JP7234576B2 - オイルポンプとオイルパイプとの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、オイルポンプとオイルパイプとの接続構造に関する。

特許文献１に記載のフォークリフトにおける車体フレーム内部には、オイルを貯留するオイルタンクが固定されている。オイルタンクには、管状のサクション管の一端が接続されている。サクション管の他端は、オイルポンプに接続されている。オイルポンプには、管状のオイル供給管の一端が接続されている。オイル供給管の他端は、オイルコントロールバルブに接続されている。

特許文献１に記載のオイルポンプが駆動すると、オイルタンクに貯留されているオイルは、サクション管を介してオイルポンプへ吸い込まれる。また、オイルポンプに吸い込まれたオイルは、オイルポンプから吐出され、オイル供給管を介してオイルコントロールバルブに送り込まれる。オイルコントロールバルブは車両の各所へのオイルの給排を制御する。

特開平６－３１６４００号公報

特許文献１のようなオイル供給系において、オイルポンプとして、いわゆるトロコイド式のオイルポンプを採用することがある。トロコイド式のオイルポンプにおいては、オイルポンプの吐出圧に脈動が生じる。また、トロコイド式のオイルポンプでなくても、オイルポンプからのオイルの圧送量が変化すれば、吐出圧も変化する。このように、オイルポンプの吐出圧に変化が生じると、オイルが流通する各配管に負担がかかる。特に、オイルポンプと配管との接続箇所においては、吐出圧の変化に伴う負担が集中しやすく、亀裂等の破損が生じやすい。

上記課題を解決するため、本発明は、オイルを吐出するオイルポンプに連結されるオイルパイプであって、円管状のパイプ部と、前記パイプ部の外周面から突出するフランジ部と、前記フランジ部に固定されているとともに前記パイプ部の周方向に延びて前記パイプ部の外周面を囲う補強部と、を備え、前記フランジ部には、当該フランジ部と前記オイルポンプとを固定するための固定部が設けられ、前記補強部のうちの前記パイプ部の中心軸線よりも前記固定部側には、前記パイプの周方向一定範囲において前記補強部の外周面から径方向内側に向かって窪む空間が設けられており、前記空間は、前記パイプの軸方向において、前記補強部における前記フランジ部との当接部側とは反対側の端部に配置されている。

上記構成によれば、オイルパイプのパイプ部のうち、オイルポンプの吐出圧の変化に伴う負担が集中しやすいオイルポンプとの接続箇所が、補強部によって補強されている。したがって、パイプ部におけるオイルポンプとの接続箇所近傍に、亀裂等の破損が生じにくい。また、上記構成によれば、補強部の外周面から窪む空間が設けられているため、オイルパイプのフランジ部をオイルポンプに工具を用いて固定する際、工具が補強部に干渉しにくい。すなわち、上記空間によって、工具を取り回すためのスペースが確保されている
。

オイルパイプとオイルポンプとの接続箇所の斜視図。 （ａ）はオイルパイプとオイルポンプとの接続箇所の断面図。（ｂ）はオイルパイプとオイルポンプとの接続箇所の上面図。

以下、オイル供給系の一実施形態について、図面を参照して説明する。先ず、オイル供給系の供給通路について説明する。
図１に示すように、オイル供給系は、内燃機関の出力軸の回転に基づいて駆動する可変容量型のオイルポンプ１０を備えている。オイルポンプ１０は、オイルパン４５に貯留されているオイルを吸引して圧送する。また、オイルポンプ１０内には、吐出するためのオイルとは別に制御用のオイルが供給される。そして、オイルポンプ１０は、そのオイルの油圧の大小によって、吐出容量が変更可能になっている。オイルポンプ１０の吐出口（図示略）には、オイルポンプ１０から吐出されたオイルが流れるオイル供給管２０の一端が接続されている。なお、図１では、オイルポンプ１０の一部のみを拡大して図示しており、他の箇所の図示を省略している。

オイル供給管２０の途中には、内燃機関のオイル供給対象２５が配置されている。オイル供給対象２５としては、潤滑が必要な機械的な機構（例えば動弁機構）や、油圧によって動作する機構（例えばバルブタイミング可変機構）である。なお、図１では、オイル供給対象２５として１つのみを図示している。オイル供給管２０の他端は、オイルパン４５に接続されている。したがって、オイルポンプ１０から吐出され、オイル供給対象２５に供給されたオイルは、再びオイルパン４５に戻される。

オイル供給管２０の途中からは、分岐管２０Ａが分岐している。分岐管２０Ａの下流端には、オイルコントロールバルブ３０が接続されている。オイルコントロールバルブ３０には、オイルパイプ５０の一端が取り付けられている。オイルパイプ５０の他端には、オイルポンプ１０が取り付けられている。図２（ａ）に示すように、オイルパイプ５０は、オイルポンプ１０におけるケーシング部材１２に区画された制御油室１１に連通されている。オイルポンプ１０においては、オイルコントロールバルブ３０からオイルパイプ５０を介して、制御油室１１に制御用のオイルが給排されることで、制御油室１１内の油圧が制御される。

また、図１に示すように、オイルコントロールバルブ３０には、オイルコントロールバルブ３０に供給されたオイルを排出するための排出管４０が接続されている。排出管４０の下流端は、オイルパン４５に接続されている。したがって、オイルポンプ１０の制御油室１１から排出されたオイルは、オイルパイプ５０、オイルコントロールバルブ３０、排出管４０を経て、再びオイルパン４５に戻される。

次に、オイルパイプ５０とオイルポンプ１０との接続構造について、説明する。
図２（ａ）に示すように、オイルポンプ１０のケーシング部材１２には、オイルの給排口として機能する開口部１３が区画されている。開口部１３は、円柱状になっている。この開口部１３によって、制御油室１１とケーシング部材１２の外部とが連通している。

図１に示すように、オイルパイプ５０は、パイプ部６０と、フランジ部７０と、補強部８０とで構成されている。図２（ａ）に示すように、パイプ部６０は、円管状となっている。パイプ部６０の端部は、オイルポンプ１０における開口部１３に挿入されている。パイプ部６０の端部が開口部１３に接続された状態においては、パイプ部６０の内部は、オ
イルポンプ１０の制御油室１１と連通している。パイプ部６０の内径は、当該パイプ部６０の中心軸線６０Ｃ方向の全域に亘って略一定となっている。

図１に示すように、パイプ部６０の外周面における円周方向全域からは、板状のフランジ部７０が突出している。フランジ部７０は、パイプ部６０の径方向に延びている。この実施形態では、フランジ部７０の突出長が最も短い部分と最も長い部分とが、パイプ部６０の周方向において１８０度反対側に位置している。その結果として、フランジ部７０は、平面視すると略楕円状となっている。そして、フランジ部７０の長径方向における中央よりも一方側にパイプ部６０が位置している。オイルパイプ５０のパイプ部６０がオイルポンプ１０の開口部１３に挿入された状態においては、フランジ部７０のオイルポンプ１０側の面は、オイルポンプ１０のケーシング部材１２と接触している。

図２（ａ）に示すように、フランジ部７０の長径方向における中央よりも他方側（楕円の中心を挟んでパイプ部６０とは反対側）においては、貫通孔７１が貫通している。貫通孔７１には、ボルト７２が挿通されていて、このボルト７２がフランジ部７０とオイルポンプ１０とを固定している。すなわち、フランジ部７０における貫通孔７１及びボルト７２が、フランジ部７０とオイルポンプ１０とを固定するための固定部となっている。なお、この実施形態では、ボルト７２の頭部とフランジ部７０との間に、環状のワッシャ７４が介在している。ワッシャ７４の外径は、ボルト７２の頭部の外径よりも大きくなっている。

図１に示すように、フランジ部７０におけるケーシング部材１２とは反対側の面には、補強部８０が固定されている。補強部８０は、パイプ部６０の周方向に延びていて、当該パイプ部６０の外周面を周方向一定の範囲に亘って囲っている。また、補強部８０の径方向の寸法（厚み）は、周方向において一定になっている。換言すると、図１に示すように、補強部８０は、円筒の周方向の一部を切り欠いたような形状となっている。したがって、図２（ｂ）に示すように、この切り欠かれたような部分においては、仮に補強部８０が円筒状であると仮定した場合の仮想外周面Ｌ５に対して径方向内側に窪むように空間Ｓが生じている。そして、空間Ｓは、パイプ部６０の中心軸線６０Ｃ方向において、補強部８０の全域から窪むように配置されている。この空間Ｓが生じている部分においては、パイプ部６０は補強部８０に覆われてなく、外部に露出している。また、図２（ａ）に示すように、補強部８０におけるパイプ部６０の中心軸線６０Ｃ方向の長さは、フランジ部７０から補強部８０側に突出するボルト７２の頭部よりも長くなっている。

次に、空間Ｓの位置及び範囲について詳述する。
図２（ｂ）に示すように、パイプ部６０の中心軸線６０Ｃ方向から視たとき、フランジ部７０上において、パイプ部６０の中心軸線６０Ｃから貫通孔７１の円中心Ｐ２までの長さは、パイプ部６０の半径Ｒ１に、ワッシャ７４の半径Ｒ２及び所定値Ｘを加えた値よりも大きくなっている。所定値Ｘは、ワッシャ７４の製品ばらつきにボルト７２を組みつける際に必要な隙間量を加えた値となっている。

また、本実施形態では、空間Ｓは、パイプ部６０の中心軸線６０Ｃよりも貫通孔７１側に位置している。具体的には、パイプ部６０の中心軸線６０Ｃと貫通孔７１の円中心Ｐ２を結んだ直線を仮想線Ｌ１としたとき、空間Ｓは、パイプ部６０の周方向に仮想線Ｌ１で二等分されるような位置に位置している。

ここで、フランジ部７０上において、パイプ部６０の中心軸線６０Ｃから補強部８０の円周方向における一端Ｅ１をつないだ直線を仮想線Ｌ２とする。また、仮想線Ｌ２に直交して貫通孔７１の円中心Ｐ２を通る直線を仮想線Ｌ３とする。このとき、仮想線Ｌ２と仮想線Ｌ３との交点Ｐ３から貫通孔７１の円中心Ｐ２までの長さＹが、ワッシャ７４の半径
Ｒ２よりも所定値Ｘ以上大きくなるように空間Ｓのパイプ部６０の周方向における角度θが設定されている。この実施形態では、上記角度θは、約９０°になっている。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）オイルポンプ１０が駆動すると、オイルポンプ１０からオイル供給管２０にオイルが吐出される。オイル供給管２０に吐出されたオイルは、分岐管２０Ａに流れる。分岐管２０Ａに流れたオイルは、オイルコントロールバルブ３０に供給される。そして、オイルコントロールバルブ３０は、オイルパイプ５０を介して、オイルポンプ１０の制御油室１１内の油圧を制御する。この際、制御油室１１内の油圧を高くしようとするときには、オイルパイプ５０内において、オイルコントロールバルブ３０からオイルポンプ１０へとオイルが流れる。このとき、オイル供給管２０や分岐管２０Ａにおける吐出圧の脈動が伝播して、オイルパイプ５０内におけるオイルの油圧が変化する。また、制御油室１１内の油圧を低くしようとするときには、オイルパイプ５０内において、オイルポンプ１０からオイルコントロールバルブ３０へとオイルが流れる。そのため、制御油室１１内の油圧を低くしようとするときに、オイルパイプ５０のオイルポンプ１０との接続箇所においては、オイルポンプ１０からオイルコントロールバルブ３０へのオイルの圧送量が変化することで、吐出圧が変化する。

本実施形態では、オイルパイプ５０とオイルポンプ１０との接続箇所において、オイルパイプ５０のパイプ部６０の外周面は、補強部８０によって囲われている。よって、吐出圧の変化に伴う負担が集中しやすいオイルパイプ５０とオイルポンプ１０との接続箇所におけるオイルパイプ５０のパイプ部６０は、補強部８０によって補強されている。そのため、オイルポンプ１０からの吐出圧の変化に伴う負担が、オイルパイプ５０とオイルポンプ１０との接続箇所に集中しても、オイルパイプ５０におけるパイプ部６０には、亀裂等の破損は生じにくい。

また、このように、補強部８０によるパイプ部６０の補強が実現されていることから、本実施形態では、パイプ部６０の内径を一定にしている。そのため、補強のために、パイプ部６０の一部の内径を小さくして壁の厚みを厚くするといった設計変更は必要ないし、それに伴ってオイルの流通抵抗が増大することもない。

（２）本実施形態において、オイルパイプ５０におけるフランジ部７０とオイルポンプ１０とは、フランジ部７０の貫通孔７１を挿通するボルト７２によって固定されている。一方、パイプ部６０の補強をするうえでは、補強部８０の径方向の寸法（厚み）を大きくすればするほど、高い補強効果が期待できる。しかし、補強部８０の径方向の寸法（厚み）が大きいほど、補強部８０に対して上記ボルト７２やワッシャ７４が干渉しないように、これらの間隔を長くする必要がある。その結果、フランジ部７０の寸法を大きくせざるを得ず、スペースの確保やオイルパイプ５０の軽量化の妨げとなる。また、仮に、補強部８０が直接的にボルト７２やワッシャ７４と干渉しなくても、これらの間隔が過度に小さいと、ボルト７２でオイルパイプ５０をオイルポンプ１０に取り付ける際に、工具が補強部８０に干渉して取り回しにくくなる。

そこで、本実施形態においては、パイプ部６０の中心軸線６０Ｃよりも貫通孔７１側、すなわちボルト７２側に、補強部８０が存在しない空間Ｓが位置している。すなわち、補強部８０は、ボルト７２やワッシャ７４に干渉しない形状になっている。したがって、補強部８０に干渉して、ボルト７２やワッシャ７４が取り付け不可能になることはない。また、この空間Ｓは、ボルト７２を取り付ける際に、工具を取り回すためのスペースとしても機能するため、工具が補強部８０に干渉することも抑制できる。

（３）本実施形態においては、空間Ｓのパイプ部６０の周方向における角度θは、長さ
Ｙが半径Ｒ２よりも所定値Ｘ以上大きくなるように設定されている。すなわち、ワッシャ７４の外縁よりも径方向外側に向かって所定値Ｘの範囲内には、補強部８０が存在しない。このように、ワッシャ７４の外縁よりも外側の範囲内に、ある程度のスペースが確保されているため、ボルト７２を螺合させる際に工具を回転させる必要があっても、工具が補強部８０に干渉することは防げる。

上記実施形態は、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。
・ボルト７２とワッシャ７４は、一体型となっていてもよい。例えば、フランジ付き六角ボルトであってもよい。この場合、ボルトと一体のフランジの半径を、上記実施形態のワッシャ７４の半径Ｒ２に代えて、空間Ｓの角度θを設計すればよい。

・空間Ｓのパイプ部６０の周方向における角度θは、補強部８０とワッシャ７４とが干渉しない限りにおいて、適宜変更できる。
・オイルパイプ５０におけるフランジ部７０とオイルポンプ１０との固定態様は、上記実施形態の例に限られない。例えば、フランジ部７０の長径方向における中央よりも他方側において、フランジ部７０とオイルポンプ１０とをスポット溶接で固定してもよい。この場合、長さＹが、スポット溶接機のスポット溶接ガン先端部が動作する際に必要な範囲の値以上となっていることが好ましい。

・空間Ｓは、補強部８０の径方向の全域に亘って位置していなくてもよい。すなわち、パイプ部６０において、空間Ｓが位置する側の外周面が露出していなくてもよい。例えば、補強部８０において外周面から径方向内側に向かって凹部が窪んでいて、その凹部の内部が空間Ｓとして機能していてもよい。

・空間Ｓのパイプ部６０の中心軸線６０Ｃ方向の位置は、補強部８０におけるフランジ部７０との当接部側とは反対側の端部から一部分であってもよい。一般に、ボルト７２を取り付ける際には、補強部８０におけるフランジ部７０との当接部側とは反対側から工具を差し入れることになる。したがって、少なくとも補強部８０におけるフランジ部７０との当接部側とは反対側に空間Ｓが位置していれば、当該空間Ｓは、工具を取り回すためのスペースとして機能する。

・空間Ｓの形状は、パイプ部６０の中心軸線６０Ｃ方向において、角度θが一定でなくてもよい。例えば、空間Ｓのフランジ部７０との当接部側では角度θが小さく、当接部側から離れるにつれて、角度θが大きくなっていてもよい。少なくとも、空間Ｓは、パイプ部６０の中心軸線６０Ｃよりも貫通孔７１側において、パイプ部６０の周方向一定範囲において、配置されていればよい。

・オイルパイプ５０における補強部８０等の構造を、オイル供給管２０とオイルポンプ１０との接続部分の構造として採用してもよい。
・オイルポンプ１０は、内燃機関の出力軸の回転に基づいて駆動する可変容量型でなくてもよい。例えば、電動式のポンプであってもよい。この場合、オイルが流通する管材とオイルポンプ１０との接続部分に、上記実施形態のオイルパイプ５０における補強部８０等の構造を適用すればよい。オイルポンプ１０としてどのような形式のものが採用されていても、オイルの供給と停止を繰り返すようなときに、圧送量が変化すれば、吐出圧は当然変化するので、上記実施形態の補強部８０等の構造を採用することは好適である。

１０…オイルポンプ、１１…制御油室、１２…ケーシング部材、１３…開口部、２０…オイル供給管、２０Ａ…分岐管、２５…オイル供給対象、３０…オイルコントロールバル
ブ、４０…排出管、４５…オイルパン、５０…オイルパイプ、６０…パイプ部、６０Ｃ…中心軸線、７０…フランジ部、７１…貫通孔、７２…ボルト、７４…ワッシャ、８０…補強部、Ｌ５…仮想外周面、Ｓ…空間。

Claims (1)

1. オイルを吐出するオイルポンプと前記オイルポンプに連結されるオイルパイプとの接続構造であって、
   前記オイルパイプは、
   円管状のパイプ部と、前記パイプ部の外周面から突出するフランジ部と、前記フランジ部に固定されているとともに前記パイプ部の周方向に延びて前記パイプ部の外周面を囲う補強部と、を備え、
   前記フランジ部には、当該フランジ部を貫通する貫通孔と、前記貫通孔に挿通されて前記オイルポンプ及び前記オイルパイプを固定するボルトと、が設けられており、
   前記ボルトの頭部及び前記フランジ部の間には、環状のワッシャが介在しており、
   前記補強部のうちの前記パイプ部の中心軸線よりも前記貫通孔側には、前記パイプ部の周方向一定範囲において前記補強部の外周面から径方向内側に向かって窪む空間が１つ設けられており、
   前記空間は、前記パイプ部の軸方向において、前記補強部の全域から窪むように配置されており、
   前記パイプ部の軸方向から視たときに、前記貫通孔が前記空間の範囲外に位置しており、且つ、前記ワッシャの一部が前記空間の範囲内に位置しており、
   前記補強部は、前記パイプ部の周方向において、前記空間が設けられている前記一定範囲を除く全域に亘って連続的に延びている
   オイルポンプとオイルパイプとの接続構造。

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