(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ（ｎは自然数）枚の外歯が形成されたインナーロータと、該外歯と噛み合うｎ＋１枚の内歯が形成されたアウターロータと、流体が吸入される吸入ポートおよび流体が吐出される吐出ポートが形成されたケーシングとを備え、両ロータが噛み合って回転するときに両ロータの歯面間に形成されるセルの容積変化により流体を吸入、吐出することによって流体を搬送するオイルポンプに用いられるオイルポンプロータにおいて、インナーロータが、その基礎円に外接してすべりなく転がる第１外転円によって創成される外転サイクロイド曲線を歯先の歯形とし、基礎円に内接してすべりなく転がる第１内転円によって創成される内転サイクロイド曲線を歯溝の歯形として形成され、アウターロータが、その基礎円に外接してすべりなく転がる第２外転円によって創成される外転サイクロイド曲線を歯溝の歯形とし、基礎円に内接してすべりなく転がる第２内転円によって創成される内転サイクロイド曲線を歯先の歯形として形成されており、
インナーロータの基礎円の直径をｂi、第１外転円の直径をＤi、第１内転円の直径をｄi、アウターロータの基礎円の直径をｂo、第２外転円の直径をＤo、第２内転円の直径をｄo、インナーロータとアウターロータとの偏心量をｅとするとき、
ｂi＝ｎ・（Ｄi＋ｄi），ｂo＝（ｎ＋１）・（Ｄo＋ｄo）
Ｄi＋ｄi＝Ｄo＋ｄo＝２ｅ
（ｎ＋１）・ｂi＝ｎ・ｂo
の関係を満たし、さらにインナーロータの歯先とアウターロータの歯先との間のチップクリアランスの大きさをｔ（≠０）とするとき、
Ｄi＋ｔ／２＝Ｄo，ｄi−ｔ／２＝ｄo
を満たしてインナーロータとアウターロータとが構成されていることを特徴とするオイルポンプロータ。
【請求項２】
請求項１記載のオイルポンプロータにおいて、
０．０３ｍｍ≦ｔ≦０．２５ｍｍ（ｍｍ：ミリメートル）
の範囲に設定されたうえでインナーロータとアウターロータとが構成されていることを特徴とするオイルポンプロータ。
【請求項３】
請求項１または２記載のオイルポンプロータにおいて、
０．８５０≦Ｄi／Ｄo≦０．９９５
を満たしてインナーロータとアウターロータとが構成されていることを特徴とするオイルポンプロータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナーロータとアウターロータとの間に形成されるセルの容積変化によって流体を吸入、吐出するオイルポンプロータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のオイルポンプは、ｎ（ｎは自然数）枚の外歯が形成されたインナーロータと、この外歯に噛み合うｎ＋１枚の内歯が形成されたアウターロータと、流体が吸入される吸入ポートおよび流体が吐出される吐出ポートが形成されたケーシングとを備えており、インナーロータを回転させることによって外歯が内歯に噛み合ってアウターロータを回転させ、両ロータ間に形成される複数のセルの容積変化によって流体を吸入、吐出するようになっている。
【０００３】
セルは、その回転方向前側と後側で、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とがそれぞれ接触することによって個別に仕切られ、かつ両側面をケーシングによって仕切られており、これによって独立した流体搬送室を構成している。そして、各セルは外歯と内歯との噛み合いの過程の途中において容積が最小となった後、吸入ポートに沿って移動するときに容積を拡大させて流体を吸入し、容積が最大となった後、吐出ポートに沿って移動するときに容積を減少させて流体を吐出する。
【０００４】
上記のような構成を有するオイルポンプは、小型で構造が簡単であるため自動車の潤滑油用ポンプや自動変速機用オイルポンプ等として広範囲に利用されている。自動車に搭載される場合、オイルポンプの駆動手段としてはエンジンのクランク軸にインナーロータが直結されてエンジンの回転によって駆動されるクランク軸直結駆動がある。
【０００５】
上記のようなオイルポンプについては、ポンプが発する雑音の低減とそれに伴う機械効率の向上を目的として、インナーロータとアウターロータとを組み合わせた状態で噛み合い位置から１８０゜回転した位置におけるインナーロータの歯先とアウターロータの歯先との間に適切な大きさのチップクリアランスが設定されている。
【０００６】
チップクリアランスを確保する手段としては、アウターロータの歯形について均等追い込みを行うことで両ロータの歯面間にそれぞれクリアランスを設け、噛み合い状態において両ロータの歯先間にチップクリアランスを確保するもの、サイクロイド曲線の平坦化によるもの等が挙げられる。
【０００７】
例えば、特開平５−２５６２６８号公報に開示されたオイルポンプは、ピニオン（インナーロータ）の歯先および内歯リングギヤ（アウターロータ）の歯溝が、ピニオンおよび内歯リングギヤのピッチ円上の第１のサイクロイド生成円が回転することにより生成される外サイクロイド形状を有し、ピニオンの歯溝および内歯リングギヤの歯先が、ピニオンおよび内歯リングギヤのピッチ円上の第２のサイクロイド生成円が回転することにより生成される内サイクロイド形状を有する（第１のサイクロイド生成円の半径は第２のサイクロイド生成円の半径と異なる）いわゆるサイクロイドポンプである。このオイルポンプにおいては、ピニオンの歯先および内歯リングギヤの歯溝が同じ第１のサイクロイド生成円によって生成され、ピニオンの歯溝および内歯リングギヤの歯先が第２のサイクロイド生成円によって生成されるというように、２つの転円を用いてピニオンおよび内歯リングギヤの歯形が形成されている。
【０００８】
上記公報に開示されたポンプにおいては、ポンプが発する雑音の低減とそれに伴う機械効率の向上を目的として、内歯リングギヤとピニオンとが最も深く噛合する点に対向する領域における歯先間において必要な半径方向クリアランスに相当し、かつピニオンと内歯リングギヤとが互いに最も深く噛合する点におけるクリアランスが大幅に小さくなる程度にまで２つのサイクロイド曲線を平坦化し、これによって流体の送出流脈動を大幅に低減して雑音の発生と機械効率の向上及び寿命の延命を図る手段が採用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示されたポンプにおいては、平坦化されたサイクロイド曲線の開始点および終点と、ピッチ円上の未平坦化サイクロイド曲線の開始点および終点を直線で結ぶことで閉じたサイクロイド曲線を生成しているが、サイクロイド曲線の一部に直線部分が生まれることでピニオンと内歯リングギヤとの噛み合いが円滑に行われなくなる恐れがある。例えば、ピニオンと内歯リングギヤとの噛み合い位置から、ピニオンの歯先が内歯リングギヤの歯溝面を滑って移動する過程において、ピニオンの歯先が曲線部分から直線部分に移行するとき、ピニオンの歯先が直線部分から曲線部分に移行するときにブレを生じる等して噛み合いの円滑な進行を妨げることが予想されるからである。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、両ロータが噛み合う過程でのインナーロータの歯先とアウターロータの歯溝との間隙を適切な大きさに設定し、両ロータの歯面間の摺動抵抗を低減することでオイルポンプのポンプ性能および機械効率の向上を図ることを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１記載のオイルポンプロータは、インナーロータが、その基礎円に外接してすべりなく転がる第１外転円によって創成される外転サイクロイド曲線を歯先の歯形とし、基礎円に内接してすべりなく転がる第１内転円によって創成される内転サイクロイド曲線を歯溝の歯形として形成され、アウターロータが、その基礎円に外接してすべりなく転がる第２外転円によって創成される外転サイクロイド曲線を歯溝の歯形とし、基礎円に内接してすべりなく転がる第２内転円によって創成される内転サイクロイド曲線を歯先の歯形として形成されており、インナーロータの基礎円の直径をｂi 、第１外転円の直径をＤi 、第１内転円の直径をｄi 、アウターロータの基礎円の直径をｂo 、第２外転円の直径をＤo 、第２内転円の直径をｄo 、インナーロータとアウターロータとの偏心量をｅとするとき、
ｂi ＝ｎ・（Ｄi ＋ｄi ），ｂo ＝（ｎ＋１）・（Ｄo ＋ｄo ）
Ｄi ＋ｄi ＝Ｄo ＋ｄo ＝２ｅ
（ｎ＋１）・ｂi ＝ｎ・ｂo
の関係を満たし、さらにインナーロータの歯先とアウターロータの歯先との間のチップクリアランスの大きさをｔ（≠０）とするとき、
Ｄi＋ｔ／２＝Ｄo，ｄi−ｔ／２＝ｄo
を満たしてインナーロータとアウターロータとが構成されている。
【００１３】
請求項２記載のオイルポンプロータは、請求項１記載のオイルポンプロータにおけるｔの値が、
０．０３ｍｍ≦ｔ≦０．２５ｍｍ（ｍｍ：ミリメートル）
の範囲に設定されたうえでインナーロータとアウターロータとが構成されている。
【００１４】
請求項３記載のオイルポンプロータは、請求項１または２記載のオイルポンプロータにおいて、
０．８５０≦Ｄi ／Ｄo ≦０．９９５
を満たしてインナーロータとアウターロータとが構成されている。
【００１５】
インナーロータおよびアウターロータの歯形を決定するために必要な条件とは、まず、インナーロータについて、第１外転円および第１内転円の転がり距離が１周で閉じなければならない、つまり第１外転円および第１内転円の転がり距離がインナーロータの基礎円の円周に等しくなければならないことから、
ｂi＝ｎ・（Ｄi＋ｄi）
同様に、アウターロータについて、第２外転円および第２内転円の転がり距離がアウターロータの基礎円の円周に等しくなければならないことから、
ｂo＝（ｎ＋１）・（Ｄo＋ｄo）
次に、インナーロータとアウターロータとが噛み合うことから、
Ｄi＋ｄi＝Ｄo＋ｄo＝２ｅ
上記の各式から、
（ｎ＋１）・ｂi＝ｎ・ｂo
となり、インナーロータおよびアウターロータの歯形はこれらの条件を満たして構成される。
【００１６】
ここで、上記の各条件を満たして構成されるオイルポンプロータについて、
Ｄo＞Ｄi，ｄi＞ｄo
とすると、第２外転円Ｄoによって形成されるアウターロータの歯溝の形状に対する第１外転円Ｄiによって形成されるインナーロータの歯先の形状、および第１内転円ｄiによって形成されるインナーロータの歯溝の形状に対する第２内転円ｄoによって形成されるアウターロータの歯先の形状が、噛み合いの過程で両ロータの歯面間に設けられるバックラッシュを従来に比べて大きく確保できるようになる。バックラッシュとは、噛み合いの過程においてインナーロータの荷重のかかる歯面とは反対側の歯面とアウターロータの歯面との間にできる間隙である。
【００１７】
上記の各関係式は、チップクリアランスを設けて両ロータの歯形を形成した場合も成立しなければならない。そこで、必要とされるチップクリアランスｔを両ロータの噛み合い位置と両ロータの歯先の突き合い位置（チップクリアランスが設けられる位置）に等分し（以下、クリアランスとする）、各位置におけるロータの歯面間にそれぞれ振り分けるものとする。このクリアランスは、次の関係式を用いることで確保することができる。
Ｄi＋ｔ／２＝Ｄo，  ｄi−ｔ／２＝ｄo
両ロータの噛み合い位置および両ロータの歯先の突き合い位置にそれぞれ設けられたクリアランス（ｔ／２）は、両ロータが組み合わせた状態とすることにより両ロータの歯先の突き合い位置に移行して併合され、チップクリアランスｔとして作用する。
【００１８】
本発明のオイルポンプロータにおいては、インナーロータの歯先の歯形がアウターロータの歯溝の歯形よりも僅かに小さく、かつインナーロータの歯溝の歯形がアウターロータの歯先の歯形よりも僅かに大きくなるようにインナーロータ、アウターロータが構成されるので、バックラッシュが適切な大きさに設定されるとともにチップクリアランスが適切な大きさに設定され、これによってチップクリアランスを小さく維持したままでバックラッシュを従来に比べて大きく確保できるようになり、流体の圧力脈動が生じ難くなるとともに両ロータの歯面間の摺動抵抗が低減される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るオイルポンプロータの第１の実施形態を図に示して説明する。
図１に示すオイルポンプは、ｎ（ｎは自然数、本実施形態においてはｎ＝１０）枚の外歯が形成されたインナーロータ１０と、各外歯と噛み合うｎ＋１枚の内歯が形成されたアウターロータ２０とを備え、これらインナーロータ１０とアウターロータ２０とがケーシング３０の内部に収納されている。
【００２０】
インナーロータ１０、アウターロータ２０の歯面間には、両ロータ１０、２０の回転方向に沿ってセルＣが複数形成されている。各セルＣは、両ロータ１０、２０の回転方向前側と後側で、インナーロータ１０の外歯１１とアウターロータ２０の内歯２１とがそれぞれ接触することによって個別に仕切られ、かつ両側面をケーシング３０によって仕切られており、これによって独立した流体搬送室を形成している。そして、セルＣは両ロータ１０、２０の回転に伴って回転移動し、１回転を１周期として容積の増大、減少を繰り返すようになっている。
【００２１】
インナーロータ１０は、回転軸に取り付けられて軸心Ｏiを中心として回転可能に支持されており、インナーロータ１０の基礎円Ｂiに外接してすべりなく転がる第１外転円Ｅiによって創成される外転サイクロイド曲線を歯先の歯形とし、基礎円Ｂiに内接してすべりなく転がる第１内転円Ｈiによって創成される内転サイクロイド曲線を歯溝の歯形として形成されている。
【００２２】
アウターロータ２０は、軸心Ｏoをインナーロータ１０の軸心Ｏiに対して偏心（偏心量：ｅ）させて配置され、軸心Ｏoを中心としてケーシング３０の内部に回転可能に支持されており、アウターロータ２０の基礎円Ｂoに外接してすべりなく転がる第２外転円Ｅoによって創成される外転サイクロイド曲線を歯溝の歯形とし、基礎円Ｂoに内接してすべりなく転がる第２内転円Ｈoによって創成される内転サイクロイド曲線を歯先の歯形として形成されている。
【００２３】
ここで、インナーロータ１０の基礎円Ｂiの直径をｂi、第１外転円Ｅiの直径をＤi、第１内転円Ｈiの直径をｄi、アウターロータ２０の基礎円Ｂoの直径をｂo、第２外転円Ｅoの直径をＤo、第２内転円Ｈoの直径をｄoとするとき、インナーロータ１０とアウターロータ２０との間には次の関係式が成り立つ。なお、ここでは寸法単位をｍｍ(ミリメートル)とする。
【００２４】
まず、インナーロータ１０について、第１外転円Ｅiおよび第１内転円Ｈiの転がり距離が１周で閉じなければならない、つまり第１外転円Ｅiおよび第１内転円Ｈiの転がり距離が基礎円Ｂiの円周に等しくなければならないことから、
π・ｂi＝ｎ・π・（Ｄi＋ｄi）
すなわち  ｂi＝ｎ・（Ｄi＋ｄi）  …（Ｉａ）
同様に、アウターロータ２０について、第２外転円Ｅoおよび第２内転円Ｈoの転がり距離が基礎円Ｂoの円周に等しくなければならないことから、
π・ｂo＝（ｎ＋１）・π・（Ｄo＋ｄo）
すなわち  ｂo＝（ｎ＋１）・（Ｄo＋ｄo）  …（Iｂ）
次に、インナーロータ１０とアウターロータ２０とが噛み合うことから、
Ｄi＋ｄi＝Ｄo＋ｄo＝２ｅ  …（II）
上記の式（Iａ）、（Iｂ）、（II）から、
（ｎ＋１）・ｂi＝ｎ・ｂo  …（III）
の関係を満たしている。
【００２５】
さらに、両ロータ１０、２０の噛み合い位置から半回転進んだ位置において外歯１１の歯先と内歯２１の歯先とが対峙するときに両歯先間に設けられる間隙、すなわちチップクリアランスの大きさをｔとするとき、
Ｄi＋ｔ／２＝Ｄo  …（IV）
ｄi−ｔ／２＝ｄo  …（V）
（Ｄo＞Ｄi，ｄi＞ｄo）の関係を満たし、かつｔの値が
０．０３ｍｍ≦ｔ≦０．２５ｍｍ  …（VI）
の範囲に設定されたうえでインナーロータ１０およびアウターロータ２０が構成されている。（図１はＤi＝２．９８６５ｍｍ、ｄi＝４．６５８５ｍｍ、ｔ＝０．１２ｍｍとして構成されたインナーロータ１０およびアウターロータ２０を示す。）
【００２６】
ケーシング３０には、両ロータ１０、２０の歯面間に形成されるセルＣのうち、容積が増大過程にあるセルＣに沿って円弧状の吸入ポート（図示せず）が形成されているとともに、容積が減少過程にあるセルＣに沿って円弧状の吐出ポート（図示せず）が形成されている。
【００２７】
セルＣは、外歯１１と内歯２１との噛み合いの過程の途中において容積が最小となった後、吸入ポートに沿って移動するときに容積を拡大させて流体を吸入し、容積が最大となった後、吐出ポートに沿って移動するときに容積を減少させて流体を吐出するようになっている。
【００２８】
ところで、上記のように構成されたオイルポンプロータにおいては、上記式（IV）、（V）の関係を満たすことにより、インナーロータ１０の歯先の歯形がアウターロータ２０の歯溝の歯形よりも僅かに小さく、かつインナーロータ１０の歯溝の歯形がアウターロータ２０の歯先の歯形よりも僅かに大きくなるようにインナーロータ１０、アウターロータ２０が構成されている。これにより、バックラッシュが適切な大きさに設定されるとともにチップクリアランスが適切な大きさに設定され、チップクリアランスを小さく維持したままでバックラッシュが従来に比べて大きく確保されており、流体の圧力脈動が生じ難くなるとともに両ロータの歯面間の摺動抵抗が低減されている。
【００２９】
そこで、このことをふまえたうえで、
ｔ＜０．０３ｍｍ  …（VII）
の範囲を満たしてｔの値を設定しインナーロータ１０とアウターロータ２０とを構成したとすると、チップクリアランスが狭過ぎるために、容積が減少過程にあるセルＣから絞り出される流体に圧力脈動が生じてキャビテーション雑音が発生しポンプの運転音が大きくなるとともに、圧力脈動によって両ロータの回転が円滑に行われなくなってしまう。
【００３０】
しかも、両ロータが噛み合う過程では、外歯１１の荷重のかかる歯面の後方に位置する反対側の歯面と内歯２１の歯面との間にできる間隙、すなわちバックラッシュが狭過ぎるために、両ロータの噛み合い点以外でも歯面間に摺動抵抗を生じるようになるため、インナーロータ１０がアウターロータ２０を回転させるための駆動トルクが増大してオイルポンプ自体の機械効率が低下してしまうばかりか、両ロータの歯面の摩耗が激しくなって耐久性の低下が起こり得る。
【００３１】
一方、
ｔ＞０．２５ｍｍ  …（VIII）
の範囲を満たしてｔの値を設定しインナーロータ１０とアウターロータ２０とを構成したとすると、チップクリアランスが広くなって流体の圧力脈動が生じなくなり運転音が低減するとともに、バックラッシュが広がって摺動抵抗が減少し機械効率が向上するが、その反面、チップクリアランスが広くなることで個々のセルＣにおける液密性が損われてしまい、ポンプ性能、特に容積効率を悪化させてしまう。しかも、正確な噛み合い位置での駆動トルクの伝達が行われなくなり回転の損失が大きくなるためにやはり機械効率が低下してしまう。
【００３２】
図２は、ｔの値と、ポンプの機械効率ζおよび容積効率ηとの関係を示すグラフである。このグラフによると、上記式（VII）を満たす範囲では、容積効率ηは高く安定するものの、ｔが小さくなるほど機械効率ζが非常に低い値を示すことが解る。また、上記式（VIII）を満たす範囲では、ｔが大きくなるほど機械効率ζ、容積効率ηともに低い値を示すことが解る。さらにグラフから、より好適なｔの値は、
０．０５ｍｍ≦ｔ≦０．２０ｍｍ
を満たす範囲に含まれ、最も好適なｔの値は０．１２付近であることが解る。
ることが解る。
【００３３】
したがって、グラフからも解るように上記式（VI）を満たしてインナーロータ１０とアウターロータ２０とを構成すれば、バックラッシュが適切な大きさに設定されるとともにチップクリアランスが適切な大きさに設定され、チップクリアランスを小さく維持したままでバックラッシュを従来に比べて大きく確保することができ、流体の圧力脈動が生じ難くなるとともに両ロータの歯面間の摺動抵抗が低減されるので、ポンプの運転音を低く抑えつつ、容積効率が高くポンプ性能に優れ、かつ駆動トルクが小さく機械効率に優れたオイルポンプを実現することができる。
【００３４】
次に、本発明に係るオイルポンプロータの第２の実施形態を図に示して説明する。
図３に示すオイルポンプは、ｍ（ｍは自然数、本実施形態においてｍは１０）枚の外歯１１１が形成されたインナーロータ１１０と、各外歯と噛み合うｍ＋１枚の内歯１２１が形成されたアウターロータ１２０とを備え、これらインナーロータ１１０とアウターロータ１２０とがケーシング１３０の内部に収納されている。
【００３５】
ここで、第１の実施形態と同様に、インナーロータ１１０の軸心Ｏiに対するアウターロータ１２０の軸心Ｏoの偏心量をｅ、インナーロータ１１０の基礎円Ｂiの直径をｂi、第１外転円Ｅiの直径をＤi、第１内転円Ｈiの直径をｄi、アウターロータ１２０の基礎円Ｂoの直径をｂo、第２外転円Ｅoの直径をＤo、第２内転円Ｈoの直径をｄoとしたとき、インナーロータ１１０とアウターロータ１２０との間には次の関係式が成り立つ。
【００３６】
まず、インナーロータ１１０について、
ｂi＝ｍ・（Ｄi＋ｄi）  …（IXａ）
同様に、アウターロータ１２０について、
ｂo＝（ｍ＋１）・（Ｄo＋ｄo）  …（IXｂ）
次に、インナーロータ１１０とアウターロータ１２０とが噛み合うことから、
Ｄi＋ｄi＝Ｄo＋ｄo＝２ｅ  …（X）
上記の式（IXａ）、（IXｂ）、（X）から、
（ｍ＋１）・ｂi＝ｍ・ｂo  …（XI）
【００３７】
さらにインナーロータ１１０およびアウターロータ１２０は、第２外転円Ｅoの直径Ｄoに対する第１外転円Ｅiの直径Ｄiの比を示す値が、
０．８５０≦Ｄi／Ｄo≦０．９９５  …（XII）
の範囲を満して構成されている。（図４はＤi／Ｄoの値を０．９５として構成されたインナーロータ１１０およびアウターロータ１２０を示す。）
【００３８】
上記のように構成されたオイルポンプロータにおいては、両ロータの噛み合いの関係を考慮して、インナーロータ１１０の歯先の歯形がアウターロータ１２０の歯溝の歯形よりも大きくなる、すなわちＤi／Ｄoの値が１以上となることはなく、Ｄi／Ｄoの値が１よりも小さい値をとるように設計されている。
【００３９】
そこで、このことをふまえたうえで、
Ｄi／Ｄo＞０．９９５  …（XIII）
の範囲を満たしてインナーロータ１１０とアウターロータ１２０とを構成したとすると、インナーロータ１１０の歯先とアウターロータ１２０の歯先との間隙、チップクリアランスが狭くなり過ぎ、容積が減少過程にあるセルＣから絞り出される流体に圧力脈動が生じてキャビテーション雑音が発生しポンプの運転音が大きくなるとともに、圧力脈動によって両ロータの回転が円滑に行われなくなってしまう。
【００４０】
しかも、両ロータが噛み合う過程では、外歯１１１の荷重のかかる歯面の後方に位置する反対側の歯面と内歯１２１の歯面との間にできる間隙、すなわちバックラッシュが狭くなり過ぎ、両ロータの噛み合い点以外でも歯面間に摺動抵抗を生じるようになるため、インナーロータ１１０がアウターロータ１２０を回転させるための駆動トルクが増大してオイルポンプ自体の機械効率が低下してしまうばかりか、両ロータの歯面の摩耗が激しくなって耐久性の低下が起こり得る。
【００４１】
一方、
Ｄi／Ｄo＜０．８５０  …（XIV）
の範囲を満たしてインナーロータ１１０とアウターロータ１２０とを構成したとすると、チップクリアランスが広くなって流体の圧力脈動が生じなくなり運転音が低減するとともに、バックラッシュが広がって摺動抵抗が減少し機械効率が向上するが、その反面、チップクリアランスが広くなることで個々のセルＣにおける液密性が損われてしまい、ポンプ性能、特に容積効率を悪化させてしまう。
【００４２】
図４は、Ｄi／Ｄoの値と、ロータを回転させるために必要な駆動トルクＴおよびポンプの容積効率ηとの関係を示すグラフである。このグラフによると、上記式（XIII）の範囲では、容積効率ηは高く安定するものの、Ｄi／Ｄoの値が大きくなるほど駆動トルクＴが急激に増加することが解る。また、上記式（XIV）の範囲では、駆動トルクＴは低く安定するものの、Ｄi／Ｄoの値が小さくなるほど容積効率ηが急激に低下することが解る。
【００４３】
さらにグラフから、より好適なＤi／Ｄoの値は、
０．９５≦Ｄi／Ｄo≦０．９９
の範囲に含まれ、最も好適なＤi／Ｄoの値は０．９５であることが解る。
【００４４】
したがって、グラフからも解るように上記式（XII）を満してインナーロータ１１０とアウターロータ１２０とを構成すれば、バックラッシュが適切な大きさに設定されるとともにチップクリアランスが適切な大きさに設定され、チップクリアランスを小さく維持したままでバックラッシュを従来に比べて大きく確保することができ、流体の圧力脈動が生じ難くなるとともに両ロータの歯面間の摺動抵抗が低減されるので、ポンプの運転音を低く抑えつつ、容積効率が高くポンプ性能に優れ、かつ駆動トルクが小さく機械効率に優れたオイルポンプを実現することができる。
【００４５】
図５は、Ｄi／Ｄoの値を０．９８４として構成されたインナーロータ１１０およびアウターロータ１２０を備えるオイルポンプを示している（インナーロータ１１０の歯数ｍは１１）。このオイルポンプロータにおいては、チップクリアランスおよびバックラッシュが小さめに設定されており、図４のグラフからも解るように、駆動トルクの低減よりも容積効率の向上に重点がおかれたものといえる。このようにＤi／Ｄoの値は、オイルポンプに求められる特性を十分考慮して適宜選択することが望ましい。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明した請求項１記載のオイルポンプロータによれば、インナーロータの歯先の歯形がアウターロータの歯溝の歯形よりも僅かに小さく、かつインナーロータの歯溝の歯形がアウターロータの歯先の歯形よりも僅かに大きくなるようにインナーロータ、アウターロータが構成されるので、両ロータの噛み合いの関係が良好に保たれて円滑な回転を得ることができる。
そして、そのチップクリアランスｔに対して、Ｄi ＋ｔ／２＝Ｄo ，ｄi −ｔ／２＝ｄoの関係を満たしてインナーロータとアウターロータとを構成することにより、常に所定の大きさのチップクリアランスを確保することができる。
【００４８】
請求項２記載のオイルポンプロータによれば、バックラッシュが適切な大きさに設定されるとともにチップクリアランスが適切な大きさに設定され、チップクリアランスを小さく維持したままでバックラッシュを従来に比べて大きく確保することができる。これにより、流体の圧力脈動が生じ難くなるとともに両ロータの歯面間の摺動抵抗が低減されるので、ポンプの運転音を低く抑えつつ、容積効率が高くポンプ性能に優れ、かつ駆動トルクが小さく機械効率に優れたオイルポンプを実現することができる。
【００４９】
請求項３記載のオイルポンプロータによれば、バックラッシュが適切な大きさに設定されるとともにチップクリアランスが適切な大きさに設定され、チップクリアランスを小さく維持したままでバックラッシュを従来に比べて大きく確保することができる。これにより、流体の圧力脈動が生じ難くなるとともに両ロータの歯面間の摺動抵抗が低減されるので、ポンプの運転音を低く抑えつつ、容積効率が高くポンプ性能に優れ、かつ駆動トルクが小さく機械効率に優れたオイルポンプを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るオイルポンプロータの第１の実施形態を示す図であって、インナーロータとアウターロータとが、
Ｄi＋ｔ／２＝Ｄo
ｄi−ｔ／２＝ｄo
の関係を満たし、さらにｔの値が
ｔ＝０．１２ｍｍ
に設定されて構成されたオイルポンプロータを備えるオイルポンプを示す平面図である。
【図２】  ｔの値を任意に選択した場合、その値を採用して構成されたインナーロータとアウターロータとを備えるオイルポンプの機械効率ζおよびポンプの容積効率ηを示すグラフである。
【図３】  本発明に係るオイルポンプロータの第２の実施形態を示す図であって、インナーロータとアウターロータとが、
０．８５０≦Ｄi／Ｄo≦０．９９５（Ｄi／Ｄo＝０．９５）
を満たして構成されたオイルポンプロータを備えるオイルポンプを示す平面図である。
【図４】  Ｄi／Ｄoの値を任意に選択した場合、その値を採用して構成されたインナーロータとアウターロータとを備えるオイルポンプの駆動トルクＴおよびポンプの容積効率ηを示すグラフである。
【図５】  本発明に係るオイルポンプロータの他の実施形態を示す図であって、インナーロータとアウターロータとが、
０．８５０≦Ｄi／Ｄo≦０．９９５（Ｄi／Ｄo＝０．９８４）
を満たして構成されたオイルポンプロータを備えるオイルポンプを示す平面図である。
【符号の説明】
１０  インナーロータ
１１  外歯
２０  アウターロータ
２１  内歯
３０  ケーシング
Ｂi  インナーロータの基礎円
Ｂo  アウターロータの基礎円
Ｅi  第１外転円
Ｈi  第１内転円
Ｅo  第２外転円
Ｈo  第２内転円
ｔ  チップクリアランス
【図１】
0003734617.tif 000002
【図２】
0003734617.tif 000003
【図３】
0003734617.tif 000004
【図４】
0003734617.tif 000005
【図５】
0003734617.tif 000006