JP2011122548A - 内接歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】インナギヤの両端面とポンプ室の両端壁との隙間を極力小さくして、これらの間からの油の漏れをより小さくできる内接歯車ポンプを提供する。
【解決手段】アウタギヤ３の内歯とインナギヤ４の外歯の所定のかみ合い部分に対応する端壁２ｂ，２ｃに吸入用油室１１，１２を形成するとともに、内歯と外歯の他のかみ合い部分に対応する端壁２ｂ，２ｃに吐出用油室１３，１４を形成し、吸入用油室１１，１２に連通する吸入口１５および吐出用油室１３，１４に連通する吐出口１６をハウジング１に形成した内接歯車ポンプにおいて、油室１１，１２，１３，１４より径方向内側でインナギヤ４の両端面の所定箇所を取り除いてインナギヤ４の内周側に薄肉部１８を形成し、薄肉部１８の径方向外側に両端壁２ｂ，２ｃに摺接する環状部１９を形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、たとえば自動車の油圧ポンプなどに使用される内接歯車ポンプに関する。

近年、自動車の油圧ポンプとして、その起動・停止をきめ細かく制御して省エネルギを図るため、また、アイドルストップ（アイドリングストップ）によりエンジンが停止しているときにもトランスミッションなどの駆動系への油圧供給を確保するために、ポンプとそれを駆動する電動モータを内蔵した電動ポンプユニットが使用されるようになっている。このような電動ポンプユニットのポンプには、コンパクト化を図るために、一般に、内接歯車ポンプが使用される。

この種の内接歯車ポンプとして、内部に内周壁と軸方向両端壁で区画されたポンプ室が形成されたハウジングと、両端面が前記両端壁に摺接するようにポンプ室内の外周側に回転自在に収容された、内周に内歯を有するアウタギヤと、両端面が前記両端壁に摺接するようにポンプ室内のアウタギヤの内側に回転自在に収容された、外周にアウタギヤの内歯とかみ合う外歯を有するインナギヤとを備え、内歯と外歯の所定のかみ合い部分に対応する前記端壁に弧状の吸入用油室が形成されるとともに、内歯と外歯の他のかみ合い部分に対応する前記端壁に弧状の吐出用油室が形成され、吸入用油室に連通する吸入口および吐出用油室に連通する吐出口がハウジングに形成されているものが知られている（たとえば特許文献１参照）。

このポンプでは、インナギヤの中心に軸が固定されるが、この軸より径方向外側のインナギヤの端面全面がポンプ室の端壁と摺接するようになっている。

特開２００５−１８８３９９号公報

このような内接歯車ポンプにおいて、ポンプ効率を高めるためには、インナギヤの両端面とポンプ室の両端壁との隙間を極力小さくして、これらの間からの油の漏れを小さくする必要があり、そのためには、インナギヤの両端面およびポンプ室の両端壁の平面度を高くして、両者ができるだけ密接するようにしなければならない。上記のポンプでは、インナギヤの端面の大部分がポンプ室の端壁と摺接するので、この表面積の大きい部分の平面度を高める必要がある。

ハウジングは、通常、金属製であるので、面積が大きくても、研削加工などによりポンプ室の両端壁の平面度を高めることは比較的容易である。

これに対し、インナギヤが合成樹脂製の場合、研磨工程を経ず、射出成形加工のみのため、端面の面積が大きいと、平面度を高めることが困難である。このため、インナギヤの両端面とポンプ室の両端壁との隙間を極力小さくして、油の漏れをなくすことは困難である。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、インナギヤの両端面とポンプ室の両端壁との隙間を極力小さくして、これらの間からの油の漏れをより小さくできる内接歯車ポンプを提供することにある。

この発明による内接歯車ポンプは、内部に内周壁と軸方向両端壁で区画されたポンプ室が形成されたハウジングと、両端面が前記両端壁に摺接するようにポンプ室内の外周側に回転自在に収容された、内周に内歯を有するアウタギヤと、両端面が前記両端壁に摺接するようにポンプ室内のアウタギヤの内側に回転自在に収容された、外周にアウタギヤの内歯とかみ合う外歯を有するインナギヤとを備え、内歯と外歯の所定のかみ合い部分に対応する前記端壁に吸入用油室が形成されるとともに、内歯と外歯の他のかみ合い部分に対応する前記端壁に吐出用油室が形成され、吸入用油室に連通する吸入口および吐出用油室に連通する吐出口がハウジングに形成されている内接歯車ポンプにおいて、両油室より径方向内側のインナギヤの両端面の所定箇所が取り除かれて、インナギヤの内周側に薄肉部が形成され、薄肉部の径方向外側のインナギヤの両端面に、前記両端壁に摺接する環状部が形成されていることを特徴とするものである。

たとえば、インナギヤが合成樹脂製である。

この発明の内接歯車ポンプでは、インナギヤの薄肉部の径方向外側に形成された環状部がハウジング内のポンプ室の両端壁と摺接し、これにより両者の間からの油の漏れが防止される。

インナギヤの両端面の所定箇所を取り除くことにより、端面の表面積の小さい環状部を形成することができる。ポンプ室の端壁と摺接する環状部の端面の表面積が小さいため、インナギヤが合成樹脂の射出成形品である場合でも、平面度を高めて、両者の間の隙間を小さくすることが容易である。また、環状部の端面の平面度があまり高くなくても、表面積が小さいため、ポンプ室の端壁との密接度を高めて、隙間を小さくすることができ、両者の間からの油の漏れがより小さくなる。さらに、薄肉部が形成されることで、インナギヤおよびポンプの軽量化を図ることができる。

薄肉部は、インナギヤが回転しても、ハウジングの油室と重ならないように、油室より径方向内側に形成される。環状部が必要な強度を有し、かつ、環状部と端壁との間からの油の漏れを防止できる範囲内で、薄肉部の範囲をできるだけ大きくすることが、軽量化の点から有利である。また、薄肉部の厚さは、インナギヤが必要な強度を有する範囲内で、できるだけ小さくすることが軽量化の点から有利である。

この発明の内接歯車ポンプによれば、上記のように、インナギヤの両端面とポンプ室の両端壁との隙間を極力小さくして、これらの間からの油の漏れをより小さくすることができ、ポンプ効率を高めることができる。

図１は、この発明の実施形態を示す内接歯車ポンプの縦断面図である。 図２は、図１のII−II線に沿う拡大矢視図である。 図３は、インナギヤの斜視図である。

(1) ハウジング
(2) ポンプ室
(2a) ポンプ室内周壁
(2b) ポンプ室前端壁
(2c) ポンプ室後端壁
(3) アウタギヤ
(3a) アウタギヤ内歯
(4) インナギヤ
(4a) インナギヤ外歯
(11)(12) 吸入用油室
(13)(14) 吐出用油室
(15) 吸入口
(16) 吐出口
(18) 薄肉部
(19) 環状部

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。

図１および図２は自動車用電動ポンプユニットなどに使用される内接歯車ポンプを示すもので、図１は縦断面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図（横断面図）である。以下の説明において、図１および図２の上下を上下とし、図１の左側を前、右側を後とする。

図１および図２に示すように、内接歯車ポンプは、中空短円柱状のハウジング(1)を備えており、ハウジング(1)内に形成されたポンプ室(2)内の外周側にリング状のアウタギヤ(3)が回転自在に収容され、アウタギヤ(3)の内側に、これとかみ合うインナギヤ(4)が回転自在に収容されている。

ハウジング(1)は、円筒部(5a)の後端に後壁部(5b)が一体に形成された短円筒状のハウジング本体(5)と、ハウジング本体(5)の円筒部(5a)の前端に固定されて、ハウジング本体(5)の前端開口を塞ぐ円板状の蓋(6)とから構成されており、ハウジング(1)内に形成された横断面円形の空間がポンプ室(2)となっている。ハウジング本体(5)の円筒部(5a)の内周は、円筒部(5a)の外周に対して偏心している。そして、ハウジング本体(5)の円筒部(5a)の内周面がポンプ室(2)を区画する内周壁(2a)となり、蓋(6)の後端面がポンプ室(2)を区画する前端壁(2b)、ハウジング本体(5)の後壁部(5b)の前端面がポンプ室(2)を区画する後端壁(2c)となっている。ハウジング本体(5)の後壁部(5b)の中心に、これを前後に貫通する穴(7)が形成されている。この穴(7)の中心は、ハウジング本体(5)の円筒部(5a)の外周の中心と一致している。ハウジング本体(5)および蓋(6)は、たとえば、金属製であり、両端壁(2b)(2c)は研削加工などにより平坦に加工されている。

アウタギヤ(3)は、その外周面がポンプ室(2)の外周壁(2a)と摺接するとともに、前後両端面がポンプ室(2)の前後両端壁(2b)(2c)と摺接するようにポンプ室(2)内に収容されている。アウタギヤ(3)の内周に、複数の内歯(3a)が形成されている。ポンプ室(2)の内周壁(2a)の中心が穴(7)の中心に対して偏心しているため、アウタギヤ(3)の中心も穴(7)に対して偏心している。アウタギヤ(3)は、たとえば、合成樹脂の射出成形品である。

インナギヤ(4)は、その両端面がポンプ室(2)の両端壁(2b)(2c)に摺接するようにポンプ室(5)内に収容されている。インナギヤ(4)の中心に、これを前後に貫通する横断面非円形の穴(8)が形成されている。前後方向にのびるポンプ軸(9)の前部が、ハウジング本体(5)の穴(7)内に固定されたブッシュ(10)に回転支持されており、ポンプ軸(9)の前端の横断面非円形の部分が、インナギヤ(4)の穴(8)に挿入されて固定されている。穴(7)の中心がアウタギヤ(3)の中心に対して偏心しているため、インナギヤ(4)の中心はアウタギヤ(4)の中心に対して偏心している。インナギヤ(4)の外周に、アウタギヤ(3)の内歯(3a)と偏心した状態でかみ合う複数の外歯(4a)が形成されている。図示は省略したが、ポンプ軸(9)の後部は、適当な駆動手段、たとえば、電動モータなどに連結されている。

内歯(3a)と外歯(4a)の所定のかみ合い部分（この例では上部のかみ合い部分）に対応するポンプ室(2)の両端壁(2a)(2b)に、弧状の吸入用油室(11)(12)が形成されている。内歯(3a)と外歯(4a)の他のかみ合い部分（この例では下部のかみ合い部分）に対応するポンプ室(2)の両端壁(2a)(2b)に、弧状の吐出用油室(13)(14)が形成されている。蓋(6)に、前側の吸入用油室(11)に連通する吸入口(15)および前側の吐出用油室(13)に連通する吐出口(16)が形成されている。

インナギヤ(4)の両端面において、両油室(11)(12)(13)(14)より径方向内側で穴(6)の周囲のボス部(17)を除く部分が環状に取り除かれて、薄肉部(18)が形成され、薄肉部(18)の径方向外側に環状部(19)が形成されている。そして、ボス部(17)と環状部の間の取り除かれた部分が、環状みぞ(20)(21)となっている。環状部(19)の両端面はボス部(17)の両端面より少し軸方向外側に位置しており、環状部(19)の両端面だけがポンプ室(2)の両端壁(2a)(2b)に摺接するようになっている。インナギヤ(4)は、たとえば、合成樹脂の射出成形品であり、その表面に、研磨加工などは施されていない。

上記の内接歯車ポンプにおいて、ポンプ軸(9)が回転すると、インナギヤ(4)とアウタギヤ(3)がかみ合った状態で回転し、油が、吸入口(15)から吸入用油室(11)(12)に吸入され、吐出用油室(13)(14)から吐出口(16)を通して吐出される。

上記の内接歯車ポンプでは、インナギヤ(4)の両端面の薄肉部(18)の周囲の環状部(19)だけがポンプ室(2)の両端壁(2a)(2b)と摺接し、これにより両者の間からの油の漏れが防止される。

インナギヤ(4)に薄肉部(18)を形成することにより、端面の表面積の小さい環状部(19)を形成することができる。ポンプ室(2)の端壁(2a)(2b)と摺接する環状部(19)の端面の表面積が小さいため、インナギヤ(4)が合成樹脂の射出成形品である場合でも、平面度を高めて、両者の間の隙間を小さくすることが容易である。また、環状部(19)の端面の平面度があまり高くなくても、表面積が小さいため、ポンプ室(2)の端壁(2a)(2b)との密接度を高めて、隙間を小さくすることができ、両者の間からの油の漏れがより小さくなる。さらに、薄肉部(18)が形成されることで、インナギヤ(4)およびポンプの軽量化を図ることができる。

薄肉部(18)および環状みぞ(20)(21)は、インナギヤ(4)が回転しても、油室(11)(12)(13)(14)と重ならないように、油室(11)(12)(13)(14)より径方向内側に形成される。環状部(19)およびボス部(17)が必要な強度を有し、かつ、環状部(19)と端壁(2a)(2b)との間からの油の漏れを防止できる範囲内で、薄肉部(18)および環状みぞ(20)(21)の範囲をできるだけ大きくすることが、軽量化の点から有利である。また、薄肉部(18)の厚さも、インナギヤ(4)が必要な強度を有する範囲内で、できるだけ小さくすることが軽量化の点から有利である。

内接歯車ポンプの全体構成および各部の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。

たとえば、上記実施形態では、ボス部(17)の両端面とポンプ室(2)の両端壁(2b)(2c)とが接しないようになっているが、これらが摺接するようにしてもよい。

Claims (2)

1. 内部に内周壁と軸方向両端壁で区画されたポンプ室が形成されたハウジングと、
   両端面が前記両端壁に摺接するようにポンプ室内の外周側に回転自在に収容された、内周に内歯を有するアウタギヤと、
   両端面が前記両端壁に摺接するようにポンプ室内のアウタギヤの内側に回転自在に収容された、外周にアウタギヤの内歯とかみ合う外歯を有するインナギヤとを備え、
   内歯と外歯の所定のかみ合い部分に対応する前記端壁に吸入用油室が形成されるとともに、内歯と外歯の他のかみ合い部分に対応する前記端壁に吐出用油室が形成され、
   吸入用油室に連通する吸入口および吐出用油室に連通する吐出口がハウジングに形成されている内接歯車ポンプにおいて、
   両油室より径方向内側のインナギヤの両端面の所定箇所が取り除かれて、インナギヤの内周側に薄肉部が形成され、薄肉部の径方向外側のインナギヤの両端面に、前記両端壁に摺接する環状部が形成されていることを特徴とする内接歯車ポンプ。
2. インナギヤが合成樹脂製であることを特徴とする請求項１の電動ポンプユニット。

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