JPH0428913B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は回転型オイルポンプに関するものであ
る。

従来技術と問題点 回転型オイルポンプは、オイル吸込口及びオイ
ル吐出口を有するハウジングと、該ハウジングの
内壁に摺接しながらハウジング内で回転する回転
体とを備えており、該回転体の回転に伴つてオイ
ル吸込口からハウジング内のポンプ作動空間内に
吸込んだオイルをオイル吐出口から吐出するよう
になつている。この種の回転型オイルポンプの代
表的なものとして、トロコイド型オイルポンプ、
ギヤ型オイルポンプ及びクレセント型オイルポン
プが広く知られている。

トロコイド型オイルポンプにおいては、ハウジ
ング内に第一回転体であるリングギヤが回転自在
に設けられ、リングギヤ内には該リングギヤの内
側トロコイド歯と噛み合う第２回転体であるギヤ
ロータが偏心状態で回転可能に設けられ、該ギヤ
ロータとリングギヤとハウジングの内壁とによつ
てポンプ作動空間が区画形成され、ギヤロータを
回転駆動すると、リングギヤが同方向に回転しつ
つオイルの吸入及び吐出を繰り返す。

この種のトロコイド型ポンプの場合、リングギ
ヤの両端面と外周面とが通常アルミニウム合金等
で作られているハウジングの内壁に摺接し、ま
た、ギヤロータの両端面がハウジングの内壁に摺
接する。したがつて、従来はこれら摺接面とハウ
ジングの内壁との間に適当なクリアランスを設け
てオイル潤滑を行なうようにしているが、従来の
ハウジングの内壁及びリングギヤ、ギヤロータ等
の摺接面は凹凸のない滑らかな面に仕上げられて
いるにもかかわらず、前記クリアランス内で油膜
切れを起こし、このため主としてハウジングの内
壁が摩耗し、あるいは回転方向に溝状のキズが発
生し、その結果、ポンプ効率の低下やガタつきに
よる騒音の発生等を招いている。このことは特に
自動車用内燃機関の回転型オイルポンプの如く毎
分数千回転という高速の条件下で使用されるポン
プで著しい。

ギヤ型オイルポンプにおいては、ハウジング内
に互いに外接状態で噛み合う２つのギヤロータが
設けられており、両ギヤロータの回転によつてハ
ウジング内のポンプ作動空間内へのオイルの吸入
及び吐出が行われれる。

このギヤ型オイルポンプの場合、ギヤロータの
両端面と歯先部とがハウジングの内壁に摺接する
が、従来のこの種のポンプにおいては、ハウジン
グの内壁、ギヤロータの両端面及び歯先面は凹凸
のない滑らかな面に仕上げられているため、通常
アルミ合金等で作られているハウジングの内壁と
ギヤロータとの間で油膜切れが起こり、このた
め、ハウジングの内壁が主として摩耗し、あるい
は回転方向に溝状のキズが発生し、その結果、ポ
ンプ効率の低下やガタつきによる騒音の発生等を
招くこととなつている。

更に、クレセント型オイルポンプにおいては、
ハウジング内に第１回転体であるリングギヤが回
転自在に設けられ、リングギヤ内に、該リングギ
ヤの内歯と噛み合う第２回転体であるギヤロータ
が偏心状態で回転可能に設けられ、リングギヤと
ギヤロータとが離れる領域にハウジングの一部を
なす三ケ月状部材を設けてリングギヤとギヤロー
タとをこの三ケ月状部材に摺接させ、ギヤロータ
を回転駆動することによつてリングギヤを同方向
に回転させつつオイルの吸入及び吐出を繰り返す
ようになつている。

この種のポンプの場合、リングギヤの両端面及
び外周面がハウジングの内壁に摺接し、ギヤロー
タの両端面がハウジングの内壁に摺接し、更に、
リングギヤ及びギヤロータの歯先面が三ケ月状部
材の内・外側壁面に摺接するが、従来のこの種の
ポンプにおいてはハウジングの内壁、三ケ月状部
材の内・外側壁面、リングギヤの両端面及び外周
面、ギヤロータの両端面、並びにリングギヤ及び
ギヤロータの歯先面が凹凸のない滑らかな面に仕
上げられているため、通常アルミ合金等で作れて
いるハウジング、三ケ月状部材等とリングギヤ、
ギヤロータ等との間で油膜切れが起こり、このた
め、主としてハウジング、三ケ月状部材等が摩耗
し、あるいは回転方向に溝状のキズが発生し、そ
の結果、ポンプ効率の低下、、ガタつきによる騒
音の発生等を招いている。このように従来のこの
種のポンプは油膜切れ等による欠点を有し、長期
に亘つて安定した性能を保持することができなか
つた。

発明の目的 本発明は、上記問題点に鑑み、ハウジング及び
回転体の摩耗を低減させるとともにキズの発生を
防止し、もつて、ポンプ効率の低下や騒音の発生
を防止することができる回転型オイルポンプを提
供することを目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するため、本発明は、ハウジン
グの内壁と、該内壁に摺接する回転体の摺接面と
のいずれか一方にテーパードランドを連設するこ
とによりハウジングの内壁と回転体の摺接面との
間にくさび形油膜層を形成するようにし、更に、
前記テーパードランド表面に硬質表面層を形成す
ることにより、ハウジング及び回転体の摩耗の低
減並びにキズ発生の防止を図つたことを特徴とす
る。

実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

第１図ないし第５図は本発明をトロコイド型オ
イルポンプに適用した場合の第一実施例を示すも
ので、第１図を参照すると、ポンプのハウジング
１０はシリンダ状の内壁２１を有するセンタハウ
ジング２０と、センタハウジング２０の両開口端
部にそれぞれ密着したフロント側、リア側サイド
プレート３０，４０とからなつている。センタハ
ウジング２０、フロントサイドプレート３０及び
リアサイドプレート４０は図示しないボルトで締
結固定されている。なお、フロントサイドプレー
ト３０若しくはリアサイドプレート４０をセンタ
ハウジング２０と一体に形成するようにしてもよ
い。

フロントサイドプレート３０にはオイル吸込穴
３１が形成されており、リアサイドプレート４０
にはオイル吐出穴４１が形成されている。

センタハウジング２０内には、第２図にも示す
ように、内側にトロコイド歯５１を有するリング
ギヤ５０が回転自在に嵌挿されており、リングギ
ヤ５０の内側にはトロコイド歯５１と噛み合うト
ロコイド歯６１を外周に備えたギヤロータ６０が
偏心状態で回転可能に設けられている。トロコイ
ド歯５１，６１の歯数はここでは５つと６つであ
るが、例えば４つと５つであつてもよい。

ギヤロータ６０の中心孔６２にはドライブシヤ
フト７０が挿入され、ドライブシヤフト７０及び
ギヤロータ６０はキー結合によつて固定されてい
る。これはキー結合に限られず例えばカシメ構造
であつてもよい。ドライブシヤフト７０はリアサ
イドプレート４０に回転自在に支持されており、
一端が外部に延びて図示しない駆動源に連結でき
るようになつている。

駆動源からの駆動力によりドライブシヤフト７
０を介してギヤロータ６０を第２図中矢印ｎ方向
に回転させると、ギヤロータ６０の各トロコイド
歯６１とリングギヤ５０の各トロコイド歯５１と
が常時接触状態を保つたまま、リングギヤ５０が
同方向に６分の５の回転数で回転する。この結
果、リングギヤ５０とギヤロータ６０との間に形
成される空間V₁が回転方向に移動しつつ容積の
増加と減少とを繰り返し、この作用によつて、オ
イルがオイル吸込穴３１から空間V₁内に吸い込
まれた後、オイル吐出穴４１から吐出される。

ギヤロータ６０及びリングギヤ５０の回転時に
おいて、リングギヤ５０の外周面５２はセンタハ
ウジング２０の内壁２１に対し摺動し、リングギ
ヤ５０の両端面５３，５４及びギヤロータ６０の
両端面６３，６４はそれぞれフロントサイドプレ
ート３０の内壁３２及びリアサイドプレート４０
の内壁４２に対し摺動する。

リングギヤ５０の外周面５２とセンタハウジン
グ２０の内壁２１との間には通常0.05〜0.20mm程
度のクリアランスが形成され、また、リングギヤ
５０の両端面５３，５４及びギヤロータ６０の両
端面６４，６４とフロント及びリアサイドプレー
ト３０，４０の内壁３２，４２との間には通常
0.03〜0.10mm程度のクリアランスが形成される。
従つて、リングギヤ５０及びギヤロータ６０はハ
ウジング１０内で多少遊動し得る。このため、上
記クリアランスへのオイル補給が不十分な場合に
はこれらリングギヤ５０及びギヤロータ６０がハ
ウジング１０に直接金属接触する。

このため、この第１実施例においては、第２図
ないし第４図に示されるように、リングギヤ５０
の両端面５３，５４及びギヤロータ６０の両端面
６３，６４にそれぞれテーパードランド５５，６
５が周方向に連設されている。テーパードランド
５５，６５は基本的にはそれぞれリングギヤ５０
及びギヤロータ６０の回転方向（矢印ｎ方向）に
対して下り 勾配を有する傾斜面５５ａ，６５ａ
と、この傾斜面５５ａ，６５ａの頂部５５ｂ，６
５ｂから中心軸線と平行に延びる垂直面５５ｃ，
６５ｃとからなつており、テーパードランド５
５，６５の頂部５５ｂ，６５ｂの稜線（等高線）
は、ここでは、第２図に示される如く、それぞれ
リングギヤ５０及びギヤロータ６０の中心O₁，
O₂から放射状に延びている。

テーパードランド５５，６５の縦断面形状は実
質的に同一であるため、一方のテーパードランド
５５のみについて第５図を参照してその好ましい
形状を説明する。

テーパードランド５５の傾斜面５５ａは頂部５
５ｂ側の緩傾斜面５５a₁と裾側の急傾斜面５５a₂
とからなつている。急傾斜面５５a₂はリングギヤ
５０の中心軸線に垂直な水平線に対して傾斜角β
を有しており、この傾斜角βはＯ＜β＜90°の範
囲で適宜に選定される。一方、緩傾斜面５５a₁は
リングギヤ５０の中心軸線に垂直な水平線に対し
て傾斜角αを有しており、この傾斜角αはO°＜
α＜βの範囲で適宜に選定される。また、テーパ
ードランド５５の任意断面における矢印ｎ方向の
全長をl₁とし、このとき緩傾斜面５５a₁の矢印ｎ
方向の全長をl₂とすると、テーパードランド５５
の全長l₁はその断面位置におけるリングギヤ５０
の円周の例えば24分の１程度の長さに形成され、
緩傾斜面５５a₁の全長l₂はＯ＜l₂＜0.6l₁の関係を
満たすように形成される。更に、緩傾斜面５５a₁
と急傾斜面５５a₂との境界部５５a₃には半径が例
えば40〜50μm程度の丸みが与えられ、一方、頂
部５５ｂには半径が例えば５〜10μm程度の丸み
が与えられる。また、テーパードランド５５の中
心軸線方向の全高ｈは４〜6μm程度に設定され
る。全高ｈは50μmを越えない範囲で選定できる
が、油洩れの点でより好ましくは10μm以下であ
る。

従つて、リングギヤ５０がハウジング１０内で
矢印ｎ方向に回転した場合、リングギヤ５０の両
端面５３，５４に形成されている各テーパードラ
ンド５５とフロント及びリアサイドプレート３
０，４０の内壁面３２，４２との間にそれぞれく
さび形の油膜層が形成され、被圧縮流体であるオ
イルは常時テーパードランド５５の傾斜面５５ａ
とフロント及びリアサイドプレート３０，４０の
内壁面３２，４２との間の〓間のくさび作用によ
つて該壁３２，４２とのテーパードランド５５の
頂部５５ｂとの間に導かれるため、油膜切れを起
こすことがなくなる。

ギヤロータ６０とフロント及びリアサイドプレ
ート３０，４０の内壁面３２，４２との間におい
ても同様なくさび形油膜形成作用が行なわれる。

特に、第５図に示すように、テーパードランド
５５の頂部５５ｂや境界部５５a₃に丸みをもたせ
た場合にはより一層油膜切れの発生を防止できる
こととなる。しかも、テーパードランド５５の傾
斜面５５ａに緩傾斜面５５a₁を設けた場合には油
膜層の油膜圧力が一層高まるので、金属接触防止
作用は一層確実に行われることとなる。

ここでは、ハウジング１０はアルミ合金で作ら
れている。一方、リングギヤ５０及びギアロータ
６０はS15C等の低炭素鋼若しくはねずみ鋳鉄等
から作られており、テーパードランド５５の表面
には、第５図に模式的に示すように、それ自体周
知の軟窒化処理による窒化層５５ｄが形成されて
いる。図示はしていないが、他方のテーパードラ
ンド６５の表面にも同様の窒化層が形成されてい
る。

テーパードランド５５，６５の表面に軟窒化処
理による窒化層が形成されているため、ハウジン
グ１０、リングギヤ５０及びギアロータ６０は一
層摩耗しにくいものとなる。

第６図及び第７図は本発明の第２実施例を示す
ものである。第６図及び第７図において、第１図
ないし第５図中の構成要素と同一の構成要素には
同一の参照符号が付してある。

この第２実施例におけるトロコイド型オイルポ
ンプの基本的構成は上記第１実施例と同様である
が、リングギヤ５０及びギヤロータ６０の両端面
（図においては一方の端面５４，６４のみ示され
ている。）に設ける各テーパードランド５５，６
５の形状が上記第１実施例と異なつている。

すなわち、この第２実施例においては、各テー
パードランド５５，６５の頂部５５ｂ，６５ｂの
両側に同一形状の傾斜面５５ａ，６５ａが対称的
に設けられている。この第２実施例においても、
テーパードランド５５の表面に軟窒化処理による
窒化層５５ｄが形成されており、他方のテーパー
ドランド６５にも同様の窒化層が形成されてい
る。

この第２実施例の場合、ギヤロータ６０が正・
逆回転される場合、すなわち、トロコイド型オイ
ルポンプによるオイルの吸入−吐出方向を切り替
えて使用する場合に、いずれの方向の回転に対し
ても、有効にギヤロータ６０、リングギヤ５０等
及びハウジング１０の金属接触による摩耗を防止
することができるようになる。

第８図及び第９図は本発明の第３実施例を示す
ものである。第８図及び第９図において、第１図
ないし第５図中の構成要素と同一の構成要素には
同一の参照符号が付してある。

この第３実施例におけるトロコイド型オイルポ
ンプの基本的構成は上記第１実施例と同様である
が、リングギヤ５０及びギヤロータ６０の両端面
（図においては一方の端面５４，６４のみ示され
ている。）に設ける各テーパードランド５５，６
５の形状が上記第１実施例と異なつている。

すなわち、この第３実施例においては、各テー
パードランド５５，６５の頂部５５ｂ，６５ｂの
稜線がそれぞれリングギヤ５０及びギヤロータ６
０の中心O₁，O₂からの放射方向に対してずれた
方向に延びている。更に詳しく説明すると、ギヤ
ロータ６０における各テーパードランド６５の頂
部６５ｂの稜線はそれぞれギヤロータ６０の中心
孔６２の内周に対して接線方向に延びており、ま
た、リングギヤ５０における各テーパードランド
５５の頂部６５ｂの稜線はそれぞれ中心O₂を中
心とする図示しない円に対して接線方向に延びて
いる。テーパードランド５５，６５の表面には軟
窒化処理による窒化層が形成されている。

この第３実施例の場合、各テーパードランド５
５，６５の傾斜面５５ａ，６５ａの放射方向断面
の高さが内方側から外周側に向かつて徐々に高く
なるため、遠心力によるオイルの放射方向への飛
散を抑制することができるようになり、より一層
多くのオイルを各テーパードランド５５，６５の
傾斜面５５ａ，６５ａに保育させることができる
ようになる。しかも、各テーパードランド５５，
６５の頂部５５ｂ，６５ｂの稜線の長さが長くな
るため、頂部５５ｂ，６５ｂとハウジング内面と
の間のくさび形断面を稜線長さの増大分だけ増大
させることができるようになる。従つて、くさび
形油膜層による潤滑をより効果的に行わせること
ができるようになる。

第１０図は本発明の第４実施例を示すものであ
る。この第４実施例におけるトロコイド型オイル
ポンプの基本的構成は上記第１実施例と同様であ
るが、リングギヤ及びギヤロータの両端面にテー
パードランドを連設する代りに、フロントサイド
プレート及びリヤサイドプレートの内壁面（図に
おいてはリヤサイドプレート４０の内壁面４２の
み示されている。）にそれぞれテーパードランド
を周方向に連設したものとなつている。リヤサイ
ドプレート４０の内壁４１において、各テーパー
ドランド４４はドライブシヤフト貫通穴４３の内
周から図示しないセンタハウジングの内周までの
区間に亘つて延びており、各テーパードランド４
４の頂部４４ｂの稜線は貫通穴４３の中心O₂に
向かつて放射状に延びている。各テーパードラン
ド４４の傾斜面４４ｂは頂部４４ｂから図示しな
いギヤロータの回転方向（矢印ｎ方向）に向かつ
て上り勾配となつている。なお、テーパードラン
ド４４の断面形状は第５図及び第７図に示すよう
な態様であつてもよい。また、頂部４４ｂの稜線
は貫通穴４３の内周に対し接線をなすように形成
してもよい。

フロントサイドプレート及びリヤサイドプレー
トはS15C等の低炭素鋼若しくはねずみ鋳鉄等で
作られており、テーパードランドの表面には軟窒
化処理による窒化層が形成されている。

この第４実施例においても上記第１ないし第３
実施例と同様の作用効果が得られるが、この第４
実施例の場合、テーパードランドを形成する面の
数が第１ないし第３実施例の場合の半分になるの
で、加工工数の低減化を図ることができる。

第１１図は本発明の第５実施例を示すもので、
この第５実施例におけるトロコイド型オイルポン
プの基本的構成は上記第１実施例と同様である
が、この第５実施例は、リングギヤ５０の外周面
５２にテーパードランド５６を周方向に連設した
ものとなつている。各テーパードランド５６の頂
部５６ｂの稜線はリングギヤ５０の中心軸線方向
と平行に延びており、各テーパードランド５６の
傾斜面５６ａは頂部５６ｂからギヤロータの回転
方向（矢印ｎ方向）に向かつて下り勾配となつて
いる。各テーパードランド５６の断面形状は第５
図及び第７図に示すような態様であつてもよく、
また、頂部５６ｂの稜線は周方向に傾斜角をもつ
ように形成してもよい。

ここでは、リングギヤ５０はS15C等の低炭素
鋼若しくはねずみ鋳鉄等で作られており、テーパ
ードランド５６の表面には軟窒化処理による窒化
層が形成されている。

第１２図は本発明の第６実施例を示すもので、
この第６実施例におけるトロコイド型オイルポン
プの基本的構成は上記第１実施例と同様である
が、この第６実施例はセンタハウジング２０の円
筒状内壁２１にテーパードランド２２を周方向に
連設した点が第１実施例と異なる。各テーパード
ランド２２の頂部２２ｂの稜線は軸線方向と平行
に延びており、各テーパードランド２２の傾斜面
２２ａは頂部２２ｂから図示しないリングギヤの
回転方向（矢印ｎ方向）に向かつて上り勾配とな
つている。各テーパードランド２２の断面形状は
第５図及び第７図に示すような態様であつてもよ
く、また、各頂部２２ｂの稜線は周方向に傾斜角
をもつように形成してもよい。

ここでは、センタハウジング２０はS15C等の
低炭素鋼若しくはねずみ鋳鉄等で作られており、
テーパードランド２２の表面には軟窒化処理によ
る窒化層が形成されている。

第１３図は本発明の第７実施例を示すもので、
この第７実施例は第１実施例と第５実施例とを組
み合せた態様となつている。図において、第１図
ないし第５図及び第１１図と共通の符号を付した
ものは第１及び第５実施例と共通の構成要素であ
る。この第７実施例においては、リングギヤ５０
及びギヤロータ６０の両端面（図においてそれぞ
れの一方の端面５４，６４のみ示されている。）
にそれぞれテーパードランド５５，６５が周方向
に連設され、且つ、リングギヤ５０の外周面５２
にテーパードランド５６が周方向に連設されてい
る。矢印ｎはリングギヤ５０及びギヤロータ６０
の回転方向を示す。

ここでは、リングギヤ５０及びギアロータ６０
はS15C等の低炭素鋼若しくはねずみ鋳鉄等で作
られており、それぞれのテーパードランド５５，
６５，５６の表面には軟窒化処理による窒化層が
形成されている。

この第７実施例の場合、ハウジング１０とギヤ
ロータ６０、リングギヤ５０等との間の全ての摺
動〓間にくさび形油膜層が形成され、且つ、各テ
ーパードランド５５，６５，５６の表面に軟窒化
による窒化層が形成されているため、ハウジング
１０とギヤロータ６０、リングギヤ５０等との間
の摩耗は最も効果的に防止される。

なお、第７実施例以外の態様として上記第１〜
第６実施例の態様を種々選択して適宜に組み合せ
ることができることは明らかである。

第１４図及び第１５図は本発明をギヤ型オイル
ポンプに適用した場合の本発明の第８実施例を示
すものである。第１４図を参照すると、ポンプの
ハウジング１１０はセンタハウジング１２０、フ
ロントサイドプレート１３０及びリヤサイドプレ
ート１４０からなつており、これらは図示しない
ボルトによつて締結固定されている。

回転体である２つのギヤロータ１５０，１６０
のうちの一方は第１５図にも示されているよう
に、ドライブシヤフト１７０に固定されており、
他方はアイドルシヤフト１８０に固定されてい
る。センタハウジング１２０にはオイル吸込穴１
２１とオイル吐出穴１２２とが形成されている。
ドライブシヤフト１７０を回転駆動源（図示せ
ず）によつて第５図中矢印ｍ方向に回転させる
と、ギヤロータ１５０，１６０が互いに噛み合つ
てそれぞれ矢印ｍ方向及び矢印ｎ方向に回転す
る。このとき、ギヤロータ１５０の両端面１５
１，１５２及びギヤロータ１６０の両端面１６
１，１６２はフロントサイドプレート１３０の内
壁１３１及びリヤサイドプレート１４０の内壁１
４１に対しそれぞれ通常0.03〜0.10mm程度のクリ
アランスをもつて摺動し、一方、ギヤロータ１５
０，１６０の歯先部はセンタハウジング１２０の
２つの弧状内壁１２３，１２４に対し通常0.05〜
0.20mm程度のクリアランスをもつて摺動する。こ
の場合、ギヤロータ１５０，１６０はハウジング
１１０内で多少遊動し得るため、上記クリアラン
スへのオイル補給が不十分な場合にはギヤロータ
１５０，１６０とハウジング１１０との間で金属
接触が生じ、ハウジング１１０やギヤロータ１５
０，１６０が摩耗し、或いは回転方向に沿つた溝
状のキズが発生する等の原因となる。

そこで、この第８実施例においては、ギヤロー
タ１５０の両端面１５１，１５２にそれぞれテー
パードランド１５３が周方向に連設され（図にお
いては一方の端面１５２についてのみ示されてい
る。）、ギヤロータ１６０の両端面１６１，１６２
にそれぞれテーパードランド１６３が周方向に連
設され（図においては一方の端面１６２について
のみ示されている。）、更に、センタハウジング１
２０の２つの弧状内壁１２３，１２４にそれぞれ
テーパードランド１２５，１２６が周方向に連設
されている。

ギヤロータ１５０の各テーパードランド１５３
の頂部１５３ｂの稜線はギヤロータ１５０の回転
中心O₁から放射状に延びており、各テーパード
ランド１５３の傾斜面１５３ａは頂部１５３ｂか
ら矢印ｍ方向に向かつて下り勾配となつている。
また、ギヤロータ１６０の各テーパードランド１
６３の頂部１６３ｂの稜線はギヤロータ１６０の
回転中心O₂から放射状に延びており、各テーパ
ードランド１６３の傾斜面１６３ａは頂部１６３
ｂから矢印ｎ方向に向かつて下り勾配となつてい
る。

一方、センタハウジング１２０における各テー
パードランド１２５，１２６の頂部１２５ｂ，１
２６ｂはそれぞれ中心軸線方向と平行に延びてお
り、各テーパードランド１２５，１２６の傾斜面
１２５ａ，１２６ａはそれぞれ矢印ｍ，ｎ方向に
向かつて上り勾配となつている。

この第８実施例の場合、ギヤロータ１５０，１
６０とハウジング１１０との間の全ての摺動〓間
にくさび形油膜層が形成されるため、ギヤロータ
１５０，１６０とハウジング１１０との金属接触
が最も効果的に防止されることとなる。

また、ここでは、ギアロータ１５０，１６０及
びセンタハウジング１２０はS15C等の低炭素鋼
若しくはねずみ鋳鉄等で作られており、それぞれ
のテーパードランド１５３，１６３，１２５，１
２６の表面には軟窒化処理による窒化層が形成さ
れているので、ギヤロータ１５０，１６０とハウ
ジング１１０との間の接触摩耗が一層効果的に防
止されることとなる。

なお、この第８実施例における各テーパードラ
ンド１５３，１６３，１２５，１２６の断面形状
は第５図及び第７図に示されるような態様であつ
てもよく、また、各テーパードランド１５３，１
６３の稜線は第３実施例の如くシヤフト取付け穴
１５４，１６４の内周に対し接線をなすように形
成することができる。

更に、この第８実施例の変形例として、ギヤロ
ータ１５０，１６０の両端面１５１，１５２，１
６１，１６２にテーパードランドを設ける代り
に、フロントサイドプレート１３０及びリアサイ
ドプレート１４０の内壁１３１，１４１にそれぞ
れテーパードランドを周方向に連設するようにし
てもよい。この場合、フロントサイドプレート１
３０及びリアサイドプレート１４０をS15C等の
低炭素鋼若しくはねずみ鋳鉄等で作り、テーパー
ドランド表面に軟窒化処理による窒化層を形成す
ればよい。また、ギヤロータ１５０，１６０の両
端面１５１，１５２，１６１，１６２のみ、セン
タハウジング１２０の弧状内壁１２３，１２４の
み、或いはフロントサイドプレート１３０及びリ
アサイドプレート１４０の内壁１３１，１４１の
みにそれぞれテーパードランドを形成して該テー
パードランド表面に軟窒化処理による窒化層を形
成するようにしても、本発明の所期目的は達成さ
れる。

第１６図及び第１７図は本発明をクレセント型
オイルポンプに適用した場合の本発明の第９実施
例を示すもので、第１６図を参照すると、ポンプ
のハウジング２１０はセンタハウジング２２０、
フロントサイドプレート２３０、リヤサイドプレ
ート２４０及び後述する三ケ月状部材２５０から
なつており、センタハウジング２２０、フロント
サイドプレート２３０、及びリヤサイドプレート
２４０は図示しないボルトによつて締結固定さ
れ、三ケ月状部材２５０はここではリアサイドプ
レート２４０と一体に形成されている。

センタハウジング２２０はシリンダ状内壁２２
１を有しており、センタハウジング２２０の内側
には第１の回転体であるリングギヤ２６０が回転
自在に嵌挿され、リングギヤ２６０の内側には、
リングギヤ２６０の内歯２６１と噛み合う第２回
転体であるギヤロータ２７０が偏心状態で回転可
能に設けられている。ギヤロータ２７０に固定さ
れたドライブシヤフト２８０はリヤサイドプレー
ト２４０を貫通して外部に延びている。第１７図
において符号２３１はフロントサイドプレート２
３０に設けられたオイル吸込穴２３１を示してお
り、符号２４１はリアサイドプレート２４０に設
けられたオイル吐出穴を示している。

ドライブシヤフト２８０は第１７図中矢印ｎ方
向に回転させると、ギヤロータ２７０はリングギ
ヤ２６０に部分的に噛み合つたまま中心O₂の回
りを回転し、リングギヤ２６０は中心O₁の回り
を回転する。この間、リングギヤ２６０の両端面
２６２，２６３はフロントサイドプレート２３０
の内壁２３２及びリヤサイドプレート２４０の内
壁２４２に対し、それぞれ通常0.03〜0.10mm程度
のクリアランスをもつて摺動し、また、リングギ
ヤ２６０の外周面及び内歯２６１の歯先面は、セ
ンタハウジング２２０の内壁２２１及び三ケ月状
部材２５０の外側壁面２５１に対しそれぞれ通常
0.05〜0.20mm程度のクリアランスをもつて摺動す
る。一方、ギヤロータ２７０の両端面２７１，２
７２はフロントサイドプレート２３０の内壁２３
２及びリアサイドプレート２４０の内壁２４２に
対し、それぞれ通常0.03〜0.10mm程度のクリアラ
ンスをもつて摺動し、また、ギヤロータ２７０の
外歯２７３の歯先面は三ケ月状部材２５０の内側
壁面２５２に対し通常0.05〜0.20mm程度のクリア
ランスをもつて摺動する。この場合、ギヤロータ
２７０及びリングギヤ２６０はハウジング２１０
内で多少遊動し得るため、上記クリアランスへの
オイル補給が不十分な場合にはリングギヤ２６
０、ギヤロータ２７０等とハウジング２１０との
間で金属接触が生じ、ハウジング２１０、リング
ギヤ２６０及びギヤロータ２７０が摩耗し、或い
は回転方向に沿つて溝状のキズが発生する等の原
因となる。

そこで、この第９実施例においては、リングギ
ヤ２６０の両端面２６２，２６３にそれぞれテー
パードランド２６５が周方向に連設され（図にお
いては一方の端面２６３についてのみ示されてい
る。）ギヤロータ２７０の両端面２７１，２７２
にそれぞれテーパードランド２７４が周方向に連
設され（図においては一方の端面２７２について
のみ示されている。）、また、リングギヤ２６０の
外周面２６４にはテーパードランド２６６が周方
向に連設され、更に、三ケ月状部材２５０の外側
壁面２５１と内側壁面２５２とにそれぞれテーパ
ードランド２５３，２５４が形成されている。

ここでは、リングギヤ２６０、ギアロータ２７
０、リアサイドプレート２４０及び三ケ月状部材
２５０はS15C等の低炭素鋼若しくはねずみ鋳鉄
等で作られており、それぞれのテーパードランド
２６５，２６６，２７４，２５３，２５４の表面
には軟窒化処理による窒化層が形成されている。

リングギヤ２６０の両端面２６２，２６３の各
テーパードランド２６５の頂部２６５ｂの稜線は
中心O₁から放射状に延びており、各テーパード
ランド２６５の傾斜面２６５ａは頂部２６５ｂか
ら矢印ｎ方向に向かつて下り勾配となつている。
ギヤロータ２７０の両端面２７１，２７２の各テ
ーパードランド２７４の頂部２７４ｂは中心O₂
から放射状に延びており、各テーパードランド２
７４の傾斜面２７４ａは頂部２７４ｂから矢印ｎ
方向に向かつて下り勾配となつている。また、リ
ングギヤ２６０の外周面２６４の各テーパードラ
ンド２６６の頂部２６６ｂは中心軸線方向に平行
に延びており、各テーパードランド２６６の傾斜
面２６６ａは頂部２６６ｂから矢印ｎ方向に向か
つて下り勾配となつている。更に、三ケ月状部材
２５０の外側壁面２５１の各テーパードランド２
５３の頂部２５３ｂの稜線は中心軸線と平行に延
びており、各テーパードランド２５３の傾斜面２
５３ａは頂部２５３ｂに向かつて矢印ｎ方向に上
り勾配となつている。また、三ケ月状部材２５０
の内側壁面２５２の各テーパードランド２５４の
頂部２５４ｂは中心軸線と平行に延びており、各
テーパードランド２５４の傾斜面２５４ａは頂部
２５４ｂに向かつて矢印ｎ方向に上り勾配となつ
ている。

この第９実施例の場合、リングギヤ２６０、ギ
ヤロータ２７０等とハウジング２１０との間の全
ての摺動〓間にくさび形油膜層が形成されるた
め、リングギヤ２６０、ギヤロータ２７０等とハ
ウジング２１０との金属接触が最も効果的に防止
されることとなる。また、テーパードランド２６
５，２６６，２７４，２５３，２５４の表面には
軟窒化処理による窒化層が形成されているので、
リングギヤ２６０、ギヤロータ２７０等とハウジ
ング２１０との間の摩耗やキズの発生が一層良好
に防止されることとなり、回転体とハウジングの
クリアランスを小さくしててもよいという副次効
果も奏する。これにより、油の洩れ量を少なくで
き、ポンプ効率を高めることができる。このクリ
アランスは例えばサイドプレート側で従来のクリ
アランスから20μm程度まで減少させてもよく、
内燃機関のオイルポンプの如く加工精度が良い場
合は、10〜5μm程度まで減少させてもよい。また
加工精度とコストが許せば、クリアランスを最小
油膜厚さ（約1μm程度）まで小さくすることがで
きる。

なお、この第９実施例における各テーパードラ
ンド２５３，２５４，２６５，２６６，２７４の
断面形状は第５図及び第７図に示されるような態
様であつてもよく、また、リングギヤ２６０の両
端面２６２，２６３及びギヤロータ２７０の両端
面２７１，２７２に設けられる各テーパードラン
ド２６５，２７４の頂部２６５ｂ，２７４ｂの稜
線は基準円の接線をなすように形成してもよい。

更に、この第９実施例の変形例として、リング
ギヤ２６０の両端面２６２，２６３及びギヤロー
タ２７０の両端面２７１，２７２にそれぞれテー
パードランド２６５，２７４を設ける代わりに、
フロントサイドプレート２３０及びリアサイドプ
レート２４０の内壁２３２，２４２にそれぞれテ
ーパードランドを周方向に連設して該テーパード
ランド表面に軟窒化処理による窒化層を形成する
ようにしてもよい。また、リングギヤ２６０の外
周面２６４にテーパードランド２６６を設ける代
りに、センタハウジング２２０のシリンダ状内壁
２２１にテーパードランドを周方向に連設して該
テーパードランド表面に軟窒化処理による窒化層
を形成するようにしてもよい。

更にまた、リングギヤ２６０及びギヤロータ２
７０の両端面のみ、フロント及びリアサイドプレ
ート２３０，２４０の内壁面のみ、リングギヤ２
６０の外周面のみ、又は、センタハウジング２２
０の内壁のみにそれぞれテーパードランドを設け
て該テーパードランド表面に軟窒化処理による窒
化層を形成するようにしても、本発明の所期目的
は達成される。

第１８図は、本発明によるハウジングの摩耗防
止効果の試験結果を示すもので、図において、Ａ
はトロコイド型オイルポンプの試験結果、Ｂはギ
ヤ型オイルポンプの試験結果、Ｃはクレセント型
オイルポンプの試験結果をそれぞれ示し、また、
図において(1)は回転体とハウジングとの間の摺動
〓間にテーパードランドによるくさび形油膜層を
形成しない従来構造の場合と試験結果を示し、(2)
は回転体の両端面にテーパードランドを形成する
とともに該テーパードランドの表面に軟窒化処理
による窒化層を形成した本発明の実施態様による
試験結果を示し、(3)は回転体の外周面にを形成す
るとともに該テーパードランドの表面に軟窒化処
理による窒化層を形成した本発明の別の実施態様
による試験結果を示し、(4)は回転体の両端面及び
回転体の外周面の双方にテーパードランドを形成
するとともに各テーパードランドの表面に軟窒化
処理による窒化層を形成した本発明の更に別の実
施態様による試験結果を示す。

試験条件は、それぞれギヤロータの回転数：
3000rpm、ポンプ運転時間：100Hr、運転中の油
温：80℃、油種：SAE30、ギヤロータの材質：
S15C、ハウジングの材質：ADC12（アルミニウ
ム合金）である。また、回転体の両端面とハウジ
ングの内壁との間のクリアランスは0.05mm、回転
体の外周面とハウジングの内壁との間のクリアラ
ンスは0.12mmのものを使用した。軟窒化処理は脱
脂、洗浄の後、予熱して塩浴に浸漬した後取出
し、冷却、洗浄を経て形成される。浸漬では塩浴
温度570℃、浸漬時間90分の条件で行なつた。

第１８図から明らかなように、従来構成(1)の場
合に比べて本発明構成(2)〜(4)の場合のハウジング
の摩耗量が減少する。特に構成(4)の場合の摩耗防
止効果は著しい。

その他、浸硫処理層、浸炭窒化処理層、浸炭処
理層、低炭素クローム鋼への焼入れ処理層等を実
施してみたところ、いずれの場合も効果が認めら
れた。これらの処理層は先の窒化層とともに硬質
表面層としてとらえることができる。なお、硬質
表面層としては軟窒化処理による窒化層とするの
が最も好ましい。

発明の効果 以上の試験結果からも明らかなように、本発明
によれば、回転型オイルポンプのハウジングと回
転体との間の摺動〓間にテーパードランドによる
くさび形油膜層を形成することによつてハウジン
グと回転体との間の油膜切れを効果的に防止でき
るようになるため、ハウジングや回転体の金属接
触を低減させることができるようになる。また、
テーパードランドの表面には硬質表面層を形成せ
しめているのでハウジングと回転体との間の摩耗
をより一層効果的に低減させることができるよう
になり、回転方向の溝状のキズの発生を減少させ
ることができるようになる。その結果、ポンプ効
率の低下や騒音の発生を防止できるようになると
ともに、ポンプ内の焼付きの発生を防止できるよ
うになり、長期に亘つて安定したポンプ性能を保
持する回転型オイルポンプを提供できることとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をトロコイド型オイルポンプに
適用した場合の本発明の第１実施例を示す縦断面
図、第２図は第１図中−線に沿う断面図、第
３図は第１図に示す第１実施例におけるギヤロー
タの側面図、第４図は第１図に示す第１実施例に
おけるリングギヤの側面図、第５図は第２図中
−線に沿う拡大断面図、第６図は本発明をトロ
コイド型オイルポンプに適用した場合の本発明の
第２実施例を示す要部平面図、第７図は第６図中
−線に沿う拡大断面図、第８図は本発明をト
ロコイド型オイルポンプに適用した場合の本発明
の第３実施例を示す要部平面図、第９図は第８図
に示す第３実施例の要部斜視図、第１０図は本発
明をトロコイド型オイルポンプに適用した場合の
本発明の第４実施例を示す要部底面図、第１１図
は本発明をトロコイド型オイルポンプに適用した
場合の本発明の第５実施例を示す要部断面図、第
１２図は本発明をトロコイド型オイルポンプに適
用した場合の本発明の第６実施例を示す要部平面
図、第１３図は本発明をトロコイド型オイルポン
プに適用した場合の本発明の第７実施例を示す要
部断面図、第１４図は本発明をギヤ型オイルポン
プに適用した場合の本発明の第８実施例を示す縦
断面図、第１５図は第１４図中−線に沿
う断面図、第１６図は本発明をクレセント型オイ
ルポンプに適用した場合の本発明の第９実施例を
示す縦断面図、第１７図は第１６図中−
線に沿う断面図、第１８図は本発明によるハウジ
ングの摩耗防止効果を従来技術と比較して示すグ
ラフである。 １０，１１０，２１０……ハウジング、５０，
６０，１５０，１６０，２６０，２７０……回転
体、３１，１２１，２３１……オイル吸込穴、４
１，１２２，２４１……オイル吐出穴、２２，４
４，５５，５６，６５，１２５，１２６，１５
３，１６３，２５３，２５４，２６５，２６６，
２７４……テーパードランド、５５ｄ……窒化
層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ オイル吸込穴及びオイル吐出穴を有するハウ
   ジングと、該ハウジングの内壁に摺接しながらハ
   ウジング内で回転する回転体とを備え、該回転体
   の回転に伴つてオイル吸込穴からハウジング内の
   ポンプ作動空間内にオイルを吸い込んでオイル吐
   出穴から吐出する回転型オイルポンプにおいて、 前記ハウジングの内壁と該内壁に摺接する前記
   回転体の摺接面とのいずれか一方にテーパードラ
   ンドを連設することによりハウジングの内壁と回
   転体の摺接面との間にくさび形油膜層を形成する
   ようにし、該テーパードランドの表面に硬質表面
   層を形成したことを特徴とする回転型オイルポン
   プ。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の回転型オイル
   ポンプにおいて、前記硬質表面層は軟窒化処理に
   よる窒化層であることを特徴とする回転型オイル
   ポンプ。