JP6220548B2 - 内接歯車ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、内歯歯車の内歯と外歯歯車の外歯とを内接噛み合いするよう内歯歯車の内部に外歯歯車を偏心して収容し、内歯の歯数が外歯の歯数より１個多い内接歯車ポンプに関する。

この種の内接歯車ポンプは、ポンプハウジングの収容孔に、内歯を有するリング状の内歯歯車を回転自在に収容し、この内歯歯車の内歯と内接噛み合いする外歯を有する外歯歯車を内歯歯車の内部に偏心して収容し、外歯歯車の回転駆動により内歯が外歯と噛み合う内歯歯車が回転され、液体を吸入ポートから吸入して吐出ポートから吐出する。そして、外歯歯車の外歯は、歯底部と歯先部との間の噛合部をインボリュート曲線で形成し、インボリュート曲線は、外歯歯車と内歯歯車との偏心量との関連がなく、偏心量の設定に自由度が生じ、偏心量を大きくして大吐出量を可能にしている。

特開２００５−３６７３５号公報

ところが、かかる従来の内接歯車ポンプでは、外歯の噛合部を形成するインボリュート曲線を、歯底部を形成するハイポサイクロイド曲線および歯先部を形成するエピサイクロイド曲線とそれぞれ直接接続しているため、歯底部を形成するハイポサイクロイド曲線および歯先部を形成するエピサイクロイド曲線が偏心量と関連し、偏心量の設定の自由度が十分ではなく、十分な大吐出量を得られなかった。

本発明の課題は、外歯歯車と内歯歯車との偏心量の設定の自由度を増し、吐出量をより一層増加可能とし得る内接歯車ポンプを提供するものである。

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
内歯を有するリング状の内歯歯車と、内歯歯車の内歯と内接噛み合いする外歯を有する外歯歯車を内歯歯車の内部に偏心して収容し、外歯よりも内歯の歯数が１枚多い内接歯車ポンプにおいて、外歯と内歯のいずれか一方は、歯先部と噛合部と歯底部とをそれぞれ独立した曲線で形成し、一方の噛合部の曲線は円弧で形成し、この噛合部は歯先部および歯底部との接続箇所を、自己の曲線と同一の接線を有しかつ自己の曲線より曲率が大きい曲線で形成し、この接続箇所の曲線は、噛合部より歯先部に向けておよび噛合部より歯底部に向けて曲率を漸次大きくしたことを特徴とする内接歯車ポンプがそれである。

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、外歯と内歯のいずれか一方は、歯先部と噛合部と歯底部とをそれぞれ独立した曲線で形成し、この一方の歯の噛合部は歯先部および歯底部との接続箇所を、自己の曲線と同一の接線を有し曲率が大きい曲線で接続した。このため、接続箇所を噛合部より後退させることができるから、偏心量を大きくしても他方の歯との接触を回避でき、偏心量の設定の自由度を増し、吐出量をより一層増加可能とすることができる。

また、請求項１に記載の発明は、接続箇所の曲線は、歯先部および歯底部に向けて曲率を漸次大きくした。このため、噛合部と接続箇所との曲率の変動を滑らかにできるから、噛合部のころがり速度、すべり速度が急変することを抑制でき、歯の接触に伴う騒音を低減することができる。

また、請求項１に記載の発明は、噛合部の曲線は円弧で形成した。このため、噛合部の曲線を用途に応じた最適なものに容易に設計することができる。

本発明の一実施形態を示した内接歯車ポンプの断面図である。 図１の要部拡大図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、１はリング状の内歯歯車で、１６枚の内歯１Ａを有し、回転中心Ｈを中心としてハウジング２へ回転自在に収容している。３は外歯歯車で、内歯１Ａと内接噛み合いする１５枚の外歯３Ａを有し、内歯歯車１の内部に回転中心Ｈと偏心した回転中心Ｈ１を中心として回転自在に収容している。そして、内歯歯車１と外歯歯車３との偏心量Ｅ１は、内歯歯車１の回転中心Ｈと外歯歯車３の回転中心Ｈ１との間の寸法としている。

４は外歯歯車３を回転駆動する駆動軸で、外歯歯車３に係合する。５は油を吸入する吸入ポート、６は油を吐出する吐出ポートで、回転中心Ｈ、Ｈ１を通る直線を対称とする径方向の対称位置でそれぞれハウジング２に穿設している。

図２に、内歯歯車１の内歯１Ａと外歯歯車３の外歯３Ａの歯形形状の詳細を示す。
内歯１Ａは、歯先部７Ａと歯底部７Ｂと噛合部７Ｃとで構成している。歯先部７Ａは中心７Ｄを有する半径Ｒ１の円弧で形成し、点ａｂ間を結ぶ。中心７Ｄは内歯歯車１の回転中心Ｈと、歯先部７Ａの周方向中心とを通る線上に位置する。歯底部７Ｂは中心７Ｅを有する半径Ｒ２の円弧と、半径Ｒ２より小径で中心７Ｆを有する半径Ｒ３の円弧とで形成し、半径Ｒ２の円弧で点ｃｄ間を結び、半径Ｒ３の円弧で点ｄｅ間を結ぶ。半径Ｒ２の円弧は、後述詳記する外歯歯車３Ａの歯先部８Ａにより創成される包絡曲線より若干大きい円弧で形成される。中心７Ｅは内歯歯車１の回転中心Ｈと、歯底部７Ｂの周方向中心とを通る線上に位置する。噛合部７Ｃは中心７Ｇを有する半径Ｒ４の円弧と、半径Ｒ４の円弧の周方向一方側で歯先部７Ａとの接続箇所を成す曲線７Ｈと、半径Ｒ４の円弧の周方向他方側で歯底部７Ｂとの接続箇所を成す曲線７Ｉとで形成し、半径Ｒ４の円弧で点ｆｇ間を結び、曲線７Ｈで点ｂｆ間を結び、曲線７Ｉで点ｅｇ間を結ぶ。半径Ｒ４は半径Ｒ１、Ｒ２より大径に設けている。

噛合部７Ｃの接続箇所を成す曲線７Ｈ、７Ｉは、半径Ｒ４の円弧と同一の接線を有し、かつ曲率を大きく設け、曲線７Ｈは歯先部７Ａに向けて曲率が漸次大きくなる曲線とし、曲線７Ｉは歯底部７Ｂに向けて曲率が漸次大きくなる曲線としている。

外歯３Ａは、歯先部８Ａと歯底部８Ｂと噛合部８Ｃとで構成し、歯先部８Ａと噛合部８Ｃとの間を第１接続部８Ｄで接続し、歯底部８Ｂと噛合部８Ｃとの間を第２接続部８Ｅで接続している。歯先部８Ａは、内歯１Ａの歯先部７Ａを形成する半径Ｒ１の円弧により創成される包絡曲線で形成し、点ＣＤ間を結ぶ。歯底部８Ｂは、内歯１Ａの歯先部７Ａを形成する半径Ｒ１の円弧により創成される包絡曲線より若干大きい曲線で形成し、点ＡＢ間を結ぶ。噛合部８Ｃは、内歯１Ａの噛合部７Ｃを形成する半径Ｒ４の円弧により創成される包絡曲線で形成し、点ＥＦ間を結ぶ。第１接続部８Ｄは、歯先部８Ａと噛合部８Ｃとの間を丸めて接続するもので、半径Ｒ５の円弧で形成し、点ＤＥ間を結ぶ。第２接続部８Ｅは、歯底部８Ｂと噛合部８Ｃとの間を丸めて接続するもので、半径Ｒ６の円弧で形成し、点ＢＦ間を結ぶ。

次に、かかる構成の作動を説明する。
駆動軸４により外歯歯車３を回転方向Ａに回転駆動すると、外歯歯車３と内接噛み合いする内歯歯車１が回転駆動され、吸入ポート５より吸入された油が吐出ポート６より吐出される。

かかる作動で、内歯１Ａは、歯先部７Ａと噛合部７Ｃと歯底部７Ｂとをそれぞれ独立した曲線で形成し、噛合部７Ｃは歯先部７Ａおよび歯底部７Ｂとの接続箇所を、自己の曲線と同一の接線を有し曲率が大きい曲線７Ｈ、７Ｉで接続した。このため、接続箇所を噛合部７Ｃより後退させることができるから、偏心量Ｅ１を大きくしても外歯３Ａとの接触を回避でき、偏心量Ｅ１の設定の自由度を増し、吐出量をより一層増加可能とすることができる。

また、噛合部７Ｃの接続箇所の曲線７Ｈ、７Ｉは、歯先部７Ａおよび歯底部７Ｂに向けて曲率を漸次大きくした。このため、噛合部７Ｃと接続箇所との曲率の変動を滑らかにできるから、噛合部７Ｃのころがり速度、すべり速度が急変することを抑制でき、内歯１Ａと外歯３Ａとの歯の接触に伴う騒音を低減することができる。

また、噛合部７Ｃの曲線は中心７Ｇを有する半径Ｒ４の円弧で形成した。このため、噛合部７Ｃの曲線を中心７Ｇや半径Ｒ４を変更することで簡単に変更できるから、噛合部７Ｃの曲線を用途に応じた最適なものに容易に設計することができる。

なお、一実施形態では、内歯１Ａは歯先部７Ａと噛合部７Ｃと歯底部７Ｂとをそれぞれ独立した曲線で形成し、外歯３Ａの歯底部８Ｂと噛合部８Ｃとをそれぞれ内歯１Ａの歯先部７Ａと噛合部７Ｃとで創成される包絡曲線を基準として形成したが、これとは逆に、外歯３Ａを歯先部８Ａと噛合部８Ｃと歯底部８Ｂとをそれぞれ独立した曲線で形成し、内歯１Ａの歯底部７Ｂと噛合部７Ｃとをそれぞれ外歯３Ａの歯先部８Ａと噛合部８Ｃとで創成される包絡曲線を基準として形成しても良いことは勿論である。

１：内歯歯車
１Ａ：内歯
３：外歯歯車
３Ａ：外歯
７Ａ、８Ａ：歯先部
７Ｂ、８Ｂ：歯底部
７Ｃ、８Ｃ：噛合部
７Ｈ、７Ｉ：曲線

Claims (1)

1. 内歯を有するリング状の内歯歯車と、内歯歯車の内歯と内接噛み合いする外歯を有する外歯歯車を内歯歯車の内部に偏心して収容し、外歯よりも内歯の歯数が１枚多い内接歯車ポンプにおいて、外歯と内歯のいずれか一方は、歯先部と噛合部と歯底部とをそれぞれ独立した曲線で形成し、一方の噛合部の曲線は円弧で形成し、この噛合部は歯先部および歯底部との接続箇所を、自己の曲線と同一の接線を有しかつ自己の曲線より曲率が大きい曲線で形成し、この接続箇所の曲線は、噛合部より歯先部に向けておよび噛合部より歯底部に向けて曲率を漸次大きくしたことを特徴とする内接歯車ポンプ。
   

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