JP3109405B2 - 内接型ギヤポンプ - Google Patents

内接型ギヤポンプ

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JP3109405B2
JP3109405B2 JP07037422A JP3742295A JP3109405B2 JP 3109405 B2 JP3109405 B2 JP 3109405B2 JP 07037422 A JP07037422 A JP 07037422A JP 3742295 A JP3742295 A JP 3742295A JP 3109405 B2 JP3109405 B2 JP 3109405B2
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克明 細野
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Mitsubishi Materials Corp
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    • 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
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/102Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外歯を有するインナー
ロータと、その外歯に噛み合う内歯を有するアウターロ
ータとの回転に伴うポンプ室の容積変化により流体を吸
入、吐出する内接型ギヤポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に広く知られた内接型ギヤポンプと
しては、インナーロータおよびアウターロータにトロコ
イド歯形を利用したトロコイド型ポンプがある。このト
ロコイド型ポンプは、インナーロータをモータで回転駆
動することによってインナーロータに噛み合うアウター
ロータをインナーロータと同一方向に回転させ、この回
転によって各ロータどうしの接触部間に形成されるポン
プ室の容積を増減させて吸引ポートから流体を吸引し、
吐出ポートから吐出するものであって、構造が比較的簡
単でしかもポンプ効率が高いといった利点を有してい
る。
【0003】従来の内接型ギヤポンプは、図2に示すよ
うに、ケーシング1内に回転自在に設けられ歯数m(m
は自然数)枚の内周歯Xを備えたアウターロータ2と、
この内周歯Xに噛み合う歯数m−1枚の外周歯Yを備え
たインナーロータ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とを備えている。
【0004】アウターロータ2の内周歯Xとインナーロ
ータ3の外周歯Yとの両歯面間に区画して形成される隙
間S(ポンプ室)は、両ロータ2、3が回転してそれぞ
れの回転中心O1・O2を通る直線上の符号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。
【0005】また、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、隙間S内に作動油等の流体を供
給する吸入ポート4と、隙間Sに吸入、密閉された流体
をケーシング1の外部へと導く吐出ポート5とが形成さ
れている。
【0006】この内接型ギヤポンプは、両ロータ2、3
を相対回転させて内周歯Xと外周歯Yとの間に形成され
る隙間Sの容積を変化させることにより、隙間Sの容積
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
らに隙間Sの容積減少時において流体を吐出ポート5か
ら搬出するようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
内接型ギヤポンプにおいては、吐出容量が10CC/r
ev以上と比較的大きなものをいわゆる高回転域(30
00r.p.m.以上)で使用すると、吸入ポート4側
に位置する隙間Sの吸入負圧が大きくなって圧力が低下
し、隙間Sの流体中にはキャビテーションが発生して気
体と液体との2相状態となる。そして、キャビテーショ
ンが発生した流体が隙間Sの移動に伴って比較的高圧な
吐出ポート5側へ送り出されると、キャビテーションは
急激に再液化して騒音を発生したり隙間Sの壁面を破壊
する原因となる。しかも、キャビテーションが発生する
ことにより流体の搬送量が減少してポンプ効率が低下す
るといった問題が生じる。また、吐出ポート側に位置す
る隙間S内は瞬間的に圧力が高まり、さらに隙間Sの容
積変化にともなっていわゆる脈動が発生したり流体の吐
出圧が変動したりするため、キャビテーションが発生に
ともなって上記の騒音や振動が一層生じ易くなる。
【0008】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、ポンプ効率を低下させることなくキャビテーシ
ョンの発生を防止する内接型ギヤポンプを提供すること
を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に採用すべき内接型ギヤポンプは、外歯を有するインナ
ーロータと、前記外歯と噛み合う内歯を有するアウター
ロータとの回転に伴うポンプ室の容積変化により流体を
吸入、吐出する内接型ギヤポンプにおいて、前記インナ
ーロータもしくはアウターロータのいずれか一方が2n
(nは自然数)枚の歯を備え、 前記一方のロータの一端
面には、前記各歯の歯溝について、ひとつおきに隣り合
う歯溝同士を連通する連通溝を形成し、 さらに前記一方
のロータの他端面には、前記一端面にて連通されなかっ
た前記歯溝について、ひとつおきに隣り合う該歯溝同士
を連通する連通溝を形成してなることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の内接型ギヤポンプによれば、吸入ポー
ト側に位置するポンプ室は、ロータの回転にともなって
その容積が大きくなるため、特に高回転時においては内
部の吸入負圧が大きくなる。ところが、ポンプ室は、ロ
ータの回転方向についてふたつ前方に形成され、かつ吐
出ポート側に位置するポンプ室と連通溝を介して連通し
ており、この連通溝を通して吐出ポート側に位置するポ
ンプ室から吸入ポート側に位置するポンプ室に向けてロ
ータの回転方向とは逆方向に流体が漏洩する。これによ
り、吸入ポート側に位置するポンプ室の吸入負圧の増大
が緩和されてキャビテーションの発生が抑えられる。ま
た、吐出ポート側に位置するポンプ室は、ロータの回転
に伴ってその容積が小さくなるため、ポンプ室内の圧力
が瞬間的に高まる。しかしながら、吸入ポート側に位置
するポンプ室に向けて流体が漏洩するため、ポンプ室内
の圧力上昇が緩和される。ここで、連通溝は当該ロータ
の歯溝をひとつおきに連通するように形成されているの
で、流体の流通経路が長くなり、この連通路を流通する
流体に流路抵抗が働いて吐出ポート側のポンプ室から吸
入ポート側のポンプ室に漏洩する流体の量が少量に抑え
られる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の内接型ギヤポンプの一実施例
を図1を参照して説明する。本実施例の内接式ギヤポン
プは、図1に示すように、インナーロータ10と、アウ
ターロータ20と、ハウジング30と、吸入ポート4
0、吐出ポート50とを備える。
【0012】インナーロータ10は、トロコイド曲線に
よって形成された2n−1枚(本実施例の場合7枚)の
外歯11を有し、アウターロータ20は、トロコイド曲
線によって形成された2n枚(本実施例の場合8枚)の
内歯21を有している。そして、インナーロータ10は
軸心Oiを中心としてハウジング30内に回転自在に支
持されており、アウターロータ20はその軸心Ooがイ
ンナーロータ10に対してeだけ偏心し、インナーロー
タ10と噛み合った状態でハウジング30に回転自在に
支持されている。
【0013】インナーロータ10を一方に回転させると
(図中矢印X方向)、その回転に伴ってアウターロータ
20も同じ方向に回転する。インナーロータ10の外歯
11とアウターロータ20の内歯21との各接触部分間
に形成されるポンプ室Pの容積は、インナーロータ10
とアウターロータ20とが噛み合う位置から回転方向に
沿ってインナーロータ10の外歯11とアウターロータ
20の内歯21とが当接する位置までの間で漸次増大
し、インナーロータ10の外歯11とアウターロータ2
0の内歯21とが当接する位置から回転方向に沿ってイ
ンナーロータ10とアウターロータ20とが噛み合う位
置までの間で漸次減少する。
【0014】ポンプ室Pに接するハウジング30の側壁
には、容積が漸次増大するポンプ室Pに沿って円弧状の
吸入ポート40が形成され、容積が漸次減少するポンプ
室Pに沿って吐出ポート50が形成されており、インナ
ーロータ10およびアウターロータ20が回転すると、
容積が漸次増大するポンプ室Pには吸入ポート40から
燃料が吸入され、容積が漸次減少するポンプ室Pから吐
出ポート50へ燃料が吐出される。
【0015】8枚の内歯21を有するアウターロータ2
0の両端面20a、20bには、内歯21の間の歯溝2
2を周方向に沿ってひとつおきに連通する連通溝23が
それぞれ形成されている。すなわち、一方の端面20a
には、アウターロータ20の周方向に沿ってひとつおき
に設けられた各歯溝22について、ひとつおきに隣り合
う歯溝22同士を、間に位置する歯溝22を迂回するよ
うに連通する連通溝23がそれぞれ形成されている。さ
らに、他方の端面20bには、一方の端面20aにて連
通溝23により連通されなかった各歯溝22について、
ひとつおきに隣り合う歯溝22同士を、間に位置する歯
溝22を迂回するように連通する連通溝23がそれぞれ
形成されている。
【0016】これにより、両ロータ10、20の周方向
に沿ってひとつおきに形成されるポンプ室Pが一方の端
面20aに形成される連通溝23によって一連に連通さ
れた状態となり、さらに一方の端面20aにて連通され
ないポンプ室Pが他方の端面20bに形成される連通溝
23によって一連に連通された状態となる。
【0017】上記のように構成された内接型ギヤポンプ
を作動させると、吸入ポート40側に位置する任意のポ
ンプ室Pは、両ロータ10、20の回転にともなってそ
の容積が大きくなるため、特に高回転時においては内部
の吸入負圧が大きくなる。ところが、このポンプ室P
は、両ロータ10、20の回転方向についてふたつ前方
に形成されて吐出ポート50側に位置するポンプ室Pと
連通溝23を介して連通しており、この連通溝23を通
して吐出ポート50側に位置するポンプ室Pから吸入ポ
ート40側に位置するポンプ室Pに向けて両ロータ1
0、20の回転方向とは逆方向に流体が漏洩する。これ
により、吸入ポート40側に位置するポンプ室Pの吸入
負圧の増大が緩和されて流体が液相状態に保たれてキャ
ビテーションの発生が抑えられる。したがって、キャビ
テーションの発生により生じる騒音や振動をなくし、ポ
ンプ室壁面の破壊を防止することができる。また、吐出
ポート50側に位置するポンプ室Pは、両ロータ10、
20の回転にともなってその容積が小さくなるため、ポ
ンプ室P内の圧力が瞬間的に高まるが、吸入ポート40
側に位置するポンプ室Pに向けて流体が漏洩するので、
内部の圧力上昇が緩和されて脈動や吐出圧の変動が抑え
られる。
【0018】さらに、連通溝23は、アウターロータ2
0の歯溝22をひとつおきに連通するように形成されて
いるので、流体の流通経路が長くなり、この連通溝23
を流通する流体に流路抵抗が働いて吐出ポート50側の
ポンプ室Pから吸入ポート40側のポンプ室Pに漏洩す
る流体の量が少量に抑えられ、流体の漏洩によるポンプ
効率の低下が抑制される。
【0019】なお、本実施例においては、連通溝23を
アウターロータ20に形成したが、インナーロータの歯
数を2n(nは自然数)枚とし、アウターロータの歯数
を2n+1枚としたうえで、インナーロータに連通溝を
形成することも可能である。
【0020】
【発明の効果】本発明の内接型ギヤポンプは、インナー
ロータもしくはアウターロータのいずれか一方が2n
(nは自然数)枚の歯を備え、その歯溝をひとつおきに
連通する連通溝を当該ロータの両端面に交互に形成する
ことにより、両ロータ間に形成されるポンプ室が連通溝
によってひとつおきに連通されるため、連通されたポン
プ室のいずれかで内部圧力の低下もしくは上昇が起きて
も、そのポンプ室の間で流体のやりとりが行われてそれ
らが緩和される。すなわち、吸入ポート側に位置して内
部圧力が低下するポンプ室においては吐出ポート側に位
置して内部圧力が上昇するポンプ室から流体が流入する
ことによって内部圧力の低下が緩和されてキャビテーシ
ョンの発生が抑えられ、吐出ポート側に位置して内部圧
力が上昇するポンプ室においては吸入ポート側に位置し
て内部圧力が低下するポンプ室に流体が流出することに
よって内部圧力の上昇が緩和されて脈動や吐出圧の変動
が抑えられる。したがって、キャビテーションの発生に
よる騒音や振動、あるいはポンプ室を構成する各ロータ
の破壊を防止することができる。さらに、連通溝は当該
ロータの歯溝をひとつおきに連通するように形成されて
いるので、流体の流通経路が長くなり、この連通路を流
通する流体に流路抵抗が働いて吐出ポート側のポンプ室
から吸入ポート側のポンプ室に漏洩する流体の量が少量
に抑えられ、流体の漏洩によるポンプ効率の低下を抑制
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内接型ギヤポンプの一実施例を示す断
面正面図である。
【図2】従来の内接型ギヤポンプの一例を示す断面正面
図である。
【符号の説明】
10 インナーロータ 11 外歯 20 アウターロータ 21 内歯 23 連通溝 30 ケーシング 40 吸入ポート 50 吐出ポート P ポンプ室

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外歯を有するインナーロータと、前記外
    歯と噛み合う内歯を有するアウターロータとの回転に伴
    うポンプ室の容積変化により流体を吸入、吐出する内接
    型ギヤポンプにおいて、 前記インナーロータもしくはアウターロータのいずれか
    一方が2n(nは自然数)枚の歯を備え、前記一方のロータの一端面には、前記各歯の歯溝につい
    て、ひとつおきに隣り合う歯溝同士を連通する連通溝を
    形成し、 さらに前記一方のロータの他端面には、前記一端面にて
    連通されなかった前記歯溝について、ひとつおきに隣り
    合う該歯溝同士を連通する連通溝を形成してなる ことを
    特徴とする内接型ギヤポンプ。
JP07037422A 1995-02-24 1995-02-24 内接型ギヤポンプ Expired - Fee Related JP3109405B2 (ja)

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DE102015004984A1 (de) * 2015-04-18 2016-10-20 Man Truck & Bus Ag Innenzahnradpumpe und Fahrzeug mit einer Innenzahnradpumpe

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