特許 7557925 内接歯車ポンプ

(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】

(24)【登録日】2024-09-19

(45)【発行日】2024-09-30

(54)【発明の名称】内接歯車ポンプ

(51)【国際特許分類】

   F04C 2/10 20060101AFI20240920BHJP

   F04C 15/00 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F04C2/10 341F

F04C15/00 D

F04C15/00 G

F04C2/10 341E

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020176612

(22)【出願日】2020-10-21

(65)【公開番号】P2022067808

(43)【公開日】2022-05-09

【審査請求日】2023-09-19

(73)【特許権者】

【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】判治 正廣

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２０６０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０９９１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２２５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０００９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ ２／１０

Ｆ０４Ｃ １５／００

(57)【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すると共に、吐出域空間で容積を減少して設け、両歯車は一側面を軸方向に窪ませて凹部を形成し、内歯歯車に形成の凹部は環状に形成し、内周を内歯に沿った形状で内歯より若干大きく設け、凹部内周に内周薄肉部を形成し、外歯歯車に形成の凹部は環状に形成し、外周を外歯に沿った形状で外歯より若干小さく設け、凹部外周に外周薄肉部を形成し、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、吸入域空間へ連通して液体を吸入する吸入ポートと、吐出域空間に連通して液体を吐出する吐出ポートとを開口し、凹部には吐出域空間より吐出ポートを流れて吐出する液体の一部を内周薄肉部先端と一摺接面との間および外周薄肉部先端と一摺接面との間を介して導入すると共に、凹部の液体の一部を内周薄肉部先端と一摺接面との間および外周薄肉部先端と一摺接面との間を介して吸入域空間から吸入ポートに導出し、凹部の圧力は吐出ポートの圧力より低く吸入ポートの圧力より高い中間圧力としたことを特徴とする内接歯車ポンプ。

【請求項2】

前記両歯車を合成樹脂製と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。

【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】

【文献】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を小径に形成しているため、凹部は小さく外歯歯車の満足のいく軽量化を図り難い問題点があった。

【0005】

本発明の課題は、外歯歯車および内歯歯車の軽量化を図り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すると共に、吐出域空間で容積を減少して設け、両歯車は一側面を軸方向に窪ませて凹部を形成し、内歯歯車に形成の凹部は環状に形成し、内周を内歯に沿った形状で内歯より若干大きく設け、凹部内周に内周薄肉部を形成し、外歯歯車に形成の凹部は環状に形成し、外周を外歯に沿った形状で外歯より若干小さく設け、凹部外周に外周薄肉部を形成し、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、吸入域空間へ連通して液体を吸入する吸入ポートと、吐出域空間に連通して液体を吐出する吐出ポートとを開口し、凹部には吐出域空間より吐出ポートを流れて吐出する液体の一部を内周薄肉部先端と一摺接面との間および外周薄肉部先端と一摺接面との間を介して導入すると共に、凹部の液体の一部を内周薄肉部先端と一摺接面との間および外周薄肉部先端と一摺接面との間を介して吸入域空間から吸入ポートに導出し、凹部の圧力は吐出ポートの圧力より低く吸入ポートの圧力より高い中間圧力と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、両歯車は一側面を軸方向に窪ませて凹部を形成し、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、吸入域空間へ連通して液体を吸入する吸入ポートと、吐出域空間に連通して液体を吐出する吐出ポートとを開口した。このため、凹部を形成した両歯車の一側面はポンプハウジングの平坦に形成した一摺接面と摺接するから、凹部はポンプハウジングの他摺接面に開口する吸入ポートと吐出ポートに影響されずに大きく形成することが可能で、外歯歯車および内歯歯車の一層の軽量化を図ることができる。また、ポンプハウジングは一摺接面を平坦に形成したから、形状を簡素化できて安価に製作することができる。

【0009】

また、請求項１に記載の発明は、凹部には吐出域空間より吐出ポートを流れて吐出する液体の一部を内周薄肉部先端と一摺接面との間および外周薄肉部先端と一摺接面との間を介して導入すると共に、凹部の液体の一部を内周薄肉部先端と一摺接面との間および外周薄肉部先端と一摺接面との間を介して吸入域空間から吸入ポートに導出し、凹部の圧力は吐出ポートの圧力より低く吸入ポートの圧力より高い中間圧力とした。このため、凹部の中間圧力は両歯車の他側面に作用する吐出ポートの圧力に対向して両歯車に作用するから、両歯車がポンプハウジングの一摺接面へ過度に押し付けられることを軽減できる。

【0010】

また、請求項２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。

【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を形成している。

【0014】

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。

【0015】

両歯車５、６は一側面５Ｂ、６Ｂと対向する他側面５Ｇ、６Ｇを平坦に形成している。両歯車５、６の他側面５Ｇ、６Ｇ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。

【0016】

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。

【0017】

凹部５Ｃは、吐出域空間Ｐより吐出ポート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、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域空間Ｓより吸入ポート１０へ導出し、吐出ポート１２の圧力より低く吸入ポート１０の圧力より高い中間圧力となる。

【0018】

凹部６Ｃは、吐出域空間Ｐより吐出ポート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、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域空間Ｓより吸入ポート１０へ導出し、吐出ポート１２の圧力より低く吸入ポート１０の圧力より高い中間圧力となる。

【0019】

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。

【0020】

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との間を介して凹部６Ｃに導入する。

【0021】

また、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、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域空間Ｓから吸入ポート１０に導出する。よって、凹部５Ｃ、６Ｃは吐出ポート１２の圧力より低く吸入ポート１０の圧力より高い中間圧力となる。

【0022】

かかる作動において、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、一側面５Ｂ、６Ｂと対向する他側面５Ｇ、６Ｇ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５Ｇ、６Ｇが摺接する他摺接面４Ｂに、吸入域空間Ｓへ連通して液体を吸入する吸入ポート１０と、吐出域空間Ｐに連通して液体を吐出する吐出ポート１２とを開口した。このため、凹部５Ｃ、６Ｃを形成した両歯車５、６の一側面５Ｂ、６Ｂはポンプハウジング４の平坦に形成した一摺接面４Ａと摺接するから、凹部５Ｃ、６Ｃはポンプハウジング４の他摺接面４Ｂに開口する吸入ポート１０と吐出ポート１２に影響されずに大きく形成することが可能で、外歯歯車６および内歯歯車５の一層の軽量化を図ることができる。また、ポンプハウジング４は一摺接面４Ａを平坦に形成したから、形状を簡素化できて安価に製作することができる。

【0023】

また、凹部５Ｃ、６Ｃの圧力は吐出ポート１２の圧力より低く吸入ポート１０の圧力より高い中間圧力とした。このため、凹部５Ｃ、６Ｃの中間圧力は両歯車５、６の他側面５Ｇ、６Ｇに作用する吐出ポート１２の圧力に対向して両歯車５、６に作用するから、両歯車５、６がポンプハウジング４の一摺接面４Ａへ過度に押し付けられることを軽減できる。

【0024】

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。

【0025】

なお、前述の一実施形態では、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を嵌合する貫通孔７は縦断面で略Ｄ字形状に形成したが、貫通孔を縦断面で二面幅形状や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】

【0026】

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：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】