(57)【要約】【課題】ポンプの回転速度が増加しても省エネルギー効果が発揮される潤滑油供給装置を提供する。【解決手段】多段階開閉弁機構により、内燃機関の回転速度において、第２速度〜第３速度の間は吐出圧が横ばいとなるようにすると共に第５速度以上で吐出圧が横ばいになるようにする。【効果】三角形で示す面積（ｅ）と面積（ｆ）との分が省エネルギー寄与分となる。すなわち、ポンプの回転速度が増加しても省エネルギー効果が発揮される潤滑油供給装置が提供される。【選択図】図１３
2017101605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各部へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置において、
前記内燃機関で回されるローターと、
このローターに放射方向へ移動可能に取付けられる複数のベーンと、
このベーン及び前記ローターを収納するポンプケースと、
このポンプケースを回転移動可能に収納するアウターケースと、
このアウターケースと前記ポンプケースとの間に形成され前記ローターの中心と前記ポンプケースの中心との間のオフセット量を増大する方向へ前記ポンプケースを付勢する潤滑油を貯める背圧室と、
前記アウターケースと前記ポンプケースとの間に設けられ前記オフセット量を増大する方向へ前記ポンプケースを付勢する付勢部材と、
前記アウターケースと前記ポンプケースとの間に形成され前記オフセット量を減少する方向へ前記ポンプケースを付勢する潤滑油を貯める正圧室と、
この正圧室へ前記ポンプケースから吐出する潤滑油を導く第１導圧路と、
前記背圧室へ前記ポンプケースから吐出する潤滑油を導く第２導圧路と、
前記背圧室の潤滑油を外へ導く第３導圧路と、
この第３導圧路に設けられ前記潤滑油の圧が第１所定圧未満では閉じ、前記潤滑油の圧が第１所定圧以上で且つこの第１所定圧より高圧の第２所定圧未満の範囲で開き、この第２所定圧以上で閉じ、この第２所定圧より高圧の第３所定圧以上で開く多段階開閉弁機構と、
を備えていることを特徴とする潤滑油供給装置。
【請求項２】
前記第２導圧路にオリフィスが設けられていることを特徴とする請求項１記載の潤滑油供給装置。
【請求項３】
前記多段階開閉弁機構は、軸方向に互いに離れて配置される第１〜第３大径部と、前記第１大径部より小径で前記第１大径部及び前記第２大径部を繋ぐ第１小径部と、前記第２大径部より小径で前記第２大径部及び前記第３大径部を繋ぐ第２小径部とからなるスプールと、
筒部とこの筒部の一端を閉じる第１蓋部と前記筒部の他端を閉じる第２蓋部とからなり前記スプールを回転移動可能に収納する弁箱と、
前記第２蓋部と前記第３大径部との間に配置され前記スプールを前記第１蓋部側へ付勢する戻しばねと、を備え、
前記弁箱には、前記第１蓋部に前記吐出圧を導入するパイロットポートと、前記筒部に前記背圧室の潤滑油を導入する第１ポート及び第２ポートと、前記弁箱内の潤滑油を排出する第３ポート及び第４ポートとからなる５つのポートが設けられ、
前記第１ポートは、前記潤滑油の圧が第２所定圧未満のときに前記第１小径部に臨み、前記第２所定圧以上で前記第１大径部で塞がれる位置に設けられ、
前記第２ポートは、前記潤滑油の圧が第２所定圧未満のときに前記第３大径部で塞がれ、前記第２所定圧以上で前記第２小径部に臨む位置に設けられ、
前記第３ポートは、前記潤滑油の圧が第１所定圧未満のときに前記第２大径部で塞がれ、第１所定圧以上で前記第１小径部に臨む位置に設けられ、
前記第４ポートは、前記潤滑油の圧が第３所定圧未満のときに前記第３大径部で塞がれ、第３所定圧以上で前記第２小径部に臨む位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の潤滑油供給装置。
【請求項４】
前記ポンプケースは、このポンプケースの回転中心から離れるように延びるアーム部を備え、
前記アウターケースは、前記アーム部の移動を制限する移動制限部材を、直線移動可能に備え、
前記潤滑油の温度に基づいて前記移動制限部材を移動する感温駆動機構を更に備えており、
前記移動制限部材には、前記潤滑油が低温のときに前記付勢部材が縮むように前記アーム部を抑えると共に前記潤滑油の温度が前記低温よりも高温になるに連れて前記付勢部材が伸びるように前記アーム部を抑える正転側ストッパ部を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の潤滑油供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に付設される潤滑油供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、潤滑油供給装置が備えられており、この潤滑油供給装置でクランク軸を支える軸受やカム軸を支える軸受などへ潤滑油が供給される。
潤滑油供給装置につき、種々の改良が施された技術が提案されてきた。改良が施された技術の一つとして、潤滑油の温度に基づいてポンプの吐出量を変更する潤滑油供給装置が提案されている（例えば、特許文献１（図１）参照。）。
【０００３】
容積形ポンプにおいて、吐出量については、Ｑ２／Ｑ１＝Ｎ２／Ｎ１が適用され、回転速度Ｎが２倍になれば吐出量Ｑは２倍になる。吐出圧については、Ｐ２／Ｐ１＝（Ｎ２／Ｎ１）２が適用され、回転速度Ｎが２倍になれば吐出圧Ｐは４倍になり、回転速度Ｎが１／２になれば吐出圧Ｐは１／４になる。ポンプを回転するための動力は、吐出量と吐出圧の積に比例するため、（Ｎ２／Ｎ１）３に比例して増減する。
【０００４】
特許文献１は、潤滑油の温度が低いときには、エンジン流量、すなわちポンプの吐出量を小さくし、潤滑油の温度が高いときに、吐出量を大きくすることができる構造の潤滑油ポンプに係る発明であり、潤滑油が低温であるときに、動力を大幅に低減することができる。
【０００５】
ところが、特許文献１では、潤滑油の温度が一定であれば、ポンプの回転速度の増加に応じて、動力が増加する。すなわち、ポンプ回転に要するエネルギーは増加する。
しかし、エネルギーの節約（以下、省エネルギー効果）が求められる中、ポンプの回転速度が増加しても省エネルギー効果が発揮される潤滑油供給装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表平８−５０５９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ポンプの回転速度が増加しても省エネルギー効果が発揮される潤滑油供給装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、内燃機関の各部へ潤滑油を供給する潤滑油供給装置において、
前記内燃機関で回されるローターと、
このローターに放射方向へ移動可能に取付けられる複数のベーンと、
このベーン及び前記ローターを収納するポンプケースと、
このポンプケースを回転移動可能に収納するアウターケースと、
このアウターケースと前記ポンプケースとの間に形成され前記ローターの中心と前記ポンプケースの中心との間のオフセット量を増大する方向へ前記ポンプケースを付勢する潤滑油を貯める背圧室と、
前記アウターケースと前記ポンプケースとの間に設けられ前記オフセット量を増大する方向へ前記ポンプケースを付勢する付勢部材と、
前記アウターケースと前記ポンプケースとの間に形成され前記オフセット量を減少する方向へ前記ポンプケースを付勢する潤滑油を貯める正圧室と、
この正圧室へ前記ポンプケースから吐出する潤滑油を導く第１導圧路と、
前記背圧室へ前記ポンプケースから吐出する潤滑油を導く第２導圧路と、
前記背圧室の潤滑油を外へ導く第３導圧路と、
この第３導圧路に設けられ前記潤滑油の圧が第１所定圧未満では閉じ、前記潤滑油の圧が第１所定圧以上で且つこの第１所定圧より高圧の第２所定圧未満の範囲で開き、この第２所定圧以上で閉じ、この第２所定圧より高圧の第３所定圧以上で開く多段階開閉弁機構と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明では、第２導圧路にオリフィスが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明では、多段階開閉弁機構は、
軸方向に互いに離れて配置される第１〜第３大径部と、第１大径部より小径で第１大径部及び第２大径部を繋ぐ第１小径部と、第２大径部より小径で第２大径部及び第３大径部を繋ぐ第２小径部とからなるスプールと、
筒部とこの筒部の一端を閉じる第１蓋部と筒部の他端を閉じる第２蓋部とからなりスプールを回転移動可能に収納する弁箱と、
第２蓋部と第３大径部との間に配置されスプールを第１蓋部側へ付勢する戻しばねと、を備え、
弁箱には、第１蓋部に吐出圧を導入するパイロットポートと、筒部に背圧室の潤滑油を導入する第１ポート及び第２ポートと、弁箱内の潤滑油を排出する第３ポート及び第４ポートとからなる５つのポートが設けられ、
第１ポートは、潤滑油の圧が第２所定圧未満のときに第１小径部に臨み、第２所定圧以上で第１大径部で塞がれる位置に設けられ、
第２ポートは、潤滑油の圧が第２所定圧未満のときに第３大径部で塞がれ、第２所定圧以上で第２小径部に臨む位置に設けられ、
第３ポートは、潤滑油の圧が第１所定圧未満のときに第２大径部で塞がれ、第１所定圧以上で第１小径部に臨む位置に設けられ、
第４ポートは、潤滑油の圧が第３所定圧未満のときに第３大径部で塞がれ、第３所定圧以上で第２小径部に臨む位置に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明では、ポンプケースは、このポンプケースの回転中心から離れるように延びるアーム部を備え、アウターケースは、アーム部の移動を制限する移動制限部材を、直線移動可能に備え、潤滑油の温度に基づいて移動制限部材を移動する感温駆動機構を更に備えており、
移動制限部材には、潤滑油が低温のときに付勢部材が縮むようにアーム部を抑えると共に潤滑油の温度が低温よりも高温になるに連れて付勢部材が伸びるようにアーム部を抑える正転側ストッパ部を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、アウターケースにポンプケースを回転移動可能に収納し、ポンプケースを移動する正圧室と背圧室をアウターケースとポンプケースの間に設け、背圧室の圧力を多段階開閉弁機構で制御するようにした。
多段階開閉弁機構は、潤滑油の圧が第１所定圧未満では閉じ、潤滑油の圧が第１所定圧以上で且つこの第１所定圧より高圧の第２所定圧未満の範囲で開き、この第２所定圧以上で閉じ、この第２所定圧より高圧の第３所定圧以上で開く。すなわち、中程度の回転速度のとき及び高速回転速度のときに、ポンプケースの中心とローターの中心の間のオフセット量がゼロに近づく。オフセット量がゼロに近づくと、吐出量や吐出圧が小さくなり、省エネルギー効果が発揮される。
よって、本発明によれば、ポンプの回転速度が増加しても省エネルギー効果が発揮される潤滑油供給装置が提供される。
【００１３】
請求項２に係る発明では、第２導圧路にオリフィスを設けた。オリフィスの絞り作用により、多段階開閉弁機構の開弁時に正圧室と背圧室の圧力差を大きくすることができ、ポンプケースの移動をより円滑にすることができる。
加えて、多段階開閉弁機構の小径化が可能となるため、潤滑油供給装置の低コスト化が図れる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、多段階開閉弁機構は、弁箱とスプールと戻しばねで構成される。構造が簡単であるから安価である。
また、電磁弁であれば電気エネルギーが必須となるが、本発明の多段階開閉弁機構は、電気エネルギーが不要であるため、省エネルギー効果が期待できる。
【００１５】
請求項４に係る発明では、ポンプケースにアーム部を備え、アウターケースにアーム部の移動を制限する移動制限部材を直線移動可能に備え、潤滑油の温度に基づいて移動制限部材を移動する感温駆動機構を更に備えている。感温駆動機構は潤滑油の温度に応じて移動制限部材を移動し、ポンプケースの移動可能量を制限する。
【００１６】
ポンプケースの移動可能量が制限されるため、潤滑油が低温のときには吐出量を小さくし、高温になるほど吐出量を大きくすることができる。内燃機関が低温であれば、少量の潤滑油でも潤滑は十分である。内燃機関が高温になったら多量の潤滑油を供給することで潤滑を促すことができる。
結果、請求項１〜３のいずれかの効果に加えて、潤滑油の温度が低いときには吐出量を小さくして、一層の省エネルギー効果を発揮させることができる。すなわち、潤滑油の温度に応じて吐出量を増減させることができると共に油温の影響を受けずに吐出圧を同じにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明で採用したポンプ機構の分解図である。
【図２】本発明で採用したポンプ機構の構成図である。
【図３】本発明で採用した多段階開閉弁機構の構成図である。
【図４】多段階開閉弁機構の作用を説明する図である。
【図５】パイロット圧と多段階開閉弁機構の開閉を説明するグラフである。
【図６】本発明に係る潤滑油供給装置の基本構成図である。
【図７】潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第１速度であるときの作用図である。
【図８】潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第２速度であるときの作用図である。
【図９】潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第３速度であるときの作用図である。
【図１０】潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第４速度であるときの作用図である。
【図１１】潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第５速度であるときの作用図である。
【図１２】潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第６速度であるときの作用図である。である。
【図１３】本発明における回転速度と吐出圧の相関を説明する図である。
【図１４】潤滑油が低温で内燃機関の回転速度が第１速度であるときの作用図である。
【図１５】潤滑油の温度とポンプケースの移動可能量の相関を説明する図である。
【図１６】潤滑油の温度と回転速度と吐出圧の相関を説明する図である。
【図１７】潤滑油供給装置の変更例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、潤滑油供給装置の構成は図６で説明するが、この構成要素の主要部品を図１〜図５に基づいて先に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１に示すように、主要部品の一つであるポンプ機構１０は、ローター１２と、このローター１２を回転自在に収納するポンプケース１４と、このポンプケース１４を収納するアウターケース１５と、このアウターケース１５に取付けられる付勢部材１７と、アウターケース１５に直線移動可能に取付けられる移動制限部材３６と、この移動制限部材３６を移動する感温駆動機構８０とを主たる要素とする。
【００２０】
ローター１２は、ローター１２の中心１２ａから放射状に延びる複数（この例では７枚）のベーン１３を備えている。
【００２１】
ポンプケース１４は、中心１４ａ（リング部２５の中心に相当）から離れた位置に半円突起部２４を備えるリング部２５と、半円突起部２４から離れた部位にてリング部２５に一体形成された第１〜第３円弧部２６、２７、２８と、第２円弧部２７と第３円弧部２８との間にて半円突起部２４から離れるように延びているアーム部２９とを備えている。
半円突起部２４の中心２４ａがポンプケース１４の回転中心（スイング中心、揺動中心）となる。第１〜第３円弧部２６〜２８は回転中心２４ａを中心とする円弧である。
【００２２】
回転中心２４ａより、図右側における第１円弧部２６までの輪郭長さをＬ１、第１円弧部２６と第２円弧部２７の段差長さをＬ２とし、図左側における第３円弧部２８までの輪郭長さをＬ３とすると、（Ｌ１＋Ｌ２）はＬ３とほぼ等しい。
段差長さＬ２は、背圧室（図２、符号１６）の受圧面積Ｓ２を決定し、輪郭長さＬ３のうち第３円弧部２８近傍の長さＬ４分が、正圧室（図２、符号１８）の受圧面積Ｓ４を決定する。面積Ｓ４、Ｓ２は長さがＬ４≧Ｌ２であるため、受圧面積Ｓ４と受圧面積Ｓ２はＳ４≧Ｓ２となる。
【００２３】
アウターケース１５は、半円突起部２４を受ける半円凹部３１と、第１〜第３円弧部２６〜２８を受ける第１〜第３円弧凹部３２、３３、３４と、アーム部２９の先端を受ける第４円弧凹部３５を備えている。
【００２４】
移動制限部材３６は、図面おもて側へ開くコ字形部品であり、先端に正転側ストッパ片３７を備えている。
アウターケース１５に、更に、アーム部２９が当たる第２正転側ストッパ部３８を備えると共に逆転側ストッパ部３９を備えている。
【００２５】
感温駆動機構８０は、例えば、サーモワックス８１が満たされている感温筒８２と、この感温筒８２の一端から移動制限部材３６に向かって延びるプッシュロッド８３と、このプッシュロッド８３及び感温筒８２を一括収納するケース８４と、このケース８４に収納されプッシュロッド８３を感温筒８２へ付勢するリターンスプリング８５とからなる。
【００２６】
アウターケース１５に、ポンプケース１４及び移動制限部材３６をセットした後の形態を図２に示すが、ローター１２の中心１２ａとポンプケース１４の中心１４ａとの距離が図２に示すオフセット量δとなる。
【００２７】
図２に示すように、ポンプ機構１０は、アウターケース１５に回転自在に支持され内燃機関１１のクランク軸で直接又は間接的に回されるローター１２と、このローター１２に放射方向へ移動可能に取付けられる複数のベーン１３と、これらのベーン１３及びローター１２を収納するポンプケース１４と、このポンプケース１４を回転中心２４ａを中心にして回転移動可能に収納するアウターケース１５と、このアウターケース１５とポンプケース１４との間に形成されローター１２の中心１２ａとポンプケース１４の中心１４ａとの間のオフセット量δを増大する方向へポンプケース１４を押す背圧室１６及び圧縮ばねなどの付勢部材１７と、アウターケース１５とポンプケース１４との間に形成されオフセット量δを減少する方向へポンプケース１４を押す正圧室１８と、ポンプケース１４内へ潤滑油を吸入する吸入口２１と、ポンプケース１４から外へ潤滑油を吐出する吐出口２２とを備えている。
【００２８】
詳しくは、後述の図６で説明するが、正圧室１８に第１導圧路６１が接続され、背圧室１６に第２導圧路６２が接続されると共に背圧室１６から第３導圧路６３が延びる。
移動体であるポンプケース１４と非移動体であるアウターケース１５の間には、シール材２３が適宜設けられており、潤滑油の漏れが防止される。
【００２９】
ポンプケース１４は、回転中心２４ａを中心にして、オフセット量δがゼロから所定値まで回転する。
ポンプケース１４が、図２で時計方向に回転するとオフセット量δは増加する。δが所定値に達した時点で、アーム部２９が第２正転側ストッパ３８で止められ、それ以上の正転が阻止される。
ポンプケース１４が、図２で反時計方向に回転するとオフセット量δは減少する。δがゼロ近くに達した時点で、アーム部２９が逆転側ストッパ３９で止められ、それ以上の逆転が阻止される。
【００３０】
移動制限部材３６の正転側ストッパ片３７は、第２正転側ストッパ３８と逆転側ストッパ３９との間で有効に働く。
なお、第２正転側ストッパ３８と逆転側ストッパ３９とは、他の部位に設けることは差し支えない。
【００３１】
図３に示すように、主要部品の別の一つである多段階開閉弁機構４０は、スプール４１と、このスプール４１を軸方向移動可能に収納する弁箱４２と、この弁箱４２に収納されスプール４１を所定の方向へ付勢する戻しばね４３とからなる。
スプール４１は、軸方向に互いに離れて配置される第１大径部４４、第２大径部４５及び第３大径部４６と、第１大径部４４より小径で第１大径部４４及び第２大径部４５を繋ぐ第１小径部４７と、第２大径部４５より小径で第２大径部４５及び第３大径部４６を繋ぐ第２小径部４８とを備えている。
【００３２】
弁箱４２は、スプール４１の軸方向に延びる筒部５１と、この筒部５１の一端を閉じる第１蓋部５２と、筒部５１の他端を閉じる第２蓋部５３とからなる。
戻しばね４３は、第２蓋部５３と第３大径部４６との間に配置され、スプール４１を第１蓋部５２側へ付勢する。第２蓋部５３には空気穴（ベントホール）５４が設けられているため、スプール４１の移動は円滑になる。
【００３３】
第１蓋部５２には、パイロットポート５５が設けられ、筒部５１には第１ポート５６、第２ポート５７、第３ポート５８及び第４ポート５９が設けられている。
第１ポート５６及び第２ポート５７に第３導圧路６３が接続され、パイロットポート５５に第４導圧路６４が接続される。
【００３４】
図３では、第１大径部４４が第１蓋部５２に当っており、この状態では、第１ポート５６は、半分程度開いており、第２ポート５７は第３大径部４６で塞がれ、第３ポート５８は第２大径部４５で塞がれ、第４ポート５９は第３大径部４６で塞がれている。スプール４１が移動することで、第１〜第４ポート５６〜５９の開閉状態が変化する。この変化の形態を図４で説明する。
【００３５】
図４（ａ）では、第４導圧路６４により、第１大径部４４の正面に、第１所定圧Ｐ１未満の圧力Ｐ０が作用している。スプール４１は、戻しばね４３を圧縮する方向（図では下へ）へ少し移動する。
第１ポート５６を通じて、潤滑油６５が第１大径部４４と第２大径部４５の間に溜まるものの、第３ポート５８が第２大径部４５で塞がれ、第４ポート５９が第３大径部４６で塞がれているため、多段階開閉弁機構４０は「弁閉じ」状態が維持される。
【００３６】
図４（ｂ）では、第１大径部４４の正面に、Ｐ０より高圧の第１所定圧Ｐ１が作用している。Ｐ０＜Ｐ１であるため、スプール４１は、戻しばね４３を圧縮する方向にさらに移動する。結果、第３ポート５８が開き始める。すると、第１ポート５６と第３ポート５８が連通状態となって、矢印（１）のように、潤滑油６５が流れ、多段階開閉弁機構４０は「弁開」状態になる。
【００３７】
図４（ｃ）では、第１大径部４４の正面に、第１所定圧Ｐ１より高圧の第２所定圧Ｐ２が作用している。Ｐ１＜Ｐ２であるため、スプール４１は、戻しばね４３を圧縮する方向にさらに移動する。第２ポート５７が開き始める、第２ポート５７を通じて、潤滑油６５が第２大径部４５と第３大径部４６の間に溜まる。
そして、第３ポート５８は開いているものの、第１ポート５６が第１大径部４４で塞がれる。第４ポート５９は、第３大径部４６で塞がれたままである。結果、多段階開閉弁機構４０は「弁閉じ」状態になる。
【００３８】
図４（ｄ）では、第１大径部４４の正面に、第２所定圧Ｐ２より高い第３所定圧Ｐ３が作用している。Ｐ２＜Ｐ３であるため、スプール４１は、戻しばね４３を圧縮する方向へさらに移動する。すると、第４ポート５９が開き始め、第２ポート５７と第４ポート５９が連通状態となって、矢印（２）のように、潤滑油６５が流れ、多段階開閉弁機構４０は再び「弁開」状態になる。
【００３９】
すなわち、第１ポート５６は、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、第１大径部４４の正面に加わる圧力であるパイロット圧が、第２所定圧Ｐ２未満のＰ０やＰ１であるときに第１小径部４７に臨み、図４（ｃ）〜（ｄ）に示すように、第２所定圧Ｐ２以上のＰ２やＰ３であるときに第１大径部４４で塞がれる位置に設けられている。
【００４０】
また、第２ポート５７は、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、パイロット圧が第２所定圧Ｐ２未満のＰ０やＰ１であるときに第３大径部４６で塞がれ、図４（ｃ）〜（ｄ）に示すように、第２所定圧Ｐ２以上のＰ２やＰ３であるときに第２小径部４８に臨む位置に設けられている。
【００４１】
第３ポート５８は、図４（ａ）に示すように、パイロット圧が第１所定圧Ｐ１未満のＰ０であるときに第２大径部４５で塞がれ、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すように、第１所定圧Ｐ１以上のＰ１、Ｐ２及びＰ３であるときに第１小径部４７に臨む位置に設けられている。
【００４２】
また、第４ポート５９は、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、パイロット圧が第３所定圧Ｐ３未満のＰ０〜Ｐ２であるときに第３大径部４６で塞がれ、図４（ｄ）に示すように、第３所定圧Ｐ３以上で第２小径部４８に臨む位置に設けられている。
【００４３】
図４（ａ）〜（ｄ）で説明したパイロット圧と多段階開閉弁機構４０の開閉状況との相関を、図５で説明する。
図５に示すように、パイロット圧がＰ１未満では、多段階開閉弁機構は閉じている。
パイロット圧がＰ１以上Ｐ２未満の範囲では、多段階開閉弁機構は開いている。
パイロット圧がＰ２以上Ｐ３未満の範囲では、多段階開閉弁機構は閉じている。
パイロット圧がＰ３以上では多段階開閉弁機構は開いている。
なお、Ｐ１は第１所定圧、Ｐ２はＰ１より高い第２所定圧、Ｐ３はＰ２より高い第３所定圧である。
【００４４】
以上に説明したポンプ機構１０及び多段階開閉弁機構４０を含む潤滑油供給装置７０の構成を次に説明する。
図６に示すように、潤滑油供給装置７０は、ポンプ機構１０と、多段階開閉弁機構４０と、吸入口２１に接続されオイルパン７１から潤滑油６５を吸い上げる吸入油路７２と、吐出口２２に接続され潤滑油６５を内燃機関（図２、符号１１）の各部へ吐出する吐出油路７３と、この吐出油路７３から分岐し、戻るバイパス路７５に介設され移動制限部材３６を移動する感温駆動機構８０と、吐出油路７３から分岐し正圧室１８に至る第１導圧路６１と、吐出油路７３から分岐し背圧室１６に至る第２導圧路６２と、背圧室１６から延びて多段階開閉弁機構４０の第１ポート５６及び第２ポート５７に接続される第３導圧路６３と、吐出油路７３から分岐し多段階開閉弁機構４０のパイロットポート５５に接続される第４導圧路６４とを備えている。
【００４５】
吐出油路７３を介して内燃機関の各部へ吐出され潤滑に供された潤滑油６５は、オイルパン７１へ戻る。多段階開閉弁機構４０の第４・第５ポート５８、５９から排出される潤滑油６５もオイルパン７１へ戻る。
【００４６】
第２導圧路６２には、好ましくはオリフィス７４が設けられる。オリフィス７４は、絞り部材であり、流速の二乗に比例する絞り抵抗（単位は圧力）を発生する。流速がゼロであれば絞り抵抗は発生しない。
【００４７】
バイパス路７５により、感温筒８２の周囲に潤滑油６５が流れる。
潤滑油６５が低温になると、サーモワックス８１が収縮し、感温筒８２が縮む。結果、プッシュロッド８３が後退（図右へ移動）し、移動制限部材３６は、感温筒８２に向かって移動する。
潤滑油６５が高温であると、サーモワックス８１が膨張し、感温筒８２が伸びる。結果、プッシュロッド８３が前進（図左へ移動）し、移動制限部材３６が前進する。
なお、図６では、潤滑油６５が高温であるため、移動制限部材３６は十分に前進している。
【００４８】
また、感温駆動機構８０は、バイメタルなどでもよく、温度に応じて駆動力を発生する機構であれば、種類は問わない。
【００４９】
以上の構成からなる潤滑油供給装置７０の作用を次に述べる。なお、以下の説明で、内燃機関の回転速度を、第１〜第６速度（ただし、第１速度＜第２速度＜第３速度＜第４速度＜第５速度＜第６速度）と呼称する。また、ｒｐｍは、１分間当たりの回転数である。
【００５０】
例えば、第１速度は１５００ｒｐｍ以下、第２速度は（１５００＋α）ｒｐｍ、第３速度は（２４００−β）ｒｐｍ、第４速度は２４００ｒｐｍ、第５速度は（２４００＋β）ｒｐｍ、第６速度は（２４００＋β）ｒｐｍを超えた速度である。１５００、２４００の値は、理解を容易にするために決めた値であって、これらの値に限定されるものではない。
【００５１】
図７は、潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第１速度であるときの作用図である。
第１速度に準じてローター１２が回されると、オイルパン７１の潤滑油６５が吸引され、潤滑油６５は、δだけオフセットしているローター１２で加圧され、吐出油路７３へ吐出される。ここでの吐出圧は、第１所定圧Ｐ１未満のＰ０であり、図５に基づき多段階開閉弁機構４０は閉じている。
【００５２】
なお、図７では潤滑油６５が高温であるため、移動制限部材３６は前進位置にある。図８〜図１２についても同様に、潤滑油６５が高温であるため、移動制限部材３６は前進位置にある。
【００５３】
第１導圧路６１を介して正圧室１８の上方油室に圧力が加えられ、第１導圧路分岐路６１Ｂを介して背圧室１６の上方油室に圧力が加えられる。図１で説明したように、リング部２５の左側の輪郭長さ（Ｌ３−Ｌ２）と右側の輪郭長さＬ１が等しいため、図７において、上方油室同士における右向きの力と左向きの力が相殺される。以下同様である。
【００５４】
第１導圧路６１を介して正圧室１８に作用する圧力と、第２導圧路６２を介して背圧室１６に作用する圧力は同一であるため、ポンプケース１４は、付勢部材１７の付勢力でオフセット量δが大きくなる方向へ押されたままとなる。
第１速度の範囲で、ローター１２の回転速度が増加すると吐出圧は、回転速度に応じて上昇する。
結果、図１３中、（ａ）で示す右上がりの曲線が得られる。
【００５５】
図８は、潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第２速度であるときの作用図である。
ローター１２が第２速度に準じて回されると、吐出圧は、第１所定圧Ｐ１以上となり、図５に基づき、多段階開閉弁機構４０は開き始める。
第３導圧路６３の潤滑油６５が排出されるため、第２導圧路６２に流れが発生する。
【００５６】
正圧室１８には潤滑油６５が封じ込められている。一方、背圧室１６は、第２導圧路６２を介して潤滑油６５が供給されるものの、第３導圧路６３を介して潤滑油６５が排出される。背圧室１６への潤滑油６５の供給量より、排出量が大きい場合は、背圧室１６の圧力が正圧室１８の圧力より低くなり、ポンプケース１４は、付勢部材１７が縮む方向へ移動する。
【００５７】
なお、第２導圧路６２より、第３導圧路６３を大径にし、第１〜第４ポート５６〜５９を大径にすることで、背圧室１６への潤滑油６５の供給量より、排出量を増大し、背圧室１６を低圧にすることは可能である。しかし、この場合は油路の設計や多段階開閉弁機構４０の設計が難しくなる。
【００５８】
改善策として、本実施例では、第２導圧路６２にオリフィス７４を設けた。
第２導圧路６２において、オリフィス７４の一次側（上流側）の圧力は正圧室１８とほぼ同圧であるが、オリフィス７４の二次側（下流側）では圧力損失分だけ、低圧になる。
【００５９】
すると、背圧室１６による押力に付勢部材１７による付勢力を加えた力よりも、正圧室１８による押力が大きくなり、図右側（オフセット量δが小さくなる方向）へ、ポンプケース１４が移動し始める。オフセット量δが小さくなると、吐出圧が低くなる。一方、ローター１２の回転速度が増加するほどに、吐出圧は上昇する。回転速度の増加による吐出圧の上昇とオフセット量δの減少による吐出圧の低下が相殺しあう。
ただし、吐出圧の上昇分が減少分より、僅かに大きいため、吐出圧は微増する。
【００６０】
オリフィス７４を設けることで、第２導圧路６２と第３導圧路６３を同径にすることや第３導圧路６３を第２導圧路６２より小径にすることも可能となる。その上、オリフィス７４を穴径の異なるオリフィスに交換するだけで、ポンプケース１４の移動速度を調整することができるなど、オリフィス７４を採用することで、油路の設計や多段階開閉弁機構４０の設計が容易になる。
【００６１】
図９は、潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第３速度であるときの作用図である。
図８から連続して、オフセット量δが減少した結果、オフセット量δはゼロ又はほぼゼロになった。
図８〜図９により、図１３中、（ｂ）で示す微増曲線が得られる。
【００６２】
図１０は、潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第４速度であるときの作用図である。
ローター１２が第４速度に準じて回されると、吐出圧は、第２所定圧Ｐ２以上となり、図５に基づき、多段階開閉弁機構４０は閉じる。
すると、第２導圧路６２と第３導圧路６３の流れが停止し、正圧室１８と背圧室１６は同圧になる。付勢部材１７により、オフセット量δが増加する方向に、ポンプケース１４が押され、移動する。オフセット量δが急増すると、吐出圧が跳ね上がり、図１３中、（ｃ）の急増曲線が得られる。
【００６３】
図１１は、潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第５速度であるときの作用図である。
ローター１２が第５速度に準じて回されると、吐出圧は、第３所定圧Ｐ３となり、図５に基づき、多段階開閉弁機構４０は開き始める。
【００６４】
すると、背圧室１６による押力に付勢部材１７による付勢力を加えた力よりも、正圧室１８による押力が大きくなり、図右側（オフセット量δが小さくなる方向）へ、ポンプケース１４が移動し始める。オフセット量δが小さくなると、吐出圧が低くなる。一方、ローター１２の回転速度が増加するほどに、吐出圧は上昇する。回転速度の増加による吐出圧の上昇とオフセット量δの減少による吐出圧の低下が相殺しあう。
【００６５】
図１２は、潤滑油が高温で内燃機関の回転速度が第６速度であるときの作用図である。
図１１から連続して、オフセット量δが減少した結果、オフセット量δはゼロ又はほぼゼロになった。
図１１〜図１２により、図１３中、（ｄ）で示す微増曲線が得られる。
【００６６】
ポンプを回転させるためのエネルギーは、吐出圧の増加に応じて増加する。
図１３で、三角形で示す面積（ｅ）と面積（ｆ）との分が省エネルギー寄与分となる。すなわち、本発明により、ポンプの回転速度が増加しても省エネルギー効果が発揮される潤滑油供給装置が提供される。
【００６７】
次に、潤滑油が低温である場合の例を説明する。
図１４は、潤滑油が低温で内燃機関の回転速度が第１速度であるときの作用図である。
潤滑油が低温になるとサーモワックス８１が収縮し、プッシュロッド８３が後退（図では右へ移動）する。移動制限部材３６の正転側ストッパ片３７で引かれる。すると、付勢部材１７が縮む方向へポンプケース１４は移動する。
【００６８】
背圧室１６の厚さ（周方向）寸法をＷ２とすると、ポンプケース１４は、０〜Ｗ２の範囲で移動可能となる。一方、図６では背圧室１６の厚さ寸法Ｗ１は、Ｗ２より大きく、ポンプケース１４は、０〜Ｗ１の範囲で移動可能となる。
図１５に示すように、潤滑油の温度に比例してポンプケースの移動可能量が変化する。
【００６９】
潤滑油の温度に比例してポンプケースを移動可能にしたことの効果を、次に説明する。
比較検討のために、図６にて、移動制限部材３６が、図の位置に固定されていると仮定する。この状態で、図１３に示した吐出圧曲線が得られる。潤滑油は、温度が下がると粘度が高くなる。粘度が高くなると、同じ吐出量であっても吐出圧が高くなる。
結果、図１６（ａ）に示すように、潤滑油の温度が高温である曲線の上方に、中温及び低温の曲線が描かれる。中温や低温時にポンプ機構及び内燃機関共に動力（負荷）が増加し、燃料消費量が増加する。
【００７０】
対して、図１５に示すように、潤滑油の温度に比例してポンプケースの移動可能量を制御すると、低温時には、図１４で説明したように、オフセット量δが小さくなり、吐出圧が小さくなる。
すると、図１６（ａ）にて、低温及び中温の曲線が下がり、ほぼ高温の曲線に重なるようになる。
結果、図１６（ｂ）に示すように、潤滑油が低温、中温、高温の何れにおいても、同じ圧力特性とすることができる。すなわち、潤滑油が低温であっても、吐出圧及び吐出量は上がらず、省エネルギー効果が顕著になる。
【００７１】
ところで、図３で説明した多段階開閉弁機構４０の構造や構成は、適宜変更することができる。その変更例を次に説明する。
図１７に示すように、多段階開閉弁機構４０は、第３導圧路６３に設けたソレノイド式開閉弁９１と、吐出油路７３に設けた油圧センサ９２と、制御部９３とからなる。その他の構成は、図６と同じであるため、符号を流用して説明は省略する。
油圧センサ９２で検出した油圧情報を制御部９３へ送る。制御部９３は、図５に基づいて、ソレノイド式開閉弁９１を開閉する。
【００７２】
制御部９３は、車載コンピュータで兼ねさせることができる。
ソレノイド式開閉弁９１は、開閉に電気エネルギーが必要であるため、車載バッテリなどに負担が掛かる場合がある。この点、図６に示す多段階開閉弁機構４０は、電気エネルギーが不要であり、省エネルギーの観点から推奨される。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の潤滑油供給機構は、内燃機関に好適である。
【符号の説明】
【００７４】
１０…ポンプ機構、１１…内燃機関、１２…ローター、１２ａ…ローターの中心、１３…ベーン、１４…ポンプケース、１４ａ…ポンプケースの中心、１５…アウターケース、１６…背圧室、１７…付勢部材、１８…正圧室、２９…アーム部、３６…移動制限部材、３７…正転側ストッパ片、４０…多段階開閉弁機構、４１…スプール、４２…弁箱、４３…戻しばね、４４…第１大径部、４５…第２大径部、４６…第３大径部、４７…第１小径部、４８…第２小径部、５５…パイロットポート、５６…第１ポート、５７…第２ポート、５８…第３ポート、５９…第４ポート、６１…第１導圧路、６２…第２導圧路、６３…第３導圧路、６５…潤滑油、７０…潤滑油供給装置、７４…オリフィス、８０…感温駆動機構、δ…オフセット量。
【図１】
2017101605.tif 000003
【図２】
2017101605.tif 000004
【図３】
2017101605.tif 000005
【図４】
2017101605.tif 000006
【図５】
2017101605.tif 000007
【図６】
2017101605.tif 000008
【図７】
2017101605.tif 000009
【図８】
2017101605.tif 000010
【図９】
2017101605.tif 000011
【図１０】
2017101605.tif 000012
【図１１】
2017101605.tif 000013
【図１２】
2017101605.tif 000014
【図１３】
2017101605.tif 000015
【図１４】
2017101605.tif 000016
【図１５】
2017101605.tif 000017
【図１６】
2017101605.tif 000018
【図１７】
2017101605.tif 000019