JPH0642469A - 内接型ギアポンプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内接型ギアポンプのロータの製造を容易にす
る。 【構成】 内周歯を有するアウターロータと、このアウ
ターロータの内周歯に噛合させられる外周歯を有するイ
ンナーロータとを備え、前記アウターロータの各内周歯
内、あるいは、インナーロータの各外周歯内の何れか一
方には、流体の搬送流量を調整する流量調整機構が内裝
されてなり、この流量調整機構が内裝されたロータは、
その厚さ方向に２分割された一対のロータ半体から構成
され、一方のロータ半体に凹所を形成するとともに、他
方のロータ半体に突起を形成しておき、これらのロータ
半体を寸法矯正用金型内に装着し、この寸法矯正用金型
によって各ロータ半体の表面形状を矯正しつつ、前記凹
所へ突起を圧入嵌合させることにより、前記両ロータ半
体を一体化することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシング内に回転自
在に装着されるとともに内周歯を有するアウターロータ
と、このアウターロータの内周歯に噛合させられる外周
歯を有するインナーロータとを備えた内接型ギアポンプ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、内接型ギアポンプとして、図６に
示す構造のものが知られている。この図に示す内接型ギ
アポンプは、ケーシング１内に回転自在に設けられ内周
歯Ｘを備えたアウターロータ２と、このアウターロータ
２の内周歯Ｘに噛合させられる外周歯Ｙを有するインナ
ーロータ３と、このインナーロータ３を支持するととも
に、このインナーロータ３の回転中心Ｏ2を前記アウタ
ーロータ２の回転中心Ｏ1から所定方向へ偏心させて保
持する駆動軸３ａを備えている。

【０００３】これら一対のロータ２・３の各歯Ｘ・Ｙの
歯面間に区画して形成される搬送セルＳは、両ロータ２
・３が回転してそれぞれの回転中心Ｏ1・Ｏ2通る直線上
の符号Ｂで示す部分に位置するときに、その容積が最小
になり、符号Ａで示す部分に位置するときに、その容積
が最大となるような構成となっている。

【０００４】また、前記ケーシング１の両ロータ２・３
の端面と対向する部分には、前記搬送セルＳ内に作動油
等の流体を供給する吸入ポート４と、前記搬送セルＳに
吸入・密閉された流体が吐出され、この流体をケーシン
グ１の外部へ導く吐出ポート５が形成されている。

【０００５】そして、前記構成の内接型ギアポンプは、
これらの両ロータ２・３の相対回転により、前記内周歯
Ｘと外周歯Ｙとの間に形成される搬送セルＳの容積を変
化させることにより、搬送セルＳの増加時において吸入
ポート４から流体を吸引し、この吸引した流体を両ロー
タ２・３の回転によって搬送し、さらに、前記搬送セル
Ｓの減少時において前記流体を吐出ポート５から排出す
るようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
内接型ギアポンプにおいては、回転数の増加とともにポ
ンプの吐出量は増大し、高速回転時には必要以上の吐出
量となる。この過供給を防止するための一方法として
は、吐出ポート５の下流側にリリーフ弁を設けておい
て、過供給の分の流体をタンク等へ戻すことが一般的に
は行われているが、吐出ポート５側にリリーフ弁を設け
る分、過供給時に動力損失を生じてしまう。

【０００７】一方、吸入側において流体の流量を制限す
る方法もあるが、高回転時における前記搬送セルＳ内の
圧力低下により、この搬送セルＳ内において気液２相状
態となり、吐出ポート５へ送り出す際にキャビテーショ
ンを発生させる原因となる。

【０００８】そして、このようなキャビテーションの発
生を抑制するための一方法として挙げられるのは、搬送
セルＳ内の気液２相流体を、搬送途中において十分に圧
縮して完全に液相状態としたのちに吐出ポート５へ送り
出すことである。そして、そのためには、搬送セルＳの
容積を十分に減少させるために、吸入ポート４の終端部
と吐出ポート５の始端部との距離を十分にとって、前記
搬送セルＳと吐出ポート５との連通時期を遅らせる必要
がある。（この技術は、例えば、特開平３ー１７５１８
２号公報において開示されている。）

【０００９】さらに、前記特開平３ー１７５１８２号公
報においては、次のような改善案を同時に開示してい
る。

【００１０】すなわち、前記各内周歯Ｘあるいは各外周
歯Ｙに、隣接する２つの搬送セルＳを連通させる連通孔
を形成し、この連通孔内に、低回転時には、流体の搬送
方向（両ロータ２・３の回転方向）への流体の流れを許
容し、かつ、高回転時には、連通孔の内壁に接触してそ
の内部を長さ方向に遮蔽することにより、流体の逆方向
への流れを阻止する弁体を設けておき、完全液相の流体
を搬送する低回転時においては、各連通孔を連通状態と
して、吸入ポート４から離間した直後の搬送セルＳから
吐出ポート５に連通させられている搬送セルＳまでを連
通状態とする。また、搬送する流体が気液２相流体であ
る高回転時においては、前記弁体により連通孔を遮蔽し
て各搬送セルＳ間を気密に分離することにより、その内
部の流体の圧縮を可能にしたものである。

【００１１】このような構成とすることにより、低回転
時においては、吸入ポート４から離間した直後の搬送セ
ルＳにおいて発生する圧力とほぼ等しい圧力で流体を吐
出ポート５へ送り込み、かつ、高回転時においては吐出
ポート５に至る間に気液２相流体を十分に圧縮して完全
な液相状態としたのちに、吐出ポート５へ送り込むこと
が可能である。

【００１２】ところで、前述の従来の技術においては、
前記弁体と連通孔の内壁との間で逆止弁を構成するよう
にしているが、このような構成の逆止弁をロータ内に設
置するために、ロータをその厚さ方向に２分割した構成
としておき、それぞれの半体の接合面に、前記連通孔お
よび逆止弁を構成する弁座の半分を形成し、これら両半
体間に前記弁体を挟み込んだ状態で、爆着により両半体
を接合一体化するようにしている。

【００１３】しかしながら、このよう爆着によってロー
タ半体どうしを接合した場合、両ロータ半体が軸心回り
にずれてしまい、両ロータ半体の歯にずれが生じ易く、
また、均一な接合とならず、場所によっては点接合状態
となって接合強度が安定しないという不具合の発生が想
定される。

【００１４】そして、ロータ半体間において歯のずれが
生じると、そのずれ量によっては切削加工あるいは研磨
加工により成形処理を行わなければならないが、このよ
うな加工により、歯の形状が設計形状からずれてしまう
おそれがある。また、ロータの側面とケーシングとの隙
間は、各搬送セル間の分離性ならびにポンプ効率に大き
く影響する要素であり、常に設定した値に保持しなけれ
ばならない。

【００１５】しかしながら、前述の爆着によって接合し
た場合のように接合強度が安定しないと、使用状態にお
いてロータの厚みが変化することなり、この結果、経時
的にポンプ効率が変化してしまい、あるいは、設定値以
上に前記隙間が減少させられることにより、ロータとケ
ーシングとの間に過度の摩擦が発生して焼き付き等の原
因にもなる。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した従来
の技術において残されている課題を有効に解決し得る内
接型ギアポンプの製造方法を提供せんとするもので、特
に、ケーシング内に回転自在に装着されるとともに内周
歯を有するアウターロータと、このアウターロータの内
周歯に噛合させられる外周歯を有するインナーロータと
を備え、前記アウターロータの各内周歯内、あるいは、
インナーロータの各外周歯内の何れか一方に、これらの
内周歯と外周歯との間に形成される搬送セルの内、隣接
する搬送セル間の連通および遮蔽を行うことにより流体
の搬送流量を調整する流量調整機構が内裝され、この流
量調整機構が内裝されたロータが、その厚さ方向に２分
割された形状の一対のロータ半体を厚さ方向に接合する
ことによって構成されてなる内接型ギアポンプの製造方
法であって、前記一方のロータ半体の接合面の所定位置
に凹所を形成するとともに、他方のロータ半体の接合面
の所定位置に突起を形成しておき、これらのロータ半体
を、前記凹所と突起とを対向させた状態で寸法矯正用金
型内に装着し、この寸法矯正用金型によって各ロータ半
体の表面形状を矯正しつつ、前記凹所へ突起を圧入嵌合
させることにより、前記両ロータ半体を一体化すること
を特徴とし、また、前記突起の先端部に、前記凹所の内
径よりも僅かに小さな外径を有するガイド部を形成して
おき、両ロータ半体を寸法矯正用金型内に装着するのに
先立って、前記ガイド部と凹所とを嵌合させることによ
り両ロータ半体を仮固定することを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明に係わる内接型ギアポンプの製造方法に
よれば、一対のロータ半体を寸法矯正用金型内に装着す
ることにより、この寸法矯正用金型に両ロータ半体の各
歯が案内されて両ロータ半体の周方向における相対移動
が拘束される。これより、両ロータ半体が接近する方向
に押圧されることにより、一方のロータ半体に形成され
ている突起が他方のロータ半体に形成されている凹所に
圧入される。これによって、両ロータ半体の接合時にお
ける軸回りのずれが抑制されるとともに、突起と凹所と
の嵌合により強固な接合が行われる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１ないし
図５に基づき説明する。図１中、符号１０は、本発明方
法によって製造される内接型ギアポンプを示すもので、
ケーシング１１内に回転自在に装着されるとともに内周
歯Ｘを有するアウターロータ１２と、このアウターロー
タ１２の内周歯Ｘに噛合させられる外周歯Ｙを有するイ
ンナーロータ１３とを備え、前記インナーロータ１３の
各外周歯Ｙ内には、隣り合う歯底部間の連通を行う連通
孔１４が形成され、この連通孔１４の長さ方向の中間部
には、流体の搬送方向前方へ向かう弁座１５が形成さ
れ、かつ、前記連通孔１４の内部には、前記インナーロ
ータ１３が所定の回転数に至った際に前記弁座１５に当
接させられて、前記連通孔１４を閉塞する弁体１６が移
動自在に装着され、本実施例においては、前記連通孔１
４、弁座１５、および、弁体１６によって流量調整機構
１７が構成されており、前記インナーロータ１３が、図
２に示すように、その厚さ方向に２分割されたロータ半
体１３ａ・１３ｂによって構成されており、一方のロー
タ半体１３ａの接合面の所定位置には、突起１８が突設
されているとともに、他方のロータ半体１３ｂの接合面
には凹所１９が形成され、これらの突起１８と凹所１９
との嵌合によって前記両ロータ半体１３ａ・１３ｂが一
体化されて前記インナーロータ１３が構成されている。

【００１９】次いで、これらの詳細について説明すれ
ば、前記ケーシング１１の内壁の内、前記両ロータ１２
・１３の歯Ｘ・Ｙの側面に対向させられる位置には、各
歯Ｘ・Ｙの移動軌跡に沿うように吸入ポートＩと吐出ポ
ートＥとが形成されている。

【００２０】前記吸入ポートＩの始端と吐出ポートＥの
終端は、前記内周歯Ｘと外周歯Ｙの噛み合いが最も深い
部分、すなわち、両歯Ｘ・Ｙの間に形成される流体の運
搬セルＳの容積が最も減少された位置の前後に位置され
ており、また、吸入ポートＩの終端は、内周歯Ｘと外周
歯Ｙの噛み合いが最も浅くなる位置、すなわち、前記運
搬セルＳの容積が最大となる位置の直前に位置され、さ
らに、吐出ポートＥの始端は、前記運搬セルＳの容積が
十分に減少された位置に対応して位置させられている。

【００２１】そして、この連通孔１４は、その軸方向に
おいて２分割した形状が、前記各ロータ半体１３ａ・１
３ｂの相互の接合面に形成され、両ロータ半体１３ａ・
１３ｂを接合した状態において図１および図３に示すよ
うな連続した連通孔１４となされるとともに、その途中
に前記弁座１５が形成されるようになっている。

【００２２】また、前記各ロータ半体１３ａ・１３ｂに
形成される連通孔１４の内壁は、インナーロータ１３を
焼結等によって形成する場合の、圧粉成形工程において
金型により同時に形成され、あるいは、焼結後に切削加
工等によって形成される。

【００２３】前記弁体１６は、本実施例においては、球
体が用いられており、前記弁座１５と協働して逆止弁を
構成するようになっている。

【００２４】そして、一方のロータ半体１３ａの接合面
に設けられる前記突起１８は、本実施例においては、図
１に示すように、軸回りに等間隔をおいた３箇所に設け
られており、その先端部には、図２に示すように、基部
より小経のガイド部１８ａが形成されている。

【００２５】また、他方のロータ半体１３ｂの接合面に
は、図１に示すように、軸回りに等間隔をおいた３箇所
に凹所１９が設けられており、これらの各凹所１９と外
周歯Ｙとの位置関係が、前記一方のロータ半体１３ａに
おける突起１８と外周歯Ｙとの位置関係と一致させられ
ている。

【００２６】そして、前記アウターロータ１２およびイ
ンナーロータ１３は、金属粉末を圧粉成形したのちに焼
結して形成されるが、インナーロータ１３は、そのロー
タ半体１３ａ・１３ｂ毎に形成され、各ロータ半体１３
ａ・１３ｂを形成する際の圧粉成形工程において、前記
連通孔１４および弁座１５の壁面の半分が同時に形成さ
れ、かつ、前記突起１８や凹所１９が同時に形成され
る。

【００２７】次いで、このような内接型ギアポンプ１０
を製造する本発明の製造方法の一実施例について説明す
る。まず、他方のロータ半体１３ｂの前記各連通孔１４
を構成する部分へ弁体１６を挿入したのちに、一方のロ
ータ半体１３ａを被せ、この一方のロータ半体１３ａの
各突起１８の先端部に設けられたガイド部１８ａを前記
他方のロータ半体１３ｂの各凹所１９に嵌合する。

【００２８】これにより、両ロータ半体１３ａ・１３ｂ
が図３に示すように仮組されるが、この状態において、
流量調整機構１７を構成する弁体１６が、両ロータ半体
１３ａ・１３ｂによって両側から覆われることにより、
この弁体１６が連通孔１４から脱落するようなことがな
く、ハンドリングが容易である。

【００２９】次いで、前述のようにして仮組されたイン
ナーロータ１３を、図４に鎖線で示す寸法矯正用金型２
０のダイ２１内に挿入したのちに、インナーロータ１３
の内周部にコアロッド２２を挿入し、しかるのちに、両
ロータ半体１３ａ・１３ｂを上パンチ２３と下パンチ２
４とによって圧着させることにより、図４に示すよう
に、前記各突起１８を凹所１９内に圧入嵌合させる。

【００３０】これによって、両ロータ半体１３ａ・１３
ｂが接合されて、インナーロータ１３が形成されるが、
前記ダイ２１の内面には、各ロータ半体１３ａ・１３ｂ
の外周歯Ｙとほぼ同一形状の凹部２１ａが形成されてい
ることから、この凹部２１ａと前記両ロータ半体１３ａ
・１３ｂの外周歯Ｙとの周方向における係合により、両
ロータ半体１３ａ・１３ｂの軸回りの相対回動が拘束さ
れる。

【００３１】したがって、仮組状態において両ロータ半
体１３ａ・１３ｂに軸回りのずれが生じていたとして
も、前述した寸法矯正時に前記ずれが矯正され、また、
これと同時に突起１８と凹所１９との圧入嵌合が行われ
るから、両ロータ半体１３ａ・１３ｂが、ずれが矯正さ
れたままの状態で接合される。

【００３２】しかも、前記突起１８と凹所１９との嵌合
が、燒結体の寸法矯正に用いられる大きな荷重によって
行われるから、両ロータ半体１３ａ・１３ｂが強固に接
合されたインナーロータ１３が得られる。

【００３３】ここで、本実施例の方法によって製造され
たインナーロータ１３における両ロータ半体１３ａ・１
３ｂの外周歯Ｙのずれ量Ｇと従来方法によって製造され
たインナーロータ１３のずれ量Ｆとを比較したところ、
図５の結果となった。

【００３４】この比較から明らかなように、本実施例に
よるインナーロータ１３においては、両ロータ半体１３
ａ・１３ｂのずれが大幅に抑さえられている。

【００３５】したがって、本実施例の方法によれば、イ
ンナーロータ１３を一対のロータ半体１３ａ・１３ｂを
接合して組み上げる場合において、後加工を省くことが
できるばかりでなく、強固に接合されたインナーロータ
１３が得られる。

【００３６】一方、このようにして組み上げられた前記
インナーロータ１３は、アウターロータ１２とともにケ
ーシング１１に組み込まれ、インナーロータ１３が駆動
軸に固定されることにより内接型ギアポンプ１０が組み
上げられる。

【００３７】そして、本実施例における内接型ギアポン
プ１０においても、低速回転時における流体の搬送が可
能でありかつ高回転時におけるキャビテーションの発生
が抑制される。

【００３８】すなわち、低回転時においては、弁体１６
にかかる遠心力が小さいこと、また、吐出ポートＥに連
通させられた搬送セルＳにおける内部圧力に比して、そ
の上流側（ロータ１２・１３の回転方向後方）に位置し
吐出ポートＥと連通していない搬送セルＳの内部圧力が
高いことから、前記弁体１６が弁座１５から離間し、吸
入ポートＩの終端直後から吐出ポートＥ間に位置する連
通孔１４が連通状態とされ、これによって、吐出ポート
Ｅと吸入ポートＩから離間した直後の搬送セルＳに至る
間が連通状態となされる。

【００３９】したがって、吸入ポートＩにおいて吸い込
まれた流体は、吸入ポートＩから離間させられた直後の
搬送セルＳにおいて圧縮され、その時の圧力により、前
方に位置する搬送セルＳへ順次送り込まれて、最終的に
は吐出ポートＥへ送り出され、これによって低回転時に
おける流体の過圧縮がなくなり、流体の搬送が可能とな
る。

【００４０】一方、高回転時において内接型ギアポンプ
１０への流体の流入量が制限された場合、吸入ポートＩ
から搬送セルＳへ気液２相流体が流れ込むが、このと
き、遠心力によって弁体１６が弁座１５へ圧着させられ
て各連通孔１４が閉塞され、各搬送セルＳが独立した状
態となされる。

【００４１】この状態でロータ１２・１３が回転を継続
すると、吸入ポートＩから吐出ポートＥに至る間におい
て、各搬送セルＳが順次減容させられることにより気液
２相流体が圧縮されて、搬送セルＳが吐出ポートＥへ連
通させられるまでに気相分が凝縮ないしは液相分へ溶か
されて、吐出ポートＥの直前において完全な液相状態と
なされる。

【００４２】したがって、吐出ポートＥへは完全な液の
状態で流体が送り込まれ、キャビテーションの発生が抑
制される。

【００４３】なお、前記実施例において示した各構成部
材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づ
き種々変更可能である。

【００４４】例えば、前記実施例においては、インナー
ロータ１３に適用した例について示したが、アウターロ
ータ１２にも同様に適用できる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の内接型ギアポンプの製造方法は、ケーシング内に
回転自在に装着されるとともに内周歯を有するアウター
ロータと、このアウターロータの内周歯に噛合させられ
る外周歯を有するインナーロータとを備え、前記アウタ
ーロータの各内周歯内、あるいは、インナーロータの各
外周歯内の何れか一方に、これらの内周歯と外周歯との
間に形成される搬送セルの内、隣接する搬送セル間の連
通および遮蔽を行うことにより流体の搬送流量を調整す
る流量調整機構が内裝され、この流量調整機構が内裝さ
れたロータが、その厚さ方向に２分割された形状の一対
のロータ半体を厚さ方向に接合することによって構成さ
れてなる内接型ギアポンプの製造方法であって、前記一
方のロータ半体の接合面の所定位置に凹所を形成すると
ともに、他方のロータ半体の接合面の所定位置に突起を
形成しておき、これらのロータ半体を、前記凹所と突起
とを対向させた状態で寸法矯正用金型内に装着し、この
寸法矯正用金型によって各ロータ半体の表面形状を矯正
しつつ、前記凹所へ突起を圧入嵌合させることにより、
前記両ロータ半体を一体化することを特徴とするもの
で、低回転時おける流体の搬送量を確保しつつ高回転時
のキャビテーションを防止すべく、アウターロータやイ
ンナーロータをその厚さ方向に２分割してこれらの間に
流量調整機構を組み込む構成とした場合において、２分
割されたロータ半体の軸回りの位置ずれを抑さえて、後
加工等の諸作業を省くことができるとともに、設計寸法
へ容易に仕上げることができる等の優れた効果を奏す
る。

【００４６】また、請求項２記載の内接型ギアポンプの
製造方法は、請求項１において、前記突起の先端部に、
前記凹所の内径よりも僅かに小さな外径を有するガイド
部を形成しておき、両ロータ半体を寸法矯正用金型内に
装着するのに先立って、前記ガイド部と凹所とを嵌合さ
せることにより両ロータ半体を仮固定することを特徴と
するもので、請求項１の効果に加えて、両ロータ半体の
接合作業時におけるこれらのハンドリングを容易なもの
とすることができる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によって製造される内接型ギ
アポンプの一例を示す一部断面正面図である。

【図２】図１に示す内接型ギアポンプのインナーロータ
を構成する両ロータ半体の接合前の状態を示す要部の縦
断面図である。

【図３】図１に示す内接型ギアポンプのインナーロータ
を構成する両ロータ半体の仮組状態を示す要部の縦断面
図である。

【図４】本発明の一実施例を示すもので、ロータ半体を
接合した状態を示す概略図である。

【図５】本発明によって製造されたロータにおけるロー
タ半体どうしのずれ量と、従来方法によって製造された
ロータにおけるロータ半体どうしのずれ量との比較のた
めの概略図である。

【図６】内接型ギアポンプの構造例を示す一部断面正面
図である。

【符号の説明】

１０ 内接型ギアポンプ １１ ケーシング １２ アウターロータ １３ インナーロータ １３ａ ロータ半体 １３ｂ ロータ半体 １４ 連通孔 １５ 弁座 １６ 弁体 １７ 流量調整機構 １８ 突起 １８ａ ガイド部 １９ 凹所 ２０ 寸法矯正金型 Ｘ 内周歯 Ｙ 外周歯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本岡 良彦 愛知県岡崎市鉢地町字開山45番地 豊興工 業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング内に回転自在に装着されると
   ともに内周歯を有するアウターロータと、このアウター
   ロータの内周歯に噛合させられる外周歯を有するインナ
   ーロータとを備え、前記アウターロータの各内周歯内、
   あるいは、インナーロータの各外周歯内の何れか一方
   に、これらの内周歯と外周歯との間に形成される搬送セ
   ルの内、隣接する搬送セル間の連通および遮蔽を行うこ
   とにより流体の搬送流量を調整する流量調整機構が内裝
   され、この流量調整機構が内裝されたロータが、その厚
   さ方向に２分割された形状の一対のロータ半体を厚さ方
   向に接合することによって構成されてなる内接型ギアポ
   ンプの製造方法であって、前記一方のロータ半体の接合
   面の所定位置に凹所を形成するとともに、他方のロータ
   半体の接合面の所定位置に突起を形成しておき、これら
   のロータ半体を、前記凹所と突起とを対向させた状態で
   寸法矯正用金型内に装着し、この寸法矯正用金型によっ
   て各ロータ半体の表面形状を矯正しつつ、前記凹所に突
   起を圧入嵌合させることにより、前記両ロータ半体を一
   体化することを特徴とする内接型ギアポンプの製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記突起の先端部に、前記凹所の内径よ
   りも僅かに小さな外径を有するガイド部を形成してお
   き、両ロータ半体を寸法矯正用金型内に装着するのに先
   立って、前記ガイド部と凹所とを嵌合させることにより
   両ロータ半体を仮固定することを特徴とする請求項１記
   載の内接型ギアポンプの製造方法。