(57)【要約】【課題】ポンプ効率を確保するとともに、オイルの圧力脈動によって生ずる騒音を確実に低減することができるトロコイドポンプを提供すること。【解決手段】インナーローター６１と、アウターローター６２と、ポンプカバー６３と、チェーンカバー下部６４とを含んで構成され、インナーローター６１が、第１サイドローターと、第１サイドローターと同一の外歯車を有するとともに第１サイドローターと一緒に回転する第２サイドローターと、第１サイドローターと第２サイドローターとの間に介装され、第１サイドローターと同一または略同一の外歯車を有するとともに、第１サイドローターの回転方向と反対方向に回転するよう、第１サイドローターに支持されたミドルローターと、ミドルローターを第１サイドローターの回転方向に付勢するようミドルローターに設けられたスプリングとにより構成される。【選択図】図３
2010053785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の外歯車を有するとともに入力軸の駆動力で回転するインナーローターと、
円環状に形成された外周部と前記外歯車と噛み合う複数の内歯車とを有するとともに、前記インナーローターを前記内歯車の放射内方に収容するアウターローターと、
前記アウターローターを前記外周部で回転可能に支持するとともに、オイルが吸入される吸入ポートと、吸入された前記オイルが吐出される吐出ポートとを有するハウジングと、
を備えたトロコイドポンプにおいて、
前記インナーローターが、第１サイドローターと、
前記第１サイドローターと同一の外歯車を有するとともに前記第１サイドローターと一緒に回転する第２サイドローターと、
前記第１サイドローターと前記第２サイドローターとの間に介装され、前記第１サイドローターと同一または略同一の外歯車を有するとともに前記第１サイドローターの回転方向と反対方向に回転するよう前記第１サイドローターに支持されたミドルローターと、
前記ミドルローターを前記第１サイドローターの前記回転方向に付勢するよう前記ミドルローター、前記第１サイドローターおよび前記第２サイドローターのいずれかに設けられたスプリングと、
を備えたことを特徴とするトロコイドポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロコイドポンプに関し、特に、オイルを吐出する際に生ずる騒音を低減することができるトロコイドポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のトロコイドポンプとして、ケースと、このケース内に回転自在に収容されるとともに内径部に内歯車が形成されたリング状のアウターローターと、このアウターローター内方に偏心して取り付けられるとともに外周部にアウターローターに内接して噛み合う外歯車が形成されたインナーローターとを備え、アウターローターを回転軸方向に複数枚に分割して構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このトロコイドポンプにおいては、アウターローターを回転軸方向に分割された複数枚のアウターローターで構成することにより、駆動時に発生する騒音を低減するようにしている。他方、アウターローターがインナーローターに噛み合って一体の状態で駆動させることにより、トロコイドポンプのポンプ効率を確保するようにしている。すなわち、トロコイドポンプに入力される駆動力がオイルの吐出エネルギーに変換される際の機械的損失を少なくしている。
【特許文献１】特開２００３−２９３９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のトロコイドポンプの場合には、アウターローターがインナーローターに噛み合うことにより、ケース内のアウターローターの内歯車と、インナーローターの外歯車との間にオイルを収容し加圧するオイル加圧室が画成され、吸入ポートから吸入されたオイルが、オイル加圧室の容積変化によって加圧されながら吐出ポートに吐出されるようになっている。この場合、分割された複数枚のアウターローターが一体の状態で駆動されているので、ポンプ効率は確保されるものの、オイル加圧室に一定周期で発生するオイルの圧力脈動の低減が不十分であるという問題があった。この圧力脈動によってオイル加圧室を囲んでいる構成要素が振動すると、この構成要素およびこの構成要素と連結している他の構成要素から異音が放射されてしまい、騒音を十分に低減することができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、前述の従来の問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、本発明は、ポンプ効率を確保するとともに、オイルの圧力脈動によって生ずる騒音を確実に低減することができるトロコイドポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るトロコイドポンプは、目的を達成するため、（１）複数の外歯車を有するとともに入力軸の駆動力で回転するインナーローターと、円環状に形成された外周部と前記外歯車と噛み合う複数の内歯車とを有するとともに、前記インナーローターを前記内歯車の放射内方に収容するアウターローターと、前記アウターローターを前記外周部で回転可能に支持するとともに、オイルが吸入される吸入ポートと、吸入された前記オイルが吐出される吐出ポートとを有するハウジングとを備えたトロコイドポンプにおいて、前記インナーローターが、第１サイドローターと、前記第１サイドローターと同一の外歯車を有するとともに前記第１サイドローターと一緒に回転する第２サイドローターと、前記第１サイドローターと前記第２サイドローターとの間に介装され、前記第１サイドローターと同一または略同一の外歯車を有するとともに前記第１サイドローターの回転方向と反対方向に回転するよう前記第１サイドローターに支持されたミドルローターと、前記ミドルローターを前記第１サイドローターの前記回転方向に付勢するよう前記ミドルローター、前記第１サイドローターおよび前記第２サイドローターのいずれかに設けられたスプリングとを備えたものから構成されている。
【０００６】
この構成により、入力軸の駆動力でインナーローターが回転すると、インナーローターの第１サイドローター、第２サイドローターおよびミドルローターとが、一体となって回転するので、入力軸から入力された駆動力が効率よく吐出エネルギーに変換され、従来技術におけるポンプ効率と同様のポンプ効率が確保される。
【０００７】
また、第１サイドローターと第２サイドローターとの間に、第１サイドローターの回転方向と反対方向に回転し得るミドルローターが設けられているので、オイルの圧力脈動が生じた場合、オイル加圧室内で急激に高くなったオイルの圧力により、圧力脈動が抑制される。
すなわち、インナーローターの回転方向とは逆方向に作用するオイルの圧力により、インナーローターのミドルローターが、ミドルローター内のスプリングの付勢力に抗して、インナーローターの回転方向とは逆方向に回転する。
【０００８】
このとき、オイル加圧室と、これに隣接するオイル加圧室とが連通するので、このオイル加圧室内のオイルが、隣接するオイル加圧室に漏洩し、吸入ポート側に逆流する。この漏洩により、オイル加圧室内のオイルの圧力が低下し、発生する圧力脈動による圧力が低減される。その結果、エンジン回転数が高くなっても、放射音レベルが緩やかなカーブで大きくなる程度であり、放射音レベルが急に上昇しないので、オイルの圧力脈動が生じても、トロコイドポンプから放射される異音が小さく、騒音の問題が解消される。なお、オイル加圧室内のオイルの圧力が低下すれば、スプリングの付勢力により、インナーローターのミドルローターが元の位置に復帰するので、このオイル加圧室内のオイルが、隣接するオイル加圧室に漏洩することはなくポンプ効率が確保される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ポンプ効率を確保するとともに、オイルの圧力脈動によって生ずる騒音を確実に低減することができるトロコイドポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプが適用されるエンジンのオイル供給装置の概略斜視図である。
【００１１】
まず、構成を説明する。
図１に示すように、エンジン１は、気筒内に収容されたピストン２と、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ−ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）３と、入力軸としてのクランクシャフト４と、オイル供給装置５と、シリンダヘッド、シリンダブロックおよびクランクケースからなるエンジンブロック６とを含んで構成されている。
【００１２】
ピストン２は、図示しない他の３個のピストンを含めて直列４気筒のエンジン１を構成している。なお、エンジン１は、直列４気筒のものに限られず、単気筒や任意に気筒配列された多気筒であってもよく、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどの公知のエンジンであってもよい。
【００１３】
ＶＶＴ３は、図示しない吸気カムシャフトに連結され、ベーン型アクチュエータを駆動する吸気側油圧コントローラと、排気カムシャフトに連結され、ベーン型アクチュエータを駆動する排気側油圧コントローラとを含んで構成されている。
吸気側油圧コントローラおよび排気側油圧コントローラは、チェーン３１を介してクランクシャフト４と連結されており、クランクシャフト４の動力で駆動されるようになっている。
チェーン３１は、チェーンテンショナー３２により、チェーン３１に加わる張力が調節されるようになっている。また、吸気側油圧コントローラおよび排気側油圧コントローラとクランクシャフト４との間のチェーン３１には、チェーンカバー３３が装着されており、外部環境から保護されている。
【００１４】
クランクシャフト４は、クランクジャーナル４１を介してエンジンブロック６に回転可能に支持されるとともに、コネクティングロッド１２を介してピストン２に連結されており、ピストン２の往復運動がクランクシャフト４の回転運動に変換されるようになっている。
【００１５】
オイル供給装置５は、オイルパン５１と、オイルストレーナ５２と、オイル通路部５３と、トロコイドポンプ５４と、トロコイドポンプ５４から吐出されたオイルをろ過するオイルフィルタ５５と、オイルギャラリー部５６と、オイルシャワー部５７とを含んで構成されている。オイル供給装置５は、オイル通路部５３内のオイル通路を介してエンジン１内の各潤滑部１０にオイルを供給し各潤滑部１０を潤滑するとともに冷却するよう構成されている。
【００１６】
この潤滑部１０は、エンジン１内の潤滑を必要とする構成要素で、例えば、ピストン２と、クランクシャフト４を回転可能に支持するクランクジャーナル軸受１１と、コネクティングロッド１２と、吸気カムシャフトジャーナル軸受１３と、排気カムシャフトジャーナル軸受１４とを含んで構成されている。
【００１７】
また、図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）により、オイル通路部５３内のオイル通路を介してＶＶＴ３やチェーンテンショナー３２に油圧が供給されるようになっている。
【００１８】
このＥＣＵは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＶＶＴ３、オイル供給装置５およびチェーンテンショナー３２の各部の動作を実行させるプログラムなどが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、バッテリを電源として作動し書換え可能な不揮発性のメモリからなるＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、Ａ／Ｄ変換器やバッファなどの入力インターフェース回路および駆動回路などの出力インターフェース回路を含んで構成されている。
【００１９】
オイルパン５１は、潤滑部１０の各潤滑要素から還流されたオイルを貯留するケースからなり、エンジンブロック６の下部に固定されている。このオイルパン５１に貯留されたオイル内には、オイルストレーナ５２の吸入口が浸漬されており、この吸入口からオイルが吸入されるようになっている。
【００２０】
オイル通路部５３は、オイルパン５１内のオイルをオイルストレーナ５２を介してトロコイドポンプ５４に流通させるオイル通路部５３ｐと、トロコイドポンプ５４から吐出されたオイルをオイルフィルタ５５に流通させるオイル通路部５３ｆと、オイルフィルタ５５からオイルギャラリー部５６にオイルを流通させるオイル通路部５３ｇと、オイルギャラリー部５６からオイルシャワー部５７にオイルを流通させるオイル通路部５３ｓと、オイルギャラリー部５６から複数の吸気カムシャフトジャーナル軸受１３および排気カムシャフトジャーナル軸受１４にオイルを流通させるオイル通路部５３ｊと、オイルギャラリー部５６から複数のクランクジャーナル軸受１１にオイルを流通させる複数のオイル通路部５３ｃと、オイルギャラリー部５６を介してＶＶＴ３に油圧を供給するオイル通路部５３ｖと、オイルギャラリー部５６からチェーンテンショナー３２に油圧を供給するオイル通路部５３ｔとを含んで構成されている。
【００２１】
また、オイル通路部５３は、オイルシャワー部５７から放出されたオイルを通すよう、エンジンブロック６の内部空間により構成されるもの、エンジンブロック６の内壁部の表面を伝わるよう内壁部の表面により構成されたものなど、オイルを流通させる媒体によっても構成されている。
【００２２】
オイルフィルタ５５は、ケース５５ｃと、ケース５５ｃ内に収容され通過するオイル内の不純物をろ過するフィルタエレメントとを含んで構成されている。
オイルギャラリー部５６は、例えば、エンジンブロック６の内部に形成され、トロコイドポンプ５４から吐出されたオイルを潤滑部１０の各潤滑要素に分流させるよう、複数の分岐部を有しており、オイル通路部５３の一部を構成している。
オイルシャワー部５７は、オイルギャラリー部５６から供給されたオイルを、吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトに向けて放出するようになっている。
【００２３】
次いで、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプ５４の構成について説明する。
【００２４】
図２は、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプ５４の分解斜視図であり、図３（ａ）は、チェーンカバー３３を取り外し、クランクシャフト４を切断した状態のトロコイドポンプ５４の正面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。また、図４は、トロコイドポンプ５４のインナーローター６１の分解斜視図であり、図５は、一部を破断したインナーローター６１およびアウターローター６２の正面図である。さらに、図６（ａ）は、インナーローター６１を構成する第２サイドローター７２の図５に示すＣ−Ｃ断面の断面図であり、図６（ｂ）は、インナーローター６１を構成するミドルローター７３の図５に示すＣ−Ｃ断面の断面図であり、図６（ｃ）は、インナーローター６１を構成する第１サイドローター７１の図５に示すＣ−Ｃ断面の断面図である。
【００２５】
図２に示すように、トロコイドポンプ５４は、インナーローター６１と、アウターローター６２と、ハウジングとしてのポンプカバー６３と、ハウジングとしてのチェーンカバー下部６４とを含んで構成されている。すなわち、本発明に係るトロコイドポンプのハウジングは、ポンプカバー６３およびチェーンカバー下部６４によって構成されている。
【００２６】
図３（ａ）、（ｂ）ないし図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、インナーローター６１は、第１サイドローター７１と、第２サイドローター７２と、ミドルローター７３と、スプリング７４、７５とを含んで構成されている。
【００２７】
図４および図６（ｃ）に示すように、第１サイドローター７１は、歯車部７１ｇと、歯車部７１ｇから軸線方向に突出して形成された筒状部７１ｔと、筒状部７１ｔの基端部７１ｋに放射外方に突出し縦ｔ１、横ｙ１、高さｈ１で形成されたストッパ部７１ｓ１と、このストッパ部７１ｓ１と、筒状部７１ｔを挟んで対抗する位置に縦ｔ２、横ｙ２、高さｈ２で形成されたストッパ部７１ｓ２とを含んで構成されており、歯車部７１ｇ、筒状部７１ｔおよびストッパ部７１ｓ１、７１ｓ２は一体的に形成されている。
【００２８】
また、ストッパ部７１ｓ１の高さｈ１およびストッパ部７１ｓ２の高さｈ２は、ミドルローター７３の厚みよりも小さい寸法で形成されている。なお、縦ｔ１、横ｙ１、高さｈ１で形成されたストッパ部７１ｓ１および縦ｔ２、横ｙ２、高さｈ２で形成されたストッパ部７１ｓ２は、同一の寸法でもよく、異なった寸法でもよい。
【００２９】
歯車部７１ｇの外周には、トロコイド曲線またはトロコイド曲線に近似した曲線を有する外歯車７１ｏが放射外方に突出して円周上等角度間隔で１０箇所に形成されており、筒状部７１ｔの外周には、複数のスプライン外歯７１ｐが形成されている。
【００３０】
また、歯車部７１ｇおよび筒状部７１ｔの中央部には、軸線方向に貫通する貫通孔７１ｈが形成されており、この貫通孔７１ｈを囲む歯車部７１ｇおよび筒状部７１ｔの内壁部には、複数のスプライン内歯７１ｕが形成されている。
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、このスプライン内歯７１ｕと、クランクシャフト４の外周に形成されたスプライン外歯４ｓとがスプライン嵌合し、第１サイドローター７１とクランクシャフト４とが一緒に回転するようになっている。
【００３１】
図４および図６（ａ）に示すように、第２サイドローター７２は、円板状に形成され、外周には、第１サイドローター７１の歯車部７１ｇに形成された外歯車７１ｏと同一の形状および同一の配置で形成された外歯車７２ｏを有している。また、第２サイドローター７２の中央部には、軸線方向に貫通する貫通孔７２ｈが形成されており、この貫通孔７２ｈを囲む第２サイドローター７２の内壁部には、複数のスプライン内歯７２ｕが形成されている。
このスプライン内歯７２ｕに、第１サイドローター７１のスプライン外歯７１ｐがスプライン嵌合し、第２サイドローター７２の各外歯車７２ｏと第１サイドローター７１の各外歯車７１ｏとが互いに対抗して外形が一致した状態で、第１サイドローター７１と第２サイドローター７２とが一緒に回転するよう構成されている。
【００３２】
ミドルローター７３は、円板状に形成され、外周には、第１サイドローター７１の歯車部７１ｇに形成された外歯車７１ｏと同一の形状および同一の配置で形成された外歯車７３ｏを有している。また、ミドルローター７３の中央部には、軸線方向に貫通し、第１サイドローター７１の筒状部７１ｔの外周に形成されたスプライン外歯７１ｐの外径よりも僅かに大きな外径を有する貫通孔７３ｈが形成されており、この貫通孔７３ｈには、第１サイドローター７１の筒状部７１ｔが挿入され、ミドルローター７３が第１サイドローター７１の筒状部７１ｔに回転可能に支持されるよう構成されている。
【００３３】
なお、このミドルローター７３における外歯車７３ｏは、第１サイドローター７１の歯車部７１ｇに形成された外歯車７１ｏと同一の形状および同一の配置で形成された場合について説明したが、この外歯車７３ｏを第１サイドローター７１の歯車部７１ｇに形成された外歯車７１ｏよりも僅かに小さく形成するようにしてもよい。この場合には、ミドルローター７３が、第１サイドローター７１の回転方向と反対方向に回転する際、外歯車７３ｏが外歯車７１ｏよりも小さい分だけ、回転し易くなり、外力に対する応答性が良好になる。
【００３４】
ミドルローター７３には、幅ｗ１および深さｄ１の切欠部７３ｋ１が形成されており、この切欠部７３ｋ１に、第１サイドローター７１のストッパ部７１ｓ１が挿入されるとともに、挿入されたストッパ部７１ｓ１と切欠部７３ｋ１の内壁面７３ｎ１との間にスプリング７４が一定の付勢力を有するよう収縮されて取り付けられるようになっている。
【００３５】
また、切欠部７３ｋ１と対向する側にも、幅ｗ２および深さｄ２の切欠部７３ｋ２が形成されており、この切欠部７３ｋ２に、第１サイドローター７１のストッパ部７１ｓ２が挿入されるとともに、挿入されたストッパ部７１ｓ２と切欠部７３ｋ２の内壁面７３ｎ２との間にスプリング７５が一定の付勢力を有するよう収縮されて取り付けられるようになっている。
【００３６】
インナーローター６１が組み立てられた状態、すなわち、切欠部７３ｋ１に、第１サイドローター７１のストッパ部７１ｓ１が挿入されてスプリング７４が取り付けられるとともに、切欠部７３ｋ２に、第１サイドローター７１のストッパ部７１ｓ２が挿入され、スプリング７５が取り付けられ、第１サイドローター７１にミドルローター７３および第２サイドローター７２が組み込まれた状態で、図４に示す矢印Ｂ方向に、第１サイドローター７１および第２サイドローター７２が回転すると、ミドルローター７３は、ストッパ部７１ｓ１およびストッパ部７１ｓ２に規制されて、第１サイドローター７１と同一の矢印Ｂ方向に回転するようになっている。
【００３７】
また、この状態で、ミドルローター７３に、矢印Ｂ方向と反対方向に回転するような外力であって、スプリング７４、７５の付勢力よりも大きな外力が加わったとき、ミドルローター７３は、スプリング７４、７５の付勢力に抗して、矢印Ｂ方向と反対方向に回転するようになっている。他方、この外力がなくなると、スプリング７４、７５の付勢力により、ミドルローター７３が元の位置に復帰するようになっている。
【００３８】
スプリング７４、７５の付勢力がミドルローター７３に作用した状態では、ミドルローター７３の各外歯車７３ｏおよび第１サイドローター７１の歯車部７１ｇに形成された各外歯車７１ｏとが対向し、外形が一致した状態になっている。すなわち、第１サイドローター７１の各外歯車７１ｏ、第２サイドローター７２の各外歯車７２ｏおよびミドルローター７３の各外歯車７３ｏとが、それぞれ対向し外形が一致した状態で一体的になり、第１サイドローター７１の各外歯車７１ｏ、第２サイドローター７２の各外歯車７２ｏおよびミドルローター７３の各外歯車７３ｏが、本発明に係るインナーローターの外歯車を構成している。
【００３９】
なお、ミドルローター７３に形成された幅ｗ１および深さｄ１の切欠部７３ｋ１および幅ｗ２および深さｄ２の切欠部７３ｋ２は、同一の寸法であってもよく、異なった寸法であってもよい。また、ストッパ部７１ｓ１の縦ｔ１、横ｙ１および高さｈ１、ストッパ部７１ｓ２の縦ｔ２、横ｙ２および高さｈ２、切欠部７３ｋ１の幅ｗ１および深さｄ１、切欠部７３ｋ２の幅ｗ２および深さｄ２は、トロコイドポンプ５４の構造、大きさ、形状、ポンプ特性などのポンプの設定条件に基づいて適宜選択される。
【００４０】
ストッパ部７１ｓ１およびストッパ部７１ｓ２は、四角柱状に形成した場合について説明したが、本発明に係るトロコイドポンプにおいては、ストッパ部は四角柱状以外の他の形状であってもよい。例えば、円柱状、三角柱状、多角柱状であってもよい。
【００４１】
図３（ａ）、（ｂ）および図５に示すように、アウターローター６２は、円環状に形成された外周部６２ｓと、インナーローター６１を構成する第１サイドローター７１の各外歯車７１ｏ、第２サイドローター７２の各外歯車７２ｏおよびミドルローター７３の各外歯車７３ｏで構成されるインナーローター６１の外歯車６１ｓの一部と噛み合うよう円周上等角度間隔で形成された１１個の内歯車６２ｕとを有している。
【００４２】
このインナーローター６１およびアウターローター６２により１０葉１１節のトロコイドポンプが構成されており、インナーローター６１の外歯車６１ｓ、アウターローター６２の内歯車６２ｕ、ポンプカバー６３およびチェーンカバー下部６４により、外歯車６１ｓと内歯車６２ｕとの空間に、容積の異なった複数のオイル加圧室５４ｐ１、５４ｐ２、５４ｐ３が画成されている。このオイル加圧室５４ｐ１の容積をＶ１、オイル加圧室５４ｐ２の容積をＶ２、オイル加圧室５４ｐ３の容積をＶ３とすると、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３、となり、矢印Ｄで示すインナーローター６１およびアウターローター６２の回転方向の下流側になる程、収容されるオイルの容積が小さくなり、吸入されたオイルが順次加圧されるようになっている。
【００４３】
図２および図３（ａ）に示すように、ポンプカバー６３は、中央部に、円筒状の有底穴６３ｈが形成されており、この有底穴６３ｈには、アウターローター６２が回転可能に収容されるようになっている。この有底穴６３ｈを画成するポンプカバー６３の内壁部６３ｓには、貫通孔６３ｋが形成されており、クランクシャフト４が挿通されるようになっている。
【００４４】
この貫通孔６３ｋの軸心に対して、有底穴６３ｈの軸心が偏心しており、インナーローター６１の外歯車６１ｓの一部が、アウターローター６２の内歯車６２ｕに噛み合い、インナーローター６１の回転によりアウターローター６２が回転するようになっている。
【００４５】
また、ポンプカバー６３には、有底穴６３ｈと連通する吸入ポート６３ｉが形成されるとともに、この吸入ポート６３ｉと対向する側に、有底穴６３ｈと連通する吐出ポート６３ｏが形成されている。また、ポンプカバー６３の平面部６３ｍには、複数のねじ穴６３ｎが形成されており、図示しないボルトなどの締結具により、ポンプカバー６３にチェーンカバー下部６４が固定されるようになっている。
【００４６】
図２に示すように、チェーンカバー下部６４は、エンジンブロック６に固定されたチェーンカバー３３の下部に位置し、中央部に貫通孔６４ｈが形成されており、この貫通孔６４ｈには、クランクシャフト４の先端部分が挿通されるようになっている。また、この貫通孔６４ｈの近傍には、図示しない軸受が装着されており、この軸受によりクランクシャフト４が回転可能に支持されている。
【００４７】
スプリング７４は、例えば、金属の圧縮コイルばねにより構成され、外径は、ミドルローター７３の厚みよりも小さく形成されており、ミドルローター７３の切欠部７３ｋ１に取り付けられたとき、ミドルローター７３の側面から突出しないようになっている。
スプリング７５も、スプリング７４と同様に構成され、ミドルローター７３の切欠部７３ｋ２に取り付けられたとき、ミドルローター７３の側面から突出しないようになっている。
なお、スプリング７４、７５の外径をミドルローター７３の厚みよりも大きく形成する必要がある場合には、このスプリング７４、７５が、第１サイドローター７１と干渉しないよう第１サイドローター７１に逃げ穴を形成するとともに、第２サイドローター７２と干渉しないよう第２サイドローター７２に逃げ穴を形成するようにしてもよい。
【００４８】
エンジンブロック６は、燃焼室を含むシリンダを画成するシリンダヘッドおよびシリンダブロックと、クランクケースとがボルトなどの締結具により締結され一体化されている。
このエンジンブロック６は、図示しない複数のエンジンマウントを介して車体にマウントされている。
【００４９】
次いで、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプ５４の動作について説明する。
【００５０】
図７（ａ）は、チェーンカバー３３を取り外し、クランクシャフト４を切断した状態のトロコイドポンプ５４の正面図であり、吸入ポート６３ｉに流入したオイルが吐出ポート６３ｏから吐出される状態を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＦ−Ｆ断面を示す断面図であり、吸入ポート６３ｉに流入したオイルが吐出ポート６３ｏから吐出される状態を示す。
図８（ａ）は、チェーンカバー３３を取り外し、クランクシャフト４を切断した状態のトロコイドポンプ５４の正面図であり、吸入ポート６３ｉに流入したオイルの一部が、吐出ポート６３ｏ側から吸入ポート６３ｉ側に逆流した状態を示し、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＧ−Ｇ断面を示す断面図であり、吸入ポート６３ｉに流入したオイルの一部が、吐出ポート６３ｏ側から吸入ポート６３ｉ側に逆流した状態を示す。
【００５１】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、クランクシャフト４が矢印Ｅ方向に回転すると、インナーローター６１がクランクシャフト４と一緒に回転する。インナーローター６１の回転により、アウターローター６２が回転し、図１に示すオイルパン５１に貯留されたオイルがオイルストレーナ５２を介してオイル通路部５３ｐ内を通って吸入ポート６３ｉに流入する。
【００５２】
吸入ポート６３ｉに流入したオイルはさらに、吸入ポート６３ｉに近接するオイル加圧室５４ｐ１から、順に吐出ポート６３ｏに近接する方向に隣接するオイル加圧室５４ｐ２に圧送される。このとき、オイル加圧室５４ｐ１ないし５４ｐ３は、前述のように吐出ポート６３ｏに近接する程、その容積が小さくなるので、順次、吐出ポート６３ｏに近接する程圧力が高められ、最終的に吐出ポート６３ｏから吐出される。
【００５３】
インナーローター６１は、第１サイドローター７１、第２サイドローター７２およびミドルローター７３とが、それぞれ外形が一致した状態で一体的になっており、第１サイドローター７１、第２サイドローター７２およびミドルローター７３とが、一体となって回転するので、クランクシャフト４から入力された駆動力が効率よく吐出エネルギーに変換される。
【００５４】
この場合、オイル加圧室５４ｐ１ないし５４ｐ３内のオイルの圧力が一定の周期で急激に高くなってしまうというオイルの圧力脈動が生ずることがある。この圧力脈動は、インナーローター６１、アウターローター６２、ポンプカバー６３、チェーンカバー３３などのトロコイドポンプ５４の構成要素から異音として放射され、騒音の問題が生ずることがある。
【００５５】
しかしながら、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、図８（ａ）に示すように、オイルの圧力脈動が生ずると、オイル加圧室５４ｐ２内で急激に高くなったオイルの圧力は、ミドルローター７３を点線の矢印Ｈ方向に回転させるトルクとして作用する。すなわち、インナーローター６１の回転方向である矢印Ｅ方向とは逆方向にオイルの圧力が作用する。
【００５６】
この矢印Ｈ方向のオイルの圧力により、インナーローター６１のミドルローター７３が、ミドルローター７３内のスプリング７４、７５の付勢力に抗して、矢印Ｈ方向に回転する。このとき、オイル加圧室５４ｐ２と、オイル加圧室５４ｐ１とが連通し、このオイル加圧室５４ｐ２内のオイルが、このオイル加圧室５４ｐ１に漏洩し吸入ポート６３ｉ側に逆流する。この漏洩により、オイル加圧室５４ｐ２内のオイルの圧力が低下し、発生する圧力脈動による圧力が低減される。
【００５７】
このように、本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４は、以上のように構成されているので、下記の効果が得られる。
【００５８】
図９は、本実施の形態に係るトロコイドポンプにおける経過する時間とオイル加圧室内のオイルの圧力との関係を示すグラフであり、図１０は、本実施の形態に係るトロコイドポンプにおけるエンジン回転数とトロコイドポンプから放射される放射音レベルとの関係を示すグラフである。
【００５９】
本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４は、インナーローター６１と、アウターローター６２と、ポンプカバー６３と、チェーンカバー下部６４とを含んで構成され、インナーローター６１が、第１サイドローター７１と、第１サイドローター７１と同一の外歯車７１ｏを有するとともに第１サイドローター７１と一緒に回転する第２サイドローター７２と、第１サイドローター７１と第２サイドローター７２との間に介装され、第１サイドローター７１と同一または略同一の外歯車７３ｏを有するとともに、第１サイドローター７１の回転方向と反対方向に回転するよう、第１サイドローター７１に支持されたミドルローター７３と、ミドルローター７３を第１サイドローター７１の回転方向に付勢するようミドルローター７３に設けられたスプリング７４、７５とにより構成されたことを特徴としている。
【００６０】
その結果、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、図８（ａ）に示すように、クランクシャフト４が矢印Ｅ方向に回転すると、インナーローター６１の第１サイドローター７１、第２サイドローター７２およびミドルローター７３とが、一体となって回転するので、クランクシャフト４から入力された駆動力が効率よく吐出エネルギーに変換され、従来技術におけるポンプ効率と同様のポンプ効率を確保することができる。
【００６１】
また、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、第１サイドローター７１と第２サイドローター７２との間に、第１サイドローター７１の回転方向と反対方向に回転し得るミドルローター７３が設けられているので、オイルの圧力脈動が生じた場合、オイル加圧室５４ｐ２内で急激に高くなったオイルの圧力が、圧力脈動を抑制するよう作用するという効果がある。
【００６２】
すなわち、図８（ａ）に示すように、インナーローター６１の回転方向である矢印Ｅ方向とは逆方向の矢印Ｈ方向に作用するオイルの圧力により、インナーローター６１のミドルローター７３が、ミドルローター７３内のスプリング７４、７５の付勢力に抗して、矢印Ｈ方向に回転する。
【００６３】
このとき、オイル加圧室５４ｐ２と、オイル加圧室５４ｐ１とが連通するので、このオイル加圧室５４ｐ２内のオイルが、このオイル加圧室５４ｐ１に漏洩し、吸入ポート６３ｉ側に逆流する。この漏洩により、オイル加圧室５４ｐ２内のオイルの圧力が低下し、発生する圧力脈動による圧力が低減されるという効果がある。
【００６４】
図９に示すように、オイルがオイル加圧室内で圧縮される際に、点線で示す従来技術におけるオイル加圧室内のオイルの圧力（ｋＰａ）が急激に高まることとなる。このような急激に高められた圧力の作用により、インナーローターが加振され、異音が発生してしまう。
【００６５】
しかしながら、本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、実線で示すように、オイル加圧室内のオイルの圧力（ｋＰａ）が高まるものの、オイル加圧室５４ｐ２内のオイルが、隣接するオイル加圧室５４ｐ１に漏洩するので、オイル加圧室内のオイルの圧力（ｋＰａ）は従来技術に比べ著しく減少させることができる。
なお、オイル加圧室５４ｐ２内のオイルの圧力が低下すれば、スプリング７４、７５の付勢力により、インナーローター６１のミドルローター７３が元の位置に復帰するので、このオイル加圧室５４ｐ２内のオイルが、このオイル加圧室５４ｐ１に漏洩することはなく、ポンプ効率を確保することができる。
【００６６】
その結果、図１０に示すように、点線で示す従来技術におけるトロコイドポンプの放射音レベル（ｄＢ）が、エンジン回転数（ｒｐｍ）が高くなる程大きくなり、騒音の問題が生じていたのに対し、本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、実線で示すように、エンジン回転数（ｒｐｍ）が高くなっても、放射音レベル（ｄＢ）が緩やかなカーブで大きくなる程度である。
このように、エンジン回転数（ｒｐｍ）が高くなっても、放射音レベル（ｄＢ）が急に上昇しないので、オイルの圧力脈動が生じても、トロコイドポンプ５４から放射される異音が小さく、騒音の問題が解消されるという効果がある。
【００６７】
本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、インナーローター６１が図２に示すように、クランクシャフト４に直結されクランクシャフト４により等速駆動される構造の場合について説明したが、本発明に係るトロコイドポンプにおいては、インナーローターは、クランクシャフトに直結されていない構造のものでもよい。
【００６８】
例えば、チェーンを介してクランクシャフトに連結されており、クランクシャフトとは別軸でクランクシャフトにより等速駆動される構造のものでもよく、クランクシャフトとは別個に電動モータにより駆動される電動駆動のポンプ構造であってもよい。
したがって、本発明に係るトロコイドポンプは、車両を構成するオイル供給装置に適用するもの以外のものであってもよい。例えば、工作機械を潤滑するオイルポンプであってもよく、液体を圧送させ、機構部などを有する制御装置の油圧回路に使用する流体ポンプであってもよい。
【００６９】
本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、ミドルローター７３を第１サイドローター７１の回転方向に付勢するスプリング７４、７５をミドルローター７３に装着した場合について説明したが、本発明に係るトロコイドポンプにおいては、スプリングを単一のもので構成しミドルローターの任意の１箇所に装着するようにしてもよく、スプリングを３以上の複数のもので構成し、ミドルローターにそれぞれを装着するようにしてもよい。
また、スプリングをミドルローター以外の他の構成要素に装着するようにしてもよい。例えば、ミドルローターを第１サイドローターの回転方向に付勢するスプリングを、第１サイドローターまたは第２サイドローターに装着するようにしてもよい。
【００７０】
また、本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、アウターローター６２をポンプカバー６３に回転可能に収容した場合について説明したが、本発明に係るトロコイドポンプにおいては、ポンプカバー以外の構成要素にアウターローターを収容するようにしてもよい。例えば、アウターローターをチェーンカバー下部に回転可能に収容するようにしてもよい。
【００７１】
また、本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、ポンプカバー６３およびチェーンカバー下部６４によりハウジングを構成する場合について説明したが、本発明に係るトロコイドポンプにおいては、他の構成要素によりハウジングを構成してもよい。
例えば、アウターローターを収容するアウターローター収容ケースと、このアウターローター収容ケースと略同様の外形状を有するケースカバーによりハウジングを構成してもよい。すなわち、チェーンカバーによりハウジングを構成しない構造であってもよい。
【００７２】
また、本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４においては、インナーローター６１を板厚方向に３分割し、第１のサイドローター７１、第２サイドローター７２およびミドルローター７３で構成した場合について説明したが、本発明に係るトロコイドポンプにおいては、他の構造により、トロコイドポンプに生ずる圧力脈動を低減するようにしてもよい。
【００７３】
例えば、アウターローターを２つ半円形状のものになるよう、第１アウターローターおよび第２アウターローターに２分割し、ハウジング内に第１アウターローターおよび第２アウターローターを回転可能に収容するよう構成するとともに、第１アウターローターおよび第２アウターローターのいずれか一方に、アウターローターの回転方向に付勢するスプリングを装着する構造にしてもよい。
【００７４】
この場合、オイル加圧室内のオイルの圧力が急激に高まったとき、オイルの圧力により、第１アウターローターおよび第２アウターローターのいずれか一方がその回転方向と反対方向に回転するので、本実施の形態に係るトロコイドポンプ５４と同様、オイル加圧室内のオイルが隣接するオイル加圧室内に漏洩し、オイル加圧室内のオイルの圧力を低下させることができる。このことにより、オイルの圧力脈動を低減することができ、トロコイドポンプから生ずる放射音のレベルを低下させ騒音の問題を解消することができる。
【００７５】
以上のように、本発明に係るトロコイドポンプは、ポンプ効率が確保されるとともに、オイルの圧力脈動によって生ずる騒音が確実に低減されるトロコイドポンプを提供することができるという効果を有し、エンジンの潤滑部などの潤滑要素にオイルを供給することにより、潤滑要素の潤滑を行うトロコイドポンプに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプが適用されるエンジンのオイル供給装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプの分解斜視図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプのチェーンカバーを取り外し、クランクシャフトを切断した状態のトロコイドポンプの正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプのインナーローターの分解斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプの一部を破断したインナーローターおよびアウターローターの正面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプのインナーローターを構成する第２サイドローターの図５に示すＣ−Ｃ断面の断面図であり、（ｂ）は、インナーローターを構成するミドルローターの図５に示すＣ−Ｃ断面の断面図であり、（ｃ）は、インナーローターを構成する第１サイドローターの図５に示すＣ−Ｃ断面の断面図である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプのチェーンカバーを取り外し、クランクシャフトを切断した状態のトロコイドポンプの正面図であり、吸入ポートに流入したオイルが吐出ポートから吐出される状態を示し、（ｂ）は、（ａ）Ｆ−Ｆ断面を示す断面図であり、吸入ポートに流入したオイルが吐出ポートから吐出される状態を示す。
【図８】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプのチェーンカバーを取り外し、クランクシャフトを切断した状態のトロコイドポンプの正面図であり、吸入ポートに流入したオイルの一部が、吐出ポート側から吸入ポート側に逆流した状態を示し、（ｂ）は、（ａ）のＧ−Ｇ断面を示す断面図であり、吸入ポートに流入したオイルの一部が、吐出ポート側から吸入ポート側に逆流した状態を示す。
【図９】本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプにおける経過する時間とオイル加圧室内のオイルの圧力との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態に係るトロコイドポンプにおけるエンジン回転数とトロコイドポンプから放射される放射音レベルとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１  エンジン
２  ピストン
３  ＶＶＴ
４  クランクシャフト（入力軸）
５  オイル供給装置
６  エンジンブロック
１０  潤滑部
３１  チェーン
３２  チェーンテンショナー
３３  チェーンカバー
５１  オイルパン
５２  オイルストレーナ
５３  オイル通路部
５４  トロコイドポンプ
５４ｐ１、５４ｐ２、５４ｐ３  オイル加圧室
６１  インナーローター
６１ｓ、７１ｏ、７２ｏ、７３ｏ  外歯車
６２  アウターローター
６２ｕ  内歯車
６３  ポンプカバー（ハウジング）
６３ｉ  吸入ポート
６３ｏ  吐出ポート
６４  チェーンカバー下部（ハウジング）
７１  第１サイドローター
７２  第２サイドローター
７３  ミドルローター
７４、７５  スプリング
【図１】
2010053785.tif 000003
【図２】
2010053785.tif 000004
【図３】
2010053785.tif 000005
【図４】
2010053785.tif 000006
【図５】
2010053785.tif 000007
【図６】
2010053785.tif 000008
【図７】
2010053785.tif 000009
【図８】
2010053785.tif 000010
【図９】
2010053785.tif 000011
【図１０】
2010053785.tif 000012