CN101223362B - 内接型齿轮泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种内接型齿轮泵，连结内转子的旋转中心(O1)和外齿的齿顶部的第一直线(L1)与连结所述旋转中心和外齿的啮合部的第二直线(L2)所成的第一角度(θ1)是连结所述旋转中心和外齿的齿根的第三直线(L3)与所述第二直线所成的第二角度(θ2)的1.4倍以上1.8倍以下。

Description

内接型齿轮泵
技术领域
本发明涉及利用在内转子和外转子之间形成的腔室的容积变化吸入、排出流体的内接型齿轮泵。
本申请基于2005年8月31日提出申请的特愿2005-252374号主张优先权，并将其内容引用于此。
背景技术
这种内接型齿轮泵由于小型且结构简单，广泛利用于汽车的润滑油用泵或自动变速器用油泵等。例如，专利文献1中示出的内接型齿轮泵具备：内转子，其形成有n(n为自然数)个外齿；外转子，其形成有与所述外齿啮合的n+1个内齿；壳体，其形成有吸入流体的吸入口及排出流体的排出口，通过使内转子旋转，使外齿与内齿啮合而使外转子旋转，通过在两个转子间形成的多个腔室的容积变化，吸入、排出流体。
腔室是通过在其旋转方向前侧和后侧使内转子的外齿和外转子的内齿分别接触而个别地隔开，且两个侧面通过壳体隔开而成的，由此构成独立的流体输送室。各腔室在外齿和内齿的啮合过程的途中，容积变为最小后沿吸入口移动时扩大容积并吸入流体，容积变为最大后沿排出口移动时减小容积并排出流体。
专利文献1：特开2003-328959号公报
如所述专利文献1所述，所述以往的内接型齿轮泵中，吸入口的两转子的旋转方向上的后端和排出口的所述旋转方向上的前端的距离，即，口的隔开宽度比沿所述旋转方向的所述外齿的啮合部的宽度大。换而言之，腔室的容积变为最小的位置上的壳体的吸入口和排出口的间隔比容积为最小的腔室的宽度大。因此，发生流体的闭困(閉じ込み)，所谓的闭困是指多个腔室中、位于两转子啮合而从外齿向内齿传递旋转驱动力的啮合位置的最小容积的腔室被密闭，从而成为内接型齿轮泵的输送效率(排出量和吸入量之比)降低等的要因。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而做成的，其目的在于提供防止流体发生闭困，提高输送效率的内接型齿轮泵。
为了解决所述问题，实现上述目的，本发明的内接型齿轮泵，其利用在内转子和外转子啮合而旋转时两个转子的齿面间形成的腔室的容积变化吸入、排出流体，从而输送流体，其特征在于，具备：内转子，其形成有n(n为自然数)个外齿；外转子，其形成有与所述外齿啮合的n+1个内齿；壳体，其形成有吸入流体的吸入口及排出流体的排出口，连结所述内转子的旋转中心和一个外齿的齿顶的中央的第一直线与连结所述旋转中心和所述一个外齿的啮合部的第二直线所成的第一角度是连结所述旋转中心和所述一个外齿的齿根的第三直线与所述第二直线所成的第二角度的1.4倍以上1.8倍以下。
根据本发明可知，由于所述第一角度为所述第二角度的1.4倍以上1.8倍以下，因此，扩大外齿的包括啮合部的齿顶部的沿两转子的旋转方向的宽度，能够使该宽度接近吸入口的所述旋转方向上的前端和排出口的所述旋转方向上的后端的距离即口的隔开宽度。从而，能够防止流体的闭困的发生，所谓闭困是指多个腔室中的位于两转子啮合而从外齿向内齿传递旋转驱动力的啮合位置的最小容积的腔室被密闭，能够提高内接型齿轮泵的输送效率。
若所述第一角度小于所述第二角度的1.4倍，则不能发挥所述作用，不能提高内接型齿轮泵的输送效率。若所述第一角度大于所述第二角度的1.8倍，则容易磨损外转子的内齿的齿面，降低内接型齿轮泵的耐久性。
所述吸入口的两转子的旋转方向上的后端和所述排出口的所述旋转方向上的前端的距离可以与所述外齿的啮合部的沿所述旋转方向的宽度相等。
在这种情况下，外齿的啮合部的沿所述旋转方向的宽度与口的隔开宽度相等，因此，在所述最小容积的腔室中，不仅能够避免发生所述的流体的闭困，而且能够避免流体经由所述最小容积的腔室从排出口向吸入口逆流，从而能够进一步提高内接型齿轮泵的输送效率。
尤其，通过使所述第一角度为所述第二角度的1.4倍以上1.8倍以下，使外齿的包括啮合部的齿顶部的沿两转子的旋转方向的宽度与口的隔开宽度相等。从而，即使口的隔开宽度不变窄，与当前相等，也能够可靠地避免所述逆流的发生。
发明效果
根据本发明的内接型齿轮泵，能够提高输送效率。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式中的内接型齿轮泵的要部俯视图。
图2是表示图1所示的内接型齿轮泵的啮合部分的放大图。
图3是表示验证本发明的内接型齿轮泵的作用效果的第一试验的结果的图。
图4是表示验证本发明的内接型齿轮泵的作用效果的第二试验的结果的图。
图中，10-内接型齿轮泵；20-内转子；21-外齿；21d-齿顶；21e-齿根；30-外转子；31-内齿；50-壳体；C-腔室；L1-第一直线；L2-第二直线；L3-第三直线；O1-内转子的旋转中心；θ1-第一角度；θ2-第二角度。
具体实施方式
图1所示的内接型齿轮泵10的结构具备：内转子20，其形成有n个(n为自然数，在本实施方式中n＝11)外齿21；外转子30，其形成有与各外齿21啮合的(n+1)个(本实施方式中为12个)内齿31；驱动轴60，其插入在内转子20上形成的安装孔22中，这些收纳在壳体50的内部。外转子30的旋转中心O2相对于内转子20的旋转中心O1以偏心量e偏心。驱动轴60的旋转中心及内转子20的旋转中心O1一致。
通过使旋转轴60围绕旋转中心O1旋转，将其旋转驱动力传递给安装孔22，使内转子20也围绕旋转中心O1旋转。内转子20的旋转驱动力通过外齿21与内齿31啮合传递给外转子30，使外转子30围绕旋转中心O2旋转。
在内转子20和外转子30旋转时，壳体50的内表面50a、内转子20的端面20a、外转子30的端面30a及外转子30的外周面30b滑动接触。
在内转子20的齿面和外转子30的齿面之间，沿内转子20、外转子30的旋转方向F形成有多个腔室C。各腔室C是在所述旋转方向F的前侧和后侧通过内转子20的外齿21和外转子30的内齿31的接触个别地隔开，且两侧面通过壳体50的内表面50a隔开而成的，由此形成独立的流体输送室。腔室C随着内转子20、外转子30的旋转而旋转移动，以一次旋转为一个周期重复容积的增大、减小。内转子20的旋转驱动力通过在形成容积最小的腔室Cmin的位置利用外齿21与内齿31的啮合，传递给外转子30。
壳体50设置有：与容积增大时的腔室C连通的俯视的情况下为圆弧状的吸入口51、和与减小时的腔室C连通的圆弧状的排出口52，从吸入口51吸入到腔室C的流体随着内转子20、外转子30的旋转而被输送，从排出口52被排出。
图示的内转子20通过将利用外切于第一基圆di而不打滑滚动的第一外滚圆制作的外摆线曲线作为外齿21的齿顶部21b的形状，将利用内切于第一基圆di而不打滑滚动的第一内滚圆制作的内滚摆线曲线作为外齿21的齿槽部21c的形状而形成。
外转子30通过将利用外切于第二基圆do而不打滑滚动的第二外滚圆制作的外摆线曲线作为内齿31的齿槽部31b的形状，将利用内切于第二基圆do而不打滑滚动的第二内滚圆制作的内滚摆线曲线作为内齿31的齿顶部31c的形状而形成。
在本实施方式中，连结内转子20的旋转中心O1和沿所述旋转方向F的外齿21的宽度方向中央部即齿顶21d的中央的第一直线L1与连结所述旋转中心O1和外齿21的啮合部21a的第二直线L2所成的第一角度θ1是连结所述旋转中心O1和外齿21的齿根21e的第三直线L3与所述第二直线L2所成的第二角度θ2的1.4倍以上1.8倍以下。如图2所示，外齿21的啮合部21a是外齿21的齿面和第一基圆di的交点。
吸入口51的所述旋转方向F上的后端51a和排出口52的所述旋转方向F上的前端52a的周方向距离与沿所述旋转方向F的外齿21的啮合部21a的宽度相等。在本实施方式中，吸入口51的后端51a和第一基圆di的交点与排出口52的前端52a和第一基圆di的交点之间的距离与沿所述旋转方向F的外齿21的啮合部21a的宽度相等。
如上所述，根据本实施方式中的内接型齿轮泵10可知，第一角度θ1是第二角度θ2的1.4倍以上1.8倍以下，因此，能够使外齿21的包括啮合部21a的齿顶部21b的沿内转子20、外转子30的旋转方向F的宽度接近吸入口51的后端51a和排出口52的前端52a的距离即口的隔开宽度。从而，能够防止流体的闭困的发生，所谓的闭困是指多个腔室C中、位于内转子20和外转子30啮合而从外齿21向内齿31传递旋转驱动力的啮合位置的最小容积的腔室Cmin被密闭，能够提高内接型齿轮泵10的输送效率。
外齿21的啮合部21a的沿所述旋转方向F的宽度与口的隔开宽度相等，因此，不仅能够避免在所述最小容积的腔室Cmin中发生如上所述的流体的闭困，而且能够避免流体经由该腔室Cmin从排出口52向吸入口51逆流。从而，能够进一步提高内接型齿轮泵10的输送效率。
尤其，通过将第一角度θ1设为第二角度θ2的1.4倍以上1.8倍以下，扩大外齿21的包括啮合部21a的齿顶部21b的沿所述旋转方向F的宽度，使该宽度与口的隔开宽度相等。从而，不存在口的隔开宽度变窄的情况，能够维持与当前相等，能够可靠地避免所述逆流的发生。
本发明的技术范围不限于所述实施方式，可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。
例如，在所述实施方式中，示出了基于摆线曲线形成外齿21及内齿31的形状的结构，但也可以取而代之，例如，基于次摆线曲线形成齿面形状。
若通过使第一角度θ1为第二角度θ2的1.4倍以上1.8倍以下，增大外齿21的包括啮合部21a的齿顶部21b的沿旋转方向F的宽度，则外齿21的啮合部21a的沿旋转方向F的宽度也可以不与口的隔开宽度相等。
(验证实验)
对于本申请的所述作用效果，实施了验证试验。作为提供给该试验的内接型齿轮泵，采用了第一角度θ1和第二角度θ2的比率各不相同的多个结构。在各自的内接型齿轮泵中，测定在将排出压力设为300kPa的情况下使内转子以750rpm旋转时的实际喷出量，并用理论喷出量除该实际喷出量，将得出的值乘以100算出容积效率。
其结果，如图3所示，若第一角度θ1为第二角度θ2的1.4倍以上，则容积效率为85％以上，确认提高输送效率。
其次，在所述多个内接型齿轮泵的各自中，测定在将排出压力设为600kPa的情况下使内转子以6000rpm旋转500小时时的外转子的内齿的齿面的最大磨损量。
其结果，如图4所示，若第一角度θ1为第二角度θ2的1.8倍以下，则抑制所述最大磨损量为50μm以下，确认该内接型齿轮泵的耐久性维持与当前相等的水平。
如上所述，确认到通过使第一角度θ1为第二角度θ2的1.4倍以上1.8倍以下，能够抑制外转子的内齿的齿面的磨损，提高内接型齿轮泵的输送效率。
工业上的可利用性
提供能够防止发生流体的闭困，提高输送效率的内接型齿轮泵。

Claims (2)

1.一种内接型齿轮泵，其利用在内转子和外转子啮合而旋转时两个转子的齿面间形成的腔室的容积变化吸入、排出流体，从而输送流体，其特征在于，具备：
内转子，其形成有n个外齿，其中，n为自然数；
外转子，其形成有与所述外齿啮合的n+1个内齿；
壳体，其形成有吸入流体的吸入口及排出流体的排出口，
连结所述内转子的旋转中心和一个外齿的齿顶的中央的第一直线与连结所述旋转中心和所述一个外齿的啮合部的第二直线所成的第一角度是连结所述旋转中心和所述一个外齿的齿根的第三直线与所述第二直线所成的第二角度的1.4倍以上1.8倍以下。
2.根据权利要求1所述的内接型齿轮泵，其特征在于，
所述吸入口的两个转子的旋转方向上的后端和所述排出口的所述旋转方向上的前端的距离与所述外齿的啮合部的沿所述旋转方向的宽度相等。
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