JPS5821081B2 - Rotary Souch - Google Patents

Rotary Souch

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JPS5821081B2
JPS5821081B2 JP49068645A JP6864574A JPS5821081B2 JP S5821081 B2 JPS5821081 B2 JP S5821081B2 JP 49068645 A JP49068645 A JP 49068645A JP 6864574 A JP6864574 A JP 6864574A JP S5821081 B2 JPS5821081 B2 JP S5821081B2
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JP
Japan
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rotor
gear
ring gear
pin
bearing
Prior art date
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JP49068645A
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Japanese (ja)
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JPS5036811A (en
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アーサー・ジー・ポールマン
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Outboard Marine Corp
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Outboard Marine Corp
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Publication date
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Publication of JPS5036811A publication Critical patent/JPS5036811A/ja
Publication of JPS5821081B2 publication Critical patent/JPS5821081B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C17/00Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
    • F01C17/02Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing of toothed-gearing type
    • 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
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/80Other components
    • F04C2240/805Fastening means, e.g. bolts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/04Heavy metals
    • F05C2201/0433Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0436Iron
    • F05C2201/0439Cast iron
    • F05C2201/0442Spheroidal graphite cast iron, e.g. nodular iron, ductile iron

Abstract

An improved rotor and gear assembly for rotary mechanisms of the trochoidal type, in which a rotor having a central bore is mounted for rotation on a shaft, with a bearing between the rotor bore and the journal portion of the shaft. An internally toothed ring gear is secured to a side face of the rotor for engagement with a stationary spur gear to maintain phasing between the rotor and its trochoidal housing during the planetary and rotary motion of the rotor within the housing. The ring gear is mounted on the rotor in such a manner as to maintain concentricity therewith while permitting differences in thermal expansion between the materials of the rotor and the gear, and without imposing stress on the mounting means or the bearing without causing distortion in the gear or the rotor.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポンプ、コンプレッサ、内燃エンジンおよび流
体モータ用のトロコイド型のロータリー装置、特にこの
ようなロータリー装置の転子と歯車との桓合わせ部分に
係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to trochoidal rotary devices for pumps, compressors, internal combustion engines, and fluid motors, and more particularly to the trochoid-to-gear mating portion of such rotary devices.

従来技術のこの種の装置では、シャフトのジャーナル軸
受は米国特許第3,111,261号明細書に記載しで
あるようにリング歯車の筒形延長部を有していた。
In prior art devices of this type, the journal bearing of the shaft had a cylindrical extension of the ring gear as described in U.S. Pat. No. 3,111,261.

この特許では、リング歯車は転子にこれら部品間に相対
的回転が生じないようにするがしかも熱膨張に差が生ず
ることのできるよう半径方向にキイ止めされていた。
In this patent, the ring gear was radially keyed to the trochanter to prevent relative rotation between these parts, yet to allow differential thermal expansion to occur.

歯車は軸受スリーブの端部においてリングナツトにより
軸線方向に保持された。
The gear was held axially by a ring nut at the end of the bearing sleeve.

しかし転子が熱膨張すると軸受スリーブが転子の孔から
遊離し両者の間に過度の間隙を生ずるので、軸受スリー
ブを転子内にきつく縮ませてはめた第2の軸受スリーブ
により包囲し、それにより、生ずる間隙をシャフト・ジ
ャーナルと隣接した内側の軸受スリーブとの間及び内側
の軸受スリーブと外側の軸受スリーブとの間に生ずるよ
うにしている。
However, when the trochanter thermally expands, the bearing sleeve separates from the hole in the trochanter, creating an excessive gap between the two, so the bearing sleeve is surrounded by a second bearing sleeve that is tightly compressed and fitted within the trochanter. Thereby, a resulting gap is created between the shaft journal and the adjacent inner bearing sleeve and between the inner bearing sleeve and the outer bearing sleeve.

このような配置にすると部品を非常に正確に製造したり
はめ合わせたりする必要があり製造費と組立て費とが高
くなる。
This arrangement requires very precise manufacturing and fitting of the parts, increasing manufacturing and assembly costs.

更にまた、部品の半径方向の膨張差を吸収するようにし
たがリングナツトにより軸受スリーブを軸線方向で保持
するようにしたので軸線方向の膨張差は吸収しなかった
Furthermore, although the differential expansion of the parts in the radial direction was attempted to be absorbed, the ring nut held the bearing sleeve in the axial direction, so that the differential expansion in the axial direction was not absorbed.

米国特許第3,230,789号明細書にも同様な構造
が示してあり、この特許の場合には半径方向に延びたス
プラインを有する1つの軸受が使用され軸受スリーブの
外周に転子がスプラインに係合して配置されている。
A similar structure is shown in U.S. Pat. No. 3,230,789, in which a single bearing with radially extending splines is used and the trochanter is splined around the outer circumference of the bearing sleeve. is arranged in engagement with.

リング歯車が軸受のスプラインにボルト締めされている
A ring gear is bolted to the splines of the bearing.

このような構造にすると前記したものより幾分安価であ
るが、それにもかかわらずまだ高価でありスプライン面
に沿い膨張差により必ずすべりが生じるので半径方向に
延びたスプラインはそのまわりに転子を配置する以前に
高度に仕上げる必要がある。
Although this structure is somewhat cheaper than the one described above, it is nevertheless still expensive and slippage will inevitably occur along the spline surface due to differential expansion, so a radially extending spline should have a trochanter around it. Must be highly polished before placement.

更にまた、歯車を軸受のスプラインにきつくボルト締め
して取付けるので、軸受の熱膨張が抑制される。
Furthermore, since the gear is tightly bolted to the splines of the bearing, thermal expansion of the bearing is suppressed.

米国特許第3,383,936号明細書には歯車が転子
に相対的に回転するのを防止するがしかも半径方向の膨
張差が生じるようにして転子と歯車との間をスプライン
接続する高価な装置の1例が示しである。
U.S. Pat. No. 3,383,936 discloses a spline connection between the trochanter and the gear to prevent the gear from rotating relative to the trochanter, but to create a differential radial expansion. An example of expensive equipment is shown.

この特許の装置もまた歯車と転子との間にこれら部品が
軸線方向に膨張するとこれら部品に緊張をかけるような
軸線方向でのきつい取付は装置が設けである。
The device of this patent also provides for a tight axial attachment between the gear and the trochanter such that axial expansion of these components places tension on these components.

米国特許第3,400,604号明細書に記載した装置
では、歯車は、当該歯車及び回転子にきつくはめた合く
ぎピンにより、回転子に対して回転しないようにされて
いて、回転子の半径方向の膨張が等間隔にした金くぎピ
ンにより歯車に伝達され従って回転子と歯車とを同心に
保持すると記載されている。
In the device described in U.S. Pat. No. 3,400,604, the gear is prevented from rotating relative to the rotor by a dowel pin that is tightly fitted to the gear and the rotor. It is stated that the radial expansion is transmitted to the gear by equally spaced nail pins, thus holding the rotor and gear concentrically.

しかしながら、歯車が回転子より剛強で熱膨張係数が低
いため転子の膨張を制限しゆがみを生じ合くぎピンに緊
張をかけるのでこの装置は適正でないことが判った。
However, this device was found to be unsuitable because the gear is stronger than the rotor and has a lower coefficient of thermal expansion, which limits the expansion of the trochanter, causing distortion and putting tension on the nail pin.

本発明は軸受が転子に相対的に回転したりまたそれに相
対的に横方向に運動したりしないようにされ、歯車と回
転子とが半径方向にも軸線方向にも熱膨張するようにし
てあり、同心に保持され、ゆがみを防止され、取付は装
置に熱ひずみが生じないようにした1〜ロコイド型の回
転機構用の転子と歯車との組合わせ体を提供するもので
ある。
The present invention prevents the bearing from rotating relative to the trochanter or from any lateral movement relative to it, and allows the gear and rotor to thermally expand both radially and axially. The present invention provides a trochanter and gear combination for a lochoid-type rotation mechanism that is held concentrically and is prevented from warping, and the mounting is such that no thermal distortion occurs in the device.

このような利点は歯車を転子の本体にきつくはめまた歯
車に円周方向にきつくはめであるが半径方向に熱膨張で
きるようにしてピンまたは合くぎに支持することにより
達成される。
These advantages are achieved by supporting the gear on pins or dowels with a tight fit on the body of the trochanter and with a tight fit circumferentially on the gear but allowing thermal expansion in the radial direction.

従って、本発明の1つの目的は、緊張をかけたりゆがま
せたりすることなく部品が異なる熱膨張を行えるように
するトロコイド型ロータリー装置用の回転子と歯車との
組合わせ体を提供することである。
It is therefore an object of the present invention to provide a rotor and gear combination for a trochoidal rotary device that allows the components to undergo different thermal expansions without straining or distorting the components. It is.

本発明の他の1つの目的は、歯車が回転子と同心に保持
されるようにした回転子と歯車との組合わせ体を提供す
ることである。
Another object of the invention is to provide a rotor and gear combination in which the gear is held concentrically with the rotor.

本発明の他の1つの目的は、シャフト・ジャーナル用の
軸受を有し、歯車の独特な支持方法により軸受は半径方
向にも軸線方向にも圧縮されないようにした回転子と歯
車との組合わせ体を提供することである。
Another object of the invention is a rotor-gear combination having bearings for the shaft journal, the unique way of supporting the gears ensuring that the bearings are not compressed either radially or axially. It's about giving your body.

本発明の他の1つの目的は、回転子の本体とリング歯車
との材料が異なる熱膨張係数を有している回転子と歯車
との組合わせ体を提供することである。
Another object of the invention is to provide a rotor and gear combination in which the materials of the rotor body and ring gear have different coefficients of thermal expansion.

本発明の他の1つの目的は、回転子の本体が比較的に軽
量の金属で作られている回転子と歯車との組合わせ体を
提供することである。
Another object of the present invention is to provide a rotor and gear combination in which the body of the rotor is made of a relatively lightweight metal.

本発明のその他の目的と利点とは以下に添付図面を参照
して説明することにより理解できよう。
Other objects and advantages of the present invention will be understood from the following description with reference to the accompanying drawings.

第1図と第2図とには3つの凸状にわん曲した作用面1
2を有するほぼ3角形状の輪郭を有していて、20−ブ
のハウジングを有するトロコイド型ロータリー装置に使
用するのに適した回転子11が示しである。
1 and 2 show three convexly curved working surfaces 1.
A rotor 11 is shown having a generally triangular profile having a 20-b shape and suitable for use in a trochoidal rotary device having a 20-b housing.

本発明をこのようなトロコイド型ロータリー装置につい
て説明するが、本発明の原理が回転子が図示した輪郭以
外の輪郭を有している10−ブ、30−ブ等の如き他の
トロコイド型ロータリー装置にも応用できるということ
は理解できよう。
Although the present invention will be described with respect to such a trochoidal rotary device, the principles of the invention may be applied to other trochoidal rotary devices such as 10-b, 30-b, etc. where the rotor has a contour other than that shown. It is understood that it can also be applied to

回転子の本体は中空状で周壁部分13と、1対の平行な
側壁14,16と適当なリブまたはウェッブ18により
周壁部分13に接続されたハブ部分17とを備えている
The body of the rotor is hollow and includes a circumferential wall portion 13, a hub portion 17 connected to the circumferential wall portion 13 by a pair of parallel side walls 14, 16 and suitable ribs or webs 18.

それぞれの作用面12はロータリー装置の使用目的に応
じて選択された寸法と形状とを有する凹所19を有して
いるが、たとえば、ポンプとかコンプレッサの如きある
場合にはこの凹所を省略することもできる。
Each active surface 12 has a recess 19 whose dimensions and shape are chosen depending on the intended use of the rotary device, but in some cases, for example in pumps or compressors, this recess is omitted. You can also do that.

本発明の理解には必要でないので回転子の頂点と側部と
に設けた従来技術の密封装置は省略しである。
The prior art seals on the top and sides of the rotor have been omitted as they are not necessary for an understanding of the invention.

側壁14は円形の中心孔21を有し側壁16は孔22を
有していて、これらの孔は組立ての際に内部の部品を取
付けられるようにしまた作動中潤滑および冷却流体が通
過できるようにする。
Side wall 14 has a circular center hole 21 and side wall 16 has holes 22 which allow for the attachment of internal components during assembly and for the passage of lubricating and cooling fluids during operation. do.

ハブ部分17は回転軸線を通る孔23を有しこの孔には
軸受24が収容されている。
The hub part 17 has a bore 23 passing through the axis of rotation, in which a bearing 24 is accommodated.

軸受24はスリーブ型でも、ローラ軸受でもまたはその
他の従来技術のものでも良く、組立てた時に、ロータリ
ー装置は回転シャフト27の偏心部分26に支持される
The bearing 24 may be of the sleeve type, roller bearing, or other conventional type, and when assembled, the rotary device is supported on the eccentric portion 26 of the rotating shaft 27.

従来技術のトロコイド型ロータリー装置におけるように
、回転子は作動の際にロータリー装置のハウジングの壁
に支持された平歯車(図示せず)にかみ合うリング歯車
28を支持している。
As in prior art trochoidal rotary machines, the rotor supports a ring gear 28 that meshes with a spur gear (not shown) supported in the wall of the rotary machine housing during operation.

これらリング歯車と平歯車とは回転子が内部で回転する
トロコイド・ハウジングと適当に整合して割出す作用を
行う。
These ring gears and spur gears serve to properly align and index the trochoidal housing within which the rotor rotates.

ハブ部分17は平たく機械加工され回転軸線に対して垂
直である端面29を有していてこの端面29には回転子
の本体と軸受24とに共軸に従ってシャフトの偏心部分
26の軸線とも共軸にしてリング歯車28が装着されて
いる。
The hub portion 17 is machined flat and has an end surface 29 that is perpendicular to the axis of rotation and that is coaxial with the body of the rotor and the bearing 24 and coaxial with the axis of the eccentric portion 26 of the shaft. A ring gear 28 is attached to the ring gear 28.

図示しであるように、歯車28は回転子の中空の内部に
全体が引込まれているが、ある場合にはその軸線方向外
面を側壁14の外面と同平面にして孔21内に位置決め
することもできるしまたはノ\ウジングの端部壁に衝合
するよう回転子の側壁を越えて僅かに一部分を突出させ
ることもできる。
As shown, the gear 28 is retracted entirely within the rotor's hollow interior, but in some cases it may be positioned within the bore 21 with its axially outer surface flush with the outer surface of the side wall 14. Alternatively, a small portion may protrude beyond the side wall of the rotor to abut the end wall of the nozzing.

ロータリー装置が作動すると、回転子は可成り熱くなる
When a rotary device is activated, the rotor becomes quite hot.

このことはロータリー装置が内燃エンジンの場合にはと
りわけであるが、また熱い液体を圧送するポンプの場合
にも或はガスが圧縮されるコンプレッサと熱い流体によ
り駆動される流体モータの場合にも生起する。
This occurs especially when the rotary device is an internal combustion engine, but also in the case of pumps pumping hot liquids or compressors in which gas is compressed and fluid motors driven by hot fluids. do.

従って、回転子の材料はロータリー装置の作動中熱膨張
せしめられその後冷却すると収縮する。
Thus, the rotor material undergoes thermal expansion during operation of the rotary device and then contracts upon cooling.

このような回転子は重量を軽減するためとまたエンジン
に動力が発生されるか動力がポンプかその他の機構にか
けられるかにかかわらず回転子の重量ができるだけ軸受
摩擦を生じず従ってできるだけ動力を消費しないように
するため、アルミニウムまたはその合金等で作られる。
Such a rotor is designed to reduce weight and to ensure that the weight of the rotor produces as little bearing friction as possible and therefore consumes as little power as possible, whether power is generated by an engine or power is applied to a pump or other mechanism. Made of aluminum or its alloys to prevent

歯車はトルクを伝達しないにもかかわらず通常摩擦によ
り摩耗し、ロータリー装置の波形荷重により回転子が軸
受間隙を横切り横方向に運動する際に間欠的に周期的荷
重をかけられる。
Although gears do not transmit torque, they typically wear due to friction and are subject to intermittent cyclic loading as the rotor moves laterally across the bearing gap due to the wave loading of the rotary device.

従って、歯車は適当な歯車用の鋼により作られる。Therefore, the gears are made of suitable gear steel.

このように回転子と歯車とを互いに異なる材料で作ると
特に軽量の回転子の場合には一般にアルミニウムとその
合金とは鋼の2倍の熱膨張係数を有しているので歯車と
回転子とは互いに異なる摩擦係数を有することになる。
In this way, if the rotor and gears are made of different materials, especially in the case of a lightweight rotor, aluminum and its alloys generally have twice the coefficient of thermal expansion of steel, so the gears and the rotor may be different. have different coefficients of friction.

回転子は時には球状黒鉛鋳鉄で作られこの材料はアルミ
ニウム程に熱応答性が高くはないがそれでも歯車用の鋼
よりも熱応答性が高い。
Rotors are sometimes made of spheroidal graphite cast iron, a material that is not as thermally responsive as aluminum but still more thermally responsive than gear steel.

回転子と歯車とをたとえ同じ熱応答性を有している材料
で作っても、回転子の材料が直接熱にさらされこれら部
品間の界面が熱伝達を非常に妨げるので熱膨張の差とい
う問題は残る。
Even if the rotor and gears are made of materials with the same thermal response, the difference in thermal expansion occurs because the rotor material is directly exposed to heat and the interface between these parts greatly impedes heat transfer. The problem remains.

ロータリー装置を効率良く作動させるには、初期の準備
時間中と安定した作動中と停止後の冷却時間中とに回転
子とそれに取付けた歯車とを同心に保持することが重要
である。
For rotary machines to operate efficiently, it is important to maintain the rotor and its attached gears concentrically during the initial warm-up period, during stable operation, and during the cooling period after shutdown.

従来技術では、歯車がしっかりとボルト締めして支持さ
れるか両方の部品に設けたきつくはまる合くぎにより位
置決;めされるかもしくはしっかりと案内されるかする
と回転子のハブの膨張が支持装置により伝達され歯車を
同程度膨張させると推測されていた。
In the prior art, expansion of the rotor hub was supported when the gear was either tightly bolted and supported, positioned or tightly guided by tight-fitting dowels on both parts. It was speculated that this would be transmitted by the device and expand the gear to the same extent.

しかしながら、このことが事実でないと判った。However, this turned out not to be the case.

きつくはまる合くぎを使用するとハブの歯車側が拘束さ
れ、その反対側程に膨張せずその結果孔がテーパ状にな
り軸受も同様にテーパ状になり従って軸受は作用を行わ
なくなる。
If a tight-fitting dowel is used, the gear side of the hub will be constrained and will not expand as much as the opposite side, resulting in a tapered hole and a tapered bearing as well, so that the bearing is ineffective.

回転子がリング歯車の内面が着座するフランジを有して
いる場合も同様な欠点が生じる。
A similar disadvantage arises if the rotor has a flange on which the inner surface of the ring gear seats.

ボルトできつく締付ける際に、1歯車と回転子との間に
横方向の相対的運動が生じない程度にボルトをきつく締
付ける場合も同じ問題が生じ軸線方向に異なる膨張が生
じる問題に対処できず、この場合にもまた変形が生じる
The same problem occurs when tightening the bolts so tightly that no lateral relative movement occurs between the gear and the rotor, which does not address the problem of differential expansion in the axial direction. Deformations also occur in this case.

本発明は歯車と回転子とが共に互に干渉するこ、とも緊
張をかけることもなく半径方向にも軸線方向にも自由に
膨張できるようにすると同時に歯車が回転子に相対的に
回転したり回転子の軸線に横方向に運動しないようにし
それにより作動中と停止時にわたり回転子と歯車とを同
心に保持するた1め歯車を回転子に取付けることにより
前記した制約を克服する。
The present invention allows both the gear and the rotor to freely expand in the radial and axial directions without interfering with each other or applying tension, while at the same time allowing the gear to rotate relative to the rotor. The foregoing limitations are overcome by attaching a first gear to the rotor to prevent movement transverse to the axis of the rotor, thereby holding the rotor and gear concentrically during operation and at rest.

これらの条件は歯車と回転子とが同じ熱膨張係数を有し
ていても異なる熱膨張係数を有していてもいづれかの部
品が犬なる熱応答性を有しているかにかかわらず保持さ
れる。
These conditions hold regardless of whether the gear and rotor have the same coefficient of thermal expansion, different coefficients of thermal expansion, or whether either component has a different thermal response. .

回転子のハブ17の端面36はそれから歯車28の厚味
以下の距離突出した複数の円筒形状の金くぎまたはピン
31を有している。
The end face 36 of the rotor hub 17 has a plurality of cylindrical nails or pins 31 projecting therefrom a distance less than the thickness of the gear wheel 28.

これらのピン31は図示した如く等角度の間隔にしても
またはその他の配置にしても良い。
These pins 31 may be equally angularly spaced as shown, or may have other arrangements.

少くとも3本のピン31が必要でこの数にすることが好
ましいがある場合にはそれ以上の数にすることもできる
If at least three pins 31 are required and this number is preferred, a greater number may be used.

ピン31は回転子のハブに部品が予測される最大限度に
熱膨張してもピンがゆるまないようきつくはまっている
The pin 31 is a tight fit in the rotor hub so that it will not loosen even if the component undergoes the maximum expected thermal expansion.

ピンをきつく着座させる1つの便利な方法はピンの外面
とピンがはまる孔との間を干渉はめすることである。
One convenient method of tightly seating the pin is to create an interference fit between the outer surface of the pin and the hole into which the pin fits.

しかしながら、ピンはろう付けの如き他の便利な方法に
より回転子に固着することもできる。
However, the pin can also be secured to the rotor by other convenient methods, such as brazing.

歯車28には半径方向に複数のスロット孔32が設けて
あり、これらスロット孔の数と間隔とはそれを通るピン
31の数と間隔とに等しい。
The gear 28 is provided with a plurality of radially slotted holes 32, the number and spacing of which are equal to the number and spacing of the pins 31 passing through it.

スロット32の円周方向幅は円筒形状のピンの外周にき
つく干渉ばめし従って回転子と歯車との間に相対的運動
が生じない程度である。
The circumferential width of the slot 32 is such that there is a tight interference fit around the outer circumference of the cylindrical pin so that no relative movement occurs between the rotor and the gear.

同様に、回転子と歯車との間に相対的に横方向の運動も
生じない。
Similarly, there is no relative lateral movement between the rotor and gear.

このような運動は少くとも2つのスロット孔の側壁によ
り抵抗を受ける。
Such movement is resisted by the side walls of at least two of the slot holes.

しかしながら、スロット孔32は半径方向にはピンとス
ロット孔との間に半径方向的運動が生起して部品の同心
関係を変化させずに熱膨張および収縮を行える程度に細
長い。
However, the slotted holes 32 are radially elongated to the extent that radial motion between the pin and the slotted holes occurs to allow thermal expansion and contraction without changing the concentric relationship of the parts.

スロット孔32は図面には誇大して細長く示しであるが
実際には長さを犬にする必要はない。
Although the slot hole 32 is shown exaggeratedly elongated in the drawings, it does not actually need to be this long.

スロット孔32の長さは回転子の金属と歯車の金属との
熱膨張係数と、回転子の表面の最高温度と、回転子の表
面とピンの位置ととの間の熱勾配と、ピンが位置決めさ
れている円の直径とを基準として特定の構造に従い選択
される。
The length of the slot hole 32 is determined by the coefficient of thermal expansion between the rotor metal and the gear metal, the maximum temperature of the rotor surface, the thermal gradient between the rotor surface and the pin position, and the pin position. The diameter of the circle being positioned is chosen according to the particular structure.

各回転子毎に約0.00098m(60立方インチ)の
如き中型のエンジンでは、ピンのスロット孔に相対的な
運動量は僅かに1インチの数十分の幾つかである。
In a medium sized engine, such as about 60 cubic inches for each rotor, the momentum of the pin relative to the slotted hole is only a few tenths of an inch.

歯車はその円周に設けた孔を貫通して延びている複数の
等間隔にしたボルト33から成る軸線方向の回転止の装
置により軸線方向に保持されている(第4図に詳細に示
しである)。
The gear is held axially by an axial locking device consisting of a plurality of equally spaced bolts 33 extending through holes in its circumference (shown in detail in FIG. 4). be).

ボルト33はそれぞれ回転子のバブ17に設けた孔37
の平たい底部に圧接して着座した平たい層状の内端部3
6が設けである滑かな円筒形状のシャンク部分34を有
していて、孔37はボルトのシャンクに円周方向に接触
しないようボルトのシャンクより僅かに大きい直径を有
している。
Each bolt 33 is inserted into a hole 37 provided in the rotor bub 17.
flat layered inner end 3 seated in pressure contact with the flat bottom of
6 has a smooth cylindrical shaped shank portion 34, the bore 37 having a diameter slightly larger than the bolt shank so as not to circumferentially contact the bolt shank.

ボルト33はシャンク34と共軸にしてそれから内方に
延びてバブ17のねじ孔39に係合する小さい直径のね
じ状延長部38を有している。
The bolt 33 has a small diameter threaded extension 38 coaxial with the shank 34 and extending inwardly therefrom to engage a threaded hole 39 in the bub 17.

ボルトの延長部38と孔39とは干渉係合していて、従
ってボルト33が内面36がバブ17に衝合するように
なるまでねじ込まれると、ボルトは熱膨張によりゆるめ
られることはない。
The bolt extension 38 and the hole 39 are in interference engagement so that once the bolt 33 is screwed in until the inner surface 36 abuts the bub 17, the bolt will not loosen due to thermal expansion.

ボルトのシャンク部分34の軸線方向外端部は歯車を貫
通して延びている孔41内にそれと同心に位置決めされ
、これらの孔41もまたボルトのシャンク部分に接触じ
ないようその直径より僅かに大きい直径を有している。
The axially outer ends of the bolt shank portions 34 are positioned concentrically within holes 41 extending through the gear, and these holes 41 are also slightly smaller than their diameter so as not to contact the bolt shank portions. It has a large diameter.

孔41は歯車の外面に歯車28の厚味のほぼ半分の深さ
にした平たい底の共軸にした座ぐり孔42を有している
Hole 41 has a flat-bottomed coaxial counterbore 42 in the outer surface of the gear approximately half the depth of gear 28.

ボルトは座ぐり孔より僅かに直径が小さくその内部に位
置決めされた平たい底の頭部を有しているが、シャンク
部分34の長さとその着座する孔34の深さとはボルト
の頭部が座ぐり孔42の底に衝合しないで1インチの十
分の幾つかの間隙43を残すような比率にしである。
Although the bolt has a flat-bottomed head positioned within it that is slightly smaller in diameter than the counterbore, the length of the shank portion 34 and the depth of the hole 34 in which it seats are such that the head of the bolt is seated. The ratio is such that it leaves a gap 43 of several tenths of an inch without abutting the bottom of the borehole 42.

間隙43の寸法はロータリー装置の寸法と、回転子と歯
車との材料と予想される最高温度とに従い決まり、従っ
て、予想される最大の熱膨張では、ボルトの頭部は歯車
に緊張力をかけない。
The dimensions of the gap 43 are determined by the dimensions of the rotary machine, the materials of the rotor and gears, and the expected maximum temperature; therefore, at the maximum expected thermal expansion, the bolt head will exert tension on the gear. do not have.

従って、歯車28は回転子のバブにそれから分離されな
いように軸線方向に接続されていることが判ろう。
It will therefore be seen that the gear 28 is axially connected to the rotor bub in such a way that it cannot be separated therefrom.

歯車は常温状態ではその軸線方向に僅かにゆるく支持さ
れているように見えるがこのことはボルトの頭部の下側
の間隙が僅かな程度であるから重要でない。
The gear appears to be slightly loosely supported in its axial direction at room temperature, but this is not important since the clearance under the bolt head is negligible.

作動の際に温度が間隙43がほとんど塞がれる程度の値
になるまでは遊ばずにボルトの頭部が回転子のバブに圧
接して回転することが判った。
It has been found that during operation, the bolt head presses against the rotor bub and rotates without play until the temperature reaches such a value that the gap 43 is almost closed.

ピン31がスロット孔32の側部に圧接しているので歯
車は回転子に相対的に円周方向に回転しないこともまた
判ろう。
It will also be seen that because the pin 31 presses against the side of the slotted hole 32, the gear does not rotate circumferentially relative to the rotor.

同様に、歯車が軸線を横方向に相対的に運動することは
スロットの側部に圧接している少くとも2つのピンによ
り抵抗されるかもしくは3つ以上のピンを使用するとす
ればそれ以上のピンにより抵抗を受ける。
Similarly, relative movement of the gear laterally about its axis is resisted by at least two pins pressing against the sides of the slot, or more if three or more pins are used. Resistance is provided by the pin.

両部品がいづれの方向にも熱膨張に差が生じることは容
易にあり得ることであるが熱膨張の差によっても歯車、
回転子、支持部または軸受に緊張またはゆがみを生じた
りまた同心関係を乱すことはない。
It is easy for both parts to have a difference in thermal expansion in either direction, but the difference in thermal expansion can also cause gears,
It does not create tension or distortion in the rotor, supports or bearings or disturb concentricity.

第5図ないし第8図には本発明の別の実施態様が示しで
ある。
Another embodiment of the invention is shown in FIGS. 5-8.

この例の回転子は本発明の歯車支持装置の一般原理と種
々のロータリー装置の回転子に対する応用性とを例示す
るため変形しである。
This example rotor is modified to illustrate the general principles of the gear support system of the present invention and its applicability to rotors of various rotary machines.

図面には省略されている細部の点については説明しない
Points of detail omitted from the drawings will not be described.

回転子11aは前記した実施態様におけると同様にそれ
ぞれが凹所19を有する凸状にわん曲した作用面12を
設けたほぼ3角形状の輪郭を有している。
The rotor 11a has an approximately triangular contour with convexly curved working surfaces 12 each having a recess 19, as in the previously described embodiments.

回転子の本体は中空状で周壁部分13と、平行な側面1
4a、1(iaと適当なリブまたはウェッブ18により
周壁部分13に接続されたハブ部17aとを備えている
The main body of the rotor is hollow and has a peripheral wall portion 13 and a parallel side surface 1.
4a, 1(ia) and a hub portion 17a connected to the peripheral wall portion 13 by suitable ribs or webs 18.

ハブ部分17aは軸受24を収容した回転軸線を通る孔
23を有している。
The hub portion 17a has a bore 23 through the axis of rotation in which a bearing 24 is housed.

組立てたロータリー装置では、回転シャフト27の偏心
部分26がこの孔23内に軸受けされる。
In the assembled rotary device, the eccentric portion 26 of the rotary shaft 27 is supported in this hole 23.

リング歯車28aが回転子の本体と、軸受とシャフトの
偏心部分26とに同心にして回転子のハブ部分の平たい
端面に圧接して着座せしめられている。
A ring gear 28a is seated concentrically with the rotor body and the eccentric portion 26 of the bearing and shaft and pressed against the flat end surface of the rotor hub portion.

リング歯車28Hの軸線方向の内側には外面がハブ部分
の孔23にきつくはまる肩付き延長部46が設けである
The axially inner side of the ring gear 28H is provided with a shouldered extension 46 whose outer surface fits tightly into the hole 23 in the hub portion.

延長部46は歯車を回転子に取付けると孔23内に位置
決めされ歯車と回転子とを互いに同心にさせ一度び歯車
が支持されるとこの同心関係は変らない。
The extension 46 is positioned within the hole 23 when the gear is mounted on the rotor, causing the gear and rotor to be concentric with each other, and this concentric relationship remains unchanged once the gear is supported.

もし回転子のハブとリング歯車との間に熱膨張に差があ
れば、回転子のハブにおける熱膨張は歯車における熱膨
張より常に大であり、従って、ハブにも歯車にも緊張を
かけずにハブは歯車の肩部から遠ざかるよう半径方向に
膨張するだけである。
If there is a difference in thermal expansion between the rotor hub and the ring gear, then the thermal expansion at the rotor hub will always be greater than the thermal expansion at the gear, so there will be no stress on either the hub or the gear. The hub only expands radially away from the gear shoulder.

両方の部品は前記した実施態様の場合と同様に相対的に
横方向にすなわち円周方向に運動せずに半径方向に互い
に異なる程度膨張する。
Both parts do not move laterally or circumferentially relative to each other, as in the previously described embodiments, but expand radially to different degrees.

ハブ部分17aはそれから軸線方向に突出して割り管状
の合くぎとして示した複数の合くぎ31aを有している
The hub portion 17a has a plurality of dowels 31a projecting axially therefrom and shown as split tubular dowels.

このような割り管は組立ての際に圧縮できまたハブ部分
が熱膨張しても自身の自然の弾性によりきつく固定され
るのでハブの孔にきつくはまる。
Such a split tube can be compressed during assembly and will fit tightly into the hole in the hub because its natural elasticity will hold it tightly against any thermal expansion of the hub portion.

しかしながら、前記した如く管状または中実の合くぎを
いづれの実施態にも使用できる。
However, as described above, tubular or solid dowels can be used with either embodiment.

第5図には3対の合くぎが示しであるが、少くとも3対
を使用するという点以外本発明は特定の数の合くぎの使
用に限定されるものでない。
Although three pairs of dowels are shown in FIG. 5, the invention is not limited to the use of any particular number of dowels, except that at least three pairs are used.

更にまた、もし合くぎを他の配置にして位置決めするこ
とが便利であれば回転子を他の装置により平衡にできる
ので合くぎはいづれの実施態様においても必ずしも等角
度の間隔に配置する必要はない。
Furthermore, the dowels do not necessarily need to be equiangularly spaced in either embodiment, since the rotor can be balanced by other devices if it is convenient to locate the dowels in other arrangements. do not have.

リング歯車28aには合くぎと同じ数と間隔とにしたス
ロット孔32が半径方向に設けである。
The ring gear 28a is radially provided with slot holes 32 having the same number and spacing as the dowels.

スロット孔32の半径方向の深さは合くぎにきつく摩擦
ばめされ従って横方向と円周方向とに運動しないように
すると共に予想される熱に応答して半径方向に運動する
よう半径方向に十分な遊びを有する程度である。
The radial depth of the slotted hole 32 is such that it is a tight friction fit to the dowel, thus preventing movement in the lateral and circumferential directions, and radially to allow movement in the radial direction in response to anticipated heat. It has enough play.

歯車の軸線方向延長部用の回転止め装置は歯車の円周か
ら半径方向に外方に延びている複数の耳状突起47から
成り、耳状突起47は図面には歯車の露出面と同平面に
しであるが必ずしもこのようにする必要はない。
The rotation stop device for the axial extension of the gear consists of a plurality of ears 47 extending radially outward from the circumference of the gear, the ears 47 being shown flush with the exposed surface of the gear. However, it is not necessarily necessary to do it this way.

同様な複数の耳状突起48・が回転子の本体の周壁部分
13から半径方向に内方に延びている。
A similar plurality of ears 48 extend radially inwardly from the peripheral wall portion 13 of the rotor body.

回転子の耳状突起の軸線方向の内面と歯車の耳状突起4
7の軸線方向の′外面とは耳状突起48が耳状突起47
に前記した実施態様において許容されると同程度の予想
される軸線方向に膨張できるようにする程度軸線方向の
間隙をもって重なり合っている。
The axial inner surface of the rotor ear and the gear ear 4
The outer surface of 7 in the axial direction is the ear-like process 48 and the ear-like process 47.
They overlap with an axial spacing as much as possible to allow for as much expected axial expansion as is allowed in the embodiments described above.

いづれの実施態様においても軸線方向の回転止め装置は
もし反対方向に互いに間隔をあければ2つ以上を設ける
必要はないが所望ならばそれ以上の任意の数設けること
が・できる。
In either embodiment, there need not be more than two axial rotation locking devices provided they are spaced apart from each other in opposite directions, but any number of axial locks may be provided if desired.

通常では合くぎと同数それと同様に間隔をあけて軸線方
向の回転止め装置を使用することが便利である。
It is usually convenient to use as many axial locking devices as dowels and similarly spaced apart.

更にまた、第2の実施態様の回転子の耳状突起48は回
転子の一体の部品として示しであるが、これら耳状突起
は回転子にボルト止めまたはその他の方法で取付けた別
個の部品でも良い。
Furthermore, although the rotor ears 48 of the second embodiment are shown as integral parts of the rotor, the ears may be separate parts bolted or otherwise attached to the rotor. good.

耳状突起48が回転子と一体の場合に軸線方向の回転止
め装置を並べる方法が第8図に示しである。
The method of arranging the axial detents when the ears 48 are integral with the rotor is shown in FIG.

歯車と回転子とを組立てる際には、歯車をそ・の筒形延
長部46をハブの孔23にはめ耳状突起47.48を歯
車を軸線方向に着座させる程度に円周方向にずらして回
転子のハブの端面にセットする。
When assembling the gear and rotor, the gear is fitted with its cylindrical extension 46 into the hub hole 23 and the ears 47, 48 are offset circumferentially to seat the gear axially. Set it on the end face of the rotor hub.

次いで、歯車をハブ上でまわし歯車の耳状突起47を回
転子の耳状突起48の下に適当に円周方向に合わせる。
The gear is then rotated on the hub to properly circumferentially align the ears 47 of the gear below the ears 48 of the rotor.

歯車は既にそのスロット孔32が設けてありまたもし回
転子のハブに既に対応する合くぎ孔が設けてあれば合く
ぎが位置決めされる。
The gear is already provided with its slotted hole 32, and if the rotor hub is already provided with a corresponding dowel hole, the dowel is positioned.

もしハブに合くぎ用の孔が設けてなければ、合くぎをス
ロット孔に通して組立てを行う。
If the hub does not have holes for dowels, insert the dowels through the slots to assemble.

このことは回転子のハブに設けた対応する孔を位置決め
する従来技術の方法である。
This is the prior art method of locating corresponding holes in the rotor hub.

軸受24は従来技術の方法により歯車を取付ける以前が
その後に回転子の孔23内に位置決めできる。
The bearing 24 can be positioned in the rotor bore 23 before or after installing the gear by conventional methods.

ある場合には、歯車を回転子のハブに組合わせる以前に
合くぎを回転子のバブに既に着座させることが望ましい
In some cases, it is desirable to already seat the pegs in the rotor bub before assembling the gear to the rotor hub.

この場合には、回転子とは別にした耳状突起48を使用
でき、歯車はそのスロット孔32を突出した合くぎと係
合させて軸線方向に着座させ次いで耳状突起48を歯車
の耳状突起47上にして回転子に取付ける。
In this case, an ear 48 separate from the rotor can be used, and the gear is seated axially with its slotted hole 32 engaged with the protruding peg, and then the ear 48 is seated in the gear ear. Mount it on the rotor on the protrusion 47.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は20−ブの周辺ハウジングを有するトロコイド
型ロータリー装置用の回転子とリング歯車との組合わせ
体を軸線方向から見た立面図、第2図は第1図の2−2
線に沿い切断して示した断面図、第3図は第2図の3−
3線に沿い見た拡大部分図、第4図は第2図の拡大詳細
部分図、第5図は別の実施態様の組合わせ体を軸線方向
から見た立面図、第6図は第5図の6−6線に沿い見た
部分断面立面図、第7図は第6図の7−7線に沿い見た
拡大部分図、第8図は第5図の一部分の拡大詳細図であ
る。 11・・・・・・回転子、14,16・・・・・・側部
、212・3・・・・・・孔、33・・・・・・取付は
装置。
FIG. 1 is an axial elevational view of a rotor and ring gear combination for a trochoidal rotary device with a 20-b peripheral housing, and FIG.
A cross-sectional view taken along the line, Figure 3 is 3- in Figure 2.
4 is an enlarged detail view of FIG. 2; FIG. 5 is an axial elevational view of a further embodiment of the combination; FIG. 5 is a partially sectional elevational view taken along the line 6-6 of FIG. 5, FIG. 7 is an enlarged partial view taken along the line 7-7 of FIG. 6, and FIG. 8 is an enlarged detailed view of a portion of FIG. 5. It is. 11... Rotor, 14, 16... Side part, 212, 3... Hole, 33... Mounting device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 回転子及び該回転子の一側面上に同心状にして取り
付けられるリング歯車とを有し、ロータリーポンプやロ
ータリーエンジン等に於いて用いられるロータリー装置
に於いて、 上記回転子の一側面上に、その周方向で間隔をおいて同
側面から突出する少なくとも3個のピンを設け、上記リ
ング歯車に上記ピンに対応し各一つの対応するピンを受
は入れる少なくとも3個の開口を設け、ピンを対応する
開口に挿入することによりリング歯車を回転子に取り付
けるようになし、且つ、上記開口の当該リング歯車の周
方向に於ける幅を、収納したピンの両側に係合する寸法
とするとともに、リング歯車の半径方向に於ける同開口
の長さを同方向に於けるピンの寸法よりも太きくシ、そ
れにより、作動時に於ける回転子のリングギアに対する
半径方向での相対的熱膨張に伴うピンの開口内での動き
を許容するようにしたロータリー装置。
[Scope of Claims] 1. A rotary device having a rotor and a ring gear concentrically attached to one side of the rotor, and used in a rotary pump, rotary engine, etc. At least three pins are provided on one side of the child and protrude from the same side at intervals in the circumferential direction, and the ring gear has at least three pins each receiving one corresponding pin. The ring gear is attached to the rotor by inserting a pin into the corresponding opening, and the width of the opening in the circumferential direction of the ring gear is set such that the width of the opening in the circumferential direction of the ring gear is related to both sides of the stored pin. In addition, the length of the opening in the radial direction of the ring gear is made larger than the dimension of the pin in the same direction, so that the radial direction of the rotor relative to the ring gear during operation is A rotary device that allows the pin to move within the opening due to relative thermal expansion.
JP49068645A 1973-06-25 1974-06-15 Rotary Souch Expired JPS5821081B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5036811A JPS5036811A (en) 1975-04-07
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ID=23472717

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DE (1) DE2421588C2 (en)
IL (1) IL44462A (en)

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DE2421588C2 (en) 1986-05-07
IL44462A0 (en) 1974-06-30
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US3830599A (en) 1974-08-20

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