JPH05180174A - 内接歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 歯車の回転数上昇に伴う吐出量増加を抑制す
るよう設けた内接歯車ポンプにおいて、吸入吐出する液
体の粘度変化による回転作動不良を防止する。 【構成】 内接噛合いするよう設けた両歯車５、６の最
深に噛合う位置との対向側に最大容積室７を形成し、こ
の室７より歯車の反回転側に絞り１０を有した吸入ポー
ト９と連通の吸入室８を形成すると共に、歯車の回転側
には、歯車の回転に伴い容積減少の収縮室１５Ａ、１５
Ｂさらに吐出室１３を形成して成し、収縮室１５Ａ−−
を吐出ポート１４に絞り連通する絞り溝１６の途中に逆
止め弁１７Ａ、１７Ｂ−−を連通して設け、液体の粘度
変化で絞り溝１６の流出量が減少したとき、逆止め弁１
７Ａ−−の開作動で液体を短絡流出するようにして収縮
室１５Ａ−−内の過剰な圧力上昇を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内接噛合いした一対の
歯車の回転数上昇に伴う液体の吐出量増加を抑制するよ
う設けた内接歯車ポンプに関し、特に車両用ポンプとし
て好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の内接歯車ポンプについて、本出
願人は先に特願平３−２２８２８３号を出願した。この
出願にかかる発明は、図４に示す如く、ポンプ本体３４
の内部に、内接噛合いするよう偏心して外歯歯車３５と
内歯歯車３６とを回転自在に設け、駆動軸３７により外
歯歯車３５を回転駆動すると、両歯車３５、３６がとも
に同方向へ回転して吸入ポート３８より吸入室３９に吸
入した液体を最大容積室４０、収縮室４１を経て吐出室
４２に搬送し吐出ポート４３から吐出するようにしてい
る。そして、吸入ポート３８側に絞り４４を設け、両歯
車３５、３６の回転数が上昇して所定値（約１５００ｒ
ｐｍ）に達すると吸入室３９に吸入される液体の吸入量
の増加を抑制するよう有し、これに起因して駆動軸３７
の回転数上昇に伴う吐出量増加を抑制している。このと
き、吸入ポート３８側の絞り４４の絞り制御により吸入
室３９の液体中に生じる気ほう（キャビテーション）
は、両歯車３５、３６の回転に伴いその容積を減少する
よう有した収縮室４１内で消去している。また、両歯車
３５、３６の回転数が吸入ポート３８側の絞り４４の影
響を受けない所定値以下の低回転域では、吸入室３９に
液体が満たされるので、この吸入液体が収縮室４１の容
積減少により過剰に圧力上昇しないよう、両歯車３５、
３６の軸方向側面が摺接する面に絞り溝４５を窪み形成
して収縮室４１を吐出ポート４３側に連通し、収縮室４
１内の一部液体を流出するよう設けている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる構成
では、駆動軸３７の低回転域における収縮室４１の液体
の過剰な圧力上昇を防止するのに、その液体を小形状の
絞り溝４５により絞り制御して吐出ポート４３側へ流出
しているため、液体として作動油の如く温度変化により
その粘度が大きく変わる場合、収縮室４１から吐出ポー
ト４３への流出量がその温度変化の影響を受けやすく、
特に車両用ポンプでは、車両の使用される季節や地域さ
らに使用状態等によって大きな温度差があり、作動油の
粘度が高くなる寒冷地での使用や始動時には、絞り溝４
５を流れる油の流出量がいちじるしく減少し、収縮室４
１の作動油が過剰に圧力上昇して異音を発し騒音、振動
をおこすと共に円滑な回転作動ができなくなる問題点が
わかった。

【０００４】本発明は、かかる問題点を解決するもの
で、吸入吐出する液体の粘度変化に対する影響を僅少に
して円滑な回転作動が得られ、駆動軸の回転数上昇に伴
う吐出量増加を良好に抑制するようにした内接歯車ポン
プを提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、外歯
を有した外歯歯車と、内歯を有した内歯歯車とを内接噛
合いするようポンプ本体内へ偏心して回転自在に設け、
この両歯車の歯が最深に噛合う位置との対向側に閉塞し
た最大容積室を区画形成し、最大容積室より両歯車の回
転方向における後側に液体を吸入する吸入ポートに連通
の吸入室を区画形成すると共に、最大容積室より両歯車
の回転方向における先側に液体を吐出する吐出ポートに
連通の吐出室を区画形成し、かつ最大容積室と吐出室の
間に両歯車の回転に伴いその容積を減少する収縮室を区
画形成して成し、両歯車の回転数上昇が所定値に達する
と吸入室に吸入される液体の吸入量の増加を抑制するよ
う吸入ポート側を絞り制御して設け、両歯車の軸方向側
面が摺接する面に収縮室を吸入ポート側へ絞り連通する
よう絞り溝を窪み形成すると共に、絞り溝の途中に連通
して収縮室の液体圧力が許容値以上に上昇したとき開作
動してその液体を吐出ポート側へ流出自在に逆止め弁を
設けている。

【０００６】

【作用】かかる本発明の構成において、外歯歯車と内歯
歯車の回転数が吸入ポート側の絞り制御が機能しない所
定値以下では、両歯車の回転数上昇に略比例して液体の
吸入吐出量が増加する。このとき、収縮室内には吸入ポ
ートより吸入された液体で満たされるが、この液体の一
部は両歯車の回転に伴う収縮室の容積減少によって絞り
溝を介し吐出ポート側へ流出され、収縮室の液体の過剰
な圧力上昇が防止される。そして、両歯車の回転数が所
定値以上に上昇すると、吸入ポート側の絞り制御によっ
て吸入室の吸入量の増加が抑制され、これに起因して吐
出量の増加は抑制する。この作動で、液体が高粘度の場
合、絞り溝を流れる流出量が減少し収縮室の液体圧力が
許容値に上昇すると、逆止め弁の開作動によりその圧力
上昇に起因する液体は吐出ポート側へ短絡流出して圧力
上昇が防止する。このため、吸入吐出する液体の粘度変
化による影響を僅少にして両歯車の円滑な回転作動が得
られると共に、両歯車の回転数上昇に伴う吐出量の増加
を良好に抑制することができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１において、１はポンプ本体で、液体の吸入
流路２と吐出流路３とを有すると共に、内部に形成した
内孔４に、内接噛合いするよう偏心して外歯歯車５と内
歯歯車６とを回転自在に設けている。外歯歯車５は９枚
の外歯５Ａを有し、内歯歯車６は１０枚の内歯６Ａを有
してそれぞれ焼結成型によって設けている。７は両歯車
５、６の歯５Ａ、６Ａが最深に噛合う位置と対向側に位
置した最大容積室で、外歯５Ａと内歯６Ａに囲まれて閉
塞するよう区画形成している。８は吸入室で、最大容積
室７により矢印Ｆで示す両歯車５、６の回転方向におけ
る後側に、最大容積室７の直前から両歯車の歯５Ａ、６
Ａが最深に噛合う位置の近傍までの間にわたり外歯５Ａ
と内歯６Ａに囲まれて区画形成している。９は吸入流路
２に連通して液体を吸入するための吸入ポートで、吸入
室８と連通するよう両歯車５、６の軸方向側面が摺接す
る面の位置でポンプ本体１の内孔２へ円弧状に開口して
設けている。１０は吸入流路２に設置した絞りで、駆動
軸１１による両歯車５、６の回転数が所定値以上に上昇
すると吸入室８への液体の吸入量を抑制して液体中に気
ほうを生じさせるよう設けている。

【０００８】１３は吐出室で、最大容積室７より両歯車
５、６の回転方向Ｆにおける先側に、最大容積室７との
間に３枚の内歯６Ａが介在する位置から両歯車の歯５
Ａ、６Ｂが最深に噛合う位置の近傍までの間にわたり外
歯５Ａと内歯６Ａに囲まれて区画形成している。１４は
吐出流路３に連通して液体を吐出するための吐出ポート
で、吐出室１３と連通するよう両歯車５、６の軸方向側
面が摺接する面の位置でポンプ本体１の内孔２へ円弧状
に開口して設けている。そして、吐出ポート１４の最大
容積室７側の開口始端１４Ａは最大容積室７との間に３
枚の内歯６Ａが介在して４枚目の内歯６Ａに位置するよ
う有している。１５Ａ、１５Ｂは両歯車５、６の回転に
伴いその容積が減少する収縮室で、最大容積室７と吐出
室１３との間に外歯５Ａと内歯６Ａに囲まれて区画形成
している。なお、この収縮室は１個でも良く、その際に
は吐出室１３と吐出ポート１４の開口始端１４Ａとを最
大容積室７側へ拡張して形成する。

【０００９】１６は収縮室１５Ａ、１５Ｂを吐出ポート
１４に絞り連通するための絞り溝で、両歯車５、６の軸
方向側面が摺接する面に細長の円弧状に窪み形成してお
り、その窪み深さは、図２に示す如く、収縮室１５Ａに
位置する始端側から吐出ポート１４に連通する終端側へ
向けて漸次増加するよう設けている。そして、絞り溝１
６は収縮室１５Ａ、１５Ｂの液体中の気ほうを吐出ポー
ト１４に流出しないよう、気ほうより比重の重い液体が
両歯車５、６の回転による遠心力で内歯６Ａの歯底側へ
流れるのを利用して、収縮室１５Ａ、１５Ｂを形成する
内歯６Ａの底側の位置に連通して設けている。１７Ａ、
１７Ｂ、１７Ｃは逆止め弁で、図２に示す如く、一端を
絞り溝１６の途中に開口して吐出ポート１４に連通した
流路１８中に設置しており、流路１８中に形成した弁座
１９に球状の弁体２０をばね２１の弾性力によって付勢
して着座し、収縮室１５Ａ、１５Ｂの液体を吐出ポート
１４へ流出自在に設けている。

【００１０】次に、かかる構成の作動を説明する。駆動
軸１１により外歯歯車５を回転方向Ｆへ駆動すると、両
歯車５、６は同方向へ回転作動して吸入流路２の液体を
吸入ポート９より吸入室８に吸入すると共に、最大容積
室７、収縮室１５Ａ、１５Ｂを経て吐出室１３に搬送し
吐出ポート１４より吐出流路３に吐出する。そして、両
歯車車５、６の回転数が吸入流路２に設置した絞り１０
による液体の絞り制御が機能しない低回転域すなわち所
定値以下では、その回転数上昇に略比例して液体の吸入
量が増加し、これに起因して吐出量も回転数上昇に略比
例して増加する。このとき、収縮室１５Ａ、１５Ｂ内に
は吸入室８より吸入搬送された液体で満されているが、
この液体の一部は両歯車５、６の回転に伴う収縮室１５
Ａ、１５Ｂの容積減少で絞り溝１６を介し吐出ポート１
４へ漸次絞り制御されて流出せしめ、収縮室１５Ａ、１
５Ｂ内の液体は過剰な圧力上昇が防止される。

【００１１】また、両歯車５、６の回転数上昇で絞り１
０により液体が絞り制御される高回転域すなわち所定値
以上では、その回転数上昇に伴い吸入室８への液体の吸
入量が抑制され、これに起因して回転数上昇に伴う吐出
量増加は抑制する。このとき、吸入室８には液体が十分
に吸入されないためにその液体中に気ほうを生じるが、
この気ほうは収縮室１５Ａ、１５Ｂ間におけるその容積
減少で消去される。

【００１２】この作動において、両歯車５、６の回転数
が所定値以下で、吸入吐出する液体が高粘度の場合、絞
り溝１６を介し吐出ポート１４へ流れる収縮室１５Ａ、
１５Ｂの液体の流出量は、絞り溝１６小形状のためにそ
の粘度の影響を受けて大きく減少しやすく、収縮室１５
Ａ、１５Ｂの液体は過剰に圧力上昇する。このとき、収
縮室１５Ａ、１５Ｂの圧力上昇が吐出流路３に接続した
別設の弁（図示せず）の設定圧力すなわち許容値以上に
なると、逆止め弁１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃがそれぞれ開
作動してかかる圧力上昇に起因する液体量を流路１８を
介し吐出ポート１４へ短絡流出する。このため、収縮室
１５Ａ、１５Ｂの液体が許容値以上に圧力上昇するのが
防止され、両歯車５、６は吸入吐出する液体の粘度変化
によって受ける影響を僅少にできて円滑に回転作動し得
ると共に、所定値以上の回転数上昇に伴う吐出量増加が
良好に抑制される。また、吸入吐出する液体の粘度範囲
が拡大されることで、特に車両に搭載した場合、長時間
停止後の冷却された状態からの始動時でも良好な回転作
動を得ることができ、かつ収縮室１５Ａ、１５Ｂの液体
の過剰な圧力上昇に起因する騒音や故障の発生を防止で
きて性能向上がはかれ好適である。

【００１３】図３は本発明の他実施例を示し、一実施例
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。２５は９個の外歯２５Ａを有
した外歯歯車、２６は１１個の内歯２６Ａを有した内歯
歯車で、両歯車２５、２６はポンプ本体１の内孔４に、
内接噛合いするよう偏心して回転自在に設けており、こ
の両歯車２５、２６が最深に噛合う位置との対向側には
各歯２５Ａ、２６Ａの歯先が摺接するよう略三日月状の
仕切片２７を固定配置して設けている。２８Ａは仕切片
２７の内側面２７Ａと外歯歯車２５の隣接する両外歯２
５Ａに囲まれて区画形成の閉塞した室、２８Ｂは仕切片
２７の外側面２７Ｂと内歯歯車２６の隣接する両内歯２
６Ａに囲まれて区画形成の閉塞した室で、この室２８Ａ
と２８Ｂとにより最大容積室２９を構成している。３０
は吸入ポートで、仕切片２７側の先端部をその仕切片２
７の端部を跨ぐ形状に形成し、両歯車２５、２６の回転
方向Ｆにおける最も後側に構成される最大容積室２９に
連通するよう設けている。そして、両歯車２５、２６の
回転方向Ｆにおける仕切片２７の端部より収縮室１５お
よび吐出室１３を外歯２５Ａと内歯２６Ａでそれぞれ区
画形成している。さらに、収縮室１５を吐出ポート１４
側へ絞り連通する絞り溝１６には、その途中に２個の逆
止め弁１７Ａ、１７Ｂを開口連通して収縮室１５の液体
を吐出ポート１４に短絡流出し得るよう設けている。

【００１４】この構成において、駆動軸１１により外歯
歯車２５を回転方向Ｆへ駆動することで、両歯車２５、
２６はともに同方向へ回転作動して吸入流路２の液体を
吸入ポート３０より吸入室８に吸入すると共に、仕切片
２７の内外側に形成される室２８Ａ、２８Ｂすなわち最
大容積室２９および収縮室１５を経て吐出室１３に搬送
し吐出ポート１４より吐出流路３に吐出する。そして、
両歯車２５、２６の回転数が絞り１０による液体の絞り
制御が機能しない低回転域では、吐出流路３を流れる吐
出量はその回転数に略比例する。このとき、収縮室１５
に満たされている液体は、両歯車２５、２６の回転に伴
う容積減少により絞り溝１６を流れて吐出ポート１４に
流出する。この作動時、液体が高粘度で絞り溝１６を流
れる流出量が減少して収縮室１５の液体の圧力が許容値
以上に上昇すると、逆止め弁１７Ａ、１７Ｂが開作動し
て液体の過剰な圧力上昇を防止する。また、両歯車２
５、２６の回転数上昇で絞り１０により液体が絞り制御
される高回転域では、その回転数上昇に伴い吸入室８へ
の液体の吸入量が絞り１０により抑制され、かつ吸入量
の抑制によって吸入室８の液体中に生じる気ほうは収縮
室１５の容積減少で消去される。このため、一実施例と
同様の作用効果を得ることができる。

【００１５】

【発明の効果】このように本発明は、外歯を有した外歯
歯車と、内歯を有した内歯歯車とを内接噛合いするよう
ポンプ本体内へ偏心して回転自在に設け、この両歯車の
歯が最深に噛合う位置との対向側に閉塞した最大容積室
を区画形成し、最大容積室より両歯車の回転方向におけ
る後側に液体を吸入する吸入ポートに連通の吸入室を区
画形成すると共に、最大容積室より両歯車の回転方向に
おける先側に液体を吐出する吐出ポートに連通の吐出室
を区画形成し、かつ最大容積室と吐出室の間に両歯車の
回転に伴いその容積を減少する収縮室を区画形成して成
し、両歯車の回転数上昇が所定値に達すると吸入室に吸
入される液体の吸入量の増加を抑制するよう吸入ポート
側を絞り制御して設け、両歯車の軸方向側面が摺接する
面に収縮室を吸入ポート側へ絞り連通するよう絞り溝を
窪み形成すると共に、絞り溝の途中に連通して収縮室の
液体圧力が許容値以上に上昇したとき開作動してその液
体を吐出ポート側へ流出自在に逆止め弁を設け、吸入吐
出する液体の粘度変化による収縮室の過剰な圧力上昇を
逆止め弁の開作動で防止しているため、液体の粘度変化
による影響を僅少にして両歯車は円滑に回転作動するこ
とができると共に、その所定値以上における回転数上昇
に伴う吐出量の増加を良好に抑制することができる。ま
た、吸入吐出する液体の粘度範囲を拡大できるため、特
に車両に搭載した場合、冷却状態からの始動時でも良好
な回転作動が得られ、収縮室の液体の過剰な圧力上昇に
起因する騒音や故障の発生を防止でき、車両の性能向上
がはかれ好適であるといった効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す内接歯車ポンプの縦断
面図である。

【図２】図１の線Ｅ−Ｅに沿った拡大部分断面図であ
る。

【図３】本発明の他実施例を示す内接歯車ポンプの縦断
面図である。

【図４】従来例を示す内接歯車ポンプの縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ポンプ本体 ５、２５外歯歯車 ６、２６内歯歯車 ７、２９最大容積室 ８吸入室 ９、３０吸入ポート １０絞り １３吐出室 １４吐出ポート １５、１５Ａ、１５Ｂ収縮室 １６絞り溝 １７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ逆止め弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外歯を有した外歯歯車と、内歯を有した
   内歯歯車とを内接噛合いするようポンプ本体内へ偏心し
   て回転自在に設け、この両歯車の歯が最深に噛合う位置
   との対向側に閉塞した最大容積室を区画形成し、最大容
   積室より両歯車の回転方向における後側に液体を吸入す
   る吸入ポートに連通の吸入室を区画形成すると共に、最
   大容積室より両歯車の回転方向における先側に液体を吐
   出する吐出ポートに連通の吐出室を区画形成し、かつ最
   大容積室と吐出室の間に両歯車の回転に伴いその容積を
   減少する収縮室を区画形成して成し、両歯車の回転数上
   昇が所定値に達すると吸入室に吸入される液体の吸入量
   の増加を抑制するよう吸入ポート側を絞り制御して設
   け、両歯車の軸方向側面が摺接する面に収縮室を吸入ポ
   ート側へ絞り連通するよう絞り溝を窪み形成すると共
   に、絞り溝の途中に連通して収縮室の液体圧力が許容値
   以上に上昇したとき開作動してその液体を吐出ポート側
   へ流出自在に逆止め弁を設けたことを特徴とする内接歯
   車ポンプ。