JP2005016448A - 内接型ギヤポンプのインナーロータ - Google Patents
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Abstract
【課題】クランク軸から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和する。
【解決手段】クランク軸６及び取付孔５は、同一円上の四つの主円弧部１１，２１と隣り合う主円弧部１１，１１，２１，２１を連結する四つの直線状連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，２２，２２がほぼ平行な断面形状を有する。主円弧部１１，２１と直線状連結部１２，２２とのなす回転方向４箇所の隅部１３，２３のうち、クランク軸６の３箇所の隅部１３，１３，１３から取付孔５に回転力が加わるから、１箇所に発生する応力が従来の略４分の３となる。
【選択図】 図１
【解決手段】クランク軸６及び取付孔５は、同一円上の四つの主円弧部１１，２１と隣り合う主円弧部１１，１１，２１，２１を連結する四つの直線状連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，２２，２２がほぼ平行な断面形状を有する。主円弧部１１，２１と直線状連結部１２，２２とのなす回転方向４箇所の隅部１３，２３のうち、クランク軸６の３箇所の隅部１３，１３，１３から取付孔５に回転力が加わるから、１箇所に発生する応力が従来の略４分の３となる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウターロータと歯合する内接型ギヤポンプのインナーロータに係わり、特に軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔が前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記取付孔に挿入した前記駆動軸により回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に広く知られた内接型ギヤポンプとしては、インナーロータ及びアウターロータにトロコイド歯形を利用したトロコイド型ポンプがある。このトロコイド型ポンプは、インナーロータを回転駆動することによってインナーロータに噛み合うアウターロータをインナーロータと同一方向に回転させ、この回転によって各ロータ同士の接触部間に形成されるポンプ室の容積を増減させて吸引ポートから流体を吸引し、吐出ポートから吐出すものであって、効率の良さや製作し易いなどの利点を持つため、広く普及している。
【０００３】
上記のような内接型ギヤポンプは、原動機のオイルポンプとして用いられ、原動機のクランク軸を前記駆動軸として前記インナーロータが回転駆動される（例えば、特許公報１）。
【０００４】
その一例を、図１７により説明すると、内接型ギヤポンプ１は、ケーシング２のロータ室２Ａ内においてアウターロータ３にインナーロータ４が偏心状態で内接して組み付けられたものである。アウターロータ３は内周に円弧歯に形成した内歯部３Ａを有し、一方インナーロータ４は外周にトロコイド歯に形成した外歯部４Ａを有し、複数の空隙部を形成して歯合している。内歯部３Ａ及び外歯部４Ａの数は、インナーロータ４の方が１つ少なくなっている。そして、前記アウターロータ３は、ケーシング２のロータ室２Ａ内に回転自在に嵌合されている。また前記インナーロータ４は、その中心軸に取付孔５を有し、この取付孔５に駆動軸たるクランク軸６が挿入接続さている。さらに前記ケーシング２のロータ室２Ａには両ロータ３，４の中心軸を挟んで両側に吸入口７と吐出口８とが形成されている。そして、使用時には、クランク軸６を介してインナーロータ４が回転運動し、それに伴い内歯部３Ａと外歯部４Ａとの噛合によりアウターロータ３も同方向へ回転し、それぞれの空隙部の容積がアウターロータ３及びインナーロータ４が一回転する間に大小に変化し吸入口７でオイルを吸入し、吐出口８でオイルを吐き出すというものである。
【０００５】
そして、エンジンのクランク軸６によりインナーロータ４を回転する内接型ギヤポンプ１では、前記ケーシング２にアウターロータ３とインナーロータ４を組み込んだ後、インナーロータ４の取付孔５にクランク軸６を挿入接続するなどのために、取付孔５とクランク軸６との間に挿入可能な隙間を設け、インナーロータ４の中心軸の芯出しをケーシング２との係合により得るようにしている。
【０００６】
例えば、その係合構造としては、インナーロータの側面に軸方向に突出した筒状部を設け、この筒状部を支承する支承孔部をケーシングに設け（例えば特許公報２）、該支承孔部によりインナーロータの回転中心を規定する。この場合、取付孔とクランク軸との間の隙間より、筒状部と支承孔部との間の隙間を小さく設定する。
【０００７】
上記のように取付孔とクランク軸との間に所定の隙間を設けたものでは、クランク軸の回転を取付孔に確実に伝達するため、クランク軸の外周に一対の平坦面を形成している（例えば特許文献１、特許文献２）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３４３９８５号公報（図８、段落００１９段）
【特許文献２】
特開昭６３−２２３３８２号公報（第２頁右下欄最下行〜第３頁左上欄第１行、第５図、第６図、第８図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のクランク軸と取付孔との係合構造を図１８及び図１９に示すと、クランク軸６の外周に平坦面６Ａ，６Ａを形成し、前記クランク軸６を挿入接続する取付孔５もほぼ同一形状に形成し、それらクランク軸６の平坦面６Ａと取付孔５との間には所定の隙間Ｃが設けられている。尚、図１８及び図１９では説明のために、隙間Ｃを実際の寸法よりも大きく図示している。したがって、図１８及び図１９に示す構造では、クランク軸６の平坦面６Ａの回転方向一側に位置する２箇所の隅部６Ｂにおいて、取付孔５に回転モーメントが伝達される。このため取付孔５の隅部５Ａの近傍に応力が集中し、耐久性の低下を招き、また、伝達箇所で高い面圧が発生するため、異音が生じ易い。そして、インナーロータに焼結部品を用いた場合、最大応力に対応して、インナーロータ全体の強度を確保する必要がある。
【００１０】
また、クランク軸６の角である隅部６Ｂが取付孔５に当たるため、隅部６Ｂが当たる部分で取付孔５が磨耗する問題があり、さらに、取付孔５とクランク軸６との間に硬質な異物が侵入すると、取付孔５が損傷し易かった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、駆動軸から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる内接型ギヤポンプのインナーロータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔は前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記取付孔に挿入した前記駆動軸により回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータにおいて、前記駆動軸及び前記取付孔は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部を連結する四つの直線状連結部とを備えた断面形状を有するものである。
【００１３】
この請求項１の構成によれば、主円弧部と直線状連結部とのなす回転方向４箇所の隅部のうち、駆動軸の３箇所の隅部から取付孔に回転力が加わるから、１箇所に発生する応力は略４分の３となる。また、局部的な応力集中を抑制できるから、異音などの発生を防止できる。
【００１４】
請求項２の発明は、軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔は前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記駆動軸により前記取付孔に回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータにおいて、前記駆動軸は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部を連結する四つの連結部とを備えた断面形状を有し、前記取付孔の連結部は、内側に突出する大円弧状をなすものである。
【００１５】
請求項２の構成によれば、駆動軸の連結部と取付孔の大円弧状をなす連結部とが線接触した状態で、駆動軸の回転力が取付孔に伝達されるため、取付孔に発生する局部的応力値を低下させることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔は前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記駆動軸により前記取付孔に回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータにおいて、前記駆動軸は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部の両端を連結する四つの連結部とを備えた断面形状を有し、前記取付孔の連結部の両端側に、小半径の凸状小円弧部を設けたものである。
【００１７】
請求項３の構成によれば、駆動軸の連結部と取付孔の連結部の凸状小円弧部の一方とが線接触した状態、又は駆動軸の連結部と取付孔の連結部とが面接触した状態で、駆動軸の回転力が取付孔に伝達されるため、取付孔に発生する局部的応力を低下させることができる。
【００１８】
また、請求項４の発明は、前記連結部は、前記凸状小円弧部の内端より外側に位置するものである。
【００１９】
請求項４の構成によれば、駆動軸の連結部と取付孔の連結部の凸状小円弧部の少なくとも一方とが線接触した状態で、駆動軸の回転力が取付孔に伝達されるため、取付孔に発生する局部的応力を低下させることができる。
【００２０】
また、請求項５の発明は、前記主円弧部と前記連結部との連結箇所の駆動軸隅部に対応して、前記取付孔の隅部に外側に凹んだ凹部を設けたものである。
【００２１】
請求項５の構成によれば、凹部を設けることにより、駆動軸の隅部が取付孔の隅部に当たることがない。
【００２２】
また、請求項６の発明は、前記凹部は、小半径の円弧状切り欠き部からなるものである。
【００２３】
請求項６の構成によれば、取付孔の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００２４】
また、請求項７の発明は、前記凹部は、前記取付孔の前記円弧部の端部を外側に凹ませたものである。
【００２５】
請求項７の構成によれば、取付孔の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００２６】
また、請求項８の発明は、前記インナーロータが鉄系焼結部材である。
【００２７】
請求項８の構成によれば、鉄系焼結部材であるから、取付孔の形状加工が容易である。
【００２８】
また、請求項９の発明は、前記焼結部材は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系で密度が６．６〜７．０ｃｍ３である。
【００２９】
請求項９の構成によれば、従来品よりも低い密度の部品で対応が可能となり、製品コストの削減が可能となる。
【００３０】
また、請求項１０の発明は、前記駆動軸が、原動機のクランク軸に連結されているものである。
【００３１】
請求項１０の構成によれば、原動機の振動条件においても、異音の発生を防止し、耐久性に優れたインナーロータが得られる。
【００３２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の成形用金型装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、上記図１７〜図１９で説明した部位には同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。
【００３３】
図１〜図２は本発明の第１実施形態を示し、同図において、前記クランク軸６は、その軸芯６Ｓを中心とする同一円上に位置する四つの主円弧部１１，１１，１１，１１と、周方向に隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１を連結する直線状連結部１２，１２，１２，１２とを備え、軸芯６Ｓを中心として対向する連結部１２，１２同士が平行な断面形状を有し、上下左右対称である。そして、前記主円弧部１１と連結部１２との交差位置が隅部１３である。このようにクランク軸６の断面は正方形の角部を円弧で結んだ形状をなし、実際の製法においては、例えば、Ｓ４５Ｃなどの炭素鋼からなる断面円形の軸を用い、その外周面の４箇所を平坦面に形成することにより得られる。
【００３４】
前記インナーロータ４に形成された前記取付孔５は、その軸芯５Ｓを中心とする同一円上に位置する四つの主円弧部２１，２１，２１，２１と、周方向に隣り合う主円弧部２１，２１を連結する直線状連結部２２，２２，２２，２２とを備え、軸芯５Ｓを中心として対向する連結部１２，１２同士が平行な断面形状を有し、上下左右対称である。そして、前記主円弧部２１と連結部２２との交差位置が隅部２３である。また、図中Ｋは、取付孔５の基本円であり、この基本円Ｋ上に前記主円弧部２１が位置する。
【００３５】
そして、図２の説明図に示すように、前記主円弧部１１，２１の隙間Ｘは０．５ｍｍ以下、連結部１２，２２の隙間Ｙは０．０５〜０．２５ｍｍに設定されている。
【００３６】
また、前記インナーロータ４は、Ｆｅを主成分としたＦｅ−Ｃｕ−Ｃ系焼結部材であり、原料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成し、これを焼結して得られるものである。そして、この例では前記クランク軸６はエンジンなどの原動機に用いるものであり、内接型ギヤポンプ１は、前記原動機の内接型オイルポンプであり、この条件を使用条件を満たすため、前記インナーロータ４の密度を６．６〜７．０ｃｍ３（６．６ｃｍ３以上〜７．０ｃｍ３以下）としている。また、前記インナーロータ４の引張り強度は、３５〜４０ｋｇ／ｍｍ２程度である。
【００３７】
次に、前記構成につき、その作用を説明すると、原動機を駆動してクランク軸６が回転すると、直線状連結部１２，２２間に間隔Ｙが設けられているため、クランク軸６の主円弧部１１の回転方向先端側の隅部１３が、取付孔５の隅部２３に当接してインナーロータ４に回転力が伝達される。この場合、主円弧部１１，１１，１１，１１の回転方向先端側の四箇所の隅部１３，１３，１３，１３のうち、いずれか三箇所の隅部１３，１３，１３が取付孔５の隅部２３，２３，２３に圧接して回転が伝達される。
【００３８】
したがって、従来はクランク軸と取付孔とが２箇所の隅部で回転力を伝達していたのに対して、３箇所の隅部１３，１３，１３で回転力を伝達するため、取付孔５の隅部２３箇所に発生する応力をほぼ４分の３に抑えることができる。
【００３９】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、軸芯６Ｓに駆動軸たるクランク軸６を挿入する取付孔５を形成し、この取付孔５はクランク軸６にほぼ対応する断面形状を有し、取付孔５に挿入したクランク軸６により回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータ４において、クランク軸６及び取付孔５は、同一円上の四つの主円弧部１１，２１と隣り合う主円弧部１１，１１，２１，２１を連結する四つの直線状連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，２２，２２がほぼ平行な断面形状を有するから、主円弧部１１，２１と直線状連結部１２，２２とのなす回転方向４箇所の隅部１３，２３のうち、クランク軸６の３箇所の隅部１３，１３，１３から取付孔５に回転力が加わるから、１箇所に発生する応力が従来の略４分の３となり、クランク軸６から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる。
【００４０】
また、このように本実施形態では、請求項８に対応して、インナーロータ４が鉄系焼結部材であるから、取付孔５の形状加工が容易である。
【００４１】
また、このように本実施形態では、請求項９に対応して、前記焼結部材は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系で密度が６．６〜７．０ｃｍ３であるから、従来品よりも低い密度の部品で対応が可能となり、製品コストの削減が可能となる。
【００４２】
また、このように本実施形態では、請求項１０に対応して、前記駆動軸が、原動機のクランク軸６に連結されているから、原動機の振動条件においても、異音の発生を防止し、耐久性に優れたインナーロータが得られる。
【００４３】
図３〜図５は本発明の第２実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記取付孔５の隅部２３は、凹部たる小半径の円弧状切り欠き部２４により構成され、この円弧状切り欠き部２４は外側に凹んでいる。尚、円弧状切り欠き部２４の小半径とは、円弧状切り欠き部２４の半径が少なくとも主円弧部２１の半径より小さいことを意味する。
【００４４】
図４に示すように、前記円弧状切り欠き部２４の中心Ｓ１は取付孔５内に位置し、半径Ｒ１が１〜５ｍｍに形成されている。また、直線状連結部２２に対する円弧状切り欠き部２４の深さｔは０．５〜２ｍｍに形成されている。この場合、半径Ｒ１が１ｍｍ未満では、応力集中が大きくなり、好ましくなく、半径Ｒ１が５ｍｍを超えると、クランク軸６とインナーロータ４の伝達部の面積が小さくなり、発生応力が過大となる恐れがある。また、深さｔは、０．５ｍｍ未満では、切り欠きとしての役目を果たさず、深さｔが２ｍｍを超えると、インナーロータ４の強度の低下が大きくなる問題がある。
【００４５】
したがって、主円弧部２１と直線状連結部２２との交差箇所である隅部２３に円弧状切り欠き部２４を設けることにより、クランク軸６の隅部１３が取付孔５に当たることがなくなる。
【００４６】
このように本実施形態では、請求項５に対応して、主円弧部１１と連結部１２との連結箇所の駆動軸隅部１３に対応して、取付孔５の隅部２３に外側に凹んだ凹部たる小半径の円弧状切り欠き部２４を設けたから、クランク軸６の隅部１３が取付孔５の隅部２３に当たることがなく、取付孔５の隅部２３箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００４７】
また、このように本実施形態では、請求項６に対応して、凹部は、小半径の円弧状切り欠き部２４からなるから、取付孔５の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００４８】
図６〜図７は本発明の第３実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記取付孔５の連結部２２Ａを、内側に突出する大円弧状に形成している。前記連結部２２Ａは中央部分で最大に突出し、この中央部分と前記クランク軸６の直線状連結部１２との間の寸法を前記隙間Ｙの寸法としており、取付孔５の連結部２２Ａの両端には隅部２３が形成され、連結部２２Ａの突出高さＨは、０．０５〜０．２５ｍｍである。尚、この突出高さＨとは連結部２２Ａの中央部分と両端の隅部２３の高さの差である。また、連結部２２Ａの半径Ｒ２は取付孔５の各部の寸法と前記突出高さＨにより決まる。この場合、突出高さＨが０．０５ｍｍ未満では、半径Ｒ２の曲率は大きくなり過ぎ、クランク軸６との接触に対し、発生応力の削減の効果が充分に得られない。また、半径Ｒ２が０．２５ｍｍを超えると、クランク軸６との接触部位が中心軸方向に大きくずれる結果を招き、すなわち前記接触部位と軸芯６Ｓとの間隔が狭まり、同一の伝達トルクに対して発生応力が上がる傾向が強いため、避けるべきである。
【００４９】
したがって、回転時には、平面であるクランク軸６の直線状連結部１２と曲面である取付孔５の円弧状の連結部２２Ａとが線接触することにより、クランク軸６から取付孔５に回転力が伝達されるため、隅部同士による場合に比べて、取付孔５における部分的な応力集中を防止できる。
【００５０】
このように本実施形態では、請求項２に対応して、クランク軸６は、同一円上の四つの主円弧部１１，１１，１１，１１と隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１の両端を連結する四つの直線状連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，１２，１２がほぼ平行な断面形状を有し、取付孔５は、同一円上の四つの主円弧部２１，２１，２１，２１と隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１の両端を連結する四つの連結部とを備え、取付孔５の連結部２２Ａは、内側に突出する大円弧状をなすから、クランク軸６の連結部１２と取付孔５の大円弧状をなす連結部２２Ａとが線接触した状態で、クランク軸６の回転力が取付孔５に伝達されるため、取付孔５に発生する局部的応力値を低下させることができる。
【００５１】
図８は本発明の第４実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、上記第３実施形態の構成において、隅部２３に前記円弧状切り欠き部２４を形成している。
【００５２】
このように本実施形態では、連結部２２Ａを内側に突出する大円弧状に形成し、凹部たる円弧状切り欠き部２４を備えるから、請求項２，５及び６に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００５３】
図９〜図１０は本発明の第５実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第３実施形態の隅部に、凹部たる逃げ凹部２５を形成している。この逃げ凹部２５は、主円弧部２１の端部２１Ｔを外側に凹ませ、該端部２１Ｔと前記連結部２２Ａの端部とを円弧隅部２６により連結する。前記端部２１Ｔは前記基本円Ｋより外側に位置し、この例では、端部２１Ｔは基本円Ｋの接線である。そして、前記端部２１Ｔと前記連結部２２Ａの端部とを円弧隅部２６で連結し、この円弧隅部２６の半径Ｒ３は１〜５ｍｍであり、基本円Ｋに対する円弧隅部２６の深さＵは０．５〜２ｍｍに形成されている。この場合、半径Ｒ３が１ｍｍ未満の場合、応力の集中を招き易く、半径Ｒ３が５ｍｍを超えると、クランク軸６とインナーロータ４との接触部の面積が小さくなり、応力過大を生じ易い。また、深さＵは、０．５ｍｍ未満では、逃げの効果が充分でなく、２ｍｍを超えると、インナーロータ４の強度の低下が大きくなり好ましくない。
【００５４】
したがって、主円弧部２１と直線状連結部２２との交差箇所である隅部に逃げ凹部２５を設けることにより、クランク軸６の隅部１３が取付孔５に当たることがなくなる。
【００５５】
このように本実施形態では、連結部２２Ａを内側に突出する大円弧状に形成し、凹部たる逃げ凹部２５を設けたから、請求項２及び５に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００５６】
また、このように本実施形態では、請求項７に対応して、凹部は、取付孔５の円弧部２１の端部２１Ｔを外側に凹ませたから、取付孔５の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００５７】
図１１は本発明の第６実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記直線状連結部２２の両端側に小半径の凸状小円弧部３１，３１を設けている。この凸状小円弧部３１の端部には隅部２３が形成され、直線状連結部２２の突出高さＨは、０．０５〜０．２５ｍｍであり、凸状小円弧部３１の半径Ｒ４は３〜１５ｍｍである。尚、前記突出高さとは連結部２２と隅部２３の高さの差である。この場合、突出高さＨが０．０５ｍｍ未満では、インナーロータ４の製作精度の影響を受け易く、応力の緩和の目的を充分に果さない恐れがある。突出高さＨが０．２５ｍｍを超えると、それ以上大きくしても、応力の緩和についての効果が増すことがなく、かえってインナーロータ４の強度を低下させる恐れがある。半径Ｒ４は、曲率小では応力が過大となり、曲率大ではクランク軸６との接触部位が中心軸方向へ移動して充分なトルク伝達に支障が起きる恐れがあるため、３〜１５ｍｍの範囲が好ましい。
【００５８】
したがって、回転時には、平面であるクランク軸６の直線状連結部１２と曲面である取付孔５の凸状小円弧部３１とが線接触するか、直線状連結部１２と連結部２２とが面接触することにより、クランク軸６から取付孔５に回転力が伝達されるため、隅部同士の場合に比べて、取付孔５における部分的な応力集中を防止できる。
【００５９】
このように本実施形態では、請求項３に対応して、クランク軸６は、同一円上の四つの主円弧部１１，１１，１１，１１と隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１の両端を連結する四つの連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，１２，１２がほぼ平行な断面形状を有し、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設けたから、クランク軸６の連結部１２と取付孔５の連結部２２の凸状小円弧部３１，３１の一方とが線接触した状態、又はクランク軸６の連結部１２と取付孔５の連結部２２とが面接触した状態で、クランク軸６の回転力が取付孔５に伝達されるため、取付孔５に発生する局部的応力値を低下させることができる。
【００６０】
図１２は本発明の第７実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第６実施形態と同様に、中央の直線状連結部２２の両端側に前記凸状小円弧部３１，３１を設け、この凸状小円弧部３１の端部に前記円弧状切り欠き部２４を設けている。すなわち主円弧部２１と凸状小円弧部３１との隅部を円弧状切り欠き部２４としている。
【００６１】
このように本実施形態では、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設け、凹部として円弧状切り欠き部２４を備えるから、請求項３，５及び６に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００６２】
図１３は本発明の第８実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第７実施形態と同様に、中央の直線状連結部２２の両端側に前記凸状小円弧部３１，３１を設け、この凸状小円弧部３１の端部と主円弧部２１との間に前記逃げ凹部２５を設けている。
【００６３】
このように本実施形態では、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設け、凹部として逃げ凹部２５を備えるから、請求項３，５及び７に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００６４】
図１４は本発明の第９実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記直線状連結部２２が前記凸状小円弧部３１，３１の内端３１Ａ，３１Ａより外側に位置し、その凸状小円弧部３１，３１の内端３１Ａ，３１Ａとクランク軸５の連結部１２との間が隙間Ｙになっている。この凸状小円弧部３１の突出高さＨは、０．０５〜０．２５ｍｍである。尚、この突出高さＨとは、凸状小円弧部３１の内端３１Ａと隅部２３の高さの差であり、同時に凸状小円弧部３１の内端と連結部２２の高さの差である。そして、連結部２２の延長線上に前記隅部２３が位置する。尚、連結部２２は両端側の凸状小円弧部３１，３１の内端３１Ａ，３１Ａを結んだ仮想よりより外側にあればよく、直線でも曲線でよい。この場合、突出高さＨが０．０５ｍｍ未満では、インナーロータ４の製作精度の影響を受け易く、応力の緩和の目的を充分に果さない恐れがある。突出高さＨが０．２５ｍｍを超えると、それ以上大きくしても、応力の緩和についての効果が増すことがなく、かえってインナーロータ４の強度を低下させる恐れがある。半径Ｒ４は、曲率小では応力が過大となり、曲率大ではクランク軸６との接触部位が中心軸方向へ移動して充分なトルク伝達に支障が起きる恐れがあるため、３〜１５ｍｍの範囲が好ましい。
【００６５】
したがって、回転時には、平面であるクランク軸６の直線状連結部１２と曲面である取付孔５の凸状小円弧部３１とが線接触するか、直線状連結部１２と２つ前記凸状小円弧部３１，３１が線接触することにより、クランク軸６から取付孔５に回転力が伝達されるため、隅部同士の場合に比べて、取付孔５における部分的な応力集中を防止できる。
【００６６】
このように本実施形態では、請求項３に対応して、クランク軸６は、同一円上の四つの主円弧部１１，１１，１１，１１と隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１の両端を連結する四つの連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，１２，１２がほぼ平行な断面形状を有し、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設けたから、クランク軸６の連結部１２と取付孔５の連結部２２の凸状小円弧部３１，３１の一方又は両方が線接触した状態で、クランク軸６の回転力が取付孔５に伝達されるため、取付孔５に発生する局部的応力値を低下させることができる。
【００６７】
また、このように本実施形態では、請求項４に対応して、連結部２２は、凸状小円弧部３１の内端３１Ａより外側に位置するから、クランク軸６の連結部１２が凸状小円弧部３１，３１の一方、又はそれら内端３１Ａ，３１Ａに当たった状態で回転力が伝達されるから、取付孔５に発生する局部的応力を低下させることができる。
【００６８】
図１５は本発明の第１０実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第９実施形態と同様に、中央の直線状連結部２２の両端側に前記凸状小円弧部３１，３１を設け、この凸状小円弧部３１の端部に前記円弧状切り欠き部２４を設けている。すなわち主円弧部２１と凸状小円弧部３１との隅部を円弧状切り欠き部２４としている。
【００６９】
このように本実施形態では、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設け、凹部として円弧状切り欠き部２４を備え、請求項３，４，５及び６に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００７０】
図１６は本発明の第１１実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第９実施形態と同様に、中央の直線状連結部２２の両端側に前記凸状小円弧部３１，３１を設け、この凸状小円弧部３１の端部と主円弧部２１との間に前記逃げ凹部２５を設けている。
【００７１】
このように本実施形態では、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設け、凹部として逃げ凹部２５を備え、請求項３，４，５及び７に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００７２】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、前記駆動軸及び前記取付孔は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部を連結する四つの直線状連結部とを備えた断面形状を有するものであり、駆動軸から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる。
【００７４】
請求項２の発明は、前記取付孔の連結部は、内側に突出する大円弧状をなすものであり、駆動軸から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる。
【００７５】
請求項３の発明は、前記取付孔の連結部の両端側に、小半径の凸状小円弧部を設けたものであり、駆動軸から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる。
【００７６】
また、請求項４の発明は、前記連結部は、前記凸状小円弧部の内端より外側に位置するものであり、取付孔に発生する局部的応力を低下させることができる。
【００７７】
また、請求項５の発明は、前記主円弧部と前記連結部との連結箇所の駆動軸隅部に対応して、前記取付孔の隅部に外側に凹んだ凹部を設けたものであり、駆動軸の隅部が取付孔の隅部に当たることがない。
【００７８】
また、請求項６の発明は、前記凹部は、小半径の円弧状切り欠き部からなるものであり、取付孔の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００７９】
また、請求項７の発明は、前記凹部は、前記取付孔の前記円弧部の端部を外側に凹ませたものであり、取付孔の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００８０】
また、請求項８の発明は、前記インナーロータが鉄系焼結部材であり、取付孔の形状加工が容易である。
【００８１】
また、請求項９の発明は、前記焼結部材は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系で密度が６．６〜７．０ｃｍ３であり、従来品よりも低い密度の部品で対応が可能となり、製品コストの削減が可能となる。
【００８２】
また、請求項１０の発明は、前記駆動軸が、原動機のクランク軸に連結されているものであり、原動機の振動条件においても、異音の発生を防止し、耐久性に優れたインナーロータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す取付孔と駆動軸の断面図である。
【図２】同上、インナーロータと駆動軸の正面説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す取付孔と駆動軸の断面図である。
【図４】同上、取付孔の要部の拡大断面図である。
【図５】同上、取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す取付孔と駆動軸の断面図である。
【図７】同上、取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態を示す取付孔の要部の拡大断面図である。
【図１０】同上、取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１３】本発明の第８実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１４】本発明の第９実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１５】本発明の第１０実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１６】本発明の第１１実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１７】内接型ギヤポンプを示す概略図である。
【図１８】従来例を示す取付孔と駆動軸の断面図である。
【図１９】従来例を示す回転伝達状態の取付孔と駆動軸の断面図であり、一部を拡大してる。
【符号の説明】
１ 内接型ギヤポンプ
４ インナーロータ
５ 取付孔
５Ｓ 軸芯（取付孔の軸芯）
６ クランク軸（駆動軸）
６Ｓ 軸芯（クランク軸の軸芯）
１１ 主円弧部
１２ 直線状連結部
１３ 隅部
２１ 主円弧部
２１Ｔ 端部
２２ 直線状連結部
２２Ａ 連結部
２３ 隅部
２４ 円弧状切り欠き部（凹部）
２５ 逃げ凹部（凹部）
３１ 凸状小円弧部
【発明の属する技術分野】
本発明は、アウターロータと歯合する内接型ギヤポンプのインナーロータに係わり、特に軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔が前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記取付孔に挿入した前記駆動軸により回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に広く知られた内接型ギヤポンプとしては、インナーロータ及びアウターロータにトロコイド歯形を利用したトロコイド型ポンプがある。このトロコイド型ポンプは、インナーロータを回転駆動することによってインナーロータに噛み合うアウターロータをインナーロータと同一方向に回転させ、この回転によって各ロータ同士の接触部間に形成されるポンプ室の容積を増減させて吸引ポートから流体を吸引し、吐出ポートから吐出すものであって、効率の良さや製作し易いなどの利点を持つため、広く普及している。
【０００３】
上記のような内接型ギヤポンプは、原動機のオイルポンプとして用いられ、原動機のクランク軸を前記駆動軸として前記インナーロータが回転駆動される（例えば、特許公報１）。
【０００４】
その一例を、図１７により説明すると、内接型ギヤポンプ１は、ケーシング２のロータ室２Ａ内においてアウターロータ３にインナーロータ４が偏心状態で内接して組み付けられたものである。アウターロータ３は内周に円弧歯に形成した内歯部３Ａを有し、一方インナーロータ４は外周にトロコイド歯に形成した外歯部４Ａを有し、複数の空隙部を形成して歯合している。内歯部３Ａ及び外歯部４Ａの数は、インナーロータ４の方が１つ少なくなっている。そして、前記アウターロータ３は、ケーシング２のロータ室２Ａ内に回転自在に嵌合されている。また前記インナーロータ４は、その中心軸に取付孔５を有し、この取付孔５に駆動軸たるクランク軸６が挿入接続さている。さらに前記ケーシング２のロータ室２Ａには両ロータ３，４の中心軸を挟んで両側に吸入口７と吐出口８とが形成されている。そして、使用時には、クランク軸６を介してインナーロータ４が回転運動し、それに伴い内歯部３Ａと外歯部４Ａとの噛合によりアウターロータ３も同方向へ回転し、それぞれの空隙部の容積がアウターロータ３及びインナーロータ４が一回転する間に大小に変化し吸入口７でオイルを吸入し、吐出口８でオイルを吐き出すというものである。
【０００５】
そして、エンジンのクランク軸６によりインナーロータ４を回転する内接型ギヤポンプ１では、前記ケーシング２にアウターロータ３とインナーロータ４を組み込んだ後、インナーロータ４の取付孔５にクランク軸６を挿入接続するなどのために、取付孔５とクランク軸６との間に挿入可能な隙間を設け、インナーロータ４の中心軸の芯出しをケーシング２との係合により得るようにしている。
【０００６】
例えば、その係合構造としては、インナーロータの側面に軸方向に突出した筒状部を設け、この筒状部を支承する支承孔部をケーシングに設け（例えば特許公報２）、該支承孔部によりインナーロータの回転中心を規定する。この場合、取付孔とクランク軸との間の隙間より、筒状部と支承孔部との間の隙間を小さく設定する。
【０００７】
上記のように取付孔とクランク軸との間に所定の隙間を設けたものでは、クランク軸の回転を取付孔に確実に伝達するため、クランク軸の外周に一対の平坦面を形成している（例えば特許文献１、特許文献２）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３４３９８５号公報（図８、段落００１９段）
【特許文献２】
特開昭６３−２２３３８２号公報（第２頁右下欄最下行〜第３頁左上欄第１行、第５図、第６図、第８図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のクランク軸と取付孔との係合構造を図１８及び図１９に示すと、クランク軸６の外周に平坦面６Ａ，６Ａを形成し、前記クランク軸６を挿入接続する取付孔５もほぼ同一形状に形成し、それらクランク軸６の平坦面６Ａと取付孔５との間には所定の隙間Ｃが設けられている。尚、図１８及び図１９では説明のために、隙間Ｃを実際の寸法よりも大きく図示している。したがって、図１８及び図１９に示す構造では、クランク軸６の平坦面６Ａの回転方向一側に位置する２箇所の隅部６Ｂにおいて、取付孔５に回転モーメントが伝達される。このため取付孔５の隅部５Ａの近傍に応力が集中し、耐久性の低下を招き、また、伝達箇所で高い面圧が発生するため、異音が生じ易い。そして、インナーロータに焼結部品を用いた場合、最大応力に対応して、インナーロータ全体の強度を確保する必要がある。
【００１０】
また、クランク軸６の角である隅部６Ｂが取付孔５に当たるため、隅部６Ｂが当たる部分で取付孔５が磨耗する問題があり、さらに、取付孔５とクランク軸６との間に硬質な異物が侵入すると、取付孔５が損傷し易かった。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、駆動軸から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる内接型ギヤポンプのインナーロータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔は前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記取付孔に挿入した前記駆動軸により回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータにおいて、前記駆動軸及び前記取付孔は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部を連結する四つの直線状連結部とを備えた断面形状を有するものである。
【００１３】
この請求項１の構成によれば、主円弧部と直線状連結部とのなす回転方向４箇所の隅部のうち、駆動軸の３箇所の隅部から取付孔に回転力が加わるから、１箇所に発生する応力は略４分の３となる。また、局部的な応力集中を抑制できるから、異音などの発生を防止できる。
【００１４】
請求項２の発明は、軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔は前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記駆動軸により前記取付孔に回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータにおいて、前記駆動軸は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部を連結する四つの連結部とを備えた断面形状を有し、前記取付孔の連結部は、内側に突出する大円弧状をなすものである。
【００１５】
請求項２の構成によれば、駆動軸の連結部と取付孔の大円弧状をなす連結部とが線接触した状態で、駆動軸の回転力が取付孔に伝達されるため、取付孔に発生する局部的応力値を低下させることができる。
【００１６】
請求項３の発明は、軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔は前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記駆動軸により前記取付孔に回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータにおいて、前記駆動軸は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部の両端を連結する四つの連結部とを備えた断面形状を有し、前記取付孔の連結部の両端側に、小半径の凸状小円弧部を設けたものである。
【００１７】
請求項３の構成によれば、駆動軸の連結部と取付孔の連結部の凸状小円弧部の一方とが線接触した状態、又は駆動軸の連結部と取付孔の連結部とが面接触した状態で、駆動軸の回転力が取付孔に伝達されるため、取付孔に発生する局部的応力を低下させることができる。
【００１８】
また、請求項４の発明は、前記連結部は、前記凸状小円弧部の内端より外側に位置するものである。
【００１９】
請求項４の構成によれば、駆動軸の連結部と取付孔の連結部の凸状小円弧部の少なくとも一方とが線接触した状態で、駆動軸の回転力が取付孔に伝達されるため、取付孔に発生する局部的応力を低下させることができる。
【００２０】
また、請求項５の発明は、前記主円弧部と前記連結部との連結箇所の駆動軸隅部に対応して、前記取付孔の隅部に外側に凹んだ凹部を設けたものである。
【００２１】
請求項５の構成によれば、凹部を設けることにより、駆動軸の隅部が取付孔の隅部に当たることがない。
【００２２】
また、請求項６の発明は、前記凹部は、小半径の円弧状切り欠き部からなるものである。
【００２３】
請求項６の構成によれば、取付孔の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００２４】
また、請求項７の発明は、前記凹部は、前記取付孔の前記円弧部の端部を外側に凹ませたものである。
【００２５】
請求項７の構成によれば、取付孔の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００２６】
また、請求項８の発明は、前記インナーロータが鉄系焼結部材である。
【００２７】
請求項８の構成によれば、鉄系焼結部材であるから、取付孔の形状加工が容易である。
【００２８】
また、請求項９の発明は、前記焼結部材は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系で密度が６．６〜７．０ｃｍ３である。
【００２９】
請求項９の構成によれば、従来品よりも低い密度の部品で対応が可能となり、製品コストの削減が可能となる。
【００３０】
また、請求項１０の発明は、前記駆動軸が、原動機のクランク軸に連結されているものである。
【００３１】
請求項１０の構成によれば、原動機の振動条件においても、異音の発生を防止し、耐久性に優れたインナーロータが得られる。
【００３２】
【発明の実施形態】
以下、本発明の成形用金型装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。尚、上記図１７〜図１９で説明した部位には同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述する。
【００３３】
図１〜図２は本発明の第１実施形態を示し、同図において、前記クランク軸６は、その軸芯６Ｓを中心とする同一円上に位置する四つの主円弧部１１，１１，１１，１１と、周方向に隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１を連結する直線状連結部１２，１２，１２，１２とを備え、軸芯６Ｓを中心として対向する連結部１２，１２同士が平行な断面形状を有し、上下左右対称である。そして、前記主円弧部１１と連結部１２との交差位置が隅部１３である。このようにクランク軸６の断面は正方形の角部を円弧で結んだ形状をなし、実際の製法においては、例えば、Ｓ４５Ｃなどの炭素鋼からなる断面円形の軸を用い、その外周面の４箇所を平坦面に形成することにより得られる。
【００３４】
前記インナーロータ４に形成された前記取付孔５は、その軸芯５Ｓを中心とする同一円上に位置する四つの主円弧部２１，２１，２１，２１と、周方向に隣り合う主円弧部２１，２１を連結する直線状連結部２２，２２，２２，２２とを備え、軸芯５Ｓを中心として対向する連結部１２，１２同士が平行な断面形状を有し、上下左右対称である。そして、前記主円弧部２１と連結部２２との交差位置が隅部２３である。また、図中Ｋは、取付孔５の基本円であり、この基本円Ｋ上に前記主円弧部２１が位置する。
【００３５】
そして、図２の説明図に示すように、前記主円弧部１１，２１の隙間Ｘは０．５ｍｍ以下、連結部１２，２２の隙間Ｙは０．０５〜０．２５ｍｍに設定されている。
【００３６】
また、前記インナーロータ４は、Ｆｅを主成分としたＦｅ−Ｃｕ−Ｃ系焼結部材であり、原料粉末を圧縮成形して圧粉体を形成し、これを焼結して得られるものである。そして、この例では前記クランク軸６はエンジンなどの原動機に用いるものであり、内接型ギヤポンプ１は、前記原動機の内接型オイルポンプであり、この条件を使用条件を満たすため、前記インナーロータ４の密度を６．６〜７．０ｃｍ３（６．６ｃｍ３以上〜７．０ｃｍ３以下）としている。また、前記インナーロータ４の引張り強度は、３５〜４０ｋｇ／ｍｍ２程度である。
【００３７】
次に、前記構成につき、その作用を説明すると、原動機を駆動してクランク軸６が回転すると、直線状連結部１２，２２間に間隔Ｙが設けられているため、クランク軸６の主円弧部１１の回転方向先端側の隅部１３が、取付孔５の隅部２３に当接してインナーロータ４に回転力が伝達される。この場合、主円弧部１１，１１，１１，１１の回転方向先端側の四箇所の隅部１３，１３，１３，１３のうち、いずれか三箇所の隅部１３，１３，１３が取付孔５の隅部２３，２３，２３に圧接して回転が伝達される。
【００３８】
したがって、従来はクランク軸と取付孔とが２箇所の隅部で回転力を伝達していたのに対して、３箇所の隅部１３，１３，１３で回転力を伝達するため、取付孔５の隅部２３箇所に発生する応力をほぼ４分の３に抑えることができる。
【００３９】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、軸芯６Ｓに駆動軸たるクランク軸６を挿入する取付孔５を形成し、この取付孔５はクランク軸６にほぼ対応する断面形状を有し、取付孔５に挿入したクランク軸６により回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータ４において、クランク軸６及び取付孔５は、同一円上の四つの主円弧部１１，２１と隣り合う主円弧部１１，１１，２１，２１を連結する四つの直線状連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，２２，２２がほぼ平行な断面形状を有するから、主円弧部１１，２１と直線状連結部１２，２２とのなす回転方向４箇所の隅部１３，２３のうち、クランク軸６の３箇所の隅部１３，１３，１３から取付孔５に回転力が加わるから、１箇所に発生する応力が従来の略４分の３となり、クランク軸６から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる。
【００４０】
また、このように本実施形態では、請求項８に対応して、インナーロータ４が鉄系焼結部材であるから、取付孔５の形状加工が容易である。
【００４１】
また、このように本実施形態では、請求項９に対応して、前記焼結部材は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系で密度が６．６〜７．０ｃｍ３であるから、従来品よりも低い密度の部品で対応が可能となり、製品コストの削減が可能となる。
【００４２】
また、このように本実施形態では、請求項１０に対応して、前記駆動軸が、原動機のクランク軸６に連結されているから、原動機の振動条件においても、異音の発生を防止し、耐久性に優れたインナーロータが得られる。
【００４３】
図３〜図５は本発明の第２実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記取付孔５の隅部２３は、凹部たる小半径の円弧状切り欠き部２４により構成され、この円弧状切り欠き部２４は外側に凹んでいる。尚、円弧状切り欠き部２４の小半径とは、円弧状切り欠き部２４の半径が少なくとも主円弧部２１の半径より小さいことを意味する。
【００４４】
図４に示すように、前記円弧状切り欠き部２４の中心Ｓ１は取付孔５内に位置し、半径Ｒ１が１〜５ｍｍに形成されている。また、直線状連結部２２に対する円弧状切り欠き部２４の深さｔは０．５〜２ｍｍに形成されている。この場合、半径Ｒ１が１ｍｍ未満では、応力集中が大きくなり、好ましくなく、半径Ｒ１が５ｍｍを超えると、クランク軸６とインナーロータ４の伝達部の面積が小さくなり、発生応力が過大となる恐れがある。また、深さｔは、０．５ｍｍ未満では、切り欠きとしての役目を果たさず、深さｔが２ｍｍを超えると、インナーロータ４の強度の低下が大きくなる問題がある。
【００４５】
したがって、主円弧部２１と直線状連結部２２との交差箇所である隅部２３に円弧状切り欠き部２４を設けることにより、クランク軸６の隅部１３が取付孔５に当たることがなくなる。
【００４６】
このように本実施形態では、請求項５に対応して、主円弧部１１と連結部１２との連結箇所の駆動軸隅部１３に対応して、取付孔５の隅部２３に外側に凹んだ凹部たる小半径の円弧状切り欠き部２４を設けたから、クランク軸６の隅部１３が取付孔５の隅部２３に当たることがなく、取付孔５の隅部２３箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００４７】
また、このように本実施形態では、請求項６に対応して、凹部は、小半径の円弧状切り欠き部２４からなるから、取付孔５の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００４８】
図６〜図７は本発明の第３実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記取付孔５の連結部２２Ａを、内側に突出する大円弧状に形成している。前記連結部２２Ａは中央部分で最大に突出し、この中央部分と前記クランク軸６の直線状連結部１２との間の寸法を前記隙間Ｙの寸法としており、取付孔５の連結部２２Ａの両端には隅部２３が形成され、連結部２２Ａの突出高さＨは、０．０５〜０．２５ｍｍである。尚、この突出高さＨとは連結部２２Ａの中央部分と両端の隅部２３の高さの差である。また、連結部２２Ａの半径Ｒ２は取付孔５の各部の寸法と前記突出高さＨにより決まる。この場合、突出高さＨが０．０５ｍｍ未満では、半径Ｒ２の曲率は大きくなり過ぎ、クランク軸６との接触に対し、発生応力の削減の効果が充分に得られない。また、半径Ｒ２が０．２５ｍｍを超えると、クランク軸６との接触部位が中心軸方向に大きくずれる結果を招き、すなわち前記接触部位と軸芯６Ｓとの間隔が狭まり、同一の伝達トルクに対して発生応力が上がる傾向が強いため、避けるべきである。
【００４９】
したがって、回転時には、平面であるクランク軸６の直線状連結部１２と曲面である取付孔５の円弧状の連結部２２Ａとが線接触することにより、クランク軸６から取付孔５に回転力が伝達されるため、隅部同士による場合に比べて、取付孔５における部分的な応力集中を防止できる。
【００５０】
このように本実施形態では、請求項２に対応して、クランク軸６は、同一円上の四つの主円弧部１１，１１，１１，１１と隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１の両端を連結する四つの直線状連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，１２，１２がほぼ平行な断面形状を有し、取付孔５は、同一円上の四つの主円弧部２１，２１，２１，２１と隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１の両端を連結する四つの連結部とを備え、取付孔５の連結部２２Ａは、内側に突出する大円弧状をなすから、クランク軸６の連結部１２と取付孔５の大円弧状をなす連結部２２Ａとが線接触した状態で、クランク軸６の回転力が取付孔５に伝達されるため、取付孔５に発生する局部的応力値を低下させることができる。
【００５１】
図８は本発明の第４実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、上記第３実施形態の構成において、隅部２３に前記円弧状切り欠き部２４を形成している。
【００５２】
このように本実施形態では、連結部２２Ａを内側に突出する大円弧状に形成し、凹部たる円弧状切り欠き部２４を備えるから、請求項２，５及び６に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００５３】
図９〜図１０は本発明の第５実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第３実施形態の隅部に、凹部たる逃げ凹部２５を形成している。この逃げ凹部２５は、主円弧部２１の端部２１Ｔを外側に凹ませ、該端部２１Ｔと前記連結部２２Ａの端部とを円弧隅部２６により連結する。前記端部２１Ｔは前記基本円Ｋより外側に位置し、この例では、端部２１Ｔは基本円Ｋの接線である。そして、前記端部２１Ｔと前記連結部２２Ａの端部とを円弧隅部２６で連結し、この円弧隅部２６の半径Ｒ３は１〜５ｍｍであり、基本円Ｋに対する円弧隅部２６の深さＵは０．５〜２ｍｍに形成されている。この場合、半径Ｒ３が１ｍｍ未満の場合、応力の集中を招き易く、半径Ｒ３が５ｍｍを超えると、クランク軸６とインナーロータ４との接触部の面積が小さくなり、応力過大を生じ易い。また、深さＵは、０．５ｍｍ未満では、逃げの効果が充分でなく、２ｍｍを超えると、インナーロータ４の強度の低下が大きくなり好ましくない。
【００５４】
したがって、主円弧部２１と直線状連結部２２との交差箇所である隅部に逃げ凹部２５を設けることにより、クランク軸６の隅部１３が取付孔５に当たることがなくなる。
【００５５】
このように本実施形態では、連結部２２Ａを内側に突出する大円弧状に形成し、凹部たる逃げ凹部２５を設けたから、請求項２及び５に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００５６】
また、このように本実施形態では、請求項７に対応して、凹部は、取付孔５の円弧部２１の端部２１Ｔを外側に凹ませたから、取付孔５の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００５７】
図１１は本発明の第６実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記直線状連結部２２の両端側に小半径の凸状小円弧部３１，３１を設けている。この凸状小円弧部３１の端部には隅部２３が形成され、直線状連結部２２の突出高さＨは、０．０５〜０．２５ｍｍであり、凸状小円弧部３１の半径Ｒ４は３〜１５ｍｍである。尚、前記突出高さとは連結部２２と隅部２３の高さの差である。この場合、突出高さＨが０．０５ｍｍ未満では、インナーロータ４の製作精度の影響を受け易く、応力の緩和の目的を充分に果さない恐れがある。突出高さＨが０．２５ｍｍを超えると、それ以上大きくしても、応力の緩和についての効果が増すことがなく、かえってインナーロータ４の強度を低下させる恐れがある。半径Ｒ４は、曲率小では応力が過大となり、曲率大ではクランク軸６との接触部位が中心軸方向へ移動して充分なトルク伝達に支障が起きる恐れがあるため、３〜１５ｍｍの範囲が好ましい。
【００５８】
したがって、回転時には、平面であるクランク軸６の直線状連結部１２と曲面である取付孔５の凸状小円弧部３１とが線接触するか、直線状連結部１２と連結部２２とが面接触することにより、クランク軸６から取付孔５に回転力が伝達されるため、隅部同士の場合に比べて、取付孔５における部分的な応力集中を防止できる。
【００５９】
このように本実施形態では、請求項３に対応して、クランク軸６は、同一円上の四つの主円弧部１１，１１，１１，１１と隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１の両端を連結する四つの連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，１２，１２がほぼ平行な断面形状を有し、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設けたから、クランク軸６の連結部１２と取付孔５の連結部２２の凸状小円弧部３１，３１の一方とが線接触した状態、又はクランク軸６の連結部１２と取付孔５の連結部２２とが面接触した状態で、クランク軸６の回転力が取付孔５に伝達されるため、取付孔５に発生する局部的応力値を低下させることができる。
【００６０】
図１２は本発明の第７実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第６実施形態と同様に、中央の直線状連結部２２の両端側に前記凸状小円弧部３１，３１を設け、この凸状小円弧部３１の端部に前記円弧状切り欠き部２４を設けている。すなわち主円弧部２１と凸状小円弧部３１との隅部を円弧状切り欠き部２４としている。
【００６１】
このように本実施形態では、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設け、凹部として円弧状切り欠き部２４を備えるから、請求項３，５及び６に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００６２】
図１３は本発明の第８実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第７実施形態と同様に、中央の直線状連結部２２の両端側に前記凸状小円弧部３１，３１を設け、この凸状小円弧部３１の端部と主円弧部２１との間に前記逃げ凹部２５を設けている。
【００６３】
このように本実施形態では、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設け、凹部として逃げ凹部２５を備えるから、請求項３，５及び７に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００６４】
図１４は本発明の第９実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記直線状連結部２２が前記凸状小円弧部３１，３１の内端３１Ａ，３１Ａより外側に位置し、その凸状小円弧部３１，３１の内端３１Ａ，３１Ａとクランク軸５の連結部１２との間が隙間Ｙになっている。この凸状小円弧部３１の突出高さＨは、０．０５〜０．２５ｍｍである。尚、この突出高さＨとは、凸状小円弧部３１の内端３１Ａと隅部２３の高さの差であり、同時に凸状小円弧部３１の内端と連結部２２の高さの差である。そして、連結部２２の延長線上に前記隅部２３が位置する。尚、連結部２２は両端側の凸状小円弧部３１，３１の内端３１Ａ，３１Ａを結んだ仮想よりより外側にあればよく、直線でも曲線でよい。この場合、突出高さＨが０．０５ｍｍ未満では、インナーロータ４の製作精度の影響を受け易く、応力の緩和の目的を充分に果さない恐れがある。突出高さＨが０．２５ｍｍを超えると、それ以上大きくしても、応力の緩和についての効果が増すことがなく、かえってインナーロータ４の強度を低下させる恐れがある。半径Ｒ４は、曲率小では応力が過大となり、曲率大ではクランク軸６との接触部位が中心軸方向へ移動して充分なトルク伝達に支障が起きる恐れがあるため、３〜１５ｍｍの範囲が好ましい。
【００６５】
したがって、回転時には、平面であるクランク軸６の直線状連結部１２と曲面である取付孔５の凸状小円弧部３１とが線接触するか、直線状連結部１２と２つ前記凸状小円弧部３１，３１が線接触することにより、クランク軸６から取付孔５に回転力が伝達されるため、隅部同士の場合に比べて、取付孔５における部分的な応力集中を防止できる。
【００６６】
このように本実施形態では、請求項３に対応して、クランク軸６は、同一円上の四つの主円弧部１１，１１，１１，１１と隣り合う主円弧部１１，１１，１１，１１の両端を連結する四つの連結部１２，１２，１２，１２とを備え、対向する連結部１２，１２，１２，１２がほぼ平行な断面形状を有し、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設けたから、クランク軸６の連結部１２と取付孔５の連結部２２の凸状小円弧部３１，３１の一方又は両方が線接触した状態で、クランク軸６の回転力が取付孔５に伝達されるため、取付孔５に発生する局部的応力値を低下させることができる。
【００６７】
また、このように本実施形態では、請求項４に対応して、連結部２２は、凸状小円弧部３１の内端３１Ａより外側に位置するから、クランク軸６の連結部１２が凸状小円弧部３１，３１の一方、又はそれら内端３１Ａ，３１Ａに当たった状態で回転力が伝達されるから、取付孔５に発生する局部的応力を低下させることができる。
【００６８】
図１５は本発明の第１０実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第９実施形態と同様に、中央の直線状連結部２２の両端側に前記凸状小円弧部３１，３１を設け、この凸状小円弧部３１の端部に前記円弧状切り欠き部２４を設けている。すなわち主円弧部２１と凸状小円弧部３１との隅部を円弧状切り欠き部２４としている。
【００６９】
このように本実施形態では、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設け、凹部として円弧状切り欠き部２４を備え、請求項３，４，５及び６に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００７０】
図１６は本発明の第１１実施形態を示し、上記各実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、第９実施形態と同様に、中央の直線状連結部２２の両端側に前記凸状小円弧部３１，３１を設け、この凸状小円弧部３１の端部と主円弧部２１との間に前記逃げ凹部２５を設けている。
【００７１】
このように本実施形態では、取付孔５の連結部２２，２２，２２，２２の両端側に、小半径の凸状小円弧部３１，３１を設け、凹部として逃げ凹部２５を備え、請求項３，４，５及び７に対応して、上記各実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００７２】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、前記駆動軸及び前記取付孔は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部を連結する四つの直線状連結部とを備えた断面形状を有するものであり、駆動軸から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる。
【００７４】
請求項２の発明は、前記取付孔の連結部は、内側に突出する大円弧状をなすものであり、駆動軸から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる。
【００７５】
請求項３の発明は、前記取付孔の連結部の両端側に、小半径の凸状小円弧部を設けたものであり、駆動軸から伝達される回転モーメントによる部分的な応力集中を緩和することができる。
【００７６】
また、請求項４の発明は、前記連結部は、前記凸状小円弧部の内端より外側に位置するものであり、取付孔に発生する局部的応力を低下させることができる。
【００７７】
また、請求項５の発明は、前記主円弧部と前記連結部との連結箇所の駆動軸隅部に対応して、前記取付孔の隅部に外側に凹んだ凹部を設けたものであり、駆動軸の隅部が取付孔の隅部に当たることがない。
【００７８】
また、請求項６の発明は、前記凹部は、小半径の円弧状切り欠き部からなるものであり、取付孔の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００７９】
また、請求項７の発明は、前記凹部は、前記取付孔の前記円弧部の端部を外側に凹ませたものであり、取付孔の隅部箇所近傍に発生する応力を削減することができる。
【００８０】
また、請求項８の発明は、前記インナーロータが鉄系焼結部材であり、取付孔の形状加工が容易である。
【００８１】
また、請求項９の発明は、前記焼結部材は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系で密度が６．６〜７．０ｃｍ３であり、従来品よりも低い密度の部品で対応が可能となり、製品コストの削減が可能となる。
【００８２】
また、請求項１０の発明は、前記駆動軸が、原動機のクランク軸に連結されているものであり、原動機の振動条件においても、異音の発生を防止し、耐久性に優れたインナーロータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す取付孔と駆動軸の断面図である。
【図２】同上、インナーロータと駆動軸の正面説明図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す取付孔と駆動軸の断面図である。
【図４】同上、取付孔の要部の拡大断面図である。
【図５】同上、取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す取付孔と駆動軸の断面図である。
【図７】同上、取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態を示す取付孔の要部の拡大断面図である。
【図１０】同上、取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１２】本発明の第７実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１３】本発明の第８実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１４】本発明の第９実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１５】本発明の第１０実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１６】本発明の第１１実施形態を示す取付孔と駆動軸の要部の拡大断面図である。
【図１７】内接型ギヤポンプを示す概略図である。
【図１８】従来例を示す取付孔と駆動軸の断面図である。
【図１９】従来例を示す回転伝達状態の取付孔と駆動軸の断面図であり、一部を拡大してる。
【符号の説明】
１ 内接型ギヤポンプ
４ インナーロータ
５ 取付孔
５Ｓ 軸芯（取付孔の軸芯）
６ クランク軸（駆動軸）
６Ｓ 軸芯（クランク軸の軸芯）
１１ 主円弧部
１２ 直線状連結部
１３ 隅部
２１ 主円弧部
２１Ｔ 端部
２２ 直線状連結部
２２Ａ 連結部
２３ 隅部
２４ 円弧状切り欠き部（凹部）
２５ 逃げ凹部（凹部）
３１ 凸状小円弧部
Claims (10)
- 軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔は前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記取付孔に挿入した前記駆動軸により回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータにおいて、前記駆動軸及び前記取付孔は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部を連結する四つの直線状連結部とを備えた断面形状を有することを特徴とする内接型ギヤポンプのインナーロータ。
- 軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔は前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記駆動軸により前記取付孔に回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータにおいて、前記駆動軸は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部を連結する四つの連結部とを備えた断面形状を有し、前記取付孔の連結部は、内側に突出する大円弧状をなすことを特徴とする内接型ギヤポンプのインナーロータ。
- 軸芯に駆動軸を挿入する取付孔を形成し、この取付孔は前記駆動軸にほぼ対応する断面形状を有し、前記駆動軸により前記取付孔に回転力が伝達される内接型ギヤポンプのインナーロータにおいて、前記駆動軸は、同一円上の四つの主円弧部と隣り合う前記主円弧部の両端を連結する四つの連結部とを備えた断面形状を有し、前記取付孔の連結部の両端側に、小半径の凸状小円弧部を設けたことを特徴とする内接型ギヤポンプのインナーロータ。
- 前記取付孔の前記連結部は、前記凸状小円弧部の内端より外側に位置することを特徴とする請求項３記載の内接型ギヤポンプのインナーロータ。
- 前記主円弧部と前記連結部との連結箇所の駆動軸隅部に対応して、前記取付孔の隅部に外側に凹んだ凹部を設けたことを特徴とする請求項２〜４記載の内接型ギヤポンプのインナーロータ。
- 前記凹部は、小半径の円弧状切り欠き部からなることを特徴とする請求項５記載の内接型ギヤポンプインナーロータ。
- 前記凹部は、前記取付孔の前記円弧部の端部を外側に凹ませたことを特徴とする請求項５記載の内接型ギヤポンプのインナーロータ。
- 前記インナーロータが鉄系焼結部材であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の内接型ギヤポンプのインナーロータ。
- 前記焼結部材は、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系で密度が６．６〜７．０ｃｍ３であることを特徴とする請求項８記載の内接型ギヤポンプのインナーロータ。
- 前記駆動軸が、原動機のクランク軸に連結されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の内接型ギヤポンプのインナーロータ。
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