JPH1037U - 内接歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高圧を発生するのに適する小型かつ製造容
易な内接歯車ポンプを提供する。 【構成】 内歯を有する中空リング及び該中空リング
に噛合する外歯を有するピニオンと、吸入ポート及び吐
出ポートとを有する、三日月片を用いない内接歯車ポン
プに於いて、中空リングの歯またはピニオンの歯に設け
られた溝に、シール要素が、半径方向に変位可能に、か
つ対向する中空リングまたはピニオンの歯に摺接するべ
く受容されており、シール要素が、中空リングまたはピ
ニオンの歯の輪郭形状を補完するように、或いは置換す
るように形成される。ポンプの体積効率が改善され、高
い圧力を得る事が可能になり、しかも製造コストを低減
できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、高圧を発生するのに適する内接歯車ポンプに関し、特に、ハウジン グ部分内にて、何れも回転自在に支持された、内歯を有する中空リング及び該中 空リングに噛合する外歯を有するピニオンと、吸入ポート及び吐出ポートとを有 し、前記中空リング及び前記ピニオンの軸線方向長さとしての幅が概ね互いに対 応するように定められており、ポンプされるべき流体のために、該中空リングの 外壁を貫通する半径方向通孔が設けられており、前記中空リングの歯または前記 ピニオンの歯に設けられた溝に、シール要素が、半径方向に変位可能に、かつ対 向する前記中空リングまたはピニオンの歯に摺接するべく受容されているような 内接歯車ポンプに関する。このようなポンプの一例が、例えばドイツ国特許出願 公開公報第４１０４３９７号に記載されている。

【０００２】 内接歯車ポンプは、通常、内歯を有する中空リングと、それよりも少ない歯数 を有する外歯をもって噛合するピニオンとを有し、これら両歯車の歯の摺接によ り所要のポンプ作用を得るようにしている。一般に、この種のポンプの噛合部分 の幅は、ピニオン或いは中空リングの直径に比較して相対的に小さい。ポンプに より供給される流体の体積は、歯の丈及び噛合部の幅により決定され、従来のポ ンプに於ては、構造上の理由によりその吐出量が制限されていた。三日月片を用 いない内接歯車ポンプは、ポンプの外形を比較的小さくし得るという利点を有し ている。

【０００３】 ピニオン及び中空リングの歯の間のシール状態を改善するための技術がドイツ 国特許出願公開公報第４１０４３９７号に記載されており、両歯車の一方の歯に シール要素が設けられている。この様なシール要素の背部が、圧力領域と連通し ていることにより、これらの歯が互いに噛合する際に、シール要素が対向する歯 の面に対してシール可能に圧接される。

【０００４】 ドイツ国特許出願公開公報第４１０４３９７号に記載された三日月片を用いな い内接歯車ポンプに於ては、圧力を形成する歯の領域に於て、歯に設けられたシ ール要素の形状は、単に線状のシールを行うために定められている。これは、製 作公差の観点から、好ましくない挙動の原因となり得る。即ち、歯車どうしの間 隔の変化や、歯車の直径の変化に伴い、内接歯車ポンプに於けるシール効果が劣 化しや易い。これは、ポンプされる流体の損失、体積効率の低下及び圧力脈動の 原因となり、場合によってはポンプ騒音の増大を引き起こす。シールが行われる べき領域に於ける空隙を所要の精度をもって管理しようとした場合には、極めて 高い製造コストを伴うこととなる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

このような従来技術の問題点に鑑み、本考案の主な目的は、内接歯車ポンプに 於いて、製造コストを高騰すること無く、互いに摺接する歯車の歯のためのシー ル要素のシール効果を改善することをもって、上記したような脈動、騒音その他 の不都合を回避することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このような目的は、本考案によれば、ハウジング部分内にて、何れも回転自在 に支持された、内歯を有する中空リング及び該中空リングに噛合する外歯を有す るピニオンと、吸入ポート及び吐出ポートとを有し、前記中空リング及び前記ピ ニオンの軸線方向長さとしての幅が概ね互いに対応するように定められており、 ポンプされるべき流体のために、該中空リングの外壁を貫通する半径方向通孔が 設けられており、前記中空リングの歯または前記ピニオンの歯に設けられた溝に 、シール要素が、半径方向に変位可能に、かつ対向する前記中空リングまたはピ ニオンの歯に摺接するべく受容されているような内接歯車ポンプであって、前記 シール要素が、前記中空リングまたはピニオンの歯の輪郭形状を補完するように 、或いは置換するように形成されていることを特徴とする内接歯車ポンプを提供 することにより達成される。

【０００７】

【作用】

言い替えると、中空リングの歯または前記ピニオンの歯の一部が、それと当価 な部材としてのシール要素により置換される。このようにすることをもって、圧 力形成領域に於いて、面状のシールを行い、ピニオンと中空リングの歯の間の空 隙を最少化する事ができる。このようにして、体積効率が改善され、内接歯車ポ ンプにより高い圧力を得る事が可能になる。同時に、内接歯車ポンプを製造或い は組み立てる際に、空隙を最少化するために従来必要であった多大な労力を緩和 する事ができる。例えば、内接歯車ポンプに於ける支持蓋板の摺動軸受を同時に 切削する必要を解消する事ができる。更に、中空リングを製造する際に、中空リ ングに歯形を直接削成して、製造コストを高騰させる替わりに、別体の内歯歯車 を中空リングに組み付けるようにして、製造コストを低減する事が可能となる。

【０００８】 本考案の特に重要な利点は、このようにして得られた半径方向の補償作用によ り、制御ポートに於いて、有意義な圧力形成を可能にし得る点にある。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の好適実施例を添付の図面について詳しく説明する。

【００１０】 図１は、三日月片を用いない形式の、歯がシールされ、遊びを伴い、側面がシ ールされた内接歯車ポンプを示す。ハウジング部分１の軸線方向端面には、別の ハウジング部分が取着されている。全体的なポンプは、３つのハウジング部分を 備えており、その軸線方向寸法がＬとなっている。駆動軸４に取着されたピニオ ン５は、内歯歯車としての中空リング６と噛合している。これら両歯車５、６の 歯１２は、軸線方向幅Ｂを有し、中空リング５はピッチ円直径ｄ０を有し、歯幅 は、このピッチ円直径ｄ０よりも大きい。

【００１１】 ピニオン５と中空リング６とは互いに同軸をなさず、互いに偏心している。更 に、ピニオン５は、中空リング６よりも１つ少ない歯数を有しており、ピニオン ５の歯１３の外面と、中空リング６の歯１４の内面とが当接する。吸入ポート７ は、矢印Ｘにより示される向きの回転に伴い、ピニオン５と中空リング６とが互 いに離反する領域に設けられている。中空リング６及びピニオン５を軸支するハ ウジング部分の吸入ポート７は、隣接するハウジング部分の吸入ポケット８に接 続されており、該吸入ポケット８は、中空リングの外周面２０の一部に向けて延 在している。吐出ポート１０は、中空リング６の外周面２０に臨む吐出ポケット １１から、ポンプの他方の側に向けて延在している。

【００１２】 流体が導入されるべきポンプの内室即ちピニオン５及び中空リング６の間隙へ の流体の流れは、例えば図２に示されるような、中空リング６に設けられた半径 方向通孔１７を介して行われる。この通孔１７は、中空リング６の外周面２０か ら、中空リング６の歯の底に向けて連通している。

【００１３】 以上に説明した三日月片を用いない内接歯車ポンプの構造は、それ自身公知形 式のものである。

【００１４】 図１に示されるように、また公知の要領をもって、中空リング６の歯の頂部に シール要素３０が設けられており、その構造が、後記するように、本考案の概念 に基づいて定められている。本考案に基づくこのシール要素３０の詳細な構造が 図２に拡大して示されている。

【００１５】 図２は、歯１４の領域に於ける中空リング６を破断して示すもので、中空リン グ６の外周２０からポンプ室内に向けて流体を導入するべき通孔１７が設けられ ている。

【００１６】 シール要素３０は、通孔１７と歯１４との間の移行部分に設けられており、通 孔１７に向けて、オーバラップ領域即ちアンダーカット部分３２をもって臨んで いる。シール要素３０の外側即ち歯の頂部に対応する端面３３は、歯１４の幾何 学的な理想形状に対応するように対称形をなして形成されている。

【００１７】 シール要素３０は、矢印Ｙで示されるように半径方向に運動し得るように、歯 の頂部に設けられた溝３４に対して互いに補完的な形状をもって受容されている 。このようにして、シール要素３０が溝３４内に於て半径方向に摺動し得るよう にされている。この半径方向の運動は、一方に於て、歯１４に設けられた衝当面 ３６に衝当し得るように、シール要素３０のやや丸みを帯びた外側端面３３を画 定するフランジに設けられた衝当面３７によって規制され、他方に於いて、溝３ ４に設けられた肩面４０に衝当し得るように、シール要素３０の脚部３９に設け られた衝当面３８により規制される。これら２つの衝当部分の間を、シール要素 ３０はＺにより示される区間に於て半径方向に運動することができる。

【００１８】 図２に示された模式的な図から理解されるように、シール要素３０は、概ねキ ノコ形の断面形状を有しており、かつ中空リング６の周方向の運動方向Ｘについ て見た時に、脚部３９の後側が、中空リング６の外周面２０に向けて円錘形に拡 開されている。上記した衝当面３８は、溝３４に設けられた補完的な壁面に従っ て運動する。

【００１９】 シール要素３０の脚部は、前記したアンダーカット部分３２及び通孔１７を介 してポンプの圧力室に連通する空室４１に接している。従って、歯車の回転に伴 ない、圧力を形成する区間に於て、ポンプが形成する圧力をもって、シール要素 ３０を、ピニオン５の歯１３に圧接することができる。ポンプの吸入区間に於て は、ポンプの圧力によりシール要素３０を衝当面３６から押し上げることができ ないが、空室４１内に波形ばね要素４２を設けることにより、シール要素３０の 脚部を弾発的に押し上げることができる。

【００２０】 図２に示されたシール要素は、次のような特徴を備えているものであるのが好 ましい。

【００２１】 シール要素の線状シール作用は、１つの歯の端部から、約４０度の回転角度を 隔てた別の歯の端部に至るものであって、シール要素は、歯の幅全体に亘って延 在する。

【００２２】 シール要素の歯は、ピニオンまたは中空リングの歯形と同形、或いはピニオン または中空リングの歯形により創成される歯形に対応するものであるとよい。

【００２３】 吸入区間に対応し得るように、シール要素は変位可能であって、吸入区間を画 定するように両方向に対してストッパとしての衝当面を備えていなければならな い。

【００２４】 シール要素３０の材料は良好な耐久性を有するものでなければならず、非鉄金 属または繊維強化プラスチック等から製造されたものであるのが好ましい。更に 、３６０度の範囲に亘って、シール要素の左右方向への変位を規制し得るように 、シール要素をガイドするための構造が必要となる。

【００２５】 図２に示された実施例に於ては、シール要素３０が中空リング６の側に設けら れているが、シール要素３０をピニオン５の側に設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つの歯車の噛合する領域に於ける三日月片を
用いない内接歯車ポンプの断面図である。

【図２】中空リングの歯にシール要素を設けた実施例を
示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング部分 ４ 駆動軸 ５ ピニオン ６ 中空リング ７ 吸入ポート ８ 吸入ポケット １０ 吐出ポート １１ 吐出ポケット １２〜１４ 歯 １７ 通孔 ２０ 外周面 ３０ シール要素 ３２ アンダーカット部分 ３３ 端面 ３４ 溝 ３６〜３８ 衝当面 ３９ 脚部 ４０ 肩面 ４１ 空室 ４２ 波形ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 フランツ・アルボガースト ドイツ国7920・ハイデンハイム・ゲルマー ネンシュトラーセ 77

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング部分１内にて、何れも回転
   自在に支持された、内歯１４を有する中空リング６及び
   該中空リング６の内歯１４に噛合するに適した外歯１３
   を有するピニオン５と、吸入ポート７及び吐出ポート１
   ０とを有し、前記ハウジング部分１の軸線方向長さすな
   わち幅は前記中空リング６及び前記ピニオン５の内歯１
   ４及び外歯１３の軸線方向長さすなわち幅に対応するよ
   うに定められており、ポンプされるべき流体のために該
   中空リング６の外周面２０を貫通する半径方向通孔１７
   が設けられており、前記中空リング６の内歯１４の各頂
   部に設けられた溝３４には、前記内歯１４の各々の頂部
   の幅全体に亘って延在するシール要素３０が、半径方向
   に変位可能に、かつ前記ピニオン５の外歯１３に密封状
   に接触するように受容され、前記シール要素３０の各頂
   部端面の形状は前記中空リング６の前記内歯１４の輪郭
   形状を補完し且つ前記ピニオン５の前記外歯１３によっ
   て創成される幾何学形状に一致して形成されることを特
   徴とする三日月片を用いない内接歯車ポンプ。
2. 【請求項２】 前記シール要素３０の頂部端面形状に
   よる歯形が、前記中空リング６の歯形と対応することに
   より、対向する前記ピニオン５の外歯により創成される
   歯形に対応するべく形成されていることを特徴とする請
   求項１に記載の内接歯車ポンプ。
3. 【請求項３】 前記溝３４内に於ける前記シール要素
   ３０の半径方向運動が、一方に於いて、突出方向につい
   て衝当面により規制され、他方に於いて、没入方向につ
   いて同じく衝当面により規制されるように、前記シール
   要素３０及び前記溝３４が互いに補完的に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１若しくは２に記載の内接歯
   車ポンプ。
4. 【請求項４】 前記シール要素３０が、ばね要素４２
   を介して前記溝３４内に弾発的に受容されていることを
   特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の内接歯車ポ
   ンプ。
5. 【請求項５】 前記シール要素３０の下面が、ポンプ
   されるべき流体の圧力室に連通していることを特徴とす
   る請求項１乃至４の何れかに記載の内接歯車ポンプ。
6. 【請求項６】 前記シール要素３０が、非鉄金属また
   は繊維強化プラスチックからなることを特徴とする請求
   項１乃至５の何れかに記載の内接歯車ポンプ。