(57)【要約】【課題】シール性を向上させることによって高効率化を図ること。【解決手段】仕切部材１７の外側周面とアウターギア１３の歯面によって区画される低圧室３９を設ける。低圧室３９は、ドレインポート３６に接続される。これにより、低圧室３９とその低圧室３９よりも回転方向の下流側又は回転方向の上流側との圧力差により、仕切部材１７をインナーギア１２及びアウターギア１３の歯先に押し付ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯を有するインナーギアと前記外歯と噛合する内歯を有するアウターギアとを収容するハウジングと、前記外歯と前記内歯とが噛合しない非噛合領域に配置される仕切部材と、前記ハウジングに形成されるとともに前記インナーギアと前記アウターギアの歯面間に作動流体を吸入させる吸入ポートと、前記ハウジングに形成されるとともに前記歯面間から前記作動流体を吐出させる吐出ポートと、を備えた内接ギアポンプにおいて、
前記仕切部材は、前記インナーギアの歯先と摺接する摺接面を含む内側周面と、前記アウターギアの歯先と摺接する摺接面を含む外側周面と、を有し、
前記インナーギアと前記アウターギアの歯面間には、前記仕切部材の外側周面と前記アウターギアの歯面によって区画されるとともに前記ハウジングに形成されたドレインポートに接続される低圧室を備えたことを特徴とする内接ギアポンプ。
【請求項２】
前記アウターギアは、円筒状であり、内外の周面を貫通するとともに前記吸入ポート及び前記吐出ポートへ作動流体を流入出させる複数の流入出孔を有し、
前記ハウジングにおいて前記アウターギアの外周面が摺接する摺接面には、前記ドレインポートが接続される凹部が形成されている請求項１に記載の内接ギアポンプ。
【請求項３】
前記ハウジングにおいて前記アウターギアの外周面が摺接する摺接面には、高圧の作動流体が導入される導入溝が形成されており、
前記導入溝には、前記吸入ポートに連接される第１の導入溝と、前記吐出ポートに連接される第２の導入溝と、を含む請求項１又は請求項２に記載の内接ギアポンプ。
【請求項４】
前記第１の導入溝と前記第２の導入溝は、非対称形状である請求項３に記載の内接ギアポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内接ギアポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧シリンダなどのアクチュエータを駆動させる際に作動流体を供給するポンプとして、例えば特許文献１に開示される内接ギアポンプが知られている。内接ギアポンプは、外歯を有するインナーギアと前記外歯に噛合される内歯を有するアウターギアとがハウジングに収容されており、外歯と内歯とが噛合しない非噛合領域には両ギアの歯先が摺接する仕切部材が配置されている。そして、内接ギアポンプでは、インナーギアの回転に同期してアウターギアが回転し、ハウジングの吸入ポートから歯面間に作動流体が吸い込まれるとともに、その作動流体はハウジングの吐出ポートから吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０８５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内接ギアポンプは、高圧側から低圧側に作動流体が漏れると効率が低下する。このため、仕切部材と歯先のシール性を向上させる必要がある。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、シール性を向上させることによって高効率化を図った内接ギアポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する内接ギアポンプは、外歯を有するインナーギアと前記外歯と噛合する内歯を有するアウターギアとを収容するハウジングと、前記外歯と前記内歯とが噛合しない非噛合領域に配置される仕切部材と、前記ハウジングに形成されるとともに前記インナーギアと前記アウターギアの歯面間に作動流体を吸入させる吸入ポートと、前記ハウジングに形成されるとともに前記歯面間から前記作動流体を吐出させる吐出ポートと、を備えた内接ギアポンプにおいて、前記仕切部材は、前記インナーギアの歯先と摺接する摺接面を含む内側周面と、前記アウターギアの歯先と摺接する摺接面を含む外側周面と、を有し、前記インナーギアと前記アウターギアの歯面間には、前記仕切部材の外側周面と前記アウターギアの歯面によって区画されるとともに前記ハウジングに形成されたドレインポートに接続される低圧室を備えている。この構成によれば、低圧室の作用により、仕切部材をインナーギア及びアウターギアに押し付けることができる。これにより、インナーギアの歯先、及びアウターギアの歯先のシール性を向上させることができる。したがって、高効率化を図ることができる。
【０００６】
上記内接ギアポンプにおいて、前記アウターギアは、円筒状であり、内外の周面を貫通するとともに前記吸入ポート及び前記吐出ポートへ作動流体を流入出させる複数の流入出孔を有し、前記ハウジングにおいて前記アウターギアの外周面が摺接する摺接面には、前記ドレインポートが接続される凹部が形成されていることが好ましい。この構成によれば、凹部を通じて低圧室とドレインポートを良好に接続することができる。したがって、低圧室を良好に形成することができる。また、アウターギアの外周の潤滑作用を得ることもできる。
【０００７】
上記内接ギアポンプにおいて、前記ハウジングにおいて前記アウターギアの外周面が摺接する摺接面には、高圧の作動流体が導入される導入溝が形成されており、前記導入溝には、前記吸入ポートに連接される第１の導入溝と、前記吐出ポートに連接される第２の導入溝と、を含むことが好ましい。この構成によれば、回転時にアウターギアに付与されるラジアル荷重を、導入溝に導入された高圧の作動流体で受けることができる。また、アウターギアの外周の潤滑作用を得ることもできる。
【０００８】
上記内接ギアポンプにおいて、前記第１の導入溝と前記第２の導入溝は、非対称形状であることが好ましい。この構成によれば、一方向に回転させる場合に、吸入ポートが低圧及び高圧の何れになった場合でも、回転時にアウターギアに付与されるラジアル荷重を適切に受けることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シール性の向上によって高効率化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】内接ギアポンプの断面図。
【図２】内接ギアポンプの一部拡大断面図。
【図３】アウターギアの斜視図。
【図４】ハウジングの内側を示す斜視図。
【図５】ハウジングの内側を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、内接ギアポンプを具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、内接ギアポンプ１０は、ハウジング１１内で組み合わせされたインナーギア１２とアウターギア１３と、を有する。インナーギア１２は、ピニオンギアとなる外歯車であり、回転軸１４に固定されている。アウターギア１３は、インナーギア１２の外側に偏心して配置される円筒状の内歯車であり、ハウジング１１に形成された収容孔１５に回転自在に収容されている。インナーギア１２とアウターギア１３は、周方向の一部で噛み合う。そして、インナーギア１２の外歯とアウターギア１３の内歯とが噛合しない非噛合領域１６には、弧状の仕切部材１７が配置されている。
【００１２】
図２に示すように、仕切部材１７は、インナーギア１２の歯先と摺接する摺接面１８からなる内側周面と、アウターギア１３の歯先と摺接する摺接面１９，２０を含む外側周面と、を有する。この実施形態において仕切部材１７は、摺接面１８を有する弧状の第１部材２１と、摺接面１９を有する弧状の第２部材２２と、摺接面２０を有する弧状の第３部材２３と、から構成されている。
【００１３】
第１部材２１において摺接面１８とは反対側の周面には、周方向の中央に位置するとともにアウターギア１３の歯先に向かって突出する凸部２４と、その凸部２４の両側に位置するとともに摺接面１８に向かって凹んだ凹部２５，２６と、を有する。第１部材２１の凹部２５には第２部材２２が配置されており、凹部２５に形成された溝２７には第１部材２１と第２部材２２の隙間をシールするシールピン２８と、シールピン２８によるシール機能を補助する板ばね２９が設けられている。また、第１部材２１の凹部２６には第３部材２３が配置されており、凹部２６に形成された溝３０には第１部材２１と第３部材２３の隙間をシールするシールピン３１と、シールピン３１によるシール機能を補助する板ばね３２が設けられている。
【００１４】
図３に示すように、アウターギア１３には、内外の周面を貫通する複数の連通孔１３ａが穿設されている。各連通孔１３ａは、アウターギア１３の外周面とアウターギア１３の歯底とを貫通する。
【００１５】
また、ハウジング１１には、図１に示すように、アウターギア１３の径方向から収容孔１５に連通する吸入ポートとしての第１ポート３３と吐出ポートとしての第２ポート３４が形成されている。第１ポート３３と第２ポート３４は、軸方向に直交する方向で対向するハウジング１１の端面にそれぞれ形成されている。アウターギア１３の各連通孔１３ａは、第１ポート３３及び第２ポート３４を流通する作動流体の流入出孔として機能し、この実施形態の内接ギアポンプ１０において作動流体はアウターギア１３の径方向からアウターギア１３の内外に向けて流入出する。また、ハウジング１１の収容孔１５の周面の一部であって、仕切部材１７を構成する第１部材２１の凸部２４に対応する位置には、アウターギア１３の径方向に膨出するように凹んだ凹部３５が形成されている。そして、ハウジング１１には、凹部３５に連通するドレインポート３６が形成されている。
【００１６】
図４及び図５に示すように、収容孔１５においてアウターギア１３の外周面が摺接される摺接面１５ａには、第１ポート３３の開口部３３ａに連接されるとともに作動流体が導入される第１の導入溝３７と、第２ポート３４の開口部３４ａに連接されるとともに作動流体が導入される第２の導入溝３８と、が形成されている。これらの第１の導入溝３７と第２の導入溝３８は、収容孔１５の周方向に延設されている。また、この実施形態において第１の導入溝３７と第２の導入溝３８は、異なる形状であり、非対称形状である。
【００１７】
以下、内接ギアポンプ１０の作用を説明する。
この実施形態の内接ギアポンプ１０は、一方向に回転可能なポンプである。
第１ポート３３に低圧の作動流体を流通させる場合、その作動流体は、アウターギア１３の連通孔１３ａを通じて、インナーギア１２とアウターギア１３の歯先の間隔が回転方向に向かって広がっていく領域に吸い込まれる。吸い込まれた作動流体は、仕切部材１７の内側周面及び外側周面をそれぞれ経由して回転方向の下流側に搬送される。そして、作動流体は、第２ポート３４へ近づくに連れて歯先の間隔が回転方向に向かって狭くなることで圧縮されて高圧となり、第２ポート３４から吐出される。
【００１８】
この実施形態の内接ギアポンプ１０では、ドレインポート３６が接続されていることにより、仕切部材１７における第１部材２１の凸部２４の周辺部位の圧力が常時、低圧とされる。つまり、凸部２４の周辺部位には、仕切部材１７の外側周面とアウターギア１３の歯面によって区画されるとともにドレインポート３６に接続される低圧室３９が形成される。低圧室３９は、図２に示すように、第１部材２１と第２部材２２との間のシールピン２８と、第１部材２１と第３部材２３との間のシールピン３１との間の領域に形成される。
【００１９】
このため、第２ポート３４が高圧となる場合には、低圧室３９とその低圧室３９よりも回転方向の下流側との圧力差により、第３部材２３の摺接面２０はアウターギア１３の歯先に押し付けられるとともに、第１部材２１の摺接面１８はインナーギア１２の歯先に押し付けられる。これにより、インナーギア１２の歯先やアウターギア１３の歯先を通じた高圧側から低圧側への作動流体の漏れがシールされる。
【００２０】
また、低圧室３９からの作動流体は、アウターギア１３の連通孔１３ａとドレインポート３６が接続されることによって流出される。この実施形態の内接ギアポンプ１０では、ドレインポート３６に対応する位置に凹部３５を形成し、ドレインポート３６へ通じる流路を広げているので、低圧室３９から作動流体を流出し易い。また、凹部３５へ至った作動流体は、ドレインポート３６へ流出されるだけでなく、収容孔１５の周面であってアウターギア１３の外周面が摺接する摺接面１５ａにも流れ出ることによって潤滑作用を生じさせる。また、第２ポート３４が高圧となる場合、アウターギア１３には図１に示す矢印Ａ方向にラジアル荷重が付与されるが、この荷重は、第２の導入溝３８に導入された高圧の作動流体によって支えられる。また、第２の導入溝３８に導入された作動流体は、収容孔１５の周面（摺接面１５ａ）にも流れ出ることによって潤滑作用を生じさせる。
【００２１】
一方、第１ポート３３に高圧の作動流体を流通させる場合、その作動流体は、前述同様にインナーギア１２とアウターギア１３の歯面間を搬送されて第２ポート３４から吐出される。第１ポート３３が高圧の場合、第２ポート３４は低圧となる。このように第１ポート３３を高圧とする場合は、低圧室３９とその低圧室３９よりも回転方向の上流側との圧力差により、第２部材２２の摺接面１９はアウターギア１３の歯先に押し付けられるとともに、第１部材２１の摺接面１８はインナーギア１２の歯先に押し付けられる。これにより、インナーギア１２の歯先やアウターギア１３の歯先を通じた高圧側から低圧側への作動流体の漏れがシールされる。つまり、この実施形態の内接ギアポンプ１０は、第１ポート３３及び第２ポート３４の何れのポートが高圧となった場合でも、低圧室３９の作用によって高圧側から低圧側への作動流体の漏れがシールされる。
【００２２】
また、第１ポート３３が高圧となる場合、アウターギア１３には図１に示す矢印Ｂ方向にラジアル荷重が付与されるが、この荷重は、第１の導入溝３７に導入された高圧の作動流体によって支えられる。内接ギアポンプ１０を一方向に回転させる場合、第１ポート３３を低圧にするときと第１ポート３３を高圧にするときではアウターギア１３に付与されるラジアル荷重は、図１に矢印Ａ，Ｂで示すように対称方向に付与される。この荷重を受けてアウターギア１３は、荷重の方向に対して回転方向へずれた方向へ移動する。そして、第１の導入溝３７と第２の導入溝３８は、アウターギア１３のそれぞれの移動方向を考慮して配置することが好ましいので、同一形状にはならず、非対称形状となる。
【００２３】
この実施形態の内接ギアポンプ１０は、例えば、油圧シリンダを駆動させる油圧回路において、内接ギアポンプ１０を油圧ポンプ及び油圧モータの両方で使用する場合などに適する。内接ギアポンプ１０を油圧モータとする場合は、例えば油圧シリンダから排出された高圧の作動流体でインナーギア１２を回転駆動させ、インナーギア１２の回転軸１４に連結された電動機を発電機として回生動作させる場合などである。また、この実施形態の内接ギアポンプ１０は、第１ポート３３から作動流体を流通させる場合、及び第２ポート３４から作動流体を流通させる場合の何れでも使用可能である。このため、このように作動流体を流通させた場合、内接ギアポンプ１０は、双方向に回転駆動させることができる。
【００２４】
したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）低圧室３９の作用により、仕切部材１７を構成する第１部材２１の摺接面１８をインナーギア１２の歯先に押し付けることができるとともに、第２部材２２の摺接面１９及び第３部材２３の摺接面２０をそれぞれアウターギア１３の歯先に押し付けることができる。これにより、インナーギア１２の歯先、及びアウターギア１３の歯先のシール性を向上させることができる。したがって、高効率化を図ることができる。
【００２５】
（２）凹部３５により、低圧室３９とドレインポート３６を良好に接続することができる。したがって、低圧室３９を良好に形成することができる。
（３）また、凹部３５に至った作動流体により、アウターギア１３の外周の潤滑作用を得ることができる。したがって、焼き付けなどを防止することができる。
【００２６】
（４）第１の導入溝３７と第２の導入溝３８により、回転時にアウターギア１３に付与されるラジアル荷重を、高圧の作動流体で受けることができる。そして、アウターギア１３の外周と収容孔１５の周面（摺接面１５ａ）に発生する摩擦損失を低減させ、高効率化を図ることができる。
【００２７】
（５）また、第１の導入溝３７及び第２の導入溝３８に至った作動流体により、アウターギア１３の外周の潤滑作用を得ることができる。したがって、焼き付けなどを防止することができる。
【００２８】
（６）第１の導入溝３７は第１ポート３３に連接し、第２の導入溝３８は第２ポート３４に連接しているので、第１ポート３３及び第２ポート３４の何れが高圧となっても、作動流体を第１の導入溝３７及び第２の導入溝３８のそれぞれに導入することができる。
【００２９】
（７）内接ギアポンプ１０を一方向に回転させる場合に、第１の導入溝３７と第２の導入溝３８を非対称形状としたので、第１ポート３３及び第２ポート３４の何れが高圧となっても、回転時にアウターギア１３に付与されるラジアル荷重を適切に受けることができる。
【００３０】
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○  低圧室３９の位置や形状は任意に変更しても良い。
○  インナーギア１２とアウターギア１３の歯面間に対して作動流体は、軸方向から流入出させても良い。すなわち、第１ポート３３及び第２ポート３４は、軸方向に開口するようにハウジング１１に形成される。この場合、アウターギア１３に連通孔１３ａは形成しなくても良い。また、低圧室３９に接続されるドレインポート３６は、第１ポート３３及び第２ポート３４と同様に軸方向に開口するようにハウジング１１に形成される。
【００３１】
○  凹部３５は、低圧室３９とドレインポート３６の接続状態に応じて形状を変更しても良いし、低圧室３９とドレインポート３６が良好に接続可能であれば形成しなくても良い。
【００３２】
○  内接ギアポンプ１０を双方向に回転させる場合、第１の導入溝３７と第２の導入溝３８は同一形状（対称形状）としても良い。なお、双方向に回転させる場合、第１ポート３３は吸入ポート及び吐出ポートになり、第２ポート３４は吸入ポート及び吐出ポートになる。
【００３３】
以下、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を追記する。
（１）仕切部材は、インナーギアの歯先と摺接する摺接面を有する第１部材と、アウターギアの歯先と摺接する摺接面を有するとともに第１部材に対して作動流体の流通方向に沿って離間配置される第２部材及び第３部材と、から構成されており、第１部材と第２部材の間、及び第１部材と第３部材の間のそれぞれにはシールピンが介在されており、低圧室はシールピンの間に位置している。
【符号の説明】
【００３４】
１０…内接ギアポンプ、１１…ハウジング、１２…インナーギア、１３…アウターギア、１３ａ…連通孔、１６…非噛合領域、１７…仕切部材、１８，１９，２０…摺接面、２１…第１部材、２２…第２部材、２３…第３部材、３３…第１ポート、３４…第２ポート、３５…凹部、３６…ドレインポート、３７…第１の導入溝、３８…第２の導入溝、３９…低圧室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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