ポンプ
【課題】液体の供給量を所定の供給量とする場合に、回転体が１回転当たりに送り出す液体の量を増減させて対応できるようにすることで、動力機械の動力が無駄に使われるのを回避する。
【解決手段】ポンプは、動力機械によって回転駆動される歯車２、３と、歯車２、３を収容するとともに、液体の流入孔２１ａと流出孔とが形成されたハウジングとを備えており、歯車２、３の回転動作によって流入孔２１ａからハウジング内に流入させた液体を、流出孔から送り出すように構成されている。歯車３を、ハウジングの内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位させる。ハウジングの内面に近接した歯先の数を増やすと、歯車３の１回転当たりに送り出される液体の量が増加し、少なくすると、１回転当たりに送り出される液体の量が減少して歯車３を回転させるのに要する動力が少なくなる。
【解決手段】ポンプは、動力機械によって回転駆動される歯車２、３と、歯車２、３を収容するとともに、液体の流入孔２１ａと流出孔とが形成されたハウジングとを備えており、歯車２、３の回転動作によって流入孔２１ａからハウジング内に流入させた液体を、流出孔から送り出すように構成されている。歯車３を、ハウジングの内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位させる。ハウジングの内面に近接した歯先の数を増やすと、歯車３の１回転当たりに送り出される液体の量が増加し、少なくすると、１回転当たりに送り出される液体の量が減少して歯車３を回転させるのに要する動力が少なくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体を回転させることによって液体を送るように構成されたポンプに関し、特に回転体の１回転当たりの液体の送り出し量を変化可能にした可変容量形ポンプの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、自動車のエンジンにはオイルポンプが設けられている（特許文献１参照）。特許文献１のオイルポンプは、いわゆる歯車式と呼ばれているオイルポンプであり、具体的には、エンジンのクランクシャフトに直結されて回転駆動される歯車形状の回転体と、この回転体を収容するハウジングとを備えている。そして、回転体がクランクシャフトにより駆動されて回転動作すると、ハウジングに形成されたオイル流入孔からハウジング内に流入したオイルが、流出孔から流出してエンジンの各部に供給される。
【０００３】
また、エンジンの各部を潤滑するにあたっては、基本的には、エンジンの回転数が高いほどオイルの供給量を増やす必要があるが、その供給量はエンジンの回転数に比例して増やさなくてもよく、エンジンの運転状態が高回転領域にあったとしても、所定量以上の供給は不要であることが知られている。
【０００４】
ところが、上記特許文献１のオイルポンプの回転体は、クランクシャフトに同期して回転するようになっている。従って、回転体の回転動作によって送り出されるオイル量は、エンジンの回転数に比例するように増えていくことになる。つまり、エンジンの運転状態が高回転領域にあるときには、回転体の回転動作によって送り出されるオイル量は、実際にエンジンの各部が要求しているオイル量よりも大幅に多くなりがちである。
【０００５】
このことに対し、特許文献１のポンプでは、エンジンの運転状態が高回転領域にあるときに、回転体の回転動作によって送り出されたオイルのうち、一部をオイルポンプ内に形成されたバイパスルートに流すことによって、エンジンの各部へのオイル供給量をエンジンの各部が要求しているオイル量に近づけるようにしている。
【特許文献１】特許第３１２２３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１のポンプでは、回転体の回転動作によって回転体よりも下流側へ送られたオイルの一部を、エンジンの各部に供給することなくバイパスルートに流すようにしている。つまり、バイパスルートに流しているオイル量に相当する分だけ、回転体を回転させるのに要するエンジンの動力が無駄に使われており、その結果、燃費が悪化するとともに、特に高回転時のエンジンの出力低下を招くことになる。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液体の供給量を所定の供給量とする場合に、回転体が１回転当たりに送り出す液体の量を増減させて対応できるようにすることで、動力機械の動力が無駄に使われるのを回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明では、動力機械によって回転駆動され、複数の歯が外周面に周方向に並ぶように設けられた回転体と、上記回転体を収容するとともに、液体の流入孔と流出孔とが上記回転体の回転軸の周方向に離れて形成されたハウジングとを備え、上記回転体の回転動作によって上記流入孔から上記ハウジング内に流入させた液体を、上記流出孔から送り出すように構成されたポンプにおいて、上記ハウジングには、上記回転体を、該回転体の歯先と該ハウジングの内面との離間距離が変化する方向に変位させるように構成された回転体変位部が設けられている構成とする。
【０００９】
第２の発明では、動力機械によって回転駆動され、複数の歯が外周面に周方向に並ぶように設けられた回転体と、上記回転体を収容するとともに、液体の流入孔と流出孔とが上記回転体の回転軸の周方向に離れて形成されたハウジングとを備え、上記回転体の回転動作によって上記流入孔から上記ハウジング内に流入させた液体を、上記流出孔から送り出すように構成されたポンプにおいて、上記ハウジングには、上記回転体を、上記ハウジングの内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位させるように構成された回転体変位部が設けられている構成とする。
【００１０】
第３の発明では、第１または２の発明において、回転体変位部は、ハウジング内の液圧で動作する構成とする。
【００１１】
第４の発明では、第１の発明において、ハウジング内には、駆動歯車と従動歯車とが収容され、回転体変位部は、上記駆動歯車の駆動軸と上記従動歯車の回転軸とを支持する支持部材と、該駆動軸を上記ハウジングに対し回転可能に支持する軸受部とを有し、上記従動歯車を上記駆動軸周りに回動させて上記従動歯車の歯先と上記ハウジングの内面との離間距離を変化させるように構成されているものとする。
【００１２】
第５の発明では、第２の発明において、ハウジング内には、駆動歯車と従動歯車とが収容され、回転体変位部は、上記駆動歯車の駆動軸と上記従動歯車の回転軸とを支持する支持部材と、該駆動軸を上記ハウジングに対し回転可能に支持する軸受部とを有し、上記従動歯車を上記駆動軸周りに回動させて、上記ハウジングの内面に近接した上記従動歯車の歯先の数を増減させるように構成されているものとする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、回転体変位部で回転体を変位させることにより、回転体の歯先とハウジングの内面との離間距離を変化させることができる。この離間距離を短くすると、ハウジングの内面が回転体の歯先に近くなるので、回転体の１回転当たりに送り出される液体の量を増加させることができ、長くするとハウジングの内面が回転体の歯先から離れるので、１回転当たりに送り出される液体の量を減少させることができる。回転体の１回転当たりに送り出される液体の量が減少すれば、その分回転体を回転させるのに要する動力を少なくすることができ、これにより、動力機械の動力が無駄に使われるのを回避しながら、液体の供給量を所定の供給量とすることができる。
【００１４】
第２の発明によれば、回転体変位部で回転体を変位させることにより、ハウジングの内面に近接した歯先の数を増減させることができる。ハウジングの内面に近接した歯先の数を増やすと、回転体の１回転当たりに送り出される液体の量を増加させることができ、少なくすると、１回転当たりに送り出される液体の量を減少させることができる。回転体の１回転当たりに送り出される液体の量が減少すれば、その分回転体を回転させるのに要する動力を少なくすることができ、よって、第１の発明と同様な効果を奏することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、ハウジング内の液圧を利用して回転体を変位させることができるので、回転体を変位させるための動力源を別途設けなくとも、回転体が１回転当たりに送り出す液体の量を変化させることができる。
【００１６】
第４、５の発明によれば、駆動歯車の駆動軸を利用して従動歯車を変位させることにより、従動歯車が１回転当たりに送り出す液体の量を変化させることができるので、ポンプの構造をシンプルにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１８】
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係るオイルポンプ１を示すものである。オイルポンプ１は、エンジン（動力機械）の各部へ潤滑用及び冷却用のオイルを供給する役割を担っている。オイルポンプ１は、図示しないが、エンジンのシリンダブロックに配設されており、エンジンの下部に位置するオイルパン内にあるオイルストレーナを介して、オイルパンに貯留されているオイルを汲み上げ、汲み上げたオイルをエンジンの各部に繋がる配管に流して、エンジンの各部へ供給するように構成されている。
【００１９】
尚、以下の説明では説明の便宜を図るため、特に示さない限り、「上」及び「下」はそれぞれ各図に示すように紙面上でオイルポンプ１の上側及び下側を意味し、「左」及び「右」は各図に示すように紙面上でオイルポンプ１の左側及び右側を意味するものとする。
【００２０】
図２及び図３に示すように、上記オイルポンプ１は、駆動歯車２及び従動歯車３を有する歯車ユニット４と、歯車ユニット４を所定方向に付勢する付勢部材としての引っ張りバネ５と、これら歯車ユニット４及び引っ張りバネ５を収容するハウジング１０とを有している。図１に示すように、ハウジング１０は、全体として円柱形状とされており、厚肉な円形板状の本体部材１１と、薄肉な円形板状の蓋部材１２とで構成されている。尚、ハウジング１０の形状は、上記した円柱形状に限られるものではない。
【００２１】
本体部材１１における蓋部材１２で覆われる面には、図２に示すように、歯車ユニット４が収容される歯車収容凹部１３が形成されている。この歯車収容凹部１３は、本体部材１１の中心を通ってオイルポンプ１の上下方向に長く延びている。図４に示すように、歯車収容凹部１３の上下方向中央部近傍に歯車ユニット４が配置され、その左側には、本体部材１１の中心線と平行に延びる駆動軸１５を有する上記駆動歯車２が位置し、右側には、同様に延びる回転軸１６を有する上記従動歯車３が位置している。
【００２２】
歯車収容凹部１３の左側面には、上下方向の中央部に、左側へ向けて湾曲する左側湾曲面１３ａが形成されている。この左側湾曲面１３ａは、駆動歯車２の歯先円の左半分を構成する円弧と略同じ形状とされており、駆動歯車２の左側略半分は左側湾曲面１３ａで覆われるようになっている。歯車収容凹部１３の左側面の左側湾曲面１３ａよりも上側部分及び下側部分は、上下方向に略平坦に延びている。
【００２３】
歯車収容凹部１３の右側面には、左側湾曲面１３ａと対向する位置に右側へ向けて湾曲する右側湾曲面１３ｂが形成されている。この右側湾曲面１３ｂは、全体として左側湾曲面１３ａよりも緩く湾曲している。右側湾曲面１３ｂにおける上側領域１３ｃは、従動歯車３の歯先円の１／４を構成する円弧と略同じ形状とされている。右側湾曲面１３ｂにおける下側領域１３ｄは、従動歯車３の歯先円よりも大きな半径の円弧形状とされている。歯車収容凹部１３の右側面の右側湾曲面１３ｂよりも上側部分及び下側部分は、それぞれ、左側面の上側部分及び下側部分と略平行に延びるように形成された上側平坦面１３ｅ及び下側平坦面１３ｆで構成されている。
【００２４】
本体部材１１の右側には、歯車収容凹部１３の駆動歯車２及び従動歯車３よりも上側の上側空間Ｓ１と下側の下側空間Ｓ２とを連通させるバイパス通路を形成するための溝１７が形成されている。この溝１７は、下側平坦面１３ｆに開口して上方へ向けて右側湾曲面１３ｄの右側を回り込むように延び、上側平坦面１３ｅに開口している。溝１７の上側の中途部には、右側へ向けて延びるリリーフ弁収容溝１８が連なっている。リリーフ弁収容溝１８には、コイルバネ１９と、バイパス通路を開閉するためのリリーフ弁２０とが収容されるようになっている。リリーフ弁２０はコイルバネ１９により左側へ付勢され、オイルポンプ１の停止時には、リリーフ弁収容溝１８から左側へ飛び出しており、このリリーフ弁２０によってバイパス通路が閉じられている。コイルバネ１９の付勢力は、後述するが、オイルポンプ１の作動時に上側空間Ｓ１の液圧が所定以上の高い圧力になったときに、リリーフ弁２０を右側へ移動させてリリーフ弁収容溝１８内に収めてバイパス通路を開くことができる程度に設定されている。
【００２５】
また、図５にも示すように、本体部材１１の下端部には、下方へ突出する上流管２１が設けられている。この上流管２１には、オイルストレーナから延びるオイル配管（図示せず）の下流端が接続されるようになっている。上流管２１の内部には、オイル流入孔２１ａが形成されている。このオイル流入孔２１ａは、歯車収容凹部１３の下側空間Ｓ２に連通している。
【００２６】
本体部材１１の上端部には、上方へ突出する下流管２２が設けられている。この下流管２２には、エンジンの各部にオイルを導くオイル配管（図示せず）の上流端が接続されるようになっている。下流管２２の内部には、オイル流出孔２２ａが形成されている。このオイル流出孔２２ａは、歯車収容凹部１３の上側空間Ｓ１に連通している。
【００２７】
また、本体部材１１の蓋部材１２で覆われる面には、左側湾曲面１３ａよりも上方に、引っ張りバネ５の一端部が固定されるピン２５が突設されている。
【００２８】
また、図２及び図６に示すように、歯車収容凹部１３の底面には、中心よりも左側に駆動歯車２の駆動軸１５を受ける有底の軸受孔２６が本体部材１１の中心線方向に延びるように形成されている。さらに、歯車収容凹部１３の底面には、本体側窪み２７が成形されている。この本体側窪み２７は、詳細は後述するが、軸受孔２６を中心として上下方向に広がる扇形に近い形状とされている。
【００２９】
図６に示すように、蓋部材１２の裏面には、本体側窪み２７と対向する部位に、本体側窪み２７と同形状の蓋側窪み３０が形成されている。また、図１や図７に示すように、蓋部材１２には、ピン２５を収容するピン収容部３１が表側へ突出するように形成されるとともに、引っ張りバネ５を収容する引っ張りバネ収容部３２が表側へ突出するように形成されている。さらに、後述する歯車ユニット４に突設された突出部３８を収容する突出部収容部３３も形成されている。
【００３０】
また、図６に示すように、蓋部材１２には、本体部材１１の軸受孔２６に対向する部位に、軸受孔３５が貫通形成されている。軸受孔３５の周縁部は、蓋部材１２の表側へ突出している。
【００３１】
上記駆動軸１５と駆動歯車２とは一体化されている。図２に示すように、駆動歯車２には、８つの歯が外周面に周方向に並ぶように設けられている。各歯は、駆動歯車２の軸方向両端に亘って形成されている。図６に示すように、駆動軸１５の両端部は、駆動歯車２の軸方向両端面から突出している。
【００３２】
上記回転軸１６と従動歯車３とは一体化されている。従動歯車３は、駆動歯車２と同じ形状とされ、８つの歯が外周面に周方向に並ぶように設けられている。回転軸１６の両端部は、従動歯車３の軸方向両端面から突出しており、その突出長さは、駆動軸１５の駆動歯車２からの突出長さよりも短く設定されている。
【００３３】
歯車ユニット４は、駆動歯車２と従動歯車３とを一体化するための第１プレート（支持部材）３６及び第２プレート（支持部材）３７を有している。第１プレート３６は、駆動歯車２と従動歯車３とが並ぶ方向に長く形成されている。図７にも示すように、第１プレート３６の厚みは、本体側窪み２７の深さと同じに設定されている。図６にも示すように、第１プレート３６の長手方向両端部には、貫通孔３６ａ、３６ｂがそれぞれ形成され、これら貫通孔３６ａ、３６ｂに駆動軸１５の一端部及び従動軸１６の一端部がそれぞれ回転可能に挿入されている。この状態で駆動軸１５の一端部は貫通孔３６ａから突出する一方、回転軸１６の一端部は、貫通孔３６ｂから突出しないようになっている。
【００３４】
第２プレート３７は、第１プレート３６と同様に長く延びる形状とされ、両端部に貫通孔３７ａ、３７ｂを有している。第２プレート３７の厚みは、蓋側窪み部３０の深さと同じに設定されている。貫通孔３７ａ、３７ｂには、駆動軸１５の他端部及び従動軸１６の他端部がそれぞれ回転可能に挿入されている。この状態で駆動軸１５の他端部は貫通孔３７ａから突出する一方、回転軸１６の他端部は、貫通孔３７ｂから突出しないようになっている。図２や図３に示すように、この第２プレート３７の長手方向中間部には、駆動軸１５の他端部の突出方向に突出する突出部３８が形成されている。この突出部３８に引っ張りバネ５の他端部が固定されるようになっている。
【００３５】
上記歯車ユニット４は、第１プレート３６が本体側窪み２７に入るようにして本体部材１１の歯車収容凹部１３に収容される。このとき、図６に示すように、駆動軸１５の一端部が軸受孔２６に挿入支持され、歯車ユニット４は、駆動軸１５周りに回動可能となる。この歯車ユニット４の回動動作に対応するように、本体側窪み２７は、第１プレート３６の駆動軸１５周りの回動軌跡に対応した扇形状とされている。また、引っ張りバネ５の一端部をピン２５に固定し、他端部を第２プレート３７の突出部３８に固定すると、歯車ユニット４は、上方へ付勢された状態となる。
【００３６】
そして、図６や図７に示すように、本体部材１１に蓋部材１２が取り付けられると、歯車収容凹部１３及び溝１７の開放側が閉塞されるとともに、ピン２５、引っ張りバネ５及び突出部３８がピン収容部３１、引っ張りバネ収容部３２及び突出部収容部３３にそれぞれ収容される。また、駆動軸１５の他端部は蓋部材１２の貫通孔３５から外方へ突出する。この駆動軸１５の他端部には、図示しないが、エンジンのクランクシャフト（出力軸）の回転力がチェーンを介して伝達されるようになっている。また、第１プレート３６は、蓋部材１２の蓋側窪み３０に入る。このとき、歯車ユニット４が引っ張りバネ５で上方へ付勢されているので、第１プレート３６の周縁部が本体側窪み２７の上縁部に当接するとともに、第２プレート３７の周縁部が蓋側窪み３０の上縁部に当接し、これにより、図４に示すように、歯車ユニット４が上端位置となる。
【００３７】
歯車ユニット４が上端位置まで回動した状態にあるときには、従動歯車３の右上約１／４が右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃで覆われるようになる。従動歯車３の右上に位置する歯の歯先は、右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃに対し近接している。両者の離間距離は、潤滑に最低限必要な薄い油膜ができる程度の最小離間距離である。歯車ユニット４が上端位置にあるときには、従動歯車３の少なくとも３つの歯の歯先が、右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃに対し、最小離間距離を持って対向するようになっている。また、従動歯車３の右下に位置する歯の歯先は、右側湾曲面１３ｂの下側領域１３ｄに対し、上記最小離間距離よりも大きく離れて対向している。
【００３８】
歯車ユニット４は上端位置から図８に示す下端位置まで駆動軸１５周りに下方へ回動するようになっている。下端位置になると、第１プレート３６の周縁部が本体側窪み２７の下縁部に当接するとともに、第２プレート３７の周縁部が蓋側窪み３０の下縁部に当接し、これにより、下端位置が決定されるようになっている。つまり、本体側窪み２７及び蓋側窪み３０の周縁部は、歯車ユニット４の回動範囲を規制するストッパとして機能するようになっている。
【００３９】
歯車ユニット４が下端位置まで回動した状態にあるときには、従動歯車３の右下約１／４が右側湾曲面１３ｂの下側領域１３ｄで覆われるようになる。歯車ユニット４が下端位置にあるときには従動歯車３の２つの歯先が、右側湾曲面１３ｂの下側領域１３ｄに対し、上記最小離間距離を持って対向するようになっている。
【００４０】
このように、本発明の回転体としての従動歯車３は、ハウジング１０の内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位するようになっており、本発明の回転体変位部は、上記第１プレート３６、第２プレート３７、引っ張りバネ５、窪み２７、３０、軸受孔２６、３５、駆動歯車２及び駆動軸１５で構成されている。
【００４１】
また、駆動歯車２の左側半分は、左側湾曲面１３ａで覆われるようになる。駆動歯車２における左側の歯の歯先は、左側湾曲面１３ａに対し、上記最小離間距離を持って対向している。
【００４２】
また、引っ張りバネ５の付勢力は、オイルポンプ１の作動時における歯車収容凹部１３内の上側空間Ｓ１の液圧が所定値以下の場合（後述する）には歯車ユニット４が上端位置に留まったままとなるように設定されている。
【００４３】
次に、上記のように構成されたオイルポンプ１の動作について説明する。尚、歯車収容凹部１３にはオイルが満たされた状態となっている。
【００４４】
駆動歯車２及び従動歯車３が停止している場合には、図４に示すように、歯車ユニット４は上端位置にある。エンジンが始動してクランクシャフトが回転すると、駆動軸１５に固定されている駆動歯車２はＸ方向に回転駆動される。この駆動歯車２の回転動作により、従動歯車３はＹ方向に回転する。
【００４５】
駆動歯車２及び従動歯車３が回転すると、下側空間Ｓ２内のオイルが歯により掻き上げられて上側空間Ｓ１に流入し、この上側空間Ｓ１に流入したオイルは、オイル流出孔２１ａから流出してエンジンの各部に供給される。下側空間Ｓ２にはオイルパン内のオイルが新たに流入してくる。
【００４６】
エンジンが例えばアイドリング状態にあるときには、歯車ユニット４が上記のように引っ張りバネ５で付勢されていることから、上端位置にあり、従動歯車３の少なくとも２つの歯先と右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃとの離間距離は、上記最小離間距離となっている。よって、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量は多くなり、アイドリング時のオイル供給量は十分に確保される。
【００４７】
エンジンの回転数が高まると、駆動歯車２及び従動歯車３の単位時間当たりの回転数が比例して高まる。これにより、上側空間Ｓ１に流入するオイル量が増えて、上側空間Ｓ１内の液圧が下側空間Ｓ２内の液圧よりも高まる。この上側空間Ｓ１及び下側空間Ｓ２の液圧は、歯車ユニット４に作用し、歯車ユニット４には、引っ張りバネ５に抗する下方向への力が働くことになる。ここで、引っ張りバネ５の付勢力は、例えば、エンジンの回転数が１０００回転／分程度になったときに歯車ユニット４に働く下向きの力と釣り合うように設定しておく。
【００４８】
このように付勢力を設定しておくと、エンジンの回転数が１０００回転／分よりも高くなったときに、上側空間Ｓ１と下側空間Ｓ２との液圧の差によりに歯車ユニット４に働く力が引っ張りバネ５の付勢力よりも大きくなり、歯車ユニット４が下方向（オイルの流れと逆方向）へ回動して、従動歯車３が下方へ変位する。すると、従動歯車３の歯のうち、
２つだけが、右側湾曲面１３ｂに対し、上記最小離間距離を持って対向するようになる。このように、ハウジング１３の内面に近接した歯先の数が減ると、従動歯車３によって掻き上げるオイル量が減少する。このことで、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量は少なくなるが、駆動歯車２及び従動歯車３の回転数は高まっているので、オイルポンプ１全体として見たときには、オイル供給量が増えていくことになる。また、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなることで、従動歯車３を回転させるのに要する動力はその分少なくて済む。
【００４９】
上記した歯車ユニット４の下方向への変位は、引っ張りバネ５で付勢されていることから緩やかで、かつ、無段階に行われることになる。よって、オイル供給量も緩やかに、かつ、無段階に変化することになる。
【００５０】
エンジンの回転数が例えば２４００回転／分程度まで高まると、上側空間Ｓ１の液圧がさらに高まり、図８に示すように、歯車ユニット４は下端位置に達する。このとき、バイパス通路のリリーフ弁２０に対し、上側空間Ｓ１の液圧が作用し、図９に示すように、リリーフ弁２０は、右方向へ移動してリリーフ弁収容溝１８に収納される。これにより、バイパス通路が開き、上側空間Ｓ１のオイルがバイパス通路を経て下側空間Ｓ２に流れ込む。
【００５１】
以上説明したように、この実施形態１に係るオイルポンプ１によれば、ハウジング１０に収容した従動歯車３を、ハウジング１０の内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位させて、従動歯車３の１回転当たりに送り出されるオイルの量を増減させることができる。これにより、エンジンの動力が無駄に使われるのを回避しながら、オイル供給量をエンジンの各部が要求する量にすることができるので、エンジンの燃費を向上させることができるとともに、エンジンの高回転時の出力を向上させることができる。
【００５２】
また、歯車ユニット４をハウジング１０内の液圧を利用して回動させることができるので、歯車ユニット４を変位させるための動力源等を別途設けずに済む。
【００５３】
また、引っ張りバネ５が、歯車ユニット４を、ハウジング１０の内面に近接した歯先の数が増える方向に付勢しているので、エンジンが低回転状態でハウジング１０内の液圧が低いときに、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイルの量を多くすることができ、低回転時におけるオイルの供給量を十分に確保することができる。
【００５４】
尚、実施形態１では、バイパス通路を設けているが、このバイパス通路は省略してもよい。
【００５５】
また、図１０に示す変形例１のように、歯車収容凹部１３の右側湾曲面１３ｂの下側領域１３ｄを上記した形状よりも大きく湾曲させて、歯車ユニット４が下端位置にあるときに、従動歯車３の全ての歯の歯先と下側領域１３ｄとの離間距離を上記最小離間距離よりも長くなるようにしてもよい。つまり、この変形例１では、従動歯車３が、従動歯車３の歯先とハウジング１０の内面との離間距離が変化する方向に変位することになる。
【００５６】
変形例１のように、歯車ユニット４が下端位置にあるときに、従動歯車３の全ての歯の歯先と右側湾曲面１３ｂとの離間距離を上記最小離間距離よりも長くすると、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量を一層少なくすることができる。
【００５７】
また、図１１に示す変形例２のように、右側湾曲面１３ｂに、従動歯車３の変位方向に延びる溝４０を形成してもよい。この溝４０の始点は、右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃよりも下に位置している。溝４０の幅は、下側へ行くほど広くなっている。このため、従動歯車３が下方へ変位していくにしたがって、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなる。
【００５８】
また、図１２に示す変形例３のように、右側湾曲面１３ｂに変形例２の溝４０と同様に延びる第１溝４１及び第２溝４２を設けてもよい。第１溝４１の始点は、第２溝４２の始点よりも上に位置付けられている。したがって、この変形例３のものにおいても、従動歯車３は下へ変位していくにしたがって、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなる。
【００５９】
また、変形例２、３のような溝４０〜４２を設ける場合には、溝４０〜４２の深さを下側へ行くほど深くするようにしてもよい。また、図示しないが、溝の数は、３つ以上であってもよい。また、溝の幅は、長手方向中間部が広くなるようにしてもよい。溝の深さについても、長手方向中間部が深くなるようにしてもよい。また、溝の幅は、長手方向中間部が狭くなるようにしてもよい。また、溝の深さについても、長手方向中間部が浅くなるようにしてもよい。
【００６０】
《発明の実施形態２》
図１３〜１５は、本発明の実施形態２に係るものである。この実施形態２のオイルポンプ１は、歯車ユニット４の付勢部材による付勢方向と、ハウジング１０の内面形状とが実施形態１のものと異なっており、他の部分は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分を詳細に説明する。
【００６１】
ハウジング１０の歯車収容凹部１３における右側面の上下方向中間部には、右側湾曲面１３ｇが形成されている。この右側湾曲面１３ｇは、実施形態１の右側湾曲面１３ｂとは上下反対となった形状である。すなわち、下側領域１３ｈは、従動歯車３の歯先円の１／４を構成する円弧と略同じ形状とされ、上側領域１３ｉは、従動歯車３の歯先円よりも大きな半径の円弧形状とされている。
【００６２】
歯車ユニット４が下端位置まで回動した状態にあるときには、従動歯車３の右下約１／４が右側湾曲面１３ｇの下側領域１３ｈで覆われるようになる。従動歯車３の右下に位置する歯の歯先は、右側湾曲面１３ｇの下側領域１３ｈに対し近接している。両者の離間距離は、上記最小離間距離である。歯車ユニット４が下端位置にあるときには従動歯車３の３つの歯の歯先が、右側湾曲面１３ｇの下側領域１３ｈに対し、上記最小離間距離を持って対向している。また、従動歯車３の右上に位置する歯の歯先は、右側湾曲面１３ｇの上側領域１３ｉに対し、上記最小離間距離よりも大きく離れて対向している。
【００６３】
歯車ユニット４が下端位置から図１５に示す上端位置まで回動すると、従動歯車３の右上約１／４が右側湾曲面１３ｇの上側領域１３ｉで覆われるようになる。歯車ユニット４が上端位置にあるときには従動歯車３の２つの歯の歯先だけが、右側湾曲面１３ｇの上側領域１３ｉに対し、上記最小離間距離を持って対向している。つまり、この実施形態２においても、従動歯車３は、ハウジング１０の内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位するようになっている。
【００６４】
また、本体部材１１の蓋部材１２で覆われる面には、左側湾曲面１３ａよりも下方に、引っ張りバネ５の一端部が固定されるピン４５が突設されている。尚、図示しないが、ピン４５及び引っ張りバネ４７の位置に対応して、蓋部材１２の収容部の形状及び位置が設定されている。
【００６５】
また、リリーフ弁２０を付勢するコイルバネ４６の付勢力は、実施形態１のコイルバネ１９よりも弱く設定され、また、引っ張りバネ４７の付勢力は、実施形態１の引っ張りバネ５よりも強く設定されている。具体的には、コイルバネ４６の付勢力は、エンジンの回転数が例えば１０００回転／分程度まで高まったときにおける上側空間Ｓ１の液圧がリリーフ弁２０に対し作用したときに、リリーフ弁２０をリリーフ弁収容溝１８に収容できるように設定されている。
【００６６】
次に、上記のように構成されたオイルポンプ１の動作について説明する。
【００６７】
駆動歯車２及び従動歯車３が停止している場合には、図１３に示すように、歯車ユニット４は下端位置にある。エンジンが例えばアイドリング状態にあるときには、歯車ユニット４が上記のように引っ張りバネ４７で付勢されていることから、下端位置にあり、従動歯車３の３つの歯先と右側湾曲面１３ｇの下側領域１３ｈとの離間距離は、上記最小離間距離となっている。よって、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量は多くなり、アイドリング時のオイル供給量は十分に確保される。
【００６８】
エンジンの回転数が高まると、上側空間Ｓ１に流入するオイル量が増えて、上側空間Ｓ１内の液圧が高まる。この液圧は、リリーフ弁２０に作用する。エンジンの回転数が１０００回転／分よりも高くなったときには、図１４に示すように、リリーフ弁２０は、右方向へ移動してリリーフ弁収容溝１８に収納される。これにより、バイパス通路が開き、上側空間Ｓ１のオイルがバイパス通路を流れて下側空間Ｓ２に流れ込む。その結果、下側空間Ｓ２の液圧が高まる。
【００６９】
エンジンの回転数が例えば２４００回転／分程度まで高まると、バイパス通路を介して上側空間Ｓ１から下側空間Ｓ２に流れるオイルの量がさらに増えるとともに、下側空間Ｓ２の液圧が高まる。これにより、歯車ユニット４が上方向（オイルの流れ方向）へ回動して、従動歯車３が上方へ変位する。すると、従動歯車３の歯のうち、２つだけが、右側湾曲面１３ｇに対し、上記最小離間距離を持って対向するようになる。このことで、従動歯車３によって掻き上げるオイル量が減少して、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量は少なくなるが、駆動歯車２及び従動歯車３の回転数は高まっているので、オイルポンプ１全体として見たときには、オイル供給量が増えていくことになる。また、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなることで、従動歯車３を回転させるのに要する動力はその分少なくて済む。
【００７０】
以上説明したように、この実施形態２に係るオイルポンプ１によれば、実施形態１のものと同様に、エンジンの動力が無駄に使われるのを回避しながら、オイル供給量をエンジンの各部が要求する量にすることができるので、エンジンの燃費を向上させることができるとともに、エンジンの高回転時の出力を向上させることができる。
【００７１】
《発明の実施形態３》
図１６〜図１８は、本発明の実施形態３に係るものである。このオイルポンプ１は、ハウジング１０に設けられた可動部材５０を変位させることで、駆動歯車２が１回転当たりに送り出すオイル量を増減させることができるようになっている点で、実施形態１のものとは異なっている。以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【００７２】
ハウジング１０の歯車収容凹部１３の左側湾曲面１３ｊは、駆動歯車２の歯先円よりも大きく湾曲するとともに、駆動歯車２の歯先から左側へ離れて形成されている。また、本体部材１１の左側下部には、歯車収容凹部１３よりも小さい左側凹部５１が形成されている。左側凹部５１は、略上下方向に長く延びており、全体として、上側が下側よりも左側に位置するように僅かに傾斜している。この左側凹部５１には、上下方向に伸縮するコイルバネ５２が収容されている。さらに、本体部材１１には、歯車収容凹部１３と左側凹部５１の上端部とを連通させる切欠部５３が形成されている。
【００７３】
上記可動部材５０は、駆動歯車２と左側湾曲面１３ｊとの間に配置されている。この可動部材５０は、左側湾曲面１３ｊに沿うように湾曲して延びる本体部５５と、本体部５５の左側湾曲面１３ｊに沿う部分から突出する突出部５６とで構成されている。本体部５５は、駆動歯車２の歯先に対向する対向面５５ａと、対向面５５ａの上縁部から左側湾曲面１３ｊへ向けて延びる液圧作用面５５ｂと、対向面５５ａの下縁部から左側湾曲面１３ｊへ向けて延びる下端面５５ｃと、左側湾曲面１３ｊに沿うように形作られた被案内面５５ｄとを有している。対向面５５ａは、駆動歯車２の歯先円の円弧よりも緩く湾曲している。また、被案内面５５ｄは、左側湾曲面１３ｊ上を摺動するようになっている。
【００７４】
突出部５６は、本体部材１１の切欠部５３から左側凹部５１内へ突出するように形成されている。突出部５６の肉厚は、切欠部５３の幅寸法（図１６の上下方向の寸法）よりも狭く設定されており、突出部５６は、切欠部５３をその幅方向に移動可能となっている。これにより、可動部材５０は、左側湾曲面１３ｊに案内されながら、その上下方向に変位可能となる。
【００７５】
可動部材５０が変位する際の軌跡は、左側湾曲面１３ｊの形状で設定されるようになっている。この左側湾曲面１３ｊの形状は、可動部材５０が上端位置にあるとき（図１６に示す）に対向面５５ａと駆動歯車２の左下に位置する歯の歯先とが近接して両者の離間距離が最も短くなり、可動部材５０が上端位置から下方向へ変位していくと、図１８に示すように、対向面５５ａが駆動歯車２の左下に位置する歯の歯先から離れて、両者の離間距離が長くなるように形状設定されている。
【００７６】
また、突出部５６は、コイルバネ５２の上端側と接しており、このコイルバネ５２により、上方、即ち、可動部材５０の対向面５５ａと駆動歯車２の歯先との離間距離が短くなる方向に付勢されている。このコイルバネ５２の付勢力は、オイルポンプ１の作動時における歯車収容凹部１３内の上側空間Ｓ１の液圧が所定値以下の場合（後述する）には可動部材５０が上端位置に留まったままとなるように設定されている。
【００７７】
また、引っ張りバネ５及びコイルバネ５２の付勢力は、後述するオイルポンプ１の動作時に、可動部材５０が下方へ変位するよりも先に歯車ユニット４が下方へ回動するように設定されている。
【００７８】
次に、上記のように構成されたオイルポンプ１の動作について説明する。
【００７９】
エンジンが例えばアイドリング状態にあるときには、可動部材５０が上記のようにコイルバネ５２で付勢されていることから、図１６に示すように、上端位置にあり、駆動歯車２の歯先と可動部材５０の対向面５５ａとは近接している。よって、駆動歯車２が１回転当たりに送り出すオイル量は多くなり、アイドリング時のオイル供給量は十分に確保される。従動歯車３についても、実施形態１で説明したように、１回転当たりに送り出すオイル量は多くなる。
【００８０】
エンジンの回転数が高まると、図１７に示すように、歯車ユニット４が下方へ回動して、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなる。
【００８１】
エンジンの回転数がさらに高まると、上側空間Ｓ１の液圧が高まり、この液圧が可動部材５０の液圧作用面５５ｂに作用する。すると、可動部材５０には、コイルバネ５２の付勢力に抗する下方向への力が働くことになる。ここで、コイルバネ５２の付勢力は、例えば、エンジンの回転数が１０００回転／分程度になったときに可動部材５０に働く力と釣り合うように設定しておく。
【００８２】
このように付勢力を設定しておくと、エンジンの回転数が１０００回転／分よりも高くなったときに、液圧により可動部材５０に働く力がコイルバネ５２の付勢力よりも大きくなり、可動部材５０が左側湾曲面１３ｊに案内されながら下方へ変位していく。すると、図１８に示すように、駆動歯車２の歯先と可動部材５０の対向面５５ａとの離間距離が長くなる。この離間距離が長くなると、駆動歯車２の歯によって掻き上げるオイル量が減少する。このことで、駆動歯車２が１回転当たりに送り出すオイル量は少なくなり、駆動歯車２を回転させるのに要する動力はその分少なくて済む。
【００８３】
以上説明したように、この実施形態３に係るオイルポンプ１によれば、実施形態１と同様に、エンジンの動力が無駄に使われるのを回避しながら、オイル供給量をエンジンの各部が要求する量にすることができるので、エンジンの燃費を向上させることができるとともに、エンジンの高回転時の出力を向上させることができる。
【００８４】
尚、上記実施形態３では、歯車ユニット４を下方へ回動させた後に、可動部材５０を下方へ変位させるようにしているが、これに限らず、可動部材５０を歯車ユニット４よりも先に変位させてもよいし、歯車ユニット４の回動と可動部材５０の変位とが同時に開始されるようにしてもよい。
【００８５】
また、実施形態１の変形例１〜３の構造は、実施形態２、３にも適用することができる。
【００８６】
また、実施形態１〜３では２つの歯車２、３を配置しているが、歯車の数は１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
【００８７】
また、実施形態１〜３では２つの歯車２、３の歯先円直径の大きさを等しくしているが、これに限らず、互いに異ならせてもよい。この場合、駆動歯車２と従動歯車３の歯数が互いに異なることになり、この歯数の設定によって従動歯車３を減速駆動することもできるし、増速駆動することもできる。また、歯車２、３の歯の形状は任意であり、歯車２、３の有する歯の数はいくつであってもかまわない。
【００８８】
また、実施形態１〜３では付勢部材をコイルバネ５で構成しているが、これに限らず、例えば、ゴム等の弾性部材で構成してもよい。
【００８９】
また、上記実施形態１、２では、オイルポンプ１のオイル流入側が下に位置するように構成しているが、これに限らず、オイル流入側が上や上下方向の中間位置となるように構成してもよい。
【００９０】
また、本発明に係るポンプは、例えば自動変速機等の動力機械に設けてもよい。また、本発明は、オイル以外にも例えば水等を送るポンプにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上説明したように、本発明に係るポンプは、例えば、自動車に搭載されるエンジンに配設するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施形態１に係るオイルポンプの斜視図である。
【図２】オイルポンプの分解斜視図である。
【図３】蓋部材を取り外した状態のオイルポンプの斜視図である。
【図４】蓋部材を取り外した状態のオイルポンプの平面図である。
【図５】図２におけるV−V線断面図である。
【図６】図１におけるVI−VII線断面図である。
【図７】図１におけるVII−VII線断面図である。
【図８】歯車ユニットが下端位置まで回動した状態の図４相当図である。
【図９】歯車ユニットが下端位置まで回動し、かつ、リリーフ弁が開いた状態の図４相当図である。
【図１０】実施形態１の変形例１に係る図９相当図である。
【図１１】実施形態１の変形例２に係る図５相当図である。
【図１２】実施形態１の変形例３に係る図５相当図である。
【図１３】実施形態２に係るオイルポンプの図４相当図である。
【図１４】リリーフ弁が開いた状態の図１３相当図である。
【図１５】リリーフ弁が開き、かつ、歯車ユニットが上端位置まで回動した状態の図１３相当図ある。
【図１６】実施形態３に係るオイルポンプの図４相当図である。
【図１７】歯車ユニットが下端位置まで回動した状態の図１６相当図である。
【図１８】歯車ユニットが下端位置まで回動し、かつ、可動部材が下端位置まで変位した状態の図４相当図である。
【符号の説明】
【００９３】
１ オイルポンプ
２ 駆動歯車
３ 従動歯車（回転体）
１０ ハウジング
１５ 駆動軸
１６ 回転軸
２１ａ オイル流入孔
２２ａ オイル流出孔
２６ 軸受孔（軸受部）
３５ 貫通孔（軸受部）
３６ 第１プレート（支持部材）
３７ 第２プレート（支持部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体を回転させることによって液体を送るように構成されたポンプに関し、特に回転体の１回転当たりの液体の送り出し量を変化可能にした可変容量形ポンプの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、自動車のエンジンにはオイルポンプが設けられている（特許文献１参照）。特許文献１のオイルポンプは、いわゆる歯車式と呼ばれているオイルポンプであり、具体的には、エンジンのクランクシャフトに直結されて回転駆動される歯車形状の回転体と、この回転体を収容するハウジングとを備えている。そして、回転体がクランクシャフトにより駆動されて回転動作すると、ハウジングに形成されたオイル流入孔からハウジング内に流入したオイルが、流出孔から流出してエンジンの各部に供給される。
【０００３】
また、エンジンの各部を潤滑するにあたっては、基本的には、エンジンの回転数が高いほどオイルの供給量を増やす必要があるが、その供給量はエンジンの回転数に比例して増やさなくてもよく、エンジンの運転状態が高回転領域にあったとしても、所定量以上の供給は不要であることが知られている。
【０００４】
ところが、上記特許文献１のオイルポンプの回転体は、クランクシャフトに同期して回転するようになっている。従って、回転体の回転動作によって送り出されるオイル量は、エンジンの回転数に比例するように増えていくことになる。つまり、エンジンの運転状態が高回転領域にあるときには、回転体の回転動作によって送り出されるオイル量は、実際にエンジンの各部が要求しているオイル量よりも大幅に多くなりがちである。
【０００５】
このことに対し、特許文献１のポンプでは、エンジンの運転状態が高回転領域にあるときに、回転体の回転動作によって送り出されたオイルのうち、一部をオイルポンプ内に形成されたバイパスルートに流すことによって、エンジンの各部へのオイル供給量をエンジンの各部が要求しているオイル量に近づけるようにしている。
【特許文献１】特許第３１２２３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１のポンプでは、回転体の回転動作によって回転体よりも下流側へ送られたオイルの一部を、エンジンの各部に供給することなくバイパスルートに流すようにしている。つまり、バイパスルートに流しているオイル量に相当する分だけ、回転体を回転させるのに要するエンジンの動力が無駄に使われており、その結果、燃費が悪化するとともに、特に高回転時のエンジンの出力低下を招くことになる。
【０００７】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液体の供給量を所定の供給量とする場合に、回転体が１回転当たりに送り出す液体の量を増減させて対応できるようにすることで、動力機械の動力が無駄に使われるのを回避することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明では、動力機械によって回転駆動され、複数の歯が外周面に周方向に並ぶように設けられた回転体と、上記回転体を収容するとともに、液体の流入孔と流出孔とが上記回転体の回転軸の周方向に離れて形成されたハウジングとを備え、上記回転体の回転動作によって上記流入孔から上記ハウジング内に流入させた液体を、上記流出孔から送り出すように構成されたポンプにおいて、上記ハウジングには、上記回転体を、該回転体の歯先と該ハウジングの内面との離間距離が変化する方向に変位させるように構成された回転体変位部が設けられている構成とする。
【０００９】
第２の発明では、動力機械によって回転駆動され、複数の歯が外周面に周方向に並ぶように設けられた回転体と、上記回転体を収容するとともに、液体の流入孔と流出孔とが上記回転体の回転軸の周方向に離れて形成されたハウジングとを備え、上記回転体の回転動作によって上記流入孔から上記ハウジング内に流入させた液体を、上記流出孔から送り出すように構成されたポンプにおいて、上記ハウジングには、上記回転体を、上記ハウジングの内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位させるように構成された回転体変位部が設けられている構成とする。
【００１０】
第３の発明では、第１または２の発明において、回転体変位部は、ハウジング内の液圧で動作する構成とする。
【００１１】
第４の発明では、第１の発明において、ハウジング内には、駆動歯車と従動歯車とが収容され、回転体変位部は、上記駆動歯車の駆動軸と上記従動歯車の回転軸とを支持する支持部材と、該駆動軸を上記ハウジングに対し回転可能に支持する軸受部とを有し、上記従動歯車を上記駆動軸周りに回動させて上記従動歯車の歯先と上記ハウジングの内面との離間距離を変化させるように構成されているものとする。
【００１２】
第５の発明では、第２の発明において、ハウジング内には、駆動歯車と従動歯車とが収容され、回転体変位部は、上記駆動歯車の駆動軸と上記従動歯車の回転軸とを支持する支持部材と、該駆動軸を上記ハウジングに対し回転可能に支持する軸受部とを有し、上記従動歯車を上記駆動軸周りに回動させて、上記ハウジングの内面に近接した上記従動歯車の歯先の数を増減させるように構成されているものとする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、回転体変位部で回転体を変位させることにより、回転体の歯先とハウジングの内面との離間距離を変化させることができる。この離間距離を短くすると、ハウジングの内面が回転体の歯先に近くなるので、回転体の１回転当たりに送り出される液体の量を増加させることができ、長くするとハウジングの内面が回転体の歯先から離れるので、１回転当たりに送り出される液体の量を減少させることができる。回転体の１回転当たりに送り出される液体の量が減少すれば、その分回転体を回転させるのに要する動力を少なくすることができ、これにより、動力機械の動力が無駄に使われるのを回避しながら、液体の供給量を所定の供給量とすることができる。
【００１４】
第２の発明によれば、回転体変位部で回転体を変位させることにより、ハウジングの内面に近接した歯先の数を増減させることができる。ハウジングの内面に近接した歯先の数を増やすと、回転体の１回転当たりに送り出される液体の量を増加させることができ、少なくすると、１回転当たりに送り出される液体の量を減少させることができる。回転体の１回転当たりに送り出される液体の量が減少すれば、その分回転体を回転させるのに要する動力を少なくすることができ、よって、第１の発明と同様な効果を奏することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、ハウジング内の液圧を利用して回転体を変位させることができるので、回転体を変位させるための動力源を別途設けなくとも、回転体が１回転当たりに送り出す液体の量を変化させることができる。
【００１６】
第４、５の発明によれば、駆動歯車の駆動軸を利用して従動歯車を変位させることにより、従動歯車が１回転当たりに送り出す液体の量を変化させることができるので、ポンプの構造をシンプルにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１８】
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係るオイルポンプ１を示すものである。オイルポンプ１は、エンジン（動力機械）の各部へ潤滑用及び冷却用のオイルを供給する役割を担っている。オイルポンプ１は、図示しないが、エンジンのシリンダブロックに配設されており、エンジンの下部に位置するオイルパン内にあるオイルストレーナを介して、オイルパンに貯留されているオイルを汲み上げ、汲み上げたオイルをエンジンの各部に繋がる配管に流して、エンジンの各部へ供給するように構成されている。
【００１９】
尚、以下の説明では説明の便宜を図るため、特に示さない限り、「上」及び「下」はそれぞれ各図に示すように紙面上でオイルポンプ１の上側及び下側を意味し、「左」及び「右」は各図に示すように紙面上でオイルポンプ１の左側及び右側を意味するものとする。
【００２０】
図２及び図３に示すように、上記オイルポンプ１は、駆動歯車２及び従動歯車３を有する歯車ユニット４と、歯車ユニット４を所定方向に付勢する付勢部材としての引っ張りバネ５と、これら歯車ユニット４及び引っ張りバネ５を収容するハウジング１０とを有している。図１に示すように、ハウジング１０は、全体として円柱形状とされており、厚肉な円形板状の本体部材１１と、薄肉な円形板状の蓋部材１２とで構成されている。尚、ハウジング１０の形状は、上記した円柱形状に限られるものではない。
【００２１】
本体部材１１における蓋部材１２で覆われる面には、図２に示すように、歯車ユニット４が収容される歯車収容凹部１３が形成されている。この歯車収容凹部１３は、本体部材１１の中心を通ってオイルポンプ１の上下方向に長く延びている。図４に示すように、歯車収容凹部１３の上下方向中央部近傍に歯車ユニット４が配置され、その左側には、本体部材１１の中心線と平行に延びる駆動軸１５を有する上記駆動歯車２が位置し、右側には、同様に延びる回転軸１６を有する上記従動歯車３が位置している。
【００２２】
歯車収容凹部１３の左側面には、上下方向の中央部に、左側へ向けて湾曲する左側湾曲面１３ａが形成されている。この左側湾曲面１３ａは、駆動歯車２の歯先円の左半分を構成する円弧と略同じ形状とされており、駆動歯車２の左側略半分は左側湾曲面１３ａで覆われるようになっている。歯車収容凹部１３の左側面の左側湾曲面１３ａよりも上側部分及び下側部分は、上下方向に略平坦に延びている。
【００２３】
歯車収容凹部１３の右側面には、左側湾曲面１３ａと対向する位置に右側へ向けて湾曲する右側湾曲面１３ｂが形成されている。この右側湾曲面１３ｂは、全体として左側湾曲面１３ａよりも緩く湾曲している。右側湾曲面１３ｂにおける上側領域１３ｃは、従動歯車３の歯先円の１／４を構成する円弧と略同じ形状とされている。右側湾曲面１３ｂにおける下側領域１３ｄは、従動歯車３の歯先円よりも大きな半径の円弧形状とされている。歯車収容凹部１３の右側面の右側湾曲面１３ｂよりも上側部分及び下側部分は、それぞれ、左側面の上側部分及び下側部分と略平行に延びるように形成された上側平坦面１３ｅ及び下側平坦面１３ｆで構成されている。
【００２４】
本体部材１１の右側には、歯車収容凹部１３の駆動歯車２及び従動歯車３よりも上側の上側空間Ｓ１と下側の下側空間Ｓ２とを連通させるバイパス通路を形成するための溝１７が形成されている。この溝１７は、下側平坦面１３ｆに開口して上方へ向けて右側湾曲面１３ｄの右側を回り込むように延び、上側平坦面１３ｅに開口している。溝１７の上側の中途部には、右側へ向けて延びるリリーフ弁収容溝１８が連なっている。リリーフ弁収容溝１８には、コイルバネ１９と、バイパス通路を開閉するためのリリーフ弁２０とが収容されるようになっている。リリーフ弁２０はコイルバネ１９により左側へ付勢され、オイルポンプ１の停止時には、リリーフ弁収容溝１８から左側へ飛び出しており、このリリーフ弁２０によってバイパス通路が閉じられている。コイルバネ１９の付勢力は、後述するが、オイルポンプ１の作動時に上側空間Ｓ１の液圧が所定以上の高い圧力になったときに、リリーフ弁２０を右側へ移動させてリリーフ弁収容溝１８内に収めてバイパス通路を開くことができる程度に設定されている。
【００２５】
また、図５にも示すように、本体部材１１の下端部には、下方へ突出する上流管２１が設けられている。この上流管２１には、オイルストレーナから延びるオイル配管（図示せず）の下流端が接続されるようになっている。上流管２１の内部には、オイル流入孔２１ａが形成されている。このオイル流入孔２１ａは、歯車収容凹部１３の下側空間Ｓ２に連通している。
【００２６】
本体部材１１の上端部には、上方へ突出する下流管２２が設けられている。この下流管２２には、エンジンの各部にオイルを導くオイル配管（図示せず）の上流端が接続されるようになっている。下流管２２の内部には、オイル流出孔２２ａが形成されている。このオイル流出孔２２ａは、歯車収容凹部１３の上側空間Ｓ１に連通している。
【００２７】
また、本体部材１１の蓋部材１２で覆われる面には、左側湾曲面１３ａよりも上方に、引っ張りバネ５の一端部が固定されるピン２５が突設されている。
【００２８】
また、図２及び図６に示すように、歯車収容凹部１３の底面には、中心よりも左側に駆動歯車２の駆動軸１５を受ける有底の軸受孔２６が本体部材１１の中心線方向に延びるように形成されている。さらに、歯車収容凹部１３の底面には、本体側窪み２７が成形されている。この本体側窪み２７は、詳細は後述するが、軸受孔２６を中心として上下方向に広がる扇形に近い形状とされている。
【００２９】
図６に示すように、蓋部材１２の裏面には、本体側窪み２７と対向する部位に、本体側窪み２７と同形状の蓋側窪み３０が形成されている。また、図１や図７に示すように、蓋部材１２には、ピン２５を収容するピン収容部３１が表側へ突出するように形成されるとともに、引っ張りバネ５を収容する引っ張りバネ収容部３２が表側へ突出するように形成されている。さらに、後述する歯車ユニット４に突設された突出部３８を収容する突出部収容部３３も形成されている。
【００３０】
また、図６に示すように、蓋部材１２には、本体部材１１の軸受孔２６に対向する部位に、軸受孔３５が貫通形成されている。軸受孔３５の周縁部は、蓋部材１２の表側へ突出している。
【００３１】
上記駆動軸１５と駆動歯車２とは一体化されている。図２に示すように、駆動歯車２には、８つの歯が外周面に周方向に並ぶように設けられている。各歯は、駆動歯車２の軸方向両端に亘って形成されている。図６に示すように、駆動軸１５の両端部は、駆動歯車２の軸方向両端面から突出している。
【００３２】
上記回転軸１６と従動歯車３とは一体化されている。従動歯車３は、駆動歯車２と同じ形状とされ、８つの歯が外周面に周方向に並ぶように設けられている。回転軸１６の両端部は、従動歯車３の軸方向両端面から突出しており、その突出長さは、駆動軸１５の駆動歯車２からの突出長さよりも短く設定されている。
【００３３】
歯車ユニット４は、駆動歯車２と従動歯車３とを一体化するための第１プレート（支持部材）３６及び第２プレート（支持部材）３７を有している。第１プレート３６は、駆動歯車２と従動歯車３とが並ぶ方向に長く形成されている。図７にも示すように、第１プレート３６の厚みは、本体側窪み２７の深さと同じに設定されている。図６にも示すように、第１プレート３６の長手方向両端部には、貫通孔３６ａ、３６ｂがそれぞれ形成され、これら貫通孔３６ａ、３６ｂに駆動軸１５の一端部及び従動軸１６の一端部がそれぞれ回転可能に挿入されている。この状態で駆動軸１５の一端部は貫通孔３６ａから突出する一方、回転軸１６の一端部は、貫通孔３６ｂから突出しないようになっている。
【００３４】
第２プレート３７は、第１プレート３６と同様に長く延びる形状とされ、両端部に貫通孔３７ａ、３７ｂを有している。第２プレート３７の厚みは、蓋側窪み部３０の深さと同じに設定されている。貫通孔３７ａ、３７ｂには、駆動軸１５の他端部及び従動軸１６の他端部がそれぞれ回転可能に挿入されている。この状態で駆動軸１５の他端部は貫通孔３７ａから突出する一方、回転軸１６の他端部は、貫通孔３７ｂから突出しないようになっている。図２や図３に示すように、この第２プレート３７の長手方向中間部には、駆動軸１５の他端部の突出方向に突出する突出部３８が形成されている。この突出部３８に引っ張りバネ５の他端部が固定されるようになっている。
【００３５】
上記歯車ユニット４は、第１プレート３６が本体側窪み２７に入るようにして本体部材１１の歯車収容凹部１３に収容される。このとき、図６に示すように、駆動軸１５の一端部が軸受孔２６に挿入支持され、歯車ユニット４は、駆動軸１５周りに回動可能となる。この歯車ユニット４の回動動作に対応するように、本体側窪み２７は、第１プレート３６の駆動軸１５周りの回動軌跡に対応した扇形状とされている。また、引っ張りバネ５の一端部をピン２５に固定し、他端部を第２プレート３７の突出部３８に固定すると、歯車ユニット４は、上方へ付勢された状態となる。
【００３６】
そして、図６や図７に示すように、本体部材１１に蓋部材１２が取り付けられると、歯車収容凹部１３及び溝１７の開放側が閉塞されるとともに、ピン２５、引っ張りバネ５及び突出部３８がピン収容部３１、引っ張りバネ収容部３２及び突出部収容部３３にそれぞれ収容される。また、駆動軸１５の他端部は蓋部材１２の貫通孔３５から外方へ突出する。この駆動軸１５の他端部には、図示しないが、エンジンのクランクシャフト（出力軸）の回転力がチェーンを介して伝達されるようになっている。また、第１プレート３６は、蓋部材１２の蓋側窪み３０に入る。このとき、歯車ユニット４が引っ張りバネ５で上方へ付勢されているので、第１プレート３６の周縁部が本体側窪み２７の上縁部に当接するとともに、第２プレート３７の周縁部が蓋側窪み３０の上縁部に当接し、これにより、図４に示すように、歯車ユニット４が上端位置となる。
【００３７】
歯車ユニット４が上端位置まで回動した状態にあるときには、従動歯車３の右上約１／４が右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃで覆われるようになる。従動歯車３の右上に位置する歯の歯先は、右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃに対し近接している。両者の離間距離は、潤滑に最低限必要な薄い油膜ができる程度の最小離間距離である。歯車ユニット４が上端位置にあるときには、従動歯車３の少なくとも３つの歯の歯先が、右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃに対し、最小離間距離を持って対向するようになっている。また、従動歯車３の右下に位置する歯の歯先は、右側湾曲面１３ｂの下側領域１３ｄに対し、上記最小離間距離よりも大きく離れて対向している。
【００３８】
歯車ユニット４は上端位置から図８に示す下端位置まで駆動軸１５周りに下方へ回動するようになっている。下端位置になると、第１プレート３６の周縁部が本体側窪み２７の下縁部に当接するとともに、第２プレート３７の周縁部が蓋側窪み３０の下縁部に当接し、これにより、下端位置が決定されるようになっている。つまり、本体側窪み２７及び蓋側窪み３０の周縁部は、歯車ユニット４の回動範囲を規制するストッパとして機能するようになっている。
【００３９】
歯車ユニット４が下端位置まで回動した状態にあるときには、従動歯車３の右下約１／４が右側湾曲面１３ｂの下側領域１３ｄで覆われるようになる。歯車ユニット４が下端位置にあるときには従動歯車３の２つの歯先が、右側湾曲面１３ｂの下側領域１３ｄに対し、上記最小離間距離を持って対向するようになっている。
【００４０】
このように、本発明の回転体としての従動歯車３は、ハウジング１０の内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位するようになっており、本発明の回転体変位部は、上記第１プレート３６、第２プレート３７、引っ張りバネ５、窪み２７、３０、軸受孔２６、３５、駆動歯車２及び駆動軸１５で構成されている。
【００４１】
また、駆動歯車２の左側半分は、左側湾曲面１３ａで覆われるようになる。駆動歯車２における左側の歯の歯先は、左側湾曲面１３ａに対し、上記最小離間距離を持って対向している。
【００４２】
また、引っ張りバネ５の付勢力は、オイルポンプ１の作動時における歯車収容凹部１３内の上側空間Ｓ１の液圧が所定値以下の場合（後述する）には歯車ユニット４が上端位置に留まったままとなるように設定されている。
【００４３】
次に、上記のように構成されたオイルポンプ１の動作について説明する。尚、歯車収容凹部１３にはオイルが満たされた状態となっている。
【００４４】
駆動歯車２及び従動歯車３が停止している場合には、図４に示すように、歯車ユニット４は上端位置にある。エンジンが始動してクランクシャフトが回転すると、駆動軸１５に固定されている駆動歯車２はＸ方向に回転駆動される。この駆動歯車２の回転動作により、従動歯車３はＹ方向に回転する。
【００４５】
駆動歯車２及び従動歯車３が回転すると、下側空間Ｓ２内のオイルが歯により掻き上げられて上側空間Ｓ１に流入し、この上側空間Ｓ１に流入したオイルは、オイル流出孔２１ａから流出してエンジンの各部に供給される。下側空間Ｓ２にはオイルパン内のオイルが新たに流入してくる。
【００４６】
エンジンが例えばアイドリング状態にあるときには、歯車ユニット４が上記のように引っ張りバネ５で付勢されていることから、上端位置にあり、従動歯車３の少なくとも２つの歯先と右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃとの離間距離は、上記最小離間距離となっている。よって、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量は多くなり、アイドリング時のオイル供給量は十分に確保される。
【００４７】
エンジンの回転数が高まると、駆動歯車２及び従動歯車３の単位時間当たりの回転数が比例して高まる。これにより、上側空間Ｓ１に流入するオイル量が増えて、上側空間Ｓ１内の液圧が下側空間Ｓ２内の液圧よりも高まる。この上側空間Ｓ１及び下側空間Ｓ２の液圧は、歯車ユニット４に作用し、歯車ユニット４には、引っ張りバネ５に抗する下方向への力が働くことになる。ここで、引っ張りバネ５の付勢力は、例えば、エンジンの回転数が１０００回転／分程度になったときに歯車ユニット４に働く下向きの力と釣り合うように設定しておく。
【００４８】
このように付勢力を設定しておくと、エンジンの回転数が１０００回転／分よりも高くなったときに、上側空間Ｓ１と下側空間Ｓ２との液圧の差によりに歯車ユニット４に働く力が引っ張りバネ５の付勢力よりも大きくなり、歯車ユニット４が下方向（オイルの流れと逆方向）へ回動して、従動歯車３が下方へ変位する。すると、従動歯車３の歯のうち、
２つだけが、右側湾曲面１３ｂに対し、上記最小離間距離を持って対向するようになる。このように、ハウジング１３の内面に近接した歯先の数が減ると、従動歯車３によって掻き上げるオイル量が減少する。このことで、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量は少なくなるが、駆動歯車２及び従動歯車３の回転数は高まっているので、オイルポンプ１全体として見たときには、オイル供給量が増えていくことになる。また、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなることで、従動歯車３を回転させるのに要する動力はその分少なくて済む。
【００４９】
上記した歯車ユニット４の下方向への変位は、引っ張りバネ５で付勢されていることから緩やかで、かつ、無段階に行われることになる。よって、オイル供給量も緩やかに、かつ、無段階に変化することになる。
【００５０】
エンジンの回転数が例えば２４００回転／分程度まで高まると、上側空間Ｓ１の液圧がさらに高まり、図８に示すように、歯車ユニット４は下端位置に達する。このとき、バイパス通路のリリーフ弁２０に対し、上側空間Ｓ１の液圧が作用し、図９に示すように、リリーフ弁２０は、右方向へ移動してリリーフ弁収容溝１８に収納される。これにより、バイパス通路が開き、上側空間Ｓ１のオイルがバイパス通路を経て下側空間Ｓ２に流れ込む。
【００５１】
以上説明したように、この実施形態１に係るオイルポンプ１によれば、ハウジング１０に収容した従動歯車３を、ハウジング１０の内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位させて、従動歯車３の１回転当たりに送り出されるオイルの量を増減させることができる。これにより、エンジンの動力が無駄に使われるのを回避しながら、オイル供給量をエンジンの各部が要求する量にすることができるので、エンジンの燃費を向上させることができるとともに、エンジンの高回転時の出力を向上させることができる。
【００５２】
また、歯車ユニット４をハウジング１０内の液圧を利用して回動させることができるので、歯車ユニット４を変位させるための動力源等を別途設けずに済む。
【００５３】
また、引っ張りバネ５が、歯車ユニット４を、ハウジング１０の内面に近接した歯先の数が増える方向に付勢しているので、エンジンが低回転状態でハウジング１０内の液圧が低いときに、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイルの量を多くすることができ、低回転時におけるオイルの供給量を十分に確保することができる。
【００５４】
尚、実施形態１では、バイパス通路を設けているが、このバイパス通路は省略してもよい。
【００５５】
また、図１０に示す変形例１のように、歯車収容凹部１３の右側湾曲面１３ｂの下側領域１３ｄを上記した形状よりも大きく湾曲させて、歯車ユニット４が下端位置にあるときに、従動歯車３の全ての歯の歯先と下側領域１３ｄとの離間距離を上記最小離間距離よりも長くなるようにしてもよい。つまり、この変形例１では、従動歯車３が、従動歯車３の歯先とハウジング１０の内面との離間距離が変化する方向に変位することになる。
【００５６】
変形例１のように、歯車ユニット４が下端位置にあるときに、従動歯車３の全ての歯の歯先と右側湾曲面１３ｂとの離間距離を上記最小離間距離よりも長くすると、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量を一層少なくすることができる。
【００５７】
また、図１１に示す変形例２のように、右側湾曲面１３ｂに、従動歯車３の変位方向に延びる溝４０を形成してもよい。この溝４０の始点は、右側湾曲面１３ｂの上側領域１３ｃよりも下に位置している。溝４０の幅は、下側へ行くほど広くなっている。このため、従動歯車３が下方へ変位していくにしたがって、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなる。
【００５８】
また、図１２に示す変形例３のように、右側湾曲面１３ｂに変形例２の溝４０と同様に延びる第１溝４１及び第２溝４２を設けてもよい。第１溝４１の始点は、第２溝４２の始点よりも上に位置付けられている。したがって、この変形例３のものにおいても、従動歯車３は下へ変位していくにしたがって、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなる。
【００５９】
また、変形例２、３のような溝４０〜４２を設ける場合には、溝４０〜４２の深さを下側へ行くほど深くするようにしてもよい。また、図示しないが、溝の数は、３つ以上であってもよい。また、溝の幅は、長手方向中間部が広くなるようにしてもよい。溝の深さについても、長手方向中間部が深くなるようにしてもよい。また、溝の幅は、長手方向中間部が狭くなるようにしてもよい。また、溝の深さについても、長手方向中間部が浅くなるようにしてもよい。
【００６０】
《発明の実施形態２》
図１３〜１５は、本発明の実施形態２に係るものである。この実施形態２のオイルポンプ１は、歯車ユニット４の付勢部材による付勢方向と、ハウジング１０の内面形状とが実施形態１のものと異なっており、他の部分は実施形態１と同じであるため、以下、実施形態１と異なる部分を詳細に説明する。
【００６１】
ハウジング１０の歯車収容凹部１３における右側面の上下方向中間部には、右側湾曲面１３ｇが形成されている。この右側湾曲面１３ｇは、実施形態１の右側湾曲面１３ｂとは上下反対となった形状である。すなわち、下側領域１３ｈは、従動歯車３の歯先円の１／４を構成する円弧と略同じ形状とされ、上側領域１３ｉは、従動歯車３の歯先円よりも大きな半径の円弧形状とされている。
【００６２】
歯車ユニット４が下端位置まで回動した状態にあるときには、従動歯車３の右下約１／４が右側湾曲面１３ｇの下側領域１３ｈで覆われるようになる。従動歯車３の右下に位置する歯の歯先は、右側湾曲面１３ｇの下側領域１３ｈに対し近接している。両者の離間距離は、上記最小離間距離である。歯車ユニット４が下端位置にあるときには従動歯車３の３つの歯の歯先が、右側湾曲面１３ｇの下側領域１３ｈに対し、上記最小離間距離を持って対向している。また、従動歯車３の右上に位置する歯の歯先は、右側湾曲面１３ｇの上側領域１３ｉに対し、上記最小離間距離よりも大きく離れて対向している。
【００６３】
歯車ユニット４が下端位置から図１５に示す上端位置まで回動すると、従動歯車３の右上約１／４が右側湾曲面１３ｇの上側領域１３ｉで覆われるようになる。歯車ユニット４が上端位置にあるときには従動歯車３の２つの歯の歯先だけが、右側湾曲面１３ｇの上側領域１３ｉに対し、上記最小離間距離を持って対向している。つまり、この実施形態２においても、従動歯車３は、ハウジング１０の内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位するようになっている。
【００６４】
また、本体部材１１の蓋部材１２で覆われる面には、左側湾曲面１３ａよりも下方に、引っ張りバネ５の一端部が固定されるピン４５が突設されている。尚、図示しないが、ピン４５及び引っ張りバネ４７の位置に対応して、蓋部材１２の収容部の形状及び位置が設定されている。
【００６５】
また、リリーフ弁２０を付勢するコイルバネ４６の付勢力は、実施形態１のコイルバネ１９よりも弱く設定され、また、引っ張りバネ４７の付勢力は、実施形態１の引っ張りバネ５よりも強く設定されている。具体的には、コイルバネ４６の付勢力は、エンジンの回転数が例えば１０００回転／分程度まで高まったときにおける上側空間Ｓ１の液圧がリリーフ弁２０に対し作用したときに、リリーフ弁２０をリリーフ弁収容溝１８に収容できるように設定されている。
【００６６】
次に、上記のように構成されたオイルポンプ１の動作について説明する。
【００６７】
駆動歯車２及び従動歯車３が停止している場合には、図１３に示すように、歯車ユニット４は下端位置にある。エンジンが例えばアイドリング状態にあるときには、歯車ユニット４が上記のように引っ張りバネ４７で付勢されていることから、下端位置にあり、従動歯車３の３つの歯先と右側湾曲面１３ｇの下側領域１３ｈとの離間距離は、上記最小離間距離となっている。よって、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量は多くなり、アイドリング時のオイル供給量は十分に確保される。
【００６８】
エンジンの回転数が高まると、上側空間Ｓ１に流入するオイル量が増えて、上側空間Ｓ１内の液圧が高まる。この液圧は、リリーフ弁２０に作用する。エンジンの回転数が１０００回転／分よりも高くなったときには、図１４に示すように、リリーフ弁２０は、右方向へ移動してリリーフ弁収容溝１８に収納される。これにより、バイパス通路が開き、上側空間Ｓ１のオイルがバイパス通路を流れて下側空間Ｓ２に流れ込む。その結果、下側空間Ｓ２の液圧が高まる。
【００６９】
エンジンの回転数が例えば２４００回転／分程度まで高まると、バイパス通路を介して上側空間Ｓ１から下側空間Ｓ２に流れるオイルの量がさらに増えるとともに、下側空間Ｓ２の液圧が高まる。これにより、歯車ユニット４が上方向（オイルの流れ方向）へ回動して、従動歯車３が上方へ変位する。すると、従動歯車３の歯のうち、２つだけが、右側湾曲面１３ｇに対し、上記最小離間距離を持って対向するようになる。このことで、従動歯車３によって掻き上げるオイル量が減少して、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量は少なくなるが、駆動歯車２及び従動歯車３の回転数は高まっているので、オイルポンプ１全体として見たときには、オイル供給量が増えていくことになる。また、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなることで、従動歯車３を回転させるのに要する動力はその分少なくて済む。
【００７０】
以上説明したように、この実施形態２に係るオイルポンプ１によれば、実施形態１のものと同様に、エンジンの動力が無駄に使われるのを回避しながら、オイル供給量をエンジンの各部が要求する量にすることができるので、エンジンの燃費を向上させることができるとともに、エンジンの高回転時の出力を向上させることができる。
【００７１】
《発明の実施形態３》
図１６〜図１８は、本発明の実施形態３に係るものである。このオイルポンプ１は、ハウジング１０に設けられた可動部材５０を変位させることで、駆動歯車２が１回転当たりに送り出すオイル量を増減させることができるようになっている点で、実施形態１のものとは異なっている。以下、実施形態１と同じ部分には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分について詳細に説明する。
【００７２】
ハウジング１０の歯車収容凹部１３の左側湾曲面１３ｊは、駆動歯車２の歯先円よりも大きく湾曲するとともに、駆動歯車２の歯先から左側へ離れて形成されている。また、本体部材１１の左側下部には、歯車収容凹部１３よりも小さい左側凹部５１が形成されている。左側凹部５１は、略上下方向に長く延びており、全体として、上側が下側よりも左側に位置するように僅かに傾斜している。この左側凹部５１には、上下方向に伸縮するコイルバネ５２が収容されている。さらに、本体部材１１には、歯車収容凹部１３と左側凹部５１の上端部とを連通させる切欠部５３が形成されている。
【００７３】
上記可動部材５０は、駆動歯車２と左側湾曲面１３ｊとの間に配置されている。この可動部材５０は、左側湾曲面１３ｊに沿うように湾曲して延びる本体部５５と、本体部５５の左側湾曲面１３ｊに沿う部分から突出する突出部５６とで構成されている。本体部５５は、駆動歯車２の歯先に対向する対向面５５ａと、対向面５５ａの上縁部から左側湾曲面１３ｊへ向けて延びる液圧作用面５５ｂと、対向面５５ａの下縁部から左側湾曲面１３ｊへ向けて延びる下端面５５ｃと、左側湾曲面１３ｊに沿うように形作られた被案内面５５ｄとを有している。対向面５５ａは、駆動歯車２の歯先円の円弧よりも緩く湾曲している。また、被案内面５５ｄは、左側湾曲面１３ｊ上を摺動するようになっている。
【００７４】
突出部５６は、本体部材１１の切欠部５３から左側凹部５１内へ突出するように形成されている。突出部５６の肉厚は、切欠部５３の幅寸法（図１６の上下方向の寸法）よりも狭く設定されており、突出部５６は、切欠部５３をその幅方向に移動可能となっている。これにより、可動部材５０は、左側湾曲面１３ｊに案内されながら、その上下方向に変位可能となる。
【００７５】
可動部材５０が変位する際の軌跡は、左側湾曲面１３ｊの形状で設定されるようになっている。この左側湾曲面１３ｊの形状は、可動部材５０が上端位置にあるとき（図１６に示す）に対向面５５ａと駆動歯車２の左下に位置する歯の歯先とが近接して両者の離間距離が最も短くなり、可動部材５０が上端位置から下方向へ変位していくと、図１８に示すように、対向面５５ａが駆動歯車２の左下に位置する歯の歯先から離れて、両者の離間距離が長くなるように形状設定されている。
【００７６】
また、突出部５６は、コイルバネ５２の上端側と接しており、このコイルバネ５２により、上方、即ち、可動部材５０の対向面５５ａと駆動歯車２の歯先との離間距離が短くなる方向に付勢されている。このコイルバネ５２の付勢力は、オイルポンプ１の作動時における歯車収容凹部１３内の上側空間Ｓ１の液圧が所定値以下の場合（後述する）には可動部材５０が上端位置に留まったままとなるように設定されている。
【００７７】
また、引っ張りバネ５及びコイルバネ５２の付勢力は、後述するオイルポンプ１の動作時に、可動部材５０が下方へ変位するよりも先に歯車ユニット４が下方へ回動するように設定されている。
【００７８】
次に、上記のように構成されたオイルポンプ１の動作について説明する。
【００７９】
エンジンが例えばアイドリング状態にあるときには、可動部材５０が上記のようにコイルバネ５２で付勢されていることから、図１６に示すように、上端位置にあり、駆動歯車２の歯先と可動部材５０の対向面５５ａとは近接している。よって、駆動歯車２が１回転当たりに送り出すオイル量は多くなり、アイドリング時のオイル供給量は十分に確保される。従動歯車３についても、実施形態１で説明したように、１回転当たりに送り出すオイル量は多くなる。
【００８０】
エンジンの回転数が高まると、図１７に示すように、歯車ユニット４が下方へ回動して、従動歯車３が１回転当たりに送り出すオイル量が少なくなる。
【００８１】
エンジンの回転数がさらに高まると、上側空間Ｓ１の液圧が高まり、この液圧が可動部材５０の液圧作用面５５ｂに作用する。すると、可動部材５０には、コイルバネ５２の付勢力に抗する下方向への力が働くことになる。ここで、コイルバネ５２の付勢力は、例えば、エンジンの回転数が１０００回転／分程度になったときに可動部材５０に働く力と釣り合うように設定しておく。
【００８２】
このように付勢力を設定しておくと、エンジンの回転数が１０００回転／分よりも高くなったときに、液圧により可動部材５０に働く力がコイルバネ５２の付勢力よりも大きくなり、可動部材５０が左側湾曲面１３ｊに案内されながら下方へ変位していく。すると、図１８に示すように、駆動歯車２の歯先と可動部材５０の対向面５５ａとの離間距離が長くなる。この離間距離が長くなると、駆動歯車２の歯によって掻き上げるオイル量が減少する。このことで、駆動歯車２が１回転当たりに送り出すオイル量は少なくなり、駆動歯車２を回転させるのに要する動力はその分少なくて済む。
【００８３】
以上説明したように、この実施形態３に係るオイルポンプ１によれば、実施形態１と同様に、エンジンの動力が無駄に使われるのを回避しながら、オイル供給量をエンジンの各部が要求する量にすることができるので、エンジンの燃費を向上させることができるとともに、エンジンの高回転時の出力を向上させることができる。
【００８４】
尚、上記実施形態３では、歯車ユニット４を下方へ回動させた後に、可動部材５０を下方へ変位させるようにしているが、これに限らず、可動部材５０を歯車ユニット４よりも先に変位させてもよいし、歯車ユニット４の回動と可動部材５０の変位とが同時に開始されるようにしてもよい。
【００８５】
また、実施形態１の変形例１〜３の構造は、実施形態２、３にも適用することができる。
【００８６】
また、実施形態１〜３では２つの歯車２、３を配置しているが、歯車の数は１つでもよいし、３つ以上であってもよい。
【００８７】
また、実施形態１〜３では２つの歯車２、３の歯先円直径の大きさを等しくしているが、これに限らず、互いに異ならせてもよい。この場合、駆動歯車２と従動歯車３の歯数が互いに異なることになり、この歯数の設定によって従動歯車３を減速駆動することもできるし、増速駆動することもできる。また、歯車２、３の歯の形状は任意であり、歯車２、３の有する歯の数はいくつであってもかまわない。
【００８８】
また、実施形態１〜３では付勢部材をコイルバネ５で構成しているが、これに限らず、例えば、ゴム等の弾性部材で構成してもよい。
【００８９】
また、上記実施形態１、２では、オイルポンプ１のオイル流入側が下に位置するように構成しているが、これに限らず、オイル流入側が上や上下方向の中間位置となるように構成してもよい。
【００９０】
また、本発明に係るポンプは、例えば自動変速機等の動力機械に設けてもよい。また、本発明は、オイル以外にも例えば水等を送るポンプにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上説明したように、本発明に係るポンプは、例えば、自動車に搭載されるエンジンに配設するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施形態１に係るオイルポンプの斜視図である。
【図２】オイルポンプの分解斜視図である。
【図３】蓋部材を取り外した状態のオイルポンプの斜視図である。
【図４】蓋部材を取り外した状態のオイルポンプの平面図である。
【図５】図２におけるV−V線断面図である。
【図６】図１におけるVI−VII線断面図である。
【図７】図１におけるVII−VII線断面図である。
【図８】歯車ユニットが下端位置まで回動した状態の図４相当図である。
【図９】歯車ユニットが下端位置まで回動し、かつ、リリーフ弁が開いた状態の図４相当図である。
【図１０】実施形態１の変形例１に係る図９相当図である。
【図１１】実施形態１の変形例２に係る図５相当図である。
【図１２】実施形態１の変形例３に係る図５相当図である。
【図１３】実施形態２に係るオイルポンプの図４相当図である。
【図１４】リリーフ弁が開いた状態の図１３相当図である。
【図１５】リリーフ弁が開き、かつ、歯車ユニットが上端位置まで回動した状態の図１３相当図ある。
【図１６】実施形態３に係るオイルポンプの図４相当図である。
【図１７】歯車ユニットが下端位置まで回動した状態の図１６相当図である。
【図１８】歯車ユニットが下端位置まで回動し、かつ、可動部材が下端位置まで変位した状態の図４相当図である。
【符号の説明】
【００９３】
１ オイルポンプ
２ 駆動歯車
３ 従動歯車（回転体）
１０ ハウジング
１５ 駆動軸
１６ 回転軸
２１ａ オイル流入孔
２２ａ オイル流出孔
２６ 軸受孔（軸受部）
３５ 貫通孔（軸受部）
３６ 第１プレート（支持部材）
３７ 第２プレート（支持部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力機械によって回転駆動され、複数の歯が外周面に周方向に並ぶように設けられた回転体と、
上記回転体を収容するとともに、液体の流入孔と流出孔とが上記回転体の回転軸の周方向に離れて形成されたハウジングとを備え、
上記回転体の回転動作によって上記流入孔から上記ハウジング内に流入させた液体を、上記流出孔から送り出すように構成されたポンプにおいて、
上記ハウジングには、上記回転体を、該回転体の歯先と該ハウジングの内面との離間距離が変化する方向に変位させるように構成された回転体変位部が設けられていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
動力機械によって回転駆動され、複数の歯が外周面に周方向に並ぶように設けられた回転体と、
上記回転体を収容するとともに、液体の流入孔と流出孔とが上記回転体の回転軸の周方向に離れて形成されたハウジングとを備え、
上記回転体の回転動作によって上記流入孔から上記ハウジング内に流入させた液体を、上記流出孔から送り出すように構成されたポンプにおいて、
上記ハウジングには、上記回転体を、上記ハウジングの内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位させるように構成された回転体変位部が設けられていることを特徴とするポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のポンプにおいて、
回転体変位部は、ハウジング内の液圧で動作することを特徴とするポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載のポンプにおいて、
ハウジング内には、駆動歯車と従動歯車とが収容され、
回転体変位部は、上記駆動歯車の駆動軸と上記従動歯車の回転軸とを支持する支持部材と、該駆動軸を上記ハウジングに対し回転可能に支持する軸受部とを有し、上記従動歯車を上記駆動軸周りに回動させて上記従動歯車の歯先と上記ハウジングの内面との離間距離を変化させるように構成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項５】
請求項２に記載のポンプにおいて、
ハウジング内には、駆動歯車と従動歯車とが収容され、
回転体変位部は、上記駆動歯車の駆動軸と上記従動歯車の回転軸とを支持する支持部材と、該駆動軸を上記ハウジングに対し回転可能に支持する軸受部とを有し、上記従動歯車を上記駆動軸周りに回動させて、上記ハウジングの内面に近接した上記従動歯車の歯先の数を増減させるように構成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項１】
動力機械によって回転駆動され、複数の歯が外周面に周方向に並ぶように設けられた回転体と、
上記回転体を収容するとともに、液体の流入孔と流出孔とが上記回転体の回転軸の周方向に離れて形成されたハウジングとを備え、
上記回転体の回転動作によって上記流入孔から上記ハウジング内に流入させた液体を、上記流出孔から送り出すように構成されたポンプにおいて、
上記ハウジングには、上記回転体を、該回転体の歯先と該ハウジングの内面との離間距離が変化する方向に変位させるように構成された回転体変位部が設けられていることを特徴とするポンプ。
【請求項２】
動力機械によって回転駆動され、複数の歯が外周面に周方向に並ぶように設けられた回転体と、
上記回転体を収容するとともに、液体の流入孔と流出孔とが上記回転体の回転軸の周方向に離れて形成されたハウジングとを備え、
上記回転体の回転動作によって上記流入孔から上記ハウジング内に流入させた液体を、上記流出孔から送り出すように構成されたポンプにおいて、
上記ハウジングには、上記回転体を、上記ハウジングの内面に近接した歯先の数が増減する方向に変位させるように構成された回転体変位部が設けられていることを特徴とするポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のポンプにおいて、
回転体変位部は、ハウジング内の液圧で動作することを特徴とするポンプ。
【請求項４】
請求項１に記載のポンプにおいて、
ハウジング内には、駆動歯車と従動歯車とが収容され、
回転体変位部は、上記駆動歯車の駆動軸と上記従動歯車の回転軸とを支持する支持部材と、該駆動軸を上記ハウジングに対し回転可能に支持する軸受部とを有し、上記従動歯車を上記駆動軸周りに回動させて上記従動歯車の歯先と上記ハウジングの内面との離間距離を変化させるように構成されていることを特徴とするポンプ。
【請求項５】
請求項２に記載のポンプにおいて、
ハウジング内には、駆動歯車と従動歯車とが収容され、
回転体変位部は、上記駆動歯車の駆動軸と上記従動歯車の回転軸とを支持する支持部材と、該駆動軸を上記ハウジングに対し回転可能に支持する軸受部とを有し、上記従動歯車を上記駆動軸周りに回動させて、上記ハウジングの内面に近接した上記従動歯車の歯先の数を増減させるように構成されていることを特徴とするポンプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−２６４２９１（Ｐ２００９−２６４２９１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１６０６０（Ｐ２００８−１１６０６０）
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（３９００２６５３８）ダイキョーニシカワ株式会社 (492)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（３９００２６５３８）ダイキョーニシカワ株式会社 (492)
【Ｆターム（参考）】
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