JPH08177754A - 回転流体排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】体積効率を減少させないで、かじり等の問題を
解決するとともに、固定隙間構造の欠点を解消する流体
排出装置を提供すること。 【解決手段】 外側ロータ及び内側ロータと、歯として
機能する複数のローラとを設けたローラジェロータ形の
回転排出装置であって、ロータの第１軸方向端部表面に
軸方向に隣接配置された第１摩耗表面67を備えたハウジ
ング手段(11、45)を備える。第１摩耗表面67はロータの
一方と協働して、環状の第１流体通路83と、この通路83
と連通して半径方向外向きに延在した複数の第１流体溝
87とを形成し、ロータが回転する時、各溝87の少なくと
も終端部分が各ローラ部材の軸方向端部表面に近接す
る。各終端部分は、ロータの回転方向に順次浅くなって
おり、そのため、第１流体溝87内で流体圧が上昇するこ
とによって、ローラ端部表面が隣接の第１摩耗表面67に
対してえぐりやかじりを生じることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプやモータ等
の油圧装置、特に流体排出装置がローラジェロータ形で
あるそのような装置に関するものである。ローラジェロ
ータ形の排出装置を設けた油圧装置は、ジェローラ(Ger
oler) 登録商標を付けて本発明の譲受人によって市販さ
れており、この登録商標は本発明の譲受人が所有してい
る。

【０００２】本発明は、ローラジェロータ形の流体排出
装置を備えたいずれの油圧装置にも使用できるが、内部
発生ロータ（ＩＧＲ）のジェロータに使用するのに特に
適しており、それについて以下に説明する。

【０００３】

【従来の技術】ＩＧＲ形の流体排出装置が、参考として
本説明に含まれる米国特許第3,623,829 号明細書に開示
されている。ＩＧＲ装置には、Ｎ個の円筒形開口を設け
て、その各々に円筒形ローラを配置した内側歯車（内側
ロータ）が設けられている。円筒形ローラは、内側歯車
の外歯として機能する。内側歯車は、Ｎ＋１個の内歯を
設けた対応の内歯付き外側歯車（または外側ロータ）内
に偏心配置されている。

【０００４】ＩＧＲ装置は、特にポンプに使用するのに
適しており、その場合には内側歯車及び外側歯車の両方
がそれぞれの回転軸線回りに回転する。ＩＧＲ装置をポ
ンプとして使用する場合、低速高トルクモータに使用さ
れる形式の軌道回転ジェロータでは一般的であるよう
な、両歯車の軸線間での相対軌道回転がない。ポンプに
使用する時のＩＧＲ装置の主要な利点は、ローラ（内側
歯車の外歯）に加わる遠心力によってローラが外側歯車
の対応表面（内歯）に密接し、これによって体積効率が
向上することである。

【０００５】上記利点にもかかわらず、ＩＧＲ形ポンプ
装置は商品としてはあまり成功していない。このＩＧＲ
ポンプには２つの基本的な設計法を用いることができ
る。一方の設計法は「固定隙間」構造と呼ばれるもの
で、ジェロータの端部表面に軸方向にすぐ隣接したハウ
ジング部材が軸方向に一定距離を置いて維持されている
ため、ジェロータの端部表面と隣接のハウジング表面と
の間にわずかな隙間がほぼ確実に存在するようにするこ
とができる。そのような隙間は、本来的にポンプの性能
を制限する。比較的高い体積効率を望む場合、ポンプの
定格圧力を比較的低くしなければならない。反対に、ポ
ンプに対して比較的高い定格圧力を望む場合、体積効率
が低くなる。

【０００６】他方の設計法は、軸方向に移動可能なバラ
ンス部材をジェロータの軸方向端部表面に隣接して設け
て、バランス部材をジェロータの端部表面に、例えば流
体圧で密封係合するように押し付けるものである。一般
的にそのような構造では、ポンプの出力圧力を用いてバ
ランスが取られている。この設計法を用いれば、ジェロ
ータの軸方向端面に沿った隙間をほとんどなくすことが
でき、これによって比較的高い体積効率を維持しなが
ら、比較的高い定格圧力でポンプを作動させることがで
きる。

【０００７】しかし、圧力付勢形シール部材を備えたＩ
ＧＲポンプの理論的な利点にもかかわらず、この構造で
商品として成功したポンプがなかったことは明らかであ
る。本発明を開発する上で、そのように商品として成功
しなかった幾つかの考えられる理由が明らかになった。
ＩＧＲ形ジェロータに隣接した部材の圧力付勢または締
め付けによって、ジェロータ（回転する）と隣接のシー
ル部材（静止している）との間に高速の相対擦り合わせ
が生じる。そのような高速相対運動によって、外側歯車
の端面とシール部材の隣接表面との間にかじりが生じる
ことが観察されている。当業者には公知のように、かじ
りは一般的に、２つの相対回転する係合金属表面間の流
体膜が不足するか、まったく無くなった時に発生する。
当業者には公知のように、２つの隣接した係合金属表面
間のかじりは、一般的に短期間で装置の破損または作動
不良を引き起こす。

【０００８】また、本発明を開発する上で、時にはかじ
りの発生に加えて、ローラの端部表面がシール部材の隣
接表面をえぐることも観察されており、これはいずれも
個別に短期間で装置の破損または作動不良を引き起こす
であろう。隣接表面のえぐりを生じる１つの原因は、ロ
ーラの端部表面とローラの軸線との間が完全な垂直にな
っていないことであり、そのためにローラの端部表面が
隣接のシール表面に完全な平行にならず、ローラの端部
表面の一部分が隣接のシール表面をえぐる、すなわちそ
れに食い込むという仮説が立てられている。

【０００９】加圧流体がローラの軸方向両端部に作用す
るように、ローラの隅部分に破断部すなわち面取り部分
を設けたり、あるいはローラの端部表面を中高にするこ
とは当業者に知られている。しかし、近接した体積室か
らの加圧流体の連通を伴う、ローラのバランスを取るそ
のような試みはいずれも、事実上は体積効率の損失を生
じる漏れ通路になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、装置の体積効率を減少させないで上記のかじり及び
えぐりの問題を解決するとともに、「固定隙間」構造の
欠点を解消する流体排出装置を提供することである。

【００１１】本発明のさらなる目的は、隣接のシール部
材を付勢してＩＧＲ形ジェロータに係合させるが、歯車
及びローラの端部表面と隣接のシール表面との間の金属
間係合を防止する手段を設けているＩＧＲ形の流体排出
装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の上記及び他の目
的は、流体入口ポート及び流体出口ポートを設けたハウ
ジング手段を有しており、第１ロータ及び第２ロータを
含む歯車組をハウジング手段と作動連動させた形式の回
転流体排出装置を提供することによって達成される。第
１及び第２ロータの各々に歯が付けられていることによ
って、第１及び第２ロータが回転すると、流体入口ポー
トに流体連通した膨張体積室及び流体出口ポートに流体
連通した収縮体積室が形成される。ハウジング手段に
は、第１及び第２ロータの第１軸方向端部表面に軸方向
に隣接配置されてそれに密封係合した第１摩耗表面が設
けられている。

【００１３】改良形回転流体排出装置は、第１摩耗表面
が第１及び第２ロータと協働して、流体入口ポートまた
は流体出口ポートに流体連通したほぼ環状の第１流体通
路を形成していることを特徴としている。第１摩耗表面
にはさらに複数の第１流体溝が形成されており、これら
の流体溝の各々は、第１環状流体通路に流体連通してお
り、好適な実施例ではそれから半径方向に延在してい
る。流体溝の各々の少なくとも終端部分が、ロータの回
転時に第１及び第２ロータの一方の第１軸方向端部表面
に近接するように配置されている。流体溝の終端部分の
各々は、ロータの回転方向に順次浅くなっている。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら説明す
るが、これらは本発明を制限するものではなく、図１及
び図２は、本発明を用いることができる形式の油圧ポン
プの軸方向断面図を示している。ポンプは、ほぼ上記米
国特許第3,623,829 号明細書の開示に従って構成するこ
とができる。以下に特記するものを除いて、ポンプの全
体形状は、その構造詳細の多くの部分とともに本発明の
本質的な特徴ではない。

【００１５】ポンプは主ハウジング部材11を有してお
り、これは前端部キャップ13及び後端部キャップ15と協
働して、内部に閉鎖ポンプキャビティを形成している。
ハウジング部材11及び端部キャップ13,15 は、複数のボ
ルト17（図１には示されていない）によって緊密に密封
係合した状態で合体保持されている。主ハウジング部材
11には、流体入口ポート19と流体出口ポート21（図２に
は示されていない）とが設けられている。入口ポート19
は入口室23に開放しているのに対して、出口ポート21は
出口室25と開放連通している。

【００１６】図１及び図２と共に図３を参照しながら説
明すると、入力軸27が前端部キャップ13の開口に挿通さ
れており、ほぼ後端部キャップ15まで軸方向に延在して
いる。入力軸27は、ポンプ装置すなわち流体排出装置29
を貫通して、それと駆動係合している。本発明の形態で
は、排出装置29は、内部発生ロータ（ＩＧＲ）形のジェ
ロータを有している。ＩＧＲ装置には内側ロータ（第１
ロータ）31が設けられており、これの内径周りに複数の
セレーション33が付けられており、これによって内側ロ
ータ31が入力軸27に駆動係合している。内側ロータに
は、５つのほぼ半円筒形開口35が設けられており、その
各々に円筒形ローラ部材37がはめ込まれている。内側ロ
ータ31は、円筒形外表面41を備えた外側ロータ（第２ロ
ータ）39内に偏心配置されており、外側ロータ39は主ハ
ウジング部材11に形成された円筒形開口43にはめ込まれ
て軸支されている。

【００１７】主に、図２及び図３に示されているよう
に、外側ロータ39は、それが回転する回転軸線Ａ１を備
えており、同時に内側ロータ31はそれが回転する回転軸
線Ａ２を備えている。しかし、本発明の形態では、ポン
プ装置29が「固定隙間」形である、すなわち回転軸線Ａ
１及びＡ２の両方が固定すなわち静止しており、いずれ
の軸線も、軌道回転ジェロータ形の装置の場合のように
他方の軸線回りに軌道回転することはない。

【００１８】図１及び図２からわかるように、円筒形開
口43が主ハウジング部材11の軸方向のほぼ全長にわたっ
て延在している。開口43内に前ブッシュブロック45（以
下の説明ではシール部材とも呼ぶ）が配置されて軸支さ
れている。前ブッシュブロック45は、軸方向においてポ
ンプ装置29と前端部キャップ13との間に配置されてい
る。開口43内にはまた、後ブッシュブロック47（図１及
び図２だけに示されている）が配置されて軸支されてい
る。ブッシュブロック（シール部材）45,47 の各々の内
径の内側に、入力軸27をはめ込んで回転可能に支持する
円筒形ブッシュ部材49を設けてもよい。主ハウジング部
材11と、ブッシュブロック45,47 とでハウジング手段を
構成する。

【００１９】図１に示されているように、前ブッシュブ
ロック45に切り欠き部分51が設けられ、後ブロック部材
47に切り欠き部分53が設けられており、これらの切り欠
き部分51,53 は、両方とも出口室25に開放流体連通して
いる。このように、本実施例では、入口ポート19が低圧
流体を受け取り、高圧流体が出口ポート21から送り出さ
れるため、高い（システム）圧力がブッシュブロック4
5,47 の各々の背面（すなわちポンプ装置29に向き合う
表面）に作用する。当業者には公知のように、ブロック
45,47 に高圧が加わる結果、それらが軸方向にロータ31
及び39の方へ、それと比較的緊密に密封係合するように
押し付けられる。従来の技術で述べたように、そのよう
にブッシュブロックを付勢または締め付けてロータと係
合させることによる一般的な結果として、ポンプの定格
圧力がそれの体積効率と共に相当に増加するが、同時
に、隣接した相対回転表面間のかじり及びローラ部材37
の端部表面によるえぐりの危険性が相当に増大する。

【００２０】主に、図２と共に図３を参照しながら説明
すると、内側ロータ31に前方端部表面55（図２だけに示
されている）と後方端部表面57とが設けられている。同
様に、ローラ部材37には前方端部表面59と後方端部表面
61とが設けられている。最後になるが、外側ロータ39に
は前方端部表面63と後方端部表面65とが設けられてい
る。前ブッシュブロック45は、前方端部表面（第１軸方
向端部表面）55、59及び63と密封係合する位置に第１摩
耗表面（シール表面）67を設けている。同様に、後ブッ
シュブロック47は、後方端部表面（第２軸方向端部表
面）57、61及び65と密封係合する位置に第２摩耗表面
（シール表面）69を設けている。

【００２１】図１、図３及び図４からわかるように、入
力軸27が反時計回り方向（図３の矢印を参照）に回転す
ると、内側及び外側ロータ31,39 も反時計回り方向に回
転して、その間の噛み合い相互作用によって膨張体積室
71及び収縮体積室73が形成される。前ブッシュブロック
45には、入口室23を介して流入流体を受け取るそら豆形
入口75が設けられている。同様に、後ブッシュブロック
47には、入口室23から流入流体を受け取るそら豆形入口
77（図１だけに示されている）が設けられている。前ブ
ッシュブロック45にはさらに、高圧流体を出口室25へ送
り出すそら豆形出口79が設けられている。同様に、後ブ
ッシュブロック47には、高圧流体を出口室25へ送り出す
そら豆形出口81が設けられている。膨張体積室71の軸方
向前後端部は、それぞれそら豆形入口75及び77から流入
流体を受け取るのに対して、収縮体積室73の軸方向前後
端部は、それぞれそら豆形出口79及び81へ加圧流体を送
り込む。好ましくは、前後ブッシュブロック45,47 は互
いに鏡像関係にある（相互交換できない）が、他の点で
は同一であるため、いずれか一方を詳細に説明すれば、
他方も十分に理解されることは、当業者には理解される
であろう。

【００２２】主に、図４を参照しながら説明すると、第
１摩耗表面67には、ほぼ環状の第１流体通路83が形成さ
れており、これは一対の半径方向通路85でそら豆形出口
79内の高圧と流体連通している。このため、第１環状通
路83は、ほぼポンプ出口圧力である。第１環状通路83を
幾つかの個別の円弧形通路に「区分」して、個々の通路
が通路83内に望まれる圧力の流体を含む方のそら豆形部
分に流体連通するようにしてもよいことは、当業者には
明らかであろう。

【００２３】第１環状通路83には、複数の短い第１流体
溝87が開放連通しており、第１流体溝の各々は第１環状
通路83からほぼ半径方向外向きに延在している。ここで
使用する「半径方向外向き」とは、溝87が半径方向に向
いていることを意味するのではなく（その一部分はそう
であるかもしれない）、単に溝87が通路83よりある程度
外側へ突出していることを意味しており、その理由は以
降の説明で明らかになるであろう。

【００２４】さらに、第１流体溝87の各々の取り付け向
きが、ほぼロータ31,39 の回転方向に定められているこ
とが、本発明の非常に重要な特徴の１つである。従っ
て、図３及び図４にわかりやすく示されているように、
ロータが反時計回り方向に回転すると、第１流体溝87の
各々は、第１環状通路83から幾分半径方向外向きの方向
に、また反時計回りの回転方向において幾分「前方」へ
延在する。

【００２５】前ブッシュブロック45の第１摩耗表面67に
は、さらに一対の円弧形の流体通路89（第１流体通路と
もいう。）が設けられており、その各々はそら豆形出口
79内に含まれる高圧と開放連通している。ブッシュブロ
ック45の形状に応じて、円弧形の流体通路89は、第１環
状流体通路83と同様に単一の環状流体通路にしてもよ
い。第１流体溝87の場合と同様にして、また同じ理由か
ら、複数の第１流体溝90が、円弧形の流体通路89と開放
連通して、それからほぼ半径方向内向きに、また反時計
回り方向ににおいてそれから前方へ延在しており、また
第１流体溝87の場合と同様にして、また同じ理由から、
複数の第１流体溝91が円弧形の第１流体通路89と開放連
通して、それからほぼ半径方向外向きに、また反時計回
り方向においてそれから前方へ延在している。このよう
に、本発明の範囲内において、特定の形状詳細に応じ
て、流体溝を半径方向内向きまたは外向きに延在させる
ことができる。

【００２６】好ましくは、後ブッシュブロック47にも、
ブッシュブロック45に関連して説明したものとほぼ同じ
第２流体通路及び第２流体溝が設けられている。後ブッ
シュブロック47がブッシュブロック45と同じ流体通路及
び流体溝構造を備えている場合、２つのブッシュブロッ
クの流体通路及び流体溝は、互いに対して鏡像関係に設
ける必要がある。例えば、ローラを軸方向に「バランス
が取れた」状態に保持し、いずれの不均等な軸方向力も
受けないようにするため、ある特定のローラの両端部が
それぞれの第１流体溝87と同時に同程度で連通し始める
ようにする必要がある。しかし、それは本発明の本質的
な特徴ではなく、ブッシュブロックの一方だけに上記の
流体通路及び流体溝を設けた場合、他方のブッシュブロ
ックはそれの摩耗表面（シール表面）に少なくとも適当
な受け材を設ける必要がある。

【００２７】次に、主に図５及び図６を参照しながら、
内側ロータ31及びローラ部材37に対する様々な通路及び
溝83〜91の好ましい位置を説明する。第１環状通路83及
び第１流体溝87の位置を選択する際に、考慮すべき２つ
の張り合う事柄がある。１つには、ローラ部材37の端部
表面59が第１流体溝87内の流体圧を最大限に受けること
ができるようにするため、第１流体溝87をできる限り半
径方向外側まで延在させることが望ましい。反対に、第
１流体溝87（または第１環状通路83）のいずれの部分
も、内側ロータ31の「谷」より半径方向外側へ延出して
はならない。ここで用いる「谷」という表現は、内側ロ
ータの外形の、隣接したローラ37間に位置する部分のこ
とを表し、その位置でロータの半径が最小になる。言い
換えると、第１流体溝87の半径方向最外部分と内側ロー
タ31の最小半径すなわち谷との間に、図５にＳＬで示さ
れた十分なシールランドを設けて、第１流体溝87内の高
圧流体が膨張体積室71内の低圧流体内へ漏れないように
しなければならない。

【００２８】第１流体溝87の数に関して言えば、内側及
び外側ロータの回転中、ローラ37の各々の端部表面59に
第１流体溝87の１つの少なくとも一部分が常に連続して
接続するように流体溝が軸方向に隣接配置されることが
好ましい。

【００２９】再び、主に図４を参照しながら説明する
と、円弧形の第１流体通路89及び第１流体溝90及び91の
位置は、通路83及び溝87の位置よりは幾分重要度が低
い。本質的なことは、円弧形の通路89を十分に半径方向
外側に配置することによって、通路89から膨張体積室71
内の低圧へ流体が漏れないようにすることだけである。
同様に、流体溝も、所望の（後述する）結果が得られる
ように十分に半径方向外側へ延在しながら、溝91の各々
の半径方向外側部分とブッシュブロック45の外径との間
に実質的なシール面が得られなければならない。

【００３０】次に、主に図６を参照しながら、流体溝の
形状及び本発明の作用を説明する。各第１流体溝87は、
好ましくは第１環状流体通路83に完全に開放しており、
それに近接して溝87の比較的深い部分に連結底表面93が
設けられている。本実施例では、溝87にはさらに終端部
分（すなわち溝87の、通路83から最も離れた部分）が設
けられており、これは傾斜底表面95で形成されている。
本発明の本質的な特徴ではないが、表面93は表面95より
幾分急傾斜になっている。

【００３１】ロータが図５において反時計回り方向に回
転すると、各ローラ37の端部表面59が各第１流体溝87を
通過して、第１環状通路83から流体の一部を図６の矢印
で示した方向へ引きずる。ローラの端部表面が流体を溝
87内へ引き込み、傾斜表面93に引き上げ、さらに浅い表
面95へ引き上げると、溝87内の流体圧が上昇して、傾斜
表面95が終了する端部表面67上の地点をローラの端部表
面59が通過する時にピーク圧力（おそらくポンプ出口圧
力より相当に高い）に達する。このように上昇した圧力
によって、ローラ部材37が前ブッシュブロック45の端部
表面67から軸方向に離れる方向へ、えぐりやかじりを防
止できるまで十分に押し付けられ、また適切に設計され
ている場合、ローラ部材が隣接の第１流体溝87を通過す
ることによってサイクルを繰り返すまで、端部表面59と
第１摩耗表面67との間に潤滑油を維持できるようにロー
ラの端部表面59の下側に十分な流体が維持される。

【００３２】本発明が、図６に示されている第１流体溝
87の形状に制限されないことは、当業者には理解される
であろう。例えば、第１流体溝87が（２つの表面93及び
95ではなく）単一の傾斜底表面を備えることや、段差状
の構造にすることもできる。このため、溝87の底表面の
特殊な形状は本質的ではなく、本質的なことは、流体溝
が回転方向に順次浅くなっていくことによって、ローラ
端部表面59によって引きずられた流体が圧搾されて、溝
内で流体圧力が上昇することである。

【００３３】また、傾斜表面95と端部表面67との結合地
点で、またはそれを越えてすぐに圧力がピーク値に達す
る場合、それから次第に圧力が降下する下向きの圧力が
生じる、すなわちローラが第１流体溝87の端部からさら
に離れる方向へ移動するのに伴って、端部表面67とロー
ラの端部表面59との間の流体圧が順次減少することは、
当業者には理解されるであろう。前述したように、前の
第１流体溝87からの圧力降下が相当に低圧に達する前
に、ローラが次の第１流体溝87に連通することが好まし
い。

【００３４】上記構造が幾分「自己補償形」であること
が、本発明の別の重要な特徴である。言い換えると、圧
力が流体出口ポート21内で上昇するのに伴って、ブッシ
ュブロック45,47 をロータ31,39 の方へ押し付ける力が
大きくなるため、ロータ及びブッシュブロックの端部表
面間の「隙間」がさらに減少する。ブッシュブロックが
ロータ端部に緊密状に押し当てられて、そのためにかじ
りやえぐりの可能性が増大した時、溝87及び91内の流体
圧力が上昇し、このようにしてブッシュブロック45,47
に加えられる大きい締め付け力を自動的に相殺または補
償する。

【００３５】第１流体溝87の作用の上記説明は、円弧形
通路89及び流体溝91を通過する表面の性質が違うだけ
で、流体溝91にも等しく当てはまることは、当業者には
理解されるであろう。言い換えると、前方端部表面63及
び後方端部表面65が通路89及び溝90及び91を通過し、前
方端部表面55及び後方端部表面57が通路83及び溝87を通
過する時、ローラ37の端部表面59及び61の場合のように
えぐりの可能性がない。しかし、特に内側ローラ31の端
部表面55及び57の場合、傾斜または傾動の可能性があ
り、これは隣接の摩耗表面67及び69に対して縁部加重を
生じるであろう。

【００３６】変更実施例 次に、主に図７及び図８を参照しながら、本発明の変更
実施例を説明する。第１実施例では、第１流体溝87、90
及び91がすべて同一方向に向いており、従ってロータ31
及び39の一方の回転方向に対してだけ所望の機能を実施
することができる。そのような構造は、入力部が時計回
り方向だけ、または反時計回り方向だけに回転する構造
のポンプ等の場合に受け入れられる。しかし、モータの
場合、装置が両方向に作動できることが望ましい。

【００３７】図７及び図８の変更実施例では、同一部材
には同一の参照番号を付けて示し、新しいか、変更され
ている部材は100 以上の参照番号を付けて示す。従っ
て、ブッシュブロック45にはやはりほぼ環状の第１流体
通路83が設けられている。通路83から半径方向外向きに
複数の半径方向流体溝101 が延出しており、その各々は
円周方向流体溝103 に開放している。各流体溝103 に
は、反時計回りの回転方向に傾斜底表面105 及び終端部
分107 が設けられ、また時計回りの回転方向に傾斜底表
面109 及び終端部分111 が設けられている。

【００３８】従って、ロータが図７において反時計回り
方向に回転する（各ローラ37が図８に対して右へ移動す
る）時、各ローラの端部表面59が、前述したようにして
流体を表面105 へ引き上げ、さらに終端部分107 へ進め
る。ロータが時計回り方向に回転する（各ローラ37が図
８に対して左へ移動する）時、各ローラの端部表面59が
流体を表面109 へ引き上げ、さらに終端部分111 へ進め
るため、ロータのいずれの回転方向においても加圧流体
がローラの端部上に供給される。

【００３９】本発明の「両方向形」実施例の場合、表面
105 〜111 の角度が、「一方向形」実施例の表面93〜95
の角度よりも重要である。ローラが流体を表面に引き上
げる時の圧力上昇率が容認できるものになるように、角
度を選択する必要がある。しかし同時に、「発散」側の
角度は、ローラの移動によって流体切れが発生し、それ
によってキャビテーションが発生するほど浅くしてはな
らない。

【００４０】図９及び図10は、本発明の別の変更実施例
を示しており、同一部材には同一の参照番号を付けて示
し、新しいか、変更されている部材は120 以上の参照番
号を付けて示す。図９及び図10の実施例では、ブッシュ
ブロック45にやはりほぼ環状の流体通路83が設けられて
いるが、これには別のほぼ環状の流体通路121 が開放連
通している。通路83とは異なって、通路121 はほぼ一定
の深さではない。そうではなく、通路121 に平坦な底部
分123 を設けることができるが、それの円周方向の大き
さは重要ではない。部分123 に隣接して傾斜底表面125
及び終端部分127 が設けられている。ローラ37が図９に
おいて反時計回り方向（図10に見て右）に移動する時、
流体は上記実施例で説明したようにして表面125 に引き
上げられ、終端部127 へ進む。底部分123 の円周方向の
反対側には、傾斜底表面129 及び終端部分131 が設けら
れている。ローラ37が図９において時計回り方向（図10
に見て左）に移動する時、上記実施例で説明したように
してローラ端部表面59が流体を表面129 に引き上げて、
終端部分131 へ進める。

【００４１】わかりやすくするため、上記構造がすぐに
繰り返しているように図９及び図10に示されている、す
なわち各終端部分127 が短い平坦部（ローラ端部表面59
に加わる流体圧が最大になる）で隣接の終端部分131 と
合流している。部分127 及び131 が図示のように短い平
坦部を形成するだけではなく、幾分長い平坦部で連結さ
れるようにしてもよいことは、当業者には理解されるで
あろう。そのような詳細の設計及び最適化は、当業者の
技量の範囲内にあると考えられる。

【００４２】図９及び図10の実施例では、先行実施例の
場合と同様に「流体溝」及び「終端部分」が設けられて
いるが、流体溝及び終端部分は、先行実施例のように環
状流体通路から半径方向に延在するのではなく、様々な
表面及び部分123 及び131 を有している。

【００４３】図９及び図10の実施例で考えられる１つの
利点は、通路121 から半径方向外向きに延出する溝がな
いことから、環状流体通路121 を通路83よりさらに半径
方向外側へ移動することができることである。この場
合、流体のすべての必要な圧搾及び圧力上昇は、別の第
１流体溝87及び103 で行われるのではなく、環状通路12
1 内で行われる。

【００４４】以上に本発明を詳細に説明してきたが、明
細書を読んで理解すれば、当業者であれば様々な変更を
考えることができるであろう。そのような変更は、添付
の請求項の範囲に入る限り、本説明に含まれるものとす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＩＧＲ形の流体排出装置を設けた油圧ポンプの
水平方向断面図である。

【図２】図１の２−２線に沿った同一縮尺の軸方向の縦
断面図である。

【図３】図２の３−３線に沿った、ＩＧＲ排出装置を示
す幾分大きい縮尺の横断面図である。

【図４】図２の４−４線に沿った、本発明に従って形成
されたポンプのシール部材を示す、図３と同一縮尺の横
断面図である。

【図５】図３及び４に類似しているが、幾分大きい縮尺
で、図３に示されているジェロータと図４に示されてい
るシール部材との関係を示す幾分概略的な重合図であ
る。

【図６】本発明の溝の１つの形状を示す、図５の６−６
線に沿った相当に拡大した断面図である。

【図７】本発明の変更実施例を示す、図５と同様な幾分
概略的な破断重合図である。

【図８】図７の８−８線に沿った拡大破断横断面図であ
る。

【図９】本発明の別の変更実施例を示す、図７と同様な
幾分概略的な破断重合図である。

【図１０】図９の10−10線に沿った拡大破断横断面図で
ある。

【符号の説明】

11 主ハウジング部材 19 流体入口ポート 21 流体出口ポート 31 内側ロータ 37 ローラ部材 39 外側ロータ 45、47 ブッシュブロック 55、63 ロータの第１軸方向端部表面 59 ローラの第１軸方向端部表面 67 第１摩耗表面 83 第１環状流体通路 87 第１流体溝 95 流体溝の終端部分

フロントページの続き (72)発明者 ウェイネ ベルナルド ヴェンカー アメリカ合衆国 ミネソタ 55305 ミネ トンカ シーダー レイク ロード 10401 (72)発明者 ジェリー リー ヨーホー アメリカ合衆国 ミネソタ 55344 アー デン プレーリー チェスナット ドライ ブ ナンバー309 13900

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体入口ポート(19)及び流体出口ポート
   (21)を形成したハウジング手段(11、45、47)と、前記ハウ
   ジング手段に作動連動した歯車組とを有しており、歯車
   組には外側ロータ(39)及びこの外側ロータ内に偏心配置
   された内側ロータ(31)が設けられ、歯として機能する複
   数のローラ部材(37)が前記ロータの一方に設けられてお
   り、それによって、前記内側ロータ(31)及び外側ロータ
   (39)が回転すると、前記流体入口ポート(19)に流体連通
   した膨張体積室(71)と、前記流体出口ポート(21)に流体
   連通した収縮体積室(73)とが形成されるようになってお
   り、前記ハウジング手段には、前記内側ロータ(31)及び
   外側ロータ(39)のそれぞれの第１軸方向端部表面(55、6
   3) に軸方向に隣接配置されてそれらと密封係合してい
   る第１摩耗表面(67)が設けられている形式の回転流体排
   出装置であって、 （ａ）前記第１摩耗表面(67)は、前記内側ロータ(31)及
   び外側ロータ(39)の一方と協働して、前記流体入口ポー
   ト(19)及び前記流体出口ポート(21)の一方に流体連通し
   たほぼ環状の第１流体通路(83)を形成しており、 （ｂ）前記第１摩耗表面(67)にはさらに複数の第１流体
   溝(87)が設けられ、この流体溝の各々は、前記第１環状
   流体通路(83)に流体連通して、それから半径方向に延在
   し、前記流体溝の各々の少なくとも終端部分が、前記ロ
   ータの回転時に前記ローラ部材(37)の各々の第１軸方向
   端部表面(59)に近接するように配置されており、 （ｃ）前記流体溝(87)の終端部分(95)の各々は、前記ロ
   ータの回転方向に順次浅くなっていることを特徴とする
   装置。
2. 【請求項２】 複数の第１流体溝(87)の数は、ロータ(3
   1、39) が回転する時に、各ローラ部材(37)がその第１軸
   方向端部表面(59)に近接配置された前記流体溝(87)の終
   端部分(95)の１つの少なくとも一部分に常に接続するよ
   うに、選択されていることを特徴とする請求項１の回転
   流体排出装置。
3. 【請求項３】 内側ロータ(31)は、複数のローラ部材(3
   7)を備えており、前記ほぼ環状の第１流体通路(83)は、
   前記ローラ部材の回転軸線によって定められる想像円よ
   り半径方向内側に配置されていることを特徴とする請求
   項１の回転流体排出装置。
4. 【請求項４】 ハウジング手段(11、45、47)は、内側ロー
   タ(31)及び外側ロータ(39)のそれぞれの第２軸方向端部
   表面(57、65) に軸方向に隣接配置されてそれらと密封係
   合している第２摩耗表面(69)が設けられており、この第
   ２摩耗表面(69)は、前記内側ロータ(31)及び外側ロータ
   (39)の一方と協働して、流体入口ポート(19)及び流体出
   口ポート(21)の一方に流体連通したほぼ環状の第２流体
   通路を形成していることを特徴とする請求項１の回転流
   体排出装置。
5. 【請求項５】 第２摩耗表面(69)は、さらに複数の第２
   流体溝を備えており、この流体溝の各々は、第２環状流
   体通路に流体連通して、それから半径方向に延在してお
   り、前記流体溝の各々の少なくとも終端部分が、前記ロ
   ータの回転時に前記ローラ部材(37)の各々の第２軸方向
   端部表面(61)に近接するように配置されており、前記流
   体溝の終端部分の各々は、前記ロータの回転方向に順次
   浅くなっていることを特徴とする請求項４の回転流体排
   出装置。
6. 【請求項６】 第１環状通路(83)、複数の第１流体溝(8
   7)及びその終端部分(95)は、膨張体積室(71)及び収縮体
   積室(73)との直接的な流体連通が阻止されていることを
   特徴とする請求項１の回転流体排出装置。
7. 【請求項７】 ハウジング手段は、主ハウジング部材(1
   1)と、この主ハウジング部材に対して軸方向に移動可能
   なシール部材(45)とを含んでおり、このシール部材(45)
   は、第１摩耗表面(67)を備え、前記シール部材の一部分
   (51)が、流体入口ポート(19)及び流体出口ポート(21)の
   うちの相対的に高圧の方に開放流体連通しており、それ
   によって、前記シール部材(45)が内側ロータ(31)及び外
   側ロータ(39)のそれぞれの第１軸方向端部表面(55、63)
   に係合する向きへ軸方向に付勢されていることを特徴と
   する請求項１の回転流体排出装置。
8. 【請求項８】 第１摩耗表面(67)は、外側ロータ(39)と
   協働して、流体入口ポート(19)及び流体出口ポート(21)
   の一方に流体連通したほぼ環状の別の第１流体通路(89)
   を形成しており、さらに、前記第１摩耗表面(67)は、複
   数の別の第１流体溝(90、91) を備え、この第１流体溝の
   各々は、前記第１環状流体通路(89)に流体連通して、そ
   れから半径方向に延在し、前記第１流体溝の各々の少な
   くとも終端部分が、前記ロータの回転方向に順次浅くな
   っていることを特徴とする請求項３の回転流体排出装
   置。
9. 【請求項９】 流体入口ポート(19)及び流体出口ポート
   (21)を形成したハウジング手段(11、45、47)と、前記ハウ
   ジング手段に作動連動した歯車組とを有しており、歯車
   組には外側ロータ(39)及びこの外側ロータ内に配置され
   た内側ロータ(31)が設けられ、前記ロータの一方に複数
   の歯(37)が設けられており、それによって、前記内側ロ
   ータ(31)及び外側ロータ(39) が回転すると、前記流体入
   口ポート(19)に流体連通した膨張体積室(71)と、前記流
   体出口ポート(21)に流体連通した収縮体積室(73)とが形
   成されるようになっており、前記ハウジング手段には、
   前記内側ロータ(31)及び外側ロータ(39)のそれぞれの第
   １軸方向端部表面(55、63) に軸方向に隣接配置されてそ
   れらと密封係合している第１摩耗表面(67)が設けられて
   いる形式の回転流体排出装置であって、 （ａ）前記第１摩耗表面(67)は、前記内側ロータ(31)及
   び外側ロータ(39)の一方と協働して、前記流体入口ポー
   ト(19)及び前記流体出口ポート(21)の一方に流体連通し
   た第１流体通路(83)を形成しており、 （ｂ）前記第１摩耗表面(67)にはさらに複数の第１流体
   溝(87)が設けられ、前記流体溝の各々は、前記第１環状
   流体通路(83)に流体連通して、それから半径方向に延在
   しており、前記流体溝の各々の少なくとも終端部分が、
   前記ロータの回転時に前記歯(37)の各々の第１軸方向端
   部表面(59)に近接するように配置されており、 （ｃ）前記流体溝(87)の終端部分(95)の各々は、前記ロ
   ータの回転方向に順次浅くなっていることを特徴とする
   装置。
10. 【請求項１０】 流体入口ポート(19)及び流体出口ポー
    ト(21)を形成したハウジング手段(11、45、47)と、前記ハ
    ウジング手段に作動連動した歯車組とを有しており、歯
    車組には第１ロータ(31)及び第２ロータ(39)が設けら
    れ、前記第１及び第２ロータの各々に歯が設けられてお
    り、それによって、前記ロータが回転すると、前記流体
    入口ポート(19)に流体連通した膨張体積室(71)と、前記
    流体出口ポート(21)に流体連通した収縮体積室(73)とが
    形成されるようになっており、前記ハウジング手段に
    は、前記第１ロータ(31)及び第２ロータ(39)の第１軸方
    向端部表面(55、59、63)に軸方向に隣接配置されてそれら
    と密封係合している第１摩耗表面(67)が設けられている
    形式の回転流体排出装置であって、 （ａ）前記第１摩耗表面(67)は、前記第１ロータ(31)及
    び第２ロータ(39)の一方と協働して、前記流体入口ポー
    ト(19)及び前記流体出口ポート(21)の一方に流体連通し
    たほぼ環状の第１流体通路(83、89) を形成しており、 （ｂ）前記第１摩耗表面(67)にはさらに複数の第１流体
    溝(87、90、91)が設けられ、この流体溝の各々は前記第１
    環状流体通路(83、89) に流体連通しており、前記流体溝
    の各々の少なくとも終端部分(95)が、前記ロータの回転
    時に前記第１ロータ(31)及び第２ロータ(39)の一方の第
    １軸方向端部表面に近接するように配置されており、 （ｃ）前記流体溝(87、90、91)の前記終端部分(95)の各々
    は、前記ロータの前記一方の回転方向に順次浅くなって
    いることを特徴とする装置。
11. 【請求項１１】 第１流体溝(87、90、91)の各々は、第１
    環状流体通路(83、89) から半径方向に延在していること
    を特徴とする請求項１０の回転流体排出装置。
12. 【請求項１２】 ハウジング手段(11、45、47)は、第１ロ
    ータ(31)及び第２ロータ(39)の第２軸方向端部表面(57、
    61、65)に軸方向に隣接配置されてそれらと密封係合して
    いる第２摩耗表面(69)を備えており、この第２摩耗表面
    (69)は、前記第１ロータ(31)及び第２ロータ(39)の一方
    と協働して、流体入口ポート(19)及び流体出口ポート(2
    1)の一方に流体連通したほぼ環状の第２流体通路を形成
    していることを特徴とする請求項１０の回転流体排出装
    置。
13. 【請求項１３】 第２摩耗表面(69)は、さらに複数の第
    ２流体溝を備えており、この流体溝の各々は、第２環状
    流体通路に流体連通して、それから半径方向に延在して
    おり、前記第２流体溝の各々の少なくとも終端部分が、
    ロータの回転時に第１ロータ(31)及び第２ロータ(39)の
    第２軸方向端部表面(57、61、65)に近接するように配置さ
    れており、前記第２流体溝の終端部分の各々は、前記ロ
    ータの一方の回転方向に順次浅くなっていることを特徴
    とする請求項１２の回転流体排出装置。