(57)【要約】【課題】トロコイド歯形を有するインナーロータ及びアウターロータを備えたトロコイドポンプにおいて、流体の送出時に発生する脈動による騒音を低減すること。【解決手段】トロコイド歯形を有するインナーロータ５とアウターロータ６とが相互に噛み合う状態で、インナーロータ５の各歯先５ａとアウターロータ６との間にチップクリアランスｄ０　が生じるように設定されること。そのチップクリアランスｄ０　群の少なくとも一箇所は大間隔となる大クリアランスｄ１　を設けること。【選択図】　　　図１
2004092637.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとが相互に噛み合う状態で、インナーロータの各歯先とアウターロータとの間にチップクリアランスが生じるように設定され、且つそのチップクリアランス群の少なくとも１箇所は大間隔となる大クリアランスを設けてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記インナーロータの歯数を６以上とし、該インナーロータの複数の歯先には少なくとも１歯置きに前記アウターロータとの間に大クリアランスが形成されてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記インナーロータ又はアウターロータの歯数ｎとし、この適宜の歯先に大クリアランスが均等又は不均等に配置されてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項４】
請求項１，２又は３において、前記インナーロータの歯数ｎを偶数とし、（ｎ／２）の歯先に大クリアランスが１歯置きに設定されてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項５】
請求項１，２又は３において、前記インナーロータの歯数ｎを奇数とし、〔（ｎ−１）／２〕の歯先に大クリアランスが少なくとも１歯乃至２歯置きに設定されてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項６】
請求項１，２，３，４又は５において、前記大クリアランスは複数存在し、全ての大クリアランスは同一間隔寸法としてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項７】
請求項１，２，３，４又は５において、前記大クリアランスは複数存在し、全ての大クリアランスの間隔寸法は相互に異なることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項８】
請求項１，２，３，４又は５において、前記大クリアランスは複数存在し、全ての大クリアランスの内の少なくとも１つの大クリアランスはその他の大クリアランスとは間隔寸法が異なることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項９】
請求項１，２，３，４，５，６，７又は８において、前記インナーロータの歯先又はアウターロータの歯先のいずれか一方の歯先の周縁が後退されることによって前記大クリアランスが形成されてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【請求項１０】
請求項１，２，３，４，５，６，７又は８において、前記インナーロータの歯先又はアウターロータの歯先の両方の歯先の周縁が後退されることによって前記大クリアランスが形成されてなることを特徴とするトロコイドポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トロコイド歯形を有するインナーロータ及びアウターロータを備えたもので、流体の送出時に発生する脈動による騒音を低減することができるトロコイドポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジン等に装着される潤滑用のオイルポンプとしてトロコイドポンプが広く使用されている。このトロコイドポンプは、トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとが装着されたものである。このトロコイドポンプに関して、インナーロータの各歯の駆動回転方向後側面を１点を中心とする単純な円弧とするとともに、この部分の高さを、トロコイド曲線による歯形より低くした構成のものが実開昭６４−５６５８９号に開示されている。
【０００３】
また、アウターロータの内歯、インナーロータの外歯の歯先面をそれらのロータの回転中心を中心として描かれる円筒の一部周面に倣って形成して、シール性能に影響を与えるインナーロータの歯先先端とアウターロータとの間の間隔，すなわちチップクリアランスを所定に確保させつつ、ロータの歯先面を修正したものが特開平２−９５７８７号に開示されている。上記二つは、ともに各歯均等に所定のチップクリアランスが設定されるように歯形形状を特定したものである。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭６４−５６５８９号
【特許文献２】
特開平２−９５７８７号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したものは、各歯均等に所定のチップクリアランスを設定するために歯形形状を変えて、流体の脈動が小さくなって騒音が小さくなると共にポンプ性能を向上させるものとして提案されたものである。確かに、流体の脈動が小さくなることで、騒音が小さくなると考えられるが、その脈動を小さくするには、インナーロータとアウターロータによる空隙部への流体の閉じ込み状態を無くするとともに、その空隙部への流体の流出入がスムーズ且つ容易に行われるようにインナーロータの歯先とアウターロータとの間にチップクリアランスが設けられる必要がある。
【０００６】
そのチップクリアランスを十分に設定すれば、脈動が小さくなり、よって騒音を小さくすることができる。しかし、チップクリアランスが大きくなることにより、ポンプ性能が低下するという欠点も同時に生じる。また、ポンプ性能を維持するためにチップクリアランスを小さく設定すれば、今度は脈動及び騒音の低減が困難となる。このようにこれら相反する条件を解決しながら、最適条件を設定することは極めて困難である。
【０００７】
このように、従来技術は、各歯均等に所定のチップクリアランスを設定するというものであり、そのためにチップクリアランスの設定は重要であるが、このチップクリアランスがポンプ回転に対してインナーロータとアウターロータとに各歯に均等に設定されており、それゆえに均等に設定されたチップクリアランスにより規則的な脈動が発生することになる。そして、そのような規則的な脈動を発生する圧力流体がポンプから送出されることで、ポンプ及び流体供給機器において共振しやすくなり、騒音の発生を防ぐことが困難となる。本発明の目的は、このような脈動を低減させるとともに、ポンプ効率も一定の水準に維持することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、発明者は、上記課題を解決すべく鋭意，研究を行った結果、本発明を、トロコイド歯形を有するインナーロータとアウターロータとが相互に噛み合う状態で、インナーロータの各歯先とアウターロータとの間にチップクリアランスが生じるように設定され、且つそのチップクリアランス群の少なくとも一箇所は大間隔となる大クリアランスを設けてなるトロコイドポンプとしたことにより、極めて簡単な構造により流体の送出における脈動を格段に減少させ上記課題を解決したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明のトロコイドポンプは、図１に示すように、一般のトロコイドポンプと同様にケーシング内に形成されたロータ室１にトロコイド歯形のインナーロータ５及びアウターロータ６が内装されている。ロータ室１にはその円周方向に沿ってほぼ外周寄りに吸入ポート２と吐出ポート３とが形成されている。前記吸入ポート２及び吐出ポート３は、ロータ室１の中心に対して左右対称となる位置に形成される。
【００１０】
そのインナーロータ５は、歯数においてアウターロータ６よりも一つ少なく、インナーロータ５が一回転すると、アウターロータ６は一歯分遅れて回転する関係となる。このようにインナーロータ５は外方に突出する歯先５ａ及び内方に凹状の歯底５ｂを有し、同様にアウターロータ６は内周側より中心側に向かって突出する歯先６ａ及び凹状の歯底６ｂを有している。そして、インナーロータ５とアウターロータ６とが常時一箇所で噛み合い、インナーロータ５の歯先５ａがアウターロータ６の歯底６ｂに挿入し、またアウターロータ６の歯先６ａがインナーロータ５の歯底５ｂに挿入する。
【００１１】
そして、これらの動作によりインナーロータ５とアウターロータ６との間には、図１に示すように、仕切られた複数の空隙部ｓ，ｓ，…が形成され、回転するインナーロータ５とアウターロータ６により前記吸入ポート２側でその空隙部ｓが次第に容積を増加しつつ吸入ポート２から流体を吸入し、また吐出ポート３側で空隙部ｓが次第に容積を減少させつつ、吐出ポート３から流体の吐出を行う。
【００１２】
上記のようなトロコイドポンプにおいて、前記インナーロータ５とアウターロータ６との噛み合う歯形において、図１，図２に示すように、通常設定されるチップクリアランスｄ０　より大きいクリアランス、すなわち大クリアランスｄ１　が設定される。該大クリアランスｄ１　が設定されるための歯先がアウターロータ６又はインナーロータ５のいずれかに形成される。このような大クリアランスｄ１　が設定されるには、図４に示すように、インナーロータ５の複数の歯先５ａの適宜の一つ又は複数の先端を低く形成した大クリアランスチップ５ａ１　が形成されるものである。或いは、図５に示すように、アウターロータ６の複数の歯先６ａの適宜の一つ又は複数の先端を低く形成した大クリアランスチップ６ａ１　が形成されるものである。大クリアランスチップ５ａ１　，６ａ１　の歯形は、歯先の先端を切除したり、又はロータ成形時に歯先の先端が低い歯形を成形するなどの加工によって成形することができる。
【００１３】
通常設定されるチップクリアランスｄ０　は、均等に設けられ、その中で特に大クリアランスｄ１　が設定される歯先を設けることにより、噛み合うロータのチップクリアランスｄ０　は、不均等となる。たとえば、歯数４となるインナーロータ５に大クリアランスｄ１　が２箇所となるように歯先を設定する場合は、一歯置きに設けられ、その歯先間には、通常設定されるチップクリアランスｄ０　の歯先がある。またインナーロータ５の歯数が６に２箇所の大クリアランスｄ１　となる歯先を設定する場合は、２歯置きに設けたり、１歯置きと３歯置きに設けられることもある。
【００１４】
そのインナーロータ５の歯数６以上の場合、チップクリアランスｄ０　が大きくなる歯先は、少なくとも一歯置きに設定されるので、チップクリアランスｄ０　が大きくなる歯先の設定数により、一歯置きにしたり、前記のように１歯置きと３歯置きとすることがある。これは、アウターロータ６の歯数が６以上の場合も同じである。大クリアランスｄ１　となる歯先は、少なくとも１箇所に設けることが良いが、ロータ歯数に対して適宜配置されることが好ましい。歯数６以上のロータに大クリアランスｄ１　を設定することは、容積効率を低下させることなく脈動を抑制することができるので好適である。
【００１５】
これは大クリアランスｄ１　が大きくなる歯先は、ロータの噛み合い間に形成される空間容積を連通することにより、閉じ込み空間容積数を低減させることができ、脈動を低くさせることができ、脈動を低く抑制することができる。そして、ロータの空間容積を連通することによる容積効率の低下をロータ歯数を６以上にすることで、小さくすることができる。すなわち隣接する空隙ｓ，ｓ同士を大クリアランスｄ１　にて連通させ、流体の流通を可能にして流体の閉じ込みを防止するものである。
【００１６】
次にインナーロータ５又はアウターロータ６の歯数が偶数の場合、そのロータ歯数ｎにおいてｎ／２の大クリアランスｄ１　となる歯先の数が設定される。そして、その大クリアランスｄ１　となる歯先は、少なくとも一歯置きに設定される。歯数ｎが偶数の場合、大クリアランスｄ１　となる歯先の数をｎ／２とすることで、バランス良く配置することができ、容積効率を確保しつつ、脈動を抑制することができる。
【００１７】
またインナーロータ５又はアウターロータ６の歯数が奇数の場合、そのロータ歯数ｎにおいて（ｎ−１）／２が大クリアランスｄ１　となる歯先の数を設定し、前記同様に少なくとも一歯置きに設定される。なお、奇数歯数の場合、通常のチップクリアランスｄ０　の歯先数の割合が多く設定され、また大クリアランスｄ１　となる歯先は均等間隔に配置されないことになる。前記チップクリアランスｄ０　と大クリアランスｄ１　との順序を規則的とせずに不均等とし、且つその大クリアランスｄ１　の歯先の配置でも不均等になることから、油圧脈動における規則性を乱すことになり、共振が避けられて脈動の抑制と容積効率の確保ができる。
【００１８】
これによりロータのチップクリアランスｄ０　は、均等ではなくなり、不均等の状態となる。その大クリアランスｄ１　は、アウターロータ６とインナーロータ５との噛み合い回転によって移動することで、位相を変化させることになる。この大クリアランスｄ１　の数が複数になれば、その配置をロータ歯数に対して均等，不均等にしたり、又はロータ歯数に関係なく不均等にしたりすることができる。
【００１９】
その配置を適宜選択することで、ポンプの油圧脈動の規則性を乱すことで、脈動による共振を防ぐことができ、騒音を低減することができる。これを図示されたグラフに基づいて述べる。まず油圧脈動のＹ軸方向の値は、グラフの通りであり、単位は（ｄＢ）デシベルである。グラフの対象となる回転数は２０００ｒｐｍである。グラフの波形は油圧脈動の周波数（共振の回数）を測定したものである（音を測定したものではない）。
【００２０】
標準値のグラフは、通常のトロコイド型オイルポンプによるデータである。このグラフの油圧脈動の周波数は、ポンプ回転数とロータの歯数によって決定される。このグラフの具体的な内容は、ポンプ回転数２０００ｒｐｍ、歯数ｎは、インナーロータ５の歯数ｎは６枚であり、アウターロータ６の歯数ｎは７枚とし、これらによって発生した周波数が表されている。たとえば、図示されたグラフには、通常のチップクリアランスｄ０　のみからなるもの（標準値）（図１０参照）や、前記大クリアランスｄ１　を２箇所（２枚）に設定されるもの（図８参照）及び大クリアランスｄ１　が３箇所（３枚）に設定されたもので（図９参照）、油圧脈動の状態をみることができる。
【００２１】
上記の条件にて、標準値（ＳＴＤ）のものは、図１０に示すように、脈動が規則的な波形になっていることがわかる。大クリアランスｄ１　が２枚及び３枚のものは、標準値に対して波形が大きく変化していることがわかる。上記のチップクリアランスｄ０　と大クリアランスｄ１　との不均等な配置に加えて、その大クリアランスｄ１　が一歯置きになる３枚と二歯置きになる２枚の配置によっても波形の変化が異なることがわかる。
【００２２】
次に、標準値における強い油圧脈動の発生周波数として表れている３２４Ｈｚの振動に対して、大クリアランスｄ１　の歯先を２枚，３枚設けたものは、低減していることがわかる。この２枚，３枚は、図８，図９に示すように、３２４Ｈｚより低い周波数で脈動が強くなっている。２枚，３枚ともおよそ１７５Ｈｚと脈動の最大が標準値に比べて低くなっている。標準値の脈動における最も強い周波数を他の低い周波数に変えたり、その周辺の周波数を高めることで、共振を招く特定周波数の脈動が抑えることができ、それにともなって、脈動の振動が特定周波数に突出することなく音として聞こえにくい音となり結果として騒音を小さくできる。大クリアランスｄ１　となる歯先５ａは、通常のチップクリアランスｄ０　の場合の歯先５ａに対して大クリアランスｄ１　となる歯先５ａであるが、それを機能的に説明すると、通常のチップクリアランスｄ０　はアウターロータ６とインナーロータ５との噛み合いによってできる容積空間を各々シールしながら回転摺動に必要なクリアランスである。一方、大クリアランスｄ１　は、２つの容積空間を連通するもので適宜設定される。
【００２３】
通常のチップクリアランスｄ０　のみからなる標準値を図１０に示すグラフの特徴は、規則的に尖頭状波形が立っていることである。この波形部分を１次，２次，３次とグラフに記載している。この尖頭状波形は、その周波数のみが突出して大きくなっている波形である。このグラフは、油圧脈動（振動）であるが、この脈動がポンプとの管路を通じてオイルフィルタなどを共振させて、音として現れた場合、その音は突出した特定の周波数の音として特定音が継続的に聞こえる状態になり、耳障りな音となる。
【００２４】
２枚不等のグラフ（図８参照）は、前記標準値（ＳＴＤ）のロータにインナーロータ５の６枚の歯先の中で２枚によるチップクリアランスｄ０　を大きくして大クリアランスｄ１　とし、回転数は２０００ｒｐｍと同じにしたときの波形である。
【００２５】
２枚不等のグラフをみると、波形が標準値に比べて特定周波数が尖頭状に突出している波形が少なくなっている。特に、標準値の１次，２次，３次のように、際立って大きく突出している波形がなく、１次，２次，３次の周波数の周辺も大きくなっていて、特定周波数の突出状態が緩やかになっていることがわかる〔その部位表示グラフ（参考）を参照〕。標準値は、特定周波数による音が発生するので、音として聞こえやすく耳障りとなり騒音となる。２枚不等は、特定周波数による音が強くなるのではなく、周辺周波数も大きくなるので、種々の音が混ざってにごり音となり、聞きにくい音となる。その結果として、騒音が低減されたようになる。
【００２６】
このことは、３枚不等のグラフも上記同様である。２枚不等に比べると若干、尖頭状の突出した波形が表れている。これは、インナーロータ５の６枚の歯先の中で３枚によるチップクリアランスｄ０　を大きくして大クリアランスｄ１　とするので、その３枚の歯先が１歯置きに配置され、規則性の乱れが小さいが、標準値（ＳＴＤ）に比べて、近傍周波数の波形が高くなっていることから、これらの音が混ざることで、濁り音的になって、聞きにくい音となり、騒音が低減されたようになる。
【００２７】
そのインナーロータ５及びアウターロータ６において安定した回転状態が得られることについて説明すると、図７（Ａ），（Ｂ）等に示すように、ロータ駆動において、吸入ポート２の始端側から終端側に亘って２から３箇所の駆動噛み合部分が存在する。そして、駆動噛み合いの歯先接触部には、通常のチップクリアランスｄ０　の部分で噛み合う部分と、大クリアランスｄ１　により歯先同士が非接触となる部分が存在し、隣接する空隙部ｓ，ｓ同士が前記大クリアランスｄ１　を介して連通し、閉じ込み空間容積数を低減させ、脈動を低くさせる。さらに、通常のチップクリアランスｄ０　の部分では、インナーロータ５とアウターロータ６との歯先同士の噛み合いによる接触箇所ｔにて、インナーロータ５とアウターロータ６同士で相互に保持しあい、ロータの径方向にガタが生じないようにすることができる。これによって、脈動が生じにくく且つ安定した回転状態を得ることができる。なお、インナーロータ５とアウターロータ６との通常のチップクリアランスｄ０　による相互の保持においては、図７（Ｃ）に示すように、上記吸入ポート２の範囲以外の部分でも行われる。
【００２８】
次に、複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…には、２つの配置パターンが存在する。その第１パターンとしては、その複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…が均等に配置される場合である。例えば、図１５（Ａ）に示すように、インナーロータ５の歯数を８とした場合には、大クリアランスｄ１　を形成する歯先５ａの大クリアランスチップ５ａ１　が１つ置きに形成されるものである。
【００２９】
その複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の配置の第２パターンとしては、その複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…が不均等に配置される場合である。例えば、第１パターンと同様に、前記インナーロータ５の歯数を８とした場合、図１５（Ｂ）に示すように、大クリアランスｄ１　を形成する歯先５ａの大クリアランスチップ５ａ１　に対して次の大クリアランスチップ５ａ１　は２つおいて形成される。そしてその次の大クリアランスチップ５ａ１　は、１つおいて形成される。さらに図１５（Ｃ）に示すように、大クリアランスｄ１　を形成する歯先５ａの大クリアランスチップ５ａ１　に対して次の大クリアランスチップ５ａ１　は１つおいて形成される。そして、その次の大クリアランスチップ５ａ１　は３つおいて形成される。
【００３０】
このようにして、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…を構成する大クリアランスチップ５ａ１　，５ａ１　，…の配置が規則性を有さないようにして、大クリアランスｄ１　を形成する歯先５ａの大クリアランスチップ５ａ１　が適宜に形成されているものである。この大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の不均等な配置においては、前記インナーロータ５はその歯数が奇数でもかまわない。
【００３１】
なお、上記大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…が均等又は不均等に配置されるパターンについて、インナーロータ５側を基にして説明したが、その大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の均等又は不均等な配置パターンをアウターロータ６側を基にして、その大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…を形成する歯先６ａ，６ａ，…の配置を適宜設定することも当然可能である。この複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の均等な配置は、歯数８の場合以外に歯数６，歯数４でも可能であるが、歯数は偶数となることが条件である。
【００３２】
なお、本発明においては、大クリアランスｄ１　は、図１６における（イ）部箇所の大クリアランスｄ１　と、（ロ）部及び（ハ）部箇所の大クリアランスｄ１　とは、同等の大クリアランスｄ１　として扱う。すなわち、インナーロータ５とアウターロータ６とが空隙部ｓを形成する場合に、該空隙部ｓを包囲するインナーロータ５の歯先５ａと、アウターロータ６の歯先６ａとの最小間隔で且つ通常のチップクリアランスｄ０　よりも大きい間隔となる場合を大クリアランスｄ１　としている。
【００３３】
したがって、本発明においては、図１６の（イ）部のようにインナーロータ５の歯先５ａと、アウターロータ６の歯先６ａとの最先端同士が対向した箇所の大クリアランスｄ１　と、図１６の（ロ）部，（ハ）部のように歯先５ａ及び歯先６ａとが、各々の最先端からずれた位置で対向しているような箇所の大クリアランスｄ１　とは、同一条件の大クリアランスｄ１　として扱うものである。すなわち、前述した大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の配置には、図１６における（イ）部，（ロ）部，（ハ）部が適宜に混在したものであり、これらが均等又は不均等に配置されることになる。
【００３４】
次に、上記複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の間隔寸法においては、以下の複数のパターンが存在する。まず、間隔寸法の第１パターンは、形成される全ての大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の間隔寸法が同一としたものである。すなわち、前述したように図１６における（イ）部，（ロ）部，（ハ）部の各大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…は全て間隔寸法が等しいものである。この場合には、空隙部ｓから大クリアランスｄ１　を通して連通する流体は、各大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…箇所において同一となる。したがって、ポンプ稼動時の脈動の不規則性は、チップクリアランスｄ０　と大クリアランスｄ１　との２つの異なる部位から生じるものであり、単純な不規則性である。
【００３５】
次に、間隔寸法の第２パターンでは、形成される全ての大クリアランスｄ１１，ｄ１２，…の間隔寸法がそれぞれ相違するものであって、同一の間隔寸法の大クリアランスｄ１　，ｄ１　は、存在しないものである。なお、ここで、前記大クリアランスｄ１１，ｄ１２，…において添字を記載したのは、上記のように大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…同士でもその間隔寸法が相違する場合に各大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…を区別し易くするためである。すなわち、この場合には、空隙部ｓから大クリアランスｄ１　を通して連通する流体は、各大クリアランスｄ１１，ｄ１２，…箇所において全て異なる。したがって、ポンプ稼動時の脈動の不規則性は、チップクリアランスｄ０　と大クリアランスｄ１　のみならず、複数の異なる大クリアランスｄ１１，ｄ１２，…からも生じるものである。この間隔寸法の第２パターンでは、脈動の不規則性は高いものである。
【００３６】
次に、間隔寸法の第３パターンでは、形成される複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…のうち、少なくとも１つの大クリアランスｄ１’の間隔寸法が、その他の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の間隔寸法と相違するものである。たとえば、１組のインナーロータ５とアウターロータ６において４個の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…が存在する場合に、その内の１つの大クリアランスｄ１’がその他３個の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…とは間隔寸法が異なる場合等である。この間隔寸法の第３パターンでは、脈動の不規則性は、第１パターンと第２パターンの中間程度のものである。なお、上記大クリアランスｄ１’の（’）　符号は、その他の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…と区別し易いようにしたものである。
【００３７】
次に、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の形成については、前述したように、前記インナーロータ５の歯先５ａに大クリアランスチップ５ａ１　が形成されたり、又はアウターロータ６の歯先６ａに大クリアランスチップ６ａ１　が形成されることによって、大クリアランスｄ１　が形成される。この大クリアランスｄ１　の形成パターンは、複数存在し、その形成の第１パターンでは、大クリアランスｄ１　は、インナーロータ５側の大クリアランスチップ５ａ１　のみから形成されたり（図１３参照）、又はアウターロータ６側の大クリアランスチップ６ａ１　のみから形成されるものである（図１４参照）。この形成の第１パターンでは、前述の大クリアランスｄ１　の間隔寸法のパターンにて説明したように、全ての大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の間隔寸法が同一となるように形成される。
【００３８】
すなわち、前記インナーロータ５側の大クリアランスチップ５ａ１　のみから大クリアランスｄ１　が形成される場合に、歯先５ａの後退量を同等にして複数の大クリアランスチップ５ａ１　，５ａ１　，…の大きさを同一とすることで、前述したように、全ての大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の間隔寸法を同一にすることができる。これについては、アウターロータ６側の大クリアランスチップ６ａ１　，６ａ１　，…の大きさを同一とすることによって大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…を形成することもできる。
【００３９】
また、形成の第２パターンでは、歯先５ａの後退量をそれぞれ異なるものにして複数の大クリアランスチップ５ａ１１，５ａ１２，…の大きさを相互に異なるようにすることで、前述したように、形成される全ての大クリアランスｄ１１，ｄ１２，…の間隔寸法が相互に相違するものにできる。なお、前記大クリアランスチップ５ａ１１，５ａ１２，…において、添字を付加したのは、後退量の異なる複数の大クリアランスチップ５ａ１　，５ａ１　，…を区別し易くするためである。また、形成の第３パターンでは、複数の大クリアランスチップ５ａ１１，５ａ１２，…のうち、適宜の１つの大クリアランスチップ５ａ１’を他の大クリアランスチップ５ａ１１，５ａ１２，…と異なる大きさにすることで、複数の大クリアランスｄ１１，ｄ１２，…のうち、少なくとも１つの大クリアランスｄ１　の間隔寸法が、その他の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の間隔寸法と相違するものにできる。
【００４０】
上記形成の第２及び第３パターン説明では、インナーロータ５側に複数の大クリアランスチップ５ａ１１，５ａ１２，…を形成して大クリアランスｄ１１，ｄ１２，…を構成するものであるが、アウターロータ６側の複数の大クリアランスチップ６ａ１１，６ａ１２，…の大きさを相互に異なるようにしたり、そのアウターロータ６側の複数の大クリアランスチップ６ａ１　，６ａ１　，…のうち、適宜の１つの大クリアランスチップ６ａ１’を他の大クリアランスチップ６ａ１　，６ａ１　，…と異なる大きさにすることにしても構わない。なお、上記大クリアランスチップ６ａ１１，６ａ１２，…の添字を付加したのは、相互に異なる大クリアランスチップ６ａ１　，６ａ１　，…を区別し易くするためである。
【００４１】
さらに、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の形成の第４パターンについては、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、前記インナーロータ５の歯先５ａに大クリアランスチップ５ａ１　が形成されるとともに、アウターロータ６の歯先６ａにも大クリアランスチップ６ａ１　が形成されるものである。そして、インナーロータ５の大クリアランスチップ５ａ１　がアウターロータ６の歯先６ａと対向するとき又はアウターロータ６の大クリアランスチップ６ａ１　がインナーロータ５の歯先５ａと対向するときには前述の大クリアランスｄ１　であり、またインナーロータ５の大クリアランスチップ５ａ１　と、アウターロータ６の大クリアランスチップ６ａ１　とが対向したときには、前記大クリアランスｄ１　より大きい極大クリアランスｄｍａｘ　となる。
【００４２】
該極大クリアランスｄｍａｘ　は、図１１（Ｃ）に示すように、大クリアランスチップ５ａ１　における最も大きな後退量ｑと、大クリアランスチップ６ａ１　の最も大きな後退量ｑ’　との和であり、算式では、極大クリアランスｄｍａｘ　＝ｑ＋ｑ’　となる。その極大クリアランスｄｍａｘ　は、通常の大クリアランスｄ１　、すなわちインナーロータ５の歯先５ａ又はアウターロータ６の歯先６ａのいずれか一方のみの周縁の後退のみによる大クリアランスｄ１　よりも間隔寸法が大きくなっている。
【００４３】
次に、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の形成の第５パターンについては、図１２に示すように、大クリアランスｄ１　がインナーロータ５の大クリアランスチップ５ａ１　とアウターロータ６の大クリアランスチップ６ａ１　とから構成されるものである。
【００４４】
上記形式の第４パターン及び第５パターンは、インナーロータ５側の大クリアランスチップ５ａ１　，５ａ１　，…における各後退量ｑ，ｑ，…をそれぞれ同一又は異なるものとし、またアウターロータ６側の大クリアランスチップ６ａ１　，６ａ１　，…における各後退量ｑ’　，ｑ’　，…をそれぞれ同一又は異なるものとすることにより、これら大クリアランスチップ５ａ１　，６ａ１　による複数の大クリアランスｄ１１，ｄ１２，…の間隔寸法はそれぞれ同一又は相違するものにできる。
【００４５】
たとえば、インナーロータ５において各大クリアランスチップ５ａ１　，５ａ１　，…におけるそれぞれの後退量ｑ１　，ｑ２　，ｑ３　とすると、それぞれの後退量は相互に以下のような関係が存在する。
（１）　ｑ１　＝ｑ２　＝ｑ３　、（２）　ｑ１　≠ｑ２　≠ｑ３　、（３）　ｑ１　＝ｑ２　≠ｑ３　、
（４）　ｑ１　≠ｑ２　＝ｑ３　、（５）　ｑ１　＝ｑ３　≠ｑ２　。
また、後退量ｑ１　，ｑ２　，ｑ３　の大小関係を以下に示す。
（６）　ｑ１　＞ｑ２　、（７）　ｑ１　＜ｑ２　、（８）　ｑ２　＞ｑ３　、（９）　ｑ２　＜ｑ３　、
（１０）ｑ１　＞ｑ３　、（１１）ｑ１　＜ｑ３　。
【００４６】
同様に、アウターロータ６において各大クリアランスチップ６ａ１　，６ａ１　，…におけるそれぞれの後退量ｑ１’，ｑ２’，ｑ３’とすると、それぞれの後退量は相互に以下のような関係が存在する。
（１）　ｑ１’＝ｑ２’＝ｑ３’、（２）　ｑ１’≠ｑ２’≠ｑ３’、（３）　ｑ１’＝ｑ２’≠ｑ３’、
（４）　ｑ１’≠ｑ２’＝ｑ３’、（５）　ｑ１’＝ｑ３’≠ｑ２’。
また、後退量ｑ１’，ｑ２’，ｑ３’の大小関係を以下に示す。
（６）　ｑ１’＞ｑ２’、（７）　ｑ１’＜ｑ２’、（８）　ｑ２’＞ｑ３’、（９）　ｑ２’＜ｑ３’、
（１０）ｑ１’＞ｑ３’、（１１）ｑ１’＜ｑ３’。
【００４７】
前記第４パターンの極大クリアランスｄｍａｘ　及び前記第５パターンの大クリアランスｄ１　ともに、インナーロータ５の大クリアランスチップ５ａ１　とアウターロータ６の大クリアランスチップ６ａ１　とから構成されるタイプにおいて、上記インナーロータ５の大クリアランスチップ５ａ１　における後退量の条件をｑ１　＝ｑ２　＝ｑ３　とし、またアウターロータ６の大クリアランスチップ６ａ１　における後退量をｑ１’＝ｑ２’＝ｑ３’とした場合には、インナーロータ５とアウターロータ６とにより構成される極大クリアランスｄｍａｘ　及び大クリアランスｄ１　は一様の大きさとなる。
【００４８】
また、上記インナーロータ５の後退量の条件をｑ１　≠ｑ２　≠ｑ３　とし、アウターロータ６の後退量をｑ１’≠ｑ２’≠ｑ３’とした場合には、インナーロータ５とアウターロータ６とにより構成される前記第４パターンの極大クリアランスｄｍａｘ　及び前記第５パターンの大クリアランスｄ１　は、種々の組合せが存在する。
前記第４パターンの極大クリアランスｄｍａｘ　は、種々の大きさとなり、前記第５パターンの大クリアランスｄ１　は、一様の大きさとなる。すなわち、前記第４パターンの極大クリアランスｄｍａｘ　の場合、極大クリアランスｄｍａｘ　と、それを構成する後退量がインナーロータ５側とアウターロータ６側とで異なるため、インナーロータ５の歯先５ａ又はアウターロータ６の歯先６ａとの対向するときの大クリアランスｄ１　とが種々の大きさになる。
【００４９】
また、前記第５パターンの大クリアランスｄ１　の場合、組合せによる大クリアランスｄ１　の大きさは、一様であるが、それを構成する後退量がインナーロータ５側とアウターロータ６側とで異なるため、インナーロータ５の歯先５ａ又はアウターロータ６の歯先６ａと対向するときのチップクリアランスｄ０　より大きい大クリアランスｄ１　が種々の大きさになる。前記第４パターンの極大クリアランスｄｍａｘ　と、前記第５パターンの大クリアランスｄ１　の各後退量の組合せを以下に示す。
（１）　ｑ１　＋ｑ１’、（２）　ｑ１　＋ｑ２’、（３）　ｑ１　＋ｑ３’、
（４）　ｑ２　＋ｑ１’、（５）　ｑ２　＋ｑ２’、（６）　ｑ２　＋ｑ３’、
（７）　ｑ３　＋ｑ１’、（８）　ｑ３　＋ｑ２’、（９）　ｑ３　＋ｑ３’。
【００５０】
複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…又は極大クリアランスｄｍａｘ　は、上記組合せにより構成されるものであり、上記各後退量による各大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の間隔寸法はそれぞれ異なるものであり、したがって、ポンプが稼動するときには、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…同士でも間隔寸法が異なるので、脈動の不規則性を生じさせることができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明は、トロコイド歯形を有するインナーロータ５とアウターロータ６とが相互に噛み合う状態で、インナーロータ５の各歯先５ａとアウターロータ６との間にチップクリアランスｄ０　が生じるように設定され、且つそのチップクリアランスｄ０　群の少なくとも１箇所は大間隔となる大クリアランスｄ１　を設けてなるトロコイドポンプとしたことにより、容積効率を確保しつつ脈動を抑制することができる。
【００５２】
すなわちインナーロータ５とアウターロータ６との間にはチップクリアランスｄ０　，ｄ０　，…が存在しており、そのチップクリアランスｄ０　群の少なくとも１箇所には大間隔となる大クリアランスｄ１　としており、チップクリアランスｄ０　群のみの場合による規則的な脈動がトロコイドポンプ自体及びその周辺機器に及ぼす共振を、チップクリアランスｄ０　群に大クリアランスｄ１　を含むことにより、不規則なサイクルの脈動となり、これによって、共振を防止し、騒音を小さく抑えることができる。ひいては、トロコイドポンプのみならず、トロコイドポンプの流体が供給される周辺機器の寿命の向上もはかることができる。
【００５３】
しかも、インナーロータ５とアウターロータ６との間におけるチップクリアランスｄ０　群の中に大クリアランスｄ１　を含ませるのみで、簡単に構成することができる。これは、インナーロータ５及びアウターロータ６の歯先のいずれかを僅かに低く形成するのみでよく、極めて簡単な構成で上記効果を達成できる。
【００５４】
請求項２の発明は、請求項１において、前記インナーロータ５の歯数を６以上とし、該インナーロータ５の複数の歯先５ａには少なくとも一歯置きに前記アウターロータ６との間に大クリアランスｄ１　が形成されてなるトロコイドポンプとしたことにより、インナーロータ５（アウターロータ６でもよい）の歯数６以上の場合、インナーロータ５の歯先とアウターロータ６との間に生じるクリアランスにおいて、大クリアランスｄ１　となる部位は、インナーロータ５の少なくとも一歯置きに設定して、その設定数及び配置を適宜選択することで種々のポンプ性能を容易に設けることができる。また、３箇所のチップクリアランスｄ０　と３箇所の大クリアランスｄ１　とを一歯置きに最大の設定数とした場合、大クリアランスｄ１　はロータ噛合いにおいて連通状態となっているため、ロータ回転駆動はできない歯形であるが、ロータ回転駆動噛合いを維持するチップクリアランスｄ０　をバランス良く配置することができ、ロータの回転を安定させることができる。
【００５５】
すなわち吸入ポート２の始端側から終端側に亘って２から３箇所の駆動噛み合部分が存在し、駆動噛み合いの歯先接触部には、通常のチップクリアランスｄ０　の部分で噛み合う部分と、大クリアランスｄ１　により歯先同士が非接触となる部分が存在し、隣接する空隙部ｓ，ｓ同士が前記大クリアランスｄ１　を介して連通し、閉じ込み空間容積数を低減させ、脈動を低くさせる。さらに、通常のチップクリアランスｄ０　の部分では、インナーロータ５とアウターロータ６との歯先同士の噛み合いによって、ロータの径方向にガタが生じないようにインナーロータ５とアウターロータ６同士で相互に保持しあい、これによって脈動が生じにくく且つ安定した回転状態を得ることができる。
【００５６】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記インナーロータ５又はアウターロータ６の歯数ｎとし、この適宜の歯先５ａ，６ａに大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…が均等又は不均等に配置されてなるトロコイドポンプとしたことにより、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…が均等又は不均等に配置され、前記通常のチップクリアランスｄ０　とともに、ポンプ稼動における脈動の不規則性を生じさせることができ、共振を防止し、騒音を小さく抑えることを高めることができる。
【００５７】
請求項４の発明は、請求項１，２又は３において、前記インナーロータ５の歯数ｎを偶数とし、（ｎ／２）の歯先５ａに大クリアランスｄ１　が１歯置きに設定されてなるトロコイドポンプとしたことにより、インナーロータ５（又はアウターロータ６でもよい）の歯数ｎが偶数の場合、前記大クリアランスｄ１　となる歯先は、少なくとも一歯置きに設定することができる。そして、歯数ｎが偶数の場合、大クリアランスｄ１　となる部分はｎ／２とすることができ、チップクリアランスｄ０　と大クリアランスｄ１　とをバランス良く配置することができ、容積効率を確保しつつ、脈動を抑制することができる。
【００５８】
請求項５の発明は、請求項１，２又は３において、前記インナーロータ５の歯数ｎを奇数とし、（ｎ−１）／２の歯先５ａに大クリアランスｄ１　が少なくとも１歯乃至２歯置きに設定されてなるトロコイドポンプとしたことにより、前記チップクリアランスｄ０　と大クリアランスｄ１　との箇所との順序が規則的なものではなく、不均等となるだけでなく、その大クリアランスｄ１　の歯先の配置でも不均等になることから、油圧脈動における規則性を乱すことになり、共振が避けられて脈動の抑制と容積効率の確保ができる。
【００５９】
請求項６発明は、請求項１，２，３，４又は５において、前記大クリアランスｄ１　は複数存在し、全ての大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…は同一間隔寸法としてなるトロコイドポンプとしたことにより、通常のチップクリアランスｄ０　，ｄ０　，…と、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…とからポンプ稼動時における脈動の不規則性を生じさせることができ、しかも複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…は同一間隔寸法としているので、極めて簡易な構成とし、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…を形成するためのインナーロータ５又はアウターロータ６の製造が比較的に容易にできるものである。
【００６０】
請求項７の発明は、請求項１，２，３，４又は５において、前記大クリアランスｄ１　は複数存在し、全ての大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の間隔寸法は相互に異なるトロコイドポンプとしたことにより、チップクリアランスｄ０　と大クリアランスｄ１　とからなる脈動の不規則性に加えて、複数の大クリアランスｄ１　とからなる脈動の不規則性によってポンプ稼動時における脈動の不規則性をより一層増加させることができ、共振を防止し、騒音を小さく抑えることをより一層高めることができる。
【００６１】
請求項８の発明は、請求項１，２，３，４又は５において、前記大クリアランスｄ１　は複数存在し、全ての大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の内の少なくとも１つの大クリアランスｄ１　はその他の大クリアランスｄ１　とは間隔寸法が異なるトロコイドポンプとしたことにより、チップクリアランスｄ０　と大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…とからなる脈動の不規則性に加えて、複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の内の少なくとも１つの大クリアランスｄ１　がその他の大クリアランスｄ１　と間隔寸法が異なるので、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…のみによっても脈動の不規則性を生じさせることができ、共振を防止し、騒音を小さく抑えることをより高めることができる。
【００６２】
請求項９の発明は、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８において、前記インナーロータ５の歯先５ａ又はアウターロータ６の歯先６ａのいずれか一方の歯先の周縁が後退されることによって前記大クリアランスｄ１　が形成されてなるトロコイドポンプとしたことにより、インナーロータ５又はアウターロータ６のいずれか一方の歯先の周縁を後退するので、製造が極めて簡単にできるものである。
【００６３】
請求項１０の発明は、請求項１，２，３，４，５，６，７又は８において、前記インナーロータ５の歯先５ａ又はアウターロータ６の歯先６ａの両方の歯先の周縁が後退されることによって前記大クリアランスｄ１　が形成されてなるトロコイドポンプとしたことにより、複数の大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の中には、インナーロータ５の大クリアランスチップ５ａ１　と、アウターロータ６の大クリアランスチップ６ａ１　とによって構成されるものが存在する。
【００６４】
大クリアランスチップ５ａ１　と大クリアランスチップ６ａ１　とがロータ回転によって対向した場合、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…の中でも特に大きな大クリアランスｄ１　（すなわち、極大クリアランスｄｍａｘ　）となり、前記インナーロータ５側の歯先５ａと前記アウターロータ６の歯先６ａとを適宜後退されることによって、種々の大きさの大クリアランスｄ１　を設けることができ、ポンプ稼動における脈動の不規則性をより一層著しいものにすることができ、共振を防止し、騒音をより小さく抑えることができる。上記はｄｍａｘ　＝ｑ＋ｑ’　の場合である。
【００６５】
また、大クリアランスチップ５ａ１　と大クリアランスチップ６ａ１　とがロータ回転によって対向したときには、大クリアランスｄ１　，ｄ１　，…が構成され、またその大クリアランスチップ５ａ１　又は大クリアランスチップ６ａ１　とインナーロータ５の歯先５ａ又はアウターロータ６の歯先６ａとがロータ回転によって対向したときには、チップクリアランスｄ０　より大きく前記大クリアランスｄ１　（極大クリアランスｄｍａｘ　に等しい）より小さい大クリアランスｄ１　が構成され、該大クリアランスｄ１　は、前記インナーロータ５の歯先５ａと前記アウターロータ６の歯先６ａとが適宜後退されることによって種々の大きさにすることができ、ポンプ稼動における脈動の不規則性を高め、共振を防止し、騒音を小さく抑えることができる。上記はｄ１　＝ｑ＋ｑ’　の場合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の正面図
【図２】図１のイ部拡大図
【図３】図１のロ部拡大図
【図４】本発明における歯数を偶数としたインナーロータの正面図
【図５】図４のインナーロータに対応するアウターロータの正面図
【図６】（Ａ）は歯数を奇数としたインナーロータと該インナーロータに対応するアウターロータとの組み合わせ状態の正面図
（Ｂ）は歯数を奇数としたインナーロータの正面図
【図７】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はインナーロータとアウターロータとが安定した状態で回転する動作を示す作用図
【図８】２枚不等における性能を示すグラフ
【図９】３枚不等における性能を示すグラフ
【図１０】標準値における性能を示すグラフ
【図１１】（Ａ）はインナーロータの各大クリアランスチップの後退量を示す平面図
（Ｂ）はアウターロータの各大クリアランスチップの後退量を示す平面図
（Ｃ）はインナーロータとアウターロータのそれぞれの大クリアランスチップにより形成された極大クリアランスの拡大平面図
【図１２】インナーロータとアウターロータのそれぞれのチップクリアランスより大きい大クリアランスチップにより形成された大クリアランスの拡大平面図
【図１３】インナーロータ側の大クリアランスチップのみで形成された大クリアランスの拡大平面図
【図１４】アウターロータ側の大クリアランスチップのみで形成された大クリアランスの拡大平面図
【図１５】（Ａ）は大クリアランスチップが均等に配列されたインナーロータの平面図
（Ｂ）は大クリアランスチップが不均等に配列されたインナーロータの平面図
（Ｃ）は大クリアランスチップが別のパターンの不均等に配列されたインナーロータの平面図
【図１６】インナーロータとアウターロータにより形成された大クリアランスチップの形状を示す平面図
【符号の説明】
５…インナーロータ
５ａ…歯先
６…アウターロータ
６ａ…歯先
ｄ０　…チップクリアランス
ｄ１　…大クリアランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004092637.tif 000014
【図１３】
2004092637.tif 000015
【図１４】
2004092637.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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