JPS6359031B2 - - Google Patents

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JPS6359031B2
JPS6359031B2 JP14430280A JP14430280A JPS6359031B2 JP S6359031 B2 JPS6359031 B2 JP S6359031B2 JP 14430280 A JP14430280 A JP 14430280A JP 14430280 A JP14430280 A JP 14430280A JP S6359031 B2 JPS6359031 B2 JP S6359031B2
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tooth
rotor
tooth profile
pump
quimbee
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JP14430280A
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、バイローター形のねじポンプとして
広く用いられているクインビーポンプの改良に関
し、特に、本発明者が先に特開昭57−46083号に
おいて開示したクインビーポンプの改良に関す
る。
クインビーポンプは他のねじポンプと比べると
ケーシングの構造が簡単で、ローターの加工も容
易である上、ローターが2本で足りるなど、構造
が単純であり、力のバランスがよく、故障が少い
という利点があり、また、他のバイローター形ギ
アポンプ等と比べると、大きさの割に大流量が得
られ、吐出圧の変動が無く、ローターの回転数を
高めることができ、ローターを長くするだけで、
或る程度高い揚程が得られる等の長所があるため
広く用いられている。
クインビーポンプを構成する一対のねじ歯車は
いずれも同径の右ねじ部と左ねじ部を有し、主動
ねじの右ねじ部、左ねじ部はそれぞれ従動ねじの
左ねじ部、右ねじ部とかみ合いつつ、パイロツト
ギアを介して互いに逆方向に回動するよう構成さ
れている。
而して、これらのねじ歯車の軸直角歯形曲線は
歯先円の一直径を挟んで互いに向い合つている歯
先円および歯底円の半円孤と、相手側ねじ歯車の
歯先円の半円孤の両端がそれぞれ画くトロコイド
とによつて構成される閉曲線である。
この歯形は第2歯形系の歯形であり、歯面を介
して直接従動歯車を駆動できないので、回転伝達
にはパイロツトギアを必要とするという問題があ
る。
また、この歯形では完全に連続した流体シール
線を形成することができず吸入側と吐出側の間に
いわゆる筒抜けが生ずることが知られており、そ
のため両ねじ歯車のかみ合い長さをいずれも4〜
6ピツチ分またはそれ以上としないと、通常の用
途で必要とする揚程および容積効率が得られない
上、そのようにかみ合い部を長くしても容積効率
は必ずしも充分なレベルに達せず、またサクシヨ
ンも悪いという問題があつた。
本発明者は、従来公知のクインビーポンプの叙
上の問題点を解決するため、先に特開昭57−
46083号において、これらクインビーポンプのね
じローターの歯の一面を従来公知の歯形としたま
ま、他の一面の歯形を第1歯形系の一点連続接触
歯形とすることにより、流体シールが完全であ
り、従つて容積効率が格段に高く、1段シールで
も高い揚程が得られ、しかも、パイロツトギアも
不要であるような改良されたクインビーポンプを
提案した。
この第1歯形系の一点連続接触歯形とは、1つ
の軸直角平面内では、位相角に応じて定まる特定
の接触点でのみ互いにかみ合い、従つて、はすば
歯車として利用できるものであるが、その接触部
においては相対曲率が小さく滑り率も少いので、
面圧強度の強い歯車が得られるものである。
このような一点連続接触歯形としては全サイク
ロイド系のほか、円孤等の歯形が知られており、
従来公知のクインビーポンプのねじローターの歯
面の一方のみをこの第1歯形に変更することによ
り上記流体シール線を完全に連続させ、これによ
つて従来の筒抜けの問題を解決したものである。
而して、上記特開昭57−46083号において開示
した叙上の如きクインビーポンプも、そのねじロ
ーターのねじが1条である点では、従来のクイン
ビーポンプと同様であつた。然しながら、このよ
うな1条ねじにあつては、ローターの回転時に動
的アンバランスが生じざるを得ない。即ち、この
ローターの軸直角断面を取つてみると、それが1
条ねじであるため、その歯条を形成する部分は各
断面においてローターの回転中心軸から一方の側
へ片寄つて存在している。従つて、例えば1つの
ローターの右ねじ部と左ねじ部を完全に同じピツ
チ数にすることによりローター全体の静バランス
を取ることはできても、その動バランスを取るこ
とは本質的に不可能である。即ち、例えば、ねじ
の両端部における重心は常に回転中心軸から大幅
に外れているからである。
従つて、ローターを高速回転させると振動を生
じ、これを防止するには回転数を大幅に制限した
り、或いはケーシング等を必要以上に堅牢とした
りするなど多くの手段を講ずる必要がある。ま
た、かかる状態はポンプの寿命の点から見ても良
好なものではなかつた。
本発明は叙上の観点にたつてなされたものであ
り、その目的とするところは、まず第1に、回転
バランスの優れたローターを有するクインビーポ
ンプを提供することにある。
而して、その要旨とするところは、ローターと
なるねじ歯車を少くとも2条以上のねじとして構
成し、その各歯条をローターの軸直角断面におい
て回転中心軸の周囲に適切に配分することによ
り、その断面部における重心が回転中心軸に一致
するように形成すると共に、1つの歯条の一方の
歯面のみをトロコイド歯形とし、他の歯面は総て
一点連続接触歯形とすることにある。然るとき
は、ローターの全長にわたつて、いずれの軸直角
断面においてもその重心は回転中心軸上にあるこ
とになり、極めて良好な回転バランスが得られる
ものである。
また、叙上の如く構成したローターにおいて
は、1つの歯面を除いて他の複数の歯面がいずれ
もパイロツトギアとして機能し得る一点連続接触
歯形であるため、特開昭57−46083号で開示した
1条ねじのローターよりもパイロツトギアの数が
多く、従つて従動側ローターをより強力、確実に
回転させ得るものである。更にまた、一面にトロ
コイド歯形を有する1つの歯条を除けば、他の歯
条はいずれもその両歯面がともに一点連続歯形で
あるため、主動側ローターを逆転させたときにも
従動側ローターへの動力伝達が可能であり、これ
により流れの切換えが自在となる。
以上の如く、従動側ローターへの動力伝達を確
実ならしめ、且つこれを逆回転させ得るようにす
ることも、本発明の目的の1つである。
以下、図面により本発明の詳細を説明する。
第1図は本発明にかかる改良型クインビーポン
プのローターの一実施例を示す軸直角歯形曲線
図、第2図は他の一実施例を示す軸直角歯形曲線
図である。
第1図中、1及び2は互いにかみ合つたロータ
ーであり、両ローターは、図中最も外側の点線で
示した両ローターの歯先円筒で形成される8字形
断面形状のローター室を有するケーシング内に収
容されている。両ローターはそれぞれの中心軸
O0,O0′に沿つてねじれた状態ではすば歯車を形
成し、且つ両ローターの歯面は互いにかみ合つ
て、モータに連結された一方の主動側ローター
(例えばローター1)が図中矢符方向(反時計方
向)に回転するとこれに伴い従動側ローター2が
これとは逆方向(時計方向)に回転するようにな
つている。このとき、ローター1及び2の接触に
よつて形成されるシール線及び両ローターとロー
ター室内壁の接触によつて形成されるシール線が
ローターの回転に伴つて移動することにより、流
体が送られる。
主動側ローター1と従動側ローター2の歯形
は、ねじれ方向のみは異るが、他の諸元は総て同
一であるので、いまローター1についてその歯形
を説明する。
図中、CTは半径R1の歯先円、CRは半径R2の歯
元円、CPは半径1/2(R1+R2)のピツチ円であ り、曲線
ABCDEFGG′HIJKLM′MNOPQRSS′TUVAで
示された閉曲線が歯形曲線である。而して、この
歯形曲線のうち、曲線ABCは相手歯車の歯先円
上の点A′が画くトコロイド、CDEは歯元円の円
孤、EFGはピツチ円上の点O1を中心とし歯元円
に外接する半径r(但しr=1/2(R1−R2))の円 孤、GG′は半径方向直線、G′Hはピツチ円半径
1/2(R1+R2)を直径にもつ転円によるサイクロ イド、HIはピツチ円上の点O2を中心とし歯先円
に内接する半径rの円孤、IJKは歯先円の円孤、
KLはピツチ円上の点O3を中心とし歯先円に内接
する半径rの円孤、LM′はピツチ円半径を直径に
もつ転円によるサイクロイド、M′Mは半径方向
直線、MNOはピツチ円上の点O4を中心とし歯元
円に外接する半径rの円孤、OPQは歯元円の円
孤、QRSはピツチ円上の点O5を中心とし歯元円
に外接する半径rの円孤、SS′は半径方向直線、
S′Tはピツチ円半径を直径にもつ転円によるサイ
クロイド、TUはピツチ円上の点O6を中心とし歯
先円に内接する半径rの円弧、UVAは歯先円の
円孤である。なお各曲線の接続点C,E,G,
G′,H,I,K,L,M′,M,O,Q,S,S′,
T,Uはそれぞれ滑らかに連続させる。
またアデンダムの各円弧HI,KL,TUの半径
は、デデンダムの各円孤EFG,MNO,QRSの半
径を超えることのないように、且つ実質的に同一
の値となるように構成する。
上記の如く構成した歯形においては、トロコイ
ド歯形ABC部以外は円孤、直線およびサイクロ
イド曲線であるため、2リード内でシール線が完
結されて筒抜けが解消されることは特願昭55−
119886号で詳しく説明した通りであるが、それに
加えて、上記歯形の場合、極めて良好な動バラン
スを得ることができる。即ち、図から明らかな如
く、この歯形は、トロコイド曲線ABCを形成す
るための部分を除き他は総て中心軸O0を中心と
した対称図形となつており、従つてローターのど
の位置で軸直角断面を取つてもその重心位置は中
心軸O0と略一致しているからである。なお、説
明するまでもないが、第1図に示す軸直歯形によ
つて構成されるローターは、曲線
QRSS′TUVABCで形成される1つの歯条と、曲
線EFGG′HIJKLM′MNOで形成されるもう1つ
の歯条とから成る2条ねじである。
而して、上記の如き歯形とすれば、主動側ロー
ターが矢符方向(反時計方向)に回転するとき、
円孤歯形EFG,HI及びQRS,TU部分の合計2
箇所で動力伝達がなされるから、パイロツトギア
を用いなくとも従動側ローターを駆動でき、その
駆動力も特願昭55−119886号に示されたものより
増強されるものである。
更にまた、曲線EFGG′HIJKLM′MNOで形成
される歯条は、その両面に円孤歯形、即ちEFG,
HIとKL,MNOとを有するから、ローター1を
主動ローターとして逆転させることも可能であ
る。その場合には円孤曲線KL,MNO部分が動
力伝達を行う。
第2図は、本発明にかかるクインビーポンプの
ローターの他の一実施例、即ち3条ねじローター
の一実施例の軸直角歯形曲線を示している。
図中、曲線ABはトロコイドであるが、残りの
部分は前記実施例同様総て円孤、直線及びサイク
ロイド曲線で構成されている。即ち、曲線BC,
JK及びRSは歯元円CR(半径R2)の円孤、曲線
FG,NO及びVAは歯先円CT(半径R1)の円孤で
あり、曲線CD,IJ,KL,QR及びSTはそれぞれ
ピツチ円CP(半径1/2(R1+R2))上の点O1,O4, O5,O8及びO9を中心とし歯元円CRに外接する半
径r(但しr=1/2(R1−R2))の円孤、DD′, I′I,LL′,QQ′及びTT′は半径方向直線、曲線
D′E,HI′,L′M,PQ′及びT′Uはピツチ円半径を
直径にもつ転円によるサイクロイド、曲線EF,
GH,MN,OP及びUVはピツチ円CP上の点O2
O3,O6,O7及びO10を中心とし歯先円CTに内接す
る半径rの円孤である。
而して、この実施例においても、3条ねじを構
成する各歯条は中心軸O0の周りに均等に、即ち、
等しく120゜の間隔を隔てて配されており、これが
ため軸直角断面の重心は中心軸O0と略一致して、
良好な回転バランスが得られるようになつてい
る。またトロコイド歯面を有する歯条以外の歯条
の歯面はいずれも円孤、直接及びサイクロイド歯
形であるため、充分な動力伝達がなされ得ると共
に、同一の主動側ローターを用いて正逆回転の変
更が自在である。
なお、トロコイド歯形の歯面を増設すること、
即ち例えば第2図中の曲線部OPQ′QR部分もトロ
コイド歯面とすることは、閉曲線を形成すべきシ
ール線の切断をきたすため、必ずしも適当とはい
えない。
本発明は叙上の如く構成されるから、動バラン
スに優れ、例えば、回転数1800rpmにおいて吐出
量が300m3/Hrであるような実用寸法のクインビ
ーポンプにおいてそのローターに加わる遠心力が
数百Kg重以上となるような場合にも振動を生ずる
ことがなく、従つて回転数を更に増大させて時間
当りの吐出量を増加させることも可能である。更
にまだパイロツトギアなしで正逆回転共に動力伝
達が可能であるから、コンパクトで利用範囲の広
い改良型クインビーポンプが提供されるものであ
る。
なお、本発明の構成は叙上の実施例に限定され
るものでなく、例えば、第1歯形の一点連続接触
歯形としては叙上の如き円孤系歯形のみでなく、
他の円孤系歯形、サイクロイド系歯形等が広く利
用できるものであり、本発明はそれらの総てを包
摂するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる改良型クインビーポン
プのローターの一実施例を示す軸直角歯形曲線
図、第2図は他の一実施例を示す軸直角歯形曲線
図である。 1……主動側ローター、2……従動側ロータ
ー、CT……歯先円、CR……歯元円、CP……ピツ
チ円、O0,O0′……回転中心軸。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 それぞれ右ねじ部と左ねじ部を有する一対の
    ねじ歯車形ローターを用いて構成するクインビー
    ポンプにおいて、上記両ローターの各ねじ部をい
    ずれも少くとも2条以上のねじで構成すると共
    に、その1つの歯条の一方の歯面を相手側ロータ
    ーの歯先円上の一点が画く第2歯形系のトロコイ
    ド歯形とし、上記1つの歯条の他の一方の歯面並
    びに残りの各歯条の両歯面を総て第1歯形系の一
    点連続接触歯形としたことを特徴とする改良型ク
    インビーポンプ。 2 上記一点連続接触歯形として円孤歯形を用い
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    改良型クインビーポンプ。 3 上記一点連続接触歯形としてサイクロイド歯
    形を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の改良型クインビーポンプ。 4 上記一点連続接触歯形の歯面がパイロツトギ
    アの代りに駆動面として用いられることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項、第2項または第3項
    記載の改良型クインビーポンプ。 5 上記両ローターの少くとも2条以上から成る
    各ねじ部がそれぞれ2リード以上の完全ねじ部を
    含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第
    2項、第3項または第4項記載の改良型クインビ
    ーポンプ。
JP14430280A 1980-10-17 1980-10-17 Improved queen-bee pump Granted JPS5768576A (en)

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JP14430280A JPS5768576A (en) 1980-10-17 1980-10-17 Improved queen-bee pump

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JP14430280A JPS5768576A (en) 1980-10-17 1980-10-17 Improved queen-bee pump

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Publication Number Publication Date
JPS5768576A JPS5768576A (en) 1982-04-26
JPS6359031B2 true JPS6359031B2 (ja) 1988-11-17

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JP14430280A Granted JPS5768576A (en) 1980-10-17 1980-10-17 Improved queen-bee pump

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011026981A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Toyota Industries Corp スクリューロータ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011026981A (ja) * 2009-07-22 2011-02-10 Toyota Industries Corp スクリューロータ
EP2295801A2 (en) 2009-07-22 2011-03-16 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Screw pump rotor
TWI408283B (zh) * 2009-07-22 2013-09-11 Toyota Jidoshokki Kk 螺旋轉子

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Publication number Publication date
JPS5768576A (en) 1982-04-26

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