可変容量型流体機械
内歯車流体機械、特に自動車エンジン、の潤滑回路のためのポンプであって、外側歯車（２）、および外側歯車（２）の軸方向空洞（２５）の内部に収容されておりかつ外側歯車と噛み合う内側歯車（４）を具備する動作部を含む。外側歯車（２）は、機械の容量および流体流量を変化させるために、内側歯車（４）に対するその軸方向滑動を引き起こすようになされている並進機構（８、２２）に関連付けられている。並進機構（８、２２）は、機械の高圧室（４８）と連通している第１の容量調節空間（２４）と、機械（１）が接続されている流体回路の、高圧室（４８）と異なる要素の動作条件に依存する圧力条件が存在する第２の容量調節空間（１５）とを画定する。並進機構（８、２２）は、第１の容量調節空間（２４）もしくは第２の容量調節空間（１５）内に存在する圧力条件に応答して、または両空間内に存在する圧力条件の組合せに応答して、外側歯車（２）の滑動を引き起こす。本発明はまた、内歯車流体機械の容量を変化させる方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体機械に関し、さらに詳細には、本発明は、可変容量型の内歯車流体機械、特にポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、自動車エンジンの潤滑油用のポンプに利用されることが好ましいが、それに限定されない。
いくつかの技術的用途では、例えば自動車エンジン内において、圧力下で潤滑油を循環させるために、容積式内歯車ポンプが使用されることが多い。これらのポンプは、一般に、固定された本体と、前記本体内で第１の回転軸を中心に回転しかつ内側歯部（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｔｏｏｔｈｉｎｇ）を有する外側公転歯車（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｏｒｂｉｔａｌ ｇｅａｒ）と、第１の軸と異なる第２の軸を中心に外側公転歯車の内側で回転しかつ一部のみ油圧シールを備えて外側公転歯車の内側歯部と噛み合う外側歯部（ｅｘｔｅｒｍａｌ ｔｏｏｔｈｉｎｇ）を有する内側公転歯車（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｏｒｂｉｔａｌ ｇｅａｒ）と、２つの公転歯車の一方に回転を伝え、次いでそれぞれの歯の噛合いにより他方を回転させるために、一般に自動車エンジンにより駆動されるトランスミッション部材とを含む。異なる数の歯を有する歯部は、それらの間で一連の可変容量室を画定し、オイルが取入れ口から前記室を通って放出口まで運ばれる。
【０００３】
そのようなポンプでは、容量、したがって出口におけるオイル流量は、エンジンの回転速度によって決まり、したがって、ポンプは、そのような状況にあっても潤滑を確実にするために、低速で十分な流量を供給するように設計されている。ポンプが固定形状を有する場合、高回転速度での流量は必要な流量より大きく、不必要なエネルギー消費を招き、最終的に、燃費の増大に通じる。
【０００４】
空気ポンプにおいて、または上記構造が油圧式または空気式のモータとして使用された場合に、同様の問題に遭遇する。
動作条件が変化した際に性能の変わりやすさを低減するために、かつ上記欠点を取り除くために、両公転歯車間の係合領域の軸方向伸長部を変化させることにより流量の変化が得られる可変容量型流体機械が、既に提案されている。
【０００５】
第１の例が、ＪＰ５６０２０７８８に開示されている。そのような解決策では、容量調節は、モータにより駆動される公転歯車を並進させることにより得られる。ポンプの回転運動と容量調節のための並進運動との間の結び付きにより高吸収トルクが生じ、それにより、容量調節から得られる利点が制限される。
【０００６】
別の例が、国際公開第２００４／００３３４５号において開示されているポンプである。このポンプでは、回転運動が公転歯車の一方に伝達され、容量が他方の公転歯車の並進により変化する点で、回転運動と並進運動とが分離されており、その結果、高吸収トルクの問題が解決される。しかし、この先行技術ポンプの問題は、容量調節が、送出室と連通している空間内の圧力の制御のみに基づいていることである。また、これらの条件下で、エンジンの主要制御経路の上流で生じる過度の圧力が、高回転速度に起因していると見なされることになり、結果として、不十分な潤滑のためにエンジンを損傷する危険を伴う、オイル流量の減少に通じることになる。
【０００７】
さらに、この先行技術ポンプでは、公転歯車の並進は直接得られないが、流体圧が変化し外側公転歯車の並進を引き起こす際に滑動する小ピストンにより、間接的に得られる。このことにより、ポンプ構造がより複雑になり、その反応がより遅くなる。
【０００８】
文献ＧＢ２４４０３４２が、軸方向に方向付けられた供給を実現する実質的に星型の内側リングを有するポンプを開示する。そのような内側リングは、内側リングの角度位置に応じて、ポンプ室を入口ポートおよび出口ポートと接続する複数のきり穴（ｄｒｉｌｌ ｗａｙ）を有する。前記文献の装置は、いくつかの欠点を有する。
【０００９】
第１の欠点は、内側リングの必要な構造強度を確保するために、きり穴が、小さい横断面寸法を有していなくてはならないことである。しかし、きり穴の横断面寸法を小さくすることは、ポンプの高回転速度でのキャビテーションの問題を伴うという欠点を有する。
【００１０】
さらなる欠点は、ポンプ変位を増大させるために、それに応じて入口ポートおよび出口ポートの軸方向寸法を大きくする必要があり、それにより、ポンプが軸方向にかなり嵩張ることである。大きな軸方向寸法により、一般にエンジンの底部に収容されるポンプを取り付けることに関する問題が生じる可能性がある。例えば、ポンプの軸方向寸法が大きくなった場合、カムシャフトの適切な運動を妨げる危険が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、先行技術の欠点を取り除く歯車を備えた油圧機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、このことは、軸方向に変位可能な公転歯車の滑動を引き起こす並進機構が、機械の高圧室と連通している空間に加えて、機械が接続されている流体回路の、高圧室と異なる要素の動作条件に依存する第２の圧力条件が存在する第２の容量調節空間を画定し、並進機構が、やはり第２の容量調節空間内に存在する圧力条件または両調節空間内に存在する圧力条件の組合せのどちらかに応答して、支持部内で軸方向に滑動可能であることで得られる。
【００１３】
有利なことに、軸方向に滑動可能な歯車は、並進機構の一体部分とされる。
自動車エンジンの潤滑油用のポンプとしてその機械を使用することの好適な事例では、第１の調節空間は、ポンプの送出側と連通している。さらに、第１の実施形態では、第２の容量調節空間は、エンジンからポンプへ送り戻される、圧力下の潤滑流体を受け入れ、エンジンの動作条件に応答する外部管理論理（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｌｏｇｉｃ）により機械の容量が設定される第２の実施形態では、ポンプがその最大容量で動作するようにされる場合、第２の容量調節空間は、ポンプ内に生じるオイル漏出があればそれを油だめに放出するために油だめと連通しており、ポンプが最大容量より低い容量で動作するようにされている場合、そのような空間は、ポンプの送出側と連通している。
【００１４】
さらに有利な方法では、ＧＢ２４４０３４２において開示されているものと異なり、本発明によるポンプは、製造要件に応じて寸法を調節可能とすることができる切り口によって画定された開口部により、径方向に方向付けられた供給を実施することを可能にする。したがって、ポンプにおけるキャビテーションの問題を回避するために、開口部の横断面寸法を自由に寸法設定することが可能である。
【００１５】
本発明によるポンプの別の利点は、そのようなポンプに属する外側公転歯車、内側公転歯車および星型キャップの歯付き部の径方向寸法を大きくすることにより、変位が増大され得ることである。したがって、変位の増大は、ポンプの軸方向寸法に悪影響を及ぼさず、ＧＢ２４４０３４２で生じることとは異なる。
【００１６】
本発明はまた、内歯車流体機械の容量を変化させる方法に関する。本方法によれば、機械の高圧室と連通している第１の容量調節空間が作り出され、機械の容量は、両歯車の歯が噛み合う領域の伸長部を変化させるために、第１の容量調節空間内に存在する第１の圧力条件に応答して、機械の両歯車の一方を他方に対して軸方向に滑動させることにより変化する。本方法は、第２の容量調節空間を作り出すステップと、機械が接続されている流体回路の、高圧室と異なる要素内に存在する動作条件に依存する第２の圧力条件を第２の容量調節空間内に設定するステップと、やはり第２の容量調節空間内に存在する圧力条件または両容量調節空間内に存在する圧力条件の組合せのどちらかに応答して、滑動可能な歯車を軸方向に滑動させるステップとをさらに含む。
【００１７】
次に、本発明について、添付図面を参照して、さらに詳細に述べる。図面は、非限定的例として与えられ、自動車エンジンの潤滑油用のポンプとして本発明を使用することに関連する好適な実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるポンプの分解図である。
【図２】組み立てられた状態にある、図１に示されているポンプの斜視図である。
【図３】ポンプの中心本体の斜視図である。
【図４】ポンプの最大容量の状態にある、図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った、ポンプの横断面図である。
【図５】図３の線Ｖ−Ｖに沿った、横断面図である。
【図６】ポンプの内側から取り出した、ポンプの支持部の下部本体の図である。
【図７】ポンプの内側から取り出した、ポンプの支持部の上部本体の図である。
【図８】エンジン内のオイルの図９と異なる圧力条件にある、ポンプの部分横断面図である。
【図９】エンジン内のオイルの図８と異なる圧力条件にある、ポンプの部分横断面図である。
【図１０】ポンプの送出側における図１１と異なる圧力条件にある、ポンプの中心本体の横断面図である。
【図１１】ポンプの送出側における図１０と異なる圧力条件にある、ポンプの中心本体の横断面図である。
【図１２】外部弁によるポンプ制御に関する図であり、最大容量状態にある、ポンプを示す。
【図１３】外部弁によるポンプ制御に関する図であり、容量が減少した状態にある、ポンプを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
単に例として、また説明を明確かつ簡潔にするために、以下の記載は、垂直軸を備えて配置され、底部から駆動されるポンプに言及し、したがって、用語「上部」、「下部」、「最上部」、「底部」等はそのような位置を指す。
【００２０】
図１乃至図５を参照すると、全般的に符号１で示されている、本発明によるポンプは、実質的に容積式内歯車ポンプであり、動作部または中心本体１００と、動作部１００が間に封入されている第１の本体（下部本体）１０２および第２の本体（上部本体）１０４で構成されている支持部とを含む。
【００２１】
動作部１００が、従来のように、内歯部、例えば５つの歯２Ａ（図５）、を有する第１の歯車２（外側公転歯車）と、一部のみ油圧シールを備えて外側公転歯車２の軸方向空洞２５内に受容されかつ外側公転歯車２の歯部と噛み合う外側歯部、例えば４つの歯４Ａ、を有する第２の歯車４（内側公転歯車）とを含む。内側公転歯車４は、（例えば自動車エンジンにより直接にまたは適切なトランスミッションシステムを介して駆動される）ポンプシャフト６上に取り付けられており、シャフト６の軸と同時に前記シャフトにより第１の軸を中心に回転するように作られており、第１の軸に平行な第２の軸を中心に外側公転歯車２を回転させる。両歯車の歯は室１１（図４）を画定し、該室の容積は回転中に変化し、ポンプ１の取入れ側から送出側に移動している間に、オイルがその室を通って圧縮される。両歯車の歯が噛み合う領域の軸方向の伸長部は、ポンプの容量または変位、したがってポンプを離れるオイルの流量を決定する。
【００２２】
外側公転歯車２は、動作条件が変化した際にポンプ容量を変化させるために、特に、高回転速度で、そのような容量、したがってオイルの流量を減少させるために、内側公転歯車４に対して軸方向に滑動可能であるように取り付けられている。以下にさらに詳細に記載されるように、調節は、エンジン内に実際に存在する圧力またはポンプの内側の圧力（送出圧力）のどちらかにより、制御されることが可能である。このことにより、潤滑システム全体の完全性を守ること、および異常条件に起因し回転速度の実際の上昇に起因しない圧力上昇の場合に流量の減少を回避することが可能になる。さらに、公転歯車の一方がシャフト６により回転しかつ他方の公転歯車の並進により容量が調節されるように作られているので、ポンプの回転運動は、容量調節から分離されており、同じ公転歯車が両方の運動を実施する解決策に対して吸収トルクが結果として減少する。
【００２３】
外側公転歯車２は、回転運動および並進運動のために、その表面の段部７に当接するように外側公転歯車２の底端部上に干渉で取り付けられている外側リング８にしっかり接続されている。外側公転歯車２とリング８との結合領域と一致して、そのような要素の縁部には、それぞれ、外側公転歯車２上に切り口１２およびリング８上に切り口１０が設けられており、室１１内への／からのオイル入口／出口用の開口部１３（図１３）を画定している。ポンプが組み立てられた場合、外側リング８は、下部本体１０２の空洞４０の内部に受容される。当業者が上記記述を読むことによりかつ添付図面を見ることにより理解することができるように、切り口１０および１２が、径方向に配置されている開口部１３を画定し、その結果、ポンプの径方向供給が得られる。
【００２４】
図４に示されている通り、第１のキャップ（下部キャップ）１４が、リング８の内側に収容され、ポンプの最大容量状態にある外側公転歯車２の基底部と内側公転歯車４の基底部との両方が、キャップの最上面に当接する。キャップ１４は、軸方向定位置に取り付けられ、リング８および外側公転歯車２は、ポンプ容量を調節するためにその位置に対して滑動可能である。下部キャップ１４の下部は、外側リング８から突出しており、空洞４０の壁と共に、下部キャップ１４によりポンプ室１１から分離されている室１５（第１の調節空間）を画定する。径方向導管５０が室１５で終端しており、前記導管は、図１および図２に符号５１で示されている通り、下部本体１０２の側壁内に開いており、圧力下で側壁内からオイルを受け入れるためにエンジンと連通している。このようにして、エンジン内に実際に存在する圧力を表す圧力条件が室１５内に存在し、エンジン内の圧力は、リング８の底部８Ａ上に作用して外側公転歯車２と共同でリングを滑動させることを目的とした、容量調節のための第１の制御圧力である。下部キャップ１４は、シャフト６が通過する軸外穴部１６をさらに有する。
【００２５】
その上部では、内側公転歯車４の上方で、公転歯車２の空洞２５が、外面が外側公転歯車２の内面に対して補完式に成形されている歯付き下部１９と、円筒形上部２０とを有する第２のキャップ（星型キャップ）１８を収容する。円筒形上部は、第３のキャップ（上部キャップ）２２の円筒形空洞内に受容される。上部キャップ２２は、回転および並進するように外側公転歯車にしっかり接続されるように、外側公転歯車２の上部上に干渉で取り付けられており、外側公転歯車２の側面の段部９（図４）に当接する。外側公転歯車２およびそれを並進させる機構は、制御圧力に曝露される構成要素であるリング８と上部キャップ２２とで構成されており、したがって、本明細書では「公転本体」とも呼ばれる単一調節部材として機能する。
【００２６】
星型キャップ１８の歯付き部１９が、実質的に密封されて、空洞２５内に導入され、例えばその結果、その基底部が、内側公転歯車４の最上基部に実質的に接触しており、その最上基部は、上部キャップ２２の空洞の最上部と共に、開口部２６（図３）を介して送出室４８（図４）と連通している室２４（第２の調節空間）を画定する。開口部１３と同様に、開口部２６は、外側公転歯車２と上部キャップ２２との協働縁部上に設けられている切り口１７、２３により形成されている。したがって、ポンプの送出側に存在する圧力は、この室２４内に存在し、その圧力は、上部キャップ２２の最上部２２Ａ（図９、図１１）に作用し、ポンプ１の容量を調節するための第２の制御圧力を形成する。開口部２６は、外側公転歯車２の側面の陥凹部と上部キャップ２２とにより形成されている環状溝部３０内に開いている。
【００２７】
上部キャップ２２は、上部本体１０４の空洞６０（図４）内に受容され、星型キャップ１８のシャンク２１上に巻き付けられているばね２８、例えばコイルばねにより、段部９に押し付けられた状態に保たれる。ばねの一方の端が、上部キャップ２２の最上面に当接しており、他方の端部は、上部本体１０４の最上部に固定されているばね覆い３４の軸方向空洞の最上部に当接している。ばね２８は、室１５および／または２４内の圧力閾値を設定するために、閾値が超過された場合に公転本体の変位が得られるように、予め荷重がかけられる。シャンク２１は、上部キャップ２２の軸方向穴部３２と上部本体１０４の空洞６０の軸方向穴部６６とを通過することにより、ばね覆い３４の空洞内に侵入する。ばね３８もまた、穴部６６を通過する。
【００２８】
また、図６および図７を参照すると、例えばねじ（図示せず）により結合されることを目的とする下部本体１０２と上部本体１０４とは、ポンプの内側の方へ向く面上に、それぞれの空洞４０と６０とを有し、その深さは、公転本体のための所望の調節ストロークを可能にするように選択される。下部本体１０２の最上面にある中空部４６、４８Ａを通って空洞４０と連通している実質的に垂直の取入れ導管（ｉｎｔａｋｅ ｄｕｃｔ）４２および送出導管４４が、本体１０２内の一方の縁部付近に形成されている。ポンプの組み立てられた状態では上部本体１０４の底面により上方に向かって閉じられている中空部４６は、取入れ室を形成する。中空部４８Ａは、上部本体１０４の下面にある補完的中空部４８Ｂと一緒に、送出室４８を形成する。取入れ室４６と送出室４８との異なる高さは、送出室４８もまた室２４と連通することになるのに対し、取入れ室４６が室１１（図４）のみと連通することになることに起因する。
【００２９】
本発明によるポンプの動作が、ここで、やはり図８乃至図１１を参照して記載される。そこでは、二重線矢印がオイル入口を示し、単線矢印が、ばね２８により設定された閾値より上の油圧を示し、点線矢印が、閾値より下の圧力を示す。
【００３０】
従来のように、回転することによって外側公転歯車を回転させ、それにより、異なる室１１を通る移動により油だめから吸い込まれ圧縮されたオイルを、ポンプが取入れ室４６から送出室４８まで送ることを可能にするように、シャフト６により伝達されたトルクは、内側公転歯車４に加えられる。圧力下のオイルが、図８および図９に矢印Ｆ１で示されている通り、モータから、リング８と空洞４０の底部との間の室１５内に到達する。さらに圧力下のオイルが、図１０および図１１の矢印Ｆ２に示されている通り、やはり送出室４８から、上部キャップ２２と星型キャップ１８との間の室２４まで進む。
【００３１】
エンジン（図８）の低回転速度で、外側リング８に作用している（矢印Ｆ３）エンジン内の油圧は、ばね２８の抵抗に打ち勝つのに十分でない。ばね２８は、外側公転歯車２が下部キャップ１４に接触している状態に保ち、その結果、室１１（図４）は、それらの最大容積を有し、ポンプ１の最大容量条件を決定する。リング８の底縁部８Ａに作用している圧力がエンジンの回転数の増加により上昇しかつばね２８の予荷重（図９の矢印Ｆ４）により設定された閾値を超過した場合、公転本体は、上部本体１０４の方へ変位し、ポンプ室１１の高さの縮小により容量は減少する。さらに、その運動により、二次室２９が、外側公転歯車２と下部キャップ１４との間に形成され、油圧短絡、または取入れ室４６と送出室４８との間のオイル再循環の状態を作り出す。その短絡状態は、図８に示されている開始状態にポンプを再設定する傾向がある圧力低下を招く。
【００３２】
室２４内に存在するポンプの送出圧力は、前述のものと類似した動作条件を決定する。通常の動作条件下で、室２４内の圧力は、ばね２８により加えられる力（矢印Ｆ５、図１０）に打ち勝つのに十分でない。したがって、外側公転歯車２は、下部キャップ１４と接触しており、ポンプ１はその最大容量で動作する。所定の圧力閾値より上のオイル送出圧力（図１１の矢印Ｆ６）の上昇が、上部キャップ２２を星型キャップ１８から離す。したがって、外側公転歯車２もまた下部キャップ１４から離れ、それにより、前述の通り、室２９を通る油圧短絡の状態を決定する。
【００３３】
どちらの場合も、公転本体が変位している間に、内側公転歯車４は、常時、外側公転歯車２と噛み合っており、それにより、ポンプ動作を確実にする。
本発明が所望の目的の達成を可能にすることは明らかである。実際、公転本体の並進運動、したがってポンプ１の容量およびオイル流量の起こり得る減少は、潤滑回路の２つの異なる点、すなわちエンジンとポンプの送出側とで連通している２つの空間１５および２４内の油圧により制御される。したがって、一方で、導管５０を通ってポンプに送信された圧力信号により、ある瞬間に存在する動作条件に対して実際に必要なオイル流量をポンプに必要とするのは、エンジンそれ自体である。他方で、例えばフィルタの閉塞または低温始動の場合に起因する、エンジンの主要制御経路の上流で起こる圧力上昇が、送出経路内で過度の圧力に変換され、それは、安全閾値が超過されると、ポンプを油圧短絡状態またはオイル再循環状態にし、それにより、不十分な潤滑に因るエンジンへの損傷を回避する。
【００３４】
さらに、流量調節は、滑動可能な部材を押すことになるピストンによって滑動可能な部材に、間接的にではなく直接作用することにより得られ、したがって、構造はより簡潔であり、応答はより速い。
【００３５】
図１２および図１３は、潤滑油の流量が、エンジン内の油圧に応答して、またはより一般的にエンジンの全体的な動作条件（油圧および温度、回転速度…）に応答して、外部管理論理により決定される、エンジン内での本発明によるポンプ１の使用を概略的に示す。ポンプ１の構造は、図１乃至図１１に示されている通りである。明確にするために、送出導管４４が、やはりポンプ１の外側に示されている。実線は、圧力下でのオイルの経路を示し、点線は、もしあれば、符号Ｓで示されている漏出の放出を示す。
【００３６】
そのような構成では、送出導管４４は、適切なセンサ（図示せず）により検出されるエンジンの動作条件に応じてその状態を変化させるために、電気的に作動する分配弁１１０、例えば制御ユニット１２０により駆動される滑り弁、例えば電磁弁、のポート（ポートＤ）に接続されている。詳細には、電磁弁１２０は、最大容量（および最大流量）でのポンプ動作ならびに最大より下での弁への容量調節それぞれに対応する第１の状態または第２の状態をとり、結果として、該電磁弁は、分配弁１１０に第１の状態または第２の状態をとらせる。
【００３７】
図１２に示されている両弁の第１の状態では、分配弁１１０は、やはり電磁弁１２０を介して第２のポート（ポートＥ）で導管４４からオイルを受け入れ、このオイルは、ばね１１２の作用に対抗して弁を前方位置へ滑動させる。そのような条件下で、導管５０は圧力下でオイルを供給されないが、もしあれば、ポンプを通った漏出を収集するだけであり、その漏出は、次いで、分配弁１１０のポートＢおよびＣを通って油だめの方へ放出される。ポートＡもまた、もしあれば、漏出を収集するだけであり、ポンプの方へ放出される。公転本体と対照をなすばね２８は、エンジンおよびポンプの通常の動作条件下でポンプ１の室２４内にのみオイルが存在することがばね２８の抵抗に打ち勝つのに不十分であり、そこで、外側公転歯車２は下部キャップ１４に当接するように、適切に設置される。
【００３８】
図１３に示されている第２の状態では、電磁弁１２０は、分配弁１１０の方へ向かうオイル通路を閉鎖し、その結果、ポートＥは供給されない。弁は、次いで、休止状態に戻り、その状態では、オイルの全体が室Ｄ内に到達し、導管５０のポートＡおよびＢを通って室１５へも部分的に送られる。両室１５および２４内の圧力下でのオイルの存在により、公転本体にかけられる全体的な圧力が、ばね２８の抵抗に打ち勝ち、公転本体の変位を引き起こし、それにより、再循環室２９を作り出す。
【００３９】
当然のことながら、両状態では、任意の動作異常に起因する、ポンプ送出室４８内の、もしあれば過度の圧力が、弁の状態とは無関係に、外側公転歯車２の変位を引き起こす。
また、そのような構成が、２つの異なる圧力に基づく容量変化の制御に関する安全特性を維持する。
【００４０】
上記記述が非限定的例としてのみ与えられていること、ならびに本発明の範囲から逸脱することなく変更および修正が可能であることは明らかである。
例えば、たとえ図面が例えば干渉取付け（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｍｏｕｎｔｉｎｇ）により回転および並進するようにしっかり接続されている３つの分離した要素２、１２および２２を含む公転本体を示していても、公転本体は、外側公転歯車２を形成しかつ両空間１５および２４を画定し、公転本体の並進運動を引き起こすように適切に成形された単一本体とすることができることになる。
【００４１】
さらに、ポンプ容量を変化させるために、内側公転歯車４がシャフトにより回転し、外側公転歯車２が内側公転歯車上で滑動可能であり、かつ取入れ室４６からの流体をポンプの内部室１１へかつそのような室から送出室４８へ分配する部材を形成することが想定されたとしても、たとえ記載された解決策が構造上の簡潔さの上で好ましいとしても、２つの公転歯車の仕事が相互に交換され得ることになることは自明である。
【００４２】
さらに、たとえ本発明がポンプへのその利用を参照して開示されているとしても、図１乃至図１１に示されている実施形態は、導管４４を通して高圧で流体を受け入れ、導管４２を通してより低圧でその流体を放出する、モータとして使用される機械においても利用されることが可能である。しかし、モータとしての動作では、変位の起こり得る変化は、第１の空間２４内の圧力によってのみ決定される。
【００４３】
有利なことに、切り口１０および１２により画定されている開口部１３は、構造上の好みに適した寸法を有するようにすることが可能である。したがって、ポンプにおけるキャビテーションの問題を回避するために、開口部１３の横断面寸法を自由に寸法設定することが可能である。
【００４４】
別の利点は、外側公転歯車２、内側公転歯車４、および星型キャップ１８の歯付き部１９の径方向寸法を大きくすることにより変位が増大され得ることである。したがって、変位の増大は、ポンプの軸方向寸法に悪影響を及ぼさない。
【００４５】
当然、ポンプまたはモータは、油圧機械の代わりに空気機械とすることができることになる。また、本明細書に記載されている個々の要素は、機能的に等価の要素に置き換えられることが可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体機械に関し、さらに詳細には、本発明は、可変容量型の内歯車流体機械、特にポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、自動車エンジンの潤滑油用のポンプに利用されることが好ましいが、それに限定されない。
いくつかの技術的用途では、例えば自動車エンジン内において、圧力下で潤滑油を循環させるために、容積式内歯車ポンプが使用されることが多い。これらのポンプは、一般に、固定された本体と、前記本体内で第１の回転軸を中心に回転しかつ内側歯部（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｔｏｏｔｈｉｎｇ）を有する外側公転歯車（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｏｒｂｉｔａｌ ｇｅａｒ）と、第１の軸と異なる第２の軸を中心に外側公転歯車の内側で回転しかつ一部のみ油圧シールを備えて外側公転歯車の内側歯部と噛み合う外側歯部（ｅｘｔｅｒｍａｌ ｔｏｏｔｈｉｎｇ）を有する内側公転歯車（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｏｒｂｉｔａｌ ｇｅａｒ）と、２つの公転歯車の一方に回転を伝え、次いでそれぞれの歯の噛合いにより他方を回転させるために、一般に自動車エンジンにより駆動されるトランスミッション部材とを含む。異なる数の歯を有する歯部は、それらの間で一連の可変容量室を画定し、オイルが取入れ口から前記室を通って放出口まで運ばれる。
【０００３】
そのようなポンプでは、容量、したがって出口におけるオイル流量は、エンジンの回転速度によって決まり、したがって、ポンプは、そのような状況にあっても潤滑を確実にするために、低速で十分な流量を供給するように設計されている。ポンプが固定形状を有する場合、高回転速度での流量は必要な流量より大きく、不必要なエネルギー消費を招き、最終的に、燃費の増大に通じる。
【０００４】
空気ポンプにおいて、または上記構造が油圧式または空気式のモータとして使用された場合に、同様の問題に遭遇する。
動作条件が変化した際に性能の変わりやすさを低減するために、かつ上記欠点を取り除くために、両公転歯車間の係合領域の軸方向伸長部を変化させることにより流量の変化が得られる可変容量型流体機械が、既に提案されている。
【０００５】
第１の例が、ＪＰ５６０２０７８８に開示されている。そのような解決策では、容量調節は、モータにより駆動される公転歯車を並進させることにより得られる。ポンプの回転運動と容量調節のための並進運動との間の結び付きにより高吸収トルクが生じ、それにより、容量調節から得られる利点が制限される。
【０００６】
別の例が、国際公開第２００４／００３３４５号において開示されているポンプである。このポンプでは、回転運動が公転歯車の一方に伝達され、容量が他方の公転歯車の並進により変化する点で、回転運動と並進運動とが分離されており、その結果、高吸収トルクの問題が解決される。しかし、この先行技術ポンプの問題は、容量調節が、送出室と連通している空間内の圧力の制御のみに基づいていることである。また、これらの条件下で、エンジンの主要制御経路の上流で生じる過度の圧力が、高回転速度に起因していると見なされることになり、結果として、不十分な潤滑のためにエンジンを損傷する危険を伴う、オイル流量の減少に通じることになる。
【０００７】
さらに、この先行技術ポンプでは、公転歯車の並進は直接得られないが、流体圧が変化し外側公転歯車の並進を引き起こす際に滑動する小ピストンにより、間接的に得られる。このことにより、ポンプ構造がより複雑になり、その反応がより遅くなる。
【０００８】
文献ＧＢ２４４０３４２が、軸方向に方向付けられた供給を実現する実質的に星型の内側リングを有するポンプを開示する。そのような内側リングは、内側リングの角度位置に応じて、ポンプ室を入口ポートおよび出口ポートと接続する複数のきり穴（ｄｒｉｌｌ ｗａｙ）を有する。前記文献の装置は、いくつかの欠点を有する。
【０００９】
第１の欠点は、内側リングの必要な構造強度を確保するために、きり穴が、小さい横断面寸法を有していなくてはならないことである。しかし、きり穴の横断面寸法を小さくすることは、ポンプの高回転速度でのキャビテーションの問題を伴うという欠点を有する。
【００１０】
さらなる欠点は、ポンプ変位を増大させるために、それに応じて入口ポートおよび出口ポートの軸方向寸法を大きくする必要があり、それにより、ポンプが軸方向にかなり嵩張ることである。大きな軸方向寸法により、一般にエンジンの底部に収容されるポンプを取り付けることに関する問題が生じる可能性がある。例えば、ポンプの軸方向寸法が大きくなった場合、カムシャフトの適切な運動を妨げる危険が存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、先行技術の欠点を取り除く歯車を備えた油圧機械を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、このことは、軸方向に変位可能な公転歯車の滑動を引き起こす並進機構が、機械の高圧室と連通している空間に加えて、機械が接続されている流体回路の、高圧室と異なる要素の動作条件に依存する第２の圧力条件が存在する第２の容量調節空間を画定し、並進機構が、やはり第２の容量調節空間内に存在する圧力条件または両調節空間内に存在する圧力条件の組合せのどちらかに応答して、支持部内で軸方向に滑動可能であることで得られる。
【００１３】
有利なことに、軸方向に滑動可能な歯車は、並進機構の一体部分とされる。
自動車エンジンの潤滑油用のポンプとしてその機械を使用することの好適な事例では、第１の調節空間は、ポンプの送出側と連通している。さらに、第１の実施形態では、第２の容量調節空間は、エンジンからポンプへ送り戻される、圧力下の潤滑流体を受け入れ、エンジンの動作条件に応答する外部管理論理（ｅｘｔｅｒｎａｌ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｌｏｇｉｃ）により機械の容量が設定される第２の実施形態では、ポンプがその最大容量で動作するようにされる場合、第２の容量調節空間は、ポンプ内に生じるオイル漏出があればそれを油だめに放出するために油だめと連通しており、ポンプが最大容量より低い容量で動作するようにされている場合、そのような空間は、ポンプの送出側と連通している。
【００１４】
さらに有利な方法では、ＧＢ２４４０３４２において開示されているものと異なり、本発明によるポンプは、製造要件に応じて寸法を調節可能とすることができる切り口によって画定された開口部により、径方向に方向付けられた供給を実施することを可能にする。したがって、ポンプにおけるキャビテーションの問題を回避するために、開口部の横断面寸法を自由に寸法設定することが可能である。
【００１５】
本発明によるポンプの別の利点は、そのようなポンプに属する外側公転歯車、内側公転歯車および星型キャップの歯付き部の径方向寸法を大きくすることにより、変位が増大され得ることである。したがって、変位の増大は、ポンプの軸方向寸法に悪影響を及ぼさず、ＧＢ２４４０３４２で生じることとは異なる。
【００１６】
本発明はまた、内歯車流体機械の容量を変化させる方法に関する。本方法によれば、機械の高圧室と連通している第１の容量調節空間が作り出され、機械の容量は、両歯車の歯が噛み合う領域の伸長部を変化させるために、第１の容量調節空間内に存在する第１の圧力条件に応答して、機械の両歯車の一方を他方に対して軸方向に滑動させることにより変化する。本方法は、第２の容量調節空間を作り出すステップと、機械が接続されている流体回路の、高圧室と異なる要素内に存在する動作条件に依存する第２の圧力条件を第２の容量調節空間内に設定するステップと、やはり第２の容量調節空間内に存在する圧力条件または両容量調節空間内に存在する圧力条件の組合せのどちらかに応答して、滑動可能な歯車を軸方向に滑動させるステップとをさらに含む。
【００１７】
次に、本発明について、添付図面を参照して、さらに詳細に述べる。図面は、非限定的例として与えられ、自動車エンジンの潤滑油用のポンプとして本発明を使用することに関連する好適な実施形態を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるポンプの分解図である。
【図２】組み立てられた状態にある、図１に示されているポンプの斜視図である。
【図３】ポンプの中心本体の斜視図である。
【図４】ポンプの最大容量の状態にある、図２の線ＩＶ−ＩＶに沿った、ポンプの横断面図である。
【図５】図３の線Ｖ−Ｖに沿った、横断面図である。
【図６】ポンプの内側から取り出した、ポンプの支持部の下部本体の図である。
【図７】ポンプの内側から取り出した、ポンプの支持部の上部本体の図である。
【図８】エンジン内のオイルの図９と異なる圧力条件にある、ポンプの部分横断面図である。
【図９】エンジン内のオイルの図８と異なる圧力条件にある、ポンプの部分横断面図である。
【図１０】ポンプの送出側における図１１と異なる圧力条件にある、ポンプの中心本体の横断面図である。
【図１１】ポンプの送出側における図１０と異なる圧力条件にある、ポンプの中心本体の横断面図である。
【図１２】外部弁によるポンプ制御に関する図であり、最大容量状態にある、ポンプを示す。
【図１３】外部弁によるポンプ制御に関する図であり、容量が減少した状態にある、ポンプを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
単に例として、また説明を明確かつ簡潔にするために、以下の記載は、垂直軸を備えて配置され、底部から駆動されるポンプに言及し、したがって、用語「上部」、「下部」、「最上部」、「底部」等はそのような位置を指す。
【００２０】
図１乃至図５を参照すると、全般的に符号１で示されている、本発明によるポンプは、実質的に容積式内歯車ポンプであり、動作部または中心本体１００と、動作部１００が間に封入されている第１の本体（下部本体）１０２および第２の本体（上部本体）１０４で構成されている支持部とを含む。
【００２１】
動作部１００が、従来のように、内歯部、例えば５つの歯２Ａ（図５）、を有する第１の歯車２（外側公転歯車）と、一部のみ油圧シールを備えて外側公転歯車２の軸方向空洞２５内に受容されかつ外側公転歯車２の歯部と噛み合う外側歯部、例えば４つの歯４Ａ、を有する第２の歯車４（内側公転歯車）とを含む。内側公転歯車４は、（例えば自動車エンジンにより直接にまたは適切なトランスミッションシステムを介して駆動される）ポンプシャフト６上に取り付けられており、シャフト６の軸と同時に前記シャフトにより第１の軸を中心に回転するように作られており、第１の軸に平行な第２の軸を中心に外側公転歯車２を回転させる。両歯車の歯は室１１（図４）を画定し、該室の容積は回転中に変化し、ポンプ１の取入れ側から送出側に移動している間に、オイルがその室を通って圧縮される。両歯車の歯が噛み合う領域の軸方向の伸長部は、ポンプの容量または変位、したがってポンプを離れるオイルの流量を決定する。
【００２２】
外側公転歯車２は、動作条件が変化した際にポンプ容量を変化させるために、特に、高回転速度で、そのような容量、したがってオイルの流量を減少させるために、内側公転歯車４に対して軸方向に滑動可能であるように取り付けられている。以下にさらに詳細に記載されるように、調節は、エンジン内に実際に存在する圧力またはポンプの内側の圧力（送出圧力）のどちらかにより、制御されることが可能である。このことにより、潤滑システム全体の完全性を守ること、および異常条件に起因し回転速度の実際の上昇に起因しない圧力上昇の場合に流量の減少を回避することが可能になる。さらに、公転歯車の一方がシャフト６により回転しかつ他方の公転歯車の並進により容量が調節されるように作られているので、ポンプの回転運動は、容量調節から分離されており、同じ公転歯車が両方の運動を実施する解決策に対して吸収トルクが結果として減少する。
【００２３】
外側公転歯車２は、回転運動および並進運動のために、その表面の段部７に当接するように外側公転歯車２の底端部上に干渉で取り付けられている外側リング８にしっかり接続されている。外側公転歯車２とリング８との結合領域と一致して、そのような要素の縁部には、それぞれ、外側公転歯車２上に切り口１２およびリング８上に切り口１０が設けられており、室１１内への／からのオイル入口／出口用の開口部１３（図１３）を画定している。ポンプが組み立てられた場合、外側リング８は、下部本体１０２の空洞４０の内部に受容される。当業者が上記記述を読むことによりかつ添付図面を見ることにより理解することができるように、切り口１０および１２が、径方向に配置されている開口部１３を画定し、その結果、ポンプの径方向供給が得られる。
【００２４】
図４に示されている通り、第１のキャップ（下部キャップ）１４が、リング８の内側に収容され、ポンプの最大容量状態にある外側公転歯車２の基底部と内側公転歯車４の基底部との両方が、キャップの最上面に当接する。キャップ１４は、軸方向定位置に取り付けられ、リング８および外側公転歯車２は、ポンプ容量を調節するためにその位置に対して滑動可能である。下部キャップ１４の下部は、外側リング８から突出しており、空洞４０の壁と共に、下部キャップ１４によりポンプ室１１から分離されている室１５（第１の調節空間）を画定する。径方向導管５０が室１５で終端しており、前記導管は、図１および図２に符号５１で示されている通り、下部本体１０２の側壁内に開いており、圧力下で側壁内からオイルを受け入れるためにエンジンと連通している。このようにして、エンジン内に実際に存在する圧力を表す圧力条件が室１５内に存在し、エンジン内の圧力は、リング８の底部８Ａ上に作用して外側公転歯車２と共同でリングを滑動させることを目的とした、容量調節のための第１の制御圧力である。下部キャップ１４は、シャフト６が通過する軸外穴部１６をさらに有する。
【００２５】
その上部では、内側公転歯車４の上方で、公転歯車２の空洞２５が、外面が外側公転歯車２の内面に対して補完式に成形されている歯付き下部１９と、円筒形上部２０とを有する第２のキャップ（星型キャップ）１８を収容する。円筒形上部は、第３のキャップ（上部キャップ）２２の円筒形空洞内に受容される。上部キャップ２２は、回転および並進するように外側公転歯車にしっかり接続されるように、外側公転歯車２の上部上に干渉で取り付けられており、外側公転歯車２の側面の段部９（図４）に当接する。外側公転歯車２およびそれを並進させる機構は、制御圧力に曝露される構成要素であるリング８と上部キャップ２２とで構成されており、したがって、本明細書では「公転本体」とも呼ばれる単一調節部材として機能する。
【００２６】
星型キャップ１８の歯付き部１９が、実質的に密封されて、空洞２５内に導入され、例えばその結果、その基底部が、内側公転歯車４の最上基部に実質的に接触しており、その最上基部は、上部キャップ２２の空洞の最上部と共に、開口部２６（図３）を介して送出室４８（図４）と連通している室２４（第２の調節空間）を画定する。開口部１３と同様に、開口部２６は、外側公転歯車２と上部キャップ２２との協働縁部上に設けられている切り口１７、２３により形成されている。したがって、ポンプの送出側に存在する圧力は、この室２４内に存在し、その圧力は、上部キャップ２２の最上部２２Ａ（図９、図１１）に作用し、ポンプ１の容量を調節するための第２の制御圧力を形成する。開口部２６は、外側公転歯車２の側面の陥凹部と上部キャップ２２とにより形成されている環状溝部３０内に開いている。
【００２７】
上部キャップ２２は、上部本体１０４の空洞６０（図４）内に受容され、星型キャップ１８のシャンク２１上に巻き付けられているばね２８、例えばコイルばねにより、段部９に押し付けられた状態に保たれる。ばねの一方の端が、上部キャップ２２の最上面に当接しており、他方の端部は、上部本体１０４の最上部に固定されているばね覆い３４の軸方向空洞の最上部に当接している。ばね２８は、室１５および／または２４内の圧力閾値を設定するために、閾値が超過された場合に公転本体の変位が得られるように、予め荷重がかけられる。シャンク２１は、上部キャップ２２の軸方向穴部３２と上部本体１０４の空洞６０の軸方向穴部６６とを通過することにより、ばね覆い３４の空洞内に侵入する。ばね３８もまた、穴部６６を通過する。
【００２８】
また、図６および図７を参照すると、例えばねじ（図示せず）により結合されることを目的とする下部本体１０２と上部本体１０４とは、ポンプの内側の方へ向く面上に、それぞれの空洞４０と６０とを有し、その深さは、公転本体のための所望の調節ストロークを可能にするように選択される。下部本体１０２の最上面にある中空部４６、４８Ａを通って空洞４０と連通している実質的に垂直の取入れ導管（ｉｎｔａｋｅ ｄｕｃｔ）４２および送出導管４４が、本体１０２内の一方の縁部付近に形成されている。ポンプの組み立てられた状態では上部本体１０４の底面により上方に向かって閉じられている中空部４６は、取入れ室を形成する。中空部４８Ａは、上部本体１０４の下面にある補完的中空部４８Ｂと一緒に、送出室４８を形成する。取入れ室４６と送出室４８との異なる高さは、送出室４８もまた室２４と連通することになるのに対し、取入れ室４６が室１１（図４）のみと連通することになることに起因する。
【００２９】
本発明によるポンプの動作が、ここで、やはり図８乃至図１１を参照して記載される。そこでは、二重線矢印がオイル入口を示し、単線矢印が、ばね２８により設定された閾値より上の油圧を示し、点線矢印が、閾値より下の圧力を示す。
【００３０】
従来のように、回転することによって外側公転歯車を回転させ、それにより、異なる室１１を通る移動により油だめから吸い込まれ圧縮されたオイルを、ポンプが取入れ室４６から送出室４８まで送ることを可能にするように、シャフト６により伝達されたトルクは、内側公転歯車４に加えられる。圧力下のオイルが、図８および図９に矢印Ｆ１で示されている通り、モータから、リング８と空洞４０の底部との間の室１５内に到達する。さらに圧力下のオイルが、図１０および図１１の矢印Ｆ２に示されている通り、やはり送出室４８から、上部キャップ２２と星型キャップ１８との間の室２４まで進む。
【００３１】
エンジン（図８）の低回転速度で、外側リング８に作用している（矢印Ｆ３）エンジン内の油圧は、ばね２８の抵抗に打ち勝つのに十分でない。ばね２８は、外側公転歯車２が下部キャップ１４に接触している状態に保ち、その結果、室１１（図４）は、それらの最大容積を有し、ポンプ１の最大容量条件を決定する。リング８の底縁部８Ａに作用している圧力がエンジンの回転数の増加により上昇しかつばね２８の予荷重（図９の矢印Ｆ４）により設定された閾値を超過した場合、公転本体は、上部本体１０４の方へ変位し、ポンプ室１１の高さの縮小により容量は減少する。さらに、その運動により、二次室２９が、外側公転歯車２と下部キャップ１４との間に形成され、油圧短絡、または取入れ室４６と送出室４８との間のオイル再循環の状態を作り出す。その短絡状態は、図８に示されている開始状態にポンプを再設定する傾向がある圧力低下を招く。
【００３２】
室２４内に存在するポンプの送出圧力は、前述のものと類似した動作条件を決定する。通常の動作条件下で、室２４内の圧力は、ばね２８により加えられる力（矢印Ｆ５、図１０）に打ち勝つのに十分でない。したがって、外側公転歯車２は、下部キャップ１４と接触しており、ポンプ１はその最大容量で動作する。所定の圧力閾値より上のオイル送出圧力（図１１の矢印Ｆ６）の上昇が、上部キャップ２２を星型キャップ１８から離す。したがって、外側公転歯車２もまた下部キャップ１４から離れ、それにより、前述の通り、室２９を通る油圧短絡の状態を決定する。
【００３３】
どちらの場合も、公転本体が変位している間に、内側公転歯車４は、常時、外側公転歯車２と噛み合っており、それにより、ポンプ動作を確実にする。
本発明が所望の目的の達成を可能にすることは明らかである。実際、公転本体の並進運動、したがってポンプ１の容量およびオイル流量の起こり得る減少は、潤滑回路の２つの異なる点、すなわちエンジンとポンプの送出側とで連通している２つの空間１５および２４内の油圧により制御される。したがって、一方で、導管５０を通ってポンプに送信された圧力信号により、ある瞬間に存在する動作条件に対して実際に必要なオイル流量をポンプに必要とするのは、エンジンそれ自体である。他方で、例えばフィルタの閉塞または低温始動の場合に起因する、エンジンの主要制御経路の上流で起こる圧力上昇が、送出経路内で過度の圧力に変換され、それは、安全閾値が超過されると、ポンプを油圧短絡状態またはオイル再循環状態にし、それにより、不十分な潤滑に因るエンジンへの損傷を回避する。
【００３４】
さらに、流量調節は、滑動可能な部材を押すことになるピストンによって滑動可能な部材に、間接的にではなく直接作用することにより得られ、したがって、構造はより簡潔であり、応答はより速い。
【００３５】
図１２および図１３は、潤滑油の流量が、エンジン内の油圧に応答して、またはより一般的にエンジンの全体的な動作条件（油圧および温度、回転速度…）に応答して、外部管理論理により決定される、エンジン内での本発明によるポンプ１の使用を概略的に示す。ポンプ１の構造は、図１乃至図１１に示されている通りである。明確にするために、送出導管４４が、やはりポンプ１の外側に示されている。実線は、圧力下でのオイルの経路を示し、点線は、もしあれば、符号Ｓで示されている漏出の放出を示す。
【００３６】
そのような構成では、送出導管４４は、適切なセンサ（図示せず）により検出されるエンジンの動作条件に応じてその状態を変化させるために、電気的に作動する分配弁１１０、例えば制御ユニット１２０により駆動される滑り弁、例えば電磁弁、のポート（ポートＤ）に接続されている。詳細には、電磁弁１２０は、最大容量（および最大流量）でのポンプ動作ならびに最大より下での弁への容量調節それぞれに対応する第１の状態または第２の状態をとり、結果として、該電磁弁は、分配弁１１０に第１の状態または第２の状態をとらせる。
【００３７】
図１２に示されている両弁の第１の状態では、分配弁１１０は、やはり電磁弁１２０を介して第２のポート（ポートＥ）で導管４４からオイルを受け入れ、このオイルは、ばね１１２の作用に対抗して弁を前方位置へ滑動させる。そのような条件下で、導管５０は圧力下でオイルを供給されないが、もしあれば、ポンプを通った漏出を収集するだけであり、その漏出は、次いで、分配弁１１０のポートＢおよびＣを通って油だめの方へ放出される。ポートＡもまた、もしあれば、漏出を収集するだけであり、ポンプの方へ放出される。公転本体と対照をなすばね２８は、エンジンおよびポンプの通常の動作条件下でポンプ１の室２４内にのみオイルが存在することがばね２８の抵抗に打ち勝つのに不十分であり、そこで、外側公転歯車２は下部キャップ１４に当接するように、適切に設置される。
【００３８】
図１３に示されている第２の状態では、電磁弁１２０は、分配弁１１０の方へ向かうオイル通路を閉鎖し、その結果、ポートＥは供給されない。弁は、次いで、休止状態に戻り、その状態では、オイルの全体が室Ｄ内に到達し、導管５０のポートＡおよびＢを通って室１５へも部分的に送られる。両室１５および２４内の圧力下でのオイルの存在により、公転本体にかけられる全体的な圧力が、ばね２８の抵抗に打ち勝ち、公転本体の変位を引き起こし、それにより、再循環室２９を作り出す。
【００３９】
当然のことながら、両状態では、任意の動作異常に起因する、ポンプ送出室４８内の、もしあれば過度の圧力が、弁の状態とは無関係に、外側公転歯車２の変位を引き起こす。
また、そのような構成が、２つの異なる圧力に基づく容量変化の制御に関する安全特性を維持する。
【００４０】
上記記述が非限定的例としてのみ与えられていること、ならびに本発明の範囲から逸脱することなく変更および修正が可能であることは明らかである。
例えば、たとえ図面が例えば干渉取付け（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｍｏｕｎｔｉｎｇ）により回転および並進するようにしっかり接続されている３つの分離した要素２、１２および２２を含む公転本体を示していても、公転本体は、外側公転歯車２を形成しかつ両空間１５および２４を画定し、公転本体の並進運動を引き起こすように適切に成形された単一本体とすることができることになる。
【００４１】
さらに、ポンプ容量を変化させるために、内側公転歯車４がシャフトにより回転し、外側公転歯車２が内側公転歯車上で滑動可能であり、かつ取入れ室４６からの流体をポンプの内部室１１へかつそのような室から送出室４８へ分配する部材を形成することが想定されたとしても、たとえ記載された解決策が構造上の簡潔さの上で好ましいとしても、２つの公転歯車の仕事が相互に交換され得ることになることは自明である。
【００４２】
さらに、たとえ本発明がポンプへのその利用を参照して開示されているとしても、図１乃至図１１に示されている実施形態は、導管４４を通して高圧で流体を受け入れ、導管４２を通してより低圧でその流体を放出する、モータとして使用される機械においても利用されることが可能である。しかし、モータとしての動作では、変位の起こり得る変化は、第１の空間２４内の圧力によってのみ決定される。
【００４３】
有利なことに、切り口１０および１２により画定されている開口部１３は、構造上の好みに適した寸法を有するようにすることが可能である。したがって、ポンプにおけるキャビテーションの問題を回避するために、開口部１３の横断面寸法を自由に寸法設定することが可能である。
【００４４】
別の利点は、外側公転歯車２、内側公転歯車４、および星型キャップ１８の歯付き部１９の径方向寸法を大きくすることにより変位が増大され得ることである。したがって、変位の増大は、ポンプの軸方向寸法に悪影響を及ぼさない。
【００４５】
当然、ポンプまたはモータは、油圧機械の代わりに空気機械とすることができることになる。また、本明細書に記載されている個々の要素は、機能的に等価の要素に置き換えられることが可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車を備えた流体機械において、前記機械（１）が接続されている流体回路の低圧部および高圧部とそれぞれ連通している低圧室（４６）および高圧室（４８）が形成されている支持部（１０２、１０４）と、前記室（４６、４８）間で流体を移動させる動作部（１００）とを備え、前記動作部は、前記支持部（１０２、１０４）の内部に取り付けられており、かつ、
第１の軸を中心に回転するようになされておりかつ第１の数の歯を備えた内側歯部（２Ａ）を有する、外側歯車（２）と、
前記外側歯車（２）の軸方向空洞（２５）の内部に収容されており、前記第１の軸と異なる第２の軸を中心に回転するようになされておりかつ一部のみ油圧シールを備えて前記外側歯車（２）の前記内側歯部（２Ａ）と噛み合うようになされた第２の数の歯を備えた外側歯部（４Ａ）を有する内側歯車（４）であり、両歯車（２、４）の前記歯は室（１１）を画定しており、その容積は回転中に変化し、前記低圧室（４６）および前記高圧室（４８）の一方に接続されている機械入口から前記低圧室（４６）および前記高圧室（４８）の他方に接続されている機械出口まで、流体が通って移動する、内側歯車（４）とを備え、
前記内側歯車（２）および前記外側歯車（４）の一方（４）は、軸方向定位置に取り付けられており、他方の歯車（２）は、並進機構（８、２２）に関連付けられており、前記並進機構（８、２２）は、両歯車（２、４）の前記歯（２Ａ、４Ａ）が噛み合う領域の軸方向伸長部を変化させることによって前記機械の容量を変化させるために、軸方向定位置に取り付けられた前記歯車に対してその軸方向滑動を引き起こすようになされており、前記並進機構（８、２２）は、前記高圧室（４８）と連通している第１の容量調節空間（２４）を画定し、かつ前記軸方向に滑動可能な歯車（２）を滑動させるために、前記第１の容量調節空間（２４）内に存在する第１の圧力条件に応じて滑動するようになされており、
前記並進機構（８、２２）は、前記機械の前記高圧室（４８）と異なる、前記流体回路の要素の動作条件に依存する第２の圧力条件が存在する第２の容量調節空間（１５）をさらに画定し、前記並進機構（８、２２）は、前記第２の容量調節空間（１５）内に存在する前記圧力条件、または、前記第１の容量調節空間（２４）および前記第２の容量調節空間（１５）内に存在する前記圧力条件の組合せのどちらかに応じて、前記支持部（１０２、１０４）内で軸方向に滑動可能であることを特徴とする、流体機械。
【請求項２】
請求項１に記載の機械において、エンジン、特に自動車のエンジンの潤滑回路内に接続されたポンプ（１）であり、前記第１の容量調節空間（２４）は前記ポンプ（１）の送出側（４４、４８）と連通していることを特徴とする、機械。
【請求項３】
請求項１または２に記載の機械において、前記軸方向に滑動可能な歯車（２）は、前記並進機構（８、２２）にしっかり接続されているかまたはそれと一体で形成されており、前記第１の容量調節空間（２４）は、前記並進機構（８、２２）の内部に形成された室であることを特徴とする、機械。
【請求項４】
請求項３に記載の機械において、前記並進機構（８、２２）は、第１の軸方向端部に第１の閉鎖本体（２２）をさらに備え、および前記第１の容量調節空間（２４）を形成する前記室は、前記第１の閉鎖本体（２２）と前記滑動可能な歯車（２）の前記軸方向空洞（２５）の壁と前記空洞を閉鎖する本体（１８）との間に画定されており、前記本体は、同じ前記空洞内の軸方向定位置に配置されており、かつ側面の一部の上方に、前記滑動可能な歯車（２）の前記歯部と補完的で、前記容量調節のために前記滑動可能な歯車（２）の滑動を可能にすると同時に前記可変容量室（１１）を前記第１の容量調節空間（２４）から分離するために、そのような歯部と密閉式に噛み合うようになされている外側歯部を有することを特徴とする、機械。
【請求項５】
請求項４に記載の機械において、前記並進機構（８、２２）は、前記第１の閉鎖本体（２２）の反対側のその端部に、第２の閉鎖本体（１４）が軸方向定位置に受容される環状端部（８）を有すること、および前記第２の容量調節空間（１５）は、前記環状端部（８）の縁部（８Ａ）と、前記第２の閉鎖本体（１４）と、前記支持部内に形成され、かつそのような環状端部（８）および前記第２の閉鎖本体（１４）を受容する空洞（４０）の壁との間に画定されることを特徴とする、機械。
【請求項６】
請求項５に記載の機械において、前記第２の閉鎖本体（１４）は、前記機械（１）の最大容量を決定する前記並進機構（８、２２）の休止位置では、前記滑動可能な歯車（２）の隣接する端部に当接するようになされており、前記休止位置に対して並進した前記並進機構（８、２２）の位置では、前記滑動可能な歯車（２）のそのような端部と前記並進機構（８、２２）の前記環状部（８）と共に、前記低圧室（４６）と前記高圧室（４８）との間に流体短絡を確立する二次室（２９）を画定するようになされていることを特徴とする、機械。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか一項に記載の機械において、前記第２の容量調節空間（１５）は、前記エンジンから前記ポンプ（１）に送り戻された圧縮潤滑流体を受け入れるようになされており、前記並進機構（８、２２）は、前記第１の容量調節空間（２４）または前記第２の容量調節空間（１５）内の前記潤滑流体の圧力が所定の閾値を超過した場合に前記滑動可能な歯車（２）を滑動させるようになされていることを特徴とする、機械。
【請求項８】
請求項２乃至６のいずれかに一項に記載の機械において、前記エンジンの前記動作条件に応じて前記ポンプ（１）の前記容量、したがって前記潤滑流体の流量を設定する外部管理論理に関連付けられていること、ならびに
前記ポンプ（１）の前記送出側（４４、４８）は、前記外部管理論理により制御される制御本体（１２０）に関連付けられた圧縮流体分配弁（１１０）に接続されており、かつ前記ポンプ（１）がその最大容量で動作する場合は第１の動作状態に、または前記ポンプ（１）の前記容量が変更される場合は第２の動作状態に、前記分配弁（１１０）を設定するようになされており、
前記第２の容量調節空間（１５）は、前記分配弁（１１０）を介して、前記分配弁（１１０）の前記第１の状態では前記潤滑回路の低圧点、または前記分配弁（１１０）の前記第２の状態では前記ポンプ（１）の前記送出側（４４、４８）のどちらかと連通していることを特徴とする、機械。
【請求項９】
第１の軸を中心に回転するようになされておりかつ第１の数の歯（２Ａ）を備えた内側歯部を有する外側歯車（２）と、前記外側歯車（２）の軸方向空洞（２５）内に受容され、かつ前記第１の軸と異なる第２の軸を中心に回転するように作製されており、かつ一部のみ油圧シールを備えて前記外側歯車（２）の前記内側歯部（２Ａ）と噛み合う第２の数の歯（４Ａ）を備えた外側歯部を有する内側歯車（４）とを有する歯車を備えた流体機械（１）の容量を変化させ、両歯車（２、４）の前記歯は、回転中にその容積が変化しかつ機械入口から機械出口まで流体が通って移動する室（１１）を画定する方法において、
前記機械（１）の高圧室（４４、４８）と連通している第１の容量調節空間（２４）を作り出すステップと、
両歯車（２、４）の前記歯が噛み合う領域の軸方向伸長部を変化させるために、前記第１の容量調節空間（２４）内に存在する第１の圧力条件に応じて、前記歯車の一方を他方に対して滑動させるステップとを有し、
第２の容量調節空間（１５）を作り出すステップと、
前記第２の容量調節空間（１５）内に、前記機械（１）が接続された流体回路の、前記高圧室（４８）と異なる要素内に存在する動作条件に依存する第２の圧力条件を設定するステップと、
前記第２の容量調節空間（１５）内に存在する前記圧力条件、または、前記第１の容量調節空間（２４）および前記第２の容量調節空間（１５）内に存在する前記圧力条件の組合せのどちらかに応じて、前記軸方向に滑動可能な歯車（２）を滑動させるステップとをさらに有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記流体機械は、エンジン、特に自動車エンジンの前記潤滑回路内に接続されたポンプであること、および前記第２の容量調節空間（１５）内に第２の圧力条件を設定する前記ステップは、前記エンジンからそのような第２の空間（１５）まで圧縮潤滑流体を送り戻すこと、または前記エンジンの前記動作条件が前記ポンプ（１）の最大容量を要する場合は前記潤滑回路の低圧点、もしくは前記エンジンの前記動作条件が前記最大容量より小さい前記ポンプ（１）の容量を要する場合は前記ポンプ（１）の送出側（４４、４８）のどちらかに、前記第２の空間（１５）を接続することの、どちらかによって実施されることを特徴とする、方法。
【請求項１】
歯車を備えた流体機械において、前記機械（１）が接続されている流体回路の低圧部および高圧部とそれぞれ連通している低圧室（４６）および高圧室（４８）が形成されている支持部（１０２、１０４）と、前記室（４６、４８）間で流体を移動させる動作部（１００）とを備え、前記動作部は、前記支持部（１０２、１０４）の内部に取り付けられており、かつ、
第１の軸を中心に回転するようになされておりかつ第１の数の歯を備えた内側歯部（２Ａ）を有する、外側歯車（２）と、
前記外側歯車（２）の軸方向空洞（２５）の内部に収容されており、前記第１の軸と異なる第２の軸を中心に回転するようになされておりかつ一部のみ油圧シールを備えて前記外側歯車（２）の前記内側歯部（２Ａ）と噛み合うようになされた第２の数の歯を備えた外側歯部（４Ａ）を有する内側歯車（４）であり、両歯車（２、４）の前記歯は室（１１）を画定しており、その容積は回転中に変化し、前記低圧室（４６）および前記高圧室（４８）の一方に接続されている機械入口から前記低圧室（４６）および前記高圧室（４８）の他方に接続されている機械出口まで、流体が通って移動する、内側歯車（４）とを備え、
前記内側歯車（２）および前記外側歯車（４）の一方（４）は、軸方向定位置に取り付けられており、他方の歯車（２）は、並進機構（８、２２）に関連付けられており、前記並進機構（８、２２）は、両歯車（２、４）の前記歯（２Ａ、４Ａ）が噛み合う領域の軸方向伸長部を変化させることによって前記機械の容量を変化させるために、軸方向定位置に取り付けられた前記歯車に対してその軸方向滑動を引き起こすようになされており、前記並進機構（８、２２）は、前記高圧室（４８）と連通している第１の容量調節空間（２４）を画定し、かつ前記軸方向に滑動可能な歯車（２）を滑動させるために、前記第１の容量調節空間（２４）内に存在する第１の圧力条件に応じて滑動するようになされており、
前記並進機構（８、２２）は、前記機械の前記高圧室（４８）と異なる、前記流体回路の要素の動作条件に依存する第２の圧力条件が存在する第２の容量調節空間（１５）をさらに画定し、前記並進機構（８、２２）は、前記第２の容量調節空間（１５）内に存在する前記圧力条件、または、前記第１の容量調節空間（２４）および前記第２の容量調節空間（１５）内に存在する前記圧力条件の組合せのどちらかに応じて、前記支持部（１０２、１０４）内で軸方向に滑動可能であることを特徴とする、流体機械。
【請求項２】
請求項１に記載の機械において、エンジン、特に自動車のエンジンの潤滑回路内に接続されたポンプ（１）であり、前記第１の容量調節空間（２４）は前記ポンプ（１）の送出側（４４、４８）と連通していることを特徴とする、機械。
【請求項３】
請求項１または２に記載の機械において、前記軸方向に滑動可能な歯車（２）は、前記並進機構（８、２２）にしっかり接続されているかまたはそれと一体で形成されており、前記第１の容量調節空間（２４）は、前記並進機構（８、２２）の内部に形成された室であることを特徴とする、機械。
【請求項４】
請求項３に記載の機械において、前記並進機構（８、２２）は、第１の軸方向端部に第１の閉鎖本体（２２）をさらに備え、および前記第１の容量調節空間（２４）を形成する前記室は、前記第１の閉鎖本体（２２）と前記滑動可能な歯車（２）の前記軸方向空洞（２５）の壁と前記空洞を閉鎖する本体（１８）との間に画定されており、前記本体は、同じ前記空洞内の軸方向定位置に配置されており、かつ側面の一部の上方に、前記滑動可能な歯車（２）の前記歯部と補完的で、前記容量調節のために前記滑動可能な歯車（２）の滑動を可能にすると同時に前記可変容量室（１１）を前記第１の容量調節空間（２４）から分離するために、そのような歯部と密閉式に噛み合うようになされている外側歯部を有することを特徴とする、機械。
【請求項５】
請求項４に記載の機械において、前記並進機構（８、２２）は、前記第１の閉鎖本体（２２）の反対側のその端部に、第２の閉鎖本体（１４）が軸方向定位置に受容される環状端部（８）を有すること、および前記第２の容量調節空間（１５）は、前記環状端部（８）の縁部（８Ａ）と、前記第２の閉鎖本体（１４）と、前記支持部内に形成され、かつそのような環状端部（８）および前記第２の閉鎖本体（１４）を受容する空洞（４０）の壁との間に画定されることを特徴とする、機械。
【請求項６】
請求項５に記載の機械において、前記第２の閉鎖本体（１４）は、前記機械（１）の最大容量を決定する前記並進機構（８、２２）の休止位置では、前記滑動可能な歯車（２）の隣接する端部に当接するようになされており、前記休止位置に対して並進した前記並進機構（８、２２）の位置では、前記滑動可能な歯車（２）のそのような端部と前記並進機構（８、２２）の前記環状部（８）と共に、前記低圧室（４６）と前記高圧室（４８）との間に流体短絡を確立する二次室（２９）を画定するようになされていることを特徴とする、機械。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか一項に記載の機械において、前記第２の容量調節空間（１５）は、前記エンジンから前記ポンプ（１）に送り戻された圧縮潤滑流体を受け入れるようになされており、前記並進機構（８、２２）は、前記第１の容量調節空間（２４）または前記第２の容量調節空間（１５）内の前記潤滑流体の圧力が所定の閾値を超過した場合に前記滑動可能な歯車（２）を滑動させるようになされていることを特徴とする、機械。
【請求項８】
請求項２乃至６のいずれかに一項に記載の機械において、前記エンジンの前記動作条件に応じて前記ポンプ（１）の前記容量、したがって前記潤滑流体の流量を設定する外部管理論理に関連付けられていること、ならびに
前記ポンプ（１）の前記送出側（４４、４８）は、前記外部管理論理により制御される制御本体（１２０）に関連付けられた圧縮流体分配弁（１１０）に接続されており、かつ前記ポンプ（１）がその最大容量で動作する場合は第１の動作状態に、または前記ポンプ（１）の前記容量が変更される場合は第２の動作状態に、前記分配弁（１１０）を設定するようになされており、
前記第２の容量調節空間（１５）は、前記分配弁（１１０）を介して、前記分配弁（１１０）の前記第１の状態では前記潤滑回路の低圧点、または前記分配弁（１１０）の前記第２の状態では前記ポンプ（１）の前記送出側（４４、４８）のどちらかと連通していることを特徴とする、機械。
【請求項９】
第１の軸を中心に回転するようになされておりかつ第１の数の歯（２Ａ）を備えた内側歯部を有する外側歯車（２）と、前記外側歯車（２）の軸方向空洞（２５）内に受容され、かつ前記第１の軸と異なる第２の軸を中心に回転するように作製されており、かつ一部のみ油圧シールを備えて前記外側歯車（２）の前記内側歯部（２Ａ）と噛み合う第２の数の歯（４Ａ）を備えた外側歯部を有する内側歯車（４）とを有する歯車を備えた流体機械（１）の容量を変化させ、両歯車（２、４）の前記歯は、回転中にその容積が変化しかつ機械入口から機械出口まで流体が通って移動する室（１１）を画定する方法において、
前記機械（１）の高圧室（４４、４８）と連通している第１の容量調節空間（２４）を作り出すステップと、
両歯車（２、４）の前記歯が噛み合う領域の軸方向伸長部を変化させるために、前記第１の容量調節空間（２４）内に存在する第１の圧力条件に応じて、前記歯車の一方を他方に対して滑動させるステップとを有し、
第２の容量調節空間（１５）を作り出すステップと、
前記第２の容量調節空間（１５）内に、前記機械（１）が接続された流体回路の、前記高圧室（４８）と異なる要素内に存在する動作条件に依存する第２の圧力条件を設定するステップと、
前記第２の容量調節空間（１５）内に存在する前記圧力条件、または、前記第１の容量調節空間（２４）および前記第２の容量調節空間（１５）内に存在する前記圧力条件の組合せのどちらかに応じて、前記軸方向に滑動可能な歯車（２）を滑動させるステップとをさらに有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記流体機械は、エンジン、特に自動車エンジンの前記潤滑回路内に接続されたポンプであること、および前記第２の容量調節空間（１５）内に第２の圧力条件を設定する前記ステップは、前記エンジンからそのような第２の空間（１５）まで圧縮潤滑流体を送り戻すこと、または前記エンジンの前記動作条件が前記ポンプ（１）の最大容量を要する場合は前記潤滑回路の低圧点、もしくは前記エンジンの前記動作条件が前記最大容量より小さい前記ポンプ（１）の容量を要する場合は前記ポンプ（１）の送出側（４４、４８）のどちらかに、前記第２の空間（１５）を接続することの、どちらかによって実施されることを特徴とする、方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２０１２−５２４２０５（Ｐ２０１２−５２４２０５Ａ）
【公表日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５０５２８４（Ｐ２０１２−５０５２８４）
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５１６２１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１９４１１
【国際公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（５１１１５３１５０）ブイエイチアイティー・ソチエタ・ペル・アツィオーニ (3)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１４日（２０１０．４．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２０１０／０５１６２１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１９４１１
【国際公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【出願人】（５１１１５３１５０）ブイエイチアイティー・ソチエタ・ペル・アツィオーニ (3)
【Ｆターム（参考）】
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