JP5536885B2 - 歯車ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の歯車ポンプに関する。

歯車ポンプは、特に、内歯歯車ポンプと、環状歯車ポンプとを含み、これら内歯歯車ポンプ及び環状歯車ポンプの場合、駆動中の歯車は、環状歯車の内歯内を偏心的に回る。高圧力の提供に特に適した内歯歯車ポンプは、例えば内燃機関の燃料を圧送するためのように、流体を圧送するために使用される。

従来技術では、内歯歯車ポンプ又は環状歯車ポンプを、電子整流式電動機に組み込むことが公知であり、その際、電動機の回転子は同時に内歯歯車ポンプ又は環状歯車ポンプの環状歯車として構成される。

独国特許出願公開第１０２００６００７５５４号明細書には、電動機に組み込まれた圧送ポンプが記載されている。この圧送ポンプは、第１の歯車と第２の歯車とを備える。この２つの歯車の間に圧送室が形成される。第２の歯車の中心は軸上に置かれる。第１の歯車は外歯歯車であり回転子を形成し、第２の歯車は内歯歯車であり、第１の歯車の偏心輪の中心において一緒に動かされる。第１の歯車は、円周面上に分散して配置された貼り付けられた永久磁石を備える。外部の磁界発生器が、回転しながら変化する渦巻く磁界を発生させ、この磁場により、回転子の直接的な発動的な回転が引き起こされる。

しかしながら、この種の構成においては、電動機の駆動トルクを受け取らなければならない環状歯車の保持が問題となる。同時に、内歯歯車ポンプの動水力が固定子へ、及び更にポンプハウジングへと伝達される必要がある。

欧州特許出願公開第１６００６３５号明細書には、自身の外側の周辺に歯が形成された内回転子を備えたポンプ部分を有する内歯歯車ポンプが記載されている。外回転子は、自身の内側の周辺に形成された歯を有する。この２つの回転子はハウジング内に収容される。環状歯車として形成された外回転子の収納は、ここでは、特別に形成された追加的構成要素を用いて行われる。

内歯歯車ポンプ又は環状歯車ポンプ内で環状歯車を保持するための従来技術で公知の解決策は、機械的に複雑な構造を成し、従って、構造的上コストが掛かって複雑であり、製造において高価である。

従って、内歯歯車ポンプ又は環状歯車ポンプのための環状歯車を保持するための簡単で安価な解決策を提供する必要がある。

本発明によれば、ジャーナル上に回転自在に配置された外歯歯車と、環状内歯歯車と、により流体を圧送する歯車ポンプであって、外歯歯車と環状内歯歯車とは、圧送効果を生み出すために噛み合い、かつ、電子的に反転可能な固定子（ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈ ｋｏｍｍｕｔｉｅｒｂａｒｅｒ Ｓｔａｔｏｒ）と共にハウジング内に配置されており、固定子は、環状歯車の周りに同心円状に伸張し、かつ、起電力を形成するために磁石輪と相互作用し、磁石輪は、圧送効果を生み出すために環状歯車と共に回転運動を行い、環状歯車は、滑り軸受により保持される、上記歯車ポンプが設けられる。滑り軸受による環状歯車の保持により、構造的に簡単で、従って安価な保持のための解決策が構想される。

好適に、磁石輪は、固定子と環状歯車との間に配置される。その際、磁石輪は、滑り軸受の役目を有さない。滑り軸受の役目は、好適に、内歯歯車ポンプの他の構成要素、及び、環状歯車自身により引き継がれる。

更に好適な実施形態において、磁石輪と環状歯車とは、相対回転不能に（ｄｒｅｈｆｅｓｔ）互いに結合される。従って、駆動トルクは、回転する電磁場から磁石輪へと、及び更に内歯歯車ポンプ又は環状歯車ポンプの環状歯車へと伝達される。磁石輪自身は、保持機能を引き継がない。この保持機能は、好適なやり方で、他の構成要素、特に環状歯車自身により引き継がれる。

環状歯車が非磁性材料で製造される場合には更に有利である。従って、個々の構成要素間の電磁的な分離（ｍａｇｎｅｔｉｓｃｈｅ Ａｂｋｏｐｐｌｕｎｇ）が達成される。

更に好適な実施形態によれば、環状に形成された部分による環状歯車の保持が提供され、この環状に形成された部分は、環状歯車に対向する表面が少なくとも、滑り軸受として形成される。

好適に、固定子と磁石輪との間には、値０．１から０．５ｍｍの第２のラジアル空隙が形成される。

更なる別の好適な実施形態によれば、環状に形成された部分は、ハウジングと一体に形成され、ハウジングから半径方向に内側に向かって突き出でいる。

更に好適な実施形態によれば、環状に形成された部分はハウジング内に圧入され又は貼り付けられる。

円盤状の素子による環状歯車の保持が提供され、円盤状の素子が、当該円盤状の素子から突き出たジャーナルを有し、当該ジャーナルが、ハウジング内に対応して設けられた凹所（Ａｕｓｓｐａｒｕｎｇ）内に収容される場合には特に有利である。好適に、ジャーナルの表面は、滑り軸受として形成される。代替的に、凹部（Ａｕｓｎｅｈｍｕｎｇ）の内壁は、滑り軸受として形成されうる。本実施形態では、燃料接続部がハウジング内に製造される。

以下では、本発明の実施例が、添付の図面を参照してより詳細に記載される。
従来技術に従った内歯歯車ポンプの断面図を示す。 一実施形態にかかる内歯歯車ポンプの断面図を示す。 更なる別の実施形態にかかる内歯歯車ポンプの断面図を示す。 更に別の実施形態にかかる内歯歯車ポンプの断面図を示す。 図４の内歯歯車ポンプの上面図を示す。

図１は、従来技術による内歯歯車ポンプ１の断面図を示している。内歯歯車ポンプ１は、環状内歯歯車２と外歯歯車３とから構成される歯車ペアを備える。歯車３は、環状歯車２に対して偏心的に回転自在にジャーナル４上に配置される。環状歯車２が回転運動させられる場合に、外歯歯車３の外歯は、環状歯車２の内歯と噛み合い、当該噛み合いがその中を回る流体の圧送流量を生成する。環状歯車２と歯車３とから成る歯車ペアはハウジング５内に配置され、ジャーナル４は単体で又はハウジング５と一体に形成される。環状歯車２はさらに相対回転不能に磁石輪６と結合され、その際、磁石輪６は環状歯車２の周りを半径方向に周回して伸張する。磁石輪６は、電気巻線８を有する固定子７の内側を滑走する。電気巻線８が制御により電気的に反転されると（ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈ ｋｏｍｍｕｔｉｅｒｅｎ）、固定子７内には回転する磁場が生じる。この渦巻く磁場により磁石輪６が回転させられ、その際、磁石輪６と環状歯車２との相対回転不能な結合により、環状歯車２と歯車３とから構成される噛み合いも作動させられる。磁石輪６は、固定子７に当接して滑走自在に配置される。ここでは、磁石輪６には、適切な滑走面材料から成る対応する塗膜が施される。本実現は、高い圧送圧力を適用するためには、及び、例えば、ガソリン又はディーゼル油のような劣悪な潤滑流体の場合には適していない。

内歯歯車ポンプ１のハウジング５の開いている側は、取り付けカバー９により閉鎖され、その際に、取り付けカバー９とハウジング５との間の液密な（ｆｌｕｉｄｄｉｃｈｔ）密封のために密封素子１０が設けられる。この密封素子１０はＯリングとして実現され、取り付けカバー９内の対応する環状溝（図示せず）内に配置される。

図２は、一実施形態にかかる内歯歯車ポンプ１の断面図を示す。ここで示す同実施形態にかかる内歯歯車ポンプ１は、磁石輪６が保持機能を引き継ぐのではなく、外輪又は環状歯車２が滑り軸受により保持されるという点で、図１で示された内歯歯車ポンプ１と基本的に異なっている。磁石輪６と環状歯車２とは確動的に接合され（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ ｖｅｒｂｉｎｄｅｎ）、又は、接合が、本実施形態では、例えば、２つの部分を互いに貼り付けることにより達成される。従って、駆動トルクは、回転する電磁場から、内歯歯車ポンプ１の磁石輪６及び更に環状歯車２へと伝達される。構成要素間の電磁的な分離を実現するために、歯車３は非磁性材料で製造される。環状歯車２に当接する滑り軸受を実現するために、環状に形成された部分１１が設けられ、当該部分１１はここでは単体で又はハウジング５と一体に形成され、ハウジング５の内壁１４から半径方向に突き出ている。環状に形成された部分１１は、環状歯車２に対向する第１の表面１５が、すべり軸受２５として形成される。環状に形成された部分１１の、磁石輪６に対向する第２の表面１６と、磁石輪６と、の間には、第１のラジアル空隙（Ｒａｄｉａｌｓｐａｌｔ）１２が存在する。更なる別の第２のラジアル空隙１３は、良好なトルク伝達と、油圧による小さな摩擦と、を達成するという目的で、磁石輪６と固定子７との間に小さな値に定められる。第２のラジアル空隙１３の幅は、０．１から０．５ｍｍの範囲内にある。

図３は、更なる別の実施形態にかかる内歯歯車ポンプ１の断面図を示し、この内歯歯車ポンプ１は、本実施形態においては、環状に形成された部分１１がハウジング５と一体に製造されず、別の構成要素として製造されるという点で、図２に示された内歯歯車ポンプ１と異なっている。保持機能を有する環状に形成された部分１１は、ハウジング１５内に、又は、ハウジング５の内壁１４に設けられた凹所１７内に、圧入され又は貼り付けられる。

図４は、更に別の実施形態にかかる内歯歯車ポンプ１の断面図を示し、環状歯車２のための保持機能は円盤状の素子１８が引き継き、この円盤状の素子１８は、当該円盤状の素子１８から半径方向に突き出たジャーナル１９を有する。円盤状の素子１８のジャーナル１９は、ハウジング５のジャーナル４内に形成された凹部２０内に配置され又は収容され、その際に、円盤状の素子１８は外側から環状歯車２に密着する。滑り軸受２５は、この場合、円盤状の素子１８と、ハウジング５のジャーナル４と、の間に設けられる。その際に、ジャーナル１９の表面、又は、ハウジング５のジャーナル４内に形成された凹部２０の内壁２１が、滑り軸受として形成されうる。本実施形態では、燃料接続部２２、２３がハウジング５内に設けられる。

図５は、図４の内歯歯車ポンプ１の上面図を示す。ここでは、ハウジング５内に製造される２つの燃料接続部２２、２３の位置が再度、各２重の点線の環状線により示される。

本発明にかかる歯車ポンプの場合、構造上簡単で安価な滑り軸受が実現される。

Claims (9)

1. ジャーナル（４）上に回転自在に配置された外歯歯車（３）と、環状内歯歯車（２）と、により流体を圧送する歯車ポンプ（１）であって、前記外歯歯車（３）と前記環状内歯歯車（２）とは、圧送効果を生み出すために噛み合い、かつ、電気的に反転可能な固定子（７）と共にハウジング（５）内に配置されており、前記固定子（７）は、前記環状内歯歯車（２）の周りに同心円状に伸張し、かつ、起電力を形成するために磁石輪（６）と相互作用し、前記磁石輪（６）は、前記圧送効果を生み出すために前記環状内歯歯車（２）と共に回転運動を行う、前記歯車ポンプ（１）において、
   前記環状内歯歯車（２）は、滑り軸受（２５）により保持されており、
   前記磁石輪（６）は、前記固定子（７）と前記環状内歯歯車（２）との間に配置され、
   環状に形成された部分（１１）による前記環状内歯歯車（２）の前記保持が提供され、前記環状に形成された部分（１１）は、前記環状内歯歯車（２）に対向する第１の表面（１５）が少なくとも、滑り軸受（２５）として形成されており、
   前記環状に形成された部分（１１）の、前記磁石輪（６）に対向する第２の表面（１６）と、前記磁石輪（６）との間に、第１のラジアル空隙（１２）を有することを特徴とする、歯車ポンプ（１）。
2. 前記磁石輪（６）と前記環状内歯歯車（２）とは、相対回転不能に結合されることを特徴とする、請求項１に記載の歯車ポンプ（１）。
3. 前記環状内歯歯車（２）は非磁性材料で製造されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の歯車ポンプ（１）。
4. 前記固定子（７）と前記磁石輪（６）との間には、値０．１から０．５ｍｍの第２のラジアル空隙（１３）が形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯車ポンプ（１）。
5. 環状に形成された前記部分（１１）は、前記ハウジング（５）と一体に形成され、前記ハウジング（５）から回転軸方向に突き出ていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯車ポンプ（１）。
6. 前記環状に形成された部分（１１）は、前記ハウジング（５）内に圧入され又は貼り付けられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の歯車ポンプ（１）。
7. 円盤状の素子（１８）による前記環状内歯歯車（２）の前記保持が提供され、前記円盤状の素子（１８）は、当該円盤状の素子（１８）から突き出たジャーナル（１９）を有し、前記ジャーナル（１９）は、前記ハウジング（５）内に対応して設けられた凹部（２０）内に収容されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の歯車ポンプ（１）。
8. 前記ジャーナル（１９）の表面は、滑り軸受（２５）として形成されることを特徴とする、請求項７に記載の歯車ポンプ（１）。
9. 前記凹部（２０）の内壁（２１）は、滑り軸受（２５）として形成されることを特徴とする、請求項７に記載の歯車ポンプ（１）。

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