JPH0544651A - 内接歯車ポンプ - Google Patents

内接歯車ポンプ

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Publication number
JPH0544651A
JPH0544651A JP22828391A JP22828391A JPH0544651A JP H0544651 A JPH0544651 A JP H0544651A JP 22828391 A JP22828391 A JP 22828391A JP 22828391 A JP22828391 A JP 22828391A JP H0544651 A JPH0544651 A JP H0544651A
Authority
JP
Japan
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chamber
suction
increase
discharge
internal
Prior art date
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Pending
Application number
JP22828391A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadao Sekine
定夫 関根
Yoshihiko Motooka
良彦 本岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyooki Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Toyooki Kogyo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyooki Kogyo Co Ltd filed Critical Toyooki Kogyo Co Ltd
Priority to JP22828391A priority Critical patent/JPH0544651A/ja
Publication of JPH0544651A publication Critical patent/JPH0544651A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/088Elements in the toothed wheels or the carter for relieving the pressure of fluid imprisoned in the zones of engagement

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動軸5の高回転域において回転数上昇に伴
う吐出量の増加を抑制する機能を損うことなく製作を簡
単にすることができるもの。 【構成】 両歯車3、4の回転に伴いその容積を減少す
る収縮室15A、15Bを吐出ポート13と絞り通路1
6を介して絞り連通している。これにより、低回転域で
は収縮室15A、15B内に満たされている液体の一部
を絞り通路16より吐出ポート13に漸次放出して収縮
室15A、15B内の過剰な圧力上昇を防止し、また高
回転域では液体中に生じる気ほうを吐出ポート13に放
出することなく収縮室15A、15B内においてその容
積減少に伴い滑らかに消去してキャビテーションに伴う
騒音等を生じなくしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外歯歯車と内歯歯車と
を内接噛合して設け、外歯歯車を回転駆動する駆動軸の
回転数上昇に伴う吐出量の増加を抑制する内接歯車ポン
プに関し、特に、車両用ポンプとして好適なものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の内接歯車ポンプとして特
開平3−175182号公報に示される如きものがあ
る。このものは、駆動軸により外歯歯車を回転駆動する
と、内接噛合する外歯歯車と内歯歯車とがともに同方向
へ回転し、吸入ポートより吸入室に吸入した液体を最大
容積室、収縮室を経て吐出室に搬送し吐出ポートより吐
出するようにしている。
【0003】そして、吸入ポートより吸入室に吸入する
液体の吸入速度が遅くて吸入ポート側の絞り制御が機能
しない回転数が約1500rpmまでの低回転域では、
回転数の上昇に略比例して吸入量が増加し、これに起因
して吐出量が増加する。また、この種の車両用のポンプ
では需要量が高回転域における液体の吐出量よりはるか
に少くて良く、吸入ポートより吸入室に吸入する液体の
吸入速度が速くて吸入ポート側で絞り制御される回転数
が前述の数値を上回る高回転域では、吸入ポート側の絞
り制御により回転数の上昇に伴う吸入量の増加を抑制
し、これに起因して回転数の上昇に伴う吐出量の増加を
抑制するようにしている。
【0004】前述した吸入ポート側の絞り制御により、
高回転域においては吸入室に吸入する液体中に気ほうを
生じるが、この気ほうは両歯車の回転に伴いその容積を
減少する収縮室内において滑らかに消去されキャビテー
ションに伴う騒音等を生じないようにしている。また、
吸入ポート側の絞り制御の影響を受けない低回転域にお
いては前述の気ほうを生じないので収縮室内が液体で満
たされるが、この液体の一部は収縮室の容積減少に伴っ
て内歯歯車の各内歯内に有した逆止弁を介して吐出室に
放出され収縮室内の過剰な圧力上昇を防止するようにし
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる従来
のポンプでは、内歯歯車の各内歯内にそれぞれ逆止弁を
有しており、この逆止弁を各内歯内に設けるために、内
歯歯車をその軸方向に2分割した部材を結合して設けた
り、逆止弁が着座する弁座を各内歯内に形成したりしな
ければならず、各内歯内に逆止弁を設けることと相俟っ
て製作が非常に面倒となる問題があった。本発明は、か
かる問題点を解決するもので、駆動軸の高回転域におい
て回転数上昇に伴う吐出量の増加を抑制する機能を損う
ことなく、製作を簡単にし得るようにした内接歯車ポン
プを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、外歯
を有して駆動軸により回転駆動される外歯歯車と内歯を
有する内歯歯車とを内接噛合するよう本体内に偏心して
回転自在に設け、内歯歯車と外歯歯車とが最深に噛合う
位置と対向する位置に内歯および外歯に囲まれる最大容
積室を区画形成し、最大容積室より両歯車の回転方向に
おける後側に液体を吸入する吸入ポートに連通する吸入
室を区画形成し、吸入ポート側を外歯歯車を回転駆動す
る駆動軸の回転数上昇に伴う吸入量の増加を抑制するよ
う絞り制御して設け、最大容積室より両歯車の回転方向
における先側に液体を吐出する吐出ポートに連通する吐
出室を区画形成し、最大容積室と吐出室との間に内歯お
よび外歯に囲まれて両歯車の回転に伴いその容積を減少
する収縮室を区画形成し、収縮室を吐出ポート側に絞り
連通して成る。
【0007】
【作用】かかる本発明の構成において、吸入ポートより
吸入室に吸入する液体の吸入速度が遅くて吸入ポート側
の絞り制御が機能しない低回転域では、駆動軸の回転数
上昇に略比例して吸入量が増加し、これに起因して吐出
量が回転数上昇に略比例して増加する。このとき、両歯
車の回転に伴いその容積を減少する収縮室内は吸入室よ
り最大容積室を経て搬送された液体で満たされるが、こ
の液体の一部は収縮室の容積減少に伴って収縮室と絞り
連通した吐出ポート側に漸次放出され収縮室内の過剰な
圧力上昇を防止するようにしている。また、吸入ポート
より吸入室に吸入する液体の吸入速度が速く吸入ポート
側で絞り制御される高回転域では、この絞り制御により
駆動軸の回転数上昇に伴う吸入量の増加を抑制し、これ
に起因して回転数上昇に伴う吐出量の増加を抑制する。
このとき、吸入室に吸入する液体中に気ほうを生じる
が、この気ほうは収縮室内においてその容積減少に伴い
滑らかに消去されキャビテーションに伴う騒音等を生じ
ないようにしている。このため、収縮室を吐出ポート側
に絞り連通する簡単な構成で、従来のポンプの如き逆止
弁を設けることによる面倒な製作を不要にでき、駆動軸
の高回転域において回転数上昇に伴う吐出量の増加を抑
制する機能を損うことなく製作を簡単にすることができ
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の第一実施例を図面に基づいて
説明する。図1において、1は本体で、内部に内孔2を
穿設している。3は内孔2に回転自在に嵌合した内歯歯
車で、10枚の内歯3Aを有している。4は駆動軸5に
より回転駆動される外歯歯車で、9枚の外歯4Aを有
し、内歯歯車3と内接噛合するよう内孔2の内歯歯車3
内部に偏心して回転自在に設けている。そして、内歯歯
車3および外歯歯車4は焼結成形により形成している。
6は図示しないカバーを本体1に取付けるボルトであ
る。7は両歯車3、4が最深に噛合う位置と対向する位
置にある最大容積室で、内歯3Aおよび外歯4Aに囲ま
れて区画形成している。8は吸入室で、最大容積室7よ
り矢印Aで示す両歯車3、4の回転方向における後側
に、最大容積室7の直後から両歯車3、4が最深に噛合
う位置の近傍までの間にわたり内歯3Aおよび外歯4A
に囲まれて区画形成している。9は吸入流路10に接続
して液体を吸入する吸入ポートで、吸入室8に連通する
よう両歯車3、4の軸方向側面が摺接する本体1の内孔
2の底面に円弧状に開口して設けている。
【0009】12は吐出室で、最大容積室7より両歯車
3、4の回転方向Aにおける先側に、最大容積室7との
間に3枚の内歯3Aが介在する位置から両歯車3、4が
最深に噛合う位置の近傍までの間にわたり内歯3Aおよ
び外歯4Aに囲まれて区画形成している。13は吐出流
路14に接続して液体を吐出する吐出ポートで、吐出室
12に連通するよう両歯車3、4の軸方向側面が摺接す
る本体1の内孔2の底面に円弧状に開口して設け、その
最大容積室7側の開口始端13Aを最大容積室7との間
に3枚の内歯3Aが介在して4枚目の内歯3Aの略中心
に位置するよう設けている。
【0010】15A、15Bは両歯車3、4の回転に伴
いその容積を減少する2個の収縮室で、最大容積室7と
吐出室12との間にそれぞれ内歯3Aおよび外歯4Aに
囲まれて区画形成している。尚、収縮室は1個でも良
く、その際には吐出ポート13の開口始端13Aを最大
容積室7側に延在し吐出室12を拡張して区画形成す
る。16は収縮室15A、15Bを吐出ポート13に絞
り連通する絞り通路で、両歯車3、4の軸方向側面が摺
接する本体1の内孔2の底面を細長の円弧状に窪ませて
形成し、図2に示す如く、その窪み深さを収縮室15A
に位置する始端側から吐出ポート13に接続する終端側
に向けて漸次増加するよう設けている。そして、駆動軸
5の高回転域において気ほうを生じた液体が収縮室15
A、15Bに搬送された際に気ほうより比重の重い液体
が両歯車3、4の回転による遠心力で収縮室15A、1
5Bの外側を囲む内歯3A側に位置し気ほうが収縮室1
5A、15Bの内側を囲む外歯4Aの歯底近傍に位置す
るため、絞り通路16はこの気ほうを吐出ポート13に
放出しないよう収縮室15A、15Bの内歯3A側の位
置に連通して設けている。尚、絞り通路16は気ほうが
位置する外歯4Aの歯底近傍以外の位置に連通して設け
ても良い。
【0011】次にかかる構成の作動を説明する。駆動軸
5により外歯歯車4を回転方向Aに回転駆動すると、外
歯4Aと内歯3Aが内接噛合する内歯歯車3が同方向に
回転し、吸入流路10、吸入ポート9より吸入室8に吸
入した液体を最大容積室7、収縮室15A、15Bを経
て吐出室12に搬送し吐出ポート13、吐出流路14よ
り吐出する。
【0012】そして、吸入流路10、吸入ポート9より
吸入室8に吸入する液体の吸入速度が遅くて吸入流路1
0に設置した絞り11による液体の絞り制御が機能しな
い低回転域では、駆動軸5の回転数上昇に略比例して吸
入量が増加し、これに起因して吐出量が回転数上昇に略
比例して増加する。このとき、両歯車3、4の回転に伴
いその容積を減少する収縮室15A、15B内は吸入室
8より最大容積室7を経て搬送された液体で満たされる
が、この液体の一部は収縮室15A、15Bの容積減少
に伴って絞り通路16より吐出ポート13に漸次放出さ
れ収縮室15A、15B内の過剰な圧力上昇を防止す
る。
【0013】また、吸入流路10、吸入ポート9より吸
入室8に吸入する液体の吸入速度が速く絞り11により
液体が絞り制御される高回転域では、この絞り制御によ
り駆動軸5の回転数上昇に伴う吸入量の増加を抑制し、
これに起因して回転数上昇に伴う吐出量の増加を抑制す
る。このとき、吸入室8に液体が十分に吸入されず液体
中に気ほうを生じるが、この気ほうは収縮室15A、1
5B内においてその容積減少に伴い滑らかに消去されキ
ャビテーションに伴う騒音等を生じることがない。そし
て、この気ほうより液体の比重が重く、両歯車3、4の
回転による遠心力で収縮室15A、15Bの外側を囲む
内歯3A側に液体が位置し、気ほうは収縮室15A、1
5Bの内側を囲む外歯4Aの歯底近傍に位置するため、
気ほうが収縮室15A、15Bの内歯3A側の位置に連
通する絞り通路16Aより吐出ポート13に放出される
ことはない。
【0014】かかる作動で、低回転域では収縮室15
A、15B内に満たされる液体の一部を絞り通路16よ
り吐出ポート13に漸次放出して収縮室15A、15B
内の過剰な圧力上昇を防止すると共に、高回転域では液
体中に生じる気ほうを吐出ポート13に放出することな
く収縮室15A、15B内においてその容積減少に伴い
滑らかに消去してキャビテーションに伴う騒音等を生じ
なくしているため、収縮室15A、15Bを吐出ポート
13に絞り連通する絞り通路16を設ける簡単な構成
で、従来ポンプの如き逆止弁を設けることによる面倒な
製作を不要にでき、駆動軸5の高回転域において回転数
上昇に伴う吐出量の増加を抑制する機能を損うことなく
製作を簡単にすることができる。しかも、部品点数の削
減と相挨って製作コストの低減も図れる。また、収縮室
15A、15Bを吐出ポート13と絞り通路16を介し
て絞り連通するよう設けることにより前述の機能を得て
いるため、この機能を逆止弁の作動により得ている従来
のポンプに比べ、長期間の使用において逆止弁の作動不
良に起因する機能低下の恐れがなく、ポンプの信頼性を
大幅に向上することができる。
【0015】図3および図4は本発明の第二実施例を示
し、第一実施例と同一個所については同一符号を付して
説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。この
第二実施例では、収縮室15A、15Bを吐出ポート1
3側に絞り連通するために、外歯歯車20の9枚の外歯
20Aにそれぞれ切欠き溝21を有し、切欠溝21は外
歯歯車20の回転中心と外歯20Aの中心とを通る中心
線Lよりも回転方向Aにおける後側となる歯面に歯先側
を切欠いて形成し、図4に示す如き外歯20Aの軸方向
両側部にそれぞれ設けている。そして、切欠き溝21は
外歯歯車20の焼結成形と同時成形により形成して設け
ている。切欠き溝21を各外歯20Aの中心線Lよりも
回転方向Aにおける後側となる歯面に形成しているの
で、両歯車3、20の回転により収縮室15Aと収縮室
15B間に位置する切欠き溝21が収縮室15A、15
B間を絞り連通すると共に、収縮室15Bと吐出室12
間に位置する切欠き溝21が収縮室15Bと吐出室12
間を連通し、それ以外の室間に位置する切欠き溝21が
その室間を連通することはない。
【0016】次にかかる構成の作動を説明する。駆動軸
5の低回転域では、吸入室8より最大容積室7を経て収
縮室15A、15Bに搬送された液体の一部は、両歯車
3、20の回転に伴い収縮室15Aより切欠き溝21を
通って収縮室15Bに漸次放出され、さらに収縮室15
Bより切欠き溝21を通って吐出室12に漸次放出さ
れ、吐出室12に連通する吐出ポート13に至り、収縮
室15A、15B内の過剰な圧力上昇を防止する。ま
た、駆動軸5の高回転域では、収縮室15A、15Bに
搬送された液体中の気ほうは、外歯20Aの歯底側に位
置して外歯20Aの歯先側に形成した切欠き溝21より
放出されることなく収縮室15A、15Bの容積減少に
伴い滑らかに消去されキャビテーションに伴う騒音等を
生じることがない。このため、外歯20Aに切欠き溝2
1を形成する簡単な構成で、第一実施例と同様の作用効
果を得ることができる。
【0017】図5は本発明の第三実施例を示し、第二実
施例と異なる個所についてのみ説明すると、各外歯20
Aに有する切欠き溝22を外歯20Aの軸方向中央部に
1個設け、切欠き溝22は外歯歯車の焼結成形後に機械
加工により形成して設けている。そして、第二実施例と
同様の作動、作用効果を得ることができる。
【0018】なお、第二実施例ならびに第三実施例で
は、切欠き溝21もしくは切欠き溝22を、中心線Lよ
りも回転方向Aにおける後側となる外歯歯車20の各外
歯20Aの歯面に形成したが切欠き溝を内歯歯車の回転
中心と内歯とを通る中心線よりも回転方向における先側
となる各内歯の歯面に形成しても良いことは勿論であ
る。
【0019】いま、内歯歯車3と外歯歯車20の歯形の
モジュールm=7.92、内歯3Aの枚数10枚、外歯
20Aの枚数9枚、押しのけ容積15.9cc/re
v、吸入流路10に設置した絞り11の開度を駆動軸5
の回転数が1500rpmを上回ると回転数上昇に伴う
吸入量の増加を抑制するよう設定した図3に示す如き内
接歯車ポンプで、温度80℃の作動油を使用して吐出圧
力を0.5Mpaに設定した状態で、図6に示す如き、
駆動軸5の回転数を上昇させて行き、600rpm、8
00rpm、1000rpm、1500rpm、200
0rpm、3000rpm、4000rpm、5000
rpm、6000rpmの9個所でそれぞれ吐出量Q、
駆動軸5のトルクT、吸入ポート9側の吸入負圧Bを測
定した所、吐出量Qは回転数600rpmで5.5L/
min、800rpmで8.5L/min、1000r
pmで11.5L/min、1500rpmで18.5
L/minと低回転域では回転数上昇に略比例して増加
し、高回転域では2000rpmで22.2L/mi
n、3000rpmで26.5L/min、4000r
pmで30.5L/min、5000rpmで34.5
L/min、6000rpmで37.4L/minと回
転数上昇に伴う増加が抑制された。そして、高回転域に
おいてキャビテーションによると思われる作動音の異常
変化は認められなかった。また、トルクTは600rp
mで1.91Nm、800rpmで2.15Nm、10
00rpmで2.45Nm、と低回転域では回転数上昇
に略比例して増加し、高回転域では2000rpmで
3.42Nm、3000rpmで3.43Nm、400
0rpmで3.41Nm、5000rpmで3.60N
m、6000rpmで3.76Nm、と回転数上昇に伴
う増加が抑制され、これは吐出量Qの増加抑制に起因す
るもので吐出量Qの特性と同一傾向の特性が得られた。
また、吸込負圧Bは600rpmで−8Kpa、800
rpmで−13Kpa、1000rpmで−19Kp
a、1500rpmで−40Kpa、2000rpmで
−47Kpa、3000rpmで−50Kpa、400
0rpmで−52Kpa、5000rpmで−53Kp
a、6000rpmで−54Kpa、となった。
【0020】
【発明の効果】このように本発明は、外歯を有して駆動
軸により回転駆動される外歯歯車と内歯を有する内歯歯
車とを内接噛合するよう本体内に偏心して回転自在に設
け、内歯 歯車と外歯歯車とが最深に噛合う位置と対向
する位置に内歯および外歯に囲まれる最大容積室を区画
形成し、最大容積室より両歯車の回転方向における後側
に液体を吸入する吸入ポートに連通する吸入室を区画形
成し、吸入ポート側を外歯歯車を回転駆動する駆動軸の
回転数上昇に伴う吸入量の増加を抑制するよう絞り制御
して設け、最大容積室より両歯車の回転方向における先
側に液体を吐出する吐出ポートに連通する吐出室を区画
形成し、最大容積室と吐出室との間に内歯および外歯に
囲まれて両歯車の回転に伴いその容積を減少する収縮室
を区画形成し、収縮室を吐出ポート側に絞り連通したこ
とにより、駆動軸の高回転域において回転数上昇に伴う
吐出量の増加を抑制する機能を損うことなく製作を簡単
にすることができ、部品点数の削減と相挨って製作コス
トの低減も図れる。また、収縮室を吐出ポート側に絞り
連通することで前述の機能を得ているため、この機能を
逆止弁の作動により得ている従来のポンプに比べ、長期
間の使用において逆止弁の作動不良に起因する機能低下
の恐れがなく、ポンプの信頼性を大幅に向上することが
できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す内接歯車ポンプの縦断
面図である。
【図2】図1の線C−Cに沿った部分断面図である。
【図3】本発明の第二実施例を示す内接歯車ポンプの縦
断面図である。
【図4】図3の要部を拡大して示す斜視図である。
【図5】本発明の第三実施例を示す図4に相当する要部
の斜視図である。
【図6】本発明にかかる内接歯車ポンプの実験結果を示
す特性図である。
【符号の説明】
1本体 3内歯歯車 3A内歯 4、20外歯歯車 4A、20A外歯 5駆動軸 7最大容積室 8吸入室 9吸入ポート 12吐出室 13吐出ポート 15A、15B収縮室
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成3年10月11日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】
【実施例】 以下、本発明の第一実施例を図面に基づい
て説明する。図1において、1は本体で、内部に内孔2
を穿設している。3は内孔2に回転自在に嵌合した内歯
歯車で、10枚の内歯3Aを有している。4は駆動軸5
により回転駆動される外歯歯車で、9枚の外歯4Aを有
し、内歯歯車3と内接噛合するよう内孔2の内歯歯車3
内部に偏心して回転自在に設けている。そして、内歯歯
車3および外歯歯車4は焼結成形により形成している。
6は図示しないカバーを本体1に取付けるボルトであ
る。7は両歯車3、4が最深に噛合う位置と対向する位
置にある最大容積室で、内歯3Aおよび外歯4Aに囲ま
れて区画形成している。8は吸入室で、最大容積室7よ
り矢印Aで示す両歯車3、4の回転方向における後側
に、最大容積室7の直後から両歯車3、4が最深に噛合
う位置の近傍までの間にわたり内歯3Aおよび外歯4A
に囲まれて区画形成している。9は吸入流路10に接続
して液体を吸入する吸入ポートで、吸入室8に連通する
よう両歯車3、4の軸方向側面が摺接する本体1の内孔
2の底面に円弧状に開口して設けている。11は吸入流
路10に設置した絞りで、駆動軸5の回転数上昇に伴う
吸入量の増加を抑制するよう吸入ポート9に吸入する液
体を絞り制御可能に設けている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外歯を有して駆動軸により回転駆動され
    る外歯歯車と内歯を有する内歯歯車とを内接噛合するよ
    う本体内に偏心して回転自在に設け、内歯歯車と外歯歯
    車とが最深に噛合う位置と対向する位置に内歯および外
    歯に囲まれる最大容積室を区画形成し、最大容積室より
    両歯車の回転方向における後側に液体を吸入する吸入ポ
    ートに連通する吸入室を区画形成し、吸入ポート側を外
    歯歯車を回転駆動する駆動軸の回転数上昇に伴う吸入量
    の増加を抑制するよう絞り制御して設け、最大容積室よ
    り両歯車の回転方向における先側に液体を吐出する吐出
    ポートに連通する吐出室を区画形成し、最大容積室と吐
    出室との間に内歯および外歯に囲まれて両歯車の回転に
    伴いその容積を減少する収縮室を区画形成し、収縮室を
    吐出ポート側に絞り連通して成る内接歯車ポンプ。
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