JPS62321B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポンプ、コンプレツサ、流量計、アク
チユエータ又は流体モータ等として利用できる容
積型軸流式回転ピストンに関する。

このような回転ピストンを用いた流体機械とし
ては、IMOポンプ、クインビーポンプ等が広く
知られている。また、この種の回転ピストンは、
容積型流量計や、アクチユエータ、油圧モータ等
としても利用できることが知られている。

而して、従来公知のこの種回転ピストンでは、
筐体の中心部に、一個の雄らせん体が設けられ、
その両側にそれぞれ各一個の雌らせん体が配設さ
れている。

雄らせん体及び雌らせん体は、通常互いに同一
のピツチ円径、およびリードを有するエピトロコ
イド歯型の二葉形、二口のねじ状歯車であるが、
雄らせん体は歯先円とピツチ円の間にトロコイド
歯形で歯が形成されたねじ状アデンダム歯車であ
り、雌らせん体はピツチ円と歯底円との間にトロ
コイド歯形で歯が形成されたねじ状デデンダム歯
車である。

而して、通常雄らせん体歯先円径、両らせん体
に共通なピツチ円径、および雌らせん体の歯底円
径の比は５：３：１に選定されている。

上記一個の雄らせん体とそれぞれ噛み合う二個
の雌らせん体の噛み合い部及び上記三個のらせん
体の歯先とそれぞれ対応するらせん体室の内側面
とにより連続した完全な流体シール線が少くとも
二段以上形成される。而して、この回転ピストン
をポンプとして利用することは、筐体外部の動力
源から雄らせん体に廻転が伝達され、流入口から
筐体内に流入した流体は、らせん体室の内部で両
らせん体の主軸方向に加圧流出され、流出口から
吐出されるものである。

この種のポンプは、重油や潤滑油等の高粘度油
の荷役輸送用ポンプ、工作機械用潤滑油ポンプ、
油圧装置用作動油ポンプ、燃料噴射用ポンプ等々
として広く賞用されている。

而して、本発明は、この種の回転ピストンを改
良し、より一層小型で軽量、且つ、高効率のもの
とするため為されたものである。

本発明の目的とするところは、第一には、従来
のものより一層小径、軽量で効率のよい改良され
たIMO型ポンプとして利用できる回転ピストン
を提供することにあり、第二には、従来のこの種
回転ピストンよりも効率が高く、容積型流量計や
流体モータとしても実際に利用できる回転ピスト
ンを提供することにある。

而して、本発明の要旨とするところは、一個の
雌らせん体を中心とし、そのまわりに複数の雄ら
せん体を配設することにある。

即ち、従来のものが、筐体中心部に一個の雄ら
せん体を設けると共に、その周囲に上記雄らせん
体と噛み合う複数の雌らせん体を配設して成るも
のであるのに対し、本発明品は筐体中心部に一個
の雌らせん体を設けると共に、その周囲に上記雌
らせん体と噛み合う複数の雄らせん体を配設して
成るものである。

而して、本発明において使用する雄らせん体お
よび雌らせん体は、通常、互いに同一のピツチ円
径、およびリドを有するエピトロコイド又はサイ
クロイド歯型を有するねじ状歯車であり、雄らせ
ん体はねじ状アデンダム歯車、雌らせん体はねじ
状デデンダム歯車である。これらは一葉形であつ
てもよく、また二葉形以上の多葉形であつてもよ
い。

また、本発明においては、通常一個の雌らせん
体と二個又は三個の雄らせん体が組合わせられ
る。

また、本明細書において、トロコイド歯型とい
う場合、軸直角断面における歯型曲線が完全なト
ロコイド、サイクロイド又はこれらに平行な曲線
のみから成る歯型に限らず、一部に円孤その他の
非トロコイド系歯型を含むものも包含するものと
する。

以下図面により本発明の詳細を説明する。

第１図は本発明にかかる回転ピストンをポンプ
として利用した場合の一実施例を示す断面図、第
２図は第１図中の―断面を示す拡大横断面
図、第３図及び第４図は、それぞれ別異の他の一
実施例における第２図と同様な拡大横断面図であ
る。

第１図中、１，２及び３は、ポンプ筐体を形成
する圧力容器の本体、底体及び蓋体、４及び５は
回転ピストンの筐体及び蓋体、６は雌らせん体、
７及び８は雄らせん体、９は雌らせん体を支承、
駆動する主軸、１０及び１１は雌らせん体７及び
８の支軸、１２，１３及び１４はパイロツトギ
ア、１５はグランドパツキン１６を締付ける締付
金具、１７，１８及び１９はボルト、２０及び２
１はガスケツトである。

本体１は流入口１ａ、流出口１ｂを有し、その
内部に回転ピストンの筐体４及び蓋体５が取付け
られる。回転ピストンの筐体４及び蓋体５には、
それぞれ多数の流体の流通孔４ａ，４ａ，５ａ，
５ａが設けられている。

回転ピストン部の軸直角断面は第２図に示され
ている。本実施例では雌雄いずれのらせん体も一
葉形一口のねじ状歯車である。雌らせん体６は圧
力容器蓋体３、まゆ形断面の回転ピストン筐体４
及び蓋体５の中心部を貫通する主軸９に固着され
筐体４中心部に回動自在に支承されている。一対
の雄らせん体７及び８は、それぞれ主軸６と平行
な支軸１０及び１１に固着され、筐体４内に設け
られた雄らせん体室内で回転自在に支承されてい
る。

而して、この雌らせん体６と雄らせん体７又は
８の間には、それらのピツチ円筒が相するように
適切な軸心間距離が与えられており、そのためい
ずれか一方が回動せしめられるときは、歯面を介
して他の一方の回転が伝達されるものであるが、
本実施例においては、筐体外にパイロツトギア１
２，１３及び１４を設け、これらを通じても雌ら
せん体６と雄らせん体７又は８との間に回転が伝
達できるように構成してある。

而して、雌らせん体６と雌らせん体室内壁４ａ
との間、雄らせん体７及び８と雌らせん体室内壁
４ｂ及び４ｅとの間には、それぞれ適切な微小隙
間が設けられており、これらのらせん体は、例え
ば主軸９が図示しない駆動装置により図中矢符Ａ
の方向に回動せしめられるときは、互いに噛み合
いつつ、なめらかに回動し、ポンプ筐体内の流体
を図中矢符方向に流動送出させるものである。

次に本発明の効果について説明すると、本発明
品は略同型の従来品より一回転当りの吐出量が大
きいということである。

今、同一形状、寸法のらせん体を用いた場合に
ついて、本発明品と従来公知の回転ピストンを比
較すると、本実施例の場合において、同一回転数
において、本発明品では従来品の２倍以上の揚液
量が得られるものであり、後述する第４図に示さ
れた実施例では公知のIMOポンプに比し実に３
倍以上の揚液量が得られるものである。

即ち、この種回転ピストンの一回転当りのデイ
スプレースメントは、筐体内空間、即ち、らせん
体室の軸直角断面積から各らせん体の軸直角断面
積を減じて得た流路断面積に、らせん体のリード
を乗じて求められる。

而して、従来品は一個の雄らせん体と二個の雌
らせん体とを用いたものであるのに対し、本発明
品は二個又は三個の雄らせん体と一個の雌らせん
体とを用いたものである。

而して、上記流路断面積は使用する雌らせん体
数とはあまり関係がなく、略使用する雌らせん体
の数に比例するものであり、従つて、本発明品
は、それを構成するため用いたらせん体と同一の
ピツチ円径、歯底円径、歯先円径及びリードを有
するらせん体を用いて構成した公知のIMOポン
プに比し、二倍又は三倍以上の送液能力を有する
ものである。

もつとも、同一のらせん体を用いたときは、従
来品より本発明品の方が多少大型となるが、重量
据付面積、又は最大寸法等が略同一となるものの
間で比較しても、本発明品は従来品の1.5倍ない
し２倍又はそれ以上の送液能力を有するものであ
る。

次に第３図について説明する。第３図は、らせ
ん体として二葉形二口ねじ状歯車を用いた場合の
回転ピストン断面図であり、６′は雌らせん体、
７′及び８′は雄らせん体である。

この実施例では、前述の第２図に示したものに
比し流路断面積がやや少くなるが、流体シールの
段数が倍増しシールがより完全となるという利点
があり、従つて高揚程用、又は低粘性流体用とし
て推奨されるものである。

次に、第４図について説明する。第４図は一個
の雌らせん体のまわりに三個の雄らせん体を配設
して成る回転ピストンの横断面図であり、図中、
２３は雌らせん体、２４，２５及び２６は雄らせ
ん体であり、この四らせん体式の回転ピストン
は、前述の第１図中の三らせん体式の回転ピスト
ンと同様に、ポンプ筐体内に取付けられ、使用さ
れるものである。

なお、本実施例では、各らせん体は、いずれも
一葉形として示されているが、これらのすべてを
三葉形とすることも可能である。

この四らせん体式回転ピストンは、公知の
IMOポンプの三倍以上の揚液量を有するもので
あり、また前述の第２図、第３図に示した三らせ
ん体式回転ピストンと比較しても、その1.5倍以
上の揚液量を有するものであるが、これは上記三
らせん体式の回転ピストンを収容するポンプ筐体
と略同一寸法、同一形状のポンプ筐体に収容でき
るので、この実施例によれば極めて小型かつ軽量
で大容量のポンプが構成できるものである。な
お、このタイプのポンプは、流体輸送用、荷役
用、特にカーゴ用タンカー等の舶用ポンプとして
推奨される。

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明に
よるときは、極めて小径、軽量でありながら、大
容量で、しかも効率のよい容積型軸流式回転ピス
トンを提供できるものである。

なお、上記には、本発明にかかる回転ピストン
をスクリユーポンプとして利用する実施例のみを
示したが、本発明品の用途はこれに限定されるも
のでなく、流体エネルギによつて駆動される機器
に利用した場合においても、本発明にかかる回転
ピストンは、同一諸元のらせん体を用いた公知の
回転ピストンに比し、小型、軽量であり、かつ、
同一の出力軸回転数において、より高い出力トル
クと容積効率が得られるものであり、容積式流量
計、積算体積計、アクチユエータ又は流体モータ
としても広く利用できるものである。

また、叙上の実施例中に示したパイロツトギア
は、本発明の構成に必要不可欠の構成要素ではな
く、用途等によつては省略できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる回転ピストンをポンプ
として利用した場合の一実施例を示す断面図、第
２図は第１図中の―断面を示す拡大横断面
図、第３図及び第４図は、それぞれ別異の他の一
実施例における第２図と同様な断面図である。 １…圧力容器の本体、４…回転ピストンの筐
体、５…回転ピストンの蓋体、６，２３…雌らせ
ん体、７，８，２４，２５，２６…雄らせん体、
９…主軸、１２，１３，１４…パイロツトギア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ いずれも、トロコイド又はサイクロイド歯形
   を有し、かつそれらのピツチ円が互いにころがり
   接触し、両歯面間で流体シールが行なわれるよう
   に噛み合わせられたねじ状アデンダム歯車型の雄
   らせん体及びねじ状デデンダム歯車型の雌らせん
   体と、上記雄らせん体及び雌らせん体の歯先円筒
   面及びその両端面により限定され、上記雄らせん
   体及び雌らせん体が収容されるらせん体室、流体
   流入口、同流出口、上記流体流入口と上記らせん
   体室の一方の端部とを連通する入口流路及び上記
   らせん体室の他の一方の端部と上記流体流出口と
   を連通する出口流路を具えた筐体と、上記筐体外
   部に設けられる回転装置と、上記らせん体と上記
   回転装置との間に設けられる回転伝達装置とによ
   り構成される容積型軸流式回転ピストンにおい
   て、一個の雌らせん体を筐体の中心部に配設し、
   そのらせん体の周囲に複数の雄らせん体を配設、
   噛合せたことを特徴とする上記の容積型軸流式回
   転ピストン。 ２ 上記雄らせん体及び雌らせん体がいずれも一
   葉形のねじ状歯車である特許請求の範囲第１項記
   載の容積型軸流式回転ピストン。 ３ 上記雄らせん体及び雌らせん体がいずれも二
   葉形のぬじ状歯車である特許請求の範囲第１項記
   載の容積型軸流式回転ピストン。 ４ 上記一個の雌らせん体の周囲に、二個の雄ら
   せん体が配置されている、特許請求の範囲第１
   項、第２項又は第３項記載の容積型軸流式回転ピ
   ストン。 ５ 上記一個の雌らせん体の周囲に三個の雄らせ
   ん体が配置されている、特許請求の範囲第１項、
   第２項又は第３項記載の容積型軸流式回転ピスト
   ン。