(57)【要約】【課題】  オイルポンプにおいて、格別な部品を用いることなく、簡易に、インナロータの割れの発生を防止すること。【解決手段】  オイルポンプ２０であって、クランク軸１２の平面（ｆ）状に形成されている駆動伝達面１３Ｆに対し、インナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆが該駆動伝達面１３Ｆに向けて凸をなす湾曲面（ｇ）に形成されてなるもの。【選択図】  図３
2019132133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタロータにインナロータが内接するトロコイド型のオイルポンプをエンジンブロックに形成した取付面に取付け、クランク軸において２面幅形状の駆動伝達面をもつクランク軸嵌合部に、インナロータの中心の２面幅形状の被駆動伝達面をもつ嵌合孔を嵌合させ、クランク軸の駆動伝達面からインナロータの被駆動伝達面に駆動力が伝達されるようにしたオイルポンプであって、
クランク軸の平面状に形成されている駆動伝達面に対し、インナロータの被駆動伝達面が該駆動伝達面に向けて凸をなす湾曲面に形成されてなるオイルポンプ。
【請求項２】
前記クランク軸におけるクランク軸嵌合部の直径が40乃至48mmの範囲にあり、駆動伝達面の互いに平行する２面幅の間隔が37乃至45mmの範囲にあるとき、インナロータの被駆動伝達面における湾曲面の曲率半径が26乃至34mmの範囲から選ばれる請求項１に記載のオイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオイルポンプに係り、特に車両用エンジン等のクランク軸に直結されて駆動され、潤滑油供給系に用いられるトロコイド型のオイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
トロコイド型のオイルポンプは、図４に示す如く、クランク軸１と不図示のアウタロータに内接するインナロータ２の中心とに、それぞれ２面幅に形成されたクランク軸嵌合部１Ａと嵌合孔２Ａとを設け、両者の嵌合によりクランク軸１の回転力がクランク軸１の２面幅形状の駆動伝達面１Ｂからインナロータ２の２面幅形状の被駆動伝達面２Ｂに直接的に伝達されるように構成されている。ここで、インナロータ２の嵌合孔２Ａとクランク軸嵌合部１Ａとの間には、取付け取外しの作業性を考慮して適度な遊びが設けられている。
【０００３】
従って、クランク軸嵌合部１Ａはインナロータ２の嵌合孔２Ａに対し、遊びにより若干回転方向進み側に変位し、クランク軸嵌合部１Ａの２面幅角部１Ｃのみが嵌合孔２Ａの平面状の被駆動伝達面２Ｂに小接触面積で接触して駆動力を伝達するものになり、この角部１Ｃによる接触部の面圧は非常に大きく、その間の滑り量も小さくなる。しかも、エンジンの爆発交番荷重によって回転変動や芯振れを生ずるクランク軸１のクランク軸嵌合部１Ａがインナロータ２の嵌合孔２Ａに直結されていて、そのような回転変動や芯振れを伴うクランク軸嵌合部１Ａの角部１Ｃがインナロータ２の被駆動伝達面から瞬間的に離れ、その後再び加速度的に衝突して接することが繰り返される結果、クランク軸１の角部１Ｃが接触するインナロータ２の被駆動伝達面２Ｂには大きな変形δ(図４（Ｂ）)と応力集中を生じる。これにより、インナロータ２の被駆動伝達面２Ｂに生ずる変形及び応力が弾性限を越えて塑性領域に入ると、インナロータ２にはクランク軸１の角部１Ｃとの接触部を起点とする割れＫ(図４（Ｂ）)を生じ、ひいてはオイルポンプの破損を招く。
【０００４】
そこで従来、オイルポンプの上記の破損対策として、特許文献１に記載の如く、クランク軸嵌合部にインナロータの嵌合孔を嵌合させる状態で、クランク軸をその駆動方向に付勢される偶力の発生が可能な対をなす弾性体をクランク軸の駆動伝達面とインナロータの被駆動伝達面との間に配設するものが提案されている。
【０００５】
即ち、弾性体の有する弾発力がクランク軸に偶力として作用し、クランク軸の２面幅角部が常に対向するインナロータの被駆動伝達面に当接した状態に保たれ、従来のような双方の間の遊びに起因する衝撃的な接離の繰り返しによるインナロータの割れ、ひいてはオイルポンプの破損が生ずるのを防止しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平6-22584号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のオイルポンプにあっては、クランク軸の駆動伝達面とインナロータの被駆動伝達面との間に弾性体を配設するものであるため、以下の問題点を有する。
【０００８】
(1)オイルポンプの構成部品として格別な弾性体を用意する必要がある。
(2)オイルポンプの長期使用によって弾性体が劣化したときには、インナロータの割れの発生を防止できなくなる。
【０００９】
(3)弾性体をクランク軸の駆動伝達面とインナロータの被駆動伝達面のいずれかに接着させて組付ける必要がある。メーカー生産エンジンに取付けられたオイルポンプのユーザー使用段階での破損時に、弾性体をこのようにして接着して組付ける作業は、エンドユーザーにとって多大な困難を伴うものであって採用し難い。
【００１０】
本発明の課題は、オイルポンプにおいて、格別な部品を用いることなく、簡易に、インナロータの割れの発生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、アウタロータにインナロータが内接するトロコイド型のオイルポンプをエンジンブロックに形成した取付面に取付け、クランク軸において２面幅形状の駆動伝達面をもつクランク軸嵌合部に、インナロータの中心の２面幅形状の被駆動伝達面をもつ嵌合孔を嵌合させ、クランク軸の駆動伝達面からインナロータの被駆動伝達面に駆動力が伝達されるようにしたオイルポンプであって、クランク軸の平面状に形成されている駆動伝達面に対し、インナロータの被駆動伝達面が該駆動伝達面に向けて凸をなす湾曲面に形成されてなるようにしたものである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記クランク軸におけるクランク軸嵌合部の直径が40乃至48mmの範囲にあり、駆動伝達面の互いに平行する２面幅の間隔が37乃至45mmの範囲にあるとき、インナロータの被駆動伝達面における湾曲面の曲率半径が26乃至34mmの範囲から選ばれるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
（請求項１）
(a)オイルポンプにおいて、クランク軸の平面状に形成されている駆動伝達面に対し、インナロータの被駆動伝達面が該駆動伝達面に向けて凸をなす湾曲面に形成された。これにより、オイルポンプの駆動時に、クランク軸のクランク軸嵌合部とインナロータの嵌合孔との間に存在する遊びに起因し、クランク軸嵌合部がインナロータの嵌合孔に対して若干回転方向進み側に変位するとき、クランク軸嵌合部における平面状の駆動伝達面と円弧面状の周面との境に形成される角部のうち、回転方向に沿う上流側の角部の近傍に位置する駆動伝達面の平面がインナロータの嵌合孔における被駆動伝達面の湾曲面に当接するものになり、上記角部自体がインナロータの被駆動伝達面に当接することはない。
【００１４】
即ち、オイルポンプにおいて、エンジンの爆発交番荷重によって回転変動や芯振れを生ずるクランク軸のクランク軸嵌合部がインナロータの嵌合孔に直結されていて、そのような回転変動や芯振れを伴うクランク軸嵌合部の駆動伝達面がインナロータの被駆動伝達面から瞬間的に離れ、その後再び加速度的に衝突して接することが繰り返されるに際し、クランク軸における駆動伝達面の角部ではなく、その平面がインナロータの嵌合孔における被駆動伝達面（湾曲面）に接触するものになり、その間における接触面積は大きく、接触面圧は小さく、その間の滑り量も大きくなる。この結果、クランク軸における駆動伝達面の平面が接触するインナロータの嵌合孔における被駆動伝達面（湾曲面）に生ずる変形δ（図３（Ｂ））と応力集中は小さく、それらの変形及び応力は弾性限内に留められる。これにより、インナロータにクランク軸における駆動伝達面との接触に起因する割れの発生や、オイルポンプの破損を防止できる。
【００１５】
(b)上述(a)によるインナロータの割れ防止構造は、インナロータの被駆動伝達面に湾曲面を形成するだけで足り、格別な部品を用意したり、格別な組付け作業を施す必要がなく、簡易である。メーカー生産エンジンに取付けられたオイルポンプの旧来型のインナロータがユーザー使用段階で破損したとき、エンドユーザーは本発明が適用されたインナロータの適用によってその破損に容易に対応できる。
【００１６】
(c)上述(a)によるインナロータの割れ防止構造において、インナロータの被駆動伝達面に形成される湾曲面は、オイルポンプの長期使用下で容易には消失せず、インナロータの割れの発生を長期に渡って防止できる。
【００１７】
（請求項２）
(d)前記クランク軸におけるクランク軸嵌合部の直径が40乃至48mmの範囲にあり、駆動伝達面の互いに平行する２面幅の間隔が37乃至45mmの範囲にあるとき、インナロータの被駆動伝達面における湾曲面の曲率半径が26乃至34mmの範囲から選ばれるものとすることにより、インナロータの割れの発生を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１はエンジンに取付けられたオイルポンプを示す断面図である。
【図２】図２は図１のII-II線に沿う模式矢視図である。
【図３】図３はインナロータのクランク軸との嵌合部を示し、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は要部拡大図である。
【図４】図４は旧来型インナロータのクランク軸との嵌合部を示し、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、車両用等のエンジン１０におけるエンジンブロック１１に形成した取付面１１Ａに取付けられたトロコイド型のオイルポンプ２０を示したものである。
【００２０】
オイルポンプ２０は、図２に示す如く、ハウジング２１の内部に内歯２２Ａを有するアウタロータ２２が回転自在に収容され、アウタロータ２２の内側に該アウタロータ２２より歯数が１つ少ない外歯２３Ａを有するインナロータ２３が偏心して内接するように配設されている。
【００２１】
オイルポンプ２０は、エンジン１０におけるクランク軸１２のエンジンブロック１１から外部に突出している部分に設けたクランク軸嵌合部１３と、インタロータ２３の中心に設けた嵌合孔２４とが、両者の取付け取外しの作業性を考慮した所定の遊びをもって嵌合されて駆動される。クランク軸１２のクランク軸嵌合部１３は互いに平行して一対をなす２面幅形状の駆動伝達面１３Ｆをもち、インナロータ２３の嵌合孔２４は互いに概ね平行して一対をなす２面幅形状の被駆動伝達面２４Ｆをもち、クランク軸１２の回転力が該クランク軸１２の駆動伝達面１３Ｆからインナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆに伝達される。
【００２２】
ハウジング２１は、ハウジング本体２１Ａ及びハウジングカバー２１Ｂからなり、アウタロータ２２及びインナロータ２３を液密に収容している。クランク軸１２とハウジング本体２１Ａの間にはオイルシール１４が介装されている。
【００２３】
オイルポンプ２０は、アウタロータ２２の内歯２２Ａとインナロータ２３の外歯２３Ａとの間に歯間室Ｖを形成する。歯間室Ｖの最小位置Ｐ1では内歯２２Ａと外歯２３Ａとが完全に噛合い、歯間室Ｖの最大位置Ｐ2では内歯２２Ａと外歯２３Ａの歯先同士が接触を保ちつつ、アウタロータ２２がインナロータ２３によって回転させられる。歯間室Ｖの容積増大域の内歯２２Ａと外歯２３Ａとの噛合い部に吸入ポート２５（不図示）が設けられ、歯間室Ｖの容積減少域に吐出ポート２６（不図示）が設けられる。
【００２４】
このようなオイルポンプ２０にあっては、クランク軸１２の図２に矢印で示した時計回りの回転によってクランク軸１２に嵌合されているインナロータ２３が周方向に回転し、アウタロータ２２を連動させることにより、吸入ポート２５から吸込んだオイルを吐出ポート２６から吐出する。
【００２５】
しかるに、オイルポンプ２０は、図３に示す如く（図３に示した湾曲面（ｇ）はその曲率が大きく誇張されて示されたものである）、クランク軸１２の駆動伝達面１３Ｆが平面（ｆ）状に形成されているのに対し、インナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆが該駆動伝達面１３Ｆに向けて凸をなす湾曲面（ｇ）に形成される。インナロータ２３は、鋼材又は焼結合金材等から製作され、湾曲面（ｇ）を含む輪郭を例えばワイヤ放電加工（ワイヤカット）等によって加工される。
【００２６】
これにより、オイルポンプ２０の駆動時に、インナロータ２３の嵌合孔２４とクランク軸１２のクランク軸嵌合部１３との間に両者の取付け取外しの作業性を考慮して設けられている所定の遊びに起因し、クランク軸２２の図２に矢印で示した回転方向においてクランク軸嵌合部１３がインナロータ２３の嵌合孔２４に対し若干その回転方向進み側に変位するとき、クランク軸嵌合部１３において一対をなす各駆動伝達面１３Ｆのそれぞれにおいて、それらの平面状の駆動伝達面１３Ｆと円弧面状の周面１３Ｒとの境に形成される角部１３Ｆａ、１３Ｆｂのうち、回転方向に沿う上流側の角部１３Ｆａの近傍に位置する駆動伝達面１３Ｆの平面（ｆ）が、インナロータ２３の嵌合孔２４において該駆動伝達面１３Ｆに向けて例えば円弧状の凸状湾曲面（ｇ）に形成されている被駆動伝達面２４Ｆに当接するものとされる。
【００２７】
したがって、クランク軸嵌合部１３における対角線上の２つの角部１３Ｆａ、１３Ｆａの近傍に位置する駆動伝達面１３Ｆの平面（ｆ）のそれぞれが、インナロータ２３の嵌合孔２４における被駆動伝達面２４Ｆの凸状湾曲面（ｇ）に当接し、クランク軸１２の回転力をインナロータ２３に伝えるものになる。
【００２８】
尚、本発明が適用されるエンジン１０にあっては、クランク軸１２の駆動伝達面１３Ｆはエンジン生産段階で上述の如くの２面幅形状をなす平面状に形成されており、同じくエンジン生産段階で取付けられるオイルポンプに組込まれているインナロータは旧来型とされ、その被駆動伝達面は２面幅形状をなす平面状とされている。これに対し、本実施形態のオイルポンプ２０は、エンジン生産段階で取付けられていたオイルポンプが上記旧来型のインナロータの割れに起因して破損等したとき、これに対応する交換のために採用されるべきものであり、旧来型のインナロータに代わる上述した本発明構造の湾曲面（ｇ）に形成された被駆動伝達面２４Ｆをもつインナロータ２３を適用して構成されたものである。
【００２９】
オイルポンプ２０において、クランク軸１２におけるクランク軸嵌合部１３の直径ｄは好適には40乃至48mmの範囲から選ばれ、より好適には44mmである。クランク軸嵌合部１３の駆動伝達面１３Ｆの互いに平行する２面幅の間隔ｗは好適には7乃至45mmの範囲から選ばれ、より好適には41mmである。インナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆにおける湾曲面（ｇ）の曲率半径Ｒは好適には26乃至34mmの範囲から選ばれ、より好適には30mmである。
【００３０】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
(a)オイルポンプ２０において、クランク軸１２の平面状に形成されている駆動伝達面１３Ｆに対し、インナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆが該駆動伝達面１３Ｆに向けて凸をなす湾曲面（ｇ）に形成された。これにより、オイルポンプ２０の駆動時に、クランク軸１２のクランク軸嵌合部１３とインナロータ２３の嵌合孔２４との間に存在する遊びに起因し、クランク軸嵌合部１３がインナロータ２３の嵌合孔２４に対して若干回転方向進み側に変位するとき、クランク軸嵌合部１３における平面状の駆動伝達面１３Ｆと円弧面状の周面１３Ｒとの境に形成される角部１３Ｆａ、１３Ｆｂのうち、回転方向に沿う上流側の角部１３Ｆａの近傍に位置する駆動伝達面１３Ｆの平面（ｆ）がインナロータ２３の嵌合孔２４における被駆動伝達面２４Ｆの湾曲面（ｇ）に当接するものになり、上記角部１３Ｆａ自体がインナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆに当接することはない。
【００３１】
即ち、オイルポンプ２０において、エンジン１０の爆発交番荷重によって回転変動や芯振れを生ずるクランク軸１２のクランク軸嵌合部１３がインナロータ２３の嵌合孔２４に直結されていて、そのような回転変動や芯振れを伴うクランク軸嵌合部１３の駆動伝達面１３Ｆがインナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆから瞬間的に離れ、その後再び加速度的に衝突して接することが繰り返されるに際し、クランク軸１２における駆動伝達面１３Ｆの角部１３Ｆａではなく、その平面（ｆ）がインナロータ２３の嵌合孔２４における被駆動伝達面２４Ｆ（湾曲面（ｇ））に接触するものになり、その間における接触面積は大きく、接触面圧は小さく、その間の滑り量も大きくなる。この結果、クランク軸１２における駆動伝達面１３Ｆの平面（ｆ）が接触するインナロータ２３の嵌合孔２４における被駆動伝達面２４Ｆ（湾曲面（ｇ））に生ずる変形δ（図３（Ｂ））と応力集中は小さく、それらの変形及び応力は弾性限内に留められる。これにより、インナロータ２３にクランク軸１２における駆動伝達面１３Ｆとの接触に起因する割れの発生や、オイルポンプ２０の破損を防止できる。
【００３２】
(b)上述(a)によるインナロータ２３の割れ防止構造は、インナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆに湾曲面（ｇ）を形成するだけで足り、格別な部品を用意したり、格別な組付け作業を施す必要がなく、簡易である。メーカー生産エンジン１０に取付けられたオイルポンプ２０の旧来型のインナロータがユーザー使用段階で破損したとき、エンドユーザーは本発明が適用されたインナロータ２３の適用によってその破損に容易に対応できる。
【００３３】
(c)上述(a)によるインナロータ２３の割れ防止構造において、インナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆに形成される湾曲面（ｇ）は、オイルポンプ２０の長期使用下で容易には消失せず、インナロータ２３の割れの発生を長期に渡って防止できる。
【００３４】
(d)前記クランク軸１２におけるクランク軸嵌合部１３の直径ｄが40乃至48mmの範囲にあり、駆動伝達面１３Ｆの互いに平行する２面幅の間隔ｗが37乃至45mmの範囲にあるとき、インナロータ２３の被駆動伝達面２４Ｆにおける湾曲面（ｇ）の曲率半径Ｒが26乃至34mmの範囲から選ばれるものとすることにより、インナロータ２３の割れの発生を確実に防止できる
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明のインナロータの被駆動伝達面に形成される凸状湾曲面は、必ずしも円弧状をなすものに限らず、実質的に凸状をなすものであれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、オイルポンプにおいて、格別な部品を用いることなく、簡易に、インナロータの割れの発生を防止することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  エンジン
１１  エンジンブロック
１１Ａ  取付面
１２  クランク軸
１３  クランク軸嵌合部
１３Ｆ  駆動伝達面
２０  オイルポンプ
２２  アウタロータ
２３  インナロータ
２４  嵌合孔
２４Ｆ  被駆動伝達面
ｆ  平面
ｇ  湾曲面
【図１】
2019132133.tif 000003
【図２】
2019132133.tif 000004
【図３】
2019132133.tif 000005
【図４】
2019132133.tif 000006