JP2009085213A - Gerotor pump - Google Patents

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Christopher J Mccrindle
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein there is risk of seizure of a rotor if a radial gap can not be maintained. <P>SOLUTION: An outer rotor 70 can rotate with keeping the radial gap 78 with an outer circumference 80 of the outer rotor and a rotor chamber. An inner rotor 66 cooperatively engages with the outer rotor to define a plurality of pump chambers 96. The plurality of pump chambers 96 is provided with the inner rotor 66 respectively including volume which changes when the inner rotor rotates relatively to the outer rotor during use. The inner rotor 66 is rotatable about a rotary axis arranged with keeping an interval from a center axis and included in a first surface including the center axis. The rotor chamber is constructed to keep the radial gap 78 in at least one direction in the first surface larger than at least one radial gap 7 in the second surface extending perpendicularly to the first surface and including the center axis. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内接ギヤポンプに、厳密には、限定するわけではないが、ディーゼル燃料噴射システムに使用するための内接ギヤポンプに関する。   The present invention relates to internal gear pumps, and more precisely, but not exclusively, to internal gear pumps for use in diesel fuel injection systems.

内接ギヤポンプは、例えばディーゼルコモンレール式燃料供給システムの移送ポンプとして使用することのできる、既知の形式の容積移送式ポンプである。その様なシステムでは、内接ギヤポンプは、燃料タンクから燃料を吸入するのに使用することができ、プランジャ型ポンプのこともある主高圧燃料ポンプに充填できるだけの高い圧力で燃料を供給する一次ステージポンプとしての役割を果たす。   The internal gear pump is a known type of positive displacement pump that can be used, for example, as a transfer pump in a diesel common rail fuel supply system. In such a system, the inscribed gear pump can be used to draw fuel from the fuel tank and is a primary stage that supplies fuel at a high enough pressure to fill the main high pressure fuel pump, which may be a plunger pump. Acts as a pump.

図1は、既知の内接ギヤポンプ構造の概略図であり、ポンプの幾何学形状を示している。内接ギヤポンプは、n個の歯12を有する内側ギヤローターと、n+1個の歯16を有する外側ギヤローター14を備えている。図示の例では、内部ギヤローター10は6つの歯12を有し、外側ギヤローター14は、7つの歯16を有している。外側ギヤローター14は、ハウジング部20内の内径18によって画定される円形区画ローター室に収容されている。外側ギヤローター14の円形の外周と内径18を画定する円形壁の間に一定の半径方向の間隙22が在る。説明を簡便にするために、間隙22は、図中では非常に誇張して表現されていることを理解されたい。   FIG. 1 is a schematic diagram of a known inscribed gear pump structure showing the pump geometry. The internal gear pump includes an inner gear rotor having n teeth 12 and an outer gear rotor 14 having n + 1 teeth 16. In the illustrated example, the inner gear rotor 10 has six teeth 12 and the outer gear rotor 14 has seven teeth 16. The outer gear rotor 14 is housed in a circular compartment rotor chamber defined by an inner diameter 18 within the housing portion 20. There is a constant radial gap 22 between the circular outer periphery of the outer gear rotor 14 and the circular wall defining the inner diameter 18. It should be understood that the gap 22 is depicted in a highly exaggerated manner in the figure for ease of explanation.

駆動軸24は、内側ギヤローター10に固定されている。駆動軸24は、ハウジング20に回転可能に支持されており、駆動軸24は、内側ギヤローター10を、そして歯12と16の噛み合いによって外側ギヤローター14を回転させることができるので、両方のローターが、駆動軸によって内径18の中で回転することになる。内側ギヤローター10の回転軸は、外側ギヤローター14の回転軸、及び外側ギヤローター14の回転軸と一致する内径18の軸に対して(図1に示すように)垂直方向に偏心している。偏心量は、参照番号26で表示されている。   The drive shaft 24 is fixed to the inner gear rotor 10. The drive shaft 24 is rotatably supported by the housing 20, and the drive shaft 24 can rotate the inner gear rotor 10 and the outer gear rotor 14 by the engagement of the teeth 12 and 16. Is rotated in the inner diameter 18 by the drive shaft. The rotating shaft of the inner gear rotor 10 is eccentric in the vertical direction (as shown in FIG. 1) with respect to the rotating shaft of the outer gear rotor 14 and the axis of the inner diameter 18 that coincides with the rotating shaft of the outer gear rotor 14. The amount of eccentricity is indicated by reference numeral 26.

使用時には、ローター10と14は、駆動軸24によって互いに対し相対的に回転されるので、歯12と16のそれぞれの組の間にポンプ室28が形成される。内側及び外側ギヤローター10と14の相対回転によって、ポンプ室28の大きさは、周期的に大きくなり、その後小さくなる。吸入口(図示せず)は、ハウジング20の、ポンプ室28が比較的大きくなるローター10、14の回転位置の領域に設けられ、吐出口(図示せず)は、ハウジング20の、ポンプ室が比較的小さくなる回転位置の領域に設けられている。通常、吸入口と吐出口は、約180°離れて配置され、腎臓の様な形状をしている。   In use, the rotors 10 and 14 are rotated relative to each other by the drive shaft 24 so that a pump chamber 28 is formed between each set of teeth 12 and 16. Due to the relative rotation of the inner and outer gear rotors 10 and 14, the size of the pump chamber 28 increases periodically and then decreases. The suction port (not shown) is provided in the region of the rotation position of the rotors 10 and 14 where the pump chamber 28 is relatively large, and the discharge port (not shown) is the pump chamber of the housing 20. It is provided in the region of the rotational position that is relatively small. Usually, the suction port and the discharge port are spaced apart from each other by approximately 180 ° and have a kidney-like shape.

ポンプ室28の大きさが大きくなるにつれ真空が作り出されるので、ポンプ室が吸入口を通過する時に、送り込まれる流体はポンプ室へと吸い込まれる。ポンプ室の大きさが小さくなるにつれ、流体は、詰め込まれ(流体がガスの場合には圧縮され)、次いでポンプ室が吐出口を過ぎる時に、ポンプ室の外へと一掃される。ローター10、14と吸入口及び吐出口は、内接ギヤポンプが相対的に脈動的ではない出力を提供するように配置されている。   Since the vacuum is created as the size of the pump chamber 28 increases, the pumped fluid is sucked into the pump chamber as it passes through the inlet. As the size of the pump chamber decreases, the fluid is stuffed (compressed if the fluid is a gas) and then swept out of the pump chamber as the pump chamber passes the outlet. The rotors 10, 14 and the inlet and outlet are arranged so that the inscribed gear pump provides a relatively non-pulsating output.

内接ギヤポンプでは、内径18に対する駆動軸24の位置を制御し、適切な半径方向間隙22が確実に維持されるようにする必要がある。半径方向間隙22を維持できなくなると、ローターが内径壁に荷重を加えることになり、それがローター磨耗を引き起こし、ポンプを焼き付かせる結果となる恐れがある。必要な位置的制御を行うには、許容差が積み重なっていく全ての部品を正確に機械加工しなければならないので、費用が掛かることになりかねない。   In the internal gear pump, it is necessary to control the position of the drive shaft 24 with respect to the inner diameter 18 to ensure that an appropriate radial gap 22 is maintained. If the radial gap 22 cannot be maintained, the rotor will load the inner wall, which can cause rotor wear and result in seizure of the pump. To achieve the necessary positional control, all parts that accumulate tolerances must be precisely machined, which can be expensive.

本発明は、長手方向に伸長する中心軸を有するローター室を画定する手段と、前記ローター室内で回転することができる外側ローター手段であって、前記外側ローター手段の外周と前記ローター室の間に半径方向の間隙を保って回転することができる外側ローター手段と、前記外側ローター手段の中で回転することができ、且つ前記外側ローター手段と協働的に係合して複数のポンプ室を画定する内側ローター手段であって、前記複数のポンプ室は、使用中に内側ローター手段が外側ローター手段に対して回転する時に変化するそれぞれの容積を有している、内側ローター手段と、を備えている内接ギヤポンプであって、前記内側ローター手段は、前記中心軸から間隔を空けて配置され且つ前記中心軸を含む第1面内に含まれている回転軸の周りに回転することができ、前記ローター室は、前記第1面内の少なくとも1つの方向における前記半径方向の間隙が、前記第1面に対して実質的に垂直に伸長し且つ前記中心軸を含んでいる第2面内の少なくとも1つの半径方向の間隙よりも大きくなるように構成されている、内接ギヤポンプを提供している。   The present invention comprises means for defining a rotor chamber having a central axis extending in the longitudinal direction, and outer rotor means capable of rotating in the rotor chamber, between the outer periphery of the outer rotor means and the rotor chamber. An outer rotor means capable of rotating with a radial gap; and a plurality of pump chambers defining a plurality of pump chambers cooperating with the outer rotor means and cooperating with the outer rotor means; Inner rotor means, wherein the plurality of pump chambers comprise inner rotor means having respective volumes that change as the inner rotor means rotates relative to the outer rotor means during use. An internal gear pump, wherein the inner rotor means is disposed at a distance from the central axis and includes a rotary shaft included in a first surface including the central axis. The rotor chamber is configured such that the radial gap in at least one direction within the first surface extends substantially perpendicular to the first surface and extends about the central axis. An internal gear pump is provided that is configured to be larger than at least one radial gap in the containing second surface.

半径方向の間隙は、最小値を有しており、前記第2面内の前記半径方向の間隙又は各間隙は、前記最小値を有している。
本発明は、更に、ローター室を画定するハウジングと、前記ローター室の中に半径方向の間隙を保って、且つ前記ローター室の中で回転することができるように収容されている外側ギヤローターと、前記外側ギヤローターの中で回転することができ、且つ前記外側ギヤローターの歯と協働的に係合して複数の可変容積ポンプ室を形成する歯を有している、内側ギヤローターと、を備えている内接ギヤポンプであって、前記外側ギヤローターは、第1面内を伸長する回転軸の周りに回転することができ、前記内側ギヤローターは、前記第1面から間隔を空けて配置されている第2面内を伸長する回転軸の周りに回転することができ、前記ローター室は、前記第1面内の少なくとも1つの前記半径方向の間隙が、前記第1面に対して実質的に垂直な方向における少なくとも1つの半径方向の間隙よりも小さくなるように構成されている、内接ギヤポンプを含んでいる。
The radial gap has a minimum value, and the radial gap or each gap in the second surface has the minimum value.
The present invention further includes a housing defining a rotor chamber, and an outer gear rotor housed in the rotor chamber so as to maintain a radial clearance and to be able to rotate in the rotor chamber. An inner gear rotor having teeth that can rotate in the outer gear rotor and that cooperatively engage with the teeth of the outer gear rotor to form a plurality of variable volume pump chambers; The outer gear rotor can rotate about a rotation axis extending in the first surface, and the inner gear rotor is spaced from the first surface. The rotor chamber can be rotated about an axis of rotation extending in a second surface disposed at least one radial gap in the first surface with respect to the first surface. Virtually vertical Is configured to be smaller than the gap of at least one radial in direction, it includes a gerotor pump.

半径方向の間隙は、最小値を有しており、前記第1面内の前記半径方向の間隙又は各間隙は、前記最小値を有している。
本発明は、更に、外側ギヤローターと、前記外側ギヤローターの中で回転することができる内側ギヤローターと、非円形のローター室と、を有する内接ギヤポンプであって、外側ローターは、外側ローターの外周と、前記ローター室を画定する壁の相対する部分との間に半径方向の間隙を保って前記ローター室内で回転できるように取り付けられており、前記ローター室は、前記ポンプ室が吐出口と流体連通している時にポンプ室内の流体によって作り出される力が作用する平均方向において、前記半径方向の間隙は、内側ギヤローターの回転軸と、前記ローター室の長手方向に伸長する中心軸とを含む面内の少なくとも1つの方向における前記半径方向の間隙よりも小さくなるように構成されている、内接ギヤポンプを含んでいる。
The radial gap has a minimum value, and the radial gap or each gap in the first surface has the minimum value.
The present invention further provides an internal gear pump having an outer gear rotor, an inner gear rotor capable of rotating in the outer gear rotor, and a non-circular rotor chamber, wherein the outer rotor is an outer rotor. Is mounted so as to be able to rotate in the rotor chamber while maintaining a radial gap between the outer periphery of the rotor chamber and the opposing portion of the wall defining the rotor chamber. In the mean direction in which the force created by the fluid in the pump chamber acts when in fluid communication with the pump, the radial gap has a rotational axis of the inner gear rotor and a central axis extending in the longitudinal direction of the rotor chamber. An internal gear pump configured to be smaller than the radial gap in at least one direction in the in-plane.

本発明は、更に、外側ギヤローターと、前記外側ギヤローターの中で回転することができる内側ギヤローターと、非円形のローター室と、を有する内接ギヤポンプであって、外側ローターは、外側ローターの外周と、前記ローター室を画定する壁の相対する部分との間に半径方向の間隙を保って前記ローター室内で回転できるように取り付けられており、前記ローター室は、前記ポンプ室がポンプの高圧側に配置されている時にポンプ室内の流体によって作り出される力が作用する平均方向において、前記半径方向の間隙は、内側ギヤローターの回転軸と、前記ローター室の長手方向に伸長する中心軸とを含む面内の少なくとも1つの方向における前記半径方向の間隙よりも小さくなるように構成されている、内接ギヤポンプを含んでいる。   The present invention further provides an internal gear pump having an outer gear rotor, an inner gear rotor capable of rotating in the outer gear rotor, and a non-circular rotor chamber, wherein the outer rotor is an outer rotor. Is mounted so that it can rotate in the rotor chamber with a radial gap between the outer periphery of the rotor chamber and the opposing portion of the wall defining the rotor chamber. In the average direction in which the force created by the fluid in the pump chamber acts when arranged on the high pressure side, the radial gap is a rotation axis of the inner gear rotor and a central axis extending in the longitudinal direction of the rotor chamber. An internal gear pump configured to be smaller than the radial gap in at least one direction in a plane including

本発明は、更に、長手方向に伸長する中心軸を有するローター室を画定する手段と、前記ローター室内で回転することができる外側ローター手段であって、前記外側ローター手段の外周と前記ローター室の間に半径方向の間隙を保ちながら回転することができる外側ローター手段と、前記外側ローター手段の中で回転することができ、且つ前記外側ローター手段と協働的に係合して複数のポンプ室を画定する内側ローター手段であって、前記複数のポンプ室は、使用中に内側ローター手段が外側ローター手段に対して回転する時に変化するそれぞれの容積を有している、内側ローター手段と、を備えている内接ギヤポンプであって、前記内側ローター手段は、第1回転軸の周りに回転することができ、前記外側ローター手段は、前記第1回転軸から或る偏心方向に偏心している第2回転軸の周りに回転することができ、外側ローター手段の外周とローター室との間の半径方向の間隙は、偏心方向に対して実質的に垂直な方向において最小値を有している、内接ギヤポンプを含んでいる。   The present invention further includes means for defining a rotor chamber having a central axis extending in the longitudinal direction, and outer rotor means capable of rotating in the rotor chamber, wherein the outer circumference of the outer rotor means and the rotor chamber An outer rotor means capable of rotating while maintaining a radial gap therebetween, and a plurality of pump chambers capable of rotating in the outer rotor means and cooperating with the outer rotor means Inner rotor means defining an inner rotor means, wherein the plurality of pump chambers have respective volumes that change when the inner rotor means rotates relative to the outer rotor means during use. An internal gear pump, wherein the inner rotor means is rotatable about a first axis of rotation and the outer rotor means is the first rotation To a second rotational axis eccentric in a certain eccentric direction, the radial gap between the outer circumference of the outer rotor means and the rotor chamber being substantially perpendicular to the eccentric direction. Includes an internal gear pump that has a minimum in direction.

本発明は、更に、ローター室を画定するハウジングと、前記ローター室内に半径方向の間隙を保って、且つ前記ローター室内で回転することができるように収容されている外側ギヤローターと、前記外側ギヤローターの中で回転することができ、且つ前記外側ギヤローターの歯と協働的に係合して複数の可変容積ポンプ室を形成する歯を有している内側ギヤローターと、を備えている内接ギヤポンプであって、前記外側ギヤローターは、第1面内を伸長する回転軸の周りを回転することができ、前記内側ギヤローターは、前記第1面から或る偏心方向に間隔を空けて配置されている第2面内を伸長する回転軸の周りを回転することができ、前記ローター室は、半径方向の間隙が、偏心方向に対して実質的に垂直な方向において最小値を有するように構成されている、内接ギヤポンプを含んでいる。   The present invention further includes a housing that defines a rotor chamber, an outer gear rotor that is accommodated so as to be able to rotate in the rotor chamber while maintaining a radial gap in the rotor chamber, and the outer gear. An inner gear rotor having teeth that can rotate in the rotor and cooperate with the teeth of the outer gear rotor to form a plurality of variable volume pump chambers. An internal gear pump, wherein the outer gear rotor can rotate about a rotation shaft extending in a first surface, and the inner gear rotor is spaced from the first surface in a certain eccentric direction. The rotor chamber has a minimum radial gap in a direction substantially perpendicular to the eccentric direction. Is configured urchin includes gerotor pump.

本発明の特定の実施形態、変形例、又は態様に関してここに記載する好適な及び/又は随意的な特徴は、本発明の他の実施形態、変形例、又は態様に同様に適用できるものと理解されたい。   It will be understood that the preferred and / or optional features described herein with respect to particular embodiments, variations, or aspects of the invention are equally applicable to other embodiments, variations, or aspects of the invention. I want to be.

本発明を深く理解して頂くために、幾つかの実施形態を、単なる例として挙げ、図面を参照しながら説明してゆく。
図2は、コモンレール式ディーゼル燃料噴射システム50の一部分を示している。燃料噴射システム50は、燃料ストレーナ54が入っている燃料タンク52を備えている。燃料タンク52は、内接ギヤポンプ56に繋がる低圧配管に接続されている吐出口を有している。内接ギヤポンプ56は、高圧プランジャ型ポンプ58に燃料を供給し、このポンプ58は、燃料フィルタ62を介して高圧ディーゼル燃料を燃料レール60に供給する。燃料レール60は、ディーゼル燃料をエンジン(図示せず)に送給するために配置されている複数の燃料噴射器64に接続されている。図示している構成要素に加えて、燃料噴射システム50は、電子制御器、電子制御器に接続されている(圧力変換器の様な)変換器、及び未使用のディーゼル燃料をタンク52へ戻すための戻し配管を備えている。それらの機構及び他の考えられる機構は、当業者にはよく知られており、またそれらは本発明の一部を形成するものではないので、ここでは詳細に説明はしない。
In order to provide a thorough understanding of the present invention, some embodiments will be described by way of example only and with reference to the drawings.
FIG. 2 shows a portion of a common rail diesel fuel injection system 50. The fuel injection system 50 includes a fuel tank 52 that contains a fuel strainer 54. The fuel tank 52 has a discharge port connected to a low-pressure pipe connected to the internal gear pump 56. The internal gear pump 56 supplies fuel to a high-pressure plunger pump 58, and this pump 58 supplies high-pressure diesel fuel to the fuel rail 60 via a fuel filter 62. The fuel rail 60 is connected to a plurality of fuel injectors 64 arranged to deliver diesel fuel to an engine (not shown). In addition to the components shown, the fuel injection system 50 returns an electronic controller, a converter (such as a pressure transducer) connected to the electronic controller, and unused diesel fuel to the tank 52. A return pipe is provided. These mechanisms and other possible mechanisms are well known to those skilled in the art and are not described in detail here as they do not form part of the present invention.

図3は、内接ギヤポンプ56の一部分の概略図であり、ポンプの幾何学的形状の態様を示している。内接ギヤポンプ56は、n個の歯68を有する内側ギヤローター66と、n+1個の歯72を有する外側ギヤローター70を備えている。図示の実施形態では、内側ギヤローター66は6つの歯68を有し、外側ギヤローター70は7つの歯72を有している。それらの数は、制限を課すものではなく、歯の数は、要望に応じて変更することができるものと理解されたい。   FIG. 3 is a schematic view of a portion of the inscribed gear pump 56 showing aspects of the pump geometry. The internal gear pump 56 includes an inner gear rotor 66 having n teeth 68 and an outer gear rotor 70 having n + 1 teeth 72. In the illustrated embodiment, the inner gear rotor 66 has six teeth 68 and the outer gear rotor 70 has seven teeth 72. It should be understood that the number is not limiting and the number of teeth can be changed as desired.

外側ギヤローター70は、ポンプハウジングの部材76の中に内径74によって画定された略楕円断面のローター室に収容されている。図示の実施形態では、ハウジング部材76は円板であり、内径74は、円板の両主面の間を伸長している。外側ギヤローター70の円形の外周80と、内径74を画定する、相対する壁との間には半径方向の間隙78が在る。説明を簡便にするために、間隙78は、図ではかなり誇張して示している。   The outer gear rotor 70 is housed in a substantially elliptical rotor chamber defined by an inner diameter 74 in a pump housing member 76. In the illustrated embodiment, the housing member 76 is a disc and the inner diameter 74 extends between both major surfaces of the disc. There is a radial gap 78 between the circular outer periphery 80 of the outer gear rotor 70 and the opposing walls that define the inner diameter 74. For ease of explanation, the gap 78 is shown exaggerated in the figure.

駆動軸84は、何らかの適切な手段、例えばキー又はスプライン(図示せず)によって内側ギヤローター66に固定されている。駆動軸84は、ハウジング部材76によって回転できるように支持されており、ローター66、70の歯68、72を係合させることによって外側ギヤローター70を回転させることができるので、両方のローターが内径74内で回転することになる。   The drive shaft 84 is secured to the inner gear rotor 66 by any suitable means, such as a key or spline (not shown). The drive shaft 84 is rotatably supported by the housing member 76, and the outer gear rotor 70 can be rotated by engaging the teeth 68, 72 of the rotors 66, 70 so that both rotors have an inner diameter. It will rotate within 74.

図3と図4とに示すように、外側ギヤローター70の回転軸86は、図3と図4に示す水平面である第1面88内を伸長している。外側ギヤローター70の回転軸86は、内径74の軸と一致している。内側ギヤローター66の回転軸90は、外側ギヤローター70の回転軸86及び内径74の軸に対して、(図3と図4に示すように)垂直方向に偏心している。軸90は、第1面88と平行に伸長する第2面92内を軸86と平行に伸長している。ローターのそれぞれの回転軸86、90の間の(従って、第1面88と第2面92の間の)垂直方向の偏心量は、内接ギヤの偏心量であり、図3と図4に参照番号94で示している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the rotating shaft 86 of the outer gear rotor 70 extends in the first surface 88 that is a horizontal plane shown in FIGS. 3 and 4. The rotation shaft 86 of the outer gear rotor 70 coincides with the axis of the inner diameter 74. The rotation shaft 90 of the inner gear rotor 66 is eccentric in the vertical direction (as shown in FIGS. 3 and 4) with respect to the rotation shaft 86 and the inner diameter 74 of the outer gear rotor 70. The shaft 90 extends in parallel with the shaft 86 in a second surface 92 that extends in parallel with the first surface 88. The amount of eccentricity in the vertical direction between the respective rotating shafts 86, 90 of the rotor (and therefore between the first surface 88 and the second surface 92) is the amount of eccentricity of the inscribed gear, which is shown in FIGS. Reference numeral 94 indicates.

使用時には、ローター66、70は、駆動軸84によって互いに対して且つハウジング76に対して相対的に回転されるので、ポンプ室96が、歯68と72のそれぞれの組の間に形成される。内側及び外側ギヤローター66と70の相対回転により、ポンプ室96の大きさは、周期的に大きくなり次いで小さくなる。吸入口(図示せず)は、ポンプハウジング76の、ポンプ室96の容積が増加する(比較的大きい)ローター66、70の回転位置の領域に設けられ、吐出口(図示せず)は、ハウジング76の、ポンプ室96が減少する(比較的小さい)回転位置の領域に設けられている。この配置に限定するわけではないが、吸入口と吐出口は、約180°離れて配置することができ、一般的に腎臓の様な形をしている。   In use, the rotors 66, 70 are rotated relative to each other and relative to the housing 76 by the drive shaft 84 so that a pump chamber 96 is formed between each set of teeth 68 and 72. Due to the relative rotation of the inner and outer gear rotors 66 and 70, the size of the pump chamber 96 increases periodically and then decreases. The suction port (not shown) is provided in the region of the rotation position of the rotor 66, 70 where the volume of the pump chamber 96 increases (relatively large) in the pump housing 76, and the discharge port (not shown) is provided in the housing. 76, the pump chamber 96 is provided in the region of the rotational position where the pump chamber 96 decreases (relatively small). Although not limited to this arrangement, the inlet and outlet can be located approximately 180 ° apart and generally have a kidney-like shape.

このローター室の構成(図示の実施形態では内径74の楕円形断面)では、外側ローター70の円形外周80と内径74を画定する壁との間の半径方向の間隙78は、一定になっていない。図3に分かり易く示し、図4でも印を付けているように、第1面88(即ち、外側ギヤローター70の回転軸86と内径74の軸を含んでいる面)内の半径方向の間隙78は、第1面88に垂直な方向の半径方向の間隙78(l)よりも小さい。図示の実施形態では、半径方向の間隙は、第1面88内で最小値を、第1面に垂直な半径方向(即ち、内接ギヤの偏心94の面97の方向)で最大値を有する。内径74の略楕円形の断面により、半径方向の間隙78は、第1面88内の値と、第1面に対して垂直な半径方向の(即ち、第1及び第2面88、92に垂直で、図4に示すように内接ギヤの偏心94を含んでいる面97における)値との間で実質的に連続して変化する。   In this rotor chamber configuration (in the illustrated embodiment, an elliptical cross section with an inner diameter 74), the radial gap 78 between the circular outer periphery 80 of the outer rotor 70 and the wall defining the inner diameter 74 is not constant. . As clearly shown in FIG. 3 and marked in FIG. 4, the radial clearance in the first surface 88 (ie, the surface containing the axis of rotation 86 and the inner diameter 74 of the outer gear rotor 70). 78 is smaller than the radial gap 78 (l) in the direction perpendicular to the first surface 88. In the illustrated embodiment, the radial gap has a minimum value in the first surface 88 and a maximum value in the radial direction perpendicular to the first surface (ie, in the direction of the surface 97 of the eccentric 94 of the inscribed gear). . Due to the generally elliptical cross section of the inner diameter 74, the radial gap 78 has a value in the first surface 88 and a radial direction perpendicular to the first surface (ie, on the first and second surfaces 88, 92). It varies substantially continuously between values at a surface 97 that includes the eccentric 94 of the inscribed gear as shown in FIG.

外側ギヤローター70の回転軸86が伸長する第1面88の半径方向を除く全ての半径方向において、内接ギヤポンプ56の非円形のローター室は、図1に示す先行技術による内接ギヤポンプのローター室と比較して大きくなった半径方向寸法を有している。これにより、第1面88を除く全ての方向においてより大きい半径方向の間隙78が提供されるので、外側ギヤローター70の動きは、内接ギヤの偏心94に対して垂直な互いに反対の半径方向では密接して囲まれることになり、一方、他の半径方向では拘束が少なくなる。その結果、外側ギヤローター70の円形の外周80と内径壁との間の接触点を良好に制御できるようになり、これは、その接触によって発生する反力は接触位置が第1面88から離れる方向に動くにつれて増加するため、重要である。これにより、ポンプアセンブリは、駆動軸84とローター室の間の位置的誤差に関し、図1に示す先行技術の内接ギヤで許容されるものよりも相当大きい誤差を許容できるようになる。内接ギヤポンプ56の変化した半径方向間隙特性の持つ効果は、図5と図6を検討することで更に理解頂けるであろう。   In all radial directions except for the radial direction of the first surface 88 from which the rotating shaft 86 of the outer gear rotor 70 extends, the non-circular rotor chamber of the internal gear pump 56 is the rotor of the prior art internal gear pump shown in FIG. It has a larger radial dimension compared to the chamber. This provides a larger radial gap 78 in all directions except the first face 88, so that the movement of the outer gear rotor 70 is opposite to the radial direction perpendicular to the inscribed gear eccentric 94. Will be surrounded closely, while the other radial directions will be less constrained. As a result, the contact point between the circular outer periphery 80 of the outer gear rotor 70 and the inner diameter wall can be controlled well, and the reaction force generated by the contact moves away from the first surface 88. It is important because it increases as you move in the direction. This allows the pump assembly to tolerate a much larger error with respect to the positional error between the drive shaft 84 and the rotor chamber than that allowed with the prior art internal gear shown in FIG. The effect of the altered radial clearance characteristics of the internal gear pump 56 can be further understood by examining FIGS.

図5は、図1に示す内接ギヤポンプに対応する先行技術の内接ギヤポンプ構成を示している。参照し易くするために、図5に示す内接ギヤポンプの特徴は、図1で使用した番号と同じ参照番号で示している。図5に示す内接ギヤポンプでは、駆動軸24の、従って内側ギヤローター10の回転軸24は、累積許容誤差のためその正しい位置から偏心している。この偏心を矢印98で示している。結果的に、外側ギヤローター14の外周と内径18の壁との間の、両者がポンプの高圧側の回転位置にある時に室ポケット28内の圧力(この圧力によって生じる力を矢印100で示す)によって作り出される接点は、内径18の軸が伸張している面から内接ギヤの偏心の面に向かって移動する。この接点が、内径18の回転軸が伸長している面から離れるほど、矢印102で示す反力は大きくなる。反力102が大きくなるにつれ、矢印104で示す駆動力も大きくなる。駆動力104が増すと、内側ローター10の歯12の先端部の磨耗が増すことになる。   FIG. 5 shows a prior art internal gear pump configuration corresponding to the internal gear pump shown in FIG. For ease of reference, the features of the internal gear pump shown in FIG. 5 are indicated by the same reference numbers as those used in FIG. In the internal gear pump shown in FIG. 5, the drive shaft 24, and hence the rotational shaft 24 of the inner gear rotor 10, is eccentric from its correct position due to the cumulative tolerance. This eccentricity is indicated by an arrow 98. As a result, the pressure in the chamber pocket 28 between the outer circumference of the outer gear rotor 14 and the wall of the inner diameter 18 at the rotational position on the high pressure side of the pump (the force generated by this pressure is indicated by arrow 100). The contact created by is moved from the surface on which the axis of the inner diameter 18 extends toward the eccentric surface of the inscribed gear. The reaction force shown by the arrow 102 increases as the contact point moves away from the surface on which the rotation shaft of the inner diameter 18 extends. As the reaction force 102 increases, the driving force indicated by the arrow 104 also increases. As the driving force 104 increases, the wear of the tips of the teeth 12 of the inner rotor 10 increases.

図6は、駆動軸84が、図5の駆動軸24と同じ様に偏心している時に、本発明による内接ギヤポンプ56で何が起こるかを示している。内接ギヤポンプ56では、内径74の軸86を含む第1面88(図3)から離れるにつれ半径方向の間隙78が大きくなっているので、外側ローター80の外周と内径74との間の接触領域が、第1面88近くに保たれる結果となる。図1と図5に示す先行技術によるポンプの幾何学的形状と比較すると、結果的に、同じ位置的誤差に対して、反力102と駆動力104がより低くなる。   FIG. 6 shows what happens in the internal gear pump 56 according to the present invention when the drive shaft 84 is eccentric in the same way as the drive shaft 24 of FIG. In the internal gear pump 56, the radial gap 78 increases as the distance from the first surface 88 (FIG. 3) including the shaft 86 having the inner diameter 74 increases, so that the contact area between the outer periphery of the outer rotor 80 and the inner diameter 74 is increased. However, this results in being kept near the first surface 88. Compared to the prior art pump geometry shown in FIGS. 1 and 5, the result is a lower reaction force 102 and driving force 104 for the same positional error.

内接ギヤポンプ56は楕円形断面のローター室を有するように示しているが、これは必要不可欠ではない。他の形状でもよい。必要なのは、ローター室軸86を含む第1面88(即ち、ローター室軸86と内側ギヤローター66の回転軸90の両方含む面97に対して垂直に伸長する面88)内の半径方向の間隙78は、少なくとも1つの方向で比較的小さく保たれ、ローター室軸86と内側ギヤローター66の回転軸90とを含んでいる面97内の少なくとも1つの方向における半径方向の間隙78(l)は比較的大きい、ということである。   Although the inscribed gear pump 56 is shown as having a rotor chamber with an elliptical cross section, this is not essential. Other shapes may be used. What is needed is a radial clearance in the first surface 88 including the rotor chamber shaft 86 (ie, the surface 88 extending perpendicular to the surface 97 including both the rotor chamber shaft 86 and the rotational shaft 90 of the inner gear rotor 66). 78 is kept relatively small in at least one direction, and the radial gap 78 (l) in at least one direction in the plane 97 that includes the rotor chamber shaft 86 and the rotational shaft 90 of the inner gear rotor 66 is It is relatively large.

本実施形態は、ローター室の中心軸86と内側ギヤローターの回転軸90を含む面97の方向において、外側ギヤローターの外周とローター室の対面する壁との間の半径方向の間隙が大きくなるように作られている非円形断面を有するローター室を提供している。ローター室が半径方向の間隙を大きくするために非円形になっている、というのは必要不可欠ではない。別の実施形態では、外側ローターは円形の外周を有しており、ローター室も円形の断面を有している。しかしながら、図1と図5に示す構成と比較すると、ローター室は、より大きい寸法を有しており、比較的大きい半径方向の間隙を提供している。ポンプの高圧側で必要な狭い間隙を提供するために、駆動軸は(図1と図5に示すように)左側に移動される。この実施形態では、狭い半径方向の間隙は、内側ギヤローターの回転軸を含む面内の、ポンプの高圧側で維持されており、一方、より大きい半径方向の間隙が、この面に対して垂直に伸長する、内側ギヤローターの回転軸とローター室の長手方向に伸長する中心軸とを含んでいる面の半径方向に、提供されている。しかしながら、この実施形態は、比較的大きい半径方向の間隙が、ポンプの低圧側にある狭い間隙を含んでいる面の半径方向に設けられている点において、非対称である。内接ギヤポンプ56と比較すると、この代替的な構成は、ポンプ容量を増大させ、且つ対称でないためポンプが一方向のみの回転に制限されるため、望ましいものではない。図3に示す対称な構成では、駆動軸は両方向に回転させることができる。   In this embodiment, in the direction of the surface 97 including the central axis 86 of the rotor chamber and the rotation shaft 90 of the inner gear rotor, the radial gap between the outer periphery of the outer gear rotor and the facing wall of the rotor chamber is increased. A rotor chamber having a non-circular cross section is provided. It is not essential that the rotor chamber be non-circular in order to increase the radial gap. In another embodiment, the outer rotor has a circular outer periphery and the rotor chamber also has a circular cross section. However, compared to the configuration shown in FIGS. 1 and 5, the rotor chamber has larger dimensions and provides a relatively large radial gap. In order to provide the necessary narrow clearance on the high pressure side of the pump, the drive shaft is moved to the left (as shown in FIGS. 1 and 5). In this embodiment, the narrow radial gap is maintained on the high pressure side of the pump in the plane containing the axis of rotation of the inner gear rotor, while the larger radial gap is perpendicular to this plane. Extending in the radial direction of the surface including the axis of rotation of the inner gear rotor and the central axis extending in the longitudinal direction of the rotor chamber. However, this embodiment is asymmetric in that a relatively large radial gap is provided in the radial direction of the face containing the narrow gap on the low pressure side of the pump. Compared to the internal gear pump 56, this alternative configuration is not desirable because it increases pump capacity and is not symmetrical, so the pump is limited to rotation in only one direction. In the symmetrical configuration shown in FIG. 3, the drive shaft can be rotated in both directions.

本実施形態の内接ギヤポンプは、ディーゼル燃料噴射システムに使用するのに特に適しているが、その様な用途に限定されるわけではなく、例えば、燃料噴射システム全般、及び車両エンジン潤滑システムなどの内接ギヤポンプの既知の用途に対する汎用的適用性を有している。   The internal gear pump of the present embodiment is particularly suitable for use in a diesel fuel injection system, but is not limited to such an application. For example, the fuel injection system in general, a vehicle engine lubrication system, etc. It has general applicability for known uses of internal gear pumps.

先行技術による内接ギヤポンプの概略図であり、ポンプの幾何学的形状の態様を示している。1 is a schematic diagram of an internal gear pump according to the prior art, showing aspects of the pump geometry. 本発明による内接ギヤポンプを備えているディーゼル燃料噴射システムの概略図解である。1 is a schematic illustration of a diesel fuel injection system comprising an internal gear pump according to the present invention. 本発明による内接ギヤポンプの一部分の概略図であり、ポンプの幾何学的形状の態様を示している。FIG. 2 is a schematic view of a portion of an internal gear pump according to the present invention, illustrating aspects of the pump geometry. 図3の内接ギヤポンプの幾何学的形状の態様を示す概略図である。It is the schematic which shows the aspect of the geometric shape of the internal gear pump of FIG. 図1に示す構成を有する先行技術による内接ギヤポンプの概略図であり、ポンプの各部品の位置決め不良の影響を示している。FIG. 2 is a schematic diagram of an internal gear pump according to the prior art having the configuration shown in FIG. 1, and shows the influence of poor positioning of each component of the pump. 図3及び図4の内接ギヤポンプの概略図解であり、図5に示すものと同じ各部品の位置決め不良による影響を示している。FIG. 6 is a schematic illustration of the internal gear pump of FIGS. 3 and 4 and shows the influence of the same positioning failure of each component as shown in FIG. 5.

符号の説明Explanation of symbols

10、66 内側ローター
12、16、68、72 歯
14、70 外側ローター
18、74 内径
20 ハウジング
22、78 半径方向の間隙
24、84 駆動軸
26、94 偏心
28 ポンプ室
50 燃料噴射システム
56 内接ギヤポンプ
80 外周
86 中心軸
88、92、97 面
90 回転軸
96 ポンプ室
10, 66 Inner rotor
12, 16, 68, 72 Teeth 14, 70 Outer rotor 18, 74 Inner diameter 20 Housing 22, 78 Radial clearance
24, 84 Drive shaft 26, 94 Eccentric 28 Pump chamber 50 Fuel injection system 56 Internal gear pump 80 Outer periphery 86 Central shaft 88, 92, 97 Surface 90 Rotary shaft 96 Pump chamber

Claims (11)

内接ギヤポンプ(56)において、
長手方向に伸長する中心軸(86)を有するローター室を画定する手段と、
前記ローター室内で回転することができる外側ローター手段(70)であって、前記外側ローター手段(70)の外周(80)と前記ローター室の間に半径方向の間隙(78)を保って回転することができる外側ローター手段(70)と、
前記外側ローター手段(70)の中で回転することができ、且つ前記外側ローター手段と協働的に係合して複数のポンプ室(96)を画定する内側ローター手段(66)であって、前記複数のポンプ室(96)は、使用中に前記内側ローター手段(66)が前記外側ローター手段(70)に対して回転する時に変化するそれぞれの容積を有している、内側ローター手段(66)と、を備えており、
前記内側ローター手段(66)は、前記中心軸(86)から間隔を空けて配置され且つ前記中心軸(86)を含む第1面(97)内に含まれている回転軸(90)の周りに回転することができ、
前記ローター室は、前記第1面(97)内の少なくとも1つの方向における前記半径方向の間隙(78(l))が、前記第1面(97)に対して実質的に垂直に伸長し且つ前記中心軸(86)を含んでいる第2面(88)内の少なくとも1つの半径方向の間隙(78)よりも大きくなるように構成されており、
前記半径方向の間隙(78)は、最小値を有しており、前記第2面(88)内の前記半径方向の間隙又は各前記半径方向の間隙は、前記最小値を有している、内接ギヤポンプ(56)。
In the internal gear pump (56),
Means for defining a rotor chamber having a central axis (86) extending longitudinally;
Outer rotor means (70) capable of rotating in the rotor chamber, wherein the outer rotor means (70) rotates with a radial gap (78) between the outer circumference (80) of the outer rotor means (70) and the rotor chamber. Outer rotor means (70) capable of;
Inner rotor means (66) that can rotate within said outer rotor means (70) and cooperatively engage with said outer rotor means to define a plurality of pump chambers (96), The plurality of pump chambers (96) have respective inner volume means (66) that change in use when the inner rotor means (66) rotates relative to the outer rotor means (70). ), And
The inner rotor means (66) is spaced from the central axis (86) and about a rotational axis (90) included in a first surface (97) including the central axis (86). Can rotate to
The rotor chamber extends such that the radial gap (78 (l)) in at least one direction in the first surface (97) extends substantially perpendicular to the first surface (97); Configured to be larger than at least one radial gap (78) in the second surface (88) including the central axis (86);
The radial gap (78) has a minimum value, and the radial gap or each radial gap in the second surface (88) has the minimum value, Internal gear pump (56).
前記外側ローター手段(70)は、前記中心軸(86)と少なくとも実質的に一致する回転軸を有している、請求項1に記載の内接ギヤポンプ(56)。   The internal gear pump (56) of claim 1, wherein the outer rotor means (70) has a rotational axis at least substantially coincident with the central axis (86). 前記半径方向の間隙(78)は、最大値を有しており、前記第1面(97)内の前記半径方向の間隙又は各前記半径方向の間隙は、前記最大値を有している、請求項1又は2に記載の内接ギヤポンプ(56)。   The radial gap (78) has a maximum value, and the radial gap or each radial gap in the first surface (97) has the maximum value, The internal gear pump (56) according to claim 1 or 2. 前記第1面と前記第2面(97、88)の間で、前記半径方向の間隙(78)は、連続的に大きさが減少する、請求項1から3の何れかに記載の内接ギヤポンプ(56)。   The inscribed in any one of claims 1 to 3, wherein the radial gap (78) continuously decreases in size between the first surface and the second surface (97, 88). Gear pump (56). 前記ローター室は、実質的に楕円形の断面を有している、請求項1から4の何れかに記載の内接ギヤポンプ(56)。   The internal gear pump (56) according to any of claims 1 to 4, wherein the rotor chamber has a substantially elliptical cross section. 内接ギヤポンプ(56)において、
ローター室を画定するハウジングと、
前記ローター室の中に半径方向の間隙(78)を保って、且つ前記ローター室の中で回転することができるように収容されている外側ギヤローター(70)と、
前記外側ギヤローター(70)の中で回転することができ、且つ前記外側ギヤローター(70)の歯(72)と協働的に係合して複数の可変容積ポンプ室(96)を形成する歯(68)を有している、内側ギヤローター(66)と、を備えており、
前記外側ギヤローター(70)は、第1面(88)内を伸長する回転軸(86)の周りに回転することができ、
前記内側ギヤローター(66)は、前記第1面(88)から間隔を空けて配置されている第2面(92)内を伸長する回転軸(90)の周りに回転することができ、
前記ローター室は、前記第1面(88)内の少なくとも1つの前記半径方向の間隙(78)が、前記第1面(88)に対して実質的に垂直な1つの方向における少なくとも1つの半径方向の間隙(78(l))よりも小さくなるように構成されており、
前記半径方向の間隙(78)は、最小値を有しており、前記第1面(88)内の前記半径方向の間隙又は各前記半径方向の間隙(78)は、前記最小値を有している、内接ギヤポンプ(56)。
In the internal gear pump (56),
A housing defining a rotor chamber;
An outer gear rotor (70) housed so as to be able to rotate in the rotor chamber while maintaining a radial gap (78) in the rotor chamber;
It can rotate in the outer gear rotor (70) and cooperates with the teeth (72) of the outer gear rotor (70) to form a plurality of variable volume pump chambers (96). An inner gear rotor (66) having teeth (68),
The outer gear rotor (70) can rotate about a rotation axis (86) extending in the first surface (88);
The inner gear rotor (66) can rotate about a rotation axis (90) extending in a second surface (92) spaced from the first surface (88);
The rotor chamber has at least one radius in one direction in which at least one radial gap (78) in the first surface (88) is substantially perpendicular to the first surface (88). Configured to be smaller than the directional gap (78 (l)),
The radial gap (78) has a minimum value and the radial gap or each radial gap (78) in the first surface (88) has the minimum value. An internal gear pump (56).
前記半径方向の間隙(78)は、最大値を有しており、前記第1面(88)に対して垂直な前記方向の前記半径方向の間隙又は各前記半径方向の間隙(78)は、前記最大値を有している、請求項6に記載の内接ギヤポンプ(56)。   The radial gap (78) has a maximum value and the radial gap in the direction perpendicular to the first surface (88) or each radial gap (78) is The internal gear pump (56) according to claim 6, wherein said internal gear pump (56) has said maximum value. 前記第1面(88)に対して垂直な前記方向は、前記第2面(92)が、前記第1面(88)から間隔を空けて配置されている方向である、請求項7に記載の内接ギヤポンプ(56)。   The direction perpendicular to the first surface (88) is a direction in which the second surface (92) is spaced apart from the first surface (88). Internal gear pump (56). 前記ローター室は、略楕円形の断面を有している、請求項6から8の何れかに記載の内接ギヤポンプ(56)。   The internal gear pump (56) according to any of claims 6 to 8, wherein the rotor chamber has a substantially elliptical cross section. 前記ローター室は、前記半径方向の間隙(78)が、前記第1面(88)と前記第1面(88)に対して垂直な前記方向の間で実質的に連続的に増大するように構成されている部分を備えている、請求項6から9の何れかに記載の内接ギヤポンプ(56)。   The rotor chamber is such that the radial gap (78) increases substantially continuously between the first surface (88) and the direction perpendicular to the first surface (88). The internal gear pump (56) according to any of claims 6 to 9, comprising a configured part. 請求項1から10の何れかに記載の内接ギヤポンプ(56)を備えている燃料噴射システム(50)。   A fuel injection system (50) comprising an internal gear pump (56) according to any of the preceding claims.
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