JP3293506B2 - オイルポンプロータ - Google Patents
オイルポンプロータInfo
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- JP3293506B2 JP3293506B2 JP00699497A JP699497A JP3293506B2 JP 3293506 B2 JP3293506 B2 JP 3293506B2 JP 00699497 A JP00699497 A JP 00699497A JP 699497 A JP699497 A JP 699497A JP 3293506 B2 JP3293506 B2 JP 3293506B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- teeth
- rotor
- oil pump
- inner rotor
- external teeth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
- F04C2/084—Toothed wheels
Description
アウターロータとが噛み合って回転するとき、両ロータ
の歯面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ロータに関するものであ
る。
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。
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。
なオイルポンプロータを備えるオイルポンプにおいて
は、インナーロータおよびアウターロータの各端面とケ
ーシングとの間、アウターロータの外周とケーシングと
の間が常に摺接しており、さらに各セルの前後において
インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とが常に
摺接している。これは、流体を搬送するセルの液密性を
保つために重要な条件であるが、この半面、各摺接部分
に生じる抵抗が大きいとオイルポンプの機械損失を著し
く増加させることになるので、各摺接部分に生じる抵抗
を小さくすることが課題とされていた。
であり、オイルポンプとしての耐久性、信頼性を確保し
つつ、機械効率を向上させることを目的としている。
の手段として、本発明のオイルポンプロータにおいて
は、インナーロータの歯先円直径、創成円半径をそれぞ
れD(mm)、R(mm)としたときに下記式 0.15≦n・R/(π・D)≦0.25 を満たす範囲において創成されたものであってトロコイ
ド曲線上に中心を位置させた創成円群の描く包絡線に沿
って、インナーロータの外歯を形成する。さらに、アウ
ターロータの内歯の形状をインナーロータの形状に従っ
て決定し、インナーロータの外歯の形状と同様に、トロ
コイド曲線上に中心を位置させた創成円群の描く包絡線
に沿って形成する。これにより、アウターロータの内歯
端面の面積が、内歯が欠損しやすくならない程度に小さ
くなり、アウターロータ全体としての摺動面積が小さく
なる。
心を位置させた創成円群の描く包絡線に沿って形成する
と、アウターロータの内歯の端面面積がインナーロータ
の外歯の端面面積に対して大きくなり、アウターロータ
のケーシングに対する摺動面積が大きくなる。
心を位置させた創成円群の描く包絡線に沿って形成する
と、アウターロータの内歯の端面面積がインナーロータ
の外歯の端面面積に対して小さくなり、アウターロータ
のケーシングに対する摺動面積が小さくなるが、その半
面、ロータの回転方向に沿う内歯の幅が狭くなる。
ナーロータの外歯の回転方向前側に、アウターロータの
内歯と接触をもたない逃げ部を設けることにより、セル
が吸入ポートに沿って移動してその容積が増大する過程
においてインナーロータとアウターロータとが接触しな
いようになる。
後側にも、アウターロータの内歯と接触をもたない逃げ
部を設けることにより、セルが吸入ポートに沿って移動
しその容積が増大する過程およびセルが吐出ポートに沿
って移動し容積が減少する過程においてもインナーロー
タとアウターロータとが接触しないようになり、インナ
ーロータの外歯がアウターロータの内歯と噛み合う過
程、および容積最大となったセルが吸入ポート側から吐
出ポート側へ移動する過程においてのみ、インナーロー
タとアウターロータとが接触する。
の第1の実施形態を図に示して説明する。図1に示すオ
イルポンプロータは、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枚の内歯が形成された
アウターロータ20とを備えており、これらインナーロ
ータ10とアウターロータ20とがケーシング30の内
部に収納されている。
られて軸心O1を中心として回転可能に支持されてい
る。インナーロータ10の外歯11は、図2に示すよう
に、各外歯11の歯先を結ぶ歯先円Pの直径をD(m
m)、創成円Qの半径をR(mm)とするときに、下記
式0.15≦n・R/(π・D)≦0.25を満たす範
囲において創成されたものであってトロコイド曲線t上
に中心を位置させた創成円群の描く包絡線hに沿って形
成されている。(図1は、n・R/(π・D)=0.2
のとき)
ーロータ10の軸心O1に対して偏心(偏心量:e)さ
せて配置され、軸心O2を中心として回転可能に支持さ
れている。アウターロータ20の内歯21も、インナー
ロータ10の外歯11と同様にトロコイド曲線上に中心
を位置させた創成円群の描く包絡線に沿って形成されて
いる。
の歯面間には、両ロータ10、20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、20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20の内歯21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30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、セルCは
両ロータ10、20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。
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31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32が形成されている。
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31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32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。
ポンプロータについて、両ロータ10、20の端面とケ
ーシング30との間に生じる摺動抵抗に抗して両ロータ
10、20を回転させたときの摩擦トルクTは、摺動面
積をS、回転中心から摺動部分までの距離をl、両ロー
タ10、20とケーシング30との間に働く単位面積あ
たりの摩擦力をMとすると、下記式 T=M・S・l で算出される。この式から、摩擦トルクTを小さくする
ための手段として、回転中心から遠くに位置する摺動部
分、すなわちアウターロータ20端面のケーシング30
との摺動面積を小さくすることが挙げられる。
/(π・D)>0.25の範囲において創成されたもの
であってトロコイド曲線上に中心を位置させた創成円群
の描く包絡線に沿って外歯11が形成されたインナーロ
ータ10を備えるオイルポンプロータを図3に示す。こ
のオイルポンプロータにおいては、外歯11の端面Si
の面積に対して内歯21の端面Soの面積が大きくなる
ためにアウターロータ20の摺動面積も大きくなり、結
果的に摩擦トルクTが増大してしまう。(図3は、n・
R/(π・D)=0.36のとき)
5の範囲において創成されたものであってトロコイド曲
線上に中心を位置させた創成円群の描く包絡線に沿って
外歯11が形成されたインナーロータ10を備えるオイ
ルポンプロータを図4に示す。このオイルポンプロータ
においては、外歯11の端面Siの面積に対して内歯2
1の端面Soの面積が小さくなるためにアウターロータ
20の摺動面積も小さくなり、結果的に摩擦トルクTは
減少する。しかしながら、アウターロータ20の回転方
向に沿う内歯21の幅Wが狭くなるために、外歯11と
の噛み合いによって内歯21が欠けやすくなる等、内歯
21の耐久性が低下してしまう。(図4は、n・R/
(π・D)=0.145のとき)
場合、その値を採用して外歯11が形成されたインナー
ロータ10を備えるオイルポンプの機械効率を図5に示
す。まず、 n・R/(π・D)>0.25 の範囲では、n・R/(π・D)の値を大きくとるほど
オイルポンプの機械効率が低下することがわかる。 0.15≦n・R/(π・D)≦0.25 の範囲では、n・R/(π・D)の値を小さくとるほど
オイルポンプの機械効率が向上することがわかる。 n・R/(π・D)<0.15 の範囲では、オイルポンプの機械効率は大きく向上せ
ず、n・R/(π・D)の値を小さくとるほど、図4に
示したようにアウターロータ20の回転方向に沿う内歯
21の幅Wが狭くなり内歯21が欠損しやすくなる。
ンプに用いられるオイルポンプロータを図6に示す。グ
ラフ上のI、II、IIIの各点に対応するオイルポン
プに用いられるオイルポンプロータはそれぞれ、図6
(I)、図6(II)、図6(III)に示すものであ
る。なお、グラフ上のIV、V、VIの各点に対応する
オイルポンプに用いられるオイルポンプロータはそれぞ
れ、図1、図3、図4に示したものである。
に対応するオイルポンプに用いられるオイルポンプロー
タを図7に示す。図7に示したオイルポンプロータは、
n・R/(π・D)=0.25を満して創成されたもの
であってトロコイド曲線上に中心を位置させた創成円群
の描く包絡線に沿って形成されたインナーロータ10を
備えるものである。このオイルポンプロータにおいて
は、外歯11の端面Siの面積と比較して内歯21の端
面Soの面積がやや大きめに構成されており、アウター
ロータ20の耐久性に重点がおかれたものといえる。こ
れよりも内歯21の端面Soの面積が大きくなると、摺
動抵抗による機械損失が増大して機械効率の十分な向上
がみられなくなる。
ンプロータは、インナーロータ10の外歯11が下記式
0.15≦n・R/(π・D)≦0.25を満たす範囲
において創成されたものであってトロコイド曲線上に中
心を位置させた創成円群の描く包絡線に沿って形成さ
れ、このインナーロータ10の形状によってアウターロ
ータ20の形状が決定され、アウターロータ20の内歯
21が欠損しやすくならない程度にその端面Soの面積
が小さくなっており、結果としてアウターロータ20全
体の摺動面積が小さくなって駆動トルクTが減少するの
で、内歯21の耐久性が確保されながらもアウターロー
タ20とケーシング30との間に生じる摺動抵抗による
機械損失の低減が図られる。したがって、オイルポンプ
としての耐久性、信頼性を確保しつつ、機械効率を向上
させることができる。
実施形態を図に示して説明する。なお、既に説明した構
成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。こ
のオイルポンプロータは、インナーロータ10の外歯1
1が前記第1の実施形態に示した式0.15≦n・R/
(π・D)≦0.25を満たす範囲において創成された
ものであってトロコイド曲線上に中心を位置させた創成
円群の描く包絡線に沿って形成され、さらに各外歯11
の回転方向前側と後側とに、アウターロータ20の内歯
21と接触をもたない逃げ部40が形成されたものであ
る。
ロータ20の内歯21との噛み合いの状態を図8に示
す。インナーロータ10の外歯11の歯先が内歯21の
歯溝に噛み合ってアウターロータ20を回転させると
き、外歯11が内歯21を押す力の向きを示す線を作用
線といい、図中にlで示す。外歯11と内歯21との噛
み合いは、この作用線lに沿って行なわれる。噛み合い
を開始する交点Ks、および噛み合いを終える交点Keを
形成する外歯11の歯面上の点は常に一定であり、これ
らの点を外歯11の噛み合い始点ks、終点keとみな
す。ひとつの外歯11について見れば、噛み合い始点k
sは回転方向後側に形成され、噛み合い終点keは回転方
向前側に形成される。
ンナーロータ10の外歯11とアウターロータ20の内
歯21との接触の状態を図9に示す。セルCの容積が最
大となるのは、外歯11間の歯溝と内歯21間の歯溝と
が正対したときである。このとき、セルCmaxの前方に
位置する外歯11の歯先と内歯21の歯先とが接点P1
にて接するとともに、セルCmaxの後方に位置する外歯
11の歯先とが接点P2にて接する。セルCの容積が最
大となる接点P1、P2を形成する外歯11の歯面上の点
は常に一定であり、これら点を外歯11の前接触点
p1、後接触点p2とみなす。ひとつの外歯11について
見れば、前接触点p1は回転方向後側に形成され、後接
触点p2は回転方向前側に形成される。
回転方向前側に位置する噛み合い終点keと後接触点p2
との間の歯面、および回転方向後側に位置する噛み合い
始点ksと前接触点p1との間の歯面を切除した状態に形
成されており、この間の外歯11の歯面は内歯21との
接触を一切もたないようになっている。
タについて、セルCの1サイクルにおける容積の増減と
インナーロータ10の外歯11とアウターロータ20の
内歯21との接触の状態とを以下に示す。
過程では、従来と同様に外歯11が内歯21に噛み合っ
てアウターロータ20を回転させている。
吸入ポート31に沿ってセルCの容積が増大する過程に
移ると、従来アウターロータの内歯と接触していたイン
ナーロータ10の外歯11の回転方向前側に逃げ部40
が設けられているために、セルCの前後において外歯1
1と内歯21とが接触しなくなる。
と、まずセルCの前方に位置する外歯11の歯先と内歯
21の歯先とが接する。続いてセルCの後方が吸入ポー
ト31を通過すると、セルCの後方に位置する外歯11
の歯先と内歯21の歯先とが接し、吸入ポート31と吐
出ポート32との間で容積最大のセルCmaxが形成され
る。セルCの後方に位置する外歯11の歯先と内歯21
の歯先との接触は、この接触点が吐出ポート31に差し
掛かるまで保たれる。
少する過程に移ると、アウターロータ20の内歯21と
接触していたインナーロータ10の外歯11の回転方向
後側に逃げ部40が設けられているために外歯11と内
歯21とが接触しなくなる。
に沿って増大する過程、およびセルCの容積が吐出ポー
ト32に沿って減少する過程においては、隣り合うセル
Cどうしが、逃げ部40が設けられることによって連通
状態となるが、両過程において各セルCは吸入ポート3
1、もしくは吐出ポート32に沿って位置するためもと
もと連通状態であるので、このことがオイルポンプの搬
送効率を低下させる原因となるものではない。
いの過程と、セルCの容積が最大となって吸入ポート3
1側から吐出ポート32側に移動する過程においてのみ
外歯11と内歯21とが接触し、セルCの容積が吸入ポ
ート31に沿って増大する過程と、セルCの容積が吐出
ポート32に沿って減少する過程においては外歯11と
内歯21とが接触せず、インナーロータ10とアウター
ロータ20との摺接箇所が減るので、歯面間に生じる摺
動抵抗が小さくなる。
タは、インナーロータ10の外歯11が下記式0.15
≦n・R/(π・D)≦0.25を満たす範囲において
創成されたものであってトロコイド曲線上に中心を位置
させた創成円群の描く包絡線に沿って形成され、さらに
各外歯11の回転方向前側と後側とにアウターロータ2
0の内歯21と接触をもたない逃げ部40が形成されて
おり、前記第1の実施形態において述べた効果に加え
て、外歯11と内歯21との噛み合いの過程と、セルC
の容積が最大となって吸入ポート31側から吐出ポート
32側に移動する過程においてのみ外歯11と内歯21
とが接触し、セルCの容積が吸入ポート31に沿って増
大する過程と、セルCの容積が吐出ポート32に沿って
減少する過程においては外歯11と内歯21とが接触せ
ず、インナーロータ10とアウターロータ20との摺接
箇所が減り、歯面間に生じる摺動抵抗が小さくなるの
で、オイルポンプを駆動するために必要な駆動トルクを
低減させてオイルポンプとしての機械効率を向上させる
ことができる。さらに、外歯11の回転方向後側に逃げ
部40を設けることにより、実際のオイルポンプ使用下
においてオイルポンプが振動することによって発生する
インナーロータ10の外歯11とアウターロータ20の
内歯21との干渉を防止して機械損失を低減することが
できる。
転方向前側と後側とにそれぞれ逃げ部40を設けてイン
ナーロータ10を構成したが、外歯11の回転方向前側
にのみ逃げ部40を設けたものであっても構わない。
ンプロータは、インナーロータの外歯が、インナーロー
タの歯先円直径、および創成円半径をそれぞれD(m
m)、R(mm)としたときに下記式0.15≦n・R
/(π・D)≦0.25を満たす範囲において創成され
たものであってトロコイド曲線上に中心を位置させた創
成円群の描く包絡線に沿って形成され、このインナーロ
ータの形状によってアウターロータの形状が決定され、
アウターロータの内歯が欠損しやすくならない程度にそ
の端面の面積が小さくなっており、結果としてアウター
ロータ全体の摺動面積が小さくなって駆動トルクが減少
するので、内歯の耐久性が確保されながらもアウターロ
ータとケーシングとの間に生じる摺動抵抗による機械損
失の低減が図られる。したがって、オイルポンプとして
の耐久性、信頼性を確保しつつ、機械効率を向上させる
ことができる。
ンナーロータの外歯の回転方向前側、もしくはそれに加
えて回転方向後側に逃げ部が設けられていることから、
外歯と内歯との噛み合いの過程と、セルの容積が最大と
なって吸入ポート側から吐出ポート側に移動する過程に
おいてのみ外歯と内歯とが接触し、セルの容積が吸入ポ
ートに沿って増大する過程と、セルの容積が吐出ポート
に沿って減少する過程においては外歯と内歯とが接触せ
ず、インナーロータとアウターロータとの摺接箇所が減
り、歯面間に生じる摺動抵抗が小さくなるので、オイル
ポンプを駆動するために必要な駆動トルクを低減させて
オイルポンプとしての機械効率を向上させることができ
る。加えて、外歯の回転方向後側に逃げ部を設けること
により、実際のオイルポンプ使用下においてオイルポン
プが振動することによって発生する外歯と内歯との干渉
を防止して機械損失を低減することができる。
施形態を示す図であって、インナーロータの外歯が、下
記式 0.15≦n・R/(π・D)≦0.25 を満たす範囲において創成されたものであってトロコイ
ド曲線上に中心を位置させた創成円群の描く包絡線に沿
って形成されているオイルポンプロータを示す平面図で
ある。
領を示す平面図である。
れる図であって、インナーロータの外歯が、下記式 n・R/(π・D)>0.25 を満たす範囲において創成されたものであってトロコイ
ド曲線上に中心を位置させた創成円群の描く包絡線に沿
って形成されているオイルポンプロータを示す平面図で
ある。
れる図であって、インナーロータの外歯が、下記式 n・R/(π・D)<0.15 を満たす範囲において創成されたものであってトロコイ
ド曲線上に中心を位置させた創成円群の描く包絡線に沿
って形成されているオイルポンプロータを示す平面図で
ある。
合、その値を採用して外歯が形成されたインナーロータ
を備えるオイルポンプの機械効率を示すグラフである。
の各点に対応するオイルポンプに用いられるオイルポン
プロータを示す平面図である。
るオイルポンプに用いられるオイルポンプロータを示す
平面図である。
施形態を示す図であって、インナーロータの外歯とアウ
ターロータの内歯との噛み合いの状態を示す要部平面図
である。
ナーロータの外歯とアウターロータの内歯との接触の状
態を示す要部平面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 n(nは自然数)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、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、 インナーロータの外歯が、インナーロータの歯先円直
径、創成円半径をそれぞれD(mm)、R(mm)とし
たときに下記式 0.15≦n・R/(π・D)≦0.25 を満たす範囲において創成されたものであってトロコイ
ド曲線上に中心を位置させた創成円群の描く包絡線に沿
っ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。 - 【請求項2】 請求項1に記載されたオイルポンプロー
タにおいて、 前記インナーロータの外歯の回転方向前側に、前記アウ
ターロータの内歯と接触をもたない逃げ部が設けられて
いることを特徴とするオイルポンプロータ。 - 【請求項3】 請求項2に記載されたオイルポンプロー
タにおいて、 前記インナーロータの外歯の回転方向後側に、前記逃げ
部が設けられていることを特徴とするオイルポンプロー
タ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00699497A JP3293506B2 (ja) | 1996-01-17 | 1997-01-17 | オイルポンプロータ |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-6174 | 1996-01-17 | ||
JP617496 | 1996-01-17 | ||
JP00699497A JP3293506B2 (ja) | 1996-01-17 | 1997-01-17 | オイルポンプロータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09256964A JPH09256964A (ja) | 1997-09-30 |
JP3293506B2 true JP3293506B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=26340255
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00699497A Expired - Lifetime JP3293506B2 (ja) | 1996-01-17 | 1997-01-17 | オイルポンプロータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3293506B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MY168173A (en) * | 2002-10-29 | 2018-10-11 | Diamet Corp | Internal gear type oil pump rotor |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP00699497A patent/JP3293506B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09256964A (ja) | 1997-09-30 |
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