(57)【要約】【課題】アウターロータの振れを抑制できるオイルポンプを提供する。【解決手段】ハウジング１の内部に形成したロータ収容部４０に収容され、連続した複数の外歯１１を外周に備え、第一回転中心Ｚ１の回りを駆動軸３０と一体回転するインナーロータ１０と、ロータ収容部４０に収容され、連続した複数の内歯２１を内周に備え、第一回転中心Ｚ１から所定量ｅだけ偏心した第二回転中心Ｚ２の回りを、インナーロータ１０の回転に伴って内歯２１と外歯１１とが噛合して回転するアウターロータ２０と、を設けたオイルポンプＸにおいて、第一回転中心Ｚ１と第二回転中心Ｚ２とを結ぶ偏心方向に直交する方向のアウターロータ２０の挙動範囲を規制する規制手段Ｒを設ける。【選択図】図１
2008115820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に形成したロータ収容部に収容され、連続した複数の外歯を外周に備え、第一回転中心の回りを駆動軸と一体回転するインナーロータと、
前記ロータ収容部に収容され、連続した複数の内歯を内周に備え、前記第一回転中心から所定量だけ偏心した第二回転中心の回りを、前記インナーロータの回転に伴って前記内歯と前記外歯とが噛合して回転するアウターロータと、を設けたオイルポンプにおいて、
前記第一回転中心と前記第二回転中心とを結ぶ偏心方向に直交する方向の前記アウターロータの挙動範囲を規制する規制手段を設けたオイルポンプ。
【請求項２】
前記規制手段が前記ロータ収容部であり、前記ロータ収容部の形状および前記アウターロータの形状を以下の式（１）
α＞β≧γ              式（１）
（α：前記偏心方向の前記ロータ収容部の内径、β：前記偏心方向に直交する方向の前記ロータ収容部の内径、γ：前記アウターロータの外径）
を満足するように構成したものである請求項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、ハウジングの内部に形成したロータ収容部に収容され、連続した複数の外歯を外周に備え、第一回転中心の回りを駆動軸と一体回転するインナーロータと、前記ロータ収容部に収容され、連続した複数の内歯を内周に備え、前記第一回転中心から所定量だけ偏心した第二回転中心の回りを、前記インナーロータの回転に伴って前記内歯と前記外歯とが噛合して回転するアウターロータと、を設けたオイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用内燃機関の潤滑に用いられるオイルポンプとしては、一般にいわゆるトロコイドポンプが用いられている。
【０００３】
特許文献１に記載のオイルポンプは、ハウジングの内部に形成されたロータ収容部に収容され、駆動軸が嵌合する軸受孔に径方向内方に突出する突出部を介して駆動軸の回転が伝達されるインナーロータを備える。また、インナーロータの回転中心から所定量だけ偏心した回転中心回りにインナーロータによって回転可能にロータ収容部に収容され、インナーロータの複数の外歯に噛合する複数の内歯を有して両歯間に複数のポンプ室を形成するアウターロータを備える。
そして、インナーロータの突出部の一側面に軸方向に突出してハウジングの内孔に挿入する凸部を設け、当該凸部の外周面間の径を、インナーロータの回転時にハウジングの内孔に摺接しないように設定してある。
このように凸部の外周面間の径を設定すると、インナーロータの回転時に摺動損失の増加をもたらすことなく、インナーロータのハウジングに対する組付性を確保することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−７７９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のオイルポンプでは、軸受孔の内面および駆動軸の外面のクリアランスをできるだけ小さく設定することで、インナーロータの位置決めを行っていた。
アウターロータを収容するロータ収容部の内面およびアウターロータの外面の間に設定されるクリアランスにより、エンジンの振動等によって駆動軸に振れが発生した場合であっても、駆動軸の振れを吸収できる。
【０００６】
例えばアウターロータの回転中心を、インナーロータの回転中心の鉛直上に所定量だけ偏心して構成する。また、アウターロータには、インナーロータから伝達される駆動力や、作動オイルの油圧等の荷重が作用する。このような構成において当該駆動力が大きい場合、アウターロータは例えば水平方向の一方の側に付勢される。また、当該油圧が高い場合、アウターロータは例えば当該水平方向の他方の側に付勢される。
このように、アウターロータを互いに反対方向に付勢する荷重が同時期に頻繁に発生すると、ロータ収容部の内面およびアウターロータの外面の間に設定したクリアランスの範囲内で、頻繁にアウターロータの振れが発生する。このとき、アウターロータの内歯およびインナーロータの外歯の間で歯打ち音が発生する。
【０００７】
従って、本発明の目的は、アウターロータの振れを抑制できるオイルポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係るオイルポンプは、ハウジングの内部に形成したロータ収容部に収容され、連続した複数の外歯を外周に備え、第一回転中心の回りを駆動軸と一体回転するインナーロータと、前記ロータ収容部に収容され、連続した複数の内歯を内周に備え、前記第一回転中心から所定量だけ偏心した第二回転中心の回りを、前記インナーロータの回転に伴って前記内歯と前記外歯とが噛合して回転するアウターロータと、を設けたオイルポンプであって、その第一特徴構成は、前記第一回転中心と前記第二回転中心とを結ぶ偏心方向に直交する方向の前記アウターロータの挙動範囲を規制する規制手段を設けた点にある。
【０００９】
上記第一特徴構成によれば、アウターロータの第二回転中心は、インナーロータの第一回転中心から所定量だけ偏心して構成してある。このような構成においてアウターロータに駆動力や油圧等の荷重が作用した場合、当該偏心方向に直交する方向にアウターロータの振れが発生する。
【００１０】
本構成では、規制手段を設けて当該偏心方向に直交する方向にアウターロータが挙動する範囲を規制する。これにより、上述したアウターロータの振れが発生した場合であっても、アウターロータの挙動範囲が制限され、振れを抑制することができる。このとき、アウターロータの内歯およびインナーロータの外歯が接触するときの衝突エネルギーが減少するため、歯打ち音を抑制することができる。
【００１１】
本発明に係るオイルポンプの第二特徴構成は、前記規制手段が前記ロータ収容部であり、前記ロータ収容部の形状および前記アウターロータの形状を以下の式（１）
α＞β≧γ              式（１）
（α：前記偏心方向の前記ロータ収容部の内径、β：前記偏心方向に直交する方向の前記ロータ収容部の内径、γ：前記アウターロータの外径）を満足するように構成した点にある。
【００１２】
上記第二特徴構成によって、アウターロータに作用する偏心方向に直交する方向への振れを抑制する具体的な態様を特定した。
つまり、偏心方向に直交する方向のロータ収容部の内径（β）をロータ収容部の偏心方向の内径（α）より小さく設定し、当該内径（β）をアウターロータの外径（γ）より大きく或いは等しく設定する。その結果、偏心方向に直交する方向では、アウターロータの外面およびロータ収容部の内面を、極めて近接した位置、或いは、接触した位置とすることができる。
【００１３】
従って、アウターロータに対して、アウターロータとロータ収容部との間の振れを大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、例えば自動車用内燃機関の潤滑に用いられるオイルポンプとして、トロコイドポンプを適用した場合について説明する。
【００１５】
図１に示したように、オイルポンプＸは、ハウジング１の内部に形成したロータ収容部４０に収容されるインナーロータ１０およびアウターロータ２０を設ける。
【００１６】
インナーロータ１０は、その中心部に軸受孔１３を有し、この軸受孔１３に駆動軸３０が嵌合している。軸受孔１３の内面と駆動軸３０の外面とのクリアランス（クランククリアランス：軸受孔１３の外径から駆動軸の外径を引いた値）は、通常、微小なものとなっている。このように軸受孔１３にて駆動軸３０を嵌合させることで、インナーロータ１０の駆動軸３０に対する中心位置決めを簡便に行える。
【００１７】
軸受孔１３の周辺には、径方向内方に突出する一対の半月状突出部１３ａ，１３ｂが対向して設けられており、当該突出部１３ａ，１３ｂを介して駆動軸３０の回転がインナーロータ２１に伝達される。
インナーロータ１０は、外歯車部１２において周方向に連続した複数の外歯１１を外周に備え、第一回転中心Ｚ１の回りを駆動軸３０と一体回転する。
駆動軸３０の回転中心と第一回転中心Ｚ１とは一致する。インナーロータ１０の回転数は、例えば６００〜７０００ｒｐｍ程度となる様に設計してある。
【００１８】
アウターロータ２０は、内歯車部２２において周方向に連続した複数の内歯２１を内周に備え、第一回転中心Ｚ１から所定量だけ偏心した第二回転中心Ｚ２の回りを、インナーロータ１０の回転に伴って内歯２１と外歯１１とが噛合して回転する。
噛合する内歯２１の先端および外歯１１の先端の間に形成されるクリアランス（チップクリアランス）は、通常、微小なものとなっている。
本実施形態では、第二回転中心Ｚ２は、第一回転中心Ｚ１の鉛直上に所定量ｅだけ偏心して設けた場合を例示する。この偏心する方向、即ち、第一回転中心Ｚ１と第二回転中心Ｚ２とを結んだ方向を偏心方向と称する。当該偏心方向は、本実施形態では軸線Ｌで表示する。
【００１９】
また、ハウジング１において、内歯２１と外歯１１との間に形成される複数のポンプ室２ａ〜２ｉのうち、最大容積を有するポンプ室２ｅと噛み合い部３とを結ぶ軸線Ｌを中心に、ほぼ対称位置に吸入ポート５１および吐出ポート５２を設けている。
そして、駆動軸３０を介してインナーロータ１０が矢印Ｃ方向に回転するに伴い、内歯２１と外歯１１との間に形成される複数のポンプ室２ａ〜２ｉが容積変化することにより、吸入ポート５１から作動オイルを吸入すると共に、吐出ポート５２から作動オイルを吐出する。
【００２０】
ロータ収容部４０は、インナーロータ１０およびアウターロータ２０を収容する。ロータ収容部４０の内面およびアウターロータ２０の外面にはクリアランス（ボディークリアランス：ロータ収容部の偏心方向の内径（α）からアウターロータの外径（γ）を引いた値）が設定される。
【００２１】
ここで、アウターロータ２０には、インナーロータ１０から伝達される駆動力や、作動オイルの油圧等の荷重が作用する。当該駆動力が大きい場合、アウターロータ２０は例えば当該偏心方向に直交する方向の一方の側（図１：矢印Ａ）に付勢される。また、当該油圧が高い場合、アウターロータ２０は例えば当該偏心方向に直交する方向の他方の側（図１：矢印Ｂ）に付勢される。
このように、アウターロータ２０を互いに反対方向に付勢する駆動力および油圧等に起因する荷重が同時期に頻繁に発生すると、アウターロータ２０には、ロータ収容部４０の内面およびアウターロータ２０の外面に設定したボディークリアランスの範囲内で頻繁に振れが発生する。
【００２２】
本発明では、第一回転中心Ｚ１と第二回転中心Ｚ２とを結ぶ偏心方向に直交する方向（矢印Ａ，Ｂ方向）のアウターロータ２０の挙動範囲を規制する規制手段Ｒを設ける。規制手段Ｒの具体的態様として、本実施形態ではロータ収容部４０を以下のように構成した。
即ち、ロータ収容部４０の形状およびアウターロータ２０の形状を以下の式（１）
α＞β≧γ              式（１）
（α：偏心方向のロータ収容部４０の内径、β：偏心方向に直交する方向のロータ収容部４０の内径、γ：アウターロータの外径）
を満足するように構成する。
【００２３】
偏心方向に直交する方向のロータ収容部４０の内径（β）をロータ収容部４０の偏心方向の内径（α）より小さく設定することで、ロータ収容部４０を、偏心方向に直交する方向の内径が狭まった形状とすることができる。そして、当該内径（β）をアウターロータ２０の外径（γ）より大きく或いは等しく設定することで、アウターロータ２０をロータ収容部４０の内部に収容することができる。
【００２４】
従って、アウターロータ２０において、偏心方向に直交する方向への付勢力が作用した場合、アウターロータ２０の外面とロータ収容部４０の内面とが極めて近接した位置（β＞γ）にあるときは、直ちにアウターロータ２０の外面がロータ収容部４０の内面に接触する。
また、アウターロータ２０の外面とロータ収容部４０の内面とが接触した位置（β＝γ）にあるときは、アウターロータに作用する偏心方向に直交する方向への振れを確実に抑制することができる。
【００２５】
これにより、上述したアウターロータ２０の振れが発生しそうな場合であっても、アウターロータ２０の挙動範囲が制限され、振れを抑制することができる。このとき、アウターロータ２０の内歯２１およびインナーロータ１０の外歯１１が接触するときの衝突エネルギーが減少する。従って、内歯２１および外歯１１の接触に基づく歯打ち音が発生した場合であっても当該歯打ち音を小さく抑えることができる。
【００２６】
例えば、偏心方向のロータ収容部４０の内径（α）を８０．００〜８０．０２ｍｍ、偏心方向に直交する方向のロータ収容部４０の内径（β）を７９．７３〜７９．７５ｍｍ、アウターロータの外径（γ）を７９．７０〜７９.７２ｍｍとする。この場合、偏心方向直交する方向へのアウターロータの振れは、０．０１０〜０．０５０ｍｍ程度となる。
【００２７】
本発明では規制手段Ｒを設けて、アウターロータ２０に偏心方向に直交する方向への付勢力が作用した場合、アウターロータ２０の挙動範囲を制限した。このように、アウターロータ２０の挙動範囲を制限した場合であっても、インナーロータ１０およびアウターロータ２０は、ロータ収容部４０の内部で円滑に回転することができる。これは、以下のように説明できる。
【００２８】
図２は、アウターロータ２０の第二回転中心Ｚ２が固定されたとき、即ち、アウターロータ２０の外面とロータ収容部４０の内面とが接触した位置（β＝γ）であり、アウターロータ２０の挙動が完全に抑制できたと仮定したときの、インナーロータ１０の第一回転中心Ｚ１の挙動範囲を示したものである。
【００２９】
上述したように第二回転中心Ｚ２は第一回転中心Ｚ１より軸線Ｌ上において偏心量ｅだけ離間している。第一回転中心Ｚ１は、第二回転中心Ｚ２を中心として偏心量ｅを半径とした円の円弧上を移動する。このとき、チップクリアランスおよびクランククリアランスの程度を考慮すれば、第一回転中心Ｚ１の挙動範囲は当該円弧を基準とした斜線部分Ｄとなる。
図２において、Ｃ１はチップクリアランスおよびクランククリアランスの何れか一方により規定される挙動範囲であり、Ｃ２はクランククリアランスおよびチップクリアランスにより規定される挙動範囲である。
【００３０】
従って、本発明のオイルポンプでは、偏心方向に直交する方向では、アウターロータ２０の挙動範囲を規制した場合であっても、インナーロータ１０は図２のＤで示した範囲を移動できるため、両ロータは円滑に相対回転することができる。
【００３１】
一方、インナーロータ１０の挙動が完全に抑制できたと仮定したときの、アウターロータ２０の第二回転中心Ｚ２の挙動範囲も同様にして求めることができる。このとき、考慮すべきクリアランスは、ボディークリアランスおよびチップクリアランスである。
【００３２】
〔別実施の形態〕
＜１＞  上述した実施形態では、規制手段Ｒはロータ収容部４０で構成した場合を例示した。しかし、これに限られるものではなく、偏心方向に直交する方向（矢印Ａ，Ｂ方向）のアウターロータ２０の挙動範囲を規制する態様であればよい。
例えば、ロータ収容部４０の平面視形状を円形とした場合、ボディークリアランス内に、偏心方向に直交する方向にて当該ボディークリアランスを縮小するように規制部材を配置する。
これにより、上述したアウターロータ２０の振れが発生した場合であっても、アウターロータ２０の偏心方向に直交する方向の挙動範囲が制限され、振れを抑制することができる。
【００３３】
＜２＞  この他に、ロータ収容部４０の平面視形状は、図３（ａ）に示したように、偏心方向に直交する方向のロータ収容部４０の内径（β）の一部を直線で構成し、偏心方向のロータ収容部４０の内径（α）を円弧で構成するレーストラック型とすることが可能である。このように構成すると、ロータ収容部４０の内側形状の成形時には、直線および円弧の切削加工を行えばよいため、加工が容易である。
当該円弧は、単一の半径を有する円弧であってもよく、異なる半径を有する複数の円弧を合成したものであってもよい。
【００３４】
また、図３（ｂ）に示したように、偏心方向のロータ収容部４０の内径（α）を長径とし、偏心方向に直交する方向のロータ収容部４０の内径（β）を短径とした楕円とすることも可能である。
【００３５】
本発明は、内燃機関の潤滑に用いられるオイルポンプとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のオイルポンプの要部概略図
【図２】第二回転中心が固定されたときの、第一回転中心の挙動範囲を示した図
【図３】ロータ収容部の平面視形状の別実施形態を示した図
【符号の説明】
【００３７】
Ｘ          オイルポンプ
ｅ          所定量
Ｒ          規制手段
Ｚ１        第一回転中心
Ｚ２        第二回転中心
１          ハウジング
１０        インナーロータ
１１        外歯
２０        アウターロータ
２１        内歯
３０        駆動軸
４０        ロータ収容部
α          偏心方向のロータ収容部の内径
β          偏心方向に直交する方向のロータ収容部の内径
γ          アウターロータの外径
【図１】
2008115820.tif 000003
【図２】
2008115820.tif 000004
【図３】
2008115820.tif 000005