JP2005105995A - Internal gear pump and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば潤滑油等の流体を圧送するのに適した内接歯車ポンプおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an internal gear pump suitable for pumping fluid such as lubricating oil and a method for manufacturing the same.
この種のポンプとしては、トロコイド歯形を有するアウタロータおよびインナロータをケーシング内に回転自在に収容したトロコイドポンプが知られている。アウタロータの内周部には複数の内歯が、また、インナロータの外周部にはアウタロータの内歯よりも歯数が1つ少ない外歯が形成され、アウタロータにインナロータが内接する状態に収容され、両ロータが互いに接触する仕切点間に、吸入側容積室と吐出側容積室とが形成される。そして、インナロータを回転させると、外歯がアウタロータの内歯に噛み合いながらアウタロータが同一方向に連れ回りし、容積が増大する吸入側容積室に吸入口から流体を吸入し、容積が減小する吐出側容積室から、吸入した流体を吐出する構成である。 As this type of pump, a trochoid pump is known in which an outer rotor and an inner rotor having a trochoidal tooth profile are rotatably accommodated in a casing. A plurality of inner teeth are formed on the inner peripheral portion of the outer rotor, and an outer tooth having one fewer teeth than the inner teeth of the outer rotor is formed on the outer peripheral portion of the inner rotor, and the inner rotor is accommodated in a state in which it is inscribed A suction-side volume chamber and a discharge-side volume chamber are formed between partition points where the two rotors contact each other. When the inner rotor is rotated, the outer rotor is rotated in the same direction while the outer teeth mesh with the inner teeth of the outer rotor, and the fluid is sucked into the suction-side volume chamber where the volume increases, and the volume decreases. In this configuration, the suctioned fluid is discharged from the side volume chamber.
図3は、従来のトロコイドポンプの一例を示しており、(a)ケーシングの正面図、(b)ケーシングの縦断面図、(c)カバーの正面図、(d)ポンプ全体の縦断面図である。このポンプは、円盤状のケーシング60の一端面に形成されたアウタロータ用凹部61にアウタロータ62およびインナロータ63が収容され、カバー用凹部64に嵌合されるカバー65でアウタロータ用凹部61が塞がれ、カバー65、インナロータ63およびケーシング60に、シャフト66が貫通され、シャフト66が回転してインナロータ63およびアウタロータ62が回転させられる。図3(a)に示すように、アウタロータ用凹部61の底部には、背面側からアウタロータ用凹部61に連通する吸入口67および吐出口68が形成されている。通常、シャフト66はケーシング60の軸心を貫通しており、したがって、ケーシング60のシャフト用孔69はケーシング60の軸心に形成され、これに合わせて、カバー65およびカバー用凹部64、カバー65のシャフト用孔70も、ケーシング60と同心的に形成され、かつ配設されている。そして、アウタロータ用凹部61のみが、ケーシング60の軸心に対して長さL偏心しており、このアウタロータ用凹部61内で、アウタロータ62はシャフト66に対して偏心する状態で回転させられる。このようなトロコイドポンプは、例えば特許文献1により知られている。
FIG. 3 shows an example of a conventional trochoid pump: (a) a front view of the casing, (b) a longitudinal sectional view of the casing, (c) a front view of the cover, and (d) a longitudinal sectional view of the entire pump. is there. In this pump, an
さて、上記従来のトロコイドポンプのケーシングにおいて、偏心するアウタロータを形成するには、まず背面側に軸心と同心的に突出する小径部の外径面を加工し、この外径面を利用してケーシングを偏心回転治具にセットし、ケーシングを偏心回転させながら、バイト等の切削工具をケーシングに進出させ、切削加工によって形成している。一方、アウタロータ用凹部以外の加工部分(シャフト用孔やカバー用凹部等)は、ケーシングの軸心を基準として同心加工が可能である。すなわち、アウタロータ用凹部の偏心加工と、その他の部分の同心加工を行うので、偏心加工および同心加工の2工程を要し、このため、生産効率が高いとは言えず、コスト的にも不利であった。
よって本発明は、生産効率の向上ならびにコストの低減が図られる内接歯車ポンプおよびその製造方法を提供することを目的としている。
In order to form an eccentric outer rotor in the above-described conventional trochoid pump casing, first, an outer diameter surface of a small-diameter portion projecting concentrically with the shaft center is processed on the back side, and this outer diameter surface is utilized. The casing is set on an eccentric rotating jig, and a cutting tool such as a cutting tool is advanced into the casing while the casing is eccentrically rotated, and is formed by cutting. On the other hand, machining parts other than the outer rotor recesses (shaft holes, cover recesses, etc.) can be processed concentrically with reference to the axial center of the casing. That is, since the eccentric processing of the concave portion for the outer rotor and the concentric processing of the other portions are performed, two steps of the eccentric processing and the concentric processing are required. there were.
Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal gear pump that can improve production efficiency and reduce costs, and a method for manufacturing the internal gear pump.
本発明の内接歯車ポンプは、ケーシング内に設けられた円形のアウタロータ用凹部に、内歯を有するアウタロータを回転自在に嵌合させるとともに、外歯を有し、その軸心にシャフトが固定されるインナロータを、アウタロータ内に、該アウタロータの中心となる第1の中心に対して偏心する第2の中心を中心として、アウタロータの内歯と内接させて回転自在に収容し、シャフトを回転させることで、インナロータおよびこれに噛み合うアウタロータを回転させることにより、内歯と外歯との間に、流体が吸入される吸入側容積室と、流体を吐出させる吐出側容積室とが形成される内接歯車ポンプにおいて、ケーシングには、一端面に円形のアウタロータ用凹部およびカバー用凹部が、第1の中心に対して同心的に形成され、カバー用凹部に、アウタロータ用凹部を塞ぐカバーが嵌合固定され、該カバーには、その固定状態で、第2の中心に対して同心的に形成されたシャフト用孔が形成されており、シャフトが、カバーのシャフト用孔を貫通することにより、第2の中心に対して同心的に配設される状態がカバーによって保持されることを特徴としている。 In the internal gear pump of the present invention, a circular outer rotor recess provided in a casing is rotatably fitted with an outer rotor having internal teeth, has external teeth, and a shaft is fixed to the shaft center thereof. The inner rotor is accommodated in the outer rotor so as to be rotatable in contact with the inner teeth of the outer rotor around the second center that is eccentric to the first center that is the center of the outer rotor, and the shaft is rotated. Thus, by rotating the inner rotor and the outer rotor meshing with the inner rotor, a suction side volume chamber for sucking fluid and a discharge side volume chamber for discharging fluid are formed between the inner teeth and the outer teeth. In the contact gear pump, the casing has a circular outer rotor recess and a cover recess concentrically formed on one end surface with respect to the first center. A cover for closing the concave portion for the outer rotor is fitted and fixed. The cover is formed with a shaft hole concentrically formed with respect to the second center in the fixed state. By passing through the shaft hole, the cover is held concentrically with respect to the second center.
インナロータを駆動するシャフトは、カバーのカバー用凹部を貫通することで第2の中心と同心的に配設され、第1の中心に対して同心的に形成されたアウタロータ用凹部およびこのアウタロータ用凹部に嵌合されるアウタロータが、従来通りシャフトに対して偏心した構成になる。本発明によれば、ケーシングのアウタロータ用凹部およびカバー用凹部は、ケーシングに設定した第1の中心を基準にした同心加工で形成され、このため、アウタロータ用凹部を偏心加工によって形成する必要がない。そして、ケーシングにはシャフト用孔を形成する必要がない。一方、カバーは第1の中心を中心とする円形の外形に第2の中心を中心とする偏心したシャフト用孔が配されることになるが、鋳造、打ち抜き、あるいは粉末冶金法等の手段によりシャフト用孔を一度に形成できるため、工程の増加が生じない。 The shaft for driving the inner rotor is disposed concentrically with the second center by passing through the cover recess for the cover, and the outer rotor recess formed concentrically with the first center, and the outer rotor recess The outer rotor fitted to the shaft is eccentric with respect to the shaft as before. According to the present invention, the outer rotor concave portion and the cover concave portion of the casing are formed by concentric processing based on the first center set in the casing, and therefore it is not necessary to form the outer rotor concave portion by eccentric processing. . And it is not necessary to form the hole for shafts in a casing. On the other hand, the cover is provided with an eccentric shaft hole centered on the second center in a circular outer shape centered on the first center, but by means such as casting, punching, or powder metallurgy. Since the shaft hole can be formed at a time, the number of processes does not increase.
本発明の内接歯車ポンプでは、凹凸嵌合等の位置決め手段を用いて、ケーシングに対してカバーを位置決めし、これによってシャフトも位置決めがなされるようにする形態を含む。また、ケーシングとしては円盤状を呈し、その外径の中心を上記第1の中心とすることにより、その外径面を基準として上記同心加工を行うことができるので、加工が一層容易となる。 The internal gear pump of the present invention includes a configuration in which the cover is positioned with respect to the casing by using positioning means such as concave-convex fitting so that the shaft is also positioned. Further, since the casing has a disk shape and the center of the outer diameter is the first center, the concentric processing can be performed with the outer diameter surface as a reference, so that the processing is further facilitated.
次に、本発明の内接歯車ポンプの製造方法は、上記本発明の内接歯車ポンプを製造するにあたり、ケーシングの外径面を基準として該ケーシングを回転治具にセットし、該回転治具によってケーシングを第1の中心回りに回転させながら、アウタロータ用凹部および/またはカバー用凹部を、第1の中心に対して同心的に切削加工したケーシングと、第1の中心と同心の円形外形および第2の中心と同心のシャフト用孔を同時に形成したカバーとを用いることを特徴としている。この方法では、ケーシングに、回転治具に対する該ケーシングの位置決め手段、すなわち、第1の中心を回転治具の中心に合わせるための手段を具備させることが好ましい。 Next, in the manufacturing method of the internal gear pump of the present invention, in manufacturing the internal gear pump of the present invention, the casing is set on the rotating jig with reference to the outer diameter surface of the casing, and the rotating jig A casing in which the outer rotor recess and / or the cover recess are cut concentrically with respect to the first center while rotating the casing around the first center, and a circular outer shape concentric with the first center and The second center and a cover in which a concentric shaft hole is formed at the same time are used. In this method, the casing is preferably provided with means for positioning the casing with respect to the rotating jig, that is, means for aligning the first center with the center of the rotating jig.
本発明によれば、ケーシングに形成するアウタロータ用凹部を、他の同心加工による部分とともに同心加工で形成することができ、しかも、シャフト用孔をケーシングに形成する必要もないことから、製造工程が簡素となり、もって生産効率の向上ならびにコストの低減が図られるといった効果を奏する。 According to the present invention, the concave portion for the outer rotor formed in the casing can be formed by concentric processing together with other concentric portions, and the manufacturing process is not required to form the shaft hole in the casing. This simplifies the production efficiency and reduces the cost.
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図1(a)〜(d)は、本実施形態のトロコイドポンプ1の構成を示す図であって、(d)は全体の縦断面図、(a)はトロコイドポンプ1を構成するケーシング10を一端面から見た正面図、(b)はケーシング10の縦断面図、(c)はトロコイドポンプ1を構成するカバー20を一端面から見た正面図である。図1(d)に示すように、トロコイドポンプ1は、ケーシング10、カバー20、アウタロータ30、インナロータ40およびシャフト50とから構成されている。図2は、アウタロータ30およびインナロータ40の正面図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
1A to 1D are views showing the configuration of the trochoid pump 1 of the present embodiment, in which FIG. 1D is a longitudinal sectional view of the whole, and FIG. 1A is a
ケーシング10は、図1(a),(b)に示すように、背面(他端面)側に小径部11が突出形成された円盤状であって、小径部11とは反対側の一端面側に、円形のアウタロータ用凹部12およびカバー用凹部13が形成されている。これら凹部12,13は、切削加工により、ケーシング10の軸心である第1の中心O1に対して同心的に形成されている。アウタロータ用凹部12の底部には、背面側からアウタロータ用凹部12に連通する吸入口14および吐出口15が形成されている。カバー用凹部13にはカバー20が嵌合固定され、アウタロータ用凹部12は、このカバー20で塞がれる。また、ケーシング10の外周部には、複数(この場合3つ)の取付孔16が形成されている。これら取付孔16は、トロコイドポンプ1を機器に取り付けるためのボルト通し孔であり、第1の中心O1に対して長さL偏心する第2の中心O2を中心として、周方向に等間隔をおいて形成されている。吸入口および吐出口の形態や配置は任意であるが、図1(a)は、吸入口14および吐出口15が、第1の中心O1と第2の中心O2を結ぶ線を対称線として、左右対称に形成されている例である。また、小径部11は、第2の中心O2と同心的に形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
ケーシング10の外径面19の所定箇所には、軸方向に延びる位置決め溝17が形成されている。この場合、図1の上側にあって最も外径面19に近い取付孔16の中心と第1,第2の中心O1,O2を通る線が、第1の中心O1側の外径面19に交わる位置に、位置決め溝17は形成されている。さらに、アウタロータ用凹部12の内周面の所定箇所には、半円弧状の切欠き18が鋳造型出しにより形成されている。このケーシング10は、例えばアルミダイカスト法によって成形された鋳造品が用いられ、その場合、上記アウタロータ用凹部12およびカバー用凹部13を除く形状が、金型成形によって形成される。
A
アウタロータ用凹部12にはアウタロータ30が回転自在に嵌合され、このアウタロータ30内に、インナロータ40が内接する状態で回転自在に収容される。図2に示すように、アウタロータ30はリング状で、その内周部に複数の内歯31が形成されており、インナロータ40は軸心にシャフト50とインナロータ40を同心的に固定させるシャフト嵌合孔42を有し、その外周部に、アウタロータ30の内歯31よりも歯数が1つ少ない外歯41が形成されている。これら内歯31と外歯41は、仕切点Pで互いに接触し、仕切点P間およびカバー20との間に形成される空間が、吸入側あるいは吐出側の容積室Rとして形成される。アウタロータ30およびインナロータ40は、焼結品等が用いられる。
The
カバー20は、図1(c)に示すように、シャフト50が貫通する円形のシャフト用孔21が形成されている。このカバー20の外周縁の所定箇所には、ケーシング10の切欠き18に嵌合する突起22が形成されている。この突起22を切欠き18に嵌合させてカバー20をカバー用凹部13に嵌合させると、シャフト用孔21は第2の中心O2に対して同心的に配されるようになっており、これによってシャフト50を簡単かつ確実に第2の中心O2と同心的に配設することができる。カバー20は、例えば板金の打ち抜きによって製造され、シャフト用孔21は円形の外形とともに一度に形成することができる。
As shown in FIG. 1C, the
上記の各構成要素からなるトロコイドポンプ1は、次のようにして組み立てられる。まず、ケーシング10のアウタロータ用凹部12にアウタロータ30を嵌合し、アウタロータ30内にインナロータ40を収容する。次に、シャフト50をカバー20のシャフト用孔21に貫通させ、シャフト50の先端部をインナロータ40のシャフト嵌合孔42に嵌合させるとともに、突起22を切欠き18に嵌合させてカバー20をカバー用凹部13に嵌合させる。この後、カバー用凹部13の開口縁の適宜箇所をカバー20にかしめて、カバー20を固定する。このように組み立てられたトロコイドポンプ1は、ケーシング10の取付孔16を利用して機器に取り付けられる。複数の取付孔16はシャフト50と同様に第2の中心O2と同心的に配されているため、トロコイドポンプ1はシャフト50の軸心を基準として機器に取り付けられ、そのシャフト50は、カバー20によって保持される。そして、アウタロータ30は、第1の中心O1に対して同心的に形成されたアウタロータ用凹部12に嵌合されているため、従来通りシャフト50に対して偏心して配設される。
The trochoid pump 1 comprising the above-described components is assembled as follows. First, the
上記トロコイドポンプ1は、モータ等の駆動源によってシャフト50が回転し、インナロータ40が回転させられる。これにより、外歯41が内歯31に噛み合いながらアウタロータ30が同一方向に連れ回りする。ここで、仕切点P間に形成される容積室Rは、ロータ30,40の回転方向に応じて、容積が増大する吸入側と、容積が減小する吐出側とが形成される。そこで、シャフト50の回転方向と、吸入口14および吐出口15とは、吸入側容積室が吸入口14側に配され、吐出側容積室が吐出口15側に配されるように設定される。そして、ロータ30,40の回転により、吸入側容積室が吸入口14に連通する状態から吐出側容積室が吐出口15に連通する状態が繰り返し起こり、これによって吸入側容積室に吸入口14から流体が吸入され、吐出側容積室から、吸入した流体が吐出されるポンプ作用が連続的に行われる。
In the trochoid pump 1, the
本実施形態のトロコイドポンプ1によれば、ケーシング10のアウタロータ用凹部12およびカバー用凹部13は、ケーシング10に設定した第1の中心O1を基準にした同心加工で形成することができ、従来のように、アウタロータ用凹部12を偏心加工によって形成する必要がない。また、ケーシング10にシャフト用孔21を形成する必要もない。したがって、ケーシング10の製造工程が簡素となり、もって生産効率の向上ならびにコストの低減が図られる。
According to the trochoid pump 1 of the present embodiment, the outer rotor
ケーシング10のアウタロータ用凹部12およびカバー用凹部13を形成するにあたっては、金型成形によって高い精度に仕上げられている外径面19を基準として、切削加工用の回転治具に、第1の中心O1が回転中心となるようにケーシング10をセットし、回転治具によってケーシング10を回転させながら、バイト等の切削工具を進出させて切削加工する方法が挙げられる。その場合、外径面19に形成した位置決め溝17を利用して、第1の中心O1を回転治具に中心に合わせられるようにすると、回転治具へのセットが容易となる。
In forming the outer rotor
以上が本発明を具体化した実施形態であるが、アウタロータおよびインナロータの歯形形状、吸入口および吐出口の配置や形状等について、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、これらの形状は、従来より提案、採用されている様々な形態を適用することができる。 Although the embodiments embodying the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments regarding the tooth profile shape of the outer rotor and the inner rotor, the arrangement and shape of the suction port and the discharge port, and the like. Various forms that have been proposed and adopted in the past can be applied.
1…トロコイドポンプ(内接歯車ポンプ)
10…ケーシング、
12…アウタロータ用凹部
13…カバー用凹部
17…位置決め溝(ケーシングの位置決め手段)
19…外径面
20…カバー
21…シャフト用孔
22…突起(カバーの位置決め手段)
30…アウタロータ
31…内歯
40…インナロータ
41…外歯
50…シャフト
O1…第1の中心
O2…第2の中心
R…容積室
1 ... Trochoid pump (internal gear pump)
10 ... casing,
12 ... Recess for
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
外歯を有し、その軸心にシャフトが固定されるインナロータを、前記アウタロータ内に、該アウタロータの中心となる第1の中心に対して偏心する第2の中心を中心として、前記アウタロータの内歯と内接させて回転自在に収容し、
前記シャフトを回転させることで、前記インナロータおよびこれに噛み合う前記アウタロータを回転させることにより、前記内歯と前記外歯との間に、流体が吸入される吸入側容積室と、流体を吐出させる吐出側容積室とが形成される内接歯車ポンプにおいて、
前記ケーシングには、一端面に円形のアウタロータ用凹部およびカバー用凹部が、前記第1の中心に対して同心的に形成され、
前記カバー用凹部に、前記アウタロータ用凹部を塞ぐカバーが嵌合固定され、該カバーには、その固定状態で、前記第2の中心に対して同心的に形成されたシャフト用孔が形成されており、
前記シャフトが、前記カバーの前記シャフト用孔を貫通することにより、前記第2の中心に対して同心的に配設される状態がカバーによって保持されることを特徴とする内接歯車ポンプ。 An outer rotor having internal teeth is rotatably fitted to a circular outer rotor recess provided in the casing, and
An inner rotor having outer teeth, the shaft of which is fixed to the shaft center of the inner rotor, is centered around a second center that is eccentric to the first center that is the center of the outer rotor. It is inscribed with the tooth and accommodated in a rotatable manner,
By rotating the inner rotor and the outer rotor meshing with the inner rotor by rotating the shaft, a suction side volume chamber for sucking fluid between the inner teeth and the outer teeth, and a discharge for discharging the fluid In the internal gear pump in which the side volume chamber is formed,
In the casing, a circular outer rotor recess and a cover recess are formed concentrically with respect to the first center on one end surface,
A cover for closing the outer rotor concave portion is fitted and fixed to the cover concave portion, and a shaft hole concentrically formed with respect to the second center in the fixed state is formed in the cover. And
The internal gear pump, wherein the shaft is held concentrically with the second center by passing through the shaft hole of the cover.
前記ケーシングの外径面を基準として該ケーシングを回転治具にセットし、該回転治具によってケーシングを前記第1の中心回りに回転させながら、前記アウタロータ用凹部および/または前記カバー用凹部を、第1の中心に対して同心的に切削加工したケーシングと、
前記第1の中心と同心の円形外形および前記第2の中心と同心の前記シャフト用孔を一度に形成した前記カバーとを用いることを特徴とする内接歯車ポンプの製造方法。 In manufacturing the internal gear pump according to claim 1,
The casing is set on a rotation jig with reference to the outer diameter surface of the casing, and the outer rotor recess and / or the cover recess is rotated while rotating the casing around the first center by the rotation jig. A casing cut concentrically with respect to the first center;
A method for manufacturing an internal gear pump, comprising: a circular outer shape concentric with the first center and the cover in which the shaft hole concentric with the second center is formed at a time.
The method for manufacturing an internal gear pump according to claim 4 or 5, wherein the casing has a positioning means for the casing with respect to the rotating jig.
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