JP3789215B2 - 外接歯車ポンプ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車の回転により液体等の流体を送給する外接歯車ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
互いに噛み合った一対の歯車をケーシングの内部で回転させてケーシングの内周部と各歯車の歯溝との間に流体（例えば、水や油、或いはこれらを溶媒とする溶液）を充填し、両歯車の軸直交方向一端側から他端側へ流体を送り出す所謂外接歯車ポンプでは、各歯車の外歯が互いに接触することによってこの外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が形成される。この閉込空間の容積は歯車の回転により変化するため、閉込空間の容積が小さくなり内圧が上昇すると歯車の回転効率が悪化したり、振動や音の発生の原因となる。
【０００３】
このような閉込空間内の内圧の異常上昇を防止するために、通常は両歯車の軸中心を結ぶ線よりもケーシングの流体の吸入側及び吐出側の部分にそれぞれ逃げ溝を形成し、逃げ溝を介して閉込空間とケーシング内の流体の吐出部、或いは流体の吸入部とを連通させ、閉込空間内の残留流体を吐出部或いは吸入部へ逃がして内圧の異常上昇を防止している。さらに、このような逃げ溝を改良した構造が特開平６−１９３５６７号に開示されている。
【０００４】
特開平６−１９３５６７号に開示されている歯車ポンプは、吐出側の逃げ溝の先端部に傾斜部を形成し、この傾斜部が閉込空間に形成されたＶ字状の隙間と連通する。このとき、隙間が絞りとして機能し、この隙間及び傾斜部を介して閉込空間と逃げ溝とが連通するため、閉込空間内の急激な圧力変化を防止できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述した従来の構成では、各歯車の回転位置によっては両方の逃げ溝が閉込空間を介して連通して、高圧側の吐出部から低圧側の吸入部へ作動液が流出してしまうため、容積効率が悪化するという問題が生じる。
【０００６】
また、仮に、閉込空間内の内圧の上昇による歯車の回転効率の低下に起因する全効率の悪化と、上述した容積効率の低下に起因する全効率の悪化の双方の折り合いが付くように逃げ溝の寸法を設定したとしても、ポンプの周囲の温度や作動液の温度の変化によってケーシングの寸法変化、すなわち、逃げ溝の寸法変化が生じてしまい、結果として全効率が悪化してしまう。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して、容積効率を悪化させることなく、閉込空間の内圧上昇に伴う振動や音、回転効率の低下を防止或いは軽減できる外接歯車ポンプを得ることが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の外接歯車ポンプは、互いに噛み合い、一方が駆動力を受けて回転し他方が一方の回転力を受けて従動回転する一対の外歯歯車と、外部から流体を吸入可能な吸入部と前記流体を外部へ吐出可能な吐出部が形成され、且つ、前記吸入部と吐出部との間で噛み合い状態の前記一対の外歯歯車を収容すると共に前記吸入部及び吐出部の双方に連通し、前記一対の外歯歯車の噛み合いによって前記吸入部側と吐出部側とが遮断され、前記一対の外歯歯車の回転により前記吸入部へ吸入された流体を内周部と前記一対の外歯歯車の歯溝との間へ充填して当該流体を前記吐出部へ搬送する歯車収容部が形成されたケーシング本体と、前記一対の外歯歯車の軸方向両側で前記歯車収容部を閉止すると共に、前記吐出部と連通し、前記一対の外歯歯車の外歯が互いに接触することによって当該外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が形成されてから前記閉込空間の容積が最小となるまでの間は前記閉込空間と連通し、前記閉込空間の容積が最小となってから前記一対の外歯歯車が所定角度回転した状態と、前記閉込空間が前記吸入部側で開放されるまでとの間は、先端側が前記一対の外歯歯車の外歯に重なり合うことで、前記外歯によって前記閉込空間との連通が遮断される溝部が形成されたケーシング側部と、を備えている。
【０００９】
上記構成の外接歯車ポンプによれば、一対の外歯歯車の一方が回転し、この一方の外歯歯車に噛み合う他方の外歯歯車が従動回転すると、吸入部から吸入されて一対の外歯歯車の歯溝へ充填された流体（例えば、水や油、或いはこれらの溶媒とする溶液等）が、この歯溝とケーシング本体の歯車収容部の内周部との間に収容された状態で一対の外歯歯車の回転により吐出部側へ搬送される。両外歯歯車は互いに噛み合って回転しており、吸入部と吐出部とは両外歯歯車の噛み合いによって遮断されるため、吐出部へ搬送された流体は吸入部へ戻ることができない。したがって、両外歯歯車の回転により吐出部へ断続的に搬送された流体によって他方の流路では内圧が上昇し、吐出部からケーシング本体の外部へ流体が吐き出される。
【００１０】
ところで、双方の外歯歯車が互いに噛み合った部分では、双方の外歯歯車の外歯が互い接触して、これらの外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が形成される。しかしながら、本外接歯車ポンプでは、この閉込空間が形成されてから閉込空間の容積が最小となるまでの間は、ケーシング側部に形成された溝部を介して閉込空間と吐出部とが連通される。したがって、閉込空間の容積が減少することにより、閉込空間の内部に残留した残留流体が圧縮されると、この残留流体が溝部を介して吐出部へ押し出される。このため、閉込空間内の圧力が異常上昇することはなく、閉込空間内の圧力の異常上昇に起因する音や振動の発生及び外歯歯車の回転負荷変動を防止或いは軽減できる。
【００１１】
また、本外接歯車ポンプでは、閉込空間の容積が最小となった状態から、両外歯歯車の回転により閉込空間の容積が段々と大きくなり、それまで互いに接触して閉込空間を形成していた外歯が離間して閉込空間が吸入部側で開放されるまでの間に、一対の外歯歯車の何れかの外歯が溝部の先端側に重なり合うことで、この外歯によって溝部と閉込空間との連通が遮断される。したがって、溝部と閉込空間の連通が遮断された状態からそれまで互いに接触していた外歯が離間するまでの間はそれまでとは異なり、閉込空間が真に閉じ込められた空間となる。このため、閉込空間及び溝部を介して吐出部と吸入部とが連通することはなく、吐出部から吸入部へ流体が逆流することはない。
【００１２】
しかも、本外接歯車ポンプでは、閉込空間が両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点で軸対称となった状態から外歯が離間して閉込空間が開放されるまでの間に、閉込空間と溝部との連通が遮断されるため、環境温度や流体の温度の変化等により、流体の粘度や溝部の寸法変化が生じても流路の吸入側と吐出側が閉込空間及び溝部を介して互いに連通することはなく、容積効率の低下を抑えることができる。
【００１３】
なお、本外接歯車ポンプにおけるケーシング側部とは、溝部を有し、且つ、ケーシング本体の側方で歯車収容部を閉止する構成であればよい。したがって、ケーシング本体とケーシング側部とが一体であってもよく、ケーシング本体とケーシング側部とが別体で構成されていてもよい。
【００１４】
また、ケーシング側部は外歯歯車の軸方向両側に設けられて歯車収容部を閉止するが、このケーシング側部に形成された溝部は、外歯歯車の軸方向両側に設けてもよいし、外歯歯車の軸方向一方の側にのみ設けてもよい。
【００１５】
請求項２記載の外接歯車ポンプは、互いに噛み合い、一方が駆動力を受けて回転し他方が一方の回転力を受けて従動回転する一対の外歯歯車と、外部から流体を吸入可能な吸入部と前記流体を外部へ吐出可能な吐出部が形成され、且つ、前記吸入部と吐出部との間で噛み合い状態の前記一対の外歯歯車を収容すると共に前記吸入部及び吐出部の双方に連通し、前記一対の外歯歯車の噛み合いによって前記吸入部側と吐出部側とが遮断され、前記一対の外歯歯車の回転により前記吸入部へ吸入された流体を内周部と前記一対の外歯歯車の歯溝との間へ充填して当該流体を前記吐出部へ搬送する歯車収容部が形成されたケーシング本体と、前記一対の外歯歯車の軸方向両側で前記歯車収容部を閉止すると共に、前記吐出部と連通し、前記一対の外歯歯車の外歯が互いに接触することによって当該外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が、前記一対の外歯歯車の回転により前記一対の外歯歯車の軸間を結ぶ線上の中心点を通り、前記一対の外歯歯車の回転軸に対して平行な軸周りに対称状態となる位置までは、前記閉込空間と連通し、前記閉込空間が前記対称状態となってから前記一対の外歯歯車が回転した状態と、前記閉込空間が前記吸入部側で開放されるまでとの間に、先端側が前記一対の外歯歯車の外歯に重なり合うことで、前記外歯によって前記閉込空間との連通が遮断される溝部が形成されたケーシング側部と、を備えている。
【００１６】
上記構成の外接歯車ポンプによれば、一対の外歯歯車の一方が回転し、この一方の外歯歯車に噛み合う他方の外歯歯車が従動回転すると、吸入部から吸入されて一対の外歯歯車の歯溝へ充填された流体（例えば、水や油、或いはこれらの溶媒とする溶液等）が、この歯溝とケーシング本体の歯車収容部の内周部との間に収容された状態で一対の外歯歯車の回転により吐出部側へ搬送される。両外歯歯車は互いに噛み合って回転しており、吸入部と吐出部とは両外歯歯車の噛み合いによって遮断されるため、吐出部へ搬送された流体は吸入部へ戻ることができない。したがって、両外歯歯車の回転により吐出部へ断続的に搬送された流体によって他方の流路では内圧が上昇し、吐出部からケーシング本体の外部へ流体が吐き出される。
【００１７】
ところで、双方の外歯歯車が互いに噛み合った部分では、双方の外歯歯車の外歯が互い接触して、これらの外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が形成される。しかしながら、本外接歯車ポンプでは、この閉込空間が形成されてから閉込空間が両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点で軸対称となるまでの間は、ケーシング側部に形成された溝部を介して閉込空間と吐出部とが連通される。ここで、閉込空間は、通常、両外歯歯車の回転により、その容積が段々と減少し、両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点で軸対称となった状態で閉込空間の容積が最小となる。したがって、閉込空間の容積が減少することにより、閉込空間の内部に残留した残留流体が圧縮されるとこの残留流体が溝部を介して吐出部へ押し出される。このため、閉込空間内の圧力が異常上昇することはなく、閉込空間内の圧力の異常上昇に起因する音や振動の発生及び外歯歯車の回転負荷変動を防止或いは軽減できる。
【００１８】
また、本外接歯車ポンプでは、閉込空間が両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点（例えば、両外歯歯車のピッチ円の交点）で軸対称となって閉込空間の容積が最小となった状態から、両外歯歯車の回転により閉込空間の容積が段々と大きくなり、それまで互いに接触して閉込空間を形成していた外歯が離間して閉込空間が吸入部側で開放されるまでの間に、一対の外歯歯車の何れかの外歯が溝部の先端側に重なり合うことで、この外歯によって溝部と閉込空間との連通が遮断される。したがって、溝部と閉込空間の連通が遮断された状態からそれまで互いに接触していた外歯が離間するまでの間はそれまでとは異なり、閉込空間が真に閉じ込められた空間となる。このため、閉込空間及び溝部を介して吐出部と吸入部とが連通することはなく、吐出部から吸入部へ流体が逆流することはない。しかも、本外接歯車ポンプでは、閉込空間が両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点で軸対称となった状態から外歯が離間して閉込空間が開放されるまでの間に、閉込空間と溝部との連通が遮断されるため、環境温度や流体の温度の変化等により、流体の粘度や溝部の寸法変化が生じても流路の吸入側と吐出側が閉込空間及び溝部を介して互いに連通することはなく、容積効率の低下を抑えることができる。
【００１９】
なお、本外接歯車ポンプにおけるケーシング側部とは、溝部を有し、且つ、ケーシング本体の側方で歯車収容部を閉止する構成であればよい。したがって、ケーシング本体とケーシング側部とが一体であってもよく、ケーシング本体とケーシング側部とが別体で構成されていてもよい。
【００２０】
また、ケーシング側部は外歯歯車の軸方向両側に設けられて歯車収容部を閉止するが、このケーシング側部に形成された溝部は、外歯歯車の軸方向両側に設けてもよいし、外歯歯車の軸方向一方の側にのみ設けてもよい。
【００２１】
請求項３記載の外接歯車ポンプは、請求項１又は請求項２記載の外接歯車ポンプにおいて、前記ケーシング側部は、前記一対の外歯歯車の軸方向一端側に設けられ、前記歯車収容部を閉止するカバーと、前記一対の外歯歯車とカバーとの間に設けられると共に、前記一対の外歯歯車と対向する側の端部に前記溝部が形成され、前記一対の外歯歯車の軸方向一端側の回転軸を軸支し、且つ、前記吐出部へ搬送された流体の一部が前記カバーとの間に導かれることにより当該流体の吐出圧力で前記一対の外歯歯車側へ押し付けられるガイドと、を備えることを特徴としている。
【００２２】
上記構成の外接歯車ポンプでは、一対の外歯歯車の回転により吐出部へ搬送された流体の一部がガイド（『圧力バランス用側板』或いは『可動側板』等の呼び名もある）とケーシング本体との間の隙間を通ってガイドとカバーの間へ入り込み、流体の吐出圧力がガイドに作用するとガイドが両外歯歯車へ押し付けられる。これにより、ガイドと一対の外歯歯車との間のクリアランスが小さくなり、ケーシング本体内における吐出側の流路から吸入側の流路への流体の内部漏洩が減少し、容積効率が向上する。
【００２３】
ここで、本外接歯車ポンプでは、ケーシング本体やカバーとは別体で構成されたガイドに溝部が形成されているため、溝部の形成（加工）が容易で溝部を形成することによる加工コストの上昇を抑えることができる。特に、ガイドを双方の外歯歯車の各々に対応するガイド構成体を連結してガイドを構成する態様の場合には、一方のガイド構成体の外周部のうち他方のガイド構成体に隣接する部分に切欠を形成したり、また、この部分に面取加工を施すだけでも上述した溝部を形成でき、溝部を形成することによる加工コストの上昇を効果的に抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図７には本発明の一実施の形態に係る外接歯車ポンプ１０を適用した油圧式車高調整装置１２の正面図が示されており、図８には油圧式車高調整装置１２の側面図が示されている。
【００２５】
これらの図に示されるように、油圧式車高調整装置１２はボックス状のタンク１４を備えており、このタンク１４の内部へ流体としての作動油を貯留できるようになっている。このタンク１４の下側には、タンク１４内の作動油を車両の懸架シリンダ（図示省略）へ供給するアクチュエータ１６が設けられている。このアクチュエータ１６は外接歯車ポンプ１０、モータ１８、及び、外接歯車ポンプ１０とモータ１８とを支持するブラケット２０によって構成されており、ボルト２２によりブラケット２０がタンク１４の下端部へ固定され、タンク１４と一体とされている。
【００２６】
外接歯車ポンプ１０は、ブラケット２０の内側に配置され、通常はブラケット２０へボルト２１によって固定された蓋２３によってブラケット２０の外部から遮蔽されたケーシング２４を備えている。ここで、図２に示されるように、このケーシング２４はケーシング本体２６と後述するガイド３６、３７及びカバー５８によって構成されている。図１に示されるように、ケーシング本体２６は平面視で２つの円の一部が互いに重なり合った略「８」の字形状の歯車収容部２８が形成されている。図２に示されるように歯車収容部２８はケーシング本体２６を貫通しており、内部には同一のピッチ円で同一の歯数を有する一対の外歯歯車３０、３２が互いに噛み合った状態で収容されている。外歯歯車３０の回転軸３４はブラケット２０内に配置されたギヤ等の駆動力伝達手段を介してモータ１８の出力軸（何れも図示省略）へ接続されており、モータ１８の駆動力（回転力）が駆動力伝達手段を介して回転軸３４へ伝達されて外歯歯車３０が回転し、外歯歯車３０の回転力を受けて外歯歯車３２が従動回転するようになっている。
【００２７】
モータ１８はコネクタ１９（図７及び図８参照）を介してコンピュータ等の制御手段（図示省略）へ電気的に接続されている。この制御手段には乗員数や荷物重量等の変動による車高の変動を検知する車高センサ（図示省略）が電気的に接続されており、車高変動に伴う車高センサからの信号に応じて制御手段がモータ１８を駆動させるようになっている。
【００２８】
また、歯車収容部２８内で且つ外歯歯車３０の軸方向両側にはそれぞれガイド３６が設けられている。また、外歯歯車３２の軸方向一端側にはガイド３６が設けられており、軸方向他端側にはガイド３７が設けられている。図２に示されるように、これらのガイド３６、３７は円柱形状の大径部３８とこの大径部３８よりも外径寸法が小径とされた円柱形状の小径部４０とが同軸的に一体とされた形状で、その半径方向中心には軸方向に沿って貫通した透孔４２が貫通し、外歯歯車３０の回転軸３４或いは外歯歯車３２の回転軸４４が挿入されている。大径部３８の外周部一部には軸方向に沿ってカットされた平面部４６が形成されており、この平面部４６にはガイド３６、３７の径方向中央へ向けて円孔４８が形成されており、平面部４６同士を互いに対向させて密着させ、更に、両ガイド３６、或いはガイド３６とガイド３７の高さを揃えると円孔４８が互いに連通する。この円孔４８には長さが円孔４８の深さの略２倍とされたピン５０が挿入されており、このピン５０が互いに対向した円孔４８の双方へ挿入されることで隣接した両ガイド３６、或いはガイド３６とガイド３７とが連結される。この連結状態では、平面視では歯車収容部２８に対応した略「８」の字形状となり、各ガイド３６、３７の透孔４２へ外歯歯車３０の回転軸３４或いは外歯歯車３２の回転軸４４が挿入された状態で歯車収容部２８へ挿入できる。但し、連結状態での一対のガイド３６及びガイド３６とガイド３７の外寸は歯車収容部２８の内寸よりも極僅かに小さく、連結状態の一対のガイド３６を歯車収容部２８へ収容した状態では、ガイド３６、３７を歯車収容部２８の間に幅寸法が数ミクロンから数十ミクロン程度の隙間が形成される。このため、ガイド３６、３７は歯車収容部２８に沿って回転軸３４及び外歯歯車３２の回転軸４４の軸方向（すなわち、図２の矢印Ａ方向及びその反対方向）へ向けてスライド可能とされている。
【００２９】
さらに、図１に示されるように、ケーシング２４には吸入部５２と吐出部５４が形成されている。吸入部５２と吐出部５４は外歯歯車３０と外歯歯車３２の各々の軸中心を結ぶ線Ｌを境に線対称的に形成されており、吸入部５２はケーシング本体２６の外周部で開口してパイプやホース等の接続手段を介してタンク１４の下端部に形成された作動油流出用の流出部（図示省略）へ接続されている。一方、吐出部５４は、ブラケット２０に設けられた吐出ポート６５（図７及び図８参照）と連通しており、この吐出ポート６５と懸架シリンダ（図示省略）とが吸入部５２とケーシング本体２６とを接続する接続手段とは別の接続手段を介して接続されており、吐出部５４から吐き出された作動油を懸架シリンダ内部へ送給できるようになっている。
【００３０】
また、図２に示されるように、ケーシング２４は一対のカバー５８を備えている。これらのカバー５８は、回転軸３４、４４方向（すなわち、図２の矢印Ａ方向及びその反対方向）両側からケーシング本体２６を挟み込むように配置されており、ボルト等の締結手段によってケーシング本体２６を介して互いに対向するようにケーシング本体２６へ固定され、これによりケーシング本体２６の歯車収容部２８が閉止されている。
【００３１】
ところで、図２に示されるように、ガイド３７には溝部６０が形成されている。ここで、図１に示されるように、溝部６０は外歯歯車３０と外歯歯車３２との噛み合い部分の中心よりも外歯歯車３２側に位置するように形成されており、その長手方向一端は吐出部５４と連通している。さらに、長手方向他端（先端）は、外歯歯車３０と外歯歯車３２の各々の軸中心を結ぶ線Ｌよりも僅かに吸入部５２側へ突出している。より詳細には、図３に示されるように、外歯歯車３０と外歯歯車３２の噛み合い部分で、外歯歯車３０の外歯３０Ａと外歯歯車３２の外歯３２Ａとが互いに当接し、外歯歯車３０の回転方向（図３の矢印Ｂ方向）とは反対側で外歯３０Ａと隣接する外歯３０Ｂと外歯歯車３２の回転方向（図３の矢印Ｃ方向）とは反対側で外歯３２Ａと隣接する外歯３２Ｂとが互いに当接することにより、外歯３０Ａ、３０Ｂ間の歯溝と外歯３２Ａ、３２Ｂ間の歯溝で囲まれた閉込空間６２に溝部６０の他端（先端）が対応しており、溝部６０と閉込空間６２とが連通している。
【００３２】
但し、図３乃至図６に示されるように、閉込空間６２は、両外歯歯車３０、３２の回転に伴ってその平面形状が変化しその容積を変化させる。閉込空間６２が形成されてから（図３参照）、閉込空間６２が外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに軸対称となり（図４参照）、閉込空間６２の容積が最小となるまでは、溝部６０の先端側が閉込空間６２と連通している。しかし、図４に示されるように、閉込空間６２が外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに軸対称となった状態から、外歯歯車３０と外歯歯車３２が所定角度回転した状態では、溝部６０の先端側は外歯３２Ｂと重なり合い、溝部６０と閉込空間６２との連通が外歯３２Ｂによって遮断される。
【００３３】
ここで、外歯歯車３０と外歯歯車３２の噛み合い部分の中心よりも外歯歯車３２側で、且つ、先端（他端）が直線Ｌよりも吸入部５２側に位置するという溝部６０の位置関係は、閉込空間６２が外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに軸対称となるまでは、溝部６０の先端側が閉込空間６２と連通し、この状態から外歯歯車３０と外歯歯車３２が所定角度回転すると溝部６０の先端側は外歯３２Ｂと重なり合い、溝部６０と閉込空間６２との連通が外歯３２Ｂによって遮断されるための溝部６０の位置関係の一態様である。したがって、溝部６０の位置関係は上述した構成要件を満足する態様であればよく、上述した溝部６０の位置関係に限定されるものではない。したがって、上述した溝部６０の構成要件を満足する位置関係でさえあれば、例えば、外歯歯車３０と外歯歯車３２の噛み合い部分の中心よりも外歯歯車３０側に溝部６０を形成してもよい。
【００３４】
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
モータ１８を駆動させて回転軸３４を回転させると、外歯歯車３０が図３の矢印Ｂ方向へ向けて回転し、これに伴い外歯歯車３２が図３の矢印Ｃ方向へ向けて回転する。このとき吸入部５２側で各外歯歯車３０、３２の歯溝へ充填されている作動油は、外歯歯車３０、３２の回転により歯車収容部２８の内周部に沿って吐出部５４側へ運ばれる。このように、作動油は吸入部５２側から吐出部５４側へは運ばれるが、各外歯歯車３０、３２の歯溝に作動油が残って吐出部５４側から吸入部５２側へ作動油が戻ろうとしても、これらの外歯歯車３０、３２は互いに噛み合っており、この噛み合い部分で吸入部５２と吐出部５４とがシール（遮断）されるため、基本的に、作動油は吐出部５４側から吸入部５２側へ戻ることはできない。このように、両外歯歯車３０、３２が回転して断続的に作動油が吸入部５２側から吐出部５４側へ運ばれてくることにより、作動油には吐出部５４側から押し出される（吐き出される）だけの圧力が与えられる。
【００３５】
また、吐出部５４側へ運ばれた作動油は、与えられた圧力により、外歯歯車３０、３２とケーシング本体２６（歯車収容部２８）との間の隙間を通り、外歯歯車３０、３２とガイド３６、３７との間の隙間から吸入部５２側へ漏れ出ようとするが、外歯歯車３０、３２とケーシング本体２６（歯車収容部２８）との間の隙間を通った作動油の一部はガイド３６、３７とケーシング本体２６（歯車収容部２８）との間の隙間を通り、ガイド３６、３７とカバー５８の間の隙間へ達する。このガイド３６、３７とカバー５８の間の隙間へ達した作動油は、上述した吐出圧力によりガイド３６、３７を外歯歯車３０、３２が側へ向けて押圧し、外歯歯車３０、３２とガイド３６、３７との間の隙間を小さくする（外歯歯車３０、３２とガイド３６、３７との間のクリアランスを詰める）。このため、外歯歯車３０、３２とガイド３６、３７との間の隙間から吸入部５２側へ漏れる作動油が少なくなり、容積効率が向上する。
【００３６】
ところで、図３に示されるように、外歯歯車３０と外歯歯車３２の噛み合い部分では、外歯歯車３０の外歯３０Ａと外歯歯車３２の外歯３２Ａとが互いに当接し、外歯歯車３０の回転方向（図３の矢印Ｂ方向）とは反対側で外歯３０Ａと隣接する外歯３０Ｂと外歯歯車３２の回転方向（図３の矢印Ｃ方向）とは反対側で外歯３２Ａと隣接する外歯３２Ｂとが互いに当接する。これにより、外歯３０Ａ、３０Ｂ間の歯溝と外歯３２Ａ、３２Ｂ間の歯溝に囲まれた閉込空間６２が形成される。この閉込空間６２は、外歯３０Ｂと外歯３２Ｂとが当接して閉込空間６２が形成された直後から外歯歯車３０、３２の回転により容積が漸次減少させられていき閉込空間６２の内圧が上昇させられる。しかしながら、本外接歯車ポンプ１０では、ガイド３７に長手方向一端が吐出部５４と連通した溝部６０が形成されており、この溝部６０の先端部は、図３に示されるように閉込空間６２が形成されてから両外歯歯車３０、３２の回転によりその平面形状が変化し容積が減少させられ、図４に示されるように、外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに閉込空間６２の平面形状が軸対称となって容積が最小となるまでは、溝部６０の先端側が閉込空間６２と連通している。したがって、閉込空間６２の容積が減少させられると閉込空間６２内に残留した残留油（残留流体）が溝部６０へ送り出され、溝部６０を介して吐出部５４へ吐き出される。したがって、閉込空間６２の容積が減少させられても閉込空間６２内の圧力が上昇することはなく、閉込空間６２内の圧力の異常上昇に起因する騒音や振動等を防止でき、外歯歯車３０、３２の回転効率の低減を抑えることができる。
【００３７】
さらに、この溝部６０は、閉込空間６２が外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに軸対称となった状態（図４図示状態）から、外歯歯車３０と外歯歯車３２が所定角度回転して、閉込空間６２の容積が増大した状態では、溝部６０の先端側は外歯３２Ｂと重なり合い、溝部６０と閉込空間６２との連通が外歯３２Ｂによって遮断され、閉込空間６２は真に閉じ込められた空間となる。この状態から外歯歯車３０、３２が回転し外歯３０Ａと外歯３２Ａとが互いに離間して閉込空間６２が開放されるまでの間は閉込空間６２の容積が漸次増大するが、この間、溝部６０と閉込空間６２との間には外歯３２Ｂが介在して溝部６０と閉込空間６２との連通は遮断されたままの状態である。このように、本外接歯車ポンプ１０では、外歯３０Ｂと外歯３２Ｂとが当接して閉込空間６２が形成された直後から外歯３０Ａと外歯３２Ａとが互いに離間して閉込空間６２が開放されるまでの間に溝部６０及び閉込空間６２を介して吸入部５２と吐出部５４とが連通することがない。したがって、吐出部５４側の作動油が吸入部５２側へ漏れ出るようなことはなく、容積効率を向上させることができる。
【００３８】
ここで、例えば、車両のエンジンからの熱や車両の周囲の温度等、外接歯車ポンプ１０の環境温度や作動油の液温が変化することにより、ケーシング本体２６やガイド３７の寸法が変化して、これに伴い溝部６０や吸入部５２、吐出部５４の寸法も変化するが、本外接歯車ポンプ１０では閉込空間６２の容積が最小となった状態から外歯３０Ａと外歯３２Ａとが互いに離間して閉込空間６２が開放されるまでの間は溝部６０と閉込空間６２との間に外歯３２Ｂが介在しているため、溝部６０や吸入部５２、吐出部５４の寸法変化が生じたとしても、外歯３０Ａと外歯３２Ａとが互いに離間した直後の状態で溝部６０と閉込空間６２とが連通することはない。したがって、作動油の粘度の変化に関係なく、温度変化が大きい環境下で使用しても効率よく作動油を懸架シリンダへ送給できる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、外歯歯車３２の軸方向他端側で外歯歯車３２と対向するガイド３７にのみ溝部６０を形成した構成であったが、外歯歯車３２の軸方向一端側で外歯歯車３２と対向するガイド３６に溝部６０を形成してもよく、また、外歯歯車３２の軸方向両側のガイド３６、３７の双方に溝部６０を形成してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は請求項２記載の本発明によれば、閉込空間の容積が減少する際に閉込空間と吐出部とを連通するために形成された溝部が、閉込空間の容積が増大する際にはいずれか一方の外歯歯車の外歯が溝部の先端側に重なり、この外歯によって溝部の連通が遮断されるため、閉込空間内の圧力の異常上昇よる音や振動の発生及び外歯歯車の回転負荷変動を軽減でき、しかも、容積効率の低下を抑えることができる。
【００４１】
請求項３記載の本発明では、請求項１又は請求項２記載の本発明の効果に加え、ケーシングを構成するガイドに溝部を形成しているため、溝部の形成による加工コストの上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る外接歯車ポンプの概略を示す平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】外歯歯車の噛み合い部分に形成された閉込空間とその近傍部分を拡大した平面図である。
【図４】図３図示状態から外歯歯車が回転した状態を示す平面図である。
【図５】図４図示状態から外歯歯車が回転して閉込空間と溝部との連通が外歯によって遮断された状態を示す平面図である。
【図６】図５図示状態から外歯歯車が回転して閉込空間の閉じ込みが開放された状態を示す平面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る外接歯車ポンプを適用した油圧車高調整装置の正面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る外接歯車ポンプを適用した油圧車高調整装置の側面図である。
【符号の説明】
１０ 外接歯車ポンプ
２６ ケーシング本体
２８ 歯車収容部
３０ 外歯歯車
３０Ａ 外歯
３０Ｂ 外歯
３２ 外歯歯車
３２Ａ 外歯
３２Ｂ 外歯
３６ ガイド（ケーシング側部）
３７ ガイド（ケーシング側部）
５２ 吸入部
５４ 吐出部
５８ カバー（ケーシング側部）
６０ 溝部
６２ 閉込空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯車の回転により液体等の流体を送給する外接歯車ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
互いに噛み合った一対の歯車をケーシングの内部で回転させてケーシングの内周部と各歯車の歯溝との間に流体（例えば、水や油、或いはこれらを溶媒とする溶液）を充填し、両歯車の軸直交方向一端側から他端側へ流体を送り出す所謂外接歯車ポンプでは、各歯車の外歯が互いに接触することによってこの外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が形成される。この閉込空間の容積は歯車の回転により変化するため、閉込空間の容積が小さくなり内圧が上昇すると歯車の回転効率が悪化したり、振動や音の発生の原因となる。
【０００３】
このような閉込空間内の内圧の異常上昇を防止するために、通常は両歯車の軸中心を結ぶ線よりもケーシングの流体の吸入側及び吐出側の部分にそれぞれ逃げ溝を形成し、逃げ溝を介して閉込空間とケーシング内の流体の吐出部、或いは流体の吸入部とを連通させ、閉込空間内の残留流体を吐出部或いは吸入部へ逃がして内圧の異常上昇を防止している。さらに、このような逃げ溝を改良した構造が特開平６−１９３５６７号に開示されている。
【０００４】
特開平６−１９３５６７号に開示されている歯車ポンプは、吐出側の逃げ溝の先端部に傾斜部を形成し、この傾斜部が閉込空間に形成されたＶ字状の隙間と連通する。このとき、隙間が絞りとして機能し、この隙間及び傾斜部を介して閉込空間と逃げ溝とが連通するため、閉込空間内の急激な圧力変化を防止できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述した従来の構成では、各歯車の回転位置によっては両方の逃げ溝が閉込空間を介して連通して、高圧側の吐出部から低圧側の吸入部へ作動液が流出してしまうため、容積効率が悪化するという問題が生じる。
【０００６】
また、仮に、閉込空間内の内圧の上昇による歯車の回転効率の低下に起因する全効率の悪化と、上述した容積効率の低下に起因する全効率の悪化の双方の折り合いが付くように逃げ溝の寸法を設定したとしても、ポンプの周囲の温度や作動液の温度の変化によってケーシングの寸法変化、すなわち、逃げ溝の寸法変化が生じてしまい、結果として全効率が悪化してしまう。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮して、容積効率を悪化させることなく、閉込空間の内圧上昇に伴う振動や音、回転効率の低下を防止或いは軽減できる外接歯車ポンプを得ることが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の外接歯車ポンプは、互いに噛み合い、一方が駆動力を受けて回転し他方が一方の回転力を受けて従動回転する一対の外歯歯車と、外部から流体を吸入可能な吸入部と前記流体を外部へ吐出可能な吐出部が形成され、且つ、前記吸入部と吐出部との間で噛み合い状態の前記一対の外歯歯車を収容すると共に前記吸入部及び吐出部の双方に連通し、前記一対の外歯歯車の噛み合いによって前記吸入部側と吐出部側とが遮断され、前記一対の外歯歯車の回転により前記吸入部へ吸入された流体を内周部と前記一対の外歯歯車の歯溝との間へ充填して当該流体を前記吐出部へ搬送する歯車収容部が形成されたケーシング本体と、前記一対の外歯歯車の軸方向両側で前記歯車収容部を閉止すると共に、前記吐出部と連通し、前記一対の外歯歯車の外歯が互いに接触することによって当該外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が形成されてから前記閉込空間の容積が最小となるまでの間は前記閉込空間と連通し、前記閉込空間の容積が最小となってから前記一対の外歯歯車が所定角度回転した状態と、前記閉込空間が前記吸入部側で開放されるまでとの間は、先端側が前記一対の外歯歯車の外歯に重なり合うことで、前記外歯によって前記閉込空間との連通が遮断される溝部が形成されたケーシング側部と、を備えている。
【０００９】
上記構成の外接歯車ポンプによれば、一対の外歯歯車の一方が回転し、この一方の外歯歯車に噛み合う他方の外歯歯車が従動回転すると、吸入部から吸入されて一対の外歯歯車の歯溝へ充填された流体（例えば、水や油、或いはこれらの溶媒とする溶液等）が、この歯溝とケーシング本体の歯車収容部の内周部との間に収容された状態で一対の外歯歯車の回転により吐出部側へ搬送される。両外歯歯車は互いに噛み合って回転しており、吸入部と吐出部とは両外歯歯車の噛み合いによって遮断されるため、吐出部へ搬送された流体は吸入部へ戻ることができない。したがって、両外歯歯車の回転により吐出部へ断続的に搬送された流体によって他方の流路では内圧が上昇し、吐出部からケーシング本体の外部へ流体が吐き出される。
【００１０】
ところで、双方の外歯歯車が互いに噛み合った部分では、双方の外歯歯車の外歯が互い接触して、これらの外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が形成される。しかしながら、本外接歯車ポンプでは、この閉込空間が形成されてから閉込空間の容積が最小となるまでの間は、ケーシング側部に形成された溝部を介して閉込空間と吐出部とが連通される。したがって、閉込空間の容積が減少することにより、閉込空間の内部に残留した残留流体が圧縮されると、この残留流体が溝部を介して吐出部へ押し出される。このため、閉込空間内の圧力が異常上昇することはなく、閉込空間内の圧力の異常上昇に起因する音や振動の発生及び外歯歯車の回転負荷変動を防止或いは軽減できる。
【００１１】
また、本外接歯車ポンプでは、閉込空間の容積が最小となった状態から、両外歯歯車の回転により閉込空間の容積が段々と大きくなり、それまで互いに接触して閉込空間を形成していた外歯が離間して閉込空間が吸入部側で開放されるまでの間に、一対の外歯歯車の何れかの外歯が溝部の先端側に重なり合うことで、この外歯によって溝部と閉込空間との連通が遮断される。したがって、溝部と閉込空間の連通が遮断された状態からそれまで互いに接触していた外歯が離間するまでの間はそれまでとは異なり、閉込空間が真に閉じ込められた空間となる。このため、閉込空間及び溝部を介して吐出部と吸入部とが連通することはなく、吐出部から吸入部へ流体が逆流することはない。
【００１２】
しかも、本外接歯車ポンプでは、閉込空間が両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点で軸対称となった状態から外歯が離間して閉込空間が開放されるまでの間に、閉込空間と溝部との連通が遮断されるため、環境温度や流体の温度の変化等により、流体の粘度や溝部の寸法変化が生じても流路の吸入側と吐出側が閉込空間及び溝部を介して互いに連通することはなく、容積効率の低下を抑えることができる。
【００１３】
なお、本外接歯車ポンプにおけるケーシング側部とは、溝部を有し、且つ、ケーシング本体の側方で歯車収容部を閉止する構成であればよい。したがって、ケーシング本体とケーシング側部とが一体であってもよく、ケーシング本体とケーシング側部とが別体で構成されていてもよい。
【００１４】
また、ケーシング側部は外歯歯車の軸方向両側に設けられて歯車収容部を閉止するが、このケーシング側部に形成された溝部は、外歯歯車の軸方向両側に設けてもよいし、外歯歯車の軸方向一方の側にのみ設けてもよい。
【００１５】
請求項２記載の外接歯車ポンプは、互いに噛み合い、一方が駆動力を受けて回転し他方が一方の回転力を受けて従動回転する一対の外歯歯車と、外部から流体を吸入可能な吸入部と前記流体を外部へ吐出可能な吐出部が形成され、且つ、前記吸入部と吐出部との間で噛み合い状態の前記一対の外歯歯車を収容すると共に前記吸入部及び吐出部の双方に連通し、前記一対の外歯歯車の噛み合いによって前記吸入部側と吐出部側とが遮断され、前記一対の外歯歯車の回転により前記吸入部へ吸入された流体を内周部と前記一対の外歯歯車の歯溝との間へ充填して当該流体を前記吐出部へ搬送する歯車収容部が形成されたケーシング本体と、前記一対の外歯歯車の軸方向両側で前記歯車収容部を閉止すると共に、前記吐出部と連通し、前記一対の外歯歯車の外歯が互いに接触することによって当該外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が、前記一対の外歯歯車の回転により前記一対の外歯歯車の軸間を結ぶ線上の中心点を通り、前記一対の外歯歯車の回転軸に対して平行な軸周りに対称状態となる位置までは、前記閉込空間と連通し、前記閉込空間が前記対称状態となってから前記一対の外歯歯車が回転した状態と、前記閉込空間が前記吸入部側で開放されるまでとの間に、先端側が前記一対の外歯歯車の外歯に重なり合うことで、前記外歯によって前記閉込空間との連通が遮断される溝部が形成されたケーシング側部と、を備えている。
【００１６】
上記構成の外接歯車ポンプによれば、一対の外歯歯車の一方が回転し、この一方の外歯歯車に噛み合う他方の外歯歯車が従動回転すると、吸入部から吸入されて一対の外歯歯車の歯溝へ充填された流体（例えば、水や油、或いはこれらの溶媒とする溶液等）が、この歯溝とケーシング本体の歯車収容部の内周部との間に収容された状態で一対の外歯歯車の回転により吐出部側へ搬送される。両外歯歯車は互いに噛み合って回転しており、吸入部と吐出部とは両外歯歯車の噛み合いによって遮断されるため、吐出部へ搬送された流体は吸入部へ戻ることができない。したがって、両外歯歯車の回転により吐出部へ断続的に搬送された流体によって他方の流路では内圧が上昇し、吐出部からケーシング本体の外部へ流体が吐き出される。
【００１７】
ところで、双方の外歯歯車が互いに噛み合った部分では、双方の外歯歯車の外歯が互い接触して、これらの外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が形成される。しかしながら、本外接歯車ポンプでは、この閉込空間が形成されてから閉込空間が両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点で軸対称となるまでの間は、ケーシング側部に形成された溝部を介して閉込空間と吐出部とが連通される。ここで、閉込空間は、通常、両外歯歯車の回転により、その容積が段々と減少し、両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点で軸対称となった状態で閉込空間の容積が最小となる。したがって、閉込空間の容積が減少することにより、閉込空間の内部に残留した残留流体が圧縮されるとこの残留流体が溝部を介して吐出部へ押し出される。このため、閉込空間内の圧力が異常上昇することはなく、閉込空間内の圧力の異常上昇に起因する音や振動の発生及び外歯歯車の回転負荷変動を防止或いは軽減できる。
【００１８】
また、本外接歯車ポンプでは、閉込空間が両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点（例えば、両外歯歯車のピッチ円の交点）で軸対称となって閉込空間の容積が最小となった状態から、両外歯歯車の回転により閉込空間の容積が段々と大きくなり、それまで互いに接触して閉込空間を形成していた外歯が離間して閉込空間が吸入部側で開放されるまでの間に、一対の外歯歯車の何れかの外歯が溝部の先端側に重なり合うことで、この外歯によって溝部と閉込空間との連通が遮断される。したがって、溝部と閉込空間の連通が遮断された状態からそれまで互いに接触していた外歯が離間するまでの間はそれまでとは異なり、閉込空間が真に閉じ込められた空間となる。このため、閉込空間及び溝部を介して吐出部と吸入部とが連通することはなく、吐出部から吸入部へ流体が逆流することはない。しかも、本外接歯車ポンプでは、閉込空間が両外歯歯車の軸を結ぶ線上の中心点で軸対称となった状態から外歯が離間して閉込空間が開放されるまでの間に、閉込空間と溝部との連通が遮断されるため、環境温度や流体の温度の変化等により、流体の粘度や溝部の寸法変化が生じても流路の吸入側と吐出側が閉込空間及び溝部を介して互いに連通することはなく、容積効率の低下を抑えることができる。
【００１９】
なお、本外接歯車ポンプにおけるケーシング側部とは、溝部を有し、且つ、ケーシング本体の側方で歯車収容部を閉止する構成であればよい。したがって、ケーシング本体とケーシング側部とが一体であってもよく、ケーシング本体とケーシング側部とが別体で構成されていてもよい。
【００２０】
また、ケーシング側部は外歯歯車の軸方向両側に設けられて歯車収容部を閉止するが、このケーシング側部に形成された溝部は、外歯歯車の軸方向両側に設けてもよいし、外歯歯車の軸方向一方の側にのみ設けてもよい。
【００２１】
請求項３記載の外接歯車ポンプは、請求項１又は請求項２記載の外接歯車ポンプにおいて、前記ケーシング側部は、前記一対の外歯歯車の軸方向一端側に設けられ、前記歯車収容部を閉止するカバーと、前記一対の外歯歯車とカバーとの間に設けられると共に、前記一対の外歯歯車と対向する側の端部に前記溝部が形成され、前記一対の外歯歯車の軸方向一端側の回転軸を軸支し、且つ、前記吐出部へ搬送された流体の一部が前記カバーとの間に導かれることにより当該流体の吐出圧力で前記一対の外歯歯車側へ押し付けられるガイドと、を備えることを特徴としている。
【００２２】
上記構成の外接歯車ポンプでは、一対の外歯歯車の回転により吐出部へ搬送された流体の一部がガイド（『圧力バランス用側板』或いは『可動側板』等の呼び名もある）とケーシング本体との間の隙間を通ってガイドとカバーの間へ入り込み、流体の吐出圧力がガイドに作用するとガイドが両外歯歯車へ押し付けられる。これにより、ガイドと一対の外歯歯車との間のクリアランスが小さくなり、ケーシング本体内における吐出側の流路から吸入側の流路への流体の内部漏洩が減少し、容積効率が向上する。
【００２３】
ここで、本外接歯車ポンプでは、ケーシング本体やカバーとは別体で構成されたガイドに溝部が形成されているため、溝部の形成（加工）が容易で溝部を形成することによる加工コストの上昇を抑えることができる。特に、ガイドを双方の外歯歯車の各々に対応するガイド構成体を連結してガイドを構成する態様の場合には、一方のガイド構成体の外周部のうち他方のガイド構成体に隣接する部分に切欠を形成したり、また、この部分に面取加工を施すだけでも上述した溝部を形成でき、溝部を形成することによる加工コストの上昇を効果的に抑えることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図７には本発明の一実施の形態に係る外接歯車ポンプ１０を適用した油圧式車高調整装置１２の正面図が示されており、図８には油圧式車高調整装置１２の側面図が示されている。
【００２５】
これらの図に示されるように、油圧式車高調整装置１２はボックス状のタンク１４を備えており、このタンク１４の内部へ流体としての作動油を貯留できるようになっている。このタンク１４の下側には、タンク１４内の作動油を車両の懸架シリンダ（図示省略）へ供給するアクチュエータ１６が設けられている。このアクチュエータ１６は外接歯車ポンプ１０、モータ１８、及び、外接歯車ポンプ１０とモータ１８とを支持するブラケット２０によって構成されており、ボルト２２によりブラケット２０がタンク１４の下端部へ固定され、タンク１４と一体とされている。
【００２６】
外接歯車ポンプ１０は、ブラケット２０の内側に配置され、通常はブラケット２０へボルト２１によって固定された蓋２３によってブラケット２０の外部から遮蔽されたケーシング２４を備えている。ここで、図２に示されるように、このケーシング２４はケーシング本体２６と後述するガイド３６、３７及びカバー５８によって構成されている。図１に示されるように、ケーシング本体２６は平面視で２つの円の一部が互いに重なり合った略「８」の字形状の歯車収容部２８が形成されている。図２に示されるように歯車収容部２８はケーシング本体２６を貫通しており、内部には同一のピッチ円で同一の歯数を有する一対の外歯歯車３０、３２が互いに噛み合った状態で収容されている。外歯歯車３０の回転軸３４はブラケット２０内に配置されたギヤ等の駆動力伝達手段を介してモータ１８の出力軸（何れも図示省略）へ接続されており、モータ１８の駆動力（回転力）が駆動力伝達手段を介して回転軸３４へ伝達されて外歯歯車３０が回転し、外歯歯車３０の回転力を受けて外歯歯車３２が従動回転するようになっている。
【００２７】
モータ１８はコネクタ１９（図７及び図８参照）を介してコンピュータ等の制御手段（図示省略）へ電気的に接続されている。この制御手段には乗員数や荷物重量等の変動による車高の変動を検知する車高センサ（図示省略）が電気的に接続されており、車高変動に伴う車高センサからの信号に応じて制御手段がモータ１８を駆動させるようになっている。
【００２８】
また、歯車収容部２８内で且つ外歯歯車３０の軸方向両側にはそれぞれガイド３６が設けられている。また、外歯歯車３２の軸方向一端側にはガイド３６が設けられており、軸方向他端側にはガイド３７が設けられている。図２に示されるように、これらのガイド３６、３７は円柱形状の大径部３８とこの大径部３８よりも外径寸法が小径とされた円柱形状の小径部４０とが同軸的に一体とされた形状で、その半径方向中心には軸方向に沿って貫通した透孔４２が貫通し、外歯歯車３０の回転軸３４或いは外歯歯車３２の回転軸４４が挿入されている。大径部３８の外周部一部には軸方向に沿ってカットされた平面部４６が形成されており、この平面部４６にはガイド３６、３７の径方向中央へ向けて円孔４８が形成されており、平面部４６同士を互いに対向させて密着させ、更に、両ガイド３６、或いはガイド３６とガイド３７の高さを揃えると円孔４８が互いに連通する。この円孔４８には長さが円孔４８の深さの略２倍とされたピン５０が挿入されており、このピン５０が互いに対向した円孔４８の双方へ挿入されることで隣接した両ガイド３６、或いはガイド３６とガイド３７とが連結される。この連結状態では、平面視では歯車収容部２８に対応した略「８」の字形状となり、各ガイド３６、３７の透孔４２へ外歯歯車３０の回転軸３４或いは外歯歯車３２の回転軸４４が挿入された状態で歯車収容部２８へ挿入できる。但し、連結状態での一対のガイド３６及びガイド３６とガイド３７の外寸は歯車収容部２８の内寸よりも極僅かに小さく、連結状態の一対のガイド３６を歯車収容部２８へ収容した状態では、ガイド３６、３７を歯車収容部２８の間に幅寸法が数ミクロンから数十ミクロン程度の隙間が形成される。このため、ガイド３６、３７は歯車収容部２８に沿って回転軸３４及び外歯歯車３２の回転軸４４の軸方向（すなわち、図２の矢印Ａ方向及びその反対方向）へ向けてスライド可能とされている。
【００２９】
さらに、図１に示されるように、ケーシング２４には吸入部５２と吐出部５４が形成されている。吸入部５２と吐出部５４は外歯歯車３０と外歯歯車３２の各々の軸中心を結ぶ線Ｌを境に線対称的に形成されており、吸入部５２はケーシング本体２６の外周部で開口してパイプやホース等の接続手段を介してタンク１４の下端部に形成された作動油流出用の流出部（図示省略）へ接続されている。一方、吐出部５４は、ブラケット２０に設けられた吐出ポート６５（図７及び図８参照）と連通しており、この吐出ポート６５と懸架シリンダ（図示省略）とが吸入部５２とケーシング本体２６とを接続する接続手段とは別の接続手段を介して接続されており、吐出部５４から吐き出された作動油を懸架シリンダ内部へ送給できるようになっている。
【００３０】
また、図２に示されるように、ケーシング２４は一対のカバー５８を備えている。これらのカバー５８は、回転軸３４、４４方向（すなわち、図２の矢印Ａ方向及びその反対方向）両側からケーシング本体２６を挟み込むように配置されており、ボルト等の締結手段によってケーシング本体２６を介して互いに対向するようにケーシング本体２６へ固定され、これによりケーシング本体２６の歯車収容部２８が閉止されている。
【００３１】
ところで、図２に示されるように、ガイド３７には溝部６０が形成されている。ここで、図１に示されるように、溝部６０は外歯歯車３０と外歯歯車３２との噛み合い部分の中心よりも外歯歯車３２側に位置するように形成されており、その長手方向一端は吐出部５４と連通している。さらに、長手方向他端（先端）は、外歯歯車３０と外歯歯車３２の各々の軸中心を結ぶ線Ｌよりも僅かに吸入部５２側へ突出している。より詳細には、図３に示されるように、外歯歯車３０と外歯歯車３２の噛み合い部分で、外歯歯車３０の外歯３０Ａと外歯歯車３２の外歯３２Ａとが互いに当接し、外歯歯車３０の回転方向（図３の矢印Ｂ方向）とは反対側で外歯３０Ａと隣接する外歯３０Ｂと外歯歯車３２の回転方向（図３の矢印Ｃ方向）とは反対側で外歯３２Ａと隣接する外歯３２Ｂとが互いに当接することにより、外歯３０Ａ、３０Ｂ間の歯溝と外歯３２Ａ、３２Ｂ間の歯溝で囲まれた閉込空間６２に溝部６０の他端（先端）が対応しており、溝部６０と閉込空間６２とが連通している。
【００３２】
但し、図３乃至図６に示されるように、閉込空間６２は、両外歯歯車３０、３２の回転に伴ってその平面形状が変化しその容積を変化させる。閉込空間６２が形成されてから（図３参照）、閉込空間６２が外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに軸対称となり（図４参照）、閉込空間６２の容積が最小となるまでは、溝部６０の先端側が閉込空間６２と連通している。しかし、図４に示されるように、閉込空間６２が外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに軸対称となった状態から、外歯歯車３０と外歯歯車３２が所定角度回転した状態では、溝部６０の先端側は外歯３２Ｂと重なり合い、溝部６０と閉込空間６２との連通が外歯３２Ｂによって遮断される。
【００３３】
ここで、外歯歯車３０と外歯歯車３２の噛み合い部分の中心よりも外歯歯車３２側で、且つ、先端（他端）が直線Ｌよりも吸入部５２側に位置するという溝部６０の位置関係は、閉込空間６２が外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに軸対称となるまでは、溝部６０の先端側が閉込空間６２と連通し、この状態から外歯歯車３０と外歯歯車３２が所定角度回転すると溝部６０の先端側は外歯３２Ｂと重なり合い、溝部６０と閉込空間６２との連通が外歯３２Ｂによって遮断されるための溝部６０の位置関係の一態様である。したがって、溝部６０の位置関係は上述した構成要件を満足する態様であればよく、上述した溝部６０の位置関係に限定されるものではない。したがって、上述した溝部６０の構成要件を満足する位置関係でさえあれば、例えば、外歯歯車３０と外歯歯車３２の噛み合い部分の中心よりも外歯歯車３０側に溝部６０を形成してもよい。
【００３４】
次に、本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
モータ１８を駆動させて回転軸３４を回転させると、外歯歯車３０が図３の矢印Ｂ方向へ向けて回転し、これに伴い外歯歯車３２が図３の矢印Ｃ方向へ向けて回転する。このとき吸入部５２側で各外歯歯車３０、３２の歯溝へ充填されている作動油は、外歯歯車３０、３２の回転により歯車収容部２８の内周部に沿って吐出部５４側へ運ばれる。このように、作動油は吸入部５２側から吐出部５４側へは運ばれるが、各外歯歯車３０、３２の歯溝に作動油が残って吐出部５４側から吸入部５２側へ作動油が戻ろうとしても、これらの外歯歯車３０、３２は互いに噛み合っており、この噛み合い部分で吸入部５２と吐出部５４とがシール（遮断）されるため、基本的に、作動油は吐出部５４側から吸入部５２側へ戻ることはできない。このように、両外歯歯車３０、３２が回転して断続的に作動油が吸入部５２側から吐出部５４側へ運ばれてくることにより、作動油には吐出部５４側から押し出される（吐き出される）だけの圧力が与えられる。
【００３５】
また、吐出部５４側へ運ばれた作動油は、与えられた圧力により、外歯歯車３０、３２とケーシング本体２６（歯車収容部２８）との間の隙間を通り、外歯歯車３０、３２とガイド３６、３７との間の隙間から吸入部５２側へ漏れ出ようとするが、外歯歯車３０、３２とケーシング本体２６（歯車収容部２８）との間の隙間を通った作動油の一部はガイド３６、３７とケーシング本体２６（歯車収容部２８）との間の隙間を通り、ガイド３６、３７とカバー５８の間の隙間へ達する。このガイド３６、３７とカバー５８の間の隙間へ達した作動油は、上述した吐出圧力によりガイド３６、３７を外歯歯車３０、３２が側へ向けて押圧し、外歯歯車３０、３２とガイド３６、３７との間の隙間を小さくする（外歯歯車３０、３２とガイド３６、３７との間のクリアランスを詰める）。このため、外歯歯車３０、３２とガイド３６、３７との間の隙間から吸入部５２側へ漏れる作動油が少なくなり、容積効率が向上する。
【００３６】
ところで、図３に示されるように、外歯歯車３０と外歯歯車３２の噛み合い部分では、外歯歯車３０の外歯３０Ａと外歯歯車３２の外歯３２Ａとが互いに当接し、外歯歯車３０の回転方向（図３の矢印Ｂ方向）とは反対側で外歯３０Ａと隣接する外歯３０Ｂと外歯歯車３２の回転方向（図３の矢印Ｃ方向）とは反対側で外歯３２Ａと隣接する外歯３２Ｂとが互いに当接する。これにより、外歯３０Ａ、３０Ｂ間の歯溝と外歯３２Ａ、３２Ｂ間の歯溝に囲まれた閉込空間６２が形成される。この閉込空間６２は、外歯３０Ｂと外歯３２Ｂとが当接して閉込空間６２が形成された直後から外歯歯車３０、３２の回転により容積が漸次減少させられていき閉込空間６２の内圧が上昇させられる。しかしながら、本外接歯車ポンプ１０では、ガイド３７に長手方向一端が吐出部５４と連通した溝部６０が形成されており、この溝部６０の先端部は、図３に示されるように閉込空間６２が形成されてから両外歯歯車３０、３２の回転によりその平面形状が変化し容積が減少させられ、図４に示されるように、外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに閉込空間６２の平面形状が軸対称となって容積が最小となるまでは、溝部６０の先端側が閉込空間６２と連通している。したがって、閉込空間６２の容積が減少させられると閉込空間６２内に残留した残留油（残留流体）が溝部６０へ送り出され、溝部６０を介して吐出部５４へ吐き出される。したがって、閉込空間６２の容積が減少させられても閉込空間６２内の圧力が上昇することはなく、閉込空間６２内の圧力の異常上昇に起因する騒音や振動等を防止でき、外歯歯車３０、３２の回転効率の低減を抑えることができる。
【００３７】
さらに、この溝部６０は、閉込空間６２が外歯歯車３０と外歯歯車３２の両軸芯を結ぶ直線Ｌの中心点Ｍ周りに軸対称となった状態（図４図示状態）から、外歯歯車３０と外歯歯車３２が所定角度回転して、閉込空間６２の容積が増大した状態では、溝部６０の先端側は外歯３２Ｂと重なり合い、溝部６０と閉込空間６２との連通が外歯３２Ｂによって遮断され、閉込空間６２は真に閉じ込められた空間となる。この状態から外歯歯車３０、３２が回転し外歯３０Ａと外歯３２Ａとが互いに離間して閉込空間６２が開放されるまでの間は閉込空間６２の容積が漸次増大するが、この間、溝部６０と閉込空間６２との間には外歯３２Ｂが介在して溝部６０と閉込空間６２との連通は遮断されたままの状態である。このように、本外接歯車ポンプ１０では、外歯３０Ｂと外歯３２Ｂとが当接して閉込空間６２が形成された直後から外歯３０Ａと外歯３２Ａとが互いに離間して閉込空間６２が開放されるまでの間に溝部６０及び閉込空間６２を介して吸入部５２と吐出部５４とが連通することがない。したがって、吐出部５４側の作動油が吸入部５２側へ漏れ出るようなことはなく、容積効率を向上させることができる。
【００３８】
ここで、例えば、車両のエンジンからの熱や車両の周囲の温度等、外接歯車ポンプ１０の環境温度や作動油の液温が変化することにより、ケーシング本体２６やガイド３７の寸法が変化して、これに伴い溝部６０や吸入部５２、吐出部５４の寸法も変化するが、本外接歯車ポンプ１０では閉込空間６２の容積が最小となった状態から外歯３０Ａと外歯３２Ａとが互いに離間して閉込空間６２が開放されるまでの間は溝部６０と閉込空間６２との間に外歯３２Ｂが介在しているため、溝部６０や吸入部５２、吐出部５４の寸法変化が生じたとしても、外歯３０Ａと外歯３２Ａとが互いに離間した直後の状態で溝部６０と閉込空間６２とが連通することはない。したがって、作動油の粘度の変化に関係なく、温度変化が大きい環境下で使用しても効率よく作動油を懸架シリンダへ送給できる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、外歯歯車３２の軸方向他端側で外歯歯車３２と対向するガイド３７にのみ溝部６０を形成した構成であったが、外歯歯車３２の軸方向一端側で外歯歯車３２と対向するガイド３６に溝部６０を形成してもよく、また、外歯歯車３２の軸方向両側のガイド３６、３７の双方に溝部６０を形成してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は請求項２記載の本発明によれば、閉込空間の容積が減少する際に閉込空間と吐出部とを連通するために形成された溝部が、閉込空間の容積が増大する際にはいずれか一方の外歯歯車の外歯が溝部の先端側に重なり、この外歯によって溝部の連通が遮断されるため、閉込空間内の圧力の異常上昇よる音や振動の発生及び外歯歯車の回転負荷変動を軽減でき、しかも、容積効率の低下を抑えることができる。
【００４１】
請求項３記載の本発明では、請求項１又は請求項２記載の本発明の効果に加え、ケーシングを構成するガイドに溝部を形成しているため、溝部の形成による加工コストの上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る外接歯車ポンプの概略を示す平面図である。
【図２】図１の２−２線に沿った断面図である。
【図３】外歯歯車の噛み合い部分に形成された閉込空間とその近傍部分を拡大した平面図である。
【図４】図３図示状態から外歯歯車が回転した状態を示す平面図である。
【図５】図４図示状態から外歯歯車が回転して閉込空間と溝部との連通が外歯によって遮断された状態を示す平面図である。
【図６】図５図示状態から外歯歯車が回転して閉込空間の閉じ込みが開放された状態を示す平面図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る外接歯車ポンプを適用した油圧車高調整装置の正面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る外接歯車ポンプを適用した油圧車高調整装置の側面図である。
【符号の説明】
１０ 外接歯車ポンプ
２６ ケーシング本体
２８ 歯車収容部
３０ 外歯歯車
３０Ａ 外歯
３０Ｂ 外歯
３２ 外歯歯車
３２Ａ 外歯
３２Ｂ 外歯
３６ ガイド（ケーシング側部）
３７ ガイド（ケーシング側部）
５２ 吸入部
５４ 吐出部
５８ カバー（ケーシング側部）
６０ 溝部
６２ 閉込空間
Claims (3)
- 互いに噛み合い、一方が駆動力を受けて回転し他方が一方の回転力を受けて従動回転する一対の外歯歯車と、
外部から流体を吸入可能な吸入部と前記流体を外部へ吐出可能な吐出部が形成され、且つ、前記吸入部と吐出部との間で噛み合い状態の前記一対の外歯歯車を収容すると共に前記吸入部及び吐出部の双方に連通し、前記一対の外歯歯車の噛み合いによって前記吸入部側と吐出部側とが遮断され、前記一対の外歯歯車の回転により前記吸入部へ吸入された流体を内周部と前記一対の外歯歯車の歯溝との間へ充填して当該流体を前記吐出部へ搬送する歯車収容部が形成されたケーシング本体と、
前記一対の外歯歯車の軸方向両側で前記歯車収容部を閉止すると共に、前記吐出部と連通し、前記一対の外歯歯車の外歯が互いに接触することによって当該外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が形成されてから前記閉込空間の容積が最小となるまでの間は前記閉込空間と連通し、前記閉込空間の容積が最小となってから前記一対の外歯歯車が所定角度回転した状態と、前記閉込空間が前記吸入部側で開放されるまでとの間は、先端側が前記一対の外歯歯車の外歯に重なり合うことで、前記外歯によって前記閉込空間との連通が遮断される溝部が形成されたケーシング側部と、
を備える外接歯車ポンプ。 - 互いに噛み合い、一方が駆動力を受けて回転し他方が一方の回転力を受けて従動回転する一対の外歯歯車と、
外部から流体を吸入可能な吸入部と前記流体を外部へ吐出可能な吐出部が形成され、且つ、前記吸入部と吐出部との間で噛み合い状態の前記一対の外歯歯車を収容すると共に前記吸入部及び吐出部の双方に連通し、前記一対の外歯歯車の噛み合いによって前記吸入部側と吐出部側とが遮断され、前記一対の外歯歯車の回転により前記吸入部へ吸入された流体を内周部と前記一対の外歯歯車の歯溝との間へ充填して当該流体を前記吐出部へ搬送する歯車収容部が形成されたケーシング本体と、
前記一対の外歯歯車の軸方向両側で前記歯車収容部を閉止すると共に、前記吐出部と連通し、前記一対の外歯歯車の外歯が互いに接触することによって当該外歯に対応する歯溝に囲まれた閉込空間が、前記一対の外歯歯車の回転により前記一対の外歯歯車の軸間を結ぶ線上の中心点を通り、前記一対の外歯歯車の回転軸に対して平行な軸周りに対称状態となる位置までは、前記閉込空間と連通し、前記閉込空間が前記対称状態となってから前記一対の外歯歯車が回転した状態と、前記閉込空間が前記吸入部側で開放されるまでとの間に、先端側が前記一対の外歯歯車の外歯に重なり合うことで、前記外歯によって前記閉込空間との連通が遮断される溝部が形成されたケーシング側部と、
を備える外接歯車ポンプ。 - 前記ケーシング側部は、
前記一対の外歯歯車の軸方向一端側に設けられ、前記歯車収容部を閉止するカバーと、
前記一対の外歯歯車とカバーとの間に設けられると共に、前記一対の外歯歯車と対向する側の端部に前記溝部が形成され、前記一対の外歯歯車の軸方向一端側の回転軸を軸支し、且つ、前記吐出部へ搬送された流体の一部が前記カバーとの間に導かれることにより当該流体の吐出圧力で前記一対の外歯歯車側へ押し付けられるガイドと、
を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の外接歯車ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25876297A JP3789215B2 (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 外接歯車ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25876297A JP3789215B2 (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 外接歯車ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1193854A JPH1193854A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3789215B2 true JP3789215B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=17324742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25876297A Expired - Fee Related JP3789215B2 (ja) | 1997-09-24 | 1997-09-24 | 外接歯車ポンプ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3789215B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101985928A (zh) * | 2010-11-09 | 2011-03-16 | 龙工(江西)齿轮有限公司 | 高效节能齿轮泵及其制造方法 |
-
1997
- 1997-09-24 JP JP25876297A patent/JP3789215B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| CN101985928A (zh) * | 2010-11-09 | 2011-03-16 | 龙工(江西)齿轮有限公司 | 高效节能齿轮泵及其制造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1193854A (ja) | 1999-04-06 |
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