CN101178063A - 油泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种油泵(X)，包括：壳体(1)，其包括转子容纳部分(40)；内转子(10)，其容纳在转子容纳部分中，与驱动轴(30)一起围绕第一旋转中心(Z1)一体地旋转，内转子(10)包括在外周侧顺次布置的多个外齿(11)；外转子(20)，其容纳在转子容纳部分(40)中，并且包括在内周侧顺次布置的多个内齿(21)，随着内转子(10)的旋转，外转子以内齿(21)和外齿(11)相互啮合的方式绕第二旋转中心(Z2)旋转，第二旋转中心(Z2)相对于第一旋转中心(Z1)以预定量(e)偏心；以及限制部分(R)，其在与偏心方向垂直的方向上限制所述外转子(20)的动作范围。

Description

油泵

技术领域

本发明总体上涉及一种油泵。

背景技术

所谓的次摆线泵例如通常用作润滑汽车内燃机的机油泵。

在JP10-77973A中公开的一种油泵包括内转子，该内转子容纳在形成于壳体内侧的转子容纳部分中，并且驱动轴的旋转经由一对延伸部分传递至该内转子，该延伸部分形成在装配驱动轴的轴承孔处，并且沿径向向内的方向延伸从而彼此面对。另外，该油泵包括以如下方式容纳在转子容纳部分中的外转子，即：外转子可以随着内转子的旋转而绕旋转中心旋转，外转子的旋转中心相对于内转子的旋转中心以预定量偏心。外转子包括与形成于内转子上的外齿啮合的多个内齿，从而在其间限定出多个泵腔。于是，突起部分形成于内转子的相应延伸部分的一侧，从而沿轴向延伸并且被插入壳体的内膛中。以如下方式设定相应突起部分的外周面之间的长度或者直径，即：防止在内转子旋转时该突起部分与壳体的内膛滑动接触。结果，可以确保内转子相对于壳体的组装性能，同时不增加内转子旋转时的滑动损失。

根据在JP-77973中所公开的油泵，通过将轴承孔的内表面与驱动轴的外表面之间的间隙设定为尽可能小来实现内转子的定位。这样，由于形成于容纳外转子的转子容纳部分的内表面与外转子的外表面之间的间隙，可以吸收由发动机的振动引起的驱动轴的可能的振摆。

例如外转子的旋转中心设定为在铅垂线上相对于内转子的旋转中心以预定量偏心。于是，外转子承受负荷，譬如从内转子传递的驱动力和工作油的液压力。在这样一种结构中，在驱动力较大的情况下，例如，使外转子沿水平方向向一侧偏压。另外，在液压力较大的情况下，例如，使外转子沿水平方向向另一侧偏压。因此，当使外转子沿彼此相反的方向偏压的负荷同时且频繁地出现时，在形成于转子容纳部分的内表面与外转子的外表面之间的间隙内频繁地出现外转子的振摆。此时，在外转子的内齿与内转子的外齿之间会产生一种击打声，譬如叮当声。

因此需要一种可以抑制外转子振摆的油泵。

发明内容

根据本发明的第一方面，油泵包括：壳体，其包括位于内侧的转子容纳部分；内转子，其容纳在形成于所述壳体上的转子容纳部分中，与驱动轴一起围绕第一旋转中心一体地旋转，所述内转子包括在外周侧顺次布置的多个外齿；外转子，其容纳在所述转子容纳部分中，并且包括在内周侧顺次布置的多个内齿，随着所述内转子的旋转，所述外转子以所述内齿和所述外齿相互啮合的方式绕第二旋转中心旋转，所述第二旋转中心相对于所述第一旋转中心以预定量偏心；以及限制部分，其在与偏心方向垂直的方向上限制所述外转子的动作范围，所述偏心方向由连接所述第一旋转中心和所述第二旋转中心的直线确定。

根据上述本发明，所述外转子的第二旋转中心构成为相对于所述内转子的第一旋转中心以所述预定量偏心。于是，在这样结构中诸如驱动力和液压力等负荷施加在所述外转子上的情况下，在与所述偏心方向垂直的方向上会发生所述外转子的振摆。

在上述情况下，所述外转子在与所述偏心方向垂直的方向上的动作范围受到所述限制部分的限制。结果，即使在所述外转子的振摆很可能发生的情况下，所述外转子的动作范围也受限制，从而防止所述外转子的振摆。此时，所述外转子的内齿与所述内转子的外齿之间接触时产生的碰撞能量降低。从而，即使由于所述内齿与所述外齿之间的接触而产生击打声，也可以使所述击打声最小化。

优选的是，所述限制部分即为所述转子容纳部分，并且所述转子容纳部分和所述外转子形成为相应的形状从而满足表达式α＞β≥γ，式中α是所述转子容纳部分沿所述偏心方向的内径，β是所述转子容纳部分沿与所述偏心方向垂直的方向的内径，而γ是所述外转子的外径。

所述转子容纳部分沿与所述偏心方向垂直的方向的内径形成为：小于所述转子容纳部分沿所述偏心方向的内径并且等于或者大于所述外转子的外径。结果，所述外转子的外表面和所述转子容纳部分的内表面可以设置为彼此非常接近，或者设置为相互接触。

因此，可以显著降低由形成在所述外转子与所述转子容纳部分之间的间隙造成的可能的振摆。

另外优选的是，所述转子容纳部分的形状设定为：所述转子容纳部分的内表面在与所述偏心方向垂直的方向上的面对部分各由直线构成，而所述转子容纳部分的内表面沿所述偏心方向的面对部分各由弧线构成。

另外优选的是，所述转子容纳部分形成为椭圆形，其中沿所述偏心方向的内径大于沿与所述偏心方向垂直的方向的内径。

附图说明

根据下面参照附图进行的详细说明可以更清楚本发明的上述和其它的特征以及特性，在附图中：

图1是根据本发明实施例的油泵的主要部分的示意图；

图2是示出在第二旋转中心固定的情况下第一旋转中心的动作范围的示意图；以及

图3A和图3B是根据本发明的另一实施例的转子容纳部分的平面图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施例。根据该实施例，次摆线泵例如用作润滑汽车的内燃机的机油泵。

如图1所示，油泵X包括内转子10和外转子20，这两个转子都容纳在形成于壳体1内侧的转子容纳部分40中。

内转子10具有位于中心处的轴承孔13，驱动轴30装配于轴承孔上。在轴承孔13的内表面与驱动轴30的外表面之间形成的间隙(即曲柄间隙(crank clearance)，该曲柄间隙通过从轴承孔13的内径减去驱动轴的外径得出)通常设定为较小。因此驱动轴30容纳在轴承孔13中，由此简化内转子10相对于驱动轴30的中心定位。

以如下方式在轴承孔13的附近设置均为半月形状的一对延伸部分13a、13b，即：沿径向向内的方向且彼此面对地延伸。驱动轴30的旋转经延伸部分13a、13b传递至内转子10。内转子10包括沿圆周方向顺次布置在外齿部分12上的多个外齿11。内转子10与驱动轴30一体地绕第一旋转中心Z1旋转。驱动轴30的旋转中心与第一旋转中心Z1一致。内转子10的转速例如设计为600rpm至7000rpm。

外转子20包括沿圆周方向顺次布置在内齿部分22上的多个内齿21。随着内转子10的旋转，外转子20以如下方式围绕相对于第一旋转中心Z1以预定量偏心的第二旋转中心Z2旋转，即：内齿21和外齿11相互啮合。形成于内齿21的每个齿顶与外齿11的每个齿顶之间的间隙(即齿顶间隙)通常设定为较小。根据该实施例，第二旋转中心Z2构成为相对于第一旋转中心Z1以预定量“e”竖直地偏心。第二旋转中心Z2相对于第一旋转中心Z1的偏心方向，即通过连接第一旋转中心Z1与第二旋转中心Z2的直线所确定的方向，定义为偏心方向。根据该实施例，该偏心方向由图1中的轴线L示出。

入口51和出口52相对于轴线L基本上彼此对称地布置，该轴线连接多个泵腔2a至2i中容积最大的泵腔2e与接合部分3。当借助于驱动轴30沿箭头C的方向旋转内转子10时，形成于内齿21与外齿11之间的各泵腔2a至2i的容积变化，从而从入口51吸入并且从出口52排出工作油。

转子容纳部分40容纳内转子10和外转子20。在转子容纳部分40的内表面与外转子20的外表面之间形成有间隙(即体间隙，该体间隙通过从转子容纳部分40沿偏心方向的内径(α)减去外转子20的外径(γ)得到)。

外转子20承受负荷，譬如从内转子10传递的驱动力和工作油的液压力。在驱动力较大的情况下，例如，向与偏心方向垂直的方向的一侧偏压外转子20(即图1中的箭头A)。另一方面，在液压力较高的情况下，例如，向与偏心方向垂直的方向的另一侧偏压外转子20(即图1中的箭头B)。因此，当沿彼此相反的方向偏压外转子20的驱动力和液压力所产生的负荷同时且频繁地施加于外转子20上时，在限定于转子容纳部分40的内表面与外转子20的外表面之间的体间隙内发生外转子20的振摆。

根据本发明，设有一种限制装置R(限制部分)，其用于限制外转子20在与偏心方向垂直的方向上的动作范围或运动范围，偏心方向由连接第一旋转中心Z1与第二旋转中心Z2的直线确定。作为限制装置R的具体实施例，转子容纳部分40以如下方式构成。也就是说，转子容纳部分40和外转子20形成或者构成为满足下面的表达式1。

表达式1：α＞β≥γ

式中α是转子容纳部分40沿偏心方向的内径，β是转子容纳部分40沿与偏心方向垂直的方向的内径，而γ是外转子20的外径。

结果，转子容纳部分40沿与偏心方向垂直的方向的内径β形成为小于转子容纳部分40沿偏心方向的内径α，从而使得转子容纳部分40具有沿与偏心方向垂直的方向直径较小的形状。而且，内径β形成为等于或者大于外转子20的外径γ，从而使得外转子20可以容纳在转子容纳部分40内。

因此，当施加沿与偏心方向垂直的方向偏压外转子20的力时，在外转子20的外表面与转子容纳部分40的内表面设置为彼此非常接近(即，β＞γ)的情况下，外转子20的外表面立即与转子容纳部分40的内表面接触。另外，在外转子20的外表面与转子容纳部分40的内表面接触(β＝γ)的情况下，可靠地防止外转子20在与偏心方向垂直的方向上的振摆。

甚至在外转子20的振摆很可能发生的情况下，也能限制外转子20的动作范围，从而防止外转子20的振摆。在此情况下，减少了在外转子20的内齿21与内转子10的外齿11之间接触时产生的碰撞能量。从而，即使由于内齿21与外齿11之间的接触而产生击打声，也可以使击打声最小化。

例如，转子容纳部分40沿偏心方向的内径α设定为80.00mm至80.02mm，转子容纳部分40沿与偏心方向垂直的方向的内径β设定为79.73mm至79.75mm，外转子20的外径γ设定为79.70mm至79.72mm。在此情况下，外转子20在与偏心方向垂直的方向上的振摆量落入0.010mm至0.050mm的范围内。

根据该实施例，设置限制装置R，其用于在施加沿与偏心方向垂直的方向偏压外转子20的力的情况下限制外转子20的动作范围。即使以这样的方式限制外转子20的动作范围，内转子10与外转子20也可以在转子容纳部分40内部平滑地旋转，下面将详细地说明。

图2示出在外转子20的第二旋转中心Z2固定的情况下，即外转子20的外表面与转子容纳部分40的内表面相互接触(β＝γ)并因此完全地限制外转子20的动作或者运动，内转子20的第一旋转中心Z1的动作或运动范围。

如上所述，第二旋转中心Z2在轴线L上与第一旋转中心Z1偏离预定量e。第一旋转中心Z1在半径等于预定量e且圆心与第二旋转中心Z2一致的圆的弧线上运动。此时，考虑齿顶间隙和曲柄间隙(crank clearance)，第一旋转中心Z1的动作范围限定为阴影部分，即动作范围D。在图2中，C1表示由齿顶间隙或曲柄间隙限定的第一旋转中心Z1的动作范围，而C2表示由曲柄间隙和齿顶间隙两者限定的第一旋转中心Z1的动作范围。

根据本实施例的油泵X，即使外转子20的动作范围在与偏心方向垂直的方向上受到限制，内转子10也可以在范围D内运动，从而实现转子10与20之间平滑的相对旋转。

同时，在内转子10的运动完全受限制的假定条件下，可以以同样的方式得到外转子20的第二旋转中心Z2的动作范围。此时，所考虑的间隙为体间隙和齿顶间隙。

根据上述实施例，限制装置R由转子容纳部分40构成。然而，限制装置R不是必须由转子容纳部分40构成，而是可以通过其它的部件实现，只要外转子20的动作范围在与偏心方向垂直的方向上(箭头A和B)受到限制即可。例如，在转子容纳部分40在平面图中形成为圆形的情况下，可以在体间隙内设置限制部件，从而在与偏心方向垂直的方向上减少体间隙。结果，即使发生外转子20的振摆，外转子20在与偏心方向垂直的方向上的动作范围受到限制，从而降低或者防止外转子20的振摆。

此外，转子容纳部分40在平面图中的形状可以设定为如图3A中所示。也就是说，转子容纳部分40的内表面在与偏心方向垂直的方向上的面对部分各由直线构成，而转子容纳部分40的内表面在偏心方向上的面对部分各由弧线构成，从而使得转子容纳部分40形成为跑道形状。根据这样一种结构，在成型转子容纳部分40的内部形状时，进行切割加工制成直线状和弧线状，从而简化工艺。弧线可以包括相同的半径，或者由半径彼此不同的多个弧线的组合形成。

此外，如图3B中所示，转子容纳部分40可以形成为椭圆形，其中沿偏心方向的内径α长于沿与偏心方向垂直的方向的内径β。

Claims (4)

1.一种油泵(X)，包括：

壳体(1)，其包括位于内侧的转子容纳部分(40)；

内转子(10)，其容纳在形成于壳体(1)的转子容纳部分(40)中，与驱动轴(30)一起围绕第一旋转中心(Z1)一体地旋转，内转子(10)包括在外周侧顺次布置的多个外齿(11)；

外转子(20)，其容纳在转子容纳部分(40)中，并且包括在内周侧顺次布置的多个内齿(21)，随着内转子(10)的旋转，外转子(20)以内齿(21)和外齿(11)相互啮合的方式绕第二旋转中心(Z2)旋转，第二旋转中心(Z2)相对于第一旋转中心(Z1)以预定量(e)偏心；以及

限制部分(R)，其在与偏心方向垂直的方向上限制所述外转子(20)的动作范围，偏心方向由连接第一旋转中心(Z1)和第二旋转中心(Z2)的直线确定。

2.如权利要求1所述的油泵(X)，其中，限制部分(R)即为转子容纳部分(40)，并且转子容纳部分(40)和外转子(20)形成为相应的形状从而满足表达式α＞β≥γ，式中α是转子容纳部分(40)沿偏心方向的内径，β是转子容纳部分(40)沿与偏心方向垂直的方向的内径，而γ是外转子(20)的外径。

3.如权利要求1所述的油泵(X)，其中，转子容纳部分(40)的形状设定为：转子容纳部分(40)的内表面在与偏心方向垂直的方向上的面对部分各由直线构成，而转子容纳部分(40)的内表面沿偏心方向的面对部分各由弧线构成。

4.如权利要求1所述的油泵(X)，其中，转子容纳部分(40)形成为椭圆形，沿偏心方向的内径(α)大于沿与偏心方向垂直的方向的内径(β)。

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