JPH0295788A - オイルポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はオイルポンプに係り、特に内燃機関や変速機
等にオイルを供給するオイルポンプに関する。

〔従来の技術〕

オイルポンプにおいては、２個の歯車の噛合によってオ
イルを圧送する歯車ポンプや、内ロータと外ロータとを
有するトロコイド曲線を利用したオイルポンプ等がある
。

このトロコイド曲線を利用したオイルポンプは、トロコ
イド曲線によって形成された内ロータの内歯と外ロータ
の外歯とを噛合し、夫々軸心を異ならしめてポンプハウ
ジングのポケット内に組込み、また、内ロータの内歯の
数が外ロータの外歯の数よりも１何歩なく構成され、内
ロータを回転することにより外ロータが内ロータと同一
方向に回転し、内ロータの内歯と外ロータの外歯とによ
って形成される空間が容積変化をしてポンプ作用を行い
、流体を吸入ポートから吸入して吐出ポート側に吐出す
るものであり、同容量の他種オイルポンプに比し、小形
で構造も簡単であり、また噛合音も小さいので、車両の
潤滑油用ポンプや自動変速機用オイルポンプ等のオイル
ポンプとして広範囲に利用されている。

即ち、トロコイド曲線によって形成された歯形曲線を有
するオイルポンプは、第５〜６図に示す如き構成されて
いる。第５．６図に示す如く、内ロータの内歯の歯形曲
線を設定する際には、基礎円Ｇ１の直径Ａ、転円Ｇ２の
直径Ｂ（但し、Ａ／Ｂ＝Ｎ　　Ｎは整数）離心量ｅ、軌
跡円Ｇ３の直径Ｃを設定した時、先ず基礎円Ｇｌ上を滑
ることなく転円Ｇ２が転がり、その転円Ｇ２の中心Ｏａ
からｅだけ離れた転円Ｇ２内の固定点Ｐが描く軌跡とし
てトロコイド曲線Ｔが描かれ、このトロコイド曲線Ｔ上
に中心を有する直径Ｃを有する軌跡円Ｇ３の円弧群の包
路線によって歯形曲線ＴＣが表わされる（第６図参照）
。

一方、外ロータの外歯の歯形曲線を設定する際には、第
７図に示す如く、基礎円Ｇ１の直径Ａと転円Ｇ２の直径
Ｂとを加えた直径Ｄ　（Ａ＋Ｂ）の外ロータ用基礎円Ｇ
４の円周上に中心を有する軌跡円Ｇ３の直径Ｃの（Ｎ＋
１）個の円弧で主として構成される。このように形成さ
れた内ロータと外ロータとを組合せた場合に、歯形とし
て重要な部分は、駆動に関与する矢印Ｚ１の部分とシー
ルに関与しシール性能を決定する矢印Ｚ２の部分である
。外ロータの歯形上では、この２つの部分は離れて存在
する。そして、内ロータは通常駆動軸にキーなどで固定
されて回転され、外ロータは駆動軸から離心量ｅだけ偏
心した内径を持つポケット内に収められ、内ロータの回
転に従って回転する。これにより、内ロータと外ロータ
の間の空間が回転中に容積変化することにより、流体の
吸入及び吐出作用が行われるのである。しかし、上記の
諸元から得られた内ロータと外ロータとの組合せ間隔（
チップクリアランス）ｇは、零であって、このままでは
実際上、回転不能の状態である。

そこで、得られた内ロータの内歯の歯形曲線を小さくす
るか、または外ロータの外歯の歯形曲線を大きくなるよ
う修正して回転が可能となる組合せ間隙ｇを形成しなけ
ればならない（第８図参照）。

なお、第８図において、１０２は吸入ポート、１０４は
吐出ポートである。

また、このようなオイルポンプとしては、実公昭５７−
５９６７２号公報、実公昭５６−２４２５０号公報、実
開昭５９−８４２８８号公報、および特開昭５９−９６
４１０号公報に開示されている。これら公報に記載のオ
イルポンプは、ポンプハウジングに設けたロータ室に内
ロータと外ロータとの各歯を噛合して偏心回転可能に内
装するとともに、ロータ室の開口するポンプハウジング
のローフ回転軸心方向−側面にケーシングの当接面を当
接させ固定具により固定して設け、内ロータと外ロータ
との偏心回転により前記各歯間にロータ回転方向に拡縮
しつつ移動する空間を形成し、吸入ポートから流体を吸
入して圧縮し吐出ポートに吐出するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、従来、トロコイド曲線を利用したオイルポン
プにおいては、直径Ｃの真円からなる軌跡円によって形
成された内ロータの内歯と上述の軌跡円によって形成し
た外ロータの外歯との噛合の位置がチップクリアランス
（内ロータと外ロータとの組合せ間隙）ｇ、サイドクリ
アランス（ロータとポンプハウジングの厚さ方向の間隙
）によって変化するので、夫々内歯と外歯との噛合は内
ロータの内歯が外ロータの外歯に挟まれ、第８閾の矢印
ｚ１で示す如く、ハソクラソシのない状態になってしま
い、このため、ポンプ音の発生が大となる不都合を招い
た。

この不都合を解消するために、基礎円の直径Ａと転円の
直径Ｂとを加えた外ロータ用基礎円Ｇ４の径Ａ＋ＢをΔ
Ｆだけ大きくするか、外ロータの外歯の歯形の転円の直
径ＣをΔＧだけ小さくすることができるが、チップクリ
アランスｇも大となってポンプ性能が低下するという不
都合があった。

〔発明の目的〕

そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべく外
ロータ用基礎円に対して長径を径方向で且つ短径を円周
方向に位置させた長円によって外ロータの外歯の歯形曲
線を形成することにより、ポンプ音の発生を低減して静
粛性を向上するとともに、ポンプ効率を向上し得るオイ
ルポンプを実現するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するためにこの発明は、外ロータの外歯
にトロコイド曲線によって形成された内ロータの内歯を
噛合して偏心回転させることにより前記ロータの回転方
向に拡縮しつつ移動する空間を前記内ロータの内歯と前
記外ロータの外歯とによって形成し、吸入ポートから流
体を吸入し圧縮して吐出ポートから吐出するオイルポン
プにおいて、外ロータ用基礎円の中心を通る直線が核外
ロータ用基礎円と交わる交点を中心とし前記直線方向を
長軸とするとともに前記交点を通る接線方向を短軸とす
る長円による歯形曲線によって前記外ロータの外歯を形
成したことを特徴とする。

〔作用〕

この発明の構成によれば、外ロータ用基礎円の中心を通
る直線が外ロータ用基礎円と交わる交点を中心とし直線
方向を長軸にするとともに交点を通る接線方向を短軸と
する長円によって外ロータの外歯の歯形曲線を形成する
ことにより、真円からなる軌跡円で形成した内ロータの
内歯に長円による歯形曲線で形成した外ロータの外歯を
噛合せ、駆動に関与する部分に所定のバラクラフシを形
成してポンプ音の発生を低減し、また、シールに関与す
る部分の隙間であるチンプクラアランスを徒に大きくす
ることがないので、シール性能を担保してポンプ性能を
向上する。

〔実施例〕

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜６図は、この発明の実施例を示すものである。図
において、２は内燃機関、４はシリンダヘッド、６はシ
リンダブロック、８はオイルパンである。シリンダブロ
ック６に装着されたクランク軸ＩＯには、例えば内燃機
関２の潤滑油等を圧送するオイルポンプ１２が取付けら
れている。このオイルポンプ１２は、オイルパン８内の
潤滑油をオイルストレーナ１４を経て吸入し、そして潤
滑油の圧力を高くしてオイルフィルタ１６側に圧送し、
内燃機関２各部に潤滑油を供給するものである。

前記メイルポンプ１２は、以下の如く構成される。即ち
、オイルポンプ１２は、第２図に示す如く、トロコイド
曲線によって形成された内歯１８ａを有する内ロータ１
８と、外歯２０ａを有する外ロータ２０とが偏心した状
態、つまり互いの軸心を異ならしめた状態でポンプハウ
ジング２２内に組込まれ、−側からポンプガスケット２
４を介してポンププレート２６を取着して構成されてい
る。

前記内ロータ１８の内歯１８ａの歯形曲線は、以下の如
き設定される。即ち、第５．６図に示す如（、内ロータ
用基礎円Ｇ１の直径Ａ、転円Ｇ２の直径Ｂ（但し、Ａ／
Ｂ＝Ｎ、Ｎは整数）、離心ｉ１ｅ、軌跡円Ｇ３の直径Ｃ
を設定した時、先ず基礎円Ｇｌ上を滑ることなく転円Ｇ
２が転がり、その転円Ｇ２の中心Ｏａからｅだけ離れた
転円Ｇ２内の固定点Ｐが描く軌跡としてトロコイド曲線
Ｔが描かれ、このトロコイド曲線Ｔ上に中心を有する直
径Ｃを有する軌跡円Ｇ３の円弧群の包路線によって歯形
曲線ＴＣが表わされる（第６図参照）。

また、外ロータ２０の外歯２０ａの歯形曲線の修正は、
以下の如き行われる。即ち、第３図に示す如く、前記内
ロータ用基礎円Ｇｌの直径Ａと前記転円Ｇ２の直径Ｂと
を加えた外ロータ用基礎円Ｇ４の直径りの中心Ｏ１を通
る直線りが外ロータ用基礎円Ｇ４と交わる交点０２を中
心とし直線りの方向（Ｙ軸）が長軸で直径ｍを有すると
ともに、交点０２を通る接線方向（Ｘ軸）が短軸で短径
ｎを有する長円により、外ロータ２０の外歯２０ａの歯
形曲線が形成される。つまり、外ロータ２０の歯形２０
ａを、従来の 第３図に示す如く、 （但し、Ｙ軸が外ロータ２０の径方向、Ｘ軸が外ロータ
２０の円周方向）の長円Ｇ５によって形成する。

そして、内ロータ１８の内歯１８ａと外ロータの外歯２
０ａとを噛合せて組付けた際に、第４図に示す如く、駆
動に関与する矢印ｚｌ、ｚ１の部分に隙間（バックラノ
シ）Ｓ、Ｓを形成することができ、またシールに関与す
る矢印Ｚ２の部分では従来に対して変化がなく、所定の
チップクリアランスｇを確保し、しかも滑らかな歯形曲
線を形成することができる。勿論ｎ／ｍ＜ｌの範囲で、
極めて１に近い値をとることになる。なお、符号２８は
吸入ポート、３０は吐出ポート、３２は内ロータ１８の
内歯１８ａと外ロータ２０の外歯２０ａとによって形成
される空間である。

次に、この実施例の作用を説明する。

クランク軸１０の駆動によってオイルポンプ１２の内ロ
ータ１８が回転し、この内ロータ１８の回転によってこ
の内ロータ１８の内歯１８ａが外ロータ２０の外歯２０
ａ、２Ｏａ間の谷間に入り込んで空間３２の容積が変化
し、外ロータ２゜も内ロータ１８と同一方向に回転し、
空間３２の容積の変化によって吸入ポート２８側からの
低圧の潤滑油が吐出ポート３０側に高圧となって吐出さ
れる。

ところで、この実施例に係る外ロータ２０の外歯２０ａ
の歯形曲線は、内ロータ用基礎円Ｇ１の直径Ａと前記転
円Ｇ２の直径Ｂとを加えた外ロータ用基礎円Ｇ４の直径
りの中心０１を通る直線りが外ロータ用基礎円Ｇ４と交
わる交点０２を中心とし直ｉＬの方向（Ｙ軸）が長軸で
長径ｍを有するとともに、交点０２を通る接線方向くＸ
軸）が短軸で短径ｎを有する長円Ｇ５によって形成され
ている。これにより、第４図に示す如く、駆動に関与す
る矢印ｚ１．ｚ、の部分に所定のバックランシＳ１Ｓが
形成されているので、内歯１８ａと外歯２０ａとが干渉
するのを防止し、ポンプ音の発生を低減して静粛性を向
上させ且つ摩耗等を防止することができるとともに、矢
印Ｚ２の部分のシール部位においては従来と路間−の千
ノブクリアランスｇが形成されているので、シール性能
を担保し、ポンプ効率を向上させることができる。

即ち、この実施例によれば、通常生産可能な公差円のチ
ップクリアランス、ボディクリアランスを維持しつつ外
ロータ２０の外歯２０ａの歯形を修正することができ、
実用上有利となる。

なお、この実施例に係るオイルポンプ１２は、四輪自動
車や自動二輪車のエンジンオイルのポンプ、また、自動
変速機のオイルポンプ、更に産業機械の油圧ポンプ、そ
して医療機器のオイルポンプ等として広い分野で利用さ
れるものである。

〔発明の効果〕

以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
外ロータ用基礎円の中心を通る直線が外ロータ用基礎円
と交わる交点を中心とし直線の方向を長軸にするととも
に交点を通る接線方向を短軸とする長円による歯形曲線
によって外ロータの外歯を形成したことにより、駆動に
関与する部分に所定のバンクラソシを形成してポンプ音
の発生を低減して静粛性を向上し得る。

また、シールに関与する部分の隙間であるチップクリア
ランスを所定に確保することができるので、シール性能
を良好に維持し、ポンプ性能の向上を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図はこの発明の実施例を示し、第１図は内燃機
関の斜視図、第２図はオイルポンプの組立状態の斜視図
、第３図は外ロータの外歯を修正する説明図、第４図は
内ロータの内歯と外ロータの外歯とを組付けた状態の説
明図、第５．６図は内ロータの内歯の歯部曲線を設定す
る説明図である。 第７．８図は従来における内ロータと外ロータとの歯形
曲線を示し、第７図は外ロータの歯形曲線を設定する説
明図、第８図は内ロータと外ロータとを組付た状態の説
明図である。 図において、２は内燃機関、１０はクランク軸、１２は
オイルポンプ、１８は内ロータ、１８ａは内歯、２０は
外ロータ、２０ａは外歯、２２はポンプハウジング、２
８は吸入ポート、３０は吐出ポート、そして３２は空間
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、外ロータの外歯にトロコイド曲線によって形成され
   た内ロータの内歯を噛合して偏心回転させることにより
   前記ロータの回転方向に拡縮しつつ移動する空間を前記
   内ロータの内歯と前記外ロータの外歯とによって形成し
   、吸入ポートから流体を吸入し圧縮して吐出ポートから
   吐出するオイルポンプにおいて、外ロータ用基礎円の中
   心を通る直線が該外ロータ用基礎円と交わる交点を中心
   とし前記直線方向を長軸とするとともに前記交点を通る
   接線方向を短軸とする長円による歯形曲線によって前記
   外ロータの外歯を形成したことを特徴とするオイルポン
   プ。