JP3798348B2 - トロコイドポンプ - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとがケーシング内において、ロータの回動動作がスムーズで、特にアウターロータが円滑に回動することができるトロコイドポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、種々のトロコイドポンプが開発されている。特開昭63−223381号では、トロコイド型オイルポンプのアウターロータの外周部にリングを嵌合し、このリングの外周部に同リングを付勢する弾性体を設けたものが存在している。このアウターロータの外周部には、そのアウターロータを回転中心回りに回動自在に支持するリングが設けられている。
【0003】
このリングとケーシングとの間のボディークリアランスは、従来の内接型ギャポンプにおけるアウターロータとケーシングとのボディークリアランスに相当するものであることが記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開昭63−223381号に開示されている発明において、アウターロータの外周部に設けられたリングは、アウターロータを回転自在に支持し、その外周部に設けられた弾性体により一方向に付勢されている。このために、そのリングは、弾性体によって回転を抑制されることになり、アウターロータの回転に連なって回転するものではなく、アウターロータを所定方向に弾発し、そのアウターロータの直径方向の移動を防ごうとするものである。しかし、リングとアウターロータとの回転摺動抵抗は、従来のアウターロータとケーシングとの場合と同じである。
【0005】
そのために、ポンプの回転抵抗に対して大きな駆動力が必要となり、駆動エネルギーの消費が大きくなるという課題がある。これまでのポンプ駆動力より低下させた駆動力によりポンプを回転駆動して、駆動エネルギーの消費を低減することができる回転駆動効率の良いポンプとすることが困難であった。本発明の目的は、アウターロータを安定に支持し、且つアウターロータとケーシングとの摺動抵抗を低減させ、ポンプ回転駆動力の損失を小さくすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意,研究を重ねた結果、本発明を、インナーロータと、アウターロータと、該アウターロータが内装されるロータ室と,該ロータ室の内側面部に直結する吸入ポートと吐出ポートとが形成されたケーシングと、前記アウターロータの外周とロータ室の内周との間に装着され,前記アウターロータを回動自在に支持するとともに前記ロータ室に対して回動自在としたリング状部材とからなり、前記ケーシングのロータ室の内側面部と前記リング状部材の外周側面との間には流体を流入させる導入部が形成され、該導入部は前記リング状部材の回転方向に沿って対向する側の前記吸入ポートの内壁面部と、前記ロータ室の内側面部との角部箇所及び前記リング状部材の回転方向に沿って対向する側の前記吐出ポートの内壁面部と、前記ロータ室の内側面部との角部箇所に、前記ロータ室の外方に開くようにそれぞれ形成された傾斜状逃げ部としてなるトロコイドポンプとしたことにより、トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとがケーシング内において、回動動作が極めてスムーズであり、且つロータ及びケーシングにおける相互の摺動抵抗を低減することができ、上記課題を解決したものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、図1(A)に示すように、主にインナーロータ1,アウターロータ2,リング状部材3及びケーシングAとから構成されるものである。前記ケーシングAは、本体部5にロータ室6,吸入ポート8及び吐出ポート9が形成されている。前記インナーロータ1には、外歯1aが形成されており、アウターロータ2は、内歯2aが形成されている。前記インナーロータ1の外歯1aは、アウターロータ2の内歯2aの歯数よりも一つ少ない歯数となる関係を有している。
【0008】
そして、インナーロータ1が1回転すると中間ロータ2は1歯分遅れて回転する。このようにして、インナーロータ1の外歯1aと,アウターロータ2の内歯2aとが噛み合いながら、外歯1aと内歯2aとの接触点間に空隙室が形成される。これらの空隙室は、ロータの回転に伴い、容積が大小に変化し、流体の吸入及び吐出を行うものである。
【0009】
次に、ケーシングAは、図1(B)に示すように、本体部5にはロータ室6が形成され、該ロータ室6に前記インナーロータ1,アウターロータ2及びリング状部材3が収納される。そのロータ室6は、底面部6aと内側面部6bとからなり、その内側面部6bは、図1(B)に示すように、円形状内周面となっており、前記リング状部材3の外周側面3aと近接する部位である。したがって、前記内側面部6bが円周内壁面を構成する部分の直径は、前記リング状部材3が収納され、回動自在となるに必要な直径を有するものである。そのロータ室6の中心箇所には、ボス部7が形成されている。該ボス部7は、前記インナーロータ1の駆動軸の軸受孔7aが形成されている。そのロータ室6の底面部6aには吸入ポート8及び吐出ポート9が形成されている。
【0010】
リング状部材3は、偏平円筒状をなしており、前記ロータ室6に回動自在に収納される。また、リング状部材3の内周側にアウターロータ2が収納されるようになっている。そして、リング状部材3は、前記ロータ室6内で前記アウターロータ2を回動自在に支持する。リング状部材3は、アウターロータ2の回転につられて自らも回転するようにロータ室6に回動自在に支持されている。また、前記リング状部材3の回動動作は、前記アウターロータ2と同期して回転するものではなく、アウターロータ2の回転に対して滑りを伴って回転するので、アウターロータ2の回転速度より遅くなるものである。
【0011】
また、アウターロータ2とロータ室6との相対速度に対して、上記リング状部材3とロータ室6との相対速度は小さくなる。さらに前記リング状部材3とアウターロータ2とは、該アウターロータ2の回転に対してリング状部材3が連れ回り状態となるが、これはたとえばリング状部材3が存在せず、そのアウターロータ2が直接ロータ室6に収納された場合に比較して、その回動抵抗を低減することができる。そのリング状部材3とアウターロータ2との回動摺動面へは、アウターロータ2の回転によって流動される潤滑油がアウターロータ2のサイドクリアランスを通して供給され、良好な潤滑が得られる。
【0012】
また、前記ケーシングAのロータ室6の内側面部6bと、該ロータ室6に収納された前記リング状部材3の外周側面3aとの間には流体を流入自在とした導入部10が形成されている。この導入部10は、前記リング状部材3とロータ室6との相互の回転摺動面に、リング状部材3の回転によって、吸入ポート8側及び吐出ポート9側における流体を送り込む役目をなす部位である。すなわち、流体がオイルである場合に、リング状部材3の回転にともなって、流体が導入部10から引きずり込まれるように作用し、リング状部材3とロータ室6の内側面部6bとの微小隙間に流体(オイル)が送りこまれる。これによって、リング状部材3がロータ室6内で円滑に回動することができる。
【0013】
その導入部10には、複数の実施形態が存在する。その第1実施形態では、図1,図2等に示すように、前記導入部10を傾斜状逃げ部10aとしたものである。この実施形態では、ロータ室6の内側面部6bと、吸入ポート8の内壁面部8aとの角部箇所にロータ室6の外方に広がる傾斜面が形成されたものである。さらに、具体的には、前記リング状部材3が回転する方向に対向する位置で、且つそのリング状部材3が入り込もうとする部分である。すなわち、リング状部材3の回転方向に対向する前記吸入ポート8の内壁面部8aとロータ室6の内側面部6bとの角部箇所に傾斜状逃げ部10aが形成される。
【0014】
その傾斜状逃げ部10aの傾斜角度は、リング状部材3の接線とのなす角度となり、鋭角であることが好ましい。図2(A)は、その吸入ポート8側における傾斜状逃げ部10aの最拡大図である。すなわち、リング状部材3が回転することで、その吸入ポート8側の流体がリング状部材3の回転方向にに伴ってロータ室6の内側面部6bとリング状部材3の外周側面3aとの間に入り込み、これがリング状部材3とロータ室6との間における潤滑剤としての役目をなす。
【0015】
この傾斜状逃げ部10aは、前記吸入ポート8側のみでなく、図2(B)に示すように、前記吐出ポート9側にも形成される。そして、その吐出ポート9に形成される傾斜状逃げ部10aもリング状部材3の回転方向に対向する側の角部に形成される。すなわち、リング状部材3が回転方向において入り込もうとする吐出ポート9の内壁面部9aと内側面部6bとの角部に傾斜状逃げ部10aが形成される。このような傾斜状逃げ部10aは、前記リング状部材3が回転する方向とともに流体が引き込まれ、リング状部材3の外周側面3aとロータ室6の内側面部6bとの間に流体が送り込まれ、潤滑剤となる。
【0016】
次に、導入部10の第2実施形態は、図4(A)に示すように、前記ロータ室6の内側面部6bに形成された溝条10bとしたものである。この実施形態では、吸入ポート8と吐出ポート9の間におけるロータ室6の内側面部6bにおいて、そのリング状部材3の回転方向に沿って、入り込む角部側から溝条10bが形成される。また、溝条10bは内側面部6bにおいて吸入ポート8側から吐出ポート9側に貫通するものではなく、図4(B)に示すように、途中で終端となっている。このように溝条10bが形成されることにより、図5(A),(B)に示すように、前記リング状部材3の外周側面3aとロータ室6の内側面部6bとの間に溝条10bによる流路が形成されることになり、流体が潤滑剤として溜められる部位となる。
【0017】
【発明の効果】
請求項1の発明は、インナーロータ1と、アウターロータ2と、該アウターロータ2が内装されるロータ室6と,該ロータ室6の内側面部6bに直結する吸入ポート8と吐出ポート9とが形成されたケーシングAと、前記アウターロータ2の外周とロータ室6の内周との間に装着され,前記アウターロータ2を回動自在に支持するとともに前記ロータ室6に対して回動自在としたリング状部材3とからなり、前記ケーシングAのロータ室6の内側面部6bと前記リング状部材3の外周側面3aとの間には流体を流入させる導入部10が形成され、前記導入部10は前記リング状部材3の回転方向に沿って対向する側の前記吸入ポート8の内壁面部8aと、前記ロータ室6の内側面部6bとの角部箇所及び前記リング状部材3の回転方向に沿って対向する側の前記吐出ポート9の内壁面部9aと、前記ロータ室6の内側面部6bとの角部箇所に、前記ロータ室6の外方に開くようにそれぞれ形成された傾斜状逃げ部10aとしてなるトロコイドポンプとしたことにより、トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとがケーシング内において、ロータの回動動作がスムーズで、特にアウターロータが円滑に回動することができる等の効果を奏する。
【0018】
上記効果を詳述するとアウターロータ2の外周に位置するリング状部材3には、導入部10を設けたことで、流体がリング状部材3とロータ室6の内側面部6b内に流体が入りやすくなり、回転摺動抵抗を低減することができ、リング状部材3の回動がより一層円滑になり、ひいてはアウターロータ2及びインナーロータ1の動作を良好にすることができる。
【0019】
さらに、アウターロータ2の回転速度より遅くなるリング状部材3により、アルミ合金材で形成されているケーシングの磨耗を低減させることができ、ひいては、ポンプの耐久性を向上させることができる。また、ポンプの回転駆動力を大きくしなくても、ポンプを駆動させることができ、ポンプ駆動エネルギーの消費を小さくすることができるもので、ポンプ回転駆動効率の良いポンプとすることができる。
【0020】
また、請求項1の発明では、前記導入部10は、前記リング状部材3の回転方向に沿って対向する側の前記吸入ポート8の内壁面部8aと,前記ロータ室6の内側面部6bとの角部箇所,及び前記吐出ポート9の内壁面部9aと,前記ロータ室6の内側面部6bとの角部箇所に、前記ロータ室6の外方に開くようにそれぞれ形成された傾斜状逃げ部10aとしてなるトロコイドポンプとしたことにより、流体の導入をより円滑にして、ケーシングAとリング状部材3との間の潤滑を良好にすることができる。また、導入部10を前記吸入ポート8の内壁面部8aに形成された傾斜状逃げ部10aは、その角部が大きな開口となるように傾斜状に加工するのみでよく、極めて簡単に形成することができる。同様に、前記吐出ポート9の内壁面部9aと,前記ロータ室6の内側面部6bとの角部箇所にも傾斜状逃げ部10aを形成することができる。
【0021】
次に、請求項2の発明は、インナーロータ1と、アウターロータ2と、該アウターロータ2が内装されるロータ室6と,該ロータ室6の内側面部6bに直結する吸入ポート8と吐出ポート9とが形成されたケーシングAと、前記アウターロータ2の外周とロータ室6の内周との間に装着され,前記アウターロータ2を回動自在に支持するとともに前記ロータ室6に対して回動自在としたリング状部材3とからなり、前記ケーシングAのロータ室6の内側面部6bと前記リング状部材3の外周側面3aとの間には流体を流入させる導入部10が形成され、該導入部10は、前記リング状部材3の回転方向に沿って対向する側における前記吸入ポート8と,前記ロータ室6の内側面部6bとの角部箇所及び前記吐出ポート9と,前記ロータ室6の内側面部6bとの角部箇所から前記内側面部6bに沿ってほぼ中間位置まで形成された溝条10bとしてなるトロコイドポンプとしたことにより、比較的多量の流体を導入部10に入り込ませることができ、潤滑性能を向上させることができる。すなわち、リング状部材3の外周側面3aとロータ室6の内側面部6bとの隙間のみならず、その溝条10bを介して、流体が入り込むことになるので、多くの流体による潤滑となり、リング状部材3の回転性を向上させるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の第1実施形態の平面図
(B)は(A)のケーシングの平面図
【図2】(A)は第1実施形態の吸入ポート側の導入部の最拡大図
(B)は第1実施形態の吐出ポート側の導入部の最拡大図
【図3】(A)は第1実施形態の要部拡大斜視図
(B)はリング状部材と内側面部との間を流体が流れる状態を示す作用図
【図4】(A)は本発明の第2実施形態の平面図
(B)は(A)の要部拡大図
【図5】(A)は第2実施形態における導入部の要部拡大斜視図
(B)は第2実施形態の要部拡大断面図
【符号の説明】
1…インナーロータ
2…アウターロータ
6…ロータ室
8…吸入ポート
9…吐出ポート
A…ケーシング
10…導入部
10a…傾斜状逃げ部
10b…溝条
Claims (2)
- インナーロータと、アウターロータと、該アウターロータが内装されるロータ室と,該ロータ室の内側面部に直結する吸入ポートと吐出ポートとが形成されたケーシングと、前記アウターロータの外周とロータ室の内周との間に装着され,前記アウターロータを回動自在に支持するとともに前記ロータ室に対して回動自在としたリング状部材とからなり、前記ケーシングのロータ室の内側面部と前記リング状部材の外周側面との間には流体を流入させる導入部が形成され、該導入部は前記リング状部材の回転方向に沿って対向する側の前記吸入ポートの内壁面部と、前記ロータ室の内側面部との角部箇所及び前記リング状部材の回転方向に沿って対向する側の前記吐出ポートの内壁面部と、前記ロータ室の内側面部との角部箇所に、前記ロータ室の外方に開くようにそれぞれ形成された傾斜状逃げ部としてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
- インナーロータと、アウターロータと、該アウターロータが内装されるロータ室と,該ロータ室の内側面部に直結する吸入ポートと吐出ポートとが形成されたケーシングと、前記アウターロータの外周とロータ室の内周との間に装着され,前記アウターロータを回動自在に支持するとともに前記ロータ室に対して回動自在としたリング状部材とからなり、前記ケーシングのロータ室の内側面部と前記リング状部材の外周側面との間には流体を流入させる導入部が形成され、該導入部は、前記リング状部材の回転方向に沿って対向する側における前記吸入ポートと,前記ロータ室の内側面部との角部箇所及び前記吐出ポートと,前記ロータ室の内側面部との角部箇所から前記内側面部に沿ってほぼ中間位置まで形成された溝条としてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
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