(57)【要約】【課題】  ケーシングに対するカバーの位置決めを高い精度で、かつ容易に行うことができるとともに、トロコイド収容凹所の高さ方向の隙間を設定する際の寸法管理の数が削減されて生産性の向上が図られるトロコイドポンプを提供する。【解決手段】  カバー２０の裏面の外周縁に形成した凸条２１を、ケーシング１０の開口側の端部に形成した小径部１４に外側から嵌合させ、ねじ６１によってカバー２０をケーシング１０に締結して、ケーシング１０の端面１８にカバー２０の合わせ面を密着させ、ケーシング１０の開口をカバー２０で閉塞する。凸条２１の内周面２２を小径部１４の外周面であるカバー係合面１７に当接させることによってカバーを位置決めし、設定通りのポンプ性能を得る。【選択図】      図２
2006329054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の内歯を有する環状のアウタロータ内に、複数の外歯を有するインナロータが、前記外歯が前記内歯に噛み合い、かつ、偏心する状態で回転自在に収容され、前記内歯と前記外歯との間に、液体を吸入する吸入側容積室と、この吸入側容積室に吸入した液体を吐出する吐出側容積室とが形成されるトロコイドと、
このトロコイドが回転自在に嵌合して収容される円形のトロコイド収容凹所を有する有底円筒状のケーシングと、
このケーシングに、前記トロコイド収容凹所を閉塞するように固定され、その固定状態で、前記吸入側容積室および前記吐出側容積室にそれぞれ連通する吸入口および吐出口が形成された円盤状のカバーと、
前記インナロータの回転中心に固定された駆動シャフトとを備えたトロコイドポンプにおいて、
前記カバーおよび前記ケーシングは、互いに密着する合わせ面を有し、
前記ケーシングの、少なくとも前記トロコイド収容凹所の開口側の端部の外周面には、前記トロコイド収容凹所と同心状のカバー係合面が形成され、
前記カバーにおける前記合わせ面の外周側には、前記ケーシング側に突出して、その内周面が、前記ケーシングの前記カバー係合面と同心状で、該カバー当接面に当接する係合凸部が形成されており、
前記カバーの前記合わせ面を前記ケーシングの前記合わせ面に密着させるとともに、カバーの前記係合凸部をケーシングの前記端部に係合させて、該係合凸部の前記内周面をケーシングの前記カバー係合面に当接させ、
前記ケーシングおよび前記カバーの各合わせ面を貫通するねじ部材によって、カバーがケーシングに固定されることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項２】
前記カバーの前記係合凸部は環状を呈し、これに対応して前記ケーシングの前記カバー係合面はケーシングの全周にわたって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトロコイドポンプ。
【請求項３】
前記カバーの前記係合凸部は、複数が間隔をおいた状態で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトロコイドポンプ。
【請求項４】
前記ケーシングは、外周面が前記カバー係合面である小径部と、カバー係合面よりも大径の外周面を有する大径部とを有し、前記カバーの前記係合凸部は前記小径部に嵌合され、該係合凸部の端面と、前記ケーシングにおける前記小径部から前記大径部への移行部分であって前記係合凸部の端面に対向する段部との間には、隙間が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のトロコイドポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水や油等の液体を圧送するトロコイドポンプに係り、特に、ケーシングに対するカバーの取付構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
トロコイドポンプは、トロコイド歯形を有するアウタロータおよびインナロータからなるトロコイドがケーシング内に密閉され、このトロコイドの回転に伴って、各ロータ間に生じる負圧となる吸入側容積室に液体を吸入し、その液体を、負圧から転じて高圧となる吐出側容積室から吐出するポンプである。この種のポンプとしては、特許文献１によって公知である。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−７１３７４号公報
【０００４】
上記文献に示されるポンプは、有底のケーシング内にトロコイドポンプが回転自在に収容され、その収容凹所の開口がカバーで閉塞され、カバーが、ケーシングにねじ等で固定されている。したがって、ケーシングに対するカバーの位置（表面に沿った方向の位置、換言するとポンプの軸に直交する方向の位置）は、カバーを固定するねじによって定められる。
【０００５】
ところが、カバー側のねじ通し孔とねじとの間に微小な隙間があることから、その隙間分だけ、カバーはケーシングに対して動く余地があり、固定位置もそれだけ幅があると言える。ここで、同文献に記載のもののように、液体の吸入口および吐出口がケーシング側に形成されているものでは、カバーの位置が吐出圧等のポンプ性能に関係することはないが、カバー側に形成されていると、吸入側および吐出側の各容積室に対する吸入口および吐出口の位置がずれてしまい、ポンプ性能に影響が出る場合がある。すなわち、カバーを高い精度で位置決めする必要があるが、上記のように、カバーの位置が固定用のねじで定められる構造では困難である。
【０００６】
そこで、図７に示すような、カバーとケーシングのインロー構造は、カバーの位置を規制するための有効な方策である。同図で示すトロコイドポンプは、ケーシング７１の収容凹所７２に、アウタロータ７３およびインナロータ７４からなるトロコイド７５が回転自在に収容され、各ロータ７３，７４間に形成される吸入側および吐出側の各容積室に対応する吸入口７６および吐出口７７が形成されたカバー７８が、ケーシング７１の開口を塞いでケーシング７１にねじ止めされる。カバー７８の裏面には薄い凸部７９が形成され、この凸部７９を収容凹所７２にぴったり嵌合させることで、カバー７８の位置が規制される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
元来、このようなポンプにおいては、圧力のロスを最小限にとどめるために、ケーシング内のトロコイドと、ケーシングおよびカバーとの間の、特に軸方向の隙間、すなわち収容凹所の深さとトロコイドの高さとの差（以降、高さ方向の隙間と称する）をなるべく小さくして、トロコイドを密閉すように設計される。
【０００８】
ところが、図７に示すようなカバーとケーシングのインロー構造では、トロコイド７５の高さＨ１と、収容凹所７２の深さＨ２に加え、カバー７８の凸部７８の厚さＨ３の３つの寸法に関して厳密に管理を行うことにより、収容凹所の高さ方向の隙間を最小限にすることが可能となる。しかしながら、このように厳密な管理を要する箇所が３箇所であることから、その管理に手間とコストがかかるとともに、生じる寸法公差の蓄積から、隙間を最小限とするにもバラツキが生じやすいといった問題があった。
【０００９】
よって本発明は、ケーシングに対するカバーの位置決めを高い精度で、かつ容易に行うことができるとともに、トロコイド収容凹所の高さ方向の隙間を設定する際の寸法管理の数が削減されて生産性の向上が図られるトロコイドポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の内歯を有する環状のアウタロータ内に、複数の外歯を有するインナロータが、外歯が内歯に噛み合い、かつ、偏心する状態で回転自在に収容され、内歯と外歯との間に、液体を吸入する吸入側容積室と、この吸入側容積室に吸入した液体を吐出する吐出側容積室とが形成されるトロコイドと、このトロコイドが回転自在に嵌合して収容される円形のトロコイド収容凹所を有する有底円筒状のケーシングと、このケーシングに、トロコイド収容凹所を閉塞するように固定され、その固定状態で、吸入側容積室および吐出側容積室にそれぞれ連通する吸入口および吐出口が形成された円盤状のカバーと、インナロータの回転中心に固定された駆動シャフトとを備えたトロコイドポンプにおいて、カバーおよびケーシングは、互いに密着する合わせ面を有し、ケーシングの、少なくともトロコイド収容凹所の開口側の端部の外周面には、トロコイド収容凹所と同心状のカバー係合面が形成され、カバーにおける合わせ面の外周側には、ケーシング側に突出して、その内周面が、ケーシングのカバー係合面と同心状で、該カバー当接面に当接する係合凸部が形成されており、カバーの合わせ面をケーシングの合わせ面に密着させるとともに、カバーの係合凸部をケーシングの端部に係合させて、該係合凸部の内周面をケーシングのカバー係合面に当接させ、ケーシングおよびカバーの各合わせ面を貫通するねじ部材によって、カバーがケーシングに固定されることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、カバーの係合凸部をケーシングの開口側の端部に外側から係合させて係合凸部の内周面をケーシングのカバー係合面に当接させるとともに、ケーシングの合わせ面にカバーの合わせ面を密着させることにより、ケーシングの開口がカバーで閉塞され、その状態がねじ部材によって保持される。カバーは、係合凸部の内周面がケーシングのカバー係合面に当接することにより、トロコイドの軸方向に直交する方向の位置決めがなされ、設定通りのポンプ性能を得ることができる。
【００１２】
本発明では、図７に示した従来のトロコイドポンプのように、ケーシングの内部にカバーの内面の薄い凸部を嵌合させるインロー構造とは異なり、ケーシングの外側に、カバーに形成した係合凸部を係合させるインロー構造である。このようにケーシングの外側に係合凸部を係合させるため、トロコイド収容凹所の高さ方向の隙間は、係合凸部の突出長さとは関係ない。
【００１３】
すなわち、トロコイド収容凹所の高さ方向の隙間は、トロコイドの高さと、収容凹所の深さ（図７でＨ１とＨ２）の２つの寸法で定まる。したがって、従来のインロー構造と比べると、トロコイド収容凹所の高さ方向の隙間を定めるために厳密な管理を要する寸法の数が削減され、その結果、寸法管理のための手間とコストが削減し、生じる寸法公差の蓄積も少なくなることから、寸法のバラツキも減少する。
【００１４】
また、ケーシングにおいては、トロコイド収容凹所とカバー係合面とが同心状であるから、これらの箇所を、ケーシングを回転させながら切削によって加工する場合、同心加工を施すことができ、コストの削減と製造時間の短縮が図られる。
【００１５】
本発明の具体的な形態としては、カバーの係合凸部は環状を呈し、これに対応してケーシングのカバー係合面はケーシングの全周にわたって形成されている形態や、カバーの係合凸部が周方向に分割されており、これら複数の係合凸部が間隔をおいた状態で形成されている形態等が挙げられる。
【００１６】
さらに、ケーシングが、外周面がカバー係合面である小径部と、カバー係合面よりも大径の外周面を有する大径部とを有し、カバーの係合凸部は小径部に嵌合され、該係合凸部の端面と、ケーシングにおける小径部から大径部への移行部分であって係合凸部の端面に対向する段部との間には、隙間が設けられる形態も挙げられる。この形態では、ケーシングの開口側の外周面の端部に上記段部が形成され、この段部に、カバーの係合凸部が配され、この係合凸部とケーシングの大径部が同径であれば、全体として円筒状のトロコイドポンプとなる。
【００１７】
また、上記形態では、カバーの係合凸部の端面とケーシングの段部とは対向し、両者の間は、ケーシングおよびカバーの合わせ面を密着させる上で、隙間が設けられるが、その隙間の距離は、係合凸部がケーシングの段部に当接しない限り任意である。この形態では、係合凸部から隙間を経てケーシングの大径部に貫通させたねじ部材によってカバーをケーシングに固定する固定構造も考えられるが、このような固定構造では、カバーに歪みが生じて、ケーシングおよびカバーの合わせ面どうしの密着度が低くなり、カバーの密閉性が低くなるおそれがある。しかしながら、本発明ではケーシングおよびカバーの合わせ面をねじ部材が貫通するため、そのようなおそれは生じず、カバーの密閉性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、カバーの係合凸部をケーシングの開口側の端部に外側から係合させることにより、ケーシングに対してカバーを高い精度で、かつ容易に位置決めすることができる。また、トロコイド収容凹所の高さ方向の隙間は、トロコイドの高さとトロコイド収容凹所の深さの２つの寸法を管理すればよいことから、寸法管理のための手間とコストが削減されて生産性の向上が図られるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１および図２は、一実施形態に係る円筒状のトロコイドポンプの側面および縦断面をそれぞれ示しており、これら図で、符号１０はケーシング、２０はカバー、３０はトロコイドである。図３は、ケーシング１０およびその内部のトロコイド３０を示す平面図、図４はカバー２０の裏面を示す図である。
【００２０】
トロコイド３０は、図２および図３に示すように、複数の内歯４１を有する環状のアウタロータ４０内に、複数の外歯５１を有するインナロータ５０が回転自在に収容されてなるものである。各ロータ３０，４０の厚さ（軸方向の寸法）は互いに同一で、かつ均一とされる。
【００２１】
インナロータ５０の外歯５１はアウタロータ４０の内歯４１よりも１つ少なく、インナロータ５０は、外歯５１が内歯４１に内接して噛み合う偏心した状態に、アウタロータ４０内に収容されている。各ロータ４０，５０が接触する仕切点Ｐ間には、トロコイド３０の回転方向（図３で反時計回り方向）に応じて、吸入側および吐出側の容積室Ｒ１，Ｒ２が、それぞれ形成される。
【００２２】
ケーシング１０は、底部１１の周囲に円筒状の周壁部１２が立設する有底円筒状を呈し、周壁部１２で囲まれた内部が円形のトロコイド収容凹所１３として形成されている。トロコイド３０は、トロコイド収容凹所１３に、アウタロータ４０がケーシング１０と同軸的になり、かつ、回転自在の状態に収容されている。
【００２３】
ケーシング１０の周壁部１２においては、内径は均一であるが、外径は、次のように異なっている。すなわち、ケーシング１０の周壁部１２におけるトロコイド収容凹所１３の開口側の端部は、他の部分よりも小径となっており、この端部が小径部１４、小径部１４以外の部分が大径部１５とされている。
【００２４】
小径部１４から大径部１５への移行部分である段部１６は、ケーシング１０の軸方向に直交する環状の平面に形成されており、この段部１６から、小径部１４および大径部１５にわたる角部は直角となっている。そして、小径部１４の外周面は、カバー２０の後述する凸条２１の内周面２２が当接するカバー係合面１７とされる。また、ケーシング１０の開口を囲む周壁部１２の環状の端面（合わせ面）１８は、カバー２０の合わせ面とされている。そして、その端面１８には、複数（この場合４つ）のねじ穴１９が周方向に等間隔をおいて形成されている。
【００２５】
一方、カバー２０は、外径がケーシング１０の大径部１５と同一の円盤状で、表面は平坦であるが、裏面は、その外周縁に環状の凸条（係合凸部）２１が同心状に形成されている。この凸条２１の高さ（突出する長さ）は、ケーシング１０の小径部１４の軸方向長さよりもある程度短く設定されている。また、凸条２１の内周面２２は、小径部１４の外径よりも僅かに大きく、凸条２１は、小径部１４に外側から嵌合可能で、その状態で内周面２２は小径部１４の外周面であるカバー係合面１７に当接するように設定されている。
【００２６】
凸条２１を小径部１４に嵌合し、カバー２０の裏面をケーシング１０の端面１８に合わせることにより、カバー２０はケーシング１０に装着される。このカバー装着状態では、凸条２１の高さがケーシング１０の小径部１４の軸方向長さよりも短いことから、カバー２０の裏面はケーシングの端面１８に密着可能で、かつ、凸条２１の端面に対向する段部１６との間には、隙間６０が空く。カバー２０の裏面の、端面１８に合わせられる面は、平坦であってカバー２０の合わせ面２３とされる。
【００２７】
カバー２０の合わせ面２３の、ケーシング１０のねじ穴１９に対応する箇所には、表裏面に貫通するねじ通し口２４が穿孔されている。そして、これらねじ通し口２４に通したねじ（ねじ部材）６１を、ケーシング１０のねじ穴１９にねじ込んで締結することにより、カバー２０の合わせ面２３がケーシング１０の端面１８に密着して、カバー２０がケーシング１０に固定され、ケーシング１０の開口がカバー２０で閉塞される状態が保持される。カバー２０の凸条２１の端面と、ケーシング１０の段部１６との間に隙間６０が確保されているため、カバー２０の合わせ面２３はケーシング１０の端面に密着し、密閉状態が得られる。
【００２８】
カバー２０は、凸条２１が小径部１４に嵌合して、内周面１２がカバー係合面１７に当接することにより、カバー２０は、トロコイド３０の軸方向に直交する方向の位置決めがなされる。これにより、設定通りのポンプ性能を得ることができる。なお、図示は省略するが、ケーシング１０の端面１８か、あるいはカバー２０の合わせ面のいずれか一方には、Ｏリング等の密閉用シール材が装着されている。
【００２９】
上記のようにして、トロコイド３０はカバー２０によりトロコイド収容凹所１３に密閉される。カバー２０には、上記のようにしてケーシング１０に装着された状態において吸入側の容積室Ｒ１に連通する吸入口２５と、吐出側の容積室Ｒ２に連通する吐出口２６とが、形成されている。
【００３０】
トロコイド３０のインナロータ５０の軸心には、図示せぬモータ等の駆動源によって回転させられる駆動シャフト５２が貫通して固定されている。この駆動シャフト５２は、ケーシング１０の底部を貫通し、その外部側の端部に、図示せぬモータが駆動源として連結される。また、駆動シャフト５２のカバー２０側の端部は、カバー２０のトロコイド３０への対向面に形成された軸受穴２７に嵌入されて支持されている。
【００３１】
カバー２０の吸入口２５および吐出口２６は、図４に示すように、軸受穴２７カバー２０の中心を囲むような円弧状であって、左右対称に形成されている。カバー２０は、吸入口２５および吐出口２６が、それぞれトロコイド３０の吸入側容積室Ｒ１および吐出側容積室Ｒ２に対応する位置に配されるようにケーシング１０に固定される。
【００３２】
上記トロコイドポンプによれば、駆動シャフト５２によってトロコイド３０が図３で反時計回り方向に回転することにより、容積が増大して負圧となる吸入側容積室Ｒ１に、吸入口２５から液体が吸入される。そして、吸入側容積室Ｒ１は、トロコイド３０が回転するに伴って容積が減少して内圧が上昇する吐出側容積室Ｒ２に変わり、この吐出側容積室Ｒ２から、吸入された液体が吐出口２６に吐出される。
【００３３】
このようなポンプ作用が、トロコイド３０の回転によって連続的に行われ、液体が連続的に圧送される。そして、吸入された液体によって各容積室Ｒ１，Ｒ２の密閉性が高められる液体シール効果によって、これら容積室Ｒ１，Ｒ２間に生じる差圧が顕著になり、ポンプ作用が得られる。
【００３４】
さて、本実施形態のトロコイドポンプにおけるカバー２０は、裏面の凸条２１を、ケーシング１０の小径部１４に嵌合させて、その内周面２２を、小径部１４のカバー係合面１７に当接させるとともに、ケーシング１０の端面１８に合わせ面２３を密着させることにより、ケーシング１０の開口を閉塞し、その状態が、ねじ６１によって保持される。
【００３５】
このようなカバー２０の装着構造は、ケーシング１０の端部である小径部１４の外側に凸条２１を係合させるインロー構造であるため、ケーシング１０のトロコイド収容凹所１３の高さ方向の隙間は、凸条２１の高さとは関係ない。
【００３６】
トロコイド収容凹所１３の高さ方向の隙間は、トロコイド３０の高さと、トロコイド収容凹所１３の深さ（図２でＨ１とＨ２）の２つの寸法で定まる。図７に示した従来のインロー構造では、これらの寸法に加えて、カバーの中央部分の凸部の厚さも管理する必要があったわけであるが、位置決め用の凸部として同じ機能を有する本実施形態の凸条２１の高さは、段部１６に当接しない限り任意であり、厳密な寸法管理は必要ない。
【００３７】
したがって、トロコイド収容凹所１３の高さ方向の隙間を定めるために厳密な管理を要する寸法の数が削減され、その結果、寸法管理のための手間とコストが削減する。また、生じる寸法公差の蓄積も少なくなることから、寸法のバラツキも減少する。
【００３８】
また、ケーシング１０においては、トロコイド収容凹所１３と小径部１４のカバー係合面１７とが同心状であるから、これらの箇所を、ケーシング１０を回転させながら切削によって加工する場合、同心加工を施すことができ、コストの削減と製造時間の短縮が図られる。
【００３９】
また、本実施形態では、互いに密着するケーシング１０の端面１８およびカバー２０の合わせ面２３を貫通するねじ６１によって、カバー２０をケーシング１０に固定しており、このため、カバー２０に歪みが生じることなく、ケーシング１０に対するカバー２０の密着度が高まり、密閉性が確保されている。例えば、カバー２０の凸条２１から隙間６０を経てケーシング１０の大径部１５にねじ６１を貫通させてねじ込んだ場合、隙間６０があることから、カバー２０には表面側（図２で上側）にせり出すような歪みが生じるおそれがあり、そのような歪みが生じると、カバー２０の密閉性が低くなるおそれがある。しかしながら、本実施形態では上記のようにそのようなことは起こらない。
【００４０】
上記実施形態では、カバー２０の凸条２１は全周にわたる環状であったが、図５および図６に示すように、複数（この場合４つ）の凸条２１が等間隔をおいて形成されていてもよい。また、このような複数の凸条２１は、不等間隔をおいて形成されていてもよく、その場合には、凸条２１が嵌合する溝をケーシング１０の小径部１４に形成するなどして、カバー２０の周方向の位置決めをより容易にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係るトロコイドポンプの側面図である。
【図２】一実施形態のトロコイドポンプの縦断面図である。
【図３】一実施形態のトロコイドポンプのケーシングおよびトロコイドの平面図である。
【図４】一実施形態のトロコイドポンプのカバーの裏面図である。
【図５】凸条が別形態のカバーが装着されたトロコイドポンプの側面図である。
【図６】図５で示した別形態のカバーの裏面図である。
【図７】従来のトロコイドポンプの一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…ケーシング、１３…トロコイド収容凹所、１４…小径部、１５…大径部、
１６…段部、１７…カバー係合面、１８…ケーシングの端面（合わせ面）、
２０…カバー、２１…凸条（係合凸部）、２２…凸条の内周面、
２３…カバーの合わせ面、２５…吸入口、２６…吐出口、３０…トロコイド、
４０…アウタロータ、４１…内歯、５０…インナロータ、５１…外歯、
５２…駆動シャフト、６０…隙間、６１…ねじ（ねじ部材）、Ｒ１…吸入側容積室、
Ｒ２…吐出側容積室。
【図１】
2006329054.tif 000003
【図２】
2006329054.tif 000004
【図３】
2006329054.tif 000005
【図４】
2006329054.tif 000006
【図５】
2006329054.tif 000007
【図６】
2006329054.tif 000008
【図７】
2006329054.tif 000009