CN1856650A - 油泵转子 - Google Patents

Abstract

一种油泵转子，即使在油泵转子发生的油压微小，且驱动该油泵转子的转矩发生变动，也确实地抑制噪音的发生。根据本发明的油泵转子，各油泵转子构成为，形成根据由滚动在基圆(bi)上的第一外接滚动圆(Di)及第一内接滚动圆(di)形成的摆线曲线而形成的n个齿数的内转子(10)，形成根据由滚动在基圆(bo)上的第二外接滚动圆(Do)及第二内接滚动圆(do)形成的摆线曲线而形成的n+1个齿数的外转子(20)，形成两个转子时，将上述各圆的直径为φbi、φDi、φdi、φbo、φDo、φdo时，φbi＝n·(φDi+φdi)，φbo＝(n+1)·(φDo+φdo)，φDi+φdi＝2e，或φDo+φdo＝2e，并且，满足下式φDo＞φDi，φdi＞φdo，(φDi+φdi)＜(φDo+φdo)。

Description

油泵转子

技术领域

本发明涉及一种油泵转子，通过形成于内转子和外转子之间的腔室的容积变化来吸入和排放流体。

背景技术

以往的油泵，包括：形成有n个外齿(n为自然数)的内转子；形成有与所述外齿啮合的n+1个内齿的外转子；和形成有用于吸入流体的吸入端口及用于排放流体的排放端口的外壳，通过旋转内转子，外齿啮合在内齿而旋转外转子，通过形成于两个转子之间的复数个腔室的容积变化来吸入和排放流体。

腔室在其旋转方向前侧和后侧，通过内转子的外齿和外转子的内齿各自接触而个别区分，并且将其两侧面由外壳区分，从而构成一个独立的液体搬送室。并且，各个腔室在外齿和内齿之间的啮合过程中，容积达到最小后，沿着吸入端口移动时，增加容积而吸入流体，容积达到最大后，沿着排放端口移动时，减少容积而排放流体。

因为具有如上构成的油泵为小型且结构简单，被广泛地利用为汽车中的润滑油泵或自动变速机用油泵等。当安装到汽车上时，作为油泵的驱动机构，将内转子直结于发动机曲轴上，由发动机的旋转驱动的曲轴直结驱动。

如上的油泵中，为了降低泵发出的噪音且伴随提高机械效率，在组合内转子和外转子的状态下，从两者互相啮合的位置旋转180度位置的内转子齿顶和外转子齿顶之间设定有具有适当大小的齿顶间隙。

但是，决定内转子ri和外转子ro的齿形的必要的条件为，首先，在于内转子ri，第一外接滚动圆Di′(直径φDi′)及第一内接滚动圆di′(直径φdi′)的滚动距离必须以一周结束。即，第一外接滚动圆Di′及第一内接滚动圆di′的滚动距离必须等于内转子ri基圆bi′(直径φbi′)的圆周，所以，成为

φbi′＝n·(φDi′+φdi′)。

相同地，在于外转子ro，因为第二外接滚动圆Do′(直径φDo′)及第二内接滚动圆do′(直径φdo′)的滚动距离必须等于外转子ro基圆bo′(直径φbo′)的圆周，所以，成为

φbo′＝(n+1)·(φDo′+φdo′)。

接着，因为内转子ri和外转子ro互相啮合，所以将两个转子ri、ro的偏心量为e′，成为

φDi′+φdi′＝φDo′+φdo′＝2e′。

由上述各式，成为

n·φbo′＝(n+1)·φbi′，

所以，内转子ri和外转子ro的齿形满足这些条件而构成。

这里，为了将间隙t分为，啮合位置上的齿槽和齿顶之间的齿顶间隙和从该啮合位置旋转180度位置上的齿顶之间的齿顶间隙，构成各外接滚动圆与内接滚动圆，以使满足下式，

φDo′＝φDi′+t/2，φdo′＝φdi′-t/2。

即，随着使外部侧的外接滚动圆(φDo′＞φDi′)变大，如图6所示，可以在啮合位置外转子ro的齿槽和内转子ri的齿顶之间形成间隙t/2，并且，内接滚动圆，随着使内部侧(φdi′＞φdo′)变大，如图7所示，可以在啮合位置，外转子ro的齿顶和内转子ri的齿槽之间形成间隙t/2(例如，参照专利文摘1)。而且，在内转子的外齿和外转子的内齿之间，如图6及图7所示，不仅形成有前端部分的间隙t/2(齿顶间隙tt)，还形成有齿面之间的间隙(侧面间隙ts)。

图5至7表示，满足上述关系而构成的油泵转子。该油泵转子设定为：内转子ri基圆bi′为φbi′＝52.00mm，第一外接滚动圆Di′为φDi′＝2.50mm，第一内接滚动圆di′为φdi′＝2.70mm，齿数n＝10，外转子ro的外径为φ70mm，基圆bo′为φbo′＝57.20mm，第二外接滚动圆Do′为φDo′＝2.56mm，第二内接滚动圆do′为φdo′＝2.64mm，齿数(n+1)＝11，偏心量e′＝2.6mm。

如此构成的油泵转子，构成有两个转子，其转子构成为，内转子齿顶的齿形小于外转子齿槽的齿形，而且内转子齿槽的齿形大于外转子齿顶的齿形，所以齿隙可以以适当的大小设定，同时，齿顶间隙tt可以以适当的大小设定，从而可以在维持齿顶间隙tt较小的状态下，确保大的齿隙。由此，特别是在供应至油泵转子的油压或驱动该油泵转子的转矩保持稳定的状态下，可以抑制因内部侧外齿和外部侧的内齿相撞而发生的噪音。

【专利文摘1】日本专利公开平11-264381号公报

但是，如此调整外转子的第二外接滚动圆Do′及第二内接滚动圆do′的直径，以确保齿顶间隙tt＝t/2，则如图6及图7所示，侧面间隙ts就必将变大。因此，对油泵转子的静音性，还留下如下的问题。即，在油泵转子发生的油压微小，且驱动该油泵转子的转矩发生变动时，外部侧的内齿和内部侧的外齿相撞，而这时的相撞能量变成声音，该声音达到可听音水平而有可能造成噪音。

发明内容

本发明，鉴于上述问题，其目的在于：提供一种油泵转子，以适当的形状设定内转子的齿形与外转子的齿形，同时，适当设定两个转子之间的间隙，而在油泵转子发生的油压微小且驱动该油泵转子的转矩发生变动时，也可以彻底抑制噪音的发生。

为了解决上述问题而达到目的，本发明提供以下方法。

与第一项的发明有关的油泵转子，可用于油泵，该油泵包括：形成有n个外齿(n为自然数)的内转子；形成有与上述外齿啮合的n+1个内齿的外转子和；形成有用于吸入流体的吸入端口及用于排放流体的排放端口的外壳，且该油泵在两个转子相互啮合而旋转时，通过形成于两个转子齿面之间的腔室的容积变化来吸入和排放流体而搬送流体，其特征在于，上述内转子形成为，将由外接于其基圆bi无滑动地滚动的第一外接滚动圆Di形成的外摆线曲线作为齿顶的齿形，将由内接于基圆bi无滑动地滚动的第一内接滚动圆di形成的内摆线曲线作为齿槽的齿形，上述外转子形成为，将由外接于其基圆bo无滑动地滚动的第二外接滚动圆Do形成的外摆线曲线作为齿槽的齿形，将由内接于基圆bo无滑动地滚动的第二内接滚动圆do形成的内摆线曲线作为齿顶的齿形，将内转子基圆bi的直径为φbi，第一外接滚动圆Di的直径为φDi，第一内接滚动圆di的直径为φdi，外转子的基圆bo的直径为φbo，第二外接滚动圆Do的直径为φDo，为第二内接滚动圆do的直径为φdo，内转子与外转子的偏心量为e时，处于以下关系，

φbi＝n·(φDi+φdi)，φbo＝(n+1)·(φDo+φdo)，

且满足下式：

φDi+φdi＝2e或φDo+φdo＝2e；和

φDo＞φDi，φdi＞φdo，(φDi+φdi)＜(φDo+φdo)，而构成内转子和外转子。

即，要决定内转子与外转子的齿形，则，首先，由于内转子与外转子的外接滚动圆及内接滚动圆的滚动距离必须以一周结束，所以必须满足下式：

φbi＝n·(φDi+φdi)，及φbo＝(n+1)·(φDo+φdo)。

而且，相对于由第二外接滚动圆Do形成的外转子齿槽的形状的由第一外接滚动圆Di形成的内转子齿顶的形状，及相对于由第一内接滚动圆di形成的内转子齿槽的形状的由第二内接滚动圆do形成的外转子齿顶的形状，在相互啮合过程中，为了确保设于两个转子齿面之间的大的齿隙，必须满足下式：

φDo＞φDi，及φdi＞φdo。

在这里，所谓齿隙是指，在啮合过程中，在加有内转子的荷重的齿面相反侧的齿面和外转子的齿面之间产生的间隙。

而且，由于内转子和外转子相互啮合，所以必须至少满足下式之一：

φDi+φdi＝2e，及φDo+φdo＝2e。

并且，本发明中，为了在外转子的内侧良好旋转内转子，同时确保齿顶间隙，并谋求齿隙大小的适当化，而降低啮合阻力，在内转子和外转子的啮合位置，使外转子的基圆的直径设为比以往的大，以使内转子的基圆和外转子的基圆不相接。即，满足下式：

(n+1)·φbi＜n·φbo。

由此，导出(φDi+φdi)＜(φDo+φdo)。

根据本发明，因为确保了在内转子外齿和外转子内齿之间的齿顶间隙，且各转子齿面之间的侧面间隙比以往减小了，所以两个转子的咣当咣当的震动很小，而可以实现静音性良好的油泵。特别是，即使在油泵转子发生的油压微小，且驱动该油泵转子的转矩发生变动，也可避免外部侧的内齿和内部侧的外齿的相撞，所以可以确实地实现油泵转子的静音性。

与第二项的有关的发明为，第一项发明所述的油泵转子，其特征在于，满足下式：

0.005mm≤(φDo+φdo)-(φDi+φdi)≤0.070mm(mm：毫米)，而构成内转子和外转子。

根据本发明，设为0.005mm≤(φDo+φdo)-(φDi+φdi)，而确保齿顶间隙，并谋求齿隙大小的适当化，所以可以降低啮合噪音，同时设为(φDo+φdo)-(φDi+φdi)≤0.070mm，而可以防止机械效率的降低、异音的发生。

根据本发明的油泵转子，因为确保了在内转子外齿和外转子内齿之间的间隙，并且各转子齿面之间的侧面间隙比以往减小了，所以两个转子的咣当咣当的震动很小，而可以实现静音性良好的油泵。特别是，即使在油泵转子发生的油压微小，且驱动该油泵转子的转矩发生变动，也可以确实地抑制噪音的发生。

附图说明

图1为表示本发明的一实施方式中的油泵转子的俯视图。

图2为表示图1所示的油泵的啮合部分的II部放大图。

图3为表示图1所示的油泵的齿隙和现有油泵的齿隙的比较的曲线图。

图4为表示图1所示的油泵的噪音和现有油泵的噪音的比较的曲线图。

图5为表示现有油泵转子的平面图，该油泵构成为，内转子和外转子满足下式：

φbi＝n·(φDi+φdi)，φbo＝(n+1)·(φDo+φdo)φDi+φdj＝2e，或φDo+φdo＝2e，φDo＞φDi，φdi＞φdo

并且，设定为(φDo+φdo)-(φDi+φdi)＝0.009mm。

图6为表示图5所示的油泵的啮合部分的V部放大图。

图7为表示图5所示的油泵的啮合部分，并表示外转子齿顶和内转子齿槽相啮合的状态的放大图。

图中：10-内转子；11-外齿；20-外转子；21-内齿；50-外壳；Di-内转子的外接滚动圆(第一外接滚动圆)；Do-外转子的外接滚动圆(第二外接滚动圆)；di-内转子的内接滚动圆(第一内接滚动圆)；do-外转子的内接滚动圆(第二内接滚动圆)；C-腔体；bi-内转子的基圆；bo-外转子的基圆；Oi-内转子的轴心；Oo-外转子的轴心。

具体实施方式

以下，参照图1至图4，说明与本发明有关的油泵转子的一实施方式。

图1所示的油泵转子，包括：形成有n(n为自然数，本实施方式中为n＝10)个外齿的内转子10；和形成有与所述外齿啮合的n+1(本实施方式中为11)个内齿的外转子20，其中，内转子10和外转子20收纳于外壳50的内部。

在内转子10和外转子20的齿面之间，沿两个转子10、20的旋转方向形成有复数个腔室C。各个腔室C在两个转子10、20的旋转方向前侧和后侧，通过内转子10的外齿11和外转子20的内齿21各自接触而个别区分，并且将其两侧面由外壳50区分，因此构成一个独立的液体搬送室。而且，腔室C伴随着两个转子10、20的旋转移动，将1旋转作为1周期，反复容积的增大、减少。

内转子10，设置在旋转轴上以轴心Oi为中心可旋转支撑着，其形成为，将由外接于内转子10的基圆bi无滑动地滚动的第一外接滚动圆Di形成的外摆线曲线作为齿顶的齿形，将由内接于基圆bi无滑动地滚动的第一内接滚动圆di形成的内摆线曲线作为齿槽的齿形。

外转子20，相对于内转子10的轴心Oi，使轴心Oo偏心(偏心量：e)布置，以轴心Oo为中心，在外壳50的内部可旋转支撑着，其形成为，将由外接于外转子20的基圆bo无滑动地滚动的第二外接滚动圆Do形成的外摆线曲线作为齿槽的齿形，将由内接于基圆bo无滑动地滚动的第二内接滚动圆do形成的内摆线曲线作为齿顶的齿形。

将内转子10基圆bi的直径为φbi，第一外接滚动圆Di的直径为φDi，第一内接滚动圆di的直径为φdi，外转子20基圆bo的直径为φbo，第二外接滚动圆Do的直径为φDo，为第二内接滚动圆do的直径为φdo时，内转子10和外转子20之间，成立以下关系式。而且，在这里，将尺寸单位设为mm(毫米)。

首先，关于内转子10，第一外接滚动圆Di及第一内接滚动圆di的滚动距离必须以一周结束。即，因为第一外接滚动圆Di与第一内接滚动圆di的滚动距离必须等于基圆bi的圆周，所以，必须满足下式：

π·φbi＝n·π·(φDi+φdi)

即，φbi＝n·(φDi+φdi)   …(Ia)。

相同地，关于外转子20，第二外接滚动圆Do及第二内接滚动圆do的滚动距离必须等于基圆bo的圆周，所以，必须满足下式：

π·φbo＝(n+1)·π·(φDo+φdo)

即，φbo＝(n+1)·(φDo+φdo)   …(Ib)。

而且，相对于由第二外接滚动圆Do形成的外转子齿槽的形状的由第一外接滚动圆Di形成的内转子齿顶的形状，及相对于由第一内接滚动圆di形成的内转子齿槽的形状的由第二内接滚动圆do形成的外转子齿顶的形状，在相互啮合过程中，为了确保设于两个转子齿面之间的大的齿隙，必须满足下式：

φDo＞φDi、及φdi＞φdo

在这里，所谓齿隙是指，在啮合过程中，在加有内转子的荷重的齿面相反侧的齿面和外转子的齿面之间产生的间隙。

而且，由于内转子和外转子相互啮合，所以必须至少满足下式之一：

φDi+φdi＝2e及φDo+φdo＝2e。

并且，本发明中，为了在外转子20的内侧良好旋转内转子10，同时确保齿顶间隙，并谋求齿隙大小的适当化，而为了降低啮合阻力，在内转子10和外转子20的啮合位置，增加外转子20的基圆bo的圆径，以使内转子10的基圆bi和外转子20的基圆bo不相接。即，满足下式：

(n+1)·φbj＜n·φbo。

从该式和式(Ia)及(Ib)，得出了

(φDi+φdi)＜(φDo+φdo)

而且，上述啮合位置是指，如图2所示，外部侧内齿21的齿顶和内部侧外齿11的齿槽时正面面对的位置。

但是，内转子10和外转子20满足下式而构成(以下，(φDo+φdo)-(φDi+φdi)简称为A)。

0.005mm≤(φDo+φdo)-(φDi+φdi)≤0.070mm(mm：毫米)   …(Ic)。

而且，在本实施方式中，满足以上的关系而构成的内转子10(基圆bi为φbi＝65.00mm，第一外接滚动圆Di为φDi＝3.90mm，第一内接滚动圆di为φdi＝2.60mm，齿数n＝10)及外转子20(外径为φ87.0mm，基圆bo为φbo＝71.599mm，第二外接滚动圆Do为φDo＝3.9135mm，第二内接滚动圆do为φdo＝2.5955mm)，以偏心量e＝3.25mm组合而构成油泵转子。而且，在本实施方式中，两个转子的齿宽(旋转轴方向的大小)被设定为10mm。而且，第一外接滚动圆Di以φDi＝3.90mm，第一内接滚动圆di以φdi＝2.60mm，第二外接滚动圆Do以φDo＝3.9135mm，第二内接滚动圆do以φdo＝2.5955mm设定，由此，成为A＝0.009mm(参照图2)。

在外壳50中，形成于两个转子10、20的齿面之间的腔室C中，沿着在于容积增大过程中的腔室C形成有圆弧形状的吸入端口(未图示)，同时，沿着在于容积减小过程中的腔室C形成有圆弧形状的排放端口(未图示)。

腔室C，在外齿11和内齿21的啮合过程中，容积达到最小后，沿着吸入端口移动时，增加容积而吸入流体，容积达到最大后，沿着排放端口移动时，减小容积而排放流体。

而且，如果A过小，则不能谋求齿顶间隙及齿隙的大小的适当化，因此不能谋求内部侧外齿11和外部侧内齿21的啮合噪音的降低。

另一方面，如果A过大，则不能谋求内部侧外齿11和外部侧内齿21的齿长度(基圆的法线方向的齿的大小)的差，或厚度(基圆的周围方向的齿的大小)的差的适当化，因此在油泵转子的旋转中，发生丢失齿隙的情况。这时，不能实现油泵转子的良好的旋转，会导致机械效率降低或由于外齿11和内齿21的相撞而发出的异响。

因此，A以满足0.005mm≤A≤0.070mm的范围设定为宜，本实施方式中定为最适合的0.009mm。

如上构成的油泵转子中，外转子20齿顶的齿型成为与内转子10齿槽的齿型几乎相同。如图2所示，齿顶间隙tt在确保与以往的相同的状态下，由于侧面间隙ts变小，所以旋转时两个转子10、20受到的冲击减小。因此，特别是，即使在油泵转子发生的油压微小，且驱动该油泵转子的转矩发生变动，也可避免外部侧的内齿21和内部侧的外齿11之间的相撞，所以可以确实地实现油泵转子的静音性。而且，因为啮合时的压力方向对齿面成直角，所以两个转子10、20之间的转矩的传达，无滑动地且高效率地进行，而可以降低因滑动阻力而产生的发热和噪音。

图3为表示比较现有技术的油泵转子的内转子的每个旋转角度位置的齿隙(图3中的虚线)和，本实施方式的油泵转子的内转子的每个旋转角度位置的齿隙(图3中的实线)的曲线图。从该曲线图，可以得知，本实施方式的油泵转子，在上述啮合位置和腔室C的容积增大及减少的过程中，能使齿隙变为比以往小，而且，在腔室C的容积达到最大的位置中，能使齿隙成为跟以往的相同。因此，后者时，能确保容积达到最大时的腔室C的液密性，因此搬送效率可以维持和以往的一样。并且，在图3中，只记载内转子的旋转角为0°到180°的齿隙是因为，因在180°至360°(0°)为止的齿隙的变化，与图3所示的180°至0°为止的齿隙的变化相同，所以省略了记载。

而且，图4为，表示比较利用现有技术的油泵转子时发生的噪音和，利用本实施方式的油泵转子时发生的噪音的曲线图。从该曲线图，可以得知，本实施方式的油泵转子，如图3所示，在啮合位置和腔室C的容积增大及减少的过程中，齿隙比以往变小，因此使噪音比以往变小，可以谋求静音性的提高。

本发明的技术范围并不只局限在上述实施方式中，在不超过本发明的宗旨的范围中可以进行各种的变更。

根据本发明的油泵转子，以适当的形状设定内转子齿形和外转子齿形，同时，适当设定两个转子之间的间隙，由此，即使在油泵转子发生的油压微小，且驱动该油泵转子的转矩发生变动，也确实抑制噪音的发生。

Claims (2)

1.一种油泵转子，可用于油泵，该油泵包括：内转子，其形成有n个外齿；外转子，其形成有与上述外齿啮合的n+1个内齿；和外壳，其形成有用于吸入流体的吸入端口及用于排放流体的排放端口，且该油泵在两个转子相互啮合而旋转时，通过形成于两个转子齿面之间的腔室的容积变化来吸入和排放流体而搬送流体，其特征在于，

上述内转子形成为，将由外接于其基圆(bi)无滑动地滚动的第一外接滚动圆(Di)形成的外摆线曲线作为齿顶的齿形，将由内接于基圆(bi)无滑动地滚动的第一内接滚动圆(di)形成的内摆线曲线作为齿槽的齿形，

上述外转子形成为，将由外接于其基圆(bo)无滑动地滚动的第二外接滚动圆(Do)形成的外摆线曲线作为齿槽的齿形，将由内接于基圆(bo)无滑动地滚动的第二内接滚动圆(do)形成的内摆线曲线作为齿顶的齿形，

将内转子基圆(bi)的直径设为φbi，第一外接滚动圆(Di)的直径设为φDi，第一内接滚动圆(di)的直径设为φdi，外转子的基圆(bo)的直径设为φbo，第二外接滚动圆(Do)的直径设为φDo，第二内接滚动圆(do)的直径设为φdo，内转子与外转子的偏心量为e时，形成以下关系，

φbi＝n·(φDi+φdi)，φbo＝(n+1)·(φDo+φdo)，

且满足下式：

φDi+φdi＝2e或φDo+φdo＝2e；和

φDo＞φDi，φdi＞φdo，(φDi+φdi)＜(φDo+φdo)，而构成内转子和外转子，

其中，n为自然数。

2.根据权利要求1所述的油泵转子，其特征在于，满足下式：

0.005mm≤(φDo+φdo)-(φDi+φdi)≤0.070mm，而构成内转子和外转子。

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