(57)【要約】【課題】さらなる鋭意研究による構造工夫により、構造の複雑化や機能に支障をきたすことなく、部品点数の削減やそれによるコストダウンが可能となるように、より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、ポンプケーシング１に枢支されてインナロータ５を駆動回転させるポンプ軸９とを備え、インナロータ５とポンプ軸９とは、これら両者５，９が一体とされたインナロータ付軸Ｊにより構成されているトロコイドポンプ。【選択図】図２
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【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、
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とを備え、
前記インナロータと前記ポンプ軸とは、これら両者が一体とされたインナロータ付軸により構成されているトロコイドポンプ。
【請求項２】
前記インナロータ付軸は、前記ポンプ軸における前記ポンプケーシングの外に延出されている被駆動軸部と前記インナロータとの間の中間軸部のみが、前記ポンプケーシングに枢支されている請求項１に記載のトロコイドポンプ。
【請求項３】
前記中間軸部は、前記インナロータの軸方向幅内に及ぶ入り込み軸部を有し、
前記ポンプケーシングにおける前記中間軸部に外嵌する軸支部が、前記入り込み軸部にも外嵌するように延長形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】
前記中間軸部の外周面に溝又は凹部が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】
前記インナロータ付軸の被駆動軸部とは反対側の軸端面に、軸方向で被駆動軸部に向けて凹む凹入部が形成されている請求項１〜４の何れか一項に記載のトロコイドポンプ。
【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。そして、インナロータ及びアウタロータを収容するポンプケーシングは、アウタロータを回転可能に収容する主ケーシングと、主ケーシングの開口を覆うカバーケーシングとをボルト止めして構成されている。そして、通常、カバーケーシングには吸入ポートと吐出ポートとが形成されている。
【０００４】
このようにトロコイドポンプは、主ケーシング、カバーケーシング、インナロータ、アウタロータ、インナロータを駆動回転させるためのポンプ軸、インナロータとポンプ軸に跨る連結キー、複数の組付け用ボルト、という多くの部品により構成されている。従って、トロコイドポンプにおいては、部品点数が多くコストに割高感がある、という慢性的な課題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
本発明の目的は、さらなる鋭意研究による構造工夫により、構造の複雑化や機能に支障をきたすことなく、部品点数の削減やそれによるコストダウンが可能となるように、より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】
【０００７】
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、
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とを備え、
前記インナロータ５と前記ポンプ軸９とは、これら両者５，９が一体とされたインナロータ付軸Ｊにより構成されていることを特徴とする。
【０００８】
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、
前記インナロータ付軸Ｊは、前記ポンプ軸９における前記ポンプケーシング１の外に延出されている被駆動軸部９ｃと前記インナロータ５との間の中間軸部９ｂのみが、前記ポンプケーシング１に枢支されていることを特徴とする。
【０００９】
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、
前記中間軸部９ｂは、前記インナロータ５の軸方向幅内に及ぶ入り込み軸部９ｅを有し、
前記ポンプケーシング１における前記中間軸部９ｂに外嵌する軸支部１２が、前記入り込み軸部９ｅにも外嵌するように延長形成されていることを特徴とする。
【００１０】
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、
前記中間軸部９ｂの外周面に溝又は凹部２３が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
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、
前記インナロータ付軸Ｊの被駆動軸部９ｃとは反対側の軸端面に、軸方向で被駆動軸部９ｃに向けて凹む凹入部９ｄが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、従来ではインナロータとポンプ軸との２部品であったものが、インナロータ付軸の一部品で構成することができるので、構造の簡素化や部品点数削減を図ることが可能になる。また、ポンプ軸とインナロータとを精密嵌合させてピン連結する、といった一体回転させるための構造が不必要となるので、その分のコストダウンも可能となる。
その結果、さらなる鋭意研究による構造工夫により、構造の複雑化や機能に支障をきたすことなく、部品点数の削減やそれによるコストダウンが可能となるように、より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】
【００１３】
【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】
【００１４】
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。
【００１５】
図１及び図２にトロコイドポンプであるオイルポンプ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。
【００１６】
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がポンプケーシング１の内周面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。
【００１７】
図１〜図３に示されるように、インナロータ５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９が一体形成されたインナロータ付軸Ｊに構成されている。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。
【００１８】
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。
【００１９】
ここでオイルポンプＰの動きを簡単に説明すると、インナロータ付軸Ｊのポンプ軸９を駆動回転させてインナロータ５をポンプ軸心Ｙの回りに矢印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。
【００２０】
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、インロー嵌合状態で相対固定して構成されている。
【００２１】
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１２ａ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）より少し長い奥行きを有しており、その先端部が開口１ａを構成する外インロー部１３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。
【００２２】
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、アウタロータ軸心Ｘを中心とする突出円柱部１８とを備えるアルミ合金や鋼板などの金属材により構成されている。突出円柱部１８は、収容空間２を形成する円形状の側面１８ａ、外インロー部１３に内嵌する嵌合外周面である内インロー部１６を備えている。突出円柱部１８の径外側には、外側面１４に当接する接合面１７が形成されている。
【００２３】
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、突出円柱部１８と内周面１０Ａとが嵌合したインロー状態で複数のボルト（図示省略）により相対固定されている。より具体的には、内インロー部１６と外インロー部１３とがインロー嵌合してなる嵌合部ｋが構成される状態で組み付けられており、このような凹凸嵌合構造により収容空間２が形成されている。
【００２４】
インナロータ付軸Ｊは、図１，２に示されるように、インナロータ（インナロータ部）５とポンプ軸（ポンプ軸部）９とを備える一部品に形成されている。ポンプ軸９は、インナロータ５が径外側に形成されている一体軸部９ａ、主ケーシング１Ａの軸支孔１２ａに相対回転可能に枢支されている中間軸部９ｂ、主ケーシング１Ａの外に延出されている被駆動軸部９ｃなどを有している。
【００２５】
被駆動軸部９ｃは、軸端に形成されたスプライン部などを備えて構成されている。一体軸部９ａの軸端面に、軸方向（ポンプ軸心Ｙの軸線方向）で被駆動軸部９ｃに向けて凹む凹入部９ｄが形成されている。この凹入部９ｄは、ポンプ軸心Ｙの軸線方向視で円形をなしている。凹入部９ｄを設けたことにより、インナロータ付軸Ｊの軽量化が図れるだけでなく、ゴミなどの異物回収スペースとしても機能可能となる利点がある。
【００２６】
インナロータ付軸Ｊは、ポンプ軸９におけるポンプケーシング１の外に延出されている被駆動軸部９ｃとインナロータ５との間の中間軸部９ｂのみが、ポンプケーシング１に枢支されている。つまり、インナロータ５が片持ち支持される構造のオイルポンプＰである。片持ち支持構造が採られているので、両持ち支持構造に比べて摺動部の箇所が減り、その分エンジンオイルの漏れが抑制される効果がある。
【００２７】
中間軸部９ｂは、インナロータ５の軸方向（ポンプ軸心Ｙの軸線方向）幅内に及ぶ入り込み軸部９ｅを有しており、かつ、側壁１１における軸支孔１２ａを有する軸支部１２が、入り込み軸部９ｅにも外嵌するフランジ部１２ｆを有するように延長形成されている。
従って、インナロータ５としての必要幅を確保しながら、一体形成されているポンプ軸９を片持ち支持する箇所である中間軸部９ｂの幅を拡大することが可能であり、必要となるポンプ性能及び耐久性を、構成の大型化を招くこと無く得られる利点がある。
【００２８】
インナロータ付軸Ｊのインナロータ５には、そのポンプ軸９部分の被駆動軸部９ｃ側が全周溝状に抉られたような側凹部２０が形成されている。側凹部２０の径内側に形成されている外周面が入り込み軸部９ｅである。フランジ部１２ｆは、入り込み軸部９ｅに軸受機能を有するように密外嵌されており、側凹部２０の径外側に形成されている内周面２１及び溝底面２２に対しては隙間を有する状態に設定されている。
【００２９】
なお、図２に示されるように、中間軸部９ｂの外周面に溝２３を形成しておいても良い。溝２３は、エンドレス状の周溝を軸方向に間隔をおいて複数設ける構成（図２）の他、一続きの螺旋溝を設ける構成、或いは、螺旋溝を往復させた交差螺旋溝としても良い。溝２３に代えて、複数の凹部（ディンプルなど）を設ける構成でも良い。溝や凹部２３の存在により、軸支孔１２ａとの間の潤滑油の保持性が良くなり、耐久性向上や焼き付き防止性能の向上が図れる利点がある。
【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とカバーケーシング１Ｂとがインロー嵌合する嵌合部ｋよりも径内側に形成されている。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を中心とする嵌合部ｋ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】
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が嵌合部ｋ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。
【００３２】
主ケーシング１Ａとカバーケーシング１Ｂとが、嵌合部ｋを備えてのインロー嵌合状態で相対固定されているので、外側面１４と接合面１７とが面当接するのに加えて、内外のインロー部１６，１３が嵌合する構成とされている。従って、外側面１４と接合面１７とだけが当接する従来の構造に比べて、主ケーシング１Ａとカバーケーシング１Ｂとの接合部位のシール性能が向上し、その接合部位からエンジンオイルが漏れ出るおそれが抑制又は軽減される効果がある。
【００３３】
そして、図１，２に示されるように、吸入ポート７及び吐出ポート８が嵌合部ｋの径内に形成されていれば、嵌合部ｋは内外のインロー部１６，１３が全周で嵌合する構造となる。故に、主ケーシング１Ａとカバーケーシング１Ｂとの接合部位を各ポート７，８が横切って形成されることがないから、その接合部位のシール性がさらに改善され、前述のエンジンオイルの漏れ抑制効果がより一層強化される利点が得られる。
【００３４】
嵌合部ｋの径は、主ケーシング１Ａにおけるアウタロータ３を内嵌合する内周面１０Ａと同径に設定されていて、内周面１０Ａの加工を延長することで済むから、例えば、異なる径で嵌合されて段付き構造とされている場合に比べて、構造の簡素化や加工コストの低減が行え、より合理化が促進される効果が得られる。
【００３５】
嵌合部ｋは、主ケーシング１Ａの内周面１０Ａにカバーケーシング１Ｂの突出円柱部１８が内嵌することで構成されているので、カバーケーシング１Ｂに突出円柱部１８を設けることと、外周壁１０の少しの延長とによる必要最小限度の構造変更（状来品に比べて）で済む利点がある。
【００３６】
〔別実施例〕
インナロータ付軸Ｊは、焼結金属、鋼、鋳物など、種々の材料に変更設定が可能である。インナロータ付軸Ｊを、カバーケーシング１Ｂにも枢支させて両持ち支持構造としても良い。また、図示は省略するが、インナロータ付軸Ｊを、図２のように片持ち支持する場合、軸支部１２の軸方向中間部の径を大きく抉り、ポンプ軸心Ｘの軸線方向に離れた両軸端２箇所の軸支孔１２ａ，１２ａによりポンプ軸９を軸支させる構造を採ることも可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１          ポンプケーシング
２          収容空間
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
９ｃ        被駆動軸部
９ｂ        中間軸部
９ｄ        凹入部
９ｅ        入り込み軸部
１２        軸支部
２３        溝又は凹部
Ｊ          インナロータ付軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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