JPH06508416A - Improvements regarding pumps - Google Patents

Abstract

A variable output pump is of the gerotor type with a multi-lobed rotor meshed internally of an annulus with one extra lobe, the rotor comprising two parts axially arranged end-to-end and one of which is arranged to be phase shifted by relative rotation. After a 180 degree shift (Figure 5) the chambers formed between the rotors and annulus will comprise one axial part between rotor 10 and annulus 16 which is at maximum volume whilst the adjacent and communicating part between rotor 12 and the annulus will be at minimum volume and hence the pump will be in zero output condition. When both rotor parts are phase synchronised the pump is in maximum output condition; it can be turned to any intermediate position. <IMAGE>

Description

【発明の詳細な説明】 ポンプに　する 本発明はｎ＋１個のローブ（突出部）を内側に有する環とかみ合った。ｎ個のロ ーブを有するローターのジェロータ−セットを含む種類のポンプに関する。この ことによって連続するローターのローブの頂点の間に、夫々規定される一組の室 を生ずる。[Detailed description of the invention] to pump The invention engaged a ring with n+1 lobes inside. n number of rows The present invention relates to a type of pump that includes a gerotor set of rotors having a rotor. this a set of chambers each defined between the apices of successive rotor lobes by will occur.

１つのローターのローブが環のローブの間のスペースと、完全にかみ合わされた 時には、このローターのローブのすぐ隣りの室は最小の容積であり、一方多かれ 少なかれ直径の反対側のものは最大の容積を有する。使用時にはローターと環と は双方共、たとえ異なった速度であっても且つ平行な軸のまわりを回転し、夫々 の室は容積を増加し乍ら、且つ其の後容積を減少し乍ら軸のまわりを動く。One rotor lobe is fully engaged with the space between the ring lobes. Sometimes the chamber immediately adjacent to this rotor lobe has the smallest volume, while the other has more or less volume. The one at least diametrically opposite has the largest volume. When in use, the rotor and ring both rotate about parallel axes, even at different speeds, and each The chamber moves around an axis while increasing in volume and then decreasing in volume.

入口及び出口の孔は、室の１つ又は両方の軸の端に位置し、室が入口の孔の上を 動くときは、室は容積に増加して吸引し、室が出口の孔の上を動くときは、室は 容積を減少し且つ吐出する。The inlet and outlet holes are located at the ends of one or both shafts of the chamber, with the chamber extending over the inlet hole. When moving, the chamber increases in volume and suction, and when the chamber moves over the exit hole, the chamber increases in volume. Reduce volume and expel.

これはポンプ作動の原因である。This is what causes the pump to work.

ここに述べられたようなポンプの簡単な形式を以って。With a simple form of pump as described here.

出口量は直接駆動速度に関連する。Output volume is directly related to drive speed.

公知のタイプの斯の種のポンプは、これが端と端を接した２つの比較的角度を変 えられる部分を形成するように、２重の環を有する。夫々の環は、ローターに関 して対応する環の偏心を変えるために回転するように配設された偏心リングの中 にある。Pumps of this type of known type are known in that they have two relatively angularly varying It has a double ring so as to form a part that can be obtained. Each ring is connected to the rotor. inside an eccentric ring arranged to rotate to change the eccentricity of the corresponding ring. It is in.

環とローター両方の回転の軸を含む平面が、入口孔と出口孔の間に一般的にある 通常の位置において、両方が同期される時最大の出口が出されるが、２つのリン グを反対の方向に回転することによって出力は減少される。これは、ローターと 環の間に形成された室が最初に入口孔と合うときに最小の容積でなく、ある場合 にはその軌道の最初の部分に対して容積を減少させつつあり、他の場合には、室 が最初入口と合う時、室が容積を増加しつつあるがしかし最大の容積に達してこ れを通過し、従って入口孔を離れる前には完全に充満することもなく、又入口孔 の中に若干の液体を排出することもないためと考えられる。従って全体の出力は 減少される。このようなポンプは、低速において比較的大きな量が必要とされ、 例えば高速において比較的小さい量であるような状況において用いられる。A plane containing the axis of rotation of both the annulus and the rotor lies generally between the inlet and outlet holes. In normal position, the maximum exit is made when both are synchronized, but the two links The power is reduced by rotating the ring in the opposite direction. This is the rotor and If the chamber formed between the annulus does not have the smallest volume when it first meets the inlet hole, is decreasing volume with respect to the first part of its orbit; in other cases, the chamber When first meets the inlet, the chamber is increasing in volume but has not reached its maximum volume. through the inlet hole, and therefore never completely fills before leaving the inlet hole; This is thought to be due to the fact that some liquid is not discharged into the container. Therefore the total output is reduced. Such pumps require relatively large volumes at low speeds, For example, it is used in situations where the amount is relatively small at high speeds.

ＥＰＡ　０　０７６　０３３　は前節に記載された種類のポンプを示すが、これ は運転が困難であることが発見されたものである。EPA 0 076 033 refers to the type of pump described in the previous section; was found to be difficult to drive.

ＥＰＡ　Ｏ１７４７３４はこの困難性を克服することを狙ってニードルローラー ベアリングを用いた、同じポンプの改良型を示し、ＥＰＡ　Ｏ２８４２２６は市 場で成功した型式のより精巧なポンプの型式を示すが、これは製造するのに高価 である。EPA O174734 aims to overcome this difficulty by introducing needle rollers. EPA O284226 shows an improved version of the same pump using bearings. A more sophisticated pump model of the type that has been successful in the field is shown, but this is expensive to manufacture. It is.

本発明の目的は同様の結果を与えるが設計と製造を簡素化し従ってより安くポン プを作ることにあります。The purpose of the invention is to provide similar results but simplify design and manufacture and therefore be cheaper to pump. The goal is to create a pool.

本発明によれば、ジェロータ−ポンプは単一の環と、相対的に角度を調節できつ よう配設された２つの軸の隣接するローターとを有している。According to the invention, a gerotor pump has a single ring and a relatively adjustable angle. and two axially adjacent rotors arranged in such a manner.

好ましくはローターの中の１つは駆動シャフトに関して角度的に固定され、他の ものは２つの極端な位置の間を動かすことができ、この中でこのローターは夫々 第１のローターと同期され又完全にフェーズを合わされたり且つ１８０度移動さ れて第１のローターと完全にフェーズから外されたりする。これによって完全な ポンプからの出力がゼロから最大の間を変化するが、代案の設計においては変化 は最小と最大の間である。即ちゼロ迄は下らない。Preferably one of the rotors is angularly fixed with respect to the drive shaft and the other The object can be moved between two extreme positions, in which this rotor is synchronized and fully phased with the first rotor and moved 180 degrees. The rotor may be completely out of phase with the first rotor. This completes The output from the pump varies between zero and maximum, but in alternative designs is between the minimum and maximum. In other words, it does not go down to zero.

本発明は添付図面に関連してより詳細に説明される。The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

第１図から第５図は５個のローブのローターが６個のローブの環に係合されたも のの、２つのローター部品の間の５つの異なった相対角度を示す線図表示である 。Figures 1 to 5 show a five-lobed rotor engaged with a six-lobed ring. is a diagrammatic representation showing five different relative angles between two rotor parts. .

第６図は現在の好ましい本発明の実施例の立面断面図である。FIG. 6 is an elevational cross-sectional view of the presently preferred embodiment of the invention.

第７図は第６図の７−７線上でとられた断面である。FIG. 7 is a cross section taken on line 7--7 of FIG.

先ず第１図から第５図に立ち戻ると、ローターは２つの、軸上に配設された、即 ち端と端を接した５つのローブのロロータ−１０，１２から成る。これらは６個 のローブをもつ環１６の中に位置されている。これらの図面は本体２０の中に形 成された入口孔１８と、これも又本体の中に形成された出口孔２２も示している 。この２つの孔は一般的にローター１０の軸１４と環の軸２４とを含む平面ＰＰ について対称である。Referring first to Figures 1 to 5, the rotor has two, axially disposed, It consists of a five-lobed rotor 10, 12 that is end-to-end. These are 6 pieces It is located in a ring 16 with lobes of. These drawings are shaped into the main body 20. Also shown is the inlet hole 18 formed and the outlet hole 22 also formed in the body. . These two holes are generally arranged in a plane PP that includes the axis 14 of the rotor 10 and the axis 24 of the ring. It is symmetric about.

第１図はゼロの位置を示し、ここでは２つのローター部品は同期されたフェーズ である。両方とも軸１４のまわりを回転する。平面ＰＰに関して対称に配設され たローターのローブは環の相互のローブのスペースと完全に係合され最大直径の 室は直径の反対側にあって図番２８で示されている。第１図において回転は矢印 Ａの方向であると想定すると、最小の室３０は入口孔１６の１端と重なり、次の 最大の室３２は入口孔の他端と重なる。同様に一般に室３２゜３０に反対の室３ ４．３６は出口孔と重なる。Figure 1 shows the zero position, where the two rotor parts are in synchronized phase. It is. Both rotate about axis 14. arranged symmetrically with respect to the plane PP The lobes of the rotor are fully engaged with the mutual lobe spaces of the annulus and are of maximum diameter. The chamber is on the diametrically opposite side and is designated by numeral 28. In Figure 1, rotation is indicated by the arrow Assuming direction A, the smallest chamber 30 overlaps one end of the inlet hole 16 and the next The largest chamber 32 overlaps the other end of the inlet hole. Similarly, generally opposite chamber 32°30 4.36 overlaps with the exit hole.

第２図は２つのローター部品が４５度フェーズから外れるように移動された時の 状態を示す。ローター１０は依然軸１４上にあるが、ローター１２は軸４０上に あり、この軸は軸１４から間隔をもち、且つ環の軸である軸２４がらも又離れて いる。夫々の室は２つの軸に配設された即ち端と端を接した部分に（これは必要 に応じ互いに連通ずる）分けられたと考えられるが、ローター１０と環１６の間 に放射状に位置されたスペースから成る部分は第１図のようであるが、ローター １２と環の間のものはフェーズが移動されているので、入口孔の領域の上では実 際上より小さく、出口孔の領域の上ではより大きい。Figure 2 shows the two rotor parts moved 45 degrees out of phase. Indicates the condition. Rotor 10 is still on shaft 14, but rotor 12 is on shaft 40. This axis is spaced apart from the axis 14, and is also spaced apart from the axis 24, which is the axis of the ring. There is. Each chamber is arranged on two axes, i.e. end-to-end (this is necessary) between the rotor 10 and the ring 16. The part consisting of spaces located radially in the rotor is shown in Figure 1. The phase between 12 and the ring has been shifted, so above the area of the inlet hole there is no actual It is smaller on the edge and larger above the area of the exit hole.

第３図はフェーズの移動が続行され、ローター部品１２の軸が全図番４０で示さ れ、且つ点２４に関して平面ＰＰから９０度離れている状態を示す。この位置に おいては、ローター１２に対する最小の容積の室は入口孔の中に完全に位置され るように移動し、一方２つの同じ大きさの容積の室が両方とも実質的に出口孔と 揃えられている。第４図は１３５度のフェーズの移動を示し、且つ第５図は１８ ０度のフェーズの移動を示す。第５図の場合ローター１０に対する最大容積の室 はローター１２に対する最小の容積の室と角度的に揃えられて、全体の効果とし てはポンプ作用はゼロである。FIG. 3 shows that the phase movement continues and the axis of the rotor part 12 is indicated by the overall number 40. The point 24 is 90 degrees away from the plane PP. in this position In this case, the smallest volume chamber for the rotor 12 is located entirely within the inlet hole. while the two equally sized chambers are both substantially exit holes. It is arranged. Figure 4 shows a phase shift of 135 degrees, and Figure 5 shows a phase shift of 18 degrees. Showing 0 degree phase movement. In the case of FIG. 5, the chamber with the maximum volume for the rotor 10 is angularly aligned with the smallest volume chamber for the rotor 12 to give the overall effect In this case, the pump action is zero.

換言すれば第１図は最大のポンプ作用のためのポンプの設定を示し、第５図は最 低又はゼロのポンプ作用のためのポンプの設定を示し、第２−４図はこれら２つ の極端の場合の間の中間の段階を示す。In other words, Figure 1 shows the pump settings for maximum pumping action and Figure 5 shows the pump settings for maximum pumping action. Figures 2-4 show the pump settings for low or zero pump action; shows an intermediate stage between the extreme cases of.

第６図においては、ローターのフェーズが揃えられた場合を示し第１−５図と同 じ図番が用いられている。ローター１０はシャフト５０に固着し、このシャフト は又駆動歯車５２に固定され、シャフトはポンプ本体の中で５４においてブツシ ュをはめられている。ローター１２はシャフト６０に支えられた偏心装置５８の 上に５６においてブツシュをはめられている。両方の場合においてブツシュは単 にあった方が好ましいものである。シャフト６０は軸６２の上にあり、この軸は 環と同心である。シャフト６０は又ピニオン６４と固着している。Figure 6 shows the case where the rotor phases are aligned and is the same as Figure 1-5. The same figure numbers are used. The rotor 10 is fixed to a shaft 50, and this shaft The shaft is also fixed to the drive gear 52, and the shaft is mounted in the pump body at 54. is being fitted with a cue. The rotor 12 is mounted on an eccentric device 58 supported on a shaft 60. A bushing is fitted on the top at 56. In both cases Bush is simply It is preferable that the Shaft 60 rests on axis 62, which axis It is concentric with the ring. Shaft 60 is also secured to pinion 64.

ピニオンはラック６６と係合し、ラックはピストンロンドロ８上に取付けられ、 ピストンロッドはピストン７０によって動かされて、図番７２で図式的に示され たシリンダーの中を滑ることができる。このシリンダーはシャフトバルブ７４経 由何れかの端において液体を供給される。The pinion engages a rack 66, the rack being mounted on the piston rondro 8; The piston rod is moved by a piston 70 and is shown schematically at 72. You can slide inside the cylinder. This cylinder has a shaft valve of 74 mm. liquid at either end.

シャフトバルブはポンプの出力又は例えばポンプによって供給される内燃機関の 主な潤滑油の通路に接続されるので、圧力はパイプ７６経出で連通し、スプリン グ８０によって抵抗されているスプール７８に作用することができる。The shaft valve is connected to the output of the pump or, for example, of an internal combustion engine supplied by the pump. Since it is connected to the main lubricating oil passage, the pressure is communicated through the pipe 76, and the spring spool 78 which is resisted by rod 80.

図示された位置において、液体はスプールを通り、スプールの中の放射方向の孔 を通り、且つ通路８２を経由して流れる。液体はピストン７０に作用してラック を変位させピニオンを回転させることができる。In the position shown, liquid passes through the spool and the radial holes in the spool and via passageway 82 . The liquid acts on the piston 70 and the rack The pinion can be rotated by displacing the pinion.

スプリングに抗してスプールを変位させるのに圧力が十分な時は、ライン８２は スプール上のくびれ８４と連通し。When the pressure is sufficient to displace the spool against the spring, line 82 Communicates with constriction 84 on the spool.

戻りのライン８６であったものは、ピストン７０の運動の方向を逆転するように ライン７６と連通ずる。含まれた油の圧力に関するスプリングを選ぶことによっ てポンプは自動的に最大と最小の位置の間に変えられこの間の必要とされる位置 に調節される。What was the return line 86 is now reversed to reverse the direction of movement of the piston 70. It communicates with line 76. By choosing the spring regarding the pressure of the oil involved. The pump will automatically change between the maximum and minimum positions to achieve the required position between these positions. adjusted to.

ローター１２は環を経由してローター１０によって間接的に駆動することが認め られる。即ちシャフト５０はローター１０を回転させ、ローターは環を回転させ 、且つ環はローター１２を回転させる。It is recognized that the rotor 12 is driven indirectly by the rotor 10 via the ring. It will be done. That is, the shaft 50 rotates the rotor 10, and the rotor rotates the ring. , and the ring rotates the rotor 12.

図示されていないもう１つの実施例においては、ローター１２はシャフト５０の 延長上に支えられた偏心ブツシュ上にジャーナルされている。In another embodiment, not shown, the rotor 12 is attached to the shaft 50. Journaled on an eccentric bush supported on an extension.

これも図示されていない外の実施例においては、環が駆動され、且つ２つのロー ターは環と同軸の共通の軸上に支持された直線の歯のスパーピニオンギアを夫々 設けられた。In an alternative embodiment, also not shown, the ring is driven and the two rollers Each motor has a straight tooth spur pinion gear supported on a common shaft coaxial with the ring. established.

夫々偏したブツシュの上にジャーナルされている。これらのピニオンはローター の外側、即ちポンプの反対の軸端に位置され１例えば歯車を回転させるラックを 駆動するピストンとシリンダーの中に働くポンプの油圧によって、作動されるギ ア駆動システムによって、同じ大きさで反対の量廓動されるよう配設されている 。従って夫々のローターの軸は例えば９０度迄且つ常に反対の方向に移動される ことがっできこの結果はじめに述べた実施例におけると同じ結果で１８０度のフ ェーズ移動の可能性をもつこととなる。これは特に巧妙な簡単な構造を与える。Each is journaled on a biased button. These pinions are the rotor A rack located on the outside of the The gear is operated by the hydraulic pressure of the pump that works in the driving piston and cylinder. arranged so that they are moved by the same but opposite amount by a drive system. . The axis of each rotor is therefore moved, for example, by up to 90 degrees and always in opposite directions. This resulted in the same result as in the first example, with a 180 degree angle. This means that there is a possibility of phase movement. This gives a particularly clever simple structure.

特に第６図及び第７図に示されたタイプにおける本願発明の単純さは、特に前述 した公知の技術と比較した場合に当業者によって評価されるであろう。The simplicity of the invention, particularly of the type shown in FIGS. It will be appreciated by those skilled in the art when compared with known techniques.

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Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] １．ジエローターポンプにおいて、単一の環と、相対的に角度を調節可能な、２ つの軸が隣接したローターを有することを特徴とするジエローターポンプ。1. In a georotor pump, a single ring and two relatively adjustable angles are used. A geo-rotor pump characterized in that it has two shaft-adjacent rotors. ２．請求項１のポンプにおいて、ローターの中の１つは駆動シャフトに関して角 度的に固定され、ローターの中の他のものは、当接１つのローターに関して極端 な位置の間を動ずことができることを特徴とするポンプ。2. The pump of claim 1, wherein one of the rotors is angular with respect to the drive shaft. The others in the rotor are fixed at extremes with respect to one rotor in abutment. A pump characterized in that it can move between fixed positions. ３．請求項１又は２のポンプにおいて、第２のローターは、第１のローターを支 持するシャフトの延長上にジャーナルされていることを特徴とするポンプ。3. The pump according to claim 1 or 2, wherein the second rotor supports the first rotor. A pump characterized in that the journal is journaled on an extension of the shaft having the shaft. ４．前項の請求項の何れかのポンプにおいて、ローターの中の他のものは、環の 軸上にジャーナルされたシャフトに支持される偏心上にジャーナルされており、 且つ当接１つのローターに関して当該他のローターのフエーズを移すように回転 されるよう配設されていることを特徴とするポンプ。4. In the pump of any of the preceding claims, the other of the rotors is journalled on an eccentric supported by a shaft journalled on an axis; and rotates so as to shift the phase of the other rotor with respect to the one rotor in contact. A pump characterized in that it is arranged so as to ５．請求項４のポンプにおいて、当接駆動軸と環と同軸のシャフトは端と端を接 して位置されていることを特徴とするポンプ。5. In the pump according to claim 4, the abutting drive shaft and the shaft coaxial with the ring are in contact end to end. A pump characterized in that it is located as follows. ６．請求項４又は請求項５のポンプにおいて、当該他のシャフトはラックと係合 されたピニオンを有することを特徴とするポンプ。6. In the pump according to claim 4 or claim 5, the other shaft engages with the rack. A pump characterized in that it has a pinion. ７．前項の請求項の何れかのポンプにおいて、ポンプ本体は入口孔を反対の軸端 に設けられ、又出口孔を反対の軸端に設けられていることを特徴とするポンプ。7. In the pump according to any of the preceding claims, the pump body has the inlet hole connected to the opposite shaft end. A pump characterized in that the outlet hole is provided at the opposite shaft end.