WO2024057753A1 - 可変容量形ポンプ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a variable displacement pump.
- the axially outer end surface of the cam ring is formed approximately parallel to the axially end surface of the pump accommodating portion of the housing. For this reason, when the oil that has passed through the axially outer end surface of the cam ring flows into the discharge port, a vortex is generated near the outer peripheral edge of the axially outer end surface of the cam ring, resulting in pressure loss. There was room for improvement.
- the present invention was devised in view of the technical problems of the conventional variable displacement pump, and an object of the present invention is to provide a variable displacement pump that can reduce the pressure loss of the pump. There is.
- a recess is provided in the first end face, which is one axial end face of the cam ring, that opens into the discharge passage and whose axial width increases from the radial inside to the radial outside of the cam ring.
- pressure loss of the pump can be reduced.
- FIG. 1 is an exploded perspective view of a variable displacement pump according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a plan view showing the variable displacement pump shown in FIG. 1 with the second housing removed.
- 3 is an enlarged view of the main part of FIG. 2.
- FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3.
- 1 is a graph showing discharge oil pressure characteristics of a variable displacement pump according to the present invention.
- 6 is a hydraulic circuit diagram showing the operating state of the variable displacement pump according to the first embodiment of the present invention, in which (a) shows the state of the pump in section a of FIG. 5, and (b) shows the state of the pump in section b of FIG. 5.
- FIG. This is a diagram.
- FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing the operating state of the variable displacement pump according to the first embodiment of the present invention, in which (a) shows the state of the pump in section c of FIG. 5, and (b) shows the state of the pump in section d of FIG. 5.
- FIG. This is a diagram. 6 is a hydraulic circuit diagram showing the operating state of the variable displacement pump according to the first embodiment of the present invention, in which (a) shows the state of the pump in section e of FIG. 5, and (b) shows the state of the pump in section f of FIG. 5.
- FIG. 4 is an enlarged view of the main part of FIG. 3 , showing the first slope by angle. It is a graph which displays the pressure loss of a variable displacement pump by the angle of a 1st slope. It is a top view which shows the state which removed the 2nd housing of the variable displacement pump based on 2nd Embodiment of this invention. 14 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 13.
- FIG. 7 is an enlarged view of main parts of a variable displacement pump according to a third embodiment of the present invention.
- FIG. 17 is a sectional view taken along the line CC in FIG. 16.
- FIG. 17 is a diagram showing a modification of the fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to the line CC in FIG. 16.
- FIG. 17 is a diagram showing a modification of the fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view corresponding to the line CC in FIG. 16.
- variable displacement pump is used as a pump for supplying lubricating oil for an internal combustion engine to a valve timing control device that controls the opening and closing timing of sliding parts and engine valves of an automobile internal combustion engine.
- axial direction the direction along the rotation axis of the drive shaft 2
- radial direction the direction orthogonal to the rotation axis of the drive shaft 2
- the rotation direction of the drive shaft 2 is referred to as the "circumferential direction.”
- First embodiment 1 to 12 show a variable displacement pump VP1 according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 1 shows an exploded perspective view of a variable displacement pump VP1 according to a first embodiment of the present invention. Further, FIG. 2 shows a plan view of the variable displacement pump VP1 shown in FIG. 1 with the second housing removed.
- the variable displacement pump VP1 includes a drive shaft 2, a pump element 3 rotationally driven by the drive shaft 2, and a cam ring swingably provided on the outer circumferential side of the pump element 3. 4, and a coil spring SP corresponding to a biasing member that biases the cam ring 4 in an eccentric direction, and these are housed inside the housing 1.
- the variable displacement pump VP1 is fastened to the side of an engine (cylinder block) not shown by bolts not shown.
- the housing 1 includes a cup-shaped first housing 11 that corresponds to a pump body, and a lid-shaped lid that is joined to the first housing 11 and corresponds to a cover member that closes an opening of the first housing 11. and a second housing 12.
- both the first housing 11 and the second housing 12 are integrally formed of a metal material, for example, an aluminum alloy.
- the first housing 11 has a bottom wall 111 and a peripheral wall 112 that rises from the outer periphery of the bottom wall 111 and continues in the circumferential direction along the outer periphery of the bottom wall 111. That is, the first housing 11 is open at one end in the axial direction facing the second housing 12, and the other end is closed by the bottom wall 111. In other words, the bottom wall 111 and the peripheral wall 112 define a cup-shaped pump accommodating portion 110 inside the first housing 11 .
- a flange portion 113 that forms a joint surface with the second housing 12 is provided at the opening edge of the first housing 11 on one axial end side.
- the flange portion 113 is provided along the circumferential direction of the first housing 11 and is formed integrally with the peripheral wall 112. Further, the flange portion 113 has a plurality of female screw holes 113a.
- the plurality of female screw holes 113a are provided at intervals in the circumferential direction, and a screw (not shown) for fastening the second housing 12 to the first housing 11 is screwed into each female screw hole 113a.
- a first bearing hole (not shown) that rotatably supports one end of the drive shaft 2 passes through the bottom wall 111 that constitutes one end wall of the pump accommodating portion 110 at a substantially central position. Furthermore, a first pin support groove 111b is formed on the inner surface of the bottom wall 111, which swingably supports the cam ring 4 via a cylindrical pivot pin 40.
- a first seal sliding surface 112a is formed on the upper side of FIG.
- the first seal sliding surface 112a is formed in an arcuate shape having a curvature defined by a first radius R1 from the center Q of the first pin support groove 111b.
- the first seal sliding contact surface 112a is set to have a length in the circumferential direction that allows the first seal member S1 to come into sliding contact within the swinging range of the cam ring 4.
- a second seal sliding contact surface 112b and a second seal member S2 and a third seal member S3 provided on the outer peripheral side of the cam ring 4 are in sliding contact with each other on the lower side of FIG.
- a third seal sliding surface 112c is formed.
- the second seal sliding contact surface 112b is formed in a circular arc shape having a curvature configured with a second radius R2 from the center Q of the first pin support groove 111b
- the third seal sliding contact surface 112c is
- the groove 111b is formed in an arcuate shape having a curvature defined by a third radius R3 from the center Q of the groove 111b.
- the second seal sliding contact surface 112b is set to have a length in the circumferential direction that allows the second seal member S2 to come into sliding contact within the swinging range of the cam ring 4
- the third seal sliding contact surface 112c is set to have a length in the circumferential direction that allows the second seal member S2 to come into sliding contact within the swinging range of the cam ring 4.
- the length in the circumferential direction is set to allow the third seal member S3 to make sliding contact within the movement range.
- suction area an area where the volume of the pump chamber 30 is expanded (hereinafter referred to as “suction area”), which will be described later, is opened on the outer peripheral side of the first bearing hole (not shown).
- a first suction portion 114 is formed that guides oil into the pump chamber 30 as the element 3 pumps.
- discharge region On the opposite side of the rotation center Z of the drive shaft 2 from the suction region, a region (hereinafter referred to as “discharge region”) where the volume of the pump chamber 30 described later is reduced is opened, and the pump of the pump element 3 is opened.
- a first discharge portion 115 is formed that discharges oil in the pump chamber 30 as the pump operates.
- the first suction portion 114 includes a first suction port 114a having a generally arcuate shape along the rotational direction D of the drive shaft 2, and a first suction port extension portion 114b extending radially outward from an intermediate position of the first suction port 114a. It has a generally circular suction port 114c provided at the tip of the first suction port extension 114b.
- the suction port 114c may directly open to the oil pan OP via an oil strainer (not shown), or may be connected to the oil pan OP via a suction passage (not shown). Oil as a working fluid stored in an oil pan OP attached to an engine (not shown) is introduced into the pump housing portion 110 into the first suction port 114a through the suction port 114c. .
- variable displacement pump VP1 the oil stored in the oil pan OP is pumped through the first suction section 114 and the second suction section 124, which will be described later, due to the negative pressure generated due to the pumping action of the pump element 3. , are sucked into each pump chamber 30 related to the suction area.
- the first suction section 114 and the second suction section (not shown), which will be described later, constitute the suction section according to the present invention.
- the first discharge portion 115 includes a first discharge port 115a having a generally arcuate shape along the rotational direction D of the drive shaft 2, and a first discharge port extension portion 115b extending radially outward from an intermediate position of the first discharge port 115a. It has a discharge port 115c that is provided on the distal end side of the first discharge port extension portion 115b and opens to the outside so as to penetrate the peripheral wall 112. That is, in the variable displacement pump VP1, oil pressurized by the pump action of the pump element 3 is discharged to the outside via the first discharge part 115 and the second discharge part 125, which will be described later, and is discharged from the cylinder block (not shown).
- an oil jet device OJ that cools the sliding parts of the engine (not shown) such as a crank metal CM, a piston of the engine (not shown), and valve timing control (not shown) are provided. It is supplied to equipment VT etc.
- the first discharge section 115 and the second discharge section 125 which will be described later, constitute the discharge section according to the present invention.
- the second housing 12 functions as a lid-like cover member that closes an opening at one end of the first housing 11, and is connected to the first housing 11 through a plurality of screws (not shown). It is joined to the flange portion 113 of.
- the second housing 12 has a plurality of screw through holes 121a at positions corresponding to the female screw holes 113a of the first housing 11. That is, the second housing 12 is fastened to the first housing 11 by screwing screws (not shown) passing through the plurality of screw through holes 121a into each female threaded hole 113a of the first housing 11.
- the second housing 12 is fastened to the first housing 11 by the screw (not shown) while being positioned by the positioning pin LP.
- a second bearing hole 122a that rotatably supports the other end of the drive shaft 2 is formed in the second housing 12 at a position opposite to the first bearing hole 111a of the first housing 11.
- the inner surface of the second housing 12 is also provided with a second pin support groove (not shown), a second suction port (not shown) constituting the second suction part (not shown), and a second suction port extension part (not shown). outside), and the second discharge port 125a (see FIG. 4) and second discharge port extension portion 125b (see FIG. 4) constituting the second discharge portion 125 are connected to the first pin support groove 111b and the first suction port 114a, respectively. , the first suction port extension 114b, the first discharge port 115a, and the first discharge port extension 115b.
- the drive shaft 2 includes a drive shaft general portion 21 formed at one end in the axial direction, which is rotatably supported in a first bearing hole (not shown) of the first housing 11. Ru.
- a drive shaft large diameter portion 22 having an outer diameter larger than the drive shaft general portion 21 at the other end in the axial direction is rotatably supported in the second bearing hole 122a of the second housing 12.
- a drive shaft end portion 23 formed with a relatively small diameter on the other end side than the drive shaft large diameter portion 22 faces the outside through the second bearing hole 122a, and a It is linked to the crankshaft of an engine (not shown) via a transmission member.
- a straight line N (hereinafter referred to as "cam ring eccentric direction line") passing through the rotation center Z of the drive shaft 2 and perpendicular to the cam ring reference line M shown in FIG. 2 is the boundary between the suction area and the discharge area. It has become.
- the pump element 3 includes a rotor 31 that is housed on the inner circumferential side of the cam ring 4 and is rotationally driven by the drive shaft 2, and a plurality of radially cut out parts on the outer circumferential side of the rotor 31.
- a plurality of vanes 32 are respectively accommodated in the slits 312 of the vanes 32 so as to be retractable.
- a pair of ring members 33, 33 which are formed to have a smaller diameter than the rotor 31 and are accommodated inside each vane 32 in the radial direction, are arranged at both ends of the rotor 31 in the axial direction.
- the rotor 31 has a shaft through hole 311 that passes through the center in the axial direction, and is cut radially from the center of the shaft through hole 311 toward the outside in the radial direction. It has a plurality of missing slits 312. Further, at the bottom of each slit 312, a back pressure chamber 313 having a substantially circular cross section and into which oil is introduced is provided. That is, each vane 32 is pushed outward (towards the cam ring 4) by the centrifugal force generated as the rotor 31 rotates and the pressure of the oil introduced into the back pressure chamber 313.
- the plurality of vanes 32 housed in the rotor 31 are formed into a rectangular plate shape from a predetermined metal material, and as the rotor 31 rotates, each vane 32 comes into sliding contact with the inner circumferential surface of the cam ring 4. . That is, since the tip surface of each vane 32 comes into sliding contact with the inner peripheral surface of the cam ring 4, the rotor 31, the pair of circumferentially adjacent vanes 32, 32, and the cam ring 4 rotate in the rotation direction D of the rotor 31.
- a plurality of pump chambers 30 are defined.
- each vane 32 has its base end surface slidingly contacted with the outer circumferential surface of the pair of ring members 33, 33, and is pushed radially outward of the rotor 31 by the pair of ring members 33, 33.
- the configuration is as follows. As a result, even when the engine speed is low and the centrifugal force accompanying the rotation of the rotor 31 and the hydraulic pressure in the back pressure chamber 313 are small, the tip surface of each vane 32 can slide against the inner peripheral surface of the cam ring 4.
- the pump chambers 30 are in contact with each other and are partitioned off in a liquid-tight manner.
- the cam ring 4 is formed of a sintered material into a generally annular shape, and has a circular pump element accommodating portion 41 in which the pump element 3 can be accommodated on the inner peripheral side. Further, on the outer peripheral side of the cam ring 4, an arcuate groove-shaped swinging support part 42 that can slide on the outer peripheral surface of a cylindrical pivot pin 40 supported by the housing 1 is provided along the axial direction. . That is, the cam ring 4 slides into the outer circumferential surface of the pivot pin 40 supported by the first pin support groove 111b and the second pin support groove 122b, and thereby swings into the pump housing section 110 via the pivot pin 40. movably supported. Further, the swing support portion 42 is pressed against the pivot pin 40 by the discharge pressure P acting on the inner surface of the cam ring 4 (pump element accommodating portion 41) in the discharge region due to the pump action by the pump element 3.
- a first seal component 431 which faces the first seal sliding surface 112a, the second seal sliding surface 112b, and the third seal sliding surface 112c of the first housing 11, respectively; It has a second seal component 432 and a third seal component 433.
- the first seal component 431 has a first seal surface 431a that is arcuate and concentric with the first seal sliding surface 112a.
- the second seal component 432 has a second seal surface 432a that is concentric with the second seal sliding surface 112b.
- the third seal component 433 has a third seal surface 433a that is concentric with the third seal sliding surface 112c.
- a first seal holding groove 431b is formed in the first seal surface 431a and extends along the axial direction so as to open toward the first seal sliding surface 112a.
- a second seal holding groove 432b is formed in the second seal surface 432a and extends along the axial direction so as to open toward the second seal sliding surface 112b.
- a third seal holding groove 433b that extends along the axial direction is formed in the third seal surface 433a so as to open toward the third seal sliding surface 112c.
- the first seal holding groove 431b accommodates a first seal member S1 that comes into sliding contact with the first seal sliding contact surface 112a when the cam ring 4 swings.
- the second seal holding groove 432b accommodates a second seal member S2 that slides into contact with the second seal sliding surface 112b when the cam ring 4 swings.
- the third seal holding groove 433b accommodates a third seal member S3 that slides into contact with the third seal sliding contact surface 112c when the cam ring 4 swings.
- the first seal member S1, the second seal member S2, and the third seal member S3 are all made of, for example, a fluororesin material having low friction characteristics, and are made of a fluorine-based resin material that extends along the axial direction of the cam ring 4. It is formed into an elongated straight line. Furthermore, as shown in FIG. 2, elastic members BR made of rubber are arranged at the bottoms of the first seal holding groove 431b, the second seal holding groove 432b, and the third seal holding groove 433b, respectively.
- first, second, and third seal members S1, S2, and S3 elastically contact the first, second, and third seal sliding surfaces 112a, 112b, and 112c, respectively, with the elastic force of the elastic member BR.
- first, second, and third seal surfaces 431a, 432a, and 433a and the first, second, and third seal sliding surfaces 112a, 112b, and 112c are sealed liquid-tightly.
- a first control oil chamber PR1 is provided by a swing support portion 42 supported via a pivot pin 40 and a first seal member S1. is defined.
- the first control oil pressure P1 is guided to the first control oil chamber PR1 via one of the first passages L1 that is bifurcated from the discharge pressure introduction passage Lb connected to the main gallery MG. Note that the first control oil pressure P1 guided to the first control oil chamber PR1 is substantially the same as the discharge pressure P guided to the main gallery MG.
- first passage L1 is connected to a first control pressure introduction hole 118 penetrating the bottom wall 111 of the first housing 11, and the first control oil pressure P1 is supplied to the first control oil through the first control pressure introduction hole 118. It is introduced directly into chamber PR1.
- the first control oil pressure P1 introduced into the first control oil chamber PR1 is formed between the swing support portion 42 and the first seal member S1 on the outer peripheral surface of the cam ring 4 facing the first control oil chamber PR1. It acts on the first pressure-receiving surface 441 .
- a second control oil chamber is provided on the opposite side of the first control oil chamber PR1 across the rotation center Z of the drive shaft 2 by a second seal member S2 and a third seal member S3.
- a room PR2 is defined.
- a reduced second control oil pressure P2 is introduced into the second control oil chamber PR2 from the other second passage L2 branched from the discharge pressure introduction passage Lb via the control valve SV. Further, in the second passage L2, the second control oil pressure P2 is introduced into the second control oil chamber PR2 via a second control pressure introduction hole 119 penetrating the bottom wall 111 of the first housing 11.
- the second control oil pressure P2 guided to the second control oil chamber PR2 is formed between the second seal member S2 and the third seal member S3 on the outer peripheral surface of the cam ring 4 facing the second control oil chamber PR2. It acts on the second pressure-receiving surface 442. That is, the hydraulic pressure acting on the second pressure receiving surface 442 applies a moving force (swinging force) to the cam ring 4 in a direction in which the eccentricity ⁇ of the cam ring 4 increases (hereinafter referred to as the "eccentric direction").
- a spring accommodating portion 116 for accommodating the coil spring SP is formed in the peripheral wall 112 of the first housing 11 facing the second control oil chamber PR2.
- the spring housing portion 116 is formed into a generally rectangular concave shape, and a coil spring SP is loaded with a predetermined preload (set load W1) between the spring housing portion 116 and the arm portion 45 of the cam ring 4. .
- This coil spring SP constantly biases the cam ring 4 in the eccentric direction based on the set load W1.
- variable displacement pump VP1 has a lower pressure than the first control oil chamber PR1 compared to the resultant force of the urging force based on the internal pressure (second control oil pressure P2) of the second control oil chamber PR2 and the set load W1 of the coil spring SP.
- an arm portion 45 is provided that receives the biasing force (set load W1) of the coil spring SP.
- the arm portion 45 is provided so as to extend generally linearly toward the outer circumferential side of the cam ring 4, and constitutes a point of action of the biasing force (set load W1) of the coil spring SP.
- a stopper portion 46 is provided on the outer peripheral side of the cam ring 4 to restrict movement of the cam ring 4 in the eccentric direction.
- the stopper portion 46 limits the maximum eccentricity of the cam ring 4 by coming into contact with a cam ring contact portion 117 provided on the peripheral wall 112 of the first housing 11 .
- the stopper part 46 may be provided separately from the arm part 45 as in this embodiment, or may be provided integrally with the arm part 45.
- the surface of the arm portion 45 opposite to the spring contact surface 451 is used as a stopper surface 452, and the stopper surface 452 is brought into contact with the cam ring contact portion 117, thereby regulating the maximum eccentricity of the cam ring 4. be able to.
- control valve SV is a solenoid valve that is driven and controlled by a control device CU that controls the engine.
- the control valve SV is provided with a valve part 5 that controls the opening and closing of the second passage L2, and is provided at one end of the valve part 5, and controls the valve part 5 based on the excitation current output by the control device CU. It has a solenoid part 6 that provides opening/closing control.
- the valve portion 5 is a so-called three-way valve that includes a valve case 51, a spool valve body 52, a retainer member 53, and a valve spring 54.
- the valve portion 5 may be built into the housing 1 and provided integrally with the variable displacement pump VP1, or may be provided separately and independently from the variable displacement pump VP1. good.
- the valve case 51 is made of a predetermined metal material, for example, an aluminum alloy material, and has a generally cylindrical shape with both ends open in the direction of the central axis Y, and has a valve body accommodating portion 510 therein.
- the valve body accommodating portion 510 is constituted by a stepped through hole that penetrates the valve case 51 along the central axis Y direction of the valve case 51. That is, the valve body housing portion 510 has a first valve body sliding contact portion 511 on one end side in the central axis Y direction, and has a first valve body sliding contact portion 511 on the other end side in the central axis Y direction. It has a second valve body sliding contact portion 512 having a large diameter.
- the opening of the valve body accommodating portion 510 on the first valve body sliding contact portion 511 side is closed by the solenoid portion 6 .
- the opening on the second valve body sliding contact portion 512 side of the valve body accommodating portion 510 functions as a drain port Pd for discharging oil from the spring accommodating chamber 55, which will be described later, and opens into the drain passage Ld.
- the drain port Pd may not open to the drain passage Ld, but may directly open to the oil pan OP corresponding to the low pressure section.
- the drain port Pd only needs to communicate with a low pressure part, and may be configured to communicate with the oil pan OP corresponding to atmospheric pressure, or may be configured to communicate with, for example, the vicinity of the suction port 114c where the pressure is negative.
- the end on the first valve body sliding contact part 511 side (the left side in FIG. 2) is defined as the first end
- the end on the second valve body sliding contact part 512 side is defined as the second end.
- a first annular groove 513 is formed on the outer peripheral side of the first valve body sliding contact portion 511 by cutting out the outer peripheral surface of the valve case 51 along the circumferential direction. Furthermore, a plurality of first valve holes 513a are formed at the bottom of the first annular groove 513, which communicate between the inside and outside of the valve body housing portion 510 in the radial direction of the valve case 51 perpendicular to the central axis Y.
- the first valve hole 513a is constituted by a round hole that is generally circular in plan view, and serves as a supply/discharge port Pc for supplying and discharging oil (first control oil pressure P2) to and from the second control oil chamber PR2 through the second passage L2. Function.
- a second annular groove 514 is formed on the outer circumferential side of the second valve body sliding contact portion 512 by cutting out the outer circumferential surface of the valve case 51 along the circumferential direction.
- a second valve hole 514a is formed at the bottom of the second annular groove 514, which communicates between the inside and outside of the valve body accommodating portion 510 in the radial direction of the valve case 51 perpendicular to the central axis Y.
- the second valve hole 514a is constituted by a round hole that is generally circular in plan view, and functions as an introduction port Pb that introduces oil (discharge pressure P) from the discharge pressure introduction passage Lb.
- the spool valve body 52 has a stepped cylindrical shape with different outer diameters in the central axis Y direction, which is the direction of movement, and is slidably accommodated in the valve body accommodating portion 510 of the valve case 51.
- the spool valve body 52 has a first land portion 521 that is in sliding contact with the first valve body sliding contact portion 511, and is formed to have a larger diameter than the first land portion 521, and a second valve body sliding contact portion 512. and a second land portion 522 that is in sliding contact with the second land portion 522 .
- an intermediate shaft portion 523 having an outer diameter smaller than those of the first land portion 521 and the second land portion 522 is formed between the first land portion 521 and the second land portion 522. That is, the intermediate shaft portion 523 defines a relay chamber Rc between the intermediate shaft portion 523 and the valve body housing portion 510 in the radial direction of the valve case 51.
- the first land portion 521 and the second land portion 522 facing each other in the direction of the central axis Y function as a pressure receiving surface that receives the hydraulic pressure guided from the first valve hole 513a.
- the second land portion 522 has a relatively large outer diameter with respect to the first land portion 521, and the second land portion 522 has a relatively large outer diameter with respect to the first pressure receiving surface Pf1 constituted by the first land portion 521.
- the second pressure receiving surface Pf2 is formed to be relatively large.
- the hydraulic pressure introduced into the relay chamber Rc from the first valve hole 513a is relatively larger than that of the first pressure receiving surface Pf1.
- the spool valve body 52 is pressed toward the second end.
- the spool valve body 52 has a shaft end portion 524 having an outer diameter smaller than the first land portion 521 on the first end side of the first land portion 521 .
- the shaft end portion 524 defines a back pressure chamber Rb between the shaft end portion 524 and the valve body housing portion 510 in the radial direction of the valve case 51 .
- the back pressure chamber Rb collects oil leaked from the relay chamber Rc through the outer peripheral side of the first land portion 521 (a minute gap with the valve body housing portion 510).
- the back pressure chamber Rb includes a discharge hole 525 formed in the peripheral wall of the first end of the spool valve body 52 facing the back pressure chamber Rb, and an internal passage 526 that connects the discharge hole 525 with a spring accommodation chamber 55, which will be described later. It communicates with the spring housing chamber 55 through . That is, the oil collected in the back pressure chamber Rb is led to the spring accommodation chamber 55, which will be described later, through the discharge hole 525 and the internal passage 526, and is discharged to the oil pan OP through the drain port Pd and the drain passage Ld. .
- the spool valve body 52 has a spring support portion 527 that supports the first end of the valve spring 54 facing the spool valve body 52 at the end on the second land portion 522 side facing the retainer member 53.
- the spring support portion 527 is formed by expanding the diameter of the inner peripheral side of the spool valve body 52 in a stepped manner toward the second land portion 522 side, and includes a cylindrical spring surrounding portion 527a and a flat spring support portion. It has a surface 527b.
- the spring support portion 527 supports the first end of the valve spring 54 with the spring support surface 527b while surrounding the outer peripheral side of the first end of the valve spring 54 with the spring surrounding portion 527a.
- the retainer member 53 is generally formed into a cylindrical shape with a bottom, and includes a cylindrical portion 531 and a bottom wall portion 532 that closes the outer end of the cylindrical portion 531.
- the retainer member 53 is fitted into the open end on the second end side of the valve case 51 such that the opening of the cylindrical portion 531 faces the spring support portion 527 of the spool valve body 52.
- the retainer member 53 supports the second end of the valve spring 54 with the inner end surface of the bottom wall 532 while surrounding the outer peripheral side of the second end of the valve spring 54 with the cylindrical portion 531 .
- the retainer member 53 has a circular retainer opening 530 at the center of the bottom wall portion 532. That is, the retainer opening 530 penetrates the bottom wall 532 and communicates the second valve hole 514a and the drain port Pd.
- the valve spring 54 is a well-known compression coil spring, and is loaded into a spring housing chamber 55 defined between the spool valve body 52 and the retainer member 53 with a predetermined preload (set load W2). Thereby, the valve spring 54 constantly biases the spool valve body 52 toward the first end based on the set load W2.
- the solenoid part 6 is provided with a cylindrical casing 61, a coil 62 and an armature 63 housed inside the casing 61, and is fixed to the armature 63 so as to be movable forward and backward along the central axis Y direction together with the armature 63.
- a rod 64 is provided. Note that an excitation current is supplied to the solenoid section 6 from the control device CU based on the operating state of the engine detected or calculated based on predetermined parameters such as engine oil temperature, water temperature, and engine rotation speed.
- the solenoid section 6 can continuously change the magnitude of the electromagnetic force Fm according to the supplied current value, and is controlled by pulse width modulation (PWM), and the current value is given by the duty ratio Dt. .
- PWM pulse width modulation
- FIG. 3 shows an enlarged view of the main parts of the variable displacement pump VP1, in which the vicinity of the discharge passage ER shown in FIG. 2 is enlarged.
- FIG. 4 shows a sectional view of essential parts of the variable displacement pump VP1 taken along line AA in FIG.
- the first housing 11 includes a first discharge port 115a formed by recessing the bottom wall 111 of the first housing 11 into a stepped concave shape, and a first discharge port 115a extending radially outward.
- a first discharge port extension portion 115b is provided.
- a discharge port 115c for discharging the oil of the first discharge port extension part 115b to the outside is provided at the distal end of the first discharge port extension part 115b so as to penetrate through the peripheral wall 112 of the first housing 11. An opening is formed on the side of the.
- a second discharge port 125a formed by recessing the inner surface of the second housing 12, and a second discharge port 125a on the radially outer side of the second discharge port 125a.
- a second discharge port extension 125b extending radially outward is provided to face the first discharge port 115a and the first discharge port extension 115b, respectively.
- the first discharge port extension part 115b and the second discharge port extension part 125b are liquid-tightly sealed by the swing support part 42 and the second seal member S2.
- the oil discharged to the first discharge port extension part 115b and the second discharge port extension part 125b is discharged to the first discharge port extension part 115b and the second discharge port extension part 125b, as shown in FIG.
- a discharge passage ER leading to the outlet 115c is defined.
- the discharge passage ER is an oil passage formed in a section from each outlet of the first discharge port 115a and the second discharge port 125a to the inlet of the discharge port 115c.
- the discharge passage ER includes a first discharge passage ER1 defined between a first end face FC1, which is an end face on one axial end side of the cam ring 4, and the first discharge port extension portion 115b, and It is constituted by a second discharge passage ER2 defined between a second end face FC2, which is an end face on the other end side in the axial direction, and a second discharge port extension portion 125b.
- the first discharge passage ER1 and the second discharge passage ER2 merge at the entrance of the discharge port 115c.
- the first discharge passage ER1 includes a first meandering passage ER1a that passes through the axially outer side of the first end surface FC1 of the cam ring 4 and wraps around the radially outer side of the cam ring 4, and a first meandering passage ER1a that extends radially outward of the cam ring 4 from the first meandering passage ER1a. It is composed of a first exit passage ER1b.
- the second discharge passage ER2 includes a second meandering passage ER2a that passes through the axially outer side of the second end face FC2 of the cam ring 4 and goes around to the radially outer side of the cam ring 4, and a second meandering passage ER2a that extends in the radial direction of the cam ring 4 from the second meandering passage ER2a. and a second exit passage ER2b extending outward.
- the first discharge passage ER1 and the second discharge passage ER2 join together at the first outlet passage ER1b and the second outlet passage ER2b.
- the first end surface FC1 of the cam ring 4 is open to the discharge passage ER (first discharge passage ER1), and the axial width (depth) D1 increases from the radially inner side to the radially outer side of the cam ring 4.
- a first recess 471 is provided. That is, the first recess 471 is formed at the outer peripheral edge of the first end face FC1 of the cam ring 4 so that the axial width D1 gradually increases from the middle (radial middle part) toward the outside in the radial direction. It is chamfered to form a notched groove.
- the first recess 471 has a first inclined surface 471a that is inclined downwardly toward the outside in the radial direction of the cam ring 4 when viewed from the first end surface FC side, and a first inclined surface 471a that is substantially perpendicular to the first end surface FC1 on both sides of the first inclined surface 471a. It is composed of a pair of rising first side surfaces 471b and 471c.
- the first recess 471 is located in the middle of the first discharge passage ER1, so that the cross-sectional area of the first discharge passage ER1 increases from the upstream side to the downstream side of the first discharge passage ER1. Function. Further, in the first end surface FC1 of the cam ring 4, the radial width Wd1 of the region where the first recess 471 is formed is set to be larger than the minimum value of the radial width Wd2 of the other regions.
- the second end face FC2 of the cam ring 4 is open to the discharge passage ER (second discharge passage ER2), and has an axial width (depth) D2 from the radially inner side to the radially outer side of the cam ring 4.
- a second increasing recess 472 is provided. That is, the second recess 472 is formed at the outer peripheral edge of the second end face FC2 of the cam ring 4 so that the axial width D2 gradually increases from the middle (radial middle part) toward the outside in the radial direction. It is chamfered to form a notched groove.
- the second recess 472 has a second inclined surface 472a that is inclined downwardly toward the outside in the radial direction of the cam ring 4 when viewed from the second end surface FC2, and a second inclined surface 472a that is substantially perpendicular to the second end surface FC2 on both sides of the second inclined surface 472a. It is composed of a pair of rising second side surfaces 472b and 472c.
- the second recess 472 is located in the middle of the second discharge passage ER2, so that the cross-sectional area of the second discharge passage ER2 increases from the upstream side to the downstream side of the second discharge passage ER2. Function.
- the radial width Wd1 of the region where the second recess 472 is formed is larger than the minimum value of the radial width Wd2 of the other region. It is set to be.
- the first slope 471a of the first recess 471 and the second slope 472a of the second recess 472 are set to arbitrary slope angles depending on the performance required of the variable displacement pump VP1, manufacturing cost, etc. be able to.
- the first inclination angle ⁇ 1 which is the angle between the first inclined surface 471a and the first end face FC1 is desirably set in the range of “0° ⁇ 1 ⁇ 45°”.
- the second inclination angle ⁇ 2 which is the angle between the second inclined surface 472a and the second end face FC2 is desirably set in the range of “0° ⁇ 1 ⁇ 45°”.
- the basis for the first inclination angle ⁇ 1 and the second inclination angle ⁇ 2 will be described later based on FIGS. 7 and 8.
- first recess 471 be disposed on the inner peripheral side of the cam ring 4 (closer to the pump element accommodating portion 41) in the radially intermediate portion of the first end surface FC1.
- second recess 472 is preferably disposed on the inner circumferential side of the cam ring 4 (closer to the pump element accommodating portion 41) in the radially intermediate portion of the second end face FC2.
- variable displacement pump VP1 (Pump operation explanation) Next, the operation of the variable displacement pump VP1 according to this embodiment will be explained based on FIGS. 2 and 5 to 8.
- variable displacement pump VP1 In the variable displacement pump VP1 according to the present embodiment, as shown in FIG.
- the rotor 31 is rotationally driven in the rotation direction D. Then, as the rotor 31 rotates, oil is sucked up from the oil pan OP via the suction port 114c, the first suction port 114a, and the second suction port (not shown). Simultaneously with this suction action, the gas is guided to the discharge passage Le via the first discharge port 115a, the second discharge port (not shown), the first and second discharge port extensions 115b and 125b, and the discharge port 115c.
- the oil guided to this discharge passage Le is then pressure-fed to the sliding parts (crank metal CM) of the engine (not shown), the oil jet device OJ, the valve timing control device VT, etc. via the main gallery MG. , is guided to the introduction port Pb of the control valve SV via the discharge pressure introduction passage Lb.
- a hydraulic pressure sensor PS capable of detecting the discharge pressure P is arranged in the main gallery MG, and the detection result of this hydraulic pressure sensor PS is fed back to the control device CU.
- the eccentricity ⁇ changes, and the volume change amount (the difference between the maximum volume and the minimum volume) of the pump chamber 30 changes.
- the amount of eccentricity ⁇ increases, the amount of change in the volume of the pump chamber 30 also increases, and as the amount of eccentricity ⁇ decreases, the amount of change in the volume of the pump chamber 30 also decreases.
- the eccentricity ⁇ is determined by the biasing force in the concentric direction based on the internal pressure of the first control oil chamber PR1 (first control oil pressure P1), the internal pressure of the second control oil chamber PR1 (second control oil pressure P2), and the coil spring SP. The biasing force in the eccentric direction based on the set load W1 of .
- the biasing force in the concentric direction based on the internal pressure of the first control oil chamber PR1 (first control oil pressure P1) is applied to the internal pressure of the second control oil chamber PR1 (second control oil pressure P2) and the set load W1 of the coil spring SP.
- first control oil pressure P1 first control oil pressure
- second control oil pressure P2 second control oil pressure P2
- set load W1 of the coil spring SP a biasing force in the concentric direction based on the internal pressure of the first control oil chamber PR1 (first control oil pressure P1) is applied to the internal pressure of the second control oil chamber PR1 (second control oil pressure P2) and the set load W1 of the coil spring SP.
- the cam ring 4 swings in the concentric direction, and the eccentric amount ⁇ becomes smaller.
- the biasing force in the concentric direction based on the internal pressure of the first control oil chamber PR1 (first control oil pressure P1), the internal pressure of the second control oil chamber PR1 (second control oil pressure P2), and the set load W1 of the coil spring SP
- the cam ring 4 stops at a position where the biasing force in the eccentric direction is balanced.
- FIG. 5 is a graph showing the discharge pressure characteristics of the variable displacement pump VP1.
- FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing the operating state of the variable displacement pump VP1, in which (a) shows the pump state in section a of FIG. 5, and (b) shows the pump state in section b of FIG. It shows the status of.
- 7 is a hydraulic circuit diagram showing the operating state of the variable displacement pump VP1, in which (a) shows the state of the pump in section c of FIG. 5, and (b) shows the pump state in section d of FIG. It shows the status of. 8 is a hydraulic circuit diagram showing the operating state of the variable displacement pump VP1, in which (a) shows the state of the pump in section e of FIG. 5, and (b) shows the state of the pump in section f of FIG. It shows the status of.
- P1 in FIG. 5 indicates the first engine required oil pressure, which corresponds to the required oil pressure of the valve timing control device VT, for example.
- P2 in FIG. 5 indicates a second engine required oil pressure, which corresponds to the required oil pressure of the oil jet device OJ, which cools the piston of the engine, for example.
- P3 in FIG. 5 indicates the third engine required oil pressure required for lubrication of the bearing portion (crank metal CM) of the crankshaft, for example, when the engine rotates at high speed.
- the first control oil pressure P1 is transferred to the first control oil chamber PR1 via the first passage L1 branched from the discharge pressure introduction passage Lb. be introduced.
- the biasing force Po generated by the discharge pressure P acting on the second pressure receiving surface Pf2 of the spool valve body 52 is smaller than the set load W2 of the valve spring 54. Therefore, as shown in FIG. 6(a), the spool valve body 52 is maintained at the initial position on the first end side, and the introduction port Pb and the supply/discharge port Pc are connected (first state).
- a second control oil pressure P2 is introduced into the second control oil chamber PR2.
- the resultant force of the hydraulic pressure Fp2 generated by the second control oil pressure P2 of the second control oil chamber PR2 acting on the second pressure receiving surface 442 and the set load W1 of the coil spring SP is the same as that of the first control oil chamber PR1.
- the first control hydraulic pressure P1 exceeds the hydraulic pressure Fp1 generated by acting on the first pressure receiving surface 441, and the cam ring 4 is maintained in the maximum eccentric state.
- the duty ratio Dt of the excitation current supplied to the solenoid section 6 is set to 100%. shall be.
- the electromagnetic force Pm generated in the solenoid portion 6, that is, the pressing force with which the rod 64 presses the spool valve body 52 becomes larger than the set load W2 of the valve spring 54. Therefore, as shown in FIG. 6(b), the spool valve body 52 moves toward the second end, and communication between the introduction port Pb and the supply/discharge port Pc is cut off, and the communication between the supply/discharge port Pc and the drain port Pd is interrupted. communicate with each other (second state).
- variable displacement pump VP1 in the section c or e of FIG. 5 where the engine speed N is larger than the rotation speed Na and smaller than the rotation speed Nc, as shown in FIGS. 7(a) and 8(a),
- the biasing force Po generated by the oil introduced from the introduction port Pb (discharge pressure P) acting on the second pressure receiving surface Pf2 of the spool valve body 52 becomes smaller than the set load W2 of the valve spring 54. Therefore, as shown in FIGS. 7(a) and 8(a), the spool valve body 52 is maintained at the initial position on the first end side, and the introduction port Pb and the supply/discharge port Pc are connected ( (first state), the second control oil pressure P2 is introduced into the second control oil chamber PR2.
- the hydraulic pressure in the oil chamber PR1 exceeds the hydraulic pressure Fp1 generated by acting on the first pressure receiving surface 441, and the cam ring 4 is maintained in the maximum eccentric state.
- the eccentricity ⁇ of the cam ring 4 is controlled by steplessly changing the current value (duty ratio Dt) of the excitation current supplied to the solenoid section 6.
- the duty ratio Dt of the excitation current supplied to the solenoid section 6 is approximately 50%.
- the resultant force of the urging force Po of the discharge pressure P and the electromagnetic force Pm of the solenoid section 6 becomes larger than the set load W2 of the valve spring 54. Then, as shown in FIG.
- the spool valve body 52 moves to the second end side, and communication between the introduction port Pb and the supply/discharge port Pc is cut off, and the communication between the supply/discharge port Pc and the drain port Pd communicate with each other (second state).
- the oil in the second control oil chamber PR2 is discharged, and the discharge pressure P acts only on the first control oil chamber PR1.
- the hydraulic pressure Fp1 generated by the discharge pressure P (first control hydraulic pressure P1) of the first control oil chamber PR1 acting on the first pressure receiving surface 441 exceeds the set load W1 of the coil spring SP.
- the eccentricity ⁇ of the cam ring 4 decreases to a minimum eccentric state, and the discharge pressure P is maintained at the second engine required oil pressure P2.
- the spool valve body 52 moves toward the second end due to the increase in the discharge pressure P, and the spool valve body 52 moves toward the second end so that the cam ring 4 reaches its minimum position.
- the movement of the spool valve body 52 toward the first end based on the eccentric state is alternately and continuously repeated. In this way, the state in which the supply/discharge port Pc and the introduction port Pb communicate with each other and the state in which the supply/discharge port Pc and the drain port Pd communicate with each other are alternately and continuously switched, so that the discharge pressure P is The two-engine required oil pressure is maintained at P2.
- the spool valve body 52 moves toward the second end based on the increase in the discharge pressure P, and the spool valve body 52 moves toward the second end.
- the movement of the spool valve body 52 toward the first end as the cam ring 4 reaches the minimum eccentric state is alternately and continuously repeated. In this way, the state in which the supply/discharge port Pc and the introduction port Pb communicate with each other and the state in which the supply/discharge port Pc and the drain port Pd communicate with each other are alternately and continuously switched, so that the discharge pressure P is The three-engine required oil pressure is maintained at P3.
- FIG. 9 is a diagram showing a CFD analysis diagram of the discharge passage ER, in which (a) shows a variable displacement pump according to the present embodiment, and (b) shows a conventional variable displacement pump. Further, FIG. 10 shows a graph comparing the pressure loss between the variable displacement pump according to the present embodiment and the conventional variable displacement pump.
- the first end surface FC1 of the cam ring 4 is formed approximately parallel to the inner surface of the second housing 12, and the second end surface FC1 of the cam ring 4 is The end face FC2 is formed generally parallel to the bottom wall 111 of the first housing 11.
- variable displacement pump VP1 has a pump housing section 110, a suction section (first suction section 114) and a discharge section (first discharge section 115) that are open to the pump housing section 110.
- a housing 1 (first housing 11) having a housing 1 (first housing 11), a cam ring 4 movably provided inside the pump accommodating portion 110, a rotor 31 disposed on the inner peripheral side of the cam ring 4 and rotationally driven; a plurality of vanes 32 that are retractable in the radial direction of the pump element 3, which forms a plurality of pump chambers 30 between the pump element 3 and the cam ring 4; and a discharge section (first discharge section 115) from the pump chamber 30.
- a discharge passage ER (first discharge passage ER1) that guides the oil discharged to the discharge port 115c located on the radially outer side of the cam ring 4 across a first end face FC1 that is an end face on one axial side of the cam ring 4; , a first recess 471 that is provided on the first end surface FC1, opens to the discharge passage ER (first discharge passage ER1), and whose axial width (depth) D1 increases from the radially inner side to the outer side of the cam ring 4; , is equipped with.
- variable displacement pump VP1 As described above, in the variable displacement pump VP1 according to the present embodiment, as shown in FIG. A first recess 471 is provided, the axial width (depth) D1 of which increases toward the outside. Therefore, the first recess 471 makes it possible to suppress a sudden change in the flow passage cross-sectional area in the first discharge passage ER1 (particularly near the outer peripheral edge of the first end face FC1 of the cam ring 4). As a result, the generation of vortices near the outer peripheral edge of the first end face FC1 of the cam ring 4 (see section X in the figure) is suppressed, and as shown in FIG. 10, the pump pressure loss can be reduced.
- the first recess 471 starts between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the cam ring 4 (intermediate position) in the radial direction of the cam ring 4. It opens toward the outside.
- the first recess 471 starts from the middle of the radial width on the first end face FC1 of the cam ring 4, and does not open into the inner circumferential surface of the cam ring 4.
- reduction in the inner circumferential surface of the cam ring 4, that is, the sliding surface of the vane 32 can be suppressed.
- the first recess 471 is an inclined surface whose axial width gradually increases from the inside to the outside of the cam ring 4 in the radial direction.
- the first recess 471 is formed by the first inclined surface 471a, it is possible to gradually increase the flow passage cross-sectional area of the discharge passage ER (first discharge passage ER1). becomes. Thereby, the pressure loss of the pump can be effectively reduced compared to the case where the first recess 471 is formed in a stepped shape as in the second embodiment described later.
- the first discharge passage ER1 includes a meandering passage (first meandering passage ER1a) that passes through the axially outer side of the cam ring 4 and wraps around the radially outer side of the cam ring 4, and a meandering passage It has an exit passage (first exit passage ER1b) extending from the first bent passage ER1a to the outside in the radial direction of the cam ring 4, and the exit passage is provided on an extension of the first inclined surface 471a.
- first meandering passage ER1a that passes through the axially outer side of the cam ring 4 and wraps around the radially outer side of the cam ring 4, and a meandering passage It has an exit passage (first exit passage ER1b) extending from the first bent passage ER1a to the outside in the radial direction of the cam ring 4, and the exit passage is provided on an extension of the first inclined surface 471a.
- the first outlet passage ER1b is provided on the extension of the first inclined surface 471a. Therefore, it is possible to smoothly guide the oil flowing along the first recess 471 to the first outlet passage ER1b. Thereby, the pressure loss of the pump can be reduced more effectively.
- variable displacement pump VP1 the oil discharged from the pump chamber 30 to the discharge part (first discharge part 115) is transferred to the second end face FC2, which is the end face on the other side in the axial direction of the cam ring 4.
- a second discharge passage ER2 that straddles and leads to a discharge port located on the radially outer side of the cam ring 4, and a second discharge passage ER2 that is provided on the second end face FC2, faces the second discharge passage ER2, and opens on the radially outer side of the cam ring 4.
- a second recess 742 whose axial width increases from the radially inner side to the outer side of the cam ring 4.
- recesses (the first recess 741 and the second recess 742) are provided at both ends of the cam ring 4 in the axial direction. For this reason, it is possible to suppress the generation of vortices in the oil that circulates from both ends of the cam ring 4 in the radial direction to the outside of the cam ring 4 in the radial direction. Thereby, the pressure loss of the pump can be reduced more effectively.
- the cam ring 4 is configured such that the radial width Wd1 of the region where the first recess 471 is formed is larger than the minimum value of the radial width Wd2 of the other region. is being used.
- the radial width Wd1 of the region where the first recess 471 is formed is set to be larger than the minimum value of the radial width Wd2 of the other regions. Therefore, it is possible to form the first recess 471 relatively long in the radial direction of the cam ring 4, and the pressure loss of the pump can be reduced more effectively.
- FIG. 11 shows an enlarged view of the main part of FIG. 4 showing the first inclined surface 471a by angle of inclination.
- FIG. 12 shows a graph showing the pressure loss for each inferior angle ⁇ between the first inclined surface 471a and the first end surface FC1.
- the inclination angle of the first inclined surface 471a that is, the inferior angle ⁇ between the first inclined surface 471a and the first end surface FC1 is "0 ⁇ ⁇ 45°”. Furthermore, by setting the inferior angle ⁇ in a range of “0 ⁇ 45°”, the discharge port 115c is located on an extension of the first inclined surface 471a.
- the inferior angle ⁇ between the first inclined surface 471a and the first end surface FC1 is set in the range of "0 ⁇ 45°".
- FIG. 13 and 14 show a second embodiment of a variable displacement pump according to the present invention. Note that in this embodiment, the forms of the first recess 741 and the second recess 742 of the first embodiment are changed, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
- FIG. 13 shows the configuration of the variable displacement pump VP2 according to the present embodiment, and is a plan view of the variable displacement pump VP2 with the second housing 12 removed. Further, FIG. 14 shows a cross-sectional view of a main part of the variable displacement pump VP2 taken along line BB in FIG. 13.
- the first recess 471 is formed to be depressed in a generally rectangular shape from the first end surface FC1 in the cross-sectional view of FIG. More specifically, the first recess 471 has a horizontal bottom surface 471d formed in a generally horizontal shape, a pair of first side surfaces 471b and 471c rising approximately vertically from both sides of the horizontal bottom surface 471d, and the first recess 471. It is defined by a vertical end surface 471e that is depressed approximately vertically at the starting end and connects the pair of first side surfaces 471b and 471c.
- the horizontal bottom surface 471d and the vertical end surface 471e are connected by a smooth rounded surface 471f having an arc shape in a cross-sectional view shown in FIG. That is, by connecting the horizontal bottom surface 471d and the vertical end surface 471e by the smooth rounded surface 471f, it is possible to gradually increase the flow passage cross-sectional area from the inside in the radial direction of the first recess 471 to the outside. .
- the second recess 472 is formed to be recessed in a generally rectangular shape in the cross-sectional view of FIG. It is defined by a pair of second side surfaces 472b, 472c rising approximately vertically from the bottom, and a vertical end surface 472e that is depressed approximately vertically at the starting end of the second recess 472 and connects the pair of second side surfaces 472b, 472c. .
- the horizontal bottom surface 472d and the vertical end surface 472e are connected by a smooth rounded surface 472f that has an arc shape in a cross-sectional view shown in FIG. That is, since the horizontal bottom surface 472d and the vertical end surface 472e are connected by the smooth rounded surface 472f, it is possible to gradually increase the flow passage cross-sectional area from the inside to the outside in the radial direction.
- the first recess 471 and the second recess 472 are each formed into a generally rectangular concave shape when viewed in cross section.
- the first recess 471 and the second recess 472 are recessing the outer peripheral sides of the first end surface FC1 and the second end surface FC2 by the first recess 471 and the second recess 472, the first recess 471 and the second recess 472, as in the first embodiment, A sudden change in the flow passage cross-sectional area in the first discharge passage ER1 (near the outer peripheral edge of the first end face FC1 of the cam ring 4) and the second discharge passage ER2 (near the outer peripheral edge of the second end face FC2 of the cam ring 4), respectively.
- the first recess 471 and the second recess 472 are each formed in a stepped shape that is approximately rectangular in cross section.
- the life of the mold for sintering the cam ring 4 can be extended. That is, when the first recess 471 and the second recess 472 are formed in an inclined shape as in the first embodiment, the convex portion forming the first recess 471 and the second recess 472 has a generally triangular cross section. Therefore, the life of the mold for sintering the cam ring 4 may be relatively short.
- the convex portion forming the first recess 471 and the second recess 472 has a generally rectangular cross section. It becomes possible to form the cam ring 4 into a desired shape, and the life of the mold for sintering the cam ring 4 can be extended.
- FIG. 15 shows a third embodiment of a variable displacement pump according to the present invention. Note that this embodiment is a modification of the form of the first discharge port extension part 115b and the second discharge port extension part 125b according to the first embodiment, and the other configurations are the same as those of the first embodiment. The same is true. Therefore, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
- FIG. 15 shows a diagram corresponding to FIG. 4 of the variable displacement pump VP3, showing the configuration of the variable displacement pump VP3 according to the present embodiment.
- a first recess inclined surface 115d which is an inclined surface facing the first recess 471
- a second recess slope 125d which is a slope facing the second recess 472
- the first recess inclined surface 115d and the second recess inclined surface 125d are each formed in an inclined shape such that the distance to the center G of the ejection port 115c gradually decreases toward the ejection port 115c side. More specifically, the first recess inclined surface 115d has a smaller inclination angle than the first inclined surface 471a, and the distance Ld1 from the first inclined surface 471a increases toward the discharge port 115c side. It is formed. Similarly, the second recess inclined surface 125d has a smaller inclination angle than the second inclined surface 472a, and is formed such that the distance Ld2 from the second inclined surface 472a increases toward the discharge port 115c side. There is.
- first recess slope surface 115d and the second recess slope surface 125d may be formed such that the distance to the center G of the discharge port 115c gradually decreases toward the discharge port 115c side. Therefore, in addition to the tapered surfaces exemplified in this embodiment, the first recess slope surface 115d and the second recess slope surface 125d extend toward the discharge port 115c side up to the center G of the discharge port 115c in the cross-sectional view shown in FIG. 15, for example. It is also possible to form a curved surface (circular arc surface) in which the distance gradually decreases.
- the first recess inclined surface 115d facing the first recess 471 is provided on the inner surface of the housing (first housing 11) facing the radially outer side of the cam ring 4. has.
- the first recess inclined surface 115d is provided on the first housing 11 side, so that the first discharge passage ER1 The generation of vortices on the outlet side of the pump can be more effectively suppressed, and the pressure loss of the pump can be more effectively reduced.
- first recessed portion inclined surface 115d is formed such that the distance Ld1 from the first recessed portion 471 increases as it goes radially outward of the cam ring 4.
- the first recess inclined surface 115d is formed such that the distance Ld1 from the first recess 471 increases as it goes radially outward of the cam ring. Therefore, in this embodiment, the cross-sectional area of the discharge passage ER toward the outlet side of the first discharge passage ER1 increases, making it possible to reduce the oil passage resistance. Thereby, the pressure loss of the pump can be further effectively reduced.
- [Fourth embodiment] 16 and 17 show a fourth embodiment of a variable displacement pump according to the present invention.
- the configurations of the first end surface FC1 and the second end surface FC2 of the cam ring 4 in the first embodiment are changed, and the other configurations are the same as in the first embodiment. Therefore, the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
- FIG. 16 shows the configuration of the variable displacement pump VP4 according to the present embodiment, and is a plan view of the variable displacement pump VP4 with the second housing 12 removed. Further, FIG. 17 shows a cross-sectional view of a main part of the variable displacement pump VP4 taken along line CC in FIG. 16.
- the inner circumferential side and the outer circumferential side of the cam ring 4 are provided at positions facing the first discharge passage ER1.
- a first communication groove 481 is formed that communicates the two sides.
- This first communication groove 481 has a shape corresponding to the first discharge port 115a and the first discharge port extension part 115b, and a starting end (inside end) overlapping with the first discharge port 115a extends along the circumferential direction.
- the groove is formed to have a relatively wide width, and has a substantially constant groove width corresponding to the first discharge port extension 115b from the intermediate portion overlapping with the first discharge port extension 115b toward the terminal end.
- a first recess 471 is formed in the bottom surface of the first communication groove 481 on the terminal end side.
- a second communication groove 482 that communicates the inner circumferential side and the outer circumferential side of the cam ring 4 is formed at a position facing the second discharge passage ER2.
- the second communication groove 482 also has a shape corresponding to the second discharge port 125a and the second discharge port extension part 125b, and a starting end (inside end) overlapping with the second discharge port 125a extends along the circumferential direction. It is formed to be relatively wide and has a generally constant groove width corresponding to the second discharge port extension 125b from the middle portion overlapping with the second discharge port extension 125b toward the terminal end.
- a second recess 472 is formed in the bottom surface of the second communication groove 482 on the terminal end side.
- the cam ring 4 is located on the inner peripheral side of the cam ring 4 at a position facing the discharge passage ER (first discharge passage ER1) on the first end face FC1. It has a first communication groove 481 that communicates with the outer peripheral side, and the first recess 471 is formed on the bottom surface of the first communication groove 481.
- the discharge amount is increased by the amount of the first communication groove 481.
- a large cross-sectional area of the passage ER (first discharge passage ER1) is ensured, making it possible to reduce oil passage resistance. Thereby, the pressure loss of the pump can be reduced more effectively.
- FIG. 18 shows a modification of the fourth embodiment of the variable displacement pump according to the present invention. Note that this modification is a modification of the form of the first discharge port extension part 115b and the second discharge port extension part 125b according to the fourth embodiment, and other configurations are the same as those of the fourth embodiment. The same is true. Therefore, the same components as in the fourth embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
- FIG. 18 is a diagram corresponding to the cross section taken along the line CC in FIG. 16, and shows a cross-sectional view of the main parts of this modification.
- variable displacement pump VP4' has a first recess in the variable displacement pump VP3 according to the third embodiment, in addition to the variable displacement pump VP4 according to the fourth embodiment.
- This is the addition of the inclined surface 115d and the second recessed portion inclined surface 125d. That is, in the variable displacement pump VP4', a first recessed portion inclined surface 115d, which is an inclined surface facing the first recessed portion 471, is formed in the first discharge port extension portion 115b.
- the second discharge port extension 125b is formed with a second recess inclined surface 125d, which is an inclined surface facing the second recess 472.
- first recess inclined surface 115d and the second recess inclined surface 125d are each formed in an inclined shape such that the distance to the center G of the ejection port 115c gradually decreases toward the ejection port 115c side. That is, the first recessed portion inclined surface 115d is formed to have a smaller inclination angle than the first inclined surface 471a, and the distance Ld1 from the first inclined surface 471a increases toward the discharge port 115c side. It is desirable to be present. Similarly, the second recess inclined surface 125d is formed to have a smaller inclination angle than the second inclined surface 472a, and the distance Ld2 from the second inclined surface 472a increases toward the discharge port 115c side. It is desirable that
- first recess slope surface 115d and the second recess slope surface 125d may be formed such that the distance to the center G of the discharge port 115c gradually decreases toward the discharge port 115c side. Therefore, in addition to the tapered surfaces exemplified in this embodiment, the first recess slope surface 115d and the second recess slope surface 125d extend toward the discharge port 115c side up to the center G of the discharge port 115c in the cross-sectional view shown in FIG. 15, for example. It is also possible to form a curved surface (circular arc surface) in which the distance gradually decreases.
- variable displacement pump VP4' according to the present modification, the configuration of the variable displacement pump VP3 according to the third embodiment is added to the variable displacement pump VP4 according to the fourth embodiment. By doing so, both the effects of the variable displacement pump VP3 according to the third embodiment and the effects of the variable displacement pump VP4 according to the fourth embodiment can be achieved.
- the present invention is not limited to the configurations of the above embodiments, etc., and can be freely modified depending on, for example, the specifications of the engine and valve timing control device of the vehicle in which the variable displacement pumps VP1 to VP4 are installed. .
- a so-called swinging type cam ring 4 is used, in which the discharge amount of the pump is made variable by swinging the cam ring 4.
- the means for varying the discharge amount of the pump is not limited to the above-mentioned rocking, but may also be achieved by linearly moving (sliding) the cam ring 4 in the radial direction, for example.
- the manner in which the cam ring 4 is moved does not matter as long as it has a configuration that can change the discharge amount of the pump (a configuration that can change the amount of change in volume of the pump chamber 30).
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Abstract
本発明に係る可変容量形ポンプ(VP1)は、カムリング(4)の第1端面(FC1)に、第1吐出通路(ER1)に開口してカムリング(4)の径方向内側から外側へと向かって軸方向幅(D1)が増大する第1凹部(471)が設けられている。このため、かかる第1凹部(471)によって、第1吐出通路(ER1)、特にカムリング(4)の第1端面(FC1)の外周縁部付近における流路断面積の急激な変化を抑制することが可能となる。これにより、カムリング(4)の第1端面(FC1)の外周縁部付近における渦の発生が抑制され、ポンプの圧力損失を低減することができる。
Description
本発明は、可変容量形ポンプに関する。
従来の可変容量形ポンプとしては、例えば、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
この特許文献1に記載された可変容量形ポンプでは、ハウジングに形成される吐出ポートに吐出されたオイルが、カムリングの軸方向外側を通り、ハウジングに形成された吐出口から吐出される。
しかしながら、前記従来の可変容量形ポンプは、カムリングの軸方向外側端面が、ハウジングのポンプ収容部の軸方向端面と概ね平行に形成されている。このため、カムリングの軸方向外側端面を通過したオイルが吐出口へと流れ込む際に、カムリングの軸方向外側端面の外周縁部付近に渦が発生することによって圧力損失が発生してしまう点で、改善の余地があった。
そこで、本発明は、前記従来の可変容量形ポンプの技術的課題に鑑みて案出されたものであって、ポンプの圧力損失を低減することができる可変容量形ポンプを提供することを目的としている。
本発明は、その一態様として、カムリングの軸方向一端面である第1端面に、吐出通路に開口して前記カムリングの径方向内側から外側へと向かって軸方向幅が増大する凹部が設けられている。
本発明によれば、ポンプの圧力損失を低減することができる。
以下に、本発明に係る可変容量形ポンプの実施形態を、図面に基づいて詳述する。なお、下記の実施形態では、この可変容量形ポンプを、自動車用内燃機関の摺動部や機関弁の開閉時期制御に供するバルブタイミング制御装置に対して内燃機関の潤滑油を供給するためのポンプとして適用した例を示している。また、以下の説明では、便宜上、駆動軸2の回転軸線に沿う方向を「軸方向」、駆動軸2の回転軸線に直交する方向を「径方向」、駆動軸2の回転方向を「周方向」、と定義して説明する。
[第1実施形態]
図1~図12は、本発明の第1実施形態に係る可変容量形ポンプVP1を示している。
図1~図12は、本発明の第1実施形態に係る可変容量形ポンプVP1を示している。
(可変容量形ポンプの構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る可変容量形ポンプVP1の分解斜視図を示している。また、図2は、図1に示す可変容量形ポンプVP1において第2ハウジングを外した状態を示す可変容量形ポンプVP1の平面図を示している。
図1は、本発明の第1実施形態に係る可変容量形ポンプVP1の分解斜視図を示している。また、図2は、図1に示す可変容量形ポンプVP1において第2ハウジングを外した状態を示す可変容量形ポンプVP1の平面図を示している。
図1、図2に示すように、可変容量形ポンプVP1は、駆動軸2と、駆動軸2によって回転駆動されるポンプ要素3と、ポンプ要素3の外周側に揺動可能に設けられたカムリング4と、カムリング4を偏心方向へ付勢する付勢部材に相当するコイルばねSPと、を有し、これらがハウジング1の内部に収容されている。なお、本実施形態においては、可変容量形ポンプVP1は、図示外のエンジン(シリンダブロック)の側部に、図示外のボルトによって締結される。
ハウジング1は、図1に示すように、ポンプボディに相当するカップ状の第1ハウジング11と、第1ハウジング11に接合され、第1ハウジング11の開口部を閉塞するカバー部材に相当する蓋状の第2ハウジング12と、を有する。なお、第1ハウジング11と第2ハウジング12は、いずれも金属材料、例えばアルミニウム合金によって一体に形成されている。
第1ハウジング11は、底壁111と、底壁111の外周縁から立ち上がり、当該底壁111の外周縁に沿って周方向に連続する周壁112と、を有する。すなわち、第1ハウジング11は、第2ハウジング12と対向する軸方向の一端側が開口し、他端側が底壁111によって閉塞されている。換言すれば、底壁111と周壁112とにより、第1ハウジング11の内部に、カップ状のポンプ収容部110が画定されている。
また、第1ハウジング11の軸方向一端側の開口縁部には、第2ハウジング12との接合面を構成するフランジ部113が設けられている。フランジ部113は、第1ハウジング11の周方向に沿って設けられ、周壁112と一体に形成されている。また、フランジ部113は、複数の雌ねじ穴113aを有する。複数の雌ねじ穴113aは、周方向に間隔をあけて設けられていて、各雌ねじ穴113aには、第1ハウジング11に第2ハウジング12を締結するための図示外のスクリュがねじ込まれる。
また、ポンプ収容部110の一端壁を構成する底壁111のほぼ中央位置には、駆動軸2の一端部を回転可能に支持する第1軸受孔(図示外)が貫通している。さらに、底壁111の内側面には、円柱状のピボットピン40を介してカムリング4を揺動可能に支持する、第1ピン支持溝111bが形成されている。
また、周壁112の内側面には、図2に示すように、前記第1軸受孔(図示外)の中心Zと第1ピン支持溝111bの中心Qとを結ぶ直線(以下「カムリング基準線」という。)Mに対し、図2の上側に、カムリング4の外周側に有する第1シール部材S1が摺接する、第1シール摺接面112aが形成されている。第1シール摺接面112aは、第1ピン支持溝111bの中心Qから第1半径R1をもって構成された曲率を有する円弧面状に形成されている。なお、第1シール摺接面112aは、カムリング4の揺動範囲内で第1シール部材S1が摺接可能な周方向長さに設定されている。
同様に、前記カムリング基準線Mに対し、図5の下側に、カムリング4の外周側に設けられた第2シール部材S2及び第3シール部材S3が摺接する、第2シール摺接面112b及び第3シール摺接面112cが形成されている。第2シール摺接面112bは、第1ピン支持溝111bの中心Qから第2半径R2をもって構成された曲率を有する円弧面状に形成され、第3シール摺接面112cは、第1ピン支持溝111bの中心Qから第3半径R3をもって構成された曲率を有する円弧面状に形成されている。なお、第2シール摺接面112bは、カムリング4の揺動範囲内で第2シール部材S2が摺接可能な周方向長さに設定され、第3シール摺接面112cは、カムリング4の揺動範囲内で第3シール部材S3が摺接可能な周方向長さに設定されている。
また、底壁111の内側面には、前記第1軸受孔(図示外)の外周側に、後述するポンプ室30の容積が拡大する領域(以下「吸入領域」という。)に開口し、ポンプ要素3のポンプ作用に伴ってポンプ室30へとオイルを導く第1吸入部114が形成されている。他方、駆動軸2の回転中心Zを挟んで前記吸入領域と反対側には、後述するポンプ室30の容積が縮小する領域(以下「吐出領域」という。)に開口し、ポンプ要素3のポンプ作用に伴ってポンプ室30内のオイルを吐出する第1吐出部115が形成されている。
第1吸入部114は、駆動軸2の回転方向Dに沿う概ね円弧状の第1吸入ポート114aと、第1吸入ポート114aの中間位置から径方向外側へ延びる第1吸入ポート延長部114bと、第1吸入ポート延長部114bの先端部に設けられた概ね円形の吸入口114cと、を有する。ここで、吸入口114cは、図示外のオイルストレーナを介してオイルパンOPに直接開口していてもよく、図示外の吸入通路を介してオイルパンOPに接続されていてもよい。そして、第1吸入ポート114aには、吸入口114cを介して、エンジン(図示外)に付設されたオイルパンOPに貯留される作動流体としてのオイルが、ポンプ収容部110の内部に導入される。こうして、可変容量形ポンプVP1では、オイルパンOPに貯留されているオイルが、ポンプ要素3のポンプ作用に伴い発生する負圧により、第1吸入部114及び後述する第2吸入部124を介して、吸入領域に係る各ポンプ室30に吸入される。このように、第1吸入部114と後述する第2吸入部(図示外)をもって、本発明に係る吸入部が構成されている。
第1吐出部115は、駆動軸2の回転方向Dに沿う概ね円弧状の第1吐出ポート115aと、第1吐出ポート115aの中間位置から径方向外側へ延びる第1吐出ポート延長部115bと、第1吐出ポート延長部115bの先端側に設けられ、周壁112を貫通するように外部へ開口する吐出口115cと、を有する。すなわち、可変容量形ポンプVP1では、ポンプ要素3によるポンプ作用により加圧されたオイルが、第1吐出部115及び後述する第2吐出部125を介して外部へ吐出され、図示外のシリンダブロックの内部に設けられたメインギャラリMGを通じて、例えばクランクメタルCMなどの図示外のエンジンの摺動部や、図示外のエンジンのピストンを冷却する図示外のオイルジェット装置OJ、及び図示外のバルブタイミング制御装置VTなどに供給される。このように、第1吐出部115と後述する第2吐出部125をもって、本発明に係る吐出部が構成されている。
第2ハウジング12は、図1に示すように、第1ハウジング11の一端側開口を閉塞する蓋状のカバー部材として機能するものであり、図示外の複数のスクリュを介して、第1ハウジング11のフランジ部113に接合される。具体的には、第2ハウジング12は、第1ハウジング11の雌ねじ穴113aに対応する位置に、複数のスクリュ貫通孔121aを有する。すなわち、この複数のスクリュ貫通孔121aを貫通した図示外のスクリュが第1ハウジング11の各雌ねじ穴113aにねじ込まれることにより、第2ハウジング12が第1ハウジング11に締結される。なお、第2ハウジング12は、第1ハウジング11に対して、位置決めピンLPにより位置決められた状態で前記図示外のスクリュにより締結される。
また、第2ハウジング12には、第1ハウジング11の第1軸受孔111aに対向する位置に、駆動軸2の他端側を回転可能に支持する第2軸受孔122aが貫通して形成されている。そして、第2ハウジング12の内側面にも、第2ピン支持溝(図示外)、第2吸入部(図示外)を構成する第2吸入ポート(図示外)及び第2吸入ポート延長部(図示外)、並びに第2吐出部125を構成する第2吐出ポート125a(図4参照)及び第2吐出ポート延長部125b(図4参照)が、それぞれ第1ピン支持溝111b、第1吸入ポート114a、第1吸入ポート延長部114b、第1吐出ポート115a及び第1吐出ポート延長部115bに対向して配置されている。
駆動軸2は、図1、図2に示すように、軸方向の一端側に形成された駆動軸一般部21が、第1ハウジング11の第1軸受孔(図示外)に回転可能に支持される。他方、駆動軸2は、軸方向の他端側に駆動軸一般部21よりも大きい外径を有する駆動軸大径部22が、第2ハウジング12の第2軸受孔122aに回転可能に支持される。さらに、駆動軸2は、駆動軸大径部22よりも他端側に比較的小径に形成された駆動軸端部23が、第2軸受孔122aを通じて外部へと臨み、例えばチェーン等の図示外の伝達部材を介して、図示外のエンジンのクランクシャフトに連係される。すなわち、駆動軸2は、前記図示外のクランクシャフトから伝達される回転力に基づき、ポンプ要素3を図2の回転方向Dへ回転させる。ここで、図2に示す、駆動軸2の回転中心Zを通り、かつ前記カムリング基準線Mと直交する直線(以下「カムリング偏心方向線」という。)Nが、吸入領域と吐出領域の境界となっている。
ポンプ要素3は、図1、図2に示すように、カムリング4の内周側に収容され、駆動軸2によって回転駆動されるロータ31と、ロータ31の外周側に放射状に切り欠かれた複数のスリット312内にそれぞれ出没可能に収容された複数のベーン32と、を有する。また、ロータ31の軸方向の両端部には、ロータ31よりも小径に形成され、径方向において各ベーン32の内側に収容される一対のリング部材33,33が配置されている。
ロータ31は、図1、図2に示すように、中心部に軸貫通孔311が軸方向に沿って貫通していて、この軸貫通孔311の中心側から径方向外側へ向かって放射状に切り欠かれた複数のスリット312を有する。また、各スリット312の底部には、それぞれオイルを導入する横断面ほぼ円形状の背圧室313が設けられている。すなわち、ロータ31の回転に伴って発生する遠心力と、背圧室313に導入されたオイルの圧力と、により、各ベーン32が外方(カムリング4側)へ押し出される構成となっている。
また、ロータ31に収容される複数のベーン32は、所定の金属材料によって矩形板状に形成されたものであり、ロータ31の回転に伴い、各先端面がカムリング4の内周面に摺接する。すなわち、各ベーン32の先端面がカムリング4の内周面に摺接することにより、ロータ31と、周方向に隣り合う一対のベーン32,32と、カムリング4とによって、ロータ31の回転方向Dに複数のポンプ室30が画定されている。また、各ベーン32は、ロータ31の回転に伴ってそれぞれの基端面が一対のリング部材33,33の外周面に摺接し、当該一対のリング部材33,33によってロータ31の径方向外側へ押し上げられる構成となっている。これにより、機関回転数が低く、また、ロータ31の回転に伴う遠心力や背圧室313内の油圧が小さい場合であっても、各ベーン32の先端面がカムリング4の内周面と摺接して各ポンプ室30が液密に仕切られるようになっている。
カムリング4は、図1、図2に示すように、焼結材料により概ね円環状に形成されていて、内周側にポンプ要素3を収容可能な円形のポンプ要素収容部41を有する。また、カムリング4の外周側には、ハウジング1に支持される円柱状のピボットピン40の外周面に摺接可能な円弧溝状の揺動支持部42が、軸方向に沿って設けられている。すなわち、カムリング4は、第1ピン支持溝111b及び第2ピン支持溝122bによって支持されるピボットピン40の外周面に摺接することにより、当該ピボットピン40を介してポンプ収容部110の内部に揺動可能に支持されている。また、揺動支持部42は、ポンプ要素3によるポンプ作用に伴い、吐出領域においてカムリング4(ポンプ要素収容部41)の内側面に作用する吐出圧Pによりピボットピン40へと押し付けられる。
また、カムリング4の外周側には、第1ハウジング11の第1シール摺接面112a、第2シール摺接面112b及び第3シール摺接面112cとそれぞれ対向する、第1シール構成部431、第2シール構成部432及び第3シール構成部433を有する。第1シール構成部431は、第1シール摺接面112aと同心円弧状の第1シール面431aを有する。第2シール構成部432は、第2シール摺接面112bと同心円弧状の第2シール面432aを有する。第3シール構成部433は、第3シール摺接面112cと同心円弧状の第3シール面433aを有する。
また、第1シール面431aには、第1シール摺接面112a側に開口するように、軸方向に沿って延びる第1シール保持溝431bが形成されている。第2シール面432aには、第2シール摺接面112b側に開口するように、軸方向に沿って延びる第2シール保持溝432bが形成されている。第3シール面433aには、第3シール摺接面112c側に開口するように、軸方向に沿って延びる第3シール保持溝433bが形成されている。
そして、第1シール保持溝431bには、カムリング4が揺動する際に第1シール摺接面112aに摺接する第1シール部材S1が収容されている。第2シール保持溝432bには、カムリング4が揺動する際に第2シール摺接面112bに摺接する第2シール部材S2が収容されている。第3シール保持溝433bには、カムリング4が揺動する際に第3シール摺接面112cに摺接する第3シール部材S3が収容されている。
第1シール部材S1、第2シール部材S2及び第3シール部材S3は、図1、図2に示すように、いずれも低摩擦特性を有する例えばフッ素系樹脂材により、カムリング4の軸方向に沿って直線状に細長く形成されている。また、第1シール保持溝431b、第2シール保持溝432b及び第3シール保持溝433bの各底部には、図2に示すように、それぞれゴム製の弾性部材BRが配置されている。すなわち、第1、第2、第3シール部材S1,S2,S3は、弾性部材BRの弾性力をもって、それぞれ第1、第2、第3シール摺接面112a,112b,112cに弾性的に接触することにより、第1、第2、第3シール面431a,432a,433aと第1、第2、第3シール摺接面112a,112b,112cとの間を液密にシールしている。
また、かかる構成から、カムリング4の外周側には、図2に示すように、ピボットピン40を介して支持される揺動支持部42と第1シール部材S1とによって、第1制御油室PR1が画定されている。第1制御油室PR1には、メインギャラリMGと繋がる吐出圧導入通路Lbから二股に分岐した一方の第1通路L1を介して、第1制御油圧P1が導かれる。なお、この第1制御油室PR1に導かれる第1制御油圧P1は、メインギャラリMGに導かれた吐出圧Pと実質的に同じである。また、第1通路L1は、第1ハウジング11の底壁111を貫通する第1制御圧導入孔118に接続され、第1制御圧導入孔118を介して第1制御油圧P1が第1制御油室PR1に直接導入される。第1制御油室PR1に導入された第1制御油圧P1は、第1制御油室PR1に面するカムリング4の外周面であって揺動支持部42と第1シール部材S1との間に形成された第1受圧面441に作用する。すなわち、第1受圧面441に作用した油圧により、カムリング4に対して、カムリング4の偏心量(駆動軸2の回転中心Zに対するポンプ要素収容部41の中心Oの偏心量)Δが減少する方向(以下「同心方向」という。)へ移動力(揺動力)が付与される。
同様に、カムリング4の外周側には、駆動軸2の回転中心Zを挟んで第1制御油室PR1と反対側に、第2シール部材S2と第3シール部材S3とによって、第2制御油室PR2が画定されている。第2制御油室PR2には、吐出圧導入通路Lbから分岐した他方の第2通路L2から制御弁SVを経て減圧された第2制御油圧P2が導かれる。また、第2通路L2は、第1ハウジング11の底壁111を貫通する第2制御圧導入孔119を介して、第2制御油圧P2が第2制御油室PR2に導入される。第2制御油室PR2に導かれた第2制御油圧P2は、第2制御油室PR2に面するカムリング4の外周面であって第2シール部材S2と第3シール部材S3との間に形成される第2受圧面442に作用する。すなわち、第2受圧面442に作用した油圧により、カムリング4に対して、カムリング4の偏心量Δが増大する方向(以下「偏心方向」という。)へ移動力(揺動力)が付与される。
ここで、第2制御油室PR2に臨む第1ハウジング11の周壁112には、コイルばねSPを収容するばね収容部116が形成されている。ばね収容部116は、概ね矩形凹状に窪み形成されていて、ばね収容部116とカムリング4のアーム部45との間には、コイルばねSPが所定の予圧(セット荷重W1)をもって装填されている。このコイルばねSPは、前記セット荷重W1に基づき、カムリング4を常時偏心方向へ付勢している。
以上の構成から可変容量形ポンプVP1は、第2制御油室PR2の内圧(第2制御油圧P2)に基づく付勢力とコイルばねSPのセット荷重W1との合力に比べて第1制御油室PR1の内圧(第1制御油圧P1)に基づく付勢力が小さいときは、カムリング4は図2に示すような最大偏心状態となる。一方、吐出圧Pが上昇して、第2制御油室PR2の内圧(第2制御油圧P2)に基づく付勢力とコイルばねSPのセット荷重W1との合力に比べて第1制御油室PR1の内圧(第1制御油圧P1)に基づく付勢力が大きくなると、吐出圧Pに応じてカムリング4が同心方向へ移動する。
ここで、カムリング4の外周側には、駆動軸2の回転中心Zを挟んで反対側に、コイルばねSPの付勢力(セット荷重W1)を受けるアーム部45が設けられている。アーム部45は、カムリング4の外周側へと概ね直線状に延びるように設けられており、コイルばねSPの付勢力(セット荷重W1)の作用点を構成する。
また、カムリング4の外周側には、カムリング4の偏心方向への移動を規制するストッパ部46が設けられている。ストッパ部46は、第1ハウジング11の周壁112に設けられたカムリング当接部117に当接することをもって、カムリング4の最大偏心量を規制する。なお、ストッパ部46は、本実施形態のようにアーム部45とは別体に設けるほか、アーム部45と一体に設けられていてもよい。この場合、アーム部45のばね当接面451とは反対側の面をストッパ面452として、当該ストッパ面452をカムリング当接部117に当接させることにより、カムリング4の最大偏心量を規制することができる。
(制御弁の構成)
また、可変容量形ポンプVP1は、図2に示すように、第1制御油室PR1へのオイル(第2制御油圧P2)の導入が、制御弁SVによって制御される。制御弁SVは、エンジン制御を司る制御装置CUによって駆動制御されるソレノイドバルブである。具体的には、制御弁SVは、第2通路L2の開閉制御に供する弁部5と、弁部5の一端部に設けられ、制御装置CUにより出力される励磁電流に基づいて弁部5の開閉制御に供するソレノイド部6と、を有する。
また、可変容量形ポンプVP1は、図2に示すように、第1制御油室PR1へのオイル(第2制御油圧P2)の導入が、制御弁SVによって制御される。制御弁SVは、エンジン制御を司る制御装置CUによって駆動制御されるソレノイドバルブである。具体的には、制御弁SVは、第2通路L2の開閉制御に供する弁部5と、弁部5の一端部に設けられ、制御装置CUにより出力される励磁電流に基づいて弁部5の開閉制御に供するソレノイド部6と、を有する。
弁部5は、バルブケース51と、スプール弁体52と、リテーナ部材53と、バルブスプリング54と、を備える、いわゆる三方向弁である。なお、弁部5は、ハウジング1に内蔵されるかたちで可変容量形ポンプVP1と一体に設けられていてもよく、また、可変容量形ポンプVP1とは別体に独立して設けられていてもよい。
バルブケース51は、所定の金属材料、例えばアルミニウム合金材料によって中心軸線Y方向の両端部が開口する概ね円筒状を呈し、内部に弁体収容部510を有する。弁体収容部510は、バルブケース51の中心軸線Y方向に沿ってバルブケース51を貫通する段付きの貫通孔によって構成されている。すなわち、弁体収容部510は、中心軸線Y方向の一端側に、第1弁体摺接部511を有し、中心軸線Y方向の他端側に、第1弁体摺接部511よりも大径となる第2弁体摺接部512を有する。そして、弁体収容部510のうち、第1弁体摺接部511側の開口部はソレノイド部6によって閉塞される。一方、弁体収容部510のうち、第2弁体摺接部512側の開口部は、後述するスプリング収容室55のオイルを排出するドレンポートPdとして機能し、ドレン通路Ldに開口する。ここで、ドレンポートPdは、ドレン通路Ldに開口せず、低圧部に相当するオイルパンOPに直接開放されていてもよい。また、ドレンポートPdは、低圧部に連通していればよく、大気圧に相当するオイルパンOPと連通する構成のほか、例えば負圧となる吸入口114cの近傍に連通する構成としてもよい。なお、以下では、弁部5について、便宜上、第1弁体摺接部511側(図2中の左側)の端部を第1端部と定義し、第2弁体摺接部512側(図2中の右側)の端部を第2端部と定義して説明する。
第1弁体摺接部511の外周側には、バルブケース51の外周面を周方向に沿って切り欠いてなる第1環状溝513が形成されている。また、第1環状溝513の底部には、中心軸線Yに直交するバルブケース51の径方向において弁体収容部510の内外を連通する複数の第1弁孔513aが形成されている。第1弁孔513aは、平面視が概ね円形となる丸穴によって構成され、第2通路L2を通じて第2制御油室PR2に対するオイル(第1制御油圧P2)の給排に供する給排ポートPcとして機能する。
また、同様に、第2弁体摺接部512の外周側には、バルブケース51の外周面を周方向に沿って切り欠いてなる第2環状溝514が形成されている。また、第2環状溝514の底部には、中心軸線Yに直交するバルブケース51の径方向において弁体収容部510の内外を連通する第2弁孔514aが形成されている。なお、第2弁孔514aは、平面視が概ね円形となる丸穴によって構成され、吐出圧導入通路Lbからオイル(吐出圧P)を導入する導入ポートPbとして機能する。
スプール弁体52は、移動方向である中心軸線Y方向において異なる外径を有する段付き状に形成された円筒状を呈し、バルブケース51の弁体収容部510に摺動可能に収容される。具体的には、スプール弁体52は、第1弁体摺接部511に摺接する第1ランド部521と、第1ランド部521よりも大径に形成され、第2弁体摺接部512に摺接する第2ランド部522と、を有する。また、第1ランド部521と第2ランド部522との間には、これら第1ランド部521及び第2ランド部522よりも小さい外径を有する中間軸部523が形成されている。すなわち、中間軸部523は、バルブケース51の径方向における弁体収容部510との間に、中継室Rcを画定する。
そして、中継室Rcにおいて中心軸線Y方向に対向する第1ランド部521及び第2ランド部522は第1弁孔513aから導かれた油圧を受ける受圧面として機能する。その際、第1ランド部521に対して第2ランド部522が相対的に大きい外径を有し、第1ランド部521によって構成される第1受圧面Pf1に対して、第2ランド部522によって構成される第2受圧面Pf2が相対的に大きくなるように形成されている。すなわち、かかる第1受圧面Pf1と第2受圧面Pf2の受圧面積の差に基づき、第1弁孔513aから中継室Rcに導入された油圧が第1受圧面Pf1よりも相対的に大きい第2受圧面Pf2に作用することにより、スプール弁体52が第2端部側へと押圧される。
また、スプール弁体52は、第1ランド部521よりも第1端部側に、第1ランド部521よりも小さい外径を有する軸端部524を有する。軸端部524は、バルブケース51の径方向における弁体収容部510との間に、背圧室Rbを画定する。背圧室Rbは、第1ランド部521の外周側(弁体収容部510との微小隙間)を通じて中継室Rcより漏出したオイルを捕集する。なお、背圧室Rbは、当該背圧室Rbに臨むスプール弁体52の第1端部の周壁に形成された排出孔525と、排出孔525と後述するスプリング収容室55を繋ぐ内部通路526と、を通じて、スプリング収容室55と連通する。すなわち、背圧室Rbに捕集されたオイルは、排出孔525及び内部通路526を通じて後述するスプリング収容室55に導かれ、ドレンポートPd及びドレン通路Ldを介してオイルパンOPへと排出される。
また、スプール弁体52は、リテーナ部材53と対向する第2ランド部522側の端部に、スプール弁体52と対向するバルブスプリング54の第1端部を支持するスプリング支持部527を有する。スプリング支持部527は、スプール弁体52の内周側を第2ランド部522側へ向かって段差状に拡径することによって形成されていて、筒状のスプリング包囲部527aと、平坦なスプリング支持面527bと、を有する。これにより、スプリング支持部527は、スプリング包囲部527aによってバルブスプリング54の第1端部の外周側を包囲しつつ、スプリング支持面527bによってバルブスプリング54の第1端部を支持する。
リテーナ部材53は、筒状部531と、筒状部531の外側端部を閉塞する底壁部532と、を有する、概ね有底円筒状に形成されている。リテーナ部材53は、筒状部531の開口部がスプール弁体52のスプリング支持部527と対向するように、バルブケース51の第2端部側の開口端部に嵌め込まれる。これにより、リテーナ部材53は、筒状部531によりバルブスプリング54の第2端部の外周側を包囲しつつ、底壁部532の内側端面によりバルブスプリング54の第2端部を支持する。また、リテーナ部材53は、底壁部532の中央位置に、円形のリテーナ開口部530を有する。すなわち、リテーナ開口部530は、底壁部532を貫通し、第2弁孔514aとドレンポートPdとを連通する。
バルブスプリング54は、周知の圧縮コイルばねであって、スプール弁体52とリテーナ部材53の間に画定されるスプリング収容室55に、所定の予圧(セット荷重W2)をもって装填される。これにより、バルブスプリング54は、上記セット荷重W2に基づき、スプール弁体52を第1端部側へ常時付勢する。
ソレノイド部6は、円筒状のケーシング61と、ケーシング61の内部に収容されたコイル62及びアーマチュア63と、アーマチュア63に固定され、アーマチュア63と共に中心軸線Y方向に沿って進退移動可能に設けられたロッド64と、を備える。なお、ソレノイド部6には、エンジンの油温や水温、エンジン回転数など所定のパラメータによって検出又は算出されたエンジンの運転状態に基づいて制御装置CUから励磁電流が通電される。そして、ソレノイド部6は、供給される電流値に応じて電磁力Fmの大きさを連続的に変更可能であり、パルス幅変調(PWM)により制御され、その電流値はデューティ比Dtにより与えられる。
(吐出通路の構成)
図3は、図2に示す吐出通路ERの近傍を拡大して表示した可変容量形ポンプVP1の要部拡大図を示している。図4は、図3のA-A線に沿って切断した可変容量形ポンプVP1の要部断面図を示している。
図3は、図2に示す吐出通路ERの近傍を拡大して表示した可変容量形ポンプVP1の要部拡大図を示している。図4は、図3のA-A線に沿って切断した可変容量形ポンプVP1の要部断面図を示している。
図4に示すように、第1ハウジング11には、第1ハウジング11の底壁111を段差凹状に窪ませてなる第1吐出ポート115aと、第1吐出ポート115aを径方向外側へ延長してなる第1吐出ポート延長部115bと、が設けられている。さらに、第1吐出ポート延長部115bの先端部には、第1吐出ポート延長部115bのオイルを外部へ吐出する吐出口115cが、第1ハウジング11の周壁112を貫通するかたちで第1ハウジング11の側方に開口形成されている。
同様に、第2ハウジング12の内側面にも、第2ハウジング12の内側面を凹状に窪ませてなる第2吐出ポート125aと、第2吐出ポート125aの径方向外側に、第2吐出ポート125aを径方向外側へ延長してなる第2吐出ポート延長部125bとが、それぞれ第1吐出ポート115a及び第1吐出ポート延長部115bと対向するかたちで設けられている。
また、第1吐出ポート延長部115b及び第2吐出ポート延長部125bは、図3に示すように、揺動支持部42と第2シール部材S2とにより液密にシールされている。これにより、第1吐出ポート延長部115b及び第2吐出ポート延長部125bには、図4に示すように、第1吐出ポート延長部115b及び第2吐出ポート延長部125bに吐出されたオイルを吐出口115cへ導く吐出通路ERが画定されている。
吐出通路ERは、第1吐出ポート115a及び第2吐出ポート125aの各出口から吐出口115cの入口までの区間に形成される油通路である。具体的には、吐出通路ERは、カムリング4の軸方向一端側の端面である第1端面FC1と第1吐出ポート延長部115bとの間に画定される第1吐出通路ER1と、カムリング4の軸方向他端側の端面である第2端面FC2と第2吐出ポート延長部125bとの間に画定される第2吐出通路ER2とで構成される。そして、この第1吐出通路ER1と第2吐出通路ER2は、吐出口115cの入口で合流する。
第1吐出通路ER1は、カムリング4の第1端面FC1の軸方向外側を通ってカムリング4の径方向外側に回り込む第1曲折通路ER1aと、第1曲折通路ER1aからカムリング4の径方向外側へ延びる第1出口通路ER1bと、で構成される。同様に、第2吐出通路ER2は、カムリング4の第2端面FC2の軸方向外側を通ってカムリング4の径方向外側に回り込む第2曲折通路ER2aと、第2曲折通路ER2aからカムリング4の径方向外側へ延びる第2出口通路ER2bと、で構成される。第1吐出通路ER1と第2吐出通路ER2は、第1出口通路ER1bと第2出口通路ER2bにおいて合流する。
また、カムリング4の第1端面FC1には、吐出通路ER(第1吐出通路ER1)に開口し、かつカムリング4の径方向内側から径方向外側へ向かって軸方向幅(深さ)D1が増大する第1凹部471が設けられている。すなわち、第1凹部471は、カムリング4の第1端面FC1の途中(径方向中間部)から径方向外側へ向かって軸方向幅D1が徐々に大きくなるように、第1端面FC1の外周縁部を面取りするかたちで、切欠き溝状に形成されている。この第1凹部471は、第1端面FC側から見てカムリング4の径方向外側へ下り傾斜する第1傾斜面471aと、第1傾斜面471aの両側において第1端面FC1に対して概ね垂直に立ち上がる一対の第1側面471b,471cと、で構成される。そして、第1凹部471は、第1吐出通路ER1の途中に位置することで、第1吐出通路ER1の上流側から下流側に向かって第1吐出通路ER1の流路断面積を増大させるように機能する。また、カムリング4の第1端面FC1において、第1凹部471が形成される領域の径方向幅Wd1は、その他の領域の径方向幅Wd2の最小値よりも大きくなるように設定されている。
同様に、カムリング4の第2端面FC2には、吐出通路ER(第2吐出通路ER2)に開口し、かつカムリング4の径方向内側から径方向外側へ向かって軸方向幅(深さ)D2が増大する第2凹部472が設けられている。すなわち、第2凹部472は、カムリング4の第2端面FC2の途中(径方向中間部)から径方向外側へ向かって軸方向幅D2が徐々に大きくなるように、第2端面FC2の外周縁部を面取りするかたちで、切欠き溝状に形成されている。この第2凹部472は、第2端面FC2側から見てカムリング4の径方向外側へ下り傾斜する第2傾斜面472aと、第2傾斜面472aの両側において第2端面FC2に対して概ね垂直に立ち上がる一対の第2側面472b,472cと、で構成される。そして、第2凹部472は、第2吐出通路ER2の途中に位置することで、第2吐出通路ER2の上流側から下流側に向かって第2吐出通路ER2の流路断面積を増大させるように機能する。また、第1端面FC1側と同様、カムリング4の第2端面FC2においても、第2凹部472が形成される領域の径方向幅Wd1が、その他の領域の径方向幅Wd2の最小値よりも大きくなるように設定されている。
ここで、第1凹部471の第1傾斜面471a、及び第2凹部472の第2傾斜面472aは、可変容量形ポンプVP1に求められる性能や製造コストなどにより、それぞれ任意の傾斜角に設定することができる。一方で、第1傾斜面471aと第1端面FC1のなす角である第1傾斜角θ1は、「0°<θ1≦45°」の範囲に設定されることが望ましい。同様に、第2傾斜面472aと第2端面FC2のなす角である第2傾斜角θ2は、「0°<θ1≦45°」の範囲に設定されることが望ましい。この第1傾斜角θ1及び第2傾斜角θ2の根拠については、図7、図8に基づいて後述する。
また、第1凹部471は、第1端面FC1の径方向中間部において、カムリング4の内周側(ポンプ要素収容部41寄り)に配置されていることが望ましい。第2凹部472についても同様に、第2端面FC2の径方向中間部において、カムリング4の内周側(ポンプ要素収容部41寄り)に配置されていることが望ましい。これにより、第1吐出通路ER1及び第2吐出通路ER2について、流路断面積が比較的上流側から徐々に拡大することとなり、第1吐出通路ER1及び第2吐出通路ER2における圧力損失をより効果的に低減することができる。
(ポンプの作動説明)
次に、図2,図5~図8に基づき、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1の動作について説明する。
次に、図2,図5~図8に基づき、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1の動作について説明する。
本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1では、図2に示すように、図示外のエンジン(クランクシャフト)の回転が図示外のチェーンを介して駆動軸2に伝達され、駆動軸2を介してロータ31が回転方向Dへ回転駆動される。すると、ロータ31の回転に伴い、吸入口114c、第1吸入ポート114a及び第2吸入ポート(図示外)を介して、オイルパンOPからオイルが吸い上げられる。また、この吸入作用と同時に、第1吐出ポート115a及び第2吐出ポート(図示外)、第1、第2吐出ポート延長部115b,125b及び吐出口115cを介して排出通路Leへと導かれる。そして、この排出通路Leへと導かれたオイルは、メインギャラリMGを介して図示外のエンジンの摺動部(クランクメタルCM)、オイルジェット装置OJ及びバルブタイミング制御装置VT等に圧送されると共に、吐出圧導入通路Lbを介して制御弁SVの導入ポートPbへと導かれる。なお、メインギャラリMGには、吐出圧Pを検出可能な油圧センサPSが配置されていて、この油圧センサPSの検出結果は制御装置CUへとフィードバックされる。
また、ピボットピン40を支点としてカムリング4が揺動することにより偏心量Δが変化して、ポンプ室30の容積変化量(最大容積と最小容積との差)が変化する。偏心量Δが大きくなるとポンプ室30の容積変化量も大きくなり、偏心量Δが小さくなるとポンプ室30の容積変化量も小さくなる。また、偏心量Δは、第1制御油室PR1の内圧(第1制御油圧P1)に基づく同心方向の付勢力と、第2制御油室PR1の内圧(第2制御油圧P2)及びコイルばねSPのセット荷重W1に基づく偏心方向の付勢力と、に応じて変化する。すなわち、第1制御油室PR1の内圧(第1制御油圧P1)に基づく同心方向の付勢力が、第2制御油室PR1の内圧(第2制御油圧P2)及びコイルばねSPのセット荷重W1に基づく偏心方向の付勢力よりも小さいときは、カムリング4は偏心方向へ揺動して、偏心量Δが大きくなる。一方、第1制御油室PR1の内圧(第1制御油圧P1)に基づく同心方向の付勢力が、第2制御油室PR1の内圧(第2制御油圧P2)及びコイルばねSPのセット荷重W1に基づく偏心方向の付勢力よりも大きくなると、カムリング4は同心方向へ揺動して、偏心量Δが小さくなる。また、第1制御油室PR1の内圧(第1制御油圧P1)に基づく同心方向の付勢力と、第2制御油室PR1の内圧(第2制御油圧P2)及びコイルばねSPのセット荷重W1に基づく偏心方向の付勢力とが釣り合う位置にて、カムリング4は停止する。
(制御弁の作動説明)
図5は、可変容量形ポンプVP1の吐出圧特性を表したグラフである。また、図6は、可変容量形ポンプVP1の作動状態を表した油圧回路図であり、(a)は図5の区間aにおけるポンプの状態を示し、(b)は図5の区間bにおけるポンプの状態を示している。また、図7は、可変容量形ポンプVP1の作動状態を表した油圧回路図であり、(a)は図5の区間cにおけるポンプの状態を示し、(b)は図5の区間dにおけるポンプの状態を示している。また、図8は、可変容量形ポンプVP1の作動状態を表した油圧回路図であり、(a)は図5の区間eにおけるポンプの状態を示し、(b)は図5の区間fにおけるポンプの状態を示している。
図5は、可変容量形ポンプVP1の吐出圧特性を表したグラフである。また、図6は、可変容量形ポンプVP1の作動状態を表した油圧回路図であり、(a)は図5の区間aにおけるポンプの状態を示し、(b)は図5の区間bにおけるポンプの状態を示している。また、図7は、可変容量形ポンプVP1の作動状態を表した油圧回路図であり、(a)は図5の区間cにおけるポンプの状態を示し、(b)は図5の区間dにおけるポンプの状態を示している。また、図8は、可変容量形ポンプVP1の作動状態を表した油圧回路図であり、(a)は図5の区間eにおけるポンプの状態を示し、(b)は図5の区間fにおけるポンプの状態を示している。
図5中のP1は、例えばバルブタイミング制御装置VTの要求油圧に相当する第1機関要求油圧を示す。また、図5中のP2は、例えばエンジンのピストンの冷却に供するオイルジェット装置OJの要求油圧に相当する第2機関要求油圧を示す。また、図5中のP3は、例えばエンジン高回転時のクランクシャフトの軸受部(クランクメタルCM)の潤滑に要する第3機関要求油圧を示す。
すなわち、可変容量形ポンプVP1は、機関始動から回転数Naまでの区間aでは、吐出圧導入通路Lbから分岐した第1通路L1を介して、第1制御油圧P1が第1制御油室PR1に導入される。また、制御弁SVは、吐出圧Pがスプール弁体52の第2受圧面Pf2に作用することによって発生する付勢力Poが、バルブスプリング54のセット荷重W2よりも小さくなる。よって、図6(a)に示すように、スプール弁体52は初期位置である第1端部側の位置で維持され、導入ポートPbと給排ポートPcが接続されて(第1状態)、第2制御油室PR2に第2制御油圧P2が導入される。その結果、第2制御油室PR2の第2制御油圧P2が第2受圧面442に作用することにより発生する油圧力Fp2とコイルばねSPのセット荷重W1との合力が、第1制御油室PR1の第1制御油圧P1が第1受圧面441に作用することにより発生する油圧力Fp1を上回り、カムリング4は最大偏心状態のまま維持される。
やがて、吐出圧Pが第1機関要求油圧P1に到達したところで、当該吐出圧Pを第1機関要求油圧P1に維持する場合には、ソレノイド部6に供給する励磁電流のデューティ比Dtを100%とする。これにより、ソレノイド部6に発生する電磁力Pm、すなわちロッド64がスプール弁体52を押圧する押圧力が、バルブスプリング54のセット荷重W2よりも大きくなる。よって、図6(b)に示すように、スプール弁体52は第2端部側へ移動して、導入ポートPbと給排ポートPcとの連通が遮断され、給排ポートPcとドレンポートPdとが連通する(第2状態)。その結果、図5の区間bでは、第2制御油室PR2内のオイルが排出されて、第1制御油室PR1のみに吐出圧Pが作用する。これにより、第1制御油室PR1に導入される吐出圧Pが第1受圧面441に作用することにより発生する油圧力Fp1がコイルばねSPのセット荷重W1を上回る。その結果、吐出圧Pの上昇に伴ってカムリング4の偏心量Δが減少し、吐出圧Pが緩やかに上昇することとなる。
また、可変容量形ポンプVP1では、エンジン回転数Nが回転数Naよりも大きく回転数Ncよりも小さい図5の区間c又は区間eでは、図7(a)及び図8(a)に示すように、導入ポートPbから導入されたオイル(吐出圧P)がスプール弁体52の第2受圧面Pf2に作用することにより発生する付勢力Poが、バルブスプリング54のセット荷重W2よりも小さくなる。よって、図7(a)、図8(a)に示すように、スプール弁体52は初期位置である第1端部側の位置で維持され、導入ポートPbと給排ポートPcが接続され(第1状態)、第2制御油室PR2に第2制御油圧P2が導入される。その結果、第2制御油室PR2に導かれた第2制御油圧P2が第2受圧面442に作用することにより発生する油圧力Fp2とコイルばねSPのセット荷重W1との合力が、第1制御油室PR1内の油圧が第1受圧面441に作用することにより発生する油圧力Fp1を上回り、カムリング4は最大偏心状態のまま維持される。
一方、エンジン回転数Nが回転数Ncよりも小さい区間では、ソレノイド部6に供給する励磁電流の電流値(デューティ比Dt)を無段階に変化させることで、カムリング4の偏心量Δを制御することができる。具体的には、例えば吐出圧Pを第2機関要求油圧P2に維持する場合、ソレノイド部6に供給する励磁電流のデューティ比Dtを概ね50%とする。これにより、吐出圧Pの付勢力Poとソレノイド部6の電磁力Pmとの合力が、バルブスプリング54のセット荷重W2よりも大きくなる。すると、図7(b)に示すように、スプール弁体52は第2端部側へ移動して、導入ポートPbと給排ポートPcとの連通が遮断され、給排ポートPcとドレンポートPdとが連通する(第2状態)。その結果、上記の区間dでは、第2制御油室PR2内のオイルが排出されて、第1制御油室PR1のみに吐出圧Pが作用する。これにより、第1制御油室PR1の吐出圧P(第1制御油圧P1)が第1受圧面441に作用することにより発生する油圧力Fp1がコイルばねSPのセット荷重W1を上回る。その結果、吐出圧Pの上昇に伴いカムリング4の偏心量Δが減少して最小偏心状態となり、吐出圧Pが第2機関要求油圧P2に維持される。
なお、上記の区間dでは、上記吐出圧Pの増大に基づくスプール弁体52の第2端部側への移動と、このスプール弁体52が第2端部側へ移動してカムリング4が最小偏心状態となることに基づくスプール弁体52の第1端部側への移動とが、交互に連続的に繰り返される。このようにして、給排ポートPcと導入ポートPbとが連通する状態と、給排ポートPcとドレンポートPdとが連通する状態とが、交互に連続的に切り替わることによって、吐出圧Pが第2機関要求油圧P2に維持されることとなる。
やがて、吐出圧Pが第3機関要求油圧P3に到達すると、ソレノイド部6に供給する励磁電流のデューティ比Dtが0%の状態で、吐出圧Pの付勢力Poが、バルブスプリング54のセット荷重W2よりも大きくなる。すると、図8(b)に示すように、スプール弁体52は第2端部側へ移動して、導入ポートPbと給排ポートPcとが連通する。その結果、図5の区間fでは、第2制御油室PR2内のオイルが排出され、第1制御油室PR1のみに吐出圧Pが作用する。これにより、第1制御油室PR1の吐出圧P(第1制御油圧P1)が第1受圧面441に作用することにより発生する油圧力Fp1がコイルばねSPのセット荷重W1を上回る。その結果、吐出圧Pの上昇に伴いカムリング4の偏心量Δが減少して最小偏心状態となり、吐出圧Pが第3機関要求油圧P3に維持される。
なお、上記区間fでも、前記区間dと同様に、上記吐出圧Pの増大に基づくスプール弁体52の第2端部側への移動と、このスプール弁体52が第2端部側へ移動してカムリング4が最小偏心状態となることに伴うスプール弁体52の第1端部側への移動とが、交互に連続的に繰り返される。このようにして、給排ポートPcと導入ポートPbとが連通する状態と、給排ポートPcとドレンポートPdとが連通する状態と、が交互に連続的に切り替わることにより、吐出圧Pが第3機関要求油圧P3に維持されることとなる。
(本実施形態の作用効果)
図9は、吐出通路ERのCFD解析図を示す図であって、(a)は本実施形態に係る可変容量形ポンプ、(b)は従来の可変容量形ポンプを示している。また、図10は、本実施形態に係る可変容量形ポンプと従来の可変容量形ポンプの圧力損失を比較したグラフを示している。
図9は、吐出通路ERのCFD解析図を示す図であって、(a)は本実施形態に係る可変容量形ポンプ、(b)は従来の可変容量形ポンプを示している。また、図10は、本実施形態に係る可変容量形ポンプと従来の可変容量形ポンプの圧力損失を比較したグラフを示している。
図9(b)に示すように、前記従来の可変容量形ポンプVP0では、カムリング4の第1端面FC1が、第2ハウジング12の内側面と概ね平行に形成されると共に、カムリング4の第2端面FC2が、第1ハウジング11の底壁111と概ね平行に形成されている。これにより、第1吐出ポート延長部115b及び第2吐出ポート延長部125bへと流入したオイルがカムリング4の第1端面FC1及び第2端面FC2に沿って吐出口115cへと流れ込む際に、カムリング4の第1端面FC1及び第2端面FC2の外周縁部付近(図中のX部参照)においてそれぞれ渦が比較的多く発生してしまい、この渦によってポンプの圧力損失が発生してしまう点で、改善の余地があった。
これに対して、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1は、ポンプ収容部110と、ポンプ収容部110に開口する吸入部(第1吸入部114)及び吐出部(第1吐出部115)と、を有するハウジング1(第1ハウジング11)と、ポンプ収容部110の内部に移動可能に設けられたカムリング4と、カムリング4の内周側に配置され、回転駆動されるロータ31と、ロータ31の径方向外側に出没可能な複数のベーン32と、を有し、カムリング4との間に複数のポンプ室30を形成するポンプ要素3と、ポンプ室30から吐出部(第1吐出部115)に吐出されたオイルを、カムリング4の軸方向一方側の端面である第1端面FC1を跨いでカムリング4の径方向外側に位置する吐出口115cへ導く吐出通路ER(第1吐出通路ER1)と、第1端面FC1に設けられ、吐出通路ER(第1吐出通路ER1)に開口し、カムリング4の径方向内側から外側へ向かって軸方向幅(深さ)D1が増大する第1凹部471と、を備えている。
このように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1では、図9(a)に示すように、カムリング4の第1端面FC1に、第1吐出通路ER1に開口してカムリング4の径方向内側から外側へと向かって軸方向幅(深さ)D1が増大する第1凹部471が設けられている。このため、当該第1凹部471によって、第1吐出通路ER1(特に、カムリング4の第1端面FC1の外周縁部付近)における流路断面積の急激な変化を抑制することが可能となる。これにより、カムリング4の第1端面FC1の外周縁部付近(図中のX部参照)における渦の発生が抑制されて、図10に示すように、従来の可変容量形ポンプVP0と比べてポンプの圧力損失を低減することができる。
また、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1では、第1凹部471は、カムリング4の径方向において、カムリング4の内周面と外周面の間(中間位置)から始まり、カムリング4の径方向外側に向かって開口している。
このように、本実施形態では、第1凹部471がカムリング4の第1端面FC1において径方向幅の途中から始まっていて、カムリング4の内周面には開口しない構成となっている。これにより、カムリング4の内周面、すなわちベーン32の摺接面の減少を抑制することができる。その結果、当該ベーン32の摺接面の減少に伴うカムリング4の耐摩耗性の低下を抑制することができる。
また、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1では、第1凹部471は、カムリング4の径方向内側から外側へ向かって軸方向幅が徐々に増大する傾斜面である。
このように、本実施形態では、第1凹部471が第1傾斜面471aによって形成されていることで、吐出通路ER(第1吐出通路ER1)の流路断面積を徐々に増大させることが可能となる。これにより、第1凹部471を後述する第2実施形態のような段差状に形成する場合と比べて、ポンプの圧力損失を効果的に低減することができる。
また、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1では、第1吐出通路ER1は、カムリング4の軸方向外側を通りカムリング4の径方向外側に回り込む曲折通路(第1曲折通路ER1a)と、曲折通路(第1曲折通路ER1a)からカムリング4の径方向外側へ延びる出口通路(第1出口通路ER1b)と、を有し、第1傾斜面471aの延長上に、出口通路が設けられている。
このように、本実施形態では、第1傾斜面471aの延長上に、第1出口通路ER1bが設けられている。このため、第1凹部471に沿って流れるオイルを第1出口通路ER1bへと円滑に導くことが可能となる。これにより、ポンプの圧力損失をより効果的に低減することができる。
また、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1では、ポンプ室30から吐出部(第1吐出部115)に吐出されたオイルを、カムリング4の軸方向他方側の端面である第2端面FC2を跨いでカムリング4の径方向外側に位置する吐出口へ導く第2吐出通路ER2と、第2端面FC2に設けられ、第2吐出通路ER2に面すると共に、カムリング4の径方向外側に開口して、カムリング4の径方向内側から外側へ向かって軸方向幅が増大する第2凹部742と、をさらに有する。
このように、本実施形態では、カムリング4の軸方向両端側に、凹部(第1凹部741及び第2凹部742)が設けられている。このため、カムリング4の軸方向両端側からそれぞれカムリング4の径方向外側へと回り込むオイルについて、渦の発生を抑制することが可能となる。これにより、ポンプの圧力損失をより効果的に低減することができる。
また、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1では、カムリング4は、第1凹部471が形成される領域の径方向幅Wd1が、その他の領域の径方向幅Wd2の最小値よりも大きくなるようにされている。
このように、本実施形態では、第1凹部471が形成される領域の径方向幅Wd1が、その他の領域の径方向幅Wd2の最小値よりも大きくなるように設定されている。このため、カムリング4の径方向において、第1凹部471を比較的長く形成することが可能となり、ポンプの圧力損失をより効果的に低減することができる。
図11は、第1傾斜面471aを傾斜角別に表示した図4の要部拡大図を示している。図12は、第1傾斜面471aと第1端面FC1との劣角θ別の圧力損失を表したグラフを示している。
図11に示すように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP1では、第1傾斜面471aの傾斜角、すなわち第1傾斜面471aと第1端面FC1との間の劣角θが「0<θ≦45°」の範囲に設定されている。また、この劣角θが「0<θ≦45°」の範囲に設定されていることで、第1傾斜面471aの延長線上に吐出口115cが位置する構成となっている。
ここで、第1傾斜面471aと第1端面FC1との劣角θ別にポンプの圧力損失を比較してみると、図12に示すように、劣角θが0°から25°近傍までは、当該劣角θの増大に反比例してポンプの圧力損失が小さいものとなり、劣角θが25°近傍において、ポンプの圧力損失が最も小さくなる。一方、劣角θが25°近傍を境に、当該劣角θの増大に比例してポンプの圧力損失が徐々に増大する。
以上のように、本実施形態では、第1傾斜面471aと第1端面FC1との劣角θが、「0<θ≦45°」の範囲に設定されている。これにより、カムリング4の軸方向端面に傾斜面を有しない、すなわち劣角θが0°である従来の可変容量形ポンプに比べて第1傾斜面471aの終端側における渦の発生が効果的に抑制されて、ポンプの圧力損失を効果的に低減することができる。
[第2実施形態]
図13~図14は、本発明に係る可変容量形ポンプの第2実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第1実施形態の第1凹部741及び第2凹部742の形態を変更したものであり、他の構成については、前記第1実施形態と同様である。このため、前記第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図13~図14は、本発明に係る可変容量形ポンプの第2実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第1実施形態の第1凹部741及び第2凹部742の形態を変更したものであり、他の構成については、前記第1実施形態と同様である。このため、前記第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図13は、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP2の構成を示し、可変容量形ポンプVP2において第2ハウジング12を外した状態を示す可変容量形ポンプVP2の平面図を示している。また、図14は、図13のB-B線に沿って切断した、可変容量形ポンプVP2の要部断面図を示している。
(ポンプの構成)
図13に示すように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP2では、第1凹部471が、図14の断面視において第1端面FC1から概ね矩形状に窪むように形成されている。より具体的には、第1凹部471が、概ね水平状に形成された水平底面471dと、この水平底面471dの両側から概ね垂直に立ち上がる一対の第1側面471b,471cと、第1凹部471の始端部にて概ね垂直に窪み、一対の第1側面471b,471c同士を繋ぐ垂直端面471eと、によって画定されている。ここで、水平底面471dと垂直端面471eは、図14に示す断面視において円弧状をなす滑らかなアール面471fによって接続されていることが望ましい。すなわち、水平底面471dと垂直端面471eとが滑らかなアール面471fによって接続されることで、第1凹部471の径方向内側から外側へ向かって流路断面積を徐々に増大させることが可能となる。
図13に示すように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP2では、第1凹部471が、図14の断面視において第1端面FC1から概ね矩形状に窪むように形成されている。より具体的には、第1凹部471が、概ね水平状に形成された水平底面471dと、この水平底面471dの両側から概ね垂直に立ち上がる一対の第1側面471b,471cと、第1凹部471の始端部にて概ね垂直に窪み、一対の第1側面471b,471c同士を繋ぐ垂直端面471eと、によって画定されている。ここで、水平底面471dと垂直端面471eは、図14に示す断面視において円弧状をなす滑らかなアール面471fによって接続されていることが望ましい。すなわち、水平底面471dと垂直端面471eとが滑らかなアール面471fによって接続されることで、第1凹部471の径方向内側から外側へ向かって流路断面積を徐々に増大させることが可能となる。
第2凹部472についても、第1凹部471と同様に、図14の断面視において概ね矩形状に窪むように形成されていて、概ね水平状に形成された水平底面472dと、この水平底面472dの両側から概ね垂直に立ち上がる一対の第2側面472b,472cと、第2凹部472の始端部にて概ね垂直に窪み、一対の第2側面472b,472c同士を繋ぐ垂直端面472eと、によって画定されている。
また、水平底面472dと垂直端面472eは、図14に示す断面視において円弧状をなす滑らかなアール面472fによって接続されていることが望ましい。すなわち、水平底面472dと垂直端面472eとが滑らかなアール面472fによって接続されることで、径方向内側から外側へ向かって流路断面積を徐々に増大させることが可能となる。
(本実施形態の作用効果)
以上のように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP2では、第1凹部471及び第2凹部472が、それぞれ断面視概ね矩形凹状に形成されている。このように、第1端面FC1及び第2端面FC2の外周側を第1凹部471及び第2凹部472により窪ませることで、第1実施形態と同様、第1凹部471及び第2凹部472により、それぞれ第1吐出通路ER1(カムリング4の第1端面FC1の外周縁部付近)及び第2吐出通路ER2(カムリング4の第2端面FC2の外周縁部付近)における流路断面積の急激な変化を抑制することが可能となる。これにより、カムリング4の第1端面FC1及び第2端面FC2の各外周縁部付近における渦の発生が抑制されることとなり、図10に示すように、従来の可変容量形ポンプVP0と比べてポンプの圧力損失を低減することができる。
以上のように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP2では、第1凹部471及び第2凹部472が、それぞれ断面視概ね矩形凹状に形成されている。このように、第1端面FC1及び第2端面FC2の外周側を第1凹部471及び第2凹部472により窪ませることで、第1実施形態と同様、第1凹部471及び第2凹部472により、それぞれ第1吐出通路ER1(カムリング4の第1端面FC1の外周縁部付近)及び第2吐出通路ER2(カムリング4の第2端面FC2の外周縁部付近)における流路断面積の急激な変化を抑制することが可能となる。これにより、カムリング4の第1端面FC1及び第2端面FC2の各外周縁部付近における渦の発生が抑制されることとなり、図10に示すように、従来の可変容量形ポンプVP0と比べてポンプの圧力損失を低減することができる。
また、特に、本実施形態では、第1凹部471及び第2凹部472が、それぞれ断面視概ね矩形凹状となる段差状に形成されているため、前記第1実施形態のように第1凹部471及び第2凹部472を傾斜状に形成される場合に比べて、カムリング4を焼結する金型の寿命の長期化を図ることができる。すなわち、前記第1実施形態のように、第1凹部471及び第2凹部472を傾斜状に形成する場合には、当該第1凹部471及び第2凹部472を形成する凸部が断面概ね三角形状に形成されることになるため、カムリング4を焼結する金型の寿命が、比較的短いものとなるおそれがある。一方、本実施形態のように、第1凹部471及び第2凹部472を段差状(矩形凹状)に形成することによって、当該第1凹部471及び第2凹部472を形成する凸部を断面概ね矩形状に形成することが可能となり、カムリング4を焼結する金型の寿命を長期化することができる。
[第3実施形態]
図15は、本発明に係る可変容量形ポンプの第3実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第1実施形態に係る第1吐出ポート延長部115b及び第2吐出ポート延長部125bの形態を変更したものであり、他の構成については、前記第1実施形態と同様である。よって、前記第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図15は、本発明に係る可変容量形ポンプの第3実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第1実施形態に係る第1吐出ポート延長部115b及び第2吐出ポート延長部125bの形態を変更したものであり、他の構成については、前記第1実施形態と同様である。よって、前記第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図15は、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP3の構成を示す、可変容量形ポンプVP3の図4相当図を示している。
(ポンプの構成)
図15に示すように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP3では、第1吐出ポート延長部115bにおいて、第1凹部471と対向する傾斜面である第1凹部傾斜面115dが形成されている。同様に、第2吐出ポート延長部125bにおいて、第2凹部472と対向する傾斜面である第2凹部傾斜面125dが形成されている。
図15に示すように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP3では、第1吐出ポート延長部115bにおいて、第1凹部471と対向する傾斜面である第1凹部傾斜面115dが形成されている。同様に、第2吐出ポート延長部125bにおいて、第2凹部472と対向する傾斜面である第2凹部傾斜面125dが形成されている。
第1凹部傾斜面115dと第2凹部傾斜面125dは、それぞれ吐出口115c側へ向かって吐出口115cの中心Gまでの距離が徐々に小さくなるような傾斜状に形成されている。より具体的には、第1凹部傾斜面115dは、第1傾斜面471aよりも小さい傾斜角度を有し、吐出口115c側へと向かって第1傾斜面471aとの距離Ld1が増大するように形成されている。同様に、第2凹部傾斜面125dは、第2傾斜面472aよりも小さい傾斜角度を有し、吐出口115c側へと向かって第2傾斜面472aとの距離Ld2が増大するように形成されている。
なお、第1凹部傾斜面115dと第2凹部傾斜面125dは、吐出口115c側へ向かって吐出口115cの中心Gまでの距離が徐々に減少するように形成されていればよい。よって、第1凹部傾斜面115dと第2凹部傾斜面125dは、本実施形態で例示したテーパ面のほか、例えば図15に示す断面視において吐出口115c側へ向かって吐出口115cの中心Gまでの距離が徐々に減少するアール面(円弧面)となるように形成することも可能である。
(本実施形態の作用効果)
以上のように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP3では、カムリング4の径方向外側に臨むハウジング(第1ハウジング11)の内側面に、第1凹部471と対向する第1凹部傾斜面115dを有する。
以上のように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP3では、カムリング4の径方向外側に臨むハウジング(第1ハウジング11)の内側面に、第1凹部471と対向する第1凹部傾斜面115dを有する。
このように、本実施形態では、カムリング4側に設けられた第1凹部471に加えて、第1ハウジング11側にも第1凹部傾斜面115dが設けられていることにより、第1吐出通路ER1の出口側における渦の発生がより効果的に抑制されて、ポンプの圧力損失をより効果的に低減することができる。
また、第1凹部傾斜面115dは、カムリング4の径方向外側へ向かうにつれて、第1凹部471との距離Ld1が大きくなるように形成されている。
このように、本実施形態によれば、第1凹部傾斜面115dが、カムリングの径方向外側へ向かうにつれ第1凹部471との距離Ld1が増大するように形成されている。このため、本実施形態では、吐出通路ERについて、第1吐出通路ER1の出口側へ向かう流路断面積が増大することとなり、オイルの流路抵抗を低減することが可能となる。これにより、ポンプの圧力損失をさらに効果的に低減することができる。
[第4実施形態]
図16及び図17は、本発明に係る可変容量形ポンプの第4実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第1実施形態におけるカムリング4の第1端面FC1及び第2端面FC2の構成を変更したものであり、他の構成については、前記第1実施形態と同様である。このため、前記第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図16及び図17は、本発明に係る可変容量形ポンプの第4実施形態を示している。なお、本実施形態は、前記第1実施形態におけるカムリング4の第1端面FC1及び第2端面FC2の構成を変更したものであり、他の構成については、前記第1実施形態と同様である。このため、前記第1実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図16は、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP4の構成を示し、可変容量形ポンプVP4において第2ハウジング12を外した状態を示す可変容量形ポンプVP4の平面図を示している。また、図17は、図16のC-C線に沿って切断した、可変容量形ポンプVP4の要部断面図を示している。
図16、図17に示すように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP4は、カムリング4の第1端面FC1において、第1吐出通路ER1と対向する位置に、カムリング4の内周側と外周側を連通する第1連通溝481が形成されている。この第1連通溝481は、第1吐出ポート115a及び第1吐出ポート延長部115bと対応する形状を有し、第1吐出ポート115aとオーバーラップする始端部(内側端部)が周方向に沿って比較的幅広に形成されていて、第1吐出ポート延長部115bとオーバーラップする中間部から終端側に向かって第1吐出ポート延長部115bに対応する概ね一定の溝幅に形成されている。そして、第1連通溝481の終端側の底面に、第1凹部471が形成されている。
同様に、カムリング4の第2端面FC2においても、第2吐出通路ER2と対向する位置に、カムリング4の内周側と外周側を連通する第2連通溝482が形成されている。第2連通溝482も、第2吐出ポート125a及び第2吐出ポート延長部125bと対応する形状を有し、第2吐出ポート125aとオーバーラップする始端部(内側端部)が周方向に沿って比較的幅広に形成されていて、第2吐出ポート延長部125bとオーバーラップする中間部から終端側に向かって第2吐出ポート延長部125bに対応する概ね一定の溝幅に形成されている。そして、第2連通溝482の終端側の底面に、第2凹部472が形成されている。
(本実施形態の作用効果)
以上のように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP4では、カムリング4は、第1端面FC1のうち吐出通路ER(第1吐出通路ER1)と対向する位置に、カムリング4の内周側と外周側とを連通する第1連通溝481を有し、第1凹部471は、第1連通溝481の底面に形成されている。
以上のように、本実施形態に係る可変容量形ポンプVP4では、カムリング4は、第1端面FC1のうち吐出通路ER(第1吐出通路ER1)と対向する位置に、カムリング4の内周側と外周側とを連通する第1連通溝481を有し、第1凹部471は、第1連通溝481の底面に形成されている。
このように、カムリング4の第1端面FC1に、当該カムリング4の内周側と外周側とを連通する第1連通溝481が設けられていることで、第1連通溝481の分だけ、吐出通路ER(第1吐出通路ER1)の流路断面積が大きく確保されることとなり、オイルの流路抵抗を低減することが可能となる。これにより、ポンプの圧力損失をより効果的に低減することができる。
(変形例)
図18は、本発明に係る可変容量形ポンプの第4実施形態の変形例を示している。なお、本変形例は、前記第4実施形態に係る第1吐出ポート延長部115b及び第2吐出ポート延長部125bの形態を変更したものであり、他の構成については、前記第4実施形態と同様である。よって、前記第4実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図18は、本発明に係る可変容量形ポンプの第4実施形態の変形例を示している。なお、本変形例は、前記第4実施形態に係る第1吐出ポート延長部115b及び第2吐出ポート延長部125bの形態を変更したものであり、他の構成については、前記第4実施形態と同様である。よって、前記第4実施形態と同じ構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
図18は、図16のC-C線断面に相当する図であって、本変形例の要部断面図を示している。
図18に示すように、本変形例に係る可変容量形ポンプVP4´は、前記第4実施形態に係る可変容量形ポンプVP4に、前記第3実施形態に係る可変容量形ポンプVP3における第1凹部傾斜面115d及び第2凹部傾斜面125dを加えたものである。すなわち、当該可変容量形ポンプVP4´は、第1吐出ポート延長部115bに、第1凹部471と対向する傾斜面である第1凹部傾斜面115dが形成されている。同様に、第2吐出ポート延長部125bには、第2凹部472と対向する傾斜面である第2凹部傾斜面125dが形成されている。
第1凹部傾斜面115dと第2凹部傾斜面125dは、それぞれ吐出口115c側へ向かって吐出口115cの中心Gまでの距離が徐々に小さくなるような傾斜状に形成されていることが望ましい。すなわち、第1凹部傾斜面115dについては、第1傾斜面471aよりも小さい傾斜角度を有し、吐出口115c側へと向かって第1傾斜面471aとの距離Ld1が増大するように形成されていることが望ましい。同様に、第2凹部傾斜面125dについては、第2傾斜面472aよりも小さい傾斜角度を有し、吐出口115c側へと向かって第2傾斜面472aとの距離Ld2が増大するように形成されていることが望ましい。
なお、第1凹部傾斜面115dと第2凹部傾斜面125dは、吐出口115c側へ向かって吐出口115cの中心Gまでの距離が徐々に減少するように形成されていればよい。よって、第1凹部傾斜面115dと第2凹部傾斜面125dは、本実施形態で例示したテーパ面のほか、例えば図15に示す断面視において吐出口115c側へ向かって吐出口115cの中心Gまでの距離が徐々に減少するアール面(円弧面)となるように形成することも可能である。
以上のように、本変形例に係る可変容量形ポンプVP4´によれば、前記第4実施形態に係る可変容量形ポンプVP4に前記第3実施形態に係る可変容量形ポンプVP3の構成が追加されていることによって、前記第3実施形態に係る可変容量形ポンプVP3が奏する作用効果と、前記第4実施形態に係る可変容量形ポンプVP4が奏する作用効果の両方の作用効果が奏せられる。
本発明は、前記実施形態等の構成に限定されるものではなく、例えば可変容量形ポンプVP1~VP4が搭載される車両のエンジンやバルブタイミング制御装置の仕様等に応じて自由に変更可能である。
また、前記実施形態等では、カムリング4を揺動させることでポンプの吐出量を可変にする、いわゆる揺動タイプのカムリング4を採用した態様を例示している。しかしながら、ポンプの吐出量を可変にする手段としては、上記揺動に限定されるものではなく、例えばカムリング4を径方向へ直線的に移動(スライド)させることによって行うことも可能である。換言すれば、ポンプの吐出量を変更し得る構成(ポンプ室30の容積変化量を変更し得る構成)であれば、カムリング4の移動の態様は問わない。
Claims (10)
- ポンプ収容部と、前記ポンプ収容部に開口する吸入部及び吐出部と、を有するハウジングと、
前記ポンプ収容部の内部に移動可能に設けられたカムリングと、
前記カムリングの内周側に配置され、回転駆動されるロータと、前記ロータの径方向外側に出没可能な複数のベーンと、を有し、前記カムリングとの間に複数のポンプ室を形成するポンプ要素と、
前記ポンプ室から前記吐出部に吐出された流体を、前記カムリングの軸方向一方側の端面である第1端面を跨いで前記カムリングの径方向外側に位置する吐出口へ導く第1吐出通路と、
前記第1端面に設けられ、前記第1吐出通路に開口し、前記カムリングの径方向内側から外側へ向かって軸方向幅が増大する第1凹部と、
を備えたことを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量形ポンプであって、
前記第1凹部は、前記カムリングの径方向において、前記カムリングの内周面と外周面の間から始まり、前記カムリングの径方向外側に向かって開口している、
ことを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量形ポンプであって、
前記第1凹部は、前記カムリングの径方向内側から外側へ向かって前記軸方向幅が徐々に増大する傾斜面である、
ことを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 請求項3に記載の可変容量形ポンプであって、
前記第1吐出通路は、前記カムリングの軸方向外側を通り前記カムリングの径方向外側に回り込む曲折通路と、前記曲折通路から前記カムリングの径方向外側へ延びる出口通路と、を有し、
前記傾斜面の延長上に、前記出口通路が設けられている、
ことを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 請求項3に記載の可変容量形ポンプであって、
前記傾斜面と前記第1端面との間の劣角θは、「0°<θ≦45°」の範囲に設定されている、
ことを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量形ポンプであって、
前記ポンプ室から前記吐出部に吐出された流体を、前記カムリングの軸方向他方側の端面である第2端面を跨いで前記カムリングの径方向外側に位置する吐出口へ導く第2吐出通路と、
前記第2端面に設けられ、前記第2吐出通路に面すると共に、前記カムリングの径方向外側に開口して、前記カムリングの径方向内側から外側へ向かって軸方向幅が増大する第2凹部と、
をさらに有することを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量形ポンプであって、
前記カムリングは、前記第1凹部が形成される領域の径方向幅が、その他の領域の径方向幅の最小値よりも大きくなるようにされている、
ことを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量形ポンプであって、
前記カムリングの径方向外側に臨む前記ハウジングの内側面に、前記第1凹部と対向する傾斜面を有する、
ことを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 請求項8に記載の可変容量形ポンプであって、
前記傾斜面は、前記カムリングの径方向外側へ向かうにつれて、前記第1凹部との距離が大きくなるように形成されている、
ことを特徴とする可変容量形ポンプ。 - 請求項1に記載の可変容量形ポンプであって、
前記カムリングは、前記第1端面のうち前記第1吐出通路と対向する位置に、前記カムリングの内周側と外周側とを連通する連通溝を有し、
前記第1凹部は、前記連通溝の底面に形成されている、
ことを特徴とする可変容量形ポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
JP2022146311 | 2022-09-14 | ||
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PCT/JP2023/028252 WO2024057753A1 (ja) | 2022-09-14 | 2023-08-02 | 可変容量形ポンプ |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS59583U (ja) * | 1982-06-23 | 1984-01-05 | 株式会社豊田中央研究所 | ベ−ン式回転流体機械 |
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JP2016104967A (ja) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 可変容量形オイルポンプ |
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-
2023
- 2023-08-02 WO PCT/JP2023/028252 patent/WO2024057753A1/ja unknown
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