JP2011074790A

JP2011074790A - トロコイドポンプの組み付け構造

Info

Publication number: JP2011074790A
Application number: JP2009225268A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Edo; 亮一江戸
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-09-29
Also published as: JP5317917B2

Abstract

【課題】乗員に伝わる騒音を低減することができるトロコイドポンプの組み付け構造を提供する。
【解決手段】カバー部材５を支持部材に組み付けた時、噛み合い部１６又は締め切り部１７のいずれかの隙間が大きくなる方向にずれるのを許容するように、カバー部材５と支持部材とを位置決めする位置決めピン又はピン穴１８ａについて、噛み合い部１６と締め切り部１７とを結ぶ直線Ｙ方向における剛性を設定して、噛み合い部１６又は締め切り部１７の隙間が小さくなる方向にずれるのを防止する。
【選択図】図４

Description

本発明は、カバー部材に支持されたアウタロータと、駆動軸に固定されたインナロータとを備えたトロコイドポンプに関し、特に、前記カバー部材を、前記駆動軸を支持する支持部材に組み付ける場合の組み付け構造に関する。

自動車等の車両において、各種の油圧制御や潤滑油の供給のために、油圧を発生させるオイルポンプを備えている。

このようなオイルポンプとして、カバー部材のケーシング部に回転可能に配置されたアウタロータと、該アウタロータ内に回転可能に配置され、駆動軸に固定されたインナロータとを有し、前記アウタロータの内歯とインナロータの外歯とで移動油室を形成し、吸入孔から吸入したオイルを圧縮加圧して吐出孔から吐出するよう構成されたトロコイドポンプがある。

この種のトロコイドポンプでは、前記カバー部材と前記駆動軸を支持する支持部材との組み付け精度の如何によっては、例えば、前記アウタロータと前記インナロータとの噛み合い部における噛み合い隙間が小さくなり、前記アウタロータと前記インナロータとの噛み合いに起因した噛み合い音が大きくなるという問題がある。逆に、前記アウタロータと前記インナロータとの締め切り部における締め切り隙間が小さくなり、吐出油圧の脈動に起因した脈動音が大きくなるという問題がある。

前記問題点の解決方法として、例えば、特許文献１には、インナロータの外歯頂部とアウタロータの内歯頂部との間に形成されるクリアランスが、零以上になるように前記アウタロータの中心を設定し、該アウタロータを支持するカバー部材を、前記インナロータが固定されたクランク軸を支持するエンジンのシリンダブロックに組み付けるようにしたトロコイドポンプの組み付け構造が開示されている。この構造では、前記インナロータの外歯と前記アウタロータの内歯とが干渉するのを回避することができ、ポンプ音の発生を低減することができる。

特開平１−２４９９７１号公報

ところで、前記トロコイドポンプを備えた車両では、車種によってそのエンジンや車体の剛性ひいては共振周波数が異なるため、噛み合い音が乗員に伝わり易い車両と脈動音が乗員に伝わり易い車両とが存在する。そのため、例えば、噛み合い音が乗員に伝わり易い車両の場合に、前記カバー部材と支持部材（シリンダブロック）との組み付けにおいて、前記噛み合い隙間が小さくなる方向へポンプの組み付けのずれが発生すると、乗員に聞こえる騒音がさらに大きくなるという問題がある。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、乗員に聞こえる騒音を低減することができるトロコイドポンプの組み付け構造を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、内歯を有し、カバー部材に形成されたケーシング部に回転可能に配置されたアウタロータと、前記内歯と噛み合う外歯を有し、前記アウタロータ内に回転可能に配置され、かつ該アウタロータの回転軸と偏心させて配置された駆動軸に固定されたインナロータとを備えたトロコイドポンプの、前記カバー部材を前記駆動軸を支持する支持部材に組み付けることにより、前記アウタロータと前記インナロータとの噛み合い部及び締め切り部の隙間を所定値とする組み付け構造において、前記カバー部材を前記支持部材に組み付けた時、前記噛み合い部又は前記締め切り部のいずれかの前記隙間が大きくなる方向にずれるのを許容するように、前記カバー部材と支持部材とを位置決めする位置決めピン又はピン穴の前記噛み合い部と前記締め切り部とを結ぶ直線方向における剛性が設定されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、前記カバー部材を前記支持部材に組み付けた時、前記噛み合い部又は前記締め切り部のいずれかの前記隙間が大きくなる方向にずれるのを許容するように、位置決めピン又はピン穴の前記噛み合い部と前記締め切り部とを結ぶ直線方向における、剛性を設定したので、車種毎の特性に合わせて、噛み合い音又は脈動音を低減することができ、乗員に伝わる騒音を低減できる。

例えば、車両の構造上噛み合い音が乗員に伝わり易い車両の場合、前記噛み合い部の隙間が大きくなる方向に前記カバー部材ひいてはアウタロータが支持部材ひいてはインナロータに対してずれるのを許容するように、前記位置決めピン又はピン穴の剛性が設定されるので、仮に前記カバー部材のピン穴のピッチと支持部材のピン穴のピッチとに寸法誤差があっても、カバー部材が支持部材に対して噛み合い部の隙間が小さくなる方向にずれるのを防止でき、噛み合い音の発生を抑制でき、乗員に伝わる騒音を低減できる。

本発明の実施例１によるトロコイドポンプを備えたエンジンの一部断面正面図である。クランク軸の図１左端部の拡大断面図である。トロコイドポンプのケーシングカバーが装着された状態のチェーンカバーの合面側から見た図である。前記ケーシングカバーを取り外した状態のチェーンカバーの合面側から見た図である。シリンダブロックのチェーンカバー取り付け合面側から見た図である。シリンダブロックのピン穴のピッチと、チェーンカバーのピン穴のピッチとの寸法誤差が許容範囲内にある場合の位置決めピンとピッチ穴との位置関係を示す摸式図である。シリンダブロックのピン穴のピッチより、チェーンカバーのピン穴のピッチが大きい場合の位置決めピンとピン穴との位置関係を示す摸式図である。シリンダブロックのピン穴のピッチが、チェーンカバーのピン穴のピッチより大きい場合の位置決めピンとピン穴との位置関係を示す摸式図である。前記チェーンカバーが上方にずれるのを許容するようにチェーンカバーのピン穴の剛性を設定する場合の上側を示す摸式図である。図９のX-X線断面図である。前記チェーンカバーが下方にずれるのを許容するようにチェーンカバーのピン穴の剛性を設定する場合の１例を示す摸式図である。図１１のXII-XII線断面図である。前記チェーンカバーが下方にずれるのを許容するように位置決めピンの剛性を設定する場合の１例を示す摸式図である。図１３のXIV-XIV線断面図である。前記チェーンカバーが下方にずれるのを許容するように位置決めピンの剛性を設定する場合の１例を示す摸式図である。図１５のXVI-XVI線断面図である。

図１ないし図１６は、本発明の実施例１によるトロコイドポンプの組み付け構造を説明するための図である。

図において、１は水冷式４サイクル並列４気筒タイプのエンジンである。該エンジン１は、シリンダブロック２の、上合面２ａにシリンダヘッド３を、下合面２ｂにオイルパン４をそれぞれ接合し、前記シリンダヘッド３の上合面３ａにヘッドカバー３０を装着してなる外観を呈している。

前記シリンダブロック２に形成されたシリンダボア２ｃ内にはピストン６が摺動自在に挿入配置されている。該ピストン６はコンロッド６ａを介してクランク軸７のクランクピン７ａに連接されている。また、前記シリンダヘッド３とヘッドカバー３０との合面間にはカム軸３１が前記クランク軸７と平行に配置されている。

前記クランク軸７は、前記シリンダブロック２の下部に形成されたクランクケース部（支持部材）２ｄ内に配置されており、クランク軸受７ｂを介して回転自在に支持されている。前記クランク軸７の図１左端部に形成されたクランクスプロケット７ｃと前記カム軸３１の図１左端部に形成されたカムスプロケット３１ａとには、タイミングチェーン３２が巻回されている。これにより、前記クランク軸７の回転が前記カム軸３１に伝達される。

前記タイミングチェーン３２は、前記シリンダブロック２とシリンダヘッド３との接合体の図１左端部に配置されており、該接合体の左端の合面２ｅに着脱可能に装着されたチェーンカバー（カバー部材）５により覆われている。なお、前記チェーンカバー５の合面５ａと前記接合体の合面２ｅとの間には弾性部材からなるシール部材５１が介在されている。また、５ｃは前記チェーンカバー５を前記シリンダブロック２に固定するためのボルト穴である。

そして、前記チェーンカバー５内にトロコイドポンプ８が配設されている。該トロコイドポンプ８は、前記チェーンカバー５の下部に形成されたケーシング部９と、該ケーシング部９のロータ室９ａ内に回転軸O廻りに回転可能に配置されたアウタロータ１０と、該アウタロータ１０内に回転軸P廻りに回転可能に配置されたインナロータ１１とを有する。

前記ケーシング部９内には、前記ロータ室９ａの、一側に位置するようにオイル吸入孔９ｂ及びオイル吸入通路９ｃが形成され、他側に位置するようにオイル吐出孔９ｄ及びオイル吐出通路９ｅが形成されている。また、前記ケーシング部９のカバー合面５ｂにはケーシングカバー１２がボルト１２ａにより着脱可能に装着されている。

前記アウタロータ１０はリング状をなし、複数枚（本実施例では６枚）の内歯１０ａを有する。前記インナロータ１１はリング状をなし、前記内歯１０ａに噛合し、かつ該内歯１０ａより１枚少ない枚数（本実施例では５枚）の外歯１１ａを有する。前記インナロータ１１は、前記クランク軸７に嵌合され、該クランク軸７により回転駆動される。また、前記アウタロータ１０は、これの回転軸Oを前記クランク軸７の回転軸Pに対してＹ軸方向に偏心させた状態で前記ロータ室９ａ内に組み付けられている。なお、本実施例では、Ｙ軸は鉛直線と一致している。

前記アウタロータ１０の内歯１０ａと、インナロータ１１の外歯１１ａと、前記ロータ室９ａ及びケーシングカバー１２とで複数の空隙部１４が形成されている。この空隙部１４は、前記アウタロータ１０とインナロータ１１のそれぞれの回転軸O，Pを通る前記Y軸の左側に位置し、前記インナロータ１１の回転に伴ってその容積が徐々に大きくなる吸入空隙部１４ａと、Y軸の右側に位置し、その容積が徐々に小さくなる吐出空隙部１４ｂとからなる。

前記吸入空隙部１４ａは、前記吸入通路９ｃを介して前記吸入孔９ｂに連通している。また、前記吐出空隙部１４ｂは、前記吐出通路９ｅを介して前記吐出孔９ｄに連通している。

本実施例１では、前記インナロータ１１の外歯１１ａの頂部１１ａ′と前記アウタロータ１０の内歯１０ａの頂部１０ａ′とが前記Ｙ軸上で対向する部分を締め切り部１７と称し、前記外歯１１ａの底部１１ａ′′と前記内歯１０ａの頂部１０ａ′とが前記Ｙ軸上で対向する部分を噛み合い部１６と称する。そして前記締め切り部１７の隙間はｔ１に設定され、前記噛み合い部１６の隙間はｔ２に設定されている。

前記インナロータ１１が前記クランク軸７により前記回転軸P回りに矢印１５方向（反時計回り）に回転駆動されると、前記アウタロータ１０は前記回転軸O回りに従動回転する。このとき、オイルは前記吸入孔９ｂから前記吸入通路９ｃを介して前記吸入空隙部１４ａに吸入され、前記吐出空隙部１４ｂ内のオイルが前記吐出通路９ｅ及び吐出孔９ｄを介して外部へ吐出される。

前記締め切り部１７，噛み合い部１６の隙間ｔ１，ｔ２は、チェーンカバー５を前記シリンダブロック２に所定の精度で組み付けることにより実現される。具体的には、前記チェーンカバー５に形成されたピン穴１８ａ，１８ａと、前記シリンダブロック２に形成されたピン穴１８ｂ，１８ｂとの前記Ｙ軸方向の位置精度を所定精度内とする。そして前記シリンダブロック２側のピン穴１８ｂ，１８ｂに位置決めピン１８，１８の一端側部分を嵌合させた後、前記チェーンカバー５を、これのピン穴１８ａ，１８ａに前記位置決めピン１８，１８の他端側部分を嵌合させつつ該チェーンカバー５の合面５ａを前記接合体の合面２ｅに当接させ、ボルト（不図示）で締め付け固定する。これにより前記隙間ｔ１，ｔ２が確保される。

しかしながら、前記位置精度を厳密に確保するのは困難であり、現実には、前記隙間ｔ１，ｔ２の何れかが小さくなる方向に誤差が生じる場合がある。本実施例１が対象とするトロコイドポンプでは、前記締め切り部１７の隙間ｔ１が小さくなると脈動音が大きくなり、また、前記噛み合い部１６の隙間ｔ２が小さくなると噛み合い音が大きくなる傾向がある。

一方、車種によっては、そのエンジンや車体の剛性の如何によって、前記噛み合い音が乗員に伝わり易い場合と、前記脈動音が乗員に伝わり易い場合とがある。仮に噛み合い音が乗員に伝わり易い車種において、前記位置精度の誤差が、前記隙間ｔ２が小さくなる方向に生じた場合、乗員に伝わる騒音がさらに大きくなることとなる。

そこで本実施例１では、前記チェーンカバー５を前記シリンダブロック２に組み付けた時、前記噛み合い部１６の隙間ｔ２又は前記締め切り部１７の隙間ｔ１の何れかが大きくなる方向にずれるのを許容するように、前記チェーンカバー５と前記シリンダブロック２とを位置決めする前記位置決めピン１８又は前記ピン穴１８ａの前記噛み合い部１６と前記締め切り部１７とを結ぶＹ軸方向における剛性が設定されている。

本実施例１では、車体の構造上前記噛み合い部１６からの噛み合い音が乗員に伝わり易いと仮定して、前記チェーンカバー５、ひいては前記アウタロータ１０が前記噛み合い部１６の隙間ｔ２が大きくなる方向に、具体的には図４のＹ軸方向上方にずれるのを許容し、結果的に前記噛み合い部１６の隙間ｔ２が小さくなるのを防止する場合を説明する。

ここで、前記チェーンカバー５がＹ軸方向上方にずれるのを許容する具体的構成について説明する。

本実施例１では、図９，図１０に示すように、チェーンカバー５のピン穴１８ａ，１８ａの前記Ｙ軸方向下縁部に凹部１８ｃが形成されており、そのため該ピン穴１８ａのＹ軸方向上縁部に比べて下縁部の剛性が低くなっている。その結果、チェーンカバー５のピン穴１８ａとシリンダブロック２のピン穴１８ｂとがＹ軸方向にずれている場合には、前記チェーンカバー５をシリンダブロック２に位置決めピン１８を介在させてボルト締め固定するに伴って、前記チェーンカバー５のピン穴１８ａの下縁部が変形又は圧壊し、その分、チェーンカバー５はＹ軸方向上方にずれることとなる。その結果、チェーンカバー５に装着されたアウタロータ１０も上方にずれるため、前記噛み合い部１６の隙間ｔ２が大きくなるとともに、前記締め切り部１７の隙間ｔ１が小さくなる。

ここで、図６は、シリンダブロック２のピン穴１８ｂ，１８ｂのＹ軸方向のピッチＰ２とチェーンカバー５のピン穴１８ａ，１８ａのＹ軸方向のピッチＰ１との寸法誤差が許容範囲内にある場合の位置関係を示す。また図７は、前記シリンダブロック２側のピッチＰ２よりチェーンカバー５側のピッチＰ１が大きい場合の位置関係を示す。さらにまた図８は、前記シリンダブロック２側のピッチＰ２よりチェーンカバー５側のＰ１が小さい場合の位置関係を示す。なお、前記ピッチＰ１とピッチＰ２との寸法誤差は、最大で０．１〜０．２ｍｍ程度と考えられる。

図６〜図８において、各図（ａ）はチェーンカバー装着前の状態を、各図（ｂ）はチェーンカバー装着後の状態を示す。また各図において、実線はチェーンカバー５のピン穴１８ａを、破線はシリンダブロック２のピン穴１８ｂ及びこのピン穴１８ｂに嵌合された位置決めピン１８を示している。また１８ｃはピン穴１８ａのＹ軸方向下縁部に形成された上述の凹部を表しており、従ってピン穴１８ａのＹ軸方向下縁部は上縁部に比較して剛性が低く設定されている。

まず、図７（ａ）に示すように、前記シリンダブロック２側のピッチＰ２よりチェーンカバー５側のピッチＰ１が２×Ｄ２だけ大きいため、ピン穴１８ａとピン穴１８ｂひいては位置決めピン１８がＹ軸方向にＤ２だけずれている場合は、図７（ｂ）に示すように、チェーンカバー５はシリンダブロック２に対してＹ軸方向上方に前記Ｄ２だけずれた状態で、つまり前記ピッチＰ１とＰ２の差（２×Ｄ２）を吸収した状態でボルト締め固定される。

即ち、チェーンカバー５のピン穴１８ａを位置決めピン１８に嵌合させる際に、図７の右側に位置するピン穴１８ａについては、位置決めピン１８はピン穴１８ａの剛性の高い上縁部に強く接することとなるので、右側のピン穴１８ａの縁部が変形又は圧壊することはない。一方、図７の左側のピン穴１８ａについては、位置決めピン１８はピン穴１８ａの剛性を低く設定した下縁部に強く接することとなる。この状態でボルトを締め付けると、前記左側のピン穴１８ａの下縁部が、前記ピッチＰ１とＰ２との差（２×Ｄ２）の分だけ変形又は圧壊し、つまりピッチの差を吸収した状態でチェーンカバー５がシリンダブロック２に固定される。

次に、図８（ａ）に示すように、前記シリンダブロック２側のピッチＰ２よりチェーンカバー５側のピッチＰ１が２×Ｄ３だけ小さいため、ピン穴１８ａとピン穴１８ｂひいては位置決めピン１８がＹ軸方向に寸法Ｄ３だけずれている場合は、図８（ｂ）に示すように、チェーンカバー５はシリンダブロック２に対してＹ軸方向上方に前記ずれＤ３だけずれた状態で、つまりずれＤ３を吸収した状態でボルト締め固定される。

即ち、チェーンカバー５のピン穴１８ａを位置決めピン１８に嵌合させる際に、図8の左側に位置するピン穴１８ａについては、位置決めピン１８はピン穴１８ａの剛性の高い上縁部に強く接することとなるので、左側のピン穴１８ａの縁部が変形又は圧壊することはない。一方、図８の右側のピン穴１８ａについては、位置決めピン１８はピン穴１８ａの剛性を低く設定した下縁部に強く接することとなる。この状態でボルトを締め付けると、前記下縁部が、前記ピッチＰ１とＰ２との差（２×Ｄ３）の分だけ変形又は圧壊し、つまりピッチの差を吸収した状態でチェーンカバー５がシリンダブロック２に締め付け固定される。

このように、本実施例では、噛み合い音が乗員に伝わり易いという傾向を持つ車種の場合に、チェーンカバー５側のピン穴１８ａ，１８ａのピッチＰ１とシリンダブロック２側のピン穴１８ｂ，１８ｂのピッチＰ２とに寸法誤差がある場合には、前記チェーンカバー５が前記Y軸の上方へずれて固定されるのを許容するように、前記チェーンカバー５のピン穴１８ａのＹ軸方向の剛性を設定した。

そのため前記チェーンカバー５を前記シリンダブロック２にボルト締め固定すると、前記チェーンカバー５は前記ピッチの差を吸収するように上方にずれて前記シリンダブロック２に固定される。これにより、チェーンカバー５に支持されたアウタロータ１０も上方にずれることとなり、前記締め切り部１７の隙間ｔ１が小さくなるとともに、前記噛み合い部１６の隙間ｔ２が大きくなるので、つまり噛み合い部１６の隙間ｔ２が小さくなるのを防止でき、噛み合い音を抑制でき、その結果、騒音が乗員に伝わるのを抑制できる。

ここで、図６（ａ）に示すように、ピン穴１８ａ，１８ａのピッチＰ１とピン穴１８ｂ，１８ｂのピッチＰ２の寸法誤差が許容範囲内にある場合は、チェーンカバー５はシリンダブロック２に対してＹ軸方向にずれることはない。しかしチェーンカバー５を、木製ハンマーで叩きながら位置決めピン１８をピン穴１８ａに嵌合させつつシリンダブロック２に装着する際に、その装着方向が何らかの事情で斜めになり、前記ピン穴１８ａとピン穴１８ｂが寸法Ｄ１だけＹ軸方向にずれた場合には、図６（ｂ）に示すように、前記チェーンカバー５のピン穴１８ａの凹部１８ｃが形成された下縁部が前記ずれの分だけ変形又は圧壊し、その分チェーンカバー５の装着位置が上方にずれることとなる。

そのためチェーンカバー５に装着されたアウタロータ１０も上方にずれるので、前記噛み合い部１６の隙間ｔ２が大きくなるとともに前記締め切り部１７の隙間ｔ１が小さくなる。その結果、脈動音が大きくなるものの、本実施例の対象車種はその構造上、脈動音は噛み合い音に比べて乗員に伝わり難いので、それほど問題にはならない。

なお、その車体構造上、脈動音が伝わり易いという傾向を持つ車種では、前記チェーンカバー５が前記Y軸方向下方にずれて固定されるのを許容するように、前記チェーンカバー５のピン穴１８ａの上部縁部に凹部１８ｄを形成し、該ピン穴１８ａの剛性を上縁部が下縁部より弱くなるように設定すれば良い（図１１及び図１２参照）。

この状態で、前記チェーンカバー５を前記シリンダブロック２にボルト締め固定すると、前記ピン穴のピッチの差に応じて、前記チェーンカバー５のピン穴１８ａの上縁部が変形又は圧壊し、チェーンカバー５はＹ軸方向下方にずれて固定される。これにより前記噛み合い部１６の隙間ｔ２が小さくなるとともに締め切り部１７の隙間ｔ１が大きくなり、つまり締め切り部１７の隙間ｔ１が小さくなるのを防止でき、脈動音を抑制することができる。

なお、前記実施例では、チェーンカバー５側のピン穴１８ａに剛性低下部を設けた場合を説明したが、この剛性低下部はシリンダブロック２側のピン穴１８ｂに形成してもよい。

また剛性低下部は、ピン穴に設ける場合に限らず、位置決めピンに設けてもよい。例えば、前記位置決めピン１８の上部１８ｅもしくは下部１８ｆを切り欠いて剛性低下部を設定してもよい（図１３及び図１４参照）。さらにまた、前記ピン穴１８ａに、一部を切り欠いたリング１８ｇを介挿して剛性低下部を設定してもよい（図１５及び図１６参照）。

さらに、本実施例では、エンジン１のクランク軸７にインナロータが配設されている場合における組み付け構造を説明したが、本発明は、インナロータが他の駆動軸に配設されている場合でも利用し得るものである。

２支持部材（シリンダブロック）
５カバー部材（チェーンカバー）
７駆動軸（クランク軸）
８トロコイドポンプ
９ケーシング部
１０アウタロータ
１０ａ内歯
１１インナロータ
１１ａ外歯
１６噛み合い部
１７締め切り部
１８位置決めピン
１８ａ，１８ｂピン穴
O アウタロータ回転軸
P インナロータ回転軸
ｔ１締め切り部の隙間
ｔ２噛み合い部の隙間

Claims

内歯を有し、カバー部材に形成されたケーシング部に回転可能に配置されたアウタロータと、前記内歯と噛み合う外歯を有し、前記アウタロータ内に回転可能に配置され、かつ該アウタロータの回転軸と偏心させて配置された駆動軸に固定されたインナロータとを備えたトロコイドポンプの、前記カバー部材を前記駆動軸を支持する支持部材に組み付けることにより、前記アウタロータと前記インナロータとの噛み合い部及び締め切り部の隙間を所定値とする組み付け構造において、
前記カバー部材を前記支持部材に組み付けた時、前記噛み合い部又は前記締め切り部のいずれかの前記隙間が大きくなる方向にずれるのを許容するように、前記カバー部材と支持部材とを位置決めする位置決めピン又はピン穴の前記噛み合い部と前記締め切り部とを結ぶ直線方向における剛性が設定されている
ことを特徴とするトロコイドポンプの組み付け構造。