JPS60216081A - 回転ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、第１の駆動源が回転力を伝達する前に第２の
駆動源によって予めポンプを始動させる回転ポンプに関
するもので、例えば自動車用の油圧ポンプ、燃料ポンプ
等に用いて有効である。

（従来技術） 従来の回転ポンプは、エンジンあるいはモータ等の１つ
の駆動源から回転力を受けてポンプ部を作動するもので
ある。そのため、エンジンを駆動源として用いる場合は
エンジンが始動開始する前には、回転ポンプを作動させ
ることができないという問題がある。また、駆動源とし
てモータを用いる場合は、常にモータを駆動させる必要
があるため、′そのモー、夕の消費するエネルギーは大
きいものになると同時にモータ自体が大型のものになる
という問題がある。

（発明の目的） 本発明は上記の点に鑑みてなされるものであり、その目
的は第１の駆動源の駆動力もしくは第２の駆動源の駆動
力が選択的に伝達されてポンプ部を作動する回転ポンプ
を提供することにある。

そこで、ポンプ部のロータと一体に回転するポンプシャ
フトと、第１の駆動源からの駆動力を受けて回転する第
１のシャフトとの間に軸継手として第１の一方クラッチ
を設け、且つ第２駆動源の回転力を受ける第２のシャフ
トと前記ポンプシャフトの間に第２の一方クラッチを設
け、第１の駆動源の駆動力もしくは第２の駆動源の駆動
力を選択的にポンプ部へ伝達するものである。

（実施例） 次に本発明の一実施例を第１図乃至第３図に基づいて説
明する。

第１図は、本発明の回転ポンプの縦断面図、第２図は第
１図のｎ−ｎ線に沿う断面図、第３図は第り図の■−■
線に沿う断面図である。

図中１はドライブシャフトであり、ベアリング３．３′
によってフロントハウジング２に回転自在に軸支される
。ドライブシャツｌ−１は、図示しないエンジン等の外
部の第１の駆動源より駆動力を受けて回転する。このド
ライブシャフト１の右端には、後述する２つの第１．第
２の一方クラッチ５０が軸継手として設けられている。

２つの一方クラッチ５０によって選択的に回転力が伝達
されるクラッチシャフト５１の右端には、爪５１ａが形
成されている。そして、この爪５１ａは後述するポンプ
部１０ｏのポンプシャフトｌｏ１の凹部１０１ａに係合
し、回転力をポンプ部１００へ伝達する。

次にまず第１の一方クラッチについて詳しく説明する。

第１の一方クラッチは、シャフト１の円柱部１ａ、多数
の第１０−ラ５２、多数の第２０−ラ５３、バネ５４及
びカップ５５、クラッチシャフト５１から構成されてい
る。

シャフトｌの円柱部１ａの外周面は円筒状で、この外周
には多数の第１０−ラ５２、多数の第２０−ラがそれぞ
れ軸平行となるように配設され、両者はシャフト１の外
周面に当接している。第１０−ラ５２の外周は、カップ
５５の内周面の両端側に形成された円筒状の内面に当接
している。この第１０−ラ５２ば、クラッチシャフト５
１の軸心とシャフト１の軸心とを一致させるためのロー
ラベアリングの役割をしている。また第２０−ラ５３は
第２図に示すように、カップ５５の内周面の中央部分に
形成された凹凸形状の溝５６に当接している。この溝５
６は、斜面部５６ａが形成されており、斜面部５６ａは
溝深さが漸次浅くなるようになっている。すなわち、第
２０−ラ５３は、前記円柱部１ａの外周と前記溝５６と
によって形成される空間内に配設されており、同時にバ
ネ５４によって溝深さが漸次浅くなる方向に押圧されて
いる。

次に、第２の駆動源たとえばモータ６０からポンプシャ
フト１０１に回転力を伝達する構成及び第２の一方クラ
ッチについて説明する。

第２図に示すように、モータ６０はフロントハウジング
２と一体に固定されている。このモータ６０からの回転
力は、モータシャフト６１、リング５７、複数の第３０
−ラ５８、バネ５９、カップ５５及びクラッチシャフト
５１から構成される伝達手段及び第２の一方クラッチに
よって１、ポンプシャフト１０１に伝達される。

さらに詳しく説明すると、モータ６０の回転に供なって
回転するモータシャフト６１には、ウオーム６２が一体
に設けられている。このウオーム６２と噛合って回転す
るへりカルギア５７ａが、リング５７の外周面に形成さ
れている。すなわち、モータシャフト６１の回転は、ウ
オーム６２とリング５７とから成る減速機構によって減
速されてリング５７に伝達される。このとき、モータ６
０からの回転力は、増加されてリング５７に伝達される
。

また、第２の一方クラッチについて説明する。

リング５７の内周面には前述のｉ５６と同様の溝５６′
が形成されており、ここに第３０−ラ５８が当接する。

第３０−ラ５８の内側には、円筒状の外周面を有する前
述のカップ５５が設けられており、第３０−ラ５Ｂはこ
のカップ５５の外周面と当接している。したがって第３
０−ラ５８は、カップ５５の外周面と溝５６′とによっ
て形成される空間内に配設されており、それと同時にバ
ネ５９によって溝深さが漸次浅くなる方向に押圧されて
いる。この場合、第２０−ラ５３及び第３０−ラ５８が
押圧される円周上の方向は、互いに逆向きとなっている
。また、リング５７、カップ５５はドライブシャフトｌ
に対して同心円上に設けられている。

次にポンプ部１００について説明する。ポンプ部１００
は、フロントハウジング２と一体になっているリアハウ
ジング４内にある。１０１は、ポンプロータ１０４に回
転力を伝達するポンプシャフトである。ロータ１０４は
リアハウジング４内に設けられ、リアハウジング４と一
体形成されたビントル１０６を軸として回転する。ロー
タ１０４には、７本のピストン１０７が放射状に、且つ
摺動可能に嵌装されている。このピストン１０７はスプ
リング１０８よってそれぞれ外方へ付勢されており、そ
れぞれのピストン１０７の頭部はシュー１０９を介して
カムリング１１０に当接している。またカムリング１１
０は、多数のローラ１１１を介して、リアハウジング４
内に設けられた軌道円筒面１１２内に回転可能な状態に
嵌装されている。

ここでビントル１０６の軸芯Ｏと軌道円筒面１１２の軸
芯０′は、一致せず偏心量ｅだけ偏心しているため、軌
道円筒面１１２内でロータ１０４が回転するとき、ロー
タ１０４内に嵌装された複数のピストン１０７はそれぞ
れロータ１０４の一回転中に偏心量の２倍だけ往復運動
する。つまりロータ１０４とピストン１０７によって形
成される空間Ｒは容積変動を繰り返す。

次に第３図において、ロータ１０４が左回転する場合に
は、上半周においてピストン１０７はロータ１０４から
外方に向かって移動し、上半周では内方向に向かって移
動する。この動作により、ビントル１０６に匿けられた
ポート１１３から流体を空間Ｒ内に吸入し、ポート１１
４から流体を吐き出す作用がなされる。即ち、フロント
ハウジング２に設けられた吸入口１１５から入った流体
は空間１１６、連通穴１１７、ポート１１３へと流入し
、ポート１１４から吐出口１１８へと押出され、ポンプ
としての機能を果たすものである。

上述の構成に基づいてその作動を説明する。

ドライブシャフト１は図示しないエンジン等外部の第１
の駆動源により回転駆動される。本実施例では、第１図
を右側より見た場合、すなわち第２図、第３図において
反時計方向すなわち左回転するものとする。以下回転方
向の記述は上記に統一する。

まず、第１の一方クラッチについて説明する。

ドライブシャフト１の円柱部１ａの回転速度がカップ５
５の回転速度よりも高速の場合は、多数の第２０−ラ５
３は溝５６内を転勤して、溝５６の溝深さが浅い方向す
なわち斜面部５６ａへと移動し、斜面部５６ａと円柱部
１ａとのすきまに食い込む。さらに第２０−ラ５３が強
（食い込むとそれ以上転勤不可能となり、その圧接力に
よりドライブシャフト１１第２０−ラ５３、カップ５５
は一体となり回転を開始する。

また、ドライブシャフト１の円柱部１ａの回転速度がカ
ップ５５の回転速度より低速の場合は、第２０−ラ５３
は溝５６の斜面部５６ｂとは離れる方向へ転動しようと
するため、斜面部５６ａと円柱部１ａとのすきまに食い
込むことはない。従って、第２０−ラ５３は、ドライブ
シャフト１及びカップ５５に強く圧接することはないた
めに、ドライブシャフトｌの回転力はカップ５５に伝達
されない。また、カップ５５は第１０−ラ５２によりシ
ャフト１の影響を受けることなく回転が可能である。

以上を整理して述べると、ドライブシャフト１の回転速
度がカップ５５０回転速度より高速の場合は、第１の一
方クラッチの作用によってカップ５５へ左回転力が伝達
されるが、逆の場合は、ドライブシャフトｌの回転力は
カップ５５に伝達されず、カップ５５は自由に回転でき
る。

次に、モータ６０が回転駆動されると、ウオーム及びヘ
リカルギア５７ａの噛合いにより、リング５７は左回転
する。ここで、カップ５５の回転速度よりもリング５７
の回転速度の方が高速の場合は、第３０−ラ５８は溝５
６′内を溝深さの浅い方向すなわちすきまの狭い方向へ
転動し、力・ノブ５５とリング５７との間に食い込む。

さらに第３０−ラ５８がカップ５５とリング５７との間
のすきまへ強く食い込むと、前述と同様に、第２の一方
クラッチであるリング５７．第３０−ラ５８カツプ５５
は一体となりリング５７０回転力がカップ５５に伝達さ
れる。カップ５５の回転速度よりもリング５７の回転速
度の方が低速の場合は、前述と同様リング５７の回転力
はカップ５５に伝達されない。

したがって、カップ５５は第１．第２の一方クラッチの
作用によってドライブシャフトｌまたはリング５７のい
ずれかのうち、より高速回転する方の左回転駆動力を、
選択的に伝達されるものである。そして、カップ５５は
クラッチシャフト５１を介して、ポンプ部１００のポン
プシャフト１０１に回転力を伝達する。

また、ドライブシャフト１及びリング５７は互いにそれ
ぞれの回転状態の影響を受けないものである。

以上の作用により、ポンプ部１００は、第２の駆動源た
とえばモータ６０の回転力、または図示しないエンジン
等外部の第１の駆動源によって回転するドライブシャフ
ト１の回転力、いずれかの回転力を受けてポンプ作動を
することができる。

また、カップ５５及びクラッチシャフト５１とボンプシ
ャフｌ−１０１とは一体に回転するもので、ポンプシャ
フト部とみなすことができる。尚、上述の実施例におい
ては、第１の駆動源としてエンジンを、第２の駆動源と
してモータを用いたが、他のものであってもよい。

次に他の実施例について説明する。

前述の第１実施例において、第１．第２の一方クラッチ
５０の構造は、外周部に設けられたリング５７または中
心部に設けられたドライブシャフト１を入力部材とし、
前記両者の中間部に設けられたカップ５５を出力部材と
して、それぞれ同心円上に配設したものであったが、第
４図に示すように並列に設けることも可能である。

ドライブシャフト２００の右端に形成された円板部２０
０ａは、前述第１の一方クラッチの円柱部１ａに相当す
る１つの入力部材であり、リング２５７は前述第２の一
方クラッチのリング５７に相当する入力部材である。ま
た、ポンプシャフト２５０は、前述のクラッチシャフト
５１、シャフト１０１に相当する出力部材である。また
、２５２．２５３，２５８はそれぞれ前述の第１０−ラ
５２、第２０−ラ５３．第３０−ラ５８に相当するロー
ラである。この場合は、ローラ２５３，２５８がバネに
よって押圧される方向は、円周上において同じ方向であ
る。尚、その他の構成及び作動については、前述の第１
実施例と同様であるので説明は省略する。

尚、上述の実施例においては、ポンプ部１００はラジア
ルピストンポンプであったが、ベーン型ポンプ、スクロ
ール型ポンプ等の回転ポンプであってもよい。また、一
方クラッチは上述の実施例に限定されることなく他のも
のでもよい。

（発明の効果） 本発明は、上述の構成としたことから、第１の駆動源の
駆動力もしくは第２の駆動源の駆動力を選択的に伝達す
ることによって、ポンプ部を作動する回転ポンプを提供
することができるという優れた効果がある。また、第１
の駆動源、第２の駆動源のどちらの駆動力も完全にポン
プ部に伝達される。

また、エンジン等の第１の駆動源が駆動される前にモー
タ等の第２の駆動源を駆動させて予め回転ポンプを作動
させることができる。さらに、第１駆動源が停止した場
合は、第２の駆動源によって駆動力を補って、回転ポン
プを作動させる構成も可能である。

さらに本発明の効果は、第５図に示すような特に高圧で
また蓄圧器などを有する燃料系を備えたエンジンの燃料
供給システムに利用する場合などに最大限に発揮される
。

ここで、その構成を節？１′（に説明する。

図中Ｅは、第１の駆動源であるエンジンで、Ｐば本発明
の回転ポンプ、Ｔはポンプへ供給する燃料を入れる燃料
タンクを示し、両者はベルトによって連結されている。

５０１はエンジンＥの回転数を検出する検出器であり、
例えば発電機の電圧検出端子（チャージランプ回路）な
どの信号を利用するものである。５０２は回転ポンプＰ
に取付けられた第２の駆動源のモータへの通電を制御す
るモータ制御装置で、例えば図示しないエンジンキース
イッチの投入によりモータへの通電を開始し、検出器５
０１等の信号を受けてモータへの通電を停止する。

５０３はポンプＰより加圧された燃料の圧力を蓄圧する
蓄圧器、５０４は燃料噴射弁で、それぞれに蓄圧器５０
３より燃料が供給される。５０５は燃料噴射弁５０４の
開弁時間を制御する燃料噴射弁制御装置であり、エンジ
ンＥの負荷、回転数を基本パラメータとして開弁時間を
計算し、その信号を燃料噴射弁５０４に与える。

次にその効果について説明する。

まず第１にエンジンＥの始動前に、モータの駆動により
予め回転ポンプを作動させて燃料噴射に必要な圧力に燃
料を予圧することができるため、エンジンＥの始動時間
を大幅な短縮が可能となる。

第２にエンジンＥの始動後は、ポンプＰは自動的にエン
ジンＥからの回転力が駆動されるらに切替るため、ポン
プＰに取付けられたモータの駆動を停止することができ
るので、省エネルギの観点から見て極めて効果がある。

第３に、前述モータの駆動時間は短時間でよいため、連
続運転用のモータよりもはるかに小型化にすることがで
きる。例えば最大４００　ｃｃ／ｍ　ｉ　ｎ、２００　
ｋｇ／ｃｎ！をカバーするのに必要な連続定格モータは
概略数ｋｇの重量となるのに対し、予圧のみに短時間利
用するモータは数百ｇ程度で充分設計可能である。第４
に予圧装置を別途設ける場合に比べてシステムの大幅な
単純化が可能である。

また、第２駆動源であるモータへの通電停止時期は蓄圧
器の圧力を検出し、所定以上の圧力に達した時としても
よい。さらにその時期は第１駆動源であるエンジンが駆
動し、その駆動力がポンプに伝達された時、すなわち第
２駆動源が無負荷の状態となった時であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は体
１図のｎ−ｎ線に沿う断面図、第３図は第１図のＩ−Ｉ
ＩＩ線に沿う断面図、第４図は他の実施例を示す縦断面
図、第５図は本発明を利用したシステムを示す概略図で
ある。 １・・・ドライブシャフト、５７・・・リング、１００
・・・ポンプ部、１０１・・・ポンプシャフト、ｌａ、
５３．５５・・・第１の一方クラッチをなす円柱部、第
１０−ラカソプ、５５，５７．５８・・・第２の一方ク
ラッチをなすカップ、リング、第２０−ラ、２００ａ、
２５０．２５３・・・第１の一方クラッチをなす円板部
、ボンプシャト、ローラ、２５０，２５７．２５８・・
・第２の一方りラソ゛チをなすポンプシャフト、リング
、ローラ。 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロータの回転によって容積変動を繰り返し作動流体を吸
   入、吐出するポンプ部と、ロータと一体に回転するポン
   プシャフトと、このポンプシャフトと平行で、且つ第１
   の駆動源から駆動力を受けて回転する第１のシャフトと
   、その第１のシャフトの回転を前記ポンプシャフトに伝
   達する経路の途中に設けられ、且つ前記第１のシャフト
   の回転速度が前記ポンプシャフトの回転速度より高速の
   とき前記第１のシャフトの回転を前記ポンプシャフトに
   伝達する第１の一方クラッチと、第２の駆動源からの駆
   動力を受けて回転する第２のシャフトと、その第２のシ
   ャフトの回転を前記ポンプシャフトに伝達する経路の速
   量に設けられ、且つ前記第２のシャフトの回転速度が前
   記ポンプシャフトの回転速度より高速のとき前記第２の
   シャフトの回転を前記ポンプシャ、フトに伝達する第２
   の一方クラッチとを備え、第１の駆動源の駆動力もしく
   は第２の駆動源の駆動力を前記ポンプシャフトに伝達す
   ることを特徴とする回転ポンプ。