(57)【要約】【課題】制御弁の配置構成を改良することにより、オイルポンプ装置全体の小型軽量化を図る。【解決手段】駆動軸２５の軸線方向一端側のハウジング７内面に凹状に形成され、ポンプ室３５に連通する第１還流路５１と、駆動軸２５の軸線方向他端側のハウジング７内面に凹状に形成され、ハウジング７に形成された吸入口４１に連通する第３還流路５５と、駆動軸２５の内部に形成され、上流端が第１還流路５１に連通する一方、下流端が第３還流路５５に連通する第２還流路５３とを備える。第２還流路５３を構成する第２軸流路６３には、ポンプ室３５ａのオイル圧が設定値以上に達したときにそのオイル圧により第２軸流路６３を開く制御弁４９が配設されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転数が変化するエンジンによって回転される駆動軸に一体的に設けられると共に外歯を有するインナーロータと、上記外歯と噛み合う内歯を有するアウターロータと、上記インナーロータ及びアウターロータを収容するハウジングとを備え、上記外歯及び内歯によって形成されるポンプ室のオイルを、上記インナーロータ及びアウターロータの回転によって上記エンジンに圧送するように構成されたオイルポンプ装置であって、
上記駆動軸の軸線方向一端側の上記ハウジング内面に凹状に形成され、上記ポンプ室に連通する第１還流路と、上記駆動軸の軸線方向他端側の上記ハウジング内面に凹状に形成され、上記ハウジングに形成された吸入口に連通する第３還流路と、上記駆動軸の内部に形成され、上流端が上記第１還流路に連通する一方、下流端が上記第３還流路に連通する第２還流路とを備え、
上記第２還流路は、上流端が上記第１還流路に連通し、上記駆動軸を横断して略軸中心部まで延びる第１軸流路と、上流端が上記第１軸流路の下流端に連通し、上記駆動軸の略中心を軸線方向他端側に延びる第２軸流路と、上流端が上記第２軸流路に連通し、上記駆動軸を横断して下流端が上記第３還流路に連通する第３軸流路とを有し、
上記ポンプ室のオイル圧が設定値以上に達したときに該オイル圧により上記第２還流路の第２軸流路を開き、当該ポンプ室のオイルの一部を上記吸入口側に還流する制御弁が、該第２軸流路に配設されていることを特徴とするオイルポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のオイルポンプ装置において、
上記第１還流路は、上記ポンプ室のうち最大容積のポンプ室に連通するように構成され、
上記制御弁は、上記最大容積のポンプ室におけるオイル圧が設定値以上に達したときに、上記第２軸流路を開くことを特徴とするオイルポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転数が変化するエンジンによって回転駆動されるオイルポンプ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両等のエンジンには、オイルポンプ装置が配設され、エンジン本体下方に取り付けられたオイルパン内のオイルを上記オイルポンプ装置で吸い上げて、エンジンの各部に圧送するようになっている。
【０００３】
この種のオイルポンプ装置では、エンジンの回転数が増加すると、それに伴ってオイルポンプから吐出されるオイルの吐出量が増加し、オイルの吐出圧も増加するため、エンジンの負荷（駆動動力）が増大するという問題がある。これに対し、特許文献１には、ポンプから吐出された高圧のオイルの一部をポンプの吸入側に還流させるための制御弁を設けることが開示されている。
【０００４】
すなわち、ハウジングには、外歯及び内歯によって多数のポンプ室が形成され、ポンプ室に連通する吐出流路及び吸入流路が形成されている。吸入流路には低圧のオイルが流れる一方、吐出流路にはポンプ室から吐出された高圧のオイルが流れる。そして、制御弁は、ポンプ室の外部のハウジングに設けられると共に、開弁することによって、吐出流路の高圧オイルの一部を吸入流路へ還流させるようになっている。
【０００５】
さらに、上記制御弁は、エンジンのアクチュエータの作動状態に応じて、オイルの還流量を制御するように構成されている。そのことにより、吐出されたオイルを適切に還流させて、オイルポンプ装置の負荷を低減しようとしている。
【特許文献１】特許第３６０３５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献１のオイルポンプ装置では、制御弁がハウジングにおけるポンプ室の外側に配設されているために、その制御弁自体の大きさにより、オイルポンプ装置が大きくなることが避けられず、装置の小型化を図ることが困難であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オイルを還流させるための制御弁の配置構成を改良することにより、オイルポンプ装置全体の小型軽量化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、制御弁を駆動軸の内部に配設したことを特徴とする。
【０００９】
具体的に、本発明は、回転数が変化するエンジンによって回転される駆動軸に一体的に設けられると共に外歯を有するインナーロータと、上記外歯と噛み合う内歯を有するアウターロータと、上記インナーロータ及びアウターロータを収容するハウジングとを備え、上記外歯及び内歯によって形成されるポンプ室のオイルを、上記インナーロータ及びアウターロータの回転によって上記エンジンに圧送するように構成されたオイルポンプ装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記駆動軸の軸線方向一端側の上記ハウジング内面に凹状に形成され、上記ポンプ室に連通する第１還流路と、上記駆動軸の軸線方向他端側の上記ハウジング内面に凹状に形成され、上記ハウジングに形成された吸入口に連通する第３還流路と、上記駆動軸の内部に形成され、上流端が上記第１還流路に連通する一方、下流端が上記第３還流路に連通する第２還流路とを備え、上記第２還流路は、上流端が上記第１還流路に連通し、上記駆動軸を横断して略軸中心部まで延びる第１軸流路と、上流端が上記第１軸流路の下流端に連通し、上記駆動軸の略中心を軸線方向他端側に延びる第２軸流路と、上流端が上記第２軸流路に連通し、上記駆動軸を横断して下流端が上記第３還流路に連通する第３軸流路とを有し、上記ポンプ室のオイル圧が設定値以上に達したときに該オイル圧により上記第２還流路の第２軸流路を開き、当該ポンプ室のオイルの一部を上記吸入口側に還流する制御弁が、該第２軸流路に配設されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記第１還流路は、上記ポンプ室のうち最大容積のポンプ室に連通するように構成され、上記制御弁は、上記最大容積のポンプ室におけるオイル圧が設定値以上に達したときに、上記第２軸流路を開くことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、インナーロータに一体に設けられた駆動軸の内部に、オイルの還流路の一部である第２還流路が形成され、その第２還流路の一部を構成する第２軸流路に制御弁が配設されている。つまり、制御弁が駆動軸の内部に形成されているため、特許文献１のようにオイル室の外側に制御弁を配設する場合に比べて、オイルポンプ装置全体を飛躍的に小型化及び軽量化することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明によれば、制御弁は、最大容積のポンプ室におけるオイル圧が設定値以上に達したときに、第２軸流路を開くので、オイルがポンプ室から吐出口に吐出される前に、過剰なオイルを還流させることができる。つまり、ポンプ室から無駄なオイルを吐出させないようにしたので、特許文献１のように既にポンプ室から過剰に吐出された後のオイルを還流させる場合に比べて、オイルポンプ装置の負荷、延いては該オイルポンプ装置を駆動しているエンジンの負荷をより顕著に低減することができ、これによりエンジンの出力向上及び燃費の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
《発明の実施形態》
図１〜図５は、本発明の実施形態を示している。
【００１６】
図１は、本実施形態のオイルポンプ装置におけるカバー部を取り外した状態のポンプ本体を示す平面図である。図２は、図１におけるII−II線断面図である。図３は、インナーロータ及びアウターロータが取り外された状態のポンプ本体を示す平面図である。図４は、本実施形態のオイルポンプ装置におけるカバー部の内面の平面図である。
【００１７】
オイルポンプ装置１は、図示省略のエンジンに配設されている。そうして、エンジン下部に配設されたオイルパン内部に貯留されている潤滑油であるオイルをエンジンにおける各摺動部へ圧送するように構成されている。
【００１８】
オイルポンプ装置１は、それぞれ金属製であるインナーロータ３と、アウターロータ５と、これらインナーロータ３及びアウターロータ５を収容するハウジング７とを備えている。
【００１９】
ハウジング７は、図２に示すように、上下に延びる有底のシリンダ室９が上方で開口して形成されたポンプ本体１１と、ポンプ本体１１の上部に装着されて上記シリンダ室９を閉塞するカバー部１３とを有している。
【００２０】
ポンプ本体１１の上端には例えば２つの位置決めピン１５が突設される一方、カバー部１３にはこれら位置決めピン１５が嵌挿される位置決め孔１７が形成されている。また、ポンプ本体１１及びカバー部１３には、複数のボルト挿通孔１９，２１がそれぞれ形成されている。さらに、ポンプ本体１１におけるのシリンダ室９の底部１２には、駆動軸２５を回転自在に支持する第１軸受３１が凹状に窪んで形成される一方、カバー部１３には、駆動軸２５を回転自在に支持する第２軸受３３が貫通形成されている。
【００２１】
そうして、シリンダ室９に上記インナーロータ３及びアウターロータ５を収容したポンプ本体１１に対し、駆動軸２５が第２軸受３３に挿通されると共に位置決めピン１５が位置決め孔１７に嵌挿されるようにカバー部１３を装着し、各ボルト挿通孔１９，２１にボルト２３を挿通して締結することによって、ハウジング７が組み付けられている。
【００２２】
インナーロータ３は、回転数が変化する上記エンジンによって回転される駆動軸２５に一体的に設けられると共に、駆動軸２５の径方向外側に突出する複数の外歯２７を有し、シリンダ室９の内部で駆動軸２５と一体に、図１で時計回り方向に回転駆動されるようになっている。
【００２３】
アウターロータ５は、駆動軸２５の軸心から所定量偏心した状態でシリンダ室９内に配置されると共に、外歯２７と噛み合う内歯２９を有し、インナーロータ３の回転に従動してインナーロータ３と同じ方向に回転するように構成されている。
【００２４】
内歯２９及び上記外歯２７は、互いに噛み合う側面である歯面が、トロコイド曲線又はサイクロイド曲線によって規定されている。そうして、図１及び図２に示すように、ポンプ本体１１におけるシリンダ室９の底部１２とカバー部１３の内面１４との間で、インナーロータ３の外歯２７とアウターロータ５の内歯２９とによって複数のポンプ室３５が形成される。
【００２５】
また、ポンプ本体１１内のシリンダ室９の底部１２には、凹状に窪んだ第１凹部３７及び第２凹部３９が形成されている。第１凹部３７の側面には、オイルの吸入口４１が形成され、該吸入口４１を介して第１凹部３７に連通する吸入流路４３がポンプ本体１１に形成されている。吸入流路４３にはオイルパン内のオイルがオイル導管（図示せず）を介して流入するようになっている。
【００２６】
一方、第２凹部３９は、その底面に該第２凹部３９に連通する吐出口４５が形成されており、吐出口４５を介してエンジンのオイル流路（図示省略）に連通するようになっている。吐出口４５及び吸入口４１は、図３に示すように、第１軸受３１の左右両側に離れて配置されている。
【００２７】
そうして、オイルポンプ装置１は、インナーロータ３及びアウターロータ５の回転によって、オイルパンから上記オイル導管、吸入流路４３、吸入口４１及び第１凹部３７を介して該第１凹部３７に対応するポンプ室３５に吸入されたオイルを、第２凹部３９に対応するポンプ室３５から該第２凹部３９に吐出し、吐出口４５を介して上記エンジンに圧送するように構成されている。
【００２８】
そして、本実施形態のオイルポンプ装置１は、ハウジング７及び駆動軸２５に形成され、圧力の高いポンプ室３５のオイルをこれよりも圧力の低い吸入側である第１凹部３７へ還流させるための還流路４７と、当該還流路４７におけるオイルの流通を制御する制御弁４９とを備えている。還流路４７は、図２に示すように、第１還流路５１と、第２還流路５３と、第３還流路５５とを備えている。
【００２９】
第１還流路５１は、駆動軸２５の軸線方向一端側（図２で上側）のハウジング７つまり、カバー部１３内面に凹状に形成され、ポンプ室３５に連通している。特に、第１還流路５１は、複数の上記ポンプ室３５のうち最大容積のポンプ室３５ａに連通するように構成されている。ポンプ室３５は、図１に示すように、第１凹部３７と第２凹部３９との中間位置即ち、ポンプ室３５が第１凹部３７及び第２凹部３９の何れにも連通していない位置において、最大容積のポンプ室３５ａとなる。そして、このポンプ室３５ａのオイル圧は、第１凹部３７に連通し該ポンプ室３５ａよりも駆動軸２５の反回転方向側のポンプ室３５におけるオイル圧に比べて圧力が高い。
【００３０】
また、第１還流路５１は、図４に示すように、駆動軸２５の径方向に延びる凹溝状に形成されると共に、一端が最大容積のポンプ室３５ａの略中央に至る一方、他端が第２軸受３３の内周面に至るように形成されている。
【００３１】
第３還流路５５は、駆動軸２５の軸線方向他端側（図２で下側）のハウジング７内面つまり、ポンプ本体１１のシリンダ室９の底部１２に凹状に形成され、第１凹部３７を介して吸入口４１に連通している。また、第３還流路５５は、図３に示すように、駆動軸２５の径方向に延びる凹溝状に形成されると共に、一端が第１凹部３７の側面に至る一方、他端が第１軸受３１の内周面に至るように形成されている。
【００３２】
駆動軸２５の外周面には、その全周に亘って凹状に延びる第１周溝５７及び第２周溝５９が形成されている。第１周溝５７は第１還流路５１に連通する一方、第２周溝５９は第３還流路５５に連通している。
【００３３】
第２還流路５３は、駆動軸２５の内部に形成され、上流端が上記第１周溝５７を介して第１還流路５１に連通する一方、下流端が上記第２周溝５９を介して第３還流路５５に連通している。第２還流路５３は、図２に示すように、第１軸流路６１と、第２軸流路６３と、第３軸流路６５とを有している。
【００３４】
第１軸流路６１は、上流端が第１周溝５７を介して第１還流路５１に連通し、駆動軸２５を径方向に横断して略軸中心部まで延びている。第２軸流路６３は、上流端が第１軸流路６１の下流端に連通し、駆動軸２５の略中心を軸線方向他端側（図２で下側）に延びている。
【００３５】
第２軸流路６３は、図２に示すように、その中間部で内径が局部的に大きくなった大径部６７を有しており、その大径部６７内に制御弁４９を配置して、大径部６７の駆動軸２５下流端部側をプラグ６９によって閉塞している。
【００３６】
制御弁４９は、上記プラグ６９の上端に載置された圧縮バネ７１と、圧縮バネ７１の上端で支持されて第２軸流路６３を開閉する弁体７３とを有している。そうして、制御弁４９は、最大容積のポンプ室３５ａにおけるオイル圧が設定値以上に達したときに、そのオイル圧により第２軸流路６３を開くように構成されている。
【００３７】
第３軸流路６５は、上流端が第２軸流路６３の下流端に連通し、駆動軸２５を径方向に横断して下流端が第２周溝５９を介して第３還流路５５に連通している。
【００３８】
したがって、本実施形態のオイルポンプ装置１によれば、まず、エンジンの回転により駆動軸２５が図１で時計回りに回転駆動する。その駆動軸２５と一体にインナーロータ３が回転駆動することで、インナーロータ３の外歯２７が駆動軸２５周りに回動する。アウターロータ５は、内歯２９が上記外歯２７に噛み合って回動することにより、駆動軸２５の軸心から偏心した状態で、インナーロータ３に従動して回転する。
【００３９】
オイルパン内のオイルは、上記インナーロータ３及びアウターロータ５の回転により、オイル導管（図示せず）を介して吸入流路４３、吸入口４１及び第１凹部３７を順に通って、上記外歯２７及び内歯２９によって形成されたポンプ室３５に吸入される。ポンプ室３５に吸入されたオイルは、上記各ロータ３，５の回転によって第２凹部３９の吐出口４５からエンジンのオイル流路（図示省略）を通ってエンジンの各摺動部、冷却部等へ圧送される。
【００４０】
そして、最大容積のポンプ室３５ａのオイルの圧力が設定値以上に達したときには、制御弁４９が開弁作動して、上記ポンプ室３５ａのオイルが還流路４７を通じて該ポンプ室３５ａよりもオイル圧の低い吸入側の第１凹部３７に還流される。
【００４１】
すなわち、制御弁４９は、圧縮バネ７１の付勢力に抗して弁体７３が下降することにより、第２還流路５３の第２軸流路６３を開放する。これにより、ポンプ室３５ａのオイルの一部が、第１還流路５１に流入し、第１周溝５７を介して第２還流路５３の第１軸流路６１、第２軸流路６３及び第３軸流路６５を通り、第２周溝５９を介して第３還流路５５へ流れる。その後、オイルは、第３還流路５５から吸入側である第１凹部３７へ流出して還流されることとなる。
【００４２】
ここで、図５は、エンジン回転数とオイル圧力（オイル吐出量）との関係を示すグラフ図である。本実施形態における還流路４７及び制御弁４９がオイルポンプ装置に設けられていない場合には、図５に２点鎖線ａで示すように、オイル圧力すなわちオイル吐出量はエンジン回転数の増加に比例して増加する。したがって、必要量を超えた過剰なオイル量が吐出されることとなる。
【００４３】
これに対し、本実施形態では、上記還流路４７及び制御弁４９を設けるようにしたので、最大容積のポンプ室３５ａにおけるオイル圧が設定値以上に達したとき即ち図５に示すＰ時点で制御弁４９を開弁作動させ、当該ポンプ室３５ａのオイルの一部（図５において斜線で示す）を還流路４７を介して吸入側へ還流させることができる。その結果、ポンプ室３５ａ内のオイル量が適切に減少されるため、図５に実線ｂで示すように、最適のオイル吐出量（図５における実線ｂの下側領域の吐出量）をエンジンに圧送できると共にオイルポンプ装置１の過剰な負荷、延いては該オイルポンプ装置１を駆動しているエンジンへの過剰な負荷を低減することができる。
【００４４】
そのことに加え、本実施形態によれば、駆動軸２５の内部に制御弁４９を配設するようにしたので、上記特許文献１のようにハウジング７におけるポンプ室３５の外側に制御弁を配設する場合に比べて、オイルポンプ装置１全体を飛躍的に小型化して軽量化することができる。
【００４５】
《その他の実施形態》
上記実施形態では、第１還流路を最大容積のポンプ室３５ａに連通するように形成すると共に、制御弁４９を、上記最大容積のポンプ室３５ａにおけるオイル圧が設定値以上に達したときに第２軸流路６３を開くように構成したが、本発明はこれに限定されない。
【００４６】
すなわち、上記ポンプ室３５ａよりも容積が小さいポンプ室３５、つまり、ポンプ室３５ａよりも駆動軸２５の反回転方向側のポンプ室３５に第１還流路が連通するようにし、そのポンプ室３５のオイル圧が設定値以上に達したときに制御弁４９が開弁作動して第２軸流路６３を開くように構成してもよい。このことによっても、装置全体の小型軽量化を図ることができ、吐出圧よりも小さい圧力のオイルの一部をポンプ室３５から吸入側へ還流させることが可能であるために、オイルポンプ装置１の負荷を好適に低減することができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、例えば図２で上下方向、つまり駆動軸２５の軸線方向を「上下方向」として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、駆動軸２５の軸線方向が例えば水平方向である場合、つまりオイルポンプ装置１を横方向にエンジンに配設した場合あるいは斜め方向に配設した場合にも、同様に本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上説明したように、本発明は、回転数が変化するエンジンによって回転駆動されるオイルポンプ装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１は、本実施形態のオイルポンプ装置におけるカバー部を取り外した状態のポンプ本体を示す平面図である。
【図２】図２は、図１におけるII−II線断面図である。
【図３】図３は、インナーロータ及びアウターロータが取り外された状態のポンプ本体を示す平面図である。
【図４】図４は、本実施形態のオイルポンプ装置におけるカバー部の内面の平面図である。
【図５】図５は、エンジン回転数とオイル圧力との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００５０】
１      オイルポンプ装置
３      インナーロータ
５      アウターロータ
７      ハウジング
１１      ポンプ本体
１３      カバー部
２５      駆動軸
２７      外歯
２９      内歯
３５      ポンプ室
３５ａ    最大容積のポンプ室
４１      吸入口
４３      吸入流路
４５      吐出口
４７      還流路
４９      制御弁
５１      第１還流路
５３      第２還流路
５５      第３還流路
６１      第１軸流路
６３      第２軸流路
６５      第３軸流路
７１      圧縮バネ
７３      弁体
【図１】
2009197731.tif 000003
【図２】
2009197731.tif 000004
【図３】
2009197731.tif 000005
【図４】
2009197731.tif 000006
【図５】
2009197731.tif 000007