(57)【要約】【課題】加工性および組付性を損なうことなく、回転式ポンプの耐久性を向上させるとともに、異音の発生を抑制する【解決手段】アウターロータ１３の外周面１３ｂに、周方向全周にわたる溝部１３ｃを形成し、この溝部１３ｃによって、アウターロータ１３の外周面１３ｂとケーシング１４の内周面１４ｄとの間に空間を形成する。この空間によって、アウターロータ１３が、アウターロータ１３とケーシング１４との間の隙間に偏りが生じるように変位しても、隙間のうち、くさび状に狭まる形状となる領域を減少させることができるので、くさび作用による力を低減させて、回転式ポンプの耐久性を向上できるとともに、異音の発生を抑制できる。【選択図】図２
2008157175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周側に外歯（１２ａ）が形成されたインナーロータ（１２）と、
前記外歯（１２ａ）に噛み合わされる内歯（１３ａ）が内周側に形成されたアウターロータ（１３）と、
前記インナーロータ（１２）および前記アウターロータ（１３）を回転可能に収容するケーシング（１４）とを備え、
前記インナーロータ（１２）および前記アウターロータ（１３）を回転させることによって、前記外歯（１２ａ）と前記内歯（１３ａ）との間に形成された空隙部（Ｂ）の容積を変化させて、流体を吸入して吐出する回転式ポンプであって、
前記アウターロータ（１３）の外周面（１３ｂ）および前記外周面（１３ｂ）と摺動する前記ケーシング（１４）の内周面（１４ｄ）のうち少なくとも一方には、前記外周面（１３ｂ）と前記内周面（１４ｄ）との間に空間を形成する凹部（１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）が形成されていることを特徴とする回転式ポンプ。
【請求項２】
前記凹部は、前記外周面（１３ｂ）に形成された溝部（１３ｃ、１３ｄ）によって構成されていることを特徴とする請求項１の回転式ポンプ。
【請求項３】
前記溝部（１３ｃ）は、前記アウターロータ（１３）の周方向に沿って、全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転式ポンプ。
【請求項４】
前記溝部（１３ｄ）は、前記アウターロータ（１３）の軸方向に沿って、複数個形成されていることを特徴とする請求項２に記載の回転式ポンプ。
【請求項５】
前記凹部は、前記外周面（１３ｂ）に形成された複数の平坦面（１３ｅ）によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転式ポンプ。
【請求項６】
前記凹部は、前記内周面（１４ｄ）に形成された溝部によって構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の回転式ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を吸入して吐出する内接歯車型の回転式ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に、内接歯車型の回転式ポンプであるトロコイド式ポンプが開示されている。
【０００３】
この種のトロコイド式ポンプは、駆動軸に連結されて外周側に複数の外歯が形成されたインナーロータと、内周側に複数の内歯が形成されたアウターロータと、この外歯と内歯が接触するように噛み合せた状態のインナーロータおよびアウターロータを回転可能に収容するケーシングを備えて構成される。
【０００４】
そして、インナーロータおよびアウターロータを回転させることによって、内歯と外歯との間に形成された複数の空隙部の容積を変化させて、吸入口を介して空隙部へ流体を吸入し、空隙部から吐出口を介して流体を吐出するようになっている。このため、吸入口側に連通する空隙部と吐出口側に連通する空隙部との間には圧力差が生じる。
【０００５】
さらに、この圧力差によって、アウターロータがケーシングに押しつけられるため、アウターロータとケーシングとの間の隙間には偏りが生じてしまう。一方、前述の如く、内歯と外歯は接触しているので、このような偏りが生じると、内歯と外歯との接触部の一部の接触荷重が増して、内歯と外歯が摩耗しやすくなるとともに、異音の発生原因となる。
【０００６】
そこで、特許文献１のトロコイド式ポンプでは、内歯および外歯のうち少なくとも一方を左右非対称形に形成して、吸入口側の空隙部では内歯と外歯とを接触させ、吐出口側の空隙部では内歯と外歯とを非接触状態に配置して、吐出口側の空隙部同士を連通させて圧力差を低減させている。
【特許文献１】特開昭６４−３２０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１のトロコイド式ポンプでは、内歯および外歯のうち少なくとも一方を左右非対称形に形成しているので、左右対称形に形成する場合に対して、インナーロータまたはアウターロータの加工性が悪化する。また、インナーロータおよびアウターロータのポンプ作用を発揮できる回転方向が限定されるのでトロコイド式ポンプの組付性も悪化する。
【０００８】
さらに、本発明者の検討によれば、特許文献１のように内歯および外歯のうち少なくとも一方を左右非対称形に形成しても、内歯および外歯の摩耗抑制効果および異音抑制効果を充分に得ることができないことが判った。
【０００９】
その理由は、上述のようにアウターロータがケーシングに押しつけられる際に、アウターロータの外周面とケーシングの内周面との隙間に、図５に示すような、くさび状に狭まる形状の隙間が形成されるからである。
【００１０】
なお、図５は、アウターロータ１３の軸方向に垂直な断面図であり、くさび状に狭まる形状の隙間は、円弧で示されるアウターロータ１３の外周面１３ｂおよびケーシング１４の内周面１４ｄが接触する部位の近傍に形成される。また、図５は、くさび状に狭まる形状の隙間を明確にするために、実際よりもアウターロータ１３の外径を小さく示している。
【００１１】
そして、相対的に運動する固体面間が運動方向にくさび状に狭まっている場合、流体の粘性によって流体がくさび状の部分に引き込まれて圧力が発生する現象、いわゆるくさび作用が生じるために、アウターロータは、上述の圧力差とは異なる要因の力（以下、流体力という。）によってインナーロータに押しつけられる。
【００１２】
この流体力は、内歯および外歯を摩耗させ、異音を発生させるだけでなく、隙間に空気などが混入すると、流体力も大きく変動して内歯と外歯との接触部に衝撃荷重を発生させて、内歯および外歯を摩耗・損傷させるとともに、内歯および外歯に大きな衝撃打音を発生させてしまう。
【００１３】
本発明は、上記点に鑑み、加工性および組付性を損なうことなく、回転式ポンプの耐久性を向上させるとともに、異音の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明では、外周側に外歯（１２ａ）が形成されたインナーロータ（１２）と、外歯（１２ａ）に噛み合わされる内歯（１３ａ）が内周側に形成されたアウターロータ（１３）と、インナーロータ（１２）およびアウターロータ（１３）を回転可能に収容するケーシング（１４）とを備え、インナーロータ（１２）およびアウターロータ（１３）を回転させることによって、外歯（１２ａ）と内歯（１３ａ）との間に形成された空隙部（Ｂ）の容積を変化させて、流体を吸入して吐出する回転式ポンプであって、アウターロータ（１３）の外周面（１３ｂ）および外周面（１３ｂ）と摺動するケーシング（１４）の内周面（１４ｄ）のうち少なくとも一方には、外周面（１３ｂ）と内周面（１４ｄ）との間に空間を形成する凹部（１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）が形成されている回転式ポンプを特徴とする。
【００１５】
これによれば、前述の如く、吸入口側の空隙部と吐出口側の空隙部と間の圧力差によって、アウターロータ（１３）が、とアウターロータ（１３）とケーシング（１４）の間の隙間に偏りが生じるように変位しても、凹部（１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）によって形成された空間によって、外周面（１３ｂ）と内周面（１４ｄ）との間の隙間のうち、くさび状に狭まる形状となる領域を減少させることができる。
【００１６】
その結果、上述した流体力を抑制できるので、回転式ポンプの耐久性を向上できるとともに、異音の発生も抑制できる。
【００１７】
さらに、凹部（１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ）は外周面（１３ｂ）または内周面（１４ｄ）に形成されるので、内歯（１３ａ）または外歯（１２ａ）を左右非対称形に形成する場合に対して、加工性を向上できる。また、インナーロータ（１２）およびアウターロータ（１３）の回転方向が限定されないので、回転式ポンプの組付性を損なうこともない。
【００１８】
また、上記特徴の回転式ポンプにおいて、凹部を容易に構成するために、凹部は、外周面（１３ｂ）に形成された溝部（１３ｃ、１３ｄ）によって構成されていてもよい。さらに、溝部（１３ｃ）は、アウターロータ（１３）の周方向に沿って、全周にわたって形成されていてもよいし、アウターロータ（１３）の軸方向に沿って、複数個形成されていてもよい。
【００１９】
また、上記特徴の回転式ポンプにおいて、凹部は、外周面（１３ｂ）の形成された複数の平坦面（１３ｅ）によって構成されていてもよいし、内周面（１４ｄ）に形成された溝部によって構成されていてもよい。
【００２０】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
図１、２により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の回転式ポンプを車両走行用エンジンの各運動部に潤滑用のオイルを供給する車両用のオイルポンプ１０に適用している。オイルポンプ１０は、図示しない車両走行用エンジンのシリンダブロックの側面に取り付けられている。
【００２２】
また、オイルポンプ１０は、歯車が内接噛み合いする内接歯車型のトロコイド式ポンプであり、図１、２に示すように、駆動軸１１、インナーロータ１２、アウターロータ１３およびケーシング１４を備えて構成される。
【００２３】
なお、図１は本実施形態のオイルポンプ１０の概略構成を説明する模式的な軸方向断面図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図であり、アウターロータ１３の外周面１３ｂを明確化するために、ケーシング１４のミドルプレート１４ｃを省略している。
【００２４】
まず、駆動軸１１は、車両走行用エンジンの回転駆動力をインナーロータ１２に伝達するもので、インナーロータ１２の連結穴１２ｂに連結されている。具体的には、駆動軸１１に形成されたキー溝部１１ａおよび連結穴１２ｂに形成されたキー溝部１２ｃにピン１５を挿入することで連結されている。
【００２５】
インナーロータ１２の外周側には複数の外歯１２ａが形成され、アウターロータ１３の内周には複数の内歯１３ａが形成されており、インナーロータ１２とアウターロータ１３は、外歯１２ａと内歯１３ａが噛み合わされた状態で、ケーシング１４に形成される収容空間に配置されている。
【００２６】
本実施形態では、外歯１２ａは６個設けられ、内歯１３ａは外歯１２ａよりも１つ多い数の７個設けられている。もちろん、必要とされる吐出流量等に応じて、外歯１２ａおよび内歯１３ａの数を適宜変更してもよい。その場合も内歯１３ａの数は、外歯１２ａの数よりも１つ多い数とすればよい。
【００２７】
これにより、外歯１２ａと内歯１３ａとを噛み合わせて、それぞれの外歯１２ａと内歯１３ａを互いに接触させると、外歯１２ａと内歯１３ａとの間に複数の空隙部Ｂが形成される。さらに、複数の空隙部Ｂは、インナーロータ１２、アウターロータ１３およびケーシング１４によって、それぞれ独立した空間として形成される。
【００２８】
また、外歯１２ａと内歯１３ａとを噛み合わせると、インナーロータ１２およびアウターロータ１３は、インナーロータ１２の回転中心Ｘとアウターロータ１３の回転中心Ｙが偏心するように配置される。これにより、駆動軸１１の回転に伴ってインナーロータ１２およびアウターロータ１３が回転すると、外歯１２ａおよび内歯１３ａの噛み合い量が連続的に変化して、空隙部Ｂの容積が連続的に変化する。
【００２９】
さらに、このアウターロータ１３の径方向の外周面１３ｂには、凹部を構成する溝部１３ｃが、アウターロータ１３の周方向に沿って、全周にわたって形成されている。
【００３０】
ケーシング１４は、インナーロータ１２およびアウターロータ１３の軸方向両端側に配置されるアッパプレート１４ａ、ロワプレート１４ｂ、および、アウターロータ１３およびインナーロータ１２の径方向外周側に配置されるミドルプレート１４ｃを有している。
【００３１】
さらに、これらのプレート１４ａ〜１４ｃを組み合わせ、ネジ止め等の固定手段にて固定することによって、インナーロータ１２およびアウターロータ１３を回転可能に収容する収容空間を形成している。
【００３２】
従って、ミドルプレート１４ｃの径方向内周側にアウターロータ１３の外周面１３ｂと摺動する内周面１４ｄが形成され、アウターロータ１３の外周面１３ｂとミドルプレート１４ｃとの間には、溝部１３ｃによって、前述の流体力を抑制するための空間が形成される。
【００３３】
また、本実施形態では、ロワプレート１４ｂにオイルを吸入する吸入口１４ｅ、オイルを吐出する吐出口１４ｆを設けている。具体的には、吸入口１４ｅは、駆動軸１１の矢印Ｃ方向の回転によって容積が増加する領域の空隙部Ｂと連通するように略円弧形状に設けられ、吐出口１１ｅは、容積が減少する領域の空隙部Ｂと連通するように略円弧形状に設けられている。
【００３４】
なお、インナーロータ１２、アウターロータ１３およびケーシング１４は、例えば、鉄系の焼結金属等の耐摩耗性に優れる材料（例えば、鉄系の焼結金属等）で形成され、ケーシング１４、アウターロータ１３およびインナーロータ１２の摺動面には摺動抵抗を低減させるための表面処理を施してもよい。
【００３５】
次に、上記構成における本実施形態の作動を説明する。まず、車両走行用エンジンにより駆動軸１１が矢印Ｃ方向に回転すると、回転駆動力がインナーロータ１２に伝達される。インナーロータ１２が回転すると、外歯１２ａと内歯１３ａとの噛み合いによって、アウターロータ１３も矢印Ｃ方向に回転する。
【００３６】
この回転により、それぞれの空隙部Ｂの容積がインナーロータ１２およびアウターロータ１３が１回転する間に増加して減少する。そして、吸入口１４ｅを介して容積が増加する領域の空隙部Ｂへオイルが吸入され、吐出口１４ｆを介して容積が減少する領域の空隙部Ｂからオイルが吐出される。
【００３７】
ここで、オイルポンプ１０が、上記の如く作動する際に、吸入口１４ｅに連通する空隙部Ｂにはオイル吸入圧が作用し、吐出口１４ｆに連通する空隙部Ｂにはオイル吐出圧が作用する。このため、吸入口１４ｅに連通する空隙部Ｂと吐出口１４ｆに連通する空隙部Ｂとの間には圧力差が生じる。
【００３８】
この圧力差によって、アウターロータ１３がケーシング１４に押しつけられ、アウターロータ１３とケーシング１４との間の隙間に偏りが生じ、アウターロータとケーシングとの接触部の近傍の隙間がくさび状に狭まる形状となる。これに対して、本実施形態では、溝部１３ｃによって形成された空間によって、くさび状に狭まる形状となる領域を減少させることができる。
【００３９】
これにより、前述した流体力を抑制できるので、外歯１２ａおよび内歯１３ａの摩耗・損傷を抑制でき、外歯１２ａおよび内歯１３ａに発生する衝撃打音も抑制できる。その結果、回転式ポンプの耐久性を向上できるとともに、異音の発生も抑制できる。
【００４０】
（第２実施形態）
第１実施形態では、溝部１３ｃによって凹部を構成しているが、本実施形態では、図３に示すように、アウターロータ１３の外周面１３ｂに複数個形成された溝部１３ｄによって凹部を構成している。
【００４１】
なお、図３（ａ）は、本実施形態における図１のＡ−Ａ断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の側面図であり、図２（ｂ）と同様に、ミドルプレート１４ｃを省略している。図３に示すように、溝部１３ｄは、アウターロータ１３の軸方向に平行に延びるように形成されるとともに、周方向に均等配置されている。
【００４２】
本実施形態のように、溝部１３ｄによって凹部を構成して、流体力を抑制するための空間を形成しても、アウターロータ１３の外周面１３ｂとケーシング１４の内周面１４ｄとの間の隙間のうち、くさび状に狭まる形状となる領域を減少させることができるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
（第３実施形態）
第１実施形態では、溝部１３ｃによって凹部を構成しているが、本実施形態では、図４に示すように、アウターロータ１３の外周面１３ｂに複数個形成された平坦面１３ｅによって凹部を構成している。
【００４４】
なお、図４（ａ）は、本実施形態における図１のＡ−Ａ断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の側面図であり、図２（ｂ）と同様に、ミドルプレート１４ｃを省略している。図４に示すように、平坦面１３ｅを形成することによって、アウターロータ１３の径方向最外周よりも、径方向内周側に凹んだ凹部を構成できる。なお、平坦面１３ｅは、アウターロータ１３の周方向に均等配置されている。
【００４５】
本実施形態のように、平坦面１３ｅによって凹部を構成して、流体力を抑制するための空間を形成しても、アウターロータ１３の外周面１３ｂとケーシング１４の内周面１４ｄとの間の隙間のうち、くさび状に狭まる形状となる領域を減少させることができるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、以下のように種々変形可能である。
【００４７】
（１）上述の実施形態では、アウターロータ１３の外周面１３ｂに形成された溝部１３ｃ、１３ｄあるいは平坦面１３ｅによって凹部を構成しているが、ケーシング１４のミドルプレート１４ｃの内周面１４ｄに溝部あるいは平坦面などを形成して凹部を構成してもよい。さらに、アウターロータ１３の外周面１３ｂおよびミドルプレート１４ｃの内周面１４ｄの双方に凹部を構成してもよい。
【００４８】
また、前述の圧力差によってアウターロータ１３に作用する力は、容積が減少する領域の空隙部Ｂ側から容積が増加する領域の空隙部Ｂ側へ向かって作用する。このため、アウターロータ１３がケーシング１４に押しつけられる部位は特定される。従って、ミドルプレート１４ｃの内周面１４ｄに凹部を形成する場合は、アウターロータ１３がケーシング１４に押しつけられる部位の近傍のみに凹部を形成すればよい。
【００４９】
（２）上述の実施形態では、本発明の回転式ポンプを車両用のオイルポンプに適用した例を説明したが、本発明の回転式ポンプの適用はこれに限定されない。例えば、車両用燃料タンクから燃料を圧送する燃料ポンプ、車両用のアンチロックブレーキ装置においてブレーキ液圧制御に用いられるブレーキ液ポンプなどに適用できる。もちろん、車両用に限定されることなく種々の用途に適用できる。
【００５０】
（３）上述の第２実施形態では、溝部１３ｄを、アウターロータ１３の軸方向に沿って軸方向両側面を貫通するように形成しているが、貫通しないように形成してもよい。さらに、溝部１３ｄは、軸方向に対して傾斜する方向に延びるように形成してもよい。
【００５１】
（４）上述の実施形態では、それぞれ別体のアッパプレート１４ａ、ロワプレート１４ｂおよびミドルプレート１４ｃによってケーシング１４を構成しているが、例えば、アッパプレート１４ａとミドルプレート１４ｃあるいはミドルプレート１４ｃとロワプレート１４ｂを一体構造として構成してもよい。また、アッパプレート１４ａとミドルプレート１４ｃは、燃料ポンプ等の本体側に構成されていてもよい。
【００５２】
（５）駆動軸１１からインナーロータ１３への駆動力の伝達は、オルダムカップリングやスプラインなどで構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１実施形態のオイルポンプの模式的な軸方向断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部の側面図である。
【図３】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部の側面図である。
【図４】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部の側面図である。
【図５】くさび状に狭まる形状の隙間を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１２…インナーロータ、１２ａ…外歯、１３…アウターロータ、１３ａ…内歯、
１３ｂ…外周面、１３ｃ、１３ｃ…溝部、１３ｅ…平坦面、
１４…ケーシング、１４ｄ…内周面、
【図１】
2008157175.tif 000003
【図２】
2008157175.tif 000004
【図３】
2008157175.tif 000005
【図４】
2008157175.tif 000006
【図５】
2008157175.tif 000007