(57)【要約】      （修正有）【課題】オイルポンプの径方向の大きさの自由度を高めることができる可変容量オイルポンプとすること。【解決手段】インナーロータ３と、該インナーロータ３の回転中心Ｐａに対して所定の偏心量ｅを有して回転するアウターロータ４と、インナーロータ３の回転中心Ｐａに対してアウターロータ４の回転中心Ｐｂが偏心量ｅを半径として揺動させるアウターリング５と、インナーロータ３，アウターロータ４及びアウターリング５を収納するロータ室１を有するポンプハウジングＡとを備えること。ロータ室１の外側歯列６の歯丈Ｔｈａと、アウターリング５の内側歯列７の歯丈Ｔｈｂとは、ロータ室１内におけるインナーロータ４の回転中心Ｐａとアウターリング５の中心Ｐｂとの偏心量ｅとし、正数とした補正値αを加えることによって、Ｔｈａ＝２Ｘ（ｅ＋α）及びＴｈｂ＝２Ｘ（ｅ＋α）としてなること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インナーロータと、該インナーロータの回転中心に対して所定の偏心量を有して回転するアウターロータと、前記インナーロータの回転中心に対して前記アウターロータの回転中心が前記偏心量を半径として揺動させるアウターリングと、前記インナーロータ，前記アウターロータ及び前記アウターリングを収納するロータ室を有するポンプハウジングとを備え、
前記ロータ室の外側歯列の歯丈Ｔhaと、前記アウターリングの内側歯列の歯丈Ｔhbとは、前記ロータ室内における前記インナーロータの回転中心と前記アウターリングの中心との偏心量ｅとし、正数とした補正値αを加えることによって、
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及び
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としてなることを特徴とする可変容量オイルポンプ。
【請求項２】
請求項１において、前記アウターリングの前記内側歯列の歯先円直径Ｒtbは、前記アウターリングの歯底円直径をＲboとすると、
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としてなることを特徴とする可変容量オイルポンプ。
【請求項３】
請求項１において、前記ロータ室の前記外側歯列の歯先円直径Ｒtaは、
アウターリングの歯底円直径をＲboとし、チップクリアランスをＣtipとすると、
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としてなることを特徴とする可変容量オイルポンプ。
【請求項４】
請求項１において、前記アウターリングの前記内側歯列及び前記ロータ室の前記外側歯列の歯数を６又は８としてなることを特徴とする可変容量オイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルポンプの径方向の大きさの自由度を高めることができる可変容量オイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インナーロータとアウターロータとアウターリングとから構成された可変容量オイルポンプが存在する。該アウターリングは、アウターロータの回転中心位置を変化させることによって、インナーロータとアウターロータとの相互の位相を変化させることにより、吐出量を変化させるものである。このような可変容量オイルポンプと同種のものとして、特許文献１が存在する。
【０００３】
特許文献１には、特段の記載はされていないが、一般にアウターリングの歯形と、ポンプハウジングの歯形との関係は、以下に示すように設計されている。図５は、特許文献１を説明するための図である。ここで、アウターリングの歯形と、ポンプハウジングとの歯形において、アウターリングの歯形のピッチ円と、ポンプハウジングのピッチ円とは、理想状態では接するが、実際にはチップクリアランスＣtip分だけ僅かに隙間が空いているため、完全には接しない。
【０００４】
２つのピッチ円が接するためには、以下の条件を設定する。
Ｒhj：ポンプハウジングのピッチ円径
Ｒor：アウターリングのピッチ円径
ｅ：偏心量
チップクリアランス：Ｃtip
【０００５】
以上の条件において、
Ｒhj＝Ｒor＋２×ｅ＋２×Ｃｔｉｐ
の関係式となる。
また一般的に、
ピッチ円直径＝（歯先径＋歯底径）÷２
であり、
歯先径−歯底径＝４×ｅ
という関係がある。
【０００６】
上式を書き換えると、
歯先径＝歯底径＋４×ｅ
という関係もある。
【０００７】
そのため、アウターリングのピッチ円径Ｒorは、
Ｒor＝（アウターリングの歯底径）＋２×ｅ
【０００８】
ポンプハウジングのピッチ円径Ｒhjは、
Ｒhj＝（ポンプハウジングの歯底径）―２×ｅ
となる。
また、歯丈とは、ピッチ円から歯底まで、及びピッチ円から歯先までの距離である。
したがって、
歯丈＝２×偏心量
という関係も成り立つ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１６９５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１について、その内容を図５に沿って概略する。以下の説明について、符号は、特許文献１に使用された符号に括弧を付けて使用する。特許文献１では、調整リング（14）とケーシングとがゼロスリップで回転可能とするため、段落[００３６]に記載されているように、「さらに、内側歯列（24’）の歯元円の直径と外側歯列(24)の歯元円の直径との差は偏心(17)の二倍である。」というように構成されている。つまり、偏心(17)は、図５（Ｂ）において、内部ロータ(3)の回転中心をＰｍとし、調整リング（14）の回転中心Ｐｎとし、ＰｍとＰｎの距離のことである。
【００１１】
さらに、特許文献１の段落[００２８]に記載されているように、「調整リングとケーシング部分との間の歯列が焼結によって製造されるときは、・・・環帯において環状または内サイクロイド状の歯を有するトロコイド状歯列であれば、この要件は満たされる。」ように構成されている。
【００１２】
特許文献１に関して、詳細に考察すると、外側歯列（24）にトロコイド曲線を用いたときに、内側歯列（24’）の歯元円の直径と外側歯列(24)の歯元円の直径との差は、偏心(17)のちょうど２倍（正の整数）となる。つまり、１．８倍としたり２．２倍としたりする事は、不可能であり、また２倍以外は認められないものである。
【００１３】
これは、内部ロータ(3)（インナーロータ）と外部ロータ(4)（アウターロータ）の偏心(17)の大きさ（＝偏心量）が決まると、調整リング(14)の外側歯列(24)とケーシングの内側歯列（24’）の大きさも一意的に決まってしまい、大きさの大小の調整が困難な事を意味する。つまり、インナーロータとアウターロータとの偏心量を決めると必然的にオイルポンプの径方向の大きさが定まってしまうことになる。
【００１４】
これは、従来、オイルポンプの大きさ（体格、サイズ）を調整する事は困難であり、オイルポンプの大きさの設計自由度は低いものであることを意味している。そこで、本発明の目的（解決しようとする技術的課題）は、内接歯車式の可変容量オイルポンプにおいて、ロータ同士の回転中心位置の偏心量によって、設計条件が制限されることなく、大きさについて高い自由度を有する可変容量オイルポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、発明者は上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、インナーロータと、該インナーロータの回転中心に対して所定の偏心量を有して回転するアウターロータと、前記インナーロータの回転中心に対して前記アウターロータの回転中心が前記偏心量を半径として揺動させるアウターリングと、前記インナーロータ，前記アウターロータ及び前記アウターリングを収納するロータ室を有するポンプハウジングとを備え、前記ロータ室の外側歯列の歯丈Ｔhaと、前記アウターリングの内側歯列の歯丈Ｔhbとは、前記ロータ室内における前記インナーロータの回転中心と前記アウターリングの中心との偏心量ｅとし、正数とした補正値αを加えることによって、「Ｔha＝２×（ｅ＋α）」及び「Ｔhb＝２×（ｅ＋α）」としてなる可変容量オイルポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１６】
請求項２の発明を、請求項１において、前記アウターリングの前記内側歯列の歯先円直径Ｒtbは、前記アウターリングの歯底円直径をＲboとすると、Ｒtb＝Ｒbo＋４×（ｅ＋α）としてなる可変容量オイルポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１７】
請求項３の発明を、請求項１において、前記ロータ室の前記外側歯列の歯先円直径Ｒｔaは、アウターリングの歯底円直径をＲboとし、チップクリアランスをＣtipとすると、Ｒｔa＝Ｒbo＋４×（ｅ＋α）−２×ｅ＋２×Ｃtipとしてなる可変容量オイルポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項１において、前記アウターリングの前記内側歯列及び前記ロータ室の前記外側歯列の歯数を６又は８としてなる可変容量オイルポンプとしたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明では、アウターリングの内側歯列の歯形と、ポンプハウジングのロータ室の外側歯列の歯形の径方向の大きさ（いわゆる歯丈）とは、偏心量ｅの補正値αの値を増減させることにより、設計の自由度を高くすることができる。よって、偏心量ｅの補正値αの値を増減させることで、連動してオイルポンプの大きさ（体格、サイズ）を変化させることができるため、オイルポンプを搭載するレイアウトの自由度を向上させることが出来る。
【００１９】
本発明では、アウターリングの内側歯列の歯形と、ポンプハウジングのロータ室の外側歯列の歯形同士の接触は、それぞれの歯形の全ての領域が使用されるものでは無く、一部の領域のみの接触となる。よって、内側歯列及び外側歯列のそれぞれの歯形は、全ての領域を精度高く製造する必要は無く、歯形形状の中の接触範囲に属する角度領域のみを精度高く製造できれば良い。
【００２０】
そのために歯形の接触領域以外の他の領域の歯形の製造精度は低くてもアウターリングは円滑に回転させることができ、製造コストを低減することが可能となる。分かりやすく換言すると、たとえば、一つの歯形において、略半歯や１／３歯のみを精度高く製造すれば、それ以外の歯形の部分の製造精度は低くしても十分に使用することができる。
【００２１】
請求項２では、前記アウターリングの前記内側歯列の歯先円直径Ｒtbは、前記アウターリングの歯底円直径をＲboとし、Ｒtb＝Ｒbo＋４×（ｅ＋α）とすることによって、アウターリングの内側歯列と、ロータ室の外側歯列との噛合い状態を良好にしたまま、直径を変化させることができる。
【００２２】
請求項３の発明では、前記ロータ室の前記外側歯列の歯先円直径Ｒtaは、アウターリングの歯底円直径をＲboとし、チップクリアランスをＣtipとし、Ｒta＝Ｒbo＋４×（ｅ＋α）−２×ｅ＋２×Ｃtipとしてなる可変容量オイルポンプとしたことにより、アウターリングの内側歯列と、ロータ室の外側歯列との噛合い状態をより一層良好にしたまま径方向の大きさを変化させることができる。
【００２３】
請求項４の発明では、前記アウターリングの前記内側歯列又は前記ロータ室の前記外側歯列の歯数を６又は８とすることによって、本発明の可変容量オイルポンプの設計が最も行い易いものにできる。また、加工箇所を比較的少なくできるので、加工費用を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態における可変容量オイルポンプの略示図、（Ｂ）は（Ａ）の（I）部拡大図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第１実施形態においてアウターリングと共にアウターロータが移動して吐出量が変化した状態の略示図である。
【図３】本発明の特性図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第２実施形態における可変容量オイルポンプの略示図、（Ｂ）は（Ａ）の（II）部拡大図である。
【図５】（Ａ）は従来技術の可変容量オイルポンプの略示図、（Ｂ）は（Ａ）の（III）部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の可変容量オイルポンプは、その構造を内接歯車式のポンプとしたものである。本発明は、主に、ポンプハウジングＡと、インナーロータ３と、アウターロータ４と、アウターリング５とから構成される（図１，図２，図４参照）。ポンプハウジングＡには、ロータ室１が形成される。
【００２６】
ロータ室１の底面部には、ポンプ駆動用の駆動軸が装着される軸孔１１が形成され、該軸孔１１の周囲に吸入ポート１２と吐出ポート１３が形成されている。また吸入ポート１２と吐出ポート１３との間にはシールランドが形成されている。ロータ室１には、インナーロータ３、アウターロータ４及びアウターリング５が内装される。
【００２７】
インナーロータ３は、トロコイド形状又は略トロコイド形状とした歯車であり、複数の外歯３１，３１，…が形成されている(図２参照)。また、直径方向中心位置には、駆動軸用のボス孔３２が形成され、該ボス孔３２には、駆動軸３３が貫通固定され、該駆動軸３３の回転駆動にて前記インナーロータ３が回転する。
【００２８】
アウターロータ４は、環状に形成され、内周側に複数の内歯４１，４１，…が形成されている。そして、インナーロータ３の外歯３１の数は、アウターロータ４の内歯４１の数よりも１つ少ないものとして構成されている。
【００２９】
インナーロータ３の外歯３１，３１，…と、アウターロータ４の内歯４１，４１，…の間には、複数のセル（歯間空間）Ｓ，Ｓ，…が構成される。インナーロータ３の回転中心をＰａとする。この回転中心Ｐａは、ロータ室１に対して位置は不動である。アウターロータ４の回転中心は、Ｐｂとする。
【００３０】
インナーロータ３の回転中心Ｐａと、アウターロータ４の回転中心Ｐｂとの距離を偏心量ｅと称する。そして、インナーロータ３の回転中心Ｐａを中心とし偏心量ｅを半径とする軌跡円が形成される。アウターリング５の操作によって、アウターロータ４の回転中心Ｐｂは、初期位置状態から最終位置状態に亘って前記軌跡円の一部分である扇形状の円弧に沿って移動する。
【００３１】
アウターリング５は、略円環状に形成され、その外周側面５１の所定箇所から直径方向外方に突出状に形成される図示しないレバー等による操作手段が設けられている。また、アウターリング５の内方側には真円状の貫通孔となる包持部５２が形成されている。アウターリング５は、操作手段を介してロータ室１内で揺動操作される（図２参照）。
【００３２】
前記包持部５２は、円形の内周壁面として形成されたものであり、包持部５２の内径は、アウターロータ４の外径よりごく僅かに大きく、前記アウターロータ４が円滑に回転自在となるように構成される。
【００３３】
アウターリング５の回転中心は、包持部５２に挿入された状態のアウターロータ４の回転中心Ｐｂと同一位置となる。アウターリング５は、ロータ室１内に配置され、包持部５２内にアウターロータ４を配置して、該アウターロータ４を回転自在に支持すると共に、操作手段を介して揺動させる。
【００３４】
アウターリング５は、ポンプハウジングＡのロータ室１に内装され、ロータ室１内で揺動可能となる構成となっている。アウターリング５の外形状に対して、ロータ室１は、僅かに広く形成され、アウターリング５が揺動するためのスペースが設けられている。
【００３５】
前記ロータ室１の内周側面には、外側歯列６が形成されている（図１，図４参照）。また、前記アウターリング５の外周（外周側面５１）には、内側歯列７が形成されている（図１，図４参照）。前記外側歯列６と前記内側歯列７は、アウターリング５が揺動するときに、該アウターリング５の回転中心Ｐｂが、前記偏心量ｅによって設定された扇状の軌跡を正確に往復移動できるように案内する役目をなすものである。
【００３６】
ロータ室１の内周側面に形成された外側歯列６は、複数の外歯形部６１，６１，…から構成されている。アウターリング５の外周側面５１に形成された内側歯列７は、前記外歯形部６１，６１，…より少ない枚数の内歯形部７１，７１，…から構成されている。前記外歯形部６１，６１，…及び前記内歯形部７１，７１，…は、それぞれ等間隔に形成される。また、前記外歯形部６１，６１，…及び前記内歯形部７１，７１，…は、それぞれ非等間隔に形成されることもある。この場合でも、あらかじめ対応する外歯形部６１と内歯形部７１とは決定している。
【００３７】
外側歯列６の外歯形部６１，６１，…と、内側歯列７の内歯形部７１，７１，…とは、常時噛合いつつ、それぞれの外歯形部６１が内歯形部７１に対して滑りながらも接触しつつ移動する構成である。外歯形部６１と内歯形部７１は、その歯形状を弧状線としたものであり、単独の弧状線であったり、又は異なる複数の弧状線が滑らかに連続して形成されたものである。
【００３８】
次に、外側歯列６と、内側歯列７の寸法について説明する。まず、外側歯列６の外歯形部６１の歯丈Ｔha及び内側歯列７の内歯形部７１の歯丈Ｔhbの寸法は、以下のように設定する。
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及び
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上記式において「ｅ」は、偏心量である。「α」は、補正値である。
【００３９】
該補正値αは、偏心量ｅの値を補正するための数値である。補正値αは、正数である。補正値αは、具体的には１以下の少数であり、０（ゼロ）を除く数値で０.０１〜０．１等の小さい数である。さらに、補正値αとは、（ｅ＋α）が歯丈（歯の高さ）であることから、αが大きいほど、オイルポンプの径方向の大きさは大きくなり、αが小さいほどオイルポンプの径方向の大きさを、小さくできる。
【００４０】
次に、アウターリング５の内側歯列７の歯先円直径Ｒtｂは、以下のようになる。
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Ｒboは、アウターリング５の内側歯列７の歯底円直径である。
【００４１】
次に、ロータ室１の外側歯列６の歯先円直径Ｒtaは、以下のようになる。
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【００４２】
以上のように、アウターリング５の内側歯列７及びロータ室１の外側歯列６の歯形形状については、アウターリング５の歯底円直径Ｒbo、偏心量ｅ、アウターリング５の内側歯列７の内歯形部７１及びロータ室１の外側歯列６の外歯形部６１，６１,…の歯数、偏心量の補正値αを決めれば決定することが出来る。なお、外側歯列６の歯底円直径はＲaoである。
【００４３】
図１は、本発明の第１実施形態であって、上記式の条件によって、アウターリング５の内側歯列７の内歯形部７１，７１,…の数を６とし、ロータ室１の外側歯列６の外歯形部６１，６１,…の数を７としたものである。図１（Ｂ）では、外側歯列６の歯先円直径Ｒｔａは、外側歯列６のピッチ円直径Ｒapに対して図１（Ａ）で見て、１番上側に（ｅ＋α）、１番下に（ｅ＋α）を引いたものであることが示され、歯底円直径Ｒaoはピッチ円直径Ｒapから図１（Ａ）で見て、１番上側に（ｅ＋α）、図１（Ａ）で見て１番下側に（ｅ＋α）を加えたものであることが示されている。
【００４４】
図４は、本発明の第２実施形態であって、上記式の条件によって、アウターリング５の内側歯列７の内歯形部７１，７１,…の数を８とし、ロータ室１の外側歯列６の外歯形部６１，６１,…の数を９としたものである。そして、アウターリング５は、図示されない操作手段によって、回動しつつ回転中心Ｐｂが移動することによって，アウターロータの位置も変位し、吐出量が変化する。
【００４５】
図３は、本発明の特性を示すグラフである。上記式が満たされた条件において、アウターリング５の内側歯列７と、ロータ室１の外側歯列６との間に生じる実際のチップクリアランス（歯と歯の径方向の隙間）のインナーロータの回転角に対する変化を示すものである。なお、従来技術の特性についても、グラフ内に点線で示しておいた。
【００４６】
図３のグラフについては、従来のように、歯丈＝２×偏心量とした場合に、角度に関わらず一定となり、どの回転角度であっても円滑に回転する。このため、円滑に回転できない角度領域が存在するといった課題は存在しないものである。
【００４７】
これに対して本発明のように、歯丈の高さを従来の高さに対して変化させた場合、アウターリング５の内側歯列７と、ロータ室１の外側歯列６とのチップクリアランスは位相によっては、極端に大きくなるため円滑に回転しない角度が存在する。そこで本発明では歯形同士は一部の接触範囲のみであり、角度変化に対してアウターリング５の内側歯列７と、ロータ室１の外側歯列６とのチップクリアランスがほとんど変化しない、且つクリアランスが相対的に小さい角度範囲の部分を歯形として使用することで、円滑に回転させることができる。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ…ポンプハウジング、１…ロータ室、３…インナーロータ、４…アウターロータ、
５…アウターリング、６…外側歯列、ｅ…偏心量、Ｔha…（外側歯列６の）歯丈、
Ｐａ…（インナーロータ３の）回転中心、
Ｐｂ…（アウターロータ４，アウターリング５の）回転中心、
Ｔhb…（内側歯列７の）歯丈、Ｒta…（外側歯列６の）歯先円直径、
Ｒtb…（内側歯列７の）歯先円直径、Ｒbo…（アウターリング５の）歯底円直径、
Ｃtip…チップクリアランス。 
【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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