JP4690855B2 - Trochoid pump - Google Patents
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Description
本発明は、ポンプ軸に相対回転不能に取付けられるインナーロータと、該インナーロータとの間に複数のポンプ室を形成してインナーロータに噛合するアウターロータとを収容するロータ収容凹部を形成する第1ケース部材と、前記ロータ収容凹部の開口端を閉じて第1ケース部材に結合される第2ケース部材とから成るポンプケースに、複数の前記ポンプ室のうち膨張過程に在るポンプ室に通じる吸入ポートならびに圧縮過程に在るポンプ室に通じる吐出ポートが設けられるトロコイド型ポンプに関する。 The present invention provides a rotor housing recess that houses an inner rotor that is attached to a pump shaft so as not to rotate relatively, and an outer rotor that forms a plurality of pump chambers between the inner rotor and meshes with the inner rotor. A pump case comprising one case member and a second case member coupled to the first case member by closing the open end of the rotor accommodating recess leads to a pump chamber in the expansion process among the plurality of pump chambers. The present invention relates to a trochoid pump provided with a suction port and a discharge port leading to a pump chamber in a compression process.
このようなトロコイド型ポンプは、たとえば特許文献1で開示されている。
ところで、トロコイド型ポンプでは、インナーロータおよびアウターロータの端面およびポンプケース間のクリアランスが大きくなると、吐出側から吸入側への作動液の漏れが大きくなり、吐出効率が低下してしまうのであるが、インナーロータおよびアウターロータを収容すべくポンプケース内に設けられるロータ収容凹部の加工精度を、前記漏れを許容し得る程度まで高めるのは困難である。 By the way, in the trochoid type pump, when the clearance between the end faces of the inner rotor and the outer rotor and the pump case increases, the leakage of hydraulic fluid from the discharge side to the suction side increases, and the discharge efficiency decreases. It is difficult to increase the processing accuracy of the rotor accommodating recess provided in the pump case to accommodate the inner rotor and outer rotor to such an extent that the leakage can be tolerated.
一方、上記特許文献1で開示されたものでは、低温時には吐出量を減少させて圧力の上がり過ぎを防止し、高温時には漏れ量を少なくしてポンプ効率を高めるために、ポンプケースのうち第2ケース部材に、第1ケース部材、インナーロータおよびアウターロータよりも線膨張係数の大きなスペーサがインナーロータおよびアウターロータの端面に対向するようにして取付けられ、インナーロータおよびアウターロータの端面と前記スペーサとの間のクリアランスが温度低下に比例して大きくなるようにしている。 On the other hand, in the one disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, in order to prevent an excessive increase in pressure by reducing the discharge amount at a low temperature and to reduce the leakage amount at a high temperature to increase the pump efficiency, the second of the pump cases. A spacer having a larger linear expansion coefficient than the first case member, the inner rotor, and the outer rotor is attached to the case member so as to face the end surfaces of the inner rotor and the outer rotor. The clearance is increased in proportion to the temperature drop.
このような特許文献1に開示されたトロコイド型ポンプでは、高温時の作動液の漏れ量を少なくすることは可能であるものの低温時の漏れ量を少なくすることはできない。 With such a trochoid pump disclosed in Patent Document 1, it is possible to reduce the amount of hydraulic fluid leakage at high temperatures, but it is not possible to reduce the amount of leakage at low temperatures.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、簡単かつ少ない部品点数で作動液の漏れを少なくし、吐出効率の向上に寄与し得るトロコイド型ポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a trochoidal pump that can contribute to improvement in discharge efficiency by reducing leakage of hydraulic fluid with a simple and small number of parts.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、ポンプ軸に相対回転不能に取付けられるインナーロータと、該インナーロータとの間に複数のポンプ室を形成してインナーロータに噛合するアウターロータとを収容するロータ収容凹部を形成する第1ケース部材と、前記ロータ収容凹部の開口端を閉じて第1ケース部材に結合される第2ケース部材とから成るポンプケースに、複数の前記ポンプ室のうち膨張過程に在るポンプ室に通じる吸入ポートならびに圧縮過程に在るポンプ室に通じる吐出ポートが設けられるトロコイド型ポンプにおいて、前記インナーロータおよび前記アウターロータの軸方向一端面を臨ませる前記吸入ポートおよび前記吐出ポートが前記ポンプケースのうち第2ケース部材に設けられ、前記インナーロータおよび前記アウターロータの軸方向他端面と、第1ケース部材に形成された前記ロータ収容凹部の閉塞端との間に、前記アウターロータの外周に対応した内周を有するとともに前記ポンプ室の前記吸入ポートおよび前記吐出ポートとは反対側開口部に対向する平板状のスペーサが、前記吐出ポートから離反するとともに前記吸入ポートに近接するように傾斜することを可能として介装されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to an inner rotor which is attached to a pump shaft so as not to be relatively rotatable, and an outer which is engaged with the inner rotor by forming a plurality of pump chambers between the inner rotor. A plurality of pumps in a pump case comprising: a first case member that forms a rotor housing recess for housing the rotor; and a second case member that is coupled to the first case member by closing an opening end of the rotor housing recess. In a trochoid pump provided with a suction port leading to a pump chamber in an expansion process and a discharge port leading to a pump chamber in a compression process in the chamber, the axial end faces of the inner rotor and the outer rotor face each other A suction port and a discharge port are provided in a second case member of the pump case, and the inner rotor and the discharge port are provided. The suction port of the pump chamber has an inner periphery corresponding to the outer periphery of the outer rotor between the other axial end surface of the outer rotor and the closed end of the rotor housing recess formed in the first case member. A flat plate-like spacer facing the opening opposite to the discharge port is interposed so as to be inclined so as to be separated from the discharge port and close to the suction port.
また請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記吸入ポートおよび前記吐出ポート間に対応する位置で第1ケース部材には、前記ポンプ軸と平行な軸線を有するまわり止めピンが植設され、前記スペーサには、該スペーサの前記傾斜を許容するようにして前記まわり止めピンを挿通、係合せしめる係合孔が設けられることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first aspect of the invention, the first case member has an axis parallel to the pump shaft at a position corresponding to the space between the suction port and the discharge port. An anti-rotation pin is planted, and the spacer is provided with an engagement hole through which the anti-rotation pin is inserted and engaged so as to allow the inclination of the spacer.
さらに請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明の構成に加えて、前記吸入ポートの吸入終了側端部および前記吐出ポートの吐出開始側端部間に対応する位置で第1ケース部材に単一の前記まわり止めピンが植設されることを特徴とする。
Furthermore, the invention according to
請求項1記載の発明によれば、ロータ収容凹部の閉塞端と、インナーロータおよびアウターロータの端面との間に介装されるスペースに、インナーロータおよびアウターロータ間に形成されるポンプ室のうち圧縮過程に在るポンプ室の液圧と、膨張過程に在るポンプ室の液圧とが作用することにより、スペーサは、吐出ポートから離反するとともに吸入ポートに近接するように傾斜し、吸入ポート側でインナーロータおよびアウターロータの端面との間のクリアランスを小さく抑えることになる。すなわちロータ収容凹部の閉塞端と、インナーロータおよびアウターロータの端面との間にスペーサを介装するだけの部品点数を少なく抑えた簡単な構造で、吐出側から吸入側への作動液の漏れを小さく抑え、吐出効率の向上を図ることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, in the pump chamber formed between the inner rotor and the outer rotor in the space interposed between the closed end of the rotor accommodating recess and the end surfaces of the inner rotor and the outer rotor. Due to the action of the hydraulic pressure of the pump chamber in the compression process and the hydraulic pressure of the pump chamber in the expansion process, the spacer is inclined away from the discharge port and close to the suction port. The clearance between the end surfaces of the inner rotor and the outer rotor is kept small on the side. In other words, it has a simple structure that reduces the number of parts required to insert spacers between the closed end of the rotor housing recess and the end surfaces of the inner rotor and outer rotor, and prevents leakage of hydraulic fluid from the discharge side to the suction side. It is possible to suppress the discharge and improve the discharge efficiency.
また請求項2記載の発明によれば、吸入ポートおよび吐出ポート間に対応して第1ケース部材に植設されたまわり止めピンへのスペーサの係合により、ロータ収容凹部内でのスペーサの回転が阻止されるとともにまわり止めピンへの係合部を支点として、スペーサが傾斜し易くなる。 According to the second aspect of the present invention, the rotation of the spacer within the rotor accommodating recess is achieved by the engagement of the spacer with the rotation stop pin implanted in the first case member correspondingly between the suction port and the discharge port. Is prevented, and the spacer is easily inclined with the engaging portion to the detent pin as a fulcrum.
さらに請求項3記載の発明によれば、単一のまわり止めピンが、吸入ポートの吸入終了側端部および吐出ポートの吐出開始側端部間に対応する位置で第1ケース部材に植設されるので、スペーサは吸入ポートの吸入開始側端部および吐出ポートの吐出終了側端部間でインナーロータおよびアウターロータの端面により近接するように傾斜し易くなり、吐出側から吸入側への作動液の漏れをより小さく抑えて、吐出効率のさらなる向上を図ることができる。
According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on one embodiment of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図8は本発明の一実施例を示すものであり、図1は内燃機関の側面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は図3の4−4線断面図、図5は図3の5−5線断面図、図6は図4の6−6線断面図、図7は図4の7−7線断面図、図8はスペーサの有無による流量特性の変化を示す図である。 1 to 8 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a side view of an internal combustion engine, FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 1, and FIG. 3 is a line 3-3 of FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 in FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in FIG. 3, FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 in FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 7 and FIG.
先ず図1において、この内燃機関の機関本体11は、上部ケース12aおよび下部ケース12bが結合されて成るクランクケース12と、上部ケース12aに一体に成形されるシリンダブロック13と、該シリンダブロック13に結合されるシリンダヘッド14とを備え、シリンダヘッド14にはヘッドカバー15が結合され、前記クランクケース12の下部ケースにはオイルパン16が結合される。
First, in FIG. 1, an
クランクケース12には、該クランクケース12を構成する上部ケース12aおよび下部ケース12bの結合面に軸線を配置するクランクシャフト17が回転自在に支承されており、このクランクシャフト17と、該クランクシャフト17と平行な軸線を有して前記シリンダヘッド14に回転自在に支承される一対のカムシャフト18,19との間には、無端状のカムチェーン20を有する調時伝動機構21が設けられる。
The
図2を併せて参照して、前記クランクケース12内には、クランクシャフト17と平行にしてクランクシャフト17で回転自在に支承されるメインシャフト22およびカウンタシャフト23と、択一的に確立可能としてメインシャフト22およびカウンタシャフト23間に設けられる複数変速段の歯車列群24とを有する変速機構25が収容されており、この変速機構25には、前記メインシャフト22の一端部に装着される発進クラッチ26を介してクランクシャフト17からの動力が入力される。
Referring also to FIG. 2, in the
図3をさらに併せて参照して、前記変速機構25の下方でクランクケース12には、トロコイド型のオイルポンプ28およびウォータポンプ29が軸線を同軸として取付けられており、オイルポンプ28のポンプ軸30と、ウォータポンプ29のポンプ軸31とは相対回転を不能として同軸に連結される。しかもオイルポンプ28のポンプ軸30には被動スプロケット32が固定されており、前記変速機構25のメインシャフト22に固定される駆動スプロケット33および前記被動スプロケット32に、無端状の伝動チェーン34が巻き掛けられる。すなわちメインシャフト22には発進クラッチ26を介してクランクシャフト17からの動力が伝達され、このメインシャフト22の回転動力がオイルポンプ28およびウォータポンプ29に伝達されることになる。
With further reference to FIG. 3, a
前記オイルパン16内にはオイルストレーナ35が配設されており、オイルポンプ28は該オイルストレーナ35を介してオイルパン16内のオイルをくみ上げる。またクランクケース12の外側面には、オイルフィルタ36およびオイルクーラ37が取付けられており、オイルポンプ28から吐出されるオイルはオイルフィルタ36で浄化されるとともにオイルクーラ37で冷却される。
An
図4〜図6を併せて参照して、オイルポンプ28は、ポンプケース40内に、ポンプ軸30に相対回転不能に取付けられるインナーロータ41と、インナーロータ41に噛合するアウターロータ42とが収容されて成るものであり、ポンプケース40は、相互に噛合するインナーロータ41およびアウターロータ42を収容する横断面円形のロータ収容凹部43を形成する第1ケース部材44と、クランクケース12の下部ケース12bに一体に形成されて前記ロータ収容凹部43の開口端を閉じる第2ケース部材45とが、複数のボルト39…で結合されて成るものであり、ロータ収容凹部43の中心からオフセットした位置で第1および第2ケース部材44,45を液密にかつ回転自在に貫通する前記ポンプ軸30に、インナーロータ41がピン46によって相対回転不能に取付けられる。
4 to 6, the
インナーロータ41の外周に形成される複数の外歯47…に噛合する内歯48…を有するアウターロータ42の外周は前記ロータ収容凹部43の内周に対応して形成されるものであり、アウターロータ42の回転中心と、インナーロータ41の回転中心すなわちポンプ軸30の軸線とは相互に偏心した位置にある。
The outer periphery of the
インナーロータ41およびアウターロータ42間には複数のポンプ室49…が形成されるものであり、インナーロータ41およびアウターロータ42の矢印で示す回転方向50の回転に応じて容積が次第に増大するポンプ室49…すなわち膨張過程に在るポンプ室49…に通じる吸入ポート51と、前記インナーロータ41および前記アウターロータ42の回転に応じて容積が次第に減少するポンプ室49…すなわち膨張過程に在るポンプ室49…に通じる吸入ポート52とが、前記インナーロータ41および前記アウターロータ42の軸方向一端面を臨ませるようにして前記ポンプケース40の第2ケース部材45に設けられる。而してオイルストレーナ35は吸入ポート51に通じるようにして第2ケース部材45に接続され、吐出ポート52は、図示しない給油路を介して前記オイルフィルタ36およびオイルクーラ37に接続される。
A plurality of
図7を併せて参照して、前記インナーロータ41および前記アウターロータ42の軸方向他端面と、第1ケース部材44に形成されたロータ収容凹部43の閉塞端との間には、アウターロータ42の外周に対応した内周を有するとともにポンプ室49…の吸入ポート51および吐出ポート52とは反対側開口部に対向する平板状のスペーサ53が介装される。しかもスペーサ53は、第1および第2ケース部材44,45と形成する材料と同一材料により形成されるものであり、インナーロータ41およびアウターロータ42の軸方向他端面と、ロータ収容凹部43の閉塞端との間の間隔は前記スペーサ53が傾斜することを許容し得る程度に設定される。
Referring also to FIG. 7, the
而してオイルポンプ28の作動時に、前記スペーサ53には、圧縮過程に在るポンプ室49…の液圧と、膨張過程に在るポンプ室49…の液圧とが作用するものであり、それらのポンプ室49…の液圧の大小によってスペーサ53は、吐出ポート52から離反するとともに吸入ポート51に近接するように傾斜するものであり、スペーサ53は、吐出ポート52から離反するとともに前記吸入ポート51に近接するように傾斜することを可能としてロータ収容凹部43の閉塞端とインナーロータ41およびアウターロータ42の軸方向他端面との間に介装される。
Thus, when the
また第1ケース部材44には、ポンプ軸30と平行な軸線を有する単一のまわり止めピン54が植設されており、スペーサ53には、該スペーサ53の前記傾斜を許容するようにして前記まわり止めピン54を挿通、係合せしめる係合孔55が設けられる。
The
しかも前記まわり止めピン54は、吸入ポート51および吐出ポート52間に対応する位置で第1ケース部材44に植設されるものであり、好ましくは、吸入ポート51の吸入終了側端部51bおよび吐出ポート52の吐出開始側端部52a間に対応する位置で第1ケース部材44にまわり止めピン54が植設される。
In addition, the
次にこの実施例の作用について説明すると、オイルポンプ28のポンプケース40は、相互に噛合するインナーロータ41およびアウターロータ42を収容するロータ収容凹部43を形成する第1ケース部材44と、ロータ収容凹部43の開口端を閉じて第1ケース部材44に結合される第2ケース部材45とから成るものであり、インナーロータ41およびアウターロータ42の軸方向一端面を臨ませる吸入ポート51および吐出ポート52が第2ケース部材45に設けられ、インナーロータ41およびアウターロータ42の軸方向他端面と、ロータ収容凹部43の閉塞端との間には、アウターロータ42の外周に対応した内周を有するとともにポンプ室49…の吸入ポート51および吐出ポート52とは反対側開口部に対向する平板状のスペーサ53が、吐出ポート52から離反するとともに吸入ポート51に近接するように傾斜することを可能として介装されている。
Next, the operation of this embodiment will be described. The
このようなオイルポンプ28によれば、ロータ収容凹部43の閉塞端と、インナーロータ41およびアウターロータ42の端面との間に介装されるスペーサ53に、ポンプ室49…のうち圧縮過程に在るポンプ室49…の液圧と、膨張過程に在るポンプ室49…の液圧とが作用することにより、スペーサ53は、吐出ポート52から離反するとともに吸入ポート51に近接するように傾斜し、吸入ポート51側でインナーロータ41およびアウターロータ42の端面との間のクリアランスを小さく抑えることができきる。すなわちロータ収容凹部43の閉塞端と、インナーロータ41およびアウターロータ42の端面との間にスペーサ53を介装するだけの部品点数を少なく抑えた簡単な構造で、吐出側から吸入側への作動液の漏れを小さく抑え、吐出効率の向上を図ることが可能となる。
According to such an
また吸入ポート51および吐出ポート52間に対応する位置で第1ケース部材44にはポンプ軸30と平行な軸線を有するまわり止めピン54が植設され、スペーサ53には、該スペーサ53の前記傾斜を許容するようにしてまわり止めピン54を挿通、係合せしめる係合孔55が設けられているので、ロータ収容凹部43内でのスペーサ53の回転が阻止されるとともにまわり止めピン54への係合部を支点として、スペーサ53が傾斜し易くなり、吐出側から吸入側への作動液の漏れをより小さく抑えることができる。
Further, at the position corresponding to between the
さらに吸入ポート51の吸入終了側端部51bおよび吐出ポート52の吐出開始側端部52a間に対応する位置で第1ケース部材44に単一の前記まわり止めピン54が植設されるので、スペーサ53は吸入ポート51の吸入開始側端部51aおよび吐出ポート52の吐出終了側端部52b間でインナーロータ41およびアウターロータ42の端面により近接するように傾斜し易くなり、吐出側から吸入側への作動液の漏れをより小さく抑えて、吐出効率のさらなる向上を図ることができる。
Further, since the
このようなスペーサ53を用いたオイルポンプ28が、図8の実線Aで示す吐出特性を示すものであるのに対し、スペーサ53を用いない従来のオイルポンプの吐出特性は図8の点線Bで示される。すなわち本発明に従うオイルポンプ28の吐出特性を従来のオイルポンプに比べて飛躍的に増大し得ることが判る。
The
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例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本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It is.
たとえば上記実施例では内燃機関のオイルポンプについて説明したが、本発明は、トロコイド型ポンプに関して広く実施可能である。 For example, although the oil pump of the internal combustion engine has been described in the above embodiment, the present invention can be widely implemented with respect to the trochoid pump.
30・・・ポンプ軸
40・・・ポンプケース
41・・・インナーロータ
42・・・アウターロータ
43・・・ロータ収容凹部
44・・・第1ケース部材
45・・・第2ケース部材
49・・・ポンプ室
51・・・吸入ポート
51b・・・吸入ポートの吸入終了側端部
52・・・吐出ポート
52a・・・吐出ポートの吐出開始側端部
53・・・スペーサ
54・・・まわり止めピン
55・・・係合孔
30 ...
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