JP2009287463A - ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】コストが低く、かつコンパクトな内接ギア式ポンプを提供すること。
【解決手段】内接ギア式ポンプ１は、貫通孔及び外周面に複数の第１歯４ｂを有するアウタロータ４と、貫通孔にはめ込まれるインナロータ３と、アウタロータ４及びインナロータ３を収容すると共に、貫通孔と共に作動室を形成し、作動室に流体を吸入するための吸入ポート７ａ及び作動室から流体を吐出するための吐出ポート７ｂを有するポンプケーシング５ａ，５ｂと、第１歯４ｂと掛合する複数の第２歯８ａを外周面に有し、アウタロータ３を回転させる駆動歯車８と、を備える。アウタロータ４は、駆動歯車８の回転によって回転される。アウタロータ４及びインナロータ３間の容積変化によって、吸入ポート７ａから流体を吸入すると共に、吐出ポート７ｂから流体を吐出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプに関し、特に内接ギア式ポンプに関する。本発明は、例えば、自動車におけるオイルポンプとして使用される内接ギア式ポンプに関する。

一般に、自動車のトランスミッション等への潤滑油や作動油の供給には、内接ギア式ポンプ（トロコイド型ポンプとも呼ばれる）が使用されている。

内接ギア式ポンプは、外周面に複数の凸部（ないし歯）が形成されたインナロータと、内周面にインナロータの凸部の数より通常１つ多い複数の凹部（ないし歯）が形成されたアウタロータと、を有し、インナロータは、中心軸をずらしてアウタロータにはめ込まれている。インナロータ及びアウタロータのうちいずれか一方を回転させると、他方も回転し、流体（例えばオイル）は、凸部と凹部の噛合いのズレによって圧送される。

内接ギア式ポンプは、クランクシャフトや電動モータでインナロータを回転駆動させるものが一般的であるが、アウタロータを回転させて駆動させるものも知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１に記載の内接ギヤポンプにおいては、内接ギヤ方向の寸法を抑えるため、アウタロータの外周に、アウタロータに対して回転力を伝達する無端回動部材を巻掛ける軌道部を設けて、無端回動部材でアウタロータを回転駆動させている。

特許文献２に記載のモータ一体型内接歯車式ポンプは、作動液を吸込んで吐出するポンプ部と、ポンプ部を駆動するモータ部とを備え、ポンプ部は、外周に歯を形成した内ロータと、内ロータの歯と噛み合う歯を内周に形成した外ロータと、内ロータ及び外ロータを収納するポンプケーシングとを備え、モータ部は、回転子と、回転子を回転させる固定子とを備えて構成され、樹脂に磁石粉末を含有した永久磁石部材で回転子と外ロータとを共用して形成し、回転子の回転により駆動される。
特開２００７−２６２９４３号公報 特開２００７−９７８７号公報

以下の分析は、本発明の観点から与えられる。

特許文献１及び特許文献２に記載のような内接ギア式ポンプは、部品点数が多く、さらにはその構成も複雑であり、コストが高くならざるを得ない。

本発明の目的は、コストが低く、かつコンパクトな内接ギア式ポンプを提供することである。

本発明の第１視点によれば、貫通孔及び外周面に複数の第１歯を有するアウタロータと、貫通孔にはめ込まれるインナロータと、アウタロータ及びインナロータを収容すると共に、貫通孔と共に作動室を形成し、作動室に流体を吸入するための吸入ポート及び作動室から流体を吐出するための吐出ポートを有するポンプケーシングと、第１歯と掛合する複数の第２歯を外周面に有し、アウタロータを回転させる駆動歯車と、を備えるポンプを提供する。アウタロータは、駆動歯車の回転によって回転される。ポンプは、アウタロータ及びインナロータ間の容積変化によって、吸入ポートから流体を吸入すると共に、吐出ポートから流体を吐出する。

上記第１視点の好ましい形態によれば、インナロータは、外周面に複数の凸部を有する。アウタロータは、貫通孔の内周面に、インナロータの凸部の数より多い複数の凹部を有する。インナロータは、その回転軸をアウタロータの回転軸とはずらして、アウタロータの貫通孔にはめ込まれており、アウタロータの回転により回転される。

上記第１視点の好ましい形態によれば、駆動歯車は、エンジンの回転によって機械的に回転される。

本発明は、以下の効果のうち少なくとも１つを有する。

本発明によれば、簡易な構成でポンプを駆動させることができる。これにより、低コストのポンプを得ることができる。

また、インナロータをドライブロータとせずに、アウタロータをドライブロータとしてポンプを駆動させるので、すなわちインナロータを回転させるための歯車を必要としないので、ポンプの軸方向のサイズを縮小化することができる。

さらに、インナロータをドライブロータとする場合、クランクシャフト等の駆動シャフトの軸に沿ってポンプを配置させる必要があるが、本発明のポンプによれば、駆動シャフトの軸周りにポンプを配置することができるので、ポンプの配置の自由度が高めることができる。

本発明のポンプの一実施形態について説明する。図１に、インナロータの回転軸に垂直な本発明の内接ギア式ポンプの概略断面図を示す。また、図２に、図１のII−II線における概略断面図を示す。

内接ギア式ポンプ１は、外周面に複数（図１上４つ）の凸部３ａを有するインナロータ３と、貫通孔を有し、該貫通孔の内周面に複数（凸部３ａより数が多い、図１上５つ）の凹部４ａを有するアウタロータ４と、インナロータ３及びアウタロータ４を収容するポンプケーシング５ａ，５ｂと、アウタロータ４を回転させる駆動歯車８と、を備える。インナロータ３は、その中心で支持シャフト２によって回転可能に支持され、アウタロータ４の貫通孔に、アウタロータ４の回転軸とは回転軸をずらしてはめ込まれている。支持シャフト２は、ポンプケーシング５ａ，５ｂに形成された軸受け６によって支持されている。

アウタロータ４は、ポンプケーシング５ａ，５ｂによって支持されている。アウタロータ４の外周面には、アウタロータ４自体が歯車となるように、複数の第１歯４ｂが形成されている。第１歯４ｂは、駆動歯車８に形成された第２歯８ａと掛合している。すなわち、駆動歯車８がドライブギア、アウタロータ４がドリブンギアとなり、駆動歯車８の回転によってアウタロータ４は回転される。

アウタロータ４が回転するとき、アウタロータ４と、ポンプケーシング５ａ，５ｂのアウタロータ４を支持する部分は摺動する。また、アウタロータ４の第１歯４ｂとポンプケーシング５ａ，５ｂとの間には間隙を設けると好ましく、これにより、アウタロータ４が回転してもアウタロータ４の第１歯４ｂとポンプケーシング５ａ，５ｂとが摺動することを回避することができる。

駆動歯車８の駆動源は適宜好適な動力を選択することができる。例えば、駆動歯車８は、エンジンクランクシャフト、ドライブシャフト、トランスミッションインプットシャフト、トランスミッションアウトプットシャフト、カウンタシャフト、電動モータシャフト等のシャフトに連結して、該シャフトの回転によって回転させることができる。特に、駆動歯車８は、エンジンクランクシャフト、トランスミッションインプットシャフト、又は電動モータシャフトに連結すると好ましい。

図１及び図２に示す形態においては、駆動歯車８はポンプケーシング５ａ，５ｂに収容されておらず、アウタロータ４の第１歯４ｂと駆動歯車８の第２歯８ａとが掛合できるように、ポンプケーシング５ａ，５ｂは開口部分を形成している。また、ポンプケーシング５ａ，５ｂは、駆動歯車８も収容する形態であってもかまわない。駆動歯車８は、歯車の反力を分散してアウタロータ４の傾きが生じることを防止するために、アウタロータ４の幅の中央と重複するように、より好ましくは駆動歯車８の幅の中央とアウタロータ４の幅の中央とが一致するように、配置すると好ましい。

アウタロータ４の貫通孔とポンプケーシング５ａ，５ｂによって、作動室が形成される。ポンプケーシング５ａには、該作動室内に流体を吸引するための吸入ポート７ａと、該作動室内に吸入した流体を吐出するための吐出ポート７ｂが形成されている。

駆動歯車８が回転すると、第２歯８ａとアウタロータ４の第１歯４ｂの掛合により、アウタロータ４が回転される。アウタロータ４が回転すると、それに伴いインナロータ３が回転する。すなわち、インナロータ３とアウタロータ４との関係においては、アウタロータ４がドライブロータであり、インナロータ３がドリブンロータとなる。インナロータ３及びアウタロータ４が回転すると、インナロータ３とアウタロータ４の偏心及び凸部３ａと凹部４ａの数の差異により、作動室内においてインナロータ３とアウタロータ４との間の容積が変化する。吸入ポート７ａにおいて該容積が大きくなる際に流体（例えばオイル）が吸い込まれ、吐出ポート７ｂにおいて該容積が小さくなる際に流体が吐出される。

本発明の内接ギア式ポンプによれば、アウタロータ自体を歯車としているので、簡易な構成でアウタロータを回転させ、ポンプを駆動させることができる。インナロータをドライブロータとする構成においては、インナロータにギアを別部品として取り付ける必要があるが、本発明によれば、アウタロータに歯車を一体化させてアウタロータをドライブロータとしているので、ポンプの軸方向の寸法を縮小することができる。

上記説明及び図面においては、トロコイド型の内接ギア式ポンプを例にして本発明を説明したが、本発明は、アウタロータの回転によって流体を送給できるものであればいずれの形態であってもかまわない。例えば、インナロータの外周面及びアウタロータの内周面に複数の歯が形成され、インナロータが歯車状となっている内接ギア式ポンプでもよいし、デュオセントリック型ポンプであってもよいし、あるいはロータリ式ポンプであってもかまわない。

本発明の内接ギア式ポンプの用途は特に限定されるものではないが、例えば、自動車におけるトランスミッション、クラッチ等に潤滑油や作動油を供給するオイルポンプとして使用することができる。

本発明の内接ギア式ポンプは、上記実施形態に基づいて説明されているが、上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施形態に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。

本発明のさらなる課題、目的及び展開形態は、請求の範囲を含む本発明の全開示事項からも明らかにされる。

本発明の内接ギア式ポンプの概略断面図。 図１におけるII−II線における概略断面図。

符号の説明

１ 内接ギア式ポンプ
２ 支持シャフト
３ インナロータ
３ａ 凸部
４ アウタロータ
４ａ 凹部
４ｂ 第１歯
５ａ，５ｂ ポンプケーシング
６ 軸受け
７ａ 吸入ポート
７ｂ 吐出ポート
８ 歯車
８ａ 第２歯
９ シャフト

Claims (3)

1. 貫通孔及び外周面に複数の第１歯を有するアウタロータと、
   前記貫通孔にはめ込まれるインナロータと、
   前記アウタロータ及び前記インナロータを収容すると共に、前記貫通孔と共に作動室を形成し、前記作動室に流体を吸入するための吸入ポート及び前記作動室から流体を吐出するための吐出ポートを有するポンプケーシングと、
   前記第１歯と掛合する複数の第２歯を外周面に有し、前記アウタロータを回転させる駆動歯車と、を備え、
   前記駆動歯車の回転によって前記アウタロータが回転され、
   前記アウタロータ及び前記インナロータ間の容積変化によって、前記吸入ポートから流体を吸入すると共に、前記吐出ポートから流体を吐出することを特徴とするポンプ。
2. 前記インナロータは、外周面に複数の凸部を有し、
   前記アウタロータは、前記貫通孔の内周面に、前記インナロータの前記凸部の数より多い複数の凹部を有し、
   前記インナロータは、その回転軸を前記アウタロータの回転軸とはずらして、前記アウタロータの前記貫通孔にはめ込まれており、前記アウタロータの回転により回転されることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
3. 前記駆動歯車は、エンジンの回転によって機械的に回転されることを特徴とする請求項１又は２に記載のポンプ。

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