(57)【要約】【課題】機械効率を向上させることができる可変容量型のギヤポンプを提供する。【解決手段】第１ギヤ１０および第２ギヤ２０を歯先および両側面が摺接した状態で保持する配設空間５を有したケーシング２が、第１ギヤ１０を回転自在に且つ軸方向の移動を規制して保持するメインケーシング３０と、第２ギヤ２０を回転自在に保持し、メインケーシング３０内に回転軸方向に移動自在に設けられたギヤホルダ４１とからなり、メインケーシング３０内に、付勢力を作用させてギヤホルダ４１を回転軸方向の一端側に付勢する付勢部材７０と、油圧力を受けてギヤホルダ４１を付勢力に抗して回転軸方向の他端側に押圧するピストン４５とを設けている。付勢部材７０による付勢に抗してギヤホルダ４１がピストン４５からの油圧力を受け、油圧力に応じて回転軸方向に移動することにより、第１ギヤ１０とギヤホルダ４５に保持された第２ギヤ２０との噛み合い幅が変更される。【選択図】図３
2008069770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な回転軸を中心として回転自在に設けられて噛合する第１ギヤおよび第２ギヤと、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤを歯先および両側面が摺接した状態で保持する配設空間を有したケーシングとからなり、前記ケーシングに、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤの回転に応じて油が吸い込まれる吸込ポートおよび油が吐出される吐出ポートが形成されてなるギヤポンプにおいて、
前記ケーシングが、前記第１ギヤを回転自在に且つ軸方向の移動を規制して保持するメインケーシングと、前記第２ギヤを回転自在に保持し、前記メインケーシング内に前記回転軸方向に移動自在に設けられたギヤホルダとからなり、
前記メインケーシング内に、付勢力を作用させて前記ギヤホルダを前記回転軸方向の一端側に付勢する付勢部材と、油圧力を受けて前記ギヤホルダを前記付勢力に抗して前記回転軸方向の他端側に押圧するピストンとが設けられており、
前記付勢部材による付勢に抗して前記ギヤホルダが、前記ピストンからの前記油圧力を受け、前記油圧力に応じて前記回転軸方向に移動することにより、前記第１ギヤと前記ギヤホルダに保持された第２ギヤとの噛み合い幅が変更されるように構成されていることを特徴とするギヤポンプ。
【請求項２】
前記ギヤホルダは、前記第２ギヤの前記両側面のうち一方の側面が摺接される第１側面と、前記第２ギヤの歯先が摺接される内周面とを有してなり、
前記ピストンは、前記ギヤホルダに当接されるとともに前記第２ギヤの前記両側面のうち他方の側面が摺接される第２側面を有してなり、
前記第２ギヤを支持する軸部材の一端部が前記ピストンに支持され、前記軸部材の他端部が前記ギヤホルダに支持されることを特徴とする請求項１に記載のギヤポンプ。
【請求項３】
少なくとも前記第１側面および前記第２側面のいずれか一方において、前記第２ギヤの側面が摺接される領域の一部に、窪み部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のギヤポンプ。
【請求項４】
前記メインケーシング内に、前記吐出ポートと、前記ピストンに対して背面側に形成された閉塞空間とを連通する内部油路が形成されており、
前記ピストンは、前記内部油路を介して前記閉塞空間に供給された吐出油圧により前記油圧力を受けるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のギヤポンプ。
【請求項５】
前記ピストンは、円筒状に形成されて前記メインケーシングに嵌合されて取り付けられており、外周面の中心と内周面の中心とが偏心されているとともに、外周面の一部が前記第１ギヤの歯先に沿って湾曲されていることを特徴とする請求項２〜４に記載のギヤポンプ。
【請求項６】
前記ピストンは、略円板状の平板部と、前記平板部から円筒状に突出する凸部とを有して構成されて前記メインケーシングに嵌合されて取り付けられており、前記平板部の外周面の中心と前記凸部の外周面の中心とが偏心されているとともに、前記平板部の外周面の一部が前記第１ギヤの歯先に沿って湾曲されていることを特徴とする請求項２〜４に記載のギヤポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに噛合する第１ギヤおよび第２ギヤを歯先および両側面が摺接した状態で保持するケーシングを有してなるギヤポンプに関し、特に詳細には、第１ギヤおよび第２ギヤの噛み合い幅が変更可能に構成されたギヤポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなギヤポンプは、歯丈や歯幅等により容量が決まり、容量やギヤの回転速度（ポンプ回転数）により吐出流量が決まる。ギヤポンプを例えば車両用エンジンに潤滑油を供給するオイルポンプとして用いる場合、このオイルポンプの容量は、駆動源となるエンジンの出力が低くポンプ回転数が小さくても潤滑に必要な量のオイルを供給することができるように設定される。このため、エンジンの出力が高くなってポンプ回転数が大きくなると、必要量に対して吐出流量が過剰になって、必要量に見合わない高い駆動力がオイルポンプにより消費され、エンジンの出力損失を招くおそれがある。
【０００３】
この問題を解決するギヤポンプとして、ポンプ回転数が大きくなるにしたがって、駆動ギヤおよび従動ギヤの双方あるいは一方を軸方向に移動させて噛み合い幅を小さくして容量を小さくさせる可変容量型のギヤポンプが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。特許文献１に開示のギヤポンプにおいては、従動ギヤを軸方向に挟む２つの側板を設け、従動ギヤの支持軸を両側板に支持させ、一方の側板の背面に付勢力を作用させ、他方の側板の背面に吐出流体圧に応じた押圧力を付勢力に抗して作用させるように構成されている。これにより、両側板に挟まれた従動ギヤは、押圧力と付勢力が釣り合う位置に軸方向に移動し、駆動ギヤとの噛み合い幅が吐出流体圧に応じて変更される。
【特許文献１】特開２０００−１２０５５９号公報
【特許文献２】特開昭５７−７３８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来では、押圧力と付勢力が釣り合って従動ギヤが停止されたときに、各側板には、そのときの押圧力や付勢力が従動ギヤと対向する方向に作用し、支持軸はこの押圧力や付勢力に応じた負荷に抗して支持される必要がある。このため、押圧力と付勢力が上昇されて側板がこの負荷に抗しきれない場合には、側板が支持軸に対して相対移動して従動ギヤの側面を直接的に押圧し、これにより、従動ギヤと側板の間で大きな摺動抵抗が発生してポンプの機械効率が低下するというおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、第１ギヤと第２ギヤの噛み合い幅を変更可能に構成されたギヤポンプにおいて、機械効率の低減を抑えることができるギヤポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るギヤポンプは、互いに平行な回転軸を中心として回転自在に設けられて噛合する第１ギヤ（例えば、実施形態における駆動ギヤ１０）および第２ギヤ（例えば、実施形態における従動ギヤ２０）と、第１ギヤおよび第２ギヤを歯先および両側面が摺接した状態で保持する配設空間を有したケーシングとからなり、ケーシングに、第１ギヤおよび第２ギヤの回転に応じて油が吸い込まれる吸込ポートおよび油が吐出される吐出ポートが形成されてなるギヤポンプにおいて、ケーシングが、第１ギヤを回転自在に且つ軸方向の移動を規制して保持するメインケーシングと、第２ギヤを回転自在に保持し、メインケーシング内に回転軸方向に移動自在に設けられたギヤホルダとからなり、メインケーシング内に、付勢力を作用させてギヤホルダを回転軸方向の一端側に付勢する付勢部材（例えば、実施形態における戻しバネ７０）と、油圧力を受けてギヤホルダを付勢力に抗して回転軸方向の他端側に押圧するピストンとを設けている。そして、付勢部材による付勢に抗してギヤホルダがピストンからの油圧力を受け、油圧力に応じて回転軸方向に移動することにより、第１ギヤとギヤホルダに保持された第２ギヤとの噛み合い幅が変更されるように構成している。
【０００７】
この構成において、ギヤホルダに、第２ギヤの両側面のうち一方の側面が摺接される第１側面と、第２ギヤの歯先が摺接される内周面とを設け、ピストンに、ギヤホルダに当接されるとともに第２ギヤの両側面のうち他方の側面が摺接される第２側面を設け、第２ギヤを支持する軸部材の一端部がピストンに支持され、軸部材（例えば実施形態における従動側支持軸２５）の他端部をギヤホルダに支持させることが好ましい。さらに、少なくとも第１側面および第２側面のいずれか一方において、従動ギヤの側面が摺接される領域の一部に、窪み部を形成することが好ましい。
【０００８】
メインケーシング内に、吐出ポートと、ピストンに対して背面側に形成された閉塞空間とを連通する内部油路を形成し、ピストンを、内部油路を介して閉塞空間に供給された吐出油圧により油圧力を受けるように構成してもよい。
【０００９】
ピストンを、円筒状に形成してメインケーシングに嵌合させて取り付け、外周面の中心と内周面の中心とを偏心させるとともに外周面の一部を第１ギヤの歯先に沿って湾曲させることが好ましい。ピストンを、略円板状の平板部と、この平板部から円筒状に突出する凸部とから構成してメインケーシングに嵌合させて取り付け、平板部の外周面の中心と凸部の外周面の中心とを偏心させるとともに、平板部の外周面の一部を第１ギヤの歯先に沿って湾曲させてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るギヤポンプによれば、ケーシングが、第１ギヤを回転自在かつ軸方向の移動を規制して保持するメインケーシングと、第２ギヤを回転自在に保持してメインケーシング内に回転軸方向に移動自在に設けられたギヤホルダとから構成されており、ギヤホルダを回転軸方向の一端側に付勢するとともに、付勢部材による付勢に抗してギヤホルダがピストンから回転軸方向の一端側への油圧力を受け、ギヤホルダがこの油圧力に応じてメインケーシング内を回転軸方向に移動するようになっている。このように、ギヤホルダに互いに逆向きの付勢力および油圧力の双方が作用する構造になっているため、ギヤホルダに保持された第２ギヤの側面が軸方向に押圧されることがなく、第２ギヤの両側面とその側面に摺接される面との間の対向間隔が変化しない。このため、摺動抵抗を低減させてギヤポンプの機械効率を向上させることができる。
【００１１】
なお、ギヤホルダに、第２ギヤの一方の側面が摺接される第１側面と、第２ギヤの歯先が摺接される内周面とを設け、ピストンに、ギヤホルダに当接して第２ギヤの他方の側面が摺接される第２側面を設けると、軸部材に支持された第２ギヤをギヤホルダおよびピストンに対して簡単に組み付けることができるようになる。また、第１側面および第２側面のいずれか一方において、第２ギヤと摺接される領域の一部に窪み部を形成すると、窪み部が形成されている部分においては確実に摺動抵抗の発生を抑えることができ、ギヤポンプの機械効率のさらなる向上が図られる。
【００１２】
吐出ポートと、ピストンに対して背面側に形成された閉塞空間とを連通する内部油路を形成すると、閉塞空間に吐出ポートに吐出された油を供給することができるようになり、吐出油圧に応じたポンプの容量制御を行うことができるようになる。
【００１３】
メインケーシングに嵌合して取り付けられるピストンを円筒状に形成し、外周面と内周面の中心を偏心させるとともに外周面の一部を第１ギヤの歯先に沿って湾曲させると、ピストンがメインケーシングに対して回転が規制された状態で取り付けられ、ピストンが安定して作動する。同様に、メインケーシングに嵌合されて取り付けられるピストンを平板部および凸部から構成し、平板部の外周面と凸部の外周面の互いの中心を偏心させるとともに平板部の外周面の一部を第１ギヤの歯先に沿って湾曲させると、ピストンがメインケーシングに対して回転が規制された状態で取り付けられ、ピストンが安定して作動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１〜図５に、本発明に係るギヤポンプの一例として第１構成例に係るオイルポンプ１を示している。このオイルポンプ１は、図示しない車両に備えられてエンジンを駆動源としており、車両に設けられたタンク（例えば、エンジンオイルパン）に溜められた潤滑油を吸い込んでエンジン各部に繋がる潤滑油路に吐出する。
【００１５】
オイルポンプ１は、互いに平行な回転軸を中心として回転自在に設けられて外接噛合する駆動ギヤ１０および従動ギヤ２０と、駆動ギヤ１０および従動ギヤ２０を歯先と両側面を摺接させた状態で収容保持するポンプ室５を有するケーシング２とから構成された外接噛合型ギヤポンプである。
【００１６】
駆動ギヤ１０は、エンジン出力軸の回転駆動力が伝動ギヤ９を介して伝達されて回転駆動される駆動側支持軸１５上に支持されて駆動側支持軸１５と一体回転され、従動ギヤ２０は、この駆動側支持軸１５に平行に延びて配設される従動側支持軸２５上にブッシュ８１を介して従動側支持軸２５に対して相対回転自在になっている。両ギヤ１０，２０は、インボリュート歯形の平歯車であり、同じ断面形状になっている。
【００１７】
ケーシング２は、駆動側支持軸１５を回転自在に支持して駆動ギヤ１０を収容保持する駆動側ポンプ室５０を有するメインケーシング３０と、メインケーシング３０内において駆動側ポンプ室５０の下部を駆動側支持軸１５の軸に平行に延びて形成される収容空間６０内に軸方向に摺動自在に配設され、従動側支持軸２５を支持して従動ギヤ２０を収容保持する従動側ポンプ室５５を有するギヤホルダ４１とから構成される。これら駆動側ポンプ室５０および従動側ポンプ室５５が上下に連なってポンプ室５が形成される。
【００１８】
駆動側ポンプ室５０は、駆動ギヤ１０の歯先１１を摺接させる駆動側内周面５１、一側面１２を摺接させる駆動側第１側面５２および他側面１３を摺接させる駆動側第２側面５３とにより囲まれて形成される。従動側ポンプ室５５は、従動ギヤ２０の歯先２１を摺接させる従動側内周面５６、一側面２２を摺接させる従動側第１側面５７および他側面２３を摺接させる従動側第２側面５８により囲まれて形成される。なお、駆動側ポンプ室５０は、収容空間６０と上下に連通されて下端部が開放され、また、従動側ポンプ室５５も外周方向に一部開放されている。従動ギヤ２０を収容保持したギヤホルダ４１がメインケーシング３０内に配設されると、従動側ポンプ室５５の開放部分が上方に向けられ、駆動ギヤ１０および従動ギヤ２０が上下に並んで外接噛合される。
【００１９】
メインケーシング３０内には、ポンプ室５に連なって吸込ポート３および吐出ポート４が形成されており、吸込ポート３は、タンクに繋がれた吸込口３ａを介して外部に連通され、吐出ポート４は、潤滑油路に繋がれた吐出口４ａを介して外部に連通されている。
【００２０】
このように構成されるオイルポンプ１においては、両ギヤ１０，２０が回転されると、タンクから吸込ポート３に吸い込まれたオイルが歯溝に入り込み、回転移動により吐出ポート４に送られて潤滑油路に圧送される。
【００２１】
なお、メインケーシング３０は、ケース３１の基端面３１ａをカバー３２の先端面３２ａで覆った状態にしてこれらケース３１とカバー３２が締結されて組み立てられる。ケース３１の上部には基端面３１ａに開口する有底円筒状の空間が形成されており、駆動側ポンプ室５０は、ケース３１にカバー３２を取り付けてこの円筒状空間を軸方向に閉塞して形成される。すなわち、この円筒状空間の内周面が駆動側内周面５１をなし、円筒状空間の底面が駆動側第１側面５２をなし、カバー３２の先端面３２ａが駆動側第２側面５３をなす。
【００２２】
駆動側ポンプ室５０には、駆動側支持軸１５を支持するための駆動側支持孔５４が同軸上に連通されており、駆動側支持軸１５は、先端部１６が駆動側第１側面５２に開口するケース３１側の駆動側支持孔５４ａに支持され、基端部１７が駆動側第２側面５３に開口するカバー３２側の駆動側支持孔５４ｂに支持される。これにより、駆動ギヤ１０は駆動側ポンプ室５０内に軸方向への移動が規制された状態で収容保持される。また、カバー３２側の駆動側支持孔５４ｂはカバー３２を貫通して形成されており、駆動側支持軸１５の基端部１７はカバー３２の外部に突出される。この突出部１７ａに伝動ギヤ９が取り付けられている。
【００２３】
ギヤホルダ４１が配設される収容空間６０は、ケース３１側に形成されてケース３１の基端面３１ａに開口する有底円筒状のケース側空間６１と、カバー３２側に形成されてカバー３２の先端面３２ａに開口する断面視略円形リング状のカバー側空間６２とが連通されて形成されている。ケース側空間６１の内周面６１ａとカバー側空間６２の外側内周面６２ａは、同径になっており、ケース３１とカバー３２の組付時に互いの中心軸が合わされる。ケース側空間６１は、駆動側ポンプ室５０をなす円筒状空間と平行に延びて形成されて軸長がこの円筒状空間よりも長くなっており、この円筒状空間と上下に連通して駆動側ポンプ室５０の下端部を開放させている。このため、駆動側ポンプ室５０を形成する駆動側第１側面５２の下端部は、ケース側空間６１の内周面６１ａに沿って上方に湾曲されている。
【００２４】
また、ケース３１には、駆動側ポンプ室５０およびケース側空間６１に連通されるとともに駆動側ポンプ室５０およびケース側空間６１に対して左右に延びるオイル空間が形成されており、吸込ポート３および吐出ポート４は、ケース３１にカバー３２が取り付けられてこれらオイル空間が軸方向に閉塞されることにより形成される。
【００２５】
ギヤホルダ４１は、従動ギヤ２０の歯先２１を摺接させる内周面４２ｂを有してなる断面視半円リング状の収容部４２と、収容部４２の軸方向基端側に一体に連なる円筒部４３とからなり、収容部４２の外周面４２ａと円筒部４３の外周面４３ａは同心同径で軸方向に一体の外周面４１ａを形成する。このように成形されるギヤホルダ４１に対し、従動側支持軸２５が、先端部２６を円筒部４３の基端面４３ｂに開口する従動側支持孔５９ａに圧入させて支持され、従動ギヤ２０が、一側面２２を円筒部４３の基端面４３ｂに近接対向させて歯先２１を収容部４２の内周面４２ａに近接対向させた状態で組み付けられる。なお、円筒部４３の基端面４３ｂには、従動側支持孔５９ａの開口を取り囲う様にして部分的にＵ字状の窪み部４３ｃが形成されており、この組付状態において窪み部４３ｃには、従動ギヤ２０の一側面２２において歯部を除く部分が対向されている。収容部４２の軸長は従動ギヤ２０の軸長にほぼ等しくなっており、従動ギヤ２０がギヤホルダ４１に組み付けられると、歯先２１が歯幅方向（軸方向）に対して全体を収容部４２の内周面４２ｂに近接対向させ、従動ギヤ２０の他側面２３と収容部４２の基端面４２ｃとがほぼ同一平面を形成する。このように、ギヤホルダ４１は、収容部４２の内側領域に従動ギヤ２０を収容保持し、収容部４２の内周面４２ｂが従動側ポンプ室５５の従動側内周面５６をなし、円筒部４３の基端面４３ｂが従動側ポンプ室５５の従動側第１側面５７をなす。
【００２６】
このように従動側支持軸２５の先端部２６を支持して従動ギヤ２０を保持したギヤホルダ４１は、円筒部４３の先端面４３ｄからケース側空間６１内に嵌合されて収容配設され、ケース側空間６１内を軸方向に摺動自在になっている。ここで、円筒部４３には、先端面４３ｄに開口する有底円筒状のバネ室４３ｅが形成されており、このバネ室４３ｅに戻しバネ７０が収容された状態でギヤホルダ４１がケース側空間６１に収容される。戻しバネ７０は、一端７１がバネ室４３ｅの底面４３ｆに当接されて他端７２がケース側空間６１の底面６１ｂに当接され、ケース側空間６１においてギヤホルダ４１に対して軸方向先端側の空間６４内に配設される。この戻しバネ７０によりバネ室４３ｅの底面４３ｆには軸方向基端側への付勢力が作用する。
【００２７】
さらに、収容空間６０内にはギヤホルダ４１の基端側にピストン４５が配置される。ピストン４５は、有底略円筒状に成形されており、内外の底面４６ｂ，４６ｃを形成する底壁部４６と、円筒内周面４７ｂを形成する側壁部４７とを有してなる。また、底壁部４６の外周面４６ａと側壁部４７の外周面４７ａとは軸方向に連なって一体の外周面４５ａを形成しており、ピストン４５は、断面視略円形リング状のカバー側空間６２内に嵌合されて摺動自在に配設されている。上記の通り、カバー側空間６１の内周面６１ａとカバー側空間６２の外側内周面６２ｂは同心同径になっており、ピストン４５は、ケース側空間６１内においても、外周面４５ａをケース側空間６１の内周面６１ａに摺接させて軸方向にスムーズに移動される。
【００２８】
なお、カバー３２は、断面略円筒リング状に形成されるカバー側空間６２の内側内周面６２ｂにより囲まれた円筒部３２ｂを有しており、ピストン４５は、側壁部４７がこの円筒部３２ｂに嵌合されて取り付けられている。図５に示すように、ピストン４５は、側壁部４７の内周面４７ｂの中心が、側壁部４７の外周面４７ａの中心に対して偏心している。さらに、ピストン４５の外周面４５ａとカバー側空間６２の外側内周面６２ａは、上端部が駆動ギヤ１０の歯先円に沿って下方に湾曲されている。このように側壁部４７の外周面４７ａと内周面４７ｂとが偏心されるとともに、外周面４７ａの上端部が下方に湾曲されているため、ピストン４５は、カバー側空間６２に対して周方向に位置決めされて嵌合されて取り付けられており、回転が規制されている。
【００２９】
ピストン４５の底壁部４６には、外底面４６ｂに開口して従動側支持孔５９ｂが形成されており、このピストン４５側の従動側支持孔５９ｂに従動側支持軸２５の基端部２７が嵌合される。このように従動側支持軸２５をピストン４５に支持させた状態では、ピストン４５の外底面４６ｂがギヤホルダ４１の収容部４２の基端面４２ｃに当接され、従動ギヤ２０の他側面２３に近接対向される。このように従動側支持軸２５がピストン４５およびギヤホルダ４１に支持されてピストン４５およびギヤホルダ４１が当接されることにより、従動側ポンプ室５５が軸方向に閉じた空間になり、ピストン４５の外底面４６ｂが従動側ポンプ室５５の従動側第２側面５８をなす。
【００３０】
なお、ピストン４５の外底面４６ｂとギヤホルダ４１の収容部４２の基端面４２ｃとは、ノックピン８２を介して周方向に位置決めされて当接される。このため、ピストン４５側およびギヤホルダ４１側の従動側支持孔５９ａ，５９ｂの軸合わせが行われ、カバー側空間６２に対して位置決めされたピストン４５を介してギヤホルダ４１がケース側空間６１に対して周方向に位置決めされる。この位置決めにより、収容部４２の外周面４２ｂがケース側空間６１の内周面６１ａ下部に摺接され、従動側ポンプ室５５に収容保持された従動ギヤ２０の歯先２１が上方に臨む。これにより、駆動側ポンプ室５０に収容保持された駆動ギヤ１０と、このようにしてメインケーシング３０内に収容配設される従動ギヤ２０とが上下に外接噛合される。
【００３１】
このようにピストン４５がギヤホルダ４１に当接されるため、ギヤホルダ４１に作用する軸方向基端側への付勢力を受けてピストン４５も軸方向基端側に付勢される。軸方向基端側に付勢されたピストン４５は、底壁部４６の内底面４６ｃが円筒部３２ｂの端面３２ｃに当接することにより、ギヤホルダ４１とともに基端側への移動が規制される。また、この状態では、ピストン４５の外底面４６ｂとカバー３２の先端面３２ａとが同一平面を形成するようになっており、両ギヤ１０，２０は、互いに軸方向にずれることなく歯幅方向に全体を噛合させる。以降では、このときの駆動ギヤ１０および従動ギヤ２０の噛み合い幅δを最大噛み合い幅δMと称し、両ギヤ１０，２０が最大噛み合い幅δMで噛合している状態を初期状態と称する。
【００３２】
なお、カバー側空間６２は基端側に底面６２ｃを有した非貫通の空間になっており、カバー側空間６２においてピストン４５に対して軸方向基端側に閉塞空間６５が形成される。また、カバー３２は、吐出ポート４とこの閉塞空間６５とを連通させる内部流路７５を有している。この内部流路７５は、カバー側空間６２の外側内周面６２ａに対して外周方向に切り欠いて形成された溝の内周面７５ａと、カバー側空間６２に嵌合されたピストン４５の外周面４５ａとにより囲まれて形成されており、溝は、カバー側空間６２の軸方向に延びて形成され、一端がカバー３２の先端面３２ａまで達して他端がカバー側空間６２の底面６２ｃまで達している。このように形成される内部流路７５は、一端がカバー３２の先端面３２ａに開口して吐出ポート４に連通され、他端が閉塞空間６５に連通される。
【００３３】
以下、図６〜図８を併せて参照してこのオイルポンプ１の作動について説明する。オイルポンプ１は、エンジンが停止されている状態においては、図３に示す初期状態になっている。この初期状態においてもギヤホルダ４１およびピストン４５には付勢力が作用しているのであるが、この付勢力が作用している状態においても、従動側支持孔５９ａ，５９ｂに嵌合されて支持されている従動側支持軸２５は、付勢力に応じた負荷に抗してギヤホルダ４１およびピストン４５に支持された状態が維持することができ、従動側支持軸２５がギヤホルダ４１およびピストン４５に対して軸方向に相対移動して従動ギヤ２０の両側面２２，２３と従動側第１側面および第２側面５７，５８との間に設定された対向間隔が変化されるようなことはない。
【００３４】
エンジンが始動されると、駆動側支持軸１５が回転駆動されて両ギヤ１０，２０が回転駆動され、タンクに溜められたオイルが吸込ポート３に吸い込まれ、吐出ポート４に送られて潤滑油路に圧送される。なお、潤滑油路は、エンジンケースに形成され、供給油量の増加に応じて供給油圧を上昇させる構成になっている。また、図８にエンジンがアイドリング状態になっているときのポンプ回転数Ｎiを示しているが、オイルポンプ１の作動時には、この回転数Ｎiを下回ることはほとんどなく、このときの吐出流量Ｑiは潤滑に必要とされる供給油量を確保可能になっている。
【００３５】
吐出ポート４に吐出されたオイルの一部は、内部流路７５を介して閉塞空間６５に供給される。閉塞空間６５に供給されたオイルの油圧がピストン４５の側壁部４７の基端面４７ｃに作用する。このため、ピストン４５には、閉塞空間６５内の油圧に応じて軸方向先端側に向けて戻しバネ７０の付勢力に抗する押圧力が発生する。
【００３６】
エンジンの出力が高くなってポンプ回転数Ｎが第１回転数ＮAに達すると、ピストン４５に作用する押圧力が付勢力にほぼ釣り合う。このため、ポンプ回転数Ｎが第１回転数ＮAを越えると、ピストン４５が付勢力に抗してギヤホルダ４１とともに軸方向先端側に移動して戻しバネ７０を圧縮させる。ピストン４５およびギヤホルダ４１は、押圧力が付勢力と釣り合う位置まで移動される。このとき、図７に示すように、ピストン４５の先端部が、ケース側空間６１内に位置して駆動ギヤ１０と上下に重なるが、上端部が歯先円に沿って下方に湾曲されているため、駆動ギヤ１０とピストン４５の干渉が回避される。
【００３７】
このようにギヤホルダ４１およびピストン４５が軸方向先端側に移動されると、従動ギヤ２０は、駆動ギヤ１０と噛合したまま軸方向に移動され、両ギヤ１０，２０の噛み合い幅δが短くなってポンプ容量が低下される。本構成例のオイルポンプ１においては、図８に示すように、ポンプ回転数Ｎの増加と、ポンプ回転数Ｎが増加して噛み合い幅δが短くなって生じるポンプ容量の低下とのバランスにより、結果としてポンプ回転数Ｎの増減に関わらず吐出流量Ｑが安定される。これにより、エンジンの出力が高くなっても、オイルポンプ１から過剰なオイルが吐出されなくなる。
【００３８】
また、ケース３１には、ケース側空間６１の底面６１ｂに開口して空間６４を外部に連通させる連通孔３９が形成されており、空間６４は、体積変化に関わらず常に大気圧に保持される。このため、ギヤホルダ４１およびピストン４５は付勢力および押圧力に応じてスムーズに移動される。なお、ギヤホルダ４１の外周面４１ａは軸方向両端部を残して内周側に凹んでおり、軸方向両端部のみをケース側空間６１の内周面６１ａに摺接させている。このようにギヤホルダ４１は、ケース側空間６１の内周面６１ａに対する接触面積が小さいため、摺動抵抗が低減されて収容空間６０内をスムーズに移動されるようになっている。
【００３９】
そして、ポンプ回転数Ｎが第２回転数ＮBに達すると、図６に示すように、ギヤホルダ４１の円筒部４３の先端面４３ｄがケース側空間６１の底面６１ｂに当接される。したがって、ポンプ回転数Ｎが第２回転数ＮBを越えても、ギヤホルダ４１およびピストン４５は軸方向先端側への移動が規制され、このときの噛み合い幅δmよりも短くなることはない。以降では、このときの噛み合い幅δmを最小噛み合い幅とも称する。
【００４０】
上記のように、本構成例のオイルポンプ１は、駆動ギヤ１０および従動ギヤ２０を収容保持するケーシング２が，駆動ギヤ１０を回転自在かつ軸方向の移動を規制して保持するメインケーシング３０と、従動ギヤ２０を回転自在に保持しメインケーシング３０内に回転軸方向に移動自在に設けられたギヤホルダ４１とから構成されており、また、このギヤホルダ４１に軸方向基端側への付勢力を作用させており、この付勢によってギヤホルダ４１に常に当接された状態を維持するピストン４５に付勢力に抗する押圧力を作用させている。このように、従動ギヤ２０を収容保持するギヤホルダ４１には、付勢力および押圧力の双方が作用する構造になっている。
【００４１】
このため、ポンプ回転数Ｎが第１回転数ＮAおよび第２回転数ＮBの間にあるときには、移動が規制されることなく、収容空間６０内において押圧力および付勢力の釣り合いによってギヤホルダ４１およびピストン４５が所定位置に停止するが、このとき、この付勢力および押圧力はギヤホルダ４１とピストン４５の当接によって打ち消し合うため、従動側支持軸２５には付勢力や押圧力に応じた負荷が作用せず、従動ギヤ２０が従動側ポンプ室５５内を軸方向に移動するようなことがない。
【００４２】
なお、エンジンが停止している状態において、ギヤホルダ４１およびピストン４５には付勢力が作用しているが、この付勢力は、噛み合い幅δを最大噛み合い幅δMから短くさせるのを開始させるときの押圧力に抗するものであり、圧入により支持された従動側支持軸２５には大きな負荷が作用せず、従動側支持軸２５がギヤホルダ４１およびピストン４５に対して軸方向に相対移動することはない。また、押圧力の増減によってギヤホルダ４１およびピストン４５が軸方向に移動されるが、従動側支持軸２５は、この移動開始および停止前の加減速によって生じる慣性力に抗して支持されており、ギヤホルダ４１およびピストン４５に対して軸方向に相対移動することはない。さらに、第２回転数ＮBを超えて両ギヤ１０，２０の噛み合い幅δが最小噛み合い幅δmになると、ギヤホルダ４１およびピストン４５はケース側空間６１の底面６１ｂにより支持され、軸方向に対しては押圧力と付勢力の差分に相当する底面６１ｂからの垂直抗力が作用するが、この垂直抗力に応じて作用する負荷も大きいものではなく、上記と同様にして従動側支持軸２５がギヤホルダ４１およびピストン４５に対して軸方向に相対移動することはない。
【００４３】
したがって、従動ギヤ２０と、従動ギヤ２０の両側面２２，２３と従動側ポンプ室５５の従動側第１側面および第２側面５７，５８との対向間隔が変化することはないため、従来の形態に比べて摺動抵抗を低減させることができ、オイルポンプ１の機械効率を向上させることができる。
【００４４】
また、ギヤホルダ４１に従動ギヤ２０を両側面２２，２３が摺接された状態でかつ回転自在に収容保持させるにあたっては、ピストン４５に従動ギヤ２０の側面が近接対向される面（従動側第２側面５８）を形成することにより、従動側支持軸２５の組み付けが簡単になって従動ギヤ２０を簡単に従動側ポンプ室５５に収容保持させることができる。また、従動ギヤ２０の一側面２２が近接対向される従動側第１側面５７の一部に窪み部４３ｃを形成することにより、この窪み部４３ｃが形成された部分は、従動ギヤ２０の一側面２２との接触を確実に回避させることができるようになる。このため、摺動抵抗が低減して機械効率のよいオイルポンプ１を提供することができる。
【００４５】
また、本構成例では、吐出油圧をピストン４５の基端面４７ｃに受圧させて戻しバネ７０の付勢力に抗した押圧力を作用させて従動ギヤ２０を軸方向に移動可能に構成しており、これにより、吐出油圧を用いたポンプ容量の可変制御が行われ、ポンプ回転数Ｎの増減に関わらず吐出流量Ｑを安定させる制御を簡単に行うことができるようになる。なお、この可変制御を行わせるために、メインケーシング３０の内部に吐出ポート４とピストン４５に対して軸方向基端側の閉塞空間６５とを連通する内部流路７５が形成されている。ここで、吐出ポート４が形成されるメインケーシング３０は、ケース３１の基端面３１ａを覆ってカバー３２が取り付けられることにより構成されており、また、ケース３１の基端面３１ａに開口するオイル空間がカバー３２で覆われて吐出ポート４が形成されている。このため、内部流路７５はカバー３２の内部にのみ形成すればよくなるため、内部流路７５の形成を簡単に行うことができ、複数部材間に跨って形成されるときに必要となるシール構造の省略も図られる。
【００４６】
次に、図９，図１０を参照して第２構成例のオイルポンプ１０１について説明する。このオイルポンプ１０１は、第１構成例に対してピストン１４５の形状が変更されたものであり、第１構成例と同様の構成部材については同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４７】
ピストン１４５は、外周面１４６ａが第１構成例のピストン４５の底壁部４６の外周面４６ａと軸方向に見て同形状の壁部１４６と、壁部１４６の基端面１４６ｃの中心部から軸方向基端側に突出する円筒状の凸部１４７とを一体に有してなる。カバー１３２の内部には、ピストン１４５を嵌合させるカバー側空間１６２が形成され、このカバー側空間１６２は、カバー１３２の先端面１３２ａに開口する円筒状の大径空間１６６と、大径空間１６６の底面１６６ｂの中心部に開口する円筒状の小径空間１６７とからなる。ピストン１４５は、小径空間１６７に凸部１４７を嵌合させるとともに、大径空間１６６に壁部１４６を嵌合させてカバー側空間１６２内に配設される。また、壁部１４６の外周面１４６ａは、凸部１４７の中心軸に対して偏心されているとともに、上端部が下方に湾曲されている。このため、ピストン１４５はカバー側収容空間１６２に対して周方向に位置決めされて嵌合されて取り付けられており、回転が規制されている。
【００４８】
なお、収容空間６０内では、ギヤホルダ４１の収容部４２の基端面４２ｃと、ピストン１４５の壁部１４６の先端面１４２ｂとがノックピン８２を介して当接され、ギヤホルダ４１のカバー側空間に対する周方向に対する位置決めが行われる。初期状態においては、壁部１４６の基端面１４６ｃが大径空間１６６の底面１６６ｂに当接され、ギヤホルダ４１およびピストン１４５の軸方向基端側への移動が規制される。また、このとき、小径空間１６７において凸部１４７に対して基端側に閉塞空間１６５が形成される。カバー１３２の内部に形成される内部油路１７５は、閉塞空間１６５と吐出ポート４とを連通させ、吐出されたオイルをこの閉塞空間１６５に導く。
【００４９】
このオイルポンプ１０１が作動されてポンプ回転数Ｎが第１回転数ＮAを超えてピストン１４５が軸方向先端側に摺動されても、ピストン１４５は、壁部１４６の外周面１４６ａの上端部が下方に湾曲されているため、駆動ギヤ１０との干渉が回避される。したがって、壁部１４６の軸長は、ギヤホルダ４１およびピストン１４５の摺動可能距離（すなわち、最大噛み合い幅δMおよび最小噛み合い幅δmの差）よりも長く設定されている。また、軸方向先端側に移動してピストン１４５とカバー側空間１６２の嵌め合いが外れないように、凸部１４７の軸長も摺動可能距離よりも長く設定されている。
【００５０】
また、従動ギヤ２０の他側面２３が近接対向されるピストン１４５の先端面１４６ｂには、上記構成例においてギヤホルダ４１の円筒部４３の基端面４３ｂと同様に、窪み部１４６ｄが形成されている。なお、図１３に示すように、この窪み部１４６ｄは、従動ギヤ２０の他側面２３において歯部を除いた部分と対向する位置に形成されている。
【００５１】
本構成例においても、第１構成例と同様に作用し、従動ギヤ２０の両側面２２，２３と従動側ポンプ室５５の従動側第１および第２側面５７，５８との対向間隔が変化せず、機械効率の向上が図られたオイルポンプ１０１を提供することができる。また、従動側第２側面５８を有するピストン１４５側にも窪み部１４６ｄが形成されており、より摺動抵抗の低減が図られている。
【００５２】
なお、本構成例のピストン１４５は、駆動ギヤ１０との干渉を避けるため、また、軸方向先端側への移動に伴ってピストン１４５とカバー側空間１６２との嵌め合いが外れないようにするため、壁部１４６および凸部１４７の両方の軸長を摺動可能距離よりも長く設定する必要がある。一方、第１構成例のピストン４５においては、底壁部４６および側壁部４７の外周面４６ａ，４７ａが一体に連なっているため、少なくとも側壁部４７の軸長が摺動可能距離よりも長く設定されていればよく、底壁部４６の軸長は摺動可能距離に関わらず設定される。したがって、第１構成例のピストン４５は、第２構成例に対してオイルポンプをピストンの摺動方向に対して小型化したり、逆に軸方向に対して同じサイズのままで摺動可能距離を大きく確保してポンプ容量の可変幅が大きいオイルポンプを構成したりすることができる。
【００５３】
以上のように、本発明に係るギヤポンプの実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限られない。例えば、外接２連型のギヤポンプに限らず、駆動ギヤに２つの従動ギヤを外接噛合させる外接３連型（タンデム型）のギヤポンプにも本発明を適用することができ、２つの従動ギヤのうち双方あるいは一方をギヤホルダに収容保持させることにより、同様の効果を得ることができる。なお、駆動ギヤを軸方向に移動させる形態でもよく、伝動機構は、ギヤ列に限らずチェーン機構やベルト機構等でもよい。また、車両に備えられて潤滑油を供給するために用いられるオイルポンプに限らず、油圧アクチュエータに作動油を供給するオイルポンプ等、他の装置において他の用途に利用されてもよく、また、空気ポンプや水ポンプ等の他の流体ポンプに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係るギヤポンプの実施形態として示す第１構成例のオイルポンプの平面図である。
【図２】図１の矢印A−Aに沿って示す第１構成例のオイルポンプの側断面図であり、オイルポンプの初期状態を示す図である。
【図３】図１，図２の矢印III−IIIに沿って示す第１構成例のオイルポンプの断面図であり、ケースおよびギヤホルダの背面図である。
【図４】図１，図２の矢印IV−IVに沿って示す第１構成例のオイルポンプの断面図であり、ケースおよびギヤホルダの断面図である。
【図５】図１，図２の矢印V−Vに沿って示す第１構成例のオイルポンプの断面図であり、カバーおよびピストンの断面図である。
【図６】図１の矢印A−Aに沿って示す第１構成例のオイルポンプの側断面図であり、駆動ギヤおよび従動ギヤの噛み合い幅が最小噛み合い幅になっている状態を示すオイルポンプの側断面図である。
【図７】図６の矢印VI−VIに沿って示す第１構成例のオイルポンプの断面図である。
【図８】第１構成例のオイルポンプの作動を説明する図であって、ポンプ回転数と、吐出流量およびギヤの噛み合い幅との関係を示す説明図である。
【図９】第２構成例のオイルポンプの部分側断面図である。
【図１０】図９の矢印X−Xに沿って示す第２構成例のオイルポンプの断面図であり、カバーおよびピストンの正面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１，１０１  オイルポンプ
２  ケーシング
４  吐出ポート
５  ポンプ室（配設空間）
１０  駆動ギヤ（第１ギヤ）
２０  従動ギヤ（第２ギヤ）
２５  従動側支持軸（軸部材）
３０  メインケーシング
４１  ギヤホルダ
４２  収容部
４３  円筒部
４３ｃ，１４６ｄ  窪み部
４５  ピストン
５０  駆動側ポンプ室
５５  従動側ポンプ室
５６  従動側内周面
５７  従動側第１側面
５８  従動側第２側面
６０  収容空間
６５  閉塞空間
７０  戻しバネ（付勢部材）
７５  内部油路
【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】
2008069770.tif 000008
【図７】
2008069770.tif 000009
【図８】
2008069770.tif 000010
【図９】
2008069770.tif 000011
【図１０】
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