JP4986802B2

JP4986802B2 - 可変容量形ポンプ

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Publication number: JP4986802B2
Application number: JP2007266253A
Authority: JP
Inventors: 靖渡辺; 秀明大西; 浩二佐賀
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2012-07-25
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: JP2009092051A

Description

本発明は、例えば自動車用内燃機関の各摺動部や、機関弁の作動特性を制御する可変動弁機構などにオイルを供給する可変容量形ポンプに関する。

この種、従来の可変容量形ポンプとしては、以下の特許文献１に記載されたベーンタイプのものが知られている。

概略を説明すれば、ポンプハウジングの両側部に吸入口と吐出口が設けられていると共に、ほぼ中央に内燃機関のクランク軸から回転力が伝達される駆動軸が貫通配置されている。ポンプハウジングの内部には、前記駆動軸に結合され、外周側に複数のベーンをほぼ半径方向へ進退自在に保持するロータと、該ロータの外周側に偏心揺動自在に設けられ、内周面に前記各ベーンの先端が摺接するカムリングが収容配置されている。

このカムリングは、外周部にシール部材を介して隔成された制御油室に導入されるポンプ吐出圧に応じてピボットピンを中心に偏心量が減少する方向へ揺動すると共に、外周に一体に有するレバー部を押圧する単一のコイルばねのばね力によって偏心量が増大する方向へ揺動するようになっている。

つまり、初期状態では、前記コイルばねのばね力によってカムリングを偏心量が最大となる方向へ付勢して吐出圧を増加させる一方、前記制御油室内の油圧が所定以上になると、カムリングを前記コイルばねのばね力に抗して偏心量が小さくなる方向へ揺動させて吐出圧を減少させる。これによって、前記吸入口から各作動油室を介して吐出口への吐出圧の過度な上昇を抑制して動力損失を防止している。
特開平０５−７９４６９号公報（図１など）

しかしながら、前記従来の可変容量形ポンプにあっては、カムリングの偏心量によってポンプ吐出圧を増減変化させることができるものの、実際の制御吐出圧が必要吐出圧よりも大きなものとなるため、前記動力損失を十分に低減することができない。

本発明は、前記各従来の可変容量形ポンプの実状に鑑みて案出されたもので、自動車用内燃機関の各摺動部への潤滑や、油圧によって機関弁の作動特性を制御する可変動弁機構の作動源としてオイルを供給する可変容量形ポンプであって、前記内燃機関によって回転駆動されることにより複数の作動油室の容積変化を得て、吸入部から前記作動油室に導入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、前記オイルの吐出油圧によって可動部材を可動させることにより、前記吐出部に開口する前記作動油室の容積を変化させる可変機構と、前記作動油室の容積変化量が大きくなる方向へ前記可動部材を常時付勢する第１付勢部材と、前記可動部材の一部が開口部を介して内部に進入可能な空間部と、該空間部内にセット荷重が付与された状態で配置され、前記可動部材が前記第１付勢部材の付勢力に抗して所定量以上移動した際に、前記可動部材に第１付勢部材と同方向の付勢力を付与する第２付勢部材と、前記第１付勢部材の付勢力を変更せずに前記第２付勢部材の付勢力のみを調整する調整手段と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、第１付勢部材と第２付勢部材との２つの付勢部材によって、実際の制御吐出圧を必要吐出圧に近づけることが可能になるから、動力損失を十分に低減することが可能になる。

以下、本発明に係る可変容量形ポンプの実施例を図面に基づいて詳述する。なお、本実施例は、自動車用内燃機関の潤滑油を、機関の摺動部と機関弁の開閉時期を制御する可変動弁装置であるバルブタイミング制御装置にそれぞれ供給するオイルポンプに適用したものを示している。
〔第１実施例〕
第１実施例における可変容量形ポンプは、ベーンタイプに適用したものであって、内燃機関のシリンダブロックの前端部などに設けられ、図１〜図３に示すように、一端開口がカバー２によって閉塞された有蓋円筒状のポンプハウジング１と、該ポンプハウジング１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３と、前記ポンプハウジング１の内部に回転自在に収容され、中心部が前記駆動軸３に結合された断面ほぼエ字形状のロータ４と、該ロータ４の外周側に揺動自在に配置された可動部材であるカムリング５と、前記ロータ４の内周部側の両側面に摺動自在に配置された小径な一対のベーンリング６、６と、を備えている。

前記ポンプハウジング１は、アルミ合金材によって一体に形成され、図２にも示すように、凹状の底面１ａはカムリング５の一側面が摺動することから、平面度や表面粗さなどの精度が高く加工され、摺動範囲が機械加工によって形成されている。ポンプハウジング１の内周面の所定位置には、前記カムリング５の枢支点となるほぼ円弧凹溝状の受け座１ｂが形成されていると共に、該受け座１ｂからハウジング中心を挟んだほぼ対向する位置に、カムリング５の後述するシール部材１４が摺接するシール摺接面１ｃが形成されている。このシール摺接面１ｃは、前記受け座１ｂを中心とした半径によって形成される円弧面状になっている。

前記受け座１ｂとシール摺接面１ｃは、小さなＲの曲面状に形成されていることから、当該部位のみを比較的小さな工具で加工されて加工時間の短縮化が図られている。また、前記受け座１ｂと前記シール摺接面１ｃをそれぞれ加工する際に、底面１ａ側に微小凹部１ｄと細長い微小凹部１ｅが加工跡として形成され、これら微小凹部１ｄ、１ｅの存在によりカムリング５の揺動に支障を来さない。

また、ポンプハウジング１の底面１ａには、前記シール摺接部１ｃ側の左側にほぼ三日月状の吸入ポート７が形成されていると共に、前記受け座１ｂ側の右半分にほぼ三日月状の吐出ポート８がそれぞれほぼ対向して形成されている。

前記吸入ポート７は、図２にも示すように、図外のオイルパン内の潤滑油を吸入する吸入口７ａに連通している一方、吐出ポート８は、吐出口８ａからオイルメインギャラリーを介して各摺動部および可変動弁装置に連通している。さらに、前記底面１ａの中央に形成された駆動軸３の軸受孔１ｆの外周側には、前記吐出ポート８から吐出された潤滑油を一旦溜める３つのオイル溜まり部９が円周方向の等間隔位置に形成されており、ここから、軸受給油溝１０を介して軸受孔１ｆへ潤滑油を供給すると共に、ロータ４の両側面や後述するベーン１１の側面に潤滑油を供給して潤滑性を確保するようになっている。

なお、前記カバー２は、内側面がこの実施例では平坦板状に形成されているが、ここに前記底面１ａと同じく吸入口や吐出口、オイル溜まり部を形成することも可能である。また、このカバー２は、図外の複数の位置決めピンを介してポンプハウジング１に円周方向の位置決めされつつ複数のボルトによってハウジング本体に取り付けられている。

前記駆動軸３は、クランク軸から伝達された回転力によってロータ４を図１中、反時計方向に回転されるようになっており、図中右半分が吸入行程となり、左半分が吐出工程となる。

前記ロータ４は、図１及び図２に示すように、内部中心側から外方へ放射状に形成された複数のスリット４ａ内にベーン１１が進退自在に摺動保持されていると共に、前記各スリット４ａの内側基端部に前記吐出ポート８に吐出された吐出油圧を導入する断面ほぼ円形状の背圧室１２がそれぞれ形成されている。

前記各ベーン１１は、各基端部が前記ベーンリング６の外周面に摺接している共に、各先端部が前記カムリング５の内周面５ａに摺接自在になっている。また、各ベーン１１間とカムリング５の内周面、ロータ４の内周面、ポンプハウジング１の底面１ａ、カバー２の内端面との間に複数の作動油室であるポンプ室１３が液密的に隔成されている。前記各ベーンリング６は、前記各ベーン１１を放射外方へ押し出すようになっている。

前記カムリング５は、加工容易な焼結金属によってほぼ円筒状に一体に形成され、外周面の所定位置に、前記受け溝１ｂに嵌合して偏心揺動支点となるほぼ円弧凸状のピボット部５ｂが軸方向に沿って一体に設けられていると共に、該ピボット部５ｂからほぼ対向する位置に偏心揺動時に前記シール摺接面１ｃに摺接する前記シール部材１４が設けられている。

このシール部材１４は、例えば低摩耗性の合成樹脂材によりカムリング５の軸方向に沿って細長く形成されていると共に、カムリング５の外周面を円弧状に切り欠いた保持溝内に固定されたゴム製の弾性部材１５の弾性力によって前方へ、つまりシール摺接面１ｃに押し付けられるようになっている。これにより、後述する制御油室１６の常時良好な液密性を確保するようになっている。

また、前記カムリング５の外周面と前記ピボット部５ｂ及びシール部材１４、ポンプハウジング１の内周面との間に、ほぼ三日月状の制御油室１６が隔成されている。前記制御油室１６は、吐出ポート８から導入された吐出油圧によってカムリング５を、ピボット部５ｂを支点として時計方向へ揺動させることによってロータ４に対する偏心量を減少させて同心方向へ移動させるようになっている。

また、前記カムリング５は、筒状本体の外周面の前記ピボット部５ｂと反対側の位置に径方向外側に突出した突部であるアーム１７を一体に有しており、このアーム１７は、後述するシリンダボディ１８のアーム室１８ａに配置されている。また、このアーム１７は、前記カムリング５の筒状本体の前端縁から軸方向のほぼ中央位置まで延設された矩形板状のアーム本体１７ａと、該アーム本体１７ａの下面のほぼ中央に一体に形成された凸部１７ｂと、を有している。この凸部１７ｂは、アーム本体１７ａと同じく軸方向に延設されて先端側の下面１７ｃが円弧曲面状に形成されていると共に、その巾が後述する両係止部２２，２２間の開口部１９ｃよりも小さく形成されている。

なお、前記ポンプハウジング１や駆動軸３及びロータ４、カムリング５、吸入ポート７、吐出ポート８、ベーン１１などによってポンプ構成体が構成されている。

一方、前記ポンプハウジング１の前記ピボット部５ｂと対称の反対側の部位には、アルミ合金材からなるシリンダボディ１８が一体に設けられている。

前記シリンダボディ１８は、図２にも示すように、下端が開口したほぼ円筒状に形成され、下部内に空間部であるばね収容室１９が形成されていると共に、下端開口部には前記ばね収容室１９の下端開口を閉塞するプラグ２３が取り付けられている。また、前記ばね収容室１９の上方位置には、前記アーム１７が上下揺動可能に収容されたたアーム室１８ａが形成されていると共に、該アーム室１８ａの上壁下面１８ｂ(天井面)が前記アーム１７の図１中、最大反時計方向の回動を規制する規制面として構成されている。

前記ばね収容室１９は、図２及び図３に示すように、内部形状が下側の大径部１９ａと上側の小径部１９ｂとに形成されていると共に、小径部１９ｂの上端開口縁には、互いに内方へ延出した細長い矩形板状の一対の係止部２２、２２が一体に突設されており、この両係止部２２、２２間に形成された開口部１９ｃを介して前記アーム１７の凸部１７ｂが時計、反時計方向の回動するに伴って前記ばね収容室１９内に対して進入あるいは後退可能に形成されている。また、前記大径部１９ａの下部内周面には、雌ねじ１９ｄが形成されている。

前記プラグ２３は、円形板状の頭部２３ａと、該頭部２３ａの上面(底面)２３ｂ上に一体に設けられた筒状の保持部２３ｃとから構成され、前記頭部２３ａの外径が、前記シリンダボディ１８の円環状下端部の外径よりも大きく形成されていると共に、前記保持部２３ｃの外周面には、前記雌ねじ１９ｄに螺着する雄ねじ２３ｄが形成されている。したがって、前記プラグ２３は、前記雌雄螺子１９ｄ、２３ｄを介してシリンダボディ１８に着脱自在に設けられている。

また、前記頭部２３ａの外周側上面と前記シリンダボディ１８の円環状下面との間には、前記ばね収容室１９内への外部からのエアーの浸入を防止する円環状のシール部材２４が挟持状態に保持されている。このシール部材２４は、前記シール機能の他に、その厚さを調整することによって後述する２つのコイルばね２０，２１全体のばね力を調整する機能をも有している。

さらに、前記保持部２３ｃの内側の底面２３ｂには、調整手段である円環状の調整シム２５が載置固定されている。この調整シム２５は、外径が前記保持部２３ｃの内径より僅かに小さく設定されて、保持部２３ｃの内周面で径方向の位置決めがなされている。また、この調整シム２５は、その厚さの異なる複数のものが用意されていて、保持部２３ｃ内への嵌装時に第２コイルばね２１のセット荷重を最適なものにするために適宜選択されるようになっている。

前記ばね収容室１９内には、前記アーム１７を介して前記カムリング５を図１中、反時計方向へ付勢する２つの付勢部材である第１コイルばね２０と第２コイルばね２１が収容配置されている。

前記第１コイルばね２０と第２コイルばね２１は、内外二重に配設されていると共に、圧縮変形時に互い噛み合わないように、その巻き方向が逆に設定されている。

前記内側の第１コイルばね２０は、コイル径ｄ１が前記凸部１７ｂの巾とほぼ等しい大きさに設定されていると共に、前記調整シム２５の内径よりも小さく設定されており、下端２０ａが前記プラグ２４の底面２３ｂに弾接していると共に、上端２０ｂが前記両係止部２２，２２に係止することなく前記開口部１９ｃから前記アーム１７の凸部１７ｂに弾接して、このばねセット荷重Ｗ１が付与された状態で常にアーム１７を介してカムリング５を上方へ偏心させる方向、つまりポンプ室１３の容積が大きくなる方向に付勢している。前記ばねセット荷重Ｗ１は、油圧が可変動弁装置の必要油圧Ｐ１のときにカムリング５が動き出す荷重である。

一方、外側の第２コイルばね２１は、そのコイル径ｄ２がばね収容室１９の内径や前記プラグ２３の保持部２３ｃの内径よりも僅かに小さく形成されて圧縮変形を阻害されない大きさに形成されていると共に、下端２１ａが前記調整シム２５の上面に弾接している一方、上端２１ｂが前記両係止部２２，２２の下面に跨って弾接している。

そして、第２コイルばね２１は、前記調整シム２５の上面と両係止部２２，２２との間に所定のセット荷重を付加した圧縮変形した状態で弾装配置されている。このときのセット長の状態で第１コイルばね２０と第２コイルばね２１のセット荷重を合わせた荷重がＷ２となる。この第１コイルばね２０と合わせたセット荷重Ｗ２とは、油圧がクランク軸の最高回転時に必要油圧Ｐ２のときにカムリング５が動き出す荷重である。なお、この第２コイルばね２１の内径は、前記第１コイルばね２０が圧縮変形した場合でもこの外周面が内周面に当たらずに互いに自由な圧縮、伸長変形可能な大きさに設定されている。

また、前記アーム１７の凸部１７ｂは、図３に示すように、長手方向の長さＬが第２コイルばね２１のコイル径ｄ２とほぼ同等の大きく設定されて、カムリング５の揺動に伴って図１中、時計方向へ回動すると、第１コイルばね２０を押圧した状態でばね収容室１９内に進入し、続いて第２コイルばね２１を段階的に押圧するようになっている。

なお、前記カムリング５、ベーンリング６，６、制御油室１６、第１、第２コイルばね２０，２１などによって可変機構が構成されている。

以下、本実施例の作用について説明する。これに先だって前記従来の可変容量形ポンプによる制御油圧と機関摺動部やバルブタイミング制御装置への必要油圧との関係を図６に基づいて説明する。

内燃機関で必要な油圧は、主としてクランク軸の軸受部の潤滑に必要な油圧で決定され、これは図６の破線で示すように、機関回転数とともに増加する傾向になる。機関の全ての回転域で必要な油圧を満足させるために、カムリングが移動を開始する油圧を、最高回転での必要油圧Ｐ２(Ｐ３≒Ｐ２)に設定する。この結果、機関回転数と制御油圧との関係は図６に示すように、低回転域から立ち上がり、そのまま回転数の増加に伴って油圧が上昇する傾向になる。

また、燃費の向上や排気エミッション対策として前記可変動弁装置を用いた場合には、この装置の作動源として前記オイルポンプの油圧が用いられることから、かかる装置の作動応答性を向上させるために機関始動時点から作動油圧は図６の破線ｂに示す比較的高い油圧Ｐ１が要求される。したがって、内燃機関全体に必要な油圧は破線ｂ、ｃを結んだ破線全体の特性で十分になる。

ところが、従来の可変容量形ポンプにあっては、一定のばねセット荷重の単一のコイルばねによってカムリングを最大偏心量の方向へ付勢しているだけであるから、その制御油圧の特性が、前述のように、図６の実線ａに示す機関回転数の上昇に合った高い油圧になり、つまり、図６の斜線部分において油圧が必要以上に高くなり、動力損失を十分に抑制することができない。

これに対して、本実施例では、図７に示すように、まず、内燃機関の始動時から低回転域までは、ポンプ吐出圧はＰ１に達していないため、カムリング５のアーム１７が第１コイルばね２０のばね力でシリンダボディ上壁下面１８ｂに押付けられて作動停止状態になっている（図１参照）。このとき、カムリング５の偏心量が最も大きくポンプ容量が最大となり、機関回転数の上昇に伴って吐出油圧が前記従来よりも急激に立ち上がり、図７の実線上の（ア）に示す特性となる。

続いて、機関回転数の上昇に伴いさらに吐出油圧が上昇して図７のＰ１に達すると、制御油室１６内の導入油圧が高くなって、カムリング５が、アーム１７に作用する第１コイルばね２０を圧縮変形しはじめて、ピボット部５ｂを支点として反時計方向へ偏心揺動する。これによって、ポンプ容量が減少するため、吐出油圧の上昇特性も図７の（イ）領域に示すように小さくなる。そして、図４に示すように、アーム凸部１７ｂの下面１７ｃが第２コイルばね２１の上端２１ｂに当接するまでカムリング５が時計方向へ揺動する。

この図４に示す状態では、この時点から第１コイルばね２０のセット荷重Ｗ１に加えて、第２コイルばね２１のセット荷重Ｗ２が付与されることから、吐出油圧がＰ２（制御油室１６内の油圧Ｐ２）に達しセット荷重Ｗ２に打ち勝つまでカムリング５は揺動できず保持された状態になる。したがって、機関の回転上昇とともに吐出油圧は、図７の（ウ）に示す立ち上がり特性となるが、カムリング５の偏心量が小さくなってポンプ容量が減少していることから、図７の前記(ア)に示すような急激な立ち上がり特性にはならない。

さらに機関回転数が上昇して吐出油圧がＰ２以上になると、カムリング５は、図５に示すように、アーム１７を介して第１，第２コイルばね２０，２１のセット荷重Ｗ２のばね力に抗して該両コイルばね２１、２１の両方を圧縮変形させながら揺動する。かかるカムリング５の揺動に伴ってポンプ容量がさらに減少して吐出油圧の上昇は小さくなり、図７の（エ）に示す特性の状態を維持したまま最高回転数に達する。

図８は各コイルばね２０，２１の変位、あるいはカムリング５の揺動角とばねセット荷重Ｗ１、Ｗ２との関係を示している。すなわち、内燃機関の始動から低回転までの初期状態では、第１コイルばね２０のセット荷重Ｗ１のばね力が付与されているため、セット荷重Ｗ１を越えるまでは変位できない。このセット荷重Ｗ１を越えると、第１コイルばね２０は圧縮変位すると共に、荷重が増加する。この傾きがばね定数となる。

図４に示す位置では、第１、第２コイルばね２０、２１のセット荷重Ｗ２となり、不連続的に大きくなるが、吐出油圧がセット荷重Ｗ２を越えると、再び第１，第２コイルばね２１，２１は圧縮変位すると共に荷重が増加するが、作用するコイルばねが２本になるので、ばね定数が増加して傾きが変化している。

以上のように、機関回転数が上昇して吐出油圧がＰ１に達したところでカムリング５が移動を開始しはじめて吐出油圧の上昇を抑制するが、カムリング５が所定の移動量に達したところで第２コイルばね２１のばね力が加わってばね定数大きくなり、またばね荷重Ｗ１、Ｗ２が非連続に大きくなることから、吐出油圧がＰ２に上昇した後に再びカムリング５の揺動が開始することになる。つまり、第１，第２コイルばね２０，２１の段階的なばね荷重が作用して、ばね特性が非線形状態になることから、カムリング５が特異な揺動変化となる。

このように、本実施例では、両コイルばね２０，２１のばね力の非線形特性によって吐出油圧の特性が図７の（ア）〜（エ）に示すような特性となり、前記制御油圧（実線）を必要油圧（破線）に十分に近づけることが可能になる。この結果、不必要な油圧上昇による動力損失を十分に低減することができる。

また、この実施例では、第１、第２の２つのコイルばね２０，２１を用いたため、各ばねセット荷重を吐出油圧の変化に応じて任意に設定することができるので、吐出油圧に最適なばね力をセットすることが可能になる。

ところが、前記セット荷重Ｗ２は、第１、第２コイルばね２０，２１のばね力が作用して、前記各係止部２２，２２のばね収容室１９の軸方向に対する位置寸法やプラグ２３のねじ込み量などが関係するため、そのばらつき誤差の要因が増加してしまう。

そのため、この実施例では、前記調整シム２５の厚さや枚数によって第２のコイルばね２１のセット荷重（ばね力）を調整することができることから、セット荷重Ｗ２を安定化させてばね特性のばらつきを抑制することができ、最適なセット荷重を得ることが可能になる。

なお、前記調整シム２５は、第２コイルばね２１のセット荷重のみを調整するだけであるから、第１コイルばね２１のセット荷重には影響がない。さらに、前記シール部材２４を厚さの異なるものに変更して、第１、第２コイルばね２０，２１全体のセット荷重を調整することが可能である。また、前記ポンプの経時的使用後においても、プラグ２３を着脱して調整シム２５を交換することにより、第２コイルばね２１のセット荷重を調整することが可能になる。

また、前記アーム１７の凸部１７ｂが、第１コイルばね２０の上端２０ｂや第２コイルばね２１ｂの上端２１ｂにプランジャなどを介して当接するのではなく、直接当接して押圧することから、構造が簡素化されると共に、部品点数の増加が抑制されることから、製造作業や組立作業が容易になると共に、コストの低減化が図れる。

さらに、前記アーム１７の凸部下面１７ｃを円弧曲面状に形成したことから、カムリング５の揺動により第１、第２コイルばね２０，２１の上端２０ｂ、２１ｂとの接触角や接触点の変化を小さくすることができ、これによって、第１コイルばね２０の変位を安定化させることが可能になる。

また、この実施例では、前記吐出ポート８を介して吐出口から吐出される潤滑油を機関摺動部の他に、バルブタイミング制御装置の作動源として利用するが、前述のように、図７に記載した初期の吐出油圧（アの領域）の立ち上がりが良好になることから、機関始動直後の例えば、タイミングスプロケットとカムシャフトとの相対回転位相の遅角側あるいは進角側への作動応答性を向上させることができる。
〔第２実施例〕
図９は第２実施例を示し、ポンプ構成体などの基本構造は第１実施例と同様であるが、第２コイルばね２１のセット荷重を調整する他に、第１コイルばね２０のセット荷重を個別的に調整する別異の調整手段を設けたものである。

すなわち、前記プラグ２３の頭部２３ａのほぼ中央に雌ねじ孔２６が貫通形成されていると共に、該雌ねじ孔２６に第２プラグ２７が下方からねじ込んで取り付けられ、この第２プラグ２７の軸部２７ｂの先端面に第１コイルばね２０の下端２０ａが弾接する第２調整シム２８が載置されている。

前記雌ねじ孔２６は、その内径が前記第１コイルばね２０のコイル径ｄ１よりも僅かに大きく形成されている。一方、前記第２プラグ２７は、外径が雌ねじ孔２６の内径よりも大きく形成されたフランジ状の頭部２７ａと、該頭部２７ａの上面中央に突設された軸部２７ｂとを備えている。

前記第２プラグ２７は、前記軸部２７ｂの外周面に前記雌ねじ孔２６に螺合する雄ねじ部２７ｃが形成されていると共に、前記頭部２７ａの上面と前記プラグ２３の頭部２３ａ下面との間には、前記ばね収容室１９へのエアー浸入を防止する円環状のシール部材２９が挟持されている。

前記第２調整シム２８は、その厚さや枚数を変更することによって前記第１コイルばね２０のセット荷重を任意かつ個別的に調整することができるようになっている。

他の構成は前記第１実施例の構成と同様である。したがって、第１実施例と同様の作用効果が得られると共に、各構成部材の組付時などに、前記第１調整シム２５による第２コイルばね２１のセット荷重の調整の他に、第２調整シム２８によって第１コイルばね２０のセット荷重も個別的に調整することができるため、両コイルばね２０，２１のばね特性のばらつきをさらに確実に抑制することが可能になり、より最適なセット荷重を得ることが可能になる。

なお、前記シール部材２９によっても第１コイルばね２０のセット荷重を調整することが可能である。
〔第３実施例〕
図１０は第３実施例を示し、第１コイルばね２０の配置構成を変更し、ポンプハウジング１の下部に配置して、カムリング５の下端を上方へ押圧付勢するように構成した。

すなわち、ポンプハウジング１の下端部の前記駆動軸３の軸心を通る垂直線Ｑ上に雌ねじ孔３０が形成されていると共に、該雌ねじ孔３０に第２プラグ３１が締め付け固定されている。また、前記第２プラグ３１と前記カムリング５の外周面下端との間に、前記カムリング５を常時反時計方向、つまり最大偏心量となる方向へ付勢する第１コイルばね３２が弾装されている。

前記第２プラグ３１は、フランジ状の頭部３１ａの上面中央に外周に前記雌ねじ孔３０に螺着する雄ねじを有する軸部３１ｂを一体に有し、前記カムリング５に雌ねじ孔３０を介して着脱自在に取り付けられている。

そして、前記第２プラグ３１の頭部３１ａの外周側上面と前記雌ねじ孔３０の孔縁との間には、ポンプハウジング１内へのエアーの浸入を防止する円環状のシール部材３３が挟持状態に配置されていると共に、軸部３１ｂの上面に前記第１コイルばね３２の下端が弾接する円環状の第２調整シム３４が載置されている。

前記第１コイルばね３２は、軸方向の長さが比較的短く形成されて、上端が前記カムリング５の凹状下面に弾接していると共に、第１実施例とは支点(ピボット部５ｂ)と力点(弾接点)の距離の違いを考慮し、カムリング５が揺動を開始する圧力Ｐ１が同様となるセット荷重に設定されている。

前記第２調整シム３４は、その厚さや枚数を変更することによって、第１コイルばね３２のセット荷重を調整することができる。

また、前記シール部材３３の厚さなどを変更することによっても第１コイルばね３２のセット荷重を調整することができ、前記第２調整シム３４の調整作用と相俟ってより高精度な調整が可能になる。

その他、第２コイルばね２１の配置構成などは、第１実施例と同様であるから、第１、第２コイルばね２０，３２のばね力が段階的に作用して、前記図７に示す特性が得られることは、第１実施例と同様である。

また、この実施例によれば、前記第１コイルばね３２は、第２コイルばね２１よりもセット荷重が小さいことから、カムリング５の揺動支点であるピボット５ｂの近傍に配置することが可能であり、レイアウトの自由度が向上する。

本発明は、前記実施例の構成に限定されるものではなく、両コイルばね２０，２１のセット荷重は、それぞれポンプの仕様や大きさに応じて自由に設定することが可能であると共に、そのコイル径や長さも自由に変更することができる。

また、可変動弁装置としては、バルブタイミング制御装置に限定されるものではなく、油圧を作動源とする、例えば、機関弁の作動角とリフト量を可変にするリフト可変機構などに適用することが可能である。

さらに、この可変容量形ポンプを、内燃機関以外の油圧機器類等に適用することも可能である。

本発明の第１実施例にかかる可変容量形ポンプをカバーを外して示す正面図である。本実施例に供されるポンプハウジングを示す正面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。本実施例の作用説明図である。本実施例の作用説明図である。吐出油圧と機関回転数との関係を示す特性図である。本実施例における吐出油圧と機関回転数との関係を示す特性図である。本実施例における第１、第２コイルばねのばね変位とばねセット荷重との関係を示す特性図である。第２実施例の可変容量形ポンプをカバーを外して示す正面図である。第３実施例の可変容量形ポンプをカバーを外して一部断面して示す正面図である。

符号の説明

１…ポンプハウジング
３…駆動軸
４…ロータ
５…カムリング
５ｂ…ピボット
６…ベーンリング
７…吸入口
８…吐出口
１１…ベーン
１３…ポンプ室
１６…制御油室
１７…アーム
１７ａ…アーム本体
１７ｂ…凸部
１７ｃ…下面
１８…シリンダボディ
１９…ばね収容室
１９ａ…開口部
１９ｂ…底面
２０・３２…第１コイルばね
２１…第２コイルばね
２２…係止部
２５…調整シム(調整手段)
２８・３３…第２調整シム(調整手段)

Claims

自動車用内燃機関の各摺動部への潤滑や、油圧によって機関弁の作動特性を制御する可変動弁機構の作動源としてオイルを供給する可変容量形ポンプであって、
前記内燃機関によって回転駆動されることにより複数の作動油室の容積変化を得て、吸入部から前記作動油室に導入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、
前記オイルの吐出油圧によって可動部材を可動させることにより、前記吐出部に開口する前記作動油室の容積を変化させる可変機構と、
前記作動油室の容積変化量が大きくなる方向へ前記可動部材を常時付勢する第１付勢部材と、
前記可動部材の一部が開口部を介して内部に進入可能な空間部と、
該空間部内にセット荷重が付与された状態で配置され、前記可動部材が前記第１付勢部材の付勢力に抗して所定量以上移動した際に、前記可動部材に第１付勢部材と同方向の付勢力を付与する第２付勢部材と、
前記第１付勢部材の付勢力を変更せずに前記第２付勢部材の付勢力のみを調整する調整手段と、
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において、
前記ポンプ構成体は、内燃機関によって回転駆動されるロータと、該ロータを内周に収容するカムリングと、前記ロータに出没自在に設けられ、前記カムリング側に突出することにより複数の作動油室を隔成するベーンと、によって構成され、
前記可変機構は、前記カムリングを可動させて前記カムリングの中心と前記ロータの中心の偏心量を可変させて、前記作動油室の容積を変化させるように構成し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において、
前記第１付勢部材と第２付勢部材は、異なる位置に配置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において、
前記第１付勢部材の付勢力を調整する第２調整手段を設けたことを特徴とする可変容量形ポンプ。
自動車用内燃機関の各摺動部への潤滑や、油圧によって機関弁の作動特性を制御する可変動弁機構の作動源としてオイルを供給する可変容量形ポンプであって、
前記内燃機関によって回転駆動されることにより複数の作動油室の容積変化を得て、吸入部から前記作動油室に導入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、
前記オイルの吐出油圧によって可動部材を可動させることにより、前記吐出部に開口する前記作動油室の容積を変化させる可変機構と、
前記作動油室の容積変化量が変更される方向へ前記可動部材を付勢する第１コイルばねと、
該第１コイルばねの外周に圧縮された状態で配置され、前記可動部材が所定量移動すると該可動部材に前記第１コイルばねの付勢方向とほぼ同じ方向に付勢力を付与する第２コイルばねと、
前記可動部材の一部が弾接可能な前記第２コイルばねの一端と反対側の他端側に配置されて、前記第２コイルばねの付勢力を調整する調整シムと、
を備えたことを特徴とする可変容量形ポンプ。
自動車用内燃機関の各摺動部への潤滑や、油圧によって機関弁の作動特性を制御する可変動弁機構の作動源としてオイルを供給する可変容量形ポンプであって、
前記内燃機関によって回転駆動されることにより複数の作動油室の容積変化を得て、吸入部から前記作動油室に導入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、
前記オイルの吐出油圧によって可動部材を可動させることにより、前記吐出部に開口する前記作動油室の容積を変化させる可変機構と、
前記作動油室の容積変化量が変更される方向へ前記可動部材を付勢する第１コイルばねと、
該第１コイルばねの外周に圧縮された状態で配置され、前記可動部材が所定量移動すると該可動部材に前記第１コイルばねの付勢方向とほぼ同じ方向に付勢力を付与する第２コイルばねと、
内部に前記両コイルばねが収容配置され、一端側に前記可動部材の一部が前記両コイルばねの各一端側に臨む開口部を有するシリンダボディと、
前記シリンダボディの他端側に形成された開口孔に取り付けられ、少なくとも前記第２コイルばねの他端が弾接したプラグと、
前記プラグと第２コイルばねとの間に挟持されて、該第２コイルばねの付勢力を調整する調整シムと、
を備えたことを特徴とする可変容量形ポンプ。
請求項６に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記プラグに着脱自在に取り付けられ、前記シリンダボディ内に臨む内面に前記第１コイルばねの他端側が弾接した第２プラグと、
該第２プラグの内面と前記第１コイルばねの他端との間に挟持されて、前記第１コイルばねの付勢力を調整する第２調整シムと、
を備えたことを特徴とする可変容量形ポンプ。