(57)【要約】【課題】インナロータやアウタロータとポンプケーシングとの摺動部に着目し、その摺動部における摩擦抵抗がより一層軽減されるように改善されたトロコイドポンプを提供する。【解決手段】円筒状の収容空間２が形成されるポンプケーシング１と、内歯４を備えて収容空間２に回転可能に内嵌されるアウタロータ３と、内歯４に咬合する外歯６を備えてアウタロータ３内に回転可能に配備されるインナロータ５と、収容空間２に開通するようにポンプケーシング１に形成される吸入ポート７及び吐出ポート８とを有し、ポンプケーシング１は、アウタロータ挿脱用の開口１ａを備えてアウタロータ３が回転可能に収容される主ケーシング１Ａと、主ケーシング１Ａの開口１ａを覆う状態で主ケーシング１Ａに組付け可能なカバーケーシング１Ｂとを備えてなり、カバーケーシング１Ｂが、滑り性向上処理が表面に施された金属板により形成されているトロコイドポンプ。【選択図】図２
2018105291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の収容空間が形成されるポンプケーシングと、
内歯を備えて前記収容空間に回転可能に内嵌されるアウタロータと、
前記内歯に咬合する外歯を備えて前記アウタロータ内に回転可能に配備されるインナロータと、
前記収容空間に開通するように前記ポンプケーシングに形成される吸入ポート及び吐出ポートとを有し、
前記ポンプケーシングは、アウタロータ挿脱用の開口を備えて前記アウタロータが回転可能に収容される主ケーシングと、前記主ケーシングの前記開口を覆う状態で前記主ケーシングに組付け可能なカバーケーシングとを備えてなり、
前記カバーケーシングが、滑り性向上処理が表面に施された金属板により形成されているトロコイドポンプ。
【請求項２】
前記ポンプケーシングに枢支されて前記インナロータを駆動回転させるポンプ軸が設けられ、前記カバーケーシングに前記ポンプ軸をを枢支する枢支部が形成されている請求項１に記載のトロコイドポンプ。
【請求項３】
前記枢支部は、金属板のバーリング加工によるボスを有して構成されている請求項２に記載のトロコイドポンプ。
【請求項４】
前記吸入ポート及び吐出ポートが前記カバーケーシングに形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載のトロコイドポンプ。
【請求項５】
前記滑り性向上処理として浸硫窒化処理又はポリ四弗化エチレン無電解ニッケルめっき処理が適用されている請求項１〜４の何れか一項に記載のトロコイドポンプ。
【請求項６】
前記インナロータと前記アウタロータとによる圧縮空間に開口する細孔が、前記吐出ポートとは別に前記ポンプケーシングに設けられている請求項１〜５の何れか一項に記載のトロコイドポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ディーゼルエンジンのオイルポンプなど、種々のポンプとして用いられるトロコイドポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トロコイドポンプは、インナロータの外歯とアウタロータの内歯とを咬合させた状態で、これらインナロータ及びアウタロータを同時回転させることにより、隙間にできる空間容積の膨張及び圧縮を繰り返してポンプ対象流体（非圧縮性流体）を圧送する、という機能を有している。インナロータとアウタロータとは互いに軸心が異なっており、それによって容積変化させることができるポンプであり、例えば特許文献１において知られている。
【０００３】
インナロータとアウタロータとは互いに偏心させて互いの歯数を異ならせることにより、各ロータ間において圧縮変化と膨張変化とによる容積変化を可能としている。その容積変化により、吸入ポートより吸込まれたポンプ対象流体が圧縮され、高圧となったポンプ対象流体は吐出ポートから吐出される。
【０００４】
トロコイドポンプにおいての損失は、フリクションとしての摩擦抵抗が多くを占めており、エンジンに適用された場合には、エンジンの発生トルクに対して無視できないほど消費する傾向がある。例えば、従来のトロコイドポンプでは、インナロータやアウタロータとポンプケーシングとは直接に摺接（メタルタッチ）している部分があった。
【０００５】
従って、新たにトロコイドポンプを作る際には、摺動部における摩擦抵抗を如何にして減らすか、ということは重要な課題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５０１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、インナロータやアウタロータとポンプケーシングとの摺動部に着目し、その摺動部における摩擦抵抗がより一層軽減されるように改善されたトロコイドポンプを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、トロコイドポンプにおいて、
円筒状の収容空間２が形成されるポンプケーシング１と、
内歯４を備えて前記収容空間２に回転可能に内嵌されるアウタロータ３と、
前記内歯４に咬合する外歯６を備えて前記アウタロータ３内に回転可能に配備されるインナロータ５と、
前記収容空間２に開通するように前記ポンプケーシング１に形成される吸入ポート７及び吐出ポート８とを有し、
前記ポンプケーシング１は、アウタロータ挿脱用の開口１ａを備えて前記アウタロータ３が回転可能に収容される主ケーシング１Ａと、前記主ケーシング１Ａの前記開口１ａを覆う状態で前記主ケーシング１Ａに組付け可能なカバーケーシング１Ｂとを備えてなり、
前記カバーケーシング１Ｂが、滑り性向上処理が表面に施された金属板により形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のトロコイドポンプにおいて、
前記ポンプケーシング１に枢支されて前記インナロータ５を駆動回転させるポンプ軸９が設けられ、前記カバーケーシング１Ｂに前記ポンプ軸９を枢支する枢支部１９が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のトロコイドポンプにおいて、
前記枢支部１９は、金属板のバーリング加工によるボスを有して構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のトロコイドポンプにおいて、
前記吸入ポート７及び吐出ポート８が前記カバーケーシング１Ｂに形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のトロコイドポンプにおいて、
前記滑り性向上処理として浸硫窒化処理又はポリ四弗化エチレン無電解ニッケルめっき処理が適用されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のトロコイドポンプにおいて、
前記ポンプケーシング１の外部と前記収容空間２の圧縮側部分２ｂとを連通させる細孔２０が、前記吐出ポート８とは別に前記ポンプケーシング１に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カバーケーシングが、滑り性向上処理が表面に施された金属板により形成されているので、カバーケーシングとアウタロータ及びインナロータとの摩擦抵抗が、アルミ合金や鋳物材などによりなる従来のカバーケーシングに比べて軽減されるようになる。また、カバーケーシングが、鋼板などの金属板により形成されているので、より廉価にポンプケーシングを構成することが可能になる。
その結果、インナロータやアウタロータとポンプケーシングとの摺動部に着目し、その摺動部における摩擦抵抗を、ポンプケーシングのコストダウンを可能としながら、より一層軽減できるように改善されたトロコイドポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】トロコイドポンプの背面図
【図２】トロコイドポンプの構造を示す図１のＡ−Ａ断面図
【図３】主ケーシングを示す背面図
【図４】カバーケーシングを示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明によるトロコイドポンプの実施の形態を、農機や建機などの産業用ディーゼルエンジンに装備されたオイルポンプとして、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１及び図２にトロコイドポンプでなるオイルポンプＰが示されている。オイルポンプＰは、円筒状の収容空間２が形成されるポンプケーシング１と、内歯４を備えて収容空間２に回転可能に内嵌されるアウタロータ３と、内歯４に咬合する外歯６を備えてアウタロータ３内に回転可能に配備されるインナロータ５と、収容空間２に開通するようにポンプケーシング１に形成される吸入ポート７及び吐出ポート８とを有して構成されている。
【００１８】
図１〜図３に示されるように、アウタロータ３は、その外周面３ａが内周面１０Ａ（後述）に内嵌された状態で収容空間２に相対回転可能に収容され、アウタロータ軸心Ｘを中心に回転できるように構成されている。アウタロータ３の径内側には、アウタロータ軸心Ｘに向かって突出する５つの内歯４と、周方向で隣り合う内歯４，４どうしの間に形成される内向き歯谷４ａが５つ形成されている。これら内歯４及び内向き歯谷４ａは、それぞれアウタロータ軸心Ｘの回りに均等間隔毎に形成されている。
【００１９】
図１〜図３に示されるように、インナロータ５の中心孔５ａには、ポンプケーシング１に回転可能に軸支されるポンプ軸（駆動軸）９が、例えば連結ピン１５（図２を参照）を用いて一体回転状態に内嵌装備されている。インナロータ５の径外側には、ポンプ軸心Ｙに対する径外側に向かって突出する４つの外歯６と、周方向で隣り合う外歯６，６どうしの間に形成される外向き歯谷６ａが４つ形成されている。これら外歯６及び外向き歯谷６ａは、それぞれポンプ軸心Ｙの回りに均等間隔毎に形成されている。
【００２０】
図１〜図３に示されるように、アウタロータ３の５つの内歯４とインナロータ５の４つの外歯６とが互いに咬合する状態で、アウタロータ３内にインナロータ５が配備されて収容空間２に収容されている。互いに異なる軸心Ｘ，Ｙを有するこれらアウタロータ３とインナロータ５は、互いに同じ幅（厚み）を有している。
なお、図１において、ポンプ軸心Ｙ及びアウタロータ軸心Ｘの双方を通る上下向きの線を仕切り直線Ｖとすると、収容空間２における仕切り直線Ｖの吐出ポート８の存在側を圧縮側部分２ｂ、吸入ポート７の存在側を膨張側部分２ａと呼ぶものとする。
【００２１】
ここでオイルポンプＰの動きを簡単に説明すると、ポンプ軸９を駆動回転させてインナロータ５をポンプ軸心Ｙ回りに矢印Ｚ方向（図１参照）に回転すると、これ５と咬合するアウタロータ３もアウタロータ軸心Ｘ周りに連れ回転される。すると、吸入ポート７からエンジンオイル（ポンプ対象流体の一例）がアウタロータ３とインナロータ５との間の膨張空間ａに吸込まれる。その吸込まれたエンジンオイルは、今度はアウタロータ３とインナロータ５との間の圧縮空間ｂから吐出ポート８に吐出されるのである。
【００２２】
さて、図１〜図４に示されるように、ポンプケーシング１は、アウタロータ挿脱用の開口１ａを備えてアウタロータ３が回転可能に収容される主ケーシング１Ａと、主ケーシング１Ａの開口１ａを覆う状態で主ケーシング１Ａに組付け可能なカバーケーシング１Ｂとを、ボルト止めなどの相対固定手段により一体に組付けられて構成されている。
【００２３】
主ケーシング１Ａは、図１〜図３に示されるように、アウタロータ軸心Ｘを仮想軸心とする内周面１０Ａを有する外周壁１０、及び、ポンプ軸心Ｙを中心とした軸支孔１２と内側面１１ａとを備えた側壁１１とを有しており、アルミ合金や鋳物などの金属材により構成されている。外周壁１０の内周面１０Ａは、アウタロータ３の幅（厚み）と同じ長さの奥行きを有しており、その先端部が開口１ａに形成されている。また、外周壁１０の先端には側周面状の外側面１４が形成されている。
【００２４】
カバーケーシング１Ｂは、図１，２、及び図４に示されるように、ポンプ軸心Ｙを中心としてポンプ軸９を枢支する枢支部１９を備える金属板により構成されている。枢支部１９は、バーリング加工による円筒状のボスからなり、その内側がポンプ軸９の端軸部９ｄに外嵌する軸支孔１９ａに形成されている。
【００２５】
カバーケーシング１Ｂにおける少なくとも組付け側となる作用面（主ケーシング１Ａと合わせられる面）１８には、滑り性向上処理が表面に施されている。滑り性向上処理の例としては、ポリ四弗化エチレン無電解ニッケルめっき処理〔ニムフロン（登録商標）コーティング〕や浸硫窒化処理が挙げられ、良好な摩擦抵抗の低減効果が得られる。その他には、セラミックコーティング、フッ素樹脂コーティングなど、種々の変更設定が可能である。なお、ポリ四弗化エチレンはポリテトラフルオロエチレンとも呼ばれる。
【００２６】
カバーケーシング１Ｂにおける滑り性向上処理が施された作用面１８とアウタロータ３及びインナロータ５との摩擦抵抗が、アルミ合金や鋳物材などによりなる従来のカバーケーシングに比べて軽減されるようになる。加えて、鋼板などの金属板により形成されており、より廉価にカバーケーシング１Ｂを設けることも可能である。
【００２７】
枢支部１９がカバーケーシング１Ｂに設けられているから、ポンプ軸を両持ち支持する構造を採る上で、金属板製のカバーケーシング１Ｂをより有効活用できるようになる。
バーリング加工による枢支部１９は、別途に部品が不要でコストダウンに寄与できるとともに、滑り性向上処理された作用面１８でポンプ軸９を軸支するので、軸受機能の耐久性に優れる利点もある。
【００２８】
これら主ケーシング１Ａとカバーケーシング１Ｂとは、図２に示されるように、外側面１４と作用面１８とが合わされた状態で複数のボルト（図示省略）により相対固定されてポンプケーシング１に構成されている。これら主ケーシング１Ａとカバーケーシング１Ｂとにより形成される内部空間が収容空間２である。
【００２９】
ポンプ軸９は、図２に示されるように、インナロータ５を連結ピン１５により一体回転状態に外嵌させる装着軸部９ａ、主ケーシング１Ａの軸支孔１２に相対回転可能に枢支させる主軸受軸部９ｂ、他端の動力入力部９ｃなどを備えている。装着軸部９ａの端部は、カバーケーシング１Ｂの軸支孔１９に枢支される端軸部９ｄに形成されている。ポンプ軸９はポンプ軸心Ｙを有しており、動力入力部９ｃから回転動力が入力される。
【００３０】
図１，２、及び図４に示されるように、吸入ポート７及び吐出ポート８は、主ケーシング１Ａの内周面１０Ａの径よりも径内側となる位置においてカバーケーシング１Ｂに形成されている。即ち、膨張空間ａに開口する吸入ポート７及び圧縮空間ｂに開口する吐出ポート８のそれぞれの外枠面７ａ，８ａは、アウタロータ軸心Ｘを中心とする内周面１０Ａの径Ｒｋより若干小さい径Ｒ７、Ｒ８を有している。Ｒｋ＞Ｒ７、Ｒｋ＞Ｒ８、Ｒ７＝Ｒ８であるが、Ｒ７≠Ｒ８でも良い。
【００３１】
なお、吸入ポート７や吐出ポート８は、図１，２や図４に仮想線で示されるように、各外枠面７ａ，８ａ又はそれらの径Ｒ７，Ｒ８が内周面１０Ａの径Ｒｋを径外側に超えて、より大きな面積を有する設定とされても良い。
吸入ポート７及び吐出ポート８が、主ケーシング１Ａに比べて、形状簡単で加工し易いカバーケーシング１Ｂに形成されているから、コストダウンや構造の簡素化の各点でより好ましい。
【００３２】
図２、図３に示されるように、ポンプケーシング１の外部と収容空間２の圧縮側部分２ｂとを連通させる細孔２０が、吐出ポート８とは別にポンプケーシング１に設けられている。具体的には、細孔２０は、主ケーシング１Ａの外周壁１０近くの側壁１１における圧縮側部分２ｂを貫通して形成されている。より、望ましくは、収容空間側の開口２０ａがアウタロータ３により常に塞がれる位置に細孔２０が形成されている。
【００３３】
製作時の機械加工によるキリ粉や異物、ゴミなどのコンタミ（コンタミネーション：異物混入）を、徒にエンジンオイルを漏らすことなく収容空間２から吐き出すことが可能となる。従って、収容空間２にコンタミがあっても、吸入ポート７や吐出ポート８を流れるポンピング動作とは別に、コンタミを細孔２０から出せ、いつまでも抜けずに摺動抵抗になったり摩擦抵抗を増やしたりすることが回避できる利点がある。
【００３４】
図２に示されるように、動力入力部９ｃに動力伝達する歯車連動機構２１が設けられている場合、細孔２０の位置工夫により、細孔２０から出るエンジンオイルを歯車連動機構２１に飛散させて潤滑促進させることが可能となる利点もある。
【００３５】
〔別実施例〕
枢支部１９は、ポンプ軸９の軸受機能を有する部品としてカバーケーシング１Ｂにボルトや溶接などにより一体化する構成とし、カバーケーシング１Ｂ自体は曲げ加工のない平たい鋼板のみからなる構造としても良い。
【符号の説明】
【００３６】
１          ポンプケーシング
１Ａ        主ケーシング
１Ｂ        カバーケーシング
１ａ        開口
２          収容空間
２ｂ        圧縮側
３          アウタロータ
４          内歯
５          インナロータ
６          外歯
７          吸入ポート
８          吐出ポート
９          ポンプ軸
１９        枢支部
２０        細孔
【図１】
2018105291.tif 000003
【図２】
2018105291.tif 000004
【図３】
2018105291.tif 000005
【図４】
2018105291.tif 000006