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| 【発明の名称】可変容量型油圧ポンプ機構 【特許権者】 【識別番号】508209646 【氏名又は名称】後藤 昭三 【住所又は居所】大分県大分市大字羽屋３２３番地の３ＴＫパレス１０３号 【代理人】 【弁理士】 【識別番号】100114661 【氏名又は名称】内野 美洋 【発明者】 【氏名】後藤 昭三 【住所又は居所】大分県大分市大字羽屋３２３番地の３ＴＫパレス１０３号 【要約】 【課題】 圧送する油量の可変範囲を大きくできる可変容量型油圧ポンプ機構を提供すること。 【解決手段】 本発明では、圧送する作動油の流量を変更可能とした可変容量型油圧ポンプ機構において、作動油を圧送する第１及び第２の羽根車を噛合するとともに、これら第１及び第２の羽根車をそれぞれ第１及び第２のケーシングで回転自在に支持し、第１のケーシングに第２の羽根車を回転可能に挿通する一方、第２のケーシングに第１の羽根車を回転可能に挿通することで、第１及び第２のケーシングを第１及び第２の羽根車の軸線に沿って相対的に移動可能として、第１及び第２のケーシングによって第１及び第２の羽根車の噛合部分を囲むことで形成した作動油圧送空間の容量を可変とし、この作動油圧送空間に作動油の吸入口及び排出口を形成することにした。 【特許請求の範囲】 【請求項１】 圧送する作動油の流量を変更可能とした可変容量型油圧ポンプ機構において、 作動油を圧送する第１及び第２の羽根車を噛合するとともに、これら第１及び第２の羽根車をそれぞれ前後に伸延する第１及び第２のケーシングで回転自在に支持し、第１のケーシングの後壁に第２の羽根車を回転可能かつ水密状に挿通する一方、第２のケーシングの前壁に第１の羽根車を回転可能かつ水密状に挿通することで、第１及び第２のケーシングを第１及び第２の羽根車の軸線に沿って相対的に移動可能として、第１のケーシングの後壁及び第２のケーシングの前壁によって第１及び第２の羽根車の噛合部分を囲むことで形成した作動油圧送空間の容量を可変とし、この作動油圧送空間に作動油の吸入口及び排出口を形成し、作動油圧送空間に第２の羽根車と噛合する第３の羽根車を設け、第３の羽根車は、第１のケーシングに形成した凹部に翼体を突出させた状態で収容し、突出させた第３の羽根車の翼体に第２のケーシングの内側が当接した状態で作動油圧送空間の容量が最小値となるように構成したことを特徴とする可変容量型油圧ポンプ機構。 【発明の詳細な説明】 【技術分野】 本発明は、圧送する作動油の流量を変更可能とした可変容量型油圧ポンプ機構に関するものである。 【背景技術】 従来より、各種の油圧機構や油圧モータなどには、作動油を圧送して供給する油圧ポンプが用いられており、この油圧ポンプには、圧送する作動油の流量を変更できるように構成した可変容量型油圧ポンプ機構が設けられている。 そして、従来の可変容量型油圧ポンプ機構としては、作動油を圧送するピストンのストロークを斜板で変更することによって、圧送する作動油の流量を変更するように構成したものが多様されている（たとえば、特許文献１参照。）。 【特許文献１】 特開２００５−３２０９１２号公報 【発明の開示】 【発明が解決しようとする課題】 ところが、上記従来の斜板を用いた可変容量型油圧ポンプ機構にあっては、構造が複雑で組立て作業やメンテナンス作業が煩雑となり、組立てやメンテナンスに多大な労力や時間や費用を要してしまうおそれがあった。 また、上記従来の斜板を用いた可変容量型油圧ポンプ機構にあっては、作動油を圧送するピストンのストロークを斜板で変更する構成であったために、変更できる油量の範囲が狭く、油圧回路のダイナミックレンジ（調整幅）を大きくすることができないおそれがあった。 【課題を解決するための手段】 そこで、本発明では、圧送する作動油の流量を変更可能とした可変容量型油圧ポンプ機構において、作動油を圧送する第１及び第２の羽根車を噛合するとともに、これら第１及び第２の羽根車をそれぞれ前後に伸延する第１及び第２のケーシングで回転自在に支持し、第１のケーシングの後壁に第２の羽根車を回転可能かつ水密状に挿通する一方、第２のケーシングの前壁に第１の羽根車を回転可能かつ水密状に挿通することで、第１及び第２のケーシングを第１及び第２の羽根車の軸線に沿って相対的に移動可能として、第１のケーシングの後壁及び第２のケーシングの前壁によって第１及び第２の羽根車の噛合部分を囲むことで形成した作動油圧送空間の容量を可変とし、この作動油圧送空間に作動油の吸入口及び排出口を形成し、作動油圧送空間に第２の羽根車と噛合する第３の羽根車を設け、第３の羽根車は、第１のケーシングに形成した凹部に翼体を突出させた状態で収容し、突出させた第３の羽根車の翼体に第２のケーシングの内側が当接した状態で作動油圧送空間の容量が最小値となるように構成した。 【発明の効果】 そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。 すなわち、本発明では、圧送する作動油の流量を変更可能とした可変容量型油圧ポンプ機構において、作動油を圧送する第１及び第２の羽根車を噛合するとともに、これら第１及び第２の羽根車をそれぞれ第１及び第２のケーシングで回転自在に支持し、第１のケーシングに第２の羽根車を回転可能に挿通する一方、第２のケーシングに第１の羽根車を回転可能に挿通することで、第１及び第２のケーシングを第１及び第２の羽根車の軸線に沿って相対的に移動可能として、第１及び第２のケーシングによって第１及び第２の羽根車の噛合部分を囲むことで形成した作動油圧送空間の容量を可変とし、この作動油圧送空間に作動油の吸入口及び排出口を形成することにしているために、可変容量型油圧ポンプ機構の構造を簡素化することができ、可変容量型油圧ポンプ機構の組立てやメンテナンスに要する労力や時間や費用を低減することができるとともに、変更できる油量の範囲を大きくすることができ、可変容量型油圧ポンプ機構を組込んだ油圧回路のダイナミックレンジ（調整幅）を大きくすることができる。 特に、作動油圧送空間に第１又は第２の羽根車と噛合する第３の羽根車を設けた場合には、第３の羽根車によって作動油圧送空間の内部で作動油の一部が逆流され撹拌され（フィードバックされ）ることになり、圧送する油量の変化を安定させることができる。 また、第３の羽根車によって第１及び第２のケーシングの可動範囲が制限されて作動油圧送空間の最小容量を規制するようにした場合には、圧送する油量の最小値を所定流量に確保することができて、圧送する作動油の瞬断による誤動作を未然に防止することができる。 【発明を実施するための最良の形態】 以下に、本発明に係る可変容量型油圧ポンプ機構を組込んだ油圧ポンプの具体的な構成について図面を参照しながら説明する。 図１〜図４に示すように、油圧ポンプ１は、基台などに固定した第１ユニット２と、第１ユニット２に対して相対的に移動可能とした第２ユニット３とで構成している。なお、第１ユニット２と第２ユニット３とは相対的に移動可能であればよく、第１ユニット２を固定した場合に限られず、第２ユニット３を固定した場合であってもよく、また、第１及び第２ユニット2,3をともに移動可能とした場合でもよい。 第１ユニット２は、第１のケーシング４に第１の羽根車５を回転自在に支持するとともに、第１のケーシング４に第１の羽根車５と第２の羽根車６を介して噛合する第３の羽根車７を回転自在に支持した構成となっている。 ここで、第１のケーシング４は、前後に伸延する本体壁８の前端上部に前壁９を形成する一方、本体壁８の後端上部に後壁10を形成するとともに、本体壁８の後側下部に第３の羽根車７を収容するための凹部11を形成している。 後壁10には、第２の羽根車６を水密状に挿通させるための貫通孔12を形成しており、第２の羽根車６と同一の断面形状に形成した挿通孔13に第２の羽根車６を挿通させた円板状のシール体14を後壁10の貫通孔12に回転自在に取付けている。これにより、第１のケーシング４の後壁10に第２の羽根車６を回転可能に挿通させている。 第１の羽根車５は、第１のケーシング４に前後方向に向けて伸延させた状態で回転自在に軸支されており、前壁９を貫通する駆動軸15に円筒状の本体16を取付け、本体16の外周面に８枚の翼体17を半径方向に向けて放射状に形成している。 第３の羽根車７は、第１のケーシング４に前後方向に向けて伸延させた状態で回転自在に軸支されており、凹部11に軸支された回転軸18に円筒状の本体19を取付け、本体19の外周面に８枚の翼体20を半径方向に向けて放射状に形成している。この第３の羽根車７は、凹部11よりも上方に翼体20を突出させている。 また、第２ユニット３は、第２のケーシング21に第２の羽根車６を回転自在に支持した構成となっている。 ここで、第２のケーシング21は、前後に伸延する本体壁22の前端下部に前壁23を形成する一方、本体壁22の後端下部に後壁24を形成している。 前壁23には、第１の羽根車５を水密状に挿通させるための貫通孔27を形成しており、第１の羽根車５と同一の断面形状に形成した挿通孔28に第１の羽根車５を挿通させた円板状のシール体29を前壁23の貫通孔27に回転自在に取付けている。これにより、第２のケーシング21の前壁23に第１の羽根車５を回転可能に挿通させている。 第２の羽根車６は、第２のケーシング21に前後方向に向けて伸延させた状態で回転自在に軸支されており、前後壁23,24に軸支された従動軸30に円筒状の本体31を取付け、本体31の外周面に８枚の翼体32を半径方向に向けて放射状に形成している。 そして、上記油圧ポンプ１は、第１の羽根車５と第２の羽根車６とを噛合させており、第１及び第２の羽根車5,6の噛合部分は第１及び第２のケーシング4,21で囲まれ、内部に作動油圧送空間33を形成している。この作動油圧送空間33には、第１のケーシング４に形成した作動油の吸入口25と排出口26とを連通連結している。 これにより、上記油圧ポンプ１は、駆動軸15を駆動することによって第１の羽根車５を回転させると、第１及び第２の羽根車5,6の作用で吸入口25から供給される作動油を排出口26へと圧送することができる。 しかも、上記油圧ポンプ１は、第１ユニット２の後壁10の上端部が第２ユニット３の本体壁22の下部に沿って移動するとともに、第２ユニット３の前壁23の下端部が第１ユニット２の本体壁８の上部に沿って移動するようになっており、第１及び第２ユニット2,3を第１及び第２の羽根車5,6の軸線方向（伸延方向）に沿って相対的に移動させることで、第１及び第２の羽根車5,6（第２及び第３の羽根車6,7）の噛合部分を第１及び第２のケーシング4,21で囲むことによって形成される作動油圧送空間33の容量を変更することができるようになっている。 作動油圧送空間33の容量は、第１のケーシング４の後壁10と第２のケーシング21の前壁23との間隔で決定される。そして、第１のケーシング４の後壁10と第２のケーシング21の前壁23とを近接させていくと、第２のケーシング21の前壁23の内側が第３の羽根車７の翼体20に当接した状態となり、この状態で作動油圧送空間33の容量が最小値となり、一方、第１のケーシング４の後壁10と第２のケーシング21の前壁23とを離反させていくと、第２のケーシング21の前壁23の外側が第１のケーシング４の前壁９に当接した状態となり、この状態で作動油圧送空間33の容量の最大値となる。 ここで、作動油の圧送時には、第１及び第２の羽根車5,6の作用で作動油圧送空間33の吸入口側から排出口側へと圧送された作動油の一部が第３の羽根車７によって作動油圧送空間33の内部において逆流されるとともに撹拌されることになる。このように、作動油の一部を作動油圧送空間33の内部で逆流させることで、作動油圧送空間33の容量変更時にフィードバック制御をかけることとなり、圧送する作動油の油量を安定して変化させることができる。また、作動油の一部を作動油圧送空間33の内部で撹拌させることで、作動油圧送空間33の内部全体にわたって均等に作動油を充填することでき、圧送する作動油に脈流が発生するのを防止でき、これによっても圧送する作動油の油量を安定して変化させることができる。 以上に説明したように、上記油圧ポンプ１は、圧送する作動油の流量を変更可能とした可変容量型油圧ポンプ機構を内蔵しており、その可変容量型油圧ポンプ機構は、作動油を圧送する第１及び第２の羽根車5,6を噛合するとともに、これら第１及び第２の羽根車5,6をそれぞれ第１及び第２のケーシング4,21で回転自在に支持し、第１のケーシング４に第２の羽根車６を回転可能に挿通する一方、第２のケーシング21に第１の羽根車５を回転可能に挿通することで、第１及び第２のケーシング4,21を第１及び第２の羽根車5,6の軸線に沿って相対的に移動可能として、第１及び第２のケーシング4,21によって第１及び第２の羽根車5,6の噛合部分を囲むことで形成した作動油圧送空間33の容量を可変とし、この作動油圧送空間33に作動油の吸入口25及び排出口26を形成している。 そのため、上記構成の可変容量型油圧ポンプ機構では、構造が簡素化されることになり、可変容量型油圧ポンプ機構の組立てやメンテナンスに要する労力や時間や費用を低減することができるとともに、変更できる油量の範囲を大きくすることができ、可変容量型油圧ポンプ機構を組込んだ油圧回路のダイナミックレンジ（調整幅）を大きくすることができる。 また、上記可変容量型油圧ポンプ機構は、作動油圧送空間33に第１又は第２の羽根車5,6と噛合する第３の羽根車７を設けた構成となっている。 そのため、上記構成の可変容量型油圧ポンプ機構では、第３の羽根車７によって作動油圧送空間33の内部で作動油の一部が逆流され撹拌され（フィードバックされ）ることになり、圧送する油量の変化を安定させることができる。 また、上記可変容量型油圧ポンプ機構は、第３の羽根車７によって第１及び第２のケーシング4,21の可動範囲が制限されて作動油圧送空間33の最小容量を規制するように構成している。 そのため、上記構成の可変容量型油圧ポンプ機構では、圧送する油量の最小値を所定流量に確保することができて、圧送する作動油の瞬断による誤動作を未然に防止することができる。 【図面の簡単な説明】 【図１】油圧ポンプの斜視図。 【図２】同透視図。 【図３】同側面断面図。 【図４】同正面断面図。 【符号の説明】 １ 油圧ポンプ ２ 第１ユニット ３ 第２ユニット ４ 第１のケーシング ５ 第１の羽根車 ６ 第２の羽根車 ７ 第３の羽根車 ８ 本体壁 ９ 前壁 10 後壁 11 凹部 12 貫通孔 13 挿通孔 14 シール体 15 駆動軸 16 本体 17 翼体 18 回転軸 19 本体 20 翼体 21 第２のケーシング 22 本体壁 23 前壁 24 後壁 25 吸入口 26 排出口 27 貫通孔 28 挿通孔 29 シール体 30 従動軸 31 本体 32 翼体 33 作動油圧送空間 |
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【図１】 |
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【図２】 |
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【図３】 |
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【図４】 |
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