JP3183180B2 - 内接歯車式ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内歯歯車と外歯歯
車とが互いに噛合して回転し流体を送出する内接歯車式
ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内接内歯式ポンプには、内歯歯車
と外歯歯車との間に三日月形のクレセントを配置したタ
イプと、クレセントを有しないタイプとがある。前者の
タイプは、両歯車の歯先が上記クレセントの内周及び外
周と摺動しつつ回転することにより流体を搬送するもの
である。後者のタイプは、両歯車が最も深く噛み合う部
分の反対側において両歯車の歯先同士が互いに摺動して
回転し、両歯車間の流体を搬送するものである。何れの
タイプにおいても、ポンプの吐出能力を高くするために
は各歯の歯丈を大きくとること、ポンプの吐出脈動を抑
えるためには歯数を多くすること、ポンプの耐久性を確
保するためには両歯車の噛合率を高め滑り率を小さくす
ること、騒音を抑えるためにはキャピテーションを抑え
ること等が要求されている。特にクレセントを有しない
後者のタイプのものは、両歯車間での流体の漏れを少な
くすることが重要なポイントとなる。この後者のタイプ
に属する技術として例えば特願昭５６−１０６３２１号
（特願昭５７−７９２９０号）がある。この発明は、
「イートンポンプ」と称されるポンプの特に歯形状を改
良したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特願昭５６−１０６３
２１号における歯車では、高い歯丈を確保しかつ歯数を
多くとるため、外歯歯車のピッチ円を歯丈中心から遠ざ
けてその歯先円と一致させている。また、両歯車の製造
に際しては、十分な噛合を確保するため外歯歯車を内歯
で創成して形成するようにしている。しかし外歯歯車を
内歯で創成すると図５に示すように、外歯７ａの歯先７
ｂが内歯歯車５形状のカッタの切削刃１４と干渉して縦
ハッチングで示すようにその両端が削られてしまう。こ
のため、外歯と内歯との噛合部（接触部）が外歯歯面の
歯元側と内歯歯面の歯末側との接触部分のみとなり、歯
先を通るピッチ円から遠ざかる結果となる。このように
噛合部がピッチ円から遠ざかると両歯車間の滑り率がそ
の分増大して耐久性が悪くなるため、上記ピッチ円の位
置が限定され、結果的に歯丈及び歯数が限定されてしま
うという問題点が生じる。

【０００４】ピッチ円の径を小径に設定すれば、滑り率
を下げられて歯車の耐久性を向上させることはできる
が、このように歯数を変えずにピッチ円を小さく設定す
ると、モジュールが小さくなるので歯丈が低くなりポン
プの吐出能力が低下する。一般にピッチ円は、歯丈に相
当するモジュールと歯数とによって決められるので、ポ
ンプの吐出能力を変えずにピッチ円の小径化を図ると各
歯車の歯数が減ることになる。歯数の低下は、歯車にお
ける歯部のピッチ（１つの歯の角度）の増大となるの
で、噛合率が下がって歯車の回転変動が大きくなり滑ら
からな噛合が難しくなり、また、吐出脈動の増大にもつ
ながるという問題を生ずる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、外歯歯車と内
歯歯車との噛合部における滑り率を小さくしながらも、
歯数の低下を抑えて滑らかな噛合を可能とする内接歯車
式ポンプを提供するために、外歯歯車の外歯の歯先を該
外歯歯車のピッチ円より歯車中心側に設定すると共に、
上記内歯歯車の内歯の歯形を上記外歯の歯型のカッタに
より創成創成し、内歯歯車の歯先側の両端を削った歯面
形状とするとともに、両歯車の噛み合い部が外歯歯車の
歯末側としたことを特徴としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明は、ハウジング内に回転自
在に装着された内歯歯車内に対し偏心して配置され回転
駆動される外歯歯車を有し、内歯歯車及び外歯歯車を互
いに噛合して回転させて流体を送出する内接歯車式ポン
プに適用する。外歯歯車の外歯の歯先は、同外歯歯車の
ピッチ円より歯車中心側に設定し、内歯歯車の内歯の歯
形をこの外歯の歯型に形成されたカッタを用いて創成し
た歯面形状とする。

【０００７】このような外歯歯車の外歯を用いて内歯歯
車の内歯を形成すると、外歯と内歯との干渉部がピッチ
円から離れた部位となり、両歯車の噛合部がピッチ円に
近い側つまり外歯歯面の歯末側と内歯歯面の歯元側との
接触部分となり、滑り率が小さくなって耐久性が良くな
る。

【０００８】両歯車の噛合部がピッチ円に近くなると、
滑り率との関係を考慮しなからピッチ円の径を大きくす
ることが可能となり、歯丈を高くしたり、歯丈を高くし
ない場合には、内歯や外歯の歯数を増やすことができ
る。このことは、１歯当りのピッチ角度が狭くなって回
転変動誤差が少なくなり内歯及び外歯の滑らかな噛合が
可能となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１，図２に示す内接歯車式ポンプは、リング状の
ハウジング本体１の両側に、サイドハウジング２，３を
複数のボルト４によって接合されており、内部に円筒状
の空間８を形成している。この空間８内には、内歯歯車
５がその内周面に対して摺動可能に嵌合している。

【００１０】サイドハウジング３の中央に設けた孔に
は、図示しないシール部材を介して駆動軸６が挿通され
ている。駆動軸６には、外歯歯車７が同一軸線上に嵌合
されている。外歯歯車７は、内歯歯車５の径よりも小径
に形成され、かつ内歯歯車５の中心Ｏに対して偏心して
その中心Ｏ’を配置されている。外歯歯車７はその歯数
を１２歯形成されていて、内歯歯車５はそれよりも１つ
多い１３歯形成されている。外歯歯車７は、内歯歯車５
と図面上方側で完全に噛合し、図面下方側で歯先同士を
対向して当接させている。サイドハウジング３には、空
間８内と連通する流入開口部９と流出開口部１０とが、
ハウジングの中央を基準として左右にそれぞ形成されて
いる。流入開口部９にはポンプ外部から供給される流体
の流入口１１が、流出開口部１０には流体の吐出口１２
がそれぞれ連通している。

【００１１】この実施例は、外歯歯車７が反時計回り方
向に回転駆動されることで、流入開口部９上に位置する
外歯歯車７及び内歯歯車５の各歯部間に形成される空間
内に液体としてのオイルを取込み、流出開口部１０側に
位置する外歯歯車７及び内歯歯車５の各歯部間に形成さ
れる空間内で圧縮して吐出する構成となっている。

【００１２】内接歯車式ポンプに用いる外歯歯車７の歯
形は、特に限定されるものではなく、従来出願技術にお
ける改良されたイートン歯車と同じものを用いても差し
支えない。

【００１３】内歯歯車５は、コンピュータで数値制御さ
れる図示しないＮＣ加工機によって形成された図３に示
す外歯歯車７と同一形状で、その外周全面に切削刃１３
を設けたカッタ７’によって切削加工されてその歯形を
創成される。このカッタ７’は、外歯歯車７の外歯７ａ
の歯先７ｂに相当する歯先７ｂ’を外歯歯車７のピッチ
円Ｐより歯車中心側に設定されている。内歯歯車５のピ
ッチ円はその歯底より外側、つまり、その歯庭円より大
径の円となり、両歯車５，７が互いに最も深く噛み合う
点において両歯車のピッチ円が互いに重なることにな
る。

【００１４】このようなカッタ７’を紙面方向に摺動さ
せつつ矢印ａ方向に回転させて内歯歯車５を創成する
と、内歯５ａの歯先５ｂ側とカッタ７’の歯先７ｂ’と
が干渉することになる。すると、内歯５ａの歯先５ｂ側
の両端が図にハッチング部Ｘで示すように、カッタ７’
の凹部７ｃ’よりも小さく削られ、内歯歯車５の凹部５
ｃの形状が外歯７ａ’形状と同一な歯面形状となる。

【００１５】このように構成した内歯歯車５に対して、
図４に示すように、実際にはカッタ７’の歯丈よりも幾
分歯丈ｈを小さく設定した外歯歯車７を噛合させると、
内歯歯車５の内歯５ａと外歯歯車７の外歯７ａとの噛合
部Ｙ１，Ｙ２がピッチ円Ｐの近傍となる。従って、外歯
歯車７が回転したときの滑り率が低くなり、内歯５ａ及
び外歯７ａにかかる負荷が軽減され、外歯歯車７及び内
歯歯車５の耐久性が向上する。

【００１６】外歯歯車７側をカッタ７’として内歯５ａ
と外歯７ａとの噛合部Ｙ１，Ｙ２がピッチ円Ｐ近傍とな
ると、この実施例におけるピッチ円Ｐを図４に２点鎖線
で示すように、外歯７ａの歯先７ｂから外方に離れた大
径のピッチ円Ｐ１にすることも可能となる。

【００１７】このようにピッチ円Ｐを大径とした場合に
は、歯丈ｈを大きくしてポンプ吐出量を大きくしたり、
あるいは各歯車の歯数を増やすことが可能となる。歯車
の歯数を増やすと１歯当りのピッチが小さくなって外歯
７ａと内歯５ａとの噛合率が大きくなる。よって、外歯
歯車７の回転に対する外歯７ａの回転誤差が少なくな
り、滑らかな歯車の回転となり歯先にかかる負荷や噛合
音の低減となる。

【００１８】外歯歯車７のピッチ円Ｐを大径化すると、
内歯歯車５と外歯歯車７との噛合が早く終了するので、
外歯７ａの移動方向に位置する接合部Ｙ１がオイルの吸
い込み工程において早く離れる。つまり、歯先７ｂと凹
部５ｃとの間に形成される空間Ｚと、外歯歯車７の凹部
７ｃと内歯歯車５の歯部５ａとの間に形成される空間Ｘ
１との連通が早く行なわれ、空間Ｚの負圧化を防止して
同空間内でのキャピテーションの発生を抑えられる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、内歯歯車と外歯歯車と
の噛合部が外歯歯車のピッチ円近傍とすることで滑り率
が小さくなり、歯車の耐久性が向上する。また、滑り率
が小さく有利なためピッチ円を大きくして外歯歯車の歯
先を外側に位置させることができるので、歯車の歯数を
多くでき噛合率の向上と吐出脈動の低減ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す内接内歯式ポンプの概
略構造図である。

【図２】内接内歯式ポンプの側面断面図である。

【図３】外歯歯車カッタによる内歯歯車の加工状態を示
す拡大断面図である。

【図４】外歯歯車と内歯歯車の噛合状態を示す拡大図で
ある。

【図５】従来の内歯歯車カッタによる外歯歯車の加工状
態を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ５ 内歯歯車 ５ａ 内歯 ７ 外歯歯車 ７ａ 外歯 ７ｂ 歯先 Ｐ，Ｐ１ ピッチ円

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に回転自在に装着された内歯
   歯車と、上記内歯歯車内に対し偏心して配置されて回転
   駆動される外歯歯車とを有し、該両歯車が互いに噛合し
   て回転し流体を送出する内接歯車式ポンプにおいて、 上記外歯歯車の外歯の歯先を該外歯歯車のピッチ円より
   歯車中心側に設定すると共に、上記内歯歯車の内歯の歯
   形を上記外歯の歯型のカッタにより創成し、上記内歯歯
   車の歯先側の両端を削った歯面形状とするとともに、両
   歯車の噛み合い部が外歯歯車の歯末側とすることを特徴
   とする内接歯車式ポンプ。