JP2007263075A - オイルポンプのキャビテーション侵食防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプの容積効率の低下を伴うことなく、前記ポンプギヤの側面とケース側との微小間隙部におけるキャビテーションエロージョン（侵食）の発生を防止したオイルポンプのキャビテーション侵食防止構造を提供する。
【解決手段】ポンプギヤの側面に、該ポンプギヤの歯先から歯元円径よりも小径でポンプギヤ軸受の外周径よりも大径の部位までの外周側部分を該側面から段状に一定量陥没させポンプギヤ側部間隙を拡大して陥没側面部を形成し、該陥没側面部の側部間隙を、該陥没側面の内周径と前記ポンプギヤ軸受の外周径との間のポンプギヤ側部間隙よりも大きく形成したことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、主としてディーゼルエンジン用歯車式オイルポンプに適用され、互いに噛み合うポンプギヤをポンプケース内に、該ポンプギヤの両側面とポンプケースのポンプギヤ室底面及びポンプカバーの取付面との間を流体密に構成して収納し、前記ポンプギヤの回転によってオイルを加圧し送出するように構成されたオイルポンプにおけるキャビテーション侵食防止構造に関する。

ディーゼルエンジン用オイルポンプは、たとえば特許文献１（特開２００２−２６６６１３号公報）にて提供されているように、エンジンのクランク軸に連結されるポンプ駆動ギヤからの回転力によって互いに噛み合うポンプギヤを回転駆動する形式の歯車式オイルポンプが多く用いられている。
かかる歯車式オイルポンプにおいては、互いに噛み合うポンプギヤの両側面部における吐出時におけるオイル洩れによるポンプ効率の低下を防止するため、該ポンプギヤの両側面とポンプケースのポンプギヤ室底面及びポンプカバーの取付面との間を流体密に構成して該ポンプギヤをポンプケース内に収納している。

特開２００２−２６６６１３号公報

前記特許文献１にて提供されているような歯車式オイルポンプにおいては、互いに噛み合うポンプギヤの回転により、吸入室から噛み合い容積部に導入したオイルを加圧して吐出室に送出する際に、高圧になっている吐出室内のオイルの一部が、前記ポンプギヤの両側面とポンプケースのポンプギヤ室底面及びポンプカバーの取付面との間の微小間隙部を通って低圧になっている吸入室へと侵入するという現象が発生し易い。

然るに、かかる歯車式オイルポンプにおいては、ポンプの容積効率を高く保持するため、前記微小間隙部の寸法を極めて小さい値に採っている。このため、ポンプギヤによる加圧オイルの吐出時に、吐出室内の高圧オイルが、間隙寸法が極めて小さく形成されている前記微小間隙部を高流速で流れて低圧になっている吸入室に開放されることによって、前記微小間隙部近傍にキャビテーション及び該キャビテーションに伴うエロージョン（侵食）が発生し易くなる。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ポンプの容積効率の低下を伴うことなく、前記ポンプギヤの側面とケース側との微小間隙部におけるキャビテーションエロージョン（侵食）の発生を防止したオイルポンプのキャビテーション侵食防止構造を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、ポンプ駆動ギヤからの回転力によって回転駆動され互いに噛み合うポンプギヤをポンプケース内に、該ポンプギヤの両側面と前記ポンプケースのポンプギヤ室底面及び該ポンプケースの開放部を覆蓋するポンプカバーの取付面との間を流体密に構成して収納し、前記ポンプギヤの回転によってオイルを加圧し送出するように構成されたオイルポンプにおいて、前記ポンプギヤの側面に、該ポンプギヤの歯先から歯元円径よりも小径でポンプギヤ軸受の外周径よりも大径の部位までの外周側部分を該側面から段状に一定量陥没させポンプギヤ側部間隙を拡大して陥没側面を形成し、前記陥没側面部の側部間隙を、該陥没側面部の内周径と前記ポンプギヤ軸受の外周径との間のポンプギヤ側部間隙よりも大きく形成したことを特徴とする（請求項１）。

かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記陥没側面を、前記ポンプギヤの前記ポンプカバーの取付面に対向する側面に形成する（請求項２）。
（２）前記陥没側面を、前記ポンプギヤの前記ポンプケースにおけるポンプギヤ室底面に対向する側面に形成する（請求項３）。
尚、前記（１）と（２）を併せそなえることも可能である。

本発明によれば、ポンプギヤの側面、具体的にはポンプギヤのポンプカバーの取付面に対向する側面（請求項２）、あるいはポンプギヤのポンプケースにおけるポンプギヤ室底面に対向する側面（請求項３）に、該ポンプギヤの歯先から歯元円径よりも小径でポンプギヤ軸受の外周径よりも大径の部位までの外周側部分を該側面から段状に一定量陥没させて陥没側面部を形成し、該陥没側面部の側部間隙を、該陥没側面部の内周径と前記ポンプギヤ軸受の外周径との間のポンプギヤ側部間隙よりも大きく形成したので、ポンプギヤによる加圧オイルの吐出時において、吐出室内の高圧オイルの一部は、間隙寸法の比較的大きい陥没側面部を通って吸入室に侵入することとなる。

このように、吐出室内の高圧オイルの一部が、間隙寸法の大きい陥没側面部を通って吸入室に開放されることとなり、且つ前記陥没側面部の間隙寸法が大きいために作動時にポンプギヤが軸方向に微小移動してもポンプギヤ側部間隙が過小になるのを回避でき、従来技術のような、高圧オイルが間隙寸法が極めて小さく形成されている微小間隙部を通って吸入室に開放される場合よりも、吸入室に開放される時の高圧オイルの流速を小さく保持できる。
かかる吸入室への開放時における高圧オイルの流速低下によって、前記陥没側面部の吸入室入口近傍におけるオイルの圧力降下が緩慢になり、これによって前記ポンプギヤ側部間隙部におけるキャビテーションの発生が抑制され、キャビテーションに伴うエロージョン（侵食）の発生を防止できる。

また、前記陥没側面部の間隙は、吐出室内の高圧オイルの吸入室側への洩れを増大する程大きく設定していないので、該陥没側面部の間隙からのオイルの吸入室側への洩れに伴うポンプの容積効率の低下は最小限に抑えている上、さらには陥没側面の内周径と前記ポンプギヤ軸受の外周径との間のポンプギヤ側部間隙を、前記陥没側面部の側部間隙よりも小さく、従来のものと同等の間隙に形成していることから、ポンプギヤ側部間隙を通してのこの部分からのオイルの洩れは従来のもの並みに抑制できるので、これらの点から、前記陥没側面の形成によるポンプの容積効率の低下は十分に回避できる。
従って、本発明によれば、ポンプの容積効率の低下を最小限に抑えて、ポンプギヤの側面とケース側との微小間隙部におけるキャビテーションエロージョン（侵食）の発生を防止したオイルポンプのキャビテーション侵食防止構造を提供できる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の実施例に係るディーゼルエンジン用歯車式オイルポンプの縦断面図、図２は図１におけるＺ部及びＹ部拡大断面図である。図３は前記実施例におけるポンプギヤを示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＷ部及びＶ部拡大図である。
図１〜３に示されるこの実施例の歯車式オイルポンプは、２つのポンプギヤが噛み合う２連式オイルポンプであるが、３つのポンプギヤが噛み合う３連式オイルポンプにも本発明を適用できる。
図１〜３において、１はポンプケース、２は該ポンプケース１に複数のボルト９で固定されて後述するポンプギヤ３ａ，３ｂの側部を流体密に覆うポンプカバーである。３ａ，３ｂは前記ポンプケース１内に収納された互いに噛み合うポンプギヤで、駆動側のポンプギヤ３ａは図３のようにポンプ駆動軸３１と一体に構成されている。４は該ポンプ駆動軸３１の軸端にナット８により固定されたポンプ駆動ギヤ、７は該ポンプ駆動ギヤ４の廻り止め用のキーである。

前記ポンプギヤ３ａ，３ｂは、前記ポンプケース１に固定された軸受５，５及び前記ポンプカバー２に固定されたポンプギヤ軸受６，６によって回転自在に支持されている。１０はオイルが導入される吸入室で、図示を省略したが、該吸入室１０の反対側に前記ポンプギヤ３ａ，３ｂを隔てて吐出室が形成されている。
以上の構成は、通常の歯車式オイルポンプと同様である。
本発明は、以上のような歯車式オイルポンプのキャビテーションエロージョン（侵食）防止構造に係るものである。

即ち、図１〜３において、互いに噛み合う前記ポンプギヤ３ａ（以下ポンプギヤ３ａについて説明するがポンプギヤ３ｂもこれと同様である）の、ポンプカバー２の取付面２ａに対向する側面３４ａには、図２に示されるように、該ポンプギヤ３ａの歯３３の歯先から歯元円径Ｄ１よりも小径でポンプギヤ軸受６の外周径Ｄ２よりも大径の内周径Ｄの部位までの外周側部分を前記側面３４ａから段状に（１１は段部）一定量Ｂ陥没させポンプギヤ側部間隙１１ａを拡大して陥没側面３４ｂを形成している。
また、該陥没側面３４ｂの内周径Ｄと前記ポンプギヤ軸受６の外周径Ｄ２との間のポンプギヤ側部間隙３６（間隙寸法Ｂ１）を前記陥没側面３４ｂ部の側部間隙１１ａよりも小さく形成し、従来の歯車式オイルポンプと同様な値に採っている。

また、前記と同様な形状の陥没側面３５ｂを、図１のＹ部及び図３のＶ部のように、前記ポンプギヤ３ａの前記ポンプケース１におけるポンプギヤ室底面１ｚに対向する側面３５ａに形成することも可能である。
さらに、必要に応じて、前記陥没側面３４ｂあるいは３５ｂを、前記ポンプギヤ３ａのポンプカバー２の取付面２ａに対向する側面３４ａ、及び前記ポンプギヤ３ａの前記ポンプケース１におけるポンプギヤ室底面１ｚに対向する側面３５ａの双方に形成することも可能である。

かかる歯車式オイルポンプの作動時において、エンジンのクランク軸に連動されるポンプ駆動ギヤ４からの回転力によって、互いに噛み合うポンプギヤ３ａ，３ｂが回転駆動されると、吸入室１０に導入されているオイルがポンプギヤ３ａ，３ｂの噛み合いによって加圧されて図示しない吐出室に吐出され、該吐出室から使用先に送出される。

かかる実施例によれば、ポンプギヤ３ａ，３ｂの側面、具体的にはポンプギヤ３ａ，３ｂのポンプカバー２の取付面２ａに対向する側面３４ａ、あるいはポンプギヤ３ａ，３ｂのポンプケース１におけるポンプギヤ室底面１ｚに対向する側面３５ａに、該ポンプギヤ３ａ，３ｂの歯３３の歯先から歯元円径Ｄ１よりも小径でポンプギヤ軸受６の外周径よりも大径Ｄの部位までの外周側部分を該側面３４ａあるいは３５ａから段状に一定量陥没させて陥没側面３４ｂあるいは３５ｂを形成したので、ポンプギヤ３ａ，３ｂによる加圧オイルの吐出時において、吐出室内の高圧オイルの一部は、間隙寸法の大きい陥没側面３４ｂあるいは３５ｂの部分を通って吸入室１０に侵入することとなる。

このように、吐出室内の高圧オイルの一部が、間隙寸法の大きい陥没側面部３４ｂあるいは３５ｂを通って吸入室に開放されることとなり、且つ前記陥没側面部３４ｂあるいは３５ｂの間隙寸法Ｂが大きいために作動時にポンプギヤが軸方向に微小移動してもポンプギヤ側部間隙が過小になるのを回避でき、従来技術のような、高圧オイルが間隙寸法が極めて小さく形成されている微小間隙部を通って吸入室に開放される場合よりも、吸入室に開放される時の高圧オイルの流速を小さく保持できる。
かかる吸入室への開放時における高圧オイルの流速低下によって、前記陥没側面部３４ｂあるいは３５ｂの吸入室入口近傍におけるオイルの圧力降下が緩慢になり、これによって前記ポンプギヤ３ａ，３ｂの側部間隙部におけるキャビテーションの発生が抑制され、キャビテーションに伴うエロージョン（侵食）の発生を防止できる。

また、前記陥没側面部３４ｂあるいは３５ｂの間隙Ｂは、吐出室内の高圧オイルの吸入室１０側への洩れを増大する程大きく設定していないので、該陥没側面部３４ｂあるいは３５ｂの間隙からのオイルの吸入室側への洩れに伴うポンプの容積効率の低下は最小限に抑えられ、さらには陥没側面３４ｂあるいは３５ｂの内周径Ｄと前記ポンプギヤ軸受の外周径Ｄ２との間のポンプギヤ側部間隙Ｂ１を前記陥没側面部３４ｂあるいは３５ｂの側部間隙Ｂよりも小さく、従来のものと同等間隙に形成していることから、ポンプギヤ側部間隙を通してこの部分からのオイルの洩れは従来のもの並みに抑制できるので、これらの点から、前記陥没側面３４ｂあるいは３５ｂの形成によるポンプの容積効率の低下は十分に回避できる。
従って、かかる実施例によれば、ポンプの容積効率の低下を最小限に抑えて、ポンプギヤ３ａ，３ｂの側面とポンプケース１側との微小間隙部におけるキャビテーションエロージョン（侵食）の発生を防止したオイルポンプのキャビテーション侵食防止構造を提供できる。

本発明によれば、ポンプの容積効率の低下を伴うことなく、前記ポンプギヤの側面とケース側との微小間隙部におけるキャビテーションエロージョン（侵食）の発生を防止したオイルポンプのキャビテーション侵食防止構造を提供できる。

図１は本発明の実施例に係るディーゼルエンジン用歯車式オイルポンプの縦断面図である。 前記実施例における図１のＺ部及びＹ部拡大断面図である。 前記実施例におけるポンプギヤを示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＷ部及びＶ部拡大図である。

符号の説明

１ ポンプケース
２ ポンプカバー
３ａ、３ｂ ポンプギヤ
４ ポンプ駆動ギヤ
５、６ ポンプギヤ軸受
１ａ ポンプギヤ側部間隙
３１ ポンプ駆動軸
３４ａ、３５ａ 側面
３４ｂ、３５ｂ 陥没側面

Claims (3)

1. ポンプ駆動ギヤからの回転力によって回転駆動され互いに噛み合うポンプギヤをポンプケース内に、該ポンプギヤの両側面と前記ポンプケースのポンプギヤ室底面及び該ポンプケースの開放部を覆蓋するポンプカバーの取付面との間を流体密に構成して収納し、前記ポンプギヤの回転によってオイルを加圧し送出するように構成されたオイルポンプにおいて、前記ポンプギヤの側面に、該ポンプギヤの歯先から歯元円径よりも小径でポンプギヤ軸受の外周径よりも大径の部位までの外周側部分を該側面から段状に一定量陥没させポンプギヤ側部間隙を拡大して陥没側面を形成し、前記陥没側面部の側部間隙を、該陥没側面部の内周径と前記ポンプギヤ軸受の外周径との間のポンプギヤ側部間隙よりも大きく形成したことを特徴とするオイルポンプのキャビテーション侵食防止構造。
2. 前記陥没側面を、前記ポンプギヤの前記ポンプカバーの取付面に対向する側面に形成したことを特徴とする請求項１記載のオイルポンプのキャビテーション侵食防止構造。
3. 前記陥没側面を、前記ポンプギヤの前記ポンプケースにおけるポンプギヤ室底面に対向する側面に形成したことを特徴とする請求項１記載のオイルポンプのキャビテーション侵食防止構造。
   

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