JP2017101796A - オイルポンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ効率を向上する。
【解決手段】オイルポンプシステム１００は、オイルパン１１６に貯留されたオイルを汲み上げる回転体１２４と、回転体１２４を収容するハウジング１２０およびカバー１２２と、オイルパン１１６から回転体１２４へオイルを導く吸入流路１４０と、回転体１２４により汲み上げられたオイルが吐出される吐出流路１４２と、吐出流路１４２からハウジング１２０およびカバー１２２と回転体１２４との隙間を通って流れるオイルを吸入流路１４０に導く戻し流路１１２ｃ、１２０ｅと、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、オイルパンに貯留されたオイルを、吸入流路を介して汲み上げるオイルポンプシステムに関する。

従来、オイルパンに貯留されたオイルを被オイル供給装置（例えば、エンジンや変速機）の各部に供給するためのオイルポンプ構造体では、オイル供給流路の上流端であるオイル吸込口と、オイル戻し流路の下流端であるオイル排出口とを隣接させるようになされたものが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載のオイルポンプ構造体では、オイル戻し流路を介して被オイル供給装置の各部から戻ってきたオイルがオイル吸込口から吸い込まれるため、オイルパンに貯留させるオイル量を削減することが可能である。

また、オイルポンプでは、外周面に複数の外歯が設けられたインナーロータ、および、内周面に複数の内歯が設けられたアウターロータからなる回転体を回転させることにより、オイルパンに貯留されたオイルを汲み上げる所謂内接歯車ポンプも提案されている（例えば、特許文献２）。

特許第４６４６８４２号公報 実用新案登録第２５３１２５６号公報

ところで、上記した内接歯車ポンプのように回転体を有するオイルポンプでは、回転体により汲み上げられたオイルの一部が、回転体と、回転体を収容するハウジングとの隙間から、回転体を支持するシャフトが設けられたシャフト孔に流れ、その流れたオイルによって、シャフトを軸支する軸受等を潤滑するようになされている。

しかしながら、軸受等を潤滑したオイルは、ハウジングの外部を通じてオイルパンに戻されるようになっているため、そのオイルを再度、オイルパンから汲み上げる必要があり、仕事量が増加してしまい、ポンプ効率が悪化してしまうといった問題があった。

そこで、本発明は、ポンプ効率を向上することが可能なオイルポンプシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のオイルポンプシステムは、オイルパンに貯留されたオイルを汲み上げる回転体と、前記回転体を収容するハウジング部と、前記オイルパンから前記回転体へオイルを導く吸入流路と、前記回転体により汲み上げられたオイルが吐出される吐出流路と、前記吐出流路から前記ハウジング部と前記回転体との隙間を通って流れるオイルを前記吸入流路に導く戻し流路と、を備える。

また、前記ハウジング部に形成されたシャフト孔に挿通され前記回転体を支持するとともに、該回転体を回転させるシャフトと、前記シャフト孔内に設けられ、前記シャフト孔から外部へのオイルの流出を防止するシール部と、をさらに備えるとよい。

また、前記ハウジング部内に設けられ、前記シャフトを軸支する軸受をさらに備え、前記吐出流路から前記ハウジング部と前記回転体との隙間を通って流れるオイルによって前記軸受が潤滑されるとよい。

本発明によれば、ポンプ効率を向上することができる。

オイルポンプシステムの構成を示す概略図である。 リークしたオイルの流れを説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、オイルポンプシステム１００の構成を示す概略図である。ただし、以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。

オイルポンプシステム１００は、図１に示すように、オイルポンプ１１０、ケーシング１１２、ストレーナ１１４およびオイルパン１１６を含んで構成される。なお、図１中、オイルの流れを白抜き矢印で示す。

オイルポンプ１１０は、所謂内接歯車ポンプであって、ハウジング１２０、カバー１２２、回転体１２４、シャフト１２６、軸受１２８およびシール部１３０を含んで構成される。オイルポンプ１１０は、エンジンのクランクシャフトに対してトルクコンバータおよび駆動チェーンを介してシャフト１２６が接続されており、エンジンの動力で回転し、オイルパン１１６に貯留されたオイルを汲み上げ、変速機の各部にオイルを供給する。なお、ハウジング１２０およびカバー１２２を纏めて単にハウジング部と呼ぶこともある。

オイルポンプ１１０は、ハウジング１２０およびカバー１２２の内部に、回転体１２４、シャフト１２６、軸受１２８およびシール部１３０を収容した状態で、ケーシング１１２に不図示の締結部材で締結される。

ハウジング１２０には、シャフト１２６が挿通されるシャフト孔１２０ａが形成されており、軸受１２８を介してシャフト１２６が回転自在にシャフト孔１２０ａ内で軸支されている。

また、ハウジング１２０には、シャフト孔１２０ａと連通するようにして、カバー１２２に対向する側面に、収容穴１２０ｂが形成されており、回転体１２４が収容穴１２０ｂに収容されている。

カバー１２２には、ハウジング１２０と当接した際にハウジング１２０のシャフト孔１２０ａと同軸上に位置するシャフト孔１２２ａが形成されており、軸受１２８を介してシャフト１２６が回転自在にシャフト孔１２２ａ内で軸支されている。したがって、シャフト１２６は、ハウジング１２０のシャフト孔１２０ａと、カバー１２２のシャフト孔１２２ａとに跨って挿通され、２つの軸受１２８によって軸支されている。

回転体１２４は、インナーロータ１２４ａおよびアウターロータ１２４ｂにより構成されている。インナーロータ１２４ａは、外周面に複数の外歯が設けられ、エンジンの動力で回転するシャフト１２６に中心で支持されシャフト１２６と一体回転する。アウターロータ１２４ｂは、内周面に複数の内歯が設けられ、インナーロータ１２４ａの外周側に配置されている。

インナーロータ１２４ａの外歯は、アウターロータ１２４ｂの内歯よりも歯の数が１つ少なく、インナーロータ１２４ａとアウターロータ１２４ｂとは、互いに偏心した状態で噛合されている。インナーロータ１２４ａとアウターロータ１２４ｂとにより形成される複数の空間がチャンバー１３２となっており、インナーロータ１２４ａが回転すると、アウターロータ１２４ｂも一体となって回転するが、このとき、複数のチャンバー１３２が、順次、縮小と拡大を繰り返すこととなる。

ハウジング１２０には、収容穴１２０ｂにおける回転体１２４の回転に伴ってチャンバー１３２の容積が拡大する範囲に対向する位置に開口するとともに、ハウジング１２０の収容穴１２０ｂよりも外周側に、カバー１２２側に開口した吸入流路１２０ｃが形成されている。

また、ハウジング１２０には、収容穴１２０ｂにおける回転体１２４の回転に伴ってチャンバー１３２の容積が縮小する範囲に対向する位置に開口するとともに、ハウジング１２０の収容穴１２０ｂよりも外周側に、カバー１２２側に開口した吐出流路１２０ｄが形成されている。

カバー１２２には、シャフト１２６の軸方向に貫通するように形成され、一方がケーシング１１２側に開口し、他方が、収容穴１２０ｂにおける回転体１２４の回転に伴ってチャンバー１３２の容積が拡大する範囲に対向する位置と、ハウジング１２０の収容穴１２０ｂよりも外周側とに開口した吸入流路１２２ｂが形成されている。そして、吸入流路１２２ｂは、ハウジング１２０の収容穴１２０ｂよりも外周側に開口した部分が、ハウジング１２０の吸入流路１２０ｃと連通されている。

また、カバー１２２には、シャフト１２６の軸方向に貫通するように形成され、一方がケーシング１１２側に開口し、他方が、収容穴１２０ｂにおける回転体１２４の回転に伴ってチャンバー１３２の容積が縮小する範囲に対向する位置と、ハウジング１２０の収容穴１２０ｂよりも外周側とに開口した吐出流路１２２ｃが形成されている。そして、吐出流路１２２ｃは、ハウジング１２０の収容穴１２０ｂよりも外周側に開口した部分が、ハウジング１２０の吐出流路１２０ｄと連通されている。

ケーシング１１２は、オイルパン１１６の鉛直方向の上側まで延在しており、オイルパン１１６に貯留されたオイルにストレーナ１１４の先端が浸かるように、底部にストレーナ１１４が固定されている。また、ケーシング１１２には、ストレーナ１１４から、カバー１２２の吸入流路１２２ｂに連通するように吸入流路１１２ａが形成されている。

また、ケーシング１１２には、一端がカバー１２２の吐出流路１２２ｃに連通され、他端が、変速機におけるオイルが供給される各部に臨む吐出流路１１２ｂが形成されている。

このようにして構成されるオイルポンプシステム１００では、ケーシング１１２の吸入流路１１２ａ、カバー１２２の吸入流路１２２ｂ、および、ハウジング１２０の吸入流路１２０ｃが連通している。また、オイルポンプシステム１００では、ハウジング１２０の吐出流路１２０ｄ、カバー１２２の吐出流路１２２ｃ、および、ケーシング１１２の吐出流路１１２ｂが連通している。

なお、以下では、ケーシング１１２の吸入流路１１２ａ、ハウジング１２０の吸入流路１２０ｃ、および、カバー１２２の吸入流路１２２ｂを纏めて単に吸入流路１４０と呼ぶ。また、ハウジング１２０の吐出流路１２０ｄ、カバー１２２の吐出流路１２２ｃ、および、ケーシング１１２の吐出流路１１２ｂを纏めて単に吐出流路１４２と呼ぶ。

したがって、オイルポンプ１１０は、回転体１２４の回転に伴って回転体１２４の負圧作用で、オイルパン１１６に貯留されたオイルを、ストレーナ１１４および吸入流路１４０を介して、チャンバー１３２に導く。そして、チャンバー１３２に導かれたオイルは、回転体１２４の回転に伴う圧縮作用でチャンバー１３２から、吐出流路１４２に吐出される。

このようにして、オイルポンプシステム１００では、オイルパン１１６に貯留されたオイルをオイルポンプ１１０によって変速機の各部へ供給することができる。

ここで、オイルポンプ１１０では、回転体１２４と、ハウジング１２０における回転体１２４に対向する側面との間に僅かな隙間が設けられている。同様に、回転体１２４と、カバー１２２における回転体１２４に対向する側面とに僅かな隙間が設けられている。このように、オイルポンプ１１０では、回転体１２４の側面に隙間が設けられていることにより、回転体１２４が円滑に回転可能となっている。

そして、吐出流路１４２に導かれたオイルの一部が、回転体１２４の側面の隙間を介してシャフト孔１２０ａおよび１２２ａにリークし（流れ）、リークしたオイルによって軸受１２８を潤滑することで、シャフト１２６が円滑に回転可能となっている。

ここで、シャフト孔１２０ａ、１２２ａにリークしたオイルが、オイルポンプ１１０の外部に導かれオイルパン１１６に戻される構成であるとすると、リークしたオイルを再びストレーナ１１４および吸入流路１４０を介してチャンバー１３２に汲み上げる必要がある。したがって、このような構成では、オイルポンプの仕事量が増加し、ポンプ効率が悪化してしまうといった問題があった。

そこで、本実施形態のオイルポンプシステム１００では、ハウジング１２０のシャフト孔１２０ａにシール部１３０が設けられているとともに、ハウジング１２０に戻し流路１２０ｅ、および、ケーシング１１２に戻し流路１１２ｃがそれぞれ形成されている。

シール部１３０は、ハウジング１２０のシャフト孔１２０ａ内におけるカバー１２２とは反対側の一端に配置され、シャフト孔１２０ａに導かれた（リークされた）オイルの外部への流出を防止する。

戻し流路１２０ｅは、ハウジング１２０内において、シャフト孔１２０ａと吸入流路１２０ｃとを連通させるように形成されている。

戻し流路１１２ｃは、カバー１２２におけるシャフト孔１２２ａと対向する位置に開口しているとともに、吸入流路１１２ａと連通するように形成されている。

図２は、リークしたオイルの流れを説明する図である。なお、図２中、白抜き矢印で、リークしたオイルの流れを示す。図２に示すように、オイルポンプシステム１００では、吐出流路１４２から、回転体１２４の側面の隙間を通ってリークしたオイルが、シャフト孔１２０ａ、１２２ａに導かれる。

そして、シャフト孔１２０ａに導かれたオイルは、ハウジング１２０内に配置された軸受１２８を潤滑した後、戻し流路１２０ｅを通って吸入流路１２０ｃに導かれる。また、シャフト孔１２２ａに導かれたオイルは、カバー１２２内に配置された軸受１２８を潤滑した後、戻し流路１１２ｃを通って吸入流路１１２ａに導かれる。

このように、オイルポンプシステム１００では、戻し流路１２０ｅ、１１２ｃおよびシール部１３０が設けられていることにより、吐出流路１４２からシャフト孔１２０ａ、１２２ａにリークしたオイルを、吸入流路１４０に直接戻すことが可能である。

これにより、吐出流路１４２からシャフト孔１２０ａ、１２２ａにリークしたオイルがオイルパン１１６に戻される構成と比べて、オイルポンプシステム１００では、吐出流路１４２からシャフト孔１２０ａ、１２２ａにリークしたオイルが吸入流路１４０に戻る分だけ、重力により落下したオイルをオイルポンプで汲み上げるといった、オイルポンプ１１０の仕事量を低減することができる。かくして、オイルポンプシステム１００は、ポンプ効率を向上することができる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

なお、上記の実施形態において、シール部１３０を設けるようにしたが、これに限らず、リークしたオイルの外部への流出を防止することができる構成であれば、シール部１３０を設けなくてもよい。例えば、シール部１３０が設けられている位置まで、シャフト１２６の外径を大きくすることによりシャフト孔１２０ａとの隙間を埋めるようにしてもよい。

また、上記の実施形態において、ハウジング１２０に戻し流路１２０ｅが形成されているとともに、ケーシング１１２に戻し流路１１２ｃが形成されているようにした。しかしながら、戻し流路の数、形状等は一例に過ぎない。

例えば、オイルポンプシステム１００において、戻し流路が、ハウジング１２０にのみ形成されていてもよく、また、ケーシング１１２にのみ形成されていてもよい。また、カバー１２２に戻し流路が形成されていてもよい。この場合には、シャフト孔１２２ａと吸入流路１２２ｂとを連通するように戻し流路を形成すればよい。

また、上記の実施形態において、オイルポンプシステム１００が変速機の各部にオイルを供給する場合について説明したが、エンジン等の被オイル供給装置にオイルを供給するオイルポンプシステムに上記の戻し流路を適用することができる。

また、上記の実施形態において、オイルポンプ１１０が内接歯車ポンプである場合について説明したが、これに限らず、外接歯車ポンプやベーンポンプ等、回転体によりオイルが汲み上げられるオイルポンプシステムに適用することができる。

本発明は、オイルパンに貯留されたオイルを、吸入流路を介して汲み上げるオイルポンプシステムに利用できる。

１００ オイルポンプシステム
１１０ オイルポンプ
１１２ ケーシング
１１２ａ、１２０ｃ、１２２ｂ、１４０ 吸入流路
１１２ｃ、１２０ｅ 戻し流路
１１４ ストレーナ
１１６ オイルパン
１２０ ハウジング（ハウジング部）
１２０ａ、１２２ａ シャフト孔
１１２ｂ、１２０ｄ、１２２ｃ、１４２ 吐出流路
１２２ カバー（ハウジング部）
１２４ 回転体
１２４ａ インナーロータ
１２４ｂ アウターロータ
１２６ シャフト
１２８ 軸受
１３０ シール部

Claims (3)

1. オイルパンに貯留されたオイルを汲み上げる回転体と、
   前記回転体を収容するハウジング部と、
   前記オイルパンから前記回転体へオイルを導く吸入流路と、
   前記回転体により汲み上げられたオイルが吐出される吐出流路と、
   前記吐出流路から前記ハウジング部と前記回転体との隙間を通って流れるオイルを前記吸入流路に導く戻し流路と、
   を備えることを特徴とするオイルポンプシステム。
2. 前記ハウジング部に形成されたシャフト孔に挿通され前記回転体を支持するとともに、該回転体を回転させるシャフトと、
   前記シャフト孔内に設けられ、前記シャフト孔から外部へのオイルの流出を防止するシール部と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプシステム。
3. 前記ハウジング部内に設けられ、前記シャフトを軸支する軸受をさらに備え、
   前記吐出流路から前記ハウジング部と前記回転体との隙間を通って流れるオイルによって前記軸受が潤滑されることを特徴とする請求項２に記載のオイルポンプシステム。

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