ポンプロータ
【目的】ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく、吐出量を増加させることができ、且つ耐久性を向上することができるポンプロータとすること。
【構成】内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、歯形Ａの半歯領域Ａ1を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形
成形円Ｃであって、歯形成形円Ｃは３つ具備され、そのうちの２つの歯形成形円Ｃは、一方を小さい歯形成形円として他方の大きい歯形成形円に内接しつつ小さい歯形成形円の全体が包含される組み合わせとし、半歯領域Ａ1において、小さい歯形成形円の一部にて歯
先部１が形成され、小さい歯形成形円が内接し、且つ包含する大きい歯形成形円の一部にて噛合い部２が形成され、大きい歯形成形円と外接するもう一方の歯形成形円の一部にて歯底部３が形成されてなることを特徴とするポンプロータ。
【構成】内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、歯形Ａの半歯領域Ａ1を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形
成形円Ｃであって、歯形成形円Ｃは３つ具備され、そのうちの２つの歯形成形円Ｃは、一方を小さい歯形成形円として他方の大きい歯形成形円に内接しつつ小さい歯形成形円の全体が包含される組み合わせとし、半歯領域Ａ1において、小さい歯形成形円の一部にて歯
先部１が形成され、小さい歯形成形円が内接し、且つ包含する大きい歯形成形円の一部にて噛合い部２が形成され、大きい歯形成形円と外接するもう一方の歯形成形円の一部にて歯底部３が形成されてなることを特徴とするポンプロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく、吐出量を増加させることができ、且つ耐久性を向上することができるポンプロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のオイルポンプ等の内接歯車式ポンプに使用されるトロコイドタイプ歯車等のロータにおいて、インナーロータの歯底径と、アウターロータとの偏心量等の諸仕様によって、歯数はほぼ制限されてしまい、それゆえに歯数の増減は、狭い範囲でしかできない。また、前述した歯底径、偏心量、歯数が決まると、理論吐出量がほぼ決定されてしまう。
【０００３】
従来のトロコイドロータでは、理論吐出量を大きくするためには、インナーロータとアウターロータとの偏心量を大きくし、ロータの径を大きくするか、或いは偏心量、ロータ径はそのままにして、ロータの厚さを大きくするといった方法がとられる。しかし、いずれの方法においても、ロータサイズが大きくなってしまい、フリクション悪化の要因となってしまう。
【０００４】
このような問題を解消するための一例として、特許文献1が存在している。この特許文
献１の内容を概略する。まず、歯丈設定の自由度を高めてポンプの理論吐出量を増加させたロータであること。そして、歯形を創成する複数の楕円は、サイクロイド曲線やトロコイド曲線の歯形を用いたインナーロータよりも歯丈の大きな歯が創成されるように適正サイズの楕円を適宜数組み合わせたこと。
【０００５】
以上の構成のように、インナーロータは、歯先部、歯底部及びアウターロータとの噛合い部（歯先部と歯底部を繋ぐ部分）の歯形を、それぞれ楕円の長軸に沿った曲線（曲率半径の大きい方の曲線）で創成することにより、理想的な歯形ができる。
【０００６】
特許文献１に開示された図４の歯形では、歯先部２ａと歯底部２ｂがともに楕円の長軸に沿った曲線で形成されている。そのために、アウターロータの歯に対する歯先、歯底の接触領域を広げることができ、歯先、歯底の保護効果が高まる。また、特許文献１に開示された図４のように、噛合い部２ｃを楕円の長軸に沿った曲線で形成することで歯丈ｈを十分に高くすることが可能になる。
【０００７】
特許文献1における内接歯車ポンプのロータと、一般的なトロコイド曲線のロータとを
比較する。特許文献１に開示された図12は、歯数８枚のインナーロータと歯数９枚のアウターロータを組み合わせたポンプ用ロータである。
特許文献１の歯形の諸元を以下に示す。
アウターロータ外径：φ６０．０mm
アウターロータ大径（歯底円径）：φ５２．０mm
アウターロータ小径（歯先円径）：φ３８．４mm
インナーロータ大径（歯先円径）：φ４５．２mm
インナーロータ小径（歯底円径）：φ３１．６mm
インナーロータ内径：φ１５．０mm
ロータ厚み：１５mm
偏心量ｅ：３．４mm（歯丈２ｅ：６．８mm）
この特許文献１の理論吐出量は、１２．３cm3／ｒｅｖである。
【０００８】
上記特許文献１に対する比較品として、特許文献１に開示された図１５に示されたトロコイド曲線の歯形を有するポンプ用ロータを採用した。特許文献１に開示された図１５は、従来歯形を有するポンプ用ロータとして開示されたものである。この比較品の諸元は以下の通りである。
アウターロータ外径：φ６０．０mm
アウターロータ大径：φ５２．０mm
アウターロータ小径：φ３９．６mm
インナーロータ大径：φ４５．８mm
インナーロータ小径：φ３３．４mm
ロータ厚み：１５mm
偏心量ｅ：３．１mm（歯丈２ｅ：６．２mm）
この比較品の理論吐出量は、１１．４cm3／ｒｅｖである。
以上のように、特許文献１のロータは、比較品よりも、内側に長く延ばして歯丈を大きくしている。且つ理論吐出量が増加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１７３１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上述べたように、特許文献１では、歯丈を大きくして、理論吐出量を増加させたロータである。そして、歯丈を大きくするために歯先部、歯底部及び噛合い部の歯形を、それぞれ楕円の長軸に沿った曲線で創成することにより、理想的な歯形ができるとしている。しかし、成形歯形より小さい楕円によって歯形が形成されるものであることから、部分的に重なる楕円をほぼ９０°の角度で繋いでいるので、歯先の円弧と噛合い部の円弧の繋ぎ都分の変曲点付近で曲率半径が小さくなってしまい、形状の急激な変化が生じ、あまり滑らかではない。
【００１１】
そして、歯丈を大きくすることによって、噛合い部の歯の角度が立っているので、アウターロータとの噛み合いにおいて、噛合い範囲が小さくなり、アウターロータを押す力が集中してしまい、面圧が高くなり、且つ摺動の要素が大きい状態でアウターロータを駆動させるので、耐久性が低くなってしまう。また、最深噛合い部においてインナーロータの歯先とアウターロータの歯底が近接する部分が大きいので、オイルを吐出する際にオイルが袋小路になってしまいポンピングロスが大きくなってしまう。
【００１２】
さらに、ロータが噛み合うときの音も大きくなりがちで、静粛性も良いとは言えない。本発明の目的(解決しようとする技術課題)は、ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく、吐出量を増加することができ、且つ耐久性を向上することができるオイルポンプロータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形成形円であって、該歯形成形円は３つ具備され、そのうちの２つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円）として他方の大きい歯形成形円（第２歯形成形円）に内接しつつ前記小さい歯形成形円（第１歯形成形円）の全体が包含される組み合わせとし、前記半歯領域において、前記小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円）の一部にて歯先部が形成され、前記小さい歯形成形円(小さい第１歯形成形円)が内接し、且つ包含する前記大きい歯形成形円(第２歯形成形円)の一部にて噛合い部が形成され、前記大きい歯形成形円（第２歯形成形円)と外接するもう一方の歯形成形円(第３歯形成形円)の一部にて歯底部が形成されてなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１４】
請求項２の発明を、内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形成形円であって、該歯形成形円は４つ具備され、そのうちの２つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円，小さい第３歯形成形円）として他方の大きい歯形成形円（第２，第４歯形成形円）に内接しつつ前記小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円，小さい第３歯形成形円）の全体が包含される組み合わせとしたものを２組とし、前記半歯領域において、一組目の前記小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円）の一部にて歯先部が形成され、二組目の前記小さい歯形成形円（小さい第３歯形成形円）の一部にて歯底部が形成され、他の前記大きい歯形成形円（第２，第４歯形成形円）の一部が外接しつつ前記半歯領域の噛合い部が形成されてなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１５】
請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記歯形成形円は、楕円のみの組み合わせからなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項１又は２において、前記歯形成形円は、真円のみの組み合わせからなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１又は２において、前記歯形成形円は、楕円と真円との組み合わせからなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明におけるポンプロータでは、通常のトロコイドタイプのロータと比べ、歯先径、歯底径、偏心量を変えることなく、すなわち歯丈を高くしないで、歯数を増やすことができ、ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく吐出量を増加することができる。
【００１７】
さらに、歯数を増やすことにより、脈動の小さい低騒音なポンプロータとなる。また、楕円または真円を内接することにより、歯先の円弧と噛合い部の円弧の繋ぎ部分の変曲点付近で曲率半径を大きくすることができ、繋ぎ部を滑らかにすることができる。また、噛合い部の歯の角度を寝かせているので、アウターロータとの噛み合いにおいて、噛合い範囲が大きくなり、アウターロータを押す力を分散することができ、面圧を低く抑えることができる。
【００１８】
且つ摺動よりも転がりの要素が大きい状態でアウターロータを駆動させるので、耐久性が向上し、最深噛合い部においてインナーロータの歯先とアウターロータの歯底が近接する部分が小さいので、オイルを吐出する際に効率よくオイルを押し出すことができ、ポンピングロスが小さくなり、ロータが噛み合うときの音も小さくでき、静粛性も良くなる。本発明で描かれたポンプロータは、通常のトロコイド曲線で描かれたロータとサイズが同じなため、ハウジングのロータ収納室の大きさは変わらず、理論吐出量の大きいロータに容易に変更することができる。
【００１９】
請求項２の発明では、歯形成形円は４とし、そのうちの２個の前記歯形成形円の組み合わせの一方は小さい歯形成形円として他方の歯形成形円に一部接触しつつ包含されるものとし、前記半歯領域において、前記小さい歯形成形円の一部にて歯底領域が形成されたことにより、より一層高い精度で歯形を形成することができる。
【００２０】
請求項３の発明では、前記歯形成形円は、楕円のみの組み合わせとしたことにより、歯先部を扁平状にでき、力学的強度に優れた歯形にすることができる。請求項４の発明では、歯形成形円は、真円のみの組み合わせとしたことにより、歯形の形成行程を単純化することができる。請求項５の発明では、歯形成形円は、楕円と真円との組み合わせとしたことにより、より高い精度にて歯形を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態におけるポンプロータにおけるインナーロータの正面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部拡大図、（Ｃ）は第１実施形態におけるインナーロータの歯形を構成する楕円形の歯形成形円及び小さい歯形成形円が組み合わせられた状態図、（Ｄ）乃至（Ｆ）は第1実施形態におけるインナーロータの歯形の半歯領域が成形される行程を示す図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第２実施形態におけるインナーロータの歯形を構成する楕円形の歯形成形円及び小さい歯形成形円が組み合わせられた状態図、（Ｂ），（Ｃ）は第２実施形態におけるインナーロータの歯形の半歯領域から歯形が成形されるまでの行程を示す図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第３実施形態におけるインナーロータの歯形を構成する真円形の歯形成形円及び小さい歯形成形円が組み合わせられた状態図、（Ｂ），（Ｃ）は第３実施形態におけるインナーロータの歯形の半歯領域から歯形が成形されるまでの行程を示す図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第４実施形態におけるインナーロータの歯形を構成する楕円形及び真円形の歯形成形円及び小さい歯形成形円が組み合わせられた状態図、（Ｂ），（Ｃ）は第４実施形態におけるインナーロータの歯形の半歯領域から歯形が成形されるまでの行程を示す図である。
【図５】本発明のインナーロータの歯形と通常のトロコイドタイプのインナーロータの歯形とを比較した図である。
【図６】本発明のポンプロータの一例であって歯数８枚のインナーロータと歯数９枚のアウターロータを組み合わせた図である。
【図７】本発明に対する比較用の通常のトロコイド曲線のポンプロータの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明のポンプロータは、内接歯車式ポンプを構成する歯車状のロータである。この種のものでは、インナーロータと該インナーロータを内方に配置して回転するアウターロータとの組み合わせとなるものが一般的である。
【００２３】
本発明はポンプロータにおいて、主にインナーロータに関するものである。以下、ポンプロータにおいて、インナーロータを主として説明する。図５は、本発明におけるポンプロータ（インナーロータ）の歯形Ａと、通常のトロコイド曲線で描かれたインナーロータの歯形Ｂとを比較したものである。本発明の歯形Ａと、トロコイド曲線からなる歯形Ｂとが同一位置に配置されている。
【００２４】
歯先円Ｊａと歯底円Ｊｂは、本発明で描かれたポンプロータ（インナーロータ）の歯形Ａと、通常のトロコイド曲線で描かれたインナーロータの歯形Ｂとで同一のものである。すなわち、歯先径と歯底径は変わらず、一歯（歯底頂点から歯先頂点を経て歯底頂点まで）のピッチ角を本発明で描かれたポンプロータの一歯のピッチ角をθａ、通常のトロコイド曲線で描かれたインナーロータの一歯のピッチ角をθｂとすると、「θｂ＞θａ」となっている。
【００２５】
歯先円Ｊａと、歯底円Ｊｂとを通常のトロコイド曲線のインナーロータと同一にしたことによって、偏心量も同じにしつつ容易に歯数を増加させることができる。したがって、本発明のポンプロータ（インナーロータ）とアウターロータのサイズには変化がなく、それぞれの中心位置も変わらない。すなわち、アウターロータの外径が大きくなることはなく、通常のトロコイド曲線で描かれたロータを用いたハウジングのロータ収納室の大きさ、軸心位置を変えることなく容易にポンプに適用することができ、且つ理論吐出量を大きくすることができる。
【００２６】
次に、本発明のポンプロータ（インナーロータ）の歯形Ａが、前述した「θｂ＞θａ」で且つ歯先円Ｊａと歯底円Ｊｂが通常のトロコイド曲線のインナーロータと同一となるための描画方法について説明する。半歯領域Ａ1は、複数の大小の歯形成形円（大きい歯形
成形円Ｃ，小さい歯形成形円Ｃｓ）により構成される。半歯領域Ａ1とは、ポンプロータ
の直径中心Ｐを通過する直径方向線Ｌｃによって、歯先部１が左右対称となるよう２つの領域に区分けされたいずれか一方側の部分のことをいう。つまり、左右対称の両半歯領域Ａ1，Ａ1によって、歯形Ａが構成される。
【００２７】
複数の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、少なくとも３以上の組み合わせとする。さらに、そのうちの２個の歯形成形円では、一方が小さい歯形成形円Ｃｓとして他方の大きい歯形成形円Ｃにそれぞれの一部同士が接触して、大きい歯形成形円Ｃに小さい歯形成形円Ｃｓが包含されるように組み合わせられる。そして前記小さい歯形成形円Ｃｓの一部にて歯形Ａの半歯領域Ａ1の歯先部が形成され、その他の大きい歯形成形円Ｃの一部同士が円滑に繋ぎ合
わせられて前記半歯領域Ａ1の歯先から歯底に亘って形成される。
【００２８】
さらに、半歯領域Ａ1が４の大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓにて構成される場合では、大き
い歯形成形円Ｃと該大きい歯形成形円Ｃに一部同士が接触しつつ包含される小さい歯形成形円Ｃｓとの組み合わせが２個となる。そして２個の小さい歯形成形円Ｃｓの一方は半歯領域Ａ1の歯先を構成し、他方の小さい歯形成形円Ｃｓは半歯領域Ａ1の歯底を構成する。
【００２９】
前記大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、楕円又は真円が存在する。本発明では、大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、楕円又は真円の組合せにより、以下に示す複数の実施形態が存在する。まず、第１実施形態では、前記半歯領域Ａ1を構成する複数の大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、楕円のみの組み合わせからなるものである（図１参照）。
【００３０】
半歯領域Ａ1は、３個の歯形成形円Ｃから構成され、且つ大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは
、全て楕円である〔図１（Ｂ），（Ｃ）等参照〕。前述したように、３個の歯形成形円では、１個は小さい歯形成形円Ｃｓであり、他の大きい歯形成形円Ｃよりも小さいものである。これらの複数（３個）の歯形成形円Ｃ（小さい歯形成形円Ｃｓを含む）によって、半歯領域Ａ1の歯先部１，噛合い部２，歯底部３が構成される。
【００３１】
また、第１実施形態において、使用される楕円形の３個の大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、小さい歯形成形円Ｃｓを除いて他の２個の大きい歯形成形円Ｃは、説明の便宜上、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1及び第２歯形成形円Ｃ2とする〔図１（Ｃ）参照〕。そして、半歯領域Ａ1の歯先部１では、小さい歯形成形円Ｃｓの一部が使用される。また、噛合い部２は、第１歯形成形円Ｃ1及び第２歯形成形円Ｃ2のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、第２歯形成形円Ｃ2の他の一部は、歯底部３に使用される。
【００３２】
小さい歯形成形円Ｃｓは、第１歯形成形円Ｃ1に一部が接触するようにして包含されて
いる。つまり、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1の内方に小さい歯形成形円Ｃｓが配置され、
両楕円の一部同士が接触する構成である。第１歯形成形円Ｃ1は、成形される歯形より大
きい。すなわち歯形輪郭をほぼ内包し、その外方に張り出すような楕円となっている。
【００３３】
歯先部１を構成する小さい歯形成形円Ｃｓは、第１歯形成形円Ｃ1の内部で接している
ため、歯先部１の形状軌跡は、噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1より径方向外側
に突出することはない。その結果、歯先部１の先端位置が径方向外側に突出することが抑えられ、歯丈が長くなることを抑えることができる。
【００３４】
そして、歯先部１を構成する小さい歯形成形円Ｃｓが内包されるようにして、噛合い部２を構成するが第１歯形成形円Ｃ1が配置されるということは、歯先部１における小さい
歯形成形円Ｃｓの短軸である歯先中心線の貫き方をみると、径方向外側からまず、噛合い部２の第１歯形成形円Ｃ1を貫き、次に歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓを貫き、その次
も歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓを貫き、最後に第１歯形成形円Ｃ1を貫いている。
【００３５】
つまり小さい歯形成形円Ｃｓの円周の一部で歯先部１を形成している部分に徐々に小さい歯形成形円Ｃｓを内方に包含した第１歯形成形円Ｃ1の曲線に近づき、歯先部１の小さ
い歯形成形円Ｃｓと、噛合い部２の第１歯形成形円Ｃ1とが接するところで歯先部１から
噛合い部２へと繋がれて、該噛合い部２の第１歯形成形円Ｃ1にて噛合い部２を形成して
いる部分と、歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓとが今度は徐々に遠ざかっていく。
【００３６】
この噛合い部２における第１歯形成形円Ｃ1が徐々に歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓ
に近づき、繋ぎの部分を経て、歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓが徐々に噛合い部２の第１歯形成形円Ｃ1から遠ざかっていくことより、歯先部１の曲線から噛合い部２の曲線へ
と繋がれる。その繋ぎの部分の曲率半径は、小さくならず、滑らかに繋がれるために、アウターロータとの噛合いも滑らかになり、耐久性が向上し、ロータが噛合うときの音も小さくなり、静粛性が良くなる。
【００３７】
噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1が、歯先部１を構成する小さい歯形成形円Ｃ
ｓより大きな楕円であることから、噛合い部２の曲率半径を大きくでき、該噛合い部２の歯を立たせることができ、歯の厚みを細くすることができるので、歯のピッチ角を小さくすることができる。
【００３８】
歯先部１を構成する小さい歯形成形円Ｃｓ、噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1
、歯底部３を構成する第２歯形成形円Ｃ2が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯
形Ａの半歯領域Ａ1が構成される。そして、前記直径方向線Ｌｃに対して半歯領域Ａ1を線対称に配置することで、インナーロータの一歯分の歯形Ａを創成することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態を図２に基づいて説明する。第２実施形態では、前記半歯領域Ａ1は、全てが楕円形の４個の歯形成形円Ｃから構成される。まず、第２実施形態に
おいて、４個の楕円形の歯形成形円Ｃは、便宜上、第１歯形成形円Ｃ1，第２歯形成形円
Ｃ2及び小さい第１歯形成形円Ｃｓ1，小さい第２歯形成形円Ｃｓ2とする。
【００４０】
そして、半歯領域Ａ1の歯先部１では、楕円形の小さい第１歯形成形円Ｃｓ1の一部が使用される。また、噛合い部２は、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1及び第２歯形成形円Ｃ2のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、歯底部３は楕円形の小さい第２歯形成形円小さい第２歯形成形円Ｃｓ2が使用される。
【００４１】
歯先部１の構成については、前記第１実施形態と同様に噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1に小さい第１歯形成形円Ｃｓ1が一部同士で接触するようにして包含され、小さい第１歯形成形円Ｃｓ1が歯先部１を構成し、第１歯形成形円Ｃ1は噛合い部２の一部を構成する。
【００４２】
さらに、噛合い部２の残りの部分は、楕円形の第２歯形成形円Ｃ2にて構成され、歯底
部３は、第２歯形成形円Ｃ2に一部同士が接触しつつ包含された小さい第２歯形成形円小
さい第２歯形成形円Ｃｓ2によって構成される。歯先部１を構成する小さい第１歯形成形
円Ｃｓ1と、噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1，第２歯形成形円Ｃ2と歯底部３を
構成する小さい第２歯形成形円小さい第２歯形成形円Ｃｓ2が滑らかに繋げられると、イ
ンナーロータの歯形Ａの半歯領域Ａ1が構成される。そして、前記直径方向線Ｌｃに対し
て半歯領域Ａ1を線対称に配置することで、インナーロータの一歯分の歯形Ａを創成する
ことができる。
【００４３】
次に、本発明の第３実施形態を図３に基づいて説明する。第３実施形態では、前記半歯領域Ａ1は、全てが真円形の４個の歯形成形円Ｃから構成される。まず、第３実施形態に
おいて、４個の真円形の歯形成形円Ｃは、便宜上、真円形の第３歯形成形円Ｃ3，第４歯
形成形円Ｃ4及び小さい第３歯形成形円Ｃｓ3，小さい第４歯形成形円Ｃｓ4とする。
【００４４】
そして、半歯領域Ａ1の歯先部１では、真円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3の一部が使用される。また、噛合い部２は、真円形の第３歯形成形円Ｃ3及び第４歯形成形円Ｃ4のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、歯底部３は真円形の小さい第４歯形成形円Ｃｓ4が使用される。
【００４５】
歯先部１の構成については、前記第１実施形態と同様に噛合い部２を構成する第３歯形成形円Ｃ3に小さい第３歯形成形円Ｃｓ3が一部同士で接触するようにして包含され、小さい第３歯形成形円Ｃｓ3が歯先部１を構成し、第３歯形成形円Ｃ3は噛合い部２の一部を構成する。
【００４６】
さらに、噛合い部２の残りの部分は、真円形の第４歯形成形円Ｃ4にて構成され、歯底
部３は、第４歯形成形円Ｃ4に一部同士が接触しつつ包含された小さい第４歯形成形円Ｃ
ｓ4によって構成される。歯先部１を構成する小さい第３歯形成形円Ｃｓ3と、噛合い部２を構成する第３歯形成形円Ｃ3，第４歯形成形円Ｃ4、と歯底部３を構成する小さい第４歯形成形円Ｃｓ4が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯形Ａの半歯領域Ａ1が構成される。そして、前記直径方向線Ｌｃに対して半歯領域Ａ1を線対称に配置することで、イ
ンナーロータの一歯分の歯形Ａを創成することができる。
【００４７】
次に、本発明の第４実施形態を図４に基づいて説明する。第４実施形態では、前記半歯領域Ａ1は、楕円形及び真円形からなる歯形成形円Ｃから構成される。具体的には、２個
の楕円形の第１歯形成形円Ｃ1，第２歯形成形円Ｃ2及び２個の真円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3，小さい第４歯形成形円Ｃｓ4とからなる。
【００４８】
そして、半歯領域Ａ1の歯先部１では、真円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3の一部が使用される。また、噛合い部２は、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1及び第２歯形成形円Ｃ2のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、歯底部３は真円形の小さい第４歯形成形円Ｃｓ4が使用される。
【００４９】
歯先部１の構成については、噛合い部２を構成する楕円形の第１歯形成形円Ｃ1に、真
円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3が一部同士で接触するようにして包含され、真円形の
小さい第３歯形成形円Ｃｓ3が歯先部１を構成し、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1は噛合い部２の一部を構成する。
【００５０】
さらに、噛合い部２の残りの部分は、楕円形の第２歯形成形円Ｃ2にて構成され、歯底
部３は、歯形成形円Ｃ2に一部同士が接触しつつ包含された小さい第４歯形成形円Ｃｓ4によって構成される。歯先部１を構成する真円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3と、噛合い
部２を構成する楕円形の第１歯形成形円Ｃ1，第２歯形成形円Ｃ2と、歯底部３を構成する真円形の小さい第４歯形成形円Ｃｓ4が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯形Ａ
の半歯領域Ａ1が構成される。そして、前記直径方向線Ｌｃに対して半歯領域Ａ1を線対称に配置することで、インナーロータの一歯分の歯形Ａを創成することができる。
【００５１】
本発明のポンプロータと比較用の通常のトロコイド曲線のロータを設計した。本発明による発明品の一例として、歯数８枚のインナーロータと歯数９枚のアウターロータを組み合わせたポンプロータを図６に示した。発明品は第１実施形態の方法で歯形を創成したものである。図７に示したものは比較品であって、トロコイド曲線の歯形を有するポンプロータを採用した。発明品および比較品の歯形の諸元を以下に示す。
【表１】
【符号の説明】
【００５２】
Ａ…歯形、Ａ1…半歯領域、１…歯先部，２…噛合い部，３…歯底部、
Ｃ…歯形成形円、Ｃｓ…小さい歯形成形円、
Ｃ1…第１歯形成形円、Ｃｓ1…小さい第１歯形成形円、
Ｃ2…第２歯形成形円、Ｃｓ2…小さい第２歯形成形円、
Ｃ3…第３歯形成形円、Ｃｓ3…小さい第３歯形成形円、
Ｃ4…第４歯形成形円、Ｃｓ4…小さい第４歯形成形円。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく、吐出量を増加させることができ、且つ耐久性を向上することができるポンプロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のオイルポンプ等の内接歯車式ポンプに使用されるトロコイドタイプ歯車等のロータにおいて、インナーロータの歯底径と、アウターロータとの偏心量等の諸仕様によって、歯数はほぼ制限されてしまい、それゆえに歯数の増減は、狭い範囲でしかできない。また、前述した歯底径、偏心量、歯数が決まると、理論吐出量がほぼ決定されてしまう。
【０００３】
従来のトロコイドロータでは、理論吐出量を大きくするためには、インナーロータとアウターロータとの偏心量を大きくし、ロータの径を大きくするか、或いは偏心量、ロータ径はそのままにして、ロータの厚さを大きくするといった方法がとられる。しかし、いずれの方法においても、ロータサイズが大きくなってしまい、フリクション悪化の要因となってしまう。
【０００４】
このような問題を解消するための一例として、特許文献1が存在している。この特許文
献１の内容を概略する。まず、歯丈設定の自由度を高めてポンプの理論吐出量を増加させたロータであること。そして、歯形を創成する複数の楕円は、サイクロイド曲線やトロコイド曲線の歯形を用いたインナーロータよりも歯丈の大きな歯が創成されるように適正サイズの楕円を適宜数組み合わせたこと。
【０００５】
以上の構成のように、インナーロータは、歯先部、歯底部及びアウターロータとの噛合い部（歯先部と歯底部を繋ぐ部分）の歯形を、それぞれ楕円の長軸に沿った曲線（曲率半径の大きい方の曲線）で創成することにより、理想的な歯形ができる。
【０００６】
特許文献１に開示された図４の歯形では、歯先部２ａと歯底部２ｂがともに楕円の長軸に沿った曲線で形成されている。そのために、アウターロータの歯に対する歯先、歯底の接触領域を広げることができ、歯先、歯底の保護効果が高まる。また、特許文献１に開示された図４のように、噛合い部２ｃを楕円の長軸に沿った曲線で形成することで歯丈ｈを十分に高くすることが可能になる。
【０００７】
特許文献1における内接歯車ポンプのロータと、一般的なトロコイド曲線のロータとを
比較する。特許文献１に開示された図12は、歯数８枚のインナーロータと歯数９枚のアウターロータを組み合わせたポンプ用ロータである。
特許文献１の歯形の諸元を以下に示す。
アウターロータ外径：φ６０．０mm
アウターロータ大径（歯底円径）：φ５２．０mm
アウターロータ小径（歯先円径）：φ３８．４mm
インナーロータ大径（歯先円径）：φ４５．２mm
インナーロータ小径（歯底円径）：φ３１．６mm
インナーロータ内径：φ１５．０mm
ロータ厚み：１５mm
偏心量ｅ：３．４mm（歯丈２ｅ：６．８mm）
この特許文献１の理論吐出量は、１２．３cm3／ｒｅｖである。
【０００８】
上記特許文献１に対する比較品として、特許文献１に開示された図１５に示されたトロコイド曲線の歯形を有するポンプ用ロータを採用した。特許文献１に開示された図１５は、従来歯形を有するポンプ用ロータとして開示されたものである。この比較品の諸元は以下の通りである。
アウターロータ外径：φ６０．０mm
アウターロータ大径：φ５２．０mm
アウターロータ小径：φ３９．６mm
インナーロータ大径：φ４５．８mm
インナーロータ小径：φ３３．４mm
ロータ厚み：１５mm
偏心量ｅ：３．１mm（歯丈２ｅ：６．２mm）
この比較品の理論吐出量は、１１．４cm3／ｒｅｖである。
以上のように、特許文献１のロータは、比較品よりも、内側に長く延ばして歯丈を大きくしている。且つ理論吐出量が増加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１７３１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上述べたように、特許文献１では、歯丈を大きくして、理論吐出量を増加させたロータである。そして、歯丈を大きくするために歯先部、歯底部及び噛合い部の歯形を、それぞれ楕円の長軸に沿った曲線で創成することにより、理想的な歯形ができるとしている。しかし、成形歯形より小さい楕円によって歯形が形成されるものであることから、部分的に重なる楕円をほぼ９０°の角度で繋いでいるので、歯先の円弧と噛合い部の円弧の繋ぎ都分の変曲点付近で曲率半径が小さくなってしまい、形状の急激な変化が生じ、あまり滑らかではない。
【００１１】
そして、歯丈を大きくすることによって、噛合い部の歯の角度が立っているので、アウターロータとの噛み合いにおいて、噛合い範囲が小さくなり、アウターロータを押す力が集中してしまい、面圧が高くなり、且つ摺動の要素が大きい状態でアウターロータを駆動させるので、耐久性が低くなってしまう。また、最深噛合い部においてインナーロータの歯先とアウターロータの歯底が近接する部分が大きいので、オイルを吐出する際にオイルが袋小路になってしまいポンピングロスが大きくなってしまう。
【００１２】
さらに、ロータが噛み合うときの音も大きくなりがちで、静粛性も良いとは言えない。本発明の目的(解決しようとする技術課題)は、ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく、吐出量を増加することができ、且つ耐久性を向上することができるオイルポンプロータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形成形円であって、該歯形成形円は３つ具備され、そのうちの２つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円）として他方の大きい歯形成形円（第２歯形成形円）に内接しつつ前記小さい歯形成形円（第１歯形成形円）の全体が包含される組み合わせとし、前記半歯領域において、前記小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円）の一部にて歯先部が形成され、前記小さい歯形成形円(小さい第１歯形成形円)が内接し、且つ包含する前記大きい歯形成形円(第２歯形成形円)の一部にて噛合い部が形成され、前記大きい歯形成形円（第２歯形成形円)と外接するもう一方の歯形成形円(第３歯形成形円)の一部にて歯底部が形成されてなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１４】
請求項２の発明を、内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形成形円であって、該歯形成形円は４つ具備され、そのうちの２つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円，小さい第３歯形成形円）として他方の大きい歯形成形円（第２，第４歯形成形円）に内接しつつ前記小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円，小さい第３歯形成形円）の全体が包含される組み合わせとしたものを２組とし、前記半歯領域において、一組目の前記小さい歯形成形円（小さい第１歯形成形円）の一部にて歯先部が形成され、二組目の前記小さい歯形成形円（小さい第３歯形成形円）の一部にて歯底部が形成され、他の前記大きい歯形成形円（第２，第４歯形成形円）の一部が外接しつつ前記半歯領域の噛合い部が形成されてなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。
【００１５】
請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記歯形成形円は、楕円のみの組み合わせからなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項１又は２において、前記歯形成形円は、真円のみの組み合わせからなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１又は２において、前記歯形成形円は、楕円と真円との組み合わせからなるポンプロータとしたことにより、上記課題を解決した。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明におけるポンプロータでは、通常のトロコイドタイプのロータと比べ、歯先径、歯底径、偏心量を変えることなく、すなわち歯丈を高くしないで、歯数を増やすことができ、ロータの外径や軸方向厚さを大きくすることなく吐出量を増加することができる。
【００１７】
さらに、歯数を増やすことにより、脈動の小さい低騒音なポンプロータとなる。また、楕円または真円を内接することにより、歯先の円弧と噛合い部の円弧の繋ぎ部分の変曲点付近で曲率半径を大きくすることができ、繋ぎ部を滑らかにすることができる。また、噛合い部の歯の角度を寝かせているので、アウターロータとの噛み合いにおいて、噛合い範囲が大きくなり、アウターロータを押す力を分散することができ、面圧を低く抑えることができる。
【００１８】
且つ摺動よりも転がりの要素が大きい状態でアウターロータを駆動させるので、耐久性が向上し、最深噛合い部においてインナーロータの歯先とアウターロータの歯底が近接する部分が小さいので、オイルを吐出する際に効率よくオイルを押し出すことができ、ポンピングロスが小さくなり、ロータが噛み合うときの音も小さくでき、静粛性も良くなる。本発明で描かれたポンプロータは、通常のトロコイド曲線で描かれたロータとサイズが同じなため、ハウジングのロータ収納室の大きさは変わらず、理論吐出量の大きいロータに容易に変更することができる。
【００１９】
請求項２の発明では、歯形成形円は４とし、そのうちの２個の前記歯形成形円の組み合わせの一方は小さい歯形成形円として他方の歯形成形円に一部接触しつつ包含されるものとし、前記半歯領域において、前記小さい歯形成形円の一部にて歯底領域が形成されたことにより、より一層高い精度で歯形を形成することができる。
【００２０】
請求項３の発明では、前記歯形成形円は、楕円のみの組み合わせとしたことにより、歯先部を扁平状にでき、力学的強度に優れた歯形にすることができる。請求項４の発明では、歯形成形円は、真円のみの組み合わせとしたことにより、歯形の形成行程を単純化することができる。請求項５の発明では、歯形成形円は、楕円と真円との組み合わせとしたことにより、より高い精度にて歯形を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態におけるポンプロータにおけるインナーロータの正面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ア）部拡大図、（Ｃ）は第１実施形態におけるインナーロータの歯形を構成する楕円形の歯形成形円及び小さい歯形成形円が組み合わせられた状態図、（Ｄ）乃至（Ｆ）は第1実施形態におけるインナーロータの歯形の半歯領域が成形される行程を示す図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第２実施形態におけるインナーロータの歯形を構成する楕円形の歯形成形円及び小さい歯形成形円が組み合わせられた状態図、（Ｂ），（Ｃ）は第２実施形態におけるインナーロータの歯形の半歯領域から歯形が成形されるまでの行程を示す図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第３実施形態におけるインナーロータの歯形を構成する真円形の歯形成形円及び小さい歯形成形円が組み合わせられた状態図、（Ｂ），（Ｃ）は第３実施形態におけるインナーロータの歯形の半歯領域から歯形が成形されるまでの行程を示す図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第４実施形態におけるインナーロータの歯形を構成する楕円形及び真円形の歯形成形円及び小さい歯形成形円が組み合わせられた状態図、（Ｂ），（Ｃ）は第４実施形態におけるインナーロータの歯形の半歯領域から歯形が成形されるまでの行程を示す図である。
【図５】本発明のインナーロータの歯形と通常のトロコイドタイプのインナーロータの歯形とを比較した図である。
【図６】本発明のポンプロータの一例であって歯数８枚のインナーロータと歯数９枚のアウターロータを組み合わせた図である。
【図７】本発明に対する比較用の通常のトロコイド曲線のポンプロータの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明のポンプロータは、内接歯車式ポンプを構成する歯車状のロータである。この種のものでは、インナーロータと該インナーロータを内方に配置して回転するアウターロータとの組み合わせとなるものが一般的である。
【００２３】
本発明はポンプロータにおいて、主にインナーロータに関するものである。以下、ポンプロータにおいて、インナーロータを主として説明する。図５は、本発明におけるポンプロータ（インナーロータ）の歯形Ａと、通常のトロコイド曲線で描かれたインナーロータの歯形Ｂとを比較したものである。本発明の歯形Ａと、トロコイド曲線からなる歯形Ｂとが同一位置に配置されている。
【００２４】
歯先円Ｊａと歯底円Ｊｂは、本発明で描かれたポンプロータ（インナーロータ）の歯形Ａと、通常のトロコイド曲線で描かれたインナーロータの歯形Ｂとで同一のものである。すなわち、歯先径と歯底径は変わらず、一歯（歯底頂点から歯先頂点を経て歯底頂点まで）のピッチ角を本発明で描かれたポンプロータの一歯のピッチ角をθａ、通常のトロコイド曲線で描かれたインナーロータの一歯のピッチ角をθｂとすると、「θｂ＞θａ」となっている。
【００２５】
歯先円Ｊａと、歯底円Ｊｂとを通常のトロコイド曲線のインナーロータと同一にしたことによって、偏心量も同じにしつつ容易に歯数を増加させることができる。したがって、本発明のポンプロータ（インナーロータ）とアウターロータのサイズには変化がなく、それぞれの中心位置も変わらない。すなわち、アウターロータの外径が大きくなることはなく、通常のトロコイド曲線で描かれたロータを用いたハウジングのロータ収納室の大きさ、軸心位置を変えることなく容易にポンプに適用することができ、且つ理論吐出量を大きくすることができる。
【００２６】
次に、本発明のポンプロータ（インナーロータ）の歯形Ａが、前述した「θｂ＞θａ」で且つ歯先円Ｊａと歯底円Ｊｂが通常のトロコイド曲線のインナーロータと同一となるための描画方法について説明する。半歯領域Ａ1は、複数の大小の歯形成形円（大きい歯形
成形円Ｃ，小さい歯形成形円Ｃｓ）により構成される。半歯領域Ａ1とは、ポンプロータ
の直径中心Ｐを通過する直径方向線Ｌｃによって、歯先部１が左右対称となるよう２つの領域に区分けされたいずれか一方側の部分のことをいう。つまり、左右対称の両半歯領域Ａ1，Ａ1によって、歯形Ａが構成される。
【００２７】
複数の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、少なくとも３以上の組み合わせとする。さらに、そのうちの２個の歯形成形円では、一方が小さい歯形成形円Ｃｓとして他方の大きい歯形成形円Ｃにそれぞれの一部同士が接触して、大きい歯形成形円Ｃに小さい歯形成形円Ｃｓが包含されるように組み合わせられる。そして前記小さい歯形成形円Ｃｓの一部にて歯形Ａの半歯領域Ａ1の歯先部が形成され、その他の大きい歯形成形円Ｃの一部同士が円滑に繋ぎ合
わせられて前記半歯領域Ａ1の歯先から歯底に亘って形成される。
【００２８】
さらに、半歯領域Ａ1が４の大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓにて構成される場合では、大き
い歯形成形円Ｃと該大きい歯形成形円Ｃに一部同士が接触しつつ包含される小さい歯形成形円Ｃｓとの組み合わせが２個となる。そして２個の小さい歯形成形円Ｃｓの一方は半歯領域Ａ1の歯先を構成し、他方の小さい歯形成形円Ｃｓは半歯領域Ａ1の歯底を構成する。
【００２９】
前記大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、楕円又は真円が存在する。本発明では、大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、楕円又は真円の組合せにより、以下に示す複数の実施形態が存在する。まず、第１実施形態では、前記半歯領域Ａ1を構成する複数の大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、楕円のみの組み合わせからなるものである（図１参照）。
【００３０】
半歯領域Ａ1は、３個の歯形成形円Ｃから構成され、且つ大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは
、全て楕円である〔図１（Ｂ），（Ｃ）等参照〕。前述したように、３個の歯形成形円では、１個は小さい歯形成形円Ｃｓであり、他の大きい歯形成形円Ｃよりも小さいものである。これらの複数（３個）の歯形成形円Ｃ（小さい歯形成形円Ｃｓを含む）によって、半歯領域Ａ1の歯先部１，噛合い部２，歯底部３が構成される。
【００３１】
また、第１実施形態において、使用される楕円形の３個の大小の歯形成形円Ｃ，Ｃｓは、小さい歯形成形円Ｃｓを除いて他の２個の大きい歯形成形円Ｃは、説明の便宜上、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1及び第２歯形成形円Ｃ2とする〔図１（Ｃ）参照〕。そして、半歯領域Ａ1の歯先部１では、小さい歯形成形円Ｃｓの一部が使用される。また、噛合い部２は、第１歯形成形円Ｃ1及び第２歯形成形円Ｃ2のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、第２歯形成形円Ｃ2の他の一部は、歯底部３に使用される。
【００３２】
小さい歯形成形円Ｃｓは、第１歯形成形円Ｃ1に一部が接触するようにして包含されて
いる。つまり、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1の内方に小さい歯形成形円Ｃｓが配置され、
両楕円の一部同士が接触する構成である。第１歯形成形円Ｃ1は、成形される歯形より大
きい。すなわち歯形輪郭をほぼ内包し、その外方に張り出すような楕円となっている。
【００３３】
歯先部１を構成する小さい歯形成形円Ｃｓは、第１歯形成形円Ｃ1の内部で接している
ため、歯先部１の形状軌跡は、噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1より径方向外側
に突出することはない。その結果、歯先部１の先端位置が径方向外側に突出することが抑えられ、歯丈が長くなることを抑えることができる。
【００３４】
そして、歯先部１を構成する小さい歯形成形円Ｃｓが内包されるようにして、噛合い部２を構成するが第１歯形成形円Ｃ1が配置されるということは、歯先部１における小さい
歯形成形円Ｃｓの短軸である歯先中心線の貫き方をみると、径方向外側からまず、噛合い部２の第１歯形成形円Ｃ1を貫き、次に歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓを貫き、その次
も歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓを貫き、最後に第１歯形成形円Ｃ1を貫いている。
【００３５】
つまり小さい歯形成形円Ｃｓの円周の一部で歯先部１を形成している部分に徐々に小さい歯形成形円Ｃｓを内方に包含した第１歯形成形円Ｃ1の曲線に近づき、歯先部１の小さ
い歯形成形円Ｃｓと、噛合い部２の第１歯形成形円Ｃ1とが接するところで歯先部１から
噛合い部２へと繋がれて、該噛合い部２の第１歯形成形円Ｃ1にて噛合い部２を形成して
いる部分と、歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓとが今度は徐々に遠ざかっていく。
【００３６】
この噛合い部２における第１歯形成形円Ｃ1が徐々に歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓ
に近づき、繋ぎの部分を経て、歯先部１の小さい歯形成形円Ｃｓが徐々に噛合い部２の第１歯形成形円Ｃ1から遠ざかっていくことより、歯先部１の曲線から噛合い部２の曲線へ
と繋がれる。その繋ぎの部分の曲率半径は、小さくならず、滑らかに繋がれるために、アウターロータとの噛合いも滑らかになり、耐久性が向上し、ロータが噛合うときの音も小さくなり、静粛性が良くなる。
【００３７】
噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1が、歯先部１を構成する小さい歯形成形円Ｃ
ｓより大きな楕円であることから、噛合い部２の曲率半径を大きくでき、該噛合い部２の歯を立たせることができ、歯の厚みを細くすることができるので、歯のピッチ角を小さくすることができる。
【００３８】
歯先部１を構成する小さい歯形成形円Ｃｓ、噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1
、歯底部３を構成する第２歯形成形円Ｃ2が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯
形Ａの半歯領域Ａ1が構成される。そして、前記直径方向線Ｌｃに対して半歯領域Ａ1を線対称に配置することで、インナーロータの一歯分の歯形Ａを創成することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態を図２に基づいて説明する。第２実施形態では、前記半歯領域Ａ1は、全てが楕円形の４個の歯形成形円Ｃから構成される。まず、第２実施形態に
おいて、４個の楕円形の歯形成形円Ｃは、便宜上、第１歯形成形円Ｃ1，第２歯形成形円
Ｃ2及び小さい第１歯形成形円Ｃｓ1，小さい第２歯形成形円Ｃｓ2とする。
【００４０】
そして、半歯領域Ａ1の歯先部１では、楕円形の小さい第１歯形成形円Ｃｓ1の一部が使用される。また、噛合い部２は、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1及び第２歯形成形円Ｃ2のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、歯底部３は楕円形の小さい第２歯形成形円小さい第２歯形成形円Ｃｓ2が使用される。
【００４１】
歯先部１の構成については、前記第１実施形態と同様に噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1に小さい第１歯形成形円Ｃｓ1が一部同士で接触するようにして包含され、小さい第１歯形成形円Ｃｓ1が歯先部１を構成し、第１歯形成形円Ｃ1は噛合い部２の一部を構成する。
【００４２】
さらに、噛合い部２の残りの部分は、楕円形の第２歯形成形円Ｃ2にて構成され、歯底
部３は、第２歯形成形円Ｃ2に一部同士が接触しつつ包含された小さい第２歯形成形円小
さい第２歯形成形円Ｃｓ2によって構成される。歯先部１を構成する小さい第１歯形成形
円Ｃｓ1と、噛合い部２を構成する第１歯形成形円Ｃ1，第２歯形成形円Ｃ2と歯底部３を
構成する小さい第２歯形成形円小さい第２歯形成形円Ｃｓ2が滑らかに繋げられると、イ
ンナーロータの歯形Ａの半歯領域Ａ1が構成される。そして、前記直径方向線Ｌｃに対し
て半歯領域Ａ1を線対称に配置することで、インナーロータの一歯分の歯形Ａを創成する
ことができる。
【００４３】
次に、本発明の第３実施形態を図３に基づいて説明する。第３実施形態では、前記半歯領域Ａ1は、全てが真円形の４個の歯形成形円Ｃから構成される。まず、第３実施形態に
おいて、４個の真円形の歯形成形円Ｃは、便宜上、真円形の第３歯形成形円Ｃ3，第４歯
形成形円Ｃ4及び小さい第３歯形成形円Ｃｓ3，小さい第４歯形成形円Ｃｓ4とする。
【００４４】
そして、半歯領域Ａ1の歯先部１では、真円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3の一部が使用される。また、噛合い部２は、真円形の第３歯形成形円Ｃ3及び第４歯形成形円Ｃ4のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、歯底部３は真円形の小さい第４歯形成形円Ｃｓ4が使用される。
【００４５】
歯先部１の構成については、前記第１実施形態と同様に噛合い部２を構成する第３歯形成形円Ｃ3に小さい第３歯形成形円Ｃｓ3が一部同士で接触するようにして包含され、小さい第３歯形成形円Ｃｓ3が歯先部１を構成し、第３歯形成形円Ｃ3は噛合い部２の一部を構成する。
【００４６】
さらに、噛合い部２の残りの部分は、真円形の第４歯形成形円Ｃ4にて構成され、歯底
部３は、第４歯形成形円Ｃ4に一部同士が接触しつつ包含された小さい第４歯形成形円Ｃ
ｓ4によって構成される。歯先部１を構成する小さい第３歯形成形円Ｃｓ3と、噛合い部２を構成する第３歯形成形円Ｃ3，第４歯形成形円Ｃ4、と歯底部３を構成する小さい第４歯形成形円Ｃｓ4が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯形Ａの半歯領域Ａ1が構成される。そして、前記直径方向線Ｌｃに対して半歯領域Ａ1を線対称に配置することで、イ
ンナーロータの一歯分の歯形Ａを創成することができる。
【００４７】
次に、本発明の第４実施形態を図４に基づいて説明する。第４実施形態では、前記半歯領域Ａ1は、楕円形及び真円形からなる歯形成形円Ｃから構成される。具体的には、２個
の楕円形の第１歯形成形円Ｃ1，第２歯形成形円Ｃ2及び２個の真円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3，小さい第４歯形成形円Ｃｓ4とからなる。
【００４８】
そして、半歯領域Ａ1の歯先部１では、真円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3の一部が使用される。また、噛合い部２は、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1及び第２歯形成形円Ｃ2のそれぞれの一部が連続状に使用される。また、歯底部３は真円形の小さい第４歯形成形円Ｃｓ4が使用される。
【００４９】
歯先部１の構成については、噛合い部２を構成する楕円形の第１歯形成形円Ｃ1に、真
円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3が一部同士で接触するようにして包含され、真円形の
小さい第３歯形成形円Ｃｓ3が歯先部１を構成し、楕円形の第１歯形成形円Ｃ1は噛合い部２の一部を構成する。
【００５０】
さらに、噛合い部２の残りの部分は、楕円形の第２歯形成形円Ｃ2にて構成され、歯底
部３は、歯形成形円Ｃ2に一部同士が接触しつつ包含された小さい第４歯形成形円Ｃｓ4によって構成される。歯先部１を構成する真円形の小さい第３歯形成形円Ｃｓ3と、噛合い
部２を構成する楕円形の第１歯形成形円Ｃ1，第２歯形成形円Ｃ2と、歯底部３を構成する真円形の小さい第４歯形成形円Ｃｓ4が滑らかに繋げられると、インナーロータの歯形Ａ
の半歯領域Ａ1が構成される。そして、前記直径方向線Ｌｃに対して半歯領域Ａ1を線対称に配置することで、インナーロータの一歯分の歯形Ａを創成することができる。
【００５１】
本発明のポンプロータと比較用の通常のトロコイド曲線のロータを設計した。本発明による発明品の一例として、歯数８枚のインナーロータと歯数９枚のアウターロータを組み合わせたポンプロータを図６に示した。発明品は第１実施形態の方法で歯形を創成したものである。図７に示したものは比較品であって、トロコイド曲線の歯形を有するポンプロータを採用した。発明品および比較品の歯形の諸元を以下に示す。
【表１】
【符号の説明】
【００５２】
Ａ…歯形、Ａ1…半歯領域、１…歯先部，２…噛合い部，３…歯底部、
Ｃ…歯形成形円、Ｃｓ…小さい歯形成形円、
Ｃ1…第１歯形成形円、Ｃｓ1…小さい第１歯形成形円、
Ｃ2…第２歯形成形円、Ｃｓ2…小さい第２歯形成形円、
Ｃ3…第３歯形成形円、Ｃｓ3…小さい第３歯形成形円、
Ｃ4…第４歯形成形円、Ｃｓ4…小さい第４歯形成形円。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形成形円であって、該歯形成形円は３つ具備され、そのうちの２つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円として他方の大きい歯形成形円に内接しつつ前記小さい歯形成形円の全体が包含される組み合わせとし、前記半歯領域において、前記小さい歯形成形円の一部にて歯先部が形成され、前記小さい歯形成形円が内接し、且つ包含する前記大きい歯形成形円の一部にて噛合い部が形成され、前記大きい歯形成形円と外接するもう一方の歯形成形円の一部にて歯底部が形成されてなることを特徴とするポンプロータ。
【請求項２】
内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形成形円であって、該歯形成形円は４つ具備され、そのうちの２つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円として他方の大きい歯形成形円に内接しつつ前記小さい歯形成形円の全体が包含される組み合わせとしたものを２組とし、前記半歯領域において、一組目の前記小さい歯形成形円の一部にて歯先部が形成され、二組目の前記小さい歯形成形円の一部にて歯底部が形成され、他の前記大きい歯形成形円の一部が外接しつつ前記半歯領域の噛合い部が形成されてなることを特徴とするポンプロータ。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記歯形成形円は、楕円のみの組み合わせからなることを特徴とするポンプロータ。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記歯形成形円は、真円のみの組み合わせからなることを特徴とするポンプロータ。
【請求項５】
請求項１又は２において、前記歯形成形円は、楕円と真円との組み合わせからなることを特徴とするポンプロータ。
【請求項１】
内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形成形円であって、該歯形成形円は３つ具備され、そのうちの２つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円として他方の大きい歯形成形円に内接しつつ前記小さい歯形成形円の全体が包含される組み合わせとし、前記半歯領域において、前記小さい歯形成形円の一部にて歯先部が形成され、前記小さい歯形成形円が内接し、且つ包含する前記大きい歯形成形円の一部にて噛合い部が形成され、前記大きい歯形成形円と外接するもう一方の歯形成形円の一部にて歯底部が形成されてなることを特徴とするポンプロータ。
【請求項２】
内接歯車式ポンプのインナーロータの歯形において、該歯形の半歯領域を構成する楕円又は真円の少なくともいずれかである歯形成形円であって、該歯形成形円は４つ具備され、そのうちの２つの前記歯形成形円は、一方を小さい歯形成形円として他方の大きい歯形成形円に内接しつつ前記小さい歯形成形円の全体が包含される組み合わせとしたものを２組とし、前記半歯領域において、一組目の前記小さい歯形成形円の一部にて歯先部が形成され、二組目の前記小さい歯形成形円の一部にて歯底部が形成され、他の前記大きい歯形成形円の一部が外接しつつ前記半歯領域の噛合い部が形成されてなることを特徴とするポンプロータ。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記歯形成形円は、楕円のみの組み合わせからなることを特徴とするポンプロータ。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記歯形成形円は、真円のみの組み合わせからなることを特徴とするポンプロータ。
【請求項５】
請求項１又は２において、前記歯形成形円は、楕円と真円との組み合わせからなることを特徴とするポンプロータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１００７６２（Ｐ２０１３−１００７６２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４５１２（Ｐ２０１１−２４４５１２）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００１４４８１０）株式会社山田製作所 (183)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（０００１４４８１０）株式会社山田製作所 (183)
【Ｆターム（参考）】
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