車輛用內嚙合齒輪式油泵的製作方法
2023-04-24 22:51:26
車輛用內嚙合齒輪式油泵的製作方法
【專利摘要】提供具備可一邊抑制作用於從動齒輪的流體摩擦的增加、一邊得到從動齒輪的自動調心效果的從動齒輪的車輛用內嚙合齒輪式油泵。在從動齒輪46的外周面46b設置有下凹的第1動壓產生槽46c，該深度D1被設為使得從第1動壓產生槽46c的最深部到泵體34的內周面34c的間隙H1相對於從從動齒輪46的外周面46b到內周面34c的間隙H2的比值即間隙比m1處於預先確定的範圍內，該預先確定的範圍包含由該第1動壓產生槽46c產生的動壓P1的極大值和基於第1動壓產生槽46c而進行作用的流體摩擦係數μ1的極小值。因此，作用於從動齒輪46的流體摩擦係數μ1成為最小且在第1動壓產生槽46c產生的動壓P1成為最大，可一邊抑制作用於從動齒輪46的流體摩擦的增加，一邊得到從動齒輪46的自動調心效果。
【專利說明】車輛用內嚙合齒輪式油泵
【技術領域】
[0001]本發明涉及具備從動齒輪的車輛用內嚙合齒輪式油泵，特別是涉及使在該從動齒輪的外周面下凹的多個槽的深度最佳化的技術。
【背景技術】
[0002]車輛用內嚙合齒輪式油泵具備:(a)泵室，其由泵體和泵蓋形成；(b)圓環狀的從動齒輪，其具有內齒和與形成該泵室的內周面相對的外周面，並由形成該泵室的內周面支撐為能夠轉動；以及(C)驅動齒輪，其具有與該從動齒輪的內齒嚙合的外齒，設置為能夠繞從該從動齒輪的旋轉中心偏心的旋轉中心旋轉，並驅動該從動齒輪旋轉。例如，專利文獻I以及2就是這樣的。
[0003]一般地，在上述那樣的車輛用內嚙合齒輪式油泵中，在所述從動齒輪的旋轉停止的情況下，所述從動齒輪因其自重而成為與所述泵室的內周面接觸的狀態。但是，在所述從動齒輪被驅動而旋轉的情況下，介於在所述從動齒輪的外周面與所述泵室的內周面之間所形成的環狀間隙中的工作油被該從動齒輪的旋轉拖著而在該間隙內沿周向移動，流入朝向所述從動齒輪的外周面與所述泵室的內周面的鄰近部位而逐漸變窄的間隙，從而在該鄰近部位附近產生最大的動壓，所述從動齒輪的外周面以非接觸狀態被所述泵室的內周面支撐。此外，上述動壓是以將所述從動齒輪的外周面朝向該從動齒輪的內周側按壓的方式起作用的壓力。
[0004]但是，在上述那樣的車輛用內嚙合齒輪式油泵中，例如，在低速旋轉時和/或高油壓產生時等，在所述從動齒輪的外周面與所述泵室的內周面之間產生的動壓的平衡不充分，存在所述從動齒輪不穩或者所述從動齒輪的旋轉中心偏轉(振)這一問題。該從動齒輪的旋轉中心的偏轉會引起所述從動齒輪的外周面與所述泵室的內周面的潤滑狀態成為邊界潤滑狀態，從而產生摩擦損失，所述從動齒輪的旋轉阻力增大。
[0005]於是，在專利文獻3以及4中記述了所述從動齒輪的外周面設有向接近所述泵室的內周面的方向突出的凸部的車輛用內嚙合齒輪式油泵。根據該裝置，當所述從動齒輪被驅動而旋轉時，在上述凸部產生比不具有該凸部的車輛用內嚙合齒輪式油泵大的動壓。因此，該大的動壓作用於所述從動齒輪，從而與不具有上述凸部的車輛用齒輪式油泵的從動齒輪相比較，可提高所述從動齒輪的自動調心效果，所以可抑制所述從動齒輪的旋轉中心的偏轉。另外，例如，通過使專利文獻5的動壓軸承構造應用於油泵，從而構成在泵體的內周面形成有楔形槽的車輛用內嚙合齒輪式油泵，所述從動齒輪的旋轉中心的偏轉受抑制。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2003-120550號公報
[0009]專利文獻2:日本特開平6-229448號公報
[0010]專利文獻3:日本特開2011-052644號公報
[0011]專利文獻4:日本特開2010-285979號公報[0012]專利文獻5:日本特開平5-106632號公報
【發明內容】
[0013]發明要解決的問題
[0014]但是，在上述那樣的專利文獻3以及4的車輛用內嚙合齒輪式油泵或者應用了專利文獻5的動壓軸承構造的車輛用內嚙合齒輪式油泵中，可能根據上述凸部在所述從動齒輪徑向上的高度、即換言之向從上述凸部的頂端部向接近所述從動齒輪的旋轉中心的方向下凹的槽的深度，在所述從動齒輪產生的上述動壓可能變小，導致所述從動齒輪的自動調心效果下降，或者作用於所述從動齒輪的流體摩擦也增加而導致摩擦損失變大。
[0015]本發明是以上述情況為背景而作成的，其目的在於提供具備一邊抑制作用於從動齒輪的流體摩擦的增加、一邊得到從動齒輪的自動調心效果的從動齒輪的車輛用內嚙合齒輪式油泵。
[0016]用於解決問題的手段
[0017]用於達成該目的的本發明的發明點如下，一種車輛用內嚙合齒輪式油泵，具備:(a)圓形的泵室，其由泵體和泵蓋形成；(b)圓環狀的從動齒輪，其具有內齒和與形成該泵室的內周面相對的外周面，並由形成該泵室的內周面支撐為能夠轉動；以及(C)驅動齒輪，其具有與該從動齒輪的內齒嚙合的外齒，設置為能夠繞從該從動齒輪的旋轉中心偏心的旋轉中心旋轉，並驅動該從動齒輪旋轉，(d)在所述從動齒輪的外周面設有多個局部下凹的第I動壓產生槽，(e)所述第I動壓產生槽的徑向上的深度被設為使得間隙比處於預先確定的範圍內，所述間隙比是從所述第I動壓產生槽的最深部到所述內周面的間隙相對於從所述從動齒輪的外周面到所述內周面的間隙的比值，所述預先確定的範圍包含產生動壓的極大值和流體摩擦係數的極小值，所述產生動壓由該第I動壓產生槽產生且為所述間隙比的函數，所述流體摩擦係數基於所述第I動壓產生槽產生且為所述間隙比的函數。
[0018]發明效果
[0019]根據本發明的車輛用內嚙合齒輪式油泵，(d)在所述從動齒輪的外周面設有多個局部下凹的第I動壓產生槽，(Θ)所述第I動壓產生槽的徑向上的深度被設為使得間隙比處於預先確定的範圍內，所述間隙比是從所述第I動壓產生槽的最深部到所述內周面的間隙相對於從所述從動齒輪的外周面到所述內周面的間隙的比值，所述預先確定的範圍包含產生動壓的極大值和流體摩擦係數的極小值，所述產生動壓由該第I動壓產生槽產生且為所述間隙比的函數，所述流體摩擦係數基於所述第I動壓產生槽產生且為所述間隙比的函數。因此，對於所述從動齒輪，在該從動齒輪被驅動而旋轉時，作用於該從動齒輪的外周面的流體摩擦係數變為最小且由所述第I動壓產生槽產生的產生動壓變為最大，所以可一邊抑制作用於所述從動齒輪的流體摩擦的增加，一邊得到所述從動齒輪的徑向上的自動調心效果。
[0020]在此，優選，所述第I動壓產生槽具有從所述從動齒輪的外周面朝向該第I動壓產生槽的最深部的傾斜面，並形成為在該傾斜面與所述泵室的內周面之間呈楔形，所以可效率高地使作用於所述從動齒輪的流體摩擦係數變小且由所述第I動壓產生槽產生的產生動壓變大。
[0021]另外，優選，所述第I動壓產生槽在所述從動齒輪的外周面上繞該從動齒輪的旋轉中心以等角度間隔形成有多個，所以可適宜地提高所述從動齒輪的自動調心效果。
[0022]另外，優選，所述第I動壓產生槽形成為使得所述間隙比處於2至3的範圍內的深度，所以作用於所述從動齒輪的流體摩擦係數變為最小附近且由所述第I動壓產生槽產生的產生動壓變為最大附近。
[0023]另外，優選，(a)在所述從動齒輪的兩側面設置有多個局部下凹的第2動壓產生槽，(b)所述第2動壓產生槽的厚度方向深度被設為使得間隙比處於預先確定的範圍內，所述間隙比是從所述第2動壓產生槽的最深部到所述泵室內壁面的間隙相對於從所述從動齒輪的側面到所述泵室內壁面的間隙的比值，所述預先確定的範圍包含由該第2動壓產生槽產生的產生動壓的極大值和基於所述第2動壓產生槽而產生的流體摩擦係數的極小值。因此，對於所述從動齒輪，在驅動該從動齒輪旋轉時，作用於該從動齒輪的兩側面的流體摩擦係數變為最小且由所述第2動壓產生槽產生的產生動壓變為最大，所以可一邊抑制作用於所述從動齒輪的流體摩擦的增加，一邊得到所述從動齒輪的軸心方向上的自動調心效果。
[0024]另外，優選，(a)在所述驅動齒輪的兩側面設置有多個局部下凹的第3動壓產生槽，(b)所述第3動壓產生槽的厚度方向深度被設為使得間隙比處於預先確定的範圍內，所述間隙比是從所述第3動壓產生槽的最深部到所述泵室的內壁面的間隙相對於從所述驅動齒輪的側面到所述泵室的內壁面的間隙的比值，所述預先確定的範圍包含由該第3動壓產生槽產生的產生動壓的極大值和基於所述第3動壓產生槽而產生的流體摩擦係數的極小值。因此，對於所述驅動齒輪，在該驅動齒輪被驅動而旋轉時，作用於該驅動齒輪的兩側面的流體摩擦係數變為最小且由所述第3動壓產生槽產生的產生動壓變為最大，所以可一邊抑制作用於所述驅動齒輪的流體摩擦的增加，一邊得到所述驅動齒輪的自動調心效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1是示出包含本發明的一個實施例的車輛用內嚙合齒輪式油泵的車輛用動力傳遞裝置的一部分的局部剖視圖。
[0026]圖2是示出從圖1所示的泵體的組合面觀察組裝於該泵體的從動齒輪以及驅動齒輪的圖。
[0027]圖3是放大圖2的從動齒輪以及驅動齒輪的放大圖。
[0028]圖4是示出圖3的從動齒輪的立體圖。
[0029]圖5是放大圖2的由單點劃線表示的圓內的放大圖，是說明圖3的從動齒輪的第I動壓產生槽的形狀的圖。
[0030]圖6是圖3的A-A向剖視圖，是示出在圖3的從動齒輪的兩側面下凹的第2動壓產生槽的形狀的剖視圖。
[0031]圖7是放大圖3的由單點劃線表示的圓內的放大圖，是說明圖3的從動齒輪的第2動壓產生槽的形狀的圖。
[0032]圖8是圖3的A-A向剖視圖，是示出在圖3的驅動齒輪的兩側面下凹的第3動壓產生槽的形狀的剖視圖。
[0033]圖9是說明在從動齒輪旋轉時在該從動齒輪的徑向上產生的推力的圖。
[0034]圖10是說明在從動齒輪旋轉時在該從動齒輪的厚度方向上產生的推力的圖。[0035]圖11是說明在驅動齒輪旋轉時在該從動齒輪的厚度方向上產生的推力的圖。
[0036]圖12是示出在從動齒輪旋轉時，該從動齒輪從與泵室的軸心一致的位置偏心時的、從從動齒輪的外周面到泵室的內周面的間隙與在該間隙產生的動壓的大小的關係的圖。
[0037]圖13是說明在從動齒輪在該從動齒輪的徑向上偏心時產生的、作用於該從動齒輪的徑向自動調心力的圖。
[0038]圖14是說明在從動齒輪在該從動齒輪的厚度方向上偏心時產生的、作用於該從動齒輪的推力方向自動調心力的圖。
[0039]圖15是說明在從動齒輪在該從動齒輪的厚度方向上偏心、且從動齒輪的中心線相對於泵室的中心線傾斜時，作用於該從動齒輪的推力方向自動調心力的圖。
[0040]圖16是說明驅動齒輪在該驅動齒輪的厚度方向偏心時產生的、作用於該驅動齒輪的推力方向自動調心力的圖。
[0041]圖17是示出間隙比、與由第I動壓產生槽產生的產生動壓的大小以及流體摩擦係數的大小的關係的圖。
[0042]圖18是示出在本發明其他的實施例的車輛用內嚙合齒輪式油泵中，在從動齒輪的外周面形成的第I動壓產生槽的形狀的圖，是與圖5對應的圖。
[0043]圖19是示出在本發明其他的實施例的車輛用內嚙合齒輪式油泵中，在從動齒輪的外周面形成的第I動壓產生槽的形狀的圖，是與圖5對應的圖。
[0044]圖20是示出本發明其他的實施例的車輛用內嚙合齒輪式油泵的圖，是與圖3對應的圖。
[0045]圖21是示出圖20的車輛用內嚙合齒輪式油泵所具備的從動齒輪的立體圖，是與圖4對應的圖。
【具體實施方式】
[0046]以下，一邊參照附圖一邊詳細地說明本發明的實施例。此外，在以下的實施例中，為了容易理解而對附圖進行了適當簡化或者變形，各部分的尺寸比以及形狀等未必正確地
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[0047]實施例1
[0048]圖1是示出包含本發明的一個實施例的車輛用內嚙合齒輪式油泵(以下，記作油泵)10的車輛用動力傳遞裝置12的一部分的局部剖視圖。車輛用動力傳遞裝置12具備在作為車輛的驅動源的發動機的曲軸14的後段設置的扭矩轉換器16以及有級式的自動變速器18。
[0049]在圖1中，扭矩轉換器16具備:泵葉輪20，其能夠傳遞動力地連接於曲軸14 ;渦輪葉輪24，其設置為能夠相對於該泵葉輪20相對旋轉，且能夠傳遞動力地連接於自動變速器18的輸入軸22 ;以及定子葉輪28，其配置在這些泵葉輪20和渦輪葉輪24之間，且經由單向離合器26支撐為能夠旋轉。在這樣地構成的扭矩轉換器16中，與曲軸14 一體地旋轉的泵葉輪20的旋轉經由工作流體向渦輪葉輪24傳遞。在此，泵葉輪20具備在輸入軸22的外周側從該泵葉輪20向接近自動變速器18的方向突出的圓筒狀的套筒20a。油泵10被該泵葉輪20的套筒20a驅動而旋轉。[0050]如圖1所示，扭矩轉換器16以及自動變速器18收置於筒狀的變速器殼體32內，該筒狀的變速器殼體32固定於在該圖1中假想地由雙點劃線表不的發動機氣缸體30。而且，輸入軸20設置為貫通在變速器殼體32內的收置扭矩轉換器16的收置空間32a和收置自動變速器18的收置空間32b之間設置的分隔壁。
[0051]油泵10作為構成上述隔板壁的一部分的部件，並具備:泵體34，其在套筒20a的外周側形成為圓環狀，嵌合於變速器殼體32的內周面的一部分下凹成圓筒形所形成的嵌合孔32c ;和泵蓋36，其在輸入軸22的外周側形成為圓環狀，並與嵌合孔34a嵌合，該嵌合孔34a在泵體34的與扭矩轉換器16相反一側的端面形成為比較大的直徑且比較輕微地下凹。此外，泵體34通過第I螺栓38—體地固定於變速器殼體32。另外，泵蓋36通過第2螺栓40 —體地固定於泵體36。
[0052]泵體34在該泵體34的嵌合孔34a的底面設置有比該嵌合孔34a直徑小且比該嵌合孔34a下凹地深的圓筒形的孔34b，該圓筒形的孔34b的軸心01相對於輸入軸22以及套筒20a的旋轉中心Cl偏心。另外，在油泵10中，具備由泵體34和泵蓋36形成的圓形的泵室42。該泵室42是在套筒20a的外周側、被泵體34的圓筒狀的孔34b的內周面34c和位於該內周面34c的軸心01方向的兩側的內壁面34d、36a圍著而形成、並具有相對於套筒20a的旋轉中心Cl偏心的軸心01的圓筒形的空間。
[0053]圖2是示出從圖1所示的泵體34的組合面側觀察的油泵10的圖。此外，圖1的油泵10表示圖2的1-1向視局部分剖面。在圖1以及圖2中，油泵10具備:圓環狀的從動齒輪46，其具有內齒46a和與形成泵室42的內周面34c相對的外周面46b，並由該內周面34c支撐為能夠轉動；和驅動齒輪48，其具有與該從動齒輪46的內齒46a嚙合的外齒48a，設置為能夠繞從該從動齒輪46的旋轉中心C2偏心的旋轉中心Cl旋轉，並驅動該從動齒輪46旋轉。
[0054]在驅動齒輪48中以不能與套筒20a相對旋轉且能夠在該套筒20a的旋轉中心Cl方向上移動的方式嵌入有套筒20a。而且，當套筒20a受驅動而繞旋轉中心Cl沿圖2所示的箭頭a方向旋轉時，從動齒輪46被該驅動齒輪48驅動而繞旋轉中心C2沿圖2所示的箭頭b方向旋轉。
[0055]如圖2以及圖3所示，油泵10是驅動齒輪48的外齒48a和形成為比該外齒48a多I個齒的從動齒輪46的內齒46a在圖2以及圖3所示的泵室42的下方相互嚙合的內嚙合齒輪型。在泵室42內，由內齒46a和外齒48a隔開而形成的多個空間即壓力室因驅動齒輪48以及從動齒輪46旋轉而沿從動齒輪46的周向移動，該壓力室的容積隨著泵室42從圖2以及圖3所示的下側向上側移動而增加，隨著泵室42從圖2所示的上側向下側移動而減小。
[0056]在泵體34的外周部與變速器殼體32的組合面形成有吸入側連接口 50和壓送側連接口 52，其中該吸入側連接口 50與例如用於吸入回流到自動變速器18的油盤等的工作油的未圖示的吸入油路連接，該壓送側連接口 52與例如用於向控制液壓式摩擦接合裝置等的液壓控制迴路壓送工作油的未圖示的壓送油路(delivery oil passage)連接。另外，在泵體34形成有第I導入油路56和第I導出(排出)油路60，該第I導入油路56使吸入側連接口 50與在泵室42的泵體34側開口的第I吸入口 54連通，該第I導出(排出)油路60使壓送側連接口 52與在泵室42的泵體34側開口的第I排出口 58連通。而且，在泵蓋36設置有均未圖示的第2導入油路和第2導出(排出)油路，該第2導入油路使吸入側連接口 50與在泵室42的泵蓋36側開口的未圖示的第2吸入口連通，該第2導出(排出)油路使壓送側連接口 52與在泵室42的泵蓋36側開口的未圖示的第2排出口連通。
[0057]所述第2導入油路通過在泵體34的嵌合孔34a的底面開口的第I連通口 62與第I導入油路56連通，另外，所述第2導出油路通過在泵體34的嵌合孔34a的底面開口的第2連通口 64與第I導出油路60連通。此外，第I吸入口 54以及所述第2吸入口設置為，在從動齒輪46的周向上位於隨著所述壓力室沿從動齒輪46的周向移動、該壓力室的容積增加的周向位置。而且，第I排出口 58以及所述第2排出口設置為，在從動齒輪46的周向上位於隨著所述壓力室沿從動齒輪46的周向移動、該壓力室的容積減小的周向位置。
[0058]在這樣地構成的油泵10中，驅動齒輪48被套筒20a驅動而沿圖2的箭頭a方向旋轉，通過該驅動齒輪48使從動齒輪46沿圖2的箭頭b方向旋轉，與此相伴，所述油盤的工作油從第I吸入口 54或者所述第2吸入口經由吸入側連接口 50以及第I導入油路56或者所述第2導入油路而向泵室42內被吸入。然後，上述被吸入了的工作油在泵室42內被取入由內齒46a和外齒48a隔開而形成的多個空間中的任一空間內。然後，被取入上述空間內的工作油，被搬運到該空間的容積伴隨驅動齒輪48的旋轉而減小的周向位置，因而被壓縮。然後，因上述壓縮而壓力升高了的工作油經由第I排出口 58或者所述第2排出口以及第I導出油路60或者所述第2導出口而從壓送側連接口 52向所述液壓控制迴路被壓送。
[0059]如圖4以及圖5所示，關於從動齒輪46，在該從動齒輪46的外周面46b設置有多個局部下凹的第I動壓產生槽46c。如圖4所不,第I動壓產生槽46c在從動齒輪46的外周面46b繞該從動齒輪46的旋轉中心C2以等角度間隔形成有多個。
[0060]如圖5所示，第I動壓產生槽46c的從動齒輪46的徑向上的深度Dl被設為使得間隙比ml ( = hl/h2)處於預先確定的範圍內，該間隙比ml為從該第I動壓產生槽46c的最深部到泵體34的內周面34c的間隙Hl的徑向上的距離hi相對於從從動齒輪46的外周面46b到泵體34的內周面34c的間隙H2的徑向上的距離h2的比值。此外，如圖5所示，第I動壓產生槽46c在從動齒輪46的徑向上的深度Dl是距離hi減去距離h2的差hl_h2。在本實施例中，例如，間隙Hl的距離hi是125 μ m，間隙H2的距離h2是55 μ m，第I動壓產生槽46c的深度Dl是70 μ m。
[0061]如圖5所示，從動齒輪46的外周面46b在第I動壓產生槽46c處大致下凹成三角形。而且，在從動齒輪46的外周面46b，在第I動壓產生槽46c處形成有:傾斜面46d，越朝向從動齒輪46的旋轉方向b後方、其越朝向該第I動壓產生槽46c的最深部；和傾斜面46h，從該第I動壓產生槽46c的最深部越朝向從動齒輪46的旋轉方向b後方、其與泵室42的內周面34b的間隙的距離變得越短。如圖5所示，第I動壓產生槽46c，在從動齒輪46的周向具有從從動齒輪46的外周面46b朝向第I動壓產生槽46c的最深部的傾斜面46d，並形成為在該傾斜面46d與泵室42的內周面34c之間呈楔形。
[0062]如圖2至圖4所示，關於從動齒輪46，在該從動齒輪46的與泵室42的內壁面36a相對的側面46e和從動齒輪46的與泵室42的內壁面34d相對的側面46f，設置有多個局部下凹的楔形的第2動壓產生槽46g。如圖3所示，第2動壓產生槽46g具有例如圖7所示的形狀，在從動齒輪46的側面46e以及側面46f，繞該從動齒輪46的旋轉中心C2以等角度間隔形成有多個。
[0063]如圖6所示，第2動壓產生槽46g的從動齒輪46的厚度方向上的深度D2被設為使得間隙比m2 ( = h3/h4)處於預先確定的範圍內，該間隙比m2從該第2動壓產生槽46g的最深部到泵室42的內壁面34d以及36a的間隙H3的距離h3相對於從從動齒輪46的側面46e以及46f到泵室42的內壁面34d以及36a的間隙H4的距離h4的比值。此外，如圖6所示，第2動壓產生槽46g在從動齒輪46的厚度方向上的深度D2是距離h3減去距離h4的差h3-h4。在本實施例中，例如間隙H3的距離h3是36 μ m,間隙H4的距離h4是16 μ m,第2動壓產生槽46g的深度D2是20 μ m。
[0064]如圖2以及圖3所示，關於驅動齒輪48，在該驅動齒輪48的與泵室42的內壁面36a相對的側面48b (參照圖1)和驅動齒輪48的與泵室42的內壁面34d相對的側面48c (參照圖1)，設置有多個局部下凹的楔形的第3動壓產生槽48d。如圖3所示，第3動壓產生槽48d在驅動齒輪48的側面48b以及側面48c，繞該驅動齒輪48的旋轉中心Cl以等角度間隔形成有多個。
[0065]如圖8所示，第3動壓產生槽48d的驅動齒輪48的厚度方向上的深度D3被設為使得間隙比m3 ( = h5/h6)處於預先確定的範圍內，該間隙比m3是從該第3動壓產生槽48d的最深部到泵室42的內壁面34d以及36a的間隙H5的距離h5相對於從驅動齒輪48的側面48b以及48c到泵室42的內壁面34d以及36a的間隙H6的距離h6的比值。此外，如圖8所示，第3動壓產生槽48d在驅動齒輪48的厚度方向上的深度D3是距離h5減去距離h6的差h5-h6。在本實施例中，例如間隙H5的距離h5是36 μ m,間隙H6的距離h6是16 μ m,第3動壓產生槽48d的深度D3是20 μ m。
[0066]根據以上那樣地構成的油泵10，當套筒20a旋轉從而驅動從動齒輪46以及驅動齒輪48旋轉時，介於下述間隙內的工作油被該從動齒輪46和驅動齒輪48的旋轉拖著而沿周向移動，所述間隙包括:在從動齒輪46的外周面46b和泵體34的內周面34c之間形成的環狀的間隙H2 ;在從動齒輪46的側面46f和泵室42的內壁面34d之間以及從動齒輪46的側面46e和泵室42的內壁面36a之間形成的一對環狀的間隙H4 ;以及在驅動齒輪48的側面48c和泵室42的內壁面34d之間以及驅動齒輪48的側面48b和泵室42的內壁面36a之間形成的一對環狀的間隙H6 ;。
[0067]由此，如圖5所示，在從動齒輪46中，因粘性而流入的工作油充滿從動齒輪46的外周面46b的第I動壓產生槽46c和泵體34的內周面34c的間隙H2內，從而在間隔最窄的部位附近產生最大的動壓(產生動壓)P1。另外，如圖6所示，在從動齒輪46中，因粘性而流入的工作油充滿從動齒輪46的側面46e的第2動壓產生槽46g和泵室42的內壁面36a的間隙H4、以及從動齒輪46的側面46f的第2動壓產生槽46g和泵室42的內壁面34d的間隙H4內，從而在間隔最窄的部位附近產生最大的動壓(產生動壓)P2。另外，如圖8所示，在驅動齒輪48中，因粘性而流入的工作油充滿驅動齒輪48的側面48b的第3動壓產生槽48d和泵室42的內壁面36a的間隙H6、以及驅動齒輪48的側面48c的第3動壓產生槽48d和泵室42的內壁面34d的間隙H6內，從而在間隔最窄的部位附近產生最大的動壓(產生動壓)P3。
[0068]因此，如圖9所示，動壓Pl產生將從動齒輪46的外周面46b朝向該從動齒輪46的旋轉中心C2按壓的推力。由此，如圖9所示，對於從動齒輪46，在該從動齒輪46的旋轉時，從動齒輪46的外周面46b和泵體34的內周面34c以非接觸狀態被支撐。另外，如圖10所示，動壓P2產生將從動齒輪46的側面46f朝向接近泵室42的內壁面34d的方向按壓且將從動齒輪46的側面46e朝向接近泵室42的內壁面36a的方向按壓的推力。由此，對於從動齒輪46，在該從動齒輪46旋轉時，從動齒輪46的側面46e以及46f和泵室42的內壁面34d以及36a以非接觸狀態被支撐。另外，如圖11所示，動壓P3產生將驅動齒輪48的側面48b朝向接近泵室42的內壁面34d的方向按壓且將驅動齒輪48的側面48c朝向接近泵室42的內壁面36a的方向按壓的推力。由此，對於驅動齒輪48，在該驅動齒輪48旋轉時，驅動齒輪48的側面48b以及48c和泵室42的內壁面34d以及36a以非接觸狀態被支撐。
[0069]圖12是表示在從動齒輪46旋轉時、從從動齒輪46的旋轉中心C2位於與圖9所示的泵室42的軸心01 —致的從動齒輪中心位置Al時開始到圖9所示的偏心力F作用於該從動齒輪46而使該從動齒輪46的旋轉軸心C2從泵室42的軸心01分離而偏心時的、從從動齒輪46的外周面46b到泵體34的內周面34d的間隙H2的距離h2與因粘性而流入的工作油充滿該間隙H2內所產生的動壓Pl的大小的關係的圖。另外，所謂圖12所示的動壓增加偏心側,是從動齒輪46從該從動齒輪中心位置Al偏心而從動齒輪46的外周面46b和泵體34的內周面34c的間隙H2變窄、動壓Pl的大小增加的一側。另外，所謂圖12所示的動壓減小偏心側，是從動齒輪46從該從動齒輪中心位置Al偏心而從動齒輪46的外周面46b和泵體34的內周面34c的間隙H2變大、動壓Pl的大小減小的一側。
[0070]因此，如圖13所示，當從動齒輪46在該從動齒輪46的徑向偏心時，根據從動齒輪46的旋轉中心C2從泵室42的軸心01偏心的偏心量，沿二次曲線變大的動壓Pl在變窄了的從動齒輪46的外周面46b和泵體34的內周面34d的間隙產生，從而徑向自動調心力作用於從動齒輪46，使得從動齒輪46的周向的間隙H2為一定即使得從動齒輪46的旋轉中心C2返回到泵室42的軸心01。
[0071]由此，例如，即使從動齒輪46偏心、從動齒輪46的外周面46b和泵體34的內周面34c的潤滑狀態成為了邊界潤滑狀態，通過上述徑向自動調心力，潤滑狀態也會從邊界潤滑狀態返回到流體潤滑狀態。進而，通過對從動齒輪46進行調心，間隙H2的距離h2變大，能夠減低上述流體潤滑狀態的粘性應力(τ = n(du/dy))0此外，因為在從動齒輪46的厚度方向上的該從動齒輪46的側面46e以及46f和驅動齒輪48的厚度方向上的該驅動齒輪48的側面48b以及48c上，也設置有與第I動壓產生槽46c同樣的第2動壓產生槽46g、第3動壓產生槽48d，所以可得到與上述大致同樣的推力方向自動調心力。
[0072]如圖14所示，對於從動齒輪46，當在從動齒輪46的厚度方向上、該從動齒輪46的中心線C4從泵室42的中心線C3分離而偏心時，根據從動齒輪46的中心線C4從泵室42的中心線C3分離的離開量即偏心量，沿二次曲線變大的動壓P2在變窄了的從動齒輪46的側面46e和泵體34的內周面34d的間隙產生，推力方向自動調心力作用於從動齒輪46，使得從動齒輪46的厚度方向上的間隙H4成為一定即使得從動齒輪46的中心線C4返回到泵室42的中心線C3。此外，所謂從動齒輪46的中心線C4，是表示從動齒輪46的厚度方向上的從動齒輪46的側面46e和46f之間的中心的直線。另外，所謂泵室42的中心線C3，是表示從動齒輪46的厚度方向上的泵室42的內壁面34d和36a之間的中心的直線。
[0073]如圖15所示，對於從動齒輪46，當該從動齒輪46的中心線C4相對於泵室42的中心線C3傾斜時，在變窄了的從動齒輪46的側面46e和泵室42的內壁面34d之間的上部、和變窄了的從動齒輪46的側面46f和泵室42的內壁面36a之間的下部產生比較大的動壓P2，推力方向自動調心力作用於從動齒輪46，使得從動齒輪46的厚度方向上的間隙H4成為一定即使得從動齒輪46的中心線C4與泵室42的中心線C4 一致。
[0074]如圖16所示，對於驅動齒輪48，當在該驅動齒輪48的厚度方向上、該驅動齒輪48的中心線C5從泵室42的中心線C3分離而偏心時，根據驅動齒輪48的中心線C5從泵室42的中心線C3分離的離開量即偏心量，沿二次曲線變大的動壓P3在變窄了的驅動齒輪48的側面48c和泵體34的內周面34d之間產生，推力方向自動調心力作用驅動齒輪48，使得在驅動齒輪46的厚度方向上的間隙H6成為一定即使得驅動齒輪48的中心線C5返回到泵室42的中心線C3。此外，驅動齒輪48的中心線C5是表示驅動齒輪48的厚度方向上的驅動齒輪48的側面48b和48c之間的中心的直線。
[0075]圖17是示出間隙比ml、與由具有該間隙比ml的第I動壓產生槽46c產生的動壓PI的大小和流體摩擦係數μ I的大小的關係的圖。根據該圖17，動壓PI的大小是間隙比ml的函數，間隙比ml處於預定的範圍內、動壓Pl成為極大。另外，流體摩擦係數μ I的大小是間隙比ml的函數,間隙比ml處於預定的範圍內、流體摩擦係數μ I成為極小。
[0076]如圖17所示，第I動壓產生槽46c的從動齒輪46的徑向上的深度Dl被設為使得上述間隙比ml處於包含由第I動壓產生槽46c產生的動壓Pl的極大值和基於第I動壓產生槽46c而進行作用的流體摩擦係數μ I的極小值的預先確定的範圍內。此外，如圖17所示，在間隙比ml是1.5至4、優選是2至3時，基於第I動壓產生槽46c而進行作用的流體摩擦係數μ I接近最小，由第I動壓產生槽46c產生的動壓Pl接近最大。
[0077]在此，圖17的間隙比ml下的動壓Pl的數值以及間隙比ml下的流體摩擦係數μ I的數值可以如以下這樣算出。
[0078]動壓Pl通過從表示3次雷諾方程式的數學式I算出量綱為I的壓力Kp並將其代入數學式2而算出。此外，L是圖4所示的從動齒輪46的寬度，B是圖5所示的第I動壓產生槽46c的楔形的楔部的長度，U是圖5所示的從動齒輪外周面流速，η是工作油的粘性。
[0079]在此，說明量綱為I的壓力Kp的算出方法。首先，將數學式I對X進行微分，而算出數學式3。然後，代入量綱為I的膜厚H( = h/h2)、量綱為I的坐標X( = x/B)、量綱為I的坐標Z( = z/L)、量綱為I的壓力P = (ph22)/( η UB)、油膜形狀的式子dH/dX = l_m而算出數學式4。然後，用差分法對數學式4進行數值分析，而算出量綱為I的壓力Kp。
[0080]另外，流體摩擦係數μ I通過數學式5而算出。此外，數學式5所記述的Kw以及Kfo是通過數學式6以及數學式7而算出的值。
[0081][數學式I]
[0082]
【權利要求】
1.一種車輛用內嚙合齒輪式油泵,具備:圓形的泵室,其通過泵體和泵蓋而形成；圓環狀的從動齒輪，其具有內齒和與形成該泵室的內周面相對的外周面，並由形成該泵室的內周面支撐為能夠轉動；以及驅動齒輪，其具有與該從動齒輪的內齒嚙合的外齒，設置為能夠繞從該從動齒輪的旋轉中心偏心的旋轉中心旋轉，並驅動該從動齒輪旋轉，其特徵在於， 在所述從動齒輪的外周面設置有多個局部下凹的第I動壓產生槽， 所述第I動壓產生槽的徑向深度被設為使得間隙比處於預先確定的範圍內，所述間隙比是從所述第I動壓產生槽的最深部到所述內周面的間隙相對於從所述從動齒輪的外周面到所述內周面的間隙的比值，所述預先確定的範圍包含產生動壓的極大值和流體摩擦係數的極小值，所述產生動壓由該第I動壓產生槽產生且為所述間隙比的函數，所述流體摩擦係數基於所述第I動壓產生槽而產生且為所述間隙比的函數。
2.根據權利要求1所述的車輛用內嚙合齒輪式油泵，其中， 所述第I動壓產生槽具有從所述從動齒輪的外周面朝向該第I動壓產生槽的最深部的傾斜面，並形成為在該傾斜面與所述泵室的內周面之間呈楔形。
3.根據權利要求1或2所述的車輛用內嚙合齒輪式油泵，其中， 所述第I動壓產生槽在所述從動齒輪的外周面上繞該從動齒輪的旋轉中心以等角度間隔形成有多個。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的車輛用內嚙合齒輪式油泵，其中， 所述第I動壓產生槽形成為使得所述間隙比處於2至3的範圍內的深度。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的車輛用內嚙合齒輪式油泵，其中， 在所述從動齒輪的兩側面設置有多個局部下凹的第2動壓產生槽， 所述第2動壓產生槽的厚度方向深度被設為使得間隙比處於預先確定的範圍內，所述間隙比是從所述第2動壓產生槽的最深部到所述泵室內壁面的間隙相對於從所述從動齒輪的側面到所述泵室內壁面的間隙的比值，所述預先確定的範圍包含由該第2動壓產生槽產生的產生動壓的極大值和基於所述第2動壓產生槽而產生的流體摩擦係數的極小值。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的車輛用內嚙合齒輪式油泵，其中， 在所述驅動齒輪的兩側面設置有多個局部下凹的第3動壓產生槽， 所述第3動壓產生槽的厚度方向深度被設為使得間隙比處於預先確定的範圍內，所述間隙比是從所述第3動壓產生槽的最深部到所述泵室內壁面的間隙相對於從所述驅動齒輪的側面到所述泵室內壁面的間隙的比值，所述預先確定的範圍包含由該第3動壓產生槽產生的產生動壓的極大值和基於所述第3動壓產生槽而產生的流體摩擦係數的極小值。
【文檔編號】F04C2/10GK103917785SQ201180074748
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2011年11月10日 優先權日:2011年11月10日
【發明者】本田裕康 申請人:豐田自動車株式會社