(57)【要約】【課題】ポンプ効率の悪化を抑制しながら、油圧脈動により音が発生するのを抑制することが可能なオイルポンプを提供する。【解決手段】このオイルポンプ１では、浅底部４３には、高圧部３１ａと低圧部２１ａとを結ぶ方向に向かって溝４３ａが形成されている。溝４３ａのロータ回転方向下流側の端部は、アウターロータ３の軸中心（点Ｏ2）に近く、かつ、溝４３ａのロータ回転方向上流側の端部は、アウターロータ３の軸中心（点Ｏ2）から遠くなるように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の外歯を有するインナーロータと、
前記インナーロータと偏心した状態で噛合するとともに、前記インナーロータの外歯より多数の内歯を有するアウターロータと、
前記アウターロータを回転自在に収容するハウジングと、
前記インナーロータと前記アウターロータとの歯間内の容積変化によりオイルが吸入されるように前記ハウジング内に形成された吸入チャンバと、
前記インナーロータと前記アウターロータとの歯間内の容積変化によりオイルが吐出されるように前記ハウジング内に形成された吐出チャンバと、
前記インナーロータの外歯、前記アウターロータの内歯、および、前記ハウジング内の側壁により形成される締切空間が、前記吐出チャンバに開口する直前に絞り流路を介して前記吐出チャンバと連通するように、前記吐出チャンバの回転方向手前側に設けられた前記吐出チャンバより浅底の浅底部と、を備え、
前記ロータの稼働時において前記ロータの軸線方向から見て前記浅底部に対応する領域のロータ径方向外側にオイルが高圧となる高圧部が形成され、前記高圧部のロータ径方向内側に低圧部が形成されるオイルポンプにおいて、
前記浅底部には、前記高圧部と前記低圧部とを結ぶ方向に向かって溝が形成され、
前記溝のロータ回転方向下流側の端部は、前記アウターロータの軸中心または前記インナーロータの軸中心に近く、かつ、前記溝のロータ回転方向上流側の端部は、前記アウターロータの軸中心または前記インナーロータの軸中心から遠くなるように形成されていることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載のオイルポンプにおいて、
前記溝は、前記アウターロータの軸中心または前記インナーロータの軸中心と、前記浅底部とを通る直線に対して遠心力に逆らうように前記ロータの周方向の慣性力が前記ロータの軸中心側へ向くようになる角度で傾斜するように形成されていることを特徴とするオイルポンプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のオイルポンプにおいて、
前記浅底部の溝は、複数形成されており、
前記浅底部の複数の溝は、互いに不等間隔に形成されていることを特徴とするオイルポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載するエンジンの潤滑油用オイルポンプに関し、特に、アウターロータとインナーロータとの歯間内の容積変化によりポンプ作用を行うオイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジンの潤滑油用オイルポンプとして、アウターロータとインナーロータとの歯間内の容積変化によりポンプ作用を行うトロコイド型オイルポンプが知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
上記特許文献１に開示されたトロコイド型オイルポンプでは、アウターロータとインナーロータとの歯間内の容積が最大容積となるとき、それらの歯間内に締切空間（密封空間）が形成される。この締切空間は、形成された後、間もなくロータの回転により、吐出チャンバへ開口される。その際、締切空間内より高圧状態にある吐出チャンバ内のオイルは、締切空間内に一時的に逆流する場合がある。このとき、締切空間内の圧力が急激に上昇して油圧脈動が発生することとなる。
【０００４】
上記のような油圧脈動を抑制するために、吐出チャンバの回転方向手前側には吐出チャンバより浅底の浅底部が設けられている。この浅底部は、締切空間が吐出チャンバへ開口する直前に、アウターロータおよびインナーロータの側面と共に流路断面積の小さい絞り流路を形成する。これにより、吐出チャンバ側から絞り流路を通じて締切空間へ逆流するオイルが微小量となるので、締切空間内の圧力の上昇を緩やかにさせることにより、油圧脈動が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３５０５３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４２６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に開示されたオイルポンプは、吐出チャンバ側から締切空間へ逆流するオイルの量を少なくすることにより油圧脈動を低減させるものである。
【０００７】
このため、吐出チャンバ側から締切空間へ逆流するオイルの量をさらに少なくさせて、油圧脈動による音の発生を抑制するためには、浅底部を可能な限り浅くするなどして、絞り流路の流路断面積を可能な限り小さくする必要がある。
【０００８】
しかしながら、絞り流路の流路断面積を小さくした場合には、オイルポンプの回転抵抗が増加することにより、ポンプ効率が悪化するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、ポンプ効率の悪化を抑制しながら、油圧脈動により音が発生するのを抑制することが可能なオイルポンプを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するための手段として、本発明によるオイルポンプは、以下のように構成されている。
【００１１】
すなわち、本発明によるオイルポンプは、複数の外歯を有するインナーロータと、前記インナーロータと偏心した状態で噛合するとともに、前記インナーロータの外歯より多数の内歯を有するアウターロータと、前記アウターロータを回転自在に収容するハウジングと、前記インナーロータと前記アウターロータとの歯間内の容積変化によりオイルが吸入されるように前記ハウジング内に形成された吸入チャンバと、前記インナーロータと前記アウターロータとの歯間内の容積変化によりオイルが吐出されるように前記ハウジング内に形成された吐出チャンバと、前記インナーロータの外歯、前記アウターロータの内歯、および、前記ハウジング内の側壁により形成される締切空間が、前記吐出チャンバに開口する直前に絞り流路を介して前記吐出チャンバと連通するように、前記吐出チャンバの回転方向手前側に設けられた前記吐出チャンバより浅底の浅底部と、を備え、前記ロータの稼働時において前記ロータの軸線方向から見て前記浅底部に対応する領域のロータ径方向外側にオイルが高圧となる高圧部が形成され、前記高圧部のロータ径方向内側に低圧部が形成される構成を前提としている。
【００１２】
また、本発明によるオイルポンプは、前記浅底部には、前記高圧部と前記低圧部とを結ぶ方向に向かって溝が形成され、前記溝のロータ回転方向下流側の端部は、前記アウターロータの軸中心または前記インナーロータの軸中心に近く、かつ、前記溝のロータ回転方向上流側の端部は、前記アウターロータの軸中心または前記インナーロータの軸中心から遠くなるように形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
かかる構成を備えるオイルポンプによれば、締切空間が吐出チャンバに開口する直前に、浅底部に形成された溝により、アウターロータの歯間内に形成された高圧部からインナーロータの歯間内に形成された低圧部へのオイル流れを促進することができるので、吐出チャンバ側から絞り流路を介して締切空間（低圧部）へオイルが流入（逆流）するのを抑制することができる。また、ロータ稼働時（回転時）に作用する遠心力によって、ロータの軸中心から遠くなる（離れる）方向へ流れようとするオイルを、ロータの軸中心に近づく方向に向けて流れやすくすることができる。これらにより、絞り流路の流路断面積を可能な限り小さくすることなくオイルの逆流を抑制することができるので、ポンプ効率の悪化を抑制しながら、油圧脈動により音が発生するのを抑制することができる。
【００１４】
本発明の具体的な構成として、以下のものが挙げられる。
【００１５】
本発明によるオイルポンプにおいて、好ましくは、前記溝は、前記アウターロータの軸中心または前記インナーロータの軸中心と、前記浅底部とを通る直線に対して遠心力に逆らうように前記ロータの周方向の慣性力が前記ロータの軸中心側へ向くようになる角度で傾斜するように形成されていることを特徴とする。このように構成すれば、上記のように傾斜した溝を浅底部に形成することによって、ロータの径方向外側（ロータの軸中心から離れる方向）へ流れようとするオイルを、遠心力に逆らうようにロータの径方向内側（ロータの軸中心に近づく方向）に向けて流れやすくすることができる。
【００１６】
また、本発明によるオイルポンプにおいて、好ましくは、前記浅底部の溝は、複数形成されており、前記浅底部の複数の溝は、互いに不等間隔に形成されていることを特徴とする。このように構成すれば、浅底部に形成されている溝が複数あるので、高圧部から低圧部へのオイル流れをより促進することができる。また、浅底部に形成された複数の溝同士のオイル流れにより共振が発生するのを抑制することができる。さらに、浅底部の溝の近傍をアウターロータの歯先またはインナーロータの歯先が通過する際に共振が発生するのを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上記のように、本発明によるオイルポンプによれば、ポンプ効率の悪化を抑制しながら、油圧脈動により音が発生するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態によるオイルポンプを回転軸線方向から見た図であって、ハウジングカバー（ハウジングの一方）を省略して表した図である。
【図２】図１のインナーロータおよびアウターロータを省略して表した図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。なお、インナーロータの断面表示は省略している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係るオイルポンプについて図面を参照しつつ説明する。本発明の実施の形態においては、トロコイド型オイルポンプを例に挙げて説明する。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施の形態に係るオイルポンプ１は、インナーロータ２、アウターロータ３、および、ハウジング４等を備えている。
【００２１】
インナーロータ２は、複数（本実施形態では１３個）の外歯２１を有している。インナーロータ２の内径部２２には、図示しない回転軸が回転一体に嵌合されている。インナーロータ２は、点Ｏ1を中心に矢印Ｐ方向へ回転される。上記回転軸は、たとえば、エンジンのクランクシャフトなどである。なお、インナーロータ２の両側部２３は、回転軸線に直交する平坦面となっている。
【００２２】
アウターロータ３は、インナーロータ２の外歯２１より多数（本実施形態では１４個）の内歯３１を有している。アウターロータ３の内歯３１の内径側には、インナーロータ２が偏心した状態で噛合している。また、アウターロータ３は、その外径側が環状面３２となっている。また、アウターロータ３は、環状面３２に対応したハウジング４内の内部空間に回転自在に収容されている。
【００２３】
インナーロータ２が上記回転軸の駆動力によって回転された際には、インナーロータ２と噛合したアウターロータ３もハウジング４内で点Ｏ2を中心に同方向（Ｐ方向）に回転する。なお、アウターロータ３の両側部３３は、回転軸線に直交しかつインナーロータ２の両側部２３と同一面上に形成された平坦面となっている。
【００２４】
ハウジング４は、インナーロータ２を噛合したアウターロータ３を回転自在に収容している。ハウジング４は、図１および図２に示すように、ハウジング本体４Ａと、ハウジングカバー４Ｂ（図３参照）との２分割構造となっている。ハウジングカバー４Ｂは、ハウジング本体４Ａにボルト等の締結具によって取り付けられている。
【００２５】
ハウジング本体４Ａおよびハウジングカバー４Ｂの内部には、吸入ポートに連通する吸入チャンバ４１、吐出ポートに連通する吐出チャンバ４２、および、ロータ２（３）の両側部２３（３３）が面接触する側壁４４が形成されている。
【００２６】
なお、図１および図２には、ハウジングカバー４Ｂ側の吸入チャンバ４１および吐出チャンバ４２を図示していないが、その形状は、図１および図２に示すハウジング本体４Ａ側の吸入チャンバ４１および吐出チャンバ４２の形状と略同様である。
【００２７】
インナーロータ２およびアウターロータ３の歯間内容積の拡大領域（図１において右側の領域）と歯間内容積の縮小領域（図１において左側の領域）との境界位置には、締切空間５が形成される。この締切空間５は、上記境界位置にあるハウジング４の側壁４４ａと、インナーロータ２の２個の外歯２１と、アウターロータ３の２個の内歯３１とによって囲まれた空間である。
【００２８】
また、図１に示すように、インナーロータ２およびアウターロータ３の稼働時においては、ロータ２（３）の回転による遠心力により、締切空間５のうち、ロータ２（３）の軸中心とは反対側（ロータ径方向外側）には高圧部３１ａが形成されているとともに、ロータ２（３）の軸中心側（ロータ径方向内側）には低圧部２１ａが形成されている。また、ロータ２（３）の軸線方向から見て、後述する浅底部４３に対応する領域（重なる位置）において、低圧部２１ａは高圧部３１ａに対して回転方向側（オイル流れ下流側）に配置されている。
【００２９】
吸入チャンバ４１は、インナーロータ２およびアウターロータ３の歯間内容積の拡大領域において形成されている。また、吸入チャンバ４１は、締切空間５が形成されたときに、その回転方向後端部または回転方向後端部の近傍よりアウターロータ３の反回転方向へ延在するように形成されている。
【００３０】
上記吐出チャンバ４２は、インナーロータ２およびアウターロータ３の歯間内容積の縮小領域において形成されている。また、上記歯間内容積の縮小領域において、吐出チャンバ４２の反回転方向には、後述するスロープ４５および浅底部４３が順に形成されている。
【００３１】
浅底部４３は、吐出チャンバ４２より格段に浅底となっている。また、浅底部４３は、図１および図２に示すように、境界位置にあるハウジング４の側壁４４ａよりスロープ４５まで回転方向に延在している。スロープ４５は、図３に示すように、浅底部４３から吐出チャンバ４２に亘って連続して形成された傾斜面である。
【００３２】
図１および図２に示すように、浅底部４３には、複数の溝４３ａ（本実施形態では５本）が互いに平行に不等間隔で形成されている。これらの溝４３ａは、ロータ２（３）の軸線方向から見て、高圧部３１ａと低圧部２１ａとを結ぶ方向に沿って延びるように形成されている。換言すると、各溝４３ａのロータ回転方向下流側（オイル流れの下流側）の端部は、アウターロータ３の軸中心（点Ｏ2）またはインナーロータ２の軸中心（点Ｏ1）に近くなるように形成されている。他方、各溝４３ａのロータ回転方向上流側（オイル流れの上流側）の端部は、各溝４３ａのロータ回転方向下流側の端部に対して、アウターロータ３の軸中心（点Ｏ2）またはインナーロータ２の軸中心（点Ｏ1）から遠くなる（離れる）ように形成されている。このように、各溝４３ａは、遠心力に逆らうようにロータ２（３）の周方向の慣性力をロータ２（３）の軸中心（点Ｏ1（点Ｏ2））側（内側）へ向けるように形成されている。
【００３３】
具体的には、これらの溝４３ａは、図２に示すように、アウターロータ３の軸線方向から見て、アウターロータ３の軸中心（点Ｏ2）と浅底部４３とを通る径方向の直線Ｌに対して遠心力に逆らうようにアウターロータ３の周方向の慣性力がアウターロータ３の軸中心（点Ｏ2）側へ向くようになる角度θ傾斜した方向に延びるように形成されている。また、図示していないが、溝４３ａは、インナーロータ２の軸線方向から見て、インナーロータ２の軸中心（点Ｏ1）と浅底部４３とを通る径方向の直線に対して遠心力に逆らうようにインナーロータ２の周方向の慣性力がインナーロータ２の軸中心（点Ｏ1）側へ向くようになる角度傾斜した方向に延びるように形成されている。
【００３４】
また、図３に示すように、複数の溝４３ａは、点Ｏ2を中心とする円筒面で切断した断面（Ａ−Ａ断面）が、略Ｖ字形状となっている。また、各溝４３ａの幅は、略等しい。
【００３５】
次に、図１及び図２を参照して、オイルポンプ１の動作について説明する。
【００３６】
上記のようなオイルポンプ１において、インナーロータ２の内径部２２に嵌合した回転軸が回転すると、インナーロータ２およびアウターロータ３は矢印Ｐ方向に回転する。そして、インナーロータ２とアウターロータ３との歯間内の容積変化により吸入ポートから吸入チャンバ４１内にオイルが吸入される。
【００３７】
吸入チャンバ４１に流入したオイルは、締切空間５によって吐出チャンバ４２側に送り出される。吐出チャンバ４２側に送り出されたオイルは、インナーロータ２とアウターロータ３との歯間内の容積変化により吐出チャンバ４２から吐出ポートへ吐出される。このようなポンプ動作がしばらく継続すると、吐出チャンバ４２内の圧力が吸入チャンバ４１内の圧力より高くなる。
【００３８】
そして、締切空間５が浅底部４３に開口する際には、締切空間５は、浅底部４３およびスロープ４５を介して吐出チャンバ４２と連通する。また、締切空間５内のオイルは浅底部４３の溝４３ａにより高圧部３１ａから低圧部２１ａへと流れるようになり、締切空間５から吐出チャンバ４２側へのオイルの流れが作り出される（オイル流れが促進される）。
【００３９】
その一方で、吐出チャンバ４２側のオイルは、浅底部４３およびロータ２（３）の両側部２３（３３）で形成される流路断面積が小さい絞り流路を通じて締切空間５の低圧部２１ａへ流入（逆流）しようとする。
【００４０】
しかしながら、浅底部４３の溝４３ａによる締切空間５から吐出チャンバ４２側へのオイルの流れが、吐出チャンバ４２側から締切空間５の低圧部２１ａへ流れるオイルの流れ抵抗として作用するので、オイルの逆流が抑制される（逆流しにくくなる）。これにより、浅底部４３に溝４３ａが形成されていない場合と比較して、締切空間５内の圧力の急上昇が一層抑制されるので、油圧脈動による音の発生を抑制することが可能となる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態によるオイルポンプ１によれば、以下に列記するような効果が得られる。
【００４２】
まず、上記したように、インナーロータ２およびアウターロータ３の稼働時においては、ロータ２（３）の回転による遠心力により、締切空間５には高圧部３１ａと低圧部２１ａとが形成される。これらの高圧部３１ａと低圧部２１ａとの圧力のバランスの崩れにより、油圧脈動が発生する。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によるオイルポンプ１によれば、以下に列記するような効果が得られる。
【００４４】
本実施形態では、上記のように、溝４３ａのロータ回転方向（矢印Ｐ方向）下流側の端部を、ロータ２（３）の軸中心（点Ｏ1（点Ｏ2））に近くなるように形成し、かつ、溝４３ａのロータ回転方向（矢印Ｐ方向）上流側の端部を、ロータ２（３）の軸中心（点Ｏ1（点Ｏ2））から遠くなる（離れる）ように形成する。これにより、締切空間５が吐出チャンバ４２に開口する直前に、浅底部４３に形成された溝４３ａにより、高圧部３１ａから低圧部２１ａへのオイル流れを促進することができるので、締切空間５および浅底部４３における圧力バランスの崩れを抑制することができ、吐出チャンバ４２側から絞り流路を介して締切空間５（低圧部２１ａ）へオイルが流入（逆流）するのを抑制することができる。また、ロータ２（３）の稼働時（回転時）に作用する遠心力によって、ロータ２（３）の軸中心（点Ｏ1（点Ｏ2））から遠くなる（離れる）方向へ流れようとするオイルを、ロータ２（３）の軸中心（点Ｏ1（点Ｏ2））に近づく方向に向けて流れやすくすることができる。これらにより、絞り流路の流路断面積を可能な限り小さくすることなくオイルの逆流を抑制することができるので、ポンプ効率の悪化を抑制しながら、油圧脈動により音が発生するのを抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、上記のように、溝４３ａをアウターロータ３の軸中心（点Ｏ2）またはインナーロータ２の軸中心（点Ｏ1）と浅底部４３とを通る直線Ｌに対して遠心力に逆らうようにロータ２（３）の周方向の慣性力がロータ２（３）の軸中心（点Ｏ1（点Ｏ2））側へ向くようになる角度θで傾斜するように形成する。これにより、上記のように傾斜した溝４３ａを浅底部４３に形成することによって、ロータ２（３）の径方向外側（ロータ２（３）の軸中心（点Ｏ1（点Ｏ2））から離れる方向）へ流れようとするオイルを、遠心力に逆らうようにロータ２（３）の径方向内側（ロータ２（３）の軸中心（点Ｏ1（点Ｏ2））に近づく方向）に向けて流れやすくすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、上記のように、浅底部４３の複数の溝４３ａを互いに不等間隔に形成することによって、浅底部４３に形成されている溝が複数あるので、高圧部３１ａから低圧部２１ａへのオイル流れをより促進することができる。また、溝４３ａと溝４３ａとの間隔が等間隔である場合には、複数の溝４３ａ同士のオイル流れにより共振が発生する一方で、本実施形態では溝４３ａと溝４３ａとの間隔が不等間隔であることにより複数の溝４３ａ同士のオイル流れにより共振が発生するのを抑制することができる。さらに、浅底部４３の溝４３ａの近傍をアウターロータ３の歯先またはインナーロータ２の歯先が通過する際に共振が発生するのを抑制することができる。
【００４７】
ここで、特開２０１０−２４２６７５号公報には、浅底部にオイルの流れに対して略直交する方向に延在する溝が形成されている。このような溝により、オイルの流れ抵抗をさらに増大させることにより、締切空間内の圧力の急上昇を抑制している。これに対して、本実施形態では、浅底部にオイルの流れに対して斜めに傾斜した溝が形成されている。このような溝により、遠心力により外側へ流れようとするオイルを内側に向けて流れやすくすることが可能となっている。
【００４８】
−他の実施形態−
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４９】
例えば、上記実施形態では、浅底部に５本の溝を形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、浅底部に５本以外の数の溝を形成してもよい。たとえば、浅底部に１本以上４本以下、または、６本以上の溝を形成してもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、各溝の延びる方向の長さが異なっている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、各溝の延びる方向の長さが略等しくてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、溝の断面形状を略Ｖ字形状に形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、溝の断面形状を略円弧形状に形成してもよいし、略矩形状に形成してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、溝の幅が略等しくなるように形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、溝の幅が異なるように形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、車両に搭載するエンジンの潤滑油用オイルポンプに利用することができ、より詳細には、アウターロータとインナーロータとの歯間内の容積変化によりポンプ作用を行うオイルポンプに利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  オイルポンプ
２  インナーロータ
３  アウターロータ
４  ハウジング
５  締切空間
２１  外歯
２１ａ  低圧部
３１  内歯
３１ａ  高圧部
４１  吸入チャンバ
４２  吐出チャンバ
４３  浅底部
４３ａ  溝
４４ａ  ハウジングの側壁
【図１】
2016011593.tif 000003
【図２】
2016011593.tif 000004
【図３】
2016011593.tif 000005