(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸からのトルクを受けて回転するインナーギヤと、
このインナーギヤ外周の歯車が内周の歯車と噛合し前記インナーギヤとともに回転するアウターギヤと、
作動油を吸い込む吸込ポートと、
作動油を吐き出す吐出ポートと、
両端部が前記吸込ポートおよび前記吐出ポートの端部に達するように前記インナーギヤと前記アウターギヤの間に介装された仕切り板と、
前記インナーギヤの外周面と前記アウターギヤの内周面と前記仕切り板の少なくとも２つで画成された複数の油室と、
前記仕切り板の前記吐出ポート側の端部に形成されて前記吐出ポートからの油圧を吐出ポートに完全に連通する前の前記油室に導入する切り欠き部と、
を備えた内接型ギヤポンプにおいて、
前記切り欠き部が前記仕切り板のアウターギヤ側の前記油室に連通する開口を、前記切り欠き部が前記仕切り板のインナーギヤ側の前記油室に連通する開口に比較して小さくなるように、前記仕切り板の側面に所定の幅にわたって前記吸込ポート側から前記吐出ポート側に向かうにしたがって切り欠かれた深さが深くなるように形成されるものであるとともに、この切り欠き部の幅が前記仕切り板のアウターギヤ側よりもインナーギヤ側において長くなるように前記切り欠き部を形成したことを特徴とする内接型ギヤポンプ。
【請求項２】
前記切り欠き部は、前記仕切り板のインナーギヤ側の幅Ｌｃｉと前記仕切り板のアウターギヤ側の幅Ｌｃｏとの関係が、
０．２＜Ｌｃｏ／Ｌｃｉ＜０．９
となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の内接型ギヤポンプ。
【請求項３】
前記切り欠き部は前記仕切り板の側面に所定の幅にわたって前記吸込ポート側から前記吐出ポート側に向かうにしたがって切り欠かれた深さが深くなるように形成されるものであるとともに、この切り欠き部の深さが前記仕切り板のアウターギヤ側よりもインナーギヤ側において深くなるように前記切り欠き部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の内接型ギヤポンプ。
【請求項４】
前記切り欠き部は、前記仕切り板のインナーギヤ側の最大深さＬｄｉと前記仕切り板のアウターギヤ側の最大深さＬｄｏとの関係が、
０．２＜Ｌｄｏ／Ｌｄｉ＜０．９
となるように形成されることを特徴とする請求項３に記載の内接型ギヤポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内接型ギヤポンプに関し、特に、キャビテーションノイズおよびキャビテーションエロージョンを低減するとともに、体積効率の低下も防止し得る改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の自動変速機等に用いられる内接型ギヤポンプとしては、例えば図３〜図５に示すようなものが知られている。
【０００３】
図３に示すように、インナーギヤ１とアウターギヤ２は、ポンプハウジング３の凹部に収容される。このポンプハウジング３にはポンプカバー４が複数のネジ５で固定され、ポンプハウジング３凹部はポンプカバー４でカバーされる。ポンプハウジング３、インナーギヤ１、ポンプカバー４は、図示されないシャフト（入力軸）により貫かれ、インナーギヤ１はシャフト外周に固定される。なお、ポンプハウジング３とポンプカバー４の間にはＯリング６が介装され、シールがなされる。また、ポンプハウジング３背面にはオイルシール７が備えられ、シャフトとポンプハウジング３とのシールがなされる。
【０００４】
図４に示すように、インナーギヤ１の外径はアウターギヤ２の内径よりも小径であり、インナーギア１外周に形成された複数の歯車は、アウターギヤ２内周に形成された複数の歯車の一部と噛み合い、インナーギヤ１とアウターギヤ２の隙間の部分には仕切り板８が介装されている。また、ポンプハウジング３には、インナーギヤ１とアウターギヤ２の歯車背後に位置し、かつインナーギヤ１とアウターギヤ２が噛み合った部分の両側に位置するように、吸込ポート９と吐出ポート１０が形成されている。そして、仕切り板８は、その両端部がちょうど吸込ポート９と吐出ポート１０の端部に達するような長さとなっている。
【０００５】
このような構成により、インナーギヤ１がシャフトととも図４に矢印に示すように、吸込ポート９から吐出ポート１０に向かう方向に回転すると、インナーギヤ１と噛み合ったアウターギヤ２が回転し、インナーギヤ１の外周面（歯車の歯面）、アウターギヤ２の内周面（歯車の歯面）、および仕切り板８により画成された複数の油室１１が、それぞれ拡大および縮小を繰り返す。これにより、拡大する油室１１に吸込ポート９から作動油が吸い込まれ、縮小する油室１１から吐出ポート１０に作動油が吐出される。
【０００６】
ところで、このような内接型ギヤポンプでは、油室１１が吐出ポート１０に連通するときに、油室１１が吸込ポート９の低圧のままでいきなり連通すると、吸込ポート９側で発生した気泡が、吐出ポート１０側の高圧で急激に圧しつぶされ、キャビテーションノイズの呼ばれる高周波の騒音を発してしまう。また、気泡が急激に圧しつぶされるときに発生する大きなエネルギーにより、キャビテーションエロージョンと呼ばれる壊食が発生してしまう。
【０００７】
そこで、内接型ギヤポンプでは、図５に拡大して示すように、仕切り板８の側面の吐出ポート９側端部に、切り欠き部８ａを形成している。なお、この第５図は、仕切り板８を、図３の矢印Ａの方向から矢視したものである。
【０００８】
図示されるように、切り欠き部８ａは吸込ポート９側から吐出ポート１０側に向かうにしたがって、切り欠きの深さ（Ｌｄｉ、Ｌｄｏ）が深くなって行く。また、切り欠き部８ａは、インナーギヤ１側とアウターギヤ２側とで均等に切り欠かれている。すなわち、インナーギヤ１側の切り欠きの深さＬｄｉ、切り欠きの幅Ｌｃｉは、それぞれ、アウターギヤ２側の切り欠きの深さＬｄｏ、切り欠きの幅Ｌｃｏと等しく形成されている。
【０００９】
このような構成により、吐出ポート１０に連通する油室１１には、吐出ポート１０に完全に連通する前から、切り欠き部８ａを介して吐出ポート１０側の高圧が徐々に導入される。したがって、油室１１の急激な圧力上昇が緩和され、キャビテーションが急激に圧しつぶされることがなくなり、キャビテーションノイズやキャビテーションエロージョンの発生が抑制される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように仕切り板８に切り欠き部８ａを形成して、吸込ポート９側の油室１１を早くから吐出ポート１０側に連通させることは、吐出ポート１０側から吸込ポート９側への漏れ流量を大きくしてしまうことにもなり、ポンプの体積効率を低下させてしまう。
【００１１】
また、油室１１に発生している気泡量に対して切り欠き部８ａが大きすぎると、切り欠き部８ａから導入された油圧により、油室１１が吐出ポート１０に完全に連通する前に、気泡が急激に圧しつぶされ、かえってキャビテーションノイズを発生させてしまう。このような問題は、特にポンプの中速回転領域において発生しやすい。
【００１２】
また、これに関連して、図６に示すように、内接型ギヤポンプの油室１１に存在する気泡量は、仕切り板８の外周側（アウターギヤ２側）の油室１１よりも内周側（インナーギヤ１側）の油室の方が多いという実験結果もある。なお、この図６では、各油室１１の気泡の量の多寡を、各油室１１上部に描いた円の中の色の濃い部分（黒い部分）の多さで表現している。また、この図６では、便宜上、図４と吐出ポート９と吸込ポート１０の配置が左右逆となっており、シャフトの回転方向も逆回転となっている。
【００１３】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、内接型ギヤポンプにおいて、キャビテーションノイズおよびキャビテーションエロージョンを低減できるとともに、体積効率の低下も防止し得るものを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、入力軸からのトルクを受けて回転するインナーギヤと、このインナーギヤ外周の歯車が内周の歯車と噛合し前記インナーギヤとともに回転するアウターギヤと、作動油を吸い込む吸込ポートと、作動油を吐き出す吐出ポートと、両端部が前記吸込ポートおよび前記吐出ポートの端部に達するように前記インナーギヤと前記アウターギヤの間に介装された仕切り板と、前記インナーギヤの外周面と前記アウターギヤの内周面と前記仕切り板の少なくとも２つで画成された複数の油室と、前記仕切り板の前記吐出ポート側の端部に形成されて前記吐出ポートからの油圧を吐出ポートに完全に連通する前の前記油室に導入する切り欠き部とを備えた内接型ギヤポンプにおいて、前記切り欠き部が前記仕切り板のアウターギヤ側の前記油室に連通する開口を、前記切り欠き部が前記仕切り板のインナーギヤ側の前記油室に連通する開口に比較して小さくなるように、前記仕切り板の側面に所定の幅にわたって前記吸込ポート側から前記吐出ポート側に向かうにしたがって切り欠かれた深さが深くなるように形成されるものであるとともに、この切り欠き部の幅が前記仕切り板のアウターギヤ側よりもインナーギヤ側において長くなるように前記切り欠き部を形成した。
【００１５】
第２の発明では、前記切り欠き部は前記仕切り板のインナーギヤ側の幅Ｌｃｉと前記仕切り板のアウターギヤ側の幅Ｌｃｏとの関係が、
０．２＜Ｌｃｏ／Ｌｃｉ＜０．９
となるように形成される。
【００１６】
第３の発明では、前記切り欠き部は前記仕切り板の側面に所定の幅にわたって前記吸込ポート側から前記吐出ポート側に向かうにしたがって切り欠かれた深さが深くなるように形成されるものであるとともに、この切り欠き部の深さが前記仕切り板のアウターギヤ側よりもインナーギヤ側において深くなるように前記切り欠き部を形成した。
【００１７】
第４の発明では、前記切り欠き部は前記仕切り板のインナーギヤ側の最大深さＬｄｉと前記仕切り板のアウターギヤ側の最大深さＬｄｏとの関係が、
０．２＜Ｌｄｏ／Ｌｄｉ＜０．９
となるように形成される。
【００１９】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、インナーギヤおよびアウターギヤの回転により、拡大する油室に吸込ポートから作動油が吸い込まれ、縮小する油室から作動油が吐出されることによりポンプが機能する。この場合、吐出ポートに連通する油室には、完全な連通がなされる前にあらかじめ切り欠き部を介して吐出ポートからの高圧が徐々に導入されて行くことにより、油室内に存在する気泡が急激に圧しつぶされてキャビテーションノイズやキャビテーションエロージョンが発生することが抑制されるが、本発明では、切り欠き部は、仕切り板のアウターギヤ側の油室には比較的小さく開口し、仕切り板のインナーギヤ側の油室には比較的大きく開口するようになっており、このとき切り欠き部の幅を、仕切り板のアウターギヤ側よりもインナーギヤ側で長くすることにより、仕切り板のインナーギヤ側の油室への作動油の導入のタイミングを比較的早く、また仕切り板のアウターギヤ側の油室への作動油の導入のタイミングを比較的遅くできる。さらに、気泡が比較的多いインナーギヤ側の油室には切り欠き部を介して十分に油圧が導入されるのに対して、気泡が比較的少ないアウターギヤ側の油室には切り欠き部を介しての油圧の導入が抑制されるので、油圧の導入と気泡の存在量とのバランスが保たれ、キャビテーションノイズやキャビテーションエロージョンの抑制が効果的に行い得る。また、切り欠き部の幅が仕切り板のアウターギヤ側で短い分だけ開口が小さくなっているので、吐出ポート側から吸込ポート側への作動油の漏れ出しが少なくなり、ポンプの体積効率を高く保つことができる。
【００２０】
第２の発明では、切り欠き部において、仕切り板のインナーギヤ側の幅Ｌｃｉと仕切り板のアウターギヤ側の幅Ｌｃｏとの関係を、
０．２＜Ｌｃｏ／Ｌｃｉ＜０．９
とすることにより、仕切り板のアウターギヤ側の油室とインナーギヤ側の油室のそれぞれへの切り欠き部を介しての油圧の導入のタイミングのバランスが最良に保たれ、キャビテーションノイズやキャビテーションエロージョンの抑制を最も効果的に行い得る。
【００２１】
第３の発明では、切り欠き部の深さを、仕切り板のアウターギヤ側よりもインナーギヤ側で深くすることにより、仕切り板のアウターギヤ側の油室とインナーギヤ側の油室のそれぞれへの切り欠き部を介しての油圧の導入の程度を容易にバランスさせることができ、キャビテーションノイズやキャビテーションエロージョンの抑制が効果的に行い得る。
また、切り欠き部の深さが仕切り板のアウターギヤ側で浅い分だけ、吐出ポート側から吸込ポート側への作動油の漏れ出しが少なくなり、ポンプの体積効率を高く保つことができる。
【００２２】
第４の発明では、切り欠き部において、仕切り板のインナーギヤ側の最大深さＬｄｉと仕切り板のアウターギヤ側の最大深さＬｄｏとの関係を、
０．２＜Ｌｄｏ／Ｌｄｉ＜０．９
とすることにより、仕切り板のアウターギヤ側の油室とインナーギヤ側の油室のそれぞれへの切り欠き部を介しての油圧の導入の程度のバランスが最良に保たれ、キャビテーションノイズやキャビテーションエロージョンの抑制を最も効果的に行い得る。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】
図１には、本実施の形態における仕切り板８の切り欠き部８ａの形状を示す。なお、この実施の形態は、内接型ギヤポンプの全体構成については、例えば図３、図４に示した従来例と同様であり、切り欠き部８ａの形状を、図５に示した形状の代わりに図１に示した形状にした点でのみ、図３、図４に示した従来例と異なっている。したがって、以下の説明においては、本発明の特徴となる切り欠き部８ａの構成を中心に説明する。
【００２６】
図示されるように、本実施の形態の切り欠き部８ａは、その油室に面する大きさが、仕切り板８の内周側（インナーギヤ１側）よりも、仕切り板８の外周側（アウターギヤ２側）の方が小さくなっている。具体的には、切り欠き部８は、仕切り板８の内周側から外周側に向かって斜めの平面で切りかかれた状態となり、インナーギヤ１側の切り欠きの幅Ｌｃｉとアウターギヤ２側の切り欠きの幅Ｌｃｏとの関係は、
Ｌｃｏ＜Ｌｃｉ…（１）
となっており、また、インナーギヤ１側の切り欠きの最大深さ（吐出ポート１０側端部における深さ）Ｌｄｉとアウターギヤ２側の切り欠きの最大深さ（吐出ポート１０側端部における深さ）Ｌｄｏとの関係は、
Ｌｄｏ＜Ｌｄｉ…（２）
となっている。
【００２７】
このような構成により、気泡の量が比較的多い、仕切り板８の内周側の油室１１に対しては、切り欠き部８ａは比較的大きく開口し、また、油室１１が吐出ポート１０に完全に連通するよりも比較的早いタイミングから連通する。一方、気泡の量が比較的少ない、仕切り板８の外周側の油室１１に対しては、切り欠き部８ａは比較的小さく開口し、また、比較的遅いタイミングで連通する。
【００２８】
したがって、切り欠き部８ａを介しての高圧（吐出圧）の導入は、仕切り板８の内周側と外周側の各油室１１に対して、油室１１内部に存在する気泡の量に対してバランス良く行われ、キャビテーションノイズおよびキャビテーションエロージョンの発生を効果的に防止することができる。また、切り欠き部８ａが仕切り板８の外周側で小さくなった分だけ、切り欠き部８ａを介しての吐出ポート１０側から吸込ポート９側への吐出圧の逆流を少なくでき、ポンプの体積効率を向上させることができる。
【００２９】
この場合、インナーギヤ１側の切り欠きの幅Ｌｃｉとアウターギヤ２側の切り欠きの幅Ｌｃｏとの関係を、
０．２＜Ｌｃｏ／Ｌｃｉ＜０．９…（３）
とし、また、インナーギヤ１側の切り欠きの深さＬｄｉとアウターギヤ２側の切り欠きの深さＬｄｏとの関係を、
０．２＜Ｌｄｏ／Ｌｄｉ＜０．９…（４）
としておくとよい。この式（３）、（４）のように、切り欠きの幅および深さのバランスを設定することにより、上述のキャビテーションノイズおよびキャビテーションエロージョンの低減、および体積効率の向上は、特に効果的に達成できる。
【００３０】
図２には、本実施の形態におけるポンプ作動時の騒音レベル（図に実線で示す）と、図５に示した従来例におけるポンプ作動時の騒音レベル（図に破線で示す）とを、ポンプ回転数との関係で示す特性図である。図から明らかなように、本発明のポンプの騒音レベルは、従来例に比較して、特にポンプの中速回転領域で低減されている。
【００３１】
このように本発明によれば、切り欠き部８ａのアウターギヤ２側の油室１１への開口の大きさを必要以上に大きくならないようにしたので、その分、ポンプの体積効率が向上するとともに、特に中速回転領域におけるキャビテーションノイズの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】同じくポンプ回転数と騒音レベルの関係を示す特性図である。
【図３】内接型ギヤポンプの各構成部品を示す斜視図である。
【図４】インナーギヤ、アウターギヤおよびポンプハウジングを示す正面図である。
【図５】従来の仕切り板を示す斜視図である。
【図６】仕切り板の内周側と外周側の各油室におけるキャビテーションの量を示す説明図である。
【符号の説明】
１  インナーギヤ
２  アウターギヤ
８  仕切り板
８Ａ  切り欠き部
９  吸込ポート
１０  吐出ポート
１１  油室
【図１】
0003755304.tif 000002
【図２】
0003755304.tif 000003
【図３】
0003755304.tif 000004
【図４】
0003755304.tif 000005
【図５】
0003755304.tif 000006
【図６】
0003755304.tif 000007