可变容量泵的制作方法

本发明涉及例如作为向内燃机或自动变速器供给润滑油的油泵等使用的可变容量泵。

背景技术：

专利文献1中公开有一种利用叶片泵的可变容量泵。该可变容量泵被构成为以可摆动地配置于外壳内的凸轮环、配置于凸轮环的内周侧并且与驱动轴一体旋转的转子、从转子放射状地配置并且前端与凸轮环的内周面滑接的多个叶片、将凸轮环向偏心量扩大的方向施力并且弹簧常数不同的第一弹簧以及第二弹簧、在外壳和凸轮环之间形成的控制油室作为主体，并且通过第一弹簧以及第二弹簧的弹力和导入控制油室的控制油压来控制凸轮环的偏心量。

另外，在专利文献2中公开的可变容量泵中，以与将凸轮环向偏心量扩大的方向施力的第一弹簧对置的方式配置将凸轮环向偏心量减小的方向施力的第二弹簧，并且，在泵壳上设置对导入控制油室的控制油压进行调整的控制阀，利用第一弹簧、第二弹簧以及控制阀控制凸轮环的位置，以使油压阶段性上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2008/003169号文件

专利文献2：日本特许第5620882号公报

技术实现要素：

(发明要解决的技术问题)

在上述的可变容量泵中，均使用弹簧常数不同的两个弹簧，因此，存在因弹簧的偏差而泵的油压特性容易出现偏差的问题。

(解决技术问题的技术方案)

本发明提供一种可变容量泵，在可摆动地配置于外壳内的圆环状的凸轮环中收容有通过驱动轴而被旋转驱动的泵单元，泵单元的容量根据凸轮环的摆动位置进行变化，所述可变容量泵具备：第一压力控制腔室，其在外壳的内周面和凸轮环的外周面之间形成，以将凸轮环向第一摆动方向施力；第二压力控制腔室，其与第一压力控制腔室对置地在外壳的内周面和凸轮环的外周面之间形成，以将凸轮环向第二摆动方向施力，并且受压面积相对小于第一压力控制腔室；弹簧，其将凸轮环向第二摆动方向施力；油压供给阀，其以规定的油压开阀，向第一压力控制腔室导入控制油压；连通路，其设于外壳或凸轮环，将第一压力控制腔室和第二压力控制腔室连通；卸压回路，其以将第二压力控制腔室和低压侧之间连通的方式设置，并且根据凸轮环的摆动位置进行开闭，在凸轮环从初始位置向第一摆动方向摆动了规定量时关闭。

根据这样的结构，在油压达到规定的油压之前，不使油压供给阀开阀，并且不向第一压力控制腔室内导入控制油压，因此，凸轮环通过弹簧被向第二摆动方向施力，维持在容量为最大的初始位置。

当控制油压达到规定的油压时，油压供给阀开阀，向第一压力控制腔室内导入控制油压，因此，凸轮环向第一摆动方向摆动至第一压力控制腔室内的控制油压与弹簧的弹力均衡的位置。因此，容量伴随油压上升而减小。油的一部分经由连通路从第一压力控制腔室导入第二压力控制腔室内，但卸压回路打开，直至凸轮环向第一摆动方向摆动规定量为止，由于第二压力控制腔室未密闭，所以控制油压未作用于相对于第二压力控制腔室的受压面。

当凸轮环向第一摆动方向摆动规定量时，将卸压回路关闭，第二压力控制腔室被密闭，因此，控制油压作用于第二压力控制腔室的受压面，第一压力控制腔室产生的弹力被抵销，凸轮环向第一摆动方向的摆动被抑制。因此，相对于油压上升的容量减少变得缓慢。

本发明优选的一方式中，泵单元由以下部件构成：圆筒状的外转子，其可旋转地嵌合于凸轮环的内周面；内转子，其配置于外转子的内周侧，在相对于外转子偏心的位置与驱动轴一体旋转；多个连结板，其以从内转子向外转子传递旋转力的方式将内转子和外转子连结，并且将在外转子和内转子之间形成的空间划分成多个腔室。

或者，也可以是专利文献1、2中那种叶片泵型的泵单元。

本发明优选的一方式中，卸压回路由沿着相对于凸轮环的摆动中心的切线方向相互重合的凸轮环侧凸部以及外壳侧凸部构成。或者，由贯通孔构成卸压回路，所述贯通孔沿着外壳的轴向贯通形成，并且开口端被凸轮环覆盖。

(发明的效果)

根据本发明，能够不使用弹簧常数不同的两个弹簧而阶段性地控制凸轮环的摆动，能够使油压阶段性上升。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的可变容量泵的正面图，是表示凸轮环最大限度地偏心的状态的图。

图2是第一实施例的可变容量泵的立体图。

图3是表示卸压回路的一例的图1的III部的放大图。

图4是同样的图1的III部的放大立体图。

图5(A)、图5(B)是表示滑阀的沿着图1的线V－V的主要部分的剖面图。

图6是表示凸轮环的偏心减小的状态的可变容量泵的正面图。

图7是表示凸轮环的偏心为零的状态的可变容量泵的正面图。

图8是表示泵转速和油压的关系的图表。

图9是第二实施例的可变容量泵的正面图。

图10是第三实施例的可变容量泵的正面图。

符号说明

1 可变容量泵

2 外壳

3 凸轮环

4 外转子

5 内转子

30 第一压力控制腔室

40 第二压力控制腔室

50 连通路

60 卸压回路。

具体实施方式

以下，基于图1～图7详细说明作为发动机的油泵应用的本发明的一实施例。

图1是以拆下了盖2B的状态表示本发明的可变容量泵的第一实施例的图。图1表示凸轮环3最大限度地偏心的状态，图2是其立体图。

可变容量泵1具备：外壳2、配置于外壳2内的圆环状的凸轮环3、嵌合于凸轮环3的内周的圆筒状的外转子4、配置于外转子4的内周侧的内转子5、连结外转子4与内转子5的多个摆动型的连结板6。

外壳2由具备通过周壁面2a以及端部壁面2b形成的凸轮环收容室8的主体部2A、和通过端部壁面2c覆盖凸轮环收容室8的盖2B(参照图5(A)、图5(B))构成，将两者利用未图示的螺栓紧固成一体。以贯通这些端部壁面2b、2c的方式配置驱动轴17。在端部壁面2b形成有与吸入口11连通的吸入端口12、和与未图示的排出口连通的排出端口14。吸入端口12以及排出端口14在相互分开适宜的角度(例如180°)的位置开口形成。进而，在周壁面2a的规定位置凹设有支承枢销15的半圆筒形的轴承部16。

形成大致圆环状的凸轮环3具有圆筒状地贯通形成的外转子支承面3a、外周面3b、和一对端面3c，以这些端面3c分别与端部壁面2b、2c相接的状态配置于凸轮环收容室8内。该凸轮环3在一侧凹设有半圆筒形的轴承部20，利用由轴承部16、20支承的枢销15可摆动地保持于主体部2A。在与轴承部20对置的另一侧突出形成有臂21，在臂21和主体部2A之间配设有将凸轮环3向第二摆动方向D2施力的由压缩螺旋弹簧构成的弹簧22。

外转子4的外周面由单纯的圆筒面构成，该外周面可旋转地嵌合于外转子支承面3a。在外转子4的内周面设有6个板保持槽25。

内转子5具有在中央贯通形成的安装孔5c，驱动轴17固定于该安装孔5c。由于通过发动机的输出而被驱动的驱动轴17位于相对于外转子4的中心偏心的位置，所以内转子5在相对于外转子4偏心的位置与驱动轴17一体地旋转。通过内转子5相对于外转子4偏心存在，在两者间形成整体呈新月形的空间。该空间与吸入端口12以及排出端口14连通。另外，在外转子4的外周面放射状地形成有6个切槽26。

就连结板6而言，以从内转子5向外转子4传递旋转力的方式将外周端可摆动地嵌合于外转子4的板保持槽25，将内周端可滑动地插入内转子5的切槽26内。利用这6个连结板6将外转子4和内转子5之间的上述空间划分成6个腔室27。

上述的外壳2、凸轮环3、外转子4以及内转子5均利用金属或硬质合成树脂形成。

在如上述构成的可变容量泵1中，内转子5经由驱动轴17绕图1中顺时针旋转方向旋转，该旋转力经由连结板6传递到外转子4，从而外转子4向同方向旋转。由于外转子4的内周面和内转子5的外周面之间的距离根据相互偏心的外转子4以及内转子5的旋转位置而变化，所以各腔室27的容积也随之变化。各腔室27的容积在图1的下侧最小，通过从该下侧向顺时针旋转方向旋转而逐渐增加，在图1的上部成为最大后再次减小。通过该腔室27的容积变化，得到从吸入端口12向排出端口14压送油的抽吸作用。

其次，参照图1～图7说明本发明的主要部分即凸轮环3的控制机构。

在外壳2的周壁面2a和凸轮环3的外周面3b之间形成使凸轮环3抵抗弹簧22而向第一摆动方向D1施力的第一压力控制腔室30。第一压力控制腔室30的一端部通过枢销15隔开，另一端部通过配设于凸轮环3的密封部件32一直密封。

与该第一压力控制腔室30相邻，在主体部2A设有滑阀34作为向第一压力控制腔室30导入控制油压的油压供给阀。滑阀34以与连接于发动机的主油道的未图示的油压供给通路连通，成为控制油压的主油道的油压超过规定值(例如0.15Mpa)时开阀的方式构成。如图5(A)、图5(B)所示，滑阀34具备沿外壳2的轴向延伸的可滑动地收容于收容室36的阀体34a、设于一端侧的油室34b、和将阀体34a向油室34b侧施力的弹簧34c。另外，在外壳2的周壁面2a开口形成有通过阀体34a进行开闭的开口部38，在开阀时，从油压入口34d经由油室34b以及开口部38向第一压力控制腔室30导入控制油压。

进而，以与第一压力控制腔室30对置的方式，在外壳2的周壁面2a和凸轮环3的外周面3b之间形成将凸轮环3向第二摆动方向D2施力的第二压力控制腔室40。该第二压力控制腔室40遍及枢销15和配设于凸轮环3的密封部件42(图3)之间而延伸。在此，凸轮环3的第二受压面44相对于第二压力控制腔室40的面积被设定为比凸轮环3的第一受压面45相对于第一压力控制腔室30的面积小。

凸轮环3的偏心量通过上述的第一压力控制腔室30、第二压力控制腔室40以及弹簧22这三者的关系进行控制。

在第一压力控制腔室30与第二压力控制腔室40之间，以将两者连通的方式在外壳2上形成有连通路50。连通路50沿着轴承部16的周围，遍及第一压力控制腔室30和第二压力控制腔室40之间半圆状地延伸，作为一种节流通路，成为通路截面积非常小的通路，以将第一压力控制腔室30内的大部分油导向第二压力控制腔室40内。

进而，如图1、2所示，在第二压力控制腔室40和吸入口11侧即低压侧之间设有使第二压力控制腔室40内的控制油压向低压侧卸压的卸压回路60。卸压回路60由突设于凸轮环3的凸部62和突设于外壳2的凸部63构成，以根据凸轮环3的摆动位置进行开闭。凸部62以及凸部63以沿着相对于凸轮环3的摆动中心C的切线方向相互重合的方式配置。凸部62具有沿着相对于凸轮环3的摆动中心C的切线方向的密封面64，在于该密封面64切口形成的密封槽64a内收容有合成树脂制的密封部件42。凸部63具有与密封面64对置的密封面65。

如图3、4所示，密封面65还具有在外壳2侧凸部63的顶部切口形成的切口通路68。切口通路68以从主体部2A的端面2d向端部壁面2b侧凹陷的形式形成，利用密封部件42开闭第二压力控制腔室40侧的开口端。具体而言，在凸轮环3最大限度地摆动至第二摆动方向D2侧的初始位置，切口通路68开放，当凸轮环3向第一摆动方向D1侧摆动规定量时，切口通路68通过密封部件42封闭。

其次，参照图8说明本实施例的可变容量泵1的油压特性。

如上述构成的可变容量泵1在图1所示的可变容量泵1的初始状态下，利用弹簧22将凸轮环3向第二摆动方向D2施力，凸轮环3相对于内转子5的偏心量成为最大。因此，泵容量成为最大。

在至转速N1为止的第一区间，油压未达到滑阀34的设定压(例如0.15Mpa)，所以滑阀34不开阀。因此，控制油压未被导入第一压力控制腔室30。因此，凸轮环3的偏心量不从最大的偏心量即初始状态变化，伴随发动机转速的上升，发动机的主油道的油压上升。

在转速N1，当控制油压上升并达到上述设定压时，滑阀34的阀体34a被压向弹簧34c侧，发动机的主油道和第一压力控制腔室30连通，通过开口部38向第一压力控制腔室30内导入控制油压(图5(B))。成为控制油压的油的一部分通过连通路50被导入第二压力控制腔室40内，但在该区间的凸轮环3的摆动位置，卸压回路60(切口通路68)打开，第二压力控制腔室40未密闭，因此，控制油压未作用于第二受压面44。另外，由于连通路50具有适当的通油阻力，所以第一压力控制腔室30内的油压被保持为控制油压。因此，被导入第一压力控制腔室30的控制油压作用于第一受压面45，由此，凸轮环3抵抗弹簧22的弹力而向第一摆动方向D1即偏心减小的方向摆动(图6)。即，凸轮环3摆动到弹簧22的弹力和控制油压均衡的位置。其结果，由于可变容量泵1的容量减小，所以在第二区间，相对于转速的上升，保持大致一定的油压。

在转速N2和N3之间的第三区间，当发动机的转速达到目标转速N2，凸轮环3向第一摆动方向D1摆动规定量时，切口通路68的一端68a被密封面64闭塞，将第二压力控制腔室40密闭。因此，与第一压力控制腔室30相等的控制油压作用于第二压力控制腔室40的第二受压面44。由此，第一压力控制腔室30产生的弹力被抵销，凸轮环3向第一摆动方向D1的摆动被抑制。其结果，在该区间，显示油压伴随发动机转速的上升而再次上升的特性。此外，由于第一受压面45和第二受压面44有受压面积差，所以凸轮环3向第一摆动方向D1慢慢摆动。

如果达到转速N3，则凸轮环3的偏心量大致成为零(图7)，在转速N3以上的第四区域，油压成为大致一定。此外，如果油压成为规定的上限压力(例如约0.3Mpa)以上，则未图示的泄压阀开阀，油压经由该泄压阀从排出端口14向吸入侧排出。

此外，就图示例的特性而言，油温为120℃，转速N1、N2、N3例如分别设定为1000rpm左右、4000rpm左右、6000rpm左右。这些目标转速N1、N2、N3可以适宜调整。

其次，参照图9说明可变容量泵1的第二实施例。

本实施例中，连通路150设于凸轮环3。连通路150在轴承部20的附近遍及第一压力控制腔室30和第二压力控制腔室40之间直线状地贯通形成。连通路150成为通路截面积非常小的通路，以将第一压力控制腔室30内的大部分油导入第二压力控制腔室40内。

其次，参照图10说明可变容量泵1的第三实施例。

本实施例中，卸压回路具有在端部壁面2b贯通形成的截面圆形的贯通孔160。贯通孔160以连通第二压力控制腔室40和低压侧(例如油底壳等)的方式沿着主体部2A的轴向延伸。

在图10所示的可变容量泵1的初期状态，即凸轮环3最大限度地向第二摆动方向D2摆动的情况下，贯通孔160将第二压力控制腔室40内的控制油压向低压侧排出。另一方面，当凸轮环3向第一摆动方向D1摆动规定量时，贯通孔160的开口端被凸轮环3的一端面(未图示)覆盖，其结果，第二压力控制腔室40被密闭。

以上，对本发明的一实施例进行了说明，但本发明不限于上述实施例，可以进行各种变更。

在本实施例中，使用6个连结板6将外转子4和内转子5连结，但也可以设置6个以外的数量(例如7、8个)的连结板6。

在本实施例中，可变容量泵1作为摆动式的可变容量泵(可变容量摆滑泵)图示、记载，但也可以是叶片式的可变容量泵。

在本实施例中，在外壳主体部2A的端部壁面2b形成有吸入端口12以及排出端口14，但本发明不限于此，吸入端口12以及排出端口14可以形成于端部壁面2b以及盖2B侧的端部壁面2c的双方，也可以仅形成于盖2B侧。另外，也可以在端部壁面2b形成吸入端口12以及排出端口14的一方，在盖2B侧形成另一方。