JP2013057326A - Variable displacement pump - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable displacement oil pump useful for miniaturization of a pump.SOLUTION: This variable displacement oil pump 10 is a vane type variable displacement oil pump varying the discharge amount by operation of a cam ring 17. A first pressure chamber 31 in which a discharge pressure is introduced and which includes a first pressure receiving surface 33 making the discharge pressure act on a cam ring 17 in a direction to reduce an eccentricity amount, and a second pressure chamber 32 which includes a second pressure receiving surface 34 making the discharge pressure act on the cam ring 17 in a direction to increase the eccentricity amount are oppositely arranged at an outer peripheral area of the cam ring 17 at a discharge area side with a pivot section 17a put therebetween. The eccentricity quantity of the cam ring 17 is controlled by a balance of inner pressures of both pressure chambers 31, 32.

Description

本発明は、例えば、自動車用の内燃機関の各摺動部等に作動油を供給する油圧源に適用され、とりわけ、運転状態に応じて吐出量(吐出圧)を可変し得る可変容量形ポンプに関する。   The present invention is applied to, for example, a hydraulic source that supplies hydraulic oil to each sliding portion of an internal combustion engine for automobiles, and in particular, a variable displacement pump that can vary a discharge amount (discharge pressure) according to an operating state. About.

自動車用のオイルポンプに適用される従来の可変容量形オイルポンプとしては、例えば、以下の特許文献1に記載されたものが知られている。   As a conventional variable displacement oil pump applied to an oil pump for automobiles, for example, the one described in Patent Document 1 below is known.

概略を説明すれば、この可変容量形ポンプは、いわゆるベーンポンプであって、ハウジングとカムリングとの間に画成された2つの圧力室へ選択的に吐出圧を供給して、スプリングによりロータの回転中心に対して常時偏心する方向へ付勢されたカムリングの偏心量を制御することによって、吐出量(吐出圧)を可変にするようになっている。   Briefly, this variable displacement pump is a so-called vane pump that selectively supplies discharge pressure to two pressure chambers defined between a housing and a cam ring, and rotates the rotor by a spring. The discharge amount (discharge pressure) is made variable by controlling the amount of eccentricity of the cam ring urged in a direction that is always eccentric with respect to the center.

特表2008−524500号公報Special table 2008-524500 gazette

しかしながら、前記従来の可変容量形オイルポンプにあっては、前記両圧力室の内圧(吐出圧)による油圧力に対してスプリングの付勢力をバランスさせる構造としているため、スプリングの付勢力を大きなものとする必要があり、その結果、ポンプを大型化せざるを得ないという問題があった。   However, the conventional variable displacement oil pump has a structure in which the biasing force of the spring is balanced against the oil pressure caused by the internal pressure (discharge pressure) of the two pressure chambers. As a result, there is a problem that the pump must be enlarged.

本発明は、前記従来の可変容量形オイルポンプの技術的課題に鑑みて案出されたもので、ポンプの小型化に供する可変容量形オイルポンプを提供することを目的としている。   The present invention has been devised in view of the technical problem of the conventional variable displacement oil pump, and an object thereof is to provide a variable displacement oil pump for use in reducing the size of the pump.

本願発明は、いわゆるベーンタイプの可変容量形オイルポンプであって、とりわけ、カムリングの外周側にそれぞれ画成され、かつ、内部に吐出圧が導入され、カムリングに対して偏心量を減少させる方向へ吐出圧を作用させる第1受圧面を有する第1圧力室及びカムリングに対して偏心量を増大させる方向へ吐出圧を作用させる第2受圧面を有する第2圧力室を備えたことを特徴としている。   The present invention is a so-called vane type variable displacement oil pump, which is defined in particular on the outer peripheral side of the cam ring, and in which discharge pressure is introduced into the cam ring to reduce the amount of eccentricity with respect to the cam ring. A first pressure chamber having a first pressure receiving surface on which the discharge pressure is applied and a second pressure chamber having a second pressure receiving surface on which the discharge pressure is applied in a direction to increase the eccentric amount with respect to the cam ring are provided. .

この発明によれば、前記両圧力室の内圧をバランスさせることによってカムリングの偏心量を制御する構成としたことから、必ずしもスプリング等の付勢部材を用いる必要がなく、また、かかる付勢部材を用いる場合であっても、当該付勢部材の付勢力を大きくする必要がないことから、ポンプの小型化が図れる。   According to the present invention, since the amount of eccentricity of the cam ring is controlled by balancing the internal pressures of the two pressure chambers, it is not always necessary to use a biasing member such as a spring. Even if it is used, it is not necessary to increase the urging force of the urging member, so that the pump can be reduced in size.

本発明の第1実施形態に係る可変容量形オイルポンプの構成を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a configuration of a variable displacement oil pump according to a first embodiment of the present invention. 同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最大の状態を表したものである。It is a front view which shows the state which removed the cover member about the variable displacement oil pump which concerns on the same embodiment, Comprising: The amount of eccentricity of a cam ring represents the maximum state. 同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最小の状態を表したものである。It is a front view which shows the state which removed the cover member about the variable displacement oil pump which concerns on the same embodiment, Comprising: The eccentric amount of a cam ring represents the state with the minimum. 図2のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 同実施形態に係るハウジングの内部を示す正面図である。It is a front view which shows the inside of the housing which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るソレノイドバルブの非通電時の状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state at the time of the non-energization of the solenoid valve which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係るソレノイドバルブの通電時の状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state at the time of energization of the solenoid valve which concerns on the same embodiment. 同実施形態に係る可変容量形オイルポンプの油圧回路図である。FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of the variable displacement oil pump according to the same embodiment. 同実施形態に係る可変容量形オイルポンプについての機関の回転数と油圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rotation speed of an engine, and oil_pressure | hydraulic about the variable displacement oil pump which concerns on the same embodiment. 本発明の第1実施形態の変形例に係るソレノイドバルブの非通電時の状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state at the time of the non-energization of the solenoid valve which concerns on the modification of 1st Embodiment of this invention. 同変形例に係るソレノイドバルブの通電時の状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the state at the time of energization of the solenoid valve concerning the modification. 本発明の第2実施形態に係る可変容量形オイルポンプの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the variable displacement oil pump which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最大の状態を表したものである。It is a front view which shows the state which removed the cover member about the variable displacement oil pump which concerns on the same embodiment, Comprising: The amount of eccentricity of a cam ring represents the maximum state. 同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最小の状態を表したものである。It is a front view which shows the state which removed the cover member about the variable displacement oil pump which concerns on the same embodiment, Comprising: The eccentric amount of a cam ring represents the state with the minimum. 本発明の第3実施形態に係るカバー部材の正面図である。It is a front view of the cover member concerning a 3rd embodiment of the present invention. 同実施形態に係るカバー部材の背面図である。It is a rear view of the cover member concerning the embodiment. 本発明の第4実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最大の状態を表したものである。It is a front view which shows the state which removed the cover member about the variable displacement oil pump which concerns on 4th Embodiment of this invention, Comprising: The amount of eccentricity of a cam ring represents the maximum state. 本発明の第4実施形態に係る可変容量形オイルポンプにつきカバー部材を外した状態を示す正面図であって、カムリングの偏心量が最小の状態を表したものである。It is a front view which shows the state which removed the cover member about the variable displacement oil pump which concerns on 4th Embodiment of this invention, Comprising: The eccentric amount of a cam ring represents the state with the minimum. 本発明の第5実施形態に係る油圧方向切換弁の非作動状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the non-operation state of the hydraulic direction switching valve concerning 5th Embodiment of this invention. 同実施形態に係る油圧方向切換弁の作動状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the operating state of the hydraulic direction switching valve concerning the embodiment. 同実施形態に係る可変容量形オイルポンプの油圧回路図である。FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of the variable displacement oil pump according to the same embodiment. 同実施形態に係る可変容量形ポンプについての機関の回転数と油圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the rotation speed of an engine and oil_pressure | hydraulic about the variable displacement pump which concerns on the same embodiment.

以下に、本発明に係る可変容量形オイルポンプの各実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、各実施の形態では、この可変容量形オイルポンプを、自動車用内燃機関の摺動部及び機関弁の開閉時期を制御するバルブタイミング制御装置に機関の潤滑油を供給するオイルポンプとして適用した例を示している。   Embodiments of a variable displacement oil pump according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In each of the embodiments, the variable displacement oil pump is applied as an oil pump that supplies engine lubricating oil to a valve timing control device that controls the opening / closing timing of the sliding portion of the automobile internal combustion engine and the engine valve. An example is shown.

図1〜図9は、本発明に係る可変容量形オイルポンプの第1実施形態を示しており、このオイルポンプ10は、内燃機関のシリンダブロックの前端部等に設けられ、図1〜図3に示すように、一端側が開口するように形成されて内部に円柱状の空間からなるポンプ収容室13を有する断面コ字形状のポンプボディ11及び該ポンプボディ11の一端開口を閉塞するカバー部材12からなるハウジングと、該ハウジングに回転自在に支持され、ポンプ収容室13のほぼ中心部を貫通して機関のクランク軸によって回転駆動される駆動軸14と、ポンプ収容室13内に回転自在に収容されて中心部が駆動軸14に結合されたロータ15及び該ロータ15の外周部に放射状に切欠形成された複数のスリット15a内にそれぞれ出没自在に収容されたベーン16からなるポンプ要素と、該ポンプ要素の外周側にロータ15の回転中心に対して偏心可能に配置され、ロータ15及び隣接するベーン16,16と共に複数の作動油室であるポンプ室20を画成するカムリング17と、ポンプボディ11内に収容され、ロータ15の回転中心に対するカムリング17の偏心量が増大する方向へ当該カムリング17を常時付勢する付勢部材であるスプリング18と、ロータ15の内周側の両側部に摺動自在に配置された当該ロータ15よりも小径な一対のリング部材19,19と、を備えている。   1 to 9 show a first embodiment of a variable displacement oil pump according to the present invention. This oil pump 10 is provided at the front end of a cylinder block of an internal combustion engine, etc. As shown in FIG. 1, a pump body 11 having a U-shaped cross section having a pump accommodating chamber 13 formed in a cylindrical space inside and having a one end side opened, and a cover member 12 that closes one end opening of the pump body 11. A drive shaft 14 that is rotatably supported by the housing and is driven to rotate by the crankshaft of the engine through the substantially central portion of the pump housing chamber 13, and is housed rotatably in the pump housing chamber 13. Thus, the central portion of the rotor 15 is coupled to the drive shaft 14 and the plurality of slits 15a radially formed in the outer peripheral portion of the rotor 15 are housed in a freely retractable manner. And a pump chamber 20 which is a plurality of hydraulic fluid chambers together with the rotor 15 and the adjacent vanes 16 and 16. , A spring 18 that is housed in the pump body 11 and is a biasing member that constantly biases the cam ring 17 in a direction in which the eccentric amount of the cam ring 17 with respect to the rotation center of the rotor 15 increases. And a pair of ring members 19, 19 having a smaller diameter than the rotor 15 slidably disposed on both side portions on the inner peripheral side.

前記ポンプボディ11は、アルミ合金材によって一体に形成されていて、図4及び図5にも示すように、ポンプ収容室13の底面13aのほぼ中央位置には、駆動軸14の一端部を回転自在に支持する軸受孔11aが貫通形成されている。また、ポンプボディ11の内側面となるポンプ収容室13の内周壁の所定位置には、図5に示すように、カムリング17を揺動自在に支持する断面ほぼ半円状の支持溝11bが切欠形成されている。さらに、ポンプ収容室13の内周壁には、軸受孔11aの中心と支持溝11bの中心とを結ぶ直線(以下「カムリング基準線」という。)Mを挟んで両側に、カムリング17の外周部に配設される後記のシール部材30,30がそれぞれ摺接する第1、第2シール摺接面11c,11dが形成されている。これら各シール摺接面11c,11dは、支持溝11bの中心からそれぞれ所定の半径R1,R2により構成される円弧面状になっていると共に、カムリング17の偏心揺動範囲において前記各シール部材30,30が常時摺接可能な周方向長さに設定されている。これによって、カムリング17が偏心揺動する際に、前記各シール摺接面11c,11dに沿って摺動案内されることとなって、当該カムリング17の円滑な作動(偏心揺動)が得られるようになっている。   The pump body 11 is integrally formed of an aluminum alloy material. As shown in FIGS. 4 and 5, one end portion of the drive shaft 14 is rotated at a substantially central position of the bottom surface 13 a of the pump housing chamber 13. A bearing hole 11a that is freely supported is formed through. Further, as shown in FIG. 5, a support groove 11b having a substantially semicircular cross section for supporting the cam ring 17 in a swingable manner is cut out at a predetermined position on the inner peripheral wall of the pump housing chamber 13 which is the inner surface of the pump body 11. Is formed. Further, on the inner peripheral wall of the pump housing chamber 13, on both sides of a straight line connecting the center of the bearing hole 11 a and the center of the support groove 11 b (hereinafter referred to as “cam ring reference line”) M, on the outer peripheral portion of the cam ring 17. First and second seal slidable contact surfaces 11c and 11d are formed so that seal members 30 and 30 described later are in slidable contact with each other. Each of the seal sliding contact surfaces 11c and 11d has an arcuate surface shape constituted by predetermined radii R1 and R2 from the center of the support groove 11b, and the seal member 30 in the eccentric swing range of the cam ring 17. , 30 are set to circumferential lengths that can always slide. As a result, when the cam ring 17 is eccentrically oscillated, the cam ring 17 is slidably guided along the seal sliding contact surfaces 11c and 11d, so that the cam ring 17 can be smoothly operated (eccentric oscillation). It is like that.

また、前記ポンプ収容室13の底面13aには、図2及び図5に示すように、軸受孔11aの外周域に、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室20の内部容積が増大する領域(吸入領域)に開口するようにほぼ円弧凹状の吸入部である吸入ポート21が、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室20の内部容積が減少する領域(吐出領域)に開口するようにほぼ円弧凹状の吐出部である吐出ポート22が、それぞれ軸受孔11aを挟んでほぼ対向するように切欠形成されている。   Further, as shown in FIGS. 2 and 5, the bottom surface 13 a of the pump storage chamber 13 is a region where the internal volume of the pump chamber 20 increases in the outer peripheral region of the bearing hole 11 a due to the pump action of the pump element. The suction port 21, which is a substantially arc-shaped suction portion that opens to the (suction region), opens to a region (discharge region) in which the internal volume of the pump chamber 20 decreases with the pump action of the pump element. The discharge port 22 which is a substantially arc-shaped discharge part is cut out so as to be substantially opposed to each other across the bearing hole 11a.

前記吸入ポート21は、当該吸入ポート21のほぼ中央位置から後記のスプリング収容室28側に延設された導入通路24に接続され、該導入通路24の途中には、ポンプボディ11の底壁を貫通して外部へと開口する吸入孔21aが貫通形成されている。これにより、図8に示すように、機関のオイルパン52に貯留された潤滑油が、前記ポンプ要素のポンプ作用に伴って発生する負圧に基づき吸入孔21a及び吸入ポート21を介して前記吸入領域の各ポンプ室20に吸入されるようになっている。なお、前記吸入孔21aは、前記導入通路24と共にポンプ吸入側におけるカムリング17の外周域に臨むように構成されており、該カムリング17のポンプ吸入側の外周域に吸入圧を導くようになっている。これによって、前記吸入領域の各ポンプ室20に隣接するポンプ吸入側におけるカムリング17の外周域が吸入圧又は大気圧となることから、吸入領域の各ポンプ室20から当該ポンプ吸入側におけるカムリング17の外周域への潤滑油の漏出の抑制に供される。ここで、前記ポンプ吸入側とは、図2中における後記のカムリング偏心方向線Nよりも左側の領域を意味している。   The suction port 21 is connected to an introduction passage 24 extending from the substantially central position of the suction port 21 to the later-described spring accommodating chamber 28, and the bottom wall of the pump body 11 is placed in the middle of the introduction passage 24. A suction hole 21a that penetrates and opens to the outside is formed. As a result, as shown in FIG. 8, the lubricating oil stored in the oil pan 52 of the engine is sucked through the suction hole 21a and the suction port 21 based on the negative pressure generated by the pump action of the pump element. Each pump chamber 20 in the region is sucked. The suction hole 21a is configured so as to face the outer peripheral region of the cam ring 17 on the pump suction side together with the introduction passage 24, and guides the suction pressure to the outer peripheral region of the cam ring 17 on the pump suction side. Yes. As a result, the outer peripheral area of the cam ring 17 on the pump suction side adjacent to each pump chamber 20 in the suction area becomes suction pressure or atmospheric pressure, and therefore, the cam ring 17 on the pump suction side from each pump chamber 20 in the suction area. This is used for suppressing leakage of lubricating oil to the outer peripheral region. Here, the pump suction side means a region on the left side of a cam ring eccentric direction line N described later in FIG.

前記吐出ポート22は、当該吐出ポート22の始端部からカムリング17の外周側に画成される後記の第1圧力室31に臨むようにして延設された導入通路25に接続され、該導入通路25の終端部には、ポンプボディ11の底壁を貫通して外部へ開口する吐出孔22aが貫通形成されている。なお、この吐出孔22aは、図外のオイルメインギャラリを介して機関内の各摺動部及びバルブタイミング制御装置に接続されている。かかる構成から、前記ポンプ要素のポンプ作用により加圧されて前記吐出領域の各ポンプ室20から吐出された潤滑油が、吐出ポート22及び吐出孔22aを介して機関内の各摺動部及びバルブタイミング制御装置に供給されるようになっている。なお、前記吐出孔22aは、前記導入通路25と共にポンプ吐出側におけるカムリング17の外周域に臨むように構成されており、該カムリング17のポンプ吐出側の外周域に吐出圧を導くようになっている。ここで、前記ポンプ吐出側とは、図2中における後記のカムリング偏心方向線Nよりも右側の領域を意味している。   The discharge port 22 is connected to an introduction passage 25 extending from the starting end of the discharge port 22 to the first pressure chamber 31 described later, which is defined on the outer peripheral side of the cam ring 17. A discharge hole 22a that penetrates the bottom wall of the pump body 11 and opens to the outside is formed through the end portion. The discharge hole 22a is connected to each sliding portion in the engine and a valve timing control device via an oil main gallery not shown. With this configuration, the lubricating oil pressurized by the pumping action of the pump element and discharged from the pump chambers 20 in the discharge region passes through the discharge ports 22 and the discharge holes 22a. It is supplied to the timing control device. The discharge hole 22a is configured so as to face the outer peripheral region of the cam ring 17 on the pump discharge side together with the introduction passage 25, and guides the discharge pressure to the outer peripheral region of the cam ring 17 on the pump discharge side. Yes. Here, the pump discharge side means a region on the right side of a cam ring eccentric direction line N described later in FIG.

さらに、前記吐出ポート22の始端部の近傍には、当該吐出ポート22と軸受孔11aとを連通する連通溝23が切欠形成されていて、該連通溝23を介して軸受孔11aに潤滑油を供給すると共にロータ15やベーン16の側部にも潤滑油を供給して、各摺動部位の潤滑性を確保するようになっている。なお、この連通溝23は、前記各ベーン16の出没方向と合致しないように形成されており、これらベーン16が出没する際の当該連通溝23への脱落が抑制されている。   Further, a communication groove 23 that communicates the discharge port 22 and the bearing hole 11a is formed in the vicinity of the starting end portion of the discharge port 22, and lubricating oil is supplied to the bearing hole 11a through the communication groove 23. In addition to the supply, lubricating oil is also supplied to the sides of the rotor 15 and the vane 16 to ensure the lubricity of each sliding portion. The communication groove 23 is formed so as not to coincide with the direction in which the vanes 16 are projected and retracted, and the dropout to the communication groove 23 when the vanes 16 appear and disappear is suppressed.

前記カバー部材12は、ほぼ板状を呈し、外側部におけるポンプボディ11の軸受孔11aに対応する位置が若干厚肉に形成されると共に、当該厚肉部分には、駆動軸14の他端側を回転自在に支持する軸受孔12aが貫通形成されている。なお、本実施形態では、カバー部材12の内側面はほぼ平坦状となっているが、ポンプボディ11の底面と同様に吸入、吐出ポート21,22を形成することも可能であり、また、前記連通溝23のような軸受孔12aに潤滑油を導くための溝部を設けることも可能である。そして、このカバー部材12は、複数のボルト26によりポンプボディ11の開口端面に取り付けられている。   The cover member 12 has a substantially plate shape, and a position corresponding to the bearing hole 11a of the pump body 11 on the outer side is formed to be slightly thicker. A bearing hole 12a for rotatably supporting the shaft is formed. In the present embodiment, the inner surface of the cover member 12 is substantially flat. However, the suction and discharge ports 21 and 22 can be formed in the same manner as the bottom surface of the pump body 11. It is also possible to provide a groove for guiding the lubricating oil to the bearing hole 12 a such as the communication groove 23. The cover member 12 is attached to the opening end surface of the pump body 11 with a plurality of bolts 26.

前記駆動軸14は、クランク軸から伝達された回転力によってロータ15を図2中における時計方向に回転するように構成されており、当該駆動軸14の中心において前記直線Mと直交する直線(以下「カムリング偏心方向線」という。)Nを境界として、図2中の左半分が前記ポンプ吸入側、右半分が前記ポンプ吐出側となっている。   The drive shaft 14 is configured to rotate the rotor 15 in the clockwise direction in FIG. 2 by the rotational force transmitted from the crankshaft, and a straight line (hereinafter referred to as the straight line M) at the center of the drive shaft 14. 2) With N as a boundary, the left half in FIG. 2 is the pump suction side and the right half is the pump discharge side.

前記ロータ15は、図1及び図2に示すように、内部中心側から径方向外側へ放射状に形成された前記複数のスリット15aが切欠形成されていると共に、該各スリット15aの内側基端部には、前記吐出ポート22に吐出された吐出油を導入する断面ほぼ円形状の背圧室15bがそれぞれ形成されている。これにより、前記各ベーン16がロータ15の回転に伴う遠心力と背圧室15bの油圧とによって外方へ押し出されるようになっている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the rotor 15 has a plurality of slits 15a radially formed radially outward from the inner center side, and an inner base end portion of each slit 15a. Are formed with a back pressure chamber 15b having a substantially circular cross section for introducing the discharge oil discharged to the discharge port 22, respectively. Thereby, each vane 16 is pushed outward by the centrifugal force accompanying the rotation of the rotor 15 and the hydraulic pressure of the back pressure chamber 15b.

前記各ベーン16は、各先端面がそれぞれカムリング17の内周面に摺接すると共に、各基端部の側面が各リング部材19,19の外摺面にそれぞれ摺接するようになっている。これによって、機関回転数が低く、前記遠心力や背圧室15bの油圧が小さいときでも、ロータ15の外周面、隣接するベーン16,16の各内側面及びカムリング17の内周面と、側壁であるポンプボディ11のポンプ収容室13の底面13a及びカバー部材12の内側面と、が前記各ポンプ室20を液密的に画成している。   Each vane 16 has a distal end surface in sliding contact with the inner peripheral surface of the cam ring 17 and a side surface of each base end portion in sliding contact with the outer sliding surfaces of the ring members 19, 19. As a result, even when the engine speed is low and the centrifugal force or the hydraulic pressure of the back pressure chamber 15b is small, the outer peripheral surface of the rotor 15, the inner surfaces of the adjacent vanes 16, 16 and the inner peripheral surface of the cam ring 17, and the side wall The bottom surface 13a of the pump housing chamber 13 of the pump body 11 and the inner side surface of the cover member 12 define each pump chamber 20 in a liquid-tight manner.

前記カムリング17は、いわゆる燒結金属によってほぼ円筒状に一体形成され、外周部の所定位置に、ポンプボディ11の支持溝11bに嵌合して偏心揺動支点を構成するほぼ円弧凸状のピボット部17aが軸方向に沿って突設されていると共に、該ピボット部17aに対しカムリング17の中心を挟んで反対側の位置に、スプリング18と連係するアーム部17bが軸方向に沿って突設されている。   The cam ring 17 is integrally formed of a so-called sintered metal in a substantially cylindrical shape, and is fitted in the support groove 11b of the pump body 11 at a predetermined position on the outer peripheral portion so as to constitute an eccentric rocking fulcrum. 17a protrudes along the axial direction, and an arm portion 17b linked to the spring 18 protrudes along the axial direction at a position opposite to the pivot portion 17a across the center of the cam ring 17. ing.

ここで、前記ポンプボディ11内には、前記支持溝11bと反対側の位置に、所定の幅Lに設定された連通部27を介してポンプ収容室13と連通するようにスプリング収容室28が設けられており、このスプリング収容室28内にスプリング18が収容されている。このスプリング18は、前記連通部27を通じてスプリング収容室28内まで延出する前記アーム部17bの先端部の下面とスプリング収容室28の底面との間に、所定のセット荷重Wをもって弾性保持されている。なお、前記アーム部17bの先端部の下面には、スプリング18の内周側に係合するほぼ円弧状に形成された支持突起17iが突設されており、該支持突起17iによってスプリング18の一端が支持されている。   Here, in the pump body 11, a spring accommodating chamber 28 is disposed at a position opposite to the support groove 11 b so as to communicate with the pump accommodating chamber 13 via a communicating portion 27 set to a predetermined width L. The spring 18 is accommodated in the spring accommodating chamber 28. The spring 18 is elastically held with a predetermined set load W between the lower surface of the distal end portion of the arm portion 17 b that extends into the spring accommodating chamber 28 through the communication portion 27 and the bottom surface of the spring accommodating chamber 28. Yes. A support protrusion 17i formed in a substantially arc shape that engages with the inner peripheral side of the spring 18 protrudes from the lower surface of the distal end of the arm portion 17b, and one end of the spring 18 is projected by the support protrusion 17i. Is supported.

かかる構成から、前記スプリング18は、前記セット荷重Wに基づく弾性力をもって、前記アーム部17bを介してカムリング17を、その偏心量が増大する方向(図2中の時計方向)へ常時付勢するようになっている。これにより、図2に示すカムリング17の非作動状態において、当該カムリング17は、前記スプリング18の付勢力によってアーム部17bの上面がスプリング収容室28の蓋部に突設されたストッパ部28aに押し付けられた状態となり、その偏心量が最大となる位置に規制されている。そして、このように、ピボット部17aと反対側にアーム部17bを延設して、該アーム部17bの先端部をスプリング18によって付勢するように構成することで、カムリング17に対し最大限のトルクを発生させることができるため、当該スプリング18の小型化が図れ、この結果、ポンプ自体の小型化に供される。   With this configuration, the spring 18 constantly biases the cam ring 17 in the direction in which the eccentric amount increases (clockwise in FIG. 2) via the arm portion 17b with an elastic force based on the set load W. It is like that. Thus, in the non-operating state of the cam ring 17 shown in FIG. 2, the cam ring 17 is pressed against the stopper portion 28 a, the upper surface of the arm portion 17 b projecting from the lid portion of the spring accommodating chamber 28 by the urging force of the spring 18. And is regulated to a position where the amount of eccentricity is maximized. In this way, the arm portion 17b is extended to the opposite side of the pivot portion 17a, and the tip end portion of the arm portion 17b is urged by the spring 18, so that the cam ring 17 is maximized. Since torque can be generated, the spring 18 can be reduced in size, and as a result, the pump itself can be reduced in size.

また、前記カムリング17の外周部には、前記第1、第2シール摺接面11c,11dと対向するように形成された当該各シール摺接面11c,11dと同心円弧面状の第1、第2シール面17g,17hを有する横断面ほぼ三角形状の一対の第1、第2シール構成部17c,17dが軸方向に沿ってそれぞれ突設されていると共に、該各シール構成部17c,17dのシール面17g,17hに、横断面ほぼ矩形状の第1、第2シール保持溝17e,17fが軸方向に沿って切欠形成されていて、該各シール保持溝17e,17fには、カムリング17の偏心揺動時に各シール摺接面11c,11dに摺接する一対のシール部材30,30がそれぞれ収容保持されている。   Further, on the outer peripheral portion of the cam ring 17, the first and second seal sliding contact surfaces 11c, 11d formed so as to face the first and second sealing sliding contact surfaces 11c, 11d are concentric arc-shaped first, A pair of first and second seal constituent parts 17c, 17d having a substantially triangular cross section having the second seal surfaces 17g, 17h are projected along the axial direction, and the respective seal constituent parts 17c, 17d. First and second seal holding grooves 17e and 17f having a substantially rectangular cross section are formed in the seal surfaces 17g and 17h along the axial direction, and cam ring 17 is formed in each of the seal holding grooves 17e and 17f. A pair of seal members 30, 30 that are in sliding contact with the seal sliding contact surfaces 11c, 11d during eccentric swinging are respectively housed and held.

ここで、前記各シール面17g,17hは、それぞれ前記ピボット部17aの中心からこれに対応する前記各シール摺接面11c,11dを構成する半径R1,R2よりも僅かに小さい所定の半径R3,R4によって構成されており、当該各シール面17g,17hと前記各シール摺接面11c,11dとの間には、それぞれ微小なクリアランスCが形成されるようになっている。   Here, the seal surfaces 17g and 17h are formed at a predetermined radius R3 slightly smaller than the radii R1 and R2 constituting the seal sliding contact surfaces 11c and 11d corresponding to the center of the pivot portion 17a. A small clearance C is formed between the seal surfaces 17g and 17h and the seal sliding contact surfaces 11c and 11d.

前記各シール部材30,30は、例えば低摩擦特性を有するフッ素系樹脂材によりカムリング17の軸方向に沿って直線状に細長く形成され、各シール保持溝17e,17fの底部に配設されたゴム製の弾性部材29,29の弾性力により各シール摺接面11c,11dに押し付けられるようになっている。これにより、後述する各圧力室31,32の良好な液密性が常時確保されるようになっている。   Each of the seal members 30 and 30 is, for example, a long and narrow line formed along the axial direction of the cam ring 17 with a fluorine-based resin material having low friction characteristics, and is disposed at the bottom of each of the seal holding grooves 17e and 17f. The elastic members 29 and 29 are made to be pressed against the seal sliding contact surfaces 11c and 11d by the elastic force. Thereby, the good liquid tightness of each pressure chamber 31 and 32 mentioned later is always ensured.

そして、カムリング17の非作動状態において、前記ポンプ吐出側となるカムリング偏心方向線Nよりもピボット部17a側におけるカムリング17の外周域には、該カムリング17の外周面とポンプボディ11の内側面との間に、カムリング17の外周面、ピボット部17a、前記各シール部材30,30及びポンプボディ11の内側面をもって、ピボット部17aを挟んで両側に、第1圧力室31及び第2圧力室32がそれぞれ画成されている。なお、本実施形態では、前記第1、第2圧力室31,32の全体を、カムリング17の外周域において、前記ポンプ吐出側の範囲内に収めた実施例を示しているが、望ましくは、径方向において加圧領域となる前記吐出領域と重合する領域、つまり、カムリング17の周壁を挟んで常時正圧となるポンプ室20と対向する領域内に収める方がよい。   When the cam ring 17 is in an inoperative state, an outer peripheral surface of the cam ring 17 and an inner surface of the pump body 11 are located on the outer peripheral area of the cam ring 17 on the pivot portion 17a side of the cam ring eccentric direction line N on the pump discharge side. Between the first pressure chamber 31 and the second pressure chamber 32 on both sides of the pivot portion 17a with the outer peripheral surface of the cam ring 17, the pivot portion 17a, the inner surfaces of the seal members 30 and 30 and the pump body 11. Are each defined. In the present embodiment, the first and second pressure chambers 31 and 32 are shown as examples in the outer peripheral area of the cam ring 17 within the range on the pump discharge side. It is better to store in a region that overlaps with the discharge region that becomes the pressurizing region in the radial direction, that is, in a region facing the pump chamber 20 that is always positive pressure across the peripheral wall of the cam ring 17.

前記第1圧力室31には、吐出ポート22に吐出された吐出圧が導入通路25を介して常時導入されるようになっており、当該第1圧力室31に面するカムリング17の外周面によって構成されてスプリング18の付勢力を妨げるように作用する力を受ける第1受圧面33に吐出圧を作用させることで、カムリング17に対しその偏心量を減少させる方向(図2中の反時計方向)へ揺動力(移動力)を付与するようになっている。すなわち、この第1圧力室31は、前記第1受圧面33を介してカムリング17の中心がロータ15の回転中心と同心に近づく方向へ当該カムリング17を常時付勢することによって、このカムリング17の同心方向の移動量制御に供されている。   The discharge pressure discharged to the discharge port 22 is always introduced into the first pressure chamber 31 through the introduction passage 25, and the outer peripheral surface of the cam ring 17 facing the first pressure chamber 31 is used. A direction in which the eccentric amount is reduced with respect to the cam ring 17 (counterclockwise direction in FIG. 2) by applying a discharge pressure to the first pressure receiving surface 33 that is configured and receives a force that acts to prevent the biasing force of the spring 18. ) Is given a swinging force (moving force). That is, the first pressure chamber 31 constantly biases the cam ring 17 in the direction in which the center of the cam ring 17 approaches the concentricity with the rotation center of the rotor 15 via the first pressure receiving surface 33. This is used to control the amount of movement in the concentric direction.

一方で、前記第2圧力室32には、ポンプボディ11の底壁に貫通形成されて機関運転状態に応じて制御される後記のソレノイドバルブ40を介して吐出孔22aに接続された導入孔35を通じて吐出圧が適宜導入されるようになっており、当該第2圧力室32に面するカムリング17の外周面によって構成されてスプリング18の付勢力を助勢する方向に作用する力を受ける第2受圧面34に吐出圧を作用させることで、カムリング17に対しその偏心量を増大させる方向(図2中の時計方向)へ揺動力を付与するようになっている。   On the other hand, the second pressure chamber 32 is formed through the bottom wall of the pump body 11 and is connected to the discharge hole 22a via a solenoid valve 40 described later that is controlled according to the engine operating state. The discharge pressure is appropriately introduced through the second pressure receiving member, and is constituted by the outer peripheral surface of the cam ring 17 facing the second pressure chamber 32 and receives a force acting in the direction of assisting the biasing force of the spring 18. By applying a discharge pressure to the surface 34, a swinging force is applied to the cam ring 17 in a direction that increases the amount of eccentricity (clockwise in FIG. 2).

ここで、図2に示すように、前記第2受圧面34の受圧面積S2は、前記第1受圧面33の受圧面積S1よりも小さく設定されており、第2圧力室32の内圧に基づく付勢力とスプリング18の付勢力とによるカムリング17の偏心方向の付勢力と、第1圧力室31による付勢力と、が所定の力関係をもってバランスするように構成されていて、当該第2圧力室32による付勢力がスプリング18の付勢力を補助するようになっている。すなわち、前記第2圧力室32は、前記ソレノイドバルブ40を介して必要に応じて供給された吐出圧を第2受圧面34に作用させてスプリング18の付勢力を適宜助勢することで、カムリング17の偏心方向の移動量制御に供されている。   Here, as shown in FIG. 2, the pressure receiving area S <b> 2 of the second pressure receiving surface 34 is set smaller than the pressure receiving area S <b> 1 of the first pressure receiving surface 33, and is applied based on the internal pressure of the second pressure chamber 32. The urging force in the eccentric direction of the cam ring 17 by the urging force and the urging force of the spring 18 and the urging force by the first pressure chamber 31 are configured to be balanced with a predetermined force relationship. The urging force due to the pressure assists the urging force of the spring 18. That is, the second pressure chamber 32 causes the cam ring 17 to appropriately assist the urging force of the spring 18 by causing the discharge pressure supplied as needed via the solenoid valve 40 to act on the second pressure receiving surface 34. This is used to control the amount of movement in the eccentric direction.

また、前記オイルポンプ10には、図8に示すように、車載のECU51からの励磁電流に基づき機関の運転状態に応じて作動するソレノイドバルブ40が当該オイルポンプ10とは別体に設けられており、このソレノイドバルブ40を介して吐出孔22aと導入孔35とが接続され、これによってソレノイドバルブ40の開弁時に第1圧力室31と第2圧力室32が連通するようになっている。   Further, as shown in FIG. 8, the oil pump 10 is provided with a solenoid valve 40 that operates according to the operating state of the engine based on the excitation current from the vehicle-mounted ECU 51, separately from the oil pump 10. The discharge hole 22a and the introduction hole 35 are connected via the solenoid valve 40, whereby the first pressure chamber 31 and the second pressure chamber 32 communicate with each other when the solenoid valve 40 is opened.

前記ソレノイドバルブ40は、図6及び図7に示すように、一端側が開口形成されて他端側が閉塞された円筒状のバルブボディ41と、該バルブボディ41内に軸方向へ摺動自在に収容され、両端部にバルブボディ41の内周面に摺接する第1、第2ランド部42a,42bが形成された弁体42と、該弁体42の第2ランド部42bによってバルブボディ41の他端側に画成された背圧室45に収容され、弁体42をバルブボディ41の一端側へ付勢するスプリング43と、バルブボディ41の開口端部に取り付けられ、通電に伴ってロッド44bを進出させてスプリング43の付勢力に抗して弁体42をバルブボディ41の他端側へ軸方向移動させる電磁ユニット44と、から主として構成されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the solenoid valve 40 includes a cylindrical valve body 41 that is open at one end and closed at the other end, and is slidably accommodated in the valve body 41 in the axial direction. The valve body 42 is formed with first and second land portions 42a and 42b that are in sliding contact with the inner peripheral surface of the valve body 41 at both ends, and the second land portion 42b of the valve body 42 A spring 43 that is housed in a back pressure chamber 45 defined on the end side and urges the valve body 42 toward one end side of the valve body 41, and is attached to the opening end of the valve body 41. And an electromagnetic unit 44 that moves the valve body 42 in the axial direction to the other end side of the valve body 41 against the biasing force of the spring 43.

前記バルブボディ41は、その周壁に、吐出孔22aに接続されるINポート41aと、導入孔35に接続されるOUTポート41bと、吸入ポート21又は外部に接続されるドレインポート41cと、がそれぞれ貫通形成されていると共に、他端部の側壁には、吸入ポート21又は外部に接続されて背圧室45に常時開口する背圧ポート41dが貫通形成されている。   The valve body 41 has, on its peripheral wall, an IN port 41a connected to the discharge hole 22a, an OUT port 41b connected to the introduction hole 35, and a drain port 41c connected to the suction port 21 or the outside. A back pressure port 41d that is connected to the suction port 21 or the outside and always opens to the back pressure chamber 45 is formed through the side wall at the other end.

前記弁体42は、軸方向の中間部が縮径形成されていて、前記両ランド部42a,42bによってバルブボディ41との間に環状空間46を画成し、この環状空間46を介してOUTポート41bとINポート41a又はドレインポート41cとが連通するようになっている。   The valve body 42 is formed with a reduced diameter at an intermediate portion in the axial direction, and an annular space 46 is defined between the valve body 41 and the land portions 42a and 42b. The port 41b communicates with the IN port 41a or the drain port 41c.

前記電磁ユニット44は、周知のように構成され、ボビンにコイルが巻回され、これにヨークを外嵌してなるコイルユニット44aと、該コイルユニット44aの内周側に軸方向へ進退可能に設けられた磁性材からなる図外のアーマチュアと、該アーマチュアに結合され、通電状態に応じてアーマチュアに伴い進退移動するロッド44bと、から主として構成されている。   The electromagnetic unit 44 is configured in a well-known manner, a coil is wound around a bobbin, and a yoke is fitted around the coil unit 44a. The electromagnetic unit 44 can be moved back and forth in the axial direction on the inner peripheral side of the coil unit 44a. It is mainly composed of an armature (not shown) made of a magnetic material provided, and a rod 44b coupled to the armature and moving forward and backward with the armature according to the energized state.

ここで、前記ソレノイドバルブ40は、図6に示すように、いわゆるノーマルオープン型に構成されていることから、非通電状態においては、環状空間56を介してINポート41aとOUTポート41bとが連通することとなり、第2圧力室32に吐出圧が導入されることとなる(本発明に係る第1状態)。このとき、ドレインポート41cは、背圧室45に開口した状態となっている。   Here, as shown in FIG. 6, the solenoid valve 40 is configured as a so-called normally open type, and therefore, in a non-energized state, the IN port 41a and the OUT port 41b communicate with each other through the annular space 56. Thus, the discharge pressure is introduced into the second pressure chamber 32 (first state according to the present invention). At this time, the drain port 41 c is open to the back pressure chamber 45.

一方、図7に示すように、コイルユニット44aに励磁電流が通電された通電時には、ロッド44bの押圧力によりスプリング43の付勢力に抗して弁体42がバルブボディ41の他端側へと押し戻されることとなる。これによって、INポート41aは弁体42の第1ランド部42aによって遮断され、OUTポート41bは環状空間46を介してドレインポート41cと連通することとなって、第2圧力室32は吸入圧又は大気圧に開放されることとなる(本発明に係る第2状態)。   On the other hand, as shown in FIG. 7, when the exciting current is applied to the coil unit 44 a, the valve body 42 moves to the other end side of the valve body 41 against the urging force of the spring 43 by the pressing force of the rod 44 b. It will be pushed back. As a result, the IN port 41a is blocked by the first land portion 42a of the valve body 42, the OUT port 41b communicates with the drain port 41c through the annular space 46, and the second pressure chamber 32 has the suction pressure or It will be open to atmospheric pressure (second state according to the present invention).

以上のような構成から、前記オイルポンプ10は、第1圧力室31の内圧と、スプリング18の付勢力及びソレノイドバルブ40により制御される第2圧力室32の内圧と、のカムリング17に作用する相対的な力関係を制御することで、該カムリング17の偏心量を制御するようになっている。そして、この偏心量を制御して、ポンプ作用時における前記各ポンプ室20の内部容積の変化量を制御することで、当該オイルポンプ10の吐出圧特性を制御するようになっている。   With the above configuration, the oil pump 10 acts on the cam ring 17 of the internal pressure of the first pressure chamber 31 and the urging force of the spring 18 and the internal pressure of the second pressure chamber 32 controlled by the solenoid valve 40. The amount of eccentricity of the cam ring 17 is controlled by controlling the relative force relationship. Then, by controlling the amount of eccentricity and controlling the amount of change in the internal volume of each pump chamber 20 during the pump action, the discharge pressure characteristic of the oil pump 10 is controlled.

以下、本実施形態に係るオイルポンプ10の特徴的な作用、つまりカムリング17の偏心量制御に基づくポンプの吐出圧制御について、図2、図3及び図9に基づいて説明する。   Hereinafter, the characteristic action of the oil pump 10 according to the present embodiment, that is, the discharge pressure control of the pump based on the eccentric amount control of the cam ring 17 will be described based on FIG. 2, FIG. 3, and FIG.

まず、前記オイルポンプ10の吐出圧は、機関の各摺動部やバルブタイミング制御装置における要求油圧によって決定される。そこで、機関の要求油圧は当該機関の運転状態に応じて変化することから、その要求油圧も様々であるが、そのうちの代表的なものを図9のマップに示す。すなわち、例えば、燃費の向上等を目的としてバルブタイミング制御装置を用いた場合には、その要求油圧は図中のP1となる。また、内燃機関の要求油圧としては、主としてクランク軸の軸受部の潤滑に要する油圧によって決まるが、この要求油圧は機関の回転数及び負荷(スロットル開度)や油温等に応じて変化するものであって、例えば、低負荷又は低油温時であれば図中のP2が、高負荷又は高油温時であれば図中のP4が、それぞれ要求油圧となる。さらに、機関の高負荷時には、ピストン冷却のためにオイルジェットを使用する必要があり、中回転時である所定の回転数nにおいて図中のP3の油圧が必要となる。   First, the discharge pressure of the oil pump 10 is determined by the required oil pressure in each sliding part of the engine and the valve timing control device. Therefore, since the required oil pressure of the engine changes depending on the operating state of the engine, the required oil pressure varies, and a representative one is shown in the map of FIG. That is, for example, when a valve timing control device is used for the purpose of improving fuel efficiency, the required oil pressure is P1 in the figure. The required oil pressure of the internal combustion engine is determined mainly by the oil pressure required for lubricating the crankshaft bearing. This required oil pressure varies depending on the engine speed, load (throttle opening), oil temperature, etc. For example, when the load is low or when the oil temperature is low, P2 in the figure is the required oil pressure, and when the load is high or the oil temperature is high, P4 is the required oil pressure. Further, when the engine is under a high load, it is necessary to use an oil jet for cooling the piston, and the hydraulic pressure P3 in the drawing is required at a predetermined rotational speed n which is a middle rotation.

そこで、前記オイルポンプ10は、低負荷又は低油温時に図9中のP1もしくはP2のどちらか一方、又はP1及びP2の両方の要求油圧を満足する第1吐出圧特性である低圧特性Xとなるように設定されていると共に、高負荷又は高油温時に図9中のP3もしくはP4のどちらか一方、又はP3及びP4の両方の要求油圧を満足する第2吐出圧特性である高圧特性Yとなるように設定されていて、前記ソレノイドバルブ40のON−OFFを切り換えることにより、カムリング17の作動特性、つまり、カムリング17の作動に必要となる吐出圧である第1、第2作動圧Px,Pyを変更し、機関の運転状態に応じて前記両油圧特性X,Yのうち最適な油圧特性を選択することで、前記機関の各要求油圧を満足するようになっている。   Therefore, the oil pump 10 has a low pressure characteristic X, which is a first discharge pressure characteristic that satisfies the required oil pressure of either P1 or P2 in FIG. 9 or both P1 and P2 when the load is low or the oil temperature is low. High pressure characteristic Y which is a second discharge pressure characteristic that satisfies the required oil pressure of either P3 or P4 in FIG. 9 or both P3 and P4 at high load or high oil temperature. By switching ON / OFF of the solenoid valve 40, the operating characteristics of the cam ring 17, that is, the first and second operating pressures Px that are discharge pressures necessary for the operation of the cam ring 17 are set. , Py are changed, and an optimum hydraulic characteristic is selected from the two hydraulic characteristics X and Y according to the operating state of the engine, so that each required hydraulic pressure of the engine is satisfied.

なお、本実施形態では、図9に示すように、前記低圧特性Xについては、可変バルブタイミング制御装置の要求油圧P1と低負荷又は低油温状態における機関の高回転時の要求油圧P2とを結んだ破線で示す油圧特性に設定されている一方、前記高圧特性Yについては、高負荷又は高油温状態における機関の中回転時の要求油圧P3と当該状態における機関の高回転時の要求油圧P4とを結んだ実線で示す油圧特性に設定されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 9, for the low pressure characteristic X, the required hydraulic pressure P1 of the variable valve timing control device and the required hydraulic pressure P2 at the time of high engine rotation in a low load or low oil temperature state. On the other hand, the high pressure characteristic Y is set to the hydraulic characteristic indicated by the connected broken line, and the required hydraulic pressure P3 at the middle rotation of the engine in a high load or high oil temperature state and the required hydraulic pressure at the high rotation of the engine in the state. It is set to the hydraulic characteristic indicated by the solid line connecting P4.

すなわち、前記オイルポンプ10では、スプリング18のセット荷重Wが前記第1作動油圧Pxに設定されていて、低負荷又は低油温時には、ECU51からソレノイドバルブ40に励磁電流が通電されることでINポート41aが遮断され、第1圧力室31内にのみ吐出圧が導入されることとなる。これによって、第1圧力室31の内圧が第1作動油圧Pxに達するまでカムリング17の偏心量が最大の状態で維持されて(図2参照)、機関の回転数の上昇に伴って吐出圧が急激に立ち上がることとなる。そして、吐出圧の上昇により第1圧力室31の内圧が第1作動油圧Pxに達すると、カムリング17がピボット部17aを支点として前記カムリング偏心方向線Nの下方となる当該カムリング17の偏心量が減少する方向へと揺動することとなる(図3参照)。これにより、ポンプ作用時の前記各ポンプ室20の容積変化量が小さくなり、その結果、機関の回転数の上昇に伴う吐出圧の上昇が緩やかになることから、図9に示す低圧特性Xが得られることとなる。   That is, in the oil pump 10, the set load W of the spring 18 is set to the first operating oil pressure Px, and when the load is low or the oil temperature is low, an excitation current is passed from the ECU 51 to the solenoid valve 40. The port 41 a is shut off, and the discharge pressure is introduced only into the first pressure chamber 31. As a result, the eccentric amount of the cam ring 17 is maintained in a maximum state until the internal pressure of the first pressure chamber 31 reaches the first operating oil pressure Px (see FIG. 2), and the discharge pressure increases as the engine speed increases. It will stand up suddenly. When the internal pressure of the first pressure chamber 31 reaches the first operating oil pressure Px due to the increase in the discharge pressure, the cam ring 17 is located below the cam ring eccentric direction line N with the pivot portion 17a serving as a fulcrum. It will swing in the decreasing direction (see FIG. 3). As a result, the volume change amount of each pump chamber 20 at the time of the pump action is reduced, and as a result, the increase in the discharge pressure accompanying the increase in the engine speed is moderated. Therefore, the low pressure characteristic X shown in FIG. Will be obtained.

続いて、前記低負荷又は低油温状態から高負荷又は高油温状態へ移行した場合には、ECU51からのソレノイドバルブ40への励磁電流が遮断されて、INポート41aとOUTポート41bとが連通することとなり、吐出圧が、第1圧力室31のみならず、第2圧力室32にも導入されることとなる。すると、第2圧力室32の第2受圧面34に作用する圧力は、スプリング18の付勢力を助勢するようにはたらくため、第1圧力室31の内圧が図9中の第1作動油圧Pxに達してもカムリング17は作動せず、第1圧力室31の内圧と第2圧力室32の内圧により第1受圧面33と第2受圧面34に作用する油圧力差がスプリング18の付勢力に達するまで、カムリング17は、当該カムリング17の偏心量が最大となる状態で保持される(図2参照)。すなわち、当該高負荷又は高油温時には、図9に示すように、吐出圧が、第1圧力室31の内圧と第2圧力室32の内圧により第1受圧面33と第2受圧面34に作用する油圧力差がスプリング18の付勢力と等しくなるような第2作動油圧Pyに達するまで、カムリング17の偏心量が最大の状態で維持され、機関の回転上昇に伴って吐出圧が大きく立ち上がることとなる。そして、第1圧力室31の内圧が第2作動油圧Pyに達すると、カムリング17が偏心量の減少する方向へ揺動することとなる(図3参照)。これにより、ポンプ作用時の前記各ポンプ室20の容積変化量が小さくなって機関の回転数の上昇に伴う吐出圧の上昇が緩やかになることから、図9に示すような高圧特性Yが得られることとなる。   Subsequently, when the low load or low oil temperature state is shifted to the high load or high oil temperature state, the excitation current to the solenoid valve 40 from the ECU 51 is cut off, and the IN port 41a and the OUT port 41b are switched. As a result, the discharge pressure is introduced not only into the first pressure chamber 31 but also into the second pressure chamber 32. Then, since the pressure acting on the second pressure receiving surface 34 of the second pressure chamber 32 works to assist the urging force of the spring 18, the internal pressure of the first pressure chamber 31 becomes the first operating oil pressure Px in FIG. Even if the pressure reaches the cam ring 17, the oil pressure difference acting on the first pressure receiving surface 33 and the second pressure receiving surface 34 due to the internal pressure of the first pressure chamber 31 and the internal pressure of the second pressure chamber 32 becomes the urging force of the spring 18. Until it reaches, the cam ring 17 is held in a state where the eccentric amount of the cam ring 17 is maximized (see FIG. 2). That is, at the time of the high load or high oil temperature, the discharge pressure is applied to the first pressure receiving surface 33 and the second pressure receiving surface 34 by the internal pressure of the first pressure chamber 31 and the internal pressure of the second pressure chamber 32 as shown in FIG. The eccentric amount of the cam ring 17 is maintained in a maximum state until the second operating oil pressure Py at which the acting oil pressure difference becomes equal to the urging force of the spring 18, and the discharge pressure rises greatly as the engine speed increases. It will be. When the internal pressure of the first pressure chamber 31 reaches the second operating oil pressure Py, the cam ring 17 swings in the direction in which the eccentric amount decreases (see FIG. 3). As a result, the volume change amount of each pump chamber 20 during the operation of the pump is reduced, and the increase in the discharge pressure accompanying the increase in the engine speed is moderated. Therefore, a high pressure characteristic Y as shown in FIG. 9 is obtained. Will be.

このように、前記オイルポンプ10では、原則として、機関の回転数や負荷、油温等を基準に、ECU51により高圧が必要と判断された場合にポンプ吐出圧特性が高圧特性Yに移行することとなる。そこで、通常は、機関の負荷や油温等が高い場合に前記高圧特性Yに移行することとなるので、上述の説明では、当該高圧特性Yを発揮する場合として機関の負荷や油温が高い状態を例に説明したが、例えば、バルブタイミング制御装置においても前記要求油圧P1よりも高い油圧が必要となる場合があり、かかる場合には、ECU51によりバルブタイミング制御装置の作動信号に合わせてソレノイドバルブ40の切り換えが行われ、機関の負荷や油温等が低い状態であってもポンプ吐出圧特性が前記高圧特性Yに移行することとなる。換言すれば、本実施例では、前記要求油圧P1をバルブタイミング制御装置の通常の要求油圧に設定したものを示しているが、搭載する車両の仕様等に応じて前記要求油圧P1をバルブタイミング制御装置における最低限の要求油圧として設定することも可能である。   Thus, in principle, in the oil pump 10, the pump discharge pressure characteristic shifts to the high pressure characteristic Y when the ECU 51 determines that a high pressure is necessary based on the engine speed, load, oil temperature, and the like. It becomes. Therefore, normally, when the engine load or oil temperature is high, the high-pressure characteristic Y is shifted. Therefore, in the above description, the engine load or oil temperature is high when the high-pressure characteristic Y is exhibited. Although the state has been described as an example, for example, the valve timing control device may require a hydraulic pressure higher than the required hydraulic pressure P1, and in such a case, the ECU 51 adjusts the solenoid in accordance with the operation signal of the valve timing control device. The valve 40 is switched, and the pump discharge pressure characteristic shifts to the high pressure characteristic Y even when the engine load, oil temperature, and the like are low. In other words, in this embodiment, the required hydraulic pressure P1 is set to the normal required hydraulic pressure of the valve timing control device, but the required hydraulic pressure P1 is controlled by valve timing according to the specifications of the vehicle to be mounted. It is also possible to set the minimum required oil pressure in the apparatus.

また、前記高負荷又は高油温状態から再び前記低負荷又は低油温状態へと移行した場合には、ECU51から励磁電流が再び通電されてソレノイドバルブ40が図7に示すような通電状態となり、第2圧力室32が大気圧又は吸入圧に開放されることとなる。これにより、カムリング17の作動は第1圧力室31の内圧とスプリング18の付勢力との力関係に依存することとなって、ポンプの吐出圧特性が低圧特性Xへと変更される。この結果、低負荷又は低油温状態へ移行したことで不要となる吐出圧を低減し、機関の動力損失を抑制することができる。   Further, when the high load or high oil temperature state shifts again to the low load or low oil temperature state, the excitation current is supplied again from the ECU 51, and the solenoid valve 40 becomes in the energized state as shown in FIG. The second pressure chamber 32 is opened to atmospheric pressure or suction pressure. As a result, the operation of the cam ring 17 depends on the force relationship between the internal pressure of the first pressure chamber 31 and the urging force of the spring 18, and the discharge pressure characteristic of the pump is changed to the low pressure characteristic X. As a result, it is possible to reduce the discharge pressure that becomes unnecessary due to the shift to the low load or low oil temperature state, and to suppress the power loss of the engine.

このように、前記オイルポンプ10は、機関の回転数や負荷、油温等の各種の運転情報に基づきECU51がソレノイドバルブ40を切り換えることで、カムリング17の作動特性を変更し、当該機関の回転数や負荷、油温等に適した吐出圧特性を選択することができる。これにより、ポンプとしての仕事のムダを省き、機関の動力損失を最小限に抑えることが可能となる。   In this way, the oil pump 10 changes the operating characteristics of the cam ring 17 by the ECU 51 switching the solenoid valve 40 based on various operating information such as the engine speed, load, oil temperature, etc. The discharge pressure characteristics suitable for the number, load, oil temperature, etc. can be selected. This eliminates the waste of work as a pump and minimizes engine power loss.

しかも、このオイルポンプ10の場合は、上述のようなカムリング17の作動制御につき、デューティ制御等の複雑な制御を必要とせずソレノイドバルブ40のON−OFFによる単純な制御によって、さらには、該ソレノイドバルブ40におけるポート形状等の精密加工や開弁特性等のチューニングをも必要とせず一般的なソレノイドバルブ40を用いた簡素な構造をもって、容易に実現することができる。このことから、ポンプの製造コストの低廉化も図れる。   Moreover, in the case of the oil pump 10, the operation control of the cam ring 17 as described above does not require complicated control such as duty control, and the solenoid valve 40 is simply controlled by ON-OFF, and further, the solenoid It can be easily realized with a simple structure using a general solenoid valve 40 without requiring precision processing such as port shape in the valve 40 or tuning of valve opening characteristics. As a result, the manufacturing cost of the pump can be reduced.

また、前記オイルポンプ10は、図3中に太実線矢印で示すように、吐出領域に係る前記各ポンプ室20の内圧がカムリング17のピボット部17a側の内周面に作用することになるため、該カムリング17は、前記カムリング基準線Mに沿って図中の右方向、つまり、前記支持溝11b側へ押圧されて、ピボット部17aが当該支持溝11bに押し付けられることとなる。しかしながら、本実施形態に係るオイルポンプ10の場合には、前記ポンプ吐出側におけるカムリング17の外周域に、つまり、前記吐出領域に係る前記各ポンプ室20に対しカムリング17の周壁を挟んでこれらポンプ室20と対向するように、前記両圧力室31,32が配置されていることから、図3中に太破線矢印で示すように、これら両圧力室31,32の内圧がそれぞれカムリング17を支持溝11bと反対側へ押し返すように作用することとなり、ピボット部17aの支持溝11bへの圧接が軽減される。これによって、カムリング17の偏心揺動時におけるピボット部17bと支持溝11bの摩擦を低減することができる。この結果、当該ピボット部17aや支持溝11bの摩耗、特にカムリング17と比べて硬度の低い材質からなる支持溝11bの摩耗を抑制することが可能となり、ポンプの耐久性の向上に供される。   Further, in the oil pump 10, as indicated by a thick solid arrow in FIG. 3, the internal pressure of each pump chamber 20 related to the discharge region acts on the inner peripheral surface of the cam ring 17 on the pivot portion 17a side. The cam ring 17 is pressed in the right direction in the drawing along the cam ring reference line M, that is, toward the support groove 11b, and the pivot portion 17a is pressed against the support groove 11b. However, in the case of the oil pump 10 according to the present embodiment, these pumps are disposed in the outer peripheral region of the cam ring 17 on the pump discharge side, that is, with the peripheral wall of the cam ring 17 interposed between the pump chambers 20 in the discharge region. Since both the pressure chambers 31 and 32 are disposed so as to face the chamber 20, the internal pressures of both the pressure chambers 31 and 32 support the cam ring 17, respectively, as indicated by thick broken line arrows in FIG. 3. It acts to push back to the opposite side to the groove 11b, and the pressure contact of the pivot portion 17a with the support groove 11b is reduced. Thereby, friction between the pivot portion 17b and the support groove 11b when the cam ring 17 is eccentrically swung can be reduced. As a result, it becomes possible to suppress the wear of the pivot portion 17a and the support groove 11b, particularly the wear of the support groove 11b made of a material having a lower hardness than the cam ring 17, thereby improving the durability of the pump.

なお、かかる作用により、前記ポンプ吐出側においてカムリング17の内外周側に作用する力はほぼ相殺されるものの、前記支持溝11bと反対側に位置する前記ポンプ吸入側のカムリング17の外周域には導入通路24を介して大気圧又は吸入圧が作用して、該大気圧又は吸入圧によってピボット部17aは少なからず支持溝11b内に押圧されることになるため、該ピボット部17aが支持溝11bの内面から離間してしまうおそれもない。これによって、ピボット部17aが支持溝11bに適度に摺接したカムリング17の適切な作動を得ることができる。   Although this action almost cancels out the force acting on the inner and outer peripheral sides of the cam ring 17 on the pump discharge side, the outer peripheral area of the cam ring 17 on the pump suction side located on the opposite side of the support groove 11b Atmospheric pressure or suction pressure acts through the introduction passage 24, and the pivot portion 17a is pressed into the support groove 11b by the atmospheric pressure or suction pressure. Therefore, the pivot portion 17a is supported by the support groove 11b. There is no risk of being separated from the inner surface of the. Accordingly, it is possible to obtain an appropriate operation of the cam ring 17 in which the pivot portion 17a is appropriately slidably contacted with the support groove 11b.

さらには、上述のように、前記ポンプ吐出側の領域において、吐出領域に係る前記各ポンプ室20と対向するように前記両圧力室31,32が配置されていることから、かかる領域においてカムリング17の内周側に作用する圧力と外周側に作用する圧力とが全て吐出圧となってほぼ等しくなることから、当該吐出領域におけるカムリング17の内外周の圧力差を最小限に抑えることができる。これによって、前記吐出領域においてカムリング17の両側面とポンプ収容室13の底壁13a及びカバー部材12の内側面との間に介在する微小隙間を介しての潤滑油の漏出(リーク)を最小限に抑えることが可能となる。この結果、オイルポンプ10の仕事のムダが極力低減されて、当該オイルポンプ10の高効率化も図れる。   Further, as described above, since the pressure chambers 31 and 32 are disposed in the region on the pump discharge side so as to face the pump chambers 20 related to the discharge region, the cam ring 17 is disposed in the region. Since the pressure acting on the inner circumferential side and the pressure acting on the outer circumferential side are all substantially equal to the discharge pressure, the pressure difference between the inner and outer circumferences of the cam ring 17 in the ejection area can be minimized. As a result, in the discharge region, leakage of lubricating oil through the minute gap interposed between the both side surfaces of the cam ring 17 and the bottom wall 13a of the pump housing chamber 13 and the inner surface of the cover member 12 is minimized. It becomes possible to suppress to. As a result, the waste of work of the oil pump 10 is reduced as much as possible, and the efficiency of the oil pump 10 can be increased.

以上、本実施形態に係るオイルポンプ10によれば、ピボット部17aを挟んで両側に第1、第2圧力室31,32を配置したことで、第2圧力室32の内圧がスプリング18の付勢力を助勢するように作用することになるため、該スプリング18の付勢力を極力小さく設定することが可能となる。具体的には、かかる第2圧力室32の配置により、スプリング18は、前記低圧特性Xを確保し得る付勢力、つまり、第1作動油圧Pxとつり合うだけの付勢力を有していればよいため、従来よりもばね常数の小さい低荷重のスプリングを用いることができる。これにより、ポンプボディ11においてスプリング18の配置に要するスペースを縮小することができ、当該オイルポンプ10の小型化・軽量化が図れる。この結果、オイルポンプ10の機関への搭載性が向上する。   As described above, according to the oil pump 10 according to the present embodiment, the first and second pressure chambers 31 and 32 are arranged on both sides of the pivot portion 17 a, so that the internal pressure of the second pressure chamber 32 is applied to the spring 18. Since it acts so as to assist the force, the biasing force of the spring 18 can be set as small as possible. Specifically, the arrangement of the second pressure chamber 32 allows the spring 18 to have an urging force that can ensure the low-pressure characteristic X, that is, an urging force that is balanced with the first operating oil pressure Px. Therefore, it is possible to use a low-load spring having a smaller spring constant than conventional ones. Thereby, the space required for arrangement | positioning of the spring 18 in the pump body 11 can be reduced, and the said oil pump 10 can be reduced in size and weight. As a result, the mountability of the oil pump 10 to the engine is improved.

しかも、前記第2受圧面34は、前記第1受圧面33よりも小さい受圧面積に設定されていることから、第2圧力室32によってカムリング17の作動油圧を二段階に設定することが可能になる。これにより、ポンプの吐出圧特性の自由度を向上させることもできる。   In addition, since the second pressure receiving surface 34 is set to a pressure receiving area smaller than that of the first pressure receiving surface 33, the hydraulic pressure of the cam ring 17 can be set in two stages by the second pressure chamber 32. Become. Thereby, the freedom degree of the discharge pressure characteristic of a pump can also be improved.

また、パワーステアリング装置用の可変容量形ポンプ等、二つの圧力室の差圧によってカムリングを揺動制御するように構成されたポンプは、従来から種々のもの提供されているが、かかる従来のポンプはいずれもオリフィス等による圧力損失に基づいて差圧を発生させる構造を有しており、この圧力損失がポンプ効率を低下させている。これに対して、本実施形態に係るオイルポンプ10の場合は、第1圧力室31及び第2圧力室32内へ圧力損失を伴わずに吐出圧を導入することとし、該両圧力室31,32の受圧面積差、つまり、第1受圧面33と第2受圧面34の面積差によってカムリング17の作動トルクを発生させる構造となっていることから、前記従来の可変容量形ポンプのようなポンプ効率の低下を生じるおそれがない。これにより、前記従来の可変容量形ポンプと比べて、前記圧力損失が生じない分、ポンプ効率の向上に寄与することができる。   Various pumps configured to control the swing of the cam ring by the differential pressure between the two pressure chambers, such as a variable displacement pump for a power steering device, have been provided. Each has a structure for generating a differential pressure based on a pressure loss caused by an orifice or the like, and this pressure loss reduces pump efficiency. On the other hand, in the case of the oil pump 10 according to the present embodiment, the discharge pressure is introduced into the first pressure chamber 31 and the second pressure chamber 32 without any pressure loss. Since the structure is such that the operating torque of the cam ring 17 is generated by the pressure receiving area difference of 32, that is, the area difference between the first pressure receiving surface 33 and the second pressure receiving surface 34, a pump such as the conventional variable displacement pump is used. There is no risk of reducing efficiency. As a result, compared to the conventional variable displacement pump, the pressure loss does not occur, which can contribute to improvement of pump efficiency.

さらには、本実施形態に係るオイルポンプ10にあっては、ソレノイドバルブ40が非通電時において前記高圧特性となるように設定されているため、該ソレノイドバルブ40が故障した場合であっても機関使用領域の全域において必要な吐出圧を確保できる、といったフェールセーフとしての機能も備えている。   Furthermore, in the oil pump 10 according to the present embodiment, since the solenoid valve 40 is set to have the high pressure characteristic when not energized, even if the solenoid valve 40 fails, the engine It also has a fail-safe function that ensures the required discharge pressure over the entire use area.

図10及び図11は前記第1実施形態の変形例を示しており、該第1実施形態に係るソレノイドバルブ40を、いわゆるノーマルクローズ型に構成したものである。   10 and 11 show a modification of the first embodiment, and the solenoid valve 40 according to the first embodiment is configured as a so-called normally closed type.

すなわち、本変形例に係るソレノイドバルブ40は、前記第1実施形態のものとは逆の特性を有するいわゆるノーマルクローズ型に構成されたものであって、図10に示すように、非通電時において、INポート51aが遮断されてOUTポート51bがドレインポート51cと連通し、図11に示すように、通電時において、INポート51aとOUTポート51bとが連通するように構成されている。これによって、オイルポンプ10は、ソレノイドバルブ40の非通電時に低圧特性Xとなり、該ソレノイドバルブ40の通電時に高圧特性Yとなる。   In other words, the solenoid valve 40 according to this modification is configured as a so-called normally closed type having characteristics opposite to those of the first embodiment, and when not energized as shown in FIG. The IN port 51a is blocked and the OUT port 51b communicates with the drain port 51c. As shown in FIG. 11, the IN port 51a and the OUT port 51b communicate with each other when energized. Thus, the oil pump 10 has the low pressure characteristic X when the solenoid valve 40 is not energized, and the high pressure characteristic Y when the solenoid valve 40 is energized.

かかる構成によれば、機関に要求されるオイルポンプ10の吐出圧特性につき、低圧特性Xの頻度と比べて高圧特性Yの頻度が低い場合、ソレノイドバルブ40に対する通電時間を短縮することが可能になるため、該ソレノイドバルブ40の経時劣化の抑制に供される。   According to this configuration, when the frequency of the high pressure characteristic Y is lower than the frequency of the low pressure characteristic X of the discharge pressure characteristic of the oil pump 10 required for the engine, the energization time for the solenoid valve 40 can be shortened. Therefore, the solenoid valve 40 is used for suppressing deterioration over time.

図12〜図16は、本発明に係るオイルポンプの第2実施形態を示しており、前記第1実施形態に係るシール部材30,30の配置を変更すると共に、ソレノイドバルブ40をハウジングに一体に構成したものである。   12 to 16 show a second embodiment of the oil pump according to the present invention. The arrangement of the seal members 30 and 30 according to the first embodiment is changed, and the solenoid valve 40 is integrated with the housing. It is composed.

すなわち、本実施形態では、前記第1実施形態においてカムリング17の前記各シール構成部17c,17dに設けられた前記各シール保持溝17e,17fが廃止され、代わりに、前記各シール摺接面11c,11dにおいて、前記廃止した各シール保持溝17e,17fと対向する位置に、該各シール保持溝17e,17fと同様のシール保持溝11e,11fが形成されていて、該各シール保持溝11e,11f内に、前記各弾性部材29,29と共に前記各シール部材30,30の収容配置されている。   That is, in the present embodiment, the seal holding grooves 17e and 17f provided in the seal constituent portions 17c and 17d of the cam ring 17 in the first embodiment are abolished, and instead the seal sliding contact surfaces 11c. 11d, seal holding grooves 11e, 11f similar to the respective seal holding grooves 17e, 17f are formed at positions facing the abolished seal holding grooves 17e, 17f, and the respective seal holding grooves 11e, In 11f, the respective elastic members 29, 29 and the respective seal members 30, 30 are accommodated and arranged.

また、本実施形態では、図12、図15及び図16に示すように、ソレノイドバルブ40のバルブボディ41が、カバー部材12の外側面12bに、前記カムリング偏心方向線Nと平行に一体形成されていて、当該ソレノイドバルブ40がハウジングと一体に構成されている。なお、ソレノイドバルブ40の構造については、前記第1実施形態と同様であり、前記カバー部材12に一体に形成されたバルブボディ41内に弁体41が摺動自在に収容され、当該バルブボディ41の図15中の上端部である一端開口部に電磁ユニット44が取り付けられている。   In this embodiment, as shown in FIGS. 12, 15 and 16, the valve body 41 of the solenoid valve 40 is integrally formed on the outer surface 12b of the cover member 12 in parallel with the cam ring eccentric direction line N. The solenoid valve 40 is formed integrally with the housing. The structure of the solenoid valve 40 is the same as that of the first embodiment, and the valve body 41 is slidably accommodated in the valve body 41 formed integrally with the cover member 12. The electromagnetic unit 44 is attached to one end opening which is the upper end in FIG.

また、かかる構成の変更に伴い、前記カバー部材12の内側面12cには、図16に示すように、吸入ポート21、吐出ポート22、吐出ポート22と軸受孔12aを連通する連通溝23、及び吐出ポート22から延設される導入通路25が、ポンプボディ11と同様にそれぞれ設けられている。   Further, as shown in FIG. 16, the inner surface 12c of the cover member 12 has a suction port 21, a discharge port 22, a communication groove 23 that connects the discharge port 22 and the bearing hole 12a, and An introduction passage 25 extending from the discharge port 22 is provided similarly to the pump body 11.

さらに、このカバー部材12には、前記ポンプボディ11の内部(ポンプ収容室13)とバルブボディ41の内部とを連通するように、導入通路24の所定の位置にINポート41aが、該INポート41aに対して前記カムリング基準線Mを挟んでほぼ対称となる所定位置に導入孔35を兼ねるOUTポート41bが、それぞれ穿設されていると共に、当該カバー部材12に一体形成されたバルブボディ11の周壁及び底壁の各所定位置には、ドレインポート41c及び背圧ポート41dがそれぞれ貫通形成されている。   Further, the cover member 12 is provided with an IN port 41a at a predetermined position of the introduction passage 24 so as to communicate the inside of the pump body 11 (pump housing chamber 13) and the inside of the valve body 41. OUT ports 41b that also serve as the introduction holes 35 are formed in predetermined positions that are substantially symmetrical with respect to the cam ring reference line M with respect to 41a, and the valve body 11 that is integrally formed with the cover member 12 is provided. A drain port 41c and a back pressure port 41d are formed at predetermined positions on the peripheral wall and the bottom wall, respectively.

したがって、この実施形態によれば、カムリング17の偏心揺動時において、前記各シール部材30,30が、アルミニウム合金材からなるポンプボディ11よりも硬度の高い鉄系の焼結材からなるカムリング17の前記各シール面17g,17hと摺接することになるため、当該各シール部材30,30による相手部材の摩耗を抑制することができる。これにより、前記第1実施形態と比べて、オイルポンプ10の耐久性の向上に供される。   Therefore, according to this embodiment, when the cam ring 17 is eccentrically swung, each of the seal members 30 and 30 is made of an iron-based sintered material having a hardness higher than that of the pump body 11 made of an aluminum alloy material. Therefore, the wear of the mating member by the seal members 30 and 30 can be suppressed. As a result, the durability of the oil pump 10 is improved compared to the first embodiment.

さらに、本実施形態では、ソレノイドバルブ40を、カバー部材12、つまり、ハウジングと一体に形成したことから、図8に示すオイルポンプ10の油圧回路が当該オイルポンプ10内で完結させることができる。このため、オイルポンプ10を中心とした油圧供給システムとしての小型化に供される。   Furthermore, in the present embodiment, the solenoid valve 40 is formed integrally with the cover member 12, that is, the housing, so that the hydraulic circuit of the oil pump 10 shown in FIG. 8 can be completed within the oil pump 10. For this reason, it serves for miniaturization as a hydraulic pressure supply system centering on the oil pump 10.

図17及び図18は、本発明に係るオイルポンプの第3実施形態を示しており、前記第2実施形態の構成を基本として、該第2実施形態に係るカムリング17の前記各シール構成部17c,17dにおける前記各シール保持溝17e,17f並びにこれに収容される前記各弾性部材29,29及び前記各シール部材30,30を廃止したものである。   FIGS. 17 and 18 show a third embodiment of the oil pump according to the present invention. Based on the configuration of the second embodiment, each seal component 17c of the cam ring 17 according to the second embodiment. 17d, the respective seal holding grooves 17e, 17f, the respective elastic members 29, 29 and the respective seal members 30, 30 accommodated therein are eliminated.

すなわち、本実施形態では、前記各シール部材30,30等を廃止した代わりに、前記カムリング17の第1シール構成部17cの側面17jが平坦状に形成されていると共に、各図中のボルト挿通部11g近傍となるポンプボディ11の内側部に、カムリング17の最大偏心時に当該カムリング17の第1シール構成部17cの側面17jと当接することによってシール部SLを構成するシール構成部11hが、前記第1シール構成部17cの側面17jと対向するように設けられている。   That is, in this embodiment, instead of eliminating the respective seal members 30, 30, etc., the side surface 17j of the first seal constituting portion 17c of the cam ring 17 is formed in a flat shape, and the bolt insertion in each figure is made. The seal constituting portion 11h constituting the seal portion SL by contacting the side surface 17j of the first seal constituting portion 17c of the cam ring 17 at the maximum eccentricity of the cam ring 17 on the inner side portion of the pump body 11 in the vicinity of the portion 11g. The first seal component 17c is provided so as to face the side surface 17j.

このシール構成部11hは、カムリング17の最大偏心時において当該カムリング17の第1シール構成部17cの側面17jと密着するように設けられていて、当該シール構成部11hによりカムリング17の偏心方向への移動が規制されると共に、当該シール構成部11hによって構成されるシール部SLにより第1圧力室31内が液密に保持されるようになっている。なお、上記の構成変更に伴い、本実施形態では、前記第1実施形態においてポンプボディ11の内側部にカムリング17の最大偏心位置を規制するべく設けられていた前記支持突起11iが廃止されている。   This seal component portion 11h is provided so as to be in close contact with the side surface 17j of the first seal component portion 17c of the cam ring 17 when the cam ring 17 is fully eccentric. The seal component portion 11h moves the cam ring 17 in the eccentric direction. The movement is restricted and the inside of the first pressure chamber 31 is liquid-tightly held by the seal portion SL constituted by the seal constituting portion 11h. In addition, with the above configuration change, in the present embodiment, the support protrusion 11i provided in the first embodiment to restrict the maximum eccentric position of the cam ring 17 on the inner side of the pump body 11 is eliminated. .

かかる構成によれば、前記カムリング17の非作動時(最大偏心時)、つまり、吐出圧を上昇させる段階では、前記シール部SLにより、前記各シール部材30,30を用いた前記第2実施形態と同様の程度に第1圧力室31内を液密に保持することが可能となる。これによって、機関低回転時における最小限の必要油圧として設定された第1作動油圧Pxまでは、吐出圧を適切な時間(レスポンス)をもって上昇させることができる。この結果、前記バルブタイミング制御装置の要求油圧P1等、機関低回転時における要求油圧を確保することができる。   According to such a configuration, when the cam ring 17 is not operated (at the time of maximum eccentricity), that is, at the stage of increasing the discharge pressure, the second embodiment using the seal members 30 and 30 by the seal portion SL. As a result, the inside of the first pressure chamber 31 can be kept liquid-tight. As a result, the discharge pressure can be increased with an appropriate time (response) up to the first operating oil pressure Px set as the minimum required oil pressure at the time of low engine speed. As a result, the required hydraulic pressure at the time of engine low rotation, such as the required hydraulic pressure P1 of the valve timing control device, can be secured.

一方、前記カムリング17の作動時(偏心揺動時)、つまり、吐出圧の上昇を抑制させる段階では、前記各圧力室31,32は、それぞれ前記各シール摺接面11c,11dと前記各シール面17g,17hとの間に形成される前記微小のクリアランスCによってシールされることとなる。この場合には、微小のクリアランスCを介しての多少のリークが発生することになるものの、当該段階においては吐出圧が第1作動油圧Pxを超えて該吐出圧の上昇を抑制する状態にあることから、前記リークは許容することができる。   On the other hand, at the time of operation of the cam ring 17 (at the time of eccentric oscillation), that is, at the stage of suppressing an increase in discharge pressure, the pressure chambers 31 and 32 are respectively connected to the seal sliding contact surfaces 11c and 11d and the seals. It is sealed by the minute clearance C formed between the surfaces 17g and 17h. In this case, although some leakage occurs through the minute clearance C, at this stage, the discharge pressure exceeds the first operating oil pressure Px and the increase in the discharge pressure is suppressed. Therefore, the leak can be tolerated.

なお、前記微小のクリアランスCは、当該実施形態に係るオイルポンプ10におけるロータ15やカムリング17とカバー部材12の内側面12cやポンプ収容室13の底壁13aとの軸方向の隙間、あるいは周知のトロコイドポンプにおけるロータの外周面とハウジングの内周面との径方向の隙間と同程度の隙間に設定されており、原則として、リークが許容範囲内に収まるように設定されている。   The minute clearance C is an axial gap between the rotor 15 and the cam ring 17 in the oil pump 10 according to the embodiment and the inner side surface 12c of the cover member 12 and the bottom wall 13a of the pump housing chamber 13, or a well-known clearance C. In the trochoid pump, the clearance is set to be approximately the same as the radial clearance between the outer peripheral surface of the rotor and the inner peripheral surface of the housing, and in principle, the leak is set to be within an allowable range.

したがって、この実施形態によれば、前記各シール部材30,30等を廃止したことで、特に前記各シール部材30,30及びこれに付随する前記各弾性部材29,29といったオイルポンプ10の各構成部品を削減することができ、これによって、当該オイルポンプ10の組み付け工数の低減化が図れる。この結果、オイルポンプ10の製造コストの低廉化に供される。   Therefore, according to this embodiment, since each of the seal members 30 and 30 is abolished, each of the components of the oil pump 10 such as the seal members 30 and 30 and the elastic members 29 and 29 associated with the seal members 30 and 30 is provided. The number of parts can be reduced, and thereby the number of assembling steps of the oil pump 10 can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the oil pump 10 is reduced.

しかも、前記オイルポンプ10の各構成部品の削減により、組み付け不良等、組み付けに付随する不具合を抑制することも可能となり、当該オイルポンプ10の品質の安定や向上にも供される。   Moreover, by reducing the number of components of the oil pump 10, it is possible to suppress problems associated with the assembly, such as an assembly failure, and the stability and improvement of the quality of the oil pump 10 are also provided.

図19〜図22は、本発明に係るオイルポンプの第4実施形態を示しており、前記第1実施形態の構成を基本として、該第1実施形態に係るソレノイドバルブ40に代えて、吐出圧により作動する油圧方向切換弁50をもってポンプの吐出圧特性を変更するように構成したものである。   19 to 22 show a fourth embodiment of an oil pump according to the present invention. Based on the configuration of the first embodiment, a discharge pressure is substituted for the solenoid valve 40 according to the first embodiment. The discharge pressure characteristic of the pump is changed with the hydraulic direction switching valve 50 operated by the above.

すなわち、本実施形態では、前記ソレノイドバルブ40の代替として、周知のスプール形の油圧方向切換弁50が用いられており、この油圧方向切換弁50は、図19〜図21に示すように、一端側が開口形成されて他端側が閉塞された円筒状のバルブボディ51と、該バルブボディの一端開口部を閉塞するプラグ52と、バルブボディ51内に軸方向へ摺動自在に収容され、両端部に有する第1、第2ランド部53a,53bによって当該バルブボディ51内に圧力室55及び背圧室56を画成する弁体53と、背圧室56内に収容され、弁体53を圧力室55側へ付勢するスプリング54と、を備え、圧力室54の内圧が前記要求油圧P1より高く前記要求油圧P2よりも低く設定された所定の設定圧Pzを超えると、図20に示すように、弁体53がスプリング54の付勢力に抗して背圧室56側へ移動するように設定されている。   That is, in this embodiment, a known spool-type hydraulic direction switching valve 50 is used as an alternative to the solenoid valve 40, and the hydraulic direction switching valve 50 has one end as shown in FIGS. A cylindrical valve body 51 having an opening on the other side and closed on the other end side, a plug 52 for closing one end opening of the valve body, and a valve body 51 slidably accommodated in the axial direction. The valve body 53 defining the pressure chamber 55 and the back pressure chamber 56 in the valve body 51 and the back pressure chamber 56 are accommodated in the valve body 51 by the first and second land portions 53a and 53b included in the valve body 51. When the internal pressure of the pressure chamber 54 exceeds a predetermined set pressure Pz set higher than the required hydraulic pressure P1 and lower than the required hydraulic pressure P2, as shown in FIG. , The valve body 53 is set to move to the back pressure chamber 56 side against the biasing force of the spring 54.

前記バルブボディ51は、その周壁における軸方向の所定位置に、吐出孔22aに接続されるINポート51aと、導入孔35に接続されるOUTポート51bと、吸入ポート21又は外部に接続されるドレインポート51cとがそれぞれ貫通形成されていると共に、背圧室55側の側壁に、吸入ポート21又は外部に接続されて背圧室45を吸入圧又は大気圧に常時開放する背圧ポート51dが貫通形成されている。   The valve body 51 includes an IN port 51a connected to the discharge hole 22a, an OUT port 51b connected to the introduction hole 35, and a suction port 21 or a drain connected to the outside at predetermined positions in the axial direction on the peripheral wall. Each of the ports 51c is formed so as to penetrate therethrough, and a back pressure port 51d that is connected to the suction port 21 or the outside and constantly opens the back pressure chamber 45 to the suction pressure or the atmospheric pressure passes through the side wall on the back pressure chamber 55 side. Is formed.

前記プラグ52は、前記バルブボディ51の一端側における開口端部の内周面に設けられた雌ねじ部に螺着されており、軸心に沿って導入ポート52aが貫通形成され、該導入ポート52aを通じて圧力室55内に吐出圧が常時導入されるようになっている。   The plug 52 is screwed into a female thread portion provided on an inner peripheral surface of an opening end portion on one end side of the valve body 51, and an introduction port 52a is formed through the shaft center. The introduction port 52a Through this, the discharge pressure is constantly introduced into the pressure chamber 55.

前記弁体53は、軸方向の中間部が縮径形成されていて、前記両ランド部53a,53bによってバルブボディ51との間に環状空間57を画成し、この環状空間57を介してOUTポート51bとINポート51a又はドレインポート51cとが連通するようになっている。すなわち、弁体53が非作動状態にあるときは、第1ランド部53aによりINポート51aが遮断され、OUTポート51bとドレインポート51cとが環状空間57を介して連通することとなる一方、弁体53が作動したときには、第2ランド部53bによりドレインポート51cが遮断され、INポート51aとOUTポート51bとが環状空間57を介して連通することとなる。   The valve body 53 is formed with a reduced diameter at an intermediate portion in the axial direction, and an annular space 57 is defined between the land portions 53 a and 53 b and the valve body 51. The port 51b communicates with the IN port 51a or the drain port 51c. That is, when the valve body 53 is in an inoperative state, the IN port 51a is blocked by the first land portion 53a, and the OUT port 51b and the drain port 51c communicate with each other via the annular space 57. When the body 53 is activated, the drain port 51c is blocked by the second land portion 53b, and the IN port 51a and the OUT port 51b communicate with each other through the annular space 57.

以上のような構成から、本実施形態に係るオイルポンプ10の場合には、機関の回転数が低い状態においては、油圧方向切換弁50のINポート51aが遮断されて第1圧力室31にのみ吐出圧が作用することから、図22に示すように、吐出圧が第1作動油圧Pxに達すると、カムリング17が偏心量減少方向へ揺動することとなって吐出圧の上昇が緩やかになるといった前記低圧特性Xを発揮することとなる。(同図中のT1区間)。そして、吐出圧が上昇して圧力室55の内圧が前記設定圧Pzに達すると、該圧力室55の内圧に基づき弁体53がスプリング53の付勢力に抗して背圧室55側へ軸方向移動を開始し、この弁体52の軸方向移動に伴い、ドレインポート51cが第2ランド部53bによって閉塞されると共にINポート51aが環状空間57に漸次開口することとなる。これによって、INポート51aとOUTポート51bとが環状空間57を介して徐々に連通することとなって、第2圧力室32内に吐出圧が漸次導入されるようになる。この結果、第2圧力室32の内圧が上昇し、これに伴いカムリング17が偏心量増大方向へ揺動することから、吐出圧がさらに大きく増大するといった前記高圧特性Yを発揮することとなる(図22中のT2区間)。   With the configuration as described above, in the case of the oil pump 10 according to the present embodiment, the IN port 51a of the hydraulic direction switching valve 50 is shut off only in the first pressure chamber 31 when the engine speed is low. Since the discharge pressure acts, as shown in FIG. 22, when the discharge pressure reaches the first operating oil pressure Px, the cam ring 17 swings in the direction of decreasing the eccentric amount, and the discharge pressure rises gradually. The low pressure characteristic X is exhibited. (T1 section in the figure). When the discharge pressure rises and the internal pressure of the pressure chamber 55 reaches the set pressure Pz, the valve body 53 is pivoted toward the back pressure chamber 55 against the biasing force of the spring 53 based on the internal pressure of the pressure chamber 55. As the valve body 52 moves in the axial direction, the drain port 51 c is closed by the second land portion 53 b and the IN port 51 a gradually opens into the annular space 57. As a result, the IN port 51a and the OUT port 51b gradually communicate with each other through the annular space 57, and the discharge pressure is gradually introduced into the second pressure chamber 32. As a result, the internal pressure of the second pressure chamber 32 rises, and the cam ring 17 swings in the direction of increasing the eccentric amount accordingly, so that the high pressure characteristic Y such that the discharge pressure further increases is exhibited ( T2 section in FIG. 22).

このように、本実施形態によれば、前記第1実施形態に係るソレノイドバルブ40のように機関の運転状態に応じた吐出圧特性の自由な切り換えはできないが、より低廉な製造コストでもって機関の回転数に合わせた吐出圧特性を備えるオイルポンプを得ることができる。   Thus, according to this embodiment, unlike the solenoid valve 40 according to the first embodiment, the discharge pressure characteristics cannot be freely switched according to the operating state of the engine, but the engine can be manufactured at a lower manufacturing cost. An oil pump having a discharge pressure characteristic matched to the number of rotations can be obtained.

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記要求油圧P1〜P5、前記第1、第2作動油圧Px,Py、及び前記設定圧Pzは、オイルポンプ10が搭載される車両の内燃機関やバルブタイミング制御装置等の仕様に応じて自由に変更することができる。   The present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments. For example, the required hydraulic pressures P1 to P5, the first and second operating hydraulic pressures Px and Py, and the set pressure Pz are mounted on the oil pump 10. It can be freely changed according to the specifications of the internal combustion engine and valve timing control device of the vehicle to be used.

また、前記各実施形態では、本発明に係る各側壁をポンプボディ11の底壁とカバー部材12とから構成したものを例に説明したが、当該各側壁を、例えば、前記ポンプ要素の両側であってポンプボディ11の底壁及びカバー部材12の各軸方向間にそれぞれ介装した別部材として構成する、といった前記ハウジングと別体構造とすることも可能である。   Further, in each of the above embodiments, each side wall according to the present invention has been described as an example in which the side wall is configured by the bottom wall of the pump body 11 and the cover member 12, but each side wall may be provided on both sides of the pump element, for example. It is also possible to have a separate structure from the housing, such as being configured as a separate member interposed between the bottom wall of the pump body 11 and the axial direction of the cover member 12.

また、前記各実施形態では、第1圧力室31の内圧に対してスプリング18の付勢力と第2圧力室32の内圧をバランスさせることによってカムリング17の作動を制御しているが、ポンプの仕様によっては、第1受圧面33の受圧面積を第2受圧面34の受圧面積よりも大きく設定することにより、スプリング18を廃止し、前記両圧力室31,32の内圧(差圧)のみによってカムリング17の作動を制御するようにしてもよい。   In each of the above embodiments, the operation of the cam ring 17 is controlled by balancing the urging force of the spring 18 and the internal pressure of the second pressure chamber 32 with respect to the internal pressure of the first pressure chamber 31. In some cases, the spring 18 is abolished by setting the pressure receiving area of the first pressure receiving surface 33 to be larger than the pressure receiving area of the second pressure receiving surface 34, and the cam ring is formed only by the internal pressure (differential pressure) of the pressure chambers 31 and 32. The operation of 17 may be controlled.

さらには、前記各実施形態では、前記第2受圧面34の受圧面積を第1受圧面33の受圧面積よりも小さく設定しているが、内燃機関等の要求によっては前記両受圧面33,34を等しく設定してもよい。   Further, in each of the above embodiments, the pressure receiving area of the second pressure receiving surface 34 is set smaller than the pressure receiving area of the first pressure receiving surface 33. However, depending on the requirements of the internal combustion engine or the like, the pressure receiving surfaces 33, 34 are both. May be set equal.

11…ポンプボディ(ハウジング)
12…カバー部材(ハウジング)
13…ポンプ収容部
14…駆動軸
15…ロータ
16…ベーン
17…カムリング
18…スプリング(付勢部材)
20…ポンプ室(作動油室)
21…吸入ポート(吸入部)
22…吐出ポート(吐出部)
31…第1圧力室
32…第2圧力室
33…第1受圧面
34…第2受圧面
40…ソレノイドバルブ(制御手段)
11 ... Pump body (housing)
12 ... Cover member (housing)
13 ... Pump housing 14 ... Drive shaft 15 ... Rotor 16 ... Vane 17 ... Cam ring 18 ... Spring (biasing member)
20 ... Pump chamber (hydraulic chamber)
21 ... Suction port (suction part)
22: Discharge port (discharge part)
31 ... 1st pressure chamber 32 ... 2nd pressure chamber 33 ... 1st pressure receiving surface 34 ... 2nd pressure receiving surface 40 ... Solenoid valve (control means)

Claims (1)

少なくとも内燃機関の各摺動部に作動油を供給する可変容量形オイルポンプであって、
内燃機関によって回転駆動されるロータ及び該ロータの外周部に出没自在に設けられた複数のベーンから構成されるポンプ要素と、
前記ポンプ要素を内周側に収容すると共に、外周側に設けられた揺動支点を中心として揺動することで前記ロータの回転中心に対する偏心量が変化するカムリングと、
前記カムリングの軸方向両側に側壁が配置されることによって前記ロータ及び隣接するベーンにより画成される複数の作動油室と、
前記カムリングを内部に収容すると共に、前記ロータの回転方向に沿って前記複数の作動油室の容積が減少する吐出領域に前記側壁を介して開口する吐出部及び前記ロータの回転方向に沿って前記複数の作動油室の容積が増大する吸入領域に前記側壁を介して開口する吸入部を有するハウジングと、
前記ロータの回転中心に対して前記カムリングの偏心量を増大させる方向へ該カムリングを付勢する付勢部材と、
前記カムリングの外周側と前記ハウジングの内周面と前記カムリングの揺動支点とによって画成され、かつ、内部に吐出圧が導入されて、前記付勢部材の付勢力を妨げるように吐出圧を作用させる第1受圧面を介して前記カムリングに対し偏心量を減少させる方向へ揺動力を付与する第1圧力室と、
前記カムリングの外周側と前記ハウジングの内周面と前記カムリングの揺動支点とによって画成され、かつ、内部に吐出圧が導入されて、前記付勢部材の付勢力を助勢するように吐出圧を作用させる第2受圧面を介して前記カムリングに対し偏心量を増大させる方向へ揺動力を付与する第2圧力室と、
前記第2圧力室への吐出圧の供給を切換制御する制御手段と、を備え、
前記第1受圧面の面積が、前記第2受圧面の面積よりも大きく設定されると共に、
前記第1圧力室及び第2圧力室が、それぞれ室の一部が少なくともロータ径方向において前記吐出領域と重合するように、前記カムリングの中心に対し前記揺動支点側に設けられていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
A variable displacement oil pump that supplies hydraulic oil to at least each sliding portion of the internal combustion engine,
A pump element composed of a rotor that is rotationally driven by an internal combustion engine and a plurality of vanes provided in an outer periphery of the rotor so as to be able to appear and retract;
A cam ring in which the eccentric amount with respect to the rotation center of the rotor changes by accommodating the pump element on the inner peripheral side and swinging around a swing fulcrum provided on the outer peripheral side;
A plurality of hydraulic oil chambers defined by the rotor and adjacent vanes by arranging side walls on both axial sides of the cam ring;
The cam ring is housed inside, and a discharge portion that opens through the side wall to a discharge region where the volumes of the plurality of hydraulic oil chambers decrease along the rotation direction of the rotor and the rotation direction of the rotor A housing having a suction portion that opens through the side wall in a suction region in which the volumes of the plurality of hydraulic oil chambers increase;
A biasing member that biases the cam ring in a direction that increases the amount of eccentricity of the cam ring with respect to the rotation center of the rotor;
The discharge pressure is defined by the outer peripheral side of the cam ring, the inner peripheral surface of the housing, and the swinging fulcrum of the cam ring, and the discharge pressure is introduced into the inside so as to hinder the biasing force of the biasing member. A first pressure chamber for applying a swinging force in a direction to reduce the amount of eccentricity with respect to the cam ring via a first pressure receiving surface to be applied;
The discharge pressure is defined by the outer peripheral side of the cam ring, the inner peripheral surface of the housing, and the swinging fulcrum of the cam ring, and the discharge pressure is introduced inside to assist the biasing force of the biasing member. A second pressure chamber that imparts a swinging force in a direction that increases the amount of eccentricity with respect to the cam ring via a second pressure receiving surface that acts on the cam ring;
Control means for switching and controlling the supply of the discharge pressure to the second pressure chamber,
The area of the first pressure receiving surface is set larger than the area of the second pressure receiving surface,
The first pressure chamber and the second pressure chamber are provided on the swing fulcrum side with respect to the center of the cam ring so that a part of the chamber overlaps with the discharge region at least in the rotor radial direction. Features variable displacement oil pump.
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