JP2015121210A - オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【目的】吐出量の可変可能なオイルポンプにおいて、吐出量の可変率をより一層増加させ、エンジンやポンプにおける無駄仕事をより一層低減し、燃費を向上させるオイルポンプとすること。【構成】 インナーロータ３と、アウターロータ４と、アウターリング５と、吸入ポート１２と吐出ポート１３とを有し且つ前記吸入ポート１２の終端部１２ｂと吐出ポート１３の始端部１３ａとの間を第１シールランド１４とし、インナーロータ３，アウターロータ４及びアウターリング５を収納するロータ室を有するポンプハウジングＡとからなるオイルポンプにおいて、アウターリング５の初期位置から最終位置への角度の揺動にて、インナーロータ３の回転中心とアウターロータ５の回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線Ｌｘは、初期位置偏心軸線Ｌａに対して、前記吸入ポート側に９０度を超える角度の領域を回動可能とすること。【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用エンジン等に装着される吐出量の可変可能なオイルポンプにおいて、吐出量の可変率をより一層増加させることができ、ひいてはエンジンやポンプにおける無駄仕事をより一層低減し、もって燃費を向上することができるオイルポンプに関する。

従来、吐出量を可変可能としたオイルポンプが、種々存在している。そのなかで内接タイプのロータによるオイルポンプが存在している。一般に内接歯車式のオイルポンプは、外歯を有するインナーロータと、内歯を有するアウターロータとが噛み合いながら回転する。インナーロータの歯とアウターロータの歯との間にはセルと呼ばれる空間が形成される。

そして、インナーロータとアウターロータとが回転する動作において、回転角度３６０°のうち、１８０°はセルの体積が増えることでオイルを吸入する。残りの１８０°は、セルの体積が減ることでオイルを吐出する。可変容量タイプではない通常の内接歯車式オイルポンプでは、セルの体積が増える位相に吸入ポートを配置し、セルの体積が減る位相に吐出ポートを配置する。

ところで、吐出量を可変可能としたオイルポンプにおいて、アウターロータを所定の軌跡に沿って移動させるために、調整部材が設けられており、該調整部材にアウターロータが回動自在に装着されて、調整部材を揺動操作することにより、アウターロータの回転中心を移動させるものである。この種のものとして特許文献１乃至特許文献４が存在する。

ＷＯ２０１０／０１３６２５号公報 特開平１０―１６９５７１号公報 特開平０８―１５９０４６号公報 特開２００８―２９８０２６号公報

具体的には、特許文献１（ＷＯ２０１０／０１３６２５号公報）では、段落０００６において「ケーシング部分１には調整リング１４を作動させるロッカーレバーが揺動自在に支持され、このロッカーレバーを揺動させることで内側歯列２４’と外側歯列２４とが噛み合った状態で、外部ロータ４の回転軸が内部ロータ３の反対側の方向に９０度だけ移動する。この移動により内部ロータ３と外部ロータ４とのリングギヤセット５に対する低圧ポート８と高圧ポート９との位置関係が変化しポンプの最大吐出量から吐出量ゼロまで調整が可能となる。」と記載されている。

特許文献２（特開平１０―１６９５７１号公報）では、段落００３７において「調整リング１４が、調整ギア２０の２つの歯列２４および２４’を連続して相互に噛み合わせた状態で、比較的小さな角度γだけ内部ロータ３の回転方向Ｄに回転し、これにより調整リング１４の歯元円１５と内側歯列２４’の歯元円１６とがゼロスリップで互いの上を回転するとき、外部ロータ４の回転軸は、図１（ａ）に示す位置から内部ロータ３の回転位置とは反対の方向に内部ロータ３の回転軸回りに９０゜だけ、先ず図１（ｂ）に示す位置へと移動する。図１（ｂ）に示す位置はポンプのゼロ位置であり、理想的な場合にはこの位置では流体は吐出されない。ゼロ位置では溝ポート８および９は完全および開放噛み合いの位置の両側で対称に延びる。」と記載されている。

特許文献３（特開平０８―１５９０４６号公報）では、段落００２３において、「このようなカムリング５の揺動移動により、カムリング５内に回転自在に保持されているアウターロータ４の回転中心位置は、内接歯車ポンプの歯高さを公転直径とし、インナーロータ３の回転中心位置を公転中心として、時計方向に９０度公転し、吸入領域２１の終端近傍２２上での油移送溜まり部１１の容積は最小となる。」と記載されている。

特許文献４（特開２００８―２９８０２６号公報）では、段落００５５において、「さらに、ポンプ回転数が上昇すると、調整リング７に作用するポンプ吐出圧がさらに大きくなることから、前記調整リング７は、図１１に示すように、ばね部材２７のばね力に抗してさらに反時計方向へ回転して約３０度の角度まで回転する。

このため、アウターロータ５は、その中心点Ｅが約９０°移動したことになり、インナーロータ４との偏心方向がほぼ９０度の角度位置になる。このため、ポンプ室１０は、吸入室１１から吐出室１２へシールランド部１５を通過する際の容積と、吐出室１２から吸入室１１へシールランド部１６を通過する際の容積がほぼ等しくなり、ポンプ吐出量が最小になる。」と記載されている。

上記特許文献１乃至特許文献４では、オイルポンプの吐出容量を変化させるために以下のような動作が開示されている。ここで、図６は、特許文献１乃至特許文献４の内容を説明するための略示図である。オイルポンプの吐出容量を最大にする場合は、セルの体積が増える位相に吸入ポートａを配置し、セルの体積が減る位相に吐出ポートｂを配置する。これをアウターロータｃの初期位置とする〔図６(Ａ)参照〕。このとき偏心軸ｋは、図６（Ａ）において、垂直である。

そして、初期位置の偏心軸ｋに対して角度θo傾けたものが最終位置の偏心軸ｋとなる。ここでは、偏心軸ｋを９０度傾け、これをアウターロータｃの最終位置とする。吐出ポートｂと吸入ポートａの両方の内部で、移動するセルの吸引量と吐出量とが略同等となり、したがって、吸引量と吐出量とが相殺してオイルが流れなくなる。これにより吐出容量を理論上ゼロにすることができる。以上述べたように、特許文献１乃至特許文献４において、オイルポンプの吐出容量を理論上ゼロにする場合は、偏心軸ｋを９０°傾けることが技術常識となっている〔図６（Ｂ）参照〕。

つまり、特許文献１乃至特許文献４において、初期位置に対して偏心軸ｋが９０°傾いたときには、インナーロータｄとアウターロータｃによる回転にて、吐出ポートｂと吸入ポートａのそれぞれの内部で通過する前記セルのオイルを吸引する量と、吐出する量とが略同等となる。つまり、セルによるオイルの吸引量と、吐出量とが略同等となり、相殺されて、オイルが流れなくなるというものである。

しかし、実際に、出願人が偏心軸を９０度傾けて試験を行ってみたところ、最大値の吐出量に対して、２５％ほどオイルが流れるという結果となった。したがって、吐出量の可変率は７５％であり、ゼロにはならない。これは、吐出容量の可変幅が少なくなってしまうことで燃費向上が少なくなることを意味する。

このように、偏心軸ｋを９０度傾けても、実際に、オイルポンプの吐出容量をゼロにできないという原因が存在する。この原因を以下に示す。まず、ポンプ内において、流れ状態にあるオイルは、常に、吸入側から吐出側への順方向に流れ続けようとするものである。エンジンを稼働させ続ければ、オイルは必ず、順方向に流れることとなる。

オイルは質量を有しており、ポンプ内を順方向に流れるオイルは、その慣性に従って、順方向への流れ状態を維持する。そして、ポンプに逆流方向の働き（偏心軸線が９０度を超える場合）が発生しても、この働きが極僅かであれば、オイルの流れ方向は変化せず順方向に流れ続ける。このようなことから、前記偏心軸ｋを９０度回動させても、吐出量は減少するが、順方向のオイルの流れがゼロにならず、ポンプのオイル吐出は続行されることになる。

次に、偏心軸ｋを９０度傾けても、オイルポンプの吐出容量がゼロにならない原因として、ポンプ内で発生するキャビテーションが挙げられる。これは、偏心軸ｋが９０度回動すると、図６（Ｂ）のような配置となり、偏心軸ｋを中心にして上下対称の構成となる。

偏心軸ｋが９０度回動して水平状に配置〔図６（Ｂ）参照〕された状態で、偏心軸ｋを中心にして上下両側にシールランド（間仕切部）が配置される構成となる。このような状態でインナーロータとアウターロータとが反時計回りに回転すると、ポンプの吐出ポートｂ側において水平に配置された偏心軸ｋより下方側ではセルの体積が次第に縮小していくため吐出動作となり、偏心軸ｋより上方側ではセルの体積が次第に拡がるために吸入動作となる。

このとき、セルの体積が縮小する過程で、セルの体積が縮小した分だけ確実にオイルが排出される。つまり、吐出ポートｂ内では、反時計回りに移動するセルの収縮過程では、該セル内のオイルを略完全に吐出する。これに対して、吐出ポートｂ内で反時計回りに移動するセルの拡大過程では、体積が拡大するセル内にオイルが十分に満たないことがある。特に、ロータの回転速度が増加するにしたがい、セルの一部にオイルが満たない空隙部分が生じ易くなる。

さらに、そのまま、反時計回りに移動するセルの体積が拡大しつつ、該セルの一部がオイルの存在しないシールランドに到達すると、セルはオイルを吸収することができず、セル内に真空領域が発生する。このように、特にセルが高速で体積を拡大しつつ、移動するとオイルの流入が行われ難くなり、真空領域が増加し、その結果、セル内のオイルから多数の気泡（微小真空の泡）が発生する。

この現象は、いわゆるキャビテーションであり、セルはその一部が吐出ポートｂ内に存在していても、多数の気泡によって、セルはオイルを吸入することができない。特に、セルがシールランド部に交わり始め、さらにセルの体積が拡大することが加わって、キャビテーション発生の確率は高まる。

このようなことから、従来技術において、偏心軸ｋが９０度回動した状態において、吐出ポートｂ側では、体積が収縮するセルのオイル吐出動作と、体積が拡大するセルのオイル吸入動作において、セルによるオイル吐出量は吸入量よりも多くなる。その結果、吐出ポートｂ内におけるオイルの吐出量と吸入量とは、同等とならず、相殺し切れない。

しかも、吐出ポートｂ内におけるセルによるオイルの吐出量は、吸入量よりも大きく、それゆえに偏心軸ｋが９０度回動したとしても、総合的にオイル吐出量は減少するが、オイルは順方向に流れ続け、この流れが止まることは無く、ひいては、期待通りの吐出量の可変率を望むことはできない。そこで、本発明の目的（解決しようとする技術的課題）は、偏心軸を回転させて吐出量を変化させる動作において、その吐出量の可変率をさらに高めることにある。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、外歯を有するインナーロータと、前記外歯と共にセルを形成する内歯を有すると共に前記インナーロータの回転中心に対して所定の偏心量を有して回転するアウターロータと、前記インナーロータの回転中心に対して前記アウターロータの回転中心が前記偏心量を半径とする軌跡円に従って揺動させるアウターリングと、吸入ポートと吐出ポートとを有し且つ前記吸入ポートの終端部と前記吐出ポートの始端部との間を第１シールランドとし且つ前記インナーロータ，前記アウターロータ及び前記アウターリングを収納するロータ室を有するポンプハウジングとからなるオイルポンプにおいて、前記アウターリングの初期位置から最終位置への角度の揺動にて、前記インナーロータの回転中心と前記アウターロータの回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線は、初期位置偏心軸線に対して、前記吸入ポート側に９０度を超える角度の領域を回動可能としてなるオイルポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記アウターリングの初期位置から最終位置への揺動にて、前記インナーロータの回転中心と前記アウターロータの回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線は、初期位置偏心軸線に対して、前記吸入ポート側に９０度を超える角度から１５０度の角度の領域で回動可能としてなるオイルポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、請求項１において、前記アウターリングの初期位置から最終位置への揺動にて、前記インナーロータの回転中心と前記アウターロータの回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線は、初期位置偏心軸線に対して、前記吸入ポート側に１００度から１４０度の角度の領域で回動可能としてなるオイルポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、アウターリングの初期位置から最終位置への揺動にて、前記インナーロータの回転中心と前記アウターロータの回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線は、初期位置偏心軸線に対して、前記吸入ポート側に９０度を超える角度の領域を回動可能としたことにより、インナーロータとアウターロータとの偏心軸線が最終位置偏心軸線となったときに、吐出量をより一層少なくし、吐出容量の可変率を増加させ略８０％程度又はそれ以上とすることができる。よって、ポンプの無駄仕事を低減し、燃費を向上できる。

請求項２の発明では、アウターリングの初期位置から最終位置への揺動にて、前記インナーロータの回転中心と前記アウターロータの回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線は、初期位置偏心軸線に対して、前記吸入ポート側に９０度を超える角度から１５０度の角度の領域で回動可能とした。したがって、エンジンが低回転数域から高回転数域に亘って変化する過程において、最大容積のセルの位置変化は、初期位置偏心軸線から最終位置偏心軸線は９０度を超える角度から１５０度の範囲で行われる。これによって、オイルの吐出量の可変率を従来よりも、高くすることができる。また、アウターリングの回動角度を変更することで、オイルの吐出量の可変率を所望の値に変更できる。

請求項３の発明では、アウターリングの初期位置から最終位置への揺動にて、前記インナーロータの回転中心と前記アウターロータの回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線は、初期位置偏心軸線に対して、前記吸入ポート側に１００度から１４０度の角度の領域で回動可能とした。これによって、オイルの吐出量の可変率を高い精度で行うことができる。また、アウターリングの回動角度を変更することで、オイルの吐出量の可変率を所望の値に変更できる。

（Ａ）本発明のアウターリング，アウターロータ及びインナーロータの初期位置を示す要部拡大断面図、（Ｂ）は扇状回動軌跡付近の構成を示す拡大図である。 本発明のアウターリング，アウターロータ及びインナーロータの最終位置を示す要部拡大断面図である。 本発明における構成を示す略示図である。 本発明と従来技術の特性を示すグラフである。 （Ａ）本発明のアウターロータの位相を初期位置偏心軸線に対して時計方向に９０度回転させた状態の要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の状態においてインナーロータとアウターロータが僅かな角度だけ回動した状態の図、（Ｃ）は（Ｂ）の（α）部拡大図である。 （Ａ）は従来技術におけるアウターロータの初期位置状態を示す略示図、（Ｂ）は従来技術におけるアウターロータの最終位置状態を示す略示図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、図１乃至図３に示すように、主に、ポンプハウジングＡと、インナーロータ３と、アウターロータ４と、アウターリング５と、操作手段９とから構成される。ポンプハウジングＡには、ロータ室１が形成される。ロータ室１の底面部には、ポンプ駆動用の駆動軸が装着される軸孔１１が形成され、該軸孔１１の周囲に吸入ポート１２と吐出ポート１３が形成されている。また、吸入ポート１２と吐出ポート１３との間にはシールランドが形成されている。

このシールランドは、ロータ室１内に２箇所に形成され、その一方は、吸入ポート１２の終端部１２ｂから吐出ポート１３の始端部１３ａの間に位置するもので、このシールランドを第１シールランド１４と称する。

また、他方のシールランドは、吐出ポート１３の終端部１３ｂから吸入ポート１２の始端部１２ａの間に位置するものであり、これを第２シールランド１５と称する。前記ポンプハウジングＡにはロータ室１に連続する操作室２が形成され、後述するアウターリング５の操作突出部５１が配置される。ロータ室１には、インナーロータ３、アウターロータ４及びアウターリング５が内装される。

インナーロータ３は、トロコイド形状又は略トロコイド形状とした歯車であり、複数の外歯３１，３１，…が形成されている(図１乃至図３参照)。また、直径方向中心位置には、駆動軸用のボス孔３２が形成され、該ボス孔３２には、駆動軸３３が貫通固定される。ボス孔３２は、非円形として形成され、ボス孔３２と略同一形状の軸固定部が圧入又は二面幅等の固定手段にて駆動軸がインナーロータ３に固定され、インナーロータ３は駆動軸の回転駆動にて回転する。

アウターロータ４は、環状に形成され、内周側に複数の内歯４１，４１，…が形成されている。そして、インナーロータ３の外歯３１の数は、アウターロータ４の内歯４１の数よりも１つ少ないものとして構成されている。インナーロータ３の外歯３１，３１，…と、アウターロータ４の内歯４１，４１，…によって複数のセル（歯間空間）Ｓ，Ｓ，…が構成される。

インナーロータ３の回転中心をＰａとする。この回転中心Ｐａは、ロータ室１に対して位置は不動である。アウターロータ４の回転中心は、Ｐｂとする。そして、回転中心Ｐａと、回転中心Ｐｂとを結ぶ仮想の線を偏心軸線と称する。そして、該偏心軸線は、アウターロータ４及びアウターリング５の位置に応じて、初期位置偏心軸線Ｌａと最終位置偏心軸線Ｌｘが存在する。

インナーロータ３の回転中心Ｐａと、アウターロータ４の回転中心Ｐｂとの距離を偏心量ｅと称する。そして、インナーロータ３の回転中心Ｐａを中心とし偏心量ｅを半径とする軌跡円が形成される。アウターリング５の操作によって、アウターロータ４の回転中心Ｐｂは、初期位置状態から最終位置状態に亘って前記軌跡円の一部分である扇形状の円弧に沿って移動する〔図１（Ｂ）参照〕。このときの回転中心Ｐｂの円弧状軌跡部分を、扇状回動軌跡Ｑと称する。

アウターリング５は、略円環状に形成され、その外周側面５ａの所定箇所から直径方向外方に突出状に形成される操作突出部５１が設けられている。また、アウターリング５の内方側には真円状の貫通孔となる包持内周部５２が形成されている。アウターリング５は、前記操作突出部５１を介して後述する操作手段９によってロータ室１内で揺動操作される。操作突出部５１は、前記操作室２に配置され、該操作室２内にて揺動することができる。

前記包持内周部５２は、円形の内壁面として形成されたものであり、包持内周部５２の内径は、アウターロータ４の外径と略同一であり、具体的には包持内周部５２の内径が、アウターロータ４の外径よりも僅かに大きく、前記アウターロータ４が円滑に回転自在となるように包持内周部５２とアウターロータ４の間にクリアランスを有して挿入される。

アウターリング５の包持内周部５２の直径中心Ｐｃは、該包持内周部５２に挿入された状態のアウターロータ４の回転中心Ｐｂと位置が一致する（図２参照）。アウターリング５は、ロータ室１内に配置され、包持内周部５２内にアウターロータ４を配置して、該アウターロータ４を回転自在に支持すると共に、後述する操作手段９を介して前記扇状回動軌跡Ｑに沿って揺動させる（図１乃至図２参照）。

アウターリング５は、ポンプハウジングＡのロータ室１に内装されるものであり、該ロータ室１内で、揺動可能となる構成となっている。そのために、アウターリング５の外形状に対して、ロータ室１は、僅かに広く形成され、アウターロータ４が揺動するためのスペースが余分に設けられている。アウターリング５は、操作手段９によって揺動するものであるが、その揺動の軌跡は、決まっており、包持内周部５２の直径中心Ｐｃが前記扇状回動軌跡Ｑに沿って揺動する。

本発明において、インナーロータ３とアウターロータ４には、初期位置と最終位置とが存在し、初期位置は、インナーロータ３とアウターロータ４とが形成する複数のセルＳ，Ｓ，…において、セルＳの容積が最大となる最大セルＳａが第１シールランド１４上に位置するときのインナーロータ３，アウターロータ４及びアウターリング５の位置のことを言う。また、この初期位置ではエンジンの回転数が主に低回転域である。この初期位置におけるインナーロータ３の回転中心Ｐａと、アウターロータ４の回転中心Ｐｂを結ぶ偏心軸線を初期位置偏心軸線Ｌａと言う（図１参照）。

また、最終位置とはアウターリング５が初期位置から最大限揺動し、アウターロータ４の回転中心Ｐｂが前記扇状回動軌跡Ｑを移動して、最大セルＳａの位置が最大限移動したときのアウターリング５とインナーロータ３とアウターロータ４の位置のことを言う。このときエンジンの回転数は、中回転域及び高回転域である。この最終位置におけるインナーロータ３の回転中心Ｐａと、アウターロータ４の回転中心Ｐｂを結ぶ偏心軸線を最終位置偏心軸線Ｌｘと言う（図２参照）。

そして、実際にアウターリング５によって揺動するアウターロータ４の初期位置偏心軸線Ｌａから最終位置偏心軸線Ｌｘに揺動する角度をθとし、このときアウターリング５の操作突出部５１が揺動する角度をθａとすると、角度θａは角度θよりも格段と小さい。

つまり、アウターリング５は操作手段９によって操作突出部５１を僅かに揺動させるのみで、アウターロータ４の最大揺動角度すなわち初期位置偏心軸線Ｌａと最終位置偏心軸線Ｌｘとのなす角度を極めて大きくすることができる。具体的には、操作突出部５１の揺動角度が約１５度程度で、アウターロータ４の初期位置偏心軸線Ｌａと最終位置偏心軸線Ｌｘとのなす角度は約１２０度程度にすることができる（図１，図２参照）。

実際にアウターリング５が初期位置から最終位置に揺動するときには偏心軸線は、初期位置偏心軸線Ｌａと最終位置偏心軸線Ｌｘとのなす角度θの領域で揺動する。このように、偏心軸線は、前記角度θの領域を揺動するものである。そして、角度θは、９０度を超える角度であり、つまり９０度は含まれない。したがって、初期位置偏心軸線Ｌａと最終位置偏心軸線Ｌｘとのなす角度θは、鈍角となる。

次に、前記角度θの範囲は、前記角度θは９０度を超えるものであり、且つ約１５０度以内とする。この実施形態では、最終位置偏心軸線Ｌｘが初期位置偏心軸線Ｌａに対して角度θが約１５０度のとき、最大セルＳａは、吸入ポート１２の領域内に存在するものである。次に、前記角度θの範囲は、最終位置偏心軸線Ｌｘが初期位置偏心軸線Ｌａに対して、前記吸入ポート１２側に約１００度から約１４０度の角度の領域で回動可能に限定することもある。本発明では、最終位置偏心軸線Ｌｘが初期位置偏心軸線Ｌａに対する最も最適の角度θは、約１２０度とした。これによって、本発明のオイルポンプは、以下のような動作となる。

まず、吸入ポート１２の始端部１２ａ側からオイルを少し吸引し、セルＳが最大セルＳａとなる位置を通過すると、吸入ポート１２内に向かってオイルを多く吐き出す。そして、吐出ポート１３の始端部１３ａ側寄りの位置からセルＳが最小セルＳｂとなる位置まで少し吐き出し、この位置を通過すると吐出ポート１３からオイルを多く吸引することになる。そして、吐出量は、最大吐出量の略２０％以下のオイルが順方向に流れる。これによって、可変率略８０％程度又はそれ以上にすることができる(図４参照)。

アウターリング５は、操作突出部５１には、揺動方向の一方に第１受圧面５１ａが形成され、他方に第２受圧面５１ｂが形成されている。操作室２に設けられた弾性押圧部８は、第２受圧面５１ｂを弾性押圧して、アウターリング５及びアウターロータ４を常時、初期位置となるような荷重を発生させている。

操作手段９と操作室２との間に、第１油路２１及び第２油路２２が設けられている。そして、操作手段９により、操作室２内の操作突出部５１の第１受圧面５１ａと第２受圧面５１ｂにそれぞれ油圧による力をかけることができる構成である。操作手段９の油圧制御によって、操作突出部５１の第１受圧面５１ａと第２受圧面５１ｂにかかる油圧の圧力差と、前記弾性押圧部８の弾性押圧力によって、操作突出部５１を揺動させるものである。これによって、操作手段９はアウターリング５を揺動操作する（図１乃至図３参照）。

前記アウターリング５の揺動の案内動作は、ロータ室１とアウターリング５との間に設けられた複数の歯形部６によって行われる。歯形部６は、ロータ室１に形成された外側位置歯形６ｂと、アウターリング５の外周側面に形成された内側位置歯形６ａとからなる。アウターリング５の操作手段９は具体的にはソレノイドバルブ等が使用される。また、図中において、符号７は、シール部であり、ロータ室１とアウターリング５との隙間を遮断する役目をなす。

図５（Ａ）は、本発明において、インナーロータ３の回転中心Ｐａと、アウターロータ４の回転中心Ｐｂとを結ぶ偏心軸線Ｌｍが初期位置偏心軸線Ｌａに対して時計回りの方向に９０度移動してアウターロータ４の位相がずれた状態を示すものである。このとき、アウターリング５の包持内周部５２の直径中心Ｐｃと、アウターロータ４の回転中心Ｐｂとは当然位置が一致している。上記位相のずれによって、最大セルＳａは、前記初期位置偏心軸線Ｌａに対して時計方向に移動する偏心軸線Ｌｍ上で交差する〔図５（Ａ）参照〕。

そして、エンジンの始動直後では、最初は、図１に示すように、アウターロータ４の回転中心Ｐｂは初期状態の位置にあり、最大セルＳａは初期位置偏心軸線Ｌａ上で交差する。このとき、オイルは、吸入ポート１２から吐出ポート１３の順方向に流れる。このオイルの順方向の流れは、偏心軸線Ｌｍが初期位置偏心軸線Ｌａに対して時計回りの方向に９０度移動した状態となっても、維持される。

つまり、オイルは、質量を有するので、その慣性によって、オイルは順方向に流れ続けようとする。オイルには、順方向に流れようとする勢いを有するものであり、アウターロータ４の位相がずれて、吐出ポート１３の範囲内で、セルＳがオイルの吐出と吸入の動作を行う場合に、吐出動作に勢いが加わり、オイルの吐出量が吸入量を上回り、結局オイルの順方向の流れが維持される。

そして、偏心軸線Ｌｍが最終位置偏心軸線Ｌｘに近づくに従い、吐出ポート１３の範囲内でのセルＳの体積の収縮動作は、存在しなくなり、オイルの吐出が行われなくなり、その反対にセルＳの体積の拡大動作が大きくなり、オイルの吸入のみが行われるようになる。そのために、吐出ポート１３から吸入ポート１２へのオイルの一部の逆流が生じて、９０度を超えた所定の角度で順方向の流れはゼロとなる。

上記動作は、キャビテーションの発生を応用したことによっても説明ができる〔図５（Ｂ），（Ｃ）参照〕。つまり、偏心軸線Ｌｍが９０度回動してアウターロータ４の位相がずれたときには、偏心軸線Ｌｍを中心にして、インナーロータ３とアウターロータ４は上下対称の構成となり、偏心軸線Ｌｍの上下両側に第１シールランド１４及び第２シールランド１５が配置される構成となる。

そして、インナーロータ３とアウターロータ４とが反時計回りに回転することにより、吐出ポート１３の範囲内において水平に配置された偏心軸線Ｌｍより下方側ではセルＳの体積が次第に縮小してオイルを吐出し、偏心軸線Ｌｍより上方側ではセルＳの体積が次第に拡がり、オイルを吸入する〔図５（Ｂ）の（α）部参照〕。

このとき、セルＳの体積が縮小する過程で、セルＳの体積が縮小した分だけ確実にオイルが吐出されるが、セルＳの体積が拡大してオイルを吸入しようとする過程では、セルＳ内にオイルが十分に満たない。特に、ロータの回転速度が増加するに従い、セルＳの一部にオイルが満たない空隙部分が生じ易くなる。

さらに、そのまま、反時計回りに移動するセルＳの体積が拡大しつつ、該セルＳがオイルの存在しない第２シールランド１５に交わり始めると、セルＳはオイルを十分に吸収することができず、該セルＳ内に真空領域が発生する。セルＳが移動するにつれて、真空領域は増加し続け、多数の気泡ｑ，ｑ，…つまりキャビテーションが発生する〔図５（Ｃ）参照〕。

さらにセルＳと第２シールランド部１５との交わり部分が増加すると、より多くの気泡ｑ，ｑ，…が発生し、たとえセルＳ内の負圧が大きくなっても、この多数の気泡ｑ，ｑ，…がオイルの吸入を妨げ、セルＳのオイル吸入は少なくなる。これによって、吐出ポート１３の範囲内で、セルＳによるオイル吐出量が吸入量を上回り、或いは吐出のみの動作となり、オイルの順方向の流れを維持する。

また、順方向へのオイルの流れは維持するものの、ポンプの総合的な吐出量は減少する。その結果、偏心軸線Ｌｍが初期位置偏心軸線Ｌａに対して９０度を超えて回動させることで、吐出量をより減少できる偏心軸線Ｌｍの回動範囲が大きくなり、大きな可変率を得ることができる。

Ａ…ポンプハウジング、１…ロータ室、１２…吸入ポート、１３…吐出ポート、
１４…第１シールランド、３…インナーロータ、４…アウターロータ、
５…アウターリング、Ｐａ…（インナーロータの）回転中心、
Ｐｂ…（アウターロータの）回転中心、Ｌａ…初期位置偏心軸線、
Ｌｘ…最終位置偏心軸線。

Claims (3)

1. 外歯を有するインナーロータと、前記外歯と共にセルを形成する内歯を有すると共に前記インナーロータの回転中心に対して所定の偏心量を有して回転するアウターロータと、前記インナーロータの回転中心に対して前記アウターロータの回転中心が前記偏心量を半径とする軌跡円に従って揺動させるアウターリングと、吸入ポートと吐出ポートとを有し且つ前記吸入ポートの終端部と前記吐出ポートの始端部との間を第１シールランドとし且つ前記インナーロータ，前記アウターロータ及び前記アウターリングを収納するロータ室を有するポンプハウジングとからなるオイルポンプにおいて、
   前記アウターリングの初期位置から最終位置への角度の揺動にて、前記インナーロータの回転中心と前記アウターロータの回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線は、初期位置偏心軸線に対して、前記吸入ポート側に９０度を超える角度の領域を回動可能としてなることを特徴とするオイルポンプ。
2. 請求項１において、前記アウターリングの初期位置から最終位置への揺動にて、前記インナーロータの回転中心と前記アウターロータの回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線は、初期位置偏心軸線に対して、前記吸入ポート側に９０度を超える角度から１５０度の角度の領域で回動可能としてなることを特徴とするオイルポンプ。
3. 請求項１において、前記アウターリングの初期位置から最終位置への揺動にて、前記インナーロータの回転中心と前記アウターロータの回転中心とを結ぶ最終位置偏心軸線は、初期位置偏心軸線に対して、前記吸入ポート側に１００度から１４０度の角度の領域で回動可能としてなることを特徴とするオイルポンプ。

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