可変容量型プランジャポンプ装置
【課題】吐出量を調整する機構を小型、簡単化することができるポンプ装置を提供する。
【解決手段】ハウジング２と、プランジャ部材３と、加圧室４等を備えたポンプ装置１において、プランジャ部材３にその軸心と平行に形成されたロッド挿入孔３１と、ハウジング２の先端部分の挿入穴２２ｄ，２２ｅから加圧室４２を貫通してロッド挿入孔３１に位置調節可能に挿入された制御ロッド５と、制御ロッド５の長さ方向途中部分の内部に形成されたロッド内通路３０と、このロッド内通路３０の先端部を吸入ポート２５ａに連通させるハウジング内通路３２ａと、ロッド内通路３０の基端部を加圧室４に連通可能な基端開口３０ｂとを有し且つ加圧室４と吸入ポート２５とを連通可能なバイパス通路６とを備え、制御ロッド５の軸心方向位置を調節することで、作動油の吐出量を可変に構成した。
【解決手段】ハウジング２と、プランジャ部材３と、加圧室４等を備えたポンプ装置１において、プランジャ部材３にその軸心と平行に形成されたロッド挿入孔３１と、ハウジング２の先端部分の挿入穴２２ｄ，２２ｅから加圧室４２を貫通してロッド挿入孔３１に位置調節可能に挿入された制御ロッド５と、制御ロッド５の長さ方向途中部分の内部に形成されたロッド内通路３０と、このロッド内通路３０の先端部を吸入ポート２５ａに連通させるハウジング内通路３２ａと、ロッド内通路３０の基端部を加圧室４に連通可能な基端開口３０ｂとを有し且つ加圧室４と吸入ポート２５とを連通可能なバイパス通路６とを備え、制御ロッド５の軸心方向位置を調節することで、作動油の吐出量を可変に構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プランジャ部材に形成した挿入孔に挿入した制御ロッドの位置を調節することにより吐出量を調整可能な可変容量型プランジャポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンと油圧ポンプとを一体化した油圧式フリーピストンエンジンが提案されている。油圧式フリーピストンエンジンは、エンジンのピストンで直接駆動されると共にその油圧を蓄積可能なポンプ装置と、このポンプ装置から供給される一定圧力の油圧により駆動される可変容量型油圧モータとにより構成されている。
【０００３】
従来より、流体圧を発生させる可変容量型プランジャポンプが知られている。特許文献１の背景技術の欄（図９参照）には、薬液等の吐出量を精密に制御するための、可変容量型プランジャポンプを介して流体の吐出量を可変にしたダイヤフラムポンプの典型的な例が開示されている。
【０００４】
前記の可変容量型プランジャポンプは、一定ストローク往復移動可能なプランジャ部材と、プランジャ部材を往復駆動する駆動手段と、このプランジャ部材の端部から内部に形成された空洞孔と、この空洞孔の奥端を外周部に連通する連通孔と、このプランジャ部材に摺動自在に外嵌されたスリーブ部材と、このスリーブ部材の軸心方向位置を調節するラック・ピニオン機構を含む位置調節手段と、プランジャ部材の往動により流体を加圧可能な流体室と、吸入ポートから流体室への流れのみを許容する吸入側逆止弁と、流体室から吐出ポートへの流れのみを許容する吐出側逆止弁とを備え、前記連通孔を閉鎖可能なスリーブ部材の閉鎖位置を変更することで吐出量を調整している。
【０００５】
前記の可変容量型プランジャポンプのように、プランジャ部材の往復移動ストロークを変更することなく、プランジャ部材の移動途中位置まで流体加圧動作を無効化するロストモーション機構を備えた可変吐出量型プランジャポンプでは、スリーブ部材の軸心方向長さをプランジャ部材のストローク長と連通孔を閉鎖するためのシール長とを合算した長さに設定している。
【０００６】
それ故、プランジャ部材の軸心方向長さを、スリーブ部材の軸心方向長さとスリーブ部材の移動量とを合わせた長さ以上に設定する必要があり、プランジャポンプの大型化を招いていた。そこで、プランジャポンプによるロストモーション機能を維持しながら、ポンプ装置の小型化を図る種々の構造が提案されている。
【０００７】
特許文献１の実施例のプランジャポンプ（図１〜図３参照）においては、前記スリーブ部材の代わりに、プランジャ部材の外周部上を摺動するスリーブ状の開口部閉鎖部材と、この開口部閉鎖部材に摺動自在に外嵌されて開口部閉鎖部材の摺動範囲を決定可能な外部スリーブと、開口部閉鎖部材を付勢するコイルバネとを設けている。このプランジャポンプでは、開口部閉鎖部材がプランジャ部材の往復移動に連動して移動可能に構成されているため、スリーブ部材の軸心方向長さを短縮化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１２２１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の実施例のプランジャポンプでは、外側スリーブ、開口部閉鎖部材、コイルバネ等のように新規に設計する部材が必要となるため、部品点数の増加を招き、構造が複雑化する虞がある。しかも、開口部閉鎖部材を含めて各部材が、プランジャ部材の外周側に配置されているため、プランジャ部材の外周側に各部材を配置するためのスペースを確保する必要がある。
特に、特許文献１のプランジャポンプは、小容量の低圧のポンプに適するものの、種々の理由により、車両等を駆動する大容量の油圧モータに供給するような高圧の油圧を発生させるポンプには適していない。
【００１０】
本発明の目的は、吐出量を調節する機構を小型、簡単化した可変容量型プランジャポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の可変容量型プランジャポンプ装置は、ハウジングと、このハウジングに形成したプランジャ作動孔と、このプランジャ作動孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記プランジャ作動孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、前記制御ロッドの長さ方向途中部分の内部に形成されたロッド内通路と、このロッド内通路の先端部を吸入ポートに連通させる還流通路と、前記ロッド内通路の基端部を前記液体加圧室に連通可能な基端通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項２の可変容量型プランジャポンプ装置は、請求項１において、前記還流通路は、前記ハウジング内において制御ロッドの外側近傍に形成され且つ前記ロッド内通路の先端部が常時連通するように形成されたハウジング内通路を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項３の可変容量型プランジャポンプ装置は、ハウジングと、このハウジングに形成したシリンダ孔と、このシリンダ孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記シリンダ孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、前記制御ロッドの長さ方向途中部分の外周部に形成されたロッド外周側通路と、前記プランジャ部材のプランジャ部より基端側の長さ方向途中部分の外周部に形成されたプランジャ外周側通路と、前記プランジャ外周側通路の先端近傍部でロッド外周側通路をプランジャ外周側通路に連通させる連通孔と、前記プランジャ外周側通路を吸入ポートに連通する還流通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴としている。
【００１４】
請求項４の可変容量型プランジャポンプ装置は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記吸入ポートに連通された吸入側アキュムレータと、前記吐出ポートに連通された吐出側アキュムレータとを有することを特徴としている。
請求項５の可変容量型プランジャポンプ装置は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記プランジャ部材の軸心と直交する軸心を有すると共に対向状に配置された１対の往復動エンジンによって、リンク機構を介して前記プランジャ部材を往復駆動するように構成したことを特徴としている。
【００１５】
請求項６の可変容量型プランジャポンプ装置は、請求項５の発明において、前記リンク機構のプランジャ部材を連結する連結部と反対側の連結部に、クランク機構を介してフライホイールを連結し、前記１対の往復動エンジンの作動を円滑にするように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるロッド挿入孔を形成し、このロッド挿入孔を利用して制御ロッドを配置するため、プランジャ部材の外周側に吐出量可変機能を得るための各部材の配置スペースを確保する必要がなく、プランジャ部材と制御ロッドとバイパス通路等で吐出量を調節する機構を構成できるため、部品点数を少なくし、構造を簡単化し、ポンプ装置を小型化することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、ハウジング内通路を介して前記還流通路の構成を簡単化することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、基本的に請求項１と同様の効果が得られる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、吸入側アキュムレータにより吸入ポート付近に発生する脈圧を吸収することができ、また、吐出側アキュムレータにより吐出ポート付近に発生する脈圧を吸収することができるうえ、吐出ポートから吐出される流体のうちの余剰加圧流体を吐出側アキュムレータにより蓄積することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、エンジンからプランジャ部材への駆動力の伝達能率を高く維持することができる。
請求項６の発明によれば、エンジン及びポンプ装置の作動を円滑にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１に係る往復動エンジンとポンプ装置の縦断面図である。
【図２】最大吐出量状態のときのポンプ装置の縦断面図である。
【図３】最小吐出量状態のときのポンプ装置の縦断面図である。
【図４】エンジンユニットとポンプ装置の機構図である。
【図５】実施例１の変形例に係る電動モータとポンプ装置の機構図である。
【図６】実施例２に係るポンプ装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。尚、図において左右方向を左右方向とし、上下方向を上下方向として説明する。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明の実施例１について図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例は、エンジンユニットＥと可変容量型プランジャポンプ装置１と油圧モータＭとにより、車両（図示略）を走行駆動する走行駆動手段を構成した場合の例である。可変容量型プランジャポンプ装置１は、複数の往復動エンジンを有するエンジンユニットＥにより駆動され、加圧油を油圧モータＭへ吐出可能な装置である。
【００２４】
ポンプ装置１は、ハウジング２と、このハウジング２に形成されたプランジャ作動孔２ａと、プランジャ部３ａを備えプランジャ作動孔２ａ内を左右方向に一定ストローク往復移動可能なプランジャ部材３と、作動油（液体）を加圧可能な作動油加圧室４（液体加圧室）と、加圧油の吐出量を調節するための制御ロッド５及びバイパス通路６と、これら制御ロッド５とバイパス通路６とロッド位置調節手段７等を備えた吐出量可変機構（符号省略）などを備えている。さらに、ポンプ装置１は、車両のアクセルペダルからの指令に応じてエンジンユニットＥとロッド位置調節手段７を制御する制御手段（図示略）を備えている。
【００２５】
ハウジング２について説明する。
図１に示すように、ハウジング２は、その左側約半分を構成している略円筒状のハウジング本体部２０と、このハウジング本体部２０から右側へ延びる略円筒状のハウジング延長部２１と、ハウジング延長部２１の内部に固定された内部ハウジング２２と、ハウジング本体部２０及びハウジング延長部２１から上方と下方へ突出するように形成された吸入ポート形成部２３及び吐出ポート形成部２４等を備えている。ハウジング本体部２０には左右方向に延びるプランジャ作動孔２ａが形成され、吸入ポート形成部２３には吸入通路２５が形成され、吐出ポート形成部２４には吐出通路２６が形成されている。
【００２６】
プランジャ作動孔２ａは、ハウジング本体部２０を貫通する断面円形の孔に形成され、このプランジャ作動孔２ａにプランジャ部材３が左右方向へ摺動自在に挿入されている。プランジャ作動孔２ａの右端部は、上側へ延びる吸入通路２５と、下側へ延びる吐出通路２６とに連通されている。プランジャ作動孔２ａのうちのプランジャ部３ａより右側部分に作動油を加圧可能な作動油加圧室４（以下、加圧室という）が形成されている。
【００２７】
吸入通路２５の上端部に吸入ポート２５ａが形成され、吸入通路２５の途中部に吸入用逆止弁２７が設けられている。吸入ポート２５ａは、作動油が貯留された油タンクＴに供給通路８を介して接続されている。吸入用逆止弁２７は、吸入ポート２５ａとプランジャ作動孔２ａとの間に設けられ、吸入ポート２５ａから加圧室４への作動油の流れのみを許容するように形成されている。この吸入用逆止弁２７は、テーパ状の弁座２７ａと、この弁座２７ａに当接する鋼球２７ｂと、この鋼球２７ｂを弁座２７ａに押圧付勢する圧縮コイルバネ２７ｃとで構成されている。尚、鋼球２７ｂを用いない構成の逆止弁も採用可能である。
【００２８】
吐出通路２６の下端部に吐出ポート２６ａが形成され、吐出通路２６の途中位置に吐出用逆止弁２８が設けられている。吐出ポート２６ａは、油圧通路９を介して、車両の車輪（図示略）に連結された車軸Ａを回転駆動する油圧モータＭに接続されている。吐出用逆止弁２８は、吐出ポート２６ａとプランジャ作動孔２ａとの間に設けられ、加圧室４から吐出ポート２６ａへの加圧油の流れのみを許容するように構成されている。この吐出用逆止弁２８は、テーパ状の弁座２８ａと、この弁座２８ａに当接する鋼球２８ｂと、この鋼球２８ｂを弁座２８ａに付勢する圧縮コイルバネ２８ｃとで構成されている。尚、鋼球２８ｂを用いない構成の逆止弁も採用可能である。
【００２９】
ハウジング延長部２１には前記のプランジャ作動孔２ａと同径の嵌合孔２ｂが形成され、この嵌合孔２ｂに内部ハウジング２２が内嵌状に嵌合して固定されている。内部ハウジング２２は、筒状部２２ａと、この筒状部２２ａの右端の右端壁２２ｂと、筒状部２２ａの左端の左端壁２２ｃとを有する。右端壁２２ｂと左端壁２２ｃには、制御ロッド５が油密に挿通する挿入穴２２ｄ，２２ｅが夫々形成されている。
【００３０】
次に、プランジャ部材３について説明する。
図１に示すように、プランジャ部材３は、プランジャ作動孔２ａ内に左右方向へ一定ストローク往復移動可能に挿入されている。プランジャ部材３は、その先端部（右端部）のプランジャ部３ａと、このプランジャ部３ａから基端側（左方）へ延び且つプランジャ部３ａよりも小径のプランジャ本体部３ｂと、プランジャ本体部３ｂの途中部にプランジャ部３ａから基端側へ所定間隔離隔させて形成され且つプランジャ部３ａと同径のガイド部３ｃと、ロッド挿入孔３１とを備えている。プランジャ部３ａは、プランジャ作動孔２ａの内周面に対して油密に且つ左右方向へ摺動自在に装着されている。
【００３１】
プランジャ部材３が右方へ往動するとき、加圧室４の容積を減少させて作動油を加圧し、加圧室４から吐出用逆止弁２８を通って作動油を吐出ポート２６ａへ吐出させることができる。その反対に、プランジャ部材３が左方へ復動するとき、加圧室４の容積を増加させて吸入ポート２５ａから吸入用逆止弁２７を通って作動油を加圧室４へ吸入させることができる。
【００３２】
ガイド部３ｃは、プランジャ作動孔２ａの内周に対して摺動自在に形成されている。これにより、プランジャ部材３がプランジャ作動孔２ａ内を往復移動するとき、プランジャ部３ａとガイド部３ｃとが所定間隔離間してプランジャ作動孔２ａの内周に摺接しているため、プランジャ部材３の軸心とプランジャ作動孔２ａの軸心とを同軸上に揃えることができ、プランジャ部材３の基端部（左端部）の揺動を抑制することができる。
【００３３】
前記ロッド挿入孔３１はプランジャ本体部３ｂよりも小径の孔であり、プランジャ本体部３ｂは必要な壁厚を有するパイプ構造に形成されている。このロッド挿入孔３１は、プランジャ部材３の内部に、プランジャ部３ａの先端（右端）からプランジャ本体部３ｂの基端部に亙ってプランジャ部材３の軸心と平行に形成されている。ロッド挿入孔３１の右端は加圧室４に開放されている。ロッド挿入孔３１は挿入穴２２ｄ，２２ｅと同径に形成され、ロッド挿入孔３１の軸心は、挿入穴２２ｄ，２２ｅの中心を結ぶ軸心の延長線上に位置している。
【００３４】
次に、制御ロッド５について説明する。
図１に示すように、制御ロッド５は、左右方向へ延びる断面円形のストレートのロッド状に形成されている。この制御ロッド５は、挿入穴２２ｄから挿入され、挿入穴２２ｅを挿通して加圧室４を貫通した状態でロッド挿入孔３１内へ油密に摺動自在に挿入さる。制御ロッド５の右端側部分は、挿入穴２２ｄからハウジング２外へ延び、制御ロッド５の先端部（右端部）は、例えば、ラック・ピニオン機構を備え且つ制御手段からの指令に基づいて制御ロッド５の左右方向の位置を精密に調節可能なロッド位置調節手段７に作動的に連結されている。
【００３５】
この制御ロッド５は、ロッド内通路３０と、このロッド内通路３０の先端部（右端部）を外周側に連通させる先端開口３０ａ（先端通路）と、ロッド内通路３０の基端部（左端部）を外周側に連通させる基端開口３０ｂ（基端通路）とを備えている。ロッド内通路３０は、制御ロッド５の長さ方向途中部分の内部に制御ロッド５の軸心と平行に延びるように所定長さに形成されている。
【００３６】
ロッド内通路３０の軸心方向長さは、ポンプ装置１が最大吐出量に調節されたとき、基端開口３０ｂがプランジャ作動孔２ａ内において左端壁２２ｃから基端側（左側）へ最も離隔した位置に配置され且つ先端開口３０ａがハウジング内通路３２ａ内において左端壁２２ｃに最も近接した位置に配置されると共に、ポンプ装置１が最小吐出量に調節されたとき、基端開口３０ｂがプランジャ作動孔２ａ内において左端壁２２ｃに可能な範囲内で最も近接した位置に配置され且つ先端開口３０ａがハウジング内通路３２ａ内において左端壁２２ｃから先端側へ最も離隔した位置に配置されるように形成されている。
【００３７】
次に、吐出量を調節する為に、加圧室４を吸入ポート２５ａに連通させるバイパス通路６について説明する。バイパス通路６は、ロッド内通路３０と、このロッド内通路３０の先端部を先端開口３０ａを介して吸入ポート２５ａに連通させる還流通路３２と、ロッド内通路３０の基端部（左端部）を加圧室４に連通可能な基端開口３０ｂとを有する。
前記還流通路３２は、内部ハウジング２２内において制御ロッド５の外周側に形成され且つロッド内通路３０の先端部と先端開口３０ａを介して常時連通するように形成されたハウジング内通路３２ａと、吸入ポート形成部２３内に形成されてハウジング内通路３２ａを吸入ポート２５ａに連通させる接続通路３２ｂとで形成され、接続通路３２ｂはハウジング内通路３２ａの基端部に形成された開口２２ｆを備えている。
【００３８】
この還流通路３２の接続通路３２ｂには、吸入ポート２５ａの付近において作動油に発生する脈圧を吸収する吸入側アキュムレータ４１が接続されている。吐出通路２６には吐出ポート２６ａの付近において加圧油に発生する脈圧を吸収し且つ余剰の加圧油を収容可能な吐出側アキュムレータ４２が接続されている。これらアキュムレータ４１，４２は、例えば、圧力容器と、内部に収容された圧縮窒素ガスと、この窒素ガスと作動油とを分離するブラダ等を有するブラダ形アキュムレータである。尚、ブラダ形以外の種々の形式のアキュムレータも採用可能である。
【００３９】
図１〜図３に示すように、ロッド位置調節手段７により、制御ロッド５を左右方向へ進退移動可能に構成している。吐出量可変機構は、ロッド位置調節手段７により、制御ロッド５の軸心方向位置、つまり、ロッド内通路３０の軸心方向位置を変更することによりプランジャ部材３の移動途中位置まで作動油の加圧動作を無効化して作動油の吐出量を調節している。尚、本実施例における「吐出量」は、プランジャ部材３の１回の往復動（１サイクル）による吐出量を意味する。
【００４０】
図１〜３に基づいて、ポンプ装置１の吐出量を吐出量可変機構を介して調節する吐出量調節原理について説明する。
図１は、最大吐出量と最小吐出量の間の中間的吐出量の状態を示しており、図示したプランジャ部材３は、最大進出位置と最大退入位置の途中の位置にある。バイパス通路６を介して加圧室４が作動油を吸入ポート２５ａに還流している状態、つまり、プランジャ部３ａが基端開口３０ｂよりも基端側に位置してロッド内通路３０が加圧室４に連通状態にある場合には、プランジャ部３ａが先端側（右方）へ駆動されても、加圧室４において加圧されるべき作動油がバイパス通路６を通って吸入ポート２５ａに還流されるため、無効動作状態（ロストモーション状態）となり、加圧油が吐出ポート２６ａに吐出されない。また、上記の状態において、プランジャ部３ａが基端側（左方）へ駆動されるときには、バイパス通路６と吸入用逆止弁２７とを通って作動油が加圧室４に吸入される。
【００４１】
バイパス通路６を介して加圧室４が吸入ポート２５ａに連通していない状態において、プランジャ部３ａが先端側（右方）へ駆動されるときには、加圧室４内の作動油が加圧されて、吐出用逆止弁２８を通って加圧油が吐出ポート２６ａに吐出される。上記の状態において、プランジャ部３ａが基端側（左方）へ駆動されるときには、吸入用逆止弁２７を通って作動油が加圧室４に吸入される。
【００４２】
吐出量を最大（１００％）に調節する場合には、図２に示すように、ロッド位置調節手段７により、制御ロッド５の位置を最大限基端側（左方）へ切換え、先端開口３０ａをハウジング内通路３２ａの基端部（左端部）に位置させる。このとき、基端開口３０ｂは加圧室４の右端面（左端壁２２ｃの左端）から距離Ｌ１の位置にあり、プランジャ部材３が最大限復動しても、基端開口３０ｂは加圧室４に連通することなくロッド挿入孔３１内に位置している。
【００４３】
例えば、プランジャ部３ａは、１点鎖線で示す最大往動位置３ａｘと、破線で示す最大復動位置３ａｙとの間を往復移動する。このとき、プランジャ部３ａの加圧動作は全ストロークに亙って有効となるため、吐出量が最大になる。尚、図示したプランジャ部３ａの往復動ストロークは例示であり、距離Ｌ１の範囲内の任意の往復動ストロークとなるように、エンジンユニットＥ等の駆動手段を構成することにより、最大吐出量を自由に設定することができる。
【００４４】
図２の状態から、制御ロッド５の位置を先端側（右方）へ切換えると、例えば図１に示すように、プランジャ部３ａの全ストロークのうちの、プランジャ部３ａが基端開口３０ｂを閉鎖した後のストローク（距離Ｌ２に相当するストローク）のみが有効ストロークとなるため、吐出量が少なくなり、距離Ｌ２に対応する吐出量に調節することができる。
【００４５】
図１の状態から制御ロッド５の位置をさらに先端側（右方）へ切換えると、例えば図３に示すように、プランジャ部３ａの全ストロークのうちの、プランジャ部３ａが基端開口３０ｂを閉鎖した後のストローク（距離Ｌ３に相当するストローク）のみが有効ストロークとなるため、吐出量を零に近い最小吐出量に調節することができる。
【００４６】
次に、エンジンユニットＥについて説明する。
図４に示すように、エンジンユニットＥは、複数、例えば１対の対向する往復動レシプロエンジン５０，５２（以下、エンジンという）と、フライホイール機構５１と、リンク機構５３等により構成され、各エンジン５０，５２の燃焼サイクルは、プランジャ部材３の２回の往復動作に対応している。
エンジン５０，５２は、プランジャ部材３の軸心と直交する共通の軸心を有し、互いに対向状に配置されている。エンジン５０，５２は、配置位置を除いて、同様の構造であるため、以下、主にエンジン５０について説明する。
【００４７】
エンジン５０は、筒状のシリンダ５０ａと、吸排気ポート（図示略）と、両ポート間に設置された点火プラグ（図示略）と、ピストン５０ｂ等を備えている。
シリンダ５０ａ内には、エンジン５０の燃焼サイクルに応じて軸心方向へ一定ストローク移動可能なピストン５０ｂが設けられ、ピストン５０ｂの背面中央部にボス部５０ｃが突出形成されている。
【００４８】
エンジン５０とエンジン５２との燃焼サイクルは、３６０°位相をずらした行程を実行可能に設定されている。それ故、エンジン５０が吸気行程（膨張行程）のとき、エンジン５２は膨張行程（吸気行程）を実行しているため、ピストン５０ｂが下死点（上死点）位置のとき、ピストン５２ｂはピストン５０ｂと同様に下死点（上死点）に位置している。
【００４９】
リンク機構５３は、４つの等辺リンク５３ａ〜５３ｄにより形成された平行四辺形（菱形）が変形自在に構成されている。これらリンク５３ａ〜５３ｄは、リンク５３ａの基端とリンク５３ｂの先端とが連結部５４ａにより、リンク５３ｂの基端とリンク５３ｃの基端とが連結部５４ｂにより、リンク５３ｃの先端とリンク５３ｄの基端とが連結部５４ｃにより、リンク５３ｄの先端とリンク５３ａの先端とが連結部５４ｄにより夫々回動自在に連結されている。各連結部５４ａ，５４ｃは、接続部材５５ａ，５５ｃを介してピストン５０ｂ，５２ｂのボス部５０ｃ，５２ｃに夫々連結され、連結部５４ｄは接続部材５５ｄを介してプランジャ部材３の基端部に連結されている。
【００５０】
前記リンク機構５３には、連結リンク４５ａ，４５ｂが設けられている。連結リンク４５ａの両端はリンク５３ａ，５３ｃの中間点に回動可能に連結され、連結リンク４５ｂの両端はリンク５３ｂ，５３ｄの中間点に回動可能に連結されている。連結リンク４５ａ，４５ｂの中間点はリンク機構５３のリンク面と直交する軸心回りに回転可能にピン４６によりピン連結されている。
【００５１】
フライホイール機構５１は、エンジンユニットＥ及びポンプ装置１の作動を円滑にする為のものであり、リンク機構５３のプランジャ部材３側の連結部５４ｄと反対側の連結部５４ｂに、クランク機構５１ｍを介してフライホイール５１ｗを作動的に連結したものである。フライホイール機構５１は、リンク機構５３を挟んでポンプ装置１と反対側に配置されている。フライホイール機構５１は、図示外の機枠に回転自在に支持されたジャーナル軸５１ａと、このジャーナル軸５１ａの回りに回転するクランクアーム５１ｂと、クランクアーム５１ｂの先端に一体的に連結されたクランク軸５１ｃと、このクランク軸５１ｃに一端が回転自在に連結され且つ他端が接続部材５５ｂの基端に回転自在に連結されたコンロッド５１ｄと、ジャーナル軸５１ａに連結されてジャーナル軸５１ａと一体的に回転するフライホイール５１ｗとを備えている。接続部材５５ｂは、接続部材５５ｄ及びプランジャ部材３と同心状に配置され、その先端が連結部５４ｂに回転自在に連結され、接続部材５５ｂは軸受け４７により案内されている。
【００５２】
以上により、対向するピストン５０ｂ，５２ｂが接近（エンジン５０が吸気行程又は膨張行程且つエンジン５２が膨張行程又は吸気行程）するとき、接続部材５５ｂとプランジャ部材３とが左右方向に離隔動作を行い、プランジャ部材３が往動による作動油を加圧する加圧動作を行う。また、ピストン５０ｂ，５２ｂが上下方向に離隔動作するとき、接続部材５５ｂとプランジャ部材３とが接近動作を行い、プランジャ部材３が復動動作を行う。尚、接続部材５５ｄは軸受け４８により案内されている。
【００５３】
次に、上記の可変容量型プランジャポンプ装置１の作用、効果について説明する。
４つのリンク５３ａ〜５３ｄにより、ピストン５０ｂ，５２ｂが下死点に近い程、エンジン５０，５２から大きな左右方向の分力を取り出し可能な倍力機構を構成しているため、また、ピストン５０ｂ，５２ｂの大きな慣性力も作用するため、プランジャ部材３の往動ストロークの終端付近において、プランジャ部３ａによる強力な加圧力を発生させて作動油を高圧に圧縮できるため、エンジンユニットＥによるポンプ装置１の駆動効率を高めることができる。
【００５４】
プランジャ部材３内部に形成されたロッド挿入孔３１を利用して制御ロッド５を配置することができるため、プランジャ部材３の外周側に吐出量可変機構を得るための各部材の配置スペースを確保する必要がなく、プランジャ部材３と制御ロッド５とバイパス通路６等で吐出量を調節する機構を構成できるため、部品点数を少なくし、構造を簡単化し、ポンプ装置１を小型化することができる。
【００５５】
還流通路３２は、内部ハウジング２２内において制御ロッド５の外側近傍に形成され且つロッド内通路３０の先端部が常時連通するように形成されたハウジング内通路３２ａを有しているため、ハウジング内通路３２ａを介して還流通路３２の構成を簡単化することができる。
【００５６】
吸入ポート２５ａに連通された吸入側アキュムレータ４１と、吐出ポート２６ａに連通された吐出側アキュムレータ４２とを有しているため、吸入側アキュムレータ４１により吸入ポート２５ａ付近に発生する脈圧を吸収することができ、また、吐出側アキュムレータ４２により吐出ポート２６ａ付近に発生する脈圧を吸収することができるうえ、吐出ポート２６ａから吐出される作動油のうち使用されない余剰流体を吐出側アキュムレータ４２により蓄積することができ、次の油圧モータＭの使用時、早期に油圧を高くすることができる。
【００５７】
プランジャ部材３の軸心と直交する軸心を有すると共に対向状に配置された１対のエンジン５０，５２によって、リンク機構５３を介してプランジャ部材３を往復駆動するように構成したため、既述のようにエンジン５０，５２からプランジャ部材３への駆動力の伝達効率を高く維持することができる。また、フライホイール機構５１を設けたため、エンジンユニットＥ及びポンプ装置１の作動が円滑化する。
【００５８】
次に、実施例１の変形例について説明する。
この変形例では、図５に示すように、前記のエンジンユニットＥに代えて、電動モータ５６によってクランク機構を介してプランジャ部材３を往復駆動するように構成している。尚、実施例１と同様の部材は、同一の符号を付している。
【００５９】
電動モータ５６は、通電された電流に比例して図中矢印方向へ回転駆動される回転軸５６ａと、回転駆動力を往復動駆動力に変換可能なクランク機構５７と、往復動駆動力をプランジャ部材３へ伝達する連結部材５８等を備えている。
クランク機構５７は、一端が回転軸５６ａに連結され且つ他端が回転軸５６ａを中心とした半径ｒの円形軌跡を移動するクランクアーム５７ａと、一端がクランクアーム５７ａの他端に回動自在に連結され且つ他端が連結部材５８の一端に回動自在に連結されたコンロッド５７ｂとにより構成されている。連結部材５８は、他端がプランジャ部材３の基端に連結され、プランジャ部材３の軸心延長線上を左右方向に一定ストローク（２ｒ）往復移動可能に形成されている。尚、連結部材５８をガイドする軸受けを設けてもよい。
【００６０】
以上により、クランクアーム５７ａの他端が左端位置から右端位置へ回転移動するとき、プランジャ部材３が最大進出位置から最大退入位置へ移動され、クランクアーム５７ａの他端が右端位置から左端位置へ回転移動するとき、プランジャ部材３が最大退入位置から最大進出位置へ移動される。
【実施例２】
【００６１】
次に、実施例２に係る可変容量型プランジャポンプ装置１Ａについて、図６に基づいて説明する。尚、実施例１のポンプ装置１と異なる構成についてのみ説明し、実施例１と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
実施例１では、バイパス通路６をロッド内通路３０と還流通路３２（ハウジング内通路３２ａ、接続通路３２ｂ、開口２２ｆ）と基端開口３０ｂにより形成したが、本実施例では、バイパス通路６Ａをロッド外周側通路５ｄとプランジャ外周側通路３ｅと連通孔３ｆと還流通路３２Ａ等により形成している。
【００６２】
図６に示すように、ハウジング２Ａは、ハウジング本体部２０Ａと、このハウジング本体部２０Ａから右側へ延びるハウジング延長部２１Ａと、ハウジング延長部２１Ａの内部に固定された内部ハウジング２２Ａと、ハウジング本体部２０Ａ及びハウジング延長部２１Ａから突出するように形成された吸入ポート形成部２３Ａ及び吐出ポート形成部２４等を備えている。
【００６３】
プランジャ作動孔２ａには、プランジャ部材３Ａが左右方向へ摺動自在に挿入されている。プランジャ作動孔２ａのうちのプランジャ部３ａより右側部分に作動油を加圧可能な加圧室４Ａが形成されている。ハウジング延長部２１Ａの嵌合孔２ｂには、内部ハウジング２２Ａが内嵌状に嵌合して固定されている。内部ハウジング２２Ａは、ハウジング延長部２１Ａの右端から嵌合孔２ｂに挿入され、内部ハウジング２２Ａにはその中央部を左右方向に貫通する挿入穴２２ｇが形成されている。
【００６４】
プランジャ部材３Ａは、その先端部のプランジャ部３ａと、このプランジャ部３ａから基端側へ延び且つプランジャ部３ａよりも小径のプランジャ本体部３ｂと、プランジャ本体部３ｂの途中部から基端部に亙って形成され且つプランジャ部３ａと同径のガイド部３ｄと、プランジャ部３ａより基端側の長さ方向途中部分の外周部に形成されたプランジャ外周側通路３ｅと、プランジャ外周側通路３ｅの先端近傍部分に設けられた上下１対の連通孔３ｆと、挿入穴２２ｇと同径に形成されたロッド挿入孔３１とを備えている。このロッド挿入孔３１の基端部には、ロッド挿入孔３１を外界に連通する空気孔３１ａが形成されている。尚、プランジャ外周側通路３ｅは、プランジャ部３ａの移動位置に拘わらず還流通路３２Ａと常時連通するように軸心方向長さが設定されている。
【００６５】
制御ロッド５Ａは、挿入穴２２ｇから挿入され、加圧室４Ａを貫通した状態でロッド挿入孔３１内へ摺動自在に挿入されている。この制御ロッド５Ａは、ストレート状のロッド本体部５ａと、ロッド本体部５ａの基端から基端側へ延びる小径部５ｂと、小径部５ｂの基端に設けられロッド本体部５ａと同径のロッド基端部５ｃと、小径部５ｂの外周部に形成されたロッド外周側通路５ｄとを備えている。ロッド本体部５ａとロッド基端部５ｃとは、ロッド挿入孔３１の内周に対して油密に且つ軸心（左右）方向へ摺動自在に形成されている。ロッド本体部５ａの右端側部分は、挿入穴２２ｇからハウジング２Ａ外へ延び、その先端部は、ロッド位置調節手段７に作動的に連結されている。
【００６６】
次に、加圧室４Ａを吸入ポート２５ａに連通させるバイパス通路６Ａについて説明する。バイパス通路６Ａは、ロッド外周側通路５ｄと、プランジャ外周側通路３ｅと、ロッド外周側通路５ｄをプランジャ外周側通路３ｅに連通させる上下１対の連通孔３ｆと、プランジャ外周側通路３ｅをハウジング開口２ｃを介して吸入ポート２５ａに連通させる還流通路３２Ａとを有する。還流通路３２Ａは、ハウジング２Ａの外部に設けられ、吸入ポート２５ａの付近において作動油に発生する脈圧を吸収する吸入側アキュムレータ４１Ａが接続されている。
【００６７】
ポンプ装置１Ａの吐出量を吐出量可変機構を介して調節する吐出量調節原理について説明する。バイパス通路６Ａを介して加圧室４Ａが吸入ポート２５ａに連通している場合（プランジャ部３ａがロッド本体部５ａの基端よりも基端側に位置する場合）、プランジャ部３ａが先端側へ駆動されても、プランジャ部３ａの先端とロッド本体部５ａの基端との間に隙間が形成されているため、加圧室４Ａとロッド外周側通路５ｄとが連通されている。それ故、加圧室４Ａにおいて加圧されるべき作動油がバイパス通路６Ａを通って吸入ポート２５ａに還流されるため、無効動作状態となり、加圧油が吐出ポート２６ａに吐出されない。また、上記の状態において、プランジャ部３ａが基端側へ駆動されるときには、バイパス通路６Ａと吸入用逆止弁２７を通って作動油が加圧室４Ａに吸入される。
【００６８】
バイパス通路６Ａを介して加圧室４Ａが吸入ポート２５ａに連通していない場合、プランジャ部３ａが先端側へ駆動されるときには、プランジャ部３ａの先端とロッド本体部５ａの基端との間の隙間が閉鎖され、加圧室４Ａとロッド外周側通路５ｄとが遮断されている。それ故、プランジャ部３ａにより加圧室４内の作動油が加圧されて、加圧油が吐出用逆止弁２８を通って吐出ポート２６ａに吐出される。上記の状態において、プランジャ部３ａが基端側へ駆動されるときには、吸入用逆止弁２７を通って作動油が加圧室４Ａに吸入される。
【００６９】
以上により、実施例１と同様に、ロッド位置調節手段７を操作して、制御ロッド５Ａの位置を最大限基端側（左方）へ切換えることにより、吐出量を最大（１００％）に調節でき、制御ロッド５Ａの位置を最大限先端側（右方）へ切換えることにより、吐出量を最小（０％）に調節することができる。
【００７０】
次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１〕前記実施例においては、ポンプ装置を車両の走行駆動手段に適用した例を説明したが、車両の走行駆動手段に限らず、高圧の油圧が必要な土木工事や建築用の重機（建設機械）、その他種々の機械装置等に適用することも可能である。
【００７１】
２〕前記実施例のエンジンユニットＥは、１気筒のエンジンによりクランク機構を介してポンプ装置１を駆動するように構成してもよい。この場合、前記リンク機構５３を省略し、エンジンはプランジャ部材３と同心状に配置し、ジャーナル軸にはフライホイールも設けるものとする。
【００７２】
３〕前記実施例においては、接続通路をハウジング内に形成した例を説明したが、接続通路を金属や合成樹脂製の配管により、ハウジングの外部に構成してもよい。
４］前記実施例においては、作動油を加圧するプランジャポンプ装置に本発明を適用した場合を例にして説明したが、作動油に限らず、冷媒や食品や薬品や燃料や化学物質などの種々の液体を圧縮するプランジャポンプ装置、或いは、空気や燃料ガスや化学物質ガスなどの種々の気体を圧縮するプランジャポンプ装置（コンプレッサ装置）にも本発明を適用することが可能である。
５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、プランジャ部材に挿入された制御ロッドの軸心方向位置を調節することにより吐出量を調整可能な簡単な構造の可変容量型プランジャポンプをであって、種々の用途に適用可能な可変容量型プランジャポンプを提供する。
【符号の説明】
【００７４】
１，１Ａ ポンプ装置
２，２Ａ ハウジング
２ａ プランジャ作動孔
３，３Ａ プランジャ部材
３ｅ プランジャ外周側通路
３ｆ 連通孔
４，４Ａ 加圧室
５，５Ａ 制御ロッド
５ｄ ロッド外周側通路
６，６Ａ バイパス通路
２２ｄ，２２ｅ，２２ｇ 挿入穴
２５ 吸入通路
２５ａ 吸入ポート
２６ 吐出通路
２６ａ 吐出ポート
２７ 吸入用逆止弁
２８ 吐出用逆止弁
３０ ロッド内通路
３０ｂ 基端開口
３１ ロッド挿入孔
３２，３２Ａ 還流通路
４１，４１Ａ 吸入側アキュムレータ
４２ 吐出側アキュムレータ
５０，５２ エンジン
５１ｍ クランク機構
５１ｗ フライホイール
５３ リンク機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プランジャ部材に形成した挿入孔に挿入した制御ロッドの位置を調節することにより吐出量を調整可能な可変容量型プランジャポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンと油圧ポンプとを一体化した油圧式フリーピストンエンジンが提案されている。油圧式フリーピストンエンジンは、エンジンのピストンで直接駆動されると共にその油圧を蓄積可能なポンプ装置と、このポンプ装置から供給される一定圧力の油圧により駆動される可変容量型油圧モータとにより構成されている。
【０００３】
従来より、流体圧を発生させる可変容量型プランジャポンプが知られている。特許文献１の背景技術の欄（図９参照）には、薬液等の吐出量を精密に制御するための、可変容量型プランジャポンプを介して流体の吐出量を可変にしたダイヤフラムポンプの典型的な例が開示されている。
【０００４】
前記の可変容量型プランジャポンプは、一定ストローク往復移動可能なプランジャ部材と、プランジャ部材を往復駆動する駆動手段と、このプランジャ部材の端部から内部に形成された空洞孔と、この空洞孔の奥端を外周部に連通する連通孔と、このプランジャ部材に摺動自在に外嵌されたスリーブ部材と、このスリーブ部材の軸心方向位置を調節するラック・ピニオン機構を含む位置調節手段と、プランジャ部材の往動により流体を加圧可能な流体室と、吸入ポートから流体室への流れのみを許容する吸入側逆止弁と、流体室から吐出ポートへの流れのみを許容する吐出側逆止弁とを備え、前記連通孔を閉鎖可能なスリーブ部材の閉鎖位置を変更することで吐出量を調整している。
【０００５】
前記の可変容量型プランジャポンプのように、プランジャ部材の往復移動ストロークを変更することなく、プランジャ部材の移動途中位置まで流体加圧動作を無効化するロストモーション機構を備えた可変吐出量型プランジャポンプでは、スリーブ部材の軸心方向長さをプランジャ部材のストローク長と連通孔を閉鎖するためのシール長とを合算した長さに設定している。
【０００６】
それ故、プランジャ部材の軸心方向長さを、スリーブ部材の軸心方向長さとスリーブ部材の移動量とを合わせた長さ以上に設定する必要があり、プランジャポンプの大型化を招いていた。そこで、プランジャポンプによるロストモーション機能を維持しながら、ポンプ装置の小型化を図る種々の構造が提案されている。
【０００７】
特許文献１の実施例のプランジャポンプ（図１〜図３参照）においては、前記スリーブ部材の代わりに、プランジャ部材の外周部上を摺動するスリーブ状の開口部閉鎖部材と、この開口部閉鎖部材に摺動自在に外嵌されて開口部閉鎖部材の摺動範囲を決定可能な外部スリーブと、開口部閉鎖部材を付勢するコイルバネとを設けている。このプランジャポンプでは、開口部閉鎖部材がプランジャ部材の往復移動に連動して移動可能に構成されているため、スリーブ部材の軸心方向長さを短縮化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１２２１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の実施例のプランジャポンプでは、外側スリーブ、開口部閉鎖部材、コイルバネ等のように新規に設計する部材が必要となるため、部品点数の増加を招き、構造が複雑化する虞がある。しかも、開口部閉鎖部材を含めて各部材が、プランジャ部材の外周側に配置されているため、プランジャ部材の外周側に各部材を配置するためのスペースを確保する必要がある。
特に、特許文献１のプランジャポンプは、小容量の低圧のポンプに適するものの、種々の理由により、車両等を駆動する大容量の油圧モータに供給するような高圧の油圧を発生させるポンプには適していない。
【００１０】
本発明の目的は、吐出量を調節する機構を小型、簡単化した可変容量型プランジャポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の可変容量型プランジャポンプ装置は、ハウジングと、このハウジングに形成したプランジャ作動孔と、このプランジャ作動孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記プランジャ作動孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、前記制御ロッドの長さ方向途中部分の内部に形成されたロッド内通路と、このロッド内通路の先端部を吸入ポートに連通させる還流通路と、前記ロッド内通路の基端部を前記液体加圧室に連通可能な基端通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項２の可変容量型プランジャポンプ装置は、請求項１において、前記還流通路は、前記ハウジング内において制御ロッドの外側近傍に形成され且つ前記ロッド内通路の先端部が常時連通するように形成されたハウジング内通路を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項３の可変容量型プランジャポンプ装置は、ハウジングと、このハウジングに形成したシリンダ孔と、このシリンダ孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記シリンダ孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、前記制御ロッドの長さ方向途中部分の外周部に形成されたロッド外周側通路と、前記プランジャ部材のプランジャ部より基端側の長さ方向途中部分の外周部に形成されたプランジャ外周側通路と、前記プランジャ外周側通路の先端近傍部でロッド外周側通路をプランジャ外周側通路に連通させる連通孔と、前記プランジャ外周側通路を吸入ポートに連通する還流通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴としている。
【００１４】
請求項４の可変容量型プランジャポンプ装置は、請求項１〜３の何れか１項の発明において、前記吸入ポートに連通された吸入側アキュムレータと、前記吐出ポートに連通された吐出側アキュムレータとを有することを特徴としている。
請求項５の可変容量型プランジャポンプ装置は、請求項１〜４の何れか１項の発明において、前記プランジャ部材の軸心と直交する軸心を有すると共に対向状に配置された１対の往復動エンジンによって、リンク機構を介して前記プランジャ部材を往復駆動するように構成したことを特徴としている。
【００１５】
請求項６の可変容量型プランジャポンプ装置は、請求項５の発明において、前記リンク機構のプランジャ部材を連結する連結部と反対側の連結部に、クランク機構を介してフライホイールを連結し、前記１対の往復動エンジンの作動を円滑にするように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるロッド挿入孔を形成し、このロッド挿入孔を利用して制御ロッドを配置するため、プランジャ部材の外周側に吐出量可変機能を得るための各部材の配置スペースを確保する必要がなく、プランジャ部材と制御ロッドとバイパス通路等で吐出量を調節する機構を構成できるため、部品点数を少なくし、構造を簡単化し、ポンプ装置を小型化することができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、ハウジング内通路を介して前記還流通路の構成を簡単化することができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、基本的に請求項１と同様の効果が得られる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、吸入側アキュムレータにより吸入ポート付近に発生する脈圧を吸収することができ、また、吐出側アキュムレータにより吐出ポート付近に発生する脈圧を吸収することができるうえ、吐出ポートから吐出される流体のうちの余剰加圧流体を吐出側アキュムレータにより蓄積することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、エンジンからプランジャ部材への駆動力の伝達能率を高く維持することができる。
請求項６の発明によれば、エンジン及びポンプ装置の作動を円滑にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例１に係る往復動エンジンとポンプ装置の縦断面図である。
【図２】最大吐出量状態のときのポンプ装置の縦断面図である。
【図３】最小吐出量状態のときのポンプ装置の縦断面図である。
【図４】エンジンユニットとポンプ装置の機構図である。
【図５】実施例１の変形例に係る電動モータとポンプ装置の機構図である。
【図６】実施例２に係るポンプ装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。尚、図において左右方向を左右方向とし、上下方向を上下方向として説明する。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明の実施例１について図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例は、エンジンユニットＥと可変容量型プランジャポンプ装置１と油圧モータＭとにより、車両（図示略）を走行駆動する走行駆動手段を構成した場合の例である。可変容量型プランジャポンプ装置１は、複数の往復動エンジンを有するエンジンユニットＥにより駆動され、加圧油を油圧モータＭへ吐出可能な装置である。
【００２４】
ポンプ装置１は、ハウジング２と、このハウジング２に形成されたプランジャ作動孔２ａと、プランジャ部３ａを備えプランジャ作動孔２ａ内を左右方向に一定ストローク往復移動可能なプランジャ部材３と、作動油（液体）を加圧可能な作動油加圧室４（液体加圧室）と、加圧油の吐出量を調節するための制御ロッド５及びバイパス通路６と、これら制御ロッド５とバイパス通路６とロッド位置調節手段７等を備えた吐出量可変機構（符号省略）などを備えている。さらに、ポンプ装置１は、車両のアクセルペダルからの指令に応じてエンジンユニットＥとロッド位置調節手段７を制御する制御手段（図示略）を備えている。
【００２５】
ハウジング２について説明する。
図１に示すように、ハウジング２は、その左側約半分を構成している略円筒状のハウジング本体部２０と、このハウジング本体部２０から右側へ延びる略円筒状のハウジング延長部２１と、ハウジング延長部２１の内部に固定された内部ハウジング２２と、ハウジング本体部２０及びハウジング延長部２１から上方と下方へ突出するように形成された吸入ポート形成部２３及び吐出ポート形成部２４等を備えている。ハウジング本体部２０には左右方向に延びるプランジャ作動孔２ａが形成され、吸入ポート形成部２３には吸入通路２５が形成され、吐出ポート形成部２４には吐出通路２６が形成されている。
【００２６】
プランジャ作動孔２ａは、ハウジング本体部２０を貫通する断面円形の孔に形成され、このプランジャ作動孔２ａにプランジャ部材３が左右方向へ摺動自在に挿入されている。プランジャ作動孔２ａの右端部は、上側へ延びる吸入通路２５と、下側へ延びる吐出通路２６とに連通されている。プランジャ作動孔２ａのうちのプランジャ部３ａより右側部分に作動油を加圧可能な作動油加圧室４（以下、加圧室という）が形成されている。
【００２７】
吸入通路２５の上端部に吸入ポート２５ａが形成され、吸入通路２５の途中部に吸入用逆止弁２７が設けられている。吸入ポート２５ａは、作動油が貯留された油タンクＴに供給通路８を介して接続されている。吸入用逆止弁２７は、吸入ポート２５ａとプランジャ作動孔２ａとの間に設けられ、吸入ポート２５ａから加圧室４への作動油の流れのみを許容するように形成されている。この吸入用逆止弁２７は、テーパ状の弁座２７ａと、この弁座２７ａに当接する鋼球２７ｂと、この鋼球２７ｂを弁座２７ａに押圧付勢する圧縮コイルバネ２７ｃとで構成されている。尚、鋼球２７ｂを用いない構成の逆止弁も採用可能である。
【００２８】
吐出通路２６の下端部に吐出ポート２６ａが形成され、吐出通路２６の途中位置に吐出用逆止弁２８が設けられている。吐出ポート２６ａは、油圧通路９を介して、車両の車輪（図示略）に連結された車軸Ａを回転駆動する油圧モータＭに接続されている。吐出用逆止弁２８は、吐出ポート２６ａとプランジャ作動孔２ａとの間に設けられ、加圧室４から吐出ポート２６ａへの加圧油の流れのみを許容するように構成されている。この吐出用逆止弁２８は、テーパ状の弁座２８ａと、この弁座２８ａに当接する鋼球２８ｂと、この鋼球２８ｂを弁座２８ａに付勢する圧縮コイルバネ２８ｃとで構成されている。尚、鋼球２８ｂを用いない構成の逆止弁も採用可能である。
【００２９】
ハウジング延長部２１には前記のプランジャ作動孔２ａと同径の嵌合孔２ｂが形成され、この嵌合孔２ｂに内部ハウジング２２が内嵌状に嵌合して固定されている。内部ハウジング２２は、筒状部２２ａと、この筒状部２２ａの右端の右端壁２２ｂと、筒状部２２ａの左端の左端壁２２ｃとを有する。右端壁２２ｂと左端壁２２ｃには、制御ロッド５が油密に挿通する挿入穴２２ｄ，２２ｅが夫々形成されている。
【００３０】
次に、プランジャ部材３について説明する。
図１に示すように、プランジャ部材３は、プランジャ作動孔２ａ内に左右方向へ一定ストローク往復移動可能に挿入されている。プランジャ部材３は、その先端部（右端部）のプランジャ部３ａと、このプランジャ部３ａから基端側（左方）へ延び且つプランジャ部３ａよりも小径のプランジャ本体部３ｂと、プランジャ本体部３ｂの途中部にプランジャ部３ａから基端側へ所定間隔離隔させて形成され且つプランジャ部３ａと同径のガイド部３ｃと、ロッド挿入孔３１とを備えている。プランジャ部３ａは、プランジャ作動孔２ａの内周面に対して油密に且つ左右方向へ摺動自在に装着されている。
【００３１】
プランジャ部材３が右方へ往動するとき、加圧室４の容積を減少させて作動油を加圧し、加圧室４から吐出用逆止弁２８を通って作動油を吐出ポート２６ａへ吐出させることができる。その反対に、プランジャ部材３が左方へ復動するとき、加圧室４の容積を増加させて吸入ポート２５ａから吸入用逆止弁２７を通って作動油を加圧室４へ吸入させることができる。
【００３２】
ガイド部３ｃは、プランジャ作動孔２ａの内周に対して摺動自在に形成されている。これにより、プランジャ部材３がプランジャ作動孔２ａ内を往復移動するとき、プランジャ部３ａとガイド部３ｃとが所定間隔離間してプランジャ作動孔２ａの内周に摺接しているため、プランジャ部材３の軸心とプランジャ作動孔２ａの軸心とを同軸上に揃えることができ、プランジャ部材３の基端部（左端部）の揺動を抑制することができる。
【００３３】
前記ロッド挿入孔３１はプランジャ本体部３ｂよりも小径の孔であり、プランジャ本体部３ｂは必要な壁厚を有するパイプ構造に形成されている。このロッド挿入孔３１は、プランジャ部材３の内部に、プランジャ部３ａの先端（右端）からプランジャ本体部３ｂの基端部に亙ってプランジャ部材３の軸心と平行に形成されている。ロッド挿入孔３１の右端は加圧室４に開放されている。ロッド挿入孔３１は挿入穴２２ｄ，２２ｅと同径に形成され、ロッド挿入孔３１の軸心は、挿入穴２２ｄ，２２ｅの中心を結ぶ軸心の延長線上に位置している。
【００３４】
次に、制御ロッド５について説明する。
図１に示すように、制御ロッド５は、左右方向へ延びる断面円形のストレートのロッド状に形成されている。この制御ロッド５は、挿入穴２２ｄから挿入され、挿入穴２２ｅを挿通して加圧室４を貫通した状態でロッド挿入孔３１内へ油密に摺動自在に挿入さる。制御ロッド５の右端側部分は、挿入穴２２ｄからハウジング２外へ延び、制御ロッド５の先端部（右端部）は、例えば、ラック・ピニオン機構を備え且つ制御手段からの指令に基づいて制御ロッド５の左右方向の位置を精密に調節可能なロッド位置調節手段７に作動的に連結されている。
【００３５】
この制御ロッド５は、ロッド内通路３０と、このロッド内通路３０の先端部（右端部）を外周側に連通させる先端開口３０ａ（先端通路）と、ロッド内通路３０の基端部（左端部）を外周側に連通させる基端開口３０ｂ（基端通路）とを備えている。ロッド内通路３０は、制御ロッド５の長さ方向途中部分の内部に制御ロッド５の軸心と平行に延びるように所定長さに形成されている。
【００３６】
ロッド内通路３０の軸心方向長さは、ポンプ装置１が最大吐出量に調節されたとき、基端開口３０ｂがプランジャ作動孔２ａ内において左端壁２２ｃから基端側（左側）へ最も離隔した位置に配置され且つ先端開口３０ａがハウジング内通路３２ａ内において左端壁２２ｃに最も近接した位置に配置されると共に、ポンプ装置１が最小吐出量に調節されたとき、基端開口３０ｂがプランジャ作動孔２ａ内において左端壁２２ｃに可能な範囲内で最も近接した位置に配置され且つ先端開口３０ａがハウジング内通路３２ａ内において左端壁２２ｃから先端側へ最も離隔した位置に配置されるように形成されている。
【００３７】
次に、吐出量を調節する為に、加圧室４を吸入ポート２５ａに連通させるバイパス通路６について説明する。バイパス通路６は、ロッド内通路３０と、このロッド内通路３０の先端部を先端開口３０ａを介して吸入ポート２５ａに連通させる還流通路３２と、ロッド内通路３０の基端部（左端部）を加圧室４に連通可能な基端開口３０ｂとを有する。
前記還流通路３２は、内部ハウジング２２内において制御ロッド５の外周側に形成され且つロッド内通路３０の先端部と先端開口３０ａを介して常時連通するように形成されたハウジング内通路３２ａと、吸入ポート形成部２３内に形成されてハウジング内通路３２ａを吸入ポート２５ａに連通させる接続通路３２ｂとで形成され、接続通路３２ｂはハウジング内通路３２ａの基端部に形成された開口２２ｆを備えている。
【００３８】
この還流通路３２の接続通路３２ｂには、吸入ポート２５ａの付近において作動油に発生する脈圧を吸収する吸入側アキュムレータ４１が接続されている。吐出通路２６には吐出ポート２６ａの付近において加圧油に発生する脈圧を吸収し且つ余剰の加圧油を収容可能な吐出側アキュムレータ４２が接続されている。これらアキュムレータ４１，４２は、例えば、圧力容器と、内部に収容された圧縮窒素ガスと、この窒素ガスと作動油とを分離するブラダ等を有するブラダ形アキュムレータである。尚、ブラダ形以外の種々の形式のアキュムレータも採用可能である。
【００３９】
図１〜図３に示すように、ロッド位置調節手段７により、制御ロッド５を左右方向へ進退移動可能に構成している。吐出量可変機構は、ロッド位置調節手段７により、制御ロッド５の軸心方向位置、つまり、ロッド内通路３０の軸心方向位置を変更することによりプランジャ部材３の移動途中位置まで作動油の加圧動作を無効化して作動油の吐出量を調節している。尚、本実施例における「吐出量」は、プランジャ部材３の１回の往復動（１サイクル）による吐出量を意味する。
【００４０】
図１〜３に基づいて、ポンプ装置１の吐出量を吐出量可変機構を介して調節する吐出量調節原理について説明する。
図１は、最大吐出量と最小吐出量の間の中間的吐出量の状態を示しており、図示したプランジャ部材３は、最大進出位置と最大退入位置の途中の位置にある。バイパス通路６を介して加圧室４が作動油を吸入ポート２５ａに還流している状態、つまり、プランジャ部３ａが基端開口３０ｂよりも基端側に位置してロッド内通路３０が加圧室４に連通状態にある場合には、プランジャ部３ａが先端側（右方）へ駆動されても、加圧室４において加圧されるべき作動油がバイパス通路６を通って吸入ポート２５ａに還流されるため、無効動作状態（ロストモーション状態）となり、加圧油が吐出ポート２６ａに吐出されない。また、上記の状態において、プランジャ部３ａが基端側（左方）へ駆動されるときには、バイパス通路６と吸入用逆止弁２７とを通って作動油が加圧室４に吸入される。
【００４１】
バイパス通路６を介して加圧室４が吸入ポート２５ａに連通していない状態において、プランジャ部３ａが先端側（右方）へ駆動されるときには、加圧室４内の作動油が加圧されて、吐出用逆止弁２８を通って加圧油が吐出ポート２６ａに吐出される。上記の状態において、プランジャ部３ａが基端側（左方）へ駆動されるときには、吸入用逆止弁２７を通って作動油が加圧室４に吸入される。
【００４２】
吐出量を最大（１００％）に調節する場合には、図２に示すように、ロッド位置調節手段７により、制御ロッド５の位置を最大限基端側（左方）へ切換え、先端開口３０ａをハウジング内通路３２ａの基端部（左端部）に位置させる。このとき、基端開口３０ｂは加圧室４の右端面（左端壁２２ｃの左端）から距離Ｌ１の位置にあり、プランジャ部材３が最大限復動しても、基端開口３０ｂは加圧室４に連通することなくロッド挿入孔３１内に位置している。
【００４３】
例えば、プランジャ部３ａは、１点鎖線で示す最大往動位置３ａｘと、破線で示す最大復動位置３ａｙとの間を往復移動する。このとき、プランジャ部３ａの加圧動作は全ストロークに亙って有効となるため、吐出量が最大になる。尚、図示したプランジャ部３ａの往復動ストロークは例示であり、距離Ｌ１の範囲内の任意の往復動ストロークとなるように、エンジンユニットＥ等の駆動手段を構成することにより、最大吐出量を自由に設定することができる。
【００４４】
図２の状態から、制御ロッド５の位置を先端側（右方）へ切換えると、例えば図１に示すように、プランジャ部３ａの全ストロークのうちの、プランジャ部３ａが基端開口３０ｂを閉鎖した後のストローク（距離Ｌ２に相当するストローク）のみが有効ストロークとなるため、吐出量が少なくなり、距離Ｌ２に対応する吐出量に調節することができる。
【００４５】
図１の状態から制御ロッド５の位置をさらに先端側（右方）へ切換えると、例えば図３に示すように、プランジャ部３ａの全ストロークのうちの、プランジャ部３ａが基端開口３０ｂを閉鎖した後のストローク（距離Ｌ３に相当するストローク）のみが有効ストロークとなるため、吐出量を零に近い最小吐出量に調節することができる。
【００４６】
次に、エンジンユニットＥについて説明する。
図４に示すように、エンジンユニットＥは、複数、例えば１対の対向する往復動レシプロエンジン５０，５２（以下、エンジンという）と、フライホイール機構５１と、リンク機構５３等により構成され、各エンジン５０，５２の燃焼サイクルは、プランジャ部材３の２回の往復動作に対応している。
エンジン５０，５２は、プランジャ部材３の軸心と直交する共通の軸心を有し、互いに対向状に配置されている。エンジン５０，５２は、配置位置を除いて、同様の構造であるため、以下、主にエンジン５０について説明する。
【００４７】
エンジン５０は、筒状のシリンダ５０ａと、吸排気ポート（図示略）と、両ポート間に設置された点火プラグ（図示略）と、ピストン５０ｂ等を備えている。
シリンダ５０ａ内には、エンジン５０の燃焼サイクルに応じて軸心方向へ一定ストローク移動可能なピストン５０ｂが設けられ、ピストン５０ｂの背面中央部にボス部５０ｃが突出形成されている。
【００４８】
エンジン５０とエンジン５２との燃焼サイクルは、３６０°位相をずらした行程を実行可能に設定されている。それ故、エンジン５０が吸気行程（膨張行程）のとき、エンジン５２は膨張行程（吸気行程）を実行しているため、ピストン５０ｂが下死点（上死点）位置のとき、ピストン５２ｂはピストン５０ｂと同様に下死点（上死点）に位置している。
【００４９】
リンク機構５３は、４つの等辺リンク５３ａ〜５３ｄにより形成された平行四辺形（菱形）が変形自在に構成されている。これらリンク５３ａ〜５３ｄは、リンク５３ａの基端とリンク５３ｂの先端とが連結部５４ａにより、リンク５３ｂの基端とリンク５３ｃの基端とが連結部５４ｂにより、リンク５３ｃの先端とリンク５３ｄの基端とが連結部５４ｃにより、リンク５３ｄの先端とリンク５３ａの先端とが連結部５４ｄにより夫々回動自在に連結されている。各連結部５４ａ，５４ｃは、接続部材５５ａ，５５ｃを介してピストン５０ｂ，５２ｂのボス部５０ｃ，５２ｃに夫々連結され、連結部５４ｄは接続部材５５ｄを介してプランジャ部材３の基端部に連結されている。
【００５０】
前記リンク機構５３には、連結リンク４５ａ，４５ｂが設けられている。連結リンク４５ａの両端はリンク５３ａ，５３ｃの中間点に回動可能に連結され、連結リンク４５ｂの両端はリンク５３ｂ，５３ｄの中間点に回動可能に連結されている。連結リンク４５ａ，４５ｂの中間点はリンク機構５３のリンク面と直交する軸心回りに回転可能にピン４６によりピン連結されている。
【００５１】
フライホイール機構５１は、エンジンユニットＥ及びポンプ装置１の作動を円滑にする為のものであり、リンク機構５３のプランジャ部材３側の連結部５４ｄと反対側の連結部５４ｂに、クランク機構５１ｍを介してフライホイール５１ｗを作動的に連結したものである。フライホイール機構５１は、リンク機構５３を挟んでポンプ装置１と反対側に配置されている。フライホイール機構５１は、図示外の機枠に回転自在に支持されたジャーナル軸５１ａと、このジャーナル軸５１ａの回りに回転するクランクアーム５１ｂと、クランクアーム５１ｂの先端に一体的に連結されたクランク軸５１ｃと、このクランク軸５１ｃに一端が回転自在に連結され且つ他端が接続部材５５ｂの基端に回転自在に連結されたコンロッド５１ｄと、ジャーナル軸５１ａに連結されてジャーナル軸５１ａと一体的に回転するフライホイール５１ｗとを備えている。接続部材５５ｂは、接続部材５５ｄ及びプランジャ部材３と同心状に配置され、その先端が連結部５４ｂに回転自在に連結され、接続部材５５ｂは軸受け４７により案内されている。
【００５２】
以上により、対向するピストン５０ｂ，５２ｂが接近（エンジン５０が吸気行程又は膨張行程且つエンジン５２が膨張行程又は吸気行程）するとき、接続部材５５ｂとプランジャ部材３とが左右方向に離隔動作を行い、プランジャ部材３が往動による作動油を加圧する加圧動作を行う。また、ピストン５０ｂ，５２ｂが上下方向に離隔動作するとき、接続部材５５ｂとプランジャ部材３とが接近動作を行い、プランジャ部材３が復動動作を行う。尚、接続部材５５ｄは軸受け４８により案内されている。
【００５３】
次に、上記の可変容量型プランジャポンプ装置１の作用、効果について説明する。
４つのリンク５３ａ〜５３ｄにより、ピストン５０ｂ，５２ｂが下死点に近い程、エンジン５０，５２から大きな左右方向の分力を取り出し可能な倍力機構を構成しているため、また、ピストン５０ｂ，５２ｂの大きな慣性力も作用するため、プランジャ部材３の往動ストロークの終端付近において、プランジャ部３ａによる強力な加圧力を発生させて作動油を高圧に圧縮できるため、エンジンユニットＥによるポンプ装置１の駆動効率を高めることができる。
【００５４】
プランジャ部材３内部に形成されたロッド挿入孔３１を利用して制御ロッド５を配置することができるため、プランジャ部材３の外周側に吐出量可変機構を得るための各部材の配置スペースを確保する必要がなく、プランジャ部材３と制御ロッド５とバイパス通路６等で吐出量を調節する機構を構成できるため、部品点数を少なくし、構造を簡単化し、ポンプ装置１を小型化することができる。
【００５５】
還流通路３２は、内部ハウジング２２内において制御ロッド５の外側近傍に形成され且つロッド内通路３０の先端部が常時連通するように形成されたハウジング内通路３２ａを有しているため、ハウジング内通路３２ａを介して還流通路３２の構成を簡単化することができる。
【００５６】
吸入ポート２５ａに連通された吸入側アキュムレータ４１と、吐出ポート２６ａに連通された吐出側アキュムレータ４２とを有しているため、吸入側アキュムレータ４１により吸入ポート２５ａ付近に発生する脈圧を吸収することができ、また、吐出側アキュムレータ４２により吐出ポート２６ａ付近に発生する脈圧を吸収することができるうえ、吐出ポート２６ａから吐出される作動油のうち使用されない余剰流体を吐出側アキュムレータ４２により蓄積することができ、次の油圧モータＭの使用時、早期に油圧を高くすることができる。
【００５７】
プランジャ部材３の軸心と直交する軸心を有すると共に対向状に配置された１対のエンジン５０，５２によって、リンク機構５３を介してプランジャ部材３を往復駆動するように構成したため、既述のようにエンジン５０，５２からプランジャ部材３への駆動力の伝達効率を高く維持することができる。また、フライホイール機構５１を設けたため、エンジンユニットＥ及びポンプ装置１の作動が円滑化する。
【００５８】
次に、実施例１の変形例について説明する。
この変形例では、図５に示すように、前記のエンジンユニットＥに代えて、電動モータ５６によってクランク機構を介してプランジャ部材３を往復駆動するように構成している。尚、実施例１と同様の部材は、同一の符号を付している。
【００５９】
電動モータ５６は、通電された電流に比例して図中矢印方向へ回転駆動される回転軸５６ａと、回転駆動力を往復動駆動力に変換可能なクランク機構５７と、往復動駆動力をプランジャ部材３へ伝達する連結部材５８等を備えている。
クランク機構５７は、一端が回転軸５６ａに連結され且つ他端が回転軸５６ａを中心とした半径ｒの円形軌跡を移動するクランクアーム５７ａと、一端がクランクアーム５７ａの他端に回動自在に連結され且つ他端が連結部材５８の一端に回動自在に連結されたコンロッド５７ｂとにより構成されている。連結部材５８は、他端がプランジャ部材３の基端に連結され、プランジャ部材３の軸心延長線上を左右方向に一定ストローク（２ｒ）往復移動可能に形成されている。尚、連結部材５８をガイドする軸受けを設けてもよい。
【００６０】
以上により、クランクアーム５７ａの他端が左端位置から右端位置へ回転移動するとき、プランジャ部材３が最大進出位置から最大退入位置へ移動され、クランクアーム５７ａの他端が右端位置から左端位置へ回転移動するとき、プランジャ部材３が最大退入位置から最大進出位置へ移動される。
【実施例２】
【００６１】
次に、実施例２に係る可変容量型プランジャポンプ装置１Ａについて、図６に基づいて説明する。尚、実施例１のポンプ装置１と異なる構成についてのみ説明し、実施例１と同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
実施例１では、バイパス通路６をロッド内通路３０と還流通路３２（ハウジング内通路３２ａ、接続通路３２ｂ、開口２２ｆ）と基端開口３０ｂにより形成したが、本実施例では、バイパス通路６Ａをロッド外周側通路５ｄとプランジャ外周側通路３ｅと連通孔３ｆと還流通路３２Ａ等により形成している。
【００６２】
図６に示すように、ハウジング２Ａは、ハウジング本体部２０Ａと、このハウジング本体部２０Ａから右側へ延びるハウジング延長部２１Ａと、ハウジング延長部２１Ａの内部に固定された内部ハウジング２２Ａと、ハウジング本体部２０Ａ及びハウジング延長部２１Ａから突出するように形成された吸入ポート形成部２３Ａ及び吐出ポート形成部２４等を備えている。
【００６３】
プランジャ作動孔２ａには、プランジャ部材３Ａが左右方向へ摺動自在に挿入されている。プランジャ作動孔２ａのうちのプランジャ部３ａより右側部分に作動油を加圧可能な加圧室４Ａが形成されている。ハウジング延長部２１Ａの嵌合孔２ｂには、内部ハウジング２２Ａが内嵌状に嵌合して固定されている。内部ハウジング２２Ａは、ハウジング延長部２１Ａの右端から嵌合孔２ｂに挿入され、内部ハウジング２２Ａにはその中央部を左右方向に貫通する挿入穴２２ｇが形成されている。
【００６４】
プランジャ部材３Ａは、その先端部のプランジャ部３ａと、このプランジャ部３ａから基端側へ延び且つプランジャ部３ａよりも小径のプランジャ本体部３ｂと、プランジャ本体部３ｂの途中部から基端部に亙って形成され且つプランジャ部３ａと同径のガイド部３ｄと、プランジャ部３ａより基端側の長さ方向途中部分の外周部に形成されたプランジャ外周側通路３ｅと、プランジャ外周側通路３ｅの先端近傍部分に設けられた上下１対の連通孔３ｆと、挿入穴２２ｇと同径に形成されたロッド挿入孔３１とを備えている。このロッド挿入孔３１の基端部には、ロッド挿入孔３１を外界に連通する空気孔３１ａが形成されている。尚、プランジャ外周側通路３ｅは、プランジャ部３ａの移動位置に拘わらず還流通路３２Ａと常時連通するように軸心方向長さが設定されている。
【００６５】
制御ロッド５Ａは、挿入穴２２ｇから挿入され、加圧室４Ａを貫通した状態でロッド挿入孔３１内へ摺動自在に挿入されている。この制御ロッド５Ａは、ストレート状のロッド本体部５ａと、ロッド本体部５ａの基端から基端側へ延びる小径部５ｂと、小径部５ｂの基端に設けられロッド本体部５ａと同径のロッド基端部５ｃと、小径部５ｂの外周部に形成されたロッド外周側通路５ｄとを備えている。ロッド本体部５ａとロッド基端部５ｃとは、ロッド挿入孔３１の内周に対して油密に且つ軸心（左右）方向へ摺動自在に形成されている。ロッド本体部５ａの右端側部分は、挿入穴２２ｇからハウジング２Ａ外へ延び、その先端部は、ロッド位置調節手段７に作動的に連結されている。
【００６６】
次に、加圧室４Ａを吸入ポート２５ａに連通させるバイパス通路６Ａについて説明する。バイパス通路６Ａは、ロッド外周側通路５ｄと、プランジャ外周側通路３ｅと、ロッド外周側通路５ｄをプランジャ外周側通路３ｅに連通させる上下１対の連通孔３ｆと、プランジャ外周側通路３ｅをハウジング開口２ｃを介して吸入ポート２５ａに連通させる還流通路３２Ａとを有する。還流通路３２Ａは、ハウジング２Ａの外部に設けられ、吸入ポート２５ａの付近において作動油に発生する脈圧を吸収する吸入側アキュムレータ４１Ａが接続されている。
【００６７】
ポンプ装置１Ａの吐出量を吐出量可変機構を介して調節する吐出量調節原理について説明する。バイパス通路６Ａを介して加圧室４Ａが吸入ポート２５ａに連通している場合（プランジャ部３ａがロッド本体部５ａの基端よりも基端側に位置する場合）、プランジャ部３ａが先端側へ駆動されても、プランジャ部３ａの先端とロッド本体部５ａの基端との間に隙間が形成されているため、加圧室４Ａとロッド外周側通路５ｄとが連通されている。それ故、加圧室４Ａにおいて加圧されるべき作動油がバイパス通路６Ａを通って吸入ポート２５ａに還流されるため、無効動作状態となり、加圧油が吐出ポート２６ａに吐出されない。また、上記の状態において、プランジャ部３ａが基端側へ駆動されるときには、バイパス通路６Ａと吸入用逆止弁２７を通って作動油が加圧室４Ａに吸入される。
【００６８】
バイパス通路６Ａを介して加圧室４Ａが吸入ポート２５ａに連通していない場合、プランジャ部３ａが先端側へ駆動されるときには、プランジャ部３ａの先端とロッド本体部５ａの基端との間の隙間が閉鎖され、加圧室４Ａとロッド外周側通路５ｄとが遮断されている。それ故、プランジャ部３ａにより加圧室４内の作動油が加圧されて、加圧油が吐出用逆止弁２８を通って吐出ポート２６ａに吐出される。上記の状態において、プランジャ部３ａが基端側へ駆動されるときには、吸入用逆止弁２７を通って作動油が加圧室４Ａに吸入される。
【００６９】
以上により、実施例１と同様に、ロッド位置調節手段７を操作して、制御ロッド５Ａの位置を最大限基端側（左方）へ切換えることにより、吐出量を最大（１００％）に調節でき、制御ロッド５Ａの位置を最大限先端側（右方）へ切換えることにより、吐出量を最小（０％）に調節することができる。
【００７０】
次に、前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１〕前記実施例においては、ポンプ装置を車両の走行駆動手段に適用した例を説明したが、車両の走行駆動手段に限らず、高圧の油圧が必要な土木工事や建築用の重機（建設機械）、その他種々の機械装置等に適用することも可能である。
【００７１】
２〕前記実施例のエンジンユニットＥは、１気筒のエンジンによりクランク機構を介してポンプ装置１を駆動するように構成してもよい。この場合、前記リンク機構５３を省略し、エンジンはプランジャ部材３と同心状に配置し、ジャーナル軸にはフライホイールも設けるものとする。
【００７２】
３〕前記実施例においては、接続通路をハウジング内に形成した例を説明したが、接続通路を金属や合成樹脂製の配管により、ハウジングの外部に構成してもよい。
４］前記実施例においては、作動油を加圧するプランジャポンプ装置に本発明を適用した場合を例にして説明したが、作動油に限らず、冷媒や食品や薬品や燃料や化学物質などの種々の液体を圧縮するプランジャポンプ装置、或いは、空気や燃料ガスや化学物質ガスなどの種々の気体を圧縮するプランジャポンプ装置（コンプレッサ装置）にも本発明を適用することが可能である。
５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、プランジャ部材に挿入された制御ロッドの軸心方向位置を調節することにより吐出量を調整可能な簡単な構造の可変容量型プランジャポンプをであって、種々の用途に適用可能な可変容量型プランジャポンプを提供する。
【符号の説明】
【００７４】
１，１Ａ ポンプ装置
２，２Ａ ハウジング
２ａ プランジャ作動孔
３，３Ａ プランジャ部材
３ｅ プランジャ外周側通路
３ｆ 連通孔
４，４Ａ 加圧室
５，５Ａ 制御ロッド
５ｄ ロッド外周側通路
６，６Ａ バイパス通路
２２ｄ，２２ｅ，２２ｇ 挿入穴
２５ 吸入通路
２５ａ 吸入ポート
２６ 吐出通路
２６ａ 吐出ポート
２７ 吸入用逆止弁
２８ 吐出用逆止弁
３０ ロッド内通路
３０ｂ 基端開口
３１ ロッド挿入孔
３２，３２Ａ 還流通路
４１，４１Ａ 吸入側アキュムレータ
４２ 吐出側アキュムレータ
５０，５２ エンジン
５１ｍ クランク機構
５１ｗ フライホイール
５３ リンク機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、このハウジングに形成したプランジャ作動孔と、このプランジャ作動孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記プランジャ作動孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、
前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、
前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、
前記制御ロッドの長さ方向途中部分の内部に形成されたロッド内通路と、このロッド内通路の先端部を吸入ポートに連通させる還流通路と、前記ロッド内通路の基端部を前記液体加圧室に連通可能な基端通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、
前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴とする可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項２】
前記還流通路は、前記ハウジング内において制御ロッドの外側近傍に形成され且つ前記ロッド内通路の先端部が常時連通するように形成されたハウジング内通路を有することを特徴とする請求項１に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項３】
ハウジングと、このハウジングに形成したプランジャ作動孔と、このプランジャ作動孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記プランジャ作動孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、
前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、
前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、
前記制御ロッドの長さ方向途中部分の外周部に形成されたロッド外周側通路と、前記プランジャ部材のプランジャ部より基端側の長さ方向途中部分の外周部に形成されたプランジャ外周側通路と、前記プランジャ外周側通路の先端近傍部でロッド外周側通路をプランジャ外周側通路に連通させる連通孔と、前記プランジャ外周側通路を吸入ポートに連通する還流通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、
前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴とする可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項４】
前記吸入ポートに連通された吸入側アキュムレータと、前記吐出ポートに連通された吐出側アキュムレータとを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項５】
前記プランジャ部材の軸心と直交する軸心を有すると共に対向状に配置された１対の往復動エンジンによって、リンク機構を介して前記プランジャ部材を往復駆動するように構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項６】
前記リンク機構のプランジャ部材を連結する連結部と反対側の連結部に、クランク機構を介してフライホイールを連結し、前記１対の往復動エンジンの作動を円滑にするように構成したことを特徴とする請求項５に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項１】
ハウジングと、このハウジングに形成したプランジャ作動孔と、このプランジャ作動孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記プランジャ作動孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、
前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、
前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、
前記制御ロッドの長さ方向途中部分の内部に形成されたロッド内通路と、このロッド内通路の先端部を吸入ポートに連通させる還流通路と、前記ロッド内通路の基端部を前記液体加圧室に連通可能な基端通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、
前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴とする可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項２】
前記還流通路は、前記ハウジング内において制御ロッドの外側近傍に形成され且つ前記ロッド内通路の先端部が常時連通するように形成されたハウジング内通路を有することを特徴とする請求項１に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項３】
ハウジングと、このハウジングに形成したプランジャ作動孔と、このプランジャ作動孔に往復移動可能に挿入され且つ先端部にプランジャ部を備えたプランジャ部材と、前記プランジャ作動孔内にプランジャ部材により液体を加圧可能に形成した液体加圧室と、吸入ポートから前記液体加圧室へ連なる吸入通路に設けられた吸入用逆止弁と、前記液体加圧室から吐出ポートへ連なる吐出通路に設けられた吐出用逆止弁とを備えた可変容量型プランジャポンプ装置において、
前記プランジャ部材にその先端から基端側へ延びるように前記プランジャ部材の軸心と平行に形成されたロッド挿入孔と、
前記ハウジングの先端部分の挿入穴から前記液体加圧室を貫通してロッド挿入孔に摺動自在に且つ前記軸心方向に位置調節可能に挿入された制御ロッドと、
前記制御ロッドの長さ方向途中部分の外周部に形成されたロッド外周側通路と、前記プランジャ部材のプランジャ部より基端側の長さ方向途中部分の外周部に形成されたプランジャ外周側通路と、前記プランジャ外周側通路の先端近傍部でロッド外周側通路をプランジャ外周側通路に連通させる連通孔と、前記プランジャ外周側通路を吸入ポートに連通する還流通路とを有するバイパス通路であって前記液体加圧室と吸入ポートとを連通可能なバイパス通路とを備え、
前記制御ロッドの軸心方向位置を調節することで、吐出量を可変に構成したことを特徴とする可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項４】
前記吸入ポートに連通された吸入側アキュムレータと、前記吐出ポートに連通された吐出側アキュムレータとを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項５】
前記プランジャ部材の軸心と直交する軸心を有すると共に対向状に配置された１対の往復動エンジンによって、リンク機構を介して前記プランジャ部材を往復駆動するように構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
【請求項６】
前記リンク機構のプランジャ部材を連結する連結部と反対側の連結部に、クランク機構を介してフライホイールを連結し、前記１対の往復動エンジンの作動を円滑にするように構成したことを特徴とする請求項５に記載の可変容量型プランジャポンプ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−７９５８５（Ｐ２０１３−７９５８５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８９３６（Ｐ２０１１−２１８９３６）
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（５９４１８２０２９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（５９４１８２０２９）
【Ｆターム（参考）】
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