JP2007291962A

JP2007291962A - Fluid pump

Info

Publication number: JP2007291962A
Application number: JP2006121091A
Authority: JP
Inventors: Teiichiro Chiba; 貞一郎千葉
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2007-11-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep constant the flow direction and flow amount of a fluid without relying upon a rotating direction without lowering the absolute flow amount of the fluid. SOLUTION: This fluid pump comprises a rotor unit 30 having an outer gear 31 and an inner gear 32 internally meshed with the outer gear and forming a volumetrically changing space part 33 therebetween when they are rotated relative to each other and an eccentric ring 22 in which the rotor unit 30 is rotatably placed, which is movably disposed in a housing 21 in such a manner that the eccentric state of the outer gear 31 and the inner gear 32 to the housing 21 is inverted, and which has a pair of ports 35b, 36b for flowing a fluid into the space part 33. When the eccentric state of the inner gear 32 and the outer gear 31 to the housing 21 is inverted by the movement of the eccentric ring 22, the ports 35b, 36b are inverted to flow a fluid into the ports 35b, 36b through fluid passages 25, 26 formed in the housing 21. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、オイル等の流体を吐出するための流体ポンプに関するもので、特に、内接ギアを適用した内接ギア型流体ポンプの改良に関するものである。 The present invention relates to a fluid pump for discharging fluid such as oil, and more particularly to improvement of an internal gear type fluid pump to which an internal gear is applied.

図８−１及び図８−２は、この種の一般的な内接ギア型流体ポンプを示したものである。この内接ギア型流体ポンプは、アウタギア１とインナギア２との間に画成される空隙部３が両者の相対的な回転によって容積変化するため、この空隙部３を圧力室として流体を流通させるようにしたものである。アウタギア１及びインナギア２を収容するハウジング４には、空隙部３に対向する位置に一対のポート５ａ，５ｂが開口しており、これらのポート５ａ，５ｂを介して空隙部３に流体が流通されることになる。 FIGS. 8A and 8B show a general internal gear type fluid pump of this type. In this internal gear type fluid pump, since the volume of the gap 3 defined between the outer gear 1 and the inner gear 2 changes due to relative rotation of both, the fluid flows through the gap 3 as a pressure chamber. It is what I did. The housing 4 that accommodates the outer gear 1 and the inner gear 2 has a pair of ports 5a and 5b that are opened at positions facing the gap 3, and fluid is circulated through the gap 3 through these ports 5a and 5b. Will be.

いま、図８−１においてインナギア２が時計回りに回転すると、図８−１中の左半分においては空隙部３の容積が漸次増加する一方、図８−１中の右半分においては空隙部３の容積が漸次減少することになる。従って、左側のポート５ａにおいては負圧となり、これに連通する流体通路６ａを通じて流体を吸引することができるようになる一方、右側のポート５ｂにおいては正圧となり、これに連通する流体通路６ｂを通じて流体を吐出することができるようになる（例えば、特許文献１参照）。 Now, when the inner gear 2 rotates clockwise in FIG. 8A, the volume of the gap 3 gradually increases in the left half in FIG. 8A, while in the right half in FIG. 8A, the gap 3 Will gradually decrease in volume. Accordingly, the left port 5a has a negative pressure, and the fluid can be sucked through the fluid passage 6a communicating with the left port 5a, while the right port 5b has a positive pressure through the fluid passage 6b communicating therewith. The fluid can be discharged (for example, see Patent Document 1).

特開２００４−１５５４２２号公報JP 2004-155422 A

ところで、上述した流体ポンプにあっては、図８−１においてインナギア２が反時計回りに回転すると、空隙部３の容積変化が逆となるため、負圧が発生するポートと正圧が発生するポートとが逆となる。このため、時計回り及び反時計回りの両方向に回転する軸を駆動源とした場合には、回転方向によって流体の流通方向が逆となり、流体ポンプとして用いることが困難となる。 By the way, in the fluid pump described above, when the inner gear 2 rotates counterclockwise in FIG. 8A, the volume change of the gap portion 3 is reversed, so that a negative pressure generating port and a positive pressure are generated. The port is reversed. For this reason, when the shaft that rotates in both the clockwise and counterclockwise directions is used as the drive source, the fluid flow direction is reversed depending on the rotation direction, making it difficult to use as a fluid pump.

こうした問題を解決するため、従来においては、図９−１〜図９−４に示すように、回転方向に寄らずに流体の流通方向を一定に保つように構成した流体ポンプも提供されている。すなわち、ハウジング１４とアウタギア１１との間に偏心リング１７を介在させ、インナギア１２の回転方向が逆向きとなった場合に偏心リング１７を反転するようにしたものである。 In order to solve such a problem, conventionally, as shown in FIGS. 9-1 to 9-4, a fluid pump configured to keep the flow direction of the fluid constant without depending on the rotation direction is also provided. . That is, the eccentric ring 17 is interposed between the housing 14 and the outer gear 11 so that the eccentric ring 17 is reversed when the rotation direction of the inner gear 12 is reversed.

この流体ポンプによれば、回転方向が変化した場合に偏心リング１７が反転することにより、ハウジング１４に対するアウタギア１１の軸心１１Ａとインナギア１２の軸心１２Ａとの偏心状態が反転されるため、回転方向に寄らずポート１５ａ，１５ｂに対する空隙部１３の容積変化が同じ傾向となる。従って、図９−１及び図９−３のいずれにおいても常に右半分が負圧で、左半分が正圧となり、流体の流通方向を一定とすることができるようになる。 According to this fluid pump, since the eccentric ring 17 is reversed when the rotation direction is changed, the eccentric state between the shaft center 11A of the outer gear 11 and the shaft center 12A of the inner gear 12 with respect to the housing 14 is reversed. Regardless of the direction, the volume change of the gap 13 with respect to the ports 15a and 15b tends to be the same. Accordingly, in both FIGS. 9-1 and 9-3, the right half is always a negative pressure and the left half is a positive pressure, and the flow direction of the fluid can be made constant.

しかしながら、図９−１〜図９−４に示した流体ポンプでは、インナギア１２が時計回りに回転する場合と反時計回りに回転する場合とで、空隙部１３の開口端面とポート１５ａ，１５ｂとの対向面積が同じ条件とはならないため、回転方向に依存して流体の流通量に差が生じることになる。 However, in the fluid pump shown in FIGS. 9-1 to 9-4, the opening end face of the gap 13 and the ports 15a and 15b are different depending on whether the inner gear 12 rotates clockwise or counterclockwise. Therefore, the flow amount of the fluid varies depending on the rotation direction.

こうした回転方向に依存する流体流通量の差は、ポート１５ａ，１５ｂを一様な幅に形成することによって解決することは可能である。しかしながら、ポート１５ａ，１５ｂを一様な幅に形成した流体ポンプにあっては、これらのポート１５ａ，１５ｂと空隙部１３の開口端面との対向面積が減少せざるを得ず、流体の絶対的な流通量が低下するという新たな問題を招来する虞れがある。 Such a difference in the amount of fluid flow depending on the rotation direction can be solved by forming the ports 15a and 15b to have a uniform width. However, in the fluid pump in which the ports 15a and 15b are formed to have a uniform width, the facing area between the ports 15a and 15b and the opening end face of the gap portion 13 must be reduced, and the absolute flow of the fluid There is a risk of causing a new problem that the circulation amount is reduced.

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、流体の絶対的な流通量を低下させることなく、しかも回転方向に寄らずに流体の流通方向及び流通量を一定に維持することのできる流体ポンプを提供することにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a fluid pump that can maintain a constant fluid flow direction and flow rate without reducing the absolute flow rate of the fluid and without depending on the rotational direction. It is to provide.

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に係る流体ポンプは、アウタギア及びこれに内接するインナギアを有し、相対的に回転した場合に互いの間に容積が変化する空隙部を画成するロータユニットと、前記ロータユニットを回転可能に収容する一方、ベースとなるハウジングに対してアウタギア及びインナギアの偏心状態を反転する態様で該ハウジングに移動可能に配設した偏心変更部と、前記ロータユニットの端面に対向し、かつ前記ロータユニットの空隙部に流体を流通させるための一対のポートを有して成り、前記ハウジングに対する一対のポートの位置を反転させる態様で前記インナギアの軸心回りに移動可能に配設したポート構成部とを備え、前記偏心変更部の移動によって前記ハウジングに対する前記インナギア及び前記アウタギアの偏心状態が反転された場合に前記ポート構成部を反転させ、かつ前記ハウジングに形成した流体通路を介して前記ポート構成部のそれぞれのポートに対して流体を流通させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fluid pump according to claim 1 of the present invention has an outer gear and an inner gear inscribed therein, and defines a gap portion whose volume changes between each other when relatively rotated. A rotor unit that rotatably accommodates the rotor unit, and an eccentric changing portion that is movably disposed in the housing in a manner that reverses the eccentric state of the outer gear and the inner gear with respect to the housing serving as a base, and the rotor It has a pair of ports that face the end face of the unit and allow fluid to flow through the gap of the rotor unit, and is arranged around the axis of the inner gear in a manner that reverses the position of the pair of ports with respect to the housing. And a port component movably disposed, and the inner gear and the housing with respect to the housing by the movement of the eccentricity changing portion By inverting the port configuration unit when the eccentric state of Utagia is inverted, and is characterized by circulating the fluid to each port of said port structure portion via a fluid passage formed in said housing.

また、本発明の請求項２に係る流体ポンプは、上述した請求項１において、前記偏心変更部は、前記ハウジングに対して前記インナギアの軸心回りに回転可能に配設し、前記インナギアの軸心回りに回転することによって前記ハウジングに対する前記アウタギア及び前記インナギアの偏心状態を反転するものであることを特徴とする。 The fluid pump according to a second aspect of the present invention is the fluid pump according to the first aspect described above, wherein the eccentricity changing portion is disposed so as to be rotatable around the axis of the inner gear with respect to the housing. By rotating around the center, the eccentric state of the outer gear and the inner gear with respect to the housing is reversed.

また、本発明の請求項３に係る流体ポンプは、上述した請求項２において、前記偏心変更部と前記ポート構成部とを一体に構成したことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the fluid pump according to the second aspect is characterized in that the eccentricity changing portion and the port constituting portion are integrally formed.

また、本発明の請求項４に係る流体ポンプは、上述した請求項１において、前記アウタギアと前記インナギアとの相対回転によって画成される空隙部の開口面積が漸次増大する領域に対しては幅が漸次増大する形状のポートを対向させる一方、前記アウタギアと前記インナギアとの相対回転によって画成される空隙部の開口面積が漸次減少する領域に対しては幅が漸次減少する形状のポートを対向させる態様で前記ポート構成部を反転させることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fluid pump according to the first aspect, wherein the fluid pump has a width with respect to a region where the opening area of the gap defined by the relative rotation of the outer gear and the inner gear gradually increases. Is opposed to an area where the opening area of the air gap defined by the relative rotation of the outer gear and the inner gear is gradually reduced. The port configuration unit is inverted in such a manner as to be.

また、本発明の請求項５に係る流体ポンプは、上述した請求項１において、前記ロータユニットの前記アウタギア及び前記インナギアをトロコイドギアによって構成したことを特徴とする。 The fluid pump according to claim 5 of the present invention is characterized in that, in the above-described claim 1, the outer gear and the inner gear of the rotor unit are constituted by trochoid gears.

本発明によれば、偏心変更部の移動によってハウジングに対するアウタギア及びインナギアの偏心状態が反転された場合にハウジングに対するポートの位置が反転し、回転方向に寄らずにハウジングに対するアウタギア及びインナギアの偏心状態、並びに空隙部の開口端面とポートとの対向面積の関係を維持することができるため、流体の絶対的な流通量を低下させることなく、しかも回転方向に寄らずに流体の流通方向及び流通量を一定に維持することが可能となる。 According to the present invention, when the eccentric state of the outer gear and the inner gear with respect to the housing is reversed by the movement of the eccentricity changing portion, the position of the port with respect to the housing is reversed, and the outer gear and the inner gear are eccentric with respect to the housing without depending on the rotation direction. In addition, since the relationship between the opening end face of the gap and the facing area of the port can be maintained, the flow direction and flow amount of the fluid can be controlled without decreasing the absolute flow amount of the fluid and without depending on the rotation direction. It can be kept constant.

以下に添付図面を参照して、本発明に係る流体ポンプの好適な実施の形態について詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a fluid pump according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図１−１〜図１−４は、本発明の実施の形態である流体ポンプを示したものである。ここで例示する流体ポンプは、電動モータの内部に冷却用のオイルを循環供給するもので、特に、図７に示すような建設機械１００の下部基台１１０に対して上部旋回体１２０を任意の方向に旋回させる旋回用電動モータ１３０を適用対象としたオイルポンプ２０を例示している。 1-1 to 1-4 show a fluid pump according to an embodiment of the present invention. The fluid pump illustrated here circulates and supplies cooling oil to the inside of the electric motor. In particular, the upper revolving unit 120 is arbitrarily connected to the lower base 110 of the construction machine 100 as shown in FIG. The oil pump 20 to which the electric motor 130 for turning that turns in the direction is applied is illustrated.

図１−１〜図１−４に示すように、オイルポンプ２０は、ベースとなるハウジング２１の内部に偏心リング２２（偏心変更部及びポート構成部）を備えている。偏心リング２２は、横断面が円形の柱状部材であり、その軸心２２Ａ回りに回転可能となる態様でハウジング２１の収容孔２１ａに収容してある。 As shown in FIGS. 1-1 to 1-4, the oil pump 20 includes an eccentric ring 22 (an eccentricity changing portion and a port constituting portion) inside a housing 21 serving as a base. The eccentric ring 22 is a columnar member having a circular cross section, and is accommodated in the accommodation hole 21a of the housing 21 in such a manner that the eccentric ring 22 can rotate around its axis 22A.

偏心リング２２とハウジング２１との間には、回転規制手段２３が設けてある。回転規制手段２３は、ハウジング２１に対する偏心リング２２の回転角度を１８０°の範囲に規制するためのもので、図１−２、図１−４及び図２に示すように、偏心リング２２の外端面に設けた位置決めピン２３ａと、ハウジング２１に設けた固定ピン２３ｂとを備えて構成してある。本実施の形態では、偏心リング２２に唯一位置決めピン２３ａを設ける一方、ハウジング２１において位置決めピン２３ａの移動領域に対応する部位に一対の固定ピン２３ｂを設けることによって回転規制手段２３を構成するようにしている。尚、以下においては、ハウジング２１に対して偏心リング２２を最も時計回りに回転させ、図１−１に示す位置で停止した状態を「第１停止状態」と称する一方、ハウジング２１に対して偏心リング２２を最も反時計回りに回転させ、図１−３に示す位置で停止した状態を「第２停止状態」と称する。 A rotation restricting means 23 is provided between the eccentric ring 22 and the housing 21. The rotation restricting means 23 is for restricting the rotation angle of the eccentric ring 22 with respect to the housing 21 within a range of 180 °. As shown in FIGS. A positioning pin 23 a provided on the end face and a fixing pin 23 b provided on the housing 21 are provided. In the present embodiment, only the positioning pin 23a is provided on the eccentric ring 22, while the rotation restricting means 23 is configured by providing a pair of fixing pins 23b on the housing 21 corresponding to the movement region of the positioning pin 23a. ing. In the following, the state where the eccentric ring 22 is rotated most clockwise with respect to the housing 21 and stopped at the position shown in FIG. The state in which the ring 22 is rotated most counterclockwise and stopped at the position shown in FIG. 1-3 is referred to as a “second stopped state”.

この偏心リング２２には、図３〜図６に示すように、内端面にロータ収容部２４が形成してある。ロータ収容部２４は、円柱状の凹所であり、その軸心２４Ａが偏心リング２２の軸心２２Ａと平行、かつ偏心リング２２の軸心２２Ａから距離δだけ偏心する態様で形成してある。この偏心リング２２の軸心２２Ａとロータ収容部２４の軸心２４Ａとの偏心距離δは、後述するロータユニット３０においてアウタギア３１とインナギア３２とが内接した場合の偏心距離に等しいものである。 As shown in FIGS. 3 to 6, the eccentric ring 22 has a rotor accommodating portion 24 formed on the inner end surface. The rotor accommodating portion 24 is a cylindrical recess, and is formed in such a manner that its axis 24A is parallel to the axis 22A of the eccentric ring 22 and is eccentric from the axis 22A of the eccentric ring 22 by a distance δ. The eccentric distance δ between the shaft center 22A of the eccentric ring 22 and the shaft center 24A of the rotor housing portion 24 is equal to the eccentric distance when the outer gear 31 and the inner gear 32 are inscribed in the rotor unit 30 described later.

偏心リング２２のロータ収容部２４には、ロータユニット３０が収容してある。ロータユニット３０は、図１−１〜図１−４に示すように、内歯ギアであるアウタギア３１と、アウタギア３１に内接する外歯ギアのインナギア３２とを有して構成したもので、アウタギア３１を介してロータ収容部２４の内部に回転可能に嵌合してある。アウタギア３１とインナギア３２とが内接した場合の偏心距離は、上述したロータ収容部２４の軸心２４Ａと偏心リング２２の軸心２２Ａとの偏心量δに等しい距離である。アウタギア３１及びインナギア３２は、それぞれの歯がトロコイド曲線形状を成すトロコイドギアであり、相対的に回転した場合に互いの間に容積が変化する空隙部３３を画成するように、アウタギア３１に対してインナギア３２の歯数が１つ少なくなるように構成してある。本実施の形態では、インナギア３２の歯数が６で、アウタギア３１の歯数が７のロータユニット３０を適用している。 A rotor unit 30 is accommodated in the rotor accommodating portion 24 of the eccentric ring 22. The rotor unit 30 includes an outer gear 31 that is an internal gear and an inner gear 32 that is an external gear that is inscribed in the outer gear 31, as shown in FIGS. A rotor accommodating portion 24 is rotatably fitted through 31. The eccentric distance when the outer gear 31 and the inner gear 32 are inscribed is the distance equal to the eccentric amount δ between the shaft center 24A of the rotor accommodating portion 24 and the shaft center 22A of the eccentric ring 22 described above. The outer gear 31 and the inner gear 32 are trochoidal gears in which each tooth forms a trochoid curve shape, and the outer gear 31 and the inner gear 32 define a gap portion 33 whose volume changes between each other when the teeth rotate relatively. Thus, the number of teeth of the inner gear 32 is reduced by one. In the present embodiment, the rotor unit 30 in which the inner gear 32 has 6 teeth and the outer gear 31 has 7 teeth is applied.

このロータユニット３０には、インナギア３２に駆動軸３４が設けてある。駆動軸３４は、その軸心３４Ａをインナギア３２の軸心３２Ａ及び偏心リング２２の軸心２２Ａに合致させる態様で一端部をインナギア３２に固着したものである。駆動軸３４の他端部は、ハウジング２１の外部に突出しており、図示せぬ旋回用電動モータ１３０の出力軸に接続してある。尚、図中の符号４０は、ハウジング２１と駆動軸３４との間に設けたオイルシールである。 The rotor unit 30 is provided with a drive shaft 34 on an inner gear 32. One end of the drive shaft 34 is fixed to the inner gear 32 in such a manner that the shaft center 34A matches the shaft center 32A of the inner gear 32 and the shaft center 22A of the eccentric ring 22. The other end of the drive shaft 34 protrudes to the outside of the housing 21 and is connected to the output shaft of the turning electric motor 130 (not shown). Note that reference numeral 40 in the figure denotes an oil seal provided between the housing 21 and the drive shaft 34.

さらに、オイルポンプ２０の偏心リング２２には、一対の連絡通路３５，３６が形成してある。一対の連絡通路３５，３６は、図３〜図６に示すように、偏心リング２２の軸心２２Ａとロータ収容部２４の軸心２４Ａとを含む基準面Ｘに対して互いに対称となるように構成したもので、それぞれ連絡孔３５ａ，３６ａを介して偏心リング２２の外周面に開口し、各連絡孔３５ａ，３６ａを通じてハウジング２１の流体通路２５，２６に連通する一方、それぞれポート３５ｂ，３６ｂを介してロータ収容部２４の内底面に開口している。 Further, a pair of communication passages 35 and 36 are formed in the eccentric ring 22 of the oil pump 20. As shown in FIGS. 3 to 6, the pair of communication passages 35 and 36 are symmetrical to each other with respect to the reference plane X including the shaft center 22 A of the eccentric ring 22 and the shaft center 24 A of the rotor housing portion 24. It is configured to open to the outer peripheral surface of the eccentric ring 22 through the communication holes 35a and 36a, and communicate with the fluid passages 25 and 26 of the housing 21 through the communication holes 35a and 36a, respectively, while the ports 35b and 36b are respectively connected. And opens to the inner bottom surface of the rotor accommodating portion 24.

連絡通路３５，３６の連絡孔３５ａ，３６ａは、互いに同一となる形状に構成したもので、それぞれ偏心リング２２の軸心２２Ａに直交する同一の横断面上において互いに１８０°ずれた位置に開口し、第１停止状態及び第２停止状態のいずれの状態で偏心リング２２が停止した場合にも流体通路２５，２６に接続することが可能である。本実施の形態では、偏心リング２２の軸心２２Ａを含み、かつ上述の基準面Ｘに直交する面にそれぞれの軸心が位置するようにそれぞれの連絡孔３５ａ，３６ａ及びそれぞれの流体通路２５，２６が設けてある。尚、図には明示していないが、ハウジング２１の流体通路２５，２６には、上述した旋回用電動モータ１３０の内部に冷却用のオイルを循環供給するためのオイル循環通路が接続してある。 The communication holes 35a, 36a of the communication passages 35, 36 are formed in the same shape as each other, and open at positions shifted from each other by 180 ° on the same cross section perpendicular to the axis 22A of the eccentric ring 22. Even when the eccentric ring 22 is stopped in any of the first stop state and the second stop state, the fluid passages 25 and 26 can be connected. In the present embodiment, each communication hole 35a, 36a and each fluid passage 25, including the shaft center 22A of the eccentric ring 22 and so that each shaft center is located on a plane orthogonal to the reference plane X described above. 26 is provided. Although not clearly shown in the drawing, the fluid passages 25 and 26 of the housing 21 are connected to an oil circulation passage for circulating and supplying cooling oil to the inside of the turning electric motor 130 described above. .

一方、連絡通路３５，３６のポート３５ｂ，３６ｂは、ロータユニット３０のアウタギア３１とインナギア３２との間に画成される空隙部３３の開口端面に対向するもので、内周縁が偏心リング２２の軸心２２Ａを中心としたインナギア３２の歯底面に合致した円弧で、かつ外周縁がロータ収容部２４の軸心２４Ａを中心としたアウタギア３１の歯底面に合致した円弧となる領域に構成してある。つまり、偏心リング２２の軸心２２Ａからロータ収容部２４の軸心２４Ａ側に向かう方向に向けて漸次幅が広くなる弧状のポート３５ｂ，３６ｂを形成するようにしている。個々のポート３５ｂ，３６ｂの弧状端部には、アウタギア３１とインナギア３２との間に画成される空隙部３３によっては同時に連通することのないように適宜間隔が確保してある。 On the other hand, the ports 35 b and 36 b of the communication passages 35 and 36 are opposed to the opening end surface of the gap 33 defined between the outer gear 31 and the inner gear 32 of the rotor unit 30, and the inner peripheral edge of the eccentric ring 22 An arc that matches the tooth bottom surface of the inner gear 32 centered on the shaft center 22A and an outer peripheral edge that forms an arc that matches the tooth bottom surface of the outer gear 31 centered on the shaft center 24A of the rotor housing portion 24 is there. That is, arc-shaped ports 35b and 36b whose width gradually increases from the axis 22A of the eccentric ring 22 toward the axis 24A side of the rotor housing portion 24 are formed. The arc-shaped end portions of the individual ports 35b and 36b are appropriately spaced so as not to be simultaneously communicated by the gap portion 33 defined between the outer gear 31 and the inner gear 32.

上記のように構成したオイルポンプ２０では、建設機械１００の旋回用電動モータ１３０が稼働すると、駆動軸３４を介してインナギア３２が回転し、さらにインナギア３２の回転に伴ってアウタギア３１及び偏心リング２２がそれぞれ同一方向に回転する。例えば、駆動軸３４を介してインナギア３２が時計回りに回転すると、アウタギア３１及び偏心リング２２がそれぞれ時計回りに回転し、図１−１及び図１−２に示すように、回転規制手段２３の作用により偏心リング２２が第１停止状態に保持されることになり、ハウジング２１に対して固定となるインナギア３２の軸心３２Ａに対してアウタギア３１の軸心３１Ａが図１−１において下方側に偏心した状態となる。 In the oil pump 20 configured as described above, when the turning electric motor 130 of the construction machine 100 is operated, the inner gear 32 rotates through the drive shaft 34, and the outer gear 31 and the eccentric ring 22 are further rotated along with the rotation of the inner gear 32. Rotate in the same direction. For example, when the inner gear 32 rotates clockwise through the drive shaft 34, the outer gear 31 and the eccentric ring 22 rotate clockwise, respectively, and as shown in FIGS. As a result, the eccentric ring 22 is held in the first stopped state, and the shaft center 31A of the outer gear 31 is positioned downward in FIG. 1-1 with respect to the shaft center 32A of the inner gear 32 fixed to the housing 21. It becomes an eccentric state.

この第１停止状態においては、ロータユニット３０のアウタギア３１及びインナギア３２が相対回転すると、図１−１中の右半分においては空隙部３３の容積が漸次増加するためこれに対向するポート３６ｂが負圧となり、このポート３６ｂに連通する流体通路２６を通じてオイルを吸引することができるようになる。 In the first stop state, when the outer gear 31 and the inner gear 32 of the rotor unit 30 rotate relative to each other, the volume of the gap 33 gradually increases in the right half in FIG. Thus, oil can be sucked through the fluid passage 26 communicating with the port 36b.

一方、図１−１中の左半分においては、空隙部３３の容積が漸次減少するためこれに対向するポート３５ｂが正圧となり、このポート３５ｂに連通する流体通路２５を通じてオイルを吐出することができ、旋回用電動モータ１３０の内部にオイルを循環供給することが可能となる。 On the other hand, in the left half in FIG. 1-1, since the volume of the gap 33 gradually decreases, the port 35b facing it becomes positive pressure, and oil can be discharged through the fluid passage 25 communicating with the port 35b. Thus, oil can be circulated and supplied into the electric motor 130 for turning.

この場合、上述したように、空隙部３３の容積、つまり空隙部３３の開口面積が漸次増大する図１−１中の右半分の領域に対してはこれに対応してポート３６ｂの幅が漸次増大する一方、空隙部３３の開口面積が漸次減少する図１−１中の左半分の領域に対してはこれに対応してポート３５ｂの幅が漸次減少するため、回転に伴う容積変化が大きなものとなり、流通させるオイルの絶対的な流量を十分に確保して旋回用電動モータ１３０を十分に冷却することができるようになる。 In this case, as described above, for the right half region in FIG. 1-1 in which the volume of the gap 33, that is, the opening area of the gap 33 gradually increases, the width of the port 36b gradually increases. On the other hand, for the left half region in FIG. 1-1 in which the opening area of the gap 33 gradually decreases, the width of the port 35b gradually decreases correspondingly, so that the volume change with rotation is large. As a result, the absolute flow rate of the oil to be circulated can be sufficiently secured to sufficiently cool the turning electric motor 130.

しかも、アウタギア３１とインナギア３２との間の空隙部３３の開口面積に対して十分な幅のポート３５ｂ，３６ｂが対向するため、特に、吸入側となるポート３６ｂにおいてオイルの流速を抑えることが可能となり、駆動軸３４が高速で回転した場合にもキャビテーションが発生する事態を招来する虞れもなく、耐久性の点でも有利となる。 In addition, since the ports 35b and 36b having a sufficient width are opposed to the opening area of the gap 33 between the outer gear 31 and the inner gear 32, the oil flow rate can be suppressed particularly at the port 36b on the suction side. Thus, even when the drive shaft 34 rotates at a high speed, there is no fear of causing cavitation, which is advantageous in terms of durability.

一方、建設機械１００の上部旋回体１２０を逆方向に回転させるべく旋回用電動モータ１３０を逆方向に稼働すると、駆動軸３４を介してインナギア３２が反時計回りに回転するとともに、アウタギア３１及び偏心リング２２がそれぞれ反時計回りに回転し、図１−３及び図１−４に示すように、回転規制手段２３の作用により偏心リング２２が第２停止状態に保持されることになり、ハウジング２１に対して固定となるインナギア３２の軸心３２Ａに対してアウタギア３１の軸心３１Ａが図１−３において上方側に偏心した状態となる。 On the other hand, when the turning electric motor 130 is operated in the reverse direction to rotate the upper swing body 120 of the construction machine 100 in the reverse direction, the inner gear 32 rotates counterclockwise via the drive shaft 34, and the outer gear 31 and the eccentricity are also rotated. Each of the rings 22 rotates counterclockwise, and the eccentric ring 22 is held in the second stop state by the action of the rotation restricting means 23 as shown in FIGS. 1-3 and 1-4. In contrast, the shaft center 31A of the outer gear 31 is eccentric to the upper side in FIG.

この第２停止状態においては、ポート３５ｂ，３６ｂに対する空隙部３３の容積変化が第１停止状態の場合と同じ傾向となるため、ロータユニット３０のアウタギア３１及びインナギア３２が相対回転すると、図１−３中の右半分においては空隙部３３の容積が漸次増加するためポート３５ｂが負圧となり、これに連通する流体通路２６を通じてオイルを吸引することができるようになる一方、図１−３中の左半分においては空隙部３３の容積が漸次減少するためポート３６ｂが正圧となり、これに連通する流体通路２５を通じてオイルを吐出することができる。従って、第１停止状態の場合と同じ方向にオイルが流通されることになり、旋回用電動モータ１３０の内部にオイルを循環供給することが可能となる。 In the second stop state, the volume change of the gap 33 with respect to the ports 35b and 36b has the same tendency as in the first stop state. Therefore, when the outer gear 31 and the inner gear 32 of the rotor unit 30 rotate relative to each other, FIG. In the right half of FIG. 3, the volume of the gap 33 gradually increases, so that the port 35b has a negative pressure, and oil can be sucked through the fluid passage 26 communicating with the port 35b. In the left half, the volume of the gap 33 gradually decreases, so that the port 36b becomes a positive pressure, and oil can be discharged through the fluid passage 25 communicating therewith. Accordingly, the oil is circulated in the same direction as in the first stop state, and the oil can be circulated and supplied into the turning electric motor 130.

この場合、第１停止状態に対して偏心リング２２が１８０°反転するため、ポート３５ｂ，３６ｂの位置も反転されることになり、つまり、空隙部３３の開口面積が漸次増大する図１−３中の右半分の領域に対してはこれに対応してポート３５ｂの幅が漸次増大する一方、空隙部３３の開口面積が漸次減少する図１−３中の左半分の領域に対してはこれに対応してポート３６ｂの幅が漸次減少する関係も維持されることになる。従って、駆動軸３４が反時計回りに回転した場合にも、回転に伴う容積変化が大きなものとなり、流通させるオイルの絶対的な流量を十分に確保して旋回用電動モータ１３０を十分に冷却することができるとともに、アウタギア３１とインナギア３２との間の空隙部３３の開口面積に対して十分な幅のポート３５ｂ，３６ｂが対向することにより、オイルの流速を抑えてキャビテーションが発生する事態を招来する虞れもない。 In this case, since the eccentric ring 22 is inverted by 180 ° with respect to the first stop state, the positions of the ports 35b and 36b are also inverted, that is, the opening area of the gap 33 gradually increases. Correspondingly, the width of the port 35b gradually increases for the middle right half region, while for the left half region in FIG. 1-3 where the opening area of the gap 33 gradually decreases. Correspondingly, the relationship in which the width of the port 36b gradually decreases is also maintained. Accordingly, even when the drive shaft 34 rotates counterclockwise, the volume change accompanying the rotation becomes large, and the absolute flow rate of the oil to be circulated is sufficiently secured to sufficiently cool the turning electric motor 130. In addition, the ports 35b and 36b having a sufficient width with respect to the opening area of the gap portion 33 between the outer gear 31 and the inner gear 32 face each other, thereby causing a situation in which cavitation is generated while suppressing the oil flow rate. There is no fear of it.

さらに、上述した状態から旋回用電動モータ１３０を逆方向に稼働すると、駆動軸３４を介してインナギア３２が時計回りに回転するとともに、アウタギア３１及び偏心リング２２がそれぞれ時計回りに回転し、再び偏心リング２２が第１停止状態に保持されることになる。以下、上述した動作が繰り返し行われることになり、旋回用電動モータ１３０の回転方向に寄らずにオイルの流通方向及び流通量を一定に維持することが可能となる。 Further, when the turning electric motor 130 is operated in the reverse direction from the above-described state, the inner gear 32 rotates clockwise through the drive shaft 34, and the outer gear 31 and the eccentric ring 22 rotate clockwise, respectively. The ring 22 is held in the first stop state. Hereinafter, the above-described operation is repeatedly performed, and it is possible to maintain the oil flow direction and the flow amount constant without depending on the rotation direction of the turning electric motor 130.

このように、上記オイルポンプ２０によれば、偏心リング２２の回転によってハウジング２１に対するアウタギア３１及びインナギア３２の偏心状態が反転された場合にハウジング２１に対するポート３５ｂ，３６ｂの位置も反転されることになる。従って、回転方向に寄らずにハウジング２１に対するアウタギア３１及びインナギア３２の偏心状態、並びに空隙部３３の開口端面とポート３５ｂ，３６ｂとの対向面積の関係を維持することができるようになり、オイルの絶対的な流通量を確保し、かつ回転方向に寄らずにオイルの流通方向及び流通量を一定に維持することが可能となる。 As described above, according to the oil pump 20, when the eccentric state of the outer gear 31 and the inner gear 32 with respect to the housing 21 is reversed by the rotation of the eccentric ring 22, the positions of the ports 35b and 36b with respect to the housing 21 are also reversed. Become. Therefore, the relationship between the eccentric state of the outer gear 31 and the inner gear 32 with respect to the housing 21 and the facing area between the opening end surface of the gap portion 33 and the ports 35b and 36b can be maintained without depending on the rotation direction. It is possible to ensure an absolute flow rate and maintain the oil flow direction and flow rate constant without depending on the rotation direction.

特に、本実施の形態で適用対象となる建設機械１００の旋回用電動モータ１３０は、油圧モータと同様の機能を期待されるものであるため、高速で、時計回り及び反時計回りの両方向に回転することが要求される一方、内部構成部品である磁石や巻き線を保護するための冷却が必須となる。従って、上述したオイルポンプ２０を適用した電動モータにあっては、低速から高速までの広い速度範囲で、時計回り及び反時計回りの両方向に回転させた場合にも、十分量のオイルを一定方向に循環供給することができるようになり、建設機械１００の旋回用電動モータ１３０として好適なものとなる。 In particular, the turning electric motor 130 of the construction machine 100 to be applied in the present embodiment is expected to have a function similar to that of a hydraulic motor, and thus rotates at high speed in both clockwise and counterclockwise directions. On the other hand, cooling to protect the magnets and windings that are internal components is essential. Therefore, in the electric motor to which the oil pump 20 described above is applied, even when it is rotated in both a clockwise direction and a counterclockwise direction in a wide speed range from a low speed to a high speed, a sufficient amount of oil is supplied in a certain direction. It becomes possible to circulate and supply to the electric motor 130, which is suitable as the electric motor 130 for turning of the construction machine 100.

尚、上述した実施の形態では、建設機械１００の下部基台１１０に対して上部旋回体１２０を任意の方向に旋回させる旋回用電動モータ１３０を適用対象とし、この旋回用電動モータ１３０の内部に冷却用のオイルを循環供給するためのオイルポンプ２０を例示しているが、建設機械１００の旋回用電動モータ１３０を適用対象とするものに限らず、また必ずしもオイルを流通させるものに限らず、その他の用途においてその他の流体を流通させるものにも適用することが可能である。 In the above-described embodiment, the turning electric motor 130 for turning the upper turning body 120 in an arbitrary direction with respect to the lower base 110 of the construction machine 100 is an application target. Although the oil pump 20 for circulating and supplying the cooling oil is illustrated, the oil pump 20 is not limited to the application of the turning electric motor 130 of the construction machine 100, and is not necessarily limited to the oil circulating. The present invention can be applied to other fluids that circulate in other applications.

また、上述した実施の形態では、アウタギア３１及びインナギア３２としてトロコイドギアからなるものを例示しているため、より高速での回転に適するが、必ずしもトロコイドギアからなるものを適用する必要はない。尚、それぞれの歯数についても上述した実施の形態のものに限らず、アウタギアに対してインナギアの歯数が１つ少なければ、その他の数であっても同様に動作させることが可能である。 In the above-described embodiment, the outer gear 31 and the inner gear 32 are exemplified by trochoid gears. Therefore, the outer gear 31 and the inner gear 32 are suitable for higher speed rotation, but it is not always necessary to apply trochoid gears. The number of teeth is not limited to that of the above-described embodiment, and the operation can be similarly performed with other numbers as long as the number of teeth of the inner gear is one less than that of the outer gear.

さらに、上述した実施の形態では、偏心変更部とポート構成部と一体に構成した偏心リング２２を適用しているため、これらを個別に動作させる必要がなく、構造の容易化を図ることが可能であるが、偏心変更部とポート構成部とを個別に構成し、偏心変更部が移動した場合にポート構成部を反転させるようにしても構わない。この場合、偏心変更部の移動態様は必ずしも回転である必要はなく、移動した場合にハウジングに対するアウタギアとインナギアとの偏心状態を反転させることができればその他の移動態様であっても良い。 Furthermore, in the above-described embodiment, the eccentric ring 22 configured integrally with the eccentricity changing unit and the port component is applied, so that it is not necessary to operate these individually and the structure can be simplified. However, the eccentricity change unit and the port configuration unit may be configured separately, and the port configuration unit may be reversed when the eccentricity change unit moves. In this case, the movement mode of the eccentricity changing portion does not necessarily have to be rotation, and other movement modes may be used as long as the eccentric state of the outer gear and the inner gear with respect to the housing can be reversed.

本発明の実施の形態である流体ポンプを概念的に示すもので、インナギアが時計回りに回転した状態を示す横断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional view which shows notionally the fluid pump which is embodiment of this invention, and shows the state which the inner gear rotated clockwise. 図１−１に示した流体ポンプの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the fluid pump shown in FIG. 図１−１に示す流体ポンプのインナギアが反時計回りに回転した状態を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the state which the inner gear of the fluid pump shown in FIG. 1-1 rotated counterclockwise. 図１−３に示した流体ポンプの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the fluid pump shown in FIGS. 図１−２における II−II 線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line in FIGS. 1-2. 図１に示した流体ポンプに適用する偏心変更部及びポート構成部を一体に構成した偏心リングの平面図である。It is a top view of the eccentric ring which comprised integrally the eccentric change part applied to the fluid pump shown in FIG. 1, and the port structure part. 図３に示した偏心リングの側面図である。FIG. 4 is a side view of the eccentric ring shown in FIG. 3. 図３における V−V 線断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 3. 図５における VI−VI 線断面図である。It is the VI-VI sectional view taken on the line in FIG. 図１に示した流体ポンプの適用対象となる建設機械の側面図である。It is a side view of the construction machine used as the application object of the fluid pump shown in FIG. 従来の流体ポンプを示した横断面図である。It is the cross-sectional view which showed the conventional fluid pump. 図８−１に示した流体ポンプの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the fluid pump shown in FIG. 従来の流体ポンプの他の例を示したもので、インナギアが時計回りに回転した状態を示す横断面図である。It is a cross-sectional view showing another example of a conventional fluid pump and showing a state in which an inner gear rotates clockwise. 図９−１に示した流体ポンプの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the fluid pump shown in FIG. 図９−１に示した流体ポンプのインナギアが反時計回りに回転した状態を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the state which the inner gear of the fluid pump shown to FIGS. 9-1 rotated counterclockwise. 図９−３に示した流体ポンプの断面側面図である。It is a cross-sectional side view of the fluid pump shown in FIG. 9-3.

Explanation of symbols

２０オイルポンプ
２１ハウジング
２２偏心リング
２５，２６流体通路
３０ロータユニット
３１アウタギア
３２インナギア
３３空隙部
３４駆動軸
３５，３６連絡通路
３５ｂ，３６ｂポート 20 Oil pump 21 Housing 22 Eccentric ring 25, 26 Fluid passage 30 Rotor unit 31 Outer gear 32 Inner gear 33 Cavity 34 Drive shaft 35, 36 Communication passage 35b, 36b Port

Claims

A rotor unit that has an outer gear and an inner gear that is inscribed therein, and that defines a gap portion that changes in volume when rotated relative to each other;
An eccentricity changing portion arranged to be movable in the housing in such a manner as to reverse the eccentricity of the outer gear and the inner gear with respect to the housing serving as a base while rotatably accommodating the rotor unit;
The inner gear has a pair of ports opposed to the end face of the rotor unit and configured to circulate fluid in the gap of the rotor unit, and the shaft center of the inner gear is configured to reverse the position of the pair of ports with respect to the housing. A port component disposed so as to be movable around, and when the eccentric state of the inner gear and the outer gear with respect to the housing is reversed by the movement of the eccentricity changing unit, the port component is reversed, and the housing A fluid pump characterized in that a fluid is circulated to each port of the port component through a fluid passage formed in the above.

The eccentricity changing portion is disposed so as to be rotatable around the axis of the inner gear with respect to the housing, and reverses the eccentric state of the outer gear and the inner gear with respect to the housing by rotating around the axis of the inner gear. The fluid pump according to claim 1, wherein the fluid pump is one.

The fluid pump according to claim 2, wherein the eccentricity changing portion and the port constituting portion are integrally formed.

While the opening area of the gap defined by the relative rotation between the outer gear and the inner gear is gradually increased, the port having a gradually increasing width is opposed to the region, while the outer gear and the inner gear are relatively rotated. 2. The port configuration portion according to claim 1, wherein the port constituting portion is inverted in a manner in which a port having a shape in which the width gradually decreases is opposed to a region in which the opening area of the gap portion defined by the step gradually decreases. Fluid pump.

The fluid pump according to claim 1, wherein the outer gear and the inner gear of the rotor unit are configured by trochoid gears.