(57)【要約】【課題】高圧の作動油によって発生するカムリングと内歯車の摺動抵抗の増加を抑えることができる内接歯車ポンプの提供。【解決手段】外歯車７の外周に設けられ、該外歯車７と噛合う内歯車８と、前記内歯車８の外周との間に摺動空間Ｏを有して設けられたカムリング２と、前記外歯車７と内歯車８との噛合いによって容積の変化するポンプ室９に連通した吸入口１０ａ及び吐出口１１ａとを有する内接歯車ポンプにおいて、前記摺動空間Ｏにおけるポンプ室９の高圧側に漏洩した作動油を低圧側と画設するためのシール部Ｄを設けた。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯車の外周に設けられ、該外歯車と噛合う内歯車と、
前記内歯車の外周との間に摺動空間を有して設けられたカムリングと、
前記外歯車と内歯車との噛合いによって容積の変化するポンプ室に連通した吸入口及び吐出口とを有する内接歯車ポンプにおいて、
前記摺動空間におけるポンプ室の高圧側に漏洩した作動油を低圧側と画設するためのシール部を設けたことを特徴とする内接歯車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車のパワーステアリング装置のアクチュエータや自動変速機などに広く使用される内接歯車ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の内接歯車ポンプは、カムリング内に内歯車とこの内歯車に噛合う外歯車を回転自在に収容し、これら内歯車と外歯車との歯部の噛合いによって複数のポンプ室を区画形成している。
【０００３】
また、前記内歯車と外歯車の回転に伴ってポンプ室の容積が増加する区間に吸入口を設け、ポンプ室の容積が減少する区間に吐出口を設けて該吸入口から作動油を吸入して吐出口から吐出するようになっている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３０３７７１号公報  （第７−８頁、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許文献１の発明にあっては、吐出口付近で高圧になった作動油が内歯車をカムリングの内周に押し付けるように作用し、結果、内歯車とカムリングとの摺動抵抗が増大するという問題点があった。
なお、前記摺動抵抗が増大するとポンプの効率が低下する上、振動や騒音の発生の原因となる。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、内歯車の摺動抵抗の増加を抑えることができる内接歯車ポンプを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、外歯車の外周に設けられ、該外歯車と噛合う内歯車と、前記内歯車の外周との間に摺動空間を有して設けられたカムリングと、前記外歯車と内歯車との噛合いによって容積の変化するポンプ室に連通した吸入口及び吐出口とを有する内接歯車ポンプにおいて、前記摺動空間におけるポンプ室の高圧側に漏洩した作動油を低圧側と画設するためのシール部を設けたことを特徴とすることとした。
【０００８】
【発明の効果】
従って、本発明の内接歯車ポンプにあっては、ポンプ室の高圧側では内歯車をカムリングの内周に押し付けるように応力が作用するが、高圧側の摺動空間は低圧側と画設されているため、ここに漏洩した高圧の作動油が前記応力と相殺するように内歯車を押し付けるように作用し、結果、内歯車とカムリングの摺動抵抗が増加するのを抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の内接歯車ポンプの実施の形態を説明する。
なお、本実施の形態では内接歯車ポンプをトロコイドタイプのものに適用して自動車のパワーステアリング装置のアクチュエータに接続した例について説明する。
【００１０】
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１を説明する。
図１は本発明の実施の形態１の内接歯車ポンプを示す断面図、図２は図１のＳ２−Ｓ２断面図、図３は図１のＳ３−Ｓ３断面図、図４は図１のＳ４−Ｓ４による本実施の形態の内接歯車ポンプの作動を説明する図である。
【００１１】
図１、２に示すように、本実施の形態の内接歯車ポンプは、ポンプハウジング１と、カムリング２と、ポンプカバー３を主要な構成としている。
前記ポンプハウジング１内には貫通孔１ａが形成されると共に、該貫通孔１ａ内にはボールベアリングで構成される軸支部４を介して回転自在に軸支された駆動軸５が設けられている。
前記駆動軸５の基端側は図外のモータ等の駆動手段に連結され、先端側は後述するカムリング２を貫通してポンプカバー３の凹部３ａ内にニードルベアリング６を介して遊嵌されている。
そして、これらポンプハウジング１、カムリング２、ポンプカバー３は図示しないボルト等によって互いに連結固定されている。
【００１２】
図２に示すように、前記カムリング２内にはリング状の外歯車７及び内歯車８が設けられている。
前記外歯車７は、その内周が前記駆動軸５にスプライン結合され、外周にはトロコイド曲線を基本とした高次関数曲線で形成された複数の歯部７ａを有して形成されている。
また、前記内歯車８は、その内周に前記外歯車７よりも１つ多い数の歯部８ａを有して形成されており、これら内歯車８と外歯車７とは回転中心が上下方向に所定寸法Ｗだけ偏心した状態で密に噛合されて前記歯部７ａ，８ａ同士間に複数のポンプ室９が区画形成されている。
【００１３】
前記ポンプ室９の容積は、外歯車７と内歯車８の回転に伴って変化する。
即ち、ポンプ室９の容積は歯部７ａと歯部８ａが完全に噛合う位置では略ゼロになり、噛合いが解ける位置で最大となり、噛合いが始まる区間では縮小していく。
【００１４】
そして、前記カムリング２の内周と内歯車８の外周との間には所定の隙間で形成された摺動空間Ｏが形成されると共に、該摺動空間Ｏは後述するシール部Ｄによって４つに画設されている。
【００１５】
具体的には、図２の拡大図に示すように、前記シール部Ｄはカムリング２の内周に軸方向に亘って形成された溝Ｍに収装される直方体形状の樹脂部材１５と、該樹脂部材１５を内歯車８の方へ押圧するゴム部材１６とから構成され、樹脂部材１５が内歯車８の外周に当接しており、摺動空間Ｏにおけるシール部Ｄの両側を後述する作動油が流通するのを完全に防止している。
【００１６】
また、図３に示すように、ポンプハウジング１におけるカムリング２との当接面には、前記ポンプ室９の容積が拡張する区間に連通して吸入ポート１０が刻設されると共に、該吸入ポート１０は所定の深さで三日月形状に形成されると共に、その中央には該吸入ポート１０に連通して吸入口１０ａが設けられている。
また、ポンプ室９の容積が縮小する区間には吐出ポート１１が刻設されると共に、該吐出ポート１１は前記吐出ポート１０と同様に所定の深さで三日月形状に形成され、吐出口１１ａが設けられている。
【００１７】
そして、前述した溝Ｍ及びシール部Ｄは、吸入ポート１０と（吸入口１０ａ）と吐出ポート１１の中央同士（吐出口１１ａ）を結んだ直線を第１線Ｌ１とした場合、吐出ポート１１ａの始点Ｓと終点Ｅがそれぞれ該第１線Ｌ１方向と平行に移動して吐出ポート１１ａ側のカムリング２の内周と交わる位置に設けられてカムリング２の左右対称位置に配置されている（後述する（イ）に対応）。
【００１８】
なお、本実施の形態の内接歯車ポンプは、駆動軸５の回転方向によって吸入口１０ａと吐出口１１ａが交代する可逆式ポンプとして使用されるため、後述する作動油が流通する部位は全て左右対称に形成されている。
【００１９】
以下、本実施の形態の内接歯車ポンプの動作及び作用について説明する。
なお、本実施の形態の内接歯車ポンプは可逆式ポンプとして機能するが、以下、駆動軸５を一方向に回転させた場合についてのみ説明する。
このように構成された内接歯車ポンプにあっては、図４に示すように、駆動手段により駆動軸５が矢印Ｘ方向に回転すると、外歯車７が回転駆動すると共に、該外歯車７の回転に伴って内歯車８が回転する。
【００２０】
この際、ポンプ室９の容積は内歯車８と外歯車７の回転に伴って変化し、吸入口１０ａから吸入された作動油は吸入ポート１０を介してポンプ室９の容積が拡張する区間（ポンプ室９の低圧側）に流入する。
次に、前記ポンプ室９の低圧側に流入した作動油は、ポンプ作用を受けながらポンプ室９の容積が縮小される区間（ポンプ室９の高圧側）に流入する。
【００２１】
この際、前記ポンプ室９の高圧側に流入した作動油は高圧になっており、該作動油の圧力は主に前述した第１線Ｌ１方向のポンプ室９の高圧側（矢印Ｘ１にて図示）に作用し、内歯車８をカムリング２に押し付けるように作用する。
しかしながら、前述したように、摺動空間Ｏにおける高圧側はシール部Ｄによって画設されているため、ここにポンプ室９を介してカムリング２とポンプハウジング１またはポンプカバー３との僅かな隙間から漏洩した高圧の作動油は前記応力Ｘ１と相殺するように内歯車８を内周に押し付ける方向（矢印Ｘ２方向にて図示）に作用し、結果、内歯車８とカムリング２の摺動抵抗が増加するのを抑えることができる（請求項１に対応）。
【００２２】
また、シール部Ｄによって摺動空間Ｏにおけるポンプ室９の高圧側に漏洩した作動油が低圧側に漏洩する虞がないため作動油の圧力が低下してポンプ効率が低下する虞はない。
【００２３】
さらに、シール部Ｄは左右対称位置に設けられているため、吸入口１０ａと吐出口１１ａが交代した場合でも同様の効果が得られる（後述する（ハ）に対応）。
【００２４】
次に、前記ポンプ室９の高圧側の作動油は、吐出ポート１１に流入した後、吐出口１１ａを介して図外のパワーステアリング装置のアクチュエータ等に導かれる。
【００２５】
従って、本実施の形態の内接歯車ポンプにあっては、摺動空間Ｏにおけるポンプ室９の高圧側のシール部Ｄで画設することによって作動油の圧力による内歯車８とカムリング２との摺動抵抗の増加を抑えることができる（請求項１に対応）。
【００２６】
＜実施の形態２＞
以下、本発明の実施の形態２を説明する。
本実施の形態では前記実施の形態１で説明したカムリング２の内周に凹部溝を形成して該凹部溝に漏洩した作動油をより多く貯溜させて積極的に内歯車の内周への応力を発生させたこと以外は前記実施の形態１と同様であるため、同一の構成部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
図５は本発明の実施の形態２における内接歯車ポンプを示す断面図、図６は図５のＳ６−Ｓ６による内接歯車ポンプの作動を説明する図である。
【００２７】
図５、６に示すように、本実施の形態の内接歯車ポンプでは、カムリング２の内周に軸方向に亘って凹部溝２０，２１が左右対象位置に形成されている。
また、本実施の形態におけるシール部Ｄでは実施の形態１における溝Ｍ、樹脂部材１５、ゴム部材１６が省略され、内歯車８の外周面とカムリング２の内周面との間にシール機能を持たせてある。
即ち、ポンプ室９の高圧によって内歯車８の外周面がカムリング２の内周面に形成されたエッジ部に押し付けられることにより凹部溝２０，２１の内部の高圧を保持している。
【００２８】
以下、本実施の形態の内接歯車ポンプの動作及び作用について説明する。
本実施の形態の内接歯車ポンプは前記実施の形態１と同様に可逆式ポンプとして機能するが、以下、駆動軸５を一方向に回転させた場合についてのみ説明する。
【００２９】
このように構成された内接歯車ポンプにあっては、外歯車７及び内歯車８の回転に伴ってポンプ室９の低圧側に流入した作動油は、ポンプ作用を受けながらポンプ室９の容積が縮小される区間（ポンプ室９の高圧側）に流入する。
【００３０】
この際、図６に示すように、前記ポンプ室９の高圧側に流入した作動油は高圧になっており、該作動油の圧力は主に前述した第１線Ｌ１方向のポンプ室９の高圧側（矢印Ｘ１方向にて図示）に作用して、内歯車８をカムリング２に押し付けるように作用する。
しかしながら、摺動空間Ｏにおける高圧側はシール部Ｄによって区画形成されている上、凹部溝２１が形成されているため、ポンプ室９を介してカムリング２とポンプハウジング１またはポンプカバー３との僅かな隙間から漏洩した高圧の作動油は該凹部溝２１内に貯溜されて前記応力Ｘ１と相殺するように内歯車８を内周に押し付ける方向（矢印Ｘ３方向にて図示）に作用し、結果、内歯車８とカムリング２の摺動抵抗が増加するのを抑えることができる（後述する（ロ）に対応）
【００３１】
また、前述したように、凹部溝２０，２１は左右対称位置に設けられているため、吐出口１０ａと吸入口１１ａが交代した場合でも同様の効果が得られる（後述する（ハ）に対応）。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態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などがあっても本発明に含まれる。
例えば、シール部Ｄの素材、形状、形成数、については適宜設定することができる。
【００３３】
更に、上記実施の形態及び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、以下にその効果と共に記載する。
【００３４】
（イ）請求項１記載の内接歯車ポンプにおいて、
前記シール部は、吸入ポートの中央と吐出ポートの中央とを結んだ直線を第１線とした場合、該吐出ポートの始点と終点がそれぞれ該第１線方向と平行に移動してポンプ室の高圧側のカムリングの内周と交わる位置に設けられることを特徴とする内接歯車ポンプ。
【００３５】
即ち、主に第１線方向のポンプ室の高圧側に作用する応力をシール部間に漏洩する作動油の圧力で効率良く受け止めることができる。
【００３６】
（ロ）請求項１、上記（イ）記載の内接歯車ポンプにおいて、
前記摺動空間の少なくとも高圧側におけるカムリングの内周に凹部溝を形成したことを特徴とする内接歯車ポンプ。
【００３７】
即ち、凹部溝にポンプ室から漏洩する作動油を凹部溝内に貯溜させてより効率的に内歯車への応力を発生させることが可能となる。
【００３８】
（ハ）請求項１、上記（イ）、（ロ）記載の内接歯車ポンプにおいて、
前記内接歯車ポンプは可逆式ポンプであって、前記シール部及び凹部溝は吸入口側と吐出口側に左右対称位置に設けられることを特徴とする内接歯車ポンプ。
【００３９】
即ち、吸入口と吐出口が交代する可逆式ポンプに対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の内接歯車ポンプを示す縦断面図である。
【図２】図１のＳ２−Ｓ２断面図である。
【図３】図１のＳ３−Ｓ３断面図である。
【図４】図１のＳ４−Ｓ４による内接歯車ポンプの作動を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態２の内接歯車ポンプを示す縦断面図である。
【図６】図５のＳ６−Ｓ６による内接歯車ポンプの作動を説明する図である。
【符号の説明】
Ｄ  シール部
Ｍ  溝
１  ポンプハウジング
２  カムリング
３  ポンプカバー
４  軸支部
５  駆動軸
６  ニードルベアリング
７  外歯車
７ａ、８ａ  歯部
８  内歯車
９  ポンプ室
１０  吸入ポート
１０ａ  吸入口
１１  吐出ポート
１１ａ  吐出口
１５  樹脂部材
１６  ゴム部材
２０、２１  凹部溝
【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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【図６】
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