JPS63212786A - ポンプロ−タ - Google Patents
ポンプロ−タInfo
- Publication number
- JPS63212786A JPS63212786A JP4547787A JP4547787A JPS63212786A JP S63212786 A JPS63212786 A JP S63212786A JP 4547787 A JP4547787 A JP 4547787A JP 4547787 A JP4547787 A JP 4547787A JP S63212786 A JPS63212786 A JP S63212786A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- outer rotor
- pump
- tooth
- teeth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011038 discontinuous diafiltration by volume reduction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
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- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、歯車ポンプ又は歯車モータの構成要素であ
る内接歯車式のポンプロータ、詳しくは、アウターロー
タの振動に起因した騒音の抑止効果と、高速回転時のキ
ャビテーションの抑止効果を同時に高めたポンプロータ
に関する。
る内接歯車式のポンプロータ、詳しくは、アウターロー
タの振動に起因した騒音の抑止効果と、高速回転時のキ
ャビテーションの抑止効果を同時に高めたポンプロータ
に関する。
[従来の技術)
内接歯車ポンプに見られる高速回転時の圧力変動及びキ
ャビテーションの発生は、ポンプの騒音の一大要因であ
るアウターロータの振動を招く。
ャビテーションの発生は、ポンプの騒音の一大要因であ
るアウターロータの振動を招く。
従って、高速回転の考えられる用途では、アウターロー
タの振動を可及的に小さく抑えることが要求される。
・ このような要求に応えんとした従来技術としては、実開
昭61−48984号や実開昭61−179385号な
どがある。
タの振動を可及的に小さく抑えることが要求される。
・ このような要求に応えんとした従来技術としては、実開
昭61−48984号や実開昭61−179385号な
どがある。
前者の公報に示されるポンプは、インナー及び7ウタ一
ロータ間に作られるポンピングチャンバが容積最大位置
から回転して吸入液を圧縮し始めたときに起こる吐出ボ
ートからのボンピングチャンバへの圧力の逆流を防止し
てキャビテーションを抑制しようとするものである。一
方、後者の公報に示される技術は、最・大容積のポンピ
ングチャンバが位置する基準閉込み部において、ケーシ
ング内周面にポケットを設け、このポケットに吐出ボー
ト内圧力を常時導入することによりアウターロータの外
周面に偏向力を作用させて、インナー及びアウターロー
タの歯先間シール性を高め、これによって、ポンプの吐
出効率を上げようとするものである。
ロータ間に作られるポンピングチャンバが容積最大位置
から回転して吸入液を圧縮し始めたときに起こる吐出ボ
ートからのボンピングチャンバへの圧力の逆流を防止し
てキャビテーションを抑制しようとするものである。一
方、後者の公報に示される技術は、最・大容積のポンピ
ングチャンバが位置する基準閉込み部において、ケーシ
ング内周面にポケットを設け、このポケットに吐出ボー
ト内圧力を常時導入することによりアウターロータの外
周面に偏向力を作用させて、インナー及びアウターロー
タの歯先間シール性を高め、これによって、ポンプの吐
出効率を上げようとするものである。
(発明が解決しようとする問題点)
キャビテーションの発生原因の1つに、この種のポンプ
の場合、吸入初期のポンピングチャンバの入口部面積が
小さく、為に、吸入初期にはボンピングチャンバ内の負
圧が大きく、また、そのために流体の流入速度が急激に
早まることが挙げられるが、実開昭61−48984号
のポンプは、かかる点に関しての対策は何ら講じておら
ず、従って、キャビテーション対策としては充分でなく
、また、アウターロータの振動を強制的に阻止するもの
でもないので、回転中のアウターロータがガタッキ易く
、ポンプの騒音対策としても充分でない。
の場合、吸入初期のポンピングチャンバの入口部面積が
小さく、為に、吸入初期にはボンピングチャンバ内の負
圧が大きく、また、そのために流体の流入速度が急激に
早まることが挙げられるが、実開昭61−48984号
のポンプは、かかる点に関しての対策は何ら講じておら
ず、従って、キャビテーション対策としては充分でなく
、また、アウターロータの振動を強制的に阻止するもの
でもないので、回転中のアウターロータがガタッキ易く
、ポンプの騒音対策としても充分でない。
一方、実開昭61−179385号のポンプは、ポケッ
ト内の導入圧によってアウターロータがインナーロータ
に強く押し付けられならば、アウターロータの振動は充
分に抑制される。しかし、実際には、最大容積位置から
吐出ボートに至る間のボンピングチャンバの容積縮小に
より、基準閉込み部におけるポンピングチャンバ内のピ
ーク圧が吐出ボート内圧力よりもかなり高くなるので、
ポケット内導入圧によるアウターロータ押し付は力の大
半が殺されてしまう、従って、アウターロータの強い押
し付けは期待できず、振動防止効果が不充分になる。ま
た、吸入初期のポンピングチャンバの入口部面積の不足
に起因したキャビテーションも抑えることができない。
ト内の導入圧によってアウターロータがインナーロータ
に強く押し付けられならば、アウターロータの振動は充
分に抑制される。しかし、実際には、最大容積位置から
吐出ボートに至る間のボンピングチャンバの容積縮小に
より、基準閉込み部におけるポンピングチャンバ内のピ
ーク圧が吐出ボート内圧力よりもかなり高くなるので、
ポケット内導入圧によるアウターロータ押し付は力の大
半が殺されてしまう、従って、アウターロータの強い押
し付けは期待できず、振動防止効果が不充分になる。ま
た、吸入初期のポンピングチャンバの入口部面積の不足
に起因したキャビテーションも抑えることができない。
そこで、この発明は、ポンプの騒音と、騒音の原因とな
るだけでなく、ポンプの性能低下、劣化の原因ともなる
キャビテーションの問題を同時に解決しようとするもの
である。
るだけでなく、ポンプの性能低下、劣化の原因ともなる
キャビテーションの問題を同時に解決しようとするもの
である。
この発明は、上記の目的を達成するため、第1図に示す
ように、円弧歯2を備え、その円弧歯の数はインナーロ
ータの歯数よりも1枚多いアウターロータ1と、円弧歯
2の歯形をもとにして創成されるトロコイド曲線を基本
にした曲線歯4を備えるインナーロータ3とを組合せて
構成される歯車ポンプ又は歯車モータ用のポンプロータ
において、先ず、インナー、アウター両ロータの歯丈を
一致させる。即ち、アウターロータ1の歯部の長径D1
と短径り、の寸法差と、インナーロータ3の歯部の長径
d1と短径d2の寸法差とを等しくし、作用の欄で詳述
するように、過大クリアランスによるアウターロータの
振動を抑える。
ように、円弧歯2を備え、その円弧歯の数はインナーロ
ータの歯数よりも1枚多いアウターロータ1と、円弧歯
2の歯形をもとにして創成されるトロコイド曲線を基本
にした曲線歯4を備えるインナーロータ3とを組合せて
構成される歯車ポンプ又は歯車モータ用のポンプロータ
において、先ず、インナー、アウター両ロータの歯丈を
一致させる。即ち、アウターロータ1の歯部の長径D1
と短径り、の寸法差と、インナーロータ3の歯部の長径
d1と短径d2の寸法差とを等しくし、作用の欄で詳述
するように、過大クリアランスによるアウターロータの
振動を抑える。
また、インナーロータ3に対する円弧歯2の有効噛合い
部(第3図のαの領域)と円弧歯間にある歯溝の中心部
(第3図のa点部分)とを避けた位置でアウターロータ
1に、そのロータ内周面と端面とに開放する凹部5を設
け、インナーロータとの間に振動につながるクリアラン
スを生じさせずにボンピングチャンバの入口部面積を増
加させる。第5図は、長径り、の円弧と円弧歯2の半径
rの円弧との交点部に設けた凹部5を拡大して示してい
る。この凹部5は、アウターロータの一端面から他端面
に至るもの、或いは第6図に示すように、ロータの厚み
方向に独立したもののいずれであってもよい、また、歯
溝の中心を境にして回転方向の前方と後方の2個所にあ
る凹部の一方は省略してもよい。
部(第3図のαの領域)と円弧歯間にある歯溝の中心部
(第3図のa点部分)とを避けた位置でアウターロータ
1に、そのロータ内周面と端面とに開放する凹部5を設
け、インナーロータとの間に振動につながるクリアラン
スを生じさせずにボンピングチャンバの入口部面積を増
加させる。第5図は、長径り、の円弧と円弧歯2の半径
rの円弧との交点部に設けた凹部5を拡大して示してい
る。この凹部5は、アウターロータの一端面から他端面
に至るもの、或いは第6図に示すように、ロータの厚み
方向に独立したもののいずれであってもよい、また、歯
溝の中心を境にして回転方向の前方と後方の2個所にあ
る凹部の一方は省略してもよい。
、 第1図乃至第4図における矢印Aはポンプロータ
の回転方向を示している。また、(イ)〜に)の矢印は
、歯車ポンプにおいて吐出側の液圧がアウターロータ1
に作用してアウターロータを半径方向に移動させようと
する力の方向を、”% bs 8% a’、a#の各点
は、インナーロータ3とアウターロータ1が回転中に衝
撃力を伴って衝突する可能性のある接触部を示している
。細かい点を打った部分は圧力の加わった液体である。
の回転方向を示している。また、(イ)〜に)の矢印は
、歯車ポンプにおいて吐出側の液圧がアウターロータ1
に作用してアウターロータを半径方向に移動させようと
する力の方向を、”% bs 8% a’、a#の各点
は、インナーロータ3とアウターロータ1が回転中に衝
撃力を伴って衝突する可能性のある接触部を示している
。細かい点を打った部分は圧力の加わった液体である。
なお、インナー及びアウターロータの歯間のシールのた
めの噛合いは、第3図のa′点を始点、同−円弧歯2の
αの角度離反した点を終点にして行なわれる。
めの噛合いは、第3図のa′点を始点、同−円弧歯2の
αの角度離反した点を終点にして行なわれる。
インナー及びアウターロータ間に画されるポンピングチ
ャンバのうち、最大容積部のチャンバ6が封じ切られる
直前の第1図、チャンバ6に吸入された液体7が圧縮を
開始された直後の第2図、液体7の圧縮比が高まった第
4図の回転状態では、吐出側の液圧によりアウターロー
タ1がそれぞれ(イ)、(ロ)、に)の方向に押されて
a 、b % Cの各点でインナーロータ3と接触し、
この接点部にインナーロータの回転力を受けて円滑に回
転する。
ャンバのうち、最大容積部のチャンバ6が封じ切られる
直前の第1図、チャンバ6に吸入された液体7が圧縮を
開始された直後の第2図、液体7の圧縮比が高まった第
4図の回転状態では、吐出側の液圧によりアウターロー
タ1がそれぞれ(イ)、(ロ)、に)の方向に押されて
a 、b % Cの各点でインナーロータ3と接触し、
この接点部にインナーロータの回転力を受けて円滑に回
転する。
しかるに、第3図の状態になったときには、Y軸とほぼ
平行なt)の押し方に対してアウターロータ1を受は止
めるのはb点のみとなる。つまり、この状態では、aS
b、c点でのインナーロータ3による了うターロータ1
の(ハ)の方向への動きの拘束が全く行えないばかりか
、b点にはアウターロータの歯形によりそのロータを図
の下方に移動さようとする分力が生じるのである。
平行なt)の押し方に対してアウターロータ1を受は止
めるのはb点のみとなる。つまり、この状態では、aS
b、c点でのインナーロータ3による了うターロータ1
の(ハ)の方向への動きの拘束が全く行えないばかりか
、b点にはアウターロータの歯形によりそのロータを図
の下方に移動さようとする分力が生じるのである。
ところが、従来のポンプロータは、アウターロータの歯
溝の底がインナーロータの歯部の山頂から離れる設計と
されているので、a点の接触部は無く、しかも、アウタ
ーロータはケーシングに対して半径方向に移動の自由度
をもっており、このために、アウターロータ1が、a′
、a#の部分が接点となる迄Y軸方向下方に動く、その
勧きは、a′、81点での接線の勾配がY軸と平行に近
いため非常に大きい、そして、ここで大きく移動したア
ウターロータは、第2図の状態に移る間に同図のa点の
接触により再び原位置にもち上げられる。高速回転時の
騒音は、インナーロータが1回転する間にアウターロー
タ3がインナーロータの歯数と同一回数上下動し、移動
のたびに大きな衝撃力を伴なってインナーロータに衝突
するために起る。
溝の底がインナーロータの歯部の山頂から離れる設計と
されているので、a点の接触部は無く、しかも、アウタ
ーロータはケーシングに対して半径方向に移動の自由度
をもっており、このために、アウターロータ1が、a′
、a#の部分が接点となる迄Y軸方向下方に動く、その
勧きは、a′、81点での接線の勾配がY軸と平行に近
いため非常に大きい、そして、ここで大きく移動したア
ウターロータは、第2図の状態に移る間に同図のa点の
接触により再び原位置にもち上げられる。高速回転時の
騒音は、インナーロータが1回転する間にアウターロー
タ3がインナーロータの歯数と同一回数上下動し、移動
のたびに大きな衝撃力を伴なってインナーロータに衝突
するために起る。
一方、本発明によれば、アウターロータの歯丈がインナ
ーロータのそれと一致しているので、第3図の状態で接
点aが生じ、アウターロータ1のY軸下方への移動がイ
ンナーロータ3によって阻止される。従って、アウター
ロータは殆んど振動せず、円滑な回転が保証される。
ーロータのそれと一致しているので、第3図の状態で接
点aが生じ、アウターロータ1のY軸下方への移動がイ
ンナーロータ3によって阻止される。従って、アウター
ロータは殆んど振動せず、円滑な回転が保証される。
なお、厳密に云えば、加工誤差やインナーロータ3の回
転軸8に対する偏心に起因した手動はあるが、これは微
々たるものであるので問題にはならない。
転軸8に対する偏心に起因した手動はあるが、これは微
々たるものであるので問題にはならない。
また、従来のポンプロータは、アウターロータのY軸下
方への変位によってポンピングチャンバの封じ切り点で
ある第3図の0点でのインナーロータとのクリアランス
が大きくなり、圧縮中の液体の圧力の逃げがあるが、こ
の発明によれば、その問題も解決される。
方への変位によってポンピングチャンバの封じ切り点で
ある第3図の0点でのインナーロータとのクリアランス
が大きくなり、圧縮中の液体の圧力の逃げがあるが、こ
の発明によれば、その問題も解決される。
次に、上述したり、−D□−d、−dtの設計であると
、特に吸入初期のポンピングチャンバの入口部面積が非
常に小さくなり、かえってキャビテーションを招き易く
なる。
、特に吸入初期のポンピングチャンバの入口部面積が非
常に小さくなり、かえってキャビテーションを招き易く
なる。
しかしながら、上述した区域に凹部5を設けると、この
凹部5は、吸入ボート(図示せず)に面するアウターロ
ータの端面に開放しているため、上記チャンバの入口部
面積が実質的に大きくなる。
凹部5は、吸入ボート(図示せず)に面するアウターロ
ータの端面に開放しているため、上記チャンバの入口部
面積が実質的に大きくなる。
従って、凹部5の大きさをうまく調整すれば、吸入初期
の流体のポンピングチャンバへの流入速度を流体固有の
キャビテーション発生速度以下に抑えることができ、ま
た、それによってチャンバ内の圧力低下を抑えることが
できる。加えて、吐出ボート(これも図示せず)の終点
通過後も凹部5内に残される加圧流体の吸入ボート側で
のポンピングチャンバ開放による膨張も流入速度の遅延
とチャンバ内圧力低下の抑制に有効に作用する。このた
め、キャビテーションが効果的に抑制される。
の流体のポンピングチャンバへの流入速度を流体固有の
キャビテーション発生速度以下に抑えることができ、ま
た、それによってチャンバ内の圧力低下を抑えることが
できる。加えて、吐出ボート(これも図示せず)の終点
通過後も凹部5内に残される加圧流体の吸入ボート側で
のポンピングチャンバ開放による膨張も流入速度の遅延
とチャンバ内圧力低下の抑制に有効に作用する。このた
め、キャビテーションが効果的に抑制される。
なお、アウターロータ1の歯溝の中間点は除去されずに
そのまま残されているので、第3図の状態における接点
aでのアウターロータの動きの拘束効果はそのまま維持
される。
そのまま残されているので、第3図の状態における接点
aでのアウターロータの動きの拘束効果はそのまま維持
される。
以上述べたように、この発明は、アウターロータとイン
ナーロータの歯丈を一致させることによってアウターロ
ータの振幅を小さく抑え、また、一方では、アウターロ
ータの歯丈を変化させない位置に、容積最小時のポンピ
ングチャンバの入口部面積を拡げる凹部を設けて上記入
口部面積の不足に起因したキャビテーションを防止した
ものであるから、それ等の相乗効果によりポンプ騒音が
非常に小さくなる。即ち、歯丈の一致によりアウターロ
ータの衝撃を伴う移動がなくなり、また、キャビテーシ
ョンの抑制により、アウターロータを振動させるようと
する力自体が生じ難くなり、その結果、高速回転域での
ポンプ騒音が小さくなる。
ナーロータの歯丈を一致させることによってアウターロ
ータの振幅を小さく抑え、また、一方では、アウターロ
ータの歯丈を変化させない位置に、容積最小時のポンピ
ングチャンバの入口部面積を拡げる凹部を設けて上記入
口部面積の不足に起因したキャビテーションを防止した
ものであるから、それ等の相乗効果によりポンプ騒音が
非常に小さくなる。即ち、歯丈の一致によりアウターロ
ータの衝撃を伴う移動がなくなり、また、キャビテーシ
ョンの抑制により、アウターロータを振動させるようと
する力自体が生じ難くなり、その結果、高速回転域での
ポンプ騒音が小さくなる。
また、キャビチーシラン抑制効果によって、高速回転域
でのポンプ効率が高まり、かつ、キャビテーションに起
因した部品の侵食減少が残るためポンプ寿命も延びる。
でのポンプ効率が高まり、かつ、キャビテーションに起
因した部品の侵食減少が残るためポンプ寿命も延びる。
しかも、ポンプ効率の向上効果は、歯丈の一致によるア
ウター及びインナー間の歯間シール性が良くなることに
よって更に増強される。
ウター及びインナー間の歯間シール性が良くなることに
よって更に増強される。
なお、この発明のポンプロータは、高速回転用途で特に
顕著な効果を発揮するが、低速回転域でも回転の円滑化
を可能にすると云う特有の効果を有し、従って、その産
業上の貢献度は非常に高いと云える。
顕著な効果を発揮するが、低速回転域でも回転の円滑化
を可能にすると云う特有の効果を有し、従って、その産
業上の貢献度は非常に高いと云える。
第1図乃至第4図は、この発明のポンプロータの回転動
作を順に追って示す正面図、第5図は第3図のa−a”
間に存在した凹部上5の拡大図、第6図は凹部5の変形
例を示す断面図である。 1・・・・・・アウターロータ、2・・・・・・円弧歯
、3・・・・・・インナーロータ、4・・・・・・曲線
歯、5・・・・・・凹部、6・・・・・・容積最大部の
ポンピングチャンバ、7・・・・・・圧力の加わった液
体、8・・・・・・回転軸。
作を順に追って示す正面図、第5図は第3図のa−a”
間に存在した凹部上5の拡大図、第6図は凹部5の変形
例を示す断面図である。 1・・・・・・アウターロータ、2・・・・・・円弧歯
、3・・・・・・インナーロータ、4・・・・・・曲線
歯、5・・・・・・凹部、6・・・・・・容積最大部の
ポンピングチャンバ、7・・・・・・圧力の加わった液
体、8・・・・・・回転軸。
Claims (1)
- 円弧歯を備えるアウターロータと、上記円弧歯の歯形を
もとにして創成されるトロコイド曲線を基本にした曲線
歯を備えるインナーロータとを組合せて構成される歯車
ポンプ又は歯車モータ用のポンプロータにおいて、アウ
ターロータの歯部の長径と短径の寸法差と、インナーロ
ータの歯部の長径と短径の寸法差を等しくし、さらに、
インナーロータに対する上記円弧歯の有効噛合い部と円
弧歯間にある歯溝の中心部とを避けた位置で、アウター
ロータに、そのロータの内周面と端面とに開放する凹部
を付加したことを特徴とするポンプロータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4547787A JPS63212786A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | ポンプロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4547787A JPS63212786A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | ポンプロ−タ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63212786A true JPS63212786A (ja) | 1988-09-05 |
Family
ID=12720473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4547787A Pending JPS63212786A (ja) | 1987-02-26 | 1987-02-26 | ポンプロ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63212786A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004038223A1 (en) * | 2002-10-22 | 2004-05-06 | Concentric Pumps Limited | Improvement in or relating to pumps |
JP2006249937A (ja) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Mitsubishi Materials Pmg Corp | 内接型ギヤポンプ |
WO2011107307A3 (de) * | 2010-03-04 | 2013-01-24 | Robert Bosch Gmbh | Innenzahnradpumpe |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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