(57)【要約】【課題】アウタロータの外周に作用する圧力の脈動を吸収し、ポンプ吐出圧の安定化を図った内接歯車ポンプを提供する。【解決手段】吐出圧力導入路１８および吸入圧力導入路１７をもって、アウタロータ４とカムリング１１との間の微小隙間１４に吐出圧および吸入圧を導入し、閉じ込み部Ｂ側でアウタロータ４をインナロータ５へ向けて押圧するようになっている。吐出圧力導入路１８および吸入圧力導入路１７には、その中間部にそれぞれ脈動吸収チャンバー１７ａ，１８ａが設けられていて、その両脈動吸収チャンバー１７ａ，１８ａを介して吐出圧および吸入圧を微小隙間１４に導入することで、アウタロータ４の外周に作用する圧力を安定化する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに形成された作動室に回転自在に収容され、内周側に内歯が形成されたアウタロータと、
そのアウタロータの内部に設けられ、外周側に上記内歯と円周の一部で噛み合う外歯が形成されたインナロータと、
上記外歯と内歯との間に形成された複数のポンプ室のうち、上記作動室の吐出領域側および吸入領域側の一方に位置するポンプ室に開口する第１ポートと、
上記各ポンプ室のうち、上記作動室の吐出領域側および吸入領域側の他方に位置するポンプ室に開口する第２ポートと、
上記ポンプ室の容積が最大となる閉じ込み部側で且つ上記第１ポート側におけるアウタロータの外周面と上記作動室の外周面との間の微小隙間に開口し、その微小隙間に上記第１ポートの圧力を導入する第１圧力導入路と、
上記閉じ込み部側で且つ上記第２ポート側における上記微小隙間に開口し、その微小隙間に上記第２ポートの圧力を導入する第２圧力導入路と、
上記第１圧力導入路および第２圧力導入路の中間部にそれぞれ設けられ、上記第１圧力導入路および第２圧力導入路における圧力の脈動を吸収する脈動吸収手段と、
を備えていることを特徴とする内接歯車ポンプ。
【請求項２】
上記第１圧力導入路が、その中間部に上記脈動吸収手段として設けられた所定の容積を有する脈動吸収チャンバーを介して、上記微小隙間と上記第１ポートを連通している一方で、上記第２圧力導入路が、その中間部に上記脈動吸収手段として設けられた所定の容積を有する脈動吸収チャンバーを介して、上記微小隙間と第２ポートを連通していることを特徴とする請求項１に記載の内接歯車ポンプ。
【請求項３】
上記第１ポートおよび第２ポートが、上記ポンプ室に開口するポンプ室側開口部と、ハウジングの外部に開口する外側開口部と、上記ポンプ室側開口部と外側開口部とを連通する連通路と、からそれぞれ構成されていて、
上記第１圧力導入路が上記第１ポートの連通路から分岐してハウジング内に形成されている一方で、上記第２圧力導入路が上記第２ポートの連通路から分岐してハウジング内に形成されていることを特徴とする請求項２に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、例えば自動車の各摺動部に潤滑油を供給する内接歯車ポンプや、パワーステアリング装置のアシスト用パワーシリンダに油圧を供給する内接歯車ポンプの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車に用いられる内接歯車ポンプは、内周側に複数の内歯が一体に形成されたアウタロータと、そのアウタロータの各内歯に噛み合う複数の外歯が一体に形成されたインナロータをハウジング内に収容していて、上記各内歯と外歯との間に形成された複数のポンプ室のうち、容積が最大となる閉じ込み部を挟んだ一方側のポンプ室は吸入ポートに連通し、他方側のポンプ室は吐出ポートに連通している。
【０００３】
そして、この吐出側のポンプ室においては、上記アウタロータがインナロータに対して離間する方向にポンプ吐出圧が作用するため、上記閉じ込み部におけるアウタロータの内歯とインナロータの外歯との両歯頂部間の隙間が過大となり、高圧な吐出側のポンプ室の作動油が低圧な吸入側のポンプ室へリークすることで、ポンプ効率の低下を招いている。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載の技術では、吐出側のアウタロータの外周側に吐出圧を導入する油溝を上記ハウジングに形成する一方、吸入側のアウタロータの外周側に吸入圧を導入する油溝を上記ハウジングに形成し、そのアウタロータの外周側に作用する圧力をもってアウタロータを閉じ込み部側へ押圧することで、閉じ込み部側での内歯と外歯の間の上記隙間を小さくして吐出側のポンプ室から吸入側のポンプ室への作動油のリークを防止するようになっている。
【特許文献１】特開平１１−１１７８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、内接歯車ポンプにおいては、一般にその吐出圧および吸入圧が脈動するため、アウタロータの外周側に作用する圧力も脈動し、吐出圧および吸入圧、すなわちアウタロータの内周側に作用する圧力の脈動と、アウタロータの外周側に作用する圧力の脈動と、の位相がずれることで、アウタロータに作用する外力が不安定となる。その結果、閉じ込み部側での内歯と外歯との間の上記隙間が変動し、ポンプの脈動をさらに助長する恐れがあった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、アウタロータ外周に作用する圧力の脈動を吸収することで、アウタロータに作用する外力を安定させ、吐出性能を改善した内接歯車ポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、ハウジングに形成された作動室に回転自在に収容され、内周側に内歯が形成されたアウタロータと、そのアウタロータの内部に設けられ、外周側に上記内歯と円周の一部で噛み合う外歯が形成されたインナロータと、上記外歯と内歯との間に形成された複数のポンプ室のうち、上記作動室の吐出領域側および吸入領域側の一方に位置するポンプ室に開口する第１ポートと、上記各ポンプ室のうち、上記作動室の吐出領域側および吸入領域側の他方に位置するポンプ室に開口する第２ポートと、上記ポンプ室の容積が最大となる閉じ込み部側で且つ上記第１ポート側におけるアウタロータの外周面と上記作動室の外周面との間の微小隙間に開口し、その微小隙間に上記第１ポートの圧力を導入する第１圧力導入路と、上記閉じ込み部側で且つ上記第２ポート側における上記微小隙間に開口し、その微小隙間に上記第２ポートの圧力を導入する第２圧力導入路と、上記第１圧力導入路および第２圧力導入路の中間部にそれぞれ設けられ、上記第１圧力導入路および第２圧力導入路における圧力の脈動を吸収する脈動吸収手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】
具体的には、請求項２に記載のように、上記第１圧力導入路が、その中間部に上記脈動吸収手段として設けられた所定の容積を有する脈動吸収チャンバーを介して、上記微小隙間と上記第１ポートを連通し、上記第２圧力導入路が、その中間部に上記脈動吸収手段として設けられた所定の容積を有する脈動吸収チャンバーを介して、上記微小隙間と第２ポートを連通するようにした。
【０００９】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、上記第１圧力導入路および第２圧力導入路が、上記脈動吸収手段をもって上記第１ポートおよび第２ポートにおける圧力の脈動を吸収した上で、その圧力をアウタロータ外周に導入するようになっているため、上記噛み合い部側におけるアウタロータをインナロータに押圧する押圧力が安定したものとなる。その結果、閉じ込み部側での内歯と外歯との間の上記隙間の変動が抑制され、ポンプの吐出圧が安定する。
【００１０】
また、請求項３に記載のように、上記第１ポートおよび第２ポートが、上記ポンプ室に開口するポンプ室側開口部と、ハウジングの外部に開口する外側開口部と、上記ポンプ室側開口部と外側開口部とを連通する連通路と、からそれぞれ構成されていて、上記第１圧力導入路を上記第１ポートの連通路から分岐してハウジング内に形成する一方で、上記第２圧力導入路を上記第２ポートの連通路から分岐してハウジング内に形成すると、上記第１ポートと第１圧力導入路ならびに上記第２ポートと第２圧力導入路が、それぞれ互いの油路の一部を実質的に共有することで、ポンプの油路構成が簡素化されるメリットがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜３は本発明のより具体的な実施の形態として、自動車のパワーステアリング装置のうちアシスト用油圧シリンダの両油圧室に選択的に油圧を供給する内接歯車ポンプ１を示していて、図１はその分解斜視図、図２はその作動室３を示す平面図、図３は内接歯車ポンプ１のうちカムリング１１およびポンプボディ９を示す斜視図である。なお、内接歯車ポンプのポンプボディ９は図３に示すように肉厚なブロック状に形成されているが、図１においてはポンプボディ９のうちカムリング１１が着座する面の一部のみを図示していて、ポンプボディ９のうち他の部位の図示を省略している。
【００１２】
図１〜３に示す内接歯車ポンプ１はいわゆる双方向ポンプであって、そのハウジング２のうち後述するカムリング１１の内周側に円形状の作動室３を形成し、作動室３にアウタロータ４を回転自在に収納するとともに、そのアウタロータ４の内部にインナロータ５を設けたものである。
【００１３】
アウタロータ４にはその内周側に多数の内歯４ａが等ピッチで形成されている一方で、インナロータ５にはその外周側に多数の外歯５ａが等ピッチで形成されている。アウタロータ４の中心位置はインナロータ５の中心から所定量だけ偏心していて、外歯５ａが内歯４ａと円周の一部で噛み合うことで、外歯５ａと内歯４ａとの間には大きさおよび形状の異なる複数のポンプ室６が円周方向に形成されている。
【００１４】
そして、内歯４ａと外歯５ａの噛み合いが解けてポンプ室６の容積が最大となる閉じ込み部Ｂと、内歯４ａと外歯５ａが十分に噛み合ってポンプ室の容積が最小となる噛み合い部Ｃと、を結ぶ境界線Ａが、作動室３のうち吸入領域と吐出領域との境界となっている。
【００１５】
すなわち、インナロータ５の中心部に駆動軸７の一端がキー８をもって固定されていて、駆動軸７に接続された図示外の電動モータによりインナロータ５およびアウタロータ４を回転駆動することで、各ポンプ室６が容積を増減させながら周回移動し、作動油の吸入および吐出を行うようになっている。
【００１６】
ハウジング２は、肉厚なブロック状のポンプボディ９と、そのポンプボディ９に固定されたリアカバー１０と、の間に、カムリング１１を挟持状態で配置したものであって、カムリング１１の内周側で且つポンプボディ９とリアカバー１０の間に作動室３が形成されている。
【００１７】
なお、ポンプボディ９とリアカバー１０およびカムリング１１は、ボルト１２により外周部の四箇所をいわゆる共締め状態で圧締固定されているとともに、ポンプボディ９に設けられたロケートピン１３をもって、カムリング１１とポンプボディ９が相対位置決めされている。
【００１８】
カムリング１１の内周面（作動室の外周面）とアウタロータ４の外周面との間には、アウタロータ４の円滑な回転を確保するために円環状の微小隙間１４が設けられているとともに、アウタロータ４とポンプボディ９の間およびアウタロータ４とリアカバー１０の間にもアウタロータ４の円滑な回転を確保するために微小な隙間が設けられている。つまり、いわゆるフローティング状態でアウタロータ４が回転するようになっている。
【００１９】
ポンプボディ９には、作動室３とポンプボディ９の外部とを連通する吸入ポート１５および吐出ポート１６が第１ポートおよび第２ポートとしてそれぞれ形成されている。
【００２０】
吸入ポート１５および吐出ポート１６は、作動室３に開口する略三日月形状のポンプ室側開口部１５ａ，１６ａと、そのポンプ室側開口部１５ａ，１６ａの開口方向に対して直交する方向に向けてポンプボディ９の外部に開口する外側開口部１５ｂ，１６ｂと、コーナー部をもって略Ｌ字状に曲折し、外側開口部１５ｂ，１６ｂとポンプ室側開口部１５ａ，１６ａとを連通する連通路１５ｃ，１６ｃと、からそれぞれ構成されている。すなわち、吸入ポート１５のポンプ室側開口部１５ａが、作動室３のうち吸入領域側に位置する各ポンプ室６に開口している一方で、吐出ポート１６のポンプ室側開口部１６ａが、作動室３のうち吐出領域に位置するポンプ室６に開口している。
【００２１】
なお、上述したように内接歯車ポンプ１はいわゆる双方向ポンプであるため、両ポート１５，１６は境界線Ａに対して互いに対称となるように形成されていて、駆動軸７の正逆回転によって吸入ポートと吐出ポートとが切り替わることとなるが、説明の便宜上、駆動軸７が図２において反時計回りに回転するものとし、図２における右側のポートを吐出ポート１６、図２における左側のポートを吸入ポート１５として説明する。
【００２２】
また、ポンプボディ９には、吸入圧力導入路１７および吐出圧力導入路１８が第１圧力導入路および第２圧力導入路としてそれぞれ形成されている。そして、微小隙間１４のうち閉じ込み部Ｂ側であって、且つ吸入ポート１５側の部位が吸入圧力導入路１７をもって吸入ポート１５と連通していて、微小隙間１４のうち閉じ込み部Ｂ側であって、且つ吐出ポート１６側の部位が吐出圧力導入路１８をもって吐出ポート１６と連通している（図２参照）。
【００２３】
詳細には、吐出圧力導入路１８は、吐出ポート１６の連通路１６ｃのうち上記コーナー部から分岐して形成されていて、所定の容量を有する脈動吸収手段たる脈動吸収チャンバー１８ａを介して微小隙間１４に連通している。
【００２４】
吐出圧力導入路１８の脈動吸収チャンバー１８ａは、吐出圧力導入路１８のうち後述する両連通路１８ｂ，１８ｃよりも著しく大径に形成されていて、ポンプボディ９のうち吐出ポート１６の外側開口部１６ｂと反対側の側面から丸穴を形成し、その丸穴の開口部をプラグ１９により閉塞することで隔成されている。つまり、吐出圧力導入路１８の脈動吸収チャンバー１８ａはポンプボディ９のうち吐出ポート１６の外側開口部１６ｂの反対側に形成されている。
【００２５】
吐出圧力導入路１８のうち、脈動吸収チャンバー１８ａと吐出ポート１６の連通路１６ｃを連通するポート連通路１８ｂは、吐出ポート１６の連通路１６ｃよりも小径に形成されているとともに、吐出ポート１６の連通路１６ｃのうち上記コーナー部と外部開口部１６ｂの間の油路と平行に形成されている。
【００２６】
また、吐出圧力導入路１８のうち脈動吸収チャンバー１８ａと微小隙間１４を連通する微小隙間連通路１８ｃは、微小隙間１４のうちその径方向における中心部を中心として、駆動軸７に対して平行に形成されているとともに、微小隙間１４の径方向幅よりも大径に形成されている。言い換えれば、吐出圧力導入路１８の中間部に脈動吸収チャンバー１８ａが設けられていて、ポンプボディ９に駆動軸７の軸方向で穿設した微小隙間連通路１８ｃをもって、微小隙間１４と脈動吸収チャンバー１８ａが連通している。
【００２７】
なお、吸入圧力導入路１７は、吐出圧力導入路１８と同様に形成してあり、脈動吸収チャンバー１７ａとポート連通路１７ｂおよび微小隙間連通路１７ｃから構成されている。
【００２８】
したがって、本実施の形態では、上記電動モータの回転駆動によって両ロータ４，５が回転すると、吸入ポート１５に開口するポンプ室６の容積が次第に大きくなって作動油を吸入し、ポンプ室６が吐出ポート１６に移動するとその容積がしだいに小さくなって作動油を吐出する。すると、吸入圧力導入路１７によって微小隙間１４のうち吸入ポート１５側であって、且つ閉じ込み部Ｂ側の部位に吸入圧が導入されるとともに、吐出圧力導入路１８によって微小隙間１４のうち吐出ポート１６側であって、且つ閉じ込み部Ｂ側の部位に吐出圧が導入される。
【００２９】
すなわち、両圧力導入路１７，１８をもって微小隙間１４内に導入された圧力により、アウタロータ４の閉じ込み部Ｂ側がインナロータ５に向かって押圧されることで、閉じ込み部Ｂにおける内歯４ａと外歯５ａとの間の両歯頂部間の隙間が減少し、高圧の吐出領域側のポンプ室６から低圧の吸入領域側のポンプ室６への作動油のリークが防止される。つまり、ポンプロスが低下する。
【００３０】
そして、吐出圧および吸入圧は両脈動吸収チャンバー１７ａ，１８ａを介してそれぞれ微小隙間１４に導入されるため、両脈動吸収チャンバー１７ａ，１８ａをもって吐出圧および吸入圧の脈動を吸収した上で、その圧力が微小隙間に導入されることとなり、微小隙間１４内における圧力の脈動が防止されてアウタロータ４に作用する外力が安定する。その結果、閉じ込み部Ｂにおける内歯４ａと外歯５ａの両歯頂部間の隙間の変動が抑制され、ポンプの吐出圧が安定する。
【００３１】
さらに、両脈動吸収チャンバー１７ａ，１８ａは両圧力導入路１７，１８の中間部にそれぞれ設けられているため、吐出ポート１６の流動抵抗を増加することもない。
【００３２】
なお、カムリング１１の内周面に、吐出圧力導入路１８と連通する油溝と、吸入圧力導入路１７と連通する油溝と、を設け、その両油溝をもって、アウタロータ４とポンプボディ９の間の隙間と、アウタロータ４とリアカバー１０の間の隙間と、を連通するようにすると、アウタロータ４の外周に作用する外力をその厚さ方向で均一化する上でより望ましい。
【００３３】
図４は本発明の第２の実施の形態として、内接歯車ポンプの作動室を示している。なお、図４では作動室３のうち、吐出領域側で且つ閉じ込み部Ｂ側の部位を示していて、吸入ポート１５の図示を省略しているが、吐出ポート１６および吸入ポート１５は境界線Ａに対して互いに対称に形成されている。
【００３４】
図４に示す第２の実施の形態は、上述した第１の実施の形態における吸入圧力導入路１７および吐出圧力導入路１８に代えて、脈動吸収手段としてオリフィス２０ａを備えた吐出圧力導入溝２０および図示外の吸入圧力導入溝を設けたものである。なお、上記吸入圧力導入溝は吐出圧力導入溝２０と対称に形成されている。
【００３５】
具体的には、両圧力導入溝２０はポンプボディ９のうちリアカバー１０と対向する面に形成されていて、吐出圧力導入溝２０が吐出ポート１６のポンプ室側開口部１６ａと微小隙間１４を連通している一方で、上記吸入圧力導入溝は吸入ポート１５のポンプ室側開口部１５ａと微小隙間１４を連通している。
【００３６】
そして、吐出圧力導入溝２０および上記吸入圧力導入溝の中間部にそれぞれオリフィス２０ａが設けられていて、その両オリフィス２０ａをもって、吐出圧および吸入圧の脈動を吸収するようにしている。
【００３７】
したがって、この第２の実施の形態においても、第１の実施の形態とほぼ同様な効果が得られる上に、吐出圧力導入溝２０および上記吸入圧力導入溝がポンプボディ９の表面に形成されているため、その加工が容易となるメリットがある。
【００３８】
なお、上述した第１の実施の形態および第２の実施の形態では、本発明における脈動吸収手段として脈動吸収チャンバー１７ａ，１８ａおよびオリフィス２０ａを用いたが、本発明の脈動吸収手段はこれに限定されるものではなく、脈動吸収手段として例えばアキュムレータを用いてもよい。
【００３９】
上記実施の形態から把握される上記請求項に記載した以外の技術的思想について以下に説明する。
【００４０】
（１）  上記第１圧力導入路の脈動吸収チャンバーが、ハウジングのうち上記第１ポートの外側開口部と反対側に形成されている一方で、上記第２圧力導入路の脈動吸収チャンバーが、ハウジングのうち上記第２ポートの外側開口部と反対側に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の内接歯車ポンプ。
【００４１】
ハウジングのうち、上記第１ポートの外側開口部と反対側および上記第２ポートの外側開口部と反対側は、一般的に空きスペースとなっているため、そのスペースに両脈動吸収チャンバーを配置することで、ポンプの肥大化を避けることができる。
【００４２】
（２）  上記第１圧力導入路および第２圧力導入路の両脈動吸収チャンバーが、上記駆動軸の軸方向でハウジングにそれぞれ穿設された微小隙間連通路をもって、上記微小隙間にそれぞれ連通していることを特徴とする請求項３または（１）に記載の内接歯車ポンプ。
【００４３】
上記微小隙間と両脈動吸収チャンバーを、上記駆動軸の軸方向で穴あけ加工することで連通させることができるため、その加工が極めて容易となる。
【００４４】
（３）  上記第１圧力導入路および第２圧力導入路のうち上記微小隙間に開口する両開口部が、上記微小隙間のうちアウタロータの径方向における中心部を中心としてそれぞれ開口形成されていることを特徴とする（２）に記載の内接歯車ポンプ。
【００４５】
上記微小隙間の径方向中心と上記開口部の中心とが一致することで、上記微小隙間への吐出圧および吸入圧の導入が効率よく行えるようになる。
【００４６】
（４）  上記第１圧力導入路および第２圧力導入路のうち上記微小隙間に開口する両開口部が、上記微小隙間の径方向幅よりも大径に形成されていることを特徴とする（２）または（３）に記載の内接歯車ポンプ。
【００４７】
上記両開口部が上記微小隙間の径方向幅よりも大径に形成されているため、例えば加工誤差や組付誤差によって、上記微小隙間と上記両開口部との相対位置がばらついたとしても、確実に上記微小隙間へ上記両開口部を開口させることができるメリットがある。
【００４８】
（５）  上記第１圧力導入路と連通し、且つアウタロータの両側にハウジングとの間で形成された両隙間同士を連通する第１連通溝と、上記第２圧力導入路と連通し、且つアウタロータの両側にハウジングとの間で形成された両隙間同士を連通する第２連通溝と、が上記作動室の外周面にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１〜３および（１）〜（４）のいずれかに記載の内接歯車ポンプ。
【００４９】
上記両連通溝に吐出圧および吸入圧が導入され、アウタロータ４の外周に作用する力をその厚さ方向で均一化することができる。
【００５０】
（６）  上記第１圧力導入路および第２圧力導入路が、上記脈動吸収手段としてオリフィスをそれぞれ有していることを特徴とする請求項１に記載の内接歯車ポンプ。
【００５１】
上記オリフィスによって吐出圧および吸入圧の脈動が吸収され、請求項２に記載の発明とほぼ同様の効果が得られる。
【００５２】
（７）  上記第１圧力導入路および第２圧力導入路が、上記脈動吸収手段としてアキュムレータをそれぞれ有していることを特徴とする請求項１に記載の内接歯車ポンプ。
【００５３】
上記アキュムレータによって吐出圧および吸入圧の脈動が吸収され、請求項２に記載の発明とほぼ同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態として、内接歯車ポンプを示す分解斜視図。
【図２】図１に示す内接歯車ポンプの作動室を示す平面図。
【図３】図１におけるポンプボディおよびカムリングを示す斜視図。
【図４】本発明の第２の実施の形態として、内接歯車ポンプの作動室を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
２…ハウジング
４…アウタロータ
５…インナロータ
６…ポンプ室
１４…微小隙間
１５…吸入ポート（第１ポート）
１５ａ…ポンプ室側開口部
１５ｂ…外側開口部
１５ｃ…連通路
１６…吐出ポート（第２ポート）
１６ａ…ポンプ室側開口部
１６ｂ…外側開口部
１６ｃ…連通路
１７…吸入圧力導入路（第１圧力導入路）
１７ａ…脈動吸収チャンバー（脈動吸収手段）
１８…吐出圧力導入路（第２圧力導入路）
１８ａ…脈動吸収チャンバー（脈動吸収手段）
２０…吐出圧力導入溝（第２圧力導入路）
２０ａ…オリフィス（脈動吸収手段）
Ｂ…閉じ込み部
【図１】
2008157108.tif 000003
【図２】
2008157108.tif 000004
【図３】
2008157108.tif 000005
【図４】
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