JP2012233405A

JP2012233405A - 内接ギヤ式オイルポンプ

Info

Publication number: JP2012233405A
Application number: JP2011100308A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Maeda; 英明前田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: JP5721521B2

Abstract

【課題】ハウジングに簡単な加工を施すだけで焼き付きを防止でき、アウターギヤの外周面と接するハウジング内周面の面圧上昇も抑制できる内接ギヤ式オイルポンプを提供する。
【解決手段】アウターギヤ６の側面と対向するポンプボデー２の側面に、内周端が吸入ポート２２と連通し、外周端がアウターギヤ６の外周面と摺接するポンプボデー２の内周面（凹部２１の内周面）の軸方向延長線上又はその近傍まで延びる油溝２７を形成した。油溝２７に入ったオイルがアウターギヤ６の外周面とポンプボデー２の内周面との隙間に供給され、焼き付きを防止できる。
【選択図】図６

Description

本発明は内接ギヤ式オイルポンプに関するものである。

一般に、自動変速機や無段変速機などには油圧制御装置へ作動オイルを供給するためのオイルポンプが設けられており、そのうちでも小型に構成できる内接ギヤ式オイルポンプが広く用いられている。内接ギヤ式オイルポンプは、円筒状のギヤ収納空間を有するポンプハウジング（ポンプボデー及びポンプカバー）と、ギヤ収納空間内に回転自在に配置された内歯を持つアウターギヤと、アウターギヤの内歯とかみ合う外歯を有するインナーギヤとを備え、ポンプハウジングには吸入ポートと吐出ポートとが形成されている。インナーギヤが回転することにより、インナーギヤの外歯とアウターギヤの内歯との間に形成されたポンプ室の容積が変化し、吸入ポートからオイルを吸い込み、吐出ポートからオイルを吐出するようになっている。

図７は、従来のポンプハウジング（ポンプギヤを省略）を正面からみた図である。ポンプハウジングを構成するポンプボデー１００には、凹状のギヤ収納空間１０１が形成され、このギヤ収納空間１０１の底面に略円弧状の吸入ポート１０２と吐出ポート１０３とが形成されている。これら吸入ポート１０２と吐出ポート１０３は、ポンプギヤであるインナーギヤの外歯とアウターギヤの内歯との間に形成されたポンプ室とほぼ対向するように形成されている。インナーギヤが回転すると、それに連れてアウターギヤも回転し、吸入ポート１０２からオイルを吸込み、ギヤの回転方向でオイルを圧縮し、吐出ポート１０３からオイルを吐出する。

インナーギヤを駆動したとき、アウターギヤの外周面はポンプボデー１００の内周面（ギヤ収納空間１０１の内周面）と摺接することになる。ポンプギヤの側面とポンプボデー１００の側面（ギヤ収納空間１０１の底面）との間には、所定の隙間が設定され、その隙間からリークするオイルによってアウターギヤとポンプボデーとの焼き付きを防止している。しかし、ある条件下では、吸入ポート１０２と吐出ポート１０３との中間部、又は吐出ポート１０３側におけるアウターギヤの外周面とポンプボデー１００の内周面との接触面Ｓにおいて、油膜切れによる焼き付きが発生しやすいという問題があった。特に、ポンプギヤを小径化した場合に、焼き付きが発生しやすくなる。その理由は、ポンプギヤを小径化すると、吐出量が低下するため、その分だけギヤ幅を拡大する必要があり、その結果、ギヤ収納空間１０１の内周面へオイルが十分に行き渡らなくなるからであると考えられる。

特許文献１には、アウターギヤの外周面に対して軸方向全域にわたって延在するようにハウジングの内周面に軸方向溝を形成し、膨張過程を終える直前のハウジングの内周面に、この軸方向溝と連通するように周方向溝を形成したトロコイド型オイルポンプが開示されている。

この場合には、最も焼き付きが発生しやすい部位にオイルを供給することが可能になるが、ハウジングの内周面に軸方向溝と周方向溝とを形成する必要があるため、複雑な加工を必要とする。しかも、これら溝によって円筒状空間の真円度が低下するため、アウターギヤの外周面と接するハウジングの内周面の面圧が部分的に上昇し、偏磨耗が発生する可能性があった。

特許第３８１０４４４号公報

本発明の目的は、ハウジングに簡単な加工を施すだけで焼き付きを防止でき、アウターギヤの外周面と接するハウジング内周面の面圧上昇も抑制できる内接ギヤ式オイルポンプを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、円筒状のギヤ収納空間を有するポンプハウジングと、前記ギヤ収納空間内に回転自在に収納された内歯を持つアウターギヤと、前記アウターギヤの内歯とかみ合う外歯を有するインナーギヤと、前記アウターギヤ及びインナーギヤの側面と対向する前記ポンプハウジングの側面に開口する吸入ポート及び吐出ポートとを備え、前記インナーギヤを駆動することにより前記吸入ポートからオイルを吸い込み前記吐出ポートからオイルを吐出する内接ギヤ式オイルポンプにおいて、前記アウターギヤの側面と対向する前記ポンプハウジングの側面に、内周端が前記吸入ポートと連通し、外周端が前記アウターギヤの外周面と摺接するポンプハウジングの内周面の軸方向延長線上又はその近傍まで延びる油溝を形成したことを特徴とする、内接ギヤ式オイルポンプを提供する。

吸入ポートから吸い込まれたオイルは油溝に流入し、アウターギヤの側面とポンプハウジングの側面との隙間に供給される。この油溝の外周端は、アウターギヤの外周面と摺接するポンプハウジングの内周面の延長線上又はその近傍まで延びているので、油溝に入ったオイルの一部がアウターギヤの外周面とポンプハウジングの内周面との隙間へも供給される。アウターギヤの外周面とポンプハウジングの内周面との隙間へ供給されたオイルは、アウターギヤの回転につれてほぼ全周に行き渡るので、油膜切れによる焼き付きを防止できる。本発明では、ポンプハウジングの内周面に加工を行う必要がないので、ギヤ収納空間の真円度が低下せず、アウターギヤの外周面と接するハウジングの内周面の面圧が部分的に上昇することなく、偏磨耗を抑制できる。

油溝の内周端は吸入ポートのどの部位に連通していてもよいが、吸入ポートの吸入通路と合流する部分に連通しているのが望ましい。アウターギヤの内歯とインナーギヤの外歯との間に形成されたポンプ室の容積変化に伴い、吸入ポートには負圧部と正圧部とが生じる。特に、吸入ポートへオイルを供給する吸入通路と合流する吸入ポートの領域が負圧部になることが多い。油溝を吸入ポートの正圧部に接続することも可能であるが、ポンプ室で圧縮されたオイルが油溝を介してポンプギヤとポンプハウジングとの隙間へリークしやすく、吐出量の低下を招く可能性がある。これに対し、油溝の内周端を吸入ポートの吸入通路と合流する部分に接続した場合には、この部分が負圧状態になりやすいので、正圧部に接続した場合に比べてオイルポンプの１回当たりの吐出量の低下を抑制できる。

吐出ポートの回転方向上流側に、ノッチと呼ばれるキャビテーション対策用の溝が形成されることが多いが、このノッチは一般にコンタリング加工で形成される。本発明の油溝を吸入ポートの外周側に拡張するように加工する場合には、ノッチのコンタリング加工に使用される工具を用いて本発明の油溝を加工することが可能である。そのため、新たな工具を必要とせず、加工コストの上昇を抑制できる。

以上のように、本発明によれば、アウターギヤの側面と対向するポンプハウジングの側面に、内周端が吸入ポートと連通し、外周端がポンプハウジングの内周面の軸方向延長線上又はその近傍まで延びる油溝を形成したので、吸入ポートから吸い込まれたオイルをアウターギヤの外周面とポンプハウジングの内周面との隙間へ供給でき、油膜切れによる焼き付きを防止できる。しかも、油溝はポンプハウジングの側面に形成されており、ポンプハウジングの内周面の真円度に影響を及ぼさないので、偏磨耗を防止できる。

本発明に係る内接ギヤ式オイルポンプのポンプボデー側をみた正面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図１のＢ−Ｂ線断面図である。図２のＣ部の拡大図である。ポンプギヤをポンプボデーに収納した状態の正面図である。ポンプギヤをポンプボデーから取り外した状態の正面図である。従来のポンプボデー（ポンプギヤを省略）の正面図である。

図１〜図３は本発明に係る内接ギヤ式オイルポンプの一例であるトロコイド型オイルポンプを示す。このオイルポンプ１は、ポンプハウジングを構成するポンプボデー２とポンプカバー３とを備えており、両者の間に円筒状のギヤ収納空間４が形成されている。この実施例のギヤ収納空間４は、ポンプボデー２に形成された円筒状の凹部２１と、この凹部を閉じるポンプカバー３の内側面３１とで構成されている。なお、本明細書ではポンプボデー２はギヤ収納空間のための凹部２１を形成したハウジング部材を指し、ポンプカバー３はこの凹部２１を閉じるハウジング部材を指している。

図５に示すように、ギヤ収納空間４にはポンプギヤであるインナーギヤ５とアウターギヤ６とが収容されている。インナーギヤ５は外歯５１を有しており、インナーギヤ５の内周は駆動軸８に連結され、図５の矢印方向に駆動される。アウターギヤ６はインナーギヤ５の外歯５１とかみ合う内歯６１を有しており、アウターギヤ６の外周面は凹部２１の内周面（ポンプボデー２の内周面）で回転自在に支持されている。内歯６１は外歯５１より１個だけ歯数が多く、アウターギヤ６の回転中心Ｏ１はインナーギヤ５の回転中心Ｏ２に対して上方に偏心している。

図６に示すように、インナーギヤ５及びアウターギヤ６の側面と対向するポンプボデー２の側面（凹部２１の底面）には、円弧状の吸入ポート２２と吐出ポート２３とが開口している。吸入ポート２２と吐出ポート２３とは、インナーギヤ５の外歯５１とアウターギヤ６の内歯６１との間に形成されたポンプ室７とほぼ対向している。この例では、ポンプボデー２に吸入ポート２２と吐出ポート２３とを形成したが、何れか一方又は両方のポートをポンプカバー３に形成することも可能である。図１、図２に示すように、吸入ポート２２は、ポンプボデー２に形成された吸入通路２４を介して図示しないストレーナと接続されている。吐出ポート２３はポンプボデー２に形成された吐出通路２５を介して図示しない油圧制御装置と接続されている。

吸入通路２４は吸入ポート２２の下部に合流しており、この合流部２２ａに負圧が発生しやすい。図３に示すように、吸入ポート２２は、ポンプギヤ５、６の回転方向に従って漸次浅く形成されている。一方、吐出ポート２３は、ポンプギヤの回転方向に従って漸次深く形成されており、最も深い下部２３ａに吐出通路２５が接続されている。なお、吐出ポート２３のポンプギヤの回転方向上流端、つまり吐出ポート２３の最も浅い部分には、ノッチと呼ばれるキャビテーション対策用の溝２６（図６参照）が形成されている。

アウターギヤ６の側面と対向する凹部２１の底面（ポンプボデー２の側面）には、図４、図６に示すように、内周端が吸入ポート２２と連通し、外周端が凹部２１の内周面（ポンプボデー２の内周面）の軸方向延長線上又はその近傍まで延びる油溝２７が形成されている。油溝２７の外周端の位置は、凹部２１の内周面の延長線と同一線上にあってもよいし、それより内径側に少しずれていてもよい。油溝２７に入ったオイルを、アウターギヤ６の外周面と凹部２１の内周面との隙間δに供給できる位置であればよい。この実施例の油溝２７は、吸入ポート２２の吸入通路２４との合流部２２ａである最下部から外周方向に拡張するように形成され、外周端は凹部２１の内周面の円弧に沿って延びている。この油溝２７は、吸入ポート２２の深さより浅いコンタリング溝であり、ノッチ２６のコンタリング加工で用いられる工具と同じ工具で加工できる。

ここで、本発明に係るオイルポンプ１の作動を説明する。インナーギヤ５を図５の矢印方向に駆動すると、アウターギヤ６とインナーギヤ５との間に形成されたポンプ室７の容積が変化し、吸入ポート２２からオイルを吸い込み、吐出ポート２３からオイルを吐出することができる。アウターギヤ６の外周面は凹部２１の内周面（ポンプボデー２の内周面）と常時摺接するが、ポンプ室７に閉じ込められたオイルの圧力変化により、アウターギヤ６が半径方向外側へ押され、アウターギヤ６の外周面と凹部２１の内周面との間で油膜切れによる焼き付きが発生するという問題がある。焼き付きが最も発生しやすい箇所は、図７に領域Ｓで示すように、吸入ポート１０２と吐出ポート１０３との中間領域、あるいはそれより吐出ポート１０３側にずれた位置となることが多い。

本発明では、アウターギヤ６の側面と対向するポンプボデー２の側面（凹部２１の底面）に、内周端が吸入ポート２２と連通し、外周端がポンプボデー２の内周面の軸方向延長線上又はその近傍まで延びる油溝２７を形成したので、図４に矢印で示すように、吸入通路２４から吸入ポート２２へ吸い込まれたオイルをアウターギヤ６の外周面とポンプボデー２の内周面（凹部２１の内周面）との隙間δへ供給できる。この隙間δへ供給されたオイルは、アウターギヤ６の回転につれて凹部２１の内周面のほぼ全周に行き渡るので、油膜切れによる焼き付きを防止できる。

さらに本発明では、油溝２７が凹部２１の底面（ポンプボデー２の側面）だけに形成されており、内周面には溝が形成されないので、凹部２１の内周面の真円度を崩すことがない。そのため、アウターギヤ６の外周面と接する凹部２１の内周面の面圧が局部的に高くなることがなく、内周面の偏磨耗を防止できる。

前記実施例では、油溝２７が吸入ポート２２の吸入通路２４との合流部２２ａに連通している例を示したが、吸入ポート２２の合流部２２ａ以外の位置に連通していてもよい。例えば、正圧部である吸入ポート２２の上部領域に連通していてもよいし、負圧部と正圧部とにまたがって連通していてもよい。油溝２７が吸入ポート２２の正圧部に連通している場合（吸入ポートの上部領域に連通している場合）、油溝２７を最も焼き付きが発生しやすい箇所の近くに設けることができるので、その箇所へオイルを効果的に供給できる。

なお、油溝２７を吸入ポート２２の上部領域（正圧部）に形成した場合には、アウターギヤ６とインナーギヤ５との間のポンプ室７から押し出されたオイルが油溝２７からリークしやすくなり、吐出量の低下を招く可能性がある。これに対し、実施例のように油溝２７を吸入ポート２２の吸入通路２４との合流部２２ａに形成した場合には、この合流部２２ａが負圧になりやすいので、ポンプ室７から押し出されたオイルが油溝２７を経由してリークすることがなくなり、１回転当たりの吐出量の低下を抑制できる。そのため、オイルポンプの効率低下を抑制できる利点がある。

油溝２７の形状は、図６に示すように吸入ポート２２の所定領域に亘って平面状に形成した１個の凹部に限らず、その形状は任意である。例えば吸入ポート２２から外周方向に延びる複数のノッチ溝でもよいし、吸入ポート２２と連通する内周端は幅狭で、外周端が幅広な溝であってもよい。

前記実施例では、内接ギヤ式オイルポンプの一例としてトロコイド型オイルポンプを示したが、トロコイド型に限るものではなく、如何なる形式の内接ギヤ式オイルポンプであってもよい。

前記実施例では、吸入ポートをポンプボデー側に形成したが、ポンプカバー側に形成することもできる。この場合には、凹部２１の底面ではなく、アウターギヤの側面と対向するポンプカバーの内側面に油溝を形成すればよい。

１オイルポンプ
２ポンプボデー（ポンプハウジング）
２１凹部（ギヤ収納空間）
２２吸入ポート
２３吐出ポート
２４吸入通路
２５吐出通路
２７油溝
３ポンプカバー（ポンプハウジング）
３１内側面
４ギヤ収納空間
５インナーギヤ
５１外歯
６アウターギヤ
６１内歯
７ポンプ室
８駆動軸

Claims

円筒状のギヤ収納空間を有するポンプハウジングと、前記ギヤ収納空間内に回転自在に収納された内歯を持つアウターギヤと、前記アウターギヤの内歯とかみ合う外歯を有するインナーギヤと、前記アウターギヤ及びインナーギヤの側面と対向する前記ポンプハウジングの側面に開口する吸入ポート及び吐出ポートとを備え、前記インナーギヤを駆動することにより前記吸入ポートからオイルを吸い込み前記吐出ポートからオイルを吐出する内接ギヤ式オイルポンプにおいて、
前記アウターギヤの側面と対向する前記ポンプハウジングの側面に、内周端が前記吸入ポートと連通し、外周端が前記アウターギヤの外周面と摺接するポンプハウジングの内周面の軸方向延長線上又はその近傍まで延びる油溝を形成したことを特徴とする、内接ギヤ式オイルポンプ。
前記油溝の内周端は、前記吸入ポートの吸入通路と合流する部分に連通していることを特徴とする、請求項１に記載の内接ギヤ式オイルポンプ。