(57)【要約】【課題】オイルポンプにおいて、チェーンケース又はオイルポンプの加工性の低下を防止しつつ、エンジンに吐き出されるオイル吐出量の低下を防止するとともに、アウタロータとチェーンケース又はオイルポンプハウジングとの間に生じるフリクショントルクの増加を抑制することにある。【解決手段】駆動軸（８）の軸線方向（Ｘ）でインナロータ（１８）の幅寸法（ｔ１）とアウタロータ（１９）の幅寸法（ｔ２）とを異ならせて、インナロータ（１８）とオイルポンプハウジング（１６）又はチェーンケース（５）とによる熱膨張係数の差異によって互いに干渉しない程度に、インナロータ（１８）からインナロータ側摺動面（２０）までの距離寸法（Ｌ１）を、アウタロータ（１９）からアウタロータ側摺動面（２３）までの距離寸法（Ｌ２）よりも小さく設定している。【選択図】図１
2013044254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルポンプハウジングとチェーンケースとで形成される凹状のロータ収容部にはエンジンの駆動軸に固定されて回転するインナロータとこのインナロータに噛合して偏心回転するアウタロータとを配置し、前記ロータ収容部には前記インナロータの回転軸方向側面が当接して摺動するインナロータ側摺動面と前記アウタロータの回転軸方向側面が当接して摺動するとともに吸入側オイル室と吐出側オイル室とを仕切るアウタロータ側摺動面とを形成したオイルポンプにおいて、前記駆動軸の軸線方向で前記インナロータの幅寸法と前記アウタロータの幅寸法とを異ならせて、前記インナロータと前記オイルポンプハウジング又は前記チェーンケースとによる熱膨張係数の差異によって互いに干渉しない程度に、前記インナロータから前記インナロータ側摺動面までの距離寸法を、前記アウタロータから前記アウタロータ側摺動面までの距離寸法よりも小さく設定したことを特徴とするオイルポンプ。
【請求項２】
前記インナロータ側摺動面と前記アウタロータ側摺動面とは、段差が生じないよう平坦状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オイルポンプに係り、特にエンジンの駆動軸に固定されて回転するインナロータとこのインナロータに噛合して偏心回転するアウタロータとを備えるオイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、エンジンの駆動軸に固定されて回転するインナロータとこのインナロータに噛合して偏心回転するアウタロータとを備えた、いわゆるトロコイド型のオイルポンプを備えたものがある。
このトロコイド型のオイルポンプにおいて、体積効率を上げるとともに、オイル吐出量を上げるためには、ロータ（インナロータ・アウタロータ）のサイドクリアランスを小さくしてオイルの漏れ量を減らすことには良いが、サイドクリアランスを小さくすると、フリクションも大きくなり、実効率が低下し、逆に、サイドクリアランスが大きいと、フリクションが小さくなり、オイル吐出量が低下するという、相反する不具合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９３９６５号公報
【０００４】
特許文献１に係るオイルポンプは、オイルポンプの駆動力の増加による燃費やエンジン出力の低下を抑制するため、インナロータを、アウタロータを形成する材料の熱膨張係数よりも高い熱膨張係数を有する材料で形成し、クランク軸（駆動軸）の径方向にてインナロータとアウタロータの間のチップクリアランスを小さく設定して、高油温時にチップクリアランスの拡大を抑制して、オイルポンプの油量差を小さく抑えるものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の特許文献１のオイルポンプでは、インナロータとアウタロータとの関係であって、インナロータからインナロータ側摺動面までの距離寸法（クリアランス）及びアウタロータからアウタロータ側摺動面までの距離寸法（クリアランス）に関連するものではない。
このため、このような構造では、インナロータからインナロータ側摺動面までの距離寸法とアウタロータからアウタロータ側摺動面までの距離寸法との関係について詳しく記載されてなく、インナロータからインナロータ側摺動面までの距離寸法とアウタロータからアウタロータ側摺動面までの距離寸法とが同じ、又は、インナロータの幅寸法（板厚寸法）とアウタロータの幅寸法（板厚寸法）とが同じである。
そのため、インナロータからインナロータ側摺動面までの距離寸法を小さく設定すると、それに伴い、アウタロータからアウタロータ側摺動面までの距離寸法も小さくなり、アウタロータとアウタロータ側摺動面との間でフリクショントルクが増加するおそれがあった。
また、その反面、フリクショントルクを低下させるため、アウタロータからアウタロータ側摺動面までの距離寸法を比較的大きく設定すると、インナロータからインナロータ側摺動面までの距離寸法も大きくなり、オイルポンプハウジング内のオイル室（吸入側オイル室・吐出側オイル室）からインナロータとインナロータ側摺動面との間の隙間を介して外部へとオイルが漏洩し易くなり、オイルポンプからエンジンに吐出されるオイル吐出量が低下するおそがあった。
更に、低温環境下でこのような構造を用いた場合、インナロータの熱膨張係数が高いため、インナロータの収縮率が高くなり、インナロータとインナロータ側摺動面との距離寸法が拡大し、オイル室からインナロータとインナロータ側摺動面との間の隙間を介して外部へとオイルがより漏洩し易くなるおそれがあった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、チェーンケース又はオイルポンプの加工性の低下を防止しつつ、オイルポンプからエンジンに吐き出されるオイル吐出量の低下を防止するとともに、アウタロータとチェーンケース又はオイルポンプハウジングとの間に生じるフリクショントルクの増加を抑制す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】
【０００７】
この発明は、オイルポンプハウジングとチェーンケースとで形成される凹状のロータ収容部にはエンジンの駆動軸に固定されて回転するインナロータとこのインナロータに噛合して偏心回転するアウタロータとを配置し、前記ロータ収容部には前記インナロータの回転軸方向側面が当接して摺動するインナロータ側摺動面と前記アウタロータの回転軸方向側面が当接して摺動するとともに吸入側オイル室と吐出側オイル室とを仕切るアウタロータ側摺動面とを形成したオイルポンプにおいて、前記駆動軸の軸線方向で前記インナロータの幅寸法と前記アウタロータの幅寸法とを異ならせて、前記インナロータと前記オイルポンプハウジング又は前記チェーンケースとによる熱膨張係数の差異によって互いに干渉しない程度に、前記インナロータから前記インナロータ側摺動面までの距離寸法を、前記アウタロータから前記アウタロータ側摺動面までの距離寸法よりも小さく設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のオイルポンプは、チェーンケース又はオイルポンプの加工性の低下を防止しつつ、オイルポンプからエンジンに吐き出されるオイル吐出量の低下を防止するとともに、アウタロータとチェーンケース又はオイルポンプハウジングとの間に生じるフリクショントルクの増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は図２のオイルポンプ部位の要部拡大図である。（実施例）
【図２】図２は図７のＩＩ−ＩＩ線によるオイルポンプ部位の断面図である。（実施例）
【図３】図３は図６のＩＩＩ−ＩＩＩ線によるエンジン本体側からチェーンケースの内壁面を視た拡大図である。（実施例）
【図４】図４はチェーンケースからオイルポンプを視た図である。（実施例）
【図５】図５はインナロータとアウタロータとを取り外した状態でチェーンケースからオイルポンプを視た図である。（実施例）
【図６】図６はエンジンの正面図である。（実施例）
【図７】図７はエンジンの側面図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、チェーンケース又はオイルポンプの加工性の低下を防止しつつ、オイルポンプからエンジンに吐き出されるオイル吐出量の低下を防止するとともに、アウタロータとチェーンケース又はオイルポンプハウジングとの間に生じるフリクショントルクの増加を抑制する目的を、駆動軸の軸線方向でアウタロータの幅寸法とインナロータの幅寸法とを異ならせて、インナロータとオイルポンプハウジング又はチェーンケースとによる熱膨張係数の差異によって互いに干渉しない程度に、インナロータからインナロータ用摺動面までの距離寸法を、アウタロータからアウタロータ用摺動面までの距離寸法よりも小さく設定して実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図７は、この発明の実施例を示すものである。
図６、図７において、１は車両に搭載されるエンジン、２はエンジン本体である。
このエンジン本体２は、シリンダブロック３とシリンダヘッド４とからなる。このエンジン本体２には、タイミングチェーンを覆うチェーンケース５が付設される。シリンダブロック３の下部には、オイルパン６が付設されている。シリンダヘッド４の上部には、シリンダヘッドカバー７が載置されている。
シリンダブロック３には、駆動軸（クランク軸）８が回転自在に支持されている。この駆動軸８には、チェーンケース５よりも外方へ突出した端部で、駆動用プーリ９が取り付けられている。
シリンダヘッド４の上部には、図３に示すように、一側カム軸１０と他側カム軸１１とが回転自在に並んで支持されている。
エンジンには、可変動機構１２が設けられる。この可変動機構１２は、一側カム軸１０・他側カム軸１１の端部に取り付けられた一側油圧アクチュエータ１３・他側油圧アクチュエータ１４を備える。
【００１２】
シリンダブロック３には、下部でオイルポンプ１５が取り付けられる。
このオイルポンプ１５は、図４に示すように、オイルポンプハウジング１６とチェーンケース５とで形成される凹状のロータ収容部１７を備えている。このロータ収容部１７には、エンジン１の駆動軸８に固定されて回転するインナロータ１８と、このインナロータ１８に噛合して偏心回転するアウタロータ１９とが配置されている。
また、図１、図４に示すように、ロータ収容部１７には、インナロータ１８の回転軸方向側面が当接して摺動するインナロータ側摺動面２０と、アウタロータ１９の回転軸方向側面が当接して摺動するとともに吸入側オイル室２１と吐出側オイル室２２とを仕切るアウタロータ側摺動面２３とが形成されている。
図３に示すように、チェーンケース５の内壁面５Ａには、オイルポンプ１５からのオイルを上方に導くオイル通路２４が形成されているとともに、シリンダヘッド４の高さ位置でオイル用ブロック２５が取り付けられる。また、チェーンケース５の下部には、オイルフィルタ２６が取り付けられている。
【００１３】
このオイルポンプに１５おいては、図１に示すように、駆動軸８の軸線方向Ｘでインナロータ１８の幅寸法（板厚寸法：ｔ１）とアウタロータ１９の幅寸法（板厚寸法：ｔ２）とを異ならせて、インナロータ１８とオイルポンプハウジング１６又はチェーンケース５とによる熱膨張係数の差異によって互いに干渉しない程度に、インナロータ１８からインナロータ側摺動面２０までの距離寸法（Ｌ１）を、アウタロータ１９からアウタロータ用摺動面２３までの距離寸法（Ｌ２）よりも小さく設定している。
このように、インナロータ１８とインナロータ側摺動面２０までの距離寸法（Ｌ１）を、アウタロータ１９からアウタロータ側摺動面２３までの距離寸法（Ｌ２）よりも小さく設定する構造とすることにより、オイルポンプハウジング１６内の吸入側オイル室２１・吐出側オイル室２２からインナロータ１８とインナロータ側摺動面２０との間の隙間（距離寸法（Ｌ１））を介して外部へとオイルが漏洩するのを抑制できる。
一方、インナロータ１８とアウタロータ１９との径寸法が大きくなると、それに伴って、インナロータ１８とインナロータ側摺動面２０、及びアウタロータ１９とアウタロータ側摺動面２３との間にフリクショントルクが発生する。
そこで、この実施例では、フリクショントルクが大きくなり易いアウタロータ１９とアウタロータ側摺動面２３までの距離寸法（Ｌ２）を、インナロータ１８からインナロータ側摺動面２０までの距離寸法（Ｌ１）よりも大きく設定することで、アウタロータ１９とアウタロータ側摺動面２３との間でフリクショントルクが増加するのを抑制できる。
このように、インナロータ１８の幅寸法（板厚寸法：ｔ１）とアウタロータ１９の幅寸法（板厚寸法：ｔ２）とを異ならせることで、オイルポンプハウジング１６内の吸入側オイル室２１・吐出側オイル室２２から外部にオイルが漏洩するのを抑制して、オイルポンプ１５からエンジン本体２へのオイル吐出量の低下を防止できるとともに、アウタロータ１９とアウタロータ側摺動面２３との間で生じるフリクショントルクの増加を抑制できる。
さらに、インナロータ１８の幅寸法（板厚寸法：ｔ１）とアウタロータ１９の幅寸法（板厚寸法：ｔ２）とを異ならせるだけで、オイルの漏洩及びフリクショントルクの低下を抑制できるため、チェーンケース５やオイルポンプハウジング１６に新たな加工を追加する必要がなくなる。このため、チェーンケース５又はオイルポンプ１５の加工性の低下を防止することができる。
【００１４】
また、図１に示すように、インナロータ側摺動面２０とアウタロータ側摺動面２３とは、段差が生じないよう平坦状に形成されている。
このような構造とすることで、インナロータ側摺動面２０とアウタロータ側摺動面２３との間で段差を設けることなく、インナロータ側摺動面２０からアウタロータ側摺動面２３までを平坦状にしても、インナロータ１８の幅寸法（板厚寸法：ｔ１）とアウタロータの幅寸法（板厚寸法：ｔ２）とによって距離寸法（Ｌ１）と距離寸法（Ｌ２）とを異ならせることができる。
これにより、オイルポンプハウジング１６やチェーンケース５にインナロータ側摺動面２０とアウタロータ側摺動面２３との境界で段差用の加工を行う必要がなくなり、オイルポンプハウジング１６やチェーンケース５の加工性が低下するのを防止できる。
【００１５】
即ち、この実施例では、インナロータ１８とアウタロータ１９とを異なる厚さとして、アウタロータ１９のサイドクリアランスを、インナロータ１８のサイドクリアランスよりも大きく設定する。
但し、インナロータ１８のサイドクリアランスは際限なく小さくするわけではなく、通常、オイルポンプハウジング１６とインナロータ１８とで線膨張係数が異なるため、極低温時でもオイルポンプハウジング１６とインナロータ１８とが干渉しない程度に、オイルポンプハウジング１６とインナロータ１８との間のサイドクリアランスを確保する。
このような構造により、インナロータ１８とインナロータ側摺動面２０との間は、外部と通じる隙間であり（図５参照）、オイル漏れの多くがこの部分で発生する。そこで、インナロータ１８のサイドクリアランスをアウタロータ１９のサイドクリアランスよりも小さくすることで、オイルの漏れ量を減らし、オイル吐出量を上げることができる。
また、オイルポンプ１５の外両部はオイルポンプハウジング１６が密着しているため、オイルが外部に漏れることはほとんどなく、アウタロータ１９のサイドクリアランスが影響するのは、アウタロータ側摺動面２３のみである。このアウタロータ側摺動面２３の長さは、インナロータ側摺動面２０の長さに比べて短いため、アウタロータ側摺動面２３からの漏れは、インナロータ側摺動面２０からの漏れに比べて少ない。この結果、アウタロータ１９のサイドクリアランスが大きくても、オイル吐出量には影響しにくい。
更に、オイルポンプ１５のフリクショントルクは、摺動面（インナロータ側摺動面２０・アウタロータ側摺動面２３）の回転半径の約２乗に比例する。アウタロータ１９は、インナロータ１８よりも径が大きいため、インナロータ１８よりもフリクションに与える影響が大きい。そのため、アウタロータ１９のサイドクリアランスを広げ、フリクションを下げることで、ロータ（インナロータ１８・アウタロータ１９）全体のフリクショントルクを大きく下げることができる。
【００１６】
上記の「オイルポンプ１５のフリクショントルクは、摺動面（インナロータ側摺動面２０・アウタロータ側摺動面２３）の回転半径の約２乗に比例する」ことについて、以下に、具体的に説明する。
フリクショントルクは、
ΔＴ＝（μ／Ｌ）×［ｕ（ｒ）］×［Δｓ］×［ｒ］
で求められる。
ただし、
ΔＴ：フリクショントルク
μ：粘性係数
Ｌ：クリアランス
ｕ（ｒ）：摺動速度、回転体の場合は、（回転数）×（回転半径＝ｒ）
Δｓ：微小な面積
ｒ：回転半径
である。
ロータの回転数をＮとすると、ｕ（ｒ）＝（Ｎ）×（ｒ）で表されるため、
ΔＴ＝（μ／Ｌ）×［（Ｎ）×（ｒ）］×［Δｓ］×［ｒ］
＝（μ／Ｌ）×［（Ｎ）×（ｒ）２  ×（Δｓ）］
となる。
そこで、インナロータ１８から円筒孔のインナロータ側摺動面２０までの距離寸法（Ｌ１）とアウタロータ１９から円筒孔のアウタロータ側摺動面２３までの距離寸法（Ｌ２）とが同じである場合は、
（Ｌ１＝Ｌ２）は、（μ／Ｌ１）＝（μ／Ｌ２）となり、
ここで、（μ／Ｌ１）＝（μ／Ｌ２）＝Ｘとすると、
インナロータのフリクショントルク＝ΔＴ１＝（Ｘ）×［ｕ（ｒ１）］×［Δｓ］×［ｒ１］
アウタロータのフリクショントルク＝ΔＴ２＝（Ｘ）×［ｕ（ｒ２）］×［Δｓ］×［ｒ２］
ただし、
ｕ（ｒ１）：インナロータの回転速度
ｕ（ｒ２）：アウタロータの回転速度
ｒ１：インナロータの半径
ｒ２：アウタロータの半径
Δｓ：微小な面積、インナロータとアウタロータとの違いが微小とする。
このとき、
インナロータの回転速度＝ｕ（ｒ１）＝［（インナロータの回転数＝Ｎ１）×（ｒ１）］
アウタロータの回転速度＝ｕ（ｒ２）＝［（アウタロータの回転数＝Ｎ２）×（ｒ２）］
となる。
そして、インナロータ１８のフリクショントルクとアウタロータ１９のフリクショントルクとを比較すると、
ΔＴ１＝（Ｘ）×［ｕ（ｒ１）］×［Δｓ］×［ｒ１］
＝（Ｘ）×［（Ｎ１）×（ｒ１）２  ×（Δｓ）］
ΔＴ２＝（Ｘ）×［ｕ（ｒ２）］×［Δｓ］×［ｒ２］
＝（Ｘ）×［（Ｎ２）×（ｒ２）２  ×（Δｓ）］
ΔＴ１／ΔＴ２＝［（Ｘ）×（Ｎ１）×（ｒ１）２  ×（Δｓ）］／［（Ｘ）×（Ｎ２）×（ｒ２）２  ×（Δｓ）］
となり、
インナロータ１８の回転数（Ｎ１）とアウタロータ１９の回転数（Ｎ２）とは、略同等なので、
ΔＴ１／ΔＴ２＝（ｒ１）２  ／（ｒ２）２  
となる。
また、インナロータの回転半径（ｒ１）＜アウタロータの回転半径（ｒ２）より、上記式より、ロータのフリクショントルクは、
インナロータのフリクショントルク（ΔＴ１）＜アウタロータのフリクショントルク（ΔＴ２）となり、
アウタロータ１９のフリクショントルクは、インナロータ１８のフリクショントルクよりも大きくなる。
従って、ロータのフリクショントルクは、ロータの半径の約２乗に比例して増加するとともに、インナロータとアウタロータとは、ロータの半径の約２乗に比例して相違が生じる。
そのため、アウタロータ１９は、インナロータ１８よりも半径が大きいため、アウタロータ１９と円筒孔のアウタロータ側摺動面２３とのフリクションロスが大きくなる。
【００１７】
これらの構成から、インナロータ１８のサイドクリアランスを小さくし、アウタロータ１９のサイドクリアランスを大きくすることで、フリクションを小さくしながらオイル吐出量を増加させることができる。
ここで、上記の「インナロータ１８のサイドクリアランス（インナロータ１８から円筒孔のインナロータ側摺動面２０までの距離寸法（Ｌ１））を小さくすること」について、以下のように説明する。
一般に、ロータ（インナロータ１８・アウタロータ１９）を鉄製の材料で成形し、チェーンケース５やオイルポンプハウジング１６をアルミニウム製の材料で成形している。
そのため、使用環境下が低温の場合、ロータ（インナロータ１８・アウタロータ１９）の熱膨張係数とチェーンケース５やオイルポンプハウジング１６の熱膨張係数の差異から、チェーンケース５やオイルポンプハウジング１６は、ロータ（インナロータ１８・アウタロータ１９）に比べて収縮する。
その際、チェーンケース５やオイルポンプハウジング１６の収縮によって、チェーンケース５やオイルポンプハウジング１６がインナロータ１８と干渉しない程度にインナロータ１８から円筒孔のインナロータ側摺動面２０までの距離が小さくなるように設定する。
これによって、オイルポンプハウジング１６の内部のオイル室（吸入側オイル室２１・吐出側オイル室２２）内からインナロータ１８とチェーンケース５又はオイルポンプハウジング１６の接触面を通って外部へとオイルが漏洩するのを防止できる。
また、使用環境下が低温であっても、チェーンケース５やオイルポンプハウジング１６とインナロータ１８との干渉を回避できる。
【００１８】
なお、この発明においては、エンジン用オイルポンプに限らず、変速機のオイルポンプ等、中心軸がオイルポンプの外部に通じており、メタルタッチによるシールを採用しているトロコイド型のオイルポンプにも応用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
この発明に係るオイルポンプを、各種車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１  エンジン
２  エンジン本体
５  チェーンケース
８  駆動軸
１２  可変動弁機構
１５  オイルポンプ
１６  オイルポンプハウジング
１７  ロータ収容部
１８  インナロータ
１９  アウタロータ
２０  インナロータ側摺動面
２１  吸入側オイル室
２２  吐出側オイル室
２３  アウタロータ側摺動面
２４  オイル通路
２５  オイル用ブロック
【図１】
2013044254.tif 000003
【図２】
2013044254.tif 000004
【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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