DE102013223994A1

DE102013223994A1 - Verstellpumpe

Info

Publication number: DE102013223994A1
Application number: DE102013223994.7A
Authority: DE
Inventors: Koji Saga
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-11-27
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-05-28
Also published as: US10060433B2; US9494152B2; JP2014105622A; CN103835941B; JP6006098B2; US20170030351A1; US20140147322A1; CN107218212A; CN103835941A; CN107218212B

Abstract

Eine Verstellpumpe enthält einen Steuermechanismus, der so eingerichtet ist, dass er auf Basis eines Hydraulikdrucks betätigt wird, der in den Einleitkanal eingeleitet wird, bevor das Maß der Exzentrizität auf ein Minimum verringert wird, und der so eingerichtet ist, dass der Hydraulikdruck über eine Drossel in die zweite Steuer-Hydraulikkammer eingeleitet wird, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck genauso hoch ist wie oder niedriger als ein vorgegebener Druck, und das Hydraulikfluid in der zweiten Steuer-Hydraulikkammer entsprechend dem Hydraulikdruck ausgestoßen wird, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck höher wird als der vorgegebene Druck, sowie einen Umschaltmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er zwischen einem Zustand, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid in den Steuermechanismus eingeleitet wird, und einem Zustand umschaltet, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid aus dem Steuermechanismus ausgestoßen wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstellpumpe, die als eine Hydraulikquelle eingesetzt wird, die so eingerichtet ist, dass sie gleitenden Abschnitten usw. eines Verbrennungsmotors eines Fahrzeugs ein Hydraulikfluid zuführt.
Eine japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2008-524500 (entspricht US-Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2009/022612 A1, US-Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2010/329912 A1, US-Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2013/098446 A1 sowie US-Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2013/195705 A1) offenbart eine Verstellpumpe, die eine Verstell-Flügel-Ölpumpe ist, die für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs eingesetzt wird. Bei dieser Verstell-Ölpumpe wird ein Maß der Exzentrizität des Nockenrings in zwei Stufen (schrittweise) mittels einer Druckkraft auf Basis von Förder- bzw. Ausstoßdrücken, die in zwei Steuer-Hydraulikkammern eingeleitet werden, die zwischen einem Pumpengehäuse und einem Nockenring aufgeteilt sind und die in einer Richtung wirken (im Folgenden als ”konzentrische Richtung” bezeichnet), in der das Maß der Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt eines Rotors abnimmt, sowie mittels einer Federkraft einer Feder gesteuert, die so eingerichtet ist, dass sie den Nockenring in einer Richtung drückt (im Folgenden als eine ”exzentrische Richtung” bezeichnet), in der das Maß der Exzentrizität des Nockenrings zunimmt. Damit ist es möglich, das Öl einer Vielzahl von Einrichtungen zuzuführen, für die unterschiedliche Förderdrücke erforderlich sind.
Das heißt, wenn die Motordrehzahl zunimmt, wird der Ausstoßdruck in eine der Steuer-Hydraulikkammern eingeleitet. Wenn der Ausstoßdruck einen ersten vorgegebenen Hydraulikdruck erreicht, der ein erster Gleichgewichtsdruck ist, wird der Nockenring gegen die Federkraft der Feder geringfügig in der konzentrischen Richtung bewegt. Wenn die Motordrehzahl dann weiter zunimmt, wird der Ausstoßdruck zusätzlich zu der einen der Steuer-Hydraulikkammern auch in die andere der Steuer-Hydraulikkammern eingeleitet. Wenn der Ausstoßdruck einen zweiten vorgegebenen Hydraulikdruck erreicht, der ein zweiter Gleichgewichtsdruck ist, wird der Nockenring gegen die Federkraft der Feder weiter in der konzentrischen Richtung bewegt. So wird die zweistufige Steuerung durchgeführt.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Verdrängerpumpe ist es jedoch erforderlich, dass der Nockenring mittels der Feder gedrückt wird, die eine relativ große Federkonstante hat, durch die die Innendrücke der zwei Steuer-Hydraulikkammer ausgeglichen werden können. Dementsprechend kann es schwierig sein, den Nockenring entsprechend der Zunahme des Ausstoßdrucks zu bewegen. Daher wird insbesondere, wenn der Druck in einem Bereich relativ hoher Motordrehzahl auf dem zweiten vorgegebenen Hydraulikdruck gehalten wird, der Ausstoßdruck entsprechend der Zunahme der Motordrehzahl (der Pumpen-Drehzahl) stark erhöht. Daher besteht dahingehend ein Problem, dass die erforderliche Ausstoßdruck-Kennlinie nicht ausreichend gewährleistet ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Verstellpumpe zu schaffen, die dazu dient, die oben beschriebene Probleme zu lösen und einen gewünschten Ausstoßdruck in Bezug auf eine Anforderung zum Aufrechterhalten des gewünschten Hydraulikdrucks aufrechtzuerhalten, indem eine Zunahme eines Ausstoßdrucks auch dann verhindert wird, wenn eine Motordrehzahl zunimmt.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Verstellpumpe einen Rotor, der rotierend angetrieben wird, eine Vielzahl von Flügeln, die an einer Außenumfangsseite des Rotors vorhanden sind und aus dem Rotor ausgefahren werden und in ihn eingefahren werden können, einen Nockenring, der den Rotor und die Vielzahl von Flügeln aufnimmt und so eine Vielzahl von Hydraulikfluid-Kammern abtrennt, und der so eingerichtet ist, dass er bewegt wird, um ein Maß der Exzentrizität eines Mittelpunktes eines Innenumfangs des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors zu ändern und damit Maße der Zunahme oder Maße der Abnahme von Volumina der Hydraulikfluid-Kammern bei der Drehung des Rotors zu ändern, Seitenwände, die an beiden Seiten des Nockenrings in der axialen Richtung angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Seitenwände einen Ansaugabschnitt, der sich in den Hydraulikfluid-Kammern öffnet, deren Volumina in dem exzentrischen Zustand des Nockenrings zunehmen, sowie einen Ausstoßabschnitt enthält, der sich in die Hydraulikfluid-Kammern öffnet, deren Volumina in dem exzentrischen Zustand des Nockenrings abnehmen, ein Druckelement, das einen Solldruck hat und das so eingerichtet ist, dass es den Nockenring in einer Richtung drückt, in der das Maß der Exzentrizität des Nockenrings zunimmt, eine erste Steuer-Hydraulikkammer, in die ein über den Ausstoßabschnitt abgeleitetes Hydraulikfluid konstant eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie mittels eines Innendrucks der ersten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf den Nockenring in einer Richtung ausübt, in der das Maß der Exzentrizität abnimmt, eine zweite Steuer-Hydraulikammer, in die das Hydraulikfluid von dem Ausstoßabschnitt über einen Einleitkanal eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie mittels eines Innendrucks der zweiten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf den Nockenring in der Richtung ausübt, in der das Maß der Exzentrizität zunimmt, wobei die Druckkraft der zweiten Steuer-Hydraulikkammer schwächer ist als die erste Druckkraft der Steuer-Hydraulikkammer, einen Steuermechanismus, der so eingerichtet ist, dass er auf Basis eines Hydraulikdrucks betätigt wird, der in den Einleitkanal eingeleitet wird, bevor das Maß der Exzentrizität auf ein Minimum abnimmt, und der so eingerichtet ist, dass er den Hydraulikdruck über eine Drossel in die zweite Steuer-Hydraulikkammer einleitet, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck genauso hoch ist wie oder niedriger als ein vorgegebener Druck, und er das Hydraulikfluid in der zweiten Steuer-Hydraulikkammer entsprechend dem Hydraulikdruck ausstößt, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck höher wird als der vorgegebene Druck, sowie einen Umschaltmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er zwischen einem Zustand, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid in den Steuermechanismus eingeleitet wird, und einem Zustand umschaltet, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid aus dem Steuermechanismus abgeleitet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Verstellpumpe einen Rotor, der rotierend angetrieben wird, eine Vielzahl von Flügeln, die an einer Außenumfangsseite des Rotors vorhanden sind und aus dem Rotor ausgefahren werden und in ihn eingefahren werden können, einen Nockenring, der den Rotor und die Vielzahl von Flügeln aufnimmt und so eine Vielzahl von Hydraulikfluid-Kammern abtrennt, und der so eingerichtet ist, dass er bewegt wird, um ein Maß der Exzentrizität eines Mittelpunktes eines Innenumfangs des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors zu ändern und damit Maße der Zunahme oder Maße der Abnahme von Volumina der Hydraulikfluid-Kammern bei der Drehung des Rotors zu ändern, Seitenwände, die an beiden Seiten des Nockenrings in der axialen Richtung angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Seitenwände einen Ansaugabschnitt, der sich in den Hydraulikfluid-Kammern öffnet, deren Volumina in dem exzentrischen Zustand des Nockenrings zunehmen, sowie einen Ausstoßabschnitt enthält, der sich in die Hydraulikfluid-Kammern öffnet, deren Volumina in dem exzentrischen Zustand des Nockenrings abnehmen, ein Druckelement, das einen Solldruck hat und das so eingerichtet ist, dass es den Nockenring in einer Richtung drückt, in der das Maß der Exzentrizität des Nockenrings zunimmt, eine erste Steuer-Hydraulikkammer, in die ein über den Ausstoßabschnitt abgeleitetes Hydraulikfluid konstant eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie mittels eines Innendrucks der ersten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf den Nockenring in einer Richtung ausübt, in der das Maß der Exzentrizität abnimmt, eine zweite Steuer-Hydraulikammer, in die das Hydraulikfluid von dem Ausstoßabschnitt über einen Einleitkanal eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie mittels eines Innendrucks der zweiten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf den Nockenring in der Richtung ausübt, in der das Maß der Exzentrizität zunimmt, wobei die Druckkraft der zweiten Steuer-Hydraulikkammer schwächer ist als die erste Druckkraft der Steuer-Hydraulikkammer, einen Umschaltmechanismus, der einen Umschalt-Ventilkörper, der einen sich an einer stromauf liegenden Seite öffnenden Abschnitt, der sich in einem axialen Endabschnitt des Umschalt-Ventilkörpers öffnet und der mit einem stromauf liegenden Abschnitt des Einleitkanals verbunden ist, einen sich an einer stromab liegenden Seite öffnenden Abschnitt, der mit einem stromab liegenden Abschnitt des Einleitkanals verbunden ist, sowie einen sich an einem Umschalt-Ablass öffnenden Abschnitt, der mit einem Ablass verbunden ist, ein Ventilelement, das in den Umschaltventil-Körper so aufgenommen ist, dass es in einer axialen Richtung verschoben wird, und das so eingerichtet ist, dass es einen Verbindungszustand zwischen dem sich an einer stromauf liegenden Seite öffnenden Abschnitt, dem sich an einer stromab liegenden Seite öffnenden Abschnitt und dem sich an einem Umschalt-Ablass öffnenden Abschnitt mittels der axialen Gleitbewegung umschaltet, sowie einen Elektromagneten enthält, der so eingerichtet ist, dass er, wenn ein Strom an ihn angelegt wird, das Ventilelement zu dem sich an einer stromauf liegenden Seite öffnenden Abschnitt hin drückt und so den sich an einer stromauf liegenden Seite öffnenden Abschnitt schließt, und einen Steuermechanismus, der einen Steuerventilkörper, der einen sich zu einem Einleitkanal öffnenden Abschnitt, der sich in einem ersten axialen Endabschnitt des Steuerventilkörpers öffnet, einen sich an einem Steuer-Ablass öffnenden Abschnitt, der mit dem Ablass verbunden ist, sowie einen sich an einer Steuer-Hydraulikkammer öffnenden Abschnitt enthält, der mit der zweiten Steuer-Hydraulikkammer verbunden ist, einen Steuerkolben, der verschiebbar in dem ersten axialen Endabschnitt des Steuerventilkörpers aufgenommen ist und der so eingerichtet ist, dass er einen Verbindungszustand zwischen dem sich an einem Einleitkanal öffnenden Abschnitt, dem sich an einem Steuer-Ablass öffnenden Abschnitt und dem sich an einer Steuer-Hydraulikkammer öffnenden Abschnitt entsprechend einer axialen Position des Steuerkolbens umschaltet, und ein Druckelement enthält, das in dem zweiten axialen Endabschnitt des Steuerventilkörpers aufgenommen ist und das so eingerichtet ist, dass es den Steuerkolben auf den ersten axialen Endabschnitt des Steuerventilkörpers zu drückt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Verstellpumpe einen Pumpen-Grundabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er Volumina einer Vielzahl von Hydraulikfluid-Kammern entsprechend einer Drehung ändert, und der so eingerichtet ist, dass er rotierend angetrieben wird und so ein über einen Ansaugabschnitt eingeleitetes Hydraulikfluid zu einem Ausstoßabschnitt ausstößt, einen Änderungsmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er Maße der Änderung der Volumina der Hydraulikfluid-Kammern, die sich zu dem Ableitabschnitt öffnen, ändert, indem er ein bewegliches Element bewegt, ein Druckelement, das einen Solldruck hat und das so eingerichtet ist, dass es das bewegliche Element in einer Richtung drückt, in der die Maße der Änderung der Volumina der Hydraulikfluid-Kammern, die sich zu dem Ableitabschnitt öffnen, zunehmen, eine erste Steuer-Hydraulikkammer, in die das über den Ausstoßabschnitt ausgestoßene Hydraulikfluid eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie auf Basis eines Innendrucks der ersten Steuer-Hydraulikkammer eine Drückkraft auf das bewegliche Element in einer Richtung ausübt, die entgegengesetzt zu der Richtung der Drückkraft des Druckelementes ist, eine zweite Steuer-Hydraulikkammer, in die der Hydraulikdruck von einem mit dem Ausstoßabschnitt verbundenen Einleitkanal über eine Drossel eingeleitet wird, und die so eingerichtet ist, dass sie auf Basis eines Innendrucks der zweiten Steuer-Hydraulikkammer eine Drückkraft auf das bewegliche Element in einer Richtung ausübt, die identisch mit der Richtung der Drückkraft des Druckelementes ist, einen Steuermechanismus, der so eingerichtet ist, dass er auf Basis des Hydraulikdrucks betätigt wird, der in den Einleitkanal eingeleitet wird, bevor die Maße der Änderung der Volumina der Hydraulikfluid-Kammern durch den variablen Mechanismus auf ein Minimum verringert werden, und der so eingerichtet ist, dass er den Hydraulikdruck über die Drossel in die zweite Steuer-Hydraulikkammer einleitet, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck genauso hoch ist wie oder niedriger als ein vorgegebener Druck, und der das Hydraulikfluid in der zweiten Steuer-Hydraulikkammer entsprechend dem Hydraulikdruck ausstößt, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck höher wird als der vorgegebene Druck, sowie einen Umschaltmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er zwischen einem Zustand, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid in den Steuermechanismus eingeleitet wird, und einem Zustand umschaltet, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid aus dem Steuermechanismus ausgestoßen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, die eine Verstellpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Vorderansicht, die die Verstellpumpe in 1 zeigt.
3 ist eine Schnittansicht entlang einer Schnittlinie A-A in 2.
4 ist eine Schnittansicht entlang einer Schnittlinie B-B in 3.
5 ist eine Ansicht, die einen Pumpenkörper von einer Verbindungsfläche des Pumpenkörpers und eines Abdeckungselementes aus gesehen zeigt.
6 ist eine Ansicht, die ein Abdeckungselement von der Verbindungsfläche des Pumpenkörpers und des Abdeckungselementes aus gesehen zeigt.
7 ist eine Schnittansicht entlang einer Schnittlinie C-C in 2.
8 ist ein Diagramm, das eine Hydraulikdruck-Kennlinie der Verstellpumpe in 1 zeigt.
9A und 9B sind Ansichten, die einen Hydraulikdruckkreis der Verstellpumpe in 1 zeigen. 9A zeigt einen Zustand in einem Abschnitt a in 8. 9B zeigt einen Zustand in einem Abschnitt b in 8.
10A und 10B sind Ansichten, die den Hydraulikdruckkreis der Verstellpumpe in 1 zeigen. 10A zeigt einen Zustand zu einem Zeitpunkt c in 8. 10B zeigt einen Zustand in einem Abschnitt d in 8.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden wird eine Verstellpumpe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen dargestellt. In der unten beschriebenen Ausführungsform wird die Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als eine Ölpumpe eingesetzt, die so eingerichtet ist, dass sie ein Schmieröl eines Verbrennungsmotors gleitenden Abschnitten des Motors für ein Fahrzeug sowie einem Ventilsteuermechanismus zuführt, der so eingerichtet ist, dass er Öffnungs- und Schließzeiten von Motorventilen steuert.
Diese Ölpumpe 10 ist an einem Endabschnitt einer Ausgleichsvorrichtung oder eines Zylinderblocks (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors vorhanden. Ölpumpe 10 enthält, wie in 1 bis 4 gezeigt, ein Pumpengehäuse, das einen Pumpenkörper 11, der im Längsschnitt im Wesentlichen U-förmig ist, eine Seite mit offenem Ende hat und der eine darin ausgebildete Pumpen-Aufnahmekammer 13 enthält, sowie ein Abdeckungselement 12 enthält, das die eine Seite des Pumpenkörpers 11 mit offenem Ende verschließt, eine Antriebswelle 14, die von dem Pumpengehäuse rotierend gelagert wird, die durch einen im Wesentlichen mittigen Abschnitt von Pumpen-Aufnahmekammer 13 hindurch verläuft und die so eingerichtet ist, dass sie von einer Kurbelwelle (nicht dargestellt) oder einer Ausgleichswelle (nicht dargestellt) rotierend angetrieben wird, usw., einen Nockenring 15, der ein bewegliches Element ist, das beweglich (schwenkbar) in Pumpen-Aufnahmekammer 13 aufgenommen ist und das einen Verstellmechanismus bildet, der so eingerichtet ist, dass er Maße der Änderung von Volumina von Pumpenkammern PR (weiter unten beschrieben) im Zusammenwirken mit Steuer-Hydraulikkammern 31 und 32 sowie einer Schraubenfeder 33 (weiter unten beschrieben) ändert, und einen Pumpen-Grund-/Ausbildungsabschnitt, der radial in Nockenring 15 aufgenommen ist und so eingerichtet ist, dass er von Antriebswelle 14 in 4 im Uhrzeigersinn rotierend angetrieben wird und so die Volumina von Pumpenkammern PR vergrößert oder verkleinert, die eine Vielzahl von Hydraulikfluid-Kammern bilden, die zwischen Rotor 16 und Nockenring 15 ausgebildet sind, um so einen Pumpvorgang durchzuführen, sowie ein Vorsteuerventil 40, das an dem Pumpengehäuse (Abdeckungselement 12) befestigt ist und das einen Steuermechanismus darstellt, der so eingerichtet ist, dass er eine Zufuhr des Hydraulikdrucks zu einer zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 (weiter unten beschrieben) und Ausstoßen aus ihr steuert, sowie ein Magnetventil 60, das an einem Hydraulikkanal (einem weiter unten beschriebenen zweiten Einleitkanal 72) vorhanden ist, der zwischen Vorsteuerventil 40 und einer Ableitöffnung 22b (weiter unten beschrieben) ausgebildet ist und einen Umschaltmechanismus bildet, der so eingerichtet ist, dass er eine Zufuhr (Einleitung) des abgeleiteten Öls zur Seite des Steuerventils 40 hin umschaltet.
In diesem Fall enthält der Pumpen-Grundabschnitt einen Rotor 16, der rotierend radial im Inneren von Nockenring 15 aufgenommen ist und der einen Mittelabschnitt enthält, der mit einem Außenumfang von Antriebswelle 14 verbunden ist, Flügel 17, die in einer Vielzahl von Schlitzen 16a aufgenommen sind, die durch Schneiden in einem Außenumfangsabschnitt von Rotor 16 so ausgebildet werden, dass sie sich in radialer Richtung erstrecken, und die so eingerichtet sind, dass sie aus dem Rotor 16 ausgefahren und in ihn eingefahren werden können, sowie ein Paar Ringelemente 18 und 18, deren Durchmesser kleiner ist als ein Durchmesser von Rotor 16 und die an Seitenabschnitten von Rotor 16 an den Innenumfangsseiten von Rotor 16 angeordnet sind.
Pumpenkörper 11 besteht integral aus Aluminiumlegierung. Pumpenkörper 11 enthält eine Abschlusswand 11a, die eine Abschlusswand von Pumpen-Aufnahmekammer 13 bildet, sowie ein Lagerloch 11b, das in einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt von Abschlusswand 11a so ausgebildet ist, dass es durch Abschlusswand 11a hindurch verläuft, und das einen Endabschnitt von Antriebswelle 14 rotierend lagert. Des Weiteren enthält Pumpenkörper 11 eine Tragenut 11c, die einen im Wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt hat und die durch Schneiden an einer Innenumfangswand von Pumpen-Aufnahmekammmer 13 an einer vorgegebenen Position ausgebildet wird und die Nockenring 15 über einen stabförmigen Drehbolzen 19 schwenkbar trägt. Des Weiteren enthält Pumpenkörper 11 eine Dichtungs-Gleitfläche 11d, die an der Innenumfangswand von Pumpen-Aufnahmekammer 13 an einer oberen Hälfte in 4 in Bezug auf eine Linie (im Folgenden als eine Nockenring-Bezugslinie bezeichnet) ausgebildet ist, die einen Mittelpunkt von Lagerloch 11b und einen Mittelpunkt von Tragenut 11c verbindet, und an der ein Dichtungselement 20, das in einem Außenumfangsabschnitt von Nockenring 15 angeordnet ist, gleitend anliegt. Diese Dichtungs-Gleitfläche 11d ist eine Kreisbogen-Flächenform, die mit einem vorgegebenen Radius R1 um einen Mittelpunkt von Tragenut 11c herum ausgebildet ist. Des Weiteren hat diese Dichtungs-Gleitfläche 11d eine Umfangslänge, die so festgelegt ist, dass Dichtungselement 20 konstant gleitend in einem Bereich an dieser Dichtungs-Gleitfläche 11d anliegen kann, in dem Nockenring 15 exzentrisch geschwenkt wird. Desgleichen enthält Pumpenkörper 11 eine Dichtungs-Gleitfläche 11d, die an einer unteren Hälfte in 4 in Bezug auf Nockenring-Bezugslinie M ausgebildet ist und an der ein Dichtungselement 20, das in dem Außenumfangsabschnitt von Nockenring 15 angeordnet ist, gleitend anliegt. Diese Dichtungs-Gleitfläche 11e hat die Form einer kreisbogenartigen Fläche, die mit einem vorgegebenen Radius R2 um den Mittelpunkt von Tragenut 11c herum ausgebildet ist. Diese Dichtungs-Gleitfläche 11e hat eine Umfangslänge, die so festgelegt ist, dass Dichtungselement 20 in dem Bereich, in dem Nockenring 15 exzentrisch geschwenkt wird, konstant gleitend an dieser Dichtungsfläche 11e anliegen kann.
Pumpenkörper 11 enthält, wie in 4 und 5 gezeigt, einen Ansauganschluss 21a, der durch Schneiden an der Innenseitenfläche von Abschlusswand 11a von Pumpenkörper 11 radial außerhalb von Lagerloch 11b ausgebildet wird und der ein Ansaugabschnitt ist, der eine im Wesentlichen kreisbogenartige vertiefte Form hat und der sich in einem Bereich (einem Ansaugbereich) öffnet, in dem die Volumina von Pumpenkammern PR bei dem Pumpbetrieb des Pumpen-Grundabschnitts zunehmen. Des Weiteren enthält Pumpenkörper 11 einen Ausstoßanschluss 22a, der durch Schneiden an der Innenseitenfläche von Abschlusswand 11a von Pumpenkörper 11 radial außerhalb von Lagerloch 11b ausgebildet wird und der ein Ausstoßabschnitt ist, der eine im Wesentlichen kreisbogenartige vertiefte Form hat und der sich in einem Bereich (einem Ausstoßbereich) öffnet, in dem die Volumina von Pumpenkammern PR entsprechend dem Pumpenbetrieb des Pumpen-Grundabschnitts abnehmen. Ansauganschluss 21a und Ausstoßanschluss 22a sind so angeordnet, dass sie Lagerloch 11b einander im Wesentlichen gegenüberliegend einschließen.
Ansauganschluss 21a enthält einen Einleitabschnitt 23, der integral an einer im Wesentlichen mittigen Position von Ansauganschluss 21a in der Umfangsrichtung ausgebildet ist und der sich zu einer Feder-Aufnahmekammer 28 (weiter unten beschrieben) hin erstreckt. In der Nähe einer Grenze zwischen Einleitabschnitt 23 und Ansauganschluss 21a ist eine Ansaugöffnung 21b ausgebildet, die durch Abschlusswand 11a von Pumpenkörper 11 hindurch verläuft und die sich nach außen öffnet. Durch diesen Aufbau wird das in einer Ölwanne (nicht dargestellt) des Verbrennungsmotors aufgenommene Öl über Ansaugöffnung 21b und Ansauganschluss 21a mittels eines Unterdrucks, der bei dem Pumpbetrieb des Pumpen-Grundabschnitts erzeugt wird, in Pumpenkammern PR gesaugt, die sich in dem Ansaugbereich befinden. In diesem Fall sind Ansaugöffnung 21a und auch Einleitabschnitt 23 mit einer Niederdruckkammer 35 verbunden, die radial außerhalb von Nockenring 15 in dem Ansaugabschnitt ausgebildet ist. Dementsprechend wird das Öl mit dem niedrigen Druck, der der Ansaugdruck ist, auch in Niederdruckkammer 35 eingeleitet.
Ausstoßanschluss 22a enthält eine Ausstoßöffnung 22b, die an einem Anfangsabschnitt von Ausstoßanschluss 22a ausgebildet ist, der durch Abschlusswand 11a von Pumpenkörper 11 hindurch verläuft und der sich nach außen öffnet. Durch diesen Aufbau wird das Öl, das durch den Pumpbetrieb des Pumpen-Grundabschnitts unter Druck gesetzt wird und das in Ausstoßanschluss 22a abgeleitet wird, von Ausstoßöffnung 22b über eine Haupt-Ölleitung (nicht dargestellt), die im Inneren des Zylinderblocks ausgebildet ist, gleitenden Abschnitten (nicht dargestellt) des Motors, einer Ventilsteuervorrichtung (nicht dargestellt) usw. zugeführt.
Des Weiteren enthält Ausstoßanschluss 22a eine Verbindungsnut 25a, die durch Schneiden ausgebildet wird und die Ausstoßanschluss 22a und Lagerloch 11b verbindet. Das Öl wird Lagerloch 11b über diese Verbindungsnut 25 zugeführt. Des Weiteren wird das Öl Rotor 16 und Seitenabschnitten der Flügel 17 zugeführt. Damit ist es möglich, gute Schmierung der gleitenden Abschnitte zu gewährleisten. Weiterhin ist diese Verbindungsnut 25a so ausgebildet, dass sie nicht mit den Richtungen der Flügel 17 fluchtend ist, in denen diese ausgefahren und eingezogen werden. Damit kann verhindert werden, dass die Flügel 17 in diese Verbindungsnut 25a hineinfallen, wenn die Flügel 17 ausgefahren und eingefahren werden.
Abdeckungselement 12 ist, wie in 3 und 6 gezeigt, im Wesentlichen plattenförmig. Abdeckungselement 12 ist an der Öffnungs-Endfläche von Pumpenkörper 11 mit einer Vielzahl von Schrauben B1 angebracht. Abdeckungselement 12 enthält ein Lagerloch 12a, das sich an einer Position befindet, an der es Lagerloch 11b von Pumpenkörper 11 gegenüberliegt, und das durch Abdeckungselement 12 hindurch verläuft und die andere Endseite von Antriebswelle 14 rotierend lagert. Des Weiteren enthält dieses Abdeckungselement 12 wie Pumpenkörper 11 einen Ansauganschluss 21c, einen Ausstoßanschluss 22c und eine Verbindungsnut 25b, die an einer Innenseitenfläche von Abdeckungselement 12 ausgebildet sind. Ansauganschluss 21c, Ausstoßanschluss 22c und Verbindungsnut 25b sind so angeordnet, dass sie Ansauganschluss 21a, Ausstoßanschluss 22a und Verbindungsnut 25a von Pumpenkörper 11 gegenüberliegen.
Antriebswelle 14 enthält, wie in 3 gezeigt, den einen axialen Endabschnitt, der durch Abschlusswand 11a von Pumpenkörper 11 hindurch verläuft, nach außen gewandt ist und mit der Kurbelwelle usw. verbunden ist. Antriebswelle 14 ist so eingerichtet, dass sie Rotor 16 auf Basis der von der Kurbelwelle usw. übertragenen Drehkraft in 4 im Uhrzeigersinn dreht. In diesem Fall ist, wie in 4 gezeigt, eine Linie N (im Folgenden als eine ”Linie der exzentrischen Richtung des Nockenrings” bezeichnet), die durch einen Mittelpunkt von Antriebswelle 14 hindurch verläuft und die senkrecht zu Nockenring-Bezugslinie M ist, eine Grenze zwischen dem Ansaugbereich und dem Ausstoßbereich.
Rotor 16 enthält, wie in 1 und 4 gezeigt, die Vielzahl von Schlitzen 16a, die durch Schneiden von der Mittelseite her radial nach außen ausgebildet werden. Des Weiteren enthält Rotor 16 Gegendruckkammern 16b, die im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt haben, an radial innen liegenden Basis-Endabschnitten der Schlitze 16a ausgebildet sind und so eingerichtet sind, dass sie das ausgestoßene Hydraulikfluid aufnehmen. Die Flügel 17 sind so eingerichtet, dass sie durch eine Zentrifugalkraft entsprechend der Drehung von Rotor 16 und den Druck in den Gegendruckkammern 16b radial nach außen gedrückt werden.
Jeder der Flügel 17 enthält eine vordere Endfläche, die bei der Drehung von Rotor 16 gleitend an der Innenumfangsfläche von Nockenring 15 anliegt, sowie eine Basis-Endfläche, die gleitend an Außenumfangsflächen der Ringelemente 18 und 18 anliegt. Das heißt, die Flügel 17 sind so eingerichtet, dass sie durch die Ringelemente 18 und 18 von Rotor 16 radial nach außen geschoben werden. Dementsprechend liegen, selbst wenn die Motordrehzahl niedrig ist und die Zentrifugalkraft sowie der Druck der Gegendruckkammern 16b schwach sind, die vorderen Enden der Flügel 17 gleitend an der Innenumfangsfläche von Nockenring 15 an, so dass die Pumpenkammern PR flüssigkeitsundurchlässig getrennt werden.
Nockenring 15 ist aus Sintermetall integral in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Nockenring 15 enthält einen Schwenkabschnitt 15a, der eine im Wesentlichen kreisbogenförmige vertiefte Nut ist, die ausgebildet wird, indem sie an einer vorgegebenen Position des Außenumfangsabschnitts von Nockenring 15 so eingeschnitten wird, dass sie in der axialen Richtung verläuft, und in der Drehbolzen 19 installiert ist, der als exzentrischer Schwenk-Lagerungspunkt (Drehpunkt) dient, um den Nockenring 15 geschwenkt wird, einen Armabschnitt 15b, der an einer in Bezug auf den Mittelpunkt von Nockenring 15 Schwenkabschnitt 15a gegenüberliegenden Position ausgebildet ist, in der radialen Richtung vorsteht und mit einer Schraubenfeder 33 verbunden ist, die ein Druckelement mit einer vorgegebenen Federkonstante ist. Armabschnitt 15b enthält dabei einen Press-Vorsprungsabschnitt 15c, der eine im Wesentlichen kreisbogenartige erhabene Form hat und der an einem Seitenabschnitt von Armabschnitt 15b in der Bewegungs-/Schwenkrichtung ausgebildet ist. Press-Vorsprungsabschnitt 15b liegt konstant an einem vorderen Endabschnitt von Schraubenfeder 33 an, so dass Armabschnitt 15b und Schraubenfeder 33 miteinander verbunden sind.
Des Weiteren enthält Pumpenkörper 11 zusätzlich zu der oben beschriebenen Struktur, wie in 4 und 5 gezeigt, eine Feder-Aufnahmekammer 26, die im Inneren von Pumpenkörper 11 an einer Tragenut 11c gegenüberliegenden Position ausgebildet ist, die Schraubenfeder 33 aufnimmt und hält und die an einer an Pumpen-Aufnahmekammer 13 angrenzenden Position entlang der Linie M der exzentrischen Richtung des Nockenrings in 4 ausgebildet ist. Schraubenfeder 33, die einen vorgegebenen Solldruck W1 hat, ist zwischen einer Abschlusswand von Feder-Aufnahmekammer 26 und Armabschnitt 15b (Press-Vorsprungsabschnitt 15c) elastisch in Feder-Aufnahmekammer 26 angeordnet. Des Weiteren ist die andere Abschlusswand von Feder-Aufnahmekammer 26 als ein Einschränkabschnitt 28 ausgebildet, der so eingerichtet ist, dass er einen Bereich der Bewegung von Nockenring 15 in der exzentrischen Richtung einschränkt. Der andere Seitenabschnitt von Armabschnitt 15b liegt an Einschränkungsabschnitt 28 so an, dass er eine weitere Drehung von Nockenring 15 in der exzentrischen Richtung einschränkt.
Dadurch wird Nockenring 15 durch die Druckkraft von Schraubenfeder 33 über Armabschnitt 15b in einer Richtung (in 4 im Uhrzeigersinn) gedrückt, in der das Maß der Exzentrizität von Nockenring 15 zunimmt. Dadurch wird, wie in 4 gezeigt, in einem nicht betätigten Abschnitt der andere Seitenabschnitt von Armabschnitt 15b an Einschränkungsabschnitt 28 gepresst, so dass Nockenring 15 auf die Position eingeschränkt wird, an der das Maß der Exzentrizität von Nockenring 15 maximal ist.
Nockenring 15 enthält ein Paar aus einem ersten und einem zweiten dichtenden Abschnitt 15e und 15f, die an dem Außenumfangsabschnitt von Nockenring 15 so ausgebildet sind, dass sie vorstehen, und die eine erste sowie eine zweite Dichtungsfläche 15g und 15h haben, die der ersten und der zweiten Dichtungs-Gleitfläche 11d und 11e gegenüberliegen, die durch die Innenumfangswand von Pumpenkörper 11 gebildet werden, und die die Form von Kreisbögen haben, die konzentrisch zu den Dichtungs-Gleitflächen 11d und 11e sind. Diese Dichtungsflächen 15g und 15h der dichtenden Abschnitte 15e und 15f enthalten jeweils Dichtungs-Haltenuten 15i, die durch Schneiden so ausgebildet werden, dass sie sich in der axialen Richtung erstrecken. Ein erstes und ein zweites Dichtungselement 20a und 20b werden in diesen Dichtungs-Haltenuten 15i aufgenommen und gehalten. Das erste und das zweite Dichtungselement 20a und 20b sind so eingerichtet, dass sie bei der exzentrischen Schwenkbewegung von Nockenring 15 gleitend an Dichtungs-Gleitflächen 11d und 11e anliegen.
In diesem Fall haben die erste und die zweite Dichtungsfläche 15g und 15h vorgegebene Radien r1 bzw. r2, die geringfügig kleiner sind als die Radien R1 und R2 der Dichtungs-Gleitflächen 11d und 11e. Dementsprechend sind kleine Zwischenräume zwischen diesen Dichtungs-Gleitflächen 11d und 11e und den Dichtungsflächen 15g und 15h vorhanden. Weiterhin bestehen das erste und das zweite Dichtungselement 20a und 20b beispielsweise aus Kunststoff auf Fluorbasis, der reibungsarm ist. Das erste und das zweite Dichtungselement 20a und 20b haben jeweils eine geradlinige längliche Form, die sich in der axialen Richtung von Nockenring 15 erstreckt. Die Dichtungselemente 20a und 20b sind so eingerichtet, dass sie durch elastische Kräfte elastischer Elemente, die aus Gummi bestehen und die an Bodenabschnitten der Dichtungs-Haltenuten 15i angeordnet sind, an die Dichtungs-Gleitflächen 11d und 11e gepresst werden.
Des Weiteren ist ein Paar aus einer ersten und einer zweiten Steuer-Hydraulikkammer 31 und 32 ausgebildet, die sich radial außerhalb von Nockenring 15 befinden und die durch Drehbolzen 19 sowie ein erstes und ein zweites Dichtungselement 20a und 20b getrennt sind. Die Steuer-Hydraulikkammern 31 und 32 sind so eingerichtet, dass sie den Hydraulikdruck im inneren des Motors, der dem Pumpen-Ausstoßdruck entspricht, über einen Steuerdruck-Einleitkanal 70 aufnehmen, der von der Haupt-Ölleitung abzweigt. Das heißt, die erste Steuer-Hydraulikkammer 31 ist so eingerichtet, dass sie den Pumpen-Ausstoßdruck über einen ersten Einleitkanal 71 aufnimmt, der einer von zwei Abzweigkanälen ist, zu denen sich Steuerdruck-Einleitrinne verzweigt. Die zweite Steuer-Hydraulikkammer 32 hingegen ist so eingerichtet, dass sie den Pumpen-Ausstoßdruck (im Folgenden als ”zweiter Ausstoßdruck” bezeichnet) aufnimmt, der durch den zweiten Einleitkanal 72, der der andere der zwei Verzweigungskanäle ist, und Vorsteuerventil 40 strömt, so dass sein Druck geringer ist. Diese Hydraulikdrücke werden dann auf Druckaufnahmeflächen 15j und 15k ausgeübt, die durch die Außenumfangsflächen von Nockenring 15 gebildet werden, die der ersten und der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 31 und 32 gegenüberliegen, so dass die Bewegungskraft (die Schwenkkraft) auf Nockenring 15 ausgeübt wird. Dabei hat von den Druckaufnahmeflächen 15j und 15k die erste Druckaufnahmefläche 15j eine Ausdehnung, die größer ist als eine Ausdehnung der zweiten Druckaufnahmefläche 15k. Dementsprechend wird, wenn auf die erste Druckaufnahmefläche 15j und die zweite Druckaufnahmefläche 15k der gleiche Druck ausgeübt wird, Nockenring 15 in einer Richtung gedrückt, in der das Maß der Exzentrizität von Nockenring 15 abnimmt (in 4 entgegen dem Uhrzeigersinn).
Durch diesen Aufbau wird bei der Ölpumpe 10, wenn die Druckkraft auf Basis der Innendrücke der ersten und der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 31 und 32 schwächer ist als der Solldruck W1 von Schraubenfeder 33 Nockenring 15 in dem in 4 dargestellten Zustand maximaler Exzentrizität versetzt. Wenn hingegen die Druckkraft auf Basis der Innendrücke der ersten und der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 31 und 32 bei Zunahme des Ausstoßdrucks stärker wird als die Solldruck W1 von Schraubenfeder 33, wird Nockenring 15 entsprechend dem Ausstoßdruck in der konzentrischen Richtung bewegt.
Vorsteuerventil 40 enthält, wie in 7 gezeigt, einen im Wesentlichen zylindrischen Ventilkörper 41 (einen Steuerventilkörper), der einen ersten axialen Endabschnitt enthält, der sich mit Abdeckungselement 12 überlappt (verbunden ist), sowie einen zweiten axialen Endabschnitt, der sich zur Außenseite von Abdeckungselement 12 erstreckt, so dass sein Durchmesser zunimmt, und der eine Öffnung enthält, einen Stopfen 42, der die Öffnung des zweiten axialen Endabschnitts von Ventilkörper 41 schließt, ein Kolbenventilelement 43 (Steuerkolben), das (der) radial im Inneren von Ventilkörper 41 aufgenommen ist und in der axialen Richtung verschoben wird, das (der) einen ersten und einen zweiten Stegabschnitt 43a und 43b enthält, die ein Paar Abschnitte mit großem Durchmesser bilden, die gleitend an einer Innenumfangsfläche von Ventilkörper 41 anliegen, und das (der) so eingerichtet ist, dass es (er) Zufuhr des Hydraulikdrucks zu der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 und Ausstoßen desselben aus ihr mittels des ersten und des zweiten Stegabschnitts 43a und 43b steuert, sowie eine Ventilfeder 44, die elastisch radial innerhalb des zweiten Endabschnitts von Ventilkörper 41 zwischen Stopfen 42 und Kolbenventilelement 43 angebracht ist und einen vorgegebenen Solldruck hat und so eingerichtet ist, dass sie Kolbenventilelement 43 konstant zu der Seite des ersten Endabschnitts von Ventilkörper 41 hin drückt.
Ventilkörper 41 enthält einen Ventil-Aufnahmeabschnitt 41a, der in einem anderen Bereich als die beiden Endabschnitte in der axialen Richtung ausgebildet ist und der einen im Wesentlichen konstanten Innendurchmesser hat, der im Wesentlichen identisch mit dem Außendurchmesser von Kolbenventilelement 43 (den Außendurchmessern des ersten und des zweiten Stegabschnitts 43a und 43b) ist. Kolbenventilelement 43 ist im Inneren von Ventil-Aufnahmeabschnitt 41a angeordnet und aufgenommen. Des Weiteren enthält Ventilkörper 41 einen Einleitanschluss 51, der in dem ersten axialen Endabschnitt von Ventilkörper 41 mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist und der ein Einleitkanal-Öffnungsabschnitt ist, der mit Magnetventil 60 über einen Kanal 72b (im Folgenden als ”ein Kanal der stromab liegenden Seite” bezeichnet) verbunden ist, der ein stromab liegender Abschnitt des zweiten Einleitkanals 72 ist. Ventilkörper 41 enthält des Weiteren einen Innengewindeabschnitt, der an einer Innenumfangsfläche des zweiten axialen Endabschnitts von Ventilkörper 41 mit großem Durchmesser ausgebildet ist und in den Stopfen 42 über den Innengewindeabschnitt des Innenumfangsabschnitts eingeschraubt wird.
Des Weiteren enthält Ventilkörper 41 einen Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52, der in einer Umfangswand von Ventil-Aufnahmeabschnitt 41a ausgebildet ist, der sich an einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt in der axialen Richtung öffnet und der einen ersten Endabschnitt, der mit der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 verbunden ist, sowie einen zweiten Endabschnitt enthält, der konstant mit einer Zwischenkammer 57 verbunden ist, so dass Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52 als ein Öffnungsabschnitt der Steuer-Hydraulikkammer dient, der so eingerichtet ist, dass er den Hydraulikdruck der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 zuführt und aus ihr ausstößt bzw. ableitet. Des Weiteren enthält Ventilkörper 41 einen ersten Ablassanschluss 53, der in dem zweiten axialen Endabschnitt ausgebildet ist und der einen ersten Endabschnitt enthält, der sich direkt zur Außenseite öffnet oder mit der Ansaugseite verbunden ist und der als ein Steuerablauf-Öffnungsabschnitt dient, der so eingerichtet ist, dass er den Hydraulikdruck im Inneren der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 über Kopplungskammer 57 ableitet, indem er die Verbindung mit Kopplungskammer 57 umschaltet (weiter unten beschrieben). Des Weiteren enthält Ventilkörper 41 einen zweiten Ablassanschluss 54, der so ausgebildet ist, dass er sich in der Innenumfangswand des zweiten axialen Endabschnitts von Ventilkörper 41 an einer axialen Position öffnet, die sich mit einer Gegendruckkammer 58 (weiter unten beschrieben) in der radialen Richtung überlappt, und der wie der erste Ablassanschluss 53 direkt mit der Außenseite verbunden ist oder mit der Ansaugseite verbunden ist.
Des Weiteren enthält Ventilkörper 41 einen Verbindungs-Hydraulikkanal 55, der im Zusammenwirken mit Pumpenkörper 11 in der Umfangswand der ersten Abschlussseite von Ventilkörper 41 ausgebildet ist und der so eingerichtet ist, dass er Einleitanschluss 51 und Kopplungskammer 57, die weiter unten beschrieben wird, in einem Zustand verbindet, in dem sich Kolbenventilelement 53 an einer Position (siehe 4) an der oberen Abschlussseite in 7 befindet. Das heißt, Ventilkörper 41 enthält radiale Hydraulikkanäle 55a und 55b, die in der radialen Richtung an vorgegebenen axialen Positionen ausgebildet sind und die so eingerichtet sind, dass sie sich jeweils zu Einleitanschluss 51 und Zwischenkammer 57 (weiter unten beschrieben) öffnen, wenn sich Kolbenventilelement 53 in dem vorgegebenen Bereich befindet, sowie einen axialen Hydraulikkanal 55c, der in einer Nut- bzw. Rinnenform an einer Innenseitenfläche von Abdeckungselement 12 ausgebildet ist und der als ein Hydraulikkanal dient, der die radialen Hydraulikkanäle 55a und 55b verbindet und der sich zwischen Abdeckungselement 12 und Pumpenkörper 11 befindet und dabei Abdeckungselement 12 mit Pumpenkörper 11 verbindet.
Kolbenventilelement 43 enthält einen ersten und einen zweiten Stegabschnitt 43a und 43b, die an beiden Endabschnitten in der axialen Richtung ausgebildet sind, und einen Schaftabschnitt 43c, der ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser ist, der zwischen dem ersten und dem zweiten Stegabschnitt 43a und 43b ausgebildet ist. Dieses Kolbenventilelement 43 ist in Ventil-Aufnahmeabschnitt 41a aufgenommen. Dabei enthält Ventilkörper 41 eine Druckkammer 56, die in Ventilkörper 41 an der axial außen liegenden Seite des ersten Stegelementes 43a zwischen dem ersten Endabschnitt von Ventilkörper 41 und dem ersten Stegabschnitt 43a ausgebildet ist und in die der Ausstoßdruck über Einleitanschluss 51 eingeleitet wird, Kopplungskammer 57, die im Inneren von Ventilkörper 41 zwischen dem ersten und dem zweiten Stegabschnitt 43a und 43b vorhanden ist und die so eingerichtet ist, dass sie entsprechend der axialen Position von Kolbenventilelement 43 Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52 und Einleitanschluss 51 (Verbindungs-Hydraulikkanal 55) oder den ersten Ablassanschluss 53 koppelt (verbindet), und eine Gegendruckkammer 58 im Inneren von Ventilkörper 41 an der axial außen liegenden Seite des zweiten Stegabschnitts 43b zwischen Stopfen 42 und dem zweiten Stegabschnitt 43b, die so eingerichtet ist, dass sie das aus Kopplungskammer 57 ausgetretene Öl über eine Außenumfangsseite (kleiner Zwischenraum) des zweiten Stegabschnitts 43b ableitet.
Bei diesem Aufbau wird, wenn der über Einleitanschluss 51 in Druckkammer 56 eingeleitete Ausstoßdruck genauso hoch ist wie oder niedriger als ein vorgegebener Hydraulikdruck (ein weiter unten beschriebener Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps), Kolbenventilelement 43 von Vorsteuerventil 40 durch die Druckkraft von Ventilfeder 44 auf Basis von Solldruck W2 (siehe 4) in einem ersten Bereich positioniert, der ein vorgegebener Bereich an der ersten Endseite von Ventil-Aufnahmeabschnitt 41a ist. Das heißt, wenn Kolbenventilelement 43 in dem ersten Bereich positioniert ist, sind Einleitanschluss 51 und Kopplungskammer 57 miteinander über Verbindungs-Hydraulikkanal 55 verbunden, und der erste Ablassanschluss 53 ist durch den zweiten Stegabschnitt 43b von Kopplungskammer 57 getrennt. Des Weiteren sind die zweite Steuer-Hydraulikkammer 32 und Kopplungskammer 57 über Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52 verbunden. Dementsprechend wird der von Einleitanschluss 51 über Verbindungs-Hydraulikkanal 55 eingeleitete Hydraulikdruck über Kopplungskammer 57 der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 zugeführt.
Dann wird, wenn der in Druckkammer 56 eingeleitete Ausstoßdruck über einen vorgegebenen Druck ansteigt, Kolbenventilelement 43 gegen die Druckkraft von Ventilfeder 44 von dem ersten Bereich zu der zweiten Endseite von Ventil-Aufnahmeabschnitt 41a bewegt. Dadurch wird Kolbenventilelement 43 in einem zweiten Bereich positioniert, der ein vorgegebener Bereich an der zweiten Endseite von Ventil-Aufnahmeabschnitt 42a ist (siehe 10B). Das heißt, wenn Kolbenventilelement 43 in dem zweiten Bereich positioniert wird, ist die zweite Steuer-Hydraulikkammer 32 über Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52 weiter mit Kopplungskammer 57 verbunden. Verbindungs-Hydraulikkanal 55 hingegen wird durch den ersten Stegabschnitt 43a von Kopplungskammer 57 getrennt. Des Weiteren ist Kopplungskammer 57 über den ersten Ablassanschluss 53 mit einer Ölwanne T usw. verbunden. Dadurch wird das Öl im Inneren der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 über Kopplungskammer 57 und den ersten Ablassanschluss 53 zu Ölwanne T usw. ausgestoßen bzw. abgeleitet.
Magnetventil 60 enthält, wie in 4 gezeigt, einen im Wesentlichen zylindrischen Ventilkörper 61 (einen Schaltventilkörper), der in einem Ventilaufnahmeloch (nicht dargestellt) angeordnet ist, das in dem zweiten Einleitkanal 72 ausgebildet ist und der einen Hydraulikkanal 65, der in Ventilkörper 61 so ausgebildet ist, dass er durch Ventilkörper 61 in der axialen Richtung hindurch verläuft, und einen Ventilelement-Aufnahmeabschnitt 66 enthält, der an einem Endabschnitt (ein Endabschnitt der linken Seite in 4) von Ventilkörper 61 ausgebildet wird, indem der Durchmesser von Hydraulikkanal 65 vergrößert wird, ein Sitzelement 62, das mittels Presspassung in einem äußeren Endabschnitt von Ventilelement-Aufnahmeabschnitt 66 befestigt wird und das einen Einleitanschluss 67 enthält, der in einem Mittelabschnitt von Sitzelement 62 ausgebildet ist und der ein Öffnungsabschnitt an der stromauf liegenden Seite ist, der mit einem Kanal 72a (im Folgenden lediglich als ein ”Kanal an der stromauf liegenden Seite” bezeichnet) verbunden ist, der ein stromauf liegender Abschnitt des zweiten Einleitkanals 72 ist, ein Kugelventilelement 63, das so eingerichtet ist, dass es auf einen Ventilsitz 62a aufgesetzt und von ihm abgehoben wird, der an einem Rand einer Öffnung eines inneren Endes von Sitzelement 62 ausgebildet ist, und das so eingerichtet ist, dass es Einleitanschluss 67 öffnet und schließt, sowie einen Elektromagneten 64, der an dem anderen Endabschnitt (in 4 ein Endabschnitt der rechten Seite) von Ventilkörper 61 vorhanden ist.
Ventilkörper 61 enthält Ventilelement-Aufnahmeabschnitt 66, der an dem Innenumfangsabschnitt des einen Endabschnitts von Ventilkörper 61 ausgebildet ist und der eine abgesetzte bzw. abgestufte Form hat, deren Durchmesser in Bezug auf Hydraulikkanal 65 vergrößert ist. Des Weiteren enthält Ventilelement-Aufnahmeabschnitt 66 einen Ventilsitz 66a, der an einem Rand einer Öffnung eines inneren Endes von Ventilelement-Aufnahmeabschnitt 66 vorhanden ist und der identisch mit Ventilsitz 62a von Sitzelement 62 ist. Des Weiteren enthält Ventilkörper 61 einen Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 68, der in der Umfangswand von Ventilkörper 61 radial außerhalb von Ventilelement-Aufnahmeabschnitt 66 ausgebildet ist, der an der Seite des einen Endabschnitts von Ventilkörper 61 angeordnet ist, in der radialen Richtung so ausgebildet ist, dass er durch Ventilkörper 61 hindurch verläuft, und der ein Öffnungsabschnitt an der stromab liegenden Seite ist, der so eingerichtet ist, dass er mit Kanal 72b an der stromab liegenden Seite verbunden ist und so Vorsteuerventil 40 den Hydraulikdruck zuführt und aus ihm ableitet. Des Weiteren enthält Ventilkörper 61 einen Ablassanschluss 69, der in der Umfangswand von Ventilkörper 61 radial außerhalb von Hydraulikkanal 65 ausgebildet ist, der sich an der anderen Endseite von Ventilkörper 61 befindet und in der radialen Richtung so ausgebildet ist, dass er durch Ventilkörper 61 hindurch verläuft, und der ein Umschalt-Ablaufabschnitt ist, der mit einer Ablaufseite, wie beispielsweise einer Ölwanne T, verbunden ist.
Elektromagnet 64 ist so eingerichtet, dass er mittels einer Elektromagnetkraft, die durch die Erregung der Spule (nicht dargestellt) erzeugt wird, die in einem Gehäuse 64a aufgenommen ist, einen Anker (nicht dargestellt), der radial innerhalb der Spule angeordnet ist, und eine an dem Anker befestigte Stange 64b vorwärts (in 4 nach links) bewegt. Dabei empfängt Elektromagnet 64 von einer ECU (nicht dargestellt), die an dem Fahrzeug installiert ist, einen Erregungsstrom auf Basis eines Antriebszustandes des Motors, der gemessen oder mittels vorgegebener Parameter, wie beispielsweise der Öltemperatur und der Wassertemperatur des Verbrennungsmotors sowie der Motordrehzahl, berechnet wird.
Durch diese Konstruktion wird, wenn Elektromagnet 64 erregt wird und Stange 64b in der Vorwärtsrichtung bewegt wird, Kurbelventilelement 63, das an dem vorderen Endabschnitt von Stange 64b angeordnet ist, auf Ventilsitz 62a von Sitzelement 62 gepresst, so dass Einleitanschluss 67 und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 68 voneinander getrennt werden und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 68 und Ablassanschluss 69 über Hydraulikkanal 65 miteinander verbunden werden. Wenn hingegen Elektromagnet 64 enterregt wird, wird Kugelventil 63 auf Basis des über Einleitanschluss 67 eingeleiteten Ausstoßdrucks nach hinten bewegt, so dass Kugelventilelement 63 auf Ventilsitz 66a von Ventilkörper 61 gepresst wird. Dadurch werden Einleitanschluss 67 und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 68 miteinander verbunden, und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 68 und Ablassanschluss 69 werden voneinander getrennt.
Im Folgenden werden Funktionen von Ölpumpe 10 gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 8 bis 10 dargestellt.
Zunächst wird vor der Darstellung der Funktionen der Ölpumpe 10 unter Bezugnahme auf 8 ein erforderlicher Hydraulikdruck (gewünschter Hydraulikdruck) des Verbrennungsmotors, der ein Bezugswert für die Ausstoßdruck-Steuerung von Ölpumpe 10 ist, dargestellt. Ein Symbol P1 in 8 stellt einen ersten erforderlicher Motor-Hydraulikdruck dar, der einem erforderlichen Hydraulikdruck einer Ventilsteuervorrichtung entspricht, der dazu dient, den Kraftstoffverbrauch beim Einsatz der Ventilsteuervorrichtung zu verbessern. Ein Symbol P2 in 8 stellt einen zweiten erforderlichen Motor-Hydraulikdruck dar, der einen erforderlichen Hydraulikdruck eines Ölstrahls darstellt, der dazu dient, einen Kolben zu kühlen, wenn der Ölstrahl eingesetzt wird. Ein Symbol P3 in 8 stellt einen dritten erforderlichen Motor-Hydraulikdruck dar, der zur Schmierung der Lagerabschnitte der Kurbelwelle bei der hohen Motordrehzahl erforderlich ist. Eine unterbrochene Linie, die diese Punkte P1 bis P3 verbindet, stellt einen optimalen erforderlichen Hydraulikdruck (Ausstoßdruck) P entsprechend der Motordrehzahl R des Verbrennungsmotors dar. Des Weiteren stellt eine durchgehende Linie in 8 eine Hydraulikdruck-Kennlinie der Ölpumpe 10 gemäß der Ausführungsform der Erfindung dar. Eine unterbrochene Linie stellt eine Hydraulikdruck-Kennlinie einer herkömmlichen Pumpe dar.
Weiterhin stellt ein Symbol Pc in 8 einen Nockenringbetätigungs-Hydraulikdruck dar, bei dem Bewegung von Nockenring 15 in der konzentrischen Richtung gegen die Druckkraft von Schraubenfeder 33 auf Basis des Solldrucks W1 beginnt. Ein Symbol Ps in 8 stellt einen Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck dar, bei dem Bewegung von Kolbenventilelement 43 von einer ersten Position an eine zweite Position gegen die Druckkraft von Ventilfeder 44 auf Basis von Solldruck W2 beginnt.
Von dieser Voraussetzung ausgehend, wird bei Ölpumpe 10 in einem Abschnitt a in 8, der dem Motordrehzahl-Bereich von dem Starten des Motors bis zur niedrigen Motordrehzahl entspricht, der Erregungsstrom an Elektromagnet 64 angelegt. Dementsprechend werden Einleitanschluss 67 und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 68 voneinander getrennt, und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 68 und Ablassanschluss 69 werden miteinander verbunden. Dadurch wird Ausstoßdruck P nicht in die zweite Steuer-Hydraulikkammer 32 (Vorsteuerventil 40) eingeleitet. Kolbenventilelement 43 von Vorsteuerventil 40 wird in dem ersten Bereich positioniert. Dadurch wird das Öl in der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 von Ablassanschluss 69 aus Magnetventil 60 über Kanal 72b an der stromab liegenden Seite und Hydraulikkanal 65 ausgestoßen, und Ausstoßdruck P wird nur der ersten Steuer-Hydraulikkammer 31 zugeführt. In diesem Fall ist in diesem Motordrehzahl-Bereich der Ausstoßdruck P (der Hydraulikdruck innerhalb des Motors) niedriger als der Nockenringbetätigungs-Hydraulikdruck Pc. Dementsprechend wird Nockenring 15 in dem Zustand maximaler Exzentrizität gehalten, so dass Ausstoßdruck P im Wesentlichen parallel zu Motordrehzahl R erhöht wird (Ölpumpe 10 erhält eine Kennlinie, bei der Ausstoßdruck P proportional zu Motordrehzahl R steigt).
Dann wird, wie in 9B gezeigt, wenn Motordrehzahl R erhöht wird und Ausstoßdruck P den Nockenringbetätigungs-Hydraulikdruck Pc (siehe 8) erreicht, der Erregungszustand von Magnetventil 64 aufrechterhalten. Dementsprechend wird Ausstoßdruck P, wie in 9B gezeigt, kontinuierlich lediglich der ersten Steuer-Hydraulikkammer 31 zugeführt. So wird die Druckkraft auf Basis des Innendrucks der ersten Steuer-Hydraulikkammer 31 stärker als die Druckkraft W1 von Schraubenfeder 33, so dass Bewegung von Nockenring 15 in der konzentrischen Richtung beginnt. Dadurch wird Ausstoßdruck P verringert, und das Maß der Zunahme von Ausstoßdruck P relativ zu dem Zustand maximaler Exzentrizität von Nockenring 15 nimmt ab (ein Abschnitt b in 8).
Dann wird, wenn Motordrehzahl R weiter erhöht wird und der zweite erforderliche Motor-Hydraulikdruck P in dem Motor-Antriebszustand (siehe 8) erforderlich ist, Elektromagnet 64 enterregt (der Strom zu Elektromagnet 64 wird unterbrochen). Dementsprechend werden, wie in 10A gezeigt, Einleitanschluss 67 und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 68 miteinander verbunden, und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 68 und Ablassanschluss 69 werden voneinander getrennt. Dadurch wird von Kanal 62a an der stromauf liegenden Seite eingeleiteter Ausstoßdruck P über Kanal 72b an der stromab liegenden Seite zur Seite des Vorsteuerventils 40 hin eingeleitet. Dabei erreicht Ausstoßdruck P nicht den Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps. Dementsprechend wird Kolbenventilelement 43 von Vorsteuerventil 40 in dem ersten Bereich positioniert. Dadurch werden Einleitanschluss 51 und Zuführ-und-Ableitanschluss 52 über Verbindungs-Hydraulikkanal 55 miteinander verbunden. Des Weiteren wird der erste Ablassanschluss 53 durch den zweiten Stegabschnitt 43b geschlossen. Die Öffnung (Öffnung an der unteren Seite in 10) von Verbindungs-Hydraulikkanal 55 an der Seite des Ventil-Aufnahmeabschnitts 41a und der erste Stegabschnitt 43a überlappen einander, so dass eine Drossel ausgebildet wird, indem eine Fläche der Öffnung von Verbindungs-Hydraulikkanal 55 zwischen Verbindungs-Hydraulikkanal 55 und Ventil-Aufnahmeabschnitt 41a verkleinert wird. Dementsprechend wird der zweite Ausstoßdruck, der geringfügig abnimmt, wenn er durch diese Drossel geleitet wird, der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 zugeführt. Dadurch wird die Druckkraft in der exzentrischen Richtung, die die resultierende Kraft von Druckkraft W1 von Schraubenfeder 33 und der Druckkraft auf Basis des Innendrucks der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 ist, stärker als die Druckkraft in der konzentrischen Richtung, die auf dem Innendruck der ersten Steuer-Hydraulikkammer 31 basiert. Dadurch wird Nockenring 15 in der Rückkehrrichtung gepresst, die die exzentrische Richtung ist, so dass das Maß der Zunahme von Ausstoßdruck P wieder zunimmt (ein Zeitpunkt c in 8).
Dann wird, wenn Ausstoßdruck P auf Basis dieser Druckzunahme-Kennlinie zunimmt und Ausstoßdruck P Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps entspricht (siehe 8), Kolbenventilelement 43 von Vorsteuerventil 40 auf Basis von Ausstoßdruck P, der über Einleitöffnung 51 in Druckkammer 56 eingeleitet wird, gegen die Druckkraft W2 von Ventilfeder 44 auf Stopfen 42 zu bewegt, wie dies in 10B dargestellt ist. Dementsprechend wird die Position von Kolbenventilelement 43 von dem ersten Bereich in den zweiten Bereich umgestellt. Dadurch wird die Öffnung von Verbindungs-Hydraulikkanal 55 an der Seite von Ventil-Aufnahmeabschnitt 41a durch den ersten Stegabschnitt 43a geschlossen, und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52 und der erste Ablassanschluss 53 werden über Kopplungskammer 57 miteinander verbunden. Dementsprechend wird das Öl im Inneren der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 abgeleitet, und Ausstoßdruck wird nur der ersten Steuer-Hydraulikkammer 31 zugeführt. Dadurch wird die Druckkraft in der konzentrischen Richtung, die auf dem Innendruck der ersten Drucksteuerkammer 31 basiert, stärker als die Druckkraft in der exzentrischen Richtung, die die resultierende Kraft der Druckkraft W1 von Schraubenfeder 33 und der Druckkraft ist, die auf dem Innendruck der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 basiert, und Nockenring 15 wird in der konzentrischen Richtung bewegt, so dass der Ausstoßdruck P abnimmt.
Dann wird, wenn der Hydraulikdruck (Ausstoßdruck P), der auf das eine Ende von Kolbenventilelement 43 wirkt, aufgrund der Verringerung von Ausstoßdruck P schwächer wird als der Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps Druckkraft W2 von Ventilfeder 44 stärker als die Druckkraft aufgrund von Ausstoßdruck P, wie dies in 10A dargestellt ist, so dass Kolbenventilelement 43 auf Einleitanschluss 51 zu bewegt wird. Dadurch werden Einleitanschluss 51 von Vorsteuerventil 40 und Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52 miteinander verbunden, so dass der zweite Ausstoßdruck wieder der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 zugeführt wird. Dadurch wird Nockenring 15 gepresst und in die exzentrische Richtung zurückgeführt, so dass Ausstoßdruck P wieder zunimmt. Dann wird, wenn der auf das eine Ende von Kolbenventilelement 43 wirkende Hydraulikdruck durch diese Zunahme von Ausstoßdruck P höher wird als der Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps, Kolbenventilelement 43 gegen die Druckkraft W2 von Ventilfeder 44 wieder in den zweiten Bereich bewegt, wie dies in 10B dargestellt ist. So wird Öl im Inneren der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32, wie oben beschrieben, abgeleitet, und Ausstoßdruck P wird nur der ersten Steuer-Hydraulikkammer 31 zugeführt. Dementsprechend wird die Druckkraft auf Basis des Innendrucks der ersten Steuer-Hydraulikkammer 32 in der konzentrischen Richtung stärker als die Druckkraft in der exzentrischen Richtung, die die resultierende Kraft aus Druckkraft W1 von Schraubenfeder 33 und der Druckkraft auf Basis des Innendrucks der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 ist. Dadurch wird Nockenring 15 in der konzentrischen Richtung bewegt, so dass Ausstoßdruck P wieder abnimmt.
Auf diese Weise schaltet bei Ölpumpe 10 Kolbenventilelement 43 von Vorsteuerventil 40 die Verbindung zwischen Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52, der mit der zweiten Steuer-Hydraulikkammer 32 verbunden ist, und Einleitanschluss 51 oder dem ersten Ablassanschluss 53 kontinuierlich um. Dadurch wird Ausstoßdruck P so reguliert, dass er auf Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps gehalten wird. In diesem Fall wird diese Druckregulierung (Anpassung) durch das Umschalten von Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52 von Vorsteuerventil 40 durchgeführt. Dementsprechend wird die Druckregulierung nicht durch die Federkonstante von Schraubenfeder 33 beeinflusst. Des Weiteren wird die Druckregulierung in einem außerordentlich kleinen Bereich der Bewegung von Kolbenventilelement 43 von Ventilfeder 44 durchgeführt. Dadurch nimmt in diesem Abschnitt d in 8 Ausstoßdruck P von Ölpumpe 10 nicht wie bei der mit der unterbrochenen Linie in 8 dargestellten herkömmlichen Pumpe proportional zu der Zunahme von Motordrehzahl R zu. In diesem Abschnitt d in 8 hat Ausstoßdruck P von Ölpumpe 10 eine im Wesentlichen flache Kennlinie, bei der Ausstoßdruck P von Ölpumpe 10 nicht proportional zu der Zunahme von Motordrehzahl R zunimmt. Dementsprechend ist es möglich, Ausstoßdruck P von Ölpumpe 10 näher an den optimalen erforderlichen Hydraulikdruck (die unterbrochene Linie in 8) zu bringen. Dadurch ist es bei der Ölpumpe 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung möglich, den Kraftverlust (ein mit einer Schraffierung S in 8 dargestellter Bereich), der durch unnötige Erhöhung von Ausstoßdruck P entsteht, im Verhältnis zu der herkömmlichen Ölpumpe, bei der Ausstoßdruck P zwangsweise entsprechend der Zunahme der Motordrehzahl R zunimmt, um das Maß der Federkraft von Schraubenfeder 33 zu reduzieren.
Bei Ölpumpe 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, Ausstoßdruck P auf Basis der Druckregulierungssteuerung mit Vorsteuerventil 40 auf dem vorgegebenen Druck in dem Motordrehzahl-Bereich (Abschnitt d in 8) zu halten, in dem der Druck auf dem vorgegebenen Druck (Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps) gehalten werden muss, der wenigstens höher ist als der zweite erforderliche Motor-Hydraulikdruck P2.
Das heißt, bei der Ölpumpe 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, wenn Ausstoßdruck P den Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps von einem Zustand ausgehend übersteigt, in dem Ausstoßdruck P höher ist als der Nockenringbetätigungs-Hydraulikdruck Pc und genauso hoch wie oder niedriger als der Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps, der der vorgegebene Druck ist, Kolbenventilelement 43 von dem ersten Bereich zu dem zweiten Bereich bewegt. Durch diese Bewegung von Kolbenventil 43 wird das Maß der Exzentrizität von Nockenring 15 verringert. Dementsprechend wird Ausstoßdruck P niedriger als der Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps, so dass Kolbenventilelement 43 in den ersten Bereich zurückgeführt wird. Dieses Umschalten der Verbindung von Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 52 mittels Kolbenventilelement 43 wird wiederholt. Damit ist es möglich, Ausstoßdruck P auf Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps zu halten, wie dies in 8 dargestellt ist.
Diese Druckregulierung wird mittels Vorsteuerventil 40 durchgeführt. Dementsprechend wird die Druckregulierung nicht durch die Federkonstante von Schraubenfeder 33 beeinflusst. Des Weiteren wird in Vorsteuerventil 40 die Druckregulierung in dem außerordentlich kleinen Bereich der Bewegung von Kolbenventilelement 43 durchgeführt. Dadurch wird die Druckregulierung auch nicht durch die Federkonstante von Ventilfeder 44 beeinflusst. Das heißt, es ist möglich, den gewünschten Ausstoßdruck aufrechtzuerhalten, ohne dass Probleme dahingehend verursacht werden, dass Ausstoßdruck P durch den Einfluss der Federkonstante von Schraubenfeder 33 und auch Ventilfeder 44 unnötig erhöht wird.
Des Weiteren ist bei der Verstellpumpe gemäß dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Magnetventil 60 in dem zweiten Einleitkanal 72 angeordnet. Der Zeitpunkt der Einleitung von Ausstoßdruck P an der Seite von Vorsteuerventil 40 wird durch die Umschaltsteuerung des Öffnens und Schließens durch Magnetventil 60 gesteuert. Dementsprechend ist es durch Umschalten der Verbindung von Zuführ-und-Ausstoß-Anschluss 42 von Vorsteuerventil 40 zu einem gewünschten Zeitpunkt, zu dem der vorgegebene Druck (Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps) erforderlich ist, möglich, den gewünschten Ausstoßdruck zu halten.
Das heißt, bei einem Aufbau, bei dem Ausstoßdruck P ohne Einsatz von Magnetventil 60 gleichmäßig in die erste Steuer-Hydraulikkammer 31 und die zweite Steuer-Hydraulikkammer 32 (Vorsteuerventil 40) eingeleitet wird, wird, insbesondere im Bereich hoher Motordrehzahl (Bereich relativ hoher Motordrehzahl), Bewegung von Kolbenventilelement 43 von dem ersten Bereich zu dem zweiten Bereich auf Basis dieser hohen Motordrehzahl begonnen, bevor der vorgegebene Druck erforderlich ist. Dementsprechend wird Ausstoßdruck P zu der Zeit geringer, zu der der vorgegebene Druck erforderlich ist. Dadurch entstehen dahingehend Probleme, dass der vorgegebene Druck nicht gewährleistet werden kann. Bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, diese Probleme zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Struktur gemäß der Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise können die erforderlichen Motor-Hydraulikdrücke P1–P3, der Nockenringbetätigungs-Hydraulikdruck Pc und der Steuerkolbenbetätigungs-Hydraulikdruck Ps je nach den Spezifikationen des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs, an dem Ölpumpe 10 installiert wird, der Ventilsteuervorrichtung usw. frei verändert werden.
Des Weiteren wird bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Ausstoßdruck durch Schwenken von Nockenring 14 verändert. Die Struktur, die so eingerichtet ist, dass damit die Ausstoßmenge geändert wird, ist nicht auf die Struktur mit der Schwenkbewegung beschränkt. Beispielsweise kann der Ausstoßdruck verändert werden, indem Nockenring 15 linear in der radialen Richtung bewegt wird. Das heißt, die Art der Bewegung von Nockenring 15 wird nicht beschränkt, solange es sich um die Struktur handelt, mit der die Ausstoßmenge geändert werden kann.
Des Weiteren wird bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Kugelventilelement 63 als das Ventilelement des Umschaltmechanismus eingesetzt. Jedoch kann beispielsweise ein Steuerkolben als das Ventilelement des Umschaltmechanismus zusätzlich zu dem Kugelventilelement 63 eingesetzt werden. Das heißt, es können beliebige Ventilelemente als das Ventilelement des Umschaltmechanismus eingesetzt werden, sofern die Verbindungen der Anschlüsse 67, 68 und 69 umgeschaltet werden können.
Des Weiteren ist bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verstellpumpe die Flügel-Verstellpumpe. Dementsprechend ist das bewegliche Element Nockenring 15. Der Verstellmechanismus wird durch Nockenring 15, der schwenkend bewegt wird, die Steuer-Hydraulikkammern 31 und 32, die radial außerhalb von Nockenring 15 angeordnet sind, und Schraubenfeder 33 gebildet. Jedoch entspricht, wenn die vorliegende Erfindung bei einer anderen Verstellpumpe, wie beispielsweise einer Trochoidenpumpe, eingesetzt wird, ein äußerer Rotor, der ein Außenzahnrad bildet, dem beweglichen Element. Der äußere Rotor ist so angeordnet, dass er wie Nockenring 15 exzentrisch ist, und die Steuer-Hydraulikkammern sowie die Feder sind radial außerhalb des äußeren Rotors angeordnet, so dass der Verstellmechanismus entsteht.

a) Bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Umschaltmechanismus ein elektromagnetisches Steuerventil, das so eingerichtet ist, dass es zum Umschalten elektrisch gesteuert wird.
b) Bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das über den Ausstoßabschnitt ausgestoßene Hydraulikfluid zur Schmierung eines Verbrennungsmotors eingesetzt.
c) Bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das über den Ausstoßabschnitt ausgestoßene Hydraulikfluid als eine Antriebsquelle einer variablen Ventilbetätigungsvorrichtung sowie für einen Ölstrahl eingesetzt, der dazu dient, das Hydraulikfluid einem Kolben des Verbrennungsmotors zuzuführen.
d) Bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Steuermechanismus eine Drossel, die durch den Steuerkolben und den Steuerventilkörper gebildet wird.
e) Bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Öffnungsabschnitt an der stromab liegenden Seite und der Umschalt-Ablauföffnungsabschnitt in einer Umfangswand des Schaltventilkörpers ausgebildet.
f) Bei der Verstellpumpe gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind der Steuer-Ablassöffnungsabschnitt und der Öffnungsabschnitt der Steuer-Hydraulikkammer in einer Umfangswand des Steuerventilkörpers ausgebildet.

Der gesamte Inhalt der am 27. November 2012 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-258826 wird hiermit durch Verweis einbezogen.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich aus den oben dargelegten Lehren Abwandlungen und Veränderungen der oben beschriebenen Ausführungsformen. Der Schutzumfang der Erfindung wird anhand der folgenden Patentansprüche definiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2008-524500 [0002]
JP 2012-258826 [0067]

Claims

Verstellpumpe, die umfasst: einen Rotor, der rotierend angetrieben wird; eine Vielzahl von Flügeln, die an einer Außenumfangsseite des Rotors vorhanden sind und aus dem Rotor ausgefahren werden und in ihn eingefahren werden können; einen Nockenring, der den Rotor und die Vielzahl von Flügeln aufnimmt und so eine Vielzahl von Hydraulikfluid-Kammern abtrennt, und der so eingerichtet ist, dass er bewegt wird, um ein Maß der Exzentrizität eines Mittelpunktes eines Innenumfangs des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors zu ändern und damit Maße der Zunahme oder Maße der Abnahme von Volumina der Hydraulikfluid-Kammern bei der Drehung des Rotors zu ändern; Seitenwände, die an beiden Seiten des Nockenrings in der axialen Richtung angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Seitenwände einen Ansaugabschnitt, der sich in den Hydraulikfluid-Kammern öffnet, deren Volumina in dem exzentrischen Zustand des Nockenrings zunehmen, sowie einen Ausstoßabschnitt enthält, der sich in die Hydraulikfluid-Kammern öffnet, deren Volumina in dem exzentrischen Zustand des Nockenrings abnehmen; ein Druckelement, das einen Solldruck hat und das so eingerichtet ist, dass es den Nockenring in einer Richtung drückt, in der das Maß der Exzentrizität des Nockenrings zunimmt; eine erste Steuer-Hydraulikkammer, in die ein über den Ausstoßabschnitt abgeleitetes Hydraulikfluid konstant eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie mittels eines Innendrucks der ersten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf den Nockenring in einer Richtung ausübt, in der das Maß der Exzentrizität abnimmt; eine zweite Steuer-Hydraulikammer, in die das Hydraulikfluid von dem Ausstoßabschnitt über einen Einleitkanal eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie mittels eines Innendrucks der zweiten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf den Nockenring in der Richtung ausübt, in der das Maß der Exzentrizität zunimmt, wobei die Druckkraft der zweiten Steuer-Hydraulikkammer schwächer ist als die erste Druckkraft der Steuer-Hydraulikkammer; einen Steuermechanismus, der so eingerichtet ist, dass er auf Basis eines Hydraulikdrucks betätigt wird, der in den Einleitkanal eingeleitet wird, bevor das Maß der Exzentrizität auf ein Minimum abnimmt, und der so eingerichtet ist, dass er den Hydraulikdruck über eine Drossel in die zweite Steuer-Hydraulikkammer einleitet, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck genauso hoch ist wie oder niedriger als ein vorgegebener Druck und er das Hydraulikfluid in der zweiten Steuer-Hydraulikkammer entsprechend dem Hydraulikdruck ausstößt, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck höher wird als der vorgegebene Druck; und einen Umschaltmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er zwischen einem Zustand, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid in den Steuermechanismus eingeleitet wird, und einem Zustand umschaltet, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid aus dem Steuermechanismus abgeleitet wird.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei der Umschaltmechanismus ein elektromagnetisches Steuerventil ist, das so eingerichtet ist, dass es zum Umschalten elektrisch gesteuert wird.
Verstellpumpe nach Anspruch 1, wobei das über den Ausstoßabschnitt ausgestoßene Hydraulikfluid zur Schmierung eines Verbrennungsmotors eingesetzt wird.
Verstellpumpe nach Anspruch 3, wobei das über den Ausstoßabschnitt ausgestoßene Hydraulikfluid als eine Antriebsquelle einer variablen Ventilbetätigungsvorrichtung sowie für einen Ölstrahl eingesetzt wird, der dazu dient, das Hydraulikfluid einem Kolben des Verbrennungsmotors zuzuführen.
Verstellpumpe, die umfasst: einen Rotor, der rotierend angetrieben wird: eine Vielzahl von Flügeln, die an einer Außenumfangsseite des Rotors vorhanden sind und aus dem Rotor ausgefahren werden und in ihn eingefahren werden können; einen Nockenring, der den Rotor und die Vielzahl von Flügeln aufnimmt und so eine Vielzahl von Hydraulikfluid-Kammern abtrennt, und der so eingerichtet ist, dass er bewegt wird, um ein Maß der Exzentrizität eines Mittelpunktes eines Innenumfangs des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors zu ändern und damit Maße der Zunahme oder Maße der Abnahme von Volumina der Hydraulikfluid-Kammern bei der Drehung des Rotors zu ändern; Seitenwände, die an beiden Seiten des Nockenrings in der axialen Richtung angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Seitenwände einen Ansaugabschnitt, der sich in den Hydraulikfluid-Kammern öffnet, deren Volumina in dem exzentrischen Zustand des Nockenrings zunehmen, sowie einen Ausstoßabschnitt enthält, der sich in die Hydraulikfluid-Kammern öffnet, deren Volumina in dem exzentrischen Zustand des Nockenrings abnehmen; ein Druckelement, das einen Solldruck hat und das so eingerichtet ist, dass es den Nockenring in einer Richtung drückt, in der das Maß der Exzentrizität des Nockenrings zunimmt; eine erste Steuer-Hydraulikkammer, in die ein über den Ausstoßabschnitt abgeleitetes Hydraulikfluid konstant eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie mittels eines Innendrucks der ersten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf den Nockenring in einer Richtung ausübt, in der das Maß der Exzentrizität abnimmt; eine zweite Steuer-Hydraulikammer, in die das Hydraulikfluid von dem Ausstoßabschnitt über einen Einleitkanal eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie mittels eines Innendrucks der zweiten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf den Nockenring in der Richtung ausübt, in der das Maß der Exzentrizität zunimmt, wobei die Druckkraft der zweiten Steuer-Hydraulikkammer schwächer ist als die erste Druckkraft der Steuer-Hydraulikkammer; einen Umschaltmechanismus, der enthält: einen Umschalt-Ventilkörper, der einen sich an einer stromauf liegenden Seite öffnenden Abschnitt, der sich in einem axialen Endabschnitt des Umschalt-Ventilkörpers öffnet und der mit einem stromauf liegenden Abschnitt des Einleitkanals verbunden ist, einen sich an einer stromab liegenden Seite öffnenden Abschnitt, der mit einem stromab liegenden Abschnitt des Einleitkanals verbunden ist, sowie einen sich an einem Umschalt-Ablass öffnenden Abschnitt, der mit einem Ablass verbunden ist, ein Ventilelement, das in den Umschaltventil-Körper so aufgenommen ist, dass es in einer axialen Richtung verschoben wird, und das so eingerichtet ist, dass es einen Verbindungszustand zwischen dem sich an einer stromauf liegenden Seite öffnenden Abschnitt, dem sich an einer stromab liegenden Seite öffnenden Abschnitt und dem sich an einem Umschalt-Ablass öffnenden Abschnitt mittels der axialen Gleitbewegung umschaltet, sowie einen Elektromagneten, der so eingerichtet ist, dass er, wenn ein Strom an ihn angelegt wird, das Ventilelement zu dem sich an einer stromauf liegenden Seite öffnenden Abschnitt hin drückt und so den sich an einer stromauf liegenden Seite öffnenden Abschnitt schließt; und einen Steuermechanismus, der enthält: einen Steuerventilkörper, der einen sich zu einem Einleitkanal öffnenden Abschnitt, der sich in einem ersten axialen Endabschnitt des Steuerventilkörpers öffnet, einen sich an einem Steuer-Ablass öffnenden Abschnitt, der mit dem Ablass verbunden ist, sowie einen sich an einer Steuer-Hydraulikkammer öffnenden Abschnitt enthält, der mit der zweiten Steuer-Hydraulikkammer verbunden ist, einen Steuerkolben, der verschiebbar in dem ersten axialen Endabschnitt des Steuerventilkörpers aufgenommen ist und der so eingerichtet ist, dass er einen Verbindungszustand zwischen dem sich an einem Einleitkanal öffnenden Abschnitt, dem sich an einem Steuer-Ablass öffnenden Abschnitt und dem sich an einer Steuer-Hydraulikkammer öffnenden Abschnitt entsprechend einer axialen Position des Steuerkolbens umschaltet, und ein Druckelement, das in dem zweiten axialen Endabschnitt des Steuerventilkörpers aufgenommen ist und das so eingerichtet ist, dass es den Steuerkolben auf den ersten axialen Endabschnitt des Steuerventilkörpers zu drückt.
Verstellpumpe nach Anspruch 5, wobei der Steuermechanismus eine Drossel enthält, die durch den Steuerkolben und den Steuerventilkörper gebildet wird.
Verstellpumpe nach Anspruch 5, wobei der Öffnungsabschnitt an der stromab liegenden Seite und der Umschalt-Ablauföffnungsabschnitt in einer Umfangswand des Schaltventilkörpers ausgebildet sind.
Verstellventil nach Anspruch 5, wobei der Steuer-Ablassöffnungsabschnitt und der Öffnungsabschnitt der Steuer-Hydraulikkammer in einer Umfangswand des Steuerventilkörpers ausgebildet sind.
Verstellpumpe, die umfasst: einen Pumpen-Grundabschnitt, der so eingerichtet ist, dass er Volumina einer Vielzahl von Hydraulikfluid-Kammern entsprechend einer Drehung ändert, und der so eingerichtet ist, dass er rotierend angetrieben wird und so ein über einen Ansaugabschnitt eingeleitetes Hydraulikfluid zu einem Ausstoßabschnitt ausstößt; einen Änderungsmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er Maße der Änderung der Volumina der Hydraulikfluid-Kammern, die sich zu dem Ableitabschnitt öffnen, ändert, indem er ein bewegliches Element bewegt; ein Druckelement, das einen Solldruck hat und das so eingerichtet ist, dass es das bewegliche Element in einer Richtung drückt, in der die Maße der Änderung der Volumina der Hydraulikfluid-Kammern, die sich zu dem Ableitabschnitt öffnen, zunehmen; eine erste Steuer-Hydraulikkammer, in die das über den Ausstoßabschnitt ausgestoßene Hydraulikfluid eingeleitet wird und die so eingerichtet ist, dass sie auf Basis eines Innendrucks der ersten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf das bewegliche Element in einer Richtung ausübt, die entgegengesetzt zu der Richtung der Druckkraft des Drückelementes ist; eine zweite Steuer-Hydraulikkammer, in die der Hydraulikdruck von einem mit dem Ausstoßabschnitt verbundenen Einleitkanal über eine Drossel eingeleitet wird, und die so eingerichtet ist, dass sie auf Basis eines Innendrucks der zweiten Steuer-Hydraulikkammer eine Druckkraft auf das bewegliche Element in einer Richtung ausübt, die identisch mit der Richtung der Druckkraft des Druckelementes ist; einen Steuermechanismus, der so eingerichtet ist, dass er auf Basis des Hydraulikdrucks betätigt wird, der in den Einleitkanal eingeleitet wird, bevor die Maße der Änderung der Volumina der Hydraulikfluid-Kammern durch den variablen Mechanismus auf ein Minimum verringert werden, und der so eingerichtet ist, dass er den Hydraulikdruck über die Drossel in die zweite Steuer-Hydraulikkammer einleitet, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck genauso hoch ist wie oder niedriger als ein vorgegebener Druck, und der das Hydraulikfluid in der zweiten Steuer-Hydraulikkammer entsprechend dem Hydraulikdruck ausstößt, wenn der über den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikdruck höher wird als der vorgegebene Druck; und einen Umschaltmechanismus, der so eingerichtet ist, dass er zwischen einem Zustand, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid in den Steuermechanismus eingeleitet wird, und einem Zustand umschaltet, in dem das in den Einleitkanal eingeleitete Hydraulikfluid aus dem Steuermechanismus ausgestoßen wird.