JPH09209943A - ロータリ型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプ効率の向上を図ると共に、ポンプの軽
量，コンパクト化を図りつつ構造の簡素化を実現する。 【解決手段】 ハウジング１のまゆ形状凹部１ｂのトロ
コイド曲面６に複数の頂部５ａ〜５ｃが摺接しながら回
転運動をするロータ５と、トロコイド曲面６とロータ外
周面との間に形成された３つの作動室１６ａ〜１６ｃと
を備え、ロータ５の回転に伴い前記各作動室の容積を変
化させてポンプ作用を行うロータリ型ポンプである。前
記ハウジング１の吸入，吐出ポート１８，１９と反対側
の側壁に、圧縮行程中に容積が減少する第１作動室１６
ａと隣接する第２作動室１６ｂとを連通するほぼ横Ｕ字
形の連通路２０を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車の潤
滑油や作動油のオイルポンプとして用いられるロータリ
型ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、自動車用内燃機関へ潤滑
油を供給したり、パワーステアリングへ作動油を供給す
るオイルポンプとしては、内接式ギアポンプやプランジ
ャポンプ等、種々のものが存在している。

【０００３】ところで、一般に自動用内燃機関として
は、いわゆるレシプロエンジンの他に、トロコイド曲面
をロータが摺接しながら１回転運動を行う毎に吸入，圧
縮，膨張，排気の４行程が連続して行われるバンケル形
のロータリエンジンが知られている（実開昭６４−１５
７２６号公報等参照）。

【０００４】このバンケル形ロータリエンジンの概略を
説明すれば、内周面にペリトロコイド曲面を有するロー
タリハウジングの両側面にサイドハウジングが設けられ
ていると共に、ロータリハウジングの内部にはほぼ三角
形状のロータがペリトロコイド曲面に摺接しながら回動
自在に収納されており、このロータ外周面とペリトロコ
イド曲面との間に３つの作動室が形成されている。ま
た、両サイドハウジングを貫通したクランクシャフトで
ある出力軸の所定外周面には、中心が該出力軸の軸心と
偏心した円板状のエキセントリック部が一体に設けられ
ており、このエキセントリック部の外周面でロータの内
周面が軸受けされている。さらに、一方のサイドハウジ
ングの出力軸貫通孔の内周面には小径な固定歯車が作動
室内に臨んで固着されている一方、ロータの一端側内周
面に固定歯車を噛合するロータ歯車が形成されている。

【０００５】また、前記ロータリハウジングは、一側部
に吸入ポートと排気ポートが並行に形成されていると共
に、その反対側に一対の点火プラグが取り付けられてい
る。

【０００６】そして、エンジン始動後のロータの回転に
伴いエキセントリック部及び出力軸が回転すると共に、
ロータ歯車が固定歯車とかみ合って回転することによ
り、ロータの頂点がロータハウジングの基本曲線である
ペリトロコイド曲線を画いて回転運動をしながら、動力
を出力軸に伝達する。すなわち、ロータの回転に伴い吸
気ポートが開き、吸入行程が始まり、２つの作動室の容
積が徐々に大きくなって最大となった時点で、吸気ポー
トが自動的に閉成される。その後、該作動室内の混合気
が圧縮され、圧縮上死点付近で点火されて膨張行程に移
行する。次に、膨張行程を経た後、排気ポートが開き、
排気行程が完了した後、再び吸入行程に移行する。これ
によって、ロータの１回転ごとに出力軸が３回転して、
該出力軸に動力が伝達されるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような４行程１サ
イクルのロータリエンジンは、動力効率が非常高いた
め、近時、該ロータリエンジンの基本構造を自動車等の
オイルポンプに応用することも考えられている。しか
し、ロータリエンジンは、混合気等の圧縮性流体を対象
とし、該圧縮性流体の圧縮行程や膨張行程つまり作動室
の容積変化によってエンジンとして機能するようになっ
ているため、オイル等の非圧縮性流体を対象とするオイ
ルポンプにそのまま応用することは不可能である。つま
り、作動室の大きな容積変化による非圧縮性流体の圧
縮，膨張作用が不可能であるため、オイルポンプには適
用することがないのである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の実情
に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、ハ
ウジングの内周面に形成されたトロコイド曲面に頂部が
摺接しつつ回転するロータと、前記トロコイド曲面とロ
ータ外周面との間に形成された複数の作動室と、前記ハ
ウジングに形成されて、前記一つの作動室に連通する吸
入ポート及び吐出ポートとを備え、前記ロータの回転に
伴い前記各作動室の容積を変化させてポンプ作用を行う
ロータリ型ポンプであって、前記ロータの回転に伴う圧
縮行程中に容積が減少する一つの作動室と、該作動室に
ロータ回転方向側の隣接する他の作動室とを連通する連
通路を形成したことを特徴としている。

【０００９】したがって、吸入行程時にロータの回転に
伴い一の作動室の容積が減少すると同時に該作動室と他
の隣接する作動室が連通路を介して連通するため、容積
減少した作動室内の非圧縮流体が他方の作動室内に流入
して、容積の減少変化を吸収する。これによって、オイ
ルポンプとしての適用化が可能になる。

【００１０】また、請求項２記載の発明は、前記連通路
を、ハウジングの吸入ポートと反対側の側壁内にほぼ横
Ｕ字形状に形成したことを特徴としている。

【００１１】さらに、請求項３記載の発明は、前記連通
路を、ハウジングの内部に形成された凹部底面に切欠形
成したことを特徴としている。

【００１２】さらにまた、請求項４記載の発明は、前記
連通路を、ハウジングの一端開口を閉塞するカバーに形
成したことを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明に係るロー
タリ型ポンプの第１実施例を示し、内燃機関のシリンダ
ブロック等に固定されるハウジング１の一端部側に該一
端開口を閉塞するカバー２が平ボルト３によて固定され
ていると共に、ハウジング１とカバー２の各中央部に有
する挿通孔１ａ，２ａ内に駆動軸４が挿通配置されてい
る。また、前記ハウジング１の内部に形成された凹部１
ｂとカバー２とで画成された内部には、ほぼ三角形状の
ロータ５が回転自在に設けられている。

【００１４】前記ハウジング１は、凹部１ｂの内周面が
まゆ状のトロコイド曲面６に形成されていると共に、カ
バー２と反対側の内周部外面に筒状の突起部７が一体に
設けられている。

【００１５】前記カバー２は、外形がハウジング１と同
じ矩形状に形成され、位置決めピン８によってハウジン
グ１に位置決め固定されていると共に、挿通孔２ａの内
周面に固定歯車９が固定されている。

【００１６】この固定歯車９は、カバー２の挿通孔２ａ
内周面に圧入固定されて、一端部が凹部１ｂ内に臨む筒
状基部９ａと、該基部９ａの一端部外周に圧入固定され
て凹部１ｂ内に配置された歯部９ｂとから構成されてい
る。

【００１７】前記駆動軸４は、内燃機関のクランクシャ
フトに直結されており、外周面にエキセントリックカラ
ー１０が駆動軸４の外周面凹溝に長手方向に配置された
キー１１によって固定されていると共に、先端部４ａ
に、駆動プーリ１２が軸方向から螺着したボルト１３に
よって固定されている。また、駆動軸４の基端側段差部
４ｂにスプロケット１４が固定されている。さらに、駆
動プーリ１２は、本体の内周部に駆動軸４の外周に被嵌
する筒部１２ａを有していると共に、タイミングベルト
を介して駆動軸４に回転力を伝達するようになってい
る。尚、ハウジング１の突起部７と駆動プーリ１２の筒
部１２ａとの間にはシール部材１５が介装されている。

【００１８】前記エキセントリックカラー１０は、駆動
軸４の外周面に被嵌する筒状部１０ａと、該筒状部１０
ａの駆動プーリ１２側外周面に一体に形成された偏心板
１０ｂとからなり、その中心Ｐが駆動軸４の軸心Ｘから
ｅ分だけ径方向へ偏心している。また、前記筒状部１０
ａは、前後端部がハウジング１の挿通孔１ａとカバー２
の挿通孔２ａまで延設されて、前端部が駆動プーリ１２
の筒部１２ａの端縁に、後端部がスプロケット１４の端
面に夫々当接して軸方向の位置決めがされている。ま
た、偏心板１０ｂには、軽量化と重量バランスを取るた
めの大小複数の孔１６が周方向に配置されている。

【００１９】前記ロータ５は、その厚さ巾がハウジング
１の凹部１ｂの巾よりも若干小さく設定され、各頂部５
ａ〜５ｃ間の外面とトロコイド曲面６との間に３つの作
動室１６ａ，１６ｂ，１６ｃを形成していると共に、各
頂部５ａ〜５ｃがトロコイド曲面６に常時摺接しながら
ペリトロコイド曲線を画いて回転運動を行うようになっ
ている。また、ロータ５の中央には、図１に示すように
前後が異径段差状の円形孔が形成されており、この円形
孔の駆動プーリ１２側の小径内周面５ｄが前記エキセン
トリックカラー１０の偏心板１０ｂの外周面に嵌合支持
されている一方、スプロケット１４側の大径内周面全体
に、前記固定歯車９と部分的に噛み合うロータ歯車１７
が一体に形成されている。

【００２０】そして、前記ハウジング１は、図２に示す
ように一側壁内に凹部１ｂに連通する下側の吸入ポート
１８と上側の吐出ポート１９が略水平方向に沿って貫通
形成されていると共に、吸入，吐出ポート１８，１９と
反対側の他側壁の内部には、圧縮行程時に容積が減少す
る第１作動室１６ａと、該第１作動室１６ａにロータ５
回転方向の隣接する第２作動室１６ｂとを連通する連通
路２０が形成されている。

【００２１】すなわち、この連通路２０は、ほぼ横Ｕ字
形状に折曲形成されて、一端開口２０ａはロータ５の回
転に伴い一つの頂部５ｂが他側壁側のトロコイド曲面６
に摺接している状態で隔成される第１作動室１６ａに連
通配置され、他端開口２０ｂは第２作動室１６ｂに連通
配置されるように形成されている。また、連通路２０の
最大容積値は、第１作動室１６ａの最大容積値から図２
に示すように、一つの頂部５ｂが他端開口２０ｂを閉止
した状態時における第１作動室１６ａの容積値を差し引
いた容積値と同一かあるいはそれ以上の大きさに設定さ
れている。

【００２２】したがって、本実施例によれば、作動原理
は４行程ロータリエンジンと同様であって、駆動プーリ
１２を介して駆動軸４が回転駆動すると、エキセントリ
ックカラー１０も同期回転して外周面を介してロータ５
に回転力を伝達する。このため、該ロータ５は、ロータ
歯車１７が固定歯車９にかみ合いながら案内されてトロ
コイド曲線に沿って回転運動する。このとき、吸入ポー
ト１８に連通した例えば第１作動室１６ａ内に潤滑油が
吸入されて、ロータ５の回転により最大容積となった第
１作動室１６ａ内に潤滑油が満たされて、そのまま圧縮
行程に移行する。そして、圧縮行程が開始（第１作動室
１６ａの容積減少開始）すると同時に、第１作動室１６
ａが連通路２０によって第２作動室１６ｂと連通するた
め、第１作動室１６ａ内の潤滑油が第２作動室１６ｂ内
に流入して、第１作動室１６ａの移行に伴う容積減少を
許容する。その後、膨張行程に移行して第２作動室１６
ｂ内に満たされた潤滑油は、該第２作動室１６ｂに連通
した吐出ポート１９内にロータ５回転力によって圧送さ
れる。これによって、一連のポンプ作用がスムーズに行
われる。

【００２３】このように、本実施例によれば、ロータリ
エンジンの基本構造に若干の改良を加えることによっ
て、ロータリ型のオイルポンプを実用化することが可能
になったため、各作動室１６ａ〜１６ｃの容積増加に伴
いロータ５の１回転当たりの吐出量を増加させることが
でき、ポンプ効率の向上が図れる。つまり、各作動室１
６ａ〜１６ｃの最大容積が他の内接式ギアポンプなどに
比較して大きいため、１回の吐出量が多くなる。この結
果、従前のオイルポンプと同一のポンプ容量であれば、
全体の構造を十分に小さくすることが可能になり、ポン
プのコンパクト化と軽量化が図れる。

【００２４】しかも、従前のポンプに比較して構造が簡
単であるため、製造作業能率の向上とコストの大巾な低
廉化が図れる。

【００２５】図３及び図４は本発明の第２実施例を示
し、この実施例では、連通路２０をハウジング１の他側
壁に代えて、該他側壁側の凹部１ｂ底面に形成したもの
である。具体的には、この連通路２０は、トロコイド曲
面６の一方側の中央凸部６ａを中心とした上下方向にま
ゆ形状に形成されて、容積減少する第１作動室１６ａと
第２作動室１６ｂとを連通するように形成されている。

【００２６】したがって、この実施例によれば、連通路
２０を単に凹部１ｂの底面をまゆ形状に切欠加工するだ
けで形成できるため、該連通路２０の成形加工作業が第
１実施例に比較して容易になり、この点でも製造作業能
率の向上とコストの低廉化が図れる。

【００２７】また、他の実施例として、第１あるいは第
２実施例のようなほぼＵ字形状あるいはまゆ状の連通路
２０を、取り扱いの容易なカバー２のハウジング凹部１
ｂ側の内側面に切り欠き形成することも可能であり、こ
のようにすれば、加工作業が簡単になるとともにコスト
の低廉化が一層図れる。

【００２８】尚、本発明のポンプは、前記実施例のよう
なオイルポンプに限定されるものではなく、他の非圧縮
性流体を対象としたポンプに通用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係るロータリ型ポンプによれば、ロータリエンジンの基
本構造を応用したポンプの実用化が可能になったことに
より、ポンプ効率の大巾な向上が図れる。この結果、従
前のポンプ容量と同一とするならばポンプのコンパクト
化と軽量化が図れる。

【００３０】しかも、ポンプ構造が簡素化されるため、
製造作業能率の向上とコストの大巾な低廉化が図れる。

【００３１】また、請求項３記載の発明によれば、連通
路を単にハウジングの凹部底面やカバーの内側面にまゆ
形状に切欠加工するだけで形成できるため、該連通路の
成形加工作業が容易になり、この点でも製造作業能率の
向上とコストの低廉化が図れる。

【００３２】さらに、請求項４記載の発明によれば、取
り扱いの容易なカバー側に連通路を形成したため、ハウ
ジングに形成する場合に比較してその加工作業が簡単に
なるとともに、コストの低廉化が一層図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すロータリ型ポンプの
縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】本発明の第２実施例を示すロータリ型ポンプの
正面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ線断面図。

【符号の説明】

１…ハウジング １ｂ…凹部 ２…カバー ４…駆動軸 ５…ロータ ６…トロコイド曲面 １０…エキセントリックカラー １６ａ〜１６ｃ…作動室 １８…吸入ポート １９…吐出ポート ２０…連通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内周面に形成されたトロコ
   イド曲面に頂部が摺接しつつ回転するロータと、前記ト
   ロコイド曲面とロータ外周面との間に形成された複数の
   作動室と、前記ハウジングに形成されて、前記一つの作
   動室に連通する吸入ポート及び吐出ポートとを備え、前
   記ロータの回転に伴い前記各作動室の容積を変化させて
   ポンプ作用を行うロータリ型ポンプであって、 前記ロータの回転に伴う圧縮行程中に容積が減少する一
   つの作動室と、該作動室にロータ回転方向側の隣接する
   他の作動室とを連通する連通路を形成したことを特徴と
   するロータリ型ポンプ。
2. 【請求項２】 前記連通路を、ハウジングの吸入ポート
   と反対側の側壁内にほぼ横Ｕ字形状に形成したことを特
   徴とする請求項１記載のロータリ型ポンプ。
3. 【請求項３】 前記連通路を、ハウジングの内部に形成
   された凹部底面に切欠形成したことを特徴とする請求項
   １記載のロータリ型ポンプ。
4. 【請求項４】 前記連通路を、ハウジングの一端開口を
   閉塞するカバーに形成したことを特徴とする請求項１記
   載のロータリ型ポンプ。