JP2011149317A

JP2011149317A - オイルポンプ

Info

Publication number: JP2011149317A
Application number: JP2010010579A
Authority: JP
Inventors: Shigehiro Usuda; 重浩薄田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2011-08-04

Abstract

【課題】ドライブロータの軸孔をクランクシャフトに嵌め込む効率を維持しつつ、ドライブロータの２面幅部とクランクシャフトの２面幅部とのクリアランスを小さくすることを可能とする。
【解決手段】クランクシャフト４に嵌合する軸孔２１と複数の外歯とを有し、軸孔２１にクランクシャフト４に設けられた軸側２面幅部４２に嵌合する孔側２面幅部２３が形成されたドライブロータ２と、ドライブロータ２の外歯に偏芯状態で噛合する内歯を有するドリブンロータ３と、ドライブロータ２およびドリブンロータ３を収容したハウジングとを備えるオイルポンプにおいて、軸側２面幅部４２および孔側２面幅部２３をクランクシャフト４の軸端側に向かって回転軸線側に傾斜させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同軸上に設けられるオイルポンプに関する。

従来より、内燃機関のクランクシャフトと同軸上に設けられたオイルポンプが知られている（例えば、特許文献１〜４を参照。）。

特許文献１〜４に開示されているオイルポンプのドライブロータは、クランクシャフトと同軸上で同シャフトによって駆動される。具体的には、ドライブロータの軸孔にクランクシャフトが嵌め込まれ、ドライブロータおよびクランクシャフトのそれぞれに形成された２面幅部が回転方向に係合することでトルク伝達がなされる。

特許文献１に開示されたオイルポンプでは、タイミングチェーンカバーと、このタイミングチェーンカバーの裏面に取付けられたポンプカバー（特許文献１では「オイルポンプケーシング」と称している。）とでポンプハウジングが構成されている。そして、オイルポンプのドライブロータは、上記ポンプカバーに対してインロー構造によって軸芯が位置決めされている。

このように、ポンプハウジングの一部がタイミングチェーンカバーで構成され、且つ、ドライブロータがポンプハウジングに対して位置決めされるタイプのオイルポンプでは、予めドライブロータがタイミングチェーンカバーおよびポンプカバーに組付けられた後に、ドライブロータがクランクシャフトに嵌め込まれる。つまり、先にドライブロータをクランクシャフトに嵌め込んだ後に、当該ドライブロータをタイミングチェーンカバーおよびポンプカバーに組付けることは構造上困難となっている。

特開平１０−１９６３３６号公報特開２０００−３２９０７４号公報特開平１１−３４３９８５号公報実開平６−２２５８４号公報

ドライブロータの軸孔に形成された２面幅部をクランクシャフトの２面幅部に嵌め込むタイプのオイルポンプでは、嵌め込み時にドライブロータとクランクシャフトの軸芯位置のほか、２面幅部の回転位置も合わせる必要がある。よって、ドライブロータの軸孔をクランクシャフトに効率よく嵌め込むためには、ドライブロータの２面幅部とクランクシャフトの２面幅部とのクリアランス（遊び）を十分に確保することが必要であった。特に、既述したように、予めドライブロータをタイミングチェーンカバーおよびポンプカバーに組付けた後に、当該ドライブロータをクランクシャフトに嵌め込む手順を踏まなければならないオイルポンプの場合は、作業者がドライブロータとクランクシャフトの２面幅部の回転位置および軸芯位置を近傍で視認しにくくなることから、更に上記クリアランスを確保する必要がある。

しかし、上記クリアランスを大きく確保すれば、クランクシャフトの回転数変動などによって、２面幅部同士による打音が発生し易くなるという問題が生じる。

本発明は、かかる実情に鑑みて創案されたものであり、ドライブロータの軸孔をクランクシャフトに嵌め込む効率を維持しつつ、ドライブロータの２面幅部とクランクシャフトの２面幅部とのクリアランスを小さくすることを可能とするオイルポンプを提供することを目的とする。

上述の課題を解決するための手段として、本発明のオイルポンプは、以下のように構成されている。

すなわち、本発明のオイルポンプは、クランクシャフトに嵌合する軸孔と複数の外歯とを有し、前記軸孔にクランクシャフトに設けられた軸側２面幅部に嵌合する孔側２面幅部が形成されたドライブロータと、前記ドライブロータの外歯に偏芯状態で噛合する内歯を有するドリブンロータと、前記ドライブロータおよび前記ドリブンロータを収容したハウジングと、を備えるものを前提としており、前記軸側２面幅部および前記孔側２面幅部がクランクシャフトの軸端側に向かって回転軸線側に傾斜している、ことを特徴とするものである。なお、上記クランクシャフトの軸端はドライブロータを組み付ける側の軸端である。

かかる構成を備えるオイルポンプによれば、ドライブロータの軸孔と、クランクシャフトとにそれぞれ形成された２面幅部がクランクシャフトの軸端側に向かって回転軸線側に傾斜したものとなっていることから、ドライブロータの軸孔をクランクシャフトに挿入するに際して、ドライブロータの軸孔の２面幅部とクランクシャフトの２面幅部との回転位置が多少ずれていても、ドライブロータをクランクシャフト挿入することでドライブロータの２面幅部の回転位置が修正されてクランクシャフトの２面幅部の回転位置に一致させることができる。

また、前記軸側２面幅部および前記孔側２面幅部の周方向に介在する非２面幅部は、回転軸線を中心としてクランクシャフトの軸端側に向かって縮径した円錐側面状に形成されていることが好ましい。

かかる構成を備えるオイルポンプによれば、ドライブロータの軸孔と、クランクシャフトとにそれぞれ形成された非２面幅部が回転軸線を中心としてクランクシャフトの軸端側に向かって縮径した円錐側面状に形成されていることから、ドライブロータの軸孔をクランクシャフトに挿入するに際して、ドライブロータの軸孔とクランクシャフトとの軸芯位置が多少ずれていても、ドライブロータをクランクシャフト挿入することでドライブロータの軸芯位置が修正されてクランクシャフトの軸芯位置に一致するようになる。

また、前記ドライブロータは、前記ハウジングに対してインロー構造にて軸芯が位置決めされており、前記ハウジングの一部又は全部がタイミングチェーンカバーで構成されていることが好ましい。

本発明のオイルポンプによれば、ドライブロータの軸孔をクランクシャフトに嵌め込む効率を維持しつつ、ドライブロータの２面幅部とクランクシャフトの２面幅部とのクリアランスを小さくすることが可能となる。その結果、２面幅部同士による打音を抑制することも可能となる。

本発明の実施の形態に係るオイルポンプを内燃機関（シリンダブロック）側から回転軸線方向に視た図であって、ポンプカバーおよびクランクシャフトを省略して表した図である。図１のＸ−Ｘ断面図にクランクシャフトを加えて表した図であって、ドライブロータの軸孔にクランクシャフトを挿入する際の状態を示した図である。なお、吸入チャンバ、吐出チャンバは省略している。図１のＹ−Ｙ断面図にクランクシャフトを加えて表した図であって、ドライブロータの軸孔にクランクシャフトを挿入する際の状態を示した図である。なお、吸入チャンバ、吐出チャンバは省略している。図２のＡ矢視図であって、クランクシャフトのみを示した図である。ドライブロータの軸孔にクランクシャフトを規定位置まで挿入した状態を示す図であって、図２に対応する図である。ドライブロータの軸孔にクランクシャフトを規定位置まで挿入した状態を示す図であって、図３に対応する図である。

以下、本発明の実施の形態に係るオイルポンプについて図面を参照しつつ説明する。本実施形態においては、トロコイド型オイルポンプを例に挙げて説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態に係るオイルポンプ１は、ドライブロータ２、ドリブンロータ３、ハウジング５等で構成されている。

ドライブロータ２は、後述するクランクシャフト４に嵌合する軸孔２１と、複数（例えば１０個）の外歯２２とを有している。上記軸孔２１は、後述するクランクシャフト４の所定位置に設けられた嵌合部４１（図２参照）に嵌め込まれる。また、軸孔２１には、回転中心（図中の点０₁）回りに互いに１８０°回転した位置に一対の平面からなる２面幅部２３（以下「孔側２面幅部２３」ともいう。）が形成されている。この孔側２面幅部２３は、後述するクランクシャフト４の嵌合部４１に設けられた２面幅部４２（以下「軸側２面幅部４２」ともいう。）に回転方向に係合する。これによりクランクシャフト４とドライブロータ２との間でトルク伝達がなされる。

また、ドライブロータ２には、その軸孔２１と同軸を有するインロー部３３が軸孔２１の外径側に設けられている。このインロー部３３は、図２および図３に示すように、後述するポンプカバー５Ｂの開口５５に回転自在に内嵌され、かかるインロー構造にてドライブロータ２の軸芯がポンプカバー５Ｂの開口５５に対して位置決めされている。

なお、各孔側２面幅部２３の中央位置には、図１および図２に示すように、回転軸線方向に沿って油溝２５が設けられている。この油溝２５は、ドライブロータ２とハウジング５との間からクランクシャフト４側へ漏出するオイルをシリンダブロック側へ逃がすために設けられている。つまり、上記オイルがオイルシール８１からタイミングチェーンカバー８の外に漏れ出ることを防止する役割を果たしている。

ドリブンロータ３は、ドライブロータ２の外歯２２より多数の内歯３１を有し、その内径側にドライブロータ２を偏芯させた状態で噛合させている。ドライブロータ２がクランクシャフト４によって駆動されて点０₁を中心に回転すると、ドライブロータ２と噛合したドリブンロータ３は、ハウジング５内で点０₂を中心に同方向に回転する。

クランクシャフト４の所定位置には、図２に示すように、ドライブロータ２の軸孔２１に嵌合する嵌合部４１が設けられている。この嵌合部４１には、回転軸線回りに互いに１８０°回転した位置に一対の平面からなる軸側２面幅部４２が形成されている。本実施形態では、上記嵌合部４１は、クランクシャフト本体４４に対してスプライン嵌合により回転一体に設けられている。上記嵌合部４１は、クランクシャフト本体４４と一体に鋳造されたものであってもよく、また、その他の嵌合方式によりクランクシャフト本体４４と回転一体に設けられていてもよい。なお、図４に示すように、本実施形態に係るクランクシャフト４の嵌合部４１には、２組の軸側２面幅部４２が設けられているが、これらは１組であってもよい。

ハウジング５は、タイミングチェーンカバー８の一部で構成されるハウジング本体５Ａと、このハウジング本体５Ａにボルト等にて固定されるポンプカバー５Ｂとで構成されている。なお、タイミングチェーンカバー８は内燃機関のシリンダブロックにボルト等にて固定される。

ハウジング本体５Ａおよびポンプカバー５Ｂの内部には、吸入ポートに連通した吸入チャンバ５１、吐出ポートに連通した吐出チャンバ５２などが形成されている。図１においては、ポンプカバー５Ｂ側の吸入チャンバおよび吐出チャンバを図示していないが、その形状は、図１に示すハウジング本体５Ａ側の吸入チャンバ５１および吐出チャンバ５２の形状と略同様である。

つぎに、本発明の実施の形態に係るオイルポンプ１の特徴的部分について説明する。

図５および図６に示すように、ドライブロータ２およびクランクシャフト４の２面幅部２３，４２は、クランクシャフト４の軸端側（ドライブロータ２を組付ける側の軸端側）に向かって回転軸線側にテーパ状に傾斜している。また、各軸側２面幅部４２および各孔側２面幅部２３の周方向に介在する非２面幅部４３，２４は、回転軸線を中心としてクランクシャフト４の軸端側に向かって縮径した円錐側面状に形成されている。

したがって、上記オイルポンプ１によれば、タイミングチェーンカバー８に組み付けたドライブロータ２の軸孔２１をクランクシャフト４に挿入する際に（図２、図３参照）、孔側２面幅部２３の軸側２面幅部４２に対する回転位置および軸芯位置が多少ずれていても、容易にドライブロータ２の軸孔２１をクランクシャフト４（嵌合部４１）に嵌め込むことができる。そして、図５および図６に示すように、ドライブロータ２の軸孔２１をクランクシャフト４に規定位置まで挿入することでドライブロータ２の回転位置および軸芯位置が修正され、クランクシャフトの回転位置および軸芯位置に合致させることができる。

つまり、上記オイルポンプ１によれば、組付後の孔側２面幅部２３と軸側２面幅部４２のクリアランスに左右されることなく、容易にドライブロータ２の軸孔２１をクランクシャフト４（嵌合部４１）に嵌め込むことができる。

ドライブロータ２の軸孔２１がクランクシャフト４の嵌合部４１に規定位置まで嵌め込まれた後、タイミングチェーンカバー８はシリンダブロックに取付けられ、クランクシャフトプーリー６がクランクシャフト４の端部にボルト７にて固定される。そして、このボルト７が締め付けられることで、クランクシャフト４の嵌合部４１は、クランクシャフト本体４４の異径段差部４４１とクランクプーリー６との間に挟まれて軸線方向位置が固定される。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施の形態に係るオイルポンプ１によれば、ドライブロータ２の軸孔２１をクランクシャフト４に嵌め込む際の効率を維持しつつ、ドライブロータ２の２面幅部２３とクランクシャフト４の２面幅部４２とのクリアランス（遊び）を小さくすることが可能となる。その結果、２面幅部２３，４２同士による打音を抑制することも可能となる。

本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同軸上に設けられるオイルポンプに適用することが可能である。

１オイルポンプ
２ドライブロータ
２１軸孔
２２外歯
２３孔側２面幅部
２４非２面幅部
３ドリブンロータ
３１内歯
４クランクシャフト
４２軸側２面幅部
４３非２面幅部
５ハウジング
８タイミングチェーンカバー

Claims

クランクシャフトに嵌合する軸孔と複数の外歯とを有し、前記軸孔にクランクシャフトに設けられた軸側２面幅部に嵌合する孔側２面幅部が形成されたドライブロータと、
前記ドライブロータの外歯に偏芯状態で噛合する内歯を有するドリブンロータと、
前記ドライブロータおよび前記ドリブンロータを収容したハウジングと、
を備えるオイルポンプにおいて、
前記軸側２面幅部および前記孔側２面幅部がクランクシャフトの軸端側に向かって回転軸線側に傾斜している、ことを特徴とするオイルポンプ。
請求項１に記載のオイルポンプにおいて、
前記軸側２面幅部および前記孔側２面幅部の周方向に介在する非２面幅部は、回転軸線を中心としてクランクシャフトの軸端側に向かって縮径した円錐側面状に形成されている、ことを特徴とするオイルポンプ。
請求項１又は２に記載のオイルポンプにおいて、
前記ドライブロータは、前記ハウジングに対してインロー構造にて軸芯が位置決めされており、前記ハウジングの一部又は全部がタイミングチェーンカバーで構成されている、ことを特徴とするオイルポンプ。