(57)【要約】      （修正有）【課題】ハウジングとアウタロータとの摺動摩擦力を低減することができるギアポンプを提供する。【解決手段】ハウジングの中空部を形成する壁面隅部とアウタロータ３０の外周側角部との間に周方向流路１１０を形成する。この周方向流路１１０は、少なくとも吸入ポート１３のアウタロータ３０の回転方向の端部Ａから吐出ポート１４の位相範囲（Ｃ〜Ｄ）を通り吸入ポート１３のアウタロータ３０の反回転方向の端部Ｂまでの位相範囲に形成される。そして、周方向流路１１０のうち吸入ポート１３のアウタロータ３０の回転方向の端部Ａ側の位相にて連通され、吸入ポート１３または吸入ポート１３に接続された流路に連通された第一オリフィス流路１３０を形成する。この第一オリフィス流路１３０は、周方向流路１１０の断面積よりも小さな断面積に形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有するハウジングと、
前記ハウジングの中空部に回転可能に収容され、内周面に内歯を有するアウタロータと、
前記アウタロータに対して偏心した状態で前記内歯に噛合する外歯を有するインナロータと、
前記ハウジングに形成され、前記外歯と前記内歯との径方向隙間に開口形成され、それぞれ異なる位相範囲に形成された吸入ポートおよび吐出ポートと、
を備えるギアポンプにおいて、
前記ハウジングの前記中空部を形成する壁面隅部と前記アウタロータの外周側角部との間に周方向に形成され、少なくとも前記吸入ポートの前記アウタロータの回転方向の端部から前記吐出ポートの位相範囲を通り前記吸入ポートの前記アウタロータの反回転方向の端部までの位相範囲に形成された周方向流路と、
前記周方向流路のうち前記吸入ポートの前記アウタロータの回転方向の端部側の位相にて連通され、前記周方向流路の断面積よりも小さな断面積に形成され、前記吸入ポートまたは前記吸入ポートに接続された流路に連通された第一オリフィス流路と、
を備えることを特徴とするギアポンプ。
【請求項２】
請求項１において、
前記第一オリフィス流路は、前記ハウジングの前記中空部を形成する壁面と前記アウタロータの端面との間に形成され、前記吸入ポートに連通するように形成されたことを特徴とするギアポンプ。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ギアポンプは、前記周方向流路のうち前記吸入ポートの前記アウタロータの反回転方向の端部側の位相にて連通され、前記周方向流路の断面積よりも小さな断面積に形成され、前記吸入ポートまたは前記吸入ポートに接続された流路に連通された第二オリフィス流路を備えることを特徴とするギアポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内歯を有するアウタロータと当該内歯に噛合する外歯を有するインナロータとを備えるギアポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のギアポンプは、高圧のポンプ室に生じる流体の圧力によってアウタロータがハウジングに押しつけられることにより、ハウジングとアウタロータとの摺動摩擦力が発生し、摺動摩擦力により車両の燃費の悪化や製品寿命の低減の原因となっていた。そこで、例えば、実開平６−７３３８５号公報（特許文献１）に記載のギアポンプは、アウタロータの端面に内歯の歯溝から外周に向かって放射状に逃がし溝を形成し、ハウジングの内周縁に周方向のバイパス溝を形成している。これにより、吐出側の高圧のポンプ室内の流体の一部が逃がし溝よりバイパス溝に流入し、該バイパス溝から逃がし溝を介して隣接するポンプ室に流入する結果、高圧のポンプ室の吐出圧の急激上昇が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−７３３８５号公報（図４、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上述したように高圧のポンプ室の流体を隣接するポンプ室に流入させる構成とは異なる構成により、ハウジングとアウタロータとの摺動摩擦力を低減することができるギアポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係るギアポンプの発明は、中空部を有するハウジングと、前記ハウジングの中空部に回転可能に収容され、内周面に内歯を有するアウタロータと、前記アウタロータに対して偏心した状態で前記内歯に噛合する外歯を有するインナロータと、前記ハウジングに形成され、前記外歯と前記内歯との径方向隙間に開口形成され、それぞれ異なる位相範囲に形成された吸入ポートおよび吐出ポートと、を備えるギアポンプにおいて、前記ハウジングの前記中空部を形成する壁面隅部と前記アウタロータの外周側角部との間に周方向に形成され、少なくとも前記吸入ポートの前記アウタロータの回転方向の端部から前記吐出ポートの位相範囲を通り前記吸入ポートの前記アウタロータの反回転方向の端部までの位相範囲に形成された周方向流路と、前記周方向流路のうち前記吸入ポートの前記アウタロータの回転方向の端部側の位相にて連通され、前記周方向流路の断面積よりも小さな断面積に形成され、前記吸入ポートまたは前記吸入ポートに接続された流路に連通された第一オリフィス流路と、を備えることである。
【０００６】
ここで、アウタロータの外周側角部とは、リング形状に形成されているアウタロータのうち、外周面と軸方向端面との接合部分に相当する。つまり、アウタロータの外周側角部は、周方向に亘って存在する部分である。そして、周方向流路は、ハウジングの中空部を形成する壁面隅部とアウタロータの外周側角部との間に周方向に形成されている。つまり、周方向流路は、上述したアウタロータの外周面と軸方向端面との接合部分と、ハウジングのうち当該接合部分に対向する部分との間に形成される。そして、周方向流路は、ハウジングの中空部を形成する壁面隅部とアウタロータの外周側角部との間の周方向全周のうち、上述した一部分に少なくとも形成されればよく、もちろん全周に形成されるようにしてもよい。
【０００７】
また、本発明のギアポンプにおいて、吸入ポートおよび吐出ポートは、外歯と内歯との径方向隙間に対して、周方向の設定された位相範囲にそれぞれ形成されている。そして、周方向流路は、少なくとも吸入ポートのアウタロータの回転方向の端部から吐出ポートの位相範囲を通り吸入ポートのアウタロータの反回転方向の端部までの位相範囲に形成されている。このことを換言すると、以下のようになる。吸入ポートのアウタロータの回転方向の端部および反回転方向の端部をそれぞれ位相Ａ、Ｂとし、吐出ポートのアウタロータの回転方向の端部および反回転方向の端部をそれぞれ位相Ｃ、Ｄとして、アウタロータの回転方向を位相正方向とする。このとき、周方向流路は、位相Ａから位相正方向に移動させて位相Ｃ、Ｄを通過して、位相Ｂまでの範囲に少なくとも形成される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記第一オリフィス流路が、前記ハウジングの前記中空部を形成する壁面と前記アウタロータの端面との間に形成され、前記吸入ポートに連通するように形成されたことである。
請求項３に係る発明は、前記ギアポンプが、前記周方向流路のうち前記吸入ポートの前記アウタロータの反回転方向の端部側の位相にて連通され、前記周方向流路の断面積よりも小さな断面積に形成され、前記吸入ポートまたは前記吸入ポートに接続された流路に連通された第二オリフィス流路を備えることである。
【発明の効果】
【０００９】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、アウタロータの内歯とインナロータの外歯との間の高圧のポンプ室から漏出した流体が、アウタロータの軸方向端面の隙間を通過して、周方向流路に到達する。周方向流路に到達した流体は、第一オリフィス流路を介して、低圧側の吸入ポート側へ流れる。つまり、第一オリフィス流路が絞り効果を発揮する。従って、第一オリフィス流路の断面積（流体流通方向に直交する断面積）によって、周方向流路に存在する流体の圧力が決定されることになる。
【００１０】
ここで、周方向流路は、吐出ポートの位相範囲を含む位相範囲に形成されている。従って、周方向流路を流動する流体により、吐出ポートの位相範囲においてアウタロータをハウジングに対して径方向内側へ押圧する力が発生する。つまり、周方向流路における流体の圧力が、高圧のポンプ室の流体の圧力に抗することになり、ハウジングとアウタロータとの摺動摩擦力を低減できる。
【００１１】
また、周方向流路は、ハウジングの中空部の内壁とアウタロータの外周側角部との間に周方向に形成されている。この周方向流路における断面積（流体流通方向に直交する断面積）は、ハウジングの中空部の内壁の加工精度とアウタロータの外周側角部の加工精度との相対的な関係によって決定されるものである。このように、二つの部品の相対的な関係によるため、周方向流路の加工精度を高くすることは容易ではない。しかしながら、本発明によれば、周方向流路の断面積によって、周方向流路における流体の圧力が決定されるものではないため、周方向流路の加工は高精度でなくてもよい。一方、第一オリフィス流路は、ハウジングに溝や孔を形成することにより得ることができる。つまり、ハウジング一つの部品の加工精度を高くすることで、第一オリフィス流路の断面積を高精度に得ることができる。従って、周方向流路とは異なる部位に第一オリフィス流路を形成することにより、容易にかつ安価に、周方向流路における流体の圧力を決定することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、第一オリフィス流路の距離を短くすることができる。これにより、第一オリフィス流路の形成が容易にかつ安価にできる。さらに、第一オリフィス流路による絞り効果を高精度に設定することができる。
請求項３に係る発明によれば、周方向流路において流体が高圧となる位相範囲の両端を、第一オリフィス流路と第二オリフィス流路とにより自由に設定することができる。つまり、周方向流路に存在する流体がアウタロータに対して作用する力の大きさおよび方向を、所望の大きさおよび方向に設定できる。その結果、ハウジングとアウタロータとの摺動摩擦力の発生をより低減することができる。
【００１３】
ここで、第二オリフィス流路は、ハウジングの中空部を形成する壁面とアウタロータの端面との間に形成され、吸入ポートに連通するように形成するようにしてもよい。これにより、第二オリフィス流路の距離を短くすることができる。その結果、第二オリフィス流路の形成が容易にかつ安価にでき、第二オリフィス流路による絞り効果を高精度に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】オイルポンプの軸方向断面図であり、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。ただし、当該図には、第一ハウジング１０のフランジ部分を図示していない。
【図３】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図４】アウタロータとインナロータとを軸方向から見た図であって、周方向流路の油の圧力分布を示す図である。当該図において、高圧のポンプ室には、濃色で示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のギアポンプを具体化した実施形態について図１〜図４を参照しつつ説明する。本実施形態のギアポンプの構成について、図１〜図３を参照して説明する。本実施形態のギアポンプは、油を供給するためのオイルポンプであって、図１に示すように、第一ハウジング１０と、第二ハウジング２０と、アウタロータ３０と、インナロータ４０と、入力軸５０とを備えて構成される。
【００１６】
第一ハウジング１０は、中央に貫通穴１１が形成され、軸方向一方（図１の左側）の端面に円形凹部１２が形成されている。第二ハウジング２０は、中央に貫通孔２１が形成され、第一ハウジング１０のうち円形凹部１２が形成されている端面側を閉塞するように第一ハウジング１０に固定される。つまり、第一ハウジング１０と第二ハウジング２０とにより、円形凹部１２により形成される中空部１００を有することになる。
【００１７】
アウタロータ３０は、リング形状に形成されており、第一ハウジング１０および第二ハウジング２０により形成される中空部１００に回転可能に収容される。このアウタロータ３０の内周面には、トロコイド歯形により形成された内歯３１を有する。さらに、アウタロータ３０の外周面のうちアウタロータ３０の一方端面側（図１の右端面側）の角部に、単なるバリ取りを目的とした面取よりも十分に大きな面取３２が施されている。一方、アウタロータ３０の面取３２に対面する第一ハウジング１０の円形凹部１２の壁面隅部は、例えば、直角な角形状に形成されている。従って、面取３２と円形凹部１２の壁面隅部との間には隙間が形成されている。この隙間は周方向全周に亘って形成されており、アウタロータ３０と第一ハウジング１０との間に、周方向流路１１０を形成することになる。
【００１８】
インナロータ４０は、円盤状に形成されており、アウタロータ３０の回転中心に対して偏心した軸回りに回転するように設けられている。このインナロータ４０の外周面に、トロコイド歯形により形成された外歯４１を有する。インナロータ４０の外歯４１は、アウタロータ３０の内歯３１よりも一つ少なく形成されている。そして、インナロータ４０の外歯４１は、アウタロータ３０に対して偏心した状態で、アウタロータ３０の内歯３１に噛合する。このようにして、アウタロータ３０の内歯３１とインナロータ４０の外歯４１との間には、容積が異なる複数のポンプ室１２０が周方向に形成される。また、インナロータ４０の内周面に内周スプラインが形成されており、入力軸５０の外周スプラインに噛合する。すなわち、入力軸５０の回転動力がインナロータ４０に伝達されるように構成されている。
【００１９】
また、第一ハウジング１０には、図１および図２に示すように、第一吸入ポート１３および第一吐出ポート１４が形成されている。第一吸入ポート１３は、図１に示すように円形凹部１２のうち内歯３１と外歯４１との径方向隙間に開口形成されている。この第一吸入ポート１３は、図２に示すように約１８０°の位相範囲に形成されている。詳細には、第一吸入ポート１３は、アウタロータ３０の回転方向（図２の左回り）において、最小容積のポンプ室１２０の位相を起点として最大容積のポンプ室１２０の位相までの範囲に形成されている。すなわち、第一吸入ポート１３は、位相Ａ（アウタロータ３０の回転方向の端部）から位相Ｂ（アウタロータ３０の反回転方向の端部）までの範囲に形成されている。
【００２０】
第一吐出ポート１４も、第一吸入ポート１３と同様に、円形凹部１２のうち内歯３１と外歯４１との径方向隙間に開口形成されている。この第一吐出ポート１４は、図２に示すように第一吸入ポート１３に対して異なる位相において約１２０°の位相範囲に形成されている。詳細には、第一吐出ポート１４は、最大容積のポンプ室１２０よりも少しアウタロータ３０の回転方向にずれた位相から、最小容積のポンプ室１２０までの範囲に形成されている。すなわち、第一吐出ポート１４は、位相Ｃ（アウタロータ３０の回転方向の端部）から位相Ｄ（アウタロータ３０の反回転方向の端部）までの範囲に形成されている。
【００２１】
さらに、第一ハウジング１０には、第一低圧油供給通路１５および第一高圧油排出通路（図示せず）が形成されている。第一低圧油供給通路１５は、第一吸入ポート１３に連通すると共に、図示しない低圧油供給装置に接続される。第一高圧油排出通路は、第一吐出ポート１４に連通すると共に、図示しない高圧油排出装置に接続される。
【００２２】
また、第一ハウジング１０の円形凹部１２の軸方向端面（凹底面）には、第一オリフィス流路用溝１７および第二オリフィス流路用溝１８が形成されている。第一オリフィス流路用溝１７は、第一吸入ポート１３のアウタロータ３０の回転方向の端部Ａ付近（図２の右上）に、径方向に延びるように形成されている。この第一オリフィス流路用溝１７は、円形凹部１２の径方向外縁から第一吸入ポート１３に至るまで形成されている。この第一オリフィス流路用溝１７は、アウタロータ３０の軸方向端面に対して軸方向に対向している。従って、第一オリフィス流路用溝１７は、アウタロータ３０の軸方向端面との間に、周方向流路１１０と第一吸入ポート１３との間を連通する第一オリフィス流路１３０を形成する。この第一オリフィス流路１３０の流路断面積は、周方向流路１１０の流路断面積よりも小さく形成されている。つまり、第一オリフィス流路１３０は、周方向流路１１０と第一吸入ポート１３との間において絞り効果を発揮する。
【００２３】
第二オリフィス流路用溝１８は、第一吸入ポート１３のアウタロータ３０の反回転方向の端部Ｂ付近（図２の右下）に、径方向に延びるように形成されている。この第二オリフィス流路用溝１８は、円形凹部１２の径方向外縁から第一吸入ポート１３に至るまで形成されている。この第二オリフィス流路用溝１８は、アウタロータ３０の軸方向端面に対して軸方向に対向している。従って、第二オリフィス流路用溝１８は、アウタロータ３０の軸方向端面との間に、周方向流路１１０と第一吸入ポート１３との間を連通する第二オリフィス流路１４０を形成する。この第二オリフィス流路１４０の流路断面積は、周方向流路１１０の流路断面積よりも小さく形成されている。つまり、第二オリフィス流路１４０は、周方向流路１１０と第一吸入ポート１３との間において絞り効果を発揮する。従って、周方向流路１１０のうち第一吐出ポート１４が形成される位相範囲は、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０を介して第一吸入ポート１３に連通している。
【００２４】
第二ハウジング２０の軸方向端面には、図１および図２に示すように、第二吸入ポート２３および第二吐出ポート（図示せず）が形成されている。第二吸入ポート２３および第二吐出ポートは、第一吸入ポート１３および第一吐出ポート１４に対して軸方向対向する位置に対称形状に形成されている。さらに、第二ハウジング２０には、第二低圧油供給通路２５および第二高圧油排出通路（図示せず）が形成されている。第二低圧油供給通路２５は、図１に示すように、第一ハウジング１０の第一低圧油供給通路１５に連通されている。また、第二高圧油排出通路は、第一ハウジング１０の第一高圧油排出通路に連通されている。
【００２５】
次に、上述したオイルポンプの動作について図４を参照して説明する。第一吸入ポート１３から低圧油が供給される。そして、入力軸５０が図４の左回りに回転し、インナロータ４０が図４の左回りに回転する。インナロータ４０の左回りの回転に伴って、インナロータ４０の外歯４１とアウタロータ３０の内歯３１との噛合によりアウタロータ３０が左回りに回転する。従って、ポンプ室１２０が第一吸入ポート１３の位相範囲から第一，第二吐出ポートの位相範囲へ移動する。この間、ポンプ室１２０の容積が小さくなるように変化する。そうすると、ポンプ室１２０内の油圧力が高くなる。高圧となった油は、第一吐出ポート１４から排出される。
【００２６】
ポンプ室１２０内の油が高くなると、ポンプ室１２０の高圧油は、第一吐出ポート１４へ排出されることの他に、アウタロータ３０の軸方向端面と第一，第二ハウジング１０，２０との微少隙間に漏出する。漏出した高圧油は、周方向流路１１０に到達する。周方向流路１１０は、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０を介して第一吸入ポート１３に連通しているため、周方向流路１１０に到達した油は、低圧側となる第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０側へ流動する。
【００２７】
ここで、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０の流路断面積は、周方向流路１１０の流路断面積よりも小さく形成されている。そのため、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０は、絞り効果を発揮する。従って、周方向流路１１０のうち第一オリフィス流路１３０から第二オリフィス流路１４０の間のうち第一吐出ポート１４が形成されている位相範囲を含む側における油圧は、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０の断面積によって実質的に決定されるものとなる。
【００２８】
このときの周方向流路１１０における圧力分布は、図４におけるアウタロータ３０の外周面から径方向外側へ張り出している形状にて示すような分布となる。図４に示すように、当該圧力分布は、第一吐出ポート１４が形成されている位相範囲は、高い圧力となっている。また、第一吸入ポート１３のアウタロータ３０の回転方向の端部Ａから第一吐出ポート１４のアウタロータ３０の反回転方向の端部Ｃまでの位相範囲においても、高い圧力分布となっている。そして、当該圧力分は、第一吸入ポート１３のアウタロータ３０の回転方向の端部Ａから第一オリフィス流路１３０までの位相範囲において、第一オリフィス流路１３０に近づくにつれて次第に小さくなっている。また、第一吐出ポート１４のアウタロータ３０の回転方向の端部Ｄから第二オリフィス流路１４０までの位相範囲において、第二オリフィス流路１４０に近づくにつれて次第に小さくなっている。
【００２９】
このように、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０が、圧力分布の両端の位相を決定している。従って、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０の位相によって、周方向流路１１０を流通する油の圧力によって発生する第一ハウジング１０に対してアウタロータ３０を径方向内側へ押圧する力の方向が決定される。さらに、上述したように、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０の流路断面積の大きさによって、周方向流路１１０を流通する油の圧力によって発生する第一ハウジング１０に対してアウタロータ３０を径方向内側へ押圧する力の大きさが決定される。
【００３０】
そして、第一ハウジング１０に対してアウタロータ３０を径方向内側へ押圧する力が、高圧のポンプ室１２０の油の圧力に抗することになり、第一ハウジング１０の円形凹部１２の内周面とアウタロータ３０の外周面との摺動摩擦力を低減できる。
【００３１】
また、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０の位相および流路断面積を調整することにより、第一ハウジング１０に対してアウタロータ３０を径方向内側へ押圧する力の大きさおよび方向を、自由に設定することができる。そして、第一オリフィス流路１３０および第二オリフィス流路１４０は、第一ハウジング１０に形成する第一オリフィス流路用溝１７および第二オリフィス流路用溝１８の位置および大きさによって決定される。このように、第一ハウジング１０に形成する溝形状のみによって決定できるため、非常に高精度であって、容易にかつ安価に、所望の状態とすることができる。
【００３２】
＜その他＞
上記実施形態において、周方向流路１１０は全周に亘って形成したが、第一オリフィス流路１３０から第一吐出ポート１４の位相範囲を通り第二オリフィス流路１４０までの位相範囲の部分に、部分的に形成するようにしてもよい。この場合にも、上記と同様の効果をそうする。
【００３３】
また、上記実施形態においては、第一オリフィス流路１３０と第二オリフィス流路１４０を形成した。このことは、上述したように、周方向流路１１０の位相範囲の両端を自由に設定することができる。また、周方向流路１１０の油の圧力の大きさにも影響を及ぼす。ただし、周方向流路１１０の油の圧力の大きさには、第一オリフィス流路１３０の流路断面積が主として影響を及ぼす。そこで、第一オリフィス流路１３０を形成し、第二オリフィス流路１４０を形成しない構成とすることもできる。この場合にも、第一オリフィス流路１３０の流路断面積を設定することで、十分に周方向流路１１０の油の圧力の大きさを設定できる。ただし、より高精度に設定するには、第二オリフィス流路１４０を形成することが望ましい。
【００３４】
また、上記実施形態において、周方向流路１１０を形成する第一ハウジング１０の円形凹部１２の隅部には、ぬすみ形状（ぬすみ凹溝）を形成するようにしてもよい。このぬすみ凹溝を形成する場合には、アウタロータ３０の外周側角部の面取３２を施さないようにすることもできる。もちろん、アウタロータ３０の面取３２と円形凹部１２のぬすみ凹溝の両方向形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０：第一ハウジング、  １１：貫通穴、  １２：円形凹部、  １３：第一吸入ポート
１４：第一吐出ポート、  １５：第一低圧油供給通路
１７：第一オリフィス流路用溝、  １８：第二オリフィス流路用溝
２０：第二ハウジング、  ２１：貫通孔、  ２３：第二吸入ポート
２５：第二低圧油供給通路
３０：アウタロータ、  ３１：内歯、  ３２：面取
４０：インナロータ、  ４１：外歯、  ５０：入力軸
１００：中空部、  １１０：周方向流路、  １２０：ポンプ室
１３０：第一オリフィス流路、  １４０：第二オリフィス流路
【図１】
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【図２】
2012002089.tif 000004
【図３】
2012002089.tif 000005
【図４】
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