JP2020045804A - 可変容量形ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】可変容量形ポンプを効率的に作動させる。【解決手段】可変容量形ポンプは、有底筒状のハウジング本体１内にカムリング６およびポンプ機構を配置することで構成される。カムリング６の外周側には、カムリング基準線Ｍを挟んで両側に第１、第２制御油室１５，１６が設けられている。また、第２制御油室１６は、第１給排孔４１を介してパイロット弁１２に接続されている。パイロット弁１２は、電磁弁１３を介して供給される作動油の圧力により作動可能となるように構成される。パイロット弁１２は、スプール３６に設けられた中継室４２を介して第１給排孔４１と連通可能であり、かつ低圧部４４に接続される他端部側排出孔４３と、を備える。可変容量形ポンプの低圧制御時には、第２制御油室１６内の作動油が、電磁弁１３を介さずに第１給排孔４１、中継室４２および他端部側排出孔４３を通して低圧部４４へ排出される。【選択図】図４

Description

本発明は、可変容量形ポンプに関する。

可変容量形ポンプとして、例えば以下の特許文献１に記載された可変容量形ポンプが知られている。

特許文献１に記載の可変容量形ポンプは、有底筒状のハウジング本体内に制御リングおよびポンプ機構を配置し、これらの間に複数のポンプ室を画定することで構成されている。制御リングの外周面とハウジング本体の内周面との間には、第１制御油室および第２制御油室が設けられている。第２制御油室は、各ポンプ室の高圧領域となる吐出領域側に設けられており、第２制御油室内の作動油は、２つの弁を介して可変容量形ポンプの外部の低圧部へ排出される。

特開２０１４−１０５６２２号公報

特許文献１の可変容量形ポンプでは、例えば高温時に作動油の粘性が低くなった場合に、第２制御油室側に位置する各ポンプ室内の高圧の作動油が、ハウジング本体の底面と制御リングの側面との間の隙間を通って第２制御油室に漏出する虞がある。第２制御油室に漏出した作動油は、２つの弁が設けられた比較的長い通路を介して排出される。このため、第２制御油室内の作動油は速やかに排出されず、第２制御油室内に留まる。そして、この第２制御油室内の高圧の作動油によって制御リングが移動して、可変容量形ポンプの吐出圧が変動してしまい、可変容量形ポンプを効率的に作動させることができない虞があった。

本発明は、従来の実情に鑑みて案出されたもので、効率的に作動可能な可変容量形ポンプを提供することを目的としている。

本発明では、その一態様として、導入通路の第２制御油室側の通路部と低圧部とを接続する第２状態に第１弁があるときに、第２弁が、第１弁を介さずに第２制御油室と低圧部とを接続する。

本発明によれば、可変容量形ポンプを効率的に作動させることができる。

第１の実施形態の可変容量形ポンプの分解斜視図を示している。 図１の可変容量形ポンプの正面図である。 図２の線Ａ−Ａに沿って切断した可変容量形ポンプの断面図である。 図３の線Ｂ−Ｂに沿って切断した可変容量形ポンプの断面図である。 図４のパイロット弁の拡大断面図である。 第１の実施形態に係る可変容量形ポンプの油圧特性を示すグラフである。 第１の実施形態に係る可変容量形ポンプの油圧回路図であって、（ａ）は、図６中の区間ａ、（ｂ）は、図６中の区間ｂにおける可変容量形ポンプの状態を示した図である。 第１の実施形態に係る可変容量形ポンプの油圧回路図であって、（ａ）は、図６中の区間ｃ、（ｂ）は、図６中の区間ｄにおける可変容量形ポンプの状態を示した図である。 第２の実施形態の可変容量形ポンプの断面図である。

以下、本発明の可変容量形ポンプの一実施形態を図面に基づき説明する。

［第１の実施形態］
（可変容量形ポンプの構成）
図１は、図示せぬ内燃機関のシリンダブロック等に設けられる第１の実施形態の可変容量形ポンプの分解斜視図を示している。

可変容量形ポンプは、ハウジング本体１と、カバー部材２と、駆動軸３と、ロータ４と、７つのベーン５と、カムリング６と、コイルばね７と、一対のリング部材８，８と、第１、第２シール部材９，１０と、４つの固定手段、例えばねじ部材１１と、パイロット弁１２と、電磁弁１３（図４参照）と、を備えている。

ハウジング本体１は、金属材料、例えばアルミニウム合金材料によって一体に形成されており、一端側が開口し、かつ内部に概ね円柱状に窪んだポンプ収容部１４を有するように有底筒状に形成されている。ハウジング本体１は、ポンプ収容部１４の底面１４ａの中央位置に、駆動軸３の一端を回転可能に支持する第１軸受孔１ａ（図３参照）を有している。ハウジング本体１には、ポンプ収容部１４の開口の外周側に、環状に連続した平坦な取付面１ｂが形成されている。ハウジング本体１の取付面１ｂには、各ねじ部材１１がねじ留めされる４つのねじ穴１ｃがそれぞれ形成されている。

カバー部材２は、ハウジング本体１と同様に金属材料、例えばアルミニウム合金材料によって形成されており、ハウジング本体１の開口を閉塞するように用いられる。カバー部材２は、平板状をなしており、ハウジング本体１の外形に対応した外形を有している。カバー部材２には、ハウジング本体１の第１軸受孔１ａに対応した位置に、駆動軸３の他端を回転可能に支持する第２軸受穴２ａが形成されている。さらに、カバー部材２の外周部には、ハウジング本体１の４つのねじ穴１ｃに対応した位置に、各ねじ部材１１が挿入される４つの固定手段貫通孔２ｂがそれぞれ形成されている。

上記ハウジング本体１およびカバー部材２によって、ポンプ収容部１４を仕切るハウジングが構成されている。

駆動軸３は、ポンプ収容部１４の中心部を貫通して上記ハウジングに回転可能に支持されており、図示せぬクランクシャフトにより回転駆動される。

ロータ４は、円筒状をなしており、ポンプ収容部１４内に回転可能に収容される。ロータ４の中心部は、駆動軸３に結合される。ロータ４には、該ロータ４の内部中心側から径方向外側へ放射状に延びる７つのスリット４ａが開口形成されている。さらに、ロータ４の両側面（図１には１つの側面のみが示されている）には、駆動軸３を中心に円形に窪んだ円形凹部４ｂが開口形成されている。この円形凹部４ｂには、リング部材８が摺動可能に配置される。

ベーン５は、金属により薄い板状に形成されており、ロータ４のスリット４ａに出没可能に収容される。ベーン５がスリット４ａ内に収容された状態では、ベーン５とスリット４ａとの間に多少の隙間が形成される。ベーン５は、先端面がカムリング６の内周面に摺動可能に接触するとともに、基端部の内端面がリング部材８の外周面に摺動可能に接触する。

なお、駆動軸３、ロータ４および各ベーン５がポンプ機構を構成している。

カムリング６は、焼結金属によって円筒状に一体に形成されている。カムリング６は、特許請求の範囲に記載の「制御リング」に該当する。

コイルばね７は、ハウジング本体１内に収容されており、ロータ４の回転中心に対するカムリング６の偏心量が増大する方向へカムリング６を常時付勢する。

リング部材８は、ロータ４の外径よりも小さな外径を有しており、ロータ４に設けられた円形凹部４ｂ内に摺動可能に配置される。

第１、第２シール部材９，１０は、カムリング６に装着され、該カムリング６とハウジング本体１との間を仕切る。これにより、カムリング６の外周面とハウジング本体１の内周面との間に、後述する第１、第２制御油室１５，１６が液密に画定される。第１シール部材９は、第１シール部材１７と、該第１シール部材１７をハウジング本体１の内周面に向けて付勢する第１弾性部材１８と、を備えている。また、第２シール部材１０は、第２シール部材１９と、該第２シール部材１９をハウジング本体１の内周面に向けて付勢する第２弾性部材２０と、を備えている。

図２は、図１の可変容量形ポンプの正面図である。図３は、図２の線Ａ−Ａに沿って切断した可変容量形ポンプの断面図である。

カバー部材２は、４つのねじ部材１１が各固定手段貫通孔２ｂ（図１参照）を介して各ねじ穴１ｃ（図１参照）にねじ留めされることで、ハウジング本体１の取付面１ｂに取付固定されている。

図３に示すように、駆動軸３は、ハウジング本体１の第１軸受孔１ａと、カバー部材２の第２軸受穴２ａとによる両持ち構造で回転可能に支持されている。なお、本実施形態では、駆動軸３が両持ち構造で支持されているが、ハウジング本体１に形成された第１軸受孔１ａのみによって片持ち構造で支持されても良い。この場合には、カバー部材２の第２軸受穴２ａを形成する必要はない。

カムリング６は、ポンプ収容部１４の底面１４ａと対向する第１側面６ａと、カバー部材２の内側面２ｃと対向する第２側面６ｂと、を有している。第１側面６ａと底面１４ａとの間および第２側面６ｂと内側面２ｃとの間は、作動油が通過可能な微小隙間（サイドクリアランス）２１，２２が有している。

図４は、図３の線Ｂ−Ｂに沿って切断した可変容量形ポンプの断面図である。図５は、図４のパイロット弁１２の拡大断面図である。

ポンプ収容部１４の内周壁の所定位置には、円柱状のピボットピン２３を介してカムリング６を揺動可能に支持する円弧状の支持溝１４ｂが形成されている。ここで、以下の説明の便宜上、第１軸受孔１ａ（図３参照）の中心と、支持溝１４ｂの中心（ピボットピン２３の中心２３ａ）とを通る直線を「カムリング基準線Ｍ」と定義する。

ポンプ収容部１４の内周壁には、カムリング基準線Ｍよりも上側の領域において、第１シール接触面１４ｃが形成されている。この第１シール接触面１４ｃに、カムリング６の外周部に設けられた第１シール部材１７が摺動可能に接触する。第１シール接触面１４ｃは、図４に示すように、ピボットピン２３の中心２３ａから所定の半径Ｒ１によって構成された円弧面となっている。半径Ｒ１は、カムリング６の偏心揺動範囲において第１シール部材１７が常時摺動可能に接触することができる周方向長さに設定されている。

同様に、ポンプ収容部１４の内周壁には、カムリング基準線Ｍよりも下側の領域において、第２シール接触面１４ｄが形成されている。この第２シール接触面１４ｄに、カムリング６の外周部に設けられた第２シール部材１９が摺動可能に接触する。第２シール接触面１４ｄは、図４に示すように、ピボットピン２３の中心２３ａから半径Ｒ１よりも大きい所定の半径Ｒ２によって構成された円弧面となっている。半径Ｒ２は、カムリング６の偏心揺動範囲において第２シール部材１９が常時摺動可能に接触することができる周方向長さに設定されている。

また、ポンプ収容部１４の底面１４ａには、図４に示すように、駆動軸３の外周域に、円弧凹状の吸入部である吸入ポート２４と、同じく円弧凹状の吐出部である吐出ポート２５とが、駆動軸３を挟んで対向するように切り欠かれている。吸入ポート２４は、底面１４ａにおいて、ピボットピン２３と反対側に位置しており、上記ポンプ機構のポンプ作用に伴って後述するポンプ室２６の内部容積が増大する領域（吸入領域）に開口している。吸入ポート２４には、その周方向の中間位置に、後述するばね収容室２７側へ膨出するように、図示せぬ導入部が吸入ポート２４と一体に形成されている。吸入ポート２４の所定位置には、ハウジング本体１の底壁を貫通して外部に開口する断面円形の吸入孔２８が設けられている。これにより、図示せぬ内燃機関のオイルパンに貯留された潤滑油が、ポンプ機構のポンプ作用に伴って発生する負圧に基づき吸入孔２８および吸入ポート２４を介して吸入領域の後述する各ポンプ室２６に吸入される。

一方、吐出ポート２５は、ピボットピン２３側に位置しており、上記ポンプ機構のポンプ作用に伴ってポンプ室２６の内部容積が減少する領域（吐出領域）に開口している。吐出ポート２５の始端部付近には、ハウジング本体１の底壁を貫通して外部に開口する断面円形の吐出孔２９が設けられている。これにより、上記ポンプ作用に基づいて加圧され吐出ポート２５へと吐出されたオイルが、吐出孔２９から吐出通路３０および図示せぬメインギャラリを通って図示せぬ内燃機関の各摺動部やバルブタイミング装置等へと供給される。なお、吐出ポート２５は、特許請求の範囲に記載の「吐出部」に該当する。

また、ハウジング本体１のポンプ収容部１４内に、カムリング６がピボットピン２３を中心に揺動可能となるように支持されている。さらに、このカムリング６内に、駆動軸３に結合されたロータ４が配置されている。

駆動軸３は、ハウジング本体１の底壁を貫通することで外部に臨む軸方向一端部が図示せぬクランクシャフトに連係されている。駆動軸３は、クランクシャフトから伝達される回転力によって、ロータ４を図４中の時計回りの方向へ回転させる。

ロータ４には、該ロータ４の回転中心側から径方向外側へ放射状に延びる７つのスリット４ａが開口形成されている。また、各スリット４ａの内側基端部には、吐出ポート２５に吐出された吐出油を導入する断面円形の背圧室４ｃがそれぞれ形成されている。背圧室４ｃは、円形凹部４ｂに開口している。後述する第２制御油室１６からの作動油が、吐出ポート２５と、ポンプ収容部１４の底面１４ａに形成された図示せぬ油導入溝と、円形凹部４ｂとを介して背圧室４ｃに流入する。これにより、ロータ４のスリット４ａ内に出没可能に収容された各ベーン５が、ロータ４の回転に伴う遠心力と背圧室４ｃの油圧とによって外方へ押し出される。

ベーン５は、ロータ４の回転時において、ベーン５の先端面がカムリング６の内周面に摺動可能に接触しており、ベーン５の基端部の内端面がリング部材８の外周面に摺動可能に接触するように構成されている。これにより、機関回転数が低く、上記遠心力や背圧室４ｃの油圧が小さいときでも、ベーン５がカムリング６の内周面に摺動可能に接触して各ポンプ室２６が液密に画定されるようになっている。

カムリング６の外周部の所定位置には、支持溝１４ｂと協働してピボットピン２３を支持する概ね円弧溝形状のピボット部６ｃが、駆動軸３の軸方向に沿って切り欠かれている。また、このピボット部６ｃに対しカムリング６の中心を挟んで反対側の位置では、所定のセット荷重Ｗ１に設定された付勢部材であるコイルばね７に連係するアーム部６ｄが、カムリング６の外周面からカムリング６の径方向に突出してばね収容室２７内に延びている。アーム部６ｄのコイルばね７と対向する一側部がコイルばね７の先端部に常時当接することによって、アーム部６ｄとコイルばね７とが連係する。

また、ハウジング本体１内には、ピボットピン２３と対向する位置に、コイルばね７を収容するばね収容室２７が設けられている。このばね収容室２７内では、所定のセット荷重Ｗ１により圧縮されたコイルばね７が、ばね収容室２７の一端壁とアーム部６ｄの一側部とに弾性的に当接している。なお、ばね収容室２７の他端壁は、カムリング６の偏心方向の移動範囲を規制するストッパ面２７ａを有しており、このストッパ面２７ａに、アーム部６ｄの他側部に形成された突出部６ｆが当接することにより、カムリング６の偏心方向における最大移動が規制されるようになっている。

このように、コイルばね７は、セット荷重Ｗ１に基づく弾性力をもって、アーム部６ｄを介してカムリング６を、その偏心量が増大する方向（図４中の時計回りの方向）へ常時付勢する。これにより、カムリング６は、非作動時にはコイルばね７のばね力によってアーム部６ｄの突出部６ｆがばね収容室２７のストッパ面２７ａに押し付けられた状態となり、ロータ４の回転中心に対するカムリング６の偏心量が最大となる位置に保持される。

さらに、カムリング６の外周部には、図４に示すように、第１、第２シール接触面１４ｃ，１４ｄと対向する位置に、第１、第２シール面を有する横断面概ね矩形状をなす第１、第２シール保持部６ｇ，６ｈがそれぞれ突出している。ここで、第１、第２シール面は、それぞれピボットピン２３の中心２３ａからこれに対応する各シール接触面１４ｃ，１４ｄを構成する半径Ｒ１，Ｒ２よりも僅かに小さい所定の半径によって構成されている。各シール面と各シール接触面１４ｃ，１４ｄとの間には、それぞれ微小なクリアランスが形成されている。また、各シール保持部６ｇ，６ｈの各シール面に、断面Ｕ字状の第１、第２シール保持溝６ｉ，６ｊが、カムリング６の軸方向に沿ってそれぞれ形成されている。第１、第２シール保持溝６ｉ，６ｊ内に、カムリング６の偏心揺動時に第１、第２シール接触面１４ｃ，１４ｄに接触する第１、第２シール部材９，１０がそれぞれ保持されている。

また、カムリング６の外周域には、ピボットピン２３と第１、第２シール部材１７，１９とによって一対の第１、第２制御油室１５，１６が画定されている。第１、第２制御油室１５，１６のうちピボットピン２３寄りの部分は、カムリング６を挟んで吐出ポート２５と隣接している。第１、第２制御油室１５，１６には、吐出通路３０と連通した制御圧導入通路３１を介してポンプ吐出圧が導入される。より詳細には、第１制御油室１５には、制御圧導入通路３１から分岐された第１導入通路３２を介してポンプ吐出圧が導入され、一方、第２制御油室１６には、同じく制御圧導入通路３１から分岐された第２導入通路３３を介して電磁弁１３やパイロット弁１２を経てポンプ吐出圧が供給される。第１制御油室１５は、作動油の吐出量が減少する方向へカムリング６が移動したときに容積が増大するように構成されている。また、第２制御油室１６は、作動油の吐出量が増加する方向へカムリング６が移動したときに容積が増大するように構成されている。

カムリング６の外周面のうち第１制御油室１５と隣接する面は、該第１制御油室１５に導入されたポンプ吐出圧を受ける第１受圧面６ｋとなっている。また、カムリング６の外周面のうち第２制御油室１６と隣接する面は、該第２制御油室１６に導入されたポンプ吐出圧を受ける第２受圧面６ｍとなっている。

そして、各ポンプ吐出圧がカムリング６の対応する第１、第２受圧面６ｋ，６ｍに作用することで、該第１、第２受圧面６ｋ，６ｍに作用する油圧に基づく付勢力とコイルばね７による付勢力とのバランスによってカムリング６の偏心量が制御される。ここで、第２受圧面６ｍの受圧面積は、第１受圧面６ｋの受圧面積よりも大きく設定されており、両受圧面６ｋ，６ｍに油圧が作用した場合は、全体として偏心量が増大する方向へとカムリング６を付勢することとなる。

従って、可変容量形ポンプは、コイルばね７のセット荷重Ｗ１に対し第１、第２制御油室１５，１６の油圧に基づく付勢力が小さいときは、カムリング６は、図４に示すように、最も偏心した状態となる。一方、ポンプ吐出圧の上昇に伴い第１、第２制御油室１５，１６の油圧に基づく付勢力がコイルばね７のセット荷重Ｗ１を上回ったときは、そのポンプ吐出圧に応じてカムリング６が同心方向に移動するようになっている。

ここで、以下の説明の便宜上、第２導入通路３３のうち電磁弁１３よりも上流側、つまり吐出ポート２５側の通路部を、「吐出部側通路部３３ａ」と定義し、電磁弁１３よりも下流側、つまり第２制御油室１６側の通路部を、「第２制御油室側通路部３３ｂ」と定義する。なお、第２制御油室側通路部３３ｂは、パイロット弁１２の後述するスプール収容部３８や作動圧導入孔４０等の作動油が通流可能な構成要素を含んでいる。

パイロット弁１２は、有底円筒状のバルブボディ３４と、該バルブボディ３４の開口端を閉塞するプラグ３５と、バルブボディ３４内に摺動可能に設けられたスプール３６と、プラグ３５とスプール３６との間に所定のセット荷重Ｗ２をもって配置された付勢部材、例えばバルブスプリング３７と、から主に構成されている。ここで、スプール３６の移動方向に沿った方向をバルブボディ３４の「軸方向」と定義し、この軸方向と直交する方向をバルブボディ３４の「径方向」と定義する。パイロット弁１２は、スプール３６の軸方向位置に応じて、第２制御油室１６に対して油圧の給排を行うものである。

バルブボディ３４は、その軸方向一端側がハウジング本体１と連続し、さらに、軸方向他端側がハウジング本体１から離間するように設けられている。バルブボディ３４は、その軸方向一端側から細長く延びて、バルブボディ３４の軸方向他端で開口する横断面円形のスプール収容部３８を有している。スプール収容部３８は、バルブボディ３４の軸方向一端側に位置する一端部３８ａと、バルブボディ３４の軸方向他端側に位置する他端部３８ｂと、を有している。スプール収容部３８の一端部３８ａ側には、概ね円柱状のスプール３６が、バルブボディ３４の軸方向に沿って摺動可能となるように配置されている。スプール収容部３８の一端部３８ａとスプール３６との間には、圧力室３９が形成されている。この圧力室３９は、スプール収容部３８の一端部３８ａに開口形成された作動圧導入孔４０に接続されている。作動圧導入孔４０には、制御圧導入通路３１から電磁弁１３を介して供給されたポンプ吐出圧が導入されるようになっている。

スプール収容部３８の他端部３８ｂに形成された開口部には、浅皿状をなすプラグ３５が圧入されている。プラグ３５とスプール３６との間には、背圧室６６が形成されており、この背圧室６６には、所定のセット荷重Ｗ２が付与されたバルブスプリング３７が配置されている。バルブスプリング３７は、スプール収容部３８の一端部３８ａ側にスプール３６を常時付勢する。つまり、バルブスプリング３７は、圧力室３９側に向かってスプール３６を常時付勢する。

バルブボディ３４とハウジング本体１の内部には、バルブボディ３４の軸方向の概ね中間位置に、第２制御油室１６に対する油圧の給排に供する制御油室開口部である第１給排孔４１が開口形成されている。第１給排孔４１の一端は、第２制御油室１６に接続されており、一方、第１給排孔４１の他端は、スプール収容部３８に開口し、後述する中継室４２と常時接続されている。

また、バルブボディ３４の周壁には、該バルブボディ３４の軸方向において第１給排孔４１よりも他端部３８ｂ側の位置に、後述する中継室４２の切り替えによって第２制御油室１６内の油圧の排出に供する他端部側排出孔４３が形成されている。他端部側排出孔４３は、第２制御油室１６内の圧力よりも低い圧力を有する低圧部４４に接続されている。つまり、他端部側排出孔４３は、バルブボディ３４の外部に直接開口するか、または可変容量形ポンプの吸入側に接続されている。他端部側排出孔４３がバルブボディ３４の外部に直接開口している場合は、低圧部４４は大気圧を有する。さらに、バルブボディ３４の周壁には、バルブボディ３４の径方向において背圧室６６とオーバーラップする位置に、背圧室６６に開口し、かつ大気に開放される空気孔４５が径方向に沿って開口形成されている。なお、他端部側排出孔４３は、特許請求の範囲に記載の「第２排出孔」に該当する。

また、バルブボディ３４の周壁は、ハウジング本体１と協働することで、スプール３６が図４に示すようにバルブスプリング３７によってスプール収容部３８の一端部３８ａ側に付勢された状態で第２制御油室側通路部３３ｂを介して電磁弁１３と後述する中継室４２とを連通する第２給排孔４６を構成している。第２給排孔４６は、横断面円形をなしており、バルブボディ３４の軸方向において第１給排孔４１よりも一端部３８ａ側に設けられている。

さらに、バルブボディ３４の周壁には、バルブボディ３４の径方向において第２給排孔４６とオーバーラップする位置に、後述する中継室４２を介して第２制御油室１６内の油圧の排出に供する一端部側排出孔４７が開口形成されている。一端部側排出孔４７の一端は、スプール３６が図４に示すようにバルブスプリング３７によってスプール収容部３８の一端部３８ａ側に付勢された状態で中継室４２と連通するようになっている。また、一端部側排出孔４７の他端は、第２制御油室１６内の作動油の圧力よりも低い圧力を有する上述の低圧部４４に接続されている。一端部側排出孔４７は、横断面円形をなしている。一端部側排出孔４７の孔径は、同じく横断面円形の第２給排孔４６の孔径よりも小さく形成されている。一端部側排出孔４７の孔径は、例えば第２給排孔４６の孔径の半分程度の大きさに形成されている。一端部側排出孔４７は、作動油が作動圧導入孔４０に供給され、スプール３６がバルブスプリング３７の付勢力に抗して他端部３８ｂ側に移動したときに、スプール３６の後述する第１ランド部３６ａの外周面が一端部側排出孔４７を直ちに閉塞することができる軸方向位置に設けられている。なお、一端部側排出孔４７は、特許請求の範囲に記載の「第１排出孔」に該当する。

スプール３６は、その軸方向位置に応じて、第２制御油室１６に対しての油圧の給排制御に供するものである。スプール３６は、円柱状の第１ランド部３６ａと、同じく円柱状の第２ランド部３６ｂと、第１、第２ランド部３６ａ，３６ｂに対して段差縮径状に形成され、第１、第２ランド部３６ａ，３６ｂを連結する円柱状の連結部３６ｃと、を備えている。スプール３６は、第１ランド部３６ａがスプール収容部３８の一端部３８ａ側に位置するようにスプール収容部３８内に配置されている。第１、第２ランド部３６ａ，３６ｂは、バルブボディ３４の内径とほぼ同じ外径を有している。第１、第２ランド部３６ａ，３６ｂの外周面は、バルブボディ３４の内周面と摺動可能に接する。

第１、第２ランド部３６ａ，３６ｂおよび連結部３６ｃの間には、スプール３６の軸方向位置によって、第１給排孔４１と第２給排孔４６および一端部側排出孔４７とを、もしくは第１給排孔４１と他端部側排出孔４３とを中継する円環状の中継室４２が画定される。さらに、バルブボディ３４の軸方向他端に設けられたプラグ３５と第２ランド部３６ｂとの間に、バルブスプリング３７を収容する上述の背圧室６６が画定される。

かかるパイロット弁１２において、作動圧導入孔４０から圧力室３９に導入される吐出圧が所定圧（後述するスプール作動油圧Ｐｓ）以下の状態では、図４に示すようにバルブスプリング３７によって付勢されることで、スプール３６が最も一端部３８ａ側に位置する。つまり、スプール３６が最も一端部３８ａ側に位置することで、第２給排孔４６が中継室４２に連通し、一方、第２ランド部３６ｂによって他端部側排出孔４３と中継室４２との連通が遮断され、さらに、第２制御油室１６が第１給排孔４１を介して中継室４２と連通する。これにより、電磁弁１３から第２給排孔４６を通して導かれる油圧が中継室４２および第１給排孔４１を介して第２制御油室１６へと供給される。

そして、上記圧力室３９に導かれる吐出圧が上記所定圧を超えると、スプール３６が、バルブスプリング３７の付勢力に抗して一端部３８ａ側から他端部３８ｂ側へと移動して、最も他端部３８ｂ側に位置するようになる。つまり、スプール３６が最も他端部３８ｂ側に位置することで、第１給排孔４１を介した第２制御油室１６と中継室４２との連通が維持されたまま、第１ランド部３６ａによって第２給排孔４６と中継室４２との連通が遮断され、中継室４２が他端部側排出孔４３を介して低圧部４４と連通する。これにより、第２制御油室１６内の作動油が、第１給排孔４１および中継室４２を通して他端部側排出孔４３から低圧部４４に排出される。

電磁弁１３は、図４に示すように、第２導入通路３３の途中に介在する図示せぬバルブ収容孔内に収容されており、バルブボディ４８と、シート部材４９と、ボール弁体５０と、ソレノイド５１と、から主に構成されている。

バルブボディ４８は、概ね円筒状をなしており、バルブボディ４８の軸方向に沿って延びる油通路５２を有している。また、この油通路５２を拡径することにより、ボール弁体５０を収容する弁体収容部５３が形成されている。この弁体収容部５３の外端部には、概ね環状のシート部材４９が圧入固定されている。このシート部材４９の内周側は、吐出部側通路部３３ａに接続される開口部である導入ポート５４となっている。シート部材４９の内端部の円形に連続した開口縁には、バルブシート４９ａが形成されている。このバルブシート４９ａには、ボール弁体５０が離着座可能に設けられており、バルブシート４９ａに対するボール弁体５０の離着座により、導入ポート５４が開閉されるようになっている。また、弁体収容部５３に臨む油通路５２の開口縁にも、バルブシート４９ａと同様のバルブシート５２ａが形成されている。

バルブボディ４８の周壁には、バルブボディ４８の軸方向一端側の位置に、弁体収容部５３と第２制御油室側通路部３３ｂとを連通させる給排ポート５５が、バルブボディ４８の径方向に沿って貫通形成されている。給排ポート５５は、バルブシート４９ａに対するボール弁体５０の離着座により、パイロット弁１２に対する油圧の給排に供する。また、バルブボディ４８の周壁には、バルブボディ４８の軸方向他端側の位置に、油通路５２と低圧部４４とを接続する開口部である排出ポート５６が、バルブボディ４８の径方向に沿って貫通形成されている。

ソレノイド５１は、ケーシング５１ａ内部に収容されるコイルへの通電により生じる電磁力によって、コイルの内周側に配置された可動プランジャが移動することで、可動プランジャに固定されたロッド５１ｂが進出するように構成されている。ロッド５１ｂは、その先端部がボール弁体５０と対向するように油通路５２内に配置されている。上記コイルには、内燃機関の油温や水温、機関回転数などの所定のパラメータによって検出ないし算出された機関運転状態に基づいて、車載の図示せぬ電子コントローラ（ＥＣＵ）から励磁電流が通電される。

かかる電磁弁１３は、ソレノイド５１のコイルへの通電状態に応じたボール弁体５０の移動によって、油通路５２および排出ポート５６を介して第２制御油室側通路部３３ｂと低圧部４４とを接続する状態（第２状態）と、弁体収容部５３および導入ポート５４を介して、吐出部側通路部３３ａと第２制御油室側通路部３３ｂとを接続する状態（第１状態）とを切り換える。

具体的には、ソレノイド５１のコイルへの通電時には、ロッド５１ｂがバルブボディ４８の軸方向一端側へ進出移動することでボール弁体５０を押圧し、該ボール弁体５０は、シート部材４９側のバルブシート４９ａに押し付けられる。これにより、導入ポート５４と給排ポート５５との連通が遮断され、油通路５２を介して給排ポート５５と排出ポート５６とが連通する。従って、電磁弁１３は、油通路５２および排出ポート５６を介して第２制御油室側通路部３３ｂと低圧部４４とを接続する第２状態にある。

一方、ソレノイド５１のコイルへの非通電時には、導入ポート５４により導かれる吐出圧によって、ボール弁体５０がバルブボディ４８の軸方向他端側へ後退移動することで、ボール弁体５０は、ソレノイド５１側のバルブシート５２ａに押し付けられる。これにより、導入ポート５４と給排ポート５５とが連通し、給排ポート５５と排出ポート５６との連通が遮断される。従って、電磁弁１３は、弁体収容部５３および導入ポート５４を介して吐出部側通路部３３ａと第２制御油室側通路部３３ｂとを接続する第１状態にある。

図６は、第１の実施形態に係る可変容量形ポンプの油圧特性を示すグラフである。図７は、第１の実施形態に係る可変容量形ポンプの油圧回路図であって、（ａ）は、図６中の区間ａにおける可変容量形ポンプの状態を示した図、（ｂ）は、図６中の区間ｂにおける可変容量形ポンプの状態を示した図である。図８は、同じく第１の実施形態に係る可変容量形ポンプの油圧回路図であって、（ａ）は、図６中の区間ｃにおける可変容量形ポンプの状態を示した図、（ｂ）は、図６中の区間ｄにおける可変容量形ポンプの状態を示した図である。

まず、図６を参照することにより、可変容量形ポンプの必要油圧について説明する。図６に示すＰ１は、例えば燃費向上等に供するバルブタイミング制御装置の要求油圧に相当する機関要求油圧を示している。一方、図６に示すＰ２は、ピストンの冷却に供するオイルジェットの要求油圧に相当する機関要求油圧および機関高回転時のクランクシャフトの軸受部の潤滑に要する機関要求油圧を示している。これらＰ１〜Ｐ２を実線により繋いだものが、内燃機関の機関回転数に応じた理想的な吐出圧（必要油圧）Ｐを表している。

また、図６に示すＰｃは、セット荷重Ｗ１に基づくコイルばね７の付勢力に抗してカムリング６が同心方向へ移動を開始するカムリング作動油圧を示している。一方、図６に示すＰｓは、セット荷重Ｗ２に基づくバルブスプリング３７の付勢力に抗してスプール３６がスプール収容部３８の一端部３８ａ側の位置から他端部３８ｂ側の位置へと移動を開始し、他端部側排出孔４３の開口が始まるスプール作動油圧を示している。

このような設定から、機関始動から低回転域に相当する図６中の区間ａでは、電磁弁１３のソレノイド５１に励磁電流が通電され、導入ポート５４と給排ポート５５との連通が遮断される一方、給排ポート５５と排出ポート５６とが連通する。このため、電磁弁１３は、油通路５２および排出ポート５６を介して第２制御油室側通路部３３ｂと低圧部４４とを接続する第２状態となっている。これにより、パイロット弁１２のスプール３６は、図７（ａ）に示す最大上側位置（図４に示すスプール３６の位置と同じ）に保持され、第２制御油室１６側には、吐出圧Ｐが導入されない。この結果、第２制御油室１６内の作動油は、電磁弁１３を介さずに中継室４２および一端部側排出孔４７を通して低圧部４４に排出されるとともに、中継室４２、第２給排孔４６、第２制御油室側通路部３３ｂおよび油通路５２を通して排出ポート５６から低圧部４４に排出される。そして、第１制御油室１５のみに吐出圧Ｐが供給される。この機関回転域では吐出圧（機関内油圧）Ｐがカムリング作動油圧Ｐｃよりも低い状態となっているため、カムリング６が最大偏心状態に保持されて、吐出圧Ｐは機関回転数にほぼ比例するかたちで増大する特性となる。

その後、機関回転数が上昇して吐出圧Ｐがカムリング作動油圧Ｐｃ（第１所定圧）に到達すると（図６参照）、ソレノイド５１への通電状態が維持され、引き続き第１制御油室１５のみに吐出圧Ｐが供給される。これにより、第１制御油室１５の内圧に基づく付勢力がコイルばね７の付勢力に打ち勝ち、カムリング６が同心方向へと移動を始める。この結果、前述したカムリング６が最大偏心状態にあるときと比べて、この吐出圧Ｐの増加量が小さくなる（図５中の区間ｂ）。

その後吐出圧Ｐがカムリング作動油圧Ｐｃを下回るとカムリング６が偏心方向へ移動して吐出圧Ｐが増大し、吐出圧Ｐがカムリング作動油圧Ｐｃを上回るとカムリング６が同心方向へ移動して吐出圧Ｐが減少するというように、吐出圧Ｐの増減が連続的に交互に切り替わることにより、吐出圧Ｐがカムリング作動油圧Ｐｃに維持される。

機関回転数がさらに上昇し、機関運転状態において機関要求油圧Ｐ２が必要になると（図６参照）、ソレノイド５１への通電が遮断され、導入ポート５４と給排ポート５５とが連通する一方、給排ポート５５と排出ポート５６との連通が遮断される（図６に示す時点Ｘ）。このため、電磁弁１３は、弁体収容部５３を介して吐出部側通路部３３ａと第２制御油室側通路部３３ｂとを接続する第１状態にある。この結果、制御圧導入通路３１から吐出部側通路部３３ａへ供給される吐出圧Ｐが第２制御油室側通路部３３ｂを介してパイロット弁１２側へと導かれる。このとき、吐出圧Ｐは未だスプール作動油圧Ｐｓ（第２所定圧）に達していなければ、パイロット弁１２のスプール３６は、スプール収容部３８の一端部３８ａ側に位置することになり、第２給排孔４６を通して中継室４２と第１給排孔４１とが連通するので、吐出圧Ｐが第２制御油室１６へと供給される。これにより、コイルばね７の付勢力と第２制御油室１６の内圧に基づく付勢力との合力からなる偏心方向の付勢力が第１制御油室１５の内圧に基づく同心方向の付勢力を上回って、カムリング６が偏心方向へと押し戻され、吐出圧Ｐの増加量が再び大きくなり、高圧特性となる（図６中の区間ｃ）。

その後、かかる増大特性に基づき吐出圧Ｐが上昇してスプール作動油圧Ｐｓに到達すると、パイロット弁１２によって作動圧導入孔４０より圧力室３９に導入される吐出圧Ｐに基づいてスプール３６がバルブスプリング３７の付勢力に抗してプラグ３５側へと移動し、スプール３６の位置がスプール収容部３８の一端部３８ａ側から他端部３８ｂ側へと切り替わる。

これにより、第２給排孔４６および一端部側排出孔４７のスプール収容部３８側の開口が第１ランド部３６ａによって遮断されるとともに、中継室４２を介して第１給排孔４１と他端部側排出孔４３とが連通する。そして、第２制御油室１６内の作動油は排出されることにより減圧され、吐出圧Ｐよりも低くなる。この結果、第１制御油室１５の内圧に基づく同心方向の付勢力がコイルばね７の付勢力と第２制御油室１６の内圧に基づく付勢力との合力からなる偏心方向の付勢力を上回って、カムリング６が図８（ｂ）に示すように同心方向へ移動することにより吐出圧Ｐが減少する（図６中の区間ｄ）。

その後吐出圧Ｐがスプール作動油圧Ｐｓを下回るとカムリング６が偏心方向へ移動して吐出圧Ｐが増大し、吐出圧Ｐがスプール作動油圧Ｐｓを上回るとカムリング６が同心方向へ移動して吐出圧Ｐが減少するというように、第１給排孔４１と第２給排孔４６および一端部側排出孔４７との接続、もしくは第１給排孔４１と他端部側排出孔４３との接続が連続的に交互に切り替わることにより、吐出圧Ｐがスプール作動油圧Ｐｓに維持されるように調整されることとなる。

［第１の実施形態の効果］
従来技術の可変容量形ポンプでは、例えば高温時に作動油の粘性が低くなった場合に、各ポンプ室内の高圧の作動油が、ハウジング本体の底面と制御リングの一側面との間の隙間やカバー部材と制御リングの他側面との間の隙間であるサイドクリアランスを通して第２制御油室へ流れ込んで溜まる虞がある。第２制御油室内に溜まった作動油は、可変容量形ポンプの低圧制御時に、２つの弁、つまりパイロット弁および電磁弁が設けられた比較的長い通路を介して排出される。このとき、第２制御油室内の作動油は、上記通路との間に生じる抵抗、例えば通路の内周面と作動油との間の摩擦等による抵抗により速やかに排出されない。このため、第２制御油室内の油圧が増大し、この増大した油圧に基づく付勢力により、制御リングが第１制御油室内の油圧に基づく付勢力に抗して移動してしまう。その結果、可変容量形ポンプの吐出圧が増大してしまい、可変容量形ポンプの低圧制御時において可変容量形ポンプを効率的に作動させることができない虞があった。

これに対し、第１の実施形態では、図７（ａ）に示すように、可変容量形ポンプの低圧制御時において、第２制御油室１６内の作動油が、電磁弁１３を介さずにパイロット弁１２の中継室４２および一端部側排出孔４７を通して低圧部４４に排出される。つまり、第２制御油室１６内の作動油は、パイロット弁１２を介した比較的短い通路を通して低圧部４４に排出される。このため、パイロット弁１２および電磁弁１３を含む比較的長い通路を通して作動油を排出する場合に比べて、上記比較的短い通路からは抵抗を受け難く、第２制御油室１６内の作動油が低圧部４４に速やかに排出される。従って、第２制御油室１６内の油圧が過度に高くなることが抑制され、カムリング６が第１制御油室１５内の油圧に基づく付勢力に抗して移動することが抑制される。よって、可変容量形ポンプの吐出圧Ｐの変動が抑制され、可変容量形ポンプの低圧制御時に可変容量形ポンプを効率的に作動させることができる。

また、第１の実施形態では、電磁弁１３を介して導入される作動油の圧力により作動可能なパイロット弁１２が設けられている。

仮に、パイロット弁１２の代わりに電磁弁を用いる場合には、電源の故障等により電気の供給が停止したときには第２制御油室１６の作動油の給排を行うことができなくなってしまう。

そこで、第１の実施形態のように作動油の圧力のみで作動するパイロット弁１２を用いることで、上記電磁弁を用いる場合と比べて、環境変化に影響されず、第２制御油室１６の作動油の給排を容易に行うことができる。

さらに、第１の実施形態では、パイロット弁１２は、作動油の圧力がカムリング作動油圧Ｐｃよりも低いときに電磁弁１３と第２制御油室１６とを接続するとともに電磁弁１３を介さずに第２制御油室１６と低圧部４４とを接続し、作動油の圧力がカムリング作動油圧Ｐｃよりも高い圧力であるスプール作動油圧Ｐｓに達したときに、第２制御油室１６と低圧部４４との接続を遮断する。

より詳細には、作動油の圧力がカムリング作動油圧Ｐｃよりも低いときに、第２制御油室１６内の作動油が、第１給排孔４１、中継室４２、第２給排孔４６、給排ポート５５、油通路５２および排出ポート５６を介して低圧部４４に排出されるとともに、電磁弁１３を介さずにパイロット弁１２の中継室４２および一端部側排出孔４７を通して低圧部４４に排出される。そして、作動油の圧力がスプール作動油圧Ｐｓに達したときに、第２制御油室１６と電磁弁１３との接続を遮断した状態で、第２制御油室１６内の作動油が、中継室４２および一端部側排出孔４７を通して低圧部４４に排出されなくなる。従って、作動油が第２制御油室１６内に留まり、カムリング６に適度な圧力が掛かる。よって、可変容量形ポンプの高圧制御時に、可変容量形ポンプの吐出圧Ｐを効率良く制御することができる。

また、第１の実施形態では、パイロット弁１２は、スプール収容部３８と、スプール収容部３８内に移動可能に配置されたスプール３６と、スプール収容部３８の一端部３８ａとスプール３６との間に形成される圧力室３９と、スプール収容部３８の他端部３８ｂとスプール３６との間に形成される背圧室６６と、背圧室６６内に配置され、圧力室３９に向かってスプール３６を付勢するバルブスプリング３７と、背圧室６６に開口して大気に開放される空気孔４５と、一端部３８ａに開口して圧力室３９と接続される作動圧導入孔４０と、スプール３６の移動方向に沿った方向を軸方向としたときに、該軸方向に対する径方向においてスプール収容部３８に開口し、第２制御油室１６に接続される第１給排孔４１と、軸方向において第１給排孔４１よりも一端部３８ａ側に設けられ、径方向においてスプール収容部３８に開口し、電磁弁１３に接続される第２給排孔４６と、径方向において第２給排孔４６と少なくとも一部がオーバーラップするように設けられ、径方向においてスプール収容部３８に開口し、低圧部４４に接続される一端部側排出孔４７と、軸方向において第１給排孔４１よりも他端部３８ｂ側に設けられ、径方向においてスプール収容部３８に開口し、低圧部４４に接続される他端部側排出孔４３と、を備える。

このように、バルブボディ３４の径方向において一端部側排出孔４７が第２給排孔４６とオーバーラップした位置に設けられることで、可変容量形ポンプの高圧制御時に作動圧導入孔４０を介して作動油が導入され、スプール３６が他端部３８ｂ側に移動したときに、一端部側排出孔４７がスプール３６の第１ランド部３６ａの外周面によって即座に塞がれる。これにより、第２制御油室１６内に油圧が掛かり、可変容量形ポンプの高圧制御時において、レスポンスを損なうことなく、可変容量形ポンプの吐出圧Ｐを制御することができる。

さらに、第１の実施形態では、電磁弁１３が設けられている。

このため、電磁弁１３への通電および非通電により、可変容量形ポンプの低圧制御と高圧制御とを切り換える２段階制御を構成することができ、回転数領域に応じた制御を行うことができる。

また、第１の実施形態では、電磁弁１３は、該電磁弁１３の非通電時には第１状態となり、電磁弁１３の通電時には第２状態となる。

より詳細には、電磁弁１３の非通電時には、電磁弁１３は、吐出部側通路部３３ａと第２制御油室側通路部３３ｂとを接続する第１状態となり、吐出圧がスプール３６の一端に作用する。一方、電磁弁１３の通電時には、電磁弁１３は、油通路５２および排出ポート５６を介して第２制御油室側通路部３３ｂと低圧部４４とを接続する第２状態となり、吐出圧がスプール３６の一端に作用しない。

従って、本実施形態では、電源の故障等により電磁弁１３に電気が供給されなくなっても、高圧制御を継続することができる。

さらに、第１の実施形態では、低圧部４４は、第２制御油室１６内の作動油の圧力よりも低い圧力を有する。

これにより、可変容量形ポンプの低圧制御時に、第２制御油室１６内の作動油が中継室４２および一端部側排出孔４７を通して低圧部４４に排出され易くなる。このため、第２制御油室１６内の作動油の圧力が高くなることが抑制され、カムリング６が第１制御油室１５内の油圧に基づく付勢力に抗して移動することが抑制される。よって、各ポンプ室２６の体積の変化並びに可変容量形ポンプの吐出圧Ｐの変動が抑制され、可変容量形ポンプを効率的に作動させることができる。

また、第１の実施形態では、低圧部４４は、大気圧を有する。

このように低圧部４４が大気圧を有することで、第２制御油室１６内の作動油の圧力と低圧部４４との差圧が最も大きくなる。従って、可変容量形ポンプの低圧制御時に、第２制御油室１６内の作動油が中継室４２および一端部側排出孔４７を通して低圧部４４にさらに排出され易くなる。このため、第２制御油室１６内の油圧が増大することがさらに抑制され、カムリング６が第１制御油室１５内の油圧に基づく付勢力に抗して移動することがさらに抑制される。よって、可変容量形ポンプの吐出圧Ｐの増大がさらに抑制され、可変容量形ポンプをより効率的に作動させることができる。

さらに、第１の実施形態では、低圧部４４は、吸入孔２８と接続されても良い。

低圧部４４と吸入孔２８とを接続することで、第２制御油室１６内の作動油が、中継室４２および一端部側排出孔４７を通して吸入孔２８へ排出される。従って、一端部側排出孔４７からの作動油の排出が吸入の負圧分だけ向上する。これにより、第２制御油室１６内の油圧が適度な油圧に迅速に調整され、カムリング６の移動が抑制される。よって、可変容量形ポンプを効率的に作動させることができる。

また、第１の実施形態では、ポンプ機構は、回転駆動されるロータ４と、該ロータ４の外周側に出没可能に設けられた複数のベーン５と、を備える。

このようなポンプ機構においてカムリング６の内周面やリング部材８の外周面に対してベーン５の先端面や内端面を摺動させることで、例えばトロコイドポンプやギアポンプを用いる場合と比べて摺動面積が小さくなる。これにより、機械的なフリクションが少なくなり、内燃機関の燃費を向上させることができる。

［第２の実施形態］
図９は、第２の実施形態の可変容量形ポンプの断面図である。

第２の実施形態の可変容量形ポンプは、カムリング６が揺動可能に設けられてなる第１の実施形態の可変容量形ポンプと異なり、カムリング５７が直線的に移動可能となるように構成されている。また、第２の実施形態のカムリング５７では、第１の実施形態のカムリング６の第１、第２シール部材９，１０、アーム部６ｄおよびピボットピン２３が廃止されている。

第２の実施形態では、ハウジング本体１は、駆動軸３の軸方向に見たときのポンプ収容部１４の外形が概ね菱形をなすように形成されている。ポンプ収容部１４の１つの頂部には、ハウジング本体１の外側に膨出した矩形状の第１凹部５８が形成されている。この第１凹部５８の対向する２つの側壁５８ａ，５８ｂは、互いに平行になっている。また、ポンプ収容部１４の上記頂部とロータ４を挟んで対向する頂部には、ハウジング本体１の外側に段差状に膨出した概ね矩形状の第２凹部５９が形成されている。この第２凹部５９の対向する２つの側壁５９ａ，５９ｂは、互いに平行になっており、さらに、第１凹部５８の２つの側壁５８ａ，５８ｂとも平行になっている。

カムリング５７の外周部のうち第１凹部５８と対応した部位には、該第１凹部５８の２つの側壁５８ａ，５８ｂと摺動可能に配置される概ね矩形の第１突出部５７ａが突出形成されている。

また、カムリング５７の外周部のうち第２凹部５９と対応した部位には、該第２凹部５９の２つの側壁５９ａ，５９ｂと摺動可能に配置される概ね矩形の第２突出部５７ｂが突出形成されている。この第２突出部５７ｂのうち側壁５９ａと対向する面５７ｃには、該面５７ｃから側壁５９ｂ側に窪んだ溝部５７ｄが設けられている。この溝部５７ｄには、シール部材６０と、該シール部材６０を側壁５９ａに向けて付勢する弾性部材６１とからなるシール部材６２が装着されている。また、第２突出部５７ｂのうち面５７ｃと直交する面５７ｅには、該面５７ｅからロータ４側に矩形に窪んだ凹溝５７ｆが形成されている。凹溝５７ｆの底部５７ｇと第２凹部５９の端壁５９ｃとの間には、所定のセット荷重Ｗ３により圧縮されたコイルばね６３が設けられている。

第１凹部５８の内周面と第１突出部５７ａとの間の空間は、作動油の吐出量が減少する方向へカムリング５７が移動したときに容積が増大する第１制御油室７１となっている。この第１制御油室７１は、吐出通路３０から分岐した導入分岐通路６４に接続されている。

また、第２凹部５９の内周面と第２突出部５７ｂとの間の空間は、作動油の吐出量が増加する方向へカムリング５７が移動したときに容積が増大する第２制御油室７２となっている。この第２制御油室７２は、第１給排孔４１を介してパイロット弁１２のバルブボディ３４内の中継室４２に常時接続されている。

ポンプ収容部１４の第１，第２凹部５８，５９を含まない２つの頂部のうち一方の頂部（図９の右側の頂部）側では、ポンプ収容部１４の底面１４ａに、吸入領域側の各ポンプ室２６に開口した溝部である吸入ポート６７が形成されている。また、ポンプ収容部１４の底面１４ａのうち吸入ポート６７と隣接した位置には、図示せぬオイルパンに接続される吸入孔６８が開口形成されている。

一方、ポンプ収容部１４の他方の頂部（図９の左側の頂部）側では、ポンプ収容部１４の底面１４ａに、吐出領域側の各ポンプ室２６に開口した溝部である吐出ポート６９が形成されている。また、ポンプ収容部１４の底面１４ａのうち吐出ポート６９と隣接した位置には、吐出通路３０に接続される吐出孔７０が開口形成されている。吐出通路３０には、可変容量形ポンプから吐出された作動油中のスラッジ等の不純物を除去するオイルフィルタ６５が設けられている。

かかる可変容量形ポンプにおいて、第１制御油室７１内の油圧に基づく付勢力Ｆ１が、第２制御油室７２内の油圧に基づく付勢力Ｆ２とコイルばね６３による付勢力（セット荷重Ｗ３）との合力Ｆ２＋Ｗ３よりも小さい場合には、カムリング５７は、図９に示すように最大偏心位置に付勢されている。つまり、付勢力Ｆ１が合力Ｆ２＋Ｗ３よりも小さい場合には、カムリング５７は、ロータ４の中心Ｏ１に対するカムリング５７の中心Ｏ２の偏心量が最大となる位置（最大位置）で第１凹部５８側に付勢されている。このとき、図９に示すように、パイロット弁１２のスプール３６がスプール収容部３８の一端部３８ａ側に付勢されることで、一端部側排出孔４７が中継室４２と連通している。これにより、第２制御油室７２内の作動油は、図９に示すように、第１給排孔４１、中継室４２および一端部側排出孔４７を介して低圧部４４に排出される。

また、付勢力Ｆ１が合力Ｆ２＋Ｗ３よりも大きい場合には、カムリング５７は、ロータ４の中心Ｏ１に対するカムリング５７の中心Ｏ２の偏心量が小さくなるように、側壁５８ａ等に沿って直線的に移動する。このとき、パイロット弁１２のスプール３６がスプール収容部３８の他端部３８ｂ側に付勢されることで、一端部側排出孔４７は、スプール３６の第１ランド部３６ａの外周面によって閉塞され、他端部側排出孔４３と中継室４２とが連通する。これにより、第２制御油室７２内の作動油は、第１給排孔４１、中継室４２および他端部側排出孔４３を介して低圧部４４に排出される。

［第２の実施形態の効果］
第２の実施形態の可変容量形ポンプでは、第１、第２制御油室７１，７２がカムリング５７を挟んで互いに対向するように配置されており、カムリング５７が第１、第２制御油室７１，７２の間で直線的に移動可能となっている。このような可変容量形ポンプにおいても、例えば高温時に作動油の粘性が低くなった場合に、吐出ポート６９と連通した各ポンプ室２６内の高圧の作動油が、ポンプ収容部１４の底面１４ａや図示せぬカバー部材とカムリング６の２つの側面５７ｈ（図９には１つのみの側面５７ｈが示されている）との間のサイドクリアランスを通して第２制御油室７２へ流入する虞がある。そして、第２制御油室７２内の油圧が高くなり、これにより、カムリング５７が、第１制御油室７１内の油圧に基づく付勢力に抗して第１凹部５８側に移動し、可変容量形ポンプの吐出圧が変動する虞がある。

しかし、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様に、図９に示すように、可変容量形ポンプの低圧制御時において、第２制御油室７２内の作動油が、電磁弁１３を介さずに第１給排孔４１、中継室４２および一端部側排出孔４７を介して低圧部４４に排出される。つまり、第２制御油室７２内の作動油は、パイロット弁１２を介した比較的短い通路を通して低圧部４４に排出される。このため、パイロット弁１２および電磁弁１３を含む比較的長い通路を通して作動油を排出する場合に比べて、上記比較的短い通路からは抵抗を受け難く、第２制御油室７２内の作動油が低圧部４４に速やかに排出される。従って、第２制御油室７２内の油圧が過度に高くなることが抑制され、カムリング５７が第１制御油室７１内の油圧に基づく付勢力Ｆ１に抗して移動することが抑制される。よって、可変容量形ポンプの吐出圧の増大が抑制され、可変容量形ポンプを効率的に作動させることができる。

［他の実施形態］
他の実施形態では、例えば第１の実施形態の有底筒状のハウジング本体１のポンプ収容部１４において、第２シール部材１０がカムリング基準線Ｍよりも下側の領域ではなく、カムリング基準線Ｍよりも上側の領域に設けられている。つまり、第２シール部材１０は、カムリング基準線Ｍよりも上側の領域で、カムリング６の周方向において第１シール部材９よりもコイルばね７側に設けられている。このため、本実施形態では、第１シール部材９、第２シール部材１０、カムリング６の外周面およびハウジング本体１の内周面によって囲まれる空間が、第２制御油室となる。この第２制御油室は、作動油の吐出量が増加する方向へカムリング６が移動したときに容積が減少するように構成されている。

そして、本実施形態の可変容量形ポンプでは、第１制御油室１５内の油圧に基づく付勢力と上記第２制御油室内の油圧に基づく付勢力との合力と、コイルばね７の付勢力とのバランスでもって、カムリング６が制御される。

このように構成される本実施形態の可変容量形ポンプについて、本発明を適用しても良い。

また、別の実施形態では、例えば第１の実施形態の有底筒状のハウジング本体１のポンプ収容部１４において、カムリングがピボットピンを中心に揺動可能に配置されている。また、カムリングの内部には、回転駆動されることによって吸入部から導かれた作動油を吐出部から吐出するポンプ機構が設けられている。このポンプ機構は、外周部に複数の外歯が形成され、入力軸によって回転駆動されるインナロータと、該インナロータの上記複数の外歯と噛み合う複数の内歯が形成され、カムリングにより回転可能に保持され、インナロータの回転中心に対して偏心しているアウタロータと、を備えている。

また、カムリングの外周に設けられた一対のシール部材と、カムリングの外周面と、ポンプ収容部１４の内周面とによって囲まれた空間は、吐出部から吐出された作動油が導かれ、作動油の吐出量が減少する方向へカムリングが移動したときに容積が増加する制御油室となっている。

カムリングの外周に突出形成されたアーム部を挟んで制御油室と反対側には、アーム部に弾性的に当接することにより、制御油室の容積が減少する方向にカムリングを付勢可能な付勢部材、例えばコイルばねが対向して設けられている。

［その他の実施形態］
第１，２の実施形態では、ソレノイド５１が、導入分岐通路６４とパイロット弁１２の間の第２導入通路３３に設けられていたが、パイロット弁１２の他端部側排出孔４３に電磁弁１３の導入ポート５４が接続されるように設けられていても良い。

また、第１，２の実施形態では、第２制御油室１６，７２に、第２導入通路３３上に設けられたソレノイド５１とパイロット弁１２を介したオイルが導入されていたが、第２制御油室１６，７２と第２導入通路３３を直結することによってオイルを供給してもよい。このときは、第２制御油室１６，７２に、新たにオイルパンなどの低圧部４４につながる新たな排出通路を設け、前記排出通路上にソレノイド５１とパイロット弁１２を配置して、第２制御油室１６，７２内のオイルの量を制御しても良い。また、第２制御油室１６，７２と低圧部４４との間の排出通路上におけるソレノイド５１とパイロット弁１２の接続関係は、第２制御油室１６，７２、ソレノイド５１、パイロット弁１２、低圧部４４の順番でも良いし、第２制御油室１６，７２、パイロット弁１２、ソレノイド５１、低圧部４４の順番でも良い。

このように構成される本実施形態の可変容量形ポンプについて、本発明を適用しても良い。

以上説明した実施形態に基づく可変容量形ポンプとしては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。

可変容量形ポンプは、その一態様として、内部にポンプ収容部を有するハウジングと、前記ポンプ収容部に収容され、回転駆動されることによって吸入部から導かれた作動油を吐出部から吐出するポンプ機構と、前記ポンプ機構を収容し、該ポンプ機構から吐出される作動油の吐出量を可変にする制御リングと、前記制御リングの外周側に設けられ、前記吐出部から吐出された作動油が導かれ、前記作動油の吐出量が減少する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が増大する第１制御油室と、前記制御リングの外周側において前記吐出部と隣接して設けられ、前記吐出部から吐出された作動油が導入通路を介して導かれ、前記作動油の吐出量が変化する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が変化する第２制御油室と、前記導入通路を介して前記吐出部から吐出された作動油を前記第２制御油室に導く第１状態と、前記第２制御油室内の作動油を前記吐出部から吐出された作動油よりも低圧である低圧部に導く第２状態と、を切り換える第１弁と、前記第１弁が前記第２状態にあるときに、前記第１弁を介さずに前記第２制御油室と前記低圧部とを接続する第２弁と、を備える。

前記可変容量形ポンプの好ましい態様において、前記第１弁は、前記導入通路の途中に設けられ、前記第２弁は、前記第１弁と前記第２制御油室を接続する前記導入通路の途中に設けられている。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記第２弁は、前記第１弁を介して導入される作動油の圧力により作動可能なパイロット弁である。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記パイロット弁は、前記第１弁が前記第１状態にあり、前記作動油の圧力が第１所定圧よりも低いときに、前記第１弁と前記第２制御油室とを接続するとともに前記第１弁を介さずに前記第２制御油室と前記低圧部とを接続し、前記作動油の圧力が前記第１所定圧よりも高い圧力である第２所定圧に達したときに、前記第２制御油室と前記低圧部との接続を遮断する。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記パイロット弁は、スプール収容部と、前記スプール収容部内に移動可能に配置されたスプールと、前記スプール収容部の一端部と前記スプールとの間に形成される圧力室と、前記スプール収容部の他端部と前記スプールとの間に形成される背圧室と、前記背圧室内に配置され、前記圧力室に向かって前記スプールを付勢する付勢部材と、前記背圧室に開口して大気に開放される空気孔と、前記一端部に開口して前記圧力室と接続される作動圧導入孔と、前記スプールの移動方向に沿った方向を軸方向としたときに、該軸方向に対する径方向において前記スプール収容部に開口し、前記第２制御油室に接続される第１給排孔と、前記軸方向において前記第１給排孔よりも前記一端部側に設けられ、前記径方向において前記スプール収容部に開口し、前記第１弁に接続される第２給排孔と、前記径方向において前記第２給排孔と少なくとも一部がオーバーラップするように設けられ、前記径方向において前記スプール収容部に開口し、前記低圧部に接続される第１排出孔と、前記軸方向において前記第１給排孔よりも前記他端部側に設けられ、前記径方向において前記スプール収容部に開口し、前記低圧部に接続される第２排出孔と、を備える。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記第１弁は、電磁弁である。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記電磁弁は、該電磁弁の非通電時には前記第１状態となり、前記電磁弁の通電時には前記第２状態となる。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記低圧部は、前記第２制御油室内の作動油の圧力よりも低い圧力を有する。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記低圧部は、大気圧を有する。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記低圧部は、前記吸入部と接続される。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記第２制御油室は、前記作動油の吐出量が増加する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が増大する。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記ポンプ機構は、回転駆動されるロータと、該ロータの外周側に出没可能に設けられた複数のベーンと、を備える。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記制御リングは、前記ポンプ機構を収容する前記ポンプ収容部内を揺動する。

別の好ましい態様では、前記可変容量形ポンプの態様のいずれかにおいて、前記制御リングは、前記ポンプ収容部内を直線的に移動する。

また、以上説明した実施形態に基づく他の可変容量形ポンプとしては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。

内燃機関に設けられた電磁弁への通電状態によって吐出される作動油の油圧が変更される可変容量形ポンプは、その一態様として、内部にポンプ収容部を有するハウジングと、前記ポンプ収容部に収容され、回転駆動されることによって吸入部から導かれた作動油を吐出部から吐出するポンプ機構と、前記ポンプ機構を収容し、該ポンプ機構から吐出される作動油の吐出量を可変にする制御リングと、前記制御リングの外周側に設けられ、前記吐出部から吐出された作動油が導かれ、前記作動油の吐出量が減少する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が増大する第１制御油室と、前記制御リングの外周側において前記吐出部と隣接して設けられ、前記吐出部から吐出された作動油の圧力が前記電磁弁によって制御され、前記電磁弁で制御された作動油の圧力が導かれる第２制御油室であって、前記作動油の吐出量が増加する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が増大する前記第２制御油室と、前記電磁弁が、前記第２制御油室へ導く油圧を低下させている状態にあるときに、前記電磁弁を介さずに前記第２制御油室と前記低圧部とを接続する弁と、を備える。

６・・・カムリング、６ｍ・・・第２受圧面、７・・・コイルばね、１２・・・パイロット弁、１３・・・電磁弁、１４・・・ポンプ収容部、１５・・・第１制御油室、１６・・・第２制御油室、２４・・・吸入ポート、２５・・・吐出ポート、３１・・・制御圧導入通路、３２・・・第１導入通路、３３ａ・・・吐出部側通路部、３３ｂ・・・第２制御油室側通路部、３４・・・バルブボディ、３５・・・プラグ、３６・・・スプール、３７・・・バルブスプリング、３９・・・圧力室、４０・・・作動圧導入孔、４１・・・第１給排孔、４２・・・中継室、４３・・・他端部側排出孔、４６・・・第２給排孔、４７・・・一端部側排出孔、５７・・・カムリング、６３・・・コイルばね、７１・・・第１制御油室、７２・・・第２制御油室

Claims (15)

1. 内部にポンプ収容部を有するハウジングと、
   前記ポンプ収容部に収容され、回転駆動されることによって吸入部から導かれた作動油を吐出部から吐出するポンプ機構と、
   前記ポンプ機構を収容し、該ポンプ機構から吐出される作動油の吐出量を可変にする制御リングと、
   前記制御リングの外周側に設けられ、前記吐出部から吐出された作動油が導かれ、前記作動油の吐出量が減少する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が増大する第１制御油室と、
   前記制御リングの外周側において前記吐出部と隣接して設けられ、前記吐出部から吐出された作動油が導入通路を介して導かれ、前記作動油の吐出量が変化する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が変化する第２制御油室と、
   前記導入通路を介して前記吐出部から吐出された作動油を前記第２制御油室に導く第１状態と、前記第２制御油室内の作動油を前記吐出部から吐出された作動油よりも低圧である低圧部に導く第２状態と、を切り換える第１弁と、
   前記第１弁が前記第２状態にあるときに、前記第１弁を介さずに前記第２制御油室と前記低圧部とを接続する第２弁と、
   を備えた可変容量形ポンプ。
2. 請求項１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
   前記第１弁は、前記導入通路の途中に設けられ、
   前記第２弁は、前記第１弁と前記第２制御油室を接続する前記導入通路の途中に設けられたことを特徴とする可変容量形ポンプ。
3. 請求項２に記載の可変容量形ポンプにおいて、
   前記第２弁は、前記第１弁を介して導入される作動油の圧力により作動可能なパイロット弁であることを特徴とする可変容量形ポンプ。
4. 請求項３に記載の可変容量形ポンプにおいて、
   前記パイロット弁は、
   前記第１弁が前記第１状態にあり、前記作動油の圧力が第１所定圧よりも低いときに、前記第１弁と前記第２制御油室とを接続するとともに前記第１弁を介さずに前記第２制御油室と前記低圧部とを接続し、
   前記作動油の圧力が前記第１所定圧よりも高い圧力である第２所定圧に達したときに、前記第２制御油室と前記低圧部との接続を遮断することを特徴とする可変容量形ポンプ。
5. 請求項３に記載の可変容量形ポンプにおいて、
   前記パイロット弁は、スプール収容部と、前記スプール収容部内に移動可能に配置されたスプールと、前記スプール収容部の一端部と前記スプールとの間に形成される圧力室と、前記スプール収容部の他端部と前記スプールとの間に形成される背圧室と、前記背圧室内に配置され、前記圧力室に向かって前記スプールを付勢する付勢部材と、前記背圧室に開口して大気に開放される空気孔と、前記一端部に開口して前記圧力室と接続される作動圧導入孔と、前記スプールの移動方向に沿った方向を軸方向としたときに、該軸方向に対する径方向において前記スプール収容部に開口し、前記第２制御油室に接続される第１給排孔と、前記軸方向において前記第１給排孔よりも前記一端部側に設けられ、前記径方向において前記スプール収容部に開口し、前記第１弁に接続される第２給排孔と、前記径方向において前記第２給排孔と少なくとも一部がオーバーラップするように設けられ、前記径方向において前記スプール収容部に開口し、前記低圧部に接続される第１排出孔と、前記軸方向において前記第１給排孔よりも前記他端部側に設けられ、前記径方向において前記スプール収容部に開口し、前記低圧部に接続される第２排出孔と、を備えることを特徴とする可変容量形ポンプ。
6. 請求項２に記載の可変容量形ポンプにおいて、
   前記第１弁は、電磁弁であることを特徴とする可変容量形ポンプ。
7. 請求項６に記載の可変容量形ポンプにおいて、
   前記電磁弁は、該電磁弁の非通電時には前記第１状態となり、前記電磁弁の通電時には前記第２状態となることを特徴とする可変容量形ポンプ。
8. 請求項２に記載の可変容量形ポンプにおいて、
   前記低圧部は、前記第２制御油室内の作動油の圧力よりも低い圧力を有することを特徴とする可変容量形ポンプ。
9. 請求項２に記載の可変容量形ポンプにおいて、
   前記低圧部は、大気圧を有することを特徴とする可変容量形ポンプ。
10. 請求項２に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    前記低圧部は、前記吸入部と接続されることを特徴とする可変容量形ポンプ。
11. 請求項２に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    前記第２制御油室は、前記作動油の吐出量が増加する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が増大することを特徴とする可変容量形ポンプ。
12. 請求項１１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    前記ポンプ機構は、回転駆動されるロータと、該ロータの外周側に出没可能に設けられた複数のベーンと、を備えることを特徴とする可変容量形ポンプ。
13. 請求項１１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    前記制御リングは、前記ポンプ機構を収容する前記ポンプ収容部内を揺動することを特徴とする可変容量形ポンプ。
14. 請求項１１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    前記制御リングは、前記ポンプ収容部内を直線的に移動することを特徴とする可変容量形ポンプ。
15. 内燃機関に設けられた電磁弁への通電状態によって吐出される作動油の油圧が変更される可変容量形ポンプであって、
    内部にポンプ収容部を有するハウジングと、
    前記ポンプ収容部に収容され、回転駆動されることによって吸入部から導かれた作動油を吐出部から吐出するポンプ機構と、
    前記ポンプ機構を収容し、該ポンプ機構から吐出される作動油の吐出量を可変にする制御リングと、
    前記制御リングの外周側に設けられ、前記吐出部から吐出された作動油が導かれ、前記作動油の吐出量が減少する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が増大する第１制御油室と、
    前記制御リングの外周側において前記吐出部と隣接して設けられ、前記吐出部から吐出された作動油の圧力が前記電磁弁によって制御され、前記電磁弁で制御された作動油の圧力が導かれる第２制御油室であって、前記作動油の吐出量が増加する方向へ前記制御リングが移動したときに容積が増大する前記第２制御油室と、
    前記電磁弁が、前記第２制御油室へ導く油圧を低下させている状態にあるときに、前記電磁弁を介さずに前記第２制御油室と前記低圧部とを接続する弁と、
    を備えた可変容量形ポンプ。

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