JP3953828B2

JP3953828B2 - オイルポンプ

Info

Publication number: JP3953828B2
Application number: JP2002042499A
Authority: JP
Inventors: 太庭田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-02-20
Also published as: JP2003239869A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、内燃機関の潤滑液供給等に用いられるオイルポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のオイルポンプは、長期のポンプ停止によって通路内のオイルがエアによって置換されることがあり、その場合、通路内のエアがポンプ再始動時のオイル送給を遅らせる原因となる。
【０００３】
これに対処するオイルポンプとして、従来、特開平１０-２０５３１７号公報に示されるようなものが案出されている。
【０００４】
このオイルポンプは、ポンプ本体を作動させる駆動軸と、その駆動軸を支持するポンプハウジングの軸受孔の間に、ポンプハウジング内の吐出室とポンプハウジングの外部とを連通する溝が直線状に形成され、その溝によって吐出室内のエアを外部に排出するエア排出通路が構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来のオイルポンプの場合、エア排出通路が駆動軸と軸受孔の間の直線状の溝によって構成されているため、エア抜き性を良くすべく溝断面を大きくすると、通常のポンプの作動時に吐出室内のオイルがハウジング外部に漏れ易くなり、ポンプ効率の低下を来してしまう。また、逆にその溝断面が小さく過ぎると、エア抜き性が低下しポンプ再始動時のオイル送給が遅れてしまう。
【０００６】
そこで、この出願の発明は、通常のポンプ作動時におけるオイルの漏れを招くことなく吐出室内のエアを速やかに外部に排出できるようにして、ポンプ効率の向上とポンプ再始動時の迅速なオイル送給を両立させることのできるオイルポンプを提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、この出願の一つの発明は、駆動軸と軸受孔の間に、一端が吐出室に連通し他端が軸受孔の途中で終わる第１の溝と、一端がポンプハウジングの外部側に連通し他端が軸受孔の途中で終わる第２の溝とを設け、その両溝を、相互に離間し、かつ溝延出方向で一部オーバーラップするように配置して、エア抜き通路を、前記第１，第２の溝と、その両溝のオーバーラップ部分における駆動軸と軸受孔の摺動隙間によって構成した。
【０００８】
この発明の場合、第１，第２の溝のオーバーラップ部分間における通路断面積は、駆動軸と軸受孔の摺動隙間の幅と、前記オーバラップ部分の長さとの積によって決まるため、オーバーラップ部分の長さを充分に確保することによって通路断面積を大きく設定することができる。したがって、このように設定することにより、粘性のないエアはその通路断面を容易に通過できることとなり、吐出室内のエアは迅速に排出することが可能となる。しかし、オイルはある程度の粘性があることから、幅の狭い摺動隙間を流れるときと、流れがクランク状に変化するときに粘性抵抗の影響を大きく受ける。このため、通常のポンプ作動時にはオイルはエア排出通路から漏れ出にくくなる。よって、この発明においては、エア排出通路からオイルは漏れにくく、エアは排出され易くなるため、通常のポンプ運転時におけるポンプ効率の低下を招くことなく、ポンプ再始動時における迅速なオイル送給を実現することができる。
【０００９】
さらに、ポンプハウジング内の吸入室と吐出室とを円周方向に離間して設けた場合には、前記第１の溝と第２の溝を、軸受孔のうちの、前記吐出室の形成角度範囲内に形成することが好ましい。
【００１０】
この場合、第１の溝と第２の溝が吐出室に近接し、吸入室に対しては比較的大きな距離をもって離間することとなるため、ポンプ運転時に第１の溝や第２の溝を通して吸入室内にエアが吸い入れられる不具合は生じなくなる。
【００１１】
また、この出願の他の発明は、前記駆動軸と軸受孔の間に、一端が吐出室またはポンプハウジングの外部側に連通し他端が軸受孔の途中で終わる複数の溝を設け、エア抜き通路を、この複数の溝と、その溝の形成されてない側の駆動軸と軸受孔の摺動隙間によって構成した。
【００１２】
この発明の場合、複数の溝の終端部からその溝の形成されてない側の摺動隙間にかけてをエアが通過するが、その部分は摺動隙間の幅と軸受孔の内周長さの積に相当する大きな通路断面積となるため、粘性のないエアは比較的容易に通過することとなる。一方、ある程度の粘性を有するオイルは狭い摺動隙間部分で粘性抵抗の影響を大きく受け、それによって通過が妨げられる。したがって、この発明においても、ポンプ効率の向上とポンプ再始動時における迅速なオイル送給の両立を図ることができる。また、摺動隙間はその長さが長過ぎると、たとえ、エアであってもその通過が妨げられることとなる。これを回避するための手段としては摺動隙間の長さを全体に短くすることが考えられるが、その場合には、駆動軸を支持する軸受機能部が短くなるため、軸受性能が低下してしまう。しかし、この発明においては、駆動軸と摺動孔の間に複数の溝を設けることでエアの流通抵抗を低減するようにしているため、駆動軸と摺動孔の間の実質的な軸受機能部の長さが短縮されることはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この出願の発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
まず、図１〜図６に示す実施形態（請求項１，２に対応）について説明する。
【００１５】
この実施形態のオイルポンプは内燃機関の潤滑液供給に用いられ、内燃機関の動力を駆動力としてポンプ作動を行うものである。ポンプ本体１を収容するポンプハウジング２は図外の機関ブロックに取付けられ、ポンプ本体１を作動すべく駆動軸３は図外のベルトとプーリを介してクランクシャフトに連繋されている。
【００１６】
ポンプ本体１は種々のポンプ機構が採用可能であるが、この実施形態の場合、トロコイド式のポンプ機構が採用されている。即ち、ポンプハウジング２には、内周に複数のトロコイド歯面を有するアウタロータ４と、外周にアウタロータ４の歯面よりも一つ分少ないトロコイド歯面を有するインナロータ５が収容され、インナロータ５は駆動軸３によって回転駆動されるようになっている。そして、アウターロータ４はインナロータ５に噛合して従動回転し、そのとき両ロータ４，５の歯面間に形成されるポンプ室６の容積を連続的に増減変化させ、それによってポンプ作動を行う。
【００１７】
ポンプハウジング２はアウタロータ４を回転可能に収容する凹部が形成されたハウジング本体７と、そのハウジング本体７の凹部側端面に結合されたハウジングカバー８とによって構成され、ハウジング本体７とハウジングカバー８には夫々駆動軸３の端部を摺動自在に支持する軸受孔９，１０が形成されている。ハウジングカバー８側の軸受孔１０に支持される駆動軸３の端部は同カバー８の端面から外部に突出し、その突出部に動力入力用の図外のプーリが取付けられている。また、ハウジング本体７からハウジングカバー８にかけてはポンプ本体１の吸入領域と吐出領域に夫々臨むように吸入室１１と吐出室１２が形成され、これらの吸入室１１と吐出室１２が夫々ハウジング本体７側において内燃機関の図外のオイルパンと供給通路とに接続されている。尚、吸入室１１と吐出室１２は、図１及び図５，図６に示すように駆動軸３を中心とする円周回りに離間して配置されている。
【００１８】
前記ハウジングカバー８側の軸受孔１０の内面には、一端がポンプハウジング２内に開口し他端が軸受孔１０の途中で終わる第１の溝１３と、逆に、一端がポンプハウジング２の外側に開口し他端が軸受孔１０の途中で終わる第２の溝１４とが形成されている。この第１の溝１３と第２の溝１４は、図１及び図３，図４に示すように夫々軸方向に沿って形成されているが、両溝１３，１４は互いに平行になるように設定距離離間し、かつ、両者が軸方向で一部オーバーラップするようになっている。この両溝１３，１４のオーバーラップ部分ａは駆動軸３と軸受孔１０の摺動隙間を介して相互に連通している。この両溝１３，１４とオーバーラップ部間の摺動隙間とは、吐出室１２内のエアを外部に排出するためのエア排出通路を構成している。
【００１９】
また、ハウジングカバー８の内側面には、軸受孔１０内の第２の溝１４の端部と、吐出室１２とを連通する接続溝１６が形成されている。第２の溝１４の端部と吐出室１２を連通させる手段としては、ハウジングカバー８やハウジング本体７に接続孔を形成する等の他の手段も採用可能であるが、この実施形態のようにハウジングカバー８の内面に接続溝１６を形成するようにした場合には、複雑な加工を行うことなく、第２の溝１４と吐出室１２とを容易に連通させることができる。接続溝１６は切削加工によって造形することも可能であるが、ハウジングカバー８の型成形時に同時に造形するようにすれば、より製造を容易化することができる。また、軸受孔１０内の第１の溝１３と第２の溝１４とは、図２，図６に示すようにポンプハウジング２内の吐出室１２の形成角度範囲内に形成されている。
【００２０】
このオイルポンプは以上のような構成であるため、クランクシャフトの回転に伴なって駆動軸３が回転すると、ポンプ本体１がポンプハウジング２内で作動し、吸入室１１側から吐出室１２側へとオイルを連続して送り出し、内燃機関の各部にオイルを供給する。また、内燃機関が停止し、その状態が長期間続くと、オイルポンプの吐出室１２内のオイルがエアによって置換されるが、この状態からオイルポンプが再始動されると、吐出室１２内のエアは接続溝１６から軸受孔１０内の第１の溝１３、オーバーラップ部間の摺動隙間、第２の溝１４を順次通ってポンプ外部に排出され、吐出室１２内のエアが充分に排出されたところで機関各部に対する通常のオイル送給が再開される。
【００２１】
ところで、このオイルポンプにおいては、エアの排出通路となる第１の溝１３と第２の溝１４は、これらのオーバーラップ部分ａの摺動隙間を通して相互に連通しているため、オーバーラップ長さを充分に確保することによってエアの通過する通路断面を大きくし、エアの排出性を良好にすることができる。しかし、こうして、エアの排出性の向上を図ったとしても、吐出室１２内のオイルはある程度の粘性を有し、通路内を通過するときに粘性抵抗の影響を受けるため、ポンプの通常運転時には吐出室１２内のオイルがそのエア排出通路から大量に漏れ出る不具合は生じない。
【００２２】
即ち、このオイルポンプにおいては、第１の溝１３からオーバラップ部間の摺動隙間、さらにその摺動隙間から第２の溝１４へとのオイルの流れが大きくクランク状に変化するときと、幅の狭い摺動隙間間をオイルが流れるときに、同オイルの粘性抵抗が大きく働き、その粘性抵抗によってオイルの通過は確実に阻止されることとなる。
【００２３】
したがって、このオイルポンプの場合、吐出室１２内のエアは軸受孔１０部分から迅速に排出できるものの、通常のポンプ作動時にオイルが軸受孔１０部分から大量に漏れ出る心配がないため、通常のポンプ作動時におけるポンプ効率の低下を招くことなく、長期のポンプ停止後の速やかなオイル送給を実現することができる。
【００２４】
尚、この実施形態の場合、第１の溝１３と第２の溝１４は軸受孔１０に形成したが、軸受孔１０に形成するのに代えて駆動軸３の外周面に形成することも可能である。ただし、上記の実施形態のように軸受孔１０側に第１の溝１３と第２の溝１４を形成するようにした場合には、ポンプハウジング２内の吐出室１２や吸入室１１に対するエア抜き位置が一定になり、エア抜き性能等が安定する利点がある。特に、この実施形態のように吸入室１１と吐出室１２が円周方向に離間して配置されているときに、第１の溝１３と第２の溝１４を吐出室１２の形成角度範囲内に形成するようにした場合には、吐出室１２内のエアをより速やかに排出することが可能になるうえ、第１の溝１３や第２の溝１４を通して吸入室１１にエアが吸い込まれる不具合も無くすことができる。
【００２５】
また、以上では、吐出室１２側に連通する第１の溝１３と、ポンプ外部側に連通する第２の溝１４を各一本ずつ設けた実施形態について説明したが、図７に示す実施形態のように第１の溝１３と第２の溝１４を夫々複数本設けるようにしても良い。さらに、上記の実施形態では、第１の溝１３と第２の溝１４が夫々軸線方向に沿って形成されているが、図８に示す実施形態のように第１の溝１１３と第２の溝１１４を軸線に対して所定角度傾斜させて形成するようにしても良い。このようにした場合、軸受孔１０の限られた軸方向長さの範囲において両溝１１３，１１４のオーバーラップ部分ａの長さをより長く確保することができ、その結果、エア抜き性をより高めることが可能となる。
【００２６】
さらに、以上で説明した実施形態は、すべて第２の溝１４（１１４）が直接ポンプ外部に連通するものであるが、図９に示す実施形態のように軸受孔１０と駆動軸３の間にオイルシール１８が設けられたもの等においては、第２の溝１４をドレーン通路や還流通路１９を介してポンプ外部に連通させるようにしても良い。
【００２７】
つづいて、図１０に示す請求項３に対応の実施形態について説明する。
【００２８】
この実施形態のオイルポンプは、全体の基本的な構成は図１〜図６に示した実施形態とほぼ同様であるが、軸受孔１０に形成するエア抜き通路の構成が図１〜図６に示すものと大きく異なっている。
【００２９】
即ち、このオイルポンプの場合、一端が吐出室（図示せず）側に連通し他端が軸受孔１０の途中で終わる複数の溝２０が軸受孔１０の内周面に形成され、この複数の溝２０と、その溝２０の形成されてない側の駆動軸（図示せず）と軸受孔１０の摺動隙間とによってエア抜き通路が構成されている。したがって、この実施形態の場合、エアの通過する摺動隙間部分の通路断面は、摺動隙間の幅と軸受孔１０の内周全域の長さの積となるためにその通路断面は充分に大きくなり、そのため、粘性のあるオイルは幅の狭い摺動隙間によって粘性抵抗の影響を大きく受けるものの、粘性のないエアはその通路を容易に通過することとなる。よって、このオイルポンプの場合にも、通常のポンプ作動時における大量のオイルの漏れを招くことなく、ポンプの再始動時における速やかなエア排出を行うことができる。
【００３０】
また、この実施形態の場合、軸受孔１０のうちの溝２０の形成されていない軸方向領域の幅ｄを適度に狭めることによってエア抜き性をより良好にすることができるが、単純に軸受孔１０全体の軸長を短くするのと異なり、軸受性能の低下を来すことがないという利点がある。即ち、この実施形態のオイルポンプは、軸受孔１０の内周面に複数の溝２０を形成するようにしたため、軸受孔１０の内周面の溝２０を形成した側の部位においても、各溝２０の両縁によって駆動軸の外周面を安定して支持することができる。
【００３１】
尚、以上の実施形態では複数の溝を軸受孔の吐出室側の端部から形成したが、逆にポンプ外部側から形成するようにしても良い。また、複数の溝は軸受孔側に形成する代わりに、駆動軸の外周面側に形成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図２】同実施形態を示す平面図。
【図３】同実施形態を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】同実施形態を示すポンプ本体と駆動軸を取り去った図３に対応の断面図。
【図５】同実施形態を示すポンプハウジングのカバーを取り去った平面図。
【図６】同実施形態を示すポンプハウジングのカバーの合わせ面側の平面図。
【図７】本発明の第２の実施形態を示す縦断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態を示すポンプ本体と駆動軸を取り去った縦断面図。
【図９】本発明の第４の実施形態を示す縦断面図。
【図１０】本発明の第５の実施形態を示すポンプ本体と駆動軸を取り去った縦断面図。
【符号の説明】
１…ポンプ本体
２…ポンプハウジング
３…駆動軸
１０…軸受孔
１２…吐出室
１３…第１の溝
１４…第２の溝
２０…溝
ａ…オーバーラップ部分

Claims

ポンプ本体を作動させる駆動軸がポンプハウジングの軸受孔に回転可能に支持され、前記駆動軸と軸受孔の間に、ポンプハウジングの吐出室内のエアを同室外部に排出するエア抜き通路が設けられたオイルポンプにおいて、
前記駆動軸と軸受孔の間に、一端が吐出室に連通し他端が軸受孔の途中で終わる第１の溝と、一端がポンプハウジングの外部側に連通し他端が軸受孔の途中で終わる第２の溝とを設け、その両溝を、相互に離間し、かつ溝延出方向で一部オーバーラップするように配置して、前記エア抜き通路を、前記第１，第２の溝と、その両溝のオーバーラップ部分における駆動軸と軸受孔の摺動隙間によって構成したことを特徴とするオイルポンプ。
ポンプハウジング内の吸入室と吐出室とを円周方向に離間して設け、前記第１の溝と第２の溝を、軸受孔のうちの、前記吐出室の形成角度範囲内に形成したことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
ポンプ本体を作動させる駆動軸がポンプハウジングの軸受孔に回転可能に支持され、前記駆動軸と軸受孔の間に、ポンプハウジングの吐出室内のエアを同室外部に排出するエア抜き通路が設けられたオイルポンプにおいて、
前記駆動軸と軸受孔の間に、一端が吐出室またはポンプハウジングの外部側に連通し他端が軸受孔の途中で終わる複数の溝を設け、前記エア抜き通路を、この複数の溝と、その溝の形成されてない側の駆動軸と軸受孔の摺動隙間によって構成したことを特徴とするオイルポンプ。