JPS648193B2

JPS648193B2 -

Info

Publication number: JPS648193B2
Application number: JP11988680A
Authority: JP
Inventors: Shigeyoshi Osada
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-01
Filing date: 1980-09-01
Publication date: 1989-02-13
Also published as: JPS5746083A

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
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、ローターが二本で足りるなど、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
ヤ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ゝ、パイロツト
ギヤ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
歯先円の一直径を挾んで互いに向い合つている歯
先円および歯底円の半円弧と、相手側ねじ歯車の
歯先円の半円弧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
にはパイロツトギヤ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。

本発明はこれらの観点からなされたものであつ
て、その目的とするところは、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ピツチ
でも高い揚程が得られ、しかも、パイロツトギヤ
も不要であるような新規な改良されたクインビー
ポンプを提供することにある。

而して、本発明の要旨とするところは、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、両ローターの回転伝達側の歯面をいずれも
第１歯形系の一点連続接触歯形とし、バツクラツ
シユ側の歯面をいずれも第２歯形系のトロコイド
歯形とすることである。

この第１歯形系の一点連続接触歯形とは、一つ
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。

而して、このような歯形としては全サイクロイ
ド系のほか、円弧歯形、即ち、ウイルドハーバ
ー・ノビコフ系の歯形が知られており、後者とし
てはさらに、本発明者が特願昭49−045479号、同
49−045480号、同51−003531号等により開示した
二重接触円弧歯形等が知られている。

而して、従来公知のクインビーポンプにおい
て、一対のローターの回転伝達側のみをこの第１
歯形に変更すると、上記流体シール線が完全に連
続したものとなり、筒抜けが解消するものであ
る。

以下図面により本発明の詳細を説明する。

第１図は本発明にかゝる改良型クインビーポン
プの一実施例を示す軸平面断面図、第２図はその
軸直角歯形曲線図、第３図はそのかみ合い状態を
示す説明図である。

而して、第１図中、１はケーシング、２はその
蓋体、３は主動側ローター、４は従動側ローター
である。

ケーシング１は流入口１ａと流出口１ｂを有
し、その内部の８字形断面図のローター室内に一
対のローター３，４を収容している。

ローター３，４は、それぞれ互いにかみ合う右
ねじ部３ａと左ねじ部４ａ、左ねじ部３ｂと右ね
じ部４ｂを有し、主動側ローター３はさらに蓋体
２を貫通する駆動軸３ｃを有する。

而して、図示されていないモータにより、駆動
軸３ｃを介して主動側ローター３を図中矢符方向
に（反時計方向）に回動させると、従動側ロータ
ー４はこれと逆方向（時計方向）に回動し、この
ため流体はケーシング１の流入口１ａから吸い込
まれ、ケーシング１内で矢符方向に流動せしめら
れ、吐出口１ｂから外方に吐出されるものであ
る。

而して、本発明においては、これらローター
３，４の実質的なかみ合い接触面、即ち、本実施
例においては、主動側ローター３の流出口側歯面
３a′，３b′と従動側ローター４の流入口側歯面４
a′，４b′の軸直角歯形を前述の第１歯形とし、こ
れらと反対側の歯面、即ち、主動側ローター３の
流入口側歯面３a″，３b″と従動側ローター４の流
出口側歯面４a″，４b″とを従来公知のトロコイド
歯形とするものである。

この軸直角断面における歯形の一例は第２図に
示されている。

図中、C_pはピツチ円筒、C_Tはチツプ円筒、C_R
はルーツ円筒の断面であり、曲線ABCDEFGHIJ
は歯形曲線である。而して、点Ａ，Ｃ，Ｇは歯先
円の一直径上にあり、曲線ABCは相手歯車の歯
先円上の点A′の画くトロコイド、CDEは歯元円
の円弧、EFGはピツチ円上の点O₁を中心とし歯
先円に外接する半径ｒの円弧、GHI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な
る円弧、IJAは歯先円の円弧である。但し、円弧
EFGとGHIは点Ｇにおいてなめらかに連続して
おり、かつＥ，ＧおよびＩの近傍では後に述べる
ような歯形修正が施こされている。またアデンダ
ムの円弧GHIの半径は、デデンダムの円弧GFE
の半径を超えることのないように、かつ実質的に
同一の値となるように構成される。

また主動側と従動側のローターは、ねじれ方向
のみは異なるが、他の諸元はすべて同一である。

而して、このねじローターのかみ合いは第３図
に示されている。

第３図ａないしｈは、特定の軸直角断面におい
て経時的に進行するかみ合い状態を示すものと解
してもよく、また、特定の時刻において異なつた
軸直角断面におけるかみ合い、例えば、第１図中
ａないしｈで示された軸直角断面におけるかみ合
いを示すものと解してもよい。

従来公知の歯面では、第３図、ｂの状態から回
転に応じて、まず主動側ローター３の歯先円上の
端点Ａが従動側ローター４のトロコイド面に沿つ
て歯先から歯元に滑りつゝ移動し、図ｃの状態に
達し、以降、今度は従動側ローター４の歯先円上
の端点A′が主動側ローター３のトロコイド面に
沿つて歯元から歯先に滑りつゝ移動することにな
る。

換言すれば、それぞれのローターの歯面には、
相手側ローターの歯先円筒上の点Ａ又はA′を含
む又は′が接触しシール線を形成するもので
あるが、そのシール線の一方は図ｂに示す状態か
ら図ｃに示す状態までの間で、主動側ローター３
の稜が従動側ローター４のトロコイド面４a″上
に構成するものであり、その終端点は図ｃにおけ
る点AcおよびＳであるのに対し、他の一方は、
図ｃに示す状態から図ｄに示す状態を経て両ロー
ターの歯先円上の端点が一致するまでの間で、従
動側ローター４の稜′が主動側ローター３のト
ロコイド面３a″上に構成するものであり、その終
端点は図ｃにおける点Ac′およびS′である。但し、
こゝでＳ，S′は両ローターの歯先稜線の会合点で
あり、歯先円筒の交線上にあり、ケーシング内室
の稜線上の点でもある。

点Acは、主動側ローター３の歯先面と従動側
ローター４の歯元円筒とが接触して形成する軸方
向シール線上にあり、Ｓはローター３，４の歯先
円筒とケーシング内面が構成するシール面上にあ
る。

また点Ac′は、従動側ローター４の歯先面と主
動側ローター３の歯元円筒が接触して形成する軸
方向シール線上にあり、S′はローター３，４の歯
先円筒とケーシング内面が構成するシール面上に
ある。

従つて、この従来公知の歯形では点AcとAc′と
は、上記点Ｓ，S′に到るシール線および両ロータ
ー３，４の歯先円筒とケーシング内面が構成する
シール面を介して結ばれているが、他のルートで
は結合されておらず、従つて、完全な歯が１ピツ
チ以上連続して設けられていても、シール線がロ
ータ表面上で閉曲線を完成せず、そのためシール
が不完全となり、筒抜けが生ずるものである。

このため、本発明においては、歯の他のかみ合
い面で、換言すれば図ｃの状態から略半ピツチ離
れた所で、第１歯形系の一点連続接触歯形による
かみ合いを行なわせ、こゝで、両ローターの歯元
円筒上のシール線を互いに連結し、シール線を完
結し、シールを完全なものとするものである。

即ち、図ｆでは、軸平面上で主動側ローター３
の歯面上の点Efと従動側ローター４の歯面上点
If′が接触しており、図ｈでは同様に主動側ロー
ター３の歯面上の点Ihと従動側ローター４の歯面
上の点Eh′が接触しており、その間ではつるまき
線に沿つて一点連続接触が行なわれるので、両ロ
ーター上には点Ef，Ihおよび点I′f，E′hを結ぶシ
ール線が形成される。

而して、点Ef，I′fと図ｃの点A′cとは、従動側
ローター４の歯先面が主動側ローター３の歯元円
筒に接触して構成する軸方向シール線上にあり、
同様に、E′h、Ihと点Acとは、主動側ローター３
の歯先面が従動側ローター４の歯元円筒と接触し
て構成する軸方向シール線により結合されてお
り、このため、前述のシール線の不完全部が連
結、完結せしめられる。

而して、この流体シールはねじの１ピツチで完
結せしめられるから、ローターの右ねじ部および
左ねじ部の長さはそれぞれ１ピツチ分以上あれば
足りるものである。

また、この第１歯形部分は、完全なかみ合い、
動力伝達が可能なものであるから、パイロツトギ
ヤを用いなくとも従動側ローターを駆動できるも
のである。

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明に
よるときは１ピツチで流体シールが完全に行なわ
れ、それ故、コンパクトで効率のよい改良型クイ
ンビーポンプを提供し得るものである。

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歯形としては叙上の
如き円弧歯形のみでなく、他の円弧系歯形、サイ
クロイド系歯形等が広く利用できるものであり、
本発明はそれらのすべてを包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかゝる改良型クインビーポン
プの一実施例を示す軸平面断面図、第２図はその
軸直角歯形曲線図、第３図はそのかみ合い状態の
説明図である。１……ケーシング、２……蓋体、３………主動
側ローター、４……従動側ローター。

Claims

【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、両ローターの回転伝達側の歯面をいずれも第１
歯形系の一点連続接触歯形とし、バツクラツシユ
側の歯面をいずれも第２歯形系のトロコイド歯形
としたことを特徴とする改良型クインビーポン
プ。２一点連続接触歯形として円弧歯形を用いた特
許請求の範囲第１項記載の改良型クインビーポン
プ。３一点連続接触歯形としてサイクロイド歯形を
用いた特許請求の範囲第１項記載の改良型クイン
ビーポンプ。４一点連続接触歯形の歯面がパイロツトギヤの
代りに駆動面として用いられる特許請求の範囲第
１項、第２項又は第３項のうちのいずれか一に記
載の改良型クインビーポンプ。５各ローターの右ねじ部および左ねじ部がそれ
ぞれ１ピツチ以上の完全ねじ部を含む特許請求の
範囲第１項、第２項、第３項又は第４項のうちの
いずれか一に記載の改良型クインビーポンプ。