JP2007303457A - オイルポンプロータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】インナーロータ10の外歯形状は、数学曲線によって形成された歯形形状の歯先円A1の半径RA1と歯溝円A2の半径RA2とに対し、
RA1>RD1>RA2 式(1)
RA1>RD2>RA2 式(2)
RD1≧RD2 式(3)
式(1)を満足する半径RD1の円D1の外側では前記歯形形状は外径方向に変形し、式(2)と式(3)とを満足する半径RD2の円D2の内側では前記歯形形状は内径方向に変形したこと。
【選択図】図1
Description
n(nは自然数)枚の外歯が形成されたインナーロータ、前記外歯と噛み合うn+1枚の内歯が形成されたアウターロータ、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を備え、両ロータが噛み合って回転するとき、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であって、前記インナーロータの外歯形状は、数学曲線によって形成された歯形形状の歯先円A1の半径RA1と歯溝円A2の半径RA2とに対し、
RA1>RD1>RA2 式(1)
RA1>RD2>RA2 式(2)
RD1≧RD2 式(3)
式(1)を満足する半径RD1の円D1の外側にある前記歯形形状の外径方向への変形、若しくは、式(2)と式(3)とを満足する半径RD2の円D2の内側にある前記歯形形状の内径方向への変形の少なくともいずれか一方の変形により形成されていることである。
n(nは自然数)枚の外歯が形成されたインナーロータと、
前記外歯と噛み合う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、前記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であって、
前記インナーロータの外歯形状は、数学曲線によって形成された歯形形状の歯先円A1の半径RA1と歯溝円A2の半径RA2とに対し、
RA1>RD1>RA2 式(1)
RA1>RD2>RA2 式(2)
RD1≧RD2 式(3)
式(1)を満足する半径RD1の円D1の外側では前記歯形形状は外径方向に変形し、式(2)と式(3)とを満足する半径RD2の円D2の内側では前記歯形形状は内径方向に変形したことである。
前記数学曲線は、式(4)〜(8)で表されるサイクロイド曲線であって、前記インナーロータの外歯形状は、前記円D1の外側が変形される場合は、式(9)〜(12)で形成される座標を歯先形状とし、前記円D2の内側が変形される場合は、式(13)〜(16)で形成される座標を歯溝形状として形成されていることである。
−Ra1×cos〔{(RA+Ra1)/Ra1}×θ10〕 式(4)
Y10=(RA+Ra1)×sinθ10
−Ra1×sin〔{(RA+Ra1)/Ra1}×θ10〕 式(5)
X20=(RA−Ra2)×cosθ20
+Ra2×cos〔{(Ra2−RA)/Ra2}×θ20〕 式(6)
Y20=(RA−Ra2)×sinθ20
+Ra2×sin〔{(Ra2−RA)/Ra2}×θ20〕 式(7)
RA=n×(Ra1+Ra2) 式(8)
但し、
インナーロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交しインナーロータの中心を通る直線をY軸
RAはサイクロイド曲線の基礎円半径
Ra1はサイクロイド曲線の外転円半径
Ra2はサイクロイド曲線の内転円半径
θ10は外転円の中心とインナーロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
θ20は内転円の中心とインナーロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
(X10、Y10)は外転円により形成されるサイクロイド曲線の座標
(X20、Y20)は内転円により形成されるサイクロイド曲線の座標
である。
θ11=arccos(X10/R11) 式(10)
X11={(R11−RD1)×β10+RD1}×cosθ11 式(11)
Y11={(R11−RD1)×β10+RD1}×sinθ11 式(12)
但し、
R11はインナーロータの中心から座標(X10、Y10)までの距離
θ11はインナーロータ中心と座標(X10、Y10)とを通る直線がX軸となす角度
(X11、Y11)は変形後の歯先形状の座標
β10は変形の為の修正係数
である。
θ21=arccos(X20/R21) 式(14)
X21={RD2−(RD2−R21)×β20}×cosθ21 式(15)
Y21={RD2−(RD2−R21)×β20}×sinθ21 式(16)
但し、
R21はインナーロータの中心から座標(X20、Y20)までの距離
θ21はインナーロータ中心と座標(X20、Y20)とを通る直線がX軸となす角度
(X21、Y21)は変形後の歯溝形状の座標
β20は変形の為の修正係数
である。
前記数学曲線は、式(21)〜(26)によって決定されるトロコイド曲線上に中心を有する円弧E群の包絡線であって、前記インナーロータの外歯形状は、前記歯先円A1と前記歯溝円A2とに対し、前記円D1の外側が変形される場合は、式(27)〜(30)で形成される座標を歯先形状とし、前記円D2の内側が変形される場合は、式(31)〜(34)で形成される座標を歯溝形状として形成されていることである。
Y100=(RH+RI)×sinθ100−eK×sinθ101 式(22)
θ101=(n+1)×θ100 式(23)
RH=n×RI 式(24)
X101=X100±RJ/{1+(dX100/dY100)2}1/2 式(25)
Y101=Y100±RJ/{1+(dY100/dX100)2}1/2 式(26)
但し、
インナーロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交しインナーロータの中心を通る直線をY軸
(X100,Y100)はトロコイド曲線上の座標
RHはトロコイド基礎円の半径
RIはトロコイド創成転円の半径
eKはトロコイド創成転円の中心とトロコイド曲線を創成する点との距離
θ100はトロコイド創成転円の中心とインナーロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
θ101はトロコイド創成転円の中心とトロコイド曲線を創成する点とを通る直線がX軸となす角度
(X101,Y101)は包絡線上の座標
RJは包絡線を形成する円弧Eの半径
である。
θ102=arccos(X101/R11) 式(28)
X102={(R11−RD1)×β100+RD1}×cosθ102 式(29)
Y102={(R11−RD1)×β100+RD1}×sinθ102 式(30)
但し、
R11はインナーロータの中心から座標(X101、Y101)までの距離
θ102はインナーロータ中心と座標(X101、Y101)とを通る直線がX軸となす角度
(X102、Y102)は変形後の歯先形状の座標
β100は変形の為の修正係数
である。
θ103=arccos(X101/R21) 式(32)
X103={RD2−(RD2−R21)×β101}×cosθ103 式(33)
Y103={RD2−(RD2−R21)×β101}×sinθ103 式(34)
但し、
R21はインナーロータの中心から座標(X101、Y101)までの距離
θ103はインナーロータ中心と座標(X101、Y101)とを通る直線がX軸となす角度
(X103、Y103)は変形後の歯溝形状の座標
β101は変形の為の修正係数
である。
前記数学曲線は、歯先部と歯溝部とが互いに接する二つの円弧によって形成され、式(41)〜(46)で表される円弧曲線あって、前記インナーロータの外歯形状は、前記円D1の外側が変形される場合は、式(47)〜(50)で形成される座標を歯先形状とし、前記円D2の内側が変形される場合は、式(51)〜(54)で形成される座標を歯溝形状として形成されていることである。
X60=(RA2+r60)cosθ60 式(42)
Y60=(RA2+r60)sinθ60 式(43)
X50=RA1−r50 式(44)
Y50=0 式(45)
θ60=π/n 式(46)
但し、
インナーロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交し、前記インナーロータの中心を通る直線をY軸
(X50、Y50)は歯先部を形成する円弧の中心の座標
(X60、Y60)は歯溝部を形成する円弧の中心の座標
r50は歯先部を形成する円弧の半径
r60は歯溝部を形成する円弧の半径
θ60は歯先部を形成する円弧の中心とインナーロータの中心とを通る直線と、歯溝部を形成する円弧の中心とインナーロータの中心とを通る直線とがなす角度
である。
θ51=arccos(X51/R51) 式(48)
X52={(R51−RD1)×β50+RD1}×cosθ51 式(49)
Y52={(R51−RD1)×β50+RD1}×sinθ51 式(50)
但し、
(X51、Y51)は歯先部を形成する円弧上の点の座標
R51インナーロータの中心から座標(X51、Y51)までの距離
θ51はインナーロータの中心と座標(X51、Y51)とを通る直線がX軸となす角度
(X52、Y52)は変形後の歯先形状の座標
β50は変形の為の修正係数
である。
θ61=arccos(X61/R61) 式(52)
X62={RD2−(RD2−R61)×β60}×cosθ61 式(53)
Y62={RD2−(RD2−R61)×β60}×sinθ61 式(54)
但し、
(X61、Y61)は歯溝部を形成する円弧上の点の座標
R61はインナーロータの中心から座標(X61、Y61)までの距離
θ61はインナーロータの中心と座標(X61、Y61)とを通る直線がX軸となす角度
(X62、Y62)は変形後の歯溝形状の座標
β60は変形の為の修正係数
である。
前記インナーロータが噛み合う前記アウターロータは、
前記インナーロータを、その中心から所定距離e離間した位置を中心とした前記所定距離と同一の半径eの円Dの円周上を角速度ωで公転させると共に、公転方向とは逆の回転方向に前記公転の角速度ωの1/n倍の角速度ω/nで自転させて形成される包絡線について、
前記円Dの中心から公転開始時の前記インナーロータの中心を見た角度を公転角度0方向として、少なくとも、前記包絡線と前記公転角度0方向の軸との交差部分近傍を外径方向に変形すると共に、前記包絡線と前記インナーロータの公転角度π/(n+1)方向の軸との交差部分近傍を、前記公転角度0方向の軸との交差部分近傍における外径方向の変形よりも小さく、若しくは等しく外径方向に変形し、かつ、
公転角度0以上π/(n+1)以下で定められる領域に含まれる部分を部分包絡線として抽出し、
前記部分包絡線を前記円Dの中心を基点として公転方向に微小角度α回転すると共に、前記領域外に延出した箇所を切り取り、かつ、前記部分包絡線と前記公転角度0方向の軸との間に生じる隙間を接続して修正部分包絡線を形成し、
前記修正部分包絡線を前記公転角度0方向の軸に対して線対称に複写して部分歯形を形成し、
さらに、前記部分歯形を前記円Dの中心を基点として、角度2π/(n+1)ずつ回転複写して形成される歯形形状を有することである。
前記インナーロータと噛み合う前記アウターロータの内歯形状は、式(61)〜(65)で表されるサイクロイド曲線で形成される歯形形状の、歯溝円B1の半径RB1と歯先円B2の半径RB2とに対し、
RB1>RD3>RB2
を満足する半径RD3の円D3の外側が変形される場合は、式(66)〜(69)で形成される曲線を歯溝形状とし、
RB1>RD4>RB2 RD3≧RD4
を満足する半径RD4の円D4の内側が変形される場合は、式(70)〜(73)で形成される曲線を歯先形状とするとともに、前記インナーロータと式(74)〜(76)の関係を満足することである。
−Rb1×cos〔{(RB+Rb1)/Rb1}×θ30〕 式(61)
Y30=(RB+Rb1)sinθ30
−Rb1×sin〔{(RB+Rb1)/Rb1}×θ30〕 式(62)
X40=(RB−Rb2)cosθ40
+Rb2×cos〔{(Rb2−RB)/Rb2}×θ40〕 式(63)
Y40=(RB−Rb2)sinθ40
+Rb2×sin〔{(Rb2−RB)/Rb2}×θ40〕 式(64)
RB=(n+1)×(Rb1+Rb2) 式(65)
但し、
アウターロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交しアウターロータの中心を通る直線をY軸
RBはサイクロイド曲線の基礎円半径
Rb1はサイクロイド曲線の外転円半径
Rb2はサイクロイド曲線の内転円半径
θ30は外転円の中心とアウターロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
θ40は内転円の中心とアウターロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
(X30、Y30)は外転円によるサイクロイド曲線の座標
(X40、Y40)は内転円によるサイクロイド曲線の座標
である。
θ31=arccos(X30/R31) 式(67)
X31={(R31−RD3)×β30+RD3}×cosθ31 式(68)
Y31={(R31−RD3)×β30+RD3}×sinθ31 式(69)
但し、
R31はアウターロータの中心から座標(X30、Y30)までの距離
θ31はアウターロータの中心と座標(X30、Y30)とを通る直線がX軸となす角度
(X31、Y31)は変形後の歯溝形状の座標
β30は変形の為の修正係数
である。
θ41=arccos(X40/R41) 式(71)
X41={RD4−(RD4−R41)×β40}×cosθ41 式(72)
Y41={RD4−(RD4−R41)×β40}×sinθ41 式(73)
但し、
R41はアウターロータの中心から座標(X40、Y40)までの距離
θ41はアウターロータの中心と座標(X40、Y40)とを通る直線がX軸となす角度
(X41、Y41)は変形後の歯先形状の座標
β40は変形の為の修正係数
である。
−(RA−2×Ra2)}×β20〕/2+d10 式(74)
RB10’=3/2×〔{(RA+2×Ra1)−RD1}×β10+RD1〕−1/2
×〔RD2−{RD2−(RA−2×Ra2)}×β20〕+d20 式(75)
RB20’=[〔{(RA+2×Ra1)−RD1}×β10+RD1〕+〔RD2−
{RD2−(RA−2×Ra2)}×β20〕]/2+d30 式(76)
但し、
e10はインナーロータの中心とアウターロータの中心との距離(偏心量)
RB10’は変形後のアウターロータの歯溝円半径
RB20’は変形後のアウターロータの歯先円半径
d10、d20、d30はアウターロータがクリアランスをもって回動するための補正値
である。
前記インナーロータが噛み合う前記アウターロータは、式(81)〜(84)で表される円弧曲線で形成される歯形形状の、歯溝円B1の半径RB1と歯先円B2の半径RB2とに対し、
RB1>RD3>RB2
を満たす円D3の外側が変形される場合は、式(85)で形成される曲線を歯溝形状とし、
RB1>RD4>RB2 RD3≧RD4
を満足する半径RD4の円D4の内側が変形される場合は、式(86)〜(87)で形成される曲線を歯先形状とすることである。
X210 2+Y210 2=RL 2 式(82)
X220 2+Y220 2=RB1 2 式(83)
RB1=(3×RA1−RA2)/2+g10 式(84)
但し、
アウターロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交し、アウターロータの中心を通る直線をY軸
(X200、Y200)は歯先部を形成する円弧の座標
(X210、Y210)はその円弧が歯先部を形成する円の中心の座標
(X220、Y220)は歯溝部を形成する歯溝円B1の円弧の座標
RLはアウターロータの中心とその円弧が歯先部を形成する円の中心との距離
RB1は歯溝部を形成する歯溝円B1の半径
である。
但し、
(X230、Y230)は変形後の歯溝形状の座標
RB1'は変形後の歯溝部を形成する円弧の半径
である。
+X200×β200+g20 式(86)
Y201=(1−β200)×RD4×sinθ200
+Y200×β200+g30 式(87)
但し、
(X201、Y201)は変形後の歯先形状の座標
θ200はアウターロータの中心と点(X200、Y200)とを通る直線がX軸となす角度
β200は変形の為の修正係数
g10、g20、g30はアウターロータがクリアランスをもって回動するための補正値
である。
前記インナーロータと噛み合う前記アウターロータの内歯形状は、式(101)〜(106)で表される円弧曲線で形成される歯形形状の、歯溝円B1の半径RB1と歯先円B2の半径RB2とに対し、
RB1>RD3>RB2
を満足する半径RD3の円D3の外側が変形される場合は、式(107)〜(110)で形成される曲線を歯溝形状とし、
RB1>RD4>RB2 RD3≧RD4
を満足する半径RD4の円D4の内側が変形される場合は、式(111)〜(114)で形成される曲線を歯先形状とするとともに、前記インナーロータと式(115)〜(117)の関係を満足することである。
X80=(RB2+r80)cosθ80 式(102)
Y80=(RB2+r80)sinθ80 式(103)
X70=RB1−r70 式(104)
Y70=0 式(105)
θ80=π/(n+1) 式(106)
但し、
アウターロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交し、アウターロータの中心を通る直線をY軸
(X70、Y70)は歯溝部を形成する円弧の中心の座標
(X80、Y80)は歯先部を形成する円弧の中心の座標
r70は歯溝部を形成する円弧の半径
r80は歯先部を形成する円弧の半径
θ80は歯先部を形成する円弧の中心とアウターロータの中心とを通る直線と、歯溝部を形成する円弧の中心とアウターロータの中心とを通る直線とがなす角度
である。
θ71=arccos(X71/R71) 式(108)
X72={(R71−RD3)×β70+RD3}×cosθ71 式(109)
Y72={(R71−RD3)×β70+RD3}×sinθ71 式(110)
但し、
(X71、Y71)は歯溝部を形成する円弧上の点の座標
R71はアウターロータの中心から座標(X71、Y71)までの距離
θ71はアウターロータの中心と座標(X71、Y71)とを通る直線がX軸となす角度
(X72、Y72)は変形後の歯溝形状の座標
β70は変形の為の修正係数
である。
θ81=arccos(X81/R81) 式(112)
X82={RD4−(RD4−R81)×β80}×cosθ81 式(113)
Y82={RD4−(RD4−R81)×β80}×sinθ81 式(114)
但し、
(X81、Y81)は歯先部を形成する円弧上の点の座標
R81はアウターロータの中心から座標(X81、Y81)までの距離
θ81はアウターロータの中心と座標(X81、Y81)とを通る直線がX軸となす角度
(X82、Y82)は変形後の歯先形状の座標
β80は変形の為の修正係数
である。
−{RD2−(RD2−RA2)×β60}〕/2+d50 式(115)
RB1’=3/2〔{RA1−RD1}×β50+RD1〕
−1/2×{RD2−(RD2−RA2)×β60}+d60 式(116)
RB2’=〔{(RA1−RD1)×β50+RD1}
+{RD2−(RD2−RA2)×β60}〕/2+d70 式(117)
但し、
e50はインナーロータの中心とアウターロータの中心との距離(偏心量)
RB1’は変形後のアウターロータの歯溝円半径
RB2’は変形後のアウターロータの歯先円半径
d50、d60、d70はアウターロータがクリアランスをもって回動するための補正値
である。
RA1>RD1>RA2 式(1)
RA1>RD2>RA2 式(2)
RD1≧RD2 式(3)
式(1)を満足する半径RD1の円D1の外側にある前記歯形形状の外径方向への変形、若しくは、式(2)と式(3)とを満足する半径RD2の円D2の内側にある歯形形状の内径方向への変形、又はこれら両方の変形をしたことにより、歯数を減らすことなくオイルポンプの吐出量を増加することができる。
インナーロータを、その中心から所定距離e離間した位置を中心とした所定距離と同一の半径eの円Dの円周上を角速度ωで公転させると共に、公転方向とは逆の回転方向に公転の角速度ωの1/n倍の角速度ω/nで自転させて形成される包絡線について、円Dの中心から公転開始時のインナーロータの中心を見た角度を公転角度0方向として、少なくとも、包絡線と公転角度0方向の軸との交差部分近傍を外径方向に変形すると共に、包絡線とインナーロータの公転角度π/(n+1)方向の軸との交差部分近傍を、公転角度0方向の軸との交差部分近傍における外径方向の変形よりも小さく、若しくは等しく外径方向に変形し、かつ、
公転角度0以上π/(n+1)以下で定められる領域に含まれる部分を部分包絡線として抽出し、部分包絡線を円Dの中心を基点として公転方向に微小角度α回転すると共に、領域外に延出した箇所を切り取り、かつ、部分包絡線と公転角度0方向の軸との間に生じる隙間を接続して修正部分包絡線を形成し、
さらに、修正部分包絡線を公転角度0方向の軸に対して線対称に複写して部分歯形を形成し、部分歯形を前記円Dの中心を基点として、角度2π/(n+1)ずつ回転複写して形成されるので、変形したインナーロータと円滑に噛み合い回転することができる。
RB1>RD3>RB2
を満足する半径RD3の円D3の外側が変形される場合は歯溝形状を外径方向に変形し、
RB1>RD4>RB2 RD3≧RD4
を満足する半径RD4の円D4の内側が変形される場合は歯先形状を内径方向に変形するとともに、インナーロータとの関係式を満足することにより、変形したインナーロータと円滑に噛み合い回転することができる。
RB1>RD3>RB2
を満たす円D3の外側が変形される場合は歯溝形状を外径方向に変形し、
RB1>RD4>RB2 RD3≧RD4
を満足する半径RD4の円D4の内側が変形される場合は歯先形状を内径方向に変形することにより、変形したインナーロータと円滑に噛み合い回転することができる。
RB1>RD3>RB2
を満足する半径RD3の円D3の外側が変形される場合は歯溝形状を外径方向に変形し、
RB1>RD4>RB2 RD3≧RD4
を満足する半径RD4の円D4の内側が変形される場合は歯先形状を内径方向に変形すするとともに、インナーロータとの関係式を満足することにより、変形したインナーロータと円滑に噛み合い回転することができる。
本発明に係るオイルポンプロータの第一の実施形態を、図1〜図6に基づいて説明する。
まず、歯形形状S1を構成するサイクロイド曲線は、以下の式(4)から(8)を用いて表すことができる。
−Ra1×cos〔{(RA+Ra1)/Ra1}×θ10〕 式(4)
Y10=(RA+Ra1)×sinθ10
−Ra1×sin〔{(RA+Ra1)/Ra1}×θ10〕 式(5)
X20=(RA−Ra2)×cosθ20
+Ra2×cos〔{(Ra2−RA)/Ra2}×θ20〕 式(6)
Y20=(RA−Ra2)×sinθ20
+Ra2×sin〔{(Ra2−RA)/Ra2}×θ20〕 式(7)
RA=n×(Ra1+Ra2) 式(8)
ここで、インナーロータ10の中心O1を通る直線をX軸、X軸と直交しインナーロータ10の中心O1を通る直線をY軸とし、式(4)から(8)において、RAはサイクロイド曲線の基礎円半径、Ra1はサイクロイド曲線の外転円半径、Ra2はサイクロイド曲線の内転円半径、θ10は外転円の中心とインナーロータ10の中心O1とを通る直線がX軸となす角度、θ20は内転円の中心とインナーロータ10の中心O1とを通る直線がX軸となす角度、(X10、Y10)は外転円により形成されるサイクロイド曲線の座標、(X20、Y20)は内転円により形成されるサイクロイド曲線の座標である。
まず、円D1の外側(歯先側)では、図3(a)に示すように、以下の式(9)から(12)で表される座標(X11、Y11)により形成される曲線を変形後の歯先形状とする。
θ11=arccos(X10/R11) 式(10)
X11={(R11−RD1)×β10+RD1}×cosθ11 式(11)
Y11={(R11−RD1)×β10+RD1}×sinθ11 式(12)
ここで、R11はインナーロータ10の中心から座標(X10、Y10)までの距離、θ11はインナーロータ10の中心O1と座標(X10、Y10)とを通る直線がX軸となす角度、(X11、Y11)は変形後の歯先形状の座標、β10は変形の為の修正係数である。
R21=(X20 2+Y20 2)1/2 式(13)
θ21=arccos(X20/R21) 式(14)
X21={RD2−(RD2−R21)×β20}×cosθ21 式(15)
Y21={RD2−(RD2−R21)×β20}×sinθ21 式(16)
ここで、R21はインナーロータの中心から座標(X20、Y20)までの距離、θ21はインナーロータ10の中心O1と座標(X20、Y20)とを通る直線がX軸となす角度、(X21、Y21)は変形後の歯溝形状の座標、β20は変形の為の修正係数である。
その変形は、上述したインナーロータの場合と同様であり、以下に歯形形状S2を構成するサイクロイド曲線を表す式、及び、歯形形状S2を変形する式を示す。
まず、歯形形状S2を構成するサイクロイド曲線は、以下の式(61)から(65)で表される。
−Rb1×cos〔{(RB+Rb1)/Rb1}×θ30〕 式(61)
Y30=(RB+Rb1)sinθ30
−Rb1×sin〔{(RB+Rb1)/Rb1}×θ30〕 式(62)
X40=(RB−Rb2)cosθ40
+Rb2×cos〔{(Rb2−RB)/Rb2}×θ40〕 式(63)
Y40=(RB−Rb2)sinθ40
+Rb2×sin〔{(Rb2−RB)/Rb2}×θ40〕 式(64)
RB=(n+1)×(Rb1+Rb2) 式(65)
ここで、アウターロータ20の中心O2を通る直線をX軸、X軸と直交しアウターロータ20の中心O2を通る直線をY軸とし、式(61)から(65)において、RBはサイクロイド曲線の基礎円半径、Rb1はサイクロイド曲線の外転円半径、Rb2はサイクロイド曲線の内転円半径、θ30は外転円の中心とアウターロータ20の中心O2とを通る直線がX軸となす角度、θ40は内転円の中心とアウターロータ20の中心O2とを通る直線がX軸となす角度、(X30、Y30)は外転円によるサイクロイド曲線の座標、(X40、Y40)は内転円によるサイクロイド曲線の座標である。
まず、円D3の外側(歯溝側)では、図5(a)に示すように、以下の式(66)から(69)で形成される曲線を歯溝形状として形成される。
θ31=arccos(X30/R31) 式(67)
X31={(R31−RD3)×β30+RD3}×cosθ31 式(68)
Y31={(R31−RD3)×β30+RD3}×sinθ31 式(69)
ここで、R31はアウターロータ20の中心O2から座標(X30、Y30)までの距離、θ31はアウターロータ20の中心O2と座標(X30、Y30)とを通る直線がX軸となす角度、(X31、Y31)は変形後の歯溝形状の座標、β30は変形の為の修正係数である。
θ41=arccos(X40/R41) 式(71)
X41={RD4−(RD4−R41)×β40}×cosθ41 式(72)
Y41={RD4−(RD4−R41)×β40}×sinθ41 式(73)
ここで、R41はアウターロータ20の中心O2から座標(X40、Y40)までの距離、θ41はアウターロータ20の中心O2と座標(X40、Y40)とを通る直線がX軸となす角度、(X41、Y41)は変形後の歯先形状の座標、β40は変形の為の修正係数である。
−(RA−2×Ra2)}×β20〕/2+d10 式(74)
RB10’=3/2×〔{(RA+2×Ra1)−RD1}×β10+RD1〕−1/2
×〔RD2−{RD2−(RA−2×Ra2)}×β20〕+d20 式(75)
RB20’=[〔{(RA+2×Ra1)−RD1}×β10+RD1〕+〔RD2−
{RD2−(RA−2×Ra2)}×β20〕]/2+d30 式(76)
ここで、e10はインナーロータ10の中心O1とアウターロータ20の中心O2との距離(偏心量)、RB10’は変形後のアウターロータ20の歯溝円半径、RB20’は変形後のアウターロータ20の歯先円半径であり、d10、d20、d30はアウターロータ20がクリアランスをもって回動するための補正値である。
本発明に係るオイルポンプロータの第二の実施形態を、図7〜図11に基づいて説明する。
図9(a)において、歯形形状S1を形成する周知のトロコイド曲線上に中心を有する円弧群の包絡線は、以下の式(21)から(26)で表される。
Y100=(RH+RI)×sinθ100−eK×sinθ101 式(22)
θ101=(n+1)×θ100 式(23)
RH=n×RI 式(24)
X101=X100±RJ/{1+(dX100/dY100)2}1/2 式(25)
Y101=Y100±RJ/{1+(dY100/dX100)2}1/2 式(26)
ここで、インナーロータ10の中心O1を通る直線をX軸、X軸と直交しインナーロータ10の中心O1を通る直線をY軸とし、式(21)から(26)において、(X100,Y100)はトロコイド曲線上の座標、RHはトロコイド基礎円の半径、RIはトロコイド創成転円の半径、eKはトロコイド創成転円の中心OTとトロコイド曲線を創成する点との距離、θ100はトロコイド創成転円の中心OTとインナーロータ10の中心O1とを通る直線がX軸となす角度、θ101はトロコイド創成転円の中心OTとトロコイド曲線を創成する点とを通る直線がX軸となす角度、(X101,Y101)は包絡線上の座標、RJは包絡線を形成する円弧CEの半径である。
θ102=arccos(X101/R11) 式(28)
X102={(R11−RD1)×β100+RD1}×cosθ102 式(29)
Y102={(R11−RD1)×β100+RD1}×sinθ102 式(30)
ここで、R11はインナーロータ10の中心O1から座標(X101、Y101)までの距離、θ102はインナーロータ10の中心O1と座標(X101、Y101)とを通る直線がX軸となす角度、(X102、Y102)は変形後の歯先形状の座標、β100は変形の為の修正係数である。
θ103=arccos(X101/R21) 式(32)
X103={RD2−(RD2−R21)×β101}×cosθ103 式(33)
Y103={RD2−(RD2−R21)×β101}×sinθ103 式(34)
ここで、R21はインナーロータ10の中心O1から座標(X101、Y101)までの距離、θ103はインナーロータ10の中心O1と座標(X101、Y101)とを通る直線がX軸となす角度、(X103、Y103)は変形後の歯溝形状の座標、β101は変形の為の修正係数である。
図11(a)において、歯形形状S2を構成する円弧曲線は、以下の式(81)から(84)で表される。
X210 2+Y210 2=RL 2 式(82)
X220 2+Y220 2=RB1 2 式(83)
RB1=(3×RA1−RA2)/2+g10 式(84)
ここで、アウターロータ20の中心O2を通る直線をX軸、X軸と直交し、アウターロータ20の中心O2を通る直線をY軸とし、式(81)から(84)において、(X200、Y200)は歯先部を形成する円弧の座標、(X210、Y210)はその円弧が歯先部を形成する円の中心の座標、(X220、Y220)は歯溝部を形成する歯溝円B1の円弧の座標、RLはアウターロータの中心とその円弧が歯先部を形成する円の中心との距離、RB1は歯溝部を形成する歯溝円B1の半径、g10はアウターロータがクリアランスをもって回動するための補正値である。
ここで、(X230、Y230)は変形後の歯溝形状の座標、RB1'は変形後の歯溝部を形成する円弧の半径である。
+X200×β200+g20 式(86)
Y201=(1−β200)×RD4×sinθ200
+Y200×β200+g30 式(87)
ここで、(X201、Y201)は変形後の歯先形状の座標、θ200はアウターロータ20の中心O2と点(X200、Y200)とを通る直線がX軸となす角度、β200は変形の為の修正係数であり、g20、g30はアウターロータがクリアランスをもって回動するための補正値である。
本発明に係るオイルポンプロータの第三の実施形態を、図12〜図16に基づいて説明する。
図14(a)において、歯形形状S1を構成する円弧曲線は、以下の式(41)から(46)で表される。
X60=(RA2+r60)cosθ60 式(42)
Y60=(RA2+r60)sinθ60 式(43)
X50=RA1−r50 式(44)
Y50=0 式(45)
θ60=π/n 式(46)
ここで、インナーロータ10の中心O1を通る直線をX軸、X軸と直交し、インナーロータ10の中心O1を通る直線をY軸とし、(X50、Y50)は歯先部を形成する円弧の中心の座標、(X60、Y60)は歯溝部を形成する円弧の中心の座標、r50は歯先部を形成する円弧の半径、r60は歯溝部を形成する円弧の半径、θ60は歯先部を形成する円弧の中心とインナーロータ10の中心O1とを通る直線と、歯溝部を形成する円弧の中心とインナーロータ10の中心O1とを通る直線とがなす角度である。
θ51=arccos(X51/R51) 式(48)
X52={(R51−RD1)×β50+RD1}×cosθ51 式(49)
Y52={(R51−RD1)×β50+RD1}×sinθ51 式(50)
ここで、(X51、Y51)は歯先部を形成する円弧上の点の座標、R51はインナーロータ10の中心O1から座標(X51、Y51)までの距離、θ51はインナーロータ10の中心O1と座標(X51、Y51)とを通る直線がX軸となす角度、(X52、Y52)は変形後の歯先形状の座標、β50は変形の為の修正係数である。
θ61=arccos(X61/R61) 式(52)
X62={RD2−(RD2−R61)×β60}×cosθ61 式(53)
Y62={RD2−(RD2−R61)×β60}×sinθ61 式(54)
ここで、(X61、Y61)は歯溝部を形成する円弧上の点の座標、R61はインナーロータ10の中心O1から座標(X61、Y61)までの距離、θ61はインナーロータ10の中心O1と座標(X61、Y61)とを通る直線がX軸となす角度、(X62、Y62)は変形後の歯溝形状の座標、β60は変形の為の修正係数である。
図16(a)において、歯形形状S2を構成する円弧曲線は、以下の式(101)から(106)で表される。
X80=(RB2+r80)cosθ80 式(102)
Y80=(RB2+r80)sinθ80 式(103)
X70=RB1−r70 式(104)
Y70=0 式(105)
θ80=π/(n+1) 式(106)
ここで、アウターロータ20の中心O2を通る直線をX軸、X軸と直交し、アウターロータ20の中心O2を通る直線をY軸とし、(X70、Y70)は歯溝部を形成する円弧の中心の座標、(X80、Y80)は歯先部を形成する円弧の中心の座標、r70は歯溝部を形成する円弧の半径、r80は歯先部を形成する円弧の半径、θ80は歯先部を形成する円弧の中心とアウターロータ20の中心O2とを通る直線と、歯溝部を形成する円弧の中心とアウターロータ20の中心O2とを通る直線とがなす角度である。
θ71=arccos(X71/R71) 式(108)
X72={(R71−RD3)×β70+RD3}×cosθ71 式(109)
Y72={(R71−RD3)×β70+RD3}×sinθ71 式(110)
ここで、(X71、Y71)は歯溝部を形成する円弧上の点の座標、R71はアウターロータ20の中心O2から座標(X71、Y71)までの距離、θ71はアウターロータ20の中心O2と座標(X71、Y71)とを通る直線がX軸となす角度、(X72、Y72)は変形後の歯溝形状の座標、β70は変形の為の修正係数である。
θ81=arccos(X81/R81) 式(112)
X82={RD4−(RD4−R81)×β80}×cosθ81 式(113)
Y82={RD4−(RD4−R81)×β80}×sinθ81 式(114)
ここで、(X81、Y81)は歯先部を形成する円弧上の点の座標、R81はアウターロータ20の中心O2から座標(X81、Y81)までの距離、θ81はアウターロータ20の中心O2と座標(X81、Y81)とを通る直線がX軸となす角度、(X82、Y82)は変形後の歯先形状の座標、β80は変形の為の修正係数である。
−{RD2−(RD2−RA2)×β60}〕/2+d50 式(115)
RB1’=3/2〔{RA1−RD1}×β50+RD1〕
−1/2×{RD2−(RD2−RA2)×β60}+d60 式(116)
RB2’=〔{(RA1−RD1)×β50+RD1}
+{RD2−(RD2−RA2)×β60}〕/2+d70 式(117)
ここで、e50はインナーロータの中心O1とアウターロータの中心O2との距離(偏心量)、RB1’は変形後のアウターロータ20の歯溝円半径、RB2’は変形後のアウターロータ20の歯先円半径であり、d50、d60、d70はアウターロータ20がクリアランスをもって回動するための補正値である。
本発明に係るオイルポンプロータの第四の実施形態を図17に示す。
図18(a)に示すように、まず、インナーロータ10の中心O1を通る直線をX軸、X軸と直交しインナーロータ10の中心O1を通る直線をY軸、インナーロータ10の中心O1を原点とする。また、インナーロータ10の中心O1から所定距離e離間した位置として座標(e,0)をとり、この座標(e,0)を中心とした半径eの円を円Dとする。
上述した第一から第三の実施形態においては、インナーロータ10及びアウターロータ20の歯先側及び歯溝側の両方を変形するように構成したが、インナーロータの歯先側又は歯溝側のいずれか一方を変形して、アウターロータについてもこれに合わせて変形するような構成としても良い。また、上述した第四の実施形態においては、インナーロータ10の歯溝側だけを変形する構成としたが、歯先側、又は歯先側及び歯溝側の両方を変形する構成としても良い。
11 外歯
20 アウターロータ
21 内歯
30 セル
40 吸入ポート
41 吐出ポート
50 ケーシング
Claims (9)
- n(nは自然数)枚の外歯が形成されたインナーロータと、
前記外歯と噛み合う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、前記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であって、
前記インナーロータの外歯形状は、数学曲線によって形成された歯形形状の歯先円A1の半径RA1と歯溝円A2の半径RA2とに対し、
RA1>RD1>RA2 式(1)
RA1>RD2>RA2 式(2)
RD1≧RD2 式(3)
式(1)を満足する半径RD1の円D1の外側で前記歯形形状が外径方向に変形し、若しくは、式(2)と式(3)とを満足する半径RD2の円D2の内側で前記歯形形状が内径方向に変形したことを特徴とするオイルポンプロータ。 - n(nは自然数)枚の外歯が形成されたインナーロータと、
前記外歯と噛み合う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、前記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であって、
前記インナーロータの外歯形状は、数学曲線によって形成された歯形形状の歯先円A1の半径RA1と歯溝円A2の半径RA2とに対し、
RA1>RD1>RA2 式(1)
RA1>RD2>RA2 式(2)
RD1≧RD2 式(3)
式(1)を満足する半径RD1の円D1の外側では前記歯形形状は外径方向に変形し、式(2)と式(3)とを満足する半径RD2の円D2の内側では前記歯形形状は内径方向に変形したことを特徴とするオイルポンプロータ。 - 請求項1又は2において、
前記数学曲線は、式(4)〜(8)で表されるサイクロイド曲線であって、前記インナーロータの外歯形状は、前記円D1の外側が変形される場合は、式(9)〜(12)で形成される座標を歯先形状とし、前記円D2の内側が変形される場合は、式(13)〜(16)で形成される座標を歯溝形状として形成されていることを特徴とするオイルポンプロータ。
X10=(RA+Ra1)×cosθ10
−Ra1×cos〔{(RA+Ra1)/Ra1}×θ10〕 式(4)
Y10=(RA+Ra1)×sinθ10
−Ra1×sin〔{(RA+Ra1)/Ra1}×θ10〕 式(5)
X20=(RA−Ra2)×cosθ20
+Ra2×cos〔{(Ra2−RA)/Ra2}×θ20〕 式(6)
Y20=(RA−Ra2)×sinθ20
+Ra2×sin〔{(Ra2−RA)/Ra2}×θ20〕 式(7)
RA=n×(Ra1+Ra2) 式(8)
但し、
インナーロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交しインナーロータの中心を通る直線をY軸
RAはサイクロイド曲線の基礎円半径
Ra1はサイクロイド曲線の外転円半径
Ra2はサイクロイド曲線の内転円半径
θ10は外転円の中心とインナーロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
θ20は内転円の中心とインナーロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
(X10、Y10)は外転円により形成されるサイクロイド曲線の座標
(X20、Y20)は内転円により形成されるサイクロイド曲線の座標
である。
R11=(X10 2+Y10 2)1/2 式 (9)
θ11=arccos(X10/R11) 式(10)
X11={(R11−RD1)×β10+RD1}×cosθ11 式(11)
Y11={(R11−RD1)×β10+RD1}×sinθ11 式(12)
但し、
R11はインナーロータの中心から座標(X10、Y10)までの距離
θ11はインナーロータの中心と座標(X10、Y10)とを通る直線がX軸となす角度
(X11、Y11)は変形後の歯先形状の座標
β10は変形の為の修正係数
である。
R21=(X20 2+Y20 2)1/2 式(13)
θ21=arccos(X20/R21) 式(14)
X21={RD2−(RD2−R21)×β20}×cosθ21 式(15)
Y21={RD2−(RD2−R21)×β20}×sinθ21 式(16)
但し、
R21はインナーロータの中心から座標(X20、Y20)までの距離
θ21はインナーロータの中心と座標(X20、Y20)とを通る直線がX軸となす角度
(X21、Y21)は変形後の歯溝形状の座標
β20は変形の為の修正係数
である。 - 請求項1又は2において、
前記数学曲線は、式(21)〜(26)によって決定されるトロコイド曲線上に中心を有する円弧E群の包絡線であって、前記インナーロータの外歯形状は、前記歯先円A1と前記歯溝円A2とに対し、前記円D1の外側が変形される場合は、式(27)〜(30)で形成される座標を歯先形状とし、前記円D2の内側が変形される場合は、式(31)〜(34)で形成される座標を歯溝形状として形成されていることを特徴とするオイルポンプロータ。
X100=(RH+RI)×cosθ100−eK×cosθ101 式(21)
Y100=(RH+RI)×sinθ100−eK×sinθ101 式(22)
θ101=(n+1)×θ100 式(23)
RH=n×RI 式(24)
X101=X100±RJ/{1+(dX100/dY100)2}1/2 式(25)
Y101=Y100±RJ/{1+(dY100/dX100)2}1/2 式(26)
但し、
インナーロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交しインナーロータの中心を通る直線をY軸
(X100,Y100)はトロコイド曲線上の座標
RHはトロコイド基礎円の半径
RIはトロコイド創成転円の半径
eKはトロコイド創成転円の中心とトロコイド曲線を創成する点との距離
θ100はトロコイド創成転円の中心とインナーロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
θ101はトロコイド創成転円の中心とトロコイド曲線を創成する点とを通る直線がX軸となす角度
(X101,Y101)は包絡線上の座標
RJは包絡線を形成する円弧Eの半径
である。
R11=(X101 2+Y101 2)1/2 式(27)
θ102=arccos(X101/R11) 式(28)
X102={(R11−RD1)×β100+RD1}×cosθ102 式(29)
Y102={(R11−RD1)×β100+RD1}×sinθ102 式(30)
但し、
R11はインナーロータの中心から座標(X101、Y101)までの距離
θ102はインナーロータの中心と座標(X101、Y101)とを通る直線がX軸となす角度
(X102、Y102)は変形後の歯先形状の座標
β100は変形の為の修正係数
である。
R21=(X101 2+Y101 2)1/2 式(31)
θ103=arccos(X101/R21) 式(32)
X103={RD2−(RD2−R21)×β101}×cosθ103 式(33)
Y103={RD2−(RD2−R21)×β101}×sinθ103 式(34)
但し、
R21はインナーロータの中心から座標(X101、Y101)までの距離
θ103はインナーロータの中心と座標(X101、Y101)とを通る直線がX軸となす角度
(X103、Y103)は変形後の歯溝形状の座標
β101は変形の為の修正係数
である。 - 請求項1又は2において、
前記数学曲線は、歯先部と歯溝部とが互いに接する二つの円弧によって形成され、式(41)〜(46)で表される円弧曲線あって、前記インナーロータの外歯形状は、前記円D1の外側が変形される場合は、式(47)〜(50)で形成される座標を歯先形状とし、前記円D2の内側が変形される場合は、式(51)〜(54)で形成される座標を歯溝形状として形成されていることを特徴とするオイルポンプロータ。
(X50−X60)2+(Y50−Y60)2=(r50+r60)2 式(41)
X60=(RA2+r60)cosθ60 式(42)
Y60=(RA2+r60)sinθ60 式(43)
X50=RA1−r50 式(44)
Y50=0 式(45)
θ60=π/n 式(46)
但し、
インナーロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交し、前記インナーロータの中心を通る直線をY軸
(X50、Y50)は歯先部を形成する円弧の中心の座標
(X60、Y60)は歯溝部を形成する円弧の中心の座標
r50は歯先部を形成する円弧の半径
r60は歯溝部を形成する円弧の半径
θ60は歯先部を形成する円弧の中心とインナーロータの中心とを通る直線と、歯溝部を形成する円弧の中心とインナーロータの中心とを通る直線とがなす角度
である。
R51=(X51 2+Y51 2)1/2 式(47)
θ51=arccos(X51/R51) 式(48)
X52={(R51−RD1)×β50+RD1}×cosθ51 式(49)
Y52={(R51−RD1)×β50+RD1}×sinθ51 式(50)
但し、
(X51、Y51)は歯先部を形成する円弧上の点の座標
R51インナーロータの中心から座標(X51、Y51)までの距離
θ51はインナーロータの中心と座標(X51、Y51)とを通る直線がX軸となす角度
(X52、Y52)は変形後の歯先形状の座標
β50は変形の為の修正係数
である。
R61=(X61 2+Y61 2)1/2 式(51)
θ61=arccos(X61/R61) 式(52)
X62={RD2−(RD2−R61)×β60}×cosθ61 式(53)
Y62={RD2−(RD2−R61)×β60}×sinθ61 式(54)
但し、
(X61、Y61)は歯溝部を形成する円弧上の点の座標
R61はインナーロータの中心から座標(X61、Y61)までの距離
θ61はインナーロータの中心と座標(X61、Y61)とを通る直線がX軸となす角度
(X62、Y62)は変形後の歯溝形状の座標
β60は変形の為の修正係数
である。 - 請求項1又は2において、前記インナーロータが噛み合う前記アウターロータは、
前記インナーロータを、その中心から所定距離e離間した位置を中心とした前記所定距離と同一の半径eの円Dの円周上を角速度ωで公転させると共に、公転方向とは逆の回転方向に前記公転の角速度ωの1/n倍の角速度ω/nで自転させて形成される包絡線について、
前記円Dの中心から公転開始時の前記インナーロータの中心を見た角度を公転角度0方向として、少なくとも、前記包絡線と前記公転角度0方向の軸との交差部分近傍を外径方向に変形すると共に、前記包絡線と前記インナーロータの公転角度π/(n+1)方向の軸との交差部分近傍を、前記公転角度0方向の軸との交差部分近傍における外径方向の変形よりも小さく、若しくは等しく外径方向に変形し、かつ、
公転角度0以上π/(n+1)以下で定められる領域に含まれる部分を部分包絡線として抽出し、
前記部分包絡線を前記円Dの中心を基点として公転方向に微小角度α回転すると共に、前記領域外に延出した箇所を切り取り、かつ、前記部分包絡線と前記公転角度0方向の軸との間に生じる隙間を接続して修正部分包絡線を形成し、
前記修正部分包絡線を前記公転角度0方向の軸に対して線対称に複写して部分歯形を形成し、
さらに、前記部分歯形を前記円Dの中心を基点として、角度2π/(n+1)ずつ回転複写して形成される歯形形状を有する。 - 請求項3において、
前記インナーロータと噛み合う前記アウターロータの内歯形状は、式(61)〜(65)で表されるサイクロイド曲線で形成される歯形形状の、歯溝円B1の半径RB1と歯先円B2の半径RB2とに対し、
RB1>RD3>RB2
を満足する半径RD3の円D3の外側が変形される場合は、式(66)〜(69)で形成される曲線を歯溝形状とし、
RB1>RD4>RB2 RD3≧RD4
を満足する半径RD4の円D4の内側が変形される場合は、式(70)〜(73)で形成される曲線を歯先形状とするとともに、前記インナーロータと式(74)〜(76)の関係を満足することを特徴とするオイルポンプロータ。
X30=(RB+Rb1)cosθ30
−Rb1×cos〔{(RB+Rb1)/Rb1}×θ30〕 式(61)
Y30=(RB+Rb1)sinθ30
−Rb1×sin〔{(RB+Rb1)/Rb1}×θ30〕 式(62)
X40=(RB−Rb2)cosθ40
+Rb2×cos〔{(Rb2−RB)/Rb2}×θ40〕 式(63)
Y40=(RB−Rb2)sinθ40
+Rb2×sin〔{(Rb2−RB)/Rb2}×θ40〕 式(64)
RB=(n+1)×(Rb1+Rb2) 式(65)
但し、
アウターロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交しアウターロータの中心を通る直線をY軸
RBはサイクロイド曲線の基礎円半径
Rb1はサイクロイド曲線の外転円半径
Rb2はサイクロイド曲線の内転円半径
θ30は外転円の中心とアウターロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
θ40は内転円の中心とアウターロータの中心とを通る直線がX軸となす角度
(X30、Y30)は外転円によるサイクロイド曲線の座標
(X40、Y40)は内転円によるサイクロイド曲線の座標
である。
R31=(X30 2+Y30 2)1/2 式(66)
θ31=arccos(X30/R31) 式(67)
X31={(R31−RD3)×β30+RD3}×cosθ31 式(68)
Y31={(R31−RD3)×β30+RD3}×sinθ31 式(69)
但し、
R31はアウターロータの中心から座標(X30、Y30)までの距離
θ31はアウターロータの中心と座標(X30、Y30)とを通る直線がX軸となす角度
(X31、Y31)は変形後の歯溝形状の座標
β30は変形の為の修正係数
である。
R41=(X40 2+Y40 2)1/2 式(70)
θ41=arccos(X40/R41) 式(71)
X41={RD4−(RD4−R41)×β40}×cosθ41 式(72)
Y41={RD4−(RD4−R41)×β40}×sinθ41 式(73)
但し、
R41はアウターロータの中心から座標(X40、Y40)までの距離
θ41はアウターロータの中心と座標(X40、Y40)とを通る直線がX軸となす角度
(X41、Y41)は変形後の歯先形状の座標
β40は変形の為の修正係数
である。
e10=〔{(RA+2×Ra1)−RD1}×β10+RD1〕−〔RD2−{RD2
−(RA−2×Ra2)}×β20〕/2+d10 式(74)
RB10’=3/2×〔{(RA+2×Ra1)−RD1}×β10+RD1〕−1/2
×〔RD2−{RD2−(RA−2×Ra2)}×β20〕+d20 式(75)
RB20’=[〔{(RA+2×Ra1)−RD1}×β10+RD1〕+〔RD2−
{RD2−(RA−2×Ra2)}×β20〕]/2+d30 式(76)
但し、
e10はインナーロータの中心とアウターロータの中心との距離(偏心量)
RB10’は変形後のアウターロータの歯溝円半径
RB20’は変形後のアウターロータの歯先円半径
d10、d20、d30はアウターロータがクリアランスをもって回動するための補正値
である。 - 請求項4において、
前記インナーロータが噛み合う前記アウターロータは、式(81)〜(84)で表される円弧曲線で形成される歯形形状の、歯溝円B1の半径RB1と歯先円B2の半径RB2とに対し、
RB1>RD3>RB2
を満たす円D3の外側が変形される場合は、式(85)で形成される曲線を歯溝形状とし、
RB1>RD4>RB2 RD3≧RD4
を満足する半径RD4の円D4の内側が変形される場合は、式(86)〜(87)で形成される曲線を歯先形状とすることを特徴とするオイルポンプロータ。
(X200−X210)2+(Y200−Y210)2=RJ 2 式(81)
X210 2+Y210 2=RL 2 式(82)
X220 2+Y220 2=RB1 2 式(83)
RB1=(3×RA1−RA2)/2+g10 式(84)
但し、
アウターロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交し、アウターロータの中心を通る直線をY軸
(X200、Y200)は歯先部を形成する円弧の座標
(X210、Y210)はその円弧が歯先部を形成する円の中心の座標
(X220、Y220)は歯溝部を形成する歯溝円B1の円弧の座標
RLはアウターロータの中心とその円弧が歯先部を形成する円の中心との距離
RB1は歯溝部を形成する歯溝円B1の半径
である。
X230 2+Y230 2=RB1'2 式(85)
但し、
(X230、Y230)は変形後の歯溝形状の座標
RB1'は変形後の歯溝部を形成する円弧の半径
である。
X201=(1−β200)×RD4×cosθ200
+X200×β200+g20 式(86)
Y201=(1−β200)×RD4×sinθ200
+Y200×β200+g30 式(87)
但し、
(X201、Y201)は変形後の歯先形状の座標
θ200はアウターロータの中心と点(X200、Y200)とを通る直線がX軸となす角度
β200は変形の為の修正係数
g10、g20、g30はアウターロータがクリアランスをもって回動するための補正値
である。 - 請求項5において、
前記インナーロータと噛み合う前記アウターロータの内歯形状は、式(101)〜(106)で表される円弧曲線で形成される歯形形状の、歯溝円B1の半径RB1と歯先円B2の半径RB2とに対し、
RB1>RD3>RB2
を満足する半径RD3の円D3の外側が変形される場合は、式(107)〜(110)で形成される曲線を歯溝形状とし、
RB1>RD4>RB2 RD3≧RD4
を満足する半径RD4の円D4の内側が変形される場合は、式(111)〜(114)で形成される曲線を歯先形状とするとともに、前記インナーロータと式(115)〜(117)の関係を満足することを特徴とするオイルポンプロータ。
(X70−X80)2+(Y70−Y80)2=(r70+r80)2 式(101)
X80=(RB2+r80)cosθ80 式(102)
Y80=(RB2+r80)sinθ80 式(103)
X70=RB1−r70 式(104)
Y70=0 式(105)
θ80=π/(n+1) 式(106)
但し、
アウターロータの中心を通る直線をX軸
X軸と直交し、アウターロータの中心を通る直線をY軸
(X70、Y70)は歯溝部を形成する円弧の中心の座標
(X80、Y80)は歯先部を形成する円弧の中心の座標
r70は歯溝部を形成する円弧の半径
r80は歯先部を形成する円弧の半径
θ80は歯先部を形成する円弧の中心とアウターロータの中心とを通る直線と、歯溝部を形成する円弧の中心とアウターロータの中心とを通る直線とがなす角度
である。
R71=(X71 2+Y71 2)1/2 式(107)
θ71=arccos(X71/R71) 式(108)
X72={(R71−RD3)×β70+RD3}×cosθ71 式(109)
Y72={(R71−RD3)×β70+RD3}×sinθ71 式(110)
但し、
(X71、Y71)は歯溝部を形成する円弧上の点の座標
R71はアウターロータの中心から座標(X71、Y71)までの距離
θ71はアウターロータの中心と座標(X71、Y71)とを通る直線がX軸となす角度
(X72、Y72)は変形後の歯溝形状の座標
β70は変形の為の修正係数
である。
R81=(X81 2+Y81 2)1/2 式(111)
θ81=arccos(X81/R81) 式(112)
X82={RD4−(RD4−R81)×β80}×cosθ81 式(113)
Y82={RD4−(RD4−R81)×β80}×sinθ81 式(114)
但し、
(X81、Y81)は歯先部を形成する円弧上の点の座標
R81はアウターロータの中心から座標(X81、Y81)までの距離
θ81はアウターロータの中心と座標(X81、Y81)とを通る直線がX軸となす角度
(X82、Y82)は変形後の歯先形状の座標
β80は変形の為の修正係数
である。
e50=〔{(RA1−RD1)×β50+RD1}
−{RD2−(RD2−RA2)×β60}〕/2+d50 式(115)
RB1’=3/2〔{RA1−RD1}×β50+RD1〕
−1/2×{RD2−(RD2−RA2)×β60}+d60 式(116)
RB2’=〔{(RA1−RD1)×β50+RD1}
+{RD2−(RD2−RA2)×β60}〕/2+d70 式(117)
但し、
e50はインナーロータの中心とアウターロータの中心との距離(偏心量)
RB1’は変形後のアウターロータの歯溝円半径
RB2’は変形後のアウターロータの歯先円半径
d50、d60、d70はアウターロータがクリアランスをもって回動するための補正値
である。
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