JPH02188684A - 内接型歯車ポンプおよび内接型歯車ポンプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、歯数差が１である２つの歯車（アウターロ
ータとインナーロータ）を有する内接型歯車ポンプに係
わり、特に、アウターロータの歯とインナーロータの歯
との間のクリアランスを均一にかつ小さくすることによ
りポンプ効率を向上させるものに関する。

「従来の技術」 第３図（ａ）および第３図（ｂ）は内接型歯車ポンプの
アウターロータとインナーロー、夕を示すものである。

これら７枚（奇数）の歯を有するアウターロータｌと６
枚（偶数）の歯を有するインナーロータ２のそれぞれの
歯３，４・・・はトロコイド曲線を利用して得られた曲
線で形成されている。このようなトロコイド曲線を利用
して理論的に得られたそれぞれの歯３．４間のクリアラ
ンスＧ＝Ｏであって、アウターロータＩに対してインナ
ーロータ２が現実には回転不能の状態であるので、実際
にはアウターロータｌの円弧半径を理論半径（第１図に
おいてＣで示す）より若干小さくするか、あるいはイン
ナーロータ２の直径を理論直径より若干小さくすること
により、インナーロータ２の回転が可能となるクリアラ
ンスＧを形成している。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、上記のようにしてクリアランスＧを形成する
と以下に述べるような不具合を生じる。

すなわち、両ロータｌ、２が回転して、第３図（ａ）に
示す状態（１ポイントクリアランス状態：この状態で最
大のクリアランスＧを生じる）になると、Ａ、の部分に
おいてインナーロータ２がアウターロータ１の谷間に落
ち込んでしまい（第３図（ｂ）参照）、この結果、Ａ、
の部分のクリアランスＧが最初の設定値より大きな値（
約２倍程度）になってしまう。

一方、両ロータ１，２が回転して、第４図に示す状態（
２ポイントクリアランス状態：この状態で最小のクリア
ランスＧを生じる）になると、Ａ、の部分において、ア
ウターロータｌの歯の頂点部分にインナーロータ２の歯
溝の底部分が当接するので、上記のようにインナーロー
タ２がアウターロータＩの谷間に落ち込むことがなく、
よってＡ４の部分のクリアランスＧは最初の設定値に維
持される。

したがって、両ロータ１，２の回転において、１ポイン
トクリアランス状態と、２ポイントクリアランス状態と
でクリアランスＧに大きな差が生じると共に、クリアラ
ンスＧの分布が広範囲に亙ってしまい、ポンプ効率を低
下させていた。なお、偶数枚の歯を有するアウターロー
タと奇数枚のインナーロータの、場合、上記２ポイント
クリアランス状態のときにインナーロータがアウターロ
ー夕の谷間に落ち込み、１ポイントクリアランス状態の
ときにアウターロータの歯の頂点部分にインナーロータ
の歯溝の底部分が当接するが、１ポイントクリアランス
状態と、２ポイントクリアランス状態とでクリアランス
Ｇに大きな差が生じることについて変わりはない。

また、クリアランスＧの分布が広範囲に亙るために、最
大のクリアランスＧを小さくする（高圧力でインナーロ
ータ２を回転させる場合にこれが要求される）−と、ク
リアランスＧが小さい状態において、インナーロータ２
の歯とアウターロータｌの歯が製造誤差により干渉して
回転不能になる危険があるので、実際には最大のクリア
ランスＧを小さくすることができず、ポンプ効率の低下
を免れ得なかった。

「発明の目的」 この発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ポン
プ効率を向上させることができると共に、高圧力運転時
においてもポンプ効率の高い内接型歯車ポンプおよび内
接型歯車ポンプの製造方法を提供することを目的として
いる。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するために、この発明の内接型歯車ポン
プは、トロコイド理論曲線から得られたアウターロータ
の円弧歯中心とアウターロータ中心との間の距離の修正
値をΔｂ（理論値すから修正後の値ｂ′を減じた値：Δ
ｂ＝ｂ−ｂ’　）とし、上記アウターロータの円弧半径
の修正値をΔｃ（理論値Ｃから修正後の値Ｃ′を減じた
値：Δｃ＝ｃ−ｃ’）とした場合に、上記Δｂ＜ｏかっ
上記Δｃ＜０としたものである。

また、この発明の内接型歯車ポンプの製造方法は、上記
Δｂ＜ｏかつΔｃ＜０として上記アウターロータの諸寸
法を決定し、該諸寸法に焼結時の寸法変化等を考慮した
数値によりアウターロータの金型を製造し、この金型に
よりアウターロータを成形および矯正するものである。

「作用」 この発明の内接型歯車ポンプおよび内接型歯車ポンプの
製造方法にあっては、アウターロータの歯とインナーロ
ータの歯とを干渉させることなく、アウターロータの円
弧半径を大きくすることができる。したがって、■ポイ
ントクリアランス状態において、アウターロータの歯の
部分に、インナーロータが当接して、従来のように、イ
ンナーロータがアウターロータの谷間に落ち込むことが
なく、クリアランスを最初の設定値にごく近い値に維持
することができるとともに、２ポイントクリアランス状
態においても、クリアランスを最初の設定値、にごく近
い値に維持することができる。よって、両クリアランス
状態におけるそれぞれクリアランスの差を抑えると共に
、クリアランスの分布範囲を小さ（して、ポンプ効率を
向上させると共に、高圧力時においてらポンプ効率の低
下を防止する。

「実施例」 以下、第１図を参照してこの発明の一実施例を説明する
。

この図は両ロータ１．２の回転における１ポイントクリ
アランス状態を示し、図中すはトロコイド理論曲線から
得られたアウターロータ！の円弧歯中心０１とアウター
ロータ中心０との間の距離、ｂ′は修正後のアウターロ
ータ１の円弧歯中心Ｏ１とアウターロータ中心０との距
離を示す。これらｂおよびｂ′を用いれば、修正値Δｂ
は、Δｂ＝　ｂ−ｂ’で示される。この発明ではこの修
正値Δｂ＜ｏとする、すなわちアウターロータ１の円弧
歯中心Ｏ３を理論中心０１よりアウターロータ中心０か
ら離間させる。

また、図中Ｃはトロコイド理論曲線から得られたアウタ
ーロータｌの円弧半径、Ｃは修正後のアウターロータ１
の円弧半径を示す。これらＣおよびＣ′を用いれば、修
正値Δｃは、Δｃ＝ｃ−ｃ’で示される。この発明では
この修正値Δｃ＜０とする、すなわちアウターロータｌ
の円弧半径を理論半径より大きくする。

そして、上記のようなアウターロータ１を製造するには
、上記Δｂ＜ｏかつΔｃ＜Ｏとしてアウターロータｌの
諸寸法を決定し、該諸寸法に焼結時の寸法変化等を考慮
した数値によりアウターロータｌの金型を製造し、この
金型によりアウターロータ１を成形および矯正する。

上記のように、Δｂ＜ｏするすなわちアウターロータ１
の円弧歯中心０！を理論中心０．よりアウターロータ中
心０から離間させ、かつΔｃ＜０にするすなわちアウタ
ーロータ１の円弧半径を理論半径より大きくすると、ア
ウターロータ１の歯をインナーロータ２の歯に干渉させ
ることなく、アウターロータ１の円弧半径を大きくする
ことができる。

このように、アウターロータ１の円弧半径を理論半径よ
り大きくすると、図において、Ａ１の部分の両側のアウ
ターロータ２の歯の部分に、インナーロータｌが当接す
るので、Ａ１の部分においてインナーロータ２がアウタ
ーロータ１の谷間に落ち込むことがなく、よって、Ａ、
の部分のクリアランスＧを最初の設定値にごく近い値に
維持することができる。

また、上記２ポイントクリアランス状態においても、ア
ウターロータｌの歯の頂点部分にインナーロータ２の歯
溝の底部分が当接するので、上記のようにインナーロー
タ２がアウターロータｌの谷間に落ち込むことがなく、
よってクリアランスＧを最初の設定値にごく近い値に維
持することができる。

したがって、両ロータ１，２の回転において、１ポイン
トクリアランス状態と、２ポイントクリアランス状態と
でクリアランスＧに大きな差が生ることがなく、しかも
第２図に示すように、クリアランスＧの分布範囲Ｈを従
来の分布範囲りより小さくすることができるので、アウ
ターロータｌの歯とインナーロータ２の歯ととを干渉さ
せることなく、クリアランスＧを適切な小さな値に設定
することができる（第２図の矢印のように、クリアラン
スＧの値を小さい方に移動させることができる）。よっ
て、クリアランスＧを均一にかつ小さく設定することが
でき、ポンプ効率を従来に比べ向上させることができる
と共に、高圧力運転時においてもポンプ効率の低下を防
止することができる。

「実験例」 １ポイントクリアランス状態と２ポイントクリアランス
状態でのそれぞれのクリアランスＧを求め、その差を調
べた。結果は次頁の表の通り。

なお、比較例においては、アウターロータの円弧歯中心
とアウターロータ中心との間の距離のみを修正し、アウ
ターロータの円弧半径は理論値と等しく設定した。

以下金白 上表から明らかなように、実験例１〜３においては、比
較例に比べ１ポイントクリアランス状態と２ポイントク
リアランス状態でのそれぞれのクリアランスＧの差が小
さいことが分かる。したがって、クリアランスＧの分布
範囲も小さくなるので、最大のクリアランスＧを小さく
しても、クリアランスＧが小さい状態において、インナ
ーロータ２の歯とアウターロータ１の歯が干渉すること
がなく、よって、均一でかつ小さなりリアランスＧを設
定することができる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、トフコイド理
論曲線から得られたアウターロータの円弧歯中心とアウ
ターロータ中心との間の距離の修正値をΔｂとし、上記
アウターロータの円弧半径の修正値をΔｃとした場合に
、Δｂ＜ｏかつΔｃ（０としたので、アウターロータの
歯をインナーロータの歯に干渉させることなく、アウタ
ーロータの円弧半径を大きくすることができる。

したがって、１ポイントクリアランス状態において、ア
ウターロータの歯の部分に、インナーロータが当接して
、従来のように、インナーロータがアウターロータの谷
間に落ち込むことがなく、よって、クリアランスを最初
の設定値にごく近い値に維持することができるとともに
、２ポイントクリアランス状態においても、クリアラン
スを最初の設定値にごく近い値に維持することができる
。

したがって、アウターロータとインナーロータの回転に
おいて、１ポイントクリアランス状態と、２ポイントク
リアランス状態とでクリアランスに大きな差が生ること
がなく、しかも、クリアランスの分布範囲を小さくする
ことができるので、アウターロータの歯とインナーロー
タの歯ととを干渉させることなく、クリアランスを適切
な小さな値に設定することができる。よって、クリアラ
ンスを均一にかつ小さく設定することができ、ポンプ効
率を従来に比べ向上させることができると共に、高圧力
運転時においてもポンプ効率の低下を防止することかで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の内接型歯車ポンプの一
実施例を説明するためのものであり、第１図はアウター
ロータとインナーロータを示す該略構成図、第２図はク
リアランスの分布状態を示すグラフ、第３図（ａ）　、
　（ｂ）および第４図は従来の内接型歯車ポンプのアウ
ターロータとインナーロータを示すものであり、第３図
（ａ）は１ポイントクリアランス状頼を示す図、第３図
（ｂ）は第３図（ａ）におけるＸ内部の拡大図、第４図
は２ポイントクリアランス状聾を示す図である。 ｌ・・・・・・アウターロータ、２・・・・・・インナ
ーロータ、Δｂ・・・・・・トロコイド理論曲線から得
られたアウターローターの円弧歯中心とアウターロータ
中心との間の距離の修正値、 Δｃ・・・・・・アウターロータの円弧半径の修正値、
Ｇ・・・・・クリアランス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トロコイド曲線を用いたｎ枚の歯を有するインナ
   ーロータと、このインナーロータが回転自在に組み込ま
   れた（ｎ＋１）枚の歯を有するアウターロータとを備え
   てなる内接型歯車ポンプにおいて、 トロコイド理論曲線から得られたアウターロータの円弧
   歯中心とアウターロータ中心との間の距離の修正値をΔ
   ｂ（理論値ｂから修正後の値ｂ′を減じた値：Δｂ＝ｂ
   −ｂ′）とし、上記アウターロータの円弧半径の修正値
   をΔｃ（理論値ｃから修正後の値ｃ′を減じた値：Δｃ
   ＝ｃ−ｃ′）とした場合に、上記Δｂ＜０かつ上記Δｃ
   ＜０としたことを特徴とする内接型歯車ポンプ。
2. （２）トロコイド曲線を用いたｎ枚の歯を有するインナ
   ーロータと、このインナーロータが回転自在に組み込ま
   れた（ｎ＋１）枚の歯を有するアウターロータとを備え
   てなる内接型歯車ポンプの製造方法において、 トロコイド理論曲線から得られたアウターロータの円弧
   歯中心とアウターロータ中心との間の距離の修正値をΔ
   ｂ（理論値ｂから修正後の値ｂ′を減じた値：Δｂ＝ｂ
   −ｂ′）とし、上記アウターロータの円弧半径の修正値
   をΔｃ（理論値ｃから修正後の値ｃ′を減じた値：Δｃ
   ＝ｃ−ｃ′）とした場合に、上記Δｂ＜０かつ上記Δｃ
   ＜０として上記アウターロータの諸寸法を決定し、該諸
   寸法に焼結時の寸法変化等を考慮した数値により上記ア
   ウターロータの金型を製造し、上記金型により上記アウ
   ターロータを成形および矯正することを特徴とする内接
   型歯車ポンプの製造方法。