(57)【要約】【目的】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。【構成】【請求項１】  インナーロータ３と、インナーロータ３の回転中心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、外周側面５１に内側歯列７を有し且つインナーロータ３の回転中心に対してアウターロータ４の回転中心が偏心量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を収納すると共に内周側に内側歯列７と噛み合う外側歯列６が形成されたロータ室１を有するポンプハウジングＡとを備える。アウターリング５の内側歯列７におけるロータ室１の外側歯列６との接触領域Ｔ以外の部分が除去されると共に、内側歯列７の接触領域Ｔは直径中心方向に寄せられた位置とし、ロータ室１の外側歯列６はアウターリング５の内側歯列７に対応して直径中心方向に寄せられた位置としてなること。【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、外周側面に内側歯列を有し且つ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と共に内周側に前記内側歯列と噛み合う外側歯列が形成されたロータ室を有するポンプハウジングとを備え、前記アウターリングの内側歯列における前記ロータ室の外側歯列との接触領域以外の部分が除去されると共に、前記内側歯列の接触領域は直径中心方向に寄せられた位置とし、前記ロータ室の前記外側歯列は前記アウターリングの前記内側歯列に対応して直径中心方向に寄せられた位置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接触領域の両端と該アウターリングの直径中心位置とを結ぶ仮想接触領域線が設定されると共に、両仮想接触領域線に基づいて前記内側歯列の周方向外方に位置する部分が除去され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、前記内側歯列の接触領域は、該内側歯列の歯底円を基準として揃えられ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接触領域の両端と該アウターリングの直径中心位置とを結ぶ仮想接触領域線が設定されると共に、両仮想接触領域線に基づいて前記内側歯列の周方向外方に位置する部分が除去され、且つ該内側歯列の接触領域は、該内側歯列の歯底円を基準として揃えられ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４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４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４（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】
更に、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。このように、特許文献１では、歯形の歯丈は偏心量の２倍となっている。
【００１４】
これはトロコイド曲線を用いる歯形であれば必然的にそうなるものである。このことから、調整リング（14）及びリング（27）に形成される歯列の歯丈が、それぞれ偏心量の２倍の大きさを有するとすると、調整リング（14）及びリング（27）は径方向に非常に大きなものとなり、可変機構が大きくなるため、車両への搭載が困難、又は車両への搭載場所が制限を受けるものであった。
【００１５】
このことは、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、オイルポンプの径方向の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】
【００１６】
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、外周側面に内側歯列を有し且つ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と共に内周側に前記内側歯列と噛み合う外側歯列が形成されたロータ室を有するポンプハウジングとを備え、前記アウターリングの内側歯列における前記ロータ室の外側歯列との接触領域以外の部分が除去されると共に、前記内側歯列の接触領域は直径中心方向に寄せられた位置とし、前記ロータ室の前記外側歯列は前記アウターリングの前記内側歯列に対応して直径中心方向に寄せられた位置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接触領域の両端と該アウターリングの直径中心位置とを結ぶ仮想接触領域線が設定されると共に、両仮想接触領域線に基づいて前記内側歯列の周方向外方に位置する部分が除去され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。
【００１８】
請求項３の発明を、請求項１において、前記内側歯列の接触領域は、該内側歯列の歯底円を基準として揃えられ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接触領域の両端と該アウターリングの直径中心位置とを結ぶ仮想接触領域線が設定されると共に、両仮想接触領域線に基づいて前記内側歯列の周方向外方に位置する部分が除去され、且つ該内側歯列の接触領域は、該内側歯列の歯底円を基準として揃えられ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】
【００１９】
請求項１の発明では、アウターリングの内側歯列におけるロータ室の外側歯列との接触領域以外の部分が除去されると共に、前記内側歯列の接触領域は直径中心方向に寄せられた位置とした。そして、前記ロータ室の前記外側歯列は前記アウターリングの前記内側歯列に対応して直径中心方向に寄せられた位置とした。
【００２０】
これによって、アウターリングの内歯形部は、ロータ室の外歯形部との噛合いを維持しつつ、アウターリングを適正に揺動させることができ、且つアウターリングの歯先円直径を減少させることにより、アウターリング及びロータ室を小型化することができる。さらに、ポンプ装置全体を小型化することができ、省スペース化が図れ、車両搭載性が向上し、可変機構を小さくできるため、軽量化できる。
【００２１】
本発明では、以上述べたように、従来技術のように、インナーロータ，アウターロータ及びアウターリングの径方向の大きさの構成を、インナーロータとアウターロータとの回転中心の偏心量の２倍とすることに制約されることなく、インナーロータ，アウターロータ及びアウターリングの設計の自由度を拡げることができる。
【００２２】
請求項２の発明では、アウターリングの接触領域の両端と該アウターリングの直径中心位置とを結ぶ仮想接触領域線が設定されると共に、両仮想接触領域線に基づいて前記内側歯列の周方向外方に位置する部分が除去されてなる可変容量オイルポンプとしたことで、オイルポンプの容量を変化させる場合に使用される接触領域以外を除去(切除)することでオイルポンプの容量を変化させる機構に悪影響を与えることなく径方向の大きさを小さくすることができる。
【００２３】
請求項３の発明では、内側歯列の接触領域は、該内側歯列の歯底円を基準として揃えらる構成としたことで、内側歯列の接触領域の直径中心側に寄せる基準となる位置が明確となり、前記インナーロータ及びアウターリングの設計及び製造を簡単にすることができ、製造作業を効率化させることができる。
【００２４】
請求項４の発明では、アウターリングの接触領域の両端と該アウターリングの直径中心位置とを結ぶ仮想接触領域線が設定されると共に、両仮想接触領域線に基づいて前記内側歯列の周方向外方に位置する部分が除去され、且つ該内側歯列の接触領域は、該内側歯列の歯底円を基準として揃えられてなる可変容量オイルポンプとしたことにより、インナーロータにおける外側歯列の除去範囲及び接触領域の直径中心側へ寄せる基準が明確となり、一層、前記インナーロータ及びアウターリングの設計及び製造を簡単にすることができ、製造作業を効率化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（Ａ）は本発明の可変容量オイルポンプの一部断面にした平面図、（Ｂ）は（Ａ）の（I）部拡大図である。
【図２】（Ａ）は本発明の可変容量オイルポンプにおいて、アウターリング及びアウターロータの位相が変化した状態の一部断面にした平面図、（Ｂ）は（Ａ）の（II）部拡大図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）はアウターリングの内歯形部を小さくするための成形工程を示す要部拡大図である。
【図４】（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】
【００２６】
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(Ａ)，図２（Ａ）参照〕。ポンプハウジングＡには、ロータ室１が形成される。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、図示されない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）。
【００３３】
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。
【００３４】
アウターリング５の抱持部５２の直径中心Ｐｃ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。
【００３５】
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。
【００３６】
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２参照）。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２参照）。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の直径中心Ｐｃ（回転中心Ｐｂと同一位置）が、前記偏心量ｅによって設定された扇状の軌跡Ｑ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。前記軌跡Ｑは、回転中心Ｐａを直径中心として偏心量ｅを半径とする、円の一部を構成する円弧である。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
前記アウターリング５の外周に形成された内側歯列７の内歯形部７１には、外側歯列６の外歯形部６１と噛み合うときに相互に接触する領域が存在し、この領域を接触領域Ｔと称する（図２参照）。該接触領域Ｔは、内歯形部７１の全体に亘って存在するものではなく、一部にのみ存在する〔図２（Ｂ）参照〕。
【００４０】
つまり、アウターリング５の揺動角度は小さいものであり、具体的には９０度前後の範囲で揺動する。したがって、互いに接触する外歯形部６１と内歯形部７１同士であっても、非接触となる領域が存在する。この非接触となる領域は、内歯形部７１と外歯形部６１において、実質的にアウターリング５の揺動動作には寄与しない部位である〔図２（Ａ）参照〕。
【００４１】
さらに、内歯形部７１の周方向の歯厚方向における中心位置と直径中心Ｐｃを結ぶ線を設定し、これを歯厚中心線Ｌｃと称する。そして、図２（Ｂ）の歯では、前記内歯形部７１の接触領域Ｔは、前記歯厚中心線Ｌｃの一方側に存在するものであり、接触歯先部７１ａは、前記接触領域Ｔが、前記歯厚中心線Ｌｃを対称線として、反対側の線対称部分も含めた部分のことを言う〔図２（Ｂ）参照〕。
【００４２】
前記接触歯先部７１ａは、少なくとも接触領域Ｔを含むものであり、接触領域Ｔのみとしたものだけでなく、接触領域Ｔ以外の直径中心Ｐｃ寄りの部分が含まれても構わない。ここで、内歯形部７１の接触領域Ｔ以外の箇所とは、内側歯列７の歯底部分及びその付近となる。
【００４３】
本発明では、アウターリング５が揺動する範囲において、内歯形部７１における外歯形部６１との接触領域Ｔを含む接触歯先部７１ａを残し、接触領域Ｔ又は接触歯先部７１ａ以外の部分を除去して、接触領域Ｔ又は接触歯先部７１ａのみを内側歯列７の歯底円Ｃ7上に配列したものである〔図１(Ｂ)，図３（Ｃ）等参照〕。具体的には、前記、接触領域Ｔ又は接触歯先部７１ａの直径中心Ｐｃ側の両端部分が、前記歯底円Ｃ7の線上に揃う（略揃う状態も含まれる）ように配列される。
【００４４】
この配列の構成は、接触歯先部７１ａの直径中心Ｐｃ側の内端が前記歯底円Ｃ7上に接するように配置されるのみで良いが、実際には、接触歯先部７１ａの内端を歯底円Ｃ7に対して滑らかに接するように円弧状に形成されてもよい。また、図１において、Ｒtbは、アウターリング５の内側歯列７の歯先円直径であり、Ｒtaは、ロータ室１の外側歯列６の歯先円直径である。
【００４５】
次に、アウターリング５の内側歯列７における内歯形部７１を接触歯先部７１ａのみの構成とする成形工程について説明する。まず、前記内歯形部７１の接触領域Ｔの直径中心Ｐｃ側端と、前記アウターリング５の直径中心Ｐｃの位置とを結ぶ仮想接触領域線Ｌｔが設定される。該仮想接触領域線Ｌｔが前記内歯形部７１の歯厚方向両側に左右対称に設けられる（図１，図３参照）。
【００４６】
つまり、内歯形部７１において、両仮想接触領域線Ｌｔ，Ｌｔ内で挟まれた部分が接触歯先部７１ａを構成する〔図３（Ａ）参照〕。そして、接触歯先部７１ａを歯丈Ｔhaはそのままの高さで且つ歯厚は、両仮想接触領域線Ｌt，Ｌtに沿って小さくなりながら直径中心Ｐｃ側に寄せて、歯底円Ｃ7上に接するように配置する〔図３（Ｂ）参照〕。
【００４７】
両仮想接触領域線Ｌｔ，Ｌｔと歯底円Ｃ7との接触する部位の内方側のみに存在する接触歯先部７１ａのみを残し、その他の部分は除去される。さらに、内歯形部７１の両仮想接触領域線Ｌｔ，Ｌｔの外側の部分は、歯底円Ｃ７に対して弧状をなして接触するように形成される〔図３（Ｃ）参照〕。そして、ロータ室１の外側歯列６は、前記アウターリング５の内側歯列７に対応して直径中心Ｐｃ方向に寄せる〔図３（Ｃ）参照〕。
【００４８】
上記のように構成することで、アウターリング５の内側歯列７は、ロータ室１の外歯形部６１との噛合いを維持しつつ、アウターリング５を適正に揺動させることができ、且つアウターリング５の歯先円直径を減少させることができ、アウターリング５を小型化することができる。また、これによって、ロータ室１側の外側歯列６の歯先円直径も小さくすることができ、ポンプ装置全体を小型化することができ、省スペース化が図れ、車両搭載性が向上し、可変機構を小さくできるため、軽量化できる。
【００４９】
前記仮想接触領域線Ｌｔ，Ｌｔを設定することで、内歯形部７１における接触歯先部７１ａの範囲を明確化することができる。これによって、接触歯先部７１ａのみをアウターリング５の直径中心Ｐｃに寄せて、前記接触歯先部７１ａを歯底円Ｃ７上に配置するための設計及び製造を簡単にすることができ、製造作業を効率化させることができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、接触領域Ｔ又は接触歯先部７１ａを歯底円Ｃ7まで小さくするように配置する構成であった。但し、それ以外にも接触領域Ｔ又は接触歯先部７１ａを歯底円Ｃ7よりも小さくすることもでき、或いは該歯底円Ｃ7よりも大きくすることもでき、これによって、径方向の大きさを自由自在に変更できる利点がある。
【符号の説明】
【００５１】
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、７…内側歯列、ｅ…偏心量、Ｔ…接触領域、
Ｌｔ…仮想接触領域線、Ｃ7…歯底円。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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