(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポート及び吐出ポートに連通するポンプ室が形成されたポンプハウジングと、複数の歯形部を外周に有するインナーロータと、前記インナーロータよりも多い複数の歯形部を内周に有し、前記インナーロータとの間で複数の歯間室を形成するアウターロータとを備え、前記インナーロータ及び前記アウターロータが前記ポンプハウジング内で噛み合いながら偏心して所定の回転方向に回転することにより、前記吸入ポートから前記ポンプ室にオイルが吸入され、かつ前記吐出ポートから前記ポンプ室外にオイルが吐出されるオイルポンプであって、
複数の前記歯間室は、前記インナーロータの歯形部と前記アウターロータの歯形部とが近接した近接部によって互いに区画され、
前記ポンプ室は、前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転軸方向に窪む凹所として形成され、前記吸入ポート及び前記吐出ポートが前記ポンプ室の底面に開口を有し、かつ前記底面に前記吸入ポートと前記吐出ポートとを仕切る仕切り部が設けられ、
前記吐出ポートにおける前記回転方向の前方の端部には、前記アウターロータの歯底円よりも内周側かつ前記アウターロータの歯先円よりも外周側で前記回転方向の後方に延在する外側延在部、及び前記アウターロータの歯先円より内周側かつ前記インナーロータの歯底円よりも外周側で前記回転方向の後方に延在する内側延在部が設けられ、
前記インナーロータ及び前記アウターロータが前記回転方向に回転したとき、前記仕切り部に面する前記歯間室が前記外側延在部に連通した後に前記内側延在部に連通し、さらにその後に当該歯間室を前記回転方向の前方の他の歯間室から区画する前記近接部が前記吐出ポートの前記開口の外縁に交差する、
オイルポンプ。
【請求項２】
前記内側延在部は、前記外側延在部よりも前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転軸方向の深さが浅い浅溝によって形成されている、
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、トロコイド歯形を有するインナーロータ及びアウターロータの回転により、ポンプ室内に吸入されたオイルを吐出ポートからポンプ室外に吐出するオイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トロコイド歯形を有するインナーロータ及びアウターロータの回転により、吸入ポートからポンプ室内に吸入されたオイルを吐出ポートからポンプ室外に吐出するオイルポンプが油圧機器等に用いられている。このようなオイルポンプでは、インナーロータの歯形部とアウターロータの歯形部との間に形成される歯間室が吐出ポートに連通したとき、歯間室と吐出ポートとの圧力差によって、吐出ポートのオイルが噴流となって歯間室に流れ込む場合がある。この現象は、オイルに多くの気泡が混在して歯間室の圧力が十分に高まっていない状態で、歯間室が吐出ポートに連通したときに顕著になる。吐出ポートのオイルが噴流となって歯間室に流れ込むと、歯間室内のオイルに混在する気泡が瞬間的に崩壊し、騒音やエロージョン（壊食）が発生するおそれがある。このため、歯間室が吐出ポートに連通する際の圧力上昇を緩和し、騒音やエロージョンの発生を抑えるための構成を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のオイルポンプは、吸入ポート及び吐出ポートに連通するポンプ室（ロータ室）が形成されたポンプハウジングに、アウターロータの歯底部の軌道円周上に位置するように浅溝が形成され、歯間室の容積が最大から減少したとき、歯間室がこの浅溝を介して吐出ポートに連通するように構成されている。
【０００４】
特許文献２に記載のオイルポンプは、インナーロータの歯底部の軌道円よりも内周側に吐出ポートに連通する浅溝が設けられ、この浅溝が、インナーロータの側面とハウジングとの間のサイドクリアランスを介して歯間室に連通するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４２６８９号公報
【特許文献２】特開２００６−２６６１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
オイルポンプが例えば自動車のトランスミッションの潤滑及び動作のために用いられ、トランスミッションケース内のオイルパンからオイルを吸入する場合には、ギヤの回転等によりオイルが撹拌されることにより、吸入するオイルに多量の気泡が含まれる場合がある。特許文献１，２に記載のオイルポンプでは、例えばキャビテーションにより発生する気泡の崩壊による悪影響（騒音やエロージョン）を抑制することはできても、吸入するオイルに大量の気泡が含まれるような場合には、その抑制効果が必ずしも十分ではないおそれがあった。すなわち、吐出ポートのオイルが噴流となって歯間室に流れ込み、歯間室内の圧力が急激に上昇して騒音やエロージョンが発生してしまうおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インナーロータ及びアウターロータの間の歯間室におけるオイルの急激な圧力上昇によって気泡が瞬間的に崩壊することによる悪影響を抑制する効果が高められ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】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するため、吸入ポート及び吐出ポートに連通するポンプ室が形成されたポンプハウジングと、複数の歯形部を外周に有するインナーロータと、前記インナーロータよりも多い複数の歯形部を内周に有し、前記インナーロータとの間で複数の歯間室を形成するアウターロータとを備え、前記インナーロータ及び前記アウターロータが前記ポンプハウジング内で噛み合いながら偏心して所定の回転方向に回転することにより、前記吸入ポートから前記ポンプ室にオイルが吸入され、かつ前記吐出ポートから前記ポンプ室外にオイルが吐出されるオイルポンプであって、複数の前記歯間室は、前記インナーロータの歯形部と前記アウターロータの歯形部とが近接した近接部によって互いに区画され、前記ポンプ室は、前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転軸方向に窪む凹所として形成され、前記吸入ポート及び前記吐出ポートが前記ポンプ室の底面に開口を有し、かつ前記底面に前記吸入ポートと前記吐出ポートとを仕切る仕切り部が設けられ、前記吐出ポートにおける前記回転方向の前方の端部には、前記アウターロータの歯底円よりも内周側かつ前記アウターロータの歯先円よりも外周側で前記回転方向の後方に延在する外側延在部、及び前記アウターロータの歯先円より内周側かつ前記インナーロータの歯底円よりも外周側で前記回転方向の後方に延在する内側延在部が設けられ、前記インナーロータ及び前記アウターロータが前記回転方向に回転したとき、前記仕切り部に面する前記歯間室が前記外側延在部に連通した後に前記内側延在部に連通し、さらにその後に当該歯間室を前記回転方向の前方の他の歯間室から区画する前記近接部が前記吐出ポートの前記開口の外縁に交差する、オイルポンプを提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インナーロータ及びアウターロータの間の歯間室におけるオイルの急激な圧力上昇によって気泡が瞬間的に崩壊することによる悪影響を抑制する効果が高められたオイルポンプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るオイルポンプを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】オイルポンプの内部構造を示す構成図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、インナーロータ及びアウターロータの回転時における吐出ポートの始端部周辺を示す動作説明図である。
【図４】吐出ポートの始端部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係るオイルポンプを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図２は、オイルポンプの内部構造を示す構成図である。このオイルポンプ１は、例えば自動車のトランスミッションにおける各部の潤滑及び動作のために用いられ、トランスミッションケース内のオイルパンからオイルを吸入して吐出する。
【００１３】
オイルポンプ１は、トロコイド型の内接ギヤポンプであり、本体部２及び蓋部３からなるポンプハウジング１０と、ポンプハウジング１０のポンプ室１００に収容されたトロコイド歯形を有するインナーロータ４及びアウターロータ５と、インナーロータ４に回転力を付与するシャフト６とを有して構成されている。図２では、蓋部３を取り外して軸方向から見たオイルポンプ１を示している。
【００１４】
ポンプハウジング１０の本体部２には、ポンプ室１００が、蓋部３との合わせ面からインナーロータ４及びアウターロータ５の回転軸線Ｏ１方向に窪んだ凹所として形成されている。本体部２と蓋部３とは、複数（４つ）のボルト１１によって締結され、本体部２と蓋部３との間の隙間からのオイルの漏出がゴム等の弾性体からなるシール部材１２によって抑止されている。
【００１５】
インナーロータ４は、スプライン嵌合部４０においてシャフト６と相対回転不能に連結され、シャフト６から受ける回転力によって回転軸線Ｏ１を中心に回転する。シャフト６は、例えばチェーンやスプロケットもしくはギヤ機構からなる駆動力伝達機構によって自動車のエンジン等の駆動源からの駆動力を受け、インナーロータ４を所定の回転方向（図２に示す矢印Ａ方向）に回転させる。シャフト６は、蓋部３に形成された貫通孔３０を貫通し、先端部がポンプハウジング１０の本体部２に形成された穴部２０に収容されている。
【００１６】
また、インナーロータ４は、外方に突出する複数の歯形部４１を外周に有し、周方向に隣り合う２つの歯形部４１の間にそれぞれ凹部４２が形成されている。本実施の形態では、インナーロータ４が１１個の歯形部４１を有している。
【００１７】
アウターロータ５は、ポンプ室１００の内周面１００ａを摺動する外周面５ａを有するリング状であり、内方に突出する複数の歯形部５１を内周に有している。周方向に隣り合う２つの歯形部５１の間には、凹部５２がそれぞれ形成されている。本実施の形態では、アウターロータ５が１２個の歯形部５１を有している。すなわち、アウターロータ５は、インナーロータ４の歯形部４１よりも１つ多い数の歯形部５１を有している。また、アウターロータ５は、その内部に配置されたインナーロータ４と噛み合い、インナーロータ４の回転力を受け、回転軸線Ｏ１に対して偏心した回転軸線Ｏ２を中心としてポンプ室１００内で回転する。回転軸線Ｏ２は、ポンプ室１００の中心軸に一致する。
【００１８】
アウターロータ５は、インナーロータ４との間で複数の歯間室Ｓを形成し、歯数差に応じたインナーロータ４よりも遅い速度で、インナーロータ４と同方向に回転する。歯間室Ｓは、インナーロータ４の凹部４２とアウターロータ５の凹部５２との連通によって形成される。それぞれの歯間室Ｓの容積は、インナーロータ４の歯形部４１とアウターロータ５の歯形部５１とが深く噛み合う部分で小さく、歯形部４１，５１の噛み合いが浅くなるに連れて徐々に大きくなる。複数の歯間室Ｓは、インナーロータ４の歯形部４１とアウターロータ５の歯形部５１とが近接した近接部によって互いに区画されている。この近接部は、歯形部４１，５１の噛み合いが深いときには凹部４２，５２の底部付近にあり、歯形部４１，５１の噛み合いが浅いときには歯形部４１，５１の歯先部分にある。以下の説明では、歯形部４１，５１の近接部を歯先シール部という場合がある。
【００１９】
ポンプハウジング１０の本体部２には、吸入ポート２１及び吐出ポート２２が形成されている。ポンプ室１００は、吸入ポート２１及び吐出ポート２２に連通している。吸入ポート２１及び吐出ポート２２は、ポンプ室１００の底面１００ｂに開口を有している。図２では、ポンプ室１００の底面１００ｂにおける吸入ポート２１及び吐出ポート２２の開口の外縁を破線で示している。吸入ポート２１は、本体部２に設けられた入口通路２３に連通し、吐出ポート２２は、本体部２に設けられた出口通路２４に連通している。
【００２０】
吸入ポート２１は、歯間室Ｓの容積が徐々に大きくなる領域において歯間室Ｓと連通する。吐出ポート２２は、歯間室Ｓの容積が徐々に小さくなる領域において歯間室Ｓと連通する。そして、インナーロータ４及びアウターロータ５がポンプハウジング１０内で噛み合いながら偏心して所定の回転方向に回転することにより、吸入ポート２１からポンプ室１００内にオイルが吸入され、吐出ポート２２からポンプ室１００外にオイルが吐出される。
【００２１】
吸入ポート２１の終端部（インナーロータ４及びアウターロータ５の回転方向における後方の端部）と吐出ポート２２の始端部（インナーロータ４及びアウターロータ５の回転方向における前方の端部）との間におけるポンプ室１００の底面１００ｂには、吸入ポート２１と吐出ポート２２とを仕切る仕切り部２５が設けられている。
【００２２】
図３（ａ）〜（ｃ）は、インナーロータ４及びアウターロータ５の回転時における吐出ポート２２の始端部周辺を示す動作説明図である。図４は、吐出ポート２２の始端部を示す斜視図である。
【００２３】
図３（ａ）に示すように、仕切り部２５の位置にある歯間室ＳのオイルＯには、多数の気泡Ｂが含まれる。この気泡Ｂには、オイルポンプ１の外部から入口通路２３及び吸入ポート２１を介して導入されたもの、及びオイルＯのキャビテーションにより発生したものが含まれる。なお、オイルＯ中には、無数の細かな気泡Ｂが存在するが、図３では、説明の明確化のため、気泡Ｂを実際よりも大きく図示している。
【００２４】
歯間室Ｓの内部では、オイルＯがインナーロータ４及びアウターロータ５の回転による遠心力を受けるため、アウターロータ５の凹部５２にはオイルＯが満たされ、気泡Ｂはインナーロータ４の凹部４２における回転方向前方側に偏在する。この気泡Ｂが歯間室Ｓにおける圧力の急激な上昇によって瞬間的に崩壊すると、大きな騒音が発生する共に、エロージョンによってインナーロータ４及びアウターロータ５やポンプハウジング１０が損傷し、所期の性能を発揮できなくなってしまう。そのため、本実施の形態に係るオイルポンプ１には、気泡Ｂを徐々に消滅させるための構成として、吐出ポート２２の始端部に、外側延在部２２１及び内側延在部２２２が設けられている。
【００２５】
図３（ｂ）では、回転軸線Ｏ１，Ｏ２に平行な軸方向視において、インナーロータ４の歯形部４１の歯先面とアウターロータ５の歯形部５１の歯先面とが近接する近接部（歯先シール部Ｓ１）が吐出ポート２２の開口の外縁に交差する交差位置を符号Ｐで示している。また、図３（ｂ）では、アウターロータ５の歯先円Ｃ０を一点鎖線で示している。またさらに、図３（ｂ）では、アウターロータ５の歯底円Ｃ１、及びインナーロータ４の歯底円Ｃ２を二点鎖線で示している。アウターロータ５の歯先円Ｃ０は、アウターロータ５が回転した際の歯形部５１の先端部である歯先部５１０の移動軌跡に相当する。アウターロータ５の歯底円Ｃ１はアウターロータ５が回転した際の凹部５２の最奥部である歯底部５２０の移動軌跡に相当する。また、インナーロータ４の歯底円Ｃ２は、インナーロータ４が回転した際の凹部４２の最奥部である歯底部４２０の移動軌跡に相当する。
【００２６】
外側延在部２２１は、アウターロータ５の歯底円Ｃ１よりも内周側かつアウターロータ５の歯先円Ｃ０よりも外周側で、交差位置Ｐよりもインナーロータ４及びアウターロータ５の回転方向の後方に延在する。内側延在部２２２は、アウターロータ５の歯先円Ｃ０より内周側かつインナーロータ４の歯底円Ｃ２よりも外周側で、交差位置Ｐよりもインナーロータ４及びアウターロータ５の回転方向の後方に延在する。
【００２７】
そして、インナーロータ４及びアウターロータ５が回転したとき、仕切り部２５に面する歯間室Ｓが外側延在部２２１及び内側延在部２２２に連通した後に、その歯間室Ｓをインナーロータ４及びアウターロータ５の回転方向前方の他の歯間室Ｓから区画する歯先シール部Ｓ１が吐出ポート２２の開口の外縁に交差する。より具体的に、本実施の形態では、インナーロータ４及びアウターロータ５が回転したとき、仕切り部２５に面する歯間室Ｓが外側延在部２２１に連通した後に内側延在部２２２に連通し、さらにその後に歯先シール部Ｓ１が吐出ポート２２の外縁に交差する。ここで、「仕切り部２５に面する」とは、ポンプ室１００内のインナーロータ４及びアウターロータ５を底面１００ｂに垂直な方向から見た場合に、歯間室Ｓの少なくとも一部が仕切り部２５に重なっていることをいう。
【００２８】
図４に示すように、本実施の形態では、内側延在部２２２が、外側延在部２２１よりもインナーロータ４及びアウターロータ５の回転軸方向の深さが浅い浅溝によって形成されている。ポンプ室１００の底面１００ｂに垂直な方向（軸方向）の内側延在部２２２の深さは、外側延在部２２１の深さよりも浅く、内側延在部２２２の深さｄは、例えば１〜２ｍｍである。これにより、内側延在部２２２から歯間室Ｓに流れ込むオイルＯの流量が、外側延在部２２１から歯間室Ｓに流れ込むオイルＯの流量よりも少なくなる。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、歯間室Ｓの全体が吸入ポート２１の終端部と吐出ポート２２の始端部との間にあるとき、その歯間室ＳにおけるオイルＯの油圧は、吐出ポート２２の油圧よりも低い。このため、インナーロータ４及びアウターロータ５の回転に伴って歯間室Ｓが外側延在部２２１に連通すると、図３（ｂ）に矢印で示すように、外側延在部２２１から歯間室ＳにオイルＯが流入する。これにより、歯間室Ｓの圧力が高くなって気泡Ｂが小さくなり、一部の気泡Ｂは消滅（崩壊）する。また、外側延在部２２１から歯間室Ｓに流入したオイルＯにより、気泡Ｂがインナーロータ４の凹部４２における回転方向前方側に集まる。
【００３０】
次いで、インナーロータ４及びアウターロータ５の回転に伴って歯間室Ｓが内側延在部２２２に連通し、内側延在部２２２から歯間室ＳにオイルＯが流入する。この際、内側延在部２２２が最初に歯間室Ｓに連通する箇所は、インナーロータ４の凹部４２における回転方向前方側である。これにより、インナーロータ４の凹部４２における回転方向前方側に集まっていた気泡Ｂが圧力の上昇によってさらに小さくなり、もしくは消滅する。そして、歯間室Ｓを区画する一対の歯先シール部Ｓ１のうち回転方向前方の歯先シール部Ｓ１が交差位置Ｐを通過すると、さらに多くのオイルＯが歯間室Ｓに流入し、残存していた気泡Ｂの多くが消滅する。
【００３１】
その後、インナーロータ４及びアウターロータ５の回転に伴って歯間室Ｓの容積が徐々に小さくなるので、歯間室ＳのオイルＯが吐出ポート２２に吐出される。
【００３２】
（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果が得られる。
【００３３】
（１）歯間室Ｓが外側延在部２２１及び内側延在部２２２に連通し、歯間室Ｓ内の圧力が外側延在部２２１及び内側延在部２２２から流入したオイルＯによって上昇した後に、インナーロータ４とアウターロータ５との歯先シール部Ｓ１が吐出ポート２２の外縁に交差する。これにより、歯間室Ｓ内の圧力の上昇が緩やかになり、歯間室ＳにおけるオイルＯの急激な圧力上昇によって気泡Ｂが瞬間的に崩壊することによる悪影響（騒音やエロージョンあるいは振動等）を抑制することが可能となる。より具体的には、歯間室Ｓが外側延在部２２１に連通する段階、歯間室Ｓが内側延在部２２２に連通する段階、及び歯先シール部Ｓ１が吐出ポート２２の外縁に交差して歯間室Ｓが外側延在部２２１と内側延在部２２２との間で吐出ポート２２に連通する段階の３つの段階で、歯間室Ｓ内の圧力が緩やかに上昇する。このため、気泡Ｂが瞬間的に崩壊することによる悪影響（騒音やエロージョンあるいは振動等）を抑制できる。
【００３４】
（２）また、本実施の形態では、歯間室Ｓが外側延在部２２１に連通した後に、歯間室Ｓが内側延在部２２２に連通するので、外側延在部２２１との連通によってインナーロータ４の凹部４２における回転方向前方側に集まった気泡Ｂを、内側延在部２２２との連通によって効率よく消滅させることができる。これにより、気泡Ｂが瞬間的に崩壊することによる悪影響をより確実に抑制することが可能となる。
【００３５】
（３）内側延在部２２２は、外側延在部２２１よりもインナーロータ４及びアウターロータ５の回転軸方向の深さが浅い浅溝によって形成されているので、内側延在部２２２から歯間室Ｓに流入するオイルＯの勢いが緩和される。これにより、歯間室Ｓが内側延在部２２２に連通したときの気泡Ｂの急激な崩壊を抑制することができる。
【００３６】
（付記）
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…オイルポンプ                      １０…ポンプハウジング
１００…ポンプ室                      １００ｂ…底面
２１…吸入ポート                      ２２…吐出ポート
２２１…外側延在部                    ２２２…内側延在部
２５…仕切り部                        ４…インナーロータ
４１…歯形部                          ５…アウターロータ
５１…歯形部                          Ａ…回転方向
Ｃ０…アウターロータ５の歯先円         Ｃ１…アウターロータ５の歯底円
Ｃ２…インナーロータ４の歯底円         Ｏ…オイル
Ｓ…歯間室                            Ｓ１…歯先シール部（近接部）
【図１】
0006672850.tif 000002
【図２】
0006672850.tif 000003
【図３】
0006672850.tif 000004
【図４】
0006672850.tif 000005