(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に閉鎖空間を形成するケーシングと、前記ケーシング内で外周に設けられた歯が互いに噛み合って回動するように配置された歯車と、前記歯車の回転軸方向の両側から前記歯車を挟み込み前記歯車の側面に摺動可能に配置された２つの側板と、前記ケーシングに設けられた吸込ポート及び吐出ポートとを備え、
前記吸込ポートは前記２つの側板のうち一方の側板に対して前記歯車が設けられた側とは反対側に設けられ、
前記歯車は、その回転軸が前記側板に形成した軸孔に摺動可能に嵌合され、前記歯車の噛み合わせ部の一側から流体を吸込み昇圧して他側へ吐出すように構成され、
前記噛み合わせ部の吸込み側が前記吸込ポートに接続された歯車ポンプにおいて、
前記歯車の回転軸と前記側板との摺動面及び前記歯車の側面と前記側板との摺動面に連続する流体供給路を形成し、この流体供給路の入口側を前記吸込ポートに接続すると共に、前記流体供給路の出口側を前記歯車の噛み合せ部の吸込み側空間に接続し、
前記流体供給路のうち、前記歯車を挟んで前記吸込みポートとは反対側に位置する前記歯車の回転軸と前記側板との摺動面及び前記歯車を挟んで前記吸込みポートとは反対側に位置する前記側板と前記歯車の側面との摺動面に連続する流体供給路は、前記歯車の回転軸の内部に形成した孔を通り、これらの摺動面に連続することを特徴とする歯車ポンプ。
【請求項２】
前記流体供給路は、前記側板の軸孔に形成した軸方向に延びる溝と、前記側板の歯車側面との摺動面に形成した半径方向に延びる溝と、前記溝間を連通する前記側板の軸孔の端部に設けた環状空間とを有することを特徴とする請求項１記載の歯車ポンプ。
【請求項３】
前記歯車は、回転軸が前記ケーシングの軸受に支持された駆動歯車と従動歯車とを有し、前記流体供給路は、前記ケーシングの軸受と前記駆動歯車の回転軸との摺動面を含むように連続して形成したことを特徴とする請求項１記載の歯車ポンプ。
【請求項４】
前記歯車は、駆動歯車と従動歯車とを有し、前記流体供給路は、前記駆動歯車の摺動面に形成した流体供給路と、前記従動歯車の摺動面に形成した流体供給路とを並列に接続して構成したことを特徴とする請求項１記載の歯車ポンプ。
【請求項５】
前記歯車は、回転軸が前記ケーシング内に延びており、前記流体供給路は、ケーシング内に延びている歯車の回転軸の周囲に設けられた環状の空間を含むように連続して形成し、この環状の空間を前記吸込ポートに連通したことを特徴とする請求項１記載の歯車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は歯車ポンプとこれを用いた燃料供給装置と歯車モータに係わり、特にケース内で外周に設けられた歯が互いに噛み合って回動するように配置された歯車を備えた歯車ポンプとこれを用いた燃料供給装置と歯車モータに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の歯車ポンプとしては、吸込ポート及び吐出ポートを有し、内部に閉鎖空間を形成するケーシングと、前記ケーシング内で外周に設けられた歯が互いに噛み合って回動するように配置された歯車と、前記歯車と前記ケーシングとの間に前記歯車の側面に摺動可能に配置された側板とを備え、前記歯車は、その回転軸が側板の軸孔に摺動可能に嵌合され、その噛み合わせ部の一側から流体を吸込み昇圧して他側へ吐出すように構成され、その吸込み側が前記吸込ポートに接続されたものがある。これに関するものとしては例えば、特開平１０−２５２５８９号公報に記載されたものがある。
【０００３】
かかる従来の歯車ポンプおいては、歯車の回転軸と側板の摺動面及び歯車の側面と側板の摺動面を潤滑するための流体として、高圧側から低圧側への漏れ流体を用いていたので、潤滑を良好にするために漏れ流体の量を増やせば容積効率が低下し、容積効率を向上するために漏れ流体の量を減らせば潤滑が良好にできないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、安価で、高い容積効率と高い耐久性を両立して有することができる歯車ポンプを得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の歯車ポンプは、内部に閉鎖空間を形成するケーシングと、前記ケーシング内で外周に設けられた歯が互いに噛み合って回動するように配置された歯車と、前記歯車の回転軸方向の両側から前記歯車を挟み込み前記歯車の側面に摺動可能に配置された２つの側板と、前記ケーシングに設けられた吸込ポート及び吐出ポートとを備え、前記吸込ポートは前記２つの側板のうち一方の側板に対して前記歯車が設けられた側とは反対側に設けられ、前記歯車は、その回転軸が前記側板に形成した軸孔に摺動可能に嵌合され、前記歯車の噛み合わせ部の一側から流体を吸込み昇圧して他側へ吐出すように構成され、前記噛み合わせ部の吸込み側が前記吸込ポートに接続された歯車ポンプにおいて、前記歯車の回転軸と前記側板との摺動面及び前記歯車の側面と前記側板との摺動面に連続する流体供給路を形成し、この流体供給路の入口側を前記吸込ポートに接続すると共に、前記流体供給路の出口側を前記歯車の噛み合せ部の吸込み側空間に接続し、
前記流体供給路のうち、前記歯車を挟んで前記吸込みポートとは反対側に位置する前記歯車の回転軸と前記側板との摺動面及び前記歯車を挟んで前記吸込みポートとは反対側に位置する前記側板と前記歯車の側面との摺動面に連続する流体供給路は、前記歯車の回転軸の内部に形成した孔を通り、これらの摺動面に連続する構成としたことにある。
【０００６】
好ましくは、前記流体供給路は、前記側板の軸孔に形成した軸方向に延びる溝と、前記側板の歯車側面との摺動面に形成した半径方向に延びる溝と、前記溝間を連通する前記側板の軸孔の端部に設けた環状空間とを有する構成にしたことにある。
【０００７】
また、好ましくは、前記歯車は、回転軸が前記ケーシングの軸受に支持された駆動歯車と従動歯車とを有し、前記流体供給路は、前記ケーシングの軸受と前記駆動歯車の回転軸との摺動面を含むように連続して形成した構成にしたことにある。
【０００８】
また、好ましくは、前記歯車は、駆動歯車と従動歯車とを有し、前記流体供給路は、前記駆動歯車の摺動面に形成した流体供給路と、前記従動歯車の摺動面に形成した流体供給路とを並列に接続して構成にしたことにある。
【０００９】
また、好ましくは、前記歯車は、回転軸が前記ケーシング内に延びており、前記流体供給路は、ケーシング内に延びている歯車の回転軸の周囲に設けられた環状の空間を含むように連続して形成し、この環状の空間を前記吸込ポートに連通した構成にしたことにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の歯車ポンプの第１実施例を図１ないし図５を用いて説明する。ケーシングは、平板状ケーシング１の一側面に円筒状ケーシング２の開口端をシール部材を介して当接して構成され、内部に閉鎖空間が形成されている。この閉鎖空間内には、駆動歯車３，従動歯車４，シールブロック５および側板６，７が設けられている。駆動歯車３と従動歯車４は、密閉空間の中央部に互いにかみ合って流体を吐出するように設けられ、一対の歯車が構成されている。シールブロック５は、歯車３，４および側板６，７を合わせた厚さとほぼ同じ厚さに成形され、側板６，７と当接する面を歯車３，４の歯先外周面よりもわずかに小さい半径の円弧面に成形している。側板６，７は、ケーシング１，２と歯車３，４との間に配置され、歯車３，４の両側面に対して対向する平面部を有して歯車３，４を回転摺動可能に挟設している。
【００１１】
歯車３，４とシールブロック５と側板６，７とで囲まれた空間は、低圧吸込側を成し、後述する構成によって吸込ポート８に連通し、歯車かみあい部の低圧側を形成している。側板６，７に形成された円弧状の切欠き部とシールブロック５の円弧部とで形成した円筒状吸込み通路１０，１１は各側板６，７の全幅にわたっている。この低圧吸込側に連通した空間以外のケーシング２内の閉鎖空間は、高圧吐出側を成し、ケーシング１に設けた吐出ポート９に連通している。駆動歯車３の両側に突出する軸１２は、側板６，７に設けた軸孔１６，１７、さらにはケーシング１に設けた軸受２０に回転自在に嵌合し、これらがラジアル軸受部を形成している。入力軸を成す軸１２は、一端がケーシング１から外部へ突出して回転入力軸を成しており、ケーシング１の出口部分には軸シールが設けられている。従動歯車４の両側に突出する軸１３は、側板６，７に設けた軸孔１８，１９に回転自在に嵌合している。
【００１２】
側板６，７は、歯車３，４の歯先がシールブロック５から出て吐出ポート側に至るまでのおよそ半周する間の部分が歯の側面と接しないように歯車中心部よりも外側部分を若干削り取られた形状にしている。
【００１３】
さて、ケーシング１は、駆動歯車３の外部に突出した回転入力軸１２側の周囲に環状の空間２１を設けている。この空間２１には吸込ポート８が接続されている。軸受２０および側板６，７の軸孔１６，１７，  １８，１９の内周面には軸方向に貫通した溝２２，２３，２４，２５，２６が設けられている。側板６，７の各軸孔の両端部には環状の空間２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４がそれぞれ設けられている。また、駆動歯車３の反入力軸側軸端部と従動歯車４の軸の両端部を収納するようにそれぞれ軸よりも大径の筒状の空間３５，３６，３７が設けられている。さらに、駆動歯車３の軸１２の内部には、入力軸側のケーシング１の環状の空間２１と反対側の筒状のケーシング２の筒状の空間３５とを接続する孔３８，３９が設けられている。従動歯車４の軸１３の内部には両端を結ぶ貫通孔４０が設けられケーシング１側の筒状の空間３６とケーシング２側の筒状の空間３７とを連通している。さらにまた、側板６，７の反歯車側の面には、駆動側の環状の空間２７，３２と従動側の環状の空間２９，３４とを接続する溝４１，４２が設けられている。一方、側板６，７の歯車側の面には環状の空間２８，３０を切欠き部１０へ接続する溝４３，４４、および、環状の空間３１，３３を切欠き部１１へ接続する溝４５，４６がそれぞれ設けられている。この構成により、歯車３，４とシールブロック５と側板６，７とで囲まれた空間は、これらの空間や溝を介して吸込ポート８に連通され、これらが低圧吸込み側を成している。
【００１４】
また、側板６，７とケーシング１，２の間には、吸込み通路１０，１１、および、軸孔の端部に設けた環状の空間２７，２９，３２，３４の端部を囲むようにシールブロック５にまたがって設けられた弾力性を有するシール部材４７，４８があり、その内部を低圧側に外部を高圧側に区切っている。また、側板６，７は、一種類の部品を反対の向きにして両側の側板６，７に利用することが可能な形状であり、生産性が著しく良好である。尚、歯車３と４がかみ合う部分には閉じ込みを防止するための逃げ溝を設けてある。
【００１５】
次に、歯車３，４が図３の矢印の向きに回転すると、流体は、図３の右側の体積が膨張過程にあるかみ合い部の吸引作用によって吸込ポート８から吸込まれ、左側の収縮過程にあるかみ合い部の圧縮作用によって昇圧されて吐出ポート９から吐出される。従って、吸込ポート８に通じるシール部材４７，４８の内側は低圧側であり、歯車３，４の歯先がシールブロック５に接する部分で次第に圧力が上昇し、その外側のケーシング内部は全て高圧側となる。このため、シールブロック５は、この吐出圧力によって歯車３，４に向かって押付けられ、歯先からの漏れを防止する。側板６，７と歯車３，４との間の面は、軸孔１６，１７，１８，１９の内周部が低圧吸込側に連通して低圧になるので、この内周部に向かって次第に低下する圧力分布を持つ。また、シールブロック５と側板６，７の間の面は、外側から内側に向かって次第に低下する圧力分布となる。この側板６，７と歯車３，４およびシールブロック５との間の圧力によって側板６，７を歯車３，４およびシールブロック５から引離す力よりも反歯車側のシール部材４７，４８の外側の圧力によって側板６，７を歯車３，４およびシールブロック５に向かって押付ける力の方が若干大きくなるようにシール部材４７，４８の形状が決められている。すなわち、側板６，７は歯車３，４とシールブロック５を両側から押圧する可動側板として機能する。
【００１６】
この際、吸込ポート８から流入した流体は、空間２１，溝２２，空間２７，溝２３，空間２８，溝４３を経て吸込み通路１０に至る流れと、空間２１から孔３８，３９，空間３５，空間３２，溝２４，空間３１，溝４５を経て吸込み通路１１に至る流れと、空間２１，溝２２，空間２７，溝４１，空間２９（及び空間３６），溝２５，空間３０，溝４４を経て吸込み通路部１０に至る流れと、空間２１，溝２２，空間２７，溝４１，空間２９，空間３６，孔４０，空間３７，空間３４，溝２６，空間３３，溝４６を経て吸込み通路１１に至る流れ、または、空間３５から溝４２を経て空間３７から吸込み通路１１に至る流れとに分流して歯車３，４のかみ合い部へ達し、吐出側へ向かって昇圧され、吐出される。吸込み通路１０，１１は各側板６，７を軸方向に貫通してケーシング１，２に面しているが、側板６，７とケーシング１，２との間の隙間は小さく、上記の溝や空間を経て流れる経路に比して、側板６，７とケーシング１，２との隙間を経て流れる抵抗の方が大きいので、流体は上記の溝や空間を経て流れる経路をたどる。
【００１７】
このため、本実施例の歯車ポンプによれば、ラジアル軸受を成す軸孔１６，１７，１８，１９，軸受２０の内周面と軸１２，１３の間の摺動面、および、スラスト軸受を成す側板６，７と歯車３，４の間の摺動面に吸込ポート８から流入して来る流体が絶えず流通するように供給されるので、常に良好な潤滑状態を保つことができる。すなわち、従来技術の歯車ポンプのように、摺動部を潤滑するための流体を高圧側から低圧側へ漏れ出る流れに頼る必要がないので、容積効率向上のために摺動部分の隙間を小さくして高圧側から低圧側への漏れ出る流体が減っても潤滑状態にほとんど影響を及ぼすことがなくなる。しかも、圧縮や機械的剪断や加熱等を受ける前の新鮮かつ清浄で温度の低い流体が上記摺動面に常時供給される上、漏れ流に比して流量が極めて豊富になるので、潤滑はもとより冷却の効果も大きいため、より高い耐久性を得ることができる。また、良好な潤滑状態が継続して保たれるので、摺動抵抗の変化が少なくなり、駆動トルクも低い状態に保たれる。従って、高い容積効率と耐久性を両立することができる。また、良好な潤滑状態が得られるので、特殊で高価な材料を用いる必要がなくなるという効果も得られる。
【００１８】
また、本実施例のように、ケーシング内部の大半の空間を高圧にして歯先とシールブロック５の間のシール性を高める歯車ポンプの場合、側板６，７の軸孔１６，１７，１８，１９の内周面に設ける溝２３，２４，２５，２６は、歯車３，４の回転中心軸に対してシールブロック５と反対側に設けるのが良い。なぜならば、歯車３，４の円周方向の圧力分布は低圧吸込側を成す吸込み通路１０，１１部からシールブロック５に接する部分で次第に圧力が上昇し、その外側のケーシング内部は全て高圧側となるため、歯車３，４にはそれぞれシールブロック５の方へ押付ける荷重が作用する。このため、シールブロック５側に溝を設けてしまうと、この荷重を担うための軸受面が小さくなって面圧が高くなるために高圧が得られない、軸受部が損傷する等の不具合が発生しやすくなるからである。本実施例のようにシールブロック５の反対側に溝を設ければ、荷重の高い部分に達する前に新しい流体が供給されて良好な潤滑や冷却の効果が得られるので、材料の許容できる最大限の面圧まで有効に使用することができるようになる。
【００１９】
次に、本発明の歯車ポンプの第２実施例を図６を用いて説明する。
【００２０】
図６に示すように、上述した側板６，７の溝４１，４２を廃し、空間２１と空間３６を直接接続する管路５０をケーシング１に設けることにより、構成がより簡単となり、従動歯車４の軸１３へ新鮮かつ清浄で温度の低い流体が供給できる。
【００２１】
あるいはさらに、上述した軸１２の孔３８，３９と軸１３の孔４０を廃して空間３５，３７へも空間２１または吸込ポート８から分岐した管路（図示せず）を接続することにより軸１２，１３の構成を簡単なものとすることができる。
【００２２】
次に、本発明の歯車ポンプの第３実施例を図７を用いて説明する。
【００２３】
図７に示すように、側板６のみが可動側板を成し、ケーシング２に固定された側板５１に向かって歯車３，４を押付ける構成としたことにより、軸１２の孔３８，３９と軸１３の孔４０が不要となり、構成がより簡単となる。また、本実施例のように、側板６がラジアル軸受部に軸受５２，５３を備えたポンプにおいて軸受５２，５３の内周面に溝２３，２５を設ける構成としてもよい。
【００２４】
次に、本発明の歯車ポンプの第４実施例を図８及び図９を用いて説明する。この歯車ポンプでは、反シールブロック側にピン６２ａを介して取付けられたスペーサ６２が設けられ、シールブロック５およびスペーサ６２が歯車３，４とほぼ同じ厚さに成形され、側板６，７によって歯車３，４とシールブロック５とスペーサ６２を挟設している。このように構成することにより、側板６，７とシールブロック５の両側面との接触面での漏れ流を低減して高い容積効率が得られる。なお、吸込み通路１０，１１は側板６，７に形成された円筒状孔で構成されている。また、この歯車ポンプにおいても、上述した第１実施例における吸込ポート８から歯車かみ合い部の低圧側に至る流路を同様に形成している。図９にかかる流路の溝２４，２６や環状の空間３２，３４等を示してある。このように構成することにより、前述の第１実施例と同様に常に良好な潤滑状態が維持できるのでより高い容積効率と高い耐久性を両立することができる。
【００２５】
次に、本発明の歯車ポンプの第５実施例を図１０及び図１１を用いて説明する。
【００２６】
本実施例は、これまでに述べたシールブロック式の歯車ポンプとは異なり、シールブロックを用いないギヤトラック式の歯車ポンプの一実施例である。
【００２７】
ケーシング８１，８２の内部に形成された閉鎖空間内には、互いにかみ合って回転し流体を吐出する駆動歯車８３と従動歯車８４、および、側板８６，８７，８８，８９が嵌合されている。側板８６の切欠き部９０ａ，側板８７の切欠き部９１ａ，側板８８の切欠き部９２ａ，側板８９の切欠き部９３ａは低圧吸込側を成し、一方、側板８６の切欠き部９０ｂ，側板８７の切欠き部９１ｂ，側板８８の切欠き部９２ｂ，側板８９の切欠き部９３ｂは高圧吐出側を成す。ケーシング８１は、駆動歯車８３の入力軸側の周囲に吸込ポート９４に連通する環状の空間９５を設けている。側板８６，８７，８８，８９のラジアル軸受を形成する各軸孔には軸方向に貫通した溝９６，９７，９８，９９が、各側板の軸孔の両端部には環状の空間１００と１０１，１０２と１０３，１０４と１０５，１０６と１０７がそれぞれ設けられている。また、駆動歯車８３の反入力軸側の軸端部、および、従動歯車８４の両軸端部には軸よりも大径の筒状の空間１０８，１０９，１１０が設けられ、空間９５と空間１０９は管路１１１を介して連通している。さらに、空間１０１，１０２，１０５，１０６はそれぞれ溝１１２，１１３，１１４，１１５を介して低圧吸込み側を成す吸込み通路９０ａ，９１ａ，９２ａ，９３ａと接続している。さらに、駆動歯車８３の軸の内部には空間９５と空間１０８とを接続する孔１１６，１１７が、従動歯車８４の内部には両軸端部の空間１０９と１１０とを接続する孔１１８が設けられている。一方、切欠き９０ｂ，９１ｂ，９２ｂ，９３ｂによって形成される高圧吐出側には吐出ポート１１９が接続されている。
【００２８】
而して、歯車８３，８４が図１１の矢印の向きに回転すると、流体は、左側の体積が膨張過程にあるかみ合い部の吸引作用によって吸込ポート９４から吸込まれ、右側の収縮過程にあるかみ合い部の圧縮作用によって昇圧されて吐出ポート１１９から吐出される。
【００２９】
この際、吸込ポート９４から流入した流体は、空間９５，空間１００，溝８６，空間１０１，溝１１２を経て切欠き部９０ａに至る流れと、空間９５から孔１１６，１１７，空間１０８，空間１０３，溝９７，空間１０２，溝１１３を経て切欠き部９１ａに至る流れと、空間９５，管路１１１，空間１０９，空間１０４，溝９８，空間１０５，溝１１４を経て切欠き部９２ａに至る流れと、空間１０９から孔１１８，空間１１０，空間１０７，溝９９、空間１０６，溝１１５を経て切欠き部９２ａに至る流れとに分流して歯車８３，８４のかみ合い部へ達し、吐出側へ向かって昇圧され、吐出される。
【００３０】
このため、本実施例の歯車ポンプによれば、ラジアル軸受を成す側板８６，８７，８８，８９の各軸孔内周面と歯車８３，８４の軸の間の摺動面、および、スラスト軸受を成す側板８６，８７，８８，８９と歯車８３，８４の間の摺動面に吸込ポート９４から流入して来る流体が絶えず供給されるので、常に良好な潤滑状態を保つことができる。すなわち、従来技術の歯車ポンプのように、摺動部を潤滑するための流体を高圧側から低圧側へ漏れ出る流れに頼る必要がないので、容積効率向上のために摺動部分の隙間を小さくして高圧側から低圧側へ漏れ出る流体が減っても潤滑状態にほとんど影響を及ぼすことがなくなる。しかも、圧縮や機械的剪断や加熱等を受ける前の新鮮かつ清浄で温度の低い流体が上記摺動面に常時供給されるので、潤滑状態はもとより冷却の効果も大きいため、高い耐久性を得ることができる。従って、高い容積効率と耐久性を両立することができる。また、良好な潤滑状態が得られるので、特殊で高価な材料を用いる必要がなくなるという効果も得られる。
【００３１】
尚、以上の実施例において、溝，空間，管路等を経由して流入する各経路の流れに対する抵抗、すなわち長さや流路断面積は必ずしも同じでなくてもよい。なぜならば、抵抗が異なるために流量が均一でなくなったとしても、従来技術の歯車ポンプのように高圧側から低圧側へ漏れ出る流れに比べれば格段に大きな流量が供給されるので、潤滑や冷却の作用は大幅に向上するからである。
【００３２】
次に、本発明の歯車ポンプを用いたエンジンの燃料供給装置の第１参照例を図１２を用いて説明する。
【００３３】
エンジン２００には、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁２０１ａ，２０１ｂ，201c，２０１ｄが設けられている。燃料は、まず燃料タンク２０２からモータ２０３で駆動されるフィードポンプ２０４によって０.２〜０.５ＭＰａ程の圧力に昇圧された後、高圧燃料供給ポンプ２０５によってさらに加圧され、圧力制御弁２０６によって３〜１２ＭＰａ程の所定の燃圧に調整されて燃料噴射弁２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄに供給される。この高圧燃料供給ポンプ２０５は、図１ないし図１１のいずれかに示した歯車ポンプであり、その吸込みポートがフィードポンプ２０４に連通され、吐出しポートが圧力制御弁２０６に連通され、エンジン２００のカムシャフト２０７の回転力によってカップリング２０８を介して駆動される。圧力制御弁２０６は、圧力センサ２０９からのフィードバック信号２１０を目標値２１１と照らし合わせ、他のセンサからの情報２１２を参照して制御指令２１３を圧力制御弁駆動回路２１４に与え、これに基づいて圧力制御弁206を駆動して燃圧を制御する。
【００３４】
本参照例の燃料供給装置によれば、高圧燃料供給ポンプ２０５の漏れが少なく、低回転域から高い容積効率を得られる上、高い耐久性を有するので、エンジン始動時やアイドリング時等の低い回転数でも十分高い圧力で燃料を供給することが可能となり、エンジン２００を確実に始動できるとともに、より安定したアイドリンク運転ができ、これにより円滑に発進できる等の効果が長期間にわたって得られる。従って、この燃料供給装置を備えたエンジン２００を搭載した車両の運動性能が向上する。また、低回転域での容積効率の低下を補うために吐出量の大きいポンプを選定する必要がなくなるので、高圧燃料供給ポンプ２０５とフィードポンプ２０４が小形のもので済むとともに、常用回転域から高回転域で過剰な燃料を吐出することがなくなり、エネルギー損失が低減して燃費が向上し、圧力制御弁からのリリーフ流量が最小限に抑えられキャビテーションや発熱を防止でき、圧力制御弁の寿命が長くなる等の効果を得ることができる。また、高圧燃料供給ポンプ２０５は製作が容易で低コストなのでエンジンや車両のコストも低減できる上、小形で軽量なのでエンジンルーム内の機器の配置が容易になる等の効果も得られる。
【００３５】
次に、燃料供給装置の第２参照例を図１３を用いて説明する。本参照例は、図１２に示した第１参照例を次のように変更したものである。
【００３６】
高圧燃料供給ポンプ２０５をモータ２２０で駆動する構成とし、圧力センサ２０９からのフィードバック信号２１０を目標値２１１と照らし合わせ、他のセンサからの情報212を参照して制御指令２２１をモータ駆動回路２２２に与え、これに基づいてモータ２２０の回転数を調整して燃料噴射弁２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃ，２０１ｄに供給する燃料の燃圧を制御する構成としている。
【００３７】
本参照例の燃料供給装置によれば、所望の燃圧に保つために必要最小限の流量だけを吐出するようになるので、圧力制御弁が不要になり異物かみ込みによる動作不良やキャビテーション壊食による性能低下等の不具合発生を解消できる。その上、高圧燃料供給ポンプ２０５の回転数をエンジンの回転数とは無関係に選定できるので、１種類のポンプで多機種のエンジンに対応できるようになり、ポンプの開発から生産，保守までのコストが低減でき、量産効果によるポンプの生産コスト低減の効果も一層大きくなる。しかも、高圧燃料供給ポンプ２０５が長期間にわたって高い容積効率と低い駆動トルクを保てるので、モータ２２０が小形のもので済み、駆動回路２２２も小形で安価のもので済む、装置全体の小形化軽量化とコスト低減を図れる等の効果も得られる。
【００３８】
尚、上記のように、本発明の歯車ポンプはラジアル軸受やスラスト軸受を成す摺動部の潤滑を高圧側から低圧側への漏れ流に頼ることなく、吸込ポートから流入する新鮮かつ清浄で豊富な流体によって行うので、容積効率の優劣に関係なく常に良好な潤滑，冷却作用が得られ、水の２分の１以下の粘度しかないガソリンでも高圧かつ高効率で加圧供給できる上、高い耐久性を実現することができる。従って、ガソリン等の燃料に限らず、水や食品，薬品等、他の流体にも用いられる。勿論、本発明の歯車ポンプを油圧装置の油圧源に用いれば、耐久性を損なうことなく高い容積効率が得られるので、より高い圧力で吐出することが可能となる。従って、これまでは２５ＭＰａ程が実用上の限界とされていた歯車ポンプの使用圧力を３０ＭＰａをも超える圧力まで高めることが可能となり、ピストンポンプ等の高価なポンプを用いていたシステムも低コストの歯車ポンプで済むようになってシステム全体のコスト低減を図ることができる。
【００３９】
次に、歯車モータの参照例について説明する。前記図１から図１１に示した歯車ポンプと同じ構成において、吐出ポートに流体圧源から供給される高圧の供給ポートを、吸込ポートにリザーバへ至る低圧の戻りポートをそれぞれ接続して流体を流せば、前記図中に示した矢印とは反対の向きに歯車が回転して流体エネルギーを機械的な回転のエネルギーに変換する歯車モータとして作用する。この際、流体は前述の実施例とは逆に、供給ポートから流入して歯車を回転させた後に、歯車と側板の間のスラスト軸受部を通過し、次に側板およびケーシングのラジアル軸受部を通過して戻りポートから排出される。
【００４０】
この歯車モータを用いれば、前述の歯車ポンプとは逆に排出される側の流体によって摺動部を潤滑する構成となるが、高圧側から低圧側への漏れ流に頼ることなく常に豊富に供給される排出流によって潤滑，冷却が行われるので、歯車ポンプの場合と同様、高い効率と高い耐久性を両立させることができ、モータの起動，停止時の特性向上や小形化，低コスト化が図れる等の効果が得られる。
【００４１】
本発明においては、歯車の回転軸と側板の摺動面及び歯車の側面と側板の摺動面に連続する流体供給路を形成し、この流体供給路の入口側を吸込ポートに、出口側を歯車の噛み合せ部の吸込み側空間に接続したので、吸込ポートから流入する新鮮かつ清浄で温度の低い流体を歯車の回転軸及び側面と側板との摺動面に絶えず豊富な流量で流通するように供給でき、歯車と側板との摺動面を常に良好な潤滑状態に保ことができると共に冷却することができる。これにより、高い耐久性を有する歯車ポンプを得ることができる。また、摺動面の良好な潤滑状態が継続して保たれるので、摺動抵抗の変化が少なくなり、駆動トルクも低い状態に保たれるとともに、歯車及び側板に特殊で高価な材料を用いる必要がなくなる。しかも、高圧側から低圧側に流体を漏らして歯車と側板との摺動画を潤滑する必要がなくなり、摺動面の隙間を減らし流体の漏れ量を低減して容積効率の向上しても、摺動面の良好な潤滑状態を保つことができる。
【００４２】
更には、流体供給路は、側板の軸孔に形成した軸方向に延びる溝と、側板の歯車側面との摺動面に形成した半径方向に延びる溝と、溝間を連通する側板の軸孔の端部に設けた環状空間とを有して構成したので、簡単な構造で、流体をスムースに摺動面全体に潤滑することができる。
【００４３】
また、流体供給路をケーシングの軸受と駆動歯車の回転軸との摺動面を含むように連続して形成したので、簡単な構成で、ケーシングの軸受摺動面の潤滑を良好に行うことができ、より高い耐久性を得ることができる。
【００４４】
更には、駆動歯車の摺動面に形成した流体供給路と従動歯車の摺動面に形成した流体供給路とを並列に接続して流体供給路を構成したので、吸込ポートから流入する流体を駆動歯車の摺動面と従動歯車の摺動面に分流して供給することができ、流路抵抗が少ない良好な潤滑を行うことができる。
【００４５】
また、流体供給路をとしてケーシング内に延びている歯車の回転軸の周囲に設けられた環状の空間を含むように連続して形成し、この環状の空間を吸込ポートに連通したので、吸込ポートから流体を流体供給路にスムースに供給することができる。
【００４６】
更には、流体供給路を、歯車の両側に配置された各側板の軸孔に形成した軸方向に延びる溝と、各側板の歯車側面との摺動面に形成した半径方向に延びる溝と、この溝間を連通する各側板の軸孔の端部に設けた環状空間とを有し、前記各側板の流体供給路の一方の入口側を前記歯車の回転軸に形成された孔を介して前記吸込ポートに接続して各側板の流体供給路を並列に接続したので、吸込ポートから流入する流体を一方の側板の摺動面に回転軸の孔を介して分流して供給することができ、流路抵抗が少ない良好な潤滑を行うことができる。
【００４７】
また、回転軸に形成された孔を回転軸の端面に開口し、この開口と側板の軸孔に形成された溝とを連通する空間をケーシングの反歯車側に形成したので、吸込ポートから流入する流体を回転軸の孔からケーシングの空間を介して側板の軸孔の溝にスムースに流入させることができる。
【００４８】
更には、側板の軸孔に形成した軸方向に延びる溝を回転軸に対して反シールブロック側に設けたので、側板の軸孔の軸受面に加わる荷重が低い部分に軸方向に延びる溝が位置し、軸受部が損傷する等の不具合を防止することができる。
【００４９】
なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、本発明に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示されており、その特許請求の範囲の意味の中に入るすべての変形例は本発明に含まれるものである。
【００５０】
以上説明したように、本発明によれば、安価で高い容積効率と高い耐久性を両立して有することができる歯車ポンプが得られる。
【００５１】
【発明の効果】
歯車を挟んで吸込みポートとは反対側に位置する歯車の回転軸と側板との摺動面及び歯車を挟んで吸込みポートとは反対側に位置する側板と歯車の側面との摺動面に、歯車の回転軸の内部に形成した孔を通じて吸込ポートから流入して来る流体が絶えず流通するように供給されるので、常に良好な潤滑状態を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の歯車ポンプの第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】  図１のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】  図１のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】  本発明の歯車ポンプの第２実施例を示す縦断面図である。
【図７】  本発明の歯車ポンプの第３実施例を示す縦断面図である。
【図８】  本発明の歯車ポンプの第４実施例を示す縦断面図である。
【図９】  図８のＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】  本発明の歯車ポンプの第５実施例を示す縦断面図である。
【図１１】  図１０のＦ−Ｆ断面図である。
【図１２】  本発明の歯車ポンプを用いたエンジンの燃料供給装置の第１実施例を示す構成図である。
【図１３】  本発明の歯車ポンプを用いたエンジンの燃料供給装置の第２実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１…平板状ケーシング、２…円筒状ケーシング、３…駆動歯車、４…従動歯車、５…シールブロック、６，７…側板、８…吸込ポート、２１…環状の空間、２２，２３，２４，２５，２６…溝、２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４…環状の空間、３５，３６，３７…筒状の空間、３８，３９…孔。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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