JP2005146994A - オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジン回転数の変動に拘らず常時安定して吐出ポートの脈圧を低減できるようにする。
【解決手段】 エンジンの駆動によって複数のポンプ室１４の容積を連続的に増減変化させ、吸入ポート１５から吸い込んだオイルを吐出ポート１６に吐出する。このようなオイルポンプ１において、吐出ポート１６の上流部で分岐し下流部で合流する分岐通路１８を設け、合流点２３における脈圧位相が吐出ポート１６側と分岐通路１８側で異なるようにする。吐出ポート１６側の脈圧と分岐通路１８側の脈圧は合流点２３で相互に干渉し合い、その結果、吐出ポート１６の脈圧は低減される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジン駆動されるオイルポンプに関し、とりわけ、吐出ポートの脈圧を低減する機能を備えたオイルポンプに関する。

この種のオイルポンプとして、特許文献１に記載されるようなものが案出されている。

このオイルポンプは、トロコイド形のポンプであり、インナロータとアウタロータの間の複数のポンプ室がエンジンの駆動力を受けて連続的に容積を増減変化させ、吸入ポートで吸い込んだオイルをポンプ室で加圧して吐出ポートに吐出する基本構成となっている。そして、吐出ポートの上部には閉溝が形成され、その閉溝の上部がエアを溜めるエアチャンバとなっている。

このオイルポンプは、吐出ポートに閉溝によるエアチャンバが形成されているため、複数のポンプ室が吐出ポートに順次開口しオイルを吐き出すことによって発生する脈圧はエアチャンバによるダンピング作用によって吸収することができる。
実開平２−４３４８２号公報

しかし、この従来のオイルポンプの場合、吐出ポートの脈圧周波数とエアチャンバの共振周波数が一致したときにエアチャンバ内の振動が大きくなり、チャンバ内部のエアが吐出ポートに急激に吐出されてしまうことがある。そして、このようにエアチャンバの共振によってエアが抜けると、脈圧低減性能が急激に低下するため、吐出されたオイルによって駆動されるアクチュエータ等に悪影響を与えると共に、騒音レベルの急変によって乗員に違和感を与える。つまり、ポンプ騒音のレベルは、エンジン回転数の上昇に略比例してリニアに上昇する分には乗員にさして違和感を与えることがないが、回転数の上昇途中で急変すると、乗員には耳障りな音として聞こえる。

そこで本発明は、エンジン回転数の変動に拘らず常時安定して吐出ポートの脈圧を低減することのできるオイルポンプを提供しようとするものである。

上述した課題を解決するための手段として、本発明は吐出ポートの上流部で分岐し下流部で再度合流する分岐通路を設け、その分岐通路を、同通路の合流点付近での脈圧位相が吐出ポート側の脈圧位相に対してずれるように、或いは、吐出ポートと分岐通路の分岐点から合流点までの距離を夫々異ならせるようにした。

この発明の場合、吐出ポートをそのまま通過したオイルと分岐通路を通過したオイルが合流点で合流するときの脈圧位相がずれるため、このとき両者の脈圧が相互に干渉し合い、その結果、吐出ポートの脈圧レベルが低減される。また、この発明の場合、エアチャンバのように大量のエアを捕獲しておくものでないため、吐出ポートの脈圧との共振によってエアが急激抜けて脈圧低減性能が急変する不具合は生じない。

また、請求項３に記載のように、前記分岐通路の分岐点と合流点の少なくとも一方には分岐通路の一般部よりも断面積の小さい絞りを設けるようにしても良い。

この場合、吐出ポートと分岐通路の脈圧位相のずれによる前述の脈圧低減作用を得られるうえ、分岐通路の少なくとも一端に絞りが設けられていることから、分岐通路がオイルチャンバとしも機能する。したがって、オイルチャンバの機能も加わってさらに吐出ポートの脈圧を有効に低減することができる。

本発明は、分岐通路の脈圧が吐出ポートの脈圧と干渉することで吐出ポートの脈圧を低減するものであるため、エンジン回転に応じた脈圧振動の周波数によって脈圧低減性能が急変することがなく、常時安定した脈圧低減性能を発揮することができる。したがって、本発明によれば、吐出オイルの脈圧によるアクチュエータへの悪影響や、脈圧騒音によって乗員に与える違和感を確実に低減することができる。

次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

この実施形態のオイルポンプ１は、図２，図３に示すように車両用エンジンのバランサ装置２に取付けられ、バランサ装置２の支持フレーム３から突出したバランサシャフト４Ｂの前端部が駆動軸５とされている。

バランサ装置２は、図２に示す同期ギヤ６Ａ，６Ｂで噛合って相反方向に同期回転する一対のバランサシャフト４Ａ，４Ｂを有し、一方のシャフト４Ａがエンジンのクランクシャフトにチェーン（図示せず）を介して連係され、他方のシャフト４Ｂがオイルポンプ１を駆動するようになっている。このバランサ装置２の両シャフト４Ａ，４Ｂは、クランクシャフトの２倍の速度で回転し、両シャフト４Ａ，４Ｂに設けられたウェイトの回転によってエンジンの２次振動を低減する。また、このバランサ装置２は、前記オイルポンプ１も含め全体がエンジン底部の図示しないオイルパンの内部に配置されている。

オイルポンプ１のポンプハウジング７は、バランサ装置２の支持フレーム３の前端部に一体に形成された略矩形状のベースブロック８と、このベースブロック８の前面に取付けられたカバーブロック９とから成り、両ブロック８，９の外周縁部が複数のボルト１０…によって結合されている。

このオイルポンプ１のポンプ本体はトロコイド形のポンプによって構成され、駆動軸５に一体回転可能に取付けられたインナロータ１１と、前記カバーブロック９の凹部１２に回転可能に収容されたアウタロータ１３とを備えている。インナロータ１１はトロコイド曲線から成る複数の外歯を有し、アウタロータ１３は同様にトロコイド曲線から成りインナロータ１１の外歯よりも一つ分歯数の多い内歯を有している。

インナロータ１１はアウタロータ１３の内周側に偏心して配置され、外歯が最偏心位置でアウタロータ１３の内側に噛合されると共に、残余の部分が円周方向の複数個所で内歯に対して滑り接触するようになっている。そして、インナロータ１１とアウタロータ１３の接触部間に形成された複数の空間部はポンプ室１４を成し、これらのポンプ室１４がインナロータ１１の回転に伴なって容積を連続的に増減変化させるようになっている。

ポンプ本体（１１，１３）は、図１に示すように、横長のポンプハウジング７の一端側上部に偏寄して配置されており、ポンプハウジング７内のポンプ本体（１１，１３）の下方側には、オイルパン内のオイルをポンプ本体（１１，１３）の吸入領域に吸い入れる吸入ポート１５が形成されている。また、ポンプハウジング７には、ポンプ本体（１１，１３）の吐出領域から吐出されたオイルを図外の吐出通路に誘導する吐出ポート１６が形成されている。この吐出ポート１６は、ポンプ本体（１１，１３）から一方のバランサシャフト４Ａの突出端を略Ｖ字状に迂回して斜め上方に延出し、その延出端が吐出通路に接続されている。

また、ポンプハウジング７には、吐出ポート１６の上方延出領域１６ａの下端部近傍（上流部）と上端部近傍（下流部）を接続する分岐通路１８が設けられている。この分岐通路１８は、直線状に延出する吐出ポート１６の上方延出領域１６ａに対して下方に湾曲し、吐出ポート１６との分岐点２２から合流点２３までの距離が吐出ポート１６側の分岐点２２、合流点２３間の距離よりも大きくなり、かつ、吐出ポート１６側の合流点２３での脈圧位相と分岐通路１８側の合流点２３での脈圧位相が相互にずれるように設定されている。

さらに、この実施形態においては、吐出ポート１６の上方延出領域１６ａと分岐通路１８を流れるオイルの流量がほぼ同量になるように両部分の通路断面積が設定されている。また、吐出ポート１６と分岐通路１８は、図４に示すように、ベースブロック８とカバーブロック９の接合部間に半割り状に形成されている。

尚、図１中１９は、吐出ポート１６と吸入ポート１５を連通する戻し通路２０に介装されたリリフー弁である。

このオイルポンプ１は以上のような構成であるため、エンジンの始動に伴なってバランサシャフト４Ｂが回転すると、インナロータ１１の回転によって複数のポンプ室１４の容積が連続的に変化し、吸入ポート１５から吸い上げたオイルを吐出ポート１６に連続的に吐出する。このとき、吐出ポート１６に吐出されたオイルはポンプ回転に応じた脈圧を含むが、そのオイルは、上方延出領域１６ａの下端部近傍の分岐点２２にて上方延出領域１６ａと分岐通路１８とに分流した後、上方延出領域１６ａの上端部近傍の合流点２３にて再度合流する。そして、この合流点２３におけるオイルの脈圧位相は吐出ポート１６側と分岐通路１８側でずれるように設定されているため、吐出ポート１６側の脈圧と分岐通路１８側の脈圧は合流点２３において相互に干渉し合う。

図５は、任意のエンジン回転数における合流点２３での脈圧の相互干渉を様子を示したものである。同図に示すように、このオイルポンプ１の場合、合流点２３にて脈圧の相互干渉が行われることにより、吐出ポート１６の脈圧変動幅は確実に低減される。特に、この実施形態においては、吐出ポート１６の上方延出部１６ａを流れるオイルと分岐通路１８を流れるオイルの流量がほぼ同量になるように設定されているため、脈圧変動幅の低減効果は非常に大きくなる。

また、このオイルポンプ１においては、エンチャンバのように特定個所にエアを捕獲しておくものでないため、エンシン回転数に応じた脈圧周波数の変化によってエアが吐き出され、脈圧低減特性が急変するような不具合は生じない。

図６は、分岐通路１８を設けたこの実施形態のオイルポンプ１の脈圧特性と、分岐通路１８を設けなかったものの脈圧特性を比較して示したものであり、この特性図から明らかなように、この実施形態のオイルポンプ１は、分岐通路１８を設けなかったものに対して全回転域において確実に脈圧レベルを低減することができ、しかも、エアチャンバを設けた従来技術のように回転数の上昇中に脈圧レベルが急増することがなく、回転数の増加に脈圧レベルが略比例するリニアな脈圧特性を得ることができる。

図７は、本発明の第２の実施形態を示すものである。この実施形態のオイルポンプは全体の構成は第１の実施形態とほぼ同様であるが、吐出ポート１６に対して分岐点２２と合流点２３で接続される分岐通路１１８の両端部に夫々絞り２６ａ，２６ｂが形成されている点が第１の実施形態のものと異なっている。

分岐通路１１８の両端部の絞り２６ａ，２６ｂは、分岐通路１１８の一般部２５よりも小断面積に形成された部分であり、この絞り２６ａ，２６ｂに対して相対的に断面積が大きくなった一般部２５はポンプ作動中に脈圧を減衰するオイルダンパとして機能する。

したがって、この実施形態のオイルポンプにおいては、合流点２３での脈圧干渉作用に加え、上記のオイルダンパ機能が発揮されるため、吐出ポート１６の脈圧をより効果的に低減することができる。この実施形態では分岐通路１１８の両端部に絞り２６ａ，２６ｂを設けたが、分岐通路１１８の片側のみに絞りを設けるようにしても良い。

尚、この発明の実施形態は以上で説明したものに限るものでなく、例えば、以上の実施形態ではポンプ本体をトロコイド形のポンプで構成したが、複数のポンプ室が連続的に容積を増減変化させるものであれば、ベーン形のポンプ等であっても良い。また、オイルポンプの駆動は、必ずしもバランサシャフトに直結して行う必要はないが、この実施形態のように高速回転するバランサシャフトで駆動されるものにあっては、高周波の脈圧が発生し易いため、本発明による対策は特に有効となる。

次に、上述した実施形態の記載内容から把握し得る前記請求項に記載された発明以外の発明について、以下にその効果と共に記載する。

（イ） 前記分岐点と合流点の間の、吐出ポート側のオイル流量と分岐通路側のオイル流量を略同量にしたことを特徴とする請求項１または２に記載のオイルポンプ。

この場合、合流点での吐出ポート側の脈圧レベルと分岐通路側の脈圧レベルがほぼ同じになるため、脈圧位相のずれによる相互干渉作用が大きくなり、より大きな脈圧低減効果を得ることが可能となる。

（ロ） クランクシャフトの２倍の速度で回転して、エンジンの２次振動を打ち消すバランサシャフトによって駆動されることを特徴とする請求項１〜３、前記（イ）のいずれかに記載のオイルポンプ。

この場合、ポンプ軸がバランサシャフトと共にクランクシャフトの倍速度で回転するため、脈圧周波数が全体的に高くなり、脈圧レベルも大きくなるが、このオイルポンプは、従来のもののように滞留した大量のエアが急激に抜ける不具合が生じないため、前記のように脈圧レベルが大きくなる条件下において安定した脈圧低減効果を得るのに特に有効となる。

（ハ） 外周にトロコイド曲線形状の複数の外歯が設けられ、駆動軸によって回転駆動されるインナロータと、このインナロータの外周側に偏心して配置され、内周に前記インナロータが噛合するトロコイド曲線形状の複数の内歯が設けられたアウタロータと、を備えたトロコイド形のポンプであることを特徴とする請求項１〜３、前記（イ），（ロ）のいずれかに記載のオイルポンプ。

この場合、インナロータとアウタロータの間に形成される複数のポンプ室が駆動軸の回転に伴なって吐出ポートに順次開口しオイルを吐き出すが、このとき、吐出ポートに生じる脈圧は分岐通路の脈圧との相互干渉作用によって確実に低減することができる。

本発明の第１の実施形態を示す図２のＣ−Ｃ線に沿う端面図。 同実施形態を示すバランサ装置の上面図。 同実施形態を示す図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。 同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。 同実施形態の任意のエンジン回転数における脈圧変化を示す特性図。 同実施形態と分岐通路を設けないものの吐出脈圧−エンジン回転数特性を示す特性図。 本発明の第２の実施形態を示す要部の拡大断面図。

符号の説明

１…オイルポンプ
１４…ポンプ室
１５…吸入ポート
１６…吐出ポート
１７…連通孔（オイル流入口）
１８，１１８…分岐通路
１９…分岐点
２０…合流点
２５…一般部
２６ａ，２６ｂ…絞り

Claims (3)

1. エンジンによる駆動によって複数のポンプ室が連続的に容積を増減変化させ、吸入ポートで吸い込んだオイルを加圧して吐出ポートから吐出するオイルポンプにおいて、
   前記吐出ポートの上流部で分岐し下流部で再度合流する分岐通路を設け、その分岐通路を、同通路の合流点付近での脈圧位相が吐出ポート側の脈圧位相に対してずれるように構成したことを特徴とするオイルポンプ。
2. エンジンによる駆動によって複数のポンプ室が連続的に容積を増減変化させ、吸入ポートで吸い込んだオイルを加圧して吐出ポートから吐出するオイルポンプにおいて、
   前記吐出ポートの上流部で分岐し下流部で再度合流する分岐通路を設け、吐出ポートと分岐通路の分岐点から合流点までの距離を夫々異ならせたことを特徴とするオイルポンプ。
3. 前記分岐通路の分岐点と合流点の少なくとも一方に分岐通路の一般部よりも断面積の小さい絞りを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のオイルポンプ。
   

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