JP6470613B2 - オイルポンプ - Google Patents

Description

本発明は、主に車両に搭載されるオイルポンプに関する。

従来、例えば特許文献１に示されるオイルポンプが知られている。このオイルポンプは、インナーロータおよびアウターロータが噛合されてなる回転体を備えた所謂内接歯車ポンプで構成され、インナーロータとアウターロータとによって区画されるポンプ室の容積拡大に伴い、吸入ポートからポンプ室に作動油を吸入する。そして、吸入ポートよりも回転体の回転方向後方には、第１吐出ポートおよび第２吐出ポートが設けられており、回転体の回転に伴うポンプ室の容積縮小により作動油を昇圧し、第１吐出ポートおよび第２吐出ポートから吐出する。

こうした２つの吐出ポートを備えたオイルポンプは、第１吐出ポートから吐出される作動油を所定の供給先に供給する半吐出状態と、第１吐出ポートから吐出される作動油に、第２吐出ポートから吐出される作動油を合流させて供給する全吐出状態とに切り換え可能に構成されている。これにより、供給先で要求される圧力に応じて、半吐出状態および全吐出状態を切り換えることで、エネルギーロスを低減することができる。

特開２０１２−２１８９号公報

上記のように、第１吐出ポートおよび第２吐出ポートを備えた所謂２ポート型のオイルポンプにおいては、第１吐出ポートと第２吐出ポートとの間でポンプ室の圧力が極めて高くなり、中間ランド圧が発生して駆動トルクが上昇してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、中間ランド圧を抑制することで、駆動トルクの上昇を抑制することができるオイルポンプを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のオイルポンプは、ケーシングに形成される油圧室と、前記油圧室内に回転自在に収容され、該油圧室を回転方向に区画してポンプ室を形成する回転体と、前記油圧室に開口し、前記ポンプ室に作動油を導く吸入ポートと、前記吸入ポートよりも前記回転体の回転方向後方に設けられた第１吐出ポートと、前記第１吐出ポートよりも前記回転体の回転方向後方に設けられた第２吐出ポートと、前記油圧室に開口し、前記第１吐出ポートと前記第２吐出ポートとの間に設けられた中間ポートと、前記油圧室の外部に設けられ、前記中間ポートと前記第１吐出ポートとを接続する第１外部通路と、前記油圧室の外部に設けられ、前記中間ポートと前記第２吐出ポートとを接続する第２外部通路と、前記第１外部通路および前記第２外部通路を開閉する作動弁と、を備えたことを特徴とする。

また、前記第１吐出ポートおよび前記第２吐出ポートのいずれか一方と前記中間ポートとが前記ポンプ室を介して連通しているとき、該ポンプ室は、該第１吐出ポートおよび該第２吐出ポートのいずれか他方と非連通となるとよい。

また、前記作動弁は、前記第１外部通路および前記第２外部通路のいずれか一方を開いているとき、該第１外部通路および該第２外部通路のいずれか他方を閉じているとよい。

また、前記作動弁は、半吐出状態では前記第１外部通路を開き、全吐出状態では前記第２外部通路を開くとよい。

また、前記第１外部通路および前記第２外部通路は、前記中間ポートとの接続部で互いに接続され、前記作動弁は、前記半吐出状態では、前記第１吐出ポートの圧力を受けて前記第２外部通路側に移動して、前記第１外部通路を開くとともに該第２外部通路を閉じ、前記全吐出状態では、前記第２吐出ポートの圧力を受けて前記第１外部通路側に移動して、前記第２外部通路を開くとともに該第１外部通路を閉じるとよい。

また、前記作動弁は、前記第１外部通路および前記第２外部通路を開閉するボール弁で構成され、前記ボール弁を前記第２外部通路側に付勢する付勢部材をさらに備えるとよい。

また、前記第２吐出ポートは、前記回転体の一方の側面に開口する合流側第２吐出ポートと、該回転体の他方の側面に開口する被合流側第２吐出ポートと、を含み、前記合流側第２吐出ポートおよび前記被合流側第２吐出ポートは、前記ケーシングに形成された第２合流通路を介して接続され、前記合流側第２吐出ポートから吐出された作動油は、前記第２合流通路を介して前記被合流側第２吐出ポートから吐出される作動油に合流した後に供給先に送出され、前記第２外部通路は、前記中間ポートと前記合流側第２吐出ポートとを接続するとよい。

また、前記第１吐出ポートは、前記回転体の一方の側面に開口する合流側第１吐出ポートと、該回転体の他方の側面に開口する被合流側第１吐出ポートと、を含み、前記合流側第１吐出ポートおよび前記被合流側第１吐出ポートは、前記ケーシングに形成された第１合流通路を介して接続され、前記合流側第１吐出ポートから吐出された作動油は、前記第１合流通路を介して前記被合流側第１吐出ポートから吐出される作動油に合流した後に供給先に送出され、前記第１外部通路は、前記中間ポートと前記合流側第１吐出ポートとを接続し、前記第２合流通路は、前記第１合流通路よりも流路断面積が小さいとよい。

本発明によれば、中間ランド圧を抑制することで、駆動トルクの上昇を抑制することができる。

オイルポンプを構成するハウジング、回転体、カバーの分解斜視図である。 ハウジング、回転体、カバーの正面図である。 回転体を収容したハウジングの正面図である。 ポンプ室、第１吐出ポート、第２吐出ポート、中間ポートの位置関係を説明する図である。 外部通路に収容される作動弁を説明する図である。 図５の一点鎖線部分における断面を概念的に示す図である。 半吐出状態を説明する図である。 全吐出状態を説明する図である。 全吐出状態における作動油の流れを説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、オイルポンプ１を構成するハウジング２、回転体３、カバー４の分解斜視図である。図１に示すオイルポンプ１は、所謂内接歯車ポンプであって、ハウジング２およびカバー４で形成されるケーシング５内に回転体３が収容される。

ハウジング２およびカバー４は、回転体３を収容し、ハウジング２の対向面２ａとカバー４の対向面４ａが当接した状態で、不図示の締結部材で締結される。

図２は、ハウジング２、回転体３、カバー４の正面図であり、図２（ａ）には、ハウジング２の対向面２ａ側を示し、図２（ｂ）には、回転体３のうち、カバー４との対向面側を示し、図２（ｃ）には、カバー４の対向面４ａ側を示す。

図２（ａ）に示すように、ハウジング２の対向面２ａには、回転体３が収容される収容穴６が設けられている。この収容穴６は、ハウジング２の対向面２ａから回転体３の回転軸方向に窪む断面円形の穴で構成されており、カバー４で閉塞された状態で、収容穴６の内部が油圧室７となる。

回転体３は、油圧室７内に回転自在に収容され、エンジンの回転動力などを受けて回転する。図２（ｂ）に示すように、回転体３は、外周面に複数の外歯３ａが設けられたインナーロータ３ｂと、内周面に複数の内歯３ｃが設けられたアウターロータ３ｄで構成される。インナーロータ３ｂとアウターロータ３ｄとの複数の隙間がポンプ室８となっており、回転体３は、油圧室７を回転方向（図２（ｂ）中、反時計回り方向）に区画してポンプ室８を形成している。

インナーロータ３ｂは、エンジンの動力で回転する不図示のシャフトが中心に挿通され、シャフトと一体回転する。外歯３ａは、内歯３ｃよりも歯の数が１つ少なく、インナーロータ３ｂとアウターロータ３ｄとは、互いに偏心した状態で噛合されている。インナーロータ３ｂが図２（ｂ）中実線の矢印方向に回転すると、アウターロータ３ｄも一体となって回転するが、このとき、複数のポンプ室８が、順次、縮小と拡大を繰り返すこととなる。

そして、ハウジング２に形成される収容穴６の底面６ａには、ハウジング側吸入ポート９ａ、ハウジング側第１吐出ポート１０ａ、ハウジング側第２吐出ポート１１ａが設けられている。ハウジング２に形成されるハウジング側吸入ポート９ａ、ハウジング側第１吐出ポート１０ａ、ハウジング側第２吐出ポート１１ａは、いずれも底面６ａに設けられる窪みで構成され、回転体３の回転方向（図２（ａ）に破線の矢印で示す）に互いに間隔を維持して、ハウジング側吸入ポート９ａ、ハウジング側第１吐出ポート１０ａ、ハウジング側第２吐出ポート１１ａの順に配されている。また、底面６ａであって、ハウジング側第１吐出ポート１０ａとハウジング側第２吐出ポート１１ａとの間には、中間ポート１２が形成されている。この中間ポート１２も、ハウジング側第１吐出ポート１０ａおよびハウジング側第２吐出ポート１１ａと同様に、底面６ａに形成される窪みで構成されている。

また、カバー４の対向面４ａのうち、収容穴６に対向する対向部分４ｂには、カバー側吸入ポート９ｂ、カバー側第１吐出ポート１０ｂ、カバー側第２吐出ポート１１ｂが設けられている。カバー４に形成されるカバー側吸入ポート９ｂ、カバー側第１吐出ポート１０ｂ、カバー側第２吐出ポート１１ｂは、いずれもカバー４を貫通する貫通孔で構成され、回転体３の回転方向（図２（ｃ）に破線の矢印で示す）に互いに間隔を維持して、カバー側吸入ポート９ｂ、カバー側第１吐出ポート１０ｂ、カバー側第２吐出ポート１１ｂの順に配されている。

なお、ハウジング側吸入ポート９ａ、カバー側吸入ポート９ｂは、回転体３の回転軸方向に対向する位置に形成され、ハウジング側第１吐出ポート１０ａ、カバー側第１吐出ポート１０ｂ、および、ハウジング側第２吐出ポート１１ａ、カバー側第２吐出ポート１１ｂも、それぞれ回転体３の回転軸方向に対向配置されている。以下では、ハウジング側吸入ポート９ａ、カバー側吸入ポート９ｂを総称して吸入ポート９と呼び、ハウジング側第１吐出ポート１０ａ、カバー側第１吐出ポート１０ｂを総称して第１吐出ポート１０と呼び、ハウジング側第２吐出ポート１１ａ、カバー側第２吐出ポート１１ｂを総称して第２吐出ポート１１と呼ぶ場合がある。

図３（ａ）は、収容穴６に回転体３を収容したハウジング２の正面図であり、図３（ｂ）は、回転体３を透過させて吸入ポート９、第１吐出ポート１０、第２吐出ポート１１、中間ポート１２を一体に示したハウジング２の正面図である。吸入ポート９は、油圧室７のうち、回転体３の回転に伴ってポンプ室８が容積を拡大する範囲に開口しており、容積拡大による負圧作用でポンプ室８に作動油を導く。第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１は、吸入ポート９よりも回転体３の回転方向後方であって、回転体３の回転に伴ってポンプ室８が容積を縮小する範囲に開口しており、容積縮小による圧縮作用で圧縮されたポンプ室８内の作動油が吐出される。

また、図２および図３に示すように、ハウジング２およびカバー４が組み付けられた状態において、回転体３が収容される収容穴６（油圧室７）の径方向外方には、吸入通路２１、第１合流通路２２、第２合流通路２３が設けられている。吸入通路２１は、ハウジング２の内部において、ハウジング側吸入ポート９ａと連通している。同様に、第１合流通路２２は、ハウジング２の内部において、ハウジング側第１吐出ポート１０ａと連通し、第２合流通路２３は、ハウジング側第２吐出ポート１１ａと連通している。吸入通路２１、第１合流通路２２、第２合流通路２３は、ハウジング２およびカバー４が組み付けられた状態において、回転体３の回転軸方向に延在する。そして、吸入通路２１、第１合流通路２２、第２合流通路２３は、いずれもハウジング２側の一端が閉塞されているのに対して、カバー４側の端部は、カバー４を貫通している。

つまり、ハウジング２には、吸入通路２１、第１合流通路２２、第２合流通路２３を構成する窪みが形成されており、カバー４には、ハウジング２に形成された窪みと対向する位置に、吸入通路２１、第１合流通路２２、第２合流通路２３を構成する貫通孔が形成されている。したがって、ハウジング２内において、ハウジング側第１吐出ポート１０ａから吐出された作動油は、第１合流通路２２を介してカバー４側へ導かれ、ハウジング２内において、ハウジング側第２吐出ポート１１ａから吐出された作動油は、第２合流通路２３を介してカバー４側へ導かれる。

詳しくは後述するが、カバー４のうち対向面４ａと反対側の面は、エンジン本体に固定される。このエンジン本体には、カバー４に形成されたカバー側吸入ポート９ｂ、カバー側第１吐出ポート１０ｂ、カバー側第２吐出ポート１１ｂに接続される流路が形成されている（図６参照）。そして、カバー側第１吐出ポート１０ｂに接続される流路は、第１合流通路２２にも接続されており、カバー側第２吐出ポート１１ｂに接続される流路は、第２合流通路２３にも接続されている。

したがって、ハウジング側第１吐出ポート１０ａから吐出された作動油は、第１合流通路２２を介してカバー４側へ導かれた後に、カバー側第１吐出ポート１０ｂから吐出された作動油と合流して、所望の供給先に供給されることとなる。同様に、ハウジング側第２吐出ポート１１ａから吐出された作動油は、第２合流通路２３を介してカバー４側へ導かれた後に、カバー側第２吐出ポート１１ｂから吐出された作動油と合流して、所望の供給先に供給されることとなる。

このように、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１の双方から作動油が吐出されるオイルポンプ１は、供給先で要求される圧力に応じて、半吐出状態と全吐出状態とに運転状態を切り換えて用いられる。具体的には、供給先の要求圧力が低い場合には、運転状態を半吐出状態に切り換え、第１吐出ポート１０から吐出される作動油のみを所定の供給先に供給し、第２吐出ポート１１から吐出される作動油は、潤滑油として各部位に供給したり、タンクに還流したりする。一方、供給先の要求圧力が高い場合には、運転状態を全吐出状態に切り換え、第１吐出ポート１０から吐出される作動油に、第２吐出ポート１１から吐出される作動油を合流させて所定の供給先に供給する。このように、半吐出状態および全吐出状態のいずれかに運転状態を切り換えることにより、エネルギーロスを低減することができる。

図４は、ポンプ室８、第１吐出ポート１０、第２吐出ポート１１、中間ポート１２の位置関係を説明する図であり、ハウジング２の収容穴６に回転体３を収容した状態を示す。図４に示すように、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１は、回転体３の回転方向に離隔して配されている。そして、回転体３によって区画されるポンプ室８は、図４（ａ）に示すように、まず、第１吐出ポート１０に連通し、ポンプ室８内で昇圧された作動油が第１吐出ポート１０から吐出される。その後、回転体３がさらに回転すると、ポンプ室８は第２吐出ポート１１に連通し、第１吐出ポート１０で吐出されずにポンプ室８に残留した作動油が、第２吐出ポート１１から吐出される。

このように、ポンプ室８は、第１吐出ポート１０に連通した後に第２吐出ポート１１に連通することとなるが、本実施形態のオイルポンプ１は、図４（ｂ）に示すように、第１吐出ポート１０と第２吐出ポート１１とが、ポンプ室８を介して連通することはない。換言すれば、ポンプ室８は、第１吐出ポート１０と対向して連通した状態から回転体３の回転方向に移動すると、第１吐出ポート１０と非対向（非連通）となった後に、第２吐出ポート１１と対向（連通）する。

この場合、第１吐出ポート１０と第２吐出ポート１１との間でポンプ室８が完全に密閉されることとなり、ポンプ室８内の圧力が極めて高くなって、所謂中間ランド圧が発生してしまう。このように、中間ランド圧が発生すると、駆動トルクが上昇し、エンジン全体の燃費効率が低下してしまう。そこで、中間ランド圧の発生を抑制すべく、ポンプ室８が密閉されないように、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１を、ポンプ室８を介して連通させることが考えられる。このようにすれば、第１吐出ポート１０と第２吐出ポート１１との間でポンプ室８が密閉されることがなくなり、ポンプ室８における中間ランド圧の発生を抑制することができる。

ところが、ポンプ室８を介して第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１を連通させてしまうと、上記の半吐出状態において、第１吐出ポート１０の圧力が低下してしまう。そのため、半吐出状態で対応できる要求圧力の範囲が狭くなり、結果、全吐出状態で対応しなければならない機会が増加してしまう。特に、供給先の要求圧力が、半吐出状態で対応できる圧力を僅かに超える場合に全吐出状態として対応すると、余剰の作動油が大量に発生してしまい、エネルギーロスが顕著となる。

そこで、本実施形態では、ハウジング側第１吐出ポート１０ａとハウジング側第２吐出ポート１１ａとの間に中間ポート１２を形成するとともに、この中間ポート１２を介して、ポンプ室８をハウジング側第１吐出ポート１０ａまたはハウジング側第２吐出ポート１１ａに連通させる。以下に、ポンプ室８と、ハウジング側第１吐出ポート１０ａまたはハウジング側第２吐出ポート１１ａとの連通状態を切り換えるための具体的な構成について詳述する。

図５は、外部通路３０に収容される作動弁４０を説明する図であり、図５（ａ）は、図２（ａ）と同様、ハウジング２の対向面２ａ側の正面図を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す底面６ａよりも回転軸方向奥側（対向面２ａと反対側）におけるハウジング２の断面図を示す。また、図６は、図５の一点鎖線部分における断面を概念的に示す図である。上記したように、ハウジング側吸入ポート９ａ、ハウジング側第１吐出ポート１０ａ、ハウジング側第２吐出ポート１１ａ、中間ポート１２は、収容穴６の底面６ａに形成される窪みで構成されている。底面６ａには、収容穴６に収容される回転体３の側面が対向しており、回転体３が収容される部分が油圧室７となることから、ハウジング側吸入ポート９ａ、ハウジング側第１吐出ポート１０ａ、ハウジング側第２吐出ポート１１ａ、中間ポート１２は、油圧室７に開口していることとなる。

そして、図５（ｂ）に示すように、ハウジング２のうち、底面６ａを境にして油圧室７（回転体３）と反対側には、ハウジング側第１吐出ポート１０ａとハウジング側第２吐出ポート１１ａとを接続する外部通路３０が形成されている。この外部通路３０は、中間ポート１２が開口する位置を通るように、ハウジング側第１吐出ポート１０ａからハウジング側第２吐出ポート１１ａまで直線状に延在している。

ここで、外部通路３０のうち、中間ポート１２を境にしてハウジング側第１吐出ポート１０ａまで延伸する部分が第１外部通路３１となり、この第１外部通路３１を介して、中間ポート１２とハウジング側第１吐出ポート１０ａとが接続されることとなる。また、外部通路３０のうち、中間ポート１２を境にしてハウジング側第２吐出ポート１１ａまで延伸する部分が第２外部通路３２となり、この第２外部通路３２を介して、中間ポート１２とハウジング側第２吐出ポート１１ａとが接続されることとなる。つまり、第１外部通路３１および第２外部通路３２は、中間ポート１２との接続部で互いに接続されている。

そして、外部通路３０には、第１外部通路３１および第２外部通路３２を開閉する、ボール弁で構成された作動弁４０（図５および図６中クロスハッチングで示す）と、この作動弁４０を第１外部通路３１側に引き付けるコイルバネで構成された付勢部材４１とが収容されている。図６に示すように、作動弁４０には、ハウジング側第１吐出ポート１０ａの圧力と、ハウジング側第２吐出ポート１１ａの圧力とが対向して作用する。

ハウジング側第１吐出ポート１０ａの圧力が、ハウジング側第２吐出ポート１１ａの圧力よりも高く、しかも、付勢部材４１の弾性力（引き付ける力）に打ち勝つと、図６（ａ）に示すとおり、外部通路３０に設けられたストッパー４２に作動弁４０が着座する。このように、ハウジング側第１吐出ポート１０ａの圧力を受けて第２外部通路３２側に作動弁４０が移動した状態では、第１外部通路３１が開かれるとともに、第２外部通路３２が閉じられる。これにより、ポンプ室８は、中間ポート１２および第１外部通路３１を介して、ハウジング側第１吐出ポート１０ａに連通することとなる。

一方、ハウジング側第２吐出ポート１１ａの圧力が、ハウジング側第１吐出ポート１０ａの圧力と同等程度になると、作動弁４０は、付勢部材４１の弾性力により、図６（ｂ）に示すとおり、ハウジング側第２吐出ポート１１ａの圧力を受けて第１外部通路３１側に移動する。これにより、第２外部通路３２が開かれるとともに第１外部通路３１が閉じられ、ポンプ室８は、中間ポート１２および第２外部通路３２を介して、ハウジング側第２吐出ポート１１ａに連通することとなる。このように、作動弁４０は、第１外部通路３１および第２外部通路３２のいずれか一方を開いているとき、第１外部通路３１および第２外部通路３２のいずれか他方を閉じることとなる。

なお、図６に示すように、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１のいずれか一方と中間ポート１２とがポンプ室８を介して連通しているとき、このポンプ室８は、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１のいずれか他方と非連通となるように寸法設計がなされている。以下に、上記のオイルポンプ１を採用した、車両のトランスミッションの油圧制御装置について説明する。

図７は、半吐出状態を説明する図であり、図８は、全吐出状態を説明する図である。図７（ｂ）に示すように、油圧制御装置１００は、上記のオイルポンプ１と、油圧回路１１０とを含んで構成される。油圧回路１１０は、オイルポンプ１のカバー側吸入ポート９ｂおよび吸入通路２１に接続される吸入路１１２を備えている。この吸入路１１２は、ストレーナ１１４を介してタンクＴに接続されており、オイルポンプ１が駆動すると、ポンプ室８の負圧作用により、タンクＴに貯留された作動油が、ストレーナ１１４で濾過された後にケーシング５内に吸入され、吸入ポート９からポンプ室８に導かれる。

また、油圧回路１１０は、カバー側第１吐出ポート１０ｂおよび第１合流通路２２に接続される第１供給路１１６と、カバー側第２吐出ポート１１ｂおよび第２合流通路２３に接続される第２供給路１１８と、を備えている。ポンプ室８で昇圧された作動油は、第１吐出ポート１０から第１供給路１１６に吐出されるとともに、第１吐出ポート１０から吐出されずにポンプ室８に残留した作動油は、第２吐出ポート１１から第２供給路１１８に吐出されることとなる。

第１供給路１１６には、トランスミッションの油圧機構１２０が接続されており、第２供給路１１８には、潤滑対象１２２が接続されている。油圧機構１２０は、第１供給路１１６から供給される作動油の油圧（ライン圧）で各種の部品を作動させ、こうした部品の作動により変速等を行う。また、潤滑対象１２２は、トランスミッション内の各部品の潤滑部分であり、潤滑対象１２２においては、第２供給路１１８から供給される作動油が潤滑油として機能する。

また、第１供給路１１６および第２供給路１１８は、接続路１２４によって互いに接続されており、この接続路１２４にコントロール弁１２６が設けられている。このコントロール弁１２６にはパイロットライン１２６ａが接続されており、このパイロットライン１２６ａのパイロット圧が、リニアソレノイド１２８によってリニアに制御される。リニアソレノイド１２８によってパイロットライン１２６ａのパイロット圧が制御されると、そのパイロット圧に応じて、コントロール弁１２６が接続路１２４の開度をリニアに調整することとなる。

さらに、第１供給路１１６には、接続路１２４の接続箇所よりも上流側に、分岐路１３０が接続されており、第２供給路１１８には、接続路１２４の接続箇所よりも上流側にポート切換弁１３２が設けられている。ポート切換弁１３２は、第２吐出ポート１１から吐出された作動油を、分岐路１３０を介して第１供給路１１６に合流させる第１切換位置（図８（ｂ））と、第２吐出ポート１１から吐出された作動油を、第２供給路１１８を介して潤滑対象１２２に導く第２切換位置（図７（ｂ））とに切り換え可能な２位置３ポート弁で構成されている。

なお、第２供給路１１８のうち、接続路１２４との接続箇所と潤滑対象１２２との間には、潤滑対象１２２への供給圧を一定に保持するためのオリフィス１３４が設けられており、このオリフィス１３４の上流には、余剰の作動油を吸入側に還流させる還流路１３６が接続されている。

そして、油圧制御装置１００は、スロットル開度センサ、車速センサ、Ｔ／Ｍ回転センサ、ライン圧センサなどの各種のセンサ１５０と、センサ１５０からの出力値に応じて、ポート切換弁１３２およびリニアソレノイド１２８を制御する制御部１５２と、を備えている。ここで、ライン圧は、油圧機構１２０へ供給される作動油の油圧を示し、ライン圧センサはライン圧を測定する。制御部１５２は、センサ１５０の出力値から油圧機構１２０における要求圧力（必要流量）を演算し、演算結果に基づいて、リニアソレノイド１２８の開度制御、および、ポート切換弁１３２の切り換え制御を行う。

このとき、油圧機構１２０における要求圧力（必要流量）が低ければ、制御部１５２が、ポート切換弁１３２を図７（ｂ）に示す第２切換位置に保持し、オイルポンプ１の運転状態を半吐出状態とする。この半吐出状態では、第２吐出ポート１１から吐出された作動油は、第２供給路１１８を介して潤滑対象１２２に導かれ、余剰分が還流路１３６を介して吸入側に還流される。また、半吐出状態では、第１吐出ポート１０から吐出された作動油のみが、第１供給路１１６を介して油圧機構１２０に導かれる。このとき、制御部１５２は、リニアソレノイド１２８を制御して、コントロール弁１２６（接続路１２４）の開度を調整している。

具体的には、ライン圧センサが検出するライン圧が、油圧機構１２０の要求圧力よりも小さい場合、制御部１５２は、コントロール弁１２６（接続路１２４）の開度を小さくする。また、これとは逆に、ライン圧センサが検出するライン圧が、油圧機構１２０の要求圧力よりも大きい場合、制御部１５２は、コントロール弁１２６（接続路１２４）の開度を大きくする。このように、制御部１５２は、要求圧力（必要流量）を確保するべく、ライン圧に基づくフィードバック制御を行う。

ここで、第１供給路１１６の圧力は、第２供給路１１８の圧力よりも高く、また、コントロール弁１２６は、接続路１２４を完全に閉じきることはない。したがって、オイルポンプ１の駆動時には、常に、第１供給路１１６から吐出された作動油の一部が、接続路１２４を介して第２供給路１１８に導かれ、第２吐出ポート１１から吐出された作動油と合流する。接続路１２４から第２供給路１１８に導かれた作動油は、潤滑対象１２２に供給されるとともに、余剰分が還流路１３６を介して吸入側に還流される。

フィードバック制御により、コントロール弁１２６（接続路１２４）の開度を小さくすると、第１供給路１１６の圧力すなわち供給圧が高まり、油圧機構１２０への供給流量が増加する。これとは逆に、コントロール弁１２６（接続路１２４）の開度を大きくすると、第２供給路１１８に合流する作動油量が増加し、第１供給路１１６の圧力すなわち供給圧が低下することになる。

以上のように、半吐出状態では、油圧機構１２０に接続される第１供給路１１６は、潤滑対象１２２や吸入側に接続される第２供給路１１８よりも圧力が高い。そして、第１供給路１１６は第１吐出ポート１０に接続されており、第２供給路１１８は第２吐出ポート１１に接続されていることから、半吐出状態においては、第１吐出ポート１０の圧力が、第２吐出ポート１１の圧力よりも高くなっている。

その結果、半吐出状態では、図７（ａ）に示すように、作動弁４０は、ハウジング側第１吐出ポート１０ａ（第１吐出ポート１０）の圧力を受けて、付勢部材４１の弾性力に抗して第２外部通路３２側に移動し、第１外部通路３１を開くとともに第２外部通路３２を閉じる。これにより、中間ポート１２に対向する位置まで移動したポンプ室８は、中間ポート１２および第１外部通路３１を介してハウジング側第１吐出ポート１０ａ（第１吐出ポート１０）に連通する。

したがって、第１吐出ポート１０と第２吐出ポート１１との間に位置するポンプ室８が、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１のどちらにも対向しない状態になったとしても、ポンプ室８の圧力を第１吐出ポート１０の圧力範囲に収めることができる。つまり、ポンプ室８の極端な圧力上昇を抑制し、駆動トルクが上昇するといった事態を回避することができる。また、中間ポート１２および第１外部通路３１を介して、ポンプ室８内の作動油を第２吐出ポート１１側へ戻すことができるので、半吐出状態において、油圧機構１２０に供給する作動油量を十分に確保することが可能となる。

一方、油圧機構１２０における要求圧力（必要流量）が高い場合には、制御部１５２が、ポート切換弁１３２を図８（ｂ）に示す第１切換位置に保持し、オイルポンプ１の運転状態を全吐出状態とする。この全吐出状態では、第２吐出ポート１１から吐出された作動油が、分岐路１３０を介して第１供給路１１６に合流する。これにより、オイルポンプ１から吐出された作動油の全流量が第１供給路１１６に導かれることとなり、油圧機構１２０に高圧の作動油を供給することが可能となる。なお、全吐出状態においても、フィードバック制御により、コントロール弁１２６（接続路１２４）の開度調整がなされており、第１供給路１１６に導かれた作動油の余剰分が、接続路１２４および第２供給路１１８を介して潤滑対象１２２に供給されることとなる。

以上のように、全吐出状態では、第２吐出ポート１１から吐出された作動油が、分岐路１３０を介して第１供給路１１６に供給され、第１吐出ポート１０から吐出された作動油と合流する。そのため、全吐出状態においては、第１吐出ポート１０の圧力と、第２吐出ポート１１の圧力とがほぼ均衡している。

その結果、全吐出状態では、図８（ａ）に示すように、作動弁４０は、ハウジング側第２吐出ポート１１ａ（第２吐出ポート１１）の圧力を受けるとともに、付勢部材４１の弾性力（引き込み力）によって、第１外部通路３１側に移動し、第２外部通路３２を開くとともに第１外部通路３１を閉じる。これにより、中間ポート１２に対向する位置まで移動したポンプ室８は、中間ポート１２および第２外部通路３２を介してハウジング側第２吐出ポート１１ａ（第２吐出ポート１１）に連通する。

したがって、全吐出状態において、第１吐出ポート１０と第２吐出ポート１１との間に位置するポンプ室８が、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１のどちらにも対向しない状態になったとしても、ポンプ室８の圧力を第２吐出ポート１１の圧力範囲に収めることができる。つまり、半吐出状態と同様、全吐出状態においても、ポンプ室８の極端な圧力上昇を抑制し、駆動トルクが上昇するといった事態を回避することができる。

ここで、図６〜図８からも明らかなように、第１吐出ポート１０は、回転体３の一方の側面に開口するハウジング側第１吐出ポート１０ａ（合流側吐出ポート）と、回転体３の他方の側面に開口するカバー側第１吐出ポート１０ｂ（被合流側吐出ポート）と、を含んでいる。ハウジング側第１吐出ポート１０ａおよびカバー側第１吐出ポート１０ｂは、ケーシング５に形成された第１合流通路２２を介して接続され、ハウジング側第１吐出ポート１０ａから吐出された作動油は、第１合流通路２２を介してカバー側第１吐出ポート１０ｂから吐出される作動油に合流した後に、所望の供給先に送出される。また、第１外部通路３１は、中間ポート１２とハウジング側第１吐出ポート１０ａとを接続している。

第２吐出ポート１１は、回転体３の一方の側面に開口するハウジング側第２吐出ポート１１ａ（合流側第２吐出ポート）と、回転体３の他方の側面に開口するカバー側第２吐出ポート１１ｂ（被合流側第２吐出ポート）と、を含んでいる。ハウジング側第２吐出ポート１１ａおよびカバー側第２吐出ポート１１ｂは、ケーシング５に形成された第２合流通路２３を介して接続され、ハウジング側第２吐出ポート１１ａから吐出された作動油は、第２合流通路２３を介してカバー側第２吐出ポート１１ｂから吐出される作動油に合流した後に、所望の供給先に送出される。また、第２外部通路３２は、中間ポート１２とハウジング側第２吐出ポート１１ａとを接続している。

このように、オイルポンプ１においては、ハウジング側第１吐出ポート１０ａおよびハウジング側第２吐出ポート１１ａから吐出した作動油を、カバー側第１吐出ポート１０ｂおよびカバー側第２吐出ポート１１ｂから吐出した作動油にそれぞれ合流させている。そのため、ケーシング５には、第１合流通路２２および第２合流通路２３が設けられることとなるが、オイルポンプ１の小型化および軽量化の目的から、本実施形態では、第２合流通路２３の流路断面積を、第１合流通路２２の流路断面積よりも小さくしている。これにより、ケーシング５の形状を従来の１ポート型と変更することなく、全吐出状態および半吐出状態の切り換えが可能な２ポート型のオイルポンプ１を実現する。

図９は、全吐出状態における作動油の流れを説明する図であり、図９（ａ）に比較例のオイルポンプ１ａを示し、図９（ｂ）に本実施形態のオイルポンプ１を示す。図９（ａ）に示すように、比較例のオイルポンプ１ａは、上記の中間ポート１２、外部通路３０、作動弁４０、付勢部材４１を有していない点が本実施形態のオイルポンプ１と異なり、その他の構成はオイルポンプ１と同じである。比較例のオイルポンプ１ａにおいて、第２合流通路２３の流路断面積を小さくすると、ハウジング側第２吐出ポート１１ａから吐出された作動油が第２合流通路２３を流通する際の流路抵抗が大きくなる。

その結果、ハウジング側第２吐出ポート１１ａの圧力が、カバー側第２吐出ポート１１ｂの圧力よりも高くなり、回転体３が、図９（ａ）に黒塗りの矢印で示すように、カバー４側に押し付けられる。このように、比較例のオイルポンプ１ａにおいて、小型化を図るべく、第２合流通路２３の流路断面積を小さくすると、回転体３の両側面における圧力バランスが悪化し、回転体３が、ハウジング側第２吐出ポート１１ａ側からカバー側第２吐出ポート１１ｂ側へ押し付けられる。そのため、回転体３の抵抗が大きくなって吐出効率が低下するばかりか、回転体３の片当たりにより、オイルポンプ１の製品寿命が短くなるおそれがある。

これに対して、図９（ｂ）に示すように、本実施形態のオイルポンプ１によれば、全吐出状態において、ハウジング側第２吐出ポート１１ａが、第２外部通路３２および中間ポート１２を介してポンプ室８に連通する。これにより、第２合流通路２３の流路断面積を小さくして流路抵抗が大きくなったとしても、ハウジング側第２吐出ポート１１ａ、第２外部通路３２、中間ポート１２、ポンプ室８、カバー側第２吐出ポート１１ｂの間で、一点鎖線の矢印で示すように作動油の往来が生じる。

つまり、流路抵抗により第２合流通路２３の流量が低下したとしても、ハウジング側第２吐出ポート１１ａから吐出された作動油の一部が、第２外部通路３２、中間ポート１２、ポンプ室８を介してカバー側第２吐出ポート１１ｂに導かれる。これにより、ハウジング側第２吐出ポート１１ａの圧力上昇が抑制され、回転体３の両側面における圧力バランスの悪化を抑制することができる。したがって、第２合流通路２３の流路断面積を小さくしても、比較例のように、回転体３の抵抗が大きくなって吐出効率が低下したり、回転体３の片当たりによりオイルポンプ１の製品寿命が短くなったりするおそれがなく、ケーシング５を小型化することができる。

なお、半吐出状態では、作動弁４０によって、ハウジング側第２吐出ポート１１ａと第２外部通路３２との連通が遮断されるが、半吐出状態においては、全吐出状態に比べて、ハウジング側第２吐出ポート１１ａの圧力が低い。そのため、ハウジング側第２吐出ポート１１ａ側からカバー側第２吐出ポート１１ｂ側へ回転体３が押し付けられるといった問題が生じることはない。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

上記実施形態では、第１外部通路３１および第２外部通路３２を一体的な構成とし、第１外部通路３１および第２外部通路３２の開閉を１つの作動弁４０で行うこととした。また、上記実施形態では、第１外部通路３１および第２外部通路３２のいずれか一方を開いているとき、第１外部通路３１および第２外部通路３２のいずれか他方が閉じられることとした。しかしながら、第１外部通路３１および第２外部通路３２を別々に設けるとともに、そのそれぞれに作動弁４０を設けてもよいし、運転状況等に応じて、第１外部通路３１および第２外部通路３２の連通を、一時的にオーバーラップさせてもよい。

また、上記実施形態では、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１のいずれか一方と中間ポート１２とがポンプ室８を介して連通しているとき、このポンプ室８が、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１のいずれか他方と非連通となる場合について説明した。しかしながら、ポンプ室８は、第１吐出ポート１０、第２吐出ポート１１および中間ポート１２と同時に連通する場合があっても構わない。この場合であっても、上記と同様の作用効果を実現することができる。ただし、中間ポート１２に連通しているポンプ室８が、第１吐出ポート１０および第２吐出ポート１１に同時に連通しないように設計すれば、上記実施形態のように、半吐出状態における第１吐出ポート１０の吐出圧および吐出流量をより高めることができる。

また、上記実施形態では、作動弁４０をボール弁で構成することとしたが、作動弁４０の具体的な構成はこれに限らない。また、作動弁４０を、ハウジング側第１吐出ポート１０ａとハウジング側第２吐出ポート１１ａとの圧力差、および、付勢部材４１の弾性力で作動させることとしたが、制御部１５２によって電気的に作動弁４０を作動させてもよい。いずれにしても、作動弁４０は、第１外部通路３１および第２外部通路３２を開閉することができる構成であれば、その詳細は特に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、ポンプ室８への作動油の吸入、および、ポンプ室８からの作動油の吐出を、回転体３の両側から行うこととした。しかしながら、吸入ポート９、第１吐出ポート１０、第２吐出ポート１１は、回転体３の片側にのみ設けてもよく、この場合にも、上記実施形態と同様の作用効果を実現することができる。

また、上記実施形態では、ハウジング２に回転体３を収容することとしたが、カバー４に回転体３を収容してもよい。また、上記実施形態では、第２合流通路２３の流路断面積を、第１合流通路２２の流路断面積よりも小さくしたが、第１合流通路２２の流路断面積を、第２合流通路２３の流路断面積以下としてもよい。さらに、上記実施形態では、オイルポンプ１が内接歯車ポンプである場合について説明したが、油圧室を回転方向に区画してポンプ室を形成する回転体を備えていれば、例えばベーンポンプであってもよい。

本発明は、主に車両に搭載されるオイルポンプに利用できる。

１ オイルポンプ
３ 回転体
５ ケーシング
７ 油圧室
８ ポンプ室
９ 吸入ポート
１０ 第１吐出ポート
１０ａ ハウジング側第１吐出ポート（合流側第１吐出ポート）
１０ｂ カバー側第１吐出ポート（被合流側第１吐出ポート）
１１ 第２吐出ポート
１１ａ ハウジング側第２吐出ポート（合流側第２吐出ポート）
１１ｂ カバー側第２吐出ポート（被合流側第２吐出ポート）
１２ 中間ポート
２２ 第１合流通路
２３ 第２合流通路
３１ 第１外部通路
３２ 第２外部通路
４０ 作動弁
４１ 付勢部材

Claims (8)

1. ケーシングに形成される油圧室と、
   前記油圧室内に回転自在に収容され、該油圧室を回転方向に区画してポンプ室を形成する回転体と、
   前記油圧室に開口し、前記ポンプ室に作動油を導く吸入ポートと、
   前記吸入ポートよりも前記回転体の回転方向後方に設けられた第１吐出ポートと、
   前記第１吐出ポートよりも前記回転体の回転方向後方に設けられた第２吐出ポートと、
   前記油圧室に開口し、前記第１吐出ポートと前記第２吐出ポートとの間に設けられた中間ポートと、
   前記油圧室の外部に設けられ、前記中間ポートと前記第１吐出ポートとを接続する第１外部通路と、
   前記油圧室の外部に設けられ、前記中間ポートと前記第２吐出ポートとを接続する第２外部通路と、
   前記第１外部通路および前記第２外部通路を開閉する作動弁と、
   を備えたことを特徴とするオイルポンプ。
2. 前記第１吐出ポートおよび前記第２吐出ポートのいずれか一方と前記中間ポートとが前記ポンプ室を介して連通しているとき、該ポンプ室は、該第１吐出ポートおよび該第２吐出ポートのいずれか他方と非連通となることを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
3. 前記作動弁は、
   前記第１外部通路および前記第２外部通路のいずれか一方を開いているとき、該第１外部通路および該第２外部通路のいずれか他方を閉じていることを特徴とする請求項１または２に記載のオイルポンプ。
4. 前記作動弁は、
   半吐出状態では前記第１外部通路を開き、全吐出状態では前記第２外部通路を開くことを特徴とする請求項３に記載のオイルポンプ。
5. 前記第１外部通路および前記第２外部通路は、前記中間ポートとの接続部で互いに接続され、
   前記作動弁は、
   前記半吐出状態では、前記第１吐出ポートの圧力を受けて前記第２外部通路側に移動して、前記第１外部通路を開くとともに該第２外部通路を閉じ、
   前記全吐出状態では、前記第２吐出ポートの圧力を受けて前記第１外部通路側に移動して、前記第２外部通路を開くとともに該第１外部通路を閉じることを特徴とする請求項４に記載のオイルポンプ。
6. 前記作動弁は、前記第１外部通路および前記第２外部通路を開閉するボール弁で構成され、
   前記ボール弁を前記第２外部通路側に付勢する付勢部材をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載のオイルポンプ。
7. 前記第２吐出ポートは、前記回転体の一方の側面に開口する合流側第２吐出ポートと、該回転体の他方の側面に開口する被合流側第２吐出ポートと、を含み、
   前記合流側第２吐出ポートおよび前記被合流側第２吐出ポートは、前記ケーシングに形成された第２合流通路を介して接続され、
   前記合流側第２吐出ポートから吐出された作動油は、前記第２合流通路を介して前記被合流側第２吐出ポートから吐出される作動油に合流した後に供給先に送出され、
   前記第２外部通路は、前記中間ポートと前記合流側第２吐出ポートとを接続することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のオイルポンプ。
8. 前記第１吐出ポートは、前記回転体の一方の側面に開口する合流側第１吐出ポートと、該回転体の他方の側面に開口する被合流側第１吐出ポートと、を含み、
   前記合流側第１吐出ポートおよび前記被合流側第１吐出ポートは、前記ケーシングに形成された第１合流通路を介して接続され、
   前記合流側第１吐出ポートから吐出された作動油は、前記第１合流通路を介して前記被合流側第１吐出ポートから吐出される作動油に合流した後に供給先に送出され、
   前記第１外部通路は、前記中間ポートと前記合流側第１吐出ポートとを接続し、
   前記第２合流通路は、前記第１合流通路よりも流路断面積が小さいことを特徴とする請求項７に記載のオイルポンプ。

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