JP2003214356A - Internal gear pump - Google Patents
Internal gear pumpInfo
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- JP2003214356A JP2003214356A JP2002016813A JP2002016813A JP2003214356A JP 2003214356 A JP2003214356 A JP 2003214356A JP 2002016813 A JP2002016813 A JP 2002016813A JP 2002016813 A JP2002016813 A JP 2002016813A JP 2003214356 A JP2003214356 A JP 2003214356A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、歯数差が１枚の
インナーロータ（外歯歯車）とアウターロータ（内歯歯
車）を組合わせた内接歯車ポンプに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal gear pump in which an inner rotor (external gear) and an outer rotor (internal gear) having a single tooth difference are combined.
【０００２】[0002]
【従来の技術】歯数がｎ枚（ｎ≧３）のインナーロータ
と、歯数がｎ＋１枚のアウターロータを偏心させてケー
シングに収納し、両ロータの各歯の歯面間に形成される
閉じ込み空間（ポンピングチャンバ）のロータ回転に伴
う容積変化を利用して液体の吸入、吐出を行う内接歯車
ポンプは、基本設計では、図５に示すように、インナー
ロータ１とアウターロータ２間の閉じ込み空間Ａの面積
が最大となる位置でその閉じ込み空間Ａがケーシングに
設けられた吸入ポート３と吐出ポート４から切り離され
るように、吸入ポートの終端３ａと吐出ポートの始端４
ａが左右対称位置に設定される。2. Description of the Related Art An inner rotor having n teeth (n ≧ 3) and an outer rotor having n + 1 teeth are eccentrically housed in a casing and formed between tooth surfaces of respective teeth of both rotors. As shown in FIG. 5, an internal gear pump that sucks and discharges liquid by utilizing the volume change of the enclosed space (pumping chamber) accompanying the rotation of the rotor has a basic design between the inner rotor 1 and the outer rotor 2. So that the enclosed space A is separated from the suction port 3 and the discharge port 4 provided in the casing at a position where the area of the closed space A is maximum.
a is set to the symmetrical position.
【０００３】なお、吸入ポート３と吐出ポート４は、ケ
ーシングのロータ端面と対向する面に設けられている。
図中５、６は、面積最大となる閉じ込み空間を仕切る吸
入ポート側ロータ噛み合い点と吐出ポート側ロータ噛み
合い点を示す。７はインナーロータを回転させる駆動シ
ャフトであり、アウターロータ２は従動回転する。The suction port 3 and the discharge port 4 are provided on the surface of the casing that faces the rotor end surface.
In the figure, 5 and 6 indicate the meshing points of the suction port side rotor and the discharge port side rotor, which divide the enclosed space having the maximum area. Reference numeral 7 is a drive shaft for rotating the inner rotor, and the outer rotor 2 is driven to rotate.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】内接歯車ポンプでは、
ロータ回転に支障をきたさないように、インナーロータ
とアウターロータの歯面間、ケーシング内径とアウター
ロータの外径間及びインナーロータの軸穴と駆動シャフ
ト間にそれぞれ所定のクリアランス（隙間）が設けられ
る。In the internal gear pump,
Predetermined clearances (gap) are provided between the tooth surfaces of the inner rotor and the outer rotor, between the inner diameter of the casing and the outer diameter of the outer rotor, and between the shaft hole of the inner rotor and the drive shaft so as not to hinder the rotation of the rotor. .
【０００５】そのため、吐出圧が作用するとインナーロ
ータ１とアウターロータ２がクリアランスの範囲内で相
反する方向に動き、両ロータの中心を通る軸が、図５
（ｂ）に示す設計上の基準軸Ｃの位置からＣ’の位置ま
でロータの回転方向に（ａ°−Ｘ°）ずれる。図のａ°
は、インナーロータ１とアウターロータ２の設計上の中
心を通る基準軸Ｃから設計上の吸入ポート側ロータ噛み
合い点５までのインナーロータ中心Ｏを支点にした振
角、Ｘ°は基準軸Ｃからロータ中心変位後の吸入ポート
側ロータ噛み合い点５’（線Ｂ）までのインナーロータ
中心Ｏを支点にした振角である。Therefore, when the discharge pressure acts, the inner rotor 1 and the outer rotor 2 move in opposite directions within the clearance range, and the axis passing through the centers of both rotors is shown in FIG.
There is a shift (a ° -X °) in the rotational direction of the rotor from the position of the design reference axis C shown in FIG. A ° in the figure
Is a swing angle with the inner rotor center O from the reference axis C passing through the design center of the inner rotor 1 and the outer rotor 2 to the design suction port side rotor meshing point 5 as a fulcrum, and X ° is from the reference axis C. It is a swing angle with the inner rotor center O up to the intake port side rotor meshing point 5 ′ (line B) after the rotor center displacement as a fulcrum.
【０００６】吸入ポート終端を設計上のロータ噛み合い
点５の位置に配置すると、閉じ込み空間Ａは実際の噛み
合い点が設計上の噛み合い点５の位置から５’の位置に
移る間は吸入ポートから切り離されているのにまだ膨張
工程にあり、その空間Ａ内が吸入ポートの圧力よりも更
に負圧状態になる。When the suction port end is arranged at the position of the rotor meshing point 5 on the design, the confining space A is separated from the suction port while the actual meshing point moves from the position of the meshing point 5 on the design to the position 5 '. Although it is separated, it is still in the expansion process, and the inside of the space A becomes more negative than the pressure of the suction port.
【０００７】にも拘らず、吸入ポートから切り離された
閉じ込み空間Ａは液体を吸入することができないためキ
ャビテーションを誘発し、吸入効率悪化の問題も起こ
る。Despite this, the enclosed space A, which is separated from the suction port, cannot suck the liquid, so that cavitation is induced and the suction efficiency deteriorates.
【０００８】ロータの回転が高速化するにつれて閉じ込
み空間の膨張、圧縮速度が速くなるため、キャビテーシ
ョンの発生と容積効率の悪化はより顕著になり、その結
果、ロータ、ケーシングの侵食や吐出量不足を引き起こ
す。As the rotation speed of the rotor increases, the expansion and compression speeds of the enclosed space increase, so that the occurrence of cavitation and the deterioration of the volumetric efficiency become more remarkable. As a result, the erosion of the rotor and the casing and the insufficient discharge amount are caused. cause.
【０００９】さらに、キャビテーションの誘発により圧
力脈動も増大し、ポンプの振動、騒音も激しくなってポ
ンプ性能が著しく低下する。Further, the pressure pulsation increases due to the induction of cavitation, and the vibration and noise of the pump also become severe, resulting in a marked deterioration of the pump performance.
【００１０】そこで、本出願人は、その問題の解決策を
同時提出の特許出願によって提案した。Therefore, the present applicant proposed a solution to the problem through a patent application filed at the same time.
【００１１】その解決策では、吸入ポートの終端を、ロ
ータ歯面間の閉じ込み空間が最大面積となる位置での設
計上の吸入ポート側ロータ噛み合い点よりもロータの回
転方向前方に延長して配置する。In this solution, the end of the intake port is extended forward of the rotor in the rotational direction of the rotor from the designed meshing point of the rotor on the intake port side at the position where the confined space between the tooth flanks has the maximum area. Deploy.
【００１２】これにより、ロータ中心の変位に起因した
閉じ込み空間の負圧状態が矯正され、キャビテーション
発生時のポンプ回転数を高めることが可能になった。ま
た、閉じ込み空間の液体吸入量が増加し、ポンプの容積
効率も改善される。As a result, the negative pressure state of the confined space due to the displacement of the rotor center is corrected, and the pump rotational speed at the time of cavitation can be increased. Further, the amount of liquid sucked into the enclosed space is increased, and the volumetric efficiency of the pump is also improved.
【００１３】ところが、閉じ込み空間の負圧状態が矯正
されたものの、高圧使用時に液体を閉じ込めた閉じ込み
空間が吐出ポートと連通する際の急激な圧力変化による
局所的な負圧発生により、液中のエアが膨張してキャビ
テーションとなり、それによるロータ、ケーシングの侵
食（エロージョン）の問題が生じた。However, although the negative pressure state of the confined space has been corrected, when the confined space containing the liquid during high-pressure use communicates with the discharge port, a local negative pressure is generated due to a rapid negative pressure generation, resulting in the liquid. The air inside expands into cavitation, which causes the problem of erosion of the rotor and casing.
【００１４】この発明は、このロータ、ケーシングの侵
食の問題も併せて解決することを課題としている。An object of the present invention is to solve the problem of erosion of the rotor and casing as well.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】上記の課題を解決する
ため、この発明においては、吸入ポートの終端を、基本
設計位置よりもロータの回転方向前方、即ちロータ歯面
間の閉じ込み空間が設計上最大面積となる位置での吸入
ポート側ロータ噛み合い点よりもロータの回転方向前方
に延長して配置する。In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, the end of the suction port is designed in front of the basic design position in the rotational direction of the rotor, that is, the confined space between the tooth flanks of the rotor. It is arranged so as to extend forward of the rotor in the rotational direction of the rotor, with respect to the meshing point of the intake port side rotor at the position where the maximum area is obtained.
【００１６】こうすると、閉じ込み空間Ａが図５に示す
設計上のロータ噛み合い点５を通り越した後にも吸入ポ
ートから空間Ａに液体が流入する。With this arrangement, the liquid flows from the suction port into the space A even after the enclosed space A has passed the designed rotor meshing point 5 shown in FIG.
【００１７】これにより、ロータ中心の変位による閉じ
込み空間の負圧状態が矯正され、キャビテーションが発
生するときのポンプ回転数を高めることができる。ま
た、ポンプの容積効率も改善される。As a result, the negative pressure state of the enclosed space due to the displacement of the center of the rotor is corrected, and the pump rotation speed when cavitation occurs can be increased. Also, the volumetric efficiency of the pump is improved.
【００１８】次に、高圧使用時に液体を閉じ込めた閉じ
込み空間が吐出ポートと連通する際の急激な圧力変化に
よる局所的な負圧発生により、液中のエアが膨張してキ
ャビテーションとなり、それによるロータ、ケーシング
の侵食を抑制するため、この発明においては、前記閉じ
込み空間が吸入ポートから切り離される位置での空間面
積ＳX の９８．７％〜６９．０％の面積ＳZ となる位置
に回転したときの吐出ポート側ロータ噛み合い点に吐出
ポートの始端を配置し、この吐出ポート始端から吸入ポ
ート終端側に延び出す薄溝をケーシングに設け、設計上
のアウターロータ中心とインナーロータ中心を通る基準
軸Ｃから閉じ込み空間がロータ回転により前記ＳX の１
００％〜９４．５％の面積ＳY に縮小した位置での吐出
ポート側ロータ噛み合い点までのインナーロータ中心を
支点にした振角をＹ°として、基準軸Ｃに対しＹ°振れ
た線上に薄溝の先端を配置する。Next, when the confined space in which the liquid is confined during high pressure use communicates with the discharge port, a local negative pressure is generated due to a rapid pressure change, causing air in the liquid to expand and become cavitation. In order to suppress the erosion of the rotor and the casing, in the present invention, the confined space is located at a position where the area S Z is 98.7% to 69.0% of the space area S X at the position separated from the suction port. The start end of the discharge port is located at the meshing point of the rotor on the discharge port side when rotating, and the casing has a thin groove that extends from the start end of the discharge port to the end side of the suction port, and passes through the center of the outer rotor and the center of the inner rotor by design. The space enclosed from the reference axis C becomes 1 of S X due to the rotation of the rotor.
On the line swung Y ° with respect to the reference axis C, the swing angle with the center of the inner rotor up to the meshing point of the discharge port side rotor as a fulcrum at the position where the area S Y is reduced to 00% to 94.5% Place the tip of the thin groove.
【００１９】吸入ポートの終端を基本設計位置よりもロ
ータの回転方向前方に移すのに伴い、吐出ポートの始端
も閉じ込み空間が吸入ポートから切り離された位置で閉
じ込み空間から切り離される位置に移すが、閉じ込み空
間が吐出ポートと連通したときに閉じ込み空間内の液体
が急激に吐出ポートに吐き出されると、キャビテーショ
ンによるロータ、ケーシングの侵食や吐出ポートの圧力
脈動が起こる。As the end of the suction port is moved forward of the basic design position in the rotational direction of the rotor, the start of the discharge port is also moved to a position where the closing space is separated from the closing port at a position where the closing space is separated from the suction port. However, when the liquid in the closed space is rapidly discharged to the discharge port when the closed space communicates with the discharge port, erosion of the rotor and the casing due to cavitation and pressure pulsation of the discharge port occur.
【００２０】そこで、この発明では、吐出ポートの始端
を閉じ込み空間が吸入ポートから切り離された位置での
吐出ポート側ロータ噛み合い点よりも更にロータの回転
方向前方に配置し、吐出ポート側ロータ噛み合い点が吐
出ポートに到達する前に薄溝を介して閉じ込み空間内の
液体を徐々に吐出ポートに流すようにした。これによ
り、閉じ込み空間が吐出ポートに直接連通するときの急
激な圧力変化が抑制され、キャビテーションによるロー
タ、ケーシングの侵食、吐出ポートの圧力脈動を抑制す
ることが可能になった。Therefore, in the present invention, the starting end of the discharge port is arranged further forward in the rotational direction of the rotor than the meshing point of the discharge port side rotor at the position where the closed space is separated from the suction port, and the discharge port side rotor meshing is performed. Before the point reaches the discharge port, the liquid in the enclosed space is gradually flowed to the discharge port through the thin groove. As a result, it is possible to suppress a rapid pressure change when the enclosed space directly communicates with the discharge port, and to suppress erosion of the rotor and the casing due to cavitation and pressure pulsation of the discharge port.
【００２１】なお、吐出ポートの先端位置と薄溝の先端
位置の設定のし方や薄溝の配置、形状などの好ましい態
様については、実施形態の項で詳しく述べる。Incidentally, preferable modes such as how to set the tip position of the discharge port and the tip position of the thin groove and the arrangement and shape of the thin groove will be described in detail in the section of the embodiment.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】図１乃至図４に、この発明の内接
歯車ポンプの実施形態を示す。図１は、インナーロータ
１とアウターロータ２をそれぞれ設計上の中心に置いた
状態にして画いてある。図に示すように、閉じ込み空間
Ａの面積が最大となる位置での吸入ポート側ロータ噛み
合い点５よりもロータの回転方向前方に吸入ポート３の
終端３ａがある。この吸入ポート終端３ａは、クリアラ
ンスによるロータ中心の変位量を考慮し、変位後の吸入
ポート側ロータ噛み合い点５’と重なる位置やその近傍
に配置されている。1 to 4 show an internal gear pump according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is illustrated with the inner rotor 1 and the outer rotor 2 placed at the design centers. As shown in the figure, the end 3a of the intake port 3 is located forward of the intake port-side rotor meshing point 5 at the position where the area of the enclosed space A is maximum, in the rotational direction of the rotor. In consideration of the displacement amount of the rotor center due to the clearance, the suction port terminal 3a is arranged at a position overlapping the suction port side rotor meshing point 5 ′ after the displacement or in the vicinity thereof.
【００２３】また、吐出ポート４の始端４ａは、基準軸
Ｃからの振角（これはインナーロータ中心Ｏを支点にし
た振角。以下の振角も同じ）がＺとなる位置に配置さ
れ、さらに、吐出ポート４の始端４ａから吸入ポート終
端３ａ側に向かって延び出す薄溝（深さの小さい溝）８
がケーシングに設けられている。Further, the starting end 4a of the discharge port 4 is arranged at a position where the vibration angle from the reference axis C (this is the vibration angle with the center O of the inner rotor as a fulcrum. The same applies below). Further, a thin groove (a groove having a small depth) 8 extending from the start end 4a of the discharge port 4 toward the suction port end 3a side.
Is provided in the casing.
【００２４】吸入ポート３から切り離された図１の面積
ＳX の閉じ込み空間Ａから吐出ポートの始端４ａまでの
距離が大きすぎると、低回転域では、閉じ込み空間の減
少により歯先隙間もしくは端面隙間から液体が洩れ出す
ことにより吐出量が低下する。高回転域では閉じ込み空
間の圧縮による内部圧力の極度の上昇が生じ、ロータの
いわゆるおどりによる騒音又は圧力差が大きいことによ
るキャビテーションが発生する。また、その距離が小さ
すぎると薄溝８の設置領域が小さくなり、薄溝経由での
吐出液量が少なくなって圧力の急変防止効果が不十分に
なる。これ等の不具合を無くすために、吐出ポートの始
端４ａは、閉じ込み空間Ａの面積がロータ回転により図
１のＳX から図３のＳZ に縮小し、このときのＳZ がＳ
X の９８．７％〜６９．０％となる位置で面積ＳZ の閉
じ込み空間を仕切る吐出ポート側ロータ噛み合い点の位
置（基準軸Ｃに対する振角Ｚの位置）に配置する。If the distance from the closed space A of the area S X of FIG. 1 separated from the suction port 3 to the starting end 4a of the discharge port is too large, the closed space is reduced in the low rotational speed region and the tooth gap or The liquid leaks from the gap between the end faces, so that the discharge amount decreases. In the high rotation range, the internal pressure is extremely increased due to the compression of the confined space, and cavitation occurs due to noise or pressure difference due to so-called dance of the rotor. On the other hand, if the distance is too small, the installation area of the thin groove 8 becomes small, the amount of liquid discharged through the thin groove becomes small, and the effect of preventing a sudden change in pressure becomes insufficient. In order to eliminate these problems, at the start end 4a of the discharge port, the area of the enclosed space A is reduced from S X in FIG. 1 to S Z in FIG. 3 due to rotor rotation, and S Z at this time is S Z.
It is arranged at the position of the meshing point of the discharge port side rotor (the position of the swing angle Z with respect to the reference axis C) that partitions the enclosed space of the area S Z at the position where it is 98.7% to 69.0% of X.
【００２５】また、閉じ込み空間Ａが吸入ポート３から
切り離された図１の面積ＳX の位置における基準軸Ｃか
ら吐出ポート側ロータ噛み合い点６までの振角をｂ、基
準軸Ｃから薄溝８の先端までの振角をＹ（Ｙ＞ｂ）とし
てこのときのＹとｂの差角Ｙ 0 （このＹ0 は液体閉じ込
み後の予圧縮工程となる）が大きすぎると、予圧縮中の
閉じ込み空間からの漏液量が多くなってポンプの吐出量
低下を招くので、ロータ回転により閉じ込み空間Ａの面
積が図１のＳX から図２のＳY となる位置で（ＳY ／Ｓ
X ×１００）＞９４．５％の条件を成立させ、このとき
の基準軸Ｃから面積ＳY の空間を仕切る吐出ポート側ロ
ータ噛み合い点６までの振角をＹとしてその振角Ｙの線
上に薄溝８の先端を配置して予圧縮による漏液を極力減
らすようにしている。Further, the enclosed space A is located from the suction port 3
Area S of FIG. 1 separatedXIs the reference axis C at the position
From the discharge port side rotor meshing point 6 to b
The vibration angle from the quasi-axis C to the tip of the thin groove 8 is Y (Y> b)
Difference angle Y between Y and b at leverage 0(This Y0Is a liquid trap
If it is too large, it will be
The amount of liquid leaking from the enclosed space increases and the pump discharge amount
Rotation of the rotor causes the surface of the confined space A to decline.
The product is S in Figure 1XFrom S in Figure 2YAt the position (SY/ S
XX100)> 94.5% of the condition is met, at this time
Area S from the reference axis C ofYOn the discharge port side to partition the space
The vibration angle up to the meshing point 6 is Y, and the line of the vibration angle Y
The tip of the thin groove 8 is placed on the top to minimize leakage due to precompression.
I am trying to make it.
【００２６】薄溝８は、振角Ｙ〜Ｚの範囲におけるイン
ナーロータ１とアウターロータ２の噛み合い位置に配置
すればよいが、この薄溝８を吐出ポート４の内側径（イ
ンナーロータの歯底部径）を超えない範囲でインナーロ
ータ中心側に偏らせると、キャビテーションによる侵食
の抑制効果がより高まる。The thin groove 8 may be arranged at a position where the inner rotor 1 and the outer rotor 2 mesh with each other in the range of the swing angle Y to Z. The thin groove 8 is formed on the inner diameter of the discharge port 4 (the bottom portion of the inner rotor). If it is biased toward the inner rotor center side within a range not exceeding (diameter), the effect of suppressing erosion due to cavitation is further enhanced.
【００２７】閉じ込み空間Ａに流入した空気はロータ回
転中にインナーロータ１の歯底周辺に滞まるが、インナ
ーロータ中心側に偏らせた薄溝はそのインナーロータの
歯底近くで閉じ込み空間に連通するので、閉じ込み空間
Ａが吐出ポート４に到達する前に滞った空気が薄溝８を
通して拡散放出され、吐出ポート４に対する空気の一気
の吐き出しが防止される。この作用で侵食の抑制効果が
より高まる。The air flowing into the confined space A stays around the roots of the inner rotor 1 while the rotor is rotating, but the thin groove biased toward the center of the inner rotor closes the bottoms of the inner rotors. The air that has stagnated before the enclosed space A reaches the discharge port 4 is diffused and discharged through the thin groove 8 to prevent the air from being exhaled to the discharge port 4. This action enhances the effect of suppressing erosion.
【００２８】なお、薄溝８は、溝幅と溝深さに変化の無
い図４（ａ）の如き形状でもよいが、溝幅と溝深さが先
端に向かって漸減する形状にすると好ましい。例えば図
４（ｂ）の三角錐状や図４（ｃ）の半円錐状にすると、
圧力急変の抑制効果がより強く引き出される。The thin groove 8 may have a shape as shown in FIG. 4A in which the groove width and the groove depth do not change, but it is preferable that the thin groove 8 has a shape in which the groove width and the groove depth gradually decrease toward the tip. For example, when the triangular pyramid shape of FIG. 4B or the semi-conical shape of FIG. 4C is used,
The effect of suppressing sudden changes in pressure is more strongly elicited.
【００２９】以下に、より詳細な実施例について述べ
る。各実施例とも図１〜図３に示す記号の定義は以下の
通りとする。また、振角は、全てインナーロータ中心Ｏ
を支点にした基準軸Ｃからの振角とする。
ａ：閉じ込み空間Ａが設計上最大面積となる位置での吸
入ポート側ロータ噛み合い点の振角
Ｘ：吸入ポート終端３ａの振角
ｂ：閉じ込み空間Ａが吸入ポートから切り離される位置
での吐出ポート側ロータ噛み
合い点の振角
Ｙ：薄溝先端の振角
Ｚ：吐出ポート始端の振角
Ｓ０：閉じ込み空間Ａの設計上の最大面積
ＳX ：閉じ込み空間Ａが吸入ポートから切り離される位
置での空間面積
ＳY ：吐出ポート側ロータ噛み合い点が振角Ｙの線上に
移動したときの空間面積
ＳZ ：吐出ポート側ロータ噛み合い点が振角Ｚの線上に
移動したときの空間面積A more detailed embodiment will be described below. The definition of the symbols shown in FIGS. 1 to 3 in each of the examples is as follows. Moreover, all the swing angles are at the center O of the inner rotor.
Is the swing angle from the reference axis C. a: Swing angle of suction port side rotor meshing point at a position where the enclosed space A has the maximum design area X: Swing angle of the suction port end 3a b: Discharge at a position where the enclosed space A is separated from the suction port vibration angular port-side rotor engagement point Y: Usumizo tip of oscillation angle Z: oscillation angle of the discharge port beginning S0: maximum area of the design of the closed narrowing space a S X: position confinement space a is disconnected from the suction port At the discharge port side rotor meshing point S Y : Space area when the discharge port side rotor meshing point moves on the line of swing angle Y S Z : Spatial area when the discharge port side rotor meshing point moves on the line of swing angle Z
【００３０】−実施例１−
ａ＝１８°、Ｓ０＝１００．１７（ＳX を１００とした
ときの比率）、アウターロータ外径＝８５ｍｍ、ロータ
厚み＝１０ｍｍ、ロータ偏心量ｅ＝３．３５ｍｍの体格
を有する歯数９枚のインナーロータと、歯数１０枚のア
ウターロータを吸入ポートと吐出ポートを有するケーシ
ングに収納して構成される表１の諸元の内接歯車ポンプ
を用意した。各ポンプの吸入ポート終端は、いずれもＸ
＝１３°の位置に設定されている。なお試料１は薄溝の
無い比較品、試料２、３は薄溝を設けた発明品である。Example 1 a = 18 °, S0 = 100.17 (ratio when S X is 100), outer diameter of outer rotor = 85 mm, rotor thickness = 10 mm, rotor eccentricity e = 3.35 mm An internal gear pump having the specifications shown in Table 1 was prepared in which an inner rotor having 9 teeth and an outer rotor having 10 teeth were housed in a casing having suction ports and discharge ports. The end of the suction port of each pump is X
The position is set to 13 °. Sample 1 is a comparative product having no thin groove, and Samples 2 and 3 are invention products having thin grooves.
【００３１】[0031]
【表１】 [Table 1]
【００３２】これ等の試作ポンプについて、吐出圧力：
２．０ＭＰａ、回転数：７０００ｒｐｍ、油粘度：４．
６Ｓｃ、時間：５０時間の条件で耐久評価試験を行っ
た。その結果を表２に示す。For these prototype pumps, the discharge pressure:
2.0 MPa, rotation speed: 7000 rpm, oil viscosity: 4.
A durability evaluation test was conducted under the conditions of 6 Sc and time: 50 hours. The results are shown in Table 2.
【００３３】[0033]
【表２】 [Table 2]
【００３４】−実施例２−
ａ＝１８°、Ｓ０＝１０２．２４（ＳX を１００とした
ときの比率）、アウターロータ外径＝９４ｍｍ、ロータ
厚み＝１０ｍｍ、ロータ偏心量ｅ＝３．７４ｍｍの体格
を有する歯数９枚のインナーロータと、歯数１０枚のア
ウターロータを吸入ポートと吐出ポートを有するケーシ
ングに収納して構成される表３の諸元の内接歯車ポンプ
を用意した。いずれもＸ＝２°の位置に吸入ポート終端
が設定されている。なお試料４は薄溝の無い比較品、試
料５、６は薄溝を設けた発明品である。Example 2-a = 18 °, S0 = 102.24 (ratio when S X is 100), outer diameter of outer rotor = 94 mm, rotor thickness = 10 mm, rotor eccentricity e = 3.74 mm An internal gear pump having the specifications shown in Table 3 was prepared in which an inner rotor having 9 teeth and an outer rotor having 10 teeth were housed in a casing having suction ports and discharge ports. In each case, the end of the suction port is set at the position of X = 2 °. Sample 4 is a comparative product having no thin groove, and samples 5 and 6 are invention products having thin grooves.
【００３５】[0035]
【表３】 [Table 3]
【００３６】これ等の試作ポンプについて、吐出圧力：
１．８ＭＰａ、回転数：７０００ｒｐｍ、油粘度：４．
６Ｓｃ、時間：２５時間の条件で耐久評価試験を行っ
た。その結果を表４に示す。For these prototype pumps, the discharge pressure:
1.8 MPa, rotation speed: 7000 rpm, oil viscosity: 4.
A durability evaluation test was performed under the conditions of 6 Sc and time: 25 hours. The results are shown in Table 4.
【００３７】[0037]
【表４】 [Table 4]
【００３８】上記の試験において、試料２、３及び５、
６は侵食発生面積と油圧脈動幅がそれぞれ試料１、試料
４に比べて格段に小さく、これから、本発明の効果が確
認できる。In the above test, samples 2, 3 and 5,
In No. 6, the erosion occurrence area and the hydraulic pulsation width are significantly smaller than those of Samples 1 and 4, respectively, and the effect of the present invention can be confirmed from this.
【００３９】[0039]
【発明の効果】以上述べたように、この発明では、歯面
間の閉じ込み空間が設計上最大面積となる位置での吸入
ポート側ロータ噛み合い点よりもロータの回転方向前方
に吸入ポート終端を配置してロータ中心の設計点からの
変位に起因したキャビテーションや容積効率の低下を抑
え、また、閉じ込み空間が吸入ポートから切り離される
位置でのロータ噛み合い点よりも更に前方に吐出ポート
の始端を配置し、吐出ポート側ロータ噛み合い点が吐出
ポートに到達する前に吐出ポート始端から延び出させて
設けた薄溝を介して閉じ込み空間内の液体を徐々に吐き
出させるようにして高圧使用時に閉じ込み空間が吐出ポ
ートと連通する際の急激な圧力変化のためのキャビテー
ションによるロータ、ケーシングの侵食と脈動を抑える
ようにしたので、ポンプの高性能化と併せて圧力脈動及
び振動、騒音の低減、耐久性向上が図れる。As described above, according to the present invention, the suction port end is located in front of the rotor meshing point on the suction port side at the position where the confining space between the tooth surfaces has the maximum design area. It is arranged to prevent cavitation and volumetric efficiency reduction due to displacement from the design point of the rotor center, and the start end of the discharge port is located further forward than the rotor meshing point at the position where the enclosed space is separated from the suction port. The discharge port side rotor meshing point is closed before high-pressure use by gradually discharging the liquid in the closed space through a thin groove that extends from the discharge port starting end before the rotor meshing point reaches the discharge port. Since erosion and pulsation of the rotor and casing due to cavitation due to rapid pressure change when the enclosed space communicates with the discharge port is suppressed, Pressure pulsation and vibration along with performance of the pump, reduction of noise, thereby the durability.
【図１】この発明のポンプの実施形態を示す一部省略図FIG. 1 is a partially omitted view showing an embodiment of a pump of the present invention.
【図２】ロータの回転で閉じ込み空間の面積が図１のＳ
X からＳY に変化した状態を示す図2] The area of the confined space due to the rotation of the rotor is S in FIG.
Diagram showing the state changed from X to S Y
【図３】ロータの更なる回転で閉じ込み空間の面積ＳZ
に変化した状態を示す図FIG. 3 is an area S Z of a confined space due to further rotation of the rotor
Figure showing the state of change to
【図４】薄溝の具体例を示す図FIG. 4 is a diagram showing a specific example of a thin groove.
【図５】従来の内接歯車ポンプの一部省略図FIG. 5 is a partially omitted view of a conventional internal gear pump.
１ インナーロータ
２ アウターロータ
３ 吸入ポート
３ａ 吸入ポート終端
４ 吐出ポート
４ａ 吐出ポート始端
５ 設計上閉じ込み空間が最大面積となる位置での吸入
ポート側ロータ噛み合い点
６ 吐出ポート側ロータ噛み合い点
７ 駆動シャフト
８ 薄溝
Ａ 閉じ込み空間
ａ°、Ｘ°、ｂ°、Ｙ°、Ｚ° 振角
ＳX 、ＳY 、ＳZ 閉じ込み空間の面積1 Inner rotor 2 Outer rotor 3 Suction port 3a Suction port end 4 Discharge port 4a Discharge port start end 5 Intake port side rotor meshing point 6 Discharge port side rotor meshing point 7 Drive shaft 8 Thin groove A Closed space a °, X °, b °, Y °, Z ° Vibration angles S X , S Y , S Z Area of closed space
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有永 真也 伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友電気工 業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 3H041 AA02 BB03 CC04 CC11 CC20 DD03 DD05 DD13 DD36 DD38 3H044 AA02 BB03 CC04 CC11 CC19 DD03 DD05 DD13 DD26 DD28 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Shinya Arinaga Sumitomo Electric Co., Ltd. 1-1-1 Koyo Kita, Itami City Business Itami Manufacturing Co., Ltd. F-term (reference) 3H041 AA02 BB03 CC04 CC11 CC20 DD03 DD05 DD13 DD36 DD38 3H044 AA02 BB03 CC04 CC11 CC19 DD03 DD05 DD13 DD26 DD28
Claims (3)
ータと、従動回転する歯車がｎ＋１枚のアウターロータ
を、吸入ポートと吐出ポートを有するケーシングに偏心
配置にして収納し、インナー、アウター両ロータ間の各
歯の歯面間に形成される閉じ込み空間Ａのロータ回転に
伴う容積変化で液体を吸入、吐出する内接歯車ポンプに
おいて、吸入ポートの終端を、前記閉じ込み空間Ａが設
計上最大面積Ｓo となる位置での吸入ポート側ロータ噛
み合い点よりもロータの回転方向前方に延長して配置
し、さらに、前記閉じ込み空間が吸入ポートから切り離
される位置での空間面積ＳX の９８．７％〜６９．０％
の面積ＳZ となる位置に回転したときの吐出ポート側ロ
ータ噛み合い点に吐出ポートの始端を配置し、この吐出
ポート始端から吸入ポート終端側に延び出す薄溝をケー
シングに設け、設計上のアウターロータ中心とインナー
ロータ中心を通る基準軸Ｃから閉じ込み空間がロータ回
転により前記ＳX の１００％〜９４．５％の面積ＳY に
縮小した位置での吐出ポート側ロータ噛み合い点までの
インナーロータ中心を支点にした振角をＹ°として、基
準軸Ｃに対しＹ°振れた線上に薄溝の先端を配置したこ
とを特徴とする内接歯車ポンプ。1. An inner rotor having n teeth to be driven and rotated and an outer rotor having n + 1 driven gears to be driven are housed in an eccentric arrangement in a casing having an intake port and a discharge port. In an internal gear pump that sucks and discharges a liquid by the volume change of the enclosed space A formed between the tooth surfaces of the rotors due to the rotation of the rotor, the enclosed space A is designed at the end of the suction port. It is arranged so as to extend forward of the rotor in the rotational direction of the rotor from the mesh point of the suction port side rotor at the position where the upper maximum area S o is reached, and further, the space area S X at the position where the confined space is separated from the suction port. 98.7% to 69.0%
The starting end of the discharge port is arranged at the meshing point of the discharge port side rotor when it is rotated to the position where it becomes the area S Z, and a thin groove extending from the discharge port starting end to the suction port end side is provided in the casing to design the outer The inner rotor from the reference axis C passing through the center of the rotor and the center of the inner rotor to the discharge port side rotor meshing point at the position where the confined space is reduced to the area S Y of 100% to 94.5% of S X by the rotation of the rotor. An internal gear pump characterized in that a tip of a thin groove is arranged on a line which is oscillated by Y ° with respect to a reference axis C, with an oscillating angle with a center as a fulcrum.
えない範囲でインナーロータ中心側に偏らせた請求項１
記載の内接歯車ポンプ。2. The thin groove is biased toward the center of the inner rotor within a range not exceeding the inner diameter of the discharge port.
Internal gear pump described.
って漸減する形状にした請求項１又は２記載の内接歯車
ポンプ。3. The internal gear pump according to claim 1, wherein the thin groove has a shape in which the groove width and the groove depth gradually decrease toward the tip.
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