6581773 ポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6581773

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】ポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04C 2/10 20060101AFI20190912BHJP

   F04C 14/20 20060101ALI20190912BHJP

【ＦＩ】

   F04C2/10 321A

   F04C2/10 321B

   F04C14/20 Z

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-261179(P2014-261179)

(22)【出願日】2014年12月24日

(65)【公開番号】特開2016-121596(P2016-121596A)

(43)【公開日】2016年7月7日

【審査請求日】2017年11月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000220505

【氏名又は名称】日本電産トーソク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 喜幸

(72)【発明者】

【氏名】樋口 孔二

(72)【発明者】

【氏名】橋本 裕

【審査官】 田谷 宗隆

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０５６８５７０４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−０３２０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４９８０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１１４７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９３５９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｃ ２／１０

Ｆ０４Ｃ １４／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向に延びる中心軸を中心とするシャフトを有する駆動部と、
前記シャフトに取り付けられ、前記中心軸を第１の回転軸とするインナーロータと、
前記インナーロータの径方向外側を囲む環状のアウターロータと、前記第１の回転軸とは異なる、前記アウターロータの第２の回転軸と、
を備え、
前記インナーロータは、複数の第１の歯部からなる第１の歯車部を有し、
前記アウターロータは、複数の第２の歯部からなり前記第１の歯車部と噛み合う第２の歯車部を有し、
前記第１の歯車部の歯形及び前記第２の歯車部の歯形は、トロコイド歯形であり、
前記軸方向に視た際において、
前記インナーロータの回転軸と前記第１の歯部の歯先とを結ぶ第１の線分から、前記第１の線分の駆動側に位置する前記第１の歯部の変曲点までの第１の距離Ｌ１と、
前記第１の線分から、前記第１の線分の反駆動側に位置する前記第１の歯部の変曲点までの第２の距離Ｌ２と、
前記アウターロータの回転軸と前記第２の歯部の歯底とを結ぶ第２の線分から、前記第２の線分の駆動側に位置する前記第２の歯部の変曲点までの第３の距離Ｌ３と、
前記第２の線分から、前記第２の線分の反駆動側に位置する前記第２の歯部の変曲点までの第４の距離Ｌ４とは、
Ｌ２≦Ｌ１、及び、Ｌ４＞Ｌ３、Ｌ２＜Ｌ４、及び、Ｌ３＞Ｌ１を満たし、
前記インナーロータの外周に設けられている外歯部の前記反駆動側において、前記外歯部と、前記アウターロータの内周に設けられている内歯部との間に第１の隙間を有し、
前記第１の隙間以外の第２の隙間をほぼ一定の間隔とし、当該間隔と比べ前記第１の隙間の寸法が大きいことを特徴とし、
第１の回転軸と第２の回転軸を結ぶ線分方向の座標系を有し、
前記第１の回転軸の座標を基準として、前記インナーロータの歯先の駆動側に位置する変曲点とアウターロータの歯先の反駆動側に位置する変曲点の前記線分方向の座標の位置が一致する際に、前記インナーロータの歯先の反駆動側に位置する変曲点と前記アウターロータの歯先の駆動側に位置する変曲点は前記線分方向の座標の位置が一致しない状態であって、
前記第１の隙間は、前記インナーロータの反駆動側においての歯先から隣り合う歯底と、前記アウターロータの駆動側においての歯底から隣り合う歯先との間に設けられており、
前記第２の隙間は、前記インナーロータの駆動側においての歯先から隣り合う歯底と、前記アウターロータの反駆動側においての歯底から隣り合う歯先との間に設けられるポンプ装置。

【請求項2】

軸方向に延びる中心軸を中心とするシャフトを有する駆動部と、
前記シャフトに取り付けられ、前記中心軸を第１の回転軸とするインナーロータと、
前記インナーロータの径方向外側を囲む環状のアウターロータと、前記第１の回転軸とは異なる、前記アウターロータの第２の回転軸と、
を備え、
前記インナーロータは、複数の第１の歯部からなる第１の歯車部を有し、
前記アウターロータは、複数の第２の歯部からなり前記第１の歯車部と噛み合う第２の歯車部を有し、
前記第１の歯車部の歯形及び前記第２の歯車部の歯形は、トロコイド歯形であり、
前記軸方向に視た際において、
前記インナーロータの回転軸と前記第１の歯部の歯先とを結ぶ第１の線分から、前記第１の線分の駆動側に位置する前記第１の歯部の変曲点までの第１の距離Ｌ１と、
前記第１の線分から、前記第１の線分の反駆動側に位置する前記第１の歯部の変曲点までの第２の距離Ｌ２と、
前記アウターロータの回転軸と前記第２の歯部の歯底とを結ぶ第２の線分から、前記第２の線分の駆動側に位置する前記第２の歯部の変曲点までの第３の距離Ｌ３と、
前記第２の線分から、前記第２の線分の反駆動側に位置する前記第２の歯部の変曲点までの第４の距離Ｌ４とは、
Ｌ２＜Ｌ１、及び、Ｌ４≧Ｌ３、Ｌ２＜Ｌ４、及び、Ｌ３＞Ｌ１を満たし、
前記インナーロータの外周に設けられている外歯部の前記反駆動側において、前記外歯部と、前記アウターロータの内周に設けられている内歯部との間に第１の隙間を有し、
前記第１の隙間以外の第２の隙間をほぼ一定の間隔とし、当該間隔と比べ前記第１の隙間の寸法が大きいことを特徴とし、
第１の回転軸と第２の回転軸を結ぶ線分方向の座標系を有し、
前記第１の回転軸の座標を基準として、前記インナーロータの歯先の駆動側に位置する変曲点とアウターロータの歯先の反駆動側に位置する変曲点の前記線分方向の座標の位置が一致する際に、前記インナーロータの歯先の反駆動側に位置する変曲点と前記アウターロータの歯先の駆動側に位置する変曲点は前記線分方向の座標の位置が一致しない状態であって、
前記第１の隙間は、前記インナーロータの反駆動側においての歯先から隣り合う歯底と、前記アウターロータの駆動側においての歯底から隣り合う歯先との間に設けられており、
前記第２の隙間は、前記インナーロータの駆動側においての歯先から隣り合う歯底と、前記アウターロータの反駆動側においての歯底から隣り合う歯先との間に設けられるポンプ装置。

【請求項3】

前記第１の距離Ｌ１と前記第２の距離Ｌ２とは、Ｌ２＜Ｌ１を満たす、請求項１に記載のポンプ装置。

【請求項4】

前記第１の距離Ｌ１と前記第２の距離Ｌ２とは、Ｌ２／Ｌ１≦０．９２を満たす、請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプ装置。

【請求項5】

前記第３の距離Ｌ３と前記第４の距離Ｌ４とは、Ｌ４／Ｌ３≧１．０９を満たす、請求項１から４のいずれか一項に記載のポンプ装置。

【請求項6】

前記インナーロータ及び前記アウターロータを収容するポンプ室を有するハウジングを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に示すように、歯車がトロコイド曲線を用いた歯形を有する内接歯車ポンプが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１７３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような内接歯車ポンプにおいては、内接歯車ポンプによって送られる流体、例えば、オイルが、内歯と外歯との隙間に入り込むことで、内歯と外歯とが噛み合う部分における潤滑剤として機能する。しかし、上記のような内接歯車ポンプにおいては、内歯と外歯との隙間が狭く、内歯と外歯との隙間に十分な量の流体が供給されにくい。そのため、内歯と外歯とが噛み合う際のフリクショントルクが大きくなり、内接歯車ポンプのトルク効率が低下する問題があった。

【0005】

これに対して、内歯と外歯との隙間を大きくすれば、内歯と外歯との間に十分な量の流体が供給されやすく、内歯と外歯とが噛み合う際のフリクショントルクを低減できる。しかし、内歯と外歯との隙間が大きいと、隙間から漏れる流量が多くなる。そのため、内接歯車ポンプの容積効率が低下する問題があった。

【0006】

以上のように、上記のような内接歯車ポンプにおいては、トルク効率と容積効率とを両立することは困難であり、結果としてトルク効率と容積効率とを乗じた値であるポンプ全効率を向上することが困難であった。

【0007】

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて、ポンプ全効率を向上できる構造を有するポンプ装置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】

【0008】

本発明のポンプ装置の一つの態様は、軸方向に延びる中心軸を中心とするシャフトを有する駆動部と、前記シャフトに取り付けられ、前記中心軸を第１の回転軸とするインナーロータと、前記インナーロータの径方向外側を囲む環状のアウターロータと、前記第１の回転軸とは異なる、前記アウターロータの第２の回転軸と、を備え、前記インナーロータは、複数の第１の歯部からなる第１の歯車部を有し、前記アウターロータは、複数の第２の歯部からなり前記第１の歯車部と噛み合う第２の歯車部を有し、前記第１の歯車部の歯形及び前記第２の歯車部の歯形は、トロコイド歯形であり、前記軸方向に視た際において、前記インナーロータの回転軸と前記第１の歯部の歯先とを結ぶ第１の線分から、前記第１の線分の駆動側に位置する前記第１の歯部の変曲点までの第１の距離Ｌ１と、前記第１の線分から、前記第１の線分の反駆動側に位置する前記第１の歯部の変曲点までの第２の距離Ｌ２と、前記アウターロータの回転軸と前記第２の歯部の歯底とを結ぶ第２の線分から、前記第２の線分の駆動側に位置する前記第２の歯部の変曲点までの第３の距離Ｌ３と、前記第２の線分から、前記第２の線分の反駆動側に位置する前記第２の歯部の変曲点までの第４の距離Ｌ４とは、Ｌ２≦Ｌ１、及び、Ｌ４＞Ｌ３、Ｌ２＜Ｌ４、及び、Ｌ３＞Ｌ１を満たし、前記インナーロータの外周に設けられている外歯部の前記反駆動側において、前記外歯部と、前記アウターロータの内周に設けられている内歯部との間に第１の隙間を有し、前記第１の隙間以外の第２の隙間をほぼ一定の間隔とし、当該間隔と比べ前記第１の隙間の寸法が大きいことを特徴とし、第１の回転軸と第２の回転軸を結ぶ線分方向の座標系を有し、前記第１の回転軸の座標を基準として、前記インナーロータの歯先の駆動側に位置する変曲点とアウターロータの歯先の反駆動側に位置する変曲点の前記線分方向の座標の位置が一致する際に、前記インナーロータの歯先の反駆動側に位置する変曲点と前記アウターロータの歯先の駆動側に位置する変曲点は前記線分方向の座標の位置が一致しない状態であって、前記第１の隙間は、前記インナーロータの反駆動側においての歯先から隣り合う歯底と、前記アウターロータの駆動側においての歯底から隣り合う歯先との間に設けられており、前記第２の隙間は、前記インナーロータの駆動側においての歯先から隣り合う歯底と、前記アウターロータの反駆動側においての歯底から隣り合う歯先との間に設けられる。

【0009】

本発明のポンプ装置の一つの態様は、軸方向に延びる中心軸を中心とするシャフトを有する駆動部と、前記シャフトに取り付けられ、前記中心軸を第１の回転軸とするインナーロータと、前記インナーロータの径方向外側を囲む環状のアウターロータと、前記第１の回転軸とは異なる、前記アウターロータの第２の回転軸と、を備え、前記インナーロータは、複数の第１の歯部からなる第１の歯車部を有し、前記アウターロータは、複数の第２の歯部からなり前記第１の歯車部と噛み合う第２の歯車部を有し、前記第１の歯車部の歯形及び前記第２の歯車部の歯形は、トロコイド歯形であり、前記軸方向に視た際において、前記インナーロータの回転軸と前記第１の歯部の歯先とを結ぶ第１の線分から、前記第１の線分の駆動側に位置する前記第１の歯部の変曲点までの第１の距離Ｌ１と、前記第１の線分から、前記第１の線分の反駆動側に位置する前記第１の歯部の変曲点までの第２の距離Ｌ２と、前記アウターロータの回転軸と前記第２の歯部の歯底とを結ぶ第２の線分から、前記第２の線分の駆動側に位置する前記第２の歯部の変曲点までの第３の距離Ｌ３と、前記第２の線分から、前記第２の線分の反駆動側に位置する前記第２の歯部の変曲点までの第４の距離Ｌ４とは、Ｌ２＜Ｌ１、及び、Ｌ４≧Ｌ３、Ｌ２＜Ｌ４、及び、Ｌ３＞Ｌ１を満たし、前記インナーロータの外周に設けられている外歯部の前記反駆動側において、前記外歯部と、前記アウターロータの内周に設けられている内歯部との間に第１の隙間を有し、前記第１の隙間以外の第２の隙間をほぼ一定の間隔とし、当該間隔と比べ前記第１の隙間の寸法が大きいことを特徴とし、第１の回転軸と第２の回転軸を結ぶ線分方向の座標系を有し、前記第１の回転軸の座標を基準として、前記インナーロータの歯先の駆動側に位置する変曲点とアウターロータの歯先の反駆動側に位置する変曲点の前記線分方向の座標の位置が一致する際に、前記インナーロータの歯先の反駆動側に位置する変曲点と前記アウターロータの歯先の駆動側に位置する変曲点は前記線分方向の座標の位置が一致しない状態であって、前記第１の隙間は、前記インナーロータの反駆動側においての歯先から隣り合う歯底と、前記アウターロータの駆動側においての歯底から隣り合う歯先との間に設けられており、前記第２の隙間は、前記インナーロータの駆動側においての歯先から隣り合う歯底と、前記アウターロータの反駆動側においての歯底から隣り合う歯先との間に設けられる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一つの態様によれば、ポンプ全効率を向上できる構造を有するポンプ装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、本実施形態のポンプ装置を示す断面図である。

【図2】図２は、本実施形態のポンプ部を示す底面図である。

【図3】図３は、本実施形態のポンプ部の部分を示す底面図である。

【図4】図４は、本実施形態のポンプ部の部分を示す底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るポンプ装置について説明する。なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

【0013】

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｙ軸方向は、図２に示すインナーロータ３１の回転軸Ｃ１とアウターロータ３２の回転軸Ｃ２とが並ぶ方向と平行な方向、すなわち、図２の上下方向とする。Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向、すなわち、図２の左右方向とする。

【0014】

また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「リア側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（−Ｚ側）を「フロント側」と呼ぶ。なお、リア側及びフロント側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周り（θ_Ｚ方向）を単に「周方向」と呼ぶ。

【0015】

図１は、本実施形態のポンプ装置１を示す断面図である。図２は、本実施形態のポンプ部２０を示す底面図である。図３は、本実施形態のポンプ部２０の部分を示す底面図である。図２及び図３においては、ポンプカバー４２を取り外した状態を示している。

【0016】

なお、本明細書において底面視とは、フロント側（−Ｚ側）からリア側（＋Ｚ側）に向かって視ることを意味する。また、本明細書において底面図とは、フロント側からリア側に向かって視た図を意味する。

【0017】

本実施形態のポンプ装置１は、内接歯車ポンプである。ポンプ装置１は、図１に示すように、駆動部１０と、ポンプ部２０と、を備える。駆動部１０は、ポンプ部２０を駆動する。ポンプ部２０は、駆動部１０によって駆動されることで流体を送る。ポンプ部２０によって送られる流体は、例えば、自動車に用いられるオイルである。自動車に用いられるオイルとしては、例えば、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）等が挙げられる。以下、各部について詳細に説明する。

【0018】

［駆動部］
駆動部１０は、モータハウジング１６と、ロータ１２と、ステータ１３と、リアベアリング１４と、フロントベアリング１５と、を有する。
モータハウジング１６は、フロント側（−Ｚ側）に開口する有底の筒状である。モータハウジング１６の底部には、リアベアリング保持部１７が設けられている。

【0019】

ロータ１２は、シャフト１１を有する。すなわち、駆動部１０は、シャフト１１を有する。シャフト１１は、軸方向（Ｚ軸方向）に延びる中心軸Ｊを中心とする。シャフト１１は、リアベアリング１４とフロントベアリング１５とによって中心軸Ｊ周り（±θ_Ｚ方向）に回転可能に支持されている。
ステータ１３は、ロータ１２の径方向外側を囲んでいる。ステータ１３は、モータハウジング１６の内側に固定されている。

【0020】

リアベアリング１４は、ステータ１３のリア側（＋Ｚ側）に配置されている。リアベアリング１４は、モータハウジング１６のリアベアリング保持部１７に保持されている。
フロントベアリング１５は、ステータ１３のフロント側（−Ｚ側）に配置されている。フロントベアリング１５は、後述するポンプハウジング４０のフロントベアリング保持部４１ｂに保持されている。

【0021】

［ポンプ部］
ポンプ部２０は、駆動部１０のフロント側（−Ｚ側）に設けられている。ポンプ部２０は、ポンプハウジング（ハウジング）４０と、インナーロータ３１と、アウターロータ３２と、を有する。すなわち、ポンプ装置１は、インナーロータ３１と、アウターロータ３２と、ポンプハウジング４０と、を備える。

【0022】

（インナーロータ及びアウターロータ）
インナーロータ３１は、シャフト１１に取り付けられている。より詳細には、インナーロータ３１は、シャフト１１のフロント側（−Ｚ側）の端部に嵌め合わされて固定されている。これにより、インナーロータ３１は、シャフト１１と共に中心軸Ｊの軸周り（±θ_Ｚ方向）に回転する。すなわち、図２に示すように、インナーロータ３１の回転軸Ｃ１は、中心軸Ｊと一致する。インナーロータ３１は、フロント側（−Ｚ側）から視て、時計回りに回転する。

【0023】

インナーロータ３１は、外歯歯車部（第１の歯車部）３５を有する。外歯歯車部３５は、インナーロータ３１の外周に設けられている。外歯歯車部３５は、複数の外歯部（第１の歯部）３３からなる。複数の外歯部３３は、回転軸Ｃ１を中心とした周方向に沿って等間隔に設けられている。外歯部３３は、図２の例では、例えば、７つ設けられている。

【0024】

図１に示すように、インナーロータ３１のフロント側（−Ｚ側）のロータフロント面３１ａには、リア側（＋Ｚ側）に窪む被支持孔部３１ｂが設けられている。被支持孔部３１ｂの底面視形状は、図２に示すように、回転軸Ｃ１と同心の円形状である。

【0025】

アウターロータ３２は、インナーロータ３１の径方向外側を囲む環状である。アウターロータ３２は、回転軸Ｃ２の軸周りに回転する。図示は省略するが、回転軸Ｃ２は、中心軸Ｊと平行な軸である。すなわち、回転軸Ｃ２は、インナーロータ３１の回転軸Ｃ１と平行な軸である。回転軸Ｃ２は、インナーロータ３１の回転軸Ｃ１の＋Ｙ側に位置する。すなわち、アウターロータ３２の回転軸Ｃ２は、インナーロータ３１の回転軸Ｃ１と異なる。アウターロータ３２は、フロント側（−Ｚ側）から視て、時計回りに回転する。

【0026】

アウターロータ３２は、外歯歯車部３５と噛み合う内歯歯車部（第２の歯車部）３６を有する。内歯歯車部３６は、アウターロータ３２の内周に設けられている。内歯歯車部３６は、複数の内歯部（第２の歯部）３４からなる。複数の内歯部３４は、アウターロータ３２の回転軸Ｃ２を中心とする周方向に沿って等間隔に設けられている。内歯部３４は、外歯部３３よりも１つ多く設けられている。すなわち、内歯部３４は、図２の例では、例えば、８つ設けられている。アウターロータ３２は、内歯歯車部３６と外歯歯車部３５とが噛み合うことでインナーロータ３１から回転駆動力が伝達され、回転する。

【0027】

なお、本明細書においては、インナーロータ３１の回転軸Ｃ１を中心とする周方向をインナーロータ３１の駆動方向Ｄｉｎとする。また、本明細書においては、アウターロータ３２の回転軸Ｃ２を中心とする周方向をアウターロータ３２の駆動方向Ｄｏｕｔとする。インナーロータ３１の回転軸Ｃ１は中心軸Ｊと一致するため、駆動方向Ｄｉｎは、中心軸Ｊを中心とする周方向（θ_Ｚ方向）と同じである。

【0028】

また、本明細書においては、図３に示すように、駆動方向Ｄｉｎにおける外歯部３３が進む側（＋Ｄｉｎ側，＋θ_Ｚ側）、及び駆動方向Ｄｏｕｔにおける内歯部３４が進む側（＋Ｄｏｕｔ側）を駆動側と呼ぶ。また、本明細書においては、駆動方向Ｄｉｎにおける外歯部３３が進む側と逆側（−Ｄｉｎ側，−θ_Ｚ側）、及び駆動方向Ｄｏｕｔにおける内歯部３４が進む側と逆側（−Ｄｏｕｔ側）を反駆動側と呼ぶ。

【0029】

図２に示すように、外歯歯車部３５と内歯歯車部３６とは、各歯車部の−Ｙ側で互いに噛み合う。外歯歯車部３５と内歯歯車部３６との間には、空間ＴＳが設けられる。空間ＴＳは、外歯歯車部３５と内歯歯車部３６と後述するポンプ室４４の壁部とで構成される空間である。空間ＴＳは、外歯歯車部３５と内歯歯車部３６とが噛み合う部分から駆動側に進むにつれて大きくなり、外歯歯車部３５と内歯歯車部３６とが噛み合う部分と逆側（＋Ｙ側）で最大となる。空間ＴＳは、外歯歯車部３５と内歯歯車部３６とが噛み合う部分と逆側から駆動側に進むにつれて小さくなり、外歯歯車部３５と内歯歯車部３６とが噛み合う部分で最小となる。

【0030】

次に、インナーロータ３１における外歯歯車部３５の歯形の形状、及びアウターロータ３２における内歯歯車部３６の歯形の形状について、詳細に説明する。

【0031】

外歯歯車部３５の歯形及び内歯歯車部３６の歯形は、トロコイド歯形である。すなわち、底面視（ＸＹ面視）における、外歯歯車部３５の外形及び内歯歯車部３６の外形は、トロコイド曲線からなる。

【0032】

図３に示すように、外歯部３３の歯先３３ａは、一点に定まる。外歯部３３の歯底３３ｄは、駆動方向Ｄｉｎに隣り合う外歯部３３同士の境である。すなわち、駆動方向Ｄｉｎに隣り合う外歯部３３同士の間における歯底３３ｄは、一点に定まる。

【0033】

ここで、外歯部３３の歯先３３ａは、外歯部３３における回転軸Ｃ１からの径方向の距離が最も大きい点である。外歯部３３の歯底３３ｄは、外歯部３３における回転軸Ｃ１からの径方向の距離が最も小さい点である。

【0034】

なお、本明細書において、回転軸からの径方向の距離、とは、その回転軸を中心とした径方向における、その回転軸からの距離を意味する。

【0035】

外歯部３３は、歯先３３ａの駆動方向Ｄｉｎの両側に一点ずつ変曲点３３ｂ，３３ｃを有する。変曲点３３ｂは、歯先３３ａの駆動側（＋Ｄｉｎ側）に位置する。変曲点３３ｃは、歯先３３ａの反駆動側（−Ｄｉｎ側）に位置する。

【0036】

なお、本明細書において変曲点とは、歯部の外形線における曲率半径中心の位置が、歯部の外形線に対して、回転軸を中心とする径方向外側から径方向内側、あるいは、径方向内側から径方向外側へと変わる点である。

【0037】

内歯部３４の歯先３４ａは、一点に定まる。内歯部３４の歯底３４ｄは、駆動方向Ｄｏｕｔに隣り合う内歯部３４同士の境である。すなわち、駆動方向Ｄｏｕｔに隣り合う内歯部３４同士の間における歯底３４ｄは、一点に定まる。

【0038】

ここで、内歯部３４の歯先３４ａは、内歯部３４における回転軸Ｃ２からの径方向の距離が最も小さい点である。内歯部３４の歯底３４ｄは、内歯部３４における回転軸Ｃ２からの径方向の距離が最も大きい点である。

【0039】

内歯部３４は、歯先３４ａの駆動方向Ｄｏｕｔの両側に一点ずつ変曲点３４ｂ，３４ｃを有する。変曲点３４ｂは、歯先３４ａの駆動側（＋Ｄｏｕｔ側）に位置する。変曲点３４ｃは、歯先３４ａの反駆動側（−Ｄｏｕｔ側）に位置する。

【0040】

軸方向（Ｚ軸方向）に視た際において、インナーロータ３１の回転軸Ｃ１と外歯部３３の歯先３３ａとを結ぶ線分を、第１の線分Ｌｒ１とする。軸方向に視た際において、アウターロータ３２の回転軸Ｃ２と内歯部３４の歯底３４ｄとを結ぶ線分を、第２の線分Ｌｒ２とする。

【0041】

第１の線分Ｌｒ１から、第１の線分Ｌｒ１の駆動側（＋Ｄｉｎ側）に位置する外歯部３３の変曲点３３ｂまでの距離を第１の距離Ｌ１とする。第１の線分Ｌｒ１から、第１の線分Ｌｒ１の反駆動側（−Ｄｉｎ側）に位置する外歯部３３の変曲点３３ｃまでの距離を第２の距離Ｌ２とする。

【0042】

第２の線分Ｌｒ２から、第２の線分Ｌｒ２の駆動側（＋Ｄｏｕｔ側）に位置する内歯部３４の変曲点３４ｃまでの距離を第３の距離Ｌ３とする。第２の線分Ｌｒ２から、第２の線分Ｌｒ２の反駆動側（−Ｄｏｕｔ側）に位置する内歯部３４の変曲点３４ｂまでの距離を第４の距離Ｌ４とする。

【0043】

なお、本明細書において、各線分から変曲点までの距離とは、軸方向（Ｚ軸方向）に視た際における各線分と変曲点との間の距離のうち最短の距離である。すなわち、各線分から変曲点までの距離とは、軸方向に視た際における各線分と変曲点との間の各線分と直交する方向の距離である。

【0044】

第２の距離Ｌ２は、第１の距離Ｌ１以下であり、かつ、第４の距離Ｌ４は、第３の距離Ｌ３よりも大きい。すなわち、第１の距離Ｌ１と、第２の距離Ｌ２と、第３の距離Ｌ３と、第４の距離Ｌ４とは、Ｌ２≦Ｌ１、及び、Ｌ４＞Ｌ３を満たす。

【0045】

本実施形態においては、例えば、第２の距離Ｌ２は、第１の距離Ｌ１よりも小さい。すなわち、本実施形態においては、例えば、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２とは、Ｌ２＜Ｌ１を満たす。

【0046】

一例として、本実施形態においては、第１の距離Ｌ１に対する第２の距離Ｌ２の比は、０．９２以下である。すなわち、本実施形態においては、例えば、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２とは、Ｌ２／Ｌ１≦０．９２を満たす。第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２とがこのような関係を満たすことで、ポンプ装置１のトルク効率をより向上できる。なお、Ｌ２／Ｌ１は、０より大きい。

【0047】

一例として、本実施形態においては、第３の距離Ｌ３に対する第４の距離Ｌ４は、１．０９以上である。すなわち、本実施形態においては、例えば、第３の距離Ｌ３と第４の距離Ｌ４とは、Ｌ４／Ｌ３≧１．０９を満たす。第３の距離Ｌ３と第４の距離Ｌ４とがこのような関係を満たすことで、ポンプ装置１のトルク効率をより向上できる。

【0048】

本実施形態においては、例えば、第３の距離Ｌ３は、第１の距離Ｌ１よりも大きい。すなわち、本実施形態においては、例えば、第１の距離Ｌ１と第３の距離Ｌ３とは、Ｌ３＞Ｌ１を満たす。

【0049】

一例として、第１の距離Ｌ１に対する第３の距離Ｌ３の比は、０より大きく、１．００５以下である。すなわち、第１の距離Ｌ１と第３の距離Ｌ３とは、０＜Ｌ３／Ｌ１≦１．００５を満たす。第１の距離Ｌ１と第３の距離Ｌ３とがこのような関係を満たすことで、容積効率の低下を抑制しつつ、外歯歯車部３５と内歯歯車部３６とが干渉することを抑制できる。

【0050】

（ポンプハウジング）
ポンプハウジング４０は、図１に示すように、ポンプボディ４１と、ポンプカバー４２と、を有する。
ポンプボディ４１は、モータハウジング１６のフロント側（−Ｚ側）に取り付けられている。ポンプボディ４１は、フロントベアリング保持部４１ｂを有する。フロントベアリング保持部４１ｂは、ポンプボディ４１のリア側（＋Ｚ側）の端部に位置する。

【0051】

ポンプボディ４１のフロント側（−Ｚ側）のボディフロント面４１ａには、リア側（＋Ｚ側）に窪む凹部４５ａが設けられている。凹部４５ａの底面視形状は、図２に示すように、例えば、アウターロータ３２の回転軸Ｃ２と同心の円形状である。

【0052】

図１に示すように、凹部４５ａの底面には、ポンプボディ４１を軸方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔４５ｂが設けられている。貫通孔４５ｂは、例えば、中心軸Ｊと同心の円形状である。貫通孔４５ｂの径方向内側には、シャフト１１の一部が挿入されている。

【0053】

図２に示すように、ポンプボディ４１には、吸入口４６と、吐出口４７とが設けられている。吸入口４６及び吐出口４７は、空間ＴＳに開口している。吸入口４６は、駆動側に進むに従って空間ＴＳが大きくなる側（−Ｘ側）に設けられている。吐出口４７は、駆動側に進むに従って空間ＴＳ小さくなる側（＋Ｘ側）に設けられている。

【0054】

ポンプカバー４２は、図１に示すように、ポンプボディ４１のフロント側（−Ｚ側）に取り付けられている。ポンプカバー４２は、ポンプボディ４１の凹部４５ａの開口を閉塞している。ポンプカバー４２は、カバー本体４３ａと、支持部４３ｂと、を有する。

【0055】

カバー本体４３ａのリア側（＋Ｚ側）のカバーリア面４３ｃは、ポンプボディ４１のボディフロント面４１ａと接触している。支持部４３ｂは、カバー本体４３ａのカバーリア面４３ｃからリア側に突出している。支持部４３ｂは、インナーロータ３１の被支持孔部３１ｂに挿入されている。これにより、インナーロータ３１が支持部４３ｂによって支持される。そのため、インナーロータ３１が傾くことを抑制できる。

【0056】

ポンプボディ４１の凹部４５ａの内側面と、ポンプカバー４２におけるカバー本体４３ａのカバーリア面４３ｃとによって、ポンプ室４４が構成される。すなわち、ポンプハウジング４０は、ポンプ室４４を有する。ポンプ室４４は、インナーロータ３１及びアウターロータ３２を収容する。

【0057】

駆動部１０のシャフト１１を介してインナーロータ３１が回転されると、インナーロータ３１に連動してアウターロータ３２が回転する。これにより、空間ＴＳが大きさを変化させつつ駆動方向に移動する。−Ｘ側では、空間ＴＳが大きくなることで、空間ＴＳには吸入口４６を介してポンプ装置１によって送られる流体が吸入される。吸入された流体は、空間ＴＳによってポンプ室４４内を駆動方向に送られる。そして、空間ＴＳ内の流体は、空間ＴＳが小さくなることで、吐出口４７を介して空間ＴＳから吐出される。このようにして、ポンプ装置１は、流体を送る。

【0058】

本実施形態によれば、第１の距離Ｌ１から第４の距離Ｌ４が、Ｌ２≦Ｌ１、及び、Ｌ４＞Ｌ３を満たすため、ポンプ装置の容積効率が低下することを抑制しつつ、ポンプ装置のトルク効率を向上できる。以下詳細に説明する。

【0059】

図４は、ポンプ部２０の部分を示す底面図である。図４は、外歯部３３と内歯部３４とが噛み合う部分を示している。図４では、第１の線分Ｌｒ１と第２の線分Ｌｒ２とが、共に回転軸Ｃ１，Ｃ２が並ぶ方向（Ｙ軸方向）と平行で、かつ、重なり合っている。

【0060】

図４に示すように、第２の距離Ｌ２が第１の距離Ｌ１以下であり、かつ、第４の距離Ｌ４が第３の距離Ｌ３よりも大きいことで、外歯部３３の反駆動側（−Ｄｉｎ側）において、外歯部３３と内歯部３４との隙間Ｇａの寸法Ｌ５が大きくなる。そのため、隙間Ｇａにポンプ装置１が送る流体が入り込みやすい。隙間Ｇａに入り込んだ流体は、次に噛み合う外歯部３３及び内歯部３４の表面を覆う。これにより、外歯部３３と内歯部３４とが流体を介して接触し、外歯部３３と内歯部３４との間のフリクショントルクを低減できる。したがって、本実施形態によれば、ポンプ装置１のトルク効率を向上できる。

【0061】

なお、隙間Ｇａの寸法Ｌ５とは、回転軸Ｃ１と回転軸Ｃ２とが並ぶ方向と直交し、かつ、中心軸Ｊと直交する方向（Ｘ軸方向）における、隙間Ｇａの寸法である。

【0062】

また、本実施形態によれば、外歯部３３と内歯部３４との隙間のうち、反駆動側の隙間Ｇａ以外の隙間をほぼ一定の狭い間隔とすることで、隙間から漏れる流量を少なくできる。そのため、本実施形態によれば、ポンプ装置１の容積効率が低下することを抑制できる。

【0063】

以上により、本実施形態によれば、ポンプ装置１の容積効率が低下することを抑制しつつ、ポンプ装置１のトルク効率を向上できる。ここで、ポンプ装置１のポンプ全効率は、トルク効率と容積効率とを乗じた値である。したがって、本実施形態によれば、ポンプ全効率を向上できる構造を有するポンプ装置が得られる。

【0064】

また、本実施形態によれば、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２とは、Ｌ２＜Ｌ１を満たすため、隙間Ｇａの寸法Ｌ５をより大きくできる。これにより、隙間Ｇａに入り込む流体の量を大きくでき、外歯部３３と内歯部３４との間のフリクショントルクをより低減できる。したがって、本実施形態によれば、ポンプ装置１のトルク効率をより向上でき、その結果、ポンプ全効率をより向上できる。

【0065】

また、本実施形態によれば、第１の距離Ｌ１と第３の距離Ｌ３とは、Ｌ３＞Ｌ１を満たすため、外歯部３３と内歯部３４とが噛み合う際に、外歯部３３が内歯部３４同士の間に入り込みやすい。これにより、外歯部３３と内歯部３４とが互いに干渉することを抑制できる。

【0066】

また、本実施形態によれば、アウターロータ３２の回転軸Ｃ２は、インナーロータ３１の回転軸Ｃ１と異なる。そのため、インナーロータ３１とアウターロータ３２との空間ＴＳの大きさを駆動方向に沿って変化させることができる。これにより、インナーロータ３１とアウターロータ３２との空間ＴＳ内に流体を収容することで、吸入口４６から吐出口４７まで流体を送ることができる。

【0067】

また、本実施形態によれば、ポンプ室４４を有するポンプハウジング４０を備えている。そのため、ポンプ室４４の壁部と外歯歯車部３５と内歯歯車部３６とによって、流体を送る空間ＴＳを構成できる。

【0068】

なお、本実施形態においては、以下の構成を採用してもよい。

【0069】

本実施形態においては、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２とは、同じであってもよい。
また、本実施形態においては、第１の距離Ｌ１と第３の距離Ｌ３とが同じであってもよい。

【0070】

また、本実施形態においては、第２の距離Ｌ２が第１の距離Ｌ１よりも小さく、かつ、第４の距離Ｌ４が第３の距離Ｌ３以上である構成を採用してもよい。すなわち、本実施形態においては、第１の距離Ｌ１と、第２の距離Ｌ２と、第３の距離Ｌ３と、第４の距離Ｌ４とが、Ｌ２＜Ｌ１、及び、Ｌ４≧Ｌ３を満たす構成としてもよい。この構成においては、第３の距離Ｌ３と第４の距離Ｌ４とが同じであってもよい。

【0071】

この構成によれば、上述したＬ２≦Ｌ１、及び、Ｌ４＞Ｌ３を満たす構成と同様に、隙間Ｇａの寸法Ｌ５を大きくできるため、ポンプ全効率を向上できる構造を有するポンプ装置が得られる。

【実施例】

【0072】

上記説明した実施形態の実施例１から実施例３と、比較例１，２とを対比して、本実施形態の効果について検証した。各実施例及び各比較例において、ポンプ装置によって送られる流体はＡＴＦとした。ＡＴＦの温度は、１２０℃とした。ポンプ室から吐出される流体の吐出圧力は、０．２ＭＰａとした。ポンプ室から吐出される流量は、２Ｌ／ｍｉｎとした。

【0073】

実施例１から実施例３及び比較例１，２におけるポンプ部の構成は、第１の距離Ｌ１から第４の距離Ｌ４を除いて、図２において示したポンプ部２０の構成と同様とした。ポンプ部における第１の距離Ｌ１から第４の距離Ｌ４は、表１の通りとした。

【0074】

【表1】

【0075】

表１においては、隙間Ｇａの寸法Ｌ５についても記載している。第２の距離Ｌ２、第３の距離Ｌ３、第４の距離Ｌ４、及び隙間Ｇａの寸法Ｌ５は、第１の距離Ｌ１を１としたときの比として示している。

【0076】

実施例１のポンプ部は、Ｌ２＜Ｌ１、及び、Ｌ４＞Ｌ３を満たす。
実施例２のポンプ部は、Ｌ２＝Ｌ１、及び、Ｌ４＞Ｌ３を満たす。
実施例３のポンプ部は、Ｌ２＜Ｌ１、及び、Ｌ４＝Ｌ３を満たす。

【0077】

比較例１のポンプ部は、Ｌ２＝Ｌ１、及び、Ｌ４＝Ｌ３を満たす。
比較例２のポンプ部は、Ｌ２＞Ｌ１、及び、Ｌ４＞Ｌ３を満たす。
実施例１から実施例３及び比較例１，２のポンプ部は、Ｌ３＞Ｌ１を満たす。

【0078】

実施例１から実施例３、及び比較例１，２について、それぞれポンプ室から吐出される吐出量、及び駆動部の駆動トルクを測定し、容積効率［％］、トルク効率［％］、及びポンプ全効率［％］を算出した。結果を上記の表１に示す。

【0079】

表１に示すように、実施例１から実施例３では、比較例１，２に対してポンプ全効率を向上できることが確かめられた。実施例１と、実施例２及び実施例３とを対比すると、実施例２及び実施例３に対して、実施例１のトルク効率及びポンプ全効率が大きいことが確かめられた。これにより、第１の距離Ｌ１から第４の距離Ｌ４が、Ｌ２＜Ｌ１、及び、Ｌ４＞Ｌ３を満たすことで、よりトルク効率及びポンプ全効率を向上できることが確かめられた。

【0080】

また、実施例１と実施例２と比較例２とは、第２の距離Ｌ２を除いて各距離の値が同じである。実施例１と実施例２とは、比較例２に対して、トルク効率及びポンプ効率が大きい。また、実施例１は、実施例２に対して、トルク効率及びポンプ効率がより大きい。実施例１においては、Ｌ２／Ｌ１は、０．９１５である。実施例２においては、Ｌ２／Ｌ１は、１である。比較例２においては、Ｌ２／Ｌ１は、１．０９７である。これにより、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２とが、Ｌ２／Ｌ１≦０．９２を満たすことで、トルク効率をより向上でき、ポンプ全効率をより向上できることが確かめられた。

【0081】

また、実施例２と比較例１とは、第４の距離Ｌ４が異なる点を除いて同様である。実施例２は、比較例１に対して、トルク効率及びポンプ全効率が大きい。実施例２においては、Ｌ４／Ｌ３は、約１．０９６である。比較例１においては、Ｌ４／Ｌ３は、１である。これにより、第３の距離Ｌ３と第４の距離Ｌ４とが、Ｌ４／Ｌ３≧１．０９を満たすことで、トルク効率をより向上でき、ポンプ全効率をより向上できることが確かめられた。

【符号の説明】

【0082】

１…ポンプ装置、１０…駆動部、１１…シャフト、１２…ロータ、３１…インナーロータ、３２…アウターロータ、３３…歯部、３３ａ，３４ａ…歯先、３３ｂ，３３ｃ，３４ｂ，３４ｃ…変曲点、３３ｄ，３４ｄ…歯底、３３…外歯部（第１の歯部）、３４…内歯部（第２の歯部）、３５…外歯歯車部（第１の歯車部）、３６…内歯歯車部（第２の歯車部）、４０…ポンプハウジング（ハウジング）、４４…ポンプ室、Ｊ…中心軸、Ｃ１，Ｃ２…回転軸、Ｌ１…第１の距離、Ｌ２…第２の距離、Ｌ３…第３の距離、Ｌ４…第４の距離、Ｌｒ１…第１の線分、Ｌｒ２…第２の線分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】