(57)【要約】【課題】  クリアランスにおける圧力分布を平均化して吐出圧を安定させた内接歯車ポンプを提供する。【解決手段】  アウタロータとインナロータとの間に形成される複数のポンプ室に対向する面に形成された第１ポートおよび第２ポートと、第１ポートであって複数のポンプ室のうち最大容積を有する閉じ込み部側と、ハウジング内周面とアウタロータの外周面との間の径方向摺動面とを接続する第１圧力導入溝と、第２ポートの閉じ込み部側と径方向摺動面とを接続する第２圧力導入溝とを有する内接歯車ポンプにおいて、第１圧力導入溝および第２圧力導入溝は、第１、第２ポートとの接続部を基点とし、閉じこみ部から遠ざかる方向に延在するとともに、径方向外側よりも接線方向に傾いて形成されることとした。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内部に回転自在に収容され、内周側に内歯歯車を有するアウタロータと、
前記アウタロータの内周側に回転自在に設けられ、外周側で前記内歯歯車と噛合う外歯歯車を有するインナロータと、
前記インナロータに接続され、前記インナロータを正逆回転方向に回転駆動する駆動軸と、
前記ハウジングであって前記アウタロータと前記インナロータとの間に形成される複数のポンプ室に対向する面に形成された第１ポートおよび第２ポートと、
前記第１ポートであって前記複数のポンプ室のうち最大容積を有する閉じ込み部側と、前記ハウジング内周面と前記アウタロータの外周面との間の径方向摺動面とを接続する第１圧力導入溝と、
前記第２ポートの前記閉じ込み部側と前記径方向摺動面とを接続する第２圧力導入溝と
を有する内接歯車ポンプにおいて、
前記第１圧力導入溝および前記第２圧力導入溝は、前記第１、第２ポートとの接続部を基点とし、前記閉じこみ部から遠ざかる方向に延在するとともに、径方向外側よりも接線方向に傾いて形成されること
を特徴とする内接歯車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式のパワーステアリング装置に用いられる内接歯車ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に開示される内接歯車ポンプにあっては、第２ポートから径方向に圧力導入溝を形成し、吐出圧をアウタロータの外周に導入することにより、アウタロータをインナロータ側へ押しつけ、内歯歯車と外歯歯車との間の噛合い隙間を減少させている。
【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】
【０００３】
しかしながら上記従来技術にあっては、この圧力導入溝の方向と作動油の流れの方向とが一致しないため、圧力導入がスムーズに行われないという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、圧力導入をスムーズに行う内接歯車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】
上記目的を達成するため、本発明では、ハウジングと、前記ハウジング内部に回転自在に収容され、内周側に内歯歯車を有するアウタロータと、前記アウタロータの内周側に回転自在に設けられ、外周側で前記内歯歯車と噛合う外歯歯車を有するインナロータと、前記インナロータに接続され、前記インナロータを正逆回転方向に回転駆動する駆動軸と、前記ハウジングであって前記アウタロータと前記インナロータとの間に形成される複数のポンプ室に対向する面に形成された第１ポートおよび第２ポートと、前記第１ポートであって前記複数のポンプ室のうち最大容積を有する閉じ込み部側と、前記ハウジング内周面と前記アウタロータの外周面との間の径方向摺動面とを接続する第１圧力導入溝と、前記第２ポートの前記閉じ込み部側と前記径方向摺動面とを接続する第２圧力導入溝とを有する内接歯車ポンプにおいて、前記第１圧力導入溝および前記第２圧力導入溝は、前記第１、第２ポートとの接続部を基点とし、前記閉じこみ部から遠ざかる方向に延在するとともに、径方向外側よりも接線方向に傾いて形成されることとした。
【０００６】
よって、アウタロータの外周への圧力導入をスムーズに行うことを可能とした内接歯車ポンプを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の内接歯車ポンプを実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
［内接歯車ポンプを適用したパワーステアリング装置のシステム構成］
実施例１につき図１ないし図５に基づき説明する。図１は、本願内接歯車ポンプ１を適用したパワーステアリング装置のシステム構成図である。運転者がステアリングホイール２ａを操舵すると、ステアリングシャフト２ｂ及びコラムシャフト２ｃを介してピニオンシャフト２ｄが駆動され、所謂ラック&ピニオン機構によりラック軸４ａが軸方向に移動し、前輪を操舵する。ステアリングシャフト２ｂには、運転者の操舵トルクを検出するトルクセンサ３ｂが設けられ、コントロールユニット３ａに対しトルク信号を出力する。
【０００９】
ラック軸４ａには、運転者の操舵トルクに応じてラック軸４ａの移動をアシストするパワーステアリング機構が設けられている。このパワーステアリング機構は、モータ１ｂにより駆動する可逆式の内接歯車ポンプ１と、ラック軸４ａを左右に移動させるシリンダ４ｂが設けられている。このシリンダ４ｂの内部には軸方向移動可能なピストン４ｃが設けられ、このピストン４ｃにより第１シリンダ室４ｄ及び第２シリンダ室４ｅが画成される。
【００１０】
第１シリンダ室４ｄと内接歯車ポンプ１は第１通路５ｂを介して接続され、第２シリンダ室４ｅと内接歯車ポンプ１は第２通路５ａを介して接続されている。また、第１、第２通路５ｂ，５ａはそれぞれ第１、第２吸入油路８ｂ，８ａを介してリザーバタンク８と接続し、第１、第２吸入油路８ｂ，８ａにはそれぞれ吸入チェックバルブ７ｅ，７ｆが設けられる。
【００１１】
吸入チェックバルブ７ｅ，７ｆによりリザーバタンク８側への逆流を防止するとともに、第１、第２油路８ｂ，８ａにおける作動油が不足した場合にはリザーバタンク８から作動油を補給可能な構成となっている。
【００１２】
第１、第２通路５ｂ，５ａは第１、第２連通路６ｂ，６ａにより内接歯車ポンプ１を介さずに接続され、第１、第２連通路６ｂ，６ａはそれぞれ第１、第２接続部９ｂ，９ａにおいて第３連通路６ｃにより接続されている。この第３連通路６ｃには常開の電磁切換弁９が設けられて連通／遮断が行われる。
【００１３】
第１連通路６ｂ上であって第１接続部９ｂと第１、第２通路５ｂ，５ａとの間にはそれぞれ第１、第２チェックバルブ７ｂ，７ａが設けられている。第１チェックバルブ７ｂは第１通路５ｂから第１接続部９ｂへの流れのみを許容し、第２チェックバルブ７ａは第２通路５ａから第１接続部９ｂへの流れのみを許容するよう設けられている。
【００１４】
一方、第２連通路６ａ上であって第２接続部９ａと第１、第２通路５ｂ，５ａとの間にはそれぞれ第３、第４チェックバルブ７ｃ、７ｄが設けられている。第３チェックバルブ７ｃは第２通路５ａから第２接続部９ａへの流れのみを許容し、第４チェックバルブ７ｄは第１通路５ｂから第２接続部９ａへの流れのみを許容するよう設けられている。
【００１５】
コントロールユニット３ａには、トルクセンサ３ｂからのトルク信号に加え、イグニッションスイッチからのスイッチ信号、エンジン回転数センサからのエンジン回転数信号、車速センサからの車速信号等が入力され、これら各種信号に基づいて操舵アシスト力を決定し、モータ１ｂ及び電磁切換弁９に対し指令信号を出力する。
【００１６】
［内接歯車ポンプの構成］
（軸方向断面図）
図２は内接歯車ポンプ１の軸方向断面図である。内接歯車ポンプ１はいわゆる双方向ポンプであり、第１、第２ハウジング１０，２０、アウタロータ３０、インナロータ４０、駆動軸５０、及びカムリング６０を有する。なお、説明のため内接歯車ポンプ１の軸方向をｚ軸、ｚ軸に垂直な平面内であって第１ポート１１０から第２ポート１２０へ向かう方向をｘ軸と定義する。
【００１７】
カムリング６０は円環状部材であり、第１、第２ハウジング１０，２０内部に収装され、円環内部にアウタロータ３０、インナロータ４０を収装する。なお、アウタロータ３０を収容するカムリング６０の内周６１（アウタロータ収容部）は真円ではなく、２つの半円を組み合わせた長孔となっている（図３参照）。
【００１８】
また、第１ハウジング１０のｚ軸正方向面１１であって図中ＩＩＩ−ＩＶ直線よりもｘ軸負方向の領域には第１ポート１１０が設けられ、ｘ軸正方向の領域には第２ポート１２０が設けられている。
【００１９】
（径方向正面図）
図３は第２ハウジング２０を取り去った内接歯車ポンプ１の径方向正面図、図４は第１ハウジング１０の径方向正面図である。また、ｘ軸及びｚ軸（図２参照）に対し直交するｙ軸と定義し、このｙ軸はアウタロータ３０とインナロータ４０との噛合い部方向を正とする。
【００２０】
カムリング６０は円環内部にアウタロータ３０を収装し、アウタロータ３０の内部にはインナロータ４０が収装される。ここで、カムリング６０の内周６１は２つの半円を組み合わせた長孔状に設けられ、駆動軸５０の中心Ｏを通ってｘ軸に平行なＩＩ−ＩＩ線（長径側：第２軸線）方向の長さをｂ、駆動軸５０の中心Ｏを通ってｙ軸に平行なＩ−Ｉ線（短径側：第１軸線）方向の長さをａ（ｂ>ａ）に設けられている。
【００２１】
アウタロータ３０は内周に内歯歯車３１０を有し、外周面３２０においてカムリング６０に回転自在に収装されるとともに、内歯歯車３１０においてインナロータ４０の外歯歯車４１０と噛み合う。
【００２２】
この内歯歯車３１０と外歯歯車４１０は同ピッチで設けられ、また内歯歯車３１０の歯数は外歯歯車４１０の歯数よりも１つ多く設けられている。なお、内歯歯車３１０の歯数は外歯歯車４１０の歯数に対し２つ以上であってもよく特に限定しない。
【００２３】
内歯歯車３１０の歯数は外歯歯車４１０の歯数よりも１つ多いため、内歯歯車３１０と外歯歯車４１０が噛合う際互いに偏心して噛合い、内歯歯車３１０と外歯歯車４１０により隔成されたポンプ室５００が形成される。
【００２４】
第１ハウジング１０であってポンプ室５００に対応する位置には、第１ポート１１０及び第２ポート１２０が設けられている。この吸入、第２ポート１１０，１２０はそれぞれIII-III直線に対し対称な三日月型凹部であり、それぞれ吸入、吐出通路５ｂ，５ａと連通してポンプ室５００へ作動油の給排を行う。
【００２５】
また、第１ハウジング１０における吸入、第２ポート１１０，１２０にはｘ軸方向に延びる第１、第２圧力導入溝１１１，１２１が設けられている。第１、第２圧力導入溝１１１，１２１は直線状の溝であり、外径方向端部である摺動面側終端部Ｃ，Ｃはカムリング６０−アウタロータ３０間のクリアランスＤに開口する。
【００２６】
この第１、第２圧力導入溝１１１，１２１は第１ハウジング１０の軸中心Ｏよりもｙ軸負方向側に設けられ、カムリング６０−アウタロータ３０間のクリアランスＤと、吸入、第２ポート１１０，１２０を連通して吸入、第２ポート１１０，１２０の油圧をクリアランスＤに導入する。
【００２７】
この第１、第２圧力導入溝１１１，１２１は、第１、第２ポート１１０，１２０との接続部１１２，１２２を基点とし、閉じこみ部Ｂから遠ざかる方向に延在するとともに、径方向外側よりも第１、第２ポート１１０，１２０の接線Ｌ１，Ｌ２方向に傾いて形成されることとする。
【００２８】
なお、実施例１では接線Ｌ１，Ｌ２上に形成されることとするが、閉じ込み部Ｂから遠ざかる方向、すなわち第１圧力導入溝１１１はｘ軸負方向側かつｙ軸正方向側に延在するとともに接線Ｌ１側に傾いていればよい。また第２圧力導入溝１２１はｘ軸正方向側かつｙ軸正方向側に延在するとともに接線Ｌ２側に傾いていればよく、特に限定しない。
【００２９】
アウタロータ３０とインナロータ４０の偏心により、内歯歯車３１０と外歯歯車４１０はそれぞれｙ軸正方向へ向かうほど密に噛合い、ｙ軸正方向端部Ａにおいて完全に噛合ってポンプ室５００は最小容積となる。また、ｙ軸負方向へ向かうほど噛合を解かれ、ｙ軸負方向端部である閉じ込み部Ｂにおいて完全に噛合を解かれて最大ポンプ容積となる。
【００３０】
なお、ｙ軸負方向端部である閉じ込み部Ｂにおける内歯歯車３１０と外歯歯車４１０のクリアランスは、接触を回避しつつ略ゼロとなるよう設けられている。
【００３１】
すなわち、インナロータ４０及びアウタロータ３０が反時計回りに回転されると、ポンプ室５００におけるIII-III直線に対しｘ軸負方向側領域（第１、第２第１ポート１１０，２１０に対応）では回転に伴って容積が増加する吸入領域５１０となり、ｘ軸正方向側領域（第１、第２第２ポート１２０，２２０に対応）では回転に伴って容積が減少する吐出領域５２０となる。時計回りに回転する場合は、吸入及び吐出が逆となる。
【００３２】
ｚ軸と平行に設けられた駆動軸５０は、モータ１ｂ（図１参照）に接続されてインナロータ４０を駆動する。インナロータ４０とアウタロータ３０の噛み合いにより、駆動軸５０の回転に伴ってインナロータ４０及びアウタロータ３０は回転駆動される。この駆動軸５０が正逆回転を行うことで内接歯車ポンプ１は双方向ポンプとして機能する。
【００３３】
［圧力導入溝の詳細］
図５は、第２圧力導入溝１２１付近の拡大正面図である。太矢印は作動油の流れを示す。第１、第２圧力導入溝１１１，１２１はＩ−Ｉ線に対し対称であるため、第２圧力導入溝１２１についてのみ説明する。第２圧力導入溝１２１は、第２ポートとの接続部１２２を基点とし、閉じこみ部Ｂから遠ざかる方向に延在するとともに、径方向外側よりも接線Ｌ２方向に傾いて形成されることとする。
【００３４】
ポンプ駆動時においてインナロータ４０が反時計回り回転を行う場合、作動油はインナロータ４０およびアウタロータ３０の接線方向に移送されて吐出される。その際、第２圧力導入溝１２１を介して吐出圧がカムリング６０−アウタロータ３０間のクリアランスＤに導入されるが、閉じ込み部Ｂから遠ざかる方向に設けられた第２圧力導入溝１２１が接線Ｌ２方向に傾斜している。
【００３５】
そのため、接線Ｌ２方向に押し出された作動油の運動方向と第２圧力導入溝１２１の方向とが一致し、スムーズに第２圧力導入溝１２１に導入される。図５のように第２圧力導入溝１２１を接線Ｌ２に一致させずとも、接線Ｌ２方向に傾斜し、かつ閉じ込み部Ｂから遠ざかる方向に形成すれば、押し出された作動油の運動方向と第２圧力導入溝１２１の方向とが略一致するため、作動油はスムーズに導入される。
【００３６】
また、第２圧力導入溝１２１の基点である接続部１２２は、第２ポート１２０の閉じ込み部Ｂ側端部と接続する。これにより第２圧力導入溝１２１をより接線Ｌ２方向に近づける。さらに、第２ポート１２０と第２圧力導入溝１２１との間の第２分岐点１２３を円弧状に形成することにより、第２ポート１２０側と第２圧力導入溝１２１側に分岐される作動油をスムーズに流すものである。
【００３７】
［実施例１の効果］
（１）ハウジング１０と、ハウジング１０内部に回転自在に収容され、内周側に内歯歯車３１０を有するアウタロータ３０と、アウタロータ３０の内周側に回転自在に設けられ、外周側で内歯歯車３１０と噛合う外歯歯車４１０を有するインナロータ４０と、インナロータ４０に接続され、インナロータ４０を正逆回転方向に回転駆動する駆動軸５０と、ハウジング１０であってアウタロータ３０とインナロータ４０との間に形成される複数のポンプ室５００に対向する面に形成された第１ポート１１０および第２ポート１２０と、第１ポート１１０であって複数のポンプ室５００のうち最大容積を有する閉じ込み部Ｂ側と、ハウジング１０内周に設けられたカムリング６０の内周面６１とアウタロータ３０の外周面との間の径方向摺動面に設けられたクリアランスＤとを接続する第１圧力導入溝１１１と、第２ポート１２０の閉じ込み部Ｂ側と径方向摺動面に設けられたクリアランスＤとを接続する第２圧力導入溝１２１とを有する内接歯車ポンプにおいて、第１圧力導入溝１１１および第２圧力導入溝１２１は、第１、第２ポート１１０，１２０との接続部１１２，１２２を基点とし、閉じこみ部Ｂから遠ざかる方向に延在するとともに、径方向外側よりも接線Ｌ２方向に傾いて形成されることとした。
【００３８】
これにより、接線Ｌ２方向に押し出された作動油の運動方向と第２圧力導入溝１２１の方向とが一致するため、スムーズに第２圧力導入溝１２１に導入することができる。
【実施例２】
【００３９】
実施例２につき図６に基づき説明する。基本構成は実施例１と同様である。実施例１ではカムリング内周面６１は単なる楕円曲面であったが、図６に示すように、カムリング内周面６１に凹状の第４圧力導入溝１４０を設け、この第４圧力導入溝１４０に第２圧力導入溝１２１を開口させる。
【００４０】
第４圧力導入溝１４０は第２圧力導入溝１２１の摺動面側終端部Ｃと対向する位置を含む所定範囲に形成されるものとする。図示しないが、カムリング内周面６１であって第１圧力導入溝１１１の摺動面側終端部Ｃと対向する位置にも、同様に第３圧力導入溝１３０を設けることとする。
【００４１】
第１、第２圧力導入溝１１１，１２１を接線Ｌ２方向に近づけた場合、アウタロータ３０外周側の圧力導入位置が最適位置からずれる場合があるため、第３、第４圧力導入溝１３０，１４０を圧力導入の最適位置を含むように形成し、第３、第４圧力導入溝１３０，１４０の範囲全体に高圧を導入する。これにより最適位置まで高圧を導入することができる。
【実施例３】
【００４２】
実施例３につき図７に基づき説明する。実施例１の第１、第２圧力導入溝１１１，１２１は直線状の溝であったが、吐出圧をクリアランスＤにスムーズに導入可能な形状であればよく、図７のように第１、第２ポート１１０，１２０と同一方向に湾曲する曲線状とする。
【００４３】
また、実施例１，２ではインナロータ４０の回転方向は反時計回り方向であったが、実施例３では時計回り方向とする。したがって実施例３では第２ポート１２０は吸入側となる。
【００４４】
実施例３にあっては、第１、第２圧力導入溝１１１，１２１を湾曲させたことで、アウタロータ３０外周面と第１、第２圧力導入溝１１１，１２１との角度θ（相対角）は、第１、第２圧力導入溝１１１，１２１が接線Ｌ１，２上に設けられた実施例１，２よりも、湾曲した実施例３のほうがより鋭角となる。
【００４５】
そのため吐出側である第１ポート１１０側のクリアランスＤからリークする作動油は、鋭角のθをＵターンするように流れなければならなくなる。そのため、アウタロータ３０の外周面を介した吐出側の第２ポート１２０への圧力リークをさらに抑制することができる。
【００４６】
［他の実施例］
以上、本発明を実施するための最良の形態を各実施例に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【００４７】
さらに、上記実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
【００４８】
（イ）請求項１に記載の内接歯車ポンプにおいて、
前記第１圧力導入溝および第２圧力導入溝の基点は、前記第１、第２ポートの前記閉じ込み部側端部と接続されていること
を特徴とする内接歯車ポンプ。
【００４９】
第１、第２圧力導入溝をより接線方向に近づけることができる。
【００５０】
（ロ）請求項１に記載の内接歯車ポンプにおいて、
前記第１ポートと前記第１圧力導入溝との間の第１分岐点および前記第２ポートと前記第２圧力導入溝との間の第２分岐点は、それぞれ円弧状に形成されること
を特徴とする内接歯車ポンプ。
【００５１】
第１、第２ポート側と第１、第２圧力導入溝側に分岐される作動油をスムーズに流すことができる。
【００５２】
（ハ）請求項１に記載の内接歯車ポンプは、
前記ハウジング内周面であって、前記第１圧力導入溝および第２圧力導入溝の前記摺動面側終端部と対向する位置を含む所定範囲に形成された、第３圧力導入溝および第４圧力導入溝をさらに有すること
を特徴とする内接歯車ポンプ。
【００５３】
第１、第２圧力導入溝を接線方向に近づけた場合、アウタロータ外周側の圧力導入位置が最適位置からずれる場合がある。そこで、第３、第４圧力導入溝を形成し、これらの溝の範囲全体に高圧を導入する。また、第３、第４圧力導入溝を圧力導入の最適位置を含むように形成することで、最適位置まで高圧を導入することができる。
【００５４】
（ニ）請求項１に記載の内接歯車ポンプにおいて、
前記第１圧力導入溝および第２圧力導入溝は、それぞれ前記第１ポートおよび第２ポートと同方向に湾曲して形成されること
を特徴とする内接歯車ポンプ。
【００５５】
アウタロータ外周面との相対角がより鋭角となるため、吸入側におけるアウタロータ外周面からポートへの圧力リークを抑制することができる。（リークする作動油は鋭角をＵターンするように流れなければならなくなるため。）
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本願パワーステアリング装置のシステム構成図である。
【図２】内接歯車ポンプの軸方向断面図である。
【図３】第２ハウジングを取り去った内接歯車ポンプの径方向正面図である。
【図４】第１ハウジングの径方向正面図である。
【図５】第２圧力導入溝付近の拡大正面図である。
【図６】実施例２における第２圧力導入溝付近の拡大正面図である。
【図７】実施例３における第２圧力導入溝付近の拡大正面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    内接歯車ポンプ
１ｂ    モータ
２ａ    ステアリングシャフト
２ｂ    ステアリングホイール
２ｃ    コラムシャフト
２ｄ    ピニオンシャフト
３ａ    コントロールユニット
３ｂ    トルクセンサ
４ａ    ラック軸
４ｂ    シリンダ
４ｃ    ピストン
４ｄ，４ｅ    第１、第２シリンダ室
５ａ，５ｂ    吸入、吐出油路
６ａ，６ｂ，６ｃ    連通路
７ａ，７ｂ，７ｃ    チェックバルブ
７ｅ，７ｆ    吸入チェックバルブ
８    リザーバタンク
８ａ，８ｂ    吸入油路
９    電磁切換弁
９ａ，９ｂ    接続部
１０，２０    第１、第２ハウジング
３０    アウタロータ
４０    インナロータ
５０    駆動軸
６０    カムリング
６１    カムリング内周
１１０，１２０    第１ポート
１１０，２１０    第２ポート
１１１，１２１    第１、第２圧力導入溝
１１２，１２２    接続部
１１３，１２３    第１、第２分岐点
３１０    内歯歯車
３２０    外周面
４１０    外歯歯車
５００    ポンプ室
５１０    吸入領域
５２０    吐出領域
Ａ    噛合い部
Ｂ    閉じ込み部
Ｃ１，Ｃ２    ｘ軸正、負方向端部
Ｄ１，Ｄ２    第１、第２領域
【図１】
2008025496.tif 000003
【図２】
2008025496.tif 000004
【図３】
2008025496.tif 000005
【図４】
2008025496.tif 000006
【図５】
2008025496.tif 000007
【図６】
2008025496.tif 000008
【図７】
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