JP2008308991A - 内接ギヤ型ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 内接ギヤ型ポンプに直接気泡除去手段を設け、気泡を極力除去して良好なオイルを吐出すること。
【解決手段】
円筒状空間を形成するハウジング２０と、円筒状空間内に回転自在に配設された内歯を有するドリブンロータ４０と、内歯と係合する外歯を有しドリブンロータ４０内に配設されるドライブロータ５０と、ドライブロータ５０を回転駆動する回転軸１１０と、ドリブンロータ４０とドライブロータ５０とが係合する歯間において拡大および縮小を繰り返し流体を吸入・吐出する複数の歯間空間Ｒと、ハウジング２０に形成され、円筒状空間に連通する吸入ポート１２および吐出ポート１３とを備えた内接ギヤ型ポンプにおいて、ドライブロータ５０の側面が摺動する前記ハウジング２０の少なくとも一方の摺動面に、歯間空間Ｒに連通可能であって、ハウジング２０の外部と連通している通路１０ａ、１１ａが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内接ギヤ型ポンプに関し、例えば内燃機関のオイルポンプとして用いられるトロコイドポンプにおいて、オイル内の気泡を除去する構造を有する内接ギヤ型ポンプに関する。

従来から、オイル内の気泡がエンジン潤滑上悪影響を及ぼすことはよく知られている。従って、オイル内の気泡除去を目的として、例えば、特許文献１には、ドリブンロータ（５）の内歯に貫通孔（１０）を設けて、この貫通孔（１０）をドリブンロータ（５）の内歯とドライブロータ（７）の外歯間の歯間空間（９）と、ハウジング（４）に形成された気泡排出孔（１１）とに連通し、両ロータの回転に伴い生じる慣性反力により気泡を排出する内接ギヤ型ポンプが開示されている。

しかしながら、慣性反力を利用したこの構造は、極低速で回転する内接ギヤ型ポンプでは有効であるものの、毎分１０００回転以上の高速回転で常用される自動車用内燃機関の内接ギヤ型ポンプにおいては、回転によって生じる遠心力が大きく、比重の小さい気泡は内側に集まり比重の大きいオイルが外側に集まって、オイルを排出してしまうという問題を有している。
特開平６−１６７２７８号公報

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、内接ギヤ型ポンプに直接気泡除去手段を設け、気泡を極力除去して良好なオイルを吐出することを技術的課題とする。

上記した課題を解決するために講じた第１の技術的手段は、円筒状空間を形成するハウジングと、前記円筒状空間内に回転自在に配設された内歯を有するドリブンロータと、前記内歯と係合する外歯を有し前記ドリブンロータ内に配設されるドライブロータと、前記ドライブロータを回転駆動する回転軸と、前記ドリブンロータと前記ドライブロータとが噛合する歯間において拡大および縮小を繰り返して流体を吸入・吐出する複数の歯間空間と、前記ハウジングに形成され、前記円筒状空間に連通する吸入ポートおよび吐出ポートと、前記ドライブロータの側面が摺動する前記ハウジングの少なくとも一方の摺動面に形成され、前記吐出ポート側の前記歯間空間と前記ハウジングの外部とを連通する通路と、を備えていることである。

第２の技術的手段は、第１の技術的手段において、前記通路は前記ハウジングに形成された貫通孔を有することである。

第３の技術的手段は、第１の技術的手段において、前記通路は前記ハウジングに穿設された凹状の溝を有することである。

第４の技術的手段は、第３の技術的手段において、前記通路は前記溝と、前記回転軸と前記ハウジングとの隙間とで構成されていることである。

第５の技術的手段は、第１乃至第４の技術的手段において、前記ドライブロータは歯底部の歯筋方向に凹溝を有していることである。

請求項1の発明によれば、ドライブロータの側面が摺動するハウジングの少なくとも一方の摺動面に形成され、吐出ポート側の歯間空間とハウジングの外部とを連通する通路を備えていることにより、回転によって生じる遠心力により分離されたオイルと気泡とのうち、気泡は吐出圧力により通路を介してハウジングの外外部に排出され、気泡の少ない良好なオイルを吐出することができる。

請求項２の発明によれば、通路はハウジングに形成された貫通孔を有することにより、簡素な構造で通路が形成でき、気泡をハウジングの外表面に排出できる。

請求項３の発明によれば、通路はハウジングに穿設された凹状の溝を有することにより、容易に通路を形成できる。

請求項４の発明によれば、通路は溝と、回転軸とハウジングとの隙間とで構成されていることにより、気泡とともに排出されるオイルで軸受部を潤滑することができる。

請求項５の発明によれば、ドライブロータは歯底部の歯筋方向に凹溝を有していることにより、凹溝に気泡を集めて通路から排出することができる。

以下、本発明の実施形態について、図を参照して説明する。

＜第一の実施形態＞
図１〜３は、第一の実施形態を示している。図１において、ポンプ１００は、主に、ボデー１０、カバー１１、ドリブンロータ４０及びドライブロータ５０、ドライブロータ５０の中心に嵌合しドライブロータ５０を駆動するシャフト１１０から構成されている。ボデー１０とカバー１１とによってハウジング２０を構成し、ハウジング２０には円筒状空間であるロータ室１５が形成されている。ロータ室１５には、シャフト１１０が嵌合されるドライブロータ５０と、ドライブロータ５０に対し所定量偏心して係合するドリブンロータ４０が収容されている。ドライブロータ５０及びドリブンロータ４０は、それぞれの外歯５１及び内歯４１が噛合して係合している。

ドライブロータ５０の歯底には、歯筋方向、すなわちシャフト１１０の軸方向と平行に凹溝３０が形成されている。

また、ハウジング２０を構成するボデー１０とカバー１１とは、ドライブロータ５０の側面が摺動する面に貫通孔１０ａと１１ａとが形成されている。貫通孔１０ａと１１ａとは、閉切位置Ｄから吐出ポート１３側のＳ方向に回転した位置に開口しており、さらに詳しくは、ドライブロータ５０が閉切位置Ｄから吐出ポート１３側のＳ方向に回転すると凹溝３０と連通する位置に開口している。

ここでは貫通孔１０ａ、１１ａと、凹溝３０とが歯間空間Ｒとハウジング２０の外部とを連通する通路に相当する。

吸入ポート１２及び吐出ポート１３の、大径側形状はドリブンロータ４０の歯底径と略同一で、小径側形状はドライブロータ５０の歯底径と略同一に形成されている。

次に本実施形態の作動について以下に説明する。

ポンプ１００は、シャフト１１０の回転駆動力によってドライブロータ５０が図1のＳ方向に回転されると、ドリブンロータ４０はドライブロータ５０との係合により回転される。ドリブンロータ４０及びドライブロータ５０の回転により、吸入ポート１２を介してオイル（流体）を吸入通路１２ａから吸入し、吐出ポート１３を介してオイルを吐出通路１３ａへ吐出する。

歯間空間Ｒは、ドリブンロータ４０及びドライブロータ５０の回転に伴って吸入ポート１２を回転方向に移動する。その際、歯間空間Ｒの容積は徐々に拡大し吸入ポート１２と吐出ポート１３との間に設けられた閉切位置Ｄ（図1）で最大容積となる。次に、閉切位置Ｄからドリブンロータ４０及びドライブロータ５０の回転に伴って吐出ポート１３に沿って回転方向に移動する。その際、歯間空間Ｒの容積は徐々に縮小する。

このように、ポンプ１００は、ドリブンロータ４０及びドライブロータ５０の回転に伴い、歯間空間Ｒの容積を拡大・縮小し、吸入ポート１２及び吐出ポート１３を介してオイルの吸入と吐出を行う。

吸入ポート１２から吸入されたオイルに気泡が含まれていると、ポンプ１００の回転によって生じる遠心力により、比重の大きいオイルは歯間空間Ｒの外周側へ集まる。一方、比重の小さい気泡は歯間空間Ｒの内周側、つまりドライブロータ５０の歯底部に集まることになる。

閉切位置Ｄ（図1）の状態からドライブロータ５０がさらに回転して図２の状態となって、歯間空間Ｒが吐出ポート１３と連通する時に、凹溝３０もボデー１０及びカバー１１の摺動面に形成された貫通孔１０ａ、１１ａに連通して、歯底部に集まった気泡は吐出圧力により大気側に間歇的に排出され、気泡の少ないオイルが吐出ポート１３より吐出される。

＜第二の実施形態＞
図４〜６は、第二の実施形態を示している。

本実施形態においては、第一の実施形態で貫通孔１０ａと１１ａとが配設されていた位置に、凹状の溝１０ｂと１１ｂが穿設されている。その他の構成は、第一の実施形態と同様であるので詳細な説明は省略する。

凹状の溝１０ｂと１１ｂとは、閉切位置Ｄから吐出ポート１３側のＳ方向に回転した位置に形成されており、さらに詳しくは、ドライブロータ５０が閉切位置Ｄから吐出ポート１３側のＳ方向に回転すると凹溝３０と連通する位置に形成されている。そして、径方向外側はドライブロータ５０の歯底径より小さく、周方向は所定の角度範囲に形成されている。また、溝１０ｂと１１ｂとはハウジング２０とシャフト１１０との隙間６０を介して、オイルポンプ１００の外部へ連通している。

ここでは凹溝３０と、溝１０ｂ、１１ｂと、隙間６０とが歯間空間Ｒとハウジング２０の外部とを連通する通路に相当する。

次に本実施形態の作動について以下に説明する。

第一の実施形態と同様に、ポンプ１００の回転によって生じる遠心力により、比重の大きいオイルは歯間空間Ｒの外周側へ集まる。一方、比重の小さい気泡は歯間空間Ｒの内周側、つまりドライブロータ５０の歯底部に集まる。

閉切位置Ｄ（図４）の状態からドライブロータ５０がさらに回転して図５の状態となって、歯間空間Ｒが吐出ポート１３と連通する時に、凹溝３０もボデー１０及びカバー１１の摺動面に形成された溝１０ｂと１１ｂとに連通して、歯底部に集まった気泡は吐出圧力により隙間６０を介して大気側に間歇的に排出され、気泡の少ないオイルが吐出ポート１３より吐出される。

＜第三の実施形態＞
図７〜９は、第三の実施形態を示している。

本実施形態は、第二の実施形態に対し、ドライブロータ５０の凹溝３０を無くすと同時に、凹状の溝１０ｂと１１ｂとの形状を変更したものであり、他の構成は同様である。

第二の実施形態の凹状の溝１０ｂと１１ｂとが径方向外側はドライブロータ５０の歯底径より小さく形成されていたのに対し、本実施形態の凹状の溝１０ｃと１１ｃとは、径方向外側はドライブロータ５０の歯底径より大きく、周方向は所定の角度範囲に形成されている。そして、閉切位置Ｄでは歯間空間Ｒに開口せず、ドライブロータ５０が回転して歯間空間Ｒが吐出ポート１３と連通する位置で、溝１０ｃと１１ｃとがドライブロータ５０の歯底と連通する形状になっている。

ここでは溝１０ｃ、１１ｃと、隙間６０とが歯間空間Ｒとハウジング２０の外部とを連通する通路に相当する。

次に本実施形態の作動について以下に説明する。

第一の実施形態および第二の実施形態と同様に、ポンプ１００の回転によって生じる遠心力により、比重の大きいオイルは歯間空間Ｒの外周側へ集まる。一方、比重の小さい気泡は歯間空間Ｒの内周側、つまりドライブロータ５０の歯底部に集まる。

閉切位置Ｄ（図７）の状態からドライブロータ５０がさらに回転して図８の状態となって、歯間空間Ｒが吐出ポート１３と連通する時に、ドライブロータ５０の歯底部がボデー１０及びカバー１１の摺動面に形成された溝１０ｃと１１ｃとに連通して、歯底部に集まった気泡は吐出圧力により隙間６０を介して大気側に間歇的に排出され、気泡の少ないオイルが吐出ポート１３より吐出される。

＜第四の実施形態＞
図１０〜１１は、第四の実施形態を示している。

本実施形態は、第三の実施形態に対し、吐出ポート１３の形状を変更したものであり、他の構成は同様である。

本実施形態の吐出ポート１３は、外周部に吸入ポート１２方向に延在した嘴部１３ｂを有している。嘴部１３ｂは、閉切位置Ｄ（図１０）の状態からドライブロータ５０がさらに回転して図１１の状態となって、歯間空間Ｒが吐出ポート１３と連通する時に、ドリブンロータ４０の歯底部と連通する形状になっている。

ここでは溝１０ｃ、１１ｃと、隙間６０とが歯間空間Ｒとハウジング２０の外部とを連通する通路に相当する。

次に本実施形態の作動について以下に説明する。

第三の実施形態と同様に、ポンプ１００の回転によって生じる遠心力により、比重の大きいオイルは歯間空間Ｒの外周側へ集まる。一方、比重の小さい気泡は歯間空間Ｒの内周側、つまりドライブロータ５０の歯底部に集まる。

閉切位置Ｄ（図１０）の状態からドライブロータ５０がさらに回転して図１１の状態となって、歯間空間Ｒが吐出ポート１３と連通する時に、ドライブロータ５０の歯底部がボデー１０及びカバー１１の摺動面に形成された溝１０ｃと１１ｃとに連通すると同時に、嘴部１３ｂがドリブンロータ４０の歯底部と連通するので、歯間空間Ｒのオイルはドリブンロータ４０の歯底部からドライブロータ５０の歯底部に向かって押し出される形となり、第三の実施形態と比べて、ドライブロータ５０の歯底部に集まった気泡をより排出し易くなる。

第一の実施形態におけるポンプ１００の裏面図である。 第一の実施形態において、オイル内の気泡が排出される状態を示す図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 第二の実施形態におけるポンプ１００の裏面図である。 第二の実施形態において、オイル内の気泡が排出される状態を示す図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。 第三の実施形態におけるポンプ１００の裏面図である。 第三の実施形態において、オイル内の気泡が排出される状態を示す図である。 図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。 第四の実施形態におけるポンプ１００の裏面図である。 第四の実施形態において、オイル内の気泡が排出される状態を示す図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。

符号の説明

１０・・・ボデー
１０ａ、１１ａ・・・貫通孔（通路）
１０ｂ、１１ｂ・・・溝（通路）
１０ｃ、１１ｃ・・・溝（通路）
１１・・・カバー
１２・・・吸入ポート
１２ａ・・・吸入通路
１３・・・吐出ポート
１３ａ・・・吐出通路
１３ｂ・・・嘴部
１５・・・ロータ室（円筒状空間）
２０・・・ハウジング
３０・・・凹溝
４０・・・ドリブンロータ
４１・・・内歯
５０・・・ドライブロータ
５１・・・外歯
６０・・・隙間（通路）
１１０・・・シャフト（回転軸）
１００・・・ポンプ（内接ギヤ型ポンプ）
Ｒ・・・歯間空間

Claims (5)

1. 円筒状空間を形成するハウジングと、
   前記円筒状空間内に回転自在に配設された内歯を有するドリブンロータと、
   前記内歯と係合する外歯を有し前記ドリブンロータ内に配設されるドライブロータと、
   前記ドライブロータを回転駆動する回転軸と、
   前記ドリブンロータと前記ドライブロータとが噛合する歯間において拡大および縮小を繰り返して流体を吸入・吐出する複数の歯間空間と、
   前記ハウジングに形成され、前記円筒状空間に連通する吸入ポートおよび吐出ポートと、
   前記ドライブロータの側面が摺動する前記ハウジングの少なくとも一方の摺動面に形成され、前記吐出ポート側の前記歯間空間と前記ハウジングの外部とを連通する通路と、
   を備えている内接ギヤ型ポンプ。
2. 請求項１において、
   前記通路は前記ハウジングに形成された貫通孔を有する内接ギヤ型ポンプ。
3. 請求項１において、
   前記通路は前記ハウジングに穿設された凹状のを有する内接ギヤ型ポンプ。
4. 請求項３において、
   前記通路は前記溝と、前記回転軸と前記ハウジングとの隙間とで構成されている内接ギヤ型ポンプ。
5. 請求項１乃至４において、
   前記ドライブロータは歯底部の歯筋方向に凹溝を有している内接ギヤ型ポンプ。

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