JP6012265B2 - 振り子スライダ式ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、振り子によって外側ロータに接続される、回転自在に設けられた内側ロータを備える、請求項１のプレアンブルに記載された振り子スライダ式ポンプ（pendulum-slider pump）に関するものである。

内燃機関の要求に合わせて、例えば送出量および圧力を容易に適合させることができるように、内燃機関のための容量調整振り子スライダ式ポンプを用いることは、以前から既知の技術である。かかる適合は、ほとんどの場合、内燃機関のメインオイルギャラリからの油圧を用いて、振り子スライダ式ポンプの内部でスライダを加圧することによって生じる。

潤滑油（特にオイル）を、内燃機関に供給するための一般的な振り子スライダ式ポンプは、特許文献１から知られており、このポンプは、内側ロータと、振り子によって内側ロータとともに回転する変位可能な外側ロータと、を備えている。このポンプでは、内側ロータに対して偏心して変位可能な外側ロータを回転自在に駆動するために、１つだけの振り子が、常に外側ロータのドライバーヘッド、ドライバーベース及び１つだけの滑りフランクと滑り接触し、送出量を制御するために外側ロータを動かす。

さらなる振り子スライダ式ポンプは、例えば、特許文献２及び特許文献３から知られている。

ドイツ特許公報ＤＥ１９５３２７０３Ｃ１号 ドイツ特許公開公報ＤＥ３６３０５１５Ａ１号 ドイツ特許公開公報ＤＥ３６２４５３２Ａ１号

本発明は、一般的なタイプの振り子スライダ式ポンプとは異なる駆動コンセプトによって特徴付けられる、改善された又は少なくとも代替的な振り子スライダ式ポンプを提供するという問題に関するものである。

本発明によれば、上記問題は独立請求項１の主題によって解決される。有利な実施形態は従属請求項の主題である。

本発明は、振り子スライダ式ポンプのそれ自体周知である作動原理を維持するという一般概念に基づいているが、本発明に係る振り子スライダ式ポンプの場合、振り子はもはや外側ロータに関節式に取り付けられているのではなく、むしろ内側ロータに関節式に取り付けられているとともに、対応する振り子ガイド内で外側ロータの半径方向に案内されるという点において、同時に、個々の振り子の配置を逆転させるという一般概念にも基づいている。加えて、振り子スライダ式ポンプは、例えばチェーン駆動またはベルト駆動によって、もはや機械的に駆動されるのではなく、外側ロータによってむしろ電動的に駆動される。そのために、外側ロータでは、磁石（特に永久磁石）が適切な凹部に配置される一方、外側ロータの外側には、電磁石を有する固定子が配置される。磁石および電磁石は、振り子スライダ式ポンプを駆動するための電動駆動機の構成要素を形成する。それと同時に、外側ロータを、磁石を収容するための凹部がモールド形成される一部分として構成することができる。これによって、コンパクトな設計であり、費用効率が高く且つ外力源から独立している振り子スライダ式ポンプ駆動が可能になる。

本発明に係る振り子スライダ式ポンプは、例えば、内燃機関に潤滑油を供給するのに、特にオイルを供給するのに役立つとともに、上記振り子によって外側ロータに接続される、回転自在に設けられた内側ロータを備えている。振り子が、外側ロータに関節式に取り付けられているとともに、内側ロータ内で半径方向に案内される、既に従来技術で知られている振り子スライダ式ポンプと対照的に、本発明に係る振り子スライダ式ポンプの内側ロータは、大幅に小さく形成することができるとともに、それ故に大幅にコンパクトに設計することができ、それによって、低く評価すべきでない梱包の利点が得られる。本発明に係る振り子スライダ式ポンプの作動原理は、既知の振り子スライダ式ポンプとは異ならない。本発明に係る振り子スライダ式ポンプの大きな利点は、特に、材料に対する高い要求および内側ロータにおける設置スペースを排除する点、並びに、外側ロータの複雑さを減少させる点にある。なぜなら、現在１８０℃を超える振り子ラッピング材が内側ロータに配置されているからである。加えて、外側ロータの全く異なる構造に起因して、全く異なる材料から及び異なる製造方法によっても、同じ外側ロータを製造することが可能となる。例えば、磁石のための適切な凹部を有する、簡単に形成された、板金部品または打抜き品または焼結部品または鋳造品を用いることができる。同様に、内側ロータを、上記の方法によって製造することができる。このことは、振り子スライダにも当てはまる。

本発明による解決法の更なる有利な実施形態では、振り子スライダ、内側ロータおよび外側ロータが、第１圧力段のチャンバーを形成する一方、振り子および外側ロータが、振り子スライダ式ポンプの第２圧力段のチャンバーを形成する。第１圧力段は、低圧段として構成されることが可能である一方、第２圧力段は、高圧段としての役割を果たすことが可能である。少なくとも２つの異なる圧力レベルを与え又は発生させることによって、例えば、圧縮されたポンプ媒質を高圧段ではギヤの切り替えに用いることができる一方、低圧段を冷却及び／又は潤滑のためだけに用いるといった具合に、同じ振り子スライダ式ポンプを用いて、種々の使用を実行することができる。

本発明のさらなる重要な特徴および優位性は、下位請求項、図面、及び、図面に基づく形態の関連した説明の中に見出すことができる。

上述の特徴および未だ説明されていない以下の特徴を、個別に言及される組み合わせにおいてのみならず、他の組合せ又は単体においても、本発明の文脈から逸脱することなく、用いることができることが理解されるであろう。

本発明の好ましい代表的な実施形態は、同一の、又は類似の、又は機能的に同一の構成要素を表す同一の参照番号を用いて、図面で説明されるとともに、下記の記述においてさらに詳細に説明される。

本発明によれば、一般的なタイプの振り子スライダ式ポンプとは異なる駆動コンセプトによって特徴付けられる、改善された又は少なくとも代替的な振り子スライダ式ポンプを提供することができる。

第１実施形態における、本発明に係る振り子スライダ式ポンプの概略断面図である。 第２実施形態であることを別にすれば、図１と同様の図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本発明に係る振り子スライダ式ポンプ１は、振り子３によって外側ロータ４に接続される、回転自在に設けられた内側ロータ２を備えている。本発明によれば、振り子３は、内側ロータ２に関節式に取り付けられているとともに、外側ロータ４内で半径方向に案内されるようになっている。振り子３は、振り子ヘッド６および振り子基部１４で構成され、振り子ヘッド６は内側ロータ２に回動自在に取り付けられるとともに、振り子基部１４は移動可能（特に半径方向に変位可能）となるように、外側ロータ４の振り子ガイド５に取り付けられる。ここでは、振り子３は、典型的な対称に形成されている。

振り子スライダ式ポンプ１は、例えば、潤滑剤（好ましくは潤滑油）を不図示の内燃機関に供給するために用いることができる。或いは、振り子スライダ式ポンプ１は、例えば冷却剤、冷媒および水といった他の液体を供給するためにも用いることができる。振り子スライダ式ポンプ１の使用は、あらゆる種類の自動車エンジンまたは定置エンジン及びそれらの流体循環システムに限定されない。

外側スライダー１５は、内側ロータ２に対する外側ロータ４の偏心度を調整するために用いることができる。外側ロータ４は、外側スライダー１５に回転自在に取り付けられている。外側ロータ４による駆動が実行されると、内側ロータ２が(回転自在に)シャフト１６に取り付けられる。或いは、シャフト１６により内側ロータ２を動かすことによっても、偏心度の調整を達成することができる。ここに示す振り子スライダ式ポンプ１の場合、内側ロータ２をその位置に調整することは易しいので、内側ロータ２を動かすことによっても、偏心度の調整を達成することができるのは好ましい。

本発明に係る振り子スライダ式ポンプ１の場合、半径方向のガイドを排除することによって、内側ロータ２を大幅にコンパクトに且つより簡単に設計することができる。振り子３を半径方向に案内するために設けられた振り子ガイド５は、外側ロータ４に設けられるため、本発明に係る外側ロータ４は、既知の外側ロータ４よりも半径方向に長く伸びている。しかしながら、内側ロータ２の大幅にコンパクトなデザインにより達成される、特により高い送出量をも可能とする設置スペースに関する長所は、外側ロータ４が半径方向に長く伸びる短所に未だ優越している。ここに示すバージョンでは、振り子スライダ式ポンプ１は、ドライブシャフトによっては駆動されないが、電動機によって内部的に駆動される。ポンプは外見上電動機の一部を形成し、または逆に、電動機は振り子スライダ式ポンプ１の一部をなす。それ故に、振り子スライダ式ポンプ１は外側ロータ４によって電動的に駆動されることから、磁石１１が外側ロータ４の適切な凹部１０に配置されるとともに、電磁石１３（例えばコイルを有する固定子１２）が、外側ロータ４の外側に配置される。磁石１１および電磁石１３は、振り子スライダ式ポンプ１を駆動するための電動駆動機の構成要素をなす。この電動駆動機によって、本発明に係る振り子スライダ式ポンプ１は、例えばチェーン駆動またはベルト駆動による、これまでの機械駆動から独立している。この場合は、内側ロータ２がシャフト１６に回転自在に取り付けられるとともに、外部駆動は必要ない。勿論、振り子スライダ式ポンプ１の外部駆動もシャフト１６によって実行することが可能であり、この場合は、内側ロータ２は、回転自在に固定されるようにシャフト１６に接続される。

図に示されている文字Ｓ及びＮは、この位置に配置されるとともに、勿論それぞれ常にＮ極およびＳ極を有している、シンボルとして永久磁石を表している。これは、それらの好ましい交互配列を説明しているに過ぎない。

本発明に係る振り子スライダ式ポンプ１の場合、個々の振り子３の振り子ヘッド６を取り付けるために、これまで外側ロータ４に設けられていた振り子ヘッド受けは、もう必要ないことから、外側ロータ４を通常、費用効率が高い板金部品として構成することができる。さらに、円周方向における個々の振り子ガイド５の間で、磁石１１を適切な凹部１０に備え付けることができ、それによって、外側ロータ４の電動が可能となる。図１及び図２を見れば、各場合で示される振り子スライダ式ポンプ１が、任意の数の（好ましくは偶数の）複数の振り子スライダ３を有していることが分かる。図２によれば、各振り子３がさらに、外側ロータ４における放射状振り子ガイド５内で案内される対応するピストン７に関節式に接続されている、振り子スライダ式ポンプ１が示されている。図１に係る振り子スライダ式ポンプ１では、かかるピストン７は、比喩的に言えば、振り子３と一体に形成されている。

振り子３、内側ロータ２および外側ロータ４が第１圧力段のチャンバー８を形成するとともに、振り子３および外側ロータ４が第２圧力段のチャンバー９を形成する、２つの異なる圧力レベルを発生させるためにも、本発明に係る振り子スライダ式ポンプ１を用いることができる。第１圧力段は、例えば、低圧段として構成されることが可能である一方、第２圧力段は、高圧段として用いられる。それ故に、チャンバー８内とチャンバー９内とが異なる圧力レベルとなり、特に、チャンバー８内よりもチャンバー９内の方がより高い圧力レベルとなる。勿論、例えば前段階という意味で、低圧段を高圧段に連続して繋げることも可能である。本発明に係る振り子スライダ式ポンプ１の送出量を制御するために、調整を通じて、外側ロータ４に対する内側ロータ２の偏心度を変更するとともに、その結果送出量を制御する、不図示の調整可能なスライダ１５に、内側ロータ２および外側ロータ４を収容することができる。

本発明に係る振り子スライダ式ポンプ１の場合、特に外側ロータ４のための種々の材料及び／又は製造方法を用いることが実現可能であり、これにより、上記外側ロータを、磁石１１のための適切な凹部１０を備えた、例えば費用効率が高い板金部品、打抜き品、焼結部品または鋳造品として製造することができる。外側ロータ４に放射状振り子ガイド５を設けることによって、これまでは外側ロータ４に必要なものであった振り子ヘッド受けは、もはや必要ではなく、それによって外側ロータ４の複雑さを大幅に減少させることができる。本発明に係る振り子スライダ式ポンプ１の場合、例えば焼結部品として構成される内側ロータ２によって、振り子ヘッド受けを費用効率が高い方法で設けることができる。

以上説明したように、本発明は、振り子によって外側ロータに接続される、回転自在に設けられた内側ロータを備える振り子スライダ式ポンプ等について有用である。

１ 振り子スライダ式ポンプ
２ 内側ロータ
３ 振り子
４ 外側ロータ
５ 振り子ガイド
７ ピストン
８ 第１圧力段のチャンバー
９ 第２圧力段のチャンバー
１０ 凹部
１１ 磁石
１２ 固定子
１３ 電磁石
１５ スライダ

Claims (7)

1. 振り子(3)によって外側ロータ(4)に接続される、回転自在に設けられた内側ロータ(2)を備える振り子スライダ式ポンプ(1)であって、
   上記振り子(3)は、上記内側ロータ(2)に関節式に取り付けられているとともに、上記外側ロータ(4)内で半径方向に案内され、
   上記振り子スライダ式ポンプ(1)は、上記外側ロータ(4)によって電動的に駆動され、
   上記外側ロータ(4)では、磁石(11)が適切な凹部(10)に配置され、
   上記外側ロータ(4)の外側には、電磁石(13)を有する固定子(12)が配置され、
   上記磁石(11)および上記電磁石(13)が、上記振り子スライダ式ポンプ(1)を駆動するための電動駆動機の構成要素であり、
   各振り子(3)は、上記外側ロータ(4)における放射状振り子ガイド(5)内で案内される対応するピストン(7)に、関節式に接続されており、
   上記凹部(10)は、円周方向において上記放射状振り子ガイド(5)の各々の間に設けられていることを特徴とする振り子スライダ式ポンプ。
2. 請求項１記載の振り子スライダ式ポンプにおいて、
   上記振り子(3)、上記内側ロータ(2)および上記外側ロータ(4)は、振り子スライダ式ポンプ(1)の第１圧力段のチャンバー(8)を形成し、且つ、上記振り子(3)および上記外側ロータ(4)は、振り子スライダ式ポンプ(1)の第２圧力段のチャンバー(9)を形成することを特徴とする振り子スライダ式ポンプ。
3. 請求項２記載の振り子スライダ式ポンプにおいて、
   上記第１圧力段は低圧段として構成され、且つ、上記第２圧力段は高圧段として構成されることを特徴とする振り子スライダ式ポンプ。
4. 請求項３記載の振り子スライダ式ポンプにおいて、
   上記低圧段は、上記高圧段と連続して繋がれていることを特徴とする振り子スライダ式ポンプ。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の振り子スライダ式ポンプにおいて、
   上記内側ロータ(2)および上記外側ロータ(4)は、それによって上記振り子スライダ式ポンプ(1)の送出量を制御することができる、調整可能なスライダ(15)に収容されていることを特徴とする振り子スライダ式ポンプ。
6. 請求項２〜５のいずれか１つに記載の振り子スライダ式ポンプにおいて、
   第１および第２チャンバー(8,9)には、異なる又は同じポンプ媒質が供給されていることを特徴とする振り子スライダ式ポンプ。
7. 内燃機関またはハイブリッド駆動装置または電気駆動装置を備える自動車における請求項１〜６のいずれか１つに記載の振り子スライダ式ポンプ(1)の使用。

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