JPH05231339A - 内接歯車ポンプ - Google Patents
内接歯車ポンプInfo
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- JPH05231339A JPH05231339A JP3062630A JP6263091A JPH05231339A JP H05231339 A JPH05231339 A JP H05231339A JP 3062630 A JP3062630 A JP 3062630A JP 6263091 A JP6263091 A JP 6263091A JP H05231339 A JPH05231339 A JP H05231339A
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- gear pump
- internal gear
- pinion
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- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 18
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- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
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- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/10—Rotary-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
- F04C2/102—Rotary-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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0003—Sealing arrangements in rotary-piston machines or pumps
- F04C15/0007—Radial sealings for working fluid
- F04C15/0019—Radial sealing elements specially adapted for intermeshing-engagement type machines or pumps, e.g. gear machines or pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ポンプの外形寸法を小さくし、吸入効率を大
型化することなく、流体の速度を最適値に設定した内接
歯車ポンプを提供する。 【構成】 三日月片を用いない内接歯車ポンプに関し、
特にピニオン５或いは中空リング６の幅が、少なくとも
ピニオンの直径に等しく、また中空リングの外面から歯
の間の底部に連通する多数の通孔１７を有する。ポンプ
の内室内への流対の導入は、これらの半径方向通孔１７
を介して行なわれ、流体を送給する機能を果す歯車装置
としての部分の軸線方向寸法を、吸入ポート７或いはハ
ウジングの対応部分と等しい大きさに拡大することがで
きる。ポンプの外径寸法を極小化し、吸入領域が、与え
られたポンプの外径寸法に対して極大化される。これに
より歯の幅をピニオンの直径と等しい大きさにまで増大
させ、流速を過大にすることなく歯間空隙内に流体を円
滑に導入し、騒音その他の問題を解消する。
型化することなく、流体の速度を最適値に設定した内接
歯車ポンプを提供する。 【構成】 三日月片を用いない内接歯車ポンプに関し、
特にピニオン５或いは中空リング６の幅が、少なくとも
ピニオンの直径に等しく、また中空リングの外面から歯
の間の底部に連通する多数の通孔１７を有する。ポンプ
の内室内への流対の導入は、これらの半径方向通孔１７
を介して行なわれ、流体を送給する機能を果す歯車装置
としての部分の軸線方向寸法を、吸入ポート７或いはハ
ウジングの対応部分と等しい大きさに拡大することがで
きる。ポンプの外径寸法を極小化し、吸入領域が、与え
られたポンプの外径寸法に対して極大化される。これに
より歯の幅をピニオンの直径と等しい大きさにまで増大
させ、流速を過大にすることなく歯間空隙内に流体を円
滑に導入し、騒音その他の問題を解消する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハウジング部分内に
て、いずれも回転自在に支持された、内歯を有する中空
リング及び該中空リングに歯合する外歯を有するピニオ
ンと、吸入ポート及び吐出ポートとを有し、前記中空リ
ング及び前記ピニオンの軸線方向長さとしての幅が概ね
互いに対応するように定められており、前記中空リング
に、該中空リングの外壁を貫通して前記中空リング及び
ピニオンの歯間空隙に至る半径方向通孔が設けられてい
ることを特徴とする高圧発生用の内接歯車ポンプに関す
る。この種のポンプが米国特許第２，９１５，９８２号
明細書に開示されている。
て、いずれも回転自在に支持された、内歯を有する中空
リング及び該中空リングに歯合する外歯を有するピニオ
ンと、吸入ポート及び吐出ポートとを有し、前記中空リ
ング及び前記ピニオンの軸線方向長さとしての幅が概ね
互いに対応するように定められており、前記中空リング
に、該中空リングの外壁を貫通して前記中空リング及び
ピニオンの歯間空隙に至る半径方向通孔が設けられてい
ることを特徴とする高圧発生用の内接歯車ポンプに関す
る。この種のポンプが米国特許第２，９１５，９８２号
明細書に開示されている。
【０００２】
【従来の技術】この形式の歯車ポンプは、内歯を有する
中空リングと、該内歯と駆動可能に歯合する、やや少な
い歯数の外歯を有するピニオンとを有する。一般に、こ
の種のポンプの歯合部分の幅は、ピニオン或いは中空リ
ングの直径に比較して相対的に小さい。ポンプにより供
給される流体の体積は、歯の丈及び歯合部の幅により決
定される。特に、ポンプの吸入領域に於て、中空リング
の歯間空隙と、ピニオンの歯とにより郭成される空室内
に、流体を可及的に十分に満すことが重要である。
中空リングと、該内歯と駆動可能に歯合する、やや少な
い歯数の外歯を有するピニオンとを有する。一般に、こ
の種のポンプの歯合部分の幅は、ピニオン或いは中空リ
ングの直径に比較して相対的に小さい。ポンプにより供
給される流体の体積は、歯の丈及び歯合部の幅により決
定される。特に、ポンプの吸入領域に於て、中空リング
の歯間空隙と、ピニオンの歯とにより郭成される空室内
に、流体を可及的に十分に満すことが重要である。
【０００３】ある公知のポンプに於ては、歯間空隙に向
けて流体を導入するために、中空リングの外周部に半径
方向を向く開口が設けられている。中空リングは、一体
回転しないスリーブに包囲されることによりシールされ
ており、該スリーブに、ポンプの吸入口から、中空リン
グの半径方向開口に流体を分配するための細幅のスリッ
トが設けられている。半径方向を向く開口のポンプ軸線
方向の長さも、中空リングの軸線方向長さに対応するよ
うに小さい。従って、この空室を十分に満すためには、
ポンプの回転速度を小さく抑えなければならなかった。
そうしない場合には、流体が過大な流速をもって半径方
向開口を通過しなければならない。
けて流体を導入するために、中空リングの外周部に半径
方向を向く開口が設けられている。中空リングは、一体
回転しないスリーブに包囲されることによりシールされ
ており、該スリーブに、ポンプの吸入口から、中空リン
グの半径方向開口に流体を分配するための細幅のスリッ
トが設けられている。半径方向を向く開口のポンプ軸線
方向の長さも、中空リングの軸線方向長さに対応するよ
うに小さい。従って、この空室を十分に満すためには、
ポンプの回転速度を小さく抑えなければならなかった。
そうしない場合には、流体が過大な流速をもって半径方
向開口を通過しなければならない。
【０００４】流速が、１ｍ／秒程度の最適値を越える
と、流体の圧力が過大となり、溶解していた空気が再び
解放され、多大な騒音を発生する。この場合でも、容積
効率が低下し、所定の体積の流体を吐出するために必要
となる回転数が増大する。
と、流体の圧力が過大となり、溶解していた空気が再び
解放され、多大な騒音を発生する。この場合でも、容積
効率が低下し、所定の体積の流体を吐出するために必要
となる回転数が増大する。
【０００５】更に、別の公知のポンプに於ては、中空リ
ング及びピニオンが、両側方からシールプレートにより
挾持され、これら両軸線方向端面に対して押圧力が加え
られる。この場合、所定の圧力が達成されると、これら
のシールプレートの、ばねまたはピストンによる押圧力
が解除されることから、この種のポンプは高圧発生用に
は適していない。
ング及びピニオンが、両側方からシールプレートにより
挾持され、これら両軸線方向端面に対して押圧力が加え
られる。この場合、所定の圧力が達成されると、これら
のシールプレートの、ばねまたはピストンによる押圧力
が解除されることから、この種のポンプは高圧発生用に
は適していない。
【０００６】ある公知のポンプによれば、米国特許第
４，９６８，２３３号明細書に開示された比較的大型の
ポンプに対して、外径寸法を顕著に小さくすることがで
きる。この公知のポンプに於ては、ピニオンと中空リン
グとの間の空室に対して、両側方から軸線方向に流体を
導入することができることから、流体が、中空リングの
半径方向外側から側方へと流れ込むことができる。従っ
て、ピニオン及び中空リングの軸線方向寸法を小さく定
めることができる。しかしながら、歯を有するポンプの
回転部分は、ポンプの全長の一部を占めるのみで、この
全長の大きな部分が流体を側方に導く構造を有するハウ
ジングにより占められることから、与えられた吐出量を
有するポンプの全長が大きくなる。米国特許第２，９１
５，９８２号明細書に記載されたポンプは、それよりも
改善されている。中空リング及び吸入通路は、ポンプの
内部に於て高い流れの速度を伴って連通されるように期
待されていることから、高い圧力が発生しない。
４，９６８，２３３号明細書に開示された比較的大型の
ポンプに対して、外径寸法を顕著に小さくすることがで
きる。この公知のポンプに於ては、ピニオンと中空リン
グとの間の空室に対して、両側方から軸線方向に流体を
導入することができることから、流体が、中空リングの
半径方向外側から側方へと流れ込むことができる。従っ
て、ピニオン及び中空リングの軸線方向寸法を小さく定
めることができる。しかしながら、歯を有するポンプの
回転部分は、ポンプの全長の一部を占めるのみで、この
全長の大きな部分が流体を側方に導く構造を有するハウ
ジングにより占められることから、与えられた吐出量を
有するポンプの全長が大きくなる。米国特許第２，９１
５，９８２号明細書に記載されたポンプは、それよりも
改善されている。中空リング及び吸入通路は、ポンプの
内部に於て高い流れの速度を伴って連通されるように期
待されていることから、高い圧力が発生しない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、外形
寸法を一層小さくし、ポンプの吸入効率を大型化するこ
となく、流体の速度を最適値に設定するように改善され
た上記形式のポンプを提供することにある。
寸法を一層小さくし、ポンプの吸入効率を大型化するこ
となく、流体の速度を最適値に設定するように改善され
た上記形式のポンプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、上記形式の内接歯車ポンプに於いて、前記
中空リング及び前記ピニオンが、隣接するハウジング部
分により両側方から軸線方向に液密に区画され且つガイ
ドされており、前記ピニオンの歯の幅Ｂが、少なくとも
該ピニオンの直径ｄ0 に等しく、前記中空リングの幅Ｂ
及び外径Ｄにより定められる中空リング外壁の外面の少
なくとも２０％を占めるように、前記通孔の全開口面積
ｆが定められており、前記中空リングの各歯間空隙に於
ける半径方向通孔の全体的な幅ｂが歯の幅Ｂの約６０〜
７０％を占め、流体を送給する上で有効である、前記歯
の軸線方向幅Ｂに対応するハウジング部分の幅が、ポン
プの軸線方向の全長Ｌの少なくとも４０％を占めること
を特徴とする内接歯車ポンプを提供することにより達成
される。
明によれば、上記形式の内接歯車ポンプに於いて、前記
中空リング及び前記ピニオンが、隣接するハウジング部
分により両側方から軸線方向に液密に区画され且つガイ
ドされており、前記ピニオンの歯の幅Ｂが、少なくとも
該ピニオンの直径ｄ0 に等しく、前記中空リングの幅Ｂ
及び外径Ｄにより定められる中空リング外壁の外面の少
なくとも２０％を占めるように、前記通孔の全開口面積
ｆが定められており、前記中空リングの各歯間空隙に於
ける半径方向通孔の全体的な幅ｂが歯の幅Ｂの約６０〜
７０％を占め、流体を送給する上で有効である、前記歯
の軸線方向幅Ｂに対応するハウジング部分の幅が、ポン
プの軸線方向の全長Ｌの少なくとも４０％を占めること
を特徴とする内接歯車ポンプを提供することにより達成
される。
【０００９】
【作用】中空リング及びピニオンは、隣接するハウジン
グ部分に対して、軸線方向端面をもって液密に接し、か
つガイドされる。その結果、ポンプを、高圧を発生する
のに適するものとすることができる。この構造によれ
ば、中空リングをガイドする中空部分を横切る横断面の
寸法が、中空リングの外側の面の少なくとも２０％を占
め、歯丈の６０〜７０％を占めることから、吸入領域の
歯間に郭成される空室に向けて流体を自由に供給するこ
とができ、歯の幅をピニオンの直径に等しくすることが
できる。このハウジングの構造によれば、中空リング及
びピニオンとして、流体を供給する機能を果す歯車装置
は、対応するハウジング部分の軸線方向の全長の少なく
とも４０％を占めるものとすることができる。即ち、流
体を供給する上で有効な歯車装置が、ポンプの大きさの
大きな部分を占めることから、与えられた流速の最大値
に対して、従来よりも大きな供給能力を有するポンプが
提供される。
グ部分に対して、軸線方向端面をもって液密に接し、か
つガイドされる。その結果、ポンプを、高圧を発生する
のに適するものとすることができる。この構造によれ
ば、中空リングをガイドする中空部分を横切る横断面の
寸法が、中空リングの外側の面の少なくとも２０％を占
め、歯丈の６０〜７０％を占めることから、吸入領域の
歯間に郭成される空室に向けて流体を自由に供給するこ
とができ、歯の幅をピニオンの直径に等しくすることが
できる。このハウジングの構造によれば、中空リング及
びピニオンとして、流体を供給する機能を果す歯車装置
は、対応するハウジング部分の軸線方向の全長の少なく
とも４０％を占めるものとすることができる。即ち、流
体を供給する上で有効な歯車装置が、ポンプの大きさの
大きな部分を占めることから、与えられた流速の最大値
に対して、従来よりも大きな供給能力を有するポンプが
提供される。
【００１０】中空リングに設けられた半径方向通孔の働
きにより、空室に向けて流体が抵抗を受けることなく導
入されることから、中空リング及びピニオンを、従来技
術に基づく構造に比較して広幅にすることができる。従
って、歯の幅を、格別制約を受けることなく、ポンプの
幅の大きな部分を占めるようにすることができる。ポン
プ内部の流速は、供給される流体の体積に比例するが、
中空リングの、回転速度と、外径と幅との積に比例す
る。流速は、中空リングの半径方向通孔の全開口面積に
反比例する。この開口面積は、本発明によれば、ピニオ
ンに対応する中空リングの外壁の直径及び幅の所定の割
合を占めるように定められている。それにより、流速
は、回転速度により定められると共に、中空リングの通
孔の全開口面積或いは各開口の形状、大きさ及び数によ
って定められる。従って、回転部分が摺接するポンプの
中間ハウジングの両側部に設けられたポンプケーシング
の両側部は、様々な幅を有するポンプのそれぞれに対し
て共通な部品とすることができる。また、本発明に基づ
くポンプによれば、機械効率及び容積効率が改善され
る。
きにより、空室に向けて流体が抵抗を受けることなく導
入されることから、中空リング及びピニオンを、従来技
術に基づく構造に比較して広幅にすることができる。従
って、歯の幅を、格別制約を受けることなく、ポンプの
幅の大きな部分を占めるようにすることができる。ポン
プ内部の流速は、供給される流体の体積に比例するが、
中空リングの、回転速度と、外径と幅との積に比例す
る。流速は、中空リングの半径方向通孔の全開口面積に
反比例する。この開口面積は、本発明によれば、ピニオ
ンに対応する中空リングの外壁の直径及び幅の所定の割
合を占めるように定められている。それにより、流速
は、回転速度により定められると共に、中空リングの通
孔の全開口面積或いは各開口の形状、大きさ及び数によ
って定められる。従って、回転部分が摺接するポンプの
中間ハウジングの両側部に設けられたポンプケーシング
の両側部は、様々な幅を有するポンプのそれぞれに対し
て共通な部品とすることができる。また、本発明に基づ
くポンプによれば、機械効率及び容積効率が改善され
る。
【００１１】本発明の好適な態様が本出願の各従属請求
項に記載されている。
項に記載されている。
【００１２】中空リング及びピニオンの歯はインボリュ
ート曲線により郭成されるのが好ましい。米国特許第
２，９１５，９８２号或いは同第４，９６８，２３３号
明細書により公知となったポンプに於ては、トロコイド
曲線により与えられる円形の歯形を有する歯車が用いら
れている。このような歯の利点は、ピニオンの歯が、対
応する中空リングの歯の面に対して常時当接することに
見出される。これにより、歯合する両歯車間に郭成され
る歯間空室の容積が変化することから、隣接する歯間空
隙間のシールが必要となる。従って、ピニオンの歯と中
空リングの歯とが常時互いに摺接することとなる。この
種のポンプに於て従来用いられていないインボリュート
歯形は、加工が容易であってしかも高精度に加工するこ
とができ、ピニオン及び中空リングの歯が、直接係合す
る領域以外に於ても係合し、互いに周方向に間隔を置い
て２点に於て係合している。従って、係合が回転加速度
を伴わないものとなり、特に騒音を低減し且つ磨耗を減
少させることができる。しかしながら、歯の面に対して
他方の歯の面が一点に於てのみ当接するような、多少遊
びを有する歯形としてのインボリュート歯形を用いるこ
ともできる。
ート曲線により郭成されるのが好ましい。米国特許第
２，９１５，９８２号或いは同第４，９６８，２３３号
明細書により公知となったポンプに於ては、トロコイド
曲線により与えられる円形の歯形を有する歯車が用いら
れている。このような歯の利点は、ピニオンの歯が、対
応する中空リングの歯の面に対して常時当接することに
見出される。これにより、歯合する両歯車間に郭成され
る歯間空室の容積が変化することから、隣接する歯間空
隙間のシールが必要となる。従って、ピニオンの歯と中
空リングの歯とが常時互いに摺接することとなる。この
種のポンプに於て従来用いられていないインボリュート
歯形は、加工が容易であってしかも高精度に加工するこ
とができ、ピニオン及び中空リングの歯が、直接係合す
る領域以外に於ても係合し、互いに周方向に間隔を置い
て２点に於て係合している。従って、係合が回転加速度
を伴わないものとなり、特に騒音を低減し且つ磨耗を減
少させることができる。しかしながら、歯の面に対して
他方の歯の面が一点に於てのみ当接するような、多少遊
びを有する歯形としてのインボリュート歯形を用いるこ
ともできる。
【００１３】請求項４〜７は、中空リングに設けられた
半径方向通孔の好適な実施例を記載している。通孔は、
中空リングの負荷を受けない歯面領域に至るものであっ
たり、各通孔が、互いに隣接する複数の孔や、横長の単
一な孔として形成されたものであって良い。また、前記
半径方向通孔が、対応する中空リングの歯の歯間空隙に
沿って、対称形をなし且つ幅方向に沿って等間隔に配設
されているものとすることもできる。また、中空リング
とピニオンとの間の歯合部分に於ける空隙に依存する容
積効率を有するような遊びを伴うポンプとして構成する
こともできる。
半径方向通孔の好適な実施例を記載している。通孔は、
中空リングの負荷を受けない歯面領域に至るものであっ
たり、各通孔が、互いに隣接する複数の孔や、横長の単
一な孔として形成されたものであって良い。また、前記
半径方向通孔が、対応する中空リングの歯の歯間空隙に
沿って、対称形をなし且つ幅方向に沿って等間隔に配設
されているものとすることもできる。また、中空リング
とピニオンとの間の歯合部分に於ける空隙に依存する容
積効率を有するような遊びを伴うポンプとして構成する
こともできる。
【００１４】請求項８〜１３は、ピニオン又は中空リン
グの歯に設けられたシール要素を用いて、ピニオン及び
中空リングの歯の間のシール特性を改善する対策に関す
る。特に、シール要素の、歯の頂部とは相反する側の面
が、圧力領域を向く歯の面に向けて連通路を介して連通
しているのが好ましい。これにより、歯の面に形成され
た圧力をシール要素の背面側に伝達することができ、ピ
ニオン及び中空リングの歯の重合する領域に対する好適
なシールを実現することが可能となる。
グの歯に設けられたシール要素を用いて、ピニオン及び
中空リングの歯の間のシール特性を改善する対策に関す
る。特に、シール要素の、歯の頂部とは相反する側の面
が、圧力領域を向く歯の面に向けて連通路を介して連通
しているのが好ましい。これにより、歯の面に形成され
た圧力をシール要素の背面側に伝達することができ、ピ
ニオン及び中空リングの歯の重合する領域に対する好適
なシールを実現することが可能となる。
【００１５】ある好適実施例によれば、請求項１４に記
載されているように、ピニオン軸を軸支するポンプハウ
ジングの両側部の、中空リングの両側部に対応する部分
に、吸入特性を改善するための吸入ポケットを設けるこ
とができる。これにより、所定量の流体を、両側部か
ら、ピニオン及び中空リング間の領域に向けて抵抗を受
けることなく導入することができる。
載されているように、ピニオン軸を軸支するポンプハウ
ジングの両側部の、中空リングの両側部に対応する部分
に、吸入特性を改善するための吸入ポケットを設けるこ
とができる。これにより、所定量の流体を、両側部か
ら、ピニオン及び中空リング間の領域に向けて抵抗を受
けることなく導入することができる。
【００１６】ポンプの送給能力を向上させるために、中
空リングを回転軸線方向に拡大すると、歯形の精度及び
面の仕上げの程度を確保することが困難となる。この問
題は、請求項１５〜１７に記載されているように、共通
のピニオンに対して歯合する２つの中空リングを用いた
ポンプにより解決することができる。これら両中空リン
グは、製作するのに適する幅を有する同一の２個の部分
からなるものとすることができる。ポンプ内に於ては、
これらの中空リングは１個の中空リングと同様の働きを
行なう。これら両中空リングは、互いに同一回転するよ
うに結合されたものであってよい。一方ピニオンは、歯
の幅に関して、歯の精度を得る上での製造上の制約を受
けないのが一般的である。このようなポンプの幅の拡大
により、ポンプの外径を増大することなく供給能力を向
上させることができる。これにより、ポンプ内の流速
を、例えば１ｍ／秒程度の適当な値以下に抑えることが
可能となる。２つまたはそれ以上の数の中空リングを組
み合わせてなる歯車ポンプの場合、歯の軸線方向幅を、
ポンプの軸線方向長さの少なくとも６０％とすることが
できる。
空リングを回転軸線方向に拡大すると、歯形の精度及び
面の仕上げの程度を確保することが困難となる。この問
題は、請求項１５〜１７に記載されているように、共通
のピニオンに対して歯合する２つの中空リングを用いた
ポンプにより解決することができる。これら両中空リン
グは、製作するのに適する幅を有する同一の２個の部分
からなるものとすることができる。ポンプ内に於ては、
これらの中空リングは１個の中空リングと同様の働きを
行なう。これら両中空リングは、互いに同一回転するよ
うに結合されたものであってよい。一方ピニオンは、歯
の幅に関して、歯の精度を得る上での製造上の制約を受
けないのが一般的である。このようなポンプの幅の拡大
により、ポンプの外径を増大することなく供給能力を向
上させることができる。これにより、ポンプ内の流速
を、例えば１ｍ／秒程度の適当な値以下に抑えることが
可能となる。２つまたはそれ以上の数の中空リングを組
み合わせてなる歯車ポンプの場合、歯の軸線方向幅を、
ポンプの軸線方向長さの少なくとも６０％とすることが
できる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。
いて詳しく説明する。
【００１８】図１及び図２は、三日月片を用いない、圧
力ヘッドに耐えるように両側方からシールされたハウジ
ングを有する浮動支持式歯車ポンプの縦断面図及び横断
面図であって、そのハウジングの中間部１は、その両側
面が、２つのハウジング側部２、３により閉じられてい
る。これらハウジングの各部分１〜３を組み合わせてな
るポンプハウジングは、軸線方向長さＬを有する。駆動
軸４に固定された外歯ピニオン５は、内歯を有する中空
リング６に歯合している。ピニオン５及び中空リング６
の歯１２は、歯幅Ｂを有し、ピニオン５は直径ｄ0 を有
する。歯幅Ｂは、ピニオン５の直径ｄ0 よりも大きい。
ピニオン５と中空リング６とは互いに同軸ではなく、む
しろ互いに偏心的に軸支されており、ピニオン５は、中
空リング６よりも少ない歯数を有し、ピニオン５の歯１
３の外壁が中空リング６の歯１４の内面に支承される。
力ヘッドに耐えるように両側方からシールされたハウジ
ングを有する浮動支持式歯車ポンプの縦断面図及び横断
面図であって、そのハウジングの中間部１は、その両側
面が、２つのハウジング側部２、３により閉じられてい
る。これらハウジングの各部分１〜３を組み合わせてな
るポンプハウジングは、軸線方向長さＬを有する。駆動
軸４に固定された外歯ピニオン５は、内歯を有する中空
リング６に歯合している。ピニオン５及び中空リング６
の歯１２は、歯幅Ｂを有し、ピニオン５は直径ｄ0 を有
する。歯幅Ｂは、ピニオン５の直径ｄ0 よりも大きい。
ピニオン５と中空リング６とは互いに同軸ではなく、む
しろ互いに偏心的に軸支されており、ピニオン５は、中
空リング６よりも少ない歯数を有し、ピニオン５の歯１
３の外壁が中空リング６の歯１４の内面に支承される。
【００１９】ピニオン或いは中空リングが矢印により示
される向きに回転するに伴い、歯が互いに離れる向きに
運動する部分に吸入ポート７が設けられている。ハウジ
ング中間部７を両側方から閉じると共に、中空リング及
びピニオンを軸支するハウジング側部２、３は、中間部
１の吸入ポート７と共働して吸入ポケット８を郭成し、
該吸入ポケットは中空リング６の外壁２０の外面の一部
に沿って延在している。吐出ポート１０は、ポンプの反
対側に設けられ、中空リング６の外壁の外面の一部に亘
って延在する吐出ポケット１１を有する。ポンプの内
室、即ち流体を給送する働きを果すピニオン５および中
空リング６の歯間空隙内への流体の導入は、中空リング
６に設けられた半径方向孔１７を介して行なわれる。
される向きに回転するに伴い、歯が互いに離れる向きに
運動する部分に吸入ポート７が設けられている。ハウジ
ング中間部７を両側方から閉じると共に、中空リング及
びピニオンを軸支するハウジング側部２、３は、中間部
１の吸入ポート７と共働して吸入ポケット８を郭成し、
該吸入ポケットは中空リング６の外壁２０の外面の一部
に沿って延在している。吐出ポート１０は、ポンプの反
対側に設けられ、中空リング６の外壁の外面の一部に亘
って延在する吐出ポケット１１を有する。ポンプの内
室、即ち流体を給送する働きを果すピニオン５および中
空リング６の歯間空隙内への流体の導入は、中空リング
６に設けられた半径方向孔１７を介して行なわれる。
【００２０】図３は、ピニオン５と中空リング６との間
の歯１２の詳細を示す。断面図により、中空リング６に
通孔１７が設けられている様子が示されている。これら
の通孔１７は、中空リング６の歯間空隙の底部に連通し
ており、周方向に沿って全幅に亘って貫通していると共
に、回転方向について後側の歯の後面１６の一部を切除
している。ピニオン５により駆動される中空リングの歯
の前面１５は、負荷を受ける面であって、内室の液密性
を確保する働きを有し、通孔１７とオーバーラップして
いない。即ち、通孔１７は、中空リングの歯間空隙の軸
線に対して対称形をなしていない。このようにすること
により、通孔１７の開口面積を最大化することができ
る。
の歯１２の詳細を示す。断面図により、中空リング６に
通孔１７が設けられている様子が示されている。これら
の通孔１７は、中空リング６の歯間空隙の底部に連通し
ており、周方向に沿って全幅に亘って貫通していると共
に、回転方向について後側の歯の後面１６の一部を切除
している。ピニオン５により駆動される中空リングの歯
の前面１５は、負荷を受ける面であって、内室の液密性
を確保する働きを有し、通孔１７とオーバーラップして
いない。即ち、通孔１７は、中空リングの歯間空隙の軸
線に対して対称形をなしていない。このようにすること
により、通孔１７の開口面積を最大化することができ
る。
【００２１】図４は中空リング６の歯間空隙の正面図で
ある。半径方向通孔は、直径ａを有する円形の開口１８
として形成されている。図５は、同様の正面図である
が、通孔が、横長の開口１９として形成されている。図
４の直径ａを有する複数の開口１８或いは図５に示され
た幅ｂを有する横長の開口１９は、中空リング６の全幅
Ｂの約６０〜７０％に亘って延在している。開口１８或
いは開口１９の総開口面積は、中空リングの外壁２０の
外面の少なくとも２０％を占めるものであるのが好まし
い。
ある。半径方向通孔は、直径ａを有する円形の開口１８
として形成されている。図５は、同様の正面図である
が、通孔が、横長の開口１９として形成されている。図
４の直径ａを有する複数の開口１８或いは図５に示され
た幅ｂを有する横長の開口１９は、中空リング６の全幅
Ｂの約６０〜７０％に亘って延在している。開口１８或
いは開口１９の総開口面積は、中空リングの外壁２０の
外面の少なくとも２０％を占めるものであるのが好まし
い。
【００２２】図６には、２個の中空リング６ａを組み合
わせてなる二重中空リング２４が示されている。これら
は、同一の軸線方向長さに亘って延在する（図示されな
い）一体的なピニオンと歯合している。この場合、横長
の開口１９として外壁２０に形成された通孔は、各中空
リング６ａの中心ではなく、互いに他方の中空リング６
ａに近接する側にオフセットされた位置に設けられてい
る。このようにして、中空リング６ａの、ハウジング側
部２、３に向けられた端部に、広幅にされたシール面２
５を設けることができる。二重中空リング２４の両中空
リング６ａ間には、このようなシール面は必要でなく、
通孔１９が比較的薄い壁により互いに区分されている。
わせてなる二重中空リング２４が示されている。これら
は、同一の軸線方向長さに亘って延在する（図示されな
い）一体的なピニオンと歯合している。この場合、横長
の開口１９として外壁２０に形成された通孔は、各中空
リング６ａの中心ではなく、互いに他方の中空リング６
ａに近接する側にオフセットされた位置に設けられてい
る。このようにして、中空リング６ａの、ハウジング側
部２、３に向けられた端部に、広幅にされたシール面２
５を設けることができる。二重中空リング２４の両中空
リング６ａ間には、このようなシール面は必要でなく、
通孔１９が比較的薄い壁により互いに区分されている。
【００２３】図７及び図８は、ピニオン５或いは中空リ
ング６の歯１３、１４の詳細を示す。図７に示されてい
るように、１つの歯には円形断面を有するシールバー２
１が、歯１３の幅方向に沿って設けられた溝内に受容さ
れている。シールバー２１の背面は、孔２３を介して、
対応する歯の前面１５の表面に連通しており、この面
は、中空リングと歯合することにより、圧力領域に向け
られている。これにより、シールバー２１の背面に圧力
が形成され、この圧力は、シール要素を、対向する中空
リングの歯の表面に向けて当接させる。図７に於ける隣
接する歯には、Ｔ字形断面を有するシール要素２２が開
示されている。これらは、軸線方向に延在する溝にそれ
ぞれ受容されており、その背面が、通孔２３を介して、
圧力領域に向けられた歯の面１５に連通されている。図
８は、中空リング６の歯１４に内設された、円形断面を
有するシールバー２１或いはＴ字形断面を有するシール
要素２２を示している。これらのシール要素の実施例は
それぞれ異なる実施例に対応するものであるが、便宜上
同一図面に示されている。図８に示されているように、
中空リング６には、ポンプの内室に流体を導入するため
の通孔１７が設けられており、中空リング或いはピニオ
ンの幅Ｂは、図１及び図２に示されているように、少く
ともピニオン５の直径ｄ0 に等しい。
ング６の歯１３、１４の詳細を示す。図７に示されてい
るように、１つの歯には円形断面を有するシールバー２
１が、歯１３の幅方向に沿って設けられた溝内に受容さ
れている。シールバー２１の背面は、孔２３を介して、
対応する歯の前面１５の表面に連通しており、この面
は、中空リングと歯合することにより、圧力領域に向け
られている。これにより、シールバー２１の背面に圧力
が形成され、この圧力は、シール要素を、対向する中空
リングの歯の表面に向けて当接させる。図７に於ける隣
接する歯には、Ｔ字形断面を有するシール要素２２が開
示されている。これらは、軸線方向に延在する溝にそれ
ぞれ受容されており、その背面が、通孔２３を介して、
圧力領域に向けられた歯の面１５に連通されている。図
８は、中空リング６の歯１４に内設された、円形断面を
有するシールバー２１或いはＴ字形断面を有するシール
要素２２を示している。これらのシール要素の実施例は
それぞれ異なる実施例に対応するものであるが、便宜上
同一図面に示されている。図８に示されているように、
中空リング６には、ポンプの内室に流体を導入するため
の通孔１７が設けられており、中空リング或いはピニオ
ンの幅Ｂは、図１及び図２に示されているように、少く
ともピニオン５の直径ｄ0 に等しい。
【００２４】図９には、図１に示されたものと同様のポ
ンプが示されている。吸入ポート７は、ハウジング側部
２、３に向けて軸線方向に拡大されており、それにより
吸入ポケット９を郭成している。こうすることにより、
歯の軸線方向外側領域からも好適な吸入を可能にしてい
る。これは、ハウジング部分２、３にピニオン軸４を軸
支するための構造を設ける都合上、このような吸入ポケ
ット９を、ポンプの軸線方向長さＬを増大させることな
く実現することができるてんで有利である。
ンプが示されている。吸入ポート７は、ハウジング側部
２、３に向けて軸線方向に拡大されており、それにより
吸入ポケット９を郭成している。こうすることにより、
歯の軸線方向外側領域からも好適な吸入を可能にしてい
る。これは、ハウジング部分２、３にピニオン軸４を軸
支するための構造を設ける都合上、このような吸入ポケ
ット９を、ポンプの軸線方向長さＬを増大させることな
く実現することができるてんで有利である。
【００２５】
【発明の効果】本発明に基づくポンプによれば、与えら
れた外径寸法に対して、従来よりも大きな体積の流体を
供給することができ、与えられた供給能力に対しては、
必要となる外径寸法を小さくすることができ、ポンプ内
に発生する流体の速度を抑制することができる。
れた外径寸法に対して、従来よりも大きな体積の流体を
供給することができ、与えられた供給能力に対しては、
必要となる外径寸法を小さくすることができ、ポンプ内
に発生する流体の速度を抑制することができる。
【図１】本発明に基づく内接歯車ポンプの一実施例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】図１に示されたポンプの横断面図である。
【図３】中空リング及びピニオンの歯の領域を詳細に示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図４】複数の円形開口からなる通孔を示す部分正面図
である。
である。
【図５】横長の開口からなる通孔を示す図４と同様の正
面図である。
面図である。
【図６】二重中空リング式の構造を示す縦断面図であ
る。
る。
【図７】ピニオンに設けられたシール要素の２つの実施
例を示す一部破断側面図である。
例を示す一部破断側面図である。
【図８】中空リングに設けられたシール要素の２つの実
施例を示す一部破断側面図である。
施例を示す一部破断側面図である。
【図９】ハウジングの両側端部に吸入ポケットが設けら
れたポンプの部分縦断面図である。
れたポンプの部分縦断面図である。
１ 中間部 ２、３ 側部 ４ 駆動軸 ５ ピニオン ６ 中空リング ７ 吸入ポート ８ 吸入ポケット １０ 吐出ポート １１ 吐出ポケット １２〜１４ 歯 １５ 前面 １６ 後面 １７ 通孔 １８、１９ 開口 ２０ 外壁 ２１ シールバー ２２ シール要素 ２３ 通孔
フロントページの続き (72)発明者 ペイツ・ペーター ドイツ国・デー−7920 ハイデンハイム・ シュナイトハイマーシュトラーセ 145
Claims (17)
- 【請求項１】 ハウジング部分１内にて、いずれも回
転自在に支持された、内歯を有する中空リング６及び該
中空リングに歯合する外歯を有するピニオン５と、吸入
ポート７及び吐出ポート１０とを有し、前記中空リング
及び前記ピニオンの軸線方向長さとしての幅Ｂが概ね互
いに対応するように定められており、前記中空リング６
に、該中空リングの外壁２０を貫通して前記中空リング
及びピニオンの歯間空隙に至る半径方向通孔１７が設け
られているような内接歯車ポンプであって、（ａ）前記
中空リング６及び前記ピニオン５が、隣接するハウジン
グ部分２、３により両側方から軸線方向に液密に区画さ
れ且つガイドされており、（ｂ）前記ピニオン５の歯１
２の幅Ｂが、少なくとも該ピニオン５の直径ｄ0 に等し
く、（ｃ）前記中空リング６の幅Ｂ及び外径Ｄにより定
められる中空リング外壁２０の外面の少なくとも２０％
を占めるように、前記通孔１７、１８、１９の全開口面
積ｆが定められており、（ｄ）前記中空リング６の各歯
間空隙に於ける半径方向通孔１７の全体的な幅ｂが歯１
２の幅Ｂの約６０〜７０％を占め、（ｅ）流体を送給す
る上で有効である、前記歯１２の軸線方向幅Ｂに対応す
るハウジング部分１の幅が、ポンプの軸線方向の全長Ｌ
の少なくとも４０％を占めることを特徴とする内接歯車
ポンプ。 - 【請求項２】 前記中空リング６及び前記ピニオン５
の歯１２がインボリュート曲線により定められているこ
とを特徴とする請求項１に記載の内接歯車ポンプ。 - 【請求項３】 前記中空リング６が、前記ピニオン５
よりも１つ多い歯数を有することを特徴とする請求項１
若しくは２に記載の内接歯車ポンプ。 - 【請求項４】 前記半径方向通孔１７が、中空リング
６の負荷を受けない歯面に到達していることを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載の内接歯車ポンプ。 - 【請求項５】 前記中空リング６の半径方向通孔１７
が、互いに隣接する複数の開口１８として構成されてい
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
内接歯車ポンプ。 - 【請求項６】 前記中空リング６の前記半径方向通孔
１７が、横長の開口１９として構成されていることを特
徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内接歯車ポ
ンプ。 - 【請求項７】 前記半径方向通孔１７、１８、１９
が、対応する中空リング６の歯１２の歯間空隙に沿っ
て、対称形をなし且つ幅方向に沿って等間隔に配設され
ていることを特徴とする請求項５若しくは６に記載の内
接歯車ポンプ。 - 【請求項８】 前記中空リング若しくはピニオンの歯
のそれぞれにシール要素２１が設けられていることによ
り、隣接する歯同士が互いに摺動し得るようにしたこと
を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内接歯
車ポンプ。 - 【請求項９】 シール要素２１が、所定の形状を有す
る合成樹脂材料からなることを特徴とする請求項８に記
載の内接歯車ポンプ。 - 【請求項１０】 前記シール要素が、ポンプの吸入過
程を軽減するために変位可能な特性を有する合成樹脂材
料からなることを特徴とする請求項９に記載の内接歯車
ポンプ。 - 【請求項１１】 前記シール要素２１が、円形断面を
有することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに
記載の内接歯車ポンプ。 - 【請求項１２】 前記シール要素が、Ｔ字型の断面を
有するシールバー２２からなることを特徴とする請求項
８乃至１０のいずれかに記載の内接歯車ポンプ。 - 【請求項１３】 各シール要素２１、２２の背面が、
ポンプの圧力側を向く歯面に通路を介して連通している
ことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載の
内接歯車ポンプ。 - 【請求項１４】 吸入ポート７の領域に隣接するハウ
ジング２、３が、中空リング６に軸線方向に沿って延在
する吸入ポケット８を有することを特徴とする請求項１
乃至１３のいずれかに記載の内接歯車ポンプ。 - 【請求項１５】 単一のピニオンと歯合する、概ね同
一の２個の中空リング６ａを有することを特徴とする請
求項１乃至１４のいずれかに記載の内接歯車ポンプ。 - 【請求項１６】 両中空リング６ａが、互いに一体回
転するように連結されていることを特徴とする請求項１
５に記載の内接歯車ポンプ。 - 【請求項１７】 両中空リング６ａの歯１２の軸線方
向幅Ｂ´が、ポンプの軸線方向の全長Ｌの少なくとも６
０％に対応するハウジング部分１の幅に亘って延在して
いることを特徴とする請求項１５若しくは１６に記載の
内接歯車ポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4007462.5 | 1990-03-09 | ||
| DE4007462 | 1990-03-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231339A true JPH05231339A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3135932B2 JP3135932B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=6401780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03062630A Expired - Fee Related JP3135932B2 (ja) | 1990-03-09 | 1991-03-04 | 内接歯車ポンプ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5135371A (ja) |
| JP (1) | JP3135932B2 (ja) |
| CH (1) | CH682939A5 (ja) |
| FR (1) | FR2665221B1 (ja) |
| GB (1) | GB2242233B (ja) |
Cited By (1)
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| CN108412756A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-08-17 | 温州海特克动力股份有限公司 | 一种容积效率可调的内啮合齿轮泵 |
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1991
- 1991-02-12 CH CH426/91A patent/CH682939A5/de not_active IP Right Cessation
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- 1991-03-05 FR FR9102599A patent/FR2665221B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-08 GB GB9104932A patent/GB2242233B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-03-11 US US07/667,673 patent/US5135371A/en not_active Expired - Lifetime
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| CH682939A5 (de) | 1993-12-15 |
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| FR2665221B1 (fr) | 1994-02-25 |
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