JPS60259785A - 自動車内燃機関の内接歯車式油ポンプ - 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】 本発明は、特許請求の範囲第１項記載の特徴を有する内
接歯車式油ポンプに関する。

この種ポンプは自動車エンジン、特にこの種容積式機関
の給油用として近年ますますその価値が認められるよう
になった。この種ポンプではクランク軸の延長部が、基
本的には別の部品であってもよいが、好ましくはまた一
般にはクランク軸の自由端により形成され、ピニオンを
直接駆動することから、油ポンプ用に特別の駆動装置が
必要でない点で本質的に有利である。このピニオンはク
ランク軸に直接嵌着してもよいが、ポンプケースに特別
に構成した軸受カラーに嵌着するのが好ましく、このカ
ラーに通したクランク軸により駆動体を介し駆動される
。本発明の好ましい実施態様４− では給油路内の流れ方向が吸入口の範囲ではポンプ歯車
の中央円周方向に対しほぼ接線方向に延びている。より
厳密には、給油路が吸入口の範囲に移行している範囲に
おいて給油路内の流れ方向は、ポンプ回転軸の法平面に
対し、この範囲においてピニオンの歯の運動方向と内歯
車の歯の運動方向とがほぼ一致する方向で投影すべきで
ある。

しかし給油路は例えばポンプ軸と平行に吸入口に連絡す
ることもできる。特に自動車用自動変速機においてこの
ポンプを用いる場合がそうである。

特許請求の範囲第１項に記載の周知の油ポンプにおいて
給油路は吸油管末端近傍の円形断面積が吸油管と同じで
あり、吸入口に向かって円形断面積が先細となって延び
ている。給油路は一部が動作室の吸入口を含む端面の動
作室側を、そして一部がこの端面の動作室に対向した側
を延びている。

吸油路は油が内ば歯車の吸入口側端面だけでなく内ば歯
車の周面の一部をも環流するよう延びている。　。

周知の油ポンプは評価を得たが、回転数が特定５− 値を超えるとポンプ効率（吐出し量７分）が低下する点
で問題がある。

先願Ｐ　３２４３０６７．１　（西ドイツ特許出願番号
）に記載のポンプは上述の欠点を除去したものである。

特に、本来なら効率が著しく低下するような比較的高い
回転数範囲でもポンプ寸法を大きくすることなくポンプ
効率をさらに、少なくとも回転数にほぼ比例して、高め
ることができる。別のポンプではしばしば発泡するが、
比較的高い回転数でも発泡が防がれる。前記先願によれ
ば油が歯の回転方向に対し概ね接線方向から吸入口に流
入し、吸入口は動作室の一端面の動作室とは逆の側に配
置され、周辺方向に延び、断面積が回転方向で減少し、
歯車軸を通る平面のかなり前で成端している。

この発明は、周知のポンプでも−また特に−先願Ｐ　３
２４３０６７．１に記載のポンプでも油の流れを好適に
構成することにより効率、つまり単位時間当り吐出量を
向上する目的を達成するものである。

この目的を本発明は特許請求の範囲第１項の特６− 徴を加えることにより達成する。動作室内に設けた三日
月形の仕切りにより周知の如く密閉したポンプは、これ
までのようにポンプ対称面のはるか前で成端するのでな
くそれとは対照的にポンプ対称面（両歯車軸を通る平面
）のほぼ近くまで延びるかまたは好ましくはそれを越え
て延びた吸入口を有する。これにより意外なことにポン
プ効率が著しく向上する。

その際特許請求の範囲第２項により吸入口がピニオン回
転軸を基準に対称面を２０〜３０°、好ましくは２５°
越えて延びていると特に有利である。仕切りの円筒面は
、内ば歯車またはピニオンの歯溝により形成され吸入側
から吐出側へとたえず移動する容積室を限定しているの
で、この容積室が本発明によれば移動区間のかなりの長
さにわたって吸入口に向かって開口し、前記容積室を満
たすまでの時間が従来よりも長くなっている。それゆえ
回転数が高くても前記容積室に液体が満たされる時間は
、この容積室に常に十分満たされるのを確保するに十分
なものである。本発明によればそれ一７＝ 自体すでに高いポンプ効率は回転数が異常に高くなるま
で回転数に概ね比例する。

回転数が高く、従って遠心力が大きい場合仕切りととも
にピニオンの歯により形成された容積室がポンプの吐出
しに十分役立つよう、好ましくは特許請求の範囲第３項
により吸入口は仕切りの平径方向外側に対称面を越えて
延びるだけでなく、回転方向を向いたその末端が２つの
分岐路に分割されて仕切りの両側を延びている。

特許請求の範囲第４項により吐出口の開始点と吸入口分
岐路の両端との周辺方向距離が概ね２ピツチにすぎない
ときポンプ効率は特に高くなる。

これは、吸入口の内側分岐路および外側分岐路の末端と
概ね仕切り末端範囲で始まっている吐出口との間の周辺
方向距離がピニオンまたは内ば歯車の全歯だけの丁度半
分に等しいことを意味している。従って吸入口分岐路の
末端がピニオンまたは内ば歯車の概ね半径方向噴流上に
ある場合吐出口の開始点は半径方向噴流上にはない。

給油路の断面積は損失を防ぐため吸入口に移行８− するまでごく僅かに減少すべきである。吸入口に至るま
で給油路断面積の良好な移行を保証するうえで、僅かに
減少していることは確かに望ましいと考えられる。

本発明による特に長い吸入口は比較的フラットに保持す
ることができ、しかもなお特に良好なポンプ吐出量を確
保することができる。しかし特許請求の範囲第５項の構
成によると吸入口の深さが末端に向かってたえず減少し
、吸入口の範囲で生じる油の流速変化および方向変化は
比較的僅かである。

特許請求の範囲第６項により吸入口に対向したポンプ正
面に凹所を設けるとポンプ効率はさらに著しく向上する
。意外なことに単に前記容積室を介して凹所と吸入口と
を連絡するだけでもかなりの向上が得られる。吸入口と
凹所はケース内に設けた給油路によっても互いに連絡す
ることができるが、しかしこの給油路は内ば歯車の支持
部を弱めないよう歯車室の周面に接触すべきでない。

特許請求の範囲第７項の構成が好ましい。

９− 特許請求の範囲第８項によると仕切りのポンプ回転方向
とは逆向きの末端髪斜めに切り、流れを仕切りの半径方
向内側に延びた吸入口分岐路の方に多く向けさせて遠心
力の影響を補償するのが有利である。この構成により同
時に仕切りが短がくなり、その結果この短くなった範囲
に歯車の歯面を横切って吸入口と結ばれた空洞が形成さ
れ、容積室の充填がさらに向」ニする。

仕切りは他端も尖頭となっているのでなく強さを増すた
め僅かに短くしである。

すでに述べたように本発明の好ましい１構成ではポンプ
のカバーが好ましくは吸入口の形状に対応する凹所を有
する。この凹所は吐出口と同様に２つに分岐して仕切り
の両側に延びている。従ってカバーは、カバーが特に十
分に当接して吐出側と吸入側との間を確実に密閉するこ
とになる範囲で丁度肉薄となっている。この範囲でカバ
ーが外方にふくらみ、損失が生じ、従って吐出量が低下
するのを防ぐため、本発明では、ポンプをエンジンまた
は類似物にフランジ接合する除用いるガス−１ｎ〜 ケラトはカバーが仕切りの両側に広がった前記凹所を有
する範囲にランドを有するよう提案される。

これによりカバーはこの決定的領域でも十分な当接を維
持するよう支持される。

添付図面に示した好ましい実施例を基に発明の対象をな
お詳しく説明する。

図示ポンプの本体１は動作室、吐出口および吸込み口の
特殊構成を除けばすでに先願Ｐ３２４３０６７．１に記
載した本体と相違しない。

このポンプは図面から明らかなように本体１と、詳細を
第５図に示した動作室カバー２と、例えば１６個の歯を
有し周面が動作室３の周面で支えられた内ば歯車４　（
第２図〜第４図）と、例えば１３個の歯を有し内ば歯車
４とかみ合うピニオン６（第２図〜第４図）とを有する
。ピニオン６はその孔に本体１と一体に構成した軸受カ
ラー５を嵌着し回転可能に支承しである。ポンプはさら
に図示省略した安全弁を有する。安全弁は受容部７に示
してあり、またその機能については後に触れる。

本体１は第１図手前側が機関にフランジ接合される。給
油は本体１の内部で供給路９に接続した図示省略の吸込
路を通して下から行われる。ポンプ本体１は下方にやは
りフランジ面１０を有し、該フランジ面により油槽にフ
ランジ接合しである。

動作室カバー２は鋳造ポンプ本体１の動作室カバー２の
厚さを僅かに上まわる分フランジ面から引込んだ面１６
（第１図）に装着してあり、動作室３の第２端面となっ
ている。

筒状動作室のなかで内ば歯車４、ピニオン６が回転する
。駆動は内燃機関クランク軸６０の端部により行う。こ
の端部は軸受カラー５の穴から張り出し、回し環６１に
よりピニオン６を回転させ、該ピニオンが内ば歯車４を
駆動する。このため回し環６１はピニオンのカラー６９
に設けた対応する四部に係合する突起を有する。内接歯
車ポンプの原理によりピニオン６の回転軸は内ば歯車４
の回転軸に対し偏心になっている。第１図においてＯは
（第１図では図示省略した）ピニオン６の軸、０′は内
ば歯車４の軸である。

軸０，０′は互いに平行であり、その軌跡が第１図の直
線５】となっている対称面を限定している。

前記直線５１は第１図において本体の下面にかみ合い最
深点を、そして上面に歯相互の最大距離点を含む。

図示ポンプは仕切板ポンプであり、内ば歯車４、ピニオ
ン６は両者が最も離れた箇所に大きく離れかつ嵌合した
鎌形または半月形の隙間を有する。

この隙間にはそれに合わせて構成され動作室３の夷行き
全体にわたって延びた中実仕切板５０が挿入しである。

第１図からさらに判るように対称面５１はピニオン６の
回転軸Ｏを通りフランジ面１０に対し垂直な法線面に対
し第１−図右回り方向に、つまり矢印２５で示したポン
プ回転方向とは逆方向に角度１０°ずれている。これに
より、フランジ面１０から出発した供給路９を案内する
ことができ有利である。

第１図にはさらに吐出口２６を認めることができる。こ
れは動作室３の本体１に付属した端面に穿設してあり、
動作室の周面に拡張部２７を有する。

排出路２８が拡張部２７から環状溝２９へと通じている
。

１３− この環状溝はポンプの一部を取り囲み、第６図に示した
右端がポンプ本体の圧油路に接続しである。

溝２９は内燃機関の好適な面にフランジ接合することに
より密閉路となる。

供給路９は第１図手前側面に対し平行に延びた溝孔の横
断面を有し、動作室３より多少下方にずれ、接線方向か
ら吸込み口３３に連絡している。供給路は流体力学の原
則に従って無段かつ定常的に吸込み口３３に移行してい
る。

吸込み口３３は動作室３をほぼ１８０°にわたっておお
い、対称面５１にまで達しているだけでなく、対称面か
らなお約２５°越え、つまり第１図に示した法線面をさ
らに越え出ている。吸込み口３３は半径方向外側の分岐
部３３ａおよび半径方向内側の分岐部３３ｂが仕切板５
０をその長さの半分以上にわたってり取囲んでいる。

仕切板５０は回転方向２５とは逆向きの末端に斜切部５
２を有する。この斜切部が吸込み口３３の内側分岐部３
３ｂへの入口を漏斗状に拡張し、こうして供給路９から
ほぼ接線方向に流入し仕切板５０の近傍１４− で転向されて遠心力の作用を受けた流体がすくい取られ
て両分峡部３３ａ、３３ｂに均等に供給されるようにな
っている。

吸込み口３３の分岐部３３ａ、３３ｂは第７図（第１図
■−■線断面）に示すように深さが回転方向２５になる
につれ零にまで減少している。

ただし第７図は寸法どおりでなく、分岐部３３ａの長さ
方向が著しく短縮しであることを指摘しておく。

すでに述べたように、環状溝２９は図示省略した圧力安
全弁に連絡しており、該弁は動作室３の半径方向外側で
斜切部５２の付近に配置したあふれ室５４につながって
いる。

ポンプが許容限界内の圧力を供給すると、環状溝２９を
流れた油はすべて図示省略した排出管を流れる。

吐出し圧力が許容値を超えると環状溝２９は弁によりあ
ふれ室５４へと除圧される。あふれ室は通路６５を介し
吸込み口３３と結ばれ、さらには第４図、第６図から最
もよく知ることのできるあふれ部５５を介しカバー２の
四部５３と結ばれている。この四部は吸込み口と形状が
同じでありかつそれと向い合っている。

あふれ部５５を適切に説明するためまず動作室カバー２
を詳しく説明する。

この動作室カバー２の外面は第２図から分かるように固
着ねじ用のくぼみの他には何ら特殊な点はない。

第５図が内面を示す。第５図から判るようにカバー２は
複数個の四部、つまり形状および深さの点で吸込み口３
３にほぼ等しい第１四部５３と第２四部５６とを有する
。

凹部５３はカバー装着時分峡部３３ａ　、　３３ｂの上
にくる２つの分岐部となっており、該分岐部は仕切板５
０と同じ輪郭を有してそれに載置した固定腹部により互
いに分離されている。第２四部５６は吐出口２６の上に
配置され、吐出口２６とその拡張部２７とをおおってい
る。

カバー２を装着すると四部５３　、５６はそれぞれ動作
室または内ば歯車４、ピニオン６に隣接した空間を形成
する。

凹部５６により形成した空間は動作室の半径方向外側で
動作室の高さにわたって延びた拡張部２７を介し吐出口
２６と結ばれており、これにより、送られてきた油圧油
は内ば歯車４、ピニオン６の両側で流出することができ
、そして朶められて排出路２８を流れる。

吸込み口３３に対応する凹部５３の周辺範囲でカバー２
は切欠いである。この切欠きを限定する切断へりはカバ
ー２の周面から出発し、仕切板５０で支持された腹部の
斜切部５２より上にある端部の後方１／３の箇所で腹部
の外フランジに対しほぼ接線方向でつながっている。そ
こから吸込み口の外側分岐部３３ａに対応したくぼみ分
岐部５３ａは長手方向を横切って切断へりにより限定さ
れ、またそこから第３の切断ヘリが対称面５Ｉに対しほ
ぼ垂直な方向をカバー２の緑まで延びている。

この切欠きは第２図、第４図に見ることができ、四部５
３とあふれ室５４との間のあふれ部５５を形成している
。このあふれ部５５に、環状溝２９と室５４との１７− 間に設けたポンプの圧力制限弁が給油する。

こうして過剰の油圧油はあふれ室５４からあふれ部５５
を介しカバー２の四部５３に流入することができ、そこ
から直接にまたは凹部分岐部５３ａ　、　５３ｂを介し
て再び内ば歯車４、ピニオン６の給油範囲に達する。

あふれ部は、吸込み口３３と四部５３とを連絡するよう
動作室周面に設けたくぼみの形状に構成することもでき
る。しかしこのように構成すると内ば歯車の支えが損な
われるのであまり有利ではない。

第６図から判るように凹部分岐部５３ａ、５３ｂは深さ
が回転方向になるにつれ零にまで減少している。

シール５７の構成および配置は第２図、第３図から知る
ことができる。このシールは機関のシリンダへラドガス
ケットにほぼ相当する平らなシール挿入物であり、その
主目的は該ガスケットと同様に液充填空間を外部に対し
密封することである。

そのため、排出路２８を取り囲んだ部分５７ａとあふれ
室５４を取り囲んで外部に対し密封した部分５７ｂとが
設けである。

−１８＝ しかしこの種の従来のシールとは異なる点として第３の
部分５７ｃが設けてあり、これは部分５７ｂの一部とと
もに弓形に延び、第３図から明白なようにカバー２の腹
部の真上、従って仕切板５０の真上にある。このシール
部分５７ｃは密封機能の他に支持機能も有する。つまり
カバー２は四部分岐部５３ｂの入口付近では第６図に見
ることができるように壁厚がきわめて薄く、凹部分岐部
５３ａの入口付近にはさらにあふれ部５５が延びている
。回転方向に見て入口分岐部５３ａ　、　５３ｂの末端
の後方でカバーは再び全厚となって曲げ強さを獲得する
。

カバーは動作室３に面した第５図手前側の面がポンプの
吸込側と圧側との間の主密封機能を果す。

ちょうどこの範囲でカバーが薄くなっていることにより
カバーは可撓性を有し、送り方向とは逆向きの漏れ流を
生じ得るが、それをシール部５７ｃが防ぐ。このシール
部は一端がカバーに、そして他端が第３図、第４図に見
られる機関接触面にしっかり当接し、カバー２の前記肉
薄範囲が撓むのを防止する。

吸込み口３３とそれに対向したカバー四部５３との間で
は内ば歯車４、ピニオン６の歯が離反して歯間に隙間が
生じているので、この範囲では常に油圧平衡が生じる。

しかし分岐部３３ａ、３３ｂまたは５３ａ。

５３ｂの範囲では深さが減少し、そして流れ条件が特殊
であるため分岐部３３ａ　、　３３ｂが分岐部５３ａ、
５３ｂとは異なる形状を有する場合、さまざまな油圧条
件が生じる可能性がある。この理由から、特に第３図に
見られるように対向し合った分岐部は周方向の輪郭だけ
でなく横断面もそれぞれ同一にしである。これにより内
ば歯車４、ピニオン６は吸込み口の範囲でも吐出口の範
囲でも完全な油圧平衡下にあり、軸方向で無荷重で回転
する。こうして摩擦損失が防止され、ポンプの寿命が延
びる。

なお、吐出口の吸込み口側境界は第１図において吸込み
口両端の接線に対する平行線にほぼ沿って延びており、
吸込み口両端から吐出口開始点に至る密封区間は長さが
ほぼ等しいことを述べておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は動作室カバーを取り去って機関にフランジ接合
する側から見た本発明による機関油ポンプの図、 第２図は動作室カバーを装着しシールを載置した第１図
と同様のポンプの図、 第３図は第２図Ａ−Ｂ線に沿った断面図、第４図は第２
図Ｂ−Ｃ線に沿った断面図、第５図は取り外した動作室
カバーの動作室に面した表面の平面図、 第６図は第５図ＶＩ−Ｖｌ線に沿った断面図、第７図は
第１図■−■線に沿った断面図である。 １　・・・本体、　３　・・・ポンプ動作室、　４　・
・・内ば歯車、　６　・・・ピニオン、　９　・・・供
給路、１８・・・延長部用開口、２８．２９・・・排出
路、３３・・・吸込み口、３３ａ、３３ｂ・・・分岐部
、５０・・・仕切板、５１・・・平面、５３・・・四部
。 ２１− 第３図 第４図 手続補正書（方式） 円 昭和６０年７　月９１１ 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示 特願昭６０−５３５１４刊 事件との関係　出願人 住所　東京都港区西新橋３丁目３番３号５・　手続補正
指令書　ノ日付 昭和６０年　６月１０日（発送日昭和６０年６　月２５
　日）６、補正により増加する発明の数　０ ７、補正ノ対象　願書の出願人の代表者の欄、委任状及
び図面下記書類を別紙の通り提、出いたし寸す。 （１）　訂正願書（出願人の代表者者を記載）（２）　
委任状、同訳文 （３）　正式回向 以」ニ ２−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ａ）動作室（３）のなかにポンプの内ば歯車（４）
   とピニオン（６）とを受容したポンプ本体（１）が機関
   または変速機の端面にフランジ接合可能であり、クラン
   ク軸またはピニオン駆動軸の延長部用開口（１８）を有
   し、前記軸はそれと同軸に配置したピニオン（６）を貫
   通しこれを駆動し、ｂ）本体（１）のなかに供給路（９
   ）がポンプ動作室（３）の少なくとも一方の端面に穿設
   した吸込み口（３３）にかけて設けてあり、 Ｃ）本体（１）のなかにさらに動作室（３）から油を送
   るための排出路（２８，２９）が当該接続口にかけて設
   けてあり、 ｄ）機関油ポンプとして構成した場合供給路（９）は少
   なくとも動作室に近い方の部分がポンプ回転軸に対し概
   ね法線面一にを延び、供給路（９）の　１− 流れ方向が吸込み口近傍でポンプ内ば歯車（４）、ピニ
   オン（６）の中央周面方向に対し概ね接線方向に延び、 ｅ）　はぼ鎌形の仕切板（５０）が内ば歯車（４）、ピ
   ニオン（６）の外端歯先円間のかみ合い最深部に対向し
   た隙間の大部分にわたって挿入しである、自動車内燃機
   関および自動車自動変速機の内接歯車式油ポンプにおい
   て、吸込み口（３３）がポンプ周辺方向を歯車軸（０，
   Ｏ″）を通る平面（５１）の近くまで延び、好ましくは
   この平面を越えて延びたことを特徴とする自動車内燃機
   関の内接歯車式ポンプ。 ２）　吸込み口（３３）が前記平面（５１）を２０°〜
   ３０゜好ましくは２５°越えて延びたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のポンプ。 ３）吸込み口（３３）が仕切板（５０）の半径方向外側
   に設けた分岐部（３３ａ）と半径方向内側に設けた分岐
   部（３３ｂ）とを有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載のポンプ。 ４）吐出口（２６）の開始部が吸込み口分岐部（３３ａ
   、３３ｂ）の両端から周辺方向にほぼ２つの歯車２− ピッチの距離を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいずれかに記載のポンプ。 ５）供給路（９）と吸込み口（３３）との移行部から吸
   込み口の供給路から離れた方の末端にかけて吸込み口（
   ３３）の断面が次第に零まで減少していることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記
   載のポンプ。 ６）　動作室（３）の吸込み口に対向した端面にさらに
   別の好ましくは吸込み口（３３）と形状および長さが等
   しい四部（５３）を設け、好ましくはこの四部（５３）
   と吸込み口とを通路により連絡したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載のポ
   ンプ。 ７）　吸込み口（３３）の半径方向外端が、場合によっ
   てはこの吸込み口の長さの大部分にわたって設けである
   凹部（５３）も、動作室（３）の外端近傍に延びている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項の
   いずれかに記載のポンプ。 ８）仕切板（５０）は吸込み口（３３）の分岐部（３３
   ａ。 ３− ３３ｂ）間に突入した末端が斜めに切ってあり（斜切部
   ５２）、半径方向内分岐部（３３ｂ）は反回転方向に延
   長した入口を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第７項のいずれかに記載のポンプ。