を示した図で、ベーン式オイルポンプ１０のロータ２０の回転速度すなわち吐出流量に対応するエンジン回転速度Ｎに応じて変化している。エンジン回転速度ＮがＮ１よりも小さく、ロータ２０が低回転で、第１ポンプ部４０から第１吐出油路７０へ吐出された第１吐出オイルの第１吐出圧Ｐ１が制御油圧Ｐａに達しない状態では、調圧弁８０のスプール弁子８８に対してフィードバックポート８４に入力される第１吐出圧Ｐ１による開弁方向の付勢力よりもスプリング９０の閉弁方向の付勢力が大きく、第１入力ポート８２と第１出力ポート９２との間、および第２入力ポート８６と第２出力ポート９６との間が閉じられる。このとき、オイル必要部位６２に接続された第１吐出油路７０の第１吐出圧Ｐ１は第２吐出圧Ｐ２よりも低くなり、逆止弁７６が開いて第２吐出油路７２内の第２吐出オイルが第１吐出油路７０内に流入することにより、第１吐出圧Ｐ１が第２吐出圧Ｐ２と略同圧とされて第１吐出圧Ｐ１の立上がりが促進される。このベーン式オイルポンプ１０の始動時には、同圧とされた第１吐出圧Ｐ１の第１吐出オイルおよび第２吐出圧Ｐ２の第２吐出オイルがそれぞれ第１背圧溝３０、第２背圧溝３２を通じて各ベーン２８に対して背圧オイルとして供給されることにより、その背圧オイルによる背圧等によって所定の押付力Ｆで各ベーン２８の先端部が内周カム面２４に押し付けられ、所定のポンプ効率でオイルが吐出されて油圧立上りの応答性が確保される。

エンジン回転速度ＮがＮ１以上Ｎ２未満のとき、フィードバックポート８４に入力された第１吐出圧Ｐ１に対応するスプール弁子８８の開弁方向の付勢力とスプリング９０の閉弁方向の付勢力とがバランスし、第１吐出圧Ｐ１がスプリング９０の付勢力に応じて定まる制御油圧Ｐａとなるように第１入力ポート８２と第１出力ポート９２との間が開閉されると同時に、第２入力ポート８６と第２出力ポート９６との間が同期して開閉される。第２入力ポート８６と第２出力ポート９６との間が開閉されることにより、第２吐出油路７２のオイルが還流油路９８を介して還流される。また、連通油路７４を通じた第２吐出油路７２から第１吐出油路７０へのオイルの流通は許容されるため、第２吐出圧Ｐ２は第１吐出圧Ｐ１と略同圧の制御油圧Ｐａに維持される。

エンジン回転速度ＮがＮ２以上になると、第１吐出油路７０では第１吐出圧Ｐ１を制御油圧Ｐａに調圧するのに十分な吐出油量となるため、ロータ２０の回転上昇に比例して増大した第１吐出油路７０の吐出油量に対応してスプール弁子８８の開弁方向への移動量が増大し、第１吐出油路７０から油路９４へ流出する油量、および第２吐出油路７２から還流油路９８へ流出する油量は共に増加する。ここで、第１入力ポート８２と第１出力ポート９２、および第２入力ポート８６と第２出力ポート９６は、同期して連通させられ、且つ第２入力ポート８６と第２出力ポート９６との流通断面積は、第１入力ポート８２と第１出力ポート９２の流通断面積よりも大きいため、第２吐出油路７２内の第２吐出圧Ｐ２が低下して逆止弁７６が閉じられる。これにより、エンジン回転速度ＮがＮ２以上すなわちベーン式オイルポンプ１０のロータ２０の高回転時には、低下した第２吐出圧Ｐ２の第２吐出オイルが第２背圧溝３２を通じて第２ポンプ部４２の全域および第１ポンプ部４０のオイル吸入部位４０ａにおいて、各ベーン２８に背圧オイルとして供給されるため、それ等のベーン２８の先端部を内周カム面２４に押し付ける押付力Ｆが低下させられ、ベーン２８と内周カム面２４との間の摺動抵抗に起因するトルク損失が低減される。エンジン回転速度Ｎ２は、例えば車両走行中の大半を占める定常走行等の低負荷状態におけるエンジン回転速度がＮ２よりも高回転側に含まれるように設定される。

ここで、ベーン２８を内周カム面２４に押し付ける押付力Ｆは、背圧溝３０、３２から供給される背圧オイルによる背圧の他にベーン２８に作用する遠心力、オイルの吸入負圧、オイルの吐出圧などが影響し、図４の(a) に示すオイル吸入部位４０ａ、４２ａでは、押付力Ｆ＝背圧＋遠心力＋吸入負圧となる。また、図４の(b) に示すオイル閉込部位４０ｂ、４２ｂでは、押付力Ｆ＝背圧＋遠心力＋吸入負圧−吐出圧となり、図４の(c) に示すオイル吐出部位４０ｃ、４２ｃでは、押付力Ｆ＝背圧＋遠心力−吐出圧となる。すなわち、背圧および遠心力が同じであれば、（オイル吸入部位の押付力Ｆ）＞（オイル閉込部位の押付力Ｆ）＞（オイル吐出部位の押付力Ｆ）の関係となり、オイル吸入部位４０ａ、４２ａにおける押付力Ｆが最も高くなる。

これに対し、本実施例のベーン式オイルポンプ１０は、吸入負圧によって押付力Ｆが高くなる第１ポンプ部４０のオイル吸入部位４０ａまで第２背圧溝３２が延長して設けられ、そのオイル吸入部位４０ａでは、第２背圧溝３２から比較的低圧の第２吐出オイルが背圧オイルとして供給されるため、押付力Ｆが低下してベーン２８と内周カム面２４との間の摺動抵抗に起因するトルク損失が低減され、燃費が向上する。本実施例では第２背圧溝３２が中心線Ｓまわりにおいて略２４０°の角度範囲に設けられており、その範囲では第２吐出オイルが背圧オイルとして供給されて押付力Ｆが低下させられるため、ベーン２８と内周カム面２４との間の摺動抵抗に起因するトルク損失が適切に低減される。一方、吐出圧（第１吐出圧Ｐ１）の影響で押付力Ｆが低下する第１ポンプ部４０のオイル閉込部位４０ｂおよびオイル吐出部位４０ｃでは、第１背圧溝３０から比較的高圧の第１吐出オイルが背圧オイルとして供給されるため、吐出圧に拘らず適切な押付力Ｆでベーン２８が内周カム面２４に押し付けられ、オイル漏れが抑制されて所定のポンプ効率を確保できる。

また、第２背圧溝３２は、第２ポンプ部４２の全域および第１ポンプ部４０のオイル吸入部位４０ａにおいて、背圧オイルとして比較的低圧の第２吐出オイルを供給するように設けられているため、第２ポンプ部４２の全域でベーン２８の押付力Ｆが低下し、ベーン２８と内周カム面２４との間の摺動抵抗に起因するトルク損失が低減される。吐出圧（第２吐出圧Ｐ２）の影響で押付力Ｆが低下する第２ポンプ部４２のオイル吐出部位４２ｃでは押付力不足によるオイル漏れによってポンプ効率が損なわれる可能性があるが、本実施例の油圧制御装置６０の場合、第２吐出圧Ｐ２が低圧とされるエンジン回転速度Ｎ２以上の領域では、逆止弁７６が閉じられて第２ポンプ部４２から吐出されたオイルは総て調圧弁８０を経て還流油路９８から吸入油路６８へ還流されるため、ポンプ効率が問題になることはない。すなわち、第２ポンプ部４２はポンプ始動時（エンジン始動時）の油圧の立上りに寄与するもので、その始動時には調圧弁８０が閉じられて第２吐出油路７２内の第２吐出オイルの還流が阻止されることにより第２吐出圧Ｐ２が速やかに上昇させられるとともに、逆止弁７６が開いて第２吐出オイルが第１吐出油路７０内に流入することにより第１吐出圧Ｐ１が第２吐出圧Ｐ２と略同圧とされる。そして、その第１吐出圧Ｐ１の第１吐出オイルおよび第２吐出圧Ｐ２の第２吐出オイルが、それぞれ第１背圧溝３０、第２背圧溝３２を通じて各ベーン２８の背圧オイルとして供給されることにより、所定の押付力Ｆでベーン２８が内周カム面２４に押し付けられ、所定のポンプ効率でオイルが吐出されて油圧立上りの応答性が確保される。

なお、上記油圧制御装置６０では、単一の調圧弁８０によって第１吐出圧Ｐ１および第２吐出圧Ｐ２が調圧されるようになっていたが、それ等の吐出圧Ｐ１、Ｐ２を別々の調圧弁を用いて調圧しても良い。また、第１吐出圧Ｐ１がスプリング９０の付勢力によって定まる略一定の制御油圧Ｐａに調圧されるようになっていたが、電磁弁等を用いてスプール弁８８に信号圧を加えることにより、第１吐出圧Ｐ１を連続的または段階的に変化させることもできる。調圧弁８０としてソレノイド（電磁コイル）を有する電磁調圧弁を採用することで、スプール弁子８８を電磁力で付勢することにより、第１吐出圧Ｐ１を連続的に変化させることもできるなど、種々の態様が可能である。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ベーン式オイルポンプ１２：ハウジング１４：カムリング（ハウジング）１６：サイドプレート（ハウジング）１８：ポンプカバー（ハウジング）２０：ロータ２４：内周カム面２６：スリット２８：ベーン３０：第１背圧溝３２：第２背圧溝４０：第１ポンプ部４０ａ：オイル吸入部位４０ｃ：オイル吐出部位４２：第２ポンプ部Ｓ：中心線（ロータの回転軸線）Ｐ１：第１吐出圧Ｐ２：第２吐出圧

Claims

内周カム面を有するハウジングと、
外周面が前記内周カム面に対向するように前記ハウジング内に回転可能に配設されたロータと、
該ロータの外周面に開口するように設けられた複数のスリット内にそれぞれ嵌め入れられることにより、先端部が該スリットから突き出すように該ロータの径方向に進退可能に放射状に配設された複数のベーンと、
該複数のベーンの前記先端部を前記内周カム面に押し付けるための背圧オイルを前記スリットの底部に供給できるように、前記ハウジングに設けられた背圧溝と、
を有し、且つ、前記内周カム面は、前記ロータの回転に伴ってオイルを吸入して吐出する一対の第１ポンプ部および第２ポンプ部が該ロータの回転方向に区分して設けられるように、該ロータの回転軸線からの径寸法が増減設定されているとともに、
前記第１ポンプ部の第１吐出圧に比較して前記第２ポンプ部の第２吐出圧が低圧に調圧されるように用いられるベーン式オイルポンプにおいて、
前記背圧溝は、前記第１吐出圧の第１吐出オイルが導入される第１背圧溝と、前記第２吐出圧の第２吐出オイルが導入される第２背圧溝とを独立に備えており、
前記第１背圧溝は、前記第１ポンプ部のオイル吐出部位において、前記背圧オイルとして前記第１吐出オイルを前記スリットの底部に供給するように設けられ、
前記第２背圧溝は、前記第２ポンプ部の全域および前記第１ポンプ部のオイル吸入部位を含めて、前記背圧オイルとして前記第２吐出オイルを前記スリットの底部に供給するように、前記回転軸線まわりにおいて前記第２ポンプ部から前記第１ポンプ部のオイル吸入部位まで延長して設けられている
ことを特徴とするベーン式オイルポンプ。