JP2021085405A - オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】オイルに含まれる気泡を効率的に除去することが可能なオイルポンプを提供すること。【解決手段】オイルポンプ１のポンプハウジング２は、ポンプ室３４にオイルを供給する吸入ポート２４と、ポンプ室３４からオイルを排出する吐出ポート２４と、ポンプ室３４からポンプ室３４の外にオイルがリークすることを抑制するシール部６１とを有し、オイルポンプ１のシャフト５は、径が異なる小径部５１と大径部５２とを有すると共に、小径部５１がインナーロータ３と接続してシャフト５及びインナーロータ３が一体回転し、シール部６１はシャフト５の径方向に延びるインナーロータ３の側面と接触すると共に、径方向において大径部５２よりも径方向内側の領域まで延設される。【選択図】図１

Description

本発明はオイルポンプに関する。

従来、ロータを備えるオイルポンプが知られている。

特許文献１には、インナーロータと、アウターロータと、ポンプハウジングと、シャフトとを備えるオイルポンプが開示されている。インナーロータは、複数の外歯を有する。アウターロータは、インナーロータの外歯に係合する複数の内歯を有する。ポンプハウジングは、インナーロータ及びアウターロータを収容する。シャフトは、インナーロータと、ポンプハウジングとに挿通され、インナーロータとともに回転するようにポンプハウジングに回転自在に支持される。外歯及び内歯との間にポンプ室３４（隙間）が形成され、ポンプ室を拡大縮小することにより、ポンプ作用を行う。

オイルポンプを小型化する方法として、シャフトの径を小さくすることが考えられる。一方で、シャフトの径を小さくすると、シャフトとポンプハウジングとの摺動面において焼き付きが発生する。特許文献１では、シャフトは、ポンプハウジングとインナーロータとの接触部で径の大きさを変更することで、上記問題を解決している。

特開２０１７−２０３９０号公報

しかしながら、特許文献１のオイルポンプでは、焼き付きを抑制するためにシャフトの一部の径を大きくしたため、その分だけポンプハウジングとインナーロータのシール面積が小さくなり、オイルがリークし、オイルの吐出量が低下する点に改善の余地がある。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、オイルポンプを小型化しつつ、オイルの吐出量の低下を抑制することが可能なオイルポンプを提供することにある。

上記の課題を解決するオイルポンプは、内部にロータ収容空間を有するポンプハウジングと、ロータ収容空間に収容されるインナーロータ及びアウターロータと、ポンプハウジング内で、インナーロータ及びアウターロータにより形成されるポンプ室と、インナーロータに挿通されるシャフトとを有し、ポンプハウジングは、ポンプ室にオイルを供給する吸入ポートと、ポンプ室からオイルを排出する吐出ポートと、ポンプ室からポンプ室の外にオイルがリークすることを抑制するシール部とを有し、シャフトは、径が異なる小径部と大径部とを有すると共に、小径部がインナーロータと接続してシャフト及びインナーロータが一体回転し、シール部はシャフトの径方向に延びるインナーロータの側面と接触すると共に、径方向において大径部よりも径方向内側の領域まで延設される。

上記構成によれば、シャフトが小径部でインナーロータに挿通されるため、小径部の周囲に配置されるインナーロータ、アウターロータ及びボデーを小型化し、オイルポンプ全体を小型化しつつ、シール部が大径部よりも径方向内側の領域まで延設されることで、ポンプハウジングとインナーロータのシール面積が大きくなり、オイルのリークを抑制し、吐出量の低下を抑制できる。また、シャフトが大径部でポンプハウジングに接触するため、シャフトとポンプハウジングとの摺動面における焼き付きを抑制できる。

シャフトはシール部と非接触であると共に、シャフトはシャフトの軸方向において、シール部よりも軸方向一側の部分と、シール部及びインナーロータよりも軸方向他側の部分とで軸支されることが好ましい。

上記構成によれば、シール部においてシャフトを支持せず、シール部とインナーロータを挟んで離れた２点で、シャフトを支持でき、シャフトが傾き吐出量が低下することを抑制できる。

小径部と大径部を接続する面は、軸方向に対して傾斜することが好ましい。

上記構成によれば、シャフトを回転させる際にシャフト内部に発生する応力が、シャフトの径の大きさが変化する部分に集中するのを抑制できる。

吸入ポート及び吐出ポートのシャフトの軸芯に近い側の端面から軸芯までの距離は、インナーロータの歯底から軸芯までの距離より短いことが好ましい。

上記構成によれば、ポンプ室がシール部で閉塞されないため、オイルの閉じ込みが発生し吐出量が低下することを抑制できる。

第１実施形態にかかるオイルポンプ１の構成の一例を示す断面図である。 第１実施形態にかかるオイルポンプ１の図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。

（第１実施形態）
図１は第１実施形態にかかるオイルポンプ１の構成の一例を示す断面図である。図２は第１実施形態にかかるオイルポンプ１の図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。

本実施形態にかかるオイルポンプ１は、図示しないエンジンを有する自動車に搭載され、図示しないオイルパンからオイルを汲み上げて、図示しないクランクシャフト等のエンジン各部にオイルを供給する。オイルポンプ１は、内接ギア式のポンプである。オイルポンプ１は、ポンプハウジング２、インナーロータ３、アウターロータ４及びシャフト５を有する。

ポンプハウジング２は、オイルポンプ１の外郭を形成する。ポンプハウジング２は、ボデー２１、カバー２２、ロータ収容空間２３、吸入ポート２４及び吐出ポート２５を有する。

以下では、シャフト５の軸方向をＡ方向とし、Ａ方向のうちボデー２１側からカバー側を向く方向をＡ１方向とし、その逆方向をＡ２方向とする。

ボデー２１及びカバー２２は、互いに連結され、ポンプハウジング２の外郭を形成する。ボデー２１及びカバー２２は、ロータ収容空間２３、吸入ポート２４及び吐出ポート２５を形成する。ボデー２１及びカバー２２は、シャフト５が挿通される。

ロータ収容空間２３は、インナーロータ３及びアウターロータ４を回転可能に収容する。ロータ収容空間２３は、ボデー２１に形成されるＡ方向の窪みをカバー２２により塞ぐことで形成される。ロータ収容空間２３は、Ａ方向を厚み方向とし、アウターロータ４の外形に対応する円柱形状を有する。

吸入ポート２４は、吸入ポート２４の上流側に位置するオイルパン（図示せず）に接続する。吸入ポート２４は、後述するポンプ室３４が拡大していく部分に、ポンプ室３４に連通する吸入口２４ａを有する。吸入口２４ａは、吸入ポート２４内からポンプ室３４にオイルを流入させる流入口として機能する。

吐出ポート２５は、吐出ポート２５の下流側に位置するエンジン各部（図示せず）に接続する。吐出ポート２５は、ポンプ室３４が縮小していく部分に、ポンプ室３４に連通する吐出口２５ａを有している。吐出口２５ａは、ポンプ室３４から吐出ポート２５内にオイルを流出させる流出口として機能する。

インナーロータ３およびアウターロータ４は、シャフト５が挿通された状態で、ポンプハウジング２内に配置される。インナーロータ３は、ポンプハウジング２内において、シャフト５により回転される。アウターロータ４は、ポンプハウジング２内において、インナーロータ３を介して、シャフト５により回転される。インナーロータ３が矢印Ｒ方向に回転されると、アウターロータ４は同じ方向に回転される。インナーロータ３（シャフト５）は、アウターロータ４の回転中心軸線に対して偏心した回転中心軸線α回りに回転するように構成される。

図２に示すように、インナーロータ３の外歯３１は、アウターロータ４の内歯４１に、内側から係合するように、アウターロータ４の内側に配置される。インナーロータ３の外歯３１の数は、アウターロータ４の内歯４１の数よりも１枚少ない。

回転の際、インナーロータ３とアウターロータ４との距離の小さい側では、インナーロータ３の外歯３１とアウターロータ４の内歯４１とが噛み合い、距離の大きい側では、外歯３１と内歯４１とが噛み合うことなく外歯３１と内歯４１との間に隙間（ポンプ室３４）が形成される。

インナーロータ３およびアウターロータ４は、ポンプ室３４を矢印Ｒ方向へ回転移動させてポンプ室３４を拡大縮小することにより、ポンプ機能を生み出す。したがって、ポンプ室３４の容積が拡大することに伴い、吸入ポート２４からオイルがポンプ室３４に流れ込む。また、ポンプ室３４の容積が縮小することに伴い、ポンプ室３４からオイルが吐出ポート２５に流れ出る。

シャフト５は、ポンプハウジング２に対してボデー２１側から回転可能に取り付けられる。シャフト５は、Ａ方向において、シール部６１よりもＡ２方向のボデー２１と、シール部６１及びインナーロータ３よりもＡ１方向のカバーとで軸支される。なお、シャフト５は、ポンプハウジング２に対してカバー２２側から回転可能に取り付けられてもよい。

シャフト５は、概して、Ａ方向に延びる円柱形状を有する。シャフト５は、インナーロータ３及びカバー２２と接する小径部５１、並びにボデー２１と接する大径部５２を有する。小径部５１の直径は、大径部５２の直径より小さい。小径部５１と大径部５２を接続する面は、Ａ方向に対して傾斜する。小径部５１と大径部５２を接続する面とインナーロータ３のＡ２方向の端面は非接触である。なお、大径部５２は、カバー２２と接する位置に配置されてもよい。

シャフト５は、Ａ２方向の端部にベルト（図示せず）を介してクランクシャフト等から回転駆動力（トルク）を受け取って回転駆動することにより、インナーロータ３を回転駆動する。なお、シャフト５は、インナーロータ３に圧入により挿通（嵌合）され、インナーロータ３と一体回転する。

ボデー２１は、ポンプ室３４からポンプ室３４の外にオイルがリークすることを抑制するシール部６１を有する。シール部は、シャフト５の径方向に延びるインナーロータ３の側面と接触する。シール部６１は、径方向において大径部よりも径方向内側の領域まで延設される。シール部６１とシャフト５は非接触である。

吸入口２４ａ及び吐出口２５ａのシャフト５の軸芯に近い側の端面から軸芯までの距離は、インナーロータ３の歯底３２から軸芯までの距離より短い。これにより、シャフトの周方向における吸入口２４ａ又は吐出口２５ａがポンプ室３４に接続する領域において、ポンプ室３４がシール部６１により閉塞されない。

以上に記述したように、本実施形態によれば少なくとも以下の効果を得られる。
・シャフト５が小径部５１でインナーロータ３に挿通されるため、小径部５１の周囲に配置されるインナーロータ３、アウターロータ４及びボデー２１を小型化し、オイルポンプ１全体を小型化でき、シール部６１が大径部５２よりも径方向内側の領域まで延設されることで、ポンプハウジング２とインナーロータ３のシール面積が大きくなり、オイルのリークを抑制し、吐出量の低下を抑制できる。また、シャフト５が大径部５２でポンプハウジング２に接触するため、シャフト５とポンプハウジング２との摺動面における焼き付きを抑制できる。
・シール部６１がシャフト５と非接触であるため、シール部６１においてシャフト５を支持せず、ボデー２１及びカバー２２の距離の離れた２点でシャフト５を支持でき、シャフト５が傾き吐出量が低下することを抑制できる。
・小径部５１と大径部５２を接続する面は、Ａ方向に対して傾斜するため、シャフト５のうち、径の大きさが変化する部分に応力が集中するのを抑制できる。
・ポンプ室３４がシール部６１により閉塞されず、オイルの閉じ込みが発生し吐出量が低下することを抑制できる。

１ オイルポンプ
２ ポンプハウジング
３ インナーロータ
４ アウターロータ
５ シャフト
２１ ボデー
２２ カバー
２３ ロータ収容空間
２４ 吸入ポート
２４ａ 吸入口
２５ 吐出ポート
２５ａ 吐出口
３１ 外歯
３２ 歯底
３４ ポンプ室
４１ 内歯
５１ 小径部
５２ 大径部
６１ シール部
α 回転中心軸線

Claims (4)

1. 内部にロータ収容空間を有するポンプハウジングと、
   前記ロータ収容空間に収容されるインナーロータ及びアウターロータと、
   前記ポンプハウジング内で、前記インナーロータ及び前記アウターロータにより形成されるポンプ室と、
   前記インナーロータに挿通されるシャフトとを有し、
   前記ポンプハウジングは、前記ポンプ室にオイルを供給する吸入ポートと、前記ポンプ室からオイルを排出する吐出ポートと、前記ポンプ室から前記ポンプ室の外にオイルがリークすることを抑制するシール部とを有し、
   前記シャフトは、径が異なる小径部と大径部とを有すると共に、前記小径部が前記インナーロータと接続して前記シャフト及び前記インナーロータが一体回転し、
   前記シール部は前記シャフトの径方向に延びる前記インナーロータの側面と接触すると共に、前記径方向において前記大径部よりも径方向内側の領域まで延設される
   オイルポンプ。
2. 前記シャフトは前記シール部と非接触であると共に、
   前記シャフトは前記シャフトの軸方向において、前記シール部よりも軸方向一側の部分と、前記シール部及び前記インナーロータよりも軸方向他側の部分とで軸支される
   請求項１に記載のオイルポンプ。
3. 前記小径部と前記大径部を接続する面は、前記シャフトの軸方向に対して傾斜する 請求項１又は２に記載のオイルポンプ。
4. 前記吸入ポート及び前記吐出ポートの前記シャフトの軸芯に近い側の端面から前記軸芯までの距離は、前記インナーロータの歯底から前記軸芯までの距離より短い
   請求項１〜３いずれか１項に記載のオイルポンプ。

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