日本专利申请公报No.2004-218430示出一种包括转子和围绕该 转子的凸轮环的可变容量叶片泵，其中，工作流体在转子和凸轮环之 间沿圆周流动。凸轮环安装用于摆动运动。当凸轮环位移以改变限定 在转子和凸轮环之间的空间的形状时，该泵的排出量变化。通过控制 阀经由两个相对的流体压力腔室控制凸轮环的摆动运动。控制阀包括 用于接收来自排出通路相对于节流孔的下游部的流体压力的引导腔 室。在第二引导腔室和流体容器之间延伸的流体通路中设置的电磁阀 通过调节流体通路的开口来控制引导腔室的内压。这引起控制阀位置 的变化，并由此经由流体压力腔室引起凸轮环位置的变化。

在日本专利申请公报No.2004-218430中公开的可变容量叶片泵 至少面临以下问题。首先，由于控制阀在中间阶段操作，所以凸轮环 在从电磁阀接收到驱动信号时一延迟之后开始移动。其次，由于电磁 阀受到沿朝向引入控制阀的高排出压的运动的方向的作用，所以电磁 阀需要具有足够的抵抗高流体压力水平而移动的能力。这趋向于增大 电磁阀的尺寸和重量。
因此，本发明的目的是提供一种具有高响应性和紧凑结构的可变 容量叶片泵。
根据本发明的一个方面，一种可变容量叶片泵，其包括：泵体； 凸轮环，其可动地安装在泵体内，该凸轮环和泵体在两者之间限定第 一和第二流体压力腔室，该第一流体压力腔室具有当凸轮环朝向第一 端位置移动时增大的容积，该第二流体压力腔室具有当凸轮环朝向第 二端位置移动时增大的容积；转子，其安装在凸轮环内部，至少用于 绕轴线沿一方向转动，该转子在其外部限定环状腔室；多个叶片，其 在转子的径向外周边沿圆周配置，以随着转子的转动而移动，该叶片 径向延伸并将环状腔室分为多个泵腔室；吸入口，其限定在环状腔室 的每个泵腔室随着转子的转动而扩大的第一部分中；排出口，其限定 在环状腔室的每个泵腔室随着转子的转动而缩小的第二部分中，排出 口限定环状腔室的沿着转子的转动方向从吸入口到排出口的第三部 分，该第三部分的容积在凸轮环处于第二端位置时比在凸轮环处于第 一端位置时大；第一流体通路，其被液压连接到第一和第二流体压力 腔室中的一个；第二流体通路，其被液压连接到吸入口和排出口中的 一个；以及电磁阀，其被液压连接到第一和第二流体通路，以控制其 间的流体连通。
根据本发明的另一方面，一种可变容量叶片泵，其包括：泵体； 凸轮环，其可动地安装在泵体内，该凸轮环和泵体在两者之间限定第 一和第二流体压力腔室，该第一流体压力腔室具有当凸轮环朝向第一 端位置移动时增大的容积，该第二流体压力腔室具有当凸轮环朝向第 二端位置移动时增大的容积；转子，其安装在凸轮环内部，至少用于 绕轴线沿一方向转动，该转子在其外部限定环状腔室；多个叶片，其 在转子的径向外周边沿圆周配置，以随着转子的转动而移动，该叶片 径向延伸并将环状腔室分为多个泵腔室；吸入口，其限定在环状腔室 的每个泵腔室随着转子的转动而扩大的第一部分中；排出口，其限定 在环状腔室的每个泵腔室随着转子的转动而缩小的第二部分中，排出 口限定环状腔室的沿着转子的转动方向从吸入口到排出口的第三部 分，该第三部分的容积在凸轮环处于第二端位置时比在凸轮环处于第 一端位置时大；分隔器，其与凸轮环接触地安装在泵体内，该分隔器 在其两侧限定第三流体压力腔室和所述第二流体压力腔室，该第三流 体压力腔室具有沿使凸轮环朝向第二端位置移动的方向作用在凸轮环 上的内压；第三流体通路，其被液压连接到第三流体压力腔室；以及 第一阀，其被液压连接到第三流体通路，以控制经由第三流体通路的 流体连通。
根据本发明的再一方面，一种控制车辆用可变容量叶片泵的方法， 该可变容量叶片泵包括：泵体；凸轮环，其可动地安装在泵体内，该 凸轮环至少限定泵腔室和第一流体压力腔室，该第一流体压力腔室具 有作用在凸轮环上的内压；吸入口；排出口；排出通路，其相对于排 出口位于下游，排出通路具有节流孔；控制阀，用于控制第一流体压 力腔室的内压，该控制阀响应来自排出通路相对于节流孔的上游和下 游部的压力而操作；电磁阀，其用于控制第一流体压力腔室、吸入口、 以及排出口之间的流体连通，该方法包括：根据车辆的运行状态通过 电磁阀调节第一流体压力腔室的受控内压。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的可变容量叶片泵的轴向剖视 图。
图2是第一实施例的可变容量叶片泵在凸轮环移位最大情况下的 径向剖视图。
图3是第一实施例的可变容量叶片泵的控制阀的放大纵向剖视 图。
图4是第一实施例的可变容量叶片泵的电磁阀的放大纵向剖视 图。
图5是根据第一实施例的第一变型的可变容量叶片泵的径向剖视 图。
图6是根据第一实施例的第二变型的可变容量叶片泵的径向剖视 图。
图7是根据本发明的第二实施例的可变容量叶片泵的径向剖视 图。
图8是根据第二实施例的变型的可变容量叶片泵的径向剖视图。
图9是根据本发明的第三实施例的可变容量叶片泵的径向剖视 图。
图10是根据第三实施例的变型的可变容量叶片泵的径向剖视图。
图11是根据本发明的第四实施例的可变容量叶片泵的径向剖视 图。
图12是根据第四实施例的变型的可变容量叶片泵的径向剖视图。
图13是根据本发明的第五实施例的可变容量叶片泵的轴向剖视 图。
图14是第五实施例的可变容量叶片泵在凸轮环移位最大情况下 的径向剖视图。
图15是第五实施例的可变容量叶片泵在凸轮环移位最小情况下 的径向剖视图。
图16是根据第五实施例的变型的可变容量叶片泵的轴向剖视图。
图17是根据本发明的第六实施例的可变容量叶片泵的径向剖视 图。
图18是根据第六实施例的第一变型的可变容量叶片泵的径向剖 视图。
图19是根据第六实施例的第二变型的可变容量叶片泵的径向剖 视图。
图20是根据第六实施例的第三变型的可变容量叶片泵的径向剖 视图。
图21是根据第六实施例的第四变型的可变容量叶片泵的径向剖 视图。
图22是根据第六实施例的第五变形的可变容量叶片泵的轴向剖 视图。
具体实施例方式
图1、2、3和4示出根据本发明的第一实施例的可变容量叶片泵。 在附图中设置右手直角坐标系(xyz)。在该可变容量叶片泵中，受控的 流体压力被引入第一流体压力腔室，而吸入压被引入第二流体压力腔 室，如下面详细描述的那样。
可变容量叶片泵1总体包括驱动轴2、转子3、凸轮环4、接合环 (adapter ring)5、泵体10、控制阀200、和螺线管阀形式的电磁阀 300。凸轮环4可动地安装在阀体10内，从而限定第一和第二流体压 力腔室A1和A2。转子3安装在凸轮环4的内部，至少绕轴线沿一方 向转动，从而在其外部限定环状腔室。转子3的轴线沿x方向延伸， 而转子3的转动方向是如图2所示的逆时针方向。如图1所示，驱动 轴2安装在泵体10上，以绕其纵向轴线转动，并沿x方向延伸。驱动 轴2经由滑轮和正时皮带驱动地连接到发动机，并机械地连接到转子 3，以与转子3的转动同步地转动。
如图1所示，泵体10包括第一壳体11和第二壳体12。杯状形式 的第一壳体11具有面对正x方向的开口轴向端。盘状形式的压板6 安装在第一壳体11的底部111。接合环5、凸轮环4和转子3安装在 泵部件容纳部分或空间112中，该泵部件容纳部分或空间112限定在 压板6与第二壳体12之间的第一壳体11的内周边内。第一壳体11可 转动地支撑驱动轴2。接合环5、凸轮环4和转子3的轴向高度是一样 的，形成平齐的轴向端面。压板6与接合环5、凸轮环4和转子3的 一个轴向端不透流体地接触，而第二壳体12与接合环5、凸轮环4和 转子3的另一轴向端不透流体地接触。
第二壳体12在面对负x方向的轴向端面120中形成有高压引入槽 9。高压引入槽9布置在与凸轮环4恒定接触的轴向端面120的一部分 中。高压引入槽9液压地连接到排出口122。由此，排出压被引入凸 轮环4和第二壳体12之间的接触部位。排出压基本上在整个环状接触 部位上，起到沿圆周方向平衡施加到接触部位的压力的作用。
压板6在面对正x方向的轴向端面61中形成有吸入口62和排出 口63，而第二壳体12在轴向端面120中形成有吸入口121和排出口 122。吸入口62和121液压地连接到吸入通路IN。如图1所示，吸 入通路IN具有与通向流体储藏容器15的外侧吸入管14相连的开口， 该开口布置在第二壳体12的顶部。排出口63和122液压地连接到排 出通路OUT。如图1所示，排出通路OUT在第一壳体11的顶部具有 开口。因此，工作流体经由吸入口62和121引入到限定在转子3和凸 轮环4之间的环状腔室中，而工作流体经由排出口63和122排出。吸 入通路IN经由流体连通通路C2液压地连接到电磁阀300。
接合环5安装在泵体10内凸轮环4的径向外侧。椭圆环形状形式 的接合环5具有基本上沿y方向的长轴和基本上沿z方向的短轴。接 合环5与第一壳体11接合，从而不允许接合环5相对于第一壳体11 转动。
正圆环形状形式的凸轮环4具有基本上与接合环5的短轴相同的 外径直径。由此，当凸轮环4安装在接合环5中时，在两者之间限定 环状腔室。凸轮环4可沿y方向移动，即，相对于泵体10沿与转子3 的轴线垂直的方向移动。
如图2所示，密封件50安装在接合环5的内周面53的顶部。如 图2所示，销40安装在内周面53的底部。凸轮环4可枢转地支撑在 销40上，以在接合环5内摆动运动。销40和密封件50将在凸轮环4 与接合环5之间限定的环状腔室分成沿径向在接合环5内的第一流体 压力腔室A1和第二流体压力腔室A2。第一流体压力腔室A1相对于 凸轮环4位于负y侧，而第二流体压力腔室A2位于正y侧。第一流 体压力腔室A1具有沿朝向第一端位置移动凸轮环4的方向作用在凸 轮环4上的内压P1，而第二流体压力腔室A2具有沿朝向第二端位置 移动凸轮环4的方向作用在凸轮环4上的内压P2。
转子3的径向外周面的直径比凸轮环4的内周面的直径小，从而 转子3安装在凸轮环4内部。即使在凸轮环4移位最大时，转子3也 不与凸轮环4接触。如图2所示，距离L定义为转子3的径向外周面 与凸轮环4的内周面41之间的距离。如图2所示，在转子3的左侧， 当凸轮环4沿正y方向移位最大时，距离L最小，而当凸轮环4沿负 y方向移位最大时，距离L最大。
如图2所示，在转子3的径向外周边沿圆周方向配置多个叶片32， 用于随着转子3的转动而移动，该多个叶片32沿径向延伸并将在转子 3与凸轮环4之间限定的环状腔室分成多个泵腔室B。在该实施例中， 转子3在径向外周边形成有多个沟槽31。每个沟槽31径向延伸。叶 片32插入相应沟槽31中，以纵向往复滑动。每个沟槽31包括在近端 处的背压腔室33。排出压引入每个背压腔室33以沿径向向外的方向 推动各叶片32。压板6具有面对正x方向的轴向端面61。分别在压板 6的轴向端面61和第二壳体12的轴向端面120限定有背压引入槽64 和124。用于背压腔室33的排出压经由背压引入槽64和124引入。
每个叶片32具有至少比长度L的最大值大的径向长度，从而独 立于转子3与凸轮环4之间的相对几何关系，叶片32恒定地从转子3 的沟槽31延伸到凸轮环4的内周面41。接收来自背压腔室33的背压， 叶片32恒定地与凸轮环4的内周面41处于强制不透流体地接触。
因而，每个泵腔室B由各相邻两叶片32在转子3与凸轮环4之 间不透流体地限定。当转子3相对于凸轮环4偏心定位时，每个泵腔 室B的容积随着转子3的转动变化。
在转子3和凸轮环4之间限定的环状腔室的每个泵腔室B随着转 子3的转动而扩大的部分中限定有分别在压板6和第二壳体12中限定 的吸入口62、121。在转子3和凸轮环4之间限定的环状腔室的每个 泵腔室B随着转子3的转动而缩小的部分中限定有分别在压板6和第 二壳体12中限定的排出口63、122。因而，工作流体经由吸入口62、 121引入并经由排出口63、122排出。
压板6在轴向端面61中形成有吸入压引入槽65。吸入压引入槽 65液压地连接到第二流体压力腔室A2，以将吸入压Pin引入第二流 体压力腔室A2。
接合环5在如图2所示的右端形成有径向通孔51。第一壳体11 在如图2所示的右端形成有插塞容纳孔114。杯状插塞70被插入插塞 容纳孔114和径向通孔51中，且底面73面对负y方向。插塞容纳孔 114由盖72封闭。插塞70用作在其两侧限定第三流体压力腔室A3和 第二流体压力腔室A2的分隔器，第三流体压力腔室A3具有内压P3， 该内压P3沿使凸轮环4朝向第二端位置移动的方向作用在凸轮环4 上。
弹簧71被保持在插塞70的凹部中，用于沿y方向膨胀和收缩。 弹簧71的一端连接到插塞70的底部，而另一端连接到盖72，沿负y 方向推压插塞70。这样，插塞70延伸通过接合环5的径向通孔51， 使得底部73与凸轮环4恒定接触，并沿负y方向推压凸轮环4。如图 2所示，当凸轮环4位于接合环5内的右端位置时，凸轮环4相对于 转子3的轴线的偏心率最小。如图2所示，当凸轮环4位于接合环5 内的左端位置时，凸轮环4相对于转子3的轴线的偏心率最大。因此， 插塞70沿凸轮环4相对于转子3的移位增大的方向推动凸轮环4。插 塞70的外圆周周边74与插塞容纳孔114不透流体地滑动接触，使得 第二流体压力腔室A2与泵体10的外部不透流体地分隔。
图3示出了控制阀200的详细构造。控制阀200是压差致动阀。 控制阀200容纳在第一壳体11中沿y方向延伸的阀容纳孔115中。控 制阀200包括作为阀元件的阀芯210和安全阀220。杯状形式的阀元 件210具有面对正y方向的开口。阀元件偏压弹簧230安装在阀容纳 孔115的底部，用于沿负y方向推动阀元件210。安全阀220安装在 阀元件210的中心孔中，以在阀元件210的内周边211上不透流体地 滑动。阀元件210在外周边212处包括第一滑动部213和第二滑动部 214。第一滑动部213和第二滑动部214与阀容纳孔115不透流体地滑 动接触。第一滑动部213和第二滑动部214均绕外周边212沿圆周延 伸并具有比外周边212的其它部分大的直径。这样在第一滑动部213 和第二滑动部214之间限定了绕外周边212沿圆周延伸的凹部215。 因而，阀容纳孔115的内部空间被分成三个部分，即，如图3所示， 限定在第一滑动部213的左侧的第一流体腔室D1、限定在凹部215 右侧的第二流体腔室D2、以及限定在第一滑动部213与第二滑动部 214之间的凹部215中的第三流体腔室D3。
第一流体腔室D1经由流体通路21液压连接到排出口63和122， 而第二流体腔室D2经由流体通路22液压连接到排出口63和122。注 意，流体通路21和22是排出通路OUT的部分。流体通路21不包括 节流孔，而流体通路22包括节流孔8。也就是说，第一流体腔室D1 液压连接到排出通路OUT相对于节流孔8的上游部，而第二流体腔 室D2液压连接到排出通路OUT相对于节流孔8的下游部。因而，排 出压Pout被引入第一流体腔室D1，而下游排出压Pfb被引入第二流 体腔室D2。由于节流孔8引起的降低，所以定义为流体通路22相对 于节流孔8的下游部的压力的下游排出压Pfb比排出压Pout小。顺便 提及，在由节流孔8引起的压力降低可忽略的其它情况下，下游排出 压Pfb可以简化称作“排出压”。
第三流体腔室D3经由流体通路23液压连接到吸入通路IN，使 得吸入压Pin被引入到其中。第三流体腔室D3还经由形成在凹部215 中的径向孔216液压连接到阀元件210的内部空间。因而，第二流体 腔室D2和第三流体腔室D3由安全阀220彼此液压断开。
如图3所示，接合环5在密封件50的负y侧的顶部附近形成有连 通孔52，而第一壳体11形成有流体通路113。控制阀200经由连通孔 52和流体通路113液压连接到第一流体压力腔室A1。流体通路113 还经由流体连通通路(或流体通路)C1液压连接到电磁阀300。
流体通路113在阀容纳孔115的侧壁中具有开口113a。当泵不运 转时，开口113a面对阀元件210的凹部215，使得流体通路113液压 连接到第三流体腔室D3。当阀元件210沿正y方向移位，从而第一滑 动部213沿正y方向移至开口113a的前面时，流体通路113液压连接 到第一流体腔室D1。
阀元件210受到由第一流体腔室D1的内压引起沿正y方向的力 Fv1、由第二流体腔室D2的内压引起沿负y方向的力Fv2、以及由阀 元件偏压弹簧230引起的沿负y方向的力Fc1。由以下方程表示平衡 条件。
Fv1＝Fv2+Fc1
因此，当方程(a)成立时，阀元件210沿负y方向移动。
Fv1≤Fv2+Fc1        (a)
在该条件下，开口113a位于第一滑动部213的正y侧，使得流体 通路113液压连接到第三流体腔室D3。另一方面，当方程(b)成立 时，阀元件210沿正y方向移动。
Fv1＞Fv2+Fc1        (b)
在该条件下，开口113a位于第一滑动部213的负y侧，使得流体 通路113液压连接到第一流体腔室D1。可通过改变阀元件偏压弹簧 230的力Fc1的特性来调节条件(a)和(b)。
安全阀220包括阀座221、球阀222、弹簧承座223和安全阀弹簧 224。按照阀座221、球阀222、弹簧承座223和安全阀弹簧224的顺 序沿负y方向布置这些部件。阀座221安装在阀元件210的中心孔中， 以纵向滑动运动。阀座221不透流体地限定部分第二流体腔室D2。阀 座221包括沿y方向延伸的通孔221a。由来自第二流体腔室D2的流 体压力引起的力Fv2经由通孔221a作用在球阀222上。安全阀弹簧 224的一端连接到阀元件210的中心孔的底部217，沿正y方向推动球 阀222。因而，球阀222受到由第二流体腔室D2的内压引起的沿负y 方向的力Fv2和由安全阀弹簧224引起的沿正y方向的力Fc2的作用。
当满足方程(c)时，球阀222与阀座221接触，以关闭通孔221a， 使第二流体腔室D2和第三流体腔室D3彼此切断。
Fv2≤Fc2        (c)
另一方面，当满足方程(d)时，球阀222移出与阀座221的接触， 使第二流体腔室D2和第三流体腔室D3彼此液压连接。
Fv2＞Fc2        (d)
因而，第三流体腔室D3液压连接到吸入通路IN和第二流体腔室 D2二者。可通过改变安全阀弹簧224的偏压力Fc2特性来调节条件(c) 和(d)。
以下说明控制阀200如何控制第一流体腔室D1的内压。(i)在第 一流体腔室D1液压连接到流体通路113时(当满足方程(b)时)， 第一流体压力腔室A1经由流体通路113和连通孔52液压连接到第一 流体腔室D1，使得排出压Pout(来自流体通路22相对于节流孔8的 上游部)被引入第一流体压力腔室A1。(ii)在第三流体腔室D3液压 连接到流体通路113时(当满足方程(a)时)，第一流体压力腔室A1 液压连接到第三流体腔室D3。引入的压力依赖于安全阀220的开闭。 (ii-1)当在条件(ii)的情况下安全阀220关闭时(当满足方程(a) 和(c)时)，第二流体腔室D2和第三流体腔室D3彼此切断，使得吸 入压Pin被引入第一流体压力腔室A1。(ii-2)当在条件(ii)的情况 下安全阀220打开时(当满足方程(a)和(d)时)，第二流体腔室 D2和第三流体腔室D3彼此液压连接。此时，第三流体腔室D3的内 压是基于吸入压Pin和下游排出压Pfb产生的混和压Pm。该混和压 Pm被引入第一流体压力腔室A1。注意，满足方程(Pin＜Pm＜Pout)。 概括地说，从控制阀200引入第一流体压力腔室A1的压力，即受控 的阀压力Pv在条件(i)下等于排出压Pout，在(ii-1)条件下等于 吸入压Pin，在条件(ii-2)下等于混和压Pm。
可替换地，受控的压力Pv可被引入第二流体压力腔室A2，而不 是第一流体压力腔室A1。
在转子3与凸轮环4之间限定的环状腔室沿着转子3的转动方向 的从吸入口62和121到排出口63和122的部分在凸轮环4处于第二 端位置时的容积比在凸轮环4处于第一端位置时的容积大。凸轮环4 受到由第一流体压力腔室A1的内压P1引起的沿正y方向的力F1和 由第二流体压力腔室A2的内压P2引起的沿负y方向的力F2的作用。 当力F1＞F2时，凸轮环4如图2所示绕销40顺时针摆动，或沿正y 方向移动。这增大了更接近第二流体压力腔室A2的泵腔室By+的容积， 并减小了更接近第二流体压力腔室A2的泵腔室By-的容积。随着泵腔 室By-的容积的减小，工作流体从吸入口62和121到排出口63和122 单位时间的流动量降低，排出压下降。然后，当第一流体压力腔室A1 的内压P1下降以致沿负y方向的合成力F2占优势时，凸轮环4如图 2所示逆时针摆回，或沿负y方向移回。
当沿正y方向和负y方向的力F1和F2处于平衡时，凸轮环4保 持静止。当凸轮环4与转子3同心定位时，泵腔室By-的容积与泵腔室 By+的容积一样，从而吸入压和排出压二者均等于零。于是，第一流体 压力腔室A1的内压P1也变为零，从而弹簧71沿正y方向推动凸轮 环4。因而，自动调节凸轮环4相对于转子3的位移，使得节流孔8 的上游侧与下游侧的排出压之间的差改变。
电磁阀300布置在将第一流体压力腔室A1液压连接到吸入通路 IN的流体连通通路C中。流体连通通路C包括将电磁阀300液压连 接到第一流体压力腔室A1的流体连通通路C1和将电磁阀300液压连 接到吸入通路IN的流体连通通路C2。电磁阀300容纳在限定在第一 壳体11中的阀容纳孔117中。阀容纳孔117限定在转子3的轴线的负 y侧和正z侧，沿y方向延伸。电磁阀300选择性地提供第一流体压 力腔室A1与吸入通路IN之间的流体连通或阻止第一流体压力腔室 A1与吸入通路IN之间的流体连通。
图4示出了电磁阀300的详细构造。电磁阀300总体上包括布置 在流通通路C1与C2之间的阀机构和用于控制该阀机构的电磁致动 器。电磁阀300包括套筒310、阀芯320、弹簧330、杆340和线圈360。 杆340、铁芯350和线圈360以下整体称作“螺线管SOL”。螺线管 SOL用作电磁致动器。
杯状形式的套筒310被容纳在阀容纳孔117中，且底部面对阀容 纳孔117的底部。阀芯320和弹簧330容纳在套筒310的中心孔中。 弹簧330的一个轴向端与套筒310的底部311相连，沿负y方向推动 阀芯320。
阀芯320以基本上与套筒310的内圆周周边不透流体地滑动接触 的方式安装在套筒310的中心孔中。第四流体腔室D4限定在阀芯320 与套筒310的底部311之间。套筒310形成有绕外周边312延伸的槽 313以及通向流体连通通路C2的两个径向孔314和314。套筒310形 成有沿y方向延伸通过底部311的纵向通孔315，从而第四流体腔室 D4液压连接到流体连通通路C1。
阀芯320是圆柱体形式。阀芯320在面对正y方向的一个轴向端 面形成有凹部321。弹簧330的一端与阀芯320的凹部321连接，另 一端与套筒310的底部311相连。阀芯320还形成有沿y方向延伸的 通孔322和沿z方向延伸的径向孔323。因而，径向孔323经由通孔 322液压连接到凹部321。
当阀芯320沿y方向移动，使得套筒310的径向孔314与阀芯320 的径向孔323液压连接时，流体连通通路C1经由径向孔314、径向孔 323和第四流体腔室D4液压连接到流体连通通路C2。
杆340与铁芯350固定地连结。通过线圈360激励，铁芯350使 杆340沿y方向移动。杆340具有与阀芯320的纵向端324接触的纵 向端341，以使阀芯320沿正y方向移动。在阀芯320的纵向端324， 限定通孔322的开口，使得其不重叠与杆340接触的部分。这确保杆 340有效地按压阀芯320。
当铁芯350的推力高于弹簧330的弹力时，阀芯320沿正y方向 移动。另一方面，当铁芯350被去激励时，弹簧330沿负y方向推动 阀芯320，使其沿负y方向移动，从而流体连通通路C1与流体连通通 路C2液压断开。当铁芯350的推力增大时，阀芯320的径向孔323 与套筒310的径向孔314重叠，从而流体连通通路C1与流体连通通 路C2液压连接。
通过调节螺线管SOL的推力并由此调节套筒310的径向孔314 与阀芯320的径向孔323重叠的面积来控制经由流体连通通路C的工 作流体的流量。因而，电磁阀300起到常闭的线性电磁阀的作用。在 其故障情况期间，电磁阀300关闭。具体地，当电磁阀SOL发生故障 或被去激励时，电磁阀300的阀机构关闭。在这种情况下，可变容量 叶片泵仅基于控制阀200操作，而不会由电磁阀300的故障导致不利 影响。
如上所述，当电磁阀300处于打开状态时，流体连通通路C打开， 以将第一流体压力腔室A1液压连接到吸入通路IN。当第一流体压力 腔室A1的内压P1高于吸入压Pin时，工作流体从第一流体压力腔室 A1经由电磁阀300流向吸入通路IN。当P1＝Pin时，工作流体不在 其间流动。
概括地说，当第一流体压力腔室A1液压连接到控制阀200的第 三流体腔室D3且安全阀220关闭时(当满足方程(a)和(c)时)， 即使电磁阀300打开，第一流体压力腔室A1的内压P1也保持等于吸 入压Pin。另一方面，在其它情况下(方程(a)和(c)中的至少一 个不满足)，第一流体压力腔室A1液压连接到第一流体腔室D1或者 第二流体腔室D2，使得第一流体压力腔室A1的内压P1等于排出压 Pout或混和压Pm。因此，压力P1高于吸入压Pin。所以，当电磁阀 300处于打开状态时，压力P1下降。通过调节电磁阀300的打开程度 来控制压力P1的降低。
在该实施例中，主要通过控制阀200并额外地通过电磁阀300来 控制第一流体压力腔室A1的内压P1。这导致可变容量叶片泵具有改 善的响应性。由于控制阀200有助于基本压力控制，所以电磁阀300 的如此说明的简单压力控制是足够的。
在该实施例中，电磁阀300仅控制第一流体压力腔室A1的内压 P1和第二流体压力腔室A2的内压P2中的一个。因此，电磁阀300 具有简单且紧凑的结构。吸入压Pin(低压)被恒定地引入第二流体 压力腔室A2的构造对于使从第二流体压力腔室A2到吸入口62和121 的工作流体泄漏最小是有利的。可根据车辆运行状态适当地控制排出 量。
图5示出根据第一实施例的第一变型的可变容量叶片泵。在第一 实施例中，流体连通通路C1在流体通路113中具有开口。在该变型 中，流体连通通路C1经由接合环5径直延伸到第一流体压力腔室A1。
图6示出根据第一实施例的第二变型的可变容量叶片泵。在该变 型中，流体连通通路C2由流体连通通路C2’代替。流体连通通路C2’ 将电磁阀300液压连接到排出通路OUT。具体地，流体连通通路C2’ 在流体通路22相对于节流孔8的上游部中具有开口，使得排出压Pout 被引入电磁阀300。电磁阀300将排出压Pout经由流体连通通路C1 引入第一流体压力腔室A1。
另一方面，控制阀200将排出压Pout(在(i)情况下)、吸入压 Pin(在(ii-1)情况下)和混和压Pm(在(ii-2)情况下)中的一 个引入第一流体压力腔室A1。因此，当吸入压Pin或混和压Pm被引 入第一流体压力腔室A1时，可通过打开电磁阀300以引入排出压Pout 来提高第一流体压力腔室A1的内压P1。
尽管在前述实施例中，通过控制阀200和电磁阀300控制第一流 体压力腔室A1的内压，也可以通过控制阀200和电磁阀300控制第 二流体压力腔室A2的内压，且将吸入压Pin引入第一流体压力腔室 A1。
图7示出根据本发明的第二实施例的可变容量叶片泵。第二实施 例不同于第一实施例的第一变型之处在于，在第二实施例中，控制阀 200控制第一流体压力腔室A1和第二流体压力腔室A2二者。
具体地，接合环5形成有布置在密封件50的正y侧的顶部附近的 连通孔54，而第一壳体11形成有流体通路119。第二流体压力腔室 A2经由流体压力腔室连通孔54和流体通路119液压连接到控制阀 200。流体通路119在阀容纳孔115的侧壁中具有开口119a。在泵不 运转时，开口119a面对控制阀200的第二流体腔室D2，以将下游排 出压Pfb引入第二流体压力腔室A2。当阀元件210沿正y方向移位， 使得第二滑动部214沿正y方向移到开口119a的前面时，流体通路 119液压连接到第三流体腔室D3。如上所述，当安全阀220关闭时， 第三流体腔室D3的内压等于吸入压Pin，当安全阀220打开时，第三 流体腔室D3的内压等于混和压Pm。因而，控制阀200通过将压力 Pfb、Pin和Pm中的一个引入第二流体压力腔室A2来控制第二流体 压力腔室A2的内压P2。在该实施例中，第一流体压力腔室A1和第 二流体压力腔室A2都经受高压。这使凸轮环4的运动稳定。
图8示出根据第二实施例的变型的可变容量叶片泵。在该变型中， 流体连通通路C2由如第一实施例的第二变型中的流体连通通路C2’ 代替。流体连通通路C2’将电磁阀300液压连接到排出通路OUT。具 体地，流体连通通路C2’在流体通路22相对于节流孔8的上游部中具 有开口，使得排出压Pout被引入电磁阀300。电磁阀300将排出压 Pout经由流体连通通路C1引入第一流体压力腔室A1。
图9示出根据本发明的第三实施例的可变容量叶片泵。第三实施 例除了以下构造之外与第一实施例相同。在该变型中，如图9所示， 由“N”表示的用于支撑凸轮环4的底部的接合环5的表面倾斜，使 得z坐标随着y坐标的增大而减小。称作“第三流体压力腔室A3”的 由插塞70和盖72限定的空间被液压连接到控制阀200的第三流体腔 室D3，使得受控的阀压力Pv被引入第三流体压力腔室A3。第三流体 压力腔室A3的内压P3用于经由插塞70的底部73沿负y方向压迫凸 轮环4。第三流体压力腔室A3经由电磁阀300液压连接到吸入通路 IN。因而，控制阀200和电磁阀300二者控制第三流体压力腔室A3 的内压P3。
具体地，电磁阀300液压连接到流体连通通路C3和流体连通通 路C4。流体连通通路C3液压连接到第三流体压力腔室A3。流体连 通通路C4液压连接到吸入通路IN。
如图9所示，将假想线K-K定义为连接中点M1和中点M2的 直线，其中，中点M1定义为在转子3的转动方向上吸入口62和121 的终端到排出口63和122的开始端之间的中点，中点M2定义为在转 子3的转动方向上排出口63和122的终端到吸入口62和121的开始 端之间的中点。如图9所示，接合环5的表面N相对于假想线K-K 倾斜，使得表面N和假想线K-K之间的距离随着从中点M1向中点 M2移动而增大。
随着排出压Pout增大，由于泵腔室B之间的平衡，凸轮环4逐 渐往负z方向偏压。接合环5的表面N的设置在凸轮环4沿负y方向 移位大(排出压Pout高)的情况下对于提高凸轮环4的z位置是有效 的，且在凸轮环4沿负y方向移位小(排出压Pout低)的情况下对于 降低凸轮环4的z位置是不利的。这对于抵消凸轮环4由于排出压Pout 引起的沿负z方向的移动是有效的，由此使振荡和噪音在低到高转动 范围上最小化。
杯状插塞70以维持插塞70的外周边与塞容纳孔114的内周边之 间的不透流体地接触的方式安装在第一壳体11的插塞容纳孔114中， 以沿y方向纵向滑动运动。盖72不透流体地关闭塞容纳孔114的开口。 因而，第三流体压力腔室A3限定在插塞容纳孔114中的盖72与插塞 70的底部之间。弹簧71保持在插塞70的凹部中，用于沿y方向膨胀 和收缩。弹簧71的一端连接到插塞70的底部，而另一端连接到盖72， 从而沿负y方向推动插塞70。因而，插塞70延伸通过接合环5的径 向通孔51，使得底部73与凸轮环4恒定接触，并沿负y方向推动凸 轮环4。插塞70的外圆周周边74与插塞容纳孔114不透流体地滑动 接触，以使第二流体压力腔室A2与第三流体压力腔室A3不透流体地 分隔。
第一壳体11形成有将流体连通通路C3液压连接到控制阀200的 流体通路24。流体通路24在阀容纳孔115的侧壁的一部分具有开口 24a，该开口24a在泵不运转时被阀元件210的第二滑动部214关闭。 当排出压Pout通过泵的操作而上升时，第一流体腔室D1与第二流体 腔室D2之间的内压差，即排出压Pout与下游排出压Pfb之间的差压 迫阀元件200使其沿正y方向行进。于是，流体通路24的开口24a 可相对移位以面对第三流体腔室D3，将第三流体腔室D3液压连接到 第三流体压力腔室A3，从而将第三流体压力腔室A3的内压P3设定 成等于第三流体腔室D3的内压Pv3。如第一实施例中说明的那样， 当安全阀220关闭时，第三流体腔室D3的内压Pv3等于吸入压Pin， 当安全阀220打开时，第三流体腔室D3的内压Pv3等于基于吸入压 Pin和下游排出压Pfb的混和压Pm。由于混和压Pm高于吸入压Pin， 所以第三流体压力腔室A3对于防止凸轮环4沿正y方向过分移动是 有效的。因而，电磁阀300通过控制第三流体压力腔室A3的内压来 控制凸轮环4的位移。
在第三实施例中，如图9所示，电磁阀300布置在第一壳体11 中接合环5的正y侧且正z侧。电磁阀300经由流体连通通路C3液 压连接到第三流体压力腔室A3，并经由流体连通通路C4液压连接到 吸入通路IN。因而，第三流体压力腔室A3经由电磁阀300连接到吸 入通路IN。电磁阀300选择性地使第三流体压力腔室A3与吸入通路 IN连接以及使第三流体压力腔室A3与吸入通路IN断开。当第三流 体压力腔室A3的内压等于混和压Pm(高于吸入压Pin)时，电磁阀 300的打开操作使第三流体压力腔室A3内的工作流体流出到吸入通 路IN，减小第三流体压力腔室A3的内压P3。
图10示出根据第三实施例的变型的可变容量叶片泵。在该变型 中，电磁阀300经由流体连通通路C4’液压连接到排出通路OUT。当 电磁阀300处于打开状态时，第三流体压力腔室A3液压连接到排出 通路OUT。控制阀200可选择吸入压Pin和混和压Pm中的一个引入 第三流体压力腔室A3，该吸入压Pin和混和压Pm二者均小于排出压 Pout。因而，当电磁阀300处于打开状态时，排出压Pout被引入第三 流体压力腔室A3。这提高了第三流体压力腔室A3的内压，增大施加 在凸轮环4上的沿负y方向的力。因而，可通过电磁阀300调节凸轮 环4的位移。
图11示出根据本发明第四实施例的可变容量叶片泵。第四实施例 除了以下构造之外与第三实施例相同。在第四实施例中，第三流体压 力腔室A3被液压连接到控制阀200的第二流体腔室D2而不是第三流 体腔室D3。
如图11所示，第一壳体11形成有将流体连通通路C3液压连接 到控制阀200的流体通路25。流体通路25在阀容纳孔115的侧壁的 一部分中具有开口25a。独立于控制阀200的阀元件210的位置，开 口25a恒定地面对第二流体腔室D2。因而，第三流体压力腔室A3恒 定地连接到控制阀200的第二流体腔室D2，从而等于下游排出压Pfb 的第二流体腔室D2的内压被恒定地引入第三流体压力腔室A3。此外， 电磁阀300选择性地使第三流体压力腔室A3与吸入通路IN连接和使 第三流体压力腔室A3与吸入通路IN断开，从而减小第三流体压力腔 室A3的内压P3。通过设置简单且紧凑的电磁阀获得前述效果，该电 磁阀直接控制第三流体压力腔室A3的内压P3且响应性得以改善。因 而，可基于运行状态控制排出量。
图12示出根据第四实施例的变型的可变容量叶片泵。在该变型 中，电磁阀300经由流体连通通路C4a液压连接到排出通路OUT。 电磁阀300选择性地使第三流体压力腔室A3与排出通路OUT连接和 使第三流体压力腔室A3与排出通路OUT断开。控制阀200恒定地将 下游排出压Pfb引入第三流体压力腔室A3。当电磁阀300处于打开状 态时，由于下游排出压Pfb低于排出压Pout，所以第三流体压力腔室 A3的内压提高。
图13、14和15示出根据本发明的第五实施例的可变容量叶片泵。 第五实施例不同于第一实施例之处在于电磁阀300接近吸入通路IN 布置，并且电磁阀300经由沿转子3的轴线延伸的流体连通通路C5 液压连接到第一流体压力腔室A1。
如图13所示，电磁阀300配置在第一壳体11中相对于转子3的 正x侧且正z侧，接近吸入通路IN的开口。电磁阀300经由沿转子3 的轴线延伸的流体连通通路C5液压连接到第一流体压力腔室A1。流 体连通通路C6将电磁阀300液压连接到吸入通路IN。因而，电磁阀 300被布置在包括流体连通通路C5和流体连通通路C6的流体连通通 路C中。
如图14和15所示，流体连通通路C5在第二壳体12的一部分中 具有开口C5a，使得独立于凸轮环4的位置，开口C5a的至少一部分 恒定地通向第一流体压力腔室A1，由此流体连通通路C5恒定地连接 到第一流体压力腔室A1。可替换地，可在第一流体压力腔室A1的另 一轴向端面即在压板6中限定开口C5a。如此配置的开口C5a使电磁 阀300恒定地以高响应性操作。
根据第五实施例，由于使泵体10的外部的部件被校正得彼此接 近，所以可变容量叶片泵构造紧凑。可如第二、第三和第四实施例中 说明的那样修改控制阀200、第一流体压力腔室A1、以及第二流体压 力腔室A2之间的关系。
图16示出根据第五实施例的变型的可变容量叶片泵。在该变型 中，电磁阀300具有垂直于转子3和驱动轴2的轴线的纵向轴线。电 磁阀300安装在泵体10外部，并接近吸入通路IN的开口和第一流体 压力腔室A1配置。当连接到驱动轴2上时，滑轮从驱动轴2沿径向 延伸。因此，带滑轮的叶片泵1需要在z方向上比泵体10更长延伸的 布局空间。由于滑轮的布局空间还可以用于电磁阀300，所以该实施 例的可变容量叶片泵在x方向具有紧凑尺寸，不存在不必要的径向尺 寸伸长。
图17示出根据本发明第六实施例的可变容量叶片泵。第六实施例 不同于前述实施例之处如下所述。在该实施例中，可变容量叶片泵不 包括控制阀200。
电磁阀300’经由流体连通通路C8液压连接到吸入口62和121。 电磁阀300’还经由形成在接合环5中的连通孔52和形成在第一壳体 11中的流体连通通路C7液压连接到第一流体压力腔室A1。此外，电 磁阀300’经由形成在第一壳体11中的流体连通通路C9液压连接到排 出通路OUT。因而，电磁阀300’布置在包括流体连通通路C7、C8和 C9的通路中。
第二流体压力腔室A2经由流体通路26和流体压力腔室连通孔54 液压连接到排出通路OUT。因此，排出压Pout被恒定地引入第二流 体压力腔室A2。排出通路OUT包括在流体连通通路C9与流体通路 26之间的节流孔7。
电磁阀300’包括阀芯320’、弹簧330’、杆340、铁芯350和线圈 360。在该实施例中不设置套筒310。
阀芯320’是大体圆柱形形式。阀芯320’被容纳在阀容纳孔117’中， 以与阀容纳孔117’不透流体地滑动接触。阀容纳孔117’在正y侧具有 纵向端117a’，在负y侧具有另一纵向端117b’。在阀芯320’与阀容纳 孔117’的纵向端117a’之间限定第五流体腔室D5’。弹簧330’的一端连 接到纵向端117a’，以沿负y方向推动阀芯320’。
另一方面，在阀芯320’的一个纵向端321’与阀容纳孔117’的纵向 端117b’之间限定第四流体腔室D4’。流体连通通路C8在第四流体腔 室D4’的侧壁中具有开口C8a。独立于阀芯320’的位置，流体连通通 路C8恒定地连接到第四流体腔室D4’。流体连通通路C7在阀容纳孔 117’的相对于开口C8a的正y侧的侧壁中具有开口C7a。此外，流体 连通通路C9在阀容纳孔117’的侧壁中具有与开口C7a相对的开口 C9a。阀芯320’在径向外圆周面322’中包括槽323’，槽323’绕整个圆 周延伸。
当阀芯320’沿负y方向移位时，流体连通通路C7的开口C7a经 由槽323’液压连接到流体连通通路C8的开口C8a。另一方面，当阀 芯320’沿正y方向移位时，流体连通通路C7的开口C7a经由槽323’ 液压连接到流体连通通路C9的开口C9a。无论阀芯320’位于何处， 流体连通通路C8的开口C8a与流体连通通路C9的开口C9a液压分 隔。
因而，电磁阀300’将流体连通通路C7选择性地液压连接到流体 连通通路C8和C9中的一个，以使第一流体压力腔室A1选择形地液 压连接到吸入口62和121或者排出通路OUT。
阀芯320’形成有沿y方向延伸的通孔324’，使得第五流体腔室 D5’液压连接到第四流体腔室D4’。因而，吸入压Pin从第四流体腔室 D4’引入第五流体腔室D5’。因此，阀芯320’受到沿正y方向和负y方 向二者的吸入压Pin的作用。另一方面，排出压Pout仅施加到槽323’。 概括地说，吸入压Pin和排出压Pout在阀芯320’中抵消。螺线管SOL 能够产生抵抗弹簧330’的足够的推力。因此，螺线管SOL简单且紧 凑地形成。
电磁阀300’的杆340与阀芯320的轴向端面321’相接触。电磁阀 300’使阀芯320沿y方向滑动，以将第一流体压力腔室A1选择性地连 接到吸入口62和121或者排出通路OUT。
如上所述，排出压Pout被恒定地引入第二流体压力腔室A2，而 电磁阀300’选择性地将排出压Pout和吸入压Pin中的一个引入第一流 体压力腔室A1。因而，通过电磁阀300’控制凸轮环4的位置。
图18示出根据第六实施例的第一变型的可变容量叶片泵。在该变 型中，吸入通路IN和排出通路OUT布置在修改的位置。
图19示出根据第六实施例的第二变型的可变容量叶片泵。该变型 不同于第一变型之处在于第二流体压力腔室A2被液压连接到吸入通 路IN，而不是排出通路OUT。在该变型中，第一壳体11形成有将第 二流体压力腔室A2液压连接到吸入通路IN的流体通路26’。
图20示出根据第六实施例的第三变型的可变容量叶片泵。该变型 不同于第一变型之处在于电磁阀300’被液压连接到第二流体压力腔室 A2，而不是第一流体压力腔室A1。在该变型中，第一流体压力腔室 A1经由流体连通通路C8’液压连接到排出通路OUT，而第二流体压 力腔室A2经由流体连通通路C7’和流体压力腔室连通孔54连接到电 磁阀300’。此外，第一壳体11形成有包括节流孔8的流体通路21’。 因而，吸入压Pin和排出压Pout中的一个选择性地被引入第二流体压 力腔室A2。电磁阀300’布置在相对于驱动轴2的正y侧，而在第一变 型中，电磁阀300’布置在负y侧。
图21示出根据第六实施例的第四变型的可变容量叶片泵。该变型 不同于第三变型之处在于第一流体压力腔室A1恒定地连接到吸入压 Pin。在该变型中，第一壳体11形成有将第一流体压力腔室A1液压 连接到吸入通路IN的流体连通通路C8’。
图22示出根据第六实施例的第五变型的可变容量叶片泵。基于第 三实施例提供该变型，取消了控制阀200。具体地，第一壳体11形成 有将电磁阀300’液压连接到第三流体压力腔室A3的流体连通通路 C3’，该第三流体压力腔室A3限定在插塞70与盖72之间。第一壳体 11形成有将电磁阀300’液压连接到排出通路OUT的流体连通通路 C9’。此外，第一壳体11形成有将电磁阀300’液压连接到吸入通路IN 的流体连通通路C8”。电磁阀300’选择性地将吸入压Pin和排出压 Pout中的一个引入第三流体压力腔室A3。
本申请基于2006年3月9日提交的在先日本专利申请No. 2006-63851。该日本专利申请No.2006-63851的全部内容引入在此作 为参考。
尽管上面已经参照本发明的一些实施例说明了本发明，但本发明 不限于上述说明的实施例。对于本领域技术人员来说，在上述教示下 可以对上述实施例进行修改和变化。参照所附权利要求限定本发明的 范围。