JP2003322088A - Oil pump rotor - Google Patents

Oil pump rotor

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JP2003322088A
JP2003322088A JP2003024397A JP2003024397A JP2003322088A JP 2003322088 A JP2003322088 A JP 2003322088A JP 2003024397 A JP2003024397 A JP 2003024397A JP 2003024397 A JP2003024397 A JP 2003024397A JP 2003322088 A JP2003322088 A JP 2003322088A
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JP
Japan
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circle
rotor
tooth
oil pump
abduction
Prior art date
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Application number
JP2003024397A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuaki Hosono
克明 細野
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/10Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C2/102Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member the two members rotating simultaneously around their respective axes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/082Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
    • F04C2/084Toothed wheels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve quietness of an oil pump by properly setting profiles of teeth of an inner rotor and an outer rotor thereof and a space between both the rotors and reducing sliding resistance and rattle between the tooth surfaces of both the rotors. <P>SOLUTION: The inner rotor 10 having 'n' teeth is formed such that the tooth tip profile and tooth space profile thereof are formed by using cycloid curves which are formed by rolling a first circumscribed-rolling circle Ai and a first inscribed-rolling circle Bi along a base circle Di, respectively. The outer rotor 30 having 'n+1' teeth is formed such that the tooth tip profile and tooth space profile thereof are formed by using cycloid curves which are formed by rolling a second circumscribed-rolling circle Ao and a second inscribed-rolling circle Bo along a base circle Do, respectively. When the diameters of Di, Ai, Bi, Do, Ao and Bo are taken as ϕDi, ϕAi, ϕBi, ϕDo, ϕAo and ϕBo, respectively, and clearance is taken as t, each rotor 10 and 30 is constituted by satisfying ϕAo=ϕAi, ϕDo=ϕDi.(n+1)/n+(n+1).t/(n+2), ϕBo=ϕBi+t/(n+2). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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のロータに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotor for an oil pump that sucks and discharges fluid by changing the volume of cells formed between an inner rotor and an outer rotor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のオイルポンプは、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。
2. Description of the Related Art A conventional oil pump includes an inner rotor having n (n is a natural number) outer teeth, an outer rotor having (n + 1) inner teeth meshing with the outer teeth, and a fluid And a casing in which a discharge port for discharging the fluid is formed, and by rotating the inner rotor, the outer teeth mesh with the inner teeth to rotate the outer rotor, and between the rotors. The fluid is sucked and discharged by the volume change of the formed cells.

【0003】セルは、その回転方向前側および後側で、
インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とがそれ
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構成している。そして、各セルは
外歯と内歯との噛み合いの過程の途中において容積が最
小となった後、吸入ポートに沿って移動するときに容積
を拡大させて流体を吸入し、容積が最大となった後、吐
出ポートに沿って移動するときに容積を減少させて流体
を吐出する。
The cell has a front side and a rear side in the rotation direction,
The outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor are in contact with each other, so that they are individually partitioned and both side surfaces are partitioned by a casing, thereby forming an independent fluid transfer chamber. Then, after the volume of each cell becomes the minimum during the process of meshing between the external teeth and the internal teeth, the volume is expanded when the cells move along the suction port to suck the fluid, and the volume becomes maximum. Then, the volume is reduced as it moves along the discharge port to discharge the fluid.

【0004】上記のような構成を有するオイルポンプ
は、小型で構造が簡単であるため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広範囲に利用さ
れている。自動車に搭載される場合のオイルポンプの駆
動手段としては、エンジンのクランク軸にインナーロー
タが直結されてエンジンの回転によって駆動されるクラ
ンク軸直結駆動がある。
The oil pump having the above-described structure is widely used as a lubricating oil pump for automobiles, an oil pump for automatic transmissions, etc. because of its small size and simple structure. As a drive means of an oil pump mounted on a vehicle, there is a crankshaft direct coupling drive in which an inner rotor is directly coupled to a crankshaft of an engine and is driven by rotation of the engine.

【0005】上記のようなオイルポンプについては、ポ
ンプが発する雑音の低減とそれに伴う機械効率の向上を
目的として、インナーロータとアウターロータとを組み
合わせた状態で噛み合い位置から180°回転した位置
におけるインナーロータの歯先とアウターロータの歯先
との間に適切な大きさのチップクリアランスが設定され
ている。
With respect to the oil pump as described above, in order to reduce noise generated by the pump and to improve mechanical efficiency accompanied therewith, the inner rotor at a position rotated by 180 ° from the meshed position in a state where the inner rotor and the outer rotor are combined with each other. An appropriate size of tip clearance is set between the tip of the rotor and the tip of the outer rotor.

【0006】チップクリアランスを確保する手段として
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それぞれクリアランスを設
け、噛み合い状態において両ロータの歯先間にチップク
リアランスを確保するもの、サイクロイド曲線の平坦化
によるもの等が挙げられる。
As means for ensuring the tip clearance, the tooth profiles of the outer rotor are evenly driven to provide clearances between the tooth surfaces of both rotors, and the tip clearances are secured between the tooth tips of both rotors in the meshed state. And those by flattening the cycloid curve.

【0007】ところで、インナーロータとアウターロー
タの歯形を決定するために必要な条件とは、まず、イン
ナーロータriについて、第1外転円ai(直径φa
i)および第1内転円bi(直径φbi)の転がり距離
が1周で閉じなければならない、つまり第1外転円ai
および第1内転円biの転がり距離がインナーロータr
iの基礎円di(直径φdi)の円周に等しくなければ
ならないことから、 φdi=n・(φai+φbi)
By the way, the conditions necessary for determining the tooth profiles of the inner rotor and the outer rotor are as follows. First, for the inner rotor ri, the first abduction circle ai (diameter φa
i) and the rolling distance of the first adder circle bi (diameter φbi) must be closed in one round, that is, the first adder circle ai
And the rolling distance of the first adder circle bi is the inner rotor r
Since it must be equal to the circumference of the basic circle di (diameter φdi) of i, φdi = n · (φai + φbi)

【0008】同様に、アウターロータroについて、第
2外転円ao(直径φao)および第2内転円bo(直
径φbo)の転がり距離がアウターロータroの基礎円
do(直径φdo)の円周に等しくなければならないこ
とから、 φdo=(n+1)・(φao+φbo)
Similarly, for the outer rotor ro, the rolling distances of the second abduction circle ao (diameter φao) and the second adduction circle bo (diameter φbo) are the circumferences of the basic circle do (diameter φdo) of the outer rotor ro. Must be equal to, φdo = (n + 1) · (φao + φbo)

【0009】つぎに、インナーロータriとアウターロ
ータroとが噛み合うことから、両ロータの偏心量をe
として、 φai+φbi=φao+φbo=2e
Next, since the inner rotor ri and the outer rotor ro mesh with each other, the eccentricity of both rotors is e
As φai + φbi = φao + φbo = 2e

【0010】上記の各式から (n+1)・φdi=n・φdo となり、インナーロータriおよびアウターロータro
の歯形はこれらの条件を満たして構成される。
From the above equations, (n + 1) φdi = nφdo, and the inner rotor ri and the outer rotor ro are
The tooth profile of is configured to satisfy these conditions.

【0011】ここで、クリアランス=sを、噛み合い位
置における歯溝と歯先とのクリアランスと、噛み合い位
置から180°回転した位置における歯先同士のクリア
ランス(チップクリアランス)とに振り分けるために、 φao=φai+s/2、φbo=φbi−s/2 を満たすように各外転円および内転円が構成される。つ
まり、アウター側の外転円を大きくすることにより、図
5に示すように噛み合い位置においてアウターロータr
oの歯溝とインナーロータriの歯先との間にクリアラ
ンスs/2が創成される一方、内転円はインナー側を小
さくすることにより、図6に示すように噛み合い位置に
おいてアウターロータroの歯先とインナーロータri
の歯溝との間にクリアランスs/2が創成される(たと
えば特許文献1参照)。
Here, in order to divide the clearance = s into the clearance between the tooth groove and the tooth tip at the meshing position and the clearance between the tooth tips at a position rotated 180 ° from the meshing position (tip clearance), φao = Each abduction circle and adduction circle is configured so as to satisfy φai + s / 2 and φbo = φbi−s / 2. In other words, by increasing the outer rotation circle on the outer side, as shown in FIG.
While a clearance s / 2 is created between the tooth groove of o and the tooth tip of the inner rotor ri, the inner circle of the adder circle is made smaller on the inner side, so that the outer rotor ro of the outer rotor ro is in the meshed position as shown in FIG. Tooth tip and inner rotor ri
A clearance s / 2 is created between the tooth space and the tooth groove (see Patent Document 1).

【0012】以上の関係を満たして構成されたオイルポ
ンプロータを図4から図6に示す。このオイルポンプロ
ータは、インナーロータriの基礎円diがφdi=5
2.00mm、第1外転円aiがφai=2.50m
m、第1内転円biがφbi=2.70mm、歯数n=
10、アウターロータroの外径がφ70mm、基礎円
doがφdo=57.20mm、第2外転円aoがφa
o=2.56mm、第2内転円boがφbo=2.64
mm、歯数n+1=11、偏心量e=2.6mmとなっ
ている。
An oil pump rotor constructed so as to satisfy the above relationships is shown in FIGS. 4 to 6. In this oil pump rotor, the basic circle di of the inner rotor ri is φdi = 5
2.00 mm, the first abduction circle ai is φai = 2.50 m
m, the first adduction circle bi is φbi = 2.70 mm, the number of teeth n =
10, outer diameter of outer rotor ro is φ70 mm, basic circle do is φdo = 57.20 mm, second outer circle ao is φa
o = 2.56 mm, the second adder circle bo is φbo = 2.64
mm, the number of teeth n + 1 = 11, and the amount of eccentricity e = 2.6 mm.

【0013】このインナーロータの外歯とアウターロー
タの内歯との間には、図5および図6に示すように、歯
先および歯溝の中心における径方向のクリアランスs1
だけでなく、各基礎円と歯面との交差部分近傍における
周方向のクリアランスs2も形成されている。
Between the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor, as shown in FIGS. 5 and 6, a radial clearance s1 at the center of the tooth tip and tooth groove is provided.
Not only is there a circumferential clearance s2 in the vicinity of the intersection of each base circle and the tooth surface.

【0014】[0014]

【特許文献1】特開平11−264381号公報[Patent Document 1] JP-A-11-264381

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにアウターロータの第2外転円aoおよび第2内転円
boの直径を調節することによりクリアランスsを形成
する場合、径方向のクリアランスs1=s/2を確保す
ると、図5および図6に示すように周方向のクリアラン
スs2が大きくなってしまい、インナーロータに対する
アウターロータのがたつきや歯面間の滑りが大きくなる
ため、トルク伝達の損失の増大や発熱、両ロータ間の衝
撃による騒音の発生が問題となっていた。
However, when the clearance s is formed by adjusting the diameters of the second outer rotation circle ao and the second inner rotation circle bo of the outer rotor as described above, the radial clearance s1 = If s / 2 is secured, the circumferential clearance s2 becomes large as shown in FIGS. 5 and 6, and the rattling of the outer rotor with respect to the inner rotor and the slip between the tooth surfaces become large, so that the torque transmission of There have been problems of increased loss, heat generation, and generation of noise due to impact between both rotors.

【0016】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、両ロータが噛み合う過程でのインナーロー
タの歯形とアウターロータの歯形とを適切な形状に設定
するとともに両ロータ間の間隙を適切に設定し、両ロー
タの歯面間の摺動抵抗やがたつきを低減することでオイ
ルポンプの静粛性の向上を図ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and sets the tooth profile of the inner rotor and the tooth profile of the outer rotor in an appropriate shape in the process of meshing the rotors with each other, and a gap between the rotors. Is set appropriately and the sliding resistance and rattling between the tooth surfaces of both rotors are reduced to improve the quietness of the oil pump.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明に係るオイルポンプロータは、n枚
の外歯が形成されたインナーロータと、該外歯と噛み合
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、両ロータが
噛み合って回転するときに両ロータの歯面間に形成され
るセルの容積変化により流体を吸入、吐出することによ
って流体を搬送するオイルポンプに用いられるオイルポ
ンプロータにおいて、インナーロータの歯形が、基礎円
Diに外接してすべりなく転がる第1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の歯形とし、
基礎円Diに内接してすべりなく転がる第1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の歯形
として形成され、アウターロータの歯形が、基礎円Do
に外接してすべりなく転がる第2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の歯形とし、基礎
円Doに内接してすべりなく転がる第2内転円Boによ
って創成される内転サイクロイド曲線を歯先の歯形とし
て形成されており、インナーロータの基礎円Diの直径
をφDi、第1外転円Aiの直径をφAi、第1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、第2外転円Aoの直径をφAo、第2内転
円Boの直径をφBo、インナーロータの歯先とアウタ
ーロータの歯先との間隙の大きさをt(≠0)とすると
き、 φAo=φAi かつ φDo=φDi・(n+1)/n+t・(n+1)/
(n+2) φBo=φBi+t/(n+2) を満たしてインナーロータとアウターロータとが構成さ
れていることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, an oil pump rotor according to the invention of claim 1 meshes with an inner rotor having n outer teeth formed thereon (n + 1). An outer rotor having a sheet of internal teeth,
A casing having a suction port for sucking the fluid and a discharge port for discharging the fluid is formed, and when the rotors mesh with each other and rotate, the fluid is discharged by the volume change of the cells formed between the tooth surfaces of the rotors. In an oil pump rotor used for an oil pump that conveys fluid by sucking and discharging, the tooth profile of the inner rotor is an abduction cycloid curve created by a first abduction circle Ai that circumscribes the basic circle Di and rolls without slipping. Is the tooth profile of the tooth tip,
The first adder circle Bi that inscribes on the base circle Di and rolls without slipping
The adduction cycloid curve created by is formed as the tooth profile of the tooth groove, and the tooth profile of the outer rotor is the basic circle Do.
An abduction cycloidal curve created by a second abduction circle Ao that circumscribes the surface and has a tooth profile of the tooth groove, and an inversion created by a second abduction circle Bo that inscribes and rolls without slipping on the basic circle Do. The cycloid curve is formed as a tooth profile of the tooth tip, and the diameter of the basic circle Di of the inner rotor is φDi, the diameter of the first abduction circle Ai is φAi, the diameter of the first inversion circle Bi is φBi, and the foundation of the outer rotor is The diameter of the circle Do is φDo, the diameter of the second abduction circle Ao is φAo, the diameter of the second abduction circle Bo is φBo, and the size of the gap between the tooth tips of the inner rotor and the outer rotor is t (≠ 0), φAo = φAi and φDo = φDi · (n + 1) / n + t · (n + 1) /
(N + 2) φBo = φBi + t / (n + 2) is satisfied to configure the inner rotor and the outer rotor.

【0018】すなわち、インナーロータおよびアウター
ロータの歯形を決定するにはまず、インナーロータおよ
びアウターロータの外転円および内転円の転がり距離が
1周で閉じなければならないから、 φDi=n・(φAi+φBi) φDo=(n+1)・(φAo+φBo) の各式を満たす必要がある。さらに本発明では、インナ
ーロータの歯先とアウターロータの歯溝との周方向のク
リアランスを小さくするために、インナーロータおよび
アウターロータの外転円の直径を同じくしている。 φAo=φAi
That is, in order to determine the tooth profile of the inner rotor and the outer rotor, first, since the rolling distances of the outer and inner rotating circles of the inner and outer rotors must be closed in one round, φDi = n. ( φAi + φBi) φDo = (n + 1) · (φAo + φBo) must be satisfied. Further, in the present invention, in order to reduce the circumferential clearance between the tooth tips of the inner rotor and the tooth grooves of the outer rotor, the diameters of the outer rotation circles of the inner rotor and the outer rotor are made the same. φAo = φAi

【0019】この条件により、アウターロータの外転円
は従来(=φAi+t/2)よりも小さくなるので、適
正なクリアランスtを確保するために、アウターロータ
の基礎円は従来(=φDi・(n+1)/n)よりも大
きくなる。 φDo=φDi・(n+1)/n+(n+1)・t/
(n+2) さらに、外転円および内転円の転がり距離を閉じるため
に、アウターロータの内転円を調整すると、 φBo=φBi+t/(n+2)
Under this condition, the outer circle of the outer rotor is smaller than that of the conventional one (= φAi + t / 2). Therefore, in order to secure an appropriate clearance t, the basic circle of the outer rotor is (= φDi · (n + 1). ) / N). φDo = φDi · (n + 1) / n + (n + 1) · t /
(N + 2) Further, when the inner circle of the outer rotor is adjusted to close the rolling distances of the outer circle and the inner circle, φBo = φBi + t / (n + 2)

【0020】この発明によれば、インナーロータの外歯
とアウターロータの内歯との径方向のクリアランスは確
保され、各ロータの歯面間の周方向のクリアランスは従
来よりも小さくなるので、両ロータのがたつきが小さ
く、静粛性の高いオイルポンプの実現が可能となる。
According to the present invention, the radial clearance between the outer teeth of the inner rotor and the inner teeth of the outer rotor is secured, and the circumferential clearance between the tooth flanks of each rotor is smaller than in the prior art. It is possible to realize an oil pump with low rattling and high quietness.

【0021】請求項2の発明に係るオイルポンプロータ
は、請求項1のオイルポンプロータにおいて、 0.03mm≦t≦0.25mm(mm:ミリメート
ル) の範囲に設定されたうえでインナーロータとアウターロ
ータとが構成されていることを特徴としている。
An oil pump rotor according to a second aspect of the present invention is the oil pump rotor of the first aspect, wherein the inner rotor and the outer rotor are set within a range of 0.03 mm ≦ t ≦ 0.25 mm (mm: millimeter). It is characterized in that the rotor is configured.

【0022】この発明によれば、0.03mm≦tとす
ることにより圧力脈動やキャビテーション騒音、歯面の
摩耗を防止するとともに、t≦0.25mmとすること
により容積効率の低下を防止することができる。
According to the present invention, the pressure pulsation, the cavitation noise, and the wear of the tooth surface are prevented by setting 0.03 mm≤t, and the volumetric efficiency is prevented from decreasing by setting t≤0.25 mm. You can

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図1から図3を参照して説明する。図1に示すオイ
ルポンプは、n(nは自然数、本実施形態においてはn
=10)枚の外歯が形成されたインナーロータ10と、
各外歯と噛み合う(n+1)(本実施形態においてはn
+1=11)枚の内歯が形成されたアウターロータ30
とを備え、これらインナーロータ10とアウターロータ
30とがケーシング50の内部に収納されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The oil pump shown in FIG. 1 has n (n is a natural number, in the present embodiment, n
= 10) an inner rotor 10 having external teeth formed thereon,
It meshes with each external tooth (n + 1) (n in the present embodiment
+ 1 = 11) Outer rotor 30 with internal teeth formed
The inner rotor 10 and the outer rotor 30 are housed inside the casing 50.

【0024】インナーロータ10,アウターロータ30
の歯面間には、両ロータ10,30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1
0,30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30の内歯31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50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10,30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。
Inner rotor 10, outer rotor 30
A plurality of cells C are formed between the tooth flanks along the rotation direction of the rotors 10 and 30. Each cell C has both rotors 1
The inner rotor 10 is provided on the front side and the rear side in the rotation direction of 0 and 30.
The outer teeth 11 and the inner teeth 31 of the outer rotor 30 are individually partitioned by contacting each other, and both side surfaces are partitioned by the casing 50, thereby forming an independent fluid transfer chamber. The cell C is rotationally moved with the rotation of both rotors 10 and 30, and the volume is repeatedly increased and decreased with one rotation as one cycle.

【0025】インナーロータ10は、回転軸に取り付け
られて軸心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に外接してすべり
なく転がる第1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の歯形とし、基礎円Diに内接して
すべりなく転がる第1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の歯形として形成されてい
る。
The inner rotor 10 is attached to a rotating shaft and is supported rotatably about an axis Oi, and is created by a first abduction circle Ai which circumscribes the basic circle Di of the inner rotor 10 and rolls without slipping. The abduction cycloidal curve is formed as the tooth profile of the tooth tip, and the abduction cycloidal curve created by the first abduction circle Bi inscribed in the basic circle Di and rolling without slipping is formed as the tooth profile of the tooth space.

【0026】アウターロータ30は、軸心Ooをインナ
ーロータ10の軸心Oiに対して偏心(偏心量:e)さ
せて配置され、軸心Ooを中心としてケーシング50の
内部に回転可能に支持されており、アウターロータ30
の基礎円Doに外接してすべりなく転がる第2外転円A
oによって創成される外転サイクロイド曲線を歯溝の歯
形とし、基礎円Doに内接してすべりなく転がる第2内
転円Boによって創成される内転サイクロイド曲線を歯
先の歯形として形成されている。
The outer rotor 30 is arranged with its axis Oo eccentric (the amount of eccentricity: e) with respect to the axis Oi of the inner rotor 10, and is rotatably supported inside the casing 50 about the axis Oo. The outer rotor 30
Second abduction circle A that circumscribes the base circle Do of
The abduction cycloid curve created by o is the tooth profile of the tooth groove, and the abduction cycloid curve created by the second adduction circle Bo that is inscribed in the basic circle Do and rolls without slipping is formed as the tooth profile of the tooth tip. .

【0027】インナーロータ10の基礎円Diの直径を
φDi、第1外転円Aiの直径をφAi、第1内転円B
iの直径をφBi、アウターロータ30の基礎円Doの
直径をφDo、第2外転円Aoの直径をφAo、第2内
転円Boの直径をφBoとするとき、インナーロータ1
0とアウターロータ30との間にはつぎの関係式が成り
立ち、アウターロータ30は、 φAo=φAi …(I) φDo=(n+1)・φDi/n+(n+1)・t/(n+2) …(II) φBo=φBi+t/(n+2) …(III) を満たして構成される。なお、ここでは寸法単位をmm
(ミリメートル)とする。
The diameter of the basic circle Di of the inner rotor 10 is φDi, the diameter of the first abduction circle Ai is φAi, and the first abduction circle B is
When the diameter of i is φBi, the diameter of the basic circle Do of the outer rotor 30 is φDo, the diameter of the second abduction circle Ao is φAo, and the diameter of the second inversion circle Bo is φBo, the inner rotor 1
The following relational expression is established between 0 and the outer rotor 30, and in the outer rotor 30, φAo = φAi (I) φDo = (n + 1) · φDi / n + (n + 1) · t / (n + 2) (II) φBo = φBi + t / (n + 2) (III) In this case, the unit of measurement is mm
(Mm).

【0028】図1に、以上の関係を満たして構成された
インナーロータ10(基礎円DiがφDi=52.00
mm、第1外転円AiがφAi=2.50mm、第1内
転円BiがφBi=2.70mm、歯数n=10)およ
びアウターロータ30(外径がφ70mm、基礎円Do
がφDo=57.31mm、第2外転円AoがφAo=
2.50mm、第2内転円BoがφBo=2.71m
m)がクリアランスt=0.12mm、偏心量e=2.
6mmで組み合わされたオイルポンプロータを示す。
FIG. 1 shows an inner rotor 10 (having a basic circle Di of φDi = 52.00) constructed to satisfy the above relationship.
mm, the first abduction circle Ai is φAi = 2.50 mm, the first abduction circle Bi is φBi = 2.70 mm, the number of teeth n = 10, and the outer rotor 30 (outer diameter φ70 mm, basic circle Do)
Is φDo = 57.31 mm, and the second abduction circle Ao is φAo =
2.50 mm, the second adder circle Bo is φBo = 2.71 m
m) is clearance t = 0.12 mm, eccentricity e = 2.
6 shows an oil pump rotor combined at 6 mm.

【0029】ケーシング50には、両ロータ10,30
の歯面間に形成されるセルCのうち、容積が増大過程に
あるセルCに沿って円弧状の吸入ポート(図示せず)が
形成されているとともに、容積が減少過程にあるセルC
に沿って円弧状の吐出ポート(図示せず)が形成されて
いる。
The casing 50 includes both rotors 10 and 30.
Among the cells C formed between the tooth flanks, an arc-shaped suction port (not shown) is formed along the cell C whose volume is increasing, and the cell C whose volume is decreasing is formed.
A discharge port (not shown) having an arc shape is formed along the line.

【0030】セルCは、外歯11と内歯31との噛み合
いの過程の途中において容積が最小となった後、吸入ポ
ートに沿って移動するときに容積を拡大させて流体を吸
入し、容積が最大となった後、吐出ポートに沿って移動
するときに容積を減少させて流体を吐出するようになっ
ている。
The cell C expands its volume when it moves along the suction port after the volume becomes the minimum during the meshing process of the outer teeth 11 and the inner teeth 31, and the fluid is sucked in by the volume. After the maximum, the volume is reduced and the fluid is discharged as it moves along the discharge port.

【0031】なお、クリアランスtが小さすぎると、容
積が減少過程にあるセルCから絞り出される流体に圧力
脈動が生じてキャビテーション雑音が発生しポンプの運
転音が大きくなるとともに、圧力脈動によって両ロータ
の回転が円滑に行われなくなる。一方クリアランスtが
大きすぎると、流体の圧力脈動が生じなくなり運転音が
低減するとともに、バックラッシュが大きくなるので歯
面間の摺動抵抗が減少し機械効率が向上するが、その反
面、個々のセルCにおける液密性が損なわれ、ポンプ性
能、特に容積効率を悪化させてしまう。しかも、正確な
噛み合い位置での駆動トルクの伝達が行われなくなり、
回転の損失が大きくなるためにやはり機械効率が低下し
てしまう。そこでクリアランスtは、0.03mm≦t
≦0.25mmを満たす範囲とすることが好ましく、本
実施形態では最も好適な0.12mmとしている。
If the clearance t is too small, pressure pulsation occurs in the fluid squeezed out of the cell C whose volume is decreasing, cavitation noise is generated, the operating noise of the pump is increased, and the pressure pulsation causes both rotors to rotate. Will not rotate smoothly. On the other hand, if the clearance t is too large, the pressure pulsation of the fluid does not occur, the operating noise is reduced, and the backlash is increased, so that the sliding resistance between the tooth flanks is reduced and the mechanical efficiency is improved. The liquid tightness in the cell C is impaired, and the pump performance, especially the volume efficiency is deteriorated. Moreover, the transmission of the drive torque at the correct meshing position is not performed,
Since the loss of rotation increases, the mechanical efficiency also decreases. Therefore, the clearance t is 0.03 mm ≦ t
It is preferable to set the range to satisfy ≦ 0.25 mm, and the most preferable value is 0.12 mm in the present embodiment.

【0032】ところで、上記のように構成されたオイル
ポンプロータにおいては、上記式(I),(II),
(III)の関係を満たすことにより、図2に示すよう
に、アウターロータ30の歯溝の歯形がインナーロータ
10の歯先の歯形とほぼ等しくなっている。これにより
図2に示すように、噛み合い位置における径方向のクリ
アランスt1は確保され、周方向のクリアランスt2が
小さくなるので、回転時に両ロータ10,30が互いに
受ける衝撃が小さくなっている。また、噛み合い時の圧
力方向が歯面に対して直角となるので、両ロータ10,
30間のトルク伝達がすべりなく高効率で行われ、摺動
抵抗による発熱や騒音が低減されている。
By the way, in the oil pump rotor configured as described above, the above formulas (I), (II),
By satisfying the relationship of (III), as shown in FIG. 2, the tooth profile of the tooth groove of the outer rotor 30 is substantially equal to the tooth profile of the tip of the inner rotor 10. As a result, as shown in FIG. 2, the radial clearance t1 at the meshing position is secured and the circumferential clearance t2 is reduced, so that the impacts of the rotors 10 and 30 upon rotation are reduced. Further, since the pressure direction at the time of meshing is perpendicular to the tooth surface, both rotors 10,
Torque transmission between 30 is performed with high efficiency without slippage, and heat generation and noise due to sliding resistance are reduced.

【0033】図3に、従来技術によるオイルポンプロー
タを用いた場合に発生する騒音と、本実施形態によるオ
イルポンプロータを用いた場合に発生する騒音とを比較
するグラフを示す。このグラフから、本実施形態による
オイルポンプロータは、従来よりも騒音が小さく、静粛
性が高いことがわかる。
FIG. 3 shows a graph comparing the noise generated when the oil pump rotor according to the prior art is used with the noise generated when the oil pump rotor according to the present embodiment is used. From this graph, it can be seen that the oil pump rotor according to the present embodiment has lower noise and higher quietness than the conventional one.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に係るオ
イルポンプロータによれば、アウターロータの外転円と
インナーロータの外転円とを同径とするとともに、両ロ
ータの各内転円をそれぞれ両外転円とも異ならせ、さら
にアウターロータの基礎円径を調整することにより、径
方向のクリアランスを確保しつつ周方向のクリアランス
を従来よりも小さくすることができるので、両ロータの
がたつきが小さく、静粛性の高いオイルポンプの実現が
可能となる。
As described above, according to the oil pump rotor of the first aspect, the outer rotation circle of the outer rotor and the outer rotation circle of the inner rotor have the same diameter, and the inner rotations of both rotors are the same. By making the circles different from both abduction circles and adjusting the basic circle diameter of the outer rotor, the circumferential clearance can be made smaller than the conventional one while ensuring radial clearance. It is possible to realize an oil pump with low rattling and high quietness.

【0035】請求項2の発明に係るオイルポンプロータ
によれば、0.03mm≦tとすることにより圧力脈動
やキャビテーション騒音、歯面の摩耗を防止するととも
に、t≦0.25mmとすることにより容積効率の低下
を防止することができる。
According to the oil pump rotor of the second aspect of the present invention, by setting 0.03 mm ≦ t, pressure pulsation, cavitation noise, and tooth surface wear can be prevented, and by setting t ≦ 0.25 mm. It is possible to prevent a decrease in volumetric efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係るオイルポンプロータの一実施形
態を示す図であって、インナーロータとアウターロータ
とが、 φAo=φAi かつ φDo=φDi・(n+1)/n+t・(n+1)/
(n+2) φBo=φBi+t/(n+2) の関係を満たし、さらにtの値が t=0.12mm に設定されて構成されたオイルポンプを示す平面図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an oil pump rotor according to the present invention, in which an inner rotor and an outer rotor have φAo = φAi and φDo = φDi · (n + 1) / n + t · (n + 1) /
It is a top view which shows the oil pump which satisfy | filled the relationship of (n + 2) (phi) Bo = (phi) Bi + t / (n + 2), and also set the value of t to t = 0.12mm.

【図2】 図1に示すオイルポンプの噛み合い部分を示
すII部拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged view of a II portion showing a meshing portion of the oil pump shown in FIG.

【図3】 図1に示すオイルポンプによる騒音と従来の
オイルポンプによる騒音との比較を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a comparison between the noise caused by the oil pump shown in FIG. 1 and the noise caused by the conventional oil pump.

【図4】 従来のオイルポンプロータを示す図であっ
て、インナーロータとアウターロータとが、 φdi=n・(φai+φbi)、φdo=(n+1)
・(φao+φbo)(n+1)・φdi=n・φdo φao=φai+s/2、φbo=φbi−s/2 の関係を満たし、さらにsの値が s=0.12mm に設定されて構成されたオイルポンプを示す平面図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional oil pump rotor, in which an inner rotor and an outer rotor have φdi = n · (φai + φbi) and φdo = (n + 1).
・ (Φao + φbo) (n + 1) ・ φdi = n ・ φdo φao = φai + s / 2, φbo = φbi-s / 2, and the value of s is set to s = 0.12 mm. FIG.

【図5】 図4に示すオイルポンプの噛み合い部分を示
すV部拡大図である。
5 is an enlarged view of a V portion showing a meshing portion of the oil pump shown in FIG.

【図6】 図4に示すオイルポンプの噛み合い部分を示
し、アウターロータの歯先とインナーロータの歯溝とが
噛み合う状態を示す拡大図である。
6 is an enlarged view showing a meshing portion of the oil pump shown in FIG. 4 and showing a state in which a tooth tip of an outer rotor and a tooth groove of an inner rotor are meshed with each other.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 インナーロータ 11 外歯 30 アウターロータ 31 内歯 50 ケーシング Ai インナーロータの外転円(第1外転円) Ao アウターロータの外転円(第2外転円) Bi インナーロータの内転円(第1内転円) Bo アウターロータの内転円(第2内転円) C セル Di インナーロータの基礎円 Do アウターロータの基礎円 Oi インナーロータの軸心 Oo アウターロータの軸心 10 Inner rotor 11 external teeth 30 outer rotor 31 internal teeth 50 casing Ai Inner rotor abduction circle (first abduction circle) Ao Outer rotor abduction circle (second abduction circle) Bi Inner rotor adduction circle (first addition circle) Bo Outer rotor adduction circle (second adduction circle) C cell Di Inner rotor basic circle Do Outer rotor basic circle Oi Inner rotor shaft center Oo Outer rotor axis

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n枚の外歯が形成されたインナーロータ
と、該外歯と噛み合う(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、両ロータが噛み合って回転するときに両ロータ
の歯面間に形成されるセルの容積変化により流体を吸
入、吐出することによって流体を搬送するオイルポンプ
に用いられるオイルポンプロータにおいて、 インナーロータの歯形が、基礎円Diに外接してすべり
なく転がる第1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の歯形とし、基礎円Diに内接して
すべりなく転がる第1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の歯形として形成され、アウ
ターロータの歯形が、基礎円Doに外接してすべりなく
転がる第2外転円Aoによって創成される外転サイクロ
イド曲線を歯溝の歯形とし、基礎円Doに内接してすべ
りなく転がる第2内転円Boによって創成される内転サ
イクロイド曲線を歯先の歯形として形成されており、イ
ンナーロータの基礎円Diの直径をφDi、第1外転円
Aiの直径をφAi、第1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、第2外転
円Aoの直径をφAo、第2内転円Boの直径をφB
o、インナーロータの歯先とアウターロータの歯先との
間隙の大きさをt(≠0)とするとき、 φAo=φAi かつ φDo=φDi・(n+1)/n+t・(n+1)/
(n+2) φBo=φBi+t/(n+2) を満たしてインナーロータとアウターロータとが構成さ
れていることを特徴とするオイルポンプロータ。
1. An inner rotor having n outer teeth formed therein, an outer rotor having (n + 1) inner teeth meshing with the outer teeth, an intake port for sucking fluid, and a fluid discharged. And a casing in which a discharge port is formed, and when both rotors mesh and rotate, an oil pump that conveys the fluid by sucking and discharging the fluid due to the volume change of cells formed between the tooth surfaces of the rotors. In the oil pump rotor used for, the tooth profile of the inner rotor has an abduction cycloidal curve created by the first abduction circle Ai circumscribing the basic circle Di and rolling without slipping, and the tooth profile of the tooth tip is The adder cycloid curve created by the first adder circle Bi that contacts and rolls without slipping is formed as the tooth profile of the tooth groove, and the tooth profile of the outer rotor is the basic circle D. An abduction cycloidal curve created by a second abduction circle Ao that circumscribes the surface and has a tooth profile of the tooth groove, and an inversion created by a second abduction circle Bo that inscribes and rolls without slipping on the basic circle Do. The cycloid curve is formed as the tooth profile of the tooth tip, and the diameter of the basic circle Di of the inner rotor is φDi, the diameter of the first abduction circle Ai is φAi, and the diameter of the first abduction circle Bi is φBi,
The diameter of the basic circle Do of the outer rotor is φDo, the diameter of the second abduction circle Ao is φAo, and the diameter of the second inversion circle Bo is φB.
o, when the size of the gap between the tooth tip of the inner rotor and the tooth tip of the outer rotor is t (≠ 0), φAo = φAi and φDo = φDi · (n + 1) / n + t · (n + 1) /
An oil pump rotor characterized in that an inner rotor and an outer rotor are formed by satisfying (n + 2) φBo = φBi + t / (n + 2).
【請求項2】 請求項1記載のオイルポンプロータにお
いて、 0.03mm≦t≦0.25mm(mm:ミリメート
ル) の範囲に設定されたうえでインナーロータとアウターロ
ータとが構成されていることを特徴とするオイルポンプ
ロータ。
2. The oil pump rotor according to claim 1, wherein the inner rotor and the outer rotor are configured within a range of 0.03 mm ≦ t ≦ 0.25 mm (mm: millimeter). Characteristic oil pump rotor.
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