JP2004285999A

JP2004285999A - オイルポンプ

Info

Publication number: JP2004285999A
Application number: JP2003082462A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Kaneko; 貴久金子
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【目的】トロコイド式のオイルポンプにおいて、オイルを吸入室側から吐出室側に移動する際のオイルの圧力変化を十分に低減し、吸入室にオイルを供給するメインギャラリの脈動を低減して、安定したオイルを油圧機器等に容易に供給し、この油圧機器等の駆動に悪影響を与えるのを防止することにある。
【構成】インナロータが摺接するオイルポンプケース又はプレートにはオイル溝を設け、このオイル溝の一端側を吐出室の終端部に連通して設け、オイル溝の他端側を吸入室及び吐出室と遮断された位置で初めてポンプ室に連通して設けている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オイルポンプに係り、特にインナロータ及びアウタロータの回転によってオイルの吐出圧力を得るトロコイド式のオイルポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に搭載されるエンジンにおいては、各運動部分や各種油圧機器等にオイルを供給するために、オイルポンプを設けている。このオイルポンプとしては、例えば、トロコイド式のオイルポンプがある。
【０００３】
図１０に示す如く、トロコイド式のオイルポンプ１０２においては、例えば、車両に搭載されるエンジンのシリンダブロック（図示せず）のブロック側面に取付けられ、プレート（図示せず）と共働してオイルを吸入する吸入室（低圧室）１０４とオイルを各運動部分や各種油圧機器等に供給する吐出室（高圧室）１０６とを形成するオイルポンプケース１０８を設け、このオイルポンプケース１０８内で回転軸であるクランク軸１１０に固定されたインナロータ１１２及びこのインナロータ１１２に組込んだアウタロータ１１４を回転させてインナロータ１１２の外歯１１２Ａとアウタロータ１１４の内歯１１４Ａとの間に形成されるポンプ室１１６を吸入室１０６側から吐出室１０８側に移動させてオイルの吐出圧力を得るものであり、インナロータ１１２とアウタロータ１１４とで形成されたポンプ室１１６が最大の位置の閉じ切り室１１８を中心にして両側に吸入室１０６とメインギャラリに連通する吐出室１０８とが分離して配設されている。
【０００４】
また、トロコイド式のオイルポンプには、吸入ポート（吸入室）のポンピングチャンバの容積が最大になる側に、通過するオイルの流速が略一定になるように流体通路の断面積を形成した流速一定部を形成することで、高回転でもキャビテーションの発生を防止するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、トロコイド式のオイルポンプには、ハウジング（オイルポンプケース）に円弧状の薄溝を形成することで、吐出室からポンプ室へのオイルの逆流を阻止するものがある（例えば、特許文献２参照）。更に、トロコイド式のオイルポンプには、ポンプ室を吸入ポート（吸入室）及び吐出ポート（吐出室）に対して一体に連通させる溝構造を形成したものがある（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２０３３８１号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】
特開平７−３５０５３号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】
特開１９９７−２５８０９号公報（特許請求の範囲、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、トロコイド式のオイルポンプにおいて、吸入室と吐出室、及び、閉じ切り室と吐出室とでは、オイルの圧力に大きな差があり、低圧側の室と高圧側の室とが連結するタイミング（時期）で、オイルに大きな圧力変化が生じ、このため、ＮＶＨ（ｎｏｉｓｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｈａｒｓｈｎｅｓｓ）性能（アイドリング及び走行中に発生する不快な騒音や振動）に影響を及ぼす一因となっている。
【０００７】
このオイルの圧力変化を抑制するために、例えば、低圧側の閉じ切り室と高圧側の吐出室とが連結する前に、吐出室から閉じ切り室にオイルを供給することで、閉じ切り室と吐出室との圧力差を低減している。
【０００８】
このため、吐出室と閉じ切り室との間に別途の通路を設けたり、吐出室と閉じ切り室との間になだらかなテーパ状に形成して徐々にオイルの圧力差をなくする方法があるが、吸入室のオイルの供給位置が吐出室の近傍に存在し、この吸入室のオイルの供給位置自体が、既にオイルの圧力変化の影響を受け、このため、オイルを吸入室側から吐出室側に移動する際のオイルの圧力変化を十分に低減することができず、よって、シリンダブロックに形成したメインギャラリのオイル脈動が大きくなり、この結果、例えば、油圧機器（ＶＶＴ（可変バルブタイミング装置）等）の駆動に悪影響を与えるという不都合があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、プレートと共働して吸入室と吐出室とを形成するオイルポンプケースを設け、このオイルポンプケース内で回転軸に固定されたインナロータ及びこのインナロータに組込んだアウタロータを回転させて前記インナロータの外歯と前記アウタロータの内歯との間に形成されるポンプ室を前記吸入室側から前記吐出室側に移動させてオイルの吐出圧力を得るオイルポンプにおいて、前記インナロータが摺接する前記オイルポンプケース又は前記プレートにはオイル溝を設け、このオイル溝の一端側を前記吐出室の終端部に連通して設け、前記オイル溝の他端側を前記吸入室及び前記吐出室と遮断された位置で初めて前記ポンプ室に連通して設けたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明は、インナロータが摺接するオイルポンプケース又はプレートにはオイル溝を設け、このオイル溝の一端側を吐出室の終端部に連通して設け、オイル溝の他端側を吸入室及び吐出室と遮断された位置で初めてポンプ室に連通して設けることから、オイルを吸入室側から吐出室側に移動する際のオイルの圧力変化を十分に低減し、シリンダブロックのメインギャラリの脈動を低減し、安定したオイルを油圧機器等に容易に供給し、この油圧機器等の駆動に悪影響を与えるのを防止することができる。
【００１１】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。図１〜６は、この発明の第１実施例を示すものである。図１、２において、２はオイルポンプである。このオイルポンプ２は、例えば、車両に搭載されるエンジンのシリンダブロックの（図示せず）のブロック側面に取付けられるトロコイド式のオイルポンプである。
【００１２】
このオイルポンプ２は、オイルポンプケース４と小形のプレート６とで共働し且つ窪んで形成されてオイルを吸入する吸入室（低圧室）８とオイルを各運動部分や油圧機器等に供給する吐出室（高圧室）１０とを有するとともに、回転軸であるクランク軸１２に固定されたインナロータ１４とこのインナロータ１４に組込まれたアウタロータ１６とを有している。このインナロータ１４とアウタロータ１６とは、オイルポンプケース４の環状で所定幅のケース側摺接面４Ｂとプレート６のプレート側摺接面６Ｂとに摺接している。
【００１３】
オイルポンプケース４とプレート６とは、ケース側接合面４Ａとプレート側接合面６Ａとで接合し、複数のケース側ボルト孔１８とこの複数のケース側ボルト孔１８に重合した複数のプレート側ボルト孔２０とに挿通した取付ボルト（図示せず）により、シリンダブロックのブロック側面に取付けられる。
【００１４】
また、吸入室８と吐出室１０とは、図１に示す如く、オイルポンプケース４のケース側接合面４Ａに形成されている。
【００１５】
クランク軸１２は、オイルポンプケース４のケース側挿通孔２２とプレート６のプレート側挿通孔２４とに挿通して設けられている。
【００１６】
インナロータ１４には、複数の外歯１４Ａが形成されている。また、アウタロータ１６には、インナロータ１４の外歯１４Ａの数よりも一つ多い数の内歯１６Ａが形成されている。このオイルポンプ２は、クランク軸１２と伴に回転するインナロータ１４の外歯１４Ａとアウタロータ１６の内歯１６Ａとの間に形成されるポンプ室２６を吸入室８側から吐出室１０側に移動させてオイルの吐出圧力を得てポンプ作用をするものであり、また、インナロータ１４とアウタロータ１６とで形成されるポンプ室２６が最大の位置の閉じ切り室２８を中心にして両側に吸入室８と吐出室１０とが分離して配設するものである。閉じ切り室２８は、オイルポンプケース４インナロータ１４のケース側摺接面４Ｂにおいて、吸入室８と吐出室１０との間で高位部４Ｆに形成される（図１参照）。
【００１７】
吸入室８は、図１に示す如く、インナロータ１４及びアウタロータ１６に沿って円弧形状に形成されて吸入側始端部３０Ａと吸入側終端部３０Ｂとを備えた吸入側室部３０と、この吸入側室部３０に連通してインナロータ１４及びアウタロータ１６に沿わないで一定の空間を有する吸入側空間部３２とで形成されている。
【００１８】
吐出室１０は、図１に示す如く、吸入室８に対峙して配置され、インナロータ１４及びアウタロータ１６に沿って円弧形状に形成されて吐出側始端部３４Ａと吐出側終端部３４Ｂとを備えた吐出側室部３４と、この吐出側室部３４に連通してインナロータ１４及びアウタロータ１６に沿わないで一定の空間を有する吐出側空間部３６とで形成されている。この吐出側空間部３６の通路断面積は、吸入側空間部３２の通路断面積よりもかなり大きく設定されている。この吐出側空間部３６は、シリンダブロックに形成されたメインギャラリ（図示せず）に連通している。
【００１９】
この第１実施例において、図２に示す如く、インナロータ１４が摺接するオイルポンプケース４のケース側摺接面４Ｂには、インナロータ１４の回転方向（クランク軸１２の回転方向）に沿って、且つ、吸入室８側で、該吸入室８の円弧形状に形成された吸入側室部３０に沿った略半円形状のオイル溝３８が設けられる。
【００２０】
このオイル溝３８は、一端側の端面の溝入口３８Ａと、他端側の端面の溝出口３８Ｂと、この溝入口３８Ａと溝出口３８Ｂとを連通する略半円形状の溝中間湾曲部３８Ｃとからなる。
【００２１】
このオイル溝３８の一端側の溝入口３８Ａは、吐出室１０の吐出側室部３４の吐出側終端部３４Ｂに連通して設けられている。
【００２２】
一方、このオイル溝３８の他端側の溝出口３８Ｂは、吸入室８及び吐出室１０と遮断された位置で初めてポンプ室２６に連通するように配設されている。
【００２３】
このオイル溝３８の一端側は、直線状に形成された直線部４０を備えている。この直線部４０は、図３に示す如く、吐出室１０の中でも脈動が小さい吐出側室部３４の吐出側終端部３４Ａ側の溝入口３８Ａの位置から長さＬに形成され、この吐出側終端部３４Ｂからインナロータ１４の回転方向に向かって直線状に形成されている。
【００２４】
一方、オイル溝３８の他端側は、図４に示す如く、インナロータ１４の中心１４Ｃ（クランク軸１２の中心）から径方向に延出して、ケース側摺動面４Ｂの幅方向の中心線（オイル溝３８の溝中間湾曲部３８Ｃの幅方向の中心と同じ）Ｇから所定の長さＭ１の直線状の放射部４２を備えている。この放射部４２の溝出口３８Ｂは、ポンプ室２６の中心線２６Ｃから距離Ｄ１だけ内側の位置で、インナロータ１４の中心１４Ｃから半径Ｒ１で配置され、オイル溝３８の放射部４２の溝出口３８Ｂから供給されたオイルが吸入室８に流れ込まない箇所に形成されている。なお、この放射部４２の溝出口３８Ｂは、インナロータ１４やアウタロータ１６の各歯数や大きさに応じて異なる箇所に配置されるものである。
【００２５】
なお、この第１実施例において、この放射部４２の溝出口３８Ｂは、図５に示す如く、ポンプ室２６の中心線２６Ｃから距離Ｄ２だけ内側で、つまり、ポンプ室２６の内側の位置で、インナロータ１４の中心１４Ｃから半径Ｒ２で配置され、放射部４２を、ケース側摺動面４Ｂの幅方向の中心線（オイル溝３８の溝中間湾曲部３８Ｃの幅方向の中心と同じ）Ｇから所定の長さＭ２で前記長さＭ１よりも短く形成し、開口角度を小さくして開口時間を短くすることも可能である。あるいは、図６に示す如く、放射部４２の溝出口３８Ｂは、ポンプ室２６の中心線２６Ｃから距離Ｄ３だけ内側で、インナロータ１４の中心１４Ｃから半径Ｒ３で配置され、放射部４２を、ケース側摺動面４Ｂの幅方向の中心線（オイル溝３８の溝中間湾曲部３８Ｃの幅方向の中心と同じ）Ｇから所定の長さＭ３で前記長さＭ１よりも長く形成し、開口角度を大きくして開口時間を長くすることも可能である。この場合、放射部４２の長さＭは、図４に示す如く、許容範囲として、ケース側摺動面４Ｂの幅方向の中心線（オイル溝３８の溝中間湾曲部３８Ｃの幅方向の中心と同じ）Ｇからインナロータ１４の外歯１４Ａの歯先面（ポンプ室２６の略中心線２６Ｃ）までの距離Ｅで最大長さに設定され、また、ケース側摺動面４Ｂの幅方向の中心線（オイル溝３８の溝中間湾曲部３８Ｃの幅方向の中心と同じ）Ｇからインナロータ１４の外歯１４Ａの歯底面までの距離Ｆで最小長さに設定される。そして、このように、放射部４２の溝出口３８Ｂの位置や放射部４２の長さＭを許容範囲内で変更することにより、吐出室１０から閉じ切り部２８へのオイル供給量の調整が可能となるものである。
【００２６】
次に、この第１実施例の作用を説明する。
【００２７】
オイルポンプ２においては、クランク軸１２に固定されたインナロータ１４及びこのインナロータ１４に組込んだアウタロータ１６を回転させ、インナロータ１４の外歯１４Ａとアウタロータ１６の内歯１６Ａとの間に形成されるポンプ室２６を吸入室８側からのオイルを吐出室１０側に流動する。
【００２８】
このとき、吐出室１０と閉じ切り室２８とが連結する前に、この閉じ切り室２８に十分にオイル供給が行えるように、吐出室１０と閉じ切り室２８との間にはオイル溝３８を形成し、また、吐出室１０の中でも脈動が小さな吐出側室部３４の吐出側終端部３４Ｂからのオイルを閉じ切り室３６にオイル溝３８によって供給し、この場合、オイル溝３８がクランク軸１２と共に回転するインナロータ１４の回転方向に形成されていることから、オイルがこの回転するインナロータ１４に引かれて、閉じ切り室２８へのオイル供給を助長することができる。
【００２９】
そして、閉じ切り室２８へのオイル供給は、インナロータ１４の中心１４Ｃ（クランク軸１２の中心）から径方向に延出する所定の長さＭで直線状の放射部４２から行われるが、この放射部４２は、図１に示す如く、供給したオイルが低圧の吸入室８に流れ込まない場所で、つまり、ポンプ室２６が吸入室８と遮断されてから閉じ切り室２８に連通する箇所に配置されている。
【００３０】
この場合、放射部４２の溝出口３８Ｂの位置や放射部４２の長さＭを変更することにより、閉じ切り室２８へのオイル供給量の調整を可能とする。つまり、図４に示す如く、放射部４２を長さＭ１に設定したり、又は、図５に示す如く、放射部４２を長さＭ２に短くし、開口角度を小さくして開口時間を短くしたり、あるいは、図６に示す如く、放射部４２を長さＭ３に長くし、開口角度を大きくして開口時間を長くすることにより、吐出室１０から閉じ切り室２８へのオイル供給量を調整することができる。
【００３１】
この結果、インナロータ１４が摺接するオイルポンプケース４にはオイル溝３８を設け、このオイル溝３８の一端側を吐出室１０の終端部に連通して設け、オイル溝３８の他端側を吸入室８と吐出室１０と遮断された位置で初めてポンプ室２６に連通して設けていることから、吸入室８から吐出室１０に移動する際のポンプ室２６のオイルの圧力変化を十分に低減し、これにより、吐出室１０に連通するシリンダブロックのメインギャラリの脈動を低減し、よって、油圧機器等に安定したオイルを容易に供給することができ、この油圧機器等の駆動に悪影響を与えるのを防止することができる。
【００３２】
また、オイル溝３８がオイルポンプケース４のインナロータ１４が摺接するケース側摺接面４Ｂの吸入室８側に形成されていることから、このオイル溝３８はシールの役目を果たし、これにより、吸入室８側が負圧になっても、空気の吸い込みを防止することができる。
【００３３】
更に、オイル溝３８の一端側には直線状の直線部４０を備えていることから、オイル溝３８の一端側が脈動の小さな場所である吐出室１０の終端部に連通し且つオイル溝３８の一端側の直線部４０が形成されていることから、オイル流れを良好とし、閉じ切り室２８へのオイル供給を容易にすることができる。
【００３４】
また、オイル溝３８の他端側は、インナロータ１４の中心１４Ｃから径方向に延出する放射部４２を備えていることから、この放射部４２の溝出口３８Ｂの位置や長さＭを変更することで、閉じ切り室２８へのオイル供給量を容易に調整することができる。
【００３５】
図７は、この発明の第２実施例を示すものである。
【００３６】
以下の実施例にあっては、上述の第１実施例と同一機能を果す箇所には同一符号を付して説明する。
【００３７】
この第２実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、オイル溝３８は、プレート６のインナロータ１２が摺接するプレート側摺接面６Ｂに形成された。
【００３８】
この第２実施例の構成によれば、小形のプレート６のプレート側摺接面６Ｂにオイル溝３８を形成するだけなので、オイル溝３８を容易に加工させ、加工作業を簡便に行わせることができる。
【００３９】
図８は、この発明の特別構成であり、第３実施例を示すものである。
【００４０】
この第３実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、オイル溝３８の他端側には、分岐した複数（例えば３つ）の直線状の第１〜３放射部４２−１〜４２−３を設けた。この第１〜３放射部４２−１〜４２−３は、溝中間湾曲部３８Ｃの幅よりも小さな幅に形成され、また、閉じ切り室２８に順次に連通するように、長さが第１放射部４２−１から第３放射部４２−３側に漸次に大きく形成されている。
【００４１】
この第３実施例の構成によれば、閉じ切り室２８には、第１放射部４２−１と第２放射部４２−２と第３放射部４２−３とが順次に連通し、オイル溝３８から段階的にオイル供給を実施し、オイル供給による圧力変化を抑制することができる。
【００４２】
なお、この第３実施例においては、第１放射部４２−１と第２放射部４２−２と第３放射部４２−３との各長さや各幅を調整し、オイル供給量を調整することができる。
【００４３】
図９は、この発明の特別構成であり、第４実施例を示すものである。
【００４４】
この第４実施例の特徴とするところは、以下の点にある。即ち、インナロータ２４が摺接するオイルポンプケース４のケース側摺接面４Ｂには、オイル溝３８に連通して吐出室１０の吐出側始端部３４Ａ側に至る溜り部５２を形成した。このオイル溜り部５２は、オイル溝３８との接続部位５２Ａの幅に対してこの接続部位５２Ａから離れて吐出側始端部３４Ａに至る奥深部位５２Ｂの幅が大きく形成されている。
【００４５】
この第４実施例の構成によれば、オイル溝３８に脈動が発生した場合に、この脈動を溜り部５２で抑制することができ、溝出口３８Ｂからのオイルを適正に供給させ、閉じ切り室２８でのオイルによる圧力変化を抑制することができる。
【００４６】
なお、この発明においては、オイル溝の一端側を吐出室の吐出側室部の略中央部位に連通するとともに、このオイル溝を吐出室側に形成することで、オイル溝を短くすることが可能である。
【００４７】
また、オイル溝の一端側を吐出室の吐出側室部の吐出側始端部に連通するとともに、このオイル溝途中には複数のオイル溜め部を直列で且つ異なる容量で設けることで、吐出側室部の吐出側始端部からの油圧の変動を複数のオイル溜め部によって順次に抑制しつつ、閉じ切り室にオイル供給を行うことも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、インナロータが摺接するオイルポンプケース又はプレートにはオイル溝を設け、このオイル溝の一端側を吐出室の終端部に連通して設け、オイル溝の他端側を吸入室及び吐出室と遮断された位置で初めてポンプ室に連通して設けたことにより、オイルを吸入室側から吐出室側に移動する際のオイルの圧力変化を十分に低減し、メインギャラリの脈動を低減して、安定したオイルを油圧機器等に容易に供給し、この油圧機器等の駆動に悪影響を与えるのを防止し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例においてプレートを外した状態でオイルポンプケースにオイル溝が形成されたオイルポンプの正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線によるオイルポンプの拡大断面図である。
【図３】図１のオイルポンプのオイル溝の一端側の拡大正面図である。
【図４】図１のオイルポンプのオイル溝の他端側の拡大正面図である。
【図５】第１実施例においてオイル溝の他端側の放射部を短く形成した場合のオイルポンプケースの一部拡大正面図である。
【図６】第１実施例においてオイル溝の他端側の放射部を長く形成した場合のオイルポンプケースの一部拡大正面図である。
【図７】第２実施例においてオイルポンプの断面図である。
【図８】第３実施例においてオイルポンプのオイル溝の他端側の拡大正面図である。
【図９】第４実施例においてオイルポンプのオイル溝の他端側の拡大正面図である。
【図１０】従来においてプレートを外したオイルポンプケースの正面図である。
【符号の説明】
２オイルポンプ
４オイルポンプケース
６プレート
８吸入室
１０吐出室
１２クランク軸
１４インナロータ
１６アウタロータ
２６ポンプ室
２８閉じ切り室
３８オイル溝
３８Ａ溝入口
３８Ｂ溝出口
４０直線部
４２放射部

Claims

プレートと共働して吸入室と吐出室とを形成するオイルポンプケースを設け、このオイルポンプケース内で回転軸に固定されたインナロータ及びこのインナロータに組込んだアウタロータを回転させて前記インナロータの外歯と前記アウタロータの内歯との間に形成されるポンプ室を前記吸入室側から前記吐出室側に移動させてオイルの吐出圧力を得るオイルポンプにおいて、前記インナロータが摺接する前記オイルポンプケース又は前記プレートにはオイル溝を設け、このオイル溝の一端側を前記吐出室の終端部に連通して設け、前記オイル溝の他端側を前記吸入室及び前記吐出室と遮断された位置で初めて前記ポンプ室に連通して設けたことを特徴とするオイルポンプ。
前記オイル溝は、前記オイルポンプケースの前記インナロータが摺接するケース側摺接面の前記吸入室側に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
前記オイル溝の一端側は、直線状に形成された直線部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
前記オイル溝の他端側は、前記インナロータの中心から径方向に延出する放射部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
前記オイル溝は、前記プレートの前記インナロータが摺接するプレート側摺接面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。