(57)【要約】【課題】オイルポンプの機械効率を低下させることなく、異常な高圧を防いで振動や騒音の発生を防ぐ。【解決手段】オイル吸入ポート３の終端部３ａとオイル吐出ポート４の始端部４ａとの間は、内歯の間隔である内歯ピッチの１．１倍以上１．２倍以下の間隔が空けられ、ケーシング２の内部空間５を形成する、アウターロータ６の外周面が摺接する内周面に閉じ込み部８に連通可能な外周溝９を形成する。アウターロータ６には、外周溝９とそれぞれの閉じ込み部８とを連通させる、径方向に延びる複数の放射溝１０を形成する。外周溝９を、１つの閉じ込み部８が吸入行程を終わった段階から内歯ピッチの０．０３倍以上０．０５倍以下進んだ位置で連通し、０．７倍以上０．９倍以下進んだ位置で連通しなくなるように形成する。【選択図】図１Ａ
2018105199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイル吸入ポートと、オイル吐出ポートと、該オイル吸入ポート及びオイル吐出ポートに連通する内部空間を有するケーシングと、
上記内部空間に回転可能に収容される、所定の歯数の内歯を備えたアウターロータと、
上記アウターロータの内歯に内側から噛み合う外歯を上記内歯の歯数よりも１つ少なく有し、該アウターロータの内側に該アウターロータとは偏心した軸を中心に回転可能に収容され、上記アウターロータとの間に複数の閉じ込み部を形成するインナーロータとを備えたオイルポンプであって、
上記オイル吸入ポートの終端部と上記オイル吐出ポートの始端部との間は、上記内歯の間隔である内歯ピッチの１．１倍以上１．２倍以下の間隔が空けられ、
上記ケーシングの上記内部空間を形成する、上記アウターロータの外周面が摺接する内周面には、上記閉じ込み部に連通可能な外周溝が形成され、
上記アウターロータには、上記外周溝とそれぞれの上記閉じ込み部とを連通させる、径方向に延びる複数の放射溝が形成され、
上記外周溝は、１つの上記閉じ込み部が吸入行程を終わった段階から上記内歯ピッチの０．０３倍以上０．０５倍以下進んだ位置で連通し、０．７倍以上０．９倍以下進んだ位置で連通しなくなるように形成されている
ことを特徴とするオイルポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のオイルポンプにおいて、
自動車用のオイルポンプである
ことを特徴とするオイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車エンジン用のオイルポンプに関し、特にインナーロータとアウターロータとの間の閉じ込み部の容積変化によりポンプ作用を行うものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸入ポートと吐出ポートとを有するロータ室と、アウターロータとインナーロータとを備えたオイルポンプが知られている。特に自動車用のオイルポンプでは、オイル（作動油、潤滑油）中に空気の気泡を多数含んだ状態で使用される。自動車の運転や作動機器の運動により、オイル中に気泡が混入し撹拌されるためである。
【０００３】
オイル中に気泡が多数存在すると、オイルを吸い込むときには負圧になっているため、気泡が膨張し吸入充填を抑制し、充填率が不充分な状態で吸込行程が終了する。
【０００４】
吸入路と閉じ込み路と外歯を有するインナーロータと内歯を有するアウターロータとで形成される閉じ込み空間は、吸入が終了した時点で負圧となり、インナーロータの回転と、それに従動するアウターロータの回転により、吐出路につながると高圧オイルが急激に流入し、水撃作用と同じ現象が生じ、異常な高圧が発生して振動及び騒音を悪化させる。
【０００５】
そこで、例えば、特許文献１のものでは、吐出ポートの始端部側で且つアウターロータの回転による歯底部位置の軌跡円周上に形成された浅溝を備え、吸入ポートの終端部と吐出ポートの始端部との間の間仕切部とアウターロータとインナーロータとにて形成される密封空間が最大から減少した状態で、この密封空間が浅溝に連通される。
【０００６】
また、特許文献２のトロコイドオイルポンプでは、浅溝よりなるハウジング溝をアウターロータの外周まで拡大し、ロータ溝（放射溝）をアウターロータも歯底部よりも径方向側に向かって形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−４２６８９号公報
【特許文献２】特開昭６１−１３８８９３号公報（特に図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、図５Ａ〜図５Ｅに示すように、従来のオイルポンプ１０１では、オイル吸入ポート１０３の終端部１０３ａとオイル吐出ポート１０４の始端部１０４ａとの間は、内歯１０６ａの間隔である内歯ピッチＰの１．８倍程度の間隔が空けられている。そして、１つの閉じ込み部１０８が吸入行程を終わった段階から内歯ピッチＰの０．０４倍程度進んだ位置で連通し、約１．８倍進んだ位置で連通しなくなるように、ケーシング１０２のアウターロータ１０６外周面が接する内面には、外周溝１０９が形成されている。これにより、オイル吐出ポート１０４との連通を約１．８Ｐ遅らせ、放射溝１１０の絞り効果と閉じ込み部の容積変化とを利用して振動を抑制するようにしている。しかし、図６に示すように、閉じ込み部１０８内の圧力が、特にインナーロータ１０７の回転角が小さい段階で吐出圧Ｐｏｕｔよりもかなり高くなるため、機械効率を大きく悪化させるという問題がある。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、機械効率を低下させることなく、異常な高圧を防いで振動や騒音の発生を防ぐことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、この発明では、閉じ込み部が高圧になった場合に外周溝に逃し、外周溝に吐出圧を備蓄するようにして異常な高圧を防止するようにした。
【００１１】
具体的には、第１の発明では、オイル吸入ポートと、オイル吐出ポートと、これらオイル吸入ポート及びオイル吐出ポートに連通する内部空間を有するケーシングと、
上記内部空間に回転可能に収容される、所定の歯数の内歯を備えたアウターロータと、
上記アウターロータの内歯に内側から噛み合う外歯を上記内歯の歯数よりも１つ少なく有し、該アウターロータの内側に該アウターロータとは偏心した軸を中心に回転可能に収容され、上記アウターロータとの間に複数の閉じ込み部を形成するインナーロータとを備えたオイルポンプであって、
上記オイル吸入ポートの終端部と上記オイル吐出ポートの始端部との間は、上記内歯の間隔である内歯ピッチの１．１倍以上１．２倍以下の間隔が空けられ、
上記ケーシングの上記内部空間を形成する、上記アウターロータの外周面が摺接する内周面には、上記閉じ込み部に連通可能な外周溝が形成され、
上記アウターロータには、上記外周溝とそれぞれの上記閉じ込み部とを連通させる、径方向に延びる複数の放射溝が形成され、
上記外周溝は、１つの上記閉じ込み部が吸入行程を終わった段階から上記内歯ピッチの０．０３倍以上０．０５倍以下進んだ位置で連通し、０．７倍以上０．９倍以下進んだ位置で連通しなくなるように形成されている。
【００１２】
すなわち、閉じ込み部と外周溝との連通位置が内歯ピッチの０．０３倍よりも近付けると、閉じ込み部内のオイルがオイル吸入ポートに逆流しやすくなり、また、０．０５倍よりも離れてしまうと、外周溝の領域が狭くなりすぎる。また、閉じ込み部と外周溝との連通が終了する位置を内歯ピッチの０．９倍よりも離れた位置にしてしまうと、次の放射溝にも連通しやすくなり、０．７倍よりも小さい距離しか離れていないと、外周溝の領域が狭くなりすぎる。しかし上記の構成によると、適度な範囲に外周溝が形成されているので、閉じ込み部が高圧になったときには外周溝に高圧オイルを逃して外周溝に吐出圧を備蓄するようにすることで、急激な圧力の変動が防止される。
【００１３】
第２の発明では、第１の発明において、
自動車用のオイルポンプである。
【００１４】
上記の構成によると、振動や騒音が抑制され、機械効率が改善された商品性の高い自動車用オイルポンプが得られる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、１つの閉じ込み部が吸入行程を終えた段階から内歯ピッチの０．０３倍以上０．０５倍以下進んだ位置で外周溝をアウターロータの放射溝に連通させ、０．７倍以上０．９倍以下進んだ位置で連通しなくなるようにしたことにより、機械効率を低下させることなく、異常な高圧を防いで振動や騒音の発生を防ぐことことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係るオイルポンプにおいて、吸入行程が終了した状態のアウターロータ、インナーロータ及びその周辺が見えるようにした平面図である。
【図１Ｂ】外周溝連通直前を示す図１Ａ相当平面図である。
【図１Ｃ】０．０８４ピッチ進んだ状態を示す図１Ａ相当平面図である。
【図１Ｄ】吐出行程直前を示す図１Ａ相当平面図である。
【図１Ｅ】外周溝連通終了を示す図１Ａ相当平面図である。
【図２Ａ】カバーを外して内部が見えるようにしたオイルポンプを示す平面図である。
【図２Ｂ】インナーロータ及びアウターロータを取り出して示す平面図である。
【図３】外周溝がある場合とない場合の閉じ込み部内の圧力変動を示すグラフである。
【図４】外周溝がある場合とない場合の周波数と振動加速度との関係を示すグラフである。
【図５Ａ】本発明の実施形態の比較例に係るオイルポンプにおいて、吸入行程が終了した状態のアウターロータ、インナーロータ及びその周辺が見えるようにした平面図である。
【図５Ｂ】外周溝連通直前を示す図５Ａ相当平面図である。
【図５Ｃ】０．５６ピッチ進んだ状態を示す図５Ａ相当平面図である。
【図５Ｄ】吐出行程直前を示す図５Ａ相当平面図である。
【図５Ｅ】外周溝連通終了を示す図５Ａ相当平面図である。
【図６】比較例における閉じ込み部内の圧力変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図２Ａは本発明の実施形態のオイルポンプ１を示し、このオイルポンプ１は、例えば鋳物製のケーシング２を備えている。なお、図２Ａでは、カバーを省略している。このケーシング２には、オイル吸入ポート３と、オイル吐出ポート４と、これらオイル吸入ポート３及びオイル吐出ポート４に連通する断面円形の内部空間５とを有する。この内部空間５には、所定の歯数（本実施形態では１１）の内歯６ａを備えたアウターロータ６が回転可能に収容されている。
【００１９】
アウターロータ６の内側には、インナーロータ７が配置されている。インナーロータ７は、内歯６ａに内側から噛み合う外歯７ａを内歯６ａの歯数（Ｎ＋１）よりも１つ少なく有し（歯数Ｎ）、このアウターロータ６の内側にアウターロータ６の軸の中心Ｏｏｕｔとは偏心した軸の中心Ｏｉｎを中心に回転可能に収容され、アウターロータ６との間に複数の閉じ込み部８を形成する役割を果たす。インナーロータ７は、例えば、図示しないエンジンのクランク軸に連結されている。すなわち、インナーロータ７がＯｉｎを中心にエンジンに駆動され、そのインナーロータ７によって、アウターロータ６がＯｏｕｔを中心に従動的に駆動されるようになっている。
【００２０】
オイル吸入ポート３の終端部３ａとオイル吐出ポート４の始端部４ａとの間は、内歯６ａの間隔である内歯６ａピッチＰの１．１倍以上１．２倍以下の間隔θ０が空けられている（１．１≦θ０≦１．２）。
【００２１】
そして、ケーシング２の内部空間５を形成する、アウターロータ６の外周面が摺接する内周面には、閉じ込み部８に連通可能な外周溝９が形成されている。この外周溝９の径方向の溝の深さや、軸方向の軸の幅については特に制限はなく、必要な容積を確保できるように調整すればよい。
【００２２】
アウターロータ６には、外周溝９とそれぞれの閉じ込み部８とを連通させる、径方向に延びる複数の放射溝１０が形成されている。放射溝１０が外周溝９のある位置にないときには、放射溝１０から閉じ込み部８のオイルが漏れることはない。
【００２３】
詳しくは後述するが、本実施形態では、外周溝９は、１つの閉じ込み部８が吸入行程を終わった段階から内歯６ａピッチＰの０．０３倍以上０．０５倍以下進んだ位置θ１（０．０３Ｐ≦θ１≦０．０５Ｐ）で放射溝１０を介して閉じ込み部８に連通し、０．７倍以上０．９倍以下進んだ位置θ２（０．７Ｐ≦θ０≦０．９Ｐ）で連通しなくなるように形成されている。
【００２４】
次に、本実施形態に係るオイルポンプ１の作動について説明する。
【００２５】
図１Ａに示すように、吸入行程が終わった状態では、吸入負圧のためにオイル内の気泡が膨張し、閉じ込み部８にオイルが充填できない。
【００２６】
次いで、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、約０．０４Ｐ以降に外周溝９内のオイルが流入し、図３に実線で示すように、ゲージ圧を上昇させる。このとき、油圧脈動として微小変動は発生し得る。
【００２７】
次いで、さらに回転が進むと、閉じ込み部８の容積が縮小することで圧力が上昇し、圧力が高くなりすぎると外周溝９にオイルを戻す。このため、図３に実線で示すように圧力の上昇が抑えられる。
【００２８】
次いで、図１Ｄに示すように、カバー吐出口直前（０．１〜０．２Ｐ）以降では、オイル吐出ポート４からの急激なオイルの流入は抑制され、油圧脈動及び機械振動が低減される。
【００２９】
次いで、図１Ｅに示すように、外周溝９の終端位置に近付く頃には、外周溝９にオイルが充填され、次のサイクルに備える。
【００３０】
このサイクルが、次の閉じ込み部８でも同様に行われる。
【００３１】
次いで、比較例１として外周溝９がない場合で他の構成は同じオイルポンプにおけるゲージ圧の変化を調べた結果を図３に破線で示す。この比較例では、吸入終わりの時点で吸入負圧のため気泡が膨張し、図３に破線で示すように、閉じ込み部にオイルが充填できないために圧力の立ち上がりが遅れる。
【００３２】
このように、比較例のように閉じ込み部の圧力が低いまま、オイル吐出ポートにつながると、大きな圧力差のためオイル吐出ポートから急激なオイルが流入し（リバースフロー）、油圧脈動及び機械振動を起こす。
【００３３】
しかし、本実施形態では、図３に実線で示すように、閉じ込み部８内のゲージ圧は極力抑えられている。このことで、機械効率が約１５％改善された。また、図４に示すように、加速度及び騒音効果としては、比較例に比べて単体で３ｄＢ程度改善された。
【００３４】
なお、外周溝９の連通位置を内歯６ａピッチＰの０．０３倍よりも近付けると、閉じ込み部８内のオイルがオイル吸入ポート３に逆流しやすくなり、また、０．０５倍よりも離れてしまうと、外周溝９の領域が狭くなりすぎる。また、外周溝９の連通が終了する位置を内歯６ａピッチＰの０．９倍よりも離れた位置にしてしまうと、次の放射溝１０にも連通しやすくなり、０．７倍よりも小さい距離しか離れていないと、外周溝９の領域が狭くなりすぎる。しかし、本実施形態では、上述したように、適度な範囲に外周溝９が形成されているので、閉じ込み部８が高圧になったときには外周溝９に高圧オイルを逃して外周溝９に吐出圧を備蓄するようにして急激な圧力の変動が防止される。
【００３５】
したがって、本実施形態に係るオイルポンプ１によると、外周溝９を１つの閉じ込み部８が吸入行程を終わった段階から内歯６ａピッチＰの０．０３倍以上０．０５倍以下進んだ位置でアウターロータ６の放射溝１０に連通し、０．７倍以上０．９倍以下進んだ位置で連通しなくなるように形成したことにより、機械効率を低下させることなく、異常な高圧を防いで振動や騒音の発生を防ぐことことができる。また、本実施形態により、振動や騒音が抑制され、機械効率が改善された商品性の高い自動車用オイルポンプ１が得られる。
【００３６】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１      自動車用オイルポンプ
２      ケーシング
３      オイル吸入ポート
３ａ    終端部
４      オイル吐出ポート
４ａ    始端部
５      内部空間
６      アウターロータ
６ａ    内歯
７      インナーロータ
７ａ    外歯
８      閉じ込み部
９      外周溝
１０      放射溝
【図１Ａ】
2018105199.tif 000003
【図１Ｂ】
2018105199.tif 000004
【図１Ｃ】
2018105199.tif 000005
【図１Ｄ】
2018105199.tif 000006
【図１Ｅ】
2018105199.tif 000007
【図２Ａ】
2018105199.tif 000008
【図２Ｂ】
2018105199.tif 000009
【図３】
2018105199.tif 000010
【図４】
2018105199.tif 000011
【図５Ａ】
2018105199.tif 000012
【図５Ｂ】
2018105199.tif 000013
【図５Ｃ】
2018105199.tif 000014
【図５Ｄ】
2018105199.tif 000015
【図５Ｅ】
2018105199.tif 000016
【図６】
2018105199.tif 000017