CN106574615B - 内齿轮泵 - Google Patents

Abstract

提供一种内齿轮泵。该泵的多个外齿以及多个内齿的任一方的形状基于式(1)至(5)形成。r＝ro‑dr·cosθ式(1)；Px＝(ro‑dr)+1/4dr{1‑cos(2θ)}式(2)；Py＝1/4dr{‑2θ+sin(2θ)}式(3)；Qx＝Px‑r·cosθ式(4)；Qy＝Py+r·sinθ式(5)。

Description

内齿轮泵

相关申请的交叉引用

本国际申请要求2014年10月7日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2014-206065号的优先权，所述日本发明专利申请的全部内容通过引用而并入本文。

技术领域

本公开涉及内齿轮的多个内齿和外齿轮的多个外齿内接啮合的内齿轮泵。特别是，外齿轮以相对于内齿轮偏心的方式容纳在该内齿轮的内部。此外，在本公开中，多个内齿的齿数比多个外齿的齿数多一个。

背景技术

在这种类型的内齿轮泵中，具有多个内齿的环状内齿轮旋转自如地容纳在泵壳体的容纳孔中。此外，具有与该内齿轮的多个内齿内接啮合的多个外齿的外齿轮，以相对于该内齿轮偏心的方式容纳在内齿轮的内部。通过外齿轮的旋转驱动使内齿轮旋转，由此，液体从吸入口被吸入到由多个外齿和多个内齿划分形成的空间中。该液体经由该空间从排出口被排出。

外齿轮的每个外齿的形状利用基圆和在该基圆上做无滑动滚动的滚动圆进行设计。具体地，在距离滚动圆的中心为外齿轮中心与内齿轮中心之间的偏心量处设置固定点。滚动圆在基圆上做无滑动滚动时由上述固定点绘制的轨迹(曲线)是次摆线。然后，绘制具有预定半径且中心位于上述次摆线上的圆，由该圆的包络线形成外齿轮的每个外齿的形状。

这种内齿轮泵记载于例如专利文献1等中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开昭61-201892号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以往的内齿轮泵中，如上所述，利用次摆线形成每个外齿。在这种情况下，如果为了实现内齿轮泵的小型化而使内齿轮的外径进一步减小，而另一方面，又为了不减少排出量(维持排出量)而使外齿轮中心与内齿轮中心之间的偏心量变大并且使齿高增加，则不得不使齿宽减小。在这种情况下，有时会因齿宽变得过小，而难以确保足够的性能(例如耐久性等)。

期望提供一种在实现小型化的同时能够获得所要求的排出量的内齿轮泵。期望不会有损于使内齿轮泵中在多个外齿和多个内齿中相应(相对)的齿彼此间的最小间隙在整个圆周上基本上相同的状态。期望使内齿轮的外径变得更小。期望能够使多个外齿的齿高以及多个内齿的齿高更高。具体地，优选使多个外齿的齿高以及多个内齿的齿高更高而不会损害耐久性。

解决问题的技术方案

本公开的第一方面提供以下内齿轮泵。

一种内齿轮泵，其容纳有具有多个内齿的环状内齿轮、以及容纳有具有与所述多个内齿内接啮合的多个外齿且以偏心的方式配置在所述内齿轮内部的外齿轮，所述多个内齿的齿数比所述多个外齿多一个，所述内齿轮泵的特征在于，

所述多个外齿以及所述多个内齿的任一方的齿顶部和啮合部由一条曲率连续的曲线形成，该曲线根据以下使齿顶的顶点具有最小曲率、并使曲率朝向齿根逐渐增大的式(1)至(5)形成。

r＝ro-dr·cosθ式(1)

Px＝(ro-dr)+1/4dr{1-cos(2θ)}式(2)

Py＝1/4dr{-2θ+sin(2θ)}式(3)

Qx＝Px-r·cosθ式(4)

Qy＝Py+r·sinθ式(5)

其中，

r是曲线的半径，

ro是基准半径，

dr是变分量，并且dr<0，

θ是参数，

Px是轨迹中心的X坐标，

Py是轨迹中心的Y坐标，

Qx是由轨迹中心(Px，Py)生成的曲线上的点的X坐标，

Qy是由轨迹中心(Px，Py)生成的曲线上的点的Y坐标。

发明的效果

在本公开中，将多个外齿以及多个内齿的任一方形成如下。具体地，齿顶部和啮合部由一条曲率连续的曲线形成，该曲线使齿顶的顶点具有最小曲率，并使曲率朝向齿根逐渐增大。在使曲线的轨迹中心移动的同时增大曲率，由此可以进一步增加齿高，但不会有损于在多个外齿和多个内齿中使相应(相对)的齿彼此间的最小间隙在整个圆周上基本上相同的状态。从而能够进一步减小内齿轮的外径，实现内齿轮的小型化。进而能够实现内齿轮泵的小型化。此外还易于确保所要求的排出量。

附图说明

图1是一个实施方式的内齿轮泵的剖视图。

图2是内齿轮泵的局部放大图。

图3是根据式(1)的齿廓的示意图。

图4是根据式(2)至(5)的齿廓的示意图。

图5是由形成齿顶部和啮合部的曲线L范成的包络线L1的示意图。

附图标记的说明

1…内齿轮；1A…内齿；3…外齿轮；3A…外齿；7A、8A…齿顶部；

7B、8B…啮合部；L…曲线

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的一个实施方式进行说明。

在图1中，环状内齿轮1具有12个内齿1A，并且以旋转中心H为中心旋转自如地容纳在壳体2内。

外齿轮3具有与12个内齿1A内接啮合的11个外齿3A，并且以相对于旋转中心H偏心的旋转中心H1为中心旋转自如地容纳在内齿轮1的内部。

内齿轮1和外齿轮3之间的偏心量E1被定义为内齿轮1的旋转中心H与外齿轮3的旋转中心H1之间的尺寸(距离)。

驱动轴4是旋转驱动外齿轮3的驱动轴，并与外齿轮3卡合。用于吸入油的吸入口5与能够通过内齿轮1和外齿轮3的旋转而增大容积的吸入空间S连通。用于排出油的两个排出口6A、6B与能够通过内齿轮1和外齿轮3的旋转而减小容积的排出空间P连通。两个排出口6A、6B沿着内齿轮1和外齿轮3的旋转方向A分离。

在图2中，一个内齿1A从齿顶朝向齿根包括齿顶部7A、啮合部7B、连接部7C以及齿根部7D，由上述部分构成一个内齿1A的右半部分(始于顶点a的右半部分)。

始于齿顶的顶点a的左半部分以通过内齿轮1的中心H(参照图1)和顶点a的直线作为基准与右半部分对称地形成。齿顶部7A以及啮合部7B由使顶点a具有最小曲率、并使曲率朝向齿根逐渐增大的曲线L形成。具体地，基于以下式(1)～(5)形成点ab之间的形状。

r＝ro-dr·cosθ式(1)

Px＝(ro-dr)+1/4dr{1-cos(2θ)}式(2)

Py＝1/4dr{-2θ+sin(2θ)}式(3)

Qx＝Px-r·cosθ式(4)

Qy＝Py+r·sinθ式(5)

其中，

r是曲线的半径，

ro是基准半径，

dr是变分量，并且dr<0，

θ是参数，

Px是轨迹中心的X坐标，

Py是轨迹中心的Y坐标，

Qx是由轨迹中心(Px，Py)生成的曲线上的点的X坐标，

Qy是由轨迹中心(Px，Py)生成的曲线上的点的Y坐标。

在图3中，示出了用纵轴表示曲线L的半径r，并用横轴表示参数θ的曲线。图3示出了伴随着θ从0变化到π/2，r从ro+|dr|变化到ro。

在图4中，示出了形成曲线L的半径r的轨迹中心P的X、Y坐标以及由轨迹中心P生成的曲线L上的点Q的X、Y坐标根据参数θ而变化。

如图2所示，齿根部7D由以中心7E为中心且半径为R1的圆弧形状形成，并对点cd之间进行连接。半径为R1的圆弧是比后述由一个外齿轮3A的齿顶部8A范成的包络线稍大的圆弧。中心7E位于通过内齿轮1的旋转中心H(参照图1)和齿根部7D的中心(线段cd的中点)的线上。连接部7C由以中心7F为中心且半径为R3的圆弧形状形成，并对点bd之间进行连接。

一个外齿3A包含齿顶部8A、啮合部8B、以及齿根部8D。齿顶部8A、啮合部8B、以及齿根部8C由包络线L1形成，包络线L1由形成一个内齿1A中的齿顶部7A以及啮合部7B的曲线L范成。而且，包络线L1连接齿顶部8A的点A和齿根部8C的点B之间。

在图5中，示出了由形成一个内齿1A中的齿顶部7A以及啮合部7B的曲线L所范成的包络线L1。包络线L1形成齿顶部8A、啮合部8B、以及齿根部8C。

对本公开的内齿轮泵的动作进行说明。

若驱动轴4驱动外齿轮3沿旋转方向A旋转，则与外齿轮3内接啮合的内齿轮1被旋转驱动，从而使从吸入口5被吸入到吸入空间S的油经由排出空间P从排出口6A、6B被排出。并且，由于在多个外齿3A和多个内齿1A之间相应(相对)的齿彼此间的最小间隙构成为在整个圆周上基本上相同，因此能够维持由多个外齿3A和多个内齿1A产生的密封性，从而能够减少从排出口6A到排出口6B的泄漏量，或减少从排出口6B到排出口6A的泄漏量(能够抑制泄漏)。

一个内齿1A的齿顶部7A和啮合部7B由一条曲率连续的曲线L形成，曲线L形成为齿顶的顶点a具有最小曲率，并且曲率朝向齿根逐渐增大。

因此，由形成一个内齿1A中的齿顶部7A和啮合部7B的曲线L所范成的、形成一个外齿3A中的齿顶部8A、啮合部8B、以及齿根部8C的包络线L1不会成为在齿顶部8A和啮合部8B之间交叉的曲线，所以能够使在多个外齿3A和多个内齿1A中相应(相对)的齿彼此间的最小间隙在整个圆周上基本上相同。

而且，齿顶部7A和啮合部7B由一条曲率连续的曲线形成，该曲线形成为齿顶的顶点a具有最小曲率，并且曲率朝向齿根逐渐增大，因此能够使齿高增加。由此，能够进一步减小内齿轮的外径，从而能够实现内齿轮泵的小型化。

在一个实施方式中，一个内齿1A的齿顶部7A和啮合部7B由使齿顶的顶点a具有最小曲率、并使曲率朝向齿根逐渐增大的曲线L形成，并且由包络线L1形成一个外齿3A的齿顶部8A、啮合部8B、以及齿根部8C，该包络线L1由曲线L范成，与此相反地，也可以使一个外齿3A的齿顶部和啮合部由使齿顶的顶点具有最小曲率、并使曲率朝向齿根逐渐增大的曲线形成，并且由包络线形成一个内齿1A的齿顶部、啮合部以及齿根部，该包络线由形成一个外齿3A中的齿顶部和啮合部的曲线范成。

Claims (1)

1.一种内齿轮泵，其容纳有具有多个内齿的环状内齿轮、以及容纳有具有与所述多个内齿内接啮合的多个外齿且以偏心的方式配置在所述内齿轮内部的外齿轮，所述多个内齿的齿数比所述多个外齿多一个，所述内齿轮泵的特征在于，

所述多个外齿以及所述多个内齿的任一方的齿顶部和啮合部由一条曲率连续的曲线形成，该曲线根据以下使齿顶的顶点具有最小曲率、并使曲率朝向齿根逐渐增加的式(1)至(5)形成：

r＝ro-dr·cosθ 式(1)；

Px＝(ro-dr)+1/4dr{1-cos(2θ)} 式(2)；

Py＝1/4dr{-2θ+sin(2θ)} 式(3)；

Qx＝Px-r·cosθ 式(4)；

Qy＝Py+r·sinθ 式(5)；

其中，

r是曲线的半径，

ro是基准半径，

dr是变分量，并且dr<0，

θ是参数，

Px是轨迹中心的X坐标，

Py是轨迹中心的Y坐标，

Qx是由轨迹中心(Px，Py)生成的曲线上的点的X坐标，

Qy是由轨迹中心(Px，Py)生成的曲线上的点的Y坐标。