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Title:
INTERNAL GEAR PUMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/152958
Kind Code:
A1
Abstract:
An internal gear pump has a housing (20) in which a circular tube-like space is formed, a driven rotor (40) having internal teeth and rotatably placed in the circular tube-like space, a drive rotor (50) having external teeth meshed with the internal teeth and placed in the driven rotor (40), a rotating shaft (110) for rotationally driving the drive rotor (50), inter-teeth spaces (R) formed between meshing teeth of the driven rotor (40) and the drive rotor (50) and repeatedly expanded and contracted to suck and discharge fluid, and a suction port (12) and a discharge port (13) that are formed in the housing (20) and communicating with the circular tube-like space. Passages (10a, 11a) communicable with the inter-teeth spaces (R) and communicating with the outside of the housing (20) are formed in the housing (20) in at least either of its sliding surfaces on which the side surface of the drive rotor (50) slides.

Inventors:
TERADA MITSURU (JP)
NAKADOZONO HIROYUKI (JP)
HORISAWA SHINTARO (JP)
NIIMI AKIO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/060288
Publication Date:
December 18, 2008
Filing Date:
June 04, 2008
Export Citation:
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Assignee:
AISIN SEIKI (JP)
TERADA MITSURU (JP)
NAKADOZONO HIROYUKI (JP)
HORISAWA SHINTARO (JP)
NIIMI AKIO (JP)
International Classes:
F04C2/10; F04C15/00; F04C15/06
Foreign References:
JPH0465974U1992-06-09
JP2002339874A2002-11-27
JPS479657B1
JP2005076542A2005-03-24
JP2005042689A2005-02-17
Attorney, Agent or Firm:
KITAMURA, Shuichiro (Nakanoshima 2-chome Kita-ku, Osaka-sh, Osaka 05, JP)
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Claims:
 円筒状空間を形成するハウジングと、
 前記円筒状空間内に回転自在に配設された内歯を有するドリブンロータと、
前記内歯と係合する外歯を有し前記ドリブンロータ内に配設されるドライブロータと、
 前記ドライブロータを回転駆動する回転軸と、
 前記ドリブンロータと前記ドライブロータとが噛合する歯間において拡大および縮小を繰り返して流体を吸入・吐出する複数の歯間空間と、
 前記ハウジングに形成され、前記円筒状空間に連通する吸入ポートおよび吐出ポートと、
 前記ドライブロータの側面が摺動する前記ハウジングの少なくとも一方の摺動面に開口し、前記吐出ポート側の前記歯間空間を前記ハウジングの外部と連通する通路と、
を備えている内接ギヤ型ポンプ。
 請求項1において、
 前記通路は前記ハウジングに形成された貫通孔で構成される内接ギヤ型ポンプ。
 請求項1において、
 前記通路は前記ハウジングの摺動面に穿設された凹状の溝を有する内接ギヤ型ポンプ。
 請求項3において、
 前記通路は前記溝と、前記回転軸と前記ハウジングとの隙間とで構成されている内接ギヤ型ポンプ。
 請求項1乃至4のいずれか一項において、
 前記ドライブロータは歯底部の歯筋方向に凹溝を有している内接ギヤ型ポンプ。
Description:
内接ギヤ型ポンプ

 本発明は、内接ギヤ型ポンプに関し、例 ば内燃機関のオイルポンプとして用いられ トロコイドポンプにおいて、オイル内の気 を除去する構造を有する内接ギヤ型ポンプ 関する。

 従来から、オイル内の気泡がエンジン潤 上悪影響を及ぼすことはよく知られている 従って、オイル内の気泡除去を目的として 例えば、特許文献1には、ドリブンロータ(5) の内歯に貫通孔(10)を設けて、この貫通孔(10) ドリブンロータ(5)の内歯とドライブロータ( 7)の外歯間の歯間空間(9)と、ハウジング(4)に 成された気泡排出孔(11)とに連通し、両ロー タの回転に伴い生じる慣性反力により気泡を 排出する内接ギヤ型ポンプが開示されている 。

 しかしながら、慣性反力を利用したこの構 は、極低速で回転する内接ギヤ型ポンプで 有効であるものの、毎分1000回転以上の高速 回転で常用される自動車用内燃機関の内接ギ ヤ型ポンプにおいては、回転によって生じる 遠心力が大きく、比重の小さい気泡は内側に 集まり比重の大きいオイルが外側に集まって 、オイルを排出してしまうという問題を有し ている。

特開平6-167278号公報

 本発明は上記の問題点に鑑みてなされた のであり、内接ギヤ型ポンプに直接気泡除 手段を設け、気泡を極力除去して良好なオ ルを吐出することを技術的課題とする。

 上記した課題を解決するために講じた第1 の技術的手段は、円筒状空間を形成するハウ ジングと、前記円筒状空間内に回転自在に配 設された内歯を有するドリブンロータと、前 記内歯と係合する外歯を有し前記ドリブンロ ータ内に配設されるドライブロータと、前記 ドライブロータを回転駆動する回転軸と、前 記ドリブンロータと前記ドライブロータとが 噛合する歯間において拡大および縮小を繰り 返して流体を吸入・吐出する複数の歯間空間 と、前記ハウジングに形成され、前記円筒状 空間に連通する吸入ポートおよび吐出ポート と、前記ドライブロータの側面が摺動する前 記ハウジングの少なくとも一方の摺動面に開 口し、前記吐出ポート側の前記歯間空間を前 記ハウジングの外部と連通する通路と、を備 えていることである。

 第2の技術的手段は、第1の技術的手段に いて、前記通路は前記ハウジングに形成さ た貫通孔で構成されることである。

 第3の技術的手段は、第1の技術的手段に いて、前記通路は前記ハウジングの摺動面 穿設された凹状の溝を有することである。

 第4の技術的手段は、第3の技術的手段に いて、前記通路は前記溝と、前記回転軸と 記ハウジングとの隙間とで構成されている とである。

 第5の技術的手段は、第1乃至第4の技術的 段において、前記ドライブロータは歯底部 歯筋方向に凹溝を有していることである。

 請求項1の発明によれば、ドライブロータ の側面が摺動するハウジングの少なくとも一 方の摺動面に開口し、吐出ポート側の歯間空 間をハウジングの外部と連通する通路を備え ていることにより、回転によって生じる遠心 力により分離されたオイルと気泡とのうち、 気泡は吐出圧力により通路を介してハウジン グの外部に排出され、気泡の少ない良好なオ イルを吐出することができる。

 請求項2の発明によれば、通路はハウジン グに形成された貫通孔で構成されることによ り、簡素な構造で通路が形成でき、気泡をハ ウジングの外表面に排出できる。

 請求項3の発明によれば、通路はハウジン グの摺動面に穿設された凹状の溝を有するこ とにより、容易に通路を形成できる。

 請求項4の発明によれば、通路は溝と、回 転軸とハウジングとの隙間とで構成されてい ることにより、気泡とともに排出されるオイ ルで軸受部を潤滑することができる。

 請求項5の発明によれば、ドライブロータ は歯底部の歯筋方向に凹溝を有していること により、凹溝に気泡を集めて通路から排出す ることができる。

は、第一の実施形態におけるポンプ100 裏面図であり、 は、第一の実施形態において、オイル の気泡が排出される状態を示す図であり、 は、図2のIII-III断面図であり、 は、第二の実施形態におけるポンプ100 裏面図であり、 は、第二の実施形態において、オイル の気泡が排出される状態を示す図であり、 は、図5のVI-VI断面図であり、 は、第三の実施形態におけるポンプ100 裏面図であり、 は、第三の実施形態において、オイル の気泡が排出される状態を示す図であり、 は、図8のIX-IX断面図であり、 は、第四の実施形態におけるポンプ100 の裏面図であり、 は、第四の実施形態において、オイル 内の気泡が排出される状態を示す図であり、 は、図11のXII-XII断面図である。

 以下、本発明の実施形態について、図を 照して説明する。

<第一の実施形態>
 図1~3は、第一の実施形態を示している。図1 において、ポンプ100は、主に、ボデー10、カ ー11、ドリブンロータ40及びドライブロータ 50、ドライブロータ50の中心に嵌合しドライ ロータ50を駆動するシャフト110から構成され ている。ボデー10とカバー11とによってハウ ング20を構成し、ハウジング20には円筒状空 であるロータ室15が形成されている。ロー 室15には、シャフト110が嵌合されるドライブ ロータ50と、ドライブロータ50に対し所定量 心して係合するドリブンロータ40が収容され ている。ドライブロータ50及びドリブンロー 40は、それぞれの外歯51及び内歯41が噛合し 係合している。

 ドライブロータ50の歯底には、歯筋方向 すなわちシャフト110の軸方向と平行に凹溝30 が形成されている。

 また、ハウジング20を構成するボデー10と カバー11とは、ドライブロータ50の側面が摺 する面に貫通孔10aと11aとが形成されている 貫通孔10aと11aとは、閉切位置Dから吐出ポー 13側のS方向に回転した位置に開口しており さらに詳しくは、ドライブロータ50が閉切 置Dから吐出ポート13側のS方向に回転すると 溝30と連通する位置に開口している。

 ここでは貫通孔10a、11aと、凹溝30とが歯 空間Rとハウジング20の外部とを連通する通 に相当する。

 吸入ポート12及び吐出ポート13の、大径側 形状はドリブンロータ40の歯底径と略同一で 小径側形状はドライブロータ50の歯底径と 同一に形成されている。

 次に本実施形態の作動について以下に説 する。

 ポンプ100は、シャフト110の回転駆動力に ってドライブロータ50が図1のS方向に回転さ れると、ドリブンロータ40はドライブロータ5 0との係合により回転される。ドリブンロー 40及びドライブロータ50の回転により、吸入 ート12を介してオイル(流体)を吸入通路12aか ら吸入し、吐出ポート13を介してオイルを吐 通路13aへ吐出する。

 歯間空間Rは、ドリブンロータ40及びドラ ブロータ50の回転に伴って吸入ポート12を回 転方向に移動する。その際、歯間空間Rの容 は徐々に拡大し吸入ポート12と吐出ポート13 の間に設けられた閉切位置D(図1)で最大容積 となる。次に、閉切位置Dからドリブンロー 40及びドライブロータ50の回転に伴って吐出 ート13に沿って回転方向に移動する。その 、歯間空間Rの容積は徐々に縮小する。

 このように、ポンプ100は、ドリブンロー 40及びドライブロータ50の回転に伴い、歯間 空間Rの容積を拡大・縮小し、吸入ポート12及 び吐出ポート13を介してオイルの吸入と吐出 行う。

 吸入ポート12から吸入されたオイルに気 が含まれていると、ポンプ100の回転によっ 生じる遠心力により、比重の大きいオイル 歯間空間Rの外周側へ集まる。一方、比重の さい気泡は歯間空間Rの内周側、つまりドラ イブロータ50の歯底部に集まることになる。

 閉切位置D(図1)の状態からドライブロータ 50がさらに回転して図2の状態となって、歯間 空間Rが吐出ポート13と連通する時に、凹溝30 ボデー10及びカバー11の摺動面に形成された 貫通孔10a、11aに連通して、歯底部に集まった 気泡は吐出圧力により大気側に間歇的に排出 され、気泡の少ないオイルが吐出ポート13よ 吐出される。

<第二の実施形態>
 図4~6は、第二の実施形態を示している。

 本実施形態においては、第一の実施形態 貫通孔10aと11aとが配設されていた位置に、 状の溝10bと11bが穿設されている。その他の 成は、第一の実施形態と同様であるので詳 な説明は省略する。

 凹状の溝10bと11bとは、閉切位置Dから吐出 ポート13側のS方向に回転した位置に形成され ており、さらに詳しくは、ドライブロータ50 閉切位置Dから吐出ポート13側のS方向に回転 すると凹溝30と連通する位置に形成されてい 。そして、径方向外側はドライブロータ50 歯底径より小さく、周方向は所定の角度範 に形成されている。また、溝10bと11bとはハ ジング20とシャフト110との隙間60を介して、 イルポンプ100の外部へ連通している。

 ここでは凹溝30と、溝10b、11bと、隙間60と が歯間空間Rとハウジング20の外部とを連通す る通路に相当する。

 次に本実施形態の作動について以下に説 する。

 第一の実施形態と同様に、ポンプ100の回 によって生じる遠心力により、比重の大き オイルは歯間空間Rの外周側へ集まる。一方 、比重の小さい気泡は歯間空間Rの内周側、 まりドライブロータ50の歯底部に集まる。

 閉切位置D(図4)の状態からドライブロータ 50がさらに回転して図5の状態となって、歯間 空間Rが吐出ポート13と連通する時に、凹溝30 ボデー10及びカバー11の摺動面に形成された 溝10bと11bとに連通して、歯底部に集まった気 泡は吐出圧力により隙間60を介して大気側に 歇的に排出され、気泡の少ないオイルが吐 ポート13より吐出される。

<第三の実施形態>
 図7~9は、第三の実施形態を示している。

 本実施形態は、第二の実施形態に対し、 ライブロータ50の凹溝30を無くすと同時に、 凹状の溝10bと11bとの形状を変更したものであ り、他の構成は同様である。

 第二の実施形態の凹状の溝10bと11bとが径 向外側はドライブロータ50の歯底径より小 く形成されていたのに対し、本実施形態の 状の溝10cと11cとは、径方向外側はドライブ ータ50の歯底径より大きく、周方向は所定の 角度範囲に形成されている。そして、閉切位 置Dでは歯間空間Rに開口せず、ドライブロー 50が回転して歯間空間Rが吐出ポート13と連 する位置で、溝10cと11cとがドライブロータ50 の歯底と連通する形状になっている。

 ここでは溝10c、11cと、隙間60とが歯間空 Rとハウジング20の外部とを連通する通路に 当する。

 次に本実施形態の作動について以下に説 する。

 第一の実施形態および第二の実施形態と 様に、ポンプ100の回転によって生じる遠心 により、比重の大きいオイルは歯間空間Rの 外周側へ集まる。一方、比重の小さい気泡は 歯間空間Rの内周側、つまりドライブロータ50 の歯底部に集まる。

 閉切位置D(図7)の状態からドライブロータ 50がさらに回転して図8の状態となって、歯間 空間Rが吐出ポート13と連通する時に、ドライ ブロータ50の歯底部がボデー10及びカバー11の 摺動面に形成された溝10cと11cとに連通して、 歯底部に集まった気泡は吐出圧力により隙間 60を介して大気側に間歇的に排出され、気泡 少ないオイルが吐出ポート13より吐出され 。

<第四の実施形態>
 図10~11は、第四の実施形態を示している。

 本実施形態は、第三の実施形態に対し、 出ポート13の形状を変更したものであり、 の構成は同様である。

 本実施形態の吐出ポート13は、外周部に 入ポート12方向に延在した嘴部13bを有してい る。嘴部13bは、閉切位置D(図10)の状態からド イブロータ50がさらに回転して図11の状態と なって、歯間空間Rが吐出ポート13と連通する 時に、ドリブンロータ40の歯底部と連通する 状になっている。

 ここでは溝10c、11cと、隙間60とが歯間空 Rとハウジング20の外部とを連通する通路に 当する。

 次に本実施形態の作動について以下に説 する。

 第三の実施形態と同様に、ポンプ100の回 によって生じる遠心力により、比重の大き オイルは歯間空間Rの外周側へ集まる。一方 、比重の小さい気泡は歯間空間Rの内周側、 まりドライブロータ50の歯底部に集まる。

 閉切位置D(図10)の状態からドライブロー 50がさらに回転して図11の状態となって、歯 空間Rが吐出ポート13と連通する時に、ドラ ブロータ50の歯底部がボデー10及びカバー11 摺動面に形成された溝10cと11cとに連通する 同時に、嘴部13bがドリブンロータ40の歯底 と連通するので、歯間空間Rのオイルはドリ ンロータ40の歯底部からドライブロータ50の 歯底部に向かって押し出される形となり、第 三の実施形態と比べて、ドライブロータ50の 底部に集まった気泡をより排出し易くなる

 本発明は、内燃機関のオイルポンプを始 とする、様々な内接ギヤ型のオイルポンプ 利用することができる。