(57)【要約】【課題】ポンプ内でキャビテーションが発生するのを抑制しつつ、ポンプを駆動するときのエネルギー消費量を抑える。【解決手段】ポンプ駆動システム（１０）は、ポンプ（１２）と、回転軸駆動機構（１４）とを含む。ポンプは、回転軸（１２１）と、アウタ部材（１２３）と、インナ部材（１２２）とを含む。アウタ部材は、回転軸の軸方向から見て、回転軸の周囲に配置されている。インナ部材は、回転軸と一体的に設けられ、アウタ部材との間で流体を収容可能なチャンバ（１６）を形成する。回転軸駆動機構は、回転軸を駆動することにより、チャンバを吸込口から吐出口へ移動させて、吸込口からチャンバ内へ吸い込んだ流体を吐出口から吐き出させる。回転軸駆動機構は、速度変化機構（１８）を含む。速度変化機構は、回転軸の回転速度を周期的に変化させる。【選択図】図１
2017115741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプを駆動するためのポンプ駆動システムであって、
前記ポンプは、
回転軸と、
前記回転軸の軸方向から見て、前記回転軸の周囲に配置されたアウタ部材と、
前記回転軸と一体的に設けられ、前記アウタ部材との間で流体を収容可能なチャンバを形成するインナ部材とを含み、
前記ポンプ駆動システムは、さらに、
前記回転軸を回転することにより、前記チャンバを吸込口から吐出口へ移動させて、前記吸込口から前記チャンバ内へ吸い込んだ前記流体を前記吐出口から吐き出させる回転軸駆動機構を含み、
前記回転軸駆動機構は、
前記回転軸の回転速度を周期的に変化させる速度変化機構を含む、ポンプ駆動システム。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ駆動システムであって、
前記回転軸駆動機構は、
前記回転軸に設けられたプーリと、
前記プーリに巻き掛けられ、駆動源が発生する駆動力を前記プーリに伝達するベルトを含み、
前記速度変化機構は、
前記プーリを周期的に移動させることにより、前記ベルトが前記プーリに巻き掛けられる位置を周期的に変化させるプーリ移動機構を含む、ポンプ駆動システム。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプ駆動システムであって、
前記プーリ移動機構は、
前記プーリに対して前記回転軸の軸方向に付勢力を及ぼす付勢部材と、
前記付勢力に抗する力を前記プーリに対して周期的に作用させて、前記プーリを前記軸方向に往復移動させるカム機構とを含む、ポンプ駆動システム。
【請求項４】
請求項１に記載のポンプ駆動システムであって、
前記回転軸駆動機構は、
前記回転軸を回転するモータを含み、
前記速度変化機構は、
前記モータの動作を制御することにより、前記回転軸の回転速度を周期的に変化させるモータ駆動部を含む、ポンプ駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ駆動システムに関し、詳しくは、自動車に用いられるポンプを駆動するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体を移動させる手段として、ポンプが知られている。ポンプは、各種の装置に用いられている。
【０００３】
例えば、自動車では、オイルポンプが用いられている。オイルポンプは、例えば、エンジンに設けられて、エンジンオイルを循環させる。
【０００４】
近年、自動車では、低燃費化を実現するために、アイドリングストップシステムが採用されている。アイドリングストップシステムでは、エンジンの始動直後に無段変速機（ＣＶＴ）や自動変速機（ＡＴ）のクラッチをつなぐための油圧を確保する必要がある。そのため、エンジンの停止中のみに作動するオイルポンプが用いられている。このようなオイルポンプは、例えば、特開２０１０−１１６９１４号公報に開示されている。
【０００５】
上記公報に記載のポンプは、ポンプハウジングを備える。ポンプハウジングには、ポンプ室が形成されている。ポンプハウジングには、ポンププレートがＯリングを介して固定されている。これにより、ポンプ室の開口がポンププレートで塞がれている。ポンプ室内には、アウタギヤと、インナギヤとが配置されている。インナギヤは、アウタギヤの内側に配置され、アウタギヤと噛み合っている。インナギヤとアウタギヤとの間には、オイルを収容可能なチャンバが形成されている。インナギヤには、モータ軸が連結されている。モータ軸が回転することにより、インナギヤが回転する。このとき、チャンバの容積が変化する。具体的には、チャンバがポンププレートに形成された油入口を通過するときには、チャンバの容積が増える。これにより、油入口からオイルが吸い込まれて、チャンバ内にオイルが収容される。また、チャンバがポンププレートに形成された油出口を通過するときには、チャンバの容積が減少する。これにより、チャンバ内に収容されているオイルが油出口から吐き出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１６９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ポンプを含むシステムを小型化するためには、吸入配管径を小さくする必要がある。そのため、所定量の流体が所定時間内に配管を通過するには、流速を大きくする必要がある。加えて、自動車では、ポンプの搭載レイアウトが制約される。そのため、配管が長くなり、その形状も複雑になることがある。その結果、ポンプの入口での負圧量が大きくなる。これは、ポンプの吐出圧と吸入圧との差圧を大きくし、ポンプの駆動トルクを増大させる。その結果、自動車の燃費が悪くなる。
【０００８】
ポンプを含むシステムを小型化するために、ポンプのサイズを小さくすると、チャンバの容積が小さくなる。ポンプの吐出量を確保するために、ポンプの単位時間あたりの回転数（つまり、ポンプの回転速度）を大きくすると、ポンプ内部での流体の挙動は、高速で複雑になる。ポンプの入口での負圧量が大きい状態で、ポンプ内部での流体の挙動が高速で複雑になると、ポンプ内部でキャビテーションが発生しやすくなり、かつ、その規模が大きくなる。
【０００９】
ポンプを含むシステムを小型化するためには、吸入配管径だけでなく、吐出配管径も小さくする必要がある。そして、ポンプの搭載レイアウトが制約されることにより、配管が長くなり、且つ、その形状も複雑になるのは、吸入側だけではない。吐出側でも同じである。そのため、ポンプを含むシステムを小型化しようとすると、吐出配管での圧損が大きくなってしまう。そして、吐出配管での圧損が大きくなると、ポンプを駆動するときのエネルギー消費量が増えてしまうという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、ポンプ内でキャビテーションが発生するのを抑制しつつ、ポンプを駆動するときのエネルギー消費量を抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の実施の形態によるポンプ駆動システムは、ポンプを駆動するために用いられる。ポンプは、回転軸と、アウタ部材と、インナ部材とを含む。アウタ部材は、回転軸の軸方向から見て、回転軸の周囲に配置されている。インナ部材は、回転軸と一体的に設けられ、アウタ部材との間で流体を収容可能なチャンバを形成する。上記ポンプ駆動システムは、回転軸駆動機構を含む。回転軸駆動機構は、回転軸を回転させることにより、チャンバを吸込口から吐出口へ移動させて、吸込口からチャンバ内へ吸い込んだ流体を吐出口から吐き出させる。回転軸駆動機構は、速度変化機構を含む。速度変化機構は、回転軸の回転速度を周期的に変化させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施の形態によるポンプ駆動システムによれば、ポンプ内でキャビテーションが発生し難くなる。また、ポンプを駆動するときのエネルギー消費量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態によるポンプ駆動システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】ポンプの概略構成を示す模式図である。
【図３Ａ】回転軸の回転速度を変化させるときのパターンの一例を示すタイムチャートである。
【図３Ｂ】回転軸の回転速度を変化させるときのパターンの他の一例を示すタイムチャートである。
【図３Ｃ】回転軸の回転速度を変化させるときのパターンの更に別の一例を示すタイムチャートである。
【図３Ｄ】回転軸の回転速度を変化させるときのパターンの更に別の一例を示すタイムチャートである。
【図４】エンジンを駆動源とする場合の速度変化機構の一例を示す模式図である。
【図５Ａ】カムの動作を示す説明図であって、カムが０°の位置にある状態を示す説明図である。
【図５Ｂ】カムの動作を示す説明図であって、カムが９０°の位置にある状態を示す説明図である。
【図５Ｃ】カムの動作を示す説明図であって、カムが１８０°の位置にある状態を示す説明図である。
【図６】プーリの応用例を示す模式図である。
【図７】エンジンを駆動源とする場合の速度変化機構の他の一例を示す模式図である。
【図８】駆動機構の他の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態によるポンプ駆動システムは、ポンプを駆動するために用いられる。ポンプは、回転軸と、アウタ部材と、インナ部材とを含む。アウタ部材は、回転軸の軸方向から見て、回転軸の周囲に配置されている。インナ部材は、回転軸と一体的に設けられ、アウタ部材との間で流体を収容可能なチャンバを形成する。上記ポンプ駆動システムは、回転軸駆動機構を含む。回転軸駆動機構は、回転軸を回転させることにより、チャンバを吸込口から吐出口へ移動させて、吸込口からチャンバ内へ吸い込んだ流体を吐出口から吐き出させる。回転軸駆動機構は、速度変化機構を含む。速度変化機構は、回転軸の回転速度を周期的に変化させる。
【００１５】
流体の流れには、層流と、乱流とがある。一般的には、レイノルズ数が小さいと、層流になりやすい。ここで、レイノルズ数は、流速の大きさに影響を受ける。流速が小さいと、レイノルズ数が小さくなる。つまり、流速が小さいと、層流になりやすい。
【００１６】
吸込口に接続された管路（吸込管路）内では、流速が大きくなっている。つまり、吸込管路内では、乱流が発生している。乱流が発生している状態では、乱流摩擦が発生する。乱流摩擦は、流体の流れを妨げる。つまり、乱流摩擦は、流体の流れに対して、抵抗となる。乱流摩擦が発生していると、エネルギー損失が大きくなる。
【００１７】
本発明の実施の形態によるポンプ駆動システムでは、回転軸の回転速度が周期的に変化する。そのため、吸込口から吸引される流体に対して、脈流を発生させることができる。つまり、吸込管路内に脈流を発生させることができる。
【００１８】
吸込管路内に脈流を発生させることにより、吸込管路内の流れが、乱流状態ではなく、層流状態となる場合を発生させることができる。脈流の場合、乱流状態から層流状態に遷移しやすくなる。つまり、乱流状態が生じ難くなる。その結果、乱流摩擦が低減される。つまり、吸込管路内のエネルギー損失が小さくなる。
【００１９】
吸込管路内のエネルギー損失が小さくなると、ポンプの駆動力を小さくすることができる。つまり、吸込口からチャンバ内に流体を吸引するときの負圧が過大になるのを抑制することができる。その結果、ポンプ内でのキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００２０】
本発明の実施の形態によるポンプ駆動システムでは、回転軸の回転速度が周期的に変化する。そのため、吐出口から吐出される流体に対して、脈流を発生させることができる。つまり、吐出口に接続された管路（吐出管路）内に脈流を発生させることができる。
【００２１】
吐出管路内に脈流を発生させることにより、吐出管路内の流れが、乱流状態ではなく、層流状態となる場合を発生させることができる。脈流の場合、乱流状態から層流状態に遷移しやすくなる。つまり、乱流状態が生じ難くなる。その結果、乱流摩擦が低減される。つまり、吐出管路内のエネルギー損失が小さくなる。吐出管路内のエネルギー損失が小さくなると、ポンプの駆動力を小さくすることができる。つまり、ポンプを駆動するときのエネルギー消費量を抑えることができる。
【００２２】
回転軸駆動機構は、例えば、プーリと、ベルトとを含む。プーリは、回転軸に設けられる。ベルトは、プーリに巻き掛けられ、駆動源が発生する駆動力をプーリに伝達する。この場合、速度変化機構は、プーリ移動機構を含む。プーリ移動機構は、プーリを周期的に移動させることにより、ベルトがプーリに巻き掛けられる位置を周期的に変化させる。
【００２３】
上記の態様に係る回転軸駆動機構においては、エンジンを駆動源として利用することができる。そのため、回転軸を駆動するためのだけの駆動源（例えば、電動モータ）を別途設ける必要がなくなる。
【００２４】
プーリ移動機構は、プーリの位置を変動させることができるものであれば、特に限定されない。例えば、プーリ移動機構は、付勢部材と、カム機構とを含んでいてもよい。付勢部材は、プーリに対して回転軸の軸方向に付勢力を及ぼす。カム機構は、付勢部材の付勢力に抗する力をプーリに対して周期的に作用させて、プーリを軸方向に往復移動させる。
【００２５】
回転軸駆動機構は、回転軸を駆動するモータを含んでいてもよい。この場合、速度変化機構は、モータ駆動部を含む。モータ駆動部は、モータの動作を制御することにより、回転軸の回転速度を周期的に変化させる。
【００２６】
回転軸をモータで駆動する場合には、回転軸をプーリ及びベルトで駆動する場合と比べて、回転軸駆動機構の構成を簡単にすることができる。
【００２７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図中同一又は相当部分には、同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００２８】
［実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態によるポンプ駆動システム１０の概略構成を示す模式図である。ポンプ駆動システム１０は、例えば、エンジンオイルの循環に用いられるオイルポンプであってもよいし、自動変速機（ＡＴ）に用いられるオイルポンプであってもよいし、無段変速機（ＣＶＴ）に用いられるオイルポンプであってもよい。ポンプ駆動システム１０は、ポンプ１２と、回転軸駆動機構としての駆動機構１４とを含む。
【００２９】
ポンプ１２は、容積型の回転ポンプである。容積型の回転ポンプは、流体を吸引するときに、流体を収容するチャンバの容積が増加し、流体を吐出するときに、チャンバの容積が減少する。容積型の回転ポンプは、例えば、ギアポンプであってもよいし、ベーンポンプであってもよい。ギアポンプは、例えば、内接ギアポンプであってもよいし、外接ギアポンプであってもよい。
【００３０】
図２を参照しながら、ポンプ１２が内接ギアポンプである場合について説明する。ポンプ１２は、ハウジング１２０と、回転軸１２１と、インナ部材としてのインナロータ１２２と、アウタ部材としてのアウタロータ１２３とを含む。以下、これらについて説明する。
【００３１】
なお、以下の説明において、軸方向とは、回転軸１２１の中心軸線ＣＬが延びる方向である。径方向は、中心軸線ＣＬに垂直な方向、つまり、軸方向に垂直な方向である。周方向は、中心軸線ＣＬ周りの方向である。
【００３２】
ハウジング１２０は、回転軸１２１を回転可能に支持する。ハウジング１２０は、インナロータ１２２と、アウタロータ１２３とを収容する。ハウジング１２０には、吸込口１２０Ａと、吐出口１２０Ｂとが形成されている。吸込口１２０Ａには、吸込管路２０１（図１参照）が接続されている。吐出口１２０Ｂには、吐出管路２０２（図１参照）が接続されている。
【００３３】
インナロータ１２２は、回転軸１２１に固定されている。つまり、インナロータ１２２は、ハウジング１２０内で回転可能に配置されている。インナロータ１２２は、外周歯１２２Ａを有する。
【００３４】
アウタロータ１２３は、軸方向から見て、インナロータ１２２の周囲に配置されている。つまり、軸方向から見て、インナロータ１２２は、アウタロータ１２３内に配置されている。アウタロータ１２３の軸心Ｃ２は、インナロータ１２２の軸心Ｃ１と一致していない。つまり、アウタロータ１２３は、インナロータ１２３に対して偏心して配置されている。アウタロータ１２３は、内周歯１２３Ａを有する。内周歯１２３Ａは、外周歯１２２Ａと噛み合う。インナロータ１２２が回転すると、アウタロータ１２３も回転する。つまり、アウタロータ１２３は、ハウジング１２０内で回転可能に配置されている。
【００３５】
内周歯１２３Ａと外周歯１２２Ａとの間には、複数のチャンバ１６が形成されている。各チャンバ１６の容積は、インナロータ１２２の回転に伴って変化する。具体的には、チャンバ１６が吸込口１２０Ａを通過するときには、チャンバ１６の容積が増える。これにより、吸込口１２０Ａから流体が吸い込まれて、チャンバ１６内に流体が収容される。また、チャンバ１６が吐出口１２０Ｂを通過するときには、チャンバ１６の容積が減少する。これにより、チャンバ１６内に収容されている流体が吐出口１２０Ｂから吐き出される。
【００３６】
再び、図１を参照しながら、説明する。駆動機構１４は、ポンプ１２を駆動する。具体的には、駆動機構１４は、回転軸１２１（図２参照）を回転させる。これにより、ポンプ１２が駆動される。その結果、流体が輸送される。
【００３７】
駆動機構１４は、エンジンを利用するものであってもよいし、エンジンを利用しないものであってもよい。エンジンを利用するものであれば、エンジンが駆動源となる。エンジンを利用しないものであれば、例えば、電動モータが駆動源となる。エンジンが駆動源となる場合、例えば、クランク軸の回転を利用すればよい。クランク軸の回転を利用する場合には、例えば、クランク軸そのものの回転を利用してもよいし、クランク軸の回転が伝達される回転軸の回転を利用してもよい。
【００３８】
駆動機構１４は、速度変化機構１４１を含む。速度変化機構１４１は、回転軸１２１（図２参照）の回転速度を周期的に変化させる。
【００３９】
回転軸１２１（図２参照）の回転速度を周適的に変化させるパターンは、特に限定されない。例えば、図３Ａに示すように、正弦波状に変化させてもよいし、図３Ｂに示すように、矩形波状に変化させてもよいし、図３Ｃに示すように、鋸歯状に変化させてもよい。また、回転速度は、連続的に変化させなくてもよい。例えば、図３Ｄに示すように、段階的に変化させてもよい。
【００４０】
回転軸１２１（図２参照）の回転速度は、例えば、ポンプ１２内でキャビテーションが発生するおそれがあるときに、周期的に変化させる。ポンプ１２内でキャビテーションが発生するおそれがあるときの回転軸１２１の回転速度は、例えば、ポンプ１２が輸送する流体の粘度や流量、さらには、吸入管路２０１の形状等を応じて変化する。したがって、回転軸１２１の回転速度を変化させるときの周期や、回転速度の変化幅（最大回転速度と最小回転速度との差）は、例えば、ポンプ１２が輸送する流体の粘度や流量、さらには、吸入管路２０１の形状等を考慮して設定される。回転速度が変化するときの周期や変化幅（振幅）は、例えば、吸込管路２０１内に発生させる脈流の大きさに応じて設定される。
【００４１】
駆動機構１４がエンジンを駆動源とする場合、速度変化機構１４１は、例えば、回転軸１２１（図２参照）と一体的に設けられたプーリと、当該プーリに巻き掛けられたベルトとを含む。エンジンの回転がベルトを介してプーリに伝達されることにより、回転軸１２１が回転する。回転軸１２１の回転速度を周期的に変化させるには、ベルトが巻き掛けられる位置でのプーリの直径を周期的に変化させればよい。例えば、プーリを軸方向に往復移動させればよい。
【００４２】
駆動機構１４が電動モータを駆動源とする場合、速度変化機構１４１は、例えば、電動モータを駆動するドライブ回路で実現される。ドライブ回路が電動モータの回転速度を周期的に変化させればよい。
【００４３】
［速度変化機構の具体例］
続いて、図４を参照しながら、速度変化機構１４１の具体例について説明する。図４は、エンジンを駆動源とする場合の速度変化機構１４１の一例を示す模式図である。
【００４４】
速度変化機構１４１は、プーリ３０と、プーリ移動機構３２とを含む。以下、これらについて説明する。
【００４５】
プーリ３０は、ポンプ１２の回転軸１２１に取り付けられている。具体的には、プーリ３０は、回転軸１２１と一体的に回転可能な状態で、且つ、回転軸１２１に対して軸方向に移動可能な状態で配置されている。
【００４６】
このようにして、プーリ３０を回転軸１２１に取り付ける構造としては、例えば、以下のような構造が考えられる。プーリ３０及び回転軸１２１の一方に対して、軸方向に延びる突起を形成する。プーリ３０及び回転軸１２１の他方に対して、上記突起が収容される溝を形成する。このような構造であれば、回転軸１２１が回転するときには、突起が溝の内面と接することにより、プーリ３０が回転軸１２１と一体的に回転する。また、プーリ３０に対して軸方向の力が作用したときには、溝が突起をガイドすることにより、プーリ３０が回転軸１２１に対して軸方向に移動する。
【００４７】
プーリ３０は、テーパ状の外周面３０１を有する。プーリ３０に巻き掛けられたベルト３４は、外周面３０１に接している。ベルト３４には、エンジンの回転が伝達される。ベルト３４とプーリ３０との摩擦力を利用して、エンジンの回転をプーリ３０に伝達することにより、プーリ３０が回転する。プーリ３０が回転することにより、回転軸１２１が回転する。その結果、ポンプ１２による流体の輸送が実現される。
【００４８】
プーリ移動機構３２は、ポンプ１２内でキャビテーションが発生するおそれがあるときに、プーリ３０の位置を周期的に変化させる。具体的には、プーリ３０を軸方向に往復移動させる。これにより、ベルト３４がプーリ３０に巻き掛けられる位置を周期的に変化させる。つまり、ベルト３４が巻き掛けられる位置でのプーリ３０の直径を変化させる。
【００４９】
プーリ移動機構３２は、付勢部材としてのバネ３２１と、カム機構３２２とを含む。以下、これらについて説明する。
【００５０】
バネ３２１は、例えば、コイルスプリングである。バネ３２１は、プーリ３０に対して、常時、付勢力を及ぼす。バネ３２１の付勢力が作用する方向は、プーリ３０をポンプ１２に接近させる方向である。なお、図４では、バネ３２１は１つしか設けられていないが、バネ３２１は複数設けられていてもよい。
【００５１】
カム機構３２２は、バネ３２１の付勢力に抗する力を、プーリ３０に対して周期的に作用させて、プーリ３０を軸方向に往復移動させる。カム機構３２２は、カム３２２１と、モータ３２２２とを含む。なお、図３では、カム機構３２２は１つしか設けられていないが、カム機構３２２は複数設けられていてもよい。
【００５２】
カム３２２１は、楕円の板である。カム３２２１は、カム面３２２Ａを有する。カム面３２２Ａは、プーリ３０に接している。
【００５３】
モータ３２２２は、カム３２２１を回転する。これにより、カム面３２２Ａのプーリ３０への接触位置が周期的に変化する。その結果、プーリ３０が軸方向に往復移動する。具体的には、以下のとおりである。
【００５４】
カム３２２１が図５Ａに示す位置（０°の位置）から図５Ｂに示す位置（９０°の位置）に回転する場合、プーリ３０は、バネ３２１の付勢力に抗して軸方向に移動する。このとき、ベルト３４の位置（プーリ３０に巻き掛けられた位置）が変化する。これにより、ベルト３４が巻き掛けられた位置でのプーリ３０の直径が大きくなる。その結果、回転軸１２１の回転速度が減少する。
【００５５】
カム３２２１が図５Ｂに示す位置（９０°の位置）から図５Ｃに示す位置（１８０°の位置）に回転する場合、プーリ３０は、バネ３２１の付勢力により、軸方向に移動する。このとき、ベルト３４の位置（プーリ３０に巻き掛けられる位置）が変化する。これにより、ベルト３４が巻き掛けられた位置でのプーリ３０の直径が小さくなる。その結果、回転軸の回転速度が増加する。
【００５６】
ここで、カム３２２１は楕円の板である。そのため、カム３２２１が１８０°の位置から３６０°の位置（一回転した位置）まで回転するときのプーリ３０の位置は、カム３２２１が０°の位置から１８０°の位置まで回転するときと同じである。したがって、カム３２２１が１８０°の位置から３６０°の位置（一回転した位置）まで回転するときのプーリ３０の位置については、説明を省略する。
【００５７】
図面では、明示されていないが、プーリ３０の軸方向への移動に伴うベルト３４の軸方向への移動を阻止するガイド部材が設けられている。これにより、プーリ３０が軸方向に移動したときに、ベルト３４がプーリ３０に巻き掛けられる位置を変化させることができる。
【００５８】
図面では、明示されていないが、エンジンの回転軸（例えば、クランク軸や、クランク軸の回転が伝達される回転軸）にも、プーリ移動機構３２と同様な機構が設けられる。これにより、ベルト３４の位置（プーリ３０に巻き掛けられた位置）が変化しても、ベルト３４が撓むのを防ぐことができる。つまり、ベルト３４が巻き掛けられた位置でのプーリ３０の直径が大きくなるときには、エンジンの回転軸では、ベルト３４が巻き掛けられた位置でのプーリの直径が小さくなる。一方、ベルト３４が巻き掛けられた位置でのプーリ３０の直径が小さくなるときには、エンジンの回転軸では、ベルト３４が巻き掛けられた位置でのプーリの直径が大きくなる。このような動作は、エンジンの回転軸に設けられたプーリを駆動するためのカム機構の動作と、カム機構３２２の動作とを同期させることで実現できる。カム機構の動作を同期させる方法としては、例えば、カムを駆動するモータ間で同期をとるための信号をやりとりすればよい。
【００５９】
プーリ３０を移動するための機構は、カム機構を用いたものに限定されない。例えば、図６に示すように、アクチュエータとしてのソレノイド３５を用いて、プーリ３０を軸方向に移動させてもよい。ソレノイド３５でプーリ３０を移動させる場合には、エンジンの回転軸にも、同様な機構が設けられる。具体的には、エンジンの回転軸に設けられたプーリをソレノイドで移動させる。このとき、プーリ３０は、エンジンの回転軸に設けられたプーリと同期させる。これにより、プーリ３０の移動に伴って、ベルト３４が撓むのを抑制することができる。
【００６０】
なお、プーリ３０の移動に伴うベルト３４の撓みを抑制する機構として、例えば、バネ等の付勢部材を利用して、ベルト３４に張力を付与するようにしてもよい。
【００６１】
プーリの構造は、図４に示す構造に限定されない。例えば、図７に示す構造であってもよい。図７に示す例では、プーリ３０Ａは、プーリ３０Ａ１と、プーリ３０Ａ２とを含む。プーリ３０Ａ１とプーリ３０Ａ２との間、溝３０２が形成されている。ベルト３４は、溝３０２内に配置されている。このようなプーリ３０Ａにおいては、プーリ３０Ａ１及びプーリ３０Ａ２の一方を他方に対して軸方向に移動させることにより、溝３０２の幅を変化させて、ベルト３４が巻き掛けられた位置でのプーリ３０Ａの直径を変化させる。具体的には、溝３０２の幅を小さくするときには、プーリ３０Ａの直径が大きくなる。溝３０２の幅を大きくするときには、プーリ３０Ａの直径が小さくなる。
【００６２】
図面では明示されていないが、プーリ３０Ａが採用される場合には、エンジン回転軸にも、プーリ３０Ａと同様なプーリが設けられる。これにより、プーリ３０Ａの直径が変化しても、ベルト３４が撓むのを防ぐことができる。つまり、プーリ３０Ａの直径が大きくなるときには、エンジンの回転軸では、プーリの直径が小さくなる。プーリ３０Ａの直径が小さくなるときには、エンジンの回転軸では、プーリの直径が大きくなる。このようなプーリの動作は、例えば、油圧回路を用いることで実現できる。
【００６３】
ポンプ１２の駆動機構は、エンジンの回転を利用するものでなくてもよい。例えば、図８に示すように、駆動機構１４Ａは、モータ１４Ａ１と、ドライブ回路１４Ａ２とを含んでいてもよい。
【００６４】
モータ１４Ａ１は、回転軸１２１を回転する。モータ１４Ａ１は、例えば、ブラシレスモータである。
【００６５】
ドライブ回路１４Ａ２は、モータ１４Ａ１を駆動する。ドライブ回路１４Ａ２は、ポンプ１２内でキャビテーションが発生するおそれがあるときに、回転軸１２１の回転速度を周期的に変化させる。
【００６６】
ポンプ駆動システム１０においては、ポンプ１２内でキャビテーションが発生するおそれがあるときに、回転軸１２１の回転速度を周期的に変化させて、吸込管路２０１内に脈流を発生させる。これにより、吸込管路２０１内の流れが層流状態となる割合を大きくすることができる。その結果、乱流摩擦に起因するエネルギー損失を小さくすることができる。
【００６７】
吸込管路２０１内のエネルギー損失が小さくなると、ポンプ１２の駆動力を小さくすることができる。つまり、吸込口１２０Ａからチャンバ１６内に流体を吸引するときの負圧が過大になるのを抑制することができる。その結果、ポンプ１２内でキャビテーションが発生するのを抑制できる。
【００６８】
ポンプ駆動システム１０では、回転軸１２１の回転速度を周期的に変化させることにより、吐出管路２０２内に脈流を発生させる。これにより、吐出管路２０２内の流れが層流状態となる割合を大きくすることができる。その結果、乱流摩擦に起因するエネルギー損失を小さくすることができる。
【００６９】
吐出管路２０２内のエネルギー損失が小さくなると、ポンプ１２の駆動力を小さくすることができる。つまり、ポンプ１２を駆動するときのエネルギー消費量を小さくすることができる。
【００７０】
モータ１４Ａ１を回転軸１２１の駆動源とする場合には、エンジンを回転軸１２１の駆動源とする場合と比べて、回転軸１２１の回転速度を変化させるための機構が複雑になるのを回避することができる。
【００７１】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態によって、何等、限定されない。
【符号の説明】
【００７２】
１０：ポンプ、１２０Ａ：吸込口、１２０Ｂ：吐出口、１２１：回転軸、１２２：インナロータ、１２３：アウタロータ、１４：駆動機構、１６：チャンバ、３０：プーリ、３２：プーリ移動機構、３２１：バネ、３２２：カム機構
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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