JP2005146998A - オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】 ポンプ本体に近接した位置で起こる乱流の影響を受けることなく吐出ポートの脈圧を確実に低減する。
【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、吐出ポート１６に整流部としての絞り２１を設け、この絞り２１の下流側に脈圧低減用のチャンバ１８を設ける。オイル中の脈圧は絞り２１部分で乱流を取り除いた状態でチャンバ１８によって低減される。
【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は、エアチャンバを成す閉溝が吐出ポートのポンプ本体に近接した位置にそのまま連通しているため、ポンプ本体に近接した位置で起こる乱流がそのままエアチャンバ内に導入されることとなり、エアチャンバによる充分な脈圧低減効果を得ることができない。

そこで本発明は、ポンプ本体に近接した位置で起こる乱流の影響を受けることなく吐出ポートの脈圧を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、吐出ポートに整流部を設け、この整流部の下流側に脈圧低減用のチャンバを設けるようにした。

この発明の場合、ポンプ本体に近接した位置で起こる乱流は整流部によって整流され、吐出ポートの脈圧はその整流作用を受けて安定した後にチャンバによって低減される。

前記整流部は、例えば、請求項２に記載のように吐出ポートの一般部よりも開口面積の小さい絞りによって構成しても良い。この場合、簡単な構成でありながら、乱流を確実に整流することができると共に、絞り自体による脈圧低減効果も得ることができる。

また、請求項３に記載のように、前記チャンバのオイル流入口は整流部の直後に設けることが望ましい。この場合、整流部を通過した直後の最も安定状態にあるオイルに対してチャンバによる脈圧低減を行うことができる。

本発明は、ポンプ本体に近接した位置で起こる乱流を整流部で安定させた後にチャンバによる脈圧低減を行うものであるため、乱流の影響を受けることなく吐出ポートの脈圧を常時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。

吐出ポート１６のＶ字に屈曲した位置から上方に延出する領域には、他の部分（一般部）の断面よりも断面積の小さい絞り２１（本発明における整流部）が設けられている。吐出ポート１６は、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が、前記絞り２１は、図４に示すようにカバーブロック９側のポート形成溝２２の底部に部分的に設けられた隆起部２３によって形成され、その隆起部２３によって吐出ポート１６の断面積が部分的に小さくなっている。この隆起部２３の前後にはポート形成溝２２の一般部の底面に連続するテーパ面２３ａ，２３ｂが形成されている。

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を介して吐出ポート１６の絞り２１の直後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の絞り形成部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（オイル流入口）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は、図５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。また、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。

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、ポンプ本体（１１，１３）から吐出された直後のオイルは脈圧を含み、かつ、乱流が起きた状態となっているが、このときのオイル中の脈圧は以下のようにして低減される。

即ち、ポンプ本体（１１，１３）から吐出ポート１６に吐出されたオイルは駆動側のバランサシャフト４Ａの前端部下方を略Ｖ字状に屈曲した後に絞り２１を通過し、この絞り２１を通過するときに整流作用を受ける。そして、オイルは絞り２１による整流作用によって乱流を取り除かれると、その絞り直後に配置されているオイルチャンバ１８によって脈圧を低減される。このオイルチャンバ１８による脈圧低減作用を受けるときには、既にオイルは乱流を取り除かれて安定状態となっているため、オイル内の脈圧は充分に低減される。

特に、この実施形態においては、整流部として絞り２１を採用しているため、簡単な構造でありながらオイルの乱流を確実に取り除くことができ、しかも、オイルが絞りを通過するときに絞り自体による脈圧低減効果も得ることができる。また、この実施形態では絞り２１を形成する隆起部２３の前後にテーパ面２３ａ，２３ｂが設けられているため、オイルが絞り２１を通過する前後でさらなる乱流を発生する不具合を無くすことができる。

また、オイルチャンバ１８の連通孔１７の配置は、絞り２１の下流側であれば絞り２１からある程度離間した部分であっても良いが、この実施形態のように絞り２１の直後に配置した場合には、オイルが最も安定した状態で脈圧を低減することができる。

図６は、この実施形態の脈圧特性と、整流部を設けない比較例の脈圧特性を示したものであり、同図から明かなように、この実施形態のものにおいてはほぼ全回転域で確実に脈圧レベルを下げることができる。

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、本発明の整流部とチャンバによる対策は特に有効となる。また、上記の実施形態ではオイルチャンバ１８を採用したが、エアチャンバを採用することも可能である。

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） 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、ポンプ本体の近傍で起こる乱流も大きくなるが、このオイルポンプは乱流を整流部で安定させた後にチャンバで脈圧を低減するものであるため、前記のように乱流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。

（ロ） 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）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整流部で乱流を安定化させた後に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Ｄ−Ｄ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。 同実施形態と整流部を設けない比較例の吐出脈圧−エンジン回転特性を示す特性図。

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…オイルチャンバ（チャンバ）
２１…絞り（整流部）

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、
   前記吐出ポートに整流部を設け、この整流部の下流側に脈圧低減用のチャンバを設けたことを特徴とするオイルポンプ。
2. 前記整流部を、吐出ポートの一般部よりも開口面積の小さい絞りによって構成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. 前記チャンバのオイル流入口を整流部の直後に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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