JPS59173584A - 内燃機関潤滑オイルポンプ用回転ポンプおよびそのロ−タ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はトロコイド曲線を利用した回転ポンプを用い
た内燃機関潤滑オイルポンプ用回転ポンプおよびそのロ
ーターに関づ−るもので゛ある。 従来、トロコイド曲線を利用した回転ポンプにお

【ブる
インナーローターは、第１図に示づ如く基礎円径をＡ、
転円径をＢ１離心量をｅ、軌跡円径をＣとしたとき、基
礎円上を滑ることなく転円が転がり、その転円の中心か
らｅだけ離れた転円内の固定点が画く軌跡としてトロコ
イド曲線Ｔ　７り＜　ｉｉられ、そして該トロコイド曲
線Ｔ上に中心を右°スる直径φＣの円弧群の包絡線とし
てその歯形曲線ＴＣが得られる。 またアウターローターの曲線は直径Ａ十Ｂの円周上に中
心を有する直径Ｃの（ｎ＋１）ケの円弧で主として構成
する。 第２図はインナーローター１とアウターローター２との
関係を示すものであるが、通常インナーローター１は駆
動軸３に５で示すようなキー等で固定されて回転する。 そしてアウターローター２は駆動軸３に対してｅだけ偏
心したケース内に収められ、インナーローター１の回転
に従って回転する。 インナーローター１とアウターローター２の間の空間部
４が回転中に容積変化することにより、流体の吸入およ
び吐出作用が引起こされるのである。 上記した諸元からトロコイド曲線を利用して得られたイ
ンナーローター１の曲線とアウターローター２の曲線と
の組合わせ間隙２はＯであって、回転不能の状態である
から、実際にはインナーローター１の曲線を小さくする
か、またはアウターローター２の曲線を大きく修正し−
Ｃ回転が可能となる組合わせ間隙２ｍを作っている。 しかし、この修止方法は、従来経験的に曲線修正を行な
っており、トロコイド曲線利用の市販のポンプにおける
各部分の組合わせ間隙２は一定ではなく、第２図に示す
回転角θの変化に伴ない、第３図の実線で示すように変
動し、その変動率をＳとすると、 は約６０〜８０％とな−）でいる。 この最大組合わせ間隙ｇ　ｍａｘを小さくづることによ
って、ポンプの容積効率を向上することができるが、第
３図のような場合、組合わせ間隙を小さくシラぎると第
３図のａ部の如く最小組合わせ間隙＞　ｍｉｎ部では歯
の干渉を生じ、回転不良となる。即ち組合わけ間隙を小
さくできる限界は、組合わせ間隙変動率Ｓによって左右
されるのである。 このように従来の回転ポンプにおけるインナーローター
１とアウターローター２の間隙変動率Ｓは６０〜８０％
と大きく、従って最大間隙をノ［１さくできないため、
高温条件下や低速条件下での容積効率が悪いこと、また
、たとえこの間隙変動率の修正をはかるとしても手修正
による試行錯誤的８１十、製作であるため、形状設計、
製作に多大の時間と費用を要するという欠点があった。 本発明者は、上記の如きトロコイド曲線を第１」用した
回転ポンプのインナーローターとアウターローターとの
間隙変動率を小さく１−るごとの１を条件について探索
した結果、この発明に至ったものである。 以下この発明を第４図に基づいて説明する。 即ち、この発明は内燃機関潤滑用オイルポンプとしてト
ロコイド曲線を利用した回転ポンプを使用するものであ
り、この回転ポンプにお（Ａで、インナーローターとア
ウター日−ターとの組合わせ間隙が全周にわたりほぼ一
定となるように、（１）　　トロコイド諸元のうち基礎
円径をＡ　ｍｍ　ｚ転円径をＢｍｍ、１ｆｆｆ心吊をｅ
　ｍｍ、離心率ｆｅ＝　ｅ／Ｂ、基礎円比率ｎ＝Ａｚ’
Ｂとしたとき、 ｆｅが　ｏ＜ｒｅ≦　ｆｅ（ｎ） 入１　　軌　　λ、　　λ４ ｆｅ　（ｎ　）　＝ａ、＋　−＋−−＋−＋７代　　　
　　６】　　　　虻 （但し、ａ部、ａ、、　ａ、、　ａ、、　ａ４はａ、　
＝　０．５、ａ、　−＝　、　１．４３４、ａニー−１
９，７９、ａ、−５１，０２、ａ４−−３３．１１の定
数である。） どなるようにトロコイド諸元を選び、 （ｎ）　　アウターローターの円弧面中心とアウター［
１−ターの中心との中心距離の修正値を△ｂ　ｍｍ、円
弧半径の修ｉＥ値を八Ｃａｙａとしたとき、Ｉ△ｂ　１
＋１△Ｃ１〈０．３ｍｎ１（但し△ｂ〉△Ｃ）となるよ
うに△ｂ、△Ｃを選んでアウター［１−ター曲線を修正
すること、 を満足する曲線形状を持つようにすることを特徴とする
、インナーローターとアウターローターとの相合わせ間
隙変動率を０〜６０％と小さくすることのできる内燃機
関潤滑用オイルポンプとしての回転ポンプ用ローターを
提供するものである。 この発明において、特許請求の範囲第２項の（１）の条
件を満足づる離心率ｆｅは基礎円比率０−△／Ｂの値に
よって異なるので、これを組合わせ間隙の理論計算およ
び現品についての確認によりｎの値に対−りる離心率ｆ
ｅを算出した。その結果を数式％式％（） ａ４＝　−３３，１１の定数である。）である。 上記の範囲内で離心率［ｅを選べば組合わせ間隙変動率
Ｓを０〜６０％にすることができ、ｎが多くなるに従っ
て離心率［ｅの選択範囲は広くなり、［０は小さくする
ほど間隙変動率Ｓも小さくなるのである。 そしてこの発明では上式におけるｎを基礎円径Ａ　ｍｍ
と転円径Ｂ　ｍｍとの比率即ち基礎円比率Ａ／Ｂとした
ので、従来のインナーローターの歯数を１１とした場合
におけるようなｎが１．２．３・・・のような整数の場
合の離心率ｆｅだ番）でな（ｎ＝４．５、ｎ　＝　５．
５のような特殊歯形の場合にも対応しうるのである。 次に特許請求の範囲第２項の（旬のアウターローター曲
線の修正について第４図のアウターローター曲線の修正
要素を示す説明図を参照して説明りるど、いまアウター
ローター２の理論曲線の円弧面半径の修正値（０２ｍｍ
−〇＋　ｍｍ）を△ｃ　ｍｍ、円弧中心距離すの修正値
（００２ｍｍ−面１ｍｍ）を△ｂｎ１ｍとすると、従来
は△ｂ　＝　＋０．２〜０．４ｍｍ　（＋は中心距離が
大となる方向）、△Ｃ＝−＋０．１〜０．３ｍｍ　（＋
は円弧半径が人となる方向）稈度の修正を行なっており
、これらの市販のボン１のインナーローター１の回転角
θを横軸に、間隙牙を縦軸とした時の曲線はさぎの第３
図のようになり、最大間隙’ｉ＋　ｍａｘを点線のよう
に小さくすると、ｐ　ｍｉｎの点ａで歯の干渉を生ずる
ので最大間隙を小さくすることにも限界がある。 この発明は、この修正値を組合わせ間隙の理論計算およ
び現品についてのＮｉ認により分析した結果、トロコイ
ド諸元を与えた場合の＞ｍａｘ　、牙ｍｉλおよび組合
わせ間隙変動率Ｓは、円弧中心距離の修正値△ｂと円弧
半径の修正値△Ｃの関数即ち＞ｍａｘ　＝　　ｆ＋　　
（Δｂ１△Ｃ）ｓｍｉｎ　＝　　（ｐ　　（△ｂ１△Ｃ
）Ｓ＝　　ｆ、（Δｂ１△ｃ　） となっており、希望するｇ　ｍａｘに対し、△ｂと△０
の絶対値の和が０．３ｍｍ以下になるように夫々の修正
値△ｂ、ΔＣを選ぶことにより、間隙変動率Ｓも従来市
販のポンプローターよりも小さくなり（６０％以下）、
間隙の変化曲線の起伏は第３図のアウターローター曲線
が修正されたときの間隙変動曲線にて示すように滑らか
となるので最大間隙’ｔ　ｍａｘを小さく設定しても回
転不良とならないことが特徴である。 このように、この発明は特許請求の範囲第２項に記載の
（＋）および（ｎ）の条件により、従来市販のローター
では間隙変動率が６０〜８０％であるのに対し、こを０
〜６０％に小さくでき、油の漏れ量が少なくなるのであ
る。 例えば変動率が８０％の場合と２０％の場合を比較覆れ
ば、後者は前者の１／４まＣ最大間隙を小さくしても回
転不良とはならないのである。そして例えば最大間隙０
　、２　ｍｍと０　、５　ｍａｎで高温あるいは低速条
件下での容積効率は、最大４０％近い差を生じるのであ
る。 このように組合わば間隙を全周にわたってほぼ一定に、
且つ小さくすることによってポンプの性能、特に高Ｆ、
１条件下、低粘度流体使用条１′を下、低速運転条件下
ぐの容積効率を著しく向上させることができるのである
。 まＩζこの発明によれば、製品および金望が数学的に正
確に表現できるため、解析バ４算が短時間ででき、従っ
て形状設訓、製作が短時間で行なえるという効果も有す
るのである。 かくして（１）内燃機関潤滑用のＡイルポンプにおいて
は、ビス１〜ンとシリンダーとの潤滑を行なう性格上、
油が高温となり、したがって粘度が低くなり容積効率に
及ぼす間隙の影響が大きくなるが、このような使用条件
に対してもこの発明のローターを使用することが大きな
効果を発揮するのである。また（２）内燃機関潤滑用の
オイルポンプにおいては、その使用環境によっては、特
に起動時にかなりの低温となり、またアイドリング時に
は低速となるが、このような低温時、即ち高粘度流体に
対してこの発明の間隙一様なローターはトルク変動が少
なく、また低速時においては低温の油に対しては勿論高
温の油に対しても高い容積効率が得られるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はトロコイド曲線諸元の説明図、第２図はトロコ
イド曲線を利用したアウターロータ〜とインナーロータ
ーとの組合わせ間隙の説明図、第３図は市販のオイルポ
ンプローターの間隙変動曲線、第４図はこの発明におけ
るアウターローター曲線の修正要素を示す説明図である
。 Ａ・・・基礎円径　　Ｂ・・・転円径　　ｅ・・・離心
悟１・・・インブーローター ２・・・アウターローター ３・・・駆動軸　　４・・・間隙部　　５・・・キー０
・・・トロコイド理論曲線のアウターローターの中心 ０１・・・同上の円弧歯中心 Ｃ１・・・同上の円弧歯半径 ０２・・・修正した円弧歯中心 Ｃ２・・・修正した円弧内半径 代　　理　　人　　　　弁理士　　和　　１）　昭第３
図 第２図 第４図 手続ネ…ＪＥｐ号（自発） １．事件の表示 昭和５８年特許願第４９２８９号 ２、発明の名称 内燃機関潤滑オイルポンプ用回転ポンプおよびその日−
ター３、補正をづる者 事件どの関係　　特許出願人　　　　　　　　　　　　
　　　　　　・・−−一；住　　所　　大阪市東区北浜
５丁目１５番地　　　　　　　　　　　１ｊＬ、−一、
−□ 名　　称　　（２１３）住友電気工業株式会社４、代理
人 住　　所　　大阪市大淀区中津１丁目１８番１８号若杉
ビル 明細書の１発明の詳細な説明」の欄

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　自爆機関潤滑オイルポンプとしてトロコイド
   曲線を利用した回転ポンプを使用することを特徴とする
   内燃機関潤滑オイルポンプ用回転ポンプ。 （２）　　トロコイド曲線を利用した回転ポンプにおい
   て、インナーローターとアウターローターとの組合わせ
   間隙が全周にわたりほぼ一定となるように、 （１）　　トロコイド諸元のうち基礎円径をＡ　ｍｍ、
   転円径をＢ　ｍｍ　、離心量をｅ　ｍｍ、離心率ｆｅ＝
   　ｅ／［３、基礎円比率ｎ＝　Ａ　／　Ｂどしたどき、
   ｆｅがＱ　＜　ｆｅ≦ｆｅ（ｎ） ｒｅ　（ｎ　）　７ａｂ十−＋−ｕ　＋−Ｅ＞　＋−４
   ツー八１ η　　　　　Ｉｒｌ″ｍゝ　　　　用今（但し、ａｏ、
   　ａ、、　ａ！、　ａ、、　ａ４はａ、−０，５、ａ、
   ＝　１，４３４、ａ、　＝　−１９，７９、ａ、　＝　
   ５１．０２、ａ４＝−３３，１１の定数である。） となるようにトロコイド諸元を選び、 （ｉｉ）　　アウターローターの円弧歯中心とアウター
   ローターの中心との中心距離の修正値を△ｂ　ｍｎｌ、
   円弧半径の修正値を△ｃ　ｍｍとしたとき、ｌ△ｂ　　
   ｌ＋ｌ△Ｃｌ　＜　　０．３ｍｍ　（但し△ｌ）　＞Δ
   Ｃ）となるように△ｂ１△Ｏを選んでアウターローター
   曲線を修正すること、 を満足する曲線形状を持つようにすることを特徴とする
   内燃機関潤滑オイルポンプ用回転ポンプのローター。