JP5695995B2 - Gear pump - Google Patents

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Description

本発明は、例えばバイナリ発電装置などで循環使用される媒体等の作動流体を送り出すためのギアポンプに関する。   The present invention relates to a gear pump for delivering a working fluid such as a medium that is circulated and used in a binary power generation device, for example.

近年、省エネルギーの観点から、工場等の各種設備から排出される、いわゆる排熱を回収し、その回収された排熱に含まれるエネルギーを利用して発電を行う発電装置の必要性が高まっている。   In recent years, from the viewpoint of energy saving, there is an increasing need for a power generation apparatus that recovers so-called exhaust heat discharged from various facilities such as factories and generates power using the energy contained in the recovered exhaust heat. .

上記発電装置として、バイナリ発電装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。このバイナリ発電装置は、熱源流体の熱により媒体を蒸発させる蒸発器と、その媒体の蒸気を膨張させて発電機を駆動させるスクリュータービンと、スクリュータービンから排出された媒体の蒸気を凝縮させる凝縮器と、媒体を循環させる循環ポンプと、これらが直列に接続されて閉ループとなった循環流路とを備え、上記スクリュータービンで上記発電機を駆動させて発電を行う構成となっている。   As the power generation device, a binary power generation device has been proposed (see, for example, Patent Document 1). This binary power generation apparatus includes an evaporator that evaporates a medium by heat of a heat source fluid, a screw turbine that drives the generator by expanding the vapor of the medium, and a condenser that condenses the vapor of the medium discharged from the screw turbine. And a circulation pump that circulates the medium and a circulation channel that is connected in series to form a closed loop, and is configured to generate power by driving the generator with the screw turbine.

上記循環ポンプとしては、種々の形式のものが適用可能であるものの、いわゆるギアポンプが一般的に用いられる。   As the circulation pump, various types are applicable, but so-called gear pumps are generally used.

ギアポンプとしては、例えば図10及び図11に示す構成のものが知られている(例えば特許文献2参照)。このギアポンプは、ハウジング101の内部の空洞の対向部分に一対のサイドプレート112を嵌め合わせてギア室114が区画され、そのギア室114の内部に、共に平歯車からなる一対のギア103、104が互いに噛み合う状態で収容され、更に、各ギア103、104の支軸130、140が、対応するサイドプレート112に形成した支持孔131、141によって嵌合支持されるとともに、上記ギア室114の内部に、両ギア103、104の噛み合い位置を挟んで、媒体の吸込室105及び吐出室106が形成された構成とされる。   As a gear pump, the thing shown in FIG.10 and FIG.11 is known, for example (for example, refer patent document 2). In this gear pump, a pair of side plates 112 are fitted into opposing portions of a cavity inside the housing 101 to define a gear chamber 114, and a pair of gears 103 and 104 each consisting of a spur gear are provided inside the gear chamber 114. Furthermore, the shafts 130 and 140 of the gears 103 and 104 are fitted and supported by the support holes 131 and 141 formed in the corresponding side plates 112, and are accommodated in the gear chamber 114. The medium suction chamber 105 and the discharge chamber 106 are formed with the meshing positions of the gears 103 and 104 interposed therebetween.

そして、ハウジング101やサイドプレート112には、加工性の向上化及び軽量化のためにアルミニウム合金が使用される一方、各ギア103、104には耐摩耗性が要求されるので、鋳鉄等の鉄系の材料が使用される。   For the housing 101 and the side plate 112, an aluminum alloy is used for improving workability and reducing the weight, while the gears 103 and 104 are required to have wear resistance. System materials are used.

特開平10−103023号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-103030 特開平10−141246号公報JP-A-10-141246

ところで、このような構成のギアポンプで送出する液体が、例えば粘度が32cSt程度の粘性が高い油であれば、潤滑性が良く、各ギアに前述の鋳鉄等を用いることで十分に摩耗を抑制することができる。   By the way, if the liquid delivered by the gear pump having such a configuration is a highly viscous oil having a viscosity of, for example, about 32 cSt, the lubricity is good, and wear can be sufficiently suppressed by using the above-described cast iron or the like for each gear. be able to.

しかしながら、ギアポンプで送出する作動液体が、例えばバイナリ発電装置などに用いられるR245fa等の媒体であるとき、その粘度は上記の粘性が32cSt程度の油に比して格段に低くなるため、潤滑性も上記の粘性が32cSt程度の油に比して格段に低下する。そのため、各ギアに鋳鉄等のものを用いるだけでは、その摩耗を十分に防止することができない虞があった。   However, when the working liquid delivered by the gear pump is a medium such as R245fa used in a binary power generator, for example, the viscosity is much lower than that of oil having the above-mentioned viscosity of about 32 cSt. The viscosity is much lower than oil of about 32 cSt. Therefore, there is a possibility that the wear cannot be sufficiently prevented only by using a cast iron or the like for each gear.

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、粘度の低い作動流体を用いる場合にあっても摩耗の発生を抑制することが可能なギアポンプを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and provides a gear pump capable of suppressing the occurrence of wear even when a working fluid having a low viscosity is used. Objective.

本発明のギアポンプは、互いに噛み合った状態でケーシングに収納される駆動ロータ及び従動ロータを備えたギアポンプであって、前記駆動ロータ及び前記従動ロータには、前記駆動ロータの歯が前記従動ロータの歯と互いに離間した二位置で接触する初期噛合姿勢と、この初期噛合姿勢から回転した姿勢であって、前記二位置が回転に伴って移動した二位置に加えて、それら移動後の二位置よりも回転方向上流側の一位置で更に前記駆動ロータの歯が前記従動ロータの歯と接触する三点噛合姿勢とがあり、前記三点噛合姿勢において、回転方向下流側の二位置間である下流側空間の圧力が回転方向上流側の二位置間である上流側空間の圧力よりも高いものであり、かつ、前記回転方向下流側の二位置を結ぶ線分の垂直二等分線が、前記従動ロータに回転方向のモーメントを生じさせるように、前記従動ロータの軸心からずれており、前記ケーシング内には、作動流体の吐出室が設けられ、前記駆動ロータおよび前記従動ロータの少なくとも一方のロータ端面には前記下流側空間に連通する第1溝が形成され、前記第1溝を有するロータ端面に対向するケーシングの面には、前記三点噛合姿勢のときに前記第1溝と前記吐出室とを連通させる第2溝が形成されていることを特徴とするものである。 The gear pump of the present invention is a gear pump including a drive rotor and a driven rotor that are housed in a casing in mesh with each other, and the teeth of the drive rotor are included in the teeth of the driven rotor. In addition to the two positions after the movement, in addition to the two positions moved in accordance with the rotation, the initial meshing attitude in contact with two positions separated from each other and the attitude rotated from the initial meshing attitude. There is a three-point meshing posture in which the teeth of the drive rotor come into contact with the teeth of the driven rotor at one position on the upstream side in the rotational direction, and the downstream side between the two positions on the downstream side in the rotational direction in the three-point meshing posture The pressure in the space is higher than the pressure in the upstream space between the two positions upstream in the rotational direction, and the perpendicular bisector connecting the two positions downstream in the rotational direction is the driven As causes rotation direction of the moment over data, wherein are offset from the axis of the driven rotor, inside the casing, the discharge chamber is provided for the working fluid, at least one of the driving rotor and the driven rotor A first groove communicating with the downstream space is formed on the rotor end surface, and a surface of the casing facing the rotor end surface having the first groove is formed on the surface of the casing in the three-point meshing posture. A second groove that communicates with the chamber is formed .

この発明による場合には、三点噛合姿勢のとき、回転方向下流側の二位置間である下流側空間の圧力が回転方向上流側の二位置間である上流側空間の圧力よりも高いものであるので、上流側空間の圧力が従動ロータの回転方向に影響をあまり及ぼさず、しかも、従動ロータに回転方向のモーメントを生じさせるように、回転方向下流側の二位置を結ぶ線分の垂直二等分線が従動ロータの軸心からずれている。このため、三点噛合姿勢のときに、従動ロータを空回り状態で回転させることが可能になる。それにより、粘度の低い作動流体を用いる場合にあっても摩耗の発生を抑制することが可能になる。
また、上記のように、上記駆動ロータおよび上記従動ロータの少なくとも一方のロータ端面には上記下流側空間に連通する第1溝が形成され、上記第1溝を有するロータ端面に対向するケーシングの面には、前記三点噛合姿勢のときに上記第1溝と上記吐出室とを連通させる第2溝が形成されている。この構成では、下流側空間が形成された後に、その下流側空間の容積が徐々に小さくなっても、その下流側空間には第1溝及び第2溝を介して吐出室が連通しているため、下流側空間に収容された作動流体を吐出室に逃がすことができ、これによりギアポンプの破損を防止できる。
In the case of this invention, in the three-point meshing posture, the pressure in the downstream space between the two positions downstream in the rotational direction is higher than the pressure in the upstream space between the two positions upstream in the rotational direction. Therefore, the pressure in the upstream space does not affect the rotational direction of the driven rotor so much, and the vertical line segment connecting the two positions downstream of the rotational direction generates a moment in the rotational direction of the driven rotor. The equipartition line is offset from the axis of the driven rotor. For this reason, it is possible to rotate the driven rotor in an idle state in the three-point meshing posture. Thereby, even when a working fluid having a low viscosity is used, it is possible to suppress the occurrence of wear.
In addition, as described above, a first groove communicating with the downstream space is formed on at least one rotor end surface of the drive rotor and the driven rotor, and the surface of the casing facing the rotor end surface having the first groove. Is formed with a second groove that allows the first groove and the discharge chamber to communicate with each other in the three-point engagement posture. In this configuration, even after the downstream space is formed, even if the volume of the downstream space gradually decreases, the discharge chamber communicates with the downstream space via the first groove and the second groove. Therefore, the working fluid accommodated in the downstream space can be released to the discharge chamber, thereby preventing the gear pump from being damaged.

この構成のギアポンプにおいて、前記上流側空間は、前記初期噛合姿勢から前記三点噛合姿勢へ変化する際に、容積が零から形成されたものであるようにすることが好ましい。このようにした場合には、従動ロータの回転に対し全く影響が及ばないようにすることができるので、三点噛合姿勢のときに従動ロータをより確実に空回り状態で回転させ得る。   In the gear pump having this configuration, it is preferable that the upstream space has a volume formed from zero when changing from the initial meshing posture to the three-point meshing posture. In such a case, it is possible to prevent the driven rotor from being affected at all, so that the driven rotor can be more reliably rotated in the idling state in the three-point meshing posture.

この構成のギアポンプにおいて、上記駆動ロータの歯の形状が、その歯先を挟んで回転方向側歯面(X)と、反回転方向側歯面(Y)とで2つの異なる形状を有し、上記回転方向側歯面(X)を第1関数(H)と定義すると、それに対向する従動ロータの歯面は駆動ロータが反回転方向に回転したときにおける前記第1関数(H)の創成関数である第2関数(h)にて定義され、上記反回転方向側歯面(Y)では、その反回転方向側歯面(Y)における歯先側の部位を第3関数(F)と定義すると、従動ロータの歯面は駆動ロータが反回転方向に回転したときにおける前記第3関数(F)の創成関数である第4関数(f)にて定義されるとともに、その第4関数(f)の歯形領域が従動ロータのピッチ円内の所定の位置までであり、この第4関数(f)に接続される第5関数(g)にて従動ロータの歯先までが定義され、駆動ロータを回転方向に回転した場合における前記第5関数(g)の創成関数である第6関数(G)が前記第3関数(F)にて定義された部分に続く状態で上記反回転方向側歯面(Y)が定義される構成とすることができる。この場合には、駆動ロータの歯の形状が第1関数(H)、第3関数(F)および第6関数(G)により定義され、一方の従動ロータの歯の形状が第2関数(h)、第4関数(f)および第5関数(g)により定義されることで、駆動ロータと従動ロータとが前記三点噛合姿勢で噛み合うように駆動ロータ及び従動ロータの歯の形状が設計される。   In the gear pump of this configuration, the tooth shape of the drive rotor has two different shapes, the rotational direction side tooth surface (X) and the counter rotation direction side tooth surface (Y) across the tooth tip, When the rotation direction side tooth surface (X) is defined as the first function (H), the tooth surface of the driven rotor facing the tooth surface of the driven rotor is the generating function of the first function (H) when the drive rotor rotates in the counter rotation direction. In the counter rotation direction side tooth surface (Y), the tooth tip side portion of the counter rotation direction side tooth surface (Y) is defined as the third function (F). Then, the tooth surface of the driven rotor is defined by a fourth function (f) that is a generating function of the third function (F) when the driving rotor rotates in the counter-rotating direction, and the fourth function (f ) To the predetermined position in the pitch circle of the driven rotor. The fifth function (g) connected to the number (f) defines the tooth tip of the driven rotor, and is a generating function of the fifth function (g) when the drive rotor is rotated in the rotation direction. The counter-rotation direction side tooth surface (Y) may be defined in a state where the function (G) follows the portion defined by the third function (F). In this case, the tooth shape of the drive rotor is defined by the first function (H), the third function (F), and the sixth function (G), and the tooth shape of one driven rotor is the second function (h ), The shapes of the teeth of the drive rotor and the driven rotor are designed so that the drive rotor and the driven rotor are meshed in the three-point meshing posture by being defined by the fourth function (f) and the fifth function (g). The

この構成のギアポンプにおいて、上記駆動ロータの各歯および従動ロータの各歯がそれぞれのロータ軸心に対して捩れており、上記下流側空間は、その捩れにより上記吐出室に繋がるが、駆動ロータの歯と従動ロータの歯とが密接する部分により上記吸入室に対して閉じている構成にしてもよい。このようにした場合には、駆動ロータおよび従動ロータの各歯がそれぞれのロータ軸心に対して捩れることで、駆動ロータの歯と従動ロータの歯との噛み合う位置が回転に伴って各ロータの軸心方向へ移動していき、この噛み合う位置の移動により下流側空間に収容された作動流体が移動して作動流体を吐出室に逃がすことができ、これによってもギアポンプの破損を防止できる。 In the gear pump of this configuration, each tooth of the driving rotor and each tooth of the driven rotor are twisted with respect to the respective rotor shaft centers, and the downstream space is connected to the discharge chamber by the twisting . You may make it the structure closed with respect to the said suction chamber by the part which a tooth | gear and the tooth | gear of a driven rotor contact | adhere . In this case, the teeth of the drive rotor and the driven rotor are twisted with respect to the respective rotor shaft centers, so that the positions where the teeth of the drive rotor and the teeth of the driven rotor mesh with each other as the rotor rotates. The working fluid accommodated in the downstream space is moved by the movement of the meshing position, and the working fluid is allowed to escape to the discharge chamber. This also prevents the gear pump from being damaged.

本発明による場合には、三点噛合姿勢のときに、従動ロータを空回り状態で回転させることが可能になるので、粘度の低い作動流体を用いる場合にあっても摩耗の発生を抑制することが可能なギアポンプを提供することができる。   In the case of the present invention, since the driven rotor can be rotated in the idle state in the three-point meshing posture, the occurrence of wear can be suppressed even when a working fluid having a low viscosity is used. A possible gear pump can be provided.

本発明の一実施形態に係るギアポンプを示す平面図である。It is a top view showing a gear pump concerning one embodiment of the present invention. 図1のギアポンプを構成する駆動ロータと従動ロータとを示す左側面図である。It is a left view which shows the drive rotor and driven rotor which comprise the gear pump of FIG. (a)は駆動ロータと従動ロータとが第1姿勢で噛み合った状態を示し、(b)は同じく第2姿勢で噛み合った状態を示し、(c)は同じく第3姿勢で噛み合った状態を示す。(A) shows a state in which the driving rotor and the driven rotor are engaged in the first posture, (b) shows a state in which the driving rotor is engaged in the second posture, and (c) shows a state in which the driving rotor and the driven rotor are also engaged in the third posture. . 本発明で用いる駆動ロータおよび従動ロータの歯面形状を設計するための説明図である。It is explanatory drawing for designing the tooth surface shape of the drive rotor and driven rotor which are used by this invention. 三点噛合姿勢のときにおいて接触位置カと接触位置キとの線分の垂直二等分線の方向を示す図である。It is a figure which shows the direction of the perpendicular bisector of the line segment of the contact position power and the contact position key in the three-point meshing posture. ロータ回転角(横軸)とトルク(縦軸)との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a rotor rotation angle (horizontal axis) and a torque (vertical axis). 上流側空間の形成過程の説明図である。It is explanatory drawing of the formation process of upstream space. 本発明の駆動ロータおよび従動ロータの歯の捩れの説明図である。It is explanatory drawing of the twist of the tooth | gear of the drive rotor of this invention, and a driven rotor. 本発明で用いる第1溝及び第2溝の関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the 1st groove | channel and 2nd groove | channel used by this invention. 従来のギアポンプを示す正面図である。It is a front view which shows the conventional gear pump. 図10のギアポンプの側面図(断面図)である。It is a side view (sectional drawing) of the gear pump of FIG.

以下に、本発明の実施形態を具体的に説明する。   Embodiments of the present invention will be specifically described below.

図1は本実施形態に係るギアポンプを示す平面図であり、図2はそのギアポンプを構成する駆動ロータと従動ロータとを示す左側面図である。   FIG. 1 is a plan view showing a gear pump according to this embodiment, and FIG. 2 is a left side view showing a drive rotor and a driven rotor constituting the gear pump.

このギアポンプ1は、ケーシング3の内部に設けた収納室5に、駆動ロータ7及び従動ロータ9が互いに噛み合った状態で収納されている。ケーシング3は、収納室5を一端側に有する第1ケーシング3aと、第1ケーシング3aの一端に突き合わされる第2ケーシング3bと、第1ケーシング3aの他端に突き合わされる第1蓋部3cと、第2ケーシング3bの第1ケーシング3aを突き合わせる端面とは反対側の端面に突き合わされる第2蓋部3dとを有する。なお、第1蓋部3c及び第2蓋部3dは、駆動ロータ7及び従動ロータ9の各軸に対応して2分割構造となっている。   The gear pump 1 is stored in a storage chamber 5 provided inside the casing 3 in a state where the drive rotor 7 and the driven rotor 9 are engaged with each other. The casing 3 includes a first casing 3a having a storage chamber 5 on one end side, a second casing 3b that is abutted against one end of the first casing 3a, and a first lid 3c that is abutted against the other end of the first casing 3a. And a second lid portion 3d that is abutted against the end surface opposite to the end surface that abuts the first casing 3a of the second casing 3b. The first lid portion 3 c and the second lid portion 3 d have a two-part structure corresponding to each axis of the drive rotor 7 and the driven rotor 9.

駆動ロータ7の軸部7aは図示しないモータに接続されていて、そのモータにより回転駆動され、その回転が従動ロータ9に伝達されるようになっている。また、ケーシング3の内部には、駆動ロータ7及び従動ロータ9が互いに噛み合う箇所を挟んで一方側に吸込室15が、他方側に吐出室17が設けられており、これら吸込室15及び吐出室17は収納室5に連通している。なお、図1中の9aは、従動ロータ9の軸部である。   The shaft portion 7 a of the drive rotor 7 is connected to a motor (not shown), is driven to rotate by the motor, and the rotation is transmitted to the driven rotor 9. The casing 3 is provided with a suction chamber 15 on one side and a discharge chamber 17 on the other side across a portion where the drive rotor 7 and the driven rotor 9 mesh with each other. 17 communicates with the storage chamber 5. Note that 9 a in FIG. 1 is a shaft portion of the driven rotor 9.

駆動ロータ7は外周に複数、図示例では10個の歯7bを有し、一方、従動ロータ9は外周に複数、図示例では12個の歯9bを有する。歯7bの形状は、駆動ロータ7のピッチ円7pの外側において外方へ膨らんだ形状となっており、また、その歯7bの根元部分の形状は、前記根元部分の凹状底部が駆動ロータ7のピッチ円7pの内側に位置する窪み形状となっている。そして、一方の歯9bの形状は従動ロータ9のピッチ円9pの内側において、歯7bにおけるピッチ円7pの外側部分に応じた形状、すなわち駆動ロータ7が回転するときに創成する形状となっている。駆動ロータ7の各歯7bは駆動ロータ7の軸心7cに対して捩れており、従動ロータ9の各歯9bは従動ロータ9の軸心9cに対して捩れている。歯7bの捩れ方向及び歯9bの捩れ方向は、第1蓋部3c側に位置する歯7b、9bの端部が、第2蓋部3d側に位置する歯7b、9bの端部よりも回転方向下流側に位置するように設定されている。この捩れ角度については、後で詳述する。   The driving rotor 7 has a plurality of teeth, 10 teeth 7b in the illustrated example, while the driven rotor 9 has a plurality of teeth, 12 teeth 9b in the illustrated example. The shape of the teeth 7b is a shape that bulges outward on the outside of the pitch circle 7p of the drive rotor 7, and the shape of the root portion of the teeth 7b is such that the concave bottom portion of the root portion is the shape of the drive rotor 7. It is a hollow shape located inside the pitch circle 7p. The shape of the one tooth 9b is a shape corresponding to the outer portion of the pitch circle 7p in the tooth 7b inside the pitch circle 9p of the driven rotor 9, that is, a shape created when the drive rotor 7 rotates. . Each tooth 7 b of the drive rotor 7 is twisted with respect to the axis 7 c of the drive rotor 7, and each tooth 9 b of the driven rotor 9 is twisted with respect to the axis 9 c of the driven rotor 9. As for the twisting direction of the teeth 7b and the twisting direction of the teeth 9b, the ends of the teeth 7b and 9b located on the first lid 3c side rotate more than the ends of the teeth 7b and 9b located on the second lid 3d side. It is set to be located downstream in the direction. This twist angle will be described in detail later.

従動ロータ9における第2蓋部3d側のロータ端面9dには、各歯9b毎に第1溝11が形成されており、また第2ケーシング3bのロータ端面9dと向かい合う面3eには、第2溝13が形成されている。これら第1溝11及び第2溝13については、後で詳述する。   A first groove 11 is formed for each tooth 9b on the rotor end surface 9d on the second lid 3d side of the driven rotor 9, and a second surface 3e of the second casing 3b facing the rotor end surface 9d is a second end. A groove 13 is formed. The first groove 11 and the second groove 13 will be described in detail later.

上記駆動ロータ7の歯7b及び従動ロータ9の歯9bの歯面形状は、以下の3つの姿勢が得られるように設計している。   The tooth surface shapes of the teeth 7b of the drive rotor 7 and the teeth 9b of the driven rotor 9 are designed so as to obtain the following three postures.

第1姿勢:図3(a)に示すように駆動ロータ7の歯7bが従動ロータ9の歯9bと一
位置アで接触する姿勢(両歯7b、9bの間に閉じた空間が形成されていない)
First posture: a posture in which the teeth 7b of the drive rotor 7 are in contact with the teeth 9b of the driven rotor 9 at one position as shown in FIG. 3A (a closed space is formed between the teeth 7b and 9b). Absent)

第2姿勢:図3(b)に示すように駆動ロータ7の歯7bが従動ロータ9の歯9bと互
いに離間した二位置エ、オで接触する姿勢(初期噛合姿勢)
Second posture: as shown in FIG. 3B, the tooth 7b of the drive rotor 7 is in contact with the tooth 9b of the driven rotor 9 at two positions d and o (initial meshing posture).

第3姿勢:図3(c)に示すように初期噛合姿勢から回転した姿勢であって、前記二位
置エ、オが回転に伴って移動した二位置カ、キに加えて、それら移動後の二位置カ、キよりも回転方向上流側の一位置クで更に駆動ロータ7の歯7bが従動ロータ9の歯9bと接触する姿勢(三点噛合姿勢)
3rd posture: the posture rotated from the initial meshing posture as shown in FIG. 3 (c), and in addition to the two-position force and the key moved in accordance with the rotation, Posture (three-point meshing posture) in which the tooth 7b of the drive rotor 7 is further in contact with the tooth 9b of the driven rotor 9 at one position on the upstream side in the rotational direction from the second position.

駆動ロータ7に発生するトルクTmの方向は、第1姿勢、第2姿勢及び第3姿勢のいずれにあっても、駆動ロータ7の回転方向と逆方向のモーメントを駆動ロータ7に生じさせる方向になる。具体的には、図3(a)に示す第1姿勢における駆動ロータ7に発生するトルクTmの方向は、歯7b及び歯9bの接触位置アと、歯7b及びケーシング3の接触位置イとを結ぶ線分の垂直二等分線の方向であり、図3(b)に示す第2姿勢における駆動ロータ7に発生するトルクTmの方向は、歯7b及び歯9bの接触位置エと、同じく歯7b及び歯9bの接触位置オとを結ぶ線分の垂直二等分線の方向であり、図3(c)に示す第3姿勢における駆動ロータ7に発生するトルクTmの方向は、歯7b及び歯9bの接触位置カと、同じく歯7b及び歯9bの接触位置キとを結ぶ線分の垂直二等分線の方向で表される。   The direction of the torque Tm generated in the drive rotor 7 is such that a moment in the direction opposite to the rotation direction of the drive rotor 7 is generated in the drive rotor 7 in any of the first attitude, the second attitude, and the third attitude. Become. Specifically, the direction of the torque Tm generated in the drive rotor 7 in the first posture shown in FIG. 3A is based on the contact position A between the teeth 7b and 9b and the contact position A between the teeth 7b and the casing 3. The direction of the perpendicular bisector of the connecting line segment and the direction of the torque Tm generated in the drive rotor 7 in the second posture shown in FIG. 3B is the same as the contact position d of the teeth 7b and 9b. 7b and the direction of the perpendicular bisector connecting the contact position o of the tooth 9b, and the direction of the torque Tm generated in the drive rotor 7 in the third posture shown in FIG. It is represented by the direction of the perpendicular bisector connecting the contact position F of the tooth 9b and the contact position K of the tooth 7b and the tooth 9b.

一方、従動ロータ9に発生するトルクTfの方向は、図3(a)に示す第1姿勢にあっては、前記接触位置アと歯9b及びケーシング3の接触位置ウとを結ぶ線分の垂直二等分線の方向であって、従動ロータ9の回転方向と逆方向のモーメントを従動ロータ9に生じさせる方向になり、図3(b)に示す第2姿勢にあっては、前記接触位置エと前記接触位置オとを結ぶ線分の垂直二等分線の方向であって従動ロータ9の軸心9c方向になり、図3(c)に示す第3姿勢にあっては前記接触位置カと前記接触位置キとを結ぶ線分の垂直二等分線の方向であって、従動ロータ9の回転方向と同方向のモーメントを従動ロータ9に生じさせる方向になる。   On the other hand, the direction of the torque Tf generated in the driven rotor 9 is perpendicular to the line segment connecting the contact position A with the teeth 9b and the contact position U of the casing 3 in the first posture shown in FIG. The direction of the bisector, which is a direction that causes the driven rotor 9 to generate a moment opposite to the rotational direction of the driven rotor 9, and in the second posture shown in FIG. 3c is the direction of the perpendicular bisector connecting the contact position o and the axis 9c of the driven rotor 9, and in the third posture shown in FIG. This is a direction of a perpendicular bisector connecting a line and the contact position K, and a direction in which the driven rotor 9 generates a moment in the same direction as the rotational direction of the driven rotor 9.

ここで、従動ロータ9の回転方向と同方向のモーメントを従動ロータ9に生じさせる場合のトルクTfは、回転を助けるように働くときを負の値と考え、逆に回転を妨げるように働くときを正の値と考える。   Here, the torque Tf for generating a moment in the driven rotor 9 in the same direction as the rotation direction of the driven rotor 9 is considered to be a negative value when it works to help the rotation, and conversely, it works to prevent the rotation. Is considered a positive value.

このとき、従動ロータ9に発生するトルクTfは、第1姿勢では正の値、第2姿勢では0、第3姿勢では負の値になる。そして、従動ロータ9は、回転に伴って第1姿勢、第2姿勢及び第3姿勢とこの順に変化するので、第1姿勢から第3姿勢までのトルクの合計値を0に近づくようにすることが可能になる。   At this time, the torque Tf generated in the driven rotor 9 has a positive value in the first posture, 0 in the second posture, and a negative value in the third posture. Since the driven rotor 9 changes in this order from the first posture, the second posture, and the third posture with rotation, the total torque value from the first posture to the third posture is made to approach zero. Is possible.

このような構成の駆動ロータ7及び従動ロータ9の歯面の設計は、図4に基づき、以下にように行われる。   The design of the tooth surfaces of the drive rotor 7 and the driven rotor 9 having such a configuration is performed as follows based on FIG.

駆動ロータ7の歯7bの形状が、その歯先を挟んで回転方向側歯面(X)と、反回転方向側歯面(Y)とで2つの異なる形状を有し、上記回転方向側歯面(X)を第1関数(H)と定義すると、それに対向する従動ロータ9の歯面は相手側の駆動ロータ7が反回転方向に回転したときにおける第1関数(H)の創成関数である第2関数(h)にて定義される。その回転に際して、互いのピッチ円7p、9pが滑らないように回転させる。上記反回転方向側歯面(Y)では、その反回転方向側歯面(Y)における歯先側の部位を第3関数(F)と定義すると、従動ロータ9の歯面は相手側の駆動ロータ7が反回転方向に回転したときにおける第3関数(F)の創成関数である第4関数(f)にて定義され、その第4関数(f)の歯形領域は従動ロータ9のピッチ円9p内の所定の位置までであり、この所定の位置において第4関数(f)になめらかに接続される第5関数(g)にて従動ロータ9の歯先までが定義され、駆動ロータ7を回転方向に回転した場合における第5関数(g)の創成関数である第6関数(G)が前記第3関数(F)にて定義された部分に続く状態で上記反回転方向側歯面(Y)が定義されるように行われる。この場合の回転についても、前同様に、互いのピッチ円7p、9pが滑らないように回転させる。   The shape of the tooth 7b of the drive rotor 7 has two different shapes, a rotation direction side tooth surface (X) and an anti-rotation direction side tooth surface (Y) across the tooth tip. When the surface (X) is defined as the first function (H), the tooth surface of the driven rotor 9 facing the surface (X) is a generating function of the first function (H) when the opposite drive rotor 7 rotates in the counter-rotating direction. It is defined by a certain second function (h). During the rotation, the pitch circles 7p and 9p are rotated so as not to slip. In the counter-rotation direction side tooth surface (Y), if the tooth tip side portion of the counter-rotation direction side tooth surface (Y) is defined as a third function (F), the tooth surface of the driven rotor 9 is driven on the other side. It is defined by a fourth function (f) that is a generating function of the third function (F) when the rotor 7 rotates in the counter-rotating direction, and the tooth profile region of the fourth function (f) is a pitch circle of the driven rotor 9. 9p is defined up to the tooth tip of the driven rotor 9 by the fifth function (g) smoothly connected to the fourth function (f) at the predetermined position. In the state where the sixth function (G), which is the creation function of the fifth function (g) when rotating in the rotation direction, follows the portion defined by the third function (F), Y) is defined. Also in this case, the rotation is performed so that the pitch circles 7p and 9p do not slip each other as before.

これにより、第3姿勢において、図4および図5に示すように、第1関数(H)と第2関数(h)との接触位置カと、第3関数(F)と第4関数(f)との接触位置キと、第5関数(g)と第6関数(G)との接触位置クとが形成される。   Accordingly, in the third posture, as shown in FIGS. 4 and 5, the contact position between the first function (H) and the second function (h), the third function (F), and the fourth function (f ) And a contact position K between the fifth function (g) and the sixth function (G).

ところで、第3姿勢にあっては接触位置カと接触位置キとで囲まれた下流側空間Bの他に、接触位置キと接触位置クとで囲まれた上流側空間Aが存在する。   By the way, in the third posture, there is an upstream space A surrounded by the contact position K and the contact position K in addition to the downstream space B surrounded by the contact position K and the contact position K.

この状態において、駆動ロータ7に作用するトルクTmは、下記1式で表され、
Tm=L×Km×Z×(Pd−Ps) ・・・(式1)
但し、L:接触位置カと接触位置キを結ぶ線分長さ
Km:上記2位置カとキを結ぶ線分の垂直二等分線と駆動ロータ7の軸心7cとの距離
Z:駆動ロータ7の軸方向の長さ
Pd:下流側空間Bの圧力
Ps:上流側空間Aの圧力

同じ状態において、従動ロータ9に作用するトルクTfは、前述したように従動ロータ9の回転方向と同じ方向に作用して回転を助けるため、下記2式のように負の値で表される。
In this state, the torque Tm acting on the drive rotor 7 is expressed by the following equation (1):
Tm = L × Km × Z × (Pd−Ps) (Formula 1)
Where, L: the length of the line segment connecting the contact position K and the contact position Km: the distance between the vertical bisector connecting the two position K and the key and the axis 7c of the drive rotor 7 Z: the drive rotor 7 Axial length Pd: Pressure in downstream space B Ps: Pressure in upstream space A

In the same state, the torque Tf acting on the driven rotor 9 acts in the same direction as the rotation direction of the driven rotor 9 as described above to assist the rotation, and therefore is expressed as a negative value as shown in the following two equations.


Tf=−L×Kf×Z×(Pd−Ps) ・・・(式2)
但し、Kf:上記2位置カとキを結ぶ線分の垂直二等分線と従動ロータ9の軸心9cとの距離

図6は、横軸にロータ回転角(deg)を、縦軸にトルクをとって、駆動ロータのトルク(実線)と従動ロータのトルク(破線)との一例を示すグラフである。

Tf = −L × Kf × Z × (Pd−Ps) (Formula 2)
Kf: distance between the vertical bisector connecting the two positions and the axis 9c of the driven rotor 9

FIG. 6 is a graph showing an example of the torque of the driving rotor (solid line) and the torque of the driven rotor (broken line), where the horizontal axis represents the rotor rotation angle (deg) and the vertical axis represents the torque.

この図6から理解されるように駆動ロータ7に発生するトルクTmは常時正の値になる。つまり、上述したように駆動ロータ7に発生するトルクTmの方向が、第1姿勢、第2姿勢及び第3姿勢のいずれにあっても、駆動ロータ7の軸心7cからずれて、駆動ロータ7の回転方向と逆方向のモーメントを駆動ロータ7に生じさせる方向になる。一方、従動ロータ9に発生するトルクTfは、正の値から0になった後に負の値になる。つまり、上述したように従動ロータ9に発生するトルクTfの方向は、第1姿勢にあっては、接触位置アと接触位置ウとの線分の垂直二等分線の方向であって、従動ロータ9の回転方向と逆方向のモーメントを従動ロータ9に生じさせる方向になり、正の値となる。そして、第2姿勢にあっては、接触位置エと接触位置オとの線分の垂直二等分線の方向であって従動ロータ9の軸心9c方向になって、従動ロータ9に発生するトルクは0になり、第3姿勢にあっては、接触位置カと接触位置キとの線分の垂直二等分線の方向であって、従動ロータ9の回転方向と同方向のモーメントを従動ロータ9に生じさせる方向になり、従動ロータ9に発生するトルクTfは負の値になる。   As understood from FIG. 6, the torque Tm generated in the drive rotor 7 is always a positive value. That is, as described above, the direction of the torque Tm generated in the drive rotor 7 is deviated from the axis 7c of the drive rotor 7 regardless of whether the direction is the first attitude, the second attitude, or the third attitude. This is a direction in which a moment in the direction opposite to the rotation direction is generated in the drive rotor 7. On the other hand, the torque Tf generated in the driven rotor 9 becomes a negative value after becoming 0 from the positive value. That is, as described above, the direction of the torque Tf generated in the driven rotor 9 is the direction of the perpendicular bisector between the contact position a and the contact position c in the first posture, and is driven. This is the direction in which a moment in the direction opposite to the rotational direction of the rotor 9 is generated in the driven rotor 9, which is a positive value. Then, in the second posture, it is generated in the driven rotor 9 in the direction of the perpendicular bisector of the line segment between the contact position d and the contact position o and in the direction of the axis 9c of the driven rotor 9. The torque is 0, and in the third posture, the moment in the same direction as the rotational direction of the driven rotor 9 is driven in the direction of the perpendicular bisector of the contact position force and the contact position key. The torque is generated in the rotor 9 and the torque Tf generated in the driven rotor 9 has a negative value.

したがって、上記第3姿勢にあっては、従動ロータ9に発生するトルクTfを負の値にできるので、従動ロータ9を空回りさせることが可能となり、この空回りにより両ロータ7、9の摩耗を減らし得る。そして、その空回り状態となるときのトルクを負側で大きくすることが望ましく、そのために上記2式に基づきPdの値に対してPsの値を小さくさせようにする。   Therefore, in the third posture, the torque Tf generated in the driven rotor 9 can be set to a negative value, so that the driven rotor 9 can be idled, and this idle rotation reduces wear of both the rotors 7 and 9. obtain. Then, it is desirable to increase the torque at the idling state on the negative side. For this purpose, the value of Ps is made smaller than the value of Pd based on the above two formulas.

そこで、本実施形態では、上流側空間Aの形成に関し、図7(a)に示すように第2姿勢(初期噛合姿勢)になった時点では、接触位置キのみが存在し、図7(b)に示す次の時点(僅かに回転した時点)では2つの接触位置キ、クが形成されるようになし、その後、接触位置キ、クの間隔、つまり上流側空間Aの容積が大きくなるように設計している。つまり、上流側空間Aが容積0から大きくなるようにすることで、Psの値を小さく、好ましくは0に近づくように設計している。   Therefore, in the present embodiment, regarding the formation of the upstream space A, only the contact position key exists when the second posture (initial meshing posture) is reached as shown in FIG. ) So that two contact position keys are formed, and thereafter, the distance between the contact positions and the mark, that is, the volume of the upstream space A is increased. Designed to. In other words, the design is made such that the value of Ps is reduced, preferably close to 0, by increasing the upstream space A from the volume 0.

このように構成された本実施形態に係るギアポンプ1にあっては、第3姿勢(三点噛合姿勢)のとき、回転方向下流側の二位置カ、キの間である下流側空間Bの圧力が回転方向上流側の二位置キ、クの間である上流側空間Aの圧力よりも高いものであるので、上流側空間Aの圧力が従動ロータ9の回転に影響をあまり及ぼさず、しかも、従動ロータ9に回転方向のモーメントを生じさせるよう、回転方向下流側の二位置カ、キを結ぶ線分の垂直二等分線が従動ロータ9の軸心9cからずれている。このため、三点噛合姿勢のときに、従動ロータ9を空回り状態で回転させることが可能になる。それにより、粘度の低い作動流体を用いる場合にあっても、両ロータ7、9の摩耗の発生を抑制することが可能になる。   In the gear pump 1 according to the present embodiment configured as described above, in the third posture (three-point meshing posture), the pressure in the downstream space B that is between the two positions at the downstream side in the rotational direction. Is higher than the pressure in the upstream space A between the two positions at the upstream side in the rotational direction, so that the pressure in the upstream space A does not significantly affect the rotation of the driven rotor 9, and The perpendicular bisector connecting the two positions K on the downstream side in the rotational direction is shifted from the axis 9 c of the driven rotor 9 so as to generate a rotational moment in the driven rotor 9. For this reason, it is possible to rotate the driven rotor 9 in an idle state in the three-point meshing posture. Thereby, even when a working fluid having a low viscosity is used, it is possible to suppress the occurrence of wear of both rotors 7 and 9.

また、本実施形態において、第2姿勢(初期噛合姿勢)から第3姿勢(三点噛合姿勢)へ変化する際に、上流側空間Aが容積零から形成されるようになっているので、従動ロータ9の回転方向に対し全く影響が及ばないようにすることができ、第3姿勢のときに、従動ロータ9をより確実に空回り状態で回転させ得る。   In the present embodiment, when the second posture (initial meshing posture) is changed to the third posture (three-point meshing posture), the upstream space A is formed from zero volume. The rotation direction of the rotor 9 can be prevented from being affected at all, and the driven rotor 9 can be rotated more reliably in the idling state in the third posture.

更に、本実施形態では、前述したように駆動ロータ7及び従動ロータ9に、各ロータの歯7b、歯9bが各ロータの軸心7c、9cに対して捩れたものを用いているので、下流側空間Bに入っている液体を吐出室17へ逃がすようにすることが可能になる。このことを図8に基づき説明する。   Further, in this embodiment, as described above, the driving rotor 7 and the driven rotor 9 are used in which the teeth 7b and 9b of each rotor are twisted with respect to the shaft centers 7c and 9c of each rotor. It becomes possible to allow the liquid contained in the side space B to escape to the discharge chamber 17. This will be described with reference to FIG.

図8は駆動ロータ7及び従動ロータ9が噛み合って回転する状態を示し、図8(m)、図8(o)、図8(q)、図8(s)及び図8(u)は第1蓋部3c側のロータ端面を示し、図8(n)、図8(p)、図8(r)、図8(t)及び図8(v)は第2蓋部3d側のロータ端面を示す。また、図8(m)及び図8(n)は回転角度が0度のとき、図8(o)及び図8(p)は回転角度が7.2度のとき、図8(q)及び図8(r)は回転角度が14.4度のとき、図8(s)及び図8(t)は回転角度が21.6度のとき、図8(u)及び図8(v)は回転角度が28.8度のときである。なお、図中のサ、シ、スおよびセは、各ロータの一端と他端とにおいて歯溝が繋がることを示すためのもので、例えば図8(o)及び図8(p)において、図8(o)中のセと図8(p)中のセとにおいて歯溝が繋がる部分を表し、同じく図8(o)中のスと図8(p)中のスとにおいて歯溝が繋がる部分を表す。他の図においても同様である。 FIG. 8 shows a state in which the drive rotor 7 and the driven rotor 9 are engaged with each other and rotated, and FIGS. 8 (m), 8 (o), 8 (q), 8 (s), and 8 (u) are the first ones. FIG. 8 (n), FIG. 8 (p), FIG. 8 (r), FIG. 8 (t), and FIG. 8 (v) show the rotor end face on the second lid 3d side. Indicates. 8 (m) and FIG. 8 (n), when the rotation angle is 0 degree, FIG. 8 (o) and FIG. 8 (p), when the rotation angle is 7.2 degrees, FIG. 8 (r) is when the rotation angle is 14.4 degrees, FIG. 8 (s) and FIG. 8 (t) are when the rotation angle is 21.6 degrees, and FIG. 8 (u) and FIG. 8 (v) are This is when the rotation angle is 28.8 degrees. In addition, sa, shi, su and se in the figure are for showing that the tooth gap is connected at one end and the other end of each rotor. For example, in FIG. 8 (o) and FIG. 8 (p) 8 (o) represents the portion where the tooth gap is connected to the cell in FIG. 8 (p), and the tooth gap is connected to the tooth in FIG. 8 (o) and the tooth in FIG. 8 (p). Represents a part. The same applies to the other drawings.

この図8から、回転角度が14.4度、21.6度、28.8度のときに、図8(q)、図8(s)及び図8(u)に示すセと、図8(r)、図8(t)及び図8(v)に示すセとの位置関係から下流側空間Bが吐出室17に繋がっていることが理解される。なお、前述した駆動ロータ7及び従動ロータ9の捩れ角度は、下流側空間Bが形成されているときに、その下流側空間Bが吐出室17に繋がる角度範囲に設定される。   From FIG. 8, when the rotation angle is 14.4 degrees, 21.6 degrees, and 28.8 degrees, FIG. 8 (q), FIG. 8 (s), and FIG. It is understood that the downstream space B is connected to the discharge chamber 17 from the positional relationship with the cell shown in (r), FIG. 8 (t), and FIG. 8 (v). The twist angle of the drive rotor 7 and the driven rotor 9 described above is set to an angle range in which the downstream space B is connected to the discharge chamber 17 when the downstream space B is formed.

この駆動ロータ7及び従動ロータ9の捩れにより、歯7bと歯9bとの噛み合い位置が移動し、これにより下流側空間Bに入っている液体を吐出室17へ逃がすことが可能になり、ギアポンプの破損を防止することができる。   Due to the twisting of the drive rotor 7 and the driven rotor 9, the meshing position of the teeth 7b and the teeth 9b is moved, so that the liquid contained in the downstream space B can be released to the discharge chamber 17, and the gear pump Breakage can be prevented.

更に、本実施形態では、上述したように従動ロータ9のロータ端面9dに第1溝11が形成され、またケーシング3に第2溝13が形成されているので、第3姿勢において下流側空間Bの容積がロータ回転に伴って減少して下流側空間Bの圧力が高くなっても、その下流側空間Bに入っている液体を吐出室17へ逃がしてギアポンプの破損を防止することができる。そして、これを可能とすべく、図2に示したように、第1溝11は第3姿勢のときに従動ロータ9におけるロータ端面9dの下流側空間Bが形成される部分であって各歯9b毎に形成され、一方、第2溝13はケーシング3のロータ端面9dと向かい合う面3eに、駆動ロータ7の歯7bと噛み合っている従動ロータ9の歯9bに設けた第1溝11と吐出室17とを第3姿勢にあるときに連通するように形成されている。この第1溝11と吐出室17との連通により、前記下流側空間Bの圧力が吐出室17の圧力と等しくなる。   Further, in the present embodiment, as described above, the first groove 11 is formed on the rotor end surface 9d of the driven rotor 9, and the second groove 13 is formed on the casing 3, so that the downstream space B in the third posture is formed. Even if the volume of the gas decreases with the rotation of the rotor and the pressure in the downstream space B increases, the liquid in the downstream space B can escape to the discharge chamber 17 and damage to the gear pump can be prevented. In order to make this possible, as shown in FIG. 2, the first groove 11 is a portion where the downstream space B of the rotor end surface 9 d in the driven rotor 9 is formed in the third posture, and each tooth On the other hand, the second groove 13 is formed on the surface 3e facing the rotor end surface 9d of the casing 3 and discharges with the first groove 11 provided on the teeth 9b of the driven rotor 9 meshing with the teeth 7b of the drive rotor 7. It is formed so as to communicate with the chamber 17 when it is in the third posture. Due to the communication between the first groove 11 and the discharge chamber 17, the pressure in the downstream space B becomes equal to the pressure in the discharge chamber 17.

なお、第2溝13は、一端が吐出室17に連通するように設けられるが、他端については、図9に示すように、吐出室17から下流側空間Bへ前記液体が逆流を起こす直前で、第1溝11との連通が解除される位置に配設される。一方、第1溝11は、一端が下流側空間Bの形成される部分に設けられ、他端が前記逆流を起こす直前で第2溝13との連通が解除される位置に配設される。また、第1溝11及び第2溝13は、図2、9等に示す直線状であっても、図示を省略するものの曲線状であってもよい。   The second groove 13 is provided so that one end communicates with the discharge chamber 17. The other end is immediately before the liquid causes a back flow from the discharge chamber 17 to the downstream space B as shown in FIG. 9. Thus, it is disposed at a position where the communication with the first groove 11 is released. On the other hand, the 1st groove | channel 11 is provided in the part in which the one end is formed in the downstream space B, and the other end is arrange | positioned in the position where communication with the 2nd groove | channel 13 is cancelled | released just before raising the said backflow. Further, the first groove 11 and the second groove 13 may be linear as shown in FIGS. 2 and 9 or may be curved although not shown.

なお、上述した実施形態では歯が10個の駆動ロータと、歯が12個の従動ロータとを用いているが、本発明はこれに限らない。例えば、歯が4個の駆動ロータ及び歯が6個の従動ロータを用いたり、他の歯数の駆動ロータ及び従動ロータを用いたりしてもよい。   In the above-described embodiment, the drive rotor having 10 teeth and the driven rotor having 12 teeth are used, but the present invention is not limited to this. For example, a drive rotor having 4 teeth and a driven rotor having 6 teeth may be used, or a drive rotor and a follower rotor having other numbers of teeth may be used.

また、上述した実施形態では第1溝11と第2溝13とを用いることで下流側空間Bの圧力を吐出室17の圧力にし、加えて、下流側空間Bと吐出室17とが連通するように各ロータの歯7b、歯9bが各ロータの軸心7c、9cに対して捩れた駆動ロータ7及び従動ロータ9を用いることで下流側空間Bの圧力を吐出室17の圧力にする構成としているが、本発明はこれに限らない。例えば、第1溝11と第2溝13とを用いることのみで、下流側空間Bの圧力を吐出室17の圧力にしてもよい。或いは、下流側空間Bと吐出室17とが連通するように各ロータの歯7b、歯9bが各ロータの軸心7c、9cに対して捩れた駆動ロータ7及び従動ロータ9を用いることで、下流側空間Bの圧力と吐出室17の圧力とが同じ圧力になる構成としてもよい。但し、前者のように第1溝11と第2溝13とを用いることのみで、下流側空間Bの圧力を吐出室17の圧力に一致させる場合にあっては、下流側空間Bと吐出室17とが連通するように各ロータの軸心7c、9cに対する各ロータの歯7b、9bの捩れ角度にする必要はないものの、その捩れ角度よりも小さい角度の捩れとすることにより下流側空間B内の液体を第1溝11側へ移動させるように構成することが好ましい。   In the above-described embodiment, the first groove 11 and the second groove 13 are used so that the pressure in the downstream space B becomes the pressure in the discharge chamber 17, and in addition, the downstream space B and the discharge chamber 17 communicate with each other. In this manner, the pressure of the downstream space B is made the pressure of the discharge chamber 17 by using the drive rotor 7 and the driven rotor 9 in which the teeth 7b and the teeth 9b of the rotors are twisted with respect to the shaft centers 7c and 9c of the rotors. However, the present invention is not limited to this. For example, the pressure in the downstream space B may be set to the pressure in the discharge chamber 17 only by using the first groove 11 and the second groove 13. Alternatively, by using the drive rotor 7 and the driven rotor 9 in which the teeth 7b and teeth 9b of each rotor are twisted with respect to the shaft centers 7c and 9c of each rotor so that the downstream space B and the discharge chamber 17 communicate with each other, The pressure in the downstream space B and the pressure in the discharge chamber 17 may be the same pressure. However, when the pressure in the downstream space B is made to coincide with the pressure in the discharge chamber 17 only by using the first groove 11 and the second groove 13 as in the former, the downstream space B and the discharge chamber Although it is not necessary to set the twist angle of the rotor teeth 7b, 9b with respect to the shaft centers 7c, 9c of the rotors so as to communicate with the rotor 17, the downstream space B can be obtained by setting a twist angle smaller than the twist angle. It is preferable that the liquid inside is moved to the first groove 11 side.

更に、上述した実施形態では従動ロータに第1溝を形成しているが、本発明はこれに限らず、駆動ロータに第1溝を形成してもよく、或いは、従動ロータと駆動ロータの両方に
第1溝を形成してもよい。この場合、第2溝は第1溝に対応するケーシングの位置に設けられる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the first groove is formed in the driven rotor. However, the present invention is not limited to this, and the first groove may be formed in the drive rotor, or both the driven rotor and the drive rotor. A first groove may be formed. In this case, the second groove is provided at the position of the casing corresponding to the first groove.

1 ギアポンプ
3 ケーシング
7 駆動ロータ
9 従動ロータ
7b、9b 歯
7c、9c 軸心
11 第1溝
13 第2溝
15 吸込室
17 吐出室
B 下流側空間
A 上流側空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gear pump 3 Casing 7 Drive rotor 9 Driven rotor 7b, 9b Teeth 7c, 9c Axle 11 1st groove 13 2nd groove 15 Suction chamber 17 Discharge chamber B Downstream space A Upstream space

Claims (4)

互いに噛み合った状態でケーシングに収納される駆動ロータ及び従動ロータを備えたギアポンプであって、
前記駆動ロータ及び前記従動ロータには、前記駆動ロータの歯が前記従動ロータの歯と互いに離間した二位置で接触する初期噛合姿勢と、この初期噛合姿勢から回転した姿勢であって、前記二位置が回転に伴って移動した二位置に加えて、それら移動後の二位置よりも回転方向上流側の一位置で更に前記駆動ロータの歯が前記従動ロータの歯と接触する三点噛合姿勢とがあり、
前記三点噛合姿勢において、回転方向下流側の二位置間である下流側空間の圧力が回転方向上流側の二位置間である上流側空間の圧力よりも高いものであり、かつ、前記回転方向下流側の二位置を結ぶ線分の垂直二等分線が、前記従動ロータに回転方向のモーメントを生じさせるように、前記従動ロータの軸心からずれており、
前記ケーシング内には、作動流体の吐出室が設けられ、
前記駆動ロータおよび前記従動ロータの少なくとも一方のロータ端面には前記下流側空間に連通する第1溝が形成され、前記第1溝を有するロータ端面に対向するケーシングの面には、前記三点噛合姿勢のときに前記第1溝と前記吐出室とを連通させる第2溝が形成されていることを特徴とする
ギアポンプ。
A gear pump including a drive rotor and a driven rotor that are housed in a casing in a state of being engaged with each other,
The driving rotor and the driven rotor have an initial meshing posture in which the teeth of the driving rotor come into contact with two teeth spaced apart from the teeth of the driven rotor, and a posture rotated from the initial meshing posture, the two positions In addition to the two positions moved along with the rotation, there is a three-point meshing posture in which the teeth of the drive rotor come into contact with the teeth of the driven rotor at a position upstream of the two positions after the movement. Yes,
In the three-point meshing posture, the pressure in the downstream space between the two positions downstream in the rotation direction is higher than the pressure in the upstream space between the two positions upstream in the rotation direction, and the rotation direction A perpendicular bisector connecting two downstream positions deviates from the axis of the driven rotor so as to generate a rotational moment in the driven rotor ;
A working fluid discharge chamber is provided in the casing,
A first groove communicating with the downstream space is formed on at least one rotor end surface of the drive rotor and the driven rotor, and the three-point meshing is formed on the surface of the casing facing the rotor end surface having the first groove. A gear pump characterized in that a second groove is formed for communicating the first groove and the discharge chamber in the posture .
請求項1に記載のギアポンプにおいて、
前記上流側空間は、前記初期噛合姿勢から前記三点噛合姿勢へ変化する際に、容積が零から形成されたものであることを特徴とするギアポンプ。
The gear pump according to claim 1, wherein
The upstream space is a gear pump having a volume of zero when changing from the initial meshing posture to the three-point meshing posture.
請求項1または2に記載のギアポンプにおいて、
前記ケーシング内には、作動流体の吐出室が設けられ、
上記駆動ロータの各歯および従動ロータの各歯がそれぞれのロータ軸心に対して捩れており、上記下流側空間は、その捩れにより上記吐出室に繋がるが、駆動ロータの歯と従動ロータの歯とが密接する部分により上記吸入室に対して閉じている構成になっていることを特徴とするギアポンプ。
The gear pump according to claim 1 or 2,
A working fluid discharge chamber is provided in the casing,
The teeth of the drive rotor and the teeth of the driven rotor are twisted with respect to the respective rotor shaft centers, and the downstream space is connected to the discharge chamber by the twist, but the teeth of the drive rotor and the teeth of the driven rotor The gear pump is configured to be closed with respect to the suction chamber by a portion in close contact with the suction chamber .
請求項1乃至のいずれかに記載のギアポンプにおいて、
上記駆動ロータの歯の形状が、その歯先を挟んで回転方向側歯面(X)と、反回転方向側歯面(Y)とで2つの異なる形状を有し、上記回転方向側歯面(X)を第1関数(H)と定義すると、それに対向する従動ロータの歯面は駆動ロータが反回転方向に回転したときにおける前記第1関数(H)の創成関数である第2関数(h)にて定義され、上記反回転方向側歯面(Y)では、その反回転方向側歯面(Y)における歯先側を第3関数(F)と定義すると、従動ロータの歯面は駆動ロータが反回転方向に回転したときにおける前記第3関数(F)の創成関数である第4関数(f)にて定義されるとともに、その第4関数(f)の歯形領域が従動ロータのピッチ円内の所定の位置までであり、この第4関数(f)に接続される第5関数(g)にて従動ロータの歯先までが定義され、駆動ロータを回転方向に回転した場合における前記第5関数(g)の創成関数である第6関数(G)が前記第3関数(F)にて定義された部分に続く状態で上記反回転方向側歯面(Y)が定義される構成となっていることを特徴とするギアポンプ。
The gear pump according to any one of claims 1 to 3 ,
The tooth shape of the drive rotor has two different shapes, a rotational direction side tooth surface (X) and an anti-rotation direction side tooth surface (Y) across the tooth tip, and the rotational direction side tooth surface When (X) is defined as the first function (H), the tooth surface of the driven rotor facing the second function (H) is a generating function of the first function (H) when the drive rotor rotates in the counter-rotating direction ( h), the tooth surface of the driven rotor is defined as the third function (F) when the tooth tip side in the counter rotation direction side tooth surface (Y) is defined as the third function (F). It is defined by a fourth function (f) that is a generating function of the third function (F) when the driving rotor rotates in the counter-rotating direction, and the tooth profile region of the fourth function (f) is defined by the driven rotor. The fifth function (g) up to a predetermined position in the pitch circle and connected to this fourth function (f) And the sixth function (G), which is the creation function of the fifth function (g) when the driven rotor is rotated in the rotation direction, is defined by the third function (F). A gear pump characterized in that the anti-rotation direction side tooth surface (Y) is defined in a state following the formed portion.
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