專利名稱：齒輪泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及 一 種包括用于輸送流體的兩個(gè)相互嚙合的 齒輪的齒輪泵，具體地，涉及一種兩個(gè)齒輪的嚙合寬度可變的 齒輪泵。
背景技術(shù)：
一般地，齒輪泵的容量由例如齒輪的齒高和齒寬確定，排 出流量由容量和齒輪的轉(zhuǎn)速(即，泵的轉(zhuǎn)速)確定。在這種齒 輪泵被用作用于將潤滑油供給到例如車輛用發(fā)動(dòng)機(jī)中的油泵的 情況下，油泵的容量被設(shè)定成即使作為驅(qū)動(dòng)源的發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出 小并且因此泵的轉(zhuǎn)速較低也供給足夠量的用于潤滑的油。另一 方面，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出變大并且由此泵的轉(zhuǎn)速增高，被供給 到發(fā)動(dòng)機(jī)中的油變得過量。在這種情況下，存在由油泵消耗了 大的驅(qū)動(dòng)力的可能性，這可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的功率損失。作為用于解決這個(gè)問題的齒輪泵，存在如下的可變?nèi)萘啃妄X輪泵隨著泵的轉(zhuǎn)速變高，驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪二者或者驅(qū) 動(dòng)齒4侖和乂人動(dòng)齒4侖中的一方相應(yīng)地沿軸向移動(dòng)，以減小齒4侖的 嚙合寬度，并且由此減小容量(參考例如日本特開2000-120559 號(hào)公才艮和日本特開昭57-73880號(hào)公報(bào))。日本特開2000-120559 號(hào)公報(bào)公開了如下的齒輪泵由兩個(gè)側(cè)板沿軸向保持從動(dòng)齒輪， 并且由這些側(cè)板支撐從動(dòng)齒輪的支撐軸。在這種齒輪泵中，偏 置力(biasing force)作用在一個(gè)側(cè)板的背面，同時(shí)由作用在另 一側(cè)板的背面的與排出流體壓力相對(duì)應(yīng)的力口壓力(pressing force)來抵消該偏置力。在這種設(shè)計(jì)中，^皮夾在兩個(gè)側(cè)板之間 的從動(dòng)齒輪沿軸向移動(dòng)到加壓力與偏置力平衡的位置。結(jié)果，4從動(dòng)齒輪和驅(qū)動(dòng)齒輪的嚙合寬度與排出流體壓力相對(duì)應(yīng)地變 化。發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的問題在日本特開2000-120559號(hào)公報(bào)所公開的齒輪泵中，另 一側(cè) 板的整個(gè)背面受到排出流體壓力而被施加加壓力。結(jié)果，兩側(cè) 板和從動(dòng)齒輪的軸向移動(dòng)消耗了用于產(chǎn)生高壓的大量的排出流 體。由于這個(gè)因素，存在如下的問題當(dāng)泵容量變化時(shí)，排出 的流體的壓力可以下降到影響從齒輪泵排出和供給的油的流量 的程度。本發(fā)明是為了解決該問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠 在不影響油排出供給量的情況下高效地改變泵容量的容量可變 型齒輪泵。用于解決問題的方案根據(jù)本發(fā)明的齒輪泵包括第一齒輪，其被固定在前后延 伸的第一支撐軸上并且與第一支撐軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)；第二齒輪，其 被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在第二支撐軸上并且與第一齒輪嚙合，該第二 支撐軸被布置成與第一支撐軸平行；以及殼體，其提供用于容 納第一齒輪和第二齒輪的安裝空間，該殼體支撐第二支撐軸并 且可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐第一支撐軸。此外，殼體設(shè)置有與安裝空間流 體連通的入口 ( intake port )和與安裝空間流體連通的出口 (discharge port )。對(duì)于齒輪泵的操作，彼此嚙合的第一齒輪和 第二齒輪隨著第 一 支撐軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，使得流體經(jīng)由入口被吸入并且經(jīng)由所述出口被排出。齒輪泵還包括齒輪保持件，該 齒輪保持件在安裝空間中可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐第二齒輪并且保持第二 齒輪的兩側(cè)面，而齒輪保持件自身被可沿軸向移動(dòng)地支撐并安輪的齒輪保持件沿支撐軸軸 向移動(dòng)。在如上所述配置的齒輪泵中，齒輪保持件包括一側(cè)壁和圓 柱狀的另一側(cè)壁部，其中，該一側(cè)壁包括環(huán)狀的軸部和圓柱狀 的側(cè)壁部。第二齒輪被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在軸部上，第二齒輪的一 側(cè)面與 一側(cè)壁的 一側(cè)面緊密接觸，第二齒輪的另 一側(cè)面與另一 側(cè)壁的一側(cè)面緊密4妻觸。優(yōu)選地， 一側(cè)壁的另一側(cè)面或另一側(cè) 壁的另 一側(cè)面設(shè)置有受到加壓力的活塞。另外，在如上所述配置的齒輪泵中，齒輪保持件設(shè)置有內(nèi) 部流路，該內(nèi)部流路使出口與設(shè)置于活塞的背面?zhèn)鹊拈]合空間 流體連通地連接。優(yōu)選地，當(dāng)活塞受到經(jīng)由內(nèi)部流路^皮供給到 閉合空間的流體的壓力時(shí)，加壓力作用在活塞上。發(fā)明的有益效果在根據(jù)本發(fā)明的齒輪泵中，齒輪保持件可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持第二 齒輪，保持第二齒輪的齒輪保持件被可沿軸向移動(dòng)地支撐在第 二支撐軸上。在這種配置中，在齒輪保持件的支撐第二齒輪的 部分，當(dāng)?shù)诙X輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在圓周方向(即在與軸垂直的方向) 上產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。另一方面，在第二支撐軸的表面上，當(dāng)齒輪 保持件沿軸向移動(dòng)時(shí)，在軸向上產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。因?yàn)楦骰瑒?dòng)摩 擦產(chǎn)生在不同的部分，因此，這些摩擦阻力彼此不干涉。結(jié)果， 第二齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)和齒輪保持件的軸向移動(dòng)是穩(wěn)定可靠的，提高了齒輪泵的操作可靠性和泵容量的高效可變性。另外，因?yàn)閷⑹艿郊訅毫Φ幕钊辉O(shè)置在一側(cè)壁的另 一側(cè) 面或另 一側(cè)壁的另 一側(cè)面，所以加壓力直接作用在齒輪保持件上。這種配置防止了傳遞加壓力時(shí)的任何損失，因此，可以減 小用于使齒輪保持件沿軸向移動(dòng)的加壓力自身，以提高齒輪保 持件的操作效率。
此外，在齒輪保持件的內(nèi)部設(shè)置用于使出口與閉合空間流
體連通地連接的內(nèi)部流路，該閉合空間被i殳置在第二支撐軸的 外周部周圍、活塞的背面?zhèn)?，通過將流體引入到該閉合空間中 而使加壓力作用在活塞上。這種配置使得在不增加必要部件的 數(shù)量的情況下可得到加壓力，因此，存在以減小的成本制造齒 輪泵的可能性。


圖l是根據(jù)本發(fā)明的油泵的立體圖。
圖2是沿圖i中的箭頭n-n所示的方向截取的剖視圖。
圖3A是沿圖2中的箭頭III(a)-III(a)所示的方向截取的剖視
圖，圖3B是沿圖2中的箭頭m(b)-m(b)所示的方向截取的剖視圖。
圖4是沿圖2中的箭頭IV-W所示的方向截取的剖視圖。 圖5是沿圖2中的箭頭V-V所示的方向截取的剖視圖。 圖6是沿圖2中的箭頭VI-VI所示的方向截取的剖視圖。
圖7是沿圖2中的箭頭vn-vn所示的方向截取的剖視圖。
圖8是示出齒輪保持件被向前加壓并且保持靜止的狀態(tài)的
剖視圖。
圖9是說明泵的轉(zhuǎn)速和排出流量與齒輪的嚙合寬度之間的 關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖l至圖8示出了作為根據(jù)本發(fā)明的齒輪泵的例子的油泵l。為了說明的 方便，如圖2中的箭頭"前"、"后"、"上"和"下"所示地定義油泵 的方向，并且與帶有附圖的紙面垂直的方向被定義為"左"和 "右"方向。被安裝于車輛(未示出)并且使用發(fā)動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng) 源的該油泵l吸收存^f諸在設(shè)置于車輛的油箱(例如，發(fā)動(dòng)才幾油底 殼)中的潤滑油，并且將潤滑油排出到與發(fā)動(dòng)機(jī)的各適當(dāng)部分 連接的各潤滑油路。
油泵l是外嚙合型齒輪泵，油泵1主要包括殼體3、復(fù)位彈簧
6、 驅(qū)動(dòng)齒4合31、,人動(dòng)齒4企61、驅(qū)動(dòng)軸30、傳動(dòng)軸30c、 /人動(dòng)軸 60和齒輪保持件110。
殼體3形成油泵1的外周部并且容納下述的各組件或構(gòu)件。 如圖1和圖2所示，殼體3自身在前后方向上的中央被分割，殼體 3包括在接合面10a和20a上^皮此接合并且利用例如螺纟全沿前后 方向被緊固的前殼體10和后殼體20。
在前殼體10的上部，如圖2所示，設(shè)置沿前后方向貫通殼體 的圓形的驅(qū)動(dòng)軸支撐孔(bore) 11。另一方面，在前殼體10的 下部，設(shè)置從接合面10a向前延伸且限定圓柱狀的中空部的前側(cè) 空間13。該前側(cè)空間13是由殼體前側(cè)的前端面13b限定并且一皮圓 柱狀的中空部的內(nèi)周面13a包圍的圓筒狀空間。另夕卜，經(jīng)由前端 面13b設(shè)置沿前后方向貫通殼體的圓形的從動(dòng)軸支撐孔12。如此 設(shè)計(jì)殼體使得前側(cè)空間13的中心軸線和從動(dòng)軸支撐孔12的中心 軸線共線，并且前側(cè)空間13和從動(dòng)軸支撐孔12的該中心軸線與 驅(qū)動(dòng)軸支撐孔ll的中心軸線平行。此外，與前側(cè)空間13連續(xù)地 設(shè)置從前端面13 b向前延伸的作為環(huán)狀中空部的彈簧保持空間
7, 該彈簧保持空間7具有底面7a和與前述內(nèi)周面13a連續(xù)的內(nèi)周 面。
在后殼體20的上部，如圖5所示，設(shè)置從接合面20a向后延伸的半圓形的中空部，并且該中空部向下、向右和向左開口。
該中空部的上部由半圓形的驅(qū)動(dòng)側(cè)內(nèi)周面2b卩艮定，該中空部的 后部由驅(qū)動(dòng)側(cè)第一側(cè)面2c限定。此外，設(shè)置貫通驅(qū)動(dòng)側(cè)第一側(cè) 面2c的傳動(dòng)軸支撐孔21,在該傳動(dòng)軸支撐孔21的前端附近設(shè)置 直徑比傳動(dòng)軸支撐孔21的直徑大的凹部21a,并且在該凹部21a 中設(shè)置軸承。在殼體中，傳動(dòng)軸支撐孔21的直徑比驅(qū)動(dòng)軸支撐 孔ll的直徑大。
在后殼體20的下部，如圖5所示，設(shè)置從接合面20a向后開 口并延伸到與驅(qū)動(dòng)側(cè)第 一 側(cè)面2c相同的表面的作為半圓形的中 空部的后側(cè)空間14，并且后側(cè)空間14向上、向左和向右開口。 后側(cè)空間14的下部由半圓形從動(dòng)側(cè)內(nèi)周面2 f限定，該從動(dòng)側(cè)內(nèi) 周面2f的半徑與前殼體10的內(nèi)周面13a的半徑相同。此外，活塞 空間15被設(shè)置成從后側(cè)空間14的后側(cè)延伸的大致環(huán)狀中空部。 如圖6和圖7所示，活塞空間的外周面由圓形的外側(cè)內(nèi)周面15a 和向下彎曲的彎曲面l 5b限定，而活塞空間15的內(nèi)部邊界由筒狀 內(nèi)周面132a限定。如此設(shè)計(jì)殼體4吏得/人動(dòng)側(cè)內(nèi)周面2f和外側(cè)內(nèi) 周面15a具有相同的直徑并且由此具有相同的連續(xù)面。另外，活 塞空間15的后端具有環(huán)狀底面24。
此外，在后殼體20的下部，在大致環(huán)狀的活塞空間15的中 央設(shè)置圓筒部23,該圓筒部23是沿前后方向延伸的圓柱，并且 圓筒部23的周側(cè)面23b具有圓形截面，圓筒部23的位于前端的前 端面23a比驅(qū)動(dòng)側(cè)第一側(cè)面2c靠后方。在圓筒部23的中央部，設(shè) 置從前端面2 3 a向后開口的圓形的從動(dòng)軸支撐孔2 2 。如此設(shè)計(jì)殼 體使得活塞空間15、從動(dòng)軸支撐孔22和圓筒部23共用同一中心 軸線，從而，在如圖7所示的剖視圖中，活塞空間15、從動(dòng)軸支 撐孔22和圓筒部23是同心圓，并且這些部件的軸線與傳動(dòng)軸支 撐孔21的中心軸線平行。驅(qū)動(dòng)軸30是圓柱狀的并且沿前后方向延伸。驅(qū)動(dòng)軸的前端 30a大致位于前殼體10的外周面，而驅(qū)動(dòng)軸的后端延伸到驅(qū)動(dòng)側(cè) 第 一側(cè)面2c。與驅(qū)動(dòng)軸3(H殳置成一體的傳動(dòng)軸30c也是圓柱狀的 并且沿前后方向延伸，該傳動(dòng)軸30c的直徑比驅(qū)動(dòng)軸30的直徑 大。傳動(dòng)軸的前部延伸至驅(qū)動(dòng)側(cè)第一側(cè)面2c,而傳動(dòng)軸的后部 突出到后殼體20的外周面之外。從動(dòng)軸60是圓柱狀的并且沿前 后方向延伸，該從動(dòng)軸60的直徑與傳動(dòng)軸30的直徑大致相等。 乂人動(dòng)軸的前部延伸到/人動(dòng)軸支撐孔12的中央部，而/人動(dòng)軸的后 部延伸至乂人動(dòng)軸支撐孔22的底部。如圖5所示，驅(qū)動(dòng)齒輪31和從 動(dòng)齒輪61被定向使得它們的齒脊(ridge of teeth) 32和62分別 沿前后方向延伸。
齒輪保持件110主要包括前壁111和環(huán)后壁120。沿前后方向 延伸的前壁lll是在其中央具有圓形開口 112的大致筒狀，并且 該筒狀前壁的外周面113具有與殼體的內(nèi)周面13a的直徑大致相 等的直徑。另外，前壁lll在其外周部的前端設(shè)置有環(huán)狀的彈簧 保持空間114,該彈簧保持空間114向后延伸，并且底面114a位 于彈簧保持空間114的后端。此外，前壁lll設(shè)置有圓柱狀的前 中空部115,該前中空部115與開口 112共用同 一中心軸線并且從 前端向后延伸。結(jié)果，環(huán)狀前端116存在于前壁111的前端，而 環(huán)狀后端面llla位于后端。
環(huán)后壁120是包:fe環(huán)部121和活塞部130的單一部件。環(huán)部 121是筒狀的并且沿前后方向延伸，在圖2所示的狀態(tài)下，在前 后方向上，環(huán)部的前端位于前壁lll的前中空部115的后端，而 環(huán)部的后端大致位于驅(qū)動(dòng)側(cè)第一側(cè)面2c。另外，環(huán)部121的內(nèi)周 部是具有與從動(dòng)軸60的直徑大致相等的直徑的圓孔，而環(huán)部121 的外周部具有與前壁lll的開口 112的直徑大致相等的直徑。
活塞部130是大致圓柱狀的并且沿前后方向延伸，在圖2所
10示的狀態(tài)下，在前后方向上，作為活塞部的前端的前底面131a大致位于驅(qū)動(dòng)側(cè)第一側(cè)面2c?；钊康暮蟛吭O(shè)置有環(huán)狀后底面132c。此外，活塞部設(shè)置有圓孔，該圓孔貫通活塞部的中央部并且與環(huán)部121的內(nèi)周部連續(xù)。結(jié)果，該圓孔也具有與從動(dòng)軸60的直徑大致相等的直徑。另外，活塞部130的具有大致圓形截面的外周面130具有與活塞空間15的外側(cè)內(nèi)周面15a的直徑大致相等的直徑。此外，活塞部130在其上方外周部設(shè)置有向下彎曲的彎曲面132d。該彎曲面的曲率與后殼體20的彎曲面15b的曲率相同。
此外，活塞部130在其截面的中央部設(shè)置有從后底面132c向前延伸的圓柱狀中空部。該中空部包括作為外周部的截面為圓形的圓筒外周面132a,并且該中空部在其前端設(shè)置有環(huán)狀后底面131b。這里，中空部的圓筒外周面132a具有與圓筒部23的側(cè)面23b的直徑大致相同的直徑。
活塞部130i殳置有內(nèi)部流路133,該內(nèi)部流路1334吏前底面131a和后底面131b在內(nèi)部流體連通地連沖妻。內(nèi)部流^各133貫通活塞部，如圖2所示，當(dāng)/人右側(cè)看時(shí)，內(nèi)部流^各133乂人前方上側(cè)向后方下側(cè)傾^h如圖6所示，當(dāng)/人截面的前側(cè)看時(shí)，內(nèi)部流i 各133乂人上方左側(cè)向下方右側(cè)傾斜。此外，內(nèi)部流^各133在后底面131b的上端附近的前端孔133a處開口 。順便提及，復(fù)位彈簧6是螺旋纏繞的細(xì)金屬線并且用于蓄積由金屬彈性體的彈力得到的彈性能。
到目前為止，已經(jīng):沈明了油泵l的各部件。然而，下面參考圖2說明這些部件的組裝狀態(tài)。
驅(qū)動(dòng)軸3 0被插入到驅(qū)動(dòng)軸支撐孔11中并且被驅(qū)動(dòng)軸支撐孔ll可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，傳動(dòng)軸30c被插入到傳動(dòng)軸支撐孔21中并且被傳動(dòng)軸支撐孔21可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。凹部21a減小了傳動(dòng)軸30c在傳動(dòng)軸支撐孔21中的滑動(dòng)面積并且由此減小了傳動(dòng)軸30c和傳動(dòng)軸支撐孔21之間的滑動(dòng)摩擦。此外，軸30的中心軸線和軸30c的中心軸線共線，并且驅(qū)動(dòng)軸30的后端與傳動(dòng)軸30c的前端聯(lián)接，使得這些軸一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)齒輪3H皮容納在設(shè)置于后殼體20的上部的中空部中。該齒輪被定向使得驅(qū)動(dòng)齒輪的齒脊3 2沿前后方向直線狀延伸，驅(qū)動(dòng)齒輪31被驅(qū)動(dòng)軸30支撐并且被固定在驅(qū)動(dòng)軸30上。結(jié)果，驅(qū)動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)軸30如成為一體那樣一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在驅(qū)動(dòng)齒輪31的這種狀態(tài)下，作為驅(qū)動(dòng)齒輪31的前側(cè)面的另 一側(cè)面34與驅(qū)動(dòng)側(cè)第二側(cè)面2d基本上共面地緊密接觸，其中驅(qū)動(dòng)側(cè)第二側(cè)面2d是前殼體10的4妻合面10a的面對(duì)另 一側(cè)面34的部分。類似地，齒頂32與驅(qū)動(dòng)側(cè)內(nèi)周面2b緊密接觸，并且作為驅(qū)動(dòng)齒輪31的后側(cè)面的一側(cè)面33與驅(qū)動(dòng)側(cè)第一側(cè)面2c緊密接觸。這里，驅(qū)動(dòng)側(cè)第二側(cè)面2d、驅(qū)動(dòng)側(cè)內(nèi)周面2b和驅(qū)動(dòng)側(cè)第一側(cè)面2c包圍并限定半圓形的驅(qū)動(dòng)側(cè)泵室2a。因?yàn)轵?qū)動(dòng)側(cè)內(nèi)周面2b和齒頂32二者被設(shè)計(jì)成沿前后方向具有大致相同的長度，因此，由前殼體10和后殼體20限制驅(qū)動(dòng)齒輪31在驅(qū)動(dòng)側(cè)泵室2a中的沿前后方向的移動(dòng)。
從動(dòng)軸60的前端60a被插入到從動(dòng)軸支撐孔12中，而從動(dòng)軸60的后端60b被壓配合并固定到設(shè)置于后殼體20的從動(dòng)軸支撐孔22中。順便提及，前殼體10和后殼體20設(shè)置有兩部分定位部件，所以當(dāng)通過4吏接合面10a和20a彼此接近來組裝前殼體10和后殼體20時(shí)，這兩部分定位部件彼此配合。這樣，殼體總體上實(shí)現(xiàn)了在上下左右方向上的正確和精確的內(nèi)部尺寸。在這種情況下，定位部件的一部分包括被i殳置在接合面10a和20a的各對(duì)應(yīng)位置的銷孔(未示出)和被插入到銷孔中的定位銷。定位部件的另 一部分包括被插入到從動(dòng)軸支撐孔12中的從動(dòng)軸60。換句話說，從動(dòng)軸支撐孔12具有比從動(dòng)軸60的直徑稍大的直徑，當(dāng)前殼體10和后殼體20被組裝時(shí)，從動(dòng)軸60的前端60a被插入到該支撐孔中起到使前殼體10和后殼體20相對(duì)于彼此定位的功能。在組裝狀態(tài)下，從動(dòng)軸支撐孔支撐被插入的從動(dòng)軸60的前端60a。至于齒輪保持件IIO,在從動(dòng)齒輪61被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在環(huán)部121的外周部的狀態(tài)下， -使環(huán)部121的前端/人后側(cè)向前被壓配合并固定到前壁lll的開口 112中。結(jié)果，前壁lll、環(huán)后壁120和從動(dòng)齒4侖6H皮聯(lián)合成一個(gè)單元。此夕卜，乂人動(dòng)軸6(H皮可滑動(dòng)地插入到齒輪保持件110的中央開口中。
在該組裝狀態(tài)下，位于從動(dòng)齒4侖61的前側(cè)面的另 一 側(cè)面6 4與前壁lll的后端面llla大致共面地緊密接觸。同樣地，從動(dòng)齒輪61的沿前后方向直線狀延伸的齒頂62與從動(dòng)側(cè)內(nèi)周面2f緊密接觸，位于從動(dòng)齒4侖61的后側(cè)的一側(cè)面63與前底面131a緊密接觸。在從動(dòng)齒^侖61和驅(qū)動(dòng)齒l侖31在上下方向的中央附近彼此嚙合的狀態(tài)下，后端側(cè)llla、 乂人動(dòng)側(cè)內(nèi)周面2f和前底面131a包圍并限定半圓形的/人動(dòng)側(cè)泵室2e。因?yàn)閬V人動(dòng)側(cè)泵室2e的上部與驅(qū)動(dòng)側(cè)泵室2a流體連通，因此，^v動(dòng)側(cè)泵室2e和驅(qū)動(dòng)側(cè)泵室2a—起^L稱為泵室2。泵室2在左右方向上開口。如圖l所示，入口4被與泵室2流體連通地設(shè)置在右側(cè)，出口 5#1與泵室2流體連通地設(shè)置在左側(cè)。
在活塞部130的彎曲面132d與后殼體20的彎曲面15b彼此配合后，活塞部130被/人前側(cè)向后插入到活塞空間15中。在組裝狀態(tài)下，彎曲面132d與彎曲面15b緊密接觸，而外周面130a與外側(cè)內(nèi)周面15a緊密接觸。結(jié)果，活塞部130能夠在活塞空間15中沿軸向滑動(dòng)。如此設(shè)計(jì)彎曲面132d使得彎曲面132d與驅(qū)動(dòng)齒輪31轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的齒頂32具有大致相同的彎曲路徑。另外，前壁lll被從后側(cè)向前插入到前殼體10的前側(cè)空間13中，結(jié)果，外周面113與內(nèi)周面13a緊密接觸。結(jié)果，前壁lll能夠在前側(cè)空間13中沿軸向滑動(dòng)。由于內(nèi)周面13a和/人動(dòng)側(cè)內(nèi)周面2W皮此連續(xù)，因此，從動(dòng)齒輪61的齒頂62能夠與內(nèi)周面13a緊密接觸。
因?yàn)閺澢?32d被裝配到彎曲面15b，因此，齒輪保持件110
軸向滑動(dòng)。在這種狀態(tài)下，乂人動(dòng)軸60的中心軸線與驅(qū)動(dòng)軸30和傳動(dòng)軸30c的中心軸線平行，并且這些軸線位于左右方向上的同一位置。此外，/人動(dòng)軸60的中心軸線與齒4侖保持件110的中心軸線和圓筒部23的中心軸線共線。
另外，復(fù)位彈簧6以沿前后方向伸縮的方式被放置在比齒輪保持件110靠前的前側(cè)空間13中。在這種狀態(tài)下，復(fù)位彈簧6的后端6a被容納和保持在彈簧收納空間114中并且與彈簧收納空間114的底面114a接觸，復(fù)位彈簧6的前端6b被容納和保持在彈簧收納空間7中并且與底面7a接觸。在這種情況下，復(fù)位彈簧6產(chǎn)生向后作用在齒輪保持件110上的偏置力。在該力的作用下，齒輪保持件IIO在前后方向上沿軸向向后滑動(dòng)并且停止在后底面132c與底面24接觸的位置。在這種狀態(tài)下，后底面131b、圓筒部的外周面132a、前端面23a包圍并限定環(huán)狀閉合空間25。順便提及，即使在該靜止?fàn)顟B(tài)下，復(fù)位彈簧6也產(chǎn)生向后作用在齒輪保持件110上的一定的偏置力。
由于已經(jīng)說明了部件的組裝狀態(tài)，因此，現(xiàn)在將參考圖l至圖9說明當(dāng)齒輪泵l開始操作時(shí)的部件的動(dòng)作。注意，圖2所示的狀態(tài):陂定義成初始狀態(tài)。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并且進(jìn)入空轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，如圖2所示，傳動(dòng)軸30c和與傳動(dòng)軸30c聯(lián)接的驅(qū)動(dòng)軸30被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果，彼此嚙合的齒輪31和61轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，存儲(chǔ)在油箱中的油經(jīng)由入口4的入口開口部(inlet opening ) 4a3皮吸入到泵室2中，然后油在泵室2中^皮加壓并且經(jīng)由出口5的出口開口部(outlet opening )5 a被送入到設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的潤滑油路。如此設(shè)計(jì)使得供給油壓與需要的供油量的增加相應(yīng)地增加。
在該操作狀態(tài)下，因?yàn)轵?qū)動(dòng)齒輪31沿圖1所示的方向A轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，已流到驅(qū)動(dòng)側(cè)泵室2a的壁和驅(qū)動(dòng)齒4侖31之間的間隙中的油#皮/人入口4|命送到出口5。另一方面，/人動(dòng)齒專侖61沿方向B轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果，已流到/人動(dòng)側(cè)泵室2e的壁和/人動(dòng)齒4侖61之間的間隙中的油祐7人入口 4輸送到出口 5。在出口5中，油具有高壓。然而，因?yàn)轵?qū)動(dòng)齒4侖31和,人動(dòng)齒輪61在出口 5中開始4皮此嚙合，因此，輪齒之間的油被擠出到出口5，所以油被可靠地從入口4輸送到出口 5。
另夕卜，出口 5中的一部分油經(jīng)由內(nèi)部流路133被供給到閉合空間25,并且^皮供給到閉合空間25的油的液壓向前作用在后底面131b上。結(jié)果，齒輪保持件110受到抵抗上述偏置力的沿軸向向前作用的合成加壓力。在初始狀態(tài)下，加壓力不能克服偏置力，從而偏置力打消了加壓力的作用。因此，在偏置力推后底面132c使得后底面132c與底面24保持接觸的狀態(tài)下，齒輪保持件110保持靜止。
圖9說明了當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)泵的轉(zhuǎn)速Ni。在泵l的操作期間，泵的轉(zhuǎn)速很少在該轉(zhuǎn)速Ni之下。這種情況下的排出流量Qi能夠保證將被供給的用于潤滑的油的需求量。發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動(dòng)齒輪31和從動(dòng)齒輪61的嚙合寬度S被稱為最大嚙合寬度5M。在圖2所示的初始狀態(tài)下，齒輪31和61以最大的嚙合寬度S m彼此嚙合。
然后，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出增大，并且泵轉(zhuǎn)速N達(dá)到第一轉(zhuǎn)速NA。此時(shí)，出口5中的液壓已升高，并且被供給到閉合空間25中的油的壓力也已升高。結(jié)果，變得比發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)的加壓力大的加壓力現(xiàn)在作用在齒輪保持件110上，使得加壓力與偏置力大致平衡，這兩個(gè)力沿相反的軸向作用在齒輪保持件110上。
當(dāng)泵轉(zhuǎn)速N超過第一轉(zhuǎn)速NA時(shí)，加壓力克服了偏置力。結(jié)果，使得齒輪保持件110沿軸向向前滑動(dòng)并且齒輪保持件110壓縮彈簧6,其中彈簧6阻止齒輪保持件110的移動(dòng)并且產(chǎn)生與現(xiàn)在的加壓力匹配的較大的偏置力。當(dāng)齒輪保持件已滑動(dòng)到平衡位置時(shí)，齒輪31和齒輪61二者的嚙合寬度5已經(jīng)縮小。在這種情況下，雖然活塞部130的上部好像已經(jīng)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)齒l侖31的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡中，^f旦是，因?yàn)樯喜?、即彎曲?32d以與齒頂32的^各徑的半徑大致相同的半徑向下彎曲，所以活塞部不與驅(qū)動(dòng)齒輪的齒頂32干涉。在這種狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)齒輪31和從動(dòng)齒輪61二者的齒的一些齒段根本沒有嚙合，所以流到這些齒段的油逗留在齒之間并
且不會(huì)從出口 5被擠出。結(jié)果，與發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)的泵的狀態(tài)相比，這種狀態(tài)下的泵的容量減小。
如圖9所示，通過保持泵轉(zhuǎn)速N的增加和泵容量的減小之間的平衡，泵被設(shè)計(jì)成使得排出流量Q不管泵的轉(zhuǎn)速N的增大和減小都是穩(wěn)定的，其中泵容量的減小是由泵轉(zhuǎn)速N的增加引起的嚙合寬度S的縮小引起的。因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)，即使發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出增加，油泵l也不會(huì)排出過量的油。
然后，泵轉(zhuǎn)速N達(dá)到第二轉(zhuǎn)速NB，并且加壓力變得更大?？朔昧Σ⑶覊嚎s彈簧6的齒輪保持件1 IO進(jìn)一 步沿軸向向前滑動(dòng)，直到齒輪保持件110的前端116與前側(cè)空間13的前端面13b接觸為止，如圖8所示。因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)，即使泵轉(zhuǎn)速N增加超過第二特速Nb,由于限制了齒輪保持件110的沿軸向向前的移動(dòng)，嚙合寬度S也不會(huì)再減小并且保持在用于第二轉(zhuǎn)速的嚙合寬度Sm。因此，這種狀態(tài)下的嚙合寬度^被稱作最小嚙合寬度。
在泵轉(zhuǎn)速N處于第一轉(zhuǎn)速NA和第二轉(zhuǎn)速NB之間時(shí)，齒輪保持件110的軸向移動(dòng)沒有被限制，因此，齒輪保持件110在前側(cè) 空間13中移動(dòng)并且停止在與偏置力和加壓力的平衡相對(duì)應(yīng)的預(yù) 定位置。因?yàn)槠昧图訅毫ρ叵喾吹姆较?皮此4氐消地作用在 齒輪保持件110上，因此，沒有來自偏置力和加壓力的載荷作用 在從動(dòng)專由60上。因jt匕,齒專侖j呆持"f牛110不育fe沿 上下方向或左右方 向移動(dòng)。
以下是由根據(jù)本發(fā)明的油泵1實(shí)現(xiàn)的有益效果的概括。首 先，因?yàn)樵诮孛鎴D中齒輪保持件110與從動(dòng)軸60同軸地設(shè)置，因 此，能夠使齒輪保持件110圍繞從動(dòng)軸60最小化，這導(dǎo)致了油泵 l的小型化。此外，齒輪保持件110的小型化使得齒輪保持件110 沿軸向滑動(dòng)所需的加壓力更小從而使得抵抗加壓力而作用的偏 置力也更小。結(jié)果，復(fù)位彈簧6也能采用較小的設(shè)計(jì)。這樣，能 夠使油泵l進(jìn)一步小型化。
第二，因?yàn)橥ㄟ^將油引導(dǎo)至在截面圖中與從動(dòng)軸60同軸設(shè) 置的環(huán)狀的窄閉合空間25中而獲得必要的加壓力，因此，加壓 力能夠以均勾、平衡的方式沿軸向作用在齒輪保持件110上。結(jié) 果，可以平穩(wěn)地進(jìn)行嚙合寬度5的改變。
第三，因?yàn)辇X4侖保持件1 IO的環(huán)部121的前部,皮/人后向前壓 配合到前壁lll的開口 112中并且^皮固定在開口 112中，因此，前 壁lll、環(huán)后壁120和乂人動(dòng)齒4侖6H皮聯(lián)合成一體，其中，齒輪保
剛性用于防止乂人動(dòng)側(cè)泵室2 e的從動(dòng)側(cè)第 一 側(cè)面2 g和從動(dòng)側(cè)第二 側(cè)面2h之間的相對(duì)距離的任何變化。結(jié)果，能夠在不產(chǎn)生例如 漏油或齒輪保持件的滑動(dòng)摩擦增加等任何不利的情況下維持油 泵l的操作效率，其中，漏油可能在相對(duì)距離以某種原因變長時(shí) 發(fā)生，齒輪保持件的滑動(dòng)摩擦增加可能在相對(duì)距離以某種原因 變短時(shí)發(fā)生。第四，因?yàn)橥ㄟ^使被排出到閉合空間25中的油的壓力作為
產(chǎn)生的偏置力沿相反的方向作用在齒輪保持件110上，使得從 動(dòng)齒輪61能夠沿軸向移動(dòng)，因此，通過利用排出的油的壓力來 可變地控制泵容量。結(jié)果，無論泵的轉(zhuǎn)速N是增加還是降低， 都能容易地將排出流量Q控制為穩(wěn)定。
第五，由于該可變控制，^使出口 5和閉合空間25流體連通地 連接的內(nèi)部流路133一皮設(shè)置在活塞部130的內(nèi)部。內(nèi)部流路133 僅被設(shè)置在活塞部130的內(nèi)部，所以能夠容易地設(shè)置內(nèi)部流路 133。此外，這種設(shè)計(jì)不需要密封構(gòu)件，利用多個(gè)構(gòu)件設(shè)置該通 路時(shí)可能需要該密封構(gòu)件。因此，能夠以較少的生產(chǎn)成本制造 油泵1 。
第六，能夠以減少制造步驟的數(shù)目和減少制造成本的方式 來制造油泵l。在現(xiàn)有^支術(shù)的油泵中，為了相對(duì)于;f皮此定位前殼 體10和后殼體20并且將前殼體10和后殼體20放在一起，銷孔在 用于插入定位銷的兩個(gè)位置開口。然而，在本發(fā)明中，為了更 好地定位，使用從動(dòng)軸60一皮插入到從動(dòng)軸支撐孔12中的方式， 省略了本來會(huì)鉆定位銷孔的兩個(gè)位置中的 一個(gè)位置。
權(quán)利要求
1.一種齒輪泵，其包括第一齒輪，所述第一齒輪被固定在可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的第一支撐軸上并且與所述第一支撐軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)；第二齒輪，所述第二齒輪被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在第二支撐軸上并且與所述第一齒輪嚙合，所述第二支撐軸被布置成與所述第一支撐軸平行；殼體，所述殼體提供用于容納所述第一齒輪和所述第二齒輪的安裝空間，所述殼體支撐所述第二支撐軸并且可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐所述第一支撐軸；其中所述殼體設(shè)置有入口和出口，所述入口與所述安裝空間流體連通，所述出口與所述安裝空間流體連通；彼此嚙合的所述第一齒輪和所述第二齒輪隨著所述第一支撐軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，使得流體經(jīng)由所述入口被吸入到所述齒輪泵并且經(jīng)由所述出口從所述齒輪泵排出；所述齒輪泵還包括齒輪保持件，所述齒輪保持件在所述安裝空間中可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐所述第二齒輪并且保持所述第二齒輪的兩側(cè)面，所述齒輪保持件被沿軸向可動(dòng)地支撐和安裝在所述第二支撐軸上；以及當(dāng)所述齒輪保持件受到來自設(shè)置于該齒輪保持件的支撐軸軸向一側(cè)的施力構(gòu)件的軸向偏置力時(shí)，所述齒輪保持件還受到在該齒輪保持件的支撐軸軸向另一側(cè)抵抗所述偏置力作用的加壓力，這使得保持有所述第二齒輪的所述齒輪保持件沿所述支撐軸軸向移動(dòng)。
2，根據(jù)權(quán)利要求l所述的齒輪泵，其特征在于所述齒輪保持件包括一側(cè)壁和筒狀的另 一側(cè)壁，所述一側(cè) 壁包4舌環(huán)狀的軸部和圓柱狀的側(cè)壁部；所述第二齒輪被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在所述軸部上，使得所述第 二齒輪的一側(cè)面與所述一側(cè)壁緊密接觸，所述第二齒輪的另一側(cè)面與所述另一側(cè)壁緊密接觸；以及所述一側(cè)壁或所述另 一側(cè)壁設(shè)置有產(chǎn)生所述加壓力的活塞。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒輪泵，其特征在于 所述齒輪保持件設(shè)置有內(nèi)部流路，所述內(nèi)部流路使所述出口與閉合空間流體連通地連接，所述閉合空間被設(shè)置于所述活 塞的背面?zhèn)?；以及?dāng)所述活塞受到經(jīng)由所述內(nèi)部流路被供給到所述閉合空間 的流體的壓力時(shí)，所述活塞產(chǎn)生所述加壓力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的齒輪泵，其特征在于所述一側(cè)壁或所述另 一側(cè)壁設(shè)置有向內(nèi)彎曲的圓弧狀的彎 曲面，使得當(dāng)所述齒輪保持件在所述第二支撐軸上沿軸向移動(dòng) 時(shí)，所述齒輪保持件不與所述第一齒輪干涉。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的齒輪泵，其特征在于所述彎曲面具有與所述第 一 齒輪的齒頂?shù)霓D(zhuǎn)動(dòng)軌跡大致相 同的形狀。
全文摘要
油泵(1)包括驅(qū)動(dòng)齒輪(31)，其與驅(qū)動(dòng)軸(30)一起轉(zhuǎn)動(dòng)；從動(dòng)齒輪(61)，其與驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合并且被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在從動(dòng)軸(60)上；以及殼體(3)，其具有容納驅(qū)動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的泵室(2)。齒輪泵的殼體設(shè)置有入口(4)和出口(5)，其中，入口(4)和出口(5)與泵室(2)流體連通，使得油經(jīng)由入口被吸入并且經(jīng)由出口被排出。齒輪保持件(110)被設(shè)置在殼體中，使得齒輪保持件可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐從動(dòng)齒輪并且保持從動(dòng)齒輪的兩側(cè)面，同時(shí)由從動(dòng)軸可沿軸向移動(dòng)地支撐齒輪保持件自身。保持從動(dòng)齒輪的齒輪保持件通過受到偏置力和抵抗偏置力作用的加壓力而沿軸向移動(dòng)。
文檔編號(hào)F04C14/20GK101675247SQ20078005302
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者篠崎啟介 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Tbk