CN101413499A - 次摆线型泵的制造方法以及次摆线型泵 - Google Patents

次摆线型泵的制造方法以及次摆线型泵 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种次摆线型泵的制造方法以及次摆线型泵，该方法能够制造出过去在理论上无法通过应用次摆线型泵的内转子而得以实现的具备月牙形构件的次摆线型泵。预先成型齿数为4个以上的既定数量N的内转子，按N+2以上的自然数的既定数量制造外转子齿数时，将直径比描画圆稍小等形状的列圆配置成相切于内转子齿形的齿底，从上述内转子中心使上述内转子齿形旋转半个齿的量，而且从包含上述列圆的外转子的假想中心使列圆旋转上述N+2以上的自然数的既定数量的齿的半个齿的量，根据变成相切状态时的上述假想中心等决定出确定中心，以从该确定中心到上述列圆的半径，描画具有总计N+2以上的自然数的既定数量的相隔等间隔的上述列圆的基准圆，将上述列圆作为外转子齿顶形成，制造外转子齿形。

Description

次摆线型泵的制造方法以及次摆线型泵
技术领域
本发明涉及一种划时代的次摆线型泵的制造方法以及该次摆线型泵，该方法能够制造出过去在理论上无法通过应用次摆线型泵的内转子而得以实现的具备月牙形构件的泵。
背景技术
现有技术中，作为车辆用的油泵，大多采用转子的齿形为次摆线形状的所谓次摆线型泵、或在内转子和外转子之间配置了被称为月牙形构件的新月形部件的所谓月牙泵(crescent pump)。
所说的次摆线型泵中，具有次摆线曲线的内转子和外转子的齿数差为1，通过各自的旋转而将齿间空间(隔间)扩大或缩小，从而吸入或排出油。作为该次摆线型泵的特征，有排出流量高、噪音低、效率高等。
然而，作为次摆线型泵的问题可以举出下面一点：由于将各隔间之间隔开的部位是内转子和外转子的齿面(凸部)和齿面(凸部)相切的一条线、也就是所说的凸部与凸部的线接触，所以，压力容易逃逸到相邻的隔间中。而且，由于吸入口与排出口只离开1个齿的量，所以压力容易逃逸，存在利用次摆线型泵无法将排出压力提得很高的问题。
在此，简单描述次摆线型泵的具体特征：(1)相对于次摆线齿形的内转子(次摆线曲线)的齿形，外转子的齿形保持各内外的齿彼此在一部分上线接触且无滑动地滚动的状态；(2)外转子的齿数只多形成1个齿；(3)无法将排出压力提得很高。而且，简单描述的话就是内外的齿形相互不分离且无滑动地进行滚动的泵。
另一方面，所说的月牙泵，是在内转子的齿顶与外转子的齿顶之间配置有被称为月牙形构件的新月形部件的内啮合齿轮泵。内转子和外转子的齿数差为2个以上，作为齿形形状多使用渐开线曲线。作为该月牙泵的特征，例如可举出齿与齿的密合性(密封性)高。这是因为，在次摆线型泵中，相对于凸部(齿面)与凸部(齿面)的线接触而言，月牙形构件的面(月牙形构件)与凸部(齿面)的线接触仅连续存在月牙形构件长度的量(数个齿的量)。因而，能够使排出压力比次摆线型泵高。
可是，相对于某个确定的内转子齿形，齿形不滑动且能够圆滑旋转的外转子的直径，根据齿数差而大致唯一确定。进而，如前所述，在月牙泵中，是齿与齿的(密合性)密封性高的结构。若反过来考虑的话，就是意味着由于齿与齿的接触部位多而导致转子旋转时的滑动阻力大。另外，月牙泵由于是与内转子的齿数差为2个以上的外转子，所以外转子外径以及外转子齿顶直径均变大。这并不是由于月牙形构件造成外转子的直径变大，而是由于外转子相对于内转子的齿数差变多为2个以上而必然造成某个确定量的直径变大。这样，外转子的侧(横)面以及外周面的滑动面的面积增加，进而直径变大，造成圆周速度也增大，所以滑动阻力变大。
另外，由于外转子齿顶与月牙形构件的滑动，与通常的次摆线型泵不同，由于凸部(齿顶)与面(月牙形构件)的滑动，滑动阻力变大，进而与月牙形厚度相应地外转子齿顶直径的直径也变大，圆周速度也增大，滑动阻力变大。也就是说，由于外转子的齿数比内转子多2个以上，所以在内转子和外转子的齿与齿之间越是产生间隙，外转子直径就越大地形成，当存在该间隙时，为了不使油流通，在该间隙中配置了月牙形构件。而且，由于直径比通常的齿数差为1个的外转子直径大的外转子、以及不存在于通常的次摆线型泵中的月牙形构件这两点因素，月牙泵的滑动阻力变大。因此，成为因滑动阻力而对旋转施加制动的状态，效率低下。
在该月牙泵中也存在如下问题。也就是说，由于齿形不得不使用渐开线曲线那样的非次摆线曲线，因而排出流量低、噪音大、效率低。这样，简单描述月牙泵的具体特征：(1)外转子的齿数比内转子的齿数多2个以上；(2)内转子与月牙形构件、月牙形构件与外转子滑动接触；(3)排出压力高、排出流量低、噪音大、效率低。
另外，迄今为止有一种传统概念，即，作为次摆线型泵的形态，就是内转子与外转子的齿数差为1个而形成齿间空间(隔间)。因而，并不存在内转子与外转子的齿数差为2个以上的次摆线型泵这样的概念。
其理由是，一般情况是，外转子相对于形成次摆线型泵的次摆线齿形的内转子来说齿数差为1个，该齿数差为1个的外转子的形成方法也如专利文献2所示那样已经确定了。看作次摆线型泵时，关于相对于次摆线齿形的内转子来说齿数差为2个以上的具有圆滑啮合的外转子，并没有具体的(公知)技术文献，属于未知的领域，应认为形成本身是困难的。对这一点已做了专利文献检索。
在专利文献1的第2页上段的左栏的下数第2行至该页上段的右栏第1行记述了“...若能使用同样的月牙形构件5的话，则能得以应对，故而优选，但靠现有的上述形状的转子是无法实现的”。也就是说，有无法在次摆线型泵中使用月牙形构件的公开。进而，在专利文献1的附图中，在内转子和外转子之间配置了新月形状的月牙形构件且呈次摆线形状的是内转子的齿面的一部分，剩余的齿面的大部分被圆弧取代。
在此就次摆线形状进行考察。所说的次摆线形状，是在2个圆相切的状态下通过无滑动地滚动而生成的曲线。因而，内转子和外转子在所有的齿相切的状态下无滑动地旋转。相对于此，非次摆线形状的渐开线曲线等是在齿面与齿面滑动的同时进行旋转，所以即便看起来是相同的旋转，其动作也大为不同。
而且，在次摆线形状的内转子与外转子的所有齿相切且无滑动地旋转时，齿数差仅为1个。对其理由也进行详细说明。首先，为了圆滑地旋转，内转子和外转子的凸部与凹部的齿形形状大致相同。当内转子和外转子的齿形形状大为不同时，无法很好地实现啮合。也就是说，由于齿形形状大致相同而无滑动地滚动，内转子的1个齿量的齿面的滚动路程和外转子的1个齿量的齿面的滚动路程不得不大体相同。
1个齿量的齿面的滚动路程在内转子和外转子上大体相同，此外由于外转子与内转子相比位于外侧，所以外转子的齿数较多。另外，为了在齿数差达到2个以上的状态下圆滑地旋转，越在外转子和内转子之间形成间隙就越需要增大外转子。原因是当齿形决定下来时，1个齿量的齿面的滚动行程也就确定出来，由于转子的齿数为自然数，所以转子齿面的圆周方向长度也自然确定出来，因而，当齿形和齿数确定时，转子直径也就几乎没有什么自由度了。
如上所述，当齿形和齿的个数确定时，转子直径几乎无法进行调整，因而，在设成齿数差为2个时，无论如何也会在内转子和外转子之间产生较大间隙。随着齿数差的增大，外转子和内转子的间隙也变大。但是，当在内转子和外转子的齿面与齿面之间出现间隙时，就不再是前述数学意义上的无滑动的滚动的次摆线形状的内转子和外转子了，所以具有次摆线形状的内转子和外转子的齿数差要为1个。这就是为什么在现有技术(专利文献等)中，作为与具有次摆线形状的内转子圆滑啮合的外转子，只存在齿数差为1个且内转子与外转子的齿面间没有间隙的泵的原因。
【专利文献1】(日本)特开昭59-131787号
【专利文献2】(日本)特公平2-62715号
在专利文献1以及2中，次摆线型泵的齿数差为1个，内转子与外转子的齿面之间没有间隙，所以不存在配置放到内转子和外转子的齿面与齿面之间的月牙形构件(新月形部件)的思想。
发明内容
基于上述的技术背景，本发明的技术课题(目的)在于，开发出发挥次摆线型泵和月牙泵彼此的长处而去其短处的理想的泵，也就是进行开发，以便能获得能够维持次摆线型泵的圆滑旋转、同时提高排出压力的月牙泵结构。而且，通过将外转子小型化，来实现低滑动阻力化、即高效率化。
更详细来讲，本发明的课题在于实现这样一种次摆线型油泵，该油泵具有次摆线形状的内转子、与该内转子圆滑啮合旋转的外转子、以及配置在次摆线形状的内转子和与该内转子圆滑啮合旋转的外转子之间的大致新月形状的月牙形构件，次摆线形状的内转子和与其圆滑啮合旋转的外转子的齿数差最低也为2个以上。也就是说，本发明所要解决的课题(技术课题或目的等)在于，提供无法在专利文献1以及2的组合的基础上制造得出的、插入有月牙形构件的具有次摆线齿形的泵这一新概念的泵。由此，提供兼有月牙形构件和次摆线的长处的排出流量高、噪音低、效率高、排出压力高的泵。
为此，发明人为了解决上述课题而进行了认真研究，其结果通过发明出一种次摆线型泵的制造方法作为第一发明解决了上述课题，即，一种具备月牙形构件的次摆线型泵的制造方法，其特征在于，预先成型内转子，该内转子的内转子齿数为4个以上的既定数量N，该内转子的内转子齿形呈由既定半径的描画圆形成的次摆线齿形，将外转子齿数制成N+2以上的自然数的既定数量时，将直径比上述描画圆稍小等形状的列圆配置成与上述内转子齿形的齿底相切，以内转子中心为中心使上述内转子齿形旋转半个齿的量，并且，以包含上述列圆的外转子的适当的假想中心为中心，使上述列圆旋转上述N+2以上的自然数的既定数量的齿的半个齿的量，此时，根据上述列圆不咬入上述内转子齿形的齿底或齿顶部位也不从该处离开而是呈与该处相切的状态时的上述假想中心决定出确定中心，或者根据变成相切状态时的邻接的列圆间的间隔通过算式决定出确定中心，以从该确定中心到上述列圆的半径，描画基准圆，该基准圆具有总计N+2以上的自然数的既定数量的相隔等间隔的上述列圆，将上述列圆作为外转子齿顶形成，制造外转子齿形。
第二发明的次摆线型泵的制造方法，在上述方案中，其特征在于，颠倒以半个齿的量旋转的工序，从以包含上述列圆的外转子的适当的假想中心为中心而且成为上述列圆与上述内转子齿形的齿底或齿顶部位相切的状态时起，以上述内转子中心作为中心使上述内转子齿形旋转半个齿的量，并且，以上述假想中心作为中心使上述列圆旋转上述N+2以上的自然数的既定数量的齿的半个齿的量，配置成上述列圆与上述内转子齿形的齿底相切，来决定上述假想中心为确定中心。由此，解决了上述课题。另外，第三发明的次摆线型泵的制造方法，在上述方案中，其特征在于，描画出基准圆，该基准圆具有上述总计N+2以上的自然数的既定数量的相隔等间隔的上述列圆，然后，根据上述确定中心，在靠近上述内转子的齿顶端的部位或齿顶顶端部位，描画构成外转子齿底的适当的圆而形成上述外转子齿底，制造外转子齿形。由此，解决了上述课题。
第四发明的次摆线型泵的制造方法，在上述方案中，其特征在于，在将上述外转子齿数制造成N+2或者N+3时，以上述内转子中心作为中心使上述内转子齿形旋转半个齿的量，并且，将包含上述列圆的外转子的适当的假想中心作为中心，使列圆旋转上述N+2或者N+3的齿数中的半个齿的量，制造外转子齿形。由此，解决了上述课题。第五发明的次摆线型泵的制造方法，在上述方案中，其特征在于，上述内转子的内转子齿形基于次摆线曲线由既定半径的描画圆形成，所述次摆线曲线是相对于基圆由具有适当偏心量的滚圆形成的次摆线曲线。由此，解决了上述课题。
第六发明提供一种次摆线型泵，通过上述方案的次摆线型泵的制造方法制造而成。由此，解决了上述课题。另外，第七发明通过提供一种次摆线型泵解决了上述课题，其特征在于，内转子具有作为由既定半径的描画圆形成的次摆线齿形的内转子齿形，且齿数为4个以上的既定数量N，与该内转子相对应地，相对于适当的基准圆，以N+2以上的自然数的既定数量为外转子的齿数，利用直径比上述描画圆稍小等形状的列圆成形与上述内转子齿形的齿底以相切的方式啮合的齿形，上述列圆作为外转子齿顶形成，在上述内转子和上述外转子的齿面与齿面间的空隙中具备月牙形构件。
在第一发明中，次摆线型泵和具有月牙形构件的泵在设计构思方面不同，以往联系这两者是无法实现的。也就是说，根据现有的具有次摆线形状的转子的设计方法，内转子的所有齿顶和外转子的所有齿顶在理论上是需要相切且无滑动地滚动的。另外，无法设计出具有在内转子和外转子的齿面之间设置大间隙的齿数差为2个以上的次摆线形状的转子。而根据本发明，能够制造出在内转子和外转子的齿面之间具有间隙的齿数差为2个以上的次摆线型泵，能够将大致完全地具有次摆线形状的内转子应用到具有新月形状的月牙形构件的类型的泵中，制造设计出外转子的外转子齿形。根据本发明，能够提供一种高耐久性泵，其兼具月牙形构件和次摆线的特征，是高排出流量、低噪音、高效率、高排出压力的泵，同时又不像通常的月牙泵那样使用渐开线齿形等，而是使用次摆线齿形，从而抑制了齿面磨损。
进而，在第一发明中，外转子外径以及外转子齿顶直径都比由制作现有内转子时所使用的描画圆c形成的外转子2(参考图8以及9的点划线)要小，所以，能够减少滑动面积和圆周速度，可以将外转子2的滑动阻力抑制得较低。由于能够将滑动阻力抑制得较低，摩擦降低，从而能够实现效率的进一步提高。即，通过将外转子的齿形形状形成为小圆或椭圆，能够解决作为月牙泵的课题的、因高滑动阻力造成的低效率。
另外，对于月牙形构件及渐开线齿形等，较多使用的是差量为多个的齿轮。然而，渐开线齿形等的情况下，齿面与齿面的滑动较大，所以促进了齿面的磨耗，使得耐久性降低。根据本发明，通过使用次摆线齿形，能够将齿面与齿面的滑动抑制在极微量的程度，所以耐久性变高。而且，由于分隔齿间空间(隔间)的密合性(密封性)得到提高，所以能够提高泵性能。在第二发明中，获得与第一发明相同的效果。在第三发明中，能够以内转子齿顶端作为基准、按希望的间隙确定外转子齿底直径。在第四发明中，尽管本发明无论齿数差为几个的差量都能够利用同样的方法进行设计，但尤其是使用频度高的齿数差为2个的差量、三个的差量时也能良好地进行应对。在第五发明中，内转子一般多由具有次摆线形状的齿形做成，容易设计及制造。作为第六发明，由于是通过优异的制造方法制造出来的次摆线型泵，所以能够使得具有月牙形构件的泵性能提高。而且，第七发明可获得与第六发明相同的效果。
附图说明
图1A是通过本发明的制造方法根据确定中心设置基准圆、按相等间隔设置列圆的状态图，图1B是求算外转子的齿顶位置的工序图，图1C是完成的外转子的局部主视图。
图2A及图2B是通过描画圆和列圆求算确定中心的状态图。
图3A及图3B是在基准圆上描画出描画圆和列圆的状态图。
图4是本发明的上位概念的制造方法的流程图。
图5是本发明的第一实施例的制造方法的流程图。
图6A是在使列圆与内转子相切的状态图，图6B是图6A的主要部分放大图，图6C是使内转子以30度、包含列圆的外转子以22.5度分别旋转半个齿的量的状态图，图6D是图6C的主要部分放大图。
图7A是在使列圆与内转子相切的状态图，图7B是图7A的主要部分放大图，图7C是使内转子以30度、包含列圆的外转子以22.5度分别旋转半个齿的量的状态图，图7D是图7C的主要部分放大图。
图8A是在使列圆与内转子相切的状态图，图8B是图8A的主要部分放大图，图8C是使内转子以30度、包含列圆的外转子以22.5度分别旋转半个齿的量的状态图，图8D是图8C的主要部分放大图。
图9A是内转子为6个齿、本发明的外转子为8个齿的次摆线型泵，图9B是主要部分主视图。
图10A是内转子为6个齿、本发明的外转子为9个齿的次摆线型泵，图10B是主要部分主视图。
图11是内转子的内转子齿形的制造过程的状态图。
图12是发动机转速与流量的关系的曲线图。
附图标记说明
1 内转子；2 外转子；10 内转子齿形；15 列圆；20 外转子齿形；60 基准圆；Ox 确定中心；a 基圆；e 偏心量；b 滚圆；T 次摆线曲线；c 描画圆。
具体实施方式
下面基于附图就本发明的采用月牙形构件的次摆线型泵的制造方法的实施方式进行说明。首先，内转子1本身是通常的次摆线齿形，设计方法也与通常的求算次摆线齿形的方法相同。在该点上虽然是现有技术，但为了以该内转子1为基准制造外转子2，简单说明内转子1的制造方法、即求算内转子1的次摆线齿形的方法。
内转子1如图11所示那样，基于次摆线曲线T由既定半径的描画圆c(半径OC)形成内转子齿形10，该次摆线曲线T是相对于基圆a(半径OA)由具有适当偏心量e的滚圆b(半径OB)形成的。也就是说，内转子1具有利用次摆线曲线T形成的内转子齿形10。外转子2的齿顶齿形使用直径比内转子1的描画圆(内转子齿底形状)c稍小的圆或者近似于圆形的椭圆等的列圆15。这样外转子2的齿形不使用描画圆c，但即使与该描画圆c有大约1％至大约3％的形状差异，也能够使两个转子圆滑旋转。也就是说，制造外转子2时的列圆15与制造上述内转子1时的描画圆c近似，但并不相同。
更为详细地说明，不使用设计内转子1时所使用的描画圆c来形成外转子2的齿形，取而代之，作为外转子的齿形形状，可以使用下述(I)或者(II)的两种图案：(I)直径比设计内转子1时所使用的描画圆c稍小的“圆”。(II)短轴比设计内转子1时所使用的描画圆c稍小的“椭圆”，且长轴为轴向(基准圆的直径方向)、短轴为周向。也就是说，椭圆的短轴比描画圆小，但椭圆的长轴并没有特别指定。而且，虽说是椭圆但也近似于圆形。将满足该(I)或者(II)的条件的图形称作“小直径的圆或者近似于圆形的椭圆等的列圆15”。
于是，由于外转子2的齿顶的齿形不使用设计内转子1时的描画圆c，所以，严格来讲内转子1和外转子2的齿形形状不同，但由于与上述描画圆c相比减少大约1％至3或4％，所以实际应用上齿形形状没有较大变化，可以说是大致相同的形状。因而，内转子1的齿形的形状和外转子齿形20的形状是大致相同的形状，所以转子能够圆滑地旋转。在设计外转子时，需要设定、修正小圆尺寸或者椭圆尺寸，使得数十μm左右的内转子1与外转子2的齿面间距离(齿顶间隙)在设计上不会变成零以下。
以该前提为基础，就与次摆线齿形的内转子1相差2个以上齿而圆滑啮合的、具备月牙形构件3的本发明的外转子2的设计方法进行说明。当齿数差为1个时，就是通常的次摆线型泵，而在本发明中为2个以上的差量，从而特别是内转子1的内转子齿形10与外转子2的外转子齿形20的间隙(空隙)S打开较大，在此可以装填月牙形构件3。进而，本发明就能够将外转子2的外径以及外转子2的齿顶直径设计得更小的外转子2的设计方法进行说明。
另外，先说明其前提。一般来讲，作为列圆，制造(设计)的是与描画圆c相同的圆，如图3A以及3B的各个点划线位置上的图那样，图中描画出了该描画圆c的基准圆50，由既定大小的描画圆c等间隔地八等分。由于这在原则上是不能改变的，所以哪怕是稍微小型化，也能实现低滑动阻力化。为此，如上所述，不使用描画圆c，而是使用“小直径的圆或者近似于圆形的椭圆等的列圆15”，基于这一发明构思而创作。因而，对使用描画圆c同时利用列圆15实施的制造(设计)顺序进行说明。
<本发明的第一实施方式：内转子齿数6个、外转子齿数8个的制造(设计)顺序>
第一实施方式利用图1及图2、图5至图10说明将内转子的齿数设为(如前述那样)6个、按2个的差量圆滑地啮合的齿数为8个的外转子的设计方法。
最初将列圆个数(外转子齿数)设定为8个(S11：参照图5流程图)。首先，内转子1配置成6个齿左右对称、左右各3个的形式，且齿底朝向正下方(图6中的正下方位置)，而且，使近似于描画圆c的列圆15与内转子的正下方的齿底相切(S12)[图6A以及6B]。该状态是内转子1的齿底与外转子2的齿顶啮合最深的状态。接着，进行这样的作业：求算8个齿的基准圆60[假想圆：参照图1A]、即配置列圆15(与描画圆c不同)的圆(假想圆)的假想中心(外转子中心)。该作业进行数次或更多次数。
最初，以该第一假想中心O1进行尝试(S13)。从上述内转子1和外转子2的位置关系起，内转子1从内转子中心旋转半个齿的量。即，6个齿的内转子1从内转子中心旋转半个齿的量(60度÷2)，并且，8个齿的外转子也以上述第一假想中心O1作为中心旋转半个齿的量(45度÷2)(S14)[图6C以及6D]。此时，判断列圆15(与描画圆c不同)是否咬入到内转子1的内转子齿形10的齿底或齿顶部位或从该处分离(S15：参照图5流程图)。
在本例中，形成为上述内转子1的齿底和列圆15(与描画圆c不同，但与外转子2的齿顶大致相当)咬入的状态[参照图6C以及6D]。据此，明显是不圆滑的旋转，所以上述第一假想中心O1放弃，图5的S15的判断为“是”，返回到S13之前。然后，如图7所示那样，以第二假想中心O2进行尝试(S13)。同样配置成列圆15与正下方的齿底相切(S12)[图7A以及7B]，如图7C以及7D所示那样，6个齿的内转子1从转子中心旋转半个齿的量(60度÷2)，而且，以上述第二假想中心O2为中心使8个齿的外转子也旋转半个齿的量(45度÷2)(S14)。此时，变成上述内转子1的齿底与列圆15(与描画圆c不同)分离开的状态[参照图7C以及7D]。据此，也不是圆滑旋转，所以上述第二假想中心O2放弃，S15的判断为“是”，返回到S13之前。
接着，以第三假想中心O3进行尝试(S13)。如图8A以及8B所示那样，同样地进行接触，如图8C以及8D所示那样，6个齿的内转子从中心旋转半个齿的量(60度÷2)，而且，以上述第三假想中心O3为中心使8个齿的外转子也旋转半个齿的量(45度÷2)(S14)。此时，形成上述内转子1的齿底与列圆15(描画圆c：与外转子2的齿顶相当)相切程度的状态[参照图8C以及8D]。据此，可以预测是圆滑旋转，S15的判断为“否”，决定上述第三假想中心O3作为外转子2的确定中心Ox(S16)。这是图示计算(画法几何)的制造方法。在分别使内转子1与多种假想的外转子2旋转半个齿的量时，内转子1的齿底与列圆15(与描画圆c不同)正好相切的假想圆中心以及假想圆半径仅存在有一个。
还有根据所计算出的确定中心Ox求算半径的方法。这如图8C所示那样，能够通过上述内转子1的齿顶与列圆15(与描画圆c不同)变成相切程度状态时的距离和旋转角θ进行求算。更容易理解地进行说明，如图2A所示那样，以从两侧保持内转子1的齿顶部位的方式，在左右侧设置列圆15，这样的话，该左右侧的列圆15、15间的距离为L，旋转角θ为22.5度。通过所求的基准圆60的半径r＝(L/2)/sinθ(2π/16)进行求算。也自然能求算出该确定中心Ox。
若能够确定所配置的列圆15(与描画圆c不同)中邻接的2个列圆15、15的位置(间隔L)的话，则在假想圆上按相同间隔配置所要配置的列圆15，便能够将列圆配置在假想圆周上。也就是说，如果事先决定外转子2的齿数N(内转子的齿数+2个以上)，则之后求出成为外转子的齿顶齿形的列圆15之中相邻的2个列圆15、15的位置，便能够求出外转子2自身的大小(假想基准圆的大小)。
无论怎样，都根据外转子2的确定中心Ox描画基准圆60，相对于所描画出的列圆15，以分别具有45度相位差的方式描画总计8个圆[S17：参照图1A]。然后，根据外转子2的确定中心Ox，在靠近上述内转子1的顶端的部位或者齿顶顶端部位(稍微离开顶端部位的位置)，如图1A以及1B所示那样，描画齿底基准圆61，决定外转子的1个齿底(S18)。然后，相对于其他的7个齿顶也分别进行描画，决定出外转子2的全部齿底(S19)。这样，实现外转子2的齿数为8个的制造(设计)。
如图2A所示那样，当将描画圆c与内转子1的齿面相切的位置设为齿顶附近的切点P1时，直径比上述描画圆c稍小的列圆15的切点P2更靠齿顶侧。由此，基准圆60(假想圆)的半径还有中心也变得不同。简单来讲，根据列圆15(外转子2的齿顶)与内转子1的齿面相切的位置是靠齿顶的切点P2还是靠齿底的切点P1，基准圆(假想圆)的半径及确定中心Ox也不同。再简单地说，列圆15在靠齿顶处通过切点P2相切时，基准圆60(假想圆)的半径小，而列圆在靠齿底处通过切点P1相切时，基准圆60(假想圆)的半径大。而且，如图2B所示那样，将列圆15设成椭圆时，在邻接的呈椭圆的两个列圆15、15的情况下，也同样能够减小基准圆60(假想圆)的半径。另外，间隔L1、L2由描画圆c确定[参照图2A以及2B]。
更详细地说明这一点，即使是同样从两侧接触相同内转子1的齿顶齿形的外转子2的齿形，若外转子2的齿形的周向尺寸短，则外转子2的齿形的齿与齿的中心间距离也短。当齿与齿的中心间距离变短时，由于外转子2的齿按相同间隔配置在基准圆60(假想圆)上，因而齿与齿的中心间距离×齿数(≒圆周长)变短，所以，基准圆60(假想圆)的外径变小。于是，根据基准圆60(假想圆)的大小确定的外转子2的外径以及外转子2的齿顶直径的大小也比现有的由描画圆c制作的外转子2(参照图9以及图10的点划线)小。
<内转子齿数为N(4)个以上、外转子齿数(N+2以上的自然数)的制造(设计)流程>
该制造(设计)流程如图4所示。起初，将内转子齿数设为4个以上的N。将列圆的个数(外转子齿数)设定为(N+2以上的自然数)个(S1)。首先，内转子1配置成左右对称，且齿底朝向正下方，而且使列圆15与该正下方的齿底相切(S2)。该状态是内转子1的齿底与外转子2的齿顶啮合最深的状态。接着，进行这样的作业：求算(N+2以上的自然数)个齿的基准圆60(假想圆)、即配置列圆15的圆(假想圆)的假想中心。该作业大多进行数次或更多次数。
最初，以该第一假想中心O1进行尝试(S3)。从上述内转子1和外转子2的位置关系起，从内转子中心使内转子1旋转半个齿的量。即，N个齿的内转子1从转子中心旋转半个齿的量(360÷N以上的自然数÷2)，而且，(N+2以上的自然数)个齿的外转子2也以上述第一假想中心作为中心旋转半个齿的量[360÷(N+2以上的自然数)÷2](S4)。此时，判断列圆15是否咬入到内转子1的齿底或齿顶部位或是从该处离开(S5)。
例如，形成为内转子1的齿底和外转子2的齿顶(描画圆：列圆)咬入的状态。据此，明显不是圆滑的旋转，所以上述第一假想中心放弃，S5的判断为“是”，返回到S3之前。然后，以第二假想中心进行尝试(S3)。同样进行旋转(S4)。此时，形成内转子1的齿底与外转子2的齿顶(描画圆：列圆)分离开的状态。据此，也不是圆滑的旋转，所以上述第二假想中心放弃，S5的判断为“是”，返回到S3之前。然后，以第三假想中心进行尝试(S3)。同样进行旋转(S3)。
此时，形成内转子1的齿底与外转子2的齿顶(描画圆：列圆)相切程度的状态。据此，可预想到圆滑旋转，S5的判断为“否”，决定上述第三假想中心作为外转子的确定中心(S6)。还有根据计算出的确定中心求算半径的方法。在通过算式实施的情况下，通过所求的基准圆60的半径r＝(L/2)/sinθ[π/(N+2以上的自然数)]进行求算。也自然能求算出该确定中心。
然后，依据外转子2的确定中心，描画基准圆，相对于所描画出的列圆，分别具有[360÷(N+2以上的自然数)]度相位差地描画总计[N+2]个(S7)。并且，依据外转子2的确定中心，在靠近上述内转子1的图中齿顶端的部位或者齿顶顶端部位描圆，决定外转子的1个齿底(S8)。并且，也分别相对于其他剩余的齿顶描圆，决定出外转子2的全部齿底(S9)。
这样，实现外转子齿数(N+2以上的自然数)个的制造(设计)。另外，在外转子齿数为(N+3以上的自然数)时也同样能够得以实施。根据本发明的制造方法，无论内转子1和外转子2的齿数差为2个以上的任何差量，都能够通过本发明的同一种方法设计出外转子。
另外，还存在这样的制造方法：将以半个齿的量旋转的工序颠倒，以上述列圆15的适当的假想中心为中心，且形成上述列圆与上述内转子齿形的齿底或齿顶部位相切的状态，从此时起，以上述内转子中心为中心使上述内转子齿形旋转半个齿的量，而且，以上述假想中心为中心，旋转上述(N+2以上的自然数)的既定数的齿的半个齿的量，配置成上述列圆与上述内转子齿形的齿底相切，决定上述假想中心作为确定中心。进而，对于内转子齿数为6个且外转子齿数为8个的制造方法、或者内转子齿数为6个且外转子齿数为9个的制造方法，也都存在颠倒以半个齿的量旋转的工序的工序。简单来讲，是从图8C以及8D的状态变成图8A以及8B所示状态的工序。该方法也能获得相同的效果。
根据现有的“具有次摆线形状”的转子的设计方法，需要内转子1的所有齿顶与外转子2的所有齿顶在理论上相切且在理论上无滑动地滚动(实际进行考虑了间隙等因素的齿形修正，不会完全相切，而且没有完全不滑动的情况。其中，该量为数十μm，该程度的齿形修正也包含在本发明中)。因而，无法设计出在内转子1和外转子2的齿面之间设置大间隙的齿数差为2个以上的具有次摆线形状的转子。
然而，在本申请的发明中，能够提供一种次摆线型油泵，该次摆线型油泵包括大致完全的次摆线形状的内转子1、以该内转子1的齿面形状为基础设计的圆滑旋转的齿数多2个以上的外转子2、和配置在具有大致完全的次摆线形状的内转子1与外转子2之间的呈新月形状的月牙形构件3。而且，根据本发明设计的外转子2的齿形最少也用在外转子2中与内转子1啮合的齿形啮合部。(内转子1为次摆线形状，是一般的构件)。作为内转子1和外转子2不啮合的部分的、齿顶或齿底，能够通过适当设计而改变齿形形状。另外，认为在旋转半个齿的量的本发明方法以外，要制作出圆滑啮合的齿数相差2个以上的次摆线齿形的外转子2是困难的。
如上所述，通过在外转子2的齿形上使用在周向上比内转子1的设计使用的描画圆c短的形状(小圆或者椭圆)，能够将外转子外径以及外转子齿顶直径的大小都设成比现有的由描画圆制作的外转子2(参照图9以及图10的点划线)小(参照图9以及10的实线)。进而，即使将作为具有与圆或椭圆大致相同形状的曲线的高次曲线等算式化，来形成外转子2的齿形，上述曲线的周向宽度若比内转子1设计使用的描画圆小的话，则也能够将外转子外径以及外转子齿顶直径的大小都设成比现有的由描画圆c制作的外转子2小(参照图9以及10)。更详细地说明，通过将外转子2的齿顶曲线的周向长度设定得比内转子1设计所使用的描画圆短，外转子的齿与齿的中心间距离缩短，能够将外转子外径以及外转子齿顶直径的大小都设成比现有的由描画圆c制作的外转子2(参照图9以及图10的点划线)小。通过小型化，能够进一步实现低滑动阻力化。
另外，内转子1和外转子2的齿形啮合部的形状包括齿与齿的间隙量(大约40μm内外)的齿形形状修正，在数十μm程度的小范围内，根据本发明唯一确定出外转子2的啮合部的齿形形状。而且，在图12的发动机转速与流量的关系曲线图中，根据本申请的发明，转速为大约5000转以上时流量增加，能够使泵效率增高。另外，摆线形状是在次摆线形状之中滚动圆半径＝偏心量的特别值，摆线也包含在本发明之内。

Claims (7)

1.一种具备月牙形构件的次摆线型泵的制造方法，其特征在于，预先成型内转子，该内转子的内转子齿数为4个以上的既定数量N，该内转子的内转子齿形呈由既定半径的描画圆形成的次摆线齿形，将外转子齿数制成N+2以上的自然数的既定数量时，将直径比上述描画圆稍小等形状的列圆配置成与上述内转子齿形的齿底相切，以内转子中心为中心使上述内转子齿形旋转半个齿的量，并且，以包含上述列圆的外转子的适当的假想中心为中心，使上述列圆旋转上述N+2以上的自然数的既定数量的齿的半个齿的量，此时，根据上述列圆不咬入上述内转子齿形的齿底或齿顶部位也不从该处离开而是呈与该处相切的状态时的上述假想中心决定出确定中心，或者根据变成相切状态时的邻接的列圆间的间隔通过算式决定出确定中心，以从该确定中心到上述列圆的半径，描画基准圆，该基准圆具有总计N+2以上的自然数的既定数量的相隔等间隔的上述列圆，将上述列圆作为外转子齿顶形成，制造外转子齿形。
2.如权利要求1所述的次摆线型泵的制造方法，其特征在于，颠倒以半个齿的量旋转的工序，从以包含上述列圆的外转子的适当的假想中心为中心而且成为上述列圆与上述内转子齿形的齿底或齿顶部位相切的状态时起，以上述内转子中心作为中心使上述内转子齿形旋转半个齿的量，并且，以上述假想中心作为中心使上述列圆旋转上述N+2以上的自然数的既定数量的齿的半个齿的量，配置成上述列圆与上述内转子齿形的齿底相切，来决定上述假想中心为确定中心。
3.如权利要求1或2所述的次摆线型泵的制造方法，其特征在于，描画出基准圆，该基准圆具有上述总计N+2以上的自然数的既定数量的相隔等间隔的上述列圆，然后，根据上述确定中心，在靠近上述内转子的齿顶端的部位或齿顶顶端部位，描画构成外转子齿底的适当的圆而形成上述外转子齿底，制造外转子齿形。
4.如权利要求1或2所述的次摆线型泵的制造方法，其特征在于，在将上述外转子齿数制造成N+2或者N+3时，以上述内转子中心作为中心使上述内转子齿形旋转半个齿的量，并且，将包含上述列圆的外转子的适当的假想中心作为中心，使列圆旋转上述N+2或者N+3的齿数中的半个齿的量，制造外转子齿形。
5.如权利要求1、2、3或4中任一项所述的次摆线型泵的制造方法，其特征在于，上述内转子的内转子齿形基于次摆线曲线由既定半径的描画圆形成，所述次摆线曲线是相对于基圆由具有适当偏心量的滚圆形成的次摆线曲线。
6.一种次摆线型泵，通过如权利要求1、2、3、4或5中任一项所述的次摆线型泵的制造方法制造而成。
7.一种次摆线型泵，其特征在于，内转子具有作为由既定半径的描画圆形成的次摆线齿形的内转子齿形，且齿数为4个以上的既定数量N，与该内转子相对应地，相对于适当的基准圆，以N+2以上的自然数的既定数量为外转子的齿数，利用直径比上述描画圆稍小等形状的列圆成形与上述内转子齿形的齿底以相切的方式啮合的齿形，上述列圆作为外转子齿顶形成，在上述内转子和上述外转子的齿面与齿面间的空隙中具备月牙形构件。
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