JP2018173071A

JP2018173071A - 内接歯車ポンプ

Info

Publication number: JP2018173071A
Application number: JP2017073348A
Authority: JP
Inventors: 宣尚渡邊; Nobuhisa Watanabe
Original assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2017-04-03
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2037-04-03
Also published as: JP6912920B2

Abstract

【課題】持続的に歯車の摺動面とポンプハウジングとの接触を抑制し、歯車を回転駆動する駆動トルクを低減し得る内接歯車ポンプを提供するものである。【解決手段】ポンプハウジング１の収容孔１Ａに内歯３を有するリング状の内歯歯車２を収容し、内歯歯車２の内歯３と内接噛み合いする外歯７を有する外歯歯車６を内歯歯車２の内部に偏心して収容する。内歯歯車２は、ポンプハウジング１と摺動する側面２Ａと外周面２Ｂに、それぞれ第１疎層領域４と第２疎層領域５を配置する。外歯歯車６は、固定軸８と摺動する内周面６Ｄとポンプハウジング１と摺動する側面６Ｃに、それぞれ第３疎層領域１０と第４疎層領域１１を配置する。第１〜４疎層領域４、５、１０、１１は細孔を有する多孔質体から形成する。このため、持続的に両歯車２、６の摺動面とポンプハウジング１との接触を抑制し、両歯車２、６を回転駆動する駆動トルクを低減することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、内歯歯車の内歯と外歯歯車の外歯とを内接噛み合いするよう内歯歯車の内部に外歯歯車を偏心して収容した内接歯車ポンプに関する。

従来の内接歯車ポンプは、ポンプハウジング（ハウジング）の収容孔に、内歯を有するリング状の内歯歯車（従動ギア）を回転自在に収容し、この内歯歯車（従動ギア）の内歯と内接噛み合いする外歯を有する外歯歯車（駆動ギア）を内歯歯車（従動ギア）の内部に偏心して収容する。そして、内歯歯車（従動ギア）の軸方向におけるポンプハウジング（ハウジング）との摺動面には、部分的に低摩擦材がコーティングされた低摩擦部を有する。これにより、低摩擦部が形成されている部分に油膜圧力が生じ、内歯歯車（従動ギア）の低摩擦部とポンプハウジング（ハウジング）との接触を抑制することで、駆動トルクの低減を図っている。

特開２０１６−２１７２８９号公報

ところが、かかる従来の内接歯車ポンプでは、コーティングされた低摩擦部と内歯歯車の摺動面との隙間に作動油が入り込んで、低摩擦部が内歯歯車の摺動面から剥離することがある。さらに、低粘度の作動油を使用する場合には、内歯歯車の摺動面とポンプハウジングの間に十分な油膜圧力が生じないため、低摩擦部はポンプハウジングとの接触により摩耗していく。このため、内歯歯車の摺動面とポンプハウジングが時間の経過と共に頻繁に接触するようになり、内歯歯車および／または外歯歯車としての歯車を回転駆動する駆動トルクが増大するという問題点があった。

本発明の課題は、持続的に歯車の摺動面とポンプハウジングとの接触を抑制し、歯車を回転駆動する駆動トルクを低減し得る内接歯車ポンプを提供するものである。

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
ポンプハウジングの収容孔に内歯を有するリング状の内歯歯車を回転自在に収容し、内歯歯車の内歯と内接噛み合いする外歯を有する外歯歯車を内歯歯車の内部に偏心して収容する内接歯車ポンプにおいて、内歯歯車と外歯歯車の少なくとも一方は、ポンプハウジングと摺動する摺動面の一部を疎層領域で構成し、疎層領域は細孔を有する多孔質体から形成したことを特徴とする内接歯車ポンプがそれである。

この場合、前記内歯歯車は、軸方向で前記ポンプハウジングと摺動する側面の一部を前記疎層領域としての第１疎層領域で構成してもよい。また、前記第１疎層領域は、前記内歯の歯先部の径方向外方で前記内歯歯車の周方向へ間隙を有して複数個を配置してもよい。また、前記内歯歯車は、前記ポンプハウジングと摺動する外周面に前記疎層領域としての第２疎層領域を形成し、この第２疎層領域を前記第１疎層領域と一体的に配置してもよい。また、前記ポンプハウジングには前記外歯歯車を軸支する固定軸を有し、前記外歯歯車は中心に軸方向へ貫通する貫通孔を有し、貫通孔に固定軸を摺動自在に挿通し、固定軸と摺動する貫通孔の内周面の一部を前記疎層領域としての第３疎層領域で構成してもよい。また、前記第３疎層領域は、前記外歯の歯先部の径方向内方で前記外歯歯車の周方向へ間隙を有して複数個を配置してもよい。また、前記外歯歯車は、軸方向で前記ポンプハウジングと摺動する側面に、前記疎層領域としての第４疎層領域を形成し、この第４疎層領域を前記第３疎層領域と一体的に配置してもよい。

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、内歯歯車と外歯歯車の少なくとも一方は、ポンプハウジングと摺動する摺動面の一部を疎層領域で構成し、疎層領域は細孔を有する多孔質体から形成した。このため、疎層領域で細孔に油が充填されることで油膜圧力が生じると共に、コーティングによる段差が生じない平面の摺動面において疎層領域は摩耗し難いから、持続的に歯車の摺動面とポンプハウジングとの接触を抑制し、歯車を回転駆動する駆動トルクを低減することができる。

また、請求項２に記載の発明は、内歯歯車は、軸方向でポンプハウジングと摺動する側面の一部を疎層領域としての第１疎層領域で構成した。このため、特にポンプハウジングとの摩擦が生じやすい側面に第１疎層領域で油膜圧力が生じると共に、段差がない平面の側面において第１疎層領域は摩耗し難いから、持続的に内歯歯車の側面とポンプハウジングとの接触を抑制し、より一層歯車を回転駆動する駆動トルクを低減することができる。

また、請求項３に記載の発明は、第１疎層領域は、内歯の歯先部の径方向外方で内歯歯車の周方向へ間隙を有して複数個を配置した。このため、強度が必要な肉薄の歯底部には第１疎層領域を配置しないから、内歯歯車に第１疎層領域を有しても、内歯歯車の必要な強度を確保することができる。

また、請求項４に記載の発明は、内歯歯車は、ポンプハウジングと摺動する外周面に疎層領域としての第２疎層領域を形成し、この第２疎層領域を第１疎層領域と一体的に配置した。このため、第１疎層領域と第２疎層領域とを一度に形成できるから、容易に内歯歯車を製作することができる。

また、請求項５に記載の発明は、ポンプハウジングには外歯歯車を軸支する固定軸を有し、外歯歯車は中心に軸方向へ貫通する貫通孔を有し、貫通孔に固定軸を摺動自在に挿通し、固定軸と摺動する貫通孔の内周面の一部を疎層領域としての第３疎層領域で構成した。このため、固定軸と外歯歯車の貫通孔の内周面に第３疎層領域で油膜圧力が生じるから、固定軸と外歯歯車の貫通孔の内周面の接触を抑制し、より一層歯車を回転駆動する駆動トルクを低減することができる。

また、請求項６に記載の発明は、第３疎層領域は、外歯の歯先部の径方向内方で外歯歯車の周方向へ間隙を有して複数個を配置した。このため、強度が必要な肉薄の歯底部には第３疎層領域を配置しないから、外歯歯車に第３疎層領域を有しても、外歯歯車の必要な強度を確保することができる。

また、請求項７に記載の発明は、外歯歯車は、軸方向でポンプハウジングと摺動する側面に、疎層領域としての第４疎層領域を形成し、この第４疎層領域を第３疎層領域と一体的に配置した。このため、第３疎層領域と第４疎層領域とを一度に形成できるから、容易に外歯歯車を製作することができる。

一実施形態を示した内接歯車ポンプの断面図である。他の実施形態を示した内接歯車ポンプの断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、１はポンプハウジングで、一側面より穿設した有底の収容孔１Ａを有する。２はリング状の内歯歯車で、１０枚の内歯３を有し、ポンプハウジング１の収容孔１Ａへ回転自在に収容している。内歯歯車２は、軸方向でポンプハウジング１と摺動する側面２Ａと径方向でポンプハウジング１と摺動する外周面２Ｂを有する。１つの内歯３は歯先部３Ａと歯底部３Ｂを有する。４は内歯歯車２の側面２Ａの一部を構成する第１疎層領域で、内歯３の歯先部３Ａの径方向外方で内歯歯車２の周方向へ間隙を有して１０個配置している。５は内歯歯車２の外周面２Ｂの一部を構成する第２疎層領域で、内歯３の歯先部３Ａの径方向外方で内歯歯車２の周方向へ間隙を有して第１疎層領域４と一体的に配置している。

６は外歯歯車で、内歯３と内接噛み合いする９枚の外歯７を有し、内歯歯車２の内部に偏心して回転自在に収容している。外歯歯車６は、中心に貫通孔６Ａを軸方向へ貫通形成し、貫通孔６Ａの径方向へ等間隔に３か所の凹部６Ｂを窪み形成している。８は円筒状の固定軸で、ポンプハウジング１の図示しない蓋部に固定し、外歯歯車６の貫通孔６Ａに挿通して、外歯歯車６を回転自在に軸支している。９は円筒状の駆動軸で、外歯歯車６と同芯にポンプハウジング１へ回転自在に設け、先端部に径方向の３箇所へ等間隔に凸部９Ａを軸方向へ突出して形成し、凸部９Ａを外歯歯車７の凹部６Ｂに挿入して外歯歯車６を回転駆動する。外歯歯車６は、軸方向でポンプハウジング１と摺動する側面６Ｃと固定軸８と摺動する貫通孔６Ａの内周面６Ｄを有する。１つの外歯７は歯先部７Ａと歯底部７Ｂを有する。１０は外歯歯車６の内周面６Ｄの一部を構成する第３疎層領域で、外歯７の歯先部７Ａの径方向内方で外歯歯車６の周方向へ間隙を有して９個配置している。１１は外歯歯車６の側面６Ｃの一部を構成する第４疎層領域で、外歯７の歯先部７Ａの径方向内方で外歯歯車６の周方向へ間隙を有して第３疎層領域１０と一体的に配置している。そして、第１〜４疎層領域４、５、１０、１１は細孔を有する多孔質体としての発泡樹脂から形成している。

１２は作動油を吸入する吸入ポートで、両歯車２、６の回転により容積が増加する吸入域空間Ｓに連通している。１３は作動油を吐出する吐出ポートで、両歯車２，６の回転により容積が減少する吐出域空間Ｐに連通している。

次に、かかる構成の作動を説明する。
駆動軸８により外歯歯車６を回転方向Ａに回転駆動すると、外歯歯車６と内接噛み合いする内歯歯車２を回転駆動する。そして、吸入ポート１２より吸入域空間Ｓで吸入された作動油は、吐出域空間Ｐに搬送され吐出ポート１３より吐出される。

かかる作動で、内歯歯車２と外歯歯車６の少なくとも一方は、ポンプハウジング１と摺動する摺動面の一部を疎層領域で構成し、疎層領域は細孔を有する多孔質体から形成した。このため、疎層領域で細孔に油が充填されることで油膜圧力が生じると共に、コーティングによる段差が生じない平面の摺動面において疎層領域は摩耗し難いから、持続的に歯車の摺動面とポンプハウジング１との接触を抑制し、歯車を回転駆動する駆動トルクを低減することができる。

また、内歯歯車２は、軸方向でポンプハウジング１と摺動する側面２Ａの一部を第１疎層領域４で構成した。このため、特にポンプハウジング１との摩擦が生じやすい側面２Ａに第１疎層領域４で油膜圧力が生じると共に、段差がない平面の側面２Ａにおいて第１疎層領域４は摩耗し難いから、持続的に内歯歯車２の側面２Ａとポンプハウジング１との接触を抑制し、より一層歯車を回転駆動する駆動トルクを低減することができる。

また、第１疎層領域４は、内歯３の歯先部３Ａの径方向外方で内歯歯車２の周方向へ間隙を有して１０個を配置した。このため、強度が必要な肉薄の歯底部３Ｂには第１疎層領域４を配置しないから、内歯歯車２に第１疎層領域４を有しても、内歯歯車２の必要な強度を確保することができる。

また、内歯歯車２は、ポンプハウジング１と摺動する外周面２Ｂに第２疎層領域５を形成し、この第２疎層領域５を第１疎層領域４と一体的に配置した。このため、第１疎層領域４と第２疎層領域５とを一度に形成できるから、容易に内歯歯車２を製作することができる。

また、ポンプハウジング１には外歯歯車６を軸支する固定軸８を有し、外歯歯車６は中心に軸方向へ貫通する貫通孔６Ａを有し、貫通孔６Ａに固定軸８を摺動自在に挿通し、固定軸８と摺動する貫通孔６Ａの内周面６Ｄの一部を第３疎層領域１０で構成した。このため、固定軸８と外歯歯車６の貫通孔６Ａの内周面６Ｄに第３疎層領域１０で油膜圧力が生じるから、固定軸８と外歯歯車６の貫通孔の内周面６Ｄの接触を抑制し、より一層歯車を回転駆動する駆動トルクを低減することができる。

また、第３疎層領域１０は、外歯７の歯先部７Ａの径方向内方で外歯歯車６の周方向へ間隙を有して９個を配置した。このため、強度が必要な肉薄の歯底部７Ｂには第３疎層領域１０を配置しないから、外歯歯車６に第３疎層領域１０を有しても、外歯歯車６の必要な強度を確保することができる。

また、外歯歯車６は、軸方向でポンプハウジング１と摺動する側面６Ｃに、第４疎層領域１１を形成し、この第４疎層領域１１を第３疎層領域１０と一体的に配置した。このため、第３疎層領域１０と第４疎層領域１１とを一度に形成できるから、容易に外歯歯車６を製作することができる。

図２は、本発明の他実施形態を示し、一実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
図２において、第１疎層領域４と第２疎層領域５は、細孔を有する多孔質体としての焼結金属から形成している。例えば、内歯歯車２の全ての部分を、細孔を有する焼結金属で形成し、第１疎層領域４と第２疎層領域５以外の部分には樹脂を含浸して細孔を充塞する。これにより、第１疎層領域４と第２疎層領域５のみ、細孔を有する多孔質体から形成される。１４は外歯歯車で、内歯３と内接噛み合いする９枚の外歯１５を有し、内歯歯車２の内部に偏心して回転自在に収容している。１つの外歯１５は歯先部１５Ａと歯底部１５Ｂを有する。１６は外歯歯車１４を回転駆動する駆動軸で、外歯歯車１４に係合している。

作動は、駆動軸１６により外歯歯車１４を回転方向Ａに回転駆動すると、外歯歯車１４と内接噛み合いする内歯歯車２を回転駆動する。そして、吸入ポート１２より吸入域空間Ｓで吸入された作動油は、吐出域空間Ｐに搬送され吐出ポート１３より吐出される。

かかる作動で、一実施形態と略同様に、疎層領域で細孔に油が充填されることで油膜圧力が生じると共に、コーティングによる段差が生じない平面の摺動面において疎層領域は摩耗し難いから、持続的に歯車の摺動面とポンプハウジング１との接触を抑制し、歯車を回転駆動する駆動トルクを低減することができる。また、特にポンプハウジング１との摩擦が生じやすい側面２Ａに第１疎層領域４で油膜圧力が生じると共に、段差がない平面の側面２Ａにおいて第１疎層領域４は摩耗し難いから、持続的に内歯歯車２の側面２Ａとポンプハウジング１との接触を抑制し、より一層歯車を回転駆動する駆動トルクを低減することができる。また、強度が必要な肉薄の歯底部３Ｂには第１疎層領域４を配置しないから、内歯歯車２に第１疎層領域４を有しても、内歯歯車２の必要な強度を確保することができる。また、第１疎層領域４と第２疎層領域５とを一度に形成できるから、容易に内歯歯車２を製作することができる。

なお、前述の各実施形態では、第１疎層領域４と第２疎層領域５は一体的に配置したが、第１疎層領域４は、内歯３の歯先部３Ａと外周面２Ｂとの間に配置して、第２疎層領域５と別体として配置してもよい。また、第１疎層領域４は、内歯３の歯先部３Ａの径方向外方で内歯歯車２の周方向へ間隙を有して１０個配置したが、１つの歯先部３Ａの径方向外方に１個以上配置してもよいし、すべての歯先部３Ａの径方向外方に配置しなくてもよい。また、一実施形態では、第３疎層領域１０は、外歯７の歯先部７Ａの径方向内方で外歯歯車６の周方向へ間隙を有して９個配置したが、１つの歯先部７Ａの径方向内方に１個以上配置してもよいし、すべての歯先部７Ａの径方向内方に配置しなくてもよい。また、他実施形態では、内歯歯車２の全ての部分を、細孔を有する焼結金属で形成し、第１疎層領域４と第２疎層領域５以外の部分には樹脂を含浸し細孔を充塞して、第１疎層領域４と第２疎層領域５を細孔を有する多孔質体で形成したが、これに限らず、内歯歯車２の全ての部分を、細孔を有する焼結金属で形成し、第１疎層領域４と第２疎層領域５以外の部分を突出して成形し、その突出した部分をプレス等で圧縮して細孔を潰したり、研磨加工等で細孔を充塞したり、科学的または熱的に溶解して細孔を充塞したりして、第１疎層領域４と第２疎層領域５のみを細孔を有する多孔質体で形成してもよいことは勿論である。

１：ポンプハウジング
２：内歯歯車
２Ａ、６Ｃ：側面
２Ｂ：外周面
３：内歯
３Ａ、７Ａ、１５Ａ：歯先部
３Ｂ、７Ｂ、１５Ｂ：歯底部
４：第１疎層領域
５：第２疎層領域
６：外歯歯車
６Ａ：貫通孔
６Ｄ：内周面
８：固定軸
１０：第３疎層領域
１１：第４疎層領域

Claims

ポンプハウジングの収容孔に内歯を有するリング状の内歯歯車を回転自在に収容し、内歯歯車の内歯と内接噛み合いする外歯を有する外歯歯車を内歯歯車の内部に偏心して収容する内接歯車ポンプにおいて、内歯歯車と外歯歯車の少なくとも一方は、ポンプハウジングと摺動する摺動面の一部を疎層領域で構成し、疎層領域は細孔を有する多孔質体から形成したことを特徴とする内接歯車ポンプ。
前記内歯歯車は、軸方向で前記ポンプハウジングと摺動する側面の一部を前記疎層領域としての第１疎層領域で構成することを特徴とする請求項１に記載の内接歯車ポンプ。
前記第１疎層領域は、前記内歯の歯先部の径方向外方で前記内歯歯車の周方向へ間隙を有して複数個を配置することを特徴とする請求項２に記載の内接歯車ポンプ。
前記内歯歯車は、前記ポンプハウジングと摺動する外周面に前記疎層領域としての第２疎層領域を形成し、この第２疎層領域を前記第１疎層領域と一体的に配置することを特徴とする請求項３に記載の内接歯車ポンプ。
前記ポンプハウジングには前記外歯歯車を軸支する固定軸を有し、前記外歯歯車は中心に軸方向へ貫通する貫通孔を有し、貫通孔に固定軸を摺動自在に挿通し、固定軸と摺動する貫通孔の内周面の一部を前記疎層領域としての第３疎層領域で構成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の内接歯車ポンプ。
前記第３疎層領域は、前記外歯の歯先部の径方向内方で前記外歯歯車の周方向へ間隙を有して複数個を配置することを特徴とする請求項５に記載の内接歯車ポンプ。
前記外歯歯車は、軸方向で前記ポンプハウジングと摺動する側面に、前記疎層領域としての第４疎層領域を形成し、この第４疎層領域を前記第３疎層領域と一体的に配置することを特徴とする請求項６に記載の内接歯車ポンプ。