JP2013524102A - 連続可変出力流量を有するギヤポンプ - Google Patents

Abstract

本発明に係る連続可変出力流量を有するギヤポンプは、少なくとも一つの第一ギヤ（３）が第一シャフト（１）に設けられ、少なくとも一つの第二ギヤ（４）が第二シャフト（２）に設けられ、第一ギヤ（３）及び第二ギヤ（４）が相互に対して軸方向に移動可能に配置され、第一ギヤ（３）が、流路（５０）を有する第一リング（５）を備え、前記第一リング（５）が第一ギヤ（３）上に同軸に堅固に取り付けられ、第二ギヤ（４）が、流路（５０）を有する第二リング（６）を備え、前記第二リング（６）が第二ギヤ（４）上に同軸に堅固に取り付けられ、第一リング（５）は第二ギヤ（４）に対して移動可能であり、第二リング（６）は第一ギヤ（３）に対して移動可能であり、第一ギヤ（３）は、第一ギヤ（３）の第一シーリング（７）によって一端がシールされ、他端が第一ギヤ（３）の第二シーリング（９）によってシールされ、第一ギヤ（３）のシーリング（７，９）は、第一シャフト（１）上に配置され、第二ギヤ（４）は、第二ギヤ（４）の第一シーリング（１０）によって一端がシールされ、他端が第二ギヤ（４）の第二シーリング（８）によってシールされ、第二ギヤ（４）のシーリング（１０，８）が第二シャフト（２）上に配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図１０

Description

本発明は連続可変出力流量を有するギヤポンプに関する。

ギヤポンプは、主として潤滑や油圧等の分野で広く利用されている。大抵、それら従来のギヤポンプは特定の条件に対して設計され、動作中に、それらの出力流量パラメータを変更することはまだ可能ではなく、ゼロ出力流量からでさえ変更することはできない。しかしながら、それらは、様々なエンジンの適切な潤滑のために必要であり、また、例えばピストン運動や油圧モータ等の広い範囲における液体の圧力の生成にも、油圧伝達の一部として、又は、制御された容量ポンプとして、必要である。

現在公知の軸方向に伝達するギヤに関する2001年09月27日に出願された米国出願 US2001/0024618A1又は2006年05月1日に出願された国際出願WO 2006/049500 A1には、それらの適用可能性を阻む制限がある。

従来のギヤポンプは歯と歯の間にスペースを有し、そのスペース内で、その円周に亘って液体媒体が送られる。前記歯は、十分なシーリング精度を有するギヤポンプハウジングによって、最も頻繁に、端部及び円周上でシールされ、シャフトを有するギヤを除いて、移動可能なものはない。

本発明は、また、新しいタイプの油圧駆動装置の生産に非常に影響を及ぼし得る。なぜなら、現在の駆動装置は、クラッチ機構なしではありえないからである。

現在の最先端技術の制限、特に、現在生産されているギヤポンプの出力パラメータを変更できないという制限は、提案した解決方法によって除去される。この解決方法は、ギヤポンプを生産することを可能にする。前記ギヤポンプは連続的な方法で流量の出力パラメータを変えることで、流量及び圧力の値を、0から構造上の最大値まで変えることができる。

本発明による連続可変出力流量を有するギヤポンプの原理は、少なくとも一つの第一ギヤが第一シャフトに設けられ、少なくとも一つの第二ギヤが第二シャフトに設けられ、第一ギヤ及び第二ギヤが相互に対して軸方向に移動可能に配置され、第一ギヤが、流路を有する第一リングを備え、前記第一リングが第一ギヤ上に同軸に堅固に取り付けられ、第二ギヤが、流路を有する第二リングを備え、前記第二リングが第二ギヤ上に同軸に堅固に取り付けられ、第一リングは第二ギヤに対して移動可能であり、第二リングは第一ギヤに対して移動可能であり、第一ギヤは、第一ギヤの第一シーリングによって一端がシールされ、他端が第一ギヤの第二シーリングによってシールされ、第一ギヤのシーリングは、第一シャフト上に配置され、第二ギヤは、第二ギヤの第一シーリングによって一端がシールされ、他端が第二ギヤの第二シーリングによってシールされ、第二ギヤのシーリングが第二シャフト上に配置されていることである。

従って、このポンプの本質は以下の通りである。
・歯に沿ってギヤを動かし、噛み合う歯の接触長を変更することを可能にすることで、いわゆるギヤ歯のアクティブ長を変更することができる。
・シーリング及びリングを用いて両方のギヤの歯の両方の端部における噛み合う歯と歯の間の空間からの流出を防止する。
・例えば、その長さが変更し得るリングによって、ギヤを、所謂アクティブ部分と非アクティブ部分との分割し、歯と歯の間の空間における高圧から低圧への流れが、これらの部分で起こり得ないようにする。
・ギヤの全長に沿ってリングが自由に動くことを可能にする。
・リングにおける流路を介して、リングによって分割されたギヤのアクティブ部分から非アクティブ部分へ及びその逆方向へ媒体が自由に流れることを可能にする。
・歯と歯の間の空間から、リングの流路を除くギヤの非アクティブ部分を通して媒体が漏れることをなくす。

さらに、提案したポンプの本質は、より移動可能な部分を、従来のギヤポンプのようなシャフト付きギヤ及びポンプハウジングだけでなく、他の静的な移動部材及び部分に設けることにあり、それらの回転軸に従って相互に対向してギヤが動いている間も、歯と歯の間の空間はシールされ、相互に動かされたギヤの歯と歯の間の空間から液体媒体が漏れ出ることを防止される。

技術的な解決手段の簡単化のために、両方のギヤは同じ数の歯を有し、また、同じ長さを有し、外歯(external teeth)を持ち、可逆的であり、従って、それらのギヤは、一方向又は他方向に回転でき、かつ、流路を備えたリングは同じであり、それらの全円周上で正確にギヤの形状に追従し、それらは全体である。しかし、これは必須ではない。それは、ギヤが異なる数の歯を有することができ、異なる長さ及び直径を有することができることを意味し、また、ギヤには内歯に加えて外歯が形成され得ることを意味する。上記した説明に関連して、流路を備えた対応するリングも同様に、使用されるギヤ歯のタイプやサイズ及び使用されるギヤのタイプに関して、異なる直径及び長さを有し得、異なるタイプの歯を有し得る。

歯の一方の側面にだけギヤ歯転動面が形成された一方通行ポンプに対しては、流路を備えたリング又はセグメントが、ギヤの形状を正確に追従し、相互に横切って回転し、これらの歯の最小回転長において、歯の側面でギヤだけをシールするのに十分である。

相互に噛み合い、かつ、相互に対向して動かされるギヤ上で、流路を備えた回転リングの軸に沿ってスライドし、前記回転リングがギヤの直径より大きい直径を有し、ギヤの形状に正確に追従するが、これらのギヤに沿ってスライドすることができ、その結果、駆動ギヤのリングは従動ギヤの側面にスライド接触することになり、かつ、従動ギヤ上でスライドしたリングは駆動ギヤの側面にスライド接触することになる。これらのリングには流路があり、その数は、例えば、対応するギヤの歯の数と同じである。（流路の数は、このギヤの歯と歯の間の隙間の数でもある。）しかし、これらの流路は、リング内に形成されリング内に置かれなければならず、噛み合っている時に、歯の一方側の高圧から、この歯の他方側の低圧への流れが、この流路を通して生じ得ないようにする。常にリングにおける流路が歯の一つによって閉鎖される瞬間に、この場所に、（ギヤが回転している場合は）一瞬、又は（ポンプがアイドル状態にあるか、まさにこの場所で停止している時は）恒久的に、歯と歯の間の一つの空間ができ、圧力衝撃や負圧が生じることなく、空間に媒体が供給され、また、空間から媒体を除去することが可能にならなければならない。さもなければ、リング及びギヤを移動させることができなくなる。この理由のために、例えば、補償ピストンを備えた補償シリンダから成る補償システムを使用することになり、これは、歯と歯の間の閉鎖空間から、まさにそのような量を供給し、又は除去するものであり、静止した状態及び力学的状態においてリングが自由に動くことを可能にする。しかし、補償システムのこれらの出口は、静止状態又は力学的状態のどちらでも補償をし、そして、通過する時に歯によって出愚痴が閉鎖されることがないように、そのような形状、そのようサイズ、そしてそのような位置でなければならない。
流路の完全閉鎖が生じることがないので前記内部補償システムを備える必要がないポンプ群が存在する。これらのポンプは、歯の一方の側部に駆動側部を有し、歯の反対側の側部は欠けているか又は使用されない。このようなポンプは一方通行ポンプと呼ばれる。

一方通行ポンプのために、又は、一方向ポンプにのみ使用される可逆的ギヤを有するポンプのために、流路を備えたリング又はセグメントが、ギヤの形状を正確に追従し、相互に横切って回転し、これらの歯の最小回転長において、歯の側面でギヤだけをシールするのに十分である。セグメントは分離でき、また、それらはリングと一緒に形成され得る。

正確な出力流量又は正確な排出量が必要とされる場合（例えば、制御された容量ポンプの場合）、ポンプの動作中、従って、流れの変化の間に、連続可変出力流量によってポンプの出力で、駆動ギヤと従動ギヤとが相互に横切って回転している場所における歯間の空間のアクティブ部分における容量の変化によって得られる液体媒体の量を補償することが必要である。

このような補償システムは、それはポンプの出力部分に連結され、そのような量の液体媒体を供給したり除去したりすることができ、それは、内部容量の変化と同じか又はその変化に比例し、ギヤのアクティブ部分におけるギヤの回転長の変化のために動きの間に生じるので外部補償システムと呼ばれる。

内部及び外部補償システムは、ピストンを備えたシリンダを有し得、液体媒体の補償ポンプ又はタンクは、既知のポンプでそれらが使用されている場合、その動作機構又はポンプの可動部分に機能的に接続されることになる。しかし、内部補償システムは、幾つかの簡単なポンプアプリケーションの場合には、歯間のこれらの閉鎖空間から高いポンプ圧力又は低いポンプ圧力の場所まで伸びる流路、又はそれらの組合せによって置き換えることもでき、一方向又は多方向への流路及びギヤを備えたリングの移動の簡単な動きが必要とされる。

内部及び外部補償システムは、作動中、従って、ポンプの流量の変化中にのみ作動する。

この完全な装置は、例えば、ポンプハウジングに装着され得、対応するシーリングの幾つかの部分が、動いたり回転したりすることなく、正確な位置に固定され、駆動シャフト上に両方のシーリングがある。ギヤ及び補助駆動ギヤを備えた駆動シャフトは、それらの軸だけに沿って動くことが可能であり、そして、相互に固定的に連結される。また、従動ギヤのリングは、駆動シャフトの軸に沿って動く可能性はないが、従動ギヤと一緒に回転する。ギヤを備え、両方のシーリングを有し、可動シーリングスリーブにスライド可能に設けられた駆動ギヤのリングを有し、補助従動ギヤを含む従動シャフトは、ポンプハウジングに連結された駆動機構を用いて、最大及び最小流量を決める停止部の範囲内で従動シャフトの軸の方向に動くことができるが、従動ギヤ及び補助ギヤを備えたシャフトは、駆動機構と同時にそれ自身の軸上で回転し得る。

駆動機構は、機械、電気、水圧、空気圧等又はそれらの組合せを基礎とした様々な公知の出力機構を含み得、これは、要求パラメータに基づく自動制御機能を有し得る。ポンプの流れをゼロから最大まで及びその逆に連続的に設定することも可能になる。また、構造上最大流量及び圧力でポンプの可動部分を動かしたり、与えられた流れ位置でそれを安定化することも可能になる。それにより、ポンプは、与えられた位置で「ロック可能」になる。

補助駆動ギヤ及び補助従動ギヤ又は他の同様のシステムは、同期システムを提供する。この同期システムは、所謂ゼロ流量状態おいて正しいポンプ動作を提供し、ギヤが相互に横切って回転しなくなった時に両方のギヤの同じ回転を維持するのに役立ち、ギヤリングは、それらの側面によってスライド接触し、歯間の閉鎖空間に液体媒体を供給し、また、閉鎖空間から液体媒体を除去するための補償システムの正確な動作を提供する。

ゼロ流量、即ち、ゼロ流量状態から動作しない連続可変出力流量を備えたギヤポンプは、同期システムを備える必要はない。

しかし、同期システムは、ポンプと共に使用すると、ゼロ流量状態におけるポンプの内部補償システムの正確な動作を提供する。

また、同期システムは、既存のシンクロニズム又はレバートランスミッションを用いて、チェーントランスミッション又はベルトトランスミッションとして構成され得る。

ポンプのゼロ出力は、最小回転長で駆動及び従動ギヤを相互に横切って回転させ、歯にダメージを与えることなく、最大出力圧力（例えば１ｍｍ）で、それらの同期回転を維持することによって得られる。それにより、その最小流量が与えられる。この最小流量は、内部にスロットル部材が挿入されたバイパス通路を通してポンプ出力から同じポンプの入力に戻される。出力流量は、この場合、ポンプ出力の抵抗及びバイパス通路内のスロットル部材の抵抗に直接関係する。しかし、ゼロ流量から最小流量まで調整されたポンプ出力は、そのように得られる。バイパス通路内のスロットル部材が完全に閉じた時、ポンプは、制限されることなく、最小流量から動作する。しかし、この方法では、このポンプ群に対しいて、同期システムを使用する必要をなくすことが達成される。

このギヤポンプは、別々に動作できるが、様々な油圧システム又は油圧装置と共に協動することもできる。

一方が油圧モータの機能のために設計された、このような連続可変出力流量を備えた二つのギヤポンプを連結した時、１：０から１：無限までの理論比を持ったトランスミッションを生成することが可能になる。

各シャフトは駆動でも従動でもよいという明らかな事実に関して、シャフト及び対応する要素は、以下、第一及び第二、即ち、第一シャフト及び第二シャフト等と表示する。

リングを備えたギヤ組立体の正面図である。 流路備えたリングを示している。 リング及びギヤシーリングを備えたギヤ組立体の正面図である。 図３の組立体の左側面図である。 図３の組立体の右側面図である。 シーリングスリーブを示す図である。 ポンプの側面図である。 図１の組立体１の右側面図である。 図６のシーリングスリーブを備えた図１の組立体の左側面図である。 不等角投影法によるポンプの断面図である。 不等角投影法によるポンプの軸線方向への展開図である。 ポンプの正面から見た断面図である。 流路を備えたギヤ及びリングの相互の位置を、限界フロー、最大フロー及び最小フローの三つの位置で示す図であり、この場合、ゼロフロー、最小及びハーフフロー及び５０％フローである。 シーリングスリーブと第二ギヤのシーリングとのピンによる連結及び固定を示している。 図１０〜図１３の流路を備えたリングを示している。 ポンプハウジングを示している。 スライディング及びシーリングスリーブを示している。 リング用の溝を備えた第二ギヤの第一シーリングを示しており、ピンを固定するための孔とネジ付きシフティングロッドを有する。 リング用の溝を備えた第一ギヤの第二シーリングを示している。 補償シリンダ備えた第一ギヤの第一シーリングを示している。 補償シリンダとピンを固定するための孔とを備えた第二ギヤの第二シーリングである。

図１〜図９に係る発明の実施例
第一ギヤ３及び第二ギヤ４から成るギヤは、そのまま、（相互に横切って回転し、各ギヤの少なくとも一つの歯が、常に回転状態にある）従来のギヤポンプと一緒に作動することができ、それらは十分な長さを有し、十分な数の歯を有する。ギヤ３及び４は、軸Ｘ及びＹで回転し、前記軸Ｘ及びＹの距離は、ギヤ３及び４が最も正確に回転するようにされている。

リングは、これらのギヤ３及び４に補完的に形成されている。第一ギヤ３の第一リング５及び第二ギヤ４の第二リング６は、可能な限り正確に歯の形状を追従し、ギヤ３及び４の全長に沿って動き得る。ギヤ３及び４が同一の場合、リング５及び６も同一になる。リング５及び６は流路５０を有する。

リング５及び６はギヤ３及び４上をスライドし、それらは、およそリング５，６の幅だけ相互に対向して横方向にシフトされる。その後、それらは、常に、可能な限り正確に並んだ状態におかれ、ギヤ３がリング６の側面に接触し、ギヤ４がリング５の側面に接触するようになるが、それらは、それら自身の軸に沿って別々に移動することができる。さらに、十分な長さを有するシーリング７，８，９及び１０が形成され、第一ギヤ３の第一シーリング７、第一ギヤ３の第二シーリング９、第二ギヤ４の第一シーリング１０、第二ギヤ４の第二シーリング８は、ギヤ３及び４の直径と同じような直径を有することになる。それらは、可能な限り正確に形成され、シーリング９及び１０はギヤ３及び４の全長に沿った長手方向溝を有し、これらの溝は、これらのシーリング９及び１０が対応する軸上でスライドされた時にも回転ギヤ３及び４の軸が同じ間隔でとどまるような深さに形成される。また、シールリング９及び１０には、第二シャフトに設けられたリングが自由に動くことを可能にし、かつ、それらの案内路を形成する溝が設けられている。従って、ポンプの一部が、その上にリング５がスライドすることになるギヤ３のシーリング７を構成する軸Ｘ上のユニットを形成し、ギヤ３の他方側にはシーリング１０がある。軸Ｙは、シーリング９及びギヤ４を備え、ギヤ４上をリング６がスライドし、また、ギヤ４の他方側にはシーリング８がある。これは全て、分離はできないが、ギヤ３及び４と共に回転する対応するリング５及び６を除いて、対応する軸Ｘ及びＹ上で独立して回転することができるように連結される。軸Ｘ及びＹの間隔を維持し、かつ、製造中の公差及び一定のクリアランスも維持すると、ギヤ３及び４を回転させることが可能になり、これらは、相互に交差して回転し、同時に、軸Ｘ及びＹに沿ってギヤを動かすことが可能になり、かつ、それらの転がり接触長さを変えることが可能になる。最も短い転がり長さはゼロに近づき、最も長い転がり長さは、ギヤ３及び４の長さ（両方共同じ長さである。）からリング５及び６の幅（両方共同じ幅である。）を引いた長さになる。ここで、ギヤ３は軸Ｘに沿って動かせなくなり、ギヤ４は軸４に沿って、最短転がり長さから最長転がり長さの範囲内で移動可能になる。軸Ｘ及びＹは並行である。さらに、シーリング７、ギヤ３及びシーリング９の外径を部分的に囲み、その内面に、軸Ｘ上でのリング５の自由回転を可能にするが、同時に、ギヤ３及び４への媒体の流入及びその流出を可能にする溝１８１を備えたシーリングスリーブ１８が設けられる。このシーリングは、常に軸Ｙに沿って動くユニットと同じように、リング５と共に軸Ｘに沿って動くことになるが、同時にリング６は常に同じ場所になることになる。最終的に、装置全体がケースの内部に入れられる。前記ケースは、ポンプ全体の外側ハウジングを形成し、リング６用の溝１７１を備え、液体媒体の入口１９及び出口２０を有し、各部材の動作と安定の全ての機能を可能にする。

図１０〜図２１による本発明の実施例
本発明による連続可変出力流量を有するポンプギヤは、入口孔１９及び出口孔２０を備えたポンプハウジング１７を有し、該ハウジングには、ギヤポンプ３０の個々の部材用の孔と、安定及び可動部材の固定用の孔が設けられている。ポンピング部材は、二つのギヤ３及び４を備え、第一ギヤ３及び第二ギヤ４は、対応するシャフト１及び２上に固定的に設けられている。第一シャフト１及び第二シャフト２は対応する軸Ｘ及びＹ上で相互に横切って噛み合って転動する。一つの第一駆動ギヤ３上には、流路５０を備えた第一駆動ギヤ３の第一リング５が、移動可能に堅固に取り付けられており、第一駆動ギヤ３は、第二従動ギヤ４の側面に滑り接触する。第二従動ギヤ４上には、流路５０を備えた第二リング６が移動可能に堅固に設けられており、第二従動ギヤ４も、第一駆動ギヤ３の側面に滑り接触する。これらのギヤ３及び４は、お互いに対して可動であり、軸Ｙに沿って第二従動ギヤ４だけを動かすことができ、第一駆動ギヤ３は、軸Ｘ方向に動くことなく、そのまま残ることになる。それにより、ギヤ３及び４の二つの機能的終端一が得られる。一つの位置では、流路５０を備えたリング５及び６が並び、ギヤ３及び４が相互に横切って回転しない。第一補助ギヤ１５及び第二補助ギヤ１６から成る補助ギヤ１５及び１６は、この位置で係合され、従ってギヤ３及び４は同一の回転を持ち、これが、この終端位置においてポンプ３０全体が正確に動作するために必須である。第一終端位置は、ゼロに等しいギヤ３及び４のアクティブ長を有し、従って、歯によって入口１９から出口２０に運ばれる液体媒体はない。しかし、同時に、ギヤ３及び４の非アクティブ部分において、同じ媒体が恒久的に循環し、前記媒体は、リング５及び６の流路を通して、ギヤ３及び４のアクティブ部分及び補償シリンダ１１１及び１１２から入る。これらの補償ピストン１１及び１２は、歯と歯の間の空間への供給又は前記空間からの除去を行う。ギヤ３及び４の機能していない部分Ｎは、その時に、回転して流路５０をカバーする歯によって閉鎖される。どちらのリング５又は６でも、まさにそのような量の液体媒体において、この歯の間の閉鎖された空間では圧力が生成されず、又はアンダープレッシャーが生成され、流路５０を備えたリング５及び６は、ギヤ３及び４に沿って、問題なく、動くことができる。それらは、シーリング９及び１０、即ち、第一ギヤ３の第二シーリング９及び第二ギヤ４の第一シーリング１０によって動く。これらは、これらのリング５及び６用のガイド溝を有するガイドウェイを備え、それらは、それら自身の軸上で回転することなく、対応するシャフト１及び２に設けられる。他方の終端位置にある流路５０を備えたリング５及び６は、相互に最大の間隔がある。しかし、それらは、未だ、完全にギヤ３及び４上にあり、ここで、ギヤ３及び４のアクティブ部分の最大構造長を有する。ギヤ３及び４の非アクティブ長は、ここでは、ゼロに等しく、補償ピストン１１及び１２を有する補償シリンダ１１１及び１２１は、最大容量の液体媒体を有する。それにより、最大構造量の液体媒体がギヤ３０の入口孔１９から出口孔２０に運ばれ、そして、ギヤ３及び４のアクティブ部分の全ての他の長さが、連続的調整の可能性と共に運ばれた液体媒体の対応する容量を表す。ギヤ３及び４の他方側からの液体媒体の漏れを防止するために、シーリング７及び８、即ち、第一ギヤ３の第一シーリング７及び第二ギヤ４の第二シーリング８が設けられ、シーリング７には補償シリンダ１１１が設けられ、シーリング８には補償シリンダ１２１が設けられ、これらは、対応するシャフト１及び２の上で側部からスライドされ、シャフト１及び２の他方側には、溝を備えたシーリング９及び１０がある。シーリング７及び８の補償シリンダ１１１及び１２１における補償ピストン１１及び１２の動きは、直接的に、流路５０を備えたリング６を除外した軸２上に設けられた全動作システムの動きに関連する。それらは、ピストン１１及び１２のマウント１３及び１４、即ち、第一ピストン１１の第一マウント１３及び第二ピストン１２の第二マウント１４によってガイドと共に固定的にシーリング９及び１０に連結される。シーリング７及び８における補償シリンダ１１１及び１２１の出口孔は、ギヤ３又は４の歯が通過することによって、この出口孔が完全に閉鎖してしまうことが起こらないような形状とサイズを有する。

流路５０を備えた第二リング６は、それ自身の軸上で、かつ、それが内部にスライド可能に配置されたポンプ３０のハウジング１７に設けられた溝１７１内で、第二ギヤ４だけと共に回転できる。それ自身の軸上で回転のみすることが可能な第一駆動シャフト１は、ポンプ３０のハウジング１７に固定的に設けられたベアリングを備えたスタビライザ２４及び２５によって支持される。スタビライザ２４は、ギヤポンプ３０の最低流量の停止を決めると共に、ポンプ３０のハウジング１７に対する何らかの動きの可能性なしに、案内路を備えた第一ギヤ３の第二シーリング９の安定化にも役立つ。第一駆動シャフトのスタビライザ２５は、ポンプ３０の最大流量を決めると共に、拡張スタビライザ２９を用いて、ポンプ３０のハウジング１７に対する何らかの動きの可能性なしに、補償シリンダ１１１を備えた第一ギヤ３の第一シーリング７を安定化させる。流路５０を備えた第一リング５及び第一駆動ギヤ３のこれらの安定化されたシーリング７及び９の周りには、可動シーリングスリーブ１８が設けられており、このスリーブ１８は、第一リング５用に形成された溝１８１を備え、安定化ピン２６用の孔２６１に挿入された安定化ピン２６によって、シーリング８及び１０、即ち、第二ギヤ４の第二シーリング８及び第二ギヤ４の第一シーリング１０に連結される。それは、ポンプ３０のハウジング７に固定的に設けられたシフティング機構によって、それらと共に動く、シフティング機構は、シフティングホイール２３、スナップリング２８を備えたシフティングネジ付きロッド、及び第二ギヤ４の第一シーリング１０のシフティングネジ２１１から成り、ギヤポンプ３０の最小流量及び最大流量のストップの範囲内に第一リング５用の案内路を有する。

リング５及び６における流路５０は、ギヤ３及び４のアクティブ部分Ｃから非アクティブ部分へ及びその逆方向へ液体媒体を容易に流すのに十分な寸法を有する。

これらの流路５０は、そのような形状を有し、リング５及び６内に配置され、第一リング５又は第二リングの流路５０を通過する回転歯の側方、即ち、この流路５０を通して、高圧から低圧へ液体媒体が流れることを防止するようにする。

上述した実施例は、基本的に、本発明の原理を理解するために、本発明によるポンプの最も簡単な実施例を表している。この説明に関し、ポンプは、特許請求の範囲に含まれる全ての他の実施例も含み得ることは明らかである。従って、上述した実施例は、説明には役立つが、これらは特許請求の範囲を何ら制限するものではない。

本発明によるポンプは、どこでも単独で使用され得、作動中に液体媒体の投与(dosing)、流量及び圧力を連続的に調整することが必要である。使用は、健康上の制御容量ポンプ、食料加工産業、化学産業のような殆ど全ての分野で考えられ、また、工学や輸送においての幅広い使用が考えられる。しかし、この装置の最大の使用は、油圧モータと連結された使用であると考えられ、また、油圧モータのような機能のために設計された同じポンプと連結された使用であると考えられ、従って、ゼロ出力回転からの動作が可能な連続伝達を提供する。輸送における使用では、自転車、自動二輪車、車における使用、掘削機、浚渫船、クレーン、エレベータにおける使用、及び航空工学や軍事工学等における使用があり得る。

ギヤポンプは、主として潤滑や油圧等の分野で広く利用されている。大抵、それら従来のギヤポンプは特定の条件に対して設計され、動作中に、それらの出力流量パラメータを変更することはまだ可能ではなく、ゼロ出力流量からでさえ変更することはできない。しかしながら、それらは、様々なエンジンの適切な潤滑のために必要であり、また、例えばピストン運動や油圧モータ等の広い範囲における液体の圧力の生成にも、油圧伝達の一部として、又は、制御された容量ポンプとして、必要である。
公知の英国特許GB1539515号は、相対的に軸方向にスライド可能な二つの相互に噛み合うギヤホイールを備えた可変吐出ギヤポンプの設計を開示している。ホイールの両側を流れる圧力制御流体は、各ギヤホイールに設けられた低吐出開口を備えたシーリングプレートと、弓状溝を備えたシーリング部材とによって設計され、前記シーリング部材は、従動ギヤホイールのブロックに取り付けられ、軸方向への移動はスプリングカウンターチェックによって油圧的に補償される。
この構造では、開放することなしにギヤホイール内で液体を行き詰まらせることでギヤホイール間の幾つかの機関を閉鎖することによっても生じ、その使用の可能性だけでなく、実際の機能をも著しく制限する動作中の出力流の連続変化の問題を十分に解決することができない。主な欠点は、ゼロ流量を伴う通常の解決動作できないこと、出ロ圧力へ調整機構が依存していること、そして、それが高い流体圧力での作業には役に立たないことにある。また、それは、正確な投与(dosing)をする能力もなく、内歯車ホイールと共に動作することもできず、それが油圧駆動装置に適用可能であると思われることもない。
ドイツ国特許公開公報DE 10156977A号には別の従来技術が開示されている。この文献には、ギヤポンプの設計は開示されていないが、油圧モータの設計が開示されている。その説明によれば、トルク及びエンジン速度を連続的に調整することが可能である。請求項１に係る発明によれば、特に、動作中に、ギヤハウジングホイールの一つを機械的に軸方向に移動可能にし、可変ロッドを連結することによって、壁及び第二ギヤホイールを閉鎖することを可能にして、機械的出力トルク及びエンジン速度を調整することを特徴としている。別の請求項に係る発明によれば、主として、各ケースに、スプロケット歯中心空間オイル通路を集中させ、それがオイル圧を平衡するようにすることによって結果が得られる。その構造から、通路が、第一に圧力を安定させることには役に立たず、それが調整による容量中の変動を補償するようにそれが流れることは明らかである。また、図面は幾つかの場所でオイル通路が連結ロッドによって完全に閉鎖されることも示している。このような油圧モータの組立体の部品、それらの相互連結及び繋がりは、連続可変出力流量を有するギヤポンプの機能のために使うことはできない。
また、ギヤケージのギヤホイール歯上の圧力オイル通路を生成する解決方法は、それは発明的活動によって解決しなければならない関連問題をもたらすので、連続可変出力流量を有するギヤポンプの設計に簡単に適用できない。これらには、大抵の場合、内部流圧、中心空間の形成、内部及び外部補償、ギヤホイールの同期等の関連する問題がある。

Claims (14)

1. 少なくとも一つの第一ギヤ（３）が第一シャフト（１）に設けられ、
   少なくとも一つの第二ギヤ（４）が第二シャフト（２）に設けられ、
   第一ギヤ（３）及び第二ギヤ（４）が相互に対して軸方向に移動可能に配置され、
   第一ギヤ（３）が、流路（５０）を有する第一リング（５）を備え、前記第一リング（５）が第一ギヤ（３）上に同軸に堅固に取り付けられ、
   第二ギヤ（４）が、流路（５０）を有する第二リング（６）を備え、前記第二リング（６）が第二ギヤ（４）上に同軸に堅固に取り付けられ、
   第一リング（５）は第二ギヤ（４）に対して移動可能であり、第二リング（６）は第一ギヤ（３）に対して移動可能であり、
   第一ギヤ（３）は、第一ギヤ（３）の第一シーリング（７）によって一端がシールされ、他端が第一ギヤ（３）の第二シーリング（９）によってシールされ、
   第一ギヤ（３）のシーリング（７，９）は、第一シャフト（１）上に配置され、
   第二ギヤ（４）は、第二ギヤ（４）の第一シーリング（１０）によって一端がシールされ、他端が第二ギヤ（４）の第二シーリング（８）によってシールされ、第二ギヤ（４）のシーリング（１０，８）が第二シャフト（２）上に配置されている
   ことを特徴とする連続可変出力流量を有するギヤポンプ
2. 第一リング（５）が、第一リング（５）用の溝（１８１）を備えたシーリングスリーブ（１８）によって第二ギヤ（４）に対して移動可能であり、
   シーリングスリーブ（１８）が第二ギヤ（４）のシーリング（１０，８）に連結されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のギヤポンプ。
3. 動作中に、インプット流体圧力又はアウトプット流体圧力から独立していない流れを連続的に変更するための動作機構が設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のギヤポンプ
4. 動作機構が、ポンプ（３０）のハウジング（１７）に堅固に連結され、
   前記動作機構が、シフティングホイール（２３）とスナップリング（２８）を備えた、第二ギヤ（２４）の第一シーリング（１０）におけるシフティングネジ（２１１）に対応するシフティングネジ付きロッド（２１）とを備えている
   ことを特徴とする請求項３に記載のギヤポンプ。
5. 動作機構に停止部材が設けられている
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のギヤポンプ。
6. 内部補償システムが設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のギヤポンプ。
7. 内部補償システムが、第一ギヤ（３）の第一シーリング（７）を通過して第一ギヤ（３）へ至る補償シリンダ（１１１）を備え、
   補償シリンダ（１１１）が、第二ギヤ（４）の第一シーリング（１０）に設けられた補償ピストン（１１）用のマウント（１３）に固定され、
   内部補償システムが、第二ギヤ（４）の第二シーリング（８）を通過して第二ギヤ（４）へ至る補償シリンダ（１２１）を備え、
   補償シリンダ（１２１）が、第一ギヤ（３）の第二シーリング（９）に設けられた補償ピストン（１２）用のマウント（１４）に固定されている
   ことを特徴とする請求項６に記載のギヤポンプ。
8. ポンプ（３０）の出口部分に連結される外部補償システムが設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のギヤポンプ。
9. ギヤ（３，４）の同期システムを有する
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のギヤポンプ。
10. 同期システムが、第一シャフト（１）上の少なくとも一つの第一補助ギヤ（１５）と、第二シャフト（２）上の少なくとも一つの第二補助ギヤ（１６）とを備えている
    ことを特徴とする請求項９に記載のギヤポンプ。
11. 第一シャフト（１）が駆動シャフトであり、
    第二シャフト（２）が従動シャフトである
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のギヤポンプ。
12. 第一シャフト（１）が従動シャフトであり、
    第二シャフト（２）が駆動シャフトである
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のギヤポンプ。
13. 第一シャフト（１）及び第二シャフト（２）が、油圧モータ機構における油圧油の圧力よって駆動される従動シャフトである
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のギヤポンプ。
14. 連続変速機の一部である
    ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載のギヤポンプ。

Images