(57)【要約】【課題】アウターロータの回転時の抵抗を低減化し、スムースな回転を実現できる。【解決手段】外歯が形成されたインナーロータ２と、インナーロータ２の外歯と噛み合う内歯が形成されたアウターロータ３と、流体が吸入される吸入ポート１０及び流体が吐出される吐出ポート９が形成されたハウジング１とを備え、アウターロータ３とインナーロータ２とをそれぞれの軸芯周りに回転可能に噛み合わせた状態に収納するロータ室１Ｄがハウジング１の内部に設けてあり、ロータ室１Ｄにおいてアウターロータ３の外周面を摺接自在に支持するロータ支持内周面１Ｂａに、アウターロータ３の回転に伴って流体Ｒが流入し、回転流を形成可能な凹状部１３を、ロータ支持内周面１Ｂａの周方向で分散する複数個所に夫々形成してある。【選択図】図３
2009293561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯が形成されたインナーロータと、前記インナーロータの外歯と噛み合う内歯が形成されたアウターロータと、流体が吸入される吸入ポート及び流体が吐出される吐出ポートが形成されたハウジングとを備え、
前記アウターロータと前記インナーロータとをそれぞれの軸芯周りに回転可能に噛み合わせた状態に収納するロータ室が前記ハウジングの内部に設けてあり、
前記ロータ室において前記アウターロータの外周面を摺接自在に支持するロータ支持内周面に、前記アウターロータの回転に伴って前記流体が流入し、回転流を形成可能な凹状部を、前記ロータ支持内周面の周方向で分散する複数個所に夫々形成してあるオイルポンプ。
【請求項２】
前記ロータ支持内周面と、前記凹状部の内周壁のうちで前記アウターロータの回転方向奧側に位置する壁面との交差角度が、９０度以下に設定してある請求項１に記載のオイルポンプ。
【請求項３】
前記軸芯方向視における前記凹状部の内周壁の形状が円弧である請求項１又は２に記載のオイルポンプ。
【請求項４】
前記凹状部に、その内空部を前記アウターロータの回転方向に複数に分割する仕切が設けられている請求項１又は２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、インナーロータ及びアウターロータの歯面間に形成されるセルの容積変化によって流体を吸入及び吐出して、流体を搬送するオイルポンプに関する。更に詳しくは、外歯が形成されたインナーロータと、前記インナーロータの外歯と噛み合う内歯が形成されたアウターロータと、流体が吸入される吸入ポート及び流体が吐出される吐出ポートが形成されたハウジングとを備え、前記アウターロータと前記インナーロータとをそれぞれの軸芯周りに回転可能に噛み合わせた状態に収納するロータ室が前記ハウジングの内部に設けてあるオイルポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のオイルポンプとしては、アウターロータの回転をスムースに行えるようにするために、アウターロータを支持しているロータ室の内周面と、アウターロータの軸方向端面との間に流体を誘導する溝をアウターロータに形成してあるものがあった（例えば、特許文献１〜３参照）。
また、別のものとしては、吐出ポートから吐出する高い圧力の流体を、前記アウターロータの外周面を摺接自在に支持するロータ支持内周面と、前記アウターロータの外周面との間に誘導して、相互の接触抵抗を軽減することでアウターロータの回転をスムースに行えるようにするものがあった。具体的な構成は、前記ロータ支持内周面のうち、吐出ポート側の部分のみに、吐出ポートと連通する状態に流体を誘導する凹状部を形成してあった（例えば、特許文献４参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７６７９０号公報（図３，図４）
【特許文献２】特開２００２−５０３９号公報（図１，図２）
【特許文献３】特開２０００−１９２８８９号公報（図１）
【特許文献４】実開昭６３−１８２号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当該オイルポンプによる送液メカニズムは、前述の通り、回転軸芯を偏芯させたアウターロータ及びインナーロータの歯面間に形成されるセルの容積変化によって、ロータ室に連通接続した吸入ポート（ロータ室の径方向一方側に接続）からロータ室に流体を吸入すると共に、ロータ室に連通接続した吐出ポート（ロータ室の径方向他方側に接続）を通して流体を吐出するものである。
従って、流体を送りだす吐出ポート側は、吸入ポート側に比べて流体の圧力が高くなる。これに伴って、アウターロータは、吐出ポート側（径方向での一方側）に押しつけられる傾向があり、アウターロータの回転時の摺接抵抗は、特に、外周面とそれに対向するロータ室の内部の支持面との間に大きく作用し易い。
上述した従来のオイルポンプのうち、アウターロータを支持しているロータ室の内周面と、アウターロータの軸方向端面との間に流体を誘導する溝をアウターロータに形成してあるものによれば、前記溝に流体を供給することで、アウターロータの軸方向端面とその対向面との間の摺接抵抗の軽減を図っている。しかし、アウターロータの外周面の摺接抵抗には殆ど寄与することがなく、摺接抵抗の低減効果が低くなるという問題点があった。
また、アウターロータと対向面との摺接面どうしの間に流体を供給して、その流体圧力によって両者の接触を回避するものであるから、オイルポンプによる吐出圧や回転数の変化によって摺接抵抗に変化があり、安定した摩擦低減効果が得難い問題点もある。
更には、アウターロータの外面には、圧力流体が接触しているが、この流体の粘性による抵抗は、アウターロータの外周面全域に作用し、回転に対する抵抗となっている。
一方、上述した従来のオイルポンプのうち、前記ロータ支持内周面のうち、吐出ポート側の部分のみに、吐出ポートと連通する状態に流体を誘導する凹状部を形成してあるものによれば、前記凹状部に流体を供給することで、アウターロータの外周面とその対向面との間の摺接抵抗の軽減を図っている。しかし、凹状部の配置は、前記ロータ支持内周面のうち、吐出ポート側の部分のみに限られているから、反対側の吸入ポート側においては、前記凹状部に供給された流体の圧力によって摺接面どうしが強く押しつけられる。この結果、その部分での摺接抵抗を高めることとなり、アウターロータの全周にわたった摺接抵抗の低減効果が低くなるという問題点がある。
更には、アウターロータと対向面との摺接面どうしの間に流体を供給して、その流体圧力によって両者の接触を回避するものであるから、オイルポンプによる吐出圧や回転数の変化によって摺接抵抗に変化があり、安定し摩擦低減効果が得難い問題点もある。
また、上述した従来のオイルポンプ（前者のもの）と同様に、圧力流体による粘性抵抗は、アウターロータの全周にわたって作用していることとなり、回転に対する抵抗となっている。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、アウターロータの回転時の抵抗を低減化し、スムースな回転を実現できるオイルポンプを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、外歯が形成されたインナーロータと、前記インナーロータの外歯と噛み合う内歯が形成されたアウターロータと、流体が吸入される吸入ポート及び流体が吐出される吐出ポートが形成されたハウジングとを備え、前記アウターロータと前記インナーロータとをそれぞれの軸芯周りに回転可能に噛み合わせた状態に収納するロータ室が前記ハウジングの内部に設けてあり、前記ロータ室において前記アウターロータの外周面を摺接自在に支持するロータ支持内周面に、前記アウターロータの回転に伴って前記流体が流入し、回転流を形成可能な凹状部を、前記ロータ支持内周面の周方向で分散する複数個所に夫々形成してあるところにある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によれば、前記ロータ室において前記アウターロータの外周面を摺接自在に支持するロータ支持内周面に、前記アウターロータの回転に伴って前記流体が流入し、回転流を形成可能な凹状部を、前記ロータ支持内周面の周方向で分散する複数個所に夫々形成してある。このため、凹状部に流入した流体による摺接抵抗、即ち、アウターロータの外周面とその対向面との摺接抵抗の低減作用を、アウターロータの周方向に分散した各凹状部でそれぞれ叶えることができる。この結果、アウターロータの全周にわたって、偏りの少ない状態で回転時の抵抗を低減化することができる。
また、アウターロータの回転に伴って凹状部に流入する流体は、例えば、アウターロータの回転軸芯に沿う回転軸芯の周りで、アウターロータと反対回転となるような回転流を生じることで、アウターロータの外周面に接する部分での流体の流れは、アウターロータの動きに沿う状態で同期する。従って、アウターロータと流体とが接触していても、アウターロータの回転に同期して流体も流動するから、相互間に粘性抵抗が作用するのを緩和でき、一例を挙げれば、流体によるベアリング効果を期待することができる。
その結果、単に、アウターロータの外周面と、ロータ支持内周面との間の摺接抵抗を低減化することに加えて、アウターロータの外周面に対する流体の粘性抵抗をも低減化することができ、アウターロータの回転時の抵抗をより低減化し、スムースな回転を実現することができる。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成は、前記ロータ支持内周面と、前記凹状部の内周壁のうちで前記アウターロータの回転方向奧側に位置する壁面との交差角度が、９０度以下に設定してあるところにある。
【０００９】
本発明の第２の特徴構成によれば、前記ロータ支持内周面と前記壁面との交差角度が、９０度以下に設定してあることで、アウターロータの回転に伴って凹状部へ流体が流入してくる際、前記壁面の傾斜に沿って誘導され、凹状部の内部で前記回転を生じ易くすることができる。
従って、上述の各作用効果を、より叶え易くすることができる。
【００１０】
本発明の第３の特徴構成は、前記軸芯方向視における前記凹状部の内周壁の形状が円弧であるところにある。
【００１１】
本発明の第３の特徴構成によれば、アウターロータの回転に伴って前記凹状部の内部に流入してきた流体は、円弧形状の内周壁に沿って回転するから、流体の回転も円弧形状となり、流動抵抗の少ない状態で流体の回転運動を起こすことができる。
その結果、アウターロータの回転抵抗をより低減することができる。
【００１２】
本発明の第４の特徴構成は、前記凹状部に、その内空部を前記アウターロータの回転方向に複数に分割する仕切が設けられているところにある。
【００１３】
本発明の第４の特徴構成によれば、前記凹状部をアウターロータの周方向に沿って細長い形状に形成しても、前記仕切を設けてあることで、その仕切によって分割された凹状部の内部の分割空間それぞれを、その中で前記流体の回転が起こり易い状態に構成することができる。
従って、前記凹状部を、前記ロータ支持内周面に個別に形成するのに比べて、より効率的に形成することができ、加工手間の軽減によってコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係るオイルポンプの実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、オイルポンプＯＰの一部の構成部材の分解斜視図が示されている。
また、図２には、オイルポンプＯＰの側面断面図が、図３には図２のIII−IIIの位置における正面断面図が示されている。
【００１６】
図２に示すように、このオイルポンプＯＰは、前部ハウジング１Ａ及び後部ハウジング１Ｂにより構成されるハウジング１の内部に、インナーロータ２やアウターロータ３などを収容したロータ室１Ｄを設けて構成されている。後部ハウジング１Ｂには、インナーロータ２とこれに噛み合うアウターロータ３や、駆動シャフト６を収容する径が夫々異なる円筒形状の空間が形成されている。さらに、この前部ハウジング１Ａ及び後部ハウジング１Ｂには、インナーロータ２及びアウターロータ３の歯面間により形成されるセル１１に沿って、上側に吐出ポート９が、下側に吸入ポート１０が扇形状に形成されている（図３参照）。
【００１７】
図３に示すように、本実施形態においては、インナーロータ２には６枚の外歯が形成され、アウターロータ３にはインナーロータ２と噛み合う７枚の内歯が形成されている。もちろんロータの歯数はこれに限定されるものではなく、また歯形形状としてもサイクロイド型、トロコイド型など種々の形態が可能である。なお、インナーロータ２の中心ＯＸとアウターロータ３の中心ＯＹとは、所定量（ロータ偏心量：ｅ）だけ偏心している。従って、インナーロータ２の中心軸Ｘと、アウターロータ３の中心軸Ｙも、前記ロータ偏心量ｅだけ偏心している。
【００１８】
図１及び図２に示すように、このインナーロータ２には、一方の面（後部ハウジング側の面）に、前記中心軸Ｘに沿って駆動シャフト６が延設されている。
【００１９】
、従って、中心軸Ｘの周りに前記駆動シャフト６を回転させることで、インナーロータ２を、図１、図３に示す矢印方向Ｋに回転させることができる。インナーロータ２が回転することにより、アウターロータ３が中心軸Ｙの周りに回転し、これにより両ロータの歯面間に形成されるセル１１の容積が変化し、ハウジング１に形成された吸入ポート１０からオイル（流体に相当）Ｒを吸入し、吐出ポート９からオイルを吐出してオイルを搬送することができる。
【００２０】
また、当該オイルポンプＯＰは、図２、図３に示すように、前記ロータ室１Ｄにおいて前記アウターロータ３の外周面を摺接自在に支持するロータ支持内周面１Ｂａに、前記アウターロータ３の回転に伴って前記オイルＲが流入し、回転流を形成可能な凹状部１３を、前記ロータ支持内周面１Ｂａの周方向で偏りの少ない状態で分散する複数個所に夫々形成してある。
前記凹状部１３は、その内周壁１３Ａの形状が、図４に示すように、軸芯方向視で円弧となるように構成されている。
前記凹状部１３の内周壁１３Ａのうちで前記アウターロータ３の回転方向奧側に位置する壁面１３ａと、前記ロータ支持内周面１Ｂａとの交差角度θは、９０度以下となるように前記凹状部１３の深さが設定してある。
【００２１】
従って、前記アウターロータ３が回転するに伴って、オイルＲは、前記壁面１３ａに沿って誘導されながら前記凹状部１３の内部に流入し、内周壁１３Ａに沿って回転する。
この時のオイルＲ層の速度分布の例を示すと、図５に示すとおりとなる。
図５（ａ）は、前記凹状部１３以外の部分での状況を示し、図５（ｂ）は、同じ層厚に着目した前記凹状部１３での状況を示している。
即ち、アウターロータ３がその外周面の速度がＶとなる状態で回転している場合、固定側のロータ支持内周面１Ｂａは速度が０である。これに対して、前記凹状部１３の部分では、オイルＲの回転によって、前記アウターロータ３の回転速度とほぼ同じ速度でオイルＲが移動している。
従って、凹状部１３以外の部分では、オイル層に対する流動抵抗（セン断力）が作用するのに対して、凹状部１３の部分では、オイル層への流動抵抗が殆ど作用しない。その結果、前記凹状部１３を設けてあることによって、アウターロータ３の全周にわたって、回転抵抗を軽減することができる。
【００２２】
このように、本実施形態のオイルポンプＯＰによれば、アウターロータ３の外周面と、ロータ支持内周面１Ｂａとの間の摺接抵抗を低減化できることに加えて、アウターロータ３の外周面に対するオイルＲの粘性抵抗の低減化を、アウターロータ３の全周にわたって偏りの少ない状態で叶えることができ、よりスムースな回転を実現することができる。
【００２３】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００２４】
〈１〉  前記インナーロータ２、及び、アウターロータ３は、先の実施形態で説明した形状や支持構造を備えたものに限るものではなく、適宜、変更できる。
〈２〉  前記凹状部１３は、先の実施形態で説明したように、軸芯方向視における内周壁１３Ａの形状が円弧であるものに限るものではなく、例えば、図６に示すように、軸芯方向視の断面形状が、矩形形状（図６（ａ）参照）であったり、奧広がりの台形形状（図６（ｂ）参照）であったり、それらに円弧を組み合わせた形状（図６（ｃ）、（ｄ）参照）であっても良い。
また、円弧形状の場合であっても、図７に示すように、深さ寸法が円のほぼ半径寸法となるように配置してあってもよい。
また、凹状部１３の異なる実施形態としては、図８、図９に示すように、アウターロータ３の回転方向に細長い凹状部１３を形成し、その内空部を前記アウターロータ３の回転方向に複数に分割する仕切１４を設けたものであってもよい。
要するに、前記凹状部１３は、前記ロータ支持内周面１Ｂａの周方向で分散する複数個所に夫々形成してあって、且つ、前記アウターロータ３の回転に伴って前記流体Ｒが流入し、回転流を形成可能なものであればよく、それらを含めて凹状部と総称する。
また、凹状部１３は、前記ロータ支持内周面１Ｂａと、前記凹状部１３の内周壁１３Ａのうちで前記アウターロータ３の回転方向奧側に位置する壁面１３ａとの交差角度θが、９０度以下に設定してあることが、流体の回転を促進する上で好ましい。より好ましくは、９０度未満の交差角度θにしておくことで、流体の回転をより生じ易くすることができる。
【００２５】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係るオイルポンプの一部の構成部材の分解斜視図
【図２】本実施形態に係るオイルポンプの側面断面図
【図３】図２のIII−III位置における正面断面図
【図４】凹状部の内部の流体の流を示す正面断面図
【図５】流体層の速度分布を示す正面視模式図
【図６】別実施形態の凹状部を示すハウジングの正面断面図
【図７】別実施形態の凹状部を示すハウジングの正面断面図
【図８】別実施形態の凹状部を示すハウジングの正面断面図
【図９】別実施形態の凹状部を示すハウジングの正面断面図
【符号の説明】
【００２７】
１      ハウジング
１Ｂａ  ロータ支持内周面
１Ｄ    ロータ室
２      インナーロータ
３      アウターロータ
９      吐出ポート
１０    吸入ポート
１３    凹状部
１３Ａ  内周壁
１３ａ  壁面
１４    仕切
θ      交差角度
Ｒ      オイル（流体に相当）
【図１】
2009293561.tif 000003
【図２】
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【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】
2009293561.tif 000009
【図８】
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【図９】
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