JP2004278381A - ギヤポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ室と内部空間との間での流体の漏れを低減することが可能なギヤポンプを提供すること。
【解決手段】２段ギヤポンプ１のポンプ部１１内には、ドリブンシャフト２９の円筒面２９ａ周りでかつギヤ３２，３３に隣接する位置に、内部空間５２が形成されている。内部空間５２は、１段目ギヤ列３６の吐出側と２段目ギヤ列３７の吸入側とを連通する連通路４３に導圧路６７を介して連通されている。内部空間５２は、導圧路６７を介した連通路４３からの圧力導入によって、ポンプ部１１の吸入圧と吐出圧との中間の圧力雰囲気とされている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の圧送に用いられるギヤポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ギヤポンプとしては、例えば特許文献１に開示されたものが存在する。即ち、図９に示すように前記ギヤポンプは、互いに噛み合う一対のギヤ１１１ａ，１１１ｂからなるギヤ列１１１を有したポンプ部１０１を備えている。ポンプ部１０１内には、流体を移送するためのポンプ室１１１ｃが各ギヤ１１１ａ，１１１ｂによって形成されている。ギヤ列１１１は、一方のギヤ１１１ａがドライブシャフト１０２に一体回転可能に連結されているとともに他方のギヤ１１１ｂがドリブンシャフト１０３に支持されている。
【０００３】
そして、前記ドライブシャフト１０２が回転駆動されることで該シャフト１０２のギヤ１１１ａが回転し、該ギヤ１１１ａに噛合されたドリブンシャフト１０３のギヤ１１１ｂが従動回転することで、各ギヤ１１１ａ，１１１ｂにより形成されたポンプ室１１１ｃが流体を移送して該流体の昇圧が行われる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１４０７７０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記ギヤポンプにおいては、ドライブシャフト１０２及びドリブンシャフト１０３の各端部側をそれそれ軸受け１０４を介して支持する構造上、ポンプ部１０１内において各シャフト１０２，１０３の円筒面周りでかつギヤ１１１ａ、１１１ｂに隣接する位置に、それぞれ内部空間１０５（隙間）が存在する。従って、高圧側のポンプ室１１１ｃから内部空間１０５へ流体が漏れ出して、ギヤポンプの効率が低下する問題があった。
【０００６】
ここで、例えば、ジメチルエーテル（以下ＤＭＥとする）等の液化ガス燃料を車両の内燃機関へと供給するための燃料供給装置に、前述したギヤポンプが用いられることがある。ギヤポンプは膨張行程を有しないため、気化し易いＤＭＥを取り扱うのに優れている。この場合、ＤＭＥは低粘度で漏れ易いため、前述したポンプ室１１１ｃから内部空間１０５への流体（ＤＭＥ）の漏れの問題が深刻となっていた。車載用のギヤポンプは特に小型化が要求されるため、ポンプ室１１１ｃと内部空間１０５との間の漏れ経路上にシール部材を配置することは困難である。
【０００７】
本発明の目的は、ポンプ室と内部空間との間での流体の漏れを低減することが可能なギヤポンプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明のギヤポンプは、ドライブシャフト及びドリブンシャフトの少なくとも一方において、円筒面周りでかつギヤに隣接する位置に形成されたポンプ部の内部空間を、ポンプ部の吸入圧と吐出圧との中間の圧力雰囲気とした。このように、内部空間の圧力を、ポンプ部の吸入圧よりも高くかつ吐出圧よりも低い中間圧とすることで、例えば、内部空間がポンプ部の吸入圧と同じ圧力雰囲気或いはポンプ部の吐出圧と同じ圧力雰囲気とされた場合と比較して、ポンプ室と内部空間との間に生じる最大差圧を小さくすることができる。
【０００９】
従って、例えば、前記内部空間がポンプ部の吸入圧と同じ圧力雰囲気とされた場合と比較して、高圧側（行程後期）のポンプ室から内部空間への流体の漏れを低減することができる。また、例えば、内部空間がポンプ部の吐出圧と同じ圧力雰囲気とされた場合と比較して、内部空間から低圧側（行程前期）のポンプ室への流体の漏れを低減することができる。その結果、トータルとしてギヤポンプの効率を向上させることができる。
【００１０】
請求項２の発明は請求項１において、前記内部空間は、ポンプ部の内部における吸入圧と吐出圧との中間の圧力雰囲気である中間圧力領域に、導圧路を介して連通されている。従って、内部空間には導圧路を介して中間圧力領域の圧力が導入され、内部空間は中間圧力領域と同じ圧力雰囲気つまりポンプ部の中間圧の圧力雰囲気となっている。このように本発明によれば、ポンプ部の内部において、内部空間と中間圧力領域とを導圧路を介して連通させる簡単な構成によって、内部空間を中間圧の圧力雰囲気とすることができる。
【００１１】
請求項３の発明は請求項２において、前記ポンプ部はギヤ列を複数備えており、ポンプ部において第１のギヤ列の吐出側と、第１のギヤ列の次段たる第２のギヤ列の吸入側とを連通する連通路が中間圧力領域をなしている。
【００１２】
従って、例えば、第１のギヤ列において行程途中にあるポンプ室に中間圧力領域を設定する場合と比較して、高圧（第１のギヤ列の吐出圧）を内部空間に導入することができ、ポンプ室と内部空間との間に生じる最大差圧をさらに小さくすることができる。よって、ギヤポンプの効率をさらに向上させることができる。また、例えば、ギヤ列において行程途中にあるポンプ室に中間圧力領域を設定する場合と比較して、中間圧力領域から内部空間への導圧路の取り回しが簡単となり、ギヤポンプの小型化に有利となる。
【００１３】
請求項４の発明は請求項１において、前記内部空間は、高圧領域に連通されているとともに圧力調節通路を介して低圧領域に連通されている。圧力調節通路上には圧力調節弁が配設されている。圧力調節弁はその開度を調節することで内部空間から低圧領域への圧力導出を調節し、従って、高圧領域からの圧力漏れにより上昇しようとする内部空間の圧力を、ポンプ部の吸入圧と吐出圧との間の中間圧に調節する。このようにすれば、圧力調節弁の動作特性を変更することで、内部空間の圧力の目標値を簡単に変更することができる。よって、例えば、ギヤポンプの個体毎にバラつく内部空間の圧力を、簡単な作業で所望の値に修正することができる。
【００１４】
請求項５の発明は請求項１〜４のいずれかにおいて、前記内部空間は、ドライブシャフト及びドリブンシャフトの円筒面周りにそれぞれ形成されている。各内部空間は、それぞれポンプ部の吸入圧と吐出圧との中間の圧力雰囲気とされている。従って、高圧側のポンプ室から両シャフト側の内部空間への流体の漏れ、及び該内部空間から低圧側のポンプ室への流体の漏れを低減することができ、ギヤポンプの効率をさらに向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のギヤポンプを、車両の走行駆動源たる内燃機関（エンジン）の燃料供給装置に用いられる２段ギヤポンプに具体化した第１〜第５実施形態について説明する。なお、第２〜第５実施形態においては第１実施形態との相違点についてのみ説明し、同一又は相当部材には同じ番号を付して説明を省略する。
【００１６】
○第１実施形態
図４は、２段ギヤポンプ（以下単にポンプとする）１を備えた燃料供給装置を示す概略構成図である。ポンプ１の吸入側は、流体としてのＤＭＥ（ジメチルエーテル）が貯留されたタンク２に吸入配管３を介して接続されている。ポンプ１の吐出側は、吐出配管４を介して噴射ポンプ５の吸入側に接続されている。噴射ポンプ５の吐出側にはエンジン６が接続されている。噴射ポンプ５は、ポンプ１から圧送された液化ガス燃料たるＤＭＥを、高圧状態でエンジン６に供給する。
【００１７】
図１は、前記ポンプ１の縦断面図である。ポンプ１は略有底円筒状のケース７と、ケース７の左端に複数のボルト８を介して固定された蓋体９とを備えている。ケース７と蓋体９とが、ポンプ１のハウジングを構成している。ポンプ１は、同図の左側が上になり右側が下となる状態で車両に搭載される。ケース７の内部には、蓋体９の内面に固定されたモータ部１０と、モータ部１０に連設されたポンプ部１１とが収容されている。ケース７内においてモータ部１０及びポンプ部１１の外側の空間は、サブタンク７ａをなしている。モータ部１０及びポンプ部１１の内部には、それらに亘ってドライブシャフト１２が回転可能に収容されている。
【００１８】
前記モータ部１０は、略有底円筒状をなすハウジング１０ａを備えている。モータ部１０は、ハウジング１０ａの内周面に沿って配置された巻線を有する固定子１０ｂと、固定子１０ｂに囲まれた状態で配置された鉄心からなる回転子１０ｃを備えている。モータ部１０の内部において固定子１０ｂ及び回転子１０ｃを収容する空間が、モータ室６０をなしている。回転子１０ｃは、ドライブシャフト１２に一体回転可能に固着されている。固定子１０ｂの巻線は端子１５に接続されている。外部からの給電により、端子１５を介して固定子１０ｂの巻線に電流が流れると、該巻線と回転子１０ｃの鉄心との間の電磁誘導作用によってドライブシャフト１２が回転する。
【００１９】
前記ポンプ部１１は、モータ部１０側から順に基部ブロック１６、連結プレート１９、サイドプレート２０、連結プレート２１及び先端プレート２２を備えている。基部ブロック１６及びプレート１９〜２２はドライブシャフト１２を挿通した状態で、複数のスルーボルト２３（図２，図３参照）によって固定されている。ポンプ部１１は、基部ブロック１６のフランジ部１６ａを以て、複数（図１では１つのみ図示）のボルト２４を介してハウジング１０ａ（モータ部１０）に固定されている。
【００２０】
前記ドライブシャフト１２は、ポンプ部１１を構成する基部ブロック１６及びプレート１９〜２２に亘って延びている。ドライブシャフト１２の上端（図１では左端）は、ベアリング１３を介してハウジング１０ａに、該ハウジング１０ａの内端面に形成された軸端収容凹部６１内で支持されている。ドライブシャフト１２の下端（図１では右端）は、ベアリング１４を介して先端プレート２２に、該先端プレート２２に形成された軸端収容凹部６２内で支持されている。ベアリング１３，１４は、転がり軸受けとしてのニードルベアリングよりなっている。ドライブシャフト１２の下端側の外周面には、軸方向に沿って延びる溝部１２ａが形成され、溝部１２ａには略直方体のキー２５が取り付けられている。
【００２１】
前記ドライブシャフト１２には、軸方向に沿って下端側から順に２つのギヤ２６，２７が取り付けられている。ギヤ２６，２７の外周面には歯２６ａ，２７ａが形成されている。各ギヤ２６，２７の内周面にはキー溝２６ｂ，２７ｂが形成されている。各ギヤ２６，２７は、キー溝２６ｂ，２７ｂにキー２５を係止することによってドライブシャフト１２と一体化されている。
【００２２】
前記ポンプ部１１の内部には、ドライブシャフト１２と平行状態でドリブンシャフト２９が回転可能に収容されている。ドリブンシャフト２９は、ポンプ部１１を構成する基部ブロック１６及びプレート１９〜２２に亘って延びている。ドリブンシャフト２９の上端（図１では左端）は、ベアリング３０を介して基部ブロック１６に、該基部ブロック１６に形成された軸端収容凹部６３内で支持されている。ドリブンシャフト２９の下端（図１では右端）は、ベアリング３１を介して先端プレート２２に、該先端プレート２２に形成された軸端収容凹部６４内で支持されている。各ベアリング３０，３１は、転がり軸受けとしてのニードルベアリングよりなっている。
【００２３】
前記ドリブンシャフト２９には、軸方向に沿って下端側から順に２つのギヤ３２，３３が設けられている。ギヤ３２，３３の外周面には歯３２ａ，３３ａが形成されている。ギヤ３２はドリブンシャフト２９に対して相対回転可能に取り付けられている。ギヤ３３は、ドリブンシャフト２９に一体形成されている。ギヤ３２はドライブシャフト１２側のギヤ２６に、ギヤ３３はドライブシャフト１２側のギヤ２７にそれぞれ噛合されている。
【００２４】
前記ケース７の外周面には、サブタンク７ａに連通する吸入ポート３５ａを有する吸入接続部３５が取り付けられている。吸入接続部３５には、タンク２から延びる吸入配管３（図４参照）が接続されている。サブタンク７ａには、吸入配管３及び吸入ポート３５ａを介してタンク２内のＤＭＥが流入され、貯留されている。ポンプ部１１はその作動時に、サブタンク７ａ内のＤＭＥを吸入する。ポンプ部１１は、吸入したＤＭＥを複数のギヤ列に通して昇圧する直列式である。
【００２５】
即ち、前記ポンプ部１１は、ギヤ２６，３２からなる第１のギヤ列としての１段目ギヤ列３６、ギヤ２７，３３からなる第２のギヤ列としての２段目ギヤ列３７に、ＤＭＥを順に通すことで段階的に昇圧する。蓋体９の外面には、吐出ポート３９ａを有する吐出接続部３９が取り付けられている。吐出接続部３９には、噴射ポンプ５から延びる吐出配管４が接続されている（図４参照）。ポンプ部１１は昇圧後のＤＭＥを、図示しない内部通路を介して吐出ポート３９ａから吐出配管４へと吐出する。
【００２６】
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図２に示すように、連結プレート２１にはギヤ２６を収容するための孔部２１ａと、ギヤ３２を収容するための孔部２１ｂとが形成されている。連結プレート２１には、ギヤ２６とギヤ３２が噛合う前後に若干の空間領域を設けることで、ＤＭＥの通路となる上流側通路４０と下流側通路４１とが形成されている。上流側通路４０はサブタンク７ａに、図示しない内部通路を介して連通されている。なお、連結プレート１９にも同様に孔部、上流側通路及び下流側通路が形成されている。
【００２７】
前記ドライブシャフト１２は、図２の矢印方向（時計回り方向）に回転し、ドリブンシャフト２９は各ギヤ列３６，３７を介してドライブシャフト１２に連れ回りして同図の白抜き矢印方向に回転する。ドライブシャフト１２及びドリブンシャフト２９の回転時にポンプ部１１の内部へ送り込まれたＤＭＥは、上流側通路４０を通じて１段目ギヤ列３６に流れ込む。１段目ギヤ列３６に至ったＤＭＥは、ギヤ２６の隣接する歯２６ａと孔部２１ａの内周面によって形成されるポンプ室３６ａ、及びギヤ３２の隣接する歯３２ａと孔部２１ｂの内周面によって形成されるポンプ室３６ｂを通じて下流側通路４１に向かって移送される。
【００２８】
図３に示すように、前記サイドプレート２０には、ドライブシャフト１２を挿通するための孔部２０ａが形成されている。サイドプレート２０には、孔部２０ａに隣接してドリブンシャフト２９を挿通するための孔部２０ｂが形成されている。孔部２０ａはドライブシャフト１２の径よりも大きく設定されている。従って、ドライブシャフト１２と孔部２０ａとの間には隙間が形成されている。孔部２０ｂはドリブンシャフト２９の径よりも大きく設定されている。従って、ドリブンシャフト２９と孔部２０ｂとの間には隙間が形成されている。
【００２９】
前記サイドプレート２０の内部には、１段目ギヤ列３６の下流側通路４１と２段目ギヤ列３７の上流側通路４２とを連通する連通路４３が形成されている。連通路４３は、ポンプ１の径方向に延びる第１通路４３ａと、１段目ギヤ列３６の下流側通路４１から軸方向に延びて第１通路４３ａに連通された第２通路４３ｂと、２段目ギヤ列３７の上流側通路４２から軸方向に延びて第１通路４３ａに連通された第３通路４３ｃとからなる。従って、１段目ギヤ列３６で昇圧されたＤＭＥは、第２通路４３ｂ、第１通路４３ａ、第３通路４３ｃを同順に経由して２段目ギヤ列３７の上流側通路４２へと送られる。
【００３０】
図１に示すように、前記２段目ギヤ列３７に至ったＤＭＥは、ギヤ２７の隣接する歯２７ａと連結プレート１９の内周面によって形成されるポンプ室３７ａ、及びギヤ３３の隣接する歯３３ａと連結プレート１９の内周面によって形成されるポンプ室３７ｂを通じて吐出ポート３９ａへと移送される。２段目ギヤ列３７によって昇圧され吐出ポート３９ａへと送られたＤＭＥは、吐出配管４を介して噴射ポンプ５に供給される。
【００３１】
前記蓋体９には配管接続部５４が取り付けられている。配管接続部５４には、タンク２から延びるリーク用配管５５（図４参照）が接続されている。配管接続部５４には、軸端収容凹部６１の内空間とリーク用配管５５とを連通するリーク用ポート５６が形成されている。軸端収容凹部６１の内空間とモータ室６０とは、ハウジング１０ａに形成された連通孔６５を介して連通されている。ハウジング１０ａの側壁部には、モータ室６０とサブタンク７ａの上部空間とを連通する抜き孔５７が形成されている。
【００３２】
本実施形態のような軸密封型のポンプ１では、モータ部１０やポンプ部１１における摺動部分（例えばギヤ２６，２７，３２，３３）の発熱の影響を受けて、サブタンク７ａのＤＭＥや各ギヤ列３６，３７からモータ室６０に漏出したＤＭＥが気化してサブタンク７ａやモータ室６０に蓄積されることも考えられる。しかし、気化したＤＭＥは、連通孔６５、軸端収容凹部６１の内空間、リーク用ポート５６及びリーク用配管５５を介してタンク２に戻されるので、ＤＭＥの気体充満に起因したモータ部１０の冷却不足等の不具合が生じることはない。
【００３３】
さて、前記ポンプ部１１の内部には、ドライブシャフト１２の円筒面１２ｂの周りにおいて各ギヤ２６，２７と隣接する位置に内部空間５１が存在する。内部空間５１は、先端プレート２２の軸端収容凹部６２の内空間の一部であってギヤ２６とベアリング１４との間の第１空間５１ａと、ギヤ２６とギヤ２７との間の第２空間５１ｂと、基部ブロック１６とドライブシャフト１２の下端側（図１の小径部分）との間の第３空間５１ｃとからなっている。
【００３４】
前記第１空間５１ａと第２空間５１ｂ、及び第２空間５１ｂと第３空間５１ｃは、それぞれキー２５及び溝部１２ａの若干の隙間によって連通されている。尚、必要に応じてギヤ２６，２７等に第１空間５１ａと第２空間５１ｂ、及び第２空間５１ｂと第３空間５１ｃの連通路を設けてもよい。第１空間５１ａと、先端プレート２２の軸端収容凹部６２においてドライブシャフト１２の端面側の空間６２ａとは、ベアリング１４の隙間を介して連通されている。第３空間５１ｃは、基部ブロック１６とドライブシャフト１２（図１の大径部分）との隙間を介してモータ室６０に連通されている。前述したように、ハウジング１０ａの軸端収容凹部６１（詳しくはドライブシャフト１２の端面側の空間６１ａ）とモータ室６０とは、ハウジング１０ａの連通孔６５を介して連通されている。
【００３５】
従って、前記ハウジング１０ａの軸端収容凹部６１及び先端プレート２２の軸端収容凹部６２は、ドライブシャフト１２の端面側の空間６１ａ，６２ａが、モータ室６０の圧力（ポンプ部１１の吸入圧と略同じ圧力）雰囲気となっている。よって、ドライブシャフト１２の両端面に作用する、各軸端収容凹部６１、６２内の圧力に基づく力がバランスされ、該力のアンバランスに起因してドライブシャフト１２に作用するスラスト荷重をキャンセルすることができる。その結果、ベアリング１３が負担するスラスト荷重を軽減することができ、ベアリング１３の耐久性を向上させることができる。
【００３６】
また、前記ギヤ２６を挟んで隣接する第１空間５１ａと第２空間５１ｂが同じ圧力雰囲気となっている。従って、該圧力のアンバランスに起因してギヤ２６に作用するスラスト荷重をキャンセルすることができ、該ギヤ２６の摩耗等を防止することができる。さらに、ギヤ２７を挟んで隣接する第２空間５１ｂと第３空間５１ｃが同じ圧力雰囲気となっている。従って、該圧力のアンバランスに起因してギヤ２７に作用するスラスト荷重をキャンセルすることができ、該ギヤ２７の摩耗等を防止することができる。
【００３７】
前記ポンプ部１１の内部には、ドリブンシャフト２９の円筒面２９ａ周りにおいて各ギヤ３２，３３と隣接する位置に内部空間５２が存在する。内部空間５２は、先端プレート２２の軸端収容凹部６４の内空間の一部であってギヤ３２とベアリング３１との間の第１空間５２ａと、ギヤ３２とギヤ３３との間の第２空間５２ｂと、基部ブロック１６の軸端収容凹部６３の内空間の一部であってギヤ３３とベアリング３０との間の第３空間５２ｃとからなっている。
【００３８】
前記第１空間５２ａと第２空間５２ｂとは、ギヤ３２とドリブンシャフト２９の円筒面２９ａとの間の若干の隙間によって連通されている。第１空間５２ａと、先端プレート２２の軸端収容凹部６４においてドリブンシャフト２９の端面側の空間６４ａとは、ベアリング３１の隙間を介して連通されている。第３空間５２ｃと、基部ブロック１６の軸端収容凹部６３においてドリブンシャフト２９の端面側の空間６３ａとは、ベアリング３０の隙間を介して連通されている。基部ブロック１６の軸端収容凹部６３（端面側の空間６３ａ）と先端プレート２２の軸端収容凹部６４（端面側の空間６４ａ）とは、ドリブンシャフト２９の軸心位置に貫通形成された軸内通路６６を介して連通されている。
【００３９】
従って、前記基部ブロック１６の軸端収容凹部６３及び先端プレート２２の軸端収容凹部６４は、ドリブンシャフト２９の端面側の空間６３ａ，６４ａが、同じ圧力雰囲気となっている。よって、ドリブンシャフト２９の両端面に作用する、各軸端収容凹部６３，６４内の圧力に基づく力がバランスされ、該力のアンバランスに起因してドリブンシャフト２９に作用するスラスト荷重をキャンセルすることができる。さらに、ギヤ３３を挟んで隣接する第２空間５２ｂと第３空間５２ｃが同じ圧力雰囲気となっている。従って、第２空間５２ｂと第３空間５２ｃとの圧力のアンバランス及び各軸端収容凹部６３，６４内の圧力のアンバランスに起因してギヤ３３に作用するスラスト荷重をキャンセルすることができ、該ギヤ３３の摩耗等を防止することができる。
【００４０】
また、前記ギヤ３２を挟んで隣接する第１空間５２ａと第２空間５２ｂが同じ圧力雰囲気となっている。従って、該圧力のアンバランスに起因してギヤ３２に作用するスラスト荷重をキャンセルすることができ、該ギヤ３２の摩耗等を防止することができる。
【００４１】
ここで、前記１段目ギヤ列３６と２段目ギヤ列３７とを連通する連通路４３内の圧力は、１段目ギヤ列３６の吐出圧言い換えれば２段目ギヤ列３７の吸入圧となっている。つまり、連通路４３内は、ポンプ部１１の吸入圧（１段目ギヤ列３６の吸入圧）よりも高くかつポンプ部１１の吐出圧（２段目ギヤ列３７の吐出圧）よりも低い圧力雰囲気、言い換えればポンプ部１１の中間圧の圧力雰囲気であると言える。本実施形態においては、連通路４３が中間圧力領域をなしている。
【００４２】
図１及び図３に示すように、前記サイドプレート２０の内部には、連通路４３の第１通路４３ａと、ドリブンシャフト２９側の内部空間５２の第２空間５２ｂとを連通する導圧路６７が形成されている。内部空間５２の第２空間５２ｂには、導圧路６７を介して連通路４３の中間圧が導入されている。前述したように、第２空間５２ｂは、先端プレート２２の軸端収容凹部６４の内空間（第１空間５２ａ及び端面側の空間６４ａ）に連通されているとともに、先端プレート２２の軸端収容凹部６４の内空間は第３空間５２ｃに連通されている。従って、ドリブンシャフト２９の円筒面２９ａ周りの内部空間５２、及び各軸端収容凹部６３，６４におけるドリブンシャフト２９の端面側の空間６３ａ，６４ａは、連通路４３と同じ圧力雰囲気つまりポンプ部１１の中間圧の圧力雰囲気となっている。
【００４３】
上記構成の本実施形態においては次のような作用効果を奏する。
（１）ポンプ部１１の内部においてドリブンシャフト２９側の内部空間５２は、ポンプ部１１の中間圧の圧力雰囲気となっている。従って、例えば、内部空間５２が、ポンプ部１１の吸入圧と同じ圧力雰囲気或いはポンプ部１１の吐出圧と同じ圧力雰囲気とされた場合と比較して、ドリブンシャフト２９側のポンプ室３６ｂ，３７ｂと内部空間５２との間に生じる最大差圧を小さくすることができる。
【００４４】
よって、例えば、前記内部空間５２がポンプ部１１の吸入圧と同じ圧力雰囲気とされた場合と比較して、高圧側たる２段目ギヤ列３７のポンプ室３７ｂから内部空間５２へのＤＭＥの漏れを低減することができる。また、例えば、内部空間５２がポンプ部１１の吐出圧と同じ圧力雰囲気とされた場合と比較して、内部空間５２から低圧側たる１段目ギヤ列３６のポンプ室３６ｂへのＤＭＥの漏れを低減することができる。その結果、トータルとしてポンプ１の効率を向上させることができる。
【００４５】
このように、前記ポンプ室３６ｂ，３７ｂと内部空間５２との間でのＤＭＥ漏れの低減を、シール部材を用いることなく達成できることは、ポンプ１の小型化につながり、本実施形態のポンプ１は車載用として好適であると言える。
【００４６】
（２）本実施形態によれば、ポンプ部１１の内部において、内部空間５２と中間圧力領域（連通路４３）とを導圧路６７を介して連通させるのみの簡単な構成によって、内部空間５２を中間圧の圧力雰囲気とすることができる。
【００４７】
（３）１段目ギヤ列３６の吐出側と２段目ギヤ列３７の吸入側とを連通する連通路４３が中間圧力領域をなしている。従って、例えば、１段目ギヤ列３６において行程途中にあるポンプ室３６ａ，３６ｂに中間圧力領域を設定する場合と比較して、高圧（１段目ギヤ列３６の吐出圧）を内部空間５２に導入することができる。よって、ポンプ室３６ｂ，３７ｂと内部空間５２との間に生じる最大差圧をさらに小さくすることができ、ポンプ１の効率をさらに向上させることができる。また、例えば、ギヤ列３６，３７の行程途中のポンプ室３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂに中間圧力領域を設定する場合と比較して、導圧路６７の取り回しが簡単となり、ポンプ１の小型化に有利となる。
【００４８】
○第２実施形態
図５に示すように本実施形態においては、前記基部ブロック１６とドライブシャフト１２との間に、モータ室６０と内部空間５１（第３空間５１ｃ）との連通を遮断する軸封装置７１が配設されている。軸封装置７１は、例えばリップシールよりなっている。サイドプレート２０の内部には、連通路４３の第１通路４３ａと内部空間５１の第２空間５１ｂとを連通する導圧路７２が形成されている。
【００４９】
従って、前記内部空間５１の第２空間５１ｂには、導圧路７２を介して連通路４３の中間圧が導入されている。つまり、ドライブシャフト１２の円筒面１２ｂ周りの内部空間５１、及び軸端収容凹部６２におけるドライブシャフト１２の端面側の空間６２ａは、ポンプ部１１の中間圧の圧力雰囲気となっている。
【００５０】
よって、本実施形態においては、前記ドライブシャフト１２側のポンプ室３６ａ，３７ａと内部空間５１との間に生じる最大差圧も小さくすることができる。その結果、ポンプ室３６ａ，３７ａと内部空間５１との間の関係においても、上記第１実施形態（ポンプ室３６ｂ，３７ｂと内部空間５２との間の関係）と同様に、ＤＭＥの漏れ低減効果を奏し得る。ドライブシャフト１２側のポンプ室３６ａ，３７ａと内部空間５１との間の関係、及びドリブンシャフト２９側のポンプ室３６ｂ，３７ｂと内部空間５２との間の関係の両方においてＤＭＥの漏れを低減できることは、ポンプ１のさらなる効率向上につながる。
【００５１】
○第３実施形態
図６に示すように本実施形態においては、上記第１実施形態から抜き孔５７が削除されているとともに、導圧路６７が削除されている。軸端収容凹部６３においてドリブンシャフト２９の端面側の空間６３ａ（図１参照）は、基部ブロック１６に貫通形成された連通孔７５を介してモータ室６０と連通されている。ドライブシャフト１２側の内部空間５１は、第３空間５１ｃ（図１参照）が、基部ブロック１６とドライブシャフト１２（図の大径部分）との間の隙間（連通孔７６）を介して、モータ室６０に連通されている。従って、内部空間５１，５２及びモータ室６０は、同じ圧力雰囲気となっている。
【００５２】
前記配管接続部５４においてリーク用ポート５６の途中には、圧力調節弁７７が配設されている。圧力調節弁７７は、弁体７７ａと付勢バネ７７ｂとからなる差圧弁よりなっている。圧力調節弁７７は、弁体７７ａに作用するモータ室６０側の圧力と、同じく弁体７７ａに作用するタンク２（図４参照）側の圧力との差に応じてリーク用ポート５６を開閉する。
【００５３】
前記圧力調節弁７７は、高圧側のポンプ室３７ａ，３７ｂ（高圧領域。図１参照）からのＤＭＥの漏れ（圧力漏れ）や、モータ室６０におけるＤＭＥの気化に起因して、内部空間５１，５２及びモータ室６０の圧力が所定値よりも高くなると、弁体７７ａが付勢バネ７７ｂの弁閉方向の付勢力及びタンク２側の圧力に基づく弁閉方向の力に抗して移動してリーク用ポート５６を開放する。従って、内部空間５１，５２及びモータ室６０の圧力は、タンク２への圧力導出によって低下傾向となる。
【００５４】
この状態から、前記内部空間５１，５２及びモータ室６０の圧力が所定値より低くなると、圧力調節弁７７の弁体７７ａが付勢バネ７７ｂの弁閉方向の付勢力及びタンク２側の圧力に基づく弁閉方向の力によって移動してリーク用ポート５６を閉塞する。従って、内部空間５１，５２及びモータ室６０の圧力は上昇傾向となる。
【００５５】
つまり、前記圧力調節弁７７は、内部空間５１，５２及びモータ室６０の圧力を所定値に維持するように、内部自律的にリーク用ポート５６を開閉する。内部自律タイプの圧力調節弁７７は、例えば外部制御タイプと比較して構成が簡単である。圧力調節弁７７による内部空間５１，５２及びモータ室６０の圧力調節目標（所定値）、詳しくは付勢バネ７７ｂのバネ力は、定常運転状態におけるポンプ部１１の中間圧（例えば１段目ギヤ列３６の吐出圧）となるように設定されている。従って、内部空間５１，５２は、上記第２実施形態と同様にポンプ部１１の中間圧の圧力雰囲気となる。よって、各ポンプ室３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂと内部空間５１，５２との間でのＤＭＥ漏れを低減することができる。
【００５６】
本実施形態においては、前記圧力調節弁７７の動作特性（例えば付勢バネ７７ｂのバネ力）を変更することで、内部空間５１，５２の圧力の目標値を簡単に変更することができる。従って、例えば、ポンプ１の個体毎にバラつく内部空間５１，５２の圧力を、簡単な作業で所望の値に修正することができる。つまり、例えば上記第２実施形態において、ポンプ１の個体毎にバラつく内部空間５１，５２の圧力を修正するには、導圧路６７，７２の径等を変更する必要があり面倒なのである。
【００５７】
また、本実施形態においては、避け得ないポンプ部１１からの圧力漏れを利用して、内部空間５１，５２の圧力を上昇傾向とすることで、該内部空間５１，５２を圧力調節弁７７により調圧して中間圧力雰囲気としている。従って、例えば第２実施形態のように、各内部空間５１，５２とモータ室６０との間を遮断しておく必要がない。よって、例えば、２段目ギヤ列３７から漏れたＤＭＥは、内部空間５１，５２及び連通孔７５，７６を介してモータ室６０へ、積極的に供給されることとなる。その結果、このモータ室６０へ供給されたＤＭＥ（液）によるモータ部１０の冷却が良好に行われることとなり、モータ部１０の運転が安定される。
【００５８】
なお、本実施形態においては、前記連通孔７５，７６、モータ室６０、連通孔６５、軸端収容凹部６１の内空間、リーク用ポート５６及びリーク用配管５５（図４参照）が、内部空間５１，５２とタンク２（低圧領域）とを連通する圧力調節通路をなしている。
【００５９】
○第４実施形態
図７に示すように、本実施形態においては上記第３実施形態を変更し、配管接続部５４のリーク用ポート５６の下流側をサブタンク７ａの上部空間に連通させている。軸端収容凹部６１の内空間とサブタンク７ａの上部空間とは、蓋体９に形成された内部通路７９を介して連通されている。モータ室６０の気化ＤＭＥは、連通孔６５、軸端収容凹部６１の内空間及び内部通路７９を介してサブタンク７ａに排出され、該サブタンク７ａにおいて気化されたＤＭＥとともに、リーク用ポート５６及びリーク用配管５５を介してタンク２へと戻される。
【００６０】
前記内部通路７９上には、上記第３実施形態と同様に動作することでモータ室６０を中間圧に調節する、圧力調節弁７７が配設されている。本実施形態においてはサブタンク７ａを低圧領域として把握することができるとともに、連通孔７５，７６、モータ室６０、連通孔６５、軸端収容凹部６１の内空間、及び内部通路７９を、内部空間５１，５２とサブタンク７ａ（低圧領域）とを連通する圧力調節通路として把握することができる。
【００６１】
○第５実施形態
図８に示すように本実施形態においては、上記第３実施形態を変更し、モータ部１０がケース７内の下部（図では右方）に配置されているとともに、ポンプ部１１がケース７内の上部（図では左方）に配置されている。即ち、ポンプ１は、ポンプ部１１が上になりモータ部１０が下となる状態で車両に搭載される。
【００６２】
このようにすれば、前記ポンプ部１１と、蓋体９に取り付けられた吐出接続部３９とを互いに近づけて配置することができ、ポンプ部１１と吐出接続部３９とを連通する内部通路（図示しない）の取り回しが容易となる。これはポンプ１の小型化に有利となる。また、モータ部１０をケース７内の下部に配置することで、モータ室６０内におけるＤＭＥの液面を該モータ室６０の上部に位置させることができる。従って、固定子１０ｂ及び回転子１０ｃが、ＤＭＥの液面から露出し難くなり、ＤＭＥ（液）による固定子１０ｂ及び回転子１０ｃの冷却が良好に行われる。
【００６３】
さて、本実施形態において前記リーク用ポート５６の上流側は、先端プレート２２の軸端収容凹部６２の内空間に連通されている。リーク用ポート５６とモータ室６０とは、ドライブシャフト１２側の内部空間５１を介して連通されている。従って、モータ室６０の気化ＤＭＥは、内部空間５１、リーク用ポート５６及びリーク用配管５５（図４参照）を介してタンク２に排出される。
【００６４】
前記内部空間５１の圧力は、高圧側のポンプ室３７ａ，３７ｂ（高圧領域。図１参照）からのＤＭＥの漏れや、モータ室６０におけるＤＭＥの気化の影響を受けて上昇しようとする。一方、内部空間５１の圧力は、リーク用ポート５６及びリーク用配管５５を介してタンク２へと逃がされる。圧力調節弁７７は、リーク用ポート５６の開度つまり内部空間５１からの圧力導出を調節することで、内部空間５１の圧力をポンプ部１１の中間圧に調節する。
【００６５】
なお、本実施形態においては、前記連通孔７５が削除されており、従ってドリブンシャフト２９側の内部空間５２とモータ室６０との間が遮断されている。ドリブンシャフト２９側の内部空間５２は、上記第１実施形態と同様な手法（ギヤ列３６，３７間の連通路４３に導圧路６７を介して連通させること）によって、ポンプ部１１の中間圧の圧力雰囲気とされている。
【００６６】
本実施形態においては、前記ドライブシャフト１２側の内部空間５１の圧力を、圧力調節弁７７によって直接的に調節している。従って、例えば、上記第３実施形態のように、直接的にはモータ室６０の圧力を調節し、結果として該モータ室６０の圧力を内部空間５１の圧力に反映させる態様と比較して、圧力調節弁７７の動作が内部空間５１の圧力に直ちに反映されることとなる。よって、内部空間５１の圧力が安定して、ポンプ室３６ａ，３７ａとの間でのＤＭＥ漏れをさらに効果的に抑制できる。
【００６７】
なお、本実施形態においては、前記軸端収容凹部６１の内空間、リーク用ポート５６及びリーク用配管５５（図４参照）が、内部空間５１とタンク２とを連通する圧力調節通路をなしている。
【００６８】
本発明の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以下の態様でも実施できる。
○上記第１又は第２実施形態を変更し、１段目ギヤ列３６又は２段目ギヤ列３７において、行程途中にあるポンプ室３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂを中間圧力領域として把握し、該中間圧力領域に導圧路を介して内部空間５１（第２実施形態の変更例の場合には内部空間５１，５２）を連通させること。
○上記第２実施形態において導圧路６７を削除し、内部空間５１のみを中間圧とすること。
【００６９】
○上記第３〜第５実施形態において圧力調節弁７７は、内部自律タイプ（差圧弁）であった。これを変更し、圧力制御弁として、電磁弁等の外部制御タイプのものを用いること。この場合、内部空間（又は該空間と同じ圧力雰囲気の空間）の圧力を検知する圧力センサと、該圧力センサからの検知情報に基づいて圧力制御弁を開閉制御する制御手段（例えばコンピュータ）を備えることとなる。このようにすれば、低圧領域側の圧力状態に影響されることなく、内部空間の圧力に応じて該内部空間と低圧領域とを連通する圧力調節通路を開閉することができ、内部空間の圧力を所定値に確実に調節することができる。
【００７０】
○上記各実施形態においては、タンク２外に設置されるタイプのポンプ１において具体化されていた。これを変更し、タンク２内に収容される所謂インタンクタイプのギヤポンプにおいて具体化すること。この場合、ケース７を削除することができる。
【００７１】
○ギヤポンプが扱う流体はＤＭＥに限定されず、これ以外の他の液体（気体）を扱うギヤポンプにおいて本発明を具体化してもよい。
○上記各実施形態においては２段ギヤポンプにおいて具体化されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、３段や４段等の２段以外の複数段ギヤポンプにおいて具体化してもよい。或いは、１段ギヤポンプにおいて具体化してもよい。
【００７２】
○上記第１及び第２実施形態においてギヤポンプは、軸密閉型（モータ内蔵型）に具体化されていたが、軸開放型（ポンプ部を外部のモータによって駆動するタイプ）に具体化してもよい。
【００７３】
○本発明のギヤポンプは、内燃機関に対して液化ガス燃料を圧送する車載用に具体化することに限定されるものではなく、例えば工作用機器等における作動油等の圧送に用いられるギヤポンプに具体化してもよい。
【００７４】
上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について記載する。
（１）前記流体は液化ガス燃料である請求項１〜５のいずれかに記載のギヤポンプ。
【００７５】
（２）請求項１〜５のいずれか又は前記技術的思想（１）に記載のギヤポンプは車載用である。
【００７６】
【発明の効果】
上記構成の本発明によれば、ポンプ室と内部空間との間での流体の漏れを低減することが可能となり、ギヤポンプの効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のポンプの縦断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】燃料供給装置の概略構成図。
【図５】第２実施形態のポンプの要部拡大断面図。
【図６】第３実施形態のポンプの縦断面図。
【図７】第４実施形態のポンプの縦断面図。
【図８】第５実施形態のポンプの縦断面図。
【図９】従来のポンプの縦断面図。
【符号の説明】
１…ギヤポンプとしての２段ギヤポンプ、２…タンク（第３及び第５実施形態においては低圧領域をなす）、７ａ…サブタンク（第４実施形態においては低圧領域をなす）、１０…モータ部（ｂ…固定子、ｃ…回転子）、１１…ポンプ部、１２…ドライブシャフト（ｂ…円筒面）、２６，２７…一方のギヤ、２９…ドリブンシャフト（ａ…円筒面）、３２，３３…他方のギヤ、３６…第１のギヤ列としての１段目ギヤ列（ａ，ｂ…ポンプ室）、３７…第２のギヤ列としての２段目ギヤ列（ａ，ｂ…ポンプ室（第３〜第５実施形態においては高圧領域をなす））、４３…中間圧力領域としての連通路、５１…ドライブシャフト側の内部空間、５２…ドリブンシャフト側の内部空間、５６…リーク用ポート（第３実施形態においては圧力調節通路を構成する）、６７…導圧路、７２…導圧路（第２実施形態）、７７…圧力調節弁、７９…圧力調節通路を構成する内部通路（第４実施形態）。

Claims (5)

1. 流体の圧送に用いられるギヤポンプであって、互いに噛み合う一対のギヤからなるギヤ列を有したポンプ部を備え、前記ポンプ部内には、流体を移送するためのポンプ室が前記各ギヤにより形成されており、前記ギヤ列は一方のギヤがドライブシャフトに一体回転可能に連結されているとともに他方のギヤがドリブンシャフトに支持されてなるギヤポンプにおいて、
   前記ドライブシャフト及び前記ドリブンシャフトの少なくとも一方において、円筒面周りでかつギヤに隣接する位置に形成された前記ポンプ部の内部空間を、前記ポンプ部の吸入圧と吐出圧との中間の圧力雰囲気としたことを特徴とするギヤポンプ。
2. 前記内部空間を、前記ポンプ部の内部における吸入圧と吐出圧との中間の圧力雰囲気である中間圧力領域に、導圧路を介して連通させた請求項１に記載のギヤポンプ。
3. 前記ポンプ部は前記ギヤ列を複数備えており、前記ポンプ部において第１のギヤ列の吐出側と、前記第１のギヤ列の次段たる第２のギヤ列の吸入側とを連通する連通路が前記中間圧力領域をなしている請求項２に記載のギヤポンプ。
4. 前記内部空間は高圧領域に連通されているとともに圧力調節通路を介して低圧領域に連通されており、前記圧力調節通路上には、前記高圧領域からの圧力供給により上昇しようとする前記内部空間の圧力を、前記ポンプ部の吸入圧と吐出圧との間の中間圧に調節する圧力調節弁が配設されている請求項１に記載のギヤポンプ。
5. 前記内部空間は、前記ドライブシャフト及び前記ドリブンシャフトの円筒面周りにそれぞれ形成されており、各内部空間がそれぞれ前記ポンプ部の吸入圧と吐出圧との中間の圧力雰囲気とされている請求項１〜４のいずれかに記載のギヤポンプ。

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