JP2023107321A - パラレルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】従来のパラレルポンプに比べてギヤ室での油の撹拌抵抗をさらに低減することができるパラレルポンプを提供する。【解決手段】パラレルポンプ１は、ポンプ室１１とギヤ室１２とが隔壁２５により仕切られたケーシング２と、ポンプ室１１内に互いに並列に配置された第１ピストンポンプ機構および第２ピストンポンプ機構を含む。第１ピストンポンプ機構を駆動する駆動軸および第２ピストンポンプ機構を駆動する従動軸は隔壁２５を貫通する。ギヤ室１２内では、駆動軸に駆動ギヤが固定されるとともに従動軸に従動ギヤ５Ｂが固定される。隔壁２５には、駆動ギヤと従動ギヤの噛み合い領域に向かって開口する流入口６ａとポンプ室１１に向かって開口する流出口６ｂを有する油路６が形成されている。【選択図】図４Ａ

Description

本開示は、互いに並列に配置された一対のピストンポンプ機構を含むパラレルポンプに関する。

従来から、互いに並列に配置された一対のピストンポンプ機構を含むパラレルポンプが知られている。例えば、特許文献１には、図１０に示すようなパラレルポンプ１００が開示されている。

具体的に、パラレルポンプ１００は、ポンプ室１１１とギヤ室１１２とが隔壁１１３により仕切られたケーシング１１０と、ポンプ室１１１内に互いに並列に配置された第１ピストンポンプ機構１２０および第２ピストンポンプ機構１３０を含む。第１ピストンポンプ機構１２０は駆動軸１４０によって駆動され、第２ピストンポンプ機構１３０は従動軸１５０によって駆動される。

駆動軸１４０および従動軸１５０は隔壁１１３を貫通しており、ギヤ室１１２内では駆動ギヤ１６０が駆動軸１４０に固定されるとともに駆動ギヤ１６０と噛み合う従動ギヤ１７０が従動軸１５０に固定されている。

特許文献１のパラレルポンプ１００では、第１ピストンポンプ機構１２０および第２ピストンポンプ機構１３０が斜板ポンプ式の可変容量型である。第１ピストンポンプ機構１２０および第２ピストンポンプ機構１３０のそれぞれでは、作動油の一部が斜板に固定されたシュープレートとシューとの間に供給されて潤滑油として使用される。その油はポンプ室１１１内に溜められる。

ポンプ室１１１内に溜められる油は、ギヤ室１１２にも供給されてギヤ室１１２内にも溜められる。このため、ギヤ室１１２内では油が駆動ギヤ１６０および従動ギヤ１７０の回転に伴って撹拌される。

さらに、特許文献１のパラレルポンプ１００では、隔壁１１３に、駆動ギヤ１６０と従動ギヤ１７０の噛み合い領域に沿って（図１０では紙面と直交する方向に）延びる溝１８０が形成されている。

特許第３１０３５３３号公報

上記のように隔壁１１３に溝１８０が形成されていれば、駆動ギヤ１６０と従動ギヤ１７０との噛み合いによって歯溝から溢れ出した油が溝１８０内に流入する。このため、ギヤ室での油の撹拌抵抗を低減することができる。これに対し、ギヤ室での油の撹拌抵抗をさらに低減したいという要望がある。

そこで、本開示は、従来のパラレルポンプに比べてギヤ室での油の撹拌抵抗をさらに低減することができるパラレルポンプを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本開示は、ポンプ室とギヤ室とが隔壁により仕切られたケーシングと、前記ポンプ室内に互いに並列に配置された第１ピストンポンプ機構および第２ピストンポンプ機構と、前記隔壁を貫通する、前記第１ピストンポンプ機構を駆動する駆動軸と、前記隔壁を貫通する、前記第２ピストンポンプ機構を駆動する従動軸と、前記ギヤ室内で前記駆動軸に固定された駆動ギヤと、前記ギヤ室内で前記従動軸に固定された、前記駆動ギヤと噛み合う従動ギヤと、を備え、前記隔壁には、前記駆動ギヤと前記従動ギヤの噛み合い領域に向かって開口する流入口と前記ポンプ室に向かって開口する流出口を有する油路が形成されている、パラレルポンプを提供する。

本開示によれば、従来のパラレルポンプに比べてギヤ室での油の撹拌抵抗をさらに低減することができる。

第１実施形態に係るパラレルポンプの側面断面図である。 図１のII－II線に沿った平面断面図である。 図１のIII－III線に沿った正面断面図である。 図３のIVＡ－IVＡ線に沿った側面断面図である。 図３のIVＢ－IVＢ線に沿った側面断面図である。 フィルタエレメントおよびプラグの斜視図である。 フィルタエレメントを断面で示したフィルタエレメントおよびフラグの側面図である。 第２実施形態に係るパラレルポンプの正面断面図である。 図７のVIII－VIII線に沿った側面断面図である。 その他の実施形態に係るパラレルポンプの側面断面図である。 従来のパラレルポンプの平面断面図である。

（第１実施形態）
図１および図２に、本発明の第１実施形態に係るパラレルポンプ１を示す。このパラレルポンプ１は、ポンプ室１１とギヤ室１２とが隔壁２５により仕切られたケーシング２と、ポンプ室１１内に互いに並列に配置された第１ピストンポンプ機構３Ａおよび第２ピストンポンプ機構３Ｂを含む。本実施形態では、第１ピストンポンプ機構３Ａと第２ピストンポンプ機構３Ｂの並び方向が水平方向である。

第１ピストンポンプ機構３Ａは駆動軸４Ａによって駆動され、第２ピストンポンプ機構３Ｂは従動軸４Ｂによって駆動される。駆動軸４Ａおよび従動軸４Ｂは互いに平行である。以下、説明の便宜上、駆動軸４Ａおよび従動軸４Ｂの軸方向の一方（図１および図２では左側）を前方、他方（図１および図２では右側）を後方というとともに、第１ピストンポンプ機構３Ａと第２ピストンポンプ機構３Ｂの並び方向のうち第１ピストンポンプ機構３Ａ側を左方、第２ピストンポンプ機構３Ｂ側を右方という。

ケーシング２は、後ろ向きに開口する容器状の形状のケーシング本体２２と、ケーシング本体２２に取り付けられた前カバー２１および後カバー２３を含む。ケーシング本体２２は、上述した隔壁２５を前壁として含むとともに、内部空間を取り込む底壁、一対の側壁および天井壁を含む。

後カバー２３は、ケーシング本体２２の内部空間を後方から覆っており、これによりポンプ室１１が形成されている。前カバー２１は後ろ向きに開口する容器状の形状を有し、前カバー２１の内部空間が隔壁２５によって後方から覆われることで、ギヤ室１２が形成されている。すなわち、前カバー２１の後面および隔壁２５の前面がギヤ室１２に面し、隔壁２５の後面および後カバー２３の前面がポンプ室１１に面する。

駆動軸４Ａおよび従動軸４Ｂは隔壁２５を貫通している。駆動軸４Ａはさらに前カバー２１を貫通している。駆動軸４Ａにおけるケーシング２の外部に位置する一端部は、エンジンや電動モータなどの原動機と連結される。なお、駆動軸４Ａと従動軸４Ｂの少なくとも一方は、後カバー２３を貫通してもよい。

駆動軸４Ａは、隔壁２５に保持された軸受け４１および後カバー２３に保持された軸受け４２により回転可能に支持されている。従動軸４Ｂは、隔壁２５に保持された軸受け４３および後カバー２３に保持された軸受け４４により回転可能に支持されている。

本実施形態では、第１ピストンポンプ機構３Ａおよび第２ピストンポンプ機構３Ｂが斜板ポンプ式の可変容量型である。第１ピストンポンプ機構３Ａおよび第２ピストンポンプ機構３Ｂは、互いに同じ構造を有している。以下では代表として第１ピストンポンプ機構３Ａの構造を説明する。

ただし、第１ピストンポンプ機構３Ａおよび第２ピストンポンプ機構３Ｂは斜軸ポンプ式の可変容量型であってもよい。あるいは、第１ピストンポンプ機構３Ａおよび第２ピストンポンプ機構３Ｂは固定容量型であってもよい。

第１ピストンポンプ機構３Ａは、バルブプレート３１、シリンダブロック３２、複数のピストン３３、斜板３６および支持台３７を含む。バルブプレート３１は、後カバー２３に取り付けられている。図示は省略するが、バルブプレート３１には、円弧状の吸入ポートおよび吐出ポートが設けられており、後カバー２３には、吸入ポートと連通する吸入路と、吐出ポートと連通する吐出路が設けられている。

シリンダブロック３２は駆動軸４Ａに固定されており、駆動軸４Ａと共に回転することでバルブプレート３１と摺動する。シリンダブロック３２には、駆動軸４Ａの周囲に、バルブプレート３１と反対向きに開口する複数のシリンダボアが設けられている。これらのシリンダボアに、ピストン３３がそれぞれ挿入されている。図示は省略するが、シリンダブロック３２には、各シリンダボアの底からバルブプレート３１に至るシリンダポートが設けられている。

各ピストン３３の頭部には、シュー３４が取り付けられている。本実施形態では、シュー３４が斜板３６に固定された環状のシュープレート３５上を摺動する。ただし、シュープレート３５が省略されて、シュー３４が斜板３６上を摺動してもよい。シュー３４は、シュープレート３５に接触した状態が維持されるように、図略の押え部材によって押えられている。

図示は省略するが、ピストン３３およびシュー３４には、ピストン３３の後端面からシュープレート３５に至る油路が形成されている。このため、上述した吸入ポートおよびシリンダポートを通じてシリンダボアに吸入された作動油の一部がシュープレート３５とシュー３４との間に供給されて潤滑油として使用される。その油はポンプ室１１内に溜められる。

斜板３６は、隔壁２５に取り付けられた支持台３７によってピストン３３と反対側から支持される。斜板３６は、第１ピストンポンプ機構３Ａと第２ピストンポンプ機構３Ｂの並び方向（すなわち、左右方向）に延びる揺動軸回りに揺動可能となるように支持台３７に支持されている。

本実施形態では、斜板３６がサーボピストン３８によって揺動される。サーボピストン３８は、斜板３６の上方に配置されており、軸方向に摺動可能となるようにケーシング本体２２の天井壁に保持されている。

上述したギヤ室１２内には、互いに噛み合う駆動ギヤ５Ａおよび従動ギヤ５Ｂが収容されている。駆動ギヤ５Ａは駆動軸４Ａに固定され、従動ギヤ５Ｂは従動軸４Ｂに固定されている。

隔壁２５には、図３および図４Ｂに示すように、ポンプ室１１内に溜められる油をギヤ室１２へ供給するための少なくとも１つの油路１４が形成されている。本実施形態では、隔壁２５に２つの油路１４が形成されている。各油路１４は、隔壁２５を前後方向に貫通する貫通穴で構成されている。

より詳しくは、２つの油路１４は左右方向に並んでいる。本実施形態では、上述したギヤ室１２が前後方向から見たときに左右方向に長い長丸状の形状を有する。前後方向から見たときに、一方（図３では右側）の油路１４は駆動ギヤ５Ａの右下（図３では左下）に位置しており、他方（図３では左側）の油路１４は従動ギヤ５Ｂの左下（図３では右下）に位置している。各油路１４の断面形状は、略三角形状である。

ポンプ室１１内に溜められる油は、油路１４および軸受け４１，４３を介してギヤ室１２にも供給されてギヤ室１２内にも溜められる。このため、ギヤ室１２内では油が駆動ギヤ５Ａおよび従動ギヤ５Ｂの回転に伴って撹拌される。より詳しくは、駆動ギヤ５Ａの周囲では油が駆動ギヤ５Ａの回転方向に流動し、従動ギヤ５Ｂの周囲では油が従動ギヤ５Ｂの回転方向に流動する。

本実施形態では、図２および図３に示すように、前カバー２１の後面および隔壁２５の前面のそれぞれに、駆動ギヤ５Ａと従動ギヤ５Ｂの噛み合い領域に沿って延びる溝１３が形成されている。ただし、溝１３は省略可能である。ここで、「噛み合い領域」とは、図３に示すように、駆動ギヤ５Ａの歯先円（二点鎖線で描いた円）と従動ギヤ５Ｂの歯先円（二点鎖線で描いた円）とで囲まれる両凸レンズ状の領域をいう。なお、図３では、駆動ギヤ５Ａおよび従動ギヤ５Ｂの歯底円を一点鎖線で描いている。

さらに、隔壁２５には、図３および図４Ａに示すように、ギヤ室１２での油の撹拌抵抗を低減するための油路６が形成されている。油路６は、駆動ギヤ５Ａと従動ギヤ５Ｂの噛み合い領域に向かって開口する流入口６ａと、ポンプ室１１に向かって開口する流出口６ｂを有する。

本実施形態では、油路６がクランク状に折れ曲がっており、前後方向から見て流出口６ｂが流入口６ａから離れた位置にある。より詳しくは、流入口６ａは、駆動ギヤ５Ａと従動ギヤ５Ｂの噛み合い領域の中央（駆動軸４Ａと従動軸４Ｂの中心同士を結ぶ線上）に位置する。一方、流出口６ｂは、ケーシング本体２２の底壁近く（上述した油路１４の間）に位置する。

具体的に、油路６は、流入口６ａを構成する第１流路６１と、流出口６ｂを構成する第２流路６３と、第１流路６１と第２流路６３の間に介在する中間流路６２を含む。本実施形態では、第１流路６１が、隔壁２５の前面から窪む前後方向に延びる穴であり、第２流路６３が、隔壁２５の後面から窪む前後方向に延びる穴である。流入口６ａは第１流路６１の前側の開口であり、流出口６ｂは第２流路６３の後側の開口である。

ただし、第１流路６１および第２流路６３は必ずしも前後方向に延びる穴である必要はない。例えば、第１流路６１は隔壁２５の前面から斜め下向きに延びる穴であってもよいし、第２流路６３は隔壁２５の後面から斜め上向きに延びる穴であってもよい。

本実施形態では、上述したように隔壁２５の前面に溝１３が形成されているので、流入口６ａは溝１３の底面上で開口している。図例では流入口６ａの直径が溝１３の左右方向の幅と等しいが、流入口６ａの直径は溝１３の左右方向の幅よりも小さくても大きくてもよい。

さらに、隔壁２５には、ケーシング２の外側面（本実施形態では、ケーシング本体２２の下面）から油路６の中間流路６２を構成するように窪む、上下方向に延びる外向き穴２６が設けられている。

油路６の中間流路６２内には、フィルタエレメント７が挿入されている。また、外向き穴２６の端部はプラグ８によって閉塞されており、このプラグ８はフィルタエレメント７を保持する。外向き穴２６の端部には雌ねじが形成されており、プラグ８にはその雌ねじと螺合する雄ねじが形成されている。

本実施形態では、図５および図６に示すように、フィルタエレメント７が上下方向を軸方向とする筒状である。フィルタエレメント７とプラグ８との間には、フィルタエレメント７をプラグ８から離れる方向（すなわち、上向き）に付勢するスプリング９が配置されている。このため、フィルタエレメント７のガタツキを防止することができる。

フィルタエレメント７には、当該フィルタエレメント７の外周面と外向き穴２６の内周面との間をシールするＯリング７５が装着されている。同様に、プラグ８には、当該プラグ８の外周面と外向き穴２６の内周面との間をシールするＯリング８５が装着されている。

本実施形態では、フィルタエレメント７の外周面が、第１流路６１の後側の開口を覆うとともに第２流路６３の前側の開口を覆っている。フィルタエレメント７は、上下方向に延びる中心穴７１を有する。このため、流入口６ａから第１流路６１内に流入した油は、フィルタエレメント７の外周面から中心穴７１までフィルタエレメント７を透過した後に、中心穴７１に沿って下向きに流れる。

また、フィルタエレメント７には、第２流路６３と対応する位置に、当該フィルタエレメント７を水平方向に貫通する横向き穴７２が設けられている。このため、中心穴７１に沿って下向きに流れた油は、横向き穴７２を通って第２流路６３内に流入し、流出口６ｂからポンプ室１１へ流出する。

以上説明したように、本実施形態のパラレルポンプ１では、隔壁２５に形成された油路６によってギヤ室１２とポンプ室１１とが連通され、しかも油路６の流入口６ａは駆動ギヤ５Ａと従動ギヤ５Ｂの噛み合い領域に向かって開口しているので、駆動ギヤ５Ａと従動ギヤ５Ｂとの噛み合いによって歯溝から溢れ出す油を、そのときの押し出し力を利用して流入口６ａへ流入させることができる。しかも、流入口６ａへ流入した油は油路６に沿って流出口６ｂまでスムーズに流れる。従って、従来のパラレルポンプに比べてギヤ室１２での油の撹拌抵抗をさらに低減することができる。

さらに、本実施形態では油路６を流れる油がフィルタエレメント７を通過することになるので、油に含まれるコンタミネーションを取り除くことができる。しかも、プラグ８をケーシング２から取り外せばフィルタエレメント７を交換することができる。さらに、フィルタエレメント７が挿入された油路６にはポンプの稼働中は常時油が流れるにも拘らず、万一フィルタエレメント７が異物によって目詰まりしたとしても、攪拌抵抗が増加するが、機械的な損傷を引き起こさない。従って、目詰まりしたフィルタエレメント７をバイパスさせるためのリリーフ弁の設置が不要である。

（第２実施形態）
図７および図８に、第２実施形態に係るパラレルポンプ１Ａを示す。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

本実施形態では、図３および図４Ｂに示す油路１４の代わりに、油路６が第１実施形態と異なる形状に形成されている。より詳しくは、油路６は、第１実施形態で説明した第２流路６３に加えて、第２流路６３の前方に位置する、第２流路６３と連続する第２流路６４を含む。第２流路６４は隔壁２５の前面から窪む前後方向に延びる穴である。このため、油路６が、ギヤ室１２に向かって開口する流出口６ｃも有する。つまり、第２流路６４の前側の開口が流出口６ｃを構成する。

また、本実施形態では、第２流路６３，６４の断面形状が、外向き穴２６の直径よりも大きな幅の略台形状である。このため、ポンプ室１１内の油は、外向き穴２６に挿入されるフィルタエレメント７の脇を通って流出口６ｂから流出口６ｃまで流れることが可能である。

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、撹拌抵抗を低減するための油路６を、ポンプ室１１からギヤ室１２へ油を供給するための油路としても使用することができる。

（その他の実施形態）
本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

例えば、図９に示す変形例のパラレルポンプ１Ｂのように、撹拌抵抗を低減するための油路６が隔壁２５を前後方向に貫通する貫通穴で構成され、前後方向から見たときに流入口６ａと流出口６ｂとが同じ位置にあってもよい。すなわち、第１流路６１、中間流路６２および第２流路６３は同軸上に並んでいてもよい。あるいは、図示は省略するが、油路６が隔壁２５を斜め方向に貫通する貫通穴で構成されてもよい。

（まとめ）
本開示は、ポンプ室とギヤ室とが隔壁により仕切られたケーシングと、前記ポンプ室内に互いに並列に配置された第１ピストンポンプ機構および第２ピストンポンプ機構と、前記隔壁を貫通する、前記第１ピストンポンプ機構を駆動する駆動軸と、前記隔壁を貫通する、前記第２ピストンポンプ機構を駆動する従動軸と、前記ギヤ室内で前記駆動軸に固定された駆動ギヤと、前記ギヤ室内で前記従動軸に固定された、前記駆動ギヤと噛み合う従動ギヤと、を備え、前記隔壁には、前記駆動ギヤと前記従動ギヤの噛み合い領域に向かって開口する流入口と前記ポンプ室に向かって開口する流出口を有する油路が形成されている、パラレルポンプを提供する。

上記の構成によれば、隔壁に形成された油路によってギヤ室とポンプ室とが連通され、しかも油路の流入口は駆動ギヤと従動ギヤの噛み合い領域に向かって開口しているので、駆動ギヤと従動ギヤとの噛み合いによって歯溝から溢れ出す油を、そのときの押し出し力を利用して流入口へ流入させることができる。しかも、流入口へ流入した油は油路に沿って流出口までスムーズに流れる。従って、従来のパラレルポンプに比べてギヤ室での油の撹拌抵抗をさらに低減することができる。

前記流出口は、前記駆動軸および前記従動軸の軸方向から見て前記流入口から離れた位置にあり、前記油路は、前記流入口を構成する第１流路と、前記流出口を構成する第２流路と、前記第１流路と前記第２流路の間に介在する中間流路とを含み、前記隔壁には、前記ケーシングの外側面から前記中間流路を構成するように窪む外向き穴が設けられており、上記のパラレルポンプは、前記中間流路内に挿入されたフィルタエレメントと、前記外向き穴の端部を閉塞するとともに、前記フィルタエレメントを保持するプラグと、をさらに備えてもよい。この構成によれば、油路を流れる油がフィルタエレメントを通過することになるので、油に含まれるコンタミネーションを取り除くことができる。しかも、プラグを取り外せばフィルタエレメントを交換することができる。さらに、フィルタエレメントが挿入された油路にはポンプの稼働中は常時油が流れるにも拘らず、万一フィルタエレメントが異物によって目詰まりしたとしても、攪拌抵抗が増加するが、機械的な損傷を引き起こさない。従って、目詰まりしたフィルタエレメントをバイパスさせるためのリリーフ弁の設置が不要である。

上記のパラレルポンプは、前記フィルタエレメントと前記プラグとの間に配置された、前記フィルタエレメントを前記プラグから離れる方向に付勢するスプリングをさらに備えてもよい。この構成によれば、フィルタエレメントのガタツキを防止することができる。

前記油路は、前記ギヤ室に向かって開口する流出口をさらに有してもよい。この構成によれば、撹拌抵抗を低減するための油路を、ポンプ室からギヤ室へ油を供給するための油路としても使用することができる。

１ パラレルポンプ
１１ ポンプ室
１２ ギヤ室
２ ケーシング
２５ 隔壁
２６ 外向き穴
３Ａ 第１ピストンポンプ機構
３Ｂ 第２ピストンポンプ機構
４Ａ 駆動軸
４Ｂ 従動軸
５Ａ 駆動ギヤ
５Ｂ 従動ギヤ
６ 油路
６ａ 流入口
６ｂ，６ｃ 流出口
６１ 第１流路
６２ 中間流路
６３，６４ 第２流路
７ フィルタエレメント
８ プラグ
９ スプリング

Claims (4)

1. ポンプ室とギヤ室とが隔壁により仕切られたケーシングと、
   前記ポンプ室内に互いに並列に配置された第１ピストンポンプ機構および第２ピストンポンプ機構と、
   前記隔壁を貫通する、前記第１ピストンポンプ機構を駆動する駆動軸と、
   前記隔壁を貫通する、前記第２ピストンポンプ機構を駆動する従動軸と、
   前記ギヤ室内で前記駆動軸に固定された駆動ギヤと、
   前記ギヤ室内で前記従動軸に固定された、前記駆動ギヤと噛み合う従動ギヤと、を備え、
   前記隔壁には、前記駆動ギヤと前記従動ギヤの噛み合い領域に向かって開口する流入口と前記ポンプ室に向かって開口する流出口を有する油路が形成されている、パラレルポンプ。
2. 前記流出口は、前記駆動軸および前記従動軸の軸方向から見て前記流入口から離れた位置にあり、
   前記油路は、前記流入口を構成する第１流路と、前記流出口を構成する第２流路と、前記第１流路と前記第２流路の間に介在する中間流路とを含み、
   前記隔壁には、前記ケーシングの外側面から前記中間流路を構成するように窪む外向き穴が設けられており、
   前記中間流路内に挿入されたフィルタエレメントと、
   前記外向き穴の端部を閉塞するとともに、前記フィルタエレメントを保持するプラグと、をさらに備える、請求項１に記載のパラレルポンプ。
3. 前記フィルタエレメントと前記プラグとの間に配置された、前記フィルタエレメントを前記プラグから離れる方向に付勢するスプリングをさらに備える、請求項２に記載のパラレルポンプ。
4. 前記油路は、前記ギヤ室に向かって開口する流出口をさらに有する、請求項１～３の何れか一項に記載のパラレルポンプ。
   

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