JPS63235680A

JPS63235680A - 可変出力型オイルポンプ

Info

Publication number: JPS63235680A
Application number: JP63060187A
Authority: JP
Inventors: ロビン　エドワード　チヤイルド
Original assignee: Concentric Pumps Ltd
Current assignee: Concentric Pumps Ltd
Priority date: 1987-03-20
Filing date: 1988-03-14
Publication date: 1988-09-30
Anticipated expiration: 2015-03-06
Also published as: GB2204096A; KR960003387B1; EP0284226A3; KR880011520A; DE3866908D1; GR3003770T3; BR8801256A; EP0284226A2; EP0284226B1; ES2028270T3; ATE70599T1; GB8805624D0; GB2204096B; GB8706630D0; JP3015914B2; US4887956A

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）本発明はヨーロッパ特許出願第０１７４７３４号等に記
載された種類の可変出力形オイルポンプに関するもので
ある。この種のポンプにおいては、。個のローブを有す
る単一のおすローブ付き回転子が、ｎ＋ｘ個（通常ｘ＝
１であるが、それに限ることはない）のローブを有する
並設された一組のめすローブ付ぎ環の間を通って延び、
かつこれらとかみ合い、各々の環は別個の偏心輪に回転
可能に支持され、かつ外歯車を有し、また各偏心輪はポ
ンプ本体に回転可能に支持されている。２個の歯車は、
環が整列した時の一致位置から、反対側の、全体的に鏡
面対称の非整列位置まで移動するように、反対方向に回
転させられる。この運動は、ポンプにおける固定した吸
込み口と吐出し口との関連においてなされ、その効果は
、ローブの間に形成されるボンピングチャンバの容積が
最大から最小に変わることである。従って、そうした移
動は、ポンプの出力を最大から最小に変え、あるいはま
たその逆にする。しかしながら実際の出力は（少なくと
も近似的に）回転速度にも比例する。

その意図は、２つの極値の間の可変出力を与えることで
あるが、それが必要とされるのは、流体の必要な送り量
、例えば内燃機関の潤滑油の必要な送り量は、ポンプが
例えばギヤを介してエンジンにより駆動されている場合
、ポンプ速度に比例しないからである。

本発明の目的は、出力が効果的に自動調整される種類の
改良ポンプを提供することである。

ポンプの駆動に使用する動力は、ある程度まで出力に比
例する。従って、不経済な程度に高い出力を回避するこ
とが望まれる。

（発明の概要）本発明に従えば、上述の種類のポンプは、前記ギヤを反
対方向に駆動させるべく、直接的もしくは間接的に得ら
れた圧力を使用する油圧システムを具備することを特徴
とする。

圧力としては、ポンプ吐出し口の実際の圧力を使用する
。すなわち、前記ギヤを駆動すべく、吐出し口をピスト
ンに接続する。あるいは、例えばエンジンの潤滑油の主
回路における油圧を使用する。

（実施例）以下、図面を参照して説明すると、特に第１図および第
２図において、部材１０はポンプのケーシングを構成し
、これは偏心輪１２を収容しており、この偏心輪は、内
側に歯を設けた環１４を受容し、この環は回転子１６を
包囲する。図に示す回転子１６は５個の歯を有し、環１
４は６個の歯を有する。しかしながら、これ以外の形態
も可能である。回転子はシャフト１８により駆動される
。

回転子１６は単一の構成要素であるが、環１４は軸線方
向に端部を合わせて位置させられた一組の構成要素であ
り、各項は対応する偏心輪内に位置させられる。

第２図から最も良く分かるように、各々の偏心輪は真っ
直ぐにカットしたスパーピニオン２０．２２を具備し、
２つのピニオンの間には、２つのころ軸受保持器２４が
延びており、７わ＾Ｌ＋軸誇嘴白ｒ醜飢ル春り娃で３正
γメた２釦のこる２６．２８を有し、保持器は反転を可
能にすべく別々にされている。この針状ころ軸受は、２
つの偏心輪１２とケーシング１０の間において機能する
。

針状ころとピニオンの位置は、第１図の参照番号２０／
２４により、概略的に示される。

駆動要素の配置は、第２図から最も良く理解される。駆
動シャフト２７は真っ直ぐにカットしたピニオン２９に
刺し通され、このピニオン２９はピニオン２２とかみ合
う。このシャフトはまた、図中の位置３０において、も
う１つのそうしたピニオン３２にキー着され、このピニ
オン３２はピニオン３４とかみ合うが、このピニオン３
４はシャフト３６に回転可能に支承され、かつピニオン
２０とかみ合う。理解されるように、シャフト２７が回
転すると、ピニオン２９と３４は反対方向に回転し、ピ
ニオン２０と２２、ならびに２つの偏心輪１２について
も同じことが言える。

シャフト２７を例えば偏心度が最大となる位置に戻すた
めに、時計ばね３８もしくはその他のねじりコイルばね
が用意され、シャフトに結合されていてもよい。

シャフト２７の駆動力を与えるために、ピニオン２９は
、ラック４０と更にかみ合っている。前記ラックはピス
トン棒４２（第３図）に固着され、このピストン棒はま
た、主駆動シリンダ４６内に位置させられ、この主駆動
シリンダはつる巻き圧縮ばね４８を有し、このばね４８
はピストンに取りつけられ、成る種の状況下において、
ピストンの戻りストロークの一部を与える効果を有する
。

主シリンダ４６に平行して制御内腔部５０が設けられ、
両者は１つの通路システムにより互いに接続されるが、
これについては第５図ないし第８図を参照して更に述べ
る。

制御内腔部５０内にはスプール６０が位置させられ、こ
のスプール６０は軸線方向に間隔をとった一組のくびれ
部６２．６４と、貫通孔６６と、横方向の孔６８とを有
する。制御内腔部は、第３図の吐出しロア０と（この例
の場合）連通する、軸線方向に延びた通路７２により、
ポンプ吐出し圧の下におかれる。

先に述べたように、この制御内腔部は、エンジンの潤滑
油回路等の、別の圧力源と連通させられていてもよい。

諸部分が第３図の位置にある時には、吐出し圧は、スプ
ール６０の端面における半径方向に延びた流路７４（第
８図）により、スプールの完全断面領域を介して連通さ
せられる。第３図の位置において、吐出し圧は、軸線方
向の貫通孔６６を経、かつ制御内腔部より開いたボート
７６の１つを介して、くびれ部６４と連通させられ、こ
のボートは、第４図および第５図に示す交差通路７８を
介して、主シリンダの前面と連通し、ピストン４４に作
用してこれを各図中の右方向に動かし、こうして、先に
説明した目的で、ラックを同じ方向に動かして偏心輪を
駆動する。

ピストンの右方向への穆勅が可能になるのは、液体がピ
ストンの背後の空間から出て、もう１つの傾斜した通路
８０（第５図）を通り、制御内腔部に対して開いたもう
１つの通路８２を経、次いでもう１つの通路８４を通っ
て、エンジンの油だめ等に排出されるからである。通路
８２および８４は、この時点においていずれも、制御ス
プールの背後の領域に対して露出している。すなわち、
スプールはこの時点において、第３図に示すのと同じ位
置にある。この時、主ピストンは最も右側の位置（第７
図）へ向けて動き、これはポンプの出力最大モードに対
応する。

ポンプ吐出し圧が増大し、従って制御スプールに作用し
てこれを右へ動かす力が制御ばね９０によって与えられ
る圧力とつり合い、これを越えると、スプールは、その
全直径部分９２．９４が第７図に示すようにボート７６
゜８２を閉じるまで変位する。スプールが更に右へ、第
８図の位置へ向けて動くと、先ずボート８２が部分的に
開かれ、吐出し口からの流れが通路８０（第５図）を経
て主ピストンの背後の空間９８へ流れることが可能にな
り、ピストンの運動が逆転させられる。ピストンが逆方
向に移動する間、通路７８および７６は、ピストン前方
のシリンダ４６からの排油を通す。理解されるように、
主ピストンのこの逆向きの動きにより、偏心輪は逆転さ
せられ、ポンプ出力が減少し、また圧力の低下により、
制御ピストンはばね９０等により復帰させられる。

ピストンに作用する主スプリング４８は、それを収容す
るシリンダよりも短い。従って、このスプリングはピス
トンの行程の一部にわたっては効果がないが、ピストン
が第６図に示すように最も左の位置にある時は有効であ
る。このことにより、ポンプが初めて設置された時もし
くは始動時において、時計ばねが余り効果的でないかも
しくは使用されない時などに、オイルポンプが出力最小
位置にはならないような位置に装置全体があるというこ
とが保証される。

次に第９図について説明すると、この配置は全体的に第
１図ないし第８図、特に第３図に類似しており、ピスト
ン１０２を含む主シリンダ１００はラック１０４に取り
つけられている。

第９図はラックを末端位置において示し、この位置では
、回転子は、例えば始動時の場合のように、最大出力に
合わせである。ばね１０６は軽量圧縮ばねであって、ピ
ストンと末端当接部１０８の間に延びており、該当接部
１０８は、ブツシュ１１２内を摺動可能なドライブビン
１１０に固定されている。

平行した制御内腔部において、スプール１１４は第１図
ないし第８図のスプールに類似しているが、突出端１１
６がポンプ本体よりドライブビン１１０と平行に突出し
ている点が異なる。第３の平行ビン１２０が設けられ、
これは１２２において、てこ１２４の支点を与え、該て
こは両方のビンに当接する。ポンプが運転していない時
にスプールを図示の位置まで戻すべく、軽量ばね１２６
が設けられる。制御スプールには、くびれ部とボートが
設けられ、また、制御シリンダはボートを有すると同時
に全体的に第１図ないし第８図の場合と同じ態様かつ同
じ趣旨で主シリンダに接続されている。

第９図は始動時の配置を示す。ポンプは最大容量にセッ
トされている。駆動速度が増すにつれて容量出力は増大
し、また貫通孔１３０を介して連通ずるシステム内の圧
力も高まる。ボートが設けであるために、伝えられた圧
力がピストン１０２を、回転子に合わせた最大位置に保
持することが保証される。

圧力によりスプールが左側に動かされると、その最初の
結果として、主シリンダの左端部に流体を連通させてい
るボート１３２が閉じられる。同時に、突出端１１６は
、てこ１２４を介して当接端１０８を動かし、ばね１０
６に荷重をかけ始める。

スプールがわずかにそれ以上動くと、ボート１３２はス
プールの主くびれ部を介して排出ボート１３６に接続さ
れ、一方、１３０における圧力源がボート１３８を介し
て主シリンダの右端部に接続され、従ってピストン１０
２が左側に動かされる。同時に、スプール突出端１１６
は更にてこを動かして、スプリングキャップ１０８を右
に動かす、このポイントから先は、ラックのピストンは
、それに作用しかつそれを左に動かす、得られた圧力に
よってつり合わされつつ、しかし同時にまた、制御スプ
ールを右側へ動かそうとする、すなわち運動を引ぎ起こ
す圧力源を減圧もしくはカットオフしようとする傾向を
持ったばね１０６を介して、位置が浮動する。また、ラ
ンド１４０はボート１３８と同じ幅であってよい。すな
わち、どちらかの方向にわずかでも動けば、ボート１３
８は排出口もしくは供給源（１３６もしくは１３ｏ）に
交互に接続される。

これらの手段により、圧力（及び容量出力）を成る速度
範囲にわたって安定させることが可能となる。更に、特
にばね１０６のためのパラメータを適切に選択すること
により、浮動の前に、圧力の上昇につれてラックを徐々
に移動させることか可能になり、安定した圧力状態が有
効になるが、これは可成りの省力化につながることであ
る。

省力化の問題は第１０図においいて説明される。この図
は、ポンプ出力圧と駆動速度との関係を、異なる３つの
ポンプについて示すグラフである。直線Ａ−Ｂは、本発
明のポンプのような出カ一定のポンプにおいて、ラック
が固定されたとした場合の、可能な直線関係を示す。ラ
インＡ、Ｃ，Ｄ、Ｅは、第１図ないし第８図のポンプか
ら得られる結果を表し、この場合、部分Ａ、Ｃ，Ｄは、
ばね４８が有効になるまでのラックの漸進的なわずかな
動きの結果であり、部分り、Ｅは、ばねの効果の結果で
ある。ラインＡ、Ｃ，Ｅは第９図の実施例の効果を示し
ており、その部分Ｃ，Ｅはラックのピストンの浮動もし
くはバランス作用の結果である。（点Ｅは、このポンプ
によって得られるべき所望の圧力／速度関係を表すもの
と仮定する。）単斜線の領域は、第１図ないし第８図の
実施例にょって得られる省力効果を表し、交差斜線の領
域は、第９図の実施例によって更に得られる省力効果を
表すが、いずれの場合も、容量の固定したポンプとの比
較におけるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は駆動装置を示す概略立面図、第２図は第１図の
２−２線による断面図、第３図は第１図と同様の図で、
異なった諸部分は断面で示す図、第４図は第３図の矢印
４の方向に見た端面図、第５図は第４図の５−５線によ
る断面図、第６図、第７図および第８図は全゛体的にみ
て第３図の一部分に類似するが、異なる位置にある語構
成部分を異なる点において円内で示す図、第９図は一部
第３図に類似するが、異なっ−た設計を示す図、第１０
図は説明的動作線図である。１０・・・ケーシング、１２・・・偏心輪、１４・・・
環、１６・・・回転子、１８・・・シャフト、２０゜２
２・・・ピニオン、２４・・・保持器、２６．２８・・
・針状ころ、２７・・・シャフト、３２．３４・・・ピ
ニオン、３６・・・シャフト、３８・・・時計ばね、４
０・・・ラック、４２・・・ピストン棒、４４・・・ピ
ストン、４６・・・シリンダ、４８・・・圧縮ばね、５
０・・・制御内腔部、６０・・・スプール、６２．８４
・・・くびれ部、６６・・・貫通孔、６８・・・孔、７
０・・・吐出し口、７２・・・通路、７４・・・流路、
７６・・・ポート、７８・・・交差通路、８０，８２．
８４・・・通路、９０・・・ばね、９２．９４・・・全
直径部分、９８・・・空間、１００・・・主シリンダ、
１０２・・・ピストン、１０４・・・ラック、１０６・
・・ばね、１０８・・・当接部、１１０・・・ドライブ
ピン、１１２・・・ブツシュ、１１４・・・スプール、
１１６・・・突出端、１２０・・・平行ピン、１２２−
・・支点、−１２４・・・てこ、１２６・・・軽量ばね
、１３０・・・貫通孔、１３２，１３６，１３８・・・
ボート、１４０・・・ランド

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ｎ個のローブを具備する単一のおすローブ回転子
を含み、前記回転子は、ｎ＋ｘ個のローブを具備する並
設された一組のめすローブ環の間を通って延び、かつこ
れらのめすローブ環とかみ合い、前記めすローブ環の各
々は別個の偏心輪１２に回転可能に支承され、前記偏心
輪１２は外歯車を具備し、かつポンプ本体に回転可能に
支承され、また、前記めすローブ環をポンプ出力が最大
となる整列一致位置とポンプ出力が最小になる不整列鏡
像位置の間で変化させるべく前記歯車を反対方向に回転
させるための手段が含まれ、この運動は、ポンプにおけ
る固定した吸込み口と吐出し口との関連においてなされ
るポンプであって、前記歯車を反対方向に駆動すべく、
ポンプの出力から直接的もしくは間接的に得られる圧力
を使用する油圧システムが設けられていることを特徴と
するポンプ。
（２）前記歯車はシリンダ内のピストンにて駆動され、
圧力流体が、制御内腔部内に設けられたスプール弁によ
って前記ピストンにおける対向両側部に向けられ、かつ
諸通路によってシリンダに接続されていることを特徴と
する請求項１記載のポンプ。
（３）前記スプール弁は、得られたポンプ出力によって
一つの方向に、またピストンの運動により得られる圧力
によってその反対の方向に変位すべく作用を受けること
を特徴とする請求項２記載のポンプ。
（４）前記スプール弁は、圧縮ばねのための当接部を構
成するてこシステムに機械的に接続され、ピストンは前
記ばねの反対側当接部を構成することを特徴とする請求
項３記載のポンプ。