KR20060038367A - 오일펌프 로터 - Google Patents

Abstract

오일펌프 로터에 발생하는 유압이 미소하고, 또한 상기 로터를 구동하는 토크가 변동한 경우에도 소음 발생을 확실히 억제하는 것이다.

기초원(bi) 상을 구르는 제1 외측 구름원(Di) 및 제1 내측 구름원(di)에 의해 생성되는 사이클로이드 곡선에 의거하여 형성된 치수 n개의 내부 로터(10)를 형성하고, 기초원(bo) 상을 구르는 제2 외측 구름원(Do) 및 제2 내측 구름원(do)에 의해 생성되는 사이클로이드 곡선에 의거하여 형성된 치수 n＋1개의 외부 로터(20)를 형성했을 때에, 상기 각 원의 직경을 φbi, φDi, φdi, φbo, φDo, φdo로 할 때, φbi=n·(φDi＋φdi), φbo=(n＋1)·(φDo＋φdo), φDi＋φdi=2e, 또는 φDo＋φdo=2e이며, 또한, φDo＞φDi, φdi＞φdo, (φDi＋φdi)＜(φDo＋φdo)를 만족하여 각 로터를 구성한다.

Description

오일펌프 로터{OIL PUMP ROTOR}

본 발명은, 내부 로터와 외부 로터의 사이에 형성되는 셀의 용적변화에 의해 유체를 흡입, 토출하는 오일펌프 로터에 관한 것이다.

종래의 오일펌프는, n(n은 자연수)개의 외치(外齒)가 형성된 내부 로터와, 이 외치에 맞물리는 n＋1개의 내치(內齒)가 형성된 외부 로터와, 유체가 흡입되는 흡입 포트 및 유체가 토출되는 토출 포트가 형성된 케이싱을 구비하고 있으며, 내부 로터를 회전시킴으로써 외치가 내치에 맞물려 외부 로터를 회전시켜, 양 로터 사이에 형성되는 복수의 셀의 용적변화에 의해 유체를 흡입, 토출하게 되어 있다.

셀은, 그 회전방향 전측과 후측에서, 내부 로터의 외치와 외부 로터의 내치가 각각 접촉함으로써 개별적으로 구분되고, 또한 양측면을 케이싱에 의해 구분함으로써, 독립된 유체 반송실을 구성하고 있다. 그리고, 각 셀은 외치와 내치의 맞물림 과정 도중에서 용적이 최소가 된 후, 흡입 포트를 따라서 이동할 때에 용적을 확대시켜 유체를 흡입하고, 용적이 최대가 된 후, 토출 포트를 따라서 이동할 때에 용적을 감소시켜 유체를 토출한다.

상기와 같은 구성을 가지는 오일펌프는 소형이고 구조가 간단하기 때문에 자동차의 윤활유용 펌프나 자동 변속기용 오일펌프 등으로서 광범위하게 이용되고 있 다. 자동차에 탑재되는 경우, 오일펌프의 구동수단으로서는 엔진의 크랭크 축에 내부 로터가 직결되어 엔진의 회전에 의해 구동되는 크랭크축 직결 구동이 있다.

상기와 같은 오일펌프에 대해서는, 펌프가 발생시키는 소음의 저감과 그에 수반하는 기계 효율의 향상을 목적으로, 내부 로터와 외부 로터를 조합한 상태에서 맞물림 위치로부터 180° 회전한 위치에서의 내부 로터의 이끝(齒先)과 외부 로터의 이끝과의 사이에 적절한 크기의 팁 클리어런스(tip clearance)가 설정되어 있다.

그런데, 내부 로터(ri)와 외부 로터(ro)의 치형(齒形)을 결정하기 위해서 필요한 조건으로서는, 우선, 내부 로터(ri)에 대해서, 제1 외측 구름원(外轉圓)(Di')(직경 φDi') 및 제1 내측 구름원(內轉圓)(di')(직경 φdi')의 구름거리가 1주(周)로 끝나지 않으면 안된다. 즉, 제1 외측 구름원(Di') 및 제1 내측 구름원(di')의 구름거리가 내부 로터(ri)의 기초원(bi')(직경 φbi')의 원주에 동일해야 하므로,

φbi'= n·(φDi'＋φdi')

가 된다.

마찬가지로, 외부 로터(ro)에 대해서, 제2 외측 구름원(Do')(직경 φDo') 및 제2 내측 구름원(do')(직경 φdo')의 구름거리가 외부 로터(ro)의 기초원(bo')(직경 φbo')의 원주에 동일해야 하므로,

φbo'=(n＋1)·(φDo'＋φdo')

가 된다.

다음으로, 내부 로터(ri)와 외부 로터(ro)가 맞물리므로, 양 로터(ri, ro)의 편심량을 e'로 하여,

φDi'＋φdi'=φDo'＋φdo'=2e'

가 된다.

상기의 각 식으로부터,

n·φbo'=(n＋1)·φbi'

가 되어, 내부 로터(ri) 및 외부 로터(ro)의 치형은 이들 조건을 만족시켜 구성된다.

여기서, 클리어런스(t)를, 맞물림 위치에서의 이홈(齒溝)과 이끝과의 팁 클리어런스와, 맞물림 위치로부터 180°회전한 위치에서의 이끝끼리의 팁 클리어런스로 나누기 위해서,

φDo'=φDi'＋t/2, φdo'=φdi'－t/2

를 만족하도록 각 외측 구름원 및 내측 구름원이 구성된다.

즉, 외부측의 외측 구름원을 크게 함으로써(φDo'＞φDi'), 도 6에 나타내는 바와 같이, 맞물림 위치에서 외부 로터(ro)의 이홈과 내부 로터(ri)의 이끝과의 사이에 클리어런스(t/2)가 형성되는 한편, 내측 구름원은 내부측을 크게 함으로써(φdi'＞φdo'), 도 7에 나타내는 바와 같이, 맞물림 위치에서 외부 로터(ro)의 이끝과 내부 로터(ri)의 이홈과의 사이에 클리어런스(t/2)가 형성된다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 또한, 내부 로터의 외치와 외부 로터의 내치의 사이에는, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 선단부분의 클리어런스(t/2)(팁 클리어런스 tt) 뿐만 아니라, 치면(齒面) 사이의 클리어런스(사이드 클리어런스 ts)도 형성된다.

이상의 관계를 만족하여 구성된 오일펌프 로터를 도 5 내지 도 7에 나타낸다. 이 오일펌프 로터는, 내부 로터(ri)의 기초원(bi')이 φbi'=52.00mm, 제1 외측 구름원(Di')이 φDi'=2.50mm, 제1 내측 구름원(di')이 φdi'=2.70mm, 치수(齒數) n=10, 외부 로터(ro)의 외경이 φ70mm, 기초원(bo')이 φbo'=57.20mm, 제2 외측 구름원(Do')이 φDo'=2.56mm, 제2 내측 구름원(do')이 φdo'=2.64mm, 치수 (n＋1)=11, 편심량 e'=2.6mm로 되어 있다.

이와 같이 구성된 오일펌프 로터에서는, 내부 로터의 이끝의 치형이 외부 로터의 이홈의 치형보다 작고, 또한 내부 로터의 이홈의 치형이 외부 로터의 이끝의 치형보다도 커지도록 양 로터가 구성되어 있으므로, 백래시(backlash)가 적절한 크기로 설정됨과 동시에, 팁 클리어런스(tt)가 적절한 크기로 설정됨으로써, 팁 클리어런스(tt)를 작게 유지한 상태에서 백래시를 크게 확보할 수 있다. 이것에 의해, 특히, 오일펌프 로터에 공급되는 유압이나, 이 오일펌프 로터를 구동하는 토크가 안정되어 있는 상태에서는, 내부측의 외치와 외부측의 내치의 충돌에 기인하는 소음의 발생을 억제할 수 있다.

<특허 문헌 1> 일본특허공개 평11－264381호 공보

그러나, 이와 같이 외부 로터의 제2 외측 구름원(Do') 및 제2 내측 구름원(do')의 직경을 조절함으로써, 팁 클리어런스(tt=t/2)를 확보하면, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 필연적으로 사이드 클리어런스(ts)가 커져 버리게 된다. 따라서, 오일펌프 로터의 정숙성에 대해서, 다음과 같은 과제가 남아 있었다. 즉, 오일펌프 로터에 발생하는 유압이 미소하고, 또 이 오일펌프 로터를 구동하는 토크가 변동한 경우에, 외부측의 내치와 내부측의 외치가 충돌하여, 이 때의 충돌 에너지가 소리로 바뀌어, 이 소리가 가청음 레벨에 이르러 소음이 될 가능성이 있었다.

본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 내부 로터의 치형과 외부 로터의 치형을 적절한 형상으로 설정함과 동시에, 양 로터 사이의 클리어런스를 적절하게 설정함으로써, 오일펌프 로터에 발생하는 유압이 미소하고, 또 이 오일펌프 로터를 구동하는 토크가 변동한 경우도 소음 발생을 확실히 억제하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하여, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.

청구항 1에 관련된 발명은, n(n은 자연수)개의 외치가 형성된 내부 로터와, 상기 외치와 맞물리는 n＋1개의 내치가 형성된 외부 로터와, 유체가 흡입되는 흡입 포트 및 유체가 토출되는 토출 포트가 형성된 케이싱을 구비하고, 양 로터가 맞물려 회전할 때에, 양 로터의 치면 사이에 형성되는 셀의 용적 변화에 의해 유체를 흡입, 토출함으로써 유체를 반송하는 오일펌프에 이용되는 오일펌프 로터에 있어서, 상기 내부 로터가, 그 기초원(bi)에 외접하여 미끄러짐 없이 구르는 제1 외측 구름원(Di)에 의해 생성되는 외측 구름(外轉) 사이클로이드 곡선을 이끝의 치형으로 하고, 기초원(bi)에 내접하여 미끄러짐 없이 구르는 제1 내측 구름원(di)에 의해 생성되는 내측 구름(內轉) 사이클로이드 곡선을 이홈의 치형으로 하여 형성되며, 상기 외부 로터가, 그 기초원(bo)에 외접하여 미끄러짐 없이 구르는 제2 외측 구름원(Do)에 의해 생성되는 외측 구름 사이클로이드 곡선을 이홈의 치형으로 하고, 기초원(bo)에 내접하여 미끄러짐 없이 구르는 제2 내측 구름원(do)에 의해 생성되는 내측 구름 사이클로이드 곡선을 이끝의 치형으로 하여 형성되어 있으며, 내부 로터의 기초원(bi)의 직경을 φbi, 제1 외측 구름원(Di)의 직경을 φDi, 제1 내측 구름원(di)의 직경을 φdi, 외부 로터의 기초원(bo)의 직경을 φbo, 제2 외측 구름원(Do)의 직경을 φDo, 제2 내측 구름원(do)의 직경을 φdo, 내부 로터와 외부 로터와의 편심량을 e로 할 때,

φbi= n·(φDi＋φdi), φbo=(n＋1)·(φDo＋φdo)의 관계에 있으며,

또, φDi＋φdi=2e, 또는 φDo＋φdo=2e,

또한, φDo＞φDi, φdi＞φdo, (φDi＋φdi)＜(φDo＋φdo)를 만족하여 내부 로터와 외부 로터가 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

즉, 내부 로터 및 외부 로터의 치형을 결정하려면, 우선, 내부 로터 및 외부 로터의 외측 구름원 및 내측 구름원의 구름거리가 1주(周)로 끝나지 않으면 안되므로,

φbi= n·(φDi＋φdi), 및 φbo=(n＋1)·(φDo＋φdo)

를 만족하지 않으면 안 된다.

또, 제2 외측 구름원(Do)에 의해 형성되는 외부 로터의 이홈의 형상에 대한 제1 외측 구름원(Di)에 의해 형성되는 내부 로터의 이끝의 형상, 및 제1 내측 구름원(di)에 의해 형성되는 내부 로터의 이홈의 형상에 대한 제2 내측 구름원(do)에 의해 형성되는 외부 로터의 이끝의 형상이, 맞물림의 과정에서 양 로터의 치면 사이에 설정되는 백래시를 크게 확보하기 위해서,

φDo＞φDi, 및 φdi＞φdo

를 만족하지 않으면 안 된다. 여기서, 백래시란, 맞물림의 과정에서 내부 로터의 하중이 가해지는 치면과는 반대측의 치면과 외부 로터의 치면과의 사이에 생기는 간극이다.

또, 내부 로터와 외부 로터가 맞물리므로,

φDi＋φdi=2e 및 φDo＋φdo=2e 중 어느 한쪽을 만족하지 않으면 안 된다.

또한, 본 발명에서는, 내부 로터를 외부 로터의 내측에서 양호하게 회전시킴과 동시에, 팁 클리어런스를 확보하면서 백래시의 크기의 적정화를 도모하여 맞물림 저항을 저감시키기 위해서, 내부 로터와 외부 로터의 맞물림 위치에서 내부 로터의 기초원과 외부 로터의 기초원이 접하지 않도록 외부 로터의 기초원의 지름을 종래보다 크게 하고 있다. 즉,

(n＋1)·φbi＜n·φbo

을 만족하고 있다.

이것에 의해, (φDi＋φdi)＜(φDo＋φdo)

가 도출된다.

본 발명에 의하면, 내부 로터의 외치와 외부 로터의 내치와의 팁 클리어런스는 확보되면서, 각 로터의 치면 사이의 사이드 클리어런스는 종래보다도 작아지므로, 양 로터의 덜컹거림이 작고, 정숙성이 우수한 오일펌프의 실현이 가능해진다. 특히, 오일펌프 로터에 발생하는 유압이 미소하고, 또 이 오일펌프 로터를 구동하는 토크가 변동해도 외부측의 내치와 내부측의 외치의 충돌 발생을 회피할 수 있으므로, 오일펌프 로터의 정숙성을 확실히 실현할 수 있다.

청구항 2에 관련된 발명은, 청구항 1에 기재된 오일펌프 로터에 있어서,

0.005mm≤(φDo＋φdo)－(φDi＋φdi)≤0.070mm(mm：밀리미터)

를 만족하여 내부 로터와 외부 로터가 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 0.005mm≤(φDo＋φdo)－(φDi＋φdi)로 함으로써, 팁 클리어런스를 확보하면서 백래시의 크기의 적정화를 도모할 수 있어 맞물림 소음의 저감을 도모할 수 있음과 동시에, (φDo＋φdo)－(φDi＋φdi)≤0.070mm로 함으로써, 기계 효율의 저하, 이음의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명에 관련된 오일펌프 로터에 의하면, 내부 로터의 외치와 외부 로터의 내치와의 클리어런스는 확보되고, 각 로터의 치면 사이의 사이드 클리어런스는 종래보다도 작아지므로, 양 로터의 덜컹거림이 작고, 정숙성이 우수한 오일펌프의 실현이 가능해진다. 특히, 오일펌프 로터에 발생하는 유압이 미소하고, 또 이 오일펌프 로터를 구동하는 토크가 변동한 경우에도, 소음 발생을 확실히 억제할 수 있다.

도 1은, 본 발명에 관련된 일실시형태에 있어서, 오일펌프를 나타내는 평면도이다.

도 2는, 도 1에 나타내는 오일펌프의 맞물림 부분을 나타내는 II부 확대도이다.

도 3은, 도 1에 나타내는 오일펌프의 백래시와 종래의 오일펌프의 백래시의 비교를 나타내는 그래프이다.

도 4는, 도 1에 나타내는 오일펌프에 의한 소음과 종래의 오일펌프에 의한 소음의 비교를 나타내는 그래프이다.　

도 5는, 종래의 오일펌프 로터를 나타내는 도면으로서, 내부 로터와 외부 로터가, φbi= n·(φDi＋φdi）, φbo=(n＋1)·(φDo＋φdo), φDi＋φdi=2e, 또는 φDo＋φdo=2e, φDo＞φDi, φdi＞φdo를 만족하고, 또한,　(φDo＋φdo)－(φDi＋φdi)=0.009mm로 설정되어 구성된 오일펌프를 나타내는 평면도이다.

도 6은, 도 5에 나타내는 오일펌프의 맞물림 부분을 나타내는 V부 확대도이다.

도 7은, 도 5에 나타내는 오일펌프의 맞물림 부분을 나타내며, 외부 로터의 이끝과 내부 로터의 이홈이 맞물리는 상태를 나타내는 확대도이다.

<부호의 설명>

10　내부 로터 11　외치

20　외부 로터 　21　내치

50 케이싱

Di　내부 로터의 외측 구름원(제1 외측 구름원)

Do　외부 로터의 외측 구름원(제2 외측 구름원)

di　내부 로터의 내측 구름원(제1 내측 구름원)

do　외부 로터의 내측 구름원(제2 내측 구름원)

C　셀

bi　내부 로터의 기초원 　bo　외부 로터의 기초원

Oi　내부 로터의 축심 　Oo　외부 로터의 축심

이하, 본 발명에 관련된 오일펌프 로터의 일실시형태를 도 1 내지 도 4를 참조하면서 설명한다.

도 1에 나타내는 오일펌프는, n(n은 자연수, 본 실시형태에서는 n=10)개의 외치가 형성된 내부 로터(10)와, 각 외치와 맞물리는 n＋1(본 실시형태에서는 11) 개의 내치가 형성된 외부 로터(20)를 구비하며, 이들 내부 로터(10)와 외부 로터(20)가 케이싱(50)의 내부에 수납되어 있다.

내부 로터(10), 외부 로터(20)의 치면 사이에는, 양 로터(10, 20)의 회전방향을 따라서 셀(C)이 복수 형성되어 있다. 각 셀(C)은, 양 로터(10, 20)의 회전방향　전측과 후측에서 내부 로터(10)의 외치(11)와 외부 로터(20)의 내치(21)가 각각 접촉함으로써 개별적으로 구분되고, 또 양측면을 케이싱(50)에 의해 구분함으로써, 독립된 유체 반송실을 형성하고 있다. 그리고, 셀(C)은 양 로터(10, 20)의 회전에 수반해서 회전 이동하며, 1회전을 1주기로 하여 용적의 증대, 감소를 반복하게 되어 있다.

내부 로터(10)는, 회전축에 장착되어 축심(Oi)을 중심으로 하여 회전 가능하게 지지되어 있으며, 내부 로터(10)의 기초원(bi)에 외접하여 미끄러짐 없이 구르는 제1 외측 구름원(Di)에 의해 생성되는 외측 구름 사이클로이드 곡선을 이끝의 치형으로 하고, 기초원(bi)에 내접하여 미끄러짐 없이 구르는 제1 내측 구름원(di)에 의해 생성되는 내측 구름 사이클로이드 곡선을 이홈의 치형으로 하여 형성되어 있다.

외부 로터(20)는, 축심(Oo)을 내부 로터(10)의 축심(Oi)에 대해서 편심(편심량：e)시켜 배치되고, 축심(Oo)을 중심으로 하여 케이싱(50)의 내부에 회전 가능하게 지지되어 있으며, 외부 로터(20)의 기초원(bo)에 외접하여 미끄러짐 없이 구르는 제2 외측 구름원(Do)에 의해 생성되는 외측 구름 사이클로이드 곡선을 이홈의 치형으로 하고, 기초원(bo)에 내접하여 미끄러짐 없이 구르는 제2 내측 구름원(do)에 의해 생성되는 내측 구름 사이클로이드 곡선을 이끝의 치형으로 하여 형성되어 있다.

내부 로터(10)의 기초원(bi)의 직경을 φbi, 제1 외측 구름원(Di)의 직경을φDi, 제1 내측 구름원(di)의 직경을 φdi, 외부 로터(20)의 기초원(bo)의 직경을 φbo, 제2 외측 구름원(Do)의 직경을 φDo, 제2 내측 구름원(do)의 직경을 φdo로 할 때, 내부 로터(10)와 외부 로터(20)의 사이에는 이하의 관계식이 성립한다. 또한, 여기에서는 치수 단위를 mm(밀리미터)로 한다.

먼저, 내부 로터(10)에 대해서, 제1 외측 구름원(Di) 및 제1 내측 구름원(di)의 구름거리가 1주(周)로 끝나지 않으면 안된다. 즉, 제1 외측 구름원(Di) 및 제1 내측 구름원(di)의 구름거리가 기초원(bi)의 원주에 동일해야 하므로,

π·φbi=n·π·(φDi＋φdi)

즉, φbi=n·(φDi＋φdi) … (Ia)

마찬가지로, 외부 로터(20)에 대해서, 제2 외측 구름원(Do) 및 제2 내측 구름원(do)의 구름거리가 기초원(bo)의 원주에 동일해야 하므로,

π·φbo=(n＋1)·π·(φDo＋φdo)

즉, φbo=(n＋1)·(φDo＋φdo) … (Ib)

또, 제2 외측 구름원(Do)에 의해 형성되는 외부 로터의 이홈의 형상에 대한 제1 외측 구름원(Di)에 의해 형성되는 내부 로터의 이끝의 형상, 및 제1 내측 구름원(di)에 의해 형성되는 내부 로터의 이홈의 형상에 대한 제2 내측 구름원(do)에 의해 형성되는 외부 로터의 이끝의 형상이, 맞물림의 과정에서 양 로터의 치면 사이에 설정되는 백래시를 크게 확보하기 위해서,

φDo＞φDi, 및 φdi＞φdo

를 만족하지 않으면 안된다. 여기서, 백래시란, 맞물림의 과정에 있어서 내부 로터의 하중이 가해지는 치면과는 반대측의 치면과 외부 로터의 치면과의 사이에 생기는 간극이다.

또, 내부 로터와 외부 로터가 맞물리므로,

φDi＋φdi=2e 및 φDo＋φdo=2e 중 어느 한쪽을 만족하지 않으면 안 된다.

또한, 본 발명에서는, 내부 로터(10)를 외부 로터(20)의 내측에서 양호하게 회전시킴과 동시에, 팁 클리어런스를 확보하면서 백래시 크기의 적정화를 도모하여 맞물림 저항을 저감시키기 위해서, 내부 로터(10)와 외부 로터(20)의 맞물림 위치에서 내부 로터(10)의 기초원(bi)과 외부 로터(20)의 기초원(bo)이 접하지 않도록 외부 로터(20)의 기초원(bo)의 지름을 크게 하고 있다. 즉,

(n＋1)·φbi＜n·φbo

를 만족한다.

이 식과 식 (Ia) 및 (Ib)로부터,

(φDi＋φdi)＜(φDo＋φdo)

가 얻어진다. 또한 상술한 맞물림 위치란, 도 2에 나타내는 바와 같이, 외부측의 내치(21)의 이끝과 내부측의 외치(11)의 이홈이 정면으로 대했을 때의 위치를 말한다.

단,

0.005mm≤(φDo＋φdo)－(φDi＋φdi)≤0.070mm(mm：밀리미터) … (Ic)

를 만족하여 내부 로터(10)와 외부 로터(20)가 구성되어 있다(이하, (φDo＋φdo)－(φDi＋φdi)를 간단히 A라고 한다).

또한, 본 실시형태에서는, 이상의 관계를 만족하여 구성된 내부 로터(10)(기초원(bi)이 φbi=65.00mm, 제1 외측 구름원(Di)이 φDi=3.90mm, 제1 내측 구름원(di)이 φdi=2.60mm, 치수 n=10) 및 외부 로터(20)(외경이 φ87.0mm, 기초원(bo)이 φbo=71.599mm, 제2 외측 구름원(Do)이 φDo=3.9135mm, 제2 내측 구름원(do)이 φdo=2.5955mm)가, 편심량 e=3.25mm로 조합되어 오일펌프 로터를 구성하고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 양 로터의 치폭(齒幅)(회전축 방향의 크기)은 10mm로 설정되어 있다. 또, 제1 외측 구름원(Di)이 φDi=3.90mm, 제1 내측 구름원(di)이 φdi=2.60mm, 제2 외측 구름원(Do)이 φDo=3.9135mm, 제2 내측 구름원(do)이 φdo=2.5955mm로 되어 있어, 이에 따라, A=0.009mm로 되어 있다(도 2 참조).

케이싱(50)에는, 양 로터(10, 20)의 치면 사이에 형성되는 셀(C) 중, 용적이 증대 과정에 있는 셀(C)을 따라서 원호형상의 흡입 포트(도시하지 않음)가 형성되어 있음과 동시에, 용적이 감소 과정에 있는 셀(C)을 따라서 원호형상의 토출 포트(도시하지 않음)가 형성되어 있다.

셀(C)은, 외치(11)와 내치(21)의 맞물림의 과정 도중에서 용적이 최소가 된 후, 흡입 포트를 따라서 이동할 때에 용적을 확대시켜 유체를 흡입하고, 용적이 최대가 된 후, 토출 포트를 따라서 이동할 때에 용적을 감소시켜 유체를 토출하게 되어 있다.

또한, A가 너무 작으면, 팁 클리어런스 및 백래시의 크기의 적정화를 도모하지 못하여, 내부측의 외치(11)와 외부측의 내치(21)의 맞물림 소음의 저감화를 도모할 수 없다.

한편, A가 너무 크면, 내부측의 외치(11)와 외부측의 내치(21)의 이(齒) 길이(기초원의 법선 방향의 이(齒)의 크기)의 차이나, 두께(기초원의 둘레방향의 이의 크기)의 차이의 적정화를 도모하지 못하여, 오일펌프 로터의 회전중에, 백래시가 없어지는 부분이 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 오일펌프 로터의 양호한 회전을 실현하지 못하여, 기계 효율의 저하나 외치(11)와 내치(21)의 충돌에 의한 이음 발생을 초래하게 된다.

그래서, A는, 0.005mm≤A≤0.070mm를 만족하는 범위로 하는 것이 바람직하며, 본 실시형태에서는 가장 적합한 0.009mm로 하고 있다.

이상과 같이 구성된 오일펌프 로터에 있어서는, 외부 로터(20)의 이끝의 치 형이 내부 로터(10)의 이홈의 치형과 거의 같아진다. 이에 따라, 도 2에 나타내는 바와 같이, 팁 클리어런스(tt)는 종래와 마찬가지로 확보된 채, 사이드 클리어런스(ts)가 작아지므로, 회전시에 양 로터(10, 20)가 서로 받는 충격이 작아진다. 따라서, 특히, 오일펌프 로터에 발생하는 유압이 미소하고, 또 이 오일펌프 로터를 구동하는 토크가 변동해도 외부측의 내치(21)와 내부측의 외치(11)의 충돌 발생을 회피할 수 있으므로, 오일펌프 로터의 정숙성을 확실히 실현할 수 있다. 또, 맞물림 시의 압력 방향이 치면에 대해서 직각으로 되므로, 양 로터(10, 20) 사이의 토크 전달이 미끄러짐 없이 효율적으로 행해져 접동 저항에 의한 발열이나 소음이 저감되어 있다.

도 3에, 종래 기술에 의한 오일펌프 로터에서의 내부 로터의 회전 각도 위치마다의 백래시(도 3에서의 파선)와, 본 실시형태에 의한 오일펌프 로터에서의 내부 로터의 회전 각도 위치마다의 백래시(도 3에서의 실선)를 비교하는 그래프를 나타낸다. 이 그래프로부터, 본 실시형태에 의한 오일펌프 로터는, 상기 맞물림 위치와, 셀(C)의 용적이 증대 및 감소하는 과정에서는 종래보다 백래시를 작게 할 수 있고 또, 셀(C)의 용적이 최대가 되는 위치에서는 종래와 동등한 백래시로 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서, 후자의 경우, 용적이 최대가 될 때의 셀(C)의 액밀성(液密性)을 확보할 수 있어, 반송 효율은 종래와 동등하게 유지할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 3에, 내부 로터의 회전각이 0°에서 180°까지의 백래시만 기재한 것은, 180°에서 360°(0°)까지는, 도 3에 나타내는 180°에서 0°까지의 백래시의 변화와 같기 때문에 기재를 생략한 것이다.

또, 도 4에, 종래 기술에 의한 오일펌프 로터를 이용한 경우에 발생하는 소음과, 본 실시형태에 의한 오일펌프 로터를 이용한 경우에 발생하는 소음을 비교하는 그래프를 나타낸다. 이 그래프로부터, 본 실시형태에 의한 오일펌프 로터는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 맞물림 위치와 셀(C)의 용적이 증대 및 감소하는 과정에서는, 종래보다도 백래시가 작아지므로, 종래보다 소음을 작게 하여 정숙성의 향상을 도모할 수 있었다는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 가하는 것이 가능하다.

내부 로터의 치형과 외부 로터의 치형을 적절한 형상으로 설정함과 동시에, 양 로터 사이의 간극을 적절히 설정함으로써, 오일펌프 로터에 발생하는 유압이 미소하고, 또 이 오일펌프 로터를 구동하는 토크가 변동한 경우에도 소음 발생을 확실히 억제한다.

Claims (2)

1. n(n은 자연수)개의 외치가 형성된 내부 로터와, 상기 외치와 맞물리는 n＋1개의 내치가 형성된 외부 로터와, 유체가 흡입되는 흡입 포트 및 유체가 토출되는 토출 포트가 형성된 케이싱을 구비하고, 양 로터가 맞물려 회전할 때에 양 로터의 치면 사이에 형성되는 셀의 용적 변화에 따라 유체를 흡입, 토출함으로써 유체를 반송하는 오일펌프에 이용되는 오일펌프 로터에 있어서,

   상기 내부 로터가, 그 기초원(bi)에 외접하여 미끄러짐 없이 구르는 제1 외측 구름원(Di)에 의해 생성되는 외측 구름 사이클로이드 곡선을 이끝의 치형으로 하고, 기초원(bi)에 내접하여 미끄러짐 없이 구르는 제1 내측 구름원(di)에 의해 생성되는 내측 구름 사이클로이드 곡선을 이홈의 치형으로 하여 형성되며,

   상기 외부 로터가, 그 기초원(bo)에 외접하여 미끄러짐 없이 구르는 제2 외측 구름원(Do)에 의해 생성되는 외측 구름 사이클로이드 곡선을 이홈의 치형으로 하고, 기초원(bo)에 내접하여 미끄러짐 없이 구르는 제2 내측 구름원(do)에 의해 생성되는 내측 구름 사이클로이드 곡선을 이끝의 치형으로 하여 형성되어 있으며,

   내부 로터의 기초원(bi)의 직경을 φbi, 제1 외측 구름원(Di)의 직경을 φDi, 제1 내측 구름원(di)의 직경을 φdi, 외부 로터의 기초원(bo)의 직경을 φbo, 제2 외측 구름원(Do)의 직경을 φDo, 제2 내측 구름원(do)의 직경을 φdo, 내부 로터와 외부 로터와의 편심량을 e로 할 때,

   φbi= n·(φDi＋φdi）, φbo=(n＋1)·(φDo＋φdo)의 관계에 있으며,

   또, φDi＋φdi=2e, 또는 φDo＋φdo=2e

   또한, φDo＞φDi, φdi＞φdo, (φDi＋φdi)＜(φDo＋φdo)를 만족하여 내부 로터와 외부 로터가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일펌프 로터.
2. 제1항에 있어서,

   0.005mm≤(φDo＋φdo)－(φDi＋φdi)≤0.070mm(mm：밀리미터)

   를 만족하고 내부 로터와 외부 로터가 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 오일펌프 로터.

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