JP5550979B2 - 内接式歯車ポンプ - Google Patents

Description

本発明は，例えば内燃機関における潤滑油ポンプ等に使用される内接式の歯車ポンプに関する。

この種の内接式歯車ポンプは，従来から良く知られているように，ポンプケーシングと，前記ポンプケーシングに設けたポンプハウジング（ポンプ室）内に自在に回転する状態で収容した内歯のドリブンギヤと，このドリブンギヤよりも歯数が少ない小径で前記ドリブンギヤの内部に噛合する外歯のドライブギヤとを備え，前記ドリブンギヤ及びドライブギヤをポンプケーシングにおけるポンプハウジング内に回転自在に内蔵し，前記ポンプハウジングにおける軸線方向の左右両内側面のうち少なくとも一方の内側面に，吸入ポートと吐出ポートとを開口し，前記ドライブギヤを駆動軸にて回転駆動することにより，オイル等の作動流体を前記吸入ポートから吸入して前記吐出ポートから吐出させる構成にしている。

また，この種の内接式歯車ポンプにおいては，前記ドリブンギヤにおける左右両外側面と前記ポンプハウジングの左右両内側面との間，及び前記ドリブンギヤの外周面と前記ポンプハウジングの内周面との間に若干のクリアランスを設けることにより，前記ドリブンギヤの回転をスムースにし，組み立ての容易化を図るように構成している。

このために，前記ドリブンギヤは，その回転軸線に対して左右に傾いたり，この左右への傾きを繰り返したり，回転中心に対して半径方向に偏心するようにずれたり，この偏心を繰り返したりすることになるから，ドライブギヤとの間における歯の噛み合いの衝突又は衝撃が大きくなり，噛み合いに起因する振動及び騒音が増大するばかりか，耐久性が低下するのであった。

そこで，前記先行技術としての特許文献１は，前記ドリブンギヤの外周面に，当該ドリブンギヤの左右両外側面の相互間を連通する複数本の凹み溝を設けて，前記ドリブンギヤの左右両外側面に作用する圧力の差圧をなくすことにより，前記ドリブンギヤの回転軸線に対する傾きを低減することを提案している。

また，別の先行技術としての特許文献２は，前記ドリブンギヤの外周面に，軸線方向に螺旋状に延びる複数本の凹み溝を設けることにより，前記ドリブンギヤと，このドリブンギヤを回転自在に収容するポンプハウジングとの間における潤滑を良好にして，その間における摩擦抵抗の低減を図ることを提案している。

特開２００７−０２３９７５号公報 特開２００３−１７６７９０号公報

しかし，これら各先行技術において，ドリブンギヤの外周面に設けた複数本の凹み溝は，前記ドリブンギヤの左右両外側面間における圧力差を無くすか，ドリブンギヤの外周面に対する潤滑を良好にすることには確実に寄与するが，前記各凹み溝の相互間は連通しておらず，その相互間には圧力差が存在しているから，この各凹み溝は，前記ドリブンギヤの外周面に対して半径方向の内向きに作用する圧力を，当該外周面の全周の各所について均一化することには殆ど寄与することはない。

従って，前記各先行技術の構成によると，前記ドリブンギヤが回転中心に対して半径方向に偏心ずれすることをなくすか低減するものではないから，振動及び騒音の低減，並びに耐久性の向上を十分に達成することができないのであった。

また，従来の内接式歯車ポンプにおいては，前記ドリブンギヤに内接して噛合するドライブギヤについても，前記ドリブンギヤの場合と同様に，当該ドライブギヤの左右両外側面と前記ポンプハウジングの左右両内側面との間，及び当該ドライブギヤの内周面とこのドライブギヤが被嵌する駆動軸の外周面との間に，前記ドリブンギヤの回転をスムースにし，組み立ての容易化を図るために若干のクリアランスを設けるという構成にしていることにより，同様の問題があった。

本発明は，これらの問題を解消した内接式歯車ポンプを提供することを技術的課題としている。

請求項１は，前記技術的課題を達成するために，
「内歯のドリブンギヤと，このドリブンギヤよりも歯数が少ない小径で前記ドリブンギヤの内部に噛合する外歯のドライブギヤと，前記ドリブンギヤ及びドライブギヤが回転自在に内蔵されたポンプハウジングを有するポンプケーシングとを備え，前記ポンプハウジングにおける軸線方向の左右両内側面のうち少なくとも一方の内側面に，吸入ポートと吐出ポートとを開口し，前記ドライブギヤを駆動軸にて回転駆動することにより，作動流体を前記吸入ポートから吸入して前記吐出ポートから吐出させる内接式歯車ポンプにおいて，
前記ドリブンギヤの外周面に，前記ドリブンギヤの全周を囲う環状溝が形成されていると共に，前記環状溝に連通しかつ前記ポンプハウジングのうち吐出ポートを設けた一方の内側面に向けて開口するように軸方向に延びる凹み溝が周方向に多数形成されており，
前記ポンプハウジングのうち吐出ポートを設けた一方の内側面に，前記吐出ポートに連通すると共に一部の凹み溝に連通する吐出圧誘導路を設けており，前記多数の凹み溝のうち前記吐出圧誘導路に連通していない凹み溝に前記環状溝を介して作動流体が供給される。」
ことを特徴としている。

また，請求項２は，前記技術的課題を達成するために，
「内歯のドリブンギヤと，このドリブンギヤよりも歯数が少ない小径で前記ドリブンギヤの内部に噛合する外歯のドライブギヤとを備え，前記ドリブンギヤをポンプケーシングにおけるポンプハウジングに回転自在に内蔵し，前記ポンプハウジングにおける軸線方向の左右両内側面のうち少なくとも一方の内側面に，吸入ポートと吐出ポートとを開口し，前記ドライブギヤを，駆動軸にて回転駆動することにより，作動流体を前記吸入ポートから吸入して前記吐出ポートから吐出させる内接式歯車ポンプにおいて，
前記ドライブギヤにおける内周面及び前記駆動軸における外周面の一方又は両方に，前記ドライブギヤにおける内周面の全周を囲う環状溝を設ける一方，前記ドライブギヤにおける内周面及び前記駆動軸における外周面の一方又は両方のうち，前記環状溝と前記ポンプハウジングにおける一方の内側面との間の部分に，軸線方向に延びる凹み溝を，円周方向の複数箇所に設け，更に，前記ポンプハウジングに，前記吐出ポートから前記各凹み溝のうち少なくとも一つの凹み溝への吐出圧誘導路を設けた。」
ことを特徴としている。

請求項１において，吐出ポートにおける高い圧力の作動流体は，吐出圧誘導路を通り，次いで，多数本の各凹み溝のうち一部の凹み溝を通って前記ドリブンギヤの外周を囲う環状溝に入り，この環状溝内における円周方向の全体に充満したのち，前記複数本の各凹み溝ごとに分配され，この各凹み溝の全てを通って，前記ポンプハウジングにおける一方の内側面と前記ドリブンギヤの一方の外側面との間に，その全周にわたって各所均等に供給される。

ここに供給された作動流体は，前記ドリブンギヤをスラスト方向に押圧して，前記ドリブンギヤにおける他方の外側面をポンプハウジングにおける他方の内側面に密着させるから，前記ドリブンギヤを，その回転軸線に対して傾くことがないように保持できる。

一方，前記ドリブンギヤの外周面における環状溝内における円周方向の全体に充満した作動流体は，前記ドリブンギヤにおける外周面の全円周に対して各所均等に行き渡り，前記ドリブンギヤにおける外周面に対して，当該外周面をその円周方向の各所について均等な力で半径方向の内向きに押圧するように作用するから，前記ドリブンギヤを，その回転中心から半径方向に偏心ずれすることがないように保持できる。

これにより，前記ドリブンギヤを，吐出ポートにおける圧力を利用して，その回転軸線に対して傾くことがなく，且つ，その回転中心に対して偏心ずれすることがないように保持できることに加えて，前記ドリブンギヤにおける外周面の全円周に対して各所均等に行き渡った作動流体は，前記ドリブンギヤとドライブギヤとの間における噛み合い衝撃を吸収・緩和するダンパーとしても作用するから，噛み合いに起因する振動及び騒音を大幅に低減できるばかりか，耐久性を大幅に向上できる。

また，請求項２において，吐出ポートにおける高い圧力の作動流体は，吐出圧誘導路を通り，次いで，複数本の各凹み溝のうち一つの凹み溝を通って，前記ドライブギヤの内周を囲う環状溝に入り，この環状溝内における円周方向の全体に充満したのち，前記複数本の各凹み溝ごとに分配され，この各凹み溝の全てを通って，前記ポンプハウジングにおける一方の内側面と前記ドライブギヤの一方の外側面との間に，その全周にわたって各所均等に供給される。

これにより，前記ドライブギヤを，吐出ポートにおける圧力を利用して，その回転軸線に対して傾くことがなく，且つ，その回転中心に対して偏心ずれすることがないように保持でき，また，前記ドライブギヤにおける内周面の全円周に対して各所均等に行き渡った作動流体は，前記ドリブンギヤとドライブギヤとの間における噛み合い衝撃を吸収・緩和するダンパーとしても作用するから，噛み合いに起因する振動及び騒音を大幅に低減できるばかりか，耐久性を大幅に向上できる。

特に，前記請求項１と請求項２とを組み合わせた構成にすることにより，前記ドリブンギヤ及びドライブギヤの両方を，その回転軸線に対して傾くことがないように保持できるとともに，その回転中心から半径方向に偏心ずれすることがないように保持できるから，前記した効果，つまり，噛み合いに起因する振動及び騒音の低減，並びに耐久性の向上を一層助長できる利点がある。

第１の実施の形態を示す縦断正面図である。 図１のII−II視断面図である。 第１の実施の形態における分解断面図である。 第１の実施の形態におけるドリブンギヤを示す斜視図である。 第２の実施の形態を示す縦断正面図である。 図５のVI−VI視断面図である。 第２の実施の形態におけるドリブンギヤを示す斜視図である。

以下，本発明における実施の形態を，内燃機関に対する内接歯車式の潤滑油ポンプに適用した場合の図面について説明する。

図１〜図４は，第１の実施の形態を示す。

この図において，符号１は内燃機関のシリンダブロックを示し，このシリンダブロック１には，これに軸支されているクランク軸（図示せず）に対するバランス軸２が軸支され，このバランス軸２は，前記クランク軸からの歯車機構３による動力伝達にて，前記クランク軸と同期して回転駆動されるように構成されている。

符号４は，前記シリンダブロック１に，前記バランス軸２にて回転駆動するように取付けた潤滑油ポンプを示している。

この潤滑油ポンプ４は内接歯車式であり，ポンプケーシング５を備えている。このポンプケーシング５の内部には，前記バランス軸２から一体に突出する駆動軸６が差し込まれるポンプハウジング７が設けられており，このポンプハウジング７は，円形の内周面７ａと，前記駆動軸６の軸線と直交した左右両内側面７ｂ，７ｃとによって形成され，このポンプハウジング７内には，自在に回転するように支持されたドリブンギヤ８と，前記駆動軸６にこれと一緒に回転するように被嵌したドライブギヤ９とを配置している。

前記ドリブンギヤ８は，内部に複数の歯を有する内歯の構成であり，前記ポンプハウジング７における内周面７ａに摺動自在に接する外周面８ａを備えることに加えて，前記ポンプハウジングにおける左右両内側面７ｂ，７ｃに摺動自在に接する左右両外側面８ｂ，８ｃを備えている。

一方，前記ドライブギヤ９は，前記ドリブンギヤ８よりも歯数が少ない小径で前記ドリブンギヤ８の内側に偏心して噛合する外歯の構成であり，前記駆動軸６の外周面６ａに接するように被嵌される内周面９ａを備えていることに加えて，前記ポンプハウジング７の左右両内側面７ｂ，７ｃに摺動自在に接する左右両外側面９ｂ，９ｃを備えている。

なお，図示の実施の形態は，そのポンプハウジング７を，ポンプケーシング５に対して蓋板１０をねじ１１の締結等にて着脱可能に取付けることによって形成した場合を示しており，前記蓋板１０の内側面が前記ポンプハウジング７における他方の内側面７ｃを構成している。前記ポンプハウジング７は，図示以外の構成にて形成できることはいうまでもない。

更に，前記ポンプケーシング５には，前記ドリブンギヤ８と前記ドライブギヤ９との間における噛合隙間１２への吸入ポート１３と，前記噛合隙間１２からの吐出ポート１４とが，前記ポンプハウジング７における左右両内側面７ｂ，７ｃのうち一方の内側面７ｂに開口するように設けられており，前記噛合隙間１２が，前記ドライブギヤ９が駆動軸６によって駆動回転されるに伴い，前記吸入ポート１３の箇所において拡張されることにより，作動流体を吸入し，前記吐出ポート１４の箇所において縮小されることにより，作動流体を吐出するという構成になっている。

そして，前記ドリブンギヤ８における外周面８ａには，当該外周面８ａの全周を囲う環状溝１５を設ける一方，前記ドリブンギヤ８における外周面８ａのうち，前記環状溝１５と前記一方の外側面８ｂとの間の部分には，軸線方向に延びる多数の凹み溝１６を，円周方向に等間隔で設けている。

更に，前記ポンプハウジング７における一方の内側面７ｂには，前記吐出ポート１４に連通して半径方向の外向きに延びる溝型の吐出圧誘導路１７を設けている。

この構成において，ドライブギヤ９が駆動回転されることに追従してドリブンギヤ８が回転し，その外周面８ａに設けた複数本の各凹み溝１６のうち一つの凹み溝１６がポンプハウジング７側における吐出圧誘導路１７に連通したとき，吐出ポート１４における高い圧力の作動流体は，前記吐出圧誘導路１７及び一つの凹み溝１６を通って，前記ドリブンギヤ８の外周を囲う環状溝１５に入り，この環状溝１５内における円周方向の全体に充満したのち，前記複数本の各凹み溝１６ごとに分配され，この各凹み溝１６の全てを通って，前記ポンプハウジング７における一方の内側面７ｂと前記ドリブンギヤ８の一方の外側面８ｂとの間に，その全周にわたって各所均等に供給される（吐出圧誘導路１７に連通する凹み溝１６は，ドリブンギヤ８の回転に伴って次々に移動していく。）。

ここに供給された作動流体は，前記ドリブンギヤ８をスラスト方向に押圧して，前記ドリブンギヤ８における他方の外側面８ｃをポンプハウジング７における他方の内側面７ｃに密着させるから，前記ドリブンギヤ８を，その回転軸線に対して傾くことがないように保持できる。

一方，前記ドリブンギヤ８の環状溝１５に充満した作動流体は，外周面８ａの各所を均等な力で押圧するように作用するから，前記ドリブンギヤ８を，その回転中心から半径方向に偏心ずれすることがないように保持できる。

また，前記ドリブンギヤ８における外周面８ａの全円周に対して各所均等に行き渡った作動流体は，前記ドリブンギヤ８とドライブギヤ９との間における噛み合い衝撃を吸収・緩和するダンパーとしても作用する。

前記第１の実施の形態は，図示したように，前記環状溝１５及び各凹み溝１６を，前記ドリブンギヤ８の外周面８ａに設けるという構成にしているが，本発明は，これに限らず，前記環状溝１５及び各凹み溝１６を，前記ポンプハウジング７の内周面７ａに設けるか，或いは，前記ドリブンギヤ８の外周面８ａ及び前記ポンプハウジング７の内周面７ａの両方に跨がるように設ける構成にすることができる。

次に，図５〜図７は，本発明における第２の実施の形態を示している。

この第２の実施の形態は，前記環状溝，凹み溝及び吐出圧誘導路を，内歯のドリブンギヤ８の側に設けることに代えて，外歯のドライブギヤ９側に設けた場合である。

すなわち，前記ドライブギヤ９における内周面９ａには，当該ドライブギヤ９が被嵌する駆動軸６の全周を囲うようにした環状溝１８を設ける一方，前記ドライブギヤ９における内周面９ａのうち，前記環状溝１８と前記一方の外側面９ｂとの間の部分には，軸線方向に延びる凹み溝１９を，円周方向の複数等分箇所に設け，更に，前記ポンプハウジング７における一方の内側面７ｂには，前記吐出ポート１４から半径方向の内向きに延びる溝型に構成した吐出圧誘導路２０を設けるという構成にしたものであり，その他の構成は前記第１の実施の形態と同様である。

この第２の実施の形態において，ドライブギヤ９が駆動回転され，その内周面９ａに設けた複数本の各凹み溝１９のうち一つの凹み溝１９がポンプハウジング７側における吐出圧誘導路２０に連通したとき，吐出ポート１４における高い圧力の作動流体は，前記吐出圧誘導路２０及び一つの凹み溝１９を通って，前記ドライブギヤ９の内周を囲う環状溝１８に入り，この環状溝１８内における円周方向の全体に充満したのち，前記複数本の各凹み溝１９ごとに分配され，この各凹み溝１９の全てを通って，前記ポンプハウジング７における一方の内側面７ｂと前記ドライブギヤ９の一方の外側面９ｂとの間に，その全周にわたって各所均等に供給される。これにより，前記ドライブギヤ９をスラスト方向に押圧して，前記ドライブギヤ９における他方の外側面９ｃをポンプハウジング７における他方の内側面７ｃに密着させるから，前記ドライブギヤ９を，その回転軸線に対して傾くことがないように保持できる。

一方，前記ドライブギヤ９の内周面９ａにおける環状溝１８内における円周方向の全体に充満した作動流体は，当該内周面９ａを全周にわたって均等な力で半径方向の外向きに押圧するように作用するから，前記ドライブギヤ９を，その回転中心から半径方向に偏心ずれすることがないように保持できる。また，前記ドライブギヤ９における内周面９ａの全円周に対して各所均等に行き渡った作動流体は，前記ドリブンギヤ８とドライブギヤ９との間における噛み合い衝撃を吸収・緩和するダンパーとしても作用する。

なお，この第２の実施に形態においても，前記第１の実施の形態の場合と同様に，前記環状溝１８及び各凹み溝１９を，前記ドライブギヤ９の内周面９ａに設けることに代えて，前記ドライブギヤ９が被嵌する駆動軸６の外周面６ａに設けるか，或いは，前記ドライブギヤ９の内周面９ａ及び前記駆動軸６の外周面６ａの両方に跨がるように設ける構成にすることができる。

更に，本発明における第３の実施の形態としては，前記第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせたものにすることができる。

これにより，前記ドリブンギヤ８及びドライブギヤ９の両方を，その回転軸線に対して傾くことがないように保持できるとともに，その回転中心から半径方向に偏心ずれすることがないように保持できる。

また，前記各実施の形態は，内燃機関における潤滑油ポンプに適用した場合であったが，他の用途に使用される内接式歯車ポンプに適用できることはいうまでもない。

１ 内燃機関のシリンダブロック
２ バランス軸
４ 潤滑油ポンプ（内接式歯車ポンプ）
５ ポンプケーシング
６ 駆動軸
７ ポンプハウジング
７ａ ポンプハウジングの内周面
７ｂ，７ｃ ポンプハウジングの左右内側面
８ ドリブンギヤ
８ａ ドリブンギヤの外周面
８ｂ，８ｃ ドリブンギヤの左右外側面
９ ドライブギヤ
９ａ ドライブギヤの内周面
９ｂ，９ｃ ドライブギヤの左右外側面
１３ 吸入ポート
１４ 吐出ポート
１５，１８ 環状溝
１６，１９ 凹み溝
１７，２０ 吐出圧誘導路

Claims (2)

1. 内歯のドリブンギヤと，このドリブンギヤよりも歯数が少ない小径で前記ドリブンギヤの内部に噛合する外歯のドライブギヤと，前記ドリブンギヤ及びドライブギヤが回転自在に内蔵されたポンプハウジングを有するポンプケーシングとを備え，前記ポンプハウジングにおける軸線方向の左右両内側面のうち少なくとも一方の内側面に，吸入ポートと吐出ポートとを開口し，前記ドライブギヤを駆動軸にて回転駆動することにより，作動流体を前記吸入ポートから吸入して前記吐出ポートから吐出させる内接式歯車ポンプにおいて，
   前記ドリブンギヤの外周面に，前記ドリブンギヤの全周を囲う環状溝が形成されていると共に，前記環状溝に連通しかつ前記ポンプハウジングのうち吐出ポートを設けた一方の内側面に向けて開口するように軸方向に延びる凹み溝が周方向に多数形成されており，
   前記ポンプハウジングのうち吐出ポートを設けた一方の内側面に，前記吐出ポートに連通すると共に一部の凹み溝に連通する吐出圧誘導路を設けており，前記多数の凹み溝のうち前記吐出圧誘導路に連通していない凹み溝に前記環状溝を介して作動流体が供給されることを特徴とする内接式歯車ポンプ。
2. 内歯のドリブンギヤと，このドリブンギヤよりも歯数が少ない小径で前記ドリブンギヤの内部に噛合する外歯のドライブギヤとを備え，前記ドリブンギヤをポンプケーシングにおけるポンプハウジングに回転自在に内蔵し，前記ポンプハウジングにおける軸線方向の左右両内側面のうち少なくとも一方の内側面に，吸入ポートと吐出ポートとを開口し，前記ドライブギヤを，駆動軸にて回転駆動することにより，作動流体を前記吸入ポートから吸入して前記吐出ポートから吐出させる内接式歯車ポンプにおいて，
   前記ドライブギヤにおける内周面及び前記駆動軸における外周面の一方又は両方に，前記ドライブギヤにおける内周面の全周を囲う環状溝を設ける一方，前記ドライブギヤにおける内周面及び前記駆動軸における外周面の一方又は両方のうち，前記環状溝と前記ポンプハウジングにおける一方の内側面との間の部分に，軸線方向に延びる凹み溝を，円周方向の複数箇所に設け，更に，前記ポンプハウジングに，前記吐出ポートから前記各凹み溝のうち少なくとも一つの凹み溝への吐出圧誘導路を設けたことを特徴とする内接式歯車ポンプ。

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