JP2005330969A - ポンプマウントへの迅速連結ポンプおよび駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 頑丈かつ簡単なポンプ対ポンプカップリングを提供することにある。
【解決手段】 流体をポンピングする装置および方法。本発明の装置は、第１のハウジングにより形成される第１のポンプを有し、該第１のポンプは、第１のハウジング内に配置される第１のギヤセットを回転するように取付けられた第１の一次軸を備えている。装置は更に、第２のハウジングにより形成される第２のポンプを有し、該第１のポンプは、第２のハウジング内に配置される第２のギヤセットを回転するように取付けられた第２の一次軸を備えている。第１のハウジングおよび第２のハウジングは相互連結できる。第１のおよび第２のハウジングが連結されるときに、第１の一次軸および第２の一次軸を相互連結する軸迅速連結機構が設けられており、第１の一次軸が第２の一次軸を回転駆動する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多ポンプ組立体に関し、より詳しくは、迅速連結カップリングを備えた多ポンプ組立体およびポンプを一体に連結する駆動装置に関する。

１つの動力源により駆動されかつ相互連結されるポンプは知られている。例えば、米国特許第６，６７２，８４３号明細書（特許文献１）は、複式駆動軸および補助ポンプを備えた複式ポンプ装置に関するものである。複式ポンプ装置は、１対の油圧ポンプが取付けられたハウジングを備えた車両用または工業用に使用するものが開示されている。複式ポンプ装置は、ハウジングの両側から突出した油圧ポンプ制御用トラニオンアームにより１つの端キャップに取付けられた少なくとも１つのチャージポンプを有している。原動機との係合に使用されるプーリの両側の一次入力軸または二次入力軸には、冷却ファンを取付けることができる。一次入力軸には補助ポンプを取付けることもでき、補助ポンプは、プーリに隣接する入力端またはハウジングとは反対側に配置することもできる。

米国特許第６，３６１，２８２号明細書（特許文献２）は、複式ポンプユニットに関するものである。この特許文献２には、同軸状に取付けられ、かつ、相互連結された駆動軸を備えた２つの油圧ポンプを備えた複式ポンプユニットが開示されている。カップリング部材が、高圧ラインおよび低圧ラインが形成されている連結部材を包囲している。連結部材は２つの制御ボディ間に延びており、これらの制御ボディは、それぞれ、１つの油圧ポンプと関連しており、かつ油圧ポンプのシリンダと、高圧ラインと、低圧ラインとの間に周期的連結を形成するのに使用される。連結部材は、それぞれ、制御ボディと、コネクタプレート間に配置される、個々に形成された互換可能な中間要素とに、１つの油圧ポンプを形成する２つのコネクタプレートを必要とする。各コネクタプレートは、それぞれ中間要素を挿入できる凹部を有し、これにより、コネクタプレートは中間要素を半径方向に包囲できかつ中間要素をコネクタプレート間に固定できる。

ホルダー（Holder）等の２００４年１月６日付けの米国特許第６，６７２，８４３号明細書 ワンシュラ（Wanschura）の２００２年３月２６日付けの米国特許第６，３６１，２８２号明細書

上記特許文献１および上記特許文献２は、複雑なポンプ連結を開示している。本発明によれば、より頑丈でかつ簡単なポンプとポンプとのカップリングが案出される。

本発明の一態様によれば、流体をポンピングする装置が提供される。本発明の装置は、第１のハウジングにより形成される第１のポンプを有し、該第１のポンプは、第１のハウジング内に配置される第１のギヤセット（ギヤの組）を回転するように取付けられた第１の一次軸（プライマリ・シャフト）を備えている。第２のハウジングにより形成される第２のポンプは、第２のギヤセット（ギヤの組）を回転するように取付けられた第２の一次軸を備えている。第１のハウジングおよび第２のハウジングは相互連結できる。第１の一次軸が回転されると第２の一次軸も同様に駆動されるように、第１の一次軸および第２の一次軸を相互連結する軸迅速連結機構が設けられている。

例示の実施形態では、軸迅速連結機構は、第１の一次軸に形成されたタング受入れスロットと、第２の一次軸に形成されたタングとを有している。第２の一次軸のタングは、第１の一次軸のタング受入れスロットと摺動係合して、両軸を相互にロック係合させることができる。

本発明の他の態様によれば、相互連結される複数のポンプハウジングを有するポンピング装置が提供される。第１の端部および第２の端部を備えた一次軸が、各ハウジング内に配置される。各ハウジング内には１つのギヤセット（ギヤの組）が配置され、かつ、対応する一次軸により駆動される。各ポンプの一次軸を相互連結するための軸迅速連結機構が設けられている。軸迅速連結機構は、各一次軸の第１の端部に形成されたタングと、各一次軸の第２の端部に形成されたタング受入れスロットとを有している。１つの一次軸のタングは、隣接する一次軸のタング受入れスロットと摺動係合する。

本発明の他の態様によれば、一体に連結された複数のポンプユニットを備えたポンピング装置により複数の個別流体をポンピングする方法が提供される。本発明の方法は、各ポンプユニットの一次軸を相互連結するための迅速連結機構を備えた一次軸を位置決めする段階を有している。１つの駆動軸には、複数のポンプユニットを一体に連結して、個別流体を一つの位置から他の位置にポンピングするための動力源が連結される。

本発明を実施するために考えられた最良の形態に関する以下の説明を、添付図面を参照して読むことにより、当業者には本明細書の開示以外の他の用途が明らかになるであろう。

図１を参照すると、図１には、流体をポンピングする装置１０が示されている。この装置１０は、第１のポンプハウジング１２および第２のポンプハウジング１４を有している。各ポンプハウジング１２、１４は、それぞれ、第１の一次軸１６ａ、１６ｂを有している。一次軸１６ａは、第１のポンプハウジング１２内で回転可能に配置される。第１の一次軸１６ａは、第２の一次軸１６ｂに連結され、かつ、該第２の一次軸１６ｂを駆動する。各ポンプハウジング１２、１４は、流体入口ポート１８と、ハウジング１２、１４の反対側に配置された流体出口ポート(図示せず)とを有している。第２のポンプハウジング１４には突出する環状ハブ２０が形成されており、該環状ハブ２０は、第１のポンプハウジング１２と摺動するように係合する。第１のポンプハウジング１２および第２のポンプハウジング１４は、第１のポンプハウジング１２を通って突出する環状ハブ２０の溝２４内にロック係合するねじファスナ（ねじ緊締具）２２により一体に保持される。第１のポンプハウジング１２には、電気モータ(図示せず)等の動力源と係合する複数のファスナ（緊締具）２６を設けることができる。第１の一次軸１６ａには、電気モータ(図示せず)の動力出力軸(図示せず)と係合する半月キー２７を設けることができる。

図２Ａ、図２Ｂおよび図３を参照すると、ここには、ポンプハウジング１２、１４が、それぞれ断面図および分解図で示されている。各ポンプハウジング１２、１４は、前方ブラケット２８およびヘッド３０を有している。ヘッド３０および前方ブラケット２８は、ヘッド３０を貫通しかつ前方ブラケット２８に形成された対応するねじ孔３４にねじ込むことが出来る複数のねじファスナ３２により相互連結される。

組立て工程中に適正な寸法的な整合を確保するために、ハウジング１２、１４を相互に整合させるために、前方ブラケット２８とポンプヘッド３０との間には、少なくとも１つの整合スリーブ３６を配置できる。第１のポンプハウジング１２の第１の一次軸１６ａは、迅速連結機構４０により、第２のハウジング１４の第２の一次軸１６ｂに連結される。迅速連結機構４０は、第２の一次軸１６ｂから延びるタング４２と、第１の一次軸１６ａに形成されたタング受入れスロット４４とにより構成できる。第２の一次軸１６ｂのタング４２は、第１の一次軸１６ａのタング受入れスロット４４と摺動係合するように作動できる。迅速連結機構４０は、第１の一次軸１６ａが動力源(図示せず)により駆動されたときに、第２の一次軸１６ｂも同様に駆動されるように、確実な連結を確保できる。

第１のポンプハウジング１２および第２のポンプハウジング１４は、第２のハウジング１４の突出環状ハブ２０を、第１のハウジング１２に形成されたボア２１内に摺動により挿入することにより連結される。一次軸１６ａ、１６ｂは、タング４２とスロット４４とが整合されかつ環状ハブ２０が第１のハウジング１２のボア２１内に挿入されるようにして一体に押込まれた後に相互連結される。

第１の一次軸１６ａは、該第１の一次軸１６ａの外径上に配置される第１の一次ギヤ４６ａを有している。第２の一次軸１６ｂは、該第２の一次軸１６ｂの外径上に配置される第２の一次ギヤ４６ｂを有している。一次ギヤ４６ａ、４６ｂは、それぞれ、二次ギヤ４８ａ、４８ｂに連結される。二次ギヤ４８ａ、４８ｂは、それぞれ、一次ギヤ４６ａ、４６ｂにより駆動される。二次ギヤ４８ａ、４８ｂは、それぞれ二次軸（セコンダリ・シャフト）５０ａ、５０ｂに連結されている。一次ギヤ４６ａ、４６ｂが回転すると、二次ギヤ４８ａ、４８ｂが二次軸５０ａ、５０ｂと一緒に回転する。

前方ブラケット２８およびポンプヘッド３０には、それぞれ、１対のジャーナルベアリング５２ａ、５２ｂが配置されている。当業者ならば、ローラベアリングまたはボールベアリング等の他の形式のベアリングを使用できることは理解されよう。一次軸１６ａ、１６ｂは、ジャーナルベアリング５２ａ、５２ｂにより回転可能に支持される。第１のポンプハウジング１２内には、流体が軸１６ａとハウジング１２との間の界面に沿って漏洩するのを防止するための１対のシール５４ａ、５４ｂが配置されている。１対の保持リング５６ａ、５６ｂは、リップシール５４ａ、５６ａがハウジング１２から不意に脱落することを防止する。第２のポンプハウジング１４は、第２の一次軸１６ｂの回りに配置されるリップシール５８を有している。保持リング６０が第２のポンプハウジング１４と係合し、リップシール５８がポンプハウジング１４から不意に脱落することを防止する。各ポンプハウジング１２、１４の前方ブラケット２８とヘッド３０との間の界面には、Оリング６２が配置されている。Оリング６２は、流体がブラケット２８とポンプヘッド３０との界面から漏洩することを防止する。

駆動ボール要素６３（図３に最も良く示す）は、一次軸１６ａ、１６ｂおよび二次軸５０ａ、５０ｂに形成された凹部６４内に配置される。一次ギヤ４６ａ、４６ｂおよび二次ギヤ４８ａ、４８ｂは、ギヤのハブに形成されたマッチングスロット６６を有している。ギヤ４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂは、駆動ボール要素６３上に滑り上がって該ボール要素６３と係合し、それぞれ、一次および二次軸１６ａ、１６ｂ、５０ａ、５０ｂとの確実係合を引起こす。１対の保持リング６８ａ、６８ｂは、一次軸１６ａ、１６ｂおよび二次軸５０ａ、５０ｂに形成された係合溝７０ａ、７０ｂ内に嵌合される。保持リング６８ａ、６８ｂは、ギヤ４６ａ、４６ｂ、４８ａ、４８ｂを、それぞれの軸に対する長手方向位置に保持する。

ここで図４を参照すると、この概略図には、多ポンプ装置が示されている。電気モータ８０のような動力源を、複数のポンプユニット８２に連結できる。ポンプユニット８２は、上記迅速連結機構４０により一体連結できる。本発明の一態様は、図４に概略的に示す多ユニット構成を含むものであるが、本発明は、特定用途にとって有効に要求とされる数のポンプを備えた構成を意図するものであることを理解すべきである。また、スプラインカップリングのような他の軸迅速連結の特徴をも意図している。

作動に際し、第１のポンプハウジング１２が第１の流体源(図示せず)に連結され、第２のポンプハウジング１４が第２の流体源(図示せず)に連結される。ギヤセット（ギヤの組）４６ａ、４８ａ；４６ｂ、４８ｂは、流体源(図示せず)から、第１のポンプハウジング１２および第２のポンプハウジング１４の入口ポート１８を通して流体を吸引し、かつ出口ポート(図示せず)を通して流体を吐出する。入口ポート１８および出口ポートは、所望に応じて可撓性チューブ等の導管を介して流体源に連結できる。電気モータ(図示せず)のような動力源が、第１のポンプハウジング１２の第１の一次軸１６ａに連結され、かつ、該第１の一次軸１６ａを駆動する。第１の一次軸１６ａと一緒に第１の一次ギヤ４６ａが回転し、二次回転軸５０ａ上に配置された二次ギヤ４８ａを駆動する。第１のギヤセット（ギヤの組）４６ａ、４８ａの回転により、流体が第１の流体源から吸引される。第１のポンプハウジング１２の一次軸１６ａは、第２のポンプハウジング１４の一次軸１６ｂに連結される。一次軸１６ａ、１６ｂは、迅速連結カップリング機構４０により相互連結される。迅速連結カップリング機構４０では、第２の一次軸１６ｂのタング４２が、第１の一次軸１６ａに形成されたスロット４４と係合し、これにより、第２の一次軸１６ｂが第１の一次軸１６ａにより駆動される。第２の一次軸１６ｂは第２の一次ギヤ４６ｂを駆動し、次に該ギヤ４６ｂは、二次ギヤ４８ｂと噛合いかつ該ギヤ４８ｂを駆動する。第２のギヤセット（ギヤの組）４６ｂ、４８ｂの回転により、流体が第２の流体源から吸引される。

以上、本発明の種々の実施形態を詳細に説明したが、本発明の法的範囲は本願の特許請求の範囲の記載により定められるものであることを理解すべきである。詳細な説明は単なる例示であると解すべきであり、可能な全ての実施形態を開示するものではない。可能な全ての実施形態を開示することは不可能ではないにせよ実際的でないからである。現在の技術または本願の出願日以降に開発された技術を用いて他の多くの実施形態を実施できるであろうが、これらは、本発明を定める特許請求の範囲に包含されるものである。

明瞭化のため分離された複式ポンプ組立体を示す斜視図である。 図１の複式ポンプ組立体を示す断面図である。 一体連結された図１の複式ポンプ組立体を示す断面図である。 図１の複式ポンプ組立体を示す分解図である。 複数のポンプに連結されたモータ駆動装置を示す概略図である。

符号の説明

１０ ポンピング装置
１２ 第１のポンプハウジング
１４ 第２のポンプハウジング
１６ａ 第１の一次軸
１６ｂ 第２の一次軸
４０ 迅速連結機構
４６ａ 第１の一次ギヤ
４６ｂ 第２の一次ギヤ
４８ａ 第１の二次ギヤ
４８ｂ 第２の二次ギヤ
５０ａ 第１の二次軸
５０ｂ 第２の二次軸

Claims (29)

1. 流体をポンピングするための装置において、
   第１のハウジングにより形成される第１のポンプを有し、該第１のポンプは、第１のハウジング内に配置される第１のギヤセットを回転するように取付けられた第１の一次軸を備え、
   第２のハウジングにより形成される第２のポンプを有し、該第１のポンプは、第１のハウジング内に配置される第２のギヤセットを回転するように取付けられた第２の一次軸を備え、第１のハウジングおよび第２のハウジングは、これらの相対移動を防止するように相互連結され、
   第１の一次軸と第２の一次軸とを相互連結するための軸迅速連結機構を更に有することを特徴とする装置。
2. 軸迅速連結機構は、第１の一次軸に形成されたタング受入れスロットと、第２の一次軸に形成されたタングとを有し、タングとタング受入れスロットとは、摺動係合できることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 第１のハウジングと第２のハウジングとを互いに隣接させて固定保持するための少なくとも１つのねじファスナを更に有することを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 各ギヤセットは、相互に噛合う一次ギヤおよび二次ギヤを含むことを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 各二次ギヤに連結される二次軸を更に有することを特徴とする請求項４記載の装置。
6. 対応する一次軸を回転可能に支持するための、各ハウジング内に配置される少なくとも１つのベアリングサポートを更に有することを特徴とする請求項１記載の装置。
7. 流体がハウジングと一次軸との間を通って流れることを防止するための、各一次軸に配置される少なくとも１つのシールを更に有することを特徴とする請求項１記載の装置。
8. 各シールを対応するハウジング内に保持するための少なくとも１つのスナップリングを更に有することを特徴とする請求項７記載の装置。
9. 各ハウジングが、更に、
   前方ブラケットと、
   該前方ブラケットに連結可能なポンプヘッドと、
   前方ブラケットとポンプヘッドとの間に配置されるОリングとを有することを特徴とする請求項１記載の装置。
10. 第１の一次軸を動力源に連結することができる半月キーを更に有することを特徴とする請求項１記載の装置。
11. 動力源は、第１のポンプおよび第２のポンプの両方を駆動すべく作動できる電気モータであることを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 第１のハウジングがボアを有し、かつ、第２のハウジングが突出ハブを有し、第２のハウジングのハブが第１のハウジングのボア内に装着可能であることを特徴とする請求項１記載の装置。
13. 第２のハウジングのハブとロック係合するように作動可能な、第１のハウジング内に配置される留めねじを更に有することを特徴とする請求項１２記載の装置。
14. 各ハウジングが、
    少なくとも１つの流体入口ポートと、
    少なくとも１つの流体出口ポートとを更に有することを特徴とする請求項１記載の装置。
15. 相互連結される複数のポンプハウジングと、
    該ハウジング内に配置される、第１の端部および第２の端部を備えた複数の一次軸と、
    対応するハウジング内の一次軸により駆動される、各ハウジング内に配置されたギヤセットと、
    各ポンプの一次軸を相互連結する軸迅速連結機構と、
    を有することを特徴とするポンプ装置。
16. 軸迅速連結機構は、各一次軸の第１の端部に形成されたタングと、各一次軸の第２の端部に形成されたタング受入れスロットとを有し、１つの一次軸のタングは、隣接する一次軸のタング受入れスロットと摺動して係合できることを特徴とする請求項１５記載のポンプ装置。
17. 複数のポンプハウジングを一体に固定保持するための少なくとも１つのねじファスナを更に有することを特徴とする請求項１５記載のポンプ装置。
18. 各ギヤセットは、相互に噛合う一次ギヤおよび二次ギヤを含むことを特徴とする請求項１５記載のポンプ装置。
19. 各二次ギヤに連結される二次軸を更に有することを特徴とする請求項１８記載のポンプ装置。
20. 対応する軸を回転可能に支持するための、各ハウジング内に配置される少なくとも１つのベアリングサポートを更に有することを特徴とする請求項１５記載のポンプ装置。
21. 流体がハウジングと一次軸との間を通って流れることを防止するための、各一次軸に配置される少なくとも１つのシールを更に有することを特徴とする請求項１５記載のポンプ装置。
22. 各シールを対応するハウジング内に保持するための少なくとも１つのスナップリングを更に有することを特徴とする請求項２１記載のポンプ装置。
23. 各ハウジングが更に、
    前方ブラケットと、
    該前方ブラケットに連結可能なポンプヘッドと、
    前方ブラケットとポンプヘッドとの間に配置されるОリングとを有することを特徴とする請求項１５記載のポンプ装置。
24. １つの一次軸を動力源に連結することができる半月キーを更に有することを特徴とする請求項１５記載のポンプ装置。
25. 動力源は、複数のポンプを駆動するように作動できる電気モータであることを特徴とする請求項２４記載のポンプ装置。
26. 動力源に連結される第１のハウジングの一端に形成された凹状ボア領域と、
    中間ハウジングの一端に形成された凹状ボア領域および反対側の端部に形成された突出ハブと、
    複数のハウジングの最終ハウジングに形成された突出ハブとを更に有し、ハウジングのハブは、第１のハウジングと、中間ハウジングと、最終ハウジングとを相互連結できるように、各隣接ハウジングの凹状ボア領域内に装着できることを特徴とする請求項２４記載のポンプ装置。
27. １つのハウジングのボア領域を通ってねじ込まれ、かつ、隣接ハウジングのハブとロック係合できるねじファスナを更に有することを特徴とする請求項２６記載のポンプ装置。
28. 各ハウジングが、
    少なくとも１つの流体入口ポートと、
    少なくとも１つの流体出口ポートとを更に有することを特徴とする請求項１５記載のポンプ装置。
29. ポンピング装置により複数の個別流体をポンピングする方法であって、
    迅速連結機構が形成された一次軸を複数のポンプハウジングに設ける段階と、
    複数のポンプハウジングを一体に結合する段階と、
    各軸の一端に形成されたタングを、隣接した軸に形成されたタング受入れスロット内に摺動挿入することにより、ポンプハウジングの一次軸を相互連結する段階と、
    動力源を１つの駆動軸に連結する段階と、
    動力源により複数のポンプユニットを駆動する段階と、
    個別流体を一つの位置から他の位置にポンピングする段階と、
    を含むことを特徴とする方法。

Images