JP4255771B2 - オイルポンプロータ - Google Patents

Description

【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ロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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、小型で構造が簡単な内接歯車型のオイルポンプが広範囲に利用されている。このようなオイルポンプは、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。
【０００３】
このような内接歯車型のオイルポンプでは、雑音の低減、機械効率の向上を目的として、両ロータの歯先間に適切な大きさのチップクリアランスを設定したり、サイクロイド曲線等により構成される歯形を補正する等の工夫が加えられている。具体的には、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クリアランスを設けたり、サイクロイド曲線を平坦化する補正等の、様々な対策が講じられている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０５−２５６２６８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、歯形の均等追い込みによるチップクリアランスの設定や、サイクロイド曲線を創成する転円径を調整したり歯形の一部分を直線で構成したりすることによるサイクロイド曲線の平坦化などのような従来検討されてきた対策では、チップクリアランスが適切に設定される一方で歯面全体のクリアランスが大きくなってしまい、ロータ間のがたつきや歯面間の滑り等によるトルク伝達の損失増大、ロータ同士の衝撃による騒音等の問題があった。
さらに、歯面形状の設定により歯面間のクリアランスが不適切になると、流体の圧力脈動が発生あるいは増大し、これによるポンプ性能や機械効率の低下、騒音等が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、互いに噛み合うインナーロータおよびアウターロータの歯形を適切な形状に設定し、ポンプ性能や機械効率の低下防止、騒音の発生防止を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のオイルポンプロータは、歯先部を形成するサイクロイド曲線をその中央点で２等分して基礎円の周方向およびサイクロイド曲線の中央点で引いた接線方向に沿って互いに離間させることにより、歯先部の歯幅を広げ、両ロータの噛み合いにおける歯幅方向の歯面間隔（クリアランス）を小さくすることを特徴としている。
【０００８】
すなわち、請求項１の発明に係るオイルポンプロータは、インナーロータの歯先部が、基礎円Ｄｉに外接して滑りなく転がる外転円Ａｉによって創成される外転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの外歯部分曲線を外転サイクロイド曲線の中央点で引いた接線方向に沿って変位させた後に基礎円Ｄｉの周方向に沿って変位させて離間させ、離間させたこれら２つの外歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成されることを特徴としている。
【０００９】
このオイルポンプロータにおいて、インナーロータの歯溝部の歯形は、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉによって創成される内転サイクロイド曲線を基にして形成されている。また、アウターロータは、基礎円Ｄｏに外接して滑りなく転がる外転円Ａｏによって創成される外転サイクロイド曲線を歯溝部の歯形とし、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内接円Ｂｏによって創成される内転サイクロイド曲線を歯先部の歯形として形成されている。
なお、インナーロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記インナーロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられている。
【００１０】
そして、このオイルポンプロータでは、チップクリアランスの大きさ（インナーロータの外歯の歯先部先端と、アウターロータの内歯の歯先部先端とが正対する回転位置において、両ロータの中心を結ぶ線上で両歯面間に生じる隙間の合計）をｔ、離間させた外歯部分曲線間の距離をαとするとき、両ロータは、
ｔ／４≦α≦３ｔ／４
を満たして形成される。
【００１１】
また、このオイルポンプロータにおいて、離間させた外歯部分曲線間の距離αが、
２ｔ／５≦α≦３ｔ／５
を満たすことがより好ましい。
【００１２】
請求項３の発明に係るオイルポンプロータは、アウターロータの歯先部が、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｏによって創成される内転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの内歯部分曲線を内転サイクロイド曲線の中央点で引いた接線方向に沿って変位させた後に基礎円Ｄｏの周方向に沿って変位させて離間させ、離間させたこれら２つの内歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線で形成されていることを特徴としている。
【００１３】
このオイルポンプロータにおいて、アウターロータの歯溝部の歯形は、基礎円Ｄｏに外接して滑りなく転がる外転円Ａｏによって創成される内転サイクロイド曲線を基にして形成されている。
また、インナーロータは、基礎円Ｄｉに外接して滑りなく転がる外転円Ａｉによって創成される外転サイクロイド曲線を歯先部の歯形とし、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉによって創成される内転サイクロイド曲線を歯溝部の歯形として形成されている。
なお、アウターロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記アウターロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられている。
【００１４】
そして、このオイルポンプロータでは、チップクリアランスの大きさをｔ、離間させた内歯部分曲線間の距離をβとするとき、両ロータは、
ｔ／４≦β≦３ｔ／４
を満たして形成される。
【００１５】
また、このオイルポンプロータにおいて、離間させた内歯部分曲線間の距離βが、
２ｔ／５≦β≦３ｔ／５
を満たすことがより好ましい。
【００１６】
請求項５の発明に係るオイルポンプロータは、インナーロータの歯先部が、基礎円Ｄｉに外接して滑りなく転がる外転円Ａｉによって創成される外転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの外歯部分曲線を外転サイクロイド曲線の中央点で引いた接線方向に沿って変位させた後に基礎円Ｄｉの周方向に沿って変位させて離間させ、離間させたこれら２つの外歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成され、かつアウターロータの歯先部が、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｏによって創成される内転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの内歯部分曲線を内転サイクロイド曲線の中央点で引いた接線方向に沿って変位させた後に基礎円Ｄｏの周方向に沿って変位させて離間させ、離間させたこれら内歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成されていることを特徴としている。
【００１７】
このオイルポンプロータにおいて、インナーロータの歯溝部の歯形は、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉによって創成される内転サイクロイド曲線を基にして形成されている。
また、アウターロータの歯溝部の歯形は、基礎円Ｄｏに外接して滑りなく転がる外転円Ａｏによって創成される外転サイクロイド曲線を基にして形成されている。
なお、インナーロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記インナーロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられており、アウターロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記アウターロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられている。
【００１８】
そして、このオイルポンプロータでは、チップクリアランスの大きさをｔ、離間させた外歯部分曲線間の距離をα、内歯部分曲線間の距離をβとするとき、両ロータは、
ｔ／４≦α≦３ｔ／４、ｔ／４≦β≦３ｔ／４
を満たして形成される。
【００１９】
また、このオイルポンプロータにおいて、離間させた外歯部分曲線間の距離α、内歯部分曲線間の距離βが、
２ｔ／５≦α≦３ｔ／５、２ｔ／５≦β≦３ｔ／５
を満たすことがより好ましい。
【００２０】
この発明によれば、インナーロータおよびアウターロータの少なくともいずれかの歯形が、歯面をサイクロイド曲線の中央点で引いたの接線方向に沿って変位させた後に基礎円の周方向に沿って変位させることにより、歯先の周方向歯厚を僅かに大きくして形成されているので、チップクリアランスだけでなく歯面全体のクリアランスが適切に設定されたオイルポンプロータを得ることができる。
【００２１】
すなわち、チップクリアランスが適切に形成されたオイルポンプロータの形状に基づき、サイクロイド曲線の中央点で引いた接線方向および基礎円の周方向に沿って歯先部を大きく形成することにより、歯先の先端位置が変化せずに周方向歯厚が大きくなっているので、従来よりもさらに静粛性や機械性能の優れたオイルポンプロータを得ることができる。
【００２２】
なお、インナーロータの外歯の歯数をｎ枚、（ｎは自然数）、アウターロータの内歯の歯数を（ｎ＋１）枚、インナーロータの基礎円Ｄｉの直径をφＤｉ、外転円Ａｉの直径をφＡｉ、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、外転円Ａｏの直径をφＡｏ、内転円Ｂｏの直径をφＢｏ、インナーロータとアウターロータとの偏心量をｅとして、
φＡｉ＋ｔ／（ｎ＋２）＝φＡｏ、φＢｉ＝φＢｏ
φＡｉ＋φＢｉ＝２ｅ
φＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ）
φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
を満たすようにインナーロータおよびアウターロータを形成すれば、両ロータの歯面間のクリアランスが適切となる。
【００２３】
また、
φＡｉ＝φＡｏ、φＢｉ＋ｔ／（ｎ＋２）＝φＢｏ
φＡｉ＋φＢｉ＝２ｅ
φＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ）
φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
を満たすようにインナーロータおよびアウターロータを形成しても、歯面間のクリアランスを適切に形成することができる。
【００２４】
また、
φＡｉ＋ｔ／２＝φＡｏ、φＢｉ−ｔ／２＝φＢｏ
φＡｉ＋φＢｉ＝φＡｏ＋φＢｏ＝２ｅ
φＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ）、φＤｏ＝（ｎ＋１）・（φＡｏ＋φＢｏ）
（ｎ＋１）・φＤｉ＝ｎ・φＤｏ
を満たすようにインナーロータおよびアウターロータを形成しても、歯面間のクリアランスを適切に形成することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１に示すオイルポンプは、ｎ枚（ｎは自然数、本実施形態においてはｎ＝１０）の外歯１１が形成されたインナーロータ１０と、各外歯１１と噛み合う（ｎ＋１）枚（本実施形態では１１枚）の内歯２１が形成されたアウターロータ２０とを備え、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。
【００２６】
インナーロータ１０、アウターロータ２０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１０，２０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形成している。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。
【００２７】
ケーシング３０には容積が増大するときのセルＣに連通する吸入ポートと、減少するときのセルＣに連通する吐出ポートとが設けられていて、吸入ポートからセルＣに吸入された流体が両ロータ１０，２０の回転に伴い搬送されて吐出ポートから吐出されるようになっている。
【００２８】
ここで、各ロータの中心Ｏｉ，Ｏｏを結ぶ直線上で正対するインナーロータ１０の歯先部１２先端とアウターロータ２０の歯先部２２先端とのクリアランスをチップクリアランスと呼ぶ。このチップクリアランスの大きさｔは、この中心Ｏｉ，Ｏｏを通る直線上反対側で噛み合うインナーロータ１０の歯先部１２とアウターロータ２０の歯溝部２３とのクリアランスがゼロとなるように両ロータ１０，２０を配置したときの大きさとする。
ロータ駆動時においては、インナーロータ１０の中心Ｏｉおよびアウターロータ２０の中心Ｏｏは、この中心Ｏｉ，Ｏｏを通る直線上２カ所で対向する各歯面間のクリアランスがそれぞれ均等のｔ／２となるように偏心して配置される。この中心Ｏｉ，Ｏｏの偏心量をｅとする。
【００２９】
インナーロータ１０は、回転軸に取り付けられて中心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（直径φＤｉ）に外接して滑りなく転がる外転円Ａｉ（直径φＡｉ）によって創成される外転サイクロイド曲線１６と、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉ（直径φＢｉ）によって創成される内転サイクロイド曲線１７とを基にして外歯１１の歯形が形成されている。
【００３０】
アウターロータ２０は、中心Ｏｏをインナーロータ１０の中心Ｏｉに対して偏心（偏心量：ｅ）させて配置され、ケーシング３０内に中心Ｏｏ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は、基礎円Ｄｏ（直径φＤｏ）に外接して滑りなく転がる外転円Ａｏ（直径φＡｏ）によって創成される外転サイクロイド曲線２７と、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｏ（直径φＢｏ）によって創成される内転サイクロイド曲線２６とを基にして歯形が形成されている。
【００３１】
ここで、インナーロータ１０とアウターロータ２０との間には、以下の関係式が成り立つ。なお、ここでは寸法単位をｍｍ（ミリメートル）とする。
【００３２】
インナーロータ１０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｉおよび内転円Ｂｉの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｉの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｉ＝ｎ・π・（φＡｉ＋φＢｉ）
すなわちφＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ） …（Ia）
【００３３】
同様に、アウターロータ２０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｏ＝（ｎ＋１）・π・（φＡｏ＋φＢｏ）
すなわちφＤｏ＝（ｎ＋１）・（φＡｏ＋φＢｏ） …（Ib）
【００３４】
つぎに、インナーロータ１０とアウターロータ２０とが噛み合うことから、
φＡｉ＋φＢｉ＝φＡｏ＋φＢｏ＝２ｅ …（II）
上記式（Ia），（Ib），（II）から、
（ｎ＋１）・φＤｉ＝ｎ・φＤｏ …（III）
【００３５】
さらに、両ロータ１０，２０の噛み合い位置から半回転進んだ位置において外歯１１の歯先と内歯２１の歯先とが対峙するときに両歯先間に形成されるチップクリアランスの大きさから、
φＡｉ＋ｔ／２＝φＡｏ
φＢｉ−ｔ／２＝φＢｏ
の関係を満たす。
【００３６】
ここで、インナーロータ１０の外歯１１の詳細形状について図２（ａ）〜図２（ｄ）を参照して説明する。インナーロータ１０の外歯１１は、歯先部１２および歯溝部１３が周方向に交互に連続して形成されている。
【００３７】
歯先部１２の形状を描くには、まず、外転円Ａｉによる外転サイクロイド曲線１６（図２（ａ））を、その中央点Ａで２等分し、外歯部分曲線１２ａ，１２ｂとする。ここで、外転サイクロイド曲線１６の中央点Ａとは、外転円Ａｉをインナーロータ１０の基礎円Ｄｉ上で滑りなく１回転させて創成される外転サイクロイド曲線１６を対称に二分する点であり、換言すれば、外転円Ａｉが半回転した際に外転円Ａｉ上にあって外転サイクロイド曲線１６を描く１点が到達する点である。
次いで、図２（ｂ）に示すように、外歯部分曲線１２ａ，１２ｂを外転サイクロイド曲線１６の中央点Ａで引いた接線方向に沿って変位させて、両曲線１２ａ，１２ｂの間を距離α’だけ離間させる。
【００３８】
さらに、図２（ｃ）に示すように、両曲線１２ａ，１２ｂの間が距離αだけ離間するように、外歯部分曲線１２ａ，１２ｂを基礎円Ｄｉの中心Ｏｉまわりにそれぞれ基礎円Ｄｉの周方向に沿って角度θｉ／２ずつ変位させる。
そして、図２（ｄ）に示すように、離間された両曲線１２ａ，１２ｂ間を、直線からなる補完線１４でつなぎ、得られた連続線を歯先部１２の歯面形状とする。
すなわち、歯先部１２は、互いに離間された外歯部分曲線１２ａおよび外歯部分曲線１２ｂと、両曲線１２ａ，１２ｂ間をつなぐ補完線１４とからなる連続線で形成されている。
【００３９】
これによりインナーロータ１０の歯先部１２は、単純な外転サイクロイド曲線１６のみからなる歯先形状と比較して、挿入された補完線１４の分だけ周方向に歯厚が大きい形状となっている。なお、本実施形態では、両外歯部分曲線１２ａ，１２ｂ間をつなぐ補完線１４は直線としているが、補完線１４は曲線であってもよい。
【００４０】
このように周方向の歯厚が増大された歯先部１２に対して、本実施形態では歯溝部１３の周方向の幅を減少させて形成し、歯面形状を全周にわたって滑らかに連続させている。
すなわち、歯溝部１３の形状を描くには、まず、内転円Ｂｉによる内転サイクロイド曲線１７（図２（ａ））を、その中央点Ｂで２等分し、部分曲線１３ａ，１３ｂとする。ここで、内転サイクロイド曲線１７の中央点Ｂとは、内転円Ｂｉをインナーロータ１０の基礎円Ｄｉ上で滑りなく１回転させて創成される内転サイクロイド曲線１７を対称に二分する点であり、換言すれば、内転円Ｂｉが半回転した際に内転円Ｂｉ上にあって内転サイクロイド曲線１７を描く１点が到達する点である。
次いで、図２（ｂ）に示すように、変位された状態の両外歯部分曲線１２ａ，１２ｂの端点に、両曲線１３ａ，１３ｂの端点が接続するように、部分曲線１３ａ，１３ｂを内転サイクロイド曲線１７の中央点Ｂで引いた接線方向に沿って変位させる。これにより、両曲線１３ａ，１３ｂは中央点Ｂを中心として交差する。
【００４１】
さらに、図２（ｃ）に示すように、両曲線１３ａ，１３ｂの端点が歯先部１２を描く連続線の端点に接続するように、部分曲線１３ａ，１３ｂを基礎円Ｄｉの周方向に沿って変位させる。
そして、図２（ｄ）に示すように、両曲線１３ａ，１３ｂを滑らかに接続した連続線を、歯溝部１３の歯面形状とする。
これにより歯溝部１３は、単純な内転サイクロイド曲線１７のみからなる歯溝形状と比較して、歯先部１２に挿入された補完線１４の分だけ周方向の幅が小さい形状となっている。
【００４２】
つまり、インナーロータ１０の外歯１１は、外転円Ａｉと内転円Ｂｉとによって創成される外転サイクロイド曲線１６および内転サイクロイド曲線１７をそのまま歯面形状とした場合と比較して、歯先部１２の周方向歯厚が増大されるとともに歯溝部１３の周方向幅が縮小された形状となる。
【００４３】
ここで、インナーロータ１０において、２つの外歯部分曲線１２ａ，１２ｂ間の距離αが、
ｔ／４≦α
の範囲を満たして設定され、より好ましくは
２ｔ／５≦α
の範囲を満たして設定されることにより、アウターロータ２０に対する歯面間のクリアランスが適切となり、十分に静粛性が向上される。
【００４４】
また、インナーロータ１０において、２つの外歯部分曲線１２ａ，１２ｂ間の距離αが、
α≦３ｔ／４
の範囲を満たして設定され、より好ましくは
α≦３ｔ／５
の範囲を満たして設定されることにより、アウターロータ２０に対するクリアランスが小さくなりすぎることを防ぎ、オイルポンプロータの回転不能・摩耗量の増大・耐久性の低下を防止することができる。
【００４５】
つぎに、アウターロータ２０の内歯２１の詳細形状について図３（ａ）〜図３（ｄ）を参照して説明する。内歯２１は、歯先部２２および歯溝部２３が基礎円の周方向に交互に連続して形成されている。
【００４６】
歯先部２２の形状を描くには、まず、内転円Ｂｏによる内転サイクロイド曲線２６（図３（ａ））を、その中央点Ｃで２等分し、内歯部分曲線２２ａ，２２ｂとする。ここで、内転サイクロイド曲線２６の中央点Ｂとは、内転円Ｂｏをアウターロータ２０の基礎円Ｄｏ上で滑りなく１回転させて創成される内転サイクロイド曲線２６を対称に二分する点であり、換言すれば、内転円Ｂｏが半回転した際に内転円Ｂｏ上にあって内転サイクロイド曲線２６を描く１点が到達する点である。
次いで、図３（ｂ）に示すように、内歯部分曲線２２ａ，２２ｂを内転サイクロイド曲線２６の中央点Ｃで引いた接線方向に沿って変位させて、両曲線２２ａ，２２ｂ間を距離β’だけ離間させる。
【００４７】
さらに、図３（ｃ）に示すように、両曲線２２ａ，２２ｂ間が距離βだけ離間するように、内歯部分曲線２２ａ，２２ｂを基礎円Ｄｏの中心Ｏｏまわりに基礎円Ｄｏの周方向に沿ってそれぞれ角度θｏ／２ずつ変位させる。
そして、図３（ｄ）に示すように、離間された内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間を、直線からなる補完線２４でつなぎ、得られた連続線を歯先部２２の形状とする。
すなわち、歯先部２２は、互いに離間された内歯部分曲線２２ａおよび内歯部分曲線２２ｂと、両曲線２２ａ，２２ｂ間をつなぐ補完線２４とからなる連続線で形成されている。
【００４８】
これにより歯先部２２は、単純な内転サイクロイド曲線２６のみからなる歯先形状と比較して、挿入された補完線２４の分だけ周方向に歯厚が大きい形状となっている。なお、本実施形態では、両内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間をつなぐ補完線２４は直線としているが、補完線２４は曲線であってもよい。
【００４９】
このように周方向の歯厚が増大された歯先部２２に対して、本実施形態では歯溝部２３の周方向の幅を減少させて形成し、歯面形状を全周にわたって滑らかに連続させている。
すなわち、歯溝部２３の形状を描くには、まず、外転円Ａｏによる外転サイクロイド曲線２７（図３（ａ））を、その中央点Ｄで２等分し、部分曲線２３ａ，２３ｂとする。ここで、外転サイクロイド曲線２７の中央点Ｄとは、外転円Ａｏをアウターロータ２０の基礎円Ｄｏ上で滑りなく１回転させて創成される外転サイクロイド曲線２７を対称に二分する点であり、換言すれば、外転円Ａｏが半回転した際に外転円Ａｏ上にあって外転サイクロイド曲線２７を描く１点が到達する点である。
次いで、図３（ｂ）に示すように、両内歯部分曲線２２ａ，２２ｂの端点に両曲線２３ａ，２３ｂの端点が接続するように、部分曲線２３ａ，２３ｂを外転サイクロイド曲線２７の中央点Ｄで引いた接線方向に沿って変位させ、中央点Ｄを中心として交差させる。
【００５０】
さらに、図３（ｃ）に示すように、部分曲線２３ａ，２３ｂを基礎円Ｄｏの周方向に沿って変位させ、両曲線２３ａ，２３ｂの端点を歯先部２２を描く連続線の端点に接続させる。
そして、図３（ｄ）に示すように、これら部分曲線２３ａ，２３ｂを滑らかに接続した連続線を形成して、歯溝部２３の歯面形状とする。
これにより歯溝部２３は、単純な外転サイクロイド曲線２７のみからなる歯溝形状と比較して、歯先部２２に挿入された補完線２４の分だけ基礎円周方向の幅が小さい形状となっている。
【００５１】
つまり、アウターロータ２０の内歯２１は、外転円Ａｏと内転円Ｂｏとによって創成される外転サイクロイド曲線２７および内転サイクロイド曲線２６をそのまま歯面形状とした場合と比較して、歯先部２２の周方向歯厚が増大されるとともに、歯溝部２３の周方向幅が縮小された形状となる。
【００５２】
ここで、アウターロータ２０において、２つの内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間の距離βが、
ｔ／４≦β
の範囲を満たして設定され、より好ましくは
２ｔ／５≦β
の範囲を満たして設定されることにより、インナーロータ１０に対する歯面間のクリアランスが適切となり、十分に静粛性が向上される。
【００５３】
また、アウターロータ２０において、２つの内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間の距離βが、
β≦３ｔ／４
の範囲を満たして設定され、より好ましくは
β≦３ｔ／５
の範囲を満たして設定されることにより、インナーロータ１０に対するクリアランスが小さくなりすぎることを防ぎ、回転不能・摩耗量の増大・耐久性の低下を防止することができる。
【００５４】
なお、図１は、φＤｉ＝５２ｍｍ、φＡｉ＝２．５ｍｍ、φＢｉ＝２．７ｍｍ、φＤｏ＝５７．２ｍｍ、φＡｏ＝２．５６ｍｍ、φＢｏ＝２．６４ｍｍ、ｅ＝２．６ｍｍ、ｔ＝０．１２ｍｍを満たし、両外歯部分曲線１２ａ，１２ｂ間の距離αおよび両内歯部分曲線２２ａ，２２ｂ間の距離βを、
α＝β＝ｔ／２（＝０．０６ｍｍ）
として形成されたインナーロータ１０およびアウターロータ２０を示している。
【００５５】
このインナーロータ１０およびアウターロータ２０において、αおよびβが極めて小さく実サイズでは各部分曲線の変位がわかりにくいので、図２（ａ）〜図２（ｄ）および図３（ａ）〜図３（ｄ）では、歯面の詳細形状を説明するために各変位量を大きく誇張して示しており、図１に示す実際の形状とは異なる形状となっている。
【００５６】
なお、上記実施形態では、インナーロータ１０およびアウターロータ２０の両方について歯先部１２，２２の周方向歯厚を増大させた形状としたが、本発明はこれに限定されず、インナーロータ１０およびアウターロータ２０のいずれか一方の歯先部を増大させた形状として、他方は上述した補正を加えずサイクロイド曲線そのものを歯面形状として形成してもよい。
【００５７】
また、上述した補正を加える基となる曲線として、インナーロータ１０とアウターロータ２０とで以下の関係式が成り立つ曲線を採用することもできる。
【００５８】
すなわち、インナーロータ１０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｉおよび内転円Ｂｉの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｉの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｉ＝ｎ・π・（φＡｉ＋φＢｉ）
すなわちφＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ） …（Ia）
【００５９】
同様に、アウターロータ２０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｏ＝（ｎ＋１）・π・（φＡｏ＋φＢｏ）
すなわちφＤｏ＝（ｎ＋１）・（φＡｏ＋φＢｏ） …（Ib）
【００６０】
つぎに、インナーロータ１０の歯溝中央部とアウターロータ２０の歯先中央部とのクリアランスを適正に形成するために、内転円Ｂｉ，Ｂｏの関係を
φＢｉ＝φＢｏ
とする一方で、アウターロータ２０の基礎円Ｄｏを
φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
を満たすものとする。
【００６１】
これに伴い、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、外転円Ａｏを
φＡｏ＝φＡｉ＋ｔ／（ｎ＋２）
とする。
本発明のオイルポンプロータは、以上のような関係を満たす曲線を基にして形成することができる。
【００６２】
また、以下のような関係を満たす曲線を基にすることもできる。
すなわち、インナーロータ１０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｉおよび内転円Ｂｉの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｉの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｉ＝ｎ・π・（φＡｉ＋φＢｉ）
すなわちφＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ） …（Ia）
【００６３】
同様に、アウターロータ２０の歯形状を形成する基となる曲線について、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、
π・φＤｏ＝（ｎ＋１）・π・（φＡｏ＋φＢｏ）
すなわちφＤｏ＝（ｎ＋１）・（φＡｏ＋φＢｏ） …（Ib）
【００６４】
つぎに、インナーロータ１０の歯先中央部とアウターロータ２０の歯溝中央部とのクリアランスを適正に形成するために、外転円Ａｉ，Ａｏの関係を
φＡｉ＝φＡｏ
とする一方で、アウターロータ２０の基礎円Ｄｏを
φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
を満たすものとする。
【００６５】
これに伴い、外転円Ａｏおよび内転円Ｂｏの転がり距離の和の整数倍（歯数倍）が基礎円Ｄｏの円周に等しくなければならないことから、内転円Ｂｏを
φＢｏ＝φＢｉ＋ｔ／（ｎ＋２）
本発明のオイルポンプロータは、以上のような関係を満たす曲線を基にして形成することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のオイルポンプロータによれば、インナーロータおよびアウターロータの少なくともいずれかの歯形が、チップクリアランスが適切に形成されたオイルポンプロータの形状に基づいて、歯面を形成するためのサイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの部分曲線を、サイクロイド曲線の中央点で引いた接線方向および基礎円の周方向に沿って変位させて形成されることにより、歯先部の先端位置が変化せずに周方向歯厚が大きくなっているので、従来よりもさらに静粛性や機械性能の優れたオイルポンプロータを得ることができる。
【００６７】
特に、外歯部分曲線間の距離αおよび内歯部分曲線間の距離βを、チップクリアランスの１／４以上とし、より好ましくは２／５以上することにより、両ロータの歯面間のクリアランスを小さくすることができるので、歯面間のクリアランスが大きいことにより生じるロータ同士のがたつきや脈動を防ぎ、機械効率がよく静粛性が高いオイルポンプを提供することができる。
【００６８】
さらに、外歯部分曲線間の距離αおよび内歯部分曲線間の距離βを、チップクリアランスの３／４以下とし、より好ましくは３／５以下とすることにより、両ロータの歯面間のクリアランスを確保することができるので、円滑に回転し耐久性のよいオイルポンプロータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態によるオイルポンプロータを示す図である。
【図２】 図１に示すオイルポンプロータを構成するインナーロータの歯形状を示す部分拡大図である。
【図３】 図１に示すオイルポンプロータを構成するアウターロータの歯形状を示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１０ インナーロータ
１１ 外歯
１２ 歯先部
１２ａ 外歯部分曲線
１２ｂ 外歯部分曲線
１３ 歯溝部
１３ａ 部分曲線
１３ｂ 部分曲線
１４ 補完線
２０ アウターロータ
２１ 内歯
２２ 歯先部
２２ａ 内歯部分曲線
２２ｂ 内歯部分曲線
２３ 歯溝部
２３ａ 部分曲線
２３ｂ 部分曲線
２４ 補完線

Claims (9)

1. ｎ枚（ｎは自然数）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、
   前記アウターロータが、基礎円Ｄｏに外接して滑りなく転がる外転円Ａｏによって創成される外転サイクロイド曲線を歯溝部の歯形とし、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｏによって創成される内転サイクロイド曲線を歯先部の歯形として形成され、
   前記インナーロータの歯溝部の歯形が、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉによって創成される内転サイクロイド曲線を基にして形成され、
   前記インナーロータの歯先部が、基礎円Ｄｉに外接して滑りなく転がる外転円Ａｉによって創成される外転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの外歯部分曲線を前記外転サイクロイド曲線の前記中央点で引いた接線方向に沿って変位させた後に基礎円Ｄｉの周方向に沿って変位させて離間させ、離間させたこれら２つの外歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成され、
   チップクリアランスの大きさをｔ、離間させた前記外歯部分曲線間の距離をαとするとき、
   ｔ／４≦α≦３ｔ／４を満たすとともに、
   前記インナーロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記インナーロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられていることを特徴とするオイルポンプロータ。
2. 離間させた前記外歯部分曲線間の距離αが、
   ２ｔ／５≦α≦３ｔ／５
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプロータ。
3. ｎ枚（ｎは自然数）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、
   前記インナーロータが、基礎円Ｄｉに外接して滑りなく転がる外転円Ａｉによって創成される外転サイクロイド曲線を歯先部の歯形とし、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉによって創成される内転サイクロイド曲線を歯溝部の歯形として形成され、
   前記アウターロータの歯溝部の歯形が、基礎円Ｄｏに外接して滑りなく転がる外転円Ａｏによって創成される外転サイクロイド曲線を基にして形成され、
   前記アウターロータの歯先部が、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｏによって創成される内転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの内歯部分曲線を前記内転サイクロイド曲線の前記中央点で引いた接線方向に沿って変位させた後に基礎円Ｄｏの周方向に沿って変位させて離間させ、離間させたこれら２つの内歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成され、
   チップクリアランスの大きさをｔ、離間させた前記内歯部分曲線間の距離をβとするとき、ｔ／４≦β≦３ｔ／４を満たすとともに、
   前記アウターロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記アウターロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられていることを特徴とするオイルポンプロータ。
4. 離間させた前記内歯部分曲線間の距離βが、
   ２ｔ／５≦β≦３ｔ／５
   を満たすことを特徴とする請求項３に記載のオイルポンプロータ。
5. ｎ枚（ｎは自然数）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、
   前記インナーロータの歯溝部の歯形が、基礎円Ｄｉに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｉによって創成される内転サイクロイド曲線を基にして形成され、
   前記アウターロータの歯溝部の歯形が、基礎円Ｄｏに外接して滑りなく転がる外転円Ａｏによって創成される外転サイクロイド曲線を基にして形成され、
   前記インナーロータの歯先部が、基礎円Ｄｉに外接して滑りなく転がる外転円Ａｉによって創成される外転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの外歯部分曲線を前記外転サイクロイド曲線の前記中央点で引いた接線方向に沿って変位させた後に基礎円Ｄｉの周方向に沿って変位させて離間させ、離間させたこれら２つの外歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成され、
   前記アウターロータの歯先部が、基礎円Ｄｏに内接して滑りなく転がる内転円Ｂｏによって創成される内転サイクロイド曲線をその中央点で２等分し、得られた２つの内歯部分曲線を前記内転サイクロイド曲線の前記中央点で引いた接線方向に沿って変位させた後に基礎円Ｄｏの周方向に沿って変位させて離間させ、離間させたこれら２つの内歯部分曲線を曲線または直線でつないで滑らかに連続させることで描かれる曲線を歯形として形成され、
   チップクリアランスの大きさｔ、離間させた前記外歯部分曲線間の距離をα、前記内歯部分曲線間の距離をβとするとき、
   ｔ／４≦α≦３ｔ／４、ｔ／４≦β≦３ｔ／４を満たすとともに、
   前記インナーロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記インナーロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられており、前記アウターロータの歯溝部は、その周方向幅を減少させて形成され、前記アウターロータの歯面形状が全周にわたって滑らかに連続させられていることを特徴とするオイルポンプロータ。
6. 離間させた前記外歯部分曲線間の距離α、前記内歯部分曲線間の距離βが、
   ２ｔ／５≦α≦３ｔ／５、２ｔ／５≦β≦３ｔ／５
   を満たすことを特徴とする請求項５に記載のオイルポンプロータ。
7. 前記インナーロータの基礎円Ｄｉの直径をφＤｉ、外転円Ａｉの直径をφＡｉ、内転円Ｂｉの直径をφＢｉ、前記アウターロータの基礎円Ｄｏの直径をφＤｏ、外転円Ａｏの直径をφＡｏ、内転円Ｂｏの直径をφＢｏ、インナーロータとアウターロータとの偏心量をｅとして、
   φＡｉ＋ｔ／（ｎ＋２）＝φＡｏ、φＢｉ＝φＢｏ
   φＡｉ＋φＢｉ＝２ｅ
   φＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ）
   φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
   を満たすことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のオイルポンプロータ。
8. 前記インナーロータの基礎円Ｄｉの直径をφＤｉ、外転円Ａｉの直径をφＡｉ、内転円Ｂｉの直径をφＢｉ、前記アウターロータの基礎円Ｄｏの直径をφＤｏ、外転円Ａｏの直径をφＡｏ、内転円Ｂｏの直径をφＢｏ、インナーロータとアウターロータとの偏心量をｅとして、
   φＡｉ＝φＡｏ、φＢｉ＋ｔ／（ｎ＋２）＝φＢｏ
   φＡｉ＋φＢｉ＝２ｅ
   φＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ）
   φＤｏ＝φＤｉ・（ｎ＋１）／ｎ＋ｔ・（ｎ＋１）／（ｎ＋２）
   を満たすことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のオイルポンプロータ。
9. 前記インナーロータの基礎円Ｄｉの直径をφＤｉ、外転円Ａｉの直径をφＡｉ、内転円Ｂｉの直径をφＢｉ、前記アウターロータの基礎円Ｄｏの直径をφＤｏ、外転円Ａｏの直径をφＡｏ、内転円Ｂｏの直径をφＢｏ、インナーロータとアウターロータとの偏心量をｅとして、
   φＡｉ＋ｔ／２＝φＡｏ、φＢｉ−ｔ／２＝φＢｏ
   φＡｉ＋φＢｉ＝φＡｏ＋φＢｏ＝２ｅ
   φＤｉ＝ｎ・（φＡｉ＋φＢｉ）、φＤｏ＝（ｎ＋１）・（φＡｏ＋φＢｏ）
   （ｎ＋１）・φＤｉ＝ｎ・φＤｏ
   を満たすことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のオイルポンプロータ。

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