JP3397411B2 - 内接歯車ポンプ - Google Patents

内接歯車ポンプ

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JP3397411B2 JP32984993A JP32984993A JP3397411B2 JP 3397411 B2 JP3397411 B2 JP 3397411B2 JP 32984993 A JP32984993 A JP 32984993A JP 32984993 A JP32984993 A JP 32984993A JP 3397411 B2 JP3397411 B2 JP 3397411B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外輪の内歯数が、内輪
の外歯数より2多く、内歯と外歯の各歯先が摺接するシ
ール片を設けて吸入域と吐出域を分離している内接歯車
ポンプに関する。
【0002】
【従来の技術】このような内接歯車ポンプとして、本出
願人の出願に係る実公昭4−35589号に記載のもの
がある。そして、このものでは、ケーシング凹部底壁か
ら突出しているシール片の突出側端面に、吐出域側端部
においてテーパー状の浅い段部が形成され、先行する内
歯、外歯がシール片から離れて内歯、外歯の歯溝が吐出
域に開く前に、この歯溝が段部を介して吐出域に通じる
ようにし、これにより歯溝の圧力を吐出域に開く前に漸
次上昇させて歯溝が吐出域に開いたときの衝撃の減少を
はかっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのもの
では、回転数が、例えば5000rpm以上と、高い状
態で使用するとき、シール片の吐出域側端部における内
側面で、シール片を突出させる凹部底壁近くの位置に集
中してキャビテーションエロージョンが生じることがわ
かった。このため、シール片の吐出側端部は径方向に厚
いものではなく、また、さらに、軽量化のためシール片
を、ケーシングと一体にアルミ合金で製作する場合には
シール片が強度的にさほど強いものではないのでなおの
こと、このようなエロージョンにより、シール片が短時
間のうちに大きな損傷を受けるという問題点があること
がわかった。
【0004】このようなエロージョンの集中は次の理由
によるとみられる。キャビテーションで生じた気泡は、
これがポンプで移送される液体より軽いことから、主に
外歯の歯溝の底側に収容されて、シール片区間を移動し
ていく。しかし、高速回転でキャビテーションが激し
く、気泡が多くなると、外歯の歯溝の、回転方向前側に
存在して、シール片内側面に接した状態で移送される気
泡も生じてくる。そして歯溝がシール片の段部に通じら
れると、そこから流入する圧力液体で、シール片内側面
に接していた気泡がこの内側面から離れることなく凹部
の底壁側へ圧縮され、これがそのまま、あるいは歯溝が
吐出域に開くことで一層多くの圧力液体が歯溝に導入さ
れて圧壊し、これによりシール片吐出側端部における内
側面の凹部底壁近くに集中してエロージョンが生じるの
である。
【0005】そこで本発明は、外歯の歯溝が吐出域に開
く前にこの歯溝へ吐出側からの圧力液体を導入する際、
シール片内側面から気泡を分離することができるように
して、シール片内側面におけるエロージョンの集中を防
止し、シール片の耐久性に優れた内接歯車ポンプを実現
しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、シー
ル片の吐出域側端部には、外歯が摺接する内側面に、凹
部底壁からの突出側端が吐出域に向けて凹部底壁に至る
まで漸次低くされた傾斜縁を形成する、常時吐出域に通
じた切欠部を外側面に至らない深さで形成して設けてお
り、この切欠部によるシール片内側面にのみ形成の傾斜
は、周方向歯幅の半分以上の長さに亘って延びる
うにした。
【0007】
【作用】このような構成の本発明では、シール片内側面
に接する如く気泡が在存していても、内輪における歯溝
が、回転方向前側の外歯が傾斜縁に達して切欠部に通じ
始めると、回転に伴う外歯の移動に応じ、切欠部との連
通幅がシール片の高さ全域まで、漸次大きくなり、そこ
から歯溝へ導入される圧力液体で、凹部底壁近くのシー
ル片内側面に接して留まろうとする気泡がシール片内側
面から押し離され、気泡の圧壊がシール片内側面から隔
てた所で生じて、従来の如き、シール片内側面へのエロ
ージョンの集中が防止される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図1から図4は本発明の第1実施例を示し、1は、
内歯2を有した外輪3を回転自在に収容する凹部4を形
成したケーシングであり、5は、凹部4の開口側を閉じ
る蓋体である。なお、ケーシング1や蓋体5は、アルミ
合金で製作されている。凹部4内には、外輪3内部で、
内歯2と噛み合う外歯6を有した内輪7が外輪3と偏心
状に配置され、さらに、外輪3内には、凹部4の底壁4
Aから、ケーシング1と一体状のシール片8が突出配置
され、外歯と内歯2の歯先が、このシール片8の内側
面と外側面にそれぞれ摺接して、外輪3内を吸入域9と
吐出域10とに区画している。
【0009】そして、ケーシング1と蓋体5は、内部に
外輪3と内輪7を収容して一体的に組み付けられ、例え
ばミッションケースのような機械のケース10に組み付
けられて、駆動軸11により内輪7が回転駆動されるよ
うになっている。12、12Aは吸入域9に通じる吸入
ポート、13は吐出域に通じる吐出ポートであり、駆動
11の回転時には、ケース10内の図示略の通路をへ
て吸入ポート12、12Aから作動液が吸入域9へ導か
れ、吐出域10において吐出ポート13から排出されて
図示略のケース10内の通路を介し使用部に送られるも
のである。
【0010】シール片8の吐出域10側端部には、図
3、図4に拡大して示すように、凹部4の底壁4Aに至
るまでシール片8の端部を斜めに削ぎおとした如き形状
の切欠部14が外側面に至らない深さで形成されてい
る。この切欠部14により、シール片8の吐出域10側
端部の内側面にのみ、底部4Aからの突出高さが、吐出
域10側へ、底壁4Aに達するまで漸次低くなった傾斜
縁15Aが形成されている。なお、この切欠部14の傾
斜は、先述した実公平4−35589号公報に記載され
た、シール片の吐出側端面に設けられる鋳造製作での型
ぬきのための抜きテーパの如き小さな傾斜とは異なり、
内側面に形成の傾斜縁15Aが周方向に少なくとも、シ
ール片8の高さの半分以上、すなわち、内外歯26の
歯幅の半分以上の間に亘って存在するようにした大きな
傾斜となっている。また、外輪3の歯溝への圧力導入の
ための溝16を、吐出ポート13から延ばすよう、凹部
4の底壁4Aに設けている。
【0011】次にこの実施例の作動を説明する。駆動軸
11の回転数がさほど高くないとき、吸入域9でキャビ
テーションがたとえ生じたとしても激しいものではな
く、キャビテーションにより生じる気泡は、移送される
作動液より軽いことから、主に内輪7の歯溝の底側に位
置してシール片8に沿い移送される。そして、内輪7の
各歯溝は、先行する歯が、傾斜縁15Aに達すると、吐
出域10に通じている切欠部14から、歯溝内へ吐出域
10の圧力液体が導かれ始める。そして、傾斜縁15
介する各歯溝と切欠部14との連通度合は回転に応じ
漸次大きくなるので、この圧力液体の導入量は漸次多く
なり、これにより各歯溝間の圧力が漸次高くなり、これ
により、先行する歯がシール片8を離脱して各歯溝が吐
出域10に開いたとき、吐出域10から歯溝へ急激に圧
力液体が流入して衝撃が生じる事態を防止する。また、
外輪3の各歯溝には溝16から吐出域10の圧力液体が
導入される。このとき、内輪7の歯溝底側に存在した気
泡は、傾斜縁15Aを介する圧力液体の導入に伴う歯溝
内の漸次の圧力上昇で再び作動液に溶解し、あるいは、
気泡のまま残って歯溝が吐出域10に開いたとき圧壊し
たとしても、シール片8から隔てた位置であり、シール
片8にエロージョンが生じることはないのである。
【0012】駆動軸11の回転数が高い状態では、吸入
域9でキャビテーションが激しく生じ、発生する気泡も
多くなる。このため、内輪7の歯溝内では、底側のみで
なく、先行する歯側にもシール片8の内側面に接した状
態で気泡が存在するようになる。そして、傾斜縁15A
区間を歯が通過する時間が短くなるので、傾斜縁15A
を介する切欠部14からの圧力液体の導入によって歯溝
の大量の気泡を完全に消すことが困難となり、歯溝が吐
出域10に開いたとき、気泡の圧壊が生じる。
【0013】しかしながら、内輪7の歯溝は、先行する
歯が傾斜縁15A区間を通過する際、シール片8内側面
の高さ方向全域に亘って傾斜15Aを介して圧力液体
を導入するので、シール片8内側面に接していた気泡が
この導入される圧力液体で内側面から押し離され、シー
ル片8内側面の近くで気泡が圧壊することが防止され、
このため、圧壊に伴い、シール片8内側面にエロージョ
ンが生じる事態が防止される。これにより、シール片8
がケーシング1と共にアルミ合金で製作され、エロージ
ョンによって損傷を受けやすくても、シール片8の耐久
性を増すことができる。
【0014】また、切欠部14をシール片8外側面に至
らない深さで形成して設けているため、切欠部14の深
さによって傾斜縁15Aを介し内輪7の歯溝へ導かれる
圧力液体の流量を変えることができ、切欠部14の深さ
の調整により、回転数が低い場合で内輪7の歯溝が吐出
域10へ開く以前に過剰にこの歯溝へ圧力液体が導かれ
て衝撃を生じるような事態を防止できる。そして、切欠
部14は、吐出域10側に低くなった傾斜状であり、鋳
造等でケーシング1を製作するとき、シール片8と共に
容易に製作できる。
【0015】なお、傾斜縁15Aの周方向長さは、少く
ともシール片8の高さの半分すなわち内輪7、外輪3の
各歯6、2の歯幅の半分以上は必要で、大きい方が望ま
しいが、あまり大きいと、吸入域9への漏れが増すか
ら、選宜、試験等で長さを定めればよく、傾斜縁15A
と凹部4底壁4Aとの角度を45°から60°に選んで
良好に作動した。
【0016】
【0017】図、図本発明第2実施例を示し
欠部14をシール片8の内側面に設けると共に、シー
ル片8の突出側端面には、吐出域10に開く浅い切欠段
部17が形成され、この切欠段部17を介し外輪3の歯
溝へ吐出域10からの圧力液体を導くようになってい
る。そして、このものは、第1実施例のものと同様の作
用効果が得られると共に、外輪3の歯溝へ圧力液体を導
く手段を切欠段部17としてシール片8に設けているの
で、第1実施例のものと比較すると、凹部4の底壁4A
が、溝16が不要となって簡略化される。
【0018】
【発明の効果】このように本発明では、切欠部によりシ
ール片の内側面に形成される傾斜縁より、回転に応じ内
輪の歯溝へシール片の高さ方向全域に亘って圧力液体が
導入されるので、歯溝内に存在するシール片内側面に接
している気泡をこの圧力液体でシール片内側面から押し
離すことができ、このため、気泡がシール片内側面近く
で圧壊することが防止されて、従来の如く、シール片吐
出域側端部で、内側面の凹部底壁近くにエロージョンが
集中することを防止できる。これにより、シール片の耐
久性が向上し、高速駆動下で寿命の長い内接歯車ポンプ
が得られる。また、切欠部をシール片外側面に至らない
深さで形成して設けているため、切欠部の深さによって
傾斜縁を介し内輪の歯溝へ導かれる圧力液体の流量を変
えることができ、切欠部の深さの調整により、回転数が
低い場合で内輪の歯溝が吐出域へ開く以前に過剰にこの
歯溝へ圧力液体が導かれて衝撃を生じるような事態を防
止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す、図2の線A−Aに
沿う部分断面図。
【図2】本発明の第1実施例を示す正面断面図。
【図3】 本発明の第1実施例における要部の部分拡大
図。
【図4】 図3の線C−Cに沿う展開図。
【図5】 本発明の第2実施例における要部の部分拡大
図。
【図6】 図5の線D−Dに沿う展開図。
【符号の説明】
1ケーシング 2内歯 3外輪 4凹部 4A凹部の底壁 6外歯 7内輪 8シール片 9吸入域 10吐出域 14切欠部 15A傾斜縁 17切欠段部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 2/10 341 F04C 2/10 311

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシングの凹部に収容する内歯を有し
    た外輪内に、この内歯と噛み合う外歯を有した内輪が外
    輪と偏心して配置され、内歯の数は外歯の数より2多
    く、外輪内は、ケーシングの凹部底壁から突出して内歯
    と外歯の歯先が摺接するシール片により、吸入域と吐出
    域に分離される内接歯車ポンプにおいて、シール片の吐
    出域側端部には、外歯が摺接する内側面に、凹部底壁か
    らの突出側端が吐出域に向けて凹部底壁に至るまで漸次
    低くされた傾斜縁を形成する、常時吐出域に通じた切欠
    部を外側面に至らない深さで形成して設けており、この
    切欠部によるシール片内側面にのみ形成の傾斜縁は、周
    方向に歯幅の半分以上の長さに亘って延びていることを
    特徴とする内接歯車ポンプ。
  2. 【請求項2】 シール片の吐出域側端部でシール片の外
    側面へ吐出域の圧力流体を導く通路手段をシール片に設
    けた請求項1に記載の内接歯車ポンプ。
  3. 【請求項3】 凹部の底壁から突出するシール片の突出
    側端面に、吐出域側端面に至る切欠段部が形成され、こ
    の切欠段部により通路手段を形成した請求項2に記載の
    内接歯車ポンプ。
  4. 【請求項4】 ケーシングが、凹部底壁から突出した突
    出部分としてシール片を一体に有している請求項1から
    請求項3のいずれかに記載の内接歯車ポンプ。
  5. 【請求項5】 ケーシングをアルミ合金で形成した請求
    項4に記載の内接歯車ポンプ。
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DE102008054474B4 (de) * 2008-12-10 2013-07-25 Zf Friedrichshafen Ag Innenzahnradpumpe mit optimiertem Geräuschverhalten

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