(57)【要約】      （修正有）【課題】吐出圧の安定的な制御が可能な可変容量オイルポンプを提供する。【解決手段】バルブＯＣＶの開放に応じてオイルが供給される制御油室４１内の油圧に応じて変位する調整リング（可変部材）３６と、前記可変部材に前記油圧に抗する付勢力を加える弾性部材４２と、を具備し、前記弾性部材は、バネ定数の異なる２種類のスプリング４２ａ、４２ｂからなり、前記バルブからのオイルの流量が非連続で変化することに対応して非連続で変化する付勢力を有する可変容量オイルポンプ１０。【選択図】図１
2020153256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブの開放に応じてオイルが供給される制御油室内の油圧に応じて変位する可変部材と、
前記可変部材に前記油圧に抗する付勢力を加える弾性部材と、を具備し、
前記弾性部材は、前記バルブからのオイルの流量が非連続で変化することに対応して非連続で変化する付勢力を有する可変容量オイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変容量オイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジンに使用されるオイルポンプとして可変容量型のオイルポンプが知られている。オイルポンプ内には制御油室が形成され、制御油室にオイルを供給または排出することで、制御油室の容積が変化し、オイルポンプのオイルの吐出量が変化する（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８０３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オイルポンプの制御油室には、オイルコントロールバルブを通してオイルを供給する。オイルコントロールバルブのオイル流量が急激に変化することで、制御油室の油圧および容積の制御が難しくなり、オイルポンプの吐出圧の制御も困難になることがある。そこで、吐出圧の安定的な制御が可能な可変容量オイルポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、バルブの開放に応じてオイルが供給される制御油室内の油圧に応じて変位する可変部材と、前記可変部材に前記油圧に抗する付勢力を加える弾性部材と、を具備し、前記弾性部材は、前記バルブからのオイルの流量が非連続で変化することに対応して非連続で変化する付勢力を有する可変容量オイルポンプによって達成できる。
【発明の効果】
【０００６】
吐出圧の安定的な制御が可能な可変容量オイルポンプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は第１実施形態に係る可変容量オイルポンプを例示する断面図である。
【図２】図２（ａ）はＯＣＶの流量特性を例示する図である。図２（ｂ）はスプリングの付勢力を例示する図である。
【図３】図３は第２実施形態に係る可変容量オイルポンプを例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本実施形態の可変容量オイルポンプ１０について説明する。図１は第１実施形態に係る可変容量オイルポンプ１０を例示する断面図である。可変容量オイルポンプ１０は例えば内燃機関のクランクシャフトに連結され、クランクシャフトの回転により動作し、不図示のオイルジェットなどにオイルを供給する。可変容量オイルポンプ１０はトロコイドポンプであるが、制御油室内の油圧により吐出圧が変化するポンプであればよい。
【０００９】
図１および図２に示すように、可変容量オイルポンプ１０は、オイル通路２１および２２により、オイルコントロールバルブ（バルブ、以下ＯＣＶ）２０に接続されている。ＯＣＶ２０からオイル通路２１を通じて可変容量オイルポンプ１０の制御油室４１にオイルが供給される。可変容量オイルポンプ１０から排出されるオイルはオイル通路２２を通じてＯＣＶ２０に供給される。
【００１０】
可変容量オイルポンプ１０は入力軸３１、ケーシング部材３３、インナロータ３４、アウタロータ３５、調整リング３６、およびスプリング４２（弾性部材）を有する。
【００１１】
ケーシング部材３３の内部には収容空間３２が区画されている。収容空間３２に入力軸３１、インナロータ３４、アウタロータ３５、および調整リング３６が収容される。ケーシング部材３３には、ケーシング部材３３にオイルを供給するための吸入ポート３３ＩＮ、およびオイルをケーシング部材３３の外に吐出するための吐出ポート３３ＯＵＴが設けられている。吸入ポート３３ＩＮは内燃機関のオイルパン（不図示）に接続されている。吐出ポート３３ＯＵＴはオイルジェットに接続されている。吐出ポート３３ＯＵＴはオイル供給系のメインギャラリに通じる吐出油路（不図示）などに連通している。
【００１２】
インナロータ３４の外周には複数の外歯３４１が設けられ、アウタロータ３５の内周には複数の内歯３５１が設けられている。内歯３５１と外歯３４１とは噛み合う。内歯３５１の数は外歯３４１の数よりも１つ多い。
【００１３】
入力軸３１は内燃機関のクランクシャフトと同期して回転し、インナロータ３４は入力軸３１と一体に回転する。アウタロータ３５は調整リング３６により回転可能に保持されている。アウタロータ３５の回転中心はインナロータ３４の回転中心に対して偏心している。インナロータ３４の外周とアウタロータ３５の内周との間には、オイルにより満たされる作動室３７が形成される。
【００１４】
複数の外歯３４１の一部と複数の内歯３５１一部とは互いに噛み合う。インナロータ３４およびアウタロータ３５の回転に伴い、噛み合いの位置が変化し、歯の間の隙間（作動室３７の容積）も変化する。隙間が徐々に大きくなる部分は吸入ポート３３ＩＮと連通する。隙間が徐々に小さくなる部分は吐出ポート３３ＯＵＴと連通する。すなわち入力軸３１が回転することにより可変容量オイルポンプ１０のロータが回転し、オイルは吸入ポート３３ＩＮから作動室３７に吸入され、吐出ポート３３ＯＵＴから吐出される。
【００１５】
調整リング３６（可動部）は、本体部３６１および突出部３６２を有する。本体部３６１はリング形状を有し、アウタロータ３５を保持する。本体部３６１に長孔３６ａが設けられている。ガイドピン３８は長孔３６ａに挿通され、かつケーシング部材３３に固定されている。本体部３６１は長孔３６ａの延伸方向に移動可能である。
【００１６】
突出部３６２は本体部３６１の外周から突出する。突出部３６２の先端にシール部材３９が設けられ、本体部３６１にシール部材４０が設けられている。シール部材３９および４０がケーシング部材３３の内壁に接触することで、制御油室４１が区画される。
【００１７】
突出部３６２にはスプリング４２が接触する。スプリング４２はスプリング４２ａおよび４２ｂを直列に連結したものである。スプリング４２ａの一端はケーシング部材３３に接続され、スプリング４２ａの他端とスプリング４２ｂの一端とは接続され、スプリング４２ｂの他端は突出部３６２に接続されている。スプリング４２ａのバネ定数はスプリング４２ｂのバネ定数とは異なる。
【００１８】
調整リング３６は、制御油室４１内の油圧、およびスプリング４２の付勢力により変位する。調整リング３６の変位により制御油室内の容積が変化し、可変容量オイルポンプ１０からのオイルの吐出量も変化する。
【００１９】
制御油室４１の内圧がスプリング４２の付勢力より低い場合、図１のようにスプリング４２からの付勢力により調整リング３６が上に押し上げられ、制御油室４１の容積は減少する。このとき、外歯３４１と内歯３５１との間の隙間が徐々に小さくなる部分のうち、吐出ポート３３ＯＵＴと重なる範囲が大きくなる。これによりオイルの吐出量が多くなる。
【００２０】
制御油室４１の内圧がスプリング４２の付勢力より高い場合、調整リング３６がスプリング４２を押し下げ、制御油室４１の容積は増加する。このとき、外歯３４１と内歯３５１との間の隙間が徐々に小さくなる部分の一部のうち吸入ポート３３ＩＮと重なる範囲が小さくなり、隙間が徐々に大きくなる部分のうち吸入ポート３３ＩＮと重なる範囲が小さくなる。これによりオイルの吐出量が少なくなる。
【００２１】
このように、ＯＣＶ２０を通じた制御油室４１へのオイルの供給により、可変容量オイルポンプ１０のオイルの吐出量を制御することができる。ＯＣＶ２０の開口面積に応じてＯＣＶ２０から制御油室４１へのオイルの流量は変化する。
【００２２】
図２（ａ）はＯＣＶ２０の流量特性を例示する図である。横軸はＯＣＶ２０の開口面積を表し、縦軸はＯＣＶ２０から供給されるオイルの流量を表す。図２（ａ）に示すように、開口面積が大きいほど流量は多く、開口面積が小さいほど流量は低い。開口面積がＸ１未満の範囲における流量の変化率（線の傾き）に比べ、開口面積がＸ１以上の範囲における流量の変化率は大きい。すなわち、ＯＣＶ２０の流量特性は非連続であり、開口面積Ｘ１を境として、急激に変化する。流量の増減に応じて制御油室４１内の内圧も増減し、流量が急激に変化することで内圧も大幅に変化する。したがって、開口面積をＸ１未満からＸ１以上に変化させると、流量が急増し、内圧も急激に上昇する。
【００２３】
図２（ｂ）はスプリング４２の付勢力を例示する図である。横軸はスプリング４２の変位を表し、縦軸はスプリング４２の付勢力を表す。実線は第１実施形態、破線は比較例を表す。比較例ではスプリング４２が、バネ定数の異なる２つのスプリング４２ａおよび４２ｂを有しておらず、単一のスプリングであり、単一のバネ係数を有する。第１実施形態および比較例において、ＯＣＶ２０の開口面積が図２（ａ）のＸ１になるときスプリング４２の変位が図２（ｂ）のＹ１になるように、スプリング４２の長さおよびバネ定数を定める。
【００２４】
比較例のように、スプリング４２の特性が線形である場合、付勢力は変位に比例し、急激に上昇することはない。したがって図２（ａ）に示した流量の急増に付勢力が追随せず、変位がＹ１以上になると制御油室４１の内圧と付勢力とのバランスが崩れ、可変容量オイルポンプの油圧（吐出圧）が低下する恐れがある。可変容量オイルポンプの目標油圧を高くすることで、吐出圧が低下しても内燃機関の動作に求められる油量は確保することができる。しかし、目標油圧を高く設定することにより、可変容量オイルポンプの仕事が増大し、内燃機関へのフリクションも増加してしまう。
【００２５】
第１実施形態によれば、スプリング４２はバネ定数の異なる２つのスプリング４２ａおよび４２ｂを有するため、特性が非連続となる。具体的には図２（ｂ）に示すように、変位Ｙ１において付勢力は急激に変化する。変位Ｙ１未満の範囲における付勢力の変化率に比べ、変位Ｙ１以上の範囲における付勢力の変化率は大きい。
【００２６】
ＯＣＶ２０からのオイルの流量が急増し、制御油室４１の内圧が急上昇するとき、スプリング４２の変位はＹ１になり、付勢力も急激に増加する。したがって図２（ａ）に示した流量の急増に付勢力が対応して増加する。このため変位がＹ１未満でも、Ｙ１以上でも、制御油室４１の内圧と付勢力とのバランスが維持される。これにより吐出圧の安定的な制御が可能となる。この結果、比較例に比べて目標油圧を低く設定することができ、可変容量オイルポンプ１０の仕事を低減し、フリクションも抑制することができる。
【００２７】
スプリング４２ａおよび４２ｂのバネ定数および寸法などは、例えばＯＣＶ２０の流量特性に応じて定めればよく、ＯＣＶ２０からの流量が不連続に変化するタイミングでスプリング４２の付勢力も不連続に変化すればよい。
【００２８】
（第２実施形態）
図３は第２実施形態に係る可変容量オイルポンプ１１を例示する断面図である。第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。図３に示すように、可変容量オイルポンプ１１はスプリング４３を有する。スプリング４３は、並列に配置された２つのスプリング４３ａおよび４３ｂを含む。スプリング４３ａはスプリング４３ｂよりも長い。スプリング４３ａの一端はケーシング部材３３に接続され、他端は突出部３６２に接続されている。スプリング４３ｂの一端はケーシング部材３３に接続され、他端は突出部３６２に対向する。スプリング４３ａのバネ定数は、スプリング４３ｂのバネ定数とは異なる。
【００２９】
図３の状態から調整リング３６が反時計回りに移動することで、スプリング４３ａを圧縮し、スプリング４３ａは付勢力を発生させる。調整リング３６がスプリング４３ｂに接触しない間は、スプリング４３ｂは付勢力を発生させない。調整リング３６がさらに大きく変位し、スプリング４３ｂに接触すると、スプリング４３ｂは付勢力を発生させる。このように、スプリング４３の付勢力は、スプリング４３ａの付勢力から、スプリング４３ａおよび４３ｂそれぞれの付勢力の合力へと変化する。すなわち、図２（ｂ）に示したように、付勢力は非連続に変化する。このため、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、可変容量オイルポンプ１１の吐出圧を制御することができる。
【００３０】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
１０、１１                                    可変容量オイルポンプ
２０                                          ＯＣＶ
２１                                          オイル通路
３３                                          ケーシング部材
４１                                          制御油室
３４                                          インナロータ
３５                                          アウタロータ
３３ＩＮ                                      吸入ポート
３３ＯＵＴ                                    吐出ポート
３６                                          調整リング
３７                                          作動室
４２、４２ａ、４２ｂ、４３、４３ａ、４３ｂ    スプリング
【図１】
2020153256.tif 000003
【図２】
2020153256.tif 000004
【図３】
2020153256.tif 000005