(57)【要約】【課題】高速駆動時においても設定油圧における可動部材（例えばカムリング）の移動制御を実現し得る可変容量形オイルポンプを提供する。【解決手段】ポンプボディ１１の端壁１１ａ及びカバー部材１２の各内側面に、ポンプ室ＰＲの内部容積が最小となる第２閉じ込み部ＣＬ２と吸入ポート２１ａとを連通可能な連通溝５０を設けると共に、該連通溝５０を、複数のポンプ室ＰＲの容積変化量が大きい状態では遮断し、複数のポンプ室ＰＲの容積変化量が小さい状態では漸次連通させる構成とした。【選択図】図３
2015161248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関により回転駆動され、複数のポンプ室の内部容積が変化することにより、吸入部を介してオイルを吸入すると共に、吐出部を介してオイルを吐出するポンプ要素と、
可動部材の移動をもって、前記ポンプ要素の容積変化量を増減させる可変機構と、
予圧が作用した状態で設けられ、前記ポンプ要素の容積変化量が増大する方向へ前記可動部材を付勢する付勢部材と、
前記吐出部を介して吐出されるオイルが導かれることにより、前記ポンプ要素の容積変化量を変化させるように前記可動部材を押圧する制御油圧力の発生に供する制御油室と、
前記ポンプ室の内部容積が最小となる閉じ込み部と低圧部とを、前記ポンプ要素の容積変化量が大きい状態では遮断し、前記ポンプ要素の容積変化量が小さい状態では漸次連通させる連通手段と、
を備えたことを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
【請求項２】
前記低圧部を、前記吸入部として構成したことを特徴とする請求項１に記載の可変容量形オイルポンプ。
【請求項３】
前記可動部材の軸方向両側に、前記各ベーンと協働して前記ポンプ室の隔成に供する側壁が設けられ、
前記連通手段は、前記側壁に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の可変容量形オイルポンプ。
【請求項４】
前記連通手段は、その全体が前記側壁の内側面に開口形成されていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量形オイルポンプ。
【請求項５】
前記連通手段は、前記両側壁の一方に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の可変容量形オイルポンプ。
【請求項６】
前記連通手段は、前記両側壁に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の可変容量形オイルポンプ。
【請求項７】
前記連通手段は、前記側壁の内部を通じて構成されたことを特徴とする請求項３に記載の可変容量形オイルポンプ。
【請求項８】
前記連通手段は、その一部が前記可動部材に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の可変容量形オイルポンプ。
【請求項９】
内燃機関により回転駆動され、複数のポンプ室の内部容積が変化することにより、吸入部を介してオイルを吸入すると共に、吐出部を介してオイルを吐出するポンプ要素と、
可動部材の移動をもって、前記ポンプ要素の容積変化量を増減させる可変機構と、
予圧が作用した状態で設けられ、前記ポンプ要素の容積変化量が増大する方向へ前記可動部材を付勢する付勢部材と、
前記吐出部を介して吐出されるオイルが導かれることにより、前記ポンプ要素の容積変化量を変化させるように前記可動部材を押圧する制御油圧力の発生に供する制御油室と、
を備え、
前記機関回転数が低回転の状態では、前記ポンプ室の内部容積が最小となる閉じ込み部の内圧を保持し、前記低回転より機関回転数が上昇するに従って、前記内圧を前記低圧部に開放するように構成したことを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
【請求項１０】
前記閉じ込み部の内圧の保持又は開放は、前記可動部材の移動をもって切り替えられることを特徴とする請求項９に記載の可変容量形オイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用の内燃機関の各摺動部等にオイルを供給する油圧源に適用される可変容量形オイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の内燃機関に適用される従来の可変容量形オイルポンプとしては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
概略を説明すれば、この可変容量形オイルポンプは、ベーン式の可変容量形オイルポンプであって、ポンプハウジングとカムリングの間に隔成された２つの制御油室内に導入され、それぞれロータの回転中心に対して偏心量が小さくなる方向（以下、「同心方向」という。）側へカムリングを付勢するように作用する吐出圧による付勢力と、前記偏心量が大きくなる方向（以下、「偏心方向」という。）側へカムリングを付勢するスプリングによるばね力と、に基づいて、機関回転数に応じてカムリングの偏心量を２段階に制御することにより、要求吐出圧の異なる複数の機器にオイルを供給することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００８−５２４５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の可変容量形オイルポンプでは、高速で駆動された場合、一部の高圧油が吐出ポートにて吐き出しきれず、吐出領域から吸入領域に切り替わるランド上に形成される閉じ込み部内に残留してしまうことがある。すると、この残留油圧がカムリングの内周側から作用することから、当該カムリングが設定した吐出圧よりも低い圧力で同心方向へと移動してしまい、これによって、所望とする吐出圧が得られないおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、前記従来の可変容量形ポンプの技術的課題に鑑みて案出されたものであり、高速駆動時においても設定油圧における可動部材（例えばカムリング）の移動制御を実現し得る可変容量形オイルポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、とりわけ、複数のポンプ室の内部容積が最小となる閉じ込み部と低圧部とを、複数のポンプ室の容積変化量が大きい状態では遮断して、複数のポンプ室の容積変化量が小さい状態では漸次連通させる構成としたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ポンプ室の容積変化量が小さくなると閉じ込み部が低圧部に開放され、当該閉じ込み部の減圧が可能となる。この結果、制御油室の油圧と付勢部材の付勢力のみによる可動部材の移動制御が可能となり、所望とする設定油圧における可動部材の移動を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る可変容量形オイルポンプを適用する油圧回路図である。
【図２】図１に示す可変容量形オイルポンプの縦断面図である。
【図３】本発明に係る可変容量形オイルポンプの第１実施形態を示し、図１に示すオイルポンプの横断面図（図２のＡ−Ａ線断面）及びソレノイドバルブの部分縦断面図である。
【図４】図３に示すポンプボディ単体をカバー部材との合わせ面側から見た図である。
【図５】図３に示す連通溝が遮断された状態を示し、（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面に相当する図、（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図３に示す連通溝が連通した状態を示し、（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面に相当する図、（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】内燃機関における機関回転数Ｒと吐出圧Ｐ（必要油圧）との関係を表したグラフである。
【図８】本実施形態に係る可変容量形オイルポンプの機関回転域毎の吐出圧Ｐと吐出量Ｖとの関係を表したグラフである。
【図９】（ａ）は図７の区間Ｔ１、（ｂ）は図７の区間Ｔ２におけるポンプの状態を現した図である。
【図１０】（ａ）は図７の時点Ｔ３、（ｂ）は図７の区間Ｔ４〜Ｔ５におけるポンプの状態を現した図である。
【図１１】本発明に係る可変容量形オイルポンプの第２実施形態を示し、（ａ）はオイルポンプの横断面図、（ｂ）は同図（ａ）Ｄ−Ｄ線断面図である。
【図１２】（ａ）は図１１に示すポンプボディ単体を、（ｂ）は図１１に示すカムリング単体を、それぞれカバー部材との合わせ面側から見た図である。
【図１３】本発明に係る可変容量形オイルポンプの第３実施形態を示し、（ａ）はオイルポンプの横断面図、（ｂ）は同図（ａ）Ｅ−Ｅ線断面図である。
【図１４】図１３に示すポンプボディ単体をカバー部材との合わせ面側から見た図である。
【図１５】（ａ）は同実施形態における図１０（ａ）に相当する図、（ｂ）は同図（ａ）のＦ−Ｆ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明に係る可変容量形オイルポンプの各実施形態を、図面に基づいて詳述する。なお、下記の各実施形態では、この可変容量形オイルポンプを、自動車用内燃機関の摺動部や機関弁の開閉時期制御に供するバルブタイミング制御装置に対して機関の潤滑油を供給するためのオイルポンプとして適用した例を示す。
〔第１実施形態〕
図１〜図１０は本発明に係る可変容量形オイルポンプの第１実施形態を示し、まず、このオイルポンプの構成について説明する前に、該オイルポンプが適用される油圧回路の概略について、図１に基づいて説明する。
【００１１】
すなわち、符号１０にて示されるオイルポンプが図示外の内燃機関の動力をもって回転駆動されることで、後述するポンプ室ＰＲの容積変化によって発生する負圧に基づいてオイルパン１に貯留されたオイルがストレーナ２から吸入通路３を通じて吸入されると共に、前記駆動力に基づき後述するポンプ要素によって加圧されたオイルが吐出通路４を通じて機関の摺動部や前記バルブタイミング制御装置等に通ずるメインオイルギャラリ５へ吐出されることとなる。
【００１２】
前記吐出通路４の下流側には周知のオイルフィルタＦ１が配置されていて、オイル内に混入してしまった異物を濾過することが可能となっている。加えて、このオイルフィルタＦ１と併せて、いわゆるフェールセーフ手段としてのバイパス通路４ａが設けられている。すなわち、当該オイルフィルタＦ１において目詰まり等が生じてオイルの通流が困難となってしまった場合には、バイパス通路４ａ上に設けられた逆止弁Ｖ１が開弁し、当該バイパス通路４ａを通じてオイルフィルタＦ１の上下流が連通することによって、メインオイルギャラリ５へのオイル供給が確保されている。
【００１３】
また、前記吐出通路４には、オイルポンプ１０とオイルフィルタＦ１との間に、吐出圧が過剰に上昇してしまった際のフェールセーフ手段（減圧手段）としてのリリーフ通路４ｂが分岐形成されている。すなわち、吐出圧が過大となってしまった場合には、リリーフ通路４ｂ上に設けられた逆止弁Ｖ２が開弁し、当該リリーフ通路４ｂを通じて吐出油の一部をオイルパン１へと還流して減圧することにより、オイルの供給対象の故障等を回避可能となっている。
【００１４】
前記メインオイルギャラリ５の上流側には、オイルポンプ１０の後述する各制御油室３１，３２（第１、第２制御油室３１，３２）へと油圧を導く導入主通路６が分岐形成され、該導入主通路６には周知のオイルフィルタＦ２が配置されると共に、該オイルフィルタＦ２の下流側が第１制御油室３１と連通する第１導入通路７と、第２制御油室３２と連通する第２導入通路８と、にさらに分岐形成されている。
【００１５】
また、前記第２導入通路８上には、吐出されたオイルの第２制御油室内３２への導入を制御する制御機構としてのソレノイドバルブ４０が設けられている。なお、このソレノイドバルブ４０には、非通電で開弁状態となる常開型のものが用いられ、これによって、電気系統が失陥した際にも最大油圧の確保が可能となっている。
【００１６】
続いて、前記オイルポンプ１０の具体的な構成について、図２〜図６に基づいて説明する。
【００１７】
このオイルポンプ１０は、図示外の内燃機関のシリンダブロック前端部等に配置されるもので、特に図２、図３に示すように、一方側が開口形成され内部にポンプ収容室１３を構成する縦断面ほぼコ字形状のポンプボディ１１と当該ポンプボディ１１の前記一端開口を閉塞するカバー部材１２とからなるポンプハウジングと、該ポンプハウジングに回転自在に支持され、前記ポンプ収容室１３のほぼ中心部を貫通して図示外のクランクシャフトにより回転駆動される駆動軸１４と、前記ポンプ収容室１３内に移動（揺動）可能に収容された可動部材であって、後述する制御油室３１，３２及びコイルスプリング３３と協働して後述するポンプ室ＰＲの容積変化量を変更する可変機構を構成するカムリング１５と、該カムリング１５の内周側に収容され、駆動軸１４によって図３中の反時計方向に回転駆動され、前記カムリング１５との間に形成される複数のポンプ室ＰＲの容積を増減させることによってポンプ作用を行うポンプ要素と、後述する第２制御油室３２に対する油圧の給排を制御して前記カムリング１５の移動制御に供するソレノイドバルブ４０と、を備えている。
【００１８】
ここで、前記ポンプ要素は、カムリング１５の内周側に回転自在に収容され、中心部が駆動軸１４の外周に結合されたロータ１６と、該ロータ１６の外周側に放射状に切欠形成された複数のスリット１６ａ内にそれぞれ出没自在に収容されたベーン１７と、前記ロータ１６の両端部にて前記各ベーン１７を内周側から支持する一対のリング部材１８，１８と、から構成されている。
【００１９】
前記ポンプボディ１１は、アルミニウム合金材料によってポンプ収容室１３の一端壁（端壁１１ａ）と内周壁とが一体に形成されてなるもので、前記端壁１１ａのほぼ中央位置には、駆動軸１４の一端部を回転自在に支持する軸受孔１１ｂが貫通形成されている。また、前記端壁１１ａの前記内周壁近傍の所定位置には、棒状のピボットピン１９を介してカムリング１５を揺動自在に支持するほぼ円形の支持溝１１ｃが切欠形成されている。
【００２０】
前記ポンプ収容室１３の内周壁には、軸受孔１１ｂの中心と支持溝１１ｃの中心とを結ぶ直線（以下「カムリング基準線」という。）Ｍに対し上半側の領域に、カムリング１５の外周部に配設されるシール部材２０が摺接可能なシール摺接面１１ｄが形成されている。このシール摺接面１１ｄは、支持溝１１ｃの中心から所定半径Ｒ１をもって構成される円弧面状に形成されると共に、カムリング１５が偏心揺動する範囲においてシール部材２０が常時摺接可能な周長に設定されている。同様に、前記カムリング基準線Ｍに対し下半側の領域にも、カムリング１５の外周部に配設されるシール部材２０が摺接可能なシール摺接面１１ｅが形成されている。このシール摺接面１１ｅは、支持溝１１ｃの中心から所定半径Ｒ２をもって構成される円弧面状に形成され、カムリング１５が偏心揺動する範囲においてシール部材２０が常時摺接可能な周長に設定されている。
【００２１】
また、前記ポンプボディ１１の端壁１１ａの内側面には、特に図３、図４に示すように、軸受孔１１ｂの外周域に、前記ポンプ要素によるポンプ作用に伴って前記各ポンプ室ＰＲの容積が拡大する領域（以下「吸入領域」という。）に開口するようにほぼ円弧凹状の吸入部である吸入ポート２１ａが、また、前記各ポンプ室ＰＲの容積が縮小する領域（以下「吐出領域」という。）に開口するようにほぼ円弧凹状の吐出部である吐出ポート２２ａが、それぞれ軸受孔１１ｂを挟んでほぼ対向するように切欠形成されている。
【００２２】
前記吸入ポート２１ａは、その周方向のほぼ中間位置に、後述のスプリング収容室２６側へ膨出するように形成された導入部２３が一体に設けられていて、該導入部２３と吸入ポート２１ａの境界部近傍には、ポンプボディ１１の端壁１１ａを貫通して外部へと開口する吸入口２１ｂが貫通形成されている。これによって、前記オイルパン１に貯留されたオイルが、前記ポンプ作用に伴って発生する負圧に基づいて吸入口２１ｂ及び吸入ポート２１ａを介して吸入領域に係る各ポンプ室ＰＲへと吸入されるようになっている。ここで、前記吸入口２１ａは、前記導入部２３と共に、吸入領域におけるカムリング１５の外周域に形成される低圧室３５と連通するように構成されていて、かかる低圧室３５にも前記吸入圧である低圧のオイルが導かれるようになっている。
【００２３】
前記吐出ポート２２ａは、その始端部に、ポンプボディ１１の端壁１１ａを貫通して外部へと開口する吐出口２２ｂが貫通形成されている。これによって、前記ポンプ作用に基づいて加圧され吐出ポート２２ａへと吐出されたオイルが、吐出口２２ｂからメインオイルギャラリ５を通じて前記図示外の内燃機関の各摺動部やバルブタイミング制御装置等へと供給されることとなる。また、前記吐出ポート２２ａには、該吐出ポート２２ａと軸受孔１１ｂとを連通する連通溝１１ｅが切欠形成されていて、この連通溝１１ｅを介して軸受孔１１ｂへとオイルを供給すると共に、ロータ１６及び各ベーン１７の側部にもオイルを供給することによって、当該各摺動部位の良好な潤滑が確保されている。
【００２４】
そして、前記吸入ポート２１ａと前記吐出ポート２２ａとの周方向間には、両者２１ａ，２２ａを隔成する第１ランド部Ｌ１及び第２ランド部Ｌ２が形成されている。この第１、第２ランド部Ｌ１，Ｌ２は、いずれも前記各ポンプ室ＰＲよりも大きな周方向幅に設定されていて、該各ポンプ室ＰＲを介して前記両ポート２１ａ，２２ａが相互に連通しない構成となっている。換言すれば、当該各ランド部Ｌ１，Ｌ２に基づいて、前記両ポート２１ａ，２２ａのいずれとも連通しない１対のポンプ室である第１閉じ込み部（図示外）及び第２閉じ込み部ＣＬ２が構成されるようになっている。
【００２５】
また、前記ポンプボディ１１の端壁１１ａの内側面には、図３〜図６に示すように、前記第２閉じ込み部ＣＬ２と吸入ポート２１ａとの連通を可能にする連通溝５０が、当該内側面に開口するように切欠形成されている。すなわち、この連通溝５０は、カムリング１５が最も偏心した状態でちょうどカムリング１５の内周縁と重合するような所定位置から始まって、その上流側部分５０ａが径方向外側へ直線状に延出すると共に、その下流側部分５０ｂがカムリング１５の周方向に沿って該カムリング１５と重合するかたちで吸入ポート２１ａに接続される構成となっている。これにより、カムリング１５の偏心量が最大の状態では、当該連通溝５０の上流端５０ｃがカムリング１５の内周縁により閉じられることで第２閉じ込み部ＣＬ２と吸入ポート２１ａの連通が遮断され（図５参照）、カムリング１５が同心方向へと移動を開始して偏心量が減少した状態になると、当該連通溝５０の上流端５０ｃが第２閉じ込み部ＣＬ２に開口することによって該第２閉じ込み部ＣＬ２と吸入ポート２１ａが連通するような構成となっている（図６参照）。
【００２６】
なお、本実施形態では、前記カムリング１５が最大偏心状態から同心方向へ移動を開始した直後に第２閉じ込み部ＣＬ２と連通溝５０とが連通する構成としているが、カムリング１５の偏心量の減少に伴って当該両者ＣＬ２，５０が連通するタイミングについては、適用するオイルポンプの仕様等に応じて任意に調整可能であり、本実施形態のようなカムリング１５の移動開始直後に連通する態様に限定されるものではない。
【００２７】
前記カバー部材１２は、図２に示すように、ほぼ板状を呈し、複数のボルト３０によりポンプボディ１１の開口端面に取り付けられるものであって、ポンプボディ１１の軸受孔１１ｂに対向する位置には、駆動軸１４の他端側を回転自在に支持する軸受孔１２ａが貫通形成されている。そして、具体的な図示については省略するが、このカバー部材１２の内側面にも、ポンプボディ１１に形成される吸入ポート２１ａ、吐出ポート２２ａ及び連通溝５０と同様の吸入ポート、吐出ポート及び連通溝が、前記吸入ポート２１ａ、吐出ポート２２ａ及び連通溝５０に対して対向配置されている。
【００２８】
前記駆動軸１４は、ポンプボディ１１の端壁１１ａを貫通して外部へと臨む軸方向一端部が前記図示外のクランクシャフトに連係されていて、該クランクシャフトから伝達される回転力に基づいてロータ１６を図３中の時計方向へと回転させる。ここで、図３に示すように、この駆動軸１４中心を通り、かつ、前記カムリング基準線Ｍと直交する直線（以下「カムリング偏心方向線」という。）Ｎが、吸入領域と吐出領域の境界となっている。
【００２９】
前記ロータ１６は、中心側から径方向外側へ放射状に形成された前記複数のスリット１６ａが切欠形成されていると共に、該各スリット１６ａの内側基端部には、それぞれ吐出圧が導入される横断面ほぼ円形状の背圧室１６ｂが設けられている。かかる構成とすることで、当該ロータ１６の回転に伴う遠心力と背圧室１６ｂ内の圧力とによって、前記各ベーン１７が外方へと押し出されるようになっている。
【００３０】
前記各ベーン１７は、ロータ１６の回転時において、各先端面がカムリング１５の内周面に摺接すると共に、各基端面が前記各リング部材１８，１８の外周面にそれぞれ摺接するようになっている。かかる構成とすることで、当該各ベーン１７は、前記各リング部材１８，１８によってロータ１６の径方向外側へと押し上げられ、機関回転数が低く、また前記遠心力や背圧室１６ｂの圧力が小さい場合であっても、各先端がカムリング１５の内周面と摺接して前記各ポンプ室ＰＲが液密に隔成されるようになっている。
【００３１】
前記カムリング１５は、いわゆる燒結金属によりほぼ円筒状に一体形成され、その外周部の所定位置には、ピボットピン１９に嵌合することで偏心揺動支点を構成するほぼ円弧凹溝状のピボット部１５ａが軸方向に沿って切欠形成されると共に、該ピボット部１５ａに対しカムリング１５の中心を挟んで反対側の位置には、所定のばね定数に設定された付勢部材たるコイルスプリング３３に連係するアーム部１５ｂが径方向に沿って突設されている。なお、前記アーム部１５ｂには、その移動（回動）方向の一側部に、ほぼ円弧凸状に形成された押圧突部１５ｃが突設され、該押圧突部１５ｃがコイルスプリング３３の先端部に常時当接することによって、アーム部１５ｂとコイルスプリング３３とが連係するようになっている。
【００３２】
また、このような構成から、前記ポンプボディ１１の内部には、図３、図４に示すように、前記支持溝１１ｃと対向する位置に、コイルスプリング３３を収容保持するスプリング収容室２６が、図３中の前記カムリング偏心方向線Ｎに沿うようにポンプ収容室１３に隣接するかたちで設けられ、当該スプリング収容室２６内には、その一端壁とアーム部１５ｂ（押圧突部１５ｃ）との間に、所定のセット荷重Ｗにより予圧されたコイルスプリング３３が弾装されている。なお、このスプリング収容室２６の他端壁はカムリング１５の偏心方向の移動範囲を規制する規制部２８として構成され、該規制部２８にアーム部１５ｂの他側部が当接することによって、カムリング１５の偏心方向におけるそれ以上の移動が規制されるようになっている。
【００３３】
このようにして、前記カムリング１５については、コイルスプリング３３の付勢力をもって、アーム部１５ｂを介してその偏心量が増大する方向（図３中の時計方向）へと常時付勢され、非作動状態では、図３に示すように、アーム部１５ｂの他側部が規制部２８へと押し付けられた状態となって、その偏心量が最大となる位置に保持されることとなる。
【００３４】
また、前記カムリング１５の外周部には、ポンプボディ１１の内周壁（内周面）によって構成される第１、第２シール摺接面１１ｄ，１１ｅと同心円弧状の第１、第２シール面１５ｅ，１５ｆを有する一対の第１、第２シール構成部が突出形成され、前記各シール構成部のシール面１５ｅ，１５ｆには、カムリング１５の偏心揺動時に前記各シール摺接面１１ｄ，１１ｅに摺接するシール部材２０がそれぞれ嵌着されている。
【００３５】
前記シール部材２０は、例えば低摩擦特性を有するフッ素系樹脂材料によりカムリング１５の軸方向に沿う直線状に形成され、それぞれ内側に配置されるバックアップ部材の弾性力に基づき前記各シール摺接面１１ｄ，１１ｅに押し付けられることにより、当該各シール摺接面１１ｄ，１１ｅと前記各シール面１５ｅ，１５ｆの間が液密に隔成されることとなる。
【００３６】
さらに、前記カムリング１５の外周域には、ピボットピン１９とシール部材２０とによって一対の第１、第２制御油室３１，３２が隔成されている。当該各制御油室３１，３２には、前記各導入通路７，８を介して吐出圧が導入され、該吐出圧がカムリング１５の対応する第１、第２受圧面１５ｇ，１５ｈに作用することで、該油圧に基づく付勢力と前記コイルスプリング３３による付勢力とのバランスによってカムリング１５の偏心量が制御されることとなる。
【００３７】
すなわち、前記第１制御油室３１には、前記導入主通路６と第１導入通路７とを介して吐出圧が常時導入され、該吐出圧がカムリング１５の第１受圧面１５ｇに作用することで、カムリング１５には、コイルスプリング３３の付勢力に抗して偏心量が減少する方向へ移動する移動力（揺動力）が付与されることになる。換言すれば、この第１制御油室３１は、その内圧（油圧）によって、前記第１受圧面１５ｇを介してカムリング１５の同心方向への移動量制御に供するものである。
【００３８】
他方、第２制御油室３２には、前記ソレノイドバルブ４０の通電制御（開弁制御）に基づき、前記導入主通路６と第２導入通路８とを介して吐出圧が適宜導入され、該吐出圧がカムリング１５の第２受圧面１５ｈに作用することで、カムリング１５には、コイルスプリング３３の付勢力を助勢して偏心量が増大する方向へ移動する移動力（揺動力）が付与されることとなる。換言すれば、この第２制御油室３２は、その内圧（油圧）によって、前記第２受圧面１５ｈを介してカムリングの偏心方向への移動量制御に供するものである。ここで、前記第２受圧面１５ｈは、その受圧面積が前記第１受圧面１５ｇよりも小さく設定されていて、前記両受圧面１５ｇ，１５ｈに油圧が作用した場合は、全体として偏心量が減少する方向へとカムリング１５を付勢することとなる。
【００３９】
このような構成から、前記オイルポンプ１０では、コイルスプリング３３のセット荷重Ｗに対し両制御油室３１，３２の油圧に基づく付勢力が小さいときは、カムリング１５は図3に示すように最も偏心した状態となる一方、吐出圧の上昇に伴い両制御油室３１，３２の油圧に基づく付勢力がコイルスプリング３３のセット荷重Ｗを上回ったときは、その吐出圧に応じてカムリング１５が同心方向へと移動することとなる。
【００４０】
前記ソレノイドバルブ４０は、図３に示すように、第２導入通路８上に設けられたバルブ収容孔（図示外）内に圧入固定され、内部軸方向に沿って油通路４５が貫通形成されたほぼ筒状のバルブボディ４１と、該バルブボディ４１の一端部（図３中の上側端部）において前記油通路４５を拡径形成してなる弁体収容部４６の外端部に圧入固定され、前記バルブ収容孔を通じて導入主通路６に接続される導入ポート４７が貫通形成されたほぼ筒状のシート部材４２と、該シート部材４２の内端部開口縁に形成されるバルブシート４２ａに対して離着座自在に設けられ、前記導入ポート４７の開閉に供するボール弁体４３と、前記バルブボディ４１の他端部（図３中の下側端部）に設けられ、前記図示外のシリンダブロックにブラケット（図示外）により固定されるソレノイド４４と、から主として構成されている。
【００４１】
前記バルブボディ４１には、その一端側内周に、ボール弁体４３を収容する前記弁体収容部４６が油通路４５に対し段差拡径状に設けられている。そして、この弁体収容部４６の内端部開口縁にも、前記シート部材４２に有するバルブシート４２ａと同様のバルブシート４６ａが形成されている。さらに、バルブボディ４１の周壁のうち、その一端側となる油通路４５の外周部に、第２導入通路８の下流部８ｂと接続されて第２制御油室３２に対する油圧の給排に供する給排ポート４８が径方向に沿って貫通形成されると共に、その他端側となる油通路４５の外周部に、前記オイルパン１と連通するドレン通路９に接続されるドレンポート４９が径方向に沿って貫通形成されている。
【００４２】
前記ソレノイド４４は、ケーシング４４ａの内部に収容配置される図示外のコイルに通電されることにより発生する電磁力をもって、当該コイルの内周側に配置される図示外のアーマチュアとこれに固定されるプッシュロッド４４ｂが図３中の上方向へと進出移動する構成となっている。なお、このソレノイド４４には、内燃機関の油温や水温、機関回転数など所定のパラメータによって検出又は算出された機関運転状態に基づいて車載のＥＣＵ（図示外）から励磁電流が通電されることとなる。
【００４３】
このような構成から、前記ソレノイド４４への通電時には、プッシュロッド４４ｂが進出移動することによって当該プッシュロッド４４ｂの先端部に配置されるボール弁体４３がシート部材４２側のバルブシート４２ａへと押し付けられ、導入ポート４７と給排ポート４８の連通が遮断され、油通路４５を通じ給排ポート４８とドレンポート４９が連通することとなる。一方、当該ソレノイド４４の非通電時には、導入ポート４７より導かれる吐出圧に基づきボール弁体４３が後退移動することにより当該ボール弁体４３がバルブボディ４１側のバルブシート４６ａへと押し付けられ、導入ポート４７と給排ポート４８が連通状態となると共に、給排ポート４８とドレンポート４９の連通が遮断されることとなる。
【００４４】
以下に、本実施形態に係るオイルポンプ１０の油圧特性及び特徴的な作用について、図５〜図１０に基づいて説明する。
【００４５】
図７は内燃機関における機関回転数Ｒと吐出圧Ｐ（必要油圧）との関係を表した図であり、実線は本実施形態に係るオイルポンプ１０を適用した場合を、破線は従来のオイルポンプを適用した場合を、それぞれ示している。なお、図中のＰ１はバルブタイミング制御装置の要求油圧に相当する第１機関要求油圧を、図中のＰ２はピストン冷却オイルジェットの要求油圧に相当する第２機関要求油圧を、図中のＰ３は機関高回転時のクランクシャフトの軸受部潤滑に要する第３機関要求油圧を、それぞれ示している。
【００４６】
図８は機関回転域毎の吐出圧Ｐと吐出量Ｖとの関係を表した図であり、実線は本実施形態に係るオイルポンプ１０の特性を、破線は従来のオイルポンプの特性を、それぞれ示している。なお、図中のＰｔは機関の仕様により任意に設定したカムリングの移動開始油圧（後述の第３カムリング作動油圧）を示す。また、特に、図中のＰａ，Ｐｂはそれぞれ配管抵抗を考慮した実際の機関搭載時の高回転域Ｈｉにおける吐出圧であって、Ｐａは本実施形態に係るオイルポンプ１０の場合を、Ｐｂは従来のオイルポンプの場合を、それぞれ示している。
【００４７】
すなわち、前記オイルポンプ１０では、機関始動から低回転域までの回転域に相当する図６中の区間Ｔ１では、ソレノイド４４に励磁電流が通電されて、図９（ａ）に示すように、導入ポート４７と給排ポート４８の連通が遮断され、給排ポート４８とドレンポート４９が連通する。これによって、第２制御油室３２には吐出圧Ｐが導入されず、当該第２制御油室３２内のオイルが第２導入通路８の下流部８ｂ及び油通路４５を通じてドレンポート４９より排出され、第１制御油室３１のみに吐出圧Ｐが供給されることとなる。すると、この吐出圧Ｐでは、該吐出圧Ｐに基づく同心方向の付勢力に対しコイルスプリング３３による偏心方向の付勢力が上回るため、カムリング１５が最大偏心状態で保持されて、吐出圧Ｐは機関回転数Ｒにほぼ比例するかたちで増大する特性となる（図７中の区間Ｔ１）。
【００４８】
その後、機関回転数Ｒが上昇して吐出圧Ｐが第１カムリング作動油圧Ｐｆに到達すると（図７参照）、図９（ｂ）に示すように、ソレノイド４４に対しては前記通電状態が維持されたまま、引き続き第１制御油室３１のみに吐出圧Ｐが供給されることとなる。これによって、第１制御油室３１の内圧に基づく付勢力がコイルスプリング３３の付勢力Ｗに打ち勝ち、カムリング１５が同心方向へと移動を始める。その結果、偏心量が減少することとなって、前述のカムリング１５が最大偏心状態にあるときに比べて、当該吐出圧Ｐの増加量が小さくなる（図７中の区間Ｔ２）。
【００４９】
続いて、機関回転数Ｒがさらに上昇し、機関運転状態において第２機関要求油圧Ｐ２が必要になると（図７参照）、ソレノイド４４に対する通電が遮断され、図１０（ａ）に示すように、導入ポート４７と給排ポート４８が連通する一方、給排ポート４８とドレンポート４９の連通が遮断される結果、吐出圧Ｐが第２導入通路８を介して第２制御油室３２に導かれる。これによって、コイルスプリング３３の付勢力Ｗと第２制御油室３２の内圧に基づく付勢力との合力からなる偏心方向の付勢力が第１制御油室３１の内圧に基づく同心方向の付勢力を上回って、カムリング１５が偏心方向へと押し戻されて、吐出圧Ｐの増加量が再び大きくなる（図７中の時点Ｔ３）。
【００５０】
そして、かかる増大特性に基づいて吐出圧Ｐが上昇して第２カムリング作動油圧Ｐｓに到達すると（図７参照）、ソレノイド４４に対しては前記非通電状態が維持されたまま、引き続き第１、第２制御油室３１，３２に吐出圧Ｐが供給されることとなる。すると、第１制御油室３１の内圧に基づく付勢力がコイルスプリング３３の付勢力Ｗと第２制御油室３２の内圧に基づく付勢力との合力からなる偏心方向の付勢力を上回って、カムリング１５が同心方向へと移動を開始することにより（図１０（ｂ）参照）、吐出圧Ｐの増加量は再び減少することとなる（図７中の区間Ｔ４）。
【００５１】
この際、前記オイルポンプ１０の駆動速度が高まると、これに伴って吐出圧Ｐも増大することにより、従来では、第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧が過剰に上昇し、カムリング１５が同心方向へと必要以上に大きく移動してしまう結果、吐出圧Ｐの上昇に必要なポンプ室ＰＲの容積変化量を確保することができず、その後に機関回転数Ｒが上昇しても前記第３機関要求油圧Ｐ３を満足できないという問題を招来していた（図７中の区間Ｔ５に示す破線参照）。
【００５２】
これを図８について見ると、従来のオイルポンプでは、前記区間Ｔ１〜Ｔ２に相当する低回転域Ｌｏでは、第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧が過大となることはないが、前記区間Ｔ３以降の中回転域Ｍｄ及び高回転域Ｈｉでは、第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧が過大となってしまうことで、図中に破線で示すように、予め設定されたカムリング作動油圧である第３カムリング作動油圧Ｐｔに到達するよりも前に、すなわち予め設定されている移動量よりも大きくカムリング１５が同心方向に移動してしまう結果（図８中のＸ部参照）、十分な吐出圧Ｐが得られず、前記第３機関要求油圧Ｐ３を満足できないことを看取できる（図７、図８中のＰｂ参照）。
【００５３】
これに対して、本実施形態に係る前記オイルポンプ１０では、ポンプボディ１１の端壁１１ａ及びカバー部材１２の各内側面に、それぞれカムリング１５の移動に伴って第２閉じ込み部ＣＬ２と吸入ポート２１ａとを連通する連通溝５０を設けたことにより、主として前記区間Ｔ５の高回転域など第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧が過剰に上昇した場合には、図６に示すように、該内圧に基づいて前述のようにカムリング１５が同心方向へと移動を開始し、この移動開始直後に前記連通溝５０の上流端５０ｃが第２閉じ込み部ＣＬ２に開口して、該第２閉じ込み部ＣＬ２と吸入ポート２１ａとが相互に連通することとなる。
【００５４】
これによって、内圧が過剰に上昇した第２閉じ込み部ＣＬ２のオイルが連通溝５０を通じて吸入ポート２１ａへと還流され、該第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧が減圧されて低圧となる結果、カムリング１５の位相が再び図１０（ａ）に示した状態に戻り、吐出圧Ｐの上昇に必要なポンプ室ＰＲの容積変化量が確保されることで、その後の機関回転数Ｒの上昇に伴い前記第３機関要求油圧Ｐ３を満足することが可能となる（図７中の区間Ｔ５に示す実線参照）。
【００５５】
これを図８について見ると、前記オイルポンプ１０では、前記第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧の過剰な上昇に基づき、従来と同様のタイミングでカムリング１５が同心方向へ移動を開始することになるが（図中のＸ部参照）、前記連通溝５０による第２閉じ込み部ＣＬ２の減圧作用により、カムリング１５の位相が図１０（ａ）に示す状態へと戻る結果、その後の機関回転数Ｒの上昇に伴って吐出圧Ｐが前記第３カムリング作動油圧Ｐｔを経て前記第３機関要求油圧Ｐ３を満足できることを看取できる（図７、図８中のＰａ参照）。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る前記オイルポンプ１０では、前記第２閉じ込み部ＣＬ２を低圧部たる吸入ポート２１ａと連通可能にする連通手段（前記連通溝５０）を設けたことで、特に機関高回転域など第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧が過大となった場合でも、該第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧に影響されず、第１、第２制御油室３１，３２の油圧とコイルスプリング３３の付勢力のみでカムリング１５の移動制御を行うことが可能となり、所望とする設定圧（前記第３カムリング作動油圧Ｐｔ）におけるカムリング１５の移動を実現することができる。
【００５７】
しかも、前記連通溝５０は、第２閉じ込み部ＣＬ２に常時連通させるのではなく、カムリング１５の最大偏心状態では遮断され、該カムリング１５の移動開始直後に連通するような構成としたことから、第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧が過大となり難い前記低回転域では所定の吐出圧を確保して良好なポンプ効率を維持する一方、オイルポンプ１０が高速駆動されうる中、高回転域では第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧を減圧しカムリング１５の位相を維持することで所望とする油圧特性を確保することが可能となって、低回転域におけるポンプ効率と中、高回転域におけるポンプ油圧特性確保の両立を図ることができる。
【００５８】
また、本実施形態では、前記連通溝５０の形状として、上流側部分５０ａをカムリング１５の径方向に沿うように引き出し、下流側部分５０ｂを当該カムリング１５の周方向に沿うかたちで形成したことから、カムリング１５の静止状態における第２閉じ込み部ＣＬ２との関係で一定のシール代（シール幅）を確保することが可能となり、当該連通溝５０によってカムリング１５のシール性が低下してしまう不都合を抑制できるメリットもある。
【００５９】
加えて、前記連通溝５０の接続先である低圧部として吸入ポート２１ａを採択したことから、当該連通溝５０の取り回し（レイアウト）にあたって、既存の構成を利用して比較的容易に行うことができる。
【００６０】
また、本実施形態では、前記連通溝５０を、ポンプボディ１１の端面１１ａ及びカバー部材１２の内側面に設ける構成としたことから、機械加工によって溝形状やレイアウトの自由度を大きく採ることが可能となり、当該連通溝５０の取り回しや連通タイミングなど、当該連通溝５０によるポンプ油圧特性の調整（チューニング）の幅を広げることができる。
【００６１】
しかも、前記連通溝５０は、前記端面１１ａ及びカバー部材１２の内側面の両面に設けられていることから、第２閉じ込み部ＣＬ２の減圧をより効果的に行えるメリットもある。
【００６２】
さらに、本実施形態の場合、前記連通手段を溝状に形成してなる連通溝５０として構成したことから、当該連通溝５０の比較的容易な形成が可能となって、オイルポンプ１０の生産性の低下や製造コストの増大も最小限に抑えられる。
【００６３】
換言すれば、本実施形態では、前記連通手段を溝状に形成した連通溝５０を例示して説明したが、例えば上流端と下流端のみを前記端壁１１ａ及びカバー部材１２の各内側面に開口させる、いわゆるトンネル状に形成するようにしてもよい。
〔第２実施形態〕
図１１、図１２は、本発明に係る可変容量形オイルポンプの第２実施形態を示したもので、前記第１実施形態における連通溝５０の構成を変更したものである。なお、本実施形態においても、オイルポンプ１０自体の基本的な構成については前記第１実施形態と同様であるため、該第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付すことによって、具体的な説明については省略する。
【００６４】
すなわち、本実施形態においては、前記連通溝５０の上流側部分５０ａのみをポンプボディ１１の端壁１１ａ及びカバー部材１２の内側面に形成し、下流側部分５０ｂについては、前記端壁１１ａ及びカバー部材１２と対向するカムリング１５の軸方向各端面に、当該カムリング１５の周方向に沿って形成することとして、上流側部分５０ａの下流側端部と下流側部分５０ｂの上流側端部とを重合させることによって一連の連通溝５０を構成したものである。
【００６５】
以上のような構成から、特に本実施形態の場合、曲線形状をなす連通溝５０の下流側部分５０ｂを焼結製のカムリング１５に設ける構成としたことにより、当該下流側部分５０ｂの形成にあたり、前記ダイカスト製のポンプボディ１１及びカバー部材１２に形成する前記第１実施形態と比べて、煩雑な機械加工を用いることなく、焼結による良好な精度をもって前記連通溝５０を比較的容易に形成できるメリットがある。
〔第３実施形態〕
図１３〜図１５は、本発明に係る可変容量形オイルポンプの第３実施形態を示したもので、前記第１実施形態における連通溝５０の構成を変更したものである。なお、本実施形態においても、オイルポンプ１０自体の基本的な構成については前記第１実施形態と同様であるため、該第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付すことによって、具体的な説明については省略する。
【００６６】
すなわち、本実施形態においては、図１３、図１４に示すように、前記連通溝５０が、カムリング１５の径方向に沿うようなほぼ直線状に形成され、下流端が前記低圧室３５に開口して該低圧室３５を介して吸入ポート２１ａと連通するように構成されている。
【００６７】
さらに、本実施形態に係る連通溝５０では、カムリング１５の偏心量が所定以下になると、具体的には、ポンプ室ＰＲの容積変化量が小さく高速駆動でも第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧が過大となり得ない偏心量になると、下流端５０ｄがカムリング１５によって閉塞される構成となっている。
【００６８】
すなわち、本実施形態に係る連通溝５０の場合、前述のように、カムリング１５が最大に偏心した状態では、下流端５０ｄが低圧室３５に開口した状態で上流端５０ｃが閉塞され（図示外）、カムリング１５の偏心量が減少し始めると、下流端５０ｄが低圧室３５に開口したまま上流端５０ｃが第２閉じ込み部ＣＬ２に開口した状態となり（図１３参照）、さらにカムリング１５の偏心量が所定以下まで減少すると、上流端５０ｃが第２閉じ込み部ＣＬ２に開口した状態で下流端５０ｄが閉塞されることとなる（図１５参照）。
【００６９】
以上のような構成から、特に本実施形態の場合、前記連通溝５０をほぼ直線状に構成したことにより、該連通溝５０を比較的容易に形成できることは勿論、特に当該連通溝５０にあっては、前述のようにカムリング１５の偏心量が所定以下まで減少すると低圧室３５との連通が遮断される構成となっているため、ポンプ室ＰＲの容積変化量が小さく第２閉じ込み部ＣＬ２の内圧が過大となり得ない位相においては吐出圧を無駄に還流することがなく、良好なポンプ効率を確保できるメリットがある。
【００７０】
本発明は前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば適用する油圧回路の構成や、前記各制御油室３１，３２の配置及び数量など、本発明の構成とは直接関係しない細部の構成は勿論、前記連通溝５０の具体的構成など本発明の構成と直接関係する部分であっても、その形状や取り回しなど本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で適用対象である機関の仕様等に応じて自由に変更することができる。
【００７１】
具体的には、前記各実施形態では、前記連通溝５０をポンプボディ１１の端壁１１ａ及びカバー部材１２の両内側面に設ける構成を例示して説明したが、該連通溝５０については、前記端壁１１ａ及びカバー部材１２のいずれか一方にのみ設ける構成としてもよく、当該構成によっても前記第２閉じ込み部ＣＬ２の減圧といった本発明の特異な作用効果が奏せられるのは言うまでもない。
【００７２】
また、特に、前記第１、第２実施形態においては、前記連通溝５０の下流側部分５０ｂを吸入ポート２１ａに直接接続する構成を例示したが、本発明は、当該連通溝５０の下流側部分５０ｂを吸入ポート２１ａに直接接続する構成に限定されるものではなく、例えば前記第３実施形態にて例示した低圧室３５のように、吸入圧等が導かれる低圧部に接続されていれば、本発明の作用効果を奏し、前記技術的課題を解決することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０…オイルポンプ
１５…カムリング（可動部材）
１６…ロータ（ポンプ要素）
１７…ベーン（ポンプ要素）
２１ａ…吸入ポート（吸入部）
２２ａ…吐出ポート（吐出部）
３１…第１制御油室（制御油室）
３２…第２制御油室（制御油室）
３３…コイルスプリング（付勢部材）
５０…連通溝（連通手段）
ＰＲ…ポンプ室
【図１】
2015161248.tif 000003
【図２】
2015161248.tif 000004
【図３】
2015161248.tif 000005
【図４】
2015161248.tif 000006
【図５】
2015161248.tif 000007
【図６】
2015161248.tif 000008
【図７】
2015161248.tif 000009
【図８】
2015161248.tif 000010
【図９】
2015161248.tif 000011
【図１０】
2015161248.tif 000012
【図１１】
2015161248.tif 000013
【図１２】
2015161248.tif 000014
【図１３】
2015161248.tif 000015
【図１４】
2015161248.tif 000016
【図１５】
2015161248.tif 000017