JP5961155B2 - オイルポンプ - Google Patents

Description

この発明はアウタロータとインナロータを備えた内接型のオイルポンプ（油ポンプ）に関する。

この発明に近い技術として、これまでに特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術は、アウタロータの外周面に一定間隔で外周面を両端部の間で横断するＶ字状の溝を穿設し、アウタロータの回転に伴ってアウタロータの外周面のオイル(作動油)を回転軸の軸方向の中心部に集中させ、外周面全周に一定の油膜を確保し、よってアウタロータの回転軸方向に対する傾きや偏りを抑制するように構成している。

特開２０１１−３２８９２号公報

特許文献１記載の技術は上記のようにアウタロータの外周面にＶ字状の溝を穿設することで回転軸方向に対する偏りや傾きを抑制するように構成しているが、アウタロータの外周面の大半とポンプケース（ハウジング）の内壁面との間隙（離間距離）にはほとんど変化がなく、全周において近接したままとされているため、その部位でオイル（作動油）の油膜のせん断抵抗が大きくなり、フリクションが高くなってアウタロータの回転に必要なトルクが増加する不都合がある。この不都合は特にオイルの極低温時に顕著となる。

従って、この発明の目的は上記した不都合を解消し、ポンプケース内に配置されるアウタロータとインナロータを備えると共に、アウタロータとポンプケースの間のフリクションを減少させてアウタロータの回転に必要なトルクを低減させるようにした内接型のオイルポンプを提供することにある。

請求項１にあっては、ポンプケースと、前記ポンプケースの内部に回転軸回りに回転可能に配置されると共に、前記回転軸に向けて突出する内歯が形成される内周面と前記ポンプケースの内壁面に対面する外周面とを有する大略円筒形状のアウタロータと、前記アウタロータの前記回転軸側に前記回転軸から偏心された軸回りに回転可能に収容されると共に、前記内歯と噛合する外歯が形成される外周面を有するインナロータとを備えた内接型のオイルポンプにおいて、前記アウタロータの外周面と前記ポンプケースの内壁面とのうちの少なくともいずれかに円周方向の全周にわたって連続する環状溝を穿設し、前記環状溝に凹凸形状部を形成する如く構成した。

請求項２に係るオイルポンプにあっては、前記環状溝を前記アウタロータの外周面および前記ポンプケースの内壁面の少なくとも一方の、前記回転軸の方向における両端部の中間位置に穿設する如く構成した。

請求項３に係るオイルポンプにあっては、前記環状溝を前記アウタロータの外周面および前記ポンプケースの内壁面の少なくとも一方の、前記回転軸の方向における一端部にかけて穿設する如く構成した。

請求項５に係るオイルポンプにあっては、前記インナロータが電動モータに駆動されて回転する如く構成した。

請求項１に係るオイルポンプにあっては、アウタロータの外周面とアウタロータの外周面が対面するポンプケースの内壁面とのうちの少なくともいずれかに円周方向の全周にわたって連続する環状溝を穿設し、環状溝に凹凸形状部を形成する如く構成したので、環状溝の分だけアウタロータの外周面とポンプケースの内壁面との間隙（離間距離）を増加させることができ、その部位でオイル（作動油）の油膜のせん断抵抗を減らしてフリクションを減少させることができ、よってアウタロータの回転に必要なトルク、特に極低温時のアウタロータの回転に必要なトルクを低減させることができる。また、オイルの流速を変化させて負圧を発生させ、それによってオイルを液密状態から気液混合状態に変化させることで粘度を低下させることが可能となり、オイルのフリクションをさらに減らすことも可能となる。

請求項２に係るオイルポンプにあっては、環状溝をアウタロータの外周面およびポンプケースの内壁面の少なくとも一方の、回転軸の方向における両端部の中間位置に穿設する如く構成したので、上記した効果に加え、アウタロータをポンプケースに対して回転軸の軸方向に対する傾きや偏りなく、支持することができる。

請求項３に係るオイルポンプにあっては、環状溝をアウタロータの外周面およびポンプケースの内壁面の少なくとも一方の、回転軸の方向における一端部にかけて穿設する如く構成したので、上記した効果に加え、環状溝の加工（穿設）が容易となる。

請求項５に係るオイルポンプにあっては、インナロータが電動モータに駆動されて回転する如く構成したので、上記した効果に加え、電動モータで駆動される場合も回転初期のせん断抵抗を減らすことができ、電動モータ自体の小型軽量化と省電力化を図ることができる。

この発明の第１実施例に係るオイルポンプをポンプケースとアウタロータとインナロータからなるロータなどを含めて全体的に示す説明断面図である。 図１に示すポンプケースとロータなどを底面側から示す分解斜視図である。 図２に示すポンプケースとロータのボディ側から見たときの平面図である。 図１のポンプケースとロータ付近の拡大側面断面図である。 この発明の第２実施例に係るオイルポンプを示す、図３に類似する、ポンプケースとロータの拡大部分平面図である。 第２実施例に係るオイルポンプの変形例を示す、図２に類似する、ポンプケースの拡大分解斜視図である。 この発明の第３実施例に係るオイルポンプを示す、図４と同様なポンプケースとロータの拡大側面断面図である。 この発明の第４実施例に係るオイルポンプを示す、図４と同様なポンプケースとロータの拡大側面断面図である。

以下、添付図面に即してこの発明に係るオイルポンプの取り付け構造を実施するための形態を説明する。

図１はこの発明の第１実施例に係るオイルポンプをポンプケースとアウタロータとインナロータからなるロータなどを含めて全体的に示す説明断面図、図２は図１に示すポンプケースとロータなどを底面側から示す分解斜視図、図３は図２に示すポンプケースとロータのボディ側から見たときの平面図、図４は図１のポンプケースとロータ付近の拡大側面断面図である。

図１から図４において符号１０はオイルポンプ（油ポンプ）を示す。オイルポンプ１０は、ポンプケース１２と、アウタロータ１４とインナロータ１６からなるロータ２０とを備える内接型のギヤポンプからなる。

ポンプケース１２は大略プレート状を呈すると共に、内壁面１２ａと内壁面１２ａの上下に端部１２ｂ，１２ｃを有する。

ロータ２０において、アウタロータ１４はポンプケース１２の内部に回転軸１４ａ（図３）回りに回転可能に配置されると共に、回転軸１４ａに向けて突出する内歯１４ｂが形成される内周面１４ｃとポンプケース１２の内壁面１２ａに対面する外周面１４ｄと回転軸１４ａの軸方向に端部１４ｅ，１４ｆを有する大略円筒形状を呈する。

インナロータ１６は、アウタロータ１４の回転軸１４ａ側に回転軸１４ａから偏心された軸１６ａ（図３）回りに回転可能に収容されると共に、アウタロータ１４の内歯１４ｂと部分的に噛合する外歯１６ｂが形成される外周面１６ｃを有する。

より詳しくは、ロータ２０において、アウタロータ１４の内周面１４ｃにはトロコイド曲線からなる複数個の内歯１４ｂが形成されると共に、インナロータ１６の外周面１６ｃには同様にトロコイド曲線からなる複数個の外歯１６ｂが形成される。インナロータ１６の中心には貫通孔１６ｄが穿設される。

図１に示す如く、オイルポンプ１０は電動オイルポンプハウジング２２の内部に配置される。即ち、オイルポンプ１０のロータ２０はポンプケース１２とボディ２４とカバー２６で形成される空間内に収容され、ハウジング２２の内部に電動モータ３０に近接して配置される。

電動モータ３０の出力軸はシャフト３２に接続される。シャフト３２はベアリング３４で回転可能に支承されると共に、その先端側はインナロータ１６の貫通孔１６ｄに挿入されてインナロータ１６に固定される。それにより、オイルポンプ１０はインナロータ１６が電動モータ３０に駆動されて回転する。

アウタロータ１４とインナロータ１６からなるロータ２０の円周方向には大略円弧状のスリットからなる、オイル吸入用の吸入ポート３６とオイル吐出用の吐出ポート４０がボディ２４とカバー２６に穿設される。

アウタロータ１４の内歯１４ｂはインナロータ１６の外歯１６ｂと部分的に噛合しつつ、インナロータ１６の回転に応じて従動するように配置されることで互いに接近し合う内歯１４ｂと外歯１６ｂの間にセル（ポンプ室）が形成される。

インナロータ１６とアウタロータ１４の回転によってオイルはリザーバ（図示せず）から吸入流路４２を流れ、吸入ポート３６と内歯１４ｂと外歯１６ｂのセルに連通する油路４４を通って吐出ポート４０に流れ、そこから再び油路４４を通り、吐出流路４６を経てオイルポンプ１０の外部に吐出される。

図２と図４に良く示す如く、ポンプケース１２の内壁面１２ａは回転軸（アウタロータ１４の回転軸１４ａ）の軸方向においてアウタロータ１４の外周面１４ｄと微小の離間距離をおいて対面するように形成されると共に、内壁面１２ａには円周方向の全周にわたって連続する環状溝５０が穿設される。環状溝５０は、図４に良く示す如く、底面（奥壁）５０ａとそれに連続する側面５０ｂ，５０ｃとを有する断面視矩形状を呈する。

環状溝５０は内壁面１２ａの回転軸（アウタロータ１４の回転軸１４ａ）の軸方向における中心（中心線）１２ｄを含む位置に穿設される。より具体的には、環状溝５０は内壁面１２ａにおいて端部１２ｂ，１２ｃ間の回転軸の軸方向における中心１２ｄを含む位置、換言すれば、内壁面１２ａの中央位置に穿設される。

このように第１実施例に係るオイルポンプ１０にあっては、アウタロータ１４の外周面１４ｄとアウタロータ１４の外周面１４ｄが対面するポンプケース１２の内壁面１２ａとのうちの少なくともいずれか、より具体的には、ポンプケース１２の内壁面１２ａに円周方向の全周にわたって連続する環状溝５０を穿設する如く構成したので、環状溝５０の分だけアウタロータ１４の外周面１４ｄとポンプケース１２の内壁面１２ａとの間隙（離間距離）を増加させることができる。

その結果、その部位でオイル（作動油）の油膜のせん断抵抗を減らしてフリクションを減少させることができ、よってアウタロータ１４の回転に必要なトルク、特に極低温時のアウタロータ１４の回転に必要なトルクを低減させることができる。

また、環状溝５０を端部１２ｂ，１２ｃ間の回転軸の軸方向における中心１２ｄ（図４）を含む位置、より具体的には、環状溝５０を内壁面１２ａの中央位置に穿設する如く構成したので、上記した効果に加え、アウタロータ１４をポンプケース１２に対して回転軸の軸方向に対する傾きや偏りなく、支持することができる。

尚、第１実施例では環状溝５０をポンプケース１２に穿設したので、端部はポンプケース１２の端部１２ｂ，１２ｃとなるが、環状溝５０をアウタロータ１４に穿設する場合、端部はアウタケース１４の端部１４ｅ，１４ｆを意味することはいうまでもない。

また、インナロータ１６が電動モータ３０に駆動されて回転する如く構成したので、上記した効果に加え、電動モータ３０で駆動される場合も回転初期のせん断抵抗を減らすことができ、電動モータ３０自体の小型軽量化と省電力化を図ることができる。

図５はこの発明の第２実施例に係るオイルポンプ１０を示す、図３に類似する、ポンプケース１２とロータ２０の拡大部分平面図である。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第２実施例に係るオイルポンプ１０にあっては、環状溝５０の底面５０ａに平面視三角形状を呈する凹凸形状部５０ｄを形成する如く構成した。

このように第２実施例に係るオイルポンプ１０にあっては、環状溝５０、特にその底面５０ａに凹凸形状部５０ｄを形成する如く構成した。それにより、上記した効果に加え、矢印で示すように流れるオイルは凹凸形状部５０ｄに沿って流れ、流路断面積が変化することでその流れが変化し、符号ｃで示す部位において負圧を発生させる。それによってオイルを液密状態から気液混合状態に変化させることで粘度を低下させることが可能となり、オイルのフリクションをさらに減らすことが可能となる。尚、残余の構成と効果は第１実施例と異ならない。

図６は第２実施例に係るオイルポンプ１０の変形例を示す、図２に類似する、ポンプケース１２の拡大分解斜視図である。

図６に示す場合、環状溝５０の底面５０ａに加え、側面５０ｂ（および図示は省略するが側面５０ｃ）にも平面視三角形状を呈する凹凸形状部５０ｄを形成する如く構成した。図５と図６において凹凸形状部５０ｄは誇張して示す。

尚、第２実施例に係るオイルポンプ１０において凹凸形状部５０ｄは、底面５０ａのみに形成しても良く、それに加え／またはそれに代え、側面５０ｂ，５０ｃの双方（あるいは一方）に形成しても良い。

また、凹凸形状部５０ｄとして平面視三角形状を呈するものを開示したが、それに限られる訳ではなく、オイルの流速を変化させて負圧を発生させることが可能であれば、凹凸形状部５０ｄはどのような形状であっても良い。

図７はこの発明の第３実施例に係るオイルポンプ１０を示す、図４と同様なポンプケース１２とロータ２０の拡大側面断面図である。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第３実施例に係るオイルポンプ１０にあっては、環状溝５０をポンプケース１２の端部１２ｂ，１２ｃの一方、図示例では上側の端部１２ｂに開口させて穿設する如く構成した。また、環状溝５０を第１実施例と同様、端部１２ｂ，１２ｃの回転軸（アウタロータ１４の回転軸１４ａ）の軸方向における中心１２ｄを含む位置に穿設する如く構成した。

このように第３実施例に係るオイルポンプ１０にあっては、環状溝５０をポンプケース１２の端部１２ｂ，１２ｃの一方（図示例では上側の端側１２ｂ）に開口させて穿設する如く構成したので、上記した効果に加え、環状溝５０の加工（穿設）が容易となる。残余の構成と効果は第１実施例と異ならない。

また、第３実施例でも環状溝５０をポンプケース１２に穿設したので、端部はポンプケース１２の端部１２ｂ，１２ｃとなるが、環状溝５０をアウタロータ１４に穿設する場合、端部はアウタロータ１４の端部１４ｅ，１４ｆを意味することは同様である。

図８はこの発明の第４実施例に係るオイルポンプ１０を示す、図４と同様なポンプケース１２とロータ２０の拡大側面断面図である。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第４実施例に係るオイルポンプ１０にあっては、アウタロータ１４の外周面１４ｄとアウタロータ１４の外周面１４ｄが対面するポンプケース１２の内壁面１２ａとのうちの少なくともいずれか、より具体的には、アウタロータ１４の外周面１４ｄに円周方向の全周にわたって連続すると共に、外周面１４ｄの端部１４ｅ，１４間の回転軸（アウタロータ１４の回転軸１４ａ）の軸方向における中心（中心線）１４ｇを含む位置に環状溝５０を穿設する如く構成した。

第４実施例に係るオイルポンプ１０にあっては、アウタロータ１４の外周面１４ｄとアウタロータ１４の外周面１４ｄが対面するポンプケース１２の内壁面１２ａとのうちの少なくともいずれか、より具体的にはアウタロータ１４の外周面１４ｄに円周方向の全周にわたって連続する環状溝５０を穿設する如く構成したので、環状溝５０の分だけアウタロータ１４の外周面１４ｄとポンプケース１２の内壁面１２ａとの間隙（離間距離）を増加させることができ、その部位でオイルの油膜のせん断抵抗を減らしてフリクションを減少させることができ、よってアウタロータ１４の回転に必要なトルク、特に極低温時のアウタロータ１４の回転に必要なトルクを低減させることができる。

また、環状溝５０をアウタロータ１４の外周面１４ｄの端部１４ｅ，１４ｆ間の回転軸１４ａの軸方向における中心１４ｇを含む位置に穿設する如く構成したので、上記した効果に加え、アウタロータ１４をポンプケース１２に対して回転軸の軸方向に対する傾きや偏りなく、支持することができる。尚、残余の構成と効果は第１実施例と異ならない。

上記した如く、第１から第４実施例にあっては、ポンプケース１２と、前記ポンプケース１２の内部に回転軸１４ａ回りに回転可能に配置されると共に、前記回転軸１４ａに向けて突出する内歯１４ｂが形成される内周面１４ｃと前記ポンプケース１２の内壁面１２ａに対面する外周面１４ｄとを有する大略円筒形状のアウタロータ１４と、前記アウタロータ１４の前記回転軸１４ａ側に前記回転軸１４ａから偏心された軸１６ａ回りに回転可能に収容されると共に、前記内歯１４ｂと噛合する外歯１６ｂが形成される外周面１６ｃを有するインナロータ１６とを備えた内接型のオイルポンプ１０において、前記アウタロータ１４の外周面１４ｄと前記ポンプケース１２の内壁面１２ａとのうちの少なくともいずれかに円周方向の全周にわたって連続する環状溝５０を穿設する如く構成した。

また、前記環状溝５０を端部間の前記回転軸（アウタロータ１４の回転軸１４ａ）の軸方向における中心（ポンプケース１２の端部１２ｂ，１２ｃ間の中心１２ｄ、アウタロータ１４の端部１４ｅ，１４ｆ間の中心１４ｇ）を含む位置に穿設、より具体的には前記ポンプケース１２の内壁面１２ａが前記回転軸の軸方向において端部１２ｂ，１２ｃの間に形成されると共に、前記環状溝５０を前記内壁面１２ａの端部１２ｂ，１２ｃ間の前記回転軸の軸方向の中心１２ｄを含む位置に穿設する如く構成した。

また、前記環状溝５０を端部（ポンプケース１２の端部１２ｂ，１２ｃ、アウタロータ１４の端部１４ｅ，１４ｆ）の一方に開口させて穿設、より具体的には、前記ポンプケース１２の内壁面１２ａが前記回転軸の軸方向において端部１２ｂ，１２ｃの間に形成されると共に、前記環状溝５０を端部１２ｂ，１２ｃの一方に開口させて穿設する如く構成した。

また、前記環状溝５０に凹凸形状部５０ｄを形成、より具体的には前記環状溝５０の底面５０ａと側面５０ｂと側面５０ｃの少なくともいずれかに形成する如く構成した。

また、前記インナロータ１６が電動モータ３０に駆動されて回転する如く構成した。

１０ オイルポンプ、１２ ポンプケース、１２ａ 内壁面、１２ｂ，１２ｃ 端部、１２ｄ 中心、１４ アウタロータ、１４ａ 回転軸、１４ｂ 内歯、１４ｃ 内周面、１４ｄ 外周面、１４ｅ，１４ｆ 端部、１４ｇ 中心、１６ インナロータ、１６ａ 軸、１６ｂ 外歯、１６ｃ 外周面、１６ｄ 貫通孔、２０ ロータ、２２ 電動オイルポンプハウジング、２４ ボディ、２６ カバー、３０ 電動モータ、３２ シャフト、３４ ベアリング、３６ 吸入ポート、４０ 吐出ポート、４２ 吸入流路、４４ 油路、４６ 吐出流路、５０ 環状溝、５０ａ 底面、５０ｂ，５０ｃ 側面、５０ｄ 凹凸形状部

Claims (4)

1. ポンプケースと、前記ポンプケースの内部に回転軸回りに回転可能に配置されると共に、前記回転軸に向けて突出する内歯が形成される内周面と前記ポンプケースの内壁面に対面する外周面とを有する大略円筒形状のアウタロータと、前記アウタロータの前記回転軸側に前記回転軸から偏心された軸回りに回転可能に収容されると共に、前記内歯と噛合する外歯が形成される外周面を有するインナロータとを備えた内接型のオイルポンプにおいて、前記アウタロータの外周面と前記ポンプケースの内壁面とのうちの少なくともいずれかに円周方向の全周にわたって連続する環状溝を穿設し、前記環状溝に凹凸形状部を形成したことを特徴とするオイルポンプ。
2. 前記環状溝を前記アウタロータの外周面および前記ポンプケースの内壁面の少なくとも一方の、前記回転軸の方向における両端部の中間位置に穿設したことを特徴とする請求項１記載のオイルポンプ。
3. 前記環状溝を前記アウタロータの外周面および前記ポンプケースの内壁面の少なくとも一方の、前記回転軸の方向における一端部にかけて穿設したことを特徴とする請求項１または２記載のオイルポンプ。
4. 前記インナロータが電動モータに駆動されて回転することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のオイルポンプ。

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