(57)【要約】【課題】低油温時と高油温時の双方で同様の２段階の油圧特性が得られるようにする。【解決手段】可変容量ポンプ１は、ハウジング２内に配置されたカムリング３と、カムリング３内に収容されたポンプユニットと、を備え、カムリング３の揺動位置でポンプユニットの容量が変化する。カムリング３を容量低下方向（Ｄ１）に付勢する第１圧力制御チャンバ３０と、容量増加方向（Ｄ２）に付勢するスプリング２２および第２圧力制御チャンバ４０、を有する。第２圧力制御チャンバ４０は、カムリング３が第１の角度揺動したときに閉じるリリーフ回路６０を有し、さらに、第２の角度揺動したときに閉じる低温時リリーフ孔７１を有する。低温時リリーフ孔７１は、低油温時にはリリーフ弁７を介して低圧側に解放される。これにより、低油温時にも高油温時と同様の２段階の油圧特性が得られる。【選択図】図１
2018096204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に揺動可能に配置された環状のカムリングに、駆動軸により回転駆動されるポンプユニットが収容され、上記カムリングの揺動位置に応じて上記ポンプユニットの容量が変化する可変容量ポンプであって、
所定の油圧で開弁する油圧制御弁を介して制御油圧が導入され、この制御油圧により上記カムリングを容量低下方向である第１の揺動方向に付勢するように、上記ハウジングの内周面と上記カムリングの外周面との間に画成された第１圧力制御チャンバと、
上記制御油圧が導入され、この制御油圧により上記カムリングを容量増加方向である第２の揺動方向に付勢するように、上記第１圧力制御チャンバと対向して上記ハウジングの内周面と上記カムリングの外周面との間に画成されているとともに、上記第１圧力制御チャンバよりも受圧面積が相対的に小さい第２圧力制御チャンバと、
上記第２の揺動方向に上記カムリングを付勢するスプリングと、
上記第２圧力制御チャンバと低圧側との間を連通するように設けられるとともに、上記カムリングの揺動位置に応じて開閉され、上記カムリングが上記スプリングによる初期位置から上記第１の揺動方向に第１の角度揺動したときに閉じられるリリーフ回路と、
上記カムリングの端面によって開閉されるように上記第２圧力制御チャンバの内壁面に開口形成され、上記カムリングが上記初期位置から上記第１の揺動方向に上記第１の角度よりも大きな第２の角度揺動したときに閉じられる低温時リリーフ孔と、
この低温時リリーフ孔と低圧側との間を低温時に連通させるリリーフ弁と、
を備える、ことを特徴とする可変容量ポンプ。
【請求項２】
上記ポンプユニットは、
上記カムリングの内周面に回転可能に嵌合する円筒状のアウタロータと、
上記アウタロータの内周側に配置され、上記アウタロータに対し偏心した位置で上記駆動軸と一体に回転するインナロータと、
上記インナロータから上記アウタロータへ回転力を伝達するように上記インナロータと上記アウタロータとを連結するとともに、上記アウタロータと上記インナロータとの間に画成された空間を複数のチャンバに区画する、複数の連結プレートと、
からなる、ことを特徴とする請求項１に記載の可変容量ポンプ。
【請求項３】
上記リリーフ弁は、温度に応じて機械的に作動するサーモスタット弁からなる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の可変容量ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば内燃機関や自動変速機におけるオイルポンプとして使用される可変容量ポンプに関し、特にポンプ回転数に対して油圧が２段階に変化するように容量が機械的に制御される可変容量ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ポンプ回転数に対して油圧が２段階に変化するようにした可変容量ポンプの一例として、ベーンポンプを利用した可変容量ポンプが開示されている。この可変容量ポンプは、ハウジング内に揺動可能に配置されたカムリングの中にベーンポンプが構成されたもので、カムリングの揺動に伴ってベーンポンプの回転軸に対する偏心量が変化し、ひいてはポンプの容量が変化する。そして、カムリングは、制御油圧によって容量減少方向へ付勢されるとともに、２つのスプリングによって容量拡大方向に付勢されており、両者の関係によって偏心位置が定まる。一方のスプリングは、カムリングが所定量偏心したときにカムリングと係合する。これによって、２段階に変化する容量特性が得られる。  また、特許文献２に開示された可変容量ポンプでは、偏心量が拡大する方向にカムリングを付勢する第１スプリングと、偏心量が減少する方向にカムリングを付勢する第２スプリングと、が対向して配置されており、両者の付勢量と制御油圧との関係から２段階に変化する容量特性が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／００３１６９号パンフレット
【特許文献２】特許第５６２０８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、２段階に特性が変化する従来の可変容量ポンプは、いずれも、特性が異なる２つのスプリングを組み合わせて用いている。そのため、スプリングのばらつきに起因して、ポンプの油圧特性がばらつきやすい。
【０００５】
また、内燃機関の始動時など油温が低い段階では、油の粘性が高いことから制御油圧の特性が変化し、ポンプ回転数に対する油圧ないし容量の段階的な変化の特性が変わってしまう。これにより、無駄な高圧の供給などが生じる懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、ハウジング内に揺動可能に配置された環状のカムリングに、駆動軸により回転駆動されるポンプユニットが収容され、上記カムリングの揺動位置に応じて上記ポンプユニットの容量が変化する可変容量ポンプであって、
所定の油圧で開弁する油圧制御弁を介して制御油圧が導入され、この制御油圧により上記カムリングを容量低下方向である第１の揺動方向に付勢するように、上記ハウジングの内周面と上記カムリングの外周面との間に画成された第１圧力制御チャンバと、
上記制御油圧が導入され、この制御油圧により上記カムリングを容量増加方向である第２の揺動方向に付勢するように、上記第１圧力制御チャンバと対向して上記ハウジングの内周面と上記カムリングの外周面との間に画成されているとともに、上記第１圧力制御チャンバよりも受圧面積が相対的に小さい第２圧力制御チャンバと、
上記第２の揺動方向に上記カムリングを付勢するスプリングと、
上記第２圧力制御チャンバと低圧側との間を連通するように設けられるとともに、上記カムリングの揺動位置に応じて開閉され、上記カムリングが上記スプリングによる初期位置から上記第１の揺動方向に第１の角度揺動したときに閉じられるリリーフ回路と、
上記カムリングの端面によって開閉されるように上記第２圧力制御チャンバの内壁面に開口形成され、上記カムリングが上記初期位置から上記第１の揺動方向に上記第１の角度よりも大きな第２の角度揺動したときに閉じられる低温時リリーフ孔と、
この低温時リリーフ孔と低圧側との間を低温時に連通させるリリーフ弁と、
を備えて構成されている。
【０００７】
このような構成では、油圧が所定の油圧に達するまでは、油圧供給弁が開弁せず、第１圧力制御チャンバ内に制御油圧が導入されないため、カムリングはスプリングにより容量増加方向である第２の揺動方向に付勢され、容量が最大となる初期位置に保持される。これによりポンプ回転数に応じた吐出量ひいてはポンプ回転数に応じた油圧が得られる。
【０００８】
制御油圧が所定の油圧に達すると、油圧供給弁が開弁して第１圧力制御チャンバ内に制御油圧が導入されるため、カムリングは第１圧力制御チャンバ内の制御油圧がスプリングの付勢力とバランスする位置まで第１の揺動方向に揺動する。従って、制御油圧上昇に伴って容量が減少することとなる。第２圧力制御チャンバには、同様に制御油圧が直接にあるいは第１圧力制御チャンバを経由して導入されるが、カムリングが第１の揺動方向へ第１の角度揺動するまではリリーフ回路が開いており、制御油圧が低圧側に解放されるので、制御油圧は第２圧力制御チャンバに面したカムリングの受圧面には作用しない。
【０００９】
カムリングが第１の揺動方向へ第１の角度だけ揺動すると、リリーフ回路が閉じられて第２圧力制御チャンバが密閉される。そのため、制御油圧が第２圧力制御チャンバに面したカムリングの受圧面に作用するようになり、第１圧力制御チャンバによる付勢力が相殺され、カムリングの第１の揺動方向への揺動が抑制される。従って、制御油圧上昇に対する容量減少が緩慢となる。
【００１０】
このような容量変化により、ポンプ回転数に対して実質的に２段階に変化するような油圧特性が得られる。
【００１１】
一方、油温が低い低温時には、リリーフ弁が開状態となっており、低温時リリーフ孔が低圧側に解放されている。低温時リリーフ孔は、カムリングが初期位置から第２の角度（第１の角度よりも大きい角度である）揺動するまでは開いているので、第２圧力制御チャンバの油圧は上昇しない。これにより、油の粘性増加に伴う特性変化が抑制される。
【００１２】
本発明においては、上記ポンプユニットとして、ベーンポンプを含む種々の型式の回転型ポンプを適用することができる。
【００１３】
本発明の好ましい一つの態様では、上記ポンプユニットは、
上記カムリングの内周面に回転可能に嵌合する円筒状のアウタロータと、
上記アウタロータの内周側に配置され、上記アウタロータに対し偏心した位置で上記駆動軸と一体に回転するインナロータと、
上記インナロータから上記アウタロータへ回転力を伝達するように上記インナロータと上記アウタロータとを連結するとともに、上記アウタロータと上記インナロータとの間に画成された空間を複数のチャンバに区画する、複数の連結プレートと、
から構成されている。
【００１４】
また、本発明の好ましい一つの態様では、上記リリーフ弁は、温度に応じて機械的に作動するサーモスタット弁からなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、単一のスプリングによって容量ないし油圧の２段階変化を実現することができ、従来のように２つのスプリングを組み合わせたものに比べて、スプリングのばらつきによる特性への影響が少なくなる。
【００１６】
また、内燃機関の始動時など油温が低く油の粘性が高いときに、低温時リリーフ孔およびリリーフ弁を介して容量特性が修正されるため、無駄な高圧の供給を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る第１実施例の可変容量ポンプのカバーを取り除いた状態の正面図であって、カムリングが最大限に偏心した状態を示す図。
【図２】第１実施例の可変容量ポンプの斜視図。
【図３】リリーフ回路の一例を示す図１の要部の拡大図。
【図４】同じく図１の要部の拡大斜視図。
【図５】スプールバルブを示す図１のＶ−Ｖ線に沿った要部の断面図。
【図６】カムリングの偏心が減少した状態を示す可変容量ポンプの正面図。
【図７】カムリングの偏心がゼロの状態を示す可変容量ポンプの正面図。
【図８】リリーフ弁の（ａ）低温時の状態および（ｂ）高温時の状態、を示す説明図。
【図９】リリーフ弁のハウジングに対する配置例を示すボディの斜視図。
【図１０】高温時におけるポンプ回転数と油圧との関係を示すグラフ。
【図１１】低温時におけるポンプ回転数と油圧との関係を示すグラフ。
【図１２】第２実施例の可変容量ポンプの正面図。
【図１３】第３実施例の可変容量ポンプの正面図であり、リリーフ弁の低温時の状態を併せて図示した図。
【図１４】第３実施例の可変容量ポンプの正面図であり、リリーフ弁の高温時の状態を併せて図示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図１１に基づいて、例えば自動車用内燃機関のオイルポンプとして本発明を適用した第１実施例について詳細に説明する。
【００１９】
この実施例の可変容量ポンプ１は、図１および図２に示すように、ハウジング２と、ハウジング２内に配置された環状のカムリング３と、カムリング３の内周に嵌合する円筒状のアウタロータ４と、アウタロータ４の内周側に配置されたインナロータ５と、アウタロータ４とインナロータ５とを連結する複数のペンデュラム型の連結プレート６と、低温時用のサーモスタット弁からなるリリーフ弁７と、を備えている。
【００２０】
ハウジング２は、カムリング収容室８を画成する周壁面２ａおよび端部壁面２ｂを有するボディ部２Ａと、カムリング収容室８を覆う端部壁面２ｃを有するカバー２Ｂ（図５参照）と、から構成されており、両者が図示せぬボルトによって一体に締結されている。
【００２１】
図１は、ハウジング２内部の構成をカバー２Ｂを取り外した状態で示しており、図２は、その斜視図である。これらの図１，図２では、カムリング３が最大限に偏心した状態となっている。
【００２２】
ハウジング２の中央部には、端部壁面２ｂ，２ｃを貫通するように駆動軸１７が配置されている。この駆動軸１７は、本実施例では、内燃機関の出力によって機械的に回転駆動されるものであり、内燃機関のクランクシャフトの回転数に比例した回転数でもって回転する。
【００２３】
少なくともボディ部２Ａ側の端部壁面２ｂには、吸入口１１と連通する吸入ポート１２と、図示せぬ吐出口と連通する吐出ポート１４と、が形成されている。吸入ポート１２および吐出ポート１４は、互いに適宜な角度（例えば、ほぼ１８０°）だけ離れた位置に開口形成されている。さらに、周壁面２ａの一部には、ピボットピン１５が嵌合する半円筒形の軸受部１６が凹設されている。
【００２４】
カムリング３は、円筒状に貫通形成されたアウタロータ支持面３ａと、外周面３ｂと、一対の端面３ｃと、を有し、一対の端面３ｃが端部壁面２ｂ，２ｃにそれぞれ接した状態でカムリング収容室８内に配置されている。このカムリング３は、一方の側に半円筒形の軸受部２０が凹設されており、２つの半円筒形の軸受部１６，２０の間に挟まれたピボットピン１５を介して、ハウジング２（ボディ部２Ａ）に揺動可能に保持されている。カムリング３の軸受部２０とは反対側には、外周側へ延びるアーム２１が突出成形されている。このアーム２１とボディ部２Ａとの間には、カムリング３を容量増加方向である第２の揺動方向Ｄ２へ向けて付勢する圧縮コイルスプリングからなるスプリング２２が配設されている。
【００２５】
アウタロータ４の外周面は単純な円筒面からなり、この外周面がカムリング３のアウタロータ支持面３ａに回転可能に嵌合している。アウタロータ４の内周面には、６個のプレート保持溝２５が設けられている。
【００２６】
インナロータ５は、中央に貫通形成された取付孔５ｃを有し、この取付孔５ｃに駆動軸１７が固定されている。内燃機関の出力によって駆動される駆動軸１７は、カムリング３の揺動位置に応じて、図１，図２に示すようにアウタロータ４の中心に対し偏心した位置となるため、インナロータ５はアウタロータ４に対し偏心した位置で駆動軸１７と一体に回転する。インナロータ５がアウタロータ４に対し偏心して位置することで、両者間には、全体として三日月形をなす空間が画成される。この空間は吸入ポート１２および吐出ポート１４に連通している。また、アウタロータ４の外周面には、６個のスロット２６が放射状に形成されている。
【００２７】
連結プレート６は、インナロータ５からアウタロータ４へ回転力を伝達するように、外周端がアウタロータ４のプレート保持溝２５に揺動可能に嵌合し、内周端がインナロータ５のスロット２６内に摺動可能に挿入されている。これら６個の連結プレート６により、アウタロータ４とインナロータ５との間の上記の三日月形の空間が６個のチャンバ２７に区画されている。従って、この実施例では、アウタロータ４とインナロータ５と連結プレート６とによってポンプユニットが構成されており、このポンプユニットがカムリング３内に収容されている。
【００２８】
なお、上記のハウジング２、カムリング３、アウタロータ４およびインナロータ５は、いずれも金属あるいは硬質合成樹脂によって形成されている。
【００２９】
上記のように構成された可変容量ポンプ１では、駆動軸１７を介してインナロータ５が図１の時計回り方向に回転し、この回転力が連結プレート６を介してアウタロータ４に伝達されてアウタロータ４が同方向に回転する。アウタロータ４の内周面とインナロータ５の外周面との間の距離は、互いに偏心したアウタロータ４およびインナロータ５の回転位置に応じて変化するため、各チャンバ２７の容積もこれに応じて変化する。各チャンバ２７の容積は、図１の下側で最小となり、ここから時計回り方向に回転することで徐々に増加し、図１の上部で最大となった後、再び減少していく。このチャンバ２７の容積変化により、吸入ポート１２から吐出ポート１４へ油を圧送するポンプ作用が得られる。
【００３０】
次に、ポンプ作用の容量変化を生じさせるカムリング３の制御機構についてさらに説明する。
【００３１】
前述したスプリング２２の付勢力に対抗するように、ハウジング２の周壁面２ａとカムリング３の外周面３ｂとの間には、カムリング３を、容量低下方向である第１の揺動方向Ｄ１へ向けて付勢する第１圧力制御チャンバ３０が画成されている。第１圧力制御チャンバ３０は、一端部がピボットピン１５によって仕切られており、他端部はカムリング３に配設されたシール部材３２によって常時シールされている。
【００３２】
この第１圧力制御チャンバ３０に隣接して、ボディ部２Ａには、第１圧力制御チャンバ３０に制御油圧を導入する油圧供給弁としてスプールバルブ３４が設けられている。スプールバルブ３４は、内燃機関のメインギャラリーに接続された図示せぬ油圧供給通路に連通しており、制御油圧となるメインギャラリーの油圧が所定値（例えば、０．１５Ｍｐａ）を超えると開弁するように構成されている。図５に示すように、スプールバルブ３４は、ハウジング２の軸方向に延びる収容室３６に摺動可能に収容された弁体３４ａと、収容室３６の一端側に設けられた油室３４ｂと、弁体３４ａを油室３４ｂ側に付勢するスプリング３４ｃと、を備える。図５（ａ）は閉弁状態を示しているが、弁体３４ａには、油圧入口３４ｄを介して制御油圧が作用するようになっており、この油圧が上記所定値を超えると、弁体３４ａが摺動して、図５（ｂ）に示す開弁状態となる。ハウジング２の周壁面２ａには、弁体３４ａによって開閉される開口部３８が開口形成されており、開弁時には、油圧入口３４ｄから油室３４ｂおよび開口部３８を介して制御油圧が第１圧力制御チャンバ３０に導入されることとなる。
【００３３】
また、第１圧力制御チャンバ３０と対向するように、ハウジング２の周壁面２ａとカムリング３の外周面３ｂとの間に、カムリング３を第２の揺動方向Ｄ２に付勢する第２圧力制御チャンバ４０が画成されている。この第２圧力制御チャンバ４０は、ピボットピン１５と、カムリング３に配設されたシール部材４２（図３，図４参照）と、の間に亘って延在している。ここで、第２圧力制御チャンバ４０に対するカムリング３の第２受圧面４４の面積は、第１圧力制御チャンバ３０に対するカムリング３の第１受圧面４５の面積よりも小さく設定されている。
【００３４】
カムリング３の偏心量は、上記の第１圧力制御チャンバ３０、第２圧力制御チャンバ４０およびスプリング２２の三者の付勢力の関係によって制御される。
【００３５】
第１圧力制御チャンバ３０と第２圧力制御チャンバ４０との間には、両者を連通するように、ハウジング２に連通路５０が形成されている。この実施例では、連通路５０は、軸受部１６の周囲に沿って、第１圧力制御チャンバ３０と第２圧力制御チャンバ４０との間に亘って半円状に延びており、一種のオリフィス通路として、第１圧力制御チャンバ３０内の油のごく一部を第２圧力制御チャンバ４０内へと導くように、通路断面積が非常に小さな通路となっている。
【００３６】
さらに、図１〜図４に示すように、第２圧力制御チャンバ４０と吸入口１１側つまり低圧側との間には、第２圧力制御チャンバ４０内の制御油圧を低圧側へとリリーフするリリーフ回路６０が設けられている。リリーフ回路６０は、カムリング３の揺動位置に応じて開閉されるように、図３，図４に示すように、カムリング３に突設された凸部６２と、ハウジング２に突設された凸部６３と、から構成されている。凸部６２および凸部６３は、カムリング３の揺動中心Ｃ（つまりピボットピン１５の中心）に対する接線方向に沿って互いに重なり合うように配置されている。凸部６２は、カムリング３の揺動中心Ｃに対する接線方向に沿ったシール面６４を有し、このシール面６４に切欠形成されたシール溝６４ａ内に、合成樹脂製のシール部材４２が収容されている。凸部６３は、シール面６４に対向するシール面６５を有している。
【００３７】
図３，４に示すように、シール面６５は、さらに、「リリーフ回路」として、ハウジング２側凸部６３の頂部に切欠き形成された切欠き通路６８を有している。切欠き通路６８は、ボディ部２Ａの端面２ｄから端部壁面２ｂ側に窪んだ形に形成されており、第２圧力制御チャンバ４０側の開口端がシール部材４２によって開閉される。具体的には、カムリング３が第２の揺動方向Ｄ２側に最大限に揺動した初期位置では、切欠き通路６８は開放されており、カムリング３が初期位置から第１の揺動方向Ｄ１へ向けて所定の第１の角度だけ揺動すると、切欠き通路６８はシール部材４２によって閉じられるようになっている。
【００３８】
また、第２圧力制御チャンバ４０を構成する端部壁面２ｂには、カムリング３の一方の端面３ｃによって開閉される低温時リリーフ孔７１が円形に開口形成されている。この低温時リリーフ孔７１は、カムリング３が初期位置にある状態では開いており、カムリング３が初期位置から第１の揺動方向Ｄ１へ向けて上記第１の角度よりも大きな所定の第２の角度だけ揺動したときに閉じられるように配置されている。
【００３９】
この低温時リリーフ孔７１は、図１，図３に模式的に示したリリーフ通路７２を介して低圧側に連通するように構成されており、リリーフ通路７２の途中に、リリーフ弁７が介在している。リリーフ弁７は、図８にも示すように、バルブハウジング７４内に摺動可能に設けられたバルブピストン７５と、固定シャフト７６先端部とバルブピストン７５の凹部との間のワックス室７７内に収容されたサーモワックス７８と、バルブピストン７５を固定シャフト７６へ向けて付勢するコイルスプリング７９と、を備えたいわゆるサーモスタット弁である。従って、外部からの制御を要さずに、温度に応じて機械的に開閉動作する。
【００４０】
温度が低くサーモワックス７８が収縮している状態では、図８（ａ）に示すように、コイルスプリング７９の付勢力によってバルブピストン７５が開位置にあり、バルブハウジング７４周面の第１ポート８０と第２ポート８１とが連通する。つまり、低温時リリーフ孔７１がポンプ低圧側（例えばオイルパンに至るドレイン経路）に解放される。これに対し、温度が高くなると、サーモワックス７８が膨張する結果、バルブピストン７５がコイルスプリング７９の付勢力に抗して摺動し、図８（ｂ）に示す閉位置となる。この位置では、第１ポート８０と第２ポート８１との間が遮断される。つまり、低温時リリーフ孔７１が実質的に閉塞された状態となる。
【００４１】
ここで、上記リリーフ弁７は、内燃機関の潤滑油温を反映し得る構成であれば、どのような配置であってもよいが、好ましい一実施例においては、図９に示すように、ハウジング２（ボディ部２Ａ）の背面に、リリーフ弁７のバルブハウジング７４が設けられている。バルブハウジング７４は、ハウジング２の一部としてボディ部２Ａと一体に形成してもよく、あるいはボディ部２Ａとは別に形成したバルブハウジング７４を、熱的に接続した形でボディ部２Ａに取り付けるようにしてもよい。このような構成では、可変容量ポンプ１を流れる油の温度をリリーフ弁７（サーモワックス７８）が確実かつ容易に検知することができる。
【００４２】
次に、図１０および図１１を参照して、本実施例の可変容量ポンプ１における油圧特性について説明する。
【００４３】
初めに、図１０に基づいて、内燃機関の暖機完了後の油温条件における油圧特性を説明する。このとき、リリーフ弁７は、上述したように閉位置にあり、低温時リリーフ孔７１が実質的に閉塞されている。
【００４４】
上記のように構成された可変容量ポンプ１は、図１に示す可変容量ポンプ１の初期状態では、スプリング２２によりカムリング３が第２の揺動方向Ｄ２に付勢されているため、インナロータ５に対するカムリング３の偏心量は最大となっている。従って、ポンプ容量は最大である。
【００４５】
駆動軸１７の回転数つまりポンプ回転数が回転数Ｎ１までの第１の区間では、油圧がスプールバルブ３４の設定圧（例えば、０．１５Ｍｐａ）に達していないため、スプールバルブ３４は開弁していない。そのため、制御油圧は第１圧力制御チャンバ３０に導入されない。従って、カムリング３の偏心量は、初期状態から変化せず、ポンプ容量が最大となる。これにより、ポンプ回転数の上昇に伴い内燃機関のメインギャラリーの油圧が速やかに上昇する。
【００４６】
所定の回転数Ｎ１において、制御油圧がスプールバルブ３４の設定圧に達するため、スプールバルブ３４が開いて、内燃機関のメインギャラリーと第１圧力制御チャンバ３０とが連通し、第１圧力制御チャンバ３０内に制御油圧が導入される。制御油圧となる油の一部は、同時に連通路５０を通って第２圧力制御チャンバ４０内に導入されるが、初期位置付近のカムリング３の揺動位置では、リリーフ回路６０（切欠き通路６８）が開いており、リリーフ回路６０の通路断面積が連通路５０の通路断面積よりも大きいことから、制御油圧は第２受圧面４４に作用しない。また、連通路５０は適切な通油抵抗を有するため、第１圧力制御チャンバ３０内の油圧は制御油圧に保持される。従って、第１圧力制御チャンバ３０に導入された制御油圧が第１受圧面４５に作用することにより、カムリング３は、スプリング２２の付勢力に対抗して、第１の揺動方向Ｄ１つまり偏心が減少する方向へ付勢される。この結果、図６に示すように、スプリング２２の付勢力と制御油圧とがバランスする位置までカムリング３が揺動する。カムリング３の揺動に伴うスプリング２２の反力増加は比較的小さなものとなるように設定されており、これにより、第２の区間（回転数Ｎ１〜Ｎ２）では、回転数が上昇しても、ほぼ一定の油圧が保持される。換言すれば、回転数Ｎ１〜Ｎ２の第２の区間では、回転数上昇に伴ってカムリング３が初期位置から第１の揺動方向Ｄ１へ徐々に揺動していくこととなる。また、回転数Ｎ１〜Ｎ２の第２の区間では、リリーフ回路６０（切欠き通路６８）が開いている。
【００４７】
ポンプ回転数が所定の回転数Ｎ２に達すると、カムリング３が初期位置から第１の揺動方向Ｄ１へ所定の第１の角度だけ揺動した状態となり、切欠き通路６８の一端６８ａがシール面６４により閉塞されて第２圧力制御チャンバ４０が密閉される。このため、第１圧力制御チャンバ３０と等しい制御油圧が第２圧力制御チャンバ４０の第２受圧面４４に作用する。これにより、第１圧力制御チャンバ３０による付勢力が相殺され、カムリング３の第１の揺動方向Ｄ１への揺動が抑制される。つまり、回転数上昇に対する容量低下の割合が小さくなる。その結果、回転数Ｎ２〜Ｎ３の第３の区間では、油圧は、ポンプ回転数の上昇に伴って、再び上昇する特性を示す。なお、第１受圧面４５と第２受圧面４４とは、受圧面積差があるので、カムリング３は回転数Ｎ２以降も第１の揺動方向Ｄ１へ徐々に揺動する。
【００４８】
ポンプ回転数が所定の回転数Ｎ３に達すると、カムリング３の偏心量が図７に示すようにほぼゼロとなる。そのため、回転数Ｎ３以上の第４の区間では、油圧はほぼ一定となる。なお、油圧が所定の上限圧力（例えば、約０．３Ｍｐａ）以上になると、図示せぬリリーバルブが開弁し、このリリーバルブを介して、油圧が吐出ポート１４から吸入側へと解放される。
【００４９】
なお、図１０の特性は、例えば油温が１２０℃のときの特性であり、回転数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３は、例えば、内燃機関回転数として、１０００ｒｐｍ程度、４０００ｒｐｍ程度、６０００ｒｐｍ程度にそれぞれ設定されている。これらの目標回転数Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３は、適宜に調整することができる。
【００５０】
次に、図１１は、内燃機関の始動直後など油温が低いとき、例えば、油温が３０℃のときの油圧特性を示している。このとき、リリーフ弁７は、図８（ｂ）に示した開位置にあり、低温時リリーフ孔７１が低圧側に解放されている。
【００５１】
可変容量ポンプ１の制御油圧に基づく動作は基本的に上述した高油温時と同様であるが、油温が低いと油の粘性は高くなり、制御油圧に依存する油圧特性は変化する。
【００５２】
ポンプ回転数が低くスプールバルブ３４が開弁しない第１の区間（回転数Ｎ１１までの区間）では、カムリング３が初期位置にあり、容量が最大となっているので、回転数上昇に対し油圧が速やかに上昇するが、油の粘性が高いことから、油圧上昇は高油温時よりも急激である。そのため、スプールバルブ３４が開弁する回転数Ｎ１１は、高油温時の回転数Ｎ１よりも低回転側へシフトする。
【００５３】
回転数Ｎ１１においてスプールバルブ３４が開くと、内燃機関のメインギャラリーと第１圧力制御チャンバ３０とが連通し、第１圧力制御チャンバ３０内に制御油圧が導入される。制御油圧となる油の一部は、同時に連通路５０を通って第２圧力制御チャンバ４０内に導入されるが、前述したようにリリーフ回路６０（切欠き通路６８）が開いているカムリング３の揺動位置では、制御油圧は第２受圧面４４に作用しない。従って、第１圧力制御チャンバ３０に導入された制御油圧が第１受圧面４５に作用することにより、カムリング３は、スプリング２２の付勢力に対抗して第１の揺動方向Ｄ１つまり容量減少方向へ付勢され、ほぼ一定の油圧が保持されるようになる。
【００５４】
ここで、油の粘性が高い低油温時には、ポンプ回転数の上昇に対する第１圧力制御チャンバ３０の油圧の立ち上がりが速くなり、比較的低いポンプ回転数（Ｎ１４）でカムリング３が初期位置から第１の揺動方向Ｄ１へ所定の第１の角度だけ揺動した状態となる。そのため、この段階でリリーフ回路６０は閉じられる。しかしながら、低温時リリーフ孔７１がリリーフ弁７を介して低圧側に解放されているので、カムリング３の揺動によって低温時リリーフ孔７１が閉じられるまでは、第２圧力制御チャンバ４０での油圧上昇が回避される。この結果、ポンプ回転数が回転数Ｎ１２に達するまでの第２の区間（回転数Ｎ１１〜Ｎ１２）は、回転数が上昇しても、ほぼ一定の油圧が保持される。なお、低温時リリーフ孔７１が閉じられる回転数Ｎ１２は、高油温時における回転数Ｎ２に近いことが望ましく、例えば、一実施例では、内燃機関の回転数として３０００ｒｐｍ程度である。
【００５５】
回転数Ｎ１２において低温時リリーフ孔７１が閉じられると、第１圧力制御チャンバ３０と等しい制御油圧が第２圧力制御チャンバ４０の第２受圧面４４に作用する。これにより、第１圧力制御チャンバ３０による付勢力が相殺され、カムリング３の第１の揺動方向Ｄ１への揺動が抑制される。つまり、回転数上昇に対する容量低下の割合が小さくなる。その結果、回転数Ｎ１２〜Ｎ１３の第３の区間では、油圧は、ポンプ回転数の上昇に伴って、再び上昇する特性を示す。なお、前述したように第１受圧面４５と第２受圧面４４とは、受圧面積差があるので、カムリング３は回転数Ｎ２以降も第１の揺動方向Ｄ１へ徐々に揺動する。
【００５６】
ポンプ回転数が回転数Ｎ１３に達すると、カムリング３の偏心量がほぼゼロとなる。そのため、回転数Ｎ１３以上の第４の区間では、油圧はほぼ一定となる。また、油圧が所定の上限圧力（例えば、約０．３Ｍｐａ）以上になると、図示せぬリリーバルブが開弁し、このリリーバルブを介して、油圧が吐出ポート１４から吸入側へと解放される。なお、回転数Ｎ１３は、高油温時における回転数Ｎ３の近傍に得られる。
【００５７】
このように、上記実施例においては、油の粘性が高い低油温時においても、高油温時と同様の油圧特性が得られる。仮に低温時リリーフ孔７１を具備しない場合には、図１１に仮想線で示すように、回転数Ｎ１２よりも低い回転数Ｎ１４においてリリーフ回路６０が閉じ、ポンプ回転数の上昇に対し急激な油圧上昇が生じる。そして回転数Ｎ１５において、カムリング３の偏心量がほぼゼロとなるが、その後も高い油圧が継続する。そのため、内燃機関の低速域から中速域に亘って不必要に高い油圧が発生することになり、エネルギロスひいては内燃機関の燃費性能の悪化を招来してしまう。
【００５８】
また、上記実施例では、機械的なサーモスタット弁からなるリリーフ弁７を用いて低温時リリーフ孔７１が開閉されるので、外部からの電気的な制御が不要である。
【００５９】
次に、図１２を参照して、上記実施例における連通路５０の構成を変更した第２実施例を説明する。
【００６０】
この第２実施例では、第１圧力制御チャンバ３０と第２圧力制御チャンバ４０とを連通する連通路１５０がカムリング３の内部に設けられている。連通路１５０は、軸受部２０の近傍において、第１圧力制御チャンバ３０と第２圧力制御チャンバ４０とを連通するように、カムリング３に直線状に貫通形成されている。連通路１５０は、上記実施例の連通路５０と同様に、通路断面積が非常に小さな通路となっている。
【００６１】
なお、図示は省略するが、可変容量ポンプ１の中に連通路を設けずに、内燃機関のメインギャラリーから第２圧力制御チャンバ４０へ直接に制御油圧を導入するようにしてもよい。この場合、第２圧力制御チャンバ４０へ制御油圧を供給する通路の通路断面積は、例えばオリフィスにより、リリーフ回路６０の通路断面積よりも小さく設定されている。これにより、前述した第１実施例等と同様の作用を得ることが可能である。
【００６２】
次に、図１３、図１４を参照して、「リリーフ回路」の構成を変更した可変容量ポンプ１の第３実施例について説明する。
【００６３】
この第３実施例では、リリーフ回路は、第２圧力制御チャンバ４０を構成する端部壁面２ｂに円形に開口形成された主リリーフ孔１６０から構成されている。この主リリーフ孔１６０は、カムリング３の一方の端面３ｃによって開閉されるようになっており、カムリング３が初期位置にある状態では開いており、カムリング３が初期位置から第１の揺動方向Ｄ１へ向けて所定の第１の角度だけ揺動したときに閉じられるように配置されている。
【００６４】
低温時リリーフ孔７１は、前述した第１実施例と同様の構成であり、従って、第２圧力制御チャンバ４０を構成する端部壁面２ｂに、主リリーフ孔１６０と低温時リリーフ孔７１とが並んで開口形成されている。ここで、低温時リリーフ孔７１は、前述した第１実施例と同様に、カムリング３が初期位置から第１の揺動方向Ｄ１へ向けて上記第１の角度よりも大きな所定の第２の角度だけ揺動したときに閉じられるように配置されている。
【００６５】
また、この第３実施例では、前述したリリーフ弁７に代えて、三方弁型のサーモスタット弁からなるリリーフ弁１７０が用いられている。
【００６６】
リリーフ弁１７０は、バルブハウジング１７４内に摺動可能に設けられたバルブピストン１７５と、固定シャフト１７６先端部とバルブピストン１７５の凹部との間のワックス室１７７内に収容されたサーモワックス１７８と、バルブピストン１７５を固定シャフト１７６へ向けて付勢するコイルスプリング１７９と、を備えたサーモスタット弁であり、前述したリリーフ弁７と同様に、温度に応じて機械的に動作する。
【００６７】
バルブハウジング７４は、低温時リリーフ孔７１に接続された第１ポート１８０と、ポンプ低圧側（例えばオイルパンに至るドレイン経路）に接続された第２ポート１８１と、主リリーフ孔１６０に接続された第３ポート１８２と、を備えている。また、バルブピストン１７５の周面には、第３ポート１８２と第２ポート１８１とを連通させるための周溝１８３が形成されている。
【００６８】
温度が低くサーモワックス１７８が収縮している状態では、図１３に示すように、コイルスプリング１７９の付勢力によってバルブピストン１７５が固定シャフト１７６側へ後退した位置にあり、第１ポート１８０と第２ポート１８１とが連通しているとともに、第３ポート１８２がバルブピストン１７５によって閉塞される。従って、低温時リリーフ孔７１が低圧側に解放される。これにより、前述した第１実施例の図１１と同様の油圧特性が得られる。つまり、主リリーフ孔１６０は実質的に閉塞されるが、カムリング３が第１の揺動方向Ｄ１へ向かって第２の角度揺動するまでは、低温時リリーフ孔７１を介して第２圧力制御チャンバ４０が低圧側に解放されているので、第１実施例と同様の特性となる。
【００６９】
温度が高くなると、サーモワックス１７８が膨張する結果、バルブピストン１７５がコイルスプリング１７９の付勢力に抗して摺動し、図１４に示すように、第２ポート１８１がバルブピストン１７５によって閉塞されるとともに、第３ポート１８２と第１ポート１８０とが周溝１８３を介して連通する。つまり、低温時リリーフ孔７１が実質的に閉塞された状態となり、かつ主リリーフ孔１６０は低圧側に解放される。そのため、前述した第１実施例の図１０と同様の油圧特性が得られる。
【００７０】
以上、この発明の一実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限られず、種々の変更が可能である。例えば、リリーフ弁として、温度センサが検出した検出温度に基づいて電気的に制御される電磁弁等を用いることも可能である。また、制御油圧としては、内燃機関のメインギャラリーの油圧をそのまま用いるのではなく、調圧弁等により調圧した油圧を制御油圧として用いることもできる。
【符号の説明】
【００７１】
１…可変容量ポンプ
２…ハウジング
３…カムリング
４…アウタロータ
５…インナロータ
７…リリーフ弁
２２…スプリング
３０…第１圧力制御チャンバ
４０…第２圧力制御チャンバ
５０…連通路
６０…リリーフ回路
７１…低温時リリーフ孔
【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】
2018096204.tif 000007
【図６】
2018096204.tif 000008
【図７】
2018096204.tif 000009
【図８】
2018096204.tif 000010
【図９】
2018096204.tif 000011
【図１０】
2018096204.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2018096204.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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