(57)【要約】【課題】簡単な構造で、運転中に吐出容量を増減させる可変容量ギヤポンプを提供することを目的とする【解決手段】可変容量ギヤポンプ１は、ハウジング３内部に形成されたギヤ室１０内に収容され、互いに外接して噛合う駆動ギヤ６及び従動ギヤ８のギヤ対５を備え、吸入された流体をギヤ室１０で昇圧して吐出し、ハウジング３に回動可能に支持される回動支持軸部２２、及び回動支持軸部２２に対して偏心し、かつ従動ギヤ８を回転自在に支持する従動ギヤ支持部２１を有する偏心軸９と、回動支持軸部２２に接続され、偏心軸９を回動させる偏心軸回動手段とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内部に形成されたギヤ室内に収容され、互いに外接して噛合う駆動ギヤ及び従動ギヤのギヤ対を備え、吸入された流体を該ギヤ室で昇圧して吐出する可変容量ギヤポンプであって、
前記ハウジングに回動可能に支持される回動支持軸部、及び該回動支持軸部に対して偏心し、かつ前記従動ギヤを回転自在に支持する従動ギヤ支持部を有する偏心軸と、
前記回動支持軸部に接続され、前記偏心軸を回動させる偏心軸回動手段と
を備えた可変容量ギヤポンプ。
【請求項２】
前記回動支持軸部の位相を保持する拘束機構を備える請求項１に記載の可変容量ギヤポンプ。
【請求項３】
前記拘束機構は、前記偏心軸に固定されるウォームホイールと、該ウォームホイールと噛合うウォームギヤを有する請求項２に記載の可変容量ギヤポンプ。
【請求項４】
従動ギヤ支持部は、従動ギヤ軸受を介して前記従動ギヤの前記支持を行う請求項１〜３のいずれかに記載の可変容量ギヤポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外接型の可変容量ギヤポンプに係り、特に吐出容量を運転中に増減することができる可変容量ギヤポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変容量ギヤポンプとして、互いに外接して噛合う一対のギヤによって、吸入された流体を昇圧して吐出する、いわゆる外接型の可変容量ギヤポンプが使用されている。この外接型の可変容量ギヤポンプについて、要求に応じて流体の吐出流量を変動させることができる技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ギヤポンプのギヤ間距離を可変にすることでポンプ容量を可変にする構造が開示されている。これによれば、互いに外接して噛合う駆動ギヤと従動ギヤとを有するギヤポンプにおいて、従動ギヤの従動軸を回転自在に保持した可動ブロックを、圧力補償装置がバネの力によって適宜動かすことにより、駆動ギヤと従動ギヤとの距離を自動調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５０−５５９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に記載の可変容量ギヤポンプにおいては、ギヤ間距離を変えるために従動ギヤの軸を並進させる必要がある。しかしながら、ギヤを挟んで両側に軸受があり、その２個の軸受ごとに並進させるため、この軸受を設けた一対の可動ブロックをギヤの両側に配設する必要があり、ギヤポンプ全体として構造が複雑となっている。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、簡単な構造で、運転中に吐出容量を増減させる可変容量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】
この発明に係る可変容量ギヤポンプは、ハウジング内部に形成されたギヤ室内に収容され、互いに外接して噛合う駆動ギヤ及び従動ギヤのギヤ対を備え、吸入された流体を前記ギヤ室で昇圧して吐出する可変容量ギヤポンプであって、ハウジングに回動可能に支持される回動支持軸部、及び回動支持軸部に対して偏心し、かつ従動ギヤを回転自在に支持する従動ギヤ支持部を有する偏心軸と、回動支持軸部に接続され、偏心軸を回動させる偏心軸回動手段とを備えたものである。
このように偏心軸回動手段が偏心軸を回動させることにより、ギヤ間距離を簡単に調整し、吐出容量を増減させることができる
【０００７】
また、この発明に係る可変容量ギヤポンプは、回動支持軸部の位相を保持する拘束機構を備えてもよい。
また、拘束機構は、偏心軸に固定されるウォームホイールと、ウォームホイールと噛合うウォームギヤを有してもよい。
さらに、従動ギヤ支持部は、従動ギヤ軸受を介して従動ギヤの支持を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、可変容量ギヤポンプにおいて、簡単な構造で、運転中に吐出容量を増減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明に係る実施の形態に係る可変容量ギヤポンプのギヤ室内の様子を示す平面概略図である。
【図２】図１に示した可変容量ギヤポンプについて、従動ギヤの位置を変動させて駆動ギヤと従動ギヤとの距離を長くし吐出容量を少なくした時のギヤ室内の様子を示す平面概略図である。
【図３】図１及び２に示した可変容量ギヤポンプについて、偏心軸の回動とギヤ間距離との関係を表した模式図である。
【図４】図１に示した可変容量ギヤポンプのＡ−Ａ線における断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下にこの発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図４に示すように、可変容量ギヤポンプ１は第一ハウジング３ａと第ニハウジング３ｂとを備える。第一ハウジング３ａと第二ハウジング３ｂとが接続されることで、第一ハウジング３ａと第ニハウジング３ｂとの間にギヤ室１０が形成される。さらに図１に示すようにギヤ室１０内には、互いに外接して噛合う駆動ギヤ６と従動ギヤ８とからなるギヤ対５が収容されている。なおここで、第一ハウジング３ａと第二ハウジング３ｂとはハウジング３を構成する。
【００１１】
また、可変容量ギヤポンプ１内部には、駆動ギヤ６に駆動ギヤ回転軸７が一体的に設けられている。駆動ギヤ回転軸７はハウジング３内部に延在する。また、第一ハウジング３ａには穴１８が形成され、駆動ギヤ回転軸７の一端は穴１８を貫通して外部に露出し、図示しない駆動源と接続している。この駆動源によって、駆動ギヤ回転軸７は回転することができる。また、可変容量ギヤポンプ１内部のオイルの漏出防止のために、駆動ギヤ回転軸７が外部に露出する側のハウジング３（第一ハウジング３ａ）にはオイルシール１３が設けられる。またさらに、駆動ギヤ６の両側には、ハウジング３（第一ハウジング３ａ及び第二ハウジング３ｂ）と駆動ギヤ回転軸７との間に挟まれて駆動ギヤ軸受１１が一対設けられ、駆動ギヤ回転軸７は駆動ギヤ軸受１１を介してハウジング３に対して回転可能となっている。ここで、駆動ギヤ６が回転する中心線をＰとする。また、駆動ギヤ６の歯先が描く円状の曲線は、駆動ギヤ歯先円６ａを構成する。
【００１２】
次に、従動ギヤ８の中央には偏心軸９が貫通している。偏心軸９は従動ギヤ支持部２１と、従動ギヤ支持部２１の両端に一体的に設けられた回動支持軸部２２とを備えている。従動ギヤ支持部２１及び回動支持軸部２２は円柱形状であり、従動ギヤ支持部２１の径は回動支持軸部２２の径よりも大きい。また、従動ギヤ支持部２１には、従動ギヤ軸受２６が支持されている。さらに、従動ギヤ８は従動ギヤ軸受２６を介して従動ギヤ支持部２１に対して回転自在に支持されている。ここで、従動ギヤ８の回転中心線をＱとする。また、従動ギヤ支持部２１の回転中心は従動ギヤ８の回転中心線Ｑと一致する。さらに、従動ギヤ８の歯先が描く円状の曲線は、従動ギヤ歯先円８ａを構成する。一方、第一ハウジング３ａには前述の穴１８とは別に穴１９が形成され、回動支持軸部２２の一端は第一ハウジング３ａの穴１９を貫通して外部に露出する。回動支持軸部２２が外部に露出する側のハウジング３（第一ハウジング３ａ）にはオイルシール１７が設けられる。また、回動支持軸部２２はハウジング３（第一ハウジング３ａ及び第二ハウジング３ｂ）に回動可能に支持されている。ここで、回動支持軸部２２の回動中心線Ｏは、従動ギヤ８及び従動ギヤ支持部２１の回転中心線Ｑとは異なる位置にある。すなわち、従動ギヤ８及び従動ギヤ支持部２１の回転中心線Ｑは回動支持軸部２２に対して偏心している。
【００１３】
また、ハウジング３（第一ハウジング３ａ）の外部に露出した回動支持軸部２２の先端にはウォームホイール４５が固定されて接続される。このウォームホイール４５はウォームギヤ４１と噛合っている。ウォームギヤ４１にはステッピングモータ４３が接続される。ステッピングモータ４３が駆動するとウォームギヤ４１が回転し、同時にウォームホイール４５及び回動支持軸部２２が回動する。すなわち、ウォームホイール４５とウォームギヤ４１との組み合わせは偏心軸回動手段を構成し、偏心軸回動手段によって偏心軸９は回動することができる。また、ステッピングモータ４３がウォームギヤ４１を回転させていない時は、ウォームホイール４５とウォームギヤ４１との噛合いによって、回動支持軸部２２の回動が防止され、位相が保持される。すなわち、ウォームホイール４５とウォームギヤ４１との組み合わせは拘束機構をも構成する。
【００１４】
ここで、可変容量ギヤポンプ１による流体の吐出容量は、駆動ギヤ６と従動ギヤ８との噛合いの度合いに応じて増減する。すなわち、駆動ギヤ６と従動ギヤ８との距離が小さく噛合い度合いが大きければ、吐出容量は大きくなる。一方、駆動ギヤ６と従動ギヤ８との距離が大きく噛合い度合いが小さければ吐出容量は小さくなる。本実施の形態では、図１に示す場合の駆動ギヤ６と従動ギヤ８との中心間距離ＰＱはＨである。一方、後述のように従動ギヤ８が駆動ギヤ６と離れて、図２に示すように中心線の位置がＱ’に移動する場合の中心間距離ＰＱ’はＩである。Ｉの方がＨよりも長いため（図３参照）、図１に示す場合のほうが図２に示す場合よりも噛合いの度合いが大きく、可変容量ギヤポンプ１の吐出容量が大きい。
【００１５】
また、図１に示すように、ギヤ室１０には、吐出ポート３１と吸入ポート３２とが連通されている。ギヤ室１０内部の吐出ポート３１側には、駆動ギヤ６及び従動ギヤ８にそれぞれ対応する位置に一対のシールブロック１４、１５が配置されている。このシールブロック１４、１５にはオイルシール１４ｂ、１５ｂがそれぞれ配設され、シールブロック１４、１５とハウジング３との間隙はオイルシール１４ｂ、１５ｂによって封止されている。また、シールブロック１４、１５は各々、略直方体の１つの面が曲面６ｂ、８ｂとなっている六面体となっている。この曲面６ｂ、８ｂは各々駆動ギヤ６及び従動ギヤ８の歯先円６ａ、８ａに倣った形状をしている。そのため、シールブロック１４の曲面６ｂは回転する駆動ギヤ６の歯先と摺接し、シールブロック１５の曲面８ｂは回転する従動ギヤ８の歯先と摺接している。駆動ギヤ６及び従動ギヤ８の歯先とシールブロック１４、１５とが摺動する間において、駆動ギヤ６及び従動ギヤ８の歯間とシールブロック１４、１５との間には空間Ｓが形成される。なお、駆動ギヤ６又は従動ギヤ８の歯先とシールブロック１４又は１５とハウジング３とが互いに密着し合う状態において、空間Ｓは密封状態となる。ここで、シールブロック１５が近接するギヤ室１０の壁には紙面に対して垂直方向に延びる帯状の凸部３５が形成され、シールブロック１５と凸部３５は接触している。なお、シールブロック１５において、凸部３５と接触している部分を接触部１５ａとする。従って、従動ギヤ８の位置が後述のように駆動ギヤ６から離れるように変動する場合、図２に示すようにシールブロック１５は接触部１５ａにおいて凸部３５を支点として従動ギヤ８の位置変動に合わせて傾動する。そのため、常にシールブロック１５は回転する従動ギヤ８の歯先が摺接するように構成される。すなわち、ギヤ室１０の全体形状を変えることなく、内部に介在する小部品の傾動によって、シールブロック１５と従動ギヤ８の歯先とが摺動する際の空間Ｓの密封状態が常に維持されることとなる。
なお、ここで凸部３５は本実施の形態に限られず、シールブロック１５と点接触する半球状の突起でもよい。
【００１６】
以下に、可変容量ギヤポンプ１の基本的な動作について図１及び４を参照して説明する。
まず、駆動ギヤ回転軸７に外部より駆動力を与えると、それに伴って駆動ギヤ６が駆動ギヤ回転軸７と一体となって矢印で示される方向（図１参照）に回転を始める。また、駆動ギヤ６と噛合う従動ギヤ８も同時に矢印方向に回転する。この時、従動ギヤ８の中心に貫通する偏心軸９は、ウォームホイール４５とウォームギヤ４１との組み合わせからなる拘束機構により回動しない。一方、従動ギヤ８は従動ギヤ軸受２６を介して、従動ギヤ支持部２１の周りを回転する。
【００１７】
次に、駆動ギヤ６と従動ギヤ８とが回転すると、吸入ポート３２から吸入された流体は駆動ギヤ６と従動ギヤ８の歯間とシールブロック１４、１５との間に形成される空間Ｓに閉じ込められ、駆動ギヤ６及び従動ギヤ８とともに移動する。駆動ギヤ６及び従動ギヤ８の回転によって移送された流体は、吐出ポート３１から吐出される。
【００１８】
以下に、可変容量ギヤポンプ１の運転中に吐出容量を増減させるための方法について図１〜４を用いて説明する。
図１の状態から吐出容量を小さくしようとする時は、まず、ステッピングモータ４３を駆動させることにより、ウォームギヤ４１を回転させる。ウォームギヤ４１の回転により、ウォームホイール４５がウォームギヤ４１と噛合いながら回動する。また、それと同時にウォームホイール４５と接続する回動支持軸部２２が紙面上時計周りに一体的に回動する。この時、図３に示すように、偏心軸９は回動支持軸部２２の回動中心線Ｏを中心として時計周りに角度ｘの回動をし、従動ギヤ８及び偏心軸９の回転中心線の位置はＱからＱ’に移動し、図２の状態となる。それと共に駆動ギヤ６と従動ギヤ８との中心間距離はＨからＩへと変動する。すなわち、可変容量ギヤポンプ１の吐出容量が小さくなる。一方、図２の状態から吐出容量を大きくしようとする時は、同様の方法で回動支持軸部２２を紙面上反時計周りに回動させ、駆動ギヤ６と従動ギヤ８との中心間距離をＩからＨへと変動させる。
【００１９】
また、シールブロック１５は、前述したように、凸部３５を支点として傾動し従動ギヤ８の歯先と常に摺接するように構成されている。そのため、流体が閉じ込められて移送される空間Ｓは従動ギヤ８の位置変動後も、従動ギヤ８の歯先がシールブロック１５に摺動する瞬間において密封状態が維持される。よって、従動ギヤ８の位置変動後も可変容量ギヤポンプ１のポンプ効果は損なわれない。なお、本実施の形態に限られず、シールブロック１５は、図１の状態で凸部３５と接触していてもよい。
【００２０】
以上より、偏心軸９に対して従動ギヤ８が回転可能であると共に、偏心軸９が従動ギヤ８に対して回動中心線Ｏを中心に偏心して回動することで、駆動ギヤ６と従動ギヤ８との中心間距離を変動させることができる。そのため、可変容量ギヤポンプ１の運転中に簡単に流体の吐出容量を増減させることができる。また、従動ギヤ支持部２１は、従動ギヤ軸受２６を介して従動ギヤ８の支持を行うため、簡単な構造で従動ギヤ軸受２６ごと従動ギヤ８の位置を変動させることができる。
【００２１】
なお、実施の形態において、偏心軸回動手段は、ステッピングモータ４３によって駆動されるウォームギヤ４１とウォームホイール４５との組み合わせであるが、これに限られず、回動支持軸部２２は超音波モータによって駆動され、超音波モータが有する位置保持機能により拘束機構を構成してもよい。また、偏心軸回動手段とは別に、例えば回動支持軸部２２と選択的な係合が可能であり、回動支持軸部２２の位相を保持するラッチ機構等の拘束機構をハウジング３の適宜箇所に設けてもよい。
【符号の説明】
【００２２】
１  可変容量ギヤポンプ、３  ハウジング、５  ギヤ対、６  駆動ギヤ、８  従動ギヤ、９  偏心軸、１０  ギヤ室、２１  従動ギヤ支持部、２２  回動支持軸部、２６  従動ギヤ軸受、４１  ウォームギヤ（偏心軸回動手段及び拘束機構）、４５  ウォームホイール（偏心軸回動手段及び拘束機構）。
【図１】
2013181525.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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