(57)【要約】【課題】  エネルギー効率を向上することができる可変容量型ポンプを提供すること。【解決手段】  第1受圧部（スプール４１のｘ軸負方向側の受圧面）と第2受圧部（スプール４１のｘ軸正方向側の受圧面）に作用する圧力Pv1,Pv2の差ΔPvにより弁体（スプール４１）が移動することでポンプ（ポンプ部２）の吐出流量Qを可変に制御する制御弁４と、ポンプの吐出部（吐出ポート２８）と接続する吐出流路における絞り部（オリフィス320）の上流側と制御弁４の弁体の第1受圧部側とを接続する第1流路（上流側油路３１）と、絞り部（オリフィス320）の下流側と制御弁４の弁体の第2の受圧部側とを接続する第2流路（下流側油路３３）とを備え、所定条件（圧力や温度等）に対する吐出流量Qの特性が、ポンプが作動流体を供給する対象機器（CVT）により要求される特性に近似するように、第1流路又は第2流路における圧力損失ΔP1,ΔP2を調整した。【選択図】      図１
2014066184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体の圧力が作用する第1受圧部と第2受圧部を有し、これら受圧部に作用する圧力の差により移動する弁体を備え、前記弁体の移動によりポンプの吐出流量を可変に制御する制御弁と、
ポンプの吐出部と接続する吐出流路における絞り部の上流側と前記制御弁の前記弁体の前記第1受圧部側とを接続する第1流路と、
前記吐出流路における前記絞り部の下流側と前記制御弁の前記弁体の前記第2受圧部側とを接続する第2流路と、を備え、
所定条件に対する吐出流量の特性が、ポンプが作動流体を供給する対象機器により要求される特性に近似するように、前記第1流路又は前記第2流路における圧力損失を調整した
ことを特徴とする可変容量型ポンプ。
【請求項２】
前記第1流路又は前記第2流路の長さ又は径を調節することで、前記圧力損失を調整したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量型ポンプ。
【請求項３】
前記所定条件は、ポンプの吐出圧又は作動流体の温度であることを特徴とする請求項１又は２に可変容量型ポンプ。
【請求項４】
車両に搭載される自動変速機の作動油を供給することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに可変容量型ポンプ。
【請求項５】
駆動軸により回転駆動されるロータと、
前記ロータを取り囲んで揺動自在に配置されたカムリングと、
前記ロータの外周に突没可能に設置されて複数のポンプ室を形成する複数のベーンと、
前記ポンプ室から吐出される作動油によって前記カムリングの揺動量を制御する前記制御弁と、を備え、
前記制御弁は、
前記カムリングの揺動を制御する制御室への油路を切り替える前記弁体としてのスプールと、
前記スプールにセット荷重を付与する弾性部材と、
前記スプールに所望の付勢力を付与するソレノイドと、を備える
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに可変容量型ポンプ。
【請求項６】
作動流体の圧力が作用する第1受圧部と第2受圧部を有し、これら受圧部に作用する圧力の差により移動する弁体を備え、前記弁体の移動によりポンプの吐出流量を可変に制御する制御弁と、
ポンプの吐出部と接続する吐出流路における絞り部の上流側と前記制御弁の前記弁体の前記第1受圧部側とを接続する第1流路と、
前記吐出流路における前記絞り部の下流側と前記制御弁の前記弁体の前記第2受圧部側とを接続する第2流路と、を備えた可変容量型ポンプの流量特性の調整方法であって、
所定条件に対する吐出流量の特性が、ポンプが作動流体を供給する対象機器により要求される特性に近似するように、前記第1流路又は前記第2流路における圧力損失を調整する
ことを特徴とする可変容量型ポンプの流量特性の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変容量型ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変容量型のポンプが知られている。例えば、特許文献１に記載のポンプは、弁体の移動によりポンプの吐出流量を可変に制御する制御弁を備え、ポンプからの吐出流路における絞り部の上流側の圧力と下流側の圧力とを制御弁の弁体に作用させる、この圧力差により弁体を移動させることで、ポンプの吐出流量を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３０４１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のポンプでは、所定条件下で必要とされる最大流量に合わせて制御流量を設定すると、吐出流量の無駄が生じ、エネルギー効率が悪化するおそれがあった。本発明の目的とするところは、エネルギー効率を向上することができる可変容量型ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のポンプは、所定条件に対する吐出流量の特性が要求特性に近似するように、制御弁と接続する流路における圧力損失を調整した。
【発明の効果】
【０００６】
よって、吐出流量の無駄を低減し、エネルギー効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のポンプの断面図である。
【図２】実施例１のポンプの回転数と吐出流量との関係を表す特性図である。
【図３】実施例１のポンプの圧力及び温度と圧力損失の差との関係を示す特性図である。
【図４】実施例１のポンプの圧力及び温度に対する吐出流量の特性を示す図である。
【図５】実施例１のポンプの吐出圧と吐出流量との関係特性の実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施例１］
［構成］
実施例１の可変容量型ポンプ（以下、ポンプ１という）は、吐出容量（１回転当たりに吐出する流体量。以下、ポンプ容量という。）を可変にできる可変容量型であり、自動車の油圧機器に作動油を供給する油圧供給源として用いられる。具体的には、ポンプ1は、無段変速機、特にベルト式の連続可変トランスミッション（CVT）の油圧供給源として使用される。ポンプ１は内燃機関（エンジン）のクランクシャフトにより駆動され、作動流体を吸入・吐出する。作動流体として作動油、具体的にはATF（オートマチック・トランスミッション・フルード）を用いる。ポンプ１が適用されるCVTのコントロールバルブ内には、CVTコントロールユニットにより制御される各種のバルブが設けられている。ポンプ１から吐出された作動油は、コントロールバルブを介してCVTの各部（プライマリプーリ、セカンダリプーリ、フォワードクラッチ、リバースブレーキ、トルクコンバータ、潤滑・冷却系等等）に供給される。CVTコントロールユニットでは、アクセル開度、エンジン回転数、車速といった走行状況に応じてライン圧を適宜制御する。
【０００９】
ポンプ１は、作動油を吸入・吐出するポンプ部２と、ポンプ容量を制御する制御部３とを、一体のユニットとして有している。図１は、ポンプ１の一部の断面を示す図であり、ハウジング部材４０を除くポンプ部２を回転軸Oに垂直な平面で切った断面を示すと共に、制御部３を制御弁４の軸を通る平面で切った部分断面を示す。説明の便宜上、制御弁４の軸が延びる方向にｘ軸を設け、弁体（スプール４１）がソレノイド５から離れる側をｘ軸正方向とする。
【００１０】
ポンプ部２は主な構成要素として、クランクシャフトにより駆動される駆動軸２０と、駆動軸２０により回転駆動されるロータ２１と、ロータ２１に突没可能に収容されたベーン２２と、ロータ２１を囲んで配置される円環状のカムリング２３と、カムリング２３を囲んで配置される円環状のアダプタリング２４と、カムリング２３およびロータ２１の軸方向側面に配置され、カムリング２３、ロータ２１およびベーン２２とともに複数のポンプ室ｒを形成するプレート部材（ないしハウジング部材４０）とを有している。アダプタリング２４の内周には、カムリング２３が揺動自在に収容される。アダプタリング２４のｘ軸正方向側にはスプリング２７が圧縮状態で設置され、アダプタリング２４に対してカムリング２３をｘ軸負方向側に常時付勢する。アダプタリング２４とカムリング２３の間には、両者を係止するピン２５が設置される。カムリング２３は、アダプタリング２４に対して、ピン２５が設けられた転動面240で支持され、転動面240を支点に揺動自在に設置される。回転軸Oを挟んでピン２５の略反対側のアダプタリング２４の内周にはシール部材２６が設置される。カムリング２３が揺動する際には、アダプタリング２４の内周の転動面240がカムリング２３の外周面に当接するとともに、シール部材２６がカムリング２３の外周面に摺接する。ロータ２１は、カムリング２３の内周側に設置される。ロータ２１には、複数の溝（スリット210）が放射状に形成されている。ベーン２２は、略矩形状の板部材（羽根）であり、各スリット210に出没可能に収容されている。
【００１１】
ロータ２１とカムリング２３とこれらを挟むプレート部材（ないしハウジング部材４０）との間の空間は、複数のベーン２２によって、複数（１１個）のポンプ室（容積室）ｒに区画される。ロータ２１は図１の時計回り方向に回転する。カムリング２３の中心軸Ocが回転軸Oに対して（ｘ軸負方向側に）偏心した状態では、ｘ軸正方向側からｘ軸負方向側に向かうにつれて、ロータ２１の外周面とカムリング２３の内周面との間のロータ径方向での距離（ポンプ室ｒの径方向寸法）が大きくなる。この距離の変化に応じ、ベーン２２がスリット210から出没することで、各ポンプ室ｒが隔成されるとともに、ｘ軸負方向側のポンプ室ｒのほうが、ｘ軸正方向側のポンプ室ｒよりも、容積が大きくなる。このポンプ室ｒの容積の差異により、回転軸Oに対して図１の上側では、ロータ２１が回転する（ポンプ室ｒがｘ軸正方向側に向かう）につれてポンプ室ｒの容積が縮小する一方、回転軸Oに対して図１の下側では、ロータ２１が回転する（ポンプ室ｒがｘ軸負方向側に向かう）につれて、ポンプ室ｒの容積が拡大する。このようにポンプ室ｒは回転軸Oの周りを時計回り方向に回転しつつ周期的に拡縮する。ポンプ室ｒが回転方向に拡大する吸入領域で、プレート部材（ないしハウジング部材４０）に形成された吸入ポート２９から、ポンプ室ｒに作動油を吸入する。ポンプ室ｒが回転方向に縮小する吐出領域で、プレート部材（ないしハウジング部材４０）に形成された吐出ポート２８へ、ポンプ室ｒから、上記吸入した作動油を吐出する。
【００１２】
ポンプ１の制御部３は、制御室Ｒ１，Ｒ２と油圧回路と電磁弁（制御弁４）とを有している。アダプタリング２４の内周面とカムリング２３の外周面との間の空間は、その軸方向両側がプレート部材（ないしハウジング部材４０）により封止される一方、転動面240（とカムリング２３の外周面との当接部）とシール部材２６とにより、２つの制御室Ｒ１，Ｒ２に液密に隔成されている。カムリング２３の外周側において、カムリング２３の偏心量δが増大する方向であるｘ軸負方向側には第１制御室Ｒ１が隔成され、偏心量δが減少する方向であるｘ軸正方向側には第２制御室Ｒ２が隔成されている。油圧回路は、ハウジング部材４０内において各部を接続する作動油の通路（管路）として油路３０等を有している。ポンプ部２の吐出ポート２８と吐出油路３４とを結ぶ油路３２上には、絞り部としてのメータリングオリフィス（以下、単にオリフィスという）320が設けられている。吐出ポート２８からの油路３０は、オリフィス320よりも上流側（吐出ポート２８側）で上流側油路３１と油路３２に分岐し、上流側油路３１は後述の上流側ポート310に接続される。油路３２は、オリフィス320よりも下流側で下流側油路３３と吐出油路３４に分岐し、下流側油路３３は後述の下流側ポート330に接続され、吐出油路３４はCVTに接続される。
【００１３】
電磁弁は、ポンプ1の容量を可変に制御するための電磁油圧制御弁であり、弁装置としての制御弁４とソレノイド５とを一体に有する。ハウジング部材４０には、ｘ軸方向に延びる略円筒状のバルブ収容孔400が形成されており、バルブ収容孔400には制御弁４の弁体等が収容される。バルブ収容孔400のｘ軸負方向側の端部には、オリフィス320の上流側の吐出圧が供給される上流側ポート310が形成されている。バルブ収容孔400において上流側ポート310のｘ軸正方向側に第１制御油路３８が開口する。第１制御油路３８は、アダプタリング２４を径方向に貫く貫通孔を介して、ポンプ部２の第１制御室Ｒ１に連通する。一方、バルブ収容孔400のｘ軸正方向側の端部には、オリフィス320の下流側の吐出圧（すなわち、CVT100に吐出される圧）が供給される下流側ポート330が形成されている。バルブ収容孔400において下流側ポート330のｘ軸負方向側に第２制御油路３９が開口する。第２制御油路３９は、アダプタリング２４を径方向に貫く貫通孔を介して、ポンプ部２の第２制御室Ｒ２に連通する。
【００１４】
制御弁４は、弁体を作動させる（変位させる）ことで、第１制御室Ｒ１及び第２制御室Ｒ２への作動油の流入・流出を制御する。制御弁４は、スプール弁であり、シリンダとしてのバルブ収容孔400内にｘ軸方向に変位（ストローク）可能に収容された弁体としてのスプール４１と、バルブ収容孔400内にスプール４１のｘ軸正方向側に圧縮状態で設置された弾性部材であって、スプール４１をｘ軸負方向側（ソレノイド５側）に常時付勢する戻しバネとしてのスプリング４３とを有している。スプリング４３のｘ軸正方向端は、バルブ収容孔400のｘ軸正方向側の底部（リテーナ４２）に保持されている。スプール４１は、ポート遮断用（ないしポート開度可変用）の第１ランド部410及び第２ランド部411を備えている。第１ランド部410はスプール４１のｘ軸負方向側に設けられ、第２ランド部411はスプール４１のｘ軸正方向側の端部に設けられている。なお、スプール４１の作動を円滑化するため、第１ランド部410の外周には円周溝４４が設けられ、第２ランド部411の外周には円周溝４５が設けられている。
【００１５】
バルブ収容孔400（内周面）の径は、第１ランド部410及び第２ランド部411の径よりも若干大きく設けられている。バルブ収容孔400の内部は、第１ランド部410のｘ軸負方向側に第１圧力室３５が画成され、第２ランド部411のｘ軸正方向側に第２圧力室３６が画成され、第１ランド部410と第２ランド部411との間にドレン室３７が画成される。スプール４１の変位に関わらず、第１圧力室３５には上流側ポート310が常に開口し、第２圧力室３６には下流側ポート330が常に開口するように設けられている。ドレン室３７は、図外のドレン油路と常時連通し、低圧に保たれている（大気圧に開放されている）。第１圧力室３５からバルブ収容孔400と第１ランド部410との間の隙間を通ってドレン室３７に漏れ出た作動油、及び、第２圧力室３６からバルブ収容孔400と第２ランド部411との間の隙間を通ってドレン室３７に漏れ出た作動油は、ドレン油路から排出される。
【００１６】
スプール４１がｘ軸方向に変位することで、バルブ収容孔400における各油路の開口部（作動油の給排孔）が各ランド部410,411によって塞がれる面積（油路の開口面積）が変化し、これにより各油路の連通状態ないし遮断状態が切り替えられる。各開口部は以下のように配置されている。すなわち、スプール４１がｘ軸負方向側に最大変位した状態で、第１制御油路３８の開口部（第１制御室Ｒ１）は、第１ランド部410により第１圧力室３５との連通が遮断される一方、ドレン室３７と連通する。同じ状態で、第２制御油路３９の開口部（第２制御室Ｒ２）は、第２ランド部411によりドレン室３７との連通が遮断される一方、第２圧力室３６と連通する。スプール４１がｘ軸正方向側に変位するにつれて、第１制御油路３８の開口部（第１制御室Ｒ１）は、ドレン室３７との連通が遮断される一方、変位量が所定以上になると第１圧力室３５と連通し、さらなるｘ軸正方向側への変位量の増大に応じて、第１ランド部410により塞がれる面積が減少（第１圧力室３５への開口面積が増大）する。また、第２制御油路３９の開口部（第２制御室Ｒ２）は、スプール４１がｘ軸正方向側に変位するにつれて、第２ランド部411により塞がれる面積が増大（第２圧力室３６への開口面積が減少）し、変位量が所定以上になると第２圧力室３６との連通が遮断される。スプール４１がｘ軸正方向側に最大変位した状態で、第１制御油路３８の開口部（第１制御室Ｒ１）は、第１ランド部410によりドレン室３７との連通が遮断される一方、第１圧力室３５と連通する。同じ状態で、第２制御油路３９の開口部（第２制御室Ｒ２）は、第２ランド部411により第２圧力室３６との連通が遮断される一方、ドレン室３７と連通する。
【００１７】
上流側油路３１からの作動油の供給により、第１圧力室３５内の圧力は、オリフィス320の上流側の油圧P1に応じた値となる。下流側油路３３からの作動油の供給により、第２圧力室３６内の圧力は、オリフィス320の下流側の油圧P2に応じた値となる。オリフィス320を通過する際の圧力降下により、P2はP1よりも低圧となる。P1,P2の差ΔPM（＝P1−P2）、すなわちオリフィス320の上下流の油圧の差（以下、オリフィス前後差圧という。）は、オリフィス320を通過する作動油の流量、すなわちポンプ吐出流量Qに応じて、増大する。一方、第１圧力室３５から作動油がドレン室３７に漏れ出ることで上流側油路３１には作動油の流れが生じ、上流側油路３１において圧力損失ΔP1が発生するため、実際の第１圧力室３５内の圧力Pv1は、上記圧力損失ΔP1がないと仮定した場合の油圧P1から、上記圧力損失ΔP1を差し引いた値となる（Pv1＝P1−ΔP1）。同様に、第２圧力室３６から作動油がドレン室３７に漏れ出ることで下流側油路３３には作動油の流れが生じ、下流側油路３３において圧力損失ΔP2が発生するため、実際の第２圧力室３６内の圧力Pv2は、上記圧力損失ΔP2がないと仮定した場合の油圧P2から、上記圧力損失ΔP2を差し引いた値となる（Pv2＝P2−ΔP2）。言い換えると、実際の第２圧力室３６内の圧力Pv2に対する第１圧力室３５内の圧力Pv1の差ΔPvは、オリフィス前後差圧ΔPMから、下流側油路３３に対する上流側油路３１の圧力損失の差（ΔP1−ΔP2）を差し引いた値となる（ΔPv＝Pv1−Pv2＝ΔPM−（ΔP1−ΔP2））。本実施例では、上流側油路３１又は下流側油路３３の長さや径を調節することで、上流側油路３１における圧力損失ΔP1のほうが下流側油路３３における圧力損失ΔP2よりも大きくなるように設定する。言い換えると、上記圧力損失の差（ΔP1−ΔP2）を正値とする。なお、オリフィス前後差圧ΔPMは、圧力損失の差（ΔP1−ΔP2）よりも大きく設定されている。
【００１８】
図１に示すように、ソレノイド５は、ハウジング部材４０においてバルブ収容孔400のｘ軸負方向側の開口部に設けられた設置部404に設置されている。設置部404の内周面404aとソレノイド５（のｘ軸正方向突出部５ｂ）の外周面との間にはシール部材404bが設置され、バルブ収容孔400の液密性を確保している。ソレノイド５の突出部５ｂからはプランジャ（ロッド）５aがバルブ収容孔400内に向かって延びている。ソレノイド５は、ソレノイド制御手段を構成するCVTコントロールユニットからの指令に基づき通電されることにより、通電量（指令電流）に応じた推力Fsolでプランジャ５aをｘ軸正方向側に駆動する。具体的には、PWM方式を用いて、駆動電圧のパルス幅を変化させることにより、ソレノイド５のコイルに所望の実効電流を通電し、プランジャ５aの駆動力を連続的に変化させる。CVTコントロールユニットは、所定周期でコイルに駆動信号（駆動電圧）を出力し、駆動信号の一周期当たりのコイルへの通電時間を可変とすることでコイルに供給する電流値を制御する。プランジャ５aのｘ軸正方向端部がスプール４１のｘ軸負方向端部412に当接しており、ソレノイド５の電磁力Fsolによりスプール４１をスプリング４３の荷重方向と反対方向（ｘ軸正方向側）に付勢することで、スプール４１の変位を制御可能に設けられている。ソレノイド５に通電される電流値が大きいほど、ソレノイド５がスプール４１をｘ軸正方向側に駆動する力Fsolが大きくなる。ソレノイド５への指令電流は、CVTの要求に応じ、ポンプ１に要求される吐出流量が大きいときは小さな電流値に設定され、ポンプ１に要求される吐出流量が小さいときは大きな電流値に設定される。
【００１９】
［作用］
次に、実施例１のポンプ１の作用を説明する。まず、ポンプ１の容量可変作用について、図１及び図２を参照しながら説明する。図２は、実施例１のポンプ１の回転数と吐出流量との関係を表す特性図である。制御弁４のスプール４１には、スプリング４３による付勢力Fsprがｘ軸負方向に作用すると共に、スプール４１のｘ軸方向両側に作用する圧力の差ΔPvによる付勢力Fvがｘ軸正方向に作用する。具体的には、スプリング４３による付勢力Fsprは、スプール４１がｘ軸負方向側に最大変位した（スプリング４３の縮み量が最小である）状態からスプール４１がｘ軸正方向側にどれだけストロークしたか（スプリング４３がどれだけ縮んだか）に応じてに決まる。スプール４１のｘ軸負方向側に作用する（スプール４１をｘ軸正方向側に押圧する）油圧による付勢力Fv1は、第１圧力室３５の圧力（オリフィス320の上流側の油圧）Pv1と、第１ランド部410の径に応じたスプール４１のｘ軸負方向側の受圧面積A1との積により決まる（Fv1＝A1×Pv1）。スプール４１のｘ軸正方向側に作用する（スプール４１をｘ軸負方向側に押圧する）油圧による付勢力Fv2は、第２圧力室３６の圧力（オリフィス320の下流側の油圧）Pv2と、第２ランド部411の径に応じたスプール４１のｘ軸正方向側の受圧面積A2との積により決まる（Fv2＝A2×Pv2）。A1＝A2であり、かつPv1≧Pv2であるため、Fv1≧Fv2である。差圧ΔPv（＝Pv1−Pv2）による付勢力Fvは、上記Fv1とFv2との差であり（Fv＝Fv1−Fv2）、ｘ軸正方向に（スプール４１をｘ軸正方向側に付勢するように）作用する。例えば、差圧ΔPvによるｘ軸正方向の付勢力Fvの大きさがスプリング４３によるｘ軸負方向の付勢力Fsprを上回る（Fv＞Fspr）と、言い換えればｘ軸正方向の付勢力Fv1がｘ軸負方向の付勢力FsprとFv2の合計を上回る（Fv1＞Fspr＋Fv2）と、スプール４１がｘ軸正方向にストロークする。このストロークに応じて、スプリング４３が押し縮められることでFsprが増大する。スプール４１は、Fv（＝Fv1−Fv2）とFsprとが釣り合う（Fv1＝Fspr＋Fv2となる）位置までストロークすると停止する。
【００２０】
スプール４１の停止位置がｘ軸負方向側にあり、第１ランド部410が上流側油路３１と第１制御油路３８とを遮断し、第２ランド部411が下流側油路３３と第２制御油路３９とを連通するとき、第１制御室Ｒ１には作動油は供給されず、第２制御室Ｒ２に作動油が供給される。スプール４１の停止位置がｘ軸正方向側にあり、第１ランド部410が上流側油路３１と第１制御油路３８とを連通し、第２ランド部411が下流側油路３３と第２制御油路３９とを遮断するとき、第２制御室Ｒ２には作動油は供給されず、第１制御室Ｒ１に作動油が供給される。第１制御室Ｒ１の圧力によりカムリング８をｘ軸正方向に付勢する力が、第２制御室Ｒ２の圧力によりカムリング８をｘ軸負方向に付勢する力とスプリング２７がカムリング８をｘ軸負方向に付勢する力との合計を上回ると、カムリング８がｘ軸正方向側に揺動して偏心量δが減少し、ポンプ容量が減少する。第１制御室Ｒ１の圧力によりカムリング８をｘ軸正方向に付勢する力が、第２制御室Ｒ２の圧力によりカムリング８をｘ軸負方向に付勢する力とスプリング２７がカムリング８をｘ軸負方向に付勢する力との合計を下回ると、カムリング８がｘ軸負方向側に揺動して偏心量δが増大し、ポンプ容量が増大する。ポンプ７の吐出流量Qが増大するのに応じて、差圧ΔPv（付勢力Fv）が増大してスプール４１がｘ軸正方向側にストロークするため、第２制御室Ｒ２ではなく第１制御室Ｒ１に作動油が供給されるようになる。よって、偏心量δは減少し、ポンプ容量が減少する。ポンプ７の吐出流量Qが減少するのに応じて、差圧ΔPv（付勢力Fv）が減少してスプール４１がｘ軸負方向側にストロークするため、第１制御室Ｒ１ではなく第２制御室Ｒ２に作動油が供給されるようになる。よって、偏心量δは増大し、ポンプ容量が増大する。このように制御弁４の作動により、ポンプ７の吐出流量Qに応じてポンプ容量が変化するように制御される。
【００２１】
このように制御弁４の作動（スプール４１の変位）は、制御対象であるポンプ部２の吐出流量（制御流量）Qのフィードバックを受けてメカ的に（スプール４１の両側に作用する油圧の差ΔPvにより）制御されると共に、CVTコントロールユニットからの指令に基づき、スプリング４３の荷重方向と反対方向（ｘ軸正方向）にソレノイド５からスプール４１に作用する推力（電磁力）により電子的に制御可能に設けられている。まず、ソレノイド５が非作動状態のときの制御部３の作動について説明する。例えばポンプ作動初期、ポンプ回転数が比較的小さく、ポンプ吐出流量Qが比較的少ない状態では、差圧ΔPv（付勢力Fv）はさほど大きくない。よって、カムリング８は所定の偏心状態となり、流量Qは、回転数が上昇するにつれてポンプ容量に応じた傾きで増大する（図２の固定容量域（ａ）参照）。なお、スプリング４３を設置してそのセット荷重（付勢力Fspr）によりスプール４１をｘ軸負方向に常時付勢することで、ポンプ作動初期における制御弁４の作動を安定化することができる。回転数（流量Q）がある程度増大すると、差圧ΔPv（付勢力Fv）が大きくなり、偏心量δが小さくなってポンプ容量が減少するため、回転数が上昇しても流量Qの増大が抑制されるようになる。具体的には、回転数に関わらず一定の流量が維持されるようになる。なお、流量Qが上記所定流量を下回ると、差圧ΔPv（付勢力Fv）が小さくなるから、再度カムリング８が偏心し、適宜流量Qの増大が図られる（図２の吐出流量制御域（ｂ）参照）。ここで、ソレノイド５が非作動状態にあっては、スプリング４３によるｘ軸負方向の付勢力Fsprに対向するｘ軸正方向の力が、差圧ΔPvによる付勢力Fvのみである。よって、差圧ΔPv（流量Q）が比較的大きくならないと、スプール４１をｘ軸正方向にストロークさせる（ポンプ容量を減少させる）力を確保できない。このため、図２（ソレノイドオフ時のグラフ）に示すように、比較的高い流量Qを達成した後に、一定の流量を維持する特性となる。
【００２２】
次に、ソレノイド５が作動状態のときの制御部３の作動について説明する。ソレノイド５に通電すると、スプール４１をｘ軸正方向に付勢する電磁力Fsolが発生するため、スプリング４３による付勢力Fspr（セット荷重）を小さく変更したのと同じ作用が得られる。例えば、ｘ軸正方向に作用する差圧ΔPvによる付勢力Fvと電磁力Fsolとの合計が、ｘ軸負方向に作用するスプリング４３による付勢力Fsprを上回る（Fv＋Fsol＞Fspr）と、スプール４１がｘ軸正方向にストロークする。スプール４１は、Fv＋FsolとFsprとが釣り合う（Fv＝Fspr−Fsolとなる）位置までストロークすると停止する。よって、流量Qが比較的少なく、差圧ΔPv（付勢力Fv）が比較的小さい段階から、スプール４１をｘ軸正方向にストロークさせることができる。よって、流量Qの増大過程においてソレノイド５が非作動状態のときよりも早いタイミングで制御弁４が切り替わり、第２制御室Ｒ２ではなく第１制御室Ｒ１に作動油が供給されて、偏心量δが小さくなる。このため、図２（ソレノイドオン時のグラフ）に示すように、比較的低い流量Qを達成した後に、一定の流量を維持する特性となる。このように、ソレノイド５の発生する付勢力によって、上記一定とする流量（以下、制御流量）の大きさ、ないし流量を一定とする回転数の大きさ、すなわち流量特性を制御することができる。このように流量特性を制御することで、エネルギー効率を向上することができる。なお、スプリング４３の付勢方向とソレノイド５の付勢方向とが同一となる構成も考えられるが、この場合、最低制御流量が高めに設定され、エネルギー効率が悪化するおそれがある。本実施例では、スプリング４３の付勢方向とソレノイド５の付勢方向とを反対としているため、最低制御流量を低めに設定することができ、エネルギー効率を向上することができる。
【００２３】
ポンプ１から吐出される作動油は、CVTにおいて使用される。CVTコントロールユニットでは、アクセル開度等の走行状況に応じてライン圧を適宜制御する。よって、例えば、走行状況に応じて、高い吐出流量が要求されるときは、ソレノイド５に通電する電流（電磁力）を小さくするか又はゼロとし、低い吐出流量が要求されるときは、ソレノイド５に通電する電流（電磁力）を大きくする。このような構成であるため、フェールセーフ性を向上することができる。すなわち、ポンプ１は、自動変速機（CVT）の油圧供給用として使用されるため、ソレノイド５等の故障時には、吐出流量としては高い値（例えば最大吐出流量）を確保することが望ましい。吐出流量不足は、自動変速機（CVT）内でのベルト滑りやクラッチ等の締結力不足によるスリップを招くおそれがあり、耐久性に影響を与えるおそれがあるからである。よって、上記のように、ソレノイド非作動時には吐出流量が高くなるように設けることで、高い信頼性を確保することができる。具体的には、スプリング４３として圧縮ばねを用い、スプール４１を挟んでスプリング４３のセット荷重が作用する側と反対側にソレノイド５を設置することとした。圧縮ばねを用いることで、小型化や構成の簡素化を図ることができる。
【００２４】
次に、上流側油路３１における圧力損失ΔP1を下流側油路３３における圧力損失ΔP2よりも大きく設定したことの作用について、図３〜図５を参照しながら説明する。図３は、圧力損失の差（ΔP1−ΔP2）と圧力及び温度との関係を示す特性図である。図４は、制御流量Qと圧力及び温度との関係を示す特性図である。図３に示すように、ポンプ１の吐出圧（油路３０〜３４の圧力）が増大するにつれて、圧損差（ΔP1−ΔP2）が増大する。言い換えると、下流側油路３３における圧損ΔP2に比べ、上流側油路３１における圧損ΔP1が増大する。同様に、作動油の温度が増大するにつれて、圧損差（ΔP1−ΔP2）が増大する。圧損差（ΔP1−ΔP2）が増大すると、第２圧力室３６に対する第１圧力室３５の圧力の差ΔPv（＝ΔPM−（ΔP1−ΔP2））が減少し、差圧ΔPvによりスプール４１をｘ軸正方向側に付勢する付勢力Fvも減少する。このため、同じΔPM（流量Qないし回転数）であっても、スプール４１がよりｘ軸負方向側にストロークし、第１制御室Ｒ１ではなく第２制御室Ｒ２により多くの作動油が供給されるようになり、偏心量δが大きくなる。よって、図４の実線に示すように、ポンプ１の吐出圧または作動油の温度が増大するにつれて、流量Qがそれぞれ増大する特性となる。ここで、図４の実線で示す特性は、ポンプ１が作動油を供給する対象機器であるCVTが圧力や温度に応じて実際に必要とする流量Qの特性（要求特性）でもある。すなわち、本実施例のCVT用ポンプ１にあっては、要求される流量特性は、ポンプ回転数（エンジン回転数）、圧力、ないし温度に対して右上がりの（これらの増大に応じて流量が増大するような）特性が要求されており、高温、高圧時に大流量となる特性である。このように、ポンプ１では、圧力や温度といった条件に対する流量Qの特性が、CVTによって要求される特性に近似するように、上流側油路３１又は下流側油路３３における圧力損失ΔP1,ΔP2を調整している。図５は、本実施例の構成を適用した試作品において、制御流量Qと圧力との関係特性を実測した結果を示すグラフである。図５に示すように、上流側油路３１又は下流側油路３３の長さや径を調節して圧力損失ΔP1,ΔP2、具体的には圧損差（ΔP1−ΔP2）を調整することで、本実施例の構成を適用しない従来品とは異なり、ポンプ１の吐出圧が増大するにつれて流量Qが増大する特性が得られた。
【００２５】
すなわち、従来、油圧機器に作動油を供給する可変容量型ポンプにあっては、ポンプの回転数や作動油の温度、圧力等の各条件下において、油圧機器で必要とされる最大流量を供給するように、ポンプの特性を設定していた。しかし、油圧機器が実際には流量を必要としない条件時でも多くの流量を吐出することになるため、ポンプを駆動するためのエネルギーのロス（動力損失）が増加し、エネルギー効率を向上することができない。例えば、ポンプを内燃機関により駆動するものにあっては、ポンプを可変容量型としたことによる燃費改善効果が目減りしてしまう。例えば、図４の実線が油圧機器（本実施例ではCVT）の要求特性を示す場合、圧力や温度に関わらず、常に（圧力や温度の最悪条件で必要とされる）最大流量Qmaxを実現するようにポンプの特性を図４の破線のように設定すると、設定された制御流量Qmaxと、圧力等に応じて実際に要求される流量Qとの差（図４の斜線で示す領域の流量）が無駄となって、エネルギーのロスが生じることとなる。また、流量大側で制御流量を設定することで、キャビテーションによる騒音やエロ−ジョンによる摩耗等を増大させることにもつながる。これに対し、本実施例のポンプ１では、圧力や温度といった条件に応じて流量Qが変化するように、ポンプ１の特性を調整する。具体的には、上記条件に対する流量Qの特性を、ポンプ１が作動油圧を供給する対象である油圧機器（本実施例ではCVT）の要求特性（図４の実線）に近づける。これにより、上記条件の変化（圧力や温度の増減）に関わらず、油圧機器（CVT）が実際に必要とする最低限の流量を吐出可能となるため、要求性能を達成しつつエネルギー効率を向上することができる。すなわち、ポンプ１の特性をCVTの要求特性に近づけるように調整することで、図４の斜線で示される流量Qのロス領域を縮小し、これにより、省エネルギー化を図ることができる。本実施例のように内燃機関によりポンプ１を駆動する場合は、燃費効果の最大化を図ることができる。
【００２６】
なお、油圧機器（本実施例ではCVT）の要求特性は図４のものに限らず、様々なもの（例えば直線的でなく曲線的な特性や、回転数等の他の条件による流量特性）が考えられるが、この要求特性にポンプ１の特性を近づけるように調整すれば上記効果が得られることは言うまでもない。例えば、ポンプ回転数（エンジン回転数）に応じてCVTが要求する制御流量Qの特性に近づけるように、上流側油路３１又は下流側油路３３における圧力損失ΔP1,ΔP2を調整することとしてもよい。
【００２７】
また、本実施例のようにソレノイドを備えて制御流量を調節可能な電子制御式の可変容量型ポンプにあっては、油圧機器（CVT）が実際に流量を必要とする条件時にのみ必要な流量を供給するよう、ポンプの特性をソレノイドの制御によりチューニングすることも考えられる。しかし、この場合、制御が複雑となり、コントロールユニットの容量が増大してしまう。電流値で調整する構成では、その分だけ余計な電流値を流す必要があり、最終的にエネルギー効率悪化の原因ともなる。これに対し、本実施例のポンプ１では、上流側油路３１又は下流側油路３３の長さや径を調節することで、すなわち機械的な構成によって、ポンプ１の特性を調整することとした。よって、制御構成を簡略化し、コントロールユニットの容量低減等を図ることができる。
【００２８】
また、上流側油路３１や下流側油路３３の長さや径を調節するのではなく、別の機械的手段により、第１圧力室３５ないし第２圧力室３６へ供給される作動油圧を諸条件（圧力や温度等）に応じて変化させることも考えられる。しかし、この場合、部品点数が増大してポンプ１が複雑化するおそれがある。これに対し、本実施例のポンプ１では、上流側油路３１又は下流側油路３３の長さや径を調節することで、すなわち従来から存在する構成をチューニングすることによって、ポンプ１の特性を調整することとした。よって、部品点数の増大を抑制し、ポンプ１の構成を簡素化することができる。なお、従来のものに対して上流側油路３１又は下流側油路３３の一方のみの長さや径を調節してもよいし、油路３１，３３の両方の長さや径を調節してもよい。また、長さ又は径の一方のみを調節してもよいし、長さと径の両方を調節してもよい。
【００２９】
また、従来から存在する機械的な構成をチューニングすることによって、第１圧力室３５ないし第２圧力室３６へ供給される作動油圧を諸条件（圧力や温度等）に応じて変化させる構成として、例えば、制御弁４のスプール４１（第１ランド部410ないし第２ランド部411）とバルブ収容孔400との間の隙間（バルブクリアランス）の大きさをコントロールし、第１圧力室３５ないし第２圧力室３６からドレン室３７へ漏出する作動油量を調整することも考えられる。しかし、この場合、作動油の漏出量を増減させることとなるため、ポンプ１の効率が悪化するおそれがある。これに対し、本実施例のポンプ１は、作動油の漏れ量を調整するのではなく（漏れ量を従来どおり必要最小限としつつ）、この漏れに起因する圧力損失ΔP1,ΔP2を調整する構成であるため、ポンプ効率の悪化を抑制することができる。また、圧力損失を調整しない構成の場合には、この圧力損失の差に応じて、オリフィス前後差圧ΔPMによらない制御流量のバラツキが生じることとなる。このバラツキを低減するためには、制御的ないし機械的に調整する手段や工程が必要となる。これに対し、本実施例のポンプ１では、圧力損失ΔP1,ΔP2を意図的に調整することで、圧損差（ΔP1−ΔP2）による制御流量Qのバラツキを前もって抑制することができる。
【００３０】
なお、ソレノイドを備えない構成であっても、上記作用効果を得ることができる。本実施例では、ソレノイド５を備えることで、上記のようにソレノイド５により流量を制御してエネルギー効率を向上することができる。特に、本実施例のポンプ１が作動油を供給する油圧機器（CVT）は、自動車の車両に搭載される自動変速機である。すなわち、ポンプ１は、作動流体として、自動変速機において使用される作動油を供給する。よって、例えば、自動変速機の作動時に必要とされる作動油の流量が平均的に少ない場合には、最低制御流量を低く設定することで、エネルギー効率を向上することができる。
【００３１】
なお、ポンプ１が作動油を供給する機器は、自動変速機以外の油圧機器、例えば車両の操舵機構に操舵補助力を付与するパワーステアリング装置等であってもよく、この場合も、圧力損失を調整することで上記作用効果を得ることができる。ここで、一般にパワーステアリング装置よりも自動変速機のほうが、（コンタミ対策等のため）上記バルブクリアランスが大きく設定されるため、上流側油路３１及び下流側油路３３に流れが生じやすく、この流れに起因する圧損差が大きい。よって、本実施例のようにポンプ１を自動変速機（CVT）に用いた場合には、圧力損失ΔP1,ΔP2を利用したポンプ１の特性の調整が比較的容易であるというメリットがある。
【００３２】
［効果］
以下、実施例１から把握される可変容量型ポンプ１の効果を列挙する。
（１）作動流体（作動油）の圧力が作用する第1受圧部（スプール４１のｘ軸負方向側の受圧面）と第2受圧部（スプール４１のｘ軸正方向側の受圧面）を有し、これら受圧部に作用する圧力Pv1,Pv2の差ΔPvにより移動する弁体（スプール４１）を備え、弁体の移動によりポンプ（ポンプ部２）の吐出流量Qを可変に制御する制御弁４と、ポンプの吐出部（吐出ポート２８）と接続する吐出流路における絞り部（オリフィス320）の上流側と制御弁４の弁体の第1受圧部側とを接続する第1流路（上流側油路３１）と、吐出流路における絞り部（オリフィス320）の下流側と制御弁４の弁体の第2の受圧部側とを接続する第2流路（下流側油路３３）と、を備え、所定条件（圧力や温度等）に対する吐出流量Qの特性が、ポンプが作動流体を供給する対象機器（CVT）により要求される特性に近似するように、第1流路又は第2流路における圧力損失ΔP1,ΔP2を調整した。
よって、簡素な構成により、要求性能を達成しつつエネルギー効率を向上することができる。
（２）第1流路（上流側油路３１）又は第2流路（下流側油路３３）の長さ又は径を調節することで、圧力損失ΔP1,ΔP2を調整した。
よって、部品点数の増大を抑制し、ポンプ１の構成を簡素化することができる。
（３）所定条件は、ポンプの吐出圧又は作動流体の温度である。
よって、吐出圧又は温度に対する流量特性を要求特性に近づけることができる。
（４）ポンプ１は、車両に搭載される自動変速機（CVT）の作動油を供給する。
よって、ポンプ１の流量特性を自動変速機（CVT）により要求される特性に近づけ、自動変速機の要求性能を達成しつつ、自動変速機とポンプ１とで構成されるユニットのエネルギー効率を向上することができる。また、圧力損失ΔP1,ΔP2を利用したポンプ１の特性の調整が比較的容易である。
（５）駆動軸２０により回転駆動されるロータ２１と、ロータ２１を取り囲んで揺動自在に配置されたカムリング８と、ロータ２１の外周に突没可能に設置されて複数のポンプ室ｒを形成する複数のベーン２２と、ポンプ室ｒから吐出される作動油によってカムリング８の揺動量（偏心量δ）を制御する制御弁４と、を備え、制御弁４は、カムリング８の揺動を制御する制御室R1,R2への油路（第１，第２制御油路３８，３９）を切り替える弁体としてのスプール４１を備える。
よって、上記形式のベーンポンプに本発明を適用することができる。
（６）スプール４１にセット荷重を付与する弾性部材（スプリング４３）を備える。
よって、ポンプ作動初期における制御弁４の作動を安定化して流量Qを安定的に制御することができる。
（７）スプール４１に所望の付勢力を付与するソレノイド５を備える。
よって、ソレノイド５により流量Qを制御してエネルギー効率をより向上することができる。
【００３３】
〔他の実施例〕
以上、本発明の可変容量型ポンプを実施例に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、可変容量型ポンプ１の形式はベーンポンプに限らない。また、制御弁４の形式はスプール弁に限らない。
【符号の説明】
【００３４】
１      ポンプ
２      ポンプ部
３      制御部
４      制御弁
４１    スプール（弁体）
４３    スプリング（弾性部材）
５      ソレノイド
８      カムリング
２０    駆動軸
２１    ロータ
２２    ベーン
２８    吐出ポート（吐出部）
３１    上流側油路（第１流路）
３３    下流側油路（第２流路）
３２０  オリフィス（絞り部）
ｒ      ポンプ室
Ｒ１    第１制御室
Ｒ２    第２制御室
【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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