JP3333617B2 - 内接歯車ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内歯を有した外輪内
に、内歯と噛み合い内歯より歯数が１つ少い外歯を有し
た内輪が設置され、内歯と外歯の最深噛み合い部と径方
向の反対側で、内歯と外歯の歯先面同志が摺接した内接
歯車ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種内接歯車ポンプでは、歯形がトロ
コイド、サイクロイド、円弧等の簡単に機械加工できな
い形状であるので、内外輪を焼結金属材等で型製作する
のが普通である。この際、内歯と外歯の歯先面同志の摺
動隙間は、これが大きくなると漏れが増すので、ポンプ
性能に直接影響を与えるが、型製作ではさほどな精密さ
は期待できずばらつきが出るので、このばらつきを見込
んで摺動隙間を大きめにせねばならないものであり、ま
た摺動隙間のばらつきが多く、高圧での使用に適さない
ものとなっている。

【０００３】このような事情から、特開平２−９５７８
７号公報には、内歯と外歯の歯先面を、それぞれ外輪、
内輪の中心に中心を置いた円筒面とし、このような円筒
面とすることにより、機械加工によって精度よく円筒面
を製作し、摺動隙間を小さく正確に確保しようとする内
接歯車ポンプが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのもの
では、内歯と外歯の円筒面は、外輪、内輪の中心から延
びて内歯、外歯を周方向に等角度に２分する各歯の中心
線を想定したとき、この中心線に対称状に形成されるよ
うになっている。外歯の歯先円は内歯の歯先円より径が
大きく、外歯円筒面の軌跡は、内歯円筒面の軌跡の外側
へ移るので、上記のように各歯の中心線に対称状な円筒
面の場合では、両円筒面が対向した状態を始点としたと
き、円筒面間の摺動隙間が小さいと、回転に応じ外歯円
筒面の方が内歯円筒面よりも速く移動するものの、始点
の周方向一方側の一部領域で外歯円筒面の周方向他方側
と内歯円筒面の周方向一方側が干渉し、また始点の周方
向他方側の一部領域で、外歯円筒面の周方向一方側と、
内歯円筒面の周方向他方側が干渉する結果となり、摺動
隙間を小さくできない問題点がある。

【０００５】本発明は、内歯と外歯の歯先面を、それぞ
れ外輪と内輪の中心に中心を置く円筒面とする技術を採
用しつつ、円筒面同志の干渉を防止して内歯、外歯の円
筒面間の摺動隙間を小さくできるようにした内接歯車ポ
ンプを実現するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、内歯
と外歯の円筒面が、それぞれ外輪と内輪の中心から延び
て内歯と外歯を周方向で等角度に二分する各歯の中心線
から周方向の一方に偏倚して形成され、内歯と外歯の各
円筒面に連なる周方向の一方側の歯面と、周方向の他方
側の歯面のうち、内歯の周方向の他方側の歯面は、外歯
の周方向の一方側の歯面及び円筒面と干渉しないよう歯
元側へ後退した修整部を歯先側に備えるとともに、外歯
の周方向の他方側の歯面は、内歯の周方向の一方側の歯
面及び円筒面と干渉しないよう、歯元側へ後退した修正
部を歯先側に備え、内歯と外歯の円筒面は外歯の円筒面
の方が周方向の幅が広く、内歯と外歯の中心線が合致し
て内歯と外歯の円筒面同志が対向したとき、内歯の円筒
面の周方向の一方側端が外歯の円筒面の周方向一方側端
より周方向の他方側に位置する如く構成した。

【０００７】

【作用】このような本発明の構成では、内歯、外歯の周
方向他方側の歯面に、歯先側に修整部が設けられ各歯の
円筒面はいずれも各歯の中心線よりも周方向一方側にし
か存在していないので、円筒面同志の干渉を防止して内
歯と外歯の円筒面間の摺動隙間を小さくすることができ
る。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。１はケーシングであり、その凹部２には、内歯３
を有した外輪４が回転自在に設置されている。５は、こ
の外輪４内に、外輪４と偏心して配置した内輪である。
内輪５は、内歯３と噛み合い、この内歯３より歯数が１
つ少い外歯６が形成されている。なお、Ｘ、Ｙはそれぞ
れ内輪５、外輪４の中心である。

【０００９】そして、ケーシング１には凹部２の開口を
閉じるカバー７が設置されて、他の、例えばトランスミ
ッション等の機械ケース８に取り付けられ、駆動軸９に
より、内輪５が回転駆動されるようになっている。

【００１０】内歯３と外歯６は、これらの最深噛み合い
部１０と径方向の反対側で、これらの歯先面１１、１２
（図３参照）が摺動するようになっていて、これによ
り、外輪４内に形成される吸入域１３と吐出域１４との
間のシールをはかっている。１５、１６はそれぞれ吸入
域１３と吐出域１４に通じるよう、ケーシング１に形成
した吸入ポート、吐出ポートである。

【００１１】図３を参照して、内歯３の歯先面１１は、
外輪４の中心Ｙに中心を置く円筒面で形成され、外歯６
の歯先面１２は、内輪５の中心Ｘに中心を置く円筒面で
形成され、これらの間には、微小な摺動隙間１７が形成
されている。そして、内歯３の歯先面１１は、外輪４の
中心Ｙから延びた、内歯３を周方向に等角に２分する中
心線ｒより回転方向側に偏倚して形成され、また、外歯
６の歯先面１２も、内輪の中心Ｘから延びた、外歯６を
周方向に等角に２分する中心線Ｒより回転方向側に偏倚
して形成されている。なお、図３は、中心線ｒとＲが一
致した、図１における最も下にある内歯３と外歯６につ
き、拡大して示すもので、摺動隙間１７は誇張して示さ
れて実際はもっと小さい。

【００１２】内歯３は、それぞれ歯先面１１に連なる、
回転方向側の歯面１８Ａと、反回転方向側の歯面１８Ｂ
を有している。外歯６も、それぞれ歯先面１２に連な
る、回転方向側の歯面１９Ａと、反回転方向側の歯面１
９Ｂを有している。そして、Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ内歯
３の歯先面１１と歯面１８Ａ、１８Ｂとの接続点であ
り、またＱ１、Ｑ２はそれぞれ外歯６の歯先面１２と歯
面１９Ａ、１９Ｂとの接続点である。

【００１３】内歯３の歯面１８Ｂは、点Ｓ１から歯元側
が、中心線ｒに対し、歯面１８Ａ側と対称な形状であ
る。Ｓ１から歯先側で、中心線ｒを若干越えた点Ｓ２に
かけては、回転に伴う外歯１６との噛み合いの際、外歯
６の歯面１９Ａ及び歯先面１２と干渉せずに噛み合い接
触させるため、中心線ｒに対して歯面１８Ａ側と対称な
形状を歯元側へ後退するよう修整した修整部Ｓとしてい
る。この結果Ｓ２と円筒面である歯先面１１が始まるＰ
２の間には段差が生じ、このＳ２とＰ２の間を適宜に接
続させるもので、この場合では直線的に接続させてい
る。

【００１４】外歯６の歯面１９Ｂも、点Ｔ１から歯元側
が中心線Ｒに対し歯面１９Ａ側と対称な形状となってい
る。Ｔ１から歯先側で、中心線Ｒを若干越えた点Ｔ２と
の間は、内歯３との噛み合いの際、内歯３の歯面１８Ａ
及び歯先面１１と干渉せずに噛み合い接触させるため、
中心線Ｒに対し歯面１９Ａ側と対称な形状を、歯元側へ
後退するよう修整した修整部Ｔとしている。そして、内
歯３の場合と同様、Ｔ２と歯先面１２が始まるＱ２の間
に段差が生じており、このＴ２とＱ２の間を適宜に接続
させるもので、この場合には直線的に接続させている。

【００１５】このような内歯３と外歯６は、外歯６の歯
先面１２の方が内歯３の歯先面１１より周方向の幅が広
いものとなっており、また、図３のように中心線ｒとＲ
が一致したとき、外歯６の、点Ｑ１で示される歯先面１
２の回転方向側位置が、内歯３の、点Ｐ１で示される歯
先面１１の回転方向側端よりも回転方向側に位置する関
係になっている。

【００１６】次にこの実施例の作動を説明する。駆動軸
９が図１で反時計方向に回転され、これによって、内歯
３、外歯６の各歯溝内の容積が増加する吸入域１３では
吸入ポート１５からの流体が各歯溝内へ吸入され、ま
た、この流体が吐出域１４において、各歯溝内の容積が
減少されて吐出ポート１６へと吐出され、周知のポンプ
作用がなされる。

【００１７】この作動において、外歯６の歯先面１２
は、中心線Ｒよりも回転方向側にしか存在しておらず、
図３の状態から若干回転して歯先面１２が、内歯３の歯
先面１１が描く軌跡の外へ出るときには、内歯３の歯先
面１１が歯面１９Ｂの修整部Ｔに位置して歯先面１１、
１２同志の干渉は生じない。また、内歯３の歯先面１１
も、中心線ｒより回転方向側にしか存在しておらず、図
３の状態に達する若干前の、外歯６の歯先面１２が、内
歯３の歯先面１１の描く軌跡よりも外にある場合では、
外歯６の歯先面１２が歯面１８Ｂの修整部Ｓの領域にあ
って歯先面１１、１２同志の干渉が生じない。

【００１８】このため、摺動隙間１７を小さくしても歯
先面１１、１２同志の干渉を防止できて摺動隙間１７を
小さく設定でき、そして、各歯先円１１、１２はそれぞ
れ中心ＹＸを中心とする円筒面であるので、機械加工に
よって精密に創り出すことができ、これにより、摺動隙
間１７を精密に小さい値に保つことができ、漏れの少な
い、より高圧で使用できる安定した性能のポンプが実現
できる。

【００１９】また、本実施例では、内歯３の歯先面１１
の方が外歯６のそれより周方向の幅が小さく、さらに図
３の状態において歯先面１１の回転方向側の端Ｐ１が、
外歯６の歯先面１２の回転方向側の端Ｑ１より反回転方
向側に位置させている。このため、例えば、Ｐ１とＱ１
を同じ位置に置くような場合と比較すると、図３の状態
からの回転に応じ、より早い時期に内歯３の歯先面１１
が、外歯６の修整部Ｔ側に位置するので、摺動隙間１７
がより小さくても歯先面１１、１２同志の干渉が生じな
く、摺動隙間１７を一層小さく設定することができる。

【００２０】また、駆動軸９を逆に回転し、吸入域１３
及び吸入ポート１５と、吐出域１４及び吐出ポート１６
とを逆にしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】このように本発明によると、内歯、外歯
の歯先面を形成する円筒面は、各歯の中心線よりも周方
向一方側にしか存在していないので、摺動隙間を小さく
しても両歯先面同志の干渉が防止でき、摺動隙間を小さ
く設定できる。さらに加えて、内歯の歯先面を形成する
円筒面が、外歯の歯先面を形成する円筒面より周方向の
幅が小さく、内歯、外歯の中心線を合致して円筒面同志
を対向したとき、内歯の円筒面の周方向一方側端が、外
歯の円筒面の周方向一方向側端よりも周方向の他方側に
位置する如くしているので、一層小さな摺動隙間として
も円筒面同志の干渉が生じなく、摺動隙間をより小さく
設定できる。

【００２２】そして、各歯の円筒面は、それぞれ内輪、
外輪の中心を中心とした、精密に創り出すことができる
形状であるので、摺動隙間を小さく精密に設定できて、
漏れの少い、より高圧で使用できる、安定した性能のポ
ンプが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す、図２の線Ａ−Ａに沿
う拡大部分断面図。

【図２】本発明の一実施例を示す正面断面図。

【図３】本発明の一実施例の要部を拡大した説明図。

【符号の説明】

１ケーシング ３内歯 ４外輪 ５内輪 ６外歯 １０最深噛み合い部 １１、１２円筒面 １８Ａ、１８Ｂ、１９Ａ、１９Ｂ歯面 ｒ、Ｒ中心線 Ｔ、Ｓ修整部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 2/10 321 F03C 2/08 F01C 2/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに回転可能に設置された内歯
   を有する外輪内に、内歯と噛み合って歯数が内歯より１
   つ少い外歯を有した外輪を、内歯と外歯の最深噛み合い
   部の径方向における反対側で、内歯と外歯の歯先面同志
   が摺動するよう外輪と偏心状に配置し、内歯と外歯の相
   互に摺動する歯先面を、それぞれ外輪と内輪の中心に中
   心を置いた円筒面で形成する内接歯車ポンプにおいて、
   内歯と外歯の円筒面が、それぞれ外輪と内輪の中心から
   延びて内歯と外歯を周方向で等角度に二分する各歯の中
   心線から周方向の一方に偏倚して形成され、内歯と外歯
   の各円筒面に連なる周方向の一方側の歯面と、周方向の
   他方側の歯面のうち、内歯の周方向の他方側の歯面は、
   外歯の周方向の一方側の歯面及び円筒面と干渉しないよ
   う歯元側へ後退した修整部を歯先側に備えるとともに、
   外歯の周方向の他方側の歯面は、内歯の周方向の一方側
   の歯面及び円筒面と干渉しないよう、歯元側へ後退した
   修正部を歯先側に備え、内歯と外歯の円筒面は外歯の円
   筒面の方が周方向の幅が広く、内歯と外歯の中心線が合
   致して内歯と外歯の円筒面同志が対向したとき、内歯の
   円筒面の周方向の一方側端が外歯の円筒面の周方向一方
   側端より周方向の他方側に位置していることを特徴とし
   た内接歯車ポンプ。