CN1928367A - 泵的转子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种顺利地进行油封与内转子间的空隙部的排压、良好地维持油封的耐久性及密封性、构造很简单、避免大型化的泵的转子装置。包括交替地配置有以轴心(Pa)为中心形成的多个圆弧周面部(1)和多个平坦面部(2)的驱动轴(A)、和具有插通该驱动轴的安装孔(B1)的内转子(B)。安装孔中，交替地形成有与圆弧周面部对应的与其相同数量的圆弧内周部(4)、和与平坦面部对应的与其相同数量的平坦面内周部(5)。圆弧内周部的中心(P4)相对于内转子的轴心(Pb)偏心、并且圆弧内周部的半径(Rb)形成为比圆弧周面部的半径(Ra)大，使得内转子的轴心位于各圆弧内周部与对应于各圆弧内周部的半径的中心之间。

Description

泵的转子装置
技术领域
本发明涉及顺利地进行油封和内转子间的空隙部的排压、能够良好地维持油封的耐久性及密封性、而且能够使其构造变得很简单、并且能够避免大型化的泵的转子装置。
背景技术
作为泵的转子装置等的泵的转子装置的课题之一，可以举出油封和内转子间的空隙部的排压。在泵的转子装置的构造中，将泵的转子装置的内转子和驱动轴(曲柄轴)连结，而在油泵中，在油泵的泵主体上安装有由弹性体(橡胶等)制成的油封，在油封的开口部中插通着驱动轴(曲柄轴)。油封是通过油泵内的油润滑油封的唇(lip)部位、并且防止油泵内的油流出到油泵的外面(漏油)的部件。
专利文献1：特开2005-16448
在具有内接型转子机构的泵中，作为其课题之一，可以举出在安装在转子室中的内转子、外转子等转子装置、安装在泵壳体上的油封之间存在的空隙部的排压。即，在油泵等具备内接型转子机构的泵中，内转子与驱动轴(曲柄轴)连结，还在油泵的泵壳体上安装有由弹性体(橡胶等)制成的油封。
而且，在油封的开口部中插通着上述驱动轴(曲柄轴)。该油封是通过油泵内的油将油封的唇部位润滑、并且防止油泵内的油流出到油泵的外面(漏油)的部件。
在该油封与转子间的空隙部中存留有(油等)流体，通过在运转中该空隙部内的流体压力上升，有可能使该压力引起的负担过多地施加在上述油封上，损害油封的耐久性及密封性。所以，作为进行抑制存留在空隙部内的流体的压力上升的排压的机构，在专利文献1中公开了下述技术：通过在内转子等转子的轴孔的内周面和使该转子旋转的驱动轴之间且沿上述驱动轴的轴向形成的空隙使上述空隙部与泵室连通、使上述空隙部的成为高压的流体从上述空隙部向泵室排出。
该专利文献1中所述的技术内容的特征在于，内转子的安装孔所具有的截面形状为具备在同一圆上的4个主圆弧部、和连结相邻的主圆弧部的4个直线状连结部，该技术是在内转子中将主圆弧部和直线状连结部所形成的旋转方向部位的角部设在4个部位、来缓和来自驱动轴(曲柄轴)的应力集中的技术。
如果该驱动轴与内转子之间的间隙(连通道径)较窄，则有排压不能充分地进行的情况。为此，考虑扩大该间隙来排压。但是，在专利文献1中，如果增大内转子的安装孔的4个主圆弧部而扩大与驱动轴之间的间隙，则内转子的外周的齿形(作为一例，次摆线齿形)的齿底和安装孔的主圆弧部的壁厚变薄，会给其强度带来不良影响。
因此，如果想要确保足够的壁厚，则这种情况下内转子的直径变大，而且会发生油泵大型化且重量增加的不良状况。
发明内容
所以，本发明要解决的课题(技术课题或目的)是不将内转子大型化而能够进行充分的排压、并且能良好地维持油封的耐久性及密封性。
所以，发明者通过将上述技术方案1的发明作成如下的泵的转子装置而解决了上述课题，所述泵的转子装置，包括交替地配置有以轴心为中心形成的多个圆弧周面部和多个平坦面部的驱动轴、和具有插通该驱动轴的安装孔的内转子，上述安装孔中，交替地形成有与上述圆弧周面部对应的与其相同数量的圆弧内周部、和与上述平坦面部对应的与其相同数量的平坦面内周部，上述圆弧内周部的中心相对于内转子的轴心偏心、并且上述圆弧内周部的半径形成得比上述圆弧周面部的半径大，使得上述内转子的轴心位于各圆弧内周部与对应于各圆弧内周部的半径的中心之间。
接着，通过将上述技术方案2的发明作成如下的泵的转子装置而解决了上述课题，所述泵的转子装置，在前述构成中，上述圆弧内周部的中心设定在与通过该圆弧内周部的弧宽长度的中点和内转子的轴心的线上大致相等的位置上。接着，通过将上述技术方案3的发明作成如下的泵的转子装置而解决了上述课题，所述泵的转子装置，在前述构成中，所有的上述圆弧内周部的中心的偏心距离相等。
接着，通过将上述技术方案4的发明作成如下的泵的转子装置而解决了上述课题，所述泵的转子装置，在前述构成中，所有的上述圆弧内周部的中心中的至少某一个的偏心距离与其他的偏心距离不同。接着，通过将上述技术方案5的发明作成如下的泵的转子装置而解决了上述课题，所述泵的转子装置，在前述构成中，所有的上述圆弧内周部的半径相等。
接着，通过将上述技术方案6的发明作成如下的泵的转子装置而解决了上述课题，所述泵的转子装置，在前述构成中，所有的上述圆弧内周部中的至少某一个的半径与其他半径不同。接着，通过将上述技术方案7的发明作成如下的泵的转子装置而解决了上述课题，所述泵的转子装置，在前述构成中，所有的上述圆弧内周部的弧宽长度的中点形成在与上述内转子的齿底的最深部对应的位置上。
接着，通过将上述技术方案8的发明作成如下的泵的转子装置而解决了上述课题，所述泵的转子装置，在前述构成中，所有的上述圆弧内周部与平坦面内周部之间的角形成为凹陷状的弧状角部。接着，通过将上述技术方案9的发明作成如下的泵的转子装置而解决了上述课题，所述泵的转子装置，在前述构成中，在上述平坦面内周部上沿着轴向而形成有排油槽，并且该排油槽在上述平坦面内周部且与上述内转子的齿顶位置对应的位置上形成。
根据技术方案1的发明，在驱动轴的圆弧周面部与内转子的安装孔的圆弧内周部之间特别形成开口面积较大的间隙，它能够起到作为排压通道部的作用。该排压通道部将存留在形成于转子室与油封之间的空隙部中的高压流体排出，来抑制空隙部内的压力上升，进而，能够良好地维持油封的密封性及耐久性。
此外，上述排压通道是由驱动轴的圆弧周面部和内转子的圆弧内周部形成的，并且使上述内转子的轴心位于各圆弧内周部和对应于各圆弧内周部的半径的中心之间，上述圆弧内周部的中心相对于内转子的轴心偏心，上述圆弧内周部的半径比上述圆弧周面部的半径大，所以能够使由圆弧周面部与圆弧内周部包围的开口成为随着从上述圆弧内周部与圆弧周面部的弧宽长度的中央朝向两侧而逐渐扩大的形状。该排压通道部能够将该内转子的直径方向的壁厚的减少抑制在最小限度，做得比由与内转子的轴心同心圆地形成的(以往技术的)圆弧内周部构成的排压通道部小。
接着，根据技术方案2的发明，上述圆弧内周部的半径中心设定在通过该圆弧内周部的弧宽长度的中点和内转子的轴心的线上，所以在内转子的安装孔的成形中，可以容易且高效地进行作业。接着，根据技术方案3的发明，在所有的圆弧内周部的中心中，使离开内转子的轴心的偏心距离相等，所以成为形状均匀化的内转子，能够使生产率提高。
接着，根据技术方案4的发明，使所有的圆弧内周部的中心中至少某一个中心从内转子的轴心的偏心距离与其他的偏心距离不同，所以能够将形成于内转子的安装孔和驱动轴之间的排压通道部作成分别不同的开口面积，能够破坏排压动作时的节奏，由此能够防止脉动的产生。接着，根据技术方案5的发明，在上述构成中，通过作成上述圆弧内周部的半径相等的泵的转子装置，能够使安装孔的成形作业高效地进行。
接着，根据技术方案6的发明，使所有的圆弧内周部中的至少某一个的半径与其他半径不同，所以能够通过各圆弧内周部使排压通道部成为分别不同的面积，与上述技术方案5的发明同样，能够破坏排压中的节奏，由此能够防止脉动的产生。接着，根据技术方案7的发明，使所有的圆弧内周部的弧宽长度的中点在与上述内转子的齿底的最深部对应的位置上，所以能够将内转子的齿底部分的壁厚的减少抑制在最小限度，并且随着朝向上述最深部的宽度方向两侧、上述排压通道部的开口面积逐渐变大，能够维持良好的排压动作。
接着，根据技术方案8的发明，通过将所有的圆弧内周部与平坦面内周部之间的角作成凹陷状的弧状角部，而不与驱动轴的圆弧周面部与平坦面部之间的角部接触，能够防止卡住。接着，根据技术方案9的发明，驱动轴与安装孔在旋转时抵接的部位的内转子的壁厚不会变薄，能够形成不会损害内转子的强度的排油槽，通过该排油槽能够使空隙部的排压更平滑。
附图说明
图1(A)是本发明的驱动轴与内转子的纵剖主视图，图1(B)是驱动轴的纵剖主视图，图1(C)是内转子的纵剖主视图。
图2(A)是内转子的圆弧内周部部位的放大剖视图，图2(B)是由内转子的圆弧内周部与驱动轴的圆弧周面部形成的排压通道部部位的放大剖视图。
图3(A)是使所有的圆弧内周部的偏心距离都相同的内转子的主要部分放大剖视图，图3(B)是将图3(A)的一部分切除后的放大图。
图4(A)是适当的圆弧内周部的偏心距离与其他圆弧内周部的偏心距离不同的内转子的纵剖主视图，图4(B)是图4(A)的主要部分放大图。
图5(A)是使驱动轴与内转子的安装孔为五边形的纵剖主视图，图5(B)是图5(A)的主要部分放大图。
图6(A)是使驱动轴与内转子的安装孔为椭圆形状的纵剖主视图，图6(B)是图6(A)的主要部分放大图。
图7(A)是驱动轴与形成了排油槽的内转子的纵剖主视图，图7(B)是图7(A)的主要部分放大图。
图8(A)是泵壳体的主视图，图8(B)是泵壳体的纵剖侧视图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明的实施方式。本发明涉及驱动轴A和内转子B，如图8(A)、图8(B)所示，在形成于泵壳体10中的转子室11中内装有转子，在该转子上安装有对其旋转驱动的驱动轴A。
该转子是内接型的转子构造等，具体而言，由具有次摆线齿形的内转子B和外转子12的组合构成。在上述泵壳体10中，在上述驱动轴A的突出部位上安装有将内部与外部密封的油封13。并且，在该上述转子室11与油封13之间存在空间，将其称为空隙部14(参照图8(B))。
该驱动轴A如图1(B)所示，在其轴外周侧面的形状中，交替地配置有多个圆弧周面部1、和多个平坦面部2。具体而言，交替地配置有4个圆弧周面部1、1、……、和4个平坦面部2、2、……，构成轴外周侧面。上述圆弧周面部1是以驱动轴A的轴心Pa为其半径的中心而形成的适当范围的圆弧形状部，是比大致(1/4)圆弧形状窄的区域的形状部。此外，上述平坦面部2是作成了平坦面的部位，如果以正交于上述驱动轴A的轴向的截面观察圆弧周面部1和平坦面部2，则成为交替地配置圆弧与直线的形状。
该圆弧周面部1、1、……的形成范围是相对于驱动轴A的轴心Pa等角度且等间隔地配置。进而，上述圆弧周面部1的个数与上述平坦面部2的个数是相同的数量。在本发明中，对如图1(B)所示，主要由4个圆弧周面部1、1、……、和4个平坦面部2、2、……构成的驱动轴A、和与该驱动轴A对应的内转子B进行说明，但并不一定限于该数量。
例如，也可以是由5个以上的圆弧周面部1、和与该圆弧周面部1相同数量的平坦面部2构成的驱动轴A及对应的内转子B的组合。作为其一例，在图5中，将上述驱动轴A的截面作成了五边形，由5个圆弧周面部1和5个平坦面部2构成。此外，后述的安装孔B1也形成为五边形的孔。进而，在图6中，驱动轴A由2个圆弧周面部1和2个平坦面部2构成。
接着，内转子B如图1(C)所示，在外周侧面形成有次摆线齿形部3，该次摆线齿形部3交替地形成有齿顶3a和齿底3b。此外，将该齿底3b的最深的部分称作最深部3b1。在上述外转子12上，在内周侧面上形成有次摆线齿形12a。而且，上述内转子通过上述驱动轴A旋转，并且上述外转子12也旋转，通过两个次摆线齿形形成小室(cell)，通过该小室将油等流体从形成于上述转子室内的吸入口输送到排出口。
在作为上述内转子B的直径方向中心的轴心Pb的周围形成有安装孔B1。该安装孔B1如图1(C)所示，由圆弧内周部4和平坦面内周部5构成。在该安装孔B1中插入上述驱动轴A，上述圆弧周面部1和上述圆弧内周部4在位置上对应，此外上述平坦面部2和上述平坦面内周部5在位置上对应(参照图1(A))。在该内转子B的安装孔B1中插入着上述驱动轴A的状态下，上述内转子B的轴心Pb和上述驱动轴A的轴心Pa的位置一致。其中，将由存在于上述安装孔B1和驱动轴A之间的间隙造成的轴心Pa和轴心Pb的稍稍的偏移都设在一致的状态的范围内(参照图1(A))。
如果将对应于该安装孔B1的上述圆弧内周部4的半径的中心设为该圆弧内周部4的中心P4，则该圆弧内周部4如图2(A)所示，与上述内转子B的轴心Pb的位置并一致，上述圆弧周面部的中心P4存在于相对于上述轴心Pb偏心的位置上。更具体而言，上述内转子B的轴心Pb位于上述圆弧内周部4与上述中心P4之间。
并且，在这样的状态下，对应于上述圆弧内周部4的半径的中心P4存在于相对于上述轴心Pb偏心的位置上。换言之，对应于上述圆弧内周部4的半径的中心P4的位置越过上述轴心Pb而位于下述位置，即，靠近位于与该圆弧内周部4对置的相反一侧的另一个圆弧内周部4侧，上述中心P4成为相对于上述轴心Pb偏心的位置(参照图1(C))。
在此，在上述内转子B的轴心Pb位于上述圆弧内周部4与对应于该圆弧内周部4的半径的中心P4之间，所谓“上述圆弧内周部4与对应于该圆弧内周部4的半径的中心P4之间”，不仅限于将从上述圆弧内周部4的适当的1点与对应于该圆弧内周部4的半径的中心P4连结的线上的部分，而是包含由该圆弧内周部4的形成范围、和对应于该圆弧内周部4的半径的中心P4形成的扇形部分的整个区域。进而，该圆弧内周部4的半径Rb形成得比上述圆弧周面部1的半径Ra大。即，半径Rb＞半径Ra(参照图2(B))。
这样形成的圆弧内周部4形成为相对于位于该圆弧内周部4的两侧的上述平坦面内周部5、5经由阶梯差朝向该内转子B的直径方向的外周侧凹陷那样的形状。将该圆弧内周部4和相邻的平坦面内周部5之间的阶梯差部位称为弧状角部6。该弧状角部6如图1(C)、图2(A)所示，优选地形成为大致圆弧状。该弧状角部6是使上述圆弧内周部4和平坦面内周部5的连接变得平滑的部分，还是用来排压的空间。进而，起到了用来使插入到上述安装孔B1中的驱动轴A的圆弧周面部1和平坦面部2的之间角不直接与上述安装孔B1的内周接触的作用。
如图2(B)所示，在通过上述那样的构成形成的上述圆弧内周部4与插入到上述安装孔B1中的驱动轴A的圆弧周面部1之间，形成有排压通道部S。随着朝向上述圆弧周面部1与圆弧内周部4的弧宽方向两侧，该排压通道部S的排压面积逐渐扩大。并且，将上述驱动轴A插入在上述安装孔B1中的状态下，上述平坦面部2与平坦面内周部5之间的间隙设为间隙t。
此外，如果将上述圆弧周面部1的弧宽长度Wa的中点a和圆弧内周部4的弧宽长度Wb的中点b之间的位置间隙称作间隙k，则即使将上述间隙t和间隙k设定为相等，上述排压通道部S也能够成为足够的流体的流路。实际上，与上述间隙t相比，上述间隙k的间隙宽度尺寸设定得较大的情况较多。即，是k≥t的大小关系(参照图2(B))。上述排压通道部S是以上述圆弧周面部1的弧宽长度Wa的中点a和上述圆弧内周部4的弧宽长度Wb的中点b为中心、朝向其两侧开口面积逐渐增加的形状，是扁平形状的开口形状(参照图2(B))。
上述间隙t是用来将驱动轴A插入到上述安装孔B1中的间隙。即，能够维持用于相对于安装孔B1插入驱动轴A所需的间隙(间隙t)、并且在上述圆弧周面部1与上述圆弧内周部4之间形成可充分排压的排压通道部S。
因此，上述内转子B通过形成该安装孔B1，能够将减少的直径方向的壁厚抑制在最小限度内。由此，即使设置了上述排压通道部S，也能够特别使上述内转子B的齿底3b的最深部3b1和上述安装孔B1之间的壁厚成为足够的壁厚，能够防止将上述内转子B的外径增大。
关于上述安装孔B1的圆弧内周部4，存在多种类型。首先，在第1类型中，上述圆弧内周部4的中心P4位于通过该圆弧内周部4的弧宽长度Wb的中点b和上述内转子B的轴心Pb的线L上(参照图2(b)、图3(A))。在此，关于上述圆弧周面部的中心P4位于线L上，位于该线L的附近也是设定在大致同等位置上。该类型的内转子B的安装孔B1是平衡最好的。
在第2类型中，使所有的圆弧内周部4的上述圆弧周面部的中心P4相对于上述安装孔B1的轴心Pb的偏心距离m都相同(参照图3)。此外，在第3类型中，使所有的上述圆弧周面部的中心P4中的至少某一个的偏心距离m与其他圆弧周面部的中心P4的偏心距离m不同。
具体而言，如果设适当较大的曲率半径的圆弧内周部4的中心P4的偏心距离为m1、设其他较小的曲率半径的圆弧内周部4的中心P4的偏心距离为m2，则该偏心距离的关系为m1＞m2(参照图4(B))。在该类型中，存在多个偏心距离m、m、……中的一个偏心距离m与其余偏心距离m不同的情况、和所有的偏心距离m分别为不同的数值的情况。
接着，在第4类型中，所有的上述圆弧内周部4的半径Rb相同。此外，在第5类型中，使所有的上述圆弧内周部4中的至少某一个半径Rb与其他半径Rb不同。在该类型中，存在多个半径Rb、Rb、……中的一个半径Rb与其余的半径Rb不同的情况、和所有的半径Rb分别为不同的数值的情况。此外，作为第5类型，是使所有的上述圆弧内周部4的弧宽长度Wb的中点b与上述内转子B的齿底3b的最深部3b1对应(参照图2(A)、图3(A))。
在该第5类型中，通过使上述圆弧内周部4的弧宽长度Wb的中点b位于上述内转子B的齿底3b的最深部3b1处，所形成的排压通道部S扩展到以弧宽长度Wb的中点b为中央的两侧，在齿顶3a部分该排压通道部S的开口面积变大，所以能够充分地确保上述排压中的齿底3b的最深部3b1的壁厚。
并且，还存在将上述第1类型至第5类型适当地组合的类型。例如，在第2类型与第4类型的组合中，各偏心距离m相同，并且各半径Rb相同。此外，在第2类型与第5类型的组合中，各偏心距离m相同，并且各半径Rb不同。进而，在第3类型与第4类型的组合中，各偏心距离m不同，并且各半径Rb相同。进而，在第3类型与第5类型的组合中，各偏心距离m不同，并且各半径Rb不同。
接着，如图7所示，存在在上述安装孔B1的平坦面内周部5上形成有排油槽7的实施方式。该排油槽7起到平滑地进行从上述排压通道部S的排压的作用。该排油槽7优选为在该平坦面内周部5上、比其宽度方向中心位置更靠上述内转子B的旋转方向侧形成。该排油槽7在各平坦面内周部5上形成、或在某一个平坦面内周部5上形成。

Claims (9)

1、一种泵的转子装置，其特征在于，包括交替地配置有以轴心为中心形成的多个圆弧周面部和多个平坦面部的驱动轴、和具有插通该驱动轴的安装孔的内转子，上述安装孔中，交替地形成有与上述圆弧周面部对应的与其相同数量的圆弧内周部、和与上述平坦面部对应的与其相同数量的平坦面内周部，上述圆弧内周部的中心相对于内转子的轴心偏心、并且上述圆弧内周部的半径形成得比上述圆弧周面部的半径大，使得上述内转子的轴心位于各圆弧内周部与对应于各圆弧内周部的半径的中心之间。
2、如权利要求1所述的泵的转子装置，其特征在于，上述圆弧内周部的中心设定在与通过该圆弧内周部的弧宽长度的中点和内转子的轴心的线上大致相等的位置上。
3、如权利要求1或2所述的泵的转子装置，其特征在于，所有的上述圆弧内周部的中心的偏心距离相等。
4、如权利要求1或2所述的泵的转子装置，其特征在于，所有的上述圆弧内周部的中心中的至少某一个的偏心距离与其他的偏心距离不同。
5、如权利要求1或2所述的泵的转子装置，其特征在于，所有的上述圆弧内周部的半径相等。
6、如权利要求1或2所述的泵的转子装置，其特征在于，所有的上述圆弧内周部中的至少某一个的半径与其他半径不同。
7、如权利要求1或2所述的泵的转子装置，其特征在于，所有的上述圆弧内周部的弧宽长度的中点形成在与上述内转子的齿底的最深部对应的位置上。
8、如权利要求1或2所述的泵的转子装置，其特征在于，所有的上述圆弧内周部与平坦面内周部之间的角形成为凹陷状的弧状角部。
9、如权利要求1或2所述的泵的转子装置，其特征在于，在上述平坦面内周部上沿着轴向而形成有排油槽，并且该排油槽在上述平坦面内周部且与上述内转子的齿顶位置对应的位置上形成。
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