JP7071188B2 - オイルポンプ用インナーロータ及び同製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ロータにシャフトを組付けて構成されるオイルポンプ用インナーロータに関する。

車両のトランスミッション又はエンジンの内部には、オイルを供給するオイルポンプが設けられている。オイルポンプには、例えば、内接式のタイプがある。内接式のオイルポンプは、内歯を有するアウターロータと、内歯に接する外歯を有するインナーロータと、を含む。インナーロータは、アウターロータに対して偏心している。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量が変化することにより、オイルが吐出される。このようなオイルポンプのインナーロータに関する従来技術として特許文献１に開示される技術がある。

特許文献１のインナーロータは、シャフトと、このシャフトに組付けられているロータと、からなる。シャフトは、外周面に複数の嵌合歯を有している。ロータは、複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有している。シャフトの嵌合歯は、周方向の任意の位置で、ロータの嵌合穴に嵌合させることができる。

特開２０１５－２００３０２号公報

一般に、シャフトやロータなど、回転軸を中心に回転する回転体には振れが生じる。そのため、シャフトとロータとからなるインナーロータについても、外周面に形成された外歯に振れが生じ得る。インナーロータとアウターロータとの噛み合いを円滑にするためには、振れを極力抑制することが好ましい。

振れを抑制するために、特許文献１の技術では、インナーロータの外歯の振れが最も小さい組み合わせになるまで、シャフトとロータの着脱を繰り返している。そのため、組付けに時間を要する。１回の組み付けで、インナーロータの外歯の振れが極力小さくなるように、ロータにシャフトを組み付けられることが望ましい。

本発明は、振れを抑制できるオイルポンプ用インナーロータ及びその製造方法の提供を課題とする。

請求項１による発明によれば、外周面に複数の嵌合歯を有するシャフトと、前記複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有すると共に外周面に複数の外歯を有するロータと、からなるオイルポンプ用インナーロータにおいて、
前記複数の嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大の歯には第１のマークが付されており、又は、歯先の振れが最小の歯には第２のマークが付されており、
前記複数の外歯のなかで、歯先の振れが最大の歯には第３のマークが付されており、又は、歯先の振れが最小の歯には第４のマークが付されており、
前記シャフトの軸方向から見て、前記第１のマーク及び前記第４のマーク、又は、前記第２のマーク及び前記第３のマークは、前記シャフトの軸中心を基点として、略一方向上に並んでいることを特徴とするオイルポンプ用インナーロータが提供される。

請求項２による発明によれば、外周面に複数の嵌合歯を有するシャフトと、前記複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有すると共に外周面に複数の外歯を有するロータと、からなるオイルポンプ用インナーロータの製造方法において、
前記複数の嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大の歯に第１のマークを付して、又は、歯先の振れが最小の歯には第２のマークが付して、マーク付きシャフトを準備するシャフト準備工程と、
前記複数の外歯のなかで、歯先の振れが最大の歯に第３のマークが付して、又は、歯先の振れが最小の歯には第４のマークが付して、マーク付きロータを準備するロータ準備工程と、
前記シャフトの軸方向から見て、前記第１のマーク及び前記第４のマーク、又は、前記第２のマーク及び前記第３のマークが、前記シャフトの軸中心を基点として、略一方向上に並ぶように、前記マーク付きシャフトに前記マーク付きロータを組み付ける組付工程と、を有することを特徴とするオイルポンプ用インナーロータの製造方法が提供される。

請求項１に係る発明では、シャフトの嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大又は最小の歯にはマークが付されている。同様に、ロータの外歯のなかで、歯先の振れが最小又は最大の歯にはマークが付されている。さらに、シャフトの軸方向から見て、最大を示すマークと、最小を示すマークとは、シャフトの軸中心を基点として、一方向上に並んでいる。

即ち、振れの最大の歯と、最小の歯とが、最も近づくように、ロータはシャフトに組付けられている。一方向上において、振れの最大の歯と最小の歯を組み合わせることにより、インナーロータの振れを極力抑制できる。

請求項２に係る発明では、シャフトの嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大又は最小の歯にマークを付し、ロータの外歯のなかで、歯先の振れが最大又は最小の歯にはマークを付する。さらに、シャフトの軸方向から見て、最大を示すマークと、最小を示すマークとは、シャフトの軸中心を基点として、一方向上に並ぶようにシャフトにロータを組み付ける。

即ち、組付け工程において、振れの最大と歯と、最小の歯とが、最も近づくように、ロータをシャフトに組み付けている。一方向上において、振れの最大の歯と最小の歯を組み合わせることにより、インナーロータの振れを極力抑制できる。

本発明の実施例１によるオイルポンプ用インナーロータの斜視図である。 図２（ａ）は、軸方向から見たシャフトの図である。図２（ｂ）は、軸方向から見たロータの図である。 図１の３方向から見た矢視図である。 図１に示されたオイルポンプ用インナーロータの製造方法を説明する図である。 図４（ａ）に示されたロータの成形品を製造する成型ダイセットを説明する図である。 図５に示された成型ダイセットによる、ロータの成形方法を説明する図である。 本発明の実施例２～実施例４によるオイルポンプ用インナーロータについて、軸方向から見た図である。 本発明の実施例５、実施例６によるオイルポンプ用インナーロータについて、軸方向から見た図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。

＜実施例１＞
図１には、本発明の実施例１によるインナーロータ１０が示されている。このインナーロータ１０は、オイルポンプに組み込まれ、例えば、車両のトランスミッションに搭載される。インナーロータ１０は、シャフト２０と、このシャフト２０に組み付けられているロータ３０と、からなる。

図２（ａ）には、軸方向から見たシャフト２０が示されている。シャフト２０は、外周面２０ａに嵌合部４０を有する。嵌合部４０は、外周面２０ａから外径方向に向かって突出している第１の嵌合歯４１～第６の嵌合歯４６を有する。嵌合歯４１～４６は、周方向に等間隔に形成されている。嵌合歯４１～嵌合歯４６の形状及び大きさは、互いに同一である。

シャフト２０の軸中心Ｃ１から径方向外側に向かう向きを正として、第１の嵌合歯４１の歯先の振れをα１とする。同様に、第２の嵌合歯４２～第６の嵌合歯４６の歯先の振れを、それぞれ、α２～α６とする。

歯先の振れα１～α６のなかで、第１の嵌合歯４１の歯先の振れα１が最も大きい。歯先の振れα１～α６のなかで、第４の嵌合歯４４の歯先の振れα４が最も小さい。振れが最も大きい第１の嵌合歯４１には、第１のマーク２１として、正方形のマークが付されている。

図２（ｂ）を参照する。ロータ３０は、中心に、嵌合部４０と嵌合する嵌合穴５０を有する。嵌合穴５０は、第１の嵌合溝５１～第６の嵌合溝５６を有する。嵌合溝５１～５６の形状及び溝の深さは、同一である。

シャフト２０の第１の嵌合歯４１（図２（ａ））は、ロータ３０の嵌合溝５１～５６のなかの、任意の溝に嵌合可能である。即ち、ロータ３０及びシャフト２０は、互いに、周方向に任意の位置で組み付けることができる。

ロータ３０は、第１の嵌合溝５１よりも外径側において、第１の外歯６１を有する。同様に、ロータ３０は、第２の嵌合溝５２～第６の嵌合溝５６よりも外径側において、第２の外歯６２～第６の外歯６６を有する。外歯６１～６６は、オイルポンプのアウターロータ（不図示）の内歯と接する。

回転中心Ｃ２から径方向外側に向かう向きを正として、第１の外歯６１の歯先の振れをβ１とする。同様に、第２の外歯６２～第６の外歯６６の歯先の振れを、それぞれ、β２～β６とする。

歯先の振れβ１～β６のなかで、第１の外歯６１の歯先の振れβ１が最も大きい。歯先の振れβ１～β６のなかで、第４の外歯６４の歯先の振れβ４が最も小さい。歯先の振れの最も大きい第１の外歯６１には、第３のマーク３３として、円板状のマークが付されている。

なお、振れとは、回転軸を中心として回転する回転体について、回転体の外周面に形成された歯全体又は歯の歯先の径方向の位置ばらつきをいう。

以下、実施例の効果について説明する。

図３を参照する。シャフト２０の嵌合歯４１～４６のなかで、歯先の振れが最も大きい第１の嵌合歯４１には第１のマーク２１が付されている。ロータ３０の外歯６１～６６のなかで、歯先の振れが最も大きい第１の外歯６１には第３のマーク３３が付されている。

シャフト２０の第１の嵌合歯４１は、ロータ３０の第４の嵌合溝５４に嵌合している。シャフト２０の軸方向から見て、第１のマーク２１及び第３のマーク３３同士は、シャフト２０の軸中心Ｃ１を挟んで、互いに反対側に位置している。

即ち、振れの最大の歯４１、６１同士が、最も離れるように、ロータ３０はシャフト２０に組付けられている。そのため、シャフト２０の嵌合歯の振れα１と、ロータ３０の外歯の振れβ１は、相殺される。インナーロータ１０の振れを極力抑制できる。

図４を参照する。次に、インナーロータ１０の製造方法について説明する。

図４（ａ）を参照する。最初に、第１の嵌合歯４１～第６の嵌合歯４６のなかで、歯先の振れが最大の歯である第１の嵌合歯４１に第１のマーク２１を付する。第１のマーク２１として、第１の嵌合歯４１の側面に正方形状の凹部を形成する。これにより、第１のマーク２１が付されたシャフト２０（マーク付きシャフト２０）が得られる（シャフト準備工程）。

図４（ｂ）を参照する。次に、第１の外歯６１～第６の外歯６６のなかで、歯先の振れが最大の歯である第１の外歯６１に第３のマーク３３を付する。第３のマーク３３として、第１の外歯６１の側面に円板状の凹部を形成する。これにより、第３のマーク３３が付されたロータ３０（マーク付きロータ３０）が得られる（ロータ準備工程）。

図４（ｃ）を参照する。最後に、シャフト２０の嵌合部４０が、ロータ３０の嵌合穴５０に嵌合するように、シャフト２０にロータ３０を組み付ける。この時、第１のマーク２１及び第３のマーク３３が、シャフト２０の軸中心Ｃ１を挟んで、互いに反対側に位置するように、シャフト２０にロータ３０を組み付ける（組み付け工程）。

図４（ｄ）には、完成したインナーロータ１０が示されている。上記組付け工程により、振れの最も大きい歯４１、６１同士が、最も離れるように、ロータ３０をシャフト２０に組み付けられる。そのため、シャフト２０の第１の嵌合歯４１の振れα１と、ロータ３０の第１の外歯６１の振れβ１は、最大限相殺される。インナーロータ１０の振れを極力抑制できる。

ロータ３０は、焼結体である。以下、鉄粉により成形されるロータ３０の成形品の製造方法について説明する。

図５（ａ）を参照する。成形ダイセット１１は、床面に固定されているボルスタ７０と、ボルスタ７０に対して上下方向に移動可能なダイプレート８０と、ダイプレート８０に対して上下方向に移動可能な上パンチプレート９０と、からなる。

ボルスタ７０は、固定パンチプレート７１と、固定パンチプレート７１の上面に固定されている下パンチ７２と、からなる。

ダイプレート８０は、第１のコアプレート８１と、この第１のコアプレート８１に固定され固定パンチプレート７１及び下パンチ７２を貫通しているコア８２と、コアプレート８１から上方に延び固定パンチプレート７１を貫通している第１のガイドポスト８３、８３と、第１のガイドポスト８３、８３の上端に固定されている第２のコアプレート８４と、からなる。第１のガイドポスト８３、８３は、ダイプレート８０に固定している。

第１のダイプレート８０は、ロータ３０の外歯６１～６６（図２（ｂ））を形成するダイ８５を有する。ダイ８５は、押え治具８４により固定されている。コア８２は、着脱可能な位置決めピン８６、８６により、第１のコアプレート８１に固定されている。位置決めピン８６、８６を調整することにより、コア８２の位置を調整することができる。

第２のダイプレート９０は、上パンチプレート９１と、この上パンチプレート９１の下面に固定している上パンチ９２と、上パンチプレート９１から下方に延び第１のダイプレート８０を貫通している第２のガイドポスト９３、９３と、からなる。

図６を参照する。以下、成形ダイセット１１によるロータ３０の成形について説明する。

図６（ａ）を参照する。最初に、矢印（１）に示されるように、コアプレート８１を上昇させると、コア８２及び第１のダイプレート８０が上昇する。コア８２の先端部８２ａは、下パンチ７２から突出する。第１のダイプレート８０に固定されたダイ８５は、先端部８２ａを囲む。これにより、環状の空洞のキャビティ８７が形成される。

図６（ｂ）を参照する。次に、矢印（２）に示されるように、粉箱８８をキャビティ８７上で往復させ、粉末をキャビティ８７振り落とす。キャビティ８７に粉末が充填される。

図６（ｃ）を参照する。最後に、矢印（３）に示されるように、上パンチプレート９１を下降させる。キャビティ８７に充填された粉末は、下パンチ７２と上パンチ９２により圧縮され、ロータ３０の成形品が完成する。

なお、一般に、図６（ｃ）に示された圧縮工程時の金型の精度及びダイセットの精度を吸収するために、コア８２を固定しないことがある。ただし、コア８２を固定しないと、成形品の寸法精度にばらつきが生じる。一方、本実施例では、コア８２は、着脱可能な位置決めピン８６、８６により固定されている。そのため、コア８２の先端部８２ａも固定される。そのため、成形品の寸法精度が高くなる。

図２（ｂ）、図５を参照する。上述した通り、位置決めピン８６、８６の調節によりコア８２の位置の調整が可能となる。例えば、コア８２を第１のマーク３３の方向、即ち、最も大きい振れβ１を有する第１の外歯６１の方向にずらすと、嵌合穴５０の位置が移動する（嵌合穴５０Ａ参照）。振れβ１を小さくできると共に、振れβ４を大きくすることができる。同様にして、振れβ１～β６の大きさを調節することができる。このように意図的にコア８２を真の中心からズラして配置することで、振れβ１～β６の大きさを調節できる。

次に、実施例２～実施例４について説明する。

図７を参照する。実施例１と比較すると、実施例２～実施例４では、マークが付される歯と、マークの形状が異なる。シャフト２０の嵌合歯４１～４６の振れの特性、ロータ３０の外歯６１～６６の振れの特性は、実施例１と同一である。その他の構成についても、実施例１のインナーロータ１０と同様であり、符号を流用すると共に説明を省略する。

＜実施例２＞
図７（ａ）を参照する。インナーロータ１０Ａは、シャフト２０Ａと、ロータ３０Ａと、からなる。シャフト２０Ａの第１の嵌合歯４１～第６の嵌合歯４６のなかで、第４の嵌合歯４４の歯先の振れα４が最も小さい。この第４の嵌合歯４４には、第２のマーク２２として、菱形のマークが付されている。

ロータ３０Ａ第１の外歯６１～第６の外歯６６のなかで、第４の外歯６４の歯先の振れβ４が最も小さい。この第４の外歯６４には、第４のマーク３４として、三角のマークが付されている。

シャフト２０の軸方向から見て、第２のマーク２２及び第４のマーク３４同士は、シャフト２０の軸中心Ｃを挟んで、互いに反対側に位置している。

即ち、振れの最小の歯４４、６４同士が、最も離れるように、ロータ３０Ａはシャフト２０Ａに組付けられている。そのため、シャフト２０Ａの第４の嵌合歯の振れα４と、ロータ３０Ａの第４の外歯６４の振れα４は、相殺される。インナーロータ１０Ａの振れを極力抑制できる。

＜実施例３＞
図７（ｂ）を参照する。インナーロータ１０Ｂは、シャフト２０Ａと、ロータ３０と、からなる。シャフト２０Ａの第１の嵌合歯４１～第６の嵌合歯４６のなかで、第４の嵌合歯４４の歯先の振れα４が最も小さい。この第４の嵌合歯４４には、第２のマーク２２として、菱形のマークが付されている。

ロータ３０の第１の外歯６１～第６の外歯６６のなかで、第１の外歯６１の歯先の振れβ１が最も大きい。この第１の外歯６１には、第３のマーク３３として、円板状のマークが付されている。

シャフト２０の軸方向から見て、第２のマーク２２及び第３のマーク３３は、シャフト２０の軸中心Ｃ１を基点として、一方向上（線Ｌ）に並んでいる。

即ち、外歯６１～６６のなかで、振れが最も大きい第１の外歯６１と、嵌合歯４１～４４のなかで、振れが最も小さい第４の嵌合歯４４が、最も近づくように、ロータ３０はシャフト２０Ａに組付けられている。一方向上（線Ｌ）において、振れの最大の歯６１と最小の歯４４を組み合わせることにより、振れが大きくなることを抑制している。インナーロータ１０Ｂの振れを極力抑制できる。

＜実施例４＞
図７（ｃ）を参照する。インナーロータ１０Ｃは、シャフト２０と、ロータ３０Ａと、からなる。シャフト２０の第１の嵌合歯４１～第６の嵌合歯４６のなかで、第１の嵌合歯４１の歯先の振れα１が最も大きい。この第１の嵌合歯４１には、第１のマーク２１として、正方形のマークが付されている。

ロータ３０Ａの第１の外歯６１～第６の外歯６６のなかで、第４の外歯６４の歯先の振れβ４が最も小さい。この第４の外歯６４には、第４のマーク３４として、三角形のマークが付されている。

シャフト２０の軸方向から見て、第１のマーク２１及び第４のマーク３４は、シャフト２０の軸中心を基点として、一方向上（線Ｌ）に並んでいる。

即ち、外歯６１～６６のなかで、振れが最も小さい第４の外歯６４と、嵌合歯４１～４６のなかで、振れが最も大きい第１の嵌合歯４１が、最も近づくように、ロータ３０Ａはシャフト一方向上（線Ｌ）において、振れの最大の歯４１と最小の歯６４を組み合わせることにより、振れが大きくなることを抑制している。インナーロータ１０Ｃの振れを極力抑制できる。

シャフト及びロータの歯数は、６つに限られない。またシャフト及びロータの歯数は同一でなくても良い。さらに、ロータに付されたマーク、シャフトに付されたマーク、及び、軸中心は、同一直線状にあるとは限らない。以下、実施例５、実施例６で説明する。

＜実施例５＞
図８（ａ）を参照する。インナーロータ１０Ｄは、シャフト２０Ｂと、ロータ３０Ｂと、からなる。シャフト２０Ｂは、第１の嵌合歯４１Ａ～第７の嵌合歯４７Ａを有する。歯先の振れが最も大きい第１の嵌合歯４１Ａには、第１のマーク２１が付されている。ロータ３０Ｂは、第１の外歯６１Ａ～第７の外歯６７Ａを有する。歯先の振れが最も大きい第１の外歯６１Ａには、第３のマーク３３が付されている。

振れの最大の歯同士である第１の嵌合歯４１Ａ及び第１の外歯６１Ａが、最も離れるように、ロータ３０Ｂはシャフト２０Ｂに組付けられている。そのため、シャフト２０Ｂの第１の嵌合歯４１Ａの振れα１と、ロータ３０Ｂの第１の外歯６１Ａの振れβ１は、相殺される。インナーロータ１０Ｄの振れを極力抑制できる。図８（ａ）のように１８０°反対側から周方向に半歯ずれたとしても本発明は同等の効果を奏する。本明細書で反対側とは、１８０°から周方向に半歯ずれた範囲内を含む。

＜実施例６＞
図８（ｂ）を参照する。インナーロータ１０Ｅは、シャフト２０Ｃと、ロータ３０Ｃと、からなる。歯先の振れが最も小さい第４の嵌合歯４４Ｂには、第２のマーク２２が付されている。歯先の振れが最も大きい第１の外歯６１Ｂには、第３のマーク３３が付されている。

振れが最も小さい第４の嵌合歯４４Ｂと、振れが最も大きい第１の外歯６１Ｂとが、最も近づくように、ロータ３０Ｃはシャフト２０Ｃに組付けられている。これにより、インナーロータ１０Ｅの振れを極力抑制できる。図８（ｂ）のように一方向上から周方向に半歯ずれたとしても本発明は同等の効果を奏する。本明細書で略一方向上とは、一方向上から周方向に半歯ずれた範囲内を含む。

実施例２～実施例６のインナーロータの製造方法についての説明は、省略する。

なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、上記の実施例に限定されるものではない。例えば、マークの形状は、図形に限らず、文字、記号などでもよく、さらに、マークはペンで付してもよい。

本発明のオイルポンプ用インナーロータは、車両のトランスミッション又はエンジンに搭載するのに好適である。

１０…インナーロータ
２０…シャフト
Ｃ１…軸中心
２１…第１のマーク
２２…第２のマーク
３０…ロータ
Ｃ２…回転中心
３３…第３のマーク
３４…第４のマーク
４０…嵌合部
４１～４６…第１の嵌合歯～第６の嵌合歯
α１～α６…嵌合歯の振れ
５０…嵌合穴
５１～５６…第１の嵌合溝～第６嵌合溝
６１～６６…第１の外歯～第６の外歯
β１～β６…外歯の振れ

Claims (2)

1. 外周面に複数の嵌合歯を有するシャフトと、前記複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有すると共に外周面に複数の外歯を有するロータと、からなるオイルポンプ用インナーロータにおいて、
   前記複数の嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大の歯には第１のマークが付されており、又は、歯先の振れが最小の歯には第２のマークが付されており、
   前記複数の外歯のなかで、歯先の振れが最大の歯には第３のマークが付されており、又は、歯先の振れが最小の歯には第４のマークが付されており、
   前記シャフトの軸方向から見て、前記第１のマーク及び前記第４のマーク、又は、前記第２のマーク及び前記第３のマークは、前記シャフトの軸中心を基点として、略一方向上に並んでいることを特徴とするオイルポンプ用インナーロータ。
2. 外周面に複数の嵌合歯を有するシャフトと、前記複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有すると共に外周面に複数の外歯を有するロータと、からなるオイルポンプ用インナーロータの製造方法において、
   前記複数の嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大の歯に第１のマークを付して、又は、歯先の振れが最小の歯には第２のマークが付して、マーク付きシャフトを準備するシャフト準備工程と、
   前記複数の外歯のなかで、歯先の振れが最大の歯に第３のマークが付して、又は、歯先の振れが最小の歯には第４のマークが付して、マーク付きロータを準備するロータ準備工程と、
   前記シャフトの軸方向から見て、前記第１のマーク及び前記第４のマーク、又は、前記第２のマーク及び前記第３のマークが、前記シャフトの軸中心を基点として、略一方向上に並ぶように、前記マーク付きシャフトに前記マーク付きロータを組み付ける組付工程と
   、を有することを特徴とするオイルポンプ用インナーロータの製造方法。

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