JP2005146996A - オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 吐出ポートの低圧状態での脈圧と高圧状態での脈圧を共に確実に低減する。
【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、連通孔１７を介して吐出ポート１５に導通するオイルチャンバ１８を、複数のハウジング構成ブロックに跨るように設け、オイルチャンバ１８に臨む合わせ面のうちの、連通孔１７の延長線上に位置される高圧作用部ａを、その高圧作用部ａの前後でハウジング構成ブロック相互を締結する二つのボルト締結部２３Ａ，２３Ｂの間で、かつ、この二つの締結部２３Ａ，２３Ｂのボルト中心ｏ_A，ｏ_Bを結ぶ線分ｐの外側に配置する。高圧状態での脈圧は、高圧作用部ａにできる隙間からのオイルの漏れによって低減する。
【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は、エアチャンバを成す閉溝が吐出ポートに単に開口しただけの構造であるため、吐出ポートに低圧状態で脈圧が発生したときにはエアの作用によってその脈圧を確実に低減できるが、高圧状態で脈圧が発生したときには、その脈圧を充分に低減することができない。

そこで本発明は、吐出ポートの低圧状態での脈圧と高圧状態での脈圧を共に確実に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、連通路を介して吐出ポートに導通するオイルチャンバを、複数のハウジング構成ブロックに跨るようにして設け、前記オイルチャンバに臨むハウジング構成ブロック相互の合わせ面のうちの、前記連通路の延長線上に位置される高圧作用部を、その高圧作用部の前後でハウジング構成ブロック相互を締結する二つのボルト締結部の間で、かつ、この二つの締結部のボルト中心を結ぶ線分の外側に配置するようにした。

この発明の場合、吐出ポートに低圧状態で脈圧が生じたときには、オイルチャンバ内のオイルに若干混入しているエアの弾性によって脈圧を低減し、高圧状態で脈圧が生じたときには、チャンバ内で最も圧力の高くなる高圧作用部の合わせ面からオイルを外部に漏出させ、それによって脈圧を低減する。この高圧作用部の合わせ面は二つの締結部のボルト中心を結ぶ線分の外側に配置されているため、オイルチャンバ内の圧力が高まると、ハウジング構成ブロックの壁が前記線分の外側部分で容易に変形し、その合わせ面の間に隙間ができる。

また、請求項２に記載のように、ポンプハウジングの少なくとも前記高圧作用部の外側部分はオイルパン内に配置することが望ましい。

この場合、高圧作用部から外部に漏れ出たオイルはオイルパン内に戻されるため、エンジン周囲の他の部材にオイルが飛散したり、オイルの損失を招くことがない。

また、請求項３に記載のように、高圧作用部の合わせ面を成す少なくとも一方のハウジング構成ブロックの壁を、オイルチャンバ内に臨む面が合わせ面に向かって外向きに傾斜するように形成しても良い。

この場合、オイルチャンバ内のオイルの圧力が高圧作用部付近に作用すると、その圧力がハウジング構成ブロックの壁の傾斜を大きくするように作用して、その壁の変形を容易にする。

本発明は、低圧状態で発生する吐出ポートの脈圧をオイルチャンバ内の混入エアの弾性によって低減することができると共に、高圧状態で発生する吐出ポートの脈圧を高圧作用部からのオイルの漏れ作用によって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。尚、この実施形態の場合、ベースブロック８とカバーブロック９はアルミニウム合金によって形成されている。

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、図１に示すように連通孔１７（本発明における連通路）を介して吐出ポート１６に導通するオイルチャンバ１８が形成されている。このオイルチャンバ１８は、吐出ポート１６の上方延出領域１６ａの下方側に同ポート１６に略沿って形成され、連通孔１７の端部はオイルチャンバ１８の鉛直上方側位置にて吐出ポート１６に連通している。このオイルチャンバ１８の共振周波数は吐出ポート１６の共振周波数と合致しないようにずらしてある。

吐出ポート１６とオイルチャンバ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。そして、オイルチャンバ１８は、吐出ポート１６の上方延出領域１６ａに沿って略直方体状に形成され、上方延出領域１６ａに沿うチャンバ１８の上壁２１と下壁２２は水平方向に対して傾斜し、上壁２１の上端部に前記連通孔１７が形成されている。連通孔１７はオイルチャンバ１８の断面よりも小断面に形成され、その連通孔１７の延長線が前記チャンバ１８の下壁２２に略直角に交差するようになっている。

ここで、オイルチャンバ１８の下壁２２は夫々ベースブロック８とカバーブロック９が突き合わされて成るが、以下では、説明の都合上、ベースブロック８側の下壁構成部を第１壁２２ａ、カバーブロック９側の下壁構成部を第２壁２２ｂと呼ぶものとする。

ベースブロック８とカバーブロック９の合わせ面のうちの、前記第１壁２２ａと第２壁２２ｂの突き合わせ部分は、前記連通孔１７の延長線上に位置されているため、連通孔１７に導入されるオイルの圧力が直接最も大きく作用する。この部分は本発明における高圧作用部ａ（図１参照）を構成している。

また、ベースブロック８とカバーブロック９は、前述のように両者の外周部が複数のボルト１０によって結合されているが、オイルチャンバ形成部の周辺部は、オイルチャンバ１８の長手方向の前後に設けられた一対のボルト締結部２３Ａ，２３Ｂで結合されている。前記第１壁２２ａと第２壁２２ｂの合わせ面である高圧作用部ａは、この一対のボルト締結部２３Ａ，２３Ｂの間で、かつ、締結部２３Ａ，２３Ｂのボルト中心ｏ_A，ｏ_Bを結ぶ線分ｐの外側に配置されている。また、第１壁２２ａと第２壁２２ｂのオイルチャンバ１８に臨む内面は、図４に示すように両者の合わせ面（高圧作用部ａ）に向かって外向きに傾斜して形成されている。

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、吐出されたオイルは脈圧を含むが、その脈圧はオイルチャンバ１８によって以下のようにして低減される。

即ち、吐出ポート１６の脈圧が低圧状態で生じたときには、オイルチャンバ１８は連通孔１７以外の部分をほぼ密閉されているため、チャンバ１８内のオイルに混入しているエアの弾性によって通常のオイルチャンバと同様に脈圧を低減する。また、このオイルポンプ１は、ベースブロック８とカバーブロック９の合わせ面のうちの、オイルチャンバ１８の高圧作用部ａを成す部分が、隣接するボルト締結部２３Ａ，２３Ｂの間で、両締結部２３Ａ，２３Ｂのボルト中心ｏ_A，ｏ_Bを結ぶ線分ｐの外側に位置されるように構成されているため、吐出ポート１６の脈圧が高圧状態で生じたときには、連通孔１７から導入される高圧のオイルがチャンバ１８内の第１壁２２ａと第２壁２２ｂに直接作用し、このとき両壁２２ａ，２２ｂが図５に示すように外側に変形することによって高圧作用部ａに僅かな隙間ができ、その隙間から高圧のオイルがポンプハウジング７の外部に漏れ出る。吐出ポート１６の高圧条件下での脈圧はこのオイルの漏れによって確実に低減される。

特に、この実施形態においては、第１，第２壁２２ａ，２２ｂを成すベースブロック８とカバーブロック９が変形の容易なアルミニウム合金によって形成されているうえ、第１，第２壁２２ａ，２２ｂのオイルチャンバ１８内に臨む内面が合わせ面方向に向かって外向きに傾斜して、オイルの圧力を受けて外側に変形（外開き変形）し易くなっているため、高圧条件下での脈圧発生時にはチャンバ１８から外部にオイルを確実に漏れ出させることができる。

また、この実施形態においては、オイルポンプ１がバランサ装置２と共にエンジンのオイルパン内に配置されているため、脈圧低減時にポンプハウジング７から漏れ出たオイルはオイルパン１８内に確実に回収される。したがって、この実施形態の場合、漏れ出たオイルがエンジン外部に飛散することがないうえ、オイルの損失を少なくすることができる。

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クランクシャフトの倍速度で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、本発明のオイルチャンバ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） 前記高圧作用部の合わせ面を成すハウジング構成ブロックの少なくとも一方を、アルミニウム合金で形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のオイルポンプ。

この場合、ハウジング構成ブロックが変形し易いため、オイルチャンバ内に高圧の脈圧が作用したときにそのチャンバ内のオイルを確実に外部に逃すことが可能となる。

（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高圧状態でオイルチャンバ内に脈圧が作用したときに、チャンバに臨む合わせ面の高圧作用部の隙間からオイルを外部に逃すことで脈圧を低減するものであるため、前記のように脈圧レベルが大きくなる条件下において特に大きな効果を発揮する。

（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オイルチャンバ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。 同実施形態の高圧状態での作動を示す図４に対応の断面図。

符号の説明

１…オイルポンプ
７…ポンプハウジング
８…ベースブロック（ハウジング構成ブロック）
９…カバーブロック（ハウジング構成ブロック）
１４…ポンプ室
１５…吸入ポート
１６…吐出ポート
１７…連通孔（連通路）
１８…オイルチャンバ
２３Ａ，２３Ｂ…ボルト締結部
ａ…高圧作用部
ｏ_A，ｏ_B…ボルト中心
ｐ…線分

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であって、吐出ポート形成部を含むポンプハウジングが、複数のハウジング構成ブロックをボルト締結した構造とされたものにおいて、
   連通路を介して前記吐出ポートに導通するオイルチャンバを、前記複数のハウジング構成ブロックに跨るようにして設け、
   前記オイルチャンバに臨むハウジング構成ブロック相互の合わせ面のうちの、前記連通路の延長線上に位置される高圧作用部を、その高圧作用部の前後でハウジング構成ブロック相互を締結する二つのボルト締結部の間で、かつ、この二つの締結部のボルト中心を結ぶ線分の外側に配置したことを特徴とするオイルポンプ。
2. ポンプハウジングの少なくとも前記高圧作用部の外側部分をオイルパン内に配置したことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
3. 前記高圧作用部の合わせ面を成す少なくとも一方のハウジング構成ブロックの壁を、オイルチャンバ内に臨む面が合わせ面に向かって外向きに傾斜するように形成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。
   

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