JP4082472B2 - 内接ロータ型流体装置 - Google Patents
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- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナロータを支持軸に対して軸方向断面を点接触状態で支持する内接ロータ型流体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、トロコイド型、パラコイド型、ギヤ型等の各種内接ロータを有する流体ポンプ、或いは流体モータを代表とする内接ロータ型流体装置では、インナロータと該インナロータに内接するアウタロータ、及びこの両ロータの幅面側を覆うロータハウジングで構成されており、外部からの駆動力でインナロータを回転させると、このインナロータの回転力に伴い内接するアウタロータも同方向へ相互回転する。
【0003】
内接ロータ型流体装置をポンプ作動させる場合には、駆動力が上記インナロータを支持する支持軸に伝達され、上記両ロータの回転角度により、該両ロータと上記ロータハウジングとで区画されたポンピングチャンバの体積増減により、容積増加時に流体を吸引し、最大容積時に該容積を閉塞し、容積減少の際に流体に圧力を付与して高圧状態で吐出させる。又、モータ作動させる場合には、上記流体を駆動源として上記インナロータにトルクを生じさせ、このトルクを上記支持軸から取り出す。
【0004】
尚、支持軸から上記インナロータへの駆動力の伝達を行う駆動用係合部は、例えば特開昭63−1781号公報では、支持軸とインナロータとの間に形成したスプライン或いはセレーションの係合構造とする技術が開示され、又、特開平5−240166号公報では、支持軸に係合溝を形成し、この係合溝に係入する駆動用突部をインナロータの内周に形成した構造とする技術が開示されている。
【0005】
図8に、内接ロータ型流体装置の一例であるトロコイドポンプを示す。支持軸1からの駆動力が、この支持軸1に形成した係合溝1aに係合されている駆動用突部2aを介してインナロータ2に伝達されると、このインナロータ2が反時計回り方向へ回転し、同時に、内接するアウタロータ3が相互回転する。
【0006】
そして、最初の180°の回転で両ロータ2,3間に形成されるチャンバ4の容積が次第に拡大し、ロータハウジング5に形成された吸入ボリュート室5aからオイル、水等の流体が上記チャンバ4に吸入され、次いで、上記チャンバ4が閉塞され、次の180°の回転で上記チャンバ4の容積が次第に減少すると共に、上記ロータハウジングに形成された吐出ボリュート室5bが開口し、上記チャンバ4に封入されて圧縮された流体が高圧で吐出される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内接ロータ型流体装置をポンプ動作させる場合、吐出ボリュート室5b側のチャンバ4の容積が最小となる付近で吐出圧が最大となるため、その対角線上にある吸入ボリュート室5a側のチャンバ4に吸入される流体との差圧が大きくなり、上記インナロータ2に対して、図8、図9(a)に矢印で示すようなラジアル方向の押圧力Fが作用する。
【0008】
上記押圧力Fは、上記インナロータ2を介して上記支持軸1を押圧する。上記押圧力Fが大きい場合、上記インナロータ2の内周面が上記支持軸1の外周面に対し、軸方向に沿う断面では線接触となるため、図9(b)に示すように、当該押圧力Fを受けて上記支持軸1が傾斜すると、インナロータ2も同方向へ傾斜してしまう。
【0009】
このインナロータ2及びアウタロータ3はロータハウジング5内において流体を媒介にフローティング状態で回転しており、このインナロータ2が傾斜すると傾斜方向の下端部2a、或いは上端部2bがロータハウジング5の内周面に接触して正常な回転に支障が生じるばかりか、接触の際の摺動抵抗により損傷を受け易くなる等、耐久性の低下を招いてしまう。
【0010】
尚、内接ロータ型流体装置をモータとして作動させる場合には、吸入ボリュート室5a側のチャンバ4の容積が最小となる付近で圧力最大となり、その対角線上にある吐出ボリュート室5b側との差圧が大きくなるため、上記インナロータ2は逆方向に傾斜してしまい、上述と同様の問題が生じる。
【0011】
本発明は、上記事情に鑑み、支持軸がラジアル方向の押圧力を受けて傾斜しても、インナロータが傾斜せず、ロータハウジングとの異常接触を回避して、耐久性の向上を図ることのできる内接ロータ型流体装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明による第1の内接ロータ型流体装置は、ロータハウジングにアウタロータと該アウタロータ内の偏心した位置に配設したインナロータとを収納し、上記両ロータの回転により移動するチャンバ容積の増減にて流体を圧送し或いは供給される流体の圧力を駆動源として上記インナロータを支持する支持軸を回転させる内接ロータ型流体装置において、上記インナロータと上記支持軸とを駆動用係合部を介して連設すると共に、上記インナロータのラジアル方向を上記支持軸の外周に軸方向断面を点接触状態で支持する、上記支持軸の軸周に装着したリングを介して支持したことを特徴とする。
【0016】
第2の内接ロータ型流体装置は、ロータハウジングにアウタロータと該アウタロータ内の偏心した位置に配設したインナロータとを収納し、上記両ロータの回転により移動するチャンバ容積の増減にて流体を圧送し或いは供給される流体の圧力を駆動源として上記インナロータを支持する支持軸を回転させる内接ロータ型流体装置において、上記インナロータと上記支持軸とを駆動用係合部を介して連設すると共に、上記インナロータのラジアル方向を、上記支持軸の外周に軸方向断面を点接触状態で支持する、上記インナロータの内周に装着したリングを介して支持したことを特徴とする。
【0017】
すなわち、第1或いは第2の内接ロータ型流体装置では、支持軸に対してインナロータのラジアル方向を軸方向断面を点接触状態で支持するリングを介して支持することで、上記支持軸がインナロータからのラジアル方向の押圧力を受けて傾斜しても、インナロータは傾斜せずロータハウジング内での正常回転が保証される。
【0019】
又、上記リングが上記支持軸の外周、或いはインナロータの内周に装着されているので、保守が容易になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の参考例、及び一実施の形態を説明する。図1〜図3に本発明の第1参考例を示す。図中の符号11は内接ロータ型流体装置の一例であるトロコイドポンプで、車両に搭載されているエンジン或いは自動変速機のオイルポンプ等に採用されている。尚、本参考例では、上記トロコイドポンプの代表として、自動変速機に併設されているエンジン駆動式オイルポンプ(11)を例に説明する。
【0021】
オイルポンプ11の入力側に設けられている支持軸としてのインペラスリーブ12が、トルクコンバータのポンプインペラ13に連設され、このインペラスリーブ12が、上記トルクコンバータからの動力を図示しない自動変速機に伝達するインプットシャフト14に相対回動自在に挿通支持されている。
【0022】
又、上記オイルポンプ11のロータハウジング15が、図示しない自動変速機の本体ケースと一体に形成されたオイルポンプハウジング15aと、このオイルポンプハウジング15aを閉塞するオイルポンプカバー15bで構成されており、このロータハウジング15にアウタロータ16が回動自在に内装さていると共に、このアウタロータ16の内周にインナロータ17が、該アウタロータ16に対して回転中心を一方へ偏倚した状態で装着されており、このインナロータ17の回転中心に上記インペラスリーブ12の先端が挿通されている。
【0023】
このインペラスリーブ12の先端には、対向一対の係合溝12aが軸方向に沿って形成されおり、この係合溝12aに上記インナロータ17の内周に突設した駆動用突部17aが係入され、この係合溝12aと上記駆動用突部17aとで駆動用係合部が構成されている。
【0024】
又、上記インナロータ17の幅面方向のほぼ中央に対向する、上記インペラスリーブ12の先端部軸周に、上記インナロータ17のラジアル方向への移動を規制する支持部12bが形成されている。この支持部12bは軸方向断面が半円状の突条を成しており、この支持部12bが上記インナロータ17を軸方向断面において点接触状態で支持している。
【0025】
上記インナロータ17に駆動力が伝達されると、このインナロータ17と上記アウタロータ16がオイルを媒介にフローティング状態で同方向へ相互回転し、両ロータ16,17間の噛合により形成されるチャンバ18の容積が最初の180°の区間で次第に拡大し、次の180°の区間で次第に減少する。上記オイルポンプハウジング15aの上記チャンバ18の容積が拡大する側に、流体としてのオイルを供給する吸入ボリュート室19aが形成されており、減少する側にオイルを吐出する吐出ボリュート室19bが形成されている。
【0026】
次に、上記構成による本参考例の作用について説明する。トルクコンバータを構成するポンプインペラ13の回転に同期して、インペラスリーブ12が回転すると、このインペラスリーブ12の駆動力が該インペラスリーブ12に形成した係合溝12a、及びこの係合溝12aに係入されているオイルポンプ11のインナロータ17の内周に突設した駆動用突部17aを介して上記インナロータ17に伝達される。
【0027】
すると、上記インナロータ17が、図1の矢印で示す反時計回り方向へ回転すると共に、このインナロータ17に内接するアウタロータ16が同方向へ相互回転し、最初の180°の回転範囲で両ロータ16,17間の噛合により形成されるチャンバ18の容積が次第に拡大して負圧となり、吸入ボリュート室19aからオイルが吸入され、丁度、180°の位置で上記チャンバ18が、上記両ロータ16,17、及びオイルポンプハウジング15a、オイルポンプカバー15bにより閉塞され、次の180°の回転範囲で上記チャンバ18の容積が次第に減少すると共に、吐出ボリュート室19bが開口し、圧縮された高圧のオイルが吐出される。
【0028】
上記両ロータ16,17の幅面と上記オイルポンプハウジング15a、及びオイルポンプカバー15bとの間はオイルにて潤滑されており、上記両ロータ16,17はオイルを媒介にフローティング状態で回転しており、スラスト方向への移動し易く、従って、上記吐出ボリュート室19b側のチャンバ18の容積が最小となり吐出圧が最大となる付近では、インナロータ17にラジアル方向の押圧力が発生しており、一方、その対角線上にある吸入ボリュート室19a側のチャンバ18は容積が拡大する通過点にあるため負圧が発生しており、その差圧により、上記インナロータ2に対して、図8、図9(a)に矢印で示すようなラジアル方向の押圧力Fが作用する。
【0029】
そして、上記吐出ボリュート室19bからの吐出圧が高圧な場合、この押圧力Fを受けた上記インナロータ2がインペラスリーブ12を、図3の反時計回り方向へ傾斜させる。しかし、上記インナロータ2の内周が、上記インペラスリーブ12の軸周に、支持部12bを介して軸方向断面を点接触状態で支持されているため、上記インナロータ17は傾斜せず、インペラスリーブ12のみの傾斜となり、従って、このインペラスリーブ12が傾斜しても、インナロータ17はフローティング状態での正常な回転が保証される。
【0030】
又、図4に本発明の第2参考例を示す。上述した第1参考例では、支持部12bをインペラスリーブ12に形成したが、本参考例では、インナロータ17の内周に軸方向断面が半円状の支持部17bを形成し、この支持部17bを介してインナロータ17を上記インペラスリーブ12に支持したものであり、作用効果は、第1参考例と同様である。
【0031】
又、図5に本発明の第3参考例を示す。上述した第2参考例では、支持部17bを半円状に形成したが、本参考例では、支持部17bを突起状に形成したものであり、作用効果は第1参考例と同様である。
【0032】
又、図6に本発明の第1実施の形態を示す。本実施の形態では、上述した第1参考例に記載されている支持部12bに代えて、インペラスリーブ12の先端外周に、スナップリングなどの支持部20を装着したものであり、支持部20を別部材としたことで、部品交換等、保守性の向上を図ることができる。
【0033】
又、図7に本発明の第2実施の形態を示す。本実施の形態では、上述した第2、第3参考例に記載されている支持部17bに代えて、インナロータ17の内周に、スナップリングなどの支持部20を装着したもので、作用効果は、第1実施の形態と同様である。
【0034】
尚、本発明は上記各実施の形態に限るものではなく、内接ロータ型流体装置を流体モータとして採用する場合に適用できることは云うまでもない。
【0035】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、インナロータを支持軸に対して、軸方向断面が点接触状態になるように支持したので、上記支持軸がラジアル方向の押圧力を受けて傾斜しても、上記インナロータは傾斜せず、このインナロータとロータハウジングとの間の異常接触が回避されて、常にフローティング状態での正常な回転が保証されるばかりでなく、耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1参考例によるオイルポンプの図2のI−I断面図
【図2】同、オイルポンプの断面正面図
【図3】同、図1のIII−III断面図
【図4】第2参考例による図3相当の断面図
【図5】第3参考例による図3相当の断面図
【図6】第1実施の形態による図3相当の断面図
【図7】第2実施の形態による図3相当の断面図
【図8】従来のオイルポンプの断面図
【図9】図8のIX−IXの動作別の断面図
Claims (2)
- ロータハウジングにアウタロータと該アウタロータ内の偏心した位置に配設したインナロータとを収納し、
上記両ロータの回転により移動するチャンバ容積の増減にて流体を圧送し或いは供給される流体の圧力を駆動源として上記インナロータを支持する支持軸を回転させる内接ロータ型流体装置において、
上記インナロータと上記支持軸とを駆動用係合部を介して連設すると共に、上記インナロータのラジアル方向を上記支持軸の外周に軸方向断面を点接触状態で支持する、上記支持軸の軸周に装着したリングを介して支持したことを特徴とする内接ロータ型流体装置。 - ロータハウジングにアウタロータと該アウタロータ内の偏心した位置に配設したインナロータとを収納し、
上記両ロータの回転により移動するチャンバ容積の増減にて流体を圧送し或いは供給される流体の圧力を駆動源として上記インナロータを支持する支持軸を回転させる内接ロータ型流体装置において、
上記インナロータと上記支持軸とを駆動用係合部を介して連設すると共に、上記インナロータのラジアル方向を上記支持軸の外周に軸方向断面を点接触状態で支持する、上記インナロータの内周に装着したリングを介して支持したことを特徴とする内接ロータ型流体装置。
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