ラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータ
【課題】外周側部材および内周側部材の半径方向に大型化することを抑制可能なラジアルピストンポンプを提供する。
【解決手段】軸線Ａ１を中心として相対回転可能な外周側部材３および内周側部材５と、外周側部材３に設けられたカム面２０と、内周側部材５に設けられて半径方向に動作可能なピストン７と、内周側部材５に設けられた流体室９とを有し、流体室９で吸入・吐出される流体の容量を変更可能な構成を備えたラジアルピストンポンプにおいて、軸線Ａ１に沿った方向の平面内で、軸線Ａ１と、カム面の中心線Ｂ１とが交差しており、外周側部材３と内周側部材５とを軸線Ａ１に沿った方向に相対移動させることにより、流体室９で吸入・吐出される流体の容量を変更する容量調整機構２１が設けられている。
【解決手段】軸線Ａ１を中心として相対回転可能な外周側部材３および内周側部材５と、外周側部材３に設けられたカム面２０と、内周側部材５に設けられて半径方向に動作可能なピストン７と、内周側部材５に設けられた流体室９とを有し、流体室９で吸入・吐出される流体の容量を変更可能な構成を備えたラジアルピストンポンプにおいて、軸線Ａ１に沿った方向の平面内で、軸線Ａ１と、カム面の中心線Ｂ１とが交差しており、外周側部材３と内周側部材５とを軸線Ａ１に沿った方向に相対移動させることにより、流体室９で吸入・吐出される流体の容量を変更する容量調整機構２１が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外周側部材と内周側部材とを相対回転させることにより、ピストンを前記部材の半径方向に動作させて、流体室に流体を吸入・吐出するラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、外周側部材と内周側部材とを相対回転させることにより、ピストンを前記部材の半径方向に動作させて、油室にオイルを吸入・吐出するラジアルピストンポンプが知られており、そのラジアルピストンポンプを有する無段変速機の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、ミッションケース内に、入力軸および出力軸が同軸上に、かつ、相対回転可能に配置されている。また、入力軸にはシリンダボディが取り付けられており、そのシリンダボディの外周面には、放射状に第１、第２シリンダ孔が設けられている。さらに、第１シリンダ孔には第１プランジャが摺動自在に配置されており、第２シリンダ孔には第２プランジャが摺動自在に配置されている。さらに、第１、第２シリンダ孔には、それぞれポンプポートが開口されている。一方、前記ミッションケースには第１ポンプリングが取り付けられており、この第１ポンプリングは前記シリンダボディを取り囲むように配置されている。また、前記第１ポンプリングは、前記入力軸と平行な枢軸を介して、前記ミッションケースにより揺動自在に支持されている。一方、前記出力軸には第２ポンプリングが設けられており、前記シリンダボディに対して一側方へ所定距離偏心するように配置されている。
【０００３】
上記の第１シリンダ孔、第１プランジャ、第１ポンプリングなどにより、第１油圧ポンプが構成され、上記の第２シリンダ孔、第２プランジャ、第２ポンプリングなどにより、第２油圧ポンプが構成されているとともに、第１シリンダ孔と第２シリンダ孔とが接続されている。そして、前記入力軸を回転させると、前記第１プランジャの先端が前記第１ポンプリングの内周面に接触した状態で、前記第１プランジャが入力軸の半径方向に往復移動し、オイルの吸入・吐出がおこなわれる。さらに、前記シリンダボディに対する前記第１ポンプリングの偏心方向および偏心量を変えることにより、第２油圧ポンプの吸入吐出量域を反転させたり、その容量を調節できるものとされている。なお、ピストンを回転部材の半径方向に動作させるとともに、半径方向におけるピストンのストロークを可変としたトルク伝達装置が、特許文献２に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０３５２６号公報
【特許文献２】特開平２−１２０５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されているラジアルピストンポンプにおいては、前記シリンダボディに対して前記第１ポンプリングを半径方向に稼働させる必要があるため、ラジアルピストンポンプが回転部材の半径方向に大型化する恐れがあった。
【０００６】
この発明は上記事情を背景としてなされたものであって、軸線を中心とする半径方向に大型化することを抑制可能なラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、回転する場合の中心となる軸線を中心として相対回転可能であり、かつ、内外周に配置された外周側部材および内周側部材と、前記外周側部材に設けられ、かつ、中心線を取り囲むように形成された環状のカム面と、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能なピストンと、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記外周側部材と内周側部材とが相対回転して前記ピストンが前記軸線を中心として半径方向に動作した場合に流体が吸入・吐出される流体室とを有し、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更可能な構成を備えたラジアルピストンポンプにおいて、前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記カム面の中心線とが交差しており、「前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させることにより、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更する容量調整機構」が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記容量調整機構は、前記軸線に沿った方向の平面内における前記軸線と前記中心線とが交差する交点の両側で、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させる機構を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記軸線を中心として前記内周側部材と相対回転可能に設けられた動力伝達部材と、この動力伝達部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能な第２ピストンと、前記動力伝達部材に設けられ、かつ、前記外周側部材と動力伝達部材とが相対回転して前記第２ピストンが前記軸線を中心として半径方向に動作した場合に流体が吸入・吐出される第２流体室と、前記流体室から吐出された流体を前記第２流体室に供給する第１通路と、前記第２流体室から吐出された流体を前記流体室に供給する第２通路とを備えたラジアルピストンモータが設けられている。請求項３の発明において、このラジアルピストンモータは、前記流体室から前記第２流体室に流体が供給されて前記第２ピストンが半径方向の外側に向けて動作する場合に、前記第２ピストンが前記カム面に押し付けられた場合の反力で、前記動力伝達部材を前記軸線を中心として回転させる向きのトルクが発生するように構成されている。さらに、請求項３の発明において、前記容量調整機構は、「前記外周側部材と前記動力伝達部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させることにより、前記軸線を中心とする半径方向で前記第２ピストンのストロークを変更する機構」を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３の構成に加えて、
前記容量調整機構は、
（ａ）前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの一端部までの間に、前記ラジアルピストンポンプおよび前記ラジアルピストンモータを配置する状態と、
（ｂ）前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの一端部までの間に、前記ラジアルピストンポンプを配置し、かつ、前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの他端部までの間に、前記ラジアルピストンモータを配置する状態と
を切り替え可能な機構を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明は、回転する場合の中心となる軸線を中心として相対回転可能に設けられ、かつ、内外周に設けられた外周側部材および内周側部材と、前記外周側部材に設けられ、かつ、中心線を取り囲むように形成された環状のカム面と、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記カム面に接触して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能なピストンと、前記内周側部材に設けられ、かつ、流体が供給される流体室とを有し、前記流体室に流体を供給して前記ピストンを半径方向で外側に向けて動作させることにより、前記カム面で発生する反力で前記内周側部材を回転させる向きのトルクを生じさせるとともに、前記流体室の容量を変更可能なラジアルピストンモータにおいて、前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記中心線とが交差しており、「前記外周側部材を前記軸線に沿った方向に動作させることにより、前記流体室の容量を変更する容量調整機構」が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５の構成に加えて、前記容量調整機構は、「前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記中心線とが交差する交点の両側で、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させる機構」を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７の構成は、請求項３または４の構成に加えて、前記容量調整機構は、「前記軸線に沿った方向の平面内で、前記外周側部材を内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させることにより、前記内周側部材の回転数と動力伝達部材の回転数の比である変速比を、無段階に変更可能な構成を有している」ことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８の構成は、請求項３または４の構成に加えて、前記外周側部材および内周側部材および動力伝達部材を取り付けた固定構造物が設けられており、前記内周側部材および動力伝達部材は前記軸線に沿った方向には動作することが不可能な状態で前記固定構造物に支持されており、前記外周側部材は前記軸線に沿った方向に動作可能に構成されており、前記容量調整機構は、「前記外周側部材を前記軸線に沿った方向に動作させることにより、前記外周側部材を、前記内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させる構成を有している」ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、軸線を中心として外周側部材と内周側部材とが相対回転すると、カム面に接触した状態でピストンが半径方向に往復動し、流体室に流体が吸入・吐出される。また、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させると、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更することができる。したがって、前記軸線を中心とする半径方向に、ラジアルピストンポンプが大型化することを抑制できる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、前記軸線を中心とする円周方向で、前記流体室に流体が吸入される位相と、前記流体室から流体が吐出される位相とを反転させることができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、前記流体室から吐出された流体が第２流体室に供給され、かつ、前記第２流体室から吐出された流体が前記流体室に供給される。そして、前記流体室から前記第２流体室に流体が供給されて前記第２ピストンが半径方向の外側に向けて動作する場合に、前記第２ピストンが前記カム面に押し付けられ、その反力で前記動力伝達部材を前記軸線を中心として回転させる向きのトルクが発生する。
【００１８】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得られる他に、外周側部材の回転方向に対して、動力伝達部材の回転方向を正逆に切替可能である。
【００１９】
請求項５の発明によれば、流体室に流体を供給することによりピストンをカム面に押し付け、その反力で外周側部材を回転させる向きのトルクが発生する。また、カムを軸線に沿った方向に動作させることにより、流体室の容量を変更することができ、ラジアルピストンモータが半径方向に大型化することを抑制できる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、請求項５の発明と同様の効果を得られる他に、ラジアルピストンモータの内周側部材の回転方向の位相で、オイルの吸入領域と吐出領域とを逆にする（反転させる）ことができ、内周側部材を正転・逆転させることができる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、請求項３または４の発明と同様の効果を得られる他に、軸線に沿った方向の平面内で、前記外周側部材を内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させることにより、前記内周側部材の回転数と動力伝達部材の回転数の比である変速比を、無段階に変更可能である。
【００２２】
請求項８の発明によれば、請求項３または４の発明と同様の効果を得られる他に、外周側部材を軸線に沿った方向に動作させることにより、外周側部材を、内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明において、外周側部材と内周側部材とが相対回転可能である。例えば、何れか一方が回転可能であり、他方が固定されている（回転不可能）第１の構成、または、外周側部材および内周側部材の両方が、共に回転可能である第２の構成のいずれでもよい。さらに上記第１の構成と第２の構成とを切り替えることが可能であってもよい。そして、外周側部材または内周側部材の何れか一方が、動力源に対して動力伝達可能に連結され、前記動力源の動力が前記一方の部材に伝達されて、外周側部材と内周側部材とが相対回転する。ここで、前記動力源に連結される一方の部材は、カム面が設けられている部材、またはピストンが設けられている部材の何れでもよい。また、前記動力源は、熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置、電気エネルギを運動エネルギに変換する動力装置、流体の運動エネルギを回転軸の運動エネルギに変換する動力装置などのいずれであってもよい。また、この発明において、ピストンは軸線を中心とする半径方向に動作するピストンであり、形状、長さなどは問われず、ピストン、プランジャなどにより構成される。
【００２４】
また、この発明におけるラジアルピストンポンプを車両に搭載することが可能である。例えば、駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に、前記ラジアルピストンポンプを配置することが可能である。さらに、この発明において、容量調整機構は、各部材同士を前記軸線に沿った方向に相対移動させる動力を発生するアクチュエータであり、例えば、油圧式アクチュエータ、電磁式アクチュエータ、手動式アクチュエータなどを用いることができる。油圧式アクチュエータは、油圧室の油圧を制御することにより、各部材同士を相対移動させる動作力が制御されるように構成される。電磁式アクチュエータは、磁気吸引力を制御することにより、各部材同士を相対移動させる動作力が制御されるように構成される。手動式アクチュエータは、人間の操作力がリンク、ワイヤ、ロッドなどを経由して伝達されて動作力が発生するように構成される。また、容量調整機構は、前記軸線を中心とする半径方向でのピストンのストローク量を制御して、ラジアルピストンポンプの容量を変更する。
【００２５】
さらに、この発明におけるラジアルピストンモータは、流体の運動エネルギを回転部材の運動エネルギに変換する流体式モータである。また、この発明のラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータにおいて、回転可能に設けられる部材は、トルク伝達可能な部材であり、例えば、回転軸、回転円板、キャリヤ、ギヤ、コネクティングドラムなどが含まれる。また、回転不可能に固定される部材には、ケーシング、ハウジング、フレーム、ボス部、ブラケット、隔壁などが含まれる。さらに、この発明において、通路とは、流体が流通する経路であり、流路（油路）、ポート、バルブ自体、バルブ内部の通路、溝、窪みなどが含まれる。また、この発明において、流体は非圧縮性の流体であり、具体的には液体、例えば、オイル、冷却液、水などが含まれる。さらに、オイルには、焼き付き・発熱・摩耗・摺動する部位を潤滑・冷却する潤滑油、油圧機器・流体機械を動作させる作動油が含まれる。この発明における固定構造物は、ラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータが取り付けられるか、またはラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータを収容する要素であり、固定構造物は、軸線に沿った方向に移動することが不可能に配置される。この固定構造物には、ケーシング、ハウジング、ブラケット、枠部材、フレーム部材、壁部材などが含まれる。以下、この発明におけるラジアルピストンポンプの具体例を、図面に基づいて説明する。
【００２６】
（具体例１）
図１は、ラジアルピストンポンプ１の具体例１を示し、このラジアルピストンポンプ１は、固定構造物、例えば、ケーシング１００内に設けられている。ラジアルピストンポンプ１は回転軸２およびカム３を有している。前記回転軸２とカム３とは、軸線Ａ１を中心として相対回転可能に構成されている。前記軸線Ａ１は略水平に配置されており、図１は、軸線Ａ１に沿った方向における断面図である。前記回転軸２には、動力源４が動力伝達可能に接続されている。この動力源４としては、熱エネルギを運動エネルギに変換するエンジン、または、電気エネルギを運動エネルギに変換する電動機などを用いることができる。また、前記動力源４から前記回転軸２に至る経路にクラッチ（図示せず）を設けることも可能である。また、この回転軸２と一体回転する構成のインナーレース５が設けられている。図２は、軸線Ａ１と垂直な平面内における断面図、特に、軸線Ａ１に沿った方向でインナーレース５の厚さ方向の中心を通過する平面内における断面図である。このインナーレース５は、軸線Ａ１を中心として環状に構成されており、そのインナーレース５の外周には、円周方向に沿って複数のシリンダ６が配置されている。図２に示す例では、シリンダ６が８箇所形成されている。各シリンダ６は、インナーレース５の外周面に開口された円柱形状の凹部もしくは窪みである。そして、各シリンダ６内にはピストン７が各々配置されており、各ピストン７は、中心線Ｃ１に沿った平面内で、前記軸線Ａ１を中心として半径方向に動作可能である。また各ピストン７には転動体８が取り付けられている。この転動体８はボールを用いることが可能である。一方、前記シリンダ６内には油圧室９が形成されている。この油圧室９には、圧縮コイルばね１０が設けられており、前記ピストン７を前記シリンダ６の外に押し出す向きの力が、圧縮コイルばね１０からピストン７に加えられる。
【００２７】
前記油圧室９に接続された油圧回路の構成を、図１および図３および図４に基づいて説明する。前記ケーシング１００には、吸入油路１１および吐出油路１２が設けられている。なお、図１に示されているケーシング１００は、具体的にはケーシング１００の一部を構成する隔壁、カバーなどであり、これらの隔壁、カバーは、軸線Ａ１に対して垂直な方向に延ばされているか、または張り出している。隔壁、カバーは、ケーシング１００の内部と外部とを区画する要素、またはケーシング１００の内部に形成された空間同士を区画する要素のいずれでもよい。以下、ケーシング１００に代えて、便宜上「隔壁１００」と記す。そして、軸線Ａ１に沿った方向で、動力源４と隔壁１００との間に、前記カム３およびインナーレース５が配置されている。また、前記吸入油路１１はオイルパン１３に接続されている。オイルパン１３は、ケーシングの内部またはケーシングの外部に設けられたオイル溜めである。一方、前記吐出油路１２はオイル必要部１６に接続されている。このオイル必要部１６では、オイルを潤滑油として用いたり、制御機器の作動油として用いる。オイル必要部１６には、ケーシング内またはケーシングの外部に設けられた油圧室、ケーシング内に設けられた動力伝達装置、具体的にはギヤ同士の噛み合い部、チェーンとスプロケットとの噛み合い部、プーリとベルトとの接触部などが含まれる。またオイル必要部には、オイルにより潤滑・冷却される軸受が含まれる。
【００２８】
また、前記隔壁１００には油路切替バルブ１０１が取り付けられている。この油路切替バルブ１０１は、軸線Ａ１を中心とする円筒形状に構成されており、隔壁１００に対して、油路切替バルブ１０１が回転不可能に、かつ、軸線Ａ１に沿った方向にも移動不可能に固定されている。具体的には、隔壁１００に設けられた孔に対して、油路切替バルブ１０１が圧入固定されている。そして、油路切替バルブ１０１には油路１０２，１０３が設けられており、油路１０２が吐出油路１２に接続され、油路１０３が吸入油路１１に接続されている。また、前記軸線Ａ１に沿った方向における油路切替バルブ１０１の端面、具体的には、前記インナーレース５に近い側の端面には、油路１０４，１０５が形成されている。図３は、油路切替バルブ１０１の端面図であり、油路１０４，１０５は、軸線Ａ１を中心として共に円弧形状に構成されている。より具体的には、油路１０４，１０５は、共に略半円形状を有している。そして、油路１０４が油路１０２と接続され、油路１０５が油路１０３と接続されている。
【００２９】
一方、前記インナーレース５には、前記油圧室９に接続された油路１０６が設けられている。油路１０６は、油圧室９にそれぞれ独立して複数設けられており、各油路１０６が、インナーレース５の円周方向に等間隔で配置されている。そして、各油路１０６は、インナーレース５の端面、具体的は油路切替バルブ１０１に接触した側の端面に開口されている。各油路１０６の開口部と同一円周上に、前記油路１０４，１０５が配置されている。さらに、インナーレース５の端面と油路切替バルブ１０１の端面とが接触した状態で、インナーレース５と油路切替バルブ１０１とが相対回転することが可能となるように、インナーレース５が回転軸２に取り付けられている。インナーレース５と回転軸２とが一体回転するように連結、具体的にはスプライン結合されている。また、回転軸２およびインナーレース５は軸線Ａ１に沿った方向には移動することが不可能となるように、軸受、およびスナップリング等（図示せず）により支持されている。したがって、インナーレース５が回転している場合、または停止している場合のいずれにおいても、油路１０６は油路１０４または油路１０５に対して接続することが可能である。さらに、インナーレース５が回転すると、油路１０６が油路１０４に接続された状態と、油路１０６が油路１０５に接続された状態とが交互に切り替わる。このように、油路切替バルブ１０１は、油圧室９を、油路１０４または油路１０５に対して選択的に接続する機構である。また、油路切替バルブ１０１は、インナーレース５の回転により、油圧室９に対して接続される油路が切り替わるロータリバルブである。
【００３０】
前記カム３の構成を説明する。このカム３は前記ケーシング内に、前記軸線Ａ１に沿った方向に動作可能に配置されており、かつ、カム３は、軸線Ａ１を中心として回転することが不可能に構成されている。例えば、ケーシングに対してカム３はスプライン結合、またはセレーション結合されている。また、前記カム３には貫通孔１９が設けられており、前記軸線Ａ１と直交する平面内において、前記貫通孔１９の内周面（カム面）２０の形状は円形に構成されている。前記軸線Ａ１に沿った方向、つまり、軸線Ａ１を含む平面において、前記貫通孔１９の中心線Ｂ１と、前記軸線Ａ１とが交点Ｐ１で交差する構成を有している。さらに、前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させるスライド機構２１が設けられている。このスライド機構２１は、前記軸線Ａ１に沿った方向の動作力（推力）を前記カム３に与えてそのカム３を動作させ、かつ、カム３を停止させる機構である。カム３が軸線Ａ１に沿った方向に移動すると、前記軸線Ａ１上で交点Ｐ１の位置が移動する。このスライド機構２１としては、油圧式アクチュエータ、電磁式アクチュエータ、手動式アクチュエータなどを用いることができる。前記油圧式アクチュエータは、油圧室と、この油圧室に設けられたバネなどを有しており、前記油圧室の油圧を制御することにより、前記カム３を軸線Ａ１に沿った方向に動作させることが可能である。前記電磁式アクチュエータは、ソレノイドおよびバネなどを有しており、前記ソレノイドに対する通電量を制御して、磁気吸引力を制御し、その磁気吸引力とバネの力との関係により、前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させるものである。前記手動アクチュエータは、手動動作されるレバーの操作力を、ロッド、リンク、ワイヤなどを経由させてカム３に伝達し、そのカム３を軸線Ａ１に沿った方向に動作させる装置である。
【００３１】
つぎに、前記ラジアルピストンポンプ１におけるオイルの吸入・吐出作用を説明する。まず、図１において、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１が中心線Ｃ１を通過するように、前記軸線Ａ１に沿った方向で前記カム３の位置が停止された場合について説明する。この場合は、前記動力源４のトルクを前記回転軸２に伝達して前記インナーレース５を回転させても、前記ピストン７は前記軸線Ａ１を中心とする半径方向に動作しない。したがって、前記油圧室９にはオイルが吸入されず、かつ、前記油圧室９からオイルが吐出もされない。これに対して、図１において、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記中心線Ｃ１から前記交点Ｐ１が外れた位置にある場合、具体的には、中心線Ｃ１が交点Ｐ１よりも右側に位置するように、前記軸線Ａ１に沿った方向における前記カム３の位置が制御された場合を説明する。この場合は、図２に示すように、前記中心線Ｃ１上で、前記中心線Ｂ１が軸線Ａ１よりも下方に位置する。つまり、軸線Ａ１に対して中心線Ｂ１が偏心量ｅ２分だけ離れた位置にある。このため、前記動力源４のトルクを前記回転軸２に伝達して前記インナーレース５を回転させると、前記転動体８が前記内周面２０に接触したまま転動し、かつ、前記ピストン７が前記軸線Ａ１を中心として半径方向に動作する。図２においては、便宜上、前記インナーレース５が時計方向に回転するものとして示されている。
【００３２】
そして、図２で右側半分に示すように、いずれかのピストン７が最上部に位置する位相から、ピストン７が最下部に位置する位相に至る領域Ｄ１では、前記ピストン７が半径方向でシリンダ６から突出する向きで動作する。いずれかのピストン７が最上部に位置した時点では、そのピストン７が前記シリンダ６内で下死点にある。一方、いずれかのピストン７が最下部に位置した時点では、そのピストン７が前記シリンダ６内で上死点にある。そして、前記回転軸２が回転することにともない、前記ピストン７が前記上死点から下死点向けて動作する行程に相当する領域Ｄ１では、前記油圧室９が油路１０５に接続されるとともに、前記油圧室９の容積が拡大されて、油圧室９内が負圧となる。このため、前記オイルパン１３のオイルが油路切替バルブ１０１を経由して前記油圧室９に吸入される。これに対して、図２で左側半分に示すように、前記ピストン７が前記下死点から上死点向けて動作する行程に相当する領域Ｅ１では、油圧室９が油路１０４に接続され、かつ、前記油圧室９の容積が縮小されて油圧室９の圧力が上昇する。このため、前記油圧室９のオイルが油路１０２および油路１２を経由して前記オイル必要部１６に供給される。
【００３３】
以後、前記回転軸２の回転により、各ピストン７が半径方向に往復動して、各油圧室９ではオイルの吸入・吐出が繰り返される。また、図１ないし図４の構成例では、前記内周面２０の中心線Ｂ１と、前記インナーレース５の軸線Ａ１とが交差している。このため、前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させると、偏心量ｅが変化する。ここで、前記交点Ｐ１を前記中心線Ｃ１よりも左側の範囲内で移動させる場合について説明する。まず、前記カム３を図１で右方向に動作させると、前記偏心量ｅ２が減少する。これに対して、前記カム３を図１で左方向に動作させると、前記偏心量ｅ２が増加する。図５は、前記カム３の動作量（スライド量）Ｓに対する前記偏心量ｅおよび容量Ｖの関係を示す特性線図である。なお、動作量Ｓとは、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記貫通孔１９の端部から中心線Ｃ１までの距離（長さ）である。ここでは、前記中心線Ｃ１が前記交点Ｐ１を通過するようにカム３が停止された状態が、スライド量（距離）「零」として示されている。また、容量Ｖとは、前記ラジアルピストンポンプ１の容量である。より具体的には、前記インナーレース５が軸線Ａ１の回りを１回転する間に各油圧室９から吐出されるオイルの合計体積であり、実際のピストン７のストロークに比例した容量である。すなわち、ピストン７のストロークが大きくなれば容量が増加し、ピストン７のストロークが少なくなれば容量が減少する。さらに、図５において、偏心量「零」とは、軸線Ａ１に沿った方向で、前記中心線Ｃ１上に前記交点Ｐ１が位置していることを意味する。さらに、図５において、容量「零」とは、ラジアルピストンポンプ１からオイルが吐出されず、かつ、オイルが吸入されないことを意味する。
【００３４】
この図５に示すように、前記カム３の動作量が変化することにともない、前記偏心量ｅおよび前記容量が変化する。具体的には、前記カム３の動作量が増加することにともない、前記偏心量ｅおよび前記容量が増加する特性を示す。これは、前記偏心量ｅが増加するほど、前記ピストン７の上死点から下死点までの間のストローク量が長くなるからである。このように、図１ないし図４に示されたラジアルピストンポンプ１は、可変容量型のオイルポンプである。また、図１ないし図４に示された例では、前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させることにより、前記ラジアルピストンポンプ１の容量を変更することができる。言い換えれば、軸線Ａ１を中心とする半径方向では、前記カム３の動作スペースを確保せずに済む。したがって、ラジアルピストンポンプ１が前記軸線Ａ１を中心とする半径方向に大型化することを抑制できる。
【００３５】
つぎに、具体例１のラジアルピストンポンプ１において、前記カム３の他の動作例を、図６に基づいて説明する。図６に基づいて説明するカム３の他の動作例は、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１が前記中心線Ｃ１の右側に位置する場合に相当する。この図６においては、中心線Ｃ１上において、軸線Ａ１の上方に中心線Ｂ１が偏心している。具体的には、偏心量ｅ１分だけ軸線Ａ１と中心線Ｂ１とが離れている。この図６に示すカム３の動作例について、ラジアルピストンポンプ１の作用を、図７に基づいて説明する。この図７は、前記軸線Ａ１と垂直な平面、特に、中心線Ｃ１に沿った方向における概念図である。この図７に示すように、前記インナーレース５が時計方向に回転すると、前記油圧室９でオイルの吸入・吐出がおこなわれる。すなわち、前記図７で上死点に位置するピストン７が下死点に移動するまでの行程に相当する領域Ｄ１では、前記油圧室９からオイルが吐出される。一方、前記図７で下死点に位置するピストン７が上死点に移動するまでの行程に相当する領域Ｅ１では、前記油圧室９にオイルが吸入される。つまり、図１と図６とを比較すると、前記軸線Ａ１上で、交点Ｐ１と中心線Ｃ１との位置が左右逆になっているため、前記インナーレース５の回転方向が同じであっても、前記油圧室９におけるオイルの吸入・吐出が逆転（反転）する。
【００３６】
この油圧室９におけるオイルの吸入・吐出機能を、図８の特性線図に基づいて説明する。図８においては、前記カム３のスライド量Ｓに対応するインナーレース５の偏心量ｅが示され、かつ、その偏心量ｅに対応する容量Ｖが示されている。また、図８においては、前記軸線Ｂ１に対する前記インナーレース５の偏心方向が別個に示されている。図８において、偏心方向（上）は、前記中心線Ｂ１よりも軸線Ａ１が上に配置されている状態、つまり、図１におけるカム３の位置に相当する。これに対して、図８において、偏心方向（下）は、前記中心線Ｂ１よりも軸線Ａ１が下に配置されている状態、つまり、図６におけるカム３の位置に相当する。また、図８に示されたスライド量、偏心量、容量の技術的意味は、図５で説明した意味と同じである。この図８に示すように、軸線Ａ１に沿った方向で、中心線Ｃ１が交点Ｐ１を通過する位置にある場合は、偏心量「零」、容量「零」である。一方、図１に示すように、軸線Ａ１に沿った方向で、中心線Ｃ１が交点Ｐ１よりも右側に位置する場合は、図８に示すように、スライド量Ｓ２であり、スライド量の増加にともない偏心量ｅ２が増加し、かつ、容量が増加する特性となる。これに対して、図６に示すように、軸線Ａ１に沿った方向で、中心線Ｃ１が交点Ｐ１よりも左側に位置する場合は、スライド量Ｓ１であり、スライド量の減少にともない偏心量ｅ１が増加し、かつ、容量が増加する特性となる。なお、スライド量Ｓ１はスライド量Ｓ２よりも少ない。
【００３７】
（具体例２）
つぎに、ラジアルピストンポンプ１の具体例２を図９に基づいて説明する。この具体例２においては、隔壁１０７と動力源４との間に隔壁１００が配置されている。隔壁１０７の技術的意味は、隔壁１００の場合と同じである。そして、隔壁１００と隔壁１０７との間の空間に、ラジアルピストンポンプ１に加えて、ラジアルピストンモータ３５が設けられている。この具体例２において、ラジアルピストンポンプ１の一部を構成する油路切替バルブ１０１が、隔壁１００から突出されている向きが、具体例１とは異なる。この具体例２では、隔壁１００から隔壁１０７に向けて油路切替バルブ１０１が突出して取り付けられている。また、油路切替バルブ１０１は軸孔１０８を有しており、この軸孔１０８内に出力軸２が配置されている。そして、出力軸２と一体回転するインナーレース５が設けられており、そのインナーレース５の端面と、油路切替バルブ１０１の端面とが接触されている。この具体例２において、ラジアルピストンポンプ１のその他の構成および機能は、具体例１の場合と同様である。
【００３８】
つぎに、ラジアルピストンモータ３５の構成を説明する。このラジアルピストンモータ３５は、インナーレース２６および前記カム３を有している。つまり、カム３は、ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５により共用されている。また、軸線Ａ１に沿った方向で、インナーレース５と隔壁１０７との間にインナーレース２６が配置されている。また、インナーレース２６の外周には、円周方向に沿って複数のシリンダ２７が形成されている。図１０は、軸線Ａ１と垂直な平面内における断面図、特に、軸線Ａ１に沿った方向でインナーレース２６の厚さ方向の中心を通過する平面内における断面図である。図１０に示す例では、シリンダ２７が８箇所形成されている。各シリンダ２７は、インナーレース２６の外周面に開口された円柱形状の凹部もしくは窪みである。そして、各シリンダ２７内にはピストン２８が各々配置されており、各ピストン２８は、中心線Ｆ１に沿った平面内で、前記軸線Ａ１を中心として半径方向に動作可能である。また各ピストン２８には転動体２９が取り付けられている。この転動体２９はボールを用いることが可能である。一方、前記シリンダ２７内には油圧室３０が形成されている。この油圧室３０の油圧が前記ピストン２８の底面に加えられる。
【００３９】
前記油圧室３０に接続された油圧回路の構成を、図９に基づいて説明する。前記隔壁１０７には、吸入油路１０９および吐出油路１１０が設けられている。また、前記吸入油路１０９が前記吐出油路１２に接続され、前記吐出油路１１０が前記吸入油路１１に接続されている。このように、具体例２においては、具体例１で説明したオイルパン１３およびオイル必要部１６は設けられていない。また、前記隔壁１０７には油路切替バルブ１１１が取り付けられている。この油路切替バルブ１１１は、軸線Ａ１を中心とする円筒形状に構成されており、油路切替バルブ１１１は軸孔１５０を有する。この油路切替バルブ１１１は、隔壁１０７に対して回転不可能に、かつ、軸線Ａ１に沿った方向には移動不可能に固定されている。具体的には、隔壁１０７に設けられた孔に対して、油路切替バルブ１１１が圧入固定されている。この油路切替バルブ１１１は隔壁１０７からインナーレース２６に近づく向きで突出している。そして、油路切替バルブ１１１には油路１１２，１１３が設けられており、油路１１３が吐出油路１１０に接続され、油路１１２が吸入油路１０９に接続されている。また、前記軸線Ａ１に沿った方向における油路切替バルブ１１１の端面、具体的には、前記インナーレース２６に近い側の端面には、油路１１４，１１５が形成されている。図１１は、油路切替バルブ１１１の端面図であり、油路１１４，１１５は、軸線Ａ１を中心として共に円弧形状に構成されている。また、油路１１４の周長と油路１０４の周長とが同一に構成され、油路１１５の周長と油路１０５の周長とが同一に構成されている。さらに、円周方向における油路１１４の配置位相と、円周方向における油路１０４の配置位相とが一致している。また、円周方向における油路１１５の配置位相と、円周方向における油路１０５の配置位相とが一致している。そして、油路１１４が油路１１２と接続され、油路１１５が油路１１３と接続されている。
【００４０】
一方、前記インナーレース２６には、前記油圧室３０に接続された油路１１６が設けられている。油路１１６は、油圧室３０にそれぞれ独立して複数設けられており、各油路１１６が、インナーレース２６の円周方向に等間隔で配置されている。そして、各油路１１６は、インナーレース２６の端面、具体的は油路切替バルブ１１１に接触した側の端面に開口されている。各油路１１６の開口部と同一円周上に、前記油路１１４，１１５が配置されている。さらに、インナーレース２６の端面と油路切替バルブ１１１の端面とが接触した状態で、インナーレース２６と油路切替バルブ１１１とが相対回転することが可能となるように、インナーレース２６が出力軸２５に取り付けられている。この出力軸２５は油路切替バルブ１１１の軸孔１５０内に配置されており、出力軸２５は軸線Ａ１を中心として回転可能である。また、出力軸２５とインナーレース２６とが一体回転可能に接続、例えばスプライン結合されている。また、出力軸２５およびインナーレース２６は軸線Ａ１に沿った方向には移動することが不可能となるように、軸受、およびスナップリング等（図示せず）により支持されている。したがって、インナーレース２６が回転している場合、または停止している場合のいずれにおいても、単一の油路１１６は、油路１１４または油路１１５の何れか一方に対して接続される。さらに、インナーレース２６が回転すると、単一の油路１１６が油路１１４に接続された状態と、油路１１６が油路１１５に接続された状態とが交互に切り替わる。このように、油路切替バルブ１１１は、油圧室３０を、吐出油路１２または吸入油路１１に対して選択的に接続する機構である。また、油路切替バルブ１１１は、インナーレース２６の回転により、油圧室３０に対して接続される油路が切り替わるロータリバルブである。
【００４１】
上記のように構成されたインナーレース２６、ピストン２７、転動体２９、内周面２０、出力軸２５、油路１１２，１１３，１１４，１１５、吸入油路１０９、吐出油路１１０などの構成により、ラジアルピストンモータ（油圧モータ）３５が構成されている。なお、ラジアルピストンポンプ１における油圧室９の最大容積および最小容積は、ラジアルピストンモータ３５における油圧室３０の最大容積および最小容積と同じである。また、図９においては、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１からカム３の端部（端面）３Ａの間に、中心線Ｆ１が配置されており、前記交点Ｐ１からカム３の端部（端面）３Ｂの間に、中心線Ｃ１が配置されている。この構成例では、前記端部３Ｂの方が端部３Ａよりも動力源４に近い位置に配置されている。さらに、この具体例２においても、カム３を軸線Ａ１に沿った方向に移動させ、かつ、停止させる機能を有するスライド機構２１が設けられている。
【００４２】
つぎに、この具体例２におけるラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５の作用を説明する。この具体例２においては、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記中心線Ｃ１と前記中心線Ｆ１との距離は一定である。そして、具体例２においても、具体例１と同様にして前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させ、かつ、停止させることが可能である。そして、この具体例２においては、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１を隔てた両側に中心線Ｃ１と中心線Ｆ１とが配置されている。つまり、前記カム３が前記軸線Ａ１に沿った方向に動作すると、図９において、前記交点Ｐ１の右側の領域で中心線Ｃ１が移動し、前記交点Ｐ１の左側の領域で中心線Ｆ１が移動する。そして、前記動力源４のトルクが前記回転軸２に伝達されて回転軸２が回転すると、具体例１と同様の原理により、前記ピストン７が上昇・下降する。すなわち、油路１０３を経由して油圧室９にオイルが吸入され、かつ、油圧室９から油路１０２にオイルが吐出される。なお、この具体例２においては、後述するように、油圧室９と油圧室３０との間でオイルが行き来する。
【００４３】
つぎに、前記ラジアルピストンモータ３５の作用を、図１２に基づいて説明する。この図１２は、軸線Ａ１と垂直な平面、特に、中心線Ｆ１に沿った方向の概略的な側面図である。前記インナーレース２６の軸線Ａ１は、前記中心線Ｂ１よりも下方に位置している。そして、前記ピストン２８が下死点を通過すると、そのピストン２８に相当する油圧室３０に対して、前記油圧室９から吐出された圧油が供給される。すると、油圧室３０の油圧が上昇して、前記ピストン２８を押し出す向きの力が発生し、その力が前記内周面２０に伝達される。すると、その反力で前記インナーレース２６を図１２で時計方向に回転させようとする向きのトルクが発生する。このようにして、前記インナーレース２６が回転すると、前記ピストン２８が下死点に位置する時点から、前記ピストン２８が上死点に位置するまでの領域Ｇ１では、前記油圧室３０へ圧油が供給される。
【００４４】
これに対して、前記ピストン２８が上死点にある位置から、下死点に移動する行程に相当する領域Ｈ１では、前記油圧室３０から圧油が吐出され、その圧油は、上昇行程にあるピストン７を有する油圧室９に吸入される。このようにして、前記ラジアルピストンポンプ１から吐出されたオイルがラジアルピストンモータ３５に供給されて、そのラジアルピストンモータ３５が駆動される。すなわち、油圧室９と油圧室３０との間で、油路１０２，１０３，１１２，１１３、および吐出油路１２，１１０、および吸入油路１１，１０９を介して圧油が循環する。この具体例２において、前記軸線Ａ１上の所定位置Ｊ１から、前記カム３の端部３Ｂまでの距離をスライド量Ｓとし、図９でカム３が左側に移動するほどスライド量Ｓが増加することとした場合、前記カム３のスライド量Ｓ、前記ラジアルピストンポンプ１における偏心量ｅ、前記ラジアルピストンポンプ１における容量Ｖの特性は、前記図５の特性と同じである。これに対して、前記カム３のスライド量Ｓ、前記ラジアルピストンモータ３５における偏心量ｅ、前記ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖの特性を、図１４に基づいて説明する。この図１４に示すように、スライド量Ｓが少なくなるほど、前記偏心量ｅが増加し、かつ、容量Ｖが増加する特性を示す。偏心量ｅとは、中心線Ｆ１上において、軸線Ａ１と中心線Ｂ１との距離である。
【００４５】
そして、この具体例２においては、前記カム３を軸線Ａ１に沿った方向に動作させることにより、ラジアルピストンポンプ１の容量およびラジアルピストンモータ３５の容量を共に変更することができる。つまり、ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５が、回転軸２と出力軸２５との間における変速比を変更可能な変速機として機能する。特に、回転軸２と出力軸２５との間における変速比を無段階（連続的）に制御することができ、無段変速機として機能する。ここで、変速比は、入力回転数を出力回転数で除して求められ、変速比は、ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖ２を、ラジアルピストンポンプ１の容量Ｖ１で除した値に等しい。具体的に説明すると、図８のように、前記インナーレース５における偏心量ｅ１の方が、前記インナーレース２６における偏心量ｅ２よりも大きい場合、ラジアルピストンポンプ１の容量Ｖ１の方が、ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖ２よりも大きくなる。このとき、変速比は「１」未満であり、前記回転軸２の回転数よりも前記出力軸２５の回転数の方が高くなり、ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５が増速機として機能する。ここで、変速比γは次式（１）により表される。
変速比γ＝Ｖ２／Ｖ１＝（ｅ２／ｅ１）＜１ ・・・（１）
【００４６】
これに対して、前記インナーレース２７における偏心量ｅ２の方が、前記インナーレース５における偏心量ｅ１よりも大きい場合、ラジアルピストンポンプ１の容量Ｖ１の方が、ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖ２よりも少なくなる。このとき、変速比は「１」を越え、前記回転軸２の回転数よりも前記出力軸２５の回転数の方が低くなり、ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５が減速機として機能する。ここで、変速比γは次式（２）により表される。
変速比γ＝Ｖ２／Ｖ１＝（ｅ２／ｅ１）＞１ ・・・（２）
【００４７】
また、具体例２では、前記カム３を軸線Ａ１に沿った方向に動作させることにより、前記ラジアルピストンポンプ１の容量Ｖ１および前記ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖ２を連続的に変更可能であるから、前記ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５が、無段変速機として機能する。ここで、前記カム３のスライド量Ｓと変速比γとの関係を、図１４に基づいて説明する。前記偏心量ｅ１と偏心量ｅ２とが同一となるスライド量Ｓでは、前記変速比γは「１」となる。また、偏心量ｅ１が偏心量ｅ２未満となるスライド量Ｓの場合は、前記変速比γが「１」未満となる。これに対して、偏心量ｅ２が偏心量ｅ１を越えるスライド量Ｓの場合は、前記変速比γが「１」を越える。なお、この具体例２において、前記回転軸２の回転方向と、前記出力軸２５の回転方向とが同一である。
【００４８】
つぎに、具体例２で説明したラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５において、カム３の他の動作例を、図１５に基づいて説明する。この図１５は、カム３を動作させて、前記交点Ｐ１の片側（図１５の左側の範囲）に、前記中心線Ｃ１，Ｆ１を共に位置させる動作例である。つまり、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１から前記端部３Ａの間に前記中心線Ｆ１，Ｃ１が共に配置されている。さらに、前記ラジアルピストンモータ３５における偏心量ｅ２は、ラジアルピストンモータ１における偏心量ｅ１よりも大きい。さらに、カム３を図１５に示す位置に動作させた場合における、ラジアルピストンモータ１およびラジアルピストンモータ３５の作用を説明する。図１５に示すように、前記交点Ｐ１の片側に、前記中心線Ｃ１，Ｆ１を共に配置した場合において、前記インナーレース５が図２に示すように時計方向に回転すると、ラジアルピストンポンプ１でおこなわれるオイルの吸入・吐出作用は、図７で説明した場合と同様である。
【００４９】
これに対して、前記ラジアルピストンモータ３５の作用を図１６に基づいて説明する。図１６は、軸線Ａ１と垂直な平面、具体的には、中心線Ｆ１に沿った方向における平面におけるラジアルピストンモータ３５の概略的な側面図である。この図１６において、前記ピストン２８が下死点から上死点に動作する領域Ｈ１では、前記油圧室９から吐出された圧油が油圧室３０に供給されて、ピストン２８が外側に押圧されるため、前記インナーレース２６を図１６で反時計方向に回転させる向きのトルクが発生する。また、ピストン２８が上死点から下死点に動作する範囲Ｇ１では、前記油圧室３０から圧油が吐出され、その圧油が、上昇行程にあるピストン７を有する油圧室９に吸入される。このように、図１５に示されたカム３の動作例では、前記回転軸２が時計方向に回転するのに対して、前記出力軸２５は反時計方向に回転する（逆回転する）。また、前記回転軸２の回転方向に対して、前記出力軸２５の回転方向を逆にする場合、前記回転軸２と前記出力軸２５との間における変速比は、前記式（２）により表される。すなわち、前記回転軸２の回転数よりも前記出力軸２５の回転数の方が低くなる。つまり、前記ラジアルピストンポンプ１および前記ラジアルピストンモータ３５が、減速機として機能する。
【００５０】
上記の具体例１および具体例２は、請求項１ないし４、および請求項７および請求項８に係る発明に対応するものであり、具体例１および具体例２の構成と、請求項１ないし４、および請求項７および請求項８の構成との対応関係を説明すると、カム３が、この発明の外周側部材に相当し、インナーレース５が、この発明の内周側部材に相当し、インナーレース２６が、この発明の動力伝達部材に相当し、内周面２０が、この発明のカム面に相当し、ピストン７および転動体８が、この発明のピストンに相当し、ピストン２８および転動体２９が、この発明の第２ピストンに相当し、油圧室９が、この発明の流体室に相当し、油圧室３０が、この発明の第２流体室に相当し、前記スライド機構２１が、この発明の容量調整機構に相当し、ケーシング１００が、この発明における固定構造物に相当し、油路１０２および吐出油路１２および吸入油路１０９および油路１１２が、この発明の第１通路に相当し、油路１１１および吐出油路１１０および吸入油路１１および油路１０３が、この発明の第２通路に相当する。さらに、具体例２は、この発明の請求項５および請求項６に対応しており、具体例２の構成と、請求項５および請求項６の構成との対応関係を説明すると、カム３が、この発明の外周側部材に相当し、インナーレース２６が、この発明の内周側部材に相当する。なお、具体例２の構成において、その他の構成と、請求項５および請求項６の構成との関係は、具体例１の構成と、請求項１ないし４の構成との対応関係と同じである。上記のラジアルピストンポンプ１は、家屋、工場、建築物などに固定して設置されるオイル輸送機器（流体装置）として用いることが可能である。また、前記ラジアルピストンポンプ１を、動力源の動力を被駆動部材に伝達する、動力伝達装置またはクラッチとして用いることも可能である。例えば、車両の動力源から車輪に至る動力伝達経路に配置することが可能であり、その一例を図１７に基づいて説明する。図１７は、車両のパワートレーンを示す概念図であり、動力源４から車輪３６に至る経路に、ラジアルピストンポンプ１を設けることが可能である。また、前記ラジアルピストンポンプ１から車輪３６に至る経路には変速機３７が設けられている。さらに、変速機３７から車輪３６に至る動力伝達経路には終減速機３８が設けられている。すなわち、前記カム３を前記変速機３７の入力部材に対して動力伝達可能に接続されている。この場合、前記カム３は固定ではなく回転可能である。この変速機３７は、入力回転数と出力回転数との間の変速比を変更可能な動力伝達装置であり、変速機３７は、有段変速機または無段変速機のいずれでもよい。有段変速機とは、変速比を段階的（不連続）に変更可能な変速機である。無段変速機とは、変速比を無段階（連続的）に変更可能な変速機である。有段変速機としては、遊星歯車式変速機、選択歯車式変速機などを用いることができる。無段変速機としては、ベルト式無段変速機、トロイダル型無段変速機を用いることが可能である。
【００５１】
そして、前記動力源４から車輪３６に伝達されるトルクにより前記ラジアルピストンポンプ１が駆動されてオイルの吸入・吐出がおこなわれる。また、前記転動体８と内周面２０との係合力に基づいて、前記回転軸２から前記カム３にトルクが伝達される。さらに、前記カム３のスライド量、前記ラジアルピストンポンプ１の油圧室９に吸入されるオイルの流量、油圧室９から吐出されるオイルの流量などの条件を制御することにより、前記回転軸２から前記カム３を経由して前記変速機３７に伝達されるトルクを制御することが可能である。一方、前記変速機３７として無段変速機を用いる場合、前記ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５の両方を配置し、前記具体例２のようにカム３の動作を制御することにより、出力軸２５の回転方向を正逆に切り換えれば、前記ラジアルピストンポンプ１および前記ラジアルピストンモータ３４を、前後進切換装置として機能させることが可能である。すなわち、シフトポジションの操作に基づいて、前記カム３の動作を制御することとなる。具体的には、車両を前進させるシフトポジションが選択された場合、図９に基づいて説明したように、カム３の動作が制御される。これに対して、車両を後退させるシフトポジション（リバース）が選択された場合は、図１５に基づいて説明したように、カム３の動作が制御される。
【００５２】
ここで、スライド機構２１として油圧式アクチュエータまたは電磁式アクチュエータが用いられている場合、シフトポジションが電子制御装置で検知されると、電子制御装置の制御信号に基づいてスライド機構２１が制御される。一方、スライド機構２１として手動式アクチュエータが用いられている場合、シフトレバーの操作力が、リンク、ワイヤ、ロッドなどを経由してスライド機構２１に伝達され、カム３が動作する。なお、前述のように、ラジアルピストンモータ３５は無段変速機としての機能を有しているため、ラジアルピストンポンプ３５を用いる場合は、変速機３７自体を設けなくともよい。さらに、この発明のラジアルピストンポンプは、動力源から車輪に至る動力伝達経路に配置する場合、車両のフロアーの下方空間にケーシングが配置することが可能である。これに対して、ラジアルピストンポンプを、車両のエンジンルーム内に配置することも可能である。なお、各構成例では、前記インナーレースが軸線方向には移動不可能（固定して）に配置されており、前記カムが軸線方向に動作可能に構成されているが、前記インナーレースが軸線方向に移動可能に設けられ、前記カムが軸線方向に移動不可能（固定）配置されている構成であっても、各構成例と同様の効果を得られる。さらに、この発明を車両に用いる場合、前記車輪は前輪または後輪のいずれでもよいし、動力源の動力が前輪および後輪の両方に伝達されるように構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明のラジアルピストンポンプの具体例１を示し、軸線に沿った方向の断面図である。
【図２】図１に示されたラジアルピストンポンプにおいて、軸線と垂直な平面内における断面図である。
【図３】図１に示された油路切替バルブの構成を示す端面図である。
【図４】図１に示すラジアルピストンポンプに接続された油圧回路の構成を示す概念図である。
【図５】図１に示されたラジアルピストンポンプのカムのスライド量と、ラジアルピストンポンプの容量との関係の一例を示す特性線図である。
【図６】図１に示されたラジアルピストンポンプにおいて、カムの他の動作例を示す断面図である。
【図７】図６に示されたカムの動作例において、インナーレースの位相に対するオイルの吸入・吐出の関係を示す概念図である。
【図８】図１に示されたカムの動作例、および図６に示されたカムの動作例ついて、カムのスライド量および容量を説明する特性線図である。
【図９】この発明の具体例２を示し、ラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータの断面図である。
【図１０】図９に示されたラジアルピストンモータの側面断面図である。
【図１１】図９に示されたラジアルピストンモータの油路切替バルブの端面図である。
【図１２】図９に示されたラジアルピストンモータにおけるオイルの吸入・吐出行程を示す概念図である。
【図１３】図９に示されたラジアルピストンモータにおけるカムのスライド量と、容量との関係を示す線図である。
【図１４】図９に示されたラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータにおける変速比の制御特性を示す図である。
【図１５】図９に示されたラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータにおいて、カムの他の動作例を示す断面図である。
【図１６】図１５に示されたラジアルピストンモータのピストンの位相と、油圧室におけるオイルの吸入・吐出との関係を示す概念図である。
【図１７】この発明を用いることの可能な車両のパワートレーンを示す概念図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ラジアルピストンポンプ、２…回転軸、３…カム、５，２６…インナーレース、７，２８…ピストン、８，２９…転動体、９，３０…油圧室、２０…内周面、２１…スライド機構、２５…出力軸、３５…ラジアルピストンモータ、Ａ１…軸線、Ｂ１…中心線、１００…ケーシング、１０２，１０３，１１１，１１２…油路、１２，１１０…吐出油路、１１，１０９…吸入油路。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外周側部材と内周側部材とを相対回転させることにより、ピストンを前記部材の半径方向に動作させて、流体室に流体を吸入・吐出するラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、外周側部材と内周側部材とを相対回転させることにより、ピストンを前記部材の半径方向に動作させて、油室にオイルを吸入・吐出するラジアルピストンポンプが知られており、そのラジアルピストンポンプを有する無段変速機の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、ミッションケース内に、入力軸および出力軸が同軸上に、かつ、相対回転可能に配置されている。また、入力軸にはシリンダボディが取り付けられており、そのシリンダボディの外周面には、放射状に第１、第２シリンダ孔が設けられている。さらに、第１シリンダ孔には第１プランジャが摺動自在に配置されており、第２シリンダ孔には第２プランジャが摺動自在に配置されている。さらに、第１、第２シリンダ孔には、それぞれポンプポートが開口されている。一方、前記ミッションケースには第１ポンプリングが取り付けられており、この第１ポンプリングは前記シリンダボディを取り囲むように配置されている。また、前記第１ポンプリングは、前記入力軸と平行な枢軸を介して、前記ミッションケースにより揺動自在に支持されている。一方、前記出力軸には第２ポンプリングが設けられており、前記シリンダボディに対して一側方へ所定距離偏心するように配置されている。
【０００３】
上記の第１シリンダ孔、第１プランジャ、第１ポンプリングなどにより、第１油圧ポンプが構成され、上記の第２シリンダ孔、第２プランジャ、第２ポンプリングなどにより、第２油圧ポンプが構成されているとともに、第１シリンダ孔と第２シリンダ孔とが接続されている。そして、前記入力軸を回転させると、前記第１プランジャの先端が前記第１ポンプリングの内周面に接触した状態で、前記第１プランジャが入力軸の半径方向に往復移動し、オイルの吸入・吐出がおこなわれる。さらに、前記シリンダボディに対する前記第１ポンプリングの偏心方向および偏心量を変えることにより、第２油圧ポンプの吸入吐出量域を反転させたり、その容量を調節できるものとされている。なお、ピストンを回転部材の半径方向に動作させるとともに、半径方向におけるピストンのストロークを可変としたトルク伝達装置が、特許文献２に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０３５２６号公報
【特許文献２】特開平２−１２０５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載されているラジアルピストンポンプにおいては、前記シリンダボディに対して前記第１ポンプリングを半径方向に稼働させる必要があるため、ラジアルピストンポンプが回転部材の半径方向に大型化する恐れがあった。
【０００６】
この発明は上記事情を背景としてなされたものであって、軸線を中心とする半径方向に大型化することを抑制可能なラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、回転する場合の中心となる軸線を中心として相対回転可能であり、かつ、内外周に配置された外周側部材および内周側部材と、前記外周側部材に設けられ、かつ、中心線を取り囲むように形成された環状のカム面と、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能なピストンと、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記外周側部材と内周側部材とが相対回転して前記ピストンが前記軸線を中心として半径方向に動作した場合に流体が吸入・吐出される流体室とを有し、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更可能な構成を備えたラジアルピストンポンプにおいて、前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記カム面の中心線とが交差しており、「前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させることにより、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更する容量調整機構」が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記容量調整機構は、前記軸線に沿った方向の平面内における前記軸線と前記中心線とが交差する交点の両側で、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させる機構を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記軸線を中心として前記内周側部材と相対回転可能に設けられた動力伝達部材と、この動力伝達部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能な第２ピストンと、前記動力伝達部材に設けられ、かつ、前記外周側部材と動力伝達部材とが相対回転して前記第２ピストンが前記軸線を中心として半径方向に動作した場合に流体が吸入・吐出される第２流体室と、前記流体室から吐出された流体を前記第２流体室に供給する第１通路と、前記第２流体室から吐出された流体を前記流体室に供給する第２通路とを備えたラジアルピストンモータが設けられている。請求項３の発明において、このラジアルピストンモータは、前記流体室から前記第２流体室に流体が供給されて前記第２ピストンが半径方向の外側に向けて動作する場合に、前記第２ピストンが前記カム面に押し付けられた場合の反力で、前記動力伝達部材を前記軸線を中心として回転させる向きのトルクが発生するように構成されている。さらに、請求項３の発明において、前記容量調整機構は、「前記外周側部材と前記動力伝達部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させることにより、前記軸線を中心とする半径方向で前記第２ピストンのストロークを変更する機構」を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３の構成に加えて、
前記容量調整機構は、
（ａ）前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの一端部までの間に、前記ラジアルピストンポンプおよび前記ラジアルピストンモータを配置する状態と、
（ｂ）前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの一端部までの間に、前記ラジアルピストンポンプを配置し、かつ、前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの他端部までの間に、前記ラジアルピストンモータを配置する状態と
を切り替え可能な機構を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５の発明は、回転する場合の中心となる軸線を中心として相対回転可能に設けられ、かつ、内外周に設けられた外周側部材および内周側部材と、前記外周側部材に設けられ、かつ、中心線を取り囲むように形成された環状のカム面と、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記カム面に接触して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能なピストンと、前記内周側部材に設けられ、かつ、流体が供給される流体室とを有し、前記流体室に流体を供給して前記ピストンを半径方向で外側に向けて動作させることにより、前記カム面で発生する反力で前記内周側部材を回転させる向きのトルクを生じさせるとともに、前記流体室の容量を変更可能なラジアルピストンモータにおいて、前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記中心線とが交差しており、「前記外周側部材を前記軸線に沿った方向に動作させることにより、前記流体室の容量を変更する容量調整機構」が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５の構成に加えて、前記容量調整機構は、「前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記中心線とが交差する交点の両側で、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させる機構」を含むことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７の構成は、請求項３または４の構成に加えて、前記容量調整機構は、「前記軸線に沿った方向の平面内で、前記外周側部材を内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させることにより、前記内周側部材の回転数と動力伝達部材の回転数の比である変速比を、無段階に変更可能な構成を有している」ことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８の構成は、請求項３または４の構成に加えて、前記外周側部材および内周側部材および動力伝達部材を取り付けた固定構造物が設けられており、前記内周側部材および動力伝達部材は前記軸線に沿った方向には動作することが不可能な状態で前記固定構造物に支持されており、前記外周側部材は前記軸線に沿った方向に動作可能に構成されており、前記容量調整機構は、「前記外周側部材を前記軸線に沿った方向に動作させることにより、前記外周側部材を、前記内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させる構成を有している」ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、軸線を中心として外周側部材と内周側部材とが相対回転すると、カム面に接触した状態でピストンが半径方向に往復動し、流体室に流体が吸入・吐出される。また、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させると、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更することができる。したがって、前記軸線を中心とする半径方向に、ラジアルピストンポンプが大型化することを抑制できる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、前記軸線を中心とする円周方向で、前記流体室に流体が吸入される位相と、前記流体室から流体が吐出される位相とを反転させることができる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、前記流体室から吐出された流体が第２流体室に供給され、かつ、前記第２流体室から吐出された流体が前記流体室に供給される。そして、前記流体室から前記第２流体室に流体が供給されて前記第２ピストンが半径方向の外側に向けて動作する場合に、前記第２ピストンが前記カム面に押し付けられ、その反力で前記動力伝達部材を前記軸線を中心として回転させる向きのトルクが発生する。
【００１８】
請求項４の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を得られる他に、外周側部材の回転方向に対して、動力伝達部材の回転方向を正逆に切替可能である。
【００１９】
請求項５の発明によれば、流体室に流体を供給することによりピストンをカム面に押し付け、その反力で外周側部材を回転させる向きのトルクが発生する。また、カムを軸線に沿った方向に動作させることにより、流体室の容量を変更することができ、ラジアルピストンモータが半径方向に大型化することを抑制できる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、請求項５の発明と同様の効果を得られる他に、ラジアルピストンモータの内周側部材の回転方向の位相で、オイルの吸入領域と吐出領域とを逆にする（反転させる）ことができ、内周側部材を正転・逆転させることができる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、請求項３または４の発明と同様の効果を得られる他に、軸線に沿った方向の平面内で、前記外周側部材を内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させることにより、前記内周側部材の回転数と動力伝達部材の回転数の比である変速比を、無段階に変更可能である。
【００２２】
請求項８の発明によれば、請求項３または４の発明と同様の効果を得られる他に、外周側部材を軸線に沿った方向に動作させることにより、外周側部材を、内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明において、外周側部材と内周側部材とが相対回転可能である。例えば、何れか一方が回転可能であり、他方が固定されている（回転不可能）第１の構成、または、外周側部材および内周側部材の両方が、共に回転可能である第２の構成のいずれでもよい。さらに上記第１の構成と第２の構成とを切り替えることが可能であってもよい。そして、外周側部材または内周側部材の何れか一方が、動力源に対して動力伝達可能に連結され、前記動力源の動力が前記一方の部材に伝達されて、外周側部材と内周側部材とが相対回転する。ここで、前記動力源に連結される一方の部材は、カム面が設けられている部材、またはピストンが設けられている部材の何れでもよい。また、前記動力源は、熱エネルギを運動エネルギに変換する動力装置、電気エネルギを運動エネルギに変換する動力装置、流体の運動エネルギを回転軸の運動エネルギに変換する動力装置などのいずれであってもよい。また、この発明において、ピストンは軸線を中心とする半径方向に動作するピストンであり、形状、長さなどは問われず、ピストン、プランジャなどにより構成される。
【００２４】
また、この発明におけるラジアルピストンポンプを車両に搭載することが可能である。例えば、駆動力源から車輪に至る動力伝達経路に、前記ラジアルピストンポンプを配置することが可能である。さらに、この発明において、容量調整機構は、各部材同士を前記軸線に沿った方向に相対移動させる動力を発生するアクチュエータであり、例えば、油圧式アクチュエータ、電磁式アクチュエータ、手動式アクチュエータなどを用いることができる。油圧式アクチュエータは、油圧室の油圧を制御することにより、各部材同士を相対移動させる動作力が制御されるように構成される。電磁式アクチュエータは、磁気吸引力を制御することにより、各部材同士を相対移動させる動作力が制御されるように構成される。手動式アクチュエータは、人間の操作力がリンク、ワイヤ、ロッドなどを経由して伝達されて動作力が発生するように構成される。また、容量調整機構は、前記軸線を中心とする半径方向でのピストンのストローク量を制御して、ラジアルピストンポンプの容量を変更する。
【００２５】
さらに、この発明におけるラジアルピストンモータは、流体の運動エネルギを回転部材の運動エネルギに変換する流体式モータである。また、この発明のラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータにおいて、回転可能に設けられる部材は、トルク伝達可能な部材であり、例えば、回転軸、回転円板、キャリヤ、ギヤ、コネクティングドラムなどが含まれる。また、回転不可能に固定される部材には、ケーシング、ハウジング、フレーム、ボス部、ブラケット、隔壁などが含まれる。さらに、この発明において、通路とは、流体が流通する経路であり、流路（油路）、ポート、バルブ自体、バルブ内部の通路、溝、窪みなどが含まれる。また、この発明において、流体は非圧縮性の流体であり、具体的には液体、例えば、オイル、冷却液、水などが含まれる。さらに、オイルには、焼き付き・発熱・摩耗・摺動する部位を潤滑・冷却する潤滑油、油圧機器・流体機械を動作させる作動油が含まれる。この発明における固定構造物は、ラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータが取り付けられるか、またはラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータを収容する要素であり、固定構造物は、軸線に沿った方向に移動することが不可能に配置される。この固定構造物には、ケーシング、ハウジング、ブラケット、枠部材、フレーム部材、壁部材などが含まれる。以下、この発明におけるラジアルピストンポンプの具体例を、図面に基づいて説明する。
【００２６】
（具体例１）
図１は、ラジアルピストンポンプ１の具体例１を示し、このラジアルピストンポンプ１は、固定構造物、例えば、ケーシング１００内に設けられている。ラジアルピストンポンプ１は回転軸２およびカム３を有している。前記回転軸２とカム３とは、軸線Ａ１を中心として相対回転可能に構成されている。前記軸線Ａ１は略水平に配置されており、図１は、軸線Ａ１に沿った方向における断面図である。前記回転軸２には、動力源４が動力伝達可能に接続されている。この動力源４としては、熱エネルギを運動エネルギに変換するエンジン、または、電気エネルギを運動エネルギに変換する電動機などを用いることができる。また、前記動力源４から前記回転軸２に至る経路にクラッチ（図示せず）を設けることも可能である。また、この回転軸２と一体回転する構成のインナーレース５が設けられている。図２は、軸線Ａ１と垂直な平面内における断面図、特に、軸線Ａ１に沿った方向でインナーレース５の厚さ方向の中心を通過する平面内における断面図である。このインナーレース５は、軸線Ａ１を中心として環状に構成されており、そのインナーレース５の外周には、円周方向に沿って複数のシリンダ６が配置されている。図２に示す例では、シリンダ６が８箇所形成されている。各シリンダ６は、インナーレース５の外周面に開口された円柱形状の凹部もしくは窪みである。そして、各シリンダ６内にはピストン７が各々配置されており、各ピストン７は、中心線Ｃ１に沿った平面内で、前記軸線Ａ１を中心として半径方向に動作可能である。また各ピストン７には転動体８が取り付けられている。この転動体８はボールを用いることが可能である。一方、前記シリンダ６内には油圧室９が形成されている。この油圧室９には、圧縮コイルばね１０が設けられており、前記ピストン７を前記シリンダ６の外に押し出す向きの力が、圧縮コイルばね１０からピストン７に加えられる。
【００２７】
前記油圧室９に接続された油圧回路の構成を、図１および図３および図４に基づいて説明する。前記ケーシング１００には、吸入油路１１および吐出油路１２が設けられている。なお、図１に示されているケーシング１００は、具体的にはケーシング１００の一部を構成する隔壁、カバーなどであり、これらの隔壁、カバーは、軸線Ａ１に対して垂直な方向に延ばされているか、または張り出している。隔壁、カバーは、ケーシング１００の内部と外部とを区画する要素、またはケーシング１００の内部に形成された空間同士を区画する要素のいずれでもよい。以下、ケーシング１００に代えて、便宜上「隔壁１００」と記す。そして、軸線Ａ１に沿った方向で、動力源４と隔壁１００との間に、前記カム３およびインナーレース５が配置されている。また、前記吸入油路１１はオイルパン１３に接続されている。オイルパン１３は、ケーシングの内部またはケーシングの外部に設けられたオイル溜めである。一方、前記吐出油路１２はオイル必要部１６に接続されている。このオイル必要部１６では、オイルを潤滑油として用いたり、制御機器の作動油として用いる。オイル必要部１６には、ケーシング内またはケーシングの外部に設けられた油圧室、ケーシング内に設けられた動力伝達装置、具体的にはギヤ同士の噛み合い部、チェーンとスプロケットとの噛み合い部、プーリとベルトとの接触部などが含まれる。またオイル必要部には、オイルにより潤滑・冷却される軸受が含まれる。
【００２８】
また、前記隔壁１００には油路切替バルブ１０１が取り付けられている。この油路切替バルブ１０１は、軸線Ａ１を中心とする円筒形状に構成されており、隔壁１００に対して、油路切替バルブ１０１が回転不可能に、かつ、軸線Ａ１に沿った方向にも移動不可能に固定されている。具体的には、隔壁１００に設けられた孔に対して、油路切替バルブ１０１が圧入固定されている。そして、油路切替バルブ１０１には油路１０２，１０３が設けられており、油路１０２が吐出油路１２に接続され、油路１０３が吸入油路１１に接続されている。また、前記軸線Ａ１に沿った方向における油路切替バルブ１０１の端面、具体的には、前記インナーレース５に近い側の端面には、油路１０４，１０５が形成されている。図３は、油路切替バルブ１０１の端面図であり、油路１０４，１０５は、軸線Ａ１を中心として共に円弧形状に構成されている。より具体的には、油路１０４，１０５は、共に略半円形状を有している。そして、油路１０４が油路１０２と接続され、油路１０５が油路１０３と接続されている。
【００２９】
一方、前記インナーレース５には、前記油圧室９に接続された油路１０６が設けられている。油路１０６は、油圧室９にそれぞれ独立して複数設けられており、各油路１０６が、インナーレース５の円周方向に等間隔で配置されている。そして、各油路１０６は、インナーレース５の端面、具体的は油路切替バルブ１０１に接触した側の端面に開口されている。各油路１０６の開口部と同一円周上に、前記油路１０４，１０５が配置されている。さらに、インナーレース５の端面と油路切替バルブ１０１の端面とが接触した状態で、インナーレース５と油路切替バルブ１０１とが相対回転することが可能となるように、インナーレース５が回転軸２に取り付けられている。インナーレース５と回転軸２とが一体回転するように連結、具体的にはスプライン結合されている。また、回転軸２およびインナーレース５は軸線Ａ１に沿った方向には移動することが不可能となるように、軸受、およびスナップリング等（図示せず）により支持されている。したがって、インナーレース５が回転している場合、または停止している場合のいずれにおいても、油路１０６は油路１０４または油路１０５に対して接続することが可能である。さらに、インナーレース５が回転すると、油路１０６が油路１０４に接続された状態と、油路１０６が油路１０５に接続された状態とが交互に切り替わる。このように、油路切替バルブ１０１は、油圧室９を、油路１０４または油路１０５に対して選択的に接続する機構である。また、油路切替バルブ１０１は、インナーレース５の回転により、油圧室９に対して接続される油路が切り替わるロータリバルブである。
【００３０】
前記カム３の構成を説明する。このカム３は前記ケーシング内に、前記軸線Ａ１に沿った方向に動作可能に配置されており、かつ、カム３は、軸線Ａ１を中心として回転することが不可能に構成されている。例えば、ケーシングに対してカム３はスプライン結合、またはセレーション結合されている。また、前記カム３には貫通孔１９が設けられており、前記軸線Ａ１と直交する平面内において、前記貫通孔１９の内周面（カム面）２０の形状は円形に構成されている。前記軸線Ａ１に沿った方向、つまり、軸線Ａ１を含む平面において、前記貫通孔１９の中心線Ｂ１と、前記軸線Ａ１とが交点Ｐ１で交差する構成を有している。さらに、前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させるスライド機構２１が設けられている。このスライド機構２１は、前記軸線Ａ１に沿った方向の動作力（推力）を前記カム３に与えてそのカム３を動作させ、かつ、カム３を停止させる機構である。カム３が軸線Ａ１に沿った方向に移動すると、前記軸線Ａ１上で交点Ｐ１の位置が移動する。このスライド機構２１としては、油圧式アクチュエータ、電磁式アクチュエータ、手動式アクチュエータなどを用いることができる。前記油圧式アクチュエータは、油圧室と、この油圧室に設けられたバネなどを有しており、前記油圧室の油圧を制御することにより、前記カム３を軸線Ａ１に沿った方向に動作させることが可能である。前記電磁式アクチュエータは、ソレノイドおよびバネなどを有しており、前記ソレノイドに対する通電量を制御して、磁気吸引力を制御し、その磁気吸引力とバネの力との関係により、前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させるものである。前記手動アクチュエータは、手動動作されるレバーの操作力を、ロッド、リンク、ワイヤなどを経由させてカム３に伝達し、そのカム３を軸線Ａ１に沿った方向に動作させる装置である。
【００３１】
つぎに、前記ラジアルピストンポンプ１におけるオイルの吸入・吐出作用を説明する。まず、図１において、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１が中心線Ｃ１を通過するように、前記軸線Ａ１に沿った方向で前記カム３の位置が停止された場合について説明する。この場合は、前記動力源４のトルクを前記回転軸２に伝達して前記インナーレース５を回転させても、前記ピストン７は前記軸線Ａ１を中心とする半径方向に動作しない。したがって、前記油圧室９にはオイルが吸入されず、かつ、前記油圧室９からオイルが吐出もされない。これに対して、図１において、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記中心線Ｃ１から前記交点Ｐ１が外れた位置にある場合、具体的には、中心線Ｃ１が交点Ｐ１よりも右側に位置するように、前記軸線Ａ１に沿った方向における前記カム３の位置が制御された場合を説明する。この場合は、図２に示すように、前記中心線Ｃ１上で、前記中心線Ｂ１が軸線Ａ１よりも下方に位置する。つまり、軸線Ａ１に対して中心線Ｂ１が偏心量ｅ２分だけ離れた位置にある。このため、前記動力源４のトルクを前記回転軸２に伝達して前記インナーレース５を回転させると、前記転動体８が前記内周面２０に接触したまま転動し、かつ、前記ピストン７が前記軸線Ａ１を中心として半径方向に動作する。図２においては、便宜上、前記インナーレース５が時計方向に回転するものとして示されている。
【００３２】
そして、図２で右側半分に示すように、いずれかのピストン７が最上部に位置する位相から、ピストン７が最下部に位置する位相に至る領域Ｄ１では、前記ピストン７が半径方向でシリンダ６から突出する向きで動作する。いずれかのピストン７が最上部に位置した時点では、そのピストン７が前記シリンダ６内で下死点にある。一方、いずれかのピストン７が最下部に位置した時点では、そのピストン７が前記シリンダ６内で上死点にある。そして、前記回転軸２が回転することにともない、前記ピストン７が前記上死点から下死点向けて動作する行程に相当する領域Ｄ１では、前記油圧室９が油路１０５に接続されるとともに、前記油圧室９の容積が拡大されて、油圧室９内が負圧となる。このため、前記オイルパン１３のオイルが油路切替バルブ１０１を経由して前記油圧室９に吸入される。これに対して、図２で左側半分に示すように、前記ピストン７が前記下死点から上死点向けて動作する行程に相当する領域Ｅ１では、油圧室９が油路１０４に接続され、かつ、前記油圧室９の容積が縮小されて油圧室９の圧力が上昇する。このため、前記油圧室９のオイルが油路１０２および油路１２を経由して前記オイル必要部１６に供給される。
【００３３】
以後、前記回転軸２の回転により、各ピストン７が半径方向に往復動して、各油圧室９ではオイルの吸入・吐出が繰り返される。また、図１ないし図４の構成例では、前記内周面２０の中心線Ｂ１と、前記インナーレース５の軸線Ａ１とが交差している。このため、前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させると、偏心量ｅが変化する。ここで、前記交点Ｐ１を前記中心線Ｃ１よりも左側の範囲内で移動させる場合について説明する。まず、前記カム３を図１で右方向に動作させると、前記偏心量ｅ２が減少する。これに対して、前記カム３を図１で左方向に動作させると、前記偏心量ｅ２が増加する。図５は、前記カム３の動作量（スライド量）Ｓに対する前記偏心量ｅおよび容量Ｖの関係を示す特性線図である。なお、動作量Ｓとは、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記貫通孔１９の端部から中心線Ｃ１までの距離（長さ）である。ここでは、前記中心線Ｃ１が前記交点Ｐ１を通過するようにカム３が停止された状態が、スライド量（距離）「零」として示されている。また、容量Ｖとは、前記ラジアルピストンポンプ１の容量である。より具体的には、前記インナーレース５が軸線Ａ１の回りを１回転する間に各油圧室９から吐出されるオイルの合計体積であり、実際のピストン７のストロークに比例した容量である。すなわち、ピストン７のストロークが大きくなれば容量が増加し、ピストン７のストロークが少なくなれば容量が減少する。さらに、図５において、偏心量「零」とは、軸線Ａ１に沿った方向で、前記中心線Ｃ１上に前記交点Ｐ１が位置していることを意味する。さらに、図５において、容量「零」とは、ラジアルピストンポンプ１からオイルが吐出されず、かつ、オイルが吸入されないことを意味する。
【００３４】
この図５に示すように、前記カム３の動作量が変化することにともない、前記偏心量ｅおよび前記容量が変化する。具体的には、前記カム３の動作量が増加することにともない、前記偏心量ｅおよび前記容量が増加する特性を示す。これは、前記偏心量ｅが増加するほど、前記ピストン７の上死点から下死点までの間のストローク量が長くなるからである。このように、図１ないし図４に示されたラジアルピストンポンプ１は、可変容量型のオイルポンプである。また、図１ないし図４に示された例では、前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させることにより、前記ラジアルピストンポンプ１の容量を変更することができる。言い換えれば、軸線Ａ１を中心とする半径方向では、前記カム３の動作スペースを確保せずに済む。したがって、ラジアルピストンポンプ１が前記軸線Ａ１を中心とする半径方向に大型化することを抑制できる。
【００３５】
つぎに、具体例１のラジアルピストンポンプ１において、前記カム３の他の動作例を、図６に基づいて説明する。図６に基づいて説明するカム３の他の動作例は、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１が前記中心線Ｃ１の右側に位置する場合に相当する。この図６においては、中心線Ｃ１上において、軸線Ａ１の上方に中心線Ｂ１が偏心している。具体的には、偏心量ｅ１分だけ軸線Ａ１と中心線Ｂ１とが離れている。この図６に示すカム３の動作例について、ラジアルピストンポンプ１の作用を、図７に基づいて説明する。この図７は、前記軸線Ａ１と垂直な平面、特に、中心線Ｃ１に沿った方向における概念図である。この図７に示すように、前記インナーレース５が時計方向に回転すると、前記油圧室９でオイルの吸入・吐出がおこなわれる。すなわち、前記図７で上死点に位置するピストン７が下死点に移動するまでの行程に相当する領域Ｄ１では、前記油圧室９からオイルが吐出される。一方、前記図７で下死点に位置するピストン７が上死点に移動するまでの行程に相当する領域Ｅ１では、前記油圧室９にオイルが吸入される。つまり、図１と図６とを比較すると、前記軸線Ａ１上で、交点Ｐ１と中心線Ｃ１との位置が左右逆になっているため、前記インナーレース５の回転方向が同じであっても、前記油圧室９におけるオイルの吸入・吐出が逆転（反転）する。
【００３６】
この油圧室９におけるオイルの吸入・吐出機能を、図８の特性線図に基づいて説明する。図８においては、前記カム３のスライド量Ｓに対応するインナーレース５の偏心量ｅが示され、かつ、その偏心量ｅに対応する容量Ｖが示されている。また、図８においては、前記軸線Ｂ１に対する前記インナーレース５の偏心方向が別個に示されている。図８において、偏心方向（上）は、前記中心線Ｂ１よりも軸線Ａ１が上に配置されている状態、つまり、図１におけるカム３の位置に相当する。これに対して、図８において、偏心方向（下）は、前記中心線Ｂ１よりも軸線Ａ１が下に配置されている状態、つまり、図６におけるカム３の位置に相当する。また、図８に示されたスライド量、偏心量、容量の技術的意味は、図５で説明した意味と同じである。この図８に示すように、軸線Ａ１に沿った方向で、中心線Ｃ１が交点Ｐ１を通過する位置にある場合は、偏心量「零」、容量「零」である。一方、図１に示すように、軸線Ａ１に沿った方向で、中心線Ｃ１が交点Ｐ１よりも右側に位置する場合は、図８に示すように、スライド量Ｓ２であり、スライド量の増加にともない偏心量ｅ２が増加し、かつ、容量が増加する特性となる。これに対して、図６に示すように、軸線Ａ１に沿った方向で、中心線Ｃ１が交点Ｐ１よりも左側に位置する場合は、スライド量Ｓ１であり、スライド量の減少にともない偏心量ｅ１が増加し、かつ、容量が増加する特性となる。なお、スライド量Ｓ１はスライド量Ｓ２よりも少ない。
【００３７】
（具体例２）
つぎに、ラジアルピストンポンプ１の具体例２を図９に基づいて説明する。この具体例２においては、隔壁１０７と動力源４との間に隔壁１００が配置されている。隔壁１０７の技術的意味は、隔壁１００の場合と同じである。そして、隔壁１００と隔壁１０７との間の空間に、ラジアルピストンポンプ１に加えて、ラジアルピストンモータ３５が設けられている。この具体例２において、ラジアルピストンポンプ１の一部を構成する油路切替バルブ１０１が、隔壁１００から突出されている向きが、具体例１とは異なる。この具体例２では、隔壁１００から隔壁１０７に向けて油路切替バルブ１０１が突出して取り付けられている。また、油路切替バルブ１０１は軸孔１０８を有しており、この軸孔１０８内に出力軸２が配置されている。そして、出力軸２と一体回転するインナーレース５が設けられており、そのインナーレース５の端面と、油路切替バルブ１０１の端面とが接触されている。この具体例２において、ラジアルピストンポンプ１のその他の構成および機能は、具体例１の場合と同様である。
【００３８】
つぎに、ラジアルピストンモータ３５の構成を説明する。このラジアルピストンモータ３５は、インナーレース２６および前記カム３を有している。つまり、カム３は、ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５により共用されている。また、軸線Ａ１に沿った方向で、インナーレース５と隔壁１０７との間にインナーレース２６が配置されている。また、インナーレース２６の外周には、円周方向に沿って複数のシリンダ２７が形成されている。図１０は、軸線Ａ１と垂直な平面内における断面図、特に、軸線Ａ１に沿った方向でインナーレース２６の厚さ方向の中心を通過する平面内における断面図である。図１０に示す例では、シリンダ２７が８箇所形成されている。各シリンダ２７は、インナーレース２６の外周面に開口された円柱形状の凹部もしくは窪みである。そして、各シリンダ２７内にはピストン２８が各々配置されており、各ピストン２８は、中心線Ｆ１に沿った平面内で、前記軸線Ａ１を中心として半径方向に動作可能である。また各ピストン２８には転動体２９が取り付けられている。この転動体２９はボールを用いることが可能である。一方、前記シリンダ２７内には油圧室３０が形成されている。この油圧室３０の油圧が前記ピストン２８の底面に加えられる。
【００３９】
前記油圧室３０に接続された油圧回路の構成を、図９に基づいて説明する。前記隔壁１０７には、吸入油路１０９および吐出油路１１０が設けられている。また、前記吸入油路１０９が前記吐出油路１２に接続され、前記吐出油路１１０が前記吸入油路１１に接続されている。このように、具体例２においては、具体例１で説明したオイルパン１３およびオイル必要部１６は設けられていない。また、前記隔壁１０７には油路切替バルブ１１１が取り付けられている。この油路切替バルブ１１１は、軸線Ａ１を中心とする円筒形状に構成されており、油路切替バルブ１１１は軸孔１５０を有する。この油路切替バルブ１１１は、隔壁１０７に対して回転不可能に、かつ、軸線Ａ１に沿った方向には移動不可能に固定されている。具体的には、隔壁１０７に設けられた孔に対して、油路切替バルブ１１１が圧入固定されている。この油路切替バルブ１１１は隔壁１０７からインナーレース２６に近づく向きで突出している。そして、油路切替バルブ１１１には油路１１２，１１３が設けられており、油路１１３が吐出油路１１０に接続され、油路１１２が吸入油路１０９に接続されている。また、前記軸線Ａ１に沿った方向における油路切替バルブ１１１の端面、具体的には、前記インナーレース２６に近い側の端面には、油路１１４，１１５が形成されている。図１１は、油路切替バルブ１１１の端面図であり、油路１１４，１１５は、軸線Ａ１を中心として共に円弧形状に構成されている。また、油路１１４の周長と油路１０４の周長とが同一に構成され、油路１１５の周長と油路１０５の周長とが同一に構成されている。さらに、円周方向における油路１１４の配置位相と、円周方向における油路１０４の配置位相とが一致している。また、円周方向における油路１１５の配置位相と、円周方向における油路１０５の配置位相とが一致している。そして、油路１１４が油路１１２と接続され、油路１１５が油路１１３と接続されている。
【００４０】
一方、前記インナーレース２６には、前記油圧室３０に接続された油路１１６が設けられている。油路１１６は、油圧室３０にそれぞれ独立して複数設けられており、各油路１１６が、インナーレース２６の円周方向に等間隔で配置されている。そして、各油路１１６は、インナーレース２６の端面、具体的は油路切替バルブ１１１に接触した側の端面に開口されている。各油路１１６の開口部と同一円周上に、前記油路１１４，１１５が配置されている。さらに、インナーレース２６の端面と油路切替バルブ１１１の端面とが接触した状態で、インナーレース２６と油路切替バルブ１１１とが相対回転することが可能となるように、インナーレース２６が出力軸２５に取り付けられている。この出力軸２５は油路切替バルブ１１１の軸孔１５０内に配置されており、出力軸２５は軸線Ａ１を中心として回転可能である。また、出力軸２５とインナーレース２６とが一体回転可能に接続、例えばスプライン結合されている。また、出力軸２５およびインナーレース２６は軸線Ａ１に沿った方向には移動することが不可能となるように、軸受、およびスナップリング等（図示せず）により支持されている。したがって、インナーレース２６が回転している場合、または停止している場合のいずれにおいても、単一の油路１１６は、油路１１４または油路１１５の何れか一方に対して接続される。さらに、インナーレース２６が回転すると、単一の油路１１６が油路１１４に接続された状態と、油路１１６が油路１１５に接続された状態とが交互に切り替わる。このように、油路切替バルブ１１１は、油圧室３０を、吐出油路１２または吸入油路１１に対して選択的に接続する機構である。また、油路切替バルブ１１１は、インナーレース２６の回転により、油圧室３０に対して接続される油路が切り替わるロータリバルブである。
【００４１】
上記のように構成されたインナーレース２６、ピストン２７、転動体２９、内周面２０、出力軸２５、油路１１２，１１３，１１４，１１５、吸入油路１０９、吐出油路１１０などの構成により、ラジアルピストンモータ（油圧モータ）３５が構成されている。なお、ラジアルピストンポンプ１における油圧室９の最大容積および最小容積は、ラジアルピストンモータ３５における油圧室３０の最大容積および最小容積と同じである。また、図９においては、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１からカム３の端部（端面）３Ａの間に、中心線Ｆ１が配置されており、前記交点Ｐ１からカム３の端部（端面）３Ｂの間に、中心線Ｃ１が配置されている。この構成例では、前記端部３Ｂの方が端部３Ａよりも動力源４に近い位置に配置されている。さらに、この具体例２においても、カム３を軸線Ａ１に沿った方向に移動させ、かつ、停止させる機能を有するスライド機構２１が設けられている。
【００４２】
つぎに、この具体例２におけるラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５の作用を説明する。この具体例２においては、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記中心線Ｃ１と前記中心線Ｆ１との距離は一定である。そして、具体例２においても、具体例１と同様にして前記カム３を前記軸線Ａ１に沿った方向に動作させ、かつ、停止させることが可能である。そして、この具体例２においては、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１を隔てた両側に中心線Ｃ１と中心線Ｆ１とが配置されている。つまり、前記カム３が前記軸線Ａ１に沿った方向に動作すると、図９において、前記交点Ｐ１の右側の領域で中心線Ｃ１が移動し、前記交点Ｐ１の左側の領域で中心線Ｆ１が移動する。そして、前記動力源４のトルクが前記回転軸２に伝達されて回転軸２が回転すると、具体例１と同様の原理により、前記ピストン７が上昇・下降する。すなわち、油路１０３を経由して油圧室９にオイルが吸入され、かつ、油圧室９から油路１０２にオイルが吐出される。なお、この具体例２においては、後述するように、油圧室９と油圧室３０との間でオイルが行き来する。
【００４３】
つぎに、前記ラジアルピストンモータ３５の作用を、図１２に基づいて説明する。この図１２は、軸線Ａ１と垂直な平面、特に、中心線Ｆ１に沿った方向の概略的な側面図である。前記インナーレース２６の軸線Ａ１は、前記中心線Ｂ１よりも下方に位置している。そして、前記ピストン２８が下死点を通過すると、そのピストン２８に相当する油圧室３０に対して、前記油圧室９から吐出された圧油が供給される。すると、油圧室３０の油圧が上昇して、前記ピストン２８を押し出す向きの力が発生し、その力が前記内周面２０に伝達される。すると、その反力で前記インナーレース２６を図１２で時計方向に回転させようとする向きのトルクが発生する。このようにして、前記インナーレース２６が回転すると、前記ピストン２８が下死点に位置する時点から、前記ピストン２８が上死点に位置するまでの領域Ｇ１では、前記油圧室３０へ圧油が供給される。
【００４４】
これに対して、前記ピストン２８が上死点にある位置から、下死点に移動する行程に相当する領域Ｈ１では、前記油圧室３０から圧油が吐出され、その圧油は、上昇行程にあるピストン７を有する油圧室９に吸入される。このようにして、前記ラジアルピストンポンプ１から吐出されたオイルがラジアルピストンモータ３５に供給されて、そのラジアルピストンモータ３５が駆動される。すなわち、油圧室９と油圧室３０との間で、油路１０２，１０３，１１２，１１３、および吐出油路１２，１１０、および吸入油路１１，１０９を介して圧油が循環する。この具体例２において、前記軸線Ａ１上の所定位置Ｊ１から、前記カム３の端部３Ｂまでの距離をスライド量Ｓとし、図９でカム３が左側に移動するほどスライド量Ｓが増加することとした場合、前記カム３のスライド量Ｓ、前記ラジアルピストンポンプ１における偏心量ｅ、前記ラジアルピストンポンプ１における容量Ｖの特性は、前記図５の特性と同じである。これに対して、前記カム３のスライド量Ｓ、前記ラジアルピストンモータ３５における偏心量ｅ、前記ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖの特性を、図１４に基づいて説明する。この図１４に示すように、スライド量Ｓが少なくなるほど、前記偏心量ｅが増加し、かつ、容量Ｖが増加する特性を示す。偏心量ｅとは、中心線Ｆ１上において、軸線Ａ１と中心線Ｂ１との距離である。
【００４５】
そして、この具体例２においては、前記カム３を軸線Ａ１に沿った方向に動作させることにより、ラジアルピストンポンプ１の容量およびラジアルピストンモータ３５の容量を共に変更することができる。つまり、ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５が、回転軸２と出力軸２５との間における変速比を変更可能な変速機として機能する。特に、回転軸２と出力軸２５との間における変速比を無段階（連続的）に制御することができ、無段変速機として機能する。ここで、変速比は、入力回転数を出力回転数で除して求められ、変速比は、ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖ２を、ラジアルピストンポンプ１の容量Ｖ１で除した値に等しい。具体的に説明すると、図８のように、前記インナーレース５における偏心量ｅ１の方が、前記インナーレース２６における偏心量ｅ２よりも大きい場合、ラジアルピストンポンプ１の容量Ｖ１の方が、ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖ２よりも大きくなる。このとき、変速比は「１」未満であり、前記回転軸２の回転数よりも前記出力軸２５の回転数の方が高くなり、ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５が増速機として機能する。ここで、変速比γは次式（１）により表される。
変速比γ＝Ｖ２／Ｖ１＝（ｅ２／ｅ１）＜１ ・・・（１）
【００４６】
これに対して、前記インナーレース２７における偏心量ｅ２の方が、前記インナーレース５における偏心量ｅ１よりも大きい場合、ラジアルピストンポンプ１の容量Ｖ１の方が、ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖ２よりも少なくなる。このとき、変速比は「１」を越え、前記回転軸２の回転数よりも前記出力軸２５の回転数の方が低くなり、ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５が減速機として機能する。ここで、変速比γは次式（２）により表される。
変速比γ＝Ｖ２／Ｖ１＝（ｅ２／ｅ１）＞１ ・・・（２）
【００４７】
また、具体例２では、前記カム３を軸線Ａ１に沿った方向に動作させることにより、前記ラジアルピストンポンプ１の容量Ｖ１および前記ラジアルピストンモータ３５の容量Ｖ２を連続的に変更可能であるから、前記ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５が、無段変速機として機能する。ここで、前記カム３のスライド量Ｓと変速比γとの関係を、図１４に基づいて説明する。前記偏心量ｅ１と偏心量ｅ２とが同一となるスライド量Ｓでは、前記変速比γは「１」となる。また、偏心量ｅ１が偏心量ｅ２未満となるスライド量Ｓの場合は、前記変速比γが「１」未満となる。これに対して、偏心量ｅ２が偏心量ｅ１を越えるスライド量Ｓの場合は、前記変速比γが「１」を越える。なお、この具体例２において、前記回転軸２の回転方向と、前記出力軸２５の回転方向とが同一である。
【００４８】
つぎに、具体例２で説明したラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５において、カム３の他の動作例を、図１５に基づいて説明する。この図１５は、カム３を動作させて、前記交点Ｐ１の片側（図１５の左側の範囲）に、前記中心線Ｃ１，Ｆ１を共に位置させる動作例である。つまり、前記軸線Ａ１に沿った方向で、前記交点Ｐ１から前記端部３Ａの間に前記中心線Ｆ１，Ｃ１が共に配置されている。さらに、前記ラジアルピストンモータ３５における偏心量ｅ２は、ラジアルピストンモータ１における偏心量ｅ１よりも大きい。さらに、カム３を図１５に示す位置に動作させた場合における、ラジアルピストンモータ１およびラジアルピストンモータ３５の作用を説明する。図１５に示すように、前記交点Ｐ１の片側に、前記中心線Ｃ１，Ｆ１を共に配置した場合において、前記インナーレース５が図２に示すように時計方向に回転すると、ラジアルピストンポンプ１でおこなわれるオイルの吸入・吐出作用は、図７で説明した場合と同様である。
【００４９】
これに対して、前記ラジアルピストンモータ３５の作用を図１６に基づいて説明する。図１６は、軸線Ａ１と垂直な平面、具体的には、中心線Ｆ１に沿った方向における平面におけるラジアルピストンモータ３５の概略的な側面図である。この図１６において、前記ピストン２８が下死点から上死点に動作する領域Ｈ１では、前記油圧室９から吐出された圧油が油圧室３０に供給されて、ピストン２８が外側に押圧されるため、前記インナーレース２６を図１６で反時計方向に回転させる向きのトルクが発生する。また、ピストン２８が上死点から下死点に動作する範囲Ｇ１では、前記油圧室３０から圧油が吐出され、その圧油が、上昇行程にあるピストン７を有する油圧室９に吸入される。このように、図１５に示されたカム３の動作例では、前記回転軸２が時計方向に回転するのに対して、前記出力軸２５は反時計方向に回転する（逆回転する）。また、前記回転軸２の回転方向に対して、前記出力軸２５の回転方向を逆にする場合、前記回転軸２と前記出力軸２５との間における変速比は、前記式（２）により表される。すなわち、前記回転軸２の回転数よりも前記出力軸２５の回転数の方が低くなる。つまり、前記ラジアルピストンポンプ１および前記ラジアルピストンモータ３５が、減速機として機能する。
【００５０】
上記の具体例１および具体例２は、請求項１ないし４、および請求項７および請求項８に係る発明に対応するものであり、具体例１および具体例２の構成と、請求項１ないし４、および請求項７および請求項８の構成との対応関係を説明すると、カム３が、この発明の外周側部材に相当し、インナーレース５が、この発明の内周側部材に相当し、インナーレース２６が、この発明の動力伝達部材に相当し、内周面２０が、この発明のカム面に相当し、ピストン７および転動体８が、この発明のピストンに相当し、ピストン２８および転動体２９が、この発明の第２ピストンに相当し、油圧室９が、この発明の流体室に相当し、油圧室３０が、この発明の第２流体室に相当し、前記スライド機構２１が、この発明の容量調整機構に相当し、ケーシング１００が、この発明における固定構造物に相当し、油路１０２および吐出油路１２および吸入油路１０９および油路１１２が、この発明の第１通路に相当し、油路１１１および吐出油路１１０および吸入油路１１および油路１０３が、この発明の第２通路に相当する。さらに、具体例２は、この発明の請求項５および請求項６に対応しており、具体例２の構成と、請求項５および請求項６の構成との対応関係を説明すると、カム３が、この発明の外周側部材に相当し、インナーレース２６が、この発明の内周側部材に相当する。なお、具体例２の構成において、その他の構成と、請求項５および請求項６の構成との関係は、具体例１の構成と、請求項１ないし４の構成との対応関係と同じである。上記のラジアルピストンポンプ１は、家屋、工場、建築物などに固定して設置されるオイル輸送機器（流体装置）として用いることが可能である。また、前記ラジアルピストンポンプ１を、動力源の動力を被駆動部材に伝達する、動力伝達装置またはクラッチとして用いることも可能である。例えば、車両の動力源から車輪に至る動力伝達経路に配置することが可能であり、その一例を図１７に基づいて説明する。図１７は、車両のパワートレーンを示す概念図であり、動力源４から車輪３６に至る経路に、ラジアルピストンポンプ１を設けることが可能である。また、前記ラジアルピストンポンプ１から車輪３６に至る経路には変速機３７が設けられている。さらに、変速機３７から車輪３６に至る動力伝達経路には終減速機３８が設けられている。すなわち、前記カム３を前記変速機３７の入力部材に対して動力伝達可能に接続されている。この場合、前記カム３は固定ではなく回転可能である。この変速機３７は、入力回転数と出力回転数との間の変速比を変更可能な動力伝達装置であり、変速機３７は、有段変速機または無段変速機のいずれでもよい。有段変速機とは、変速比を段階的（不連続）に変更可能な変速機である。無段変速機とは、変速比を無段階（連続的）に変更可能な変速機である。有段変速機としては、遊星歯車式変速機、選択歯車式変速機などを用いることができる。無段変速機としては、ベルト式無段変速機、トロイダル型無段変速機を用いることが可能である。
【００５１】
そして、前記動力源４から車輪３６に伝達されるトルクにより前記ラジアルピストンポンプ１が駆動されてオイルの吸入・吐出がおこなわれる。また、前記転動体８と内周面２０との係合力に基づいて、前記回転軸２から前記カム３にトルクが伝達される。さらに、前記カム３のスライド量、前記ラジアルピストンポンプ１の油圧室９に吸入されるオイルの流量、油圧室９から吐出されるオイルの流量などの条件を制御することにより、前記回転軸２から前記カム３を経由して前記変速機３７に伝達されるトルクを制御することが可能である。一方、前記変速機３７として無段変速機を用いる場合、前記ラジアルピストンポンプ１およびラジアルピストンモータ３５の両方を配置し、前記具体例２のようにカム３の動作を制御することにより、出力軸２５の回転方向を正逆に切り換えれば、前記ラジアルピストンポンプ１および前記ラジアルピストンモータ３４を、前後進切換装置として機能させることが可能である。すなわち、シフトポジションの操作に基づいて、前記カム３の動作を制御することとなる。具体的には、車両を前進させるシフトポジションが選択された場合、図９に基づいて説明したように、カム３の動作が制御される。これに対して、車両を後退させるシフトポジション（リバース）が選択された場合は、図１５に基づいて説明したように、カム３の動作が制御される。
【００５２】
ここで、スライド機構２１として油圧式アクチュエータまたは電磁式アクチュエータが用いられている場合、シフトポジションが電子制御装置で検知されると、電子制御装置の制御信号に基づいてスライド機構２１が制御される。一方、スライド機構２１として手動式アクチュエータが用いられている場合、シフトレバーの操作力が、リンク、ワイヤ、ロッドなどを経由してスライド機構２１に伝達され、カム３が動作する。なお、前述のように、ラジアルピストンモータ３５は無段変速機としての機能を有しているため、ラジアルピストンポンプ３５を用いる場合は、変速機３７自体を設けなくともよい。さらに、この発明のラジアルピストンポンプは、動力源から車輪に至る動力伝達経路に配置する場合、車両のフロアーの下方空間にケーシングが配置することが可能である。これに対して、ラジアルピストンポンプを、車両のエンジンルーム内に配置することも可能である。なお、各構成例では、前記インナーレースが軸線方向には移動不可能（固定して）に配置されており、前記カムが軸線方向に動作可能に構成されているが、前記インナーレースが軸線方向に移動可能に設けられ、前記カムが軸線方向に移動不可能（固定）配置されている構成であっても、各構成例と同様の効果を得られる。さらに、この発明を車両に用いる場合、前記車輪は前輪または後輪のいずれでもよいし、動力源の動力が前輪および後輪の両方に伝達されるように構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明のラジアルピストンポンプの具体例１を示し、軸線に沿った方向の断面図である。
【図２】図１に示されたラジアルピストンポンプにおいて、軸線と垂直な平面内における断面図である。
【図３】図１に示された油路切替バルブの構成を示す端面図である。
【図４】図１に示すラジアルピストンポンプに接続された油圧回路の構成を示す概念図である。
【図５】図１に示されたラジアルピストンポンプのカムのスライド量と、ラジアルピストンポンプの容量との関係の一例を示す特性線図である。
【図６】図１に示されたラジアルピストンポンプにおいて、カムの他の動作例を示す断面図である。
【図７】図６に示されたカムの動作例において、インナーレースの位相に対するオイルの吸入・吐出の関係を示す概念図である。
【図８】図１に示されたカムの動作例、および図６に示されたカムの動作例ついて、カムのスライド量および容量を説明する特性線図である。
【図９】この発明の具体例２を示し、ラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータの断面図である。
【図１０】図９に示されたラジアルピストンモータの側面断面図である。
【図１１】図９に示されたラジアルピストンモータの油路切替バルブの端面図である。
【図１２】図９に示されたラジアルピストンモータにおけるオイルの吸入・吐出行程を示す概念図である。
【図１３】図９に示されたラジアルピストンモータにおけるカムのスライド量と、容量との関係を示す線図である。
【図１４】図９に示されたラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータにおける変速比の制御特性を示す図である。
【図１５】図９に示されたラジアルピストンポンプおよびラジアルピストンモータにおいて、カムの他の動作例を示す断面図である。
【図１６】図１５に示されたラジアルピストンモータのピストンの位相と、油圧室におけるオイルの吸入・吐出との関係を示す概念図である。
【図１７】この発明を用いることの可能な車両のパワートレーンを示す概念図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…ラジアルピストンポンプ、２…回転軸、３…カム、５，２６…インナーレース、７，２８…ピストン、８，２９…転動体、９，３０…油圧室、２０…内周面、２１…スライド機構、２５…出力軸、３５…ラジアルピストンモータ、Ａ１…軸線、Ｂ１…中心線、１００…ケーシング、１０２，１０３，１１１，１１２…油路、１２，１１０…吐出油路、１１，１０９…吸入油路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する場合の中心となる軸線を中心として相対回転可能に配置され、かつ、内外周に配置された外周側部材および内周側部材と、前記外周側部材に設けられ、かつ、中心線を取り囲むように形成された環状のカム面と、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能なピストンと、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記外周側部材と内周側部材とが相対回転して前記ピストンが前記軸線を中心として半径方向に動作した場合に流体が吸入・吐出される流体室とを有し、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更可能な構成を備えたラジアルピストンポンプにおいて、
前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記カム面の中心線とが交差しており、
前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させることにより、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更する容量調整機構が設けられていることを特徴とするラジアルピストンポンプ。
【請求項２】
前記容量調整機構は、前記軸線に沿った方向の平面内における前記軸線と前記中心線とが交差する交点の両側で、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させる機構を含むことを特徴とする請求項１に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項３】
前記軸線を中心として前記内周側部材と相対回転可能に設けられ、かつ、動力伝達をおこなう動力伝達部材と、この動力伝達部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能な第２ピストンと、前記動力伝達部材に設けられ、かつ、前記外周側部材と動力伝達部材とが相対回転して前記第２ピストンが前記軸線を中心として半径方向に動作した場合に流体が吸入・吐出される第２流体室と、前記流体室から吐出された流体を前記第２流体室に供給する第１通路と、前記第２流体室から吐出された流体を前記流体室に供給する第２通路とを備えたラジアルピストンモータが設けられており、
前記ラジアルピストンモータは、前記流体室から前記第２流体室に流体が供給されて前記第２ピストンが半径方向の外側に向けて動作する場合に、前記第２ピストンが前記カム面に押し付けられた場合の反力で、前記動力伝達部材を前記軸線を中心として回転させる向きのトルクが発生するように構成されているとともに、
前記容量調整機構は、前記外周側部材と前記動力伝達部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させることにより、前記軸線を中心とする半径方向で前記第２ピストンのストロークを変更する機構を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項４】
前記容量調整機構は、
前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの一端部までの間に、前記ラジアルピストンポンプおよび前記ラジアルピストンモータを配置する状態と、
前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの一端部までの間に、前記ラジアルピストンポンプを配置し、かつ、前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの他端部までの間に、前記ラジアルピストンモータを配置する状態と
を切り替え可能な機構を含むことを特徴とする請求項３に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項５】
回転する場合の中心となる軸線を中心として相対回転可能に、かつ、内外周に設けられた外周側部材および内周側部材と、前記外周側部材に設けられ、かつ、中心線を取り囲むように形成された環状のカム面と、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能なピストンと、前記内周側部材に設けられ、かつ、流体が供給される流体室とを有し、前記流体室に流体を供給して前記ピストンを半径方向で外側に向けて動作させることにより、前記カム面で発生する反力で前記内周側部材を回転させる向きのトルクを生じさせるとともに、前記流体室の容量を変更可能なラジアルピストンモータにおいて、
前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記中心線とが交差しており、前記外周側部材を前記軸線に沿った方向に動作させることにより、前記流体室の容量を変更する容量調整機構が設けられていることを特徴とするラジアルピストンモータ。
【請求項６】
前記容量調整機構は、前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記中心線とが交差する交点の両側で、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させる機構を含むことを特徴とする請求項５に記載のラジアルピストンモータ。
【請求項７】
前記容量調整機構は、前記軸線に沿った方向の平面内で、前記外周側部材を内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させることにより、前記内周側部材の回転数と動力伝達部材の回転数の比である変速比を、無段階に変更可能な構成を有していることを特徴とする請求項３または４に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項８】
前記外周側部材および内周側部材および動力伝達部材を取り付けた固定構造物が設けられており、前記内周側部材および動力伝達部材は前記軸線に沿った方向には動作することが不可能な状態で前記固定構造物に支持されており、前記外周側部材は前記軸線に沿った方向に動作可能に構成されており、
前記容量調整機構は、前記外周側部材を前記軸線に沿った方向に動作させることにより、前記外周側部材を、前記内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させる構成を有していることを特徴とする請求項３または４に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項１】
回転する場合の中心となる軸線を中心として相対回転可能に配置され、かつ、内外周に配置された外周側部材および内周側部材と、前記外周側部材に設けられ、かつ、中心線を取り囲むように形成された環状のカム面と、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能なピストンと、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記外周側部材と内周側部材とが相対回転して前記ピストンが前記軸線を中心として半径方向に動作した場合に流体が吸入・吐出される流体室とを有し、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更可能な構成を備えたラジアルピストンポンプにおいて、
前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記カム面の中心線とが交差しており、
前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させることにより、前記流体室で吸入・吐出される流体の容量を変更する容量調整機構が設けられていることを特徴とするラジアルピストンポンプ。
【請求項２】
前記容量調整機構は、前記軸線に沿った方向の平面内における前記軸線と前記中心線とが交差する交点の両側で、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させる機構を含むことを特徴とする請求項１に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項３】
前記軸線を中心として前記内周側部材と相対回転可能に設けられ、かつ、動力伝達をおこなう動力伝達部材と、この動力伝達部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能な第２ピストンと、前記動力伝達部材に設けられ、かつ、前記外周側部材と動力伝達部材とが相対回転して前記第２ピストンが前記軸線を中心として半径方向に動作した場合に流体が吸入・吐出される第２流体室と、前記流体室から吐出された流体を前記第２流体室に供給する第１通路と、前記第２流体室から吐出された流体を前記流体室に供給する第２通路とを備えたラジアルピストンモータが設けられており、
前記ラジアルピストンモータは、前記流体室から前記第２流体室に流体が供給されて前記第２ピストンが半径方向の外側に向けて動作する場合に、前記第２ピストンが前記カム面に押し付けられた場合の反力で、前記動力伝達部材を前記軸線を中心として回転させる向きのトルクが発生するように構成されているとともに、
前記容量調整機構は、前記外周側部材と前記動力伝達部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させることにより、前記軸線を中心とする半径方向で前記第２ピストンのストロークを変更する機構を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項４】
前記容量調整機構は、
前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの一端部までの間に、前記ラジアルピストンポンプおよび前記ラジアルピストンモータを配置する状態と、
前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの一端部までの間に、前記ラジアルピストンポンプを配置し、かつ、前記軸線に沿った方向で、前記交点から前記カムの他端部までの間に、前記ラジアルピストンモータを配置する状態と
を切り替え可能な機構を含むことを特徴とする請求項３に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項５】
回転する場合の中心となる軸線を中心として相対回転可能に、かつ、内外周に設けられた外周側部材および内周側部材と、前記外周側部材に設けられ、かつ、中心線を取り囲むように形成された環状のカム面と、前記内周側部材に設けられ、かつ、前記カム面に追従して前記軸線を中心とする半径方向に動作可能なピストンと、前記内周側部材に設けられ、かつ、流体が供給される流体室とを有し、前記流体室に流体を供給して前記ピストンを半径方向で外側に向けて動作させることにより、前記カム面で発生する反力で前記内周側部材を回転させる向きのトルクを生じさせるとともに、前記流体室の容量を変更可能なラジアルピストンモータにおいて、
前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記中心線とが交差しており、前記外周側部材を前記軸線に沿った方向に動作させることにより、前記流体室の容量を変更する容量調整機構が設けられていることを特徴とするラジアルピストンモータ。
【請求項６】
前記容量調整機構は、前記軸線に沿った方向の平面内で、前記軸線と前記中心線とが交差する交点の両側で、前記外周側部材と内周側部材とを前記軸線に沿った方向に相対移動させる機構を含むことを特徴とする請求項５に記載のラジアルピストンモータ。
【請求項７】
前記容量調整機構は、前記軸線に沿った方向の平面内で、前記外周側部材を内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させることにより、前記内周側部材の回転数と動力伝達部材の回転数の比である変速比を、無段階に変更可能な構成を有していることを特徴とする請求項３または４に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項８】
前記外周側部材および内周側部材および動力伝達部材を取り付けた固定構造物が設けられており、前記内周側部材および動力伝達部材は前記軸線に沿った方向には動作することが不可能な状態で前記固定構造物に支持されており、前記外周側部材は前記軸線に沿った方向に動作可能に構成されており、
前記容量調整機構は、前記外周側部材を前記軸線に沿った方向に動作させることにより、前記外周側部材を、前記内周側部材および動力伝達部材に対して相対移動させる構成を有していることを特徴とする請求項３または４に記載のラジアルピストンポンプ。
【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】
【公開番号】特開２００９−１２１４２０（Ｐ２００９−１２１４２０Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９８５３６（Ｐ２００７−２９８５３６）
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]