(57)【要約】  本発明は、低圧流体源１８に連結されていて、出力１０７，２５２，２５４のところで高圧流体を生じさせるポンプ１６を駆動するエンジン１２を備えたパワープラント１１に用いられる低騒音型歯車セット３００に関する。遊び歯車３１２と駆動歯車３１０は、対応関係にある歯車３１０，３１２の輪郭形状３１８，３２０の２つの箇所３１４，３１６に沿って噛み合っている。第１の箇所３１４は、対向した歯車の歯の先端部３２８と噛み合った１つの歯車の歯の根元部３２６であり、歯車の歯が第１の箇所３１４のところで離脱してから第２の箇所３１６のところで係合して密閉領域３２２が生じるとき、輪郭形状３１８，３２０に沿って最初の接触箇所３１４、次の第２の箇所３１６が作られ、それにより、流体３２４は、箇所３１４，３１６相互間で流体静力学的に逃げ出ることができる。
2009530530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプ歯車セット３００であって、
駆動歯車３１０と、
前記駆動歯車３１０と噛み合った遊び歯車３１２とを有し、前記歯車３１０，３１２は、対応関係にある歯形３１８，３２０に沿う２つの箇所３１４，３１６のうちの第１の箇所３１４で当初噛み合い、次に、前記２つの箇所のうちの第２の箇所３１６のところで噛み合って流体装置における前記歯車３１０，３１２相互間に密封領域３２２をもたらす、ポンプ歯車セット３００。
【請求項２】
前記２つの噛み合い箇所３１４，３１６のうちの前記第１の箇所は、一方の歯車歯の根元部３２６及び対向した歯車歯の先端部３２８を含む、請求項１記載のポンプ歯車セット３００。
【請求項３】
前記２つの噛み合い箇所３１４，３１６のうちの前記第２の箇所は、前記歯車３１０，３１２を回転可能に係合させたときに前記根元部３２６と前記箇所３１４の前記先端部３２８が前記歯車歯を密封するための領域３２２を形成するよう離脱しているときに、対向した歯車歯形３２０の側に沿う箇所３１６と噛み合う一方の歯車歯形３１８の側部に沿って位置する箇所３１６から成る、請求項２記載のポンプ歯車セット３００。
【請求項４】
前記密封領域３２２は、前記歯車歯の前記第１の噛み合い箇所３１４が離脱状態になったときに流体３２４が流体静力学的に逃げるようにするための手段となる、請求項３記載のポンプ歯車セット３００。
【請求項５】
パワープラント１１用の低騒音型歯車セット３００であって、前記パワープラントは、出力１０７，２５２，２５４のところで高圧流体を生じさせるよう低圧流体源１８に連結されたポンプ１６を駆動するエンジン１２と、前記高圧流体に応答して、出力１０７，２５２，２５４のところで回転運動を生じさせる少なくとも１つの可変容量形ポンプ／モータ１６とを有し、
前記可変容量形ポンプ／モータ１６は、駆動歯車３１０と、前記駆動歯車３１０と噛み合った遊び歯車３１２とを有し、前記遊び歯車３１２は、当初、対応の前記歯車の歯形３１８，３２０に沿う第１の箇所３１４のところで前記駆動歯車３１０と噛み合い、
前記第１の箇所３１４は、対向した歯車歯の先端部３２８と噛み合った一方の歯車歯の根元部３２６であり、前記根元部３２６と前記先端部３２８との間で前記低圧流体源１８からの流体のシール３２２を得るための第１の接触箇所３１４を生じさせ、
前記歯が互いに係合すると前記歯形３１８，３２０に沿って次の第２の箇所３１６が存在し、前記高圧流体出力１０７，２５２，２５４のところでの離脱時に、前記流体３２４は、前記箇所３１４，３１６相互間から流体静力学的に逃げ出ることができる、低騒音型歯車セット３００。
【請求項６】
前記２つの噛み合い箇所３１４，３１６のうちの前記第２の箇所３１６は、前記歯車３１０，３１２を係合させたときに前記根元部３２６と前記先端部３２８の前記箇所が離脱しながら前記歯車歯を密封するための領域３２２を形成しているときに、対向した歯車歯形３２０の側に沿う箇所３１６と噛み合う一方の歯車歯形３１８の側部に沿って位置する箇所３１６から成る、請求項５記載の低騒音型歯車セット３００。
【請求項７】
前記密封領域３２２は、前記歯車歯の前記第１の噛み合い箇所３１４が離脱状態になったときに流体３２４が流体静力学的に逃げるようにするための手段となる、請求項６記載の低騒音型歯車セット３００。
【請求項８】
歯車３００の接触面相互間に流体静力学的支承を生じさせることにより摩耗を減少させる歯車セットであって、
少なくとも２つの歯車３１０，３１２を有し、前記歯車３１０，３１２は、流体装置において前記歯車３１０，３１２相互間の密封３２２をもたらすよう対応関係にある歯形３１８，３２０の少なくとも２つの箇所３１４，３１６に沿って互いに次々に噛み合う、歯車セット３００。
【請求項９】
前記２つの噛み合い箇所３１４，３１６のうちの前記第１の箇所３１４は、一方の歯車歯の根元部３２６及び対向した歯車歯の先端部３２８を含む、請求項８記載の歯車セット３００。
【請求項１０】
前記２つの噛み合い箇所３１４，３１６のうちの前記第２の箇所３１６は、前記歯車３１０，３１２を係合させたときに前記根元部３２６と前記先端部３２８の前記箇所が前記歯車歯を密封するための領域３２２を形成するよう互いに離脱しているときに、対向した歯車歯形３２０の側に沿う箇所３１６と噛み合う一方の歯車歯形３１８の側部に沿って位置する箇所３１６から成る、請求項９記載の歯車セット３００。
【請求項１１】
前記密封領域３２２は、前記歯車歯が離脱状態になったときに流体３２４が流体静力学的に逃げるようにするための手段となる、請求項１０記載の歯車セット３００。
【請求項１２】
歯車３００の摩耗を減少させた上で低騒音型歯車ポンプを提供する方法であって、
ａ．第１の歯車３１０を用意するステップを有し、
ｂ．前記第１の歯車３１０を第１の噛み合い箇所３１４のところで第２の歯車３１２に係合させるステップを有し、前記第１の噛み合い箇所３１４は、一方の歯車歯の根元部３２６及び対向した歯車歯の先端部３２８であり、
ｃ．前記第１の歯車３１０を第２の噛み合い箇所３１６のところで前記第２の歯車３１２に係合させるステップを有し、前記第２の噛み合い箇所３１６は、対向した前記歯車の歯形３２０の側部に沿う箇所と噛み合う一方の歯車の歯形３１８の側部に沿う箇所であり、
ｄ．前記歯車３１０，３１２が前記第２の噛み合い箇所３１６ところで係合し、前記第１の噛み合い箇所３１４から離脱しているときに、前記歯車歯を密封する領域３２２を形成するステップを有し、
ｅ．前記歯車歯を前記第１の噛み合い箇所３１４のところで離脱させると、流体３２４が流体静力学的に逃げ出るための手段を提供するステップを有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、車両用パワートレーンシステムに関し、特に、任意のシステムに用いられ、歯車の摩耗を減少させる低騒音型歯車ポンプに関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２００５年２月２２日に出願された米国特許仮出願第６０／６５５，２２１号の優先権主張出願である２００６年２月２２日に出願された米国特許出願第１１／３５９，７２８号の一部継続出願である。米国特許出願第１１／３５９，７２８号は、２００４年４月９日に出願された米国特許仮出願第６０／５６０，８９７号の優先主張出願である２００５年４月８日に出願された米国特許出願第１１／１０１，８３７号（現在、米国特許第７，１７９，０７０号）の一部継続出願である。
【０００３】
本願は、２００６年３月１３日に出願された米国特許仮出願第６０／７８１，７７５号の権益主張出願である。
【背景技術】
【０００４】
歯車ポンプ及び歯車モータは、利用可能なポンプのうちで耐久性が最も高いものの１つである。しかしながら、これらのポンプが発生する騒音は、多くの用途にとって問題である。この騒音源を制御することが望ましい。騒音レベル及び頻度は、歯車歯の形式、歯車歯の幾何学的形状、歯車歯の表面及び潤滑によって影響を受ける。騒音の大部分は、油が歯車歯の噛み合っているときに歯車歯相互間に取り込まれるようになることによって生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの場合、用いられる歯車歯の形式を変更し又は歯の表面を滑らかにすることは、歯車の歯の幾何学的形状を変更すると、荷重を伝達する歯車の能力が損なわれる可能性がある場合には可能ではない。さらに、粘度の高い油及びグリースを用いると、騒音を低減させることができるが、これはあらゆる歯車ユニットについて好適であるわけではない。
【０００６】
したがって、歯車の摩耗を更に減少させる低騒音型歯車ポンプを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
静粛な密封方式に対応するため、現行の歯車の噛み合いの仕方を考え直さなければならなかった。歯形の側部を用いる歯車密封ではなく、シールは、１つの箇所として歯車の先端部と根元部を用いて得られ、次の歯車の歯が互いに係合するときに、油は、先に噛み合っていた歯車の歯相互間から流体静力学的に逃げることができる。
【０００８】
本発明は、任意の装置に用いられ、本明細書では、パワープラントに用いられる低騒音型歯車セットであって、パワープラントは、出力のところで高圧流体を生じさせるよう低圧流体源に連結されたポンプ駆動するエンジン１２と、高圧流体に応答して、出力のところで回転運動を生じさせる少なくとも１つの可変容量形ポンプ／モータとを有し、可変容量形ポンプ／モータは、駆動歯車と、駆動歯車と噛み合った遊び歯車とを有し、遊び歯車は、当初、対応の歯車の歯形に沿う第１の箇所のところで駆動歯車と噛み合い、２つの箇所の少なくとも１つの箇所は、対向した歯車歯の先端部と噛み合った一方の歯車歯の根元部であり、根元部と先端部との間で低圧流体源からの流体のシールを得るための第１の接触箇所を生じさせ、歯が互いに係合すると歯形に沿って次の第２の箇所が存在し、高圧流体出力のところでの離脱時に、流体は、箇所相互間から流体静力学的に逃げ出ることができることを特徴とする低騒音型歯車セットを提供する。
【０００９】
好ましくは、歯車の摩耗を減少させた上で低騒音型歯車ポンプを提供する方法は、第１の歯車を用意するステップを有し、第１の歯車を第１の噛み合い箇所のところで第２の歯車に係合させるステップを有し、第１の噛み合い箇所は、一方の歯車歯の根元部及び対向した歯車歯の先端部であり、第１の歯車を第２の噛み合い箇所のところで第２の歯車に係合させるステップを有し、第２の噛み合い箇所は、対向した歯車の歯形の側部に沿う箇所と噛み合う一方の歯車の歯形の側部に沿う箇所であり、歯車が第２の噛み合い箇所ところで係合し、第１の噛み合い箇所から離脱しているときに、歯車歯を密封する領域を形成するステップを有し、歯車歯を第１の噛み合い箇所のところで離脱させると、流体が流体静力学的に逃げ出るための手段を提供するステップを有する。
【００１０】
本発明の上述の利点並びに他の利点は、添付の図面に照らして考慮したときに好ましい実施形態についての以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次の特許出願、即ち、米国特許仮出願第６０／５６０，８９７号、米国特許出願第１１／１０１，８３７号（現在、米国特許第７，１７９，０７０号）、米国特許仮出願第６０／６５５，２２１号、米国特許出願第１１／３５９，７２８号、米国特許仮出願第６０／７８１，７７５号を参照により引用し、これらの記載内容を本明細書の一部とする。
【００１２】
低騒音型歯車セット３００は、ポンプ／モータ１６に用いられるものとして記載されており、モータ７６ａ〜７６ｄは、好ましくは、例えば２００５年４月８日に出願された共通譲受人の同時係属米国特許出願第１１／１０１，８３７号明細書に示された可変容量形ポンプ／モータであり、この特許文献を参照により引用し、図４及び図５に示された開示内容を本明細書の一部とする。変形例として、ポンプ／モータ１６及びモータ７６ａ〜７６ｄは、羽根形又はピストン形可変容量形ポンプ／モータ又は定容量形ポンプ／モータである。加うるに、低騒音型歯車セット３００を備えたポンプ／モータ１６を例えば２００５年２月２２日に出願された共通譲受人の同時係属米国特許出願第１１／７５９，７２８号明細書に示された油圧ハイブリッドパワートレーンシステム１０と関連して使用でき、この特許文献を参照により引用し、その図１〜図３に記載された開示内容を本明細書の一部とする。
【００１３】
次に図６を参照すると、本発明の低騒音型歯車セット又は歯車列が、全体を符号３００で示されている。低騒音型歯車セット３００は、内接形又は外接形歯車ポンプ／モータが任意の粘度の流体に使用されることが望ましい種々の用途に利用でき、それにより、有利には、任意の装置に用いられる低騒音且つ摩耗減少型歯車セットが提供される。
【００１４】
低騒音型歯車セット３００は、少なくとも２つ又は３つ以上の歯車、好ましくは駆動歯車３１０及び遊び歯車３１２から成っている。遊び歯車３１２は、駆動歯車３１０と、対応の歯形３１８，３２０に沿う２つの箇所３１４，３１６のところで噛み合う一方で、遊び歯車３１２が駆動される。駆動歯車３１０を回転させると、歯車３１０，３１２は、第１の噛み合い箇所３１４のところで互いに係合する。この第１の噛み合い箇所３１４は、好ましくは、一方の歯車歯の根元部３２６、この場合、駆動歯車３１０の歯車歯の根元部３２６が、対向した歯車歯の先端部３２８、この場合、遊び歯車３１２の歯車歯の先端部３２８に係合すると形成される。
【００１５】
駆動歯車３１０は、引き続き回転すると、第２の噛み合い箇所３１６が、好ましくは、駆動歯車３１０の一方の歯車の歯形３１８及び遊び歯車３１２の対向した歯車の歯形３２０の側部に沿って形成される。第１の噛み合い箇所３１４が歯車の回転中に離脱し、次いで第２の噛み合い箇所３１６が係合するときに、ポンプ１６の一方の側に加わる加圧流体又はガスにより生じる機械的圧力によってシール３２２が作られる。少量の流体３２４、例えば油が、箇所３１４，３２０により形成されたシール３２２中に駆動歯車３１０と遊び歯車３１２との間に取り込まれる。シール３２２の結果として、取り込まれた流体３２４の圧力は、歯車３１０，３１２の中心に対して垂直に作用し、歯車３１０，３１２がこれらの間の流体３２４を圧縮しようとするのではなく、流体３２４を歯車３１０，３１２相互間から追い出す。
【００１６】
例えばポンプ／モータ１６を含む油圧ハイブリッドパワートレーンシステム１０を有するパワープラントに利用された場合、歯車３００の摩耗を減少させた上でポンプに用いられる低騒音型歯車セット３００を提供する好ましい方法は、
第１の歯車３１０を用意するステップを有し、
第１の歯車３１０を第１の噛み合い箇所３１４のところで第２の歯車３１２に係合させるステップを有し、第１の噛み合い箇所３１４は、一方の歯車歯の根元部３２６及び対向した歯車歯の先端部３２８であり、
第１の歯車３１０を第２の噛み合い箇所３１６のところで第２の歯車３１２に係合させるステップを有し、第２の噛み合い箇所３１６は、対向した歯車の歯形３２０の側部に沿う箇所と噛み合う一方の歯車の歯形３１８の側部に沿う箇所であり、
歯車３１０，３１２が第２の噛み合い箇所３１６ところで係合し、第１の噛み合い箇所３１４から離脱しているときに、歯車歯を密封する領域３２２を形成するステップを有し、
歯車歯を第１の噛み合い箇所３１４のところで離脱させると、流体３２４が流体静力学的に逃げ出るための手段を提供するステップを有する。
【００１７】
駆動歯車３１０が遊び歯車３１２を回転させると、歯車歯の相互噛み合いにより、結果的に第１の噛み合い箇所３１４及び第２の噛み合い箇所３１６が連続的に作られる。このように、第２の噛み合い箇所３１６が離脱している間、次の歯車歯の次の第１の噛み合い箇所が、対応の歯の根元部及び先端部のところに作られる。歯車の回転により、歯車歯の輪郭（歯形）に沿って噛み合い箇所システムが生じる。第２の噛み合い箇所３１６の係合開始時点における第１の噛み合い箇所３１４の離脱開始により、密封領域３２２が形成される。第１の噛み合い箇所３１４がいったん離脱すると、流体３２４は、密封領域３２２から流体静力学的に逃げ出る。
【００１８】
次に図１ａを参照すると、油圧ハイブリッドパワートレーンシステムが、全体を符号１０で示されている。パワートレーンシステム１０は、当業者には理解されるように、種々の用途、例えば、自動車、船舶、潜水艦、ヘリコプター等（これらには限定されない）に利用できるが、分かりやすくするために、本発明の以下の説明においては自動車に装備されるものとしてパワートレーンシステムを説明する。パワートレーンシステム１０は、パワープラントセクション１１、モードセレクタモジュール４３、コントロールセクション５９及びパワーデリバリセクション７６を有している。
【００１９】
パワートレーンシステム１０のパワープラントセクション１１は、燃料源１４と連絡状態にあるエンジン１２を有している。エンジン１２は、従来型の内燃エンジン、タービンエンジン、バッテリーにより動力供給される電気モータ、燃料電池等であって良い。エンジン１２は、好ましくは可変容量形油圧ポンプ／モータ１６にトルクを選択的に与え、かかる油圧ポンプ／モータ１６は、その入口側に作動油の低圧力源１８を備えると共にその出口側に高圧導管２０を備えている。作動油は、液体、例えば水、作動油、伝動用流体等又は本発明の範囲内に属する任意の圧縮可能なガスであって良いが、これらには限定されない。ポンプ／モータ１６をそういうものとして説明するが、その理由は、システム１０のモードに応じて、この装置は、以下に詳細に説明するように、ポンプとして又はモータとして交互に機能するからである。
【００２０】
システム１０のパワープラントセクション１１は、複数の補助駆動装置を有し、かかる補助駆動装置としては、モータ発電機２２、空調用圧縮機２４及びヒートポンプが挙げられるが、これらには限定されない。モータ発電機２２は、パワー維持モジュール２８に接続され、このパワー維持モジュールは、バッテリーパック３０に接続されている。ヒートポンプ２６は、ヒーターコア３２と連絡関係にあり、ヒートポンプ２６とヒーターコア３２の両方は、エンジン１２のための冷却水源３４と流体連通状態にある。空調用圧縮機２４は、熱交換器３６と連通状態にある。補助駆動装置２２，２４，２６は、好ましくは、それぞれの電気又は油圧モータによって作動する。変形例として、補助駆動装置２２，２４，２６は、エンジン１２に選択的に機械的クラッチ結合される。アキュムレータ３８が、ポンプ／モータ１６の出口のところに設けられた高圧導管２０と流体連通状態にある。アキュムレータ３８は、高圧作動油のリザーバとしての役目を果たし、例えば、当業者には理解されるように、高圧ガス等（図示せず）がチャージされることによりシステム１０中に高圧を維持する。
【００２１】
スロットルコントロールモジュール４０が、ライン２４ａ上の信号を介して空調用圧縮機２４からの入力信号を受け取り、ライン２８ａ上の信号を介してパワー維持モジュール２８からの入力信号を受け取り、ライン３８ａ上の信号を介してアキュムレータ３８からの入力信号を受け取る。ライン２４ａ，２８ａ，３８ａ上の入力信号に基づいて、スロットルコントロールモジュール４０は、以下に詳細に説明するように、出力信号をライン４２上に出力してエンジン１２及びポンプ／モータ１６のうちのいずれか一方又はこれら両方を制御する。ライン２４ａ，２８ａ，３８ａ，４２上の信号は、種々のコンポーネントとスロットルコントロールモジュール４０との間の電子信号又は機械的フィードバックであるのが良い。スロットルコントロールモジュール４０は、１つ又は２つ以上の入力に基づいてエンジン１２及びポンプ／モータ１６の作動を制御することができる任意適当な機械的又は電気的装置であって良い。
【００２２】
モードセレクタモジュール４３は、高圧入口導管４６によって高圧導管２０と流体連通状態にあるモード選択弁４４を有している。モード選択弁４４は、好ましくは、弁４４を“Ｄ”位置、即ちドライブ位置（図１ａに最も良く示されている）、“Ｎ”位置、即ちニュートラル位置（図１ｂに最も良く示されている）、“Ｒ”位置、即ち後進又はバック位置（図１ｃに最も良く示されている）及び“Ｐ”位置、即ち駐車位置（図１ｄに最も良く示されている）のうちの１つに選択的に動かすトランスミッション状シフトレバー（図示せず）等に連結されている。モード選択弁４４には、高圧入口導管４６に隣接して、低圧入口導管４８が連結されている。また、モード選択弁４４には、モード選択弁４４の反対側で高圧出口導管５０及び低圧出口導管５２が連結されている。モード選択弁４４の各位置Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄは、以下に詳細に説明するように、位置の内側部分を導管４６，４８，５０，５２に選択的に位置合わせし、システム１０中の作動油の流れ方向を制御する。上述したように「入口」及び「出口」として記載しているが、作動中、導管４６，４８，５０，５２の各々は、以下に詳細に説明するように、システム１０の作動条件に応じて、入口又は出口として機能することができる。
【００２３】
導管５０，５２は、ブレーキオーバーライド装置５４に連結されている。また、ブレーキオーバーライド装置５４にも、ブレーキオーバーライド装置５４の反対側で、高圧出口導管５６及び低圧出口導管５８が連結されている。ブレーキオーバーライド装置５４は、以下に詳細に説明するように、第１又は通常位置５４ａ及び第２又はオーバーライド位置５４ｂを有している。
【００２４】
コントロールセクション５９は、高圧入口導管６２によって高圧導管２０と流体連通状態にある変位制御弁６０を有している。変位制御弁６０には、高圧入口導管６２に隣接して、低圧入口導管６４が連結されている。また、変位制御弁６０にも、変位制御弁６０の反対側で、高圧出口導管６６及び低圧出口導管６８が連結されている。変位制御弁６０は、浮動位置制御弁であり、この変位制御弁には、流れを変位制御弁６０から複数のシリンダ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄに差し向けるアクセル及びブレーキ７２が連結されている。アクセル７０及びブレーキ７２は、好ましくは、それぞれのアクセルペダル及びブレーキペダル（図示せず）に機械的に連結されている。ブレーキ７２は、コネクタ７３を介してブレーキオーバーライド装置５４に連結されている。変位制御弁６０は、第１又は加速位置６０ａ、第２又は保持位置６０ｂ及び第３又は減速位置６０ｃを有している。変位制御弁６０の各位置６０ａ，６０ｂ，６０ｃは、図２に最も良く示されているように、各位置６０ａ，６０ｂ，６０ｃの内側部分を導管６２，６４，６６，６８に選択的に位置合わせし、シリンダ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄへの作動油の流れ方向を制御する。
【００２５】
シリンダ７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄの各々は、コネクタ７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄを介して車両の車輪を各々に取り付けられたそれぞれの駆動又はトラクションモータ７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ（パワーデリバリセクション７６内）に機械的に連結されている。モータ７６ａ，７６ｄは、好ましくは、可変容量形モータである。コネクタ７５ａ〜７６ｄの位置は、当業者には理解されるように、例えば斜板等への連結によりモータ７６ａ〜７６ｄの押し退け量を定める。高圧出口導管６６は、シリンダ７４ａ〜７４ｄの各々の中のピストン（図示せず）の一方の側と流体連通状態にあり、低圧出口導管６８は、シリンダ７４ａ〜７４ｄ内のピストンの反対側と流体連通状態にある。システム１０が複数のトラクションモータ７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄを備えた状態で示されているが、当業者であれば、１つという少ない数のモータを利用しても良く、これは、本発明の範囲に含まれる。例えば、自動車に利用された単一モータ方式では、単一モータの出力は、ディファレンシャルギヤに連結され、このディファレンシャルギヤは、一対の駆動輪に機械的に連結されている。トラクションモータ７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄの各々は、上側ポート７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ及び下側ポート７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄを有している。上側ポート７７ａ〜７７ｄ及び下側ポート７８ａ〜７８ｄを通る作動油の流れ方向は、モータ７６ａ〜７６ｄの方向を定める。フィードバックコネクタ８０が、変位制御弁６０とシリンダ７４ａ〜７４ｄのピストンとの間に延びている。
【００２６】
逆止弁ブリッジ回路８２が、複数の逆止弁８４，８６，８８，９０を有し、この逆止弁ブリッジ回路は、図３に最も良く示されているように、全波ブリッジ整流器と同様な仕方で配置されている。導管９２が、逆止弁８４の入口及び逆止弁８６の出口と流体連通状態にある。また、導管９２は、高圧出口導管５６と流体連通状態にある。導管９４が、逆止弁８６の入口及び逆止弁８８の入口と流体連通状態にある。また、導管９４は、作動油の低圧源１８と流体連通状態にある。導管９６は、逆止弁８８の出口及び逆止弁９０の入口と流体連通状態にある。また、導管９６は、低圧出口導管５６と流体連通状態にある。導管９８が、逆止弁８４の出口及び逆止弁９０の出口と流体連通状態にある。また、導管９８は、高圧導管２０と流体連通状態にある。
【００２７】
次に図４を参照すると、本発明の内接形歯車装置が、全体を符号１００で示されている。この装置１００は、当業者には理解されるようにモータとしてもポンプとしても動作するよう構成できるが、本発明の以下の説明においてはモータとする。内接形歯車モータ１００は、ベース部分１０４及びエンドキャップ１０６を備えた中空ハウジング１０２を有する。ベース部分１０４には、第１のマンドレル１１０及び第１のピストン部材１１２を受け入れるよう寸法決めされた凹部又はキャビティ１０８が設けられている。エンドキャップ１０６は、各々が好ましくはエンドキャップ１０６の互いに反対側でその内面と外面との間に延びる少なくとも２つのポート１０７（１つしか図示されていない）を有する。ポート１０７のうちの一方は、流体システムの高圧側セグメント、例えば図１ａ〜図１ｅの高圧導管２００に連結され、ポート１０７のうちのもう一方は、戻りライン又は流体源、例えば図１ａ〜図１ｅの流体源１８に連結されている。
【００２８】
第１のマンドレル１１０は、そのベース部分１１１を貫通して設けられた孔１１４を有し、この第１のマンドレルは、ベース部分１１１の上面１１３から上方に延びる第１の外側フランジ１１６及び複数の互いに間隔を置いた第２の外側フランジ１１８を有している。内側フランジ１２０が、第１のマンドレル１１０のベース部分１１１から上方に延びており、この内側フランジは、孔１１４に隣接して配置されている。第１の外側フランジ１１６は、孔１１４に隣接して配置されている。第２の外側フランジ１１８は、孔１１４と内側フランジ１２０の両方から間隔を置いて位置している。第１のシールブッシュ１２２が、孔１１４に回転可能に嵌まり込むよう寸法決めされており、この第１のシールブッシュは、好ましくは、高さが第１のマンドレル１１０のベース部分１１１に実質的に等しく、したがって、ブッシュ１２２を孔１１４内に配置すると、ブッシュ１２２の上面がベース部分１１１の上面１１３と実質的に面一をなすようになっている。
【００２９】
断面が実質的に円形である外接歯車１２４が、ベース部分１１１の上面１１３の上に配置されるようになっており、歯車１２４の湾曲した外面は、外側フランジ１１６，１１８のそれぞれ湾曲した内面に隣接して位置する。外接歯車１２４の内面には、複数の歯１２６が形成されている。歯車１２４は、上面１１３上に配置されると、外側フランジ１１８と内側フランジ１２０との間に軸方向に固定される。
【００３０】
断面が実質的に円形である内接歯車１２８が、その外面に形成された複数の歯１３０を有し、この内接歯車を貫通して、孔１３２が形成されている。歯１３０は、外接歯車１２４の内面に形成された歯１２６と噛み合うことができる。歯車１２８の下面が、ブッシュ１２２内に延びてこれと一緒に回転し、歯１３０は、モータ１００を組み立てて作動させると、ブッシュ１２２の対応の歯と協働するようになっており、これについては以下において詳細に説明する。内接歯車１２８の歯１３０のそれぞれの外面は、内側フランジ１２０の内面に隣接して位置している。孔１３２は、モータ１００を組み立てると、駆動シャフト又は出力シャフト１３４の自由端部を受け入れるようになっている。内接歯車１２８は、シャフト１３４に沿って軸方向に動くことができる。駆動シャフト１３４は、軸受１３５、例えば玉軸受、ころ軸受等によってエンドキャップ１０６内に回転可能に支持されている。駆動シャフト１３４の自由端部は、エンドキャップ１０６の上面を越えて所定の距離にわたって延びており、この駆動シャフトは、モータ１００の出力シャフトとして働く。
【００３１】
第２のピストン部材１３６が、その内側部分に設けられた孔１３８を有しており、この第２のピストン部材は、第１のマンドレル１１０の外側フランジ１１６，１１８のそれぞれの上面に取り付けられるようになっている。したがって、第２のピストン１３６及び第１のピストン１１２は、それぞれ、下側マンドレル１１０の上面及び下面に取り付けられている。
【００３２】
第２のマンドレル１４０が、第２のピストン部材１３６の孔１３８内に配置されるようになっており、この第２のマンドレルの内側部分には、駆動シャフト１３４を受け入れる孔１４２が形成されている。第２のマンドレル１４０は、モータ１００を組み立てると、第１のマンドレル１１０の両方に延びる内側フランジ１２０と協働する下方に延びるフランジ１４４を有している。上側マンドレル１４０を貫通して、一対のボア１４６が形成されており、これらボアは、モータ１００の作動中、歯車１２２，１２４と流体連通可能である。
【００３３】
第２のシールブッシュ１４８が、その外面に形成された複数の歯１５０を有し、この第２のシールブッシュを貫通して、孔１５２が形成されている。第２のシールブッシュ１４８は、孔１５２内に上側マンドレル１４０を受け入れられるようになっていると共に外接歯車１２４内に受け入れられてこれと一緒に回転するようになっており、歯１２６は、モータ１００を組み立てて作動させると、ブッシュ１４８の歯１５０と協働するようになっており、これについては以下において詳細に説明する。
【００３４】
モータ１００を組み立てる場合、第１のマンドレル１１０及び第１のピストン１１２をハウジング１０２のベース部分１０４内に配置し、第１のシールブッシュ１２２をマンドレル１１０内に配置し、外接歯車１２４をマンドレル１１０上に配置する。内接歯車１３２及び第２のマンドレル１３８を駆動シャフト１３４に取り付けて、歯車１３２，１２４のそれぞれの歯１２６，１３０が互いに回転可能に噛み合うと共に内接歯車１３２が第１のシールブッシュ１２２と係合するよう組み立てる。第２のピストン１３６をマンドレル１１０の上面に取り付け、第２のシールブッシュ１４８を第２のマンドレル１３８上に配置して外接歯車１２４に係合させる。下方に延びるフランジ１４４は、上方に延びる内側フランジ１２０と協働して外接歯車の内部をモータ１００の入口チャンバと吐出チャンバに分割し、上側エンドキャップ１０６をベース部分１０４に取り付けてハウジング１０２を密閉する。フランジ１２０，１４４は、歯１２６と歯１３０との間で半径方向に延びてフランジの一方の側に入口チャンバを形成し、フランジの他方の側に吐出チャンバを形成する。
【００３５】
作動にあたり、シャフト１３４を負荷（図示せず）、例えば車両の車輪等に連結する。加圧流体を流体システム、例えば図１ａ〜図１ｅの高圧導管２０からポート１０７のうちの一方を通って導入し、ボア１４６を通って歯車１２４，１２８の入口チャンバ側に引き回し、この加圧流体は、互いに噛み合っている歯１２６，１３０に作用して歯車及びシャフトを回転させ、歯相互間を通って吐出チャンバに流れ、そしてボア１４６のうちの他方を通ってポート１０７のうちの他方に吐き出される。第１のシールブッシュ１２２は、内接歯車１２８と第１のマンドレル１１０との間の回転シールとなり、第２のシールブッシュ１４８は、外接歯車１２４と第２のマンドレル１４０との間の回転シールとなり、それにより、入口チャンバ及び吐出チャンバの一体性が保証される。本発明のモータ１００は、流体シールを維持すると共にモータ１００の効率的な作動を可能にする上で、シールブッシュ１２２，１４８しか必要としない。
【００３６】
歯車１２４，１２８の歯１２６，１３０相互間の通常の又は既定の空間関係は、歯１２６，１３０が歯の軸方向領域の実質的に全てにわたって互いに係合するようなものである。かかる関係では、モータ１００は、その最大容積流量又は最大出力を生じさせる。本発明のモータ１００は、有利には、内接歯車１２８がシャフト１３４に沿って軸方向に動くことができるので、その最大押し退け量から変化することができる。内接歯車１２８が第１のマンドレル１１０に向かって動くと、歯１２６，１３０の相互軸方向噛み合い領域が減少し、それにより、モータ１００の容積流量又は押し退け量が減少する。
【００３７】
ユニット１００がモータとして構成されている場合、外部圧力源、例えば外部油圧ポンプからの作動油、空気圧縮機からの圧縮空気等は、歯車１２４，１２８をスピンさせてシャフト１３４に出力トルクを生じさせる容積流量をポート１０７にもたらす。圧力を変化させると、内接歯車１２８は、モータ１００の出力馬力を変化させるためにシャフト１３４の軸線に沿って動く。モータ１００は、有利には、大幅に変化する出力負荷の下で出力ｒｐｍを制御するために利用でき、かかる出力負荷としては、自動車、タレット、大型機械、アースムーバ、大型さく井機、船舶、農機具等が挙げられるが、これらには限定されない。
【００３８】
ユニット１００がポンプとして構成され、原動機、例えば図１ａ〜図１ｅのエンジン１２がシャフト１３４を低い速度で又は低いトルクで回転させる場合、ポンプ１００は、ポンプハウジング１０２内の内部圧力に基づいてその出力を変化させることにより入力速度又は入力トルクの減少に応動する。この状態では、出力ポート１０７は、吐出チャンバ内に高い背圧を生じさせ、内接歯車１２８は、シャフト１３４の軸線に沿って、歯車１２８が作動を続行するために平衡状態にあり又はその近傍にある軸線に沿う箇所まで動く。したがって、ポンプ１００は、内接歯車１２８が上側マンドレル１４０に実質的に隣接して位置する最大出力又は押し退け量から内接歯車１２８が下側マンドレル１１０に実質的に隣接して位置する最小押し退け量まで変化することができる。
【００３９】
次に図５を参照すると、本発明の外接形歯車装置が、全体を符号２００で示されている。この装置２００は、当業者には理解されるようにポンプとしてもモータとしても動作するよう構成できるが、本発明の以下の説明においてはポンプとする。外接形歯車ポンプ２００は、本体部分２０８により互いに連結された第１のエンドキャップ２０４と第２のエンドキャップ２０６を備えた中空ハウジング２０２を有する。好ましくは、第１のエンドキャップ２０４及び第２のエンドキャップ２０６は、複数の締結具２１０、例えば高力ボルト等によって本体部分２０８に取り付けられる。本体部分２０８には、凹部２１２が設けられている。
【００４０】
外面に複数の歯２１６が形成された第１の歯車２１４及び外面に複数の歯２２０が形成された第２の歯車２１８が、ハウジング２０２の凹部２１２内に納められるようになっている。歯車２１４，２１８のそれぞれの歯２１６，２２０は、ポンプ２００の作動中、凹部又はポンプキャビティ２１２内で回転可能に互いに噛み合うことができる。第１の歯車２１４からは、シャフト２２２が延びており、第２の歯車２１６からは段付きシャフト２２４が延びている。第１の歯車２１４は、シャフト２２２に固定され、第２の歯車２１８は、シャフト２２４に沿って軸方向に動くことができる。シャフト２２２，２２４は、軸方向に互いに逆方向に延び、シャフト２２４は、長さがシャフト２２２よりも長い。内歯を備えた第１のシールスリーブ２２６が、第１の歯車２１４を受け入れ、内歯を備えた第２のシールスリーブ２２８が、第２の歯車２１８の端部を受け入れる。
【００４１】
板状継手２３０から、フランジ２３２が延びており、この板状継手は、その平坦な上面に設けられた第１のスラストプレート２３４に取り付けられている。好ましくは、スラストプレート２３４は、複数の締結具２３６、例えば高力ボルト等によって継手２３０に取り付けられている。シャフト２２２の自由端部が、継手２３０及びスラストプレート２３４に設けられた開口部を貫通している。シャフト２２２の自由端部は、一対のナット２３８によって継手２３０及びスラストプレート２３４内に回転可能に固定されると共に軸受け２４０、例えば玉軸受、ころ軸受等によって回転可能に支持されている。第２のシールスリーブ２２８は、フランジ２３２に隣接して継手２３０に設けられた凹部内に受け入れ可能である。シャフト２２２が継手２３０及びスラストプレート２３４内に配置されると、歯車２１４は、ハウジング２０２に対して軸方向に固定される。
【００４２】
第２のスラストプレート２４２が、複数の締結具２４４、例えば高力ボルト等によって第１のエンドキャップ２０４の上面２０５に取り付けられている。プレート２４２は、シャフト２２４の自由端部を受け入れる孔及び第１のシールスリーブ２２６を受け入れてこれを第１のエンドキャップ２０４の上面に隣接して位置決めする大きな孔を有している。シャフト２２４の自由端部は、プレート２４２の孔を貫通し、一対のナット２４６に段部のところで螺合すると共に軸受２４８、例えば玉軸受、ころ軸受等によって回転可能に支持されている。軸受２４８は、好ましくは、第１のエンドキャップ２０４の上面２０５に形成されたキャビティ２５０内に配置され、ナット２４６は、シャフト２２４をエンドキャップの上面２０５と反対側の下面に取り付けている。シャフト２２４の自由端部は、エンドキャップ２０４の下面を越えて所定の距離にわたり延び、ポンプ２００の駆動シャフト又は出力シャフトとしての役目を果たしている。
【００４３】
本体部分２０８は、各々がこの本体部分の内面と外面との間に延びる第１のポート２５２及び第２のポート２５４を有している。ポート２５２，２５４のうちの一方は、流体システムの低圧側セグメント、例えば図１ａ〜図１ｅの作動油源１８等に連結され、ポート２５２，２５４のうちのもう一方は、流体システムの高圧又は加圧側セグメント、例えば図１ａ〜図１ｅの高圧導管２０に連結されている。
【００４４】
作動にあたり、シャフト２２４を原動機、例えば図１ａ〜図１ｅのエンジン１２等に連結する。原動機がシャフト２２４を回転させると、歯車２１８が回転し、それにより歯車２１４が回転する。流体が流体システムからポート２５２又は２５４のうちの一方を通って導入され、当該技術分野においては周知のように互いに噛み合っている歯２１６，２２０相互間に取り込まれ、そしてポート２５２又は２５４のうちの他方を通って吐き出される。流体がポンプ２００の作動中、正確に引き回されるようにするために、適当な通路がハウジング２０２に形成されている。第１のシールスリーブ２２６は、第１の歯車２１４と上面２０５との間の回転シールとなり、第２のシールスリーブ２２８は、第２の歯車２１８と継手２３０との間の回転シールとなり、それにより、ポンプキャビティ２１２の一体性が保証される。本発明のポンプ２００は、シールを維持すると共にポンプ２００の効率的な作動を可能にするのにシールスリーブ２２６，２２８しか必要としない。
【００４５】
歯車２１４，２１８の歯２１６，２２０相互間の通常の又は既定の空間関係は、歯２１６，２２０が歯の軸方向領域の実質的に全てにわたって互いに係合するようなものである。かかる関係では、ポンプ２００は、その最大容積流量又は最大出力を生じさせる。本発明のポンプ２００は、有利には、第２の歯車２１８がシャフト２２４に沿って軸方向に動くことができるので、その最大押し退け量から変化することができる。第２の歯車２１８がスラストプレート２４２に向かって動くと、歯２１６，２２０の相互軸方向噛み合い領域が減少し、それにより、ポンプ２００の容積流量又は押し退け量が減少する。代表的には、これは、原動機がシャフト２２４を低速又は低トルクで回転させたときに生じ、ポンプ２００は、ポンプハウジング２０２内の内部圧力に基づいてその出力を変化させることにより入力速度又は入力トルクの減少に応動する。この状態では、出力ポート２５２又は出力ポート２５４は、凹部２１２内に高い背圧を生じさせ、第２の歯車２１８は、シャフト２２４の軸線に沿って、歯車２１８が作動を続行するために平衡状態にあり又はその近傍にある軸線に沿う箇所まで動く。したがって、ポンプ２００は、歯車２１８が継手２３０に実質的に隣接して位置する最大出力又は最大押し退け量から第２の歯車２１８が下側スラストプレート２４２に実質的に隣接して位置する最小押し退け量まで変化することができる。
【００４６】
装置２００がモータとして構成されている場合、外部圧力源、例えば外部油圧ポンプからの作動油、空気圧縮機からの圧縮空気等は、歯車２１４，２１８をスピンさせてシャフト２２４に出力トルクを生じさせる容積流量をポート２５２，２５４にもたらす。圧力を変化させると、第２の歯車２１８は、モータ２００の出力馬力を変化させるためにシャフト２２４の軸線に沿って動く。モータ２００は、有利には、大幅に変化する出力負荷の下で出力ｒｐｍを制御するために利用でき、かかる出力負荷としては、自動車、タレット、大型機械、アースムーバ、大型さく井機、船舶、農機具等が挙げられるが、これらには限定されない。
【００４７】
システム１０の作動にあたり、エンジン１２を始動させ、エンジンは、トルクをポンプ／モータ１６に供給し、このポンプ／モータは、加圧作動油を高圧導管２０に供給する。アキュムレータ３８は、導管２０内の油圧が比較的安定したままであり、当業者には周知の仕方でエネルギーの貯蔵を行うようにする。導管２０内の圧力は、導管４６，６２，９８に伝えられる。
【００４８】
図１ａを参照すると、モード選択弁４４がＤ位置、即ちドライブ位置にあり、ブレーキオーバーライド装置５４が５４ａの位置にあるとき、作動油は、導管４６を通り、モード選択弁４４を通り、そしてＤ位置において矢印によって示された方向で導管５０から出て、ブレーキオーバーライド装置５４を通り、そして５４ａ位置において矢印によって示された方向で導管５６を出て、モータ７６ａ〜７６ｄのそれぞれの上側ポート７７ａ〜７７ｄに至り、モータ７６ａ〜７６ｄを通り、そしてそれぞれの下側ポート７８ａ〜７８ｄまで流れて圧力が降下し、当業者には周知の仕方で、出力トルクを前進方向でモータ５６ａ〜５６ｄの各々に与える。下側ポート７８ａ〜７８ｄ内の低圧作動油は、導管５８を通り、ブレーキオーバーライド装置を通り、そして５４ａ位置において矢印によって示された方向で導管５２を出て、モード選択弁４４を通り、Ｄ位置において矢印によって示された方向で導管４８を出て、作動油源１８に至る。
【００４９】
図１ｂを参照すると、モード選択弁４４がＮ位置、即ちニュートラル位置にあり、ブレーキオーバーライド装置５４が５４ａ位置にあるとき、作動油は、導管４６を通って流れるが、モード選択弁４４を通って流れるのはＮ位置において導管４６に隣接して位置するキャップによって阻止される。出口導管５０，５２は、導管４８内の低圧作動油と流体連通状態にあり、したがって、ブレーキオーバーライド装置５４を通り又はモータ７６ａ〜７６ｄに至る流体の流れは生じない。というのは、導管５０，５６内の圧力が導管５２，５８内の圧力とバランスを取るからである。Ｎ位置にあるとき、リザーバ１８からの油は、モータ７６ａ〜７６ｄのうちの任意のものが油の流れを必要とする場合には、モータ７６ａ〜７６ｄに流れて利用できる。
【００５０】
図１ｃを参照すると、モード選択弁４４がＲ位置、即ち後進位置にあり、ブレーキオーバーライド装置５４が５４ａ位置にあるとき、作動油は、導管４６を通り、モード選択弁４４を通り、Ｒ位置において矢印によって示された方向で導管５２から出て、ブレーキオーバーライド装置５４を通り、５４ａ位置において矢印によって示された方向で導管５８を出て、モータ７６ａ〜７６ｄのそれぞれの下側ポート７８ａ〜７８ｄまで流れて圧力が降下し、当業者には周知の仕方で、出力トルクを後進方向でモータ５６ａ〜５６ｄの各々に与える。上側ポート７７ａ〜７７ｄ内の低圧作動油は、導管５６を通り、ブレーキオーバーライド装置を通り、そして５４ａ位置において矢印によって示された方向で導管５０を出て、モード選択弁４４を通り、Ｄ位置において矢印によって示された方向で導管４８を出て、作動油源１８に至る。
【００５１】
図１ｄを参照すると、モード選択弁４４がＰ位置、即ち駐車位置にあり、ブレーキオーバーライド装置５４が５４ａ位置にあるとき、作動油は、導管４６，４８，５０，５２のどれも通って流れることはない。というのは、Ｐ位置においては導管４６，４８，５０，５２の各々に隣接して位置するキャップが、モータ７６ａ〜７６ｄへの流通を阻止するからである。要点をかいつまんで上述したように、第１の位置５４ａでは、ブレーキオーバーライド装置５４により、作動油は、導管５０，５６相互間及び導管５２，５８相互間で（モード選択弁４４の位置に応じて）流れることができる。しかしながら、第２の位置５４ｂでは、図１ｅで最も良く分かるように、作動油は、導管５０，５２，５６，５８のどれも通って流れることはない。というのは、第２の位置５４ｂにおいて導管５０，５２，５６，５８の各々に隣接して位置するキャップは、ブレーキオーバーライド装置５４を通る流れを阻止するからである。ブレーキオーバーライド装置５４は、ブレーキ７２の作動及びコネクタ７３に沿う信号の伝達によってその通常の第１の位置５４ａから第２の位置５４ｂに動かされ、押し退け量制御弁４４からモータ７６ａ〜７６ｄへの作動油の流れを阻止する。
【００５２】
作動にあたり、モード選択弁４４がＤ位置、即ちドライブ位置にあり、オーバーライド装置５４が第２の位置５４ｂに動かされたときにブレーキ７２が効かされた場合、モータ７６ａ〜７６ｄのための唯一の作動油源が、逆止弁ブリッジ回路８２を通り、したがって、全ての流体の流れは、逆止弁ブリッジ回路８２を通って送られる。制動の際、モータ７６ａ〜７６ｄは、ポンプとして機能し始め、有利には、制動中、車両の車輪の回転からエネルギーを再捕捉する。Ｄ位置における制動時に、作動油は、作動油源１８から導管９４を通り、逆止弁８６を通り、導管９２を通って流れて上側ポート７７ａ〜７７ｄに流れてモータ７６ａ〜７６ｄに至り、ここで作動油圧力を増大させる。次に、高圧作動油は、モータ７６ａ〜７６ｄから下側ポート７８ａ〜７８ｄを通り、導管９６を通って流れ、導管９６内の圧力が導管９８よりも高い場合、逆止弁９０を通って導管９８内に流れ、ここで、高圧作動油は、導管２０に流れてアキュムレータ３８に再び流入する。
【００５３】
制動時に、モード選択弁４４がＲ位置にあるとき、作動油は、作動油源１８から導管９４を通り、逆止弁８８を通り、導管９６を通って流れて下側ポート７８ａ〜７８ｄに流れてモータ７６ａ〜７６ｄに至り、ここで作動油圧力を増大させる。次に、高圧作動油は、モータ７６ａ〜７６ｄから上側ポート７７ａ〜７７ｄを通り、導管９２を通って流れ、導管９２内の圧力が導管９８よりも高い場合、逆止弁８４を通って導管９８内に流れ、ここで、高圧作動油は、導管２０に流れてアキュムレータ３８に再び流入する。
【００５４】
逆止弁ブリッジ回路８２は、車両がいったん完全に停止すると、逆方向におけるモータ７６ａ〜７６ｄへの作動油の流れを阻止するよう機能する。制動時、モード切り替え弁４４がＤ位置にあるとき、ブレーキオーバーライド装置５４は、位置５４ｂに動き、モード選択弁４４からモータ７６ａ〜７６ｄへの流れを阻止する。高圧導管２０からの流れは、導管９８を経てモータ７６ａ〜７６ｄに至ろうとするが、逆止弁８４，９０によってモータに流れるのが阻止される。逆止弁ブリッジ回路８２は、導管９２から逆止弁８４を通り又は導管９６から逆止弁９０を通る導管９８への流れのみを可能にし、これは、導管５６，９２又は導管５８，９６内の圧力が導管９８内の圧力よりも高い場合にのみ生じる。導管９２内の圧力が導管９８及び導管９４内の圧力よりも低い場合、逆止弁８６は開くが、導管９４が低圧状態にあるので、リザーバ１８から導管９２への流れは起こり得ない。これと同様に、導管９６内の圧力が導管９８及び導管９４内の圧力よりも低い場合、逆止弁８８は開くが、導管９４が低圧状態にあるので、リザーバ１８から導管９６への流れは起こり得ず、有利には、車両が完全に停止した後、高圧作動油によりモータ７６ａ〜７６ｄが逆方向に稼働するのが阻止される。作動にあたり、システム１０を通る作動油の流れは、押し退け量制御弁６０に連結されたアクセル７０及びブレーキ７２を介してオペレータにより制御される。コネクタ８０と連結部７５ａ〜７５ｄは、適当なリンク装置等によって互いに連結され、それにより、モータ７６ａ〜７６ｄは、コネクタ８０が連結部７５ａ〜７５ｄを介して制御モータ７６ａ〜７６ｄに及ぼすのと同様な仕方で、連結部７５ａ〜７５ｄを介してフィードバックを押し退け量制御弁６０に与えることができる。
【００５５】
例えば、車両のユーザ（図示せず）がアクセル７０を踏み込んだ場合、これにより、フィードバックコネクタ８０は、加速方向に動くと共に押し退け量制御弁６０が位置６０ａに向かって動く。導管６２からの高圧流体は、押し退け量制御弁６０のポートを通って流れ、導管６６内の圧力を増大させ、シリンダ７４ａ〜７４ｄまで流れる。導管６６内の圧力が導管６８内の圧力よりも高いので、コネクタ７５ａ〜７５ｄは、加速方向に動かされて押し退け量を増大させ、したがって、モータ７６ａ〜７６ｄの出力トルクを増大させる。
【００５６】
モータ７６ａ〜７６ｄの所望の出力トルクにいったん達すると、モータ７６ａ〜７６ｄは、流れを絞ってコネクタ７５ａ〜７５ｄを減速方向に動かし、導管６６内の圧力を減少させ、導管６８内の圧力を増大させる。この運動は、フィードバックコネクタ８０によって伝えられて押し退け量制御弁６０に戻され、それにより、押し退け量制御弁を位置６０ｂに向かって動かす。位置６０ｂでは、押し退け量制御弁６０を通る流れは生じず、かくして、コネクタ７５ａ〜７５ｄは、静止状態のままであり、モータ７６ａ〜７６ｄの押し退け量、したがって出力トルクは、一定のままである。
【００５７】
ユーザがアクセル７０から自分の足を離した場合、これにより、フィードバックコネクタ８０は、減速方向に動き、それにより押し退け量制御弁は、位置６０ｃに向かって動く。導管６２からの高圧流体は、押し退け量制御弁６０のポートを通って流れ、導管６８内の圧力を増大させ、シリンダ７４ａ〜７４ｄまで流れる。導管６８内の圧力が導管６６内の圧力よりも高いので、コネクタ７５ａ〜７５ｄは、減速方向に動かされて押し退け量を減少させ、したがって、モータ７６ａ〜７６ｄの出力トルクを減少させる。
【００５８】
有利には、アクセル７０とエンジン１２との間には直接的な連結関係は存在しない。これとは異なり、エンジン１２は、エンジン速度（ライン４２上の信号に基づく）と、トルク（押し退け量制御弁６０の位置に基づき、これは、アクセル７０の位置により影響を受ける）と、系統圧力（ライン３８ａ上の信号に基づく）との組み合わせに基づいて作動されると共に制御される。入力のこの組み合わせにより、システム１０のスロットルコントロールモジュール４０は、エンジン１２を既知のエンジン効率パラメータに基づいてそのピーク効率で稼働させ、したがって、エンジン１２及びシステム１０の比例制御を行うことができる。システム１０の完全チャージが行われた時点で、エンジン１２を有利にはオフにするのが良く、それにより瞬間燃料消費量がゼロまで減少する。系統圧力が低下すると、エンジン１２を再始動させて再び圧力を導管２０に及ぼす。
【００５９】
空調圧縮機２４、パワー維持モジュール２８及びアキュムレータ３８の条件又は作動状態（ライン２４ａ，２８ａ，３８ａ上のこれらのそれぞれの信号によって決定される）に基づき、スロットルコントロールモジュール４０は、ライン４２上に信号を送ってエンジン１２を始動させ又は停止させると共に（或いは）ポンプ／モータ１６の押し退け量を変化させる。
【００６０】
導管２０内の系統圧力が増大すると、アキュムレータ３８は、一杯になり、ポンプ／モータ１６からの流量が減少する。ポンプ／モータ１６の流量は、系統圧力がモータ７６ａ〜７６ｄへの出力に起因して低下するまで減少し続ける。いかなる時点においてもポンプ／モータ１６からの流量がゼロの流量に達した場合、再び流れが必要になるまでエンジン１２をオフにするのが良い。ポンプ／モータ１６からの流量は又、エンジン１２が低動するのを阻止するために補助機器が動力を必要とする場合（補助機器がエンジン１２にクラッチを介して結合されていると仮定する）にも、減少する場合がある。パワートレーンシステム１０は、動力消費量を平均化することによりその効率を得る。間欠的バーストに必要なエネルギーは、アキュムレータ３８内の貯蔵エネルギーによって賄われる。ポンプ／モータ１６は、車両を推進するのに必要な平均流量よりも高い流量をもたらす。この場合、ポンプ１６によって得られた余分の流量は、アキュムレータ３８内に蓄えられる。
【００６１】
本発明の油圧ハイブリッドパワートレーンシステム１０は、有利には、モータ７６ａ〜７６ｄの押し退け量がいったん増加すると、これらモータからの出力トルク応答が非常に迅速であるということにより、システム１０のための複雑ではなく簡単な制御方法論及び非常に応答性の高い制御手段を提供する。
【００６２】
当業者であれば理解されるように、本発明のシステム１０を利用すると、油圧動力を不特定多数のシステムに供給することができ、かかるシステムとしては、とりわけ、浮遊又は潜水可能な船舶、例えば、船、ボート又は潜水艦用の推進システム、ヘリコプター用の推進システムが挙げられるが、これらには限定されない。以上要するに、ポンプ／モータ１６の出力をパワートレーンシステム１０に利用すると、本発明の範囲内に含まれる多くの目的のために不特定多数の油圧モータ、例えばモータ７６ａ〜７６ｄを稼働させることができる。
【００６３】
コネクタ７３，７５ａ〜７５ｄ，８０及びライン２４ａ，２８ａ，３８ａ，４２上の信号は、任意形式の機械的コネクタ、例えば油圧ライン、ケーブル、金属棒等又はソレノイド弁等と連絡状態にある電気信号であって良く、これらが本発明の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１ａ】本発明の油圧ハイブリッドパワートレーンシステムの略図であり、モード選択弁が、「ドライブ」位置にある状態を示す図である。
【図１ｂ】図１ａの油圧ハイブリッドパワートレーンシステムの図であり、モード選択弁が、「ニュートラル」位置を示す図である。
【図１ｃ】図１ａの油圧ハイブリッドパワートレーンシステムの図であり、モード選択弁が、「後進（バック）」位置にある状態を示す図である。
【図１ｄ】図１ａの油圧ハイブリッドパワートレーンシステムの図であり、モード選択弁が、「駐車」位置にある状態を示す図である。
【図１ｅ】図１ａの油圧ハイブリッドパワートレーンシステムの図であり、ブレーキオーバーライド装置が、オーバーライド位置にある状態を示す図である。
【図２】図１ａ〜図１ｄに示す駆動モータ及び容量形制御装置の概略拡大図である。
【図３】図１ａ〜図１ｄに示すブレーキオーバーライド装置及び逆止弁ブリッジ回路の概略拡大図である。
【図４】本発明の内接形歯車ポンプ／モータの分解組立て斜視図である。
【図５】本発明の外接形歯車ポンプ／モータの部分分解組立て斜視図である。
【図６】本発明の歯車噛み合い装置及び方法の拡大図である。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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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】
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【国際調査報告】
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