JP2002147368A - 内接ロータ型流体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧側と低圧側との圧力差によってインナロ
ータに加わる偏芯力を低減して回転安定性を確保する。 【解決手段】 インナロータ３が回転すると、アウタロ
ータ４が同方向に回転し、インナロータ３の外歯とアウ
タロータ４の内歯とで形成されるポンピングチャンバ容
積が増減される。このポンピングチャンバ容積の増加に
より、オイルが吸入ポート１０を介して低圧ボリュート
室６内に吸入される一方、ポンピングチャンバ容積の減
少により、高圧のオイルが高圧ボリュート室７を介して
吐出ポート１１に吐出される。同時に、吐出ポート１１
からの高圧のオイルが高油圧供給通路１４を通ってポン
プハウジング５−２のキャンセルチャンバ１３内に導入
され、インナロータ３に加わるラジアル荷重を打ち消す
方向に作用してインナロータ３の円滑な回転を確保す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧側と低圧側と
の圧力差によってインナロータに加わる偏芯力を低減す
る内接ロータ型流体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トロコイド型、パラコイド型、
ギヤ型等の各種内接ロータを有する流体ポンプ、或いは
流体モータを代表とする内接ロータ型流体装置では、イ
ンナロータと該インナロータに内接するアウタロータ、
及びこの両ロータの幅面側を覆うハウジングとによって
構成されており、ポンプ作動させる場合には、外部から
の駆動力でインナロータを回転させると、このインナロ
ータの回転力に伴い内接するアウタロータも同方向へ相
互回転し、両ロータの回転によるポンピングチャンバの
容積増減によって流体を吸引・圧送する。また、モータ
作動させる場合には、圧力流体を駆動源としてインナロ
ータにトルクを生じさせ、このトルクをインナロータの
支持軸から取り出す。

【０００３】このような内接ロータ型流体装置では、イ
ンナロータを安定的に回転させるため、従来から種々の
提案がなされており、例えば、実開平５−４２６８６号
公報には、オイルポンプにおいて、ポンプハウジングの
インロー型軸受部におけるインナロータ対向面に環状溝
を周設し、この環状溝に吐出室から吐出オイルを導いて
インナロータをカバーの内壁面に向けて偏椅させること
で、インナロータのスラスト荷重による傾きを防止して
安定的な回転を確保し、オイル吐出量の変動を防止する
技術が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インナ
ロータには、スラスト荷重の他に、高圧側と低圧側との
圧力差によりラジアル荷重が加わり、このラジアル荷重
による偏芯力がインナロータに作用すると、正常な回転
に支障が生じるばかりか、インナロータを支持している
部品にもその反力が加わり、各部の磨耗や噛り、焼き付
き等の損傷を受ける可能性があり、耐久性の低下を招く
虞がある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、高圧側と低圧側との圧力差によってインナロータに
加わる偏芯力を低減して、回転安定性を確保することの
できる内接ロータ型流体装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、アウタロータと該アウタロ
ータ内の偏心した位置に配設したインナロータとをハウ
ジングに収納し、両ロータと上記ハウジングとで区画さ
れた低圧ボリュート室と高圧ボリュート室とにおけるポ
ンピングチャンバの容積の増減にて流体を圧送し或いは
供給流体の圧力を駆動源として上記インナロータを支持
する軸を回転させる内接ロータ型流体装置において、上
記インナロータの軸側平面部から回転中心と同軸状に突
出するボス部を設けて上記ハウジングに摺動自在に収納
し、上記ボス部の外周側壁面と接触する上記ハウジング
の摺動面の上記低圧ボリュート室側の部位に、上記高圧
ボリュート室側に連通するチャンバ室を設けたことを特
徴とする。

【０００７】すなわち、請求項１記載の発明は、インナ
ロータの軸側平面部から回転中心と同軸状に突出するボ
ス部を設けてハウジングに摺動自在に収納し、ボス部の
外周側壁面と接触するハウジングの摺動面の低圧ボリュ
ート室側の部位にチャンバ室を設けて高圧ボリュート室
側に連通することで、チャンバ室からインナロータに、
高圧側と低圧側との圧力差によって発生するラジアル荷
重を打ち消す方向の力を作用させ、回転安定性を確保す
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１及び図２は本発明の実施の一
形態に係わり、図１はオイルポンプの正面図、図２は図
１のＡ−Ａ断面図である。

【０００９】図１において、符号１は内接ロータ型流体
装置を示し、本形態においては、その一例としてのトロ
コイド型オイルポンプとして説明する。オイルポンプと
しての内接ロータ型流体装置１は、ポンプ駆動軸２に設
けられた２面幅部に係合されて回転駆動されるインナロ
ータ３と、リング状円板の内径部にインナロータ３の外
歯に噛合する内歯が形成され、インナロータ３の回転中
心に対して所定量だけ偏心して回転するアウタロータ４
とを備え、インナロータ３とアウタロータ４とがポンプ
ハウジング５−１とポンプハウジング５−２（図２参
照）とによって囲繞される空間内に収納される。

【００１０】ポンプハウジング５−１には、図中、１点
鎖線で示すように、インナロータ３及びアウタロータ４
の回転摺動面に対して凹部をなす低圧ボリュート室６と
高圧ボリュート室７とが形成され、それぞれ、シールラ
ンド８，９によって分離されている。低圧ボリュート室
６と高圧ボリュート室７とは、それぞれ、吸入ポート１
０、吐出ポート１１に連通されている。

【００１１】本形態においては、図１の時計回りにイン
ナロータ３とアウタロータ４とが回転し、インナロータ
３の外歯とアウタロータ４の内歯との間の歯間室によっ
て形成されるポンピングチャンバ容積が最小となる位置
でシールランド８が設けられ、このシールランド８から
時計回り方向にポンピングチャンバ容積が増大する領域
に、低圧ボリュート室６が形成される。また、シールラ
ンド８の反対側の位置にシールランド９が設けられ、こ
のシールランド９から時計回り方向にポンピングチャン
バ容積が減少する領域に、高圧ボリュート室７が形成さ
れる。

【００１２】また、図１，２に示すように、外周に外歯
が形成されたインナロータ３には、ポンプハウジング５
−２側の平面部から環状のボス部３ａが回転中心と同軸
状に突出されており、図２に示すように、このボス部３
ａが他方のポンプハウジング５−２に形成された凹部１
２に摺動自在に嵌合・収納される。このポンプハウジン
グ５−２の凹部１２の摺動側壁面の一部には、低圧ボリ
ュート室６のポンピングチャンバ容積が減少する領域の
近辺で、インナロータ３のボス部３ａの外周側壁との間
に空間をなすチャンバ室（キャンセルチャンバ）１３が
設けられている。

【００１３】キャンセルチャンバ１３は、後述するよう
に、吐出側と吸入側との圧力差によるインナロータ３の
ラジアル荷重を低減するためのものであり、破線で示す
ように、ポンプハウジング５−１からポンプハウジング
５−２にかけて設けられた高油圧供給通路１４を介し
て、高圧ボリュート室７に連通する吐出ポート１１に連
通されている。

【００１４】キャンセルチャンバ１３の大きさ、すなわ
ち長さや高さ等は、発生するラジアル荷重の大きさを考
慮して最適に設定されている。ボス部３ａ及びキャンセ
ルチャンバ１３は、ラジアル荷重による偏芯力を効果的
に打ち消す上ではインナロータ３の両側に設けることが
理想的であるが、本形態では、ポンプハウジング５−１
側の低圧ボリュート室６及び高圧ボリュート室７とのス
ペースの関係上、ポンプハウジング５−２側にボス部３
ａ及びキャンセルチャンバ１３を設けており、この場合
においても、十分効果的にラジアル荷重を低減すること
ができる。

【００１５】次に、以上の構成によるオイルポンプとし
ての内接ロータ型流体装置１の作動について説明する。
図示しない駆動装置によりポンプ駆動軸２を介してイン
ナロータ３が駆動・回転されると、アウタロータ４が同
方向に回転し、インナロータ３の外歯とアウタロータ４
の内歯とで形成されるポンピングチャンバ容積が増減さ
れる。このポンピングチャンバ容積の増加により、オイ
ルが吸入ポート１０を介して低圧ボリュート室６内に吸
入される一方、ポンピングチャンバ容積の減少により、
高圧のオイルが高圧ボリュート室７を介して吐出ポート
１１に吐出される。同時に、吐出ポート１１からの高圧
のオイルが高油圧供給通路１４を通ってポンプハウジン
グ５−２のキャンセルチャンバ１３内に導入され、イン
ナロータ３に加わるラジアル荷重を打ち消す方向に作用
してインナロータ３の円滑な回転を確保する。

【００１６】すなわち、インナロータ３及びアウタロー
タ４の回転に伴い、ポンピングチャンバ容積が減少する
高圧ボリュート室７側では高圧が発生し、一方、ポンピ
ングチャンバ容積が拡大する低圧ボリュート室６側で
は、負圧が発生している。従って、キャンセルチャンバ
１３が無い場合には、吐出側と吸入側との圧力差による
ラジアル方向の荷重が発生し、インナロータ３に図１に
矢印で示すような偏芯力Ｆが加わる。従って、この偏芯
力Ｆによってインナロータ３の円滑な回転が妨げられて
吐出圧力が変動する虞があるばかりでなく、その反力に
よってポンプ駆動軸２やポンプハウジング５−１，５−
２に、磨耗や噛り、焼き付き等が発生する可能性があ
る。このため、ポンプハウジング５−２の凹部１２内壁
とインナロータ３のボス部３ａ外周の側壁との間にキャ
ンセルチャンバ１３を設け、このキャンセルチャンバ１
３に吐出と同期して高圧のオイルを導入することで、上
述の偏芯力Ｆと逆方向の力をインナロータ３に与え、偏
芯力Ｆを打ち消すように作用させる。

【００１７】これにより、フリクションを低減してイン
ナロータ３の円滑な回転を保証し、安定した吐出圧力を
得ることができると共に、ポンプ駆動軸２やポンプハウ
ジング５−１，５−２の磨耗や噛り、焼き付き等を未然
に防止し、耐久性を向上することができる。

【００１８】以上の実施の形態では、オイルポンプとし
ての内接ロータ型流体装置１について説明したが、内接
ロータ型流体装置１が流体モータである場合には、構成
は同様であるが、オイルポンプにおける吐出ポート１１
が高圧流体の導入ポートとなり、吸入ポート１０が流体
を排出する排出ポートとなって流体の流れ方向が逆とな
る。この場合においても、オイルポンプと同様、高圧側
と低圧側との圧力差によってインナロータ３に加わるラ
ジアル荷重を低減することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
接ロータ型流体装置の高圧側と低圧側との圧力差によっ
てインナロータに加わる偏芯力を低減し、回転安定性を
確保して耐久性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】オイルポンプの正面図

【図２】図１のＡ−Ａ断面図

【符号の説明】

１ 内接ロータ型流体装置 ２ ポンプ駆動軸 ３ インナロータ ３ａ ボス部 ４ アウタロータ ５−１，５−２ ポンプハウジング ６ 低圧ボリュート室 ７ 高圧ボリュート室 １３ キャンセルチャンバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アウタロータと該アウタロータ内の偏心
   した位置に配設したインナロータとをハウジングに収納
   し、両ロータと上記ハウジングとで区画された低圧ボリ
   ュート室と高圧ボリュート室とにおけるポンピングチャ
   ンバの容積の増減にて流体を圧送し或いは供給流体の圧
   力を駆動源として上記インナロータを支持する軸を回転
   させる内接ロータ型流体装置において、 上記インナロータの軸側平面部から回転中心と同軸状に
   突出するボス部を設けて上記ハウジングに摺動自在に収
   納し、 上記ボス部の外周側壁面と接触する上記ハウジングの摺
   動面の上記低圧ボリュート室側の部位に、上記高圧ボリ
   ュート室側に連通するチャンバ室を設けたことを特徴と
   する内接ロータ型流体装置。