(57)【要約】【課題】トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとがケーシング内において、ロータの回動動作がスムーズで、特にアウターロータを円滑に回動させること。【解決手段】インナーロータ１と、アウターロータ２と、該アウターロータ２が内装されるロータ室６と，該ロータ室６の内側面部６ｂに直結する吸入ポート８と吐出ポート９とが形成されたケーシングＡと、前記アウターロータ２の外周とロータ室６の内周との間に装着され，前記アウターロータ２を回動自在に支持するとともに前記ロータ室６に対して回動自在としたリング状部材３とからなること。前記ケーシングＡのロータ室６の内側面部６ｂと前記リング状部材３の外周側面３ａとの間には流体を流入させる導入部１０が形成されてなること。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーロータと、アウターロータと、該アウターロータが内装されるロータ室と，該ロータ室の内側面部に直結する吸入ポートと吐出ポートとが形成されたケーシングと、前記アウターロータの外周とロータ室の内周との間に装着され，前記アウターロータを回動自在に支持するとともに前記ロータ室に対して回動自在としたリング状部材とからなり、前記ケーシングのロータ室の内側面部と前記リング状部材の外周側面との間には流体を流入させる導入部が形成されてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記導入部は、前記リング状部材の回転方向に沿って対向する側の前記吸入ポートの内壁面部と，前記ロータ室の内側面部との角部箇所，及び前記吐出ポートの内壁面部と，前記ロータ室の内側面部との角部箇所に、前記ロータ室の外方に開くようにそれぞれ形成された傾斜状逃げ部としてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項３】
請求項１において、前記導入部は、前記リング状部材の回転方向に沿って対向する側における前記吸入ポートと，前記ロータ室の内側面部との角部箇所，及び前記吐出ポートと，前記ロータ室の内側面部との角部箇所から前記内側面部に沿ってほぼ中間位置まで形成された溝条としてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとがケーシング内において、ロータの回動動作がスムーズで、特にアウターロータが円滑に回動することができるトロコイドポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、種々のトロコイドポンプが開発されている。特開昭６３−２２３３８１号では、トロコイド型オイルポンプのアウターロータの外周部にリングを嵌合し、このリングの外周部に同リングを付勢する弾性体を設けたものが存在している。このアウターロータの外周部には、そのアウターロータを回転中心回りに回動自在に支持するリングが設けられている。
【０００３】
このリングとケーシングとの間のボディークリアランスは、従来の内接型ギャポンプにおけるアウターロータとケーシングとのボディークリアランスに相当するものであることが記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開昭６３−２２３３８１号に開示されている発明において、アウターロータの外周部に設けられたリングは、アウターロータを回転自在に支持し、その外周部に設けられた弾性体により一方向に付勢されている。このために、そのリングは、弾性体によって回転を抑制されることになり、アウターロータの回転に連なって回転するものではなく、アウターロータを所定方向に弾発し、そのアウターロータの直径方向の移動を防ごうとするものである。しかし、リングとアウターロータとの回転摺動抵抗は、従来のアウターロータとケーシングとの場合と同じである。
【０００５】
そのために、ポンプの回転抵抗に対して大きな駆動力が必要となり、駆動エネルギーの消費が大きくなるという課題がある。これまでのポンプ駆動力より低下させた駆動力によりポンプを回転駆動して、駆動エネルギーの消費を低減することができる回転駆動効率の良いポンプとすることが困難であった。本発明の目的は、アウターロータを安定に支持し、且つアウターロータとケーシングとの摺動抵抗を低減させ、ポンプ回転駆動力の損失を小さくすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、インナーロータと、アウターロータと、該アウターロータが内装されるロータ室と，該ロータ室の外周側面に直結する吸入ポートと吐出ポートとが形成されたケーシングと、前記アウターロータの外周とロータ室の内周との間に装着され，前記アウターロータを回動自在に支持するとともに前記ロータ室に対して回動自在としたリング状部材とからなり、前記ケーシングのロータ室の側面部と前記リング状部材の外周側面との間には流体を流入自在とした導入部が形成されてなるトロコイドポンプとしたことにより、トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとがケーシング内において、回動動作が極めてスムーズであり、且つロータ及びケーシングにおける相互の摺動抵抗を低減することができ、上記課題を解決したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、図１（Ａ）に示すように、主にインナーロータ１，アウターロータ２，リング状部材３及びケーシングＡとから構成されるものである。前記ケーシングＡは、本体部５にロータ室６，吸入ポート８及び吐出ポート９が形成されている。前記インナーロータ１には、外歯１ａが形成されており、アウターロータ２は、内歯２ａが形成されている。前記インナーロータ１の外歯１ａは、アウターロータ２の内歯２ａの歯数よりも一つ少ない歯数となる関係を有している。
【０００８】
そして、インナーロータ１が１回転すると中間ロータ２は１歯分遅れて回転する。このようにして、インナーロータ１の外歯１ａと，アウターロータ２の内歯２ａとが噛み合いながら、外歯１ａと内歯２ａとの接触点間に空隙室が形成される。これらの空隙室は、ロータの回転に伴い、容積が大小に変化し、流体の吸入及び吐出を行うものである。
【０００９】
次に、ケーシングＡは、図１（Ｂ）に示すように、本体部５にはロータ室６が形成され、該ロータ室６に前記インナーロータ１，アウターロータ２及びリング状部材３が収納される。そのロータ室６は、底面部６ａと内側面部６ｂとからなり、その内側面部６ｂは、図１（Ｂ）に示すように、円形状内周面となっており、前記リング状部材３の外周側面３ａと近接する部位である。したがって、前記内側面部６ｂが円周内壁面を構成する部分の直径は、前記リング状部材３が収納され、回動自在となるに必要な直径を有するものである。そのロータ室６の中心箇所には、ボス部７が形成されている。該ボス部７は、前記インナーロータ１の駆動軸の軸受孔７ａが形成されている。そのロータ室６の底面部６ａには吸入ポート８及び吐出ポート９が形成されている。
【００１０】
リング状部材３は、偏平円筒状をなしており、前記ロータ室６に回動自在に収納される。また、リング状部材３の内周側にアウターロータ２が収納されるようになっている。そして、リング状部材３は、前記ロータ室６内で前記アウターロータ２を回動自在に支持する。リング状部材３は、アウターロータ２の回転につられて自らも回転するようにロータ室６に回動自在に支持されている。また、前記リング状部材３の回動動作は、前記アウターロータ２と同期して回転するものではなく、アウターロータ２の回転に対して滑りを伴って回転するので、アウターロータ２の回転速度より遅くなるものである。
【００１１】
また、アウターロータ２とロータ室６との相対速度に対して、上記リング状部材３とロータ室６との相対速度は小さくなる。さらに前記リング状部材３とアウターロータ２とは、該アウターロータ２の回転に対してリング状部材３が連れ回り状態となるが、これはたとえばリング状部材３が存在せず、そのアウターロータ２が直接ロータ室６に収納された場合に比較して、その回動抵抗を低減することができる。そのリング状部材３とアウターロータ２との回動摺動面へは、アウターロータ２の回転によって流動される潤滑油がアウターロータ２のサイドクリアランスを通して供給され、良好な潤滑が得られる。
【００１２】
また、前記ケーシングＡのロータ室６の内側面部６ｂと、該ロータ室６に収納された前記リング状部材３の外周側面３ａとの間には流体を流入自在とした導入部１０が形成されている。この導入部１０は、前記リング状部材３とロータ室６との相互の回転摺動面に、リング状部材３の回転によって、吸入ポート８側及び吐出ポート９側における流体を送り込む役目をなす部位である。すなわち、流体がオイルである場合に、リング状部材３の回転にともなって、流体が導入部１０から引きずり込まれるように作用し、リング状部材３とロータ室６の内側面部６ｂとの微小隙間に流体（オイル）が送りこまれる。これによって、リング状部材３がロータ室６内で円滑に回動することができる。
【００１３】
その導入部１０には、複数の実施形態が存在する。その第１実施形態では、図１，図２等に示すように、前記導入部１０を傾斜状逃げ部１０ａとしたものである。この実施形態では、ロータ室６の内側面部６ｂと、吸入ポート８の内壁面部８ａとの角部箇所にロータ室６の外方に広がる傾斜面が形成されたものである。さらに、具体的には、前記リング状部材３が回転する方向に対向する位置で、且つそのリング状部材３が入り込もうとする部分である。すなわち、リング状部材３の回転方向に対向する前記吸入ポート８の内壁面部８ａとロータ室６の内側面部６ｂとの角部箇所に傾斜状逃げ部１０ａが形成される。
【００１４】
その傾斜状逃げ部１０ａの傾斜角度は、リング状部材３の接線とのなす角度となり、鋭角であることが好ましい。図２（Ａ）は、その吸入ポート８側における傾斜状逃げ部１０ａの最拡大図である。すなわち、リング状部材３が回転することで、その吸入ポート８側の流体がリング状部材３の回転方向にに伴ってロータ室６の内側面部６ｂとリング状部材３の外周側面３ａとの間に入り込み、これがリング状部材３とロータ室６との間における潤滑剤としての役目をなす。
【００１５】
この傾斜状逃げ部１０ａは、前記吸入ポート８側のみでなく、図２（Ｂ）に示すように、前記吐出ポート９側にも形成される。そして、その吐出ポート９に形成される傾斜状逃げ部１０ａもリング状部材３の回転方向に対向する側の角部に形成される。すなわち、リング状部材３が回転方向において入り込もうとする吐出ポート９の内壁面部９ａと内側面部６ｂとの角部に傾斜状逃げ部１０ａが形成される。このような傾斜状逃げ部１０ａは、前記リング状部材３が回転する方向とともに流体が引き込まれ、リング状部材３の外周側面３ａとロータ室６の内側面部６ｂとの間に流体が送り込まれ、潤滑剤となる。
【００１６】
次に、導入部１０の第２実施形態は、図４（Ａ）に示すように、前記ロータ室６の内側面部６ｂに形成された溝条１０ｂとしたものである。この実施形態では、吸入ポート８と吐出ポート９の間におけるロータ室６の内側面部６ｂにおいて、そのリング状部材３の回転方向に沿って、入り込む角部側から溝条１０ｂが形成される。また、溝条１０ｂは内側面部６ｂにおいて吸入ポート８側から吐出ポート９側に貫通するものではなく、図４（Ｂ）に示すように、途中で終端となっている。このように溝条１０ｂが形成されることにより、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記リング状部材３の外周側面３ａとロータ室６の内側面部６ｂとの間に溝条１０ｂによる流路が形成されることになり、流体が潤滑剤として溜められる部位となる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、インナーロータ１と、アウターロータ２と、該アウターロータ２が内装されるロータ室６と，該ロータ室６の内側面部６ｂに直結する吸入ポート８と吐出ポート９とが形成されたケーシングＡと、前記アウターロータ２の外周とロータ室６の内周との間に装着され，前記アウターロータ２を回動自在に支持するとともに前記ロータ室６に対して回動自在としたリング状部材３とからなり、前記ケーシングＡのロータ室６の内側面部６ｂと前記リング状部材３の外周側面３ａとの間には流体を流入自在とした導入部１０が形成されてなるトロコイドポンプとしたことにより、トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとがケーシング内において、ロータの回動動作がスムーズで、特にアウターロータが円滑に回動することができる等の効果を奏する。
【００１８】
上記効果を詳述するとアウターロータ２の外周に位置するリング状部材３には、導入部１０を設けたことで、流体がリング状部材３とロータ室６の内側面部６ｂ内に流体が入りやすくなり、回転摺動抵抗を低減することができ、リング状部材３の回動がより一層円滑になり、ひいてはアウターロータ２及びインナーロータ１の動作を良好にすることができる。
【００１９】
さらに、アウターロータ２の回転速度より遅くなるリング状部材３により、アルミ合金材で形成されているケーシングの磨耗を低減させることができ、ひいては、ポンプの耐久性を向上させることができる。また、ポンプの回転駆動力を大きくしなくても、ポンプを駆動させることができ、ポンプ駆動エネルギーの消費を小さくすることができるもので、ポンプ回転駆動効率の良いポンプとすることができる。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記導入部１０は、前記リング状部材３の回転方向に沿って対向する側の前記吸入ポート８の内壁面部８ａと，前記ロータ室６の内側面部６ｂとの角部箇所，及び前記吐出ポート９の内壁面部９ａと，前記ロータ室６の内側面部６ｂとの角部箇所に、前記ロータ室６の外方に開くようにそれぞれ形成された傾斜状逃げ部１０ａとしてなるトロコイドポンプとしたことにより、流体の導入をより円滑にして、ケーシングＡとリング状部材３との間の潤滑を良好にすることができる。また、導入部１０を前記吸入ポート８の内壁面部８ａに形成された傾斜状逃げ部１０ａは、その角部が大きな開口となるように傾斜状に加工するのみでよく、極めて簡単に形成することができる。同様に、前記吐出ポート９の内壁面部９ａと，前記ロータ室６の内側面部６ｂとの角部箇所にも傾斜状逃げ部１０ａを形成することができる。
【００２１】
次に、請求項３の発明は、請求項１において、前記導入部１０は、前記リング状部材３の回転方向に沿って対向する側における前記吸入ポート８と，前記ロータ室６の内側面部６ｂとの角部箇所，及び前記吐出ポート９と，前記ロータ室６の内側面部６ｂとの角部箇所から前記内側面部６ｂに沿ってほぼ中間位置まで形成された溝条１０ｂとしてなるトロコイドポンプとしたことにより、比較的多量の流体を導入部１０に入れ込むことができ、潤滑性能を向上させることができる。すなわち、リング状部材３の外周側面３ａとロータ室６の内側面部６ｂとの隙間のみならず、その溝条１０ｂを介して、流体が入り込むことになるので、多くの流体による潤滑となり、リング状部材３の回転性を向上させるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の平面図
（Ｂ）は（Ａ）のケーシングの平面図
【図２】（Ａ）は第１実施形態の吸入ポート側の導入部の最拡大図
（Ｂ）は第１実施形態の吐出ポート側の導入部の最拡大図
【図３】（Ａ）は第１実施形態の要部拡大斜視図
（Ｂ）はリング状部材と内側面部との間を流体が流れる状態を示す作用図
【図４】（Ａ）は本発明の第２実施形態の平面図
（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図
【図５】（Ａ）は第２実施形態における導入部の要部拡大斜視図
（Ｂ）は第２実施形態の要部拡大断面図
【符号の説明】
１…インナーロータ
２…アウターロータ
６…ロータ室
８…吸入ポート
９…吐出ポート
Ａ…ケーシング
１０…導入部
１０ａ…傾斜状逃げ部
１０ｂ…溝条
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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