WO2015022929A1 - 空気排出口付きトロコイドポンプ - Google Patents

空気排出口付きトロコイドポンプ Download PDF

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宏行 小田
内記　長彦
雄矢 海保
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    • F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/06—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • 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
    • F04C13/00—Adaptations of machines or pumps for special use, e.g. for extremely high pressures
    • F04C13/001—Pumps for particular liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
    • F04C2/103—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 one member having simultaneously a rotational movement about its own axis and an orbital movement

Definitions

  • the present invention relates to a trochoid pump with an air discharge port, and is particularly suitable for a trochoid oil pump that sucks and pumps oil supplied to an internal combustion engine (engine), a transmission (mission), or the like.
  • an internal combustion engine is provided with an oil pump for supplying oil from an oil pan provided at the bottom of the engine to each mechanism portion above the oil pan.
  • an oil pump for supplying oil from an oil pan provided at the bottom of the engine to each mechanism portion above the oil pan.
  • a trochoid type oil pump (trochoid pump) is often provided in a four-cycle engine used for a motorcycle, an outboard motor, a snowmobile, or the like (see, for example, Patent Document 1).
  • the trochoid pump may be used to supply oil to a transmission (mission) or the like.
  • FIG. 8 is a diagram showing an oil path using a trochoid pump.
  • the trochoid pump 102 draws in oil accumulated in an oil pan 101 provided at the bottom of the engine from the suction port, pressurizes it, and discharges it from the discharge port.
  • the oil discharged from the trochoid pump 102 is supplied to various mechanisms 104 through the oil filter 103. Thereafter, the oil is returned from each mechanism 104 to the oil pan 101.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the trochoid pump 102. This FIG. 9 is shown in FIG. 3 of Patent Document 1, and a process including suction and compression of oil mixed with air, discharge of air and part of oil, and discharge of oil is performed by one pump. Shown in the room. Further, the region filled with oil is indicated by hatching.
  • the air discharge process starts from the state where the oil is sucked in the maximum. That is, as shown in FIG. 9D, the pump chamber starts to communicate with the discharge port 11d, and part of the mixed air and oil is discharged from the discharge port 11d through the passage 11d '.
  • the discharge port 11d is closed and the discharge process is started.
  • the remaining oil is discharged from the discharge port 11c and pumped toward the various mechanism portions 104.
  • the maximum volume of oil discharged from the discharge port 11c is an area of the oil S compressed in the previous stroke, as shown in FIG. 9 (c).
  • the technique which provides the discharge port connected to the pump outer side and discharges the air mixed in the oil is also disclosed in Patent Document 2, for example.
  • the air discharge port is set between the suction port and the discharge port in order to set the air discharge step between the suction step and the discharge step.
  • an internal gear pump such as a trochoid pump tends to separate oil to the outside and mixed air to the inside due to centrifugal force generated by the rotation of the outer rotor and inner rotor.
  • the air discharge effect can be enhanced by providing it.
  • the air discharge port communicates with the suction port, and air is sucked from the air discharge port due to negative suction pressure.
  • the air discharge port communicates with the discharge port, and the discharge pressure escapes to the air discharge port due to the discharge pressure.
  • the air discharge port communicates with either the suction port or the discharge port, as described above, the desired oil amount and oil pressure cannot be sucked and discharged, and the pump function is deteriorated. For this reason, it is simply not possible to provide a large air outlet on the inside.
  • the air discharge port 220 is forced at a position where neither the suction port 210 nor the discharge port 230 communicates. If the design is large, the pump chamber 240 in the previous process and the pump chamber 250 in the next process communicate with each other via the air discharge port 220, and the discharge amount of the air-containing oil discharged from the air discharge port 220 is constant. In other words, there was a problem in that the oil discharge amount and discharge pressure varied, and the stable performance of the trochoid pump could not be obtained.
  • the present invention has been made in order to solve such a problem, and does not communicate with any of the suction port and the discharge port, and allows the pump chamber in the previous process to communicate with the pump chamber in the next process.
  • the purpose of the present invention is to increase the port area of the air discharge port, thereby enhancing the air discharge effect and reducing the torque of the rotor rotating shaft.
  • a suction port for sucking oil in a suction process an air discharge port for discharging a part of air-mixed oil in a subsequent air discharge process of the suction process, and an air discharge
  • the air discharge port is a first air exhaust provided on the inner peripheral side of the inscribed circle of the outer rotor.
  • the outlet and the second air discharge port provided on the outer peripheral side from the circumscribed circle of the inner rotor are configured.
  • the first air discharge port and the second air discharge port are provided in a state where they do not communicate with either the suction port or the discharge port, and the air discharge port is determined by the sum of the areas of both.
  • the port area can be increased.
  • the area of one air discharge port is not increased, but a large port area is secured by two air discharge ports provided at different positions. It is also possible to avoid the inconvenience that the pump chamber in the next process communicates.
  • the port area of the air discharge port can be increased without communicating with either the suction port or the discharge port, and without connecting the pump chamber of the previous process and the pump chamber of the next process. While improving an effect, the torque of a rotor rotating shaft can be reduced.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration example of a trochoid pump with an air discharge port according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a configuration example of the trochoid pump with an air discharge port according to the present embodiment.
  • the trochoid pump with an air discharge port of the present embodiment includes a casing 1 composed of a body 1 a and a cover 1 b, an outer rotor 2 disposed rotatably in the casing 1, and an outer rotor 2.
  • An inner rotor 3 that is rotatably disposed inside the outer rotor 2 and a shaft 4 that serves as a rotation axis of the outer rotor 2 and the inner rotor 3 are provided.
  • the inner rotor 3 has four protrusions 3a to 3d, is directly connected to the shaft 4, and is supported so as to be rotatable in the direction of arrow A about the axis C1.
  • the outer rotor 2 has five recesses 2a to 2e with which the protrusions 3a to 3d of the inner rotor 3 are engaged, and is slidably fitted to the cylindrical surface of the body 1a so as to be centered on the axis C2 in the direction of the arrow A. It is supported rotatably. That is, the trochoid pump with an air discharge port of this embodiment is a trochoid pump having four leaves and five nodes.
  • the cover 1b of the casing 1 has a suction port 21 for sucking oil in the suction step, an air discharge port 22 for discharging a part of the air-mixed oil in the air discharge step subsequent to the suction step, and a step subsequent to the air discharge step. And a discharge port 23 for discharging oil in the discharge step.
  • the air discharge port 22 is provided on the outer peripheral side of the first air discharge port 22-1 provided on the inner peripheral side with respect to the inscribed circle 31 of the outer rotor 2 and the circumscribed circle 32 of the inner rotor 3.
  • a second air outlet 22-2 is preferably provided at a position closer to the circumscribed circle 32 on the outer peripheral side than the circumscribed circle 32 of the inner rotor 3 (for example, a position in contact with the circumscribed circle 32).
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation example of the trochoid pump with an air discharge port according to the present embodiment.
  • FIG. 3 (a) shows a state after the inhalation process
  • FIG. 3 (b) shows an air discharge process
  • FIG. 3 (c) shows a state after the air discharge process.
  • each state is indicated by one pump chamber, and a region filled with oil is indicated by oblique lines.
  • FIG. 3A shows a state where the suction process is finished (a state immediately before the air discharge process is started).
  • the pump chamber In the state shown in FIG. 3A, the pump chamber is not connected to the suction port 21 and the air discharge port 22, and the capacity is maximum.
  • the air discharge port 22 is arranged such that the surface of the pump chamber on the side of the air discharge port 22 is located close to the air discharge port 22 when the suction process is completed. Is preferably formed.
  • FIG. 3C shows a state where the air discharge process is completed (a state immediately before the discharge process is started). In the state shown in FIG. 3C, the pump chamber does not communicate with the air discharge port 22 or the discharge port 23, and the capacity is smaller than the maximum capacity shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a case where the discharge rate of the air-containing oil is 20%.
  • FIG. 4 shows a configuration example of the air discharge port 22 when the discharge rate of the air-containing oil is set to 15%.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the air discharge port 22 when the discharge rate of the air-containing oil is set to 25%.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the air discharge effect of the trochoid pump with the air discharge port according to the present embodiment.
  • the air discharge effect is a ratio between the air content rate of oil before the air discharge step and the air content rate of oil discharged from the discharge port 23 after the air discharge step, and is calculated by the following equation. (1-Air content of oil discharged from trochoid pump with air discharge port / Air content of oil discharged from trochoid pump without air discharge port) x 100
  • FIG. 6 shows the air discharge effect when a 20% oil-containing oil discharge rate is set in the ⁇ 54 rotor.
  • ⁇ , ⁇ , and ⁇ indicate the air discharge effect of the prior art provided with only one air discharge port (corresponding to ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 3.9) with different port areas.
  • ⁇ indicates the air discharge effect when the first air discharge port 22 -1 (corresponding to ⁇ 3.9) and the second air discharge port 22 -2 (corresponding to ⁇ 5.5) are provided as in this embodiment. Show.
  • the air discharge effect can be increased to some extent by increasing the port area of the air discharge port.
  • there is a limit to increasing the port area of one air discharge port without communicating with either the suction port or the discharge port and without connecting the pump chamber of the previous process and the pump chamber of the next process. is there. That is, there is a limit to increasing the air discharge effect.
  • ⁇ indicates the vicinity of the limit value.
  • the suction port 21 and the discharge port 23 are indicated by ⁇ .
  • the port area of the air exhaust port 22 (the first air exhaust port 22-1 and the second air is not communicated with the pump chamber of the previous process and the pump chamber of the next process).
  • the total area of the discharge port 22-2 can be increased. Thereby, the air discharge effect can be increased as compared with the conventional case.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the torque of the rotor rotation shaft in the trochoid pump with the air discharge port according to the present embodiment.
  • FIG. 7 also shows the torque when a 20% air-containing oil discharge rate is set by the ⁇ 54 rotor.
  • ⁇ , ⁇ , and ⁇ indicate the torque according to the prior art provided with only one air discharge port.
  • ⁇ indicates the torque when the first air outlet 22 -1 and the second air outlet 22 -2 are provided as in this embodiment.
  • the torque can be reduced to some extent by increasing the port area of the air discharge port.
  • neither the suction port nor the discharge port is communicated, and the pump chamber of the previous process and the pump chamber of the next process are not communicated. Since there is a limit to this, there is a limit to reducing the torque.
  • ⁇ indicates the vicinity of the limit value.
  • the suction port 21 and the discharge port 23 are indicated by ⁇ .
  • the port area of the air exhaust port 22 (the first air exhaust port 22-1 and the second air is not communicated with the pump chamber of the previous process and the pump chamber of the next process).
  • the total area of the discharge port 22-2 can be increased. Thereby, a torque can be made small compared with the past. Also from this result, it can be seen that air is effectively discharged by providing the first air outlet 22 -1 and the second air outlet 22 -2 .
  • Two air exhaust ports 22 -2 are provided, and the port area of the air exhaust port 22 can be increased by the sum of the areas of both.
  • the area of one air discharge port is not increased as in the prior art, but a larger port area is provided by two air discharge ports 22 -1 and 22 -2 provided separately at different positions. Therefore, the inconvenience that the pump chamber in the previous process and the pump chamber in the next process communicate with each other via the air discharge port 22 can be avoided.
  • the trochoid pump with the air discharge port of the present embodiment it is not possible to communicate with either the suction port 21 or the discharge port 23, and it is also possible to communicate the pump chamber of the previous process and the pump chamber of the next process. Therefore, the port area of the air discharge port 22 can be increased, the air discharge effect can be enhanced, and the torque of the rotor rotating shaft can be reduced.

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Abstract

　空気混入のオイルの一部を排出するための空気排出口２２を、アウターロータ２の内接円３１よりも内周側に設けられた第１の空気排出口２２-1と、インナーロータ３の外接円３２より外周側に設けられた第２の空気排出口２２-2とにより構成し、吸入口２１および吐出口２３の何れとも連通しない状態で第１の空気排出口２２-1の面積と第２の空気排出口２２-2の面積との合計により空気排出口２２のポート面積を大きくすることができるようにするとともに、空気排出口２２を介して前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とが連通してしまう不都合も回避できるようにする。

Description

空気排出口付きトロコイドポンプ
　本発明は、空気排出口付きトロコイドポンプに関し、特に、内燃機関（エンジン）や変速機（ミッション）等に供給するオイルを吸入して圧送するトロコイド式のオイルポンプに用いて好適なものである。
　一般に、内燃機関には、エンジン底部に設けられたオイルパンからその上方の各機構部にオイルを供給するためのオイルポンプが設けられている。例えば自動二輪車、船外機、スノーモービル等に用いられる４サイクルエンジンには、トロコイド型のオイルポンプ（トロコイドポンプ）が設けられることが多い（例えば、特許文献１参照）。また、トロコイドポンプは、変速機（ミッション）等へのオイル供給にも利用されることがある。
　図８は、トロコイドポンプを用いたオイルの経路を示した図である。図８に示すように、トロコイドポンプ１０２は、エンジン底部に設けられたオイルパン１０１に溜まったオイルを吸入口から吸い込み、加圧して吐出口から排出する。トロコイドポンプ１０２から排出されたオイルは、オイルフィルタ１０３を介して種々の各機構部１０４に供給される。その後、オイルは各機構部１０４からオイルパン１０１に戻される。
　図９は、トロコイドポンプ１０２の動作を説明するための図である。なお、この図９は、特許文献１の図３に示されたものであり、空気の混入したオイルの吸入および圧縮、空気および一部のオイルの排出、オイルの吐出からなる行程を１つのポンプ室にて示している。また、オイルが満たされた領域を斜線にて示している。
　まず、インナーロータ１３およびアウターロータ１２が時計回りに回転することにより、図９（ａ）に示すように吸入口１１ｂからオイルを吸入し始め、さらに時計回りに回転することにより、図９（ｂ）に示すようにオイルをさらに吸入する。
　次に、図９（ｃ）に示すように、オイルが最大に吸入された状態から、空気排出行程に入る。すなわち、図９（ｄ）に示すように、ポンプ室が排出口１１ｄと連通し始め、混入した空気およびオイルの一部が排出口１１ｄから通路１１ｄ’を通って排出される。
　さらに、インナーロータ１３およびアウターロータ１２が時計回りに回転すると、排出口１１ｄは閉鎖されて、吐出工程に移る。吐出工程では、図９（ｅ）に示すように、残りのオイルが吐出口１１ｃから吐出されて、種々の各機構部１０４に向けて圧送される。
　ここで、吐出口１１ｃから吐出されるオイルの最大容積は、図９（ｃ）に示すように、前の行程で圧縮されたオイルＳの領域となる。なお、ポンプ外側に連通する排出口を設けてオイルに混入した空気を排出する技術は、例えば特許文献２にも開示されている。
特開２０１１－２３１７７２号公報 特開平９－２０３３０８号公報
　上記特許文献１，２に記載のように、従来のトロコイドポンプでは、吸入工程と吐出工程との間に空気排出工程を設定するため、空気排出口は吸入口と吐出口との間に設けられる。一般に、トロコイドポンプのような内接歯車ポンプではアウターロータおよびインナーロータの回転による遠心力によりオイルがより外側に、混入空気がより内側に分離される傾向となるので、空気排出口をより内側に設けた方が空気排出効果を高くすることができる。
　しかし、空気排出口を単に内側に大きく設けるだけでは、空気排出口が吸入口に連通してしまい、吸入負圧により空気排出口から空気を吸い込んでしまう。もしくは、空気排出口が吐出口に連通してしまい、吐出圧力により空気排出口へ吐出圧力が逃げてしまう。空気排出口が、吸入口または吐出口のいずれに連通しても、上述の通り、所望のオイル量、オイル圧力を吸入・吐出することができず、ポンプ機能が低下してしまう。このため、単に空気排出口を内側に大きく設けることができない。
　そのため、吸入口と吐出口との間の限られたスペースに空気排出口を設ける必要があり、ポート面積の確保に限界があった。よって、ポート面積が小さくなるため、空気排出効果を高くすることが難しいという問題があった。用途によっては一定の値以上の空気含有オイルの排出率が求められることもあるが、その空気含有オイルの排出率を実現するために必要なポート面積を確保することができないこともあった。また、空気排出口のポート面積が小さいと、排出抵抗が大きくなり、ロータ回転軸の回転に必要なトルクが高くなってしまうという問題もあった。
　このような問題を解決するために、図１０に示すように（この図では、ロータは反時計回りに回転）、吸入口２１０にも吐出口２３０にも連通しない位置において空気排出口２２０を無理に大きく設計すると、前工程のポンプ室２４０と次工程のポンプ室２５０とが空気排出口２２０を介して連通してしまい、空気排出口２２０から排出される空気含有オイルの排出量が一定とならず、オイルの吐出量・吐出圧力にばらつきが生じ、トロコイドポンプの安定した性能が得られなくなってしまうという問題があった。
　本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、吸入口および吐出口の何れとも連通せず、また、前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とを連通させることもなく空気排出口のポート面積を大きくすることができるようにして、空気排出効果を高めるとともにロータ回転軸のトルクを低減できるようにすることを目的とする。
　上記した課題を解決するために、本発明では、吸入工程においてオイルを吸入する吸入口と、吸入工程の次の空気排出工程において空気混入のオイルの一部を排出する空気排出口と、空気排出工程の次の吐出工程においてオイルを吐出する吐出口とを備えた空気排出口付きトロコイドポンプにおいて、空気排出口を、アウターロータの内接円よりも内周側に設けられた第１の空気排出口と、インナーロータの外接円より外周側に設けられた第２の空気排出口とにより構成するようにしている。
　上記のように構成した本発明によれば、吸入口および吐出口の何れとも連通しない状態で第１の空気排出口と第２の空気排出口とを設け、両者の面積の合計により空気排出口のポート面積を大きくすることができる。また、１つの空気排出口の面積を大きくするのではなく、異なる位置に分けて設けた２つの空気排出口により大きなポート面積を確保しているので、空気排出口を介して前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とが連通してしまう不都合も回避することができる。これにより、吸入口および吐出口の何れとも連通せず、また、前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とを連通させることもなく空気排出口のポート面積を大きくすることができ、空気排出効果を高めるとともに、ロータ回転軸のトルクを低減することができる。
本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプの構成例を示す分解斜視図である。 本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプの構成例を示す平面図である。 本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプの動作例を示す図である。 本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプが備える空気排出口の他の構成例を示す平面図である。 本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプが備える空気排出口の他の構成例を示す平面図である。 本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプの空気排出効果を示す図である。 本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプにおけるロータ回転軸のトルクを示す図である。 トロコイドポンプを用いたオイルの経路を示した図である。 従来のトロコイドポンプの動作を説明するための図である。 従来のトロコイドポンプの問題点を説明するための図である。
　以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプの構成例を示す分解斜視図である。また、図２は、本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプの構成例を示す平面図である。
　図１に示すように、本実施形態の空気排出口付きトロコイドポンプは、ボディ１ａおよびカバー１ｂから成るケーシング１と、ケーシング１内において回動自在に配置されたアウターロータ２と、アウターロータ２と協働してオイルの吸入および圧送を行うべくアウターロータ２の内側において回動自在に配置されたインナーロータ３と、アウターロータ２およびインナーロータ３の回転軸となるシャフト４とを備えている。
　図２に示すように、インナーロータ３は、４個の突起３ａ～３ｄを有し、シャフト４に直結されて軸線Ｃ１を中心として矢印Ａの方向に回動自在に支持されている。アウターロータ２は、インナーロータ３の突起３ａ～３ｄが噛み合う５個の凹み２ａ～２ｅを有し、ボディ１ａの円筒面に摺動自在に嵌合されて軸線Ｃ２を中心として矢印Ａの方向に回動自在に支持されている。すなわち、本実施形態の空気排出口付きトロコイドポンプは、４葉５節のトロコイドポンプである。
　ケーシング１のカバー１ｂには、吸入工程においてオイルを吸入する吸入口２１と、吸入工程の次の空気排出工程において空気混入のオイルの一部を排出する空気排出口２２と、空気排出工程の次の吐出工程においてオイルを吐出する吐出口２３とが設けられている。
　ここで、空気排出口２２は、アウターロータ２の内接円３１よりも内周側に設けられた第１の空気排出口２２-1と、インナーロータ３の外接円３２より外周側に設けられた第２の空気排出口２２-2とを含む。第２の空気排出口２２-2は、インナーロータ３の外接円３２より外周側で当該外接円３２にできるだけ近い位置（例えば、外接円３２に接する位置）に設けるのが好ましい。これにより、空気排出口２２を吸入口２１および吐出口２３に連通させることなく、さらに前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とが連通することなく空気排出口２２を設けることが可能となる。
　図３は、本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプの動作例を示す図である。図３（ａ）は吸入工程が終了した状態、図３（ｂ）は空気排出工程の状態、図３（ｃ）は空気排出工程が終了した状態を示している。なお、図３において、それぞれの状態を１つのポンプ室にて示し、オイルが満たされた領域を斜線にて示している。
　まず、吸入工程では、アウターロータ２およびインナーロータ３が矢印Ａの方向（反時計回り）に回転することにより、吸入口２１からオイルを吸入する。図３（ａ）は、吸入工程が終了した状態（空気排出工程が開始する直前の状態）を示している。
　この図３（ａ）に示す状態において、ポンプ室は吸入口２１にも空気排出口２２にも連通しておらず、容量が最大となっている。なお、ポンプ室の最大容量をできるだけ大きくするために、吸入工程が終了した時点でポンプ室の空気排出口２２側の面が空気排出口２２と近接する位置および形状となるように空気排出口２２を形成するのが好ましい。
　次に、図３（ｂ）に示すように、ポンプ室にオイルが最大に吸入された状態からアウターロータ２およびインナーロータ３が反時計回りにさらに回転すると、空気排出行程に入り、ポンプ室が空気排出口２２と連通する。これにより、混入した空気およびオイルの一部が空気排出口２２から排出される。
　さらに、アウターロータ２およびインナーロータ３が反時計回りに回転すると、空気排出口２２は閉鎖されて、吐出工程に移る。吐出工程では、残りのオイルが吐出口２３から吐出される。図３（ｃ）は、空気排出工程が終了した状態（吐出工程が開始する直前の状態）を示している。この図３（ｃ）に示す状態において、ポンプ室は空気排出口２２にも吐出口２３にも連通しておらず、容量は図３（ａ）に示す最大容量よりも小さくなっている。
　ここで、図３（ａ）に示す空気排出工程開始前のポンプ室の容量をＣＰ１、図３（ｃ）に示す空気排出工程終了後のポンプ室の容量をＣＰ２とした場合、（ＣＰ１－ＣＰ２）／ＣＰ１×１００で空気含有オイルの排出率[％]が算出される。図３は、空気含有オイルの排出率が２０％の場合を示している。
　空気排出口２２（第１の空気排出口２２-1および第２の空気排出口２２-2）の大きさ、位置、形状を変えることにより、空気含有オイルの排出率を調整することが可能である。図４は、空気含有オイルの排出率を１５％に設定した場合における空気排出口２２の構成例を示している。図５は、空気含有オイルの排出率を２５％に設定した場合における空気排出口２２の構成例を示している。
　図６は、本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプの空気排出効果を示す図である。空気排出効果とは、空気排出工程前におけるオイルの空気含有率と、空気排出工程後に吐出口２３から吐出したオイルの空気含有率との比率であり、以下の式により算出される。
　（１－空気排出口付きトロコイドポンプの吐出オイルの空気含有率／空気排出口無しトロコイドポンプの吐出オイルの空気含有率）×１００
　図６は、φ５４ロータにて２０％の空気含有オイルの排出率を設定したときの空気排出効果を示したものである。◇、□、△はポート面積の異なる空気排出口（φ２相当、φ３相当、φ３．９相当）を１つのみ設けた従来技術による空気排出効果を示している。一方、○は本実施形態のように第１の空気排出口２２-1（φ３．９相当）および第２の空気排出口２２-2（φ５．５相当）を設けた場合の空気排出効果を示している。
　図６に示すように、従来技術においても空気排出口のポート面積を大きくしていくことにより、空気排出効果をある程度は大きくすることができている。しかし、吸入口および吐出口の何れとも連通せず、また、前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とを連通させることもなく、１つの空気排出口のポート面積を大きくするには限界がある。すなわち、空気排出効果を大きくすることに限界がある。△がその限界値付近を示している。
　これに対して、本実施形態のように第１の空気排出口２２-1および第２の空気排出口２２-2を設けた場合には、○に示すように、吸入口２１および吐出口２３の何れとも連通せず、また、前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とを連通させることもなく、空気排出口２２のポート面積（第１の空気排出口２２-1および第２の空気排出口２２-2の合計面積）を大きくすることができる。これにより、従来に比べて空気排出効果を大きくすることができる。
　図６の本試験結果により、インナーロータ３の外接円３２より外周側に空気排出口２２を設けた場合でも空気排出効果が得られることが認められた。したがって、吸入口２１と空気排出口２２、または吐出口２３と空気排出口２２とが同時に開口しない位置において、アウターロータ２の内接円３１よりも内周側に設けられた位置と、インナーロータ３の外接円３２より外周側に設けられた位置とに分割して空気排出口２２を設けることで、ポンプ性能を落とすことなく、空気排出効果を高めることができる。
　図７は、本実施形態による空気排出口付きトロコイドポンプにおけるロータ回転軸のトルクを示す図である。この図７も、φ５４ロータにて２０％の空気含有オイルの排出率を設定したときのトルクを示したものである。◇、□、△は空気排出口を１つのみ設けた従来技術によるトルクを示している。一方、○は本実施形態のように第１の空気排出口２２-1および第２の空気排出口２２-2を設けた場合のトルクを示している。
　図７に示すように、従来技術においても空気排出口のポート面積を大きくしていくことにより、トルクをある程度は小さくすることができている。しかし、上述したように、吸入口および吐出口の何れとも連通せず、また、前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とを連通させることもなく、１つの空気排出口のポート面積を大きくするには限界があるため、トルクを小さくすることに限界がある。△がその限界値付近を示している。
　これに対して、本実施形態のように第１の空気排出口２２-1および第２の空気排出口２２-2を設けた場合には、○に示すように、吸入口２１および吐出口２３の何れとも連通せず、また、前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とを連通させることもなく、空気排出口２２のポート面積（第１の空気排出口２２-1および第２の空気排出口２２-2の合計面積）を大きくすることができる。これにより、従来に比べてトルクを小さくすることができる。この結果からも、第１の空気排出口２２-1および第２の空気排出口２２-2を設けることにより、空気排出が効果的に行われていることが分かる。
　以上詳しく説明したように、本実施形態では、空気排出口２２を、アウターロータ２の内接円３１よりも内周側に設けられた第１の空気排出口２２-1と、インナーロータ３の外接円３２より外周側に設けられた第２の空気排出口２２-2とにより構成したので、吸入口２１および吐出口２３の何れとも連通しない状態で第１の空気排出口２２-1と第２の空気排出口２２-2とを設け、両者の面積の合計により空気排出口２２のポート面積を大きくすることができる。
　また、本実施形態によれば、従来のように１つの空気排出口の面積を大きくするのではなく、異なる位置に分けて設けた２つの空気排出口２２-1，２２-2により大きなポート面積を確保しているので、空気排出口２２を介して前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とが連通してしまう不都合も回避することができる。
　これにより、本実施形態の空気排出口付きトロコイドポンプによれば、吸入口２１および吐出口２３の何れとも連通せず、また、前工程のポンプ室と次工程のポンプ室とを連通させることもなく空気排出口２２のポート面積を大きくすることができ、空気排出効果を高めるとともに、ロータ回転軸のトルクを低減することができる。
　なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　１　ケーシング
　２　アウターロータ
　３　インナーロータ
　２１　吸入口
　２２　空気排出口
　２２-1　第１の空気排出口
　２２-2　第２の空気排出口
　２３　吐出口
　３１　アウターロータの内接円
　３２　インナーロータの外接円

Claims (2)

  1. 　ケーシングと、
    　上記ケーシング内において回動自在に配置されたアウターロータと、
    　上記アウターロータと協働してオイルの吸入および圧送を行うべく上記アウターロータの内側において回動自在に配置されたインナーロータとを備え、
    　上記ケーシングは、吸入工程において上記オイルを吸入する吸入口と、上記吸入工程の次の空気排出工程において空気混入のオイルの一部を排出する空気排出口と、上記空気排出工程の次の吐出工程において上記オイルを吐出する吐出口とを有し、
    　上記空気排出口は、上記アウターロータの内接円よりも内周側に設けられた第１の空気排出口と、上記インナーロータの外接円より外周側に設けられた第２の空気排出口とを含むことを特徴とする空気排出口付きトロコイドポンプ。
  2. 　上記第２の空気排出口は、上記インナーロータの外接円より外周側で当該外接円に近接する位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の空気排出口付きトロコイドポンプ。
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