JP2007262943A - 内接ギヤポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 軸方向寸法を抑えコンパクト化を図ることができる内接ギヤポンプを提供する。
【解決手段】 本発明の内接ギヤポンプ１は、外歯１０ａを有するインナロータ１０と、外歯１０ａに噛み合う内歯５ａを有するアウタロータ２と、アウタロータ２及びインナロータ１０の両側側方に配置されてこれらを回転自在に保持する一対のポンプハウジング７，８と、を備えている。アウタロータ２の外周面には波状溝３が形成されており、この波状溝３に回転力を伝達するためのベルト５０が巻掛けられることで、アウタロータ２が回転駆動される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、自動車のエンジンの潤滑油用ポンプ等に用いられる内接ギヤポンプに関する。

従来、自動車などのエンジンの潤滑油を圧送するためのポンプとしては、トロコイドポンプ等の内接ギヤポンプが使用されている。このような内接ギヤポンプには、外歯を有するインナロータと、前記外歯に噛み合う内歯を有するアウタロータと、内部に両ロータを収容したポンプハウジングと、前記インナロータに一体回転可能に取り付けられるとともに前記ポンプハウジングの外部に突出した駆動軸と、前記ポンプハウジングの外部に突出した前記駆動軸の突出部に一体回転可能に取り付けられエンジンの回転力を伝達するためのスプロケットと、を備えたものがある。上記構成の内接ギヤポンプは、スプロケットに伝達されるエンジンの回転力によって駆動軸が駆動され、インナロータを回転するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２８６９６９号公報（図４）

上記従来例の内接ギヤポンプでは、スプロケットに伝達される回転力によって駆動軸を駆動し、インナロータを回転するように構成されているが、両ロータを収容するポンプハウジングと、前記インナロータを駆動するスプロケットとが軸方向に並列に配置されており、その軸方向寸法が比較的大きくなるという問題点を有していた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、軸方向寸法を抑えコンパクト化を図ることができる内接ギヤポンプを提供することを目的とする。

本発明の内接ギヤポンプは、外歯を有するインナロータと、内周に前記外歯に噛み合う内歯を有するアウタロータと、前記アウタロータ及び前記インナロータの両側側方に配置されてこれらを回転自在に保持する一対のポンプハウジングと、を備え、前記アウタロータの外周に、当該アウタロータに対して回転力を伝達する無端回動部材を巻掛ける軌道部を設けたことを特徴としている。

上記のように構成された内接ギヤポンプによれば、無端回動部材をアウタロータ外周の軌道部に巻掛けて、当該アウタロータを回転駆動するように構成したので、無端回動部材と両ロータとの軸方向位置をほぼ一致させることができる。さらに、上記従来例のようにインナロータもしくはアウタロータを駆動するためのスプロケット等をポンプハウジングに対して軸方向に並列配置する必要がないので、当該内接ギヤポンプの軸方向寸法が大きくなるのを抑えることができる。

上記内接ギヤポンプにおいて、前記一対のポンプハウジングの内の少なくとも一方側のポンプハウジングと、前記アウタロータとの間に配設され、前記アウタロータを回転自在に支持する転がり軸受をさらに有していることが好ましい。
この場合、無端回動部材が巻掛けられるアウタロータに作用するラジアル方向の負荷荷重を前記転がり軸受によって支持することができるので、無端回動部材の張力が過大である場合にもその張力を許容し、アウタロータ及びインナロータの回転動作によるポンプ動作を確実に行うことができる。

また、上記内接ギヤポンプにおいて、前記一対のポンプハウジングの内の少なくとも一方側のポンプハウジングと、前記アウタロータとの間に配設され、前記アウタロータを回転自在に支持する滑り軸受をさらに有していてもよい。
この場合、前記一対のポンプハウジングに対するアウタロータの支持構造を簡略化でき、当該内接ギヤポンプの製造コストの上昇を抑えることができる。

また、上記内接ギヤポンプにおいて、前記インナロータには、その回転軸中心に一致した貫通孔が形成され、前記インナロータの両側面から突出して前記貫通孔に挿通されるとともに、その両端部が前記一対のポンプハウジングに固定されて前記インナロータを回転自在に支持する軸部材をさらに有していることが好ましい。
この場合、例えば、軸部材をインナロータと一体回転可能とし一対のポンプハウジングに対してインナロータとともに軸部材を回転自在に支持する場合と比較して、一対のポンプハウジングに固定された軸部材に対してインナロータのみを回転自在に支持するので、その構造を簡略化でき、製造コストを低減できる。

また、前記軸部材には、前記一対のポンプハウジングにそれぞれ当接して前記一対のポンプハウジングの間隔を規定する一対の側壁部が形成されていることが好ましい。
この場合、一対の側壁部によって、一対のポンプハウジングの間隔を所定の寸法に規定することで、一対のポンプハウジングの間に配置されるインナロータ及びアウタロータと、当該ポンプハウジングとのクリアランスを適正な寸法に設定し、維持することができる。これによって、ポンプハウジングと両ロータとの摩擦摩耗を抑制するとともに、当該電動ギヤポンプによって給排される液体がポンプ内部から漏洩するのを防止できる。

本発明の内接ギヤポンプによれば、アウタロータを無端回動部材で回転駆動するように構成したので、当該内接ギヤポンプの軸方向寸法を抑えコンパクト化を図ることができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一の実施形態である内接ギヤポンプの構成を示す断面図であり、図２は、図１中ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。この内接ギヤポンプ１は、自動車のエンジン内部の潤滑油を圧送するためのポンプとして用いられるものであり、内歯式のギヤポンプの一種であるトロコイドポンプを構成している。

この内接ギヤポンプ１は、ほぼ円筒状に形成されたアウタロータ２を有している。このアウタロータ２の外周面には、図示しないエンジンからの回転力を伝達するための無端回動部材であるベルト５０が巻掛けられる軌道部としての波状溝３が形成されている。アウタロータ２の内周面４には、内周方向に突出する内歯５ａが形成された内側面５を有するロータ部６が形成されている。
また、アウタロータ２の内周面４と後述する第１及び第２のポンプハウジング７，８との間には、一対の玉軸受９が配設されており、アウタロータ２は、第１及び第２のポンプハウジング７，８に対して回転自在に支持されている。
また、ロータ部６の内側面５側には、内歯５ａに噛み合う外歯１０ａを有するインナロータ１０が配置されている。インナロータ１０には、その回転軸中心に一致した貫通孔１０ｂが形成されており、この貫通孔１０ｂには、インナロータ１０の両側面から突出した軸部材１１が一体回転可能に圧入されている。

ロータ部６及びインナロータ１０の両側側方には、第１及び第２のポンプハウジング７，８が、これらを挟むように配置されており、アウタロータ２及びインナロータ１０を保持している。両ポンプハウジング７，８は、例えばアルミニウム合金を用いて形成されており、アウタロータ２及びインナロータ１０を保持するほぼ円柱状の保持部７ａ，８ａと、これら保持部７ａ，８ａの軸方向外側端縁から径外方向に延びる鍔部７ｂ，８ｂを有している。これら両鍔部７ｂ，８ｂの外周端部には、それぞれ孔部７ｃ，８ｃが形成されている。孔部７ｃの内周面には、雌ねじが形成されており、孔部８ｃに挿通されたボルト１２が螺合されている。このように、両鍔部７ｂ，８ｂをボルト１２によって連結することで、両ポンプハウジング７，８の軸方向への移動を阻止し、アウタロータ２及びインナロータ１０は、両ポンプハウジング７，８によって確実に保持される。

両ポンプハウジング７，８の保持部７ａ，８ａの外周面には、上述したように、一対の玉軸受９が外嵌されている。この玉軸受９は、その外輪９ａがアウタロータ２の内周面４に内嵌されるとともに、内輪９ｂが保持部７ａ，８ａの外周面に外嵌されており、アウタロータ２が保持部７ａ，８ａの軸線Ａを回転中心として支持されている。
また、一対の玉軸受９は、それぞれロータ部６の側面に当接して挟持するように配置されており、このように配置することで一対の玉軸受９の軸方向間隔が規定される。玉軸受９の外方側には、それぞれ、アウタロータ２の内周面４と保持部７ａ，８ａ外周面との開口を閉塞するシール部材１３，１４が配設されている。
また、保持部７ａの内側面７ａ１、及び保持部８ａの内側面８ａ１には、それぞれインナロータ１０に圧入された軸部材１１が挿入された孔部７ａ２，８ａ２が、軸線Ａに対して上方に位置する軸線Ｂを中心軸として形成されている。この孔部７ａ２，８ａ２の内周面には、それぞれ、軸部材１１の外周面との間に介在することで滑り軸受を構成するブシュ１５，１６が圧入されており、インナロータ１０を両ポンプハウジング７，８に対して回転自在に支持している。

上記構成の内接ギヤポンプ１は、ベルト５０によってエンジンからの回転力が伝達されると、アウタロータ２は、軸線Ａを中心に回転する。アウタロータ２が回転すると、アウタロータ２のロータ部５の内歯５ａに噛み合う外歯１０ａを有するインナロータ１０は、軸線Ｂを中心として従動回転する。すなわち、インナロータ１０は、アウタロータ２の回転中心である軸線Ａに対して偏心した状態で従動回転する。このとき、外歯１０ａ及び内歯５ａ２によって形成される空間の容積変化によってポンプ作用が生じる。なお、第２のポンプハウジング８の保持部８ａには、内側面８ａ１と外部とを連通して潤滑油を吸入する吸入口１７と、内側面８ａ１と外部とを連通して潤滑油を吐出する吐出口１８が設けられており、アウタロータ２及びインナロータ１０のポンプ作用によって、当該内接ギヤポンプ１は潤滑油を圧送することができる。

上記のように構成された本実施形態の内接ギヤポンプ１によれば、ベルト５０をアウタロータ２の外周に形成した波状溝３に巻掛けて、アウタロータ２を回転駆動するように構成したので、ベルト５０と両ロータ２，１０との軸方向位置をほぼ一致させることができる。さらに、上記従来例のようにインナロータ１０もしくはアウタロータ２を駆動するためのスプロケット等をポンプハウジング７，８に対して軸方向に並列配置する必要がないので、内接ギヤポンプ１の軸方向寸法が大きくなるのを抑えることができ、コンパクト化を図ることができる。

また、本実施形態では、アウタロータ２は、両ポンプハウジング７，８との間に配設された一対の転がり軸受９によって回転自在に支持したので、ベルト５０が巻掛けられるアウタロータ２に作用するラジアル方向の負荷荷重を一対の転がり軸受９によって支持することができ、ベルト５０の張力が過大である場合にもその張力を許容し、アウタロータ２及びインナロータ１０の回転動作によるポンプ動作を確実に行うことができる。

図３は、本発明の第二の実施形態である内接ギヤポンプ１を示した一部断面図である。本実施形態と第一の実施形態との主な相違点は、軸部材１１が、両ポンプハウジング７，８に圧入固定され、インナロータ１０が軸部材１１に対して回転自在である点、両ポンプハウジング７，８に当接しこれら両ポンプハウジング７，８の軸方向間隔を規定する一対の側壁部が軸部材１１の外周面に形成されている点、及び、アウタロータ２が両ポンプハウジング７，８に対して滑り軸受で支持されている点である。その他の点については、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。また、図３では、図の理解を容易とするため、ロータ部６及びインナロータ１０と、両ポンプハウジング７，８との間の隙間を誇張して示している。

図３中、軸部材１１は、その両端に形成され両ポンプハウジング７，８の孔部７ａ２，８ａ２に圧入固定された小径部１１ａと、小径部１１ａより大径に形成されインナロータ１０を支持している大径部１１ｂとを有している。小径部１１ａと大径部１１ｂとの間には、軸方向直交面に平行にかつ軸方向外側に向く側壁部１１ｃが、大径部１１ｂの両側に一対形成されている。

また、インナロータ１０の貫通孔１０ｂの内周面には、軸部材１１の大径部１１ｂの外周面とともに滑り軸受を構成する筒状のブシュ１９が圧入されており、インナロータ１０は、軸部材１１に対して回転自在である。
すなわち、軸部材１１は、小径部１１ａをインナロータ１０の両側側面から突出した状態で、ブシュ１９を介して貫通孔１０ｂに挿通されるとともに、小径部１１ａが両ポンプハウジング７，８の孔部７ａ２，８ａ２に圧入固定されて、インナロータ１０を回転自在に支持している。
これに対して、例えば、軸部材１１をインナロータ１０と一体回転可能とした場合、両ポンプハウジング７，８に対してインナロータ１０とともに軸部材１１軸部材１１を回転自在に支持することとなり、軸部材１１の両端２箇所それぞれにブシュ等の滑り軸受を設ける必要性が生じる。
一方、本実施形態では、両ポンプハウジング７，８に圧入固定された軸部材１１に対してインナロータ１０のみを回転自在に支持するため、このインナロータ１０に対して、滑り軸受を構成するブシュ１９を一箇所設ければよく、その構造を簡略化でき、製造コストを低減できる。

また、軸部材１１の側壁部１１ｃは、両ポンプハウジング７，８の内側面７ａ１，８ａ１に当接しており、軸部材１１の大径部１１ｂは、両ポンプハウジング７，８によって挟持されている。このように、両ポンプハウジング７，８の間に、両側の側壁部１１ｃを当接させた状態で軸部材１１の大径部１１ｂを介在させることによって、両ポンプハウジング７，８の軸方向の間隔を所定の寸法に規定している。なお、両ポンプハウジング７，８間の間隔Ｃは、例えば、ロータ部６及びインナロータ１０の軸方向の厚み寸法Ｄに対して、２０〜１００μｍ程度大きくなるように設定され、ロータ部６及びインナロータ１０の両側に１０〜５０μｍ程度のクリアランスが確保できるように設定されている。

本実施形態では、軸部材１１に形成された一対の側壁部１１ｃによって、両ポンプハウジング７，８の間隔を上記のように所定の寸法に規定することで、両ポンプハウジング７，８の間に配置されるインナロータ１０及びロータ部６と、両ポンプハウジング７，８とのクリアランスを適正な寸法に設定し、維持することができる。これによって、両ポンプハウジング７，８とインナロータ１０及びロータ部６との摩擦摩耗を抑制するとともに、当該内接ギヤポンプ１によって給排される潤滑油がポンプ内部から漏洩するのを防止できる。

また、アウタロータ２の内周面４には、ロータ部６を挟んで一対のブシュ２０が圧入されている。このブシュ２０は筒状に形成されており、ブシュ２０の内周面と両ポンプハウジング７，８の保持部７ａ，８ａの外周面との間で滑り軸受を構成している。この滑り軸受によって、アウタロータ２は、両ポンプハウジング７，８に対して回転自在に支持されている。
この場合、両ポンプハウジング７，８に対するアウタロータ２の支持構造を簡略化できるので、当該内接ギヤポンプ１の製造コストの上昇を抑えることができる。

図４は、本発明の第三の実施形態である内接ギヤポンプ１を示した断面図である。本実施形態において、両ポンプハウジング７，８の孔部７ａ２，８ａ２は、それぞれ軸方向に貫通して形成されており、軸部材１１は、その外周面に両ポンプハウジング７，８の軸方向間隔を規定する一対の側壁部１１ｃが形成されるとともに、軸方向に貫通する貫通孔１１ｄが形成されている。両ポンプハウジング７，８は、この貫通孔１１ｄに挿通されたボルト２１及びこのボルト２１に螺合するナット２２によって連結されている。

図４において、両ポンプハウジング７，８の孔部７ａ２，８ａ２には、両ポンプハウジング７，８の内側面７ａ１，８ａ１に側壁部１１ｃを当接させた状態で、軸部材１１の小径部１１ａが圧入されている。軸部材１１には、上述のように軸方向に貫通するとともにボルト２１の軸部２１ａが挿通された貫通孔１１ｄが形成されている。
両ポンプハウジング７，８の外側面７ｃ，８ｃには、ナット２２、及びボルト２１の頭部２１ｂが収められるざぐり部７ｃ１，８ｃ１が形成されており、軸部材１１は、その小径部１１ａの端面が、ざぐり部７ｃ１，８ｃ１の底面７ｃ２，８ｃ２よりもわずかに軸方向内方となるように設定されている。

従って、第１のポンプハウジング７は、軸部材１１の貫通孔１１ｄに挿通されたボルト２１及びナット２２を締め込むことによって、紙面右側の側壁部１１ｃとナット２２との間で挟持される。また、第２のポンプハウジング８は、紙面左側の側壁部１１ｃとボルト２１の頭部２１ａとの間で挟持される。
このようにして、両ポンプハウジング７，８及び軸部材１１は、ボルト２１及びナット２２によって一体に固定され、両ポンプハウジング７，８によって、アウタロータ２及びインナロータ１０を確実に保持する。

また、軸部材１１には、上記第二の実施形態と同様、一対の側壁部１１ｃを設けているので、両ポンプハウジング７，８の軸方向の間隔を所定の寸法に規定することができる。
また、インナロータ１０は、第二の実施形態と同様、軸部材１１の大径部１１ｂにブシュ１９を介して回転自在に支持されている。また、アウタロータ２は、第一の実施形態と同様、両ポンプハウジング７，８との間に一対の転がり軸受９を介在することで、両ポンプハウジング７，８に対して回転自在である。

上記構成の内接ギヤポンプ１は、第２のポンプハウジング８に形成された、径外方向に延びるフランジ部８ｄによって、エンジン等に固定し用いられる。

本実施形態の内接ギヤポンプ１によれば、両ポンプハウジング７，８及び軸部材１１をボルト２１及びナット２２によって一体に固定したので、上記第一及び第二の実施形態のように、両ポンプハウジング７，８に、当該両ポンプハウジング７，８を連結するための鍔部７ｂ，８ｂを設ける必要がないので、径方向及び軸方向の寸法をより抑えることができ、当該内接ギヤポンプ１をよりコンパクトなものにできる。

なお、本発明の内接ギヤポンプは、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態では、内歯式のギヤポンプの一種であるトロコイドポンプを適用した場合を例示したが、例えば、インボリュート、パラコイド、ハイポサイクロイド等、他の内歯式のギヤポンプを適用することもできる。
また、上記第一の実施形態では、吸入口１７と吐出口１８を第２のポンプハウジング８に設けたが、いずれか一方もしくは第１のポンプハウジング７に設けてもよいし、両方共第１のポンプハウジング７に設けてもよい。
また、上記各実施形態では、アウタロータ２の外周面には、ベルト５０が巻掛けられる波状溝３を形成したが、例えば、図５に示すように、無端回動部材としてのローラチェーン５１等が巻掛けられて噛み合う歯部２３をアウタロータ２の外周面に多数設け、アウタロータ２にスプロケットとしての機能を付加させ、ローラチェーン５１によってアウタロータ２を回転駆動するように構成することもできる。

本発明の第一の実施形態である電動ギヤポンプの構成を示す断面図である。 図１中、ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。 本発明の第二の実施形態である内接ギヤポンプ１を示した一部断面図である。 本発明の第三の実施形態である内接ギヤポンプ１を示した断面図である。 アウタロータにスプロケットとしての機能を付加した場合の一例を示した一部断面図である。

符号の説明

１ 内接ギヤポンプ
２ アウタロータ
３ 波状溝
５ａ 内歯
７ 第１のポンプハウジング
８ 第２のポンプハウジング
９ 玉軸受（転がり軸受）
１０ インナロータ
１０ａ 外歯
１０ｂ 貫通孔
１１ 軸部材
１１ｃ 側壁部
５０ ベルト（無端回動部材）
５１ ローラチェーン（無端回動部材）

Claims (5)

1. 外歯を有するインナロータと、
   内周に前記外歯に噛み合う内歯を有するアウタロータと、
   前記アウタロータ及び前記インナロータの両側側方に配置されてこれらを回転自在に保持する一対のポンプハウジングと、を備え、
   前記アウタロータの外周に、当該アウタロータに対して回転力を伝達する無端回動部材を巻掛ける軌道部を設けたことを特徴とする内接ギヤポンプ。
2. 前記一対のポンプハウジングの内の少なくとも一方側のポンプハウジングと、前記アウタロータとの間に配設され、前記アウタロータを回転自在に支持する転がり軸受をさらに有している請求項１に記載の内接ギヤポンプ。
3. 前記一対のポンプハウジングの内の少なくとも一方側のポンプハウジングと、前記アウタロータとの間に配設され、前記アウタロータを回転自在に支持する滑り軸受をさらに有している請求項１に記載の内接ギヤポンプ。
4. 前記インナロータには、その回転軸中心に一致した貫通孔が形成され、
   前記インナロータの両側面から突出して前記貫通孔に挿通されるとともに、その両端部が前記一対のポンプハウジングに固定されて前記インナロータを回転自在に支持する軸部材をさらに有している請求項１〜３のいずれか一項に記載の内接ギヤポンプ。
5. 前記軸部材には、前記一対のポンプハウジングにそれぞれ当接して前記一対のポンプハウジングの間隔を規定する一対の側壁部が形成されている請求項４に記載の内接ギヤポンプ。

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