JP4218056B2 - オイルポンプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オイルポンプに関し、より詳細には、エンジンの潤滑部にオイルを供給するオイルポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの潤滑部にオイルを供給するオイルポンプとして、ギアポンプやトロコイドポンプなどのいわゆる内歯ギアポンプが使用されている。これらのポンプは、シャフトに連結固定された歯車などのロータを、エンジンのクランクシャフトによって回転駆動させ、オイルを送出している。ここで、歯車などのロータが連結固定されているシャフトの先端は、オイルポンプを構成するケーシングの形成された軸受孔に挿入され、この軸受孔内で回転することなる。この軸受孔内でのシャフト先端部の潤滑は、オイルポンプの吐出側容積室側又は歯車あるいはロータを収容した空間から、歯車などのロータの端面、更に、シャフトの外周面に沿って軸受孔内に滲み出すオイルによって、達成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンの高性能化、大型化などに対応するため、オイルポンプの容量（送出量）を増大させたいとの要請がある。このとき、この種のポンプにおいて、従来の部品と共通化を図りつつ、容量増大を図る場合には、歯車などのロータの径を維持しつつその厚さ（軸線方向の長さ）を増大させる手法がある。このように、歯車などのロータの厚さを増大させると、ロータが連結固定されるシャフト（ロータシャフト）が長くなり、その先端が振動し易くなる等の問題が生じる。このため、このロータシャフト先端の軸受孔内での潤滑を効果的に行う必要がある。本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、軸受孔に挿入されるロータシャフト先端の潤滑を積極的に行うことができる構成を備えたオイルポンプを提供することを目的とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の上記目的は、エンジンにオイルを供給するオイルポンプであって、ロータを収容する収容空間と該ロータに連結されたシャフトの一端を支持する軸受孔と該軸受孔近傍に形成された吐出側容積室およびオイルサクション通路とを有するケーシングを備え、前記軸受孔と前記オイルサクション通路とが連通し、前記軸受孔およびオイルサクション通路は略平行に配置され、前記軸受孔およびオイルサクション通路は、これらの外周部が重なることにより連通していことを特徴とするオイルポンプによって達成される。
このような構成によれば、正圧状態にある軸受孔と、負圧状態にあるオイルサクション通路とが連通されることになるので、軸受孔からオイルサクション通路にオイルが流れ、吐出側容積室方向から受孔へのオイルの浸入が促進される。この結果、軸受孔内に挿入されたシャフト先端部分の潤滑が効率よく行われる。ここで、軸受孔内の圧力はオイルポンプが高回転になるほど高くなるので、軸受孔内とサクション通路内との圧力差も、オイルポンプが高回転になるほど高くなる。この結果、オイルポンプが高回転になるほど、軸受孔からサクション通路内へのオイル流通量が多くなる。したがって、オイルポンプが高回転になり、軸受孔内でのシャフトへの潤滑要求が高くなったときに、オイル流通量が増大し、高くなった潤滑要求が満たされることになる。又、軸受の信頼性が大きく向上する。
さらに、このような構成によれば、軸受孔とオイルサクション通路を形成するだけで、両者が連通することになり、両者を連通させる連通路を形成する工程が不要となる。
【０００５】
本発明の他の好ましい形態によれば、前記吐出側容積室と前記軸受孔との間に連通路が形成されている。
このような構成によれば、吐出側容積室から軸受孔内へのオイルの流通がより効率的におこなわれ、軸受孔内でのシャフトの潤滑がより効率的に行われることになる。
【０００６】
本発明の他の好ましい形態によれば、前記ケーシングが、前記ロータの軸線方向に二分割される第１のケーシング部材および第２のケーシング部材とを含み、前記第１のケーシング部材および第２のケーシング部材が、前記収容空間を構成する第１の収容空間部および第２の収容空間部をそれぞれ備えている。
このような構成によれば、ロータが、二分割されたケーシングの両ケーシング部材にロータが収容されることになるので、ロータの厚さを大きくしても、オイルポンプの全長の伸びを抑制でき、コンパクトなオイルポンプが達成される。
【０００７】
本発明の他の好ましい形態によれば、前記第１のケーシング部材が前記オイルサクション通路を含み、前記第２のケーシング部材が、前記エンジンの一端面を覆うカバーと一体的に形成されている。
このような構成によれば、ロータの厚さを増大させる設計変更を行う際には、比較的小さな部品である、第１のケーシング部材のみを設計変更すれば、厚くなったロータを収容する収容空間を構成できる。したがって、エンジンを覆うカバーと一体化された大きな部品である第１のケーシング部材は、設計変更前の部品を使用でき、部品の共通化、金型コストの削減などが達成される。すなわち、このような構成のオイルポンプは、将来の設計変更に対応し易い。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態のオイルポンプ１０を含むエンジンＥの一部分を概略的に示すクランク軸に沿った断面図である。図２は、エンジンＥのクランク軸の一端側からみたオイルポンプの図面である。
エンジンＥは、自動車用のいわゆるＳＯＨＣの直列４気筒ディーゼルエンジンであり、シンリダブロック１２に支持されたクランク軸１４に沿って直線的に配置された、４つの気筒（図１では、一端側の気筒１６のみを図示）を備えている。エンジンＥの下方には、オイル（潤滑油）を貯留するオイルパン１８が設けられている。
【００１０】
図１に示されているように、エンジンＥの一端側に位置する気筒１６の下方のオイルパン１８に囲まれた領域に、オイルポンプ１０が配置されている。オイルポンプ１０は、内歯ギアポンプの一種であるいわゆるトロコイドポンプであり、ケーシングに収容されたロータがクランク軸により回転駆動させられ、オイルパン１８内に貯留されたオイルを、オイルストレーナ２２を通して取込み、エンジンＥに設けられた図示しないオイル供給ラインを介して、エンジンＥの各潤滑部に供給するように構成されている。
図１に示されているように、オイルポンプ１０は、ケーシング２２と、ロータ２４と、シャフト２６とを備えている。なお、ロータ２４は、公知のトロコイドポンプのロータと同様に、アウタロータとインナロータとからなるが、図面では、明確化のため、これらを一体化して参照番号２４で示す。
【００１１】
ケーシング２２は、エンジンＥの内方側に位置する第１のケーシング部材２８と、エンジンＥの外方側に位置する第２のケーシング部材３０とからなっている。これらのケーシング部材２８、３０は、従来のオイルポンプのケーシングと同様の金属材料で、それぞれ、一体的に成形されている。これらの第１および第２のケーシング部材２８、３０は、ロータ２４の軸線方向に沿って二分割されるように構成されている。
第２のケーシング部材３０は、シンリダブロック１２の一端面でクランク軸１４の一端面を覆うカバー部材である上方立壁部３２と、この上方立壁部３２の下端部からクランク軸１４を支持するクランク軸軸受部３４の下方位置まで延びる中間壁部３６と、オイルパン２２内の領域をオイルの流通を許容しつつ前後（クランク軸方向）に分割する下方壁部３８と一体的に形成されている。第２のケーシング部材３０は、下方壁部３８から、エンジンＥの内方に向かって一体的に突出している。
【００１２】
第２のケーシング部材３０には、ロータ２４を収容する収容空間の一部を構成する円形断面を有する凹部である第２の収容空間部４０が形成されている。この凹部４０は、第１のケーシング部材２８に形成された同一の断面形状を備えた凹部である第１の収容空間部４２とともに、ロータ２４を収容する収容空間４４を構成することになる。この実施形態のオイルポンプ１０では、ロータ２４の厚さ（クランク軸１４方向の長さ）は、第１の収容空間部４２の深さ（クランク軸１４方向の長さ）と第２の収容空間部４０の深さ（クランク軸１４方向の長さ）との和に等しくなるように設定されているので、組立てられると、ロータ２４は、第２の収容空間部４０の底（図１中の左側の面）から第１の収容空間部４２の底（図１中の右側の面）まで、延びることになる。
ロータ２４の回転中心となるシャフト２６の外方側端部は、凹部４２の底部すなわち下方立壁３８に形成された貫通孔４６に挿通されている。更に、シャフト２６の外方端は、クランク軸１４の外方端に固定された駆動歯車４８と噛合う従動歯車５０に連結固定されている。したがって、シャフト２６およびこのシャフト２６に連結固定されたロータ２４は、クランク軸１４の回転に伴って回転駆動されるように構成されている。
【００１３】
図１および図２に示されているように、上方立壁部３２は、シンリダブロック１２の一端面に重ね合わされて、複数のボルト５２、５２、５２…によって、シンリダブロック１２に固定されている。また、上方立壁部３２に中央部には、クランク軸１４の端部が突出する、貫通孔３２aが形成されている。更に、上方立壁部３２の下端部前側（図１中の左側）には、エンジンの外方に向かって突出する突出部３２ｂが形成され、この突出部３２ｂの下側面が、オイルパン１８の上端部１８ａの上面と接合されている。
下方立壁部３８は、クランク軸１4に取付けられた一端側のカウンタウエイト１４ａより外方側に配置されている。したがって、下方立壁部３８は、オイルパン２２内の領域を、エンジンＥの一端側（図１の左側）の小さいオイル室領域と、反対側の大きなオイル室領域に分割している。下方立壁部３２の左右両端およびオイルパン１８の間と、下方立壁部３２に下端およびオイルパン１８の間には、間隙が形成されており、小さいオイル室領域と大きなオイル室領域との間でのオイルの流通が確保されている。
下方立壁部３８のエンジンＥ外方側面には、円弧状の堤部３８ａ、３８ｂとが形成されている。堤部３８ａ、３８ｂは、従動歯車５０の外周に沿って、円弧状に延びる板状部分であり、従動歯車５０ｂの回転による、オイルの泡立ちを抑制する機能を有する。
【００１４】
更に、下方立壁部３８のエンジンＥ外方側面の従動歯車５０と重なる位置には、凹所３８ｃが形成されている。この凹所３８ｃは、従動歯車５０と下方立壁部３８との間で発生する共鳴音を抑制する機能を有する。
図３は、第１のケーシング部材２８の、第２のケーシング部材３０との接合面部分を示す概略的な斜視図である。図４は、第１のケーシング部材２８の、第２のケーシング部材３０との接合面部分を示す概略的な平面図である。
上述し、図１、図３および図４にも示されているように、第１のケーシング部材２８の第２のケーシング部材３０との接合面には、第２の収容空間部４０と同一の円形断面形状を備えた凹部である第１の収容空間部４２が形成されている。第１の収容空間部４２は、第１のケーシング部材２８と第２のケーシング部材３０とが接合されたとき、第２の収容空間部４０と整合して、収容空間４４を構成し、この収容空間４４内にロータ２４が収容される。
【００１５】
第１の収容空間部４０の底面の中央から偏心した位置に、略円筒形状を有し、ロータ２４が連結固定されたシャフト２６の他端が挿入され支持される軸受孔５４が形成されている。さらに、第１の収容空間部４０の底面には、軸受孔５４を挟んで対向する軸受孔５４の近傍位置に、吸入側容積室を構成する吸入側凹部５６と、吐出側容積室を構成する吐出側凹部５８とが形成されている。これらの凹部５６、５８は、第１の収容空間部４２の底より一段低くなった略円弧状の凹所として形成されているので、ロータ２４が収容空間４４内に配置されたときにも、ロータ２４はこれらの凹所内には侵入しない。また、図１に示されているように、第１のケーシング部材２８は、第２のケーシング部材３０との接合面と反対方向に延びる突出部６０を有している。この突出部６０内には、オイルストレーナ２２に連通するオイルサクション通路６２が形成されている。オイルサクション通路６２は、略円筒形状を有しており、シャフト２６の延びる方向に沿ってみたとき、その外周部が軸受孔５４の外周部と図４に斜線で示す領域Ａで重なるように即ち軸受孔５４の近傍位置で、軸受孔５４と略平行あるいは平行に延びている。オイルサクション通路６２と、軸受孔５４とは、シャフト２６の延びる方向に直交する方向からみたとき、その先端部分同士が重なるように配置されている。したがって、オイルサクション通路６２の底部分（第２のケーシング部材３０側部分）と軸受孔５４の底部分とは、図１のＶ−Ｖ断面図である図５において斜線で示す領域Ｂを介して、互いに連通している。
【００１６】
第１のケーシング部材２８の第２のケーシング部材３０との接合面には、吐出側凹部５８と、図示しないオイル供給ラインとを連通する流路６４が形成されている。さらに、第１のケーシング部材２８には、吐出側凹部５８と軸受孔５４とを運通する連通路６６が形成されている。連通路６６は、軸受孔５４と吐出側凹部５８の間で、第１のケーシング部材２８を切り欠くことによって形成された凹所であり、収容空間４４内にロータ２４が収容されたときでも、軸受孔５４と吐出側凹部５８の間の連通を確保する。
このような構成を有する第１のケーシング部材２８は、複数のネジ孔６８にボルトなどの締結具を挿通することにより、第２のケーシング部材３０に取付けられる。
【００１７】
図１に示されているように、エンジンＥでは、オイルは、油面がシャフト２６の高さ位置に達するように、オイルパン１８内に貯留される。
このような構成を有するオイルポンプ１０では、従来のオイルポンプと同様に、クランク軸１４によりシャフト２６、ロータ２４が回転駆動され、オイルパン１８内のオイルが、オイルストレーナ２０からオイルサクション通路６２、さらに、吸入側凹部（吸入側容積室）５６に吸入される。吸入側凹部（吸入側容積室）５６に吸入されたオイルは、インナロータとアウタロータとからなるロータ２４の回転により、加圧されながら吐出側凹部（吐出側容積室）５８に送られ、さらに、流路６４、オイル供給ラインを通して、エンジンＥの各部に送られる。したがって、オイルサクション通路６２、吸入側凹部（吸入側容積室）５６内は、相対的に負圧（減圧状態）に、吐出側凹部（吐出側容積室）５８内は、相対的に正圧（加圧状態）となっている。
【００１８】
本実施形態のオイルポンプ１０では、オイルサクション通路６２の底部分（第２のケーシング部材３０側部分）と軸受孔５４の底部分とが、互いに連通し、且つ、吐出側凹部５８と軸受孔５４を連通する連通路６０が設けられているので、正圧側の吐出側凹部５８から軸受孔５４内（正確には、軸受孔５４の内周面と軸受孔５４に挿入されたシャフト２６の先端部外周面との間の空間）を通り、負圧側のオイルサクション通路６２に通じるオイル流路が形成されている。このため、吐出側凹部５８内の加圧されたオイルの一部が、このオイル流路を通って、オイルサクション通路２６に流れる。このとき、オイルは軸受孔５４内を通るので、軸受孔５４の内周面と軸受孔５４に挿入されたシャフト２６の先端部外周面との間を潤滑することになる。
【００１９】
更に、吐出側凹部５８と、吸入側凹部５６およびオイルサクション通路６２とは、シャフト２６が延びている方向からみたとき、軸受孔５４を挟んで対向する位置関係に配置されている。したがって、吐出側凹部５８から、軸受孔５４を通り、吸入側凹部５６およびオイルサクション通路６２に流れ込むオイルは、軸受孔５４の内周面全体に万遍なく行き渡り、軸受孔５４の内周面と軸受孔５４に挿入されたシャフト２６の先端部外周面との間の潤滑がより効率的に行われることなる。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
上記実施形態では、吐出側凹部５８と軸受孔５４とを運通する連通路６６が形成されているが、このような連通路を形成しない構成であってもよい。この場合は、オイルは、ロータ２４と第１の収容空間部４２の底面との間の間隙およびシャフト２６と軸受孔５４の周壁との間の間隙を通して、吐出側凹部（吐出側容積室）５８から、軸受孔５４内に供給されることになる。
【００２０】
更に、上記実施形態では、オイルポンプは、いわゆるトロコイド型オイルポンプであったが、本発明は、トロコイドポンプに限定されず、歯形が異なる他の内歯ギアポンプ、例えば、ギアポンプにも適用可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のような構成を備えた本発明によれば、軸受孔に挿入されるロータシャフト先端の潤滑を効果的に行うことができる構成を備えたオイルポンプが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のオイルポンプを含むエンジンの一部分を示すクランク軸に沿った概略的な断面図である。
【図２】エンジンのクランク軸の一端側からみたオイルポンプの図面である。
【図３】第１のケーシング部材の、第２のケーシング部材との接合面部分を示す概略的な斜視図である。
【図４】第１のケーシング部材の、第２のケーシング部材との接合面部分を示す概略的な平面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
Ｅ：エンジン
１０：オイルポンプ
１２：シンリダブロック
１４：クランク軸
１８：オイルパン
２２：ケーシング
２４：ロータ
２６：シャフト
２８：第１のケーシング部材
３０：第２のケーシング部材
４０：第２の収容空間部
４２：第１の収容空間部
５４：軸受孔
５６：吸入側凹部（吸入側容積室）
５８：吐出側凹部（吐出側容積室）
６２：オイルサクション通路
６６：連通路

Claims (4)

1. エンジンにオイルを供給するオイルポンプであって、ロータを収容する収容空間と該ロータに連結されたシャフトの一端を支持する軸受孔と該軸受孔近傍に形成された吐出側容積室およびオイルサクション通路とを有するケーシングを備え、前記軸受孔と前記オイルサクション通路とが連通し、
   前記軸受孔およびオイルサクション通路は略平行に配置され、前記軸受孔およびオイルサクション通路は、これらの外周部が重なることにより連通している、
   ことを特徴とするオイルポンプ。
2. 前記吐出側容積室と前記軸受孔との間に連通路が形成されている、
   請求項１に記載のオイルポンプ。
3. 前記ケーシングが、前記ロータの軸線方向に二分割される第１のケーシング部材および第２のケーシング部材とを含み、前記第１のケーシング部材および第２のケーシング部材が、前記収容空間を構成する第１の収容空間部および第２の収容空間部をそれぞれ備えている、
   請求項１または２に記載のオイルポンプ。
4. 前記第１のケーシング部材が前記オイルサクション通路を含み、前記第２のケーシング部材が、前記エンジンの一端面を覆うカバーと一体的に形成されている、
   請求項３に記載のオイルポンプ。

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