(57)【要約】【課題】機械加工工程を削減し低コストで製造可能であり、かつ、機能面での安全率も高い内接歯車ポンプを提供する。【解決手段】内接歯車ポンプ１は、複数の内歯を有するアウタロータ２内に、複数の外歯を有するインナロータ３が、外歯が内歯に噛み合い、かつ、偏心する状態で回転自在に収容され、内歯と外歯との間に、液体を吸入する吸入側容積室と、この吸入側容積室に吸入した液体を吐出する吐出側容積室とが形成されるトロコイド４を有し、該トロコイド４を収容する凹部５ａが形成されたケーシング５と、ケーシング５の凹部５ａを閉塞するカバー６とを有し、ケーシング５の少なくとも一部が、樹脂組成物の射出成形体であり、ケーシング５の凹部５ａの外周をシールする部分に溝５ｄを有し、これにシールリング１３を組み付けており、ねじ固定穴部分に焼結金属製のブッシュ７が、射出成形時に一体に設けられている。【選択図】図２
2014051964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の内歯を有するアウタロータ内に、複数の外歯を有するインナロータが、前記外歯が前記内歯に噛み合い、かつ、偏心する状態で回転自在に収容され、前記内歯と前記外歯との間に、液体を吸入する吸入側容積室と、この吸入側容積室に吸入した液体を吐出する吐出側容積室とが形成されるトロコイドを有する内接歯車ポンプであって、
前記トロコイドを収容する凹部が形成されたケーシングと、該ケーシングの前記凹部を閉塞するカバーとを有し、
前記ケーシングの少なくとも一部が、樹脂組成物の射出成形体であることを特徴とする内接歯車ポンプ。
【請求項２】
前記ケーシングの前記凹部の内側面が、前記樹脂組成物の射出成形体からなり、前記凹部の底面が、射出成形時に一体に設けられた金属体からなることを特徴とする請求項１記載の内接歯車ポンプ。
【請求項３】
前記アウタロータ、前記インナロータ、および前記カバーが焼結金属体であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の内接歯車ポンプ。
【請求項４】
前記ケーシングと前記カバーとの合わせ面、および前記ケーシングの前記凹部を構成する面が、非機械加工面であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の内接歯車ポンプ。
【請求項５】
前記ケーシングは、前記凹部の外周をシールする部分に溝を有し、該溝にシールリングを組み付けていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
【請求項６】
前記ケーシングと前記カバーとが、ねじ固定されてなり、前記ケーシングのねじ固定穴部分に、焼結金属製のブッシュが射出成形時に一体に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
【請求項７】
前記ケーシングは、前記カバーとの固定部となるフランジ部を有し、該フランジ部に金属プレートが射出成形時に一体に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
【請求項８】
前記樹脂組成物が熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、前記吸入側容積室までの連通路の少なくとも一部が前記樹脂組成物の射出成形体からなり、該部分に金属製フィルタが溶着固定されてなることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
【請求項９】
前記樹脂組成物が、ポリフェニレンサルファイド樹脂をベース樹脂とし、これにガラス繊維、炭素繊維、および無機充填剤から選ばれる少なくとも１つを配合してなる樹脂組成物であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
【請求項１０】
前記内接歯車ポンプが、スクロール型コンプレッサの摺動部に前記液体を供給するためのポンプであることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油や水、薬液などの液体を圧送する内接歯車ポンプ（トロコイドポンプ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
内接歯車ポンプ（トロコイドポンプ）は、トロコイド歯形を有するアウタロータおよびインナロータがケーシング内に密閉された状態で収容され、駆動シャフトの回転に伴い、駆動シャフトと固定されたインナロータとアウタロータが回転し、液体を吸入して吐出するように作用するポンプである。この種のポンプは、例えば、特許文献１や２などが知られている。
【０００３】
図６および図７に基づき、従来の内接歯車ポンプの一例を示す。図６は従来の内接歯車ポンプの組み立て斜視図を、図７（ａ）は図４の内接歯車ポンプの断面図を、図７（ｂ）は他の形態の内接歯車ポンプの断面図をそれぞれ示す。図６に示すように、このポンプ２１は、複数の内歯を有する環状のアウタロータ２２内に、複数の外歯を有するインナロータ２３が収容されてなるトロコイド２４を主体としている。このトロコイド２４は、フランジ付き円柱状のケーシング２５に形成された円形のトロコイド収容凹部２５ａに回転自在に収容されている。ケーシング２５には、トロコイド収容凹部２５ａを閉塞するカバー２６が固定されている。図７（ａ）に示すように、ケーシグ２５とカバー２６とは、機器本体の固定プレート２８にねじ３０で締結固定されている。ケーシング２５とカバー２６との合わせ面は、機械加工面であり、面シールされている。
【０００４】
トロコイド２４は、インナロータ２３の外歯が、アウタロータ２２の内歯に噛み合い、かつ、偏心した状態で、インナロータ２３がアウタロータ２２内に回転自在に収容されて構成される。各ロータが互いに接触する仕切点間に、トロコイド２４の回転方向に応じて、吸入側および吐出側の容積室が形成される。インナロータ２３の軸心には、図示しないモータ等の駆動源によって回転させられる駆動シャフト３１（図６では省略）が貫通して固定されている。カバー２６には軸受３２が圧入され、駆動シャフト３１を支持している。駆動シャフト３１が回転してインナロータ２３が回転すると、外歯がアウタロータ２２の内歯に噛み合うことによりアウタロータ２２が同一方向に連れ回りし、この回転によって容積が増大し、負圧となる吸入側容積室に吸入口から液体が吸入される。この吸入側容積室は、トロコイド２４が回転することによって容積が減少して内圧が上昇する吐出側容積室に変わり、ここから、吸入された液体が吐出口に吐出される。
【０００５】
吸入側容積室に連通する吸入口には、必要に応じてケーシング２５から伸びた液体吸入ノズル２７が設けられている（図７（ｂ））。該ノズル２７を含めた、吸入側容積室までの吸入口経路の任意の場所に、吸入した液体の異物を除去するための金属製や樹脂製のメッシュフィルタ２９が取り付けられている。メッシュフィルタ２９は、スポット溶接固定や、Ｃリングなどで物理固定されている。また、メッシュフィルタ２９や液体吸入ノズル２７は、ゴムパッキン等を介在させてシール性を担保しつつ取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２１５１６０号
【特許文献２】特許第４７２６１１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、内接歯車ポンプ２１のケーシング２５としては、アルミダイカスト法等によって成形されたアルミニウムまたは鋳鉄の鋳造品が用いられる。鋳造品は寸法精度が低く、機械加工なしでの使用は困難であるため、トロコイド収容凹部２５ａの内径および深さは、機械加工により仕上げる。特に、トロコイド収容凹部２５ａは、ケーシング２５の軸心に対して偏心させて形成するため、例えば、トロコイド収容凹部２５ａ以外の加工部分はケーシング２５の軸心を基準として同心にて切削加工し、トロコイド収容凹部２５ａは治具によりケーシング２５を偏心回転させて切削加工する。このように、機械加工が２工程となるため、コストアップの要因となっている。
【０００８】
この対策として、トロコイド収容凹部を含め、すべてをケーシングの軸心と同心に切削加工し、機器本体には、本体軸心とケーシングの軸心とをずらして取り付けることが検討されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、トロコイド収容凹部を閉塞するカバーについては、穴と外径との軸心をずらして加工する必要がある、本体取り付け時に方向性が生じる、といった課題がある。
【０００９】
また、アルミダイカストなどの鋳造品は、バリを除去するためにショットブラストなどのバリ取りを行なうので、ケーシングのカバーとの合わせ面が荒れる。また、寸法精度が低いこともあり、非機械加工面では合わせ面から流体が漏れるおそれがあるため、合わせ面の機械加工が必要となる。また、アルミダイカストなどの金属は高剛性であり、機器本体の固定プレートに、ねじで締結固定した状態でも、反り、平面度が吐出性能に大きく影響するため、機械加工が必要となる。その他、流体の漏れを防止するために、トロコイド収容凹部の外周をゴムリングでシールすることも検討されているが、この場合は、ゴムリングを取り付ける凹部（溝）の機械加工が必要となる。
【００１０】
内接歯車ポンプのケーシングは上述のように鋳造品、カバーは鋳鉄などの鋳造品、溶製金属または焼結金属であり、ともに金属部品が用いられる。また、アウタロータおよびインナロータも寸法精度の観点から、焼結金属製のものが用いられる。内接歯車ポンプは、通常運転では、油や水、薬液などの液体を圧送しているため、これらの液体が潤滑作用をする。しかし、水、薬液などでは、油に比べ潤滑効果に乏しく、しばしば金属接触が発生し、摩耗が発生する。また、機器への取り付け後の初期作動時、長期間運転されなかった場合の再起動時には、トロコイドに液体がない状態での金属接触が発生しやすい。エアコンなどのコンプレッサでは半年から１年間全く運転されない状態での再起動が、毎年繰り返されるケースもある。
【００１１】
金属接触により発生した金属摩耗粉が、例えば、スクロール型コンプレッサの摺動部（チップシール、スクロール部材、スラスト軸受、ラジアル軸受など）に噛み込まれた場合、摺動部材の摩耗を促進し、耐久性の低下、消費電力の上昇、冷凍能力の低下などを招くおそれがある。特に、炭酸ガスを冷媒とするスクロール型コンプレッサでは、吐出圧として圧力８ＭＰａ以上、場合によっては１０ＭＰａ以上となるため、微量の金属摩耗粉であっても、チップシールやアルミニウム合金製のスクロール部材などの摺動部材の摩耗が起こりやすい。
【００１２】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、機械加工工程を削減し低コストで製造可能であり、かつ、機能面での安全率も高い内接歯車ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の内接歯車ポンプは、複数の内歯を有するアウタロータ内に、複数の外歯を有するインナロータが、上記外歯が上記内歯に噛み合い、かつ、偏心する状態で回転自在に収容され、上記内歯と上記外歯との間に、液体を吸入する吸入側容積室と、この吸入側容積室に吸入した液体を吐出する吐出側容積室とが形成されるトロコイドを有する内接歯車ポンプであって、上記トロコイドを収容する凹部が形成されたケーシングと、該ケーシングの上記凹部を閉塞するカバーとを有し、上記ケーシングの少なくとも一部が、樹脂組成物の射出成形体であることを特徴とする。また、上記ケーシングの上記凹部の内側面が、上記樹脂組成物の射出成形体からなり、上記凹部の底面が、射出成形時に一体に設けられた金属体からなることを特徴とする。
【００１４】
上記アウタロータ、インナロータ、およびカバーが焼結金属体であることを特徴とする。また、上記ケーシングと上記カバーとの合わせ面、および上記ケーシングの上記凹部を構成する面が、非機械加工面であることを特徴とする。
【００１５】
上記射出成形体における、上記ケーシングの上記凹部の外周をシールする部分に溝を有し、該溝にシールリングを組み付けていることを特徴とする。
【００１６】
上記ケーシングと上記カバーとが、ねじ固定されてなり、上記射出成形体のねじ固定穴部分に焼結金属製のブッシュが、射出成形時に一体に設けられていることを特徴とする。
【００１７】
上記ケーシングは、上記カバーとの固定部となるフランジ部を有し、該フランジ部に金属プレートが射出成形時に一体に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
上記樹脂組成物が熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、上記吸入側容積室までの連通路の少なくとも一部が上記樹脂組成物の射出成形体からなり、該部分に金属製フィルタが溶着固定されてなることを特徴とする。
【００１９】
上記樹脂組成物が、ポリフェニレンサルファイド樹脂をベース樹脂とし、これにガラス繊維、炭素繊維、および無機充填剤から選ばれる少なくとも１つを配合してなる樹脂組成物であることを特徴とする。
【００２０】
上記内接歯車ポンプが、スクロール型コンプレッサの摺動部に上記液体を供給するためのポンプであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の内接歯車ポンプは、アウタロータおよびインナロータで構成されるトロコイドを収容する凹部が形成されたケーシングの少なくとも一部を樹脂組成物の射出成形体としているので、ケーシング全体を金属部品とする場合と比較して、安価にすることができ、更に形状の自由度も増す。また、アウタロータおよびインナロータとの摩擦摩耗特性が改善し、金属摩耗粉の発生を軽減できる。また、潤滑効果に乏しい水、薬液などの圧送、トロコイドに液体がない場合での起動時には有効である。
【００２２】
特に、ケーシングの上記凹部の内側面が、上記樹脂組成物の射出成形体からなり、上記凹部の底面が、射出成形時に一体に設けられた金属体からなるので、摩擦摩耗特性の改善を図りつつ、吐出性能のばらつきを抑えることができる。
【００２３】
アウタロータおよびインナロータが焼結金属体であるので、焼結金属体の表面に凸部がなく、樹脂成形体であるケーシングを摩耗させない。また、焼結金属体の表面凹部に油などの液体が保持され、樹脂成形体であるケーシングとの摩擦摩耗特性が著しく向上する。また、カバーも焼結金属体であるので、機械加工なしでケーシングとの合わせ面の寸法精度に優れる。
【００２４】
また、樹脂成形体のケーシングは、アルミダイカストなどの金属製とする場合より、剛性が低いため、ケーシングおよびカバーを固定ねじ等で本体に固定する際には、焼結金属体等からなるカバー側の合わせ面に添うように変形してなじむ。このため、流体の漏れを防止するとともに、吐出量のばらつきも抑えられる。
【００２５】
ケーシングが上記凹部の外周をシールする部分に溝を有し、該溝にシールリングを組み付けて、上記凹部とカバーとで囲まれたトロコイドを収容する空間をシールしているので、流体の漏れをより防止するとともに、吐出量のばらつきもより抑えられる。
【００２６】
ケーシングとカバーとが、ねじ固定されてなり、上記射出成形体のねじ固定穴部分に焼結金属製のブッシュが、射出成形時に一体に設けられているので、樹脂のクリープ変形による締結部の緩みを防止できる。また、射出成形時に金型内に上記ブッシュを配置して複合成形により一体化することで、焼結金属の表面凹部に樹脂が入り込み、アンカー効果により両部材の接合強度が著しく優れる。
【００２７】
ケーシングがカバーとの固定部となるフランジ部を有し、該フランジ部に金属プレートが射出成形時に一体に設けられているので、フランジ部の反りを防止できる。
【００２８】
上記樹脂組成物が熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、吸入側容積室までの連通路の少なくとも一部が上記樹脂組成物の射出成形体からなり、該部分（吸入口）に金属製フィルタが溶着固定されてなるので、安価に異物混入防止用の金属製フィルタを固定できる。また、溶着により密着固定されるので、ゴムパッキン等のシール部材を介在させることなくシール性を担保でき、接合部からの異物混入の心配がない。また、吸入口の形状をノズル状とすることで、ケーシングまたはカバーが液体吸入ノズルを兼ねることができる。
【００２９】
ケーシングを形成する樹脂組成物が、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂をベース樹脂とし、これにガラス繊維、炭素繊維、および無機充填剤から選ばれる少なくとも１つを配合してなる樹脂組成物であるので、耐油性、耐薬品性に優れ、コンプレッサなどの１２０℃を越える高温雰囲であっても使用可能となり、寸法精度も大幅に向上する。
【００３０】
以上のような仕様により、本発明の内接歯車ポンプは、エアコン用スクロール型コンプレッサの摺動部に液体を供給するためのポンプとして好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の内接歯車ポンプの一例を示す組み立て斜視図である。
【図２】本発明の内接歯車ポンプの一例を示す軸方向断面図である。
【図３】ケーシングの他の形態を示す図である。
【図４】ケーシングの他の形態を示す図である。
【図５】ケーシングの他の形態を示す図である。
【図６】従来の内接歯車ポンプの組み立て斜視図である。
【図７】従来の内接歯車ポンプの軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の内接歯車ポンプの一実施形態を図１および図２に基づき説明する。図１は内接歯車ポンプの組み立て斜視図を、図２は内接歯車ポンプの軸方向断面図をそれぞれ示す。図１および図２に示すように、内接歯車ポンプ１は、環状のアウタロータ２内にインナロータ３が収容されたトロコイド４と、このトロコイド４を回転自在に収容する円形の凹部（トロコイド収容凹部）５ａが形成されたケーシング５と、ケーシング５のトロコイド収容凹部５ａを閉塞するカバー６とを有する。カバー６は、トロコイド収容凹部５ａが開口するケーシング５の上面の外形に合致する形状である。図２に示すように、ケーシング５とカバー６とは、固定ねじ９により、機器本体の固定プレート１１に締結固定されている。また、インナロータ３の回転中心に同軸で固定された駆動シャフト１０を有している。駆動シャフト１０は、カバー６に圧入された軸受１２により支持されている。
【００３３】
インナロータ３の外歯はアウタロータ２の内歯よりも１つ少なく、インナロータ３は、上記外歯が上記内歯に内接して噛み合う偏心した状態で、アウタロータ２内に収容されている。各ロータが互いに接触する仕切点間には、トロコイド４の回転方向に応じて、吸入側および吐出側の容積室が形成される。ケーシング５のトロコイド収容凹部５ａの底面５ｃには、吸入側の容積室に連通する吸入口と、吐出側の容積室に連通する吐出口とが形成されている。なお、吸入側容積室に連通する吸入口と、吐出側容積室に連通する吐出口は、ケーシング５、カバー６、駆動シャフト１０のいずれかに形成されていればよい。
【００３４】
この内接歯車ポンプ１では、駆動シャフト１０によってトロコイド４が回転することにより、容積が増大して負圧となる吸入側容積室に、吸入口から液体が吸入される。この吸入側容積室は、トロコイド４が回転することによって容積が減少して内圧が上昇する吐出側容積室に変わり、この吐出側容積室から、吸入された液体が吐出口に吐出される。上記のポンプ作用が、トロコイド４の回転によって連続的に行われ、液体が連続的に圧送される。さらに、吸入された液体によって各容積室の密閉性が高められる液体シール効果によって、各容積室間に生じる差圧が大きくなり、大きなポンプ作用が得られる。
【００３５】
以上が、本発明の内接歯車ポンプの基本的な構成および作用であるが、本発明の内接歯車ポンプは、ケーシング５の少なくとも一部を、樹脂組成物の射出成形体としたことを主な特徴とする。これにより、射出成形にて機械加工なく、トロコイド収容凹部５ａを形成することができるため、経済的である。ケーシング５は、トロコイド収容凹部５ａを構成する底面５ｃと側面５ｂでアウタロータ２およびインナロータ３と摺接するため、トロコイド収容凹部５ａの側面５ｂおよび底面５ｃが、樹脂組成物の射出成形体部分となるように構成することで、アウタロータ２およびインナロータ３との摩擦摩耗特性が改善し、金属摩耗粉の発生を軽減できる。
【００３６】
一方、樹脂のヒケ等により底面５ｃの平面度が悪化すると吐出性能がばらつくおそれがある。これは、吸入口や吐出口などの液体経路がトロコイド収容凹部５ａの底面５ｃに形成されている場合に特に顕著となる。このため、トロコイド収容凹部５ａの側面５ｂについては、樹脂組成物の射出成形体部分として摩擦摩耗特性の改善を図りつつ、底面５ｃについては、インサート成形された金属プレート等からなる部分とすることで、吐出性能のばらつきを抑えることが好ましい。その他、ケーシング５に加えて、さらにカバー６を樹脂組成物の射出成形体とすることもできる。
【００３７】
ケーシングなどを形成する樹脂組成物は、射出成形可能な合成樹脂をベース樹脂とするものである。このベース樹脂としては、例えば、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリアセタール樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。これらの各樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。
【００３８】
本発明の内接歯車ポンプのケーシングやカバーに使用するには、圧送する油や水、薬液などの液体への耐性、吸水・吸油による寸法変化が小さいベース樹脂を用いることが好ましい。また、スクロール型コンプレッサでは１５０℃以上の耐熱性樹脂を用いることが好ましい。このような耐薬品性、耐熱性、寸法安定性に優れた樹脂としては、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＰＳ樹脂などが挙げられる。これらの耐熱性樹脂の中でも、成形体の耐クリープ性、耐荷重性、耐摩耗性などに優れ、安価であることから、ＰＰＳ樹脂を用いることが特に好ましい。
【００３９】
ＰＰＳ樹脂は、ベンゼン環がパラの位置で、硫黄結合によって連結されたポリマー構造を持つ結晶性の熱可塑性樹脂である。ＰＰＳ樹脂は、極めて高い剛性と、優れた耐熱性、寸法安定性、耐摩耗性、摺動特性などを有する。ＰＰＳ樹脂は、その分子構造により、架橋型、半架橋型、直鎖型、分岐型等などのタイプがあるが、この中でも直鎖型を用いることが好ましい。直鎖型のＰＰＳ樹脂を用いることで、靱性に優れ、フランジ部について金属プレートによる補強なしの場合でもクラックを防止できる。本発明で使用できるＰＰＳ樹脂の市販品としては、東ソー社製＃１６０、Ｂ−０６３、ＤＩＣ社製Ｔ４ＡＧ、ＬＲ−２Ｇなどが挙げられる。
【００４０】
ＰＥＥＫ樹脂は、ベンゼン環がパラの位置で、カルボニル基とエーテル結合によって連結されたポリマー構造を持つ結晶性の熱可塑性樹脂である。ＰＥＥＫ樹脂は、優れた耐熱性、耐クリープ性、耐荷重性、耐摩耗性、摺動特性などに加え、優れた成形性を有する。本発明で使用できるＰＥＥＫ樹脂の市販品としては、例えば、ビクトレックス社製ＰＥＥＫ（９０Ｐ、１５０Ｐ、３８０Ｐ、４５０Ｐなど）、ソルベイアドバンストポリマーズ社製キータスパイア（ＫＴ−８２０Ｐ、ＫＴ−８８０Ｐなど）、ダイセルデグザ社製ＶＥＳＴＡＫＥＥＰ（１０００Ｇ、２０００Ｇ、３０００Ｇ、４０００Ｇなど）などが挙げられる。
【００４１】
ＰＥ樹脂は、低分子量から超高分子量まで幅広い分子量のＰＥが上市されている。しかし、重量平均分子量が１００万をこえるような超高分子量ＰＥ樹脂は射出成形できないため、本発明では使用することはできない。ＰＥは分子量が高いほど、材料物性、耐摩耗性が高いため、射出成形できる高分子量のＰＥが好ましい。本発明で使用できるＰＥ樹脂の市販品としては、例えば、三井化学社製リュブマーＬ５０００、Ｌ４０００などが挙げられる。
【００４２】
本発明で使用できるＰＡ樹脂としては、ポリアミド６（ＰＡ６）樹脂、ポリアミド６−６（ＰＡ６６）樹脂、ポリアミド６−１０（ＰＡ６１０）樹脂、ポリアミド６−１２（ＰＡ６１２）樹脂、ポリアミド４−６（ＰＡ４６）樹脂、ポリアミド９−Ｔ（ＰＡ９Ｔ）樹脂、変性ＰＡ９Ｔ樹脂、ポリアミド６−Ｔ（ＰＡ６Ｔ）樹脂、変性ＰＡ６Ｔ樹脂、ポリメタキシレンアジパミド（ポリアミドＭＸＤ−６）樹脂などが挙げられる。なお、各ポリアミド樹脂において、数字はアミド結合間の炭素数を表し、Ｔはテレフタル酸残基を表す。
【００４３】
本発明で使用できるポリアセタール樹脂には、ホモポリマー、コポリマー、ブロックコポリマーの３種類がある。また、本発明で使用できる熱可塑性ポリイミド樹脂の市販品としては、例えば、三井化学社製オーラムが挙げられる。また、フェノール樹脂は、射出成形可能な熱硬化性樹脂であり、ノボラック型、レゾール型があるが、特に限定せず使用できる。
【００４４】
樹脂組成物には、配合剤を配合することが好ましい。例えば、高強度化、高弾性化、高寸法精度化のためにガラス繊維、炭素繊維、ウィスカ、マイカ、タルクなどの補強剤を、耐摩耗性の付与・射出成形収縮の異方性除去のためにミネラル、炭酸カルシウム、ガラスビーズなどの無機充填剤（粉末、粒子状）を、潤滑性を付与するために黒鉛、ＰＴＦＥ樹脂などの固体潤滑剤を配合することができる。
【００４５】
高強度化、高弾性化、高寸法精度化、耐摩耗性の付与・射出成形収縮の異方性除去に有効なガラス繊維、炭素繊維、または無機充填剤を単独で、もしくは、適宜併用することが好ましい。特に、ガラス繊維と無機充填剤の併用は、経済性に優れ、油中での摩擦摩耗特性に優れている。また、炭素繊維と無機充填剤の併用は、水、薬液などの油以外での用途において、ガラス繊維と無機充填剤の併用より、摩擦摩耗特性に優れている。
【００４６】
本発明では、直鎖型のＰＰＳ樹脂をベース樹脂とし、これにガラス繊維とガラスビーズとを配合してなる樹脂組成物を用いることが特に好ましい。この構成により、耐油性、耐薬品性に優れ、コンプレッサなどの１２０℃を越える高温雰囲であっても使用可能となり、靱性に優れ、射出成形収縮の異方性除去によりフランジ部の反りが小さく、寸法精度も大幅に向上する。
【００４７】
各配合剤の配合割合は、所望の特性を付与でき、かつ、射出成形性を阻害しない範囲であればよい。例えば、樹脂組成物全体に対して、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維状補強剤を３〜３０体積％、ミネラル、炭酸カルシウム、ガラスビーズなどの無機充填剤を１〜２０体積％、それぞれ配合することが好ましい。
【００４８】
以上の諸原材料を混合し、混練する手段は、特に限定するものではなく、粉末原料をヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなどにて乾式混合し、さらに二軸押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、成形用ペレット（顆粒）を得ることができる。また、充填材の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。この成形用ペレットを用いて、射出成形でケーシングおよび／またはカバーを成形する。なお、成形品に対してアニール処理などの処理を採用してもよい。
【００４９】
図１および図２に示す形態において、アウタロータ２、インナロータ３、およびカバー６が焼結金属体である。また、ケーシング５の全体が、樹脂組成物の射出成形体である。このような構成により、ケーシング５とカバー６とを固定ねじで本体に固定する際には、樹脂成形体であるケーシング５が、焼結金属体であるカバー６側の合わせ面に添うように変形してなじみ、流体の漏れや、吐出量のばらつきを抑制できる。さらに、焼結成形面および射出成形面は機械加工なしで必要な寸法精度が確保できるため、ケーシング５とカバー６との合わせ面、トロコイド収容凹部５ａの底面５ｃおよび側面５ｂを、射出成形面または焼結成形面の非機械加工面にすることができ、安価な内接歯車ポンプとなる。
【００５０】
アウタロータ、インナロータ、およびカバーに使用する焼結金属としては、鉄系、銅鉄系、銅系、ステンレス系などのいずれでもよいが、樹脂組成物と摺接した際の摩耗を軽減するためには、硬い鉄系が好ましい。また、価格面からも鉄系が好ましい。しかし、水、薬液などを圧送するトロコイドポンプにおいては、防錆能力が高いステンレス系などを採用すればよい。
【００５１】
また、ケーシングは、凹部の外周をシールする部分に溝を有し、該溝にシールリングを組み付けることが好ましい。この溝は、射出成型時の金型で形成することができる。図１および図２に示す形態では、ケーシング５の凹部５ａの外周部分に溝５ｄを有し、この溝５ｄにシールリング１３を組み付けている。シールリング１３を組み付けることで、非機械加工面としたケーシング５とカバー６の合わせ面からの液体の漏れを防止でき、吐出量のばらつきも抑制でき、より安全率が高くなる。
【００５２】
シールリングの材質は特に限定するものではなく、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム、アクリルゴムなど、用途、使用環境に合致したゴム材などを選択すればよい。例えば、エアコンのスクロール型コンプレッサでは、−３０〜１２０℃程度の耐熱性、耐油性が求められるため、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ系）を用いることが好ましい。
【００５３】
また、ケーシングを樹脂組成物の射出成形体とすることで、従来別部品として取り付けていた液体吸入ノズル（図５（ｂ）等）を、樹脂組成物でケーシングと一体に形成することができる。図１および図２に示す形態では、ケーシング５の一部として液体吸入ノズル５ｅを一体に形成している。また、この樹脂組成物を熱可塑性樹脂組成物とすることで、吸入側容積室までの連通路入口となる液体吸入口に金属製フィルタ８を溶着固定できる。溶着方法としては、例えば、超音波溶着やレーザ溶着などが採用できる。金属製フィルタ８が、溶着により液体吸入ノズル５ｅに密着固定されるので、シール部材を介在させることなくシール性を担保でき、接合部からの異物混入を防止できる。
【００５４】
樹脂化したケーシングを本体機器に固定ねじで締結する場合、樹脂のクリープ変形による締結部の緩みが懸念される。上述のような補強剤等を配合したＰＰＳ樹脂組成物を用いることでクリープ対策も可能であるが、脆く耐衝撃性に劣る場合がある。そのため、ねじ固定穴部分には焼結金属製のブッシュやフランジ付きブッシュを圧入する、または、射出成形時に複合成形により一体化させることが好ましい。焼結金属部品を用いることで、焼結体の表面凹部に樹脂が入り込み、アンカー効果にて焼結金属部品と樹脂とが接合する。特に、射出成形時に金型内に上記ブッシュを配置して複合成形により一体化（インサート成形）することで、接合強度は著しく増加する。
【００５５】
図１および図２に示す形態では、樹脂組成物の射出成形体であるケーシング５のねじ固定穴部分に焼結金属製のブッシュ７が、射出成形時に複合成形により一体化されており、該ブッシュ７を介して通された固定ねじ９により、ケーシング５と、焼結金属体であるカバー６とが、機器本体の固定プレート１１に締結固定されている。
【００５６】
ケーシングの固定部分となるフランジ部も含めて全体を樹脂組成物の射出成形体とする場合、該フランジ部の反りが大きいと、フランジ部の根元に応力が集中し、クラックが発生するおそれがある。このため、フランジ部を別部材で補強する構造を採用することが好ましい。ケーシングの別の形態を図３に示す。図３は、ケーシングのみの斜視図である。この形態では、ケーシング５の本体部５ｆは、上述の樹脂組成物の射出成形体とし、ねじ固定穴部分を含むフランジ部５ｇを焼結金属体としている。本体部５ｆとフランジ部５ｇとは、上記ブッシュの場合と同様に複合成形で一体化することが好ましい。この形態では、フランジ部の反りを防止でき、かつ、上述のブッシュも不要である。また、焼結金属面同士の面シールにより上述のシールリングを不要にすることも可能である。
【００５７】
また、ケーシングの別の形態を図４に示す。図４（ａ）は、ケーシングのみの斜視図を、図４（ｂ）は、このケーシングの軸方向断面図をそれぞれ示す。この形態では、ケーシング５の本体部５ｆが上述の樹脂組成物の射出成形体とされ、フランジ部５ｇに焼結金属体からなる金属プレート５ｈが複合成形により一体化されている。フランジ部５ｇは、液体吸入ノズルを兼ねる円筒状の本体部５ｆの円筒一端部に円筒外径に突き出した形状で設けられている。図に示すように、樹脂部分（本体部５ｆと一体）が金属プレート５ｈの側面外周を部分的に覆うように形成することで、金属プレート５ｈの位置ずれを防止できる。また、金属プレート５ｈの側面外周を囲む樹脂部分に、カバーとの位置決め凸部（図示省略）を一体に形成でき、カバーとケーシングとの位置決めが容易となる。この形態では、図３の場合と同様に、フランジ部の反りを防止でき、かつ、上述のブッシュも不要である。
【００５８】
図４の形態では、さらに、円盤状の金属体である金属プレート５ｉが、ケーシング内部に複合成形により一体化されている。この金属プレート５ｉには、吸入口や吐出口などの液体経路が形成され、該経路以外の円盤表面は平滑面である。この金属プレート５ｉにより、トロコイド収容凹部５ａの底面５ｃが形成され、樹脂組成物の射出成形体の一部として側面５ｂが形成されている。金属プレート５ｉでトロコイド収容凹部５ａの底面５ｃを形成することで、樹脂で該底面を形成する場合と比較して平面度に優れ、吐出性能のばらつきを抑えることができる。図４の形態のケーシングでは、射出成形時に金属プレート５ｈ、５ｉを金型内に配置して複合成形により一体化（インサート成形）している。
【００５９】
金属プレート５ｉは、焼結金属体や溶製金属体（板金プレス品）が採用でき、焼結金属材質としては上述のカバー等と同様のものが、溶製金属材質としては、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、または銅合金等が挙げられる。寸法精度に優れ、射出成形時にアンカー効果にて樹脂部分と強固に一体化できることから、焼結金属体を用いることが好ましい。
【００６０】
ケーシングの別の形態を図５に示す。図５（ａ）は、ケーシングのみの斜視図を、図５（ｂ）は、このケーシングの軸方向断面図をそれぞれ示す。この形態では、ケーシング５の本体部５ｆが上述の樹脂組成物の射出成形体とされ、フランジ部５ｇの内部に金属プレート５ｊおよびブッシュ７が複合成形により一体化（インサート成形）されている。また、図４と同様に、本体内部に円盤状の金属プレート５ｉが複合成形により一体化されている。この形態では、図４の場合と同様に、フランジ部の反りを防止でき、かつ、吐出性能のばらつきを抑えることができる。金属プレート５ｊとしては、金属プレート５ｉと同様に、焼結金属体や溶製金属体が採用できる。特にこの形態では、金属プレート５ｊがカバーとの合わせ面に露出していないことから、金属プレート５ｊとしては、溶製金属製の打ち抜き品（非機械加工）等を採用しても、性能に悪影響を与えることがない。
【００６１】
以上、ケーシングの形態について説明したが、これらに限定されるものではなく、ケーシングの少なくとも一部が樹脂組成物の射出成形体であればよく、図４や図５において、金属プレート５ｉを設けずに該部分も樹脂部分とする形態や、図２において、トロコイド収容凹部５ａの底面５ｃ部分に金属プレートをインサート成形する形態等、任意の組み合わせを採用できる。
【００６２】
本発明の内接歯車ポンプは、ケーシングの少なくとも一部を樹脂組成物の射出成形体とするので、射出成形部分は鋳造品と比べ寸法精度が高く、トロコイド収容凹部、吸入口、吐出口、およびシールリングを組み付ける溝等を射出成形により、機械加工なしで形成することができる。また、ケーシングとカバーとの合わせ面、およびケーシングの凹部を構成する面（底面、側面）の機械加工工程を削除することもできる。このため、本発明の内接歯車ポンプは、低コストで製造できる。
【００６３】
また、上述のように、（１）ケーシングの少なくとも一部（凹部側面等）を樹脂組成物の射出成形体とすることで、低コスト化が図れ、また、金属摩耗粉の発生を軽減でき、（２）特に樹脂として所定のＰＰＳ樹脂組成物を用いることで、耐油性、耐薬品性、耐熱性、寸法精度に優れ、（３）焼結金属製のブッシュをねじ固定穴部分に複合成形で設けることで、樹脂のクリープ変形によるケーシングとカバーとの締結部の緩みを防止でき、（４）金属メッシュが樹脂成形体に設けられた液体吸入口に溶着により密着固定されることで、異物混入を防止でき、（５）ケーシングのフランジ部に金属プレートを複合成形で設けることで、クラックの発生を防止でき、（６）トロコイド収容凹部の底面位置に金属プレートを複合成形で設けることで、吐出性能のばらつきを抑えることができる。これらの結果、機能面での安全率も高いポンプとなる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の内接歯車ポンプは、機械加工工程を削減し低コストで製造可能であり、かつ、機能面での安全率も高いので、油や水、薬液などの液体を圧送する内接歯車ポンプ（トロコイドポンプ）として利用でき、特に、代替フロン、炭酸ガス等を冷媒とする電気給湯機、ルームエアコン、カーエアコン用のスクロール型コンプレッサの摺動部に液体を供給するためのポンプとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１  内接歯車ポンプ
２  アウタロータ
３  インナロータ
４  トロコイド
５  ケーシング
６  カバー
７  焼結金属製ブッシュ
８  金属製フィルタ
９  固定ねじ
１０  駆動シャフト
１１  機器本体の固定プレート
１２  軸受
１３  シールリング
【図１】
2014051964.tif 000003
【図２】
2014051964.tif 000004
【図３】
2014051964.tif 000005
【図４】
2014051964.tif 000006
【図５】
2014051964.tif 000007
【図６】
2014051964.tif 000008
【図７】
2014051964.tif 000009