JP2022012915A - 内接歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 インナーロータの駆動トルクが過度に上昇してしまうことを確実に抑制可能な内接歯車ポンプの一例を開示する。【解決手段】 ハウジング７には、第３吐出ポート１４と外部とを連通させる連通路１５が設けられている。これにより、ポート間室内の作動用等の流体は、第３吐出ポート１４及び連通路１５を経由して外部に排出され得る。したがって、当該内接歯車ポンプ１では、ポート間室の圧力が過度に上昇することが確実に抑制され得るので、インナーロータ５の駆動トルクが過度に上昇してしまうことを確実に抑制され得る。【選択図】図３

Description

本開示は、リング状のアウターロータ、及び当該アウターロータの内で回転駆動されるインナーロータを備える内接歯車ポンプに関する。

例えば、特許文献１に記載の内接歯車ポンプは、吸入ポート、第１吐出ポート及び第２吐出ポートが、インナーロータの回転の向きに沿って、吸入ポート、第１吐出ポート、第２吐出ポートの順に並んでいる。

そして、インナーロータが回転駆動されると、アウターロータの内歯部とインナーロータの外歯部とが噛み合ってアウターロータが回転するとともに、内歯部と外歯部との隙間（以下、作動室という。）の体積が拡大縮小して作動油等の流体が吸入吐出される。

さらに、特許文献１に記載の発明では、第１吐出ポートと第２吐出ポートとの間に位置する作動室（以下、ポート間室）の圧力が過度に上昇することを抑制することにより、インナーロータの駆動トルクが過度に上昇することを抑制している。

つまり、特許文献１の発明では、第１吐出ポートのうち回転方向前進側に当該回転方向前進向きに伸びる溝が形成されている。これにより、ポート間室の作動油が当該溝を介して第１吐出ポートに排出されるため、ポート間室の圧力が過度に上昇することが抑制される。

特開２０１２－２１８９号公報

しかし、特許文献１に記載の内接歯車ポンプでは、本来、第１吐出ポートからポンプ外に吐出されるべき作動油の一部が上記溝に流れてしまい、ポート間室の作動油が当該溝を介して第１吐出ポートに排出されない可能性がある。

そして、ポート間室の作動油が排出されないと、ポート間室の圧力が過度に上昇してしまうので、インナーロータの駆動トルクが過度に上昇してしまう。

本開示は、上記点に鑑み、インナーロータの駆動トルクが過度に上昇してしまうことを確実に抑制可能な内接歯車ポンプの一例を開示する。

内接歯車ポンプは、例えば、以下の構成要件のうち少なくとも１つを備えることが望ましい。すなわち、当該構成要件はリング状のアウターロータ（３）であって、径方向内側に向けて突出した複数の突起部にて構成された内歯部（３Ａ）を有するアウターロータ（３）と、アウターロータ（３）の内側に配置されて回転駆動されるインナーロータ（５）であって、径方向外側に向けて突出した複数の突起部にて構成された外歯部（５Ａ）を有するインナーロータ（５）と、アウターロータ（３）及びインナーロータ（５）を収容するハウジング（７）とを備え、ハウジング（７）のうちアウターロータ（３）及びインナーロータ（５）の側面と滑り接触する摺接面（７Ｂ）には、吸入ポート（９）、第１吐出ポート（１１）及び第２吐出ポート（１２）が設けられ、摺接面（７Ｂ）のうち第１吐出ポート（１１）と第２吐出ポート（１２）との間には、ポート間室（Ｖｂ）と連通可能な第３吐出ポート（１４）であって、第１吐出ポート（１１）及び第２吐出ポート（１２）より開口面積が小さい第３吐出ポート（１４）が設けられており、さらに、ハウジング（７）には、第３吐出ポート１４と外部とを連通させる連通路（１５）が設けられていることが望ましい。

なお、ポート間室（Ｖｂ）とは、摺接面（７Ｂ）のうち第１吐出ポート（１１）と第２吐出ポート（１２）との間に位置する作動室をいう。作動室とは、内歯部（３Ａ）と外歯部（５Ａ）との隙間に構成された複数の空間であって、インナーロータ（５）の回転方向に沿って構成された複数の空間それぞれをいう。

これにより、ポート間室（Ｖｂ）内の作動用等の流体は、第３吐出ポート（１４）及び連通路（１５）を経由して外部に排出され得る。したがって、当該内接歯車ポンプでは、ポート間室（Ｖｂ）の圧力が過度に上昇することが確実に抑制され得るので、インナーロータ（５）の駆動トルクが過度に上昇してしまうことを確実に抑制され得る。

因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本開示は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されない。

第１実施形態に係る内接歯車ポンプを示す図である。 第１実施形態に係るハウジングを示す図である。 図２のＡ－Ａ断面図である。 図２のＢ１－Ｂ２断面図である。 図２のＣ１－Ｃ２断面図である。 第２実施形態に係るハウジングを示す図である。

以下の「発明の実施形態」は、本開示の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。

なお、各図に付された方向を示す矢印及び斜線等は、各図相互の関係及び各部材又は部位の形状を理解し易くするために記載されたものである。したがって、本開示に示された発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。斜線が付された図は、必ずしも断面図を示すものではない。

少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位は、「１つの」等の断りがされた場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、「１つの」等の断りがない場合には、当該部材は２以上設けられていてもよい。本開示に示された発明は、少なくとも符号が付されて説明された部材又は部位等の構成要素を備える。

（第１実施形態）
本実施形態は、内燃機関又は自動変速機等の車両用機器に作動油を供給する油圧ポンプに本開示に係る内接歯車ポンプの一例が適用されたものである。

＜１．内接歯車ポンプの概要＞
内接歯車ポンプ１は、図１に示されるように、アウターロータ３、インナーロータ５及びハウジング７等を少なくとも備える。

アウターロータ３は、ハウジング７内に回転可能に収納されたリング状の部品である。当該アウターロータ３には、径方向内側に向けて突出した複数の突起部にて構成された内歯部３Ａが設けられている。

インナーロータ５は、アウターロータ３の内側に配置されて回転駆動される外歯歯車状の部品である。当該インナーロータ５は、径方向外側に向けて突出した複数の突起部にて構成された外歯部５Ａが設けられている。

なお、内歯部３Ａの歯形及び外歯部５Ａの歯形、つまり各突起部の形状は、例えば円弧状の曲線にて構成されている。外歯部５Ａの歯数（突起部の個数）は、内歯部３Ａの歯数（突起部の個数）より１つ少ない。

アウターロータ３の中心は、インナーロータ５の中心に対してずれている。インナーロータ５は、２つの駆動部５Ｂから駆動力を得て回転駆動される。アウターロータ３は、外歯部５Ａと内歯部３Ａとの噛合部から駆動力を得て回転する。

なお、軸部５Ｃは、インナーロータ５を支持する固定軸である。軸部５Ｃとインナーロータ５と間には、滑り軸受を構成するブッシング５Ｄが配置されている。油路５Ｅは、潤滑油（本実施形態では、作動油）の供給路である。

ハウジング７には、図２に示されるように、アウターロータ３及びインナーロータ５を収容する収容部７Ａが設けられている。当該収容部７Ａは、図２の紙面垂直方向に窪んだ凹部状の部位である。

収容部７Ａの底部には、図３～図５に示されるように、アウターロータ３の側面及びインナーロータ５の側面と滑り接触する摺接面７Ｂが設けられている。なお、当該側面とは、アウターロータ３及びインナーロータ５の外壁のうち回転軸線と直交する壁面をいう。

摺接面７Ｂには、吸入ポート９、第１吐出ポート１１、第２吐出ポート１２及び第３吐出ポート１４が設けられている。各ポート９、１１、１２、１４は、摺接面７Ｂにおいて、アウターロータ３及びインナーロータ５に向けて開口した開口部である。

なお、吸入ポート９、第１吐出ポート１１、第２吐出ポート１２及び第３吐出ポート１４は、インナーロータ５の回転の向きＤ（図１参照）に沿って、吸入ポート９、第１吐出ポート１１、第３吐出ポート１４、第２吐出ポート１２の順に並んでいる。

＜吸入ポート＞
吸入ポート９は、摺接面７Ｂから窪んだ窪み部（図示せず。）の開口である。当該吸入ポート９は、図２に示されるように、流入路９Ａに連通している。外部の作動油は、流入路９Ａを経由して吸入ポート９に流れ込む。

＜第１吐出ポート＞
第１吐出ポート１１は、図４及び図５に示されるように、摺接面７Ｂから窪んだ凹状の窪み部１１Ａの開口として構成されている。当該窪み部１１Ａの内壁には、当該窪み部１１Ａ内の空間と外部とを連通させる第１排出口１１Ｂが設けられている。

なお、第１排出口１１Ｂは、図４及び図５の二点鎖線の斜線部分である。そして、当該第１排出口１１Ｂは、第１流出路１１Ｃを介して外部に連通している。つまり、第１排出口１１Ｂは、第１流出路１１Ｃの流入側開口である。

＜第２吐出ポート（図２参照）＞
第２吐出ポート１２は、第１吐出ポート１１と同様に、摺接面７Ｂから窪んだ凹状の窪み部１２Ａの開口として構成されている。当該窪み部１２Ａの内壁には、当該窪み部１２Ａ内の空間と外部とを連通させる第２排出口１２Ｂが設けられている。そして、第２排出口１２Ｂは、第２流出路１２Ｃを介して外部に連通している。

＜第３吐出ポート＞
第３吐出ポート１４は、図２に示されるように、摺接面７Ｂのうち第１吐出ポート１１と第２吐出ポート１２との間に設けられた開口であって、第１吐出ポート１１及び第２吐出ポート１２より開口面積が小さい開口である。

＜２．第３吐出ポートの詳細＞
＜用語の定義等＞
作動室とは、図１において、内歯部３Ａと外歯部５Ａとの隙間に構成された複数の空間それぞれであって、インナーロータ５の回転方向Ｄに沿って構成された複数の空間それぞれをいう。ポート間室Ｖｂとは、複数の作動室のうち第１吐出ポート１１と第２吐出ポート１２との間に位置する作動室をいう。

そして、インナーロータ５の回転と共にアウターロータ３が矢印Ｄの向きに回転すると、各作動室は、矢印Ｄの向きに移動しながら体積が変化する。すなわち、吸入ポート９上を移動する複数の作動室は体積が拡大変化する。これにより、作動油が吸入ポート９から各作動室に吸引される。

第１吐出ポート１１及び第２吐出ポート１２上を移動する複数の作動室は体積が縮小変化する。これにより、各作動室に吸引された作動油は、いずれかの吐出ポートから外部に吐出される。

なお、本実施形態では、第１吐出ポート１１は、第２吐出ポート１２より圧力の高い部位に連通している。このため、第１吐出ポート１１の圧力は、第２吐出ポート１２の圧力より高圧となっている。つまり、第１吐出ポート１１は高圧吐出ポートとして機能し、第２吐出ポート１２は低圧吐出ポートとして機能する。

＜第３吐出ポート＞
第３吐出ポート１４は、図１に示されるように、ポート間室Ｖｂと連通可能な開口である。当該第３吐出ポート１４は、図２に示されるように、第１吐出ポート１１から第２吐出ポート側に向けて延びる溝状の部位である。このため、第３吐出ポート１４は、常に第１吐出ポート１１と連通している。

なお、本実施形態に係る第３吐出ポート１４は、２つの第３吐出ポート１４Ａ、１４Ｂにより構成されている。第１の第３吐出ポート１４Ａは、接触部Ｐ（図１参照）より径方向内側に設けられている。第２の第３吐出ポート１４Ｂは、接触部Ｐより径方向外側に設けられている。

接触部Ｐとは、図１に示されるように、ポート間室Ｖｂを構成する外歯部５Ａの突起部と内歯部３Ａの突起部とが接触する部位をいう。以下、特に断り書きある場合を除き、第３吐出ポート１４とは、２つの第３吐出ポート１４Ａ、１４Ｂを意図する。

そして、ハウジング７には、図３に示されるように、第３吐出ポート１４と外部とを連通させる連通路１５が設けられている。つまり、図４及び図５に示されるように、連通路１５（一点鎖線の斜線部）は、第３吐出ポート１４と窪み部１１Ａ内の空間とを連通させる。

具体的には、連通路１５は、窪み部１１Ａ内のうち第１排出口１１Ｂ側の空間、及び窪み部１１Ａ内のうち第１排出口１１Ｂより第１吐出ポート１１側の空間と第３吐出ポート１４とを連通させる。したがって、連通路１５は、第１排出口１１Ｂ、つまり第１流出路１１Ｃを介して外部に連通する。

なお、本実施形態に係る連通路１５は、図３に示されるように、第１の連通路１５Ａ、及び第２の連通路１５Ｂを有して構成されている。第１の連通路１５Ａは、第１の第３吐出ポート１４Ａと連通する。第２の連通路１５Ｂは、第２の第３吐出ポート１４Ｂと連通する。

第１の連通路１５Ａの通路断面は、第１の第３吐出ポート１４Ａの合同又は相似形状である。第２の連通路１５Ｂの通路断面は、第２の第３吐出ポート１４Ｂの合同又は相似形状である。

図４及び図５に示されるように、第１排出口１１Ｂの外縁のうち第３吐出ポート１４側端部１１Ｄは、溝状の第３吐出ポート１４の延び方向先端より第２吐出ポート１２側に位置している（図２参照）。

３．本実施形態に係る内接歯車ポンプの特徴
本実施形態に係る内接歯車ポンプ１には、第３吐出ポート１４と外部とを連通させる連通路１５が設けられている。これにより、ポート間室Ｖｂ内の作動用等の流体は、第３吐出ポート１４及び連通路１５を経由して外部に排出され得る。

したがって、当該内接歯車ポンプ１では、ポート間室Ｖｂの圧力が過度に上昇することが確実に抑制され得るので、インナーロータ５の駆動トルクが過度に上昇してしまうことを確実に抑制され得る。

（第２実施形態）
上述の実施形態では、吸入ポート９、第１吐出ポート１１及び第２吐出ポート１２は、インナーロータ５の回転の向きＤに沿って、吸入ポート９、第１吐出ポート１１、第２吐出ポート１２の順に並んでいた。

これに対して、本実施形態では、図６に示されるように、吸入ポート９、第１吐出ポート１１及び第２吐出ポート１２は、インナーロータ５の回転の向きＤに沿って、吸入ポート９、第２吐出ポート１２、第１吐出ポート１１の順に並んでいる。

なお、上述の実施形態と同一の構成要件等は、上述の実施形態と同一の符号が付されている。このため、本実施形態では、重複する説明は省略されている。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、ポート間室Ｖｂとなる作動室（空間）は１つであった（図２参照）。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、当該開示は、例えば、ポート間室Ｖｂとなる作動室が２つ以上であってもよい。

上述の実施形態では、第１吐出ポート１１の吐出圧が第２吐出ポート１２の吐出圧より大きい内接歯車ポンプであった。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、当該開示は、例えば、第１吐出ポート１１の吐出圧と第２吐出ポート１２の吐出圧とが同じである内接歯車ポンプ、又は第１吐出ポート１１の吐出圧が第２吐出ポート１２の吐出圧より小さい内接歯車ポンプであってもよい。

上述の実施形態に係る内接歯車ポンプは、内燃機関又は自動変速機等の車両用機器に作動油を供給する油圧ポンプであった。しかし、本開示はこれに限定されるものではない。すなわち、当該開示は、例えば、内燃機関の冷却水を循環させるウォータポンプやその他のポンプ等にも適用可能である。

さらに、本開示は、上述の実施形態に記載された開示の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態が組み合わせられた構成、又は上述の実施形態において、図示された構成要件もしくは符号を付して説明された構成要件のうちいずれかが廃止された構成でもよい。

１… 内接歯車ポンプ ３… アウターロータ ３Ａ… 内歯部
５… インナーロータ ５Ａ… 外歯部 ５Ｂ… 駆動部
５Ｃ… 軸部 ５Ｄ… ブッシング ５Ｅ… 油路
７… ハウジング ７Ａ… 収容部 ７Ｂ… 摺接面
９… 吸入ポート ９Ａ… 流入路 １１… 第１吐出ポート
１１Ａ… 窪み部 １１Ｂ… 第１排出口 １１Ｃ… 第１流出路
１２… 第２吐出ポート １２Ａ… 窪み部 １２Ｂ… 第２排出口
１２Ｃ… 第２流出路 １４… 第３吐出ポート １４Ａ… 第１の第３吐出ポート
１４Ｂ… 第２の第３吐出ポート １５… 連通路 １５Ａ… 第１の連通路
１５Ｂ… 第２の連通路 Ｖｂ… ポート間室

Claims (6)

1. 内接歯車ポンプにおいて、
   リング状のアウターロータであって、径方向内側に向けて突出した複数の突起部にて構成された内歯部を有するアウターロータと、
   前記アウターロータの内側に配置されて回転駆動されるインナーロータであって、径方向外側に向けて突出した複数の突起部にて構成された外歯部を有するインナーロータと、
   前記アウターロータ及び前記インナーロータを収容するハウジングとを備え、
   前記ハウジングのうち前記アウターロータ及び前記インナーロータの側面と滑り接触する摺接面には、吸入ポート、第１吐出ポート及び第２吐出ポートが設けられ、
   前記内歯部と前記外歯部との隙間に構成された複数の空間であって、前記インナーロータの回転方向に沿って構成された複数の空間それぞれを作動室とし、前記摺接面のうち前記第１吐出ポートと前記第２吐出ポートとの間に位置する作動室をポート間室としたとき、
   前記摺接面のうち前記第１吐出ポートと前記第２吐出ポートとの間には、前記ポート間室と連通可能な第３吐出ポートであって、前記第１吐出ポート及び前記第２吐出ポートより開口面積が小さい第３吐出ポートが設けられ、
   前記第３吐出ポートは、前記第１吐出ポートと連通し、かつ、当該第１吐出ポートから前記第２吐出ポート側に向けて延びる溝状の部位であり、
   さらに、前記ハウジングには、前記第３吐出ポートと外部とを連通させる連通路が設けられている内接歯車ポンプ。
2. 前記第１吐出ポートは、前記摺接面から窪んだ窪み部の開口として構成され、
   前記窪み部の内壁には、当該窪み部内の空間と外部とを連通させる第１排出口が設けられており、
   前記連通路は、前記第３吐出ポートと前記窪み部内の空間とを連通させる請求項１に記載の内接歯車ポンプ。
3. 前記第１排出口の外縁のうち前記第３吐出ポート側端部は、溝状の前記第３吐出ポートの延び方向先端より前記第２吐出ポート側に位置している請求項２に記載の内接歯車ポンプ。
4. 前記外歯部の突起部と前記内歯部の突起部とが接触する部位を接触部としたとき、
   前記第３吐出ポートは、少なくとも前記接触部より径方向内側に設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の内接歯車ポンプ。
5. 前記接触部より径方向外側には、第２の前記第３吐出ポートが設けられている請求項４に記載の内接歯車ポンプ。
6. 前記吸入ポート、前記第１吐出ポート、前記第２吐出ポート及び前記第３吐出ポートは、前記インナーロータの回転の向きに沿って、前記吸入ポート、前記第１吐出ポート、前記第３吐出ポート、前記第２吐出ポートの順に並んでいる請求項１ないし５のいずれか１項に記載の内接歯車ポンプ。

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