JPH04255584A - 液圧流体のための内接歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は請求項１の上位概念によ
る歯車ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のようなポンプはＤＥ−ＯＳ３４４
８２５３（ｐｐ−１３７２）から公知である。

【０００３】外歯歯車はロータの切欠内に支承されてい
る。ロータはまた内歯歯車によって形成された室内に回
転可能に支承されていて、この室を埋めている。公知の
ポンプは入口として端壁内に位置した真円円筒形の入口
室並びにロータ内に配置された通路系を備えており、こ
れらは常時連通している。

【０００４】この構成は、内歯歯車の歯先円によって制
限される内室全体が、これが歯の噛合領域の外部にある
限りにおいてロータによって満たされている場合にのみ
有利である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、内接
歯車ポンプをロータを備えておらず、偏心的に回転する
外歯歯車を備えた構成にし、しかも入口を、吐出側にお
ける歯の噛合領域全体が入口領域と短絡せずに、したが
ってその全体が送出室および吐出室として利用されるよ
うに設計することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
特徴によって解決される。

【０００７】

【発明の効果】本発明による構成では環状の入口室が回
転する歯車によって、噛合領域が吐出側で入口と接続し
ないように覆われる。

【０００８】請求項３および特に請求項４による構成は
尚負荷されている偏心体の両側における良好な潤滑と冷
却とを保証する。滑り軸受支承された偏心体にとって圧
力が平衡化されることも重要である。

【０００９】請求項５による手段によれば、外歯歯車お
よび吐出領域の回転により生じる回転する力が駆動軸に
作用し、かつ軸の屈曲および外歯歯車の傾倒をもたらす
ことが回避される。

【００１０】請求項６および（または）請求項７による
構成によれば偏心体の良好な冷却および潤滑が達成され
、偏心体は滑り軸受部によって内側と外側で熱および摩
擦負荷されている。

【００１１】更に冷却の強化は請求項８の手段により達
成される。

【００１２】請求項９による特別な構成では、ポンプの
吐出特性曲線が、回転数の増大とともに先ず迅速に上昇
し、次いで一定となり、次いで再び降下するようになっ
ているのが有利である。かかる特性曲線は自動車の油圧
装置で特に好適である。

【００１３】

【実施例】ポンプケーシングがケーシング周壁１、端板
２，３によって構成されており、端板は互いに重なって
いる。ケーシング周壁１は真円円筒形の内室を有し、内
室の円筒形の内周面には環状のみぞ４が切込まれている
。側方に残されたウエブ５には内歯歯車６が固定されて
いる。ケーシング周壁１を端板２，３と内歯歯車６とか
ら成るパッケージ全体がねじ結合部材７によって一緒に
保持されている。ねじ結合部材７は穴８によって内歯歯
車を歯先の領域で貫通している。

【００１４】内歯歯車は内歯を有している。ポンプの内
室は内歯によって内歯歯車の歯先円９でもって制限され
ている。端板３内にはピン１０が１端でもって固定的に
挿入されている。ピン１０の他端はポンプの内室内へ突
入している。ピン１０には偏心体１１が自在に回転可能
に支承されている。偏心体の軸方向の幅はケーシング周
壁１および内歯歯車６の軸方向の幅にほぼ等しい。偏心
体は真円円筒形の外周面を有しており、その中心軸線は
符号１２で示されている。偏心体は偏心量Ｅを有してピ
ン１０の軸線１３の回りを回転する。偏心体１１には外
歯歯車１４が自在に回転可能に支承されている。外歯歯
車１４は外歯を有している。外歯歯車の外歯が内歯歯車
の内歯と噛合うように偏心体の偏心量Ｅと外歯歯車の外
歯とが設計され、かつ歯形部が形成されている。

【００１５】したがって歯形部の歯先円９と１５は回転
する交点２１，２２で交差している。これにより内歯歯
車の歯先円９の内周面には交点２１，２２間に一方で軸
線１３の、偏心量Ｅが位置する側に回転する噛合領域が
生じ、他方では軸線１３の、偏心側とは反対の側にポン
プの回転する三日月空間２３が生じる。

【００１６】歯形部は、内歯歯車と外歯歯車の歯が歯先
円９，１５の交点２１と２２との間で歯面でもって密に
噛合うように形成されている。したがって交点２１，２
２間の噛合領域において複数の押しのけ室が生じ、押し
のけ室は歯面の接触により互いに、かつ偏心側とは反対
の側の三日月空間２３に対して密閉される。

【００１７】ポンプの駆動には、駆動軸１６が用いられ
る。駆動軸１６はピン１０の軸線１３に対して同心的に
、他方の端板２内に回転可能に支承されており、かつそ
の端部はポンプ室の内面とほぼ１線を成して終っている
。ここで駆動軸１６は端面を形成しており、この端面に
偏心的に連結片１７が固定されている。この連結片１７
は軸方向に連行ポケット１８内へ突入しており、連行ポ
ケットは隣接する偏心体１１の端面内に偏心領域内で形
成されている。

【００１８】ポンプは入口として端板３内にほぼ半径方
向の入口通路１９を有している。入口通路は分配室２０
へ開口しており、分配室はピン１０を同心的に包囲して
いる。分配室はポンプ室を制限する端板の端面に真円円
筒形の切欠として形成されている。分配室の半径は外歯
歯車の歯元円の半径ＦＪよりも小さい。

【００１９】反対側の端板２の端面にはもう１つの真円
円筒形の切欠が軸線１３に同心的に形成されている。こ
の切欠は入口室２８として用いられる。分配室２０およ
び入口室２８は通路によって互いに接続されている。通
路は偏心体を軸方向に貫通している。これらの通路は有
利には偏心体の内孔のみぞとして形成されていて、ピン
１０上の偏心体の滑り軸受の潤滑並びに偏心体１１の冷
却に使用される。連行ポケット１８はこのような通路と
して用いられ、したがって連行ポケットは偏心体１１を
軸方向に貫通し、かつその外縁は軸の半径よりも若干大
きな半径の円周上にある。この通路が偏心軸線の偏心側
にあるのが特に有利である。それというのもこの側に吐
出側も存在し、そのために偏心体はここで特に圧力、摩
擦、ひいては熱の負荷に曝されるからである。熱は偏心
領域に配置されたこの軸方向の通路から排出することが
できる。更にこのような通路を複数設けることもできる
。付加的に、または代わりに軸方向の通路を滑り軸受の
潤滑の改善にも利用することが可能である。これらの通
路は偏心体上の外歯歯車の滑り軸受潤滑にもまた固定の
ピン１０上の偏心体の滑り軸受の潤滑にも用いられる。 図２からは２つの別のかかる潤滑通路２９が外歯歯車の
滑り軸受領域に見られる。潤滑通路２９は偏心体１１の
周面の周方向にそれぞれ６０゜ずらされている。適当な
通路を偏心体の内孔に設けることもでき、そのためにこ
れらの潤滑通路２９および連行ポケット１８を流れる油
流により油の対称的な分配、同時に偏心体の流体力学的
支持が行われる。しかしまたこの油流には偏心体を冷却
する作用も加わる。この冷却の作用は、偏心体自体が内
孔において回転可能に支承されており、かつ外周面は外
歯歯車の回転可能な支承部として用いられているので特
に重要である。

【００２０】冷却のもう１つの手段（これは付加的に、
または代わりに使用することができる）は、環状通路、
すなわち入口室２８および（または）分配室２０の側で
偏心体が外歯歯車ないしはケーシング周壁１の内のり幅
よりも若干薄いことである。この場合には偏心体の端面
に環状面ができ、これに油が充填され、かつここにおい
て不断の油流が生じる。図３には偏心体のこの構成が線
３４，３５によって示されており、これらの線は偏心体
の端面を示す。

【００２１】入口室２８の外径の半径Ｒ（ピン１０の軸
線１３に対して）は本発明によれば一定の範囲内に保持
されなければならず、これについては後述される。入口
室２８の外径の半径Ｒは、外歯歯車の歯元円ＦＪもしく
はこの歯元円によって囲まれる円面積が三日月形の入口
面２７を除いて入口室２８を覆うように設計されている
。入口面の一部は外歯歯車の歯のサイドによっても覆わ
れている。入口面は内室の、偏心側とは逆の側で一緒に
回転する。

【００２２】一方における入口室２８の外径の半径Ｒお
よび他方における外歯歯車の歯元円ＦＪの本発明による
設計により三日月形の入口面２７が噛合領域の閉じられ
た押しのけ室の１つによって覆われないことが達成され
る。これにより吐出領域におけるこれら押しのけ室の死
距離が回避され、かつ液圧の効率は改善される。

【００２３】出口通路２４はケーシング周壁２内に半径
方向に位置し、かつケーシング周壁の周みぞ４と結合さ
れている。この周みぞは内側で外歯歯車の外周面によっ
て制限されていて、しかも外室を形成している。

【００２４】内歯歯車は各歯みぞの領域に少なくとも１
つの出口孔２５を有している。図１には歯みぞにつき軸
方向に各２つの出口孔２５．１，２５．２が並んでいる
ことが示されている。出口孔はそれぞれ平行なラジアル
平面内に配置されている。各ラジアル平面は弾性の弁リ
ング２６．１，２６．２によって覆われ、弁リングは垂
直平面のすべての出口孔を覆い、かつアキシャル平面内
で分割されている。弁リングの１端は例えばリベットに
よって固定されており、他端は自在に運動可能である。 これらの弁リング２６．１，２６．２は各出口孔の逆止
弁として働く。

【００２５】次に作用について述べる。

【００２６】駆動軸１６は矢印３１で示される回転方向
に駆動される。このときに連結片１７が偏心体の連行ポ
ケットへ係合し、かつ偏心体を連行する。これにより外
歯歯車はポンプの内室内でよろめき運動を行い、外歯歯
車はその歯形部と内歯歯車の歯形部との噛合の結果矢印
３２によって示される方向で回転する。外歯歯車は内歯
歯車の歯形部と一緒に両歯先円の交点２１，２２間で複
数の押しのけ室を形成し、押しのけ室は連続的に拡大し
、かつ縮小する。後続の領域で押しのけ室はこの室が開
くまで拡大し、かつ油で充填された三日月室と連通する
。外歯歯車の先行側では押しのけ室は縮小する。したが
ってここで油は加圧下に置かれる。押しのけ室内の圧力
が周みぞ４内で支配的な系圧力を越えると、ここにおい
て弁リング２６．１と２６．２は差圧のために出口孔２
５．１，２５．２から持上げられ、その結果油は押しの
け室から噴出することができる。

【００２７】入口側で生じる負圧のために油は分配室２
０および入口通路１９からピン１０の外周面上の潤滑路
２９，３０並びに連行ポケット１８を通って入口室２８
から吸込まれる。これにより偏心体１１の滑り軸受の範
囲では良好な潤滑皮膜が形成され、これは同時に潤滑に
、かつ流体力学的な支持にも用いられる。

【００２８】所で入口室２８の外径は、押しのけ室が吐
出側で入口室２８と接続しないように設計されている。 入口室２８は吐出領域で外歯歯車の端面によって、すな
わち歯元円によって囲まれた面と、歯頂によって描かれ
る面によって覆われている。したがって外側で入口室２
８の周面により、かつ内側で外歯歯車の歯元円により制
限された三日月形の入口面２７の幅は両歯先円によって
制限された三日月形の内室２３の幅よりも１ピッチ大き
くてもよい。三日月形の内室の幅およびピッチ幅はそれ
ぞれポンプの中心軸線１３に対する中心角として求めら
れている。

【００２９】ポンプは有利には吸込側で絞られたポンプ
としても使用可能である。この場合には入口通路１９は
絞り３３を備えている。この絞りのために時間的に制限
された油量のみを吸込むことができる。この時間的に制
限された吸込量は所定の回転数までで十分にポンプを完
全に充填する。したがってこの回転数まではポンプの吐
出量は回転数に比例する。回転数の上昇はもはや吐出量
のこれ以上の増大をもたらさない。したがって回転数の
上昇は高めた油消費とは結び付かない。そのためにこの
ポンプは著しく変動するエンジン回転数に左右されない
所要油量を持つ自動車のアクチュエータに好適である。

【００３０】入口通路内の絞り３３の代わりに、または
これに付加的に入口面２７を、ここで吸込量絞り調整に
必要な絞り作用が行われるような程度に小さく設計して
もよい。これにより駆動軸１６とケーシング端板２との
間の範囲のシール部材３６は押圧力の負荷を免れること
がある。

【００３１】分配室２０の半径が入口室２８の半径と同
じように決めることができる。この場合にはポンプの充
填は分配室を介しても入口室を介しても行われる。この
場合には吸込側絞りでは先ず回転数とともに急勾配で上
昇し、しかし次には回転数とは無関係に一定となる吐出
特性曲線が得られる。このような特性曲線は自動車の液
力系でエンジン回転数と車両の速度とは無関係な一定の
液力が適用されなければならない所すべてで好適である
。

【００３２】しかしまた分配室の半径は、この分配室が
歯形部によって形成される吐出室と連通しないように設
計することもできる。この場合にはポンプの充填は専ら
入口室２８を介して行われる。この場合にはポンプの吸
込側絞りで先ず回転数とともに急勾配で上昇し、次いで
折れて、回転数範囲にわたって先ずはほぼ一定であり、
次いで再び回転数とともに降下する吐出特性曲線が得ら
れる。このような特性曲線は自動車の液力系の分野で、
高い車両速度もしくはエンジン回転数で減少せしめられ
た液力のみが適用されなければならない所すべてで（例
えばこれはかじ取り補助装置における場合のように）適
切である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポンプの軸線を含む断面図である。

【図２】図１によるポンプの横断面図である。

【図３】偏心体の端面が異なる構成を有しているポンプ
の図１に相当する図である。

【符号の説明】

１　　　　ケーシング周壁 ２，３　　　　端板 ４　　　　みぞ ５　　　　ウエブ ６　　　　内歯歯車 ７　　　　ねじ結合部材 ８　　　　穴 ９　　　　歯先円 １０　　　　ピン １１　　　　偏心体 １２　　　　中心軸線 １３　　　　軸線 １４　　　　外歯歯車 １５　　　　歯先円 １６　　　　駆動軸 １７　　　　連結片 １８　　　　連行ポケット １９　　　　入口通路 ２０　　　　分配室 ２１，２２　　　　交点 ２３　　　　三日月室 ２４　　　　出口通路 ２５．１，２５．２　　　　出口孔 ２６．１，２６．２　　　　弁リング ２７　　　　入口面 ２８　　　　入口室 ２９，３０　　　　潤滑通路 ３１，３２　　　　矢印 ３３　　　　絞り ３４，３５　　　　端面 ３６　　　　シール部材

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　液圧流体のための内接歯車ポンプであ
   って、内歯を有する内歯歯車が定置であって閉じられた
   内室を形成しており、相対的に小さい、外歯を有する外
   歯歯車が駆動される偏心体（１１）に沿って内歯歯車に
   対して偏心的に回転し、かつ内歯歯車と噛合っており、
   内歯歯車（６）と外歯歯車（１４）の歯数の差が少なく
   とも２であり、かつ入口が端壁内に設けられていて、内
   歯歯車に同心的な、真円円筒形の入口室を有しており、
   入口室の外径の半径が偏心量と外歯歯車の歯元円の半径
   との和より小さく、かつ外歯歯車の歯元円の半径と偏心
   量の差よりも大きい形式のものにおいて、外歯歯車（１
   ４）が入口室（２８）を部分的に覆い、かつ回転する三
   日月形の入口面（２７）を解放しており、入口面がポン
   プの軸線（１３）において測定される中心角にわたって
   延びており、この中心角がピッチ角と、偏心側とは反対
   側で歯先円によって制限された回転する三日月室（２３
   ）の、ポンプ軸線（１３）において測定された中心角と
   の和よりも小さいことを特徴とする、液圧流体のための
   内接歯車ポンプ。
2. 【請求項２】　　歯先円の交点間の噛合領域においてそ
   の都度複数の歯対が密に噛合い、かつ閉じられた押しの
   け室を形成し、かつ各歯みぞに逆止弁によって閉じられ
   た出口通路（２５）が配属されており、複数の出口通路
   がそれぞれ吐出室（４）に配属されている、請求項１記
   載のポンプ。
3. 【請求項３】　　偏心体（１１）が一方で入口室（２８
   ）に、かつ他方で真円円筒形の分配室（２０）に当接し
   ており、分配室が入口通路へ接続されており、かつ外歯
   歯車の歯元円の半径よりも小さな外径の半径を有してお
   り、かつ分配室（２０）および入口室（２８）が軸線平
   行の通路（１９，２９，３０）によって接続されている
   、請求項１または２記載のポンプ。
4. 【請求項４】　　偏心体が軸線平行な通路（１９，２９
   ，３０）によって貫通されており、通路が偏心領域に位
   置している、請求項３記載のポンプ。
5. 【請求項５】　　偏心体（１１）がケーシング内に固定
   的に、片持式に支承された、ポンプの軸線（１３）に同
   心的なピン（１０）に回転可能に支承されている、請求
   項１から４までのいずれか１項記載のポンプ。
6. 【請求項６】　　軸平行の通路（１９，２９，３０）が
   ピン上の偏心体の滑り軸受部および（または）偏心体上
   の外歯歯車の滑り軸受部に軸方向のみぞの形で形成され
   ている、請求項５記載のポンプ。
7. 【請求項７】　　偏心体が入口室（２８）の側でおよび
   （または）分配室（２０）の側で外歯歯車（１４）より
   も狭い、請求項５または６記載のポンプ。
8. 【請求項８】　　偏心体が駆動軸と、この駆動軸の偏心
   的な連行体（連結片１７）を介して連結されており、連
   行体が切欠（連行ポケット１８）へ係合しており、かつ
   連行ポケットが入口室（２８）と分配室（２０）との間
   の通路として働く、請求項５記載のポンプ。
9. 【請求項９】　　分配室（２０）が外歯歯車（１４）の
   歯元円の半径から偏心体（１１）の偏心量（Ｅ）を差引
   いた差よりも小さい、請求項１から８までのいずれか１
   項記載のポンプ。