CN108138766A - 内啮合齿轮泵 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够稳定地确保构成余摆线收容部的树脂制壳体与罩之间的密封性、也能够省略该部分处的密封圈、能够使排出能力稳定化的内啮合齿轮泵。内啮合齿轮泵(1)具有：余摆线部(4)，该余摆线部在具有多个内齿的外转子(2)内，将具有多个外齿的内转子(3)以外齿与内齿啮合且偏心的状态收容；壳体(5)，形成有余摆线收容凹部(5a)；以及罩(6)，闭塞该凹部(5a)，壳体(5)是树脂组合物的注射成型体，壳体(5)与罩(6)由螺栓固定，在壳体(5)的螺栓固定孔部分具有金属制的衬套(7)，在壳体(5)与罩(6)的接合部截面中，从凹部(5a)的底面(5c)观察，衬套(7)的端面(7a)位置比壳体(5)的衬套周围的衬套形成面(5e)高，且比壳体(5)的凹部周围的密封面(5d)低。
Description
技术领域
本发明涉及压送油、水、药液等液体的内啮合齿轮泵(余摆线泵)。
背景技术
内啮合齿轮泵(余摆线泵)是如下的泵：将具有余摆线齿形的外转子及内转子以密闭的状态收容于壳体内，并以随着驱动轴的旋转、与驱动轴固定的内转子和外转子进行旋转、将液体吸入并排出的方式作用。作为这种泵，近年来，作为能够削减机械加工工序、能够以低成本制造的泵，已知有具有树脂制的壳体的泵(参照专利文献1)。
根据图4及图8，对这种内啮合齿轮泵的构造进行说明。
图4是以往的内啮合齿轮泵的剖视图。如图4所示，该泵21以在具有多个内齿的环状的外转子22内收容具有多个外齿的内转子23而成的余摆线部24为主体。该余摆线部24旋转自如地收容在圆形的余摆线收容凹部25a，该余摆线收容凹部25a形成于带凸缘的圆柱状的壳体25。在壳体25固定有闭塞余摆线收容凹部25a的罩26。
余摆线部24通过以内转子23的外齿与外转子22的内齿啮合且偏心的状态将内转子23旋转自如地收容在外转子22内而构成。在各转子相互接触的分隔点间，与余摆线部24的旋转方向对应地形成吸入侧及排出侧的容积室。通过未图示的驱动源而旋转的驱动轴29贯通地固定于内转子23的轴心。当驱动轴29旋转而使内转子23旋转时，外齿与外转子22的内齿啮合，从而外转子22在同一方向上带动旋转，通过该旋转而使容积增大，液体从吸入口被吸入到成为负压的吸入侧容积室。该吸入侧容积室变成由于余摆线部24旋转而使容积减少、内压上升的排出侧容积室，被吸入的液体从该排出侧容积排出到排出口。
罩26为烧结金属制，壳体25是使用树脂组合物通过注射成型而制造的注射成型体。在注射成型时通过复合成型而使金属制的衬套27与壳体25的螺栓固定孔部分一体化，通过经由该衬套27而穿过的螺栓28，壳体25和罩26连接固定于设备主体的固定板30。在壳体25和罩26的连接固定中夹设衬套27是为了保持连接部分处的连接强度。
在壳体25与罩26的接合面(配合面)，在形成于壳体25的凹部外周的槽32中安装有密封圈(O型圈)31。由此，能够将余摆线收容凹部25a密封，防止液体从壳体25与罩26的配合面的泄漏。在内啮合齿轮泵中，为了有效地发挥泵功能，稳定地确保壳体25与罩26的配合面处的密封性(余摆线收容凹部25a的密封性)很重要。作为密封圈31的材质，因为具有－30～120℃左右的耐热性、耐油性，能够应用于空调的涡旋式压缩机，因此，使用氢化丁腈橡胶(H－NBR系)等。
图8是其他以往的内啮合齿轮泵的剖视图。如图8所示，该泵61以在具有多个内齿的环状的外转子62内收容具有多个外齿的内转子63而成的余摆线部64为主体。该余摆线部64旋转自如地收容在圆形的余摆线收容凹部65a，该余摆线收容凹部65a形成于带凸缘的圆柱状的壳体65。在壳体65固定有闭塞余摆线收容凹部65a的罩66。
余摆线部64通过以内转子63的外齿与外转子62的内齿啮合且偏心的状态将内转子63旋转自如地收容在外转子62内而构成。在各转子相互接触的分隔点间，与余摆线部64的旋转方向对应地形成吸入侧及排出侧的容积室。通过未图示的驱动源而旋转的驱动轴69贯通地固定于内转子63的轴心。当驱动轴69旋转而使内转子63旋转时，外齿与外转子62的内齿啮合，从而外转子62在同一方向上带动旋转，通过该旋转而使容积增大，液体从吸入口被吸入到成为负压的吸入侧容积室。该吸入侧容积室变成由于余摆线部64旋转而使容积减少、内压上升的排出侧容积室，被吸入的液体从该排出侧容积室被排出到排出口。
罩66为烧结金属制，壳体65是使用树脂组合物通过注射成型而制造的注射成型体。通过螺栓68，壳体65和罩66连接固定于设备主体的固定板70。另外，在壳体65与罩66的接合面(配合面)，在形成于壳体65的凹部外周的槽中安装有密封圈71。由此，将余摆线收容凹部65a密封，防止液体从成为树脂和烧结金属的组合的壳体65与罩66的配合面的泄漏。
通过使壳体65为注射成型体(树脂成型体)，不需要机械加工，较为经济。另外，壳体65在构成余摆线收容凹部65a的底面65c和内侧面65b与外转子62及内转子63滑动接触。余摆线收容凹部65a的内侧面65b是树脂组合物的注射成型体部分，因此，与外转子62的摩擦磨损特性优异。另外，余摆线收容凹部65a的底面65c由通过复合成型而与壳体65一体化的圆盘状的金属板67构成。由此，由树脂形成底面65c的情况下的收缩等问题不会产生，平面度优异，抑制了排出性能的偏差。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－51964号公报
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，在图4的使壳体为树脂制的内啮合齿轮泵中，为了保持泵的连接部分处的连接强度，利用了与壳体复合成型(嵌入成型)的金属制的衬套。在此，为了稳定地保持连接力，需要防止在上述成形时树脂包覆在成为衬套与罩的接合面的罩侧端面。因此，例如，可考虑使壳体的衬套周围的衬套形成面比密封面(与罩的配合面)、衬套端面凹陷，使衬套比该衬套形成面稍微突出。
但是，以往，没有确定密封面、衬套形成面及衬套端面的成形后的位置关系，根据衬套的突出量、壳体的成形条件，有时密封面比衬套端面低。在该情况下，衬套是螺栓连接部分，因此与罩接触，但密封面与罩不接触，不确保该密封部分处的密封性。在该情况下，要通过密封圈来确保密封性。
在通过H－NBR系等的密封圈来确保密封性的情况下，无法在比作为其耐热温度的120℃高温的环境下使用。另外，在泵制造工序中，需要密封圈的安装工序。
本发明(下述的第1发明)是为了应对这样的问题而作出的，其目的在于提供一种能够稳定地确保构成余摆线收容部的树脂制壳体与罩之间的密封性、也能够省略该部分处的密封圈、能够使排出能力稳定化的内啮合齿轮泵。
另外，在根据上面图4、图8而说明的那样的内啮合齿轮泵中，为了低廉地制造泵，通过树脂的注射成型而制造壳体，但余摆线收容部的深度尺寸、直径尺寸保持注射成型完成的状态不变，每个产品个体稍微存在偏差。特别是对于收容部的深度，由于会影响到排出量，因此，深度的偏差可能会成为排出量的偏差。
本发明(下述的第2发明)是为了应对这样的问题而作出的，其目的在于提供一种能够减少个体间处的余摆线收容部的深度的偏差、具有稳定的排出能力的内啮合齿轮泵。
用于解决课题的手段
本申请的第1发明的内啮合齿轮泵具有余摆线部，该余摆线部在具有多个内齿的外转子内，将具有多个外齿的内转子以上述外齿与上述内齿啮合且偏心的状态旋转自如地收容，在上述内齿与上述外齿之间，形成有将液体吸入的吸入侧容积室和将吸入到该吸入侧容积室的液体排出的排出侧容积室，其中，具备具有收容上述余摆线部的凹部的壳体、以及闭塞该壳体的上述凹部的罩，上述壳体是树脂组合物的注射成型体，上述壳体与上述罩由螺栓固定，在上述壳体的螺栓固定孔部分具有金属制的衬套，在上述壳体与上述罩的接合部截面中，从上述凹部的底面观察，上述衬套的上述罩侧的端面位置比上述壳体的上述衬套周围的衬套形成面高，且与上述壳体的上述凹部周围的密封面相同或比该密封面低。
其中，上述密封面是从上述壳体的上述凹部的内侧面连续的面，与上述罩的表面紧贴而将该凹部密封。
其中，上述内啮合齿轮泵未在上述壳体与上述罩的接合部夹设密封圈。
其中，上述壳体的上述凹部的内侧面由上述树脂组合物的注射成型体构成，上述凹部的底面由金属体构成。
其中，上述树脂组合物是以聚苯硫醚树脂为基体树脂并在基体树脂配合从玻璃纤维、碳纤维及无机填充剂中选择的至少1种而成的树脂组合物。
本申请的第2发明的内啮合齿轮泵具有余摆线部，该余摆线部在具有多个内齿的外转子内，将具有多个外齿的内转子以上述外齿与上述内齿啮合且偏心的状态旋转自如地收容，在上述内齿与上述外齿之间，形成有将液体吸入的吸入侧容积室和将吸入到该吸入侧容积室的液体排出的排出侧容积室，其中，具有收容上述余摆线部的烧结金属制的余摆线收容部、以及与该余摆线收容部的外侧接合的壳体，上述壳体是树脂组合物的注射成型体，上述余摆线收容部与上述壳体通过该壳体的一部分进入到该余摆线收容部的外表面的烧结微孔而接合。
其中，上述余摆线收容部包括具有圆筒状内侧面和平板状内底面的主体部、以及盖住该主体部的开口部的盖部。另外，上述盖部通过紧固(日文：加締め)固定于上述主体部的开口部。
另外，其中，在余摆线收容部由上述主体部和上述盖部构成的方式中，上述余摆线收容部与上述壳体通过该壳体的一部分进入到该余摆线收容部的上述主体部及上述盖部的外表面的烧结微孔而接合。
发明效果
本申请的第1发明的内啮合齿轮泵具备具有余摆线收容凹部的壳体、以及闭塞该凹部的罩，壳体是树脂组合物的注射成型体，壳体与罩由螺栓固定，在壳体的螺栓固定孔部分具有金属制的衬套，在壳体与罩的接合部截面，从余摆线收容凹部的底面观察，衬套的端面位置比壳体的该衬套周围的衬套形成面高，且与壳体的该凹部周围的密封面相同或比该密封面低，因此，能够防止在壳体成形时衬套端面由树脂包覆。另外，不管壳体的成形条件如何，在螺栓连接时密封面优先与罩紧贴，成为始终接触的形态，能够在该部分稳定地确保余摆线收容凹部的密封性，排出能力也稳定化。
另外，如上所述保证了密封性，因此，能够在密封面的外周省略以往配置的密封圈。因此，在泵制造工序中，不需要密封圈的安装工序，装配变得容易。另外，在比作为H－NBR系O型圈的耐热温度的120℃高温的环境下也能够使用。
上述密封面是从壳体的余摆线收容凹部的内侧面连续的面，与罩的表面紧贴而将该凹部密封，因此，能够防止液体从余摆线收容凹部进入到罩与壳体之间。
上述壳体的余摆线收容凹部的内侧面由树脂组合物的注射成型体构成，上述凹部的底面由金属体构成，因此，能够在该内侧面实现摩擦磨损特性的改善，并且在该底面抑制排出性能的偏差。
形成壳体的树脂组合物是以聚苯硫醚树脂为基体树脂并在基体树脂配合从玻璃纤维、碳纤维及无机填充剂中选择的至少1种而成的树脂组合物，因此，耐油性、耐化学药品性优异，尺寸精度也大幅提高。
本申请的第2发明的内啮合齿轮泵具有收容余摆线部的烧结金属制的余摆线收容部、以及与余摆线收容部的外侧接合的壳体，壳体是树脂组合物的注射成型体，余摆线收容部与壳体通过该壳体的一部分进入到该余摆线收容部的外表面的烧结微孔而接合。即，余摆线收容部与壳体为不同部件，在预先制造的余摆线收容部的周围将壳体复合成型(嵌入成型)，从而具有两构件接合的结构。通过使整个余摆线收容部作为不同部件来制造，能够减少个体间的收容部深度的偏差。另外，深度本身也能够高精度地进行加工。结果，得到没有个体间的排出量的偏差且具有稳定的排出能力的内啮合齿轮泵。
在如以往那样在壳体形成有余摆线收容部的情况下，为了抑制该收容部的深度的偏差，需要整个壳体的加工，但通过仅使余摆线收容部为不同部件，不再需要整个壳体的加工。只要将深度调整后的余摆线收容部与壳体复合成型即可，能够抑制附加加工费用。并且，余摆线收容部为烧结金属制，因此，能够容易地制造，在复合成型时利用对烧结微孔的锚定效果，与树脂壳体牢固地接合。
另外，通过使余摆线收容部为独立的部件，仅通过该部分就能够进行排出量的设计。因此，能够使余摆线收容部通用部件化。在壳体成形时，仅使用该余摆线收容部进行复合成型，能够拓宽设计的自由度。
上述余摆线收容部包括具有圆筒状内侧面和平板状内底面的主体部、以及盖住该主体部的开口部的盖部，因此，收容部深度的调整能够仅通过圆筒的轴向截面的平面加工来执行，机械加工容易。
上述盖部通过紧固固定于主体部的开口部，因此，不再需要以往那样的螺栓紧固工序。另外，在将树脂体和金属体螺栓连接的情况下连接部分有可能松动，但通过紧固将主体部和盖部固定，从而没有这样的担忧。
另外，余摆线收容部与壳体通过该壳体的一部分进入到该余摆线收容部中的主体部及盖部的外表面的烧结微孔而接合，即，壳体形成为也覆盖盖部侧，因此，能够防止盖部从主体部脱落等。
附图说明
图1是表示本申请的第1发明的内啮合齿轮泵的一个例子的装配立体图。
图2是图1的内啮合齿轮泵的轴向剖视图和放大图。
图3是表示本申请的第1发明的内啮合齿轮泵的其他例子的轴向剖视图和放大图。
图4是以往的内啮合齿轮泵的轴向剖视图。
图5是表示本申请的第2发明的内啮合齿轮泵的一个例子的轴向剖视图。
图6是表示本申请的第2发明的内啮合齿轮泵的其他例子的轴向剖视图。
图7是表示本申请的第2发明的内啮合齿轮泵的其他例子的轴向剖视图。
图8是以往的内啮合齿轮泵的轴向剖视图。
具体实施方式
根据图1及图2说明本申请的第1发明的内啮合齿轮泵的一实施例。图1是内啮合齿轮泵的装配立体图，图2(a)是该内啮合齿轮泵的轴向剖视图，图2(b)是该内啮合齿轮泵中的壳体的密封面周边的放大图。如图1所示，该内啮合齿轮泵1具有：在环状的外转子2内收容有内转子3的余摆线部(日文：トロコイド)4；形成有将该余摆线部4旋转自如地收容的圆形的凹部(余摆线收容凹部)5a的壳体5；以及闭塞壳体5的余摆线收容凹部5a的罩6。罩6是与余摆线收容凹部5a开口的壳体5的上表面的外形大致符合的形状。如图2(a)所示，壳体5与罩6通过螺栓9而连接固定于设备主体的固定板11。另外，具有与内转子3的旋转中心同轴固定的驱动轴10。驱动轴10由被压入罩6的轴承(图示省略)等支承。
内转子3的外齿比外转子2的内齿少1个，内转子3以上述外齿与上述内齿内接而啮合的偏心的状态收容在外转子2内。在各转子相互接触的分隔点间，与余摆线部4的旋转方向对应地形成吸入侧及排出侧的容积室。在壳体5的余摆线收容凹部5a的底面5c，形成有与吸入侧的容积室连通的吸入口和与排出侧的容积室连通的排出口。此外，与吸入侧容积室连通的吸入口和与排出侧容积室连通的排出口形成在壳体5、罩6、驱动轴10中的至少任一个即可。
在该内啮合齿轮泵1中，通过驱动轴10使余摆线部4旋转，从而液体从吸入口被吸入到容积增大而成为负压的吸入侧容积室。该吸入侧容积室变成由于余摆线部4旋转而容积减少、内压上升的排出侧容积室，被吸入的液体从该排出侧容积室被排出到排出口。上述的泵作用通过余摆线部4的旋转而连续地进行，液体被连续地压送。并且，利用由于被吸入的液体而使各容积室的密闭性提高的液体密封效果，各容积室间产生的压差变大，可得到大的泵作用。
罩6为金属制，壳体5是树脂组合物的注射成型体。在将树脂制的壳体5通过螺栓连接于设备主体的情况下，会担忧由于树脂的蠕变变形而导致的连接部分的松动。作为树脂材质，虽然也能够通过使用后述那样的配合有增强剂等的规定的树脂组合物来应对蠕变，但有时较脆且耐冲击性差。因此，为了保持连接部分处的连接强度，在壳体5的螺栓固定孔部分设置有金属制的衬套7。通过经由该衬套7而穿过的螺栓9，壳体5和罩6连接固定于设备主体的固定板11。
金属制的衬套7是具有凸缘7b的圆筒形状，贯通壳体5的凸缘部5g地设置。衬套7能够通过压入而固定于壳体5，或，能够在壳体5的注射成型时在模具内配置上述衬套并通过复合成型使其一体化(嵌入成型)而固定。特别是，采用嵌入成型，并使用烧结金属制的衬套7，从而树脂进入到烧结体的表面凹部，利用锚定效果将衬套7与壳体5牢固地接合。
如图2(b)所示，密封面5d是从余摆线收容凹部5a的内侧面5b连续的面，与罩的表面紧贴而将壳体5与罩的配合面密封，将余摆线收容凹部5a密封。在壳体5中，使与内侧面5b邻接地连续的罩侧的表面为密封面5d，从而能够防止液体从余摆线收容凹部进入到罩与壳体之间。
在本申请的第1发明的内啮合齿轮泵中，在壳体的密封面与衬套的端面的成形后的位置关系上具有特征。即，以余摆线收容凹部5a的底面5c为基准，从该底面5c观察，衬套7的罩侧的端面7a的高度位置为(1)比壳体5的衬套周围的衬套形成面5e高、且(2)比壳体5的凹部周围的密封面5d低的位置。该关系为壳体5的成形后的位置关系。
通过(1)的关系，能够防止在壳体5和衬套7的复合成型时，衬套7的端面7a由树脂包覆。衬套7的端面7a从衬套形成面5e的突出量h1为例如0.01mm～0.3mm。只要衬套7的端面7a稍微突出就能够防止上述的树脂的包覆。
通过(2)的关系，密封面5d处于比衬套7的端面7a高的位置，因此，在螺栓连接时密封面5d优先与罩紧贴。由于规定为成形后的位置关系，因此不管成形条件如何，都处于密封面5d始终与罩接触的状态，能够稳定地确保余摆线收容凹部5a的密封性，也使排出能力稳定化。另外，由于能够通过密封面5d确保充分的密封性，因此，如图1及图2所示，能够在密封面5d的外周省略以往配置的密封圈。
另外，衬套7的端面7a的高度与壳体5的密封面5d的高度也可以相同。在该情况下也同样能够确保密封面5d处的密封性。因为能够更稳定地使密封面5d与罩接触，因此，优选使密封面5d为比端面7a略高的位置。衬套7的端面7a的高度与壳体5的密封面5d的高度之差h2为例如0.01mm～0.3mm。
在图2(a)中，壳体5在构成余摆线收容凹部5a的底面5c和内侧面5b与外转子2及内转子3滑动接触。余摆线收容凹部5a的内侧面5b是树脂组合物的注射成型体部分，因此，与外转子2的摩擦磨损特性优异。另外，余摆线收容凹部5a的底面5c由通过复合成型与壳体5一体化的圆盘状的金属板8构成。由此，与由树脂形成底面5c的情况下比较，平面度优异，能够抑制排出性能的偏差。作为金属板8，能够采用烧结金属体、熔炼金属体(板金冲压件)。
另外，通过使壳体5为树脂组合物的注射成型体，能够通过树脂组合物将液体吸入浇口5h与壳体5一体地形成。根据需要，能够通过熔敷等将过滤器13固定于成为至吸入侧容积室为止的连通路入口(液体吸入口)的液体吸入浇口5h的端部。通过过滤器13，能够防止异物向泵内混入。此外，在本申请的第1发明的内啮合齿轮泵中，余摆线收容凹部的结构不限定于图2所示的结构，也可以包括底面在内都设为树脂组合物的注射成型体。由此，能够通过注射成型而不用机械加工地形成余摆线收容凹部，因此较为经济。
根据图3说明本申请的第1发明的内啮合齿轮泵的其他实施例。图3(a)是该内啮合齿轮泵的轴向剖视图，图3(b)是该内啮合齿轮泵中的壳体的密封面周边的放大图。如图3(a)及图3(b)所示，在该内啮合齿轮泵1中，在将余摆线收容凹部5a的外周密封的部分具有环状的槽5f，在该槽5f中安装有密封圈12。除此之外的结构与图2所示的内啮合齿轮泵相同。如图3(b)所示，密封面5d是从余摆线收容凹部5a内侧面5b连续的面，与罩的表面紧贴而第1次密封余摆线收容凹部5a。以余摆线收容凹部5a的底面5c为基准，从该底面5c观察，衬套7的罩侧的端面7a的高度位置为(1)比壳体5的衬套周围的衬套形成面5e高、且(2)比壳体5的凹部周围的密封面5d低的位置。
在图3的内啮合齿轮泵中，除了该密封构造之外，还安装密封圈12，通过该密封圈12而第2次密封余摆线收容凹部5a。因此，能够更稳定地确保余摆线收容凹部5a的密封性，安全率变得更高。此外，在设置密封圈12的情况下，上述密封构造中的衬套的突出量等也相同。即，在图3的方式中，衬套7的端面7a从衬套形成面5e的突出量h1和衬套7的端面7a的高度与壳体5的密封面5d的高度之差h2也分别为例如0.01mm～0.3mm。
密封圈的材质没有特别限定，只要选择氢化丁腈橡胶、氟橡胶、丙烯酸橡胶等与用途、使用环境符合的橡胶材料等即可。例如，在空调的涡旋式压缩机中，要求－30～120℃左右的耐热性、耐油性，因此，优选使用氢化丁腈橡胶(H－NBR系)。
形成壳体的树脂组合物是以能够注射成型的合成树脂为基体树脂的树脂组合物。作为该基体树脂，可列举出例如可塑性聚酰亚胺树脂、聚醚酮树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺(PA)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚乙烯(PE)树脂、聚缩醛树脂、酚醛树脂等。这些各树脂既可以单独使用，也可以也2种以上混合的聚合物合金。在这些耐热性树脂之中，由于成型体的耐蠕变性、耐载荷性、耐磨损性、耐化学药品性等优异，因此，特别优选使用PPS树脂。
优选单独或者适当并用有效赋予高强度化、高弹性化、高尺寸精度化、耐磨损性·去除注射成型收缩的各向异性的玻璃纤维、碳纤维、或无机填充剂。特别是玻璃纤维和无机填充剂的并用，经济性优异，在油中的摩擦磨损特性优异。
在本申请的第1发明中，特别优选使用以直链型的PPS树脂为基体树脂并在基体树脂中作为填充剂配合玻璃纤维和玻璃珠而成的树脂组合物。通过该结构，耐油性、耐化学药品性优异，韧性优异，通过注射成型收缩的各向异性去除而使凸缘部的翘曲变小，尺寸精度也大幅提高。另外，除了该结构之外，如图2所示省略橡胶制的密封圈，从而在超过120℃那样的高温环境下也能够适合使用。
将这些各原材料混合、混匀的手段没有特别限定，能够利用亨舍尔混合机(日文：ヘンシェルミキサー)、球混合机(日文：ボールミキサー)、螺带混合机、罗地格混合机(日文：レディゲミキサー)、超级亨舍尔混合机等对粉末原料进行干式混合，然后利用双螺杆挤出机等熔融挤出机进行熔融混匀，得到成型用粒料。另外，填充材料的装料也可以在利用双螺杆挤出机等熔融混匀时采用侧向进料。使用该成型用粒料，通过注射成型来成形壳体。在成形时，在模具内配置金属制的衬套，通过复合成型而一体化。另外，在成形时，设定模具形状及成形条件，以使衬套和壳体在成形后满足上述的关系(1)(2)。
在本申请的第1发明的内啮合齿轮泵中，作为罩，除了上述的金属(铁、不锈钢、烧结金属、铝合金等)之外，能够使用树脂(与壳体相同的材料)，也可以为金属和树脂的复合成型件。另外，作为外转子、内转子，优选使用烧结金属(铁系、铜铁系、铜系、不锈钢系等)，从价格方面来说特别优选铁系。但是，在压送水、药液等的余摆线泵中，采用防锈能力高的不锈钢系等即可。
根据图5说明本申请的第2发明的内啮合齿轮泵的一实施例。图5是内啮合齿轮泵的轴向剖视图。如图5所示，该内啮合齿轮泵41具备：在环状的外转子42内收容有内转子43的余摆线部44；将该余摆线部44旋转自如地收容的余摆线收容部46；以及与该余摆线收容部46的外侧接合并将其支承的壳体45。余摆线收容部46包括：具有圆筒状的内侧面47b和平板状的内底面47c的主体部47、以及盖住主体部47的开口部47a的盖部48。另外，具有与内转子43的旋转中心同轴固定的驱动轴49。驱动轴49由设置于壳体45等的轴承(图示省略)支承。盖部48和壳体45在驱动轴49通过的部分具有开口部。该内啮合齿轮泵41经由形成于壳体45的凸缘45b的螺栓固定孔50通过螺栓而连接固定于设备主体的构件(图示省略)。
内转子43的外齿比外转子42的内齿少1个，内转子43以上述外齿与上述内齿内接而啮合的偏心的状态收容在外转子42内。在各转子相互接触的分隔点间，与余摆线部44的旋转方向对应地形成吸入侧及排出侧的容积室。在壳体45的余摆线收容部46的主体部47的内底面47c，形成有与吸入侧的容积室连通的吸入口和与排出侧的容积室连通的排出口。
在该内啮合齿轮泵41中，通过驱动轴49使余摆线部44旋转，从而液体从吸入口被吸入到容积增大而成为负压的吸入侧容积室。该吸入侧容积室变成由于余摆线部44旋转而容积减少、内压上升的排出侧容积室，被吸入的液体从该排出侧容积室被排出到排出口。上述的泵作用通过余摆线部44的旋转而连续地进行，液体被连续地压送。并且，利用由于被吸入的液体而使各容积室的密闭性提高的液体密封效果，各容积室间产生的压差变大，可得到大的泵作用。
余摆线收容部46(主体部47和盖部48)为烧结金属制，壳体45是树脂组合物的注射成型体。余摆线收容部46和壳体45在壳体45的注射成型时在模具内配置余摆线收容部46并通过复合成型而一体化(嵌入成型)。若作为构造来看，则是构成壳体45的树脂的一部分进入到作为烧结体的余摆线收容部的外表面的烧结微孔的一部分、利用锚定效果而牢固地接合的状态。
在图5所示的方式中，壳体45形成为不仅覆盖余摆线收容部46的主体部47，还覆盖盖部48。为了采用该方式，在制造时，首先，从开口部47a侧将内转子43和外转子42组合并插入到余摆线收容部46的主体部47之后，盖上盖部48，得到包括转子在内的余摆线收容部46。将其配置在注射成型模具内并进行上述的复合成型，从而能够覆盖盖部48地形成壳体45。通过该构造，能够防止盖部48从主体部47脱落等。
作为能够使用于余摆线收容部46的形成的烧结金属材质，可列举出铁系、铜铁系、铜系、不锈钢系等。因为价格低廉，与树脂壳体的紧贴性优异，因此，优选采用以铁为主成分(也可以包含铜)的烧结金属。另外，通过采用铁为主成分的烧结金属，也能够得到更高的机械强度。此外，在包含铜的情况下，铜与铁比较，与树脂的紧贴性(粘接性)差，因此，铜的含有量优选为10重量％以下。进一步优选，铜的含有量为5重量％以下。此外，在压送水、药液等的余摆线泵中，优选采用防锈能力高的不锈钢系等。
作为构成余摆线收容部46的烧结金属，优选使用不浸渍油的烧结金属。另外，在烧结金属的成形或再压整形(精压加工)的工序内使用油的情况下，优选为通过溶剂清洗等去除了油的非含油烧结金属。另外，烧结金属的理论密度比优选为0.7～0.9。通过使理论密度比为0.7～0.9，能够具有用于确保余摆线收容部的强度的所需要的致密性，并且确保用于使树脂壳体与该余摆线收容部牢固地紧贴的表面凹凸(烧结微孔)。
余摆线收容部46的收容部深度的调整能够通过对主体部47的圆筒侧壁的轴向截面进行平面加工来执行，能够通过机械加工来容易地调整。
使壳体45为树脂组合物的注射成型体，排出量设计能够仅通过余摆线收容部46来进行调整，因此，对于泵形状等，设计的自由度拓宽。另外，能够通过树脂组合物将液体吸入浇口45a与壳体45一体地形成。根据需要，也可以通过熔敷等将用于防止异物混入的过滤器固定于成为至吸入侧容积室为止的连通路入口(液体吸入口)的液体吸入浇口45a的端部。
形成壳体45的树脂组合物是以能够注射成型的合成树脂为基体树脂的树脂组合物。作为该基体树脂，可列举出例如可塑性聚酰亚胺树脂、聚醚酮树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰胺(PA)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚乙烯(PE)树脂、聚缩醛树脂、酚醛树脂等。这些各树脂既可以单独使用，也可以为2种以上混合的聚合物合金。在这些耐热性树脂之中，因为成型体的耐蠕变性、耐载荷性、耐磨损性、耐化学药品性等优异，因此，特别优选使用PPS树脂。
优选单独或者适当并用有效赋予高强度化、高弹性化、高尺寸精度化、耐磨损性·去除注射成型收缩的各向异性的玻璃纤维、碳纤维、或无机填充剂。特别是玻璃纤维和无机填充剂的并用，经济性优异，在油中的摩擦磨损特性优异。
在本申请的第2发明中，特别优选使用以直链型的PPS树脂为基体树脂并在基体树脂中作为填充剂配合玻璃纤维和玻璃珠而成的树脂组合物。通过该结构，耐油性、耐化学药品性优异，韧性优异，通过注射成型收缩的各向异性去除而使凸缘部的翘曲变小，尺寸精度也大幅提高。另外，除了该结构之外，具有独立的余摆线收容部，不需要以往那样的橡胶制的密封圈，因此，在超过120℃那样的高温环境下也能够适合使用。
将这些各原材料混合、混匀的手段没有特别限定，能够利用亨舍尔混合机、球混合机、螺带混合机、罗地格混合机、超级亨舍尔混合机等对粉末原料进行干式混合，然后利用双螺杆挤出机等熔融挤出机进行熔融混匀，得到成型用粒料。另外，填充材料的装料也可以在利用双螺杆挤出机等熔融混匀时采用侧向进料。使用该成型用粒料通过注射成型来成形壳体。在成形时，在模具内配置整个余摆线收容部或仅配置主体部，通过复合成型而一体化。
在本申请的第2发明的内啮合齿轮泵中，作为外转子、内转子，优选与余摆线收容部相同地使用烧结金属(铁系、铜铁系、铜系、不锈钢系等)。
根据图6说明本申请的第2发明的内啮合齿轮泵的其他实施例。图6是内啮合齿轮泵的轴向剖视图。如图6所示，在该内啮合齿轮泵41中，具有盖部48从壳体45露出的构造。除此之外的结构与图5所示的内啮合齿轮泵相同。在图6所示的方式中，能够以在将余摆线收容部46的主体部47和壳体45复合成型之后、将各转子插入到主体部47、盖上盖部48的步骤制造。另外，与图5的情况相同，也可以在装配包括转子的余摆线收容部46后，与壳体复合成型。主体部47和盖部48通过紧固固定，从而不需要螺栓紧固工序等，较为简易，且能够牢固地进行固定。
根据图7说明本申请的第2发明的内啮合齿轮泵的其他实施例。图7是内啮合齿轮泵的轴向剖视图。如图7所示，在该内啮合齿轮泵41中，具有盖部48和壳体45通过螺栓51连接的构造。由此，在余摆线收容部46，主体部47和盖部48紧贴。除此之外的结构与图5所示的内啮合齿轮泵相同。此外，根据需要，也可以在壳体45的凸缘部45b，使金属制的衬套夹设于螺栓固定孔50，穿过该衬套来进行螺栓连接。在图7所示的方式中，在将余摆线收容部46的主体部47和壳体45复合成型之后，将各转子插入到主体部47。之后，能够以将盖部48相对于壳体45螺栓固定的步骤进行制造。
以上，根据图5～图7进行了说明，但本申请的第2发明的内啮合齿轮泵的结构并不限定于此。无论在哪个方式中，余摆线收容部与壳体都为不同部件，在预先将收容部深度高精度地加工而制造的余摆线收容部的周围将壳体复合成型，从而具有将两构件接合的结构。由此，得到没有个体间的排出量的偏差且具有稳定的排出能力的内啮合齿轮泵。
产业上的可利用性
本申请的第1发明及第2发明的内啮合齿轮泵能够用作压送油、水、药液等液体的内啮合齿轮泵(余摆线泵)，特别能够适合用作用于向以替代氟利昂、二氧化碳等为制冷剂的电热水器、房间空调、车用空调用的涡旋式压缩机的滑动部供给液体的泵。
附图标记说明
1 内啮合齿轮泵
2 外转子
3 内转子
4 余摆线部
5 壳体
6 罩
7 衬套
8 金属板
9 螺栓
10 驱动轴
11 设备主体的固定板
12 密封圈
13 过滤器
41 内啮合齿轮泵
42 外转子
43 内转子
44 余摆线部
45 壳体
46 余摆线收容部
47 主体部
48 盖部
49 驱动轴
50 螺栓固定孔
51 螺栓。
Claims (9)
1.一种内啮合齿轮泵，所述内啮合齿轮泵具有余摆线部，该余摆线部在具有多个内齿的外转子内，将具有多个外齿的内转子以所述外齿与所述内齿啮合且偏心的状态旋转自如地收容，在所述内齿与所述外齿之间形成有将液体吸入的吸入侧容积室和将被吸入到该吸入侧容积室的液体排出的排出侧容积室，其特征在于，
所述内啮合齿轮泵具备：具有收容所述余摆线部的凹部的壳体、以及闭塞该壳体的所述凹部的罩，所述壳体是树脂组合物的注射成型体，
所述壳体与所述罩由螺栓固定，在所述壳体的螺栓固定孔部分具有金属制的衬套，
在所述壳体与所述罩的接合部截面中，从所述凹部的底面观察，所述衬套的所述罩侧的端面位置比所述壳体的该衬套周围的衬套形成面高，且与所述壳体的所述凹部周围的密封面相同或比该密封面低。
2.根据权利要求1所述的内啮合齿轮泵，其特征在于，
所述密封面是从所述壳体的所述凹部的内侧面连续的面，与所述罩的表面紧贴而将该凹部密封。
3.根据权利要求1所述的内啮合齿轮泵，其特征在于，
所述内啮合齿轮泵未在所述壳体与所述罩的接合部夹设密封圈。
4.根据权利要求1所述的内啮合齿轮泵，其特征在于，
所述壳体的所述凹部的内侧面由所述树脂组合物的注射成型体构成，所述凹部的底面由金属体构成。
5.根据权利要求1所述的内啮合齿轮泵，其特征在于，
所述树脂组合物是以聚苯硫醚树脂为基体树脂并在基体树脂中配合从玻璃纤维、碳纤维及无机填充剂中选择的至少1种而成的树脂组合物。
6.一种内啮合齿轮泵，所述内啮合齿轮泵具有余摆线部，该余摆线部在具有多个内齿的外转子内，将具有多个外齿的内转子以所述外齿与所述内齿啮合且偏心的状态旋转自如地收容，在所述内齿与所述外齿之间形成有将液体吸入的吸入侧容积室和将被吸入到该吸入侧容积室的液体排出的排出侧容积室，其特征在于，
所述内啮合齿轮泵具有收容所述余摆线部的烧结金属制的余摆线收容部、以及与该余摆线收容部的外侧接合的壳体，
所述壳体是树脂组合物的注射成型体，所述余摆线收容部与所述壳体通过该壳体的一部分进入到该余摆线收容部的外表面的烧结微孔而接合。
7.根据权利要求6所述的内啮合齿轮泵，其特征在于，
所述余摆线收容部包括具有圆筒状内侧面和平板状内底面的主体部、以及盖住该主体部的开口部的盖部。
8.根据权利要求7所述的内啮合齿轮泵，其特征在于，
所述盖部通过紧固固定于所述主体部的开口部。
9.根据权利要求7所述的内啮合齿轮泵，其特征在于，
所述余摆线收容部与所述壳体通过该壳体的一部分进入到所述余摆线收容部中的所述主体部及所述盖部的外表面的烧结微孔而接合。
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