JP5194308B2 - Internal gear pump rotor - Google Patents
Internal gear pump rotor Download PDFInfo
- Publication number
- JP5194308B2 JP5194308B2 JP2010218997A JP2010218997A JP5194308B2 JP 5194308 B2 JP5194308 B2 JP 5194308B2 JP 2010218997 A JP2010218997 A JP 2010218997A JP 2010218997 A JP2010218997 A JP 2010218997A JP 5194308 B2 JP5194308 B2 JP 5194308B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circle
- creation
- center
- tooth
- movement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
Description
この発明は、歯数差が1枚のインナーロータとアウターロータを組み合わせた内接歯車式ポンプ用インナーロータの歯形創成方法、そのインナーロータを用いた内接歯車式ポンプ用ロータ、並びにそのロータを用いた内接歯車式ポンプに関する。詳しくは、歯丈や歯数の設定に自由度を与えてポンプの理論吐出量の増加及び脈動の抑制を可能にするものである。 The present invention relates to a method for generating a tooth profile of an inner gear pump inner rotor in which an inner rotor and outer rotor having a single tooth difference are combined, an internal gear pump rotor using the inner rotor, and the rotor The present invention relates to the used internal gear pump. Specifically, the degree of freedom of the setting of the tooth height and the number of teeth is given, and the theoretical discharge amount of the pump can be increased and the pulsation can be suppressed.
内接歯車式ポンプは、車のエンジンの潤滑用や自動変速機(AT)用のオイルポンプなどとして利用されている。この内接歯車式ポンプに採用するポンプ用ロータの中に、歯数差が1枚のインナーロータとアウターロータを組み合わせたものがあり、さらに、その形式のロータの中に、トロコイド曲線を用いてロータの歯形を創成したものや、サイクロイド曲線でロータの歯形を創成したものがある。 The internal gear pump is used as an oil pump for lubricating a car engine or an automatic transmission (AT). Among the rotors for pumps used in this internal gear type pump, there is a combination of an inner rotor and an outer rotor with one tooth difference, and in addition, a trochoid curve is used in that type of rotor. Some have created the tooth profile of the rotor, and some have created the tooth profile of the rotor with a cycloid curve.
そのトロコイド曲線を用いて創成される歯形は、図15に示すように、基礎円Eとその基礎円E上を滑らずに転がる転円Fを用いて創成される。具体的には、転円Fの中心から距離e(=インナーロータとアウターロータの中心の偏心量)離れた半径上の一点の軌跡でトロコイド曲線TCを描き、そのトロコイド曲線TC上を移動する同トロコイド曲線上に中心の置かれた一定径の軌跡円Gの円弧群の包絡線でインナーロータ2の歯形が創成される(特許文献1参照)。
The tooth profile created using the trochoid curve is created using a basic circle E and a rolling circle F that rolls without sliding on the basic circle E, as shown in FIG. Specifically, the trochoid curve TC is drawn with a locus of one point on the radius away from the center of the rolling circle F by a distance e (= the amount of eccentricity between the center of the inner rotor and the outer rotor). The tooth profile of the
また、サイクロイド曲線の歯形は、基礎円と、その基礎円に外接して基礎円上を滑らずに転がる外転円の円周上の一点の軌跡と、基礎円に内接して基礎円上を滑れずに転がる内転円の円周上の一点の軌跡によってインナーロータの歯形が創成される。 In addition, the tooth profile of the cycloid curve is the trajectory of a point on the circumference of the foundation circle, the abduction circle that circumscribes the foundation circle without rolling on the foundation circle, and the foundation circle that is inscribed in the foundation circle. The tooth profile of the inner rotor is created by the locus of one point on the circumference of the inversion circle that rolls without slipping.
トロコイド曲線を用いた歯形は、基礎円E、転円F、軌跡円G、偏心量eの値が1つの歯形に対してそれぞれ1つ設定される。その歯形を有するポンプにおいて、吐出量を増加させるためには、歯丈を高くすればよいが、歯丈を高くする目的でインナーロータとアウターロータの偏心量eを大きくすると、歯幅が狭くなりすぎたり、歯形の設計自体が不可能になったりする。従って、偏心量eが規制され、そのために歯丈も制限されて吐出量を増加させる要求に応えるのが難しい。
また、同じ歯丈でも歯数を増やすと吐出量を増やすことが可能になる。しかし、歯数を増やすとロータの径寸法が大きくなってしまい、ロータの外径寸法を変えずに吐出量を増加させるという要求に応えるのが難しい。
As for the tooth profile using the trochoid curve, the value of the basic circle E, the rolling circle F, the locus circle G, and the amount of eccentricity e is set to one for each tooth profile. In a pump having the tooth profile, the tooth height may be increased in order to increase the discharge amount. However, if the eccentricity e between the inner rotor and the outer rotor is increased for the purpose of increasing the tooth height, the tooth width is reduced. Or the tooth profile design itself becomes impossible. Therefore, the amount of eccentricity e is restricted, and therefore the tooth height is also limited, making it difficult to meet the demand for increasing the discharge rate.
Moreover, if the number of teeth is increased even with the same tooth height, the discharge amount can be increased. However, when the number of teeth is increased, the diameter of the rotor becomes large, and it is difficult to meet the requirement of increasing the discharge amount without changing the outer diameter of the rotor.
サイクロイド曲線の歯形を採用した内接歯車式ポンプも同様である。このタイプのポンプは、基礎円の直径と基礎円上を滑らずに転がって歯形を創成する外転円と内転円の直径によってロータの歯数が決まる。また、ロータの歯丈は、外転円と内転円の直径によって決まるため、ポンプの吐出量は基礎円と転円の直径に依存するものになる。そのために、歯丈や歯数の設定に関する自由度が低く、ポンプの吐出量を増加させる要求に応えるのが難しい。 The same applies to an internal gear pump that employs a tooth profile having a cycloid curve. In this type of pump, the number of teeth of the rotor is determined by the diameter of the foundation circle and the diameter of the abduction circle and the inversion circle that rolls without sliding on the foundation circle and creates a tooth profile. Further, since the tooth height of the rotor is determined by the diameters of the abduction circle and the inversion circle, the discharge amount of the pump depends on the diameters of the basic circle and the rotation circle. Therefore, the degree of freedom regarding the setting of the tooth height and the number of teeth is low, and it is difficult to meet the demand for increasing the discharge amount of the pump.
また、内接歯車式ポンプは、歯数を増加させるほどインナーロータが1回転する間のポンプ室(ポンピングチャンバ)からの吐出回数が多くなるため、吐出圧の脈動が小さくなる。しかし、上述のように従来の内接歯車式ポンプは、吐出量を満足させながら歯数を増加させるとロータサイズが大きくなるため、歯数を増加させることも制限されている。 In addition, the internal gear pump increases the number of discharges from the pump chamber (pumping chamber) during one rotation of the inner rotor as the number of teeth increases, so the pulsation of discharge pressure decreases. However, as described above, in the conventional internal gear type pump, when the number of teeth is increased while satisfying the discharge amount, the rotor size increases, so that the number of teeth is also limited.
このような状況下、本願発明者らは、上記外転円と内転円に相当する創成円を、特定の条件下において、移動自転させることによって、歯先、歯底の創成円の径方向移動量を変更することで歯丈を任意に変化させることができる歯形形成方法を考えた(特許文献2)。この歯丈を任意に変化し得ることは、歯丈を増大させることで、インナーロータとアウターロータの歯間に形成されるポンプ室の容積が大きくなってポンプの吐出量を増大させ得る(特許文献2段落0022〜同0023参照)。
Under such circumstances, the inventors of the present application made the creation circle corresponding to the abduction circle and the inversion circle move and rotate under specific conditions, thereby generating the radial direction of the creation circle of the tooth tip and the root. The tooth profile formation method which can change a tooth height arbitrarily by changing a movement amount was considered (patent document 2). This tooth height can be changed arbitrarily by increasing the tooth height, thereby increasing the volume of the pump chamber formed between the teeth of the inner rotor and the outer rotor and increasing the discharge amount of the pump (patent)
また、創成円の直径や創成円の径方向移動量などの諸条件の設定に自由度がでるため、歯形設計の自由度も高まる。特に、インナーロータの歯先や歯底の歯形が、径変化を伴って移動する創成円を用いて創成されたものは、創成円の移動始点から移動終点に至る間の直径変化量を変えることにより、歯形を変化させることができるため、歯形設計の自由度がより高まる(特許文献2段落0024参照)。
In addition, since the degree of freedom can be set in various conditions such as the diameter of the creation circle and the amount of radial movement of the creation circle, the degree of freedom in designing the tooth profile is increased. In particular, if the tooth tip of the inner rotor and the tooth profile of the root are created using a creation circle that moves with a change in diameter, the diameter change amount from the start point to the end point of the creation circle can be changed. Therefore, since the tooth profile can be changed, the degree of freedom in designing the tooth profile is further increased (see
さらに、この考えは、基礎円という概念がなく、基礎円と偏心量によらず歯数を決めることができるため、歯数の設定にも自由度がある。このため、歯数を増加させてポンプの吐出脈動を小さくすることも可能である(特許文献2段落0026参照)。
Furthermore, this idea does not have the concept of a basic circle, and the number of teeth can be determined regardless of the basic circle and the amount of eccentricity, so there is a degree of freedom in setting the number of teeth. For this reason, it is also possible to increase the number of teeth and reduce the discharge pulsation of the pump (see
特許文献2に記載の内接歯車式ポンプはそれなりの評価を得たが、車のエンジンの潤滑用や自動変速機(AT)用として使用する際、その使用者から、歯数を決められたり、アウターロータの外径を決められたりする場合等があり、従来と同様に脈動を抑える等の要件を満たしてその要求に応えられないことがある。
Although the internal gear pump described in
この発明は、特許文献2に記載の内接歯車式ポンプに対し、さらに、歯形設計の自由度を高めるとともに、インナーロータ歯面とアウターロータ歯面との歯間隙間(図10のT1〜T4参照)を大きくして脈動を小さくし得るようにすることを課題とする。
The present invention further increases the degree of freedom in designing the tooth profile with respect to the internal gear pump described in
上記の課題を解決するため、この発明は、図2〜図5に示すように、特許文献2に記載の内接歯車式ポンプにおいて、創成円B、Cの中心pa、pbの移動始点Spa、Spbを、基準円Aの中心OIからその基準円Aと重なる創成円B、C上の基準点jに至る直線L1に対して創成円B、Cの移動方向前方に位置させたのである。
このようにすると、歯先曲線2a又は歯底曲線2bの始点接線が歯先TT又は歯底TB側に傾き、歯形(歯先・歯底曲線)2a、2bの初期(歯先部と歯底部の分岐点Jから歯先TT及び歯底TBに向かう最初の部分)が寝ることとなって、歯間隙間が大きくなる。この歯間隙間が大きくなることは、脈動が小さくなるとともに、吸入特性が向上する。
因みに、サイクロイド歯形や特許文献2に記載の歯形においては、転円(創成円)の中心は、基礎円(基準円)の周上にあって、歯先曲線又は歯底曲線の始点接線は基礎円と歯形始点とを結ぶ直線(図2にあってはL1)上にある。
In order to solve the above-mentioned problem, as shown in FIGS. 2 to 5, the present invention provides an internal gear pump described in
In this way, the starting point tangent to the
By the way, in the cycloid tooth profile and the tooth profile described in
この発明に係る内接歯車式ポンプ用インナーロータの歯形創成方法は、具体的には、歯数がnのインナーロータ2と、歯数が(n+1)のアウターロータ3を組み合わせ、両ロータ2、3の歯間に形成されるポンプ室4のロータ回転に伴う容積変化によって流体を吸入、吐出する内接歯車式ポンプ用インナーロータの歯形創成方法であって、
下記の条件(1)〜(3)を満たして創成円B、Cを移動させ、その間にインナーロータ中心OIと同心である基準円A上の基準点Jと重なる前記創成円B、C上の点jが描く軌跡曲線を基準円中心OIから歯先頂点TT又は歯底頂点TBに至る直線L2、L3に対して対称形状に描いて歯形の歯先曲線2a、歯底曲線2bの少なくとも一方とする構成を採用する。
−創成円B、Cの移動条件(1)〜(3)−
Specifically, the method for creating the tooth profile of the inner rotor for the internal gear pump according to the present invention combines the
The following conditions (1) created circle B satisfies to (3), moves the C, the creation circle B which overlaps with the reference point J on the base circle A is an inner rotor center O I concentrically between them, on C point j reference circle the locus curve drawn by the center O I from the tooth tip apex T T or tooth root apex leading to T B straight line L 2, L tooth drawn symmetrically relative to 3
-Moving conditions for creation circles B and C (1)-(3)-
(1)前記創成円B、C上の点jが前記基準円A上の基準点Jに重なるように創成円B、Cを配置したときにその創成円中心pa、pbが位置決めされる移動始点Spa、Spbから、創成円B、C上の点jが歯先頂点TT又は歯底頂点TBに位置するように創成円B、Cを配置したときにその創成円中心pa、pbが位置決めされる移動終点Lpa、Lpbまでの創成円中心移動曲線AC1、AC2上を創成円中心pa、pbが移動し、かつ、創成円B、Cがその創成円の移動方向と同方向に一定角速度で自転する。
この条件(1)によって、創成円B、Cの中心pa、pbが創成円中心移動曲線AC1、AC2上を移動することにより、その創成円上の点jが歯形を描き、かつ、その創成円B、Cが一定角速度で自転することによって、その点jは、弧状の軌跡を描くこととなる。
(1) Moving start point where the creation circle centers pa and pb are positioned when the creation circles B and C are arranged so that the point j on the creation circles B and C overlaps the reference point J on the reference circle A Spa, from Spb, creation circle B, creating a circle B so as to be positioned at a point j Gaha destination vertex T T or tooth root apex T B on C, its creation circle center pa when placing the C, and pb positioning The creation circle centers pa and pb move on the creation circle center movement curves AC 1 and AC 2 up to the movement end points Lpa and Lpb, and the creation circles B and C are constant in the same direction as the creation circle movement direction. Rotates at angular velocity.
With this condition (1), the centers pa and pb of the creation circles B and C move on the creation circle center movement curves AC 1 and AC 2 , so that the point j on the creation circle draws a tooth profile, and When the generating circles B and C rotate at a constant angular velocity, the point j draws an arc-shaped locus.
(2)前記創成円中心移動曲線AC1、AC2は、創成円B、Cの移動始点Spa、Spbが基準円中心OIから基準点Jに至る直線L1に対して創成円B、Cの移動方向前方に位置して、インナーロータ中心OIから創成円中心pa、pbまでの基準円径方向の距離を、移動始点Spa、Spbから移動終点Lpa、Lpbまで、歯先曲線2aにあってはその距離を増加変化させ、又は前記歯底曲線2bにあってはその距離を減少変化させる。
この「歯先曲線にあってはその距離を増加変化させ、又は前記歯底曲線にあってはその距離を減少変化させる。」条件によって、創成円中心移動曲線AC1、AC2は、歯先側にあっては創成円の移動方向に対し外側に徐々に移動する傾斜曲線(図2において右上がり)となり、歯底側にあっては、創成円の移動方向に対し内側に徐々に移動する傾斜曲線(図2において左上がり)となって、それに伴い、上記点jの描く弧状の軌跡(歯形曲線)が創成円の移動方向に対し斜めとなる(歯先側にあっては外側に向かい、歯底にあっては内側に向かう)。
(2) The creation circle center movement curves AC 1 , AC 2 are the creation circles B, C with respect to the straight line L 1 where the movement start points Spa, Spb of the creation circles B, C extend from the reference circle center O I to the reference point J. there is located in the moving forward of the inner rotor center O I from creation circle center pa, the distance of the reference circle diameter direction to the pb, moving start point Spa, end-of-travel Lpa from Spb, to Lpb, the
Depending on the condition, the distance of the tooth tip curve is increased or the distance of the root curve is decreased. Depending on the condition, the generating circle center movement curves AC 1 and AC 2 are On the side, the slope curve gradually moves outward (upward to the right in FIG. 2) with respect to the direction of movement of the creation circle, and on the root side, it gradually moves inward with respect to the direction of movement of the creation circle. An inclined curve (upward to the left in FIG. 2) is formed, and accordingly, the arcuate locus (tooth profile curve) drawn by the point j is inclined with respect to the moving direction of the generating circle (toward the outside on the tooth tip side). If you are at the bottom of the tooth, go inward).
(3)歯先頂点TT又は歯底頂点TBは、前記基準円Aの径方向において、創成円Bの移動始点Spaと基準円中心OIの距離R0に移動始点時の創成円Bの半径を足した長さを超えて基準円中心OIから離れている、又は、創成円Cの移動始点Spbと基準円中心OIの距離r0に移動始点時の創成円Cの半径を引いた長さを超えて基準円中心OIに近づいている。
この条件によって、創成円径より高い歯丈となって、基礎円上を転動する転円のサイクロイド曲線歯形より、歯丈が高くなる。
(3) the addendum vertex T T or tooth root apex T B is in the radial direction of the reference circle A, creating a circular moving start point Spa and the reference circle center O I of the distance R 0 creation circle at moving start point to the B and B of being away radially from the reference circle center O I beyond the length obtained by adding, or the radius of the creation circle C at moving start point to the distance r 0 of the moving starting point Spb and the reference circle center O I of the created circle C It is close to the reference circle center O I beyond the length obtained by subtracting.
Under this condition, the tooth height is higher than the generating circle diameter, and the tooth height is higher than the cycloidal curve tooth profile of the rolling circle rolling on the basic circle.
前記創成円B、Cは、それぞれの直径Bd、Cdを一定に保って創成円の中心が移動始点から移動終点へ移動する円と、それぞれの直径Bd、Cdを縮めながら創成円の中心が移動始点から移動終点へ移動する円の2通りが考えられる。これ等の創成円は、ポンプの要求性能を考慮して適当な方を選ぶことができる。 The creation circles B and C are a circle in which the center of the creation circle moves from the movement start point to the movement end point while keeping the diameters Bd and Cd constant, and the center of the creation circle moves while reducing the diameters Bd and Cd. There are two possible circles that move from the starting point to the moving end point. These creation circles can be selected appropriately in consideration of the required performance of the pump.
この内接歯車式ポンプ用ロータにおいて、インナーロータ中心OIと創成円中心pa、pbとの間の距離の変化率ΔR’が移動終点Lpa、Lpbにおいて0である曲線AC1、AC2上を前記創成円中心pa、pbが移動すると好ましい。 In this internal gear type pump rotor, on the curves AC 1 and AC 2 where the change rate ΔR ′ of the distance between the inner rotor center O I and the generating circle centers pa and pb is 0 at the movement end points Lpa and Lpb. It is preferable that the creation circle centers pa and pb move.
前記曲線AC1、AC2が正弦関数を利用した曲線であると好ましい。例えば、創成円中心移動曲線AC1、AC2上を創成円中心pa、pbが移動始点Spa、Spbから基準円Aの径方向において移動した移動量ΔRが、以下の式を満たす曲線である。
ΔR=R×sin((π/2)×(m/S))
ここにおいて、R:(インナーロータ中心OIから創成円中心paの移動終点Lpaまでの距離)−(インナーロータ中心OIから創成円中心paの移動始点Spaまでの距離)、又は(インナーロータ中心OIから創成円中心pbの移動始点Spbまでの距離)−(インナーロータ中心OIから創成円中心pbの移動終点Lpbまでの距離)であって、以下、「創成円の径方向移動距離」又は単に「移動距離」と言う。S:ステップ数、m=0→Sであり、そのステップ数Sは、前記移動始点Spa、Spb、インナーロータ中心OIおよび移動終点Lpa、Lpbで作られる創成円移動角度θT又はθBを等間隔に分割した数を言う。
The curves AC 1 and AC 2 are preferably curves using a sine function. For example, the amount of movement ΔR in which the creation circle centers pa and pb move on the creation circle center movement curves AC 1 and AC 2 from the movement start points Spa and Spb in the radial direction of the reference circle A is a curve that satisfies the following expression.
ΔR = R × sin ((π / 2) × (m / S))
Here, R: (distance from the inner rotor center O I to the moving end point Lpa of the generating circle center pa) − (distance from the inner rotor center O I to the moving starting point Spa of the generating circle center pa), or (inner rotor center The distance from O I to the movement start point Spb of the creation circle center pb) − (the distance from the inner rotor center O I to the movement end point Lpb of the creation circle center pb), and hereinafter, “the radial movement distance of the creation circle” Or simply called “movement distance”. S: Number of steps, m = 0 → S, and the number of steps S represents the creation circle movement angle θ T or θ B formed by the movement start points Spa, Spb, the inner rotor center O I and the movement end points Lpa, Lpb. The number divided into equal intervals.
前記基準円A上の基準点Jとインナーロータ中心OIとを結ぶ直線をL1とし、歯先創成円Bの中心の移動始点Spaと歯底創成円Cの中心の移動始点Spbは、直線L1から左右に角度θT0、θB0離れた位置にあり、これ等の移動終点Lpa、Lpbは、直線L2、L3上にある。このため、歯先頂点TTは、その直線L1から角度θT+θT0回転した位置の直線L2上に設定され、歯底頂点TBは、直線L1から角度θB+θB0回転した位置の直線L3上に設定される。これらの角度θT、角度θT0、角度θB、角度θBOは、歯数や歯先部、歯底部の設置領域の比率などを考慮して設定される。 A straight line connecting the reference point J on the reference circle A and the inner rotor center O I is L 1, and the movement start point Spa at the center of the tooth tip creation circle B and the movement start point Spb at the center of the tooth creation circle C are straight lines. The movement end points Lpa and Lpb are on the straight lines L 2 and L 3 , at positions away from L 1 by angles θ T0 and θ B0 to the left and right. Therefore, addendum vertex T T is set on the straight line L 2 of positions rotated angle θ T + θ T0 from the straight line L 1, the tooth bottom vertex T B has an angle θ B + θ B0 rotation from the straight line L 1 It is set on the straight line L 3 positions. These angles θ T , angle θ T0 , angle θ B , and angle θ BO are set in consideration of the number of teeth, the ratio of the tooth tip portion, and the installation region of the tooth bottom portion.
上記の内接歯車式ポンプ用インナーロータの歯形創成方法によって製作された内接歯車式ポンプ用インナーロータは、その歯形創成方法による上記各条件を有する構成のものとなる。
また、その歯形を有するインナーロータと、以下のアウターロータを組み合わせて内接歯車式ポンプ用ロータを構成することができる(図9参照)。
このアウターロータ3の歯形は以下の工程により決定される。
インナーロータ2の中心OIがアウターロータ3の中心O0を中心とする直径(2e+t)の円S上を1周公転する。
その間にインナーロータ2が1/n回自転する。
このインナーロータ2の公転と自転により形成された歯形曲線群の包絡線を描く。
このようにして決定した前記包絡線を歯形とする。
ここに、
e:インナーロータ2とアウターロータ3の中心の偏心量
t:チップクリアランス
n:インナーロータの歯数
The internal gear type pump inner rotor manufactured by the above-described internal gear type pump inner rotor tooth profile creation method has the above-described conditions according to the tooth profile creation method.
Further, an internal gear type pump rotor can be configured by combining the inner rotor having the tooth profile and the following outer rotor (see FIG. 9).
The tooth profile of the
The center O I of the
Meanwhile, the
An envelope of a tooth profile curve group formed by the revolution and rotation of the
The envelope determined in this way is used as a tooth profile.
here,
e: Eccentric amount of the center of the
なお、ここで言うチップクリアランスは、以下のように規定する。
まず、インナーロータ2をインナーロータ中心OIが原点に位置し、さらに、インナーロータ2の歯先頂点TTが前記原点を通るY軸上の負の領域に位置する状態にインナーロータ2を設置する。
次に、アウターロータ中心O0が原点から偏心量e離れたY軸上の1点にあり、アウターロータ3の歯先頂点がY軸上の負の領域で前記インナーロータの歯先頂点に突き合わせる状態にアウターロータ3を設置する。
そして、その状態からインナーロータ2の歯形とアウターロータ3の歯形が接するところまでアウターロータ中心O0をインナーロータ中心OIから離れる方向にY軸上を移動させる。このようにして作り出されたチップクリアランスの測定位置で、Y軸上の前記インナーロータ2の歯先頂点とY軸上の前記アウターロータ3の歯先頂点間に生じた隙間をチップクリアランスtとする。
Note that the tip clearance here is defined as follows.
First, located in the
Next, the outer rotor center O 0 is at one point on the Y-axis that is away from the origin by the amount of eccentricity e, and the tooth tip vertex of the
Then, the outer rotor center O 0 is moved on the Y axis in a direction away from the inner rotor center O I until the tooth profile of the
また、上述したこの発明の内接歯車式ポンプ用ロータを、ポンプハウジングに設けられたロータ室に収納して内接歯車式ポンプを構成できる。 Further, the internal gear type pump rotor of the present invention described above can be housed in a rotor chamber provided in the pump housing to constitute an internal gear type pump.
歯先創成円Bや歯底創成円Cが、移動中に径が変化する円である場合、それらの創成円の移動始点における直径Bdmax、Cdmaxは、目標歯丈を考慮して設定される。両創成円の移動始点から移動終点に至る間の直径変化量をそれぞれΔBd、ΔCdとすると、歯丈を決定する歯先高さと歯底深さは下式で求まる。
歯先高さ=R+(Bd/2)+{(Bd−ΔBd)/2}
歯底深さ=R+(Cd/2)+{(Cd−ΔCd)/2}
When the tooth creation circle B and the tooth creation circle C are circles whose diameter changes during movement, the diameters Bd max and Cd max at the movement start point of the creation circle are set in consideration of the target tooth height. The When the diameter change amounts between the starting point and the moving end point of both creation circles are ΔBd and ΔCd, respectively, the tip height and root depth for determining the tooth height are obtained by the following equations.
Tooth height = R + (Bd / 2) + {(Bd−ΔBd) / 2}
Tooth depth = R + (Cd / 2) + {(Cd−ΔCd) / 2}
この2つの式において、R、Bd、ΔBd、Cd、ΔCdはいずれも任意に設定できる数値である。そして、移動量ΔRの変化率ΔR’を考慮してこれらの値を種々変化させたいくつかの歯形モデルを作製し、その中から最適なモデルを選ぶなどの方法により、R、Bd、ΔBd、Cd、ΔCdの適正値を見出すことができる。
創成円B、Cの直径は、移動終点Lpa、Lpbでの直径が移動始点Spa、Spbでの直径に対して0.2倍以上かつ1倍以下が適当である。
In these two expressions, R, Bd, ΔBd, Cd, and ΔCd are all numerical values that can be arbitrarily set. Then, several tooth profile models in which these values are variously changed in consideration of the change rate ΔR ′ of the movement amount ΔR are prepared, and R, Bd, ΔBd, Appropriate values of Cd and ΔCd can be found.
As for the diameters of the creation circles B and C, the diameters at the movement end points Lpa and Lpb are suitably 0.2 times or more and 1 time or less than the diameters at the movement start points Spa and Spb.
この発明においては、以上の構成を採用することによって、歯先曲線又は歯底曲線の始点接線が歯先又は歯底側に傾き、歯形の初期が、その分岐点Jにおいて、直線L1と同一方向となることなく、歯先TT又は歯底TBに向かって傾くこととなって、歯間隙間が大きくなる。この歯間隙間が大きくなることは、脈動が小さくなるとともに、吸入特性が向上する。このため、その初期における歯先TT又は歯底TBに向かう傾斜角度θs(創成円B、Cの中心pa、pbの位置)を任意に選択することによって、使用者の要望に応えつつ、所要の吐出量や脈動が抑えられた内接歯車式ポンプを得ることができる。 In the present invention, by adopting the above configuration, the starting point tangent of the tooth tip curve or the bottom curve is inclined toward the tooth tip or the tooth bottom side, and the initial tooth shape is the same as the straight line L 1 at the branch point J. without a direction, it becomes to tilt toward the tooth tip T T or tooth bottom T B, interdental gap increases. Increasing the interdental gap reduces pulsation and improves inhalation characteristics. Therefore, the inclination angle θs toward the tooth tip T T or tooth bottom T B at its initial (creation circle B, the center pa and C, the position of the pb) by arbitrarily selecting the while meeting the needs of the user, An internal gear pump in which a required discharge amount and pulsation are suppressed can be obtained.
以下、添付図面の図1〜図12に基づいてこの発明のポンプ用ロータの実施の形態を説明する。図1に示すポンプ用ロータ1は、歯数がn(図のそれはn=6)のインナーロータ2と、歯数が(n+1)のアウターロータ3を組み合わせて構成されている。2aはインナーロータ2の歯先(歯先曲線)、2bはインナーロータ2の歯底(歯底曲線)である。インナーロータ2は中心に軸穴2cを有する。
Embodiments of a pump rotor according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The
インナーロータ2は、その歯形が、インナーロータと同心の基準円Aと、円周上の点jが基準円AとY軸の交点である基準点Jを通過する歯先創成円B及び/もしくは歯底創成円Cを用いて創成される。その歯形は、下記条件に基づいて創成した歯先2aと歯底2bを組み合わせたものが具体例として考えられる。基準円Aは、インナーロータ中心OIから歯先と歯底の境界点までを半径とする円であり、この円上から前記点jが移動を開始する。
The
図2において、歯先創成円Bの直径をBd、
インナーロータ中心OIと前記基準点Jを結ぶ直線をL1、
インナーロータ中心OIと歯先頂点TTを結ぶ直線をL2、
前記歯先創成円Bの中心の移動始点Spaと、インナーロータ中心OIおよび前記歯先頂点TTの3点で作られる創成円移動角度∠Spa、OI、TTをθT、創成円中心の移動始点Spaを直線L1より創成円移動方向前方に位置させ、その移動始点Spaとインナーロータ中心OIおよび基準点Jの3点で作られた角度∠Spa、OI、JをθT0、歯先曲線2aの始点接線と直線L1のなす角度θs(>0)とする。
前記歯先創成円Bの中心paが、移動始点Spaから、前記直線L2側に向って移動終点Lpa(これは直線L2上にある)まで角度θTの範囲で移動する。このとき、前記歯先創成円Bの中心paの周方向の自転角速度は一定である。
この間に前記歯先創成円Bの中心paは、基準円Aの径方向に距離R移動する。
この歯先創成円Bの中心paが、移動始点Spaから移動終点Lpaに至る間に、歯先創成円Bは一定角速度で自転し、創成円上の点jは基準点Jから歯先頂点TT(これは、予め設定した直径DTの歯先円と直線L2が交差した位置にある)に到達する。この間に前記点jが移動した軌跡によってインナーロータの歯先2aの歯形の半分が描かれる(図3も同時参照)。
In FIG. 2, the diameter of the tooth tip creation circle B is Bd,
A straight line connecting the inner rotor center O I and the reference point J is L 1 ,
The straight line connecting the inner rotor center O I and the
A moving start point Spa of the center of the addendum creating circle B, the inner rotor center O I and creating a circular movement angle ∠Spa said made at three points of the tip apex T T, O I, the T T θ T, creating a circle the moving start point Spa of the center is positioned created circular movement direction ahead of the straight line L 1, the moving start point Spa and the inner rotor center O I and the angle made by the three points of reference points J ∠Spa, O I, a J theta T0, the
Center pa of the addendum creation circle B is the moving start point Spa, end-of-travel Lpa toward the straight line L 2 side (which is on the straight line L 2) moves in a range of angle theta T up. At this time, the rotational angular velocity in the circumferential direction of the center pa of the tooth tip creation circle B is constant.
During this time, the center pa of the tooth tip creation circle B moves a distance R in the radial direction of the reference circle A.
While the center pa of the tooth tip creation circle B reaches the movement end point Lpa from the movement start point Spa, the tooth tip creation circle B rotates at a constant angular velocity, and the point j on the creation circle changes from the reference point J to the tooth tip vertex T. T (This addendum circle and the straight line L 2 having a diameter D T that is set in advance is in a position intersecting) to reach. During this time, half of the tooth profile of the
この際の、歯先創成円Bの自転の方向と、角度θTの移動方向は同一である。つまり、自転の方向が右回りであれば、歯先創成円Bの移動の方向も右回りである。 In this case, the direction of rotation of the addendum creation circle B, the moving direction of the angle theta T are the same. That is, if the direction of rotation is clockwise, the direction of movement of the tooth creation circle B is also clockwise.
このようにして描いた歯先曲線2aを、直線L2に対して反転する(直線L2を中心にして対称形状にする)ことにより、インナーロータ2の歯先曲線2aが出来上がる。
Such an
歯底曲線(歯底2b)も同様にして描くことができる。直径Cdの歯底創成円Cを歯先創成円Bが回転する方向とは逆方向に一定角速度で自転させながら歯底創成円Cの中心pbを移動始点Spbから移動終点Lpbに向けて角度θB(歯先創成円Cの中心pbの移動始点Spbと、インナーロータ中心OIおよび前記歯底頂点TBの3点で作られる創成円移動角度∠Spb、OI、TB)の範囲で移動させる。
この移動による歯底創成円Cの円周の一点jが前記基準点Jから直線L3上に設定された歯底頂点TB(これは、予め設定した直径DBの歯先円と直線L3が交差した位置にある)に到達するまでに移動した軌跡によってインナーロータ2の歯底2bの歯形の半分が描かれる。このとき、同様に、創成円中心pbの移動始点Spbを直線L1より創成円移動方向前方に位置させ、移動始点Spbとインナーロータ中心OIおよび基準点Jの3点で作られた角度∠Spb、OI、JをθB0、歯底曲線2bの始点接線と直線L1のなす角度θs(>0)とする。
The root curve (the
The mobile tooth bottom vertex a point j of the circumference of the dedendum creation circle C is set on the straight line L 3 from the reference point J by T B (which is the addendum circle and a straight line L having a diameter D B which is set in advance Half of the tooth profile of the
上記の方法での歯形創成では、歯先創成円Bや歯底創成円Cが自己の直径Bd、Cdを一定に保ちながら移動始点Spa、Spbから移動終点Lpa、Lpbに移動し、その間の前記点jの軌跡によってインナーロータの歯先2a又は歯底2bの歯形の半分を描いた。しかし、この歯形創成方法は、これらに限定されるものではない。歯先創成円Bや歯底創成円Cがその直径を変化させながら移動始点Spa、Spbから移動終点Lpa、Lpbに移動し、その間に前記点jが移動した軌跡によりインナーロータ2の歯先2aや歯底2bの歯形の半分を描く方法でもこの発明の目的が達成される。
In the tooth profile creation by the above method, the tooth creation circle B and the tooth creation circle C move from the movement start points Spa and Spb to the movement end points Lpa and Lpb while keeping their diameters Bd and Cd constant. A half of the tooth profile of the
その径変化を伴う創成円を使用する場合の歯形創成の原理を図4、図5に示す。
図4において、
歯先創成円Bの移動始点における直径をBdmax、
インナーロータ中心OIと前記基準点Jを結ぶ直線をL1、
インナーロータ中心OIと歯先頂点TTを結ぶ直線をL2、
前記歯先創成円Bの中心の移動始点Spaと、インナーロータ中心OIおよび前記歯先頂点TTの3点で作られる角度∠Spa、OI、TTをθT、創成円中心の移動始点Spaを直線L1より創成円移動方向前方に位置させ、移動始点Spaとインナーロータ中心OIおよび基準点Jの3点で作られた角度∠Spa、OI、JをθT0とする。
前記歯先創成円Bの中心paが、移動始点Spaから前記直線L2側に向って移動終点Lpa(これは直線L2上にある)まで回転角θT移動する。このとき、前記歯先創成円Bの中心paの周方向の角速度は一定である。
この間に前記歯先創成円Bの中心paは、基準円Aの径方向に距離R移動する。
FIG. 4 and FIG. 5 show the principle of tooth profile creation when a creation circle with a change in diameter is used.
In FIG.
The diameter at the movement start point of the tooth creation circle B is defined as Bd max ,
A straight line connecting the inner rotor center O I and the reference point J is L 1 ,
The straight line connecting the inner rotor center O I and the
Center and the moving start point Spa of the addendum creating circle B, the angle made at three points of the inner rotor center O I and the tooth tip apex T T ∠Spa, O I, the T T θ T, the movement of the created circle center the start point Spa is located creation circular movement direction ahead of the straight line L 1, the moving start point Spa and the inner rotor center O I and the angle made by the three points of reference points J ∠Spa, O I, a J and theta T0.
Center pa of the addendum creation circle B is the moving end point Lpa toward the moving start point Spa to the straight line L 2 side (which is on the straight line L 2) rotation angle θ to T moved to. At this time, the angular velocity in the circumferential direction of the center pa of the tooth tip creation circle B is constant.
During this time, the center pa of the tooth tip creation circle B moves a distance R in the radial direction of the reference circle A.
前記歯先創成円Bは、その歯先創成円Bの中心paが移動始点Spaから移動終点Lpaに至る間に直径を縮めながら一定角速度で自転する。そして、同創成円B上の点jは自転することで直線L2上に設定された歯先頂点TT(これは、予め設定した直径DTの歯先円と直線L2が交差した位置にある)に到達する。この間に前記点jが移動した軌跡によりインナーロータの歯先2aの歯形の半分が描かれる。歯先創成円Bは歯先頂点TTに到達した位置においてその直径がBdminに変化している。この方法によれば、一定径の創成円を用いて描かれる歯形に比べて歯先の曲率半径を大きくすることが可能となる。そして、チップクリアランス付近の隙間とチップクリアランスとの差を小さくした歯形を得ることができる。
The tooth tip creation circle B rotates at a constant angular velocity while reducing its diameter while the center pa of the tooth tip creation circle B reaches the movement end point Lpa from the movement start point Spa. Then, the point j on the creation circle B rotates to rotate the tooth tip vertex T T set on the straight line L 2 (this is the position where the tooth tip circle of the preset diameter D T intersects the straight line L 2. To reach). During this time, half of the tooth profile of the
なお、歯先創成円Bの自転の方向と角度θTの範囲での移動方向を同一にすることおよび上記の方法で描いた半歯の歯形を直線L2に対して反転させて直線L2を中心にした対称形状の歯形を創成することは、一定径の創成円を用いて歯形を創成する場合と同様とする。 Incidentally, the straight line L 2 and the tooth profile of the half-teeth depicting the moving direction of the range of directions and angles theta T by and the method described above for the same rotation of the addendum creation circle B is inverted with respect to the straight line L 2 Creating a tooth profile having a symmetrical shape centering on the same as the case of creating a tooth profile using a creation circle having a constant diameter.
歯底曲線(歯底歯形)2bも同様にして描くことができる。移動始点Spbでの直径がCdの歯底創成円Cを歯先創成円Bが回転する方向とは逆方向に一定角速度で自転させ、かつ、直径を縮めながら移動始点Spbから移動終点Lpbに向けて移動させる。そして、歯底創成円Cの円周の一点jが基準点Jから直線L3上に設定された歯底頂点TB(これは、予め設定した直径DBの歯底円と直線L3が交差した位置にある)に到達するまでに前記点jが移動した軌跡によりインナーロータの歯底の歯形の半分を描く。その半分の歯形を直線L3に対して対称形状に描けば1歯分の歯底形状ができる。このとき、創成円中心pbの移動始点Spbを直線L1より創成円移動方向前方に位置させ、移動始点Spbとインナーロータ中心OIおよび基準点Jの3点で作られた角度∠Spb、OI、JをθB0とする。 The root curve (tooth base tooth profile) 2b can be similarly drawn. The root creation circle C having a diameter Cd at the movement start point Spb is rotated at a constant angular velocity in a direction opposite to the direction in which the tooth tip creation circle B rotates, and from the movement start point Spb to the movement end point Lpb while reducing the diameter. To move. The dedendum creation circle C of a tooth bottom vertex a point j is set on the straight line L 3 from the reference point J circumference T B (which is the root circle and the straight line L 3 of the diameter D B which is set in advance A half of the tooth profile of the root of the inner rotor is drawn based on the trajectory that the point j has moved until it reaches (at the intersecting position). Be drawn symmetrically the tooth profile of the half with respect to the straight line L 3 may one tooth of the tooth bottom shape. At this time, creating the circle center pb moving start point Spb was positioned created circular movement direction ahead of the straight line L 1 of the moving start point Spb and the inner rotor center O I and at three points of the reference point J made angular ∠Spb, O Let I and J be θ B0 .
歯数n、歯先円の直径DT、歯底円の直径DB、移動始点SpaからL2までの創成円移動角度θT(∠Spa、OI、TT)、移動始点SpbからL3までの創成円移動角度θB(∠Spb,OI、TB)、歯先創成円Bと歯底創成円Cの移動始点における直径Bdmax、Cdmax、移動終点における直径(Bdmin=Bd−ΔBd)、(Cdmin=Cd−ΔCd)および歯先創成円Bと歯底創成円Cの中心pa、pbが移動する曲線を予め設定することで上記の方法での歯形創成が行える。 The number of teeth n, the diameter D T of the tip circle, the diameter D B of the root circle, the creation circle movement angle θ T (∠ Spa, O I , T T ) from the movement start point Spa to L 2 , and the movement start point Spb to L creation circular movement angle of up to 3 θ B (∠Spb, O I , T B), the diameter of the moving start point of the tip creating a circle B and dedendum creating circle C Bd max, Cd max, diameter at end-of-travel (Bd min = Bd−ΔBd), (Cd min = Cd−ΔCd), and a curve in which the centers pa and pb of the tooth tip creation circle B and the tooth bottom creation circle C move are set in advance, so that the tooth profile can be created by the above method.
前記歯先創成円Bと歯底創成円Cの中心pa、pbは、移動量ΔRの変化率ΔR’が創成円中心pa、pbの移動終点Lpa、Lpbにおいて0である曲線AC1、AC2上を移動させると好ましい。この場合、歯先が鋭利にならず、チップクリアランス付近のクリアランスが安定することによる吐出性能の向上(吐出量の増加)や、ポンプ運転時の騒音の防止、ロータの耐久性向上の効果がある。 The centers pa and pb of the tooth tip creation circle B and the tooth root creation circle C have curves AC 1 and AC 2 in which the rate of change ΔR ′ of the movement amount ΔR is 0 at the movement end points Lpa and Lpb of the creation circle centers pa and pb. It is preferable to move up. In this case, the tip of the tooth is not sharp, and there is an effect of improving discharge performance (increase in discharge amount) by stabilizing the clearance near the tip clearance, preventing noise during pump operation, and improving the durability of the rotor. .
前記曲線AC1、AC2が、例えば、正弦関数を利用した曲線(移動量ΔRが下記の式で表される)であるのも好ましい。
ΔR=R×sin((π/2)×(m/S))
ここにおいて、S:ステップ数、m=0→S
こうすると、m=Sでの移動量ΔRの変化率ΔR’は0となり、滑らかな曲線を描くことができる。この際、創成円中心pa、pbの周方向移動量Δθは、
Δθ=θT/S又はθB/S
である。
It is also preferable that the curves AC 1 and AC 2 are, for example, curves using a sine function (the movement amount ΔR is expressed by the following equation).
ΔR = R × sin ((π / 2) × (m / S))
Here, S: number of steps, m = 0 → S
In this way, the rate of change ΔR ′ of the movement amount ΔR at m = S becomes 0, and a smooth curve can be drawn. At this time, the circumferential movement amount Δθ of the creation circle centers pa and pb is
Δθ = θ T / S or θ B / S
It is.
前記曲線AC1、AC2は、好ましいとした正弦曲線のほかに、余弦曲線、高次曲線、円弧曲線、楕円曲線、もしくはこれらの曲線と一定の傾きをもつ直線とを合成した曲線なども利用することができる。 As the curves AC 1 and AC 2 , a cosine curve, a higher-order curve, an arc curve, an elliptic curve, or a curve obtained by combining these curves and a straight line having a certain slope is used in addition to the sine curve that is preferable. can do.
前記創成円B、Cが直径を縮めながら創成円中心pa、pbが移動始点Spa、Spbから移動終点Lpa、Lpbに移動した場合における前記創成円B、Cの直径の変化率Δr’は、創成円中心の移動終点Lpa、Lpbにおいて0であること好ましい。それにより、歯先2a、又は歯底2bの曲率半径を大きくすることが容易になる。このため、ΔRと同様に、創成円B、Cの移動に伴って変化したその創成円径Bd、Cdの変化量Δrは、例えば正弦関数を利用した下記式を満たす。
Δr=r×sin((π/2)×(m/S))
When the creation circle centers pa and pb move from the movement start points Spa and Spb to the movement end points Lpa and Lpb while the creation circles B and C reduce the diameter, the diameter change rate Δr ′ of the creation circles B and C It is preferably 0 at the movement end points Lpa and Lpb at the center of the circle. Thereby, it becomes easy to increase the curvature radius of the
Δr = r × sin ((π / 2) × (m / S))
アウターロータ3は、インナーロータ2よりも歯数を1枚多くしたもの(図1のそれは歯数:7枚)が用いられている。このアウターロータ3の歯形は、図9に示すように、以下の工程により創成される。まず、インナーロータ2の中心OIがアウターロータ3の中心Ooを中心とする直径(2e+t)の円S上を1周公転する。その間にインナーロータ2が1/n回自転する。このインナーロータ2の公転と自転により形成された歯形曲線群の包絡線を描く。この様にして決定した前記包絡線を歯形とする。
ここに、
e:インナーロータの中心とアウターロータの中心の偏心量
t:チップクリアランス
n:インナーロータの歯数
The
here,
e: Eccentricity between the center of the inner rotor and the center of the outer rotor t: Tip clearance n: Number of teeth of the inner rotor
図2、図3、或は図4、図5で解説したこの発明を特徴づける曲線(以下ではこの発明の歯形曲線と言う)を歯先2aに適用したインナーロータ2において、その歯底形状は、歯先創成円Cを用いて歯先2aと同様の方法で創成してもよいし、既知のトロコイド曲線を用いて創成される歯形やサイクロイド曲線の歯形を採用してもよい。同様に、この発明の歯形曲線を歯底2bに適用したインナーロータ2において、その歯先形状は、トロコイド曲線を用いて創成される歯形やサイクロイド曲線の歯形を採用してもよい。
In the
この発明の歯形曲線とサイクロイド曲線を組み合わせた歯形は、サイクロイド曲線の特徴であるアウターロータとの滑らかな噛み合わせ有し、かつ歯丈を高くすることができる。これにより、吐出量を増加させる要求が満たされる。 The tooth profile obtained by combining the tooth profile curve and the cycloid curve according to the present invention has a smooth meshing with the outer rotor, which is a feature of the cycloid curve, and can increase the tooth height. Thereby, the request | requirement of increasing discharge amount is satisfy | filled.
この発明の歯形曲線を適用した歯形において、インナーロータの歯先高さや歯底深さが歯先創成円B、歯底創成円Cの径方向移動距離Rの値によって決定される。この発明の歯形曲線を適用した歯形は、移動距離Rの大きさを自由に設定できるため、歯先2a、歯底2bのどちらか一方がトロコイド曲線やサイクロイド曲線の歯形である場合にも、歯丈の設定の自由度が確保される。
In the tooth profile to which the tooth profile curve of the present invention is applied, the tooth tip height and the tooth root depth of the inner rotor are determined by the value of the radial movement distance R of the tooth tip generating circle B and the tooth generating circle C. In the tooth profile to which the tooth profile curve of the present invention is applied, the magnitude of the movement distance R can be freely set. Therefore, even when either the
上述したインナーロータ2とアウターロータ3を偏心配置にして組み合わせて内接歯車式ポンプ用ロータ1を構成する。そして、その内接歯車式ポンプ用ロータ1を、図10に示すように、吸入ポート7と吐出ポート8を有するポンプハウジング5のロータ室6に収納して内接歯車式ポンプ9を構成する。その内接歯車式ポンプ9において、インナーロータ2の軸穴2cに駆動軸(図示せず)を挿入してインナーロータ2と駆動軸を係合させ、その駆動軸から駆動力を伝えてインナーロータ2を回転させる。このとき、アウターロータ3は従動回転し、この回転により両ロータ間に形成されるポンプ室4の容積が増減してオイルなどの流体の吸入、吐出がなされる。
The
上述したように、歯形の歯先2aを創成する場合は、インナーロータ中心OIからの創成円Bの中心paまでの距離が移動始点Spaから移動終点Lpaに向って増加する曲線AC1上を、また、歯形の歯底2bを創成する場合は、インナーロータ中心OIからの創成円Cの中心pbまでの距離が移動始点Spbから移動終点Lpbに向って距離が減少する曲線AC2上を、創成円B、Cの中心pa、pbが移動する。その間、創成円B、Cは自転する。そして、その創成円B、Cの円周上の一点jの軌跡によりインナーロータ2の歯先2aまたは歯底2bの少なくとも一方の歯形を創成する。そうすることで、インナーロータ2の歯の歯丈を、トロコイド曲線の歯形やサイクロイド曲線の歯形を採用した従来の内接歯車式ポンプの歯丈よりも大きくすることができる。そのために、インナーロータ2とアウターロータ3の歯間に形成されるポンプ室4の容積が従来品よりも大きくなり、ポンプの吐出量が増加する。
As described above, when creating the
また、そうすることでインナーロータの歯数を、トロコイド曲線の歯形やサイクロイド曲線の歯形を採用した従来の内接歯車式ポンプの歯数よりも多くすることができる。そのために、インナーロータ2とアウターロータ3の歯間に形成されるポンプ室4の数が従来品よりも多くなり、ポンプの吐出量が増加する。
Further, by doing so, the number of teeth of the inner rotor can be made larger than the number of teeth of the conventional internal gear type pump adopting the tooth profile of the trochoid curve or the tooth profile of the cycloid curve. Therefore, the number of
さらに、歯先曲線2a又は歯底曲線2bの始点における接線角度(90°−θs)が90度以下になって、歯形の初期(歯先部と歯底部の分岐点Jから歯先TT、歯底TBに向かう最初部分)が、その分岐点Jにおいて、直線L1と同一方向となることなく、歯先TT又は歯底TBに向かって傾くこととなって、歯間隙間が大きくなる(図10のT1〜T4参照)。この歯間隙間が大きくなることは、脈動が小さくなるとともに、吸入特性が向上する。このため、その初期における歯先TT又は歯底TBに向かう傾斜角度θs(創成円B、Cの中心pa、pbの位置)を任意に選択することによって、使用者の要望に応えつつ、所要の吐出量や脈動が抑えられた内接歯車式ポンプを得ることができる。
Furthermore, the tangent angle (90 ° -θs) at the start point of the
図8は、インナーロータ2の歯先径(歯先円の直径)が等しい条件において、歯先創成円Bの直径を縮小させながら、インナーロータ中心OIから歯先創成円Bの中心までの距離の変化量を歯先創成円Bの直径の縮小量に対応する分だけ大きくして図4の方法で描いた歯形である。その歯形は、一定径の歯先創成円Bを用いて創成した図1のインナーロータの歯形と比較すると、歯先の曲率半径が大きくなり、アウターロータ歯先付近との隙間を小さくすることが出来る。そのために、ポンプの容積効率が良くなる。
Figure 8 is the condition addendum diameter of the inner rotor 2 (diameter of the addendum circle) is equal, while reducing the diameter of the tip creating a circle B, from the inner rotor center O I to the center of the tip creating a
図6及び図7に、この発明のポンプ用ロータ1の他の実施の形態を示す。図6の内接歯車式ポンプ用ロータは、インナーロータ2の歯先(歯先曲線)2a、歯底(歯底曲線)2bの双方にこの発明を適用した設計である。また、図7の内接歯車式ポンプ用ロータは、インナーロータ2の歯先曲線2aにこの発明を適用し、歯底2bはサイクロイド曲線で構成したものである。図6、図7の内接歯車式ポンプ用ロータは、発明の歯形曲線の創成に一定径の創成円を用いている。これらの実施例からわかるように、この発明の内接歯車式ポンプ用ロータは、一定径の創成円を用いる場合にも歯形設計に自由度がある。
6 and 7 show another embodiment of the
この発明のポンプ用ロータの性能評価の試験結果を以下に記す。各々が鉄系焼結合金で形成された歯数6枚のインナーロータ2と歯数7枚のアウターロータ3を製造し、その両者2、3を組み合わせて内接歯車式ポンプ用ロータ1を作製した。
Test results of performance evaluation of the pump rotor of the present invention are described below. An
試験に用いたインナーロータ2の歯先2aと歯底2bの曲線の組み合わせは以下の通りである。
比較例1(図13参照)
歯先曲線:サイクロイド曲線
歯底曲線:サイクロイド曲線
比較例2(図14参照)
歯先曲線:特許文献2記載発明歯形曲線(θs=0)
歯底曲線:特許文献2記載発明歯形曲線(θs=0)
発明品1(図11参照)
歯先曲線:発明歯形曲線(θs>0)
歯底曲線:発明歯形曲線(θs>0)
発明品2(図12参照)
歯先曲線:発明歯形曲線(θs>0)
歯底曲線:発明歯形曲線(θs>0)
The combinations of the curves of the
Comparative Example 1 (see FIG. 13)
Tooth curve: cycloid curve Tooth curve: cycloid curve Comparative Example 2 (see FIG. 14)
Tooth tip curve: Invention tooth profile curve described in Patent Document 2 (θs = 0)
Tooth root curve: Invention tooth profile curve described in Patent Document 2 (θs = 0)
Invention 1 (see FIG. 11)
Tooth tip curve: Invention tooth profile curve (θs> 0)
Tooth root curve: Invention tooth profile curve (θs> 0)
Invention 2 (see FIG. 12)
Tooth tip curve: Invention tooth profile curve (θs> 0)
Tooth root curve: Invention tooth profile curve (θs> 0)
共通諸元は、
アウターロータ外径:φ60mm
インナーロータ内径:φ15mm
ロータ厚み:15mm
であり、各歯形は以下の方法で創成した。この際、アウターロータ3はいずれも、組み合わせ相手のインナーロータ2を用いて図9の方法で求めた歯形曲線群の包絡線により歯形を創成した。
Common specifications are
Outer rotor outer diameter: φ60mm
Inner rotor inner diameter: φ15mm
Rotor thickness: 15mm
Each tooth profile was created by the following method. At this time, each
[比較例1]
比較例1の歯先のサイクロイド曲線は、直径φ39mmの基礎円上を、直径φ3.25mmの外転円を滑らずに転がして創成した。歯底のサイクロイド曲線は、直径φ39mmの基礎円上を、直径φ3.25mmの内転円を滑らずに転がして創成した。
創成したインナーロータ、アウターロータの歯先径(歯先円の直径)と歯底径(歯底円の直径)、及び偏心量eは以下の通りである。
インナーロータ歯先径:φ45.5mm
インナーロータ歯底径:φ32.5mm
アウターロータ歯先径:φ39.1mm
アウターロータ歯底径:φ52.1mm
偏心量e:3.25mm
θT0:0°
θB0:0°
θs:0°
[Comparative Example 1]
The cycloid curve of the tooth tip of Comparative Example 1 was created by rolling an abduction circle having a diameter of 3.25 mm without slipping on a basic circle having a diameter of φ39 mm. The cycloid curve of the tooth bottom was created by rolling an inward circle having a diameter of 3.25 mm on a basic circle having a diameter of 39 mm without sliding.
The diameter of the tip of the inner rotor and the outer rotor (the diameter of the tip circle), the root diameter (the diameter of the root circle), and the eccentricity e of the created inner rotor and outer rotor are as follows.
Inner rotor tooth tip diameter: φ45.5mm
Inner rotor tooth root diameter: φ32.5mm
Outer rotor tooth tip diameter: φ39.1 mm
Outer rotor tooth root diameter: φ52.1mm
Eccentricity e: 3.25 mm
θ T0 : 0 °
θ B0 : 0 °
θs: 0 °
[比較例2]
比較例2の歯先及び歯底の歯形曲線は、基礎円A上と直径が一定である創成円B、Cを用いて、特許文献2に記載発明の方法で創成した。この際の諸元は以下の通りである。
基礎円Aの直径Ad:φ37.75mm
創成円Bの直径Bd:φ3.15mm
創成円Cの直径Cd:φ3.15mm
創成円Bの径方向移動距離R:0.5mm
創成円Bの径方向移動量ΔR:0.5mm×sin((π/2)×(m/s))
創成円Cの径方向移動距離R:0.2mm
創成円Bの径方向移動量ΔR:0.2mm×sin((π/2)×(m/s))
ステップ数S:30
θT0:0°
θB0:0°
θs:0°
インナーロータ歯先径:φ45.0mm
インナーロータ歯底径:φ31.0mm
アウターロータ歯先径:φ51.9mm
アウターロータ歯底径:φ38.3mm
偏心量e:3.4mm
[Comparative Example 2]
The tooth profile curves of the tip and root of Comparative Example 2 were created by the method of the invention described in
Diameter Ad of basic circle A: φ37.75mm
Creation circle B diameter Bd: φ3.15mm
Diameter Cd of creation circle C: φ3.15mm
Radial distance of creation circle B R: 0.5mm
Radial movement amount ΔR of the creation circle B: 0.5 mm × sin ((π / 2) × (m / s))
Radial movement distance R of the creation circle C: 0.2mm
Radial movement amount ΔR of the creation circle B: 0.2 mm × sin ((π / 2) × (m / s))
Number of steps S: 30
θ T0 : 0 °
θ B0 : 0 °
θs: 0 °
Inner rotor tooth tip diameter: φ45.0mm
Inner rotor tooth root diameter: φ31.0mm
Outer rotor tooth tip diameter: φ51.9mm
Outer rotor tooth bottom diameter: φ38.3mm
Eccentricity e: 3.4 mm
[発明品1]
発明品1の歯先の発明歯形曲線は、基準円Aと直径が一定である創成円Bを用いて図2の方法で創成した。この際の諸元は以下の通りである。
基準円Aの直径Ad:φ40.0mm
創成円Bの直径Bd:φ2.3mm
創成円Bの径方向移動距離R:1.1mm
移動量ΔR:1.1×sin((π/2)×(m/S))
ステップ数S:30
θT0:80°
θs:21°
歯底の発明歯形曲線は、図2で説明した基準円Aと直径が一定である創成円Cを用いて図2の方法で創成した。この際の諸元は以下の通りである。
基準円Aの直径Ad:φ40.0mm
創成円Cの直径Cd:φ4.3mm
創成円Cの径方向移動距離R:2.0mm
移動量ΔR:2.0×sin((π/2)×(m/S))
ステップ数S:30
θB0:85°
θs:21°
創成したインナーロータ、アウターロータの歯先径と歯底径、偏心量eは以下の通りである。これらの数値は、以下の発明品2も同一である。
インナーロータ歯先径:φ45.1mm
インナーロータ歯底径:φ31.5mm
アウターロータ歯先径:φ38.3mm
アウターロータ歯底径:φ51.9mm
偏心量e:3.4mm
[Invention 1]
The invention tooth profile curve of the tooth tip of
Diameter Ad of reference circle A: φ40.0mm
Creation circle B diameter Bd: φ2.3mm
Radial distance of creation circle B R: 1.1mm
Movement amount ΔR: 1.1 × sin ((π / 2) × (m / S))
Number of steps S: 30
θ T0 : 80 °
θs: 21 °
The invention tooth profile curve of the tooth bottom was created by the method of FIG. 2 using the reference circle A described in FIG. 2 and the creation circle C having a constant diameter. The specifications at this time are as follows.
Diameter Ad of reference circle A: φ40.0mm
Diameter Cd of creation circle C: φ4.3mm
Radial movement distance R of the creation circle C: 2.0mm
Movement amount ΔR: 2.0 × sin ((π / 2) × (m / S))
Number of steps S: 30
θ B0 : 85 °
θs: 21 °
The tip diameter and root diameter of the created inner rotor and outer rotor, and the amount of eccentricity e are as follows. These numerical values are also the same in the
Inner rotor tooth tip diameter: φ45.1mm
Inner rotor tooth root diameter: φ31.5mm
Outer rotor tooth tip diameter: φ38.3mm
Outer rotor tooth bottom diameter: φ51.9mm
Eccentricity e: 3.4 mm
[発明品2]
発明品2の歯先の発明歯形曲線は、基準円Aと移動中に径変を生じる創成円Bを用いて図4の方法で創成した。この際の諸元は以下の通りである。
基準円Aの直径Ad:φ41.4mm
歯先創成円Bの移動始点における直径Bdmax:φ2.4mm
移動終点における直径Bdmin:φ0.6mm
歯先創成円の直径の変化量:Δr=1.8×sin((π/2)×(m/S))
歯先創成円Bの中心の径方向移動距離R:0.7mm
移動量:ΔR=0.7×sin((π/2)×(m/S))
ステップ数S:30
θT0:48°
θs:19°
発明品2の歯底の発明歯形曲線は、基準円Aと移動中に径変を生じる歯底創成円Cを用いて図4の方法で創成した。この際の諸元は以下の通りである。
基準円Aの直径:41.4mm
歯底創成円Cの移動始点における直径Cdmax:φ4.5mm、
移動終点における直径Cdmin:φ4.0mm
歯先創成円の直径の変化量:Δr=0.5×sin((π/2)×(m/S))
歯底創成円Cの中心の径方向移動距離R:2.9mm
移動量ΔR:2.9×sin((π/2)×(m/S))
ステップ数S:30
θB0:85°
θs:19°
[Invention 2]
The invention tooth profile curve of the tooth tip of
Diameter Ad of reference circle A: φ41.4mm
Diameter Bd max at the movement start point of the tooth tip creation circle B: φ2.4 mm
Diameter Bd min at the end point of movement: φ0.6mm
Change amount of diameter of tooth creation circle: Δr = 1.8 × sin ((π / 2) × (m / S))
Radial movement distance R of the center of the tooth creation circle B: 0.7 mm
Movement amount: ΔR = 0.7 × sin ((π / 2) × (m / S))
Number of steps S: 30
θ T0 : 48 °
θs: 19 °
The invention tooth profile curve of the tooth bottom of
Diameter of reference circle A: 41.4mm
Diameter Cd max at the movement start point of the root creation circle C: φ4.5 mm,
Diameter Cd min at the movement end point: φ4.0 mm
Change amount of diameter of tooth creation circle: Δr = 0.5 × sin ((π / 2) × (m / S))
Radial movement distance R of the root creation circle C: 2.9 mm
Movement amount ΔR: 2.9 × sin ((π / 2) × (m / S))
Number of steps S: 30
θ B0 : 85 °
θs: 19 °
上記の仕様のインナーロータ2とアウターロータ3を組み合わせた内接歯車式ポンプ用ロータをポンプハウジングに組み込んで内接歯車式ポンプを構成した。そして、下記試験条件での各ポンプの吐出量を比較した。その結果を以下の表1に示す。
「試験条件」
油種:ATF
油温:80度
吐出圧:2.5MPa
回転数:3000rpm
An internal gear pump was constructed by incorporating an internal gear pump rotor in which the
"Test conditions"
Oil type: ATF
Oil temperature: 80 degrees
Discharge pressure: 2.5MPa
Rotation speed: 3000rpm
この試験結果から、歯先曲線又は歯底曲線の始点接線を傾けた発明品1、2は、比較例1、2に比べると、ポンプの吐出量が増加するとともに吐出脈動が小さくなっており、発明の目的が達成されることがわかる。
From this test result, the
1 ポンプ用ロータ
2 インナーロータ
2a 歯先(歯先曲線)
2b 歯底(歯底曲線)
2c 軸穴
3 アウターロータ
4 ポンプ室
5 ポンプハウジング
6 ロータ室
7 吸入ポート
8 吐出ポート
9 内接歯車式ポンプ
A 基準円
Ad 基準円Aの直径
B 歯先創成円
Bd 歯先創成円Bの直径
Spa 歯先創成円Bの移動始点
Lpa 歯先創成円Bの移動終点
Bdmax 歯先創成円Bの移動始点における直径
Bdmin 歯先創成円Bの移動終点における直径
ΔBd 歯先創成円Bの直径の変化量
C 歯底創成円
Cd 歯底創成円Cの直径
Spb 歯底創成円Cの移動始点
Lpb 歯底創成円Cの移動終点
Cdmax 歯底創成円Cの移動始点における直径
Cdmin 歯底創成円Cの移動終点における直径
ΔCd 歯底創成円Cの直径の変化量
AC1 歯先創成円Bの中心が移動する曲線
AC2 歯底創成円Cの中心が移動する曲線
J 基準円A上の基準点
j 創成円上の1点
TT インナーロータの歯先頂点
TB インナーロータの歯底頂点
L1 インナーロータ中心OIと基準点Jとを結ぶ直線
L2 インナーロータ中心OIと歯先頂点TTを結ぶ直線
L3 インナーロータ中心OIと歯底頂点TBを結ぶ直線
θT 創成円Bの移動角度(∠Spa、OI、TT)
θB 創成円Cの移動角度(∠Spb、OI、TB)
θT0、θB0 創成円B、Cの中心移動始点ずれ角度
θs 歯先曲線又は歯底曲線の始点接線と直線L1とのなす角度
R 創成円の移動始点から移動終点までの径方向移動距離
ΔR 創成円の移動始点からの径方向移動量
pa、pb 創成円中心
R0,R1 インナーロータ中心OIから歯先創成円Bの中心までの距離
r0,r1 インナーロータ中心OIから歯底創成円Cの中心までの距離
DT インナーロータの歯先円の直径
DB インナーロータの歯底円の直径
e インナーロータとアウターロータの偏心量
t チップクリアランス
n インナーロータの歯数
OI インナーロータ中心
OO アウターロータ中心
S 2e+tの直径を持つ円
E 基礎円
F 転円
TC トロコイド曲線
G 軌跡円
1 rotor for
2b tooth bottom (bottom curve)
2c Shaft hole 3 Outer rotor 4 Pump chamber 5 Pump housing 6 Rotor chamber 7 Suction port 8 Discharge port 9 Internal gear type pump A Reference circle Ad Reference circle A diameter B Tooth tip creation circle Bd Tooth tip creation circle B diameter Spa Movement start point Lpa of the tooth tip creation circle B Movement end point Bd max of the tooth tip creation circle B Diameter Bd min at the movement start point of the tooth tip creation circle B Min Diameter ΔBd at the movement end point of the tooth tip creation circle B Diameter of the tooth creation circle B Change amount C Tooth root creation circle Cd Diameter Spb of the root creation circle C Movement start point Lpb of the root creation circle C Movement end point Cd of the root creation circle C max Diameter Cd min at the movement start point of the tooth creation circle C Diameter ΔCd at the end point of movement of the circle C Amount of change in diameter of the root creation circle C 1 A curve AC where the center of the tooth creation circle B moves 2 A curve J where the center of the tooth creation circle C moves J On the reference circle A Reference point j Linear L 2 inner rotor center O I and the tooth tip apex T T connecting the tooth bottom vertex L 1 inner rotor center O I and the reference point J of the tip apex T B the inner rotor of the 1-point T T inner rotor on Naruen movement angle of the straight line theta T created circle B connecting straight line L 3 inner rotor center O I and the tooth bottom vertex T B connecting (∠Spa, O I, T T )
θ B movement angle of creation circle C (∠ Spb, O I , T B )
θ T0 , θ B0 The center movement start point deviation angle of the creation circles B and C θs The angle R between the start point tangent of the tooth tip curve or the root curve and the straight line L 1 The radial movement distance from the creation start point of the creation circle to the movement end point ΔR Amount of radial movement pa from the starting point of the creation circle pa, pb Distance from the creation circle center R 0 , R 1 inner rotor center O I to the center of the tooth tip creation circle B from r 0 , r 1 inner rotor center O I teeth O I eccentricity t tip clearance n inner rotor tooth bottom creating circle C diameter e the inner rotor center to a distance D T of the inner rotor diameter D B inner rotor of the addendum circle of the tooth bottom circle of the outer rotor circle E basic circle F Utateen TC trochoid curve G circular path having a diameter of the inner rotor center O O outer
Claims (5)
下記の条件(1)〜(3)を満たして創成円(B、C)を移動させ、その間にインナーロータ中心(OI)と同心である基準円(A)上の基準点(J)と重なる前記創成円(B、C)上の点(j)が描く軌跡曲線を基準円中心(OI)から歯先頂点(TT)又は歯底頂点(TB)に至る直線(L2、L3)に対して対称形状に描いて歯形の歯先曲線(2a)、歯底曲線(2b)の少なくとも一方とする内接歯車式ポンプ用インナーロータの歯形創成方法。
−創成円(B、C)の移動条件(1)〜(3)−
(1)前記創成円(B、C)上の点(j)が前記基準円(A)上の基準点(J)に重なるように前記創成円(B、C)を配置したときにその創成円中心(pa、pb)が位置決めされる移動始点(Spa、Spb)から、前記創成円(B、C)上の点(j)が歯先頂点(TT)又は歯底頂点(TB)に位置するように前記創成円(B、C)を配置したときにその創成円中心(pa、pb)が位置決めされる移動終点(Lpa、Lpb)までの創成円中心移動曲線(AC1、AC2)上を前記創成円中心(pa、pb)が移動し、かつ、前記創成円(B、C)がその創成円の移動方向と同方向に一定角速度で自転する。
(2)前記創成円中心移動曲線(AC1、AC2)は、前記創成円(B、C)の移動始点(Spa、Spb)が前記基準円中心(OI)から前記基準点(J)に至る直線(L1)に対して前記創成円(B、C)の移動方向前方に位置して、前記インナーロータ中心(OI)から創成円中心(pa、pb)までの基準円径方向の距離を、前記移動始点(Spa、Spb)から移動終点(Lpa、Lpb)まで、前記歯先曲線(2a)にあってはその距離を増加変化させ、又は前記歯底曲線(2b)にあってはその距離を減少変化させる。
(3)歯先頂点(TT)又は歯底頂点(TB)は、前記基準円(A)の径方向において、創成円(B)の移動始点(Spa)と基準円中心(OI)の距離(R0)に移動始点時の創成円(B)の半径を足した長さを超えて基準円中心(OI)から離れている、又は、創成円(C)の移動始点(Spb)と基準円中心(OI)の距離(r0)に移動始点時の創成円(C)の半径を引いた長さを超えて基準円中心(OI)に近づいている。 The inner rotor (2) with n teeth and the outer rotor (3) with (n + 1) teeth are combined to rotate the rotor of the pump chamber (4) formed between the teeth of both rotors (2, 3). A method for creating a tooth profile of an inner rotor for an internal gear type pump that sucks and discharges fluid by a volume change accompanying,
The creation circle (B, C) is moved while satisfying the following conditions (1) to (3), and the reference point (J) on the reference circle (A) that is concentric with the inner rotor center (O I ) A trajectory curve drawn by the point (j) on the overlapping creation circle (B, C) is a straight line (L 2 ,) extending from the center of the reference circle (O I ) to the tip of the tip (T T ) or the tip of the root (T B ). A tooth profile creation method for an inner rotor for an internal gear pump that is drawn symmetrically with respect to L 3 ) and is at least one of a tooth tip curve (2a) and a tooth bottom curve (2b).
-Moving conditions (1) to (3) of the creation circle (B, C)-
(1) Creation of the creation circle (B, C) so that the point (j) on the creation circle (B, C) overlaps the reference point (J) on the reference circle (A) From the movement start point (Spa, Spb) where the circle center (pa, pb) is positioned, the point (j) on the generating circle (B, C) is the tip of the tooth tip (T T ) or the root of the tooth (T B ). The creation circle center movement curve (AC 1 , ACb) to the movement end point (Lpa, Lpb) where the creation circle center (pa, pb) is positioned when the creation circle (B, C) is arranged so as to be located at 2 ) The creation circle center (pa, pb) moves on the surface, and the creation circle (B, C) rotates at a constant angular velocity in the same direction as the movement direction of the creation circle.
(2) The creation circle center movement curve (AC 1 , AC 2 ) indicates that the creation start point (Spa, Spb) of the creation circle (B, C) is from the reference circle center (O I ) to the reference point (J). Reference circle diameter direction from the inner rotor center (O I ) to the creation circle center (pa, pb), which is located forward of the creation circle (B, C) in the movement direction with respect to the straight line (L 1 ) leading to In the tooth tip curve (2a), the distance is increased or changed from the movement start point (Spa, Spb) to the movement end point (Lpa, Lpb), or the root curve (2b) The distance is reduced.
(3) The tip of the tooth tip (T T ) or the bottom of the tooth tip (T B ) is the movement start point (Spa) of the creation circle (B) and the center of the reference circle (O I ) in the radial direction of the reference circle (A). Is longer than the distance (R 0 ) plus the radius of the creation circle (B) at the movement start point, away from the center of the reference circle (O I ), or the movement start point (Spb) of the creation circle (C) ) And the reference circle center (O I ), the distance (r 0 ) exceeds the length obtained by subtracting the radius of the creation circle (C) at the start of movement and approaches the reference circle center (O I ).
下記の条件(1)〜(3)を満たして一定径である創成円(B、C)が移動し、その間にインナーロータ中心(OI)と同心である基準円(A)上の基準点(J)と重なる前記創成円上の点(j)が描く軌跡曲線を基準円中心(OI)から歯先頂点(TT)又は歯底頂点(TB)に至る直線(L2、L3)に対して対称形状に描いて歯形の歯先曲線(2a)、歯底曲線(2b)の少なくとも一方とする前記インナーロータ(2)を含む内接歯車式ポンプ用ロータ。
−創成円(B、C)の移動条件(1)〜(3)−
(1)前記創成円上の点(j)が前記基準円(A)上の基準点(J)に重なるように前記創成円(B、C)を配置したときにその創成円中心(pa、pb)が位置決めされる移動始点(Spa、Spb)から、前記創成円上の点(j)が歯先頂点(TT)又は歯底頂点(TB)に位置するように前記創成円(B、C)を配置したときにその創成円中心(pa、pb)が位置決めされる移動終点(Lpa、Lpb)までの創成円中心移動曲線(AC1、AC2)上を前記創成円中心(pa、pb)が移動し、かつ、前記創成円(B、C)がその円の移動方向と同方向に一定角速度で自転する。
(2)前記創成円中心移動曲線(AC1、AC2)は、前記創成円(B、C)の移動始点(Spa、Spb)が前記基準円(A)の中心(OI)から前記基準点(J)に至る直線(L1)に対して前記創成円(B、C)の移動方向前方に位置し、移動終点(Lpa、Lpb)が前記歯先頂点(TT)又は歯底頂点(TB)とインナーロータ中心(OI)とを結ぶ直線(L2、L3)上にあって、前記インナーロータ中心(OI)から創成円中心(pa、pb)までの基準円径方向の距離を、前記移動始点(Spa、Spb)から移動終点(Lpa、Lpb)まで、前記歯先曲線にあってはその距離を増加変化させ、又は前記歯底曲線にあってはその距離を減少変化させる。
(3)前記創成円の自転回転角(θ)は、前記歯先曲線にあっては、180度+下記創成円移動角度(θT)、前記歯底曲線にあっては、180度−下記創成円移動角度(θB)であり、前記創成円中心移動曲線(AC1、AC2)上を創成円中心(pa、pb)が移動始点(Spa、Spb)から基準円(A)の径方向において移動した移動量(ΔR)が、下記式を満たして、歯先頂点(TT)又は歯底頂点(TB)は、前記基準円(A)の径方向において、創成円(B)の移動始点(Spa)と基準円中心(OI)の距離(R0)に移動始点時の創成円(B)の半径を足した長さを超えて基準円中心(OI)から離れている、又は、創成円(C)の移動始点(Spb)と基準円中心(OI)の距離(r0)に移動始点時の創成円(C)の半径を引いた長さを超えて基準円中心(OI)に近づいている。
ΔR=R×sin((π/2)×(m/S))
ここにおいて、R:(インナーロータ中心(OI)から創成円中心(pa)の歯先側移動終点(Lpa)までの距離(R1))−(インナーロータ中心(OI)から創成円中心(pa)の歯先側移動始点(Spa)までの距離(R0))、又は(インナーロータ中心(OI)から創成円中心(pb)の歯底側移動始点(Spb)までの距離(r0))−(インナーロータ中心(OI)から創成円中心(pb)の歯底側移動終点(Lpb)までの距離(r1))、歯先曲線における創成円移動角度(θT):前記歯先側移動始点(Spa)とインナーロータ中心(OI)および同移動終点(Lpa)の3点で作られる角度(∠Spa、OI、Lpa)、歯底曲線における創成円移動角度(θB):前記歯底側移動始点(Spb)とインナーロータ中心(OI)および同移動終点(Lpb)の3点で作られる角度(∠Spb、OI、Lpb)、S:ステップ数、m=0→Sであり、そのステップ数Sは、前記創成円移動角度(θT)又は同角度(θB)を等間隔に分割した数を言う。 The inner rotor (2) with n teeth and the outer rotor (3) with (n + 1) teeth are combined to rotate the rotor of the pump chamber (4) formed between the teeth of both rotors (2, 3). A rotor for an internal gear type pump that sucks and discharges fluid by a volume change accompanying,
The reference point on the reference circle (A) that is concentric with the center of the inner rotor (O I ) during which the creation circle (B, C) having a constant diameter moves while satisfying the following conditions (1) to (3) A straight line (L 2 , L) from the center of the reference circle (O I ) to the tip of the tip (T T ) or the tip of the root (T B ) of the locus curve drawn by the point (j) on the generating circle overlapping with (J) 3 ) A rotor for an internal gear type pump including the inner rotor (2) drawn symmetrically with respect to the tooth profile curve (2a) and at least one of the root curve (2b).
-Moving conditions (1) to (3) of the creation circle (B, C)-
(1) When the creation circle (B, C) is arranged so that the point (j) on the creation circle overlaps the reference point (J) on the reference circle (A), the creation circle center (pa, From the movement start point (Spa, Spb) at which pb) is positioned, the creation circle ( B ) such that the point (j) on the creation circle is located at the top of the tooth tip (T T ) or the bottom of the root (T B ). , C) on the creation circle center movement curve (AC 1 , AC 2 ) up to the movement end point (Lpa, Lpb) where the creation circle center (pa, pb) is positioned when the creation circle center (pa, pb) is positioned. , Pb) move, and the generating circle (B, C) rotates at a constant angular velocity in the same direction as the moving direction of the circle.
(2) The creation circle center movement curve (AC 1 , AC 2 ) is such that the creation start point (Spa, Spb) of the creation circle (B, C) is from the center (O I ) of the reference circle (A). It is located in front of the generating circle (B, C) in the moving direction with respect to the straight line (L 1 ) leading to the point (J), and the moving end point (Lpa, Lpb) is the tooth tip vertex (T T ) or the tooth root vertex. (T B) and be on the inner rotor center (O I) connecting the straight line (L 2, L 3), the reference circle diameter of the from the inner rotor center (O I) to creation circle center (pa, pb) The distance in the direction is changed from the movement start point (Spa, Spb) to the movement end point (Lpa, Lpb) by increasing the distance in the case of the tooth tip curve or by changing the distance in the case of the root curve. Decrease change.
(3) The rotation rotation angle (θ) of the generating circle is 180 ° + the following generating circle movement angle (θ T ) in the tooth tip curve, and 180 ° −the following in the tooth bottom curve. The creation circle movement angle (θ B ), and the creation circle center (pa, pb) on the creation circle center movement curve (AC 1 , AC 2 ) is the diameter of the reference circle (A) from the movement start point (Spa, Spb). The amount of movement (ΔR) moved in the direction satisfies the following formula, and the tip apex (T T ) or the root apex (T B ) is the creation circle (B) in the radial direction of the reference circle (A). Away from the reference circle center (O I ) beyond the distance (R 0 ) between the movement start point (Spa) and the reference circle center (O I ) plus the radius of the creation circle (B) at the start of movement It is, or, distance of the moving start point (Spb) and the reference circle center of creation circle (C) (O I) ( r 0) to the moving start point when the wound Are close to the reference circle center (O I) exceeds the radius length obtained by subtracting the circle (C).
ΔR = R × sin ((π / 2) × (m / S))
Here, the distance from R :( inner rotor center (O I) to the tooth tip side moving end point of creation circle center (pa) (Lpa) (R 1)) - Creation circle center from (inner rotor center (O I) (Pa) distance to the tooth tip side movement start point (Spa) (R 0 )) or (distance from the inner rotor center (O I ) to the tooth root side movement start point (Spb) of the generating circle center (pb) ( r 0 )) − (distance (r 1 ) from the inner rotor center (O I ) to the root end side movement end point (Lpb) of the generation circle center (pb)), the generation circle movement angle (θ T ) in the tooth tip curve : The angle (∠Spa, O I , Lpa) created by the three points of the tooth tip side movement start point (Spa), the inner rotor center (O I ), and the movement end point (Lpa), the creation circle movement angle in the root curve (Θ B ): The root side movement start point (Spb) And the angle (∠ Spb, O I , Lpb) formed by three points of the inner rotor center (O I ) and the movement end point (Lpb), S: number of steps, m = 0 → S, and the number of steps S is , The number of the created circle movement angle (θ T ) or the same angle (θ B ) divided at equal intervals.
(4)創成円(B、C)の移動に伴って変化したその創成円径の変化量Δr=r×sin((π/2)×(m/s))とする。
ここにおいて、r:(移動始点時の創成円直径(Bdmax、Cdmax))−(移動終点時の創成円直径(Bdmin、Cdmin))を言う。 The rotor for an internal gear pump according to claim 2, wherein the generating circle (B, C) satisfies the following diameter change condition (4).
(4) A variation amount Δr = r × sin ((π / 2) × (m / s)) of the creation circle diameter that has changed with the movement of the creation circle (B, C).
Here, r: (creation circle diameter at the movement start point (Bd max , Cd max )) − (creation circle diameter at the movement end point (Bd min , Cd min )).
インナーロータ(2)の中心(OI)がアウターロータ(3)の中心(OO)を中心とする直径(2e+t)の円(S)上を1周公転し、
その間にインナーロータ(2)が1/n回自転し、
このインナーロータの公転と自転により形成された歯形曲線群の包絡線を描き、
この様にして決定した前記包絡線を歯形として有する前記アウターロータを含む内接歯車式ポンプ用ロータ。
ここに、
e:インナーロータの中心とアウターロータの中心の偏心量
t:チップクリアランス
n:インナーロータの歯数 An internal gear type pump rotor configured by combining the inner rotor (2) according to claim 2 or 3 and an outer rotor,
The center (O I ) of the inner rotor (2) revolves once on a circle (S) having a diameter (2e + t) centered on the center (O O ) of the outer rotor (3),
During that time, the inner rotor (2) rotates 1 / n times,
Draw the envelope of the tooth profile curve group formed by the revolution and rotation of this inner rotor,
An internal gear pump rotor including the outer rotor having the envelope determined in this way as a tooth profile.
here,
e: Eccentricity between the center of the inner rotor and the center of the outer rotor t: Tip clearance n: Number of teeth of the inner rotor
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010218997A JP5194308B2 (en) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | Internal gear pump rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010218997A JP5194308B2 (en) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | Internal gear pump rotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012072721A JP2012072721A (en) | 2012-04-12 |
JP5194308B2 true JP5194308B2 (en) | 2013-05-08 |
Family
ID=46169139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010218997A Active JP5194308B2 (en) | 2010-09-29 | 2010-09-29 | Internal gear pump rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5194308B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105257531B (en) * | 2015-11-13 | 2017-06-13 | 湖南大学 | One species ellipse flank profil rotor engine oil pump and its rotor and rotor design method |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007255292A (en) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Sumitomo Denko Shoketsu Gokin Kk | Internal gear pump |
JP4908170B2 (en) * | 2006-12-01 | 2012-04-04 | 住友電工焼結合金株式会社 | Internal gear pump |
CN101821510B (en) * | 2008-08-08 | 2012-09-05 | 住友电工烧结合金株式会社 | Internal gear pump rotor, and internal gear pump using the rotor |
-
2010
- 2010-09-29 JP JP2010218997A patent/JP5194308B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012072721A (en) | 2012-04-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4600844B2 (en) | Internal gear type pump rotor and internal gear type pump using the same | |
JP5765655B2 (en) | Internal gear pump | |
JP2011017318A (en) | Rotor for pumps and internal gear pump using the same | |
KR101332995B1 (en) | Rotor for pump and internal gear pump using same | |
KR100345406B1 (en) | Oil Pump Projector | |
JP6102030B2 (en) | Pump rotor and internal gear pump using the rotor | |
JP6982781B2 (en) | Rotor for gear pump and gear pump | |
JP5252557B2 (en) | Pump rotor and internal gear pump using the rotor | |
JP5194308B2 (en) | Internal gear pump rotor | |
JP5561287B2 (en) | Outer rotor tooth profile creation method and internal gear pump | |
JP5194310B2 (en) | Internal gear pump rotor | |
JP5674044B2 (en) | Internal gear pump | |
JP2012137024A (en) | Rotor for internal gear type pump | |
JP4967180B2 (en) | Internal gear pump | |
WO2018198801A1 (en) | Rotor for gear pump, and gear pump | |
JP2010019204A (en) | Rotor for internal gear pump | |
JP2006009616A (en) | Internal gear pump | |
WO2018198798A1 (en) | Rotor for gear pump, and gear pump | |
JP2013060924A (en) | Internal gear pump | |
JP5771848B2 (en) | Internal gear type oil pump rotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120928 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130117 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160215 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5194308 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |