JP2014005794A - 内接歯車ポンプ及びこれを備えた流体圧力制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体圧力制御装置10は、外歯を有するインナーロータ21と、内歯を有するアウターロータ22とからなる内接歯車ポンプ20、これらロータ21、22を収容し、且つ回転により発生する油圧を調圧する調圧スプール25を備えるポンプハウジング13と、ポンプハウジング13と面を接して合わせられるカバー12とからなる。インナーロータ21とアウターロータ22とは互いの歯が噛み合い、図示しない回転軸がインナーロータ21の軸嵌合穴21aに嵌め込まれ、二面幅21cの嵌合形状で係合されることにより内接歯車ポンプ20として機能する。
【選択図】図1
Description
これを解決するためにインナーロータの軸嵌合穴の周囲に、側面から見て凸形状とされた円形状の鍔を設け、インナーロータ中心を回転軸上に位置決めする構造もあるが、この場合、鍔が平面研削の妨げとなるため側面の研削精度を若干低下させることになる。
前記インナーロータの側面一方には、前記外歯の谷径よりも小さくて前記回転軸の嵌合穴径よりも大きい円筒状のロータボス部を有し、該ロータボス部の外径は前記回転軸と略同心とされた前記ポンプハウジングのロータボス穴径に対し0.1mm以下とされた直径隙間を有して形成されていることを特徴とする。
このことは回転軸のラジアル荷重がインナーロータの軸嵌合穴のクリアランスによって許容され、回転軸が振れ回ってもインナーロータの回転動作に影響しないことを期待できる。さらに、ポンプハウジングが取り付けられるケース側に2つの軸受が設けられることとなり、芯ズレに対する精度向上を促し、回転軸を分割して振れ回りを許容する継手も不要となる。
また、インナーロータがアウターロータに対して偏心して配置されてもロータボス部がインナーロータを位置決めし、回転軸とインナーロータの軸嵌合穴とが同軸となって回転軸を挿入する作業が容易化する。また、ロータボス部の外径がロータボス穴の内径に対し0.1mm以下とされた直径隙間を有することで、当該隙間に油膜が効果的に介在し、回転によるくさび力が働く。
これにより、ロータボス部はロータボス穴に対して浮揚した状態で回転作動することになり、摩耗や摺動抵抗の低減を期待できる。仮に直径隙間が0.1mm以上であると、ロータボス部はロータボス穴に対して偏心して回転作動することになり、インナーロータとアウターロータとの歯先の摩耗や、アウターロータの外周がロータポケットの内周と接触し摺動抵抗を大幅に増加させることになる。
さらに、各ロータの材料である鉄系焼結材料のロータボス部がポンプハウジングのアルミニウム材料と摺動し、異なる部品であるために無潤滑状態や一時的な接触が発生しても凝着が発生しにくい。
本発明によれば、回転軸からの入力で内接歯車ポンプは油圧を供給し、バルブなどの調圧装置で油圧の圧力や方向切換を調整し、制御された圧力により例えばクラッチ等の動作がなされる流体圧力制御装置が構成されることになる。このような流体圧力制御装置においては内接歯車ポンプの直近に軸受を設ける必要がなくなり、軸方向寸法の短縮が図られ、流体圧力制御装置を回転軸に有する相手側のケースに容易に取り付けることができる。
インナーロータ21とアウターロータ22とは互いの歯が噛み合い、図示しない回転軸がインナーロータ21の軸嵌合穴21aに嵌め込まれ、二面幅21cの嵌合形状で係合されることにより内接歯車ポンプ20として機能する。
その後、一方の側面、例えば図3(B)で左側面を平面研削し、その側面を基準面に置き、外歯の歯先または歯底にて把持して他方の側面、例えば図3(B)で右側面をNC旋盤でロータボス部21bを残して旋削する。この場合、ロータボス部21bと反対の側面、例えば図3(B)で右側面を基準面と密着させ、外歯を正確に位置決めして固定することで、ロータボス部21b側の側面を他方の側面と均一な平行度を得ることができる。なお、研削が困難なロータボス部21b側の側面の面粗さについては、この旋削速度を遅くするなどで必要十分に得ることが確認されており、この加工によるコストアップは極僅かなものとなる。
定される。すなわち、回転軸とインナーロータ21の軸嵌合穴21aとの嵌め合い径の精度を高く要求しない。これにより、回転軸の外径と軸嵌合穴21aの内径との直径隙間を0.1〜0.5mm程度に拡大することが可能となり、設計の自由度が増し、内径加工による精度出しが不要となる。このことは、鉄系焼結材でプレスして成形するインナーロータ21にとって加工不要となるため有利となる。
また、ロータボス部21bの外径が外歯の谷系よりも小さく、軸嵌合穴21aの内径よりも大きいので、歯車の噛み合わせで得た圧油がロータボス部21bに回り込んで潤滑を行い、駆動トルクの低減やくさび力の発生による摩耗減少が期待できる。
さらに、ポンプハウジング13がアルミニウム材とされ、内接歯車ポンプが鉄系の焼結材であるため、異種材料による凝着はなく、焼き付きなどの発生は回避される。
また、流体圧力制御装置は、必要最小限の調圧装置とされた調圧スプール5を備えた場合で説明したが、調圧する構造を有するポペット弁、ボールバルブ、電磁弁などの制御弁、油圧の供給先を油圧クラッチや潤滑装置に適用することであってもよい。
また、ポンプハウジング13をアルミニウム材とし、内接歯車ポンプを鉄系の焼結材として説明したが、使用範囲においては樹脂系であっても良いし、その他の材料を用いて構成しても良い。
また、作動油による潤滑を得るために、ロータボス穴13cに円周溝や螺旋溝を設けることも同様な効果を得られる。
13 ポンプハウジング 13b ロータポケット
13c ロータボス穴 13e くぼみ
20 内接歯車ポンプ 21 インナーロータ
21a 軸嵌合穴 21bロータボス部
21c 二面幅(嵌合形状) 22 アウターロータ
25 調圧スプール
Claims (4)
- ポンプハウジングのロータポケットに回転自在に収容され、内歯を有するリング状のアウターロータと、前記アウターロータの内歯と内接噛み合いする外歯を有するインナーロータとが偏心して配置され、前記インナーロータは回転軸に係合して回転駆動され、両ロータ間には回転により両歯間の噛み合い隙間が増加する領域に吸入域空間が形成されると共に、回転により両歯間の噛み合い隙間が減少する領域に吐出域空間が形成され、
流体を前記吸入域空間に吸入用ポートを介して吸引し、前記吐出域空間から吐出用ポートを介して吐出する内接歯車ポンプにおいて、
前記インナーロータの側面一方には、外歯の谷径よりも小さくて前記回転軸の嵌合穴径よりも大きい円筒状のロータボス部を有し、該ロータボス部の外径は前記回転軸と略同心とされた前記ポンプハウジングのロータボス穴径に対し0.1mm以下とされた直径隙間を有して形成されていることを特徴とする内接歯車ポンプ。 - 請求項1に記載の前記インナーロータ、及び前記アウターロータは鉄系焼結材料からなり、前期ポンプハウジングはアルミニウム材料からなることを特徴とする内接歯車ポンプ。
- 請求項1及び2に記載の前記内接歯車ポンプと、該内接歯車ポンプを収容し前記インナーロータの前記ロータボス部を回転可能に支持する前記ロータボス穴を有するポンプハウジングと、油とされた流体の圧力を調整する調圧装置と、を少なくとも備えていることを特徴とする流体圧力制御装置。
- 請求項3に記載の前記ポンプハウジングの前記ロータボス穴は、該内周面に油を保持する複数のくぼみが形成されていることを特徴とする流体圧力制御装置。
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