WO2010001764A1

WO2010001764A1 - 可変容量ギヤポンプ

Info

Publication number: WO2010001764A1
Application number: PCT/JP2009/061416
Authority: WO
Inventors: 雅大東泉; 佳通菅; 英史飯谷
Original assignee: 株式会社小松製作所
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2010-01-07

Abstract

　ケーシング１０の内部に互いに噛み合う一対のギヤ２０，３０を回転可能、かつ相対的に軸方向にスライド可能に配設し、ギヤ２０，３０を回転させた場合に互いの噛み合い長さに応じた量の液体を吐出する可変容量ギヤポンプにおいて、互いの噛み合い長さを減少させる方向にギヤ３０を移動させた場合に一方のギヤ３０の歯溝において他方のギヤ２０の隣接する歯溝が連通するのを阻止する遮断部材４０を設けた。

Description

可変容量ギヤポンプ

　本発明は、ケーシングの内部に互いに噛み合う一対のギヤを回転可能、かつ相対的に軸方向にスライド可能に配設し、前記ギヤを回転させた場合に互いの噛み合い長さに応じた量の液体を吐出する可変容量ギヤポンプに関するものである。

　この種の可変容量ギヤポンプとしては、例えば特許文献１に記載されたものがある。この可変容量ギヤポンプでは、互いに噛み合う一対のギヤがケーシングの内部に回転可能に配設されている。一方のギヤは、軸方向への移動が阻止された状態にあるが、他方のギヤは、軸方向に移動可能である。

　この可変容量ギヤポンプでは、一方のギヤを駆動すれば、他方のギヤが回転し、両ギヤの協働によって噛み合い長さに応じた量の液体が吐出されるようになる。

特開２０００－１２０５５９号公報

　上記のような可変容量ギヤポンプでは、一対のギヤの噛み合い長さを最大とした場合、それぞれの端面に当接部材を当接させることが可能である。この状態においては、各ギヤにおいて噛み合い部分の歯溝が当接部材によって閉塞されることになる。従って、低圧側ポートと高圧側ポートとが直に連通することはなく、一方のギヤを駆動すれば、両ギヤの回転によって液体を効率良く吐出することが可能となる。

　しかしながら、両ギヤの噛み合い長さを短くした状態においては、一方のギヤの一端面から当接部材が離隔するとともに、他方のギヤの一端面から当接部材が離隔するため、それぞれのギヤの噛み合い部分において歯溝の端部が開放される。

　図１８及び図１９は、こうしたギヤの歯溝の端部が開放される状態を説明するためにギヤの噛み合い部分を展開して概念に示すものである。図１８がギヤの噛み合い長さを最大とした状態の図、図１９がギヤの噛み合い長さを短くした状態の図である。図１８に示す状態から一対のギヤ１，３の噛み合い長さを短くすると、図１９に示すように、一方のギヤ１の一端面から当接部材２が離隔するとともに、他方のギヤ３の一端面から当接部材４が離隔する。このため、一方のギヤ１の歯溝において他方のギヤ３の隣接する歯溝が互いに連通するとともに、他方のギヤ３の歯溝において一方のギヤ１の隣接する歯溝が互いに連通することになり、これら連通する歯溝によって低圧側ポートと高圧側ポートとが互いに連通した状態となる。こうした状況下にあっては、容積効率が著しく低下することになり、ギヤ１，３を駆動した場合にも所望量の液体を吐出することが困難となる。

　本発明は、上記実情に鑑みて、容積効率の低下を防止して可変容量ギヤポンプの具現化を図ることを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る可変容量ギヤポンプは、ケーシングの内部に互いに噛み合う一対のギヤを回転可能、かつ相対的に軸方向にスライド可能に配設し、前記ギヤを回転させた場合に互いの噛み合い長さに応じた量の液体を吐出する可変容量ギヤポンプにおいて、少なくとも一方のギヤの歯溝に配設し、互の噛み合い長さを減少させる方向にギヤを移動させた場合に他方のギヤの隣接する歯溝が一方のギヤの歯溝の内部で互いに連通するのを阻止する遮断部材を設けたことを特徴とする。

　また、本発明の請求項２に係る可変容量ギヤポンプは、上述した請求項１において、前記遮断部材は、一方のギヤのそれぞれの歯溝に嵌合し、他方のギヤの端面に対応する位置において一方のギヤの歯溝を閉塞するものであることを特徴とする。

　また、本発明の請求項３に係る可変容量ギヤポンプは、上述した請求項２において、前記遮断部材は、一方のギヤのそれぞれの歯溝に嵌合する複数の閉塞部と、これら複数の閉塞部を連結する態様で一方のギヤの外周部に配置される環状基部とを有したものであることを特徴とする。

　また、本発明の請求項４に係る可変容量ギヤポンプは、上述した請求項３において、一方のギヤはケーシングに対して軸方向に移動可能に配設する一方、他方のギヤはケーシングに対する軸方向の移動を規制した状態で配設し、前記遮断部材は、閉塞部がそれぞれ一方のギヤの歯溝に嵌合するとともに、環状基部の一端面が他方のギヤの端面に当接した状態でケーシングの内部に回転可能に配設したものであることを特徴とする。

　また、本発明の請求項５に係る可変容量ギヤポンプは、上述した請求項３において、一方のギヤはケーシングに対して軸方向に移動可能に配設する一方、他方のギヤはケーシングに対する軸方向の移動を規制した状態で配設し、前記遮断部材は、閉塞部がそれぞれ他方のギヤの歯溝に嵌合するとともに、環状基部の一端面が一方のギヤの端面に当接した状態でケーシングの内部に回転可能、かつ一方のギヤとともに軸方向に沿って移動可能に配設したものであることを特徴とする。

　本発明によれば、互いの噛み合い長さを減少させる方向にギヤを移動させた場合に一方のギヤの歯溝と他方のギヤの歯溝との間に構成される短絡通路が遮断部材によって遮断されるため、低圧側ポートと高圧側ポートとが短絡される事態を防止することができ、容積効率を向上して可変容量ギヤポンプの具現化を図ることが可能となる。

図１は、本発明の実施例１である可変容量ギヤポンプを模式的に示したもので、一対のギヤの噛み合い長さが最大となる状態の断面図である。図２は、図１に示した可変容量ギヤポンプにおいて一対のギヤの噛み合い長さが最小となった状態を示す断面図である。図３は、図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。図４は、図１におけるＩＶ－ＩＶ線断面図である。図５は、図１におけるＶ－Ｖ線断面図である。図６は、図１におけるＶＩ－ＶＩ線断面図である。図７は、図１におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。図８は、図１に示した可変容量ギヤポンプの要部内部構成を分解して示す斜視図である。図９は、図１に示した可変容量ギヤポンプにおいて噛み合い部分を展開したもので、図５におけるＩＸ－ＩＸ線に該当する断面図である。図１０は、図２に示した可変容量ギヤポンプにおいて噛み合い部分を展開したもので、図５におけるＸ－Ｘ線に該当する断面図である。図１１は、図１に示した実施の形態１の原理を用いた可変容量ギヤポンプの具体例を示すもので、一対のギヤの噛み合い長さが最大となる状態の断面図である。図１２は、図１１に示した可変容量ギヤポンプの具体例において一対のギヤの噛み合い長さが最小となった状態を示す断面図である。図１３は、本発明の実施例２である可変容量ギヤポンプを模式的に示したもので、一対のギヤの噛み合い長さが最大となる状態の断面図である。図１４は、図１３に示した可変容量ギヤポンプにおいて一対のギヤの噛み合い長さが最小となった状態を示す断面図である。図１５は、図１３におけるＸＶ－ＸＶ線断面図である。図１６は、図１３におけるＸＶＩ－ＸＶＩ線断面図である。図１７は、図１３におけるＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線断面図である。図１８は、従来の可変容量ギヤポンプにおいて噛み合い長さが最大となった状態を展開して示す概念図である。図１９は、従来の可変容量ギヤポンプにおいて噛み合い長さを減少させた状態を展開して示す概念図である。

　以下に添付図面を参照して、本発明に係る可変容量ギヤポンプの好適な実施の形態について詳細に説明する。

　図１～図８は、本発明の実施例１である可変容量ギヤポンプを模式的に示したものである。図１及び図２に示すように、この可変容量ギヤポンプのケーシング１０には、その内部に第１収容部１１、第２収容部１２及び一対のポート１３，１４が設けてある。

　第１収容部１１及び第２収容部１２は、図３に示すように、それぞれ円柱状の空所であり、個々の軸心が互いに平行となり、かつ周面の一部が互いに連通する態様でケーシング１０の内部に形成してある。図１及び図２からも明らかなように、図中の上方に位置する第１収容部１１は、図中の下方に位置する第２収容部１２に対して軸方向の長さが短く構成してあり、軸方向において第２収容部１２の中間となる部位に配置してある。従って、軸方向の長さの長い第２収容部１２の端面１２ａ，１２ｂは、図１，図２，図８より、いずれも円形状となる。これに対して軸方向の長さの短い第１収容部１１の端面１１ａ，１１ｂは、下方に位置する部分が第２収容部１２に重なる分だけ円弧状に切り欠かれた形状となる。

　一対のポート１３，１４は、図３に示すように、第１収容部１１と第２収容部１２との会合部から互いに離反する方向に延在し、それぞれケーシング１０の外端面に開口している。

　このケーシング１０には、第１収容部１１に第１ギヤ２０及び第１当接部材２１が配設してある一方、第２収容部１２に第２ギヤ３０、ピストン部材３１及び第２当接部材３２が配設してある。

　第１ギヤ２０は、図１、図３及び図８に示すように、歯先円が第１収容部１１の内径に合致し、かつ軸方向長さが第１収容部１１の軸方向長さよりも僅かに短くなるように構成した平歯車である。第１当接部材２１は、図１、図７及び図８に示すように、外径が第１収容部１１の内径に合致し、かつ軸方向長さが第１収容部１１と第１ギヤ２０との差に等しくなるように構成した横断面が円形の平板状部材である。これら第１ギヤ２０及び第１当接部材２１は、それぞれの中心穴に第１軸部材２２を挿通させた状態で第１収容部１１に収容してある。

　第１ギヤ２０は、第１軸部材２２に固着してあり、第１軸部材２２とともにケーシング１０に対してその軸心回りに回転することが可能である。第１当接部材２１は、ケーシング１０との間に設けた図示せぬ回転規制手段によって第１軸部材２２の軸心回りの回転が阻止された状態にあり、第１軸部材２２とは摺動することが可能である。また、第１ギヤ２０及び第１当接部材２１は、軸方向長さの合計が第１収容部１１の軸方向長さに合致するため、それぞれ第１軸部材２２の軸方向に沿った移動が阻止された状態にある。

　第２ギヤ３０は、図１、図３及び図８に示すように、歯先円が第２収容部１２の内径に合致し、かつ軸方向長さが第１ギヤ２０とほぼ同等となるように構成した平歯車である。ピストン部材３１及び第２当接部材３２は、図１、図４、図６～図８に示すように、第２収容部１２の内径に合致した円柱状を成すものである。第２ギヤ３０、ピストン部材３１及び第２当接部材３２の軸方向長さの合計は、第２収容部１２の軸方向長さより短く構成してある。これら第２ギヤ３０、ピストン部材３１及び第２当接部材３２は、ピストン部材３１と第２当接部材３２との間に第２ギヤ３０を介在させ、かつそれぞれの中心穴に第２軸部材３３を挿通させた状態で第２収容部１２に収容してある。第２軸部材３３は、第１軸部材２２に対して平行となり、かつ自身の軸心回りの回転を阻止した状態でケーシング１０に配設してある。

　第２ギヤ３０は、第１収容部１１との連通部分において第１ギヤ２０に噛み合い、かつ第２軸部材３３の軸心回りに回転することが可能である。ピストン部材３１は、第１当接部材２１と並設するように、図１において第２ギヤ３０よりも右側に配置してある。このピストン部材３１には、図１、図４及び図８に示すように、第２ギヤ３０に近接する端部の外周面に切り欠き部３１ａが設けてある。切り欠き部３１ａは、第１ギヤ２０及び第１当接部材２１において第２収容部１２に突出する部分との干渉を避けるために形成した円弧状の凹所である。この切り欠き部３１ａは、ピストン部材３１において第２ギヤ３０から離隔した端部を残してそのほぼ全長に形成してある。第２当接部材３２は、図１において第２ギヤ３０よりも左側に配置してある。この第２当接部材３２は、図示せぬ回転規制手段によって第２軸部材３３の軸心回りの回転が阻止された状態にある。これら第２ギヤ３０、ピストン部材３１及び第２当接部材３２は、第２軸部材３３に対してその軸方向に沿って移動することは可能である。

　一方、上記可変容量ギヤポンプには、遮断部材４０が設けてある。遮断部材４０は、図１、図５及び図８に示すように、ケーシング１０において第２ギヤ３０の周囲となる部位に配設したもので、閉塞部４０ａ及び環状基部４０ｂを有している。閉塞部４０ａは、第２ギヤ３０のそれぞれの歯溝に嵌合して各歯溝を閉塞するものである。環状基部４０ｂは、第２ギヤ３０の歯先円よりも外周となる部位において複数の閉塞部４０ａを連結するように設けた環状部材であり、閉塞部４０ａと一体に成形してある。

　図１に示すように、この遮断部材４０は、環状基部４０ｂの一端面を第１ギヤ２０の左側となる端面（以下、「左端面」という）に当接させた位置に配置し、かつ第２ギヤ３０とともに第２軸部材３３の軸心回りに回転可能となる状態でケーシング１０の内部に形成した環状凹部１５に配設してある。この遮断部材４０は、第２ギヤ３０が第２軸部材３３の軸方向に図中の左側に移動した場合にもその端面が環状凹部１５の内端面に当接し、軸方向への移動が規制されているため、環状基部４０ｂの一端面を第１ギヤ２０の左端面に当接した状態を維持する。

　上記のように構成した可変容量ギヤポンプでは、図１に示すように、第２ギヤ３０、ピストン部材３１及び第２当接部材３２を最も右側に位置させると、第２ギヤ３０と第１ギヤ２０とが互いに並設された状態となり、両ギヤ３０，２０の噛み合い長さが最大となる。この状態から、例えば第１軸部材２２を駆動源に接続してこれを回転させると、図３に示すように、互いに噛み合う第１ギヤ２０及び第２ギヤ３０が回転し、これら第１ギヤ２０及び第２ギヤ３０の協働により、一方のポート１３の液体が他方のポート１４に吐出される。このとき、第１ギヤ２０及び第２ギヤ３０が１回転した場合に他方のポート１４から吐出される液体の量が最大となる。

　ここで、図１に示す状態では、第１ギヤ２０と第２ギヤ３０との噛み合いを、図９に示すように、第１ギヤ２０と第２ギヤ３０との噛み合い部分において、第１ギヤ２０の端面に第１当接部材２１及び遮断部材４０が当接し、かつ第２ギヤ３０の端面に第１当接部材２１及び第２当接部材３２が当接している。遮断部材４０の閉塞部４０ａは、第２ギヤ３０の歯溝に嵌合するものである。従って、いずれのギヤ２０，３０についても、噛み合い部分において隣接する歯溝が相互に連通されることはなく、一方のポート１３と他方のポート１４とが短絡することもない。これにより、高い容積効率を確保した状態で液体を吐出することが可能となる。

　上述した状態からケーシング１０に対して第２ギヤ３０、ピストン部材３１及び第２当接部材３２を左側に移動させると、図２に示すように、第２ギヤ３０と第１ギヤ２０との噛み合い長さが短くなる。従って、この状態から第１ギヤ２０及び第２ギヤ３０を回転させた場合には、第２ギヤ３０と第１ギヤ２０との噛み合い長さに応じて減少した量の液体が他方のポート１４から吐出されることになる。

　ここで、図２に示す状態では、第１ギヤ２０の端面に対して第２ギヤ３０の端面の位置がずれるため、図１０に示すように、第１ギヤ２０と第２ギヤ３０との噛み合い部分において、第２ギヤ３０の端面と第１当接部材２１とが離隔して互いの間に隙間が生じる。この隙間は、第１ギヤ２０の歯溝において第２ギヤ３０の隣接する歯溝を互いに連通させるものである。

　しかしながら、この可変容量ギヤポンプでは、第１ギヤ２０と第２ギヤ３０との噛み合い部分において、第１ギヤ２０の端面に第１当接部材２１及び遮断部材４０が当接した状態を維持するようになる。つまり、第２ギヤ３０の歯溝においては、遮断部材４０の閉塞部４０ａがこれを閉塞した状態で第１ギヤ２０の端面に当接した状態を維持するため、第１ギヤ２０の隣接する歯溝が互いに連通するのが阻止される。従って、第２ギヤ３０と第１ギヤ２０との噛み合い長さが短くなるように第２ギヤ３０を軸方向に移動させた場合にも一方のポート１３と他方のポート１４とが短絡する事態を招来することはなく、高い容積効率を確保した状態で液体を吐出することが可能となる。

　上述した状態から再びケーシング１０に対して第２ギヤ３０、ピストン部材３１及び第２当接部材３２を右側に移動させれば、図１に示すように、第２ギヤ３０と第１ギヤ２０との噛み合い長さが長くなり、他方のポート１４から吐出される液体の量を増加させることができる。この動作の間においても、常に、第２ギヤ３０の歯溝においては、遮断部材４０の閉塞部４０ａがこれを閉塞した状態で第１ギヤ２０の端面に当接した状態を維持するため、第１ギヤ２０の隣接する歯溝が互いに連通することがない。従って、第２ギヤ３０と第１ギヤ２０との噛み合い長さが長くなるように第２ギヤ３０を軸方向に移動させた場合にも一方のポート１３と他方のポート１４とが短絡する事態を招来することはなく、高い容積効率を確保した状態で液体を吐出することが可能となる。

（具体例）
　図１１及び図１２は、実施例１で示した可変容量ギヤポンプの原理を用いた可変容量ギヤポンプの具体的な構成を示すものである。以下、この可変容量ギヤポンプの詳細構成について説明する。尚、以下の具体例において実施例１と同様の構成に関しては、同一の符号を付して重複説明を省略する。

　ここで例示する可変容量ギヤポンプは、建設機械のオイルポンプとして用いられるものである。この可変容量ギヤポンプでは、ブラケット１０Ａ、ポンプケース１０Ｂ及びエンドカバー１０Ｃを組み合わせることによってケーシング１０が構成してある。ブラケット１０Ａとポンプケース１０Ｂとの間、及びポンプケース１０Ｂとエンドカバー１０Ｃとの間には、それぞれ第１軸部材２２の軸方向に沿ったロックピン１０Ｄが介在させてある。

　第１軸部材２２は、第１ギヤ２０と一体に成形してあり、その一端部がケーシング１０の外部において図示せぬ駆動源、例えばエンジンの出力軸に接続してある。また、第１軸部材２２は、その一端部とケーシング１０との間に設けたオイルシール室１０Ｅに対応する部位からケーシング１０の内部に配置される他端面までの間に第１中空部２２Ａが構成してある。この第１軸部材２２の第１中空部２２Ａは、上述のオイルシール室１０Ｅ及び第１ギヤ２０の端部とケーシング１０との間に構成したドレン室１０Ｆにそれぞれ連通し、さらにドレン通路１６を通じてオイルタンクＴに接続してある。

　第１当接部材２１とケーシング１０との間には、第１軸部材２２の軸心からずれた位置に軸方向に沿ったロックピン２１Ａが介在させてある。

　第２軸部材３３は、両端部に互いに平行となる一対の平坦面３３Ａを有した円柱状を成すもので、それぞれの平坦面３３Ａをケーシング１０に形成した当接面１０Ｇに当接させることによって自身の軸心回りの回転が阻止されている。第２軸部材３３の両端部に形成した一対の平坦面３３Ａは、第２収容部１２の内部にも延在している。

　第２軸部材３３に配設した第２当接部材３２及びピストン部材３１は、それぞれ外方に位置する端部に第２軸部材３３の平坦面３３Ａに当接する当接面３２Ａ，３１Ａを有しており、第２軸部材３３に対して軸心回りの回転が阻止された状態にある。第２軸部材３３は、その全長に亘る部分に第２中空部３３Ｂが構成してある。

　ピストン部材３１とケーシング１０の第２収容部１２との間及び第２当接部材３２とケーシング１０の第２収容部１２との間には、それぞれ圧力室１２Ａ，１２Ｂが構成されている。ピストン部材３１と第２収容部１２との間に構成された右方圧力室１２Ａには、減少側オイル通路１７が接続してある。第２当接部材３２と第２収容部１２との間に構成された左方圧力室１２Ｂには、第２軸部材３３の第２中空部３３Ｂを通じて増加側オイル通路１８が接続してある。減少側オイル通路１７及び増加側オイル通路１８は、切替バルブ１９によってオイル供給源Ｐ（例えば、この具体例の可変容量ギヤポンプ）とオイルタンクＴとの間に選択的に接続されるものである。

　図には明示していないが、第２当接部材３２及びピストン部材３１において第２ギヤ３０に対向する端面には、径方向に沿ってオイルを流通させるための逃げ溝が形成してある。

　上記のように構成した可変容量ギヤポンプでは、図１１に示すように、切替バルブ１９をＡ位置に切り替えると、増加側オイル通路１８を介してケーシング１０の左方圧力室１２Ｂにオイルが供給される。この結果、第２軸部材３３に対して第２当接部材３２、第２ギヤ３０及びピストン部材３１が図１１において右側に移動し、ピストン部材３１の端面がケーシング１０に当接した状態となる。この状態は、実施例１において図１に示した状態に相当するものであり、第２ギヤ３０と第１ギヤ２０との噛み合い長さが最大となる。従って、この状態から第１軸部材２２を駆動すると、互いに噛み合う第１ギヤ２０及び第２ギヤ３０が回転し、これら第１ギヤ２０及び第２ギヤ３０の協働により、最大容量のオイルを吐出することができる。

　上述した状態からパイロット圧を供給して切替バルブ１９をＢ位置に切り替えると、減少側オイル通路１７を介してケーシング１０の右方圧力室１２Ａにオイルが供給される。この結果、ピストン部材３１を介して第２ギヤ３０及び第２当接部材３２が左側に移動して図１２に示した状態となる。この状態は、実施例１において図２に示した状態に相当するものであり、図１１に示した状態に比べて第２ギヤ３０と第１ギヤ２０との噛み合い長さが短くなる。従って、この状態から第１軸部材２２を駆動すると、第１ギヤ２０及び第２ギヤ３０の協働により、第２ギヤ３０と第１ギヤ２０との噛み合い長さに応じて減少した量の液体が吐出されることになる。

　上述した状態から再び切替バルブ１９をＡ位置に切り替えると、増加側オイル通路１８を介してケーシング１０の左方圧力室１２Ｂにオイルが供給され、図１１に示す状態に復帰する。

　これらの動作の間、上記可変容量ギヤポンプによれば、常に第１ギヤ２０と第２ギヤ３０との噛み合い部分において、第１ギヤ２０の端面に第１当接部材２１及び遮断部材４０が当接した状態を維持するようになる。従って、第２ギヤ３０と第１ギヤ２０との噛み合い長さが短くなるように第２ギヤ３０を軸方向に移動させた場合にも高い容積効率を確保した状態で液体を吐出することが可能となる。

　尚、上述した実施例１及び具体例では、第１ギヤを駆動するようにしているが、第２ギヤを駆動するように構成した場合にも同様の作用効果を奏するのは明らかである。また、実施例１及び具体例では、第１ギヤの一方の端面に当接する第１当接部材をケーシングと別体の部材として構成しているが、第１当接部材はケーシングと一体に成形することも可能である。

　図１３～図１７は、本発明の実施例２である可変容量ギヤポンプを模式的に示したものである。この可変容量ギヤポンプのケーシング５０には、その内部に第１収容部５１、第２収容部５２、外筒収容部５３及び一対のポート５４，５５が設けてある。

　第１収容部５１及び第２収容部５２は、それぞれ円柱状の空所であり、個々の軸心が互いに平行となり、かつ周面の一部が互いに連通する態様でケーシング５０の内部に形成してある。図１３及び図１４からも明らかなように、図中の上方に位置する第１収容部５１は、図中の下方に位置する第２収容部５２に対して軸方向の長さが短く構成してあり、軸方向において第２収容部５２の中間となる部位に配置してある。図には明示していないが、第１収容部５１において図１３中の右側に位置する端面は、円形に形成してある。これに対して第１収容部５１において図１３中の左側に位置する端面は、下方に位置する部分が第２収容部５２に重なる分だけ円弧状に切り欠かれた形状を成している。

　外筒収容部５３は、第１収容部５１の外周部に形成した筒状の空所であり、第１収容部５１と連通している。外筒収容部５３は、軸方向長さが第１収容部５１よりも長く構成してあり、図１３において右側に位置する端面を第１収容部５１に合致させ、かつ軸心が第１収容部５１の軸心に合致する態様でケーシング５０の内部に設けてある。

　一対のポート５４，５５は、図１５に示すように、第１収容部５１と第２収容部５２との会合部から互いに離反する方向に延在し、それぞれケーシング５０の外端面に開口している。

　このケーシング５０には、第１収容部５１に第１ギヤ６０が配設してあり、かつこれに連通する外筒収容部５３に外装筒７０が配設してある一方、第２収容部５２に第２ギヤ８０、ピストン部材８１及び当接部材８２が配設してある。

　第１ギヤ６０は、図１３～図１５に示すように、歯先円が第１収容部５１の内径に合致し、かつ軸方向長さが第１収容部５１の軸方向長さと合致するように構成した平歯車である。この第１ギヤ６０は、中心穴に第１軸部材６１を挿通させた状態で第１収容部５１に収容してある。第１ギヤ６０は、第１軸部材６１に固着してあり、第１軸部材６１とともにケーシング５０に対してその軸心回りに回転することが可能である。また第１ギヤ６０は、軸方向長さが第１収容部５１の軸方向長さに合致するため、第１軸部材６１の軸方向に沿った移動が阻止された状態にある。

　外装筒７０は、図１３及び図１７に示すように、円筒状部材の周壁を一部切り欠いた形状を成すもので、その内径が第１ギヤ６０の歯先円に合致している。この外装筒７０は、第１ギヤ６０の外周部を覆う態様で外筒収容部５３に収容してある。外装筒７０は、軸方向の長さが外筒収容部５３の軸方向長さよりも短く構成してあり、その内周面を第１ギヤ６０に摺接させた状態でケーシング５０に対して軸方向に移動することが可能である。

　第２ギヤ８０は、図１３及び図１５に示すように、歯先円が第２収容部５２の内径に合致し、かつ軸方向長さが第１ギヤ６０とほぼ同等となるように構成した平歯車である。ピストン部材８１及び第２当接部材８２は、図１３、図１６及び図１７に示すように、第２収容部５２の内径に合致した円柱状を成すものである。第２ギヤ８０、ピストン部材８１及び第２当接部材８２の軸方向長さの合計は、第２収容部５２の軸方向長さより短く構成してある。これら第２ギヤ８０、ピストン部材８１及び第２当接部材８２は、ピストン部材８１と第２当接部材８２との間に第２ギヤ８０を介在させ、かつそれぞれの中心穴に第２軸部材８３を挿通させた状態で第２収容部５２に収容してある。第２軸部材８３は、第１軸部材６１に対して平行となり、かつ自身の軸心回りの回転を阻止した状態でケーシング５０に配設してある。

　第２ギヤ８０は、第１収容部５１との連通部分において第１ギヤ６０に噛み合い、かつ第２軸部材８３の軸心回りに回転することが可能である。ピストン部材８１は、図１３において第２ギヤ８０よりも右側に配置してある。このピストン部材８１には、図１３及び図１６に示すように、第２ギヤ８０に近接する端部の外周面に切り欠き部８１ａが設けてある。切り欠き部８１ａは、第１ギヤ６０及び第１収容部５１の円形状を成す端面において第２収容部５２に突出する部分との干渉を避けるために形成した円弧状の凹所である。この切り欠き部８１ａは、ピストン部材８１において第２ギヤ８０から離隔した端部を残してそのほぼ全長に形成してある。第２当接部材８２は、図１３において第２ギヤ８０よりも左側に配置してある。この第２当接部材８２は、図示せぬ回転規制手段によって第２軸部材８３の軸心回りの回転が阻止された状態にある。これら第２ギヤ８０、ピストン部材８１及び第２当接部材８２は、第２軸部材８３に対してその軸方向に沿って移動することは可能である。

　一方、上記可変容量ギヤポンプには、遮断部材９０が設けてある。遮断部材９０は、図１３及び図１６に示すように、ケーシング５０において第１ギヤ６０の周囲となる部位に配設したもので、閉塞部９０ａ及び環状基部９０ｂを有している。閉塞部９０ａは、第１ギヤ６０のそれぞれの歯溝に嵌合してこれを閉塞するものである。環状基部９０ｂは、第１ギヤ６０の歯先円よりも外周となる部位において複数の閉塞部９０ａを互いに連結するように設けた環状部材であり、閉塞部９０ａと一体に成形してある。

　この遮断部材９０は、環状基部９０ｂの一端面を第２ギヤ８０において図１３中の右側となる端面に当接させた位置に配置し、かつ第１ギヤ６０とともに第１軸部材６１の軸心回りに回転可能となる状態でケーシング５０の第１収容部５１に配設してある。遮断部材９０は、環状基部９０ｂが第１収容部５１よりも太径で、外筒収容部５３及び第２収容部５２に配置された状態にあり、ケーシング５０に対して外筒収容部５３及び第２収容部５２の軸方向に移動することが可能である。遮断部材９０の環状基部９０ｂにおいて外筒収容部５３に配置された部分は、外装筒７０の端部に当接している。また遮断部材９０の環状基部９０ｂにおいて第２収容部５２に配置された部分には、ピストン部材８１が係合した状態にある。

　上記のように構成した可変容量ギヤポンプでは、図１３に示すように、第２ギヤ８０、ピストン部材８１及び第２当接部材８２を最も右側に位置させると、第２ギヤ８０と第１ギヤ６０とが互いに並設された状態となり、両ギヤ６０，８０の噛み合い長さが最大となる。この状態から、例えば第１軸部材６１を駆動源に接続してこれを回転させると、図１５に示すように、互いに噛み合う第１ギヤ６０及び第２ギヤ８０が回転し、これら第１ギヤ６０及び第２ギヤ８０の協働により、一方のポート５４の液体が他方のポート５５に吐出される。このとき、第１ギヤ６０及び第２ギヤ８０が１回転した場合に他方のポート５５から吐出される液体の量が最大となる。

　ここで、図１３に示す状態では、第１ギヤ６０と第２ギヤ８０との噛み合い部分において、第１ギヤ６０の端面にケーシング５０及び第２当接部材８２が当接し、かつ第２ギヤ８０の端面に遮断部材９０及び第２当接部材８２が当接している。遮断部材９０の閉塞部９０ａは、第１ギヤ６０の歯溝に嵌合するものである。従って、いずれのギヤ６０，８０についても、噛み合い部分において隣接する歯溝が相互に連通されることはなく、一方のポート５４と他方のポート５５とが短絡することもない。これにより、高い容積効率を確保した状態で液体を吐出することが可能となる。

　上述した状態からケーシング５０に対して第２ギヤ８０、ピストン部材８１及び第２当接部材８２を左側に移動させると、図１４に示すように、第２ギヤ８０と第１ギヤ６０との噛み合い長さが短くなる。従って、この状態から第１ギヤ６０及び第２ギヤ８０を回転させた場合には、第２ギヤ８０と第１ギヤ６０との噛み合い長さに応じて減少した量の液体が他方のポート５５から吐出されることになる。

　ここで、図１４に示す状態では、第１ギヤ６０の端面に対して第２ギヤ８０の端面の位置がずれるため、第１ギヤ６０と第２ギヤ８０との噛み合い部分において、第１ギヤ６０の端面と第２当接部材８２とが離隔して互いの間に隙間が生じる。この隙間は、第２ギヤ８０の歯溝において第１ギヤ６０の隣接する歯溝を互いに連通させるものである。

　しかしながら、この可変容量ギヤポンプでは、ピストン部材８１の移動とともに遮断部材９０が移動するため、第１ギヤ６０と第２ギヤ８０との噛み合い部分において、第２ギヤ８０の端面に第２当接部材８２及び遮断部材９０が当接した状態を維持するようになる。つまり、第１ギヤ６０の歯溝においては、遮断部材９０の閉塞部９０ａがこれを閉塞した状態で第２ギヤ８０の端面に当接した状態を維持するため、第２ギヤ８０の隣接する歯溝が互いに連通することがない。従って、第２ギヤ８０と第１ギヤ６０との噛み合い長さが短くなるように第２ギヤ８０を軸方向に移動させた場合にも一方のポート５４と他方のポート５５とが短絡する事態を招来することはなく、高い容積効率を確保した状態で液体を吐出することが可能となる。

　上述した状態から再びケーシング５０に対して第２ギヤ８０、ピストン部材８１及び第２当接部材８２を右側に移動させれば、図１３に示すように、第２ギヤ８０と第１ギヤ６０との噛み合い長さが長くなり、他方のポート５５から吐出される液体の量を増加させることができる。この動作の間においても、常に、第１ギヤ６０の歯溝においては、遮断部材９０の閉塞部９０ａがこれを閉塞した状態で第２ギヤ８０の端面に当接した状態を維持するため、第２ギヤ８０の隣接する歯溝が互いに連通することがない。従って、第２ギヤ８０と第１ギヤ６０との噛み合い長さが長くなるように第２ギヤ８０を軸方向に移動させた場合にも一方のポート５４と他方のポート５５とが短絡する事態を招来することはなく、高い容積効率を確保した状態で液体を吐出することが可能となる。

　以上のように、本発明は、ギヤを回転させた場合に互いの噛み合い長さに応じた量の液体を吐出する可変容量ギヤポンプに有用であり、互いの噛み合い長さを減少させる方向にギヤを移動させた場合に一方のギヤの歯溝と他方のギヤの歯溝との間に構成される短絡通路が遮断部材によって遮断されるため、低圧側ポートと高圧側ポートとが短絡される事態を防止することができ、容積効率を向上して可変容量ギヤポンプの具現化を図ることが可能である。

　１０　　　ケーシング
　２０　　　第１ギヤ
　２１　　　第１当接部材
　２２　　　第１軸部材
　３０　　　第２ギヤ
　３１　　　ピストン部材
　３２　　　第２当接部材
　３３　　　第２軸部材
　４０　　　遮断部材
　４０ａ　　　閉塞部
　４０ｂ　　　環状基部
　５０　　　ケーシング
　６０　　　第１ギヤ
　６１　　　第１軸部材
　７０　　　外装筒
　８０　　　第２ギヤ
　８１　　　ピストン部材
　８２　　　第２当接部材
　８２　　　当接部材
　８３　　　第２軸部材
　９０　　　遮断部材
　９０ａ　　　閉塞部
　９０ｂ　　　環状基部

Claims

　ケーシングの内部に互いに噛み合う一対のギヤを回転可能、かつ相対的に軸方向にスライド可能に配設し、前記ギヤを回転させた場合に互いの噛み合い長さに応じた量の液体を吐出する可変容量ギヤポンプにおいて、
　少なくとも一方のギヤの歯溝に配設し、互の噛み合い長さを減少させる方向にギヤを移動させた場合に他方のギヤの隣接する歯溝が一方のギヤの歯溝の内部で互いに連通するのを阻止する遮断部材を設けたことを特徴とする可変容量ギヤポンプ。
　前記遮断部材は、一方のギヤのそれぞれの歯溝に嵌合し、他方のギヤの端面に対応する位置において一方のギヤの歯溝を閉塞するものであることを特徴とする請求項１に記載の可変容量ギヤポンプ。
　前記遮断部材は、
　一方のギヤのそれぞれの歯溝に嵌合する複数の閉塞部と、
　これら複数の閉塞部を連結する態様で一方のギヤの外周部に配置される環状基部と
　を有したものであることを特徴とする請求項２に記載の可変容量ギヤポンプ。
　一方のギヤはケーシングに対して軸方向に移動可能に配設する一方、他方のギヤはケーシングに対する軸方向の移動を規制した状態で配設し、
　前記遮断部材は、閉塞部がそれぞれ一方のギヤの歯溝に嵌合するとともに、環状基部の一端面が他方のギヤの端面に当接した状態でケーシングの内部に回転可能に配設したものである
　ことを特徴とする請求項３に記載の可変容量ギヤポンプ。
　一方のギヤはケーシングに対して軸方向に移動可能に配設する一方、他方のギヤはケーシングに対する軸方向の移動を規制した状態で配設し、
　前記遮断部材は、閉塞部がそれぞれ他方のギヤの歯溝に嵌合するとともに、環状基部の一端面が一方のギヤの端面に当接した状態でケーシングの内部に回転可能、かつ一方のギヤとともに軸方向に沿って移動可能に配設したものである
　ことを特徴とする請求項３に記載の可変容量ギヤポンプ。