JP6622792B2 - 可変容量形オイルポンプ - Google Patents

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。このオイルポンプは、吐出通路の下流側に形成されたメインオイルギャラリーから第１，第２制御油室に対して油圧が供給され、あるいはドレン通路を介して排出されることにより、カムリングのロータに対する偏心量を変化させるようになっている。

すなわち、前記第１制御油室は、前記メインオイルギャラリーから分岐した第１分岐通路から供給された油圧を内部に導入することで、前記カムリングを前記偏心量が小さくなる方向へ移動させるようになっている。一方、前記第２制御油室は、メインオイルギャラリーから分岐した第２分岐通路から供給された油圧を内部に導入することで、前記カムリングを前記偏心量が大きくなる方向へ移動させるようになっている。

そして、前記第２制御油室への油圧の導入は、前記第２分岐通路に設けられた電磁切換弁の切り換え作動によりオン−オフ的に制御されており、これによって、ポンプ吐出圧が低圧及び高圧の２段階特性に制御されるようになっている。

また、前記各分岐通路には、前記各制御油室内に供給、あるいは排出される作動油の油量を調整して前記２段階特性の安定化を図るパイロット弁が配設されている。

このパイロット弁は、内部に摺動自在に収容されたスプール弁が、前記メインオイルギャラリーから供給された油圧と、同じく内部に設けられたバルブスプリングの付勢力との差圧に基づいて制御されており、その制御位置に応じて前記各制御油室に油圧を適宜供給するか、あるいは排出させるようになっている。そして、前記各制御油室から油圧を排出させる際には、前記バルブスプリングを収容するスプリング収容室及び該スプリング収容室の周壁に貫通形成されたドレンポートを介して前記各制御油室とポンプ外部とを連通させるようになっている。

しかしながら、前記従来のオイルポンプは、前述したように、前記パイロット弁のスプリング収容室を介して前記各制御室内の作動油を排出するようになっていることから、排出量が多い場合等にあっては、前記スプリング収容室内の圧力が上昇し、これに伴い前記パイロット弁の内部差圧に変動が生じることで前記スプール弁の挙動が不安定となり、ポンプ吐出圧を予め設定された油圧特性に制御できなくなってしまうおそれがあった。

特開２０１４−１０５６２３号公報

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、設定された油圧特性に対するポンプ吐出圧の制御精度を向上させ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、内燃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、吸入部から吸入した作動油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変更させる可動部材と、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、作動油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減少させる方向への力を前記可動部材に作用させる第１制御油室と、作動油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第２制御油室と、前記第２制御油室から作動油を排出する状態と、前記第２制御油室に作動油を導入する状態と、を切換可能に形成された切換機構と、
前記吐出部から吐出された作動油の油圧を導入する導入ポートと、前記第１制御油室に連通する第１制御ポートと、前記第２制御油室と連通する第２制御ポートと、前記切換機構に連通する接続ポートと、低圧部に連通するドレンポートと、を有するバルブボディと、該バルブボディの内部に摺動可能に収容され、前記導入ポートから導入される作動油の圧力によって、前記第１制御ポートを介して前記第１制御油室に対する前記導入ポート及び接続ポートの連通状態と、前記第２制御ポートを介して前記第２制御油室に対する前記接続ポート及びドレンポートの連通状態を切り替えるスプール弁と、前記バルブボディの内部に収容されて、前記導入ポートから導入される作動油の圧力によって前記スプール弁が付勢される方向とは逆方向へ前記スプール弁を付勢する付勢部材と、前記付勢部材が収容され、作動油が導かれない収容室と、を有する制御機構と、
を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、予め設定された油圧特性に対するポンプ吐出圧の制御精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る可変容量形オイルポンプのオイルポンプと油圧回路を示す概略図である。 本実施形態に供されるオイルポンプのカバー部材を外した状態を示す正面図である。 本実施形態のオイルポンプの縦断面図である。 本実施形態に供されるオイルポンプのポンプボディを示す正面図である。 本実施形態に供される電磁切換弁の縦断面図である。 本実施形態に供されるパイロット弁の縦断面図である。 同可変容量形オイルポンプの作動説明図である。 同可変容量形オイルポンプの作動説明図である。 同可変容量形オイルポンプの作動説明図である。 同実施形態に係る可変容量形オイルポンプにおける機関回転数とポンプ吐出圧との関係を示すグラフである。 本発明の第２実施形態のパイロット弁を示す縦断面図である。 第２実施形態の変更例を示すパイロット弁の縦断面図である。

以下、本発明に係る可変容量形オイルポンプの各実施形態を図面に基づいて詳述する。
〔第１実施形態〕
図１は本実施形態の可変容量形のオイルポンプと油圧回路を示し、可変容量形のオイルポンプ１０は、内燃機関のクランクシャフトから伝達された回転駆動力によって回転して、オイルパン０１に貯留された作動油であるオイルを、ストレーナ０２を介して吸入通路０３から吸入した後に、吐出通路０４から機関内部に形成されたメインオイルギャラリー０５に吐出するようになっている。

前記吐出通路０４から分岐したリリーフ通路０６には、ポンプ吐出圧が過上昇した際に、オイルをオイルパン０１内に戻すチェックボール型のリリーフ弁０７が設けられている。

また、前記吐出通路０４の前記リリーフ通路０６よりも下流側には、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、図外の金属製メッシュ部によりオイル内の異物を捕集する第１オイルフィルタ１が設けられている。

さらに、前記吐出通路０４の前記第１オイルフィルタ１を挟んだ所定の部位には、該第１オイルフィルタ１の上流側と下流側とをバイパスするバイパス通路０８が設けられている。このバイパス通路０８には、前記第１オイルフィルタ１が例えば目詰まりを起こしてオイルの通流が困難になった際に、開弁して前記バイパス通路０８の上流側と下流側とを連通させるチェックボール型のバイパス弁０９が設けられている。

前記メインオイルギャラリー０５は、前記機関の摺動部である例えばピストンに冷却オイルを噴射するオイルジェットや可変動弁装置（バルブタイミング制御装置）、クランクシャフトの軸受にオイルを供給するようになっている。すなわち、前記メインオイルギャラリー０５を通流するオイルは、前記機関の内部に有する構成部材を潤滑する潤滑油として用いられるのみならず、前記可変動弁装置の駆動源や前記オイルジェットが噴射する冷却用油としても用いられるようになっている。

また、前記メインオイルギャラリー０５の途中には、第１分岐通路３が分岐形成されている。この第１分岐通路３は、上流部に第２オイルフィルタ２が設けられていると共に、下流端部から第２，第３分岐通路４，５がさらに分岐形成されている。

前記第２オイルフィルタ２は、図５に示すように、前記第１分岐通路３の内周面に圧入固定されたほぼ円筒状の本体２ａと、該本体２ａの一端部に結合された有底円筒状の金属製のメッシュ部２ｂと、から構成され、オイル内に混入したコンタミが特に後述する電磁切換弁４０へ流入するのを抑制するようになっている。

また、前記第１，第２オイルフィルタ１，２は、それぞれメッシュ部が着脱自在なカートリッジ式となっており、目詰まり等が発生した場合に交換できるようになっている。なお、前記第１，第２オイルフィルタ１，２は、交換可能に取り付けられた濾紙によってオイルの濾過を行うものであってもよい。

前記第２分岐通路４は、図２に示すように、制御機構であるパイロット弁５０及び第１給排通路７ａを介して前記オイルポンプ１０の後述する第１制御油室３１に連通可能となっている。一方、前記第３分岐通路５は、電気的に切換制御される切換機構である電磁切換弁４０と、中間通路７０と、前記パイロット弁５０及び第２給排通路７ｂを介して前記オイルポンプ１０の後述する第２制御油室３２に連通可能となっている。

前記オイルポンプ１０は、内燃機関のシリンダブロック３５の前端部等に設けられ、図２〜図４に示すように、一端側が開口するように形成されて内部にポンプ収容室１３を有する断面コ字形状のポンプボディ１１及び該ポンプボディ１１の一端開口を閉塞するカバー部材１２からなるハウジングと、該ハウジングに回転自在に支持され、前記ポンプ収容室１３のほぼ中心部を貫通し、前記ポンプボディ１１と前記カバー部材１２に回転自在に支持されると共に、機関のクランクシャフトによって駆動される駆動軸１４と、前記ポンプ収容室１３内に回転自在に収容されて中心部が前記駆動軸１４に結合されたロータ１５と、該ロータ１５の外周部に放射状に切欠形成された複数のスリット１５ａ内にそれぞれ出没自在に収容された複数のベーン１６と、該各ベーン１６の外周側に前記ロータ１５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１５及び隣接する前記ベーン１６，１６と共に複数のポンプ室２０を隔成する可動部材であるカムリング１７と、前記ポンプボディ１１内に収容され、前記カムリング１７を前記ロータ１５に対する偏心量（以下、単に「偏心量」という）が増大する方向へ常時付勢する付勢機構であるカムスプリング１８と、前記ロータ１５の内周側の両端部に摺動自在に配置されると共に、該ロータ１５よりも小径に形成された一対のリング部材１９，１９と、を備えている。なお、前記駆動軸１４と前記ロータ１５及び前記各ベーン１６がポンプ構成体になっている。

前記ポンプボディ１１は、アルミ合金材によって一体に形成され、図３及び図４に示すように、ポンプ収容室１３の底面１３ａのほぼ中央位置に、駆動軸１４の一端部を回転自在に支持する軸受孔１１ａが貫通形成されている。また、ポンプボディ１１の内側面となるポンプ収容室１３の内周壁の所定位置には、図４に示すように、前記カムリング１７を揺動自在に支持する揺動支点であるピボットピン２４が挿入固定される支持孔１１ｂが切欠形成されている。なお、前記軸受孔１１ａの内周面には、オイルを保持して前記駆動軸１４の潤滑に供する保持溝１１ｅが形成されている。

さらに、ポンプ収容室１３の内周壁には、図２に示すように、前記軸受孔１１ａの中心と前記支持孔１１ｂの中心とを結ぶ直線（以下、「カムリング基準線」という。）Ｍを挟んで両側に、前記カムリング１７の外周部に配設される後述の２つのシール部材３０，３０がそれぞれ摺接する第１、第２シール摺接面１１ｃ，１１ｄが形成されている。これら各シール摺接面１１ｃ，１１ｄは、図４に示すように、支持孔１１ｂの中心からそれぞれ所定の半径Ｒ１，Ｒ２を隔てた円弧面状に形成されている。

また、前記ポンプ収容室１３の底面１３ａには、図２及び図４に示すように、軸受孔１１ａ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２０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部である吸入ポート２１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２０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部である吐出ポート２２が、それぞれ軸受孔１１ａを挟んでほぼ対向するように切欠形成されている。

前記吸入ポート２１のほぼ中央位置には、前記ポンプボディ１１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２１ａが形成されている。これにより、機関のオイルパン０１に貯留されたオイルが、前記吸入通路０３と吸入孔２１ａ及び吸入ポート２１を介して前記吸入領域の各ポンプ室２０に吸入されるようになっている。

なお、前記吸入孔２１ａは、前記カムリング１７の後述するスプリング収容室２８を含む吸入側外周域に臨むように配置形成されている。

一方、前記吐出ポート２２の図４中の上部位置には、前記ポンプボディ１１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２２ａが形成されている。これにより、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２０内のオイルが、前記吐出ポート２２と吐出孔２２ａ及び吐出通路０４を介して前記メインオイルギャラリー０５に供給され、機関内の各摺動部や可変動弁装置等に供給されるようになっている。

前記カバー部材１２は、図３に示すように、ほぼ板状を呈し、外側部におけるポンプボディ１１の軸受孔１１ａに対応する位置が円柱状に形成されると共に、この円柱状部位のほぼ軸心位置に、駆動軸１４の他端側を回転自在に支持する軸受孔１２ａが貫通形成されている。また、前記カバー部材１２は、複数のボルト２６によりポンプボディ１１の開口端面に取り付けられている。

前記駆動軸１４は、図外のクランクシャフトからプーリ等を介して伝達された回転力によって前記ロータ１５を図２中の時計方向へ回転するように構成されている。

前記ロータ１５は、図２に示すように、内部中心側から径方向外側へ放射状に複数の前記スリット１５ａが切欠形成されていると共に、該各スリット１５ａの内側基端部には、前記吐出ポート２２に吐出されたオイルを導入する断面ほぼ円形状の背圧室１５ｂがそれぞれ形成されている。

前記各ベーン１６は、前記ロータ１５の回転に伴う遠心力と前記背圧室１５ｂの背圧とによって外方へ押し出されるようになっている。そして、隣接するベーン１６，１６の対向する内側面と、前記ロータ１５の外周面と、前記カムリング１７の内周面と、前記ポンプボディ１１のポンプ収容室１３の底面１３ａ及びカバー部材１２の内側面によって、前記ポンプ室２０を液密的に画成するようになっている。

前記各リング部材１９は、図２及び図３に示すように、外周面が前記各ベーン１６の基端部内端面と摺接していると共に、遠心力によって該各ベーン１６を外方へ押圧するようになっている。これにより、機関回転数が低く、前記遠心力や前記背圧室１５ｂ内の背圧が小さい場合であっても、前記各ベーン１６の先端部外端面を前記カムリング１７内周面に当接させ、前記ポンプ室２０の液密性を確保できるようになっている。

前記カムリング１７は、焼結金属によって円環状に一体形成され、図２に示すように、外周部の所定位置に、前記ピボットピン２４に嵌合して偏心揺動支点を構成するほぼ円弧凹状のピボット部１７ａが軸方向に沿って突設されていると共に、該ピボット部１７ａに対し前記カムリング１７の中心を挟んで反対側の位置に、前記カムスプリング１８と連係するアーム部１７ｂが径方向に沿って突設されている。

前記ポンプボディ１１の前記支持孔１１ｂと反対側の位置には、連通部２７を介してポンプ収容室１３と連通するスプリング収容室２８が設けられており、このスプリング収容室２８内には、前記アーム部１７ｂの先端部と前記カムスプリング１８とが収容されている。

前記カムスプリング１８は、その一端部が前記アーム部１７ｂの先端部下面から突出したほぼ円弧状の支持突起１７ｃと弾接する一方、その他端部が前記スプリング収容室２８の底面と弾接しており、ばね力（付勢力）をもって前記カムリング１７を前記偏心量が増大する方向（図２中の時計方向）へ前記アーム部１７ｂを介して常時付勢するようになっている。これにより、前記カムリング１７は、図２に示す作動状態において、前記カムスプリング１８のばね力によって前記アーム部１７ｂの上面が前記スプリング収容室２８の上壁下面に形成されたストッパ面２８ａに押し付けられた状態となり、前記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。

また、前記カムリング１７の外周部には、前記第１、第２シール摺接面１１ｃ，１１ｄと対向する第１、第２シール面を有する横断面ほぼ三角形状の一対の第１、第２シール構成部１７ｄ，１７ｅがそれぞれ突出形成されている。この各シール構成部１７ｄ，１７ｅは、それぞれ前記各シール面に横断面ほぼ円弧凹状の第１、第２シール保持溝が前記カムリング１７の軸方向に沿って切欠形成されていると共に、該各シール保持溝の内部に、前記カムリング１７の偏心揺動時に各シール摺接面１１ｃ，１１ｄに摺接する一対のシール部材３０，３０がそれぞれ収容保持されている。

前記第１、第２シール面は、図４に示すように、それぞれ前記支持孔１１ｂの中心から前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄまでの半径Ｒ１，Ｒ２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、前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄにそれぞれ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。

前記各シール部材３０，３０は、図２に示すように、例えば低摩擦特性を有するフッ素系樹脂材により前記カムリング１７の軸方向に沿って矩形平板状に形成され、前記各シール保持溝の底部に配設されたゴム製の弾性部材の弾性力により前記各シール摺接面１１ｃ，１１ｄに押し付けられるようになっている。これにより、後述する各制御油室３１，３２の液密性が常時確保されるようになっている。

さらに、前記カムリング１７のピボット部１７ａ側、すなわちポンプ吐出側の外周域には、前記ピボット部１７ａを挟むように第１，第２制御油室３１，３２がそれぞれ配設されている。

これら各制御油室３１，３２は、前記ポンプボディ１１の内周面と、前記カムリング１７の外周面及び前記各シール部材３０，３０によって画成された断面ほぼ円弧状の内部空間を、前記ピボット部１７ａによって図２中の上下方向にさらに二分割することでそれぞれ画成されている。

前記各制御油室３１，３２のうち、図２中の上側の前記第１制御油室３１は、前記ポンプボディ１１の側部に貫通形成された第１連通孔２５ａを介して前記第１給排通路７ａに接続されており、前記メインオイルギャラリー０５内を流通するポンプ吐出圧が、第１，第２分岐通路３，４と、前記パイロット弁５０及び前記第１連通孔２５ａを介して適宜供給されるようになっている。

また、前記第１制御油室３１に面する前記カムリング１７の外周面には、前記第１制御油室３１内に供給された油圧を受ける第１受圧面３３が形成されている。これにより、前記第１制御油室３１内に油圧が供給されると、前記カムリング１７に対し、前記第１受圧面３３を介して前記カムスプリング１８の付勢力に抗する方向、すなわち、前記偏心量を減少させる方向への揺動力が付与されるようになっている。

一方、前記第２制御油室３２は、前記ポンプボディ１１の側部に前記第１連通孔２５ａと平行に貫通形成された第２連通孔２５ｂを介して前記第２給排通路７ｂに接続されており、前記メインオイルギャラリー０５内を流動するポンプ吐出圧が、第１，第３分岐通路３，５と、前記電磁切換弁４０と、前記中間通路７０と、前記パイロット弁５０及び前記第１連通孔２５ａを介して適宜供給されるようになっている。

また、この第２制御油室３２に面するカムリング１７の外周面には第２受圧面３４が形成されている。これにより、前記第２制御油室３２内に油圧が供給されると、前記第２受圧面３４を介して前記カムスプリング１８の付勢力をアシストする方向、すなわち、前記偏心量を増大させる方向への揺動力が付与されるようになっている。

ここで、図２に示すように、前記第１受圧面３３の受圧面積は、前記第２受圧面３４の受圧面積よりも大きく設定されており、前記第１制御油室３１の内圧に基づく付勢力と、前記第２制御油室３２の内圧及び前記カムスプリング１８のばね力に基づく付勢力とが所定の力関係をもってバランスするようになっている。

また、前記第２制御油室３２に油圧を供給する前記第３分岐通路５と中間通路７０との間には、前述したように電磁切換弁４０が介設されている。

前記電磁切換弁４０は、図１、図２及び図５に示すように、２ポート３位置弁であって、内燃機関を制御する図外のコントロールユニットから機関の運転状態に応じて発信されるオン、オフ信号に基づき、前記第３分岐通路５と中間通路７０とを連通させるか、あるいは前記中間通路７０とドレン通路６とを連通させるようになっている。

すなわち、この電磁切換弁４０は、図５に示すように、前記シリンダブロック３５の外部から前記第３分岐通路５と中間通路７０との接続部位に亘って穿設されたバルブ収容孔３５ａに圧入固定され、内部軸方向に沿って作動孔４１ａが貫通形成されたバルブボディ４１と、前記作動孔４１ａの前記バルブボディ４１先端部（前記シリンダブロック３５内部側の一端部）側に嵌合固定され、中央に前記第３分岐通路５の下流端と連通するソレノイド開口ポート４２ａが形成されたバルブシート４２と、該バルブシート４２の内側に離着座自在に設けられて、前記ソレノイド開口ポート４２ａを開閉する金属製のボール弁体４３と、前記バルブボディ４１の基端部（他端部）に結合されたソレノイドユニット４４と、から主として構成されている。

前記バルブボディ４１は、周壁の先端側となる前記ボール弁体４３の側部位置に、前記中間通路７０に連通される連通ポート４５が径方向に貫通形成されている一方、周壁の基端部側に、前記ドレン通路６に連通されるドレンポート４６が径方向に貫通形成されている。

前記ソレノイドユニット４４は、内部に図外の電磁コイルや固定プランジャ及び可動プランジャ等が収容配置され、前記電磁コイルへ前記コントロールユニットから信号が発せられると、これに応じて前記可動プランジャを軸方向に進退動させるようになっている。

また、前記ソレノイドユニット４４の内部には、前記可動プランジャを常時後退方向へ付勢するための図外のリターンスプリングが設けられている。

さらに、前記可動プランジャの先端部には、前記作動孔４１ａ内に収容された円柱棒状のプッシュロッド４７の一端部が結合されており、このプッシュロッド４７を介して前記ボール弁体４３を前記バルブシート４２方向へ押圧できるようになっている。

また、前記プッシュロッド４７の外周面と前記作動孔４１ａの中央部内周面との間には、前記連通ポート４５と前記ドレンポート４６とを適宜連通させる円筒状の通路４８が形成されている。

前記コントロールユニットは、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ユニット４４の電磁コイルへオン信号（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が出力されるようになっている。

かかる構成から、例えば機関回転数が所定以下の場合には、前記ソレノイドユニット４４の電磁コイルに対して機関のコントロールユニットからオン信号（通電）が出力されると、前記可動プランジャが前記リターンスプリングのばね力に抗して進出移動して、図５の実線で示すように、前記プッシュロッド４７を介して前記ボール弁体４３を前記バルブシート４２方向へ押圧する。そうすると、前記ボール弁体４３が前記ソレノイド開口ポート４２ａを閉塞すると共に、前記連通ポート４５と通路４８及びドレンポート４６を連通させることから、前記第２制御油室３２内の油圧を、前記パイロット弁５０と中間通路７０から前記連通ポート４５，通路４８及びドレンポート４６を通ってオイルパン０１へ排出可能な状態となる。

一方、例えば機関回転数が所定より高い場合には、前記ソレノイドユニット４４の電磁コイルに対して機関のコントロールユニットからオフ信号(非通電)が出力されると、前記可動プランジャが前記リターンスプリングのばね力によって後退移動することで、前記プッシュロッド４７による前記ボール弁体４３の押圧が解除される。そうすると、前記第３分岐通路５からのポンプ吐出圧が前記ボール弁体４３に作用して、図５の一点鎖線で示すように、該ボール弁体４３を前記ソレノイドユニット４４方向へ付勢するようになる。これにより、前記通路４８の一端を閉塞して該通路４８とドレンポート４６との連通を遮断すると共に、前記ソレノイド開口ポート４２ａが開口され、前記第３分岐通路５と中間通路７０とが連通されることから、前記メインオイルギャラリー０５を流動するポンプ吐出圧を前記第２制御油室３２に供給可能な状態となる。

したがって、前記オイルポンプ１０は、機関の運転状態等に基づく前記電磁切換弁４０の切換作動に伴い、前記第２制御油室３２内の油圧の給排を選択するようになっている。そして、これに伴いポンプ吐出圧を、前記メインオイルギャラリー０５から供給される前記第１制御油室３１内の油圧と前記カムスプリング１８の付勢力とに基づき、前記カムリング１７の偏心量を制御することによって所定の低圧Ｐ１に制御する状態と、これに前記第２制御油室３２内の油圧を加えて前記カムリング１７の偏心量を制御することによって所定の高圧Ｐ２に制御する状態の２種類の吐出圧特性を得るようになっている。

前記カムスプリング１８のセット荷重は、この２種類の吐出圧特性に基づいて設定されるようになっている。

すなわち、前記カムスプリング１８は、前記第１，第２制御油室３１，３２のうち第１制御油室３１のみに油圧が供給されている場合に、その油圧が所定の低圧Ｐ１よりも低い作動開始圧Ｐ１’以上になると作動し始めるようにセット荷重が設定されている。

また、前記第１，第２制御油室３１，３２に同様の油圧が供給されている場合には、前記両受圧面３３，３４の面積差に伴う付勢力の差に基づき、前記カムスプリング１８に抗する方向への力が生じることとなるが、この場合において、前記カムスプリング１８は、前記両者３１，３２に供給される油圧が所定の高圧Ｐ２よりも高い作動開始圧Ｐ２’以上になると作動し始めるようにセット荷重が設定されている。

なお、前記カムスプリング１８が作動を始める際の油圧は、機関回転数の高い場合や作動油中に気泡が含まれている場合等において変動する可能性があるものの、前記作動開始圧Ｐ２’は、機関の運転条件のいかなる場合においても前記所望の高圧Ｐ２以上となるように設定されている。

そして、前記オイルポンプ１０には、前記パイロット弁５０が設けられている。

前記パイロット弁５０は、図２及び図６に示すように、前記ポンプボディ１１の外側壁に一体に設けられた円筒状のバルブボディ５１と、該バルブボディ５１の内部に形成された摺動用孔５２内に摺動自在に収容されたスプール弁５３と、前記バルブボディ５１の軸方向他端側に形成された制御ばね収容室５４内に収容配置され、前記スプール弁５３を図中の上方向へ付勢する付勢部材である制御ばね５５と、該制御ばね５５のばね荷重が与えられた状態で前記バルブボディ５１の他端部開口に圧入固定された椀状の圧入プラグ５６と、を備えている。なお、前記摺動用孔５２や前記スプール弁５３（後述する第１，第２ランド部６３，６４）は、前記制御ばね５５の外径を基準として、該外径よりも僅かに大きくなるようにそれぞれ径が設定されている。

前記バルブボディ５１は、前記摺動用孔５２の図６中の上方に位置する上端開口に、前記摺動用孔５２より小径な導入ポート５７が形成されている。この導入ポート５７は、前記第１，第２分岐通路３，４及び第２オイルフィルタ２を介して前記メインオイルギャラリー０５と連通している。

また、前記バルブボディ５１の摺動用孔５２の前記導入ポート５７側の端縁には、前記スプール弁５３が前記制御ばね５５のばね力によって上方へ付勢されて着座する着座面として段差テーパ面５１ａが形成されている。

さらに、前記バルブボディ５１の前記摺動用孔５２が臨む周壁には、前記第１給排通路７ａを介して第１制御油室３１に連通する第１制御ポートである第１給排ポート５８と、前記第２給排通路７ｂを介して第２制御油室３２に連通する第２制御ポートである第２給排ポート５９が径方向に沿って貫通形成されていると共に、該第２給排ポート５９よりも下側の位置に、ポンプ外の大気圧に連通するドレンポート６０が径方向に沿って貫通形成されている。

また、前記周壁の第１給排ポート５８と第２給排ポート５９との間でかつ、該両ポート５８，５９と反対側の位置には、前記中間通路７０の一端に接続された接続ポート６１が径方向に沿って貫通形成されていると共に、該接続ポート６１とほぼ同じ円周方向位置でかつ、前記ドレンポート６０よりも下側の位置には、大気圧に連通して前記スプール弁５３の良好な摺動性を確保する背圧逃し用の背圧ポート６２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６０及び背圧ポート６２は、ポンプ外の大気圧ではなく前記吸入ポート２１に連通させることも可能である。

前記スプール弁５３は、中実に一体形成されており、軸方向両端側にそれぞれ設けられた比較大径な円柱状の第１，第２ランド部６３，６４と、該両ランド部６３，６４の間を接続する比較小径な円柱状の小径部６５と、を備えている。

前記第１，第２ランド部６３，６４は、それぞれ同じ外径に形成されており、前記摺動用孔５２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。

また、前記第１，第２ランド部６３，６４は、前記オイルポンプ１０の後述する第１〜第４の作動状態において、前記各ポート５８〜６１間の連通あるいは遮断の条件を満足するように、両者６３，６４間の距離が設定されている。

すなわち、前記第１ランド部６３と第２ランド部６４の対向する側面６３ａ，６４ａ間の距離Ｌ１は、図６に示すように、前記第１給排ポート５８の図中の下端縁５８ａと第２給排ポート５９の図中の上端縁５９ａとの間の間隔Ｌ２よりも大きくかつ、接続ポート６１の図中の下端縁６１ａと前記ドレンポート６０の図中の上端縁６０ａとの間の間隔Ｌ３とほぼ等しくなるように設定されている。

前記第１ランド部６３は、その軸方向幅が前記第１給排ポート５８の孔径とほぼ同じ長さとなるように設定されている。

さらに、前記第１ランド部６３の前記導入ポート５７側の端面には、前記第１ランド部６３よりも僅かに小径な円柱状の受圧部６６が突出形成されている。この受圧部６６の先端には、前記導入ポート５７から摺動用孔５２内に導入されたポンプ吐出圧を受ける平坦面状の受圧面６６ａが形成されている。

また、前記第２ランド部６４の前記圧入プラグ５６側の端面には、前記第２ランド部６４よりも小径な円柱状の凸部である保持突起部６７が突設されている。

前記小径部６５は、図２及び図６に示すように、前記摺動用孔５２との間の外周に形成された円環状の環状溝６８を介してオイルを通流させるようになっている。

前記制御ばね収容室５４は、前記摺動用孔５２の内周面と、前記スプール弁５３の第２ランド部６４の前記圧入プラグ５６側の端面及び前記圧入プラグ５６の内端面によって円筒状に画成されている。

前記制御ばね５５は、そのばね力が前記カムスプリング１８のばね力よりも小さくなるように設定されている。

また、前記制御ばね５５は、一端部が前記第２ランド部６４の前記圧入プラグ５６側の端面に弾接する一方、他端部が前記圧入プラグ５６の内端面に弾接しており、このばね力によって前記スプール弁５３を前記導入ポート５７側へ常時付勢するようになっている。

さらに、前記制御ばね５５は、一端部が前記保持突起部６７の外周面によって保持されていると共に、外周部のほぼ全体が前記制御ばね収容室５４の内周面によって保持されている。

そして、前記スプール弁５３は、前記受圧面６６ａに前記導入ポート５７から受けるポンプ吐出圧と前記制御ばね５５のばね力との相対圧によって下降移動または上昇移動して、前記各ポート５７〜６１を適宜開閉（連通）するようになっている。この前記スプール弁５３の作動による各ポート５７〜６１の開閉作用は、以下の本実施形態の作用の項で具体的に説明する。
〔本実施形態の作用〕
以下、本実施形態に係る可変容量形オイルポンプの作動を、図２，図７〜図１０に基づいて説明する。

まず、機関が始動時から低回転の運転状態である場合には、前記オイルポンプ１０は、図２に示す第１の作動状態となる。

この第１の作動状態において、前記電磁切換弁４０は、内部の前記電磁コイルがコントロールユニットからのオン信号を受けて通電状態となり、前記可動プランジャとプッシュロッド４７を介して前記ボール弁体４３を前記バルブシート４２方向へ押し上げることで、該バルブシート４２のソレノイド開口ポート４２ａを閉止する一方、前記連通ポート４５とドレンポート４６を連通させる。

また、前記パイロット弁５０は、機関の回転数及び油圧が低く、前記受圧面６６ａに作用するポンプ吐出圧（パイロット圧）も小さいことから、前記スプール弁５３が前記圧入プラグ５６方向へ移動することなく、前記受圧部６６先端縁が前記段差テーパ面５１ａに着座した状態が維持される。

これにより、前記パイロット弁５０は、前記小径部６５外周の環状溝６８を介して前記第１，第２給排ポート５８，５９と前記接続ポート６１とを連通させた状態となる。

したがって、前記第１の作動状態においては、前記第１制御油室３１と第２制御油室３２が共に前記ドレンポート４６と連通することから、該両者３１，３２に油圧が導入されることなく、前記カムリング１７の偏心量制御が行われる。

すなわち、前記カムリング１７が、前記第１，第２制御油室３１，３２内の油圧に依らず、前記カムスプリング１８のばね力のみによって図２中の時計方向、つまり前記アーム部１７ｂが前記ストッパ面２８ａに当接した最大偏心状態に維持されることとなる。

この結果、前記第１の作動状態において、前記オイルポンプ１０のポンプ吐出圧は、図１０の回転領域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。

その後、機関の回転数が前記回転領域ａを超え、これに伴い前記メインオイルギャラリー０５内のポンプ吐出圧が図１０に示す低圧Ｐ１に達すると、前記オイルポンプ１０は、図７に示す第２の作動状態に移行する。

この第２の作動状態においても、前記電磁切換弁４０は前記第１の作動状態と同様に、通電状態が維持されている。

前記パイロット弁５０は、前記第１の作動状態と同様に、前記環状溝６８を介して前記第２給排ポート５９と接続ポート６１とを連通させることで、前記第２制御油室３２が前記ドレンポート４６に連通した状態になる。

また、前記パイロット弁５０は、前記スプール弁５３の前記受圧面６６ａに前記低圧Ｐ１よりも高いポンプ吐出圧を受けると、前記制御ばね５５のばね力に抗しつつ後退移動することにより、前記第１ランド部６３によって開口面積が絞られたオリフィス状態で、前記導入ポート５７と第１給排ポート５８とを連通させる。

このとき、前記第１制御油室３１内に供給される油圧は、このオリフィス部を通過することでポンプ吐出圧よりも減圧されたＰ１’となるが、前記カムスプリング１８のセット荷重もまた、前記第１，第２制御油室３１，３２のうち第１制御油室のみに油圧が供給されている場合において作動開始圧Ｐ１’で作動するように設定されていることから、前記オリフィス部による減圧の影響を受けることなくポンプ吐出圧の制御を行うことができる。

これにより、前記第１制御油室３１は、ポンプ吐出圧の高さに応じて拡大する前記オリフィス部を介して内部に減圧された油圧が供給され、この油圧に基づいて前記カムリング１７を前記カムスプリング１８のばね力に抗しつつ、前記偏心量が小さくなる方向へ付勢することによってポンプ吐出量を減少させ、ポンプ吐出圧を低下させる。

一方、前記パイロット弁５０は、前記受圧面６６ａが受けるポンプ吐出圧が前記低圧Ｐ１より低くなった場合には、前記スプール弁５３が前記制御ばね５５のばね力で前記導入ポート５７方向に移動して、前記第１の作動状態と同様に、前記第１ランド部６３により前記導入ポート５７と第１給排ポート５８を遮断すると共に、前記第１給排ポート５８と前記ドレンポート４６とを連通させる。

これにより、前記第１制御油室３１内の油圧が減圧され、これに伴い前記カムリング１７の前記偏心量が増大することから、ポンプ吐出量が増大すると共に、ポンプ吐出圧が上昇する。

したがって、前記第２の作動状態にあっては、前記パイロット弁５０が、前記オイルポンプ１０のポンプ吐出圧が大きくなるにしたがって前記第１制御油室３１にオイルを導入させて加圧調整することでポンプ吐出圧を低下させる一方、ポンプ吐出圧が低くなると前記第１制御油室３１からオイルを導出させて減圧調整することでポンプ吐出圧を向上させ、前記低圧Ｐ１に調圧するようになっている。

なお、本実施形態では、前記第１給排ポート５８の孔径と該第１給排ポート５８を閉塞する前記第１ランド部６３の軸方向巾をほぼ同じ長さとしたことから、前記第１制御油室３１に対するオイルの給排を、前記スプール弁５３の微小な移動のみで切換制御できる。このため、前記制御ばね５５のばね定数の影響が吐出圧制御に及びにくいことから、ポンプ吐出圧を精度良く前記低圧Ｐ１に制御することが可能となる。

この結果、前記第２の作動状態において、前記オイルポンプ１０のポンプ吐出圧は、図１０の回転領域ｂに示すように、機関回転数の上昇に関わることなくほぼ前記低圧Ｐ１に維持されることとなる。

次に、機関回転数がさらに上昇して負荷や油圧が高くなり、ピストンにオイルを噴射するオイルジェットの作動が必要な高負荷運転状態になると、前記オイルポンプ１０は、図８に示す第３の作動状態となる。

この第３の作動状態において、前記電磁切換弁４０は、内部の前記電磁コイルがコントロールユニットからのオフ信号を受けて非通電状態となり、これに伴い前記ボール弁体４３の前記バルブシート４２方向への付勢が解除されることから、前記ソレノイド開口ポート４２ａが開口する。そして、前記ソレノイド開口ポート４２ａが開口すると、該ソレノイド開口ポート４２ａを介して供給されたポンプ吐出圧によって前記ボール弁体４３が前記ソレノイドユニット４４方向へ付勢されることから、前記通路４８の一端が閉塞されて前記連通ポート４５とドレンポート４６との連通が遮断される。

前記パイロット弁５０は、前記第２の作動状態と同様に、前記導入ポート５７と第１給排ポート５８とを連通させていると共に、前記第２給排ポート５９と接続ポート６１とを連通させている。また、前記第２ランド部６４によって前記第２給排ポート５９とドレンポート６０とを遮断している。

したがって、前記第３の作動状態では、前記第１制御油室３１と第２制御油室３２の両方に油圧が導入されることから、前記カムリング１７は、前記カムスプリング１８のばね力と前記第２制御油室３２の油圧によって図８中の時計方向へ再度移動して、再び最大偏心の状態に戻される。

この結果、前記第３の作動状態において、前記オイルポンプ１０のポンプ吐出圧は、図１０の回転領域ｃに示すように、再び機関回転数の上昇にほぼ比例して上昇することとなる。

その後、機関の回転数が前記回転領域ｃを超え、これに伴い前記メインオイルギャラリー０５の吐出圧が図１０に示す高圧Ｐ２に達すると、前記オイルポンプ１０は、図９に示す第４の作動状態に移行する。

この第４の作動状態においても、前記電磁切換弁４０は前記第３の作動状態と同様に、非通電状態が維持されている。

前記パイロット弁５０は、前記第３の作動状態と同様に、前記導入ポート５７と第１給排ポート５８とを連通させている。

また、前記パイロット弁５０は、前記受圧面６６ａに前記高圧Ｐ２よりも高いポンプ吐出圧を受けると、前記制御ばね５５のばね力に抗しつつ後退移動することにより、前記第２給排ポート５９とドレンポート６０とを連通させる。

このとき、前記第１制御油室３１にはポンプ吐出圧と同等の油圧が供給されている一方、前記第２制御油室３２からは前記第３の作動状態に導入された油圧が前記ドレンポート６０を介して徐々に排出されている状態となる。

このため、前記カムスプリング１８に抗する方向への力は、前記両受圧面３３，３４の面積差に伴う付勢力の差のみならず、前記第１，第２制御油室３１，３２内の油圧差の影響も受けることから、結果としてその両者３１，３２にポンプ吐出圧よりも加圧されたＰ２’が供給されているのと同様の状態となる。

これに対して、前記カムスプリング１８のセット荷重は、前記第１，第２制御油室３１，３２の両方に油圧が供給されている場合において作動開始圧Ｐ２’で作動するように設定されていることから、前記第２制御油室３２の排出による減圧の影響を受けることなくポンプ吐出圧の制御を行うことができる。

これにより、前記第２制御油室３２は、ポンプ吐出圧の高さに応じて適宜減圧がなされ、これに基づき、前記カムリング１７を前記偏心量の小さくなる方向へ移動させることでポンプ吐出量を減少させ、ポンプ吐出圧を低下させる。

一方、前記パイロット弁５０は、前記受圧面６６ａが受けるポンプ吐出圧が前記高圧Ｐ２よりも低くなった場合には、前記スプール弁５３が前記制御ばね５５のばね力で前記導入ポート５７方向に移動して、前記第３の作動状態と同様に、前記第２ランド部６４により前記第２給排ポート５９とドレンポート６０を遮断する。

これにより、前記第２制御油室３２内の油圧が加圧され、これに伴い前記カムリング１７の偏心量が増大することから、ポンプ吐出量が増大すると共に、ポンプ吐出圧の上昇が図られる。

したがって、前記第４の作動状態にあっては、前記パイロット弁５０が、前記オイルポンプ１０のポンプ吐出圧が大きくなるにしたがって前記第２制御油室３２内のオイルを導出させて減圧調整することでポンプ吐出圧を低下させる一方、ポンプ吐出圧が低くなると前記第２制御油室３２にオイルを導入させて加圧調整することでポンプ吐出圧を向上させ、前記高圧Ｐ２に調圧するようになっている。

なお、本実施形態では、前記第１，第２ランド部６３，６４の軸方向から対向する側面６３ａ，６４ａ間の距離Ｌ１を、前記ドレンポート６０と接続ポート６１の間隔Ｌ３とほぼ等しくなるように設定したことから、前記第２制御油室３２に対するオイルの給排を、前記スプール弁５３の微小な移動のみで切換制御できる。このため、前記制御ばね５５のばね定数の影響が吐出圧制御に及びにくいことから、ポンプ吐出圧を精度良く前記高圧Ｐ２に制御することが可能となる。

この結果、前記第４の作動状態において、前記オイルポンプ１０のポンプ吐出圧は、図１０の回転領域ｄに示すように、機関回転数の上昇に関わることなくほぼ前記高圧Ｐ２に維持されることとなる。

このように、本実施形態では、前記電磁切換弁４０を介して前記パイロット弁５０の作動を制御することによって、ポンプ吐出圧を前記低圧Ｐ１と高圧Ｐ２の２段階特性に制御することができる。

そして、本実施形態では、前記パイロット弁５０を、前述した第１〜第４の作動状態の全てにおいてオイルが前記制御ばね収容室５４内を通流しないように構成した。

すなわち、前記カムリング１７の偏心量制御に基づいて前記第１，第２制御油室３１，３２からオイルが排出された場合、そのオイルを前記スプール弁５３の中央位置に形成された前記環状溝６８を介して前記オイルポンプ１０の外部へ排出するようにした。

このため、従来技術のように、前記第１，第２制御油室３１，３２から排出されたオイルの油圧が前記制御ばね収容室５４に流入して、該制御ばね収容室５４内に背圧が生じ、この背圧によって前記受圧面６６ａにかかるポンプ吐出圧（パイロット圧）と前記制御ばね５５のばね力とによる前記スプール弁５３の位置制御が不安定となるといった問題を回避することができる。

したがって、本実施形態によれば、前記スプール弁５３の位置制御の安定性を向上させることで、設定された油圧特性に対するポンプ吐出圧の制御精度を向上させることができる。なお、この効果は、第２制御油室３２から比較的高圧なオイルが排出される前記第４の作動状態において特に有効となる。

ところで、前記パイロット弁５０に適用されるスプール弁としては、前記従来の可変容量形オイルポンプのような一端部に受圧壁を有する有蓋円筒状のものが一般によく用いられる。

しかしながら、このような有蓋円筒状のスプール弁は、その周壁にオイルを通流させる通路を形成する必要があることから形状が複雑となる。

また、前記有蓋円筒状のスプール弁は、内部に前記制御ばね５５の一端側を収容配置する関係上、該制御ばね５５の外径よりも大きなバルブ径に形成しなければならず、これに伴い、前記摺動用孔５２の孔径もこのバルブ径に合わせて大径化することから、前記パイロット弁５０の大型化を招来してしまう。

さらに、前記摺動用孔５２の孔径に対して前記制御ばね５５の外径が必然的に小さくなることから、該制御ばね５５の他端側が宙に浮いた不安定な状態となる。このため、前記摺動用孔５２を封止するプラグとして、内部に前記制御ばね５５の他端部を保持する溝部を有するねじプラグ等を用いて前記制御ばね５５の他端部を保持しなければならず、これによっても前記パイロット弁５０の大型化を招来してしまうおそれがあった。

これに対して、本実施形態では前記スプール弁５３を中実に形成し、前記小径部６５外周の環状溝６８を介してオイルの通流を行っていることから形状が比較的簡素なものとなる。

また、前記制御ばね５５を、前記第２ランド部６４の前記圧入プラグ５６側の端面によって弾持するようにしたことから、前記スプール弁５３のバルブ径（前記各ランド部６３，６４の外径）を制御ばね５５の外径とほぼ同径に設定することが可能となり、これに伴い、前記摺動用孔５２の孔径も前記制御ばね５５の外径とほぼ同径とすることができる。この結果、前記パイロット弁５０の小型化を図ることができると共に、前記制御ばね５５が前記摺動用孔５２の内周面によってガイドされることから、前記受圧面６６ａに作用するポンプ吐出圧（パイロット圧）に対して正確にばね力を発揮することができる。

さらに、前記制御ばね５５は、前記制御ばね収容室５４の内周面（前記バルブボディ５１の内周壁）によって保持されていることから、前述したようなねじプラグ等を用いることなく、簡素な形状の前記圧入プラグ５６を圧入することのみで、前記摺動用孔５２の封止及び前記制御ばね５５の他端部を支持することができる。

また、本実施形態では、前記第２ランド部６４の前記圧入プラグ５６側の端面に、前記保持突起部６７を突出形成したことから、前記制御ばね５５の一端部が、前記バルブボディ５１の内周壁と前記保持突起部６７の外周面との間に挟持されるため、前記制御ばね５５の保持性がより向上される。

さらに、本実施形態では、前記電磁切換弁４０を、前記第２制御油室３２からオイルを排出可能な状態にあるとき、つまり前記第１，第２の作動状態の場合に通電状態となる一方、前記第２制御油室３２にオイルを導入可能な状態にあるとき、つまり前記第３，第４の作動状態の場合に非通電状態となるように構成した。

これにより、例えば前記電磁切換弁４０の電磁コイルや図外のハーネスが断線してしまった場合に、低圧特性を喪失しても高圧特性が残ることから、比較安全に運転を継続することができる。
〔第２実施形態〕
図１１は本発明の第２実施形態を示し、基本構成は前記第１実施形態と同様であるが、前記パイロット弁５０の制御ばね５５の保持構造が変更されている。

この実施形態におけるスプール弁５３の第２ランド部６４は、その軸方向の巾長さが第１実施形態のものよりも長尺に形成されている。また、前記第２ランド部６４は、前記制御ばね５５側の端面から前記保持突起部６７が廃止されている一方、該端面のほぼ中央位置に円柱状の凹部である保持溝部７１が凹設されている。この保持溝部７１は、前記第２ランド部６４の外径よりも小径でかつ、前記制御ばね５５の外径よりも僅かに大径に形成されており、溝底が前記制御ばね５５の一端部と弾接していると共に、その周壁によって前記制御ばね５５の一端部を保持するようになっている。

また、前記バルブボディ５１の前記制御ばね５５の他端部側には、前記圧入プラグ５６が廃止されて、有蓋円筒状の筒状部材であるねじプラグ７２が螺着固定されている。このねじプラグ７２は、蓋部７２ａの内壁が前記制御ばね５５の他端部と弾接していると共に、円筒部７２ｂの内周壁によって前記制御ばね５５の他端部を保持するようになっている。

したがって、この実施形態によっても、第１実施形態と同様に、前記第１，第２制御油室３１，３２から排出されたオイルが前記制御ばね収容室５４内を通流しないことから、前記スプール弁５３の位置制御の安定性を向上させ、設定された油圧特性に対するポンプ吐出圧の制御精度を向上させることが可能となる。

また、前記制御ばね５５の軸方向両端部を、前記第２ランド部６４の保持溝部７１と前記ねじプラグ７２の内壁とによって安定した状態に保持できることから、前記受圧面６６ａに作用するポンプ吐出圧（パイロット圧）に対して正確にばね力を発揮することができる。

なお、図１２は、前記第２実施形態の変形例であって、前記スプール弁５３の小径部６５を第２実施形態と比べて大径となるように形成すると共に、前記保持溝部７１を前記第２ランド部６４の制御ばね５５側の端面から前記小径部６５の内部に亘って凹設したものである。したがって、この場合においても、第２実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成を変更することも可能である。

例えば、本実施形態では、前記スプール弁５３の第１ランド部６３と第２ランド部６４による前記各ポートの切り換え時期を同時としているが、両方同時に連通したり、両方同時に遮断したりする状態があってもよい。

また、第１，第２ランド部６３，６４の軸方向両端縁に面取りやＲ形状を施すことで、開口面積の特性を変更してもよく、これらは搭載されるエンジンの特性に合わせて調整される。

また、本実施形態では、前記電磁切換弁４０の故障時におけるフェイルセーフ性を考慮して、前記第３，第４の作動状態（機関高回転時）の場合に非通電状態となるようにしたが、省電力化等を考慮して通電、非通電を逆に設定することも可能である。

さらに、前記電磁切換弁４０の通電、非通電のタイミングは、種々の構成に応じて適宜変更することが可能であり、例えば非通電状態への切り換えを前記各実施形態よりもさらに機関高回転となった時点で行うことにより、前記オイルポンプ１０を前記第２の作動状態から前記第４の作動状態へ直接切り換えることもできる。

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、内燃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、吸入部から吸入した作動油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変更させる可動部材と、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、作動油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減少させる方向への力を前記可動部材に作用させる第１制御油室と、作動油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第２制御油室と、前記第２制御油室から作動油を排出する状態と、前記第２制御油室に作動油を導入する状態と、を切換可能に形成された切換機構と、該切換機構が前記第２制御油室から作動油を排出する状態にある場合に、前記第１制御油室内の作動油を排出する状態と、前記第１制御油室に前記吐出部からの吐出圧よりも減圧された作動油を導入する状態をとると共に、前記吐出圧が大きくなるにしたがって前記第１制御油室内に作動油を導入させて、該第１制御油室内を加圧調整し、かつ前記切換機構が前記第２制御油室に作動油を導入する状態にある場合に、前記第２制御油室に前記吐出部からの吐出圧よりも減圧された作動油を導入する状態と、前記切換機構を介する前記第２制御油室への作動油の導入を遮断し、前記第２制御油室内の作動油を排出する状態をとると共に、前記吐出圧が大きくなるにしたがって前記第２制御油室内の作動油を排出させて、該第２制御油室内を減圧調整する制御機構と、を備え、前記制御機構は、作動油による油圧と付勢部材による付勢力によって制御されると共に、該付勢部材が配置される部位には、作動油が導かれない構成となっている。

前記可変容量形オイルポンプの好ましい態様において、前記制御機構は、前記吐出部から吐出された作動油の油圧を導入する導入ポートと、前記第１制御油室に連通する第１制御ポートと、前記第２制御油室と連通する第２制御ポートと、前記切換機構と接続される接続ポート及び低圧部に連通するドレンポートと、を有するバルブボディと、該バルブボディの軸方向一端側に摺動自在に収容され、軸方向の摺動位置に応じて前記第１制御油室に対する前記導入ポート及び接続ポートの連通状態と、前記第２制御油室に対する前記接続ポート及びドレンポートの連通状態を切り替えるスプール弁と、前記バルブボディの軸方向他端側に収容配置され、前記付勢機構より小さな付勢力によって前記スプール弁を軸方向一端側へ付勢する前記付勢部材である制御ばねと、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、前記スプール弁は、軸方向両端部に前記バルブボディと摺動する大径なランド部をそれぞれ有すると共に、該各ランド部の間に小径部が形成され、該小径部の外周を介して、前記第１制御油室に対して前記接続ポートを適宜連通させると共に、前記第２制御油室に対して前記接続ポート及びドレンポートを適宜連通させるように形成されている。

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、前記導入ポートは、前記バルブボディの軸方向一端部に設けられ、前記スプール弁は、前記導入ポート側の軸方向端部に、作動油の油圧が作用する受圧面が形成されている。

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、前記第１、第２制御ポート及びドレンポートは、前記バルブボディの周壁にそれぞれ貫通形成されている。

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、前記スプール弁は中実に形成されている。

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、前記ランド部の前記制御ばね側の端面には、前記ランド部よりも小径な円柱状の凸部が突出形成され、該凸部によって前記制御ばねの一端側が保持されている。

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、前記制御ばねは、前記バルブボディの内周壁に支持されている。

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、前記ランド部の前記制御ばね側の端面には、前記ランド部よりも小径な円柱状の凹部が前記導入ポート側へ向かって凹設され、該凹部によって前記制御ばねの一端側が保持されている。

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、前記バルブボディの前記制御ばね側端部には、有蓋円筒状の筒状部材が配置され、前記制御ばねの他端側は、前記筒状部材の内壁面に保持されている。

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、前記第１、第２制御油室から作動油が同時に排出される状態の場合、該作動油は、前記小径部の外周を介した後に、前記切換機構を経由して排出される。

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、前記切換機構は、電気的に切り換え制御される電磁制御弁である。

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、前記電磁制御弁は、前記第２制御室に作動油を導いている時には非通電状態をとり、前記第２制御油室から作動油を排出している時には通電状態をとる。

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、前記電磁制御弁は、前記第２制御油室に対する作動油の給排の切り換えをボール弁によって行う。

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、前記吐出部から吐出された作動油は、前記内燃機関の内部に有する構成部材を潤滑する潤滑油として用いられる。

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、前記吐出部から吐出された作動油は、可変動弁装置の駆動源及び前記内燃機関のピストンに作動油を供給するオイルジェットに用いられる。

また、可変容量形オイルポンプは、別の観点から、内燃機関によって回転駆動されるロータと、該ロータの外周に出没自在に設けられた複数のベーンと、内周側に前記ロータ及び前記ベーンを収容しつつ複数のポンプ室を隔成すると共に、移動することによって前記ロータの軸心に対する偏心量が変化して前記複数のポンプ室の容積変化量を変化させるカムリングと、前記複数のポンプ室のうち前記ロータの回転に伴い容積が増大する吸入領域に開口する吸入部と、前記複数のポンプ室のうち前記ロータの回転に伴い容積が減少する吐出領域に開口する吐出部と、セット荷重が付与された状態で設けられ、前記偏心量が大きくなる方向へ前記カムリングを付勢する付勢機構と、作動油が供給されることによって、前記偏心量が小さくなる方向の力を前記カムリングに作用させる第１制御油室と、作動油が供給されることによって、前記偏心量が大きくなる方向の力を前記カムリングに作用させる第２制御油室と、前記第２制御油室から作動油を排出する状態と、前記第２制御油室に作動油を導入する状態とを切換可能に形成された切換機構と、該切換機構が前記第２制御油室から作動油を排出する状態にある場合に、前記第１制御油室内の作動油を排出する状態と、前記第１制御油室に前記吐出部からの吐出圧よりも減圧された作動油を導入する状態をとると共に、前記吐出圧が大きくなるにしたがって前記第１制御油室内に作動油を導入させて、該第１制御油室内を加圧調整し、かつ前記切換機構が前記第２制御油室に作動油を導入する状態にある場合に、前記第２制御油室に前記吐出部からの吐出圧よりも減圧された作動油を導入する状態と、前記切換機構を介する前記第２制御油室への作動油の導入を遮断し、前記第２制御油室内の作動油を排出する状態をとると共に、前記吐出圧が大きくなるにしたがって前記第２制御油室内の作動油を排出させて、該第２制御油室内を減圧調整する制御機構と、を備え、前記制御機構は、作動油による油圧と付勢部材による付勢力によって制御されると共に、該付勢部材が配置される部位には、作動油が導かれない構成となっている。

前記可変容量形オイルポンプの好ましい態様において、前記第１、第２制御油室は、前記カムリングの外周側に設けられていると共に、該カムリングの外周側に設けられた揺動支点によって画成されている。

Claims (15)

1. 内燃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、吸入部から吸入した作動油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変更させる可動部材と、
   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、
   作動油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減少させる方向への力を前記可動部材に作用させる第１制御油室と、
   作動油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第２制御油室と、
   前記第２制御油室から作動油を排出する状態と、前記第２制御油室に作動油を導入する状態と、を切換可能に形成された切換機構と、
   前記吐出部から吐出された作動油の油圧を導入する導入ポートと、前記第１制御油室に連通する第１制御ポートと、前記第２制御油室と連通する第２制御ポートと、前記切換機構に連通する接続ポートと、低圧部に連通するドレンポートと、を有するバルブボディと、該バルブボディの内部に摺動可能に収容されスプール弁であって、前記スプール弁の移動方向において、前記導入ポートに対向するように設けられ、軸方向の一端部に設けられた第1ランド部と、前記第１ランド部から軸方向の他端部に設けられた第２ランド部と、前記第１ランド部と前記第２ランド部の間を接続すると共に前記第１ランド部及び前記第２ランド部より小径な小径部と、前記バルブボディと前記小径部との間に形成された環状溝と、を有し、前記切換機構が前記環状溝を介して前記第２制御油室から作動油を排出する状態にあるときに、前記導入ポートから導入される作動油の圧力が大きくなるにしたがって、前記環状溝を介して前記第１制御ポート及び前記第２制御ポート並びに前記接続ポートを連通させる状態から、前記環状溝を介さずに前記第１制御ポートと前記導入ポートを連通させると共に前記環状溝を介して前記第２制御ポートと前記接続ポートと接続する状態に切り替え、前記切換機構が前記環状溝を介して前記第２制御油室に作動油を導入する状態にあるときに、前記導入ポートから導入される作動油の圧力が大きくなるにしたがって前記環状溝を介さずに前記導入ポートと前記第１制御ポートを連通すると共に前記環状溝を介して前記第２制御ポートと前記接続ポートを連通する状態から、前記環状溝を介して前記第２制御ポートと前記ドレンポートを連通する状態に切り替えるスプール弁と、前記バルブボディの内部に収容されて、前記導入ポートから導入される作動油の圧力によって前記スプール弁が付勢される方向とは逆方向へ前記スプール弁を付勢する付勢部材と、前記付勢部材が収容され、作動油が導かれない収容室と、を有する制御機構と、
   を備える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、
   前記小径部の外周を介して、前記第１制御油室に対して前記接続ポートを適宜連通させると共に、前記第２制御油室に対して前記接続ポート及び前記ドレンポートを適宜連通させることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
3. 請求項１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記導入ポートは、前記バルブボディの軸方向一端部に設けられ、
   前記スプール弁は、前記導入ポート側の軸方向端部に、作動油の油圧が作用する受圧面が形成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
4. 請求項１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記第１、第２制御ポート及びドレンポートは、前記バルブボディの周壁にそれぞれ貫通形成されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
5. 請求項１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記スプール弁は中実に形成さ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１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記第２ランド部の前記付勢部材である制御ばね側の端面には、前記第２ランド部よりも小径な円柱状の凸部が突出形成され、
   該凸部によって前記制御ばねの一端側が保持さ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６に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記制御ばねは、前記バルブボディの内周壁に支持さ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６に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記第２ランド部の前記制御ばね側の端面には、前記第２ランド部よりも小径な円柱状の凹部が前記導入ポート側へ向かって凹設され、
   該凹部によって前記制御ばねの一端側が保持されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
9. 請求項６に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
   前記バルブボディの前記制御ばね側の端部には、有蓋円筒状の筒状部材が配置され、
   前記制御ばねの他端側は、前記筒状部材の内壁面に保持されていることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
10. 請求項１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記第１、第２制御油室から作動油が同時に排出される状態の場合、該作動油は、前記環状溝を通過した後に、前記切換機構を経由して排出されることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
11. 請求項１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記切換機構は、電気的に切り換え制御される電磁制御弁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１１に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記電磁制御弁は、前記第２制御室に作動油を導いている時には非通電状態とし、前記第２制御油室から作動油を排出している時には通電状態とすることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
13. 請求項１２に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記電磁制御弁は、前記第２制御油室に対する作動油の給排の切り換えをボール弁によって行う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、
    前記吐出部から吐出された作動油は、前記内燃機関の内部に有する構成部材を潤滑する潤滑油として用いられることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。
15. 請求項１４に記載の可変容量形オイルポンプにおいて、
    前記吐出部から吐出された作動油は、可変動弁装置の駆動源及び前記内燃機関のピストンに作動油を供給するオイルジェットにも用いられることを特徴とする可変容量形オイルポンプ。

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