JP4570518B2

JP4570518B2 - 樹脂製ポンプ

Info

Publication number: JP4570518B2
Application number: JP2005181331A
Authority: JP
Inventors: 芳徳川島
Original assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Apic Yamada Corp
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2025-06-21
Also published as: JP2007002691A

Description

本発明は、ポンプボディと該ポンプボディが装着され吐出及び吸入による流体の循環が行なわれる機器との間におけるシールを確実なものとし、且つ極めて簡単な構造にできる樹脂製ポンプに関する。

近年、エンジンの軽量化が望まれるなか、付属部品においても軽量化が求められている。そのような状況において、オイルポンプの軽量化を図るため、ロータ、ハウジング、カバーを樹脂製としたオイルポンプが採用されている。このオイルポンプは、エンジン（内燃機関）の潤滑油供給装置としてクランクケースの側壁や下側に取り付けられ、オイルポンプをオイルパンの潤滑油中に浸漬させ、オイルポンプのポンプケースから潤滑油を吸入し、エンジンに送油する構造である。
特開平５−２４００１４号

ところで、オイルポンプと、該オイルポンプが装着されるクランクケース等の機器との接続においては、特許文献１に開示されている内容では、クランクケースの壁面にオイルポンプのボディを当接させ、ボルト等で結合させており、その両者の当接面はオイルシール等で気密性を保持している。これが一般的な構造である。ところが、その樹脂製のオイルポンプの場合、樹脂製のオイルポンプボディとクランクケースとの当接面は、熱収縮歪などにより平坦精度の維持が困難である。さらに、クランクケース等の機器側における当接面の平坦度の精度を上げるためには機械加工仕上げ等の処理の方法があるが、コスト高となる。本発明の目的は、シールを確実なものとすると共に、そのシール構造を極めて簡単なものにすることにある。

そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明は、ロータを内部に備えたポンプにおいて、樹脂製のポンプボディの外面側に形成され、被装着機器と接合される装着用接合面部に、前記ロータを回転駆動するシャフトのボス孔及び吸込口，吐出口が形成され、前記ボス孔，前記吸込口及び前記吐出口のそれぞれの周囲を包囲してループ状をなすシール突起部が一体形成されてなる樹脂製ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

次に、請求項２の発明は、前述の構成において、前記吸込口と吐出口のシール突起部の外周側は、吸込口のシール突起部と吐出口のシール突起部とがシール分岐部を介して連続する連結突起条が形成され、円形ループ状に形成されてなる樹脂製ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項３の発明は、前述の構成において、前記ボス孔を包囲するシール突起部と、前記吸込口，吐出口をそれぞれ包囲するシール突起部との一部は共有されてなる樹脂製ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。

次に、請求項４の発明は、前述の構成において、前記ボス孔を包囲するシール突起部と、前記吸込口，吐出口をそれぞれ包囲するシール突起部とは、それぞれ単独に形成されてなる樹脂製ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明は、前述の構成において、前記シール突起部の断面形状は、略三角形状に形成されてなる樹脂製ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。また、請求項６の幅方向は、前述の構成において、前記装着用接合面部に前記シール突起部の外方箇所を囲むようにしてループ状の安定突起部が形成されてなる樹脂製ポンプとしたことにより、上記課題を解決した。さらに、請求項７の発明は、前述の構成において、シール突起部のシール条の幅方向両側で、且つそのシール条の成形方向に沿って浅溝条が形成されてなる樹脂製ポンプとしたことにより、上記課題を解決したものである。

請求項１の発明によって、シール突起は、樹脂オイルポンプボディと一体に形成されることにより、別部材として、シール機能部材を設ける必要がない。また、シール突起は樹脂成形時に形成され、加工も容易となり、安価となる。よって、樹脂ポンプボディ及び該ポンプボディが装着されるクランクケース等の機器の両面に、機械加工仕上げ等によって高い精度の平坦度を形成する必要がなく、極めて簡単な構成にて機密性を維持してオイル等の流体の漏れを防ぐことができるものである。また、シール突起部が形成されることで、オイルポンプボディのリブとしての補強の役割もあるので、熱収縮歪の影響も受けにくく、平坦度を保ことができる。

請求項２の発明によって、シール突起部によるシール性をより一層確実にできる。請求項３の発明によって、シール突起部との一部は共有することで、構造を簡単にできる。請求項４の発明によってシール突起部がそれぞれ単独形成されることで、シール箇所が増えるため、シール性をより向上させることができる。請求項５の発明によって、シール突起部が潰れた状態におけるシール性を良好にできる。次に、請求項６発明によって、ポンプボディを被装着機器にボルトで強固に締め付けられることによって、前記シール突起部の形成位置を中心にして前記装着用接合面部が反ってしまうことを確実に防止することができる。次に、請求項７の発明によって、その潰されたシール突起部の幅方向に広がり部分が前記浅溝条に納まることができるので、ポンプボディの反りを確実に防止することができる。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。まず、本発明におけるオイルポンプ等のポンプは、図１（Ａ）に示すように、ポンプボディＡ、ポンプカバー１３，インナーロータ７及びアウターロータ８は、合成樹脂により形成されたものである。そして、前記インナーロータ７を回転させるシャフト１０は金属製である。また、前記ポンプボディＡとポンプカバー１３は、合成樹脂にて形成されており、前記ポンプボディＡとポンプカバー１３とはセットネジにより結合されポンプケーシングが構成される。

ポンプボディＡには、エンジンのクランクケース等の被装着機器Ｂと接合するための装着用接合面部１が形成されている。前記被装着機器Ｂは、前述したエンジンのクランクケースに限定されるものではなく、オイルポンプ等の付属品を必要とする機器全般のことをいう。そして、該装着用接合面部１には、図１（Ｂ）に示すように、前記ロータを回転させるためのシャフト１０の軸受けのためのボス孔２が形成されている。該ボス孔２を中心としてその周囲に、該ボス孔２を囲むようにして吸込口３及び吐出口４が形成されている。その吸込口３及び吐出口４は、ポンプボディＡの内部のロータ室に形成された吸入ポート，吐出ポートに連通している。

その装着用接合面部１には、前記被装着機器Ｂとの接合のためのボルト１２等の固着具用貫通孔が形成されている。そのボス孔２，吸込口３及び吐出口４の各周囲にはシール突起が形成されている。該シール突起部５は、図２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、前記装着用接合面部１の表面から外方に向かってその高さ及び断面形状が均一となるようにしてループ状に形成されたものである。具体的には、図２（Ａ）に示すように、前記ボス孔２のシール突起部５は、ボス孔シール条５ａと称する。該ボス孔シール条５ａは、前記ボス孔２を同心円としてボス孔２の周囲が包囲されるものである。

また、前記吸込口３のシール突起部５は、吸込口シール条５ｂと称する。さらに、前記吐出口４のシール突起部５は、吐出口シール条５ｃと称する。前記吸込口シール条５ｂと吐出口シール条５ｃは、共に略三日月状に沿って形成される〔図２（Ａ）参照〕。このように、前記ボス孔シール条５ａ，吸込口シール条５ｂ及び吐出口シール条５ｃによって、シール突起部５が構成される。このシール突起部５は、装着用接合面部１から見て種々の構成が存在する。

その第１の構成としては、図２（Ａ）に示すように、ボス孔シール条５ａと吸込口シール条５ｂに一部共有する部位が存在し、また前記ボス孔シール条５ａと吐出口シール条５ｃに一部共有する部位が存在する。具体的には、その吸込口シール条５ｂと吐出口シール条５ｃの内周側すなわちボス孔２寄り側の部分が前記ボス孔シール条５ａと共有する部位である。このように、ボス孔シール条５ａにおいて、その一部は、前記吸込口３と吐出口４との仕切り壁としての役目をなすものである。

さらに、この前記吸込口シール条５ｂと吐出口シール条５ｃの外周側は、略円弧状に形成され、吸込口シール条５ｂと吐出口シール条５ｃとが外周側にてシール分岐部５ｄを介して連結突起条５ｅによって連結されている〔図２（Ａ），（Ｂ），（Ｄ）等参照〕。これらシール分岐部５ｄと連結突起条５ｅとの連結によって、シール突起部５によるシール性を向上させることができる。

次に、第２の構成としては、図３（Ａ）に示すように、ボス孔シール条５ａ，吸込口シール条５ｂ及び吐出口シール条５ｃは、それぞれ単独に形成されたものである。この場合には、前記ボス孔シール条５ａと吐出口シール条５ｃの一部の突起条が円周状に平行して形成されたものである〔図３（Ｂ），（Ｃ）参照〕。さらに、前記ボス孔シール条５ａ，吸込口シール条５ｂ及び吐出口シール条５ｃの外部より包囲する外側包囲条５ｆが形成されることもある。該外側包囲条５ｆは、吸込口シール条５ｂ及び吐出口シール条５ｃに加えたシール突起部５となり、被装着機器Ｂとのシール箇所が増えるため、シール性がより向上する。また、図４のシール突起部５の構成は、ボス孔シール条５ａ，吸込口シール条５ｂ及び吐出口シール条５ｃは、それぞれ単独に形成されたものである。

そのシール突起部５の断面形状は、種々存在し、その第１タイプとしては、図２（Ｃ）に示すように、三角山形状である。さらに、シール突起部５の断面形状の第２タイプとして、直角三角形状に形成されたり〔図５（Ａ）参照〕、又は方形状の部位と三角形状の部位から構成された断面形状としたものが存在する〔図５（Ｂ）参照〕。また、シール突起部５の断面形状の第３タイプとして断面三角形の辺が円弧状の斜面としたものや〔図５（Ａ），（Ｃ）参照〕、第４タイプとして断面半円状としたもの等が存在する〔図５（Ｄ）参照〕。

本発明では、エンジンのクランクケース等の被装着機器Ｂのポンプ装着位置において、ポンプボディＡの装着用接合面部１を対向させて配置される。そして、前記ボス孔２，吸込口３，吐出口４が被装着機器Ｂ側に設けられた所定位置に対応させる。図６（Ａ）は、ポンプボディＡが被装着機器Ｂの所定位置に当接され、結合された状態の断面図である。ポンプボディＡと被装着機器Ｂとはボルト１２挿入位置において、ボルト１２と樹脂オイルポンプの間にはインサートカラー１１が介在されており、インサートカラー１１は、金属類で、ボルト１２の締付における軸力の受けをインサートカラー１１で機能させる。

そして、ボルト１２の締付によって、ポンプボディＡは被装着機器Ｂの壁面に強固に押圧され、ポンプボディＡの装着用接合面部１に形成されたシール突起部５が潰され、図６（Ｃ），（Ｄ）に示すように、扁平状に変形される。具体的には、そのシール突起部５の断面が略三角山形状の場合には、潰れた断面形状が略台形状に変形する。このように、ボルト１２等の固着具によって、ポンプボディＡを被装着機器Ｂに強固に押圧することにより、潰されたシール突起部５がポンプボディＡと被装着機器Ｂとの間のシールの役目をなすものである。

その被装着機器Ｂをクランクケースとした場合には、該クランクケースに吸入路（オイルポンプに向かうオイルの流路）、吐出路（オイルポンプからクランクケースに向かう流路）がそれぞれ設けられており、オイルポンプとクランクケースとの間にてオイルの流入，流出を行なうものである。前記シール突起部５は、前記吸込口３が吸込口シール条５ｂにて、また吐出口４が吐出口シール条５ｃにてそれぞれの開口部を全周にわたって包囲されているため、シール性を十分に確保し、漏れを防ぐことができる。さらに、シャフト貫通部のボス孔２の周囲にはボス孔シール条５ａが形成されているので、シャフトとボス孔２の間からオイルが漏れ出してもボス孔シール条５ａによって外部流出が防ぐことができる。

このように、ポンプボディＡの装着用接合面部１にシール突起部５が一体形成されることによって、単に、ポンプボディＡを被装着機器Ｂの装着面に配置し、ボルト１２で強固に装着するのみで、前記シール突起部５が潰れて、シール材となりシール構造とすることができるので、ポンプボディＡの装着用接合面部１や、被装着機器Ｂ側の装着用面に対して、高い精度の平坦を形成する必要がなく、また、シール突起部５が形成されることで、ポンプボディＡのリブとしての補強の役割もあるので、ポンプボディＡの熱収縮歪にも影響されず良好なシール性を維持することができる。このような構造であるため、シール突起部５によって、オイル漏れは防ぐことができるので、ポンプボディＡの平坦度は精度の高いものでなくてもよく、それによって機械加工仕上げ等の処理もなくなるので廉価な樹脂性ポンプボディＡからなるポンプを提供することができる。

次に、前記装着用接合面部１には、図７（Ａ）に示すように、前記シール突起部５の外方箇所を囲むようにしてループ状の安定突起部６が形成される実施形態が存在する。該安定突起部６は、前記ボス孔シール条５ａ、吸込口シール条５ｂ、吐出口シール条５ｃを包囲するようにして形成されたループ条である。そして、その安定突起部６の断面形状は、前記シール突起部５と同等形状である。また、前記連結突起条５ｅが形成されている場合には、その連結突起条５ｅも前記安定突起部６によって囲まれる。この安定突起部６は、前記ポンプボディＡの装着用接合面部１の外周付近を通過し、複数のボルト孔１ａ，１ａ，…付近の内方側に位置することが好ましい。該安定突起部６は、ポンプボディＡが被装着機器Ｂにボルト１２で強固に締め付けられることによって、前記シール突起部５の形成位置を中心にして前記装着用接合面部１が反ることがあったとしても、それを防止することができる。すなわち、その安定突起部６が前記ボルト孔１ａ，１ａ，…箇所の付近に位置しているので、ボルト１２を強固に締め付けたとしても、その装着用接合面部１が反り返りにくいものにできる〔図７（Ｂ）及び（Ｃ）参照〕。このような安定突起部６は、複数形成しても構わない。

次に、シール突起部５のシール条には、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、幅方向両側で、且つそのシール条の成形方向に沿って浅溝条５ｇが形成される実施形態が存在する。前記ポンプボディＡが被装着機器Ｂに装着されるときに、ボルト１２でポンプボディＡを被装着機器Ｂに強固に締付固着することによって、前述したように、そのシール突起部５が扁平状に変形するように潰される。このとき、シール突起部５のシール条の幅方向両側箇所に潰れて幅方向に広がったシール条の肉厚部分がポンプボディＡを被装着機器Ｂに装着するときに、段差として残り、ポンプボディＡに反りが生じるおそれがある。そこで、そのシール突起部５が潰されて、幅方向に広がった部分が前記浅溝条５ｇに納まることで、段差を無くしたり、小さくすることができ、これによって、ポンプボディＡの反りを防止することができる〔図８（Ｃ）参照〕。この場合、前記安定突起部６は省略することができる。

（Ａ）は発明におけるポンプの縦断側面図、（Ｂ）はポンプボディの装着用接合面部より見た平面図、（Ｃ）はポンプボディの縦断側面図、（Ｄ）は（Ｃ）のイ部拡大図である。（Ａ）はシール突起部の要部拡大平面図、（Ｂ）は要部拡大斜視図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ₁−Ｘ₁矢視端面図、（Ｄ）は（Ａ）のロ部拡大図である。（Ａ）はボス孔，吸込口及び吐出口のシール突起部を単独に形成すると共に外側包囲条が形成された実施形態の拡大平面図、（Ｂ）は（Ａ）のハ部拡大図、（Ｃ）は（Ａ）のＸ₂−Ｘ₂矢視端面図である。ボス孔，吸込口及び吐出口のシール突起部を単独に形成した実施形態の拡大平面図である。（Ａ）乃至（Ｄ）はシール突起部の形状を示す断面図である。（Ａ）は本発明を被装着機器に装着した断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図、（Ｃ）はシール突起部の潰れた状態の拡大図、（Ｄ）は（Ｃ）の要部拡大図である。（Ａ）は装着用接合面部に安定突起部が形成された平面図、（Ｂ）は安定突起部によりポンプボディが安定した状態で装着されている状態の要部の縦断側面図、（Ｃ）は（Ｂ）の要部拡大図である。（Ａ）は浅溝条が形成されたシール突起部の斜視図、（Ｂ）は浅溝条が形成されたシール突起部の要部断面図、（Ｃ）は潰れたシール条が浅溝条に納まっている状態の断面図である。

符号の説明

Ａ…ポンプボディ、Ｂ…被装着機器、１…装着用接合面部、２…ボス孔、３…吸込口，４…吐出口、５…シール突起部、５ｄ…シール分岐部、５ｅ…連結突起条、
５ｇ…浅溝条。

Claims

ロータを内部に備えたポンプにおいて、樹脂製のポンプボディの外面側に形成され、被装着機器と接合される装着用接合面部に、前記ロータを回転駆動するシャフトのボス孔及び吸込口，吐出口が形成され、前記ボス孔，前記吸込口及び前記吐出口のそれぞれの周囲を包囲してループ状をなすシール突起部が一体形成されてなることを特徴とする樹脂製ポンプ。
請求項１において、前記吸込口と吐出口のシール突起部の外周側は、吸込口のシール突起部と吐出口のシール突起部とがシール分岐部を介して連続する連結突起条が形成され、円形ループ状に形成されてなることを特徴とする樹脂製ポンプ。
請求項１又は２において、前記ボス孔を包囲するシール突起部と、前記吸込口，吐出口をそれぞれ包囲するシール突起部との一部は共有されてなることを特徴とする樹脂製ポンプ。
請求項１又は２において、前記ボス孔を包囲するシール突起部と、前記吸込口，吐出口をそれぞれ包囲するシール突起部とは、それぞれ単独に形成されてなることを特徴とする樹脂製ポンプ。
請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記シール突起部の断面形状は、略三角形状に形成されてなることを特徴とする樹脂製ポンプ。
請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項の記載において、前記装着用接合面部に前記シール突起部の外方箇所を囲むようにしてループ状の安定突起部が形成されてなることを特徴とする樹脂製ポンプ。
請求項１，２，３，４又は５のいずれか１項の記載において、シール突起部のシール条の幅方向両側で、且つそのシール条の成形方向に沿って浅溝条が形成されてなることを特徴とする樹脂製ポンプ。