(57)【要約】【課題】歯車ポンプの作動時にて、インナー液圧室から吐出される液体の圧力変動とアウター液圧室から吐出される液体の圧力変動に起因する作動音の発生を抑制すること。【解決手段】歯車ポンプでは、インナーロータ１２が回転駆動されることによりリングロータ１４とアウターロータ１３が回転して、ハウジングに設けた吸入ポート１１ｂ，１１ｃを通してインナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏに吸入された液体がインナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏからハウジングに設けた吐出ポート１１ｅを通してハウジング外に吐出される。インナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏは吐出側にて連通していて、インナー液圧室Ｒｉから吐出される液体の圧力変動とアウター液圧室Ｒｏから吐出される液体の圧力変動が逆相となるように設定されている。【選択図】  図２
2008267366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に、複数の外歯を有するインナーロータと複数の内歯を有するアウターロータが所定量偏芯して収容され、前記インナーロータと前記アウターロータ間に、複数の内歯と複数の外歯を有するリングロータが設けられていて、前記インナーロータの外歯と前記リングロータの内歯間にインナー液圧室が形成されるとともに、前記アウターロータの内歯と前記リングロータの外歯間にアウター液圧室が形成されており、前記インナーロータが回転駆動されることにより前記リングロータと前記アウターロータが回転して、前記ハウジングに設けた吸入ポートを通して前記インナー液圧室と前記アウター液圧室に吸入された液体が前記インナー液圧室と前記アウター液圧室から前記ハウジングに設けた吐出ポートを通してハウジング外に吐出されるように構成されている歯車ポンプにおいて、
前記インナー液圧室と前記アウター液圧室が吐出側にて連通していて、前記インナー液圧室から吐出される液体の圧力変動と前記アウター液圧室から吐出される液体の圧力変動が逆相となるように設定されていることを特徴とする歯車ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車ポンプにおいて、前記インナー液圧室と前記アウター液圧室のロータ１回転当たりの各吐出容積が同じであることを特徴とする歯車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車ポンプに係り、特に、ハウジング内に収容されているインナーロータとアウターロータ間にリングロータが設けられている歯車ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の歯車ポンプは、例えば、下記特許文献１に記載されていて、ハウジング内に、複数の外歯を有するインナーロータと複数の内歯を有するアウターロータが所定量偏芯して収容され、前記インナーロータと前記アウターロータ間に、複数の内歯と複数の外歯を有するリングロータが設けられていて、前記インナーロータの外歯と前記リングロータの内歯間にインナー液圧室が形成されるとともに、前記アウターロータの内歯と前記リングロータの外歯間にアウター液圧室が形成されている。
【特許文献１】特表２００２−５３５５３８号公報
【０００３】
上記した歯車ポンプでは、前記インナーロータが回転駆動されることにより前記リングロータと前記アウターロータが回転して、前記ハウジングに設けた吸入ポートを通して前記インナー液圧室と前記アウター液圧室に吸入された液体が前記インナー液圧室と前記アウター液圧室から前記ハウジングに設けた吐出ポートを通してハウジング外に吐出されるように構成されている。
【発明の開示】
【０００４】
上記した特許文献１に記載されている歯車ポンプでは、前記インナー液圧室から吐出される液体の圧力変動と前記アウター液圧室から吐出される液体の圧力変動との関係が全く考慮されておらず、これらの圧力変動に起因して当該歯車ポンプの作動時に異常な作動音が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、ハウジング内に、複数の外歯を有するインナーロータと複数の内歯を有するアウターロータが所定量偏芯して収容され、前記インナーロータと前記アウターロータ間に、複数の内歯と複数の外歯を有するリングロータが設けられていて、前記インナーロータの外歯と前記リングロータの内歯間にインナー液圧室が形成されるとともに、前記アウターロータの内歯と前記リングロータの外歯間にアウター液圧室が形成されており、前記インナーロータが回転駆動されることにより前記リングロータと前記アウターロータが回転して、前記ハウジングに設けた吸入ポートを通して前記インナー液圧室と前記アウター液圧室に吸入された液体が前記インナー液圧室と前記アウター液圧室から前記ハウジングに設けた吐出ポートを通してハウジング外に吐出されるように構成されている歯車ポンプにおいて、前記インナー液圧室と前記アウター液圧室が吐出側にて連通していて、前記インナー液圧室から吐出される液体の圧力変動と前記アウター液圧室から吐出される液体の圧力変動が逆相となるように設定されていることに特徴がある。
【０００６】
本発明による歯車ポンプにおいては、インナーロータが回転駆動されると、これに伴ってリングロータとアウターロータが回転し、ハウジングに設けた吸入ポートを通してインナー液圧室とアウター液圧室に吸入された液体がインナー液圧室とアウター液圧室からハウジングに設けた吐出ポートを通してハウジング外に吐出される。
【０００７】
また、本発明による歯車ポンプにおいては、インナー液圧室とアウター液圧室が吐出側にて連通していて、インナー液圧室から吐出される液体の圧力変動とアウター液圧室から吐出される液体の圧力変動は逆相となるように設定されている。このため、当該歯車ポンプの作動時において、インナー液圧室から吐出される液体の圧力変動とアウター液圧室から吐出される液体の圧力変動は互に打ち消されて小さく（または無く）なり、これらの圧力変動に起因する作動音の発生が抑制される。
【０００８】
本発明の実施に際して、前記インナー液圧室と前記アウター液圧室のロータ１回転当たりの各吐出容積が同じであることも可能である。この場合には、当該歯車ポンプの作動時において、インナー液圧室から吐出される液体の圧力変動とアウター液圧室から吐出される液体の圧力変動は相殺されて無くなり、圧力変動に起因する作動音の発生が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は本発明による歯車ポンプ１０を概略的に示していて、この歯車ポンプ１０は、車両用パワーステアリング装置の可逆式油圧（液圧）ポンプとして使用されるものであり、車体に組付けられるハウジング１１と、このハウジング１１内に組付けられるインナーロータ１２、アウターロータ１３およびリングロータ１４を備えている。なお、歯車ポンプ１０は正転時（各ロータが図２の時計方向に回転するとき）と逆転時（各ロータが図２の反時計方向に回転するとき）において吸入・吐出が反転して同様にポンプ作動するものであり、図１および図２において左右対称形状に形成されていて、以下においては、正転時の構成および作用を説明する。
【００１０】
ハウジング１１は、図１に示したように、所要量の作動油（油面が図１に仮想線にて示されている）を内部に収容するリザーバ２０の底部に一体的に設けられていて、インナーロータ１２、アウターロータ１３およびリングロータ１４を収容する円形凹部１１ａを有するとともに、各ロータ１２〜１４の図１上下両端面に対応して設けた一対の吸入ポート１１ｂ，１１ｃおよび一対の吐出ポート１１ｄ，１１ｅと、各吸入ポート１１ｂ，１１ｃにそれぞれ連通する吸入通路１１ｆ，１１ｇと、各吐出ポート１１ｄ，１１ｅにそれぞれ連通する吐出通路１１ｈ，１１ｉを有している。各吸入ポート１１ｂ，１１ｃと各吐出ポート１１ｄ，１１ｅは、図２に示したように、それぞれ扇形に形成されている。
【００１１】
図１上方の吸入ポート１１ｂは、吸入通路１１ｆを通してリザーバ２０内に連通していて、吸入通路１１ｆに介装した吸入チェック弁Ｖａを通してリザーバ２０内の作動油を吸入可能である。図１下方の吸入ポート１１ｃは、吸入通路１１ｇを通して当該車両用パワーステアリング装置における制御弁の流出ポート（図示省略）に連通していて、同流出ポートを通して還流する作動油を吸入可能である。
【００１２】
図１上方の吐出ポート１１ｄは、吐出通路１１ｈを通してリザーバ２０内に連通していて、吐出通路１１ｈに介装した吐出リリーフ弁（図示省略）を通してリザーバ２０内へ作動油をリリーフ可能である。図１下方の吐出ポート１１ｅは、吐出通路１１ｉを通して当該車両用パワーステアリング装置における制御弁の流入ポート（図示省略）に連通していて、同流入ポートに向けて作動油を吐出可能である。なお、吐出通路１１ｈに介装した吸入チェック弁Ｖｂは、歯車ポンプ１０の逆転時（図１上方の吐出ポート１１ｄが吸入ポートとして機能するとき）に機能するものである。
【００１３】
インナーロータ１２は、図２に示したように、複数（１２個）の外歯１２ａを有していて、中心部に設けた取付孔１２ｂにて回転軸１５にキー１６を介して一体回転可能に組付けられている。外歯１２ａは、周方向にて等間隔に形成されていて、その歯丈はＨ１とされている。回転軸１５は、図１に示したように、ハウジング１１に回転可能に組付けられていて、ハウジング１１外に組付けた電気モータ（図示省略）によって図２の時計方向に回転駆動されるように構成されている。
【００１４】
アウターロータ１３は、インナーロータ１２の回転に伴ってリングロータ１４を介して回転されるように構成されていて、図２に示したように、複数（１３個）の内歯１３ａを有しており、外周にてハウジング１１の円形凹部１１ａに回転可能に組付けられている。内歯１３ａは、周方向にて等間隔に形成されていて、その歯丈はＨ２（Ｈ１＞Ｈ２）とされている。円形凹部１１ａは、その中心Ｏ１が回転軸１５の軸心Ｏ２に対して径方向（図２の上方）に所定量偏位している。このため、アウターロータ１３は、インナーロータ１２に対して径方向に所定量偏芯してハウジング１１内に収容されている。
【００１５】
リングロータ１４は、複数（１３個）の内歯１４ａと複数（１２個）の外歯１４ｂを有していて、ハウジング１１内にてインナーロータ１２とアウターロータ１３間に設けられている。内歯１４ａは、周方向にて等間隔に形成されていて、その歯丈はＨ１より僅かに大きくされており、インナーロータ１２の外歯１２ａと部分的に噛合していて、インナーロータ１２の外歯１２ａとの間にインナー液圧室Ｒｉが形成されている。外歯１４ｂは、周方向にて等間隔に形成されていて、その歯丈はＨ２より僅かに小さくされており、アウターロータ１３の内歯１３ａと部分的に噛合していて、アウターロータ１３の内歯１３ａとの間にアウター液圧室Ｒｏが形成されている。
【００１６】
インナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏは、容積が増大する領域（図２左方の吸入領域）にて吸入ポート１１ｂ，１１ｃに連通し、容積が減少する領域（図２右方の吐出領域）にて吐出ポート１１ｄ，１１ｅに連通している。このため、インナーロータ１２が電気モータ（図示省略）によって図２の時計方向に回転駆動されて、リングロータ１３とアウターロータ１４が同方向に回転すると、ハウジング１１に設けた吸入ポート１１ｂ，１１ｃを通してインナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏに吸入された作動油がインナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏからハウジング１１に設けた吐出ポート１１ｄ，１１ｅに吐出される。なお、吐出ポート１１ｅに吐出された作動油は吐出通路１１ｉを通してハウジング１１外に吐出され、吐出ポート１１ｄに吐出された作動油は吐出通路１１ｈを通してリザーバ２０に還流され得る。
【００１７】
ところで、この実施形態においては、インナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏが吐出側にて連通していて、インナー液圧室Ｒｉから吐出される作動油の圧力変動ΔＰｉ（図３の実線参照）とアウター液圧室Ｒｏから吐出される作動油の圧力変動ΔＰｏ（図３の破線参照）が逆相となるように、各ロータ１２，１３，１４に形成した各歯１２ａ，１３ａ，１４ａ，１４ｂの形状、個数および配置と、各吐出ポート１１ｄ，１１ｅの形状が設定されている。また、この実施形態においては、インナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏのロータ１回転当たりの各吐出容積が同じとなるように、各ロータ１２，１３，１４に形成した各歯１２ａ，１３ａ，１４ａ，１４ｂの形状・寸法（例えば、歯丈Ｈ１，Ｈ２）が設定されている。
【００１８】
このため、この実施形態の歯車ポンプ１０においては、当該歯車ポンプ１０の作動時において、インナー液圧室Ｒｉから吐出される作動油の圧力変動ΔＰｉとアウター液圧室Ｒｏから吐出される作動油の圧力変動ΔＰｏは互に打ち消されて（相殺されて）無くなり、これらの圧力変動ΔＰｉ，ΔＰｏに起因する作動音の発生が防止される。
【００１９】
上記した実施形態においては、インナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏのロータ１回転当たりの各吐出容積が同じとなるように設定して実施したが、インナー液圧室Ｒｉとアウター液圧室Ｒｏのロータ１回転当たりの各吐出容積が異なるように設定して実施することも可能である。この場合には、インナー液圧室Ｒｉから吐出される作動油の圧力変動ΔＰｉとアウター液圧室Ｒｏから吐出される作動油の圧力変動ΔＰｏは相殺されないが、互に打ち消されて小さくなるため、これらの圧力変動ΔＰｉ，ΔＰｏに起因する作動音の発生が抑制される。
【００２０】
また、上記した実施形態においては、インナーロータ１２の外歯１２ａを１２個とし、アウターロータ１３の内歯１３ａを１３個とし、リングロータ１４の内歯１４ａを１３個とし、リングロータ１４の）の外歯１４ｂを１２個として実施したが、各歯の形状、個数は適宜変更して実施することが可能であり、上記実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
また、上記した実施形態においては、車両用パワーステアリング装置の可逆式油圧（液圧）ポンプに本発明を実施したが、本発明は、ハウジング内に、複数の外歯を有するインナーロータと複数の内歯を有するアウターロータが所定量偏芯して収容され、前記インナーロータと前記アウターロータ間に、複数の内歯と複数の外歯を有するリングロータが設けられていて、前記インナーロータの外歯と前記リングロータの内歯間にインナー液圧室が形成されるとともに、前記アウターロータの内歯と前記リングロータの外歯間にアウター液圧室が形成されており、前記インナーロータが回転駆動されることにより前記リングロータと前記アウターロータが回転して、前記ハウジングに設けた吸入ポートを通して前記インナー液圧室と前記アウター液圧室に吸入された液体が前記インナー液圧室と前記アウター液圧室から前記ハウジングに設けた吐出ポートを通してハウジング外に吐出されるように構成されている種々な歯車ポンプ（内接式歯車ポンプ）にも同様にまたは適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を車両用パワーステアリング装置の油圧（液圧）ポンプに実施した実施形態の全体構成を概略的に示した縦断正面図である。
【図２】図１に示した歯車ポンプの内部構成を拡大して示した平面図である。
【図３】図１に示した歯車ポンプのインナー液圧室から吐出される作動油の圧力変動とアウター液圧室から吐出される作動油の圧力変動を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０…歯車ポンプ、１１…ハウジング、１１ｂ，１１ｃ…吸入ポート、１１ｄ，１１ｅ…吐出ポート、１２…インナーロータ、１２ａ…外歯、１３…アウターロータ、１３ａ…内歯、１４…リングロータ、１４ａ…内歯、１４ｂ…外歯、１５…回転軸、１６…キー、Ｒｉ…インナー液圧室、Ｒｏ…アウター液圧室、２０…リザーバ
【図１】
2008267366.tif 000003
【図２】
2008267366.tif 000004
【図３】
2008267366.tif 000005