(57)【要約】      （修正有）【課題】アウターギヤの外周の焼き付きを防ぎつつ吐出量が低下しないオイルポンプを提供することを課題とする。【解決手段】内接歯車式オイルポンプであって、円筒状のギヤ室７を有するポンプハウジング２と、ポンプカバーと、前記ギヤ室７に収容されるインナーギヤ４とアウターギヤ５とを備え、前記ギヤ室７には吸入ポート９と吐出ポート１０とを含み、前記ポンプハウジング２および／または前記ポンプカバーは前記吸入ポート９と連通する吸入路１１を有し、前記ギヤ室７の内周面の深さ方向の一部にオイル導入口を備え、ここにおいて前記オイル導入口は、オイル導入路１４を解して前記吸入路１１と接続する内接歯車式オイルポンプとした。【選択図】図１
2012057561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内接歯車式オイルポンプであって、
円筒状のギヤ室（７）を有するポンプハウジング（２）と、
ポンプカバー（３）と、
前記ギヤ室（７）に収容されるインナーギヤ（４）とアウターギヤ（５）とを備え、
前記ギヤ室（７）には吸入ポート（９）と吐出ポート（１０）とを含み、
前記ポンプハウジング（２）および／または前記ポンプカバー（３）は前記吸入ポート（９）と連通する吸入路（１１）を有し、
前記ギヤ室（７）の内周面の深さ方向の一部にオイル導入口（１３）を備え、
ここにおいて前記オイル導入口は、オイル導入路（１４）を解して前記吸入路（１１）と接続する
内接歯車式オイルポンプ。
【請求項２】
前記ギヤ室の深さ（Ｄ）に対する前記オイル導入口の高さ（Ｈ）の比は１０％以上５０％以下である請求項１に記載の内接歯車式オイルポンプ。
【請求項３】
前記吸入ポート（９）に対応する前記ギヤ室（７）の内周面に前記オイル導入口（１３）を有する請求項１又は請求項２に記載の内接歯車式オイルポンプ。
【請求項４】
ポンプハウジングの端面（１５）に前記オイル導入口（１３）を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内接歯車式オイルポンプ。
【請求項５】
前記オイル導入口（１３）は、前記吸入ポート（９）に接続している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内接歯車式オイルポンプ。
【請求項６】
ギヤ回転方向前方の前記オイル導入口の端部（１８）とギヤ室（７）の内周面との角度が３０度未満である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の内接歯車式オイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インナーギヤとアウターギヤによってオイルを吸入し、その後オイルを吐出する内接歯車式オイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
内接歯車式オイルポンプは、駆動軸に連結されたインナーギヤと前記インナーギヤによって駆動されるアウターギヤとの間に形成されたポンプ室の体積が増減することによりオイルを搬送するポンプである。構造が簡単であり、低騒音かつ高効率であるため内接歯車式オイルポンプは、自動車の部品として活用されている。例えば、自動変速機のための油圧を発生させるオイルポンプやエンジンの潤滑に用いるオイルポンプとして活用されている。
【０００３】
油圧機器の作動用にオイルポンプが使用される場合、発生圧力として１ＭＰａ以上の高圧が必要とされる場合がある。内接歯車式オイルポンプでは、インナーギヤとアウターギヤの歯面の間に形成されたポンプ室の面積が減少することでポンプ室から吐出ポートを通り吐出路にオイルが吐き出される。そのため、吐出圧力は、吐出路および吐出ポート上のポンプ室において同一である。
【０００４】
吐出圧力として１ＭＰａ以上の高圧が発生している場合、ポンプ室を形成しているインナーギヤの歯面とアウターギヤの歯面に吐出圧と同等の高い圧力がかかる。その場合、アウターギヤ歯面に吐出ポートの外径方向に向かう圧力がかかるため、ポンプハウジングに形成されたギヤ室の内周面にアウターギヤが押し付けられ、アウターギヤの外周に焼き付きが起こるおそれがある。この焼付き対策として、ギヤ室の吐出ポート側の内周面に凹溝を設け、吐出ポート内の吐出圧力をアウターギヤ外周に導入する技術が知られている（下記特許文献１を参照）。吐出ポート側の内周面に凹溝を付けることにより、アウターギヤ歯面をアウターロータ外周方向に押す圧力とアウターギヤ外周をアウターギヤ内周方向に押す圧力の釣り合いが取れるため、焼きつきが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２８００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載されたオイルポンプでは、ポンプハウジングのギヤ室の内周に凹部が設けられ、その凹部と吐出ポートが連通している。この場合、ポンプ室によって運ばれてきたオイルが吐出ポートからその凹部へ移動する。そのオイルは、ポンプハウジングとロータの間の隙間から漏れる。そのため、ポンプの吐出量が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、アウターギヤの外周の焼き付きを防ぎつつ吐出量が低下しないオイルポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明においては、内接歯車式オイルポンプであって、
ギヤ室を有するポンプハウジングと、ポンプカバーと、前記ギヤ室に収容されるインナーギヤとアウターギヤを備え、前記ギヤ室には吸入ポートと吐出ポートを含み、
前記ポンプハウジングおよび／または前記ポンプカバーは前記吸入ポートと連通する吸入路を有し、前記ギヤ室の内周面の深さ方向の一部にオイル導入口を備え、
ここにおいて前記オイル導入口は、オイル導入路を解して前記吸入路と接続する内接歯車式オイルポンプとした。
【０００９】
この発明の内接歯車式オイルポンプにおいてオイル導入口を吸入路に接続させたので、導入されるオイルの量は、ギヤによって運ばれるオイルの量には影響せず吐出量の低下が起こらない。オイル導入口は吸入路に接続しているので十分な量のオイルがアウターギヤ外周に導入される。アウターギヤ外周に導入されたオイルはくさび作用により油圧を発生させ、アウターギヤ外周の焼きつきを防止する。
【００１０】
前記ギヤ室の深さに対する前記オイル導入口の高さの比は１０％以上５０％以下であると好ましい。
【００１１】
前記ギヤ室にはギヤの厚みに対応する深さの円筒状をしている。ギヤ室の深さに対するオイル導入口の高さの比が５０％以上であると、ギヤ室内周面の面積が少なくなる。ギヤ外周を支える面積が小さくなるので、ギヤ外周がオイル導入口に食い込むおそれがある。食い込みがおきるとオイル導入口の角部が剥離摩耗を起こしたり、ギヤ外周部に変摩耗が起きたりする。１０％未満であるとオイルの供給量が十分でなく、ギヤ外周の焼きつきがおきるおそれがある。
【００１２】
前記吸入ポートに対応する前記ギヤ室の内周面に前記オイル導入口を有すると好ましい。
【００１３】
最大でも吸入ポートに対応するギヤ室内周面にオイル導入口を設置することでオイルの導入が十分になされる。吸入ポートに対応するギヤ室を越えてオイル導入口をギヤ室内集面に設置すると、オイル導入口と高圧の吐出ポートの距離が近くなるためオイル導入口へオイルの逆流が起こり吐出量の低下が起こるおそれがある。
【００１４】
前記ポンプハウジングの端面に前記オイル導入口を有すると好ましい。
【００１５】
ポンプハウジングの端面にオイル導入口を形成することで、ポンプハウジングの製造が容易になる。
【００１６】
前記オイル導入口は、前記吸入ポートに接続していると好ましい。
【００１７】
オイル導入口が吸入ポートに接続することで吸入路と接続しているので、ポンプハウジングの製造が容易になる。
【００１８】
ギヤ回転方向前方の前記オイル導入口の端部とギヤ室の内周面との角度が３０度未満であると好ましい。
【００１９】
ギヤ回転方向前方の前記オイル導入口の端部とギヤ室の内周面との角度を３０度以下にすることで滑らかなオイルの導入が可能となる。３０度を越えると端部においてオイルの流れが不安定になり、十分なオイルを導入することができないおそれがある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、アウターギヤの外周の焼き付きを防ぎつつ吐出量が低下しないオイルポンプを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ギヤを組み合わせた本発明のポンプハウジングの正面図である。
【図２】図１のポンプハウジングにポンプカバーを組み合わせたオイルポンプの矢視Ｘ−Ｘである。
【図３】図１のポンプハウジングの正面図である。
【図４】図３のポンプハウジングの矢視Ｙ−Ｙである。
【図５】実施例で用いた発明品２のポンプハウジングにギヤを組み合わせた正面図である。
【図６】図５のポンプハウジングにポンプカバーを組み合わせたオイルポンプの矢視Ｘ−Ｘである。
【図７】図５のポンプハウジングの正面図である。
【図８】図７のポンプハウジングの矢視Ｙ−Ｙである。
【図９】実施例で用いた比較品１のポンプハウジングにギヤを組み合わせた正面図である。
【図１０】図９のポンプハウジングにポンプカバーを組み合わせたオイルポンプの矢視Ｘ−Ｘである。
【図１１】図９のポンプハウジングの正面図である。
【図１２】実施例で用いた発明品５のポンプハウジングの正面図である。
【図１３】実施例で用いた発明品６のポンプハウジングの正面図である。
【図１４】実施例で用いた発明品７のポンプハウジングの正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面図１〜図８に基づいて本発明の実施形態を説明する。図２に示すようにオイルポンプ１は、ポンプハウジング２、ポンプカバー３、インナーギヤ４、アウターギヤ５および駆動軸６により構成されている。図１に示すようにインナーギヤ４とアウターギヤ５は偏心量だけそれぞれ中心をずらして組み合わされてポンプハウジング２に形成されたギヤ室７に収められている。インナーギヤ２の内径には駆動軸６が勘合している。ポンプハウジング２とポンプカバー３は、ピン等により位置決めして接合されている。ここでは、オイルポンプを構成している各部品について詳しく説明する。
【００２３】
［ポンプハウジング］
ポンプハウジング２は、鋳鉄もしくはアルミ合金により製造される。図３に示すようにポンプハウジングの一端面に円筒状のギヤ室７が形成されている。ギヤ室の底面には、駆動軸を挿入する軸穴とオイルの導入口である吸入ポート９とオイルの吐出口である吐出ポート１０が形成されている。
図２または図４に示すように吸入ポート９及び吐出ポート１０には吸入路１１と吐出路１２が接続している。吐出圧力が１ＭＰａを越える高圧用のオイルポンプの場合、吸入路１１と吐出路１２はギヤ室７の底面に露出しない構造であることが多い。これは、吐出路１２がギヤ室底面２０に露出した場合、吐出圧力がギヤの側面にかかるためギヤが傾いたり、一方の側面に押し付けられたりして焼付きや吐出量の低下などの問題が発生するためである。
図３に示す吸入ポート９及び吐出ポート１０の形状はギヤの歯形に合わせて設計される。ギヤ室７には、ギヤの歯形によりクレセントと呼ばれる三日月形状の突起が形成される場合がある。本実施の形態はクレセントが形成されているオイルポンプに対しても有効である。
【００２４】
［ポンプカバー］
ポンプカバー３は、ポンプハウジング２と同様に鋳鉄やアルミ合金により製造される。
高圧用のオイルポンプの場合、図２に示すようにギヤにかかる圧力を均一にするために、ポンプカバー端面には、ポンプハウジング２と同様に吸入ポートまたは吐出ポートが形成されている場合がある。ポンプカバーにはその吸入ポートまたは吐出ポートに接続する吸入路または吐出路が接続されている。
【００２５】
［オイル導入口］
図２〜図４に示すようにギヤ室７の内周面にはギヤの外周にオイルを導入するオイル導入口１３が形成されている。オイル導入口１３はオイル導入路１４を介して前記吸入路１１に接続している。
図４に示すように、ギヤ室の深さＤに対するオイル導入口の高さＨの比（Ｈ／Ｄ）は１０％以上５０％以下が好ましい。５０％以上であるとギヤ室内周面の面積が少なくなる。  その場合、ギヤ外周を支える面積が小さくなるので、ギヤ外周がオイル導入口１３に食い込むおそれがある。食い込みがおきるとオイル導入口１３の端部が剥離摩耗を起こしたり、ギヤ外周に偏摩耗が起きたりする。ギヤ室の深さＤに対するオイル導入口の高さＨの比（Ｈ／Ｄ）が１０％未満であるとオイルの供給量が十分でなく、ギヤ外周の焼きつきがおきるおそれがある。
オイル導入口１３は、吸入ポート９に対応するギヤ室内周面に形成されている。吸入ポート９に対応するギヤ室内周面とは、吸入ポート９の両端を延長した直線とギヤ室側面の交点の間の区間である。オイル導入口１３の両端が吐出ポート１０に近くなると、吐出ポート１０からオイル導入口１３にオイルが漏れ出すおそれがある。そのため、オイル導入口１３の両端は、吸入ポート９に対応するギヤ室内周面に設定するのが好ましい。
ギヤ回転方向前方のオイル導入口の端部１８でのギヤ室の内周面との角度を５度以上３０度以下とすると、ギヤ外周へのオイルの導入が滑らかになり、オイル導入口の端部１８で流れの剥離等による不具合が無くなる。さらに端部から０．５ｍｍ程度の浅い溝をギヤ回転方向前方へ延伸しても構わない。この場合も延伸した先端は、吸入ポート９の先端を越えない設定にする。
【００２６】
［オイル導入路］
図２に示すようにギヤ室内周面のポンプハウジング端面１５に接する位置にオイル導入口１３が形成される場合、オイル導入口１３と吸入路１１を接続するオイル導入路１４がポンプハウジング端面１５に形成される。
オイル導入路１４がポンプハウジング端面１５に形成される場合、オイル導入路１４の断面積を大きくすることができること、および、オイル導入口１３とオイル導入路１４を直線的に配置できるので効率的にオイルをアウターギヤ外形に導入することができる。
その他、ギヤ室内周面とポンプハウジング端面１５が交わる位置にオイル導入口１３が形成される場合、オイル導入口１４はポンプカバー端面１６に形成しても良い。オイル導入路１４をポンプカバー端面１６に形成するとオイル導入路の形成が容易になる。
図５〜図８に示すように、ギヤ室７の内周面の途中やギヤ室の底面２０にオイル導入口１３が形成される場合、ギヤ室の底面２０から吸入路１１に通り抜けるようにオイル導入路１４を形成してもよい。このような構成にすることでポンプハウジングの製造が容易になる。
【００２７】
［インナーギヤ・アウターギヤ］
内接歯車式オイルポンプ用のギヤ１７は、焼結金属により製造される。ギヤ１７は外歯を有するインナーギヤ４と内歯を有するアウターギヤ５を含む。各ギヤの歯形は、トロコイド歯形、サイクロイド歯形等が用いられるが特に限定されるものではない。特にアウターギヤ５の歯数がインナーギヤ４の歯数よりも１枚多いギヤ１７の場合、インナーギヤ４とアウターギヤ５の歯面の間に他に歯面を支える部材がないため、アウターギヤ５が歯面に受ける圧力によりギヤ室７の内周面に押し付けられ易く、アウターギヤ５の外周に焼きつきをおこし易い。そのため、本実施の形態を適用するとアウターギヤ５の外周における焼きつきを防止する効果が高い。
【００２８】
＜実施例１＞
以下の条件でオイルポンプを作製し、特性を評価した。
【００２９】
（発明品１）
ロータ寸法：φ６０ｍｍ×１０ｍｍ
理論吐出量：８．５ｃｃ
ギヤの歯形：トロコイド歯形
各ギヤの歯数（インナーギヤ／アウターギヤ）：９／１０
各ギヤの材質：鉄系焼結金属
ポンプハウジング材質：鋳鉄
ポンプカバー材質：鋳鉄
図４に示すようにギヤ室内周面とポンプハウジング端面１５が交わる位置にオイル導入口１３を形成した。図２に示すようにオイル導入路１４はポンプハウジング端面１５に形成した。ギヤ室の深さＤは１０ｍｍである。オイル導入口１３の高さＨを５ｍｍ（Ｈ／Ｄ＝５０％）とした。オイル導入路１４の横幅は、吸入路１１と同じ幅とした。ロータ回転方向前方のオイル導入口の端部１８とギヤ室の内周面との角度θは２０度とした。
【００３０】
（発明品２）
図８に示すように発明品１の同一サイズのオイル導入口１３をギヤ室底面２０に接するように形成した。このポンプハウジングは吸入路１１の上にギヤ室底面２０が形成されていない。オイル導入路１４はその吸入路１１に接続するように形成した（図６）。その他の構成は発明品１と同様である。
【００３１】
（比較品１）
オイル導入口１３およびオイル導入路１４が形成されていないこと以外は発明品１と同様である。
【００３２】
以上のポンプについて評価試験を行った。
評価条件は、
吐出圧力（ＭＰａ）：０．５、１．８、２．５
油温（℃）：１００
回転数（ｒｐｍ）：５０００
使用オイル：ＡＴＦ
試験時間：１０時間
であり、アウターギヤ外周に１ｍｍ以上の傷が存在するかどうか、つまり焼きつきが発生するかどうかを評価した。
【００３３】
【表１】
2012057561.tif 000003
【００３４】
上記評価結果から、発明品１と発明品２において１．８ＭＰａ以上の高圧でも焼付きは発生せず良好な結果となった。発明品１では、２．５ＭＰａでも傷がなくオイルが効率的に導入されていたことが分かる。
＜実施例２＞
【００３５】
（発明品３）
オイル導入口１３の高さＨを１ｍｍ（Ｈ／Ｄ＝１０％）とした以外は発明品１と同様である。
【００３６】
（発明品４）
オイル導入口１３の高さＨを７ｍｍ（Ｈ／Ｄ＝７０％）とした以外は発明品１と同様である。
【００３７】
（発明品５）
オイル導入口１３の高さＨを１０ｍｍ（Ｈ／Ｄ＝１００％）とした以外は発明品１と同様である。
【００３８】
発明品１、発明品３、発明品４、比較品１、および比較品２について評価試験を行った。
評価条件は、
吐出圧力（ＭＰａ）：１．８、２．５
油温（℃）：１００
回転数（ｒｐｍ）：５０００
使用オイル：ＡＴＦ
試験時間：１０時間
であり、アウターギヤ外周に１ｍｍ以上の傷が存在するかどうか、つまり焼きつきが発生するかどうかを評価した。
【００３９】
【表２】
2012057561.tif 000004
【００４０】
上記評価結果から、発明品１、発明品３、発明品４および発明品５において１．８ＭＰａ以上の高圧でも焼付きが発生しなかった。発明品１と発明品３では、２．５ＭＰａでも傷がなくオイルが効率的に導入されていたことが分かる。
＜実施例３＞
【００４１】
（発明品６）
オイル導入口１３の横幅を吸入ポート９に対応するギヤ室内周面の全域に形成した。その他の構成は発明品１と同様である。
【００４２】
（発明品７）
ギヤ回転方向前方のオイル導入口の端部１８を吸入ポート９の端を延長した直線とギヤ室側面の交点を越えてギヤ回転方向前方に形成した。その他の構成は発明品１と同様である。
【００４３】
（発明品８）
ギヤ回転方向後方のオイル導入口の端１９を吸入ポート９の端を延長した直線とギヤ室側面の交点を越えてギヤ回転方向後方に形成した。その他の構成は発明品１と同様である。
【００４４】
上記ポンプについて評価実験を行った。
評価条件は、
吐出圧力（ＭＰａ）：１．８、２．５
油温（℃）：１００
回転数（ｒｐｍ）：５０００
使用オイル：ＡＴＦ
であり、容積効率と焼付きを評価した。
【００４５】
【表３】
2012057561.tif 000005
【００４６】
上記評価結果から、発明品４、５、および６共に焼付きは発生しなかったが、発明品４は比較品２および比較品３に比べて容積効率が高いことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
この発明の内接歯車式ポンプは、車のエンジンの潤滑用や自動変速機（ＡＴ）用のオイルポンプなどとして好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１      オイルポンプ
２      ポンプハウジング
３      ポンプカバー
４      インナーギヤ
５      アウターギヤ
６      駆動軸
７      ギヤ室
９      吸入ポート
１０    吐出ポート
１１    吸入路
１２    吐出路
１３    オイル導入口
１４    オイル導入路
１５    ポンプハウジング端面
１６    ポンプカバー端面
１７    ギヤ
１８    ギヤ回転方向前方のオイル導入口の端部
１９    ギヤ回転方向後方のオイル導入口の端部
２０    ギヤ室底面
Ｄ      ギヤ室の深さ
Ｈ      オイル導入口の高さ
【図１】
2012057561.tif 000006
【図２】
2012057561.tif 000007
【図３】
2012057561.tif 000008
【図４】
2012057561.tif 000009
【図５】
2012057561.tif 000010
【図６】
2012057561.tif 000011
【図７】
2012057561.tif 000012
【図８】
2012057561.tif 000013
【図９】
2012057561.tif 000014
【図１０】
2012057561.tif 000015
【図１１】
2012057561.tif 000016
【図１２】
2012057561.tif 000017
【図１３】
2012057561.tif 000018
【図１４】
2012057561.tif 000019