(57)【要約】  駆動回転軸芯Ｘ上に駆動軸１１と一体回転するインナーロータ１２を配置し、インナーロータ１２の外歯１２Ａに噛み合う内歯１３Ａを有し駆動回転軸芯Ｘから偏心する従動軸芯Ｙ周りで回転自在なアウターロータ１３を備え、アウターロータ１３を回転自在に支持する調整リング１４と備えた。調整リング１４に備えた第１、第２アーム部Ｃ１、Ｃ２と、これらが摺接する第１、第２ガイド面Ｓ１とで、従動軸芯Ｙが駆動回転軸芯Ｘの周りを公転しながら、従動軸芯Ｙ周りで調整リング１４を自転させるガイド手段Ｇを構成した。
2010013625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの内部に、
駆動回転軸芯の周りに駆動される外歯を有するインナーロータと、
当該インナーロータの外歯の数よりも多い数の内歯を備え、前記インナーロータと偏心状態で噛み合うアウターロータと、
前記インナーロータの駆動回転に応じて容積が変化する前記外歯と前記内歯との間の空間に対向して流体の吸引・吐出を行う吸引口と吐出口とを備えると共に、
前記アウターロータに対して相対回転自在に外挿され、前記アウターロータの回転中心を前記インナーロータの回転中心の周りに公転させる調整リングを備えており、
前記調整リングが、駆動力を入力する操作部を備えると共に、前記調整リング及び前記ケーシングに形成されて前記操作部による操作時に前記調整リングを案内させるガイド手段が備えられたオイルポンプ。
【請求項２】
前記ガイド手段は、前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられたガイドピンと、前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられて前記ガイドピンを案内するガイド溝とを有する請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項３】
前記ガイド手段は、前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられ前記調整リング及び前記ケーシングの他方に突出する突起部と、前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられて前記突起部を案内するガイド溝とを有する請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項４】
前記調整リングの作動軌跡は、前記ガイド溝の前記インナーロータにおける周方向及び径方向の形状と同一である請求項２または３に記載のオイルポンプ。
【請求項５】
前記ガイド手段は、
前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられ、前記駆動回転軸芯と平行な姿勢で設けられたガイドピンと、
前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられ、前記ガイドピンと対向する位置に前記調整リングの作動軌跡に沿って形成され、前記ガイドピンをガイドするガイド溝とを有している請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項６】
前記ガイド手段は、
前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられ、前記駆動回転軸芯と垂直な方向に突出する突起部と、
前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられ、前記突起部と対向する位置に前記調整リングの作動軌跡に沿って形成され、前記突起部をガイドするガイド溝とを有している請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項７】
前記ガイド溝は、前記調整リングの作動軌跡が前記アウターロータの回転中心と同一の回動中心の軌跡を有する自転ガイド溝部及び、前記調整リングの作動軌跡が前記インナーロータの回転中心の周りを公転する軌跡を有する公転ガイド溝部の少なくとも何れか一方で構成される請求項５または６に記載のオイルポンプ。
【請求項８】
前記ガイド溝は、前記調整リングの作動軌跡が前記アウターロータの回転中心と同一の回動中心の軌跡を有する自転ガイド溝部及び、前記調整リングの作動軌跡が前記インナーロータの軸芯を回転中心として前記アウターロータの回転中心が回動する軌跡と同一の回動の軌跡を有する公転ガイド溝部の少なくとも何れか一方で構成される請求項５または６に記載のオイルポンプ。
【請求項９】
前記調整リングが前記自転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記吐出口から吐出される流体の流体圧が前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転数に比例し、前記調整リングが前記公転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記吐出口から吐出される流体の流体圧が減圧しつつ前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転数に比例する請求項７または８に記載のオイルポンプ。
【請求項１０】
前記調整リングが前記自転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記インナーロータ及び前記アウターロータの偏心方向が変化せず、前記調整リングが前記公転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記インナーロータ及び前記アウターロータの偏心方向が変化する請求項７または８に記載のオイルポンプ。
【請求項１１】
前記操作部は、流体が供給される第１の操作部と、流体が供給される第２の操作部とで構成され、前記第１の操作部と前記第２の操作部との間での流体の流動を禁止する遮断部が備えられる請求項１〜１０の何れか一項に記載のオイルポンプ。
【請求項１２】
前記第１の操作部への流体の供給を制御する制御弁が備えられる請求項１１に記載のオイルポンプ。
【請求項１３】
前記インナーロータの前記外歯と前記アウターロータの前記内歯との間の複数の前記空間はいずれも前記吸引口または前記吐出口に連通している請求項１〜１２の何れか一項に記載のオイルポンプ。
【請求項１４】
前記インナーロータの前記外歯の形状及び前記アウターロータの前記内歯の形状は、前記外歯と前記内歯との間の複数の前記空間がいずれも前記吸引口または前記吐出口に連通可能となる形状である請求項１３に記載のオイルポンプ。
【請求項１５】
前記ケーシングには、前記外歯と前記内歯との間の複数の前記空間と前記吸引口または前記吐出口とを連通する連通溝が形成されている請求項１３に記載のオイルポンプ。
【請求項１６】
前記連通溝は、前記空間及び前記アウターロータと前記調整リングとの間のポケット部を連通する第１連通溝と、前記ポケット部及び前記吸引口を連通する第２連通溝とで構成される請求項１４に記載のオイルポンプ。
【請求項１７】
前記ガイド手段は、前記操作部による操作時に、前記調整リングの摺接部を前記ケーシングのガイド面に対して常に摺動させる請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項１８】
前記摺接部が、前記調整リングに設けた二箇所の突起部で構成され、前記ガイド面が前記二箇所の突起部と各別に摺接するよう前記ケーシングに設けられると共に、
前記調整リングの中心が前記二箇所の突起部の間に向かう方向に前記調整リングを押圧する押圧手段を前記ケーシングに設けた請求項１７に記載のオイルポンプ。
【請求項１９】
前記操作部が、前記調整リングの一部に形成したアーム部を備えると共に、当該アーム部の一方側の空間であって、前記ケーシングの内壁と前記調整リングの外壁とで囲まれた空間に流体貯留部を形成し、前記アーム部の他方側に当該アーム部を押圧する付勢部材を設けて、前記流体貯留部の流体圧と、前記付勢部材の付勢力とに基づいて前記アーム部を駆動するように構成してある請求項１〜１８の何れか一項に記載のオイルポンプ。
【請求項２０】
ｎ（ｎは自然数）枚の外歯が形成された前記インナーロータと、
前記外歯と噛み合うｎ＋１枚の内歯が形成された前記アウターロータと、
を備え、
両ロータが噛み合って回転するとき、前記両ロータの歯面間に形成されるセルの容積変化により流体を吸入、吐出することによって流体を搬送するようにオイルポンプロータが構成され、
前記インナーロータの外歯形状は、数学曲線によって形成された歯形形状の歯先円Ａ１の半径ＲＡ１と歯溝円Ａ２の半径ＲＡ２とに対し、
ＲＡ１＞ＲＤ１＞ＲＡ２            式（１）
ＲＡ１＞ＲＤ２＞ＲＡ２            式（２）
ＲＤ１≧ＲＤ２                    式（３）
式（１）を満足する半径ＲＤ１の円Ｄ１の外側で前記歯形形状が外径方向に変形し、若しくは、式（２）と式（３）とを満足する半径ＲＤ２の円Ｄ２の内側で前記歯形形状が内径方向に変形している請求項１〜１９の何れかに記載のオイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルポンプに関し、詳しくは、内歯を有するアウターロータに対して外歯を有するインナーロータを偏心状態で噛み合わせた構造のオイルポンプにおいて、偏心位置の関係を変更することで吐出量の調整を実現するオイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成されたオイルポンプとして特許文献１には、駆動回転されるインナーロータ３と、このインナーロータ３の外歯に噛み合うアウターロータ４とをインナーロータ３に対して偏心する位置に配置している。アウターロータ４は、カムリング５の内周に回転自在に支持され、このカムリング５を支持ピン１０により径方向に揺動自在、かつ、内径中心方向に移動自在に支持しており、吸入領域２１の油移送溜まり部１１の容積が最大となるようにスプリング７の付勢力をカムリング５に作用させている。【０００３】
スプリング７の付勢力を作用させることで、カムリング５とポンプボディ１との間に制御圧室２０を形成し、この制御圧室２０に対して吐出口１７の油圧を作用させており、吐出口１７の圧力が高まった際には、この圧力によってカムリング５を径方向に揺動移動させ、この揺動移動により内接歯車ポンプの歯高さを公転直径としてアウターロータ４の回転中心位置を公転させることになる。【０００４】
また、この特許文献１ではアウターロータ４が公転することにより、ポンプボディ１の吸入領域２１の終端近傍２２上にインナーロータ３の外歯とアウターロータ４の内歯により形成される油移送溜まり部１１の容積が変化することになり、結果として吐出量の調整を実現している。【０００５】
また、上記のように構成されたオイルポンプとして特許文献２には、内部ロータ３と外部ロータ４とが偏心する位置関係に配置され、これらの間にリングギヤ作動セット５が形成されている。外部ロータ４は調整リング１４の内周に回転自在に支持され、この調整リング１４の外周の外側歯列２４が形成されている。ケーシング部分１又は打ち抜きリング２７の内周には内側歯列２４’が形成され、この内側歯列２４’と外側歯列２４とが偏心する位置関係に配置されている。【０００６】
ケーシング部分１には調整リング１４を作動させるロッカーレバーが揺動自在に支持され、このロッカーレバーを揺動させることで内側歯列２４’と外側歯列２４とが噛み合った状態で、外部ロータ４の回転軸が内部ロータ３の反対側の方向に９０度だけ移動する。この移動により内部ロータ３と外部ロータ４とのリングギヤセット５に対する低圧ポート８と高圧ポート９との位置関係が変化しポンプの最大吐出量から吐出量ゼロまで調整が可能となる。【０００７】
【特許文献１】特開平８‐１５９０４６号公報  （段落番号〔００１２〜００２８〕、図１〜図４）
【特許文献２】特開平１０‐１６９５７１号公報  （段落番号〔００３０〜００４６〕、図１〜図３）
【発明の概要】
【０００８】
インナーロータとアウターロータとの偏心位置の関係の変更によって吐出量の調整を行うものでは、駆動軸の回転速度を変更しなくとも吐出量を最大から殆どゼロにすることを可能にする特徴を有するものである。特に、自動車に用いるオイルポンプでは、エンジンの稼働状況やオイルの温度によって吐出量を大きく調整することも必要とされ、この種のポンプの有効活用が望まれていた。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載される構成のポンプでは、スプリングからの付勢力が作用するものの、カムリングが内外に移動自在、かつ、内径中心方向に揺動自在に支持されているため、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との噛み合いの精度が低下することが考えられた。
【００１０】
つまり、この特許文献１の構成は、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とが噛み合った状態でインナーロータの外周に追従する形態でアウターロータが移動する作動形態であり、アウターロータ軸芯の移動を規制するガイド類を備えていない。このような理由から、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との噛み合いの深さが変動する現象が考えられるのである。
【００１１】
特に、この種のポンプでは、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との間には高い圧力が作用する。このため、カムリング内外に移動自在に構成されたものでは、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との間に発生する高い圧力によりインナーロータとアウターロータとの相対的な位置関係に変動を招くこともあった。
【００１２】
特許文献２に記載される構成のポンプでは、アウターロータ（外部ロータ）を支持する調整リングの外周に外側歯列が形成され、これを支持するケーシングに内側歯列が形成される。この外側歯列と内側歯列との噛み合い状態を維持する状態で調整リングを作動させ。これにより、特許文献１のようにインナーロータの周りでアウターロータを公転させる場合にも夫々の位置関係が高精度で維持することが可能になる。しかしながら、大型化を招くばかりでなく、外側歯列と内側歯列とを形成するために高精度の加工技術が要求される点において改善の余地があった。
【００１３】
本発明の目的は、インナーロータに対するアウターロータとの偏心位置の変更により吐出量の調整が可能なオイルポンプを小型に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の特徴は、ケーシングの内部に、駆動回転軸芯の周りに駆動される外歯を有するインナーロータと、当該インナーロータの外歯の数よりも多い数の内歯を備え、前記インナーロータと偏心状態で噛み合うアウターロータと、前記インナーロータの駆動回転に応じて容積が変化する前記外歯と前記内歯との間の空間に対向して流体の吸引・吐出を行う吸引口と吐出口とを備えると共に、前記アウターロータに対して相対回転自在に外挿され、前記アウターロータの回転中心を前記インナーロータの回転中心の周りに公転させる調整リングを備えており、前記調整リングが、駆動力を入力する操作部を備えると共に、前記調整リング及び前記ケーシングに形成されて前記操作部による操作時に前記調整リングを案内させるガイド手段が備えられている点にある。【００１５】
この構成により、調整リングの操作部に対する操作により、ガイド手段が調整リングの摺接部をケーシングのガイド面に常に接触させ、アウターロータの回転中心をインナーロータの回転中心の周りに公転させる作動が実現する。この構成では、調整リングに形成した摺接部がガイド面に常に接触する。このため、特許文献１のようにカムリングが自由に移動できる構造のものと比較して、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との噛み合い量が変動することはない。また、この摺接部とガイド面とを調整リングの移動に必要とするストロークに対応する寸法に形成すれば良いので大型化を抑制できる。その結果、インナーロータに対するアウターロータの偏心位置の変更により吐出量の調整が可能なオイルポンプが高精度で小型に構成できた。特に、この構成では、前述のように調整リングを公転させるように移動させる際の操作部の移動形態が１種ではなく、様々な移動形態をとり得る。そのため、操作部の操作ストロークや操作方向等を自由に決めることが可能となり、設計の自由度を高くできる効果も奏する。【００１６】
本発明は、前記ガイド手段は、前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられたガイドピンと、前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられて前記ガイドピンを案内するガイド溝とを有する構成として良い。また、前記ガイド手段は、前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられ前記調整リング及び前記ケーシングの他方に突出する突起部と、前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられて前記突起部を案内するガイド溝とを有しても良い。
この構成により、ガイドピンとガイド溝とで成るガイド手段で案内する状態で調整リングを作動させることが可能となる。また、突起部とガイド溝とで成るガイド手段で案内する状態で調整リングを作動させることが可能となる。【００１７】
本発明は、前記調整リングの作動軌跡が、前記ガイド溝の前記インナーロータにおける周方向及び径方向の形状に対応しても良い。
この構成により、ガイド溝の形状に対応した作動軌跡で調整リングを作動させることが可能となる。【００１８】
本発明は、前記ガイド手段が、前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられ、前記駆動回転軸芯と平行な姿勢で設けられたガイドピンと、前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられ、前記ガイドピンと対向する位置に前記調整リングの作動軌跡に沿って形成され、前記ガイドピンをガイドするガイド溝とを有していても良い。また、前記ガイド手段が、前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられ、前記駆動回転軸芯と垂直な方向に突出する突起部と、前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられ、前記突起部と対向する位置に前記調整リングの作動軌跡に沿って形成され、前記突起部をガイドするガイド溝とを有しても良い。
この構成により、ガイドピンがガイド溝に案内されること、又は、突起部がガイド溝に案内されるこにとより、調整リングを作動軌跡に沿って作動させることが可能となる。【００１９】
本発明は、前記ガイド溝が、前記調整リングの作動軌跡が前記アウターロータの回転中心と同一の回動中心の軌跡を有する自転ガイド溝部及び、前記調整リングの作動軌跡が前記インナーロータの回転中心の周りを公転する軌跡を有する公転ガイド溝部の少なくとも何れか一方で構成されていても良い。また、前記ガイド溝は、前記調整リングの作動軌跡が前記アウターロータの回転中心と同一の回動中心の軌跡を有する自転ガイド溝部及び、前記調整リングの作動軌跡が前記インナーロータの軸芯を回転中心として前記アウターロータの回転中心が回動する軌跡と同一の回動の軌跡を有する公転ガイド溝部の少なくとも何れか一方で構成されていても良い。
この構成により、自転ガイド溝部により調整リングをアウターロータの回転中心で自転させることができる。また、公転ガイド溝部により調整リングをインナーロータの回転中心に公転させること、又は、インナーロータの軸芯を回転中心としてアウターロータの回転中心を回動させる軌跡に沿う形態で調整リングを公転させることが可能となる。【００２０】
本発明は、前記調整リングが前記自転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記吐出口から吐出される流体の流体圧が前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転数に比例するように構成することができる。また、前記調整リングが前記公転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記吐出口から吐出される流体の流体圧が減圧しつつ前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転数に比例しても良い。
この構成より、例えば、調整リングが自転ガイド溝部と公転ガイド溝とを組み合わせたガイド溝にガイドされる時には、駆動回転の回転数に比例した流体圧の流体が吐出しながら、減圧された流体を吐出する状態を作り出せる。【００２１】
本発明は、前記調整リングが前記自転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記インナーロータ及び前記アウターロータの偏心方向が変化せず、前記調整リングが前記公転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記インナーロータ及び前記アウターロータの偏心方向が変化しても良い。
この構成により、アウターロータが自転ガイド溝に案内され自転した場合には、インナーロータの外歯と、アウターロータの内歯との噛み合う位置が変化せず流体の吐出量も変化しない。また、アウターロータが公転ガイド溝に案内され公転した場合には、インナーロータの外歯と、アウターロータの内歯との噛み合う位置が変化し流体の吐出量も変化する。【００２２】
本発明は、前記操作部が、流体が供給される第１の操作部と、流体が供給される第２の操作部とで構成され、前記第１の操作部と前記第２の操作部との間での流体の流動を禁止する遮断部が備えられても良い。また、前記第１の操作部への流体の供給を制御する制御弁が備えられても良い。
この構成により、第１操作部と第２操作部との一方に対して選択的に流体を供給する形態での調整リングの作動が実現する。また、制御弁によって第１操作部に対する流体を制御して調整リングの作動を制御できる。【００２３】
本発明は、前記インナーロータの前記外歯と前記アウターロータの前記内歯との間の複数の前記空間はいずれも前記吸引口または前記吐出口に連通して良い。また、前記インナーロータの前記外歯の形状及び前記アウターロータの前記内歯の形状は、前記外歯と前記内歯との間の複数の前記空間がいずれも前記吸引口または前記吐出口に連通可能となる形状であっても良い。
この構成により、外歯と内歯との間の空間の流体を連通によって吐出口に送り出すことができる。また、外歯と内歯との間の空間の流体を外歯と内歯との形状により流体を吐出口に送り出すことで、インナーロータとアウターロータとの円滑な回転が可能となる。【００２４】
本発明は、前記ケーシングには、前記外歯と前記内歯との間の複数の前記空間と前記吸引口または前記吐出口とを連通する連通溝が形成されても良い。
この構成であれば、外歯と内歯との間の空間の流体を連通溝によって吸引口又は吐出口に送り出すことにより、インナーロータとアウターロータとの円滑な回転が可能となる。【００２５】
本発明は、前記連通溝が、前記空間及び前記アウターロータと前記調整リングとの間のポケット部を連通する第１連通溝と、前記ポケット部及び前記吸引口を連通する第２連通溝とで構成されても良い。
この構成により、外歯と内歯との間の空間の流体を、第１連通溝によってアウターロータの外部の調整リングのポケット部に送ることや、この逆方向に流体を送ることが可能となる。また、ポケット部の流体を第２連通溝によって吸引口に送ることが可能となる。これによりインナーロータとアウターロータとの円滑な回転が可能となる。【００２６】
本発明は、前記ガイド手段が、前記操作部による操作時に、前記調整リングの摺接部を前記ケーシングのガイド面に対して常に摺動させるものでも良い。
この構成により、操作部が操作された場合には、調整リングの摺接部がケーシングのガイド面に常時摺接するので、調整リングはガイド面の形状を反映する形態で案内される。【００２７】
本発明は、前記摺接部が、前記調整リングに設けた二箇所の突起部で構成され、前記ガイド面が前記二箇所の突起部と各別に摺接するよう前記ケーシングに設けられると共に、
前記調整リングの中心が前記二箇所の突起部の間に向かう方向に前記調整リングを押圧する押圧手段を前記ケーシングに設けられても良い。
この構成であれば、二箇所の突起部と対応するガイド面と押圧手段とにより、調整リングの姿勢が決まる。このため、調整リングの操作量に拘わらず調整リングを所望の位置に維持し、安定的な吐出量の調整が実現する。【００２８】
本発明は、前記操作部が、前記調整リングの一部に形成したアーム部を備えると共に、当該アーム部の一方側の空間であって、前記ケーシングの内壁と前記調整リングの外壁とで囲まれた空間に流体貯留部を形成し、前記アーム部の他方側に当該アーム部を押圧する付勢部材を設けて、前記流体貯留部の流体圧と、前記付勢部材の付勢力とに基づいて前記アーム部を駆動するように構成されても良い。
この構成であれば、アーム部に作用する流体の圧力を調節することにより、アーム部の操作量を適宜変更して流体の吐出量を適切に調節することができる。【００２９】
本発明は、ｎ（ｎは自然数）枚の外歯が形成された前記インナーロータと、
前記外歯と噛み合うｎ＋１枚の内歯が形成された前記アウターロータとを備え、
両ロータが噛み合って回転するとき、前記両ロータの歯面間に形成されるセルの容積変化により流体を吸入・吐出することによって流体を搬送するようにオイルポンプロータが構成され、
前記インナーロータの外歯形状は、数学曲線によって形成された歯形形状の歯先円Ａ１の半径ＲＡ１と歯溝円Ａ２の半径ＲＡ２とに対し、
ＲＡ１＞ＲＤ１＞ＲＡ２            式（１）
ＲＡ１＞ＲＤ２＞ＲＡ２            式（２）
ＲＤ１≧ＲＤ２                    式（３）
この構成であれば、式（１）を満足する半径の円の外側にある前記歯形形状の外径方向への変形、若しくは、式（２）と式（３）とを満足する半径の円の内側にある歯形形状の内径方向への変形、又はこれら両方の変形をしたことにより、歯数を減らすことなくオイルポンプの吐出量を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１において、調整リングを初期位置に設定した状態と調整リングを限界まで移動させた状態とのオイルポンプの断面図である。
【図２】実施例１の別実施形態において、調整リングを初期位置に設定した状態と調整リングを限界まで移動させた状態とのオイルポンプの断面図である。
【図３】実施例２で調整リングを初期位置に設定した状態と調整リングを限界まで移動させた状態とのオイルポンプの断面図である。
【図４】実施例２で自転ガイド溝部と、公転が移動溝部との形状と作動形態とを示す図である。
【図５】実施例２で調整リングが自転と公転とを行った際のオイルの吐出量・吐出圧示すグラフである。
【図６】実施例２でインナーロータの外歯形状の設定時の変形形態を模式的に示す図である。
【図７】実施例２で外歯と内歯との間に形成される隙間を示す図である。
【図８】実施例３において、調整リングを初期位置に設定した状態と調整リングを限界まで移動させた状態とのオイルポンプの断面図である。
【図９】実施例３で第２ガイド部の異なる構成を示す断面図である。
【図１０】実施例３で第２ガイド部の異なる構成を示す断面図である。
【図１１】実施例３で第１・第２ガイド部の異なる構成を示す断面図である。
【図１２】実施例３の第１圧力低減溝と第２圧力低減溝とを示す拡大図である。
【図１３】実施例４において、調整リングを初期位置に設定した状態と調整リングを限界まで移動させた状態とのオイルポンプの断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
〔実施例１〕
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１には、自動車等のエンジンを有する車両に備えられるオイルポンプを示している。このオイルポンプは、ケーシング１の内部に駆動回転軸芯Ｘと同軸芯で配置された駆動軸１１を備える。さらに、この駆動軸１１と一体回転するインナーロータ１２、このインナーロータ１２の複数の外歯１２Ａに噛み合う複数の内歯１３Ａ、及び、駆動回転軸芯Ｘから偏心する従動軸芯Ｙ（回転中心）周りで回転自在に支持されたアウターロータ１３を備えている。【００３２】
このオイルポンプは、外歯１２Ａと内歯１３Ａとの間の空間に対応して流体としてのオイルの吸引・吐出する吸引口２及び吐出口３をケーシング１の壁部１Ａに備えている。このアウターロータ１３に外挿された調整リング１４と、この調整リング１４の摺接部Ｃをケーシングのガイド面Ｓに摺接させることで調整リング１４の姿勢を設定するガイド手段Ｇとを備えている。【００３３】
図面には示していないが、ケーシング１には前述した壁部１Ａと対向する位置に、この壁部１Ａと平行姿勢の壁部が配置される。インナーロータ１２と、アウターロータ１３と、調整リング１４とはケーシング１の一対の壁部に挟み込まれる位置に配置される。また、駆動軸１１は一対の壁部のうちの少なくとも一方を貫通して配置される。【００３４】
このオイルポンプは、自動車等のエンジンの潤滑油や油圧アクチュエータに作動油を供給するために使用される。駆動軸１１はエンジンの出力軸からの駆動力で回転駆動される。また、このオイルポンプはオイルの吐出量を調整する構成を備えており、その構成を以下に説明する。【００３５】
前記インナーロータ１２の外歯１２Ａは、トロコイド曲線又はサイクロイド曲線に従う歯面形状に成形されている。アウターロータ１３の内周には、インナーロータ１２の外歯１２Ａの歯数より１つ多い歯数の内歯１３Ａが形成されている。このアウターロータ１３の内歯１３Ａは、インナーロータ１２が駆動回転軸芯Ｘ周りで回転し、かつ、これと連係してアウターロータ１３が従動軸芯Ｙ周りで回転した際に、このインナーロータ１２の外歯１２Ａに接触する歯面形状に成形されている。【００３６】
このオイルポンプでは、インナーロータ１２が矢印Ａの方向に駆動回転する。従って、調整リング１４が図１（ａ）に示す姿勢（初期位置）にある際には、インナーロータ１２の外歯１２Ａとアウターロータ１３の内歯１３Ａとの間でオイルの減圧を行う負圧作用領域に吸引口２が対向し、インナーロータ１２の外歯１２Ａとアウターロータ１３の内歯１３Ａとの間でオイルの圧縮を行う正圧作用領域に吐出口３が対向する。これにより、吸引口２からオイルを吸引し、吐出口３からオイルを送り出すように機能する。【００３７】
アウターロータ１３の外周は従動軸芯Ｙを中心とした円形に成形され、前記調整リング１４の内面はアウターロータ１３が嵌り込む内径となる円形に成形されている。この調整リング１４の内周に回転自在にアウターロータ１３が支持されている。これにより調整リング１４の内周の中心位置と、アウターロータ１３の従動軸芯Ｙの位置とが一致する。【００３８】
この調整リング１４の外周面において従動軸芯Ｙから離間する方向に突出する第１アーム部Ｃ１と、第２アーム部Ｃ２とが摺接部Ｃ（突起部としても機能する）として形成されている。また、この第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２の先端に摺接する円滑な第１ガイド面Ｓ１と、第２ガイド面Ｓ２とがガイド面Ｓとしてケーシング１に一体的に形成されている。【００３９】
このオイルポンプでは、第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２との先端が対応する第１ガイド面Ｓ１と第２ガイド面Ｓ２とに接触する状態で、調整リング１４が図１（ａ）に示す姿勢から図１（ｂ）に示す姿勢まで移動した場合には、インナーロータ１２の外歯１２Ａと、アウターロータ１３の内歯１３Ａとの噛み合いの関係が従動軸芯Ｙを９０度公転させた位置関係に達する。【００４０】
また、第１ガイド面Ｓ１と第２ガイド面Ｓ２との形状は、従動軸芯Ｙの位置を、駆動回転軸芯Ｘを中心として公転させた移動時（公転軌跡に沿って移動させた際）において第１アーム部Ｃ１の先端位置と、第２アーム部Ｃ２との先端位置とに基づく包絡線として設定されている。尚、調整リング１４を動作させる際には、調整リング１４は自転運動と、曲線上の並進運動とを伴うが、これら両運動の組み合わせは任意である。よって、従動軸芯Ｙが駆動回転軸芯Ｘの周りを公転しさえすれば、第１アーム部Ｃ１の作動量を適宜設定しつつ、調整リング１４の動きを規定することができる。【００４１】
本実施形態では、第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２とを、対応する第１ガイド面Ｓ１と第２ガイド面Ｓ２とに摺接するように夫々の第１アーム部Ｃ１、第２アーム部Ｃ２の間に向かう方向に調整リング１４を押圧する板バネ４がケーシングの内面に備えられている。この板バネ４は、摺接部Ｃとしての第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２とを対応する第１ガイド面Ｓ１と第２ガイド面Ｓ２とに摺接させる押圧手段として機能を有する。【００４２】
この摺接部Ｃとしての第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２と、これらに対応する第１ガイド面Ｓ１と第２ガイド面Ｓ２と、板バネ４とで本発明のガイド手段Ｇが構成されている。また、調整リング１４の外周面のうち板バネ４を挟む２箇所に柔軟に変形し得る可撓性の素材で成るシール５が備えられている。【００４３】
第１アーム部Ｃ１が本発明の操作部として機能する。この第１アーム部Ｃ１の移動方向で一方側の空間であって、ケーシングの内壁と、調整リング１４の外壁とで囲まれた空間に流体貯留部１Ｐが形成されている。また、第１アーム部Ｃ１の移動方向での他方側に付勢部材として圧縮コイルバネ６が備えられている。【００４４】
このオイルポンプでは、油圧ポンプＰからの制御油を制御する電磁弁Ｖを備える。更に、この電磁弁Ｖを制御するために制御装置１６を備えている。この制御装置１６はエンジン回転数、エンジン負荷、水温等の情報取得し、このように取得した情報に基づいて電磁弁Ｖを制御する。【００４５】
このような制御が行われることで、電磁弁Ｖによって流体貯留部１Ｐに対する制御油の給排が行われ、オイルポンプのオイルの吐出量の調整が行われる。この結果、油温が低い状況での圧損等を補えるものにしている。【００４６】
尚、この実施形態では、電磁弁Ｖの制御により調整リング１４を図１（ａ）に示す位置と、図１（ｂ）に示す位置との２位置に切り換え自在に構成してある。ただし、例えば、調整リング１４の姿勢をフィードバックするポテンショメータ等のセンサを備えることで調整リング１４の姿勢を目標とする姿勢に設定するように制御形態を設定することも可能である。このように制御系を構成することによりオイルの吐出量を無段階に調整できる。【００４７】
更に、このオイルポンプでは、インナーロータ１２及びアウターロータ１３の回転数に正比例した流体圧で吐出口３からオイルを吐出できるものである。【００４８】
〔作動形態〕
電磁弁Ｖにより流体貯留部１Ｐに作用する制御油をゼロ圧に設定した状態のように、流体貯留部１Ｐに作用する制御油の圧力が圧縮コイルバネ６より小さい場合には、圧縮コイルバネ６の付勢力と板バネ４の付勢力により調整リング１４が図１（ａ）に示す位置に保持される。この位置では、前述した通り駆動軸１１が駆動回転することにより、吸引口２からオイルを吸引し、吐出口３からオイルを送り出す作動が行われる。【００４９】
これに対して、電磁弁Ｖにより流体貯留部１Ｐに対して作動油を供給した状態のように、流体貯留部１Ｐに作用する制御油の圧力が圧縮コイルバネ６の付勢力より増大した場合には、第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２とが、対応する第１ガイド面Ｓ１と第２ガイド面Ｓ２とに追従して移動し、調整リング１４が図１（ｂ）に示す姿勢に向けて移動する。【００５０】
この調整リング１４の移動時には、従動軸芯Ｙを駆動回転軸芯Ｘ周りで公転する運動が行われると同時に、調整リング１４を従動軸芯Ｙ周りで自転させる運動が行われる。従って、この移動時にはアウターロータ１３も伴に移動し、インナーロータ１２の外歯１２Ａにアウターロータ１３の内歯１３Ａが噛み合った状態で従動軸芯Ｙを駆動回転軸芯Ｘ周りで公転する運動が行われる。【００５１】
このように、正圧作用領域と負圧作用領域とが駆動回転軸芯Ｘ周りで移動し、負圧作用領域から吸引口２に作用する負圧が低下し、正圧作用領域から吐出口３に作用する正圧も低下する。この結果、このオイルポンプによるオイルの供給量が減少する。【００５２】
調整リング１４を図１（ｂ）に示す移動端位置まで移動させた場合には、負圧作用領域と正圧作用領域とが、吸引口２と吐出口３とに亘る位置関係となる。このため、吸引口２には殆ど負圧が作用せず、吐出口３には殆ど正圧が作用せず、オイルの給排がない状態となり、結果としてオイルの吐出量を低減できるのである。【００５３】
このように本発明のオイルポンプでは、自転運動と曲線上の並進運動とを任意に組み合わせつつ、調整リング１４を従動軸芯Ｙ周りで９０度公転させるガイド手段Ｇを備えている。これにより調整リング１４に備えた第１アーム部Ｃ１のストロークを任意に設定しつつ、調整リング１４だけを動作させることができる等、オイルの吐出量を無段階に調整できるものとなり、オイルポンプを自由に設計できる。【００５４】
そして、従動軸芯Ｙを移動させるために、摺接部Ｃを構成する第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２と、これらに対応する第１ガイド面Ｓ１と第２ガイド面Ｓ２とを備えている。このような簡単な構成により、調整リング１４を精度高く移動させ、インナーロータの外歯１２Ａとアウターロータ１３の内歯１３Ａとの噛み合い量を適正に維持する。【００５５】
特に、調整リング１４の移動を行うために第１アーム部Ｃ１に対して圧縮コイルバネ６の付勢力とを作用させ、制御油の圧力を制御する電磁弁Ｖを備えている。これにより、比較的簡単な構成でありながら、エンジンの回転数やエンジンの負荷に基づいてオイルの吐出量を最適な値にできるものとなる。特に、電気的な制御でアウターロータ１３を任意の位置まで移動させることも可能である。このように構成したものでは、オイルの吐出量を精度高く調整して一層エネルギーロスのないものにできる。【００５６】
〔実施例１の別実施形態〕
本発明は、上記した実施例１以外に以下のように構成しても良い（この別実施形態では実施例１と同じ機能を有するものには、実施例１と共通の番号、符号を付している）。【００５７】
（ａ）図２に示すように、ガイド手段Ｇを、調整リング１４に形成した第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２とに対して、駆動回転軸芯Ｘと平行な姿勢で貫通する第１ガイドピン２１と第２ガイドピン２２とを備えると共に、この第１ガイドピン２１及び第２ガイドピン２２に対応してケーシング１の壁部１Ａに形成した円弧状の第１ガイド溝Ｔ１と第２ガイド溝Ｔ２とを備えて構成する。【００５８】
この第１ガイド溝Ｔ１と第２ガイド溝Ｔ２とは、調整リング１４の移動時において、従動軸芯Ｙを駆動回転軸芯Ｘ周りで公転する運動を行わせると同時に、調整リング１４を従動軸芯Ｙ周りで自転する運動が行わせる形状に成形されている。尚、この別実施形態においても、流体貯留部１Ｐに制御油を供給して調整リング１４を作動させるものでは、第１ガイド溝Ｔ１と第２ガイド溝Ｔ２の部位から制御油のリークを抑制するシール等が備えられることになる。【００５９】
このように構成することにより、実施形態のように板バネ４を備えずに済み、構造が一層簡単になる。また、この構成では、第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２との先端とケーシング１との間にはガイド面を形成する必要がないので、オイルシールを備える程度の構成で済む。【００６０】
（ｂ）別実施形態（ａ）の構成とは逆に、第１ガイドピン２１及び第２ガイドピン２２をケーシング１の壁部１Ａに突設し、この第１ガイドピン２１及び第２ガイドピン２２が係入する円弧状のガイド孔を第１アーム部Ｃ１と第２アーム部Ｃ２とに形成することでガイド手段Ｇを構成する。【００６１】
このガイド孔の形状を、調整リング１４の移動時において、従動軸芯Ｙを駆動回転軸芯Ｘ周りで公転する運動を行わせると同時に、調整リング１４を従動軸芯Ｙ周りで自転する運動が行わせる形状に成形することで、実施形態のように板バネ４を備えずに済み構造が一層簡単になる。【００６２】
（ｃ）エンジンで駆動されるポンプからの供給される制御油を流体貯留部１Ｐに供給する。このようにエンジンの回転数と連係して圧力が上昇する制御油を供給するように構成することにより、エンジンの回転数に対応して本発明のオイルポンプからのオイルの吐出量を制御できるものとなる。【００６３】
（ｄ）調整リングを作動させる操作部として、電動モータを備える。このように電動モータを備えることにより、必要に応じて任意のタイミングでオイルポンプでのオイルの吐出量を調整できる。【００６４】
〔実施例２〕
図３に示すように、実施例２のオイルポンプは、前述した実施例１のオイルポンプで示されたケーシング１、駆動軸１１、インナーロータ１２、アウターロータ１３に共通する構成を有している。特に、この実施例２では、アウターロータ１３に回転自在に外嵌する調整リング１４の作動によって流体の吐出量を調整する構成が異なっている。尚、実施例１と共通する構成については、実施例１と同一の番号・符号を付している。【００６５】
このオイルポンプにおいても前述した実施例１と同様に、２つケーシング１に挟みこまれる位置にインナーロータ１２とアウターロータ１３とが配置されている。ケーシング１の壁部には、吸引口２と、吐出口３とが形成されている。ケーシング１の内部には、吐出口３からの吐出圧をブロック部３３に作用させる加圧空間１Ｑが形成されている。【００６６】
調整リング１４の２箇所には駆動回転軸芯Ｘと平行姿勢となるガイドピン３１が突出形成されている。ケーシング１の壁部には２つのガイドピン３１の突出端が嵌り込むガイド溝３２が形成されている。この２つガイドピン３１と２つのガイド溝３２とでガイド手段Ｇが構成されている。ガイド溝３２の機能については後述する。【００６７】
調整リング１４の外周には、この調整リング１４の半径方向に突出するブロック部３３と操作アーム３４（操作部の一例）とが一体形成されている。このブロック部３３のうち、ブロック部３３のうち調整リング１４の半径方向で外端位置には摺接面３３Ｓが形成され、この調整リング１４のうち加圧空間１Ｑに面する部位に受圧面３３Ｒが形成されている。【００６８】
摺接面３３Ｓに摺接する隔壁３５がケーシング１の内部に突出形成され、ケーシング１の内部で操作アーム３４に対応する空間には、操作アーム３４に付勢力を作用させる圧縮コイルバネ６が収容されている。摺接面３３Ｓは、ガイド手段Ｇによって調整リング１４が案内される形態で作動する際にも隔壁３５の先端が接触する状態を維持する形状に成形されている。【００６９】
また、調整リング１４の外周部において、ブロック部３３と反対側の位置には係合凹部３６が形成されている。ケーシング１のうち係合凹部３６と対向する位置には支持凹部３７が形成されている。この係合凹部３６と支持凹部３７との間にはシールベーン３８が配置されている。このシールベーン３８、及び、摺接面３３Ｓと隔壁３５との摺接構造により加圧空間１Ｑの圧力低下は抑制される。【００７０】
２つのガイド溝３２は、アウターロータ１３を従動軸芯Ｙを中心として自転させる自転ガイド溝部３２Ａと、アウターロータ１３を駆動回転軸芯Ｘを中心として公転させる公転ガイド溝部３２Ｂとを合成した形状に形成されている。【００７１】
自転ガイド溝部３２Ａによる自転の原理を説明する。図４（ａ）に示すように自転ガイド溝部３２Ａは、夫々とも従動軸芯Ｙを中心とする円弧状に形成される。従って、この自転ガイド溝部３２Ａにガイドピン３１が案内される状態で調整リング１４が作動した場合にはアウターロータ１３の従動軸芯Ｙの位置は変化することはない。つまり、インナーロータ１２とアウターロータ１３との偏芯方向（相対的な偏芯位置関係）は変化しない。【００７２】
このような理由から、自転ガイド溝部３２Ａに従って調整リング１４が作動した場合には、インナーロータ１２の外歯１２Ａとアウターロータ１３の内歯１３Ａとの噛み合う位置は変化せず、オイルポンプの吐出能力は変化しない。尚、オイルポンプの吐出能力とは、インナーロータ１２の単位時間あたりの回転数に対するオイルの吐出量として説明できる。【００７３】
次に、公転ガイド溝部３２Ｂによる公転の原理を説明する。図４（ｂ）に示すように公転ガイド溝部３２Ｂは、夫々とも従動軸芯Ｙが駆動回転軸芯Ｘを中心として公転する際の作動軌跡Ｚと、周方向及び径方向の形状と同一の形状である。従って、この公転ガイド溝部３２Ｂにガイドピン３１が案内される状態で調整リング１４が作動した場合には、調整リング１４とアウターロータ１３とがともに駆動回転軸芯Ｘを中心として作動軌跡Ｚに沿って公転する。つまり、インナーロータ１２とアウターロータ１３との偏芯方向（相対的な偏芯位置関係）が変化する。【００７４】
このような理由から、公転ガイド溝部３２Ｂに従って調整リング１４が作動した場合には、インナーロータ１２の外歯１２Ａとアウターロータ１３の内歯１３Ａとの噛み合う位置が変化することになりオイルポンプの吐出能力は変化する。【００７５】
特に、駆動軸１１の回転数を変化させた際においてアウターロータ１３の自転と公転とが行われた場合のオイルの吐出量・吐出圧の変化の特性を図５に示すように設定することが可能である。尚、図５のように自転と公転とを交互に行わせる機構は本実施例２のガイド溝３２の形状とは異なるものである。【００７６】
同図に示す如く、アウターロータ１３が自転する状況では、インナーロータ１２の回転数に正比例してオイルの吐出量・吐出圧が変化する。次にアウターロータが公転している状況では、インナーロータ１２の回転数の変化に拘わらずオイルの吐出量・吐出圧は大きく変化しない。特に、この実施例２のオイルポンプは、加圧空間１Ｑの圧力増大に伴い調整リング１４が図３（ａ）に示す姿勢（初期位置）から図３（ｂ）に示す姿勢に向けて作動する。この作動時には摺接面３３Ｓに対して隔壁３５の突出端が接触する状態を維持するのでオイルがリークすることがなく、加圧空間１Ｑの圧力が低下することもない。また、調整リング１４の作動方向は、吐出口３から送り出されるオイルの吐出量を低減する方向である。【００７７】
つまり、自転ガイド溝部３２Ａで案内される形態で調整リング１４が作動する場合には、インナーロータ１２とアウターロータ１３との回転数に正比例したオイルが吐出口３から送り出されることになる。また、公転ガイド溝部３２Ｂに案内される形態で調整リング１４が作動する場合には、吐出口３から送り出されるオイルの圧力が減圧しつつインナーロータ１２とアウターロータ１３との回転数に正比例したオイルが吐出口３から送り出される。【００７８】
尚、図５では、自転と公転とが切換わるように図示されているが、例えば、自転から公転に移行する際、徐々に公転の比率を上げると共に自転の比率を下げ、調整リング１４の回転軌跡が滑らかなカーブを描く構成にすると良い。換言すると、自転と公転とを同時に行う領域を領域を設けて、調整リング１４の回動軌跡の変曲点を緩やかにすると良い。このように公転の比率と自転の比率とを変更することにより、調整リング１４が円滑に回動することができる。【００７９】
この種のオイルポンプでは、インナーロータ１２の複数の外歯１２Ａと、アウターロータ１３の複数の内歯１３Ａとのうち、最も深く噛み合う領域の反対側で吸入口２と吐出口３との中間に位置する中間領域のセルＲにオイルが閉じ込まれる現象が発生する。【００８０】
この中間領域は、吸入口２と吐出口３との何れにも連通しない位置関係となるため、この中間領域のセルＲにオイルが閉じ込まれたタイミングで駆動軸１１の負荷が増大し、駆動系やオイルポンプが脈動することや、異音の発生、燃費を悪化させる不都合に繋がる。【００８１】
このような不都合を解消するため、インナーロータ１２の複数の外歯１２Ａと、アウターロータ１３の複数の内歯１３Ａとの間に僅かな間隙を形成している。【００８２】
具体的に説明すると、
インナーロータ１２の外歯形状は、数学曲線によって形成された歯形形状の歯先円Ａ１の半径ＲＡ１と歯溝円Ａ２の半径ＲＡ２とに対し、
ＲＡ１＞ＲＤ１＞ＲＡ２            式（１）
ＲＡ１＞ＲＤ２＞ＲＡ２            式（２）
ＲＤ１≧ＲＤ２                    式（３）
式（１）を満足する半径ＲＤ１の円Ｄ１の外側で前記歯形形状が外径方向に変形し、若しくは、式（２）と式（３）とを満足する半径ＲＤ２の円Ｄ２の内側で前記歯形形状が内径方向に変形した構成が採用されている。【００８３】
図６には、インナーロータ１２の歯形変形前後の形状を示している。周知のサイクロイド曲線で構成した歯形形状ＳＸとして、半径ＲＡ１となる歯先円Ａ１より小径で半径ＲＡ２となる歯溝円Ａ２を想定する。この歯形形状ＳＸにおいて、歯溝円Ａ２より大径で半径ＲＤ１となる円Ｄ１の外側では歯形形状ＳＸを外径方向に変形し、円Ｄ１より小径で歯溝円Ａ２より大径で半径ＲＡ２となる円Ｄ２の内側では歯形形状ＳＸを内径方向に変形した歯形形状となっている。【００８４】
このように変形した歯形形状に対応するサイクロイド曲線によって、インナーロータ１２の歯形形状が設定され、更に、このインナーロータ１２の歯形形状からインナーロータ１２の外歯１２Ａの歯数より１つ多い歯数の内歯１３Ａが形成される。このアウターロータ１３の内歯１３Ａは、アウターロータ１３が従動軸芯Ｙを中心として回転し、これと連係してインナーロータ１２が駆動回転軸芯Ｘを中心として回転した際に、このインナーロータ１２の歯部１２Ａ接触する歯面形状に設定されている。【００８５】
このようにインナーロータ１２とアウターロータ１３との歯形形状が設定されることで、図７に示すようにインナーロータ１２の複数の外歯１２Ａと、アウターロータ１３の複数の内歯１３Ａとが、中間領域においてセルＲにオイルが閉じ込まれる位置関係にあっても、外歯１２Ａと内歯１３Ａとの間に隙間Ｗが形成され、この隙間Ｗでのオイルを吸引口２又は吐出口３に送り出し、駆動系やオイルポンプが脈動することや、異音の発生、燃費を悪化させる不都合を解消している。【００８６】
前述したように、ガイド溝３２が自転領域と公転領域とを合成した状態で形成されているため、エンジンの回転数の増大に伴い、加圧空間１Ｑのオイルの圧力が増大する。また、加圧空間１Ｑのオイルの圧力が増大した場合には、ブロック部３３の受圧面３３Ｒに作用する圧力の増大に伴い、この圧力と圧縮コイルバネ６の付勢力とバランスする位置まで調整リング１４が作動する。【００８７】
この作動時には、調整リング１４の姿勢がガイド手段Ｇによって決まるため、アウターロータ１３が自転しながら公転するためオイルポンプの吐出性能は低下する。また、エンジンの回転数の増大に伴いインナーロータ１２の回転数が増大するものの、オイルポンプの吐出性能が低下するため、オイルの吐出量はエンジンの回転数の増大に比例することはなく、オイルの吐出量は抑制される。【００８８】
このように、実施例２では、２つのガイドピン３１と、これに対応する２つのガイド溝３２とを備えることにより、アウターロータ１３を自転させる作動形態と、アウターロータ１３を公転させる作動形態と、これらを組み合わせた作動形態との何れかの作動形態が採用される。これによりガイド溝３２の形状の設定により、エンジンの回転数が増大しても、オイルの吐出量や吐出圧を所望の値に設定することが可能となる。その結果、過剰な量のオイルを吐出することや、過剰に吐出圧を上昇させて、エンジンの燃費を悪化させる不都合は抑制される。【００８９】
〔実施例２の別実施形態〕
（ａ）この実施例２では、ガイドピン３１とガイド溝３２とでガイド手段Ｇを構成していたが、例えば、調整リング１４の外周から駆動回転軸芯と直交する方向に突出する突起部と、ケーシング１において突起部と対向する位置に形成されたガイド溝とで構成しても良い。具体的には〔実施例１の別実施形態〕に示すものと同様の構成となるが、２つのガイド溝の形状が同一となる点において実施例１と異なるものとなる。【００９０】
（ｂ）また、ガイド手段Ｇとして、ケーシング１に突起部を形成し、この突起部が接触するガイド溝を調整リング１４に形成しても良い。この別実施形態でも２つのガイド溝の形状が同一となる特徴を備えることになる。【００９１】
〔実施例３〕
図８に示すように、実施例３のオイルポンプは、前述した実施例１のオイルポンプで示されたケーシング１、駆動軸１１、インナーロータ１２、アウターロータ１３に共通する構成を有している。特に、この実施例３では、調整リング１４を作動させる構成は実施例２と同じであるが、ガイド手段Ｇの構成が異なっている。尚、実施例１及び実施例２と共通する構成については、これらと同一の番号・符号を付している。【００９２】
つまり、ガイド手段Ｇは、第１ガイド部Ｇ１と第２ガイド部Ｇ２とで構成されている。第１ガイド部Ｇ１は、ブロック部３３のポケット部３３Ｖに形成された第１ガイド面Ｕ１と、ケーシングに対して駆動回転軸芯Ｘと平行する姿勢で突設されたガイドピン４１とで構成されている。第２ガイド部Ｇ２は、調整リング１４の外周において駆動回転軸芯Ｘに垂直の方向に突設した突起部４２と、この突起部４２が接触するようにケーシング１において、調整リング１４の作動軌跡に沿って形成された第２ガイド面Ｕ２（ガイド溝の一例）とで構成されている。【００９３】
この第２ガイド部Ｇ２は、図９に示す如く、調整リング１４の外周に形成した突出部４３に形成した第２ガイド面Ｕ２と、この第２ガイド面Ｕ２に接触するようにケーシング１に突設した突起部４２とで構成して良い。更に、この第２ガイド部Ｇ２は、図１０に示す如く、調整リング１４の外周に形成した突出部４３に形成した第２ガイド面Ｕ２と、この第２ガイド面Ｕ２に接触するようにケーシング１に対して駆動回転軸芯Ｘと平行する姿勢で突設した摺接ピン４４とで構成しても良い。【００９４】
このように、第２ガイド部Ｇ２は、図面に示した構成に限るものではなく、部材の磨耗やケーシング１の形状に対応して様々のものを選択できる。【００９５】
特に、第２ガイド部Ｇ２として図８に示す構成を採用した場合には、第２ガイド面Ｕ２の曲率が小さくなり広範な領域に突起部４２を接触させることが可能となり、ケーシング１として硬質の材料を用いずとも第２ガイド面Ｕ２の磨耗を低減できる。これと同様に、第２ガイド部Ｇ２として図１０に示す構成を採用した場合には、摺接ピン４４として耐摩耗性の高い素材を用いることも可能となり、突出部４３と摺接ピン４４との磨耗を低減できる。【００９６】
また、第１ガイド部Ｇ１及び第２ガイド部Ｇ２として、図１１に示す構成を採用した場合を説明する。調整リング１４の回動軌跡とほぼ同一形状を呈する第１ガイド面Ｕ１及び第２ガイド面Ｕ２を有する第１ガイド部Ｇ１及び第２ガイド部Ｇ２を調整リング１４に形成する。そして、第１ガイド部Ｇ１はガイドピン４１を囲み、第２ガイド部Ｇ２は摺接ピン４４を囲む。このような構成にすることにより、調整リング１４に油圧脈動等が作用し、ガイドピン４１及び摺接ピン４４と調整リング１４との位置が保持される。したがって、第２ガイド部Ｇ２から摺接ピン４４が離れることを抑制する。【００９７】
この実施例３では、インナーロータ１２とアウターロータ１３との間に形成されるセルＲ（歯間空間）のオイルを排出することにより、このセルＲに閉じ込まれたオイルの圧力を逃がして回転付加を低減する構成を備えている。【００９８】
この種のオイルポンプでは、インナーロータ１２の複数の外歯１２Ａと、アウターロータ１３の複数の内歯１３Ａとのうち、最も深く噛み合う領域の反対側で吸入口２と吐出口３との中間に位置する中間領域のセルＲにオイルが閉じ込まれる現象が発生する。【００９９】
具体的には図１２に示す如く、中間領域においてインナーロータ１２の複数の外歯１２Ａのうち隣接する一対の歯先と、アウターロータ１３の複数の内歯１３Ａのうち隣接する一対の歯先とが接触し、これらで取り囲まれる領域のセルＲにオイルが閉じ込まれる状態に達する。【０１００】
この中間領域は、吸入口２と吐出口３との何れにも連通しない位置関係となるため、この中間領域のセルＲにオイルが閉じ込まれたタイミングで駆動軸１１の負荷が増大することになり、駆動系やオイルポンプが脈動することや、異音の発生、燃費を悪化させる不都合に繋がる。【０１０１】
このような不都合を解消するため、セルＲのオイルをブロック部３３のポケット部３３Ｖに逃がす第１圧力低減溝４５（連通溝の一例）が、２つのケーシング１の少なくとも一方の壁部に形成されている。更に、このポケット部３３Ｖの圧力を吸引口２に逃がすことが可能な第２圧力低減溝４６（連通溝の一例）が２つのケーシング１の少なくとも一方の壁部に形成されている。【０１０２】
このような構成から、エンジンの回転数の増大に伴い、加圧空間１Ｑのオイルの圧力が増大する。また、加圧空間１Ｑのオイルの圧力が増大した場合には、ブロック部３３の受圧面３３Ｒに作用する圧力の増大に伴い、この圧力と圧縮コイルバネ６の付勢力とバランスする位置まで調整リング１４が作動する。【０１０３】
このように調整リング１４がガイド手段Ｇに案内される形態で作動することにより、エンジンの回転数が増大しても、オイルの吐出量や吐出圧を所望の値に維持することが可能となり、過剰な量のオイルを吐出することや、過剰に吐出圧を上昇させて、エンジンの燃費を悪化させる不都合は抑制される。【０１０４】
オイルポンプが作動する際には、駆動軸１１が回転しインナーロータ１２が回転した場合には、前述したように、中間領域のセルＲにオイルが閉じ込まれるものの、このオイルは第１圧力低減溝４５を介してポケット部３３Ｖに流動することが可能であるため、セルＲにおける圧力上昇は和らげられる。【０１０５】
また、エンジンの回転数の増大に伴い、調整リング１４が作動した場合には、ブロック部３３のポケット部３３Ｖが、第２圧力低減溝４６を介して吸入口２に連通する。このため、中間領域のセルＲのオイルは、第１圧力低減溝４５を介してポケット部３３Ｖに流れ、更に、ポケット部３３Ｖから吸引口２に流れることになり、セルＲの圧力上昇は抑制される。その結果、駆動系やオイルポンプが脈動することや、異音の発生を抑制し、エンジンの燃費の悪化を抑制する。【０１０６】
〔実施例４〕
図１３に示すように、実施例４のオイルポンプは、前述した実施例１のオイルポンプで示されたケーシング１、駆動軸１１、インナーロータ１２、アウターロータ１３に共通する構成を有している。特に、この実施例４では、ガイド手段Ｇが実施例２と同様に２つのガイドピン３１と、これに対応する２つのガイド溝３２とを有する。しかし、調整リング１４を作動させる構成が実施例２、実施例３とは異なる。尚、実施例１と共通する構成については、実施例１と同一の番号・符号を付している。【０１０７】
ガイドピン３１、ガイド溝３２、シールベーン３８の配置は実施例２とは配置が異なるものの、同様の機能を有している。また、ケーシング１の内部には、吐出口３からの吐出圧が作用する加圧空間１Ｑが形成されている。【０１０８】
ケーシング１の内部には加圧空間１Ｑのオイルの圧力が直接的に作用する高圧側の第１圧力室５１と、加圧空間１Ｑのオイルの圧力が電磁弁Ｖ（制御弁の一例）を介して作用する低圧側の第２圧力室５２とが形成されている。調整リング１４の外周には、第１圧力室５１のオイルの圧力が作用する第１受圧アーム５３（第１の操作部・遮断部の一例）と、第２圧力室５２のオイルの圧力が作用する第２受圧アーム５４（第２の操作部の一例）とが隣接する位置関係で形成されている。第２受圧アーム５４は、第１受圧アーム５３より受圧面積が広く、オイルの圧力が作用する方向と反対側に圧縮コイルバネ６が配置されている。【０１０９】
このオイルポンプでは、加圧空間１Ｑのオイルをオイルフィルタ５５を介して電磁弁Ｖに供給し、この電磁弁Ｖからのオイルを、油路５６を介して第２圧力室５２に供給する油路が形成されている。油路５６は２つのケーシング１の少なくとも一方に溝状に形成される。図には、ケーシング１に形成された油路５６と、模式的に記した油路５６とを併せて示している。【０１１０】
このオイルポンプでは調整リング１４の作動時に第１受圧アーム５３の突出端を第１圧力室５１の内周面に摺接させている。この第１受圧アーム５３に供給されたオイルはリークすることなく、調整リング１４を作動させる。また、このような構成から第１受圧アーム５３が、第１圧力室５１と第２圧力室５２との間でオイルの流れを禁止する遮断部として機能する。【０１１１】
第２受圧アーム５４の突出端も第２圧力室５２の内周面に摺接させている。この第２圧力室５２に供給されたオイルもリークすることなく調整リング１４を作動させる。【０１１２】
電磁弁Ｖを制御する制御装置１６は、ＥＣＵ等で構成されるものであり、エンジンの回転数、エンジン負荷、エンジンの冷却水の水温等の情報に基づいて電磁弁Ｖを制御する。制御の具体例として、低圧制御モードと高圧制御モードとが設定されている。【０１１３】
高圧制御モードでは、電磁弁Ｖを、加圧空間１Ｑからのオイルの抜け出しを阻止し、かつ、第２圧力室５２を大気開放するポジションに設定する。これにより加圧空間１Ｑのオイルの圧力を第１受圧アーム５３に作用させて調整リング１４を作動させることが可能となる。【０１１４】
低圧制御モードでは、電磁弁Ｖを、加圧空間１Ｑからのオイルを油路５６を介して第２受圧アーム５４に作用させるポジションに設定する。これにより、これにより加圧空間１Ｑのオイルの圧力を第２受圧アーム５４に作用させることで、高圧制御モードで調整リング１４を作動させる圧力より低い圧力で調整リング１４を作動させることが可能となる。【０１１５】
このように、制御装置１６で低圧制御モードに設定することにより、エンジン回転数が低い場合でもオイルポンプからのオイルの吐出量を低減することや、エンジンの回転数が高い場合にのみオイルポンプからのオイルの吐出量を低減する作動を実現する。これにより、条件に基づいて過剰な量のオイルを吐出することや、過剰に吐出圧を上昇させて、エンジンの燃費を悪化させる不都合を抑制する。【０１１６】
〔全実施形態に関連する別実施形態〕
（ａ）実施例４で記載した第１の操作部としての第１受圧アーム５３と、第２の操作部としての第２受圧アーム５４とを、前述した実施例１〜実施例３の操作部として備えても良い。このような操作部を備えた場合には、実施例４に示したように第１受圧アーム５３を遮断部として備えることが有効となる。【０１１７】
（ｂ）実施例２に記載したインナーロータ１２の外歯１２Ａと、アウターロータ１３の内歯１３Ａとの歯形の設定により、外歯１２Ａと内歯１３Ａとの間に隙間Ｗを形成し、この隙間Ｗにおいてオイルの流動を可能にする構成を、実施例１、実施例３、及び、実施例４のオイルポンプに備えても良い。このように構成することにより、複数の外歯１２Ａと、複数の内歯１３Ａとのうち、最も深く噛み合う領域の反対側で吸入口２と吐出口３との中間に位置する中間領域のセルＲのオイルを吸引口２又は吐出口３に送り出し、オイルポンプの円滑な作動を実現する。【０１１８】
（ｃ）実施例３に記載した連通溝としての第１圧力低減溝４５と、第２圧力低減溝４６とを実施例１、実施例２、実施例４のオイルポンプに備える。このように構成することにより、複数の外歯１２Ａと、複数の内歯１３Ａとのうち、最も深く噛み合う領域の反対側で吸入口２と吐出口３との中間に位置する中間領域のセルＲのオイルを吸引口２又は吐出口３に送り出し、オイルポンプの円滑な作動を実現する。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、電動モータで駆動されるオイルポンプにも利用することができる。
【図１】
2010013625.tif 000003
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年12月7日(2009.12.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの内部に、
駆動回転軸芯の周りに駆動される外歯を有するインナーロータと、
当該インナーロータの外歯の数よりも多い数の内歯を備え、前記インナーロータと偏心状態で噛み合うアウターロータと、
前記インナーロータの駆動回転に応じて容積が変化する前記外歯と前記内歯との間の空間に対向して流体の吸引・吐出を行う吸引口と吐出口とを備えると共に、
前記アウターロータに対して同芯的且つ相対回転自在に外挿され、前記アウターロータの回転中心を前記インナーロータの回転中心の周りに公転させる調整リングを備えており、
前記調整リングが、駆動力を入力する操作部を備えると共に、前記調整リング及び前記ケーシングに形成されて前記操作部による操作時に前記調整リングを案内させるガイド手段が備えられたオイルポンプ。
【請求項２】
前記ガイド手段は、前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられたガイドピンと、前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられて前記ガイドピンを案内するガイド溝とを有する請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項３】
前記ガイド手段は、前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられ前記調整リング及び前記ケーシングの他方に突出する突起部と、前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられて前記突起部を案内するガイド溝とを有する請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項４】
前記調整リングの作動軌跡は、前記ガイド溝の前記インナーロータにおける周方向及び径方向の形状と同一である請求項２または３に記載のオイルポンプ。
【請求項５】
前記ガイド手段は、
前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられ、前記駆動回転軸芯と平行な姿勢で設けられたガイドピンと、
前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられ、前記ガイドピンと対向する位置に前記調整リングの作動軌跡に沿って形成され、前記ガイドピンをガイドするガイド溝とを有している請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項６】
前記ガイド手段は、
前記調整リング及び前記ケーシングの一方に設けられ、前記駆動回転軸芯と垂直な方向に突出する突起部と、
前記調整リング及び前記ケーシングの他方に設けられ、前記突起部と対向する位置に前記調整リングの作動軌跡に沿って形成され、前記突起部をガイドするガイド溝とを有している請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項７】
前記ガイド溝は、前記調整リングの作動軌跡が前記アウターロータの回転中心と同一の回動中心の軌跡を有する自転ガイド溝部及び、前記調整リングの作動軌跡が前記インナーロータの回転中心の周りを公転する軌跡を有する公転ガイド溝部の少なくとも何れか一方で構成される請求項５または６に記載のオイルポンプ。
【請求項８】
前記ガイド溝は、前記調整リングの作動軌跡が前記アウターロータの回転中心と同一の回動中心の軌跡を有する自転ガイド溝部及び、前記調整リングの作動軌跡が前記インナーロータの軸芯を回転中心として前記アウターロータの回転中心が回動する軌跡と同一の回動の軌跡を有する公転ガイド溝部の少なくとも何れか一方で構成される請求項５または６に記載のオイルポンプ。
【請求項９】
前記調整リングが前記自転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記吐出口から吐出される流体の流体圧が前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転数に比例し、前記調整リングが前記公転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記吐出口から吐出される流体の流体圧が減圧しつつ前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転数に比例する請求項７または８に記載のオイルポンプ。
【請求項１０】
前記調整リングが前記自転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記インナーロータ及び前記アウターロータの偏心方向が変化せず、前記調整リングが前記公転ガイド溝部によってガイドされる時は、前記インナーロータ及び前記アウターロータの偏心方向が変化する請求項７または８に記載のオイルポンプ。
【請求項１１】
前記操作部は、流体が供給される第１の操作部と、流体が供給される第２の操作部とで構成され、前記第１の操作部と前記第２の操作部との間での流体の流動を禁止する遮断部が備えられる請求項１〜１０の何れか一項に記載のオイルポンプ。
【請求項１２】
前記第１の操作部への流体の供給を制御する制御弁が備えられる請求項１１に記載のオイルポンプ。
【請求項１３】
前記インナーロータの前記外歯と前記アウターロータの前記内歯との間の複数の前記空間はいずれも前記吸引口または前記吐出口に連通している請求項１〜１２の何れか一項に記載のオイルポンプ。
【請求項１４】
前記インナーロータの前記外歯の形状及び前記アウターロータの前記内歯の形状は、前記外歯と前記内歯との間の複数の前記空間がいずれも前記吸引口または前記吐出口に連通可能となる形状である請求項１３に記載のオイルポンプ。
【請求項１５】
前記ケーシングには、前記外歯と前記内歯との間の複数の前記空間と前記吸引口または前記吐出口とを連通する連通溝が形成されている請求項１３に記載のオイルポンプ。
【請求項１６】
前記連通溝は、前記空間及び前記アウターロータと前記調整リングとの間のポケット部を連通する第１連通溝と、前記ポケット部及び前記吸引口を連通する第２連通溝とで構成される請求項１５に記載のオイルポンプ。
【請求項１７】
前記ガイド手段は、前記操作部による操作時に、前記調整リングの摺接部を前記ケーシングのガイド面に対して常に摺動させる請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項１８】
前記摺接部が、前記調整リングに設けた二箇所の突起部で構成され、前記ガイド面が前記二箇所の突起部と各別に摺接するよう前記ケーシングに設けられると共に、
前記調整リングの中心が前記二箇所の突起部の間に向かう方向に前記調整リングを押圧する押圧手段を前記ケーシングに設けた請求項１７に記載のオイルポンプ。
【請求項１９】
前記操作部が、前記調整リングの一部に形成したアーム部を備えると共に、当該アーム部の一方側の空間であって、前記ケーシングの内壁と前記調整リングの外壁とで囲まれた空間に流体貯留部を形成し、前記アーム部の他方側に当該アーム部を押圧する付勢部材を設けて、前記流体貯留部の流体圧と、前記付勢部材の付勢力とに基づいて前記アーム部を駆動するように構成してある請求項１〜１８の何れか一項に記載のオイルポンプ。
【請求項２０】
ｎ（ｎは自然数）枚の外歯が形成された前記インナーロータと、
前記外歯と噛み合うｎ＋１枚の内歯が形成された前記アウターロータと、
を備え、
両ロータが噛み合って回転するとき、前記両ロータの歯面間に形成されるセルの容積変化により流体を吸入、吐出することによって流体を搬送するようにオイルポンプロータが構成され、
前記インナーロータの外歯形状は、数学曲線によって形成された歯形形状の歯先円Ａ１の半径ＲＡ１と歯溝円Ａ２の半径ＲＡ２とに対し、
ＲＡ１＞ＲＤ１＞ＲＡ２  式（１）
ＲＡ１＞ＲＤ２＞ＲＡ２  式（２）
ＲＤ１≧ＲＤ２          式（３）
式（１）を満足する半径ＲＤ１の円Ｄ１の外側で前記歯形形状が外径方向に変形し、若しくは、式（２）と式（３）とを満足する半径ＲＤ２の円Ｄ２の内側で前記歯形形状が内径方向に変形している請求項１〜１９の何れかに記載のオイルポンプ。
【国際調査報告】
2010013625.tif 000016
2010013625.tif 000017
2010013625.tif 000018
2010013625.tif 000019
2010013625.tif 000020
2010013625.tif 000021
2010013625.tif 000022