JPWO2017026224A1 - 可変容量形オイルポンプ - Google Patents

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Abstract

機関によって回転駆動されることにより、複数のポンプ室７の容積が変化して吸入部から吸入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、移動することによって各ポンプ室７の容積変化量を可変にするカムリング６と、各ポンプ室７の容積変化量が増大する方向へカムリング６を付勢するコイルばね８と、内部にオイルが供給されることによって、各ポンプ室７の容積変化量を減少させる方向へカムリング６を付勢する制御油室２２と、吐出部から吐出された上流側のオイルが導入され、この導入されたオイルの油圧が設定作動圧を超えると、制御油室２２に対してオイルを給排して制御油室２２を調圧するフェールセーフ弁５０と、を備えた。これにより、制御油室の調圧制御に不具合が生じた場合であっても、必要油圧を満足しつつ過度な油圧上昇を抑制することができる。

Description

本発明は、例えば内燃機関の摺動部位の潤滑や、内燃機関の補機類の駆動源となるオイルを供給する可変容量形オイルポンプに関する。
従来の可変容量形オイルポンプとしては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。この可変容量形オイルポンプは、カムリングのロータに対する偏心量（以下、単に「偏心量」という。）の変化に合わせて吐出圧を変化させるもので、それぞれ前記カムリングの外周側に、オイルが導入されることにより前記カムリングを偏心量が小さくなる方向へ付勢する第１制御油室と、オイルが導入されることにより前記カムリングを偏心量が大きくなる方向へ付勢する第２制御油室と、前記カムリングを偏心量が大きくなる方向へ常時付勢するコイルスプリングと、内部にオイルを常時導入可能に形成された第３制御油室と、を備えている。
また、前記可変容量形オイルポンプには、前記第１，第２制御油室へのオイルの給排制御を電気信号に基づいて行う電制機構が設けられており、該電制機構を制御することによって吐出圧を無段階に制御するようになっている。
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、前記各制御油室の調圧制御に不具合が生じた場合、例えば、前記電制機構が断線等によって故障したり、機関始動時におけるオイルの高粘度化の影響を受けたりして、前記第１，第２制御油室の油圧制御が満足にできなくなった場合において、前記カムリングの偏心量制御が困難となり、吐出圧が制御できなくなってしまうおそれがあった。
ＷＯ２００７／１２８１０６Ａ１
本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、制御油室の調圧制御に不具合が生じた場合であっても、必要油圧を満足しつつ、過度な油圧上昇を抑制し得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。
本発明は、機関によって回転駆動されることにより、複数のポンプ室の容積が変化して吸入部から吸入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、移動することによって前記複数のポンプ室の容積変化量を可変にする可動部材と、セット荷重が付与された状態で設けられ、前記複数のポンプ室の容積変化量が増大する方向へ前記可動部材を付勢する付勢機構と、前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、少なくとも前記複数のポンプ室の容積変化量を減少させる方向への力を前記可動部材に作用させる減少側制御油室を含む、前記複数のポンプ室の容積変化量を変化させる１つ以上の制御油室を有する制御油室群と、該制御油室群のうち特定の１つの制御油室からオイルを排出するドレン機構と、前記吐出部から吐出された上流側のオイルまたは前記制御油室からのオイルが制御油圧として導入され、この導入されたオイルの油圧が設定作動圧を超えると、前記特定の１つの制御油室に前記吐出部から吐出された上流側のオイルを供給し、または前記ドレン機構によって前記特定の１つの制御油室からオイルを排出して、該特定の１つの制御油室内を調圧する制御バルブと、を備えたことを特徴としている。
本発明によれば、制御油室の調圧制御に不具合が生じた場合であっても、必要油圧を満足しつつ、過度な油圧上昇を抑制することができる。
第１実施形態における可変容量形オイルポンプの概略図である。 同可変容量形オイルポンプの縦断面図である。 同可変容量形オイルポンプのポンプハウジングを示す正面図である。 機関の定常運転時における可変容量形オイルポンプの作動説明図である。 電磁切換弁が故障した場合における可変容量形オイルポンプの作動説明図である。 本実施形態の可変容量形オイルポンプの吐出圧と機関回転数との関係を示す特性図である。 第２実施形態に係る可変容量形オイルポンプの機関低回転時における作動説明図である。 同可変容量形オイルポンプの吐出圧を所定値に制御する場合における作動説明図である。 第３実施形態に係る可変容量形オイルポンプの機関低回転時における作動説明図である。 同可変容量形オイルポンプの吐出圧を所定値に制御する場合における作動説明図である。 同可変容量形オイルポンプの電磁切換弁が故障した場合における作動説明図である。 第４実施形態に係る可変容量オイルポンプの概略図である。 同可変容量形オイルポンプ内を通流するオイルが高粘度の場合における作動説明図である。 第４実施形態の可変容量形オイルポンプの吐出圧と機関回転数との関係を示す特性図である。 第５実施形態に係る可変容量形オイルポンプの概略図である。 同可変容量形オイルポンプの電磁切換弁が故障した場合における作動説明図である。 第６実施形態に係る可変容量形オイルポンプの電磁切換弁が故障した場合における作動説明図である。 第７実施形態に係る可変容量形オイルポンプの電磁切換弁が故障した場合における作動説明図である。 第８実施形態に係る可変容量形オイルポンプの概略図である。 第８実施形態の可変容量形オイルポンプの吐出圧と機関回転数との関係を示す特性図である。
以下、本発明に係る可変容量形オイルポンプの実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、以下の各実施形態は、例えば自動車用内燃機関の機関弁のバルブタイミングを可変にする可変動弁機構の作動源とすると共に、機関の摺動部、特にピストンとシリンダボアとの摺動部にオイルジェットによって潤滑油を供給し、またクランクシャフトの軸受に潤滑油を供給する可変容量形オイルポンプに適用したものを示している。
〔第１実施形態〕
本実施形態における可変容量形オイルポンプは、ベーンタイプに適用されたものであって、図外の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、一端側が開口形成されていると共に、内部にポンプ収容室１ａを有する有底円筒状のポンプハウジング１と、該ポンプハウジング１の一端開口を閉塞するポンプカバー２と、前記ポンプハウジング１のほぼ中心部に挿入配置されて、図外の機関のクランクシャフトによって回転駆動される駆動軸３と、前記ポンプ収容室１ａ内に回転自在に収容され、中心部が前記駆動軸３に結合されたロータ４と、該ロータ４の外周部に放射状に切欠形成された複数のスリット４ａ内にそれぞれ出没自在に収容された複数のベーン５と、該各ベーン５の外周側に前記ロータ４の回転中心に対して偏心揺動可能（偏心移動可能）に配置され、前記ロータ４及び隣接するベーン５，５と共に複数のポンプ室７を画成する可動部材であるカムリング６と、前記ポンプハウジング１内に収容され、前記カムリング６を偏心量が増大する方向へ常時付勢する付勢機構であるコイルばね８と、から主として構成されている。なお、前記駆動軸３とロータ４及び各ベーン５がポンプ構成体となっている。
前記ポンプハウジング１とポンプカバー２は、図２に示すように、前記図外のシリンダブロックへ取り付けられる際に、４本のボルト９によって一体的に結合される。この各ボルト９は、前記ポンプハウジング１やポンプカバー２にそれぞれ形成されたボルト挿通孔１ｂ（図１及び図３参照）などに挿通して、先端部が前記シリンダブロックに形成された図外の各雌ねじ孔に螺着締結されるようになっている。
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ていると共に、前記ポンプ収容室１ａの底面が前記カムリング６の軸方向の一側面と摺接することから、該摺接範囲の平面度や表面粗さなどが機械加工等により高精度に形成されている。
また、前記ポンプハウジング１は、図３に示すように、前記ポンプ収容室１ａの底面ほぼ中央位置に前記駆動軸３の一端部を回転自在に支持する軸受孔１ｃが貫通形成されていると共に、内周面の所定位置に前記カムリング６の枢支点となるピボットピン１０が挿入される有底状のピン孔１ｄが穿設されている。
さらに、前記ポンプハウジング１は、図１に示す前記ピボットピン１０の軸心とポンプハウジング１の中心（前記駆動軸３の軸心）を結んだ直線Ｍ（以下「カムリング基準線」という。）より垂直上方の位置の内周面に、前記カムリング６の後述するシール溝６ｄに嵌着されたシール部材２１が常時摺接するシール摺接面１ｅが形成されている。このシール摺接面１ｅは、図３に示すように、前記ピン孔１ｄの中心から所定長さの半径Ｒを隔てた円弧面状に形成され、前記カムリング６が偏心揺動する範囲において前記シール部材２１が常時摺接可能となっている。
また、前記ポンプ収容室１ａの底面には、図１及び図３に示すように、前記軸受孔１ｃの外周域に、前記ポンプ構成体のポンプ作用に伴って前記ポンプ室７の内部容積が増大する領域（吸入領域）に開口するほぼ円弧凹状の吸入ポート１１と、前記ポンプ構成体のポンプ作用に伴って前記ポンプ室７の内部容積が減少する領域（吐出領域）に開口するほぼ円弧凹状の吐出ポート１２と、がそれぞれ前記軸受孔１ｃを挟んでほぼ対向するように切欠形成されている。
前記吸入ポート１１は、図３に示すように、ほぼ中央位置に後述するコイルばね収容室２０側へ膨出するように形成された導入部１３が一体に設けられていると共に、該導入部１３との接続部位に、前記ポンプハウジング１の底壁を貫通して外部へ開口する横断面ほぼ円形状の吸入孔１１ａが形成され、該吸入孔１１ａを介して図外のオイルパンに連通している。これにより、前記オイルパンに貯留されたオイルが、前記ポンプ構成体によるポンプ作用に伴って発生する負圧に基づき、前記吸入孔１１ａ及び吸入ポート１１を介して前記吸入領域の各ポンプ室７に吸入されるようになっている。なお、前記吸入ポート１１及び吸入孔１１ａが吸入部となっている。
一方、前記吐出ポート１２は、図３中の上部位置に前記ポンプハウジング１の底壁を貫通して外部へ開口する横断面ほぼ円形状の吐出孔１２ａが形成されていると共に、該吐出孔１２ａを介して吐出通路１２ｂに連通している。そして、この吐出通路１２ｂは、図１に示すように、下流端が機関のメインオイルギャラリー１４に接続されている。なお、前記吐出ポート１２と吐出孔１２ａが吐出部となっている。
ここで、特許請求の範囲に関わる吐出部から吐出された上流側のオイルと下流側のオイルの意味を説明する。吐出部から吐出された上流側のオイルとは、吐出孔１２ａから吐出され、後述のオイルフィルタ１５の手前までの吐出通路１２ｂ及び後述の吐出圧導入通路５６内のオイルのことを示す。換言すると、オイルフィルタ１５を通過していない吐出孔１２ａから吐出されたばかりのオイルのことである。一方、吐出部から吐出された下流側のオイルとは、吐出孔１２ａから吐出され、後述のオイルフィルタ１５を通過後の通路内のオイルであり、図１ではメインオイルギャラリー１４として示している。
かかる構成から、前記ポンプ構成体のポンプ作用によって加圧された前記吐出領域の各ポンプ室７内のオイルが、前記吐出ポート１２と吐出孔１２ａ及び吐出通路１２ｂを介して前記メインオイルギャラリー１４に吐出され、該メインオイルギャラリー１４を介して機関内の各摺動部や可変動弁装置である例えばバルブタイミング制御装置やクランクシャフトの軸受等に供給されるようになっている。
また、前記吐出通路１２ｂとメインオイルギャラリー１４の間の接続部位には、内部を通流するオイルの冷却に供される図外のオイルクーラや、オイル内の異物の捕集や前記吐出ポート１２から吐出されたオイルの脈動を減衰させるといった機能を有するオイルフィルタ１５が設けられている。
前記オイルフィルタ１５を通過することにより、前記メインオイルギャラリー１４内を流れるオイルの油圧（以下、「メインギャラリー圧」という。）は、前記吐出ポート１２から吐出された直後のオイルの油圧（以下、「吐出圧」という。）よりも僅かに減圧されるようになっている。
前記ポンプカバー２は、図２に示すように、アルミ合金材によってほぼプレート状に形成され、ほぼ中央位置に前記駆動軸３の他端部を回転自在に支持する軸受孔２ａが貫通形成されている。また、このポンプカバー２は、前記ポンプハウジング１に固定された位置決めピン１６（図１参照）を介して前記ポンプハウジング１に対する円周方向の位置決めがされるようになっている。
なお、前記ポンプカバー２の内側面は、この実施形態ではほぼ平坦状に形成されているが、ここに前記ポンプ収容室１ａの底面と同じく吸入ポートや吐出ポート、潤滑油溝を形成することも可能である。
前記駆動軸３は、前記ポンプカバー２から突出した先端部３ａにクランクシャフトからギアなどを介して回転力が伝達され、この回転力に基づき前記ロータ４を図１中の矢印方向（時計方向）へ回転させるようになっている。
前記ロータ４は、図１に示すように、内部中心側から径方向外側へ放射状に７つの前記スリット４ａが切欠形成されていると共に、該各スリット４ａの内側基端部に、前記吐出ポート１２から吐出圧が導入される断面ほぼ円形状の背圧室１７がそれぞれ形成されている。
前記各ベーン５は、前記ロータ４の回転に伴う遠心力と各背圧室１７の背圧とによって外方へ押し出されて前記カムリング６の内周面に摺接している。そして、隣接するベーン５，５の対向する内側面と、カムリング６の内周面６ａと、ロータ４の外周面と、ポンプ収容室１ａの底面及びポンプカバー２の内側面とによって、前記各ポンプ室７を液密的に画成するようになっている。
また、前記ロータ４の軸方向の両側面には、前後一対のリング溝４ｂ，４ｃが形成されていると共に、該各リング溝４ｂ，４ｃには、円環状の一対のベーンリング１８，１８が収容されている。この各ベーンリング１８は、それぞれ外周面が前記各ベーン５の基端縁に摺接しており、回転に伴って前記各ベーン５を放射外方へ押し出すようになっている。これにより、機関回転数が低く、また、前記遠心力や背圧室１７の圧力が小さい場合でも、前記各ベーン５の先端部がそれぞれ前記カムリング６の内周面６ａと摺接して前記各ポンプ室７が液密に隔成されるようになっている。
前記カムリング６は、加工容易な焼結金属によってほぼ円筒状一体に形成されていると共に、外周面の前記カムリング基準線Ｍ上の図１中、右外側位置に前記ピボット凹部６ｂが形成されている。このピボット凹部６ｂは、前記ピボットピン１０と嵌合することで前記カムリング６の偏心揺動支点としての機能を有する。
また、前記カムリング６には、外周面の前記ピボット凹部６ｂと反対側の位置に、前記コイルばね８と連係するアーム１９が一体に設けられている。このアーム１９は、図１に示すように、前記カムリング６の径方向外側に向かって延設されていると共に、先端部の下面にほぼ円弧凸状の凸部１９ａが形成されている。
ここで、前記ポンプハウジング１のピン孔１ｄと反対側の位置には、前記導入部１３を介して前記ポンプ収容室１ａと連通するコイルばね収容室２０が設けられ、このコイルばね収容室２０の内部には、前記アーム１９の先端部が臨んでいると共に、前記コイルばね８が収容されている。
前記コイルばね８は、一端部が前記アーム１９の凸部１９ａに弾接する一方、他端部が前記コイルばね収容室２０の底面に弾接しており、自身のばね力によって前記カムリング６を、偏心量が増大する方向（以下、「偏心方向」という。）、すなわち前記複数のポンプ室７の容積変化量を増大させる方向へ前記アーム１９を介して常時付勢している。これにより、前記カムリング６は、図１に示す作動状態において、前記コイルばね８のばね力によって前記アーム１９の上面が前記コイルばね収容室２０の上壁下面に形成された規制突部２０ａに押し付けられた状態となり、偏心量が最大となる位置に保持されるようになっている。
さらに、前記カムリング６の前記カムリング基準線Ｍよりも上方側の位置には、前記ポンプハウジング１のシール摺接面１ｅと対向するように形成されたシール面を有するほぼ三角形状の突起部６ｃが形成されている。この突起部６ｃは、前記シール面に横断面ほぼ円弧形状のシール溝６ｄが前記カムリング６の軸方向に沿って切欠形成されていると共に、該シール溝６ｄの内部に前記カムリング６の偏心揺動時に前記シール摺接面１ｅに摺接するシール部材２１が収容されている。
ここで、前記シール面は、前記ピン孔１ｄの中心から前記シール摺接面１ｅまでの半径Ｒよりも僅かに小さい所定の半径を隔てた円弧面状に形成され、前記シール摺接面１ｅに対して微小なクリアランスをもって摺接するようになっている。
前記シール部材２１は、例えば低摩耗性の合成樹脂材によって直線状に細長く形成され、前記シール溝６ｄ内に前記カムリング６の軸方向に沿って配置されていると共に、前記シール溝６ｄの底部に配設されたゴム製の弾性部材の弾性力によって前記シール摺接面１ｅに押し付けられて、該シール摺接面１ｅとの間の良好なシール性が常時確保されるようになっている。
また、前記カムリング６の突起部６ｃ側の外周域には、該カムリング６の偏心量制御に供される制御油室群が設けられるようになっており、本実施形態では、前記カムリング基準線Ｍよりも図１中の上方に減少側制御油室である制御油室２２が形成されている。
この制御油室２２は、前記ポンプハウジング１の内周面と、カムリング６の外周面と、ピボットピン１０と、シール部材２１と、ポンプ収容室１ａの底面及びポンプカバー２の内側面とによって画成されていると共に、前記制御油室２２を構成するポンプハウジング１の側部に、内外を連通する連通孔２３が貫通形成されている。
また、前記制御油室２２には、図１に示すように、基本的に前記メインオイルギャラリー１４から分岐形成された制御圧導入通路２４と、電制機構である電磁切換弁３０、接続通路２５及び前記連通孔２３を介して前記メインオイルギャラリー１４内のオイルが内部に導入されるようになっている。
さらに、前記制御油室２２は、該制御油室２２を構成するカムリング６の外周面が、受圧面２６として機能するようになっており、内部にオイルが供給されると、該オイルの油圧を前記受圧面２６に作用させて、前記カムリング６を前記コイルばね８のばね力に抗して偏心量が減少する方向（以下、「同心方向」という。）、すなわち前記複数のポンプ室７の容積変化量を減少させる方向へ押圧するようになっている。
なお、前記コイルばね８のばね力と制御油室２２の内圧との力のバランス関係は、前記コイルばね８のセット荷重を変更することで自由に変動させることができる。本実施形態では、前記コイルばね８のセット荷重は、前記制御油室２２の内圧が後述する機関の要求圧である低圧Ｐ１よりも低い所定の設定圧以上となった際に前記カムリング６が作動するように設定されている。
前記電磁切換弁３０は、前記制御油室２２へのオイルの給排を電気的に制御して、前記カムリング６の偏心量を制御するもので、図１に示すように、図外のシリンダブロックに形成されたバルブ収容孔に圧入固定された有蓋円筒状のバルブボディ３１と、該バルブボディ３１の内部に形成された摺動用穴３２内に摺動可能に収容されたスプール弁体３３と、該スプール弁体３３を図中下方へ常時付勢するバルブスプリング３４と、前記バルブボディ３１の開口端部に設けられ、運転状態等に応じて前記スプール弁体３３を図中上方へ適宜付勢するソレノイド部３５と、から主として構成されている。
前記バルブボディ３１は、周壁に上端壁３１ａ側から下端部３１ｂ側に向かって順次、前記制御圧導入通路２４に連通する導入ポート３６と、前記接続通路２５及び連通孔２３を介して前記制御油室２２に連通する接続ポート３７と、ポンプ外の大気圧に連通するドレン機構であるドレンポート３８と、がそれぞれ径方向に沿って貫通形成されている。なお、前記ドレンポート３８は、大気圧ではなく前記吸入ポート１１に連通させるように形成することも可能である。
また、前記バルブボディ３１の上端壁３１ａには、大気圧に連通して前記スプール弁体３３の良好な摺動性を確保する背圧逃し用の空気抜き孔３９が貫通形成されている。
前記スプール弁体３３は、中実状一体に形成され、前記バルブボディ３１の上端壁３１ａ側に設けられた大径円柱状の第１ランド部３３ａと、前記バルブボディ３１の下端部３１ｂ側に設けられた大径円柱状の第２ランド部３３ｂと、該両ランド部３３ａ，３３ｂの間を接続する比較小径な円柱状の小径軸部３３ｃと、を備えている。
前記第１，第２ランド部３３ａ，３３ｂは、それぞれ同じ外径に形成されており、前記摺動用穴３２の内周面に微小隙間を介して摺動するようになっている。
前記小径軸部３３ｃの外周側には、該小径軸部３３ｃの外周面と、第１，第２ランド部３３ａ，３３ｂの対向する内端面及び摺動用穴３２の内周面とによって環状通路４０が形成されている。この環状通路４０には、前記スプール弁体３３の移動位置にかかわらず前記接続ポート３７が最大開口の状態で常時連通している一方、前記導入ポート３６及びドレンポート３８が前記スプール弁体３３の摺動位置に応じて適宜連通するようになっている。
また、前記第１ランド部３３ａのバルブボディ３１の上端壁３１ａと対向する上端面には、比較小径な円柱状の保持突起３３ｄが突設されている。
前記バルブスプリング３４は、前記バルブボディ３１の上端壁３１ａ下面と前記第１ランド部３３ａの外端面との間に弾装されて、前記スプール弁体３３を前記ソレノイド部３５側へ常時付勢している。また、前記バルブスプリング３４は、一端部が前記スプール弁体３３の保持突起３３ｄの外周面によって保持されており、前記スプール弁体３３を安定して付勢できるようになっている。
前記ソレノイド部３５は、ケーシング３５ａの内部に図外の電磁コイルや固定鉄心、可動鉄心等が収容配置されていると共に、前記可動鉄心の先端部にプッシュロッド３５ｂが結合されている。このプッシュロッド３５ｂは、円柱棒状に形成されていると共に、その先端部が前記第２ランド部３３ｂのソレノイド部３５側の外側面に当接している。
また、前記ソレノイド部３５は、前記電磁コイルに図外の電子コントローラからパルス電圧が印加されると、そのパルス電圧の電圧値に応じた推力が前記可動鉄心に作用する。そして、前記スプール弁体３３を、前記プッシュロッド３５ｂを介して伝達される前記可動鉄心の推力と前記バルブスプリング３４のばね力との相対差に基づき進退移動させるようになっている。
前記電子コントローラは、いわゆるＰＷＭ（パルス幅変調）方式を用いたもので、前記電磁コイルに印加する電圧のパルス幅を変調させる、すなわちデューティ比を変化させることによって前記電磁コイルに対する印加電圧の電圧値を無段階に制御できるようになっている。
かかる構成から、前記電磁切換弁３０は、前記電子コントローラから前記電磁コイルへ印加される電圧値に応じて、前記スプール弁体３３の摺動位置が無段階に制御されると共に、該スプール弁体３３の摺動位置に応じて前記導入ポート３６及びドレンポート３８の開閉の切り換えや、開口時におけるポート開口面積の拡大あるいは縮小をするようになっている。
具体的に説明すると、前記電子コントローラから前記ソレノイド部３５の電磁コイルへ印加される電圧が０の場合、つまり通電が行われていない場合には、前記プッシュロッド３５ｂによる前記スプール弁体３３の付勢も行われないことから、該スプール弁体３３は、図１に示すように、前記バルブスプリング３４のばね力によって最大下方向に付勢された状態となる。
この場合、前記導入ポート３６が前記第１ランド部３３ａの外周面によって閉止されると共に、前記ドレンポート３８が開口面積の最も大きな状態で前記環状通路４０へ開口するようになっている。
これにより、前記制御油室２２内のオイルが前記連通孔２３、接続通路２５、接続ポート３７、環状通路４０及びドレンポート３８を介して外部へ排出されるようになっている。
一方、前記電子コントローラから前記電磁コイルへ電圧が印加されている場合には、前記スプール弁体３３は、図４に示すように、前記プッシュロッド３５ｂに押圧されて前記バルブスプリング３４のばね力に抗しつつ図中の上方へ移動する。
そうすると、前記導入ポート３６の閉止が解除されて前記環状通路４０へ開口する一方、前記ドレンポート３８の一部が前記第２ランド部３３ｂの外周面によって閉塞された状態となる。
このとき、前記導入ポート３６の開口面積は、前記電子コントローラから前記電磁コイルへの印加電圧が高くなるにつれて拡大する一方、前記ドレンポート３８の開口面積は、前記電磁コイルへの印加電圧が高くなるにつれて縮小する。すなわち、前記電磁コイルへの印加電圧が高くなるにしたがって、前記導入ポート３６を介して前記環状通路４０内に導入されるオイルの量が増大する一方、前記ドレンポート３８を介して排出されるオイルの量が減少することとなる。
そして、前記可変容量形オイルポンプには、メインギャラリー圧が機関の要求する最大要求圧力Ｐmaxよりも高い所定の高圧域に達した場合に、吐出圧を調圧することでメインギャラリー圧を制御する制御バルブであるフェールセーフ弁５０が設けられている。
このフェールセーフ弁５０は、図１に示すように、前記ポンプハウジング１の外側面に配置固定されたバルブハウジング５１と、該バルブハウジング５１に穿設された横断面円形状の収容穴５２と、該収容穴５２の内部に軸方向に沿って摺動自在に設けられた感圧弁体５３と、前記収容穴５２の一端側の開口部を閉塞する封止栓５４と、該封止栓５４と前記感圧弁体５３との間に弾装された制御ばね５５と、から主として構成されている。
前記収容穴５２は、その上端壁に形成された比較小径な吐出圧導入口５２ａを介して前記吐出通路１２ｂに連通しており、該吐出ポート１２から吐出圧が導入されるようになっている。
また、前記収容穴５２の軸方向一端側の周壁には、連通路５７を介して前記制御油室２２に連通する供給ポート５８が径方向に沿って貫通形成されている。
さらに、前記収容穴５２は、前記吐出圧導入口５２ａとの間に段差テーパ状の着座面５２ｂが形成されており、この着座面５２ｂに前記感圧弁体５３の後述する受圧部５９が着座した場合において、前記吐出圧導入口５２ａとの連通が遮断されるようになっている。
前記感圧弁体５３は、前記吐出圧導入口５２ａ側の一端部が端壁５３ａによって閉塞された有蓋円筒状に形成されていると共に、外径が前記収容穴５２の内径よりも僅かに小さく形成されて、該収容穴５２に微小な隙間を介して摺接するようになっている。
また、この感圧弁体５３は、前記端壁５３ａの外端側に、前記感圧弁体５３の外径よりも僅かに小径な円柱状の受圧部５９が突出形成されている。この受圧部５９は、先端面が平坦状に形成され、前記吐出圧導入口５２ａから前記収容穴５２内に導入された吐出圧を受けるようになっている。
また、前記感圧弁体５３は、その内部に前記制御ばね５５の一端部５５ａを収容保持する制御ばね収容室６０が形成されている。
前記封止栓５４は、前記収容穴５２の開口端を閉塞する大径円盤状の蓋部５４ａと、該蓋部５４ａの内端面から軸方向に沿って延設された比較小径な円筒部５４ｂと、を備えている。
前記蓋部５４ａは、そのほぼ中央位置に大気圧に連通して前記感圧弁体５３の良好な摺動性を確保する背圧逃し用の空気抜き孔５４ｃが貫通形成されている。
前記円筒部５４ｂは、外径が前記収容穴５２の開口部側の内径とほぼ同一径に形成され、該収容穴５２内に圧入固定されていると共に、その内方に前記制御ばね５５の他端部５５ｂを収容保持する制御ばね保持穴６１が形成されている。
前記制御ばね５５は、一端部５５ａが前記端壁５３ａの内端面に弾接する一方、他端部５５ｂが前記封止栓５４の蓋部５４ａの内端面に弾接して、前記感圧弁体５３を前記吐出圧導入口５２ａ側へ常時付勢するようになっている。
〔第１実施形態の作用〕
以下、第１実施形態に係る可変容量形オイルポンプの作用について説明する。
まず、機関始動後の低回転域では、前記電磁切換弁３０の電磁コイルに対する電子コントローラからの通電が遮断されていることから、図１に示すように、前記スプール弁体３３がプッシュロッド３５ｂによって押圧されることなく、前記バルブスプリング３４によって図中の最大下方向に付勢された状態となる。
そうすると、前記導入ポート３６が、前記スプール弁体３３の第１ランド部３３ａの外周面によって閉止されて、前記接続ポート３７との連通が遮断される一方、前記ドレンポート３８が、接続ポート３７に対して最大開口の状態で連通する。
これにより、前記制御油室２２は、前記連通孔２３、接続通路２５、接続ポート３７及び環状通路４０を介して前記ドレンポート３８に連通して外部に開放され、油圧が全く作用しない状態になる。
この結果、前記カムリング６は、前記コイルばね８のばね力によって図１中の時計方向に回転して、前記アーム１９の上面が前記規制突部２０ａに当接した状態、すなわち偏心量が最大となる最大偏心状態に維持されることとなる。
したがって、前記電磁切換弁３０の非作動時における前記可変容量形オイルポンプの吐出圧は、機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇し、これに伴いメインギャラリー圧も、図６に示すように、機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇することとなる。
ここから、メインギャラリー圧が所定値以上に上昇すると、今度は前記電磁切換弁３０が作動して、機関の要求圧力に応じてメインギャラリー圧を制御するようになる。
例えば、前記メインオイルギャラリー１４から前記バルブタイミング制御装置へ油圧を供給する場合には、メインギャラリー圧がバルブタイミング制御装置の要求圧力よりも僅かに高い所定の低圧Ｐ１に達した段階で、前記電磁切換弁３０の電磁コイルに前記電子コントローラからの通電が開始される。そして、前記スプール弁体３３が、図４に示すように、前記プッシュロッド３５ｂに押圧され、前記バルブスプリング３４のばね力に抗しつつ図中の上方へ移動する。
そうすると、前記第１ランド部３３ａによる前記導入ポート３６の閉止が一部解除されて、該導入ポート３６が開口面積を絞られた状態で前記接続ポート３７に連通する一方、前記ドレンポート３８が前記第２ランド部３３ｂの外周面によって前記導入ポート３６の開口面積よりも小さな開口面積で前記接続ポート３７に連通する。
これによって、前記環状通路４０内に前記導入ポート３６から導入されるオイル量が、前記環状通路４０から前記ドレンポート３８を介して排出されるオイル量を上回ることから、該導入ポート３６から導入されたオイルの一部が、前記接続ポート３７と接続通路２５及び連通孔２３を介して前記制御油室２２内に供給される。
そして、この制御油室２２内に供給されたオイルの油圧が前記カムリング６の受圧面２６に作用して、該カムリング６を前記コイルばね８のばね力に抗しつつ同心方向へ付勢することにより、メインギャラリー圧が前記低圧Ｐ１以上となるのが抑制される。
一方、前記カムリング６の偏心量の減少に伴い、メインギャラリー圧が前記低圧Ｐ１よりも低い状態になると、前記電子コントローラから前記電磁コイルに送電される印加電圧が僅かに弱められて、前記スプール弁体３３が図４の状態から僅かに下方へ移動する。
そうすると、前記導入ポート３６の開口面積が減少する一方、前記ドレンポート３８の開口面積が増大することから、前記制御油室２２内に供給されるオイルが減少する。
これにより、前記制御油室２２内の油圧が減圧され、これに伴い前記カムリング６の偏心量が増大することから、メインギャラリー圧が再び上昇することとなる。
このように、前記可変容量形オイルポンプは、前記スプール弁体３３の摺動に伴い前記導入ポート３６及びドレンポート３８の開口面積を増減させることで、前記制御油室２２の内圧を適宜加圧、減圧調整して、図６に示すように、メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に調圧することができる。
なお、メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に調圧するにあたり、前記制御油室２２内には、通路圧損等によって前記低圧Ｐ１よりも僅かに減圧された油圧が供給されることとなるが、前記コイルばね８のセット荷重は、前述したように、前記制御油室２２の内圧が前記低圧Ｐ１よりも低い所定の設定圧以上となった際に作動するように予め設定されていることから、前記通路圧損等による影響を受けることなく前記カムリング６による調圧動作を行うことができる。
また、例えば、前記メインオイルギャラリー１４から前記オイルジェットに油圧を供給する場合には、メインギャラリー圧が前記オイルジェットの要求圧力よりも僅かに高い所定の中圧Ｐ２に達した段階で、前記電磁切換弁３０の電磁コイルに電子コントローラから通電が開始される。
そして、前記可変容量形オイルポンプは、メインギャラリー圧を前記中圧Ｐ２の状態に一定に保持するように前記電磁切換弁３０によって制御されるが、その制御方法と作用は前述のメインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に制御するときと同様である。
さらに、例えば、前記メインオイルギャラリー１４から機関内で最も高い油圧を要する前記クランクシャフトの軸受部に油圧を供給する場合には、メインギャラリー圧が前記軸受部の要求圧力である最大要求圧力Ｐmaxよりも僅かに高い所定の高圧Ｐ３に達した段階で、前記電磁切換弁３０の電磁コイルに前記電子コントローラからの通電が開始される。
そして、前記可変容量形オイルポンプは、メインギャラリー圧を前記高圧Ｐ３の状態に一定に保持するように前記電磁切換弁３０によって制御されるが、その制御方法と作用は前述のメインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に制御するときと同様である。
以上のように、本実施形態では、前記電子コントローラによって前記電磁切換弁３０の電磁コイルへの印加電圧を適宜制御することにより、メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１や前記高圧Ｐ３といった任意の高さに安定して制御することができる。
そして、本実施形態では、前記電磁切換弁３０が断線等により故障して、前記電子コントローラから前記電磁コイルへの通電が遮断されると、前記スプール弁体３３は、前記プッシュロッド３５ｂに押圧されることなく、図１に示すように、図中の最大下方向に常時付勢された状態となる。
そうすると、前記スプール弁体３３の第１ランド部３３ａによって前記導入ポート３６と接続ポート３７との連通が遮断される一方、前記接続ポート３７とドレンポート３８とが連通した状態となることから、前記制御油室２２にオイルが供給されず、前記カムリング６が最大偏心位置に常時配置されることとなる。
このため、図６の破線で示すように、機関回転数の上昇に伴いメインギャラリー圧が漸次高くなる油圧特性となるが、本実施形態では、このメインギャラリー圧が前記最大要求圧力Ｐmaxよりも高い所定の高圧Ｐ４に達した時点で、前記フェールセーフ弁５０が作動してメインギャラリー圧の調整が行われる。
すなわち、前記フェールセーフ弁５０は、機関回転数が低く前記受圧部５９に作用する吐出圧が小さい場合には、図１及び図４に示すように、前記制御ばね５５のばね力によって、前記受圧部５９の先端縁が前記着座面５２ｂに着座した状態に維持されるが、機関回転数の上昇に伴い吐出圧が前記高圧Ｐ４よりも僅かに高い所定の高圧Ｐ４ｘ（図６の一点鎖線参照）に達すると、図５に示すように、前記感圧弁体５３が前記高圧Ｐ４ｘを前記受圧部５９に受けて前記制御ばね５５のばね力に抗しつつ前記封止栓５４方向へ移動する。
そうすると、前記吐出圧導入口５２ａと供給ポート５８が連通することから、前記吐出ポート１２から吐出されたオイルが、前記吐出圧導入通路５６、吐出圧導入口５２ａ、収容穴５２、供給ポート５８及び連通路５７を介して前記制御油室２２内に供給される。
このとき、前記制御油室２２内に供給されたオイルの一部が前記連通孔２３や接続通路２５等を介して前記ドレンポート３８から外部に排出されるものの、その多くが前記制御油室２２内に滞留することから、該制御油室２２の内圧が上昇する。そして、これに伴い前記カムリング６が、図５に示すように、前記コイルばね８のばね力に抗しつつ同心方向へ移動することによって、吐出圧が前記高圧Ｐ４ｘ以上となることが抑制される。
一方、前記カムリング６の偏心量の減少に伴い、吐出圧が前記高圧Ｐ４ｘよりも低い状態になると、前記受圧部５９に作用する力も弱くなることから、前記感圧弁体５３が前記制御ばね５５によって押圧されて、図４の状態から僅かに上方へ移動する。
そうすると、前記供給ポート５８の開口面積が減少することから、前記制御油室２２内に供給されるオイルが減少する。そして、これに伴い前記制御油室２２内の油圧が減圧されることから、前記カムリング６の偏心量が増大して、吐出圧が再び上昇することとなる。
以上のように、前記可変容量形オイルポンプは、吐出圧の変動に伴う前記感圧弁体５３の僅かな摺動により前記供給ポート５８の開口面積を増減させることで、前記制御油室２２の内圧を適宜加圧、減圧調整して、吐出圧を前記高圧Ｐ４ｘに調圧できると共に、図６に示すように、メインギャラリー圧を前記高圧Ｐ４に調圧することができる。
したがって、本実施形態によれば、前記電磁切換弁３０が故障した場合等であっても、吐出圧やメインギャラリー圧の過剰な上昇が抑制できることから、過剰な油圧が作用することによる前記オイルフィルタ１５の破損や可変容量形オイルポンプそのものの故障等のリスクを低減することができる。
また、吐出圧及びメインギャラリー圧の過剰な上昇を抑制する一方、所定の高回転時におけるメインギャラリー圧が前記最大要求圧力Ｐmaxを下回ることもないため、前記電磁切換弁３０が故障したとしても、前記クランクシャフトの軸受部の潤滑を継続的に行うことができる。
〔第２実施形態〕
図７及び図８は本発明の第２実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同じであるから共通の構成箇所には同一の符番を付して具体的な説明は省略する。
この実施形態における前記電磁切換弁３０は、図７に示すように、前記バルブボディ３１のドレンポート３８が廃止されて、前記導入ポート３６及び接続ポート３７の２つのポートだけになっている。
そして、この実施形態では、廃止された前記ドレンポート３８の代わりとして、前記ポンプハウジング１に前記制御油室２２内のオイルを排出するドレン機構であるドレンポート６２が設けられている。このドレンポート６２は、前記制御油室２２を構成するポンプハウジング１の周壁に貫通形成されて、前記制御油室２２とポンプ外部の大気圧とを連通させるようになっている。なお、前記ドレンポート６２は、前記制御油室２２を大気圧ではなく前記吸入ポート１１に連通させることも可能である。
〔第２実施形態の作用〕
したがって、前記可変容量形オイルポンプによれば、前記制御油室２２内のオイルが前記ドレンポート６２から常時排出されるようになっているものの、前記電磁切換弁３０のスプール弁体３３の位置制御を適宜調整することによって、図６に示す第１実施形態のメインギャラリー圧の油圧特性と同様の油圧特性を得ることができる。
つまり、機関始動後の低回転域では、前記電磁切換弁３０の電磁コイルに対する前記電子コントローラからの通電が遮断されていることから、図７に示すように、前記スプール弁体３３が前記プッシュロッド３５ｂによって押圧されることなく、前記バルブスプリング３４によって図中の最大下方向に付勢された状態となる。そうすると、前記導入ポート３６が前記スプール弁体３３の第１ランド部３３ａの外周面によって閉止されて、前記導入ポート３６と接続ポート３７との連通が遮断される。
これにより、前記制御油室２２は、内部にオイルが供給されないことから、前記受圧面２６に油圧が全く作用しない。
この結果、前記カムリング６は、前記コイルばね８のばね力によって図７中の時計方向に回転して、前記アーム１９の上面が前記規制突部２０ａに当接した状態、すなわち偏心量が最大となる最大偏心状態に維持されることとなる。
したがって、前記電磁切換弁３０の非作動時における前記可変容量形オイルポンプの吐出圧は、機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇し、これに伴いメインギャラリー圧も、図６に示すように、機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇することとなる。
ここから、メインギャラリー圧が所定値以上に上昇すると、今度は前記電磁切換弁３０が作動して、機関の要求圧力に応じてメインギャラリー圧を図６に示す前記低圧Ｐ１や、中圧Ｐ２及び高圧Ｐ３等の任意の高さに調圧制御するようになる。
以下、メインギャラリー圧の調圧制御は、電子コントローラから電磁コイルへ印加する電圧の電圧値や印加のタイミングのみが異なるものであるから、メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に調圧する場合のみについて説明し、他の場合については省略する。
メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に調圧する場合には、機関回転数の上昇に合わせて上昇するメインギャラリー圧が前記低圧Ｐ１に達した段階で、前記電磁コイルに前記電子コントローラからの通電が開始される。そして、前記スプール弁体３３が、図８に示すように、前記プッシュロッド３５ｂに押圧され、前記バルブスプリング３４のばね力に抗しつつ図中の上方へ移動して、前記導入ポート３６が前記接続ポート３７に連通する。
このとき、前記スプール弁体３３の摺動に伴い前記導入ポート３６の開口面積が所定以上になると、該導入ポート３６などを介して前記制御油室２２内に供給されるオイル量が、該制御油室２２から前記ドレンポート６２を介して排出されるオイル量を上回る。これにより、該導入ポート３６から前記接続ポート３７と接続通路２５及び連通孔２３を介して前記制御油室２２内に供給されたオイルの一部が、該制御油室２２内に滞留することとなる。
そして、この制御油室２２内に滞留したオイルの油圧が前記カムリング６の受圧面２６に作用して、該カムリング６を前記コイルばね８のばね力に抗しつつ同心方向へ付勢することにより、メインギャラリー圧が前記低圧Ｐ１以上となるのが抑制される。
一方、前記カムリング６の偏心量の減少に伴い、メインギャラリー圧が前記低圧Ｐ１よりも低い状態になると、前記電子コントローラから前記電磁コイルに送電される印加電圧が僅かに弱められて、前記スプール弁体３３が図８の状態から僅かに下方へ移動する。
そうすると、前記導入ポート３６の開口面積が減少することから、前記制御油室２２内に滞留するオイルも減少する。これにより、前記制御油室２２内の油圧が減圧され、これに伴い前記カムリング６の偏心量が増大することから、メインギャラリー圧が再び上昇することとなる。
このように、前記可変容量形オイルポンプは、前記スプール弁体３３の摺動に伴い前記導入ポート３６の開口面積を増減させることで、前記制御油室２２の内圧を適宜加圧、減圧調整して、図６に示すように、メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に調圧することができる。
なお、本実施形態においても、前記フェールセーフ弁５０によって前記電磁切換弁３０が故障した場合等におけるフェールセーフが図れるものの、前記フェールセーフ弁５０の構成や作動は第１実施形態と同様であることから、具体的な説明は省略する。
したがって、この実施形態によれば、前記制御油室２２内のオイルを排出するドレンポート６２をポンプハウジング１に設けたとしても、該第１実施形態と同様の油圧特性や効果を得ることができる。これにより、本発明に係る可変容量形オイルポンプを車両等に組み込む際のレイアウトの自由度を向上できる。
〔第３実施形態〕
図９〜図１１は本発明の第３実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同じであるが、該第１実施形態における前記フェールセーフ弁５０をパイロット式の制御バルブであるフェールセーフ弁６３に変更すると共に、前記電磁切換弁３０のドレンポート３８を廃止して、前記フェールセーフ弁６３に前記制御油室２２内のオイルを排出するドレン機構であるドレンポート７０を設けたものである。
すなわち、前記フェールセーフ弁６３は、図９に示すように、前記ポンプハウジング１の外側面に配置固定されたバルブハウジング６４と、該バルブハウジング６４に穿設された横断面円形状の収容穴６５と、該収容穴６５の内部に軸方向に沿って摺動自在に設けられたスプール弁体６６と、前記収容穴６５の一端側の開口部に圧入固定された椀状のプラグ６７と、該プラグ６７と前記スプール弁体６６との間に弾装された制御ばね６８と、から主として構成されている。
前記収容穴６５は、図９中の左側の端壁に形成された比較小径なパイロット圧導入口６９及び前記吐出圧導入通路５６を介して前記吐出通路１２ｂに連通しており、該吐出通路１２ｂからパイロット圧としての吐出圧が導入されるようになっている。
また、前記収容穴６５の周壁には、前記パイロット圧導入口６９側から前記プラグ６７側に向かって順次、外部の大気圧に連通するドレンポート７０と、前記連通路５７を介して前記制御油室２２と連通する連通ポート７１と、前記吐出圧導入通路５６を介して前記吐出通路１２ｂに連通する吐出圧導入ポート７２と、前記スプール弁体６６の良好な摺動性を確保するための空気抜き孔７３と、が径方向に沿って貫通形成されている。なお、前記ドレンポート７０は、大気圧ではなく前記吸入ポート１１に連通するように形成することも可能である。
さらに、前記収容穴６５は、前記パイロット圧導入口６９との間に段差状の着座面６５ａが形成されており、この着座面６５ａに前記スプール弁体６６の後述する受圧部６６ｄが着座した場合において、前記吐出圧導入ポート７２と連通ポート７１との連通が遮断されるようになっている。
前記スプール弁体６６は、前記パイロット圧導入口６９側に形成された大径円柱状の第１ランド部６６ａと、前記プラグ６７側に形成された大径円柱状の第２ランド部６６ｂと、該両ランド部６６ａ，６６ｂの間を接続する比較小径な円柱状の小径軸部６６ｃと、を備えている。
前記第１，第２ランド部６６ａ，６６ｂは、それぞれ同じ外径に形成されており、前記収容穴６５の内周面に微小隙間を介して摺動するようになっている。
前記小径軸部６６ｃの外周側には、該小径軸部６６ｃの外周面と、前記収容穴６５の内周面及び前記第１，第２ランド部６６ａ，６６ｂの対向する内側面とによってオイルが通流する円環状の環状通路７４が隔成されている。この環状通路７４には、前記スプール弁体６６の摺動位置にかかわらず前記連通ポート７１が最大開口の状態で常時連通している一方、前記ドレンポート７０及び吐出圧導入ポート７２が前記スプール弁体６６の摺動位置に応じて適宜連通するようになっている。
また、前記第１ランド部６６ａのパイロット圧導入口６９側の端面には、比較小径な円柱状の受圧部６６ｄが突設されている。この受圧部６６ｄは、先端側の受圧面が平坦状に形成され、該受圧面で前記吐出通路１２ｂから前記吐出圧導入通路５６を介してパイロット圧導入口６９に供給されたパイロット圧を受けるようになっている。
さらに、前記第２ランド部６６ｂのプラグ６７側の端面には、前記制御ばね６８の一端部６８ａを弾持する小径円柱状の突起６６ｅが突設されている。
前記電磁切換弁３０は、その構成や接続関係が第２実施形態と同様のものであるから説明を省略する。
〔第３実施形態の作用〕
以下、第３実施形態に係る可変容量形オイルポンプの作用について説明する。
まず、機関始動後の低回転域では、前記電磁切換弁３０の電磁コイルに対する電子コントローラからの通電が遮断されていることから、図９に示すように、前記スプール弁体３３が前記プッシュロッド３５ｂによって押圧されることなく、前記バルブスプリング３４によって図中の最大下方向に付勢された状態となる。そうすると、前記導入ポート３６が前記スプール弁体３３の第１ランド部３３ａの外周面によって閉止されて、前記導入ポート３６と接続ポート３７との連通が遮断されることから、前記制御油室２２に対してオイルが供給されない状態となる。
このとき、前記制御油室２２は、前記連通路５７と、連通ポート７１と、環状通路７４及びドレンポート７０を介してポンプ外部に連通していることから、前記受圧面２６に油圧が全く作用しない状態となる。
この結果、前記カムリング６は、前記コイルばね８のばね力によって図９中の時計方向に回転して、前記アーム１９の上面が前記規制突部２０ａに当接した状態、すなわち偏心量が最大となる最大偏心状態に維持されることとなる。
したがって、前記電磁切換弁３０の非作動時における前記可変容量形オイルポンプの吐出圧は、機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇し、これに伴いメインギャラリー圧も、図６に示すように、機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇することとなる。
ここから、メインギャラリー圧が所定値以上に上昇すると、今度は前記電磁切換弁３０が作動して、機関の要求圧力に応じてメインギャラリー圧を図６に示す前記低圧Ｐ１や、中圧Ｐ２及び高圧Ｐ３等の任意の高さに調圧制御するようになる。
以下、メインギャラリー圧の調圧制御は、電子コントローラから電磁コイルへ印加する電圧の電圧値や印加のタイミングのみが異なるものであるから、メインギャラリー圧を低圧Ｐ１に調圧する場合のみについて説明し、他の場合については省略する。
メインギャラリー圧を低圧Ｐ１に調圧する場合には、機関回転数の上昇に合わせて上昇するメインギャラリー圧が低圧Ｐ１に達した段階で、前記電磁コイルに前記電子コントローラからの通電が開始される。そして、前記スプール弁体３３が、図１０に示すように、前記プッシュロッド３５ｂに押圧され、前記バルブスプリング３４のばね力に抗しつつ図中の上方へ移動して、前記導入ポート３６が前記接続ポート３７に連通する。
このとき、前記スプール弁体３３の摺動に伴い前記導入ポート３６の開口面積が所定以上になると、該導入ポート３６を介して前記制御油室２２内に供給されるオイル量が、該制御油室２２から前記連通路５７、連通ポート７１、環状通路７４及び前記ドレンポート７０を介して外部に排出されるオイル量を上回る。これにより、該導入ポート３６から前記接続ポート３７と接続通路２５及び連通孔２３を介して前記制御油室２２内に供給されたオイルの一部が、該制御油室２２内に滞留することとなる。
そして、この制御油室２２内に滞留したオイルの油圧が前記カムリング６の受圧面２６に作用して、該カムリング６を前記コイルばね８のばね力に抗しつつ同心方向へ付勢することにより、メインギャラリー圧が低圧Ｐ１以上となるのが抑制される。
一方、前記カムリング６の偏心量の減少に伴い、メインギャラリー圧が前記低圧Ｐ１よりも低い状態になると、前記電子コントローラから前記電磁コイルに送電される印加電圧が僅かに弱められて、前記スプール弁体３３が図１０の状態から僅かに下方へ移動する。
そうすると、前記導入ポート３６の開口面積が減少することから、前記制御油室２２内に滞留するオイルも減少する。これにより、前記制御油室２２内の油圧が減圧され、これに伴い前記カムリング６の偏心量が増大することから、ポンプ吐出圧及びメインギャラリー圧が再び上昇することとなる。
このように、前記スプール弁体３３の摺動に伴い前記導入ポート３６の開口面積を増減させることで、前記制御油室２２の内圧を適宜加圧、減圧調整して、図６に示すように、メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に調圧することができる。
また、前記電磁切換弁３０が断線等により故障した場合、前記電子コントローラから前記電磁コイルへの通電が遮断されることから、前記スプール弁体３３は、前記プッシュロッド３５ｂに押圧されることなく、図１１に示すように、図中の最大下方向に常時付勢された状態となる。
そうすると、前記スプール弁体３３の第１ランド部３３ａによって前記導入ポート３６と接続ポート３７との連通が遮断されることから、前記制御油室２２にオイルが供給されず、前記カムリング６が偏心量の最大となる位置に常時配置されることとなる。
このため、前記可変容量形オイルポンプは、図６の破線で示すような機関回転数の上昇に伴いメインギャラリー圧が漸次高くなる油圧特性となるが、このメインギャラリー圧が前記最大要求圧力Ｐmaxよりも高い所定の高圧Ｐ４に達した時点で、前記フェールセーフ弁６３が作動してメインギャラリー圧の調整が行われる。
具体的に説明すると、前記フェールセーフ弁６３は、機関回転数が低く前記受圧部６６ｄに作用する吐出圧（パイロット圧）が小さい場合には、図９に示すように、前記制御ばね６８のばね力によって、前記受圧部６６ｄの先端縁が前記着座面６５ａに着座した状態に維持されるが、機関回転数の上昇に伴い吐出圧が前記高圧Ｐ４よりも僅かに高圧な所定の高圧Ｐ４ｘに達すると、図１１に示すように、前記スプール弁体６６が前記高圧Ｐ４ｘを前記受圧部６６ｄに受けて前記制御ばね６８のばね力に抗しつつ前記プラグ６７方向へ移動する。
そうすると、前記吐出圧導入ポート７２と連通ポート７１が連通することから、前記吐出ポート１２から吐出されたオイルが、前記吐出圧導入通路５６、吐出圧導入ポート７２、環状通路７４、連通ポート７１及び連通路５７を介して前記制御油室２２内に供給される。
このとき、前記環状通路７４とドレンポート７０の連通状態は継続されているものの、該ドレンポート７０の大部分が前記スプール弁体６６の第１ランド部６６ａの外周面によって閉塞されていることから、前記環状通路７４内に導入したオイルの多くが外部へ排出されることなく前記制御油室２２内に供給されて、該制御油室２２の内圧が上昇する。そして、これに伴い前記カムリング６が、図１１に示すように、前記コイルばね８のばね力に抗しつつ同心方向へ移動することによって、吐出圧が前記高圧Ｐ４ｘ以上となることが抑制される。
一方、前記カムリング６の偏心量の減少に伴い、吐出圧が前記高圧Ｐ４ｘよりも低い状態になると、前記受圧部６６ｄに作用する力も弱くなることから、前記スプール弁体６６が前記制御ばね６８によって押圧されて、図１１の状態から僅かに図中の左方向へ移動する。
そうすると、前記吐出圧導入ポート７２の環状通路７４に対する開口面積が減少する一方、前記ドレンポート７０の環状通路７４に対する開口面積が増大することから、前記制御油室２２内に供給されるオイルが減少する。そして、これに伴い前記制御油室２２内の油圧が減圧されることから、前記カムリング６の偏心量が増大して、吐出圧が再び上昇することとなる。
以上のように、前記可変容量形オイルポンプは、吐出圧の変動に伴う前記スプール弁体６６の僅かな摺動により前記ドレンポート７０及び吐出圧導入ポート７２の開口面積を増減させることで、前記制御油室２２の内圧を適宜加圧、減圧調整して、吐出圧を前記高圧Ｐ４ｘに調圧できると共に、図６に示すように、メインギャラリー圧を前記高圧Ｐ４に調圧することができる。
したがって、この実施形態によっても、第１実施形態と同様の油圧特性や効果を得ることができる。
〔第４実施形態〕
図１２及び図１３に示す第４実施形態は、本発明を機械式可変容量形オイルポンプに適用したものである。
この実施形態における可変容量形オイルポンプは、基本的に第１実施形態と同様の構成を有しているが、前記電磁切換弁３０及び接続通路２５が廃止されていると共に、前記制御圧導入通路２４が前記連通孔２３を介して前記制御油室２２に直接的に連通している。また、前記電磁切換弁３０の廃止に伴い、第２実施形態と同じように、前記ポンプハウジング１に前記制御油室２２内のオイルを排出する前記ドレンポート６２が設けられている。
かかる構成から、前記可変容量形オイルポンプは、機関の回転に伴い前記吐出ポート１２から前記メインオイルギャラリー１４へオイルを圧送すると、この一部が前記制御圧導入通路２４及び連通孔２３を介して前記制御油室２２に常時供給される。
このとき、前記制御油室２２は、前記ドレンポート６２を介してポンプ外部へ開口されていることから、その内部には供給分から排出分を差し引いたオイルの油圧が作用することとなる。
すなわち、機関回転数が比較的低い図１４中の低回転数域（ａ）の場合には、前記制御圧導入通路２４から前記制御油室２２に供給されるオイル量が比較的少量であり、その大部分が前記ドレンポート６２を介してポンプ外部へ排出されてしまうことから、前記制御油室２２の内圧はほとんど上昇しない。
これにより、前記受圧面２６に油圧が作用することなく、前記カムリング６が前記コイルばね８のばね力によって偏心方向へ付勢された状態に維持されることから、ポンプの吐出圧が機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇し、これに伴いメインギャラリー圧も、図１４の（ａ）に示すように、機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇することとなる。
ここから、機関回転数が図１４中の中高回転数域（ｂ）に達すると、メインギャラリー圧が上昇すると共に、前記メインオイルギャラリー１４内を通流するオイルの油量も多くなることから、前記制御油室２２内に供給されるオイル量が増大する。そうすると、前記制御油室２２に対するオイルの供給量が前記ドレンポート６２を介して排出されるオイル量よりも大きくなって、前記制御油室２２内にオイルが滞留することから、該制御油室２２の内圧が上昇する。
これにより、前記受圧面２６が前記制御油室２２内の油圧を受けて、前記カムリング６が前記コイルばね８のばね力に抗しつつ同心方向へ移動することで、吐出圧の上昇が抑えられる。
このとき、前記可変容量形オイルポンプは、図１４に示すように、前記クランクシャフトの軸受部の潤滑が必要となる所定の高回転数域において、メインギャラリー圧が前記最大要求圧力Ｐmaxよりも僅かに高い所定の高圧となるように制御されている。これにより、前記クランクシャフトの軸受部に過剰な油圧が作用することなく、効率的に該軸受部の潤滑を行うことができる。
ところで、本実施形態のような可変容量形オイルポンプでは、機関の始動時に急激に負荷をかけて高い回転数を得ようとすると、機関停止中に冷却されて高粘度となったオイルが前記吐出ポート１２から吐出される場合がある。
このとき、本来ならば前記吐出ポート１２から吐出されたオイルが速やかに前記制御油室２２内に供給されて吐出圧の抑制が図られるところ、オイルが高粘度の場合には、前記制御油室２２内に到達するまでに時間がかかり、吐出圧の制御に遅れが生じてしまう。
この結果、吐出圧が抑制されるまでの間に、高圧なオイルが前記吐出ポート１２から過剰に吐出されて、吐出圧やメインギャラリー圧が一時的に図１４の破線で示すような高圧特性となり、この高圧な吐出圧やメインギャラリー圧が作用することで、前記オイルフィルタ１５の破損や可変容量形オイルポンプの故障等の不具合を惹起してしまうおそれがあった。
これに対し、本実施形態では、前記フェールセーフ弁５０を設けたことにより、上述した不具合の発生を抑制することができる。
すなわち、前記フェールセーフ弁５０は、前記受圧部５９に作用する吐出圧が小さい場合には、図１２に示すように、前記制御ばね５５のばね力によって、前記受圧部５９の先端縁が前記着座面５２ｂに着座した状態に維持されるが、吐出圧が前記高圧Ｐ４よりも僅かに高圧な所定の高圧Ｐ４ｘに達すると、図１３に示すように、前記感圧弁体５３が前記高圧Ｐ４ｘを前記受圧部５９に受けて前記制御ばね５５のばね力に抗しつつ前記封止栓５４方向へ移動する。
そうすると、前記吐出圧導入口５２ａと供給ポート５８が連通することから、前記吐出ポート１２から吐出されたオイルが、前記吐出圧導入通路５６、吐出圧導入口５２ａ、収容穴５２、供給ポート５８及び連通路５７を介して前記制御油室２２内に供給される。
このとき、前記制御油室２２内に供給されたオイルの一部が前記ドレンポート６２から外部に排出されるものの、その多くが前記制御油室２２内に滞留することから、該制御油室２２の内圧が上昇する。そして、これに伴い前記カムリング６が、図１３に示すように、前記コイルばね８のばね力に抗しつつ同心方向へ移動することによって、吐出圧が前記高圧Ｐ４ｘ以上となることが抑制される。
一方、前記カムリング６の偏心量の減少に伴い、吐出圧が前記高圧Ｐ４ｘよりも低い状態になると、前記受圧部５９に作用する力も弱くなることから、前記感圧弁体５３が前記制御ばね５５によって押圧されて、図１３の状態から僅かに上方へ移動する。
そうすると、前記供給ポート５８の開口面積が減少することから、前記制御油室２２内に供給されるオイルが減少する。そして、これに伴い前記制御油室２２内の油圧が減圧されることから、前記カムリング６の偏心量が増大して、吐出圧が再び上昇することとなる。
以上のように、前記可変容量形オイルポンプは、吐出圧の変動に伴う前記感圧弁体５３の僅かな摺動により前記供給ポート５８の開口面積を増減させることで、前記制御油室２２の内圧を適宜加圧、減圧調整して、吐出圧を前記高圧Ｐ４ｘに調圧できると共に、図１４に示すように、メインギャラリー圧を前記高圧Ｐ４に調圧することができる。
したがって、本実施形態によれば、オイルが高粘度の場合であっても吐出圧やメインギャラリー圧の過剰な上昇を抑制できることから、過剰な油圧が作用することによる前記オイルフィルタ１５の破損や可変容量形オイルポンプそのものの故障等のリスクを低減することができる。
また、吐出圧及びメインギャラリー圧の過剰な上昇を抑制する一方、所定の高回転時におけるメインギャラリー圧が前記最大要求圧力Ｐmaxを下回ることもないため、前記クランクシャフトの軸受部の潤滑を継続的に行うことができる。
〔第５実施形態〕
図１５及び図１６は本発明の第５実施形態を示し、基本構成は第１実施形態と同じであるから共通の構成箇所には同一の符番を付して、具体的な説明は省略する。
本実施形態では、前記ポンプハウジング１内部のピボットピン１０よりも下側に増大側制御油室である第２制御油室７５が形成されている。すなわち、前記ポンプハウジング１内部のカムリング基準線Ｍ（ピボットピン１０）を挟んだ上下位置に、制御油室群である第１制御油室２２と第２制御油室７５が設けられている。
前記第１制御油室２２は、前記メインオイルギャラリー１４から分岐した第１制御圧導入通路７６を介して内部にメインギャラリー圧が供給されるようになっている。
前記第２制御油室７５を構成するにあたり、前記ポンプハウジング１のシール摺接面１ｅと前記カムリング基準線Ｍを挟んでほぼ対称となる位置の内周面には、円弧状の第２シール摺接面１ｆが形成されている。
また、前記カムリング６の第２シール摺接面１ｆと対応する位置には、第２突起部６ｅが形成されていると共に、該第２突起部６ｅの外面には、横断面ほぼ円弧形状の第２シール溝６ｆが前記カムリング６の軸方向に沿って切欠形成されている。この第２シール溝６ｆの内部には、例えば低摩耗性の合成樹脂材によって直線状に細長く形成され、前記カムリング６の偏心揺動時に前記第２シール摺接面１ｆに摺接する第２シール部材７７が収容されている。
前記第２制御油室７５は、前記ポンプハウジング１の内周面と、カムリング６の外周面と、ピボットピン１０と、第２シール部材７７と、ポンプ収容室１ａの底面及びポンプカバー２の内側面によって画成されていると共に、オリフィス７８ａを有する第２制御圧導入通路７８を介して前記第１制御油室２２に連通している。これにより、前記第２制御油室７５には、前記第１制御油室２２から前記オリフィス７８ａを介して前記第１制御油室２２の内圧よりも僅かに減圧された油圧が供給されるようになっている。
また、前記第２制御油室７５は、ドレン通路７９を介して電磁切換弁３０の接続ポート３７に連通している。
さらに、第２制御油室７５は、該第２制御油室７５を構成するカムリング６の外周面が、第２受圧面８０として機能するようになっており、内部にオイルが供給されると、該オイルの油圧を前記第２受圧面８０に作用させて、前記カムリング６を偏心方向、すなわち前記複数のポンプ室７の容積変化量を増大させる方向へ押圧するようになっている。
本実施形態に係る電磁切換弁３０は、基本構成は第２実施形態と同様であるが、前記バルブボディ３１に穿設された図１５中の左右２箇所のポートのうち、前記空気抜き孔３９側のポートが前記ドレンポート３８としての機能を有する一方、前記ソレノイド部３５側のポートが前記接続ポート３７としての機能を有するように変更されている。
かかる構成から、電子コントローラから電磁コイルに対する通電が行われていない場合には、前記プッシュロッド３５ｂによる前記スプール弁体３３の付勢が行われず、該スプール弁体３３が前記バルブスプリング３４によって図１５中の最大右方向に付勢された状態となって、前記ドレンポート３８が前記第１ランド部３３ａの外周面によって閉止される。これにより、前記第２制御油室７５内のオイルが前記ドレン通路７９や接続ポート３７等を介して前記ドレンポート３８から排出されずに保持されるようになっている。
一方、電子コントローラから電磁コイルへ電圧が印加されている場合には、前記スプール弁体３３が、図１５の一点鎖線で示すように、前記プッシュロッド３５ｂに押圧されて前記バルブスプリング３４のばね力に抗しつつ図中の左方向へ移動することから、閉塞されていた前記ドレンポート３８が一部開口するようになっている。
このとき、前記ドレンポート３８の開口面積は、前記電子コントローラから前記電磁コイルへの印加電圧が高くなるにつれて拡大するようになっている。すなわち、前記電磁コイルへの印加電圧が高くなるにしたがって、前記第２制御油室７５から前記接続ポート３７を介してポンプ外部へ排出されるオイルの量が増大するようになっている。
本実施形態におけるフェールセーフ弁６３は、基本構成は第３実施形態と同様であるが、前記吐出圧導入ポート７２が廃止されていると共に、前記ドレンポート７０の形成位置が変更されている。
すなわち、前記ドレンポート７０は、前記収容穴６５軸方向の前記連通ポート７１よりも前記プラグ６７側の所定位置に形成されており、前記スプール弁体６６の摺動位置に応じて前記環状通路７４に適宜連通するようになっている。
また、本実施形態における前記連通ポート７１は、前記連通路５７を介して前記第２制御油室７５に連通するようになっている。
〔第５実施形態の作用〕
以下、第５実施形態に係る可変容量形オイルポンプの作用について説明する。
前記駆動軸３の回転に伴い前記吐出ポート１２からオイルが吐出されると、その一部が前記メインオイルギャラリー１４から前記第１制御圧導入通路７６を介して第１制御油室２２内に供給されると共に、該第１制御油室２２から第２制御圧導入通路７８及びオリフィス７８ａを介して第２制御油室７５内にも供給される。
このとき、機関始動後の低回転域では、前記電磁切換弁３０の電磁コイルに対する電子コントローラからの通電が遮断されていることから、図１５に示すように、前記スプール弁体３３が前記プッシュロッド３５ｂによって押圧されることなく、前記バルブスプリング３４によって図中の最大右方向に付勢された状態となり、前記スプール弁体３３の第１ランド部３３ａの外周面によって前記ドレンポート３８が閉止される。
そうすると、前記第１制御油室２２の内圧がオイルの供給によって上昇する一方、前記第２制御油室７５内の内圧も、供給されたオイルが前記ドレンポート７０から排出されずに内部に滞留することから同じく上昇する。
この結果、前記カムリング６は、前記コイルばね８のばね力に逆らって回転移動することはできず、前記アーム１９の上面が前記規制突部２０ａに当接した状態、すなわち偏心量が最大となる最大偏心状態に維持されることとなる。
したがって、前記電磁切換弁３０の非作動時における前記可変容量形オイルポンプの吐出圧は、機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇し、これに伴いメインギャラリー圧も、図６に示すように、機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇することとなる。
ここから、メインギャラリー圧が所定値以上に上昇すると、今度は前記電磁切換弁３０が作動して、機関の要求圧力に応じてメインギャラリー圧を図６に示す前記低圧Ｐ１や、中圧Ｐ２及び高圧Ｐ３等の任意の高さに調圧制御するようになる。
以下、メインギャラリー圧の調圧制御は、電子コントローラから電磁コイルへ印加する電圧の電圧値や印加のタイミングのみが異なるものであるから、メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に調圧する場合のみについて説明し、他の場合については省略する。
メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に調圧する場合には、機関回転数の上昇に合わせて上昇するメインギャラリー圧が低圧Ｐ１に達した段階で、前記電磁コイルに前記電子コントローラからの通電が開始される。そして、前記スプール弁体３３が、図１５の一点鎖線で示すように、前記プッシュロッド３５ｂに押圧され、前記バルブスプリング３４のばね力に抗しつつ図中の左方へ移動して、前記ドレンポート３８が前記接続ポート３７に連通する。
そうすると、前記第２制御油室７５内のオイルの一部が、前記ドレン通路７９と、接続ポート３７、環状通路４０及びドレンポート３８を介して外部へ排出されることから、前記第２制御油室７５の内圧が減圧される。
これにより、前記第１制御油室２２の受圧面２６に作用する油圧が、前記第２制御油室７５の受圧面８０に作用する油圧よりも大きくなることから、前記カムリング６が、前記コイルばね８のばね力に抗しつつ同心方向へ回転移動して、メインギャラリー圧が低圧Ｐ１以上となるのが抑制される。
一方、前記カムリング６の偏心量の減少に伴い、メインギャラリー圧が低圧Ｐ１よりも低い状態になると、前記電子コントローラから前記電磁コイルに送電される印加電圧が僅かに弱められて、前記スプール弁体３３が僅かに右方向へ移動する。
そうすると、前記ドレンポート３８の開口面積が減少することから、前記第２制御油室７５から外部へ排出されるオイルの油量が減少する。これにより、前記制御油室７５内の油圧が加圧され、これに伴い前記カムリング６の偏心量が増大することから、ポンプ吐出圧及びメインギャラリー圧が再び上昇することとなる。
このように、前記可変容量形オイルポンプは、前記スプール弁体３３の摺動に伴い前記ドレンポート３８の開口面積を増減させることで、前記第２制御油室７５の内圧を適宜加圧、減圧調整して、図６に示すように、メインギャラリー圧を前記低圧Ｐ１に調圧することができる。
また、本実施形態のフェールセーフ弁６３によっても、第１実施形態のフェールセーフ弁５０と同様に、前記電磁切換弁３０に不具合が生じた場合等におけるフェールセーフを図ることができる。
前記電磁切換弁３０が断線等により故障した場合、前記電子コントローラから前記電磁コイルへの通電が遮断されることから、前記スプール弁体３３は、前記プッシュロッド３５ｂに押圧されることなく、図１６に示すように、図中の最大右方向に常時付勢された状態となる。
そうすると、前記スプール弁体３３の第１ランド部３３ａによって前記接続ポート３７とドレンポート３８との連通が遮断されることから、前記第２制御油室７５内のオイルが排出されず、前記カムリング６が最大偏心位置に常時配置されることとなる。
このため、前記可変容量形オイルポンプは、図６の破線で示すような機関回転数の上昇に伴いメインギャラリー圧が漸次高くなる油圧特性となるが、このメインギャラリー圧が前記最大要求圧力Ｐmaxよりも高い所定の高圧Ｐ４に達した時点で、前記フェールセーフ弁６３が作動してメインギャラリー圧の調整が行われる。
具体的に説明すると、前記フェールセーフ弁６３は、機関回転数が低く前記受圧部６６ｄに作用する吐出圧（パイロット圧）が小さい場合には、図１５に示すように、前記制御ばね６８のばね力によって、前記受圧部６６ｄの先端縁が前記着座面６５ａに着座した状態に維持されるが、機関回転数の上昇に伴い吐出圧が前記高圧Ｐ４よりも僅かに高圧な所定の高圧Ｐ４ｘに達すると、図１６に示すように、前記スプール弁体６６が前記高圧Ｐ４ｘを前記受圧部６６ｄに受けて前記制御ばね６８のばね力に抗しつつ前記プラグ６７方向へ移動する。
そうすると、前記連通ポート７１とドレンポート７０とが連通することから、前記第２制御油室７５内のオイルが、前記連通路５７、連通ポート７１、環状通路７４及びドレンポート７０を介してポンプ外部へ排出される。
これにより、前記カムリング６が、図１６に示すように、前記コイルばね８のばね力に抗しつつ同心方向へ移動することから、吐出圧が前記高圧Ｐ４ｘ以上となることが抑制される。
一方、前記カムリング６の偏心量の減少に伴い、吐出圧が前記高圧Ｐ４ｘよりも低い状態になると、前記受圧部６６ｄに作用する力も弱くなることから、前記スプール弁体６６が前記制御ばね６８によって押圧されて、図１６の状態から僅かに図中の上方向へ移動する。
そうすると、前記ドレンポート７０の環状通路７４に対する開口面積が減少することから、前記第２制御油室７５から外部へ排出されるオイルが減少する。そして、これに伴い前記制御油室２２内の油圧が加圧されることから、前記カムリング６の偏心量が増大して、吐出圧が再び上昇することとなる。
以上のように、前記可変容量形オイルポンプは、吐出圧の変動に伴う前記スプール弁体６６の僅かな摺動により前記ドレンポート７０の開口面積を増減させることで、前記第２制御油室７５の内圧を適宜加圧、減圧調整して、吐出圧を前記高圧Ｐ４ｘに調圧できると共に、図６に示すように、メインギャラリー圧を前記高圧Ｐ４に調圧することができる。
また、本実施形態では、前記カムリング６の外周域にカムリング基準線Ｍ（ピボットピン１０）を挟むようにして第１，第２制御油室２２，７５を設けたことから、オイル内に気泡（エアレーション）が発生して前記カムリング６（各ポンプ室７）内の油圧が低下した場合等における該カムリング６の意図しない揺動を抑制することができる。
〔第６実施形態〕
図１７に示す第６実施形態は、基本構成は第５実施形態と同様であるが、前記フェールセーフ弁６３のパイロット圧導入口６９が、パイロット圧導入通路８１を介して前記第１制御油室２２に連通している。これにより、前記スプール弁体６６の受圧部６６ｄ先端面には、パイロット圧として前記第１制御油室２２内の油圧が作用するようになっている。
また、前記フェールセーフ弁６３は、前記受圧部６６ｄの先端面の面積や前記制御ばね６８のセット荷重等を変更することにより、前記受圧部６６ｄにかかる油圧が前記高圧Ｐ４未満である場合に、前記第２ランド部６６ｂの外周面によって前記ドレンポート７０が閉止される一方、油圧が前記高圧Ｐ４以上となった場合に、前記ドレンポート７０と連通ポート７１が前記環状通路７４を介して連通するようになっている。
ここで、前記第１制御油室２２内の油圧は、前記メインオイルギャラリー１４から第１制御圧導入通路７６を介して供給されることから、メインギャラリー圧とほぼ等しい。そして、このメインギャラリー圧は、前記オイルフィルタ１５の通過や通路圧損等により吐出圧から僅かに減圧されているものの、基本的には吐出圧の変動に基づき同じように変動するようになっている。
このため、本実施形態のように、前記フェールセーフ弁６３を前記第１制御油室２２の内圧（メインギャラリー圧）に基づいて制御したとしても、第５実施形態に示すような吐出圧に基づいて前記フェールセーフ弁６３を制御する場合と同様にメインギャラリー圧を調整することができる。
したがって、本実施形態によれば、前記パイロット圧導入口６９に対するパイロット圧の導入経路を変更したとしても、第５実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、本実施形態の吐出通路１２ｂには、吐出圧が過上昇した際に開弁してオイルを外部へ排出することで吐出圧を減圧させるチェックボール弁８２が設けられているが、このチェックボール弁８２は、前記フェールセーフ弁６３による調圧制御が不十分である場合のみに作動するあくまで補助的なものである。
〔第７実施形態〕
図１８に示す第７実施形態は、基本構成は第６実施形態と同様であるが、前記フェールセーフ弁６３のパイロット圧導入口６９が、前記パイロット圧導入通路８１を介して前記第２制御油室７５に連通している。これにより、前記スプール弁体６６の受圧部６６ｄ先端面には、パイロット圧として前記第２制御油室７５内の油圧が作用するようになっている。
ここで、前記第２制御油室７５内の油圧は、前記第２制御圧導入通路７８のオリフィス７８ａの通過によって減圧されているものの、基本的には前記第１制御油室２２内の油圧の変動に基づき同じように変動するようになっている。
このため、前記フェールセーフ弁６３の制御ばね６８のセット荷重等を、オイルが前記オリフィス７８ａを通過する際の減圧分を考慮して予め調整しておくことで、前記フェールセーフ弁６３に前記第２制御油室７５の内圧を供給する場合であっても、第６実施形態と同じようにメインギャラリー圧を調整することができる。
したがって、本実施形態によれば、パイロット圧の供給源を前記第２制御油室７５に変更したとしても、第６実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
〔第８実施形態〕
図１９に示す第８実施形態は、本発明を例えば特開２０１４−１０５６２３号公報に示すような低圧及び高圧の２段階の油圧特性を有する２段可変容量形オイルポンプに適用したものである。
すなわち、この実施形態に係る可変容量形オイルポンプは、第５実施形態と同様に、前記カムリング６のカムリング基準線Ｍを挟んで両側に第１，第２制御油室２２，７５が形成されている。
また、前記メインオイルギャラリー１４から分岐した制御圧導入通路２４は、流路の途中に第２オイルフィルタ８３が配設されていると共に、該第２オイルフィルタ８３よりも下流側の位置で二手に分岐形成されている。そして、この分岐した制御圧導入通路２４の各下流端には、圧力感応弁８４とソレノイド弁８５がそれぞれ設けられている。
前記圧力感応弁８４は、バルブハウジング８６に穿設された収容穴８７と、該収容穴８７内に摺動自在に収容されたスプール弁体８８と、前記収容穴８７の開口部を閉塞するプラグ８９と、該プラグ８９とスプール弁体８８との間に弾装され、該スプール弁体８８を図中の上方へ常時付勢するばね部材９０と、から主として構成されている。そして、前記制御圧導入通路２４から導入されるオイルの油圧が所定以下である場合には、前記第１制御油室２２内のオイルを前記連通孔２３と、接続通路２５と、前記バルブハウジング８６の図中上部位置に貫通形成された接続ポート８６ａと、収容穴８７及び前記バルブハウジング８６の図中下部位置に貫通形成されたドレンポート８６ｂを介してポンプ外部へ排出する一方、前記制御圧導入通路２４から導入されるオイルの油圧が所定以上である場合には、このオイルを前記第１制御油室２２に前記接続ポート８６ａと、接続通路２５及び連通孔２３を介して供給するようになっている。
前記ソレノイド弁８５は、内部軸方向に沿って作動孔９２が穿設された円筒状のバルブボディ９１と、前記作動孔９２の図中上端部（一端部）に嵌合固定され、中央に開口ポート９３ａが形成されたバルブシート９３と、該バルブシート９３の内側に離着座自在に設けられて、前記開口ポート９３ａを開閉する金属製のボール弁体９４と、前記バルブボディ９１の基端部（他端部）に結合され、前記電子コントローラから発信されたオン信号に基づき、プッシュロッド９５ａを介して前記ボール弁体９４を前記バルブシート９３側に付勢するソレノイドユニット９５と、から主として構成されている。
前記バルブボディ９１の軸方向所定位置には、前記第２制御油室７５の周壁に穿設された第２連通孔９６や前記圧力感応弁８４等を介して前記第２制御油室７５に連通する給排ポート９１ａと、ポンプ外の大気圧に連通するドレンポート９１ｂと、がそれぞれ径方向に沿って貫通形成されている。
前記給排ポート９１ａは、前記電子コントローラが前記ソレノイドユニット９５に対してオフ信号を出力している場合に、前記開口ポート９３ａを介して前記制御圧導入通路２４に連通する一方、前記電子コントローラが前記ソレノイドユニット９５に対してオン信号を出力している場合に、前記開口ポート９３ａが前記プッシュロッド９５ａに付勢されたボール弁体９４に閉塞されることで前記制御圧導入通路２４との連通が遮断されると共に、前記作動孔９２を介して前記ドレンポート９１ｂと連通するようになっている。
本実施形態に係る前記電子コントローラは、機関の油温や水温、機関回転数や負荷等から現在の機関運転状態を検出して、特に機関回転数が所定以下では前記ソレノイド弁８５へオン信号（通電）を出力し、所定より高い場合はオフ信号（非通電）を出力するようになっている。ただし、機関回転数が所定以下でも、機関が高負荷域の場合等には、前記電磁コイルへオフ信号を出力するようになっている。
かかる構成から、前記ソレノイド弁８５は、基本的に機関回転数が所定以下である場合に、前記給排ポート９１ａとドレンポート９１ｂとを連通させることによって前記第２制御油室７５内のオイルをポンプ外部へ排出する一方、機関回転数が所定より高い場合に、前記制御圧導入通路２４内のオイルを前記第２制御油室７５へ供給するようになっている。
また、この実施形態の可変容量形オイルポンプにおいても、前記フェールセーフ弁６３が設けられているが、その構成や接続関係は第３実施形態と同様であるから詳しい説明は省略する。
したがって、本実施形態によれば、機関回転数に応じて前記ソレノイド弁８５をオン−オフ制御して、前記第１制御油室２２のみにオイルが供給される状態と、前記第１，第２制御油室２２，７５の両方にオイルが供給される状態と切り換えることにより、メインギャラリー圧を例えば図２０に示すような低圧Ｐ１と高圧Ｐ３の２段階の油圧特性とすることができる。
また、本実施形態では、前記フェールセーフ弁６３を設けたことから、第４実施形態に示すような機械式の可変容量形オイルポンプと同様に、機関の始動時に急激に負荷をかけて高い回転数を得ようとして、冷却されて高粘度となったオイルを前記吐出ポート１２から過剰に吐出してしまった場合であっても、メインギャラリー圧が図２０の破線で示すような高圧特性にならず、前記高圧Ｐ４に維持されることとなる。これにより、前記オイルフィルタ１５の破損や可変容量形オイルポンプの故障等の不具合が生じるのを抑制することができる。
以上説明した実施形態に基づく可変容量形オイルポンプとしては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
可変容量形オイルポンプは、その一つの態様において、機関によって回転駆動されることにより、複数のポンプ室の容積が変化して吸入部から吸入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、移動することによって前記複数のポンプ室の容積変化量を可変にする可動部材と、セット荷重が付与された状態で設けられ、前記複数のポンプ室の容積変化量が増大する方向へ前記可動部材を付勢する付勢機構と、前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、少なくとも前記複数のポンプ室の容積変化量を減少させる方向への力を前記可動部材に作用させる減少側制御油室を含む、前記複数のポンプ室の容積変化量を変化させる１つ以上の制御油室を有する制御油室群と、該制御油室群のうち特定の１つの制御油室からオイルを排出するドレン機構と、前記吐出部から吐出された上流側のオイルまたは前記制御油室からのオイルが制御油圧として導入され、この導入されたオイルの油圧が設定作動圧を超えると、前記特定の１つの制御油室に前記吐出部から吐出された上流側のオイルを供給し、または前記ドレン機構によって前記特定の１つの制御油室からオイルを排出して、該特定の１つの制御油室内を調圧する制御バルブと、を備えている。
前記可変容量形オイルポンプの好ましい態様において、電気信号に基づき、前記特定の１つの制御油室に対する前記吐出部から吐出されたオイルの供給または排出を行う電制機構を有する。
別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記電制機構は、前記吐出部から吐出されたオイルの供給または排出を調整して前記特定の１つの制御油室内を調圧することで、前記吐出部から吐出された下流側の油圧を複数の設定圧力に調整可能とする。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記特定の１つの制御油室は、前記減少側制御油室である。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記ドレン機構は、前記電制機構に設けられている。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記ドレン機構は、内部に前記ポンプ構成体を収容するポンプハウジングに設けられている。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記ドレン機構は、前記制御バルブに設けられている。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記特定の１つの制御油室は、前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、前記複数のポンプ室の容積変化量を増大させる方向への力を前記可動部材に作用させる増大側制御油室である。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記減少側制御油室には、前記吐出部から吐出された下流側のオイルが供給され、前記増大側制御油室には、前記減少側制御油室を介して前記吐出部から吐出された下流側のオイルが供給され、前記電制機構により、前記増大側制御油室に対する前記オイルの排出を調整する。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記制御バルブに制御油圧として導入されるオイルは、前記吐出部から吐出された上流側のオイルである。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記制御バルブに制御油圧として導入されるオイルは、前記減少側制御油室のオイルである。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記制御バルブに制御油圧として導入されるオイルは、前記増大側制御油室のオイルである。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記特定の１つの制御油室は、前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、前記複数のポンプ室の容積変化量を増大させる方向への力を前記可動部材に作用させる増大側制御油室であり、前記電制機構は、前記増大側制御油室に対する前記吐出部から吐出されたオイルの供給または排出を切り換える。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記特定の１つの制御油室は、前記減少側制御油室であり、該減少側制御油室に対して、前記吐出部から吐出された下流側のオイルを供給する。
さらに別の好ましい態様では、前記可変容量形オイルポンプの態様のいずれかにおいて、前記制御バルブの設定作動圧は、前記機関の最大要求圧力を超える高圧域に設けられている。
また、可変容量形オイルポンプは、別の観点から、内燃機関により回転駆動されるロータと、前記ロータの外周に出没自在に収容される複数のベーンと、前記ロータ及びベーンを内周側に収容することで複数のポンプ室を隔成し、前記ロータに対し偏心移動することで前記複数のポンプ室の容積変化量を増減させるカムリングと、前記ポンプ室の内部容積が増大する吸入領域に開口形成された吸入部と、前記ポンプ室の内部容積が減少する吐出領域に開口形成された吐出部と、予圧が作用した状態で設けられ、前記カムリングを偏心量が増大する方向へ付勢する付勢機構と、前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、少なくとも前記複数のポンプ室の容積変化量を減少させる方向への力を前記カムリングに作用させる減少側制御油室を含む、前記複数のポンプ室の容積変化量を変化させる１つ以上の制御油室を有する制御油室群と、前記制御油室群のうち特定の１つの制御油室からオイルを排出するドレン機構と、前記吐出部から吐出された上流側のオイルまたは前記制御油室からのオイルが制御油圧として導入され、この導入されたオイルの油圧が設定作動圧を超えると、前記特定の１つの制御油室に前記吐出部から吐出された上流側のオイルを供給し、または前記ドレン機構によって前記特定の１つの制御油室からのオイルを排出して、該特定の１つの制御油室内を調圧する制御バルブと、を備えている。
また、可変容量形オイルポンプは、さらに別の観点から、機関によって回転駆動されることにより、複数のポンプ室の容積が変化して吸入部から吸入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、移動することによって前記複数のポンプ室の容積変化量を可変にする可動部材と、セット荷重が付与された状態で設けられ、前記複数のポンプ室の容積変化量が増大する方向へ前記可動部材を付勢する付勢機構と、前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、少なくとも前記複数のポンプ室の容積変化量を減少させる方向への力を前記可動部材に作用させる減少側制御油室を含む、前記複数のポンプ室の容積変化量を変化させる１つ以上の制御油室を有する制御油室群と、前記制御油室群のうち特定の１つの制御油室からオイルを排出するドレン機構と、前記特定の１つの制御油室に対する前記吐出部から吐出されたオイルの供給または排出を、電気信号に基づいて調整し、前記特定の１つの制御油室内を調圧することで、前記吐出部から吐出されたオイルの油圧を複数の設定圧力に調整可能とする電制機構と、前記吐出部から吐出された上流側のオイルまたは前記制御油室からのオイルが制御油圧として導入され、この導入されたオイルの油圧が設定作動圧を超えると、前記特定の１つの制御油室に前記吐出部から吐出された上流側のオイルを供給し、または前記ドレン機構によって前記特定の１つの制御油室からのオイルを排出して、該特定の１つの制御油室内を調圧する制御バルブと、を備えている。

Claims (17)

  1. 機関によって回転駆動されることにより、複数のポンプ室の容積が変化して吸入部から吸入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、
    移動することによって前記複数のポンプ室の容積変化量を可変にする可動部材と、
    セット荷重が付与された状態で設けられ、前記複数のポンプ室の容積変化量が増大する方向へ前記可動部材を付勢する付勢機構と、
    前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、少なくとも前記複数のポンプ室の容積変化量を減少させる方向への力を前記可動部材に作用させる減少側制御油室を含む、前記複数のポンプ室の容積変化量を変化させる１つ以上の制御油室を有する制御油室群と、
    該制御油室群のうち特定の１つの制御油室からオイルを排出するドレン機構と、
    前記吐出部から吐出された上流側のオイルまたは前記制御油室からのオイルが制御油圧として導入され、この導入されたオイルの油圧が設定作動圧を超えると、前記特定の１つの制御油室に前記吐出部から吐出された上流側のオイルを供給し、または前記ドレン機構によって前記特定の１つの制御油室からオイルを排出して、該特定の１つの制御油室内を調圧する制御バルブと、
    を備えたことを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  2. 請求項１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    電気信号に基づき、前記特定の１つの制御油室に対する前記吐出部から吐出されたオイルの供給または排出を行う電制機構を有することを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  3. 請求項２に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記電制機構は、前記吐出部から吐出されたオイルの供給または排出を調整して前記特定の１つの制御油室内を調圧することで、前記吐出部から吐出された下流側の油圧を複数の設定圧力に調整可能とすることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  4. 請求項３に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記特定の１つの制御油室は、前記減少側制御油室であることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  5. 請求項４に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記ドレン機構は、前記電制機構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。
  6. 請求項４に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記ドレン機構は、内部に前記ポンプ構成体を収容するポンプハウジング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。
  7. 請求項４に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記ドレン機構は、前記制御バルブ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。
  8. 請求項３に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記特定の１つの制御油室は、前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、前記複数のポンプ室の容積変化量を増大させる方向への力を前記可動部材に作用させる増大側制御油室であることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  9. 請求項８に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記減少側制御油室には、前記吐出部から吐出された下流側のオイルが供給され、
    前記増大側制御油室には、前記減少側制御油室を介して前記吐出部から吐出された下流側のオイルが供給され、
    前記電制機構により、前記増大側制御油室に対する前記オイルの排出を調整することを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  10. 請求項９に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記制御バルブに制御油圧として導入されるオイルは、前記吐出部から吐出された上流側のオイルであることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  11. 請求項９に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記制御バルブに制御油圧として導入されるオイルは、前記減少側制御油室のオイルであることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  12. 請求項９に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記制御バルブに制御油圧として導入されるオイルは、前記増大側制御油室のオイルであることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  13. 請求項２に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記特定の１つの制御油室は、前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、前記複数のポンプ室の容積変化量を増大させる方向への力を前記可動部材に作用させる増大側制御油室であり、
    前記電制機構は、前記増大側制御油室に対する前記吐出部から吐出されたオイルの供給または排出を切り換えることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  14. 請求項１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記特定の１つの制御油室は、前記減少側制御油室であり、
    該減少側制御油室に対して、前記吐出部から吐出された下流側のオイルを供給することを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  15. 請求項１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記制御バルブの設定作動圧は、前記機関の最大要求圧力を超える高圧域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。
  16. 内燃機関により回転駆動されるロータと、
    前記ロータの外周に出没自在に収容される複数のベーンと、
    前記ロータ及びベーンを内周側に収容することで複数のポンプ室を隔成し、前記ロータに対し偏心移動することで前記複数のポンプ室の容積変化量を増減させるカムリングと、
    前記ポンプ室の内部容積が増大する吸入領域に開口形成された吸入部と、
    前記ポンプ室の内部容積が減少する吐出領域に開口形成された吐出部と、
    予圧が作用した状態で設けられ、前記カムリングを偏心量が増大する方向へ付勢する付勢機構と、
    前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、少なくとも前記複数のポンプ室の容積変化量を減少させる方向への力を前記カムリングに作用させる減少側制御油室を含む、前記複数のポンプ室の容積変化量を変化させる１つ以上の制御油室を有する制御油室群と、
    前記制御油室群のうち特定の１つの制御油室からオイルを排出するドレン機構と、
    前記吐出部から吐出された上流側のオイルまたは前記制御油室からのオイルが制御油圧として導入され、この導入されたオイルの油圧が設定作動圧を超えると、前記特定の１つの制御油室に前記吐出部から吐出された上流側のオイルを供給し、または前記ドレン機構によって前記特定の１つの制御油室からのオイルを排出して、該特定の１つの制御油室内を調圧する制御バルブと、
    を備えたことを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
  17. 機関によって回転駆動されることにより、複数のポンプ室の容積が変化して吸入部から吸入されたオイルを吐出部から吐出するポンプ構成体と、
    移動することによって前記複数のポンプ室の容積変化量を可変にする可動部材と、
    セット荷重が付与された状態で設けられ、前記複数のポンプ室の容積変化量が増大する方向へ前記可動部材を付勢する付勢機構と、
    前記吐出部から吐出されたオイルが供給されることによって、少なくとも前記複数のポンプ室の容積変化量を減少させる方向への力を前記可動部材に作用させる減少側制御油室を含む、前記複数のポンプ室の容積変化量を変化させる１つ以上の制御油室を有する制御油室群と、
    前記制御油室群のうち特定の１つの制御油室からオイルを排出するドレン機構と、
    前記特定の１つの制御油室に対する前記吐出部から吐出されたオイルの供給または排出を、電気信号に基づいて調整し、前記特定の１つの制御油室内を調圧することで、前記吐出部から吐出されたオイルの油圧を複数の設定圧力に調整可能とする電制機構と、
    前記吐出部から吐出された上流側のオイルまたは前記制御油室からのオイルが制御油圧として導入され、この導入されたオイルの油圧が設定作動圧を超えると、前記特定の１つの制御油室に前記吐出部から吐出された上流側のオイルを供給し、または前記ドレン機構によって前記特定の１つの制御油室からのオイルを排出して、該特定の１つの制御油室内を調圧する制御バルブと、
    を備えたことを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
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