WO2022137658A1 - 可変容量形ポンプ - Google Patents

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WO2022137658A1
WO2022137658A1 PCT/JP2021/032523 JP2021032523W WO2022137658A1 WO 2022137658 A1 WO2022137658 A1 WO 2022137658A1 JP 2021032523 W JP2021032523 W JP 2021032523W WO 2022137658 A1 WO2022137658 A1 WO 2022137658A1
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WO
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rotor
pump
variable displacement
vane
displacement pump
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/032523
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐樹 高橋
Original Assignee
日立Astemo株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日立Astemo株式会社 filed Critical 日立Astemo株式会社
Priority to CN202180069628.5A priority Critical patent/CN116368300A/zh
Priority to JP2022571047A priority patent/JPWO2022137658A1/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/30—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C2/34—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C2/344—Rotary-piston machines or pumps having the characteristics covered by two or more groups F04C2/02, F04C2/08, F04C2/22, F04C2/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in groups F04C2/08 or F04C2/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member

Definitions

  • the present invention relates to a variable displacement pump.
  • variable displacement pump applied to an internal combustion engine for automobiles (hereinafter, also referred to as an engine)
  • a vane can be accommodated in a slit of a rotor so that the vane can appear and disappear, and the inner peripheral surface of a cam ring (also referred to as a control ring) and the rotor can be accommodated.
  • a vane-type variable displacement pump also referred to as a vane pump
  • a medium space also referred to as a hydraulic oil chamber or a pump chamber
  • variable displacement pump usually has a flat plate vane, and the working fluid (hydraulic oil or lubricating oil) is passed through the medium space by the rotation of the vane accompanying the rotation of the rotor that is rotationally driven by the crankshaft of the engine. It is an oil such as, and is circulated (inhaled and discharged) (also referred to as a liquid medium).
  • the working fluid hydroaulic oil or lubricating oil
  • It is an oil such as, and is circulated (inhaled and discharged) (also referred to as a liquid medium).
  • An object of the present invention is to provide a variable displacement pump capable of suppressing erosion due to cavitation of a low hardness material.
  • variable displacement pump of the present invention is provided so as to be separated from the rotary-driven rotor in the circumferential direction of the rotor and is provided so as to appear and disappear on the outer peripheral side of the rotor, and is a liquid medium.
  • a housing that houses the rotor and the plurality of vanes, and liquidally defines a plurality of medium spaces for inflowing and outflowing the liquid medium by the rotor and the plurality of vanes.
  • a recess connecting the adjacent medium spaces is formed in a portion of the inner wall of the housing that defines the medium space and faces the inner wall having a Vickers hardness of less than 130.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. It is a system block diagram of the variable capacity type pump which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. It is a side view which saw through the variable capacity type pump which concerns on embodiment of this invention. It is a side view of the variable capacity type pump which shows the state which attached the pump cover to the control housing which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line BB in FIG. 10 illustrating the operation and effect of the variable displacement pump according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged front view of the vane of the variable displacement type pump which concerns on embodiment (the second embodiment of vanes) of this invention.
  • variable displacement pump oil (hydraulic oil or lubricating oil) is supplied to the sliding portion of the internal combustion engine for automobiles, and hydraulic pressure is supplied as an operating source of a variable valve mechanism that makes the valve timing of the engine valve variable.
  • hydraulic pressure is supplied as an operating source of a variable valve mechanism that makes the valve timing of the engine valve variable. The one applied to the variable displacement pump is shown.
  • variable displacement pump in this embodiment is applied to the vane type and is provided at the front end of the cylinder block of the internal combustion engine.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of the variable displacement pump as seen from the control housing side according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the variable displacement pump as viewed from the pump housing side according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a side view of the variable displacement pump as seen from the control housing side according to the embodiment of the present invention
  • 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3
  • FIG. 5 is a system configuration diagram of a variable displacement pump according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of the variable displacement pump according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a side view of the variable displacement pump showing a state in which the pump cover is attached to the control housing according to the embodiment of the present invention. ..
  • variable displacement pump 120 is rotatably housed inside a bottomed cylindrical pump housing 1 having an opening closed by a pump cover 2 and a center of the pump housing 1.
  • It is provided in a control housing 6 arranged and fixed on the outer side surface, and is mainly composed of a pilot valve 7 which is a control mechanism for controlling hydraulic pressure supply switching in order to swing the control ring 5.
  • the crankshaft 3 penetrates substantially the center of the pump housing 1.
  • a solenoid valve 100 which is a switching mechanism described later, is connected to the variable displacement pump 120.
  • the pump housing 1, the pump cover 2, and the control housing 6 are integrally connected by a plurality of bolts 9, and each of the bolts 9 is integrally connected to the pump housing 1, the control housing 6, and the control housing 6. These are fastened by inserting them into the bolt insertion holes formed in the pump cover 2 respectively.
  • the pump housing 1 is integrally formed of a material containing aluminum such as an aluminum alloy, and the bottom surface of the concave pump accommodating portion 1s slides on one side surface of the control ring 5 in the axial direction.
  • the precision of the machine is high, and the sliding range is formed by machining.
  • the pump housing 1, the pump cover 2, the control housing 6, and the like constitute a housing that serves as a housing for the variable displacement pump 120, and a pump housing portion is formed inside the housing.
  • the pump housing 1 is formed through a bearing hole 1d for bearing one end of the crankshaft 3 at a position substantially at the center of the bottom surface of the pump accommodating portion 1s which is an operating chamber.
  • a bottomed pin hole 1c into which a pivot pin 10 (shaft member), which is a pivot pin serving as a pivot point of the control ring 5, is inserted is formed at a predetermined position on the inner peripheral surface. ..
  • a first sealing surface 1a formed in an arc concave shape is formed on the inner peripheral side of the position above the vertical direction of the pump accommodating portion 1s.
  • an arc concave second sealing surface 1b is formed on the inner peripheral side of the pump accommodating portion 1s at a position lower in the vertical direction.
  • the first sealing surface 1a seals the first control oil chamber 16 described later with the first sealing member 13 fitted in the first sealing groove 5b formed on the control ring 5 with constant sliding contact. It has become.
  • the first sealing mechanism is configured by the first sealing surface 1a and the first sealing member 13.
  • the second sealing mechanism is composed of the second sealing surface 1b and the second sealing member 14.
  • the first sealing surface 1a and the second sealing surface 1b are formed in an arcuate shape having a predetermined length centered on the pivot pin 10, and the control ring 5 swings eccentrically. In the range, the first seal member 13 and the second seal member 14 are set to a length that allows sliding contact at all times.
  • the pump cover 2 is formed with a suction port 11 (suction portion) which is a suction portion having a substantially crescent-shaped notch, and the suction port 11 has a radial direction.
  • Discharge ports 12 discharge portions, which are substantially crescent-shaped discharge portions, are formed at positions on opposite sides so as to be substantially opposed to each other. The specific configuration of the suction port 11 and the discharge port 12 will be described later.
  • an opening 62 constituting the discharge passage 61 is formed through the outer peripheral side of the discharge port 12 (the formation position of the discharge passage 61 described later).
  • the pump cover 2 is formed in a substantially plate shape by an aluminum alloy material, and a bearing hole 2a that rotatably supports the other end of the crankshaft 3 is formed through the pump cover 2 at a substantially central position. At the same time, a plurality of boss portions forming the bolt insertion hole are integrally formed on the outer peripheral portion. Further, the pump cover 2 is coupled to the pump housing 1 by a plurality of bolts 9 while being positioned in the circumferential direction with respect to the pump housing 1 via a plurality of positioning pins (not shown).
  • the rotational force transmitted from the crankshaft 3 is transmitted to the rotor 4, and the rotor 4 is rotated in the arrow direction (clockwise direction) in FIG. 5, and is the left half of the figure centered on the crankshaft 3. Is the suction area, and the right half is the discharge area.
  • the rotor 4 (outer circumference) has slits 4a having a plurality of (nine in this example) notches separated in the circumferential direction radially (along the radial direction). It is formed.
  • the rotor 4 is slidably held by nine vanes 15 in each of the nine slits 4a formed radially outward from the inner center side so that the vanes 15 can move forward and backward (can appear and disappear).
  • a back pressure chamber 24 having a substantially circular cross section is formed at the base end of each slit 4a to introduce the discharge hydraulic pressure discharged to the discharge port 12. The vane 15 is pushed outward by the pressure in each back pressure chamber 24 and the centrifugal force accompanying the rotation of the rotor 4.
  • Each vane 15 has a rectangular flat plate shape and is fitted into each slit 4a along the radial direction.
  • the inner base end edges are in sliding contact with the outer peripheral surfaces of the pair of front and rear vane rings 18 and 18, and the outer tip edges are in sliding contact with the inner peripheral surface 5a of the control ring 5.
  • each side edge of the rotor 4 or the like in the direction of the rotation axis is slidable with the inner side surface of the pump accommodating portion 1s of the pump housing 1 and the pump cover 2.
  • a plurality of hydraulic fluids are provided between the vanes 15 adjacent to each other in the circumferential direction, the inner peripheral surface 5a of the control ring 5, the outer peripheral surface of the rotor 4, the pump accommodating portion 1s of the pump housing 1, and the inner surface of the pump cover 2.
  • a plurality of pump chambers 19 which are chambers are liquid-tightly separated. As will be described later, the plurality of pump chambers 19 are a plurality of medium spaces for inflowing and outflowing a liquid medium (oil such as hydraulic oil or lubricating oil) moved by each vane 15, and a rotor in the housing.
  • each vane ring 18 pushes each vane 15 out of radiation as it rotates, and even when the engine speed is low and the centrifugal force or the pressure of the back pressure chamber 24 is small, each vane 15 is
  • Each tip of the pump chamber 19 is in sliding contact with the inner peripheral surface 5a of the control ring 5, and each pump chamber 19 is liquid-tightly separated.
  • the volume of the pump chamber 19 increases from the state where the volume is the smallest, reaches the maximum volume, and then decreases.
  • the region where the volume of the pump chamber 19 expands becomes the suction region, and the region where the volume decreases becomes the discharge region.
  • the vane 15, the control ring 5, the rotor 4, and the vane ring 18, which are housed in the pump accommodating portion 1s and constitute the pump chamber 19, constitute the pump configuration.
  • the control ring 5 which constitutes a part of the pump structure, is integrally formed in a substantially cylindrical shape by a sintered metal of an iron-based material that is easy to process, and as shown in FIGS. 1, 2, and 5, the outer peripheral surface thereof.
  • a pivot recess 5d is formed at the position of the pivot pin 10, and the pivot pin 10 inserted and positioned in the pivot recess 5d is fitted and inserted to serve as an eccentric swing fulcrum.
  • a hole portion 25 (holes 25a, 25b) communicating with the discharge port 12 is formed through the position on the lower side of the pivot recess 5d of the control ring 5, and a second seal groove 5c is formed through the hole portion 25 (holes 25a, 25b).
  • a substantially triangular second protrusion 5g for holding the sealing member 14 is provided.
  • the hole 25 is provided on the side closer to the pump chamber 19 having the smallest volume among the plurality of pump chambers 19 in a section where the volume of the plurality of pump chambers 19 decreases with the rotational drive of the pump configuration. That is, the hole 25 is between the intermediate position of the section where the volume of the pump chamber decreases in the circumferential direction with the rotational drive of the pump configuration and the terminal portion of the discharge port 12 closest to the pump chamber having the smallest volume. It is provided in.
  • the hole 25 is rectangular and is provided along the rotation axis of the rotor 4 which is a part of the pump structure, and the oil discharged from the pump structure flows in communication with the discharge port 12.
  • the hole portion 25 is divided into a plurality of holes 25a and 25b by a dividing member 37 (partitioning member).
  • the dividing member 37 divides the hole 25 into two holes 25a and 25b in the radial direction with respect to the rotation axis of the rotor 4, which is a part of the pump structure. The configuration of the hole 25 will be described later.
  • the dividing member 37 may divide the hole 25 into a plurality of two or more holes.
  • the oil is discharged from the discharge port 12, and some oil having a mounting side (lower side in FIG. 6) to the cylinder block of the internal combustion engine has a plurality of holes 25a and 25b. It is guided to the discharge passage 61.
  • the pump structure is housed inside the pump accommodating portion 1s, and the oil guided from the suction port 11 (suction portion) by being rotationally driven is discharged from the discharge port 12 (discharge portion).
  • the rotor 4, the vane 15, the vane ring 18, and the control ring 5 are made of an iron-based material.
  • the first control oil chamber 16 is formed on the upper side of the control ring 5 between the outer peripheral surface of the control ring 5 on the first protrusion 5h and the second protrusion 5g side and the pump housing 1. At the same time, a second control oil chamber 17 is formed on the lower side.
  • the first control oil chamber 16 has a direction in which the control ring 5 is reduced by the hydraulic pressure supplied to the inside, which is one of the directions in which the eccentricity changes against the spring force of the coil spring 28 described later (from the pump configuration). It is designed to press in the direction in which the amount of discharged oil decreases). That is, the first control oil chamber 16 is a reduction side control chamber.
  • the oil discharged from the discharge port portion is guided to the first control oil chamber 16 through the discharge hole 12a, the main oil gallery 31, the second oil gallery 33, and the first control groove 35, and the oil discharge amount is reduced.
  • the volume of the pump chamber 19 is configured to increase when the control ring 5 moves in the decreasing direction.
  • the first control oil chamber 16 is configured to communicate with or cut off communication to the discharge port 12 via the pilot valve 7, and also by the first seal mechanism even when the control ring 5 swings. It is designed to be sealed in a liquid-tight manner at all times.
  • the second control oil chamber 17 assists the control ring 5 with the spring force of the coil spring 28, which will be described later, by the hydraulic pressure supplied to the inside to urge the control ring 5 in a direction in which the amount of eccentricity increases, and the solenoid valve 100.
  • the hydraulic pressure is supplied or discharged via the pilot valve 7. That is, the second control oil chamber 17 is an increasing side control chamber.
  • the distance from the eccentric swing fulcrum to the second seal member 14 is set to be larger than the distance to the first seal member 13, the outer surface of the control ring 5 on the second control oil chamber 17 side.
  • the area of the second pressure receiving surface 20 is larger than the area of the first pressure receiving surface 21 which is the outer surface on the side of the first control oil chamber 16.
  • the pressing force on the control ring 5 by the hydraulic pressure in the second control oil chamber 17 is slightly offset by the opposite hydraulic pressure in the first control oil chamber 16, and as a result, the control ring 5 is pivoted by the discharge oil pressure.
  • the force that attempts to reduce the amount of eccentricity by swinging counterclockwise with the pin 10 as a fulcrum becomes smaller, and the spring force of the coil spring 28 described later that urges the control ring 5 clockwise in opposition to this becomes smaller. Can be set small.
  • the first seal member 13 and the second seal member 14 are formed of, for example, a low-wear synthetic resin material elongated along the axial direction of the control ring 5, and the first protrusions 5h and the second of the control ring 5 are formed. It is held in the first seal groove 5b and the second seal groove 5c formed on the outer peripheral surface of the protrusion 5g. Further, the first seal member 13 and the second seal member 14 are moved forward by the elastic force of the rubber elastic member (not shown) fixed to the bottom side of the first seal groove 5b and the second seal groove 5c. It is designed to be pressed against each of the sealing surfaces 1a and 1b. As a result, good liquidtightness of the first control oil chamber 16 and the second control oil chamber 17 is ensured at all times.
  • the suction port 11 is open to a region where the volume of each pump chamber 19 is expanded, and is substantially centered by the negative pressure generated by the pumping action of the pump configuration.
  • the oil in the oil pan 55 is introduced through the formed suction port 11a.
  • a spring accommodating chamber 27 for accommodating the coil spring 28 is formed in the pump housing 1 and communicates with the suction port 11a.
  • the suction port 11a communicates with the low pressure chamber 22 together with the spring accommodating chamber 27, and sucks oil sucked from the oil pan 55 through the suction passage by the negative pressure generated by the pumping action of the pump structure. It is supplied to 11 and is supplied to each pump chamber 19 whose volume has been expanded. Therefore, the entire suction port 11, suction port 11a, spring accommodating chamber 27, and low pressure chamber 22 are configured as a low pressure portion.
  • the discharge port 12 is open to a region where the volume of each pump chamber 19 is reduced due to the pumping action of the pump structure, and the discharge hole 12a formed in the pump housing 1 is used through the main oil gallery 31. It communicates with each sliding part of the engine and, for example, a valve timing control device which is a variable valve gear.
  • a filter 34 for removing impurities of oil is attached in the middle of the main oil gallery 31.
  • control ring 5 is integrally provided with an arm 26, which is an extension portion protruding outward in the radial direction, at a position opposite to the pivot recess 5d on the outer peripheral surface of the tubular body.
  • the arm 26 is urged by a coil spring 28 to swing the control ring 5.
  • a spring accommodating chamber 27 is formed at a position below the arm 26 of the pump housing 1.
  • the spring accommodating chamber 27 is formed in a substantially planar rectangular shape extending along the axial direction of the pump housing 1, and inside, the control ring 5 is urged clockwise in FIG. 5 via the arm 26, that is, Control in the direction of increasing eccentricity between the center of rotation of the rotor 4 and the center of the inner peripheral surface of the control ring 5 (direction in which the amount of oil discharged from the pump component increases).
  • a coil spring 28, which is an urging member for urging the ring 5, is housed and arranged.
  • the spring accommodating chamber 27 communicates with the low pressure chamber 22 via the suction port 11.
  • the lower end edge of the coil spring 28 is in contact with the bottom surface of the spring accommodating chamber 27, while the upper end edge is in elastic contact with the arm 26, and a predetermined spring load W is applied in the spring accommodating chamber 27.
  • the edge is constantly in contact with the arm 26 and is urged in a direction in which the amount of eccentricity between the center of rotation of the rotor 4 in the control ring 5 and the center of the inner peripheral surface of the control ring 5 increases.
  • the coil spring 28 is urged in a direction in which the control ring 5 is always eccentric upward via the arm 26 in a state where the spring load W is applied, that is, in a direction in which the volume of each pump chamber 19 increases.
  • the spring load W is a load that is introduced only into the first control oil chamber 16 and the control ring 5 starts to move when the hydraulic pressure is the required hydraulic pressure P1 of the valve timing control device.
  • a regulating portion 29 is formed at a position facing the spring accommodating chamber 27 of the pump housing 1 from the axial direction so that the upper surface of the arm 26 abuts and regulates the maximum clockwise rotation position of the arm 26.
  • the pump housing 1 is formed with a discharge pressure introduction hole 30, and also has a first control groove 35 and a first control groove 35 that communicate with the first control oil chamber 16 and the second control oil chamber 17. Two control grooves 36 are formed respectively.
  • the discharge pressure introduction hole 30 communicates with the hydraulic pressure introduction port 45 described later of the pilot valve 7.
  • the first control groove 35 is connected to the second oil gallery 33 via a control groove 35b (FIGS. 7 and 8) whose one end is also opened in the pump cover 2.
  • the second control groove 36 branches from the first control groove 35 and communicates with the second control oil chamber 17.
  • the oil discharged from the discharge port 12 formed in the pump cover 2 is guided to the discharge passage 61 from the discharge opening 60 formed in the control housing 6 and flows toward the discharge hole 12a.
  • the discharge port 12 and the discharge passage 61 are connected to each other. The configuration of the discharge passage 61 will be described later.
  • the pilot valve 7 is integrally provided vertically on one side of the outer surface of the control housing 6, and has a cylindrical valve body 40 whose upper portion is closed and a valve body.
  • a spool valve 42 that is slidable in the vertical direction in the valve accommodating portion 41 formed inside the 40, a plug 43 that closes the lower end opening of the valve accommodating portion 41, and a bullet between the spool valve 42 and the plug 43. It is equipped with a valve spring 44, which is mounted and urges the spool valve 42 upward.
  • the spool valve 42 controls the supply and discharge of hydraulic pressure to the second control oil chamber 17 by means of a pair of large diameter portions, a first land portion 42a and a second land portion 42b.
  • the valve body 40 is formed with an introduction port 46, which is an introduction passage opening connected to the solenoid valve 100. Further, on the peripheral wall of the valve accommodating portion 41, one end side is connected to the second control oil chamber 17 and the other end side is always connected to the relay chamber 47 described later at an intermediate position in the axial direction, so that the second control oil is connected.
  • a hydraulic pressure introduction port 45 which is an opening of a control oil chamber for supplying and discharging hydraulic pressure to the chamber 17, is formed, and one end side is directly connected to the outside or the suction side at a position on the other end side in the axial direction thereof.
  • the first drain port 48 which is a control drain opening for discharging the hydraulic pressure in the second control oil chamber 17, is formed through the relay chamber 47.
  • the peripheral wall on one end side of the valve body 40 is directly connected to the outside or the suction side at the axial position where the back pressure chamber 52 overlaps with the back pressure chamber 52 described later in the radial direction. 2
  • the drain port 49 is formed as an opening. The first drain port 48 and the second drain port 49 communicate with the oil pan 55, and the oil discharged from the first drain port 48 and the second drain port 49 is stored in the oil pan 55.
  • a communication oil passage 50 for communicating the introduction port 46 and the relay chamber 47, which will be described later, is configured on the peripheral wall portion of the valve body 40 with the spool valve 42 at the position on the upper end side in FIG. ing.
  • the spool valve 42 is provided with a first land portion 42a and a second land portion 42b at both ends in the axial direction thereof, and a shaft portion 42c having a small diameter between the first land portion 42a and the second land portion 42b. Is provided. Then, by accommodating the spool valve 42 in the valve accommodating portion 41, the spool valve 42 is provided in the valve body 40 on the axially outer side of the first land portion 42a between the one end portion of the valve body 40 and introduced.
  • the pressure chamber 51 from which the discharge pressure is guided from the port 46 is provided between the first land portion 42a and the second land portion 42b, and the hydraulic pressure introduction port 45 and the introduction port 46 (communication oil passage) are provided depending on the axial position of the spool valve 42.
  • relay chamber 47 It is provided between the relay chamber 47 that relays 50) or the first drain port 48 and the plug 43 on the axially outer side of the second land portion 42b, and relays through the outer peripheral side (small gap) of the second land portion 42b.
  • the back pressure chamber 52 used to discharge the oil leaked from the chamber 47 is separated from each other.
  • the spool valve 42 when the discharge pressure guided from the introduction port 46 to the pressure chamber 51 is equal to or lower than a predetermined pressure, the spool valve 42 has the urging force of the valve spring 44 and the spool valve 42 is on the upper end side of the valve accommodating portion 41. It will be located in the first region, which is a predetermined region of (see FIG. 5). That is, since the spool valve 42 is located in the first region, the introduction port 46 and the relay chamber 47 are connected to each other via the communication oil passage 50, while the first drain port 48 and the relay chamber 47 are connected by the second land portion 42b. As a result of the connection of the second control oil chamber 17 and the relay chamber 47 being connected via the hydraulic pressure introduction port 45, the hydraulic pressure guided from the introduction port 46 through the communication oil passage 50 is passed through the relay chamber 47. 2 It will be supplied to the control oil chamber 17.
  • the spool valve 42 moves from the first region to the lower end side of the valve accommodating portion 41 against the urging force of the valve spring 44, and the valve is concerned. It will be located in the second region, which is a predetermined region on the lower end side of the accommodating portion 41 (not shown). That is, by locating the spool valve 42 in the second region, the second control oil chamber 17 is maintained in connection with the relay chamber 47 via the hydraulic introduction port 45, while the communication oil passage is maintained by the first land portion 42a.
  • pilot valve 7 is operated by the solenoid 56, and the solenoid 56 is energized with an exciting current from an in-vehicle ECU (not shown) via the connector portion 57.
  • the solenoid valve 100 is interposed in the middle of the first oil gallery 32, and has a substantially cylindrical valve body 101 having an oil passage 102 penetrating along the internal axial direction.
  • the oil passage 102 is expanded and fixed to the outer end of the valve body accommodating portion 103, and the first oil gallery 32 is located at the center thereof.
  • a seat member 105 having an introduction port 104, which is an upstream opening connected to an upstream passage (hereinafter, simply referred to as "upstream passage") 32a, and an inner end opening edge of the seat member 105 are formed.
  • a ball valve body 106 that can be taken off and seated with respect to the valve seat 105a to open and close the introduction port 104, and a solenoid 107 provided at the other end of the valve body 101 (the right end in the figure). , Is mainly composed of.
  • the valve body 101 is provided with a valve body accommodating portion 103 accommodating the ball valve body 106 on the inner peripheral portion on one end side in a stepped diameter expansion with respect to the oil passage 102.
  • a supply / discharge port that is connected to the downstream passage 32b and is a downstream opening for supplying / discharging hydraulic pressure to the pilot valve 7 on the outer peripheral portion of the valve body accommodating portion 103 on one end side of the peripheral wall of the valve body 101.
  • the 108 is formed through the oil passage 102 along the radial direction, and the drain port 109, which is a switching drain opening connected to the oil pan 55, penetrates the outer peripheral portion of the oil passage 102 on the other end side along the radial direction. It is formed.
  • the solenoid 107 has an armature (not shown) arranged on the inner peripheral side of the coil and a rod fixed to the armature (not shown) having an electromagnetic force generated by energizing a coil (not shown) housed inside the casing 107a. 107b is configured to advance and move to the left in FIG.
  • the solenoid 107 is energized with an exciting current from an in-vehicle ECU (not shown) based on the engine operating state detected or calculated by predetermined parameters such as the oil temperature and water temperature of the internal combustion engine and the engine speed. It becomes.
  • the solenoid 107 when the solenoid 107 is energized, the rod 107b advances and moves, so that the ball valve body 106 arranged at the tip of the rod 107b is pressed against the valve seat 105a on the seat member 105 side.
  • the communication between the introduction port 104 and the supply / discharge port 108 is cut off, and the supply / discharge port 108 and the drain port 109 communicate with each other through the oil passage 102.
  • the solenoid 107 when the solenoid 107 is not energized, the ball valve body 106 moves backward based on the discharge pressure guided from the introduction port 104, so that the ball valve body 106 is pressed toward the valve body 101 and becomes the introduction port 104.
  • the hydraulic pressure introduction port 45 is in a communication state, and the communication between the hydraulic pressure introduction port 45 and the drain port 109 is cut off.
  • the oil discharged from the discharge port 12 formed in the pump cover 2 is guided to the discharge passage 61 from the discharge opening 60 formed in the control housing 6 and into the discharge hole 12a. It flows toward.
  • the discharge hole 12a is located at a position away from the control ring support portion 65 and is formed in the discharge passage 61.
  • the configuration of the discharge passage 61 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the discharge passage 61 is provided with a control ring support portion 65 that supports the pivot pin 10 of the control ring 5.
  • the control ring support portion 65 is formed to be gradually thinner toward the direction away from the rotation axis of the rotor 4 which is a part of the pump structure when viewed from the direction of the rotation axis of the rotor 4 which is a part of the pump structure. Has been done.
  • the control ring support 65 is formed in a teardrop shape.
  • the oil discharged from the discharge opening 60 to the discharge passage 61 is divided into two flow paths by the control ring support portion 65, merges in the discharge passage 61, and then guided to the discharge hole 12a.
  • the discharge passage 61 includes a first discharge passage 61a formed between the peripheral wall of the control ring support portion 65 and the peripheral wall of the discharge passage 61 in the rotation direction of the rotor 4, which is a part of the pump configuration, and the pump configuration.
  • a second discharge passage 61b formed between the peripheral wall of the control ring support portion 65 and the peripheral wall of the discharge passage 61 is provided in a direction opposite to the rotation direction of the rotor 4, which is a part of the rotor 4.
  • the peripheral wall of the control ring support portion 65 forming the first discharge passage 61a and the peripheral wall of the discharge passage 61 are formed substantially parallel to each other along the oil flow direction. This allows the oil to flow smoothly to the downstream side.
  • control ring support portion 65 of the present embodiment is separated from the rotation shaft of the rotor 4 which is a part of the pump structure when viewed from the direction of the rotation shaft of the rotor 4 which is a part of the pump structure. It is characterized by having a so-called teardrop shape, which is gradually formed thinner in the direction.
  • the pressure increases at the collision site.
  • the pressure drops sharply and peeling occurs (a vortex is generated).
  • the flow is turbulent, and the turbulence causes a pressure loss, which reduces the efficiency of the pump.
  • the control ring support portion 65 is formed in a columnar shape, the oil collides with the control ring support portion 65 at the upstream end 65a and peels off at the downstream end 65b where the first discharge passage 61a and the second discharge passage 61b merge. Will occur, resulting in pressure loss.
  • the downstream end 65b of the control ring support portion 65 is set to a position extended to the downstream side. That is, the distance connecting the center of the pivot pin 10 and the downstream end 65b is longer than the distance connecting the center of the pivot pin 10 and the upstream end 65a. Then, the oil that has collided with the upstream end 65a of the control ring support portion 65 is divided into the first discharge passage 61a and the second discharge passage 61b, and merges at the position where the oil has passed the downstream end 65b.
  • the control ring support portion 65 has a teardrop shape so that the oil flowing through the peripheral wall of the control ring support portion 65 can smoothly flow to the downstream side.
  • control ring support portion 65 has a so-called teardrop shape, which is formed to be gradually thinner toward the direction away from the rotation axis of the pump mechanism when viewed from the direction of the rotation axis of the pump mechanism. , The flow of oil can be smoothed and the pressure loss of the pump can be reduced.
  • variable displacement pump 120 of the present embodiment having the above configuration has a flat plate-shaped vane 15, and the medium space (pump chamber 19) is caused by the rotation of the vane 15 accompanying the rotation of the rotor 4 rotationally driven by the crankshaft 3 of the engine. ) Is circulated (inhaled and discharged) the working fluid (oil).
  • the engine speed increases and the rotation speed of the vane 15 increases accordingly, the decompression behind the vane 15 becomes remarkable, and cavitation occurs when the pressure drops below the saturated vapor pressure of the working fluid (oil).
  • erosion erosion
  • the vanes 15 shown in FIGS. 5, 7 and 9 are slidably inserted into the slits 4a formed radially (along the radial direction) in the rotor 4, and a pair of front and rear vane rings 18 are slidably inserted.
  • the base end edge 154 that is in sliding contact with the outer peripheral surface of 18 and the slit 4a project outward and are free to slide in contact with the inner peripheral surface 5a of the control ring 5 (in other words, they are constantly pressed).
  • the tip edge 155 and the ends of the base end edge 154 and the tip edge 155 on the pump housing 1 side are connected to each other so as to face the pump accommodating portion 1s (inner side surface) of the pump housing 1 and be slidable.
  • the side end edge 151 and the side end edge 152 which connects the ends of the base end edge 154 and the tip edge 155 on the pump cover 2 side so as to face the inner side surface of the pump cover 2 and are slidable. It has a rectangular flat plate shape composed of.
  • the vane 15 is provided so as to be able to appear and disappear in the slit 4a of the rotor 4, and a part of the vane 15 projects outward (outer peripheral side) from the slit 4a so that the inside of the housing including the pump housing 1 and the pump cover 2 and the like is formed.
  • a plurality of medium spaces (pump chambers 19) for flowing in and out of the liquid medium (oil) are circumferentially oriented.
  • the liquid medium (oil) in the medium space (pump chamber 19) is moved according to the rotation while being formed liquid-tightly.
  • the vane 15 is outside the slit 4a of the side edge 151 on the pump housing portion 1s side of the pump housing 1 made of an aluminum alloy material which is a low hardness member.
  • a recess 15a connecting (fluid communication) the adjacent pump chambers 19 is formed through the portion protruding toward the direction.
  • the pump accommodating portion 1s of the pump housing 1 constitutes an inner wall having the lowest Vickers hardness among the inner walls (pump accommodating portion 1s, inner surface of the pump cover 2, etc.) of the housing defining the pump chamber 19.
  • the recess 15a is a portion of the inner wall of the housing defining the pump chamber 19 in the vane 15 that faces (sliding) with the inner wall having the lowest Vickers hardness (side end of the pump housing 1 on the pump accommodating portion 1s side). It is formed only on the portion of the edge 151 that protrudes outward from the slit 4a).
  • the recess 15a is formed in a substantially rectangular shape in the circumferential direction (rotational direction) near the center of the protruding portion of the side edge 151 from the slit 4a.
  • the position, size, shape (semicircular shape, semi-elliptical shape, triangular shape, polygonal shape such as trapezoidal shape, etc.), number, etc. of the concave portion 15a are not limited to this, and for example, the concave portion 15a is divided into a plurality of portions. May be formed.
  • the recess 15a may be formed on the side end edge 152 on the inner side surface side of the pump cover 2 forming the inner wall of the housing defining the pump chamber 19 or the tip edge 155 on the inner peripheral surface 5a side of the control ring 5. good.
  • the recess 15a is preferably formed in a tapered shape, and as shown in FIGS. 10 to 12, the opening end of the rotor 4 on the front side (upstream side) in the rotation direction is large, and the recess 15a is large on the rear side (downstream side) in the rotation direction. It is preferable that the open end of the side) is formed small. In other words, it is preferable that the opening of the recess 15a has a tapered shape that becomes smaller from the front side to the rear side in the rotation direction of the rotor 4.
  • cavitation occurs behind the vane 15 due to the high-speed rotation operation of the vane 15, but the inner wall having the lowest Vickers hardness among the inner walls of the medium space (pump accommodating portion 1s of the pump housing 1).
  • the tapered recess 15a in the portion facing the pump housing 1 (the side edge 151 on the pump accommodating portion 1s side of the pump housing 1), the pressure of the working fluid rises in the tapered recess 15a due to the wedge effect and is discharged.
  • Cavitation that may come into contact with the inner wall of the medium space is eliminated by supplying a jet from the recess 15a to the rear of the vane 15 while suppressing the decrease in efficiency as much as possible (in other words, the cavitation is separated from the inner wall of the medium space), and the low hardness member. Erosion can be suppressed (see FIG. 12).
  • the inner wall of the housing defining the pump chamber 19 has a Vickers hardness lower than 130 (low hardness) when assuming a normal usage environment and conditions.
  • the recess 15a preferably tapered recess 15a
  • the recess 15a described above is formed in the portion of the vane 15 facing (sliding) with the inner wall (low hardness member) having a Vickers hardness lower than 130.
  • FIG. 13 shows another form (second embodiment) of the recess formed in the vane. This embodiment is effective when the degree of erosion due to cavitation differs in the radial direction in a low hardness member.
  • the concave portion 15b of the vane 15 of the present embodiment changes the opening area in the radial direction of the variable displacement pump 120.
  • the opening of the recess 15b has a tapered shape that changes from the inside to the outside in the radial direction.
  • the recess 15b has a small radial inner opening end and a large radial outer opening end (increasing from the radial inner side to the outer side).
  • the opening end on the inner side in the radial direction of 4 may be large and the open end on the outer side in the radial direction may be formed to be small (it may be smaller from the inner side in the radial direction to the outer side).
  • the same effect as that of the first embodiment of the vane 15 can be obtained, and by changing the opening area of the recess 15b of the vane 15, erosion due to cavitation occurs remarkably. The erosion of the part can be effectively suppressed.
  • FIG. 14 and 15 show another form (third embodiment) of the recess formed in the vane. This embodiment is effective when the pressure of the working fluid is controlled to adjust the discharge efficiency.
  • the tapered recess 15a of the vane 15 of the first embodiment has a linear shape, that is, the opening of the recess 15a changes linearly from the front side to the rear side in the rotation direction of the rotor 4, and the opening of the recess 15a.
  • the degree of change (gradient) in the rotation direction of (opening area) is constant.
  • the tapered recess 15c of the vane 15 of the third embodiment has a curved shape, that is, the opening of the recess 15c changes curvedly from the front side to the rear side in the rotation direction of the rotor 4, and the recess 15c has a curved shape.
  • the degree of change (gradient) in the rotation direction of the opening (opening area) is changing.
  • the degree of change in the rotation direction of the opening (opening area) of the recess 15c gradually decreases from the front side to the rear side in the rotation direction of the rotor 4 (the gradient becomes gentle), but the rotor 4 may be gradually increased from the front side to the rear side in the rotation direction (the gradient may be steep).
  • the same action and effect as those of the first and second embodiments of the vane 15 can be obtained, and the pressure of the working fluid due to the wedge effect can be obtained even in the recess having the same size (opening area), for example. Can be controlled and the decrease in discharge efficiency can be effectively adjusted.
  • FIG. 16 shows another form (fourth embodiment) of the recess formed in the vane.
  • the tapered recess 15b of the vane 15 of the second embodiment has a linear shape, that is, the opening of the recess 15b changes linearly from the inside to the outside in the radial direction, and the opening of the recess 15b changes in the radial direction.
  • the degree (gradient) is constant.
  • the tapered recess 15d of the vane 15 of the fourth embodiment has a curved shape, that is, the opening of the recess 15d changes radially from the inside to the outside in the radial direction, and the opening of the recess 15d changes in the radial direction.
  • the degree of change (gradient) is changing.
  • variable displacement pump 120 of the present embodiment is provided so as to be separated from the rotary-driven rotor 4 in the circumferential direction of the rotor 4 and can appear and disappear on the outer peripheral side of the rotor 4.
  • the rotor 4 and the plurality of vanes 15 are accommodated in the rotor 4 and the plurality of vanes 15 to move the liquid medium, and the rotor 4 and the plurality of vanes 15 are provided with a plurality of medium spaces for inflowing and outflowing the liquid medium.
  • a housing that is liquid-tightly defined (liquid-tightly defined around the rotor 4 by the plurality of vanes 15 in the circumferential direction), wherein the vanes 15 define the medium space.
  • a recess (15a to 15d) connecting the adjacent medium spaces is formed in a portion of the inner wall of the housing facing (sliding) the inner wall having a Vickers hardness lower than 130.
  • the recesses (15a to 15d) are formed only in the portion of the inner wall of the housing that defines the medium space in the vane 15 that faces (sliding) with the inner wall having the lowest Vickers hardness.
  • the recesses (15a to 15d) are formed only on one side edge of the both end edges of the rotor 4 in the rotation axis direction in the vane 15.
  • the openings of the recesses (15a to 15d) have a tapered shape that becomes smaller from the front side (upstream side) to the rear side (downstream side) in the rotation direction.
  • variable displacement pump 120 of the present embodiment has a recess (preferably tapered) in the vane 15 of the inner wall of the medium space facing the wall surface having a Vickers hardness lower than 130 (or the wall surface having the lowest Vickers hardness). (15a to 15d) are provided, and the decrease in discharge efficiency of the vane 15 is suppressed as much as possible by the wedge effect in the tapered recesses (15a to 15d), and the vane 15 flows backward from the recesses (15a to 15d). Suppresses cavitation by supplying.
  • a recess preferably tapered
  • the decrease in the ejection efficiency of the vane 15 is suppressed as much as possible by the wedge effect in the tapered recesses (15a to 15d), and the erosion due to the cavitation of the low hardness member. Can be prevented.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes various modifications.
  • the above-mentioned examples have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
  • the present invention has mainly described an embodiment in which the control ring 5 swings with respect to the pivot pin 10.
  • the center of the inner peripheral surface of the control ring 5 and the rotor 4 are described. It can also be applied to variable displacement pumps whose eccentricity with the center of rotation of the wheel changes.

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Abstract

低硬度材のキャビテーションによるエロージョンを抑制することができる可変容量形ポンプを提供することにある。本発明の可変容量形ポンプ１２０は、回転駆動されるロータ４と、前記ロータ４の周方向に離間して設けられると共に前記ロータ４の外周側に出没可能に設けられ、液体媒体を移動させる複数のベーン１５と、前記ロータ４及び前記複数のベーン１５を収容し、前記液体媒体を流入及び流出させるための複数の媒体空間を前記ロータ４と前記複数のベーン１５により液密的に画成（前記ロータ４の周りに前記複数のベーン１５によって周方向に液密的に画成）するハウジングと、を備え、前記ベーン１５は、前記媒体空間を画成する前記ハウジングの内壁のうちビッカース硬度が１３０より低い内壁と対向（摺接）する部分に、隣り合う前記媒体空間を繋ぐ凹部（１５ａ～１５ｄ）が形成されている。

Description

可変容量形ポンプ
　本発明は、可変容量形ポンプに関する。
　従来、自動車用の内燃機関（以下、エンジンとも称する）に適用される可変容量形ポンプとして、ロータのスリットにベーンを出没可能に収容し、カムリング（制御リングとも称する）の内周面とロータの外周面とベーンとの間に形成した媒体空間（作動油室やポンプ室とも称する）の容積を変化させるベーンタイプの可変容量形ポンプ（ベーンポンプとも称する）が知られている。上記説明の可変容量形ポンプに関係する一例は、特許文献１に記載されている。
特開２０１２－８７７７７号公報
　上記説明の可変容量形ポンプは、通常、平板状のベーンを有し、エンジンのクランクシャフトにより回転駆動されるロータの回転に伴うベーンの回転によって媒体空間を介して作動流体（作動油ないし潤滑油といったオイルであり、液体媒体とも称する）を循環（吸入及び吐出）させている。エンジン回転数が上がり、それに伴いベーンの回転速度が高くなると、ベーン後方の減圧が顕著となり、作動流体の飽和蒸気圧を下回ることでキャビテーションが発生する。このキャビテーションが崩壊する際、軽量化のためにアルミニウム合金材等の低硬度材を採用しているポンプハウジングにエロージョン（壊食）が発生する問題があった。
　本発明の目的は、低硬度材のキャビテーションによるエロージョンを抑制することができる可変容量形ポンプを提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明の可変容量形ポンプは、回転駆動されるロータと、前記ロータの周方向に離間して設けられると共に前記ロータの外周側に出没可能に設けられ、液体媒体を移動させる複数のベーンと、前記ロータ及び前記複数のベーンを収容し、前記液体媒体を流入及び流出させるための複数の媒体空間を前記ロータと前記複数のベーンにより液密的に画成するハウジングと、を備え、前記ベーンは、前記媒体空間を画成する前記ハウジングの内壁のうちビッカース硬度が１３０より低い内壁と対向する部分に、隣り合う前記媒体空間を繋ぐ凹部が形成されている。
　本発明によれば、ベーンタイプの可変容量形ポンプにおいて硬度が低い部材付近のキャビテーション抑制により、低硬度材のエロージョンを防ぐことが可能となる。
　本発明のその他の構成、作用及び効果については以下の実施例において詳細に説明する。
本発明の実施例に係る制御ハウジング側から見た可変容量形ポンプの分解斜視図である。 本発明の実施例に係るポンプハウジング側から見た可変容量形ポンプの分解斜視図である。 本発明の実施例に係る制御ハウジング側から見た可変容量形ポンプの側面図である。 図３におけるIV-IV線断面図である。 本発明の実施例に係る可変容量形ポンプのシステム構成図である。 図５におけるVI-VI線断面図である。 本発明の実施例に係る可変容量形ポンプを透視した側面図である。 本発明の実施例に係る制御ハウジングにポンプカバーを取り付けた状態を示す可変容量形ポンプの側面図である。 本発明の実施例（ベーンの第１実施形態）に係る可変容量形ポンプのベーン周辺部の要部拡大斜視図である。 本発明の実施例（ベーンの第１実施形態）に係る可変容量形ポンプのベーンの拡大正面図である。 図１０におけるＡ-Ａ線断面図である。 本発明の実施例に係る可変容量形ポンプの作用効果を説明した、図１０におけるＢ-Ｂ線断面図である。 本発明の実施例（ベーンの第２実施形態）に係る可変容量形ポンプのベーンの拡大正面図である。 本発明の実施例（ベーンの第３実施形態）に係る可変容量形ポンプのベーンの拡大正面図である。 図１４におけるＡ-Ａ線断面図である。 本発明の実施例（ベーンの第４実施形態）に係る可変容量形ポンプのベーンの拡大正面図である。
　以下、本発明に係る可変容量形ポンプの実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、本実施例は、自動車用内燃機関の摺動部にオイル（作動油ないし潤滑油）を供給すると共に、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しての油圧を供給する可変容量形ポンプに適用したものを示している。
　本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る。
〔全体構成〕
　図１は本発明の実施例に係る制御ハウジング側から見た可変容量形ポンプの分解斜視図、図２は本発明の実施例に係るポンプハウジング側から見た可変容量形ポンプの分解斜視図、図３は本発明の実施例に係る制御ハウジング側から見た可変容量形ポンプの側面図である。図４は図３におけるIV-IV線断面図、図５は本発明の実施例に係る可変容量形ポンプのシステム構成図、図６は図５におけるVI-VI線断面図である。図７は本発明の実施例に係る可変容量形ポンプを透視した側面図、図８は本発明の実施例に係る制御ハウジングにポンプカバーを取り付けた状態を示す可変容量形ポンプの側面図である。
　図１乃至図４に示すように、可変容量形ポンプ１２０は一端開口がポンプカバー２によって閉塞された有底円筒状のポンプハウジング１と、ポンプハウジング１の内部に回転自在に収容され、中央の開口部４ｂにクランクシャフト３が挿入され結合されたロータ４と、ロータ４の外周側に揺動可能に配置され、クランクシャフト３が挿入された可動部材である制御リング５と、ポンプカバー２の外側面に配置固定された制御ハウジング６に設けられ、制御リング５を揺動させるために、油圧供給切り換えを制御する制御機構であるパイロット弁７から主として構成されている。クランクシャフト３はポンプハウジング１のほぼ中心部を貫通している。また、可変容量形ポンプ１２０には後述する切換機構であるソレノイドバルブ１００が接続されている。
　ポンプハウジング１とポンプカバー２及び制御ハウジング６は、図１及び図３に示すように、複数のボルト９によって一体的に結合されており、この各ボルト９は、ポンプハウジング１と制御ハウジング６及びポンプカバー２にそれぞれ形成されたボルト挿通孔に挿通して、これらを締結するようになっている。
　ポンプハウジング１は、アルミニウム合金等、アルミニウム含む材料によって一体に形成され、凹状のポンプ収容部１ｓの底面は制御リング５の軸方向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。本実施例では、ポンプハウジング１とポンプカバー２及び制御ハウジング６等によって可変容量形ポンプ１２０の筐体となるハウジングを構成し、このハウジングの内部にポンプ収容部が形成されている。
　また、ポンプハウジング１は、図１、図２、図４に示すように、作動室であるポンプ収容部１ｓの底面ほぼ中央位置にクランクシャフト３の一端部を軸受する軸受孔１ｄが貫通形成されていると共に、内周面の所定位置には、制御リング５の枢支点となる枢支ピンであるピボットピン１０（軸部材）が挿入される有底状のピン孔１ｃが穿設されている。
　また、ポンプ収容部１ｓの垂直方向上方の位置の内周側には、円弧凹状に形成された第１シール面１ａが形成されている。一方、ポンプ収容部１ｓの垂直方向下方の位置の内周側には、円弧凹状の第２シール面１ｂが形成されている。
　第１シール面１ａは、後述する第１制御油室１６を、制御リング５に形成された後述する第１シール溝５ｂに嵌着された第１シール部材１３が常時摺接してシールするようになっている。第１シール面１ａと第１シール部材１３とによって第１シール機構が構成されている。
　第２シール面１ｂは、制御リング５に形成された第２シール溝５ｃに嵌着された後述する第２シール部材１４が常時摺接して後述する第２制御油室１７をシールするようになっている。第２シール面１ｂと第２シール部材１４とによって第２シール機構が構成されている。
　また、第１シール面１ａと第２シール面１ｂは、図５に示すように、ピボットピン１０を中心とした所定長さの円弧面状に形成されており、制御リング５が偏心揺動する範囲において第１シール部材１３，第２シール部材１４が常時摺接可能な長さに設定されている。
　また、ポンプカバー２には、図１及び図２に示すように、ほぼ三日月切欠き状の吸入部である吸入ポート１１（吸入部）が形成されていると共に、この吸入ポート１１に径方向の反対側の位置に、ほぼ三日月切欠き状の吐出部である吐出ポート１２（吐出部）がそれぞれほぼ対向して形成されている。なお、この吸入ポート１１と吐出ポート１２の具体的構成については後述する。
　また、ポンプカバー２には、吐出ポート１２の外周側（後述する吐出通路６１の形成位置）に、吐出通路６１を構成する開口６２が貫通形成されている。
　ポンプカバー２は、図１及び図２に示すように、アルミニウム合金材によってほぼプレート状に形成され、ほぼ中央位置にクランクシャフト３の他端部を回転可能に支持する軸受孔２ａが貫通形成されていると共に、外周部に前記ボルト挿通孔を形成する複数のボス部が一体に形成されている。また、このポンプカバー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９によってポンプハウジング１に結合されている。
　クランクシャフト３から伝達された回転力はロータ４に伝達され、ロータ４を図５中、矢印方向（時計方向）に回転するようになっており、クランクシャフト３を中心とした図中左側の半分が吸入領域となり、右側の半分が吐出領域となる。
　ロータ４（の外周）は、図１及び図２に示すように、周方向に離間して複数個（本例では９つ）の切欠きからなるスリット４ａが放射状に（径方向に沿って）形成されている。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９つのスリット４ａ内にそれぞれ９枚のベーン１５が進退可能（出没可能）に摺動保持されていると共に、各スリット４ａの基端部に吐出ポート１２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２４がそれぞれ形成されている。この各背圧室２４内の圧力とロータ４の回転に伴う遠心力とによってベーン１５を外方へ押し出すようになっている。
　各ベーン１５は、矩形平板状を有し、径方向に沿うように各スリット４ａ内に嵌挿されている。各ベーン１５は、内側の各基端縁が前後一対のベーンリング１８、１８の外周面に摺接していると共に、外側の各先端縁が制御リング５の内周面５ａに摺接自在になっている。また、各ベーン１５は、ロータ４等の回転軸線方向の各側端縁がポンプハウジング１のポンプ収容部１ｓ、ポンプカバー２の内側面に摺接自在になっている。また、周方向に隣接する各ベーン１５間と制御リング５の内周面５ａ及びロータ４の外周面、ポンプハウジング１のポンプ収容部１ｓ、ポンプカバー２の内側面との間に複数の作動油室である複数のポンプ室１９が液密的に隔成されている。複数のポンプ室１９は、後で説明するように、各ベーン１５により移動せしめられる液体媒体（作動油ないし潤滑油といったオイル）を流入及び流出させるための複数の媒体空間であり、ハウジング内においてロータ４の周り（制御リング５の内周面５ａとロータ４の外周面との間）に９枚のベーン１５によって周方向に液密的に画成された空間である。各ベーンリング１８は、回転に伴って各ベーン１５を放射外方へ押し出すようになっており、機関回転数が低く、また、遠心力や背圧室２４の圧力が小さい場合でも、各ベーン１５の各先端部がそれぞれ制御リング５の内周面５ａと摺接して各ポンプ室１９が液密に隔成されるようになっている。
　このため、クランクシャフト３から伝達された回転力がロータ４に伝達されると、ポンプ室１９は、容積が最も小さい状態から容積が拡大し、最大容積となった後、容積が縮小する。このようにポンプ室１９の容積が拡大する領域が吸入領域となり、容積が縮小する領域が吐出領域となる。
　なお、本実施形態の場合、ポンプ収容部１ｓに収容されて、ポンプ室１９を構成する、ベーン１５、制御リング５、ロータ４及びベーンリング１８がポンプ構成体を構成する。
　ポンプ構成体の一部を構成する制御リング５は、加工容易な鉄系材料の焼結金属によってほぼ円筒状に一体に形成され、図１、図２及び図５に示すように、外周面のピボットピン１０の位置にピボット凹部５ｄが形成されており、このピボット凹部５ｄに挿入位置決めされたピボットピン１０が嵌挿して偏心揺動支点となっている。
　また、制御リング５のピボット凹部５ｄの下方側の位置には、吐出ポート１２と連通する孔部２５（孔２５ａ，２５ｂ）が貫通形成されていると共に、第２シール溝５ｃを介して第２シール部材１４を保持するほぼ三角形状の第２突起部５ｇが設けられている。孔部２５は、複数のポンプ室１９の容積がポンプ構成体の回転駆動に伴って減少する区間において、複数のポンプ室１９のうち最も容積が小さくなるポンプ室１９に近い側に設けられる。すなわち、孔部２５は、ポンプ室の容積がポンプ構成体の回転駆動に伴って周方向に減少する区間の中間位置と、最も容積が小さくなるポンプ室に近い吐出ポート１２の終端部との間に設けられている。
　さらに、制御リング５の上方側の位置には、第１シール溝５ｂを介して第１シール部材１３を保持するほぼ三角形状の前記第１突起部５ｈが設けられている。孔部２５は、矩形であってポンプ構成体の一部であるロータ４の回転軸線に沿って設けられており、吐出ポート１２と連通してポンプ構成体から吐出されたオイルが流れる。孔部２５は、分割部材３７（仕切部材）によって複数の孔２５ａ，２５ｂに分割されている。分割部材３７は、ポンプ構成体の一部であるロータ４の回転軸線に対する径方向において孔部２５を二つの孔２５ａ，２５ｂに分割している。孔部２５の構成については後述する。なお、分割部材３７は、孔部２５を二つ以上の複数の孔に分割するものであっても良い。
　図６の矢印で示すように、オイルは吐出ポート１２から吐出されると共に、内燃機関のシリンダブロックへの取付側（図６の下方側）のある一部のオイルが複数の孔２５ａ，２５ｂを通り、吐出通路６１へと導かれる。
　ポンプ構成体は、ポンプ収容部１ｓの内部に収容され、回転駆動されることにより吸入ポート１１（吸入部）から導かれたオイルを吐出ポート１２（吐出部）から吐出するものである。
　また、本実施例では、ロータ４、ベーン１５、ベーンリング１８、制御リング５は、鉄系材料で形成されている。
　制御リング５の第１突起部５ｈ、第２突起部５ｇ側の外周面とポンプハウジング１の間には、制御リング５を中心とした上方側に前記第１制御油室１６が形成されていると共に、下方側には第２制御油室１７がそれぞれ形成されている。
　第１制御油室１６は、内部に供給された油圧によって制御リング５を後述するコイルばね２８のばね力に抗して偏心量が変化する方向の１つである減少する方向（ポンプ構成体から吐出されるオイルの量が減少する方向）へ押圧するようになっている。すなわち、第１制御油室１６は減少側制御室となっている。
　第１制御油室１６には、排出孔１２ａ、メインオイルギャラリー３１，第２オイルギャラリー３３，第１制御溝３５を介して、吐出ポート部から吐出されたオイルが導かれ、オイルの吐出量が減少する方向へ制御リング５が移動したときにポンプ室１９の容積が増加するように構成されている。また、この第１制御油室１６は、パイロット弁７を介して吐出ポート１２に連通あるいは連通が遮断されるようになっていると共に、制御リング５の揺動時においても前記第１シール機構によって常時液密的にシールされるようになっている。
　第２制御油室１７は、内部に供給された油圧によって制御リング５を後述するコイルばね２８のばね力とアシストして偏心量が増加する方向へ付勢するようになっており、ソレノイドバルブ１００やパイロット弁７を介して油圧が供給あるいは排出されるようになっている。すなわち、第２制御油室１７は増大側制御室となっている。
　また、偏心揺動支点から第２シール部材１４までの距離が、第１シール部材１３までの距離よりも大きく設定されていることから、制御リング５の第２制御油室１７側の外側面である第２受圧面２０の面積が、第１制御油室１６側の外側面である第１受圧面２１の面積よりも大きくなっている。
　したがって、第２制御油室１７内の油圧による制御リング５に対する押圧力が、第１制御油室１６内の反対の油圧によって僅かに相殺されて、結果として吐出油圧力により制御リング５を、ピボットピン１０を支点として反時計方向へ揺動させて偏心量を減少させようとする力は小さくなり、これに対向して制御リング５を時計方向へ付勢する後述のコイルばね２８のばね力を小さく設定できる。
　第１シール部材１３，第２シール部材１４は、例えば低摩耗性の合成樹脂材によって制御リング５の軸方向に沿って細長く形成されていると共に、制御リング５の第１突起部５ｈ，第２突起部５ｇの外周面に形成された第１シール溝５ｂ、第２シール溝５ｃ内に保持されている。さらに第１シール部材１３，第２シール部材１４は、第１シール溝５ｂ、第２シール溝５ｃの底部側に固定されたゴム製の弾性部材（図示せず）の弾性力によって前方へ、つまり各シール面１ａ、１ｂに押し付けられるようになっている。これにより、第１制御油室１６、第２制御油室１７の常時良好な液密性を確保するようになっている。
　吸入ポート１１は、図５及び図７に示すように、各ポンプ室１９の容積が拡大する領域に開口していると共に、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よって、ほぼ中央に形成された吸入口１１ａを介してオイルパン５５内のオイルが導入されるようになっている。
　ポンプハウジング１には、コイルばね２８を収容するばね収容室２７が形成されており、吸入口１１ａと連通している。この吸入口１１ａは、ばね収容室２７と共に低圧室２２と連通していると共に、ポンプ構成体のポンプ作用によって発生する負圧によって、オイルパン５５から吸入通路を介して吸い上げられたオイルを吸入ポート１１に供給して、容積が拡大された各ポンプ室１９に供給するようになっている。したがって、吸入ポート１１と吸入口１１ａ、ばね収容室２７及び低圧室２２の全体が低圧部として構成されている。
　一方、吐出ポート１２は、ポンプ構成体によるポンプ作用に伴って各ポンプ室１９の容積が縮小する領域に開口していると共に、ポンプハウジング１に形成された排出孔１２ａからメインオイルギャラリー３１を介して機関の各摺動部および可変動弁装置である例えばバルブタイミング制御装置に連通している。メインオイルギャラリー３１の途中には、オイルの不純物を除去するフィルタ３４が取り付けられている。
　制御リング５は、図５に示すように筒状本体の外周面のピボット凹部５ｄと反対側の位置に径方向外側に突出した延出部であるアーム２６が一体に設けられている。このアーム２６は、コイルばね２８により付勢されており、制御リング５を揺動させる。
　また、ポンプハウジング１のアーム２６の下方位置には、ばね収容室２７が形成されている。
　ばね収容室２７は、ポンプハウジング１の軸方向に沿って延びたほぼ平面矩形状に形成され、内部には、アーム２６を介して制御リング５を図５中、時計方向へ付勢する、つまりロータ４の回転中心と前記制御リング５の内周面の中心との偏心量が変化する方向の１つである大きくなる方向（ポンプ構成体から吐出されるオイルの量が増加する方向）へ制御リング５を付勢する付勢部材であるコイルばね２８が収容配置されている。なお、ばね収容室２７は吸入ポート１１を介して低圧室２２に連通している。
　コイルばね２８は、下端縁がばね収容室２７の底面に弾接している一方、上端縁がアーム２６に弾接しており、ばね収容室２７内において所定のばね荷重Ｗが付与されていて、上端縁がアーム２６に常時当接しつつ制御リング５におけるロータ４の回転中心と制御リング５の内周面の中心との偏心量が大きくなる方向へ付勢している。
　つまり、コイルばね２８は、ばね荷重Ｗが付与された状態で常にアーム２６を介して制御リング５を上方へ偏心させる方向、つまり各ポンプ室１９の容積が大きくなる方向に付勢している。ばね荷重Ｗは、油圧がバルブタイミング制御装置の必要油圧Ｐ１のときに第１制御油室１６のみに導入されて制御リング５が動き出す荷重である。
　また、ポンプハウジング１のばね収容室２７と軸方向から対向する位置に、アーム２６の上面が当接してアーム２６の時計方向の最大回動位置を規制する規制部２９が形成されている。
　そして、ポンプハウジング１には、図５に示すように、吐出圧導入孔３０が形成されていると共に、第１制御油室１６，第２制御油室１７と連通する第１制御溝３５と第２制御溝３６がそれぞれ形成されている。
　吐出圧導入孔３０は、パイロット弁７の後述する油圧導入ポート４５に連通している。
　第１制御溝３５は、一端が同じくポンプカバー２に開口した制御溝３５ｂ（図７、図８）を介して、第２オイルギャラリー３３に接続されている。
　一方、第２制御溝３６は、第１制御溝３５から分岐し、第２制御油室１７に連通している。
　ポンプカバー２に形成された吐出ポート１２から吐出したオイルは、制御ハウジング６に形成された吐出開口６０から吐出通路６１に導かれ、排出孔１２ａに向かって流れる。吐出ポート１２と吐出通路６１とは接続されている。吐出通路６１の構成については、後述する。
　パイロット弁７は、図１、図２及び図５に示すように、制御ハウジング６の外面一側部に一体に上下方向に設けられ、上部が閉塞された円筒状のバルブボディ４０と、バルブボディ４０の内部に形成されたバルブ収容部４１内に上下方向へ摺動自在なスプール弁４２と、バルブ収容部４１の下端開口を閉塞するプラグ４３と、スプール弁４２とプラグ４３との間に弾装されてスプール弁４２を上方へ付勢するバルブスプリング４４と、を備えている。スプール弁４２は、１対の大径部である第１ランド部４２ａ，第２ランド部４２ｂをもって第２制御油室１７に対しての油圧の給排制御を行う。
　バルブボディ４０には、ソレノイドバルブ１００と接続される導入通路開口部である導入ポート４６が開口形成されている。さらに、バルブ収容部４１の周壁には、その軸方向中間位置に、一端側が第２制御油室１７に接続されると共に他端側が後述する中継室４７と常時接続されることで第２制御油室１７に対する油圧の給排に供する制御油室開口部である油圧導入ポート４５が開口形成されると共に、その軸方向他端側の位置に、一端側が外部へ直接開口又は吸入側に接続され、後述する中継室４７との接続を切り替えることによって当該中継室４７を介して第２制御油室１７内の油圧の排出に供する制御ドレン開口部である第１ドレンポート４８が開口形成されている。なお、バルブボディ４０の一端側周壁であって径方向に後述する背圧室５２と重なり合う軸方向位置にも、第１ドレンポート４８と同様に、外部へ直接開口又は吸入側に接続される第２ドレンポート４９が開口形成されている。第１ドレンポート４８及び第２ドレンポート４９はオイルパン５５に連通しており、第１ドレンポート４８及び第２ドレンポート４９から排出されたオイルは、オイルパン５５に貯留される。
　また、バルブボディ４０の周壁部には、スプール弁４２が図５中の上端側の位置にある状態で導入ポート４６と後述する中継室４７を連通する連通油路５０が構成されるようになっている。
　スプール弁４２は、その軸方向の両端部に、第１ランド部４２ａ，第２ランド部４２ｂが設けられると共に、第１ランド部４２ａ，第２ランド部４２ｂ間に、小径部である軸部４２ｃが設けられている。そして、かかるスプール弁４２がバルブ収容部４１内に収容されることによって、バルブボディ４０内には、第１ランド部４２ａの軸方向外側においてバルブボディ４０の一端部との間に設けられ、導入ポート４６から吐出圧が導かれる圧力室５１と、第１ランド部４２ａ，第２ランド部４２ｂ間に設けられ、当該スプール弁４２の軸方向位置によって油圧導入ポート４５と導入ポート４６（連通油路５０）又は第１ドレンポート４８とを中継する中継室４７と、第２ランド部４２ｂの軸方向外側においてプラグ４３との間に設けられ、第２ランド部４２ｂの外周側（微小隙間）を通じて中継室４７より漏出したオイルの排出に供する背圧室５２と、がそれぞれ隔成されることとなる。
　このような構成から、パイロット弁７は、導入ポート４６より圧力室５１に導かれる吐出圧が所定圧以下の状態では、バルブスプリング４４の付勢力をもって、スプール弁４２がバルブ収容部４１の上端側の所定領域である第１領域に位置することとなる（図５参照）。すなわち、スプール弁４２が第１領域に位置することにより、連通油路５０を介して導入ポート４６と中継室４７が接続される一方、第２ランド部４２ｂによって第１ドレンポート４８と中継室４７の接続が遮断されて、油圧導入ポート４５を介して第２制御油室１７と中継室４７が接続される結果、導入ポート４６から連通油路５０を通じて導かれる油圧が中継室４７を介して第２制御油室１７へと供給されることとなる。
　そして、圧力室５１へと導かれる吐出圧が所定圧を超えると、バルブスプリング４４の付勢力に抗してスプール弁４２が第１領域からバルブ収容部４１の下端側へと移動し、当該バルブ収容部４１の下端側の所定領域である第２領域に位置することとなる（図示せず）。すなわち、スプール弁４２が第２領域に位置することによって、油圧導入ポート４５を介して第２制御油室１７は中継室４７との接続が維持される一方、第１ランド部４２ａによって連通油路５０と中継室４７の接続が遮断されて、第１ドレンポート４８を介して中継室４７とオイルパン５５が接続される結果、第２制御油室１７内のオイルが中継室４７を通じ第１ドレンポート４８を介してオイルパン５５へと排出されることとなる。
　また、パイロット弁７は、ソレノイド５６によって動作し、ソレノイド５６はコネクタ部５７を介して車載のＥＣＵ（図示外）から励磁電流が通電される。
　ソレノイドバルブ１００は、図５に示すように、第１オイルギャラリー３２の途中に介在しており、内部軸方向に沿って油通路１０２が貫通形成されてなるほぼ円筒状のバルブボディ１０１と、このバルブボディ１０１の一端部（同図中の左側端部）において油通路１０２を拡径形成してなる弁体収容部１０３の外端部に圧入固定され、その中央部に第１オイルギャラリー３２の上流側の通路（以下、単に「上流側通路」という。）３２ａと接続される上流側開口部である導入ポート１０４を有するシート部材１０５と、該シート部材１０５の内端部開口縁に形成されるバルブシート１０５ａに対して離着座可能に設けられ、導入ポート１０４の開閉に供するボール弁体１０６と、バルブボディ１０１の他端部（同図中の右側端部）に設けられたソレノイド１０７と、から主として構成されている。
　バルブボディ１０１は、その一端側内周部に、ボール弁体１０６を収容する弁体収容部１０３が油通路１０２に対し段差拡径状に設けられている。バルブボディ１０１の周壁のうち、その一端側となる弁体収容部１０３の外周部に、下流側通路３２ｂと接続されてパイロット弁７に対する油圧の給排に供する下流側開口部である給排ポート１０８が径方向に沿って貫通形成されると共に、その他端側となる油通路１０２の外周部に、オイルパン５５へと接続される切替ドレン開口部であるドレンポート１０９が径方向に沿って貫通形成されている。
　ソレノイド１０７は、ケーシング１０７ａ内部に収容されるコイル（図示外）に通電されることにより発生する電磁力をもって、当該コイルの内周側に配置されるアーマチュア（図示外）及びこれに固定されるロッド１０７ｂが図３中の左方向へと進出移動する構成となっている。なお、このソレノイド１０７には、内燃機関の油温や水温、機関回転数など所定のパラメータによって検出ないし算出された機関運転状態に基づいて車載のＥＣＵ（図示外）から励磁電流が通電されることとなる。
　このような構成から、前記ソレノイド１０７への通電時には、ロッド１０７ｂが進出移動することによって当該ロッド１０７ｂの先端部に配置されるボール弁体１０６がシート部材１０５側のバルブシート１０５ａへと押し付けられ、導入ポート１０４と給排ポート１０８の連通が遮断され、油通路１０２を通じ給排ポート１０８とドレンポート１０９が連通することとなる。一方、当該ソレノイド１０７の非通電時には、導入ポート１０４より導かれる吐出圧に基づいてボール弁体１０６が後退移動することにより当該ボール弁体１０６がバルブボディ１０１側へと押し付けられ、導入ポート１０４と油圧導入ポート４５が連通状態となると共に、油圧導入ポート４５とドレンポート１０９の連通が遮断されることとなる。
　さて、前述したように、本実施例では、ポンプカバー２に形成された吐出ポート１２から吐出したオイルは、制御ハウジング６に形成された吐出開口６０から吐出通路６１に導かれ、排出孔１２ａに向かって流れる。排出孔１２ａは制御リング支持部６５から離れた位置にあって吐出通路６１に形成されている。吐出通路６１の構成について、図７及び図８を用いて説明する。
　図７及び図８に示すように、吐出通路６１には、制御リング５のピボットピン１０を支持する制御リング支持部６５が備えられている。制御リング支持部６５は、ポンプ構成体の一部であるロータ４の回転軸の方向から見たときにポンプ構成体の一部であるロータ４の回転軸から離れる方向に向かって徐々に細く形成されている。換言すると、制御リング支持部６５は、涙滴型に形成されている。
　吐出開口６０から吐出通路６１に吐出されるオイルは、制御リング支持部６５によって２つの流路に分かれ、吐出通路６１にて合流した後、排出孔１２ａに導かれる。吐出通路６１は、ポンプ構成体の一部であるロータ４の回転方向において制御リング支持部６５の周壁と吐出通路６１の周壁との間に形成された第１吐出通路６１ａと、ポンプ構成体の一部であるロータ４の回転方向とは反対方向において制御リング支持部６５の周壁と吐出通路６１の周壁との間に形成された第２吐出通路６１ｂとを備えている。第１吐出通路６１ａを形成する制御リング支持部６５の周壁と吐出通路６１の周壁とはオイルの流れ方向に沿ってほぼ平行に形成されている。これにより、オイルをスムーズに下流側に流すことができる。
　本実施例の制御リング支持部６５は、上述したようにポンプ構成体の一部であるロータ４の回転軸の方向から見たときにポンプ構成体の一部であるロータ４の回転軸から離れる方向に向かって徐々に細く形成した、所謂涙滴型としていることを特徴としている。
　一般的に物体に流れが衝突すると、衝突した部位では圧力が高くなる。一方、衝突した部位の下流側では急激に圧力が低下し、剥離が発生する（渦が発生する）。剥離が発生した部分では、流れが乱れ、その乱れが圧力損失となり、ポンプの効率が低下する。例えば、制御リング支持部６５を円柱状に形成した場合、オイルは制御リング支持部６５に上流端６５ａに衝突し、第１吐出通路６１ａと第２吐出通路６１ｂとが合流した下流端６５ｂでは剥離が発生し、圧力損失となる。流れの剥離を抑制するためには、剥離の位置を下流側に移動させ、圧力が急激に低下する部分を小さくすることが有効である。そこで本実施例では、制御リング支持部６５の下流端６５ｂを下流側に伸ばした位置としている。すなわち、ピボットピン１０の中心と上流端６５ａを結ぶ距離よりも、ピボットピン１０の中心と下流端６５ｂを結ぶ距離の方を長くしている。そして、制御リング支持部６５に上流端６５ａに衝突したオイルは、第１吐出通路６１ａと第２吐出通路６１ｂとに分流し、下流端６５ｂを通過した位置で合流する。本実施例では、制御リング支持部６５は涙滴型とし、制御リング支持部６５の周壁を流れるオイルをスムーズに下流側に流すようにしている。
　本実施例によれば、制御リング支持部６５は、ポンプ機構の回転軸の方向から見たときにポンプ機構の回転軸から離れる方向に向かって徐々に細く形成した、所謂涙滴型としているので、オイルの流れをスムーズにし、ポンプの圧力損失を低減することができる。
〔ベーンの詳細構成〕
　上記構成の本実施例の可変容量形ポンプ１２０は、平板状のベーン１５を有し、エンジンのクランクシャフト３により回転駆動されるロータ４の回転に伴うベーン１５の回転によって媒体空間（ポンプ室１９）を介して作動流体（オイル）を循環（吸入及び吐出）させている。エンジン回転数が上がり、それに伴いベーン１５の回転速度が高くなると、ベーン１５後方の減圧が顕著となり、作動流体（オイル）の飽和蒸気圧を下回ることでキャビテーションが発生する。このキャビテーションが崩壊する際、軽量化のためにアルミニウム合金等の低硬度材を採用しているポンプハウジング１にエロージョン（壊食）が発生する問題があった。
　この課題を解決するためのベーン１５の構成について、図９～図１６の拡大図を用いて説明する。
〔ベーンの第１実施形態〕
　図５、図７及び図９に示すベーン１５は、前述のように、ロータ４に放射状に（径方向に沿って）形成されたスリット４ａに摺動自在に挿入され、前後一対のベーンリング１８、１８の外周面に摺接している基端縁１５４と、スリット４ａから外方に突出し、制御リング５の内周面５ａに摺接自在になっている（換言すれば、常時押し付けられている）先端縁１５５と、基端縁１５４及び先端縁１５５のポンプハウジング１側の端部同士を接続し、ポンプハウジング１のポンプ収容部１ｓ（内側面）に対向して摺接自在になっている側端縁１５１と、基端縁１５４及び先端縁１５５のポンプカバー２側の端部同士を接続し、ポンプカバー２の内側面に対向して摺接自在になっている側端縁１５２と、で構成される矩形平板状を有する。
　ベーン１５は、ロータ４のスリット４ａに出没可能に設けられており、一部がスリット４ａから外方（外周側）に突出することによって、ポンプハウジング１、ポンプカバー２等で構成されるハウジング内においてロータ４の周り（制御リング５の内周面５ａとロータ４の外周面との間）に、液体媒体（オイル）を流入及び流出させるための複数の媒体空間（ポンプ室１９）を周方向に液密的に形成すると共に、回転に応じて媒体空間（ポンプ室１９）内の液体媒体（オイル）を移動させるようになっている。
　また、ベーン１５には、図９から図１２に示すように、低硬度部材であるアルミニウム合金材で形成されているポンプハウジング１のポンプ収容部１ｓ側の側端縁１５１のうちスリット４ａから外方に突出する部分に、隣り合うポンプ室１９を繋ぐ（流体連通する）凹部１５ａが貫通形成されている。本実施例において、ポンプハウジング１のポンプ収容部１ｓは、ポンプ室１９を画成するハウジングの内壁（ポンプ収容部１ｓ、ポンプカバー２の内側面等）のうちビッカース硬度が最も低い内壁を構成しており、前記凹部１５ａは、ベーン１５においてポンプ室１９を画成するハウジングの内壁のうちビッカース硬度が最も低い内壁と対向（摺接）する部分（ポンプハウジング１のポンプ収容部１ｓ側の側端縁１５１のうちスリット４ａから外方に突出する部分）のみに形成されている。
　図９から図１２に示す例では、凹部１５ａは、側端縁１５１のスリット４ａからの突出部分の中央付近に、周方向（回転方向）で見て概略矩形状に形成されている。なお、凹部１５ａの位置や大きさ、形状（半円形状、半楕円形状、三角形状、台形状等の多角形状等）、個数等はこれに限られず、例えば、凹部１５ａを複数個に分割して形成してもよい。また、凹部１５ａは、ポンプ室１９を画成するハウジングの内壁を構成するポンプカバー２の内側面側の側端縁１５２や制御リング５の内周面５ａ側の先端縁１５５に形成してもよい。
　また、凹部１５ａは、テーパ状に形成されていることが好ましく、図１０から図１２に示すように、ロータ４の回転方向前方側（上流側）の開口端が大きく、回転方向後方側（下流側）の開口端が小さく形成されていることが好ましい。言い換えれば、凹部１５ａの開口は、ロータ４の回転方向前方側から後方側に行くに従って小さくなるテーパ形状を有することが好ましい。
　この第１実施形態の構成により、ベーン１５の高速な回転動作に伴い、ベーン１５後方にキャビテーションが発生するが、媒体空間内壁のうちビッカース硬度が最も低い内壁（ポンプハウジング１のポンプ収容部１ｓ）と対向する部分（ポンプハウジング１のポンプ収容部１ｓ側の側端縁１５１）にテーパ状の凹部１５ａを設けることにより、テーパ状の凹部１５ａ内でくさび効果により作動流体の圧力が上昇し、吐出効率低下を極力抑制しつつ、凹部１５ａからベーン１５後方に噴流を供給することで媒体空間内壁に接触し得るキャビテーションを排除し（換言すれば、媒体空間内壁からキャビテーションを離間させ）、低硬度部材のエロージョンを抑制することができる（図１２参照）。
　また、本発明者等によるコンピュータシミュレーションを使用した鋭意研鑽の結果、通常の使用環境・条件を想定したとき、ポンプ室１９を画成するハウジングの内壁のうちビッカース硬度が１３０より低い内壁（低硬度部材）においてキャビテーションによるエロージョンが発生し得るが、ベーン１５においてビッカース硬度が１３０より低い内壁（低硬度部材）と対向（摺接）する部分に上記説明の凹部１５ａ（好ましくは、テーパ状の凹部１５ａ）を設けることにより、その内壁（低硬度部材）におけるキャビテーションによるエロージョンを効果的に抑制できることが確認されている。
〔ベーンの第２実施形態〕
　図１３はベーンに形成された凹部の別形態（第２実施形態）を表している。本実施形態は、低硬度部材において、キャビテーションによる壊食具合が径方向で異なるような場合に効果がある。
　本実施形態のベーン１５の凹部１５ｂは、図１３に示すように、可変容量形ポンプ１２０の径方向において開口面積を変更している。言い換えれば、凹部１５ｂの開口は、径方向内側から外側に行くに従って変化するテーパ形状を有する。図示実施形態では、凹部１５ｂは、ロータ４の径方向内側の開口端が小さく、径方向外側の開口端が大きく形成されている（径方向内側から外側に行くに従って大きくなっている）が、ロータ４の径方向内側の開口端が大きく、径方向外側の開口端が小さく形成されていてもよい（径方向内側から外側に行くに従って小さくなっていてもよい）。
　この第２実施形態の構成により、上記ベーン１５の第１実施形態と同様の作用効果が得られると共に、ベーン１５の凹部１５ｂの開口面積を変更することで、キャビテーションによる壊食が顕著に発生する部分のエロージョンを効果的に抑制することができる。
〔ベーンの第３実施形態〕
　図１４及び図１５はベーンに形成された凹部の別形態（第３実施形態）を表している。本実施形態は、作動流体の圧力を制御し、吐出効率を調整するような場合に効果がある。
　上記第１実施形態のベーン１５のテーパ状の凹部１５ａは、直線的な形状、すなわち、凹部１５ａの開口は、ロータ４の回転方向前方側から後方側にかけて直線的に変化し、凹部１５ａの開口（開口面積）の回転方向における変化度合い（勾配）は一定である。
　一方、第３実施形態のベーン１５のテーパ状の凹部１５ｃは、曲線的な形状、すなわち、凹部１５ｃの開口は、ロータ４の回転方向前方側から後方側にかけて曲線的に変化し、凹部１５ｃの開口（開口面積）の回転方向における変化度合い（勾配）は変化している。図示実施形態では、凹部１５ｃの開口（開口面積）の回転方向における変化度合いは、ロータ４の回転方向前方側から後方側に行くに従って次第に小さくなっている（勾配が緩くなっている）が、ロータ４の回転方向前方側から後方側に行くに従って次第に大きくなっていてもよい（勾配がきつくなっていてもよい）。
　この第３実施形態の構成により、上記ベーン１５の第１、第２実施形態と同様の作用効果が得られると共に、例えば同様の大きさ（開口面積）の凹部でも、くさび効果による作動流体の圧力を制御でき、吐出効率低下を効果的に調整できる。
〔ベーンの第４実施形態〕
　図１６はベーンに形成された凹部の別形態（第４実施形態）を表している。
　上記第２実施形態のベーン１５のテーパ状の凹部１５ｂは、直線的な形状、すなわち、凹部１５ｂの開口は、径方向内側から外側にかけて直線的に変化し、凹部１５ｂの開口の径方向における変化度合い（勾配）は一定である。
　一方、第４実施形態のベーン１５のテーパ状の凹部１５ｄは、曲線的な形状、すなわち、凹部１５ｄの開口は、径方向内側から外側にかけて曲線的に変化し、凹部１５ｄの開口の径方向における変化度合い（勾配）は変化している。
　この第４実施形態の構成により、上記ベーン１５の第１、第２、第３実施形態と同様の作用効果が得られる。
〔作用効果〕
　以上で説明したように、本実施例の可変容量形ポンプ１２０は、回転駆動されるロータ４と、前記ロータ４の周方向に離間して設けられると共に前記ロータ４の外周側に出没可能に設けられ、液体媒体を移動させる複数のベーン１５と、前記ロータ４及び前記複数のベーン１５を収容し、前記液体媒体を流入及び流出させるための複数の媒体空間を前記ロータ４と前記複数のベーン１５により液密的に画成（前記ロータ４の周りに前記複数のベーン１５によって周方向に液密的に画成）するハウジングと、を備え、前記ベーン１５は、前記媒体空間を画成する前記ハウジングの内壁のうちビッカース硬度が１３０より低い内壁と対向（摺接）する部分に、隣り合う前記媒体空間を繋ぐ凹部（１５ａ～１５ｄ）が形成されている。
　また、前記凹部（１５ａ～１５ｄ）は、前記ベーン１５において前記媒体空間を画成する前記ハウジングの内壁のうちビッカース硬度が最も低い内壁と対向（摺接）する部分のみに形成されている。
　また、前記凹部（１５ａ～１５ｄ）は、前記ベーン１５において前記ロータ４の回転軸線方向の両側端縁のうち一方の側端縁のみに形成されている。
　また、前記凹部（１５ａ～１５ｄ）の開口は、回転方向前方側（上流側）から後方側（下流側）に行くに従って小さくなるテーパ形状を有する。
　すなわち、本実施例の可変容量形ポンプ１２０は、媒体空間内壁のうちビッカース硬度が１３０より低い壁面（又は、ビッカース硬度が最も低い壁面）と対向する部分のベーン１５に凹部（好ましくは、テーパ状の凹部）（１５ａ～１５ｄ）を設け、ベーン１５の吐出効率低下をテーパ状の凹部（１５ａ～１５ｄ）内でのくさび効果により極力抑制しつつ、凹部（１５ａ～１５ｄ）からベーン１５後方に流れを供給することでキャビテーションを抑制する。
　本実施例によれば、ベーン１５の回転動作に伴い、ベーン１５に設けた凹部（１５ａ～１５ｄ）からベーン１５後方に向かって燃料を供給・噴出することで、ベーンタイプの可変容量形ポンプ１２０において硬度が低い部材付近のキャビテーション抑制により、低硬度材のエロージョンを防ぐことが可能となる。
　また、ハウジングの内壁のうちビッカース硬度が最も低い内壁と対向（摺接）する部分のみ、あるいは、ロータ４の回転軸線方向の両側端縁のうち一方の側端縁のみに凹部（１５ａ～１５ｄ）を形成することで、簡便な構成でもって、ベーン１５の吐出効率低下を極力抑制しつつ、硬度が低い部材付近のキャビテーション抑制を効果的に行うことが可能となる。
　また、凹部（１５ａ～１５ｄ）をテーパ状にすることで、ベーン１５の吐出効率低下をテーパ状の凹部（１５ａ～１５ｄ）内でのくさび効果により極力抑制しつつ、低硬度部材のキャビテーションによるエロージョンを防ぐことが可能となる。
　なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定するものではない。
　また、本発明は、制御リング５がピボットピン１０を基準に揺動する実施例を中心に説明したが、制御リング５が真っ直ぐスライドすることによって、制御リング５の内周面の中心とロータ４の回転中心との偏心量が変化する可変容量形ポンプにも適用できる。
１…ポンプハウジング、１ｃ…ピン孔、１ｓ…ポンプ収容部、２…ポンプカバー、３…クランクシャフト、４…ロータ、４ａ…スリット、４ｂ…開口部、５…制御リング、６…制御ハウジング、７…パイロット弁、１０…ピボットピン、１１…吸入ポート、１２…吐出ポート、１２ａ…排出孔、１３…第１シール部材、１４…第２シール部材、１５…ベーン、１５ａ～１５ｄ…凹部（第１～第４実施形態）、１６…第１制御油室、１７…第２制御油室、１８…ベーンリング、１９…ポンプ室（媒体空間）、２５…孔部、２５ａ，２５ｂ…孔、３０…吐出圧導入孔、３１…メインオイルギャラリー、３２…第１オイルギャラリー、３２ａ…上流側通路、３２ｂ…下流側通路、３３…第２オイルギャラリー、３５…第１制御溝、３６…第２制御溝、３７…分割部材、６０…吐出開口、６１…吐出通路、６１ａ…第１吐出通路、６１ｂ…第２吐出通路、６５…制御リング支持部、６５ａ…上流端、６５ｂ…下流端、１２０…可変容量形ポンプ

Claims (6)

  1. 　回転駆動されるロータと、
    　前記ロータの周方向に離間して設けられると共に前記ロータの外周側に出没可能に設けられ、液体媒体を移動させる複数のベーンと、
    　前記ロータ及び前記複数のベーンを収容し、前記液体媒体を流入及び流出させるための複数の媒体空間を前記ロータと前記複数のベーンにより液密的に画成するハウジングと、を備え、
    　前記ベーンは、前記媒体空間を画成する前記ハウジングの内壁のうちビッカース硬度が１３０より低い内壁と対向する部分に、隣り合う前記媒体空間を繋ぐ凹部が形成されていることを特徴とする可変容量形ポンプ。
  2. 　請求項１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    　前記凹部は、前記ベーンにおいて前記媒体空間を画成する前記ハウジングの内壁のうちビッカース硬度が最も低い内壁と対向する部分のみに形成されていることを特徴とする可変容量形ポンプ。
  3. 　請求項１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    　前記凹部は、前記ベーンにおいて前記ロータの回転軸線方向の両側端縁のうち一方の側端縁のみに形成されていることを特徴とする可変容量形ポンプ。
  4. 　請求項１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    　前記凹部の開口は、回転方向前方側から後方側に行くに従って小さくなるテーパ形状を有することを特徴とする可変容量形ポンプ。
  5. 　請求項４に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    　前記凹部の開口は、回転方向前方側から後方側にかけて直線的もしくは曲線的に変化していることを特徴とする可変容量形ポンプ。
  6. 　請求項１に記載の可変容量形ポンプにおいて、
    　前記凹部の開口は、径方向内側から外側に行くに従って変化するテーパ形状を有することを特徴とする可変容量形ポンプ。
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