特開 2022-95085 内接歯車ポンプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022095085

(43)【公開日】2022-06-28

(54)【発明の名称】内接歯車ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 2/10 20060101AFI20220621BHJP

   F04C 15/00 20060101ALI20220621BHJP

【ＦＩ】

F04C2/10 341B

F04C15/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020208197

(22)【出願日】2020-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】000241267

【氏名又は名称】豊興工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕

【テーマコード（参考）】

3H041

3H044

【Ｆターム（参考）】

3H041AA01

3H041AA02

3H041BB03

3H041CC03

3H041CC20

3H041DD05

3H044AA01

3H044AA02

3H044BB03

3H044CC03

3H044CC19

3H044DD05

(57)【要約】      （修正有）

【課題】吐出ポートから吸入ポートへの漏れを低減して容積効率の低下を抑制し得る内接歯車ポンプを提供する。
【解決手段】内歯歯車５の内歯５Ａと外歯歯車６の外歯６Ａとによりポンプ室Ｔを区画形成し、ポンプ室Ｔは両歯車５、６の回転により吸入域空間Ｓで容積を増加して吸入ポート１０より液体を吸入すると共に、吐出域空間Ｐで容積を減少して吐出ポート１２に液体を吐出する。両歯車５、６は一側面を軸方向に窪ませて環状の凹部５Ｃ、６Ｃを形成する。凹部５Ｃ、６Ｃには周方向へ間隙を有して複数個の梁５Ｇ、６Ｇを形成する。各梁５Ｇ、６Ｇは環状の凹部５Ｃ、６Ｃを周方向へ分割する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプハウジングの収容孔に内歯を有するリング状の内歯歯車を回転自在に収容し、内歯歯車の内歯と内接噛み合いする外歯を有する外歯歯車を内歯歯車の内部に偏心して収容し、両歯車間には両歯車の回転により両歯間の噛み合い隙間が増加する領域に液体を吸入する吸入ポートに連通して吸入域空間を形成し、両歯車の回転により両歯間の噛み合い隙間が減少する領域に液体を吐出する吐出ポートに連通して吐出域空間を形成し、内歯歯車の内歯と外歯歯車の外歯とによりポンプ室を区画形成し、ポンプ室は両歯車の回転により吸入域空間で容積を増加して吸入ポートより液体を吸入すると共に、吐出域空間で容積を減少して吐出ポートに液体を吐出して設け、両歯車は一側面を軸方向に窪ませて環状の凹部を形成し、凹部には周方向へ間隙を有して複数個の梁を形成し、各梁は環状の凹部を周方向へ分割したことを特徴とする内接歯車ポンプ。

【請求項2】

前記両歯車は前記一側面と対向する他側面を平坦に形成し、前記ポンプハウジングは前記両歯車の前記一側面が摺接する一摺接面を平坦に形成すると共に、前記両歯車の他側面が摺接する他摺接面に前記吸入ポートと前記吐出ポートとを開口したことを特徴とする請求項１に記載の内接歯車ポンプ。

【請求項3】

前記両歯車を合成樹脂製としたことを特徴とする請求項１または２に記載の内接歯車ポンプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リング状の内歯歯車の内部に偏心して外歯歯車を収容し、両歯車を回転駆動して液体を吸入吐出する内接歯車ポンプに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の内接歯車ポンプは、リング状の内歯歯車の内部に偏心して外歯歯車を収容し、両歯車の回転駆動で液体を吸入ポートより吸入して吐出ポートより吐出している。そして、外歯歯車は両側面を軸方向に窪ませて環状の凹部を形成し、軽量化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１２２５４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、かかる従来の内接歯車ポンプでは、ポンプハウジングに弧状に形成した吸入ポートと吐出ポートに環状の凹部が連通しないよう凹部の外周縁でシールしているため、外周縁は薄肉で両ポートと凹部との間のシール性が満足のいくものでなく、吐出ポートから凹部を経て吸入ポートへの漏れが増加して容積効率が低下する恐れがあった。

【0005】

本発明の課題は、吐出ポートから吸入ポートへの漏れを低減して容積効率の低下を抑制し得る内接歯車ポンプを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
ポンプハウジングの収容孔に内歯を有するリング状の内歯歯車を回転自在に収容し、内歯歯車の内歯と内接噛み合いする外歯を有する外歯歯車を内歯歯車の内部に偏心して収容し、両歯車間には両歯車の回転により両歯間の噛み合い隙間が増加する領域に液体を吸入する吸入ポートに連通して吸入域空間を形成し、両歯車の回転により両歯間の噛み合い隙間が減少する領域に液体を吐出する吐出ポートに連通して吐出域空間を形成し、内歯歯車の内歯と外歯歯車の外歯とによりポンプ室を区画形成し、ポンプ室は両歯車の回転により吸入域空間で容積を増加して吸入ポートより液体を吸入すると共に、吐出域空間で容積を減少して吐出ポートに液体を吐出して設け、両歯車は一側面を軸方向に窪ませて環状の凹部を形成し、凹部には周方向へ間隙を有して複数個の梁を形成し、各梁は環状の凹部を周方向へ分割したことを特徴とする内接歯車ポンプがそれである。

【0007】

この場合、前記両歯車は前記一側面と対向する他側面を平坦に形成し、前記ポンプハウジングは前記両歯車の前記一側面が摺接する一摺接面を平坦に形成すると共に、前記両歯車の他側面が摺接する他摺接面に前記吸入ポートと前記吐出ポートとを開口してもよい。また、前記両歯車を合成樹脂製としてもよい。

【発明の効果】

【0008】

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、内歯歯車の内歯と外歯歯車の外歯とによりポンプ室を区画形成し、ポンプ室は両歯車の回転により吸入域空間で容積を増加して吸入ポートより液体を吸入すると共に、吐出域空間で容積を減少して吐出ポートに液体を吐出して設け、両歯車は一側面を軸方向に窪ませて環状の凹部を形成し、凹部には周方向へ間隙を有して複数個の梁を形成し、各梁は環状の凹部を周方向へ分割した。このため、両歯車には吐出ポートと吸入ポートとの間で複数個の梁が有るから、吐出ポートから吸入ポートに漏れる液体は複数個の梁て吸入ポートへの漏れを抑制でき、吐出ポートから吸入ポートへの漏れを低減できて容積効率の低下を抑制できる。そして、両歯車は凹部を形成して軽量化を図ることができる。また、両歯車は凹部に複数個の梁を形成したから、強度を向上することができる。

【0009】

また、請求項２に記載の発明は、両歯車は一側面と対向する他側面を平坦に形成し、ポンプハウジングは両歯車の一側面が摺接する一摺接面を平坦に形成すると共に、両歯車の他側面が摺接する他摺接面に吸入ポートと吐出ポートとを開口した。このため、吸入ポートと吐出ポートとを開口したポンプハウジングの他摺接面には両歯車の平坦に形成した他側面が摺接するから、吸入ポートと吐出ポートが両歯車の一側面に窪み形成した凹部に露呈することなくでき、吐出ポートから吸入ポートへの漏れをより低減できて容積効率の低下を一層抑制できる。

【0010】

また、請求項３に記載の発明は、両歯車を合成樹脂製とした。このため、両歯車をより一層の軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態を示した内接歯車ポンプの図２の線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【図2】図１の線Ｂ－Ｂに沿った断面図である。

【図3】他実施形態の図１に相当する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１および図２において、１はポンプ本体で、有底の収容孔２を形成している。３は蓋部材で、収容孔２の開口を閉じるようポンプ本体１に取付けている。そして、ポンプ本体１と蓋部材３は金属製であり、ポンプ本体１と蓋部材３とでポンプハウジング４を構成している。５はリング状の内歯歯車で、８個の内歯５Ａを有し、収容孔２へ回転自在に収容している。６は外歯歯車で、内歯５Ａと内接噛み合いする７個の外歯６Ａを有し、内歯歯車５の内部に偏心して収容している。両歯車５、６はそれぞれ合成樹脂の成形品である。内歯歯車５の軸方向の一側面５Ｂおよび外歯歯車６の軸方向の一側面６Ｂは、収容孔２の底面にそれぞれ摺接可能とし、この底面をポンプハウジング４の一摺接面４Ａとし、平坦に形成している。

【0013】

両歯車５、６は一側面５Ｂ、６Ｂを軸方向に窪ませて凹部５Ｃ、６Ｃを形成している。内歯歯車５に形成の凹部５Ｃは環状に形成し、外周を内歯歯車５の外周より若干小径に設けている。また、凹部５Ｃは内周を内歯５Ａに沿った形状で内歯５Ａより若干大きく設けている。また、凹部５Ｃは軸方向の深さ寸法を内歯歯車５の幅寸法より若干小さく設けている。内歯歯車５は、凹部５Ｃ外周に外周薄肉部５Ｄを形成し、凹部５Ｃ内周に内周薄肉部５Ｅを形成し、凹部５Ｃ底面に底面薄肉部５Ｆを形成し、各薄肉部５Ｄ、５Ｅ、５Ｆの厚さ寸法を略同一に設けている。

【0014】

５Ｇは凹部５Ｃに形成した梁で、周方向へ等間隔に８個を設けている。各梁５Ｇは内歯歯車５の径方向中心から径方向外方へ放射状に形成し、内周薄肉部５Ｅにおける内歯５Ａの各歯先部と外周薄肉部５Ｄとの間を接続し、凹部５Ｃを周方向へ８個に分割している。そして、各梁５Ｇは軸方向の幅寸法を凹部５Ｃの軸方向の深さ寸法と略同一に設けると共に、厚さ寸法を各薄肉部５Ｄ、５Ｅ、５Ｆの厚さ寸法と略同一に設けている。

【0015】

外歯歯車６に形成の凹部６Ｃは環状に形成し、外周を外歯６Ａに沿った形状で外歯６Ａより若干小さく設けている。また、凹部６Ｃは内周を径方向中心に軸方向へ貫通形成の貫通孔７より大径に設けている。また、凹部６Ｃは軸方向の深さ寸法を外歯歯車６の幅寸法より若干小さく設けている。外歯歯車６は、凹部６Ｃ外周に外周薄肉部６Ｄを形成し、凹部６Ｃ内周にボス部６Ｅを形成し、凹部６Ｃ底面に底面薄肉部６Ｆを形成している。貫通孔７は縦断面で略Ｄ字形状で、先端部の縦断面を略Ｄ字形状にした駆動軸８を嵌合している。駆動軸８はポンプ本体１に配置したシール部材９で軸封し、外歯歯車６を回転駆動する。

【0016】

６Ｇは凹部６Ｃに形成した梁で、周方向へ等間隔に７個を設けている。各梁６Ｇは外歯歯車６の径方向中心から径方向外方へ放射状に形成し、ボス部６Ｅと外周薄肉部６Ｄにおける外歯６Ａの各歯先部との間を接続し、凹部６Ｃを周方向へ７個に分割している。そして、各梁６Ｇは軸方向の幅寸法を凹部６Ｃの軸方向の深さ寸法と略同一に設けると共に、厚さ寸法を各薄肉部６Ｄ、６Ｆの厚さ寸法と略同一に設けている。

【0017】

両歯車５、６は一側面５Ｂ、６Ｂと対向する他側面５Ｈ、６Ｈを平坦に形成している。両歯車５、６の他側面５Ｈ、６Ｈは収容孔２の開口を閉じる蓋部材３の側面に摺接し、この側面をポンプハウジング４の他摺接面４Ｂとし、平坦に形成している。Ｓは吸入域空間、Ｐは吐出域空間でそれぞれ両歯車５、６間に備え、吸入域空間Ｓは両歯車５、６の回転により両歯５Ａ、６Ａ間の噛み合い隙間が増加する領域に形成している。また、吐出域空間Ｐは両歯車５、６の回転により両歯５Ａ、６Ａ間の噛み合い隙間が減少する領域に形成している。Ｔはポンプ室で、内歯歯車５の内歯５Ａと外歯歯車６の外歯６Ａとにより複数個を区画形成し、両歯車５、６の回転により吸入域空間Ｓで容積を増加すると共に、吐出域空間Ｐで容積を減少して設ける。

【0018】

１０は吸入域空間Ｓに連通する吸入ポートで、ポンプハウジング４の他摺接面４Ｂに半円弧状に窪み形成して開口している。１１は吸入ポート１０に接続する吸入流路で、蓋部材３に形成し、低圧側から吸入する液体を流通する。１２は吐出域空間Ｐに連通する吐出ポートで、ポンプハウジング４の他摺接面４Ｂに半円弧状に窪み形成し、吸入ポート１０と径方向の対称位置に開口している。１３は吐出ポート１２に接続する吐出流路で、蓋部材３に形成し、負荷側に吐出する液体を流通する。

【0019】

凹部５Ｃの周方向へ８個に分割したそれぞれは、吐出域空間Ｐでは吐出ポート１２に吐出する液体の一部（微量）が、内周薄肉部５Ｅ先端とポンプハウジング４の一摺接面４Ａとの間を介して内部に導入すると共に、吸入域空間Ｓでは内部の液体の一部が内周薄肉部５Ｅ先端とポンプハウジング４の一摺接面４Ａとの間を介して吸入ポート１０へ導出する。このため、凹部５Ｃの周方向へ８個に分割したそれぞれは、吐出域空間Ｐでは吐出ポート１２の圧力より若干低い中間圧力となり、吸入域空間Ｓでは吸入ポート１０の圧力より若干高い中間圧力となる。

【0020】

凹部６Ｃの周方向へ７個に分割したそれぞれは、吐出域空間Ｐでは吐出ポート１２に吐出する液体の一部（微量）が、外周薄肉部６Ｄ先端とポンプハウジング４の一摺接面４Ａとの間を介して内部に導入すると共に、吸入域空間Ｓでは内部の液体の一部が外周薄肉部６Ｄ先端とポンプハウジング４の一摺接面４Ａとの間を介して吸入ポート１０へ導出する。このため、凹部６Ｃの周方向へ７個に分割したそれぞれは、吐出域空間Ｐでは吐出ポート１２の圧力より若干低い中間圧力となり、吸入域空間Ｓでは吸入ポート１０の圧力より若干高い中間圧力となる。

【0021】

次に、かかる構成の作動を説明する。
駆動軸８により外歯歯車６を回転駆動すると、外歯歯車６と内接噛み合いする内歯歯車５が回転駆動され、低圧側から液体が吸入流路１１を流れ、吸入ポート１０から吸入域空間Ｓに吸入されて吐出域空間Ｐに搬送され、吐出ポート１２より吐出流路１３を流れて吐出される。

【0022】

このとき、吐出域空間Ｐより吐出ポート１２を流れて吐出する液体の一部（微量）は、内歯歯車５の内周薄肉部５Ｅ先端とポンプハウジング４の一摺接面４Ａとの間を介して吐出域空間Ｐに位置する凹部５Ｃに導入すると共に、外歯歯車６の外周薄肉部６Ｄ先端とポンプハウジング４の一摺接面４Ａとの間を介して吐出域空間Ｐに位置する凹部６Ｃに導入する。よって、吐出域空間Ｐに位置する凹部５Ｃ、６Ｃは吐出ポート１２の圧力より若干低い中間圧力となる。

【0023】

また、吸入域空間Ｓに位置する凹部５Ｃの液体の一部（微量）は、内周薄肉部５Ｅ先端とポンプハウジング４の一摺接面４Ａとの間を介して吸入域空間Ｓから吸入ポート１０に導出する。また、吸入域空間Ｓに位置する凹部６Ｃの液体の一部（微量）は、外周薄肉部６Ｄ先端とポンプハウジング４の一摺接面４Ａとの間を介して吸入ポート１０に導出する。よって、吸入域空間Ｓに位置する凹部５Ｃ、６Ｃは吸入ポート１０の圧力より若干高い中間圧力となる。

【0024】

かかる作動において、内歯歯車５の内歯５Ａと外歯歯車６の外歯６Ａとによりポンプ室Ｔを区画形成し、ポンプ室Ｔは両歯車５、６の回転により吸入域空間Ｓで容積を増加して吸入ポート１０より液体を吸入すると共に、吐出域空間Ｐで容積を減少して吐出ポート１２に液体を吐出して設け、両歯車５、６は一側面５Ｂ、６Ｂを軸方向に窪ませて環状の凹部５Ｃ、６Ｃを形成し、凹部５Ｃ、６Ｃには周方向へ間隙を有して複数個の梁５Ｇ、６Ｇを形成し、各梁５Ｇ、６Ｇは環状の凹部５Ｃ、６Ｃを周方向へ分割した。このため、両歯車５、６には吐出ポート１２と吸入ポート１０との間で複数個の梁５Ｇ、６Ｇが有るから、吐出ポート１２から吸入ポート１０に漏れる液体は複数個の梁５Ｇ、６Ｇて吸入ポート１０への漏れを抑制でき、吐出ポート１２から吸入ポート１０への漏れを低減できて容積効率の低下を抑制できる。そして、両歯車５、６は凹部５Ｃ、６Ｃを形成して軽量化を図ることができる。また、両歯車５、６は凹部５Ｃ、６Ｃに複数個の梁５Ｇ、６Ｇを形成したから、強度を向上することができる。

【0025】

また、両歯車５、６は一側面５Ｂ、６Ｂと対向する他側面５Ｈ、６Ｈを平坦に形成し、ポンプハウジング４は両歯車５、６の一側面５Ｂ、６Ｂが摺接する一摺接面４Ａを平坦に形成すると共に、両歯車５、６の他側面５Ｈ、６Ｈが摺接する他摺接面４Ｂに吸入ポート１０と吐出ポート１２とを開口した。このため、吸入ポート１０と吐出ポート１２とを開口したポンプハウジング４の他摺接面４Ｂには両歯車５、６の平坦に形成した他側面５Ｈ、６Ｈが摺接するから、吸入ポート１０と吐出ポート１２が両歯車５、６の一側面５Ｂ、６Ｂに窪み形成した凹部５Ｃ、６Ｃに露呈することなくでき、吐出ポート１２から吸入ポート１０への漏れをより低減できて容積効率の低下を一層抑制できる。、

【0026】

また、両歯車５、６を合成樹脂製とした。このため、両歯車５、６をより一層の軽量化を図ることができる。

【0027】

また、吐出域空間Ｐに位置する凹部５Ｃ、６Ｃは吐出ポート１２の圧力より若干低い中間圧力となり、吸入域空間Ｓに位置する凹部５Ｃ、６Ｃは吸入ポート１０の圧力より若干高い中間圧力となる。このため、両歯車５、６には、吐出域空間Ｐに位置する凹部５Ｃ、６Ｃの圧力と吐出ポート１２の圧力とが軸方向に対向作用すると共に、吸入域空間Ｓに位置する凹部５Ｃ、６Ｃの圧力と吸入ポート１０の圧力とが軸方向に対向作用するから、両歯車５、６を軸方向へ良好に略圧力平衡することができる。

【0028】

図３は本発明の他実施形態を示し、一実施形態と同一個所については同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
内歯歯車５の凹部５Ｃに形成した梁１４は、周方向へ等間隔に８個を設け、内周薄肉部５Ｅにおける内歯５Ａの各歯底部と外周薄肉部５Ｄとの間を接続し、凹部５Ｃを周方向へ８個に分割している。外歯歯車６の凹部６Ｃに形成した梁１５は、周方向へ等間隔に７個を設け、ボス部６Ｅと外周薄肉部６Ｄにおける外歯６Ａの各歯底部との間を接続し、凹部６Ｃを周方向へ７個に分割している。外歯歯車６を回転駆動する駆動軸１６は、先端部の縦断面を略二面幅形状にしている。駆動軸１６を嵌合する貫通孔１７は、縦断面で略二面幅形状にしている。

【0029】

作動は、一実施形態と略同様に、駆動軸１６で外歯歯車６を回転駆動し、液体を吸入ポート１０から吸入して吐出ポート１２より吐出する。

【0030】

このとき、吐出域空間Ｐに位置する凹部５Ｃ、６Ｃは吐出ポート１２の圧力より若干低い中間圧力となる。また、吸入域空間Ｓに位置する凹部５Ｃ、６Ｃは吸入ポート１０の圧力より若干高い中間圧力となる。このため、両歯車５、６には、吐出域空間Ｐに位置する凹部５Ｃ、６Ｃの圧力と吐出ポート１２の圧力とが軸方向に対向作用すると共に、吸入域空間Ｓに位置する凹部５Ｃ、６Ｃの圧力と吸入ポート１０の圧力とが軸方向に対向作用するから、両歯車５、６を軸方向へ良好に略圧力平衡することができる。

【0031】

かかる作動において、凹部５Ｃ、６Ｃには周方向へ間隙を有して複数個の梁１４、１５を形成し、各梁１４、１５は環状の凹部５Ｃ、６Ｃを周方向へ分割した。このため、両歯車５、６には吐出ポート１２と吸入ポート１０との間で複数個の梁１４、１５が有るから、吐出ポート１２から吸入ポート１０に漏れる液体は複数個の梁１４、１５て吸入ポート１０への漏れを抑制でき、吐出ポート１２から吸入ポート１０への漏れを低減できて容積効率の低下を抑制できる。そして、両歯車５、６は凹部５Ｃ、６Ｃを形成して軽量化を図ることができる。また、両歯車５、６は凹部５Ｃ、６Ｃに複数個の梁１４、１５を形成したから、強度を向上することができる。

【0032】

また、一実施形態と略同様に、両歯車５、６の平坦に形成した他側面５Ｈ、６Ｈ（図２に図示）が摺接するポンプハウジング４の他摺接面４Ｂ（図２に図示）に吸入ポート１０と吐出ポート１２とを開口した。このため、吸入ポート１０と吐出ポート１２が両歯車５、６の一側面５Ｂ、６Ｂ（図２に図示）に窪み形成した凹部５Ｃ、６Ｃに露呈することなくでき、吐出ポート１２から吸入ポート１０への漏れをより低減できて容積効率の低下を一層抑制できる。、また、両歯車５、６を合成樹脂製としたため、両歯車５、６をより一層の軽量化を図ることができる。

【0033】

なお、前述の各実施形態では、梁５Ｇ、６Ｇを内歯５Ａ、外歯６Ａの各歯先部に接続したり、梁１４、１５を内歯５Ａ、外歯６Ａの各歯底部に接続したりしたが、梁を内歯、外歯の各歯先部と各歯底部の両方に接続してもよい。また、ポンプハウジング４をポンプ本体１と蓋部材３とで構成したが、ポンプハウジングを両歯車を収容する収容孔を貫通形成する第１部材と第１部材の一方側に取付けて両歯車の一側面が摺接する第２部材と第１部材の他方側に取付けて両歯車の他側面が摺接する第３部材との３つの部材で構成してもよい。また、外歯歯車６を回転駆動する駆動軸８、１６を嵌合する貫通孔７、１７は縦断面で略Ｄ字形状や略二面幅形状に形成したが、貫通孔を縦断面でスプライン形状に形成してもよいことは勿論である。

【符号の説明】

【0034】

２：収容孔
４：ポンプハウジング
４Ａ：一摺接面
４Ｂ：他摺接面
５：内歯歯車
５Ａ：内歯
５Ｂ、６Ｂ：一側面
５Ｃ、６Ｃ：凹部
５Ｇ、６Ｇ、１４、１５：梁
５Ｈ、６Ｈ：他側面
６：外歯歯車
６Ａ：外歯
１０：吸入ポート
１２：吐出ポート
Ｓ：吸入域空間
Ｐ：吐出域空間
Ｔ：ポンプ室

【図1】

【図2】

【図3】