JPH02191884A - 内接型歯車ポンプおよび内接型歯車ポンプの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、歯数差が１である２つの歯車（アウターロ
ー夕とインナーロータ）を有する内接型歯車ポンプのう
ち、特にインナーロータの歯数が９枚以上のものに関す
るものである。

［従来の技術］ 周知のようにトロコイド曲線を利用した内接型歯車ポン
プのインナーロータの歯型曲線は、第１図に示すように
、直径Ａの基礎円上を直径Ｂの転円が転がる時に転円の
中心からｅ離間した点ｐｔが描く曲線を中心にした半径
Ｃの無数の円弧群の包路線として得られる。また、上記
インナーロータにかみ合うアウターロータの歯型曲線は
、半径Ｃの円弧曲線として得られる。

ところが、このようにして得られたトロコイド理論曲線
においては、インナーロータとアウターロータとのクリ
アランスＧ＝Ｏであって、アウターロータに対してイン
ナーロータが現実には回転不能の状態である。このため
、実際にはアウターロータの円弧半径を理論半径Ｃより
若干小さ（するか、あるいはインナーロータの直径を理
論直径より若干小さくすることにより、インナーロータ
の回転が可能となるクリアランスＧを形成している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のようにしてクリアランスＧを形成
すると以下に述べるような不具合を生じる。

すなわち、アウターロータの円弧半径Ｃを小さくし過ぎ
ると、第３図に示すように両ロータ１２が回転して、１
ポイントクリアランス状態（インナーロータ２の歯数が
偶数の場合に最大のクリアランスＧを生じる）になった
場合に、Ａ、の部分においてインナーロータ２がアウタ
ーロータ１の歯の谷間に落ち込んでしまい、この結果Ａ
、の部分のクリアランスＧが大きな値になってしまう。

他方、両ロータ１，２が回転して、第４図に示す２ポイ
ントクリアランス状態になると、八つの部分において、
アウターロータ】の歯の頂点部分にインナーロータ２の
歯溝の底部分が当接するので、Ａ４の部分のクリアラン
スＧはもっばらアウターロータｌの円弧歯車中心とアウ
ターロータｌの中心０との間の距離すの変化に左右され
ることになる。（なお、インナーロータの歯数が奇数の
場合は、前記１ポイントクリアランスの状態と２ポイン
トクリアランスの状態とは逆になる。）このため製品の
設計にあたっては、ポンプ性能の低下を防ぐべく、１ポ
イントクリアランス状態と、２ポイントクリアランス状
態とでクリアランスＧに大きな差が生じないように両ロ
ータ１．２の寸法を決定することが極めて難しく、その
設計に多大の手間を要するという問題があった。

そこで、本願発明者等は、設計が容易でかつ所望のポン
プ性能が得られる内接型歯車ポンプを開発すべく鋭意研
究を重ねた結果、特にインナーロータの歯数が９枚以上
のものについては、第３図の１ポイントクリアランス状
態におけるインナーロータ２のアウターロータｌの歯溝
内への落ち込み量が小さくなり、この結果クリアランス
の管理はもっばら第４図の２ポイントクリアランス状態
によって決まるため、トロコイド理論曲線に対してアウ
ターロータの円弧歯車半径に修正を加えることなく、そ
の中心とアウターロータ中心との間の距離のみを修正す
れば、全周に亙って所望のクリアランスＧを得ることが
できるうえ、さらにアウターロータの円弧歯車半径Ｃを
修正したものより優れたポンプ性能が得られるという知
見を得るに至った。

この発明は、上記知見に基づいてなされたもので、設計
が容易でかつ所望のポンプ性能が得られる内接型歯車ポ
ンプおよびその製造方法を提供することを目的とするも
のである。

［課題を解決するための手段］ この発明の内接型歯車ポンプは、トロコイド理論曲線か
ら得られたアウターローターの円弧歯中心とアウターロ
ーター中心との間の距離の修正値をΔｂ（理論値すから
修正後の値ｂ′を減じた値；Δｂ＝ｂ−ｂ’）とし、ア
ウターローターの円弧半径の修正値をΔｃとした場合に
、Δｂ＜ｏかつΔｃ＝０としたものである。

また、この発明の内接型歯車ポンプの製造方法は、上記
Δｂ＜ｏかつΔｃ＝０としてアウターロータの諸寸法を
決定し、該諸寸法に焼結時の寸法変化等を考慮した数値
によりアウターロータの金型を製造し、この金型により
アウターロータを成形および矯正するものである。

［実施例］ 以下、第１図および第５図を参照してこの発明の一実施
例を説明する。

この第１図は、両ロータの歯型を決定するためのトロコ
イド曲線を示すもので、図中すはトロコイド理論曲線か
ら得られたアウターロータのＦｌ歯中心ｐｔとアウター
ロータ中心Ｏとの間の距離、ｂ′は修正後のアウターロ
ータの円弧歯中心Ｏ１とアウターロータ中心Ｏとの距離
を示すものである。

これらｂおよびｂ′を用いれば、修正値Δｂは、Δｂ＝
ｂ−ｂ’　で示される。この発明ではこの修正値Δｂ＜
ｏとする。すなわちアウターロータの円弧歯中心Ｏ１を
理論中心ｐｔよりアウターロータ中心Ｏから離間させる
。これにより、インナーロータとアウターロー夕との間
には、クリアランスが形成される。

また、図中Ｃはトロコイド理論曲線から得られたアウタ
ーローターの円弧半径を示す。この発明では、この円弧
半径Ｃの修正値Δｃ＝Ｏとする。

すなわち、アウターロータの円弧半径として、トロフィ
ト理論曲線の計算に用いられた半径Ｃを用いる。

そして、第５図に示すようなこの発明に係るアウターロ
ータ１０を製造するには、上記Δｂ＜。

かつΔｃ　二Ｏとしてアウターロータ１０の諸寸法を決
定し、該諸寸法に焼結時の寸法変化等を考慮した数値に
よりアウターロータ１０の金型を製造し、この金型によ
りアウターロータｌＯを成形および矯正する。

上記のようにΔｂ＜ｏに設定する、すなわちアウターロ
ータの円弧歯中心Ｏ７を理論中心ｐｔよりアウターロー
タ中心Ｏから離間させ、かっΔｃ”０にする、すなわち
アウターロータの円弧半径を理論半径と等しくすると、
インナーロータ１１の歯数が９枚以上の場合には、ポン
プの全周に亙ってほぼ均一なインナーロータＩｔとアウ
ターロータｌＯとの間のクリアランスを得ることができ
る。

したがって、ポンプの設計にあたっては、第４図に示す
状態から明らかなように、インナーロータとアウターロ
ータとのクリアランスＧに対応してΔｂ（一般には０．
１〜Ｏ，１５ｍＩ＋＋）を決定すれば、アウターロータ
の円弧歯車半径Ｃを考慮に入れることなくインナーロー
タおよびアウターロータの諸寸法を決定することが可能
となる。したがって、インナーロータおよびアウターロ
ータの設計が極めて容易であるとともに、さらに優れた
ポンプ性能を得ることができる。

［実験例］ 共にインナーロータの歯数が９枚である従来の内接型歯
車ポンプと第５図に示すような、本発明に一実施例の内
接型歯車ポンプを用いてポンプ性能の確認試験を行った
。

ちなみに、従来のポンプにおけるインナーロータの大径
はφ８０．８、同小径はφ６６．０．アウターロータの
大径はφ８９．０、同小径はφ７３゜４３であり、諸元
ｂ’＝４８．７０５、Δｂ＝　−ｏ　。

０１５、ｃ＝１１．９９、Δｃ＝ｏ、ｏｌである。

これに対して、本発明の一実施例であるポンプのインナ
ーロー夕の大径はφ８０．８、同小径はφ６６．０、ア
ウターロータの大径はφ８９．０、同小径はφ７３．４
３であり、諸元ｂ’＝４８．７２５、Δｂ＝−０，０２
５、ｃ＝１２．ｏＯ１Δｃ＝０である。

第２図は、上記従来の内接型歯車ポンプと本発明の内接
型歯車ポンプの一実施例との吐出圧力を変化させた場合
の容積効率の変化の実験結果を示すものである。この図
からも、Δｃ＝０すなわちアウターロータの円弧歯車半
径としてトロコイド理論曲線から得られたものをそのま
ま使用した本発明に係る内接型歯車ポンプのほうがポン
プ性能においても従来のものに勝ることが判る。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明の内接型歯車ポンプおよび
その製造方法によれば、アウターロータの円弧歯車半径
を修正することな（インナーロータとアウターロータと
の間のクリアランスを決定しているので、インナーロー
タおよびアウターロータの設計が極めて簡容でその製造
が容易であるとともに、さらに優れたポンプ性能を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内接型歯車ポンプのトロコイド曲
線を示す説明図、第２図は本発明の一実施例による実験
結果を示すグラフ図、第３図および第４図は内接型歯車
ポンプにおけるインナーロータとアウターロータとのク
リアランスを示すもので、第３図は１ポイントクリアラ
ンス状態を示す図、第４図は２ポイントクリアランス状
態を示す図、第５図は本発明の一実施例を示す平面図で
ある。 １．１０・・・・・・アウターロータ、２．１１・・・
・・・インナーロータ、　Δｂ・・・・・・トロコイド
理論曲線から得られたアウターローターの円弧歯中心と
実際のアウターローター中心との間の距離の修正値、Ｃ
・・・・・・アウターローターの円弧歯車半径、Ｇ・・
・・・・クリアランス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トロコイド曲線を用いた９枚以上の歯数ｎを有す
   るインナーロータと、このインナーロータが回転自在に
   組み込まれた（ｎ＋１）枚の歯を有するアウターロータ
   とを備えてなる内接型歯車ポンプにおいて、 トロコイド理論曲線から得られたアウターロータの円弧
   歯車中心とアウターロータ中心との間の距離の修正値を
   Δｂ（理論値ｂから修正後の値ｂ′を減じた値；Δｂ＝
   ｂ−ｂ′）とし、上記アウターロータの円弧半径の修正
   値をΔｃとした場合に、上記Δｂ＜０かつ上記Δｃ＝０
   としたことを特徴とする内接型歯車ポンプ。
2. （２）トロコイド曲線を用いた９枚以上の歯数ｎを有す
   るインナーロータと、このインナーロータが回転自在に
   組み込まれた（ｎ＋１）枚の歯を有するアウターロータ
   とを備えてなる内接型歯車ポンプの製造方法において、 トロコイド理論曲線から得られたアウターロータの円弧
   歯車中心とアウターロータ中心との間の距離の修正値を
   Δｂ（理論値ｂから修正後の値ｂ′を減じた値：Δｂ＝
   ｂ−ｂ′）とし、上記アウターロータの円弧半径の修正
   値をΔｃとした場合に、上記Δｂ＜０かつ上記Δｃ＝０
   として上記アウターロータの諸寸法を決定し、該諸寸法
   に焼結時の寸法変化等を考慮した数値により上記アウタ
   ーロータの金型を製造し、上記金型により上記アウター
   ロータを成形および矯正することを特徴とする内接型歯
   車ポンプの製造方法。