特開 2023-128685 ポンプ装置

(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】P2023128685

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】ポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04C 2/10 20060101AFI20230907BHJP

【ＦＩ】

F04C2/10 341F

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022033211

(22)【出願日】2022-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】000241267

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクトフルードパワーシステム

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 裕

(72)【発明者】

【氏名】海野 圭祐

【テーマコード（参考）】

3H041

【Ｆターム（参考）】

3H041BB03

3H041CC13

3H041CC15

3H041CC17

3H041DD01

3H041DD07

3H041DD17

3H041DD18

3H041DD38

(57)【要約】      （修正有）

【課題】複数のポンプ機構における各吐出ポートを駆動軸の径方向で同一方向に配置する用途に良好に適用し得るポンプ装置を提供する。
【解決手段】駆動軸８には軸方向へ間隙を有して複数の外歯歯車２Ｅ～５Ｅを回転方向に係合する。ポンプ本体１には各外歯歯車２Ｅ～５Ｅに対応して駆動軸８の径方向一方側に流体を吸入する吸入ポート２Ｈ１～５Ｈ１を形成すると共に、各吸入ポート２Ｈ１～５Ｈ１と駆動軸８を介して径方向に対向して流体を吐出する吐出ポート２Ｌ１～５Ｌ１を駆動軸８の径方向他方側に形成する。駆動軸８は軸方向に間隙を有して配置した二つの軸受９、１０で軸支する。各外歯歯車２Ｅ～５Ｅは両軸受９、１０の間に配置した外歯歯車２Ｅ、３Ｅ、４Ｅと一方の軸受９より駆動軸８の端部側に配置した外歯歯車５Ｅとした。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

単一の駆動軸で複数のポンプ機構を回転駆動するポンプ装置において、ポンプ本体へ駆動軸を回転自在に軸支し、駆動軸には軸方向へ間隙を有して複数のポンプ機構における回転体を回転方向に係合し、ポンプ本体には各ポンプ回転体に対応して駆動軸の径方向一方側に流体を吸入する吸入ポートを形成すると共に、各吸入ポートと駆動軸を介して径方向に対向して流体を吐出する吐出ポートを駆動軸の径方向他方側に形成し、駆動軸は軸方向に間隙を有して配置した二つの軸受で軸支し、各ポンプ回転体は両軸受の間に配置したポンプ回転体と、一方の軸受より駆動軸の端部側に配置したポンプ回転体としたことを特徴とするポンプ装置。

【請求項2】

前記両軸受の間には複数のポンプ回転体を配置し、前記一方の軸受より前記駆動軸の端部側には一つのポンプ回転体を配置したことを特徴とする請求項１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、単一の駆動軸で複数のポンプ機構を回転駆動するポンプ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種のポンプ装置は、ポンプ本体に単一の駆動軸を軸受で軸支し、駆動軸に軸方向へ間隙を有してポンプ回転体としての外歯歯車（インナロータ）を連結して回転方向に係合し、各外歯歯車の外歯に噛合う内歯を備える内歯歯車（アウタロータ）を各外歯歯車と偏心配置して複数の内接歯車ポンプ機構を構成し、各ポンプ機構には流体を吸入する吸入ポートと、流体を吐出する吐出ポートを形成している。駆動軸で各外歯歯車を回転駆動すると、各内歯歯車が回転され、吸入ポートより吸入して外歯と内歯との間に搬送した流体を、吐出ポートより吐出する。そして、各ポンプ機構の吐出ポートを駆動軸の径方向へ異なる位置に配置し、吐出ポートから吐出する流体の圧力に基づく作用力を駆動軸に異なる方向から作用させ、駆動軸に対して特定の方向に曲げ作用力が作用しないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－８５３７７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、かかる従来のポンプ装置では、複数のポンプ機構における各吐出ポートを駆動軸の径方向へ異なる位置に配置しているため、各吐出ポートを駆動軸の径方向で同一方向に配置しなければならない用途には、良好に適用できない問題点があった。

【0005】

本発明の課題は、複数のポンプ機構における各吐出ポートを駆動軸の径方向で同一方向に配置する用途に良好に適用し得るポンプ装置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、
単一の駆動軸で複数のポンプ機構を回転駆動するポンプ装置において、ポンプ本体へ駆動軸を回転自在に軸支し、駆動軸には軸方向へ間隙を有して複数のポンプ機構における回転体を回転方向に係合し、ポンプ本体には各ポンプ回転体に対応して駆動軸の径方向一方側に流体を吸入する吸入ポートを形成すると共に、各吸入ポートと駆動軸を介して径方向に対向して流体を吐出する吐出ポートを駆動軸の径方向他方側に形成し、駆動軸は軸方向に間隙を有して配置した二つの軸受で軸支し、各ポンプ回転体は両軸受の間に配置したポンプ回転体と、一方の軸受より駆動軸の端部側に配置したポンプ回転体としたことを特徴とするポンプ装置がそれである。

【0007】

この場合、前記両軸受の間には複数のポンプ回転体を配置し、前記一方の軸受より前記駆動軸の端部側には一つのポンプ回転体を配置してもよい。

【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、ポンプ本体には各ポンプ回転体に対応して駆動軸の径方向一方側に流体を吸入する吸入ポートを形成すると共に、各吸入ポートと駆動軸を介して径方向に対向して流体を吐出する吐出ポートを駆動軸の径方向他方側に形成し、駆動軸は軸方向に間隙を有して配置した二つの軸受で軸支し、各ポンプ回転体は両軸受の間に配置したポンプ回転体と、一方の軸受より駆動軸の端部側に配置したポンプ回転体とした。このため、両軸受の間に配置したポンプ回転体における吐出ポートの流体の圧力に基づく作用力と一方の軸受より駆動軸の端部側に配置したポンプ回転体における吐出ポートの流体の圧力に基づく作用力とは、一方の軸受を支点として駆動軸に対向する方向に作用するから、駆動軸が特定の方向に曲げ作用することなくでき、複数のポンプ機構における各吐出ポートを駆動軸の径方向で同一方向に配置する用途に良好に適用することができる。

【0009】

また、請求項２に記載の発明は、両軸受の間には複数のポンプ回転体を配置し、一方の軸受より駆動軸の端部側には一つのポンプ回転体を配置した。このため、一方の軸受より駆動軸の端部までの長さ寸法を一つのポンプ回転体を配置する短い寸法にできるから、一方の軸受より駆動軸の端部側を一方の軸受で良好に軸支することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態を示したポンプ装置の縦断面図である。

【図2】図１の線Ａ－Ａに沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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、ポンプ装置は、第１ポンプ機構２と第２ポンプ機構３と第３ポンプ機構４と第４ポンプ機構５との４つのポンプ機構２～５を備えている。各ポンプ機構２～５は内接歯車ポンプ機構で、それぞれ直方体形状の第１ハウジング２Ａ、第２ハウジング３Ａ、第３ハウジング４Ａ、第４ハウジング５Ａを有している。ポンプ装置のポンプ本体１は、各ハウジング２Ａ～５Ａを連設して後端に蓋部材６を配置し、各ハウジング２Ａ～５Ａと蓋部材６を複数のボルト部材７で締結して構成している。

【0012】

８は各ポンプ機構２～５を回転駆動する単一の駆動軸で、各ハウジング２Ａ～５Ａを貫通して先端を第１ハウジング２Ａより突出すると共に、後端を蓋部材６で覆っている。駆動軸８は二つの軸受９、１０でポンプ本体１へ回転自在に軸支している。一方の軸受９は第４ハウジング５Ａに配置した円筒ころ軸受である。他方の軸受１０は第１ハウジング２Ａに配置した玉軸受である。２Ｂは第１内歯歯車、３Ｂは第２内歯歯車、４Ｂは第３内歯歯車、５Ｂは第４内歯歯車で、それぞれ第１ハウジング２Ａ～第４ハウジング５Ａに穿設した収装孔２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ、５Ｃへ回転自在に収装している。各内歯歯車２Ｂ～５Ｂは径方向内方に突出して５個の内歯２Ｄを有している。１１は駆動軸８を軸封するシール部材で、軸受１０の軸方向外方に隣接して第１ハウジング２Ａに配設している。

【0013】

第１ハウジング２Ａに穿設する収装孔２Ｃの一端開口は連設する第２ハウジング３Ａで閉塞する。同様に、第２ハウジング３Ａに穿設する収装孔３Ｃの一端開口は連設する第３ハウジング４Ａで閉塞し、第３ハウジング４Ａに穿設する収装孔４Ｃの一端開口は連設する第４ハウジング５Ａで閉塞し、第４ハウジング５Ａに穿設する収装孔５Ｃの一端開口は蓋部材６で閉塞する。

【0014】

２Ｅは第１外歯歯車、３Ｅは第２外歯歯車、４Ｅは第３外歯歯車、５Ｅは第４外歯歯車で、ポンプ回転体としてそれぞれ各収装孔２Ｃ～５Ｃへ各内歯歯車２Ｂ～５Ｂと偏心して配置し、各内歯歯車２Ｂ～５Ｂの内歯２Ｄと噛合う４個の外歯２Ｆを有している。各外歯歯車２Ｅ～５Ｅは、駆動軸８の軸方向に間隙を有して配置し、キー２Ｇ、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇにより駆動軸８と回転方向に係合している。そして、第１外歯歯車２Ｅ、第２外歯歯車３Ｅ、第３外歯歯車４Ｅの３個は両軸受９、１０の間に配置している。また、第４外歯歯車５Ｅの１個は一方の軸受９より蓋部材６側となる駆動軸８の端部側に配置している。各ポンプ機構２～５は、各内歯歯車２Ｂ～５Ｂの内歯２Ｄと各外歯歯車２Ｅ～５Ｅの外歯２Ｆとでポンプ室Ｐを区画形成し、各ポンプ室Ｐは両歯車２Ｂ～５Ｂ、２Ｅ～５Ｅの回転により膨張域空間では容積が増加すると共に、収縮域空間では容積が減少する。

【0015】

ポンプ本体１を構成する第１ハウジング２Ａには、駆動軸８の径方向一方側で収装孔２Ｃの底面に流体を吸入する吸入ポート２Ｈ１を開口形成し、吸入ポート２Ｈ１はポンプ室Ｐの膨張域空間に連通している。また、収装孔２Ｃの一端開口を閉塞する第２ハウジング３Ａの閉側面には流体を吸入する吸入ポート２Ｈ２を開口形成している。吸入ポート２Ｈ２はポンプ室Ｐの膨張域空間に連通し、両歯車２Ｂ、２Ｅを介して吸入ポート２Ｈ１と軸方向に対向配置している。吸入ポート２Ｈ１と吸入ポート２Ｈ２とは第１ハウジング２Ａに形成した接続流路２Ｉで接続し、さらに流体の吸入流路２Ｊに接続している。吸入流路２Ｊは第１ハウジング２Ａに形成し、駆動軸８の径方向一方側となる第１ハウジング２Ａの一側面２Ｋに開口している。

【0016】

第１ハウジング２Ａと同様に、ポンプ本体１を構成する第２～第４ハウジング３Ａ～５Ａには、駆動軸８の径方向一方側で収装孔３Ｃ、４Ｃ、５Ｃの底面に流体を吸入する吸入ポート３Ｈ１、４Ｈ１、５Ｈ１を開口形成し、各吸入ポート３Ｈ１～５Ｈ１は各ポンプ室Ｐの膨張域空間に連通する。また、各収装孔３Ｃ～５Ｃの一端開口を閉塞する各ハウジング４Ａ、５Ａおよび蓋部材６の閉側面には流体を吸入する吸入ポート３Ｈ２、４Ｈ２、５Ｈ２を開口形成している。各吸入ポート３Ｈ２～５Ｈ２は各ポンプ室Ｐの膨張域空間に連通し、両歯車３Ｂ～５Ｂ、３Ｅ～５Ｅを介して各吸入ポート３Ｈ１～５Ｈ１と軸方向に対向配置している。各吸入ポート３Ｈ１～５Ｈ１と各吸入ポート３Ｈ２～５Ｈ２とは各ハウジング３Ａ～５Ａに形成した接続流路３Ｉ、４Ｉ、５Ｉで接続し、さらに流体の吸入流路３Ｊ、４Ｊ、５Ｊに接続している。各吸入流路３Ｊ～５Ｊは各ハウジング３Ａ～５Ａに形成し、駆動軸８の径方向一方側となる各ハウジング３Ａ～５Ａの一側面３Ｋ、４Ｋ、５Ｋに開口している。

【0017】

２Ｌ１、３Ｌ１、４Ｌ１、５Ｌ１は流体を吐出する吐出ポートで、ポンプ本体１を構成する各ハウジング２Ａ～５Ａに形成し、各吸入ポート２Ｈ１～５Ｈ１と駆動軸８を介して径方向に対向する駆動軸８の径方向他方側で各収装孔２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ、５Ｃの底面に開口し、各ポンプ室Ｐの収縮域空間に連通している。収装孔２Ｃ～５Ｃの一端開口を閉塞する各ハウジング３Ａ～５Ａおよび蓋部材６の閉側面には、両歯車２Ｂ～５Ｂ、２Ｅ～５Ｅを介して吐出ポート２Ｌ１～５Ｌ１と軸方向に対向する位置に凹部２Ｌ２、３Ｌ２、４Ｌ２、５Ｌ２を窪み形成し、各凹部２Ｌ２～５Ｌ２は各ポンプ室Ｐの圧縮域空間に連通している。両歯車２Ｂ～５Ｂ、２Ｅ～５Ｅには各吐出ポート２Ｌ１～５Ｌ１の流体圧力に基づく作用力と各凹部２Ｌ２～５Ｌ２の流体圧力に基づく作用力とが軸方向に平衡作用している。各吐出ポート２Ｌ１～５Ｌ１は流体の吐出流路２Ｍ、３Ｍ、４Ｍ、５Ｍに接続している。各吐出流路２Ｍ～５Ｍは各ハウジング２Ａ～５Ａに形成し、駆動軸８の径方向他方側となる各ハウジング２Ａ～５Ａの他側面２Ｎ、３Ｎ、４Ｎ、５Ｎに開口している。

【0018】

次にかかる構成の作動を説明する。
図１の状態で、駆動軸８を回転駆動すると、各外歯歯車２Ｅ～５Ｅが駆動軸８とともに回転する。各外歯歯車２Ｅ～５Ｅの回転に伴い、各外歯２Ｆと各内歯２Ｄが内接噛合いする各内歯歯車２Ｂ～５Ｂが回転し、各ポンプ室Ｐの容積を増減する。

【0019】

両歯車２Ｂ～５Ｂ、２Ｅ～５Ｅの回転により容積が増加する膨張域空間の各ポンプ室Ｐには、各吸入流路２Ｊ～５Ｊより各吸入ポート２Ｈ１～５Ｈ１、２Ｈ２～５Ｈ２を流通して流体が吸入される。また、両歯車２Ｂ～５Ｂ、２Ｅ～５Ｅの回転により容積が減少する収縮域空間の各ポンプ室Ｐの流体は、各吐出ポート２Ｌ１～５Ｌ１を流通して各吐出流路２Ｍ～５Ｍより吐出される。このように、両歯車２Ｂ～５Ｂ、２Ｅ～５Ｅの回転に伴い流体の吸入吐出を連続して行うポンプ作動をする。そして、駆動軸８の回転駆動を停止すると、ポンプ作動を停止する。

【0020】

かかる作動において、ポンプ本体１を構成する各ハウジング２Ａ～５Ａには、各ポンプ回転体としての各外歯歯車２Ｅ～５Ｅに対応して駆動軸８の径方向一方側に流体を吸入する吸入ポート２Ｈ１～５Ｈ１を形成すると共に、各吸入ポート２Ｈ１～５Ｈ１と駆動軸８を介して径方向に対向して流体を吐出する吐出ポート２Ｌ１～５Ｌ１を駆動軸８の径方向他方側に形成し、駆動軸８は軸方向に間隙を有して配置した二つの軸受９、１０で軸支し、各外歯歯車２Ｅ～５Ｅは両軸受９、１０の間に配置した外歯歯車２Ｅ、３Ｅ、４Ｅと、一方の軸受９より駆動軸８の端部側に配置した外歯歯車５Ｅとした。このため、両軸受９、１０の間に配置した外歯歯車２Ｅ、３Ｅ、４Ｅにおける吐出ポート２Ｌ１、３Ｌ１、４Ｌ１の流体の圧力に基づく作用力と一方の軸受９より駆動軸８の端部側に配置した外歯歯車５Ｅにおける吐出ポート５Ｌ１の流体の圧力に基づく作用力とは、一方の軸受９を支点として駆動軸８に対向する方向に作用するから、駆動軸８が特定の方向に曲げ作用することなくでき、複数のポンプ機構２～５における各吐出ポート２Ｌ１～５Ｌ１を駆動軸８の径方向で同一方向に配置する用途に良好に適用することができる。

【0021】

また、両軸受９、１０の間には複数の外歯歯車２Ｅ、３Ｅ、４Ｅを配置し、一方の軸受９より駆動軸８の端部側には一つの外歯歯車５Ｅを配置した。このため、一方の軸受９より駆動軸８の端部までの長さ寸法を一つの外歯歯車５Ｅを配置する短い寸法にできるから、一方の軸受９より駆動軸８の端部側を一方の軸受９で良好に軸支することができる。

【0022】

なお、前述の一実施形態では、ポンプ機構２～５を内接歯車ポンプ機構とし、ポンプ回転体を外歯歯車２Ｅ～５Ｅとしたが、ポンプ機構をベーンポンプ機構とし、ポンプ回転体をベーンを備えたローターとしてもよい。また、両軸受９、１０間に３個の外歯歯車２Ｅ～４Ｅを配置すると共に、一方の軸受９より駆動軸８の端部側に１個の外歯歯車５Ｅを配置したが、両軸受間に２個や３個以上のポンプ回転体を配置すると共に、一方の軸受より駆動軸の端部側に２個以上のポンプ回転体を配置してもよいことは勿論である。

【符号の説明】

【0023】

１：ポンプ本体
２：第１ポンプ機構
３：第２ポンプ機構
４：第３ポンプ機構
５：第４ポンプ機構
２Ｅ：第１外歯歯車（ポンプ回転体）
３Ｅ：第２外歯歯車（ポンプ回転体）
４Ｅ：第３外歯歯車（ポンプ回転体）
５Ｅ：第４外歯歯車（ポンプ回転体）
２Ｈ１、２Ｈ２、３Ｈ１、３Ｈ２、４Ｈ１、４Ｈ２、５Ｈ１、５Ｈ２：吸入ポート
２Ｌ１、３Ｌ１、４Ｌ１、５Ｌ１：吐出ポート
８：駆動軸
９、１０：軸受

【図1】

【図2】