(57)【要約】【課題】吐出効率を悪化させずに吐出圧力の脈動振幅を小さくした内接歯車式ポンプを提供することを課題としている。【解決手段】歯数がｎ枚のインナーロータ３と歯数が（ｎ＋１）枚のアウターロータ４を偏心配置にして組み合わせたポンプロータを、吸入ポート５、吐出ポート６及び一面に開放する歯車室７を備えるケーシング８に収納してポンプユニット１、２を構成し、このポンプユニット１、２を、向かい合わせにした歯車室７の開放端を閉鎖する仕切り板９を間に挟んで連結し、それぞれのポンプユニット１、２のインナーロータ３、３を、角ピッチ未満の角度、好ましくは（１８０／ｎ）°の角度で歯の位相をずらして同一回転軸に取り付けるようにした。【選択図】図２
2007064140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯数がｎ枚のインナーロータと歯数が（ｎ＋１）枚のアウターロータを偏心配置にして組み合わせたポンプロータを、吸入ポート、吐出ポート及び一面に開放する歯車室を備えるケーシングに収納してポンプユニットを構成し、このポンプユニットの２組を、前記歯車室の開放端を向かい合わせにし、且つその歯車室の開放端を閉鎖する仕切り板を間に挟んで連結し、それぞれのポンプユニットのインナーロータを、角ピッチ未満の角度で歯の位相をずらして同一回転軸に取り付けるようにした内接歯車式ポンプ。
【請求項２】
前記吸入ポートと吐出ポートを前記歯車室の非開放側の端面に設け、さらに、前記仕切り板にその吸入ポートと吐出ポートに対応して対面する凹部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の内接歯車式ポンプ。
【請求項３】
前記２組のポンプユニットの吐出ポートを、それぞれの吐出ポートに吐出された液体が平行流れとなるところで合流させるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内接歯車式ポンプ。
【請求項４】
前記２組のポンプユニットのインナーロータの歯数を奇数にし、さらに、各インナーロータの中心に設ける軸孔を、回転軸との間のトルク伝達部が中心対称位置の偶数箇所に設けられた中心対称形状の孔にしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内接歯車式ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、吐出効率の低下を抑制しながら騒音などの原因になる吐出圧力の脈動振幅を小さくした内接歯車式ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
内接歯車式ポンプは、使用するロータの歯数を増加させることによって脈動の振幅を小さくすることができるが、ロータの歯数は無制限に増やせるものではないのでこの方法による脈動抑制には限界がある。
【０００３】
そこで、ロータの歯数を増加させずに脈動を抑制する内接歯車式ポンプが下記特許文献１、２に開示されている。特許文献１が開示している内接歯車式ポンプは、１つの回転軸に複数のインナーロータを密着して装着し、第１のインナーロータとこの第１のインナーロータの外側に配置した第１のアウターロータとの相互位置と第２のインナーロータとこの第２のインナーロータの外側に配置した第２のアウターロータとの相互位置との間に所定角度のずれを設定して構成している。
【０００４】
特許文献２が開示している内接歯車式ポンプも、１つの回転軸に仕切部材を介して複数のインナーロータを装着した点は特許文献１のポンプと異なるが、その他の部分は特許文献１のポンプと同じ構成になっている。
【０００５】
その特許文献１、２が開示している内接歯車式ポンプは、第１のインナーロータと第１のアウターロータ間に形成される空間（ポンピングチャンバ）と第２のインナーロータと第２のアウターロータ間に形成される空間が直結、もしくは直結に近い状態で連通しており、その空間を介して吐出ポートが吸入ポートに連通する。
【０００６】
特許文献１、２が開示している２組のポンプロータの歯の位相関係を図６に示す。図６（ａ）は、第１のインナーロータ２１と第１のアウターロータ２３を組み合わせた第１のポンプロータを、また、図６(ｂ)は、第２のインナーロータ２２と第２のアウターロータ２４を組み合わせた第２のポンプロータをそれぞれ表している。図中２５は吸入ポート、２６は吐出ポートであり、これらのポートはケーシングや仕切部材（図示せず）に形成されている。
【０００７】
図６（ａ）においては、ロータ間の空間２７（引き出し線を付けた位置の空間、以下同様）が吸入ポート２５と吐出ポート２６の双方から遮断されており、一方、図６（ｂ）においては、ロータ間の空間２８−１が吐出ポート２６と連通し、２８−２が吸入ポート２５と連通している。特許文献１の内接歯車式ポンプは、２組のポンプロータが間に仕切部材のない状態で併設されており、図６（ａ）の位置の空間２７と図６（ｂ）の位置の空間２８−１、２８−２が直接連通するので、これらの空間を介して吐出ポート２６が吸入ポート２５に連通し、吐出ポートに流れた液体の一部が吸入ポート側に逃げて吐出効率が悪化する。
また、特許文献２の内接歯車式ポンプは、２組のポンプロータ間に仕切部材を配置しているが、その仕切部材に共通の吐出ポートが設けられ、その吐出ポートを介して２組のポンプロータを収納した２つの歯車室が連通するので、一方のポンプロータの吐出ポートから吐出された液体が他方のポンプロータの吐出ポートに流入する流れが発生し、ポンプの吐出効率が悪化する。
【０００８】
また、特許文献２の内接歯車式ポンプは、隣り合うインナーロータ間に吸入ポートと吐出ポートを有する厚みの大きい仕切部材を介在したことによって回転軸（駆動軸）の長さが長くなるので、回転軸の所謂振れが発生し易くなり、その振れによってロータがケーシングにこすり付けられ、摺動音の発生やロータの焼きつきにつながることも考えられる。
【０００９】
さらに、特許文献１、２の内接歯車式ポンプは、回転軸とインナーロータ間のトルク伝達を周方向に定ピッチで設けられたスプラインを利用して行うので、組み立て時に回転軸に対してインナーロータが設計通りの位相差が確保されない状態に装着されて性能がばらつく可能性もある。
【特許文献１】特開平５−７９４６３号公報
【特許文献２】特開平５−７９４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、ポンプの吐出効率を悪化させずに吐出圧力の脈動振幅を小さすることを課題としている。また、必要に応じて、回転軸の振れに起因した摺動音の防止、ロータ焼きつきの防止、インナーロータの製作コストの削減などの効果も得られるようにすることも課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、この発明においては、歯数がｎ枚のインナーロータと歯数が（ｎ＋１）枚のアウターロータを偏心配置にして組み合わせたポンプロータを、吸入ポート、吐出ポート及び一面に開放する歯車室を備えるケーシングに収納してポンプユニットを構成し、このポンプユニットの２組を、前記歯車室の開放端を向かい合わせにし、且つその歯車室の開放端を閉鎖する仕切り板を間に挟んで連結し、それぞれのポンプユニットのインナーロータを、角ピッチ未満の角度で歯の位相をずらして同一回転軸に取り付けるようにした内接歯車式ポンプを提供する。
【００１２】
このポンプの好ましい形態を以下に列挙する。
（１）前記仕切り板に、前記歯車室の非開放側の端面に設けられる吸入ポートと吐出ポートに対応して対面する凹部を形成する。
（２）２組のポンプユニットの吐出ポートを、それぞれの吐出ポートに吐出された液体が平行流れとなるところで合流させる構成にする。
（３）２組のポンプユニットのインナーロータの歯数を奇数にし、さらに、各インナーロータの中心に設ける軸孔を、回転軸との間のトルク伝達部が中心対称位置の偶数箇所に設けられた中心対称形状の孔にする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の内接歯車式ポンプは、２組のポンプユニットのインナーロータとアウターロータ間にそれぞれ形成される空間が仕切り板によって互いに隔離されるため、それらの空間を介して吐出ポートが吸入ポートに連通することがなくなる。そのために、圧力の逃げが少なくなり、吐出効率の低下が回避される。
【００１４】
また、２組のポンプユニットの脈動の波に位相差が生じ、その位相差を生じた波が合成されるので、吐出圧力の脈動の振幅が小さくなる。
【００１５】
さらに、仕切り板は、ポートの無い薄い板でよく、回転軸の長さを短くしてその回転軸の振れを抑え、回転軸の振れに起因した摺動音やロータの焼きつきを減少させることも可能になる。
【００１６】
なお、上記の(１)の構成を有するポンプは、ポンプロータの両面に液圧が均等に作用するので圧力のバランスがよくなり、ロータを仕切り板に押し当てる力が発生しない。
【００１７】
また、上記の(２)の構成を有するポンプは、一方のポンプユニットから他方のポンプユニットへの圧力の逆流が起こりにくく、ポンプの性能がより安定する。
【００１８】
このほか、上記の(３)の構成を有するポンプは、形状、寸法が同じ２個のインナーロータを、同一回転軸に、一方のインナーロータが他方のインナーロータに対して１８０°反転した（裏返しになった）状態に装着してロータの歯の位相を（１８０／ｎ）°ずらすことができ、２組のポンプユニットのインナーロータの形状と回転軸への取り付け構造をそれぞれ１つに統合できるため、コスト負担が軽減され、組み付けも容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の内接歯車式ポンプの実施の形態を、図１乃至図４に基づいて説明する。図１に示すように、この発明の内接歯車式ポンプは、２組のポンプユニット１、２を並列に組み合わせて構成される。ポンプユニット１、２は、どちらも、歯数差が１枚のロータ、即ち、歯数がｎ枚のインナーロータ３と歯数が（ｎ＋１）枚のアウターロータ４を偏心配置にして組み合わせたポンプロータを採用している。
【００２０】
そのポンプロータを、それぞれが吸入ポート５、吐出ポート６及び一面に開放する歯車室７を備えるケーシング８に収納してポンプユニット１、２を構成し、そのポンプユニット１、２を、各歯車室７、７の開放端が互いに向き合う状態にして、且つ、ケーシング８、８間に歯車室７、７の開放端を閉鎖する仕切り板９を挟んだ状態にして締結具（図示せず）で連結している。また、ポンプユニット１、２は、それぞれのポンプのインナーロータ３、３を、同一回転軸１０に相対回転不可に装着したときに、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、両インナーロータ３、３の歯の位相が（１８０／ｎ）°ずれるものにしている。この位相差は、インナーロータの歯の角ピッチ（円の円周角を歯車の歯数で除した値）の１／２に設定するのが望ましく、（１８０／ｎ）°は、その要求に応えた角度である。なお、ポンプユニット１、２を連結する締結具は、一般的なボルトなどでよい。
【００２１】
吸入ポート５と吐出ポート６は、ケーシング８に設けた歯車室７の非開放側の端面に形成されている。図３に示すように、その吸入ポート５と吐出ポート６に対応させた凹部１１を仕切り板９の端面に形成すると好ましく、その凹部１１があると、ポンプロータの両端面に相反する向きに加わる圧力がバランスするので、インナーロータ３やアウターロータ４が両端面の圧力差で仕切り板９に押し付けられる現象が発生しない。
【００２２】
並列配置にして一体化したポンプユニット１、２の吐出ポート６、６は、図１に示すように、それらのポート内の液体の流れが同一方向への平行な流れとなった後に合流させると好ましい。さらに、ケース端面の吐出ポート入り口から両吐出ポートの合流点までの経路１２、１３の形状と長さを同じにすることが好ましい。これにより、吐出圧力の脈動の振幅をより確実に小さくできる。
【００２３】
図４は、インナーロータ３として、歯数ｎが奇数のロータを採用し、このインナーロータ３と回転軸１０との間に、中心対称形状のトルク伝達部１４を、中心対称位置の偶数箇所に設定して設けたものである。図示のインナーロータ３と組み合わせるアウターロータは、図示していないが、（ｎ＋１)枚の偶数の歯を有するロータとなる。
【００２４】
インナーロータ３と回転軸１０との間に設けるトルク伝達部１４は、図４（ａ）のようにキーとキー溝を組み合わせたものに限定されない。図４（ｂ）に示すように、回転軸１０の外周と回転軸を通す軸孔の内面に二面幅の面取り部を設け、その面取り部経由で回転軸１０からインナーロータ３に回転力を伝達するものなどであってもよい。
【００２５】
図５に、インナーロータ３の歯の位相を（１８０／ｎ）°ずらしたポンプユニット１、２の吐出圧力の波を合成して示す。この図の波Ｉは、ポンプユニット１の吐出圧、波IIは、ポンプユニット２の吐出圧である。このように、この発明の内接歯車式ポンプは、単一のポンプユニットを使用するものに比べて吐出圧力の脈動振幅が半減し、脈動に起因した騒音などが低減される。また、２組のポンプユニットのインナーロータとアウターロータ間にそれぞれ形成される空間を仕切り板で隔離したことによって吐出効率の低下も回避される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の内接歯車式ポンプの一例を示す断面図
【図２】（ａ）一方のポンプユニットの端面図、（ａ）他方のポンプユニットの端面図
【図３】この発明の内接歯車式ポンプの他の例を示す断面図
【図４】（ａ）歯数が奇数のインナーロータと回転軸との間に設けるトルク伝達部の一例を示す図、（ｂ）同上のトルク伝達部の他の例を示す図
【図５】２組のポンプユニットの吐出圧力の波を合成して示す図
【図６】（ａ）従来例における一方のポンプユニットの端面図、（ｂ）他方のポンプユニットの端面図
【符号の説明】
【００２７】
１、２      ポンプユニット
３          インナーロータ
４          アウターロータ
５          吸入ポート
６          吐出ポート
７          歯車室
８          ケーシング
９          仕切り板
１０        回転軸
１１        凹部
１２、１３  経路
１４        トルク伝達部
【図１】
2007064140.tif 000003
【図２】
2007064140.tif 000004
【図３】
2007064140.tif 000005
【図４】
2007064140.tif 000006
【図５】
2007064140.tif 000007
【図６】
2007064140.tif 000008