次擺線型泵的製造方法以及次擺線型泵的製作方法
2023-08-05 19:41:46
專利名稱：次擺線型泵的製造方法以及次擺線型泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種劃時代的次擺線型泵的製造方法以及該次擺線型 泵，該方法能夠製造出過去在理論上無法通過應用次擺線型泵的內轉 子而得以實現的具備月牙形構件的泵。
背景技術：
現有技術中，作為車輛用的油泵，大多採用轉子的齒形為次擺線 形狀的所謂次擺線型泵、或在內轉子和外轉子之間配置了被稱為月牙
形構件的新月形部件的所謂月牙泵(crescent pump)。
所說的次擺線型泵中，具有次擺線曲線的內轉子和外轉子的齒數 差為1，通過各自的旋轉而將齒間空間(隔間)擴大或縮小，從而吸入 或排出油。作為該次擺線型泵的特徵，有排出流量高、噪音低、效率 高等。
然而，作為次擺線型泵的問題可以舉出下面一點由於將各隔間 之間隔開的部位是內轉子和外轉子的齒面(凸部)和齒面(凸部)相 切的一條線、也就是所說的凸部與凸部的線接觸，所以，壓力容易逃 逸到相鄰的隔間中。而且，由於吸入口與排出口只離開1個齒的量， 所以壓力容易逃逸，存在利用次擺線型泵無法將排出壓力提得很高的 問題。
在此，簡單描述次擺線型泵的具體特徵(l)相對於次擺線齒形 的內轉子(次擺線曲線)的齒形，外轉子的齒形保持各內外的齒彼此 在一部分上線接觸且無滑動地滾動的狀態；(2)外轉子的齒數隻多形 成l個齒；(3)無法將排出壓力提得很高。而且，筒單描述的話就是
內外的齒形相互不分離且無滑動地進行滾動的泵。
另一方面，所說的月牙泵，是在內轉子的齒頂與外轉子的齒頂之 間配置有被稱為月牙形構件的新月形部件的內嚙合齒輪泵。內轉子和 外轉子的齒數差為2個以上，作為齒形形狀多使用漸開線曲線。作為 該月牙泵的特徵，例如可舉出齒與齒的密合性(密封性)高。這是因 為，在次擺線型泵中，相對於凸部(齒面)與凸部(齒面)的線接觸而言，月牙形構件的面(月牙形構件)與凸部(齒面)的線接觸僅連 續存在月牙形構件長度的量(數個齒的量)。因而，能夠使排出壓力 比次擺線型泵高。
在該月牙泵中也存在如下問題。也就是說，由於齒形不得不使用 漸開線曲線那樣的非次擺線曲線，因而排出流量低、噪音大、效率低。
這樣，簡單描述月牙泵的具體特徵(1)外轉子的齒數比內轉子的齒 數多2個以上；(2)內轉子與外轉子的齒面彼此滑動接觸；(3)排 出壓力高、排出流量低、噪音大、效率低。
另外，迄今為止有一種傳統概念，即，作為次擺線型泵的形態， 就是內轉子與外轉子的齒數差為1個而形成齒間空間(隔間)。因而， 不存在內轉子與外轉子的齒數差為2個以上的次擺線型泵這樣的概念。
其理由是， 一般情況是，外轉子相對於形成次擺線型泵的次擺線 齒形的內轉子來說齒數差為1個，該齒數差為1個的外轉子的形成方 法也如專利文獻2所示那樣已經確定了。看作次擺線型泵時，關於相 對於次擺線齒形的內轉子來說齒數差為2個以上的具有圓滑嚙合的外 轉子，並沒有具體的(公知)技術文獻，屬於未知的領域，應認為形 成本身是困難的。對這一點已做了專利文獻檢索。
在專利文獻1的第2頁上段的左欄的下數第2行至該頁上段的右 欄第1行記述了 "...若能使用同樣的月牙形構件5的話，則能得以應 對，故而優選，但靠現有的上述形狀的轉子是無法實現的，，。也就是 說，有無法在次擺線型泵中使用月牙形構件的公開。進而，在專利文 獻1的附圖中，在內轉子和外轉子之間配置了新月形狀的月牙形構件 且呈次擺線形狀的是內轉子的齒面的一部分，剩餘的齒面的大部分被 圓弧取代。
在此就次擺線形狀進行考察。所說的次擺線形狀，是在2個圓相 切的狀態下通過無滑動地滾動而生成的曲線。因而，內轉子和外轉子 在所有的齒相切的狀態下無滑動地旋轉。相對於此，非次擺線形狀的 漸開線曲線等是在齒面與齒面滑動的同時進行旋轉，所以即便看起來 是相同的旋轉，其動作也大為不同。
而且，在次擺線形狀的內轉子與外轉子的所有齒相切且無滑動地 旋轉時，齒數差僅為1個。對其理由也進行詳細說明。首先，為了圓 滑地旋轉，內轉子和外轉子的凸部與凹部的齒形形狀大致相同。當內轉子和外轉子的齒形形狀不同時，無法很好地實現嚙合。也就是說， 由於齒形形狀大致相同而無滑動地滾動，內轉子的1個齒量的齒面的 滾動路程和外轉子的1個齒量的齒面的滾動路程不得不大體上相同。
1個齒量的齒面的滾動路程在內轉子和外轉子上大體相同，此外由 於外轉子與內轉子相比位於外側，所以外轉子的齒數較多。另外，為
了在齒數差達到2個以上的狀態下圓滑地旋轉，越在外轉子和內轉子 之間形成間隙就越需要增大外轉子.原因是當齒形決定下來時，1個齒 量的齒面的滾動行程也就確定出來，由於轉子的齒數為自然數，所以 轉子齒面的圓周方向長度也自然確定出來，因而，當齒形和齒數確定 時，轉子直徑也就幾乎沒有什麼自由度了。
如上所述，當齒形和齒的個數確定時，轉子直徑幾乎無法進行調 整，因而，在設成齒數差為2個時，無論如何也會在內轉子和外轉子 之間產生較大間隙。隨著齒數差的增大，外轉子和內轉子的間隙也變 大。但是，當在內轉子和外轉子的齒面與齒面之間出現間隙時，就不 再是前述數學意義上的無滑動的滾動的次擺線形狀的內轉子和外轉子 了，所以具有次擺線形狀的內轉子和外轉子的齒數差要為1個。這就 是為什麼在現有技術(專利文獻等)中，作為與具有次擺線形狀的內 轉子圓滑嚙合的外轉子，只存在齒數差為1個且內轉子與外轉子的齒 面間沒有間隙的泵的原因。
專利文獻1(日本)特開昭59-131787號
專利文獻2(日本)特公平2-62715號
在專利文獻1以及2中，次擺線型泵的齒數差為1個，內轉子與 外轉子的齒面之間沒有間隙，所以不存在配置放到內轉子和外轉子的 齒面與齒面之間的月牙形構件(新月形部件)的思想。
發明內容
基於上述的技術背景，本發明的技術課題(目的)在於，開發出 發揮次擺線型泵和月牙泵彼此的長處而去其短處的理想的泵，也就是 進行開發，以便能獲得能夠維持次擺線型泵的圓滑旋轉、同時提高排 出壓力的月牙泵結構。
即，本發明的課題在於實現這樣一種次擺線型油泵，該油泵具有 次擺線形狀的內轉子、與該內轉子圓滑嚙合旋轉的外轉子、以及配置在次擺線形狀的內轉子和與該內轉子圓滑嚙合旋轉的外轉子之間的大 致新月形狀的月牙形構件，次擺線形狀的內轉子和與其圓滑嚙合旋轉
的外轉子的齒數差最低也為2個以上。也就是說，本發明所要解決的 課題(技術課題或目的等)在於，提供無法在專利文獻1以及2的組 合的基礎上製造得出的、插入有月牙形構件的具有次擺線齒形的泵這 一新概念的泵。由此，提供兼有月牙形構件和次擺線的長處的排出流 量高、噪音低、效率高、排出壓力高的泵。
為此，發明人為了解決上述課題而進行了認真研究，其結果通過 發明出一種次擺線型泵的製造方法作為第一發明解決了上述課題，即， 一種具備月牙形構件的次擺線型泵的製造方法，其特徵在於，預先成 型內轉子，該內轉子的內轉子齒數為4個以上的既定數量N,該內轉子 的內轉子齒形呈由既定半徑的描畫圓形成的次擺線齒形，將外轉子齒 數製成N+2以上的自然數的既定數量時，將與上述描畫圓相同的列圓 配置成與上述內轉子齒形的齒底相切，以內轉子中心為中心使上述內 轉子齒形旋轉半個齒的量，並且，以包含上述列圓的外轉子的適當的 假想中心為中心，使上述列圓旋轉上述N+2以上的自然數的既定數量 的齒的半個齒的量，此時，根據上述列圓不咬入上述內轉子齒形的齒 底或齒頂部位也不從該處離開而是呈與該處相切的狀態時的上述假想 中心決定出確定中心，或者根據變成相切狀態時的鄰接的列圓間的間 隔通過算式決定出確定中心，以從該確定中心到上述列圓的半徑，描 畫基準圓，該基準圓具有總計N+2以上的自然數的既定數量的相隔等 間隔的上述列圓，將上述列圓作為外轉子齒頂形成，製造外轉子齒形。
第二發明的次擺線型泵的製造方法，在上述方案中，其特徵在於， 顛倒以半個齒的量旋轉的工序，從以包含上述列圓的外轉子的適當的 假想中心為中心而且成為上述列圓與上述內轉子齒形的齒底或齒頂部
位相切的狀態時起，以上述內轉子中心作為中心使上述內轉子齒形旋 轉半個齒的量，並且，以上述假想中心作為中心使上迷列圓旋轉上述
N+2以上的自然數的既定數量的齒的半個齒的量，配置成上述列圃與上 述內轉子齒形的齒底相切，來決定上述假想中心為確定中心。由此， 解決了上述課題。另外，笫三發明的次擺線型泵的製造方法，在上述 方案中，其特徵在於，描畫出基準圓，該基準圓具有上述總計N+2以 上的自然數的既定數量的相隔等間隔的上述列圓，然後，根據上述確定中心，在靠近上述內轉子的齒頂端的部位或齒頂頂端部位，描畫構 成外轉子齒底的適當的圓而形成上述外轉子齒底，製造外轉子齒形。 由此，解決了上述課題.
第四發明的次擺線型泵的製造方法，在上述方案中，其特徵在於，
在將上述外轉子齒數製造成N+2或者N+3時，以上述內轉子中心作為 中心使上述內轉子齒形旋轉半個齒的量，並且，將包含上述列圓的外 轉子的適當的假想中心作為中心，使列圓旋轉上述N+2或者N+3的齒 數中的半個齒的量，製造外轉子齒形。由此，解決了上述課題。第五 發明的次擺線型泵的製造方法，在上述方案中，其特徵在於，上述內
轉子的內轉子齒形基於次擺線曲線由既定半徑的描畫圓形成，所述次 擺線曲線是相對於基圓由具有適當偏心量的滾圓形成的次擺線曲線。 由此，解決了上述課題。
笫六發明提供一種次擺線型泵，通過上述方案的次擺線型泵的制 造方法製造而成。由此，解決了上述課題。另外，第七發明通過提供 一種次擺線型泵解決了上述課題，其特徵在於，內轉子具有作為由既 定半徑的描畫圓形成的次擺線齒形的內轉子齒形，且齒數為4個以上 的既定數量N,與該內轉子相對應地，相對於適當的基準圓，以N+2以 上的自然數的既定數量為外轉子的齒數，利用與上述描畫圓相同的列 圓成形與上述內轉子齒形的齒底以相切的方式嚙合的齒形，上述列圓 作為外轉子齒頂形成，在上述內轉子和上迷外轉子的齒面與齒面間的 空隙中具備月牙形構件。
在第一發明中，次擺線型泵和具有月牙形構件的泵在設計構思方 面不同，以往聯繫這兩者是無法實現的。也就是說，根據現有的具有 次擺線形狀的轉子的設計方法，內轉子的所有齒頂和外轉子的所有齒 頂在理論上是需要相切且無滑動地滾動的.另外，無法設計出具有在 內轉子和外轉子的齒面之間設置大間隙的齒數差為2個以上的次擺線 形狀的轉子。而根據本發明，能夠製造出在內轉子和外轉子之間具有 間隙的齒數差為2個以上的次擺線型泵，能夠將大致完全地具有次擺 線形狀的內轉子應用到具有新月形狀的月牙形構件的類型的泵中，制 造設計出外轉子的外轉子齒形。根據本發明，能夠提供一種高耐久性 泵，其兼具月牙形構件和次擺線的特徵，是高排出流量、低噪音、高 效率、高排出壓力的泵，同時又不像通常的月牙泵那樣使用漸開線齒形等，而是使用次擺線齒形，從而抑制了齒面磨損。
另外，對於月牙形構件及漸開線齒形等，較多使用的是差量為多 個的齒輪。然而，漸開線齒形等的情況下，齒面與齒面的滑動較大， 所以促進了齒面的磨耗，使得耐久性降低。根據本發明，通過使用次 擺線齒形，能夠將齒面與齒面的滑動抑制在極微量的程度，所以耐久 性變高。而且，由於分隔齒間空間(隔間)的密合性(密封性)得到 提高，所以能夠提高泵性能。在笫二發明中，獲得與笫一發明相同的 效果。在第三發明中，能夠以內轉子齒頂端作為基準、按希望的間隙 確定外轉子齒底直徑。在第四發明中，儘管本發明無論齒數差為幾個 的差量都能夠利用同樣的方法進行設計，但尤其是使用頻度高的齒數
差為2個的差量、三個的差量時也能良好地進行應對。在第五發明中， 內轉子一般多由具有次擺線形狀的齒形做成，容易設計及製造。作為 第六發明，由於是通過優異的製造方法製造出來的次擺線型泵，所以 能夠使得具有月牙形構件的泵性能提高。而且，第七發明可獲得與第 六發明相同的效果。
圖l是本發明的上位概念的製造方法的流程圖。
圖2是本發明的第一實施例的製造方法的流程圖。
圖3A是使列圓與內轉子相切的狀態圖，圖3B是圖3A的主要部分 放大圖，圖3C是使內轉子以30度、包含列圓的外轉子以22. 5度分別 旋轉半個齒的量的狀態圖，圖3D是圖3C的主要部分放大圖。
圖4A是使列圓與內轉子相切的狀態圖，圖4B是圖4A的主要部分 放大圖，圖4C是使內轉子以30度、包含列圓的外轉子以22.5度分別 旋轉半個齒的量的狀態圖，圖4D是圖4C的主要部分放大圖。
圖5A是使列圓與內轉子相切的狀態圖，圖5B是圖5A的主要部分 放大圖，圖5C是使內轉子以30度、包含列圓的外轉子以22. 5度分別 旋轉半個齒的量的狀態圖，圖5D是圖5C的主要部分放大圖。
圖6A是在圖5D的狀態下多次求得的狀態圖，圖6B是將圖6A設 成左右對稱的狀態圖。
圖7A是根據確定中心設置基準圓、按相等間隔設置列圓的狀態圖， 圖7B是求算外轉子的齒頂位置的工序圖，圖7C是完成的外轉子的局部主浮見圖。
圖8A是內轉子為6個齒、外轉子為8個齒的次擺線型泵，圖8B 是主要部分主視圖。
圖9是本發明的第二實施例的製造方法的流程圖。
圖IOA是使列圓與內轉子相切的狀態圖，圖IOB是圖IOA的主要 部分放大圖，圖10C是使內轉子以30度、包含列圓的外轉子以20度 分別旋轉半個齒的量的狀態圖，圖IOD是圖IOC的主要部分放大圖。
圖IIA是使列圓與內轉子相切的狀態圖，圖IIB是圖11A的主要 部分放大圖，圖IIC是使內轉子以30度、包含列圓的外轉子以20度 分別旋轉半個齒的量的狀態圖，圖IID是圖IIC的主要部分放大圖。
圖12A是使列圓與內轉子相切的狀態圖，圖12B是圖12A的主要 部分放大圖，圖12C是使內轉子以30度、包含列圓的外轉子以20度 分別旋轉半個齒的量的狀態圖，圖12D是圖12C的主要部分放大圖。
圖13A是內轉子為6個齒、外轉子為9個齒的次擺線型泵，圖13B 是主要部分主視圖。
圖14是內轉子的內轉子齒形的製造過程的狀態圖。
圖15是發動機轉速與流量的關係的曲線圖。
附圖標記說明
1內轉子；2外轉子；10內轉子齒形；ll列圓；20外轉子齒形； 50基準圓；Ox確定中心；a基圓；e偏心量；b滾圓；T次擺線曲 線；c描畫圓。
具體實施例方式
下面基於附圖就本發明的採用月牙形構件的次擺線型泵的製造方 法的實施方式進行說明。首先，內轉子1本身是通常的次擺線齒形， 設計方法也與通常的求算次擺線齒形的方法相同。在該點上雖然是現 有技術，但為了以該內轉子1為基準製造外轉子2，簡單說明內轉子l 的製造方法、即求算內轉子1的次擺線齒形的方法。
內轉子1如圖14所示那樣，基於次擺線曲線T由既定半徑的描畫 圓c (半徑OC)形成內轉子齒形10，該次擺線曲線T是相對於基圓a (半徑OA)由具有適當偏心量e的滾圓b (半徑OB)形成的。也就是 說，內轉子1具有利用次擺線曲線T形成的內轉子齒形10。外轉子2的齒頂齒形使用內轉子1的描畫圓C (內轉子齒底形狀)。這樣設計是
由於，當內轉子1和外轉子2的齒形不使用相同的描畫圓c (列圓11 = 齒形形狀)時，齒形形狀會不同，而為了使2個轉子圓滑地旋轉則需 要這樣的設計。也就是說，製造外轉子2時的列圓11與製造上述內轉 子1時的描畫圓c是相同的。以該前提為基礎，就與次擺線齒形的內 轉子1相差2個以上齒而圓滑嚙合的、具備月牙形構件3的本發明的 外轉子2的設計方法進行說明。當齒數差為1個時，就是通常的次擺 線型泵，而在本發明中為2個以上的差量，內轉子1的內轉子齒形10 與外轉子2的外轉子齒形20的間隙S (空隙)打開較大，在此可以裝 填月牙形構件3。
〈本發明的第一實施方式內轉子齒數6個、外轉子齒數8個的制 造(設計)流程>
第一實施方式從圖2至圖8說明將內轉子的齒數設為(如前述那 樣)6個、按2個的差量圓滑地嚙合的齒數8個的外轉子的設計方法。
最初將列圓個數(外轉子齒數)設定為8個(S11)。首先，內轉 子1配置成6個齒左右對稱、左右各3個的形式，且齒底朝向正下方 (圖中的正下方位置)，而且，使列圓11與內轉子的正下方的齒底相 切(S12)[圖3A以及3B]。該狀態是內轉子1的齒底與外轉子2的齒 頂嚙合最深的狀態。接著，進行這樣的作業求算8個齒的基準圓50 [假 想圓]、即配置列圓11 (與描畫圓c相同)的基準圓50 (假想圓參 照圖7A)的假想中心(外轉子中心)。該作業進行數次或更多次數。
最初，以該笫一假想中心(^進行嘗試(S13)。從上述內轉子l和 外轉子2的位置關係起，內轉子1以內轉子中心為中心旋轉半個齒的 量。即，6個齒的內轉子l從內轉子中心旋轉半個齒的量(60度+ 2)， 並且，8個齒的外轉子也以上述第一假想中心Oi作為中心旋轉半個齒 的量(45度+ 2) (S14)[圖3C以及3D]。此時，判斷列圓11 (與描 畫圓c相同)是否咬入到內轉子1的內轉子齒形10的齒底或齒頂部位 或從該處分離(S15:參照圖2)。
在本例中，形成為上述內轉子1的齒底和列圓11 (描畫圓c:與 外轉子2的齒頂相當)咬入的狀態[參照圖3C以及3D]。據此，明顯是 不圓滑的旋轉，所以上述第一假想中心0i放棄，圖2的Sl5的判斷為 "是"，返回到S13之前。然後，如圖4所示那樣，以第二假想中心02進行嘗試(S13)。同樣配置成列圓11與正下方的齒底相切(S12) [圖4A以及4B ],如圖4C以及4D所示那樣，6個齒的內轉子1從轉 子中心旋轉半個齒的量(60度+ 2)，而且，以上述第二假想中心02 為中心使8個齒的外轉子也旋轉半個齒的量(45度+ 2) (S14)。此 時，變成上述內轉子1的齒底與列圃11 (描畫圓c:與外轉子2的齒 頂相當)分離開的狀態[參照圖4C以及4D]。據此，也不是圓滑旋轉， 所以上述第二假想中心02放棄，S15的判斷為"是，，，返回到S13前。
接著，以第三假想中心03進行嘗試(S13)。如圖5A以及5B所 示那樣，同樣地進行接觸，如圖5C以及5D所示那樣，6個齒的內轉子 從中心旋轉半個齒的量(60度+ 2)，而且，以上述第三假想中心03 為中心使8個齒的外轉子也旋轉半個齒的量(45度+ 2) (S14)。此 時，形成上述內轉子1的齒底與列圓11 (描畫圓c:與外轉子2的齒 頂相當)相切程度的狀態[參照圖5C以及5D]。據此，可以預測是圓滑 旋轉，S15的判斷為"否，，，決定上述第三假想中心03作為外轉子2 的確定中心0X (S16)。這是圖示計算(畫法幾何)的製造方法。在分 別使內轉子1與多種假想的外轉子2旋轉半個齒的量時，內轉子1的 齒底與列圓11正好相切的假想圓中心以及假想圓半徑僅存在有一個。
還有根據所計算出的確定中心Ox求算半徑的方法。這如圖W所示 那樣，能夠通過上述內轉子1的齒底與列圓11 (描畫圓c:與外轉子2 的齒頂相當)變成相切程度狀態時的距離和旋轉角e進行求算。更容 易理解地進行說明，如圖6所示那樣，以從兩側保持內轉子1的齒頂 部位的方式，在圖5D的左右側設置列圓11，這樣的話，該左右側的列 圓11、 ll間的距離為L，旋轉角e為22.5度。
通過所求的基準圓SO的半徑r- (L/2) /sin ( 2;r/16 )進行求算。 也自然能求算出該確定中心0x。
若能夠確定所配置的列圓11 (與描畫圓c相同)中鄰接的2個列 圓11、 ll的位置(間隔L， Ll， L2)的話，則能夠在基準圓50(假想
圓)上按相同間隔配置所要配置的列圓11。也就是說，如果事先決定 外轉子2的齒數N (內轉子的齒數+2個以上)，則之後求出成為外轉 子的齒頂齒形的列圓11之中相鄰的2個列圓11、 11的位置，便能夠 求出外轉子2自身的大小(基於基準圓50的大小)。
無論怎樣，都根據外轉子2的確定中心Ox描畫基準圓50,相對於所描畫出的列圓11 (描畫圓c)，以分別具有45度相位差的方式描畫 總計8個圓[S17:參照圖7A]。然後，根據外轉子2的確定中心Ox，在 靠近上述內轉子1的頂端的部位或者齒頂頂端部位(稍微離開頂端部 位的位置)，如圖7A以及7B所示那樣，描畫齒底基準圓51,決定外 轉子2的1個齒底(S18)。然後，相對於其他的7個齒頂也分別進行 描畫，決定出外轉子2的全部齒底(S19)。這樣，實現外轉子2的齒 數為8個的製造(設計)。
如圖6所示那樣，根據列圓11 (外轉子2的齒頂)與內轉子1的 齒面相切的位置是靠齒頂的切點P1還是靠齒底的切點P2，基準圓(假 想圓)的半徑及確定中心0x也不同。簡單地說，列圓ll在靠齒頂處 通過切點P1相切時，基準圓50 (假想圓)的半徑小，而列圓在靠齒底 處通過切點P2相切時，基準圓60 (假想圓)的半徑大。
〈本發明的第二實施方式內轉子齒數6個、外轉子齒數9個的制 造(設計)流程>
如圖9至圖13所示那樣，本實施方式中齒數差為3， 6個齒的內 轉子從內轉子1的中心旋轉半個齒的量(60度+ 2)，而且，9個齒的 外轉子2也以上述第一假想中心04、05、06作為中心旋轉半個齒的量(40 度+ 2)。該製造方法與上述第一實施方式相同，能夠求算出外轉子2 的確定中心0X。也就是說，此後除了外轉子2的旋轉角e為20度以外， 與第一實施方式的製造方法相同。也就是說，是圖9的S21~S29的制 造方法。
〈內轉子齒數為N (4)個以上、外轉子齒數(N+2以上的自然數) 的製造(設計)流程>
該製造(設計)流程如圖1所示。起初，將內轉子齒數設為4個 以上的N。將列圓11的個數(外轉子齒數)設定為(N+2以上的自然 數)個(S1)。首先，內轉子l配置成左右對稱，且齒底朝向正下方， 而且使列圓與該正下方的齒底相切(S2)。該狀態是內轉子1的齒底 與外轉子2的齒頂嚙合最深的狀態。接著，進行這樣的作業求算(^2 以上的自然數)個齒的基準圓50 (假想圓)、即配置列圓11的圓(假 想圓)的假想中心。該作業大多進行數次或更多次數。
最初，以該第一假想中心Oi進行嘗試(S3)。從上述內轉子和外 轉子的位置關係起，以內轉子中心為中心使內轉子l旋轉半個齒的量。即，N個齒的內轉子1從該內轉子1的中心旋轉半個齒的量(360 + N + 2)，而且，(N+2)個齒的外轉子也以上述第一假想中心O,作為中 心旋轉半個齒的量[360 + (N+2) +2] (S4)。此時，判斷列圓是否咬 入到內轉子1的齒底或齒頂部位或是從該處離開(S5)。
例如，形成為內轉子1的齒底和外轉子2的齒頂(描畫圓列圓) 咬入的狀態。據此，明顯不是圓滑的旋轉，所以上述第一假想中心0, 放棄，S5的判斷為"是"，返回到S3之前。然後，以第二假想中心 02進行嘗試(S3)。同樣進行旋轉(S4)。此時，形成內轉子1的齒 底與外轉子2的齒頂(描畫圓列圓)分離開的狀態。據此，也不是 圓滑的旋轉，所以上述第二假想中心放棄，S5的判斷為"是，，，返回 到S3之前。然後，以第三假想中心03進行嘗試(S3)。同樣進行旋轉 (S3)。
此時，形成內轉子1的齒底與外轉子2的齒頂(與列圓同等)相 切程度的狀態，據此，可預想到圓滑旋轉，S5的判斷為"否"，決定 上述第三假想中心作為外轉子2的確定中心(S6)。還有根據計算出 的確定中心求算半徑的方法。在通過算式實施的情況下，通過所求的 基準圓50的半徑r-(L/2) /sink/ (N+2以上的自然數)]進行求算。 也自然能求算出該確定中心。
然後，依據外轉子2的確定中心，描畫基準圓，相對於所描畫出 的列圓(描畫圓)，分別具有[360 + (N+2)]度相位差地描畫總計[N+2] 個(S7)。並且，依據外轉子2的確定中心，在靠近上述內轉子1的 圖中齒頂端的部位或者齒頂頂端部位描圓，決定外轉子2的1個齒底 (S8)。並且，也分別相對於其他剩餘的齒頂描圓，決定出外轉子2 的全部齒底(S9)。
這樣，實現外轉子齒數(N+2)個的製造(設計)。另外，在外轉 子齒數為(N+3以上的整數)時也同樣能夠得以實施。根據本發明的制 造方法，無論內轉子1和外轉子2的齒數差為2個以上的任何差量， 都能夠通過本發明的同一種方法設計出外轉子.
另外，還存在這樣的製造方法將以半個齒的量旋轉的工序顛倒， 以上述列圓11的適當的假想中心為中心，且形成上述列圓與上述內轉 子齒形的齒底或齒頂部位相切的狀態，從此時起，以上述內轉子中心 為中心使上述內轉子齒形旋轉半個齒的量，而且，以上述假想中心為中心，旋轉上述(N+2以上的自然數)的既定數的齒的半個齒的量，配 置成上述列圓與上述內轉子齒形的齒底相切，決定上述假想中心作為 確定中心。進而，對於內轉子齒數為6個且外轉子齒數為8個的製造 方法、或者內轉子齒數為6個且外轉子齒數為9個的製造方法，也都 存在顛倒以半個齒的量旋轉的工序的工序。簡單來講，是從圖5C以及 5D的狀態變成圖5A以及5B所示狀態的工序，或者從圖12C以及12D 的狀態變成圖12A以及12B所示狀態的工序。該方法也能獲得相同的 效果。
根據現有的"具有次擺線形狀"的轉子的設計方法，需要內轉子
動(實際進:考慮了間隙等因素的齒形修正，不會完全相切:而且沒
有完全不滑動的情況。其中，該量為數十nm，該程度的齒形修正也包 含在本發明中)。因而，無法設計出在內轉子1和外轉子2的齒面之 間設置大間隙的齒數差為2個以上的具有次擺線形狀的轉子。
然而，在本申請的發明中，能夠提供一種次擺線型油泵，該次擺 線型油泵包括大致完全的次擺線形狀的內轉子1、以該內轉子1的齒面 形狀為基礎設計的圓滑旋轉的齒數多2個以上的外轉子2、和配置在具 有大致完全的次擺線形狀的內轉子1與外轉子2之間的呈新月形狀的 月牙形構件3。而且，根據本發明設計的外轉子2的齒形最少也用在外 轉子2中與內轉子1嚙合的齒形嚙合部。(內轉子1為次擺線形狀， 是一般的構件)。作為內轉子1和外轉子2不嚙合的部分的、齒頂或 齒底，能夠通過適當設計而改變齒形形狀。另外，認為在旋轉半個齒 的量的本發明方法以外，要製作出圓滑嚙合的齒數相差2個以上的次 擺線齒形的外轉子2是困難的。
另外，內轉子1和外轉子2的齒形嚙合部的形狀包括齒與齒的間 隙量(大約40jim內外)的齒形形狀修正，在數十nm程度的小範圍內， 根據本發明唯一確定出外轉子2的嚙合部的齒形形狀。而且，在圖15
的發動機轉速與流量的關係曲線圖中，根據本申請的發明，轉速為大 約5000轉以上時流量增加，能夠使泵效率增高。另外，擺線形狀是在 次擺線形狀之中滾動圓半徑-偏心量的特別值，擺線也包含在本發明之 內。
權利要求
1. 一種具備月牙形構件的次擺線型泵的製造方法，其特徵在於，預先成型內轉子，該內轉子的齒數為4個以上的既定數量N，該內轉子的內轉子齒形呈由既定半徑的描畫圓形成的次擺線齒形，將外轉子齒數製成N+2以上的自然數的既定數量時，將與上述描畫圓相同的列圓配置成與上述內轉子齒形的齒底相切，以內轉子中心為中心使上述內轉子齒形旋轉半個齒的量，並且，以包含上述列圓的外轉子的適當的假想中心為中心，使上述列圓旋轉上述N+2以上的自然數的既定數量的齒的半個齒的量，此時，根據上述列圓不咬入上述內轉子齒形的齒底或齒頂部位也不從該處離開而是呈與該處相切的狀態時的上述假想中心決定出確定中心，或者根據變成相切狀態時的鄰接的列圓間的間隔通過算式決定出確定中心，以從該確定中心到上述列圓的半徑，描畫基準圓，該基準圓具有總計N+2以上的自然數的既定數量的相隔等間隔的上述列圓，將上述列圓作為外轉子齒頂形成，製造外轉子齒形。
2. 如權利要求1所述的次擺線型泵的製造方法，其特徵在於，顛 倒以半個齒的量旋轉的工序，從以包含上述列圓的外轉子的適當的假 想中心為中心而且成為上述列圓與上述內轉子齒形的齒底或齒頂部位 相切的狀態時起，以上述內轉子中心作為中心使上述內轉子齒形旋轉 半個齒的量，並且，以上述假想中心作為中心使上述列圓旋轉上述N+2 以上的自然數的既定數量的齒的半個齒的量，配置成上述列圓與上述 內轉子齒形的齒底相切，來決定上述假想中心為確定中心。
3. 如權利要求1或2所述的次擺線型泵的製造方法，其特徵在於， -描畫出基準圓，該基準圓具有上述總計N+2以上的自然數的既定數量的相隔等間隔的上述列圓，然後，根據上述確定中心，在靠近上述內 轉子的齒頂端的部位或齒頂頂端部位，描畫構成外轉子齒底的適當的 圓而形成上述外轉子齒底，製造外轉子齒形。
4. 如權利要求1或2所述的次擺線型泵的製造方法，其特徵在於， 在將上述外轉子齒數製造成N+2或者N+3時，以上述內轉子中心作為 中心使上述內轉子齒形旋轉半個齒的量，並且，將包含上述列圓的外 轉子的適當的假想中心作為中心，使列圓旋轉上述N+2或者N+3的齒數中的半個齒的量，製造外轉子齒形。
5. 如權利要求l、 2、 3或4中任一項所述的次擺線型泵的製造方法，其特徵在於，上述內轉子的內轉子齒形基於次擺線曲線由既定半 徑的描畫圓形成，所述次擺線曲線是相對於基圓由具有適當偏心量的 滾圓形成的次擺線曲線。
6. —種次擺線型泵，通過如權利要求1、 2、 3、 4或5中任一項 所述的次擺線型泵的製造方法製造而成。
7. —種次擺線型泵，其特徵在於，內轉子具有作為由既定半徑的 描畫圓形成的次擺線齒形的內轉子齒形，且齒數為4個以上的既定數 量N，與該內轉子相對應地，相對於適當的基準圓，以N+2以上的自然 數的既定數量為外轉子的齒數，利用與上述描畫圓相同的列圓形成與 上述內轉子齒形的齒底以相切的方式嚙合的齒形，上述列圓作為外轉 子齒頂形成，在上述內轉子和上述外轉子的齒面與齒面間的空隙中具 備月牙形構件。
全文摘要
本發明提供一種次擺線型泵的製造方法以及次擺線型泵，該方法能夠製造出過去在理論上無法通過應用次擺線型泵的內轉子而得以實現的具備月牙形構件的次擺線型泵。預先成型齒數為4個以上的既定數量N的內轉子，按N+2以上的自然數的既定數量製造外轉子齒數時，將與描畫圓相同的列圓配置成相切於內轉子齒形的齒底，從上述內轉子中心使上述內轉子齒形旋轉半個齒的量，而且從包含上述列圓的外轉子的假想中心使列圓旋轉上述N+2以上的自然數的既定數量的齒的半個齒的量，根據變成相切狀態時的上述假想中心等決定出確定中心，以從該確定中心到上述列圓的半徑，描畫具有總計N+2以上的自然數的既定數量的相隔等間隔的上述列圓的基準圓，將上述列圓作為外轉子齒頂形成，製造外轉子齒形。
文檔編號F04C2/10GK101413500SQ20081017099
公開日2009年4月22日 申請日期2008年10月21日 優先權日2007年10月21日
發明者天野勝, 渡邊貴俊, 甲斐圭一, 藤木謙一 申請人:株式會社山田製作所