JP2022117255A - オイルポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプギヤとポンプボディまたはポンプカバーとの間に油膜を良好に形成できる、オイルポンプを提供する。【解決手段】ポンプボディ２には、ボディ側吸入ポート構成部２２とボディ側吐出ポート構成部２３とが形成されている。ポンプカバー３には、カバー側吸入ポート構成部２４とカバー側吐出ポート構成部２５とが形成されている。ボディ側吸入ポート構成部２２とカバー側吸入ポート構成部２４とにより、ポンプ室１７にオイルを吸入する吸入ポート２７が形成され、ボディ側吐出ポート構成部２３とカバー側吐出ポート構成部２５とにより、ポンプ室１７からオイルを吐出する吐出ポート２８が形成される。ボディ側吸入ポート構成部２２、ボディ側吐出ポート構成部２３およびカバー側吐出ポート構成部２５は、アウタロータ１３の歯底２６が描く軌跡円Ｃの内側に収まり、カバー側吸入ポート構成部２４は、回転方向の下流端部の一部のはみ出し部分２７が軌跡円Ｃの外側にはみ出ている。【選択図】図２

Description

本発明は、オイルポンプに関する。

車両に搭載される変速機として、有段式の自動変速機（ＡＴ：Automatic Transmission）や無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）など、車両の走行状況に応じて変速比を自動的に変更する自動変速機が広く知られている。自動変速機を搭載した車両では、エンジンの動力がトルクコンバータを介して自動変速機に入力され、自動変速機で変速された動力がデファレンシャルギヤなどを介して駆動輪に伝達される。

自動変速機の底部には、オイルを貯留するオイルパンが設けられている。オイルパンに貯留されているオイルは、オイルポンプにより吸い上げられ、油圧回路を通して、オイルの供給を必要とする各部に作動油または潤滑油として供給される。

オイルポンプは、たとえば、内接式ギヤポンプであり、ポンプボディ、ポンプカバー、ポンプギヤおよびポンプシャフトを備えている。ポンプボディとポンプカバーとは、ポンプシャフトの軸線方向に重ね合わされている。ポンプボディには、軸線方向に円形に凹んだギヤ収容部が形成されており、ポンプカバーは、そのギヤ収容部の開口を閉塞している。ポンプギヤは、ギヤ収容部内に収容されており、ギヤ収容部の周面に沿って設けられるアウタロータと、アウタロータに取り囲まれる空間に設けられるインナロータとを備えている。ポンプシャフトは、ポンプボディを貫通し、インナロータの中心に相対回転不能に接続されている。

ポンプボディには、ポンプカバーとの対向面に、ポンプシャフトが挿通される部分を挟んだ一方側およびその反対の他方側に分かれて、それぞれ凹状のボディ側吸入ポート構成部およびボディ側吐出ポート構成部が形成されている。ポンプカバーには、ポンプボディとの対向面に、ボディ側吸入ポート構成部およびボディ側吐出ポート構成部に対応して、それぞれカバー側吸入ポート構成部およびカバー側吐出ポート構成部が形成されている。そして、ポンプボディとポンプカバーとの間には、ボディ側吸入ポート構成部とカバー側吸入ポート構成部とにより、吸入ポートが形成され、ボディ側吐出ポート構成部とカバー側吐出ポート構成部とにより、吐出ポートが形成されている。

アウタロータおよびインナロータは、たとえば、それぞれトロコイド曲線形状の内歯および外歯を有している。オイルポンプでは、ポンプシャフトの回転により、アウタロータとインナロータとが噛み合って回転し、アウタロータとインナロータとの間に形成されるポンプ室の容積変化により、吸入ポートからポンプ室にオイルが吸入され、ポンプ室から吐出ポートにオイルが吐出される。

特開２０１０－１６８９８５号公報

かかる構成では、たとえば、ポンプギヤとポンプカバーとの間に油膜が良好に形成されないと、ポンプカバーにポンプギヤの摺動による傷がつき、その傷つきからその箇所の焼き付きに進展するおそれがある。また、ポンプギヤがポンプカバーに摺動していると、ポンプ回転数が低くかつ吸入圧力が高い条件下で、オイルポンプの駆動トルクが増大し、車両の燃費が悪化する。

本発明の目的は、ポンプギヤとポンプボディまたはポンプカバーとの間に油膜を良好に形成できる、オイルポンプを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係るオイルポンプは、ポンプボディとポンプカバーとを回転軸線方向に重ね合わせた構成を有し、ポンプボディとポンプカバーとの間にギヤ収容空間が形成されるポンプケースと、ギヤ収容空間に収容されるポンプギヤと、を含み、ポンプギヤは、インナロータとインナロータの周囲を取り囲むアウタロータとが噛み合って回転し、インナロータとアウタロータとの間に形成されるポンプ室の容積変化を生じるものであり、ポンプボディにおけるギヤ収容空間に臨む部分には、ボディ側吸入ポート構成部とボディ側吐出ポート構成部とが互いに分離して形成され、ポンプカバーにおけるギヤ収容空間に臨む部分には、カバー側吸入ポート構成部とカバー側吐出ポート構成部とが互いに分離して形成され、ボディ側吸入ポート構成部とカバー側吸入ポート構成部とが回転軸線方向に対向することにより、ポンプ室にオイルを吸入する吸入ポートが形成され、ボディ側吐出ポート構成部とカバー側吐出ポート構成部とが回転軸線方向に対向することにより、ポンプ室からオイルを吐出する吐出ポートが形成され、ボディ側吐出ポート構成部およびカバー側吐出ポート構成部は、アウタロータの回転によりアウタロータの歯底が描く軌跡円の内側に収まり、ボディ側吸入ポート構成部およびカバー側吸入ポート構成部のうちの一方は、軌跡円の内側に収まり、その他方は、一部が軌跡円の外側にはみ出ている。

この構成によれば、ポンプケースは、ポンプボディおよびポンプカバーを備えており、それらが回転軸線方向に重ね合わされることにより、ポンプボディとポンプカバーとの間には、ポンプギヤを収容するギヤ収容空間が形成される。ポンプギヤは、インナロータとアウタロータとが噛み合ってそれぞれ回転することにより、インナロータとアウタロータとの間に形成されるポンプ室の容積変化を生じるものである。ポンプボディにおけるギヤ収容空間に臨む部分には、ボディ側吸入ポート構成部とボディ側吐出ポート構成部とが互いに分離して形成されている。一方、ポンプカバーにおけるギヤ収容空間に臨む部分には、カバー側吸入ポート構成部とカバー側吐出ポート構成部とが互いに分離して形成されている。ボディ側吸入ポート構成部とカバー側吸入ポート構成部とにより、ポンプ室にオイルを吸入する吸入ポートが形成され、ボディ側吐出ポート構成部とカバー側吐出ポート構成部とにより、ポンプ室からオイルを吐出する吐出ポートが形成される。

そして、ボディ側吐出ポート構成部およびカバー側吐出ポート構成部は、アウタロータの回転によりアウタロータの歯底が描く軌跡円の内側に収まり、ボディ側吸入ポート構成部およびカバー側吸入ポート構成部のうちの一方は、軌跡円の内側に収まり、その他方は、一部が軌跡円の外側にはみ出ている。

たとえば、カバー側吸入ポート構成部の一部が軌跡円の外側にはみ出ている場合には、吸入ポートからポンプ室に吸入されるオイルの一部が軌跡円からはみ出た部分に流れ、その部分から溢れるオイルがポンプギヤとポンプカバーとの間に浸入する。そのため、ポンプギヤとポンプカバーとの間に油膜を良好に形成することができる。その結果、ポンプカバーにポンプギヤの摺動による傷がつくことを抑制でき、傷つきが進展することによる焼き付きの発生を抑制できる。

しかも、ポンプギヤがポンプカバーに近づくように傾きやすいために、ポンプギヤとポンプカバーとの摺動が生じる場合、ポンプギヤとポンプカバーとの間に油膜が形成されることにより、ポンプギヤとポンプカバーとが相対的に近接する箇所でポンプギヤに相対的大きな油圧が加わる。その結果、ポンプギヤの姿勢が正されて、ポンプギヤとポンプカバーとの摺動を抑制ないしは解消することができ、ポンプギヤおよびポンプカバーの耐摩耗性が向上し、ひいては、オイルポンプの耐久性が向上する。

ボディ側吸入ポート構成部の一部が軌跡円の外側にはみ出ている場合には、前述と同様なメカニズムにより、ポンプギヤとポンプカバーとの間に油膜を良好に形成することができる。その結果、ポンプカバーにポンプギヤの摺動による傷がつくことを抑制でき、傷つきが進展することによる焼き付きの発生を抑制できる。また、ポンプギヤの姿勢が正されることにより、ポンプギヤとポンプカバーとの摺動が抑制ないしは解消され、ポンプギヤおよびポンプカバーの耐摩耗性が向上し、ひいては、オイルポンプの耐久性が向上する。

ボディ側吸入ポート構成部およびカバー側吸入ポート構成部のうちの他方は、ポンプギヤの回転方向の下流端部で軌跡円の外側にはみ出ていてもよい。

この構成により、軌跡円からはみ出た部分から溢れるオイルの流量の増大を図ることができ、ポンプギヤとポンプボディまたはポンプカバーとの間に油膜を良好に形成することができる。

本発明によれば、ポンプギヤとポンプボディまたはポンプカバーとの間に油膜を良好に形成することができ、また、ポンプギヤの姿勢を正すことができる。

本発明の一実施形態に係るオイルポンプのポンプボディの内側を回転軸線方向から見た図である。 オイルポンプのポンプカバーの内側を回転軸線方向から見た図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜オイルポンプの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るオイルポンプ１のポンプボディ２の内側を回転軸線方向から見た図である。図２は、オイルポンプ１のポンプカバー３の内側を回転軸線方向から見た図である。

オイルポンプ１は、自動変速機に用いられて、オイルパンに貯留されているオイルをオイルストレーナを介して吸い上げ、その吸い上げたオイルを油圧回路が形成されたバルブボディに供給する。オイルポンプ１は、内接式ギヤポンプであり、ポンプボディ２とポンプカバー３とを回転軸線方向に重ね合わせて構成されるポンプケースと、ポンプケース内のギヤ収容空間に収容されるポンプギヤ４とを備えている。図１および図２において、ポンプギヤ４は、破線で示されている。

ポンプボディ２の内面には、図１に示されるように、円形に凹んだギヤ収容部１１が形成されている。ギヤ収容部１１の開口は、ポンプカバー３により閉塞されている。これにより、ポンプボディ２とポンプカバー３との間には、ポンプギヤ４を収容する円柱状のギヤ収容空間が形成される。

ポンプギヤ４は、インナロータ１２と、インナロータ１２の周囲を取り囲むアウタロータ１３とを備えている。

インナロータ１２は、その外周面に、トロコイド曲線形状の外歯１４を有している。インナロータ１２の中心には、貫通孔１５が形成されており、貫通孔１５には、駆動力が入力されるポンプシャフトが相対回転不能に挿通される。

アウタロータ１３は、その内周面に、トロコイド曲線形状の内歯１６を有している。アウタロータ１３は、インナロータ１２に対して偏心して配置されており、その偏心している側と反対側において、インナロータ１２の外歯１４とアウタロータ１３の内歯１６とが噛合している。内歯１６の歯数は、インナロータ１２の外歯１４の歯数よりも１つ多い。

ポンプシャフトが回転すると、インナロータ１２とアウタロータ１３とが噛み合いながら互いに偏心して回転する。また、内歯１６の歯数がインナロータ１２の外歯１４の歯数よりも１つ多いので、アウタロータ１３は、インナロータ１２の１回転に対して１歯分遅れて回転する。そのため、インナロータ１２およびアウタロータ１３の回転により、インナロータ１２とアウタロータ１３との間に形成される空間からなるポンプ室１７に容積変化が生じる。

また、ポンプボディ２には、ギヤ収容部１１の底面に、ポンプシャフトが挿通される挿通孔２１が形成されている。また、ギヤ収容部１１の底面には、挿通孔２１を挟んだ一方側およびその反対の他方側に分かれて、それぞれ凹状のボディ側吸入ポート構成部２２およびボディ側吐出ポート構成部２３が形成されている。

一方、ポンプカバー３の内面には、ギヤ収容部１１内に臨む部分に、ボディ側吸入ポート構成部２２およびボディ側吐出ポート構成部２３に対応して、それぞれカバー側吸入ポート構成部２４およびカバー側吐出ポート構成部２５が形成されている。ポンプギヤ４は、ポンプカバー３の内面を回転軸線方向から見たときに、時計回りに回転する。カバー側吐出ポート構成部２５の回転方向の上流端部は、ボディ側吐出ポート構成部２３の回転方向の上流端部と同一の形状に形成されており、ボディ側吐出ポート構成部２３およびカバー側吐出ポート構成部２５は、回転方向の上流端部を含めてその全体が、アウタロータ１３の回転によりアウタロータ１３の内歯１６の歯底２６が描く軌跡円Ｃの内側に収まっている。ボディ側吸入ポート構成部２２については、その全体が軌跡円Ｃの内側に収まっているが、カバー側吸入ポート構成部２４については、回転方向の下流端部の一部２７が軌跡円Ｃの外側にはみ出し、それ以外の部分は軌跡円Ｃの内側に収まっている。カバー側吸入ポート構成部２４の下流端部は、軌跡円Ｃの外側にはみ出しているはみ出し部分２７を除いて、ボディ側吸入ポート構成部２２の回転方向の下流端部と同じ形状に形成されている。はみ出し部分２７は、回転方向の下流に向かうにつれて容積が増大し、その途中から回転方向の下流に向かうにつれて容積が減少するような形状を有している。

ボディ側吸入ポート構成部２２とカバー側吸入ポート構成部２４とは、ギヤ収容空間を挟んで回転軸線方向に対向し、ポンプボディ２とポンプカバー３との間に、ポンプ室１７にオイルを吸入する吸入ポート２８を形成している。一方、ボディ側吐出ポート構成部２３とカバー側吐出ポート構成部２５とは、ギヤ収容空間を挟んで回転軸線方向に対向し、ポンプボディ２とポンプカバー３との間に、ポンプ室１７からオイルを吐出する吐出ポート２９を形成している。インナロータ１２およびアウタロータ１３の回転により、ポンプ室１７の容積変化が生じ、その容積変化により、吸入ポート２８からポンプ室１７にオイルが吸入され、ポンプ室１７から吐出ポート２９にオイルが吐出される。

＜作用効果＞
以上のように、ボディ側吸入ポート構成部２２、ボディ側吐出ポート構成部２３およびカバー側吐出ポート構成部２５は、アウタロータ１３の回転によりアウタロータ１３の歯底２６が描く軌跡円Ｃの内側に収まり、カバー側吸入ポート構成部２４は、回転方向の下流端部の一部のはみ出し部分２７が軌跡円Ｃの外側にはみ出ている。

これにより、吸入ポート２８からポンプ室１７に吸入されるオイルの一部が軌跡円Ｃからはみ出し部分２７に流れ、そのはみ出し部分２７から溢れるオイルがポンプカバー３とポンプギヤ４との間に浸入する。そのため、ポンプカバー３とポンプギヤ４との間に油膜を良好に形成することができる。その結果、ポンプカバー３にポンプギヤ４の摺動による傷がつくことを抑制でき、傷つきが進展することによる焼き付きの発生を抑制できる。

しかも、ポンプギヤ４がポンプカバー３に近づくように傾きやすいために、ポンプカバー３とポンプギヤ４とが摺動する構成では、ポンプカバー３とポンプギヤ４ととの間に油膜が形成されることにより、ポンプカバー３とポンプギヤ４とが相対的に近接する箇所でポンプギヤ４に相対的大きな油圧が加わる。その結果、ポンプギヤ４の姿勢が正されて、ポンプカバー３とポンプギヤ４との摺動を抑制ないしは解消することができ、ポンプカバー３およびポンプギヤ４の耐摩耗性が向上し、ひいては、オイルポンプ１の耐久性が向上する。

また、カバー側吸入ポート構成部２４のはみ出し部分２７は、ポンプギヤ４の回転方向の下流端部で軌跡円Ｃの外側にはみ出ていてもよい。これにより、はみ出し部分２７から溢れるオイルの流量の増大を図ることができ、ポンプギヤ４とポンプボディ２またはポンプカバー３との間に油膜を良好に形成することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、カバー側吸入ポート構成部２４にはみ出し部分２７が形成された構成を取り上げたが、ポンプギヤ４がポンプボディ２に近づくように傾きやすい構成である場合には、ボディ側吸入ポート構成部２２に、アウタロータ１３の回転によりアウタロータ１３の内歯１６の歯底２６が描く軌跡円Ｃから外側にはみ出す部分が形成されるとよい。これにより、ポンプボディ２とポンプギヤ４との間に油膜を良好に形成することができ、また、ポンプギヤ４の姿勢を正すことができる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：オイルポンプ
２：ポンプボディ
３：ポンプカバー
４：ポンプギヤ
１２：インナロータ
１３：アウタロータ
１７：ポンプ室
２２：ボディ側吸入ポート構成部
２３：ボディ側吐出ポート構成部
２４：カバー側吸入ポート構成部
２５：カバー側吐出ポート構成部
２６：歯底
２７：はみ出し部分（一部）
２８：吸入ポート
２９：吐出ポート
Ｃ：軌跡円

Claims (2)

1. ポンプボディとポンプカバーとを回転軸線方向に重ね合わせた構成を有し、前記ポンプボディと前記ポンプカバーとの間にギヤ収容空間が形成されるポンプケースと、
   前記ギヤ収容空間に収容されるポンプギヤと、を含み、
   前記ポンプギヤは、インナロータと前記インナロータの周囲を取り囲むアウタロータとが噛み合って回転し、前記インナロータと前記アウタロータとの間に形成されるポンプ室の容積変化を生じるものであり、
   前記ポンプボディにおける前記ギヤ収容空間に臨む部分には、ボディ側吸入ポート構成部とボディ側吐出ポート構成部とが互いに分離して形成され、
   前記ポンプカバーにおける前記ギヤ収容空間に臨む部分には、カバー側吸入ポート構成部とカバー側吐出ポート構成部とが互いに分離して形成され、
   前記ボディ側吸入ポート構成部と前記カバー側吸入ポート構成部とが前記回転軸線方向に対向することにより、前記ポンプ室にオイルを吸入する吸入ポートが形成され、
   前記ボディ側吐出ポート構成部と前記カバー側吐出ポート構成部とが前記回転軸線方向に対向することにより、前記ポンプ室からオイルを吐出する吐出ポートが形成され、
   前記ボディ側吐出ポート構成部および前記カバー側吐出ポート構成部は、前記アウタロータの回転によりアウタロータの歯底が描く軌跡円の内側に収まり、
   前記ボディ側吸入ポート構成部および前記カバー側吸入ポート構成部のうちの一方は、前記軌跡円の内側に収まり、その他方は、一部が前記軌跡円の外側にはみ出ている、オイルポンプ。
2. 前記ボディ側吸入ポート構成部および前記カバー側吐出ポート構成部のうちの前記他方は、前記ポンプギヤの回転方向の下流端部で前記軌跡円の外側にはみ出ている、請求項１に記載のオイルポンプ。

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