JPH0137561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外歯歯車および内歯歯車と分配弁とを
有するロータリーピストン機械であつて、前記両
歯車が該歯車間で押しのけ室を形成していてかつ
互いに相対的に回転かつ円運動するようになつて
いてかつ一方の歯車が回動不能に主軸と結合され
ており、更に前記分配弁が歯車軸線に対して直角
な少なくとも１つの平面内で協働する２つの組の
制御開口を有しており、第１の組の制御開口が不
動に第１の歯車に結合されていてかつこの歯車の
周面に設けられた、ほぼ制御開口と同じ半径方向
に位置する開口部に通じており、かつ第２の組の
制御開口が不動に第２の歯車に結合されていてか
つ周方向で交互に圧力側接続部もしくは低圧側接
続部に通じており、このばあい特に外歯歯車が回
転しかつ円運動するようになつていてしかも端面
に第１の組の制御開口を有している形式のものに
関する。

前記形式の公知のロータリーピストン機械（ド
イツ連邦共和国特許出願公告第2155818号明細書）
のばあい内歯歯車の歯は５個の円筒状の転動体に
よつて形成されているのに対して、外歯歯車は４
個の歯を有しかつトロコイド状の周面を有してい
る。外歯歯車はそれぞれ歯の間の範囲で端面に三
角形横断面の溝を有しており、該溝は第１の組の
４つの制御開口を成し、かつ内歯歯車と不動に結
合された隣接する端壁内に設けられた交互に圧力
側および低圧側に接続される第２の組の10個の制
御開口と協働する。更に前記溝は外歯歯車の周面
に開口する短かい通路を成している。この公知の
構成ではロータリーピストン機械のすべての構成
部材、特に分配弁の制御開口は、それぞれ正しい
時点で圧力側から低圧側にかつ低圧側から圧力側
に切換えるために、極めて正確に製作されねばな
らない。

本発明の課題は、製作誤差、特に分配弁の制御
開口における製作誤差に関連してロータリーピス
トン機械の運転に不都合な影響が及ぼされないよ
うに冒頭に述べた形式のロータリーピストン機械
を改良することにある。

この課題は本発明によれば、第１の組のそれぞ
れの制御開口に、所属の歯車の中央軸線の、それ
ぞれの制御開口とは反対側で、それぞれの制御開
口と同じ周面区分に接続された補助制御開口が配
属されていることによつて解決された。

第１の組の付加的な補助制御開口の使用によつ
て圧力側から低圧側にかつ低圧側から圧力側に切
換えるために常に、瞬間的な回転点から大きな間
隔を有しひいてはこれに相応して速い回転速度を
有する制御開口が存在するようになる。従つて製
作誤差は切換えの時点に関して実際問題ではな
い。このことの利点は、余り圧力ピークおよび騒
音が生じずかつ不変な運転が得られるということ
にある。更に別の利点は、寸法の比較的小さい歯
車を使用できるということにあり、このばあい第
１の組の制御開口および補助制御開口が第２の組
の制御開口に対して相対的に運動するトロコイド
軌道は瞬間的な回転点の近くで方向を逆転しかつ
ループを成す。

特に第１の組の制御開口と所属の補助制御開口
とが180゜だけ互いにずらされている。これによつ
て最良の状態が得られる。

第１の歯車の歯数が奇数個であると特に有利で
ある。このばあい歯の間の範囲の制御開口と歯範
囲の補助制御開口とは互いに向かい合つて位置し
ている。制御開口を第１の歯車の周面の比較的近
くに配置しかつこれにもかかわらず隣接する押し
のけ室に対する補助制御開口の申し分のないシー
ル作用を得ることができる。

更に、第１の組の制御開口と補助制御開口とを
第１の歯車の同じ端面上に設けることができる。
これによつて構造的な著しい簡単化が得られる。

更に第１の歯車が偶数個の歯数を有していてか
つ一方の端面に第１の組の制御開口をかつ他方の
端面に第１の組の補助制御開口を有することがで
きる。これによつて偶数個の歯車によつても作業
できるようになる。

特に有利には、第２の組の制御開口が第２の歯
車の中央軸線から同じ間隔を有しており、かつこ
の間隔が第１の組の制御開口および補助制御開口
と第１の歯車の中央軸線との間隔よりもいくらか
小さくされている。

これによつて製作が簡単になるばかりでなく、
運転も良好になる。瞬間的な回転点の近くに位置
する第１の組の制御開口は第２の組の制御開口の
円の外部に位置するので、所属の押しのけ室は迅
速に運動しそれ故確実な切換えを生ぜしめる制御
開口によつてのみ制御される。

構造的に特に有利には、第１の歯車が外歯歯車
であつて、重ね合わされた多数の板から構成され
ており、第１の板が外側の円上に、周面に向つて
開かれたそれぞれ１つの第１の開口部を成す切込
み部としてそれぞれ歯の間の範囲で第１の組の制
御開口をかつ貫通孔として歯範囲で補助制御開口
を有しており、更に分配板が通路区分に連通した
第２の開口部を有しており、更に第１の板と分配
板との間に内側もしくは外側の円上に穴を有する
少なくとも２つの穴付き板と、異なる円上に設け
られた周方向でずらされた前記２つの穴を接続す
る通路区分を有する少なくとも１つの通路付き板
とが交互に、それぞれ１つの第２の開口部をほぼ
直径方向で向かい合つて位置する貫通孔と接続す
るように配置されている。このようにしてわずか
な費用で、一方の端面に２倍の制御開口を有しし
かも周面の所属の開口部に接続するための適当な
通路を有する歯車が製作される。

一方の歯車の周面が、他方の歯車と接触する有
効区分の間に他方の歯車と接触しない非有効区分
を有しているばあいには、非有効区分が第１の歯
車に設けられていてかつ非有効区分内に第１の組
の制御開口および補助制御開口と接続された開口
部が設けられていると有利である。このようにし
て、前記制御開口と接続された開口部がそれぞれ
最大又は最小の押しのけ室の圧力交換に際して圧
力の異なる押しのけ室間の連通を生ぜしめること
が防止される。従つてロータリーピストン機械の
効率が高められる。

次に図示の実施例につき本発明を説明する。

第１図によれば定置のケーシング１が設けられ
ており、該ケーシング１は端板２と、支承ブロツ
ク３と、側板４と、内歯歯車５と、別の側板６
と、端板７とから成つている。これらの構成部材
はねじ（これらねじのうちねじ８だけを図示）に
よつて互いに結合されている。主軸９はスリーブ
状の突出部１０によつて支承ブロツク３内に支承
されている。主軸９はカルダン軸１１を介して外
歯歯車１２と結合されている。この外歯歯車１２
は重ね合わせて支承された６個の板１３，１４，
１５，１６，１７，１８から成つている。

第２図で示されているように、内歯歯車５は中
心軸線Ｍ１を有するトロコイド形状の内周面１９
を有している。このようにして６個の歯２０が得
られる。５個の歯２１を有する外歯歯車１２は中
心軸線Ｍ２を有しており、該中心軸線Ｍ２は距離
ｅだけ中心軸線Ｍ１に対して偏心して位置してい
る。歯２１は外側で、有効周面区分２２として内
周面１９に接触する円筒区分の形状を有している
ので、全体として５つの押しのけ室２３、即ち２
３ａ，２３ｂ，２３ｃ、２３ｄ，２３ｅが形成さ
れる。前記有効周面区分２２の間には、内歯歯車
５と接触しない非有効周面区分２４が設けられて
いる。

外歯歯車１２の第１の板１３と側板６との間に
は分配弁２５が形成されている。この分配弁２５
は外歯歯車１２の板１３内に第１の組の制御開口
および補助制御開口をかつ側板６内に第２の組の
制御開口を有している。第２図から明らかなよう
に、５個の制御開口２６、即ち２６ａ，２６ｂ，
２６ｃ，２６ｄ，２６ｅは歯の間に設けられてお
り、これらの制御開口はそれぞれ周面に向かつて
開かれた切込み部を成している。それぞれの制御
開口２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅに
対して180゜だけずらされた歯範囲には補助制御開
口２７、即ち２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，
２７ｅが設けられており、該補助制御開口は貫通
孔から成つていてかつ第２図で概略的にのみ図示
された通路３０を介してそれぞれの補助制御開口
と向かい合つて位置する押しのけ室２３に接続さ
れている。制御開口２６および補助制御開口２７
は外歯歯車１２の中心軸線Ｍ２を中心とした円上
に位置している。

第２の組の制御開口は中心軸線Ｍ１を中心とし
た円上に位置しており、この円の半径は制御開口
２６および補助制御開口２７が位置する円の半径
よりもいくらか小さい。制御開口２８は端板７内
の圧力側接続部３１と、制御開口２８が半径方向
の通路３２を介して環状溝３３に接続されている
ことによつて、接続される。前記環状溝自体は圧
力側接続部３１と接続されている。制御開口２９
は半径方向の通路３４と軸方向の孔３５とを介し
て同様に端板７内に設けられている低圧側接続部
３６と接続されている。異なる陰影線によつて、
制御開口２８，２９が周方向で交互に圧力側およ
び低圧側に接続されていることを示している。

以後の考察のために、ロータリーピストン機械
がモータとして運転されるものと仮定する。相応
の考察は、ロータリーピストン機械がポンプとし
て制御機械、かじ取り装置又は類似のものの分野
で使用されるばあいにも当て嵌る。第２図は内歯
歯車５および外歯歯車１２の位置を示しており、
このばあい瞬間的な回転点Ａは下側に位置してい
る。制御開口２６ｄおよび補助制御開口２７ｄ，
２７ｅが制御開口２８と協働するので、押しのけ
室２３ｄ，２３ｅに圧力がかけられる。所属の制
御開口２６ｂおよび補助制御開口２７ａ，２７ｂ
が制御開口２９と協働するので、押しのけ室２３
ａ，２３ｂはタンク圧力に導びかれる。最大容積
の押しのけ室２３ｃでは丁度切換えが行なわれ
る。この切換えは迅速に進行する。何故ならば瞬
間的な回転点Ａからの間隔が大きいため制御開口
２６ｃは高速で逆時計回り方向に旋回するからで
ある。制御開口２６ｃと向かい合つて位置する、
瞬間的な回転点に近いためにゆつくりとのみ動く
補助制御開口２７ｃはこのばあい働らかない。何
故ならば補助制御開口２７ｃは制御開口２８，２
９の円の外側に位置しているからである。外歯歯
車が逆時計回り方向に回転したばあい同時に中心
軸線Ｍ２は中心軸線Ｍ１を中心として時計回り方
向に円運動する。瞬間的な回転点は左向きに制御
開口２６ａの範囲に移る。次いで最小容積に達し
たばあい押しのけ室２３ａの切換えが行なわれ
る。このことは、補助制御開口２７ａが比較的高
速で制御開口２９から制御開口２８に移ることに
よつて行なわれる。このばあいゆつくりとのみ移
動する制御開口２６ａは働らかない。従つて分配
弁２５は押しのけ室２３が最大容積に達したばあ
いにもまた最小容積に達したばあいにもそれぞれ
極めて短時間で圧力切換えを実施することができ
る。早期に交換困難性をもたらす製作誤差は完全
に問題なくなる。ロータリーピストン機械は申し
分なく不変に運転されかつ騒音なく作業しかつ圧
力ピークを除きかつ事実上押しのけ容積における
損失を生ぜしめない。

第３図乃至第８図では外歯歯車１２を構成する
６個の板１３，１４，１５，１６，１７，１８が
示されている。第１の板１３は、すでに述べたよ
うに、直接歯車周面に開口部を形成する切込み部
形状の制御開口２６と、貫通孔形状の補助制御開
口２７とを有している。第２の板１４は外側の円
上に補助制御開口２７と整合する穴３７を有する
穴付き板である。第３の板１５は通路区分３８を
有する通路付き板であつて、該通路区分３８は所
定の角度に亘つてのびていてかつ穴３７と合致す
る個所から第４の板１６、即ち別の穴付き板の穴
３９と接続される内側の円上の個所までのびてい
る。第５の板１７は通路区分４０を有する分配板
であつて、該通路区分４０も矢張り所定の角度に
亘つてのびていてかつ穴３９の個所から非有効周
面区分２４の開口部４２までのびており、該非有
効周面区分２４はこれと接続された補助制御開口
２７と向かい合つて位置している。第６の板１８
は前記通路区分４０をおおう。個々の板は有利に
は鋼から打抜かれかつ互いにろう接される。個々
の板を焼結金属から形成することもできる。

第９図乃至第１１図では相応する構成部材には
100だけ増した符号を付している。外歯歯車１１
２は４つの歯１２１を有している。内歯歯車１０
５（内周面１１９のみを図示）は５個の歯１２０
を有している。従つて押しのけ室１２３ａ，１２
３ｂ，１２３ｃ，１２３ｄが形成される。外歯歯
車１１２の一方の端面には４つの制御開口１２６
ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄが設けられて
おり、該制御開口は直接、外歯歯車１１２の非有
効周面区分１２４に設けられている開口部１４１
を成す。反対側の端面には補助制御開口１２７
ａ，１２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄが設けられて
おり、該補助制御開口は適当な通路１４３を介し
て、それぞれの補助制御開口と向かい合つて位置
する外歯歯車側の開口部１４２に接続されてい
る。第２の組の制御開口は外歯歯車１２１の両端
面側に配置されている。従つて第１の組の補助制
御開口と第２の組の制御開口１２８，１２９とを
有する第１の分配弁１２５並びに第１の組の制御
開口と第２の組の制御開口１２８′，１２９′とを
有する第２の分配弁１２５′が形成される。

外歯歯車１１２は例えば焼結加工によつて製作
でき、このばあい通路１４３は差し嵌められ次い
で溶融される銅条片によつて形成される。この配
置形式の作用形式は第２図の作用形式に相応して
いる。両歯車の相対運動および歯車に設けられた
制御開口の相対運動のみが重要であるので、外歯
歯車を定置にしかつ内歯歯車を回転させかつ円運
動させることもできる。更に一方の歯車を回転さ
せかつ他方の歯車を円運動させることもできる。
第１の組の制御開口と所属の補助制御開口との図
示の正確な180゜のずれを変えることは、圧力側に
通じる第２の組の制御開口から低圧側に通じる第
２の組の制御開口への又は低圧側に通じる第２の
組の制御開口から圧力側に通じる第２の組制御開
口への所望の迅速な移動が得られる限りにおいて
は、可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであつて、第
１図は本発明によるロータリーピストン機械の縦
断面図、第２図は第２の組の制御開口を一緒に図
示した第１図―線に沿つた断面図、第３図、
第４図、第５図、第６図、第７図および第８図は
外歯歯車を形成する６個の板を示した図、第９図
は別の実施例による内歯歯車と外歯歯車との概略
図、第１０図は第９図―線に沿つた断面図、
第１１図は内歯歯車と外歯歯車とを裏側から見た
第９図に相応した概略図である。 １……ケーシング、２，７……端板、３……支
承ブロツク、４，６……側板、５，１０５……内
歯歯車、８……ねじ、９……主軸、１０……突出
部、１１……カルダン軸、１２，１１２……外歯
歯車、１３，１４，１５，１６，１７，１８……
板、１９，１１９……内周面、２０，２１，１２
０，１２１……歯、２２……有効周面区分、２
３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｅ，２３ｄ，
１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ，１２３ｄ……押
しのけ室、２４，１２４……非有効周面区分、２
５，１２５，１２５……分配弁、２６，２６ａ，
２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，１２６ａ，１
２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄ，２８，２９，１２
８，１２８′，１２９，１２９′……制御開口、２
７，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ，
１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄ……補
助制御開口、３０，１４３……通路、３１……圧
力側接続部、３２，３４……半径方向の通路、３
３……環状溝、３５……軸方向の孔、３６……低
圧側接続部、３７，３９……穴、３８，４０……
通路区分、４１，４２，１４１，１４２……開口
部、Ａ……回転点、Ｍ１，Ｍ２……中心軸線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外歯歯車および内歯歯車と分配弁とを有する
   ロータリーピストン機械であつて、前記両歯車が
   該歯車間で押しのけ室を形成していてかつ互いに
   相対的に回転しかつ円運動するようになつていて
   かつ一方の歯車が回動不能に主軸と結合されてお
   り、更に前記分配弁が歯車軸線に対して直角な少
   なくとも１つの平面内で協働する２つの組の制御
   開口を有しており、第１の組の制御開口が不動に
   第１の歯車に結合されていてかつこの歯車の周囲
   に設けられた、ほぼ制御開口と同じ半径方向に位
   置する開口部に通じており、かつ第２の組の制御
   開口が不動に第２の歯車に結合されていてかつ周
   方向で交互に圧力側接続部もしくは低圧側接続部
   に通じている形式のものにおいて、第１の組のそ
   れぞれの制御開口２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６
   ｄ，２６ｅ；１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１
   ２６ｄに、所属の歯車１２，１１２の中央軸線Ｍ
   ２の、それぞれの制御開口とは反対側で、それぞ
   れの制御開口と同じ周面区分２４，１２４に接続
   された補助制御開口２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２
   ７ｄ，２７ｅ；１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ，
   １２７ｄが配属されていることを特徴とするロー
   タリーピストン機械。 ２ 第１の組の制御開口２６ａ，２６ｂ，２６
   ｃ，２６ｄ，２６ｅ；１２６ａ，１２６ｂ，１２
   ６ｃ，１２６ｄと、所属の補助制御開口２７ａ，
   ２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ；１２７ａ，１
   ２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄとが180゜だけ互いに
   ずらされている特許請求の範囲第１項記載のロー
   タリーピストン機械。 ３ 第１の歯車１２の歯数が奇数個である特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載のロータリーピス
   トン機械。 ４ 第１の組の制御開口２６ａ，２６ｂ，２６
   ｃ，２６ｄ，２６ｅおよび補助制御開口２７ａ，
   ２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅが第１の歯車の
   同じ端面に設けられている特許請求の範囲第３項
   記載のロータリーピストン機械。 ５ 第１の歯車１１２が偶数個の歯数を有してい
   てかつ一方の端面に第１の組の制御開口１２６
   ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄをかつ他方の
   端面に第１の組の補助制御開口１２７ａ，１２７
   ｂ，１２７ｃ，１２７ｄを有している特許請求の
   範囲第１項記載のロータリーピストン機械。 ６ 制御開口が円上に配置されており、更に第２
   の組のすべての制御開口２８，２９，１２８，１
   ２８′，１２９，１２９′が第２の歯車５，１０５
   の中央軸線Ｍ１から同じ間隔を有しており、かつ
   この間隔が第１の組の制御開口２６ａ，２６ｂ，
   ２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ；１２６ａ，１２６ｂ，
   １２６ｃ，１２６ｄおよび補助制御開口２７ａ，
   ２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ；１２７ａ，１
   ２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄと第１の歯車１２，
   １１２の中央軸線Ｍ２との間隔よりもいくらか小
   さくされている特許請求の範囲第１項から第４項
   までのいずれか１項記載のロータリーピストン機
   械。 ７ 第１の歯車１２が外歯歯車であつて、重ね合
   わされた多数の板から構成されており、第１の板
   １３が外側の円上に、周面に向つて開かれたそれ
   ぞれ１つの第１の開口部４１を成す切込み部とし
   てそれぞれ歯２１の間の範囲で第１の組の制御開
   口２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅをか
   つ貫通孔として歯範囲で補助制御開口２７ａ，２
   ７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅを有しており、更
   に分配板１７が通路区分４０に連通した第２の開
   口部４２を有しており、更に第１の板と分配板と
   の間に内側もしくは外側の円上に穴３７，３９を
   有する少なくとも２つの穴付き板１４，１６と、
   異なる円上に設けられた周方向でずらされた前記
   ２つの穴３７，３９を接続する通路区分３８を有
   する少なくとも１つの通路付き板１５とが交互
   に、それぞれ１つの第２の開口部をほぼ直径方向
   で向かい合つて位置する貫通孔と接続するように
   配置されている特許請求の範囲第１項記載のロー
   タリーピストン機械。 ８ 一方の歯車の周面が、他方の歯車と接触する
   有効区分の間に他方の歯車とは接触しない非有効
   区分を有しており、非有効区分２４，１２４が第
   １の歯車１２，１１２に設けられていてかつ非有
   効区分内に第１の組の制御開口２６ａ，２６ｂ，
   ２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ；１２６ａ，１２６ｂ，
   １２６ｃ，１２６ｄおよび補助制御開口２７ａ，
   ２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ，２７ｅ；１２７ａ，１
   ２７ｂ，１２７ｃ，１２７ｄと接続された開口部
   ４１，４２，１４１，１４２が設けられている特
   許請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１
   項記載のロータリーピストン機械。