CN105518301B - 带有空气排出口的次摆线泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带有空气排出口的次摆线泵，是利用设置在较外转子的内切圆更靠内周侧的位置的第1空气排出口、以及设置在较内转子的外切圆更靠外周侧的位置的第2空气排出口，来构成用于排出混入有空气的一部分油的空气排出口，使得可在与吸入口及喷出口均不连通的状态下，通过第1空气排出口的面积与第2空气排出口的面积的总和，来增大空气排出口的端口面积，并且还可避免前一行程的泵室与下一行程的泵室通过空气排出口而相连通的问题。

Description

带有空气排出口的次摆线泵

技术领域

本发明涉及一种带有空气排出口的次摆线泵(trochoid pump)，特别是一种优选的用于吸入供给至内燃机(发动机(engine))或变速器(传动装置)等的油、并加以压送(pressure-feed)的次摆线式油泵(oil pump)中的次摆线泵。

背景技术

通常，在内燃机中，设置有油泵，用于从设置在发动机底部的油底盘(oil pan)向其上方的各机构部供给油。例如，在用于摩托车(motorcycle)、舷外马达(outboardmotor)、机动雪橇(snowmobile)等的四冲程发动机(four cycle engine)中，大多设置有次摆线型的油泵(次摆线泵)(例如，参照专利文献1)。并且，次摆线泵有时还用于对变速器(传动装置)等供给油。

图8是表示使用次摆线泵的油的路径的图。如图8所示，次摆线泵102从吸入口吸入积存在设置于发动机底部的油底盘101内的油，进行加压而从喷出口加以排出。从次摆线泵102排出的油经过滤油器(oil filter)103供给至各种的各机构部104。然后，使油从各机构部104返回至油底盘101。

图9(a)-图9(e)是用于说明次摆线泵102的动作的图。再者，所述图9(a)-图9(e)是专利文献1的图3所示的图，利用一个泵室来表示，混入有空气的油的吸入及压缩的行程(stroke)、空气及一部分油的排出的行程、以及油的喷出的行程。并且，利用斜线表示已装满油的区域。

首先，通过内转子13及外转子12绕顺时针方向旋转，而如图9(a)所示从吸入口11b开始吸入油，然后通过绕顺时针方向旋转，而如图9(b)所示进一步吸入油。

其次，如图9(c)所示，从已最大程度地吸入油的状态，进入至空气排出行程。即，如图9(d)所示，泵室与排出口11d开始连通，使混入空气的油的一部分从排出口11d通过通路11d′而排出。

然后，当内转子13及外转子12绕顺时针方向旋转时，排出口11d被关闭，而转移至喷出行程。在喷出行程中，如图9(e)所示，使剩下的油从喷出口11c喷出，并向各种的各机构部104压送。

在这里，从喷出口11c喷出的油的最大容量如图9(c)所示，成为在前一个行程中经压缩的油S的区域。再者，例如在专利文献2中也揭示有设置与泵外侧连通的排出口，而排出混入至油中的空气的技术。

专利文献1：日本专利特开2011-231772号公报

专利文献2：日本专利特开平9-203308号公报

如所述专利文献1、2所述，在现有的次摆线泵中，是在吸入行程与喷出行程之间设置空气排出行程，因此，空气排出口设置在吸入口与喷出口之间。通常，在如次摆线泵之类的内啮合齿轮泵中呈如下倾向，即，借由因外转子及内转子的旋转所产生的离心力而使油分离至更外侧，并使混入的空气分离至更内侧，因此，将空气排出口设置在更内侧，可提高空气排出效果。

然而，如果只是在内侧设置大的空气排出口，则空气排出口会与吸入口连通，从而，借由吸入负压而从空气排出口吸入空气。或者，空气排出口与喷出口连通，借由喷出压力而使喷出压力退避至空气排出口。无论空气排出口与吸入口或喷出口中的哪一个连通，均如上所述，无法吸入或喷出所需的油量、油压，从而导致泵功能下降。由此，不能只是在内侧设置大的空气排出口。

因此，需要在吸入口与喷出口之间的有限空间(space)内设置空气排出口，从而，在确保端口面积方面存在限度。由此，端口面积变小，所以存在难以提高空气排出效果的问题。根据用途，有时也追求固定值以上的含有空气的油的排出率，但是有时也无法确保为了实现所述含有空气的油的排出率所需要的端口面积。并且，还存在如下问题：如果空气排出口的端口面积小，则排出阻力增大，转子旋转轴的旋转所需要的扭矩升高。

如果为了解决如上所述的问题，而如图10所示(在所述图中，转子绕逆时针方向旋转)，在与吸入口210及喷出口230均未连通的位置上勉强设计大的空气排出口220，那么会产生如下问题：前一行程的泵室240与下一行程的泵室250通过空气排出口220而相连通，从空气排出口220排出的含有空气的油的排出量变得不固定，使得油的喷出量及喷出压力产生不均，从而无法获得次摆线泵的稳定性能。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的问题而达成，目的在于可在与吸入口及喷出口均不连通，并且也不使前一行程的泵室与下一行程的泵室连通的情况下增大空气排出口的端口面积，从而可提高空气排出效果，并且降低转子旋转轴的扭矩。

为了解决所述问题，在本发明中，设为如下：一种带有空气排出口的次摆线泵，包括：吸入口，在吸入行程中吸入油；空气排出口，在吸入行程的接下来的空气排出行程中排出混入有空气的一部分油；以及喷出口，在空气排出行程的接下来的喷出行程中喷出油；并且，利用设置在较外转子的内切圆更靠内周侧的位置的第1空气排出口、以及设置在较内转子的外切圆更靠外周侧的位置的第2空气排出口来构成空气排出口。

根据如上所述而构成的本发明，在与吸入口及喷出口均不连通的状态下设置第1空气排出口及第2空气排出口，从而可通过第1空气排出口及第2空气排出口的总面积，来增大空气排出口的端口面积。并且，不是增大一个空气排出口的面积，而是通过分开设置在不同位置的两个空气排出口来确保大的端口面积，所以还可避免前一行程的泵室与下一行程的泵室通过空气排出口而连通的问题。由此，可在与吸入口及喷出口均不连通，并且也不使前一行程的泵室与下一行程的泵室连通的情况下，增大空气排出口的端口面积，从而可提高空气排出效果，并且降低转子旋转轴的扭矩。

附图说明

图1是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵的构成例的分解立体图。

图2是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵的构成例的平面图。

图3(a)-图3(c)是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵的动作例的图。

图4是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵所含的空气排出口的另一构成例的平面图。

图5是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵所含的空气排出口的另一构成例的平面图。

图6是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵的空气排出效果的图。

图7是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵中的转子旋转轴的扭矩的图。

图8是表示使用次摆线泵的油的路径的图。

图9(a)-图9(e)是用于说明现有的次摆线泵的动作的图。

图10是用于说明现有的次摆线泵的问题的图。

附图标记说明

1：壳体

2：外转子

3：内转子

21：吸入口

22：空气排出口

22_-1：第1空气排出口

22_-2：第2空气排出口

23：喷出口

31：外转子的内切圆

32：内转子的外切圆

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的一个实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵的构成例的分解立体图。并且，图2是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵的构成例的平面图。

如图1所示，本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵包括：壳体1，包括主体(body)1a及盖体(cover)1b；外转子2，转动自如地配置在壳体1内；内转子3，转动自如地配置在外转子2的内侧，以与外转子2相配合而进行油的吸入及压送；以及轴(shaft)4，成为外转子2及内转子3的旋转轴。

如图2所示，内转子3包括4个凸部3a～3d，与轴4直接连结而以轴线C1为中心沿箭头A的方向转动自如地受到支撑。外转子2包含内转子3的凸部3a～3d所咬合的5个凹部2a～2e，滑动自如地嵌合于主体1a的圆筒面并以轴线C2为中心沿箭头A的方向转动自如地受到支撑。即，本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵是四叶片五节点的次摆线泵。

在壳体1的盖体1b上，设置有：吸入口21，在吸入行程中吸入油；空气排出口22，在吸入行程的接下来的空气排出行程中排出混入有空气的一部分油；以及喷出口23，在空气排出行程的接下来的喷出行程中喷出油。

在这里，空气排出口22包括：第1空气排出口22_-1，设置在较外转子2的内切圆31更靠内周侧的位置；以及第2空气排出口22_-2，设置在较内转子3的外切圆32更靠外周侧的位置。第2空气排出口22_-2优选的是设置在较内转子3的外切圆32更靠外周侧、并且尽可能地接近所述外切圆32的位置(例如，与外切圆32相切的位置)。由此，可在使空气排出口22与吸入口21及喷出口23不连通，进而不使前一行程的泵室与下一行程的泵室连通的情况下，设置空气排出口22。

图3(a)-图3(c)是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵的动作例的图。图3(a)表示吸入行程已结束的状态，图3(b)表示空气排出行程的状态，图3(c)表示空气排出行程已结束的状态。再者，在图3(a)-图3(c)中，利用一个泵室表示各个状态，并利用斜线表示已装满油的区域。

首先，在吸入行程中，外转子2及内转子3沿箭头A的方向(绕逆时针方向)旋转，由此从吸入口21吸入油。图3(a)表示吸入行程已结束的状态(空气排出行程即将开始之前的状态)。

在所述图3(a)所示的状态下，泵室与吸入口21及空气排出口22均不连通，容量为最大。再者，为了尽可能地增大泵室的最大容量，优选的是以呈如下位置及形状的方式而形成空气排出口22，即，在吸入行程结束的时点，泵室的空气排出口22侧的面与空气排出口22接近。

其次，如图3(b)所示，当从已将油最大程度地吸入至泵室的状态起，使外转子2及内转子3绕逆时针方向进一步旋转时，进入至空气排出行程，泵室与空气排出口22连通。由此，使所混入的空气及一部分油从空气排出口22排出。

然后，当外转子2及内转子3绕逆时针方向旋转时，空气排出口22被关闭，而转移至喷出行程。在喷出行程中，将剩下的油从喷出口23喷出。图3(c)表示空气排出行程已结束的状态(喷出行程即将开始之前的状态)。在所述图3(c)所示的状态下，泵室与空气排出口22及喷出口23均不连通，容量小于图3(a)所示的最大容量。

在这里，当将图3(a)所示的空气排出行程开始前的泵室的容量设为CP1，将图3(c)所示的空气排出行程结束后的泵室的容量设为CP2时，利用(CP1-CP2)/CP1×100算出含有空气的油的排出率[％]。图3(a)-图3(c)表示含有空气的油的排出率为20％的情况。

通过改变空气排出口22(第1空气排出口22_-1及第2空气排出口22_-2)的大小、位置、形状，可调整含有空气的油的排出率。图4表示将含有空气的油的排出率设定为15％时的空气排出口22的构成例。图5表示将含有空气的油的排出率设定为25％时的空气排出口22的构成例。

图6是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵的空气排出效果的图。所谓空气排出效果，是空气排出行程之前的油的空气含有率、与在空气排出行程之后从喷出口23喷出的油的空气含有率的比率，通过下式而算出。

(1-带有空气排出口的次摆线泵的喷出油的空气含有率/无空气排出口的次摆线泵的喷出油的空气含有率)×100

图6是表示通过φ54转子而设定20％的含有空气的油的排出率时的空气排出效果的图。◇、□、△表示将端口面积不同的空气排出口(相当于φ2、相当于φ3、相当于φ3.9)只设有一个的现有技术的空气排出效果。另一方面，○表示如本实施方式所述设置有第1空气排出口22_-1(相当于φ3.9)及第2空气排出口22_-2(相当于φ5.5)时的空气排出效果。

如图6所示，在现有技术中通过不断增大空气排出口的端口面积，也可以某种程度增大空气排出效果。然而，要想在与吸入口及喷出口均不连通，并且也不使前一行程的泵室与下一行程的泵室连通的情况下增大一个空气排出口的端口面积，则存在限度。即，在增大空气排出效果方面存在限度。△表示其极限值附近。

与此相对，当如本实施方式所述设置有第1空气排出口22_-1及第2空气排出口22_-2时，如○所示，可在与吸入口21及喷出口23均不连通，并且也不使前一行程的泵室与下一行程的泵室连通的情况下，增大空气排出口22的端口面积(第1空气排出口22_-1及第2空气排出口22_-2的总面积)。由此，与现有相比可增大空气排出效果。

根据图6的正式试验结果，可认为：在较内转子3的外切圆32更靠外周侧的位置设置有空气排出口22的情况下，也会获得空气排出效果。因此，通过在吸入口21与空气排出口22没有同时开口的位置上、或通过在喷出口23与空气排出口22没有同时开口的位置上，空气排出口22被分割而设置在较外转子2的内切圆31更靠内周侧的位置、与设置在较内转子3的外切圆32更靠外周侧的位置，如此，可在不降低泵性能的情况下，提高空气排出效果。

图7是表示本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵中的转子旋转轴的扭矩的图。所述图7也是表示通过φ54转子而设定20％的含有空气的油的排出率时的扭矩的图。◇、□、△表示只设有一个空气排出口的现有技术的扭矩。另一方面，○表示如本实施方式所述设置有第1空气排出口22_-1及第2空气排出口22_-2时的扭矩。

如图7所示，在现有技术中通过不断增大空气排出口的端口面积，也可以某种程度缩小扭矩。然而，如上所述，要想在与吸入口及喷出口均不连通，并且也不使前一行程的泵室与下一行程的泵室连通的情况下，增大一个空气排出口的端口面积，则存在限度，所以在缩小扭矩方面存在限度。△表示其极限值附近。

与此相对，当如本实施方式所述设置有第1空气排出口22_-1及第2空气排出口22_-2时，如○所示，可在与吸入口21及喷出口23均不连通，并且也不使前一行程的泵室与下一行程的泵室连通的情况下，增大空气排出口22的端口面积(第1空气排出口22_-1及第2空气排出口22_-2的总面积)。由此，与现有相比可缩小扭矩。根据所述结果还得知，通过设置第1空气排出口22_-1及第2空气排出口22_-2，可有效地进行空气排出。

如以上详细说明，在本实施方式中，利用设置在较外转子2的内切圆31更靠内周侧的位置上的第1空气排出口22_-1、以及设置在较内转子3的外切圆32更靠外周侧的位置上的第2空气排出口22_-2来构成空气排出口22，所以，在与吸入口21及喷出口23均不连通的状态下设置有第1空气排出口22_-1及第2空气排出口22-₂，可通过第1空气排出口22_-1及第2空气排出口22_-2的总面积，来增大空气排出口22的端口面积。

并且，根据本实施方式，不是如现有那样增大一个空气排出口的面积，而是通过分开设置在不同位置上的两个空气排出口22_-1、22_-2来确保大的端口面积，所以也可避免前一行程的泵室与下一行程的泵室通过空气排出口22而连通的问题。

由此，根据本实施方式的带有空气排出口的次摆线泵，可在与吸入口21及喷出口23均不连通，并且也不使前一行程的泵室与下一行程的泵室连通的情况下增大空气排出口22的端口面积，从而可提高空气排出效果，并且降低转子旋转轴的扭矩。

再者，所述实施方式都只是揭示实施本发明时的具体化的一例，不可借此对本发明的技术范围进行限定性解释。即，本发明可以在不脱离其主旨或其主要特征的条件下，通过各种形式而实施。

Claims (2)

1.一种带有空气排出口的次摆线泵，包括：

壳体；

外转子，转动自如地配置在所述壳体内；以及

内转子，转动自如地配置在所述外转子的内侧，以与所述外转子相配合而进行油的吸入及压送；并且，

所述壳体包括：

吸入口，在吸入行程中吸入所述油；

空气排出口，在所述吸入行程的接下来的空气排出行程中排出混入有空气的一部分油；以及

喷出口，在所述空气排出行程的接下来的喷出行程中喷出所述油；

所述带有空气排出口的次摆线泵的特征在于：

所述空气排出口包括：

第1空气排出口，设置在较所述外转子的内切圆更靠内周侧的位置；以及

第2空气排出口，设置在较所述内转子的外切圆更靠外周侧的位置。

2.根据权利要求1所述的带有空气排出口的次摆线泵，其特征在于：

所述第2空气排出口设置在较所述内转子的外切圆更靠外周侧并且与所述外切圆接近的位置。