[发明专利]用于减小噪音的油泵转子的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种油泵的旋转齿轮（gerotor）的设计方法，更详细说是涉及一种在设计用于汽车油泵的转子时，使外转子的凸角（lobe）具有组合椭圆和渐开线曲线的形态，同时，通过用于消除滞后（carry-over）的滑移率及接触应力的分析，能够减小噪音的旋转齿轮油泵转子的设计方法，将根据本发明的用于减少噪音的转子的设计方法，由自动化系统制造的转子齿型命名为“SPDICHOID（商品名称）”。

背景技术

汽车引擎的润滑装置是使引擎运行顺畅、维持较长寿命所必需的装置，作为这种润滑装置的结构件之一的油泵，其主要使用有在流量、耐久性、噪音及小型化方面较为有利的内切型油泵。这种油泵（oil pump）是安装于汽车的引擎等，作为进行驱动的引擎所必需的功能部件，它将由引擎供给的机械能转换为引擎油的压力能及速度能，向引擎内部的各个滑动部供给润滑油，以防止部件发生异常磨损、烧着等的部件。所述油泵由电动电机（electric motor）、键（key）、内转子（inner rotor）、转子外壳（rotor case）、O型圈（O-ring）、螺钉（screw）等部件构成。在所述油泵中，除了其它标准件以外，转子外壳根据油泵的配置而通过压铸方式生产，所述外转子及内转子通过粉末锻造方式生产。

如上所述的油泵，根据旋转齿轮（gerotor）的齿型形状而具有不同的性能、震动、效率，因此，为提高油泵的性能、震动、效率，需要分析与齿型相关的要素，并应从齿型的几何学性（geometry）、流体力学性（CFD：computational fluid dynamics）、系统性（system sumulation）的角度着手研究。

作为关于油泵的旋转齿轮的齿型形状设计的现有技术，韩国授权专利公报第10-0940980号（2010年01月29日授权）公开有旋转齿轮油泵用转子设计自动化系统。该授权专利中公开的旋转齿轮油泵用转子设计自动化系统如图1所示，该旋转齿轮油泵包括在内周面具有多个凸角1a（lobe）的外转子1（outer rotor），以及在所述外转子1的内侧空间进行偏心旋转的内转子2（inner rotor），其特征在于，通过将一个椭圆作为母体，以在一定区间内插入渐开线（involute）的椭圆-渐开线组合方式来设计外转子1的凸角1a（lobe）形态。

但是，在所述授权专利公开的现有的椭圆-渐开线组合方式中，在椭圆和渐开线交汇的点出现曲线的非连续性，并由此引起噪音增加、耐久性降低等问题。

并且，现有的油泵的旋转齿轮齿型设计技术大部分侧重于改进流量及流量脉动，因此，对于最近更为关注的噪音问题的改进方面，则未能取得特别的效果。

[现有技术文献]

[专利文献]

韩国公开专利第2010-0039523号（公开日期：2010年04月16日）：具有圆和椭圆及渐开线组合的齿型形状的旋转齿轮油泵用转子设计自动化系统

发明内容

本发明为解决如上所述的问题而提出，本发明的目的在于提供一种油泵转子的设计方法，其在设计汽车变速器中使用的内切齿轮油泵的旋转齿轮时，使外转子的凸角（lobe）具有组合椭圆和渐开线曲线的形态，同时，计算出与消除滞后所对应的接触应力和滑移率，从而能够得到降低噪音的效果。

为了达到如上所述的目的，本发明提出一种油泵转子的设计方法，该油泵为旋转齿轮油泵，具有外转子（outer rotor）和内转子（inner rotor），所述外转子的内周面形成有多个凸角（lobe），所述内转子在所述外转子的内侧空间进行偏心旋转，该设计方法包括：步骤a，将所述外转子的凸角的齿根高（dedendum）形状设计为椭圆和渐开线曲线组合的形状，根据所述设计出的外转子的凸角的齿根高形状而设计内转子的齿型，其中，将外转子及内转子设计为，使发生滞后（carry-over）现象的外转子的凸角的齿顶高（addendum）与得到旋转的内转子的形状一致；步骤b，利用内转子和外转子的接触应力式，在采用于所述步骤a的设计变量为不同的多个时，计算出与各个设计变量对应的接触应力；步骤c，在采用于所述步骤a的设计变量为不同的多个时，计算出与各个设计变量对应的内转子和外转子的滑移率。

根据本发明，将外转子的凸角形状设计为组合椭圆1-渐开线曲线-椭圆2的形状，并且，以消除滞后（carry-over）的形状进行设计，计算出与消除滞后所对应的接触应力和滑移率，从而设计出能够得到减少噪音效果的旋转齿轮油泵的转子。

附图说明