(57)【要約】      （修正有）【課題】インナーロータが軸方向に移動して吐出量が可変するポンプで、油圧及び駆動トルクを徐々に上昇させ、ポンプ及びエンジン等にかかる負担を最小限に抑える可変容量ポンプとすること。【解決手段】ハウジング１と、ミッドロータ２と、インナーロータ３と、アウターロータ４と、ミッドロータ２の一端側より摺動自在に挿入されるインナースライドコア７と、前記アウターロータ４の一端側より摺動外歯部８１を有したミッドスライドコア８と、ミッドロータ２，インナースライドコア７と共に第１セルＳａを構成するインナープレート５と、前記アウターロータ４，前記ミッドスライドコア８と共に第２セルＳｂを構成するアウタープレート６とからなること。アウターロータ４とミッドロータ２の外歯外周部２２とは、第２吐出部１１ｂ側に位置し、リリーフ圧力によりインナースライドコア７又はミッドスライドコア８のいずれか一方が他方よりも先に摺動されること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１吸入部と第１吐出部と、第２吸入部と第２吐出部とを有するハウジングと、軸方向に沿って円筒外周部と外歯外周部が隣接形成されると共に内歯内周部が形成されたミッドロータと、該ミッドロータの内歯内周部と噛合するインナーロータと、前記ミッドロータの外歯外周部と噛合するアウターロータと、前記ミッドロータの内歯内周部と略同一断面形状で該内歯内周部の一端側より摺動自在に挿入される摺動外歯部を有したインナースライドコアと、前記アウターロータの内歯内周部と略同一断面形状で該内歯内周部の一端側より摺動自在に挿入される摺動外歯部を有したミッドスライドコアと、前記ミッドロータの他端側開口部を閉鎖し且つ前記インナースライドコアと共に第１セルを構成するインナープレートと、前記アウターロータの他端開口部を閉鎖し且つ前記ミッドスライドコアと共に第２セルを構成するアウタープレートと、前記アウターロータと前記ミッドロータの外歯外周部とは、前記第２吐出部側に位置し、リリーフ圧力により前記インナースライドコア又は前記ミッドスライドコアのいずれか一方が他方よりも先に摺動されてなることを特徴とする可変容量ポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記ミッドロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成され、前記アウターロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成されてなることを特徴とする可変容量ポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記インナーロータを前記インナースライドコア側に押圧するインナーばねと、前記ミッドロータを前記ミッドスライドコア側に押圧するミッドばねが設けられ、前記インナーばね及び前記ミッドバネはコイルばねとし、前記インナーばねは前記ミッドばねの内部に位置してなることを特徴とする可変容量ポンプ。
【請求項４】
請求項１，２又は３のいずれか１項の記載において、前記インナースライドコアは摺動軸部と摺動外歯部とから構成され、前記ミッドスライドコアは内部を中空とした摺動外歯部と摺動円筒部とから構成され、前記ミッドスライドコアの中空内部にインナースライドコアが挿入されてなることを特徴とする可変容量ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウターロータとインナーロータとから構成され、インナーロータが軸方向に移動して吐出量が可変するポンプで、吐出における油圧及び駆動トルクを徐々に上昇させることができ、ひいてはポンプ及びエンジン等にかかる負担を最小限に抑えることができる可変容量ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アウターロータとインナーロータとから構成されるトロコイドタイプの可変容量ポンプが存在する。このポンプの構造は、アウターロータの歯底に流体が流出入する貫通孔の通路が設けられ、アウターロータが回転すると共にその通路が吸入口，吐出口とそれぞれ連通され、流体を吸入側から吐出側に移動させるものである。そして、インナーロータとアウターロータとを軸方向に移動させ、インナーロータとアウターロータとの噛み合い幅を可変させることにより、ポンプの吐出量が可変自在となるものである。
【０００３】
このような構成を有するものとして、ロータとから構成されるトロコイドタイプの可変容量ポンプが存在する。特許文献１（特開昭５６─２０７８８号）には、インナーロータとアウターロータとを軸方向に移動させ、インナーロータとアウターロータとの噛み合い幅を可変することにより、ポンプの吐出量が可変自在としたものが開示されている。
【０００４】
この特許文献１では、インナーロータに対してアウターロータのみが移動するものではなく、インナーロータと嵌合して液体室の一側面を形成するピニオンスリーブがアウターロータと一緒にインナーロータ上を移動する構造としたものである。このために、アウターロータ及びインナーロータとも噛合い部から異なる軸方向にロータを長く形成しなければならず、ポンプが軸方向に長大化し、ポンプの小型化が困難となっている。特許文献１におけるポンプのロータ長大化及びハウジングの大型化という短所は、特許文献２に開示された技術によって解決された。
【特許文献１】特開昭５６−２０７８８号
【特許文献２】特開２００２−１９５１７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２では、インナーロータとアウターロータとを軸方向に移動させ、インナーロータとアウターロータとの噛み合い幅を可変させることにより、ポンプの吐出量が可変自在となるものである。これは、ハウジング内に、インナーロータの軸方向に隣接して配置されると共に軸方向に移動可能としたスライド部材を設け、吐出側の圧力をスライド部材の押圧側板に形成された貫通孔を介して、インナーロータの反対側に導入し、インナーロータをアウターロータに対して移動させることでロータ室の容積を変化させる構成が開示されている。ところで、特許文献２では、前述したように、ハウジングを含めて小形化することを実現することができるものである。
【０００６】
しかし、特許文献２の技術をオイルポンプとして用いた場合では、圧力特性は、初期の低回転域で一気に圧力上昇し、略ピーク値に到達しながらオイルの吐出を続けるものである。すなわち、エンジンの高回転域で必要な最大の油圧の上限が低回転域で達成され、その上限値のままで油圧が一定となる。オイルポンプは、エンジンのクランクシャフトから回転がポンプ駆動軸に回転伝達される。エンジンは、ポンプ駆動軸の回転伝達を負担することになり、それゆえにポンプの油圧が高くなり、オイルの吐出量が増加するに従いポンプの駆動トルクが大きくなる。これはエンジンの負荷として直接作用し、エンジンのエネルギー損失が油圧上昇と共に大きくなる。
【０００７】
そして、エンジンの低回転域又は中回転域の状態で油圧が最大の上限値に到達することで、低回転域又は中回転域における油圧が必要以上に大きくなり、これらの低・中回転域においてエンジンには、不必要な油圧によるエネルギー損失が生じる。そこで、このようなエネルギー損失を低減するためには、ポンプの回転数に応じて、油圧が略比例して上昇し、吐出量が増加してゆくよう特性値を設定することが必要である。すなわち、好ましい特性値に近づけようとすると、低回転域又は中回転域の油圧が必要な値よりも低くなってしまう。本発明の目的は、ポンプの回転数に略比例するようにして、吐出の油圧が上昇し、それぞれのポンプの回転数に必要な油圧とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、第１吸入部と第１吐出部と、第２吸入部と第２吐出部とを有するハウジングと、軸方向に沿って円筒外周部と外歯外周部が隣接形成されると共に内歯内周部が形成されたミッドロータと、該ミッドロータの内歯内周部と噛合するインナーロータと、前記ミッドロータの外歯外周部と噛合するアウターロータと、前記ミッドロータの内歯内周部と略同一断面形状で該内歯内周部の一端側より摺動自在に挿入される摺動外歯部を有したインナースライドコアと、前記アウターロータの内歯内周部と略同一断面形状で該内歯内周部の一端側より摺動自在に挿入される摺動外歯部を有したミッドスライドコアと、前記ミッドロータの他端側開口部を閉鎖し且つ前記インナースライドコアと共に第１セルを構成するインナープレートと、前記アウターロータの他端開口部を閉鎖し且つ前記ミッドスライドコアと共に第２セルを構成するアウタープレートと、前記アウターロータと前記ミッドロータの外歯外周部とは、前記第２吐出部側に位置し、リリーフ圧力により前記インナースライドコア又は前記ミッドスライドコアのいずれか一方が他方よりも先に摺動されてなる可変容量ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
【０００９】
請求項２の発明を、前述の構成において、前記ミッドロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成され、前記アウターロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成されてなる可変容量ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明を、前述の構成において、前記インナーロータを前記インナースライドコア側に押圧するインナーばねと、前記ミッドロータを前記ミッドスライドコア側に押圧するミッドばねが設けられ、前記インナーばね及び前記ミッドバネはコイルばねとし、前記インナーばねは前記ミッドばねの内部に位置してなる可変容量ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１０】
請求項４の発明を、前述の構成において、前記インナースライドコアは摺動軸部と摺動外歯部とから構成され、前記ミッドスライドコアは内部を中空とした摺動外歯部と摺動円筒部とから構成され、前記ミッドスライドコアの中空内部にインナースライドコアが挿入されてなる可変容量ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明では、ポンプ流量はエンジンの低回転域から中回転域及び中回転域から高回転域でそれぞれ必要な流体の吐出量及び油圧にすることができ、エンジンの回転数に応じて油圧の上昇を徐々に変化させることができる。上記効果を詳述すると、ミッドロータとインナーロータとは、インナースライドコアとインナープレートによって第１セル（歯間空間）を構成しており、インナースライドコアは、リリーフ圧によって前記ミッドロータの内歯内周部を軸方向に移動する。さらにインナーロータは常時インナーばねによってインナースライドコア側に弾性的に押圧され、前記第１セルは軸方向に伸縮する構成とした。
【００１２】
同様に、ミッドロータとアウターロータとは、ミッドスライドコアとアウタープレートによって第２セル（歯間空間）を構成しており、ミッドスライドコアは、リリーフ圧によって前記ミッドロータの内歯内周部を軸方向に移動する。さらにミッドロータは常時ミッドばねによってミッドスライドコア側に弾性的に押圧され、前記第２セルは軸方向に伸縮する構成とした。そして、前記インナーばね又は前記ミッドばねのいずれか一方の弾性力を他方よりも小さくしていることにより、エンジンの回転数に応じて変化し、リリーフ圧力の増減によって、前記第１セル又は前記第２セルのいずれか一方の容積が他方より先に減少するように変化するものである。
【００１３】
これによって、前記インナーばねの弾性力が、前記ミッドばねの弾性力よりも小さく設定された場合には、第１セルの容積の減少が第２セルの容積の減少よりも先に開始される。すなわち、エンジンの低回転域から中回転域に移る区間で、第１セルの容積が減少し、また中回転域から高回転域では、第１セルの容積の減少に加えて第２セルの容積が減少することになる。また、前記ミッドばねの弾性力がインナーばねの弾性力よりも小さく設定された場合には、前記第１セルと前記第２セルとの容積の減少が開始される順序が逆になる。すなわち、低回転域から中回転域に至る領域では、第２セルが減少し、中回転域から高回転域に至る領域では第２セルの容積の減少に加えて第１セルの容積が減少することになる。すなわち、圧力特性は従来のポンプに対して駆動トルクが低減され、エネルギー損失が低減される。従ってエンジン回転数に応じた適切な吐出圧および流量を得ることで、ポンプの作動によるエンジンのエネルギー損失を、従来に対し抑えることができる。
【００１４】
請求項２の発明では、前記ミッドロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成され、前記アウターロータの前記内歯内周部を構成する歯形部の各歯底部と、円筒外周部との間に流通孔が形成された構成としたことにより、第１吸入部，第１吐出部及び第２吸入部、第２吐出部を全て省スペースとし、その結果、ハウジングを小形化することができる。
【００１５】
請求項３の発明では、前記インナーロータを前記インナースライドコア側に押圧するインナーばねと、前記ミッドロータを前記ミッドスライドコア側に押圧するミッドばねが設けられ、前記インナーばね及び前記ミッドバネはコイルばねとし、前記インナーばねは前記ミッドばねの内部に位置させたことにより、リリーフ圧によってインナースライドコアをミッドスライドコアよりも先に摺動させる構成とすることが極めて簡単にできる。さらに、前記インナーばね及び前記ミッドバネはコイルばねとし、前記インナーばねは前記ミッドばねの内部に位置させたことにより、前記インナーばね及び前記ミッドばねの収納スペースも小さくすることができ、ハウジングをより一層小型化することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、前記インナースライドコアは摺動軸部と摺動外歯部とから構成され、前記ミッドスライドコアは内部を中空とした摺動外歯部と摺動円筒部とから構成され、前記ミッドスライドコアの中空内部にインナースライドコアが挿入されることにより、ハウジングにおいて、前記インナースライドコアとミッドスライドコアの装着スペースを小さくすることができ、ハウジングの小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の構成は、図１に示すように、主にハウジング１、ミッドロータ２，インナーロータ３，アウターロータ４及びスライド部材等から構成されている。前記ハウジング１は、図９に示すように、第１ロータ室１１及び第２ロータ室１２が形成されている。前記第１ロータ室１１は、第１吸入部１１ａと第１吐出部１１ｂとを有している。前記第２ロータ室１２は第２吸入部１２ａと第２吐出部１２ｂとを有している。前記第１吸入部１１ａと第１吐出部１１ｂは、前記第１ロータ室１１の外周箇所で略半円状の空隙部として形成されている。
【００１８】
前記第２吸入部１２ａと第２吐出部１２ｂは、前記第２ロータ室１２の外周箇所で略半円状の空隙部として形成されている。前記第１吐出部１１ｂ及び第２吐出部１２ｂは、ハウジング１の外部表面寄りの内部にて一つの吐出部にまとめられ、前記第１吐出部１１ｂと第２吐出部１２ｂとが連通する構造となっている。また、前記第１吐出部１１ｂと第２吐出部１２ｂとがハウジング１の外部表面寄りの内部にて連通形成されていない構造にすることもある。
【００１９】
前記第１ロータ室１１と第２ロータ室１２とは、後述するミッドロータ２が配置されるものであり〔図１（Ａ）参照〕、その一部分にロータ連通部１３が形成されている（図９参照）。前記第１ロータ室１１に対して、前記第２ロータ室１２が位置する側と反対側の位置にバネ収納室１４が形成されている。さらに、前記第２ロータ室１２に対して、前記第１ロータ室１１が位置する側と反対側の位置にはスライドコア収納室１５が形成されている。
【００２０】
該スライドコア収納室１５は、後述するインナースライドコア７とミッドスライドコア８が収納される部屋であり〔図１（Ａ）参照〕、断面形状は、略横凸形状に形成されている。具体的には直径が異なる大小の円筒形状の小径空隙部１５ａ及び大径空隙部１５ｂが隣接して形成されたものである。さらに小径空隙部１５ａの端部壁面を１５ｃと称する。また前記小径空隙部１５ａと大径空隙部１５ｂとの段差面を段差壁面１５ｄと称する（図９参照）。
【００２１】
前記第１吐出部１１ｂ及び第２吐出部１２ｂには、前記スライドコア収納室１５に第１吐出圧導入路１６及び第２吐出圧導入路１７を介して連通形成されている。前記第１吐出部１１ｂと第２吐出部１２ｂとがハウジング１の内部で連通形成されていない場合には、前記第２吐出部１２ｂのみから前記スライドコア収納室１５に第１吐出圧導入路１６及び第２吐出圧導入路１７によって連通されることもある〔図１（Ａ），図９参照〕。
【００２２】
前記第１吐出圧導入路１６は、前記スライドコア収納室１５の端部壁面を１５ｃに連通しており、前記第２吐出圧導入路１７は、前記段差壁面１５ｄに連通している。また前記第１吐出圧導入路１６と第２吐出圧導入路１７とは、第２吐出部１２ｂ付近では１つの共通流路１８によって連通され、該共通流路１８の終端箇所で前記第１吐出圧導入路１５ａと第２吐出圧導入路１７に分岐している（図９参照）。
【００２３】
ミッドロータ２は、図２（Ａ），図３（Ａ）に示すように、円筒外周部２１と外歯外周部２２及び内歯内周部２３を有している。前記円筒外周部２１と外歯外周部２２とは、ミッドロータ２の軸方向に沿って隣接形成されている。前記円筒外周部２は軸方向に直交する断面が円形となる外周側面である。ミッドロータ２は、前記ハウジング１の第１ロータ室１１と第２ロータ室１２に亘って収納されるものであり、前記円筒外周部２１は、第１ロータ室１１に位置するものであり、前記外歯外周部２２は第２ロータ室１２に位置するものである。さらに、ミッドロータ２には、直径中心の位置で且つ軸方向に沿って内歯内周部２３が形成されている。
【００２４】
前記外歯外周部２２は、図３（Ｃ）乃至（Ｅ）に示すように、複数の外歯形２２ａ，２２ａ，…によって構成されており、該外歯形２２ａは、具体的にはトロコイド曲線に基づいて形成されたものであり、後述するアウターロータ４の内歯内周部と噛み合う構造となっている。前記内歯内周部２３は、複数の内歯形２３ａ，２３ａ，…によって構成されており、該内歯形２３ａは、具体的にはトロコイド曲線に基づいて形成されたものであり、後述するインナーロータ３の外歯外周部と噛み合う。
【００２５】
前記円筒外周部２１と内歯内周部２３との間には、複数の第１流出入孔２４が形成されている。該第１流出入孔２４は、円筒外周部２１の外周面２１ａと、前記内歯内周部２３を構成する内歯形２３ａの歯底箇所との間に亘って貫通するスリット状の貫通孔である。また、前記円筒外周部２１の直径は、前記外歯外周部２２の最大外径（外歯形２２ａの頂部の位置を連なる外径）と同一であり、又は円筒外周部２１の直径は外歯外周部２２の外径よりも僅かに大きく形成される〔図２（Ａ），図３参照〕。
【００２６】
インナーロータ３は、図２（Ａ），図３（Ａ）に示すように、外周に前記外歯外周部３１が形成されたものであり、直径方向中心で且つ軸方向に沿ってボス孔３２が形成されている。インナーロータ３の外歯外周部３１は、前記ミッドロータ２の内歯内周部２３と噛み合い、第１ロータ室１１において、流体（具体的にはオイル）の移送を行うものである。前記内歯内周部２３と噛み合うように、前記外歯外周部３１は、トロコイド歯形となる外歯形３１ａを有している。インナーロータ３の外歯形３１ａの歯数は、前記ミッドロータ２の内歯内周部２３の内歯形２３ａよりも一つ少ない歯数となっている〔図３（Ｄ）参照〕。
【００２７】
また、前記ボス孔３２内には、ボス側キー溝３２ａが軸方向に亘って連続形成され、後述する駆動軸１００との間にキー部材１０１を介して、前記駆動軸１００が挿入されるようになっている。さらに、インナーロータ３は、前記駆動軸に対して軸方向に摺動自在となる構成である。インナーロータ３の軸方向の長さ寸法は、前記ミッドロータ２の軸方向の長さ寸法よりも長く形成されている〔図２（Ａ），図３参照〕。
【００２８】
アウターロータ４は、図２（Ａ），図４に示すように、前記第２ロータ室１２に軸方向に不動で、回転自在に配置されている。さらに、アウターロータ４は、内歯内周部４１が形成されており、該内歯内周部４１は、複数の内歯形４１ａ，４１ａ，…によって構成されている。該内歯形４１ａは、具体的には、トロコイド曲線に基づいて形成されたものであり、前記ミッドロータ２の外歯外周部２２と噛み合い、前記内歯内周部４１と外歯外周部２２とによって、第２ロータ室１２において流体の移送を行うものである。前記アウターロータ４の外周側面４２と内歯内周部４１との間には、複数の第２流出入孔４３，４３，…が形成されている。該第２流出入孔４３は、前記外周側面４２と、前記内歯内周部４１を構成する内歯形４１ａの歯底箇所との間に亘って貫通するスリット状の貫通孔である。
【００２９】
インナープレート５は、図２（Ａ）に示すように、円板形状をなしており、前記インナーロータ３の軸方向端部箇所に装着され、前記ミッドロータ２の内歯内周部２３の軸方向端部を閉鎖し、前記ミッドロータ２の内歯内周部２３と、前記インナーロータ３の外歯外周部３１によって構成される第１セルＳａ（歯間空間）を形成する役目をなすものである。前記インナープレート５は、前記インナーロータ３の外歯外周部３１に貫通且つ摺動可能となる形状を有しており、前記インナーロータ３の外歯外周部３１の軸方向に直交する断面形状と略同等形状とした摺動孔５１が形成されている。
【００３０】
該摺動孔５１には、前記インナーロータ３の外歯形３１ａと略同等形状の内歯形５１ａが形成され、前記第１セルＳａ内の流体をシールにする役目をなす。また、インナープレート５は、前記ミッドロータ２の円筒外周部２１側の軸方向端面に当接するものであり、前記インナープレート５の外径は、前記ミッドロータ２の内歯内周部２３の歯底直径よりも大きくなるように形成されている。
【００３１】
次に、アウタープレート６は、図２（Ａ）に示すように、円板形状をなしており、前記ミッドロータ２の外歯外周部２２に装着され、前記アウターロータ４の内歯内周部４１と、前記ミッドロータ２の外歯外周部２２によって構成される第２セルＳｂ（歯間空間）の閉鎖空間を形成する役目をなすものである。前記アウタープレート６は、前記ミッドロータ２の外歯外周部２２に貫通且つ摺動可能となる形状を有しており、前記外歯外周部２２の軸方向に直交する断面形状と略同等形状とした摺動孔６１が形成されている。該摺動孔６１には、前記ミッドロータ２の外歯形２２ａと略同等形状の内歯形６１ａが形成され、前記第２セルＳｂ内の流体をシールにする役目をなす。また、アウタープレート６は、前記アウターロータ４の軸方向に直交する側面に当接するものであり、アウタープレート６の外径は、前記アウターロータ４の内歯内周部４１の歯底直径よりも大きくなるように形成されている。
【００３２】
次に、インナースライドコア７は、図２（Ｂ）に示すように、摺動外歯部７１と摺動軸部７２とから構成されている。前記摺動外歯部７１の軸方向に直交する断面形状は、前記ミッドロータ２の内歯内周部２３の断面形状と略同等形状で、該内歯内周部２３に挿入し、且つ前記ミッドロータ２の軸方向に沿って摺動自在となっている〔図３（Ｂ），（Ｅ）参照〕。前記摺動外歯部７１の直径中心位置で且つ軸方向に沿って摺動軸部７２が形成されている。該摺動軸部７２の軸端面は、第１受圧面７２ａと称する。該第１受圧面７２ａは、前記第１吐出圧導入路１６の流体からの圧力を受ける役目をする部位である。インナースライドコア７は、前記ハウジング１のスライドコア収納室１５に収納される。
【００３３】
次に、ミッドスライドコア８は、図２（Ｂ）に示すように、摺動外歯部８１と摺動円筒部８２とから構成されている。前記摺動外歯部８１の軸方向に直交する断面形状は、前記アウターロータ４の内歯内周部４１の断面形状と略同等形状で、該内歯内周部４１に挿入し、且つ前記アウターロータ４の軸方向に沿って摺動自在となっている。前記摺動外歯部８１の直径中心位置で且つ軸方向に沿って摺動円筒部８２が形成されている。前記摺動外歯部８１と摺動円筒部８２は、内部は中空構造とした中空部８３が形成され、該中空部８３に、前記インナースライドコア７が収納されるようになっている〔図４（Ａ）参照〕。
【００３４】
前記摺動外歯部８１と前記摺動円筒部８２との間に段差が形成され該段差を第２受圧面８４と称する。該第２受圧面８４は、前記第２吐出圧導入路１７の流体からの圧力を受ける役目をする部位である。ミッドスライドコア８は、前記ハウジング１のスライドコア収納室１５に収納される。図中において、符号１００は、駆動軸であり、前記インナーロータ３に回転を伝達する。駆動軸１００は、前記インナーロータ３のボス孔３２に相互に摺動自在に挿入され、キー部材を介して回転伝達が行われる。
【００３５】
また、前記駆動軸１００の外周で且つハウジング１のバネ収納室１４には、コイルスプリングとしたインナーばね９１及びミッドばね９２が装着される。該ミッドばね９２は、前記インナーばね９１よりもばね外径が大きく形成され、ミッドばね９２の内部に同一軸方向にインナーばね９１が配置される。前記インナーばね９１は、前記インナーロータ３の軸端部を弾性的に押圧し、該インナーロータ３の軸端部を前記インナースライドコア７に常時，当接させる役目をなす。
【００３６】
また、前記ミッドばね９２は、前記ミッドロータ２の軸端部を前記ミッドプレート８を介して弾性的に押圧し、前記ミッドロータ２の軸端部を前記ミッドスライドコア８に常時，当接させる役目をなす。前記ミッドばね９２の弾性力は、インナーばね９１の弾性力よりも大きく設定されている。すなわち、同一の圧力が同一の程度で増加すると、インナーばね９１がミッドばね９２よりも先に収縮を開始するものであり、したがって、前記インナーロータ３が前記ミッドロータ２よりも先に軸方向に移動し、前記第１セルＳａは、前記第２セルＳｂよりも先に容積の減少が開始されることになる。
【００３７】
また、前記ミッドばね９２の弾性力は、前記インナーばね９１の弾性力よりも小さく設定されることもある。すなわち、同一の圧力が同一の程度で増加すると、ミッドばね９２がインナーばね９１よりも先に収縮を開始するものである。したがって、前記ミッドロータ２が前記インナーロータ３よりも先に軸方向に移動し、前記第２セルＳｂは、前記第１セルＳａよりも先に容積の減少が開始されることになる。本発明の明細書及び図面では、主に、ミッドばね９２の弾性力が、インナーばね９１の弾性力よりも大きく設定されているものとして説明する。
【００３８】
次に、本発明における組立構造を説明する。まず、前記ミッドロータ２の内歯内周部２３に前記インナーロータ３を挿入する〔図３（Ａ），（Ｂ）参照〕。ミッドロータ２の内歯内周部２３と、インナーロータ３の外歯外周部３１が噛み合って、内接歯車構造が構成される。前記ミッドロータ２は、ハウジング１の第１ロータ室１１と第２ロータ室１２に亘って配置されており、前記円筒外周部２１が第１ロータ室１１に配置され、さらに、外歯外周部２２が第２ロータ室１２に配置される。前記ミッドロータ２の第１流出入孔２４は、第１吸入部１１ａ及び第１吐出部１１ｂの形成範囲内に位置するようになっている。
【００３９】
前記アウターロータ４は、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、その内歯内周部４１がミッドロータ２の外歯外周部２２と噛み合うようにして、第２ロータ室１２側に配置される。ここで、前記第２ロータ室１２において、前記第１ロータ室１１に隣接する側にアウタープレート６が配置される。前記アウターロータ４及びアウタープレート６は、当接した状態で収まっており、前記第２ロータ室１２の内部を軸方向に不動で、且つ周方向に回転自在となっている。前記アウターロータ４の第１流出入孔２４は、第２吸入部１２ａ及び第２吐出部１２ｂの形成範囲内に位置するようになっている〔図１（Ａ）参照〕。
【００４０】
ハウジング１のスライドコア収納室１５には、インナースライドコア７とミッドスライドコア８が配置される。具体的には、インナースライドコア７がミッドスライドコア８の中空部８３に収められ、前記ミッドスライドコア８の摺動円筒部８２の内部から前記インナースライドコア７の摺動軸部７２が突出し、前記第１吐出圧導入路１６と連通形成された軸受部１６ａに回転且つ摺動自在に挿入される。インナースライドコア７の摺動外歯部７１は前記ミッドロータ２の内歯内周部２３に挿入され、且つ内歯内周部２３内において前記インナーロータ３の軸方向端部に当接する〔図１（Ａ）参照〕。
【００４１】
また、ミッドスライドコア８の摺動外歯部８１は前記アウターロータ４の内歯内周部４１に挿入され、且つ内歯内周部４１内において前記ミッドロータ２の外歯外周部２２の軸方向端部に当接する。前記ハウジング１のバネ収納室１４には駆動軸１００の周囲にインナーばね９１が装着され、前記インナーロータ３を前記インナースライドコア７側に常時弾性的に押圧するように構成されている。さらに前記インナーばね９１の外周の位置を囲むようにして、ミッドばね９２が配置されている。該ミッドばね９２は前記インナープレート５と共にミッドロータ２を前記ミッドスライドコア７側に常時弾性的に押圧するように構成されている〔図１（Ａ）参照〕。
【００４２】
前記ミッドロータ２の内歯内周部２３と、インナーロータ３の外歯外周部３１と、インナープレート５とインナースライドコア７によって、第１セルＳａが形成される〔図３（Ｂ）参照〕。前記インナースライドコア７は、前記ミッドロータ２の内歯内周部２３を摺動することによって、インナースライドコア７と、前記インナープレート５との間隔が変化し、第１セルＳａは軸方向に沿って伸縮する〔図３（Ｆ）参照〕。
【００４３】
同様に、前記アウターロータ４の内歯内周部４１と、ミッドロータ２の外歯外周部２２と、アウタープレート６とミッドスライドコア８によって、第２セルＳｂが形成される〔図４（Ｂ）参照〕。前記ミッドスライドコア８は、前記アウターロータ４の内歯内周部４１を摺動することによって、ミッドスライドコア７と、前記アウタープレート６との間隔が変化し、第２セルＳｂは軸方向に沿って伸縮する〔図４（Ｅ）参照〕。
【００４４】
まず、駆動軸１００は、エンジンから回転力を受ける。該駆動軸１００を介して回転し、インナーロータ３とミッドロータ２とアウターロータ４が共に回動を開始し、第１吸入部１１ａ及び第２吸入部１２ａから流体を吸入し、第１吐出部１１ｂ及び第２吐出部１２ｂから流体を排出する〔図５（Ａ），図６参照〕。そこで、エンジンの回転数が低回転では、吐出量は低回転域内の回転数の上昇に略比例して油圧が増加するものである〔図１０（Ａ）参照〕。
【００４５】
したがって、低回転域では、前記第１吐出圧導入路１６及び第２吐出圧導入路１７にはリリーフ圧がほとんどかからないので、インナーばね９１及びミッドばね９２の弾性力が前記リリーフ圧に勝り、前記インナースライドコア７及びミッドスライドコア８は不動状態である。そのために、エンジンの低回転域では、インナーロータ３とミッドロータ２によって構成される第１セルＳａは、軸方向において最大長さＷａであり、ミッドロータ２とアウターロータ４とによって構成される第２セルＳｂは軸方向において最大長さＬａとなっている。すなわち、前記第１セルＳａと第２セルＳｂは、容積が最大の状態である。
【００４６】
次に、エンジンの回転数が中回転域になると、第１吐出部１１ｂ及び第２吐出部１２ｂにおける吐出量が増加し、油圧が上昇してゆくことになる。これによって、リリーフ圧が作用し、前記第１吐出圧導入路１６及び第２吐出圧導入路１７には流体が流れ、前記インナースライドコア７及びミッドスライドコア８にリリーフ圧による圧力がかかる。このとき、インナーばね９１は、ミッドばね９２よりも弾性が小さいので、前記リリーフ圧がインナーばね９１の弾性力に勝ることによって、インナーばね９１が収縮を開始し、インナースライドコア７が摺動を開始する〔図５（Ｂ），図７参照〕。
【００４７】
前記インナーロータ３がインナースライドコア７に押圧されてインナーばね９１側に移動する。これによって、前記第１セルＳａの軸方向の長さは、最大長さＷａから小さくなって長さＷｂとなる。すなわち、Ｗａ＞Ｗｂである。一方、中回転域におけるリリーフ圧は、ミッドばね９２の弾性力よりも小さいことにより、ミッドスライドコア８は不動のままであり、前記第２セルＳｂは、低回転域の状態と同等で変化はなく、軸方向の最大長さＬａのままの状態である。
【００４８】
ここで、エンジンの中回転域では、前述したように、第１セルＳａの軸方向の長さは小さくなり容積は減少するが、エンジンの回転数は増加しているので、インナーロータ３及びミッドロータ２の回転数が増加し、結果的には流体の吐出量は、徐々に増加することになる。すなわち、エンジンが低回転域から中回転域に移る区間で、吐出量がいきなり増加することがなく、極めて僅かに吐出量と油圧の上昇率が変動するのみであり、巨視的にみると、略線形上昇に極めて近いものにできる。これによって、エンジンの低回転域から中回転域への油圧及び、この油圧変化に伴うポンプ駆動トルクの変化は、最小限に抑えることができる〔図１０（Ａ）参照〕。
【００４９】
次に、エンジンが高回転域になると、第１吐出部１１ｂ及び第２吐出部１２ｂにおける油圧がさらに上昇してゆく。これによって、前記リリーフ圧がインナーばね９１及びミッドばね９２の弾性力に勝り、インナーばね９１と共にミッドばね９２も収縮を開始し、インナースライドコア７と共にミッドスライドコア８が摺動を開始する。前記インナーロータ３はさらにインナースライドコア７に押圧されてインナーばね９１側に移動し、前記ミッドロータ２は、ミッドスライドコア８に押圧されて、ミッドばね９２側に移動する。これによって、前記第１セルＳａの軸方向の長さは、最大長さＷｂから小さくなって長さＷｃとなる〔図５（Ｃ），図８参照〕。すなわち、Ｗｂ＞Ｗｃである。また、前記第２セルＳｂの軸方向の長さは、最大長さＬａから小さくなって長さＬｂとなる。すなわち、Ｌａ＞Ｌｂである。
【００５０】
ここで、エンジンの高回転域では、前述したように、第１セルＳａ及び第２セルＳｂの軸方向の長さは小さくなり、それぞれ容積は減少する。しかし、エンジンの回転数は増加しているので、インナーロータ３，ミッドロータ２及びアウターロータ４の回転数も増加し、結果的には、前記第１吐出部１１ｂ及び第２吐出部１２ｂからの流体の吐出量は、徐々に増加することになる。すなわち、エンジンの中回転域から高回転域に移る区間で、吐出量がいきなり増加することがなく、極めて僅かに吐出量と油圧の上昇率が変動するのみであり、巨視的にみると、略線形上昇である〔図１０（Ａ）参照〕。
【００５１】
このように、本発明におけるポンプでは、エンジンの低回転域から中回転域に移る区間で、油圧が高回転域における油圧に瞬時に到達することがなく、エンジンの低回転域から中回転域、及び中回転域から高回転域に亘って、吐出量，油圧を従来技術に比較して徐々に上昇させることができる。図１０（Ａ）では、本発明の可変容量ポンプにおいて、エンジンの低回転域から高回転域に亘る油圧の上昇を示す線（太い実線）は、従来技術のポンプの油圧を示す線（細い実線）よりも、中回転域において、大きく減少させていることが明確にされている。
【００５２】
さらに、駆動トルクについても同様に、吐出量，油圧を従来技術に比較して徐々に上昇させることができるので、ポンプの駆動トルクもエンジンの低回転域から中回転域、及び中回転域から高回転域に亘って、徐々に上昇させることができ、エンジンに負担をかけることがないものである。図１０（Ｂ）では、本発明の可変容量ポンプにおいて、エンジンの低回転域から高回転域に亘るポンプの駆動トルクの上昇を示す線（太い実線）が、従来技術のポンプの駆動トルクを示す線（細い太い実線）よりも、中回転域，高回転域での駆動トルクの損失を大きく減少させていることが明確に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】（Ａ）は本発明の構造を示す縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸａ−Ｘａ矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＸｂ−Ｘｂ矢視断面図である。
【図２】（Ａ）はミッドロータ，インナーロータ，アウターロータ，ミッドプレート及びインナープレートの斜視図、（Ｂ）はインナースライドコア及びミッドスライドコアの斜視図である。
【図３】（Ａ）はミッドロータ，インナーロータ及びインナースライドコアが分離した状態の縦断側面図、（Ｂ）はミッドロータ，インナーロータ及びインナースライドコアを組み付けた状態の縦断側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸｃ−Ｘｃ矢視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸｄ−Ｘｄ矢視断面図、（Ｅ）は（Ｂ）のＸｅ−Ｘｅ矢視断面図、（Ｆ）は（Ｂ）においてインナースライドコアがミッドロータの内歯内周部を軸方向に移動した状態図である。
【図４】（Ａ）はミッドロータ，アウターロータ，アウタープレート及びミッドスライドコアの分離した状態の縦断側面図、（Ｂ）はミッドロータ，アウターロータ，アウタープレート及びミッドスライドコアを組み付けた状態の縦断側面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸｆ−Ｘｆ矢視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸｇ−Ｘｇ矢視断面図、（Ｅ）は（Ｂ）においてミッドスライドコアがアウターロータの内歯内周部を軸方向に移動した状態図である。
【図５】（Ａ）は低回転域における本発明の状態を示す縦断側面図、（Ｂ）は中回転域における本発明の状態を示す縦断側面図、（Ｃ）は高回転域における本発明の状態を示す縦断側面図である。
【図６】低回転域における本発明の動作を示す要部拡大断面図である。
【図７】中回転域における本発明の動作を示す要部拡大断面図である。
【図８】高回転域における本発明の動作を示す要部拡大断面図である。
【図９】ハウジングの縦断側面図である。
【図１０】（Ａ）は油圧−エンジン回転数の特性グラフ、（Ｂ）は駆動トルク−エンジン回転数の特性グラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１…ハウジング、１１ａ…第１吸入部、１１ｂ…第１吐出部、１２ａ…第２吸入部、
１２ｂ…第２吐出部、２…ミッドロータ、２１…円筒外周部、２２…外歯外周部、
２３…内歯内周部、４…アウターロータ、４１…内歯内周部、５…インナープレート、
６…アウタープレート、７…インナースライドコア、８…ミッドスライドコア、
９１…インナーばね、９２…ミッドばね、Ｓａ…第１セル、Ｓｂ…第２セル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010001742.tif 000008
【図７】
2010001742.tif 000009
【図８】
2010001742.tif 000010
【図９】
2010001742.tif 000011
【図１０】
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