JP2530846Y2 - トロコイドポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、トロコイドポンプに係り、特に車両の内
燃機関や自動変速機等の油ポンプとして使用されるトロ
コイドポンプに関する。

［従来の技術］ 油ポンプにおいては、２個の歯車の噛合によって油を
圧送する歯車ポンプや、内ロータと外ロータとを有する
トロコイドポンプ等がある。

歯車ポンプとしては、例えば、特開昭55-36624号公報
に開示されている。この公報に記載のものは、動力伝達
装置に容積型ポンプ（歯車ポンプ）を設けるとともに回
転速度に応じて流通流体量を調整する制御装置を設ける
ことにより、従動機構の回転数を原動機構の回転数の増
大に拘らず所定回転数に保持し、また、吸入通路に流体
の逆流防止機構を設けることにより、原動機械を停止し
たときに発生する騒音を防止するものである。

また、第10、11図に示す如く、トロコイドポンプ12に
あっては、トロコイド曲線によって形成された外歯18a
を有する内ロータ18をクランク軸（図示せず）に固定し
て設け、この内ロータ18の外歯18aに噛合するようにト
ロコイド曲線によって形成された内歯20aを有する外ロ
ータ20をポンプハウジング22内に設け、この内ロータ18
及び外ロータ20を側方から覆うようにポンプハウジング
22の側面に取着されるポンププレート（図示せず）を設
け、また、内ロータ18の外歯18aの数が外ロータ20の内
歯20aの数よりも１個少なく、クランク軸の回転に伴っ
て内ロータ18を回転させることにより外ロータ20が同一
方向に回転し、内ロータ18の外歯18aと外ロータ20の内
歯20aとによって形成される空間40が容積変化をしてポ
ンプ作用を行い、ポンププレートに形成した吸入ポート
30から流体を吸入しこの流体を圧縮してポンププレート
に形成した吐出ポート32から吐出させるものであり、同
容量の他種油ポンプに比し、小形で構造も簡単であり、
また、噛合音も小さいので、車両の潤滑油用ポンプや自
動変速機用油ポンプ等として広範囲に利用されている。

このようなトロコイドポンプ12においては、第10、11
図に示す如く、流体である油が移送される吸入ポート30
のポート吸入側終端部30aから吐出ポート32のポート吐
出側始端部32aに至る間のポンププレートには、シール
ランド部34が形成されている。油は、このシールランド
部34を経て低圧側である吸入ポート30から高圧側である
吐出ポート32側に移送される。ここで、シールランド部
34を内ロータ18の外歯18aと外ロータ20の内歯20aとがシ
ールする角度θ１（第10、11図のＡ−Ｃ間で示す）に等
しくすると、吐出ポート32に移送される油は、吐出ポー
ト32に吐出された時に急激な圧力変化を来し、吐出圧の
脈動が大きくなってしまう。

そこで、シールランド部34を歯の理論的シール角度θ
１よりも角度ΔＢだけ大きくして角度θ２（第10、11図
のＡ−Ｂ間で示す）とし、つまり、吐出ポート32のポー
ト吐出側始端部32aを位置Ｂに形成し、吐出ポート32が
開く時期を角度ΔＢだけ遅らせると、外歯18aと内歯20a
間の空間40の閉込容積が減少し、閉込圧が発生する角度
ΔＢを適宜に選定することにより、シールランド部34で
予め油を高圧にして吐出ポート32に送出することがで
き、脈動を減少させることができるものである。

［考案が解決しようとする問題点］ ところが、従来のトロコイドポンプにおいては、上述
の閉込圧は、油の温度、ポンプ回転数、歯車とポンプハ
ウジングとの隙間等によって変化してしまい、つまり、
上述の如き、吐出ポートの開時期を遅らせて閉込圧を予
め吐出圧まで上昇させる方法は、吐出圧にバラツキを生
ぜしめ、特に、低温時において閉込圧が過大となり、異
常圧による振動・騒音が発生したり、安定したポンプ性
能を維持し得ないという不都合があった。

［考案の目的］ そこで、この考案の目的は、上述の不都合を除去すべ
く、内ロータの外歯と外ロータの内歯とにより囲まれて
形成される空間内の流体圧が所定吐出圧を超えた場合に
は過大分の圧力を抜出させることにより、流体を円滑に
吐出圧にまで変化させ且つ一定圧の流体を吐出ポート側
に吐出させることができ、安定したポンプ性能を得ると
ともに、振動・騒音の発生を防止し、しかも、容積効率
の向上を図り得るトロコイドポンプを実現するにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの考案は、トロコイド曲
線によって形成された外歯を有する内ロータをクランク
軸に固定して設け、前記内ロータの外歯に噛合するよう
にトロコイド曲線によって形成された内歯を有する外ロ
ータをポンプハウジング内に設け、前記内ロータ及び前
記外ロータを側方から覆うように前記ポンプハウジング
の側面に取着されるポンププレートを設け、このポンプ
プレートの内側面には吸入ポートと吐出ポートと前記吸
入ポートから前記吐出ポートに至る間でシールランド部
とを形成し、前記内ロータの回転によって前記外ロータ
を回転させることにより前記内ロータ及び前記外ロータ
の回転方向に拡縮しつつ移動する空間を前記内ロータの
外歯と前記外ロータの内歯とによって形成し、前記吸入
ポートから流体を吸入しこの流体を圧縮して前記吐出ポ
ートから吐出するトロコイドポンプにおいて、前記ポン
ププレートには前記シールランド部で前記空間の容積が
減少開始する位置よりも以後の箇所に小径の逃し孔を形
成し、前記ポンププレートの外側面にポンプカバーを設
け、このポンプカバーの内側面には前記逃し孔に対応さ
せて収容穴部を形成し、この収容穴部には前記逃し孔を
開閉し且つ油の流動可能な隙間を形成するようにボール
を設けるとともにこのボールを前記逃し孔側に所定の付
勢力で弾圧して前記逃し孔を前記ボールによって閉塞さ
せる弾圧用スプリングを設け、前記収容穴部と前記吐出
ポートとを連通するように前記ポートカバー及び前記ポ
ンププレートには連通路を設け、前記空間内の流体圧が
前記吐出ポートの吐出圧と前記弾圧用スプリングの付勢
力とを加味した所定吐出圧を超えた場合にはこの所定吐
出圧によって前記ボールを前記弾圧用スプリングの付勢
力に抗して退動させて前記逃し孔を開放する圧力逃し弁
機構を設けたことを特徴とする。

［作用］ この考案の構成によれば、内ロータの外歯と外ロータ
の内歯とにより形成される空間の流体の圧力が所定吐出
圧を超えると、圧力逃し弁機構が作動して逃し孔を開放
するので、流体が逃し孔及び連通路を経て吐出ポートに
流れ、空間の流体の圧力が一定に保持され、これによ
り、流体を円滑に吐出圧まで変化させ且つ一定圧力で吐
出させることができ、ポンプ性能を安定させるととも
に、異常圧による振動・騒音の発生を防止することがで
きる。

［実施例］ 以下図面に基づいてこの考案の実施例を詳細且つ具体
的に説明する。

第１〜９図は、この考案の実施例を示すものである。
図において、２は内燃機関、４はシリンダヘッド、６は
シリンダブロック、８はオイルパンである。シリンダブ
ロック６に回転可能に設けられたクランク軸10には、例
えば、内燃機関２の流体である潤滑油を圧送する油ポン
プとしてトロコイドポンプ12が取付けられる。このトロ
コイドポンプ12は、オイルパン８内の潤滑油を油ストレ
ーナ14を経て吸入し、そして、潤滑油の圧力を高くして
オイルフィルタ16側に圧送し、内燃機関２の各部に潤滑
油を供給するものである。

トロコイドポンプ12は、以下の如く構成される。即
ち、第２図に示す如く、トロコイド曲線によって形成さ
れた外歯18aを有する内ロータ18がクランク軸10に固定
して設けられ、この内ロータ18の外歯18aに噛合するよ
うにトロコイド曲線によって形成された内歯20aを有す
る外ロータ20がポンプハウジング22内に設けられ、この
ポンプハウジング22の側面に内ロータ18及び外ロータ20
を側方から覆うようにポンプガスケット24を介してポン
ププレート26が取着して設けられている。

この実施例においては、内ロータ18の外歯18aは８個
形成され、また、外ロータ20の内歯20aは９個形成され
ている。

また、ポンププレート26の内側面には、第３図に示す
如く、潤滑油の吸入ポート30と、潤滑油の吐出ポート32
と、潤滑油が移送される側の吸入ポート30のポート吸入
側終端部30aから吐出ポート32のポート吐出側始端部32a
に至る間でシールランド部34とが形成されている。この
とき、吐出ポート32のポート吐出側始端部32aは、従来
の位置よりも角度ΔＢだけ回転方向側に位置して形成さ
れる。即ち、吐出ポート32のポート吐出側始端部32a
は、吸入ポート30のポート吸入側終端部30aの位置Ａか
ら内ロータ18の外歯18aと外ロータ20の内歯20aとがシー
ルする位置Ｂまでの角度θ１よりも角度ΔＢだけ大きく
移行させた位置Ｃで角度θ２の箇所に、形成される。

また、第５図に示す如く、ポンプハウジング22の側面
に取着されたポンプポート26の外側面には、ポンプカバ
ー36が設けられている。

ポンププレート26には、第３、４図に示す如く、シー
ルランド部34で内ロータ18の外歯18aと外ロータ20の内
歯20aとにより囲まれて形成される空間40の容積が減少
開始する位置Ｄよりも以後の箇所Ｅに、小径の逃し孔42
が形成される。即ち、この逃し孔42は、位置Ａから位置
Ｄまでの角度α１よりもΔαだけ大きい、角度α２の位
置Ｅに設けられる。

第３、６図に示す如く、ポンプカバー36及びポンププ
レート26には、一端側が逃し孔42に開口するとともに他
端側が吐出ポート32に開口するように、連通路44が設け
られる。

ポンプカバー36には、内側面に逃し孔42に対応させて
収容孔部46が形成され、逃し孔42を開閉するボール48と
このボール48を逃し孔42側に弾圧する弾圧用スプリング
50とを収容孔部46内に配置させて構成した圧力逃し弁機
構52が設けられる。

ボール48は、収容孔部46内で進退動して逃し孔42を開
閉し且つ収容孔部46内で潤滑油の流動可能な隙間Ｓ、Ｓ
を形成するように配設される。弾圧用スプリング50は、
ボール48を逃し孔42側に所定の付勢力で弾圧して逃し孔
42をボール48によって閉塞させるものである。圧力逃し
弁機構52は、空間40の潤滑油の圧力が吐出ポート32の吐
出圧と弾圧用スプリング50の付勢力とを加味した所定吐
出圧よりも超えた場合に、この所定吐出圧によってボー
ル48を弾圧用スプリング50の付勢力に抗して退動させ、
逃し孔42を開放するものである。

次に、この実施例の作用を説明する。

クランク軸10の回転に伴ってトロコイドポンプ12の内
ロータ18が回転し、この内ロータ18の回転によってこの
内ロータ18の外歯18aが外ロータ20の内歯20a、20a間の
谷間に入り込んで空間40の容積が変化し、外ロータ20が
内ロータ18と同一方向に回転し、空間40の容積の変化に
よって吸入ポート30側からの低圧の潤滑油が吐出ポート
32側に高圧となって吐出される。

このとき、吸入ポート30と吐出ポート32間のシールラ
ンド部34に形成したポンププレート26の逃し孔42を開閉
する圧力逃し弁機構52が設けられているので、空間40で
潤滑油の圧力、つまり、閉込圧が異常に高くなって上述
の所定吐出圧よりも高くなった場合には、圧力逃し弁機
構52のボール48がその所定吐出圧に押圧され弾圧用スプ
リング50の付勢力に抗して退動し、これにより、逃し孔
42が開放、つまり連通路44が開放される。従って、空間
40の圧力が連通路44から抜出され、第９図（ｅ）に示す
如く、すぐに所定の吐出圧側の圧力に戻るので、潤滑油
の温度、ポンプ回転数、ポンプハウジング22との隙間等
によって閉込圧が変化したとしても、閉込圧から吐出圧
への圧力移行を円滑にして吐出ポート32への潤滑油の圧
力を一定にさせ、ポンプ性能の安定化を図り得る。

また、閉込圧が異常に高くなることがないので、異常
圧による振動・騒音の発生を防止し得る。

更に、閉込みによる弊害を気にすることなく、シール
ランド部34を大きく設定することができるので、シール
長さを増大させ、容積効率の高いトロコイドポンプ12を
構成することが可能である。

更にまた、圧力逃し弁機構52をポンプカバー36に設け
たので、簡単な構成で圧力逃し機能を十分に発揮させ、
また、逃し孔42や収容穴部46が素材形状でもよく、製作
が簡単で、コスト的にも有利にすることができる。ま
た、連通路44は、ポンププレート26の逃し孔42とポンプ
カバー36の収容穴部46とで延長可能となる。更に、収容
穴部46内のボール48と弾圧用スプリング50は、ポンププ
レート26の存在によって脱落することがない。

また、ボール48と収容穴部48の内側面との間に潤滑油
を流動可能とする隙間Ｓが形成されることにより、吐出
圧（吐出ポート圧）の背圧を受け、図９（ｅ）に示すよ
うに、弾圧用スプリング50の荷重分だけ高い圧力の潤滑
油が連通路44を介して吐出ポート32に逃されるので、潤
滑油を高圧にして吐出ポート32に送出させることも可能
である。

なお、この実施例においては、トロコイドポンプ12を
内燃機関２の潤滑油の油ポンプとして利用したが、トロ
コイドポンプ12を、自動変速機の油圧ポンプや、他の産
業機械の油圧機器に利用し得ることは勿論である。

また、圧力逃し弁機構52の位置は、シールランド部34
の任意の位置でよいが、内ロータ18の外径上が好ましい
ものである。

［考案の効果］ 以上詳細な説明から明らかなようにこの考案によれ
ば、ポンププレートにはシールランド部で内ロータの外
歯と外ロータの内歯とで形成された空間の容積が減少開
始する位置よりも以後の箇所に小径の逃し孔を形成し、
ポンププレートの外側面にポンプカバーを設け、ポンプ
カバーの内側面には逃し孔に対応させて収容穴部を形成
し、収容穴部には逃し孔を開閉し且つ油の流動可能な隙
間を形成するようにボールを設けるとともにボールを逃
し孔側に所定の付勢力で弾圧して逃し孔をボールによっ
て閉塞させる弾圧用スプリングを設け、収容穴部と吐出
ポートとを連通するようにポンプカバー及びポンププレ
ートには連通路を設け、空間内の流体圧が吐出ポートの
吐出圧と弾圧用スプリングの付勢力とを加味した所定吐
出圧を超えた場合には所定吐出圧によってボールを弾圧
用スプリングの付勢力に抗して退動させて逃し孔を開放
する圧力逃し弁機構を設けたことにより、流体を円滑に
吐出圧にまで変化させて吐出ポート側に吐出させること
ができ、安定したポンプ性能を得るとともに、異常圧に
よる振動・騒音の発生を防止し、しかも、シールランド
部を大きくしてシール長さを増加させることができ、容
積効率の高いトロコイドポンプを構成し得る。

また、簡単な構成で圧力逃し機能を十分に発揮させ、
製作が簡単で、コスト的にも有利として得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜９図はこの考案の実施例を示し、第１図は内燃機
関の斜視図、第２図はトロコイドポンプの組付け状態の
概略斜視図、第３図はトロコイドポンプの概略正面図、
第４図はポンププレートに逃し孔を形成した状態を説明
する図、第５図はトロコイドポンプに圧力逃し弁機構を
設けた一部断面図、第６〜８図は内、外ロータの回転状
態を説明する図、第９図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）、（ｅ）は潤滑油の圧力変化状態を示す図であ
る。 第10、11図は従来のトロコイドポンプを示し、第11図は
トロコイドポンプの概略正面図、第11図はシールランド
部を大きくした状態を説明した図である。 図において、２は内燃機関、10はクランク軸、12はトロ
コイドポンプ、18は内ロータ、18aは外歯、20は外ロー
タ、20aは内歯、22はポンプハウジング、26はポンププ
レート、30は吸入ポート、32は吐出ポート、34はシール
ランド部、40は空間、42は逃し孔、44は連通路、48はボ
ール、50は弾圧用スプリング、そして52は圧力逃し弁機
構である。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】トロコイド曲線によって形成された外歯を
   有する内ロータをクランク軸に固定して設け、前記内ロ
   ータの外歯に噛合するようにトロコイド曲線によって形
   成された内歯を有する外ロータをポンプハウジング内に
   設け、前記内ロータ及び前記外ロータを側方から覆うよ
   うに前記ポンプハウジングの側面に取着されるポンププ
   レートを設け、このポンププレートの内側面には吸入ポ
   ートと吐出ポートと前記吸入ポートから前記吐出ポート
   に至る間でシールランド部とを形成し、前記内ロータの
   回転によって前記外ロータを回転させることにより前記
   内ロータ及び前記外ロータの回転方向に拡縮しつつ移動
   する空間を前記内ロータの外歯と前記外ロータの内歯と
   によって形成し、前記吸入ポートから流体を吸入しこの
   流体を圧縮して前記吐出ポートから吐出するトロコイド
   ポンプにおいて、前記ポンププレートには前記シールラ
   ンド部で前記空間の容積が減少開始する位置よりも以後
   の箇所に小径の逃し孔を形成し、前記ポンププレートの
   外側面にポンプカバーを設け、このポンプカバーの内側
   面には前記逃し孔に対応させて収容穴部を形成し、この
   収容穴部には前記逃し孔を開閉し且つ油の流動可能な隙
   間を形成するようにボールを設けるとともにこのボール
   を前記逃し孔側に所定の付勢力で弾圧して前記逃し孔を
   前記ボールによって閉塞させる弾圧用スプリングを設
   け、前記収容穴部と前記吐出ポートとを連通するように
   前記ポンプカバー及び前記ポンププレートには連通路を
   設け、前記空間内の流体圧が前記吐出ポートの吐出圧と
   前記弾圧用スプリングの付勢力とを加味した所定吐出圧
   を超えた場合にはこの所定吐出圧によって前記ボールを
   前記弾圧用スプリングの付勢力に抗して退動させて前記
   逃し孔を開放する圧力逃し弁機構を設けたことを特徴と
   するトロコイドポンプ。