JP6950537B2 - Oil pump - Google Patents
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Description
本発明は、内接歯車式のオイルポンプに関する。 The present invention relates to an inscribed gear type oil pump.
特許文献1に開示されているように、内接歯車式のオイルポンプが知られている。
内接歯車式のオイルポンプは、駆動軸に固定されており外歯を備えるインナーロータと、内歯を備えるアウターロータと、を有している。アウターロータは、ポンプケースに形成されているポンプ室に収容されている。インナーロータは、その回転中心がアウターロータの中心から偏心した位置となるように、アウターロータの内部に収容されている。駆動軸の回転に伴いインナーロータを回転させると、内歯と外歯との間に形成される作動室の容積が変化する。作動室の容積変化によって、吸入ポートから作動室に導入されたオイルが吐出ポート側に排出される。
As disclosed in Patent Document 1, an inscribed gear type oil pump is known.
The inscribed gear type oil pump has an inner rotor fixed to a drive shaft and having external teeth, and an outer rotor having internal teeth. The outer rotor is housed in a pump chamber formed in a pump case. The inner rotor is housed inside the outer rotor so that its center of rotation is eccentric from the center of the outer rotor. When the inner rotor is rotated with the rotation of the drive shaft, the volume of the working chamber formed between the internal teeth and the external teeth changes. Due to the change in the volume of the working chamber, the oil introduced into the working chamber is discharged from the suction port to the discharge port side.
内接歯車式のオイルポンプでは、吸入ポート側と比較して吐出ポート側が高圧であるため、複数の作動室のうち吐出ポートと連通している部分が高圧になる。この圧力差によって、アウターロータには、吐出ポート側に押し付けられる方向の力が作用する。 In the inscribed gear type oil pump, since the discharge port side has a higher pressure than the suction port side, the portion of the plurality of operating chambers communicating with the discharge port has a higher pressure. Due to this pressure difference, a force in the direction of being pressed against the discharge port side acts on the outer rotor.
また、内接歯車式のオイルポンプにおいて、ポンプ室の内周面とアウターロータの外周面との間には、互いの接触による摩擦が生じることを抑制するためにクリアランスが設けられている。また同様に、アウターロータの内歯とインナーロータの外歯とが噛み合う位置における内歯と外歯との間にもクリアランスが設けられている。このため、吐出ポート側に押し付けられる方向の力がアウターロータに作用すると、当該力が作用していない場合と比較して、アウターロータの位置が吐出ポート側に移動することがある。 Further, in an inscribed gear type oil pump, a clearance is provided between the inner peripheral surface of the pump chamber and the outer peripheral surface of the outer rotor in order to suppress friction due to mutual contact. Similarly, a clearance is also provided between the internal teeth and the external teeth at the positions where the internal teeth of the outer rotor and the external teeth of the inner rotor mesh with each other. Therefore, when a force in the direction of being pressed against the discharge port side acts on the outer rotor, the position of the outer rotor may move to the discharge port side as compared with the case where the force does not act.
内接歯車式のオイルポンプでは、アウターロータが吐出ポート側に移動していない場合には、作動室の容積が最大であるときに当該作動室と吐出ポートとは連通しない。ところが、アウターロータの位置が吐出ポート側に移動している場合には、当該作動室が吐出ポートと連通することがある。このとき、吐出ポートから作動室にオイルが逆流して脈動音が発生するという問題があった。 In the inscribed gear type oil pump, when the outer rotor is not moved to the discharge port side, the working chamber and the discharging port do not communicate with each other when the volume of the working chamber is maximum. However, when the position of the outer rotor is moved to the discharge port side, the operating chamber may communicate with the discharge port. At this time, there is a problem that oil flows back from the discharge port to the operating chamber and a pulsating sound is generated.
上記課題を解決するためのオイルポンプは、円柱形状のポンプ室と前記ポンプ室にオイルを導入する吸入ポートと前記ポンプ室からオイルが排出される吐出ポートとが形成されているポンプケースと、前記ポンプ室に収容されており内歯を備えるアウターロータと、前記アウターロータの内部に設けられており前記内歯と噛み合う外歯を備え前記アウターロータの中心に対して偏心した点を回転中心として駆動軸に固定されているインナーロータと、を有する内接歯車式のオイルポンプであって、前記アウターロータの外形が楕円形状である。 The oil pump for solving the above problems includes a pump case in which a cylindrical pump chamber, a suction port for introducing oil into the pump chamber, and a discharge port for discharging oil from the pump chamber are formed, and the above. An outer rotor housed in a pump chamber and having internal teeth and an outer rotor provided inside the outer rotor and meshing with the internal teeth are provided and driven with a point eccentric to the center of the outer rotor as the center of rotation. An internal gear type oil pump having an inner rotor fixed to a shaft, and the outer rotor has an elliptical outer shape.
上記構成によれば、アウターロータが楕円形状であるため、アウターロータが吐出ポート側に押し付けられる力が作用している場合には、楕円の短軸が吐出ポート側を向いているときよりも楕円の長軸が吐出ポート側を向いているときの方が、アウターロータの中心が吐出ポートから離れることになる。すなわち、アウターロータが吐出ポート側に押し付けられる力が作用している場合には、アウターロータの回転に伴い長軸が吐出ポート側に近づくに従って、アウターロータの中心は吐出ポートから離れるようになる。換言すれば、アウターロータは、中心の軌跡が略楕円を描くように変位しながら回転することができる。これによって、吐出ポートから作動室にオイルが逆流する虞のある位置にアウターロータが留まることがなく、オイルの逆流に伴う脈動音の発生を軽減することができる。 According to the above configuration, since the outer rotor has an elliptical shape, when a force pressing the outer rotor against the discharge port side is applied, the minor axis of the ellipse is more elliptical than when it faces the discharge port side. When the long axis of the outer rotor faces the discharge port side, the center of the outer rotor is separated from the discharge port. That is, when a force pressing the outer rotor against the discharge port side is acting, the center of the outer rotor moves away from the discharge port as the long axis approaches the discharge port side as the outer rotor rotates. In other words, the outer rotor can rotate while being displaced so that the locus of the center draws a substantially ellipse. As a result, the outer rotor does not stay at a position where oil may flow back from the discharge port to the operating chamber, and the generation of pulsating noise due to the backflow of oil can be reduced.
以下、オイルポンプの一実施形態について、図1及び図2を参照して説明する。
図1には、オイルポンプ10の断面構造を示している。オイルポンプ10は、内接歯車式のオイルポンプであり、駆動軸23に固定されているインナーロータ21と、インナーロータ21に噛み合うアウターロータ22とを備えている。オイルポンプ10は、内燃機関に搭載されて、オイルパン内のオイルを機関の各部に供給する。駆動軸23は、内燃機関のクランクシャフトと連動して回転するように設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the oil pump will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 shows the cross-sectional structure of the
オイルポンプ10のポンプケース11には、インナーロータ21及びアウターロータ22が収容される円柱形状のポンプ室15が形成されている。
ポンプケース11には、オイルをポンプケース11内に導入する吸入口12が開口している。ポンプケース11には、吸入口12とポンプ室15とを接続する吸入通路13が形成されている。
The
The
ポンプケース11には、オイルをポンプケース11内から排出する吐出口18が開口している。ポンプケース11には、吐出口18とポンプ室15とを接続する吐出通路17が形成されている。
The
図1に示すように、吸入通路13及び吐出通路17は、ポンプ室15の中心を挟んだ両側に配置されている。
ポンプ室15には、ポンプ室15内を回動可能にアウターロータ22が収容されている。アウターロータ22の内部には、駆動軸23に固定されたインナーロータ21が収容されている。
As shown in FIG. 1, the
The
インナーロータ21は、10個の外歯を備えている。アウターロータ22は、インナーロータ21の外歯と噛み合う内歯を備えている。アウターロータ22には、外歯よりも数が一つ多い11個の内歯が形成されている。
The
図1には、駆動軸23の回転に伴って回転するインナーロータ21の回転方向を矢印で表示している。駆動軸23は、インナーロータ21の回転中心がポンプ室15及びアウターロータ22の中心とは偏心した位置になるように配置されている。このため、アウターロータ22の内歯とインナーロータ21の外歯との間の空間である作動室は、インナーロータ21及びアウターロータ22の回転に伴って容積が変化する。
In FIG. 1, the rotation direction of the
図1に示すように、ポンプケース11の内面でありポンプ室15の側面には、吸入通路13と連通している環状の溝である吸入ポート14が形成されている。吸入ポート14は、ポンプ室15における吸入通路13側の半円の領域であり、アウターロータ22の内歯とインナーロータ21の外歯との間の空間である作動室の容積が徐々に大きくなる範囲に形成されている。また同様にポンプ室15の側面には、吐出通路17と連通している環状の溝である吐出ポート16が形成されている。吐出ポート16は、ポンプ室15における吐出通路17側の半円の領域であり、アウターロータ22の内歯とインナーロータ21の外歯との間の空間である作動室の容積が徐々に小さくなる範囲に形成されている。
As shown in FIG. 1, a
インナーロータ21及びアウターロータ22が図1に示す回転角度であるとき、吸入ポート14の終端部14Bと吐出ポート16の始端部16Aとの間に位置している作動室31は、吸入ポート14及び吐出ポート16とは連通していない。なお、この作動室31は、内歯と外歯との間の容積が最大となる位置にある。
When the
図2に示すようにアウターロータ22は、外形が楕円形状である。アウターロータ22は、断面の輪郭が楕円であり長軸の長さD1が短軸の長さD2よりも長い。図2には、直径が長軸の長さD1と等しい円を二点鎖線で示している。また、アウターロータ22の長軸の長さD1は、ポンプ室15の直径よりも短い。図1に示すようにポンプ室15の内周面とアウターロータ22の外周面との間には、隙間が形成されており、アウターロータ22がポンプ室15内を回動可能なクリアランスが設けられている。なお、図2に示す楕円形状のアウターロータ22は模式的なものであって、実際の長軸と短軸の大小関係を示すものではない。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態の作用及び効果について説明する。
オイルポンプ10の駆動中には、吸入ポート14側と吐出ポート16側との圧力差に起因して、アウターロータ22が吐出ポート16側に押し付けられる力が作用する。オイルポンプ10は、アウターロータ22の外形が楕円形状であるため、楕円の短軸が吐出ポート16側を向くようにアウターロータ22が回転しているときよりも、楕円の長軸が吐出ポート16側を向くようにアウターロータ22が回転しているときの方が、アウターロータ22の中心が吐出ポート16から離れることになる。
The operation and effect of this embodiment will be described.
While the
すなわち、アウターロータ22が吐出ポート16側に押し付けられる力が作用している場合には、アウターロータ22の回転に伴い長軸が吐出ポート16側に近づくに従って、アウターロータ22の中心は吐出ポート16から離れるようになる。また、アウターロータ22の回転に伴い長軸が吐出ポート16側から離れるに従って、アウターロータ22の中心は吐出ポート16に近づくようになる。換言すれば、アウターロータ22は、中心の軌跡が略楕円を描くように変位しながらポンプ室15内を回転することができる。
That is, when a force pressing the
ここで、アウターロータ22が吐出ポート16側に押し付けられている場合には、吸入ポート14の終端部14Bと吐出ポート16の始端部16Aとの間に位置している作動室31が、吐出ポート16と連通することがある。この点、本実施形態のオイルポンプ10によれば、中心の軌跡が略楕円を描くようにポンプ室15内を変位しながらアウターロータ22が回転することができるため、アウターロータ22の回転角度によっては、吸入ポート14の終端部14Bと吐出ポート16の始端部16Aとの間に位置している作動室31と、吐出ポート16との連通を解消することができる。すなわち、吸入ポート14の終端部14Bと吐出ポート16の始端部16Aとの間に位置している作動室31へ吐出ポート16からオイルが逆流する虞のある位置にアウターロータ22が留まることがなく、吐出ポート16からその作動室31へのオイルの逆流に伴う脈動音の発生を軽減することができる。
Here, when the
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、インナーロータ21が10個の外歯を備え、アウターロータ22が11個の内歯を備えている。外歯及び内歯の数は特に限定されるものではない。「n」個(nは正の整数)の外歯に対して、「n+1」個の内歯が設けられていればよい。
This embodiment can be modified and implemented as follows. The present embodiment and the following modified examples can be implemented in combination with each other within a technically consistent range.
In the above embodiment, the
・外歯及び内歯の形状としては、例えば歯の輪郭がトロコイド曲線であるものや、インボリュート曲線又はサイクロイド曲線であるものを採用することができる。
・楕円形状に形成されているアウターロータ22における長軸の長さD1と短軸の長さD2との差の大きさは、適宜変更することが可能である。例えば、ポンプ室15内においてアウターロータ22が径方向に移動し得るクリアランスが大きいほど、長軸の長さD1と短軸の長さD2との差を大きくすることによって、アウターロータ22の中心の軌跡が楕円を描きやすくなり、吸入ポート14の終端部14Bと吐出ポート16の始端部16Aとの間に位置している作動室31と吐出ポート16との連通を解消しやすくなる。
-As the shapes of the external teeth and the internal teeth, for example, those having a trochoidal curve, an involute curve, or a cycloid curve can be adopted.
The size of the difference between the length D1 of the major axis and the length D2 of the minor axis in the
10…オイルポンプ、11…ポンプケース、12…吸入口、13…吸入通路、14…吸入ポート、14B…終端部、15…ポンプ室、16…吐出ポート、16A…始端部、17…吐出通路、18…吐出口、21…インナーロータ、22…アウターロータ、23…駆動軸、31…作動室。 10 ... Oil pump, 11 ... Pump case, 12 ... Suction port, 13 ... Suction passage, 14 ... Suction port, 14B ... End part, 15 ... Pump chamber, 16 ... Discharge port, 16A ... Start part, 17 ... Discharge passage, 18 ... Discharge port, 21 ... Inner rotor, 22 ... Outer rotor, 23 ... Drive shaft, 31 ... Operating chamber.
Claims (1)
前記アウターロータの外形が楕円形状であるオイルポンプ。 A pump case in which a cylindrical pump chamber, a suction port for introducing oil into the pump chamber, and a discharge port for discharging oil from the pump chamber are formed, and a pump case housed in the pump chamber and provided with internal teeth. An outer rotor and an inner rotor provided inside the outer rotor and having external teeth that mesh with the internal teeth and fixed to the drive shaft with a point eccentric to the center of the outer rotor as the center of rotation. An internal gear type oil pump that has
An oil pump having an elliptical outer shape of the outer rotor.
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