(57)【要約】【課題】ねじ式ポンプ装置において、逆転時に潤滑油などの流体を供給先から吸い出すことがないようにする。【解決手段】ハウジング１０に形成した円筒状の内周面１０ａと同軸的にシャフト１１を回転自在に支持し、シャフトには、円筒部２０ａ及びこれと同軸的に一体形成されて吐出室Ｒ２内に突出する筒状突部２０ｂよりなりシャフトに対し互いに所定角度α離れた第１及び第２の角度位置の間で相対回動可能に嵌合されるロータ２０を設け、吸入室Ｒ１と吐出室Ｒ２は円筒部の軸線方向両端側に形成する。シャフトには軸線方向に延びる送出通路１３と、その一端部に連結されてシャフトの外周面に開口される半径方向連通路１２を形成し、ロータの筒状突部には、ロータがシャフトに対し第１の角度位置にあるときは半径方向連通路１２を開き、第２の角度位置にあるときは半径方向連通路１２を閉じる窓穴２２を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内周面が形成されたハウジングと、前記内周面と同軸的に回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに設けられ前記ハウジングの内周面と回転自在に嵌合される外周面にねじ部が形成された円筒部を有するロータよりなり、前記円筒部の軸線方向両端側に位置する前記ハウジングとシャフトの間に吸入室と吐出室がそれぞれ形成されたねじ式ポンプ装置において、
前記ロータは、前記円筒部及びそれと同軸的に一体形成されて前記吐出室内に突出する筒状突部よりなり、内周面が前記シャフトの外周面と回転自在に嵌合されて、前記シャフトに対し第１の角度位置とそれから所定角度離れた第２の角度位置の間で相対回動可能に設けられ、
さらに、前記シャフト内に軸線方向に延びるよう形成された送出通路と、
前記シャフトの前記筒状突部と重なる位置に形成され一端が前記送出通路に連通され他端が前記シャフトの外周面に開口される半径方向連通路と、
前記ロータの筒状突部に形成されて、前記ロータが前記シャフトに対し前記第１の角度位置にある状態では前記半径方向連通路を開いて前記吐出室を前記送出通路に連通し、前記第２の角度位置にある状態では前記半径方向連通路を閉じて前記吐出室を前記送出通路から遮断する窓穴
を備えたことを特徴とするねじ式ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のねじ式ポンプ装置において、互いに嵌合する前記前記シャフトの外周面と前記ロータの内周面のいずれか一方にはキー溝を形成してキーの半部を埋設し、他方には前記キーの残る半部が係合される扇形断面形状の係合溝を形成することにより、前記ロータを前記シャフトに対し前記第１の角度位置と第２の角度位置の間で相対回動可能としたことを特徴とするねじ式ポンプ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のねじ式ポンプ装置において、前記シャフトは変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの要潤滑部が設けられる自動車用変速機のアウトプットシャフトの一部とし、前記ハウジングは自動車用変速機の変速機ケースと一体的に形成され、前記吸入室には前記変速機ケース内を飛散する潤滑油が導かれ、前記半径方向連通路が前記窓穴により開かれた状態では前記吐出室内の潤滑油が前記送出通路を通って前記要潤滑部に導かれることを特徴とするねじ式ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はねじ式ポンプ装置、特に自動車用手動変速機の変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの要潤滑部に潤滑油を供給するのに適したねじ式ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を供給するためのねじ式ポンプ装置としては、例えば特開２００３−６５２７５号公報（特許文献１）の図６に開示されたものがある。これは、ロータの外周に設けられたねじ加工部（ねじ溝）と液冷媒（液体）との間の流体摩擦力により、液冷媒を低圧側（吸入側）から高圧側（吐出側）へ送出するものである。このポンプ装置は、略円筒形状のハウジング内に、圧送部材（ロータ）及びシャフトを備えたロータ部材が軸受部材により回転可能に軸支され、シャフトを介してモータにより回転駆動されるようになっている。圧送部材の外周には、軸線方向一端側の吸入口側から他端側の吐出口側へと液冷媒を送り出すよう雄ねじが加工されている。ハウジングの内周には、圧送部材の外周面を囲むように、滑らかな内周面を有する環状部材が配設されている。
【０００３】
上述した構成のねじ式液冷媒ポンプでは、モータを駆動するとロータ部材が同方向に回転し、吸入側から流入された液冷媒は、外周に雄ねじが加工された圧送部材と環状部材の間の間隙部へ進入し、圧送部材の回転運動によって間隙部において流体摩擦力が生じ、液冷媒は圧送部材の外周面に引っ張られて運動を生じて吐出側に至り、ポンプ外部へと吐出される。
【特許文献１】特開２００３−６５２７５号公報（段落〔０００４〕〜〔０００７〕、図６）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１及び図４は、上述した特許文献１のねじ式ポンプ装置を、自動車用手動変速機の変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構の潤滑に適用した場合の一例を示す。すなわち、自動車用手動変速機の変速機ケース（図示省略）の一側には、円筒状の内周面１０ａが形成されたハウジング１０が一体的に形成されるとともに、変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構（図示省略）が設けられるアウトプットシャフト１１がハウジング１０の内周面１０ａと同軸的となるように回転自在に支持されている。ロータ１は、その内周面が全長にわたりアウトプットシャフト１１の中間部の外周面に嵌合され、アウトプットシャフト１１とロータ１に形成した各キー溝１５ａ,２にキー１５を係合してアウトプットシャフト１１に対し回り止めされ、内端の凹段部１ｃがアウトプットシャフト１１の段部１１ｂに当接され、アウトプットシャフト１１の先端面１１ａから同軸的に突出する突出軸部１１ｃにスプライン係合されたフランジ継ぎ手１４の先端面をロータ１の外端に当接し、ナット１４ａにより締め付けることによりアウトプットシャフト１１に固定される。
【０００５】
ロータ１は、外周面がハウジング１０の内周面１０ａと摺動自在に嵌合される円筒部１ａと、外径が円筒部１ａより小径でその一端からフランジ継ぎ手１４側に突出する筒状突部１ｂよりなる一体物であり、円筒部１ａの外周面にはねじ部２１が形成されている。円筒部１ａの軸線方向両端側となるハウジング１０とシャフト１１の間には吸入室Ｒ１と吐出室Ｒ２が形成され、筒状突部１ｂは吐出室Ｒ２内に突出している。アウトプットシャフト１１には先端面１１ａの多少手前から変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構が設けられる付近に向けて同軸的に送出通路１３が形成され、また軸線方向において筒状突部１ｂと重なる位置に、一端が送出通路１３の先端部に連通され他端がアウトプットシャフト１１の外周面に開口される半径方向連通路１２が形成されている。筒状突部１ｂには半径方向連通路１２を吐出室Ｒ２に常時連通する窓穴２２が形成されている。この技術は現物としては公知であるが、そのような構造を記載した文献は見当たらない。
【０００６】
上述した従来技術では、吸入室Ｒ１内には変速機ケース内を飛散する潤滑油が常時導入され、自動車の前進時にはアウトプットシャフト１１及びロータ１が図４の矢印Ａに示すように正転して、円筒部１ａ外周のねじ部２１により吸入室Ｒ１内の潤滑油を吐出室Ｒ２内に送り込み、この潤滑油は図１の矢印ｆに示すように窓穴２２、半径方向連通路１２及び送出通路１３を通り、変速機の変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの潤滑部に供給されてこれらを潤滑する。しかしながら変速機を後進に切り換えた状態では、アウトプットシャフト１１及びロータ１は図４の矢印Ａとは逆向きに回転し、吐出室Ｒ２内の潤滑油はねじ部２１により吸入室Ｒ１内に逆送され、変速機の変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの要潤滑部内の潤滑油は図１の矢印ｆとは逆向きに吸い出されるので、これらの部分の潤滑が不足する。この状態から変速機を前進に切り換えれば、吸入室Ｒ１内の潤滑油が吐出室Ｒ２を通って、窓穴２２、半径方向連通路１２及び送出通路１３から要潤滑部内に送り込まれるが、一旦吸い出された潤滑油を潤滑部内に戻すには多少の時間がかかるので、その間にも潤滑不足による問題を生じるおそれがある。このような流体の供給不足による問題は自動車用手動変速機の場合に限らず、運転中に一時的に逆転を行う機器においては必ず生じるものである。
【０００７】
本発明はねじ式ポンプ装置において、逆転時には潤滑油などの流体を供給先から吸い出すことがないようにして、このような問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このために、本発明によるねじ式ポンプ装置は、円筒状の内周面が形成されたハウジングと、内周面と同軸的に回転自在に支持されたシャフトと、このシャフトに設けられハウジングの内周面と回転自在に嵌合される外周面にねじ部が形成された円筒部を有するロータよりなり、円筒部の軸線方向両端側に位置するハウジングとシャフトの間に吸入室と吐出室がそれぞれ形成されたねじ式ポンプ装置において、ロータは、円筒部及びそれと同軸的に一体形成されて吐出室内に突出する筒状突部よりなり、内周面がシャフトの外周面と回転自在に嵌合されて、シャフトに対し第１の角度位置とそれから所定角度離れた第２の角度位置の間で相対回動可能に設けられ、さらに、シャフト内に軸線方向に延びるよう形成された送出通路と、シャフトの筒状突部と重なる位置に形成され一端が送出通路に連通され他端がシャフトの外周面に開口される半径方向連通路と、ロータの筒状突部に形成されて、ロータがシャフトに対し第１の角度位置にある状態では半径方向連通路を開いて吐出室を送出通路に連通し、第２の角度位置にある状態では半径方向連通路を閉じて吐出室を送出通路から遮断する窓穴を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
前項に記載のねじ式ポンプ装置において、互いに嵌合するシャフトの外周面とロータの内周面のいずれか一方にはキー溝を形成してキーの半部を埋設し、他方にはキーの残る半部が係合される扇形断面形状の係合溝を形成することにより、ロータをシャフトに対し第１の角度位置と第２の角度位置の間で相対回動可能とすることが好ましい。
【００１０】
前２項に記載のねじ式ポンプ装置において、シャフトは変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの要潤滑部が設けられる自動車用変速機のアウトプットシャフトの一部とし、ハウジングは自動車用変速機の変速機ケースと一体的に形成され、吸入室には変速機ケース内を飛散する潤滑油が導かれ、半径方向連通路が窓穴により開かれた状態では吐出室内の潤滑油が送出通路を通って要潤滑部に導かれることを特徴とするねじ式ポンプ装置。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、ロータは、円筒部及びそれと同軸的に一体形成されて吐出室内に突出する筒状突部よりなり、内周面がシャフトの外周面と回転自在に嵌合されて、シャフトに対し第１の角度位置とそれから所定角度離れた第２の角度位置の間で相対回動可能に設けられ、さらに、シャフト内に軸線方向に延びるよう形成された送出通路と、シャフトの筒状突部と重なる位置に形成され一端が送出通路に連通され他端がシャフトの外周面に開口される半径方向連通路と、ロータの筒状突部に形成されて、ロータがシャフトに対し第１の角度位置にある状態では半径方向連通路を開いて吐出室を送出通路に連通し、第２の角度位置にある状態では半径方向連通路を閉じて吐出室を送出通路から遮断する窓穴を備えたので、ロータは、シャフトが一方向に回転する場合には、ハウジングの内周面との間の摩擦抵抗によりシャフトに対し第１の角度位置となってシャフトとともに回転し、吐出室は送出通路に連通されるのでねじ部により吸入室から吐出室に送られた流体は送出通路から供給先に供給され、一方、シャフトが逆方向に回転する場合にはハウジングの内周面との間の摩擦抵抗によりシャフトに対し第２の角度位置となってシャフトとともに回転し、吐出室は送出通路から遮断されるので流体が供給先から吸い出されることはない。すなわち、シャフトが逆転してもそれによりすでに供給された流体が供給先から吸い出されることはないので、その逆転が一時的である限り流体の供給不足による問題を生じることはない。
【００１２】
互いに嵌合するシャフトの外周面とロータの内周面のいずれか一方にはキー溝を形成してキーの半部を埋設し、他方にはキーの残る半部が係合される扇形断面形状の係合溝を形成することにより、ロータをシャフトに対し第１の角度位置と第２の角度位置の間で相対回動可能とした請求項２の発明によれば、シャフトとロータの間で回転を伝達するキーの残る半部と係合する係合溝の断面形状を扇形にするというきわめて簡単な構造で、シャフトが一方向に回転する場合には自動的に流体を供給先に供給し、逆方向に回転する場合は自動的に供給先からの流体の吸い出しを防ぐことができる。
【００１３】
シャフトは変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの要潤滑部が設けられる自動車用変速機のアウトプットシャフトの一部とし、ハウジングは自動車用変速機の変速機ケースと一体的に形成され、吸入室には変速機ケース内を飛散する潤滑油が導かれ、半径方向連通路が窓穴により開かれた状態では吐出室内の潤滑油が送出通路を通って要潤滑部に導かれるようにした請求項３の発明によれば、自動車用変速機のアウトプットシャフトの一部をシャフトとして使用してこれにロータを取り付け、ハウジングを自動車用変速機の変速機ケースに一体的に設けるというきわめて簡単な構成で、自動車の前進時に自動車用変速機の要潤滑部に供給した潤滑油が後進時に吸い出されて潤滑不足による問題を生じるおそれのないねじ式ポンプ装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図１〜図３により、本発明によるねじ式ポンプ装置を実施するための最良の形態の説明をする。この実施形態は、図１及び図４で説明した従来技術と同様、自動車用手動変速機の変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの要潤滑部に潤滑油を供給するのに適用したものであり、シャフト１１に対するロータ２０の取り付け構造を除き、前述した従来技術と同じである。
【００１５】
主として図１に示すように、円筒状の内周面１０ａが形成されたハウジング１０は自動車用手動変速機の変速機ケース（図示省略）の一側に一体的に形成され、変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構（図示省略）が設けられる手動変速機のアウトプットシャフトの先端部は、内周面１０ａと同軸的となるように変速機ケースに回転自在に支持され、このアウトプットシャフトの先端部がこの実施形態のシャフト１１となっている。ロータ２０は、その内周面が全長にわたりシャフト１１の中間部の外周面に回動自在に嵌合され、シャフト１１の外周面に形成した形成したキー溝１５ａに半部を埋設したキー１５の残る半部をロータ２０の内周面に形成した扇形断面形状の係合溝２３に円周方向移動可能に係合することにより、キー１５が係合溝２３の円周方向一端に当接して停止される第１の角度位置（図３の実線で示すキー１５参照）と、それから所定角度α離れて係合溝２３の他端に当接して停止される第２の角度位置（図３の二点鎖線１５Ａ参照）の間でシャフト１１に対し相対回動自在である。
【００１６】
ロータ２０は、変速機ケース側となる内端の内周面側に形成した凹段部２０ｃがシャフト１１の段部１１ｂに当接され、シャフト１１の先端面１１ａから同軸的に突出する突出軸部１１ｃにスプライン係合されたフランジ継ぎ手１４はその先端面がシャフト１１の先端面１１ａに当接してロータ２０を回転自在に抜け止めし、突出軸部１１ｃの先端側にねじ込んだナット１４ａにより締め付けることによりアウトプットシャフト１１に固定される。ロータ２０は、外周面がハウジング１０の内周面１０ａと摺動自在に嵌合される円筒部２０ａと、外径が円筒部２０ａより小径でその一端からフランジ継ぎ手１４側に突出する筒状突部２０ｂよりなる一体物である。円筒部２０ａの軸線方向両端側となるハウジング１０とシャフト１１の間には吸入室Ｒ１と吐出室Ｒ２が形成され、吸入室Ｒ１内には変速機ケース内を飛散する潤滑油が導入され、また筒状突部２０ｂは吐出室Ｒ２内に突出している。円筒部２０ａの外周面には、アウトプットシャフト１１の正転時（自動車の前進時）に吸入室Ｒ１内の潤滑油を、ハウジング１０の内周面１０ａとの間の流体摩擦により吐出室Ｒ２内に送り込む断面が台形のねじ部２１が形成されている。ねじ部２１の条数は単数でも複数でもよい。
【００１７】
アウトプットシャフト１１にはその先端面１１ａ付近から変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構が設けられる変速機ケース内の部分に向けて同軸的に送出通路１３が形成され、アウトプットシャフト１１の先端面１１ａ付近には、軸線方向において筒状突部２０ｂと重なる位置に、一端が送出通路１３に連通され他端がアウトプットシャフト１１の外周面に開口される１対の半径方向連通路１２が形成されている。ロータ２０の筒状突部２０ｂには、ロータ２０がシャフト１１に対し第１の角度位置にある状態では図２の実線に示すように半径方向連通路１２を開いて吐出室Ｒ２を送出通路１３に連通し、第２の角度位置にある状態では図２の二点鎖線１２Ａに示すように半径方向連通路１２を閉じて吐出室Ｒ２を送出通路１３から遮断する窓穴２２が形成されている。
【００１８】
アウトプットシャフト１１はフランジ継ぎ手１４を介して、駆動車輪を駆動するプロペラシャフト（図示省略）に連結されている。またアウトプットシャフト１１とロータ２０の間及びフランジ継ぎ手１４とアウトプットシャフト１１の間はＯリング２４及びＯリング１４ｂにより密封され、フランジ継ぎ手１４のボス部とハウジング１０の間は吐出室Ｒ２の壁部の一部となるオイルシール１６によりシールされている。
【００１９】
上述した実施形態では、自動車の前進時にはアウトプットシャフト１１及びロータ２０が図３の矢印Ａに示すように正転し、ロータ２０はハウジング１０の内周面１０ａとの間の摩擦抵抗によりシャフト１１に対し遅れて自動的に図２及び図３の実線で示す第１の角度位置となり、窓穴２２により半径方向連通路１２を開いてシャフト１１とともに回転するので、円筒部２０ａの外周のねじ部２１により吸入室Ｒ１から吐出室Ｒ２内に送り込まれた潤滑油は図１の矢印ｆに示すように窓穴２２、半径方向連通路１２及び送出通路１３を通り、変速機の変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの潤滑部を潤滑する。変速機を後進に切り換えれば、アウトプットシャフト１１及びロータ２０は図３の矢印Ａとは逆向きに回転し、円筒部２０ａの外周のねじ部２１は潤滑油を吐出室Ｒ２内から吸入室Ｒ１内に吸い出そうとする。しかしながらこの場合もロータ２０はハウジング１０の内周面１０ａとの間の摩擦抵抗によりシャフト１１に対し遅れて、自動的に図２及び図３の二点鎖線１２Ａ，１５Ａで示す第２の角度位置となり、半径方向連通路１２は窓穴２２により閉じられているので、変速機の変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの要潤滑部内の潤滑油が送出通路１３から半径方向連通路１２及び窓穴２２を通って図１の矢印ｆとは逆向きに吸い出されることはない。自動車における後進は一時的であり、短時間で前進に切り換えられるので、後進の間の潤滑は要潤滑部内に残された潤滑油で足り、潤滑油不足による問題を生じることはない。そして変速機が前進に切り換えられればロータ２０はアウトプットシャフト１１に対した立ちに第１の角度位置となって、吐出室Ｒ２内の潤滑油は要潤滑部に供給される
上述した実施形態では、シャフト１１に形成したキー溝１５ａに半部を埋設したキー１５の残る半部をロータ２０に形成した扇形断面形状の係合溝２３に円周方向移動可能に係合することにより、ロータ２０を第１の角度位置と第２の角度位置の間でシャフト１１に対し相対回動可能としており、ロータ２０に形成する係合溝２３の断面形状を扇形にするというきわめて簡単な構造で、前進の場合は潤滑油を自動的に変速機の変速ギヤ及びシンクロメッシュ機構などの要潤滑部に供給し、後進の場合は自動的に要潤滑部からの潤滑油の吸い出しを防いで潤滑油不足による問題を防ぐことができる。なお、ロータ２０にキー溝を形成し、シャフト１１に扇形断面形状の係合溝を形成するようにしても同じ作用効果が得られる。
【００２０】
また上述した実施形態では、本発明を自動車用手動変速機における潤滑油の供給に適用した場合につき説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、運転中に一時的に逆転を行う機器に必要な作動流体を供給する場合に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明によるねじ式ポンプ装置の一実施形態の全体構造を説明する縦断面図である。
【図２】図１の２−２断面図である。
【図３】図１の３−３断面図である。
【図４】従来技術によるこの種のねじ式ポンプ装置の図３に相当する断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０…ハウジング、１０ａ…内周面、１１…シャフト（アウトプットシャフト）、１２…半径方向連通路、１３…送出通路、１５…キー、１５ａ…キー溝１、２０…ロータ、２０ａ…円筒部、２０ｂ…筒状突部、２１…ねじ部、２２…窓穴、２３…係合溝、Ｒ１…吸入室、Ｒ２…吐出室。
【図１】
2008133734.tif 000003
【図２】
2008133734.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008133734.tif 000006