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JP2011080430A - 制御弁と該制御弁が用いられた可変容量形ポンプ、並びに内燃機関の油圧回路 - Google Patents

制御弁と該制御弁が用いられた可変容量形ポンプ、並びに内燃機関の油圧回路 Download PDF

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JP2011080430A JP2009234148A JP2009234148A JP2011080430A JP 2011080430 A JP2011080430 A JP 2011080430A JP 2009234148 A JP2009234148 A JP 2009234148A JP 2009234148 A JP2009234148 A JP 2009234148A JP 2011080430 A JP2011080430 A JP 2011080430A
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Hiroyuki Kato
裕幸 加藤
Itsunori Ichinosawa
厳典 市野澤
Yasushi Watanabe
靖 渡辺
Hideaki Onishi
秀明 大西
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Hitachi Automotive Systems Ltd
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Abstract

【課題】可変容量形ポンプによるメインオイルギャラリーへの吐出流量の低下を抑制し得る制御弁を提供する。
【解決手段】オイルの吐出圧に応じて吐出流量を可変にする可変容量形ポンプ１９からオイルが導入される供給通路１５と、該供給通路の下流側の主通路部１５ｂから分岐してバルブタイミング制御装置にオイルを供給する分岐通路２１と、を備えた油圧回路４に設けられ、導入部側の圧力によって弁体２９が移動することによりメインオイルギャラリー２０へのオイル流量を制御する制御弁２２である。この制御弁は、前記弁体がバルブスプリング３０のばね力に抗して後退移動し始める導入部側の油圧Ｐｖが、可変容量形ポンプのオイル吐出流量が変化する１段目の油圧Ｐ3より低くなるように設定して、先に弁体が開いてメインオイルギャラリーに供給するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、オイルポンプから吐出されたオイルを、内燃機関の各潤滑部とバルブタイミング制御装置などの可変動弁機構にそれぞれ分流して供給する制御弁と、該制御弁が用いられる可変容量形ポンプ、さらには、内燃機関の油圧回路の技術に関する。
油圧式のバルブタイミング制御などの油圧アクチュエータの駆動源となる油圧は、オイルポンプとメインオイルギャラリーとを連通する連通路から分岐した分岐通路によって確保するようになっているが、油圧アクチュエータであるバルブタイミング制御装置などの作動応答性、特に機関始動直後の作動応答性を向上させる要請が高く、この場合は、オイルポンプのポンプ容量を大きくしなければならなかった。
そこで、以下の特許文献１に記載された技術のように、分岐通路の下流側の油通路に油圧によって開閉作動する制御弁が設けられ、機関始動時などでオイルポンプの吐出圧が低圧であるときは、バルブタイミング制御装置に優先的にオイルを供給し、吐出圧が高圧となった場合には、制御弁を開弁させてメインオイルギャラリーへの吐出流量が多くなるように制御している。
特開昭５７−１７３２７３号公報
しかしながら、前記特許文献１に記載した技術にあっては、オイルポンプとして一般的なものに代えて可変容量形ポンプを用いた場合には、前記制御弁が作動する前に可変容量形ポンプが作動して全体のポンプ吐出量が減少するように制御してしまう。このため、前記メインオイルギャラリーへの供給量、つまり機関の各潤滑部へのオイル供給量が低下してしまうといった技術的課題を招いている。
本発明は、前記可変容量形ポンプを用いた場合でも、常時メインオイルギャラリーへのオイル供給量を十分に得られる制御弁や可変容量形ポンプなどを提供することを目的としている。
請求項１に記載の発明は、オイルの吐出圧に応じて吐出流量を可変にする可変容量形ポンプからオイルが導入される導入部と、該導入部の下流側に設けられ、内燃機関の各摺動部にオイルを供給する供給部に連通する主通路部と、前記主通路部から分岐して油圧アクチュエータにオイルを供給する分岐通路と、を備えた油圧回路に設けられ、前記導入部側の圧力によって弁体が移動することにより前記供給部へのオイル流量を制御する制御弁であって、
前記弁体が移動し始める前記導入部側の圧力は、前記可変容量形ポンプの吐出流量が変化し始める圧力よりも低くなっていることを特徴としている。
請求項２に記載の発明は、オイルが導入される導入部と、該導入部の下流側に設けられ、内燃機関の各各摺動部にオイルを供給する供給部に連通する主通路部と、前記主通路部から分岐して油圧アクチュエータにオイルを供給する分岐通路と、上流側の圧力によって弁体が移動することにより前記供給部への流量を調整する制御弁と、を備えた油圧回路の前記導入部にオイルを吐出する可変容量形ポンプであって、
オイルの吐出圧に応じて吐出流量を可変にするように構成され、前記オイル吐出流量が可変し始める圧力は、前記弁体が移動し始める圧力よりも高くなっていることを特徴としている。
請求項３に記載の発明は、オイルの吐出圧に応じて吐出流量を可変にする可変容量形ポンプからオイルが導入される導入部と、該導入部の下流側に設けられ、内燃機関の各摺動部にオイルを供給する供給部に連通する主通路部と、前記主通路部から分岐して油圧アクチュエータにオイルを供給する分岐通路と、前記導入部側の圧力によって弁体が移動することにより前記供給部へのオイル流量を制御する制御弁と、を備えた内燃機関の油圧回路であって、
前記弁体が移動し始める前記導入部側の圧力は、前記可変容量形ポンプの吐出流量が変化し始める圧力よりも低くなっていることを特徴とする内燃機関の油圧回路。
本発明によれば、可変容量形ポンプを用いたとしても、常時メインオイルギャラリーへ十分な潤滑油を供給することが可能になる。
本発明の制御弁が適用されるバルブタイミング制御装置を示す一部断面図である。 同バルブタイミング制御装置による最大進角制御状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 同バルブタイミング制御装置による最大遅角制御状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態に供される制御弁の縦断面図である。 同制御弁による供給通路とメインオイルギャラリーとの連通直前を示す縦断面図である。 同制御弁による供給通路とメインオイルギャラリーとの連通直前を示す縦断面図である。 本実施形態に供される可変容量形ポンプの断面図である。 同可変容量形ポンプの分解斜視図である。 同可変容量形ポンプのポンプハウジングを示す正面図である。 同可変容量形ポンプの作動を示す断面図である。 同可変容量形ポンプの作動を示す断面図である。 従来の可変容量形ポンプにおける油圧特性図である。 従来の可変容量形ポンプと制御弁を組み合わせた場合の油圧特性図である。 本実施形態の可変容量形ポンプと制御弁を組み合わせた場合の油圧特性図である。 可変容量形ポンプの吐出流量が変化する１段目の油圧を制御弁の開弁油圧以下に設定した場合の油圧特性図である。 第２実施形態を示す制御弁の断面図である。 同実施形態の制御弁の作用を示す断面図である。 第３実施形態を示す制御弁の断面図である。 同実施形態の制御弁の作用を示す断面図である。 第４実施形態を示す制御弁の断面図である。 同実施形態の制御弁の作用を示す断面図である。
以下、本発明に係る制御弁と可変容量形ポンプ及び内燃機関の油圧回路の実施形態を図面に基づいて詳述する。
本実施形態では、油圧アクチュエータとして、内燃機関の例えば吸気弁の開閉時期を機関運転状態に応じて可変制御するバルブタイミング制御装置が用いられ、このバルブタイミング制御装置の駆動源としては、内燃機関の各潤滑部に潤滑油を供給する可変容量形ポンプから吐出したオイルが用いられている。
前記バルブタイミング制御装置は、図１〜図３に示すように、いわゆるベーンタイプのものであって、機関のクランクシャフトによって図２、図３の矢印方向へ回転駆動されて、この回転駆動力をカムシャフト１に伝達するタイミングスプロケット２と、前記カムシャフト１の端部に固定されてタイミングスプロケット２内に回転自在に収容されたベーン部材３と、該ベーン部材３を油圧によって正逆回転させる油圧回路４とを備えている。
前記タイミングスプロケット２は、前記ベーン部材３を回転自在に収容したハウジング５と、該ハウジング５の前端開口を閉塞する円板状のフロントカバー６と、ハウジング５の後端開口を閉塞するほぼ円板状のリアカバー７とから構成され、これらハウジング５及びフロントカバー６，リアカバー７は、４本の小径ボルト８によってカムシャフト１の軸方向から一体的に共締め固定されている。
前記ハウジング５は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面の周方向の約９０°位置に４つの隔壁であるシュー５ａが内方に向かって突設されている。
この各シュー５ａは、横断面ほぼ台形状を呈し、ほぼ中央位置に前記各ボルト８の軸部が挿通する４つのボルト挿通孔５ｂが軸方向へ貫通形成されていると共に、各内端面に軸方向に沿って切欠形成された保持溝内に、コ字形のシール部材８と該シール部材８を内方へ押圧する図外の板ばねが嵌合保持されている。
前記フロントカバー６は、円盤プレート状に形成されて、中央に比較的大径な貫通孔６ａが穿設されていると共に、外周部に前記各シュー５ａの各ボルト挿通孔５ｂに対応する位置に図外の４つのボルト孔が穿設されている。
前記リアカバー７は、外周側に前記タイミングチェーンが噛合する歯車部７ａが一体に設けられていると共に、ほぼ中央に大径な軸受孔７ｂが軸方向に貫通形成されている。なお、後端部には、補機類に動力を伝達する他のチェーンが巻回される歯車部７ｃが一体に設けられている。
前記ベーン部材３は、中央にボルト挿通孔を有する円環状のベーンロータ３ａと、該ベーンロータ３ａの外周面の周方向のほぼ９０°位置に一体に設けられた４つのベーン３ｂとを備えている。
前記ベーンロータ３ａは、前端側の小径筒部の先端が前記フロントカバー６の貫通孔６ａの近傍の内側面に回転自在に摺接するようになっている一方、後端側の小径な円筒部が前記リアカバー７の軸受孔７ｂを介してタイミングスプロケット２全体を回転自在に支持している。
また、ベーン部材３は、前記ベーンロータ３ａのボルト挿通孔に軸方向から挿通したカムボルト９によってカムシャフト１の前端部に軸方向から固定されている。
前記各ベーン３ｂは、その内の３つが比較的細長い長方体形状に形成され、他の１つの幅長さが大きな台形状に形成されて、前記３つのベーン３ｂはそれぞれの幅長さがほぼ同一に設定されているのに対して１つのベーン３ｂはその幅長さが前記３つのものよりも大きく設定されて、ベーン部材３全体の重量バランスが取られている。
また、各ベーン３ｂは、各シュー５ａ間に配置されていると共に、各外面の軸方向に形成された細長い保持溝内に前記ハウジング５の内周面に摺接するコ字形のシール部材１０及び該シール部材１０をハウジング５の内周面方向に押圧する板ばねが夫々嵌着保持されている。
また、この各ベーン３ｂの両側と各シュー５ａの両側面との間に、それぞれ４つの遅角側油圧室１１と進角側油圧室１２がそれぞれ隔成されている。
前記油圧回路４は、図１に示すように、前記各遅角側油圧室１１に対して作動油の油圧を給排する第１油圧通路１３と、前記各進角側油圧室１２に対して作動油の油圧を給排する第２油圧通路１４との２系統の油圧通路を有している。
この両油圧通路１３，１４には、供給通路１５とドレン通路１６とが夫々通路切り換え用の電磁切換弁１７を介して接続されている。
前記供給通路１５には、オイルパン１８内の油を圧送する前記可変容量形ポンプ１９が設けられている一方、ドレン通路１６の下流端がオイルパン１８に連通している。
また、前記供給通路１５は、図４〜図６に示すように、通路途中に導入部１５ａと主通路部１５ｂを有し、前記主通路部１５ｂの下流側に内燃機関の各潤滑部に潤滑油（オイル）を供給する供給部であるメインオイルギャラリー２０が接続されていると共に、前記主通路部１５ｂから分岐して前記電磁切換弁１７を介して前記両油圧通路１３，１４にオイルを供給する分岐通路２１が接続されている。
また、前記主通路部１５ｂとメインオイルギャラリー２０との間には、前記可変容量形ポンプ１９の吐出圧に応じて前記メインオイルギャラリー２０へのオイル供給量を制御する制御弁２２が設けられていると共に、前記制御弁２２が閉弁している際に、該制御弁２２をバイパスして主通路部１５ｂのオイルをメインオイルギャラリー２０に供給する小径なオリフィス通路２３が接続されている。
さらに、前記主通路部１５ｂの前記制御弁２２の上流側には、該制御弁２２に流入するオイル内の塵などを捕集するオイルフィルタ２４が介装されている。
前記第１、第２油圧通路１３，１４は、円柱状の通路構成部２５の内部に形成され、この通路構成部２５は、一端部が前記フロントカバー６の貫通孔６ａを介して前記ベーンロータ３ａの筒状部３ｃ内に挿通配置されている一方、他端部が前記電磁切換弁１７に接続されている。
また、前記通路構成部２５の一端部の外周面と筒状部３ｃの内周面との間には、各油圧通路１３，１４の一端側間を隔成シールする３つの環状シール部材２６が嵌着固定されている。
前記第１油圧通路１３は、図１に示すように、前記筒状部３ｃのカムシャフト１側の端部に形成された油室１３ａと、ベーンロータ３ａの内部にほぼ放射状に形成されて油室１３ａと各遅角側油圧室１１とを連通する４本の分岐路１３ｂとを備えている。
一方、第２油圧通路１４は、通路構成部２５の一端部内で止められ、該一端部の外周面に形成された環状室１４ａと、ベーンロータ３ａの内部にほぼＬ字形状に折曲形成されて、前記環状室１４ａと各進角側油圧室１２と連通する第２油路１４ｂとを備えている。
前記電磁切換弁１７は、４ポート３位置(ポジション)型であって、内部の弁体が各油圧通路１３、１４と供給通路１５及びドレン通路１６とを相対的に切り換え制御するようになっていると共に、コントローラ２７からの制御信号によって切り換え作動されるようになっている。
この電磁切換弁１７は、制御電流が作用しない場合に、供給通路１５が遅角側油圧室１１に連通する第１油圧通路１３と連通し、ドレン通路１６が進角側油圧室１２と連通する前記第２油圧通路１４に連通するようになっている。また、電磁切換弁１７内のコイルスプリングによって機械的にかかるポジションとなるように形成されている。
このコントローラ２７は、図外のクランク角センサやエアーフローメータなどの各種センサ類からの情報信号によって機関運転状態を検出すると共に、図外のクランク角センサ及びカムシャフト角度センサからの信号によってタイミングスプロケット２とカムシャフト１との相対回転位置を検出して、前記電磁切換弁１７の制御電流を出力するようになっている。
前記制御弁２２は、図４〜図６に示すように、内燃機関のシリンダブロックの内部に穿設されて、前記主通路部１５ｂの下流側に形成された円柱状の弁孔２８と、該弁孔２８内を摺動自在に設けられたほぼ円筒状の弁体２９と、該弁体２９を閉方向に付勢する付勢部材であるバルブスプリング３０と、から主として構成されている。
前記弁孔２８は、先端部が前記主通路部１５ｂに軸方向から連通していると共に、軸方向のほぼ中央位置に前記メインオイルギャラリー２０の一端開口２０ａが臨設されている。この一端開口２０ａは、弁孔２８の周囲に形成された円環溝２０ｂを介して前記弁孔２８に連通するようになっている。
前記弁体２９は、軸方向のほぼ中央位置に円盤状の隔壁２９ａが一体に設けられていると共に、主通路部１５ｂ側の先端部周壁に複数の開口孔２９ｂが径方向に沿って貫通形成されて、この各開口孔２９ｂが弁体２９の摺動位置に応じて前記円環溝２０ｂに連通するようになっている。また、前記隔壁２９ａの下端面が、前記主通路部１５ｂから導入された油圧を受ける第１受圧面２９ｃとして構成されている。
前記バルブスプリング３０は、上端が前記弁孔２８の底面に弾接している一方、下端が前記隔壁２９ａの上面に弾接し、前記主通路部１５ｂ内の油圧が所定以下の場合にそのばね力によって前記弁体２９を下方向へ付勢して開口孔２９ｂと円環溝２０ｂとの連通を遮断し、つまり弁体２９の隔壁２９ａよりも上端部の周壁で円環溝２０ｂを閉止するようになっている。
また、前記弁孔２８の後端部に位置するバルブスプリング３０が収容された収容室２８ａは、空気抜き孔３１を介して外部と連通しており、これによって弁体２９の良好な摺動性を確保するようになっている。
そして、前記可変容量形ポンプ１９から供給通路１５に吐出されたオイルが、主通路部１５ｂから弁体２９の第１受圧面２９ｃにその圧力が作用して前記バルブスプリング３０のセット荷重よりも大きくなると、弁体２９が後退移動して前記各開口孔２９ｂと円環溝２０ｂとを連通させる（図６参照）。これによって、供給通路１５内の吐出オイルが弁体２９を介してメインオイルギャラリー２０に供給されるようになっている。
なお、前記供給通路１５に吐出されたオイルは、そのまま分岐通路２１を通って、常時、バルブタイミング制御装置の作動用に供される。
また、前記ベーン部材３とハウジング５との間には、このハウジング５に対してベーン部材３の回転を拘束及び拘束を解除する拘束手段であるロック機構が設けられている。
このロック機構は、図１に示すように、前記幅長さの大きな１つのベーン３ｂとリアカバー７との間に設けられ、前記ベーン３ｂの内部のカムシャフト１の軸方向に沿って形成された摺動用穴３２と、該摺動用穴３２の内部に摺動自在に設けられた有蓋円筒状のロックピン３３と、前記リアカバー７に有する固定孔内に固定された横断面カップ状の係合穴構成部３４に設けられて、前記ロックピン３３のテーパ状先端部３３ａが係脱する係合穴３４ａと、前記摺動用穴３２の底面側に固定されたスプリングリテーナ３５に保持されて、ロックピン３３を係合穴３４ａ方向へ付勢するばね部材３６とから構成されている。
また、前記係合穴３４ａには、図外の油孔を介して前記遅角側油圧室１１内の油圧あるいは可変容量形ポンプ１９の油圧が直接供給されるようになっている。
そして、前記ロックピン３３は、前記ベーン部材３が最遅角側に回転した位置で、先端部３３ａが前記ばね部材３６のばね力によって係合穴３４ａに係合してタイミングスプロケット２とカムシャフト１との相対回転をロックする。また、前記遅角側油圧室１１から係合穴３４ａ内に供給された油圧あるいは可変容量形ポンプ１９の油圧によって、ロックピン３３が後退移動して係合穴３４ａとの係合が解除されるようになっている。
以下、前記バルブタイミング制御装置の基本動作を説明すると、まず、機関停止時には、コントローラ２７から電磁切換弁１７に対する制御電流の出力が停止されて、供給通路１５と遅角側の第１油圧通路１３とが連通されると共に、ドレン通路１６と第２油圧通路１４が連通される。また、かかる機関が停止された状態では可変容量形ポンプ１９の油圧が作用せず供給油圧も零になる。
したがって、ベーン部材３は、機関停止時のカムシャフト１に作用する交番トルクによって遅角側に回転されて１つの幅広ベーン３ｂの一端面が対向する１つのシュー５ａの一側面に当接する、と同時に前記ロック機構のロックピン２７の先端部２７ａが係合穴３４ａ内に係入して、ベーン部材３をかかる最遅角位置に安定に保持する。すなわち、最遅角位置にバルブタイミング制御装置が機械的に安定するデフォルト位置になり、このデフォルト位置で、機関始動可能な位置となっている。
ここで、デフォルト位置とは、非作動時、つまり、制御信号が発せられない場合にメカニカルに自動的に安定する位置のことである。
次に、機関始動時、つまりイグニッションスイッチをオン操作して、スタータモータを回転駆動させてクランクシャフトをクランキング回転させると、電磁切換弁１７にコントローラ２７から制御信号が出力される。これによって、電磁切換弁１７が供給通路１５と第１油圧通路１３を連通させると共に、ドレン通路１６と第２油圧通路１４とを連通させている。
そして、可変容量形ポンプ１９から圧送された油圧の上昇とともに第１油圧通路１３を通って各遅角側油圧室１１にオイルが供給される一方、進角側油圧室１２には、機関停止時と同じく油圧が供給されずにドレン通路１６から油圧がオイルパン１８内に開放されて低圧状態を維持している。
ここで、油圧が上昇した後は、電磁切換弁１７により自在にベーン部材３の位置制御ができるようになる。すなわち、遅角側油圧室１１の油圧の上昇に伴ってロック機構の係合穴４３ａ内の油圧も高まってロックピン３３が後退移動し、先端部３３ａが係合穴４３ａから抜け出してハウジング５に対するベーン部材３の相対回転を許容するため、自在なベーン位置制御が可能になる。
したがって、その後、例えば所定の低回転中負荷域に移行すると、コントローラ２７からの制御信号によって電磁切換弁１７が作動して、供給通路１５と第２油圧通路１４を連通させる一方、ドレン通路１６と第１油圧通路１３を連通させる。
したがって、今度は遅角側油圧室１１内の油圧が、第１油圧通路１３を通ってドレン通路１６からオイルパン１８内に戻され、該遅角側油圧室１１内が低圧になる一方、進角側油圧室１２内に油圧が供給されて高圧となる。
したがって、ベーン部材３は、かかる進角側油圧室１２内の高圧化によって図中時計方向へ回転して図３に示す位置に相対回転して、タイミングスプロケット２に対するカムシャフト１の相対回転位相を最進角側に変換する。また、電磁切換弁１７のポジションを中立ポジションにすることで、任意の相対回転位相に保持できる。
さらに、機関の低回転域から通常の中回転域、さらに高回転域に移行すると、電磁切換弁１７を機関始動時と同様の制御を行うことで、ベーン部材３は、進角側油圧室１２に供給された油圧が低下して、逆に遅角側油圧室１１の油圧が上昇してタイミングスプロケット２とカムシャフト１の相対回転位相を遅角側に変換する（図２参照）。
前記可変容量形ポンプ１９は、図７〜図１１に示すように、内燃機関のシリンダブロックの前端部などに設けられ、一端開口がカバー４２によって閉塞された有蓋円筒状のポンプハウジング４１と、該ポンプハウジング４１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４３と、前記ポンプハウジング４１の内部に回転自在に収容され、中心部が前記駆動軸４３に結合された断面ほぼエ字形状のロータ４４と、該ロータ４４の外周側に揺動自在に配置された可動部材であるカムリング４５と、前記ロータ４４の内周部側の両側面に摺動自在に配置された小径な一対のベーンリング４６、４６と、を備えている。
前記ポンプハウジング４１は、アルミ合金材によって一体に形成され、図９にも示すように、凹状の底面４１ａはカムリング４５の一側面が摺動することから、平面度や表面粗さなどの精度が高く加工され、摺動範囲が機械加工によって形成されている。ポンプハウジング４１の内周面の所定位置には、前記カムリング４５の枢支点となるほぼ円弧凹溝状の受け座４１ｂが形成されていると共に、該受け座４１ｂからハウジング中心を挟んだほぼ対向する位置に、カムリング４５の後述するシール部材５４が摺接するシール摺接面４１ｃが形成されている。このシール摺接面４１ｃは、前記受け座４１ｂを中心とした半径によって形成される円弧面状になっている。
前記受け座４１ｂとシール摺接面４１ｃは、小さなＲの曲面状に形成されていることから、当該部位のみを比較的小さな工具で加工されて加工時間の短縮化が図られている。また、前記受け座４１ｂと前記シール摺接面４１ｃをそれぞれ加工する際に、底面４１ａ側にほぼハート型の微小凹部４１ｄと細長い微小凹部４１ｅが加工跡として形成され、これら微小凹部４１ｄ、４１ｅの存在によりカムリング４５の揺動に支障を来さない。
また、ポンプハウジング４１の底面４１ａには、前記シール摺接部４１ｃ側の左側にほぼ三日月状の吸入ポート７が形成されていると共に、前記受け座４１ｂ側の右半分にほぼ三日月状の吐出ポート４８がそれぞれほぼ対向して形成されている。
前記吸入ポート４７は、図９にも示すように、図外のオイルパン内の潤滑油を吸入する吸入口４７ａに連通している一方、吐出ポート４８は、吐出口４８ａから前述した供給通路１５を介してオイルメインギャラリー２０および分岐通路２１に連通している。さらに、前記底面４１ａの中央に形成された駆動軸４３の軸受孔４１ｆの外周側には、前記吐出ポート４８から吐出された潤滑油を一旦溜める３つのオイル溜まり部４９が円周方向の等間隔位置に形成されている。ここから、軸受給油溝５０を介して軸受孔４１ｆへ潤滑油を供給すると共に、ロータ４４の両側面や後述するベーン５１の側面に潤滑油を供給して潤滑性を確保するようになっている。
なお、前記カバー４２は、内側面がこの実施形態では平坦面に形成されているが、ここに前記底面４１ａと同じく吸入口や吐出口、オイル溜まり部を形成することも可能である。また、このカバー４２は、複数のボルトＢによってポンプハウジング４１に取り付けられている。
前記駆動軸４３は、クランク軸から伝達された回転力によってロータ４４を図７中、時計方向に回転されるようになっており、図中左半分が吸入行程となり、右半分が吐出工程となる。
前記ロータ４４は、図７及び図８に示すように、内部中心側から外方へ放射状に形成された複数のスロット４４ａ内にベーン５１が進退自在に摺動保持されていると共に、前記各スロット４４ａの内側基端部に前記吐出ポート４８に吐出された吐出油圧を導入する断面ほぼ円形状の背圧室５２がそれぞれ形成されている。
前記各ベーン５１は、各基端部が前記ベーンリング４６の外周面に摺接している共に、各先端部が前記カムリング４５の内周面４５ａに摺接自在になっている。また、各ベーン５１間とカムリング４５の内周面、ロータ４４の内周面、ポンプハウジング４１の底面４１ａ、カバー４２の内端面との間に複数の作動油室であるポンプ室５３が液密的に隔成されている。前記各ベーンリング４６は、前記各ベーン５１を放射外方へ押し出すようになっている。
前記カムリング４５は、加工容易な焼結金属によってほぼ円筒状に一体に形成され、外周面の所定位置に、前記受け溝４１ｂに嵌合して偏心揺動支点となるほぼ円弧凸状のピボット部４５ａが軸方向に沿って一体に設けられていると共に、該ピボット部４５ａとほぼ対向する位置に偏心揺動時に前記シール摺接面４１ｃに摺接するシール部材５４が設けられている。
このシール部材５４は、例えば低摩耗性の合成樹脂材によりカムリング４５の軸方向に沿って細長く形成されていると共に、カムリング４５の外周面を円弧状に切り欠いた保持溝４５ｂ内に固定されたゴム製の弾性部材５５の弾性力によって前方へ、つまりシール摺接面４１ｃに押し付けられるようになっている。これにより、後述する制御油室５６の常時良好な液密性を確保するようになっている。
また、前記カムリング４５の外周面と前記ピボット部４５ａ及びシール部材５４、ポンプハウジング４１の内周面との間に、ほぼ三日月状の制御油室５６が隔成されていると共に、カムリング４５の前端面には、前記制御油室５６に前記吐出ポート４８から吐出された吐出油圧を導入する導入通路５７が形成されている。前記制御油室５６は、前記導入通路５７から導入された吐出油圧によってカムリング４５を、ピボット部４５ａを支点として反時計方向へ揺動させることによってロータ４４に対する偏心量を減少させて同心方向へ移動させるようになっている。なお、前記導入通路５７は、カムリング４５の前端面ではなく、周壁を貫通する形で形成することも可能である。
また、カムリング４５は、外周面の前記ピボット部４５ａと反対側の位置には径方向外側に突出したアーム５７が一体に設けられている。このアーム５７は、先端側の下面５７ａが円弧曲面状に形成されている。
なお、前記ポンプハウジング４１や駆動軸４３及びロータ４４、カムリング４５、吸入ポート４７、吐出ポート４８、ベーン５１などがポンプ構成体になっている。
一方、前記ポンプハウジング４１の前記ピボット部４５ａと対称の反対側の部位には、前記アーム５７を介してカムリング４５を最大偏心量となる方向へ常時付勢する付勢手段が設けられている。
この付勢手段は、ポンプハウジング４１と一体に設けられたアルミ合金材からなる有蓋円筒状のシリンダボディ５８と、該シリンダボディ５８の下端開口を閉塞するプラグ５９と、シリンダボディ５８の内部に並列に収容配置された内外２重の圧縮ばね部材である内側の第１コイルばね６０及び外側の第２コイルばね６１と、前記第１コイルばね６０の先端部と前記アーム５７の下面５７ａとの間に配置された押圧部材である第１プランジャ６２と、前記第２コイルばね６１の先端部側に配置されて、前記シリンダボディ５８の内周面５８ａに摺動案内される当接部材である第２プランジャ６３とから主として構成されている。
前記シリンダボディ５８は、内周面５８ａが下端開口側から上方に行くにいたがって漸次３段状の縮径構造に形成され、大径な下端開口の内周面には、前記プラグ５９外周に形成された雄ねじが螺着する雌ねじ６４ａが形成されていると共に、その上部に位置する中径部と小径部との境界部に、前記第２プランジャ６３の外周縁が当接する円環状のストッパ突部６４ｂが形成されている。また、シリンダボディ５８は、前記アーム５７が第１、第２コイルばね６０，６１のばね力によって図中時計方向へ回動した際に、アーム５７の上面が上端壁５８ｂの下面５８ｃに当接してカムリング４５の最大偏心位置を規制するようになっている。
前記プラグ５９は、底部側のほぼ円盤状の蓋部５９ａと、該蓋部５９ａの上面に一体に立設されて、前記下端開口からシリンダボディ５８の内部に臨む円筒部５９ｂとからなり、円筒部５９ｂの外周に前記雄ねじ５９ｃが形成されて、この雄ねじ５９ｃと雌ねじ６４ａとのねじ込み量を調整することが可能になっていると共に、前記蓋部５９ａの外周部の上面が前記シリンダボディ５８の下端開口の孔縁に当接した位置で最大にねじ込みが規制されるようになっている。
前記第１コイルばね６０は、そのコイル径が第２コイルばね６１よりも小さく形成されて内側に配置されていると共に、その軸方向の長さが第２コイルばね６１よりも長く形成されて、下端部６０ａが前記蓋部５９ａの上面に弾接し、上端部６０ｂが前記第１プランジャ６２の下面に弾接して、所定のばねセット荷重Ｗ１に設定されている。このばねセット荷重Ｗ１は、油圧Ｐ３のときにカムリング４５が動き出す荷重である。
前記第１プランジャ６２は、中実な円柱状に形成されて、その平坦な上面が前記アーム５７の下面５７ａに常時当接していると共に、下面中央位置には、小径円柱状の突起部６２ｂが一体に設けられている。この突起部６２ｂは、前記第１コイルばね６０の一端部である上端部６０ｂが嵌合保持されていると共に、その軸方向の長さＬが配置状態において、前記第２プランジャ６３の後述する上壁６３ａのばね挿通孔６３ｃを貫通する位置まで延設されており、これによって第１コイルばね６０の圧縮・伸長変形時における倒れや捩れを抑制して常時円滑な変形を確保するようになっている。なお、この第１プランジャ６２は、軽量化を図るために内部中空状に形成することも可能である。
前記第２コイルばね６１は、下端部６１ａが同じく蓋部５９ａの上面に弾接している一方、上端部６１ｂが前記第２プランジャ６３の上壁の下面外周部に弾接しており、所定のセット荷重Ｗ２に設定されており、このセット荷重Ｗ２は、油圧Ｐ４のときに前記第２プランジャ６３が動き始める荷重になっている。なお、この第２コイルばね６１の内径は、前記第１コイルばね６０が圧縮変形した場合でもこの外周面が内周面に当たらずに互いに自由な圧縮、伸長変形可能な大きさに設定されている。
また、前記第１コイルばね６０と第２コイルばね６１とは、その巻き方向が互いに逆方向になっている。したがって、前述した両者６０，６１の圧縮・伸長変形時において互いが噛み合うことがなくなり、常時スムーズな変形が得られるようになっている。
前記第２プランジャ６３は、鉄系の金属材によって有蓋筒状の縦断面ほぼコ字形状に形成されて、円形状の上壁６３ａと、該上壁６３ａの外周下端縁から垂下した筒状部６３ｂとから構成され、前記上壁６３ａの中央に前記第２コイルばね６１が挿通するばね挿通孔６３ｃが貫通形成されている。このばね挿通孔６３ｃは、その内径が前記第１コイルばね６０の圧縮変形時にも該第１コイルばね６０の外周面に当たらない大きさであって、かつ第１プランジャ６２の外径より小さく設定されている。したがって、前記カムリング４５のアーム５７によって第１プランジャ６２が押し下げられて所定位置まで下降すると、該第１プランジャ６２の下面６２ａ外周部が上壁６３ａの上面外周部に当接するようになっている。
また、この第２プランジャ６３は、シリンダボディ内周面５８ａの中径部内を摺動案内されながら上下動するが、上壁６３ａの外周縁が前記ストッパ突部６４ｂに当接することにより、その最大上方移動位置が規制されるようになっている。
なお、前記プラグ５９の蓋部５９ａとシリンダボディ５８の下端開口縁との間に、厚さの異なるスペーサなどの調整部材を適宜選択的に介装してねじ込み量を調整することにより、前記第１、第２コイルばね６０，６１のばね力を自由に変更することが可能である。
そして、前記第１、第２コイルばね６０，６１の各ばね力と制御油室５６内の吐出油圧との相対圧によって変化するカムリング４５の偏心量に応じて前記各ポンプ室５３の容積変化を得て前記吸入ポート４７から各ポンプ室５３を介して吐出ポート４８に吐出される吐出油圧が変化するようになっている。
なお、前記カムリング４５、ベーンリング４６，４６、制御油室５６、付勢手段などによって可変機構が構成されている。
以下、可変容量形ポンプ１９の作動について説明するが、これに先だって、前記制御弁２２を用いず、従来の可変容量形ポンプによる制御油圧と機関摺動部やバルブタイミング制御装置への必要油圧との関係を図１２に基づいて説明する。
内燃機関で必要な油圧は、主としてクランク軸の軸受部の潤滑に必要な油圧で決定され、これは図１２の破線（ａ）で示すように、機関回転数とともに増加する傾向になる。また、燃費の向上や排気エミッション対策として前記バルブタイミング制御装置を用いた場合には、このバルブタイミング制御装置の作動源として前記可変容量形ポンプの油圧が用いられることから、作動応答性を向上させるために機関低回転の時点から作動油圧は図１２の破線（Ｃ）に示す高い油圧が要求される。
したがって、機関回転数の低い領域では、前記バルブタイミング制御装置側（分岐通路２１）に多くのオイル流量（油圧）が要求され、一方、機関回転数の高い領域では潤滑部（メインオイルギャラリー２０）に多くのオイル流量（油圧）が要求される。
ところが、前記制御弁２２を有さない内燃機関においては、前記分岐通路２１とメインオイルギャラリー２０はほぼ同じ油圧になるため、可変容量形ポンプの油圧は図１２の実線（ｂ）に示す特性となる。つまり、図１２の領域（ｅ）と（ｄ）は過剰な供給量となっており、かかる領域では動力損失を発生している。
そこで、本実施形態のような制御弁２２を用いれば、前記分岐通路２１とメインオイルギャラリー２０のそれぞれの流量を制御することにより、図１３に示すように、潤滑に必要な油圧（ａ）とバルブタイミング制御装置が要求する油圧（ｃ）をそれぞれ満足するように前記分岐通路２１の油圧（Ｐ１）及びメインオイルギャラリー（２０）の油圧（Ｐ２）に設定することによって、前述の過剰供給量領域（ｅ）（ｄ）を低減することができる。これによって、可変容量形ポンプの吐出量を低減することができ、動力損失を抑制することが可能になる。
しかしながら、前記制御弁２２を用いたとしても、単一のばね部材を用いた可変容量形ポンプでは、過剰供給量の抑制に限界がある。そこで、本実施形態の可変容量形ポンプ１９を用いることによって、さらに、過剰供給領域（ｄ）を低減させることが可能になる。この結果、動力損失をさらに抑制することができる。
すなわち、まず、前記可変容量形ポンプ１９の具体的な作動を説明すると、内燃機関の始動時から低回転域までは、ポンプ吐出圧は十分に上昇していないため、カムリング４５のアーム５７が第１コイルばね６０のばね力でシリンダボディ上端壁５８ｂの下面５８ｃに押付けられて作動停止状態になっている（図７参照）。このとき、カムリング４５の偏心量が最も大きくポンプ容量が最大となり、機関回転数の上昇に伴って吐出油圧が前記従来よりも急激に立ち上がり、図１４の実線上（ア）に示す特性となる。
続いて、機関回転数の上昇に伴いさらに吐出油圧が上昇して所定圧に達すると、制御油室５６内の導入油圧が高くなって、カムリング４５が、アーム５７に作用する第１コイルばね６０を圧縮変形しはじめて、ピボット部４５ａを支点として反時計方向へ偏心揺動する。これによって、ポンプ容量が減少するため、吐出油圧の上昇特性も図１４の実線（イ）領域に示すように小さくなる。そして、図１０に示すように、第１プランジャ６２の下面６２ａが第２プランジャ６３の上壁６３ａの外周部に当接するまでカムリング４５が反時計方向へ揺動する
この図１０に示す状態では、第１プランジャ６２が第２プランジャ６３に当接しているが、この時点から第１コイルばね６０のセット荷重Ｗ１に加えて、第２コイルばね６１のセット荷重Ｗ２が付与されることから、吐出油圧が（制御油室５６内の油圧）に達しセット荷重Ｗ２に打ち勝つまでカムリング４５は揺動できず保持された状態になる。したがって、機関の回転上昇とともに吐出油圧は、図１４の（ウ）に示す立ち上がり特性となるが、カムリング４５の偏心量が小さくなってポンプ容量が減少していることから、図１４の前記（ア）に示すような急激な立ち上がり特性にはならない。
さらに機関回転数が上昇して吐出油圧が所定圧以上になると、カムリング４５は、図１１に示すように、アーム５７を介して第２コイルばね６１のセット荷重Ｗ２のばね力に抗して第１，第２コイルばね６０、６１の両方を圧縮変形させながら揺動する。かかるカムリング４５の揺動に伴ってポンプ容量がさらに減少して吐出油圧の上昇は小さくなり、図１４の（エ）に示す特性の状態を維持したまま最高回転数に達する。
そして、前記図１４に示すように、前記制御弁２２側の主通路部１５ｂとメインオイルギャラリー２０が連通し始める油圧Ｐｖをバルブタイミング制御装置が要求する油圧（ｃ）以上に設定し、かつ、前記可変容量形ポンプ１９の吐出流量が変化する１段目の油圧Ｐ3を前記油圧Ｐｖ以上に設定することによって、前記制御弁２２の作動を制約することなく過剰供給量（ｄ）を低減することが可能になる。
さらに、前記可変容量形ポンプ１９の吐出流量が変化する前記２段目の油圧Ｐ4を前記潤滑に必要な油圧（ａ）の最大値Ｐ5とすることによって、潤滑に必要な油圧を確保したまま過剰供給領域（ｄ）を低減することができる。
また、仮に、前記可変容量形ポンプ１９の吐出流量が変化する１段目の油圧Ｐ3を前記油圧Ｐｖ以下に設定すると、図１５に示すような特性になる。つまり、前記可変容量形ポンプ１９の油圧が油圧Ｐ3になった時点で、前記可変容量形ポンプ１９の吐出流量が変化するため、油圧上昇がなだらかになる。そうすると、回転数が上昇しても速やかに前記制御弁２２側の主通路部１５ｂとメインオイルギャラリー２０が連通し始める油圧Ｐｖにならないため、メインオイルギャラリー２０側へのオイル流量が不足して、前記潤滑に必要な油圧（ａ）を満足しない図１５（ｆ）に示す領域が発生してしまう。
以上のように、可変容量形ポンプ１９の特異な構成によって油圧上昇特性を２段階に設定すると共に、初期の立ち上がり油圧と制御弁２２の開弁圧との特殊な設定によって、可変容量形ポンプ１９の過剰供給領域を十分に抑制することができるため、動力損失を低減できると共に、潤滑油の無駄な消費を抑制することが可能になる。
また、この実施例では、第１、第２の２つのコイルばね６０，６１を用いたため、各ばねセット荷重を吐出油圧の変化に応じて任意に設定することができるので、吐出油圧に最適なばね力をセットすることか可能になる。
また、各コイルばね６０，６１の先端側には、第１、第２プランジャ６２，６３を設けたため、組付作業が容易になると共に、各コイルばね６０，６１が捩れなどを生じずにスムーズに圧縮・伸長変位させることができる。なお、各プランジャ６２，６３の移動量やアーム５７の揺動量が小さい場合は、第１コイルばね６０の上端部６０ｂをプランジャを介装せずに、直接アーム５７の下面５７ａに当接することも可能である。
さらに、前記アーム５７の下面５７ａを円弧曲面状に形成したことから、カムリング４５の揺動により第１プランジャ６２の上面との接触角や接触点の変化を小さくすることができ、これによって、第１コイルばね６０の変位を安定化させることが可能になる。なお、第１プランジャ６２の上面を円弧曲面状に形成しても同じ効果が得られる。
また、この実施例では、前記吐出ポート８を介して吐出口から吐出される潤滑油を機関摺動部の他に、バルブタイミング制御装置の作動源として利用するが、前述のように、図７に記載した初期の吐出油圧（アの領域）の立ち上がりが良好になることから、機関始動直後のタイミングスプロケット２とカムシャフト１との相対回転位相の作動応答性を向上させることができる。
また、可変動弁装置としては、バルブタイミング制御装置に限定されるものではなく、油圧を作動源とする、例えば、機関弁の作動角とリフト量を可変にするリフト可変機構などに適用することが可能である。
〔第２実施形態〕
図１６及び図１７は第２実施形態を示し、前記制御弁２２の弁体２９が、弁孔２８との間に例えば、金属粉などのコンタミが挟まって作動不良になった場合の対策技術を提供するものである。
すなわち、前記主通路部１５ｂの分岐通路２１と対向する位置に、前記制御弁２２をバイパスして前記主通路部１５ｂとメインオイルギャラリー２０の一端開口２０ａ付近とを接続するバイパス通路７０が設けられている。このバイパス通路７０は、その通路断面積が前記分岐通路２１の通路断面積よりも僅かに小さく設定されている
また、前記バイパス通路７０の主通路部１５ｂ側の一端部は、ほぼ図中ほぼ水平な円柱状の通路部７１に構成され、該通路部７１の上流端内部に円盤状のオリフィス構成体７２が収容配置されている。
このオリフィス構成体７２は、流路断面積拡大手段（ブレーカー機構）であって、例えば合成樹脂材あるいは金属材によって形成されていると共に、ほぼ中央位置に小径なオリフィス７２ａが貫通形成されている。また、このオリフィス構成体７２は、図１６及び図１７に示すように、前記通路部７１の一端側７１ａから他端側７１ｂ側へ摺動可能に設けられ、前記主通路部１５ｂ内に油圧が予め設定された所定の圧力以上になった場合に、前記通路部７１の内周面に沿って一端側７１ａから他端側７１ｂ方向へ移動可能になっている。これによって、前記バイパス通路７０を開放（通路面積を拡大）するようになっている。
また、前記主通路部１５ｂ下流の導入部１５ａには、内部の油圧を検出する圧力検出手段である圧力センサ７３が設けられており、この圧力センサ７３で検出された油圧情報信号が前記コントローラ２７に入力され、所定の設定圧よりも大きな圧力を検出した場合には、前記コントローラ２７からインストルメントパネルに設けられた警告灯に点灯信号が送られて運転者に知らせるようになっている。
さらに、前記主通路部１５ｂの弁孔２８との接続箇所には、前記コンタミなどを捕集するフィルタ７４が設けられている。なお、この場合、第１実施形態に供されたフィルタ２４は設けなくともよいが、２重に設けることも可能である。
制御弁２２に関する他の構成は第１実施形態と同様であるから共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。
したがって、この実施形態によれば、図１６に示す閉弁状態で制御弁２２の弁体２９が作動不良を起こしてスティクしてしまった場合は、前記可変容量形ポンプ１９から供給通路１５に吐出されたオイルは、分岐通路２１側に供給されてバルブタイミング制御装置の作動に供されると同時に前記オリフィス７２ａからも僅かながらバイパス通路７０を介してメインオイルギャラリー２０にも供給されるが、前述した吐出流量の増加に伴って主通路部１５ｂ内で油圧が上昇する。
そして、かかる油圧が所定圧以上になると、この高油圧によって前記オリフィス構成体７２が図１７に示すように、通路部７１の一端部７１ａから他端部７１ｂに押し出されて移動してバイパス通路７０の開放、つまり通路断面積を拡大する。これによって、ブレーカー機能が働き、吐出オイルは、矢印で示すように、主通路部１５ｂからバイパス通路７０を通ってメインオイルギャラリー２０に供給され、ここから機関の各潤滑部に強制的に供給される。これにより、各潤滑部への十分な潤滑油量が確保され潤滑性能が向上し、焼き付けなどの発生を抑制できる。
また、前記主通路部１５ｂ内の過大な圧力上昇の情報は、前記圧力センサ７３からコントローラ２７を介して警告灯が点灯されることにより、運転者に知らされる。
以上のように、バイパス通路７０からメインオイルギャラリー２０に多量のオイルが供給されることによって、前記分岐通路２１へのオイル供給流量が減少してバルブタイミング制御装置の作動応答性が低下し、出力低下や燃費の悪化などが懸念される。
しかし、本実施形態では、バイパス通路７０の通路断面積を、分岐通路２１の通路断面積よりも小さくしたので、バルブタイミング制御装置の作動応答性の悪化を抑制することができる。
また、バルブタイミング制御装置の作動応答性が低下したとしても、通常の車両走行が可能であるため、制御弁２２が修理されずに放置される可能性もあるが、前述のように、警告灯によって運転者に故障を知らしめることができるので、速やかな対応が可能になる。
なお、前記制御弁２２の故障を検出する手段としては、前記圧力センサ７３の他に、バルブタイミング制御装置の作動応答性が通常の応答性よりも遅いことを検出することによって故障検出手段とすることも可能である。
〔第３実施形態〕
図１８及び図１９は第３実施形態を示し、第２実施形態のバイパス通路７０の途中に制御弁２２と同じ構造のリリーフ弁７５を設けたものである。
すなわち、前記バイパス通路７０は、ほぼＬ字形状に折曲形成されて、前記通路部に相当する途中の開口部７０ａ側に円環溝７０ｂが形成されている。
すなわち、前記リリーフ弁７５は、前記通路部に対応した位置に形成された円柱状の第２弁孔７６と、該第２弁孔７６内を摺動自在に設けられたほぼ円筒状の第２弁体７７と、該第２弁体７７を閉方向に付勢する第２付勢部材である第２バルブスプリング７８と、から主として構成されている。
前記第２弁孔７６は、先端部７６ａがバイパス通路７０の下流端部７０ｃを介して前記主通路部１５ｂに軸方向から連通していると共に、軸方向のほぼ中央位置に前記バイパス通路の円環溝７０ｂが臨設されている。
前記第２弁体７７は、軸方向のほぼ中央位置に円盤状の隔壁７７ａが一体に設けられていると共に、主通路部１５ｂ側の先端部周壁に複数の開口孔７７ｂが径方向に沿って貫通形成されて、この各開口孔７７ｂが第２弁体７７の摺動位置に応じて前記円環溝７０ｂに連通するようになっている。また、前記隔壁７７ａの主通路部１５ｂ側の端面が、前記主通路部１５ｂから導入された油圧を受ける第２受圧面７７ｃとして構成されている。
前記第２バルブスプリング７８は、一端が前記第２弁孔７６の底面に弾接している一方、他端が前記隔壁７７ａの第２受圧面７７ｃと反対側の端面に弾接し、そのばね力によって前記第２弁体７７を図中左方向へ付勢して各開口孔７７ｂと円環溝７０ｂとの連通を遮断し、つまり第２弁体７７の隔壁７７ａよりも右端部の周壁で円環溝７０ｂを閉止するようになっている。
また、前記第２弁孔７６の第２バルブスプリング７８が収容された収容室７６ａは、第２空気抜き孔７９を介して外部と連通しており、これによって、第２弁体７７の良好な摺動性を確保するようになっている。
なお、前記バイパス通路７０の下流端７０ｃとメインオイルギャラリー２０との間には、オリフィス通路２３が接続されていることは、第１実施形態と同様である。
そして、前述のように、前記制御弁２２の弁体２９がスティクして作動不良となり、前記可変容量形ポンプ１９から供給通路１５に吐出された油圧が主通路部１５ｂ内で所定以上に上昇すると、主通路部１５ｂから第２弁体７７の第２受圧面７７ｃにその圧力が作用する。この圧力が前記第２バルブスプリング７８のセット荷重よりも大きくなると、第２弁体７７が後退移動して前記各開口孔７７ｂと円環溝７０ｂとを連通させる（図１９参照）。これによって、供給通路１５内の吐出オイルが第２弁体７７を介してメインオイルギャラリー２０に供給されるようになっている。
したがって、第２実施形態と同様な作用効果が得られる。
〔第４実施形態〕
図２０及び図２１は第４実施形態を示し、これは第２実施形態の構成を前提として、前記制御弁２２の弁体２９を、電磁弁８０により供給通路１５の油圧を利用して作動させるようにしたものである。
すなわち、制御弁２２全体の基本構造は、前記各実施形態と同様であるが、付勢部材であるバルブスプリング３０のばね力が弁体２９に油圧が作用しない場合に単に弁体２９を閉方向へ付勢する程度に設定されている。
そして、前記供給通路１５の導入部１５ａ付近と制御弁２２の収容室２８ａとの間には、両者１５ａ、２８ａを連通する連通路８１が設けられていると共に、この連通路８１の途中に前記電磁弁８０が介装されている。
前記連通路８１は、導入部１５ａと電磁弁８０との間の第１通路部８１ａと、電磁弁８０と収容室２８ａ間の第２通路部８１ｂとによって構成され、前記第２通路部８１ｂは、前記空気抜き孔３１を利用したものであると共に、前記電磁弁８０を介してドレン通路８３に適宜連通するようになっている。
前記電磁弁８０は、一般的な２方向２位置弁であって、連通路８１を開成して導入部１５ａ側の油圧を収容室２８ａに供給し、または収容室２８ａ内のオイルを前記第２通路部８１ｂを介してオイルパン１８内に排出するようになっており、前記弁体２９の前後（第１受圧面２９ｃ側と収容室２８ａ側）に差圧を発生させて弁体２９の摺動位置を調整して、開口孔２９ｂと円環溝２０ａとの相対的な開口面積を制御するようになっている。
また、この電磁弁８０は、前記コントローラ２７から出力される制御電流によってその作動が制御されるようになっている。
他の構成は、第２実施形態と同じであるから、共通の箇所には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
したがって、この実施形態によれば、機関始動時から低回転域などでは、可変容量形ポンプ１９の吐出圧は十分に上昇していないため、主通路部１５ｂ内の油圧が低いことから電磁弁８０に通電されることなく、制御弁２２は図２０に示すように、閉弁状態を維持する。これによって、供給通路１５に吐出されたオイルは主として分岐通路２１内に供給されて、バルブタイミング制御装置の作動に供されると共に、オリフィス構成体７２のオリフィス７２ａを通ってバイパス通路７０からメインオイルギャラリー２０を介して各潤滑部に供給される。
一方、機関回転数が上昇して可変容量形ポンプ１９の吐出流量が多くなり、主通路部１５ｂ内のオイル圧力が上昇すると、コントローラ２７からの制御電流によって電磁弁８０が作動制御される。これによって、弁体２９は、前後に発生した差圧の大きさによって摺動位置が決定され、図２１に示すように、収容室２８ａ側へ最大に移動すると、各開口孔２９ｂと円環溝２０ｂが全開してメインオイルギャラリー２０に多量のオイルを供給して、各潤滑部へ十分に供給されることになる
また、前記弁体２９が、コンタミなどによって作動不良を起こした場合は、第２実施形態で説明したように、主通路部１５ｂ内の高油圧によってオリフィス構成体７２が移動してバイパス通路７０の通路断面積を拡大して、このバイパス通路７０からメインオイルギャラリー２０に多量のオイルが供給される。したがって、第２実施形態と同様な作用効果が得られる。
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、バルブタイミング制御装置としては、排気弁側に適用することも可能であり、また、可変容量形ポンプ１９の第１，第２コイルばね６０，６１のセット荷重をさらに変更することも可能である。
以下、前記実施形態から導かれる前記各請求項の発明以外の技術的思想について説明する。
〔請求項ａ〕
請求項１に記載の制御弁において、
前記可変容量形ポンプは、内燃機関によって回転駆動されることによって複数の作動油室の容積が変化して吸入部から導入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、可動部材が移動することによって前記吐出部に開口する前記作動油室の容積変化量が可変にされる可変機構と、前記吐出部に開口する前記作動油室の容積変化量が大きくなる方向へ前記可動部材に付勢力を付与する第１付勢部材と、吐出されるオイルの圧力を受けて前記第１付勢部材の付勢力に抗して前記可動部材を移動させる第１受圧部と、を備え、
一方、前記制御弁は、前記弁体と、前記供給部へのオイル流量が減少する方向へ前記弁体を付勢する第２付勢部材と、前記弁体の上流側の圧力を受けて前記第２付勢部材に抗して前記弁体を移動させる第２受圧部と、を備え、
前記第１付勢部材のセット荷重と第１受圧部の受圧面積の乗算値は、前記第２付勢部材のセット荷重と第２受圧部の受圧面積の乗算値よりも大きいことを特徴とする制御弁。
〔請求項ｂ〕
請求項１に記載の制御弁において、
前記制御弁の弁体を前記供給部への流量が最大となるように移動させる圧力よりも、前記可変容量形ポンプの吐出流量が変化し始める圧力の方が大きいことを特徴とする制御弁。
〔請求項ｃ〕
請求項２に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記油圧回路は、前記制御弁の弁体が前記供給部へのオイル供給量を減少させた状態で移動不可能となり、前記弁体に作用する圧力が所定以上になると、オイルを前記導入部から供給部へ流入させるバイパス通路の流路断面積を拡大させる流路断面積拡大手段を備え、
前記可変容量形ポンプの吐出流量が変化し始める圧力は、前記流路面積拡大手段が流路面積を拡大させる圧力よりも高くなっていることを特徴とする可変容量形ポンプ。
〔請求項ｄ〕
請求項２に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記可変容量形ポンプは、
内燃機関によって回転駆動されるロータと、
該ロータを内周に収容するカムリングと、
前記ロータに出没するように設けられ、前記カムリング側に突出することによって複数の作動油室を隔成するベーンと、によって構成され、
吐出オイルの圧力に応じて前記カムリングを移動させて該カムリングの中心と前記ロータの中心の偏心量を可変にすることを特徴とする可変容量形ポンプ。
〔請求項ｅ〕
オイルポンプからオイルが導入される導入部と、該導入部の下流側に設けられ、内燃機関の各潤滑部にオイルを供給する供給部に連通する主通路と、該主通路から分岐して油圧アクチュエータにオイルを供給する分岐通路と、を備えた油圧回路において、弁体が移動することによって前記供給部へのオイル流量を制御する制御弁装置であって、
前記弁体が移動不能な状態になった際に、オイルを前記導入部から供給部へ流入させる流路の流路断面積を拡大させる流路断面積拡大手段を備えたことを特徴とする制御弁装置。
〔請求項ｆ〕
請求項ｅに記載の制御弁装置において、
前記流路断面積拡大手段は、圧力が所定以上に大きくなったときに固定状態が解除されて流路断面積を拡大するブレーカー機構であることを特徴とする制御弁装置。
〔請求項ｇ〕
請求項ｆに記載の制御弁装置において、
前記ブレーカー機構が流路断面積を拡大していることを検出する検出手段を備えていることを特徴とする制御弁装置。
〔請求項ｈ〕
請求項ｇに記載の制御弁装置において、
前記油圧アクチュエータは、機関弁の作動を可変にすると共に、作動状態が検出可能な可変動弁機構であり、
前記検出手段は、前記弁体が前記供給部への流量を減少させている状態での前記可変動弁機構の作動応答性によって流路断面積を拡大していることを検出することを特徴とする制御弁装置。
この発明によれば、前記弁体が例えばスティクして移動が困難になっている状態で前記ブレーカー機構がバイパス通路の流路断面積を拡大した場合には、オイルが前記バイパス通路に多く流れることから可変動弁機構の作動応答性が低下する。この低下した状態を検出するため、検出精度が高くなる。
〔請求項ｉ〕
請求項ｅに記載の制御弁装置において、
前記検出手段は、前記流路断面積拡大手段の上流側の圧力を検出する圧力センサによって構成され、前記弁体が前記供給部への流量を減少させている状態での圧力が所定以下となっている場合に、流路断面積が拡大していることを検出することを特徴とする制御弁装置。
〔請求項ｊ〕
請求項ｅに記載の制御弁装置において、
前記検出手段によって前記流路断面積拡大手段が流路断面積を拡大していることを検出した場合に、警告を表示することを特徴とする制御弁装置。
〔請求項ｋ〕
請求項ｅに記載の制御弁装置において、
前記主通路の下流側の前記分岐通路と制御弁との間にフィルタを設けたことを特徴とする制御弁装置。
〔請求項ｌ〕
オイルポンプからオイルが導入される導入部と、該導入部の下流側に設けられ、内燃機関の各潤滑部にオイルを供給する供給部に連通する主通路と、該主通路から分岐して油圧アクチュエータにオイルを供給する分岐通路と、を備えた油圧回路において、弁体が移動することによって前記供給部へのオイル流量を制御する制御弁装置であって、
前記供給部への流量が減少する方向へ前記弁体を付勢する付勢部材と、
前記弁体の上流側の圧力を受けて前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を移動させる受圧部と、
前記弁体の上流側と下流側を連通するバイパス通路と、
該バイパス通路に設けられて、前記弁体の上流側の圧力が前記付勢部材の付勢力に抗して弁体を移動させる圧力よりも所定以上に大きくなったときに、前記バイパス通路を通流するオイルの流量を増加させるリリーフ弁を備えたことを特徴とする制御弁装置。
〔請求項ｍ〕
請求項ｌに記載の制御弁装置において、
前記制御弁の弁体は、電磁弁によって生成された差圧によって駆動されることを特徴とする制御弁装置。
〔請求項ｎ〕
請求項ｍに記載の制御弁装置において、
前記制御弁は、前記弁体に対して前記付勢部材の付勢力と同方向へ作動力を発生させる第２受圧部を有し、該第２受圧部に対して、前記電磁弁によって前記弁体の上流側の圧力と該上流側の圧力よりも低い低圧とを切り換えられた圧力が作用することを特徴とする制御弁装置。
１…カムシャフト
２…タイミングスプロケット
３…ベーン部材
４…油圧回路
１３…第１油圧通路
１４…第２油圧通路
１５…供給通路
１５ａ…導入部
１５ｂ…主通路部
１６…ドレン通路
１７…電磁切換弁
１９…可変容量形ポンプ
２０…メインオイルギャラリー（供給部）
２０ｂ…円環溝
２１…分岐通路
２２…制御弁
２３…オリフィス通路
２４…フィルタ
２７…コントローラ
２８…弁孔
２９…弁体
２９ａ…隔壁
２９ｂ…開口孔
２９ｃ…第１受圧面
３０…バルブスプリング（付勢部材）
３１…空気抜き孔
４１…ポンプハウジング
４５…カムリング
４６…ベーンリング
４７…吸入ポート
４８…吐出ポート
５１…ベーン
５７…アーム
５８…シリンダボディ
６０…第１コイルばね
６１…第２コイルばね
６２…第１プランジャ
６３…第２プランジャ

Claims (3)

  1. オイルの吐出圧に応じて吐出流量を可変にする可変容量形ポンプからオイルが導入される導入部と、該導入部の下流側に設けられ、内燃機関の各摺動部にオイルを供給する供給部に連通する主通路部と、前記主通路部から分岐して油圧アクチュエータにオイルを供給する分岐通路と、を備えた油圧回路に設けられ、
    前記導入部側の圧力によって弁体が移動することにより前記供給部へのオイル流量を制御する制御弁であって、
    前記弁体が移動し始める前記導入部側の圧力は、前記可変容量形ポンプの吐出流量が変化し始める圧力よりも低くなっていることを特徴とする制御弁。
  2. オイルが導入される導入部と、該導入部の下流側に設けられ、内燃機関の各各摺動部にオイルを供給する供給部に連通する主通路部と、前記主通路部から分岐して油圧アクチュエータにオイルを供給する分岐通路と、上流側の圧力によって弁体が移動することにより前記供給部への流量を調整する制御弁と、を備えた油圧回路の前記導入部にオイルを吐出する可変容量形ポンプであって、
    オイルの吐出圧に応じて吐出流量を可変にするように構成され、前記オイル吐出流量が可変し始める圧力は、前記弁体が移動し始める圧力よりも高くなっていることを特徴とする可変容量形ポンプ。
  3. オイルの吐出圧に応じて吐出流量を可変にする可変容量形ポンプからオイルが導入される導入部と、該導入部の下流側に設けられ、内燃機関の各摺動部にオイルを供給する供給部に連通する主通路部と、前記主通路部から分岐して油圧アクチュエータにオイルを供給する分岐通路と、前記導入部側の圧力によって弁体が移動することにより前記供給部へのオイル流量を制御する制御弁と、を備えた内燃機関の油圧回路であって、
    前記弁体が移動し始める前記導入部側の圧力は、前記可変容量形ポンプの吐出流量が変化し始める圧力よりも低くなっていることを特徴とする内燃機関の油圧回路。
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