專利名稱：油泵轉子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用在油泵中的油泵轉子組件，其通過改變內(nèi)轉子和外轉子之間的小室的容積來吸收和排出液體。
背景技術：
一個普通的油泵包括一個具有“n”個外齒的內(nèi)轉子(以下“n”表示自然數(shù))，一個具有“n+1”個內(nèi)齒的外轉子，該內(nèi)齒與所述外齒嚙合，還包括一個外殼，其內(nèi)設有用于吸收液體的抽吸部分和用于排出液體的排放部分，并且液體通過內(nèi)轉子的轉動被吸收和排出，這樣造成內(nèi)轉子和外轉子之間所形成的小室的容積的變化。
從轉動方向上觀察，每個小室在前部和后部由內(nèi)轉子的外齒和外轉子的內(nèi)齒之間的接觸區(qū)限制出，并且在其它側面部分由外殼限制出，這樣形成了一個獨立的液體輸送腔。在外齒和內(nèi)齒之間的嚙合過程中，在小室的容積達到最小后繼續(xù)移過這個抽吸部分時，每個小室由于其容積的增加而吸收液體，以及在小室的容積達到最大后繼續(xù)移過這個排放部分時，每個小室由于其容積的減小而排出液體。
因為這種油泵小巧并容易組裝，所以具有上述結構的油泵被廣泛地用作汽車中的潤滑油泵和自動變速裝置用的油泵等等。比如當這樣的油泵安裝到車上時，該油泵由車輛的發(fā)動機以這樣的方面驅動，即該泵的內(nèi)轉子直接連接到發(fā)動機曲軸上，這被稱作“曲軸直接驅動”。
在這樣的油泵中，為了降低泵噪音和提高機械效率，當內(nèi)轉子和外轉子從兩者互相嚙合的位置轉180度到一位置時，內(nèi)轉子齒頂和外轉子齒頂之間形成具有適當大小的頂部間隙。
形成一個頂部間隙的方法可以如下例，均勻地切出外轉子的齒輪廓以便在內(nèi)、外轉子齒表面之間形成間隙和以便在處于嚙合狀態(tài)的內(nèi)、外轉子的齒頂之間形成頂部間隙，或者可以用另一種方法，形成齒形的擺線曲線可以局部變平。
接下來，在決定內(nèi)、外轉子的齒輪廓時必須要滿足的條件將在下文解釋。
至于內(nèi)轉子ri，因為，當每個滾動圓完成了沿基圓的滾動時，第一外接滾動圓ai(其直徑為a(chǎn)i)的滾動距離之和與第一內(nèi)接滾動圓bi(其直徑為bi)的滾動距離之和必須是相接近的，也就是說，內(nèi)轉子ri的基圓di(其直徑為di)的周長必須等于第一外接滾動圓ai與第一內(nèi)接滾動圓bi的每個旋轉滾動距離之和乘以一個整數(shù)(即，乘以內(nèi)轉子ri的齒數(shù))后得到的長度，所以，di＝n·(a(chǎn)i+bi)。
類似地，至于外轉子ro，外轉子ro基圓“do”(其直徑為do)的周長必須等于第二外接滾動圓ao(其直徑為a(chǎn)o)與第二內(nèi)接滾動圓bo(其直徑為bo)的每個旋轉滾動距離之和乘以一個整數(shù)(即，乘以外轉子ro的齒數(shù))后得到的長度，所以，do＝(n+1)·(a(chǎn)o+bo)。
這里，因為內(nèi)轉子ri和外轉子ro必須互相嚙合，所以假定兩轉子之間的偏心距離為“e”，那么a(chǎn)i+bi＝a(chǎn)o+bo＝2e。
在上面等式的基礎上，在決定內(nèi)轉子ri和外轉子ro的輪廓時必須滿足等式(n+1)·di＝n·do。
這里，為了給處于嚙合位置的齒頂和齒隙之間的間隙和從該嚙合位置旋轉180度后所達位置處的頂部(頂部間隙)之間的另一個間隙分配一個距離(＝s)，那么形成的第一和第二外接滾動圓與第一和第二內(nèi)接滾動圓滿足下列等式a(chǎn)o＝a(chǎn)i+s/2；和bo＝bi-s/2。
更特別的是，通過增加外轉子外接滾動圓的直徑，如圖8所示，可以在嚙合位置的外轉子ro的齒隙和內(nèi)轉子ri的齒頂之間形成s/2的距離。另一方面，通過減小內(nèi)轉子內(nèi)接滾動圓的直徑，如圖9所示，可以在嚙合位置的內(nèi)轉子ri的齒隙和外轉子ro的齒頂之間形成s/2的距離。
如圖7至9所示，形成的油泵轉子組件滿足上面等式。該油泵轉子組件的尺寸如下di(內(nèi)轉子ri基圓di的直徑)＝52.00mm；a(chǎn)i(第一外接滾動圓ai的直徑)＝2.50mm；bi(第一內(nèi)接滾動圓bi的直徑)＝2.70mm；齒數(shù)Zi＝n＝10；外轉子ro的外部直徑為70mm；do(外轉子ro基圓“do”的直徑)＝57.20mm；a(chǎn)o(第二外接滾動圓ao的直徑)＝2.56mm；bo(第二內(nèi)接滾動圓bo的直徑)＝2.64mm；齒數(shù)Zo＝n+1＝11；偏心距離“e”＝2.6mm。
如圖8和9所示，在內(nèi)轉子外齒和外轉子內(nèi)齒之間，不僅在齒頂和齒隙中點具有徑向間隙s1，而且在基圓和齒表面交叉點附近具有圓周間隙s2。
如果將徑向間隙s1設定成s/2，距離“s”是通過適當?shù)剡x擇第二外接滾動圓ao的直徑和第一內(nèi)接滾動圓bo的直徑并來形成，那么圓周間隙s2將變大，如圖8和9所示，結果內(nèi)轉子和外轉子之間的振動和齒表面滑動將增加，所以遇到的問題是傳遞轉矩的損耗增加、發(fā)熱、以及由于轉子之間的連續(xù)碰撞發(fā)出的噪音。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于通過正確地形成定互相嚙合的內(nèi)轉子和外轉子的齒輪廓，來減少油泵發(fā)出的噪音，從而減少轉子的齒表面之間的滑動阻力。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面中的一種油泵轉子組件包括一個具有“n”個外齒的內(nèi)轉子；和一個具有(n+1)個內(nèi)齒的外轉子，該內(nèi)齒與外齒嚙合，其中這個油泵轉子組件被用在油泵中，該油泵進一步包括一個外殼，其形成有用于吸進液體的抽吸部分和用于排出液體的排放部分，這個油泵通過內(nèi)轉子和外轉子之間所形成的小室的容積改變來吸進和排出液體進而輸送液體，這個容積的改變是由互相嚙合的內(nèi)轉子和外轉子之間的相對轉動而引起的，其中內(nèi)轉子每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第一外接滾動圓(Ai)沿基圓(Di)不滑動地滾動而形成的，其齒隙輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第一內(nèi)接滾動圓(Bi)沿基圓(Di)不滑動地滾動而形成的，以及外轉子(20)每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第二外接滾動圓(Ao)沿基圓(Do)不滑動地滾動而形成的，其齒頂輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第二內(nèi)接滾動圓(Bo)沿基圓(Do)不滑動地滾動而形成的，其中內(nèi)轉子和外轉子被形成以便滿足下列等式Bo＝Bi；Do＝Di·(n+1)/n+t·(n+1)/(n+2)；和Ao＝Ai+t/(n+2)，這里Di為內(nèi)轉子的基圓的直徑，Ai為第一外接滾動圓(Ai)的直徑，Bi為第一內(nèi)接滾動圓(Bi)的直徑，Do為外轉子基圓的直徑，Ao為第二外接滾動圓(Ao)的直徑，Bo為第二內(nèi)接滾動圓(Bo)的直徑，并且t(≠0)為內(nèi)轉子的齒頂與外轉子齒頂之間的距離。
特別是，決定內(nèi)轉子和外轉子的齒輪廓時，由于內(nèi)轉子外接滾動圓和內(nèi)接滾動圓的滾動距離之和必須等于內(nèi)轉子基圓的周長，并且外轉子外接滾動圓和內(nèi)接滾動圓的滾動距離之和必須等于外轉子基圓的周長，所以必須滿足下列等式Di＝n·(Ao+Bo)；和Do＝(n+1)·(Ao+Bo)。
除此之外，在本發(fā)明中，為了減少外轉子齒頂和內(nèi)轉子齒隙之間的圓周間隙，那么內(nèi)、外轉子的內(nèi)接滾動圓的直徑被設定成彼此相等，即，Bo＝Bi。
基于上述條件，外轉子內(nèi)接滾動圓的直徑變得比一般情況中的內(nèi)接滾動圓直徑(＝Bi-t/2)大；因此，為了保證一個合適的距離“t”，則外轉子基圓的直徑比一般情況中的基圓直徑(＝Di·(n+1)/n)大，即Do＝Di·(n+1)/n+(n+1)·t/(n+2)。
由于外轉子的基圓直徑改變了，所以為了使外接滾動圓和內(nèi)接滾動圓的滾動距離相接近，外轉子外接滾動圓的直徑必須調(diào)整如下Ao＝Ai+t/(n+2)。
依照本發(fā)明，因為在內(nèi)轉子外齒和外轉子內(nèi)齒之間保證了一個適當?shù)膹较蜷g隙，并且轉子齒之間的圓周間隙比一般情況中的相應間隙小，所以轉子之間發(fā)出的碰撞聲變小了，并且油泵的靜噪性可以得到改進。
本發(fā)明的第一方面和第二方面的油泵中，形成的內(nèi)轉子和外轉子滿足下列不等式0.03mm≤t≤0.25mm(mm毫米)。
根據(jù)本發(fā)明，將距離“t”設定為0.03mm≤t，可以防止壓力脈動、空穴噪音和齒表面磨損，另一方面，由于距離“t”設定為t≤0.25mm，可以防止泵的容積利用率降低。
本發(fā)明中的第三方面的油泵組件包括一個具有“n”個外齒的內(nèi)轉子；和一個具有(n+1)個內(nèi)齒的外轉子，該內(nèi)齒與外齒嚙合，其中這個油泵轉子組件被用在油泵中，該油泵進一步包括一個外殼，其具有用于吸進液體的抽吸部分和用于排出液體的排放部分，這個油泵利用內(nèi)轉子和外轉子之間所形成的小室的容積改變來吸進和排出液體進而輸送液體，這個容積的改變是由互相嚙合的內(nèi)轉子和外轉子之間的相對轉動而引起的，其中內(nèi)轉子每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第一外接滾動圓(Ai)沿基圓(Di)不滑動地滾動而形成的，其齒隙輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第一內(nèi)接滾動圓(Bi)沿基圓(Di)不滑動地滾動而形成的，以及外轉子每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第二外接滾動圓(Ao)沿基圓(Do)不滑動地滾動而形成的，其齒頂輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第二內(nèi)接滾動圓(Bo)沿基圓(Do)不滑動地滾動而形成的，其中內(nèi)轉子(10)和外轉子(30)被如此形成以便滿足下列等式Ao＝Ai；Do＝Di·(n+1)/n+t·(n+1)/(n+2)；和Bo＝Bi+t/(n+2)，這里Di為內(nèi)轉子基圓的直徑，Ai為第一外接滾動圓(Ai)的直徑，Bi為第一內(nèi)接滾動圓(Bi)的直徑，Do為外轉子基圓的直徑，Ao為第二外接滾動圓(Ao)的直徑，Bo為第二內(nèi)接滾動圓(Bo)的直徑，并且t(≠0)為內(nèi)轉子的齒頂與外轉子齒頂之間的距離。
特別是，決定內(nèi)轉子和外轉子的齒輪廓時，因為內(nèi)轉子外接滾動圓和內(nèi)接滾動圓的滾動距離之和必須等于內(nèi)轉子基圓的周長，并且外轉子內(nèi)接滾動圓和內(nèi)接滾動圓的滾動距離之和必須等于外轉子基圓的周長，所以必須滿足下列等式Di＝n·(Ai+Bi)；和
Do＝(n+1)·(Ao+Bo)。
除此之外，在本發(fā)明中，為了減少內(nèi)轉子齒頂和外轉子齒隙之間的圓周間隙，內(nèi)、外轉子的內(nèi)接滾動圓的直徑設定成相等，即，Ao＝Ai。
基于上述條件，外轉子外接滾動圓的直徑變得比一般情況中的外接滾動圓直徑(＝Ai+t/2)大；因此，為了保證一個合適的距離“t”，則外轉子基圓的直徑比一般情況中的基圓直徑(＝Di·(n+1)/n)大，即Do＝Di·(n+1)/n+(n+1)·t/(n+2)。
為了使外接滾動圓和內(nèi)接滾動圓的滾動距離相近，外轉子內(nèi)接滾動圓的直徑必須調(diào)整如下Bo＝Bi+t/(n+2)。
依照本發(fā)明，因為在內(nèi)轉子外齒和外轉子內(nèi)齒之間保證了一個適當?shù)膹较蜷g隙，并且轉子齒之間的圓周間隙比一般情況中的相應間隙減小了，所以轉子之間發(fā)出的碰撞聲變小了，并且油泵的靜噪性可以得到改進。
本發(fā)明的第三方面和第四方面的油泵中，形成的內(nèi)轉子和外轉子滿足下列不等式0.03mm≤t≤0.25mm(mm毫米)。
根據(jù)本發(fā)明，由于距離“t”設定為0.03mm≤t，可以防止壓力脈動、空穴噪音和齒表面磨損，另一方面，將距離“t”設定為t≤0.25mm，可以防止泵的容積利用率降低。


圖1為本發(fā)明第一實施例中的油泵轉子組件的平面圖，其中內(nèi)、外轉子滿足下列等式Bo＝BiDo＝Di·(n+1)/n+t·(n+1)/(n+2)；和Ao＝Ai+t/(n+2)，并且t設定為0.12mm。
圖2為圖1所示油泵用II表示的嚙合區(qū)的放大圖。
圖3為圖表，示出的是圖1所示油泵的噪音與普通油泵的噪音比較結果。
圖4為本發(fā)明第二實施例中的油泵轉子組件的平面圖，其中，其內(nèi)、外轉子滿足下列等式Ao＝Ai；Do＝Di·(n+1)/n+t·(n+1)/(n+2)；和Bo＝Bi+t/(n+2)。
并且t被設定為0.12mm。
圖5為圖1所示油泵用V表示的嚙合區(qū)的放大圖。
圖6為圖表，示出的是圖4中泵的噪音與普通油泵的噪音比較結果。
圖7為普通油泵轉子組件的平面圖，其內(nèi)、外轉子滿足下列等式Di＝n·(a(chǎn)i+bi)；do＝(n+1)·(a(chǎn)o+bo)；(n+1)·di＝n·do；a(chǎn)o＝a(chǎn)i+s/2；和bo＝bi-s/2，并且設定s為0.12mm。
Bo＝Bi；Do＝Di·(n+1)/n+t·(n+1)/(n+2)；和Ao＝Ai+t/(n+2)，并設定t為0.12mm。
圖8為圖7所示油泵用VIII表示的嚙合區(qū)的放大圖。
圖9為圖7所示油泵嚙合區(qū)的放大圖，并特別示出了外轉子齒頂與內(nèi)轉子齒隙之間的嚙合狀態(tài)。
具體實施例本發(fā)明的第一實施例將參照圖1至3在下面進行說明。
圖1中示出的油泵包括一個具有“n”個外齒的內(nèi)轉子10(“n”指一個自然數(shù)，本實施例中n＝10)，一個具有“n+1”個內(nèi)齒的外轉子20(本實施例中n+1＝11)，該內(nèi)齒與外齒嚙合，還包括一個外殼50容納著內(nèi)轉子10和外轉子20。
在內(nèi)轉子10和外轉子20的齒表面之間，沿內(nèi)轉子10和外轉子20的轉動方向設置了多個小室C。從內(nèi)轉子10和外轉子20轉動方向上看，每個小室在前部和后部由內(nèi)轉子10的外齒11和外轉子20的內(nèi)齒21之間的接觸區(qū)限制出，以及在其它側面部分由外殼50限制出，這樣形成了一個獨立的液體輸送腔。每個小室C隨著內(nèi)轉子10和外轉子20的轉動而移動，并且每個小室C的容積周期性地增加和減少來完成一個旋轉周期。
內(nèi)轉子10設置在轉軸上以便繞軸Oi轉動。內(nèi)轉子10每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第一外接滾動圓Ai沿內(nèi)轉子10的基圓Di不滑動地滾動而形成的，其齒隙輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第一內(nèi)接滾動圓Bi沿基圓Di不滑動地滾動而形成的。
外轉子20被安裝在外殼50中以便繞軸Oo轉動，該軸Oo布置成距離軸Oi有一個偏移量(該偏心距離為“e”)。外轉子20每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒隙輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第二外接滾動圓Ao沿外轉子20基圓Do不滑動地滾動而形成的，其齒頂輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第二內(nèi)接滾動圓Bo沿基圓Do不滑動地滾動而形成的。
當內(nèi)轉子10基圓Di的直徑，第一外接滾動圓Ai的直徑，第一內(nèi)接滾動圓Bi的直徑，外轉子20基圓Do的直徑，第二外接滾動圓Ao的直徑，第二內(nèi)接滾動圓Bo的直徑分別假定為Di，Ai，Bi，Do，Ao，和Bo，將滿足下面將要討論的內(nèi)轉子10和外轉子20之間的等式。注意，尺寸將以毫米表示。
首先，關于內(nèi)轉子10，當每個滾動圓完成沿基圓的滾動時，第一外接滾動圓Ai的滾動距離與第一內(nèi)接滾動圓Bi的滾動距離必須是相接近的，也就是說，內(nèi)轉子10基圓Di周長必須等于第一外接滾動圓Ai與第一內(nèi)接滾動圓Bi的每個旋轉滾動距離之和乘以一個整數(shù)(即，乘以內(nèi)轉子的齒數(shù)10)后得到的長度，所以，π·Di＝n·π·(Ai+Bi)，即，Di＝n·(Ai+Bi)...(Ia)。
類似地，關于外轉子20，外轉子20基圓Do的周長必須等于第二外接滾動圓Ao與第二內(nèi)接滾動圓Bo的每個旋轉滾動距離之和乘以一個整數(shù)(即，乘以外轉子的齒數(shù)20)后得到的長度，所以，π·Do＝(n+1)·π·(Ao+Bo)，即Do＝(n+1)·(Ao+Bo)...(Ib)。
接著，下面將在對外轉子ro(特別地，第二外接滾動圓ao(其直徑為a(chǎn)o)，第二內(nèi)接滾動圓bo(其直徑為bo)，和基圓“do”(其直徑為do))討論的基礎上，對本實施例中用于確定外轉子20齒輪廓的所需條件進行解釋。
外轉子ro依本發(fā)明實施例通過距離“t”與內(nèi)轉子10嚙合，同時相對于內(nèi)轉子10其被布置成具有一個偏移量(該偏心距離為“e”)，并且正如上面解釋的，可以滿足下列等式do＝Di·(n+1)/n...(II)；和do＝(n+1)·(a(chǎn)o+bo)...(III)a(chǎn)o＝Ai+t/2...(IIIa)bo＝Bi-t/2...(IIIb)與外轉子ro嚙合的內(nèi)轉子10滿足下列一般的等式a(chǎn)i+bi＝Ai+Bi＝2e...(1)；和Di＝do-2e...(2)。
在這個實施例中，為了減少圓周間隙t2，同時保證外轉子20齒頂和內(nèi)轉子10齒隙之間的徑向間隙t1處于嚙合狀態(tài)，該直徑設定如下Bo＝bi＝Bi...(IV)。
在上面等式(IV)和(1)的基礎上，a(chǎn)i＝Ai...(3)當外轉子20的內(nèi)接滾動圓如上面描述那樣設定時，由t＝(Do-Bo+Ao)-(Di+Ai+Ai)表示的距離“t”利用上面的等式(1)至(3)和(IV)，可以表示成t＝(Do-do)+(a(chǎn)o-a(chǎn)i)...(V)在上面等式(Ib)，(III)，(IV)，和(V)的基礎上，t＝(Ao-a(chǎn)i)·(n+2)...(VI)；因此，Ao＝a(chǎn)i+t/(n+2)。
接下來，將要發(fā)現(xiàn)基圓Do的直徑。在上面等式(Ib)和(III)的基礎上，Do-do＝(n+1)·(Ao+Bo)-(n+1)·(a(chǎn)o+bo)。
另外，在等式(IIIa)，(IIIb)，和(IV)的基礎上，
Do-do＝(n+1)·(Ao-a(chǎn)i)...(VII)利用等式(VI)，等式(VII)可以如下表示Do-do＝(n+1)·t/(n+2)。
另外，利用等式(II)，Do可以表示成Do＝(n+1)·Di/n+(n+1)·t/(n+2)...(A)。
然后，利用等式(Ib)，Ao＝Do/(n+1)-Bo，因此，利用等式(A)，Ao＝Di/n+t/(n+2)-Bo，而且，利用等式(Ia)和(IV)，Ao＝Ai+t/(n+2)...(B)。
將上面的等式和并，外轉子20則形成為滿足下列等式Bo＝bi＝Bi...(IV)；Do＝(n+1)·Di/n+(n+1)·t/(n+2)...(A)；和Ao＝Ai+t/(n+2)...(B)。
圖1和2示出的是油泵轉子組件，其中內(nèi)轉子10形成為滿足上面的關系(基圓Di的直徑Di為52.00mm，第一外接滾動圓Ai的直徑Ai為2.50mm，第一內(nèi)接滾動圓Bi的直徑Bi為2.70mm，齒數(shù)Zi，即“n”為10)，外轉子20形成為滿足上面的關系(其外部直徑為70mm，基圓Do的直徑Do為57.31mm，第二外接滾動圓Ao的直徑Ao為2.51mm，第二內(nèi)接滾動圓Bo的直徑Bo為2.70mm)，并且兩轉子按照0.12mm的距離“t”和2.6mm的偏心距離“e”組合。
在外殼50中，一個具有曲線形(未示出)的抽吸部分設置在一個區(qū)域中，沿著這個區(qū)域，轉子10和20之間所形成的每個小室C隨著其容積逐漸增加而移動，以及一個具有曲線形(未示出)的排放部分設置在區(qū)域中，沿著這個區(qū)域每個小室C隨著其容積逐漸減少而移動。
在外齒11和內(nèi)齒21之間的嚙合過程中，在小室C的容積達到最小后繼續(xù)移過這個抽吸部分時，每個小室C由于其容積的增加而吸進液體，以及在小室C的容積達到最大后繼續(xù)移過這個排放部分時，每個小室C由于其容積的減小而排出液體。
這說明如果距離“t”太小，從容積減小的小室C中被排出的液體中時會發(fā)生壓力脈動，這會導致發(fā)出空穴噪聲，從而泵的工作噪音增加。
另一方面，如果距離“t”過大，不會發(fā)生壓力脈動，工作噪音減小，并且由于大的齒隙使齒表面之間的滑動阻力減小，從而機械效率提高；然而，每個小室的液密性會降低，并且泵的性能，特別是它的容積利用率會降低。另外，因為在精確嚙合位置驅動轉矩的傳遞不能被獲得，所以轉動中的損耗增加，最后機械效率降低。
為了防止上面問題發(fā)生，距離“t”優(yōu)選設定成滿足下列不等式0.03mm≤t≤0.25mm。
本實施例中，距離“t”設定為0.12mm，這個距離被認為是優(yōu)選的。
以滿足等式(IV)，(A)和(B)的方面形成的油泵轉子組件中，外轉子20的齒頂輪廓和內(nèi)轉子10的齒隙輪廓彼此具有大致相同的形狀，如圖2所示。結果，如圖2所示，在嚙合狀態(tài)下的圓周間隙t2可以被減小同時保證徑向間隙t1為t/2為0.06mm，這與普通轉子相同。因此，轉動過程中轉子10和20之間的嚙合碰撞減小。另外，因為嚙合壓力垂直地傳遞到齒表面，所以轉子10和20之間的轉矩傳遞以高效率完成而不會滑動，并且發(fā)熱和由于滑動阻力而產(chǎn)生的噪音可以減小。
圖3是一張圖表，示出裝有普通油泵轉子組件的泵的噪音與裝有本發(fā)明實施例中的油泵轉子組件的泵的噪音對照關系。依據(jù)這張圖表，本實施例中的油泵轉子組件的噪音比普通油泵轉子組件的噪音低，也就是說，本實施例中的油泵轉子組件更靜噪。
正如上面解釋的，依照本發(fā)明的油泵轉子組件，通過將外轉子內(nèi)接滾動圓的直徑設定成與內(nèi)轉子內(nèi)接滾動圓的直徑相同，圓周間隙可以減小到小于普通轉子的圓周間隙，同時保證徑向間隙；因此轉子之間的竄動可以減小，這樣制造了一種靜噪油泵。
另外，依照本發(fā)明的油泵轉子組件，通過將距離“t”設定為0.03mm≤t，可以防止壓力脈動、空穴噪音和齒磨損，以及將距離“t”設定為t≤0.25mm，可以防止泵的容積利用率降低。
下面，本發(fā)明的第二實施例將參照附圖4至6在下面進行說明。
圖4中示出的油泵包括一個具有“n”個外齒的內(nèi)轉子10(“n”指一個自然數(shù)，本實施例中n＝10)，一個具有“n+1”個內(nèi)齒的外轉子30(本實施例中n+1＝11)，該內(nèi)齒與外齒嚙合，還包括一個外殼50容納著內(nèi)轉子10和外轉子30。
內(nèi)轉子10和外轉子30的齒表面之間，沿內(nèi)轉子10和外轉子30的轉動方向設置了多個小室C。從內(nèi)轉子10和外轉子30的轉動方向上看，每個小室C在前部和后部由內(nèi)轉子10的外齒11和外轉子30的內(nèi)齒31之間的接觸區(qū)限制出，以及在其它側面部分由外殼50限制出，這樣形成了一個獨立的液體輸送腔。每個小室C隨著內(nèi)轉子10和外轉子30的轉動而移動，并且每個小室C的容積周期性地增加和減少來完成一個旋轉周期。
內(nèi)轉子10設置在轉軸上以便繞軸Oi轉動。內(nèi)轉子10每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第一外接滾動圓Ai沿內(nèi)轉子10的基圓Di不滑動地滾動而形成的，其齒隙輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第一內(nèi)接滾動圓Bi沿基圓Di不滑動地滾動而形成的。
外轉子30被設置在外殼50中以便繞軸Oo轉動，該軸Oo被布置成距離軸Oi有一個偏移量(該偏心距離為“e”)。外轉子30每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒隙輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第二外接滾動圓Ao沿外轉子30的基圓Do不滑動地滾動而形成的，其齒頂輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第二內(nèi)接滾動圓Bo沿基圓Do不滑動地滾動而形成的。
當內(nèi)轉子10基圓Di的直徑，第一外接滾動圓Ai的直徑，第一內(nèi)接滾動圓Bi的直徑，外轉子30基圓Do的直徑，第二外接滾動圓Ao的直徑，第二內(nèi)接滾動圓Bo的直徑分別假定為Di，Ai，Bi，Do，Ao，和Bo，在內(nèi)轉子10和外轉子30之間下列等式將滿足，并且外轉子30滿足下列等式Ao＝a(chǎn)i＝Ai...(I)；Do＝(n+1)·Di/n+(n+1)·t/(n+2)...(II)；和Bo＝Bi+t/(n+2)...(III)。
注意，尺寸將以毫米表示。
圖4示出的是油泵轉子組件，其中內(nèi)轉子10形成為滿足上面的關系(基圓Di的直徑Di為52.00mm，第一外接滾動圓Ai的直徑Ai為2.50mm，第一內(nèi)接滾動圓Bi的直徑Bi為2.70mm，齒數(shù)Zi，即“n”為10)，外轉子形成為滿足上面的關系(其外部直徑為70mm，基圓Do的直徑Do為57.31mm，第二外接滾動圓Ao的直徑Ao為2.51mm，第二內(nèi)接滾動圓Bo的直徑Bo為2.70mm)，并且兩轉子按照0.12mm的距離“t”和2.6mm的偏心距離“e”組合。
在外殼50中，一個具有曲線形(未示出)的抽吸部分設置在一個區(qū)域中，沿著這個區(qū)域，轉子10和30之間所形成的每個小室C隨著其容積逐漸增加而移動，以及一個具有曲線形(未示出)的排放部分設置在區(qū)域中，沿著這個區(qū)域每個小室C隨著其容積逐漸減少而移動。
在外齒11和內(nèi)齒31之間的嚙合過程中，在小室C的容積達到最小后繼續(xù)移過這個抽吸部分時，每個小室C由于其容積的增加而吸收液體，以及在小室C的容積達到最大后繼續(xù)移過這個排放部分時，每個小室C由于其容積的減小而排出液體。
注意，這說明如果距離“t”太小，從容積減小的小室C中被排出的液體中會發(fā)生壓力脈動，這會導致發(fā)出空穴噪聲，從而泵的工作噪音增加。
另一方面，如果距離“t”過大，不會發(fā)生壓力脈動，工作噪音減小，并且由于大的齒隙使齒表面之間的滑動阻力減小，從而機械效率提高；然而，每個小室的液密性會降低，并且泵的性能，特別是它的容積利用率會降低。另外，因為在精確嚙合位置驅動轉矩的傳遞不能被獲得，所以轉動中的損耗增加，最后機械效率降低。
為了防止上面問題的發(fā)生，距離“t”優(yōu)選設定成滿足下列不等式0.03mm≤t≤0.25mm。
本實施例中，距離“t”設定為0.12mm，這個距離被認為是優(yōu)選的。
以滿足等式(I)，(II)和(III)的方面形成的油泵轉子組件中，外轉子30的齒定輪廓和內(nèi)轉子10的齒隙輪廓彼此具有大致相同的形狀，如圖5所示。結果，如圖5所示，在嚙合狀態(tài)下的圓周間隙t2可以被減小，同時保證徑向間隙t1；因此，轉動過程中轉子10和30之間的嚙合碰撞減小。另外，因為嚙合壓力垂直地傳遞到齒表面，所以轉子10和30之間的轉矩傳遞以高效率完成而不會滑動，并且發(fā)熱和由于滑動阻力而產(chǎn)生的噪音可以減小。
圖6是一張圖表，示出裝有普通油泵轉子組件的泵的噪音與裝有本發(fā)明實施例中的油泵轉子組件的泵的噪音之間的對照關系。依據(jù)這張圖表，本發(fā)明實施例中的油泵轉子組件的噪音比普通油泵轉子組件的噪音低，也就是說，本發(fā)明實施例中的油泵轉子組件更靜噪。
正如上面解釋的，依照本發(fā)明的油泵轉子組件，通過將外轉子外接滾動圓的直徑設定成與內(nèi)轉子外接滾動圓的直徑相同，通過將內(nèi)、外轉子的內(nèi)接滾動圓的直徑設定成與內(nèi)、外轉子其它的外接滾動圓的直徑不同，并通過調(diào)節(jié)外轉子基圓的直徑，則圓周間隙可以減小到小于普通轉子的圓周間隙，同時保證徑向間隙；因此轉子之間的竄動可以減小，這樣制造了一種靜噪油泵。
另外，依照本發(fā)明的油泵轉子組件，通過將距離“t”設定為0.03mm≤t，可以防止壓力脈動、空穴噪音和齒磨損，并且通過將距離“t”設定為t≤0.25mm，可以防止泵的容積利用率降低。
權利要求
1.一種油泵轉子組件，其包括一個具有“n”個外齒(11)的內(nèi)轉子(10)；和一個具有(n+1)個內(nèi)齒(21)的外轉子(20)，該內(nèi)齒與外齒(11)嚙合，其中這個油泵轉子組件被用在油泵中，該油泵進一步包括一個外殼(50)，其具有用于吸進液體的抽吸部分和用于排出液體的排放部分，這個油泵利用內(nèi)轉子(10)和外轉子(20)之間所形成的小室(C)的容積改變來吸進和排出液體進而輸送液體，這個容積的改變是由互相嚙合的內(nèi)轉子(10)和外轉子(20)之間的相對轉動而引起的，其中內(nèi)轉子(10)每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第一外接滾動圓(Ai)沿基圓(Di)不滑動地滾動而形成的，其齒隙輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第一內(nèi)接滾動圓(Bi)沿基圓(Di)不滑動地滾動而形成的，以及外轉子(20)每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第二外接滾動圓(Ao)沿基圓(Do)不滑動地滾動而形成的，其齒頂輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第二內(nèi)接滾動圓(Bo)沿基圓(Do)不滑動地滾動而形成的，其中內(nèi)轉子(10)和外轉子(20)被形成滿足下列等式Bo＝Bi；Do＝Di·(n+1)/n+t·(n+1)/(n+2)；和Ao＝Ai+t/(n+2)，這里Di為內(nèi)轉子(10)基圓的直徑，Ai為第一外接滾動圓(Ai)的直徑，Bi為第一內(nèi)接滾動圓(Bi)的直徑，Do為外轉子(20)的基圓的直徑，Ao為第二外接滾動圓(Ao)的直徑，Bo為第二內(nèi)接滾動圓(Bo)的直徑，并且t(≠0)為內(nèi)轉子(10)的齒頂與外轉子(20)齒頂之間的距離。
2.如權利要求1中的油泵轉子組件，其中內(nèi)轉子(10)和外轉子(20)被形成滿足下列不等式0.03mm≤t≤0.25mm(mm毫米)。
3.一種油泵轉子組件，其包括一個具有“n”個外齒(11)的內(nèi)轉子(10)；和一個具有(n+1)個內(nèi)齒(31)的外轉子(30)，該內(nèi)齒與外齒(11)嚙合，其中這個油泵轉子組件被用在油泵中，該油泵進一步包括一個外殼(50)，其具有用于吸進液體的抽吸部分和用于排出液體的排放部分，這個油泵利用內(nèi)轉子(10)和外轉子(30)之間所形成的小室(C)的容積改變來吸進和排出液體進而輸送液體，這個容積的改變是由互相嚙合的內(nèi)轉子(10)和外轉子(30)之間的相對轉動而引起的，其中內(nèi)轉子(10)每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第一外接滾動圓(Ai)沿基圓(Di)不滑動地滾動而形成的，其齒隙輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第一內(nèi)接滾動圓(Bi)沿基圓(Di)不滑動地滾動而形成的，以及外轉子(30)每個齒的輪廓是這樣形成的，其齒頂輪廓利用外擺線曲線形成，這個外擺線曲線是由第二外接滾動圓(Ao)沿基圓(Do)不滑動地滾動而形成的，其齒頂輪廓利用內(nèi)擺線曲線形成，這個內(nèi)擺線曲線是由第二內(nèi)接滾動圓(Bo)沿基圓(Do)不滑動地滾動而形成的，其中內(nèi)轉子(10)和外轉子(30)被形成滿足下列等式Ao＝Ai；Do＝Di·(n+1)/n+t·(n+1)/(n+2)；和Bo＝Bi+t/(n+2)，這里Di為內(nèi)轉子(10)基圓的直徑，Ai為第一外接滾動圓(Ai)的直徑，Bi為第一內(nèi)接滾動圓(Bi)的直徑，Do為外轉子(30)基圓的直徑，Ao為第二外接滾動圓(Ao)的直徑，Bo為第二內(nèi)接滾動圓(Bo)的直徑，并且t(≠0)為內(nèi)轉子(10)的齒頂與外轉子(30)齒頂之間的距離。
4.如權利要求3中的油泵轉子組件，其中內(nèi)轉子(10)和外轉子(30)被形成滿足下列不等式0.03mm≤t≤0.25mm(mm毫米)。
全文摘要
一種油泵通過適當?shù)匦纬苫ハ鄧Ш系膬?nèi)轉子和外轉子的齒輪廓則可以發(fā)出較小噪音，從而減小了轉子齒表面之間的滑動阻力和碰撞。該油泵轉子(10，20)構成方面為，內(nèi)轉子(10)具有“n”個這樣形成的齒，其齒頂輪廓和齒隙輪廓是利用第一外接滾動圓(Ai)和第一內(nèi)接滾動圓(Bi)分別沿基圓(Di)滾動而形成的擺線曲線來形成，以及外轉子(20)具有“n+1”個這樣形成的齒，其齒頂輪廓和齒隙輪廓是利用第二外接滾動圓(Ao)和第二內(nèi)接滾動圓(Bo)分別沿基圓(Do)滾動而形成的擺線曲線來形成,并且滿足下列等式Bo=Bi；Do=Di·(n+1)/n+t·(n+1)/(n+2)；和Ao=Ai+t/(n+2)，其中Di，Ai，Bi，Do，Ao，和Bo分別代表內(nèi)轉子(10)基圓、第一外接滾動圓(Ai)、第一內(nèi)接滾動圓(Bi)、外轉子(20)基圓、第二外接滾動圓(Ao)、第二內(nèi)接滾動圓(Bo)的直徑，并且t(≠0)為內(nèi)轉子(10)的齒頂與外轉子(20)齒頂之間的距離。
文檔編號F04C2/08GK1442614SQ03110530
公開日2003年9月17日 申請日期2003年2月27日 優(yōu)先權日2002年3月1日
發(fā)明者細野克明 申請人:三菱麻鐵里亞爾株式會社