JP2842450B2 - 内接型ギヤモータ - Google Patents

内接型ギヤモータ

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JP2842450B2 JP10394690A JP10394690A JP2842450B2 JP 2842450 B2 JP2842450 B2 JP 2842450B2 JP 10394690 A JP10394690 A JP 10394690A JP 10394690 A JP10394690 A JP 10394690A JP 2842450 B2 JP2842450 B2 JP 2842450B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、インナロータとアウタロータとで形成され
る歯間室の容積変化に伴って出力軸を回転させる内接型
ギヤモータに関する。
[従来の技術] この内接型ギヤモータは、第9図に示すように、ケー
シング(図示しない)に回転自在に保持されたアウタロ
ータ100と、このアウタロータ100に内接するインナロー
タ101とを備え、ケーシングには、アウタロータ100の内
歯とインナロータ101の外歯とで形成される歯間室102に
作動流体を導く吸入ポート103および歯間室102より作動
流体が流出する吐出ポート104が形成されている(特開
昭61−8485号参照)。
吸入ポート103および吐出ポート104は、それぞれイン
ナロータ101の歯底円を内周縁とし、アウタロータ100歯
底円を外周縁として、歯間室102の回転方向に沿って形
成されている。
吐出ポート104は、歯間室102の流体の閉じ込み不良を
なくすため、始端縁の形状が、歯間室102の最大容積時
に形成される内歯と外歯の歯形に沿った形状とされてい
る。
[発明が解決しようとする課題] ところが、吐出ポート104の始端縁を上述のような形
状とすると、加工精度や組付け精度などの影響を受けて
吐出ポート104の始端部が相対的に吸入ポート103側に近
寄った場合には、歯間室102が吐出ポート104に通じた時
に、歯間室102の先端部より徐々に流体の通路面積が拡
大することになる。この場合、最初は流体の通路面積が
微少なため、歯間室102より吐出ポート104に流出する流
体の流速が早くなり、歯間室102の高圧流体は一気に低
圧室側である吐出ポート104に流れ込む。
この結果、急激な圧力降下によって流体中キャビテー
ションが発生し、第10図の測定グラフに示すように、騒
音や異音を生じさせる。
なお、第10図の測定グラフは、歯間室102の流体が微
少な通路を通って吐出ポート104に流れ込む際の、歯間
室102の圧力脈動と騒音のデータを示すもので、モータ
回転数N:2000rpm、吸入側と吐出側との圧力差ΔP:47.0K
gf/cm2、流体(油)温度:80℃の試験条件の下で測定し
た。
この測定グラフより、歯間室102の圧力が高圧から低
圧に低下する際に急激に降下しているのが分かる。そし
て、急激な圧力降下後、負圧になっている時間が長く、
この時の音圧レベルが高くなり、騒音が大きくなる。
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目
的は、キャビテーションの発生を防止して、騒音や異音
を低減することのできる内接型ギヤモータを提供するこ
とにある。
[課題を解決するための手段] (請求項1の手段) 複数の内歯を有するアウタロータと、このアウタロー
タの内歯より1枚少ない外歯を有し、前記アウタロータ
に内接されたインナロータと、前記内歯と前記外歯との
間に形成される歯間室に流体を導く吸入ポートと、前記
歯間室の流体が流出する吐出ポートと、この吐出ポート
に連通して、前記吐出ポートの始端縁より反回転方向に
向かって延設された小ポートとを有し、 前記吐出ポートは、前記歯間室が略最大容積となった
時の前記歯間室の回転方向先端部より回転方向に若干ず
れた位置に前記始端縁が設けられ、前記小ポートは、略
最大容積となった時の前記歯間室と連通し、且つ前記小
ポートの始端縁が、前記歯間室が略最大容積となった時
の前記内歯と前記外歯の歯形に沿った形状に設けられて
いることを技術的手段とする。
(請求項2の手段) 前記小ポートは、前記吐出ポートより浅く形成されて
いることを技術的手段とする。
[作用および発明の効果] 上記構成よりなる本発明は、吸入ポートより歯間室に
流体が導入され、その流体圧力を受けることで、歯間室
の容積変化を伴いながらアウタロータとインナロータと
が回転する。
歯間室は、略最大容積となった時に小ポートに連通す
ることで、歯間室に閉じ込められている流体が小ポート
に流れ込む。この時、吐出ポートは、その始端縁が略最
大容積となった時の歯間室の回転方向先端部より回転方
向に若干ずれた位置に設けられているため、小ポートよ
り先に歯間室に連通することはない。これにより、吐出
ポートの始端縁の位置をラフに設定することができる。
一方、小ポートの始端縁は、歯間室が略最大容積とな
った時の内歯と外歯の歯形に沿った形状に設けられてい
るため、歯間室が小ポートに連通する時は、歯間室の縁
部全体が小ポートに連通する。これに対し、歯間室の回
転方向先端部が吐出ポートに連通する時は、歯間室の先
端部のみが小ポートに連通する。これにより、歯間室の
回転方向先端部が吐出ポートに連通する時より歯間室の
縁部全体が小ポートに連通する時の方が、その連通面積
を大きく確保できる。
従って、歯間室の回転方向先端部が吐出ポートに連通
して歯間室の流体が吐出ポートに流れ込む時より、歯間
室の縁部全体が小ポートに連通して歯間室の流体が小ポ
ートに流れ込む時の方が、より多くの流体が流れること
になり、且つ歯間室の流体が小ポートに流れ込む際の流
速の方が、歯間室の先端部から吐出ポートへ流れ込む際
の流速より遅くなる。この結果、歯間室の急激な圧力降
下を防ぐことができ、キャビテーションの発生が抑えら
れて、騒音や異音を低減することができる。
また、加工精度や組付け精度等の影響により小ポート
の位置がずれて、歯間室を通じて吸入ポートと小ポート
とが連通した場合でも、小ポートを吐出ポートより浅く
形成することにより、内部漏れによる性能低下を小さく
抑えることができる。これにより、小ポートの加工精度
もラフに設定できる。
[実施例] 次に、本発明の内接型ギヤモータを図面に示す一実施
例に基づき説明する。
第1図は内接型ギヤモータの部分断面図、第2図は第
1図のA−A断面図である。
本実施例の内接型ギヤモータ1は、トロコイド曲線に
よって形成されたインターナルギヤ(アウタロータ)2
とアウトプットギヤ(インナロータ)3により構成され
る。
インターナルギヤ2は、内周面に複数の内歯を有し、
ハウジング4に形成された円形中空部(第2図参照)5
に嵌め合わされて回転自在に保持されている。
アウトプットギヤ3は、その外周面に、インターナル
ギヤ2の内歯より1枚少ない外歯を有し、その外歯がイ
ンターナルギヤ2の内歯に噛み合わされて、インターナ
ルギヤ2に内接されている。
アウトプットギヤ3の中央部には、アウトプットギヤ
とスプラインで結合された出力軸6が貫通され、アウト
プットギヤ3の回転に伴って出力軸6が一体に回転する
ように設けられている。
ハウジング4に保持されたインターナルギヤ2は、出
力軸6を中心に回転するアウトプットギヤ3に対して、
偏心量eを有して回転するように設けられている。
出力軸6は、第2図に示すように、本発明のケーシン
グを構成するハウジング4とカバー7によって回転自在
に支持され、アウトプットギヤ3の両側に配設されたス
ラストワッシャ8、9により軸方向の動きが規制されて
いる。出力軸6のハウジング4側外周には、ハウジング
4との間をシールするオイルシール10が装着され、この
オイルシール10が、スナップリング11により保持されて
いる。
ハウジング4とカバー7とは、Oリング12を介して向
かい合い、複数のボルト13によって締結されている。
このハウジング4とカバー7には、インターナルギヤ
2とアウトプットギヤ3とで形成される歯間室14に流体
を導く吸入ポート15と、歯間室14の流体が流出する吐出
ポート16が形成されている。この吸入ポート15および吐
出ポート16は、それぞれアウトプットギヤ3の歯底円を
内周縁とし、インターナルギヤ2の歯底円を外周縁とし
て、各歯間室14の周方向に沿って形成されている。
また、カバー7には、吸入ポート15に連通する入口通
路17と、吐出ポート16に連通する出口通路18とが形成さ
れている。
この内接型ギヤモータ1は、入口通路17より吸入ポー
ト15に導かれた流体が、吸入ポート15に連通する歯間室
14に流入し、その流体の圧力を受けてインターナルギヤ
2およびアウトプットギヤ3が回転することにより、出
力軸6に回転駆動力が発生する。
歯間室14は、インターナルギヤ2およびアウトプット
ギヤ3の回転に応じて容積変化を伴いながら周方向に移
動し、吐出ポート16に連通することで、歯間室14の流体
が吐出ポート16に流れ込み、出口通路18より流出する。
吐出ポート16の始端縁(第3図に符号cで示す線)
は、歯間室14が略最大容積となった時の歯間室14の回転
方向先端部より回転方向(図1の反時計回転方向)に若
干ずれた位置に設けられている。また、吐出ポート16に
は、その始端縁cから反回転方向に向かって延びる2つ
の小ポート19、20が連通している。第3図に小ポート1
9、20の拡大図を示す。
小ポート19は、吐出ポート16の外周縁に沿って形成さ
れ、小ポート20は、吐出ポート16の内周縁に沿って形成
されている。
この小ポート19、20は、歯間室14が略最大容積となっ
た時に、その歯間室14と連通し、且つ各小ポート19、20
の始端縁(第3図に符号a及び、bで示す線)が、略最
大容積となった時の歯間室14を形成するインターナルギ
ヤ2とアウトプットギヤ3の歯形と略一致するように形
成されている。また、小ポート19と小ポート20との間
は、吐出ポート16の始端縁cまで窪んで形成されてい
る。この窪んだ部分(仕切部21と呼ぶ)を形成する(残
す)ことにより、歯間室14が小ポート19、20に連通した
時点で歯間室14の回転方向先端部をシールすることがで
きる。
これにより、小ポート19、20は、歯間室14の回転方向
先端部が吐出ポート16に連通する前に歯間室14に連通す
ることができ、且つ歯間室14が小ポート19、20に連通す
る時は、歯間室14の縁部全体が小ポート19、20に連通す
ることから、歯間室14の回転方向先端部が吐出ポート16
に連通する時より歯間室14の縁部全体が小ポート19、20
に連通する時の方が、その連通面積を大きく確保でき
る。
次に、本実施例の作動を第4図ないし第7図を基に説
明する。
吸入ポート15より歯間室14に流入する流体の圧力を受
けてインターナルギヤ2およびアウトプットギヤ3が回
転することにより、歯間室14が容積変化を伴いながら周
方向に移動する。
歯間室14の容積が略最大となった時、歯間室14は小ポ
ート19、20の始端縁a、bに一致する。
歯間室14の移動が進むと、歯間室14が小ポート19、20
と連通し、歯間室14に閉じ込められている流体が小ポー
ト19、20に流れ込む。この時、吐出ポート16は、その始
端縁cが略最大容積となった時の歯間室14の回転方向先
端部より回転方向に若干ずれた位置に設けられているた
め、小ポート19、20より先に歯間室14に連通することは
ない。即ち、歯間室14の回転方向先端部は、依然、仕切
部21によってシールされている(第6図参照)。
その後、さらに歯間室14の移動が進むことにより、歯
間室14の回転方向先端部が吐出ポート16に連通する(第
7図参照)。
ここで、小ポート19、20の始端縁a、bは、歯間室14
が略最大容積となった時のインターナルギヤ2とアウト
プットギヤ3の歯形と一致した形状に設けられているた
め、歯間室14が小ポート19、20に連通する時は、歯間室
14の縁部全体が小ポート19、20に連通する。これに対
し、歯間室14の回転方向先端部が吐出ポート16に連通す
る時は、歯間室14の先端部のみが小ポート19、20に連通
する。これにより、歯間室14の回転方向先端部が吐出ポ
ート16に連通する時より歯間室14の縁部全体が小ポート
19、20に連通する時の方が、その連通面積を大きく確保
できる。従って、歯間室12の回転方向先端部が吐出ポー
ト16に連通して歯間室14の流体が吐出ポート16に流れ込
む時より、歯間室14の縁部全体が小ポート19、20に連通
して歯間室14の流体が小ポート19、20に流れ込む時の方
が、より多くの流体が流れることになり、且つ歯間室14
の流体が小ポート19、20に流れ込む際の流速の方が、歯
間室14の先端部から吐出ポート16へ流れ込む際の流速よ
り遅くなる。この結果、歯間室14の急激な圧力降下を防
ぐことができる。
ここで、以下の試験条件の下で測定した歯間室14の圧
力脈動と音圧レベルとの関係を第8図に示す。
モータ回転数N:2000rpm 吸入側と吐出側との圧力差ΔP:47.0Kgf/cm2 流体(油)温度:80℃ この第8図のグラフでは、歯間室14内の流体が流出す
ることよる圧力降下が、従来の場合(第10図参照)に比
較して緩やかであり、負圧の発生時間も短くなってい
る。これに伴い、騒音を示す音圧レベルも低減されてい
る。
このように、本実施例の内接型ギヤモータ1では、歯
間室14より流出する流体の流速を遅くして、歯間室14の
急激な圧力降下を防止することにより、流体中に生じる
キャビテーションを軽減することができ、その結果、第
8図にも示したように、騒音、異音を低減することがで
きる。
また、加工精度や組付け精度等の影響により小ポート
19、20の位置がずれて、歯間室14を通じて吸入ポートと
小ポート19、20とが連通した場合でも、小ポート19、20
を吐出ポート16より浅く形成することにより、内部漏れ
による性能低下を小さく抑えることができる。これによ
り、小ポート19、20の加工精度もラフに設定できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第8図は本発明の第1実施例を示すもの
で、第1図は内接型ギヤモータの部分断面図、第2図は
第1図のA−A断面図、第3図は小ポートの拡大図、第
4図ないし第7図は本実施例の作動説明図、第8図は圧
力脈動と音圧レベルの測定グラフ、第9図および第10図
は従来技術を説明するもので、第9図は内接型ギヤモー
タの要部正面図、第10図は圧力脈動と音圧レベルの測定
グラフである。 図中 1……内接型ギヤモータ 2……インターナルギヤ(アウタロータ) 3……アウトプットギヤ(インナロータ) 4……ハウジング(ケーシング) 6……出力軸 7……カバー(ケーシング) 14……歯間室 15……吸入ポート 16……吐出ポート 19、20……小ポート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜本 徹 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−135760(JP,A) 特開 昭54−162040(JP,A) 実開 昭53−22102(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F03C 2/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の内歯を有するアウタロータと、 このアウタロータの内歯より1枚少ない外歯を有し、前
    記アウタロータに内接されたインナロータと、 前記内歯と前記外歯との間に形成される歯間室に流体を
    導く吸入ポートと、 前記歯間室の流体が流出する吐出ポートと、 この吐出ポートに連通して、前記吐出ポートの始端縁よ
    り反回転方向に向かって延設された小ポートとを有し、 前記吐出ポートは、前記歯間室が略最大容積となった時
    の前記歯間室の回転方向先端部より回転方向に若干ずれ
    た位置に前記始端縁が設けられ、 前記小ポートは、略最大容積となった時の前記歯間室と
    連通し、且つ前記小ポートの始端縁が、前記歯間室が略
    最大容積となった時の前記内歯と前記外歯の歯形に沿っ
    た形状に設けられていることを特徴とする内接型ギヤモ
    ータ。
  2. 【請求項2】前記小ポートは、前記吐出ポートより浅く
    形成されていることを特徴とする請求項1に記載した内
    接型ギヤモータ。
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