(57)【要約】【課題】簡易な構造で吐出容量を変更できるギヤ式オイルポンプ及びオイル回路を提供する。【解決手段】ポンプケース２は、仕切り５でポンプ室が第１ポンプ室６ａと第２ポンプ室６ｂに区画されると共に、第１ポンプ室６ａと第２ポンプ室６ｂとにドライブギヤ３ａ、３ｂとドリブンギヤ４ａ、４ｂとがそれぞれ軸方向に分割して収容され、各ポンプ室６ａ、６ｂに吸込口１３ａ、１３ｂと吐出口１４ａ、１４ｂが接続され、第２ポンプ室６ｂの吸込口１３ｂにエンジン運転状態に応じて第２ポンプ室６ｂへのオイルの流れを遮断する切替用電磁弁１７が設けられるものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケースにエンジンで駆動されるドライブギヤとドリブンギヤとが噛合されて収容されると共にその噛合部を境とする前記ポンプケースの一方にエンジンオイルパンのオイルを吸い込むための吸込口が、他方にエンジンのオイルギャラリにオイルを供給するための吐出口が形成されたギヤ式オイルポンプであって、
前記ポンプケースは、仕切りでポンプ室が二室に区画されると共に、その各室に前記ドライブギヤと前記ドリブンギヤとがそれぞれ軸方向に分割して収容され、前記各室に前記吸込口と前記吐出口が接続され、一方の前記室の吸込口にエンジン運転状態に応じて一方の前記室へのオイルの流れを遮断する切替用電磁弁が設けられたことを特徴とするギヤ式オイルポンプ。
【請求項２】
エンジンオイルパン内のオイルを、クランクシャフトの各摺動部に供給するメインギャラリに流すと共に、前記メインギャラリから分岐してピストンクーリングのために供給するサブギャラリに流すオイル回路であって、
請求項１に記載のギヤ式オイルポンプと、
前記ギヤ式オイルポンプの一方の吸込口に設けられた切替用電磁弁とエンジンオイルパンとを結ぶための副吸込管と、
前記ギヤ式オイルポンプの他方の吸込口と前記エンジンオイルパンとを結ぶための主吸込管と、
前記ギヤ式オイルポンプの２つの吐出口を合流させて前記メインギャラリにオイルを供給する吐出通路と、
前記メインギャラリから前記サブギャラリにオイルを流す分岐通路と、
前記分岐通路に接続された副電磁弁と、
前記切替用電磁弁と前記副電磁弁を開閉するコントローラとを備えたことを特徴とするオイル回路。
【請求項３】
前記コントローラは、エンジンの運転状態に応じてピストンを冷却すべきかどうかを予め設定したエンジン回転数とエンジントルクの冷却要否曲線が記憶され、エンジンの運転状態が前記冷却要否曲線を下回るとき前記切替用電磁弁及び前記副電磁弁を閉とし、上回るとき前記切替用電磁弁及び前記副電磁弁を開とする請求項２に記載のオイル回路。
【請求項４】
前記冷却要否曲線は、オイルによるピストンクーリングの要否をエンジン回転数とエンジントルクの関係で予め求めて設定される請求項３に記載のオイル回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの摺動部及び冷却部にオイルを供給するギヤ式オイルポンプと、ギヤ式オイルポンプを用いたオイル回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンには、エンジンオイル（以下、オイル）をエンジン内に循環させて摺動部を潤滑したり、ピストン等を冷却させるためのオイルポンプが設けられている。オイルポンプには、設置スペースを取らず、簡便なギヤ式オイルポンプが多く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０３０５９４号公報
【特許文献２】特開２００２−０７０７５７号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６７５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ギヤ式オイルポンプは、クランクシャフトからの動力で駆動される。このため、ギヤ式オイルポンプから吐出されるオイルの量は、エンジン回転数によって決まり、必ずしも潤滑や冷却に必要な量と一致しない。ギヤ式オイルポンプの可変化は、ギヤ前後移動による噛合い幅の可変化によるものや、ギヤ中心間距離の可変化によるものが知られている。しかしながら、いずれも構造が複雑であり、油路形成や搭載性の設計自由度に難があった。
【０００５】
本発明の目的は、簡易な構造で吐出容量を変更できるギヤ式オイルポンプ及びオイル回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するため、ポンプケースにエンジンで駆動されるドライブギヤとドリブンギヤとが噛合されて収容されると共にその噛合部を境とする前記ポンプケースの一方にエンジンオイルパンのオイルを吸い込むための吸込口が、他方にエンジンのオイルギャラリにオイルを供給するための吐出口が形成されたギヤ式オイルポンプであって、前記ポンプケースは、仕切りでポンプ室が二室に区画されると共に、その各室に前記ドライブギヤと前記ドリブンギヤとがそれぞれ軸方向に分割して収容され、前記各室に前記吸込口と前記吐出口が接続され、一方の前記室の吸込口にエンジン運転状態に応じて一方の前記室へのオイルの流れを遮断する切替用電磁弁が設けられたものである。
【発明の効果】
【０００７】
簡易な構造で吐出容量を変更できるギヤ式オイルポンプを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施の形態に係るギヤ式オイルポンプの正面断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図４】オイル回路の概略説明図である。
【図５】オイル回路の制御マップである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００１０】
まず、図１、図２及び図３を用いてギヤ式オイルポンプについて説明する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、ギヤ式オイルポンプ１は、ポンプケース２と、ポンプケース２内に収容されエンジンＥ（図４参照）で駆動されるドライブギヤ３ａ、３ｂと、ポンプケース２内にドライブギヤ３ａ、３ｂと噛合された状態で収容されるドリブンギヤ４ａ、４ｂとを備える。
【００１２】
ポンプケース２は、内部空間が仕切り５で仕切られて形成された第１ポンプ室６ａ及び第２ポンプ室６ｂを有する。仕切り５は、後述するドライブギヤ３ａ、３ｂの軸方向に対して直交するように形成されている。
【００１３】
ドライブギヤ３ａ、３ｂ及びドリブンギヤ４ａ、４ｂは、平歯車からなり、それぞれ第１ポンプ室６ａと第２ポンプ室６ｂとに軸方向に分割して収容されている。具体的には、第１ポンプ室６ａには、第１ドライブギヤ３ａと第１ドリブンギヤ４ａとが収容され、第２ポンプ室６ｂには、第２ドライブギヤ３ｂと第２ドリブンギヤ４ｂとが収容される。
【００１４】
第１ドライブギヤ３ａと第２ドライブギヤ３ｂとは、同一の駆動軸７に一体に設けられており、エンジンＥからの駆動力で回転される。なお、図中のＧは、エンジンＥからの動力を受ける歯車Ｇである。歯車Ｇは、駆動軸７に一体に設けられている。
【００１５】
また、第１ドリブンギヤ４ａと第２ドリブンギヤ４ｂとは、ポンプケース２に駆動軸７と平行な支持軸８回りに回転自在に枢支されており、第１ドライブギヤ３ａ及び第２ドライブギヤ３ｂからの駆動力で回転する。
【００１６】
第１ドライブギヤ３ａ及び第１ドリブンギヤ４ａは、歯先９及び両端面１０が第１ポンプ室６ａの内面１１と摺接する。第２ドライブギヤ３ｂ及び第２ドリブンギヤ４ｂは、歯先９及び両端面１０が第２ポンプ室６ｂの内面１１と摺接する。
【００１７】
図１及び図３に示すように、第１ポンプ室６ａを区画するポンプケース２には、第１ドライブギヤ３ａと第１ドリブンギヤ４ａとの噛合部１２ａを境とする一方に第１吸込口１３ａが、他方に第１吐出口１４ａが形成されている。第１吸込口１３ａは、エンジンオイルパン１５（図４参照）のオイルを吸い込むためのものである。第１吐出口１４ａは、エンジンＥのメインギャラリ１６（図４参照）にオイルを供給するためのものである。
【００１８】
また、図２及び図３に示すように、第２ポンプ室６ｂを区画するポンプケース２には、第２ドライブギヤ３ｂと第２ドリブンギヤ４ｂとの噛合部１２ｂを境とする一方に第２吸込口１３ｂが、他方に第２吐出口１４ｂが形成されている。第２吸込口１３ｂは、エンジンオイルパン１５のオイルを吸い込むためのものである。また、第２吸込口１３ｂには、切替用電磁弁１７が設けられている。切替用電磁弁１７は、後述するコントローラ１８（図４参照）と電気的に接続されており、コントローラ１８からの制御信号で全開又は全閉される。第２吐出口１４ｂは、エンジンＥのメインギャラリ１６にオイルを供給するためのものである。
【００１９】
つぎに、ギヤ式オイルポンプを用いたオイル回路について説明する。
【００２０】
図４に示すように、オイル回路は、エンジンＥ内に形成され、エンジンＥ内の各所に潤滑又は冷却の目的でオイルを供給する。
【００２１】
具体的には、オイル回路２０は、オイルを収容するエンジンオイルパン１５と、ギヤ式オイルポンプ１と、ギヤ式オイルポンプ１の第１吸込口１３ａに接続された主吸込管２１ａと、第２吸込口１３ｂの切替用電磁弁１７に接続された副吸込管２１ｂと、ギヤ式オイルポンプ１の第１吐出口１４ａ及び第２吐出口１４ｂに接続された吐出通路２２と、吐出通路２２に接続されたオイルフィルター２３と、オイルフィルター２３より下流の吐出通路２２に接続されたオイルクーラ２４と、吐出通路２２の下流端に接続されたメインギャラリ１６と、メインギャラリ１６に接続された第１分岐通路２５と、第１分岐通路２５に接続された副電磁弁２６と、副電磁弁２６に接続されたサブギャラリ２７と、メインギャラリ１６に接続された第２分岐通路２８と、第２分岐通路２８に接続されたシリンダヘッドギャラリ２９と、切替用電磁弁１７及び副電磁弁２６を開閉するコントローラと１８を備える。
【００２２】
主吸込管２１ａは、第１吸込口１３ａとエンジンオイルパン１５との間を結ぶものであり、一端が第１吸込口１３ａに接続され、他端がエンジンオイルパン１５のオイル内に位置されている。主吸込管２１ａの他端には、オイルストレーナ３０が接続されている。
【００２３】
副吸込管２１ｂは、切替用電磁弁１７とエンジンオイルパン１５との間を結ぶためのものであり、一端が第２吸込口１３ｂに接続され、他端が主吸込管２１ａの中間部に接続されている。なお、副吸込管２１ｂは、他端がエンジンオイルパン１５のオイル内に位置されるものであってもよい。この場合、副吸込管２１ｂの他端には、オイルストレーナ３０が別途接続されるとよい。
【００２４】
吐出通路２２は、第１吐出口１４ａ及び第２吐出口１４ｂを合流させてメインギャラリ１６にオイルを供給する。
【００２５】
メインギャラリ１６は、クランクシャフト３１の各摺動部３２にオイルを供給するものであり、エンジンＥのシリンダブロック（図示せず）に形成される。
【００２６】
副電磁弁２６は、後述するコントローラ１８と電気的に接続されており、コントローラ１８からの制御信号で全開又は全閉される。副電磁弁２６は、閉じられることでサブギャラリ２７へのオイルを遮断する。
【００２７】
サブギャラリ２７は、ピストンクーリングのためにピストン（図示せず）にオイルを供給するものであり、エンジンＥのシリンダブロック（図示せず）に形成される。
【００２８】
シリンダヘッドギャラリ２９は、カムシャフト（図示せず）の各摺動部にオイルを供給するものであり、エンジンＥのシリンダヘッド（図示せず）に形成される。
【００２９】
コントローラ１８は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）からなる。コントローラ１８には、エンジンＥの運転状態に応じてピストンを冷却すべきかどうかを予め設定した冷却要否曲線が記憶されている。ここでいうエンジンＥの運転状態とはエンジン回転数とエンジントルクである。
【００３０】
図５は、横軸をエンジン回転数とし縦軸をエンジントルクとしたときのエンジン性能曲線のトルク曲線３４を表したものである。
【００３１】
通常、エンジン回転数が低回転領域では、オイルによるピストンの冷却は不要であり、この冷却不要の回転数をｎとすると、エンジン回転数が０からｎのときには副電磁弁２６はＯＦＦ（全閉）とされるのがよい。
【００３２】
一方、エンジン回転数がｎ以上でも、実トルクがトルク曲線３４より十分低いときにはピストンの冷却は不要である。
【００３３】
そこで、エンジン回転数がｎ以上でトルク値が十分低くピストン冷却が不要となる冷却要否曲線３３をエンジン回転数とトルク値との関係で設定する。
【００３４】
冷却要否曲線３３は、オイルによるピストンクーリングの要否をエンジン回転数とエンジントルクの関係で予め求めておく。具体的には、冷却要否曲線３３は、実験やシミュレーション等にてエンジンＥを運転したときのピストン温度をエンジン回転数及びエンジントルクごとに求め、この温度に基づいて決定する。冷却要否曲線３３は、コントローラ１８に記憶させておく。
【００３５】
コントローラ１８は、エンジン回転数がｎ以下のとき切替用電磁弁１７と副電磁弁２６とをＯＦＦとし、エンジン回転数がｎ以上、かつ、エンジン回転数に対する実トルクが冷却要否曲線３３以下のとき切替用電磁弁１７と副電磁弁２６とをＯＦＦとし、エンジン回転数がｎ以上、かつ、エンジン回転数に対する実トルクが冷却要否曲線３３より大きいとき切替用電磁弁１７と副電磁弁２６とをＯＮ（全開）とする。
【００３６】
ここで実トルクは、エンジン回転数と燃料噴射量とから求められる。コントローラ１８は、車両走行中、アクセル開度に応じて燃料噴射量を設定するが、この燃料噴射量とエンジン回転数から実トルクを求め、実トルクが図５の冷却要否曲線３３より上か下かでピストン冷却の要否を判定する。
【００３７】
次に本実施の形態の作用を述べる。
【００３８】
図４及び図５に示すように、エンジンＥの運転状態が冷却要否曲線３３より上の状態（ＯＮの状態）にあるとき、コントローラ１８は切替用電磁弁１７を全開とし、副電磁弁２６を全開とする。
【００３９】
エンジンオイルパン１５内のオイルは、ギヤ式オイルポンプ１の第１ポンプ室６ａと第２ポンプ室６ｂの両方に吸い込まれ、メインギャラリ１６に向けて吐出される。
【００４０】
メインギャラリ１６に至ったオイルは、第１分岐通路２５と第２分岐通路２８とに流れる。第１分岐通路２５に流れたオイルは、副電磁弁２６を経てサブギャラリ２７に流れ、ピストン（図示せず）に噴射されて供給される。また、第２分岐通路２８に流れたオイルは、シリンダヘッドギャラリ２９に流れ、カムシャフト（図示せず）の各摺動部に供給される。
【００４１】
また、エンジンＥの運転状態が冷却要否曲線３３より下の状態（ＯＦＦの状態）にあるとき、コントローラ１８は切替用電磁弁１７を全閉とし、副電磁弁２６を全閉とする。
【００４２】
エンジンオイルパン１５内のオイルはギヤ式オイルポンプ１の第１ポンプ室６ａにのみ吸い込まれ、メインギャラリ１６に向けて吐出される。このとき、切替用電磁弁１７が全閉とされていることから、第２ポンプ室６ｂ内へのオイル供給は止まる。また、第２ポンプ室６ｂ内では、第２ドライブギヤ３ｂ及び第２ドリブンギヤ４ｂは空転されるのみで仕事はない。
【００４３】
メインギャラリ１６に至ったオイルは、副電磁弁２６が全閉となっていることから第１分岐通路２５には流れず、第２分岐通路２８に流れる。第２分岐通路２８に流れたオイルは、シリンダヘッドギャラリ２９に流れ、カムシャフト（図示せず）の各摺動部に供給される。
【００４４】
第２ドライブギヤ３ｂ及び第２ドリブンギヤ４ｂが空転されることでエンジンＥへの負荷は低減され、燃費の向上が期待できる。
【００４５】
このように、ポンプケース２は、仕切り５でポンプ室が第１ポンプ室６ａと第２ポンプ室６ｂに区画されると共に、第１ポンプ室６ａと第２ポンプ室６ｂとにドライブギヤ３ａ、３ｂとドリブンギヤ４ａ、４ｂとがそれぞれ軸方向に分割して収容され、各ポンプ室６ａ、６ｂに吸込口１３ａ、１３ｂと吐出口１４ａ、１４ｂが接続され、第２ポンプ室６ｂの吸込口１３ｂにエンジン運転状態に応じて第２ポンプ室６ｂへのオイルの流れを遮断する切替用電磁弁１７が設けられるものとしたため、簡単な構造で可変容量にでき、切替用電磁弁１７を閉じたときエンジンＥへの負荷を低減できる。そして、燃費の低減が期待できる。
【００４６】
また、オイル回路２０が、ギヤ式オイルポンプ１と、ギヤ式オイルポンプ１の第２吸込口１３ｂに設けられた切替用電磁弁１７とエンジンオイルパン１５とを結ぶための副吸込管２１ｂと、ギヤ式オイルポンプ１の第１吸込口１３ａとエンジンオイルパン１５とを結ぶための主吸込管２１ａと、ギヤ式オイルポンプ１の第１吐出口１４ａ及び第２吐出口１４ｂを合流させてメインギャラリ１６にオイルを供給する吐出通路２２と、メインギャラリ１６からサブギャラリ２７にオイルを流す第１分岐通路２５と、第１分岐通路２５に接続された副電磁弁２６と、切替用電磁弁１７と副電磁弁２６を開閉するコントローラ１８とを備えるものとしたため、必要に応じてオイルの供給量と消費量との両方を増減でき、オイルを各所に効率よく供給できる。
【００４７】
コントローラ１８は、エンジンＥの運転状態に応じてピストン（図示せず）を冷却すべきかどうかを予め設定したエンジン回転数とエンジントルクの冷却要否曲線３３が記憶され、エンジンＥの運転状態が冷却要否曲線３３を下回るとき切替用電磁弁１７及び副電磁弁２６を閉とし、上回るとき切替用電磁弁１７及び副電磁弁２６を開とするものとしたため、ピストン（図示せず）へのオイル供給を無駄なく行うことができ、エンジンＥを効率よく運転することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  ギヤ式オイルポンプ
２  ポンプケース
３ａ  第１ドライブギヤ
３ｂ  第２ドライブギヤ
４ａ  第１ドリブンギヤ
４ｂ  第２ドリブンギヤ
５  仕切り
６ａ  第１ポンプ室
６ｂ  第２ポンプ室
１３ａ  第１吸込口
１３ｂ  第２吸込口
１４ａ  第１吐出口
１４ｂ  第２吐出口
１７  切替用電磁弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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