JP5960616B2 - 可変容量形オイルポンプ - Google Patents

Description

本発明は可変容量形のオイルポンプに関し、特に容量可変機構に供給する制御油圧を電子制御式の制御弁によって調圧するようにしたものに係る。

従来より、例えば特許文献１に開示されているように、エンジンのオイルポンプとして、互いに噛み合うインナロータ（ドライブロータ）およびアウタロータ（ドリブンロータ）の回転により、吸入ポートから吸い込んだオイルを吐出ポートに吐出する内接ギヤ式のものが知られている。

このものでは、ハウジング内においてアウタロータを外周から回転自在に保持する調整リングを備えており、ハウジング内の加圧空間に導入される油圧を受けて調整リングが変位すると、インナロータおよびアウタロータの吸入ポートや吐出ポートに対する相対的な位置が変化するようになっている。これにより、入力軸の１回転あたりの吐出量（いわゆる押しのけ容積であって、以下、ポンプ容量ともいう）を変更することができる。

また、同文献の段落００４３〜００４７（他の実施形態）や図面の図３、４などに開示されているように、ハウジング内には加圧空間に隣接して制御空間（油圧室）が設けられており、ここには電子制御式の制御弁から制御油圧を調圧供給して、前記のような調整リングの変位を補助する力を発生させるようにしている。

特開２０１２−１３２３５６号公報

しかしながら、前記従来例の他の実施形態のように、制御空間の油圧を電子制御式の制御弁によって調圧し、調整リングを変位させる力の大きさを調整していても、オイルポンプからの吐出圧が目標値からずれてしまうことがあり、そのポンプ容量の制御による吐出圧などの制御性を改善する余地が残されている。

すなわち、例えば吐出圧の過度の増大を抑えるために、エンジン回転数の上昇に連れて制御弁への電流を増大させ、供給する制御油圧を増大させることによって、調整リングの変位を大きくするときに、そうして電流を増大させてゆく途中でポンプ吐出圧が急減してしまい、目標圧に制御できないことがあった。

本発明者は、そのような吐出圧の急変の原因を究明すべく鋭意、実験および研究を重ねた結果、制御油圧の供給されるハウジング内の制御空間に対して例えば加圧空間やポンプ作動室などから滲み入ってくるオイルの影響で油圧が急変してしまい、調整リングに急な変位を起こさせていることに気がついた。

かかる新規な知見に基づいて本発明は、例えばエンジンなどに装備される可変容量形のオイルポンプにおいて、制御弁から供給する制御油圧によって容量可変機構を動作させる際の制御性を高めることを目的とする。

前記の目的を達成するために本発明では、オイルポンプのハウジング内の制御空間（油圧室）から油圧を逃がすための小穴を設けて、滲み入ってくるオイルを適度にリークさせることにより、油圧の急変を抑制するようにした。

具体的に本発明は、入力軸の１回転あたりの吐出量を変更可能な容量可変機構を備えた可変容量形のオイルポンプを対象とする。そして、前記容量可変機構が、ポンプハウジングの内部に設けられた油圧室と、該油圧室の油圧によって変位する容量調整部材とを備え、その油圧室へ制御弁から供給される制御油圧を受けて動作するように構成されている場合に、当該容量可変機構の油圧室に臨んで開口し、ポンプハウジングの壁部を貫通してオイルの一部を外部に逃がすように、オイル逃がし穴を設けたことを特徴とする。

前記のような構成のオイルポンプでは、入力軸の回転数が高くなるに連れて、吐出流量の増大とともに吐出圧も増大傾向を示すようになるが、これに対してポンプハウジング内の油圧室の油圧を制御弁によって調圧し、容量可変機構を動作させることによって、入力軸の１回転あたりの吐出量（ポンプ容量）を減少させれば、吐出圧の上昇を抑制することができる。

ここで、前記のように吐出圧が上昇傾向を示す状況では、例えば吐出ポートやポンプ作動室などから油圧室に滲み入ってくるオイルの影響で、制御弁からの制御油圧を増大させる際に油圧室の油圧が急増する虞があるが、前記の構成によれば油圧室に臨んで開口するオイル逃がし穴からオイルの一部を逃がすことで、油圧の急変を抑制することができる。

よって、油圧室の油圧の急変による調整リングの急な動作を抑制でき、吐出量ひいては吐出圧の制御性を高めることができる。オイルポンプがエンジンに装備されている場合は、エンジンのメインギャラリの油圧の制御性が向上し、好適な潤滑性能の維持に寄与することになる。

一例として前記ポンプハウジングの内部に、ポンプ吐出圧の導入される高圧空間が前記油圧室に隣接して設けられ、前記高圧空間と油圧室との間のシール部が、前記容量可変機構の動作に伴い前記ポンプハウジングの壁部の内面に沿って移動するように構成されていてもよい。

この場合には、前記高圧空間と油圧室との間のシール部がハウジングの壁面に沿って移動する構造であるから、このシール部を介して隣接する高圧空間から油圧室にオイルが浸入し易い。よって、前記したように油圧室からオイルの一部をリークさせることによって不具合を抑制する発明の効果が、特に有効なものとなる。

前記オイルポンプとしては、ギヤポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプなど種々の構造が考えられるが、例えば内接ギヤポンプであって、前記入力軸により回転される外歯車のドライブロータと、これに噛み合って回転される内歯車のドリブンロータとを備えていてもよい。

この場合、前記容量可変機構は、前記容量調整部材として、前記ドリブンロータを外周から回転自在に保持する環状の保持部材を備え、前記油圧室に供給される制御油圧を受けて前記保持部材が変位し、前記ポンプハウジングに形成された吸入ポートおよび吐出ポートに対する相対的な位置が変化することによって、吐出量を変更するように構成すればよい。

このようにオイルポンプとしてギヤポンプを用いた場合、ドライブロータとドリブンロータとの間の作動室から容量可変機構の油圧室に滲み入ってくるオイルが多くなり易いので、前記したように油圧室に滲み入ってくるオイルの一部を逃がすことで、不具合を抑制する発明の効果が特に有効なものとなる。

また、前記オイルポンプがエンジンに装備されている場合に、前記オイル逃がし穴には、前記エンジンの所定の被潤滑部にオイルを導くように導油路を連通してもよい。こうすれば、オイルポンプの油圧室からリークさせたオイルを、エンジンの潤滑に有効利用することができる。

その場合に、前記導油路の途中に絞り部を設ければ、前記オイル逃がし穴からリークするオイルの流量を調整することができるので、製造過程でのオイル逃がし穴の大きさにばらつきがあっても、その影響を軽減してオイルの逃がし量を好適なものとすることができる。よって、容量可変機構の制御性を高める上で有利になる。

或いは、前記オイル逃がし穴からオイルポンプの近傍に位置する被潤滑部にオイルを供給することも可能であり、例えばオイルポンプを駆動するチェーンにオイルを供給するのであれば、オイル逃がし穴を、前記油圧室に臨む開口端から遠ざかるに連れて徐々に断面積が小さくなるような先窄まりの形状とすればよい。こうすれば、チェーンなどに向けて集中的にオイルを噴き付けることができる。

一方、オイルポンプの近傍の複数の被潤滑部にオイルを供給するのであれば、前記オイル逃がし穴は、前記油圧室に臨む開口端から遠ざかるに連れて徐々に断面積が大きくなるような末広がりの形状とすればよい。こうすればオイル逃がし穴から広範囲にオイルを飛散させて、複数の被潤滑部に供給することができる。

本発明に係る可変容量形オイルポンプによると、容量可変機構を動作させるための油圧室に臨んで開口し、ポンプハウジングの壁部を貫通するオイル逃がし穴を設けて、該油圧室に滲み入ってくるオイルの一部を適度にリークさせるようにしたので、その油圧室の油圧の急変による容量可変機構の急な動作を抑制でき、オイルポンプの吐出量ひいては吐出圧の制御性を高めることができる。また、このオイルポンプをエンジンに装備した場合は、エンジンのメインギャラリの油圧の制御性が向上し、好適な潤滑性能の維持に寄与する。

本発明の実施の形態に係るエンジンのオイル供給系統の一例を示す全体構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るオイルポンプの構造を示す断面図であって、ポンプ容量が最大の状態を示す。 同オイルポンプの容量が最小の状態を示す図２相当図である。 ＯＣＶへの駆動電流とポンプ吐出圧との関係を調べた実験結果のグラフ図である。 リークさせたオイルをエンジンの被潤滑部へ導く導油管を模式的に示す説明図である。 第２の実施形態に係る図３相当図である。 第３の実施形態に係る図３相当図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車用の４気筒ガソリンエンジン１のオイル供給系統２に本発明を適用した場合について説明するが、これに限ることはない。本実施形態の記載はあくまで例示に過ぎず、本発明の構成や用途などについても限定するものではない。

（エンジンおよびオイル供給系統の概略）
まず、図１に仮想線で示すようにエンジン１は、シリンダブロック１０の上部にシリンダヘッド１１が組み付けられてなる。シリンダブロック１０には４つのシリンダ（図示せず）が設けられ、それぞれに収容されているピストン１２（図には１つのみ示す）は、コネクティングロッド１２ａを介してクランクシャフト１３に連結されている。このクランクシャフト１３は、図の例では５つのクランクジャーナル１３ａにおいてシリンダブロック１０の下部（クランクケース）に回転自在に支持されている。

一方、シリンダヘッド１１には、各シリンダ毎の吸気バルブ１２ｂおよび排気バルブ１２ｃを駆動する動弁系のカムシャフト１４，１５が配設されている。一例として動弁系は、吸気側および排気側の２本のカムシャフト１４，１５を備えたＤＯＨＣタイプのもので、これらのカムシャフト１４，１５は、それぞれ図の例では５つのカムジャーナル１４ａ，１５ａにおいてシリンダヘッド１１に回転自在に支持されている。

そして、それら２本のカムシャフト１４，１５がクランクシャフト１３の回転に同期して回転され、吸気バルブ１２ｂおよび排気バルブ１２ｃを開閉させる。すなわち、クランクシャフト１３の前端部（図１の左側の端部）にはクランクスプロケット（図示せず）が取り付けられる一方、２本のカムシャフト１４，１５の端部にはそれぞれカムスプロケット１４ｂ，１５ｂが取り付けられ、それらに亘ってタイミングチェーン３が巻き掛けられている。これによりカムシャフト１４，１５は、クランクシャフト１３の回転に同期して回転される。

また、前記クランクスプロケットの後側に隣接してオイルポンプ５を駆動するためのスプロケット（図示せず）も取り付けられている。すなわち、オイルポンプ５は、クランクシャフト１３の前端部の下方に位置し、その入力軸５ａにはポンプスプロケット５ｂが取り付けられていて、このポンプスプロケット５ｂと前記クランクシャフト１３のスプロケットとの間にチェーン４が巻き掛けられている。

そうしてクランクシャフト１３からの力によって入力軸５ａが回転されると、オイルポンプ５から吐出されるエンジンオイル（以下、単にオイルともいう）がオイル供給系統２を介して、前記のピストン１２やクランクジャーナル１３ａ、カムジャーナル１４ａ、１５ａなどの被潤滑部に供給される。オイル供給系統２は、オイルポンプ５の動作によってオイルパン１６から吸い上げたオイルを、オイルフィルタ６によって濾過した後にメインギャラリ２０へと供給する。

すなわちオイルポンプ５は、オイルパン１６内に貯留されているオイルを、図示しないオイルストレーナを介して吸い上げ、吐出ポート５０ｅ（図２を参照）から吐出して連通路６ａによってオイルフィルタ６に送給する。オイルフィルタ６は、ハウジング内に収容されたフィルタエレメントによってオイル内の異物や不純物などを濾過するものであり、ここで濾過されたオイルがメインギャラリ２０に送給される。

メインギャラリ２０は、例えばシリンダブロック１０の内部にシリンダ列方向に延びるように形成されて、オイルポンプ５から送られてくるオイルを複数の分岐オイル通路２１〜２３によって被潤滑部などに分配する。図の例ではメインギャラリ２０の長手方向に等間隔で分岐しそれぞれ下方に延びる分岐オイル通路２１によって、クランクジャーナル１３ａにオイルが供給される。また、メインギャラリ２０の両端からそれぞれ上方に延びる分岐オイル通路２２，２３によって、シリンダヘッド１１のカムジャーナル１４ａ，１５ａなどにオイルが供給される。

（オイルポンプの構造：第１の実施形態）
以下にオイルポンプ５の構造について図２を参照して詳細に説明する。図２には第１の実施形態を示し、この例ではオイルポンプ５は、入力軸５ａにより回転される外歯車のドライブロータ５１と、これに噛み合って回転される内歯車のドリブンロータ５２と、そのドリブンロータ５２を外周から回転自在に保持する調整リング５３（保持部材）と、をハウジング５０（ポンプハウジング）内に収容してなる。調整リング５３は、後述するようにドライブロータ５１およびドリブンロータ５２を変位させることにより、ポンプ容量を変更する容量調整部材でもある。

ハウジング５０は全体としては厚肉の板状であり、図２に示すようにエンジン後方から見た平面視では左右に長い楕円形状とされ、図の右上部から右側に向かって突出部５０ａが、また、図の左下部からは下方に向かって突出部５０ｂが、それぞれ形成されている。また、ハウジング５０の全体に後方、即ちエンジン１の内方（図の手前側）に向かって開放された凹部５０ｃが形成されている。

この凹部５０ｃは前記ドライブロータ５１、ドリブンロータ５２、調整リング５３等を収容するものであり（以下、収容凹部５０ｃという）、ハウジング５０に後方から重ね合わされるカバー（図示せず）によって閉止される。また、収容凹部５０ｃの中央よりもやや右側位置には円形断面の貫通孔（図には示さず）が形成され、ここに挿通された入力軸５ａがハウジング５０の前方に突出している。

そうしてハウジング５０の前方に突出する入力軸５ａの前端部に、チェーン４の巻き掛けられるポンプスプロケット５ｂが取り付けられている一方、入力軸５ａの後端部は、ドライブロータ５１の中央部を貫通し、例えばスプラインによって嵌合されている。このドライブロータ５１には、外周にトロコイド曲線またはトロコイド曲線に近似した曲線（例えばインボリュート、サイクロイドなど）を有する外歯５１ａが複数（図の例では１１個）、形成されている。

一方、ドリブンロータ５２は円環状に形成され、その内周には前記ドライブロータ５１の外歯５１ａと噛み合うよう、これより歯数が１歯大きい（図の例では１２個の）内歯５２ａが形成されている。ドリブンロータ５２の中心は、ドライブロータ５１の中心に対して所定量、偏心しており、その偏心している側（図２の左上側）でドライブロータ５１の外歯５１ａとドリブンロータ５２の内歯５２ａとが噛み合っている。

また、ドリブンロータ５２は、調整リング５３の円環状の本体部５３ａによって摺動自在に嵌合支持されている。この例では調整リング５３には、その本体部５３ａの外周から周方向に所定の角度範囲（図の例では約５０°）に亘って径方向外方に張り出す２つの張出部５３ｂ，５３ｃと、径方向外方に大きく延びるアーム部５３ｄと、小さな突起部５３ｅとが一体に形成されている。調整リング５３について詳しくは後述する。

そのようにして調整リング５３に保持されたドライブロータ５１およびドリブンロータ５２によって、本実施形態では１１葉１２節のトロコイドポンプが構成されており、２つのロータ５１，５２の間の環状の空間には、互いに噛合する歯と歯の間に円周方向に並んだ複数の作動室Ｒが形成される。これらの各作動室Ｒは２つのロータ５１，５２の回転に連れてドライブロータ５１の外周に沿うように移動しながら、その容積が増減する。

すなわち、２つのロータ５１，５２の歯が互いに噛み合う位置から、図に矢印で示すロータ回転方向に約１８０度に亘る範囲（図２では左下側の範囲）では、２つのロータ５１，５２の回転に連れて徐々に作動室Ｒの容積が増大してゆき、オイルを吸入する吸入範囲となる。一方、残りの約１８０度に亘る範囲（図２では右上側の範囲）では、ロータ５１，５２の回転に連れて徐々に作動室Ｒの容積が減少してゆき、オイルを加圧しながら吐出する吐出範囲となる。

そして、それらの吸入範囲および吐出範囲にそれぞれ対応するように、ハウジング５０およびカバーに吸入ポートおよび吐出ポートが形成されている。図２にはハウジング５０の吸入ポート５０ｄおよび吐出ポート５０ｅのみを示すが、この吸入ポート５０ｄは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃの底面において前記の吸入領域に対応するように開口し、同じく吐出領域に対応するように吐出ポート５０ｅが開口している。

吸入ポート５０ｄは、図ではハウジング５０の左下側に位置して、図示しないカバーの吸入ポートと連通しており、これを介してオイルストレーナの吸入管路に連通している。一方、吐出ポート５０ｅはハウジング５０の右上側に位置して、図示しないカバーの吐出ポートと連通するとともに、ハウジング５０の突出部５０ａに対応するように図の右側に向かって延びていて、オイルフィルタ６に向かう連通路６ａに至る。

かかる構成によりオイルポンプ５は、ポンプスプロケット５ｂに伝達されるクランクシャフト１３からの力を受けて入力軸５ａが回転すると、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２が互いに噛み合いながら回転し、それらの間に形成される作動室Ｒに吸入ポート５０ｄからオイルが吸入され、加圧されて吐出ポート５０ｅから吐出される。

こうして吐出されるオイルの流量は、オイルポンプ５の回転数（入力軸５ａの回転数）、即ちエンジン回転数が高くなるほど多くなるので、エンジン１の高回転域においてクランクジャーナル１３ａなどの被潤滑部に供給されるオイルの量が多くなっても、メインギャラリ２０の油圧は所定以上の大きさに維持して、被潤滑部に適正にオイルを分配することができる。

−容量可変機構−
本実施形態のオイルポンプ５は、ドライブロータ５１の１回転につき吐出するオイルの量、即ちポンプ容量を変更可能な容量可変機構を備えている。本実施形態では、主に吐出ポート５０ｅから導かれた油圧（吐出圧）によって前記の調整リング５３を変位させて、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２の吸入ポート５０ｄおよび吐出ポート５０ｅに対する相対的な位置を変更することにより、１回転あたりに吸入および吐出するオイルの流量を変更する。

詳しくは図２に表れているように、調整リング５３の本体部５３ａから径方向外方に延びるアーム部５３ｄには、圧縮コイルスプリング５４からの押圧力が作用しており、これによって調整リング５３が図の時計回りに回動しながら、少し上方に変位するように付勢されている。また、このような変位の際に調整リング５３は、ガイドピン５５，５６によって案内される。

すなわち、調整リング５３の張出部５３ｂ，５３ｃはそれぞれ湾曲する楕円の枠状に形成されていて、ハウジング５０の収容凹部５０ｃの底面に突設されたガイドピン５５，５６を収容している。これらガイドピン５５，５６はそれぞれ枠状の張出部５３ｂ，５３ｃの内周に接触して、その長手方向に摺動するようになっており、これにより調整リング５３の変位の軌跡が規定される。

こうしてガイドピン５５，５６によって案内されて変位する調整リング５３が、収容凹部５０ｃ内を図の右上側の高圧空間ＴＨと、左側から下側にかけての低圧空間ＴＬとに仕切っており、高圧空間ＴＨの油圧を受けて動作される。すなわち、高圧空間ＴＨは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃ内において、調整リング５３の張出部５３ｃの外周とハウジング５０の壁部とによって囲まれ、かつ、第１および第２のシール材５７，５８によってオイルの流れが制限される領域に形成される。

そして、この高圧空間ＴＨには吐出ポート５０ｅの開口の一部が臨み、オイルポンプ５の吐出圧が高圧空間ＴＨに導かれて調整リング５３外周面に作用するようになる。これに対して、吸入ポート５０ｄの連通する低圧空間ＴＬには概ね大気圧が作用しているので、調整リング５３は、高圧空間ＴＨからの油圧によって図の反時計回りに回動するように付勢されることになる。

一方で調整リング５３は、前記したようにアーム部５３ｄに作用するコイルスプリング５４の弾発力を受けて時計回りに付勢されており、主にそれらの付勢力によって変位するようになる。例えばアイドリングのようにエンジン回転数が低いときに調整リング５３は、コイルスプリング５４の弾発力によって図２の最大容量位置に変位する。このとき、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２の１回転当たりに、吸入ポート５０ｄから吸い込んで吐出ポート５０ｅから吐出するオイルの量、即ちポンプ容量が最大になる。

この状態からエンジン回転数が上昇すると、オイルの吐出量の増大によって吐出圧も増大傾向となるので、高圧空間ＴＨの油圧を受けて調整リング５３は、コイルスプリング５４の弾発力に抗して反時計回りに変位する。これによりポンプ容量は減少し、回転数が高くても吐出量ひいては吐出圧の増大が抑制される。そして、図３に示すように調整リング５３が最小容量位置に位置づけられると、１回転当たりの吐出量は最小になる。

さらに、本実施形態では、図２、３にそれぞれ示すように、ハウジング５０内には高圧空間ＴＨに隣接するように制御空間ＴＣ（油圧室）を設けて、ここに電子制御式の制御弁６０（Oil Control Vale：以下、ＯＣＶという）から制御油圧を供給し、前記のような調整リング５３の変位を補助する力を発生させる。ＯＣＶ６０により制御油圧を高精度に調圧し、調整リング５３の変位を補助する力の大きさを調整することで、前記のようなポンプ容量の制御性が高くなる。

具体的には、前記調整リング５３の２つの張出部５３ｂ，５３ｃのほぼ中間においてその外周には第２のシール材５８が配設され、収容凹部５０ｃを取り囲むハウジング５０の壁部の内面と摺接するようになっている。この第２のシール材５８は、高圧空間ＴＨと制御空間ＴＣとの間のシール部であって、前記のような調整リング５３の変位に伴いハウジング５０の壁部の内面に沿って移動することになる。

同様に調整リング５３のアーム部５３ｄの先端には第３のシール材５９が配設されて、対向するハウジング５０の壁部の内面と摺接するようになっている。なお、これら第２および第３のシール材５８，５９、および、前記した第１のシール材５７は、いずれも調整リング５３の厚み（図２、３の紙面に直行する方向の寸法）と同程度の寸法を有し、耐摩耗性に優れた金属材や樹脂材にて形成されている。

こうして制御空間ＴＣは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃ内において、調整リング５３の外周（詳しくは張出部５３ｂの外周）とアーム部５３ｄと、それらに対向するハウジング５０の壁部とによって囲まれ、かつ前記第２および第３のシール材５８，５９によってオイルの流れが制限される領域に形成される。そして、この制御空間ＴＣにおいて収容凹部５０ｃの底面に開口する制御油路６１によって、ＯＣＶ６０から制御油圧が供給される。

すなわち、制御油路６１はその一端部が前記のように制御空間ＴＣに臨む丸穴６１ａとして開口する一方、他端部がＯＣＶ６０の制御ポート６０ａに連通している。ＯＣＶ６０は、図示しないコントローラからの信号を受けてスプールの位置が変更され、供給ポート６０ｂからのオイルを制御ポート６０ａから制御油路６１へ送り出す状態と、制御油路６１から排出されてきたオイルを制御ポート６０ａに受け入れて、ドレンポート６０ｃから排出する状態とに切り換えられる。

また、一例としてリニアソレノイドバルブであるＯＣＶ６０は、コントローラからの信号に応じてスプールの位置が連続的に変化し、前記のように制御ポート６０ａから制御油路６１へ送り出すオイルの圧力をリニアに増大または減少させることができる。よって、例えば前記のようにエンジン回転数の上昇に伴い調整リング５３が図２の反時計回りに変位する際に、制御空間ＴＣに供給する制御油圧を増大させて、調整リング５３の変位を補助することができる。

一方、ＯＣＶ６０の制御によって制御空間ＴＣに供給する制御油圧を低下させれば、調整リング５３の反時計回りの変位を抑えることができる。これによりポンプ容量の制御性が向上する。なお、図２、３に示すように本実施形態では、オイルポンプ５の吐出ポート５０ｅからオイルフィルタ６への連通路６ａの途中に分岐路６ｂを接続して、ＯＣＶ６０にオイルを供給するようにしているが、これに限らず、例えばオイルフィルタ６によって濾過されたオイルをＯＣＶ６０に供給するようにしてもよい。

−オイル逃がし穴−
本実施形態のような可変容量形のオイルポンプでは、上述の如く電子制御式のＯＣＶ６０を用いて調整リング５３の変位量を制御するようにしていても、ポンプ容量が変動してしまいその吐出圧を狙い通りに制御できないことがあった。この点について図４を参照し、以下に説明する。

図４は、ＯＣＶ６０の駆動電流とオイルポンプ５の吐出圧との相関を調べた結果の一例を示し、ポンプ回転数はほぼ一定である。図に表れているように、ＯＣＶ６０の駆動電流が所定値ａＡに達するまでは、ポンプ吐出圧は４００ｋＰａくらいに保たれている。つまり、制御空間ＴＣに供給される制御油圧は実質、増大しておらず、ポンプ容量は変化していない。

この状態からさらに駆動電流を増大させると、ＯＣＶ６０から制御空間ＴＣへの制御油圧が増大し、前記のように調整リング５３の変位を補助する力が増大するが、このとき、図に実線Ｐとして一例を示すように、駆動電流が少しだけ（図の例ではａ〜ｂＡ）増大する間にポンプ吐出圧は急激に低下する、という現象が起きる。そして、その後は駆動電流がｃＡくらいまで増大する間に、吐出圧は緩やかに低下して１５０ｋＰａくらいで安定する。

このようにＯＣＶ６０の駆動電流の変化に対してポンプ吐出圧はリニアに変化せず、或るところで急激に変化することになる。しかも、そのような急激な変化の起きる電流値が一定ではなく、かつ吐出圧の変化量もばらつくことから、吐出圧を精度よく制御することができないのである。つまり、ＯＣＶ６０を電子制御しているにもかかわらず、これによるオイルポンプ５の容量制御の精度はあまり高くないのが実情であった。

本発明者は、そのような吐出圧の急変の原因を究明すべく鋭意、実験および研究を重ねた結果、制御油圧の供給される制御空間ＴＣには隣接する高圧空間ＴＨや作動室Ｒなどからオイルが滲み入っており、この影響で制御空間ＴＣの油圧が急変していることに気がついた。そして、本発明者は、ハウジング５０内の制御空間ＴＣからオイルを適度にリークさせるような小穴（以下、オイル逃がし穴６２という）を設けて、油圧の急変を抑制するようにした。

具体的に本実施形態のオイル逃がし穴６２は、図２、３にそれぞれ示すように制御空間ＴＣに臨んで開口し、各図の上方に向かって延びてハウジング５０の壁部を貫通し、その外面に至る。一例としてオイル逃がし穴６２はドリルなどによって穿孔したもので、その直径は例えば１〜３ｍｍくらいである。なお、オイル逃がし穴６２の寸法は、ポンプ吐出圧が所定の範囲にあるときに、制御空間ＴＣに滲み入ってくるのと概ね同じ分量のオイルがリークするように、例えば実験・シミュレーションによって適合されている。

また、本実施形態では図５に模式的に示すように、オイル逃がし穴６２に導油管６３，６４が接続されている。よって、前記のように制御空間ＴＣからリークしたオイルが導油管６３，６４内の油路（導油路）を流通し、エンジン１のいずれかの被潤滑部（図の例では、ポンプスプロケット５ｂに巻き掛けられたチェーン４と、クランクシャフト１３の後端部のオイルシール１３ｂ）に供給される。

なお、導油管６３，６４はいずれか一方だけでもよいし、別の被潤滑部にもオイルを供給するように３本以上、設けてもよい。また、導油管６３，６４の途中に絞り部を設けてオイルの流量を調整するようにすれば、オイル逃がし穴６２の大きさにばらつきがあってもその影響を軽減し、制御空間ＴＣからのオイルのリーク量を前記のように好適なものとすることができる。

以上、説明したように本実施形態に係る可変容量形のオイルポンプ５では、調整リング５３に制御油圧を加えて、その変位を補助する力を発生させる制御空間ＴＣにオイル逃がし穴６２を開口させて、オイルを適度にリークさせるようにしている。これにより、例えば高圧空間ＴＨから制御空間ＴＣに滲み入ってくるオイルの影響を軽減し、制御空間ＴＣの油圧の急変による調整リング５３の急な動作を抑制して、オイルポンプ５の吐出量ひいては吐出圧の制御性を高めることができる。

すなわち、前記の図４に実線Ａとして示すように、ＯＣＶ６０の駆動電流がｃＡに達するまでポンプ吐出圧は４００ｋＰａくらいに保たれており、ここからさらに駆動電流を増大させると、これに対し概ね一定の割合で吐出圧がリニアに低下してゆく。同図に実線Ｐとして示すような吐出圧の急激な変化は起こらなり。よって、ＯＣＶ６０の駆動電流を制御することにより、オイルポンプ５の吐出圧を精度よく制御することができる。これによりエンジン１のメインギャラリ２０における油圧の制御性が向上し、その油圧の安定的な維持によってエンジン１の好適な潤滑性能を維持することができる。

また、本実施形態ではオイルポンプ５として内接式のギヤポンプを用いており、そのハウジング５０内には制御空間ＴＣに隣接して高圧空間ＴＨが設けられるとともに、それらの間の第２シール材５８は、調整リング５３の変位に伴いハウジング５０の壁部の内面に沿って移動するようになっている。このような構造では制御空間ＴＣへオイルが滲み入ってき易いので、前記のようにオイルの一部をリークさせることによって油圧の変動を抑制する効果が特に有効なものである。

さらに、本実施形態では、図５を参照して上述したように、オイル逃がし穴６２によって制御空間ＴＣからリークしたオイルを、導油管６３，６４によってチェーン４などの被潤滑部に供給し、有効に利用することができる。

（第２の実施形態）
次に第２の実施形態に係るオイルポンプ５の構造ついて説明する。このオイルポンプ５は前記第１の実施形態とはオイル逃がし穴６２の形状が異なるだけで、それ以外は全て同じ構造なので、ここではオイル逃がし穴６２について説明する。なお、第１の実施形態と同じ部材については同じ符号を付し、その説明は省略する。オイル逃がし穴６２についても形状が異なるのみなので、同じ符号を付している。

図６は、本実施形態におけるオイルポンプ５の構造を示す断面図であって、図２と同様に最大容量の状態を示している。この例ではオイル逃がし穴６２は、図６には示さないがチェーン４に向かって延びるように形成されており、制御空間ＴＣに臨む開口端から遠ざかるに連れて徐々に断面積の小さくなる、先窄まりの形状とされている。なお、オイル逃がし穴６２には導油管６３，６４は接続されていない。

そして、前記のような先窄まりの形状としたことで、オイル逃がし穴６２からチェーン４に向かって、図６に破線で模式的に示すように集中的にオイルを噴き付けることができる。導油管６３，６４を用いないことは重量及びコストの低減に有利になる。

（第３の実施形態）
次に第３の実施形態に係るオイルポンプ５の構造ついて説明する。このオイルポンプ５も前記第１、第２の実施形態とはオイル逃がし穴６２の形状が異なるだけなので、このオイル逃がし穴６２について説明し、その他の説明は省略する。

図７は、本実施形態におけるオイルポンプ５の構造を示す断面図であって、図２、６と同様に最大容量の状態を示している。この例ではオイル逃がし穴６２は、制御空間ＴＣに臨む開口端から遠ざかるに連れて徐々に断面積の大きくなる、末広がりの形状とされている。なお、オイル逃がし穴６２には導油管６３，６４は接続されていない。

そして、図７に破線で模式的に示すように、前記のような末広がりの形状のオイル逃がし穴６２からはオイルが比較的広範囲に飛散して、オイルポンプ５の近傍に位置する複数の被潤滑部（例えばチェーン４だけでなく、ポンプスプロケット５ｂなど）に供給されるようになる。導油管６３，６４を用いないことは重量及びコストの低減に有利になる。

（他の実施形態）
以上、説明した各実施形態は、自動車用の直列４気筒ガソリンエンジン１のオイルポンプ５として本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、自動車以外のエンジンのオイルポンプにも適用可能である。勿論、気筒数やエンジンの形式（Ｖ型や水平対向型等）にも限定されず、ディーゼルエンジンのオイルポンプにも適用可能であるし、トランスミッションのオイルポンプにも本発明は適用可能である。

また、前記の各実施形態では、オイルポンプ５のハウジング５０の内部においてポンプ吐出圧の導入される高圧空間ＴＨに隣接して制御空間ＴＣが設けられ、それらの間の第２シール材５８が、調整リング５３の変位に伴いハウジング５０の壁部の内面に沿って移動するようになっているが、このような構造にも限定されない。

さらに、オイルポンプ５の容量可変機構についても前記各実施形態のように調整リング５３、コイルスプリング５４などを備えるものに限定されず、それ以外の種々の構成が考えられる。

本発明は、エンジンや変速機に装備される可変容量形オイルポンプの吐出量や吐出圧の制御性を高めることができ、エンジンなどの好適な潤滑性能の維持に寄与するものであるから、例えば自動車のエンジンなどに適用して効果が高い。

１ エンジン
４ チェーン（被潤滑部）
５ オイルポンプ
５ａ 入力軸
５０ ハウジング（ポンプハウジング）
５０ｃ 収容凹部
５１ ドライブロータ
５２ ドリブンロータ
５３ 調整リング（保持部材、容量調整部材：容量可変機構）
５４ コイルスプリング（容量可変機構）
５８ 第２のシール材（シール部）
ＴＣ 制御空間（油圧室：容量可変機構）
ＴＨ 高圧空間
１３ クランクシャフト
１３ａ クランクジャーナル（被潤滑部）
１３ｂ オイルシール（被潤滑部）
６０ ＯＣＶ（制御弁）
６２ オイル逃がし穴
６３，６４ 導油管（導油路）

Claims (7)

1. 入力軸の１回転あたりの吐出量を変更可能な容量可変機構を備えた可変容量形のオイルポンプであって、
   前記容量可変機構は、ポンプハウジングの内部に設けられた油圧室と、該油圧室の油圧によって変位する容量調整部材とを備え、その油圧室へ制御弁から供給される制御油圧を受けて動作するように構成されており、
   前記油圧室に臨んで開口し、前記ポンプハウジングの壁部を貫通してオイルの一部を外部に逃がすように、オイル逃がし穴が設けられていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
2. 請求項１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記ポンプハウジングの内部には、ポンプ吐出圧の導入される高圧空間が前記油圧室に隣接して設けられ、
   前記高圧空間と油圧室との間のシール部が、前記容量可変機構の動作に伴い前記ポンプハウジングの壁部の内面に沿って移動するように構成されている、可変容量形オイルポンプ。
3. 請求項１または２のいずれかに記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記入力軸により回転される外歯車のドライブロータと、これに噛み合って回転される内歯車のドリブンロータとを備え、
   前記容量可変機構は、
   前記容量調整部材として、前記ドリブンロータを外周から回転自在に保持する環状の保持部材を備え、
   前記油圧室に供給される制御油圧を受けて前記保持部材が変位し、前記ポンプハウジングに形成された吸入ポートおよび吐出ポートに対する相対的な位置が変化することによって、吐出量を変更するように構成されている、可変容量形オイルポンプ。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   エンジンに装備され、
   前記オイル逃がし穴には、前記エンジンの所定の被潤滑部にオイルを導くように導油路が連通されている、可変容量形オイルポンプ。
5. 請求項４に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記導油路の途中に絞り部が設けられている、可変容量形オイルポンプ。
6. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   エンジンに装備され、
   前記オイル逃がし穴が、前記油圧室に臨む開口端から遠ざかるに連れて徐々に断面積の小さくなる、先窄まりの形状とされている、可変容量形オイルポンプ。
7. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   エンジンに装備され、
   前記オイル逃がし穴が、前記油圧室に臨む開口端から遠ざかるに連れて徐々に断面積の大きくなる、末広がりの形状とされている、可変容量形オイルポンプ。

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