JP6068580B2 - Pump rotor - Google Patents
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Description
本発明は、ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく、吐出量を増加させることができ、且つ耐久性を向上することができるポンプロータに関する。 The present invention relates to a pump rotor that can increase the discharge amount and improve the durability without increasing the outer diameter and axial thickness of the rotor.
従来のオイルポンプ等の内接歯車式ポンプに使用されるトロコイドタイプ歯車等のロータにおいて、インナーロータの歯底径と、アウターロータとの偏心量等の諸仕様によって、歯数はほぼ制限されてしまい、それゆえに歯数の増減は、狭い範囲でしかできない。また、前述した歯底径、偏心量、歯数が決まると、理論吐出量がほぼ決定されてしまう。 In rotors such as trochoid type gears used in conventional internal gear pumps such as oil pumps, the number of teeth is almost limited by specifications such as the root diameter of the inner rotor and the amount of eccentricity with the outer rotor. Therefore, the number of teeth can be increased or decreased only within a narrow range. In addition, when the above-described root diameter, eccentric amount, and number of teeth are determined, the theoretical discharge amount is almost determined.
従来のトロコイドロータでは、理論吐出量を大きくするためには、インナーロータとアウターロータとの偏心量を大きくし、ロータの径を大きくするか、或いは偏心量、ロータ径はそのままにして、ロータの厚さを大きくするといった方法がとられる。しかし、いずれの方法においても、ロータサイズが大きくなってしまい、フリクション悪化の要因となってしまう。 In the conventional trochoid rotor, in order to increase the theoretical discharge amount, the eccentric amount between the inner rotor and the outer rotor is increased and the rotor diameter is increased, or the eccentric amount and the rotor diameter are left as they are. A method of increasing the thickness is taken. However, in either method, the rotor size becomes large, which causes a deterioration of friction.
このような問題を解消するための一例として、特許文献1が存在している。この特許文
献1の内容を概略する。まず、歯丈設定の自由度を高めてポンプの理論吐出量を増加させたロータであること。そして、歯形を創成する複数の楕円は、サイクロイド曲線やトロコイド曲線の歯形を用いたインナーロータよりも歯丈の大きな歯が創成されるように適正サイズの楕円を適宜数組み合わせたこと。
Patent Document 1 exists as an example for solving such a problem. The contents of Patent Document 1 will be outlined. First, the rotor must have a higher degree of freedom in setting the tooth height and increase the theoretical discharge rate of the pump. The plurality of ellipses that create the tooth profile are appropriately combined with ellipses of an appropriate size so that teeth having a tooth height larger than the inner rotor using the tooth profile of the cycloid curve or the trochoid curve are created.
以上の構成のように、インナーロータは、歯先部、歯底部及びアウターロータとの噛合い部(歯先部と歯底部を繋ぐ部分)の歯形を、それぞれ楕円の長軸に沿った曲線(曲率半径の大きい方の曲線)で創成することにより、理想的な歯形ができる。 As described above, the inner rotor has a tooth profile of the tooth tip portion, the tooth bottom portion, and the meshing portion with the outer rotor (portion connecting the tooth tip portion and the tooth bottom portion), respectively, along a curve along the major axis of the ellipse ( An ideal tooth profile can be created by creating a curve with a larger radius of curvature.
特許文献1に開示された図4の歯形では、歯先部2aと歯底部2bがともに楕円の長軸に沿った曲線で形成されている。そのために、アウターロータの歯に対する歯先、歯底の接触領域を広げることができ、歯先、歯底の保護効果が高まる。また、特許文献1に開示された図4のように、噛合い部2cを楕円の長軸に沿った曲線で形成することで歯丈hを十分に高くすることが可能になる。 In the tooth profile of FIG. 4 disclosed in Patent Document 1, both the tooth tip portion 2a and the tooth bottom portion 2b are formed by curves along the major axis of the ellipse. Therefore, the contact area | region of the tooth tip with respect to the tooth | gear of an outer rotor and a tooth root can be expanded, and the protection effect of a tooth tip and a tooth bottom increases. Further, as shown in FIG. 4 disclosed in Patent Document 1, it is possible to sufficiently increase the tooth height h by forming the meshing portion 2c with a curve along the long axis of the ellipse.
特許文献1における内接歯車ポンプのロータと、一般的なトロコイド曲線のロータとを
比較する。特許文献1に開示された図12は、歯数8枚のインナーロータと歯数9枚のアウターロータを組み合わせたポンプ用ロータである。
特許文献1の歯形の諸元を以下に示す。
アウターロータ外径:φ60.0mm
アウターロータ大径(歯底円径):φ52.0mm
アウターロータ小径(歯先円径):φ38.4mm
インナーロータ大径(歯先円径):φ45.2mm
インナーロータ小径(歯底円径):φ31.6mm
インナーロータ内径:φ15.0mm
ロータ厚み:15mm
偏心量e:3.4mm(歯丈2e:6.8mm)
この特許文献1の理論吐出量は、12.3cm3/revである。
The rotor of the internal gear pump in Patent Document 1 is compared with the rotor of a general trochoid curve. FIG. 12 disclosed in Patent Document 1 is a pump rotor in which an inner rotor having 8 teeth and an outer rotor having 9 teeth are combined.
The specifications of the tooth profile of Patent Document 1 are shown below.
Outer rotor outer diameter: φ60.0mm
Outer rotor large diameter (tooth root circular diameter): φ52.0mm
Outer rotor small diameter (tooth circle diameter): φ38.4mm
Inner rotor large diameter (tooth diameter): φ45.2mm
Inner rotor small diameter (tooth root circular diameter): φ31.6mm
Inner rotor inner diameter: φ15.0mm
Rotor thickness: 15mm
Eccentricity e: 3.4 mm (Tooth height 2e: 6.8 mm)
The theoretical discharge amount of Patent Document 1 is 12.3 cm 3 / rev.
上記特許文献1に対する比較品として、特許文献1に開示された図15に示されたトロコイド曲線の歯形を有するポンプ用ロータを採用した。特許文献1に開示された図15は、従来歯形を有するポンプ用ロータとして開示されたものである。この比較品の諸元は以下の通りである。
アウターロータ外径:φ60.0mm
アウターロータ大径:φ52.0mm
アウターロータ小径:φ39.6mm
インナーロータ大径:φ45.8mm
インナーロータ小径:φ33.4mm
ロータ厚み:15mm
偏心量e:3.1mm(歯丈2e:6.2mm)
この比較品の理論吐出量は、11.4cm3/revである。
以上のように、特許文献1のロータは、比較品よりも、内側に長く延ばして歯丈を大きくしている。且つ理論吐出量が増加している。
As a comparative product with respect to Patent Document 1, a pump rotor having a tooth profile of a trochoid curve shown in FIG. 15 disclosed in Patent Document 1 was adopted. FIG. 15 disclosed in Patent Document 1 is disclosed as a pump rotor having a conventional tooth profile. The specifications of this comparative product are as follows.
Outer rotor outer diameter: φ60.0mm
Outer rotor large diameter: φ52.0mm
Outer rotor small diameter: φ39.6mm
Inner rotor large diameter: φ45.8mm
Inner rotor small diameter: φ33.4mm
Rotor thickness: 15mm
Eccentricity e: 3.1 mm (Tooth height 2e: 6.2 mm)
The theoretical discharge amount of this comparative product is 11.4 cm 3 / rev.
As described above, the rotor of Patent Document 1 is extended inward longer than the comparative product to increase the tooth height. And the theoretical discharge amount is increasing.
以上述べたように、特許文献1では、歯丈を大きくして、理論吐出量を増加させたロータである。そして、歯丈を大きくするために歯先部、歯底部及び噛合い部の歯形を、それぞれ楕円の長軸に沿った曲線で創成することにより、理想的な歯形ができるとしている。しかし、成形歯形より小さい楕円によって歯形が形成されるものであることから、部分的に重なる楕円をほぼ90°の角度で繋いでいるので、歯先の円弧と噛合い部の円弧の繋ぎ都分の変曲点付近で曲率半径が小さくなってしまい、形状の急激な変化が生じ、あまり滑らかではない。 As described above, Patent Document 1 discloses a rotor having a larger tooth height and an increased theoretical discharge amount. Then, in order to increase the tooth height, the tooth shapes of the tooth tip portion, the tooth bottom portion, and the meshing portion are created by curves along the major axis of the ellipse, respectively, thereby forming an ideal tooth shape. However, since the tooth profile is formed by an ellipse smaller than the molded tooth profile, the partially overlapping ellipses are connected at an angle of approximately 90 °. Near the inflection point, the radius of curvature becomes small, causing a sudden change in shape and not very smooth.
そして、歯丈を大きくすることによって、噛合い部の歯の角度が立っているので、アウターロータとの噛み合いにおいて、噛合い範囲が小さくなり、アウターロータを押す力が集中してしまい、面圧が高くなり、且つ摺動の要素が大きい状態でアウターロータを駆動させるので、耐久性が低くなってしまう。また、最深噛合い部においてインナーロータの歯先とアウターロータの歯底が近接する部分が大きいので、オイルを吐出する際にオイルが袋小路になってしまいポンピングロスが大きくなってしまう。 Since the tooth angle of the meshing portion is increased by increasing the tooth height, the meshing range is reduced in meshing with the outer rotor, and the force pushing the outer rotor is concentrated, and the surface pressure is concentrated. And the outer rotor is driven in a state where the sliding element is large, the durability becomes low. Further, since the portion where the tooth tip of the inner rotor and the tooth bottom of the outer rotor are close to each other is large in the deepest meshing portion, the oil becomes a bag path when the oil is discharged, resulting in a large pumping loss.
さらに、ロータが噛み合うときの音も大きくなりがちで、静粛性も良いとは言えない。本発明の目的(解決しようとする技術課題)は、ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく、吐出量を増加することができ、且つ耐久性を向上することができるオイルポンプロータを提供することにある。 Furthermore, the noise when the rotor meshes tends to be loud, and it cannot be said that the silence is good. An object of the present invention (technical problem to be solved) is an oil pump rotor capable of increasing the discharge amount and improving the durability without increasing the outer diameter or axial thickness of the rotor. Is to provide.
そこで、発明者は上記課題を解決すべく、鋭意,研究を重ねた結果、請求項1の発明を、内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円である歯形成形円であって、該歯形成形円は3つ具備され、そのうちの2つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円として他方の大きい歯形成形円に内接しつつ前記小さい歯形成形円の全体が包含される組み合わせとし、前記半歯領域において、前記小さい歯形成形円の一部にて歯先部が形成され、該小さい歯形成形円が内接し且つ包含する前記大きい歯形成形円の一部にて噛合い部が形成され、前記大きい歯形成形円と外接するもう一方の歯形成形円の一部にて歯底部が形成され、前記大きい歯形成形円は、前記小さい歯形成形円によって成形される前記歯先部の歯形を内包する大きさとすると共に、前記小さい歯形成形円は、前記大きい歯形成形円の内方に一部が接触するようにして前記小さい歯形成形円全体が大きい歯形成形円に包含されてなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。 In view of the above, the inventor has intensively studied to solve the above-mentioned problems. As a result, the invention of claim 1 can be applied to the tooth profile of the inner rotor of the internal gear type pump by an ellipse constituting the half tooth region of the tooth profile. There are three tooth forming circles, and two of these tooth forming circles, one of which is a small tooth forming circle and inscribed in the other large tooth forming circle, the small tooth forming circle. In the half tooth region, a tip portion is formed by a part of the small tooth forming circle, and the small tooth forming circle is inscribed and includes one of the large tooth forming circles. A meshing portion is formed at a portion, a tooth bottom portion is formed by a part of the other tooth forming circle circumscribing the large tooth forming circle, and the large tooth forming circle is formed by the small tooth forming circle. The teeth The small tooth forming circle is included in the large tooth forming circle so that a part of the small tooth forming circle is in contact with the inside of the large tooth forming circle. The above problem was solved by using a pump rotor.
請求項2の発明を、内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円である歯形成形円であって、該歯形成形円は4つ具備され、そのうちの2つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円として他方の大きい歯形成形円に内接しつつ前記小さい歯形成形円の全体が包含される組み合わせとしたものを2組とし、前記半歯領域において、1組目の前記小さい歯形成形円の一部にて歯先部が形成され、2組目の前記小さい歯形成形円の一部にて歯底部が形成され、他の2つの前記大きい歯形成形円同士の一部が外接しつつ前記半歯領域の噛合い部が形成され、前記大きい歯形成形円は、前記小さい歯形成形円によって成形される前記歯先部の歯形を内包する大きさとすると共に、前記小さい歯形成形円は、前記大きい歯形成形円の内方に一部が接触するようにして前記小さい歯形成形円全体が大きい歯形成形円に包含されてなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。 According to a second aspect of the present invention, in the tooth profile of the inner rotor of the internal gear pump, there are four tooth-forming circles that are ellipses constituting the half-tooth region of the tooth profile, The two tooth-forming circles are two combinations that include the whole of the small tooth-forming circle while inscribed in the other large tooth-forming circle with one being a small tooth-forming circle. A tooth tip portion is formed by a part of the first set of small tooth forming circles, a tooth root portion is formed by a part of the second set of small tooth forming circles, and the other two large tooth forming shapes. The half-tooth region meshing portion is formed while part of the circle is circumscribed, and the large tooth-forming circle is sized to include the tooth profile of the tip portion formed by the small tooth-forming circle. The small tooth forming circle is By the pump rotor formed by inclusion in tooth shaped circle entire small tooth shaped yen is large so as partially to contact the inside of the large tooth shaped circle, the above-mentioned problems are eliminated.
請求項1の発明におけるポンプロータでは、通常のトロコイドタイプのロータと比べ、歯先径、歯底径、偏心量を変えることなく、すなわち歯丈を高くしないで、歯数を増やすことができ、ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく吐出量を増加することができる。 In the pump rotor according to the invention of claim 1, the number of teeth can be increased without changing the tip diameter, the root diameter, and the eccentric amount, that is, without increasing the tooth height, as compared with a normal trochoid type rotor. The discharge amount can be increased without increasing the outer diameter or axial thickness of the rotor.
さらに、歯数を増やすことにより、脈動の小さい低騒音なポンプロータとなる。また、楕円を内接することにより、歯先の円弧と噛合い部の円弧の繋ぎ部分の変曲点付近で曲率半径を大きくすることができ、繋ぎ部を滑らかにすることができる。また、噛合い部の歯の角度を寝かせているので、アウターロータとの噛み合いにおいて、噛合い範囲が大きくなり、アウターロータを押す力を分散することができ、面圧を低く抑えることができる。 Furthermore, by increasing the number of teeth, a low noise pump rotor with small pulsation is obtained. Further, by inscribed the ellipse, the radius of curvature can be increased in the vicinity of the inflection point of the joint portion between the arc of the tooth tip and the arc of the meshing portion, and the joint portion can be made smooth. Further, since the angle of the teeth of the meshing portion is laid down, the meshing range becomes large in meshing with the outer rotor, the force pushing the outer rotor can be dispersed, and the surface pressure can be kept low.
且つ摺動よりも転がりの要素が大きい状態でアウターロータを駆動させるので、耐久性が向上し、最深噛合い部においてインナーロータの歯先とアウターロータの歯底が近接する部分が小さいので、オイルを吐出する際に効率よくオイルを押し出すことができ、ポンピングロスが小さくなり、ロータが噛み合うときの音も小さくでき、静粛性も良くなる。本発明で描かれたポンプロータは、通常のトロコイド曲線で描かれたロータとサイズが同じなため、ハウジングのロータ収納室の大きさは変わらず、理論吐出量の大きいロータに容易に変更することができる。 And since the outer rotor is driven in a state where the rolling element is larger than the sliding, the durability is improved, and the portion where the tooth tip of the inner rotor and the tooth bottom of the outer rotor are close to each other at the deepest engagement portion is small. The oil can be pushed out efficiently when the oil is discharged, the pumping loss is reduced, the sound when the rotor is engaged can be reduced, and the silence is also improved. The pump rotor drawn in the present invention is the same size as the rotor drawn in a normal trochoid curve, so the size of the rotor storage chamber of the housing does not change, and it can be easily changed to a rotor with a large theoretical discharge amount. Can do.
請求項2の発明では、歯形成形円は4とし、そのうちの2個の前記歯形成形円の組み合わせの一方は小さい歯形成形円として他方の歯形成形円に一部接触しつつ包含されるものとし、前記半歯領域において、前記小さい歯形成形円の一部にて歯底領域が形成されたことにより、より一層高い精度で歯形を形成することができる。
In the invention of
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明のポンプロータは、内接歯車式ポンプを構成する歯車状のロータである。この種のものでは、インナーロータと該インナーロータを内方に配置して回転するアウターロータとの組み合わせとなるものが一般的である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The pump rotor of the present invention is a gear-shaped rotor constituting an internal gear pump. This type is generally a combination of an inner rotor and an outer rotor that rotates with the inner rotor disposed inward.
本発明はポンプロータにおいて、主にインナーロータに関するものである。以下、ポンプロータにおいて、インナーロータを主として説明する。図5は、本発明におけるポンプロータ(インナーロータ)の歯形Aと、通常のトロコイド曲線で描かれたインナーロータの歯形Bとを比較したものである。本発明の歯形Aと、トロコイド曲線からなる歯形Bとが同一位置に配置されている。 The present invention relates to a pump rotor, and mainly relates to an inner rotor. Hereinafter, the inner rotor will be mainly described in the pump rotor. FIG. 5 is a comparison of the tooth profile A of the pump rotor (inner rotor) according to the present invention and the tooth profile B of the inner rotor drawn by a normal trochoid curve. The tooth profile A of the present invention and the tooth profile B made of a trochoid curve are arranged at the same position.
歯先円Jaと歯底円Jbは、本発明で描かれたポンプロータ(インナーロータ)の歯形Aと、通常のトロコイド曲線で描かれたインナーロータの歯形Bとで同一のものである。すなわち、歯先径と歯底径は変わらず、一歯(歯底頂点から歯先頂点を経て歯底頂点まで)のピッチ角を本発明で描かれたポンプロータの一歯のピッチ角をθa、通常のトロコイド曲線で描かれたインナーロータの一歯のピッチ角をθbとすると、「θb>θa」となっている。 The tooth tip circle Ja and the root circle Jb are the same in the tooth profile A of the pump rotor (inner rotor) drawn in the present invention and the tooth profile B of the inner rotor drawn in a normal trochoid curve. That is, the tooth tip diameter and the tooth root diameter do not change, and the pitch angle of one tooth (from the top of the tooth root to the top of the tooth bottom) is the pitch angle of one tooth of the pump rotor drawn in the present invention. When the pitch angle of one tooth of the inner rotor drawn by a normal trochoid curve is θb, “θb> θa” is satisfied.
歯先円Jaと、歯底円Jbとを通常のトロコイド曲線のインナーロータと同一にしたことによって、偏心量も同じにしつつ容易に歯数を増加させることができる。したがって、本発明のポンプロータ(インナーロータ)とアウターロータのサイズには変化がなく、それぞれの中心位置も変わらない。すなわち、アウターロータの外径が大きくなることはなく、通常のトロコイド曲線で描かれたロータを用いたハウジングのロータ収納室の大きさ、軸心位置を変えることなく容易にポンプに適用することができ、且つ理論吐出量を大きくすることができる。 By making the tip circle Ja and the root circle Jb the same as the inner rotor of a normal trochoid curve, the number of teeth can be easily increased while maintaining the same amount of eccentricity. Therefore, there is no change in the sizes of the pump rotor (inner rotor) and the outer rotor of the present invention, and the center positions of each do not change. In other words, the outer diameter of the outer rotor does not increase, and it can be easily applied to a pump without changing the size and axial position of the rotor storage chamber of the housing using the rotor drawn with a normal trochoid curve. And the theoretical discharge amount can be increased.
次に、本発明のポンプロータ(インナーロータ)の歯形Aが、前述した「θb>θa」で且つ歯先円Jaと歯底円Jbが通常のトロコイド曲線のインナーロータと同一となるための描画方法について説明する。半歯領域A1は、複数の大小の歯形成形円(大きい歯形成形円C,小さい歯形成形円Cs)により構成される。半歯領域A1とは、ポンプロータの直径中心Pを通過する直径方向線Lcによって、歯先部1が左右対称となるよう2つの領域に区分けされたいずれか一方側の部分のことをいう。つまり、左右対称の両半歯領域A1,A1によって、歯形Aが構成される。 Next, a drawing for the tooth profile A of the pump rotor (inner rotor) of the present invention to be “θb> θa” and the tip circle Ja and the root circle Jb to be the same as the inner rotor of a normal trochoidal curve. A method will be described. The half-tooth region A1 is composed of a plurality of large and small tooth forming circles (large tooth forming circle C, small tooth forming circle Cs). The half-tooth region A1 refers to a portion on one side divided into two regions so that the tooth tip portion 1 is symmetric with respect to the diameter direction line Lc passing through the diameter center P of the pump rotor. That is, the tooth profile A is formed by the left and right symmetrical half-tooth regions A1, A1.
複数の歯形成形円C,Csは、少なくとも3以上の組み合わせとする。さらに、そのうちの2個の歯形成形円では、一方が小さい歯形成形円Csとして他方の大きい歯形成形円Cにそれぞれの一部同士が接触して、大きい歯形成形円Cに小さい歯形成形円Csが包含されるように組み合わせられる。そして前記小さい歯形成形円Csの一部にて歯形Aの半歯領域A1の歯先部が形成され、その他の大きい歯形成形円Cの一部同士が円滑に繋ぎ合わせられて前記半歯領域A1の歯先から歯底に亘って形成される。 The plurality of tooth forming circles C and Cs is a combination of at least three. Furthermore, in two of these tooth forming circles, one part is in contact with the other large tooth forming circle C as a small tooth forming circle Cs, and a small tooth forming circle Cs is formed in the large tooth forming circle C. Combined to be included. A tooth tip portion of the half tooth region A1 of the tooth profile A is formed by a part of the small tooth forming circle Cs, and a part of the other large tooth forming circle C is smoothly joined to each other to form the half tooth region A1. Formed from the tooth tip to the tooth bottom.
さらに、半歯領域A1が4の大小の歯形成形円C,Csにて構成される場合では、大きい歯形成形円Cと該大きい歯形成形円Cに一部同士が接触しつつ包含される小さい歯形成形円Csとの組み合わせが2個となる。そして2個の小さい歯形成形円Csの一方は半歯領域A1の歯先を構成し、他方の小さい歯形成形円Csは半歯領域A1の歯底を構成する。 Further, in the case where the half-tooth region A1 is composed of four large and small tooth forming circles C and Cs, the small tooth profile which is included while partly contacting the large tooth forming circle C and the large tooth forming circle C. There are two combinations with the forming circle Cs. One of the two small tooth-forming circles Cs constitutes the tooth tip of the half-tooth region A1, and the other small tooth-forming circle Cs constitutes the tooth bottom of the half-tooth region A1.
前記大小の歯形成形円C,Csは、楕円が存在する。本発明では、大小の歯形成形円C,Csは、楕円の組合せにより、以下に示す複数の実施形態が存在する。まず、第1実施形態では、前記半歯領域A1を構成する複数の大小の歯形成形円C,Csは、楕円のみの組み合わせからなるものである(図1参照)。 The large and small tooth forming circles C and Cs have an ellipse. In the present invention, the large and small tooth forming circles C and Cs have a plurality of embodiments shown below by a combination of ellipses. First, in the first embodiment, the plurality of large and small tooth forming circles C and Cs constituting the half-tooth region A1 are composed of a combination of only ellipses (see FIG. 1).
半歯領域A1は、3個の歯形成形円Cから構成され、且つ大小の歯形成形円C,Csは、全て楕円である〔図1(B),(C)等参照〕。前述したように、3個の歯形成形円では、1個は小さい歯形成形円Csであり、他の大きい歯形成形円Cよりも小さいものである。これらの複数(3個)の歯形成形円C(小さい歯形成形円Csを含む)によって、半歯領域A1の歯先部1,噛合い部2,歯底部3が構成される。
The half-tooth region A1 is composed of three tooth-forming circles C, and the large and small tooth-forming circles C and Cs are all elliptical (see FIGS. 1B, 1C, etc.). As described above, in the three tooth forming circles, one is a small tooth forming circle Cs, which is smaller than other large tooth forming circles C. The plurality of (three) tooth forming circles C (including the small tooth forming circle Cs) constitute the tooth tip portion 1, the meshing
また、第1実施形態において、使用される楕円形の3個の大小の歯形成形円C,Csは、小さい歯形成形円Csを除いて他の2個の大きい歯形成形円Cは、説明の便宜上、楕円形の第1歯形成形円C1及び第2歯形成形円C2とする〔図1(C)参照〕。そして、半歯領域A1の歯先部1では、小さい歯形成形円Csの一部が使用される。また、噛合い部2は、第1歯形成形円C1及び第2歯形成形円C2のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、第2歯形成形円C2の他の一部は、歯底部3に使用される。
In the first embodiment, the three oval large and small tooth forming circles C and Cs used are the same as the other two large tooth forming circles C except for the small tooth forming circle Cs. The first tooth-forming circle C1 and the second tooth-forming circle C2 that are elliptical (see FIG. 1C). And in the tooth tip part 1 of half-tooth area | region A1, a part of small tooth formation circle Cs is used. In the meshing
小さい歯形成形円Csは、第1歯形成形円C1に一部が接触するようにして包含されている。つまり、楕円形の第1歯形成形円C1の内方に小さい歯形成形円Csが配置され、両楕円の一部同士が接触する構成である。第1歯形成形円C1は、成形される歯形より大きい。すなわち歯形輪郭をほぼ内包し、その外方に張り出すような楕円となっている。 The small tooth forming circle Cs is included so as to partially contact the first tooth forming circle C1. That is, a small tooth formation circle Cs is arranged inside the elliptical first tooth formation circle C1, and a part of both ellipses are in contact with each other. The first tooth forming shape circle C1 is larger than the tooth shape to be formed. That is, it is an ellipse that substantially encloses the tooth profile outline and projects outward.
歯先部1を構成する小さい歯形成形円Csは、第1歯形成形円C1の内部で接しているため、歯先部1の形状軌跡は、噛合い部2を構成する第1歯形成形円C1より径方向外側に突出することはない。その結果、歯先部1の先端位置が径方向外側に突出することが抑えられ、歯丈が長くなることを抑えることができる。
Since the small tooth forming circle Cs constituting the tooth tip portion 1 is in contact with the inside of the first tooth forming circle C 1, the shape locus of the tooth tip portion 1 is the first tooth forming circle C 1 constituting the meshing
そして、歯先部1を構成する小さい歯形成形円Csが内包されるようにして、噛合い部2を構成するが第1歯形成形円C1が配置されるということは、歯先部1における小さい歯形成形円Csの短軸である歯先中心線の貫き方をみると、径方向外側からまず、噛合い部2の第1歯形成形円C1を貫き、次に歯先部1の小さい歯形成形円Csを貫き、その次も歯先部1の小さい歯形成形円Csを貫き、最後に第1歯形成形円C1を貫いている。
And, the small tooth forming circle Cs constituting the tooth tip portion 1 is included so that the meshing
つまり小さい歯形成形円Csの円周の一部で歯先部1を形成している部分に徐々に小さい歯形成形円Csを内方に包含した第1歯形成形円C1の曲線に近づき、歯先部1の小さい歯形成形円Csと、噛合い部2の第1歯形成形円C1とが接するところで歯先部1から噛合い部2へと繋がれて、該噛合い部2の第1歯形成形円C1にて噛合い部2を形成している部分と、歯先部1の小さい歯形成形円Csとが今度は徐々に遠ざかっていく。
That is, the portion of the circumference of the small tooth forming circle Cs that gradually forms the tooth tip 1 gradually approaches the curve of the first tooth forming circle C1 that includes the inside of the small tooth forming circle Cs. When the small tooth forming circle Cs of the portion 1 and the first tooth forming circle C1 of the meshing
この噛合い部2における第1歯形成形円C1が徐々に歯先部1の小さい歯形成形円Csに近づき、繋ぎの部分を経て、歯先部1の小さい歯形成形円Csが徐々に噛合い部2の第1歯形成形円C1から遠ざかっていくことより、歯先部1の曲線から噛合い部2の曲線へと繋がれる。その繋ぎの部分の曲率半径は、小さくならず、滑らかに繋がれるために、アウターロータとの噛合いも滑らかになり、耐久性が向上し、ロータが噛合うときの音も小さくなり、静粛性が良くなる。
The first tooth forming circle C1 in the meshing
噛合い部2を構成する第1歯形成形円C1が、歯先部1を構成する小さい歯形成形円Csより大きな楕円であることから、噛合い部2の曲率半径を大きくでき、該噛合い部2の歯を立たせることができ、歯の厚みを細くすることができるので、歯のピッチ角を小さくすることができる。
Since the first tooth forming circle C1 constituting the meshing
歯先部1を構成する小さい歯形成形円Cs、噛合い部2を構成する第1歯形成形円C1、歯底部3を構成する第2歯形成形円C2が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯形Aの半歯領域A1が構成される。そして、前記直径方向線Lcに対して半歯領域A1を線対称に配置することで、インナーロータの一歯分の歯形Aを創成することができる。
When the small tooth forming circle Cs constituting the tooth tip portion 1, the first tooth forming circle C1 constituting the meshing
次に、本発明の第2実施形態を図2に基づいて説明する。第2実施形態では、前記半歯領域A1は、全てが楕円形の4個の歯形成形円Cから構成される。まず、第2実施形態において、4個の楕円形の歯形成形円Cは、便宜上、第1歯形成形円C1,第2歯形成形円C2及び小さい第1歯形成形円Cs1,小さい第2歯形成形円Cs2とする。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the half-tooth region A1 is composed of four tooth-forming circles C that are all elliptical. First, in the second embodiment, the four oval tooth forming circles C are, for convenience, the first tooth forming circle C1, the second tooth forming circle C2, the small first tooth forming circle Cs1, and the small second tooth forming circle. Let Cs2.
そして、半歯領域A1の歯先部1では、楕円形の小さい第1歯形成形円Cs1の一部が使用される。また、噛合い部2は、楕円形の第1歯形成形円C1及び第2歯形成形円C2のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、歯底部3は楕円形の小さい第2歯形成形円Cs2が使用される。
And in the tooth tip part 1 of half-tooth area | region A1, a part of 1st tooth formation circle Cs1 with a small ellipse is used. In the meshing
歯先部1の構成については、前記第1実施形態と同様に噛合い部2を構成する第1歯形成形円C1に小さい第1歯形成形円Cs1が一部同士で接触するようにして包含され、小さい第1歯形成形円Cs1が歯先部1を構成し、第1歯形成形円C1は噛合い部2の一部を構成する。
The configuration of the tooth tip portion 1 is included in such a manner that a small first tooth forming circle Cs1 is partly in contact with the first tooth forming circle C1 constituting the meshing
さらに、噛合い部2の残りの部分は、楕円形の第2歯形成形円C2にて構成され、歯底部3は、第2歯形成形円C2に一部同士が接触しつつ包含された小さい第2歯形成形円小さい第2歯形成形円Cs2によって構成される。歯先部1を構成する小さい第1歯形成形円Cs1と、噛合い部2を構成する第1歯形成形円C1,第2歯形成形円C2と歯底部3を構成する小さい第2歯形成形円Cs2が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯形Aの半歯領域A1が構成される。そして、前記直径方向線Lcに対して半歯領域A1を線対称に配置することで、インナーロータの一歯分の歯形Aを創成することができる。
Further, the remaining portion of the meshing
次に、他の実施形態1を図3に基づいて説明する。他の実施形態1では、前記半歯領域A1は、全てが真円形の4個の歯形成形円Cから構成される。まず、他の実施形態1において、4個の真円形の歯形成形円Cは、便宜上、真円形の第3歯形成形円C3,第4歯形成形円C4及び小さい第3歯形成形円Cs3,小さい第4歯形成形円Cs4とする。 Next, another embodiment 1 will be described with reference to FIG. In another embodiment 1, the half-tooth region A1 is composed of four tooth-forming circles C that are all perfectly round. First, in the other embodiment 1, for the sake of convenience, the four perfectly circular tooth forming circles C are a perfect circular third tooth forming circle C3, a fourth tooth forming circle C4, a small third tooth forming circle Cs3, and a small first tooth forming circle Cs3. A four-tooth forming circle Cs4 is used.
そして、半歯領域A1の歯先部1では、真円形の小さい第3歯形成形円Cs3の一部が使用される。また、噛合い部2は、真円形の第3歯形成形円C3及び第4歯形成形円C4のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、歯底部3は真円形の小さい第4歯形成形円Cs4が使用される。
And in the tooth tip part 1 of the half-tooth region A1, a part of the third tooth forming circle Cs3 having a small perfect circle is used. In the meshing
歯先部1の構成については、前記第1実施形態と同様に噛合い部2を構成する第3歯形成形円C3に小さい第3歯形成形円Cs3が一部同士で接触するようにして包含され、小さい第3歯形成形円Cs3が歯先部1を構成し、第3歯形成形円C3は噛合い部2の一部を構成する。
The configuration of the tooth tip portion 1 is included in such a manner that a small third tooth formation circle Cs3 is partly in contact with the third tooth formation circle C3 constituting the meshing
さらに、噛合い部2の残りの部分は、真円形の第4歯形成形円C4にて構成され、歯底
部3は、第4歯形成形円C4に一部同士が接触しつつ包含された小さい第4歯形成形円C
s4によって構成される。歯先部1を構成する小さい第3歯形成形円Cs3と、噛合い部2を構成する第3歯形成形円C3,第4歯形成形円C4、と歯底部3を構成する小さい第4歯形成形円Cs4が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯形Aの半歯領域A1が構成される。そして、前記直径方向線Lcに対して半歯領域A1を線対称に配置することで、イ
ンナーロータの一歯分の歯形Aを創成することができる。
Further, the remaining portion of the meshing
Consists of s4. A small third tooth forming circle Cs3 constituting the tooth tip 1, a third tooth forming circle C3, a fourth tooth forming circle C4 constituting the meshing
次に、他の実施形態2を図4に基づいて説明する。他の実施形態2では、前記半歯領域A1は、楕円形及び真円形からなる歯形成形円Cから構成される。具体的には、2個の楕円形の第1歯形成形円C1,第2歯形成形円C2及び2個の真円形の小さい第3歯形成形円Cs3,小さい第4歯形成形円Cs4とからなる。
Next, another
そして、半歯領域A1の歯先部1では、真円形の小さい第3歯形成形円Cs3の一部が使用される。また、噛合い部2は、楕円形の第1歯形成形円C1及び第2歯形成形円C2のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、歯底部3は真円形の小さい第4歯形成形円Cs4が使用される。
And in the tooth tip part 1 of the half-tooth region A1, a part of the third tooth forming circle Cs3 having a small perfect circle is used. In the meshing
歯先部1の構成については、噛合い部2を構成する楕円形の第1歯形成形円C1に、真
円形の小さい第3歯形成形円Cs3が一部同士で接触するようにして包含され、真円形の
小さい第3歯形成形円Cs3が歯先部1を構成し、楕円形の第1歯形成形円C1は噛合い部2の一部を構成する。
Regarding the configuration of the tooth tip portion 1, the oval first tooth forming circle C 1 constituting the meshing
さらに、噛合い部2の残りの部分は、楕円形の第2歯形成形円C2にて構成され、歯底
部3は、歯形成形円C2に一部同士が接触しつつ包含された小さい第4歯形成形円Cs4によって構成される。歯先部1を構成する真円形の小さい第3歯形成形円Cs3と、噛合い部2を構成する楕円形の第1歯形成形円C1,第2歯形成形円C2と、歯底部3を構成する真円形の小さい第4歯形成形円Cs4が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯形Aの半歯領域A1が構成される。そして、前記直径方向線Lcに対して半歯領域A1を線対称に配置することで、インナーロータの一歯分の歯形Aを創成することができる。
Further, the remaining portion of the meshing
本発明のポンプロータと比較用の通常のトロコイド曲線のロータを設計した。本発明による発明品の一例として、歯数8枚のインナーロータと歯数9枚のアウターロータを組み合わせたポンプロータを図6に示した。発明品は第1実施形態の方法で歯形を創成したものである。図7に示したものは比較品であって、トロコイド曲線の歯形を有するポンプロータを採用した。発明品および比較品の歯形の諸元を以下に示す。
A…歯形、A1…半歯領域、1…歯先部,2…噛合い部,3…歯底部、
C…歯形成形円、Cs…小さい歯形成形円、
C1…第1歯形成形円、Cs1…小さい第1歯形成形円、
C2…第2歯形成形円、Cs2…小さい第2歯形成形円、
C3…第3歯形成形円、Cs3…小さい第3歯形成形円、
C4…第4歯形成形円、Cs4…小さい第4歯形成形円。
A ... tooth profile, A1 ... half-tooth region, 1 ... tooth tip part, 2 ... meshing part, 3 ... tooth bottom part,
C ... tooth formation circle, Cs ... small tooth formation circle,
C1 ... first tooth formation circle, Cs1 ... small first tooth formation circle,
C2 ... second tooth forming circle, Cs2 ... small second tooth forming circle,
C3 ... third tooth formation circle, Cs3 ... small third tooth formation circle,
C4: Fourth tooth forming circle, Cs4: Small fourth tooth forming circle.
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