(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心環であって、偏心環内開口部と、この偏心環内開口部内に半径方向に内部に突出する耳状部とを持つ偏心環と、
複数の内部歯を包含し、前記偏心環内に位置づけされた外部ロータと、
複数の外部歯を包含する内部ロータと、
前記外部ロータの少なくとも一部分のまわりに位置づけされ、これと摩擦係合されたスプリットバンドスプリングであって、このスプリットバンドスプリングが分離された第１及び第２の端部を持ち、これ等の端部が、前記外部ロータの回転により、前記偏心環の前記耳状部に力を及ぼすように、前記耳状部に隣接して位置づけされて成るスプリットバンドスプリングと、
を備え、
前記外部ロータの前記内部歯の少なくとも一部分は、前記内部ロータの前記外部歯の少なくとも一部分と係合されることにより、前記内部及び外部ロータが相互に対して偏心状態になっている、可逆ジュロータポンプ装置。
【請求項２】
前記スプリットバンドスプリングが実質的に前記外部ロータを取り囲んでいる、請求項１記載の可逆ジュロータポンプ装置。
【請求項３】
前記外部ロータが１つの外径を有し、前記スプリットバンドスプリングが前記外部ロータのこの外径よりも小さい自由直径をもち、かくしてこのスプリットバンドスプリングが前記外部ロータと摩擦係合するようになっている、請求項１記載の可逆ジュロータポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にディファレンシャル又はトルクトランスファケースといった動力伝達系路サブアセンブリの中で使用するための可逆ジュロータポンプ（ｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ  ｇｅｒｏｔｏｒ  ｐｕｍｐ）、並びに可逆ポンプを含む動力伝達系路サブアセンブリに関する。ポンプは、その外部ロータの回転方向の変更時点で偏心環の確動回転を確保するため、この外部ロータのまわりに取付けられたドラグスプリング機構を内含する。
【０００２】
【従来の技術】
ジュロータポンプ及びその可逆型は一般によく知られており、数多くの自動車動力伝達系路サブアセンブリの利用分野において使用されている。一般に、ジュロータポンプは、２つのコンポーネント、つまり内部ロータと外部ロータからなる。内部ロータは外部ロータより歯の数が１つ少なく、外部要素の中心線から一定の偏心率のところに位置づけされた中心線を有する。すべてのジュロータポンプは、内部駆動要素上の歯数が１つ少ないという共通の基本原則を持つ。結合状態が作り出す歯の断面形状は、作動中、内部ロータと外部ロータの間に連続した流体機密性接触を維持する。ジュロータが回転するにつれて、液体は、内部要素上の欠如した歯の体積に等しい最大体積まで、欠如した歯により形成された拡大するチャンバ内に引き込まれる。液体は、内部及び外部ロータの歯が再びかみ合い、かくしてチャンバ体積が減少するのにつれて外へ強制的に押し出される。ある種の利用分野においては、ジュロータポンプは、外部ロータが第１のシャフトと共に回転するように連結され、内部ロータが第２のシャフトと共に回転するように連結されるように構成することができる。このような構成においては、第１及び第２のシャフトが互いとの関係において異なる速度で回転し、かくして内部及び外部ロータの互いに対する差動回転を引き起こすのでない限り、いかなる流体もポンプによって移動させられることはない。
【０００３】
動力伝達系路サブアセンブリにおけるジュロータポンプの一般的応用には、回転部材間の回転差に応答してクラッチアセンブリを起動させるべく流体圧力を提供するのにジュロータを利用することが関与している。ジュロータポンプは同様に、動力伝達系路サブアセンブリ内で、アセンブリのさまざまなコンポーネントに対し潤滑用流体を循環させるためにも使用することができる。ジュロータポンプは一般に、その相互の関係において約１８０°のところに位置づけされた入口ポート及び出口ポートを有する。不可逆ジュロータポンプが利用される場合、内部及び外部ロータの回転方向の変更は、出口ポートから入口ポートまでの流体の流れの逆転を引き起こす。したがって、車両での利用分野では、ロータの回転方向の逆転が入口ポートから出口ポートまでの流体の流れを逆転させないように可逆ジュロータポンプを使用することが望ましい。これは、自由回転する偏心環内に外部ロータを位置づけすることによって達成される。ストップピンも同様に具備され、これが偏心環の回転をいずれかの方向へ１８０°までに制限している。偏心輪を１８０°回転できるようにすることによって、この方法でジュロータポンプの偏心率を変更すると、同様に流体流は逆転する。したがって、ジュロータポンプの方向の逆転の時点で偏心環が１８０°回転させられる場合、流体流の方向は、入口ポートから出口ポートまで不変のままとどまることになる、ということがわかる。
【０００４】
ジュロータポンプの方向転換に応えての偏向環の１８０°の回転は、ジュロータポンプの外部ロータと偏心環の間の摩擦力により達成される。ポンプコンポーネントに対する過度の摩耗及び抗力なくポンプの逆転の時点で偏心環の回転を確保するべく外部回転子と偏心環の間の摩擦を増大するためのさまざまな機構が知られている。しかしながら、これらの既知の機構は一般に複雑で、一定数の異なる部品を必要とし、組立てが困難である。既知の機構の作動は同様に、動力伝達系路サブアセンブリの利用分野といったようにポンプの頻繁な逆転を必要とする利用分野で用いられる場合、大きな摩耗という結果をもたらす。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段】
したがって、本発明は、偏心環の中に置かれた内部及び外部ロータを含む可逆ジュロータポンプを目的とする。このポンプは同様に、外部ロータと偏心環の間で外部ロータのまわりに位置づけされ、これと摩擦係合されたドラグスプリング機構も含んでいる。外部ポンプロータとバンドの間のこの摩擦係合により、外部ポンプロータは、それが方向を逆転させた時点で偏心環に回転力を加えることができ、かくしてポンプの逆転時点での環の１８０°の確動回転を確保することになる。ドラグスプリングは、外部ロータの外径よりも小さい自由直径をもつスプリットバンドスプリングであってよく、偏心環は好ましくは、バンドスプリングの端部の間に位置づけされ、半径方向内向きに突出する耳状部を含む。このようにして、外部ロータ及びスプリングの回転は、耳状部で偏心環上に加えられた力を通して偏心輪の回転を引き起こす。いずれかの方向へ１８０°に偏心環の回転を制限するべくストップピンが具備され、環がひとたび回転させられた時点で、耳状部上のスプリング端部の圧力は、スプリングの直径をわずかに増大させ、かくして外部ロータの外部直径に対する摩耗が低減される。
【０００６】
【実施例】
ここで、添付図面にその例が示されている本発明のこの実施形態について詳細に説明する。可能な限り、同じ又は類似の部品を指すのに、図面全体を通して同じ参照番号を使用する。本発明による可逆ジュロータポンプは、一般に図１及び２で１０という番号で示され、内部インペラ又はロータ２０、外部インペラ又はロータ３０、そして偏心環４０を含む。内部ロータ２０は、四輪駆動トランスファケース、ディファレンシャル又はその他のあらゆる動力伝達系路サブアセンブリ又はその他の機構の中に見出すことができるようなシャフト又はそれに類するもののまわりに内部ロータを位置づけし、これと共に回転するように結合させることを可能にする中央アパーチャ２２を含む。偏心環４０は通常、その中に形成された１８０°の溝４２の中へと突出しているストップピン（図１及び２内に４４として破線で示されている）を内含するポンプハウジング（図示せず）内に位置づけされている。このようにして、ポンプハウジング内の偏心環の回転は、以下でさらに論述されているポンプ逆転中に必要とされるとおり１８０°に制限される。外部ロータ３０は、偏心環４０内に回転可能な形で位置づけされ（通常、ポンプハウジングと共に回転するように結合され）、内部の突出部、つまり歯３４を複数含んでいる。内部ロータ２０は、外部ロータの内部歯３４の数よりも１つ少ない数で備わった複数の外部突出部、つまり歯２４を含んでいる。このようにして、内部ロータ２０の外部歯２４は、任意の時点で外部ロータ３０の内部歯３４の一部分のみと係合する。偏心環４０内の外部ロータ３０の回転を引き起こす内部ロータ２０の回転は、かくしてそれぞれ内部及び外部のロータ２０、３０の歯２４、３４の間に一連の可変体積チャンバを提供する。内部及び外部ロータ２０、３０の回転は、歯２４、３４の間に形成された拡大チャンバ内へ流体を引き込ませ、その結果、流体は歯２４、３４が収束するにつれてチャンバから強制的に出されることになる。
【０００７】
１つの入口ポート５０が具備され、これは、一定量の流体を含むサンプなどへ細管又はもう１つの適切な導管を通して連結され得る。同様にして、出口ポート５２が具備され、これはその起動のため油圧ピストン（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  ｐｉｓｔｏｎ）と流動的連結状態にあってもよいし、あるいはまた、その他のコンポーネントに流体を送り出すため導管又は溝路と連絡状態にあってもよい。このようにして、流体を入口ポート５０を通してポンプ１０内へ引込み、そこからポート５２を通して圧力下で放出することができる。当業者であれば、ポンプ１０が可逆型のものでない限り、ロータ２０、３０の回転方向の逆転により流体流の方向が逆転されることになるということ、すなわち流体が出口ポート５２内に引き込まれ、入口ポート５０から放出されることを認識することだろう。数多くの利用分野について、例えば油圧機械式アセンブリ（ｈｙｄｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）を起動させるため又は潤滑流体の適切な循環を確保するために加圧された油圧油を提供するのにポンプ１０が利用される場合などには、前記のことは望ましくない結果である。これらの及びその他の利用分野においては、ポンプはロータ２０、３０の逆転の如何にかかわらず単一の方向に流体を圧送するべく作動しなくてはならない。
【０００８】
可逆ジュロータポンプは、内部及び外部ロータの回転方向の逆転により引き起こされる上述の問題を回避するポンプである。図１は、入口ポート５０を通してポンプ１０内に流体が引き込まれ、出口ポート５２を通って放出されるように第１の方向（矢印１２によって表された方向）にその外部ロータ３０が回転している状態の可逆ポンプ１０を示している。示されているような外部ロータの回転にもかかわらず、偏心環は、ストップピン４４と溝４２の端部の係合のため回転しないようになっている。図２に示され、矢印１２′によって表示されているように、内部及び外部ロータ２０、３０の回転方向が逆転した時点で、偏心環４０は、溝４２の反対側の端部がストップピン４４と係合するまで、外部ロータ３０と偏心環４０（以下で詳述する）の間の摩擦に応えて１８０°回転することになる。偏心環の回転は、それぞれ内部及び外部ロータ２０、３０の歯２４、３４が、図１に示されているようにポンプ１０の上部部分ではなく、ポンプの下部部分で互いに係合するように、ポンプの偏心率を変更する。この偏心率の変更によって、流体は、ポンプ１０の回転方向の変更にもかかわらず、方向を逆転するのではなく、むしろ引き続き入口ポート５０で拡張チャンバ内に引き込まれ、出口ポート５２で収縮チャンバから放出されることが可能となる、ということがわかる。可逆ジュロータポンプは、本明細書に参考として共に明示的に内含されている、１９９５年１０月１３日付の共同譲渡された同時係属米国特許出願第０８／５４３，１７３号及び１９９５年４月２８日付の第０８／４３０，５０３号の中で詳述されているように、自動車動力伝達系路サブアセンブリにおける数多くの利用分野を有する。
【０００９】
頻繁なポンプ逆転が関与する動力伝達系路サブアセンブリ及びその他の利用分野においては、これまで公知であったポンプの場合、その方向の逆転時点で外部ロータと偏心環の間の摩擦が、入口ポートから出口ポートまでの流体流を確保するのに必要とされるように偏心環を１８０°回転させるのに充分なものでないというのは、普通のことであり、その結果として上述の問題がもたらされる。ポンプを過度に摩耗させることになる不当な量の摩擦を作り出すことなく、ポンプの逆転時点で偏心環の回転を確保するべく外部ロータと偏心環の間に適切な摩擦量を確立し、これを維持することは、一般に困難である。
【００１０】
本発明による可逆ジュロータポンプ１０は、ポンプ１０の逆転時点でポンプコンポーネント上に過度の摩耗を作り出すことなく偏心環の回転を確保するような効果的な機構を提供する。具体的に言うと、本発明によるポンプ１０は、外部ロータ４０の外径、つまり外周のまわりに位置づけされ、これと摩擦係合されたドラグスプリング６０を内含している。図４〜５を見れば最もよくわかるように、ドラグスプリング６０は、好ましくは外部ポンプロータ３０の外径よりも小さい自由内径Ｄ（図４）をもつバンドスプリングの形で提供される。したがって、外部ロータ４０の外径にはめ合うようにスプリング６０を引っ張らなくてはならず、スプリング６０はひとたびその上に位置づけされた時点で外部ロータと係合して、それと共に回転する。スプリング６０は、好ましくは鋼又はその他の金属で作られるが、場合によってはさまざまな重合体材料で作られていてもよい。本明細書で示されている好ましい実施形態においては、スプリング６０は、記述されているとおり、外部ロータのまわりに位置づけされた時点で短い距離だけ分離された状態となる端部６２、６４を有するスプリットバンドスプリングの形で提供されている。偏心環４０（図６を見ると最も明確にわかる）は、そこから半径方向内向きに突出する耳状部４６を内含する。好ましい実施形態においては、耳状部４６は、図１に及び２に示されているようにポンプが組立てられた時点でスプリング６０の端部６２、６４の間に位置づけられる。このようにして、外部ロータ３０が回転すると常にスプリング６０の端部６２、６４の１つは耳状部４６と係合し、偏心環４０上に回転力を及ぼし、かくしてポンプ１０が逆転した時点で、その１８０°にわたる回転が確保されることになる。ストップピン４４によって偏心環がさらに回転しないようになると、スプリング６０は同様に、偏心環の耳状部４６とスプリングの係合のため、外部ロータ３０と共にそれ以上回転できなくなる。こうして、外部ロータ３０はスプリング６０内で回転することになる。偏心環４０及びスプリング６０がさらに回転できなくされた時点で、耳状部４６に対向するスプリング６０の端部６２、６４の一方の力は、バネ６０の直径をわずかに拡大させ、これにより外部ロータ３０とスプリング６０の間の過度の摩擦を防ぐ。
【００１１】
当業者であれば、上述の記述が本発明の好ましい実施形態を特に詳細に示したものであり、冒頭のクレームによって規定されているような本発明の真の精神及び範囲から逸脱することなく、数多くの修正、置換及び偏向を加えることが可能であるということを理解すべきである、ということを認識できることだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による可逆ジュロータポンプの正面図である。
【図２】本発明による可逆ジュロータポンプの正面図である。
【図３】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図４】本発明によるドラグスプリングの正面図である。
【図５】４−４線に沿った、図４に示されるスプリングの断面図である。
【図６】本発明のポンプ内で使用するのに適した偏心環の正面図である。
【符号の説明】
１０        ジュロータポンプ
２０        内部ロータ
２４、３４  歯
３０        外部ロータ
４０        偏心環
４４        ストップピン
４６        耳状部
５０        入口ポート
５２        出口ポート
６０        ドラグスプリング
【図１】
0004205770.tif 000002
【図２】
0004205770.tif 000003
【図３】
0004205770.tif 000004
【図４】
0004205770.tif 000005
【図５】
0004205770.tif 000006
【図６】
0004205770.tif 000007