可変容量形ポンプ
【課題】ポンプの小型化に供する可変容量形オイルポンプを提供する。
【解決手段】この可変容量形オイルポンプ１０は、カムリング１７の作動により吐出量を可変にするベーンタイプの可変容量形オイルポンプであって、吐出領域側のカムリング１７の外周域に、それぞれ吐出圧が導入され、カムリング１７に対して偏心量を減少させる方向へ吐出圧を作用させる第１受圧面３３を有する第１圧力室３１及びカムリング１７に対して偏心量を増大させる方向へ吐出圧を作用させる第２受圧面３４を有する第２圧力室３２を、互いにピボット部１７ａを挟んで対向するように配置して、前記両圧力室３１，３２の内圧のバランスによってカムリング１７の偏心量を制御するように構成した。
【解決手段】この可変容量形オイルポンプ１０は、カムリング１７の作動により吐出量を可変にするベーンタイプの可変容量形オイルポンプであって、吐出領域側のカムリング１７の外周域に、それぞれ吐出圧が導入され、カムリング１７に対して偏心量を減少させる方向へ吐出圧を作用させる第１受圧面３３を有する第１圧力室３１及びカムリング１７に対して偏心量を増大させる方向へ吐出圧を作用させる第２受圧面３４を有する第２圧力室３２を、互いにピボット部１７ａを挟んで対向するように配置して、前記両圧力室３１，３２の内圧のバランスによってカムリング１７の偏心量を制御するように構成した。
【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作動油を供給する油圧源に適用され、とりわけ、運転状態に応じて吐出量（吐出圧）を可変し得る可変容量形ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のオイルポンプ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、この可変容量形ポンプは、いわゆるベーンポンプであって、ハウジングとカムリングとの間に画成された２つの圧力室へ選択的に吐出圧を供給して、スプリングによりロータの回転中心に対して常時偏心する方向へ付勢されたカムリングの偏心量を制御することによって、吐出量（吐出圧）を可変にするようになっている。
【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にあっては、前記両圧力室の内圧（吐出圧）による油圧力に対してスプリングの付勢力をバランスさせる構造としているため、スプリングの付勢力を大きなものとする必要があり、その結果、ポンプを大型化せざるを得ないという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の可変容量形オイルポンプの技術的課題に鑑みて案出されたもので、ポンプの小型化に供す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】
本願発明は、いわゆるベーンタイプの可変容量形オイルポンプであって、とりわけ、カムリングの外周側にそれぞれ画成され、かつ、内部に吐出圧が導入され、カムリングに対して偏心量を減少させる方向へ吐出圧を作用させる第１受圧面を有する第１圧力室及びカムリングに対して偏心量を増大させる方向へ吐出圧を作用させる第２受圧面を有する第２圧力室を備えたことを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、前記両圧力室の内圧をバランスさせることによってカムリングの偏心量を制御する構成としたことから、必ずしもスプリング等の付勢部材を用いる必要がなく、また、かかる付勢部材を用いる場合であっても、当該付勢部材の付勢力を大きくする必要がないことから、ポンプの小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る可変容量形オイルポンプの構成を示す分解斜視図である。
【図２】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最大の状態を表したものである。
【図３】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最小の状態を表したものである。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同実施形態に係るハウジングの内部を示す正面図である。
【図６】同実施形態に係るソレノイドバルブの非通電時の状態を示す縦断面図である。
【図７】同実施形態に係るソレノイドバルブの通電時の状態を示す縦断面図である。
【図８】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプの油圧回路図である。
【図９】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプについての機関の回転数と油圧との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１実施形態の変形例に係るソレノイドバルブの非通電時の状態を示す縦断面図である。
【図１１】同変形例に係るソレノイドバルブの通電時の状態を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る可変容量形オイルポンプの構成を示す分解斜視図である。
【図１３】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最大の状態を表したものである。
【図１４】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最小の状態を表したものである。
【図１５】本発明の第３実施形態に係るカバー部材の正面図である。
【図１６】同実施形態に係るカバー部材の背面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最大の状態を表したものである。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最小の状態を表したものである。
【図１９】本発明の第５実施形態に係る油圧方向切換弁の非作動状態を示す縦断面図である。
【図２０】同実施形態に係る油圧方向切換弁の作動状態を示す縦断面図である。
【図２１】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプの油圧回路図である。
【図２２】同実施形態に係る可変容量形ポンプについての機関の回転数と油圧との関係を示すグラフである。
【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、各実施の形態では、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及び機関弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御装置に機関の潤滑油を供給するオイルポンプとして適用した例を示している。
【００１１】
図１〜図９は、本発明に係る可変容量形オイルポンプの第１実施形態を示しており、このオイルポンプ１０は、内燃機関のシリンダブロックの前端部等に設けられ、図１〜図３に示すように、一端側が開口するように形成されて内部に円柱状の空間からなるポンプ収容室１３を有する断面コ字形状のポンプボディ１１及び該ポンプボディ１１の一端開口を閉塞するカバー部材１２からなるハウジングと、該ハウジングに回転自在に支持され、ポンプ収容室１３のほぼ中心部を貫通して機関のクランク軸によって回転駆動される駆動軸１４と、ポンプ収容室１３内に回転自在に収容されて中心部が駆動軸１４に結合されたロータ１５及び該ロータ１５の外周部に放射状に切欠形成された複数のスリット１５ａ内にそれぞれ出没自在に収容されたベーン１６からなるポンプ要素と、該ポンプ要素の外周側にロータ１５の回転中心に対して偏心可能に配置され、ロータ１５及び隣接するベーン１６，１６と共に複数の作動油室であるポンプ室２０を画成するカムリング１７と、ポンプボディ１１内に収容され、ロータ１５の回転中心に対するカムリング１７の偏心量が増大する方向へ当該カムリング１７を常時付勢する付勢部材であるスプリング１８と、ロータ１５の内周側の両側部に摺動自在に配置された当該ロータ１５よりも小径な一対のリング部材１９，１９と、を備えている。
【００１２】
前記ポンプボディ１１は、アルミ合金材によって一体に形成されていて、図４及び図５にも示すように、ポンプ収容室１３の底面１３ａ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１１ａが貫通形成されている。また、ポンプボディ１１の内側面となるポンプ収容室１３の内周壁の所定位置には、図５に示すように、カムリング１７を揺動自在に支持する断面ほぼ半円状の支持溝１１ｂが切欠形成されている。さらに、ポンプ収容室１３の内周壁には、軸受孔１１ａの中心と支持溝１１ｂの中心とを結ぶ直線（以下「カムリング基準線」という。）Ｍを挟んで両側に、カムリング１７の外周部に配設される後記のシール部材３０，３０がそれぞれ摺接する第１、第２シール摺接面１１ｃ，１１ｄが形成されている。これら各シール摺接面１１ｃ，１１ｄは、支持溝１１ｂの中心からそれぞれ所定の半径Ｒ１，Ｒ２により構成される円弧面状になっていると共に、カムリング１７の偏心揺動範囲において前記各シール部材３０，３０が常時摺接可能な周方向長さに設定されている。これによって、カムリング１７が偏心揺動する際に、前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄに沿って摺動案内されることとなって、当該カムリング１７の円滑な作動（偏心揺動）が得られるようになっている。
【００１３】
また、前記ポンプ収容室１３の底面１３ａには、図２及び図５に示すように、軸受孔１１ａの外周域に、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室２０の内部容積が増大する領域（吸入領域）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２１が、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室２０の内部容積が減少する領域（吐出領域）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２２が、それぞれ軸受孔１１ａを挟んでほぼ対向するように切欠形成されている。
【００１４】
前記吸入ポート２１は、当該吸入ポート２１のほぼ中央位置から後記のスプリング収容室２８側に延設された導入通路２４に接続され、該導入通路２４の途中には、ポンプボディ１１の底壁を貫通して外部へと開口する吸入孔２１ａが貫通形成されている。これにより、図８に示すように、機関のオイルパン５２に貯留された潤滑油が、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴って発生する負圧に基づき吸入孔２１ａ及び吸入ポート２１を介して前記吸入領域の各ポンプ室２０に吸入されるようになっている。なお、前記吸入孔２１ａは、前記導入通路２４と共にポンプ吸入側におけるカムリング１７の外周域に臨むように構成されており、該カムリング１７のポンプ吸入側の外周域に吸入圧を導くようになっている。これによって、前記吸入領域の各ポンプ室２０に隣接するポンプ吸入側におけるカムリング１７の外周域が吸入圧又は大気圧となることから、吸入領域の各ポンプ室２０から当該ポンプ吸入側におけるカムリング１７の外周域への潤滑油の漏出の抑制に供される。ここで、前記ポンプ吸入側とは、図２中における後記のカムリング偏心方向線Ｎよりも左側の領域を意味している。
【００１５】
前記吐出ポート２２は、当該吐出ポート２２の始端部からカムリング１７の外周側に画成される後記の第１圧力室３１に臨むようにして延設された導入通路２５に接続され、該導入通路２５の終端部には、ポンプボディ１１の底壁を貫通して外部へ開口する吐出孔２２ａが貫通形成されている。なお、この吐出孔２２ａは、図外のオイルメインギャラリを介して機関内の各摺動部及びバルブタイミング制御装置に接続されている。かかる構成から、前記ポンプ要素のポンプ作用により加圧されて前記吐出領域の各ポンプ室２０から吐出された潤滑油が、吐出ポート２２及び吐出孔２２ａを介して機関内の各摺動部及びバルブタイミング制御装置に供給されるようになっている。なお、前記吐出孔２２ａは、前記導入通路２５と共にポンプ吐出側におけるカムリング１７の外周域に臨むように構成されており、該カムリング１７のポンプ吐出側の外周域に吐出圧を導くようになっている。ここで、前記ポンプ吐出側とは、図２中における後記のカムリング偏心方向線Ｎよりも右側の領域を意味している。
【００１６】
さらに、前記吐出ポート２２の始端部の近傍には、当該吐出ポート２２と軸受孔１１ａとを連通する連通溝２３が切欠形成されていて、該連通溝２３を介して軸受孔１１ａに潤滑油を供給すると共にロータ１５やベーン１６の側部にも潤滑油を供給して、各摺動部位の潤滑性を確保するようになっている。なお、この連通溝２３は、前記各ベーン１６の出没方向と合致しないように形成されており、これらベーン１６が出没する際の当該連通溝２３への脱落が抑制されている。
【００１７】
前記カバー部材１２は、ほぼ板状を呈し、外側部におけるポンプボディ１１の軸受孔１１ａに対応する位置が若干厚肉に形成されると共に、当該厚肉部分には、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。なお、本実施形態では、カバー部材１２の内側面はほぼ平坦状となっているが、ポンプボディ１１の底面と同様に吸入、吐出ポート２１，２２を形成することも可能であり、また、前記連通溝２３のような軸受孔１２ａに潤滑油を導くための溝部を設けることも可能である。そして、このカバー部材１２は、複数のボルト２６によりポンプボディ１１の開口端面に取り付けられている。
【００１８】
前記駆動軸１４は、クランク軸から伝達された回転力によってロータ１５を図２中における時計方向に回転するように構成されており、当該駆動軸１４の中心において前記直線Ｍと直交する直線（以下「カムリング偏心方向線」という。）Ｎを境界として、図２中の左半分が前記ポンプ吸入側、右半分が前記ポンプ吐出側となっている。
【００１９】
前記ロータ１５は、図１及び図２に示すように、内部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１５ａが切欠形成されていると共に、該各スリット１５ａの内側基端部には、前記吐出ポート２２に吐出された吐出油を導入する断面ほぼ円形状の背圧室１５ｂがそれぞれ形成されている。これにより、前記各ベーン１６がロータ１５の回転に伴う遠心力と背圧室１５ｂの油圧とによって外方へ押し出されるようになっている。
【００２０】
前記各ベーン１６は、各先端面がそれぞれカムリング１７の内周面に摺接すると共に、各基端部の側面が各リング部材１９，１９の外摺面にそれぞれ摺接するようになっている。これによって、機関回転数が低く、前記遠心力や背圧室１５ｂの油圧が小さいときでも、ロータ１５の外周面、隣接するベーン１６，１６の各内側面及びカムリング１７の内周面と、側壁であるポンプボディ１１のポンプ収容室１３の底面１３ａ及びカバー部材１２の内側面と、が前記各ポンプ室２０を液密的に画成している。
【００２１】
前記カムリング１７は、いわゆる燒結金属によってほぼ円筒状に一体形成され、外周部の所定位置に、ポンプボディ１１の支持溝１１ｂに嵌合して偏心揺動支点を構成するほぼ円弧凸状のピボット部１７ａが軸方向に沿って突設されていると共に、該ピボット部１７ａに対しカムリング１７の中心を挟んで反対側の位置に、スプリング１８と連係するアーム部１７ｂが軸方向に沿って突設されている。
【００２２】
ここで、前記ポンプボディ１１内には、前記支持溝１１ｂと反対側の位置に、所定の幅Ｌに設定された連通部２７を介してポンプ収容室１３と連通するようにスプリング収容室２８が設けられており、このスプリング収容室２８内にスプリング１８が収容されている。このスプリング１８は、前記連通部２７を通じてスプリング収容室２８内まで延出する前記アーム部１７ｂの先端部の下面とスプリング収容室２８の底面との間に、所定のセット荷重Ｗをもって弾性保持されている。なお、前記アーム部１７ｂの先端部の下面には、スプリング１８の内周側に係合するほぼ円弧状に形成された支持突起１７ｉが突設されており、該支持突起１７ｉによってスプリング１８の一端が支持されている。
【００２３】
かかる構成から、前記スプリング１８は、前記セット荷重Ｗに基づく弾性力をもって、前記アーム部１７ｂを介してカムリング１７を、その偏心量が増大する方向（図２中の時計方向）へ常時付勢するようになっている。これにより、図２に示すカムリング１７の非作動状態において、当該カムリング１７は、前記スプリング１８の付勢力によってアーム部１７ｂの上面がスプリング収容室２８の蓋部に突設されたストッパ部２８ａに押し付けられた状態となり、その偏心量が最大となる位置に規制されている。そして、このように、ピボット部１７ａと反対側にアーム部１７ｂを延設して、該アーム部１７ｂの先端部をスプリング１８によって付勢するように構成することで、カムリング１７に対し最大限のトルクを発生させることができるため、当該スプリング１８の小型化が図れ、この結果、ポンプ自体の小型化に供される。
【００２４】
また、前記カムリング１７の外周部には、前記第１、第２シール摺接面１１ｃ，１１ｄと対向するように形成された当該各シール摺接面１１ｃ，１１ｄと同心円弧面状の第１、第２シール面１７ｇ，１７ｈを有する横断面ほぼ三角形状の一対の第１、第２シール構成部１７ｃ，１７ｄが軸方向に沿ってそれぞれ突設されていると共に、該各シール構成部１７ｃ，１７ｄのシール面１７ｇ，１７ｈに、横断面ほぼ矩形状の第１、第２シール保持溝１７ｅ，１７ｆが軸方向に沿って切欠形成されていて、該各シール保持溝１７ｅ，１７ｆには、カムリング１７の偏心揺動時に各シール摺接面１１ｃ，１１ｄに摺接する一対のシール部材３０，３０がそれぞれ収容保持されている。
【００２５】
ここで、前記各シール面１７ｇ，１７ｈは、それぞれ前記ピボット部１７ａの中心からこれに対応する前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄを構成する半径Ｒ１，Ｒ２よりも僅かに小さい所定の半径Ｒ３，Ｒ４によって構成されており、当該各シール面１７ｇ，１７ｈと前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄとの間には、それぞれ微小なクリアランスＣが形成されるようになっている。
【００２６】
前記各シール部材３０，３０は、例えば低摩擦特性を有するフッ素系樹脂材によりカムリング１７の軸方向に沿って直線状に細長く形成され、各シール保持溝１７ｅ，１７ｆの底部に配設されたゴム製の弾性部材２９，２９の弾性力により各シール摺接面１１ｃ，１１ｄに押し付けられるようになっている。これにより、後述する各圧力室３１，３２の良好な液密性が常時確保されるようになっている。
【００２７】
そして、カムリング１７の非作動状態において、前記ポンプ吐出側となるカムリング偏心方向線Ｎよりもピボット部１７ａ側におけるカムリング１７の外周域には、該カムリング１７の外周面とポンプボディ１１の内側面との間に、カムリング１７の外周面、ピボット部１７ａ、前記各シール部材３０，３０及びポンプボディ１１の内側面をもって、ピボット部１７ａを挟んで両側に、第１圧力室３１及び第２圧力室３２がそれぞれ画成されている。なお、本実施形態では、前記第１、第２圧力室３１，３２の全体を、カムリング１７の外周域において、前記ポンプ吐出側の範囲内に収めた実施例を示しているが、望ましくは、径方向において加圧領域となる前記吐出領域と重合する領域、つまり、カムリング１７の周壁を挟んで常時正圧となるポンプ室２０と対向する領域内に収める方がよい。
【００２８】
前記第１圧力室３１には、吐出ポート２２に吐出された吐出圧が導入通路２５を介して常時導入されるようになっており、当該第１圧力室３１に面するカムリング１７の外周面によって構成されてスプリング１８の付勢力を妨げるように作用する力を受ける第１受圧面３３に吐出圧を作用させることで、カムリング１７に対しその偏心量を減少させる方向（図２中の反時計方向）へ揺動力（移動力）を付与するようになっている。すなわち、この第１圧力室３１は、前記第１受圧面３３を介してカムリング１７の中心がロータ１５の回転中心と同心に近づく方向へ当該カムリング１７を常時付勢することによって、このカムリング１７の同心方向の移動量制御に供されている。
【００２９】
一方で、前記第２圧力室３２には、ポンプボディ１１の底壁に貫通形成されて機関運転状態に応じて制御される後記のソレノイドバルブ４０を介して吐出孔２２ａに接続された導入孔３５を通じて吐出圧が適宜導入されるようになっており、当該第２圧力室３２に面するカムリング１７の外周面によって構成されてスプリング１８の付勢力を助勢する方向に作用する力を受ける第２受圧面３４に吐出圧を作用させることで、カムリング１７に対しその偏心量を増大させる方向（図２中の時計方向）へ揺動力を付与するようになっている。
【００３０】
ここで、図２に示すように、前記第２受圧面３４の受圧面積Ｓ２は、前記第１受圧面３３の受圧面積Ｓ１よりも小さく設定されており、第２圧力室３２の内圧に基づく付勢力とスプリング１８の付勢力とによるカムリング１７の偏心方向の付勢力と、第１圧力室３１による付勢力と、が所定の力関係をもってバランスするように構成されていて、当該第２圧力室３２による付勢力がスプリング１８の付勢力を補助するようになっている。すなわち、前記第２圧力室３２は、前記ソレノイドバルブ４０を介して必要に応じて供給された吐出圧を第２受圧面３４に作用させてスプリング１８の付勢力を適宜助勢することで、カムリング１７の偏心方向の移動量制御に供されている。
【００３１】
また、前記オイルポンプ１０には、図８に示すように、車載のＥＣＵ５１からの励磁電流に基づき機関の運転状態に応じて作動するソレノイドバルブ４０が当該オイルポンプ１０とは別体に設けられており、このソレノイドバルブ４０を介して吐出孔２２ａと導入孔３５とが接続され、これによってソレノイドバルブ４０の開弁時に第１圧力室３１と第２圧力室３２が連通するようになっている。
【００３２】
前記ソレノイドバルブ４０は、図６及び図７に示すように、一端側が開口形成されて他端側が閉塞された円筒状のバルブボディ４１と、該バルブボディ４１内に軸方向へ摺動自在に収容され、両端部にバルブボディ４１の内周面に摺接する第１、第２ランド部４２ａ，４２ｂが形成された弁体４２と、該弁体４２の第２ランド部４２ｂによってバルブボディ４１の他端側に画成された背圧室４５に収容され、弁体４２をバルブボディ４１の一端側へ付勢するスプリング４３と、バルブボディ４１の開口端部に取り付けられ、通電に伴ってロッド４４ｂを進出させてスプリング４３の付勢力に抗して弁体４２をバルブボディ４１の他端側へ軸方向移動させる電磁ユニット４４と、から主として構成されている。
【００３３】
前記バルブボディ４１は、その周壁に、吐出孔２２ａに接続されるＩＮポート４１ａと、導入孔３５に接続されるＯＵＴポート４１ｂと、吸入ポート２１又は外部に接続されるドレインポート４１ｃと、がそれぞれ貫通形成されていると共に、他端部の側壁には、吸入ポート２１又は外部に接続されて背圧室４５に常時開口する背圧ポート４１ｄが貫通形成されている。
【００３４】
前記弁体４２は、軸方向の中間部が縮径形成されていて、前記両ランド部４２ａ，４２ｂによってバルブボディ４１との間に環状空間４６を画成し、この環状空間４６を介してＯＵＴポート４１ｂとＩＮポート４１ａ又はドレインポート４１ｃとが連通するようになっている。
【００３５】
前記電磁ユニット４４は、周知のように構成され、ボビンにコイルが巻回され、これにヨークを外嵌してなるコイルユニット４４ａと、該コイルユニット４４ａの内周側に軸方向へ進退可能に設けられた磁性材からなる図外のアーマチュアと、該アーマチュアに結合され、通電状態に応じてアーマチュアに伴い進退移動するロッド４４ｂと、から主として構成されている。
【００３６】
ここで、前記ソレノイドバルブ４０は、図６に示すように、いわゆるノーマルオープン型に構成されていることから、非通電状態においては、環状空間５６を介してＩＮポート４１ａとＯＵＴポート４１ｂとが連通することとなり、第２圧力室３２に吐出圧が導入されることとなる（本発明に係る第１状態）。このとき、ドレインポート４１ｃは、背圧室４５に開口した状態となっている。
【００３７】
一方、図７に示すように、コイルユニット４４ａに励磁電流が通電された通電時には、ロッド４４ｂの押圧力によりスプリング４３の付勢力に抗して弁体４２がバルブボディ４１の他端側へと押し戻されることとなる。これによって、ＩＮポート４１ａは弁体４２の第１ランド部４２ａによって遮断され、ＯＵＴポート４１ｂは環状空間４６を介してドレインポート４１ｃと連通することとなって、第２圧力室３２は吸入圧又は大気圧に開放されることとなる（本発明に係る第２状態）。
【００３８】
以上のような構成から、前記オイルポンプ１０は、第１圧力室３１の内圧と、スプリング１８の付勢力及びソレノイドバルブ４０により制御される第２圧力室３２の内圧と、のカムリング１７に作用する相対的な力関係を制御することで、該カムリング１７の偏心量を制御するようになっている。そして、この偏心量を制御して、ポンプ作用時における前記各ポンプ室２０の内部容積の変化量を制御することで、当該オイルポンプ１０の吐出圧特性を制御するようになっている。
【００３９】
以下、本実施形態に係るオイルポンプ１０の特徴的な作用、つまりカムリング１７の偏心量制御に基づくポンプの吐出圧制御について、図２、図３及び図９に基づいて説明する。
【００４０】
まず、前記オイルポンプ１０の吐出圧は、機関の各摺動部やバルブタイミング制御装置における要求油圧によって決定される。そこで、機関の要求油圧は当該機関の運転状態に応じて変化することから、その要求油圧も様々であるが、そのうちの代表的なものを図９のマップに示す。すなわち、例えば、燃費の向上等を目的としてバルブタイミング制御装置を用いた場合には、その要求油圧は図中のＰ１となる。また、内燃機関の要求油圧としては、主としてクランク軸の軸受部の潤滑に要する油圧によって決まるが、この要求油圧は機関の回転数及び負荷（スロットル開度）や油温等に応じて変化するものであって、例えば、低負荷又は低油温時であれば図中のＰ２が、高負荷又は高油温時であれば図中のＰ４が、それぞれ要求油圧となる。さらに、機関の高負荷時には、ピストン冷却のためにオイルジェットを使用する必要があり、中回転時である所定の回転数ｎにおいて図中のＰ３の油圧が必要となる。
【００４１】
そこで、前記オイルポンプ１０は、低負荷又は低油温時に図９中のＰ１もしくはＰ２のどちらか一方、又はＰ１及びＰ２の両方の要求油圧を満足する第１吐出圧特性である低圧特性Ｘとなるように設定されていると共に、高負荷又は高油温時に図９中のＰ３もしくはＰ４のどちらか一方、又はＰ３及びＰ４の両方の要求油圧を満足する第２吐出圧特性である高圧特性Ｙとなるように設定されていて、前記ソレノイドバルブ４０のＯＮ−ＯＦＦを切り換えることにより、カムリング１７の作動特性、つまり、カムリング１７の作動に必要となる吐出圧である第１、第２作動圧Ｐｘ，Ｐｙを変更し、機関の運転状態に応じて前記両油圧特性Ｘ，Ｙのうち最適な油圧特性を選択することで、前記機関の各要求油圧を満足するようになっている。
【００４２】
なお、本実施形態では、図９に示すように、前記低圧特性Ｘについては、可変バルブタイミング制御装置の要求油圧Ｐ１と低負荷又は低油温状態における機関の高回転時の要求油圧Ｐ２とを結んだ破線で示す油圧特性に設定されている一方、前記高圧特性Ｙについては、高負荷又は高油温状態における機関の中回転時の要求油圧Ｐ３と当該状態における機関の高回転時の要求油圧Ｐ４とを結んだ実線で示す油圧特性に設定されている。
【００４３】
すなわち、前記オイルポンプ１０では、スプリング１８のセット荷重Ｗが前記第１作動油圧Ｐｘに設定されていて、低負荷又は低油温時には、ＥＣＵ５１からソレノイドバルブ４０に励磁電流が通電されることでＩＮポート４１ａが遮断され、第１圧力室３１内にのみ吐出圧が導入されることとなる。これによって、第１圧力室３１の内圧が第１作動油圧Ｐｘに達するまでカムリング１７の偏心量が最大の状態で維持されて（図２参照）、機関の回転数の上昇に伴って吐出圧が急激に立ち上がることとなる。そして、吐出圧の上昇により第１圧力室３１の内圧が第１作動油圧Ｐｘに達すると、カムリング１７がピボット部１７ａを支点として前記カムリング偏心方向線Ｎの下方となる当該カムリング１７の偏心量が減少する方向へと揺動することとなる（図３参照）。これにより、ポンプ作用時の前記各ポンプ室２０の容積変化量が小さくなり、その結果、機関の回転数の上昇に伴う吐出圧の上昇が緩やかになることから、図９に示す低圧特性Ｘが得られることとなる。
【００４４】
続いて、前記低負荷又は低油温状態から高負荷又は高油温状態へ移行した場合には、ＥＣＵ５１からのソレノイドバルブ４０への励磁電流が遮断されて、ＩＮポート４１ａとＯＵＴポート４１ｂとが連通することとなり、吐出圧が、第１圧力室３１のみならず、第２圧力室３２にも導入されることとなる。すると、第２圧力室３２の第２受圧面３４に作用する圧力は、スプリング１８の付勢力を助勢するようにはたらくため、第１圧力室３１の内圧が図９中の第１作動油圧Ｐｘに達してもカムリング１７は作動せず、第１圧力室３１の内圧と第２圧力室３２の内圧により第１受圧面３３と第２受圧面３４に作用する油圧力差がスプリング１８の付勢力に達するまで、カムリング１７は、当該カムリング１７の偏心量が最大となる状態で保持される（図２参照）。すなわち、当該高負荷又は高油温時には、図９に示すように、吐出圧が、第１圧力室３１の内圧と第２圧力室３２の内圧により第１受圧面３３と第２受圧面３４に作用する油圧力差がスプリング１８の付勢力と等しくなるような第２作動油圧Ｐｙに達するまで、カムリング１７の偏心量が最大の状態で維持され、機関の回転上昇に伴って吐出圧が大きく立ち上がることとなる。そして、第１圧力室３１の内圧が第２作動油圧Ｐｙに達すると、カムリング１７が偏心量の減少する方向へ揺動することとなる（図３参照）。これにより、ポンプ作用時の前記各ポンプ室２０の容積変化量が小さくなって機関の回転数の上昇に伴う吐出圧の上昇が緩やかになることから、図９に示すような高圧特性Ｙが得られることとなる。
【００４５】
このように、前記オイルポンプ１０では、原則として、機関の回転数や負荷、油温等を基準に、ＥＣＵ５１により高圧が必要と判断された場合にポンプ吐出圧特性が高圧特性Ｙに移行することとなる。そこで、通常は、機関の負荷や油温等が高い場合に前記高圧特性Ｙに移行することとなるので、上述の説明では、当該高圧特性Ｙを発揮する場合として機関の負荷や油温が高い状態を例に説明したが、例えば、バルブタイミング制御装置においても前記要求油圧Ｐ１よりも高い油圧が必要となる場合があり、かかる場合には、ＥＣＵ５１によりバルブタイミング制御装置の作動信号に合わせてソレノイドバルブ４０の切り換えが行われ、機関の負荷や油温等が低い状態であってもポンプ吐出圧特性が前記高圧特性Ｙに移行することとなる。換言すれば、本実施例では、前記要求油圧Ｐ１をバルブタイミング制御装置の通常の要求油圧に設定したものを示しているが、搭載する車両の仕様等に応じて前記要求油圧Ｐ１をバルブタイミング制御装置における最低限の要求油圧として設定することも可能である。
【００４６】
また、前記高負荷又は高油温状態から再び前記低負荷又は低油温状態へと移行した場合には、ＥＣＵ５１から励磁電流が再び通電されてソレノイドバルブ４０が図７に示すような通電状態となり、第２圧力室３２が大気圧又は吸入圧に開放されることとなる。これにより、カムリング１７の作動は第１圧力室３１の内圧とスプリング１８の付勢力との力関係に依存することとなって、ポンプの吐出圧特性が低圧特性Ｘへと変更される。この結果、低負荷又は低油温状態へ移行したことで不要となる吐出圧を低減し、機関の動力損失を抑制することができる。
【００４７】
このように、前記オイルポンプ１０は、機関の回転数や負荷、油温等の各種の運転情報に基づきＥＣＵ５１がソレノイドバルブ４０を切り換えることで、カムリング１７の作動特性を変更し、当該機関の回転数や負荷、油温等に適した吐出圧特性を選択することができる。これにより、ポンプとしての仕事のムダを省き、機関の動力損失を最小限に抑えることが可能となる。
【００４８】
しかも、このオイルポンプ１０の場合は、上述のようなカムリング１７の作動制御につき、デューティ制御等の複雑な制御を必要とせずソレノイドバルブ４０のＯＮ−ＯＦＦによる単純な制御によって、さらには、該ソレノイドバルブ４０におけるポート形状等の精密加工や開弁特性等のチューニングをも必要とせず一般的なソレノイドバルブ４０を用いた簡素な構造をもって、容易に実現することができる。このことから、ポンプの製造コストの低廉化も図れる。
【００４９】
また、前記オイルポンプ１０は、図３中に太実線矢印で示すように、吐出領域に係る前記各ポンプ室２０の内圧がカムリング１７のピボット部１７ａ側の内周面に作用することになるため、該カムリング１７は、前記カムリング基準線Ｍに沿って図中の右方向、つまり、前記支持溝１１ｂ側へ押圧されて、ピボット部１７ａが当該支持溝１１ｂに押し付けられることとなる。しかしながら、本実施形態に係るオイルポンプ１０の場合には、前記ポンプ吐出側におけるカムリング１７の外周域に、つまり、前記吐出領域に係る前記各ポンプ室２０に対しカムリング１７の周壁を挟んでこれらポンプ室２０と対向するように、前記両圧力室３１，３２が配置されていることから、図３中に太破線矢印で示すように、これら両圧力室３１，３２の内圧がそれぞれカムリング１７を支持溝１１ｂと反対側へ押し返すように作用することとなり、ピボット部１７ａの支持溝１１ｂへの圧接が軽減される。これによって、カムリング１７の偏心揺動時におけるピボット部１７ｂと支持溝１１ｂの摩擦を低減することができる。この結果、当該ピボット部１７ａや支持溝１１ｂの摩耗、特にカムリング１７と比べて硬度の低い材質からなる支持溝１１ｂの摩耗を抑制することが可能となり、ポンプの耐久性の向上に供される。
【００５０】
なお、かかる作用により、前記ポンプ吐出側においてカムリング１７の内外周側に作用する力はほぼ相殺されるものの、前記支持溝１１ｂと反対側に位置する前記ポンプ吸入側のカムリング１７の外周域には導入通路２４を介して大気圧又は吸入圧が作用して、該大気圧又は吸入圧によってピボット部１７ａは少なからず支持溝１１ｂ内に押圧されることになるため、該ピボット部１７ａが支持溝１１ｂの内面から離間してしまうおそれもない。これによって、ピボット部１７ａが支持溝１１ｂに適度に摺接したカムリング１７の適切な作動を得ることができる。
【００５１】
さらには、上述のように、前記ポンプ吐出側の領域において、吐出領域に係る前記各ポンプ室２０と対向するように前記両圧力室３１，３２が配置されていることから、かかる領域においてカムリング１７の内周側に作用する圧力と外周側に作用する圧力とが全て吐出圧となってほぼ等しくなることから、当該吐出領域におけるカムリング１７の内外周の圧力差を最小限に抑えることができる。これによって、前記吐出領域においてカムリング１７の両側面とポンプ収容室１３の底壁１３ａ及びカバー部材１２の内側面との間に介在する微小隙間を介しての潤滑油の漏出（リーク）を最小限に抑えることが可能となる。この結果、オイルポンプ１０の仕事のムダが極力低減されて、当該オイルポンプ１０の高効率化も図れる。
【００５２】
以上、本実施形態に係るオイルポンプ１０によれば、ピボット部１７ａを挟んで両側に第１、第２圧力室３１，３２を配置したことで、第２圧力室３２の内圧がスプリング１８の付勢力を助勢するように作用することになるため、該スプリング１８の付勢力を極力小さく設定することが可能となる。具体的には、かかる第２圧力室３２の配置により、スプリング１８は、前記低圧特性Ｘを確保し得る付勢力、つまり、第１作動油圧Ｐｘとつり合うだけの付勢力を有していればよいため、従来よりもばね常数の小さい低荷重のスプリングを用いることができる。これにより、ポンプボディ１１においてスプリング１８の配置に要するスペースを縮小することができ、当該オイルポンプ１０の小型化・軽量化が図れる。この結果、オイルポンプ１０の機関への搭載性が向上する。
【００５３】
しかも、前記第２受圧面３４は、前記第１受圧面３３よりも小さい受圧面積に設定されていることから、第２圧力室３２によってカムリング１７の作動油圧を二段階に設定することが可能になる。これにより、ポンプの吐出圧特性の自由度を向上させることもできる。
【００５４】
また、パワーステアリング装置用の可変容量形ポンプ等、二つの圧力室の差圧によってカムリングを揺動制御するように構成されたポンプは、従来から種々のもの提供されているが、かかる従来のポンプはいずれもオリフィス等による圧力損失に基づいて差圧を発生させる構造を有しており、この圧力損失がポンプ効率を低下させている。これに対して、本実施形態に係るオイルポンプ１０の場合は、第１圧力室３１及び第２圧力室３２内へ圧力損失を伴わずに吐出圧を導入することとし、該両圧力室３１，３２の受圧面積差、つまり、第１受圧面３３と第２受圧面３４の面積差によってカムリング１７の作動トルクを発生させる構造となっていることから、前記従来の可変容量形ポンプのようなポンプ効率の低下を生じるおそれがない。これにより、前記従来の可変容量形ポンプと比べて、前記圧力損失が生じない分、ポンプ効率の向上に寄与することができる。
【００５５】
さらには、本実施形態に係るオイルポンプ１０にあっては、ソレノイドバルブ４０が非通電時において前記高圧特性となるように設定されているため、該ソレノイドバルブ４０が故障した場合であっても機関使用領域の全域において必要な吐出圧を確保できる、といったフェールセーフとしての機能も備えている。
【００５６】
図１０及び図１１は前記第１実施形態の変形例を示しており、該第１実施形態に係るソレノイドバルブ４０を、いわゆるノーマルクローズ型に構成したものである。
【００５７】
すなわち、本変形例に係るソレノイドバルブ４０は、前記第１実施形態のものとは逆の特性を有するいわゆるノーマルクローズ型に構成されたものであって、図１０に示すように、非通電時において、ＩＮポート５１ａが遮断されてＯＵＴポート５１ｂがドレインポート５１ｃと連通し、図１１に示すように、通電時において、ＩＮポート５１ａとＯＵＴポート５１ｂとが連通するように構成されている。これによって、オイルポンプ１０は、ソレノイドバルブ４０の非通電時に低圧特性Ｘとなり、該ソレノイドバルブ４０の通電時に高圧特性Ｙとなる。
【００５８】
かかる構成によれば、機関に要求されるオイルポンプ１０の吐出圧特性につき、低圧特性Ｘの頻度と比べて高圧特性Ｙの頻度が低い場合、ソレノイドバルブ４０に対する通電時間を短縮することが可能になるため、該ソレノイドバルブ４０の経時劣化の抑制に供される。
【００５９】
図１２〜図１６は、本発明に係るオイルポンプの第２実施形態を示しており、前記第１実施形態に係るシール部材３０，３０の配置を変更すると共に、ソレノイドバルブ４０をハウジングに一体に構成したものである。
【００６０】
すなわち、本実施形態では、前記第１実施形態においてカムリング１７の前記各シール構成部１７ｃ，１７ｄに設けられた前記各シール保持溝１７ｅ，１７ｆが廃止され、代わりに、前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄにおいて、前記廃止した各シール保持溝１７ｅ，１７ｆと対向する位置に、該各シール保持溝１７ｅ，１７ｆと同様のシール保持溝１１ｅ，１１ｆが形成されていて、該各シール保持溝１１ｅ，１１ｆ内に、前記各弾性部材２９，２９と共に前記各シール部材３０，３０の収容配置されている。
【００６１】
また、本実施形態では、図１２、図１５及び図１６に示すように、ソレノイドバルブ４０のバルブボディ４１が、カバー部材１２の外側面１２ｂに、前記カムリング偏心方向線Ｎと平行に一体形成されていて、当該ソレノイドバルブ４０がハウジングと一体に構成されている。なお、ソレノイドバルブ４０の構造については、前記第１実施形態と同様であり、前記カバー部材１２に一体に形成されたバルブボディ４１内に弁体４１が摺動自在に収容され、当該バルブボディ４１の図１５中の上端部である一端開口部に電磁ユニット４４が取り付けられている。
【００６２】
また、かかる構成の変更に伴い、前記カバー部材１２の内側面１２ｃには、図１６に示すように、吸入ポート２１、吐出ポート２２、吐出ポート２２と軸受孔１２ａを連通する連通溝２３、及び吐出ポート２２から延設される導入通路２５が、ポンプボディ１１と同様にそれぞれ設けられている。
【００６３】
さらに、このカバー部材１２には、前記ポンプボディ１１の内部（ポンプ収容室１３）とバルブボディ４１の内部とを連通するように、導入通路２４の所定の位置にＩＮポート４１ａが、該ＩＮポート４１ａに対して前記カムリング基準線Ｍを挟んでほぼ対称となる所定位置に導入孔３５を兼ねるＯＵＴポート４１ｂが、それぞれ穿設されていると共に、当該カバー部材１２に一体形成されたバルブボディ１１の周壁及び底壁の各所定位置には、ドレインポート４１ｃ及び背圧ポート４１ｄがそれぞれ貫通形成されている。
【００６４】
したがって、この実施形態によれば、カムリング１７の偏心揺動時において、前記各シール部材３０，３０が、アルミニウム合金材からなるポンプボディ１１よりも硬度の高い鉄系の焼結材からなるカムリング１７の前記各シール面１７ｇ，１７ｈと摺接することになるため、当該各シール部材３０，３０による相手部材の摩耗を抑制することができる。これにより、前記第１実施形態と比べて、オイルポンプ１０の耐久性の向上に供される。
【００６５】
さらに、本実施形態では、ソレノイドバルブ４０を、カバー部材１２、つまり、ハウジングと一体に形成したことから、図８に示すオイルポンプ１０の油圧回路が当該オイルポンプ１０内で完結させることができる。このため、オイルポンプ１０を中心とした油圧供給システムとしての小型化に供される。
【００６６】
図１７及び図１８は、本発明に係るオイルポンプの第３実施形態を示しており、前記第２実施形態の構成を基本として、該第２実施形態に係るカムリング１７の前記各シール構成部１７ｃ，１７ｄにおける前記各シール保持溝１７ｅ，１７ｆ並びにこれに収容される前記各弾性部材２９，２９及び前記各シール部材３０，３０を廃止したものである。
【００６７】
すなわち、本実施形態では、前記各シール部材３０，３０等を廃止した代わりに、前記カムリング１７の第１シール構成部１７ｃの側面１７ｊが平坦状に形成されていると共に、各図中のボルト挿通部１１ｇ近傍となるポンプボディ１１の内側部に、カムリング１７の最大偏心時に当該カムリング１７の第１シール構成部１７ｃの側面１７ｊと当接することによってシール部ＳＬを構成するシール構成部１１ｈが、前記第１シール構成部１７ｃの側面１７ｊと対向するように設けられている。
【００６８】
このシール構成部１１ｈは、カムリング１７の最大偏心時において当該カムリング１７の第１シール構成部１７ｃの側面１７ｊと密着するように設けられていて、当該シール構成部１１ｈによりカムリング１７の偏心方向への移動が規制されると共に、当該シール構成部１１ｈによって構成されるシール部ＳＬにより第１圧力室３１内が液密に保持されるようになっている。なお、上記の構成変更に伴い、本実施形態では、前記第１実施形態においてポンプボディ１１の内側部にカムリング１７の最大偏心位置を規制するべく設けられていた前記支持突起１１ｉが廃止されている。
【００６９】
かかる構成によれば、前記カムリング１７の非作動時（最大偏心時）、つまり、吐出圧を上昇させる段階では、前記シール部ＳＬにより、前記各シール部材３０，３０を用いた前記第２実施形態と同様の程度に第１圧力室３１内を液密に保持することが可能となる。これによって、機関低回転時における最小限の必要油圧として設定された第１作動油圧Ｐｘまでは、吐出圧を適切な時間（レスポンス）をもって上昇させることができる。この結果、前記バルブタイミング制御装置の要求油圧Ｐ１等、機関低回転時における要求油圧を確保することができる。
【００７０】
一方、前記カムリング１７の作動時（偏心揺動時）、つまり、吐出圧の上昇を抑制させる段階では、前記各圧力室３１，３２は、それぞれ前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄと前記各シール面１７ｇ，１７ｈとの間に形成される前記微小のクリアランスＣによってシールされることとなる。この場合には、微小のクリアランスＣを介しての多少のリークが発生することになるものの、当該段階においては吐出圧が第１作動油圧Ｐｘを超えて該吐出圧の上昇を抑制する状態にあることから、前記リークは許容することができる。
【００７１】
なお、前記微小のクリアランスＣは、当該実施形態に係るオイルポンプ１０におけるロータ１５やカムリング１７とカバー部材１２の内側面１２ｃやポンプ収容室１３の底壁１３ａとの軸方向の隙間、あるいは周知のトロコイドポンプにおけるロータの外周面とハウジングの内周面との径方向の隙間と同程度の隙間に設定されており、原則として、リークが許容範囲内に収まるように設定されている。
【００７２】
したがって、この実施形態によれば、前記各シール部材３０，３０等を廃止したことで、特に前記各シール部材３０，３０及びこれに付随する前記各弾性部材２９，２９といったオイルポンプ１０の各構成部品を削減することができ、これによって、当該オイルポンプ１０の組み付け工数の低減化が図れる。この結果、オイルポンプ１０の製造コストの低廉化に供される。
【００７３】
しかも、前記オイルポンプ１０の各構成部品の削減により、組み付け不良等、組み付けに付随する不具合を抑制することも可能となり、当該オイルポンプ１０の品質の安定や向上にも供される。
【００７４】
図１９〜図２２は、本発明に係るオイルポンプの第４実施形態を示しており、前記第１実施形態の構成を基本として、該第１実施形態に係るソレノイドバルブ４０に代えて、吐出圧により作動する油圧方向切換弁５０をもってポンプの吐出圧特性を変更するように構成したものである。
【００７５】
すなわち、本実施形態では、前記ソレノイドバルブ４０の代替として、周知のスプール形の油圧方向切換弁５０が用いられており、この油圧方向切換弁５０は、図１９〜図２１に示すように、一端側が開口形成されて他端側が閉塞された円筒状のバルブボディ５１と、該バルブボディの一端開口部を閉塞するプラグ５２と、バルブボディ５１内に軸方向へ摺動自在に収容され、両端部に有する第１、第２ランド部５３ａ，５３ｂによって当該バルブボディ５１内に圧力室５５及び背圧室５６を画成する弁体５３と、背圧室５６内に収容され、弁体５３を圧力室５５側へ付勢するスプリング５４と、を備え、圧力室５４の内圧が前記要求油圧Ｐ１より高く前記要求油圧Ｐ２よりも低く設定された所定の設定圧Ｐｚを超えると、図２０に示すように、弁体５３がスプリング５４の付勢力に抗して背圧室５６側へ移動するように設定されている。
【００７６】
前記バルブボディ５１は、その周壁における軸方向の所定位置に、吐出孔２２ａに接続されるＩＮポート５１ａと、導入孔３５に接続されるＯＵＴポート５１ｂと、吸入ポート２１又は外部に接続されるドレインポート５１ｃとがそれぞれ貫通形成されていると共に、背圧室５５側の側壁に、吸入ポート２１又は外部に接続されて背圧室４５を吸入圧又は大気圧に常時開放する背圧ポート５１ｄが貫通形成されている。
【００７７】
前記プラグ５２は、前記バルブボディ５１の一端側における開口端部の内周面に設けられた雌ねじ部に螺着されており、軸心に沿って導入ポート５２ａが貫通形成され、該導入ポート５２ａを通じて圧力室５５内に吐出圧が常時導入されるようになっている。
【００７８】
前記弁体５３は、軸方向の中間部が縮径形成されていて、前記両ランド部５３ａ，５３ｂによってバルブボディ５１との間に環状空間５７を画成し、この環状空間５７を介してＯＵＴポート５１ｂとＩＮポート５１ａ又はドレインポート５１ｃとが連通するようになっている。すなわち、弁体５３が非作動状態にあるときは、第１ランド部５３ａによりＩＮポート５１ａが遮断され、ＯＵＴポート５１ｂとドレインポート５１ｃとが環状空間５７を介して連通することとなる一方、弁体５３が作動したときには、第２ランド部５３ｂによりドレインポート５１ｃが遮断され、ＩＮポート５１ａとＯＵＴポート５１ｂとが環状空間５７を介して連通することとなる。
【００７９】
以上のような構成から、本実施形態に係るオイルポンプ１０の場合には、機関の回転数が低い状態においては、油圧方向切換弁５０のＩＮポート５１ａが遮断されて第１圧力室３１にのみ吐出圧が作用することから、図２２に示すように、吐出圧が第１作動油圧Ｐｘに達すると、カムリング１７が偏心量減少方向へ揺動することとなって吐出圧の上昇が緩やかになるといった前記低圧特性Ｘを発揮することとなる。（同図中のＴ１区間）。そして、吐出圧が上昇して圧力室５５の内圧が前記設定圧Ｐｚに達すると、該圧力室５５の内圧に基づき弁体５３がスプリング５３の付勢力に抗して背圧室５５側へ軸方向移動を開始し、この弁体５２の軸方向移動に伴い、ドレインポート５１ｃが第２ランド部５３ｂによって閉塞されると共にＩＮポート５１ａが環状空間５７に漸次開口することとなる。これによって、ＩＮポート５１ａとＯＵＴポート５１ｂとが環状空間５７を介して徐々に連通することとなって、第２圧力室３２内に吐出圧が漸次導入されるようになる。この結果、第２圧力室３２の内圧が上昇し、これに伴いカムリング１７が偏心量増大方向へ揺動することから、吐出圧がさらに大きく増大するといった前記高圧特性Ｙを発揮することとなる（図２２中のＴ２区間）。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、前記第１実施形態に係るソレノイドバルブ４０のように機関の運転状態に応じた吐出圧特性の自由な切り換えはできないが、より低廉な製造コストでもって機関の回転数に合わせた吐出圧特性を備えるオイルポンプを得ることができる。
【００８１】
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、例えば前記要求油圧Ｐ１〜Ｐ５、前記第１、第２作動油圧Ｐｘ，Ｐｙ、及び前記設定圧Ｐｚは、オイルポンプ１０が搭載される車両の内燃機関やバルブタイミング制御装置等の仕様に応じて自由に変更することができる。
【００８２】
また、前記各実施形態では、本発明に係る各側壁をポンプボディ１１の底壁とカバー部材１２とから構成したものを例に説明したが、当該各側壁を、例えば、前記ポンプ要素の両側であってポンプボディ１１の底壁及びカバー部材１２の各軸方向間にそれぞれ介装した別部材として構成する、といった前記ハウジングと別体構造とすることも可能である。
【００８３】
また、前記各実施形態では、第１圧力室３１の内圧に対してスプリング１８の付勢力と第２圧力室３２の内圧をバランスさせることによってカムリング１７の作動を制御しているが、ポンプの仕様によっては、第１受圧面３３の受圧面積を第２受圧面３４の受圧面積よりも大きく設定することにより、スプリング１８を廃止し、前記両圧力室３１，３２の内圧（差圧）のみによってカムリング１７の作動を制御するようにしてもよい。
【００８４】
さらには、前記各実施形態では、前記第２受圧面３４の受圧面積を第１受圧面３３の受圧面積よりも小さく設定しているが、内燃機関等の要求によっては前記両受圧面３３，３４を等しく設定してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１１…ポンプボディ（ハウジング）
１２…カバー部材（ハウジング）
１３…ポンプ収容部
１４…駆動軸
１５…ロータ
１６…ベーン
１７…カムリング
１８…スプリング（付勢部材）
２０…ポンプ室（作動油室）
２１…吸入ポート（吸入部）
２２…吐出ポート（吐出部）
３１…第１圧力室
３２…第２圧力室
３３…第１受圧面
３４…第２受圧面
４０…ソレノイドバルブ（制御手段）
【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作動油を供給する油圧源に適用され、とりわけ、運転状態に応じて吐出量（吐出圧）を可変し得る可変容量形ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用のオイルポンプ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、この可変容量形ポンプは、いわゆるベーンポンプであって、ハウジングとカムリングとの間に画成された２つの圧力室へ選択的に吐出圧を供給して、スプリングによりロータの回転中心に対して常時偏心する方向へ付勢されたカムリングの偏心量を制御することによって、吐出量（吐出圧）を可変にするようになっている。
【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にあっては、前記両圧力室の内圧（吐出圧）による油圧力に対してスプリングの付勢力をバランスさせる構造としているため、スプリングの付勢力を大きなものとする必要があり、その結果、ポンプを大型化せざるを得ないという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の可変容量形オイルポンプの技術的課題に鑑みて案出されたもので、ポンプの小型化に供す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】
本願発明は、いわゆるベーンタイプの可変容量形オイルポンプであって、とりわけ、カムリングの外周側にそれぞれ画成され、かつ、内部に吐出圧が導入され、カムリングに対して偏心量を減少させる方向へ吐出圧を作用させる第１受圧面を有する第１圧力室及びカムリングに対して偏心量を増大させる方向へ吐出圧を作用させる第２受圧面を有する第２圧力室を備えたことを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、前記両圧力室の内圧をバランスさせることによってカムリングの偏心量を制御する構成としたことから、必ずしもスプリング等の付勢部材を用いる必要がなく、また、かかる付勢部材を用いる場合であっても、当該付勢部材の付勢力を大きくする必要がないことから、ポンプの小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る可変容量形オイルポンプの構成を示す分解斜視図である。
【図２】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最大の状態を表したものである。
【図３】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最小の状態を表したものである。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同実施形態に係るハウジングの内部を示す正面図である。
【図６】同実施形態に係るソレノイドバルブの非通電時の状態を示す縦断面図である。
【図７】同実施形態に係るソレノイドバルブの通電時の状態を示す縦断面図である。
【図８】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプの油圧回路図である。
【図９】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプについての機関の回転数と油圧との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１実施形態の変形例に係るソレノイドバルブの非通電時の状態を示す縦断面図である。
【図１１】同変形例に係るソレノイドバルブの通電時の状態を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る可変容量形オイルポンプの構成を示す分解斜視図である。
【図１３】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最大の状態を表したものである。
【図１４】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最小の状態を表したものである。
【図１５】本発明の第３実施形態に係るカバー部材の正面図である。
【図１６】同実施形態に係るカバー部材の背面図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最大の状態を表したものである。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最小の状態を表したものである。
【図１９】本発明の第５実施形態に係る油圧方向切換弁の非作動状態を示す縦断面図である。
【図２０】同実施形態に係る油圧方向切換弁の作動状態を示す縦断面図である。
【図２１】同実施形態に係る可変容量形オイルポンプの油圧回路図である。
【図２２】同実施形態に係る可変容量形ポンプについての機関の回転数と油圧との関係を示すグラフである。
【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、各実施の形態では、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及び機関弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御装置に機関の潤滑油を供給するオイルポンプとして適用した例を示している。
【００１１】
図１〜図９は、本発明に係る可変容量形オイルポンプの第１実施形態を示しており、このオイルポンプ１０は、内燃機関のシリンダブロックの前端部等に設けられ、図１〜図３に示すように、一端側が開口するように形成されて内部に円柱状の空間からなるポンプ収容室１３を有する断面コ字形状のポンプボディ１１及び該ポンプボディ１１の一端開口を閉塞するカバー部材１２からなるハウジングと、該ハウジングに回転自在に支持され、ポンプ収容室１３のほぼ中心部を貫通して機関のクランク軸によって回転駆動される駆動軸１４と、ポンプ収容室１３内に回転自在に収容されて中心部が駆動軸１４に結合されたロータ１５及び該ロータ１５の外周部に放射状に切欠形成された複数のスリット１５ａ内にそれぞれ出没自在に収容されたベーン１６からなるポンプ要素と、該ポンプ要素の外周側にロータ１５の回転中心に対して偏心可能に配置され、ロータ１５及び隣接するベーン１６，１６と共に複数の作動油室であるポンプ室２０を画成するカムリング１７と、ポンプボディ１１内に収容され、ロータ１５の回転中心に対するカムリング１７の偏心量が増大する方向へ当該カムリング１７を常時付勢する付勢部材であるスプリング１８と、ロータ１５の内周側の両側部に摺動自在に配置された当該ロータ１５よりも小径な一対のリング部材１９，１９と、を備えている。
【００１２】
前記ポンプボディ１１は、アルミ合金材によって一体に形成されていて、図４及び図５にも示すように、ポンプ収容室１３の底面１３ａ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１１ａが貫通形成されている。また、ポンプボディ１１の内側面となるポンプ収容室１３の内周壁の所定位置には、図５に示すように、カムリング１７を揺動自在に支持する断面ほぼ半円状の支持溝１１ｂが切欠形成されている。さらに、ポンプ収容室１３の内周壁には、軸受孔１１ａの中心と支持溝１１ｂの中心とを結ぶ直線（以下「カムリング基準線」という。）Ｍを挟んで両側に、カムリング１７の外周部に配設される後記のシール部材３０，３０がそれぞれ摺接する第１、第２シール摺接面１１ｃ，１１ｄが形成されている。これら各シール摺接面１１ｃ，１１ｄは、支持溝１１ｂの中心からそれぞれ所定の半径Ｒ１，Ｒ２により構成される円弧面状になっていると共に、カムリング１７の偏心揺動範囲において前記各シール部材３０，３０が常時摺接可能な周方向長さに設定されている。これによって、カムリング１７が偏心揺動する際に、前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄに沿って摺動案内されることとなって、当該カムリング１７の円滑な作動（偏心揺動）が得られるようになっている。
【００１３】
また、前記ポンプ収容室１３の底面１３ａには、図２及び図５に示すように、軸受孔１１ａの外周域に、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室２０の内部容積が増大する領域（吸入領域）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２１が、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室２０の内部容積が減少する領域（吐出領域）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２２が、それぞれ軸受孔１１ａを挟んでほぼ対向するように切欠形成されている。
【００１４】
前記吸入ポート２１は、当該吸入ポート２１のほぼ中央位置から後記のスプリング収容室２８側に延設された導入通路２４に接続され、該導入通路２４の途中には、ポンプボディ１１の底壁を貫通して外部へと開口する吸入孔２１ａが貫通形成されている。これにより、図８に示すように、機関のオイルパン５２に貯留された潤滑油が、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴って発生する負圧に基づき吸入孔２１ａ及び吸入ポート２１を介して前記吸入領域の各ポンプ室２０に吸入されるようになっている。なお、前記吸入孔２１ａは、前記導入通路２４と共にポンプ吸入側におけるカムリング１７の外周域に臨むように構成されており、該カムリング１７のポンプ吸入側の外周域に吸入圧を導くようになっている。これによって、前記吸入領域の各ポンプ室２０に隣接するポンプ吸入側におけるカムリング１７の外周域が吸入圧又は大気圧となることから、吸入領域の各ポンプ室２０から当該ポンプ吸入側におけるカムリング１７の外周域への潤滑油の漏出の抑制に供される。ここで、前記ポンプ吸入側とは、図２中における後記のカムリング偏心方向線Ｎよりも左側の領域を意味している。
【００１５】
前記吐出ポート２２は、当該吐出ポート２２の始端部からカムリング１７の外周側に画成される後記の第１圧力室３１に臨むようにして延設された導入通路２５に接続され、該導入通路２５の終端部には、ポンプボディ１１の底壁を貫通して外部へ開口する吐出孔２２ａが貫通形成されている。なお、この吐出孔２２ａは、図外のオイルメインギャラリを介して機関内の各摺動部及びバルブタイミング制御装置に接続されている。かかる構成から、前記ポンプ要素のポンプ作用により加圧されて前記吐出領域の各ポンプ室２０から吐出された潤滑油が、吐出ポート２２及び吐出孔２２ａを介して機関内の各摺動部及びバルブタイミング制御装置に供給されるようになっている。なお、前記吐出孔２２ａは、前記導入通路２５と共にポンプ吐出側におけるカムリング１７の外周域に臨むように構成されており、該カムリング１７のポンプ吐出側の外周域に吐出圧を導くようになっている。ここで、前記ポンプ吐出側とは、図２中における後記のカムリング偏心方向線Ｎよりも右側の領域を意味している。
【００１６】
さらに、前記吐出ポート２２の始端部の近傍には、当該吐出ポート２２と軸受孔１１ａとを連通する連通溝２３が切欠形成されていて、該連通溝２３を介して軸受孔１１ａに潤滑油を供給すると共にロータ１５やベーン１６の側部にも潤滑油を供給して、各摺動部位の潤滑性を確保するようになっている。なお、この連通溝２３は、前記各ベーン１６の出没方向と合致しないように形成されており、これらベーン１６が出没する際の当該連通溝２３への脱落が抑制されている。
【００１７】
前記カバー部材１２は、ほぼ板状を呈し、外側部におけるポンプボディ１１の軸受孔１１ａに対応する位置が若干厚肉に形成されると共に、当該厚肉部分には、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。なお、本実施形態では、カバー部材１２の内側面はほぼ平坦状となっているが、ポンプボディ１１の底面と同様に吸入、吐出ポート２１，２２を形成することも可能であり、また、前記連通溝２３のような軸受孔１２ａに潤滑油を導くための溝部を設けることも可能である。そして、このカバー部材１２は、複数のボルト２６によりポンプボディ１１の開口端面に取り付けられている。
【００１８】
前記駆動軸１４は、クランク軸から伝達された回転力によってロータ１５を図２中における時計方向に回転するように構成されており、当該駆動軸１４の中心において前記直線Ｍと直交する直線（以下「カムリング偏心方向線」という。）Ｎを境界として、図２中の左半分が前記ポンプ吸入側、右半分が前記ポンプ吐出側となっている。
【００１９】
前記ロータ１５は、図１及び図２に示すように、内部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１５ａが切欠形成されていると共に、該各スリット１５ａの内側基端部には、前記吐出ポート２２に吐出された吐出油を導入する断面ほぼ円形状の背圧室１５ｂがそれぞれ形成されている。これにより、前記各ベーン１６がロータ１５の回転に伴う遠心力と背圧室１５ｂの油圧とによって外方へ押し出されるようになっている。
【００２０】
前記各ベーン１６は、各先端面がそれぞれカムリング１７の内周面に摺接すると共に、各基端部の側面が各リング部材１９，１９の外摺面にそれぞれ摺接するようになっている。これによって、機関回転数が低く、前記遠心力や背圧室１５ｂの油圧が小さいときでも、ロータ１５の外周面、隣接するベーン１６，１６の各内側面及びカムリング１７の内周面と、側壁であるポンプボディ１１のポンプ収容室１３の底面１３ａ及びカバー部材１２の内側面と、が前記各ポンプ室２０を液密的に画成している。
【００２１】
前記カムリング１７は、いわゆる燒結金属によってほぼ円筒状に一体形成され、外周部の所定位置に、ポンプボディ１１の支持溝１１ｂに嵌合して偏心揺動支点を構成するほぼ円弧凸状のピボット部１７ａが軸方向に沿って突設されていると共に、該ピボット部１７ａに対しカムリング１７の中心を挟んで反対側の位置に、スプリング１８と連係するアーム部１７ｂが軸方向に沿って突設されている。
【００２２】
ここで、前記ポンプボディ１１内には、前記支持溝１１ｂと反対側の位置に、所定の幅Ｌに設定された連通部２７を介してポンプ収容室１３と連通するようにスプリング収容室２８が設けられており、このスプリング収容室２８内にスプリング１８が収容されている。このスプリング１８は、前記連通部２７を通じてスプリング収容室２８内まで延出する前記アーム部１７ｂの先端部の下面とスプリング収容室２８の底面との間に、所定のセット荷重Ｗをもって弾性保持されている。なお、前記アーム部１７ｂの先端部の下面には、スプリング１８の内周側に係合するほぼ円弧状に形成された支持突起１７ｉが突設されており、該支持突起１７ｉによってスプリング１８の一端が支持されている。
【００２３】
かかる構成から、前記スプリング１８は、前記セット荷重Ｗに基づく弾性力をもって、前記アーム部１７ｂを介してカムリング１７を、その偏心量が増大する方向（図２中の時計方向）へ常時付勢するようになっている。これにより、図２に示すカムリング１７の非作動状態において、当該カムリング１７は、前記スプリング１８の付勢力によってアーム部１７ｂの上面がスプリング収容室２８の蓋部に突設されたストッパ部２８ａに押し付けられた状態となり、その偏心量が最大となる位置に規制されている。そして、このように、ピボット部１７ａと反対側にアーム部１７ｂを延設して、該アーム部１７ｂの先端部をスプリング１８によって付勢するように構成することで、カムリング１７に対し最大限のトルクを発生させることができるため、当該スプリング１８の小型化が図れ、この結果、ポンプ自体の小型化に供される。
【００２４】
また、前記カムリング１７の外周部には、前記第１、第２シール摺接面１１ｃ，１１ｄと対向するように形成された当該各シール摺接面１１ｃ，１１ｄと同心円弧面状の第１、第２シール面１７ｇ，１７ｈを有する横断面ほぼ三角形状の一対の第１、第２シール構成部１７ｃ，１７ｄが軸方向に沿ってそれぞれ突設されていると共に、該各シール構成部１７ｃ，１７ｄのシール面１７ｇ，１７ｈに、横断面ほぼ矩形状の第１、第２シール保持溝１７ｅ，１７ｆが軸方向に沿って切欠形成されていて、該各シール保持溝１７ｅ，１７ｆには、カムリング１７の偏心揺動時に各シール摺接面１１ｃ，１１ｄに摺接する一対のシール部材３０，３０がそれぞれ収容保持されている。
【００２５】
ここで、前記各シール面１７ｇ，１７ｈは、それぞれ前記ピボット部１７ａの中心からこれに対応する前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄを構成する半径Ｒ１，Ｒ２よりも僅かに小さい所定の半径Ｒ３，Ｒ４によって構成されており、当該各シール面１７ｇ，１７ｈと前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄとの間には、それぞれ微小なクリアランスＣが形成されるようになっている。
【００２６】
前記各シール部材３０，３０は、例えば低摩擦特性を有するフッ素系樹脂材によりカムリング１７の軸方向に沿って直線状に細長く形成され、各シール保持溝１７ｅ，１７ｆの底部に配設されたゴム製の弾性部材２９，２９の弾性力により各シール摺接面１１ｃ，１１ｄに押し付けられるようになっている。これにより、後述する各圧力室３１，３２の良好な液密性が常時確保されるようになっている。
【００２７】
そして、カムリング１７の非作動状態において、前記ポンプ吐出側となるカムリング偏心方向線Ｎよりもピボット部１７ａ側におけるカムリング１７の外周域には、該カムリング１７の外周面とポンプボディ１１の内側面との間に、カムリング１７の外周面、ピボット部１７ａ、前記各シール部材３０，３０及びポンプボディ１１の内側面をもって、ピボット部１７ａを挟んで両側に、第１圧力室３１及び第２圧力室３２がそれぞれ画成されている。なお、本実施形態では、前記第１、第２圧力室３１，３２の全体を、カムリング１７の外周域において、前記ポンプ吐出側の範囲内に収めた実施例を示しているが、望ましくは、径方向において加圧領域となる前記吐出領域と重合する領域、つまり、カムリング１７の周壁を挟んで常時正圧となるポンプ室２０と対向する領域内に収める方がよい。
【００２８】
前記第１圧力室３１には、吐出ポート２２に吐出された吐出圧が導入通路２５を介して常時導入されるようになっており、当該第１圧力室３１に面するカムリング１７の外周面によって構成されてスプリング１８の付勢力を妨げるように作用する力を受ける第１受圧面３３に吐出圧を作用させることで、カムリング１７に対しその偏心量を減少させる方向（図２中の反時計方向）へ揺動力（移動力）を付与するようになっている。すなわち、この第１圧力室３１は、前記第１受圧面３３を介してカムリング１７の中心がロータ１５の回転中心と同心に近づく方向へ当該カムリング１７を常時付勢することによって、このカムリング１７の同心方向の移動量制御に供されている。
【００２９】
一方で、前記第２圧力室３２には、ポンプボディ１１の底壁に貫通形成されて機関運転状態に応じて制御される後記のソレノイドバルブ４０を介して吐出孔２２ａに接続された導入孔３５を通じて吐出圧が適宜導入されるようになっており、当該第２圧力室３２に面するカムリング１７の外周面によって構成されてスプリング１８の付勢力を助勢する方向に作用する力を受ける第２受圧面３４に吐出圧を作用させることで、カムリング１７に対しその偏心量を増大させる方向（図２中の時計方向）へ揺動力を付与するようになっている。
【００３０】
ここで、図２に示すように、前記第２受圧面３４の受圧面積Ｓ２は、前記第１受圧面３３の受圧面積Ｓ１よりも小さく設定されており、第２圧力室３２の内圧に基づく付勢力とスプリング１８の付勢力とによるカムリング１７の偏心方向の付勢力と、第１圧力室３１による付勢力と、が所定の力関係をもってバランスするように構成されていて、当該第２圧力室３２による付勢力がスプリング１８の付勢力を補助するようになっている。すなわち、前記第２圧力室３２は、前記ソレノイドバルブ４０を介して必要に応じて供給された吐出圧を第２受圧面３４に作用させてスプリング１８の付勢力を適宜助勢することで、カムリング１７の偏心方向の移動量制御に供されている。
【００３１】
また、前記オイルポンプ１０には、図８に示すように、車載のＥＣＵ５１からの励磁電流に基づき機関の運転状態に応じて作動するソレノイドバルブ４０が当該オイルポンプ１０とは別体に設けられており、このソレノイドバルブ４０を介して吐出孔２２ａと導入孔３５とが接続され、これによってソレノイドバルブ４０の開弁時に第１圧力室３１と第２圧力室３２が連通するようになっている。
【００３２】
前記ソレノイドバルブ４０は、図６及び図７に示すように、一端側が開口形成されて他端側が閉塞された円筒状のバルブボディ４１と、該バルブボディ４１内に軸方向へ摺動自在に収容され、両端部にバルブボディ４１の内周面に摺接する第１、第２ランド部４２ａ，４２ｂが形成された弁体４２と、該弁体４２の第２ランド部４２ｂによってバルブボディ４１の他端側に画成された背圧室４５に収容され、弁体４２をバルブボディ４１の一端側へ付勢するスプリング４３と、バルブボディ４１の開口端部に取り付けられ、通電に伴ってロッド４４ｂを進出させてスプリング４３の付勢力に抗して弁体４２をバルブボディ４１の他端側へ軸方向移動させる電磁ユニット４４と、から主として構成されている。
【００３３】
前記バルブボディ４１は、その周壁に、吐出孔２２ａに接続されるＩＮポート４１ａと、導入孔３５に接続されるＯＵＴポート４１ｂと、吸入ポート２１又は外部に接続されるドレインポート４１ｃと、がそれぞれ貫通形成されていると共に、他端部の側壁には、吸入ポート２１又は外部に接続されて背圧室４５に常時開口する背圧ポート４１ｄが貫通形成されている。
【００３４】
前記弁体４２は、軸方向の中間部が縮径形成されていて、前記両ランド部４２ａ，４２ｂによってバルブボディ４１との間に環状空間４６を画成し、この環状空間４６を介してＯＵＴポート４１ｂとＩＮポート４１ａ又はドレインポート４１ｃとが連通するようになっている。
【００３５】
前記電磁ユニット４４は、周知のように構成され、ボビンにコイルが巻回され、これにヨークを外嵌してなるコイルユニット４４ａと、該コイルユニット４４ａの内周側に軸方向へ進退可能に設けられた磁性材からなる図外のアーマチュアと、該アーマチュアに結合され、通電状態に応じてアーマチュアに伴い進退移動するロッド４４ｂと、から主として構成されている。
【００３６】
ここで、前記ソレノイドバルブ４０は、図６に示すように、いわゆるノーマルオープン型に構成されていることから、非通電状態においては、環状空間５６を介してＩＮポート４１ａとＯＵＴポート４１ｂとが連通することとなり、第２圧力室３２に吐出圧が導入されることとなる（本発明に係る第１状態）。このとき、ドレインポート４１ｃは、背圧室４５に開口した状態となっている。
【００３７】
一方、図７に示すように、コイルユニット４４ａに励磁電流が通電された通電時には、ロッド４４ｂの押圧力によりスプリング４３の付勢力に抗して弁体４２がバルブボディ４１の他端側へと押し戻されることとなる。これによって、ＩＮポート４１ａは弁体４２の第１ランド部４２ａによって遮断され、ＯＵＴポート４１ｂは環状空間４６を介してドレインポート４１ｃと連通することとなって、第２圧力室３２は吸入圧又は大気圧に開放されることとなる（本発明に係る第２状態）。
【００３８】
以上のような構成から、前記オイルポンプ１０は、第１圧力室３１の内圧と、スプリング１８の付勢力及びソレノイドバルブ４０により制御される第２圧力室３２の内圧と、のカムリング１７に作用する相対的な力関係を制御することで、該カムリング１７の偏心量を制御するようになっている。そして、この偏心量を制御して、ポンプ作用時における前記各ポンプ室２０の内部容積の変化量を制御することで、当該オイルポンプ１０の吐出圧特性を制御するようになっている。
【００３９】
以下、本実施形態に係るオイルポンプ１０の特徴的な作用、つまりカムリング１７の偏心量制御に基づくポンプの吐出圧制御について、図２、図３及び図９に基づいて説明する。
【００４０】
まず、前記オイルポンプ１０の吐出圧は、機関の各摺動部やバルブタイミング制御装置における要求油圧によって決定される。そこで、機関の要求油圧は当該機関の運転状態に応じて変化することから、その要求油圧も様々であるが、そのうちの代表的なものを図９のマップに示す。すなわち、例えば、燃費の向上等を目的としてバルブタイミング制御装置を用いた場合には、その要求油圧は図中のＰ１となる。また、内燃機関の要求油圧としては、主としてクランク軸の軸受部の潤滑に要する油圧によって決まるが、この要求油圧は機関の回転数及び負荷（スロットル開度）や油温等に応じて変化するものであって、例えば、低負荷又は低油温時であれば図中のＰ２が、高負荷又は高油温時であれば図中のＰ４が、それぞれ要求油圧となる。さらに、機関の高負荷時には、ピストン冷却のためにオイルジェットを使用する必要があり、中回転時である所定の回転数ｎにおいて図中のＰ３の油圧が必要となる。
【００４１】
そこで、前記オイルポンプ１０は、低負荷又は低油温時に図９中のＰ１もしくはＰ２のどちらか一方、又はＰ１及びＰ２の両方の要求油圧を満足する第１吐出圧特性である低圧特性Ｘとなるように設定されていると共に、高負荷又は高油温時に図９中のＰ３もしくはＰ４のどちらか一方、又はＰ３及びＰ４の両方の要求油圧を満足する第２吐出圧特性である高圧特性Ｙとなるように設定されていて、前記ソレノイドバルブ４０のＯＮ−ＯＦＦを切り換えることにより、カムリング１７の作動特性、つまり、カムリング１７の作動に必要となる吐出圧である第１、第２作動圧Ｐｘ，Ｐｙを変更し、機関の運転状態に応じて前記両油圧特性Ｘ，Ｙのうち最適な油圧特性を選択することで、前記機関の各要求油圧を満足するようになっている。
【００４２】
なお、本実施形態では、図９に示すように、前記低圧特性Ｘについては、可変バルブタイミング制御装置の要求油圧Ｐ１と低負荷又は低油温状態における機関の高回転時の要求油圧Ｐ２とを結んだ破線で示す油圧特性に設定されている一方、前記高圧特性Ｙについては、高負荷又は高油温状態における機関の中回転時の要求油圧Ｐ３と当該状態における機関の高回転時の要求油圧Ｐ４とを結んだ実線で示す油圧特性に設定されている。
【００４３】
すなわち、前記オイルポンプ１０では、スプリング１８のセット荷重Ｗが前記第１作動油圧Ｐｘに設定されていて、低負荷又は低油温時には、ＥＣＵ５１からソレノイドバルブ４０に励磁電流が通電されることでＩＮポート４１ａが遮断され、第１圧力室３１内にのみ吐出圧が導入されることとなる。これによって、第１圧力室３１の内圧が第１作動油圧Ｐｘに達するまでカムリング１７の偏心量が最大の状態で維持されて（図２参照）、機関の回転数の上昇に伴って吐出圧が急激に立ち上がることとなる。そして、吐出圧の上昇により第１圧力室３１の内圧が第１作動油圧Ｐｘに達すると、カムリング１７がピボット部１７ａを支点として前記カムリング偏心方向線Ｎの下方となる当該カムリング１７の偏心量が減少する方向へと揺動することとなる（図３参照）。これにより、ポンプ作用時の前記各ポンプ室２０の容積変化量が小さくなり、その結果、機関の回転数の上昇に伴う吐出圧の上昇が緩やかになることから、図９に示す低圧特性Ｘが得られることとなる。
【００４４】
続いて、前記低負荷又は低油温状態から高負荷又は高油温状態へ移行した場合には、ＥＣＵ５１からのソレノイドバルブ４０への励磁電流が遮断されて、ＩＮポート４１ａとＯＵＴポート４１ｂとが連通することとなり、吐出圧が、第１圧力室３１のみならず、第２圧力室３２にも導入されることとなる。すると、第２圧力室３２の第２受圧面３４に作用する圧力は、スプリング１８の付勢力を助勢するようにはたらくため、第１圧力室３１の内圧が図９中の第１作動油圧Ｐｘに達してもカムリング１７は作動せず、第１圧力室３１の内圧と第２圧力室３２の内圧により第１受圧面３３と第２受圧面３４に作用する油圧力差がスプリング１８の付勢力に達するまで、カムリング１７は、当該カムリング１７の偏心量が最大となる状態で保持される（図２参照）。すなわち、当該高負荷又は高油温時には、図９に示すように、吐出圧が、第１圧力室３１の内圧と第２圧力室３２の内圧により第１受圧面３３と第２受圧面３４に作用する油圧力差がスプリング１８の付勢力と等しくなるような第２作動油圧Ｐｙに達するまで、カムリング１７の偏心量が最大の状態で維持され、機関の回転上昇に伴って吐出圧が大きく立ち上がることとなる。そして、第１圧力室３１の内圧が第２作動油圧Ｐｙに達すると、カムリング１７が偏心量の減少する方向へ揺動することとなる（図３参照）。これにより、ポンプ作用時の前記各ポンプ室２０の容積変化量が小さくなって機関の回転数の上昇に伴う吐出圧の上昇が緩やかになることから、図９に示すような高圧特性Ｙが得られることとなる。
【００４５】
このように、前記オイルポンプ１０では、原則として、機関の回転数や負荷、油温等を基準に、ＥＣＵ５１により高圧が必要と判断された場合にポンプ吐出圧特性が高圧特性Ｙに移行することとなる。そこで、通常は、機関の負荷や油温等が高い場合に前記高圧特性Ｙに移行することとなるので、上述の説明では、当該高圧特性Ｙを発揮する場合として機関の負荷や油温が高い状態を例に説明したが、例えば、バルブタイミング制御装置においても前記要求油圧Ｐ１よりも高い油圧が必要となる場合があり、かかる場合には、ＥＣＵ５１によりバルブタイミング制御装置の作動信号に合わせてソレノイドバルブ４０の切り換えが行われ、機関の負荷や油温等が低い状態であってもポンプ吐出圧特性が前記高圧特性Ｙに移行することとなる。換言すれば、本実施例では、前記要求油圧Ｐ１をバルブタイミング制御装置の通常の要求油圧に設定したものを示しているが、搭載する車両の仕様等に応じて前記要求油圧Ｐ１をバルブタイミング制御装置における最低限の要求油圧として設定することも可能である。
【００４６】
また、前記高負荷又は高油温状態から再び前記低負荷又は低油温状態へと移行した場合には、ＥＣＵ５１から励磁電流が再び通電されてソレノイドバルブ４０が図７に示すような通電状態となり、第２圧力室３２が大気圧又は吸入圧に開放されることとなる。これにより、カムリング１７の作動は第１圧力室３１の内圧とスプリング１８の付勢力との力関係に依存することとなって、ポンプの吐出圧特性が低圧特性Ｘへと変更される。この結果、低負荷又は低油温状態へ移行したことで不要となる吐出圧を低減し、機関の動力損失を抑制することができる。
【００４７】
このように、前記オイルポンプ１０は、機関の回転数や負荷、油温等の各種の運転情報に基づきＥＣＵ５１がソレノイドバルブ４０を切り換えることで、カムリング１７の作動特性を変更し、当該機関の回転数や負荷、油温等に適した吐出圧特性を選択することができる。これにより、ポンプとしての仕事のムダを省き、機関の動力損失を最小限に抑えることが可能となる。
【００４８】
しかも、このオイルポンプ１０の場合は、上述のようなカムリング１７の作動制御につき、デューティ制御等の複雑な制御を必要とせずソレノイドバルブ４０のＯＮ−ＯＦＦによる単純な制御によって、さらには、該ソレノイドバルブ４０におけるポート形状等の精密加工や開弁特性等のチューニングをも必要とせず一般的なソレノイドバルブ４０を用いた簡素な構造をもって、容易に実現することができる。このことから、ポンプの製造コストの低廉化も図れる。
【００４９】
また、前記オイルポンプ１０は、図３中に太実線矢印で示すように、吐出領域に係る前記各ポンプ室２０の内圧がカムリング１７のピボット部１７ａ側の内周面に作用することになるため、該カムリング１７は、前記カムリング基準線Ｍに沿って図中の右方向、つまり、前記支持溝１１ｂ側へ押圧されて、ピボット部１７ａが当該支持溝１１ｂに押し付けられることとなる。しかしながら、本実施形態に係るオイルポンプ１０の場合には、前記ポンプ吐出側におけるカムリング１７の外周域に、つまり、前記吐出領域に係る前記各ポンプ室２０に対しカムリング１７の周壁を挟んでこれらポンプ室２０と対向するように、前記両圧力室３１，３２が配置されていることから、図３中に太破線矢印で示すように、これら両圧力室３１，３２の内圧がそれぞれカムリング１７を支持溝１１ｂと反対側へ押し返すように作用することとなり、ピボット部１７ａの支持溝１１ｂへの圧接が軽減される。これによって、カムリング１７の偏心揺動時におけるピボット部１７ｂと支持溝１１ｂの摩擦を低減することができる。この結果、当該ピボット部１７ａや支持溝１１ｂの摩耗、特にカムリング１７と比べて硬度の低い材質からなる支持溝１１ｂの摩耗を抑制することが可能となり、ポンプの耐久性の向上に供される。
【００５０】
なお、かかる作用により、前記ポンプ吐出側においてカムリング１７の内外周側に作用する力はほぼ相殺されるものの、前記支持溝１１ｂと反対側に位置する前記ポンプ吸入側のカムリング１７の外周域には導入通路２４を介して大気圧又は吸入圧が作用して、該大気圧又は吸入圧によってピボット部１７ａは少なからず支持溝１１ｂ内に押圧されることになるため、該ピボット部１７ａが支持溝１１ｂの内面から離間してしまうおそれもない。これによって、ピボット部１７ａが支持溝１１ｂに適度に摺接したカムリング１７の適切な作動を得ることができる。
【００５１】
さらには、上述のように、前記ポンプ吐出側の領域において、吐出領域に係る前記各ポンプ室２０と対向するように前記両圧力室３１，３２が配置されていることから、かかる領域においてカムリング１７の内周側に作用する圧力と外周側に作用する圧力とが全て吐出圧となってほぼ等しくなることから、当該吐出領域におけるカムリング１７の内外周の圧力差を最小限に抑えることができる。これによって、前記吐出領域においてカムリング１７の両側面とポンプ収容室１３の底壁１３ａ及びカバー部材１２の内側面との間に介在する微小隙間を介しての潤滑油の漏出（リーク）を最小限に抑えることが可能となる。この結果、オイルポンプ１０の仕事のムダが極力低減されて、当該オイルポンプ１０の高効率化も図れる。
【００５２】
以上、本実施形態に係るオイルポンプ１０によれば、ピボット部１７ａを挟んで両側に第１、第２圧力室３１，３２を配置したことで、第２圧力室３２の内圧がスプリング１８の付勢力を助勢するように作用することになるため、該スプリング１８の付勢力を極力小さく設定することが可能となる。具体的には、かかる第２圧力室３２の配置により、スプリング１８は、前記低圧特性Ｘを確保し得る付勢力、つまり、第１作動油圧Ｐｘとつり合うだけの付勢力を有していればよいため、従来よりもばね常数の小さい低荷重のスプリングを用いることができる。これにより、ポンプボディ１１においてスプリング１８の配置に要するスペースを縮小することができ、当該オイルポンプ１０の小型化・軽量化が図れる。この結果、オイルポンプ１０の機関への搭載性が向上する。
【００５３】
しかも、前記第２受圧面３４は、前記第１受圧面３３よりも小さい受圧面積に設定されていることから、第２圧力室３２によってカムリング１７の作動油圧を二段階に設定することが可能になる。これにより、ポンプの吐出圧特性の自由度を向上させることもできる。
【００５４】
また、パワーステアリング装置用の可変容量形ポンプ等、二つの圧力室の差圧によってカムリングを揺動制御するように構成されたポンプは、従来から種々のもの提供されているが、かかる従来のポンプはいずれもオリフィス等による圧力損失に基づいて差圧を発生させる構造を有しており、この圧力損失がポンプ効率を低下させている。これに対して、本実施形態に係るオイルポンプ１０の場合は、第１圧力室３１及び第２圧力室３２内へ圧力損失を伴わずに吐出圧を導入することとし、該両圧力室３１，３２の受圧面積差、つまり、第１受圧面３３と第２受圧面３４の面積差によってカムリング１７の作動トルクを発生させる構造となっていることから、前記従来の可変容量形ポンプのようなポンプ効率の低下を生じるおそれがない。これにより、前記従来の可変容量形ポンプと比べて、前記圧力損失が生じない分、ポンプ効率の向上に寄与することができる。
【００５５】
さらには、本実施形態に係るオイルポンプ１０にあっては、ソレノイドバルブ４０が非通電時において前記高圧特性となるように設定されているため、該ソレノイドバルブ４０が故障した場合であっても機関使用領域の全域において必要な吐出圧を確保できる、といったフェールセーフとしての機能も備えている。
【００５６】
図１０及び図１１は前記第１実施形態の変形例を示しており、該第１実施形態に係るソレノイドバルブ４０を、いわゆるノーマルクローズ型に構成したものである。
【００５７】
すなわち、本変形例に係るソレノイドバルブ４０は、前記第１実施形態のものとは逆の特性を有するいわゆるノーマルクローズ型に構成されたものであって、図１０に示すように、非通電時において、ＩＮポート５１ａが遮断されてＯＵＴポート５１ｂがドレインポート５１ｃと連通し、図１１に示すように、通電時において、ＩＮポート５１ａとＯＵＴポート５１ｂとが連通するように構成されている。これによって、オイルポンプ１０は、ソレノイドバルブ４０の非通電時に低圧特性Ｘとなり、該ソレノイドバルブ４０の通電時に高圧特性Ｙとなる。
【００５８】
かかる構成によれば、機関に要求されるオイルポンプ１０の吐出圧特性につき、低圧特性Ｘの頻度と比べて高圧特性Ｙの頻度が低い場合、ソレノイドバルブ４０に対する通電時間を短縮することが可能になるため、該ソレノイドバルブ４０の経時劣化の抑制に供される。
【００５９】
図１２〜図１６は、本発明に係るオイルポンプの第２実施形態を示しており、前記第１実施形態に係るシール部材３０，３０の配置を変更すると共に、ソレノイドバルブ４０をハウジングに一体に構成したものである。
【００６０】
すなわち、本実施形態では、前記第１実施形態においてカムリング１７の前記各シール構成部１７ｃ，１７ｄに設けられた前記各シール保持溝１７ｅ，１７ｆが廃止され、代わりに、前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄにおいて、前記廃止した各シール保持溝１７ｅ，１７ｆと対向する位置に、該各シール保持溝１７ｅ，１７ｆと同様のシール保持溝１１ｅ，１１ｆが形成されていて、該各シール保持溝１１ｅ，１１ｆ内に、前記各弾性部材２９，２９と共に前記各シール部材３０，３０の収容配置されている。
【００６１】
また、本実施形態では、図１２、図１５及び図１６に示すように、ソレノイドバルブ４０のバルブボディ４１が、カバー部材１２の外側面１２ｂに、前記カムリング偏心方向線Ｎと平行に一体形成されていて、当該ソレノイドバルブ４０がハウジングと一体に構成されている。なお、ソレノイドバルブ４０の構造については、前記第１実施形態と同様であり、前記カバー部材１２に一体に形成されたバルブボディ４１内に弁体４１が摺動自在に収容され、当該バルブボディ４１の図１５中の上端部である一端開口部に電磁ユニット４４が取り付けられている。
【００６２】
また、かかる構成の変更に伴い、前記カバー部材１２の内側面１２ｃには、図１６に示すように、吸入ポート２１、吐出ポート２２、吐出ポート２２と軸受孔１２ａを連通する連通溝２３、及び吐出ポート２２から延設される導入通路２５が、ポンプボディ１１と同様にそれぞれ設けられている。
【００６３】
さらに、このカバー部材１２には、前記ポンプボディ１１の内部（ポンプ収容室１３）とバルブボディ４１の内部とを連通するように、導入通路２４の所定の位置にＩＮポート４１ａが、該ＩＮポート４１ａに対して前記カムリング基準線Ｍを挟んでほぼ対称となる所定位置に導入孔３５を兼ねるＯＵＴポート４１ｂが、それぞれ穿設されていると共に、当該カバー部材１２に一体形成されたバルブボディ１１の周壁及び底壁の各所定位置には、ドレインポート４１ｃ及び背圧ポート４１ｄがそれぞれ貫通形成されている。
【００６４】
したがって、この実施形態によれば、カムリング１７の偏心揺動時において、前記各シール部材３０，３０が、アルミニウム合金材からなるポンプボディ１１よりも硬度の高い鉄系の焼結材からなるカムリング１７の前記各シール面１７ｇ，１７ｈと摺接することになるため、当該各シール部材３０，３０による相手部材の摩耗を抑制することができる。これにより、前記第１実施形態と比べて、オイルポンプ１０の耐久性の向上に供される。
【００６５】
さらに、本実施形態では、ソレノイドバルブ４０を、カバー部材１２、つまり、ハウジングと一体に形成したことから、図８に示すオイルポンプ１０の油圧回路が当該オイルポンプ１０内で完結させることができる。このため、オイルポンプ１０を中心とした油圧供給システムとしての小型化に供される。
【００６６】
図１７及び図１８は、本発明に係るオイルポンプの第３実施形態を示しており、前記第２実施形態の構成を基本として、該第２実施形態に係るカムリング１７の前記各シール構成部１７ｃ，１７ｄにおける前記各シール保持溝１７ｅ，１７ｆ並びにこれに収容される前記各弾性部材２９，２９及び前記各シール部材３０，３０を廃止したものである。
【００６７】
すなわち、本実施形態では、前記各シール部材３０，３０等を廃止した代わりに、前記カムリング１７の第１シール構成部１７ｃの側面１７ｊが平坦状に形成されていると共に、各図中のボルト挿通部１１ｇ近傍となるポンプボディ１１の内側部に、カムリング１７の最大偏心時に当該カムリング１７の第１シール構成部１７ｃの側面１７ｊと当接することによってシール部ＳＬを構成するシール構成部１１ｈが、前記第１シール構成部１７ｃの側面１７ｊと対向するように設けられている。
【００６８】
このシール構成部１１ｈは、カムリング１７の最大偏心時において当該カムリング１７の第１シール構成部１７ｃの側面１７ｊと密着するように設けられていて、当該シール構成部１１ｈによりカムリング１７の偏心方向への移動が規制されると共に、当該シール構成部１１ｈによって構成されるシール部ＳＬにより第１圧力室３１内が液密に保持されるようになっている。なお、上記の構成変更に伴い、本実施形態では、前記第１実施形態においてポンプボディ１１の内側部にカムリング１７の最大偏心位置を規制するべく設けられていた前記支持突起１１ｉが廃止されている。
【００６９】
かかる構成によれば、前記カムリング１７の非作動時（最大偏心時）、つまり、吐出圧を上昇させる段階では、前記シール部ＳＬにより、前記各シール部材３０，３０を用いた前記第２実施形態と同様の程度に第１圧力室３１内を液密に保持することが可能となる。これによって、機関低回転時における最小限の必要油圧として設定された第１作動油圧Ｐｘまでは、吐出圧を適切な時間（レスポンス）をもって上昇させることができる。この結果、前記バルブタイミング制御装置の要求油圧Ｐ１等、機関低回転時における要求油圧を確保することができる。
【００７０】
一方、前記カムリング１７の作動時（偏心揺動時）、つまり、吐出圧の上昇を抑制させる段階では、前記各圧力室３１，３２は、それぞれ前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄと前記各シール面１７ｇ，１７ｈとの間に形成される前記微小のクリアランスＣによってシールされることとなる。この場合には、微小のクリアランスＣを介しての多少のリークが発生することになるものの、当該段階においては吐出圧が第１作動油圧Ｐｘを超えて該吐出圧の上昇を抑制する状態にあることから、前記リークは許容することができる。
【００７１】
なお、前記微小のクリアランスＣは、当該実施形態に係るオイルポンプ１０におけるロータ１５やカムリング１７とカバー部材１２の内側面１２ｃやポンプ収容室１３の底壁１３ａとの軸方向の隙間、あるいは周知のトロコイドポンプにおけるロータの外周面とハウジングの内周面との径方向の隙間と同程度の隙間に設定されており、原則として、リークが許容範囲内に収まるように設定されている。
【００７２】
したがって、この実施形態によれば、前記各シール部材３０，３０等を廃止したことで、特に前記各シール部材３０，３０及びこれに付随する前記各弾性部材２９，２９といったオイルポンプ１０の各構成部品を削減することができ、これによって、当該オイルポンプ１０の組み付け工数の低減化が図れる。この結果、オイルポンプ１０の製造コストの低廉化に供される。
【００７３】
しかも、前記オイルポンプ１０の各構成部品の削減により、組み付け不良等、組み付けに付随する不具合を抑制することも可能となり、当該オイルポンプ１０の品質の安定や向上にも供される。
【００７４】
図１９〜図２２は、本発明に係るオイルポンプの第４実施形態を示しており、前記第１実施形態の構成を基本として、該第１実施形態に係るソレノイドバルブ４０に代えて、吐出圧により作動する油圧方向切換弁５０をもってポンプの吐出圧特性を変更するように構成したものである。
【００７５】
すなわち、本実施形態では、前記ソレノイドバルブ４０の代替として、周知のスプール形の油圧方向切換弁５０が用いられており、この油圧方向切換弁５０は、図１９〜図２１に示すように、一端側が開口形成されて他端側が閉塞された円筒状のバルブボディ５１と、該バルブボディの一端開口部を閉塞するプラグ５２と、バルブボディ５１内に軸方向へ摺動自在に収容され、両端部に有する第１、第２ランド部５３ａ，５３ｂによって当該バルブボディ５１内に圧力室５５及び背圧室５６を画成する弁体５３と、背圧室５６内に収容され、弁体５３を圧力室５５側へ付勢するスプリング５４と、を備え、圧力室５４の内圧が前記要求油圧Ｐ１より高く前記要求油圧Ｐ２よりも低く設定された所定の設定圧Ｐｚを超えると、図２０に示すように、弁体５３がスプリング５４の付勢力に抗して背圧室５６側へ移動するように設定されている。
【００７６】
前記バルブボディ５１は、その周壁における軸方向の所定位置に、吐出孔２２ａに接続されるＩＮポート５１ａと、導入孔３５に接続されるＯＵＴポート５１ｂと、吸入ポート２１又は外部に接続されるドレインポート５１ｃとがそれぞれ貫通形成されていると共に、背圧室５５側の側壁に、吸入ポート２１又は外部に接続されて背圧室４５を吸入圧又は大気圧に常時開放する背圧ポート５１ｄが貫通形成されている。
【００７７】
前記プラグ５２は、前記バルブボディ５１の一端側における開口端部の内周面に設けられた雌ねじ部に螺着されており、軸心に沿って導入ポート５２ａが貫通形成され、該導入ポート５２ａを通じて圧力室５５内に吐出圧が常時導入されるようになっている。
【００７８】
前記弁体５３は、軸方向の中間部が縮径形成されていて、前記両ランド部５３ａ，５３ｂによってバルブボディ５１との間に環状空間５７を画成し、この環状空間５７を介してＯＵＴポート５１ｂとＩＮポート５１ａ又はドレインポート５１ｃとが連通するようになっている。すなわち、弁体５３が非作動状態にあるときは、第１ランド部５３ａによりＩＮポート５１ａが遮断され、ＯＵＴポート５１ｂとドレインポート５１ｃとが環状空間５７を介して連通することとなる一方、弁体５３が作動したときには、第２ランド部５３ｂによりドレインポート５１ｃが遮断され、ＩＮポート５１ａとＯＵＴポート５１ｂとが環状空間５７を介して連通することとなる。
【００７９】
以上のような構成から、本実施形態に係るオイルポンプ１０の場合には、機関の回転数が低い状態においては、油圧方向切換弁５０のＩＮポート５１ａが遮断されて第１圧力室３１にのみ吐出圧が作用することから、図２２に示すように、吐出圧が第１作動油圧Ｐｘに達すると、カムリング１７が偏心量減少方向へ揺動することとなって吐出圧の上昇が緩やかになるといった前記低圧特性Ｘを発揮することとなる。（同図中のＴ１区間）。そして、吐出圧が上昇して圧力室５５の内圧が前記設定圧Ｐｚに達すると、該圧力室５５の内圧に基づき弁体５３がスプリング５３の付勢力に抗して背圧室５５側へ軸方向移動を開始し、この弁体５２の軸方向移動に伴い、ドレインポート５１ｃが第２ランド部５３ｂによって閉塞されると共にＩＮポート５１ａが環状空間５７に漸次開口することとなる。これによって、ＩＮポート５１ａとＯＵＴポート５１ｂとが環状空間５７を介して徐々に連通することとなって、第２圧力室３２内に吐出圧が漸次導入されるようになる。この結果、第２圧力室３２の内圧が上昇し、これに伴いカムリング１７が偏心量増大方向へ揺動することから、吐出圧がさらに大きく増大するといった前記高圧特性Ｙを発揮することとなる（図２２中のＴ２区間）。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、前記第１実施形態に係るソレノイドバルブ４０のように機関の運転状態に応じた吐出圧特性の自由な切り換えはできないが、より低廉な製造コストでもって機関の回転数に合わせた吐出圧特性を備えるオイルポンプを得ることができる。
【００８１】
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、例えば前記要求油圧Ｐ１〜Ｐ５、前記第１、第２作動油圧Ｐｘ，Ｐｙ、及び前記設定圧Ｐｚは、オイルポンプ１０が搭載される車両の内燃機関やバルブタイミング制御装置等の仕様に応じて自由に変更することができる。
【００８２】
また、前記各実施形態では、本発明に係る各側壁をポンプボディ１１の底壁とカバー部材１２とから構成したものを例に説明したが、当該各側壁を、例えば、前記ポンプ要素の両側であってポンプボディ１１の底壁及びカバー部材１２の各軸方向間にそれぞれ介装した別部材として構成する、といった前記ハウジングと別体構造とすることも可能である。
【００８３】
また、前記各実施形態では、第１圧力室３１の内圧に対してスプリング１８の付勢力と第２圧力室３２の内圧をバランスさせることによってカムリング１７の作動を制御しているが、ポンプの仕様によっては、第１受圧面３３の受圧面積を第２受圧面３４の受圧面積よりも大きく設定することにより、スプリング１８を廃止し、前記両圧力室３１，３２の内圧（差圧）のみによってカムリング１７の作動を制御するようにしてもよい。
【００８４】
さらには、前記各実施形態では、前記第２受圧面３４の受圧面積を第１受圧面３３の受圧面積よりも小さく設定しているが、内燃機関等の要求によっては前記両受圧面３３，３４を等しく設定してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１１…ポンプボディ（ハウジング）
１２…カバー部材（ハウジング）
１３…ポンプ収容部
１４…駆動軸
１５…ロータ
１６…ベーン
１７…カムリング
１８…スプリング（付勢部材）
２０…ポンプ室（作動油室）
２１…吸入ポート（吸入部）
２２…吐出ポート（吐出部）
３１…第１圧力室
３２…第２圧力室
３３…第１受圧面
３４…第２受圧面
４０…ソレノイドバルブ（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも内燃機関の各摺動部に作動油を供給する可変容量形オイルポンプであって、
内燃機関によって回転駆動されるロータ及び該ロータの外周部に出没自在に設けられた複数のベーンから構成されるポンプ要素と、
前記ポンプ要素を内周側に収容すると共に、外周側に設けられた揺動支点を中心として揺動することで前記ロータの回転中心に対する偏心量が変化するカムリングと、
前記カムリングの軸方向両側に側壁が配置されることによって前記ロータ及び隣接するベーンにより画成される複数の作動油室と、
前記カムリングを内部に収容すると共に、前記ロータの回転方向に沿って前記複数の作動油室の容積が減少する吐出領域に前記側壁を介して開口する吐出部及び前記ロータの回転方向に沿って前記複数の作動油室の容積が増大する吸入領域に前記側壁を介して開口する吸入部を有するハウジングと、
前記ロータの回転中心に対して前記カムリングの偏心量を増大させる方向へ該カムリングを付勢する付勢部材と、
前記カムリングの外周側と前記ハウジングの内周面と前記カムリングの揺動支点とによって画成され、かつ、内部に吐出圧が導入されて、前記付勢部材の付勢力を妨げるように吐出圧を作用させる第１受圧面を介して前記カムリングに対し偏心量を減少させる方向へ揺動力を付与する第１圧力室と、
前記カムリングの外周側と前記ハウジングの内周面と前記カムリングの揺動支点とによって画成され、かつ、内部に吐出圧が導入されて、前記付勢部材の付勢力を助勢するように吐出圧を作用させる第２受圧面を介して前記カムリングに対し偏心量を増大させる方向へ揺動力を付与する第２圧力室と、
前記第２圧力室への吐出圧の供給を切換制御する制御手段と、を備え、
前記第１受圧面の面積が、前記第２受圧面の面積よりも大きく設定されると共に、
前記第１圧力室及び第２圧力室が、それぞれ室の一部が少なくともロータ径方向において前記吐出領域と重合するように、前記カムリングの中心に対し前記揺動支点側に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。
【請求項１】
少なくとも内燃機関の各摺動部に作動油を供給する可変容量形オイルポンプであって、
内燃機関によって回転駆動されるロータ及び該ロータの外周部に出没自在に設けられた複数のベーンから構成されるポンプ要素と、
前記ポンプ要素を内周側に収容すると共に、外周側に設けられた揺動支点を中心として揺動することで前記ロータの回転中心に対する偏心量が変化するカムリングと、
前記カムリングの軸方向両側に側壁が配置されることによって前記ロータ及び隣接するベーンにより画成される複数の作動油室と、
前記カムリングを内部に収容すると共に、前記ロータの回転方向に沿って前記複数の作動油室の容積が減少する吐出領域に前記側壁を介して開口する吐出部及び前記ロータの回転方向に沿って前記複数の作動油室の容積が増大する吸入領域に前記側壁を介して開口する吸入部を有するハウジングと、
前記ロータの回転中心に対して前記カムリングの偏心量を増大させる方向へ該カムリングを付勢する付勢部材と、
前記カムリングの外周側と前記ハウジングの内周面と前記カムリングの揺動支点とによって画成され、かつ、内部に吐出圧が導入されて、前記付勢部材の付勢力を妨げるように吐出圧を作用させる第１受圧面を介して前記カムリングに対し偏心量を減少させる方向へ揺動力を付与する第１圧力室と、
前記カムリングの外周側と前記ハウジングの内周面と前記カムリングの揺動支点とによって画成され、かつ、内部に吐出圧が導入されて、前記付勢部材の付勢力を助勢するように吐出圧を作用させる第２受圧面を介して前記カムリングに対し偏心量を増大させる方向へ揺動力を付与する第２圧力室と、
前記第２圧力室への吐出圧の供給を切換制御する制御手段と、を備え、
前記第１受圧面の面積が、前記第２受圧面の面積よりも大きく設定されると共に、
前記第１圧力室及び第２圧力室が、それぞれ室の一部が少なくともロータ径方向において前記吐出領域と重合するように、前記カムリングの中心に対し前記揺動支点側に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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−５７３２６（Ｐ２０１３−５７３２６Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２８４０３０（Ｐ２０１２−２８４０３０）
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２００９−５４３６６（Ｐ２００９−５４３６６）の分割
【原出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【分割の表示】特願２００９−５４３６６（Ｐ２００９−５４３６６）の分割
【原出願日】平成２１年３月９日（２００９．３．９）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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