(57)【要約】【課題】  温度上昇に対してアウタロータの外周のクリアランスの拡大を抑制し、高圧側から低圧側へのオイルの漏洩を抑えてポンプ効率を維持することができるトロコイド型ポンプを供する。【解決手段】  内周面に内歯が形成されたアウタロータ31と、同アウタロータ31の内歯に偏心して噛合してポンプ室を形成する外歯が形成されたインナロータ30とを回転自在にポンプケーシング11に収容し、インナロータ30の回転駆動によりアウタロータ31が従動回転するトロコイド型ポンプにおいて、ポンプケーシング11の内周面とアウタロータ31の外周面との間に円筒状のカラー33が介装され、カラー33が、ポンプケーシング11の熱膨張率より小さく、アウタロータ31の熱膨張率より大きい熱膨張率を有するトロコイド型ポンプ。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に内歯が形成されたアウタロータと、同アウタロータの内歯に偏心して噛合してポンプ室を形成する外歯が形成されたインナロータとを回転自在にポンプケーシングに収容し、前記インナロータの回転駆動により前記アウタロータが従動回転するトロコイド型ポンプにおいて、
前記ポンプケーシングの内周面と前記アウタロータの外周面との間に円筒状のカラーが介装され、
前記カラーが、前記ポンプケーシングの熱膨張率より小さく、前記アウタロータの熱膨張率より大きい熱膨張率を有することを特徴とするトロコイド型ポンプ。
【請求項２】
前記カラーの内周面または前記アウタロータの外周面に周方向に指向した溝条が形成されたことを特徴とする請求項１記載のトロコイド型ポンプ。
【請求項３】
前記カラーは、前記アウタロータと連れ回り可能に前記ポンプケーシングに遊嵌されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトロコイド型ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等に組み込まれポンプケーシングに収容されたアウタロータとインナロータとの噛み合いによりポンプ室を構成して摺動部等所要部に潤滑油を供給するトロコイド型ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
該トロコイド型ポンプにおいて、ポンプケーシングとロータの互いの摺動面間には潤滑油膜が形成される程度のクリアランスが形成されているが、その必要量を越えるオイルに対してポンプケーシングのロータとの摺動面に溝を形成して摺動面に漏れたオイルを吸入ポート側に導き、外部へのオイルの漏れを防止する例がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１２３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記ポンプケーシングは、シリンダブロックに取り付けられるもので、通常ポンプケーシングは、アルミニウム製であり、これに対してロータは鉄系の焼結金属製であり、両者には熱膨張率に差があり、ポンプケーシングの方がロータより熱膨張率が大きい。
【０００４】
そのために、内燃機関に組み込まれ、機関の駆動により油温が上昇すると、ポンプケーシングとロータとのクリアランスが大きくなり、同クリアランスへのオイルの漏れが多くなる。
【０００５】
特にポンプケーシングとアウタロータの摺動面間のクリアランスの拡大は、同クリアランスに漏れたオイルが高圧側の吐出油路から低圧側の吸入油路へ漏洩するのを助長してポンプ効率を低下させることがある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、温度上昇に対してアウタロータの外周のクリアランスの拡大を抑制し、高圧側から低圧側へのオイルの漏洩を抑えてポンプ効率を維持することができるトロコイド型ポンプを供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、内周面に内歯が形成されたアウタロータと、同アウタロータの内歯に偏心して噛合してポンプ室を形成する外歯が形成されたインナロータとを回転自在にポンプケーシングに収容し、前記インナロータの回転駆動により前記アウタロータが従動回転するトロコイド型ポンプにおいて、前記ポンプケーシングの内周面と前記アウタロータの外周面との間に円筒状のカラーが介装され、前記カラーが、前記ポンプケーシングの熱膨張率より小さく、前記アウタロータの熱膨張率より大きい熱膨張率を有するトロコイド型ポンプとした。
【０００８】
アウタロータとポンプケーシングとの間に介装されるカラーが、アウタロータより大きくポンプケーシングより小さい熱膨張率を有するので、温度上昇に対してアウタロータの外周のカラーとの間のクリアランスの拡大が抑制され、同クリアランスに漏れたオイルが高圧側の吐出ポートから低圧側の吸入ポートへ漏洩するのが抑えられ、ポンプ効率を低下させることを防止することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のトロコイド型ポンプにおいて、前記カラーの内周面または前記アウタロータの外周面に周方向に指向した溝条が形成されたことを特徴とする。
【００１０】
カラーの内周面またはアウタロータの外周面に周方向に指向した溝条が形成されているので、両者の接触面積を小さくして摺動抵抗を低減させることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載のトロコイド型ポンプにおいて、前記カラーが、前記アウタロータと連れ回り可能に前記ポンプケーシングに遊嵌されていることを特徴とする。
【００１２】
カラーがアウタロータと連れ回り可能にポンプケーシングに遊嵌されることで、アウタロータのカラーとの摺動抵抗を一層低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図３に基づき説明する。
図１は、本実施の形態に係るトロコイド型ポンプであるオイルポンプ10を備えた車両用内燃機関１の要部を断面で示すとともに、該オイルポンプ10のポンプケーシング11についてカバー部材13を外しケーシング本体12側を示している。
【００１４】
なお、ポンプケーシング11はケーシング本体12とカバー部材13とが互いの合せ面12ａ, 13ａを当接結合して構成されるもので、図１のケーシング本体12に対してカバー部材13の合せ面側から見た側面図を図２に示す。
【００１５】
図１を参照して、内燃機関１は、図示しないシリンダ孔内で往復動するピストンが摺動自在に嵌合するシリンダブロック２と、その下端に結合されたロアブロック３と、ロアブロック３の下端に結合されたオイルパン４とを備え、シリンダブロック２に回転自在に支持されたクランク軸が、コンロッドを介して前記ピストンにより回転駆動される。
【００１６】
オイルパン４内には、ピストンの往復動に起因して発生する２次振動を低減するためのバランサ装置５が、ロアブロック３の下面に取り付けられる。
バランサ装置５のケーシングの一部がポンプケーシング11を構成している。
【００１７】
バランサ装置５の一方のバランス軸６はクランク軸との間に掛け渡されたチェーンを介して駆動連結され、両バランス軸６，７はギアにより総合に駆動連結されて、両バランス軸６，７がクランク軸の２倍の回転数で、一方のバランス軸６がクランク軸と同一方向に回転され、他方のバランス軸７が逆方向に回転される。
【００１８】
このバランス軸７の一端に、内燃機関１の摺動部などに潤滑油を圧送するオイルポンプ10が設けられている。
【００１９】
ケーシング本体12の合せ面12ａには、軸受孔12ｃから突出するバランス軸７の周りにインナロータ30およびアウタロータ31が回転自在に収容される円形凹部15が形成されており、その下方に吸入油路18の半部が合せ面12ａ側を開口して膨出形成され、吸入油路18の下部に水平に延びた連通油路17が開口しており、連通油路17の吸入端にはストレーナ16が取り付けられ、オイルパン４に連通している。
吸入油路18からは円形凹部15の底面に回り込むようにして第１吸入ポート19が掘設されている。
【００２０】
また、円形凹部15の側方に吐出油路23の半部が合せ面12ａ側を開口して長尺に膨出形成されており、吐出油路23からも円形凹部15の底面に回り込むようにして第１吐出ポート21が掘設されている。
吐出油路23は、バランス軸６が貫通する軸受孔12ｂを避けてＶ字に屈曲して、その下流端がロアブロック３に形成されている油路24に連通している。
【００２１】
このケーシング本体12の合せ面12ａに対向してカバー部材13の合せ面13ａには、図２に示すように吸入油路18と吐出油路23の他半部が膨出形成されており、ケーシング本体12にカバー部材13を合体させることで吸入油路18と吐出油路23が完成される。
【００２２】
カバー部材13の吸入油路18の半部には第１吸入ポート19に対向して第２吸入ポート20が延設され、吐出油路23の半部には第１吐出ポート21に対向して第２吐出ポート22が延設されている。
【００２３】
したがって、ケーシング本体12の円形凹部15に収容されるインナロータ30およびアウタロータ31の回転により、オイルパン４に溜まったオイルはストレーナ16を介して連通油路17に導かれ吸入油路18を通って第１，第２吸入ポート19，20からポンプ室に吸入され、ポンプ室から第１，第２吐出ポート21，22に吐出されたオイルは吐出油路23を通って油路24に圧送され内燃機関１の摺動部などに供給される。
【００２４】
カバー部材13にはバランス軸６，７を軸支する軸受孔13ｂ，13ｃが設けられるとともに、Ｖ字に屈曲した吐出油路23の屈曲部から若干延びた延出部23ａに連通してリリーフ弁25が設けられており、吐出圧がリリーフ弁25の設定値を越えると、吐出油の一部がオイルパンに帰還して吐出圧が調整されるようになっている。
【００２５】
ケーシング本体12にカバー部材13を合体させて構成されるポンプケーシング11はアルミニウム製で、そのケーシング本体12の円形凹部15の内周面に沿って円形凹部15の内径に略等しい外径の扁平円筒状のカラー33が回転可能に遊嵌される。
【００２６】
このカラー33の内周面には周方向に溝条33ａが一周に亘り形成されている。
カラー33は、熱可塑性ポリイミド樹脂製（例えば三井化学株式会社製のＡＵＲＵＭ（登録商標））であり、摩擦係数が小さいとともに、アルミニウムより熱膨張率が小さい。
【００２７】
このカラー33の内側に、外周面が円周面をなし内周面に内歯が形成されたアウタロータ31が互いに回動自在に嵌合する。
そしてアウタロータ31の内歯に外歯を噛合させてインナロータ30が嵌合され、同インナロータ30は、アウタロータ31と中心軸を偏心させたバランス軸７の略矩形断面部に嵌着され、バランス軸７と一体に回転駆動する。
インナロータ30とアウタロータ31は、鉄系の焼結加工品である。
【００２８】
インナロータ30，アウタロータ31およびカラー33は、ケーシング本体12の円形凹部15の深さと略同じ幅長を有しているので、円形凹部15に収容されると、それぞれの端面がケーシング本体12の合せ面12ａに略同一となる。
【００２９】
そしてケーシング本体12にカバー部材13を合せると、円形凹部15が合せ面13ａにより第２吸入ポート20および第２吐出ポート22を除き閉塞され、その内部にインナロータ30，アウタロータ31およびカラー33がそれぞれ回転可能に収容される。
【００３０】
吸入油路18が円形凹部15に臨む開口はカラー33によって略閉じられ、側方に分岐した第１，第２吸入ポート19，20が吸入側ポンプ室32に連通し、同様に吐出油路23が円形凹部15に臨む開口はカラー33によって略閉じられ、側方に分岐した第１，第２吐出ポート21，22が吐出側ポンプ室32に連通している。
【００３１】
インナロータ30とアウタロータ31とは互いに偏心しており、よってインナロータ30の外歯とアウタロータ31の内歯の噛み合いにより形成される両者間のポンプ室32の容積は、偏っている。
【００３２】
図１において、インナロータ30およびアウタロータ31は反時計方向に回転し、この回転によりポンプ室32が拡大していく側に第１，第２吸入ポート19，20が位置して該ポンプ室32の左右側方に開口しており、ポンプ室32が縮小していく側に第１，第２吐出ポート21，22が位置して該ポンプ室32の左右側方に開口している。
【００３３】
したがって、バランス軸７によりインナロータ30が回転駆動されると、インナロータ30と噛合するアウタロータ31が回転し、ポンプ室32が拡大していく側の第１，第２吸入ポート19，20からオイルが吸入され、ポンプ室32が縮小していく側の第１，第２吐出ポート21，22にオイルが吐出される。
【００３４】
インナロータ30，アウタロータ31およびカラー33の両側面のポンプケーシング11とのクリアランスは、潤滑油膜が形成される程度に設定されている。
また、カラー33の外周のケーシング本体12との間のクリアランスは殆どなく、アウタロータ31の外周のカラー33とのクリアランスも潤滑油膜が形成される程度に設定されている。
【００３５】
このクリアランスを適正に設定して潤滑油膜を形成することで、インナロータ30とアウタロータ31の円滑な回転を確保するとともに、油圧の高い第１，第２吐出ポート21，22から油圧の低い第１，第２吸入ポート19，20にオイルが漏洩することを極力阻止してポンプ効率を高く維持している。
【００３６】
ここに熱可塑性ポリイミド樹脂製のカラー33の熱膨張率は、アルミニウム製のポンプケーシング11の熱膨張率より小さく、鉄系焼結品のアウタロータ31の熱膨張率より大きい。
【００３７】
そこで、内燃機関１の駆動により油温が上昇した場合、アルミニウム製のポンプケーシング11は、鉄系焼結金属のアウタロータ31より熱膨張率が大きく、より大きく膨張するが、両者間に介装されるカラー33が両者の中間の熱膨張率を有して膨張するので、アウタロータ31の外周のカラー33との間のクリアランスの拡大が抑制され、同クリアランスに漏れたオイルが高圧側の第１，第２吐出ポート21，22から低圧側の第１，第２吸入ポート19，20へ漏洩するのが抑えられ、よってポンプ効率の低下を防止することができる。
【００３８】
また、カラー33のアウタロータ31と摺接する内周面には周方向に溝条33ａが一周に亘り形成さているので、接触面積を小さくして摺動抵抗を低減させることができ、アウタロータ31の回転を円滑にしてポンプ効率の向上を図ることができる。
本実施の形態では、カラー33の内周面に溝条33ａを形成したが、アウタロータ31の外周面に溝条を形成してもよい。
【００３９】
さらに、カラー33は、極めて小さい間隙を存してポンプケーシング11に遊嵌されて回転可能であるので、アウタロータ31の回転に伴いカラー33は連れ回りし、アウタロータ31のカラー33との摺動抵抗を一層低減させることができる。
【００４０】
なお、カラー33は、熱膨張率がアルミニウムより小さく鉄系焼結品より大きく低摩擦材であるなら樹脂に限らず金属でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態に係るオイルポンプを備えた内燃機関の要部断面図である。
【図２】ポンプケーシングのカバー部材の合せ面側から見た側面図である。
【図３】オイルポンプの断面図(図１におけるIII−III線断面図)である。
【符号の説明】
【００４２】
１…内燃機関、２…シリンダブロック、３…ロアブロック、４…オイルパン、５…バランサ装置、６，７…バランス軸、
10…オイルポンプ、11…ポンプケーシング、12…ケーシング本体、13…カバー部材、15…円形凹部、16…ストレーナ、17…連通油路、18…吸入油路、19…第１吸入ポート、20…第２吸入ポート、21…第１吐出ポート、22…第２吐出ポート、23…吐出油路、24…油路、
30…インナロータ、31…アウタロータ、32…ポンプ室、33…カラー。
【図１】
2005201103.tif 000003
【図２】
2005201103.tif 000004
【図３】
2005201103.tif 000005