JP4255768B2

JP4255768B2 - Oil pump rotor

Info

Publication number: JP4255768B2
Application number: JP2003198668A
Authority: JP
Inventors: 克明細野
Original assignee: 三菱マテリアルＰｍｇ株式会社
Priority date: 2002-07-18
Filing date: 2003-07-17
Publication date: 2009-04-15
Anticipated expiration: 2023-07-17
Also published as: JP2005068999A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナーロータとアウターロータとの間に形成されるセルの容積変化によって流体を吸入、吐出するオイルポンプロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の潤滑油用ポンプや自動変速機用オイルポンプ等として、小型で構造が簡単な内接歯車型のオイルポンプが広範囲に利用されている。このようなオイルポンプは、ｎ（ｎは自然数）枚の外歯が形成されたインナーロータと、この外歯に噛み合うｎ＋１枚の内歯が形成されたアウターロータと、流体が吸入される吸入ポートおよび流体が吐出される吐出ポートが形成されたケーシングとを備えており、インナーロータを回転させることによって外歯が内歯に噛み合ってアウターロータを回転させ、両ロータ間に形成される複数のセルの容積変化によって流体を吸入、吐出するようになっている。
【０００３】
このような内接歯車型のオイルポンプでは、雑音の低減、機械効率の向上を目的として、両ロータの歯先間に適切な大きさのチップクリアランスを設定したり、サイクロイド曲線等により構成される歯形を補正する等の工夫が加えられている。具体的には、アウターロータの歯形について均等追い込みを行うことで両ロータの歯面間にクリアランスを設けたり、サイクロイド曲線を平坦化する補正等の、様々な対策が講じられている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０５−２５６２６８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、歯形の均等追い込みによるチップクリアランスの設定や、サイクロイド曲線を創成する転円径を調整したり歯形の一部分を直線で構成したりすることによるサイクロイド曲線の平坦化などのような従来検討されてきた対策では、チップクリアランスが適切に設定される一方で歯面全体のクリアランスが大きくなってしまい、ロータ間のがたつきや歯面間の滑り等によるトルク伝達の損失増大、ロータ同士の衝撃による騒音等の問題があった。
さらに、歯面形状の設定により歯面間のクリアランスが不適切になると、流体の圧力脈動が発生あるいは増大し、これによるポンプ性能や機械効率の低下、騒音等が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、互いに噛み合うインナーロータおよびアウターロータの歯形を適切な形状に設定し、ポンプ性能や機械効率の低下防止、騒音の発生防止を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のオイルポンプロータは、歯先部を形成するサイクロイド曲線をその中央点で２等分して基礎円の周方向に沿って互いに離間させることにより、歯先部の周方向歯厚を広げ、両ロータの噛み合いにおける歯幅方向の歯面間隔（クリアランス）を小さくすることを特徴としている。
【０００８】
すなわち、請求項１の発明に係るオイルポンプロータは、インナーロータの歯先部が、基礎円Ｄｉに外接して滑りなく転がる外転円Ａｉによって創成される外転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの外歯部分曲線を基礎円Ｄｉの周方向に沿って離間させ、離間させたこれら２つの外歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成されることを特徴としている。
【０００９】
このオイルポンプロータにおいて、インナーロータの歯溝部の歯形は、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉによって創成される内転サイクロイド曲線を基にして形成されている。また、アウターロータは、基礎円Ｄｏに外接して滑りなく転がる外転円Ａｏによって創成される外転サイクロイド曲線を歯溝部の歯形とし、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内接円Ｂｏによって創成される内転サイクロイド曲線を歯先部の歯形として形成されている。
なお、インナーロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記インナーロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられている。
【００１０】
そして、このオイルポンプロータでは、チップクリアランスの大きさ（インナーロータの外歯の歯先部先端と、アウターロータの内歯の歯先部先端とが正対する回転位置において、両ロータの中心を結ぶ線上で両歯面間に生じる隙間の合計）をｔ、離間させた外歯部分曲線間の距離をαとするとき、両ロータは、
ｔ／４≦α≦３ｔ／４
を満たして形成される。
【００１１】
また、このオイルポンプロータにおいて、離間させた外歯部分曲線間の距離αが、
２ｔ／５≦α≦３ｔ／５
を満たすことがより好ましい。
【００１２】
請求項３の発明に係るオイルポンプロータは、アウターロータの歯先部が、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｏによって創成される内転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの内歯部分曲線を基礎円Ｄｏの周方向に沿って離間させ、離間させたこれら２つの内歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成されていることを特徴としている。
【００１３】
このオイルポンプロータにおいて、アウターロータの歯溝部の歯形は、基礎円Ｄｏに外接して滑りなく転がる外転円Ａｏによって創成される内転サイクロイド曲線を基にして形成されている。
また、インナーロータは、基礎円Ｄｉに外接して滑りなく転がる外転円Ａｉによって創成される外転サイクロイド曲線を歯先部の歯形とし、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉによって創成される内転サイクロイド曲線を歯溝部の歯形として形成されている。
なお、アウターロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記アウターロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられている。
【００１４】
そして、このオイルポンプロータでは、チップクリアランスの大きさをｔ、離間させた内歯部分曲線間の距離をβとするとき、両ロータは、
ｔ／４≦β≦３ｔ／４
を満たして形成される。
【００１５】
また、このオイルポンプロータにおいて、離間させた内歯部分曲線間の距離βが、
２ｔ／５≦β≦３ｔ／５
を満たすことがより好ましい。
【００１６】
請求項５の発明に係るオイルポンプロータは、インナーロータの歯先部が、基礎円Ｄｉに外接して滑りなく転がる外転円Ａｉによって創成される外転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの外歯部分曲線を基礎円Ｄｉの周方向に沿って離間させ、離間させたこれら２つの外歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成され、かつアウターロータの歯先部が、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｏによって創成される内転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの内歯部分曲線を基礎円Ｄｏの周方向に沿って離間させ、離間させたこれら内歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成されていることを特徴としている。
【００１７】
このオイルポンプロータにおいて、インナーロータの歯溝部の歯形は、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉによって創成される内転サイクロイド曲線を基にして形成されている。
また、アウターロータの歯溝部の歯形は、基礎円Ｄｏに外接して滑りなく転がる外転円Ａｏによって創成される外転サイクロイド曲線を基にして形成されている。
なお、インナーロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記インナーロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられており、アウターロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記アウターロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられている。
【００１８】
そして、このオイルポンプロータでは、チップクリアランスの大きさをｔ、離間させた外歯部分曲線間の距離をα、内歯部分曲線間の距離をβとするとき、両ロータは、
ｔ／４≦α≦３ｔ／４、ｔ／４≦β≦３ｔ／４
を満たして形成される。
【００１９】
また、このオイルポンプロータにおいて、離間させた外歯部分曲線間の距離α、内歯部分曲線間の距離βが、
２ｔ／５≦α≦３ｔ／５、２ｔ／５≦β≦３ｔ／５
を満たすことがより好ましい。
【００２０】
この発明によれば、インナーロータおよびアウターロータの少なくともいずれかの歯形が、サイクロイド曲線を基にした部分曲線を周方向に沿って変位させることにより歯先の周方向歯厚を僅かに大きくして形成されているので、チップクリアランスだけでなく歯面全体のクリアランスが適切に設定されたオイルポンプロータを得ることができる。
【００２１】
すなわち、チップクリアランスが適切に形成されるオイルポンプロータの形状に基づき、基礎円の周方向に歯先部の歯面を大きくして形成されることにより、歯先の先端位置が変化せずに周方向歯厚が大きくなっているので、従来よりもさらに静粛性や機械性能の優れたオイルポンプロータを得ることができる。
【００２２】
なお、インナーロータの外歯の歯数をｎ枚（ｎは自然数）、アウターロータの内歯の歯数を（ｎ＋１）枚、インナーロータの基礎円Ｄｉの直径をφＤｉ、外転円Ａｉの直径をφＡｉ、内転円Ｂｉの直径をφＢｉ、アウターロータの基礎円Ｄｏの直径をφＤｏ、外転円Ａｏの直径をφＡｏ、内転円Ｂｏの直径をφＢｏ、インナーロータとアウターロータとの偏心量をｅとして、
φＡｉ＋ｔ／（ｎ＋２）＝φＡｏ、φＢｉ＝φＢｏ
φＡｉ＋φＢｉ＝２ｅ
φＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ）
φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
を満たすようにインナーロータおよびアウターロータを形成すれば、両ロータの歯面間のクリアランスが適切となる。
【００２３】
また、
φＡｉ＝φＡｏ、φＢｉ＋ｔ／（ｎ＋２）＝φＢｏ
φＡｉ＋φＢｉ＝２ｅ
φＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ）
φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
を満たすようにインナーロータおよびアウターロータを形成しても、歯面間のクリアランスを適切に形成することができる。
【００２４】
また、
φＡｉ＋ｔ／２＝φＡｏ、φＢｉ−ｔ／２＝φＢｏ
φＡｉ＋φＢｉ＝φＡｏ＋φＢｏ＝２ｅ
φＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ）、φＤｏ＝（ｎ＋１）・（φＡｏ＋φＢｏ）
（ｎ＋１）・φＤｉ＝ｎ・φＤｏ
を満たすようにインナーロータおよびアウターロータを形成しても、歯面間のクリアランスを適切に形成することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１に示すオイルポンプは、ｎ枚（ｎは自然数、本実施形態においてはｎ＝１０）の外歯１１が形成されたインナーロータ１０と、各外歯１１と噛み合う（ｎ＋１）枚（本実施形態では１１枚）の内歯２１が形成されたアウターロータ２０とを備え、これらインナーロータ１０とアウターロータ２０とがケーシング３０の内部に収納されている。
【００２６】
インナーロータ１０、アウターロータ２０の歯面間には、両ロータ１０，２０の回転方向に沿ってセルＣが複数形成されている。各セルＣは、両ロータ１０，２０の回転方向前側と後側で、インナーロータ１０の外歯１１とアウターロータ２０の内歯２１とがそれぞれ接触することによって個別に仕切られ、かつ両側面をケーシング３０によって仕切られており、これによって独立した流体搬送室を形成している。そして、セルＣは両ロータ１０、２０の回転に伴って回転移動し、１回転を１周期として容積の増大、減少を繰り返すようになっている。
【００２７】
ケーシング３０には容積が増大するときのセルＣに連通する吸入ポートと、減少するときのセルＣに連通する吐出ポートとが設けられていて、吸入ポートからセルＣに吸入された流体が両ロータ１０，２０の回転に伴い搬送されて吐出ポートから吐出されるようになっている。
【００２８】
ここで、各ロータの中心Ｏｉ，Ｏｏを結ぶ直線上で正対するインナーロータ１０の歯先部１２先端とアウターロータ２０の歯先部２２先端とのクリアランスをチップクリアランスと呼ぶ。このチップクリアランスの大きさｔは、この中心Ｏｉ，Ｏｏを通る直線上反対側で噛み合うインナーロータ１０の歯先部１２とアウターロータ２０の歯溝部２３とのクリアランスがゼロとなるように両ロータ１０，２０を配置したときの大きさとする。
ロータ駆動時においては、インナーロータ１０の中心Ｏｉおよびアウターロータ２０の中心Ｏｏは、この中心Ｏｉ，Ｏｏを通る直線上２カ所で対向する各歯面間のクリアランスがそれぞれ均等のｔ／２となるように偏心して配置される。この中心Ｏｉ，Ｏｏの偏心量をｅとする。
【００２９】
インナーロータ１０は、回転軸に取り付けられて中心Ｏｉを中心として回転可能に支持されており、インナーロータ１０の基礎円Ｄｉ（直径φＤｉ）に外接して滑りなく転がる外転円Ａｉ（直径φＡｉ）によって創成される外転サイクロイド曲線１６と、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉ（直径φＢｉ）によって創成される内転サイクロイド曲線１７とを基にして外歯１１の歯形が形成されている。
【００３０】
アウターロータ２０は、中心Ｏｏをインナーロータ１０の中心Ｏｉに対して偏心（偏心量：ｅ）させて配置され、ケーシング３０内に中心Ｏｏを中心として回転可能に支持されている。アウターロータ２０の内歯２１は、基礎円Ｄｏ（直径φＤｏ）に外接して滑りなく転がる外転円Ａｏ（直径φＡｏ）によって創成される外転サイクロイド曲線２７と、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｏ（直径φＢｏ）によって創成される内転サイクロイド曲線２６とを基にして歯形が形成されている。
【００３１】
ここで、インナーロータ１０とアウターロータ２０との間には、以下の関係式が成り立つ。なお、ここでは寸法単位をｍｍ（ミリメートル）とする。
【００３２】
インナーロータ１０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｉおよび内転円Ｂｉの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｉの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｉ＝ｎ・π・（φＡｉ＋φＢｉ）
すなわちφＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ） …（Ia）
【００３３】
同様に、アウターロータ２０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｏ＝（ｎ＋１）・π・（φＡｏ＋φＢｏ）
すなわちφＤｏ＝（ｎ＋１）・（φＡｏ＋φＢｏ） …（Ib）
【００３４】
つぎに、インナーロータ１０とアウターロータ２０とが噛み合うことから、
φＡｉ＋φＢｉ＝φＡｏ＋φＢｏ＝２ｅ …（II）
上記式（Ia），（Ib），（II）から、
（ｎ＋１）・φＤｉ＝ｎ・φＤｏ …（III）
【００３５】
さらに、両ロータ１０，２０の噛み合い位置から半回転進んだ位置において外歯１１の歯先と内歯２１の歯先とが対峙するときに両歯先間に形成されるクリアランスの大きさｔ／２から、
φＡｉ＋ｔ／２＝φＡｏ
φＢｉ−ｔ／２＝φＢｏ
の関係を満たす。
【００３６】
ここで、インナーロータ１０の外歯１１の詳細形状について図２（ａ）〜図２（ｃ）を参照して説明する。インナーロータ１０の外歯１１は、歯先部１２および歯溝部１３が周方向に交互に連続して形成されている。
【００３７】
歯先部１２の形状を描くには、まず、外転円Ａｉによる外転サイクロイド曲線１６（図２（ａ））を、その中央点Ａで２等分し、外歯部分曲線１２ａ，１２ｂとする。ここで、外転サイクロイド曲線１６の中央点Ａとは、外転円Ａｉをインナーロータ１０の基礎円Ｄｉ上で滑りなく１回転させて創成される外転サイクロイド曲線１６を対称に二分する点であり、換言すれば外転円Ａｉが半回転した際に、外転円Ａｉ上にあって外転サイクロイド曲線１６を描く１点が到達する点である。
次いで、図２（ｂ）に示すように、外歯部分曲線１２ａ，１２ｂを基礎円Ｄｉの中心Ｏｉまわりに基礎円Ｄｉの周方向に沿って変位させ、両曲線１２ａ，１２ｂの間を距離αだけ離間させる。このときの両曲線１２ａ，１２ｂの各端部と基礎円Ｄｉの中心Ｏｉとを結んだ２線分のなす角度をθｉとする。
そして、図２（ｃ）に示すように、離間された両曲線１２ａ，１２ｂ間を、曲線または直線からなる補完線１４でつなぎ、得られた連続線を歯先部１２の歯面形状とする。
すなわち、歯先部１２は、互いに離間された外歯部分曲線１２ａおよび外歯部分曲線１２ｂと、両曲線１２ａ，１２ｂ間をつなぐ補完線１４とからなる連続線で形成されている。
【００３８】
これによりインナーロータ１０の歯先部１２は、単純な外転サイクロイド曲線１６のみからなる歯先形状と比較して、補完線１４の両端部と基礎円Ｄｉの中心Ｏｉとを結んだ２線分のなす角θｉの分だけ周方向に歯厚が大きい形状となっている。なお、本実施形態では、両外歯部分曲線１２ａ，１２ｂ間をつなぐ補完線１４は直線としているが、補完線１４は曲線であってもよい。
【００３９】
このように周方向の歯厚が増大された歯先部１２に対して、本実施形態では歯溝部１３の周方向の幅を減少させて形成し、歯面形状を全周にわたって滑らかに連続させている。
すなわち、歯溝部１３の形状を描くには、まず、内転円Ｂｉによる内転サイクロイド曲線１７（図２（ａ））を、その中央点Ｂで２等分し、部分曲線１３ａ，１３ｂとする。ここで、内転サイクロイド曲線１７の中央点Ｂとは、内転円Ｂｉをインナーロータ１０の基礎円Ｄｉ上で滑りなく１回転させて創成される内転サイクロイド曲線１７を対称に二分する点であり、換言すれば、内転円Ｂｉが半回転した際に、内転円Ｂｉ上にあって内転サイクロイド曲線１７を描く１点が到達する点である。次いで、図２（ｂ）に示すように、両曲線１３ａ，１３ｂの端点を、歯先部１２を描く連続線の端点に接続するように、部分曲線１３ａ，１３ｂを基礎円Ｄｉの周方向に沿って変位させる。このとき、両曲線１３ａ，１３ｂは中央点Ｂを中心として交差し、この交差部１５の両端部と基礎円Ｄｉの中心Ｏｉとを結んだ２線分のなす角度はθｉとなる。そして、図２（ｃ）に示すように、両曲線１３ａ，１３ｂを滑らかに接続した連続線を、歯溝部１３の歯面形状とする。
これにより歯溝部１３は、単純な内転サイクロイド曲線１７のみからなる歯溝形状と比較して、角度θｉの分だけ周方向の幅が小さい形状となっている。
【００４０】
つまり、インナーロータ１０の外歯１１は、外転円Ａｉと内転円Ｂｉとによって創成される外転サイクロイド曲線１６および内転サイクロイド曲線１７をそのまま歯面形状とした場合と比較して、歯先部１２の周方向歯厚が増大されるとともに歯溝部１３の周方向幅が縮小された形状となる。
【００４１】
ここで、インナーロータ１０において、２つの外歯部分曲線１２ａ，１２ｂ間の距離αが、
ｔ／４≦α
の範囲を満たして設定され、より好ましくは
２ｔ／５≦α
の範囲を満たして設定されることにより、アウターロータ２０に対する歯面間のクリアランスが適切となり、十分に静粛性が向上される。
【００４２】
また、インナーロータ１０において、２つの外歯部分曲線１２ａ，１２ｂ間の距離αが、
α≦３ｔ／４
の範囲を満たして設定され、より好ましくは
α≦３ｔ／５
の範囲を満たして設定されることにより、アウターロータ２０に対するクリアランスが小さくなりすぎることを防ぎ、オイルポンプロータの回転不能・摩耗量の増大・耐久性の低下を防止することができる。
【００４３】
つぎに、アウターロータ２０の内歯２１の形状について図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照して説明する。内歯２１は、歯先部２２および歯溝部２３が周方向に交互に連続して形成されている。
【００４４】
歯先部２２の形状を描くには、まず、内転円Ｂｏによる内転サイクロイド曲線２６（図３（ａ））を、その中央点Ｃで２等分し、内歯部分曲線２２ａ，２２ｂとする。ここで、内転サイクロイド曲線２６の中央点Ｃとは、内転円Ｂｏをアウターロータ２０の基礎円Ｄｏ上で滑りなく１回転させて創成される内転サイクロイド曲線２６を対称に二分する点であり、換言すれば、内転円Ｂｏが半回転した際に、内転円Ｂｏ上にあって内転サイクロイド曲線２６を描く１点が到達する点である。次いで、図３（ｂ）に示すように、内歯部分曲線２２ａ，２２ｂを基礎円Ｄｏの周方向に沿って変位させて離間させて両曲線２２ａ，２２ｂ間を距離βだけ離間する。このときの両曲線２２ａ，２２ｂの各端部と基礎円Ｄｏとを結んだ２線分のなす角度をθｏとする。そして、図３（ｃ）に示すように、離間された内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間を、直線からなる補完線２４でつなぎ、得られた連続線を歯先部２２の形状とする。
すなわち、歯先部２２は、互いに離間された内歯部分曲線２２ａおよび内歯部分曲線２２ｂと、両曲線２２ａ，２２ｂ間をつなぐ補完線２４とからなる連続線で形成されている。
【００４５】
これにより歯先部２２は、単純な内転サイクロイド曲線２６のみからなる歯先形状と比較して、補完線２４の両端部と基礎円Ｄｏの中心Ｏｏとを結んだ２線分のなす角θｏの分だけ周方向に歯厚が大きい形状となっている。なお、本実施形態では、両内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間をつなぐ補完線２４は直線としているが、補完線２４は曲線であってもよい。
【００４６】
このように周方向の歯厚が増大された歯先部２２に対して、本実施形態では歯溝部２３の周方向の幅を減少させて形成し、歯面形状を全周にわたって滑らかに連続させている。
すなわち、歯溝部２３の形状を描くには、まず、外転円Ａｏによる外転サイクロイド曲線２７（図３（ａ））を、その中央点Ｄで２等分し、部分曲線２３ａ，２３ｂとする。ここで、外転サイクロイド曲線２７の中央点Ｄとは、外転円Ａｏをアウターロータ２０の基礎円Ｄｏ上で滑りなく１回転させて創成される外転サイクロイド曲線２７を対称に二分する点であり、換言すれば外転円Ａｏが半回転した際に、外転円Ａｏ上にあって外転サイクロイド曲線２７を描く１点が到達する点である。
次いで、図３（ｂ）に示すように、両曲線２３ａ，２３ｂの端点を、歯先部２２を描く連続線の端点に接続するように、部分曲線２３ａ，２３ｂを基礎円Ｄｏの周方向に沿って変位させる。このとき、両曲線２３ａ，２３ｂは中央点Ｄを中心として交差し、この交差部２５の両端部と基礎円Ｄｏの中心Ｏｏとを結んだ２線分のなす角度はθｏとなる。
そして、図３（ｃ）に示すように、両曲線２３ａ，２３ｂを滑らかに接続させた連続線を、歯溝部２３の歯面形状とする。
これにより歯溝部２３は、単純な外転サイクロイド曲線２７のみからなる歯溝形状と比較して、角度θｏの分だけ周方向の幅が小さい形状となっている。
【００４７】
つまり、アウターロータ２０の内歯２１は、外転円Ａｏと内転円Ｂｏとによって創成される外転サイクロイド曲線２７および内転サイクロイド曲線２６をそのまま歯面形状とした場合と比較して、歯先部２２の周方向歯厚が増大されるとともに、歯溝部２３の周方向幅が縮小された形状となる。
【００４８】
ここで、アウターロータ２０において、２つの内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間の距離βが、
ｔ／４≦β
の範囲を満たして設定され、より好ましくは
２ｔ／５≦β
の範囲を満たして設定されることにより、インナーロータ１０に対する歯面間のクリアランスが適切となり、十分に静粛性が向上される。
【００４９】
また、アウターロータ２０において、２つの内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間の距離βが、
β≦３ｔ／４
の範囲を満たして設定され、より好ましくは
β≦３ｔ／５
の範囲を満たして設定されることにより、インナーロータ１０に対するクリアランスが小さくなりすぎることを防ぎ、回転不能・摩耗量の増大・耐久性の低下を防止することができる。
【００５０】
なお、図１は、φＤｉ＝５２ｍｍ、φＡｉ＝２．５ｍｍ、φＢｉ＝２．７ｍｍ、φＤｏ＝５７．２ｍｍ、φＡｏ＝２．５６ｍｍ、φＢｏ＝２．６４ｍｍ、ｅ＝２．６ｍｍ、ｔ＝０．１２ｍｍを満たし、両外歯部分曲線１２ａ，１２ｂ間の距離αおよび両内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間の距離βを、
α＝β＝ｔ／２（＝０．０６ｍｍ）
として形成されたインナーロータ１０およびアウターロータ２０を示している。
【００５１】
このインナーロータ１０およびアウターロータ２０において、αおよびβが極めて小さく実サイズでは各部分曲線の変位がわかりにくいので、図２（ａ）〜図２（ｃ）および図３（ａ）〜図３（ｃ）では、歯面の詳細形状を説明するために各変位量を大きく誇張して示しており、図１に示す実際の形状とは異なる形状となっている。
【００５２】
なお、上記実施形態では、インナーロータ１０およびアウターロータ２０の両方について歯先部１２，２２の周方向歯厚を増大させた形状としたが、本発明はこれに限定されず、インナーロータ１０およびアウターロータ２０のいずれか一方の歯先部を増大させた形状として、他方は上述した補正を加えずサイクロイド曲線そのものを歯面形状として形成してもよい。
【００５３】
また、上述した補正を加える基となる曲線として、インナーロータ１０とアウターロータ２０とで以下の関係式が成り立つ曲線を採用することもできる。
【００５４】
すなわち、インナーロータ１０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｉおよび内転円Ｂｉの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｉの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｉ＝ｎ・π・（φＡｉ＋φＢｉ）
すなわちφＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ） …（Ia）
【００５５】
同様に、アウターロータ２０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｏ＝（ｎ＋１）・π・（φＡｏ＋φＢｏ）
すなわちφＤｏ＝（ｎ＋１）・（φＡｏ＋φＢｏ） …（Ib）
【００５６】
つぎに、インナーロータ１０の歯溝中央部とアウターロータ２０の歯先中央部とのクリアランスを適正に形成するために、内転円Ｂｉ，Ｂｏの関係を
φＢｉ＝φＢｏ
とする一方で、アウターロータ２０の基礎円Ｄｏを
φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
を満たすものとする。
【００５７】
これに伴い、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、外転円Ａｏを
φＡｏ＝φＡｉ＋ｔ／（ｎ＋２）
とする。
本発明のオイルポンプロータは、以上のような関係を満たす曲線を基にして形成することができる。
【００５８】
また、以下のような関係を満たす曲線を基にすることもできる。
すなわち、インナーロータ１０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｉおよび内転円Ｂｉの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｉの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｉ＝ｎ・π・（φＡｉ＋φＢｉ）
すなわちφＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ） …（Ia）
【００５９】
同様に、アウターロータ２０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｏ＝（ｎ＋１）・π・（φＡｏ＋φＢｏ）
すなわちφＤｏ＝（ｎ＋１）・（φＡｏ＋φＢｏ） …（Ib）
【００６０】
つぎに、インナーロータ１０の歯先中央部とアウターロータ２０の歯溝中央部とのクリアランスを適正に形成するために、外転円Ａｉ，Ａｏの関係を
φＡｉ＝φＡｏ
とする一方で、アウターロータ２０の基礎円Ｄｏを
φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
を満たすものとする。
【００６１】
これに伴い、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、内転円Ｂｏを
φＢｏ＝φＢｉ＋ｔ／（ｎ＋２）
本発明のオイルポンプロータは、以上のような関係を満たす曲線を基にして形成することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のオイルポンプロータによれば、インナーロータおよびアウターロータの少なくともいずれかの歯形が、チップクリアランスが適切に形成されるオイルポンプロータの形状に基づいて、歯面を形成するためのサイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの部分曲線を基礎円の周方向に沿って変位させて形成されることにより、歯先部の先端位置が変化せずに周方向歯厚が大きくなっているので、従来よりもさらに静粛性や機械性能の優れたオイルポンプロータを得ることができる。
【００６３】
特に、外歯部分曲線間の距離αおよび内歯部分曲線間の距離βを、チップクリアランスの１／４以上とすることにより、両ロータの歯面間のクリアランスを小さくすることができるので、歯面間のクリアランスが大きいことにより生じるロータ同士のがたつきや脈動を防ぎ、機械効率がよく静粛性が高いオイルポンプを提供することができる。
【００６４】
さらに、外歯部分曲線間の距離αおよび内歯部分曲線間の距離βを、チップクリアランスの３／４以下とすることにより、両ロータの歯面間のクリアランスを確保することができるので、円滑に回転し耐久性のよいオイルポンプロータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるオイルポンプロータを示す図である。
【図２】図１に示すオイルポンプロータを構成するインナーロータの歯形状を示す部分拡大図である。
【図３】図１に示すオイルポンプロータを構成するアウターロータの歯形状を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１０インナーロータ
１１外歯
１２歯先部
１２ａ外歯部分曲線
１２ｂ外歯部分曲線
１３歯溝部
１３ａ部分曲線
１３ｂ部分曲線
１４補完線
１５交差部
２０アウターロータ
２１内歯
２２歯先部
２２ａ内歯部分曲線
２２ｂ内歯部分曲線
２３歯溝部
２３ａ部分曲線
２３ｂ部分曲線
２４補完線
２５交差部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oil pump rotor that sucks and discharges fluid by changing the volume of a cell formed between an inner rotor and an outer rotor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an internal gear type oil pump having a small size and a simple structure has been widely used as a lubricating oil pump for an automobile, an oil pump for an automatic transmission, or the like. Such an oil pump includes an inner rotor formed with n (n is a natural number) external teeth, an outer rotor formed with n + 1 internal teeth that mesh with the external teeth, and a suction port through which fluid is sucked. And a casing formed with a discharge port through which fluid is discharged, and by rotating the inner rotor, the outer teeth mesh with the inner teeth to rotate the outer rotor, and a plurality of cells formed between the two rotors. The fluid is sucked and discharged by the change in volume.
[0003]
In such an internal gear type oil pump, for the purpose of reducing noise and improving mechanical efficiency, a tip clearance of an appropriate size is set between the tooth tips of both rotors, or a cycloid curve or the like is used. A device such as correcting the tooth profile has been added. Specifically, various measures have been taken, such as correction to flatten the cycloid curve by providing clearance between the tooth surfaces of both rotors by uniformly driving the tooth profile of the outer rotor (see, for example, Patent Documents). 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 05-256268 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventional studies such as setting the tip clearance by driving the tooth profile uniformly, adjusting the diameter of the rolling circle that creates the cycloid curve, and flattening the cycloid curve by configuring a part of the tooth profile as a straight line have been studied. In this measure, the tip clearance is set appropriately, but the clearance of the entire tooth surface is increased, resulting in an increase in torque transmission loss due to rattling between the rotors and slippage between the tooth surfaces, and the impact between the rotors. There was a problem such as noise.
Furthermore, if the clearance between the tooth surfaces becomes inappropriate due to the setting of the tooth surface shape, there is a problem that pressure pulsation of the fluid occurs or increases, resulting in a decrease in pump performance and mechanical efficiency, noise, and the like.
[0006]
The present invention has been made in view of such problems, and the tooth shapes of the inner rotor and the outer rotor that mesh with each other are set to appropriate shapes to prevent reduction in pump performance and mechanical efficiency, and prevention of noise generation. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the oil pump rotor of the present invention divides the cycloid curve forming the tooth tip part into two equal parts at the center point and separates them from each other along the circumferential direction of the base circle. This is characterized in that the tooth thickness in the circumferential direction of the portion is increased and the tooth surface interval (clearance) in the tooth width direction in the meshing of both rotors is reduced.
[0008]
That is, in the oil pump rotor according to the first aspect of the present invention, the center point of the abduction cycloid curve created by the abduction circle Ai in which the tooth tip portion of the inner rotor circumscribes the base circle Di and rolls without slipping is provided. The two external tooth partial curves obtained by equally dividing are separated along the circumferential direction of the basic circle Di, and the two external tooth partial curves thus separated are connected by a curve or a straight line and drawn smoothly. It is characterized by being formed as a tooth profile.
[0009]
  In this oil pump rotor, the tooth profile of the tooth groove portion of the inner rotor is formed on the basis of an inversion cycloid curve created by an inversion circle Bi that inscribes the base circle Di and rolls without slipping. Further, the outer rotor has an abduction cycloid curve created by an abduction circle Ao that circumscribes the base circle Do and rolls without slipping as a tooth shape of the tooth gap portion, and is inscribed by an inscribed circle Bo that inscribes the base circle Do and rolls without slipping. The created adduction cycloid curve is formed as the tooth profile of the tooth tip.
  The tooth groove portion of the inner rotor is formed by reducing the circumferential width thereof, and the tooth surface shape of the inner rotor is smoothly continued over the entire circumference.
[0010]
In this oil pump rotor, the size of the tip clearance (the center of both rotors is connected at the rotational position where the tips of the outer teeth of the inner rotor and the tips of the inner teeth of the outer rotor face each other). When the total distance between the tooth surfaces on the line is t) and the distance between the separated external tooth curve is α, both rotors are
t / 4 ≦ α ≦ 3t / 4
It is formed to satisfy.
[0011]
In this oil pump rotor, the distance α between the separated external tooth curve is
2t / 5 ≦ α ≦ 3t / 5
It is more preferable to satisfy.
[0012]
The oil pump rotor according to the invention of claim 3 bisects an inversion cycloid curve created by an inversion circle Bo in which a tooth tip portion of an outer rotor is inscribed in a base circle Do and rolls without slipping at the center point. Then, the two internal tooth partial curves obtained are separated along the circumferential direction of the base circle Do, and the two internal tooth partial curves thus separated are connected by a curve or a straight line so that the curve is drawn smoothly. It is characterized by being formed as a tooth profile.
[0013]
  In this oil pump rotor, the tooth profile of the tooth groove portion of the outer rotor is formed based on an inversion cycloid curve created by an abduction circle Ao circumscribing the base circle Do and rolling without slipping.
  Further, the inner rotor uses an abduction cycloid curve created by an abduction circle Ai that circumscribes the base circle Di and rolls without slipping as a tooth profile at the tip of the tooth, and an inversion circle Bi that inscribes the base circle Di and rolls without slipping. Is formed as the tooth profile of the tooth gap portion.
  The tooth groove portion of the outer rotor is formed by reducing the circumferential width thereof, and the tooth surface shape of the outer rotor is smoothly continued over the entire circumference.
[0014]
In this oil pump rotor, when the size of the tip clearance is t and the distance between the separated internal tooth curve is β, both rotors are
t / 4 ≦ β ≦ 3t / 4
It is formed to satisfy.
[0015]
Moreover, in this oil pump rotor, the distance β between the separated internal tooth partial curves is
2t / 5 ≦ β ≦ 3t / 5
It is more preferable to satisfy.
[0016]
The oil pump rotor according to the invention of claim 5 bisects the abduction cycloid curve created by the abduction circle Ai in which the tooth tip portion of the inner rotor circumscribes the base circle Di and rolls without slipping at the center point. The two external tooth partial curves obtained are separated along the circumferential direction of the base circle Di, and the two external tooth partial curves thus separated are connected by a curve or a straight line so that the curve is drawn smoothly. And the tip part of the outer rotor was inscribed in the base circle Do and rolled without slippage, and the inversion cycloid curve created by the inversion circle Bo was divided into two equal parts at the center point. Two internal tooth partial curves are spaced apart along the circumferential direction of the base circle Do, and these separated internal tooth partial curves are connected by a curve or straight line to form a curved line drawn as a tooth profile. It is characterized in that there.
[0017]
  In this oil pump rotor, the tooth profile of the tooth groove portion of the inner rotor is formed on the basis of an inversion cycloid curve created by an inversion circle Bi that inscribes the base circle Di and rolls without slipping.
  Further, the tooth profile of the tooth groove portion of the outer rotor is formed based on an abduction cycloid curve created by an abduction circle Ao circumscribing the base circle Do and rolling without slipping.
  The tooth groove portion of the inner rotor is formed by reducing the circumferential width thereof, the tooth surface shape of the inner rotor is smoothly continued over the entire circumference, and the tooth groove portion of the outer rotor has the circumferential width thereof. , And the tooth surface shape of the outer rotor is continuously continuous over the entire circumference.
[0018]
In this oil pump rotor, when the tip clearance is t, the distance between the separated external tooth curve is α, and the distance between the internal tooth curve is β, both rotors are:
t / 4 ≦ α ≦ 3t / 4, t / 4 ≦ β ≦ 3t / 4
It is formed to satisfy.
[0019]
Further, in this oil pump rotor, the distance α between the separated external tooth partial curves, the distance β between the internal tooth partial curves,
2t / 5 ≦ α ≦ 3t / 5, 2t / 5 ≦ β ≦ 3t / 5
It is more preferable to satisfy.
[0020]
According to the present invention, the tooth profile of at least one of the inner rotor and the outer rotor slightly increases the circumferential tooth thickness of the tooth tip by displacing a partial curve based on the cycloid curve along the circumferential direction. Since it is formed, it is possible to obtain an oil pump rotor in which not only the tip clearance but also the clearance of the entire tooth surface is appropriately set.
[0021]
That is, based on the shape of the oil pump rotor in which the tip clearance is appropriately formed, the tip surface of the tooth tip does not change by forming the tooth surface of the tooth tip portion in the circumferential direction of the base circle. Since the circumferential tooth thickness is large, it is possible to obtain an oil pump rotor that is more silent and mechanical performance than conventional.
[0022]
The number of outer teeth of the inner rotor is n (n is a natural number), the number of teeth of the inner teeth of the outer rotor is (n + 1), the diameter of the basic circle Di of the inner rotor is φDi, and the diameter of the abduction circle Ai Is φAi, the diameter of the inversion circle Bi is φBi, the diameter of the base circle Do of the outer rotor is φDo, the diameter of the abduction circle Ao is φAo, the diameter of the inversion circle Bo is φBo, and the amount of eccentricity between the inner rotor and the outer rotor As e
φAi + t / (n + 2) = φAo, φBi = φBo
φAi + φBi = 2e
φDi = n · (φAi + φBi)
φDo = φDi · (n + 1) / n + t · (n + 1) / (n + 2)
If the inner rotor and the outer rotor are formed so as to satisfy, the clearance between the tooth surfaces of both rotors becomes appropriate.
[0023]
Also,
φAi = φAo, φBi + t / (n + 2) = φBo
φAi + φBi = 2e
φDi = n · (φAi + φBi)
φDo = φDi · (n + 1) / n + t · (n + 1) / (n + 2)
Even if the inner rotor and the outer rotor are formed so as to satisfy the above, the clearance between the tooth surfaces can be appropriately formed.
[0024]
Also,
φAi + t / 2 = φAo, φBi−t / 2 = φBo
φAi + φBi = φAo + φBo = 2e
φDi = n · (φAi + φBi), φDo = (n + 1) · (φAo + φBo)
(N + 1) · φDi = n · φDo
Even if the inner rotor and the outer rotor are formed so as to satisfy the above, the clearance between the tooth surfaces can be appropriately formed.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The oil pump shown in FIG. 1 has (n + 1) sheets (this embodiment) meshing with the outer rotor 11 and the inner rotor 10 formed with n pieces (n is a natural number, n = 10 in this embodiment) of outer teeth 11. The outer rotor 20 is formed with 11 inner teeth 21 in the form, and the inner rotor 10 and the outer rotor 20 are housed inside the casing 30.
[0026]
A plurality of cells C are formed between the tooth surfaces of the inner rotor 10 and the outer rotor 20 along the rotational direction of the rotors 10 and 20. Each cell C is individually partitioned by the contact between the outer teeth 11 of the inner rotor 10 and the inner teeth 21 of the outer rotor 20 on the front and rear sides in the rotational direction of the rotors 10 and 20, respectively. It is partitioned by the casing 30, thereby forming an independent fluid transfer chamber. The cell C rotates with the rotation of the rotors 10 and 20, and repeats the increase and decrease in volume with one rotation as one cycle.
[0027]
The casing 30 is provided with a suction port that communicates with the cell C when the volume increases, and a discharge port that communicates with the cell C when the volume decreases. It is conveyed with the rotation of 10, 20 and discharged from the discharge port.
[0028]
Here, the clearance between the tip of the tooth tip portion 12 of the inner rotor 10 and the tip of the tooth tip portion 22 of the outer rotor 20 facing each other on a straight line connecting the centers Oi and Oo of each rotor is referred to as a tip clearance. The size t of the tip clearance is set so that the clearance between the tooth tip portion 12 of the inner rotor 10 and the tooth groove portion 23 of the outer rotor 20 meshing with each other on the opposite side of the straight line passing through the centers Oi and Oo is zero. , 20 is the size when arranged.
When the rotor is driven, the center Oi of the inner rotor 10 and the center Oo of the outer rotor 20 have equal t / 2 clearances between the tooth surfaces facing each other at two points on a straight line passing through the centers Oi and Oo. So as to be eccentric. The amount of eccentricity of the centers Oi and Oo is assumed to be e.
[0029]
The inner rotor 10 is attached to a rotating shaft and supported so as to be rotatable about a center Oi. The outer rotor circle Ai (diameter φAi) circumscribes the basic circle Di (diameter φDi) of the inner rotor 10 and rolls without slipping. The tooth profile of the external teeth 11 is formed on the basis of the abduction cycloid curve 16 created by the above and the abduction cycloid curve 17 created by the inversion circle Bi (diameter φBi) inscribed in the base circle Di and rolling without slipping. Has been.
[0030]
The outer rotor 20 is arranged with the center Oo eccentrically (eccentric amount: e) with respect to the center Oi of the inner rotor 10, and is supported in the casing 30 so as to be rotatable about the center Oo. The inner teeth 21 of the outer rotor 20 are inscribed in the abduction cycloid curve 27 created by the abduction circle Ao (diameter φAo) circumscribed on the base circle Do (diameter φDo) and slipped inscribed in the base circle Do. The tooth profile is formed on the basis of the adductor cycloid curve 26 created by the inwardly rotating circle Bo (diameter φBo) that rolls.
[0031]
Here, the following relational expression is established between the inner rotor 10 and the outer rotor 20. Here, the unit of dimension is mm (millimeter).
[0032]
Regarding the curve that forms the tooth shape of the inner rotor 10, an integral multiple (number of teeth times) of the sum of the rolling distances of the outer rotation circle Ai and the inner rotation circle Bi must be equal to the circumference of the basic circle Di. From
π · φDi = n · π · (φAi + φBi)
That is, φDi = n · (φAi + φBi) (Ia)
[0033]
Similarly, with respect to the curve that forms the tooth shape of the outer rotor 20, the integral multiple (the number of teeth) of the sum of the rolling distances of the outer rotation circle Ao and the inner rotation circle Bo must be equal to the circumference of the basic circle Do. Because you have to
π · φDo = (n + 1) · π · (φAo + φBo)
That is, φDo = (n + 1) · (φAo + φBo) (Ib)
[0034]
Next, since the inner rotor 10 and the outer rotor 20 mesh with each other,
φAi + φBi = φAo + φBo = 2e (II)
From the above formulas (Ia), (Ib), (II),
(N + 1) · φDi = n · φDo (III)
[0035]
Further, when the tooth tip of the outer tooth 11 and the tooth tip of the inner tooth 21 face each other at a position advanced by a half turn from the meshing position of the rotors 10 and 20, the size of the clearance t / From 2
φAi + t / 2 = φAo
φBi−t / 2 = φBo
Satisfy the relationship.
[0036]
Here, the detailed shape of the outer teeth 11 of the inner rotor 10 will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (c). The outer teeth 11 of the inner rotor 10 are formed with tooth tips 12 and tooth gaps 13 alternately and continuously in the circumferential direction.
[0037]
In order to draw the shape of the tooth tip portion 12, first, the abduction cycloid curve 16 (FIG. 2 (a)) by the abduction circle Ai is divided into two equal parts at the center point A, and the external tooth partial curves 12a, 12b and To do. Here, the center point A of the abduction cycloid curve 16 is a point that symmetrically bisects the abduction cycloid curve 16 created by rotating the abduction circle Ai on the basic circle Di of the inner rotor 10 without slipping. In other words, when the abduction circle Ai rotates halfway, one point on the abduction circle Ai that draws the abduction cycloid curve 16 arrives.
Next, as shown in FIG. 2B, the external tooth partial curves 12a and 12b are displaced around the center Oi of the basic circle Di along the circumferential direction of the basic circle Di, and a distance α between the two curves 12a and 12b is obtained. Only separate. At this time, an angle formed by two line segments connecting the ends of both curves 12a and 12b and the center Oi of the basic circle Di is defined as θi.
Then, as shown in FIG. 2 (c), the two curved lines 12 a and 12 b separated from each other are connected by a complementary line 14 formed of a curve or a straight line, and the obtained continuous line is used as the tooth surface shape of the tooth tip portion 12. .
That is, the tooth tip portion 12 is formed by a continuous line composed of the external tooth portion curve 12a and the external tooth portion curve 12b that are separated from each other, and the complementary line 14 that connects the two curves 12a and 12b.
[0038]
As a result, the tooth tip 12 of the inner rotor 10 has two line segments connecting both ends of the complementary line 14 and the center Oi of the basic circle Di, as compared with a tooth tip shape consisting only of a simple abduction cycloid curve 16. The tooth thickness is increased in the circumferential direction by the angle θi formed by In the present embodiment, the complementary line 14 that connects between the external tooth partial curves 12a and 12b is a straight line, but the complementary line 14 may be a curved line.
[0039]
In this embodiment, the tooth tip portion 12 having the increased tooth thickness in the circumferential direction is formed by reducing the width in the circumferential direction of the tooth gap portion 13 in this embodiment, and the tooth surface shape is smoothly continued over the entire circumference. ing.
That is, in order to draw the shape of the tooth gap portion 13, first, the adduction cycloid curve 17 (FIG. 2 (a)) by the addendum circle Bi is divided into two equal parts at the center point B to form partial curves 13a and 13b. . Here, the center point B of the inversion cycloid curve 17 is a point that symmetrically bisects the inversion cycloid curve 17 created by rotating the inversion circle Bi one time on the basic circle Di of the inner rotor 10 without slipping. In other words, when the inversion circle Bi rotates halfway, one point on the inversion circle Bi that draws the inversion cycloid curve 17 arrives. Next, as shown in FIG. 2B, the partial curves 13a and 13b are arranged in the circumferential direction of the basic circle Di so as to connect the end points of both curves 13a and 13b to the end points of the continuous line that draws the tooth tip portion 12. Displace along. At this time, both the curves 13a and 13b intersect with the center point B as the center, and the angle formed by the two line segments connecting both ends of the intersection 15 and the center Oi of the basic circle Di is θi. Then, as shown in FIG. 2C, a continuous line in which both the curves 13 a and 13 b are smoothly connected is defined as a tooth surface shape of the tooth gap portion 13.
As a result, the tooth gap portion 13 has a shape having a smaller width in the circumferential direction by the angle θi as compared with a tooth groove shape consisting of only the simple inversion cycloid curve 17.
[0040]
In other words, the outer teeth 11 of the inner rotor 10 are tooth teeth as compared with the case where the abduction cycloid curve 16 and the adduction cycloid curve 17 created by the abduction circle Ai and the inversion circle Bi are directly shaped as tooth surfaces. The circumferential tooth thickness of the tip portion 12 is increased and the circumferential width of the tooth gap portion 13 is reduced.
[0041]
Here, in the inner rotor 10, the distance α between the two external tooth curve segments 12a and 12b is:
t / 4 ≦ α
Is set to satisfy the range of, more preferably
2t / 5 ≦ α
By satisfying this range, the clearance between the tooth surfaces with respect to the outer rotor 20 becomes appropriate, and the quietness is sufficiently improved.
[0042]
In the inner rotor 10, the distance α between the two external tooth curve segments 12a and 12b is
α ≦ 3t / 4
Is set to satisfy the range of, more preferably
α ≦ 3t / 5
By satisfying this range, it is possible to prevent the clearance with respect to the outer rotor 20 from becoming too small, and to prevent the oil pump rotor from rotating, increasing the amount of wear, and reducing the durability.
[0043]
Next, the shape of the inner teeth 21 of the outer rotor 20 will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (c). The internal teeth 21 are formed by alternately and continuously forming a tooth tip portion 22 and a tooth groove portion 23 in the circumferential direction.
[0044]
In order to draw the shape of the tooth tip portion 22, first, the adduction cycloid curve 26 (FIG. 3 (a)) by the addendum circle Bo is divided into two equal parts at the center point C, and the inner tooth partial curves 22a, 22b and To do. Here, the center point C of the inversion cycloid curve 26 is a point that symmetrically bisects the inversion cycloid curve 26 that is created by rotating the inversion circle Bo on the basic circle Do of the outer rotor 20 without slipping. In other words, when the inversion circle Bo is rotated halfway, one point on the inversion circle Bo that draws the inversion cycloid curve 26 arrives. Next, as shown in FIG. 3B, the internal tooth partial curves 22a and 22b are displaced along the circumferential direction of the basic circle Do so as to be separated from each other, thereby separating the two curves 22a and 22b by a distance β. At this time, an angle formed by two line segments connecting the end portions of both curves 22a and 22b and the basic circle Do is defined as θo. Then, as shown in FIG. 3C, the spaced apart internal tooth portion curves 22 a and 22 b are connected by a complementary line 24 made of a straight line, and the obtained continuous line is defined as the shape of the tooth tip portion 22.
That is, the tooth tip portion 22 is formed by a continuous line composed of the inner tooth portion curve 22a and the inner tooth portion curve 22b that are separated from each other, and the complementary line 24 that connects the two curves 22a and 22b.
[0045]
As a result, the tooth tip portion 22 has an angle θo formed by two line segments connecting both ends of the complementary line 24 and the center Oo of the base circle Do as compared with a tooth tip shape consisting of only a simple adduction cycloid curve 26. Thus, the tooth thickness is increased in the circumferential direction. In the present embodiment, the complementary line 24 connecting the two internal tooth partial curves 22a and 22b is a straight line, but the complementary line 24 may be a curved line.
[0046]
In this embodiment, the tooth tip portion 22 having an increased tooth thickness in the circumferential direction is formed by reducing the circumferential width of the tooth gap portion 23 in this embodiment, and the tooth surface shape is smoothly continued over the entire circumference. ing.
That is, in order to draw the shape of the tooth gap 23, first, the abduction cycloid curve 27 (FIG. 3 (a)) by the abduction circle Ao is divided into two equal parts at the center point D to form partial curves 23a and 23b. . Here, the center point D of the abduction cycloid curve 27 is a point that symmetrically bisects the abduction cycloid curve 27 created by rotating the abduction circle Ao on the basic circle Do of the outer rotor 20 without slipping. In other words, when the abduction circle Ao rotates halfway, one point on the abduction circle Ao that draws the abduction cycloid curve 27 arrives.
Next, as shown in FIG. 3 (b), the partial curves 23a and 23b are arranged in the circumferential direction of the basic circle Do so as to connect the end points of both curves 23a and 23b to the end points of the continuous line that draws the tooth tip portion 22. Displace along. At this time, both the curves 23a and 23b intersect with the center point D as the center, and an angle formed by two line segments connecting both ends of the intersecting portion 25 and the center Oo of the basic circle Do is θo.
And as shown in FIG.3 (c), let the continuous line which connected both the curves 23a and 23b smoothly be the tooth surface shape of the tooth gap part 23. FIG.
As a result, the tooth gap 23 has a shape having a smaller width in the circumferential direction by the angle θo as compared with a tooth groove formed by only a simple abduction cycloid curve 27.
[0047]
In other words, the inner teeth 21 of the outer rotor 20 have tooth shapes compared to the case where the abduction cycloid curve 27 and the adduction cycloid curve 26 created by the abduction circle Ao and the inversion circle Bo are directly used as tooth surfaces. The circumferential tooth thickness of the tip portion 22 is increased, and the circumferential width of the tooth gap portion 23 is reduced.
[0048]
Here, in the outer rotor 20, the distance β between the two internal tooth partial curves 22 a and 22 b is
t / 4 ≦ β
Is set to satisfy the range of, more preferably
2t / 5 ≦ β
By satisfying this range, the clearance between the tooth surfaces with respect to the inner rotor 10 becomes appropriate, and the quietness is sufficiently improved.
[0049]
Further, in the outer rotor 20, the distance β between the two inner tooth partial curves 22a and 22b is
β ≦ 3t / 4
Is set to satisfy the range of, more preferably
β ≦ 3t / 5
By satisfying this range, it is possible to prevent the clearance with respect to the inner rotor 10 from becoming too small, and to prevent the inability to rotate, the increase in wear amount, and the decrease in durability.
[0050]
1 shows φDi = 52 mm, φAi = 2.5 mm, φBi = 2.7 mm, φDo = 57.2 mm, φAo = 2.56 mm, φBo = 2.64 mm, e = 2.6 mm, and t = 0. 12 mm, the distance α between both external tooth partial curves 12a and 12b and the distance β between both internal tooth partial curves 22a and 22b,
α = β = t / 2 (= 0.06 mm)
The inner rotor 10 and the outer rotor 20 formed as shown in FIG.
[0051]
In the inner rotor 10 and the outer rotor 20, α and β are extremely small, and it is difficult to understand the displacement of each partial curve at the actual size. Therefore, FIGS. 2 (a) to 2 (c) and FIGS. 3 (a) to 3 ( In c), in order to explain the detailed shape of the tooth surface, each displacement amount is greatly exaggerated and is different from the actual shape shown in FIG.
[0052]
In the above embodiment, the shape of the tooth tip portions 12 and 22 is increased in the circumferential direction for both the inner rotor 10 and the outer rotor 20, but the present invention is not limited to this, and the inner rotor 10 and As the shape in which any one tooth tip portion of the outer rotor 20 is increased, the cycloid curve itself may be formed as a tooth surface shape without applying the above-described correction.
[0053]
In addition, a curve that satisfies the following relational expression between the inner rotor 10 and the outer rotor 20 can also be adopted as a curve that serves as a basis for applying the above-described correction.
[0054]
That is, for the curve that forms the tooth shape of the inner rotor 10, an integral multiple (number of teeth times) of the sum of the rolling distances of the outer rotation circle Ai and the inner rotation circle Bi must be equal to the circumference of the basic circle Di. Because it does not become
π · φDi = n · π · (φAi + φBi)
That is, φDi = n · (φAi + φBi) (Ia)
[0055]
Similarly, with respect to the curve that forms the tooth shape of the outer rotor 20, the integral multiple (the number of teeth) of the sum of the rolling distances of the outer rotation circle Ao and the inner rotation circle Bo must be equal to the circumference of the basic circle Do. Because you have to
π · φDo = (n + 1) · π · (φAo + φBo)
That is, φDo = (n + 1) · (φAo + φBo) (Ib)
[0056]
Next, in order to properly form the clearance between the central part of the tooth groove of the inner rotor 10 and the central part of the tooth tip of the outer rotor 20, the relationship between the inversion circles Bi and Bo is determined.
φBi = φBo
On the other hand, the basic circle Do of the outer rotor 20 is
φDo = φDi · (n + 1) / n + t · (n + 1) / (n + 2)
Shall be satisfied.
[0057]
Accordingly, since the integral multiple (the number of teeth) of the sum of the rolling distances of the abduction circle Ao and the inversion circle Bo must be equal to the circumference of the basic circle Do, the abduction circle Ao is
φAo = φAi + t / (n + 2)
And
The oil pump rotor of the present invention can be formed based on a curve that satisfies the above relationship.
[0058]
It can also be based on a curve that satisfies the following relationship.
That is, for the curve that forms the tooth shape of the inner rotor 10, an integral multiple (number of teeth times) of the sum of the rolling distances of the outer rotation circle Ai and the inner rotation circle Bi must be equal to the circumference of the basic circle Di. Because it does not become
π · φDi = n · π · (φAi + φBi)
That is, φDi = n · (φAi + φBi) (Ia)
[0059]
Similarly, with respect to the curve that forms the tooth shape of the outer rotor 20, the integral multiple (the number of teeth) of the sum of the rolling distances of the outer rotation circle Ao and the inner rotation circle Bo must be equal to the circumference of the basic circle Do. Because you have to
π · φDo = (n + 1) · π · (φAo + φBo)
That is, φDo = (n + 1) · (φAo + φBo) (Ib)
[0060]
Next, in order to properly form the clearance between the center of the tooth tip of the inner rotor 10 and the center of the tooth gap of the outer rotor 20, the relationship between the abduction circles Ai and Ao is determined.
φAi = φAo
On the other hand, the basic circle Do of the outer rotor 20 is
φDo = φDi · (n + 1) / n + t · (n + 1) / (n + 2)
Shall be satisfied.
[0061]
Accordingly, since the integral multiple (the number of teeth) of the sum of the rolling distances of the abduction circle Ao and the adduction circle Bo must be equal to the circumference of the basic circle Do,
φBo = φBi + t / (n + 2)
The oil pump rotor of the present invention can be formed based on a curve that satisfies the above relationship.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the oil pump rotor of the present invention, the tooth profile of at least one of the inner rotor and the outer rotor forms a tooth surface based on the shape of the oil pump rotor in which the tip clearance is appropriately formed. The cycloid curve is divided into two equal parts at the center point, and the obtained two partial curves are displaced along the circumferential direction of the basic circle so that the tip position of the tooth tip portion does not change. In addition, since the tooth thickness in the circumferential direction is large, it is possible to obtain an oil pump rotor that is more excellent in quietness and mechanical performance than in the past.
[0063]
In particular, the clearance between the tooth surfaces of both rotors can be reduced by setting the distance α between the external tooth partial curves and the distance β between the internal tooth partial curves to be ¼ or more of the tip clearance. An oil pump having high mechanical efficiency and high quietness can be provided by preventing rattling and pulsation between rotors caused by a large clearance between the surfaces.
[0064]
Further, by setting the distance α between the outer tooth partial curves and the distance β between the inner tooth partial curves to be 3/4 or less of the tip clearance, the clearance between the tooth surfaces of both rotors can be secured. It is possible to realize an oil pump rotor that rotates at high speed and has high durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an oil pump rotor according to an embodiment of the present invention.
2 is a partially enlarged view showing a tooth shape of an inner rotor constituting the oil pump rotor shown in FIG. 1. FIG.
3 is a partially enlarged view showing a tooth shape of an outer rotor constituting the oil pump rotor shown in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
10 Inner rotor
11 external teeth
12 Tooth tips
12a external tooth curve
12b External tooth curve
13 tooth gap
13a Partial curve
13b Partial curve
14 Complementary line
15 Intersection
20 Outer rotor
21 internal teeth
22 tooth tip
22a Internal tooth curve
22b Internal tooth curve
23 tooth gap
23a Partial curve
23b Partial curve
24 Complementary line
25 Intersection

Claims

An inner rotor formed with n (n is a natural number) external teeth, an outer rotor formed with (n + 1) internal teeth engaging with the external teeth, a suction port for sucking fluid, and a fluid are discharged And an oil pump that conveys fluid by sucking and discharging fluid by a volume change of a cell formed between the tooth surfaces of both rotors when the rotors mesh with each other and rotate. In the oil pump rotor used,
An outer rotation cycloid curve created by an abduction circle Ao that circumscribes the base circle Do and rolls without slippage is formed as a tooth shape of the tooth gap, and is created by an inversion circle Bo that inscribes the base circle Do and rolls without slipping. Is formed as the tooth profile of the tip of the addendum cycloid curve,
The tooth profile of the tooth groove portion of the inner rotor is formed on the basis of an inversion cycloid curve created by an inversion circle Bi inscribed in the base circle Di and rolling without slipping,
An outer rotation cycloid curve created by an abduction circle Ai in which the tooth tip portion of the inner rotor circumscribes the base circle Di and rolls without slipping is divided into two equal parts at the center point, and two outer tooth partial curves obtained are obtained. Is formed along the circumferential direction of the base circle Di, and the curved line drawn by smoothly connecting these two external tooth partial curves separated by a curve or a straight line is formed as a tooth profile,
When the size of the tip clearance is t and the distance between the separated external tooth partial curves is α, t / 4 ≦ α ≦ 3t / 4 is satisfied ,
The tooth groove portion of the inner rotor is formed by reducing the circumferential width thereof, and the tooth surface shape of the inner rotor is continuously continuous over the entire circumference .

The distance α between the separated external tooth partial curves is 2t / 5 ≦ α ≦ 3t / 5.
The oil pump rotor according to claim 1, wherein:

An inner rotor having n (n is a natural number) external teeth, an outer rotor having (n + 1) internal teeth meshing with the external teeth, a suction port for sucking fluid, and a fluid discharge And a casing having a discharge port formed therein, and an oil pump that conveys fluid by sucking and discharging fluid by a change in the volume of cells formed between the tooth surfaces of both rotors when both rotors mesh and rotate In the oil pump rotor used for
The inner rotor is formed by an abduction cycloid curve created by an abduction circle Ai that circumscribes the base circle Di and rolls without slipping, and has an addendum circle Bi that inscribes the base circle Di and rolls without slipping. The created adductor cycloid curve is formed as the tooth profile of the tooth gap part,
The tooth profile of the tooth groove portion of the outer rotor is formed based on an abduction cycloid curve created by an abduction circle Ao circumscribing the base circle Do and rolling without slipping,
An inner rotation cycloid curve created by an inversion circle Bo in which the tooth tip portion of the outer rotor is inscribed in the basic circle Do and rolls without slipping is divided into two at the center point, and two inner tooth partial curves obtained are obtained. Is formed along the circumferential direction of the basic circle Do, and a curved line drawn by smoothly connecting these two internal tooth partial curves separated by a curved line or a straight line is formed as a tooth profile,
When the size of the tip clearance is t and the distance between the separated internal tooth partial curves is β, t / 4 ≦ β ≦ 3t / 4 is satisfied ,
The tooth groove portion of the outer rotor is formed by reducing a circumferential width thereof, and the tooth surface shape of the outer rotor is continuously continued over the entire circumference .

The distance β between the separated internal tooth partial curves is
2t / 5 ≦ β ≦ 3t / 5
The oil pump rotor according to claim 3, wherein:

An inner rotor having n (n is a natural number) external teeth, an outer rotor having (n + 1) internal teeth meshing with the external teeth, a suction port for sucking fluid, and a fluid discharge And a casing having a discharge port formed therein, and an oil pump that conveys fluid by sucking and discharging fluid by a change in the volume of cells formed between the tooth surfaces of both rotors when both rotors mesh and rotate In the oil pump rotor used for
The tooth profile of the tooth groove portion of the inner rotor is formed on the basis of an inversion cycloid curve created by an inversion circle Bi inscribed in the base circle Di and rolling without slipping,
An outer rotation cycloid curve created by an abduction circle Ai in which the tooth tip portion of the inner rotor circumscribes the base circle Di and rolls without slipping is divided into two equal parts at the center point, and two outer tooth partial curves obtained are obtained. Is formed along the circumferential direction of the base circle Di, and the curved line drawn by smoothly connecting these two external tooth partial curves separated by a curve or a straight line is formed as a tooth profile,
The tooth profile of the tooth groove portion of the outer rotor is formed based on an abduction cycloid curve created by an abduction circle Ao circumscribing the base circle Do and rolling without slipping,
An inner rotation cycloid curve created by an inversion circle Bo in which the tooth tip portion of the outer rotor is inscribed in the basic circle Do and rolls without slipping is divided into two at the center point, and two inner tooth partial curves obtained are obtained. Is formed along the circumferential direction of the basic circle Do, and a curved line drawn by smoothly connecting these two internal tooth partial curves separated by a curved line or a straight line is formed as a tooth profile,
When the tip clearance size t, the distance between the separated external tooth partial curves is α, and the distance between the internal tooth partial curves is β,
satisfying t / 4 ≦ α ≦ 3t / 4, t / 4 ≦ β ≦ 3t / 4 ,
The tooth groove portion of the inner rotor is formed by reducing the circumferential width thereof, the tooth surface shape of the inner rotor is smoothly continued over the entire circumference, and the tooth groove portion of the outer rotor has a circumferential width thereof. An oil pump rotor characterized in that the tooth surface shape of the outer rotor is smoothly continued over the entire circumference .

The distance α between the external tooth partial curves separated from each other, and the distance β between the internal tooth partial curves,
2t / 5 ≦ α ≦ 3t / 5, 2t / 5 ≦ β ≦ 3t / 5
The oil pump rotor according to claim 5, wherein:

The diameter of the base circle Di of the inner rotor is φDi, the diameter of the abduction circle Ai is φAi, the diameter of the inversion circle Bi is φBi, the diameter of the foundation circle Do of the outer rotor is φDo, and the diameter of the abduction circle Ao is φAo The diameter of the inversion circle Bo is φBo, and the eccentricity between the inner rotor and the outer rotor is e.
φAi + t / (n + 2) = φAo, φBi = φBo
φAi + φBi = 2e
φDi = n · (φAi + φBi)
φDo = φDi · (n + 1) / n + t · (n + 1) / (n + 2)
The oil pump rotor according to claim 1, wherein:

The diameter of the base circle Di of the inner rotor is φDi, the diameter of the abduction circle Ai is φAi, the diameter of the inversion circle Bi is φBi, the diameter of the foundation circle Do of the outer rotor is φDo, and the diameter of the abduction circle Ao is φAo The diameter of the inversion circle Bo is φBo, and the eccentricity between the inner rotor and the outer rotor is e.
φAi = φAo, φBi + t / (n + 2) = φBo
φAi + φBi = 2e
φDi = n · (φAi + φBi)
φDo = φDi · (n + 1) / n + t · (n + 1) / (n + 2)
The oil pump rotor according to claim 1, wherein:

The diameter of the base circle Di of the inner rotor is φDi, the diameter of the abduction circle Ai is φAi, the diameter of the inversion circle Bi is φBi, the diameter of the foundation circle Do of the outer rotor is φDo, and the diameter of the abduction circle Ao is φAo The diameter of the inversion circle Bo is φBo, and the eccentricity between the inner rotor and the outer rotor is e.
φAi + t / 2 = φAo, φBi−t / 2 = φBo
φAi + φBi = φAo + φBo = 2e
φDi = n · (φAi + φBi), φDo = (n + 1) · (φAo + φBo)
(N + 1) · φDi = n · φDo
The oil pump rotor according to claim 1, wherein: