(57)【要約】【課題】ポンプロータとポンプボディ及び、ポンプヘッドカバー間に生じる軸スラスト方向の摩擦抵抗を抑制する。【解決手段】駆動軸１４上に配設されたインナーロータ１２Ａと、ポンプロータ収納穴１５を閉塞してポンプロータ収納部を形成するポンプヘッドカバー１１Ａと、ポンプボディ１１Ｂとポンプヘッドカバー１１Ａとの少なくとも一方に形成された吸入口１７及び吐出口１８とを備えた内接ギヤ式のトロコイドポンプ１０において、アウターロータ１２Ｂのポンプロータ収納穴１５に対向する端面に薄板状平面部１９を設け、インナーロータ収納室１６と薄板状平面部１９で構成される空間で、インナーロータ１２Ａを保持している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸に対して偏心した位置を中心軸とするポンプロータ収納穴が形成されたポンプボディと、前記ポンプロータ収納穴に回転自在に収納されると共に、内歯を有するアウターロータと、前記アウターロータの内歯に噛合する外歯を有すると共に、前記駆動軸上に配設されたインナーロータと、前記ポンプロータ収納穴を閉塞してポンプロータ収納部を形成するポンプヘッドカバーと、前記ポンプヘッドカバーに形成された吸入口及び排出口とを備えた内接ギヤ式のオイルポンプにおいて、前記アウターロータの前記ポンプロータ収納穴に対向する端面に薄板状平面部を設け、インナーロータ収納室と前記薄板状平面部で構成される空間で、前記インナーロータを保持した構成としたことを特徴とするオイルポンプ。
【請求項２】
前記アウターロータの前記薄板状平面部の前記ポンプボディ対向面であるアウターロータ外側端面と、前記ポンプボディの前記アウターロータ外側端面対向面であるポンプボディ底面との少なくとも一方に、外周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けたことを特徴とする請求項１記載のオイルポンプ。
【請求項３】
前記アウターロータのアウターロータ外側端面と、前記ポンプボディの前記ポンプボディ底面との少なくとも一方に、内周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けると共に、前記ポンプロータ収納穴と、前記アウターロータの外周面の少なくとも一方に、軸スラスト方向に連通する外周面溝を設けたことを特徴とする請求項１記載のオイルポンプ。
【請求項４】
前記アウターロータ外側端面と、前記ポンプボディ底面との少なくとも一方に、ラジアル方向に油圧発生溝を設けたことを特徴とする請求項１から３記載のいずれか１項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、内接型ギヤポンプのロータ及びケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の油圧回路等に用いられるポンプとしては、内接ギヤ式オイルポンプが知られている。一例として、トロコイドポンプを図５（ａ）に示す。
【０００３】
このトロコイドポンプ１０のポンプ本体１１は、ポンプヘッドカバー１１Ａとポンプボディ１１Ｂとによって形成されており、ポンプボディ１１Ｂには、円形のポンプロータ収納穴１５が形成されている。ポンプロータ収納穴１５には、内接ギヤ式のポンプロータ１２が収納されており、ポンプロータ１２は、インナーロータ１２Ａとアウターロータ１２Ｂとによって構成されている。
【０００４】
アウターロータ１２Ｂは、円柱状に形成されており、ポンプロータ収納穴１５内に回転自在に収納されている。このアウターロータ１２Ｂには、インナーロータ１２Ａを収納するインナーロータ収納室１６が形成されており、インナーロータ収納室１６は、星形状に内歯が形成されている。
【０００５】
インナーロータ１２Ａも星形状に外歯が形成されており、インナーロータ収納室１６内に回転自在に収容されている。このインナーロータ１２Ａには、駆動軸１４が接続されており、駆動軸１４によって回動されるように構成されている。
【０００６】
インナーロータ収納室１６の内歯数は、インナーロータ１２Ａの外歯数より多く設定されている。これにより、駆動軸１４でインナーロータ１２Ａをアウターロータ１２Ｂと共に回転すると、図５（ｆ）に示すようにインナーロータ１２Ａとアウターロータ１２Ｂとの間に形成された空間の容積を回転角に応じて変更できるように構成されており、この容積変化を利用して吸入口１７から吸入されたオイルを吐出口１８から吐出できるように構成されている。
【０００７】
次に、これら内接ギヤ式オイルポンプにおいてポンプロータの摺動における摩擦抵抗を低減する方法として、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ポンプボディ１１Ｂのポンプロータ収納穴１５に収容されたポンプロータ１２を回動し吸入口１７から吸入したオイルを吐出口１８から吐出する際に摺接するアウターロータ１２Ｂの外周面とポンプボディ１１Ｂの内周面の少なくともいずれか一方に周方向に延在する帯状の溝６０を凹設し、摺接面積を溝５０が占める面積分減少させたものが提案されている。（特許文献１参照）
また、別の方法を、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。ポンプボディ１１Ｂのポンプロータ収納穴１５の底面には、略三日月状の吸入ポート２７と吐出ポート２８とが形成されている。吸入ポート２７、吐出ポート２８はポンプヘッドカバー１１Ａにも設けられており（不図示）、それぞれ吸入口１７、吐出口１８に連通している。ポンプボディ１１Ｂとポンプヘッドカバー１１Ａとの少なくとも一方に形成された吸入口１７及び、吐出口１８とアウターロータ１２Ｂの外周部分近傍の両側面に作用する油圧を軸スラスト方向に対して均等化する側面油圧均等化手段７０を備えたものが提案されている。（特許文献２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２１４５５３号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のアウターロータ１２Ｂの外周面とポンプボディ１１Ｂの内周面の少なくともいずれか一方に周方向に延在する帯状の溝６０を凹設したものは、周方向の摩擦抵抗を低減することに主をおいており、ポンプの摺動における摩擦抵抗の大半を占める軸スラスト方向の摩擦抵抗は依然として大きいという課題があった。
【００１０】
また、上述の側面油圧均等化手段７０を備えたものは、図７（ａ）に示すように、略三日月状の吸入ポート２７と吐出ポート２８と、それぞれ連通した吸入口１７及び、吐出口１８とがラジアル方向に外周側に位置する場合には有効であると考えられるが、図５（ａ）に示すように、ポンプロータ１２の直上に吸入口１７及び、吐出口１８が位置する場合には、ポンプロータ１２が直接に吐出圧を受けるために、どうしてもポンプロータ１２が反吐出口側に押し込まれ、ポンプボディ１１Ｂのポンプロータ収納穴１５の底面と摺動しやすくなるため、摩擦抵抗による損失が大きくなる傾向にあるという課題があった。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で、ポンプロータの軸スラスト方向における摩擦抵抗の抑制を図ったオイル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】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１に係る本発明は、駆動軸１４に対して偏心した位置を中心軸とする円筒凹状のポンプロータ収納穴１５が形成されたポンプボディ１１Ｂと、環状に形成され、円筒凹状のポンプロータ収納穴１５に回転自在に収納されると共に、インナーロータ収納室１６に内歯を有するアウターロータ１２Ｂと、アウターロータ１２Ｂの内歯に噛合する外歯を有すると共に、駆動軸１４上に配設されたインナーロータ１２Ａと、ポンプロータ収納穴１５を閉塞してポンプロータ収納部を形成するポンプヘッドカバー１１Ａと、ポンプボディ１１Ｂとポンプヘッドカバー１１Ａとの少なくとも一方に形成された吸入口１７及び吐出口１８とを備えた内接ギヤ式のトロコイドポンプ１０において、アウターロータ１２Ｂのポンプロータ収納穴１５に対向する端面に薄板状平面部１９を設け、インナーロータ収納室１６と薄板状平面部１９で構成される空間で、インナーロータ１２Ａを保持した構成としたことを特徴とするオイルポンプにある。
【００１３】
請求項２に係る本発明は、アウターロータ１２Ｂの薄板状平面部１９のポンプボディ１１Ｂ対向面であるアウターロータ外側端面２０と、ポンプボディ１１Ｂのアウターロータ外側端面２０対向面であるポンプボディ底面２３との少なくとも一方に、外周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けたことを特徴とする請求項１記載のオイルポンプにある。
【００１４】
請求項３に係る本発明は、アウターロータ１２Ｂの薄板状平面部１９のポンプボディ１１Ｂ対向面であるアウターロータ外側端面２０と、ポンプボディ１１Ｂのアウターロータ外側端面２０対向面であるポンプボディ底面２３との少なくとも一方に、内周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けると共に、ポンプロータ収納穴１５と、アウターロータ１２Ｂの外周面の少なくとも一方に、軸スラスト方向に連通する外周面溝２５を設けたことを特徴とする請求項１記載のオイルポンプにある。
【００１５】
請求項４に係る本発明は、アウターロータ外側端面２０と、ポンプボディ底面２３との少なくとも一方に、ラジアル方向に油圧発生溝２４を設けたことを特徴とする請求項１〜３記載のオイルポンプにある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アウターロータとポンプボディとの間の空隙に適切な油膜を発生させ、特に軸スラスト方向の摩擦抵抗を効果的に抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるオイルポンプの分解斜視図（ｂ）本発明の実施の形態１におけるアウターロータの斜視図（ｃ）本発明の実施の形態１におけるインナーロータ斜視図（ｄ）本発明の実施の形態１におけるオイルポンプ平面透過図（ｅ）本発明の実施の形態１におけるオイルポンプ側面の機能断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２におけるオイルポンプのテーパ部１の拡大図（ｂ）本発明の実施の形態２におけるオイルポンプのテーパ部２の拡大図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態２におけるオイルポンプのテーパ部１の拡大図（ｂ）本発明の実施の形態２におけるオイルポンプのテーパ部２の拡大図（ｃ）本発明の実施の形態２におけるオイルポンプのアウターロータの斜視図（ｄ）本発明の実施の形態２におけるオイルポンプのポンプボディの斜視図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態３におけるオイルポンプの油圧発生溝（スパイラルグルーブ溝）の平面図（ｂ）本発明の実施の形態３におけるオイルポンプの油圧発生溝（ヘリングボーン溝）の平面図
【図５】（ａ）従来のオイルポンプのポンプ分解斜視図（ｂ）従来のオイルポンプのアウターロータ斜視図（ｃ）従来のオイルポンプのインナーロータ斜視図（ｄ）従来のオイルポンプのポンプ平面透過図（ｅ）従来のオイルポンプのポンプ側面機能断面図（ｆ）従来のオイルポンプのポンプの動きを示すロータ平面図
【図６】（ａ）従来例１におけるオイルポンプの側面機能断面図（ｂ）従来例１におけるオイルポンプの平面図
【図７】（ａ）従来例２におけるオイルポンプの側面断面図（ｂ）従来例２におけるオイルポンプのポンプロータ斜視図（ｃ）従来例２におけるオイルポンプのポンプボディ斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態の詳細について説明する。
【００１９】
（実施の形態１）
内接ギヤ式のオイルポンプは、例えば車輌に搭載される自動変速機等に備えられるものであり、自動変速機の油圧制御装置等に作動油や潤滑油を供給するものである。
【００２０】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１におけるトロコイドポンプ１０の構成を分解斜視図として示したものである。以下の実施の形態では、内接ギヤ式のオイルポンプの一例として、トロコイドポンプを用いて説明する。
【００２１】
トロコイドポンプ１０は、図１（ａ）に示すように、ポンプヘッドカバー１１Ａとポンプボディ１１Ｂとによってなる、ポンプ本体１１の内部に円形のポンプロータ収納穴１５が形成されており、ポンプロータ収納穴１５内部にポンプロータ１２を収納して構成されている。
【００２２】
ポンプロータ１２は内接ギヤ式のトロコイドギヤから構成されており、通常ドライブギヤとなるインナーロータ１２Ａと、ドリブンギヤとなるアウターロータ１２Ｂとで構成されている。アウターロータ１２Ｂは、円柱状に形成されており、ポンプロータ収納穴１５内に回転自在に収納されている。このアウターロータ１２Ｂには、インナーロータ１２Ａを収納するインナーロータ収納室１６が形成されており、インナーロータ収納室１６は、
星形状に内歯が形成されている。インナーロータ１２Ａも星形状に外歯が形成されており、インナーロータ収納室１６内に回転自在に収容されている。
【００２３】
また、ドライブギヤとなるインナーロータ１２Ａの中央部には、駆動軸１４が接続されており、例えば電動モータ等の動力源からの駆動トルクを伝達し、回動されるように構成されている。
【００２４】
更に、駆動軸１４とポンプボディ１１Ｂとの間には、油漏れを防ぐオイルシール１３が挿入されている。
【００２５】
インナーロータ収納室１６の内歯数は、インナーロータ１２Ａの外歯数より多く設定されている。これにより、駆動軸１４でインナーロータ１２Ａをアウターロータ１２Ｂと共に回転すると、図５（ｆ）に示すようにインナーロータ１２Ａとアウターロータ１２Ｂとの間に形成された空間の容積を回転角に応じて変更できるように構成されており、この容積変化を利用して吸入口１７から吸入されたオイルを吐出口１８から吐出できるように構成されている。
【００２６】
構成部品の各材質は、ポンプヘッドカバー１１Ａとポンプボディ１１Ｂとはアルミ製のダイカスト、ポンプロータ１２を構成するインナーロータ１２Ａと、アウターロータ１２Ｂは鉄系の焼結軟磁性体、駆動軸１４は炭素鋼、オイルシール１３は耐熱、耐油性を考慮したゴム材からなる。
【００２７】
ところで、このような従来のトロコイドポンプ１０は、ポンプロータ１２とポンプ本体１１との摺動による摩擦抵抗がポンプ損失の多くを占めている。特にポンプロータ１２と、ポンプロータ収納穴１５との軸スラスト方向の摺動による摩擦抵抗が多くを占めている。更にその中でもアウターロータ１２Ｂとポンプロータ収納穴１５との軸スラスト方向の摺動による摩擦抵抗が多くを占めている。これは、ポンプロータ１２が直接に吐出圧を受けるために、ポンプロータ１２が反吐出口側に押し込まれ、ポンプボディ１１Ｂのポンプロータ収納穴１５の底面との摩擦抵抗が増加するためである。
【００２８】
軸スラスト方向の摺動による摩擦抵抗を抑制する方法としては、ポンプロータ１２とポンプロータ収納穴１５との軸スラスト方向のクリアランスを大きくするという方法があるが、この場合クリアランスからの油漏れ量が増大するため、ポンプ効率としては悪化する傾向にある。
【００２９】
次に、このような摩擦抵抗を抑制するための本実施の形態の詳細な構成について説明する。本実施の形態では、このようなポンプロータ１２とポンプロータ収納穴１５との軸スラスト方向の摺動による摩擦抵抗を抑制するため、アウターロータ１２Ｂのポンプロータ収納穴１５に対向する端面に薄板状平面部１９を設け、インナーロータ収納室１６と薄板状平面部１９で構成される空間で、インナーロータ１２Ａを保持した構成としている。また、ポンプロータ収納穴１５の底面は、略平面形状であるほうが、後述する油膜形成のために望ましい。
【００３０】
図１（ｅ）は、本発明ポンプの構成部品の配置と油の流れを示す機能断面図である。
【００３１】
まず、ポンプの主機能である油の突出に関する主油路について説明する。図中に矢印で示しているように、吸入口１７から吸入された油は、図５（ｆ）に示すようにインナーロータ１２Ａとアウターロータ１２Ｂとの間に形成された空間の容積変化により、吐出口１８から吐出される。
【００３２】
次に、アウターロータ１２Ｂとポンプボディ１１Ｂとの空隙に油膜を形成するために油を導く補助油路について説明する。上述した吐出された油の一部がポンプヘッドカバー１１Ａに設けられた補助溝２６を通り、インナーロータ１２Ａと駆動軸１４との勘合穴の側面隙間を通り、アウターロータ外側端面２０と、ポンプボディ底面２３との微小空隙に導かれ、外周に向かって流れるため、ポンプロータ収納穴１５の側壁近辺の隙間内で流速が失速し、流入量が流出量より多くなりアウターロータ１２Ｂをポンプヘッドカバー１１Ａ側に押し上げる圧力を発生する油膜を形成する。その後、アウターロータ１２Ｂの外周面とポンプロータ収納穴１５の側壁との隙間を通り、吸入口１７又は、吐出口１８へと循環される。
【００３３】
ポンプロータ１２には、吐出圧力の反力が常にかかっているため、アウターロータ外側端面２０が、ポンプボディ底面２３に押し付けられ、摺動による摩擦抵抗が大きくなっていたが、上述のようにアウターロータ１２Ｂをポンプヘッドカバー１１Ａ側に押し上げる圧力を発生する油膜を形成するため、摺動による摩擦抵抗が大幅に抑制されることになる。
【００３４】
（実施の形態２）
図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態２におけるトロコイドポンプ１０の構成部品であるアウターロータ１２Ｂ及び、ポンプボディ１１Ｂの断面拡大図を示したものである。
【００３５】
本実施の形態では、アウターロータ１２Ｂの薄板状平面部１９のポンプボディ１１Ｂ対向面であるアウターロータ外側端面２０と、ポンプボディ１１Ｂのアウターロータ外側端面２０対向面であるポンプボディ底面２３との少なくとも一方に、外周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けている。
【００３６】
この様な、本実施の形態によると外周方向に向け空隙が小さくなるため、入り口よりも出口が狭い事となり、油の流入量が流出量よりも多くなるため、上述した実施の形態１と同様に、アウターロータ１２Ｂをポンプヘッドカバー１１Ａ側に押し上げる圧力を発生する油膜を形成するため、摺動による摩擦抵抗が大幅に抑制されることになる。
【００３７】
（実施の形態３）
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明の実施の形態３におけるトロコイドポンプ１０の構成部品であるアウターロータ１２Ｂ及び、ポンプボディ１１Ｂの断面拡大図及び斜視図を示したものである。
【００３８】
本実施の形態では、上述した実施の形態１及び実施の形態２における補助油路での油の流れと逆の向きに油が流れることを想定している。そのため、ポンプヘッドカバー１１Ａに設けられた補助溝２６は吸入口１７に連通している。（不図示）また、アウターロータ１２Ｂの薄板状平面部１９のポンプボディ１１Ｂ対向面であるアウターロータ外側端面２０と、ポンプボディ１１Ｂのアウターロータ外側端面２０対向面であるポンプボディ底面２３との少なくとも一方に、内周方向に向け空隙が小さくなるようにテーパを設けている。更に、実施の形態１及び実施の形態２における補助油路での油の流れと逆向きであるため、アウターロータ１２Ｂの外周面とポンプロータ収納穴１５の側壁との隙間に積極的に油を導くために、ポンプロータ収納穴１５と、アウターロータ１２Ｂの外周面の少なくとも一方に、軸スラスト方向に連通する外周面溝２５を設けている。
【００３９】
この様な、本実施の形態によると内周方向に向け空隙が小さくなるため、入り口よりも出口が狭い事となり、油の流入量が流出量よりも多くなるため、上述した実施の形態１、又は実施の形態２と同様に、アウターロータ１２Ｂをポンプヘッドカバー１１Ａ側に押し
上げる圧力を発生する油膜を形成するため、摺動による摩擦抵抗が大幅に抑制されることになる。
【００４０】
（実施の形態４）
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態４におけるトロコイドポンプ１０の構成部品であるアウターロータ１２Ｂのアウターロータ外側端面２０、又はポンプボディ１１Ｂのポンプボディ底面２３の平面図を示したものである。
【００４１】
本実施の形態では、アウターロータ外側端面２０、又はポンプボディ底面２３に油圧発生溝２４が構成されている。
【００４２】
油圧発生溝２４の例として、図４（ａ）はスパイラルグルーブ溝２４Ａを、図４（ｂ）はヘリングボーン溝２４Ｂを図示している。油圧発生溝２４は、アウターロータ１２Ｂの外周側に向け空隙が小さくなるようにデザインされており、入り口よりも出口が狭い事となり、油の流入量が流出量よりも多くなるため、上述した実施の形態１〜３と同様に、アウターロータ１２Ｂをポンプヘッドカバー１１Ａ側に押し上げる圧力を発生する油膜を形成するため、摺動による摩擦抵抗が大幅に抑制されることになる。
【００４３】
また、本実施の形態では油の流れ方向を外周に向かう方向で説明したが、上述した実施の形態３などと組み合わせる際には当然のことながら、油の流れが内周側に向かうこととして、また油圧発生溝２４の幅も逆として説明される。
【００４４】
更に、以上説明した第１〜第４の実施の形態に係る内接ギヤ式のオイルポンプに共通することとして、従来のように、インナーロータ１２Ａとポンプボディ１１Ｂとの摺動による摩擦抵抗が存在せず、変わりにインナーロータ１２Ａとアウターロータ内側端面２１との摺動となる。インナーロータ１２Ａとアウターロータ１２Ｂとの歯数差が１であるため、相対速度差は非常に小さいものとなり、その摺動による摩擦抵抗は非常に小さいものとなる。
【００４５】
また、トロコイド以外の歯形のものにも本発明を適用することができる。
【００４６】
このように、本発明のオイルポンプを車載用に用いれば、摺動による摩擦抵抗を大幅に抑制し高効率であるため、消費電力を大幅に低減することができる。
【００４７】
その結果、自動車の燃費、電費の改善に効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、上記した車載用として好適であり、それ以外の高効率なオイルポンプが求められる機器についても使用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  トロコイドポンプ
１１  ポンプ本体
１１Ａ  ポンプヘッドカバー
１１Ｂ  ポンプボディ
１２  ポンプロータ
１２Ａ  インナーロータ
１２Ｂ  アウターロータ
１３  オイルシール
１４  駆動軸
１５  ポンプロータ収納穴
１６  インナーロータ収納室
１７  吸入口
１８  吐出口
１９  薄板状平面部
２０  アウターロータ外側端面
２１  アウターロータ内側端面
２２  インナーロータ外側端面
２３  ポンプボディ底面
２４  油圧発生溝
２４Ａ  スパイラルグルーブ溝
２４Ｂ  ヘリングボーン溝
２５  外周面溝
２６  補助溝
２７  吸入ポート
２８  吐出ポート
６０  帯状の溝
７０  側面油圧均等化手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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