JP2014181620A - Gear pump and method of manufacturing inner rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の外歯を有するインナーロータと、複数の内歯を有すると共にインナーロータに対して偏心するように配置されるアウターロータとを含むギヤポンプ、およびアウターロータと共にギヤポンプを構成するインナーロータの製造方法に関する。 The present invention relates to a gear pump including an inner rotor having a plurality of external teeth, an outer rotor having a plurality of internal teeth and arranged eccentrically with respect to the inner rotor, and an inner rotor constituting the gear pump together with the outer rotor. It relates to the manufacturing method.
従来、この種のギヤポンプのインナーロータとして、ハイポサイクロイド曲線により形成された歯底部と、インボリュート曲線により形成されたアウターロータとの噛合部と、エピサイクロイド曲線、円弧曲線や楕円の一部といった曲線により形成された歯先部とを有する外歯を備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、この種のギヤポンプのインナーロータやアウターロータとしては、固定円上でのピッチ円の回転作用によって生成され得るサイクロイドから引き出されるプロファイルを含む歯先または歯元と、半径方向クリアランスと当該半径方向クリアランスよりも小さい接線方向クリアランスとを含む噛合歯部とを有する外歯または内歯を備えたものも知られている(例えば、特許文献2参照)。このインナーロータやアウターロータにおいて、上記歯先や歯元は、歯先の場合、頂点部の二つの側部から連続的に減少する半径を有するピッチ円の円周、歯元の場合、頂点部の二つの側部から連続的に増加または減少する半径を有するピッチ円の円周上の点の軌跡により、または当該軌跡から形成される。更に、この種のギヤポンプのインナーロータに関する技術としては、サイクロイド曲線や、トロコイド曲線上に中心を有する円弧群の包絡線、あるいは互いに接する二つの円弧で形成される円弧曲線等により形成される歯形を径方向や周方向に線形倍して楕円状に変形させるものも知られている(例えば、特許文献3および4参照)。
Conventionally, as an inner rotor of this type of gear pump, a meshed portion of a tooth bottom portion formed by a hypocycloid curve and an outer rotor formed by an involute curve, and a curve such as an epicycloid curve, a circular arc curve or a part of an ellipse What is provided with the external tooth | gear which has the formed tooth-tip part is known (for example, refer patent document 1). In addition, as an inner rotor and an outer rotor of this type of gear pump, there are a tooth tip or a tooth root including a profile drawn from a cycloid that can be generated by a rotating action of a pitch circle on a fixed circle, a radial clearance, and the radial direction. There is also known one provided with external teeth or internal teeth having a meshing tooth portion including a tangential clearance smaller than the clearance (see, for example, Patent Document 2). In this inner rotor and outer rotor, the above-mentioned tooth tip and tooth root are, in the case of a tooth tip, the circumference of a pitch circle having a radius that continuously decreases from the two sides of the vertex portion, and in the case of a tooth root, the vertex portion. Are formed by or from the trajectory of a point on the circumference of a pitch circle having a radius that increases or decreases continuously from the two sides. Further, as a technology related to the inner rotor of this type of gear pump, a tooth profile formed by a cycloid curve, an envelope of a group of arcs having a center on a trochoid curve, or an arc curve formed by two arcs in contact with each other, etc. A device that is linearly multiplied in the radial direction or the circumferential direction and deformed into an ellipse is also known (see, for example,
上述のようなギヤポンプでは、インナーロータやアウターロータひいては装置全体の小型化を図りつつ、外歯と内歯とにより画成される歯間室の容積を増やして吐出量を増加させるために、外歯(および内歯)の歯丈を高くすることが求められる。しかしながら、サイクロイド曲線により形成された歯先や歯底を有する一般的な外歯等の歯丈を高くすると、同時に外歯等の歯厚も増加してしまうことから、ロータ径(基礎円の直径)が増加してしまい、インナーロータやアウターロータひいては装置全体の小型化を図ることは困難となる。その一方で、ロータ径の増加を抑制しようとすればインナーロータやアウターロータの歯数を減らさざるを得なくなり、歯数を減らすと、歯間室の数が減ることで一般に吐出圧の脈動が大きくなってしまう。 In the gear pump as described above, the outer rotor and the entire apparatus, and thus the entire device, are reduced in size while the volume of the interdental chamber defined by the outer teeth and the inner teeth is increased to increase the discharge amount. It is required to increase the tooth height of teeth (and internal teeth). However, if the tooth height of a general external tooth or the like having a tooth tip or a root formed by a cycloid curve is increased, the tooth thickness of the external tooth or the like increases at the same time. ) Increases, and it becomes difficult to reduce the size of the inner rotor, outer rotor, and thus the entire apparatus. On the other hand, if the increase in the rotor diameter is to be suppressed, the number of teeth of the inner rotor or outer rotor must be reduced, and if the number of teeth is reduced, the pulsation of discharge pressure is generally reduced by reducing the number of interdental chambers. It gets bigger.
このため、特許文献1に記載のギヤポンプでは、インナーロータの回転中心に対するアウターロータの回転中心の偏心量を大きくすることで、ロータの外径等の増加を抑制すると共に歯数を維持しながら歯丈を高めようとしている。しかしながら、特許文献1に記載のギヤポンプでは、特に歯先部をエピサイクロイド曲線により形成する場合、歯先部および歯底部の設計に2つの基礎円が必要となることから、パラメータの増加により設計が煩雑となり、適正な歯形を得るのが困難となる。更に、特許文献1に記載のギヤポンプでは、歯丈が高くなるほど、インナーロータおよびアウターロータが回転した際にインナーロータの外歯とアウターロータの内歯との歯先間のクリアランスが比較的小さく保たれる歯厚方向における範囲を示すシール幅が狭まってしまい、ギヤポンプの容積効率が悪化してしまうおそれがある。また、特許文献2の記載の技術を用いてインナーロータ等の外歯等の歯丈を高くしても、インナーロータの外歯等は、歯丈が高くなるほど歯底側から歯先の頂点に向けて先細になることから、シール幅が狭まってしまうのを抑制することができない。更に、特許文献3や特許文献4に記載されたインナーロータにおいても、歯丈が高くなるほど外歯等が歯底側から歯先の頂点に向けて先細になることから、同様の問題が発生してしまう。
For this reason, in the gear pump described in Patent Document 1, the eccentric amount of the rotation center of the outer rotor with respect to the rotation center of the inner rotor is increased, thereby suppressing an increase in the outer diameter of the rotor and maintaining the number of teeth. I'm trying to increase the length. However, in the gear pump described in Patent Document 1, particularly when the tooth tip portion is formed by an epicycloid curve, two basic circles are required for the design of the tooth tip portion and the tooth bottom portion. It becomes complicated and it is difficult to obtain an appropriate tooth profile. Further, in the gear pump described in Patent Document 1, the clearance between the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor is kept relatively small when the inner rotor and the outer rotor rotate as the tooth height increases. There is a possibility that the seal width indicating the range in the thickness direction of the sagging narrows and the volumetric efficiency of the gear pump deteriorates. Further, even if the tooth height of the outer teeth such as the inner rotor is increased using the technique described in
そこで、本発明は、大型化および歯数の減少を抑制しつつ歯丈を高くして吐出性能を向上させると共に、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とのクリアランスを適正化することができるギヤポンプおよびインナーロータの製造方法の提供を主目的とする。 Therefore, the present invention can improve the discharge performance by increasing the tooth height while suppressing the increase in size and the reduction in the number of teeth, and can optimize the clearance between the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor. The main object is to provide a gear pump and a method for manufacturing an inner rotor.
本発明によるギヤポンプおよびインナーロータの製造方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。 The gear pump and inner rotor manufacturing method according to the present invention employs the following means in order to achieve the main object.
本発明によるギヤポンプは、
複数の外歯を有するインナーロータと、該インナーロータの前記外歯よりも多い複数の内歯を有すると共に前記インナーロータに対して偏心するように配置されるアウターロータとを備えるギヤポンプにおいて、
前記インナーロータの前記外歯のそれぞれは、少なくとも該インナーロータの回転方向における前側に、描画点の半径よりも小さい半径を有する外転円を基礎円に外接させながら滑りなく転動させて得られるエピトロコイド曲線により形成された歯先部と、描画点の半径よりも小さい半径を有する内転円を前記エピトロコイド曲線と共通の前記基礎円に内接させながら滑りなく転動させて得られるハイポトロコイド曲線により形成された歯底部と、任意の曲線により形成されると共に前記歯先部と前記歯底部との間に位置する中間部とを含むことを特徴とする。
The gear pump according to the present invention comprises:
In a gear pump comprising an inner rotor having a plurality of external teeth, and an outer rotor having a plurality of internal teeth larger than the outer teeth of the inner rotor and arranged to be eccentric with respect to the inner rotor,
Each of the outer teeth of the inner rotor is obtained by rolling at least on the front side in the rotational direction of the inner rotor without slipping while making an outer circle having a radius smaller than the radius of the drawing point circumscribe the base circle. Hypothesis obtained by rolling a tooth tip formed by an epitrochoid curve and an inversion circle having a radius smaller than the radius of the drawing point without slipping while inscribed in the base circle common to the epitrochoid curve It includes a tooth bottom portion formed by a trochoid curve and an intermediate portion formed by an arbitrary curve and positioned between the tooth tip portion and the tooth bottom portion.
本発明者らは、大型化および歯数の減少を抑制しつつ歯丈を高くしてギヤポンプの吐出性能を向上させるべく鋭意研究を行い、描画点の半径が外転円の半径よりも大きく、当該描画点の半径を外転円の半径で除して得られるトロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線や、描画点の半径が内転円の半径よりも大きく、当該描画点の半径を内転円の半径で除して得られるトロコイド係数が値1よりも大きいハイポトロコイド曲線に着目した。このようなエピトロコイド曲線やハイポトロコイド曲線は、描画点が基礎円付近を移動する際に形成されるループ部を含むことから、一般にはギヤポンプにおける歯形として採用し難いものと考えられているが、本発明者らは、トロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線やハイポトロコイド曲線のループ部以外の部分の特性を考慮した結果、当該ループ部以外の部分は、外歯の歯先部や歯底部を形成するのに極めて有用であることを見出した。 The inventors of the present invention conducted intensive research to increase the tooth height and improve the discharge performance of the gear pump while suppressing increase in size and reduction in the number of teeth, and the radius of the drawing point is larger than the radius of the abduction circle, An epitrochoidal curve obtained by dividing the radius of the drawing point by the radius of the abduction circle or an epitrochoid curve having a value greater than 1 or the radius of the drawing point is larger than the radius of the inversion circle. We focused on the hypotrochoid curve in which the trochoid coefficient obtained by dividing by the radius of the adductor circle is larger than 1. Such an epitrochoid curve or hypotrochoid curve includes a loop formed when the drawing point moves around the base circle, and is generally considered difficult to adopt as a tooth profile in a gear pump. As a result of considering the characteristics of the portion other than the loop portion of the epitrochoid curve or hypotrochoid curve in which the trochoid coefficient is larger than the value 1, the portions other than the loop portion are the tooth tip portion and tooth of the external tooth. It has been found to be very useful in forming the bottom.
すなわち、トロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線のループ部以外の部分と基礎円の中心との間の距離は、外転円の半径が同一であるエピサイクロイド曲線に比べて長くなる。また、トロコイド係数が値1よりも大きいハイポトロコイド曲線のループ部以外の部分と基礎円の中心との間の距離は、内転円の半径が同一であるハイポサイクロイド曲線に比べて短くなる。これらを踏まえて、本発明者らは、インナーロータの各外歯の少なくとも回転方向における前側の歯先部をトロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線のループ部以外の部分により形成すると共に、少なくとも回転方向における前側の歯底部を当該エピトロコイド曲線と基礎円を共通にすると共にトロコイド係数が値1よりも大きいハイポトロコイド曲線のループ以外の部分により形成し、歯先部と歯底部との間の中間部を任意の曲線により形成することとした。 That is, the distance between the portion other than the loop portion of the epitrochoid curve having a trochoid coefficient larger than 1 and the center of the base circle is longer than that of an epicycloid curve having the same radius of the abduction circle. In addition, the distance between the portion other than the loop portion of the hypotrochoid curve having a trochoid coefficient greater than 1 and the center of the basic circle is shorter than that of a hypocycloid curve having the same radius of the inversion circle. Based on these, the present inventors formed at least the front tooth tip portion in the rotational direction of each external tooth of the inner rotor by a portion other than the loop portion of the epitrochoid curve having a trochoid coefficient larger than value 1, At least the front tooth bottom in the direction of rotation is formed by a portion other than the hypotrochoid curve loop having the epitrochoid curve and the base circle in common and the trochoid coefficient larger than 1, and between the tooth tip and the tooth bottom. The intermediate part was formed by an arbitrary curve.
これにより、外転円や内転円の半径(∝基礎円の半径/歯数)を小さく保ったまま描画点半径を大きくすることで、1つの基礎円を用いて歯先部および歯底部の形状を定めると共に当該基礎円(インナーロータの外径)を小さく保ったまま歯丈を容易に高くすることができる。そして、本発明者らの研究によれば、上述のように基礎円を共通にするトロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線やハイポトロコイド曲線によりインナーロータの外歯の歯先部や歯底部を形成して歯丈を高くすることで、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との歯先間のクリアランスが比較的小さく保たれる歯厚方向における範囲、すなわちシール幅を良好に維持し得ることが確認された。従って、このギヤポンプでは、大型化および歯数の減少を抑制しつつ容易に歯丈を増加させて吐出性能を向上させると共に、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とのクリアランスを適正化することが可能となる。 As a result, by increasing the drawing point radius while keeping the radius of the abduction circle and adduction circle (the radius of the ∝ basic circle / the number of teeth) small, The tooth height can be easily increased while defining the shape and keeping the basic circle (the outer diameter of the inner rotor) small. According to the studies by the present inventors, the tip portion and the bottom portion of the outer teeth of the inner rotor are caused by an epitrochoid curve or a hypotrochoid curve having a trochoid coefficient larger than 1 as described above. By forming the tooth height and increasing the tooth height, the clearance in the tooth thickness direction where the clearance between the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor is kept relatively small, that is, the seal width is maintained well. It was confirmed that Therefore, in this gear pump, while suppressing increase in size and reduction in the number of teeth, the tooth height is easily increased to improve discharge performance, and the clearance between the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor is optimized. It becomes possible.
また、前記インナーロータは、前記エピトロコイド曲線の前記描画点の半径と前記外転円の半径とをそれぞれ“rde”,“re”とし、前記ハイポトロコイド曲線の前記描画点の半径と前記内転円の半径とをそれぞれ“rdh”,“rh”としたときに、rde=rdh=Rd、re=rh=Rを満たすように構成されてもよい。 Further, the inner rotor sets the radius of the drawing point of the epitrochoid curve and the radius of the abduction circle to “rde” and “re”, respectively, and sets the radius of the drawing point of the hypotrochoid curve and the inversion of the inner rotation. It may be configured to satisfy rde = rdh = Rd and re = rh = R when the radius of the circle is “rdh” and “rh”, respectively.
本発明者らは、上述のようなギヤポンプにおける上記シール幅をより適正に確保すべく更に研究を行った。そして、本発明者らは、エピトロコイド曲線の描画点の半径rdeとハイポトロコイド曲線の描画点の半径rdhとを一致させると共に、エピトロコイド曲線の外転円の半径reとハイポトロコイド曲線の内転円の半径rhとを一致させた場合、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との歯先間のクリアランスをより広い範囲で概ね一定に保ち得ること、すなわちシール幅を拡げられることを見出した。これにより、Rde=Rdh=Rd、およびre=rh=Rを満たすようにギヤポンプを構成すれば、エピトロコイド曲線により形成される歯先部およびハイポトロコイド曲線により形成される歯底部の歯厚方向における寸法、すなわち歯先部や歯底部を創成するための外転円や内転円の回転角度の範囲を調整することにより、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とのクリアランスを容易に調整することができる。従って、このギヤポンプでは、上記歯先間のクリアランスを小さくしてシール性を確保することによる容積効率の向上と、外歯と内歯とのクリアランスをある程度確保することによるキャビテーションの発生の抑制とを容易に両立させることが可能となる。 The present inventors have further studied to ensure the above-mentioned seal width in the gear pump as described above more appropriately. Then, the present inventors match the radius rde of the drawing point of the epitrochoid curve with the radius rdh of the drawing point of the hypotrochoid curve, and add the radius re of the epicenter of the epitrochoid curve and the adduction of the hypotrochoid curve. It is found that the clearance between the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor can be kept substantially constant over a wider range, that is, the seal width can be expanded when the radius rh of the circle is matched. It was. Accordingly, if the gear pump is configured to satisfy Rde = Rdh = Rd and re = rh = R, the tooth tip portion formed by the epitrochoid curve and the tooth bottom portion formed by the hypotrochoid curve in the tooth thickness direction. Easily adjust the clearance between the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor by adjusting the size, that is, the rotation angle range of the abduction and inversion circles to create the tooth tip and root can do. Therefore, in this gear pump, the volume efficiency is improved by reducing the clearance between the tooth tips and ensuring the sealing performance, and the generation of cavitation is suppressed by ensuring the clearance between the outer teeth and the inner teeth to some extent. It is possible to easily achieve both.
更に、前記前記インナーロータは、Rd≦2.5・Rを満たすように構成されてもよい。すなわち、エピトロコイド曲線の描画点の半径とハイポトロコイド曲線の描画点の半径とを一致させると共に、エピトロコイド曲線の外転円の半径とハイポトロコイド曲線の内転円の半径とを一致させた場合、エピトロコイド曲線およびハイポトロコイド曲線の描画点の半径を外転円および内転円の半径の2.5倍以下、より好ましくは1.5〜2.0倍とすることで、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との歯先間のクリアランスを実用上充分に広い範囲(シール幅)で概ね一定に保つことが可能となる。 Furthermore, the inner rotor may be configured to satisfy Rd ≦ 2.5 · R. That is, when the radius of the epitrochoid curve drawing point and the radius of the hypotrochoid curve drawing point are matched, and the radius of the epitrochoid curve abduction circle and the radius of the hypotrochoid curve adduction circle are matched By setting the radius of the drawing point of the epitrochoid curve and hypotrochoid curve to 2.5 times or less, more preferably 1.5 to 2.0 times the radius of the abduction circle and the inversion circle, It is possible to keep the clearance between the teeth and the inner teeth of the outer rotor substantially constant in a practically sufficiently wide range (seal width).
また、前記中間部は、インボリュート曲線により形成されてもよい。これにより、外歯と内歯とをよりスムースに噛み合わせると共にインナーロータとアウターロータとの速度比を一定にすることが可能となる。 The intermediate portion may be formed by an involute curve. This makes it possible to mesh the outer teeth and the inner teeth more smoothly and make the speed ratio between the inner rotor and the outer rotor constant.
更に、前記インナーロータは、前記エピトロコイド曲線および前記ハイポトロコイド曲線の前記基礎円の直径を“Rbt”とし、前記インボリュート曲線の基礎円の直径を“Rbi”とし、前記インナーロータの回転中心に対する前記アウターロータの回転中心の偏心量を“e”としたときに、Rbi≦Rbtを満たすように構成されてもよい。すなわち、インボリュート曲線の基礎円の直径Rbiと、エピトロコイド曲線およびハイポトロコイド曲線の基礎円の直径Rbtと、偏心量eとがこのような関係を満たす場合、インボリュート曲線の基礎円の直径がインナーロータの歯底円の直径よりも大きくならないことから、この関係を満たす範囲でエピトロコイド曲線およびハイポトロコイド曲線の基礎円の直径Rbtを小さくしてインナーロータを小径化しても、上記中間部をインボリュート曲線により形成することが可能となる。 Further, the inner rotor has a diameter of the base circle of the epitrochoid curve and the hypotrochoid curve as “Rbt”, a diameter of the base circle of the involute curve as “Rbi”, and the rotation with respect to the rotation center of the inner rotor. When the eccentric amount of the rotation center of the outer rotor is “e”, it may be configured to satisfy Rbi ≦ Rbt. That is, when the diameter Rbi of the base circle of the involute curve, the diameter Rbt of the base circle of the epitrochoid curve and the hypotrochoid curve, and the eccentricity e satisfy such a relationship, the diameter of the base circle of the involute curve is equal to the inner rotor. Therefore, even if the inner rotor is made smaller by reducing the diameter Rbt of the basic circle of the epitrochoid curve and the hypotrochoid curve within the range satisfying this relationship, the intermediate portion is in an involute curve. Can be formed.
また、前記ギヤポンプは、前記外歯と前記内歯とにより画成される複数の歯間室のうちの前記インナーロータおよび前記アウターロータの回転に伴って膨張する歯間室と連通する1つの吸入ポートと、前記複数の歯間室のうちの前記インナーロータおよび前記アウターロータの回転に伴って収縮する歯間室と連通する2つの独立した吐出ポートとを更に備えてもよい。すなわち、本発明によれば、ギヤポンプの大型化およびインナーロータ等の歯数の減少を抑制しつつ歯丈を増加させて吐出性能を向上させると共に、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とのクリアランスを適正化することができるので、コンパクトで良好な吐出性能を有する2ポート式のギヤポンプを実現することが可能となる。 The gear pump communicates with an interdental chamber that expands with rotation of the inner rotor and the outer rotor among a plurality of interdental chambers defined by the external teeth and the internal teeth. You may further provide a port and two independent discharge ports connected with the interdental chamber shrink | contracted with rotation of the said inner rotor and the said outer rotor among these interdental chambers. That is, according to the present invention, while suppressing the increase in the size of the gear pump and the decrease in the number of teeth of the inner rotor, etc., the tooth height is increased to improve the discharge performance, and the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor Therefore, it is possible to realize a two-port gear pump that is compact and has good discharge performance.
更に、前記複数の内歯により画成される前記アウターロータの歯形は、前記インナーロータの回転中心に対する前記アウターロータの回転中心の偏心量を“e”とし、前記インナーロータの回転中心、前記アウターロータの回転中心、前記外歯の歯先および前記内歯の歯先が一直線上に位置する際の該外歯の歯先と該内歯の歯先とのクリアランスを“t”としたときに、前記インナーロータの回転中心を前記アウターロータの回転中心を中心とする直径2・e+tの円周上で所定角度ずつ公転させると共に、前記インナーロータの回転中心が所定角度だけ公転する際にインナーロータを前記所定角度および前記インナーロータの歯数に応じた回転角度だけ自転させることにより得られる複数の歯形線に対して描かれる包絡線に基づいて定められてもよい。これにより、上述のようなインナーロータと適正に噛合可能なアウターロータを容易に得ることが可能となる。
Further, the tooth profile of the outer rotor defined by the plurality of inner teeth is “e” as the amount of eccentricity of the rotation center of the outer rotor with respect to the rotation center of the inner rotor. When the clearance between the outer tooth tip and the inner tooth tip when the rotational center of the rotor, the tooth tip of the outer tooth and the tooth tip of the inner tooth are aligned is “t” The rotation center of the inner rotor is revolved by a predetermined angle on a circumference of
本発明によるインナーロータの製造方法は、
複数の外歯を有し、該外歯よりも多い複数の内歯を有するアウターロータに対して偏心するように配置されて該アウターロータと共にギヤポンプを構成するインナーロータの製造方法において、
前記外歯のそれぞれの少なくとも前記インナーロータの回転方向における前側に、描画点の半径よりも小さい半径を有する外転円を基礎円に外接させながら滑りなく転動させて得られるエピトロコイド曲線により歯先部を形成すると共に、描画点の半径よりも小さい半径を有する内転円を前記エピトロコイド曲線と共通の前記基礎円に内接させながら滑りなく転動させて得られるハイポトロコイド曲線により歯底部を形成し、かつ前記歯先部と前記歯底部との間に位置する中間部を任意の曲線により形成するものである。
The method for producing an inner rotor according to the present invention includes:
In the method of manufacturing an inner rotor that has a plurality of external teeth and is arranged to be eccentric with respect to the outer rotor having a plurality of internal teeth larger than the external teeth and constitutes a gear pump together with the outer rotor.
The tooth is formed by an epitrochoid curve obtained by rolling an abduction circle having a radius smaller than the radius of the drawing point on the front side of at least the inner rotor in the rotational direction of each of the outer teeth without slipping while circumscribing the base circle. A hypotrochoid curve obtained by rolling an inversion circle having a radius smaller than the drawing point radius while inscribed in the basic circle common to the epitrochoid curve and forming a tip portion without slipping And an intermediate portion located between the tooth tip portion and the tooth bottom portion is formed by an arbitrary curve.
この方法によれば、インナーロータの大型化および歯数の減少を抑制しつつ容易に歯丈を増加させてギヤポンプの吐出性能を向上させると共に、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とのクリアランスを適正化することが可能となる。 According to this method, while suppressing the enlargement of the inner rotor and the decrease in the number of teeth, the tooth height is easily increased to improve the discharge performance of the gear pump, and the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor It becomes possible to optimize the clearance.
図1は、本発明の一実施形態に係るギヤポンプ1を示す概略構成図である。同図に示すギヤポンプ1は、図示しない車両にオイルポンプとして搭載され、オイルパンに貯留されている作動油(ATF)を吸引して油圧制御装置(何れも図示省略)へと圧送するものである。ギヤポンプ1は、例えば自動変速機の変速機ケースに固定されるポンプボディと当該ポンプボディに締結されるポンプカバーとにより構成される図示しないポンプハウジング(何れも図示省略)と、当該ポンプハウジングにより画成されるギヤ収容室内にそれぞれ回転自在に配置されるインナーロータ(ドライブギヤ)2およびアウターロータ(ドリブンギヤ)3とを含む。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a gear pump 1 according to an embodiment of the present invention. A gear pump 1 shown in the figure is mounted as an oil pump on a vehicle (not shown), and sucks hydraulic oil (ATF) stored in an oil pan and pumps it to a hydraulic control device (both not shown). . The gear pump 1 includes, for example, a pump housing (not shown) configured by a pump body fixed to a transmission case of an automatic transmission and a pump cover fastened to the pump body. An inner rotor (drive gear) 2 and an outer rotor (driven gear) 3 that are rotatably arranged in the gear housing chamber.
インナーロータ2は、図示しない車両に搭載されたエンジンのクランクシャフト(何れも図示省略)に連結される回転軸4に固定され、当該回転軸4に付与される動力により回転駆動される。また、インナーロータ2の外周には、複数(本実施形態では、13歯)の外歯20が形成されている。一方、アウターロータ3の内周には、インナーロータ2の外歯20の総数よりも1つ多い数の内歯30が形成されている。アウターロータ3は、図1における下側に位置する複数の内歯30がインナーロータ2の対応する外歯20と噛合すると共に、インナーロータ2に対して偏心した状態で上記ギヤ収容室内に回転自在に配置される。更に、インナーロータ2とアウターロータ3との間には、複数の外歯20と複数の内歯30とにより複数の歯間室(ポンプ室)5が形成される。
The
これにより、回転軸4からの動力によりインナーロータ2が図1における矢印方向に回転すると、アウターロータ3は、複数の内歯30の一部が複数の外歯20の一部に噛合することで、インナーロータ2の回転中心2cから偏心量eだけ離間した回転中心3cの周りにインナーロータ2と共に同方向に回転する。インナーロータ2およびアウターロータ3の回転方向における上流側の領域(図1における主に右側半分の領域)では、インナーロータ2およびアウターロータ3の回転に伴って各歯間室5の容積が増加(膨張)する。また、インナーロータ2等の回転方向における下流側の領域(図1における主に左側半分の領域)では、インナーロータ2およびアウターロータ3の回転に伴って各歯間室5の容積が減少(収縮)する。
As a result, when the
そして、ギヤポンプ1の図示しないポンプハウジングには、外歯20と内歯30とにより画成される複数の歯間室5のうちのインナーロータ2およびアウターロータ3の回転に伴って膨張する歯間室5と連通(対向)するように略円弧状に延在する吸入ポート6と、複数の歯間室5のうちのインナーロータ2およびアウターロータ3の回転に伴って収縮する歯間室5と連通(対向)するように略円弧状に延在する吐出ポート7とが形成されている。なお、吸入ポート6および吐出ポート7は、インナーロータ2およびアウターロータ3の両側(ポンプボディおよびポンプカバーの双方)に形成されてもよく、インナーロータ2およびアウターロータ3の片側(ポンプボディおよびポンプカバーの一方)に形成されてもよい。また、吸入ポート6をインナーロータ2およびアウターロータ3の一方側に形成すると共に、吐出ポート7をインナーロータ2およびアウターロータ3の他方側に形成してもよい。
The pump housing (not shown) of the gear pump 1 has an interdental space that expands with the rotation of the
図2は、インナーロータ2の外歯20を示す概略構成図である。同図示すように、インナーロータ2の各外歯20は、歯先部21と、歯底部22と、歯先部21と歯底部22との間に位置する中間部23とを含む。歯先部21は、第1の描画点の半径rdeを外転円Coの半径reで除して得られるトロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線により凸曲面状に形成されており、外歯20の歯厚方向における中央に位置して当該凸曲面の頂部となる歯先21tを含む。また、歯底部22は、第2の描画点の半径rdhを内転円Ciの半径rhで除して得られるトロコイド係数が値1よりも大きいハイポトロコイド曲線により凹曲面状に形成されており、外歯20の歯厚方向における中央に位置して当該凹曲面の最深部となる歯底22bを含む。本実施形態において、インナーロータ2の各外歯20は、歯先部21の歯先21t(および歯底部22の歯底22b)と回転中心2cとを結ぶ線分に関して左右対称に形成される。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the
歯先部21を形成するエピトロコイド曲線は、図2に示すように、第1の描画点の半径rdeを第1の値Rde(一定値)に保つと共に当該第1の値Rdeよりも小さい半径reを有する外転円Coをインナーロータ2の回転中心2cと中心Oを共通にする基礎円BCtに外接させながら滑りなく転動させることにより得られる。また、歯底部22を形成するハイポトロコイド曲線は、歯先部21を形成するエピトロコイド曲線と基礎円BCtを共通にするものであり、図2に示すように、第2の描画点の半径rdhを第2の値Rdh(一定値)に保つと共に当該第2の値Rdhよりも小さい半径rhを有する内転円Ciを上記基礎円BCtに内接させながら滑りなく転動させることにより得られる。
As shown in FIG. 2, the epitrochoid curve forming the
ここで、トロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線やハイポトロコイド曲線は、図2において二点鎖線で示すように、描画点が基礎円BCt付近を移動する際に形成されるループ部を含む。従って、このようなエピトロコイド曲線やハイポトロコイド曲線は、一般にはギヤポンプにおける歯形として採用し難いものと考えられているが、本発明者らは、大型化および歯数の減少を抑制しつつ歯丈を高くしてギヤポンプの吐出性能を向上させるべく鋭意研究を行った結果、トロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線やハイポトロコイド曲線のループ部以外の部分が外歯20の歯先部21や歯底部22を形成するのに極めて有用であることを見出した。
Here, the epitrochoid curve or hypotrochoid curve having a trochoid coefficient larger than 1 includes a loop portion formed when the drawing point moves in the vicinity of the basic circle BCt, as shown by a two-dot chain line in FIG. . Therefore, it is considered that such epitrochoid curves and hypotrochoid curves are generally difficult to adopt as a tooth profile in a gear pump, but the present inventors have developed a tooth height while suppressing an increase in size and a decrease in the number of teeth. As a result of earnest research to improve the discharge performance of the gear pump by increasing the height of the gear teeth, the portion other than the epitrochoid curve and the hypotrochoid curve having a trochoid coefficient larger than 1 is the
すなわち、トロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線のループ部以外の部分と基礎円BCtの中心Oとの間の距離は、外転円の半径が同一であるエピサイクロイド曲線に比べて長くなる。また、トロコイド係数が値1よりも大きいハイポトロコイド曲線のループ部以外の部分と基礎円BCtの中心Oとの間の距離は、内転円の半径が同一であるハイポサイクロイド曲線に比べて短くなる。これらを踏まえて、本発明者らは、インナーロータ2の各外歯20の歯先部21をトロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線のループ部以外の部分により形成すると共に、歯底部22を当該エピトロコイド曲線と基礎円BCtを共通にすると共にトロコイド係数が値1よりも大きいハイポトロコイド曲線のループ以外の部分により形成することとした。これにより、外転円Coや内転円Ciの半径re,rh(∝基礎円BCtの半径/歯数)を小さく保ったまま第1および第2の描画点の半径rde,rdhすなわち第1および第2の値Rde,Rdhを大きくすることで、1つの基礎円BCtを用いて歯先部21および歯底部22の形状を定めると共に当該基礎円BCtすなわちインナーロータ2の外径を小さく保ったまま歯丈を容易に高くすることが可能となる。
That is, the distance between the portion other than the loop portion of the epitrochoid curve having a trochoidal coefficient larger than 1 and the center O of the basic circle BCt is longer than that of the epicycloid curve having the same radius of the abduction circle. . Further, the distance between the portion other than the loop portion of the hypotrochoid curve having a trochoid coefficient greater than 1 and the center O of the base circle BCt is shorter than that of the hypocycloid curve having the same radius of the inversion circle. . Based on these, the present inventors formed the
また、ギヤポンプ1のインナーロータ2において、歯先部21と歯底部22との間の中間部23は、上記エピトロコイド曲線およびハイポトロコイド曲線の基礎円BCtと中心Oを共通にする基礎円BCiを用いて得られるインボリュート曲線により形成される。中間部23は、滑らかな曲線(例えば円弧)により形成される境界部24を介して歯先部21に連続すると共に、滑らかな曲線(例えば円弧)により形成される境界部25を介して歯底部22に連続する。本実施形態において、中間部23を形成するインボリュート曲線の基礎円BCiの直径を“Rbi”とし、歯先部21を形成するエピトロコイド曲線および歯底部22を形成するハイポトロコイド曲線の基礎円BCtの直径を“Rbt”としたときに、基礎円BCtおよびBCiの直径Rbt,Rbiは、Rbi≦Rbtという関係を満たすように選択される。すなわち、インボリュート曲線の基礎円BCiの直径Rbiと、エピトロコイド曲線およびハイポトロコイド曲線の基礎円BCtの直径Rbtと、偏心量eとがこのような関係を満たす場合、インボリュート曲線の基礎円BCtの直径Rbiがインナーロータ2の歯底円の直径よりも大きくならないことから、この関係を満たす範囲でエピトロコイド曲線およびハイポトロコイド曲線の基礎円の直径Rbtを小さくしてインナーロータを小径化しても、中間部23をインボリュート曲線により形成することが可能となる。
Further, in the
更に、ギヤポンプ1のインナーロータ2では、歯先部21を形成するエピトロコイド曲線を描画するための第1の描画点の半径rdeすなわち第1の値Rdeと、歯底部22を形成するハイポトロコイド曲線を描画するための第2の描画点の半径rdhすなわち第2の値Rdhとが同一の値Rdに定められると共に、外転円Coの半径reと内転円Ciの半径rhとが同一の値Rに定められている。従って、インナーロータ2では、Rde=Rdh=Rd、re=rh=R、歯丈=Rde+re+Rdh+rh=2・eという関係が成立する。
Further, in the
一方、複数の内歯30により画成されるアウターロータ3の歯形(輪郭)は、図5に示すようにインナーロータ2の回転中心2cをアウターロータ3の回転中心3cを中心とする直径2・e+tの円周上で所定角度δずつ1周公転させると共に、回転中心2cが所定角度δだけ公転する際にインナーロータ2を回転角度δ/Nだけ自転させることにより得られる複数の歯形線(インナーロータ2の輪郭、図5における二点鎖線参照)に対して描かれる包絡線に基づいて定められる。ただし、“t”は、インナーロータ2の回転中心2c、アウターロータ3の回転中心3c、外歯20の歯先21tおよび内歯30の歯先が一直線上に位置する際の外歯20の歯先21tと内歯30の歯先とのクリアランス(チップクリアランス)であり、例えば、0.03〜0.07mm程度の値とされる。これにより、インナーロータ2と適正に噛合可能なアウターロータ3を容易に得ることが可能となる。なお、アウターロータ3の歯形(輪郭)は、上記包絡線自体であってもよく、当該包絡線よりも外側に位置するように定められてもよい。また、アウターロータ3の内歯は、インナーロータ2と概ね同一の形状を有する歯切工具を用いて創成されてもよい。
On the other hand, the tooth profile (contour) of the
上述のように、ギヤポンプ1のインナーロータ2では、基礎円BCを共通にするトロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線やハイポトロコイド曲線によりインナーロータ2の外歯20の歯先部21や歯底部22が形成される。そして、インナーロータ2では、歯先部21を形成するエピトロコイド曲線を描画するための第1の描画点の半径rde=Rdeと、歯底部22を形成するハイポトロコイド曲線を描画するための第2の描画点の半径rdh=Rdhとが一致させられると共に、外転円の半径reと内転円の半径rhとが一致させられ、Rde=Rdh=Rd、re=rh=R、およびRde+re+Rdh+rh=2・eという関係が成立する。
As described above, in the
すなわち、本発明者らは、インナーロータ2の外歯20とアウターロータ3の内歯30との歯先間のクリアランス(外歯20の歯先部21と内歯30の歯先部との間のクリアランス)が比較的小さく保たれる歯厚方向における範囲、すなわちシール幅をより適正に確保すべく更に研究を行った結果、外歯20の歯先部21および歯底部22を上述のようにして創成する場合には、Rde=Rdh=Rd、re=rh=R、かつRde+re+Rdh+rh=2・eを満たすようにすることで、インナーロータ2の外歯20とアウターロータ3の内歯30との歯先間のクリアランスをより広い範囲で概ね一定に保ち得ること、すなわちシール幅を拡げられることを見出した。図3に、ギヤポンプ1におけるインナーロータ2の回転中心2c周りの回転角度ωと外歯20と内歯30とのクリアランス(歯隙)との関係の一例を示す。
That is, the inventors of the present invention provide clearance between the tooth tips of the
図3は、インナーロータ2の歯底円の直径を例えば50〜60mmの範囲、アウターロータの歯底円の直径を例えば70〜75mmの範囲、偏心量eを例えば2.5〜3.5mmの範囲、Rde=Rdh=Rdを例えば1.5〜2mmの範囲、re=rh=Rを例えば1.0〜1.5mmの範囲内からそれぞれ選択したギヤポンプ1についての解析結果を示すものである。なお、図3におけるインナーロータ2の回転中心2c周りの回転角度ωは、図1においてインナーロータ2の回転中心2cとアウターロータ3の回転中心3cとを通る一点鎖線の図中下方に向かう方向を0(rad)として図1中反時計周りに測定される。また、外歯20と内歯30とのクリアランスは、図4に示すように互いに最近接した外歯20と内歯30との歯面に対する法線の方向において測定される最小間隔である。
3 shows that the diameter of the root circle of the
図3に示すように、Rde=Rdh=Rd、re=rh=R、かつRde+re+Rdh+rh=2・eを満たすインナーロータ2を含むギヤポンプ1では、同図におけるω=πすなわちギヤポンプ1における上死点を中心とした範囲A(例えば90°≦ω≦270°、吸入ポート6と吐出ポート7との間の領域を含む範囲)で外歯20と内歯30とのクリアランス、すなわちインナーロータ2の外歯20とアウターロータ3の内歯30との歯先間のクリアランスが概ね一定に保たれ、シール幅が良好に確保されている。そして、インナーロータ2の歯底円の直径を例えば50〜60mmの範囲、アウターロータの歯底円の直径を例えば70〜75mmの範囲、偏心量eを例えば2.5〜3.5mmの範囲、Rde=Rdh=Rdを例えば1.5〜2mmの範囲、re=rh=Rを例えば1.0〜1.5mmの範囲内で変化させて得られた複数の解析結果は、何れも図3と同様の特性を示した。
As shown in FIG. 3, in the gear pump 1 including the
これにより、上述のギヤポンプ1では、エピトロコイド曲線により形成される外歯20の歯先部21、およびアウターロータ3の内歯30の歯先部を規定するハイポトロコイド曲線により形成される外歯20の歯底部22の歯厚方向における寸法、すなわち歯先部21(エピトロコイド曲線)や歯底部22(ハイポトロコイド曲線)を創成するための外転円Coや内転円Ciの回転角度の範囲を調整することにより、インナーロータ2の外歯20とアウターロータ3の内歯30との歯先間のクリアランスを容易に調整し得ることが理解されよう。従って、ギヤポンプ1では、外歯20と内歯30との歯先間のクリアランスを小さくしてシール性を確保することによる容積効率の向上と、外歯20と内歯30とのクリアランスをある程度確保することによるキャビテーションの発生の抑制とを容易に両立させることが可能となる。
Thereby, in the gear pump 1 described above, the
また、本発明者らの研究の結果、Rde=Rdh=Rd、re=rh=R、かつRde+re+Rdh+rh=2・eを満たすインナーロータ2を含むギヤポンプ1では、エピトロコイド曲線およびハイポトロコイド曲線の描画点の半径Rdを外転円Coおよび内転円Ciの半径Rの2.5倍以下(Rd≦2.5・R)、より好ましくは1.5〜2.0倍(1.5・R≦Rd≦2.0・R)とすることで、インナーロータ2の外歯20とアウターロータ3の内歯30との歯先間のクリアランスを実用上充分に広い範囲(シール幅)で概ね一定に保ち得ることが判明した。更に、本発明者らの解析の結果、上述のように基礎円BCを共通にするトロコイド係数が値1よりも大きいエピトロコイド曲線やハイポトロコイド曲線によりインナーロータ2の外歯20の歯先部21や歯底部22を形成すれば、上記第1および第2の値Rde,Rdhを完全に一致させず、かつ外転円Coの半径reと内転円Ciの半径rhとを完全に一致させなくても、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯との歯先間のクリアランスが比較的小さく保たれる歯厚方向における範囲、すなわちシール幅を良好に維持し得ることも確認された。
Further, as a result of the study by the present inventors, in the gear pump 1 including the
以上説明したように、ギヤポンプ1では、1つの基礎円BCを用いてインナーロータ2の外歯20の歯先部21および歯底部22の形状を定めると共に当該基礎円BC(インナーロータの外径)を小さく保ったまま歯丈を容易に高くすることが可能であり、かつインナーロータ2の外歯20とアウターロータ3の内歯30との歯先間のクリアランスが比較的小さく保たれる歯厚方向における範囲、すなわちシール幅を良好に維持することができる。従って、ギヤポンプ1では、大型化および歯数の減少を抑制しつつ、容易に歯丈を増加させて吐出性能を向上させると共に、インナーロータ2の外歯20とアウターロータ3の内歯30とのクリアランスを適正化することが可能となる。
As described above, in the gear pump 1, the shape of the
また、上記インナーロータ2のように、歯先部21と歯底部22との間に位置する中間部23をインボリュート曲線により形成すれば、インナーロータ2の外歯20とアウターロータ3の内歯30とをよりスムースに噛み合わせると共にインナーロータ2とアウターロータ3との速度比を一定にすることが可能となる。ただし、歯先部21と歯底部22との間に位置する中間部23は、例えばn次関数(ただし、“n”は値1以上の整数である。)、任意の多項式、三角関数、緩和曲線といったインボリュート曲線以外の曲線により形成されてもよいことはいうまでもない。
Further, like the
更に、上述のギヤポンプ1では、インナーロータ2の各外歯20が歯先部21の歯先21tと回転中心2cとを結ぶ線分に関して対称に形成され、同様にアウターロータ3の各内歯30も歯先部の歯先と回転中心3cとを結ぶ線分に関して対称に形成されることになるが、これに限られるものではない。すなわち、インナーロータ2の各外歯20は、歯先部21の歯先21t(および歯底部22の歯底22b)と回転中心2cとを結ぶ線分に関して非対称に形成されてもよく、アウターロータ3の各内歯30も歯先部の歯先(および歯底部の歯底)と回転中心3cとを結ぶ線分に関して非対称に形成されてもよい。この場合には、各外歯20のインナーロータ2の回転方向における前側(図2のおける外歯20の左側半分)の歯先部21、中間部23および歯底部22を上述のように創成した上で、アウターロータ3の内歯30を上述のようにして創成すればよい。また、外歯20の中間部23をインボリュート曲線により形成する場合には、各外歯20のインナーロータ2の回転方向における前側と後側とで中間部23(インボリュート曲線)における圧力角を変えてもよい。これにより、インナーロータ2とアウターロータ3とのクリアランスを調整することができる。
Furthermore, in the gear pump 1 described above, each
図6は、本発明の他の変形態様に係るギヤポンプ1Bを示す概略構成図である。同図に示すギヤポンプ1Bは、外歯20と内歯30とにより画成される複数の歯間室5のうちのインナーロータ2およびアウターロータ3の回転に伴って膨張する歯間室5と連通(対向)する1つの吸入ポート6と、複数の歯間室5のうちのインナーロータ2およびアウターロータ3の回転に伴って収縮する歯間室5と連通(対向)する2つの独立した吐出ポート7a,7bを備えるものである。すなわち、本発明によれば、大型化およびインナーロータ2等の歯数の減少を抑制しつつ歯丈を増加させて吐出性能を向上させると共に、インナーロータ2の外歯20とアウターロータ3の内歯30とのクリアランスを適正化することができるので、コンパクトで良好な吐出性能を有する2ポート式のギヤポンプ1Bを容易に実現することが可能となる。なお、図6に示すギヤポンプ1Bにおいて、インナーロータ2の各外歯20やアウターロータ3の各内歯30が歯先部の歯先と回転中心2cまたは3cとを結ぶ線分に関して非対称に形成されてもよい。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。また、上記実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一形態であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、上記実施形態はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. . In addition, the correspondence between the main elements of the above embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is described in the column of means for solving the problem by the embodiment. Since the embodiment for carrying out the invention is an embodiment for specifically explaining the invention, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the above embodiment is merely a specific form of the invention described in the section for solving the problem, and the interpretation of the invention described in the section for solving the problem is This should be done based on the description in the column.
本発明は、ギヤポンプの製造産業において利用可能である。 The present invention can be used in the gear pump manufacturing industry.
1,1B ギヤポンプ、2 インナーロータ、2c,3c 回転中心、3 アウターロータ、4 回転軸、5 歯間室、6 吸入ポート、7,7a,7b 吐出ポート、20 外歯、21 歯先部、21t 歯先、22 歯底部、22b 歯底、23 中間部、24,25 境界部、30 内歯。 1,1B Gear pump, 2 Inner rotor, 2c, 3c Center of rotation, 3 Outer rotor, 4 Rotating shaft, 5 Interdental chamber, 6 Suction port, 7, 7a, 7b Discharge port, 20 External teeth, 21 Tooth tip, 21t Tooth tip, 22 Tooth bottom portion, 22b Tooth bottom, 23 Intermediate portion, 24, 25 Boundary portion, 30 Internal teeth.
Claims (8)
前記インナーロータの前記外歯のそれぞれは、少なくとも該インナーロータの回転方向における前側に、描画点の半径よりも小さい半径を有する外転円を基礎円に外接させながら滑りなく転動させて得られるエピトロコイド曲線により形成された歯先部と、描画点の半径よりも小さい半径を有する内転円を前記エピトロコイド曲線と共通の前記基礎円に内接させながら滑りなく転動させて得られるハイポトロコイド曲線により形成された歯底部と、任意の曲線により形成されると共に前記歯先部と前記歯底部との間に位置する中間部とを含むことを特徴とするギヤポンプ。 In a gear pump comprising an inner rotor having a plurality of external teeth, and an outer rotor having a plurality of internal teeth larger than the outer teeth of the inner rotor and arranged to be eccentric with respect to the inner rotor,
Each of the outer teeth of the inner rotor is obtained by rolling at least on the front side in the rotational direction of the inner rotor without slipping while making an outer circle having a radius smaller than the radius of the drawing point circumscribe the base circle. Hypothesis obtained by rolling a tooth tip formed by an epitrochoid curve and an inversion circle having a radius smaller than the radius of the drawing point without slipping while inscribed in the base circle common to the epitrochoid curve A gear pump comprising: a tooth bottom portion formed by a trochoid curve; and an intermediate portion formed by an arbitrary curve and positioned between the tooth tip portion and the tooth bottom portion.
前記インナーロータは、前記エピトロコイド曲線の前記描画点の半径と前記外転円の半径とをそれぞれ“rde”,“re”とし、前記ハイポトロコイド曲線の前記描画点の半径と前記内転円の半径とをそれぞれ“rdh”,“rh”としたときに、
rde=rdh=Rd、re=rh=R
を満たすように構成されることを特徴とするギヤポンプ。 The gear pump according to claim 1, wherein
The inner rotor has a radius of the drawing point of the epitrochoid curve and a radius of the abduction circle of “rde” and “re”, respectively, and the radius of the drawing point of the hypotrochoid curve and the radius of the inversion circle When the radius is “rdh” and “rh” respectively,
rde = rdh = Rd, re = rh = R
A gear pump characterized by being configured to satisfy.
前記インナーロータは、
Rd≦2.5・R
を満たすように構成されることを特徴とするギヤポンプ。 The gear pump according to claim 2,
The inner rotor is
Rd ≦ 2.5 ・ R
A gear pump characterized by being configured to satisfy.
前記中間部は、インボリュート曲線により形成されることを特徴とするギヤポンプ。 The gear pump according to any one of claims 1 to 3,
The intermediate portion is formed by an involute curve.
前記インナーロータは、前記エピトロコイド曲線および前記ハイポトロコイド曲線の前記基礎円の直径を“Rbt”とし、前記インボリュート曲線の基礎円の直径を“Rbi”とし、前記インナーロータの回転中心に対する前記アウターロータの回転中心の偏心量を“e”としたときに、
Rbi≦Rbt
を満たすように構成されることを特徴とするギヤポンプ。 The gear pump according to claim 4,
In the inner rotor, the diameter of the foundation circle of the epitrochoid curve and the hypotrochoid curve is “Rbt”, the diameter of the foundation circle of the involute curve is “Rbi”, and the outer rotor with respect to the rotation center of the inner rotor When the amount of eccentricity at the center of rotation is “e”,
Rbi ≦ Rbt
A gear pump characterized by being configured to satisfy.
前記外歯と前記内歯とにより画成される複数の歯間室のうちの前記インナーロータおよび前記アウターロータの回転に伴って膨張する歯間室と連通する1つの吸入ポートと、
前記複数の歯間室のうちの前記インナーロータおよび前記アウターロータの回転に伴って収縮する歯間室と連通する2つの独立した吐出ポートと、
を更に備えることを特徴とするギヤポンプ。 In the gear pump according to any one of claims 1 to 5,
One suction port communicating with an interdental chamber that expands as the inner rotor and the outer rotor rotate among a plurality of interdental chambers defined by the external teeth and the internal teeth;
Two independent discharge ports communicating with the interdental chamber that contracts with rotation of the inner rotor and the outer rotor of the plurality of interdental chambers;
A gear pump further comprising:
前記複数の内歯により画成される前記アウターロータの歯形は、前記インナーロータの回転中心に対する前記アウターロータの回転中心の偏心量を“e”とし、前記インナーロータの回転中心、前記アウターロータの回転中心、前記外歯の歯先および前記内歯の歯先が一直線上に位置する際の該外歯の歯先と該内歯の歯先とのクリアランスを“t”としたときに、前記インナーロータの回転中心を前記アウターロータの回転中心を中心とする直径2・e+tの円周上で所定角度ずつ公転させると共に、前記インナーロータの回転中心が所定角度だけ公転する際にインナーロータ2を前記所定角度および前記インナーロータの歯数に応じた回転角度だけ自転させることにより得られる複数の歯形線に対して描かれる包絡線に基づいて定められることを特徴とするギヤポンプ。 The gear pump according to any one of claims 1 to 6,
The tooth profile of the outer rotor defined by the plurality of internal teeth is “e” as the amount of eccentricity of the rotation center of the outer rotor with respect to the rotation center of the inner rotor, and the rotation center of the inner rotor and the outer rotor When the clearance between the tooth tip of the external tooth and the tooth tip of the internal tooth when the rotational center, the tooth tip of the external tooth and the tooth tip of the internal tooth are positioned in a straight line is “t”, The rotation center of the inner rotor is revolved by a predetermined angle on a circumference of a diameter of 2 · e + t centered on the rotation center of the outer rotor, and the inner rotor 2 is moved when the rotation center of the inner rotor revolves by a predetermined angle. It is determined based on an envelope drawn with respect to a plurality of tooth profile lines obtained by rotating by the predetermined angle and a rotation angle corresponding to the number of teeth of the inner rotor. Gear pump, wherein the door.
前記外歯のそれぞれの少なくとも前記インナーロータの回転方向における前側に、描画点の半径よりも小さい半径を有する外転円を基礎円に外接させながら滑りなく転動させて得られるエピトロコイド曲線により歯先部を形成すると共に、描画点の半径よりも小さい半径を有する内転円を前記エピトロコイド曲線と共通の前記基礎円に内接させながら滑りなく転動させて得られるハイポトロコイド曲線により歯底部を形成し、かつ前記歯先部と前記歯底部との間に位置する中間部を任意の曲線により形成することを特徴とするインナーロータの製造方法。 In the method of manufacturing an inner rotor that has a plurality of external teeth and is arranged to be eccentric with respect to the outer rotor having a plurality of internal teeth larger than the external teeth and constitutes a gear pump together with the outer rotor.
The tooth is formed by an epitrochoid curve obtained by rolling an abduction circle having a radius smaller than the radius of the drawing point on the front side of at least the inner rotor in the rotational direction of each of the outer teeth without slipping while circumscribing the base circle. A hypotrochoid curve obtained by rolling an inversion circle having a radius smaller than the drawing point radius while inscribed in the basic circle common to the epitrochoid curve and forming a tip portion without slipping And an intermediate portion located between the tooth tip portion and the tooth bottom portion is formed by an arbitrary curve.
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