JP2015200302A - オイルポンプにおけるロータ及び駆動軸並びにその組付け法 - Google Patents
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Abstract
【目的】組付を簡単且つ効率的に行うことができ、強度及び剛性に優れたオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸並びにその組付け法とすること。
【構成】第1インナ−ロータ2と第2インナ−ロータ4における外歯21,41の数,第1固定孔22の嵌合溝22aと第1固定部11の嵌合歯11aの数、第2固定孔42の嵌合溝42aと第2固定部12の嵌合歯12aの数は全て同一とし、且つ周方向における配置構成とはそれぞれ一致させること。第1インナ−ロータ2及び第2インナ−ロータ4のそれぞれの嵌合溝22a,42aはそれぞれの外歯21,41の先端領域21a,41a内に対応する位置とすること。第1固定部11と、第2固定部12の周方向における位相をずらして位相差が設けられること。
【選択図】 図1
【構成】第1インナ−ロータ2と第2インナ−ロータ4における外歯21,41の数,第1固定孔22の嵌合溝22aと第1固定部11の嵌合歯11aの数、第2固定孔42の嵌合溝42aと第2固定部12の嵌合歯12aの数は全て同一とし、且つ周方向における配置構成とはそれぞれ一致させること。第1インナ−ロータ2及び第2インナ−ロータ4のそれぞれの嵌合溝22a,42aはそれぞれの外歯21,41の先端領域21a,41a内に対応する位置とすること。第1固定部11と、第2固定部12の周方向における位相をずらして位相差が設けられること。
【選択図】 図1
Description
本発明は、自動車のエンジン,トランスミッション等にオイルを送るための内接式のロータを軸方向に複数備えた多列式且つポンプ同士を並列接続又は直列接続としたポンプ等に組み込まれるロータ及び駆動軸の組付けを簡単且つ効率的に行うことができ、強度及び剛性に優れたオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸並びにその組付け法に関する。
従来、内接式のロータを軸方向に複数備えた多列式且つポンプ同士を並列接続又は直列接続としたオイルポンプが種々開発されている。このオイルポンプでは、一つの駆動軸に2又はそれ以上の列のロータが装着されている。ロータは内接歯車タイプのものであって、一般的にはトロコイドタイプのものである。
その一例として特許文献1(特開2006−132342号公報)が存在する。特許文献1には、2連のフィードポンプと4連のスカベンジングポンプとが存在する。特許文献1では、一つの駆動軸のセレーション部に複数の内接歯車式ロータが装着されている。特にセレーション部には、内接歯車式ロータのインナ−ロータが装着されているが、これらのインナ−ロータは、全て歯数が同数である。
また、一般的に駆動軸の回転により、該駆動軸に軸方向に装着された複数の内接歯車式ロータが回転したときに、ポンプの脈動又は振動を抑えるために、インナ−ロータの周方向における位相をずらすようにしている。位相のずれの量は、インナ−ロータの歯数によって決定されるものであるが、具体的にはある一つのインナ−ロータの歯の形成位置と、別のインナ−ロータの歯の形成位置とが一致しないようにしてあり、通常では隣接する歯と歯の中間つまり半歯分だけずれる構成とすることが多い。
ところで、駆動軸に装着された複数の内接歯車式ロータにおける位相のずれを設定する場合には可能な限り正確にしなければならない。さらに、駆動軸のセレーション部は、特許文献1に見られるように、多数の歯から構成されている。同様にインナ−ロータの軸孔にも多数の歯からなるセレーション部に歯合できるように、セレーション部の歯と同数となる多数の歯が前記軸孔に形成されている。
上記のように歯数の多いセレーション部(或いはスプライン)と、これと同数の歯数を有するインナ−ロータのセレーション孔によって、駆動軸と、内接歯車式ロータのインナ−ロータとの組付作業においては、以下のような問題点が生じる。ある一つのインナ−ロータの装着状態に対して、適正な位相のズレを有して軸方向隣のインナ−ロータを装着するのは、目的とする位相のズレに近い水準となるように組み付けることは容易にできる。
しかし、その位相のズレにおいて、目的とした量を極めて正確となるようにインナ−ロータを駆動軸に装着する作業を行う場合に、たとえば、セレーション部が一歯分ずれただけでも、正確な装着はできないものである。前述したように、セレーション部には、極めて多数の歯が存在しているので、正確な装着は極めて大変面倒な作業となり、作業効率を低下させるという問題点が存在している。
本発明の目的(解決しようとする技術的課題)は、内接式のロータを軸方向に複数備えた多列式且つポンプ同士を並列接続又は直列接続としたオイルポンプにおいて、駆動軸に装着する複数の内接歯車式ロータの複数のインナ−ロータを容易に正確に装着し、且つ極めて少ない工程にて装着し、作業効率を向上させることにある。
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意,研究を重ねた結果、請求項1の発明を、内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成された第1固定孔を有する第1インナ−ロータと、内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成された第2固定孔を有する第2インナ−ロータと、前記第1固定孔の前記嵌合溝と嵌合する嵌合歯が形成された第1固定部と、前記第2固定孔の前記嵌合溝と嵌合する嵌合歯が形成された第2固定部とが形成された駆動軸とからなり、前記第1インナ−ロータと前記第2インナ−ロータにおける前記外歯の数,前記第1固定孔の嵌合溝と前記第1固定部の嵌合歯の数、前記第2固定孔の嵌合溝と前記第2固定部の嵌合歯の数は全て同数とし、前記第1インナ−ロータにおける外歯と前記嵌合溝との周方向における配置構成と、前記第2インナ−ロータにおける外歯と前記嵌合溝との周方向における配置構成とはそれぞれ一致させ、前記第1インナ−ロータ及び前記第2インナ−ロータのそれぞれの前記嵌合溝はそれぞれの前記外歯の先端領域内に対応する位置とし、前記第1固定部と、前記第2固定部の周方向における位相をずらして位相差が設けられる構成としたオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸としたことにより、上記課題を解決した。
請求項2の発明を、請求項1において、前記第1インナ−ロータ及び前記第2インナ−ロータの外歯の数は奇数としてなるオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸としたことにより、上記課題を解決した。
請求項3の発明を、内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成された第1固定孔を有する第1インナ−ロータと、内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成された第2固定孔を有する第2インナ−ロータと、前記第1固定孔の前記嵌合溝と嵌合する嵌合歯が形成された第1固定部と、前記第2固定孔の前記嵌合溝と嵌合する嵌合歯が形成された第2固定部とが形成された駆動軸とからなり、前記第1インナ−ロータと前記第2インナ−ロータにおける前記外歯の数,前記第1固定孔の嵌合溝と前記第1固定部の嵌合歯の数、前記第2固定孔の嵌合溝と前記第2固定部の嵌合歯の数は全て同数とし、前記第1インナ−ロータ及び前記第2インナ−ロータのそれぞれの前記嵌合溝はそれぞれの前記外歯の先端領域内に対応する位置とし、前記第1インナ−ロータの前記第1固定孔に前記駆動軸の前記第1固定部を挿入させると共に前記駆動軸の軸芯と前記第1インナ−ロータの各外歯先端までの距離の最大寸法と最小寸法との差を求め、次いで前記第1インナ−ロータを前記第1固定部から外すと共に前記第1インナ−ロータの前記嵌合溝と前記駆動軸の第1固定部の嵌合歯とを周方向にずらして前記第1固定孔に前記第1固定部を挿入させ、前記駆動軸の軸芯と前記第1インナ−ロータの各外歯先端までの距離の最大寸法と最小寸法との差を求め、これを繰り返し行い、最大寸法と最小寸法の差が最小となる装着状態を第1インナ−ロータと第1固定部との組付けとし、前記第2インナ−ロータと前記第2固定部についても前記第1インナ−ロータと前記第1固定部と同様の手順にて組み付けられてなるオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸の組付け法としたことにより、上記課題を解決した。
請求項4の発明を、請求項1又は2において、前記第1固定孔及び前記第2固定孔は、同一且つ4以上の面からなる正多角形孔にすると共に該正多角形孔の周方向の各角部箇所を前記嵌合溝とし、前記第1固定部は前記第1固定孔と、前記第2固定部は前記第1固定孔にそれぞれ挿入可能な同一の正多角形軸にすると共に該正多角形軸の各角部箇所を前記嵌合歯としてなるオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸としたことにより、上記課題を解決した。請求項5の発明を、請求項4において、前記第1固定孔,前記第2固定孔,前記第1固定部及び前記第2固定部は、六角形としてなるオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸としたことにより、上記課題を解決した。
請求項6の発明を、請求項3において、前記第1固定孔及び前記第2固定孔は、同一且つ4以上の面からなる正多角形孔にすると共に該正多角形孔の周方向の各角部箇所を前記嵌合溝とし、前記第1固定部は前記第1固定孔と、前記第2固定部は前記第1固定孔にそれぞれ挿入可能な同一の正多角形軸にすると共に該正多角形軸の各角部箇所を前記嵌合歯としてなるオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸の組付け法としたことにより、上記課題を解決した。請求項7の発明を、請求項6において、前記第1固定孔,前記第2固定孔,前記第1固定部及び前記第2固定部は、六角形としてなるオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸の組付け法としたことにより、上記課題を解決した。
請求項1の発明では、第1インナ−ロータにおいて第1固定孔の内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成され、第2インナ−ロータについても第2固定孔の内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成される構成とした。さらに、駆動軸には第1固定孔の嵌合溝と嵌合する同数の嵌合歯からなる第1固定部が形成され、第2固定孔の嵌合溝と嵌合する同数の嵌合歯からなる第2固定部が形成されている。
そして、前記第1固定孔の嵌合溝と、前記第1固定部の嵌合歯は同数とし、前記第2固定孔の嵌合溝と、前記第2固定部の嵌合歯は同数とし、前記第1インナ−ロータにおける外歯と前記嵌合溝との周方向における配置構成と、前記第2インナ−ロータにおける外歯と前記嵌合溝との周方向における配置構成とはそれぞれ一致させている。さらに、前記第1固定部と、前記第2固定部の周方向における位相をずらしてなる構成とした。これによって、駆動軸に対して、第1インナ−ロータと、第2インナ−ロータを1回の工程の装着にて、目的とする量の位相のズレによる正確な位相差を有するように組付けを完了することができる。
また、第1インナ−ロータ及び第2インナ−ロータにおける外歯と嵌合溝の周方向における位置はそれぞれ一致させる構成としたことにより、第1固定孔及び第2固定孔のそれぞれの嵌合溝とインナ−ロータの外周との距離寸法を最大限にすることができるので、第1固定孔及び第2固定孔を形成したことによる強度の低下を最小限に抑えることができ、力学的に強度に優れたインナ−ロータにすることができる。
請求項2の発明では、第1インナ−ロータ及び第2インナ−ロータの外歯の数を奇数としたことにより、半歯分の位相のズレのみで、第1インナ−ロータと第2インナ−ロータとは上下反対となる位置関係の位相のズレを設定することができる。
請求項3の発明では、駆動軸の第1固定部に第1インナ−ロータの第1固定孔を挿入すると共に駆動軸の軸芯と第1インナ−ロータの各外歯先端までの距離の最大寸法と最小寸法との差を求め、次いで第1インナ−ロータを第1固定部から外すと共に第1インナ−ロータを一歯分又は複数歯分だけ回転させて第1固定部を第1固定孔に挿入し、駆動軸の軸芯と第1インナ−ロータの各外歯先端までの距離の最大寸法と最小寸法との差を求める。
これを第1インナ−ロータの全外歯に亘って繰り返し行い、最大寸法と最小寸法の差が最小となる装着状態を第1インナ−ロータと第1固定部との組付けとし、前記第2インナ−ロータと前記第2固定部についても前記第1インナ−ロータと前記第1固定部と同様の手順にて組み付けることにより、外歯の数と同数の繰り返し回数で、第1インナ−ロータ及び第2インナ−ロータの歯先の回転軌跡の誤差及び歯先の振れを最小限に抑える最適条件となる組付けを行うことができる。
また、第1インナ−ロータと第2インナ−ロータに対応する前記外歯,前記嵌合溝及び前記嵌合歯はそれぞれ同数とし、前記第1インナ−ロータにおける外歯と前記嵌合溝との周方向における配置構成と、前記第2インナ−ロータにおける外歯と前記嵌合溝との周方向における配置構成とはそれぞれ一致させることで、駆動軸に対して、第1インナ−ロータ及び第2インナ−ロータとは、目的とする正確な位相のズレを有する組付けを簡単に行うことができる。
さらに、第1インナ−ロータ及び第2インナ−ロータにおける外歯と嵌合溝の周方向における位置はそれぞれ一致させることにより、第1固定孔及び第2固定孔を形成したことによる強度の低下を最小限に抑えることができ、力学的に強度に優れた構造となる組付けができる。
請求項4の発明では、前記第1固定孔及び前記第2固定孔は、同一且つ4以上の面からなる正多角形孔にすると共に該正多角形孔の周方向の各角部箇所を前記嵌合溝とした。そ低下して、前記第1固定部は前記第1固定孔と、前記第2固定部は前記第1固定孔にそれぞれ挿入可能な同一の正多角形軸にすると共に該正多角形軸の各角部箇所を前記嵌合歯とした。このような構成としたことにより、前記第1固定孔と前記第2固定孔とは正多角形孔となり、前記第1固定部と第2固定部は、正多角形軸となり、これらは、極めて簡単な形状となる。したがって、第1インナーロータ,第2インナーロータ及び駆動軸をそれぞれ製造する場合では、より一層、簡単且つ短時間で製造することができる。
請求項5の発明では、前記第1固定孔,前記第2固定孔,前記第1固定部及び前記第2固定部は、六角形としたものである。これによって、第1固定孔への第1固定部の挿入、及び第2固定孔への第2固定部の挿入による嵌合状態を、駆動軸の径方向中心において左右対称の構造となり安定したものにでき、角部同士の嵌合状態を強固なものにできる。
請求項6の発明では、前記第1固定孔と前記第2固定孔とは正多角形孔となり、前記第1固定部と第2固定部は、正多角形軸となり、これらは、極めて簡単な形状である。したがって、第1固定孔への第1固定部の挿入作業、及び第2固定孔への第2固定部の挿入作業は、相互の角部同士の位置合せが極めて容易にでき、挿入作業が極めて簡単にできる。
よって、駆動軸の第1固定部に第1インナ−ロータの第1固定孔を挿入すると共に駆動軸の軸芯と第1インナ−ロータの各外歯先端までの距離の最大寸法と最小寸法との差を求め、次いで第1インナ−ロータを第1固定部から外すと共に第1インナ−ロータを一歯分又は複数歯分だけ回転させて第1固定部を第1固定孔に挿入し、駆動軸の軸芯と第1インナ−ロータの各外歯先端までの距離の最大寸法と最小寸法との差を求める上記一連の作業も効率良く行え、その結果、歯先の振れを最小限に抑える最適条件となる組付け作業を早く完了できる。
請求項7の発明では、前記第1固定孔,前記第2固定孔,前記第1固定部及び前記第2固定部は、六角形としたことにより、前述した駆動軸の軸芯と第1インナ−ロータ及び第2インナーロータの各外歯先端までの距離の最大寸法と最小寸法との差を求める作業時間を少なくし、且つ前記駆動軸と、前記第1インナーロータ及び前記第2インナーロータとを強固に嵌合装着することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、内接式のロータを軸方向に複数備えた多列式且つポンプ同士を並列接続又は直列接続としたオイルポンプに使用する一つの駆動軸及び複数のロータである。本発明には、複数の実施形態が存在する。その第1実施形態から説明する。本発明におけるオイルポンプは、駆動軸1,第1ロータD1,第2ロータD2,第1ポンプハウジング6,第2ポンプハウジング7,仕切りブロック8及び補強板9等により構成される〔図4(A)参照〕。第1ポンプハウジング6と第1ロータD1は、メインポンプを構成し、第2ポンプハウジング7と第2ロータD2とはサブポンプを構成する。
前記駆動軸1は、前記第1ポンプハウジング6,第2ポンプハウジング7,仕切りブロック8及び補強板9に設けられた軸孔によって支持される〔図4(A)参照〕。駆動軸1は、第1軸部1a,第2軸部1b及び中間軸部1cとからなり、該中間軸部1cは軸径が最大であり、第1軸部1aと第2軸部1bは、前記中間軸部1cよりも小さい外径に形成されている。第1軸部1aと中間軸部1cとの境界部分に第1固定部11が形成され、第2軸部1bと中間軸部1cとの境界部分に第2固定部12が形成されている〔図1(A)参照〕。
前記第1固定部11は、円筒形状の外周に複数の嵌合歯11a,11a,…が軸方向に沿って形成されている。また、第2固定部12は、円筒形状の外周に複数の嵌合歯12a,12a,…が軸方向に沿って形成されている。第1固定部11の嵌合歯11a,11a,…及び第2固定部12の嵌合歯12a,12a,…は、それぞれ周方向に等間隔に形成されており、軸方向に直交する断面形状は略台形状,略円弧状或いは略三角形状に形成されている〔図1(A),(B)参照〕。
第1ロータD1及び第2ロータD2は、共に内接歯車式ロータであり、具体的にはトロコイドタイプのロータである〔図4(B)参照〕。第1ロータD1は、第1インナ−ロータ2と第1アウターロータ3とからなる。また、第2ロータD2は、第2インナ−ロータ4と第2アウターロータ5とからなる。
そして、前記第1インナ−ロータ2には複数の外歯21,21,…が形成され、径方向の中心には第1固定孔22が形成されている。該第1固定孔22の内周側面には軸方向に沿って複数の嵌合溝22a,22a,…が周方向に等間隔に形成されている。第1固定孔22には、前記駆動軸1の第1固定部11が挿入し、各嵌合歯11a,11a,…と各嵌合溝22a,22a,…とが嵌合する構成となっている〔図1(C)参照〕。
次に、第2インナ−ロータ4には、複数の外歯41,41,…が形成され、径方向の中心には第2固定孔42が形成されている。該第2固定孔42の内周側面には軸方向に沿って複数の嵌合溝42a,42a,…が周方向に等間隔に形成されている。第2固定孔42には、前記駆動軸1の第2固定部12が挿入し、各嵌合歯12a,12a,…と各嵌合溝42a,42a,…とが嵌合する構成となっている〔図1(D)参照〕。
前記駆動軸1の第1固定部11の嵌合歯11a,11a,…の歯数と、第1インナ−ロータ2の第1固定孔22の嵌合溝22a,22a,…の個数は同数であり、全ての嵌合歯11a,11a,…は、全ての嵌合溝22a,22a,…と嵌合する。また、第2固定部12の嵌合歯12a,12a,…の歯数と、第2インナ−ロータ4の第2固定孔42の嵌合溝42a,42a,…の個数は同数であり、全ての嵌合歯12a,12a,…は、全ての嵌合溝42a,42a,…と嵌合する。
駆動軸1の第1固定部11の嵌合歯11aと、第2固定部12の嵌合歯12aと、第1インナ−ロータ2の外歯21と、第1固定孔22の嵌合溝22aと、第2インナ−ロータ4の外歯41と、第2固定孔42の嵌合溝42aとの個数(歯数)は、全て同数である。図示された実施形態では、第1インナ−ロータ2の外歯21の数と、第2インナ−ロータ4の外歯41の数は、7とした。第1インナ−ロータ2の外歯21の数と、第2インナ−ロータ4の外歯41の数は、7に限定されるものではなく、適宜設定してもよいが、2個のインナ−ロータに位相差を有する構成とするには、外歯の歯数は奇数であることが好ましい。
第1固定部11の嵌合歯11a,11a,…の配列と、第2固定部12の嵌合歯12a,12a,…の配列とは位相をずらして、相互に角度θの位相差が生じるように設定されている〔図1(B)参照〕。その位相差(角度θ)は、半歯分である。つまり、第1固定部11の嵌合歯11a,11aの周方向中間位置に、第2固定部12の適宜の嵌合歯12aが位置するように構成するものである〔図1(B)参照〕。これによって、第1インナ−ロータ2の外歯21と、第2インナ−ロータ4の外歯41の数が奇数とした場合には、丁度、位相差が180度変化する状態となる〔図1(B),(D)参照〕。
また、第1インナ−ロータ2における外歯21,21,…と、嵌合溝22a,22a,…との周方向における配列と、第2インナ−ロータ4における外歯41,41,…と、嵌合溝42a,42a,…との周方向における配列とは一致する構成としている。これによって、駆動軸1の第1固定部11に第1インナ−ロータ2を装着し、第2固定部12に第2インナ−ロータ4を装着した状態で、第1インナ−ロータ2の外歯21,21,…と、第2インナ−ロータ4の外歯41,41,…との間には半歯分の位相差が正確に構成されるように組付けをすることができる。
前記第1インナ−ロータ2における外歯21,21,…と、嵌合溝22a,22a,…との周方向における配置構成並びに前記第2インナ−ロータ4における外歯41,41,…と前記嵌合溝42a,42a,…との周方向における配置構成とは一致する〔図2(A),(D)参照〕。
ここで、第1インナ−ロータ2における外歯21,21,…と、嵌合溝22a,22a,…との周方向における配置構成とは、各外歯21と各嵌合溝22aとが周方向において一定の位置関係を有して配置される構成のことをいう。前記第2インナ−ロータ4における外歯41,41,…と前記嵌合溝42a,42a,…との周方向における配置構成も同様に、各外歯41と各嵌合溝42aとが周方向において一定の位置関係を有して配置される構成のことをいう。
そして、前記第1インナ−ロータ2のそれぞれの嵌合溝22aはそれぞれの対応する外歯21の先端領域21aに対応する位置とする。つまり、それぞれの嵌合溝22aは、それぞれに対応する外歯21の先端領域21a内に収まる構成としている。また、前記第2インナ−ロータ4についても第1インナ−ロータ2の場合と同様であり、嵌合溝42aはそれぞれの対応する外歯41の先端領域41aに対応する位置とする。
外歯21の先端領域21aとは、外歯21の先端Qを中心として、その回転方向両側の周辺のことをいう〔図2(C)参照〕。さらに具体的には、外歯21の回転方向両側に位置する歯底21bの中央と軸芯Pとを結ぶ線Lq,Lqの角度θqの範囲で且つ前記先端Qを中心として約(3/4)程度の範囲のことである。外歯21の先端領域21aは、隣接する外歯21,21の間の歯底21bの部分は含まれない。第2インナ−ロータ4の外歯41における先端領域41aについても第1インナ−ロータ2の場合と同様である。
さらに、第1インナ−ロータ2における外歯21の先端Qと嵌合溝22aとの位置(位相)を一致(略一致も含む)させることが最も好ましい〔図2(A),(B),(D)参照〕。同様に第2インナ−ロータ4についても外歯41,41,…と嵌合溝42a,42a,…との位置(位相)を一致(略一致も含む)させることが最も好ましい。
ここで、外歯21と嵌合溝22aとの位置が完全(或いは正確)に一致する状態とは、第1インナ−ロータ2の回転中心Pを通過する直線上に外歯21の中心と、嵌合溝22aの中心とが存在〔図2(A),(B)参照〕することである。第2インナーロータ4の外歯41と嵌合溝42aとの位置が完全(或いは正確)に一致する状態についても、第1インナ−ロータ2の場合と同様である。
また、第1インナ−ロータ2における外歯21の先端領域21a内に対応する嵌合溝22aが存在するという状態は、一致する状態に含まれるものとする〔図2(C)参照〕。同様に、第2インナ−ロータ4における外歯41の先端領域41a内に対応する嵌合溝42aが存在するという状態も一致する状態に含まれるものとする〔図2(C)参照〕。
これによって、前述したように、第1インナ−ロータ2の外歯21,21,…と、第2インナ−ロータ4の外歯41,41,…との間には目的とする所望の位相差が高い精度で構成され、且つ嵌合溝22aと外歯21の外周端縁(つまり歯先先端Q)の距離寸法を最大限にすることができる。これによって、第1インナ−ロータ2は、嵌合溝22aが形成されることによる強度の低下を最小限に抑えることができ、力学的に強度に優れたものにできる。第2インナ−ロータ4についても、第1インナ−ロータ2と同様である〔図2(B)参照〕。
次に、本発明において、駆動軸1の第1固定部11に、第1インナ−ロータ2を装着する場合に外歯21の歯先先端Qの振れが最も小さくするように設定する組付方法について説明する(図3参照)。駆動軸1及び第1インナ−ロータ2には、それぞれの製造時における製造誤差が含まれる。具体的には、駆動軸1の場合では、第1固定部11の軸芯Pの位置が設計の目標地点からずれることがある。
或いは、第1インナ−ロータ2では、第1固定孔22の直径中心又は外歯21の先端Qの位置等が設計の目標地点からずれることがある。このような状態は、駆動軸1の第2固定部12と第2インナ−ロータ4との関係でも同様である。本発明では、駆動軸1の第1固定部11に対して第1インナ−ロータ2の外歯21,21,…の振れが最少となるように装着することを最小の工程数で、効率的にできる。
以下に、第1インナ−ロータ2の外歯21,21,…の振れが最少となるように装着する組付けの手順を示す。まず、駆動軸1の第1固定部11における複数の嵌合歯11a,11a,…の任意の一つを基準となる嵌合歯11Kaとする〔図3(A),(C)参照〕。また第1インナ−ロータ2の第1固定孔22における複数の嵌合溝22a,22a,…の任意の一つを基準となる嵌合溝22Kaとする〔図3(A),(C)参照〕。
そして、最初に嵌合歯11Kaと嵌合溝22Kaが嵌合するようにして、駆動軸1の第1固定部11を、第1インナ−ロータ2の第1固定孔22に挿入する。この作業を、第1設定と称する。そして、この第1設定において、駆動軸1の軸芯Pと第1インナ−ロータ2の各外歯21の歯先先端Qまでの距離Lを各外歯21毎に計測する〔図3(C)参照〕。
この計測回数は、外歯21,21,…の数と同数であり、それぞれの計測値をL1乃至
Lnとする。本発明の実施形態では、外歯21の数は7であり、第1設定における計測回数は7となり、よって計測回数による計測値はL1乃至L7となる。そして、この計測値はL1乃至L7において、最大寸法Lmaxと最小寸法Lminを決定し、その差Lsを求める。
Lnとする。本発明の実施形態では、外歯21の数は7であり、第1設定における計測回数は7となり、よって計測回数による計測値はL1乃至L7となる。そして、この計測値はL1乃至L7において、最大寸法Lmaxと最小寸法Lminを決定し、その差Lsを求める。
次いで、第1設定における第1インナ−ロータ2を第1固定部11から外すと共に、第1インナ−ロータ2を一歯分だけ回転させてから再度、第1固定部11に挿入する。この設定を第2設定と称する。つまり、第2設定は、第1設定から第1インナ−ロータ2の嵌合溝22aをひとつだけずらして、前述した基準となる嵌合歯11Kaに対して、基準となる嵌合溝22Kaに周方向に隣接する嵌合溝22aとを嵌合させたものである。
第2設定においても、第1設定と同様に駆動軸1の軸芯Pと第1インナ−ロータ2の各外歯21の歯先先端Qの位置の距離を計測し、計測値L1乃至L7において、最大寸法Lmaxと最小寸法Lminを決定し、その差Lsを求める。この作業を繰り返す。本発明の実施形態では、第1インナ−ロータ2の外歯21の数は7であるので、設定作業は7回となり、第1設定乃至第7設定を行うことになる〔図3(C)参照〕。
そして、前述した第1設定及び第2設定と同様に、第3設定乃至第7設定におけるそれぞれの計測値L1乃至L7における最大寸法Lmaxと最小寸法Lminとの差Lsを導き出す。そして、第1設定乃至第7設定における7組の最大寸法Lmaxと最小寸法Lminの差Ls,Ls,…の中からさらに最小のものを決定する。この最小の差Lsを差LKsと称する。
そして、第1設定乃至第7設定のなかで最小の差LKsを有する設定を、正式な第1インナ−ロータ2と第1固定部11との組付けとする。図3(A)は、最初の第1設定と最後の第7設定における駆動軸1の第1固定部11と、第1インナ−ロータ2の着脱を図示しており、その途中の第2乃至第6設定は省略している。
また、図3(C)では、最初の第1設定と最後の第7設定における駆動軸1の軸芯Pと、第1インナ−ロータ2の各外歯21の歯先先端Qの位置の距離の計測を図示しており、その途中の第2乃至第6設定は省略している。また、具体例として、第1設定では駆動軸1の軸芯Pと第1インナ−ロータ2の各外歯21の歯先先端Qまでの距離Lにおいて、L6を最大寸法Lmaxとし、L2を最小寸法Lminとし、第7設定では、L5を最大寸法Lmaxとし、L7を最小寸法Lminとした。
この作業は、第1インナ−ロータ2の外歯21の数だけ、駆動軸1の第1固定部11から着脱することになる。つまり、本発明の実施形態では、第1インナ−ロータ2の外歯21の数は7枚である。したがって、第1インナ−ロータ2を駆動軸1の第1固定部11から7回着脱するだけで最適な組付けを見出すことができる。
換言するならば、7回の第1インナ−ロータ2の第1固定部11からの着脱を行うのみで、第1インナ−ロータ2の外歯21の振れの最も少ない最適状態の組付け位置を見出すことができ、組付け作業効率を格段に向上させることができる。また、第2インナ−ロータ4を、駆動軸1の第2固定部12に対して、外歯41の歯先先端Qの振れが最も小さくなるように設定する組付方法についても、前述した第1インナ−ロータ2の組付方法と同様に行うものである。
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第2実施形態は、第1実施形態と同様に、駆動軸1,第1ロータD1,第2ロータD2,第1ポンプハウジング6,第2ポンプハウジング7,仕切りブロック8及び補強板9等により構成される。第1ポンプハウジング6と、第2ポンプハウジング7は、第1実施形態と略同様のものであり、且つ駆動軸1,第1ロータD1,第2ロータD2の第1ポンプハウジング6,第2ポンプハウジング7への組付け構造も略同様であるので(図4参照)、その説明は省略する。
第2実施形態における駆動軸1は、第1実施形態と同様の構成であり、第1軸部1a,第2軸部1b及び中間軸部1cを有し、該中間軸部1cの軸径が最大であり、第1軸部1aと第2軸部1bは、前記中間軸部1cよりも小さい外径に形成されている〔図5(A)参照〕。第1軸部1aと中間軸部1cとの境界部分に第1固定部11が形成され、第2軸部1bと中間軸部1cとの境界部分に第2固定部12が形成されている。
前記第1固定部11は、長手方向に直交する断面形状が正多角形である軸として形成され、4以上の等しい面から構成される。具体的には、6面からなる正六角形としたものである。その他として、第1固定部11は、4面からなる正方形、或いは8面からなる正八角形としたものが存在する。正多角形とした第1固定部11は、周方向で且つ等間隔に角部を有する。この角部が、第2実施形態における第1固定部11の複数の嵌合歯11a,11a,…となる〔図5(B)参照〕。
第2実施形態における嵌合歯11aは、第1固定部11の正多角形を構成する面の数だけ備わる。第1固定部11は、6面からなる正六角形とした場合には、嵌合歯11aの数は6となる。また、第1固定部11が4面からなる正方形とした場合には嵌合歯11aの数は4となり〔図7(A)参照〕、8面からなる正八角形とした場合には、嵌合歯11aの数は8となる〔図7(B)参照〕。第2実施形態において第1固定部11のそれぞれの嵌合歯11aは、正多角形の角部の頂部t1と、該頂部t1近傍の面の部分を含む範囲の部分である〔図5(B)参照〕。したがって、第2実施形態における嵌合歯11aは、略三角形状となる。
第2固定部12についても、第1固定部11と同様の構成であり、長手方向に直交する断面が正多角形である軸として形成されている。その正多角形は、4以上の等しい面から構成され、具体的には6面からなる正六角形、4面からなる正方形、8面からなる正八角形が存在する。そして、正多角形とした第2固定部12は、前記第1固定部11と同様に周方向で且つ等間隔に角部を有する。この角部が第2固定部12の複数の嵌合歯12a,12a,…となる〔図5(B)参照〕。
つまり、第1固定部11及び第2固定部12は、正多角形の角部は、90°以上180°未満の範囲で形成されるものであり、この範囲の角を嵌合歯11a及び嵌合歯12aと言う。特に、第1固定部11及び第2固定部12は、共に6面からなる正六角形とすることが動力の伝達、組付けの効率等において均衡の取れたものとなり、本発明において好適である。
そして、第2固定部12の正多角形の構成は、第1固定部11と同一である。つまり、第2固定部12の正多角形の面の数と、第1固定部11の正多角形の面の数は同等である。したがって第2固定部12の嵌合歯12aの数は、第1固定部11の嵌合歯11aの数と同数となる。
第1固定部11の嵌合歯11a,11a,…の配列と、第2固定部12の嵌合歯12a,12a,…の配列とは位相をずらして、相互に位相差が生じるように設定されている。その位相差は、第1固定部11の嵌合歯11a,11aの周方向中間位置に、第2固定部12の適宜の嵌合歯12aが位置するように構成するものである。つまり、第1固定部11における正多角形の面の中間位置に、第2固定部12における正多角形の頂部が位置する構成となっている。
具体的には、第1固定部11及び第2固定部12の断面形状をそれぞれ六角形とした場合では、第1固定部11と第2固定部12とは相互に位相が30°ずれる構成となる〔図5(B)参照〕。ちなみに、第1固定部11と第2固定部12とを、それぞれの断面形状を正方形とした場合では、相互に位相が45°ずれる構成となり、それぞれの断面形状を正八角形とした場合では、相互に位相が22.5°ずれる構成となる。
第2実施形態における第1インナ−ロータ2は複数の外歯21,21,…が形成され、径方向の中心には第1固定孔22が形成されている。該第1固定孔22の内周は4以上の面から構成された正多角形の貫通孔として形成される。そして、該正多角形の第1固定孔22の内周に形成される角部を嵌合溝22a,22a,…とする。
第1固定孔22のそれぞれの嵌合溝22aは、正多角形孔の角部の頂部t2と、その頂部t2近傍の面の部分を含む範囲の部分である〔図6(A),(B)参照〕。したがって、第2実施形態における嵌合溝22aは、三角形状となる。前記角部とした嵌合溝22aの数と、外歯21の数は同数である。第1固定孔22は、その内周が6面からなる正方形とした場合には嵌合歯11aの数は6となる。
第1固定部11が、4面からなる正方形とした場合には、嵌合歯11aの数は4となり〔図7(A)参照〕、8面からなる八角形とした場合には、嵌合歯11aの数は8となる〔図7(B)参照〕。第1固定孔22における貫通孔の正多角形と、駆動軸1における第1固定部11の正多角形とは同一形状である。第1固定孔22の角部とした嵌合歯22aが、駆動軸1の第1固定部11の嵌合歯11aとが重なり合うようにして嵌合する構成となっている。
第2インナ−ロータ4は、第1インナ−ロータ2と略同等の形状であり、複数の外歯41,41,…が形成され、径方向の中心には第2固定孔42が形成されている。該第2固定孔42は、第1インナ−ロータ2の第1固定孔22と同等の形状であり、該第2固定孔42の内周は4以上の面から構成された正多角形の貫通孔として形成される。
そして、該正多角形の第2固定孔42の内周に形成される角部を嵌合溝42a,42a,…とする。つまり、第1固定孔22及び第1固定孔22の正多角形の貫通孔の内周に形成される角部は、90°以上180°未満の範囲で形成されるものであり、この範囲の角部分を、嵌合溝22a及び嵌合溝42aと言う。
前記第1インナ−ロータ2における外歯21,21,…と、嵌合溝22a,22a,…との周方向における配置構成並びに、前記第2インナ−ロータ4における外歯41,41,…と前記嵌合溝42a,42a,…との周方向における配置構成とは一致する。第1インナ−ロータ2のそれぞれの嵌合溝22aは、それぞれの対応する外歯21の先端領域21aに対応する位置とする。
外歯21の先端領域21aは、第1実施形態と同様に、外歯21の先端Qを中心として、その回転方向両側の周辺のことであり、外歯21の回転方向に隣同士に位置する歯底21bの中央と軸芯Pとを結ぶ2本の線Lq,Lqの角度θqの範囲で且つ前記先端Qを中心として約(3/4)程度の範囲のことである〔図5(C)参照〕。外歯21の先端領域21aは、隣接する外歯21,21の間の歯底21bの部分は含まれない。第2インナ−ロータ4の外歯41における先端領域41aについても第1インナ−ロータ2の場合と同様である。
第2実施形態においても第1実施形態と同様に、第1インナ−ロータ2の外歯21と嵌合溝22aとの位置が完全(或いは正確)に一致する状態とは、第1インナ−ロータ2の回転中心Pを通過する直線上に外歯21の中心と、嵌合溝22aの中心とが存在することである〔図6(A),(B)参照〕。第2インナーロータ4の外歯41と嵌合溝42aとの位置が完全(或いは正確)に一致する状態についても、第1インナ−ロータ2の場合と同様である。
また、第1インナ−ロータ2における外歯21の先端領域21a内に対応する嵌合溝22aが存在するという状態は、一致する状態に含まれるものとし、同様に第2インナ−ロータ4における外歯41の先端領域41a内に対応する嵌合溝42aが存在するという状態も一致する状態に含まれるものとする〔図6(C)参照〕。
第2実施形態における駆動軸1と、第1インナ−ロータ2及び第2インナ−ロータ4の組付方法は、第1実施形態と同様であり、製造時における製造誤差によって生じる第1インナ−ロータ2及び第2インナ−ロータ4の振れが最少となるように装着することができる。
以下の説明では、駆動軸1の第1固定部11及び第2固定部12と、第1インナ−ロータ2の第1固定孔22と、第2インナ−ロータ4の第2固定孔42の形状を正六角形としたもので説明する。つまり、第1インナ−ロータ2の外歯21の数と、第2インナ−ロータ4の外歯41の数は、共に6である。
駆動軸1の第1固定部11における複数の嵌合歯11a,11a,…の任意の一つを基準となる嵌合歯11Kaとし、第1インナ−ロータ2の第1固定孔22における複数の嵌合溝22a,22a,…の任意の一つを基準となる嵌合溝22Kaとする。
そして、最初に嵌合歯11Kaと嵌合溝22Kaが嵌合するようにして、駆動軸1の第1固定部11を、第1インナ−ロータ2の第1固定孔22に挿入する。この作業が第1設定である。そして、この第1設定において、駆動軸1の軸芯Pと第1インナ−ロータ2の各外歯21の歯先先端Qまでの距離Lを各外歯21毎に計測する。
この計測回数は、外歯21,21,…の数と同数であり、外歯21の数は6であるから、第1設定における計測回数は6となる。よって、計測回数による計測値はL1乃至L6となる。そして、この計測値はL1乃至L6において、最大寸法Lmaxと最小寸法Lminを決定し、その差Lsを求める。
次いで、第1設定における第1インナ−ロータ2を第1固定部11から外すと共に、第1インナ−ロータ2を一歯分だけ回転させてから再度、第1固定部11に挿入する第2設定を行い、軸芯Pと第1インナ−ロータ2の各外歯21の歯先先端Qの位置の距離を計測し、計測値L1乃至L6において、最大寸法Lmaxと最小寸法Lminを決定し、その差Lsを求める。この作業を繰り返す。本発明の実施形態では、第1インナ−ロータ2の外歯21の数は6であるので、設定作業は6回となり、第1設定乃至第6設定を行うことになる。
前述した第1設定及び第2設定と同様に、第3設定乃至第6設定におけるそれぞれの計測値L1乃至L6における最大寸法Lmaxと最小寸法Lminとの差Lsを導き出す。そして、第1設定乃至第6設定における6組の最大寸法Lmaxと最小寸法Lminの6個の差Ls,Ls,…の中からさらに最小の差LKsを求める。第1設定乃至第6設定のなかで最小の差LKsを有する設定を、正式な第1インナ−ロータ2と第1固定部11との組付けとする。これによって、第1インナ−ロータ2及び第2インナ−ロータ4は、回転時に最も振れの少ないものにできる。
なお、第1実施形態においては、駆動軸1の第1固定部11及第2固定部12の形状が歯を有する形状となっていることから、円柱形状の素材に強い力を加えて変形させるいわゆる転造にて製造すればコスト及び製造時間が短くて済むので好適である。また、第2実施形態においては、駆動軸1の第1固定部11及び第2固定部12の形状が正多角形となっていることから、円柱形状の素材を切削するいわゆるポリゴンカッター(ポリゴン加工、ポリゴンマシン)にて製造すれば、コスト及び製造時間が短くて済むので好適である。
1…駆動軸、11…第1固定部、11a…嵌合歯、12…第2固定部、
12a…嵌合歯、D1…第1ロータ、2…第1インナ−ロータ、21…外歯、
22…第1固定孔、22a…嵌合溝、D2…第2ロータ、4…第2インナ−ロータ、
41…外歯、42a…嵌合溝、42…第2固定孔、5…第1ポンプハウジング、
6…第2ポンプハウジング、7…仕切りブロック、8…補強板。
12a…嵌合歯、D1…第1ロータ、2…第1インナ−ロータ、21…外歯、
22…第1固定孔、22a…嵌合溝、D2…第2ロータ、4…第2インナ−ロータ、
41…外歯、42a…嵌合溝、42…第2固定孔、5…第1ポンプハウジング、
6…第2ポンプハウジング、7…仕切りブロック、8…補強板。
Claims (7)
- 内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成された第1固定孔を有する第1インナ−ロータと、内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成された第2固定孔を有する第2インナ−ロータと、前記第1固定孔の前記嵌合溝と嵌合する嵌合歯が形成された第1固定部と、前記第2固定孔の前記嵌合溝と嵌合する嵌合歯が形成された第2固定部とが形成された駆動軸とからなり、前記第1インナ−ロータと前記第2インナ−ロータにおける前記外歯の数,前記第1固定孔の嵌合溝と前記第1固定部の嵌合歯の数、前記第2固定孔の嵌合溝と前記第2固定部の嵌合歯の数は全て同数とし、前記第1インナ−ロータにおける外歯と前記嵌合溝との周方向における配置構成と、前記第2インナ−ロータにおける外歯と前記嵌合溝との周方向における配置構成とはそれぞれ一致させ、前記第1インナ−ロータ及び前記第2インナ−ロータのそれぞれの前記嵌合溝はそれぞれの前記外歯の先端領域内に対応する位置とし、前記第1固定部と、前記第2固定部の周方向における位相をずらして位相差が設けられる構成としたことを特徴とするオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸。
- 請求項1において、前記第1インナ−ロータ及び前記第2インナ−ロータの外歯の数は奇数としてなることを特徴とするオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸。
- 内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成された第1固定孔を有する第1インナ−ロータと、内側に軸方向に沿って外歯の歯数と同数の嵌合溝が形成された第2固定孔を有する第2インナ−ロータと、前記第1固定孔の前記嵌合溝と嵌合する嵌合歯が形成された第1固定部と、前記第2固定孔の前記嵌合溝と嵌合する嵌合歯が形成された第2固定部とが形成された駆動軸とからなり、前記第1インナ−ロータと前記第2インナ−ロータにおける前記外歯の数,前記第1固定孔の嵌合溝と前記第1固定部の嵌合歯の数、前記第2固定孔の嵌合溝と前記第2固定部の嵌合歯の数は全て同数とし、前記第1インナ−ロータ及び前記第2インナ−ロータのそれぞれの前記嵌合溝はそれぞれの前記外歯の先端領域内に対応する位置とし、前記第1インナ−ロータの前記第1固定孔に前記駆動軸の前記第1固定部を挿入させると共に前記駆動軸の軸芯と前記第1インナ−ロータの各外歯先端までの距離の最大寸法と最小寸法との差を求め、次いで前記第1インナ−ロータを前記第1固定部から外すと共に前記第1インナ−ロータの前記嵌合溝と前記駆動軸の第1固定部の嵌合歯とを周方向にずらして前記第1固定孔に前記第1固定部を挿入させ、前記駆動軸の軸芯と前記第1インナ−ロータの各外歯先端までの距離の最大寸法と最小寸法との差を求め、これを繰り返し行い、最大寸法と最小寸法の差が最小となる装着状態を第1インナ−ロータと第1固定部との組付けとし、前記第2インナ−ロータと前記第2固定部についても前記第1インナ−ロータと前記第1固定部と同様の手順にて組み付けられてなることを特徴とするオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸の組付け法。
- 請求項1又は2において、前記第1固定孔及び前記第2固定孔は、同一且つ4以上の面からなる正多角形孔にすると共に該正多角形孔の周方向の各角部箇所を前記嵌合溝とし、前記第1固定部は前記第1固定孔と、前記第2固定部は前記第1固定孔にそれぞれ挿入可能な同一の正多角形軸にすると共に該正多角形軸の各角部箇所を前記嵌合歯としてなることを特徴とするオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸。
- 請求項4において、前記第1固定孔,前記第2固定孔,前記第1固定部及び前記第2固定部は、六角形としてなることを特徴とするオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸。
- 請求項3において、前記第1固定孔及び前記第2固定孔は、同一且つ4以上の面からなる正多角形孔にすると共に該正多角形孔の周方向の各角部箇所を前記嵌合溝とし、前記第1固定部は前記第1固定孔と、前記第2固定部は前記第1固定孔にそれぞれ挿入可能な同一の正多角形軸にすると共に該正多角形軸の各角部箇所を前記嵌合歯としてなることを特徴とするオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸の組付け法。
- 請求項6において、前記第1固定孔,前記第2固定孔,前記第1固定部及び前記第2固定部は、六角形としてなることを特徴とするオイルポンプにおけるロータ及び駆動軸の組付け法。
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