(57)【要約】【課題】低コストで、且つ、メカロスを最小限に抑えることができるトロコイドポンプを提供する。【解決手段】トロコイドポンプ１のインナーロータ４の歯先部位には、アウターロータ２の歯先と当接する辺りに、複数のポンプ室６のうち高圧側のポンプ室６ａの流体を、これに隣接する低圧側のポンプ室６ｂへ逃がす圧力リーク部１２が設けられている。この圧力リーク部１２は、ポンプ室６内の圧力が所定値以上となった場合のみ高圧側から低圧側への流体のリークを許容する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウターロータと、これより歯数の少ないインナーロータとにより形成される複数のポンプ室が順次回転移動されて、流体が送り出されるトロコイドポンプにおいて、
複数の前記ポンプ室のうち、所定値以上の圧力が生じたポンプ室から、低圧側に隣接するポンプ室へ前記流体を逃がす圧力リーク部を、前記インナーロータ又は前記アウターロータの少なくとも一方の歯先部位に設けた
ことを特徴とするトロコイドポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトロコイドポンプに係り、特に、吐出側の過度の圧力上昇を緩和して動力損失を低減し得るトロコイドポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
内歯式のギヤポンプの一つにトロコイドポンプが知られている。トロコイドポンプは、トロコイド曲線を有したアウターロータと、これより歯数が少ないインナーロータとの歯間に形成される複数の空間（ポンプ室）が、各々のロータの回転に伴い回転移動することにより、流体を運ぶポンプである。これら複数のポンプ室は、吸入ポート側で容積が拡大するように変化し、吐出ポート側で容積が縮小するように変化する。これにより、吐出ポート側の圧力が吸入ポート側よりも高くなる。
【０００３】
このような構成により、高速駆動される場合には、吐出ポート側のポンプ室内は高圧状態となり、メカロスが生じやすい。また、急激な圧力変動が生じると、キャビテーションや液体ハンマ現象が発生し、激しい騒音が問題となる。
【０００４】
そこで、従来では、この必要以上に高圧となった状態を緩和するために、ポンプ室内の圧力をリークさせる構成が考えられている。図８は、従来のトロコイドポンプのインナーロータを示した図である。この図８（ａ）は、インナーロータの正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。この図に示されるように、この従来のインナーロータ１００の歯先部位には、連絡通路１１０が設けられている。
【０００５】
このように、複数の歯のうち、一つ置きに連絡通路１１０が形成されているので、適度に低圧側のポンプ室側に流体のリークが促され、一定の圧力を保つことができる。
【０００６】
この図８に示した構成については、特許文献１に記載がある。
【０００７】
また、図示しないが、流路内の圧力を検知し、この検出値に基づいて流体を逃がすリリーフバルブが設けられているものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９―２９６７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記図８に示したような構成では、連絡通路が一つ置きに形成されているとはいえ、それぞれの連絡通路は常に開放されているので、一定のメカロスを含んでしまうことが問題となる。
【００１０】
また、圧力検知によりリリーフバルブを働かせる構成では、機構が複雑になり、コスト的にも不利である。
【００１１】
そこで、本発明では、低コストで、且つ、メカロスを最小限に抑えることができるトロコイド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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明のトロコイドポンプは、アウターロータと、これより歯数の少ないインナーロータとにより形成される複数のポンプ室が順次回転移動されて、流体が送り出されるトロコイドポンプにおいて、複数のポンプ室のうち、所定値以上の圧力が生じたポンプ室から、低圧側に隣接するポンプ室へ流体を逃がす圧力リーク部を、インナーロータ又はアウターロータの少なくとも一方の歯先部位に設けたことを特徴とする。
【００１３】
このように構成すると、複数のポンプ室のうち、高速駆動により所定値以上の圧力が生じたポンプ室の流体の一部は、隣接する低圧側、すなわち、戻り側のポンプ室に逃がされる。
【００１４】
これにより、高圧となったポンプ室の流体の一部が低圧側に逃がされるので、何れのポンプ室も所定値以上の圧力となることを防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上に説明したように、本発明によれば、高速駆動されることにより所定値以上の圧力となったポンプ室の流体の一部が、隣接する低圧側のポンプ室へ逃がされるので、何れのポンプ室の圧力も所定値よりも小さい値に抑えられる。このため、駆動損失が低減され、延いては低燃費化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のトロコイドポンプのアウターロータおよびインナーロータ周辺を示した図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態におけるトロコイドポンプのポンプ室周辺の拡大図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態におけるトロコイドポンプのポンプ室周辺の拡大図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態におけるトロコイドポンプのポンプ室周辺の拡大図である。
【図５】本発明の第四の実施の形態におけるトロコイドポンプのポンプ室周辺の拡大図である。
【図６】本発明の第五の実施の形態におけるトロコイドポンプのポンプ室周辺の拡大図である。
【図７】本発明のトロコイドポンプのさらに異なる形態を示したインナーロータの側面図である。
【図８】従来のトロコイドポンプのインナーロータを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。
【００１８】
（第一の実施の形態）
先ず、本発明の第一の実施の形態におけるトロコイドポンプについて、図１および図２を用いて説明する。
【００１９】
図１は、トロコイドポンプ１の内部ギヤの状態を示した図である。この図に示すように、吸入ポート８から吸入された流体が、アウターロータ２とインナーロータ４との間に形成されたポンプ室６により、吐出ポート１０側に運ばれる。
【００２０】
ここで、本実施の形態におけるトロコイドポンプ１のインナーロータ４の歯先部位には、それぞれ圧力リーク部１２が設けられている。この圧力リーク部１２は、ポンプ室６内の圧力が所定値以上となったときに、低圧側に隣接するポンプ室６に、流体の一部を逃がすことができる。
【００２１】
このような構成により、高速動作を行った場合の圧力上昇や、急激な圧力変動を伴う動作を行った場合においても、高圧となる吐出ポート１０側のポンプ室６の圧力を効果的に低圧側のポンプ室６へ逃がすことができる。これにより、キャビテーションや流体ハンマ現象を低減することができるので、メカロスや、騒音の発生を防ぐことが可能となる。
【００２２】
次に、図２を用いて、圧力リーク部１２の具体的構成について説明する。
【００２３】
図２は、隣接する２つのポンプ室６ａおよび６ｂの周辺の状態を示した図である。この図に示すように、本実施の形態における圧力リーク部１２は、インナーロータ４ａの回転方向に並んだ複数のリップ部１４ａから構成されている。このリップ部１４ａは弾性変形可能であり、インナーロータ４ａの厚さ方向の一部に形成されている。図２（ａ）は、比較的ポンプ室６ａの圧力が低い状態を示しており、図２（ｂ）は、ポンプ室６ａ内の圧力が所定値以上となったときの状態を示している。
【００２４】
上記のような構成により、トロコイドポンプ１が高速駆動状態に移行した場合などにおいて、高圧側のポンプ室６ａ内の圧力が高くなると、リップ部１４ａが低圧側のポンプ室６ｂ側に傾くことにより、両ポンプ室６ａ、６ｂを繋ぐ流路が開かれる。このようにして、高圧側のポンプ室６ａの圧力が緩和される。
【００２５】
なお、低速駆動時のように、圧力が所定値以上とならない状態においては、このリップ部１４ａの姿勢は原形状態を保っており、無駄なリークを生じさせない。したがって、メカロスを効果的に削減することができ、低燃費化の向上を図ることが可能である。また、リップ部１４ａの材質については、トロコイドポンプ１の用途に応じて硬度等を選択すると、より効果的にメカロス等の問題を低減することができる。
【００２６】
さらに、上記構成によれば、リップ部間に気泡や異物を逃がすことができるので、キャビテーションや動作不良の発生を低減することも可能となる。
【００２７】
（第二の実施の形態）
次に、本発明の第二の実施の形態におけるトロコイドポンプについて図３を用いて説明する。
【００２８】
図３は、図２と同様に、隣接する２つのポンプ室６ａおよび６ｂの周辺を拡大した図である。なお、ここでは、第一の実施の形態において示したのと同一の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】
本実施の形態におけるトロコイドポンプ１のインナーロータ４ｂの歯先部位には、第一の実施の形態において示したリップ部１４ａと同様に弾性変形可能なリップ部１４ｂが設けられている。但し、本実施の形態においては、インナーロータ４ｂの歯先の側面に設けられている点において、図２のリップ部１４ａと異なる。図３のリップ部１４ｂは、インナーロータ４ｂの側面に切欠き形成された連絡通路１３内に並べられている。図３（ｂ）は、このインナーロータ４ｂを上方から見た図である。この図３（ｂ）に示すように、高圧側のポンプ室６ａ内の圧力が所定値以上となったとき、連絡通路１３内のリップ部１４ｂが、低圧側に傾くので、この連絡通路１３を通じてポンプ室６ａ内の流体の一部がポンプ室６ｂに逃がされる。
【００３０】
これにより、第一の実施の形態において示したトロコイドポンプと同様の効果を得ることが可能である。
【００３１】
（第三の実施の形態）
次に、本発明の第三の実施の形態におけるトロコイドポンプについて、図４を用いて説明する。
【００３２】
図４は、上述の実施の形態と同様に隣接する２つのポンプ室６ａおよび６ｂの周辺の状態を示している。
【００３３】
本実施の形態におけるインナーロータ４ｃの歯先部位には、弾性部材１４ｃが設けられている。この構成では、第一および第二の実施の形態において示したリップ部と異なり、弾性部材１４ｃの全体が圧力変形することにより、両ポンプ室６ａと６ｂとの間が連通される。このような構成では、リップ部と比べて部材が大型になるので、磨耗等による耐久性が増すという効果が得られる。
【００３４】
（第四の実施の形態）
続いて、本発明の第四の実施の形態におけるトロコイドポンプについて、図５を用いて説明する。
【００３５】
図５に示すトロコイドポンプ１のインナーロータ４ｄは、アウターロータ２と摺接する歯先部位を含む外側面が金属プレート１４ｄで覆われている。そして、歯先部位には、中空部１２ｄが形成されている。この金属プレート１４ｄは、弾性変形可能であり、一定以上の圧力が加わったときに中空部の空間が押し潰されるように変形することが可能である。
【００３６】
このようにして、上述の各実施の形態と同様に、高圧側のポンプ室６ａの圧力が所定値以上となった場合に、その流体の一部を低圧側のポンプ室６ｂへ逃がすことが可能である。
【００３７】
（第五の実施の形態）
次に、本発明の第五の実施の形態におけるトロコイドポンプについて、図６を用いて説明する。
【００３８】
図６は、アウターロータ２とインナーロータ４の全体が示されている。図を見て明らかなように、本実施の形態では、圧力リーク部１６がアウターロータ２側に設けられている点において、上述の各実施の形態とは異なっている。
【００３９】
このように、圧力リーク部１６は、アウターロータ２側に設けられていてもよく、上述の実施の形態において示した構成と同様の効果を得ることが可能である。
【００４０】
なお、以上に述べてきた各実施の形態においては、インナーロータ又はアウターロータの歯先の何れか一方に、圧力リーク部が設けられている構成を例として示したが、これに限らず、両側のロータに圧力リーク部が設けられていても構わない。
【００４１】
また、圧力リーク部は、全ての歯先部位に設けられている構成を例として示したが、これに限らず、一部の歯先のみに設けられていてもよい。
【００４２】
また、上記各実施の形態においては、ロータの厚さ方向に対する構成については、詳しく述べていなかったが、上記各圧力リーク部は、厚さ方向の一部又は全部の何れの範囲に設けられていても構わない。この例を図７を用いて説明する。
【００４３】
図７は、インナーロータの一つの歯先部分について側面方向から見た図である。この図の（ａ）は、インナーロータ４ｅの歯先部位の厚さ方向に対して中間位置に圧力リーク部１２ｅが設けられている例を示している。また、図７（ｂ）は、インナーロータ４ｆの一方面の角部に圧力リーク部１２ｆが設けられている例が示されている。更に、図７（ｃ）は、インナーロータ４ｇの厚さ方向の両面側の角部にそれぞれ圧力リーク部１２ｇが設けられている例が示されている。また、図７（ｄ）には、インナーロータ４ｈの歯先から僅かに回転中心方向へ寄った位置に圧力リーク部１２ｈが形成されている例が示されている。
【００４４】
そして、これら図７（ａ）から（ｄ）の圧力リーク部１２ｅ〜１２ｈは、上述の各実施の形態において示したリップ部や弾性部材、更には、金属プレートにより覆われた中空部からなる圧力リーク部に置き換え得るものである。
【００４５】
また、上記各実施の形態において、圧力が所定値以上となった場合に、隣接する低圧側のポンプ室に流体を逃がす構成を示したが、この所定値は、トロコイドポンプが採用される機器の種類や性能との関係で設定される値である。すなわち、メカロスが許容されるレベルは機器ごとに異なるため、その機器の性能に適した許容レベルに応じて上記圧力の所定値は設定される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明はエンジンのオイルポンプを始めトロコイドを用いた液体ポンプに好適に利用する事ができる。
【符号の説明】
【００４７】
１      トロコイドポンプ
２      アウターロータ
４      インナーロータ
６      ポンプ室
６ａ      ポンプ室（高圧側）
６ｂ      ポンプ室（低圧側）
１２、１６      圧力リーク部
【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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【図７】
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【図８】
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