オイルポンプ

本発明は、内燃機関(エンジン)等のオイル(潤滑油)を吸入して吐出するオイルポンプに関し、特に、インナーロータ及びアウターロータを備えたトロコイド式のオイルポンプに関する。

トロコイド式のオイルポンプとしては、ハウジング(ギヤケース)、ハウジング内に回転自在に配置された内歯を有するアウターロータ、アウターロータの内歯と係合する外歯を有すると共にアウターロータと協働して容積の変化を伴うポンプ室を画定するインナーロータ、インナーロータを回転させるべくハウジングに回動自在に支持された回転軸、回転軸の軸線方向においてインナーロータ及びアウターロータの両側面に当接し得ると共に軸線方向に若干の隙間を有して軸線方向に移動可能に配置された二つのサイドプレート、二つのサイドプレートをインナーロータ及びアウターロータの両側面に押し付けるようにハウジング内に配置された二つの弾性体等を備え、熱膨張等によりハウジングとインナーロータ及びアウターロータの軸線方向における寸法に変化を生じても、弾性体が二つのサイドプレートをインナーロータ及びアウターロータの両側面に常に押し付けているため、隙間を生じることなく、安定した容積効率を得ることができるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。

しかしながら、上記のオイルポンプにおいては、回転するインナーロータ及びアウターロータに対して、回転しない二つのサイドプレートを直接押し付ける構成を採用しているため、摺動抵抗が大きくなり、このオイルポンプを駆動させるには大きな回転トルクが必要になり、結果的に、エンジン等の駆動負荷が増加することになる。 また、二つのサイドプレートは、所定の圧力でインナーロータ及びアウターロータの両側面に常に押し付けられた状態で相対的に摺動するため、サイドプレートがインナーロータ及びアウターロータよりも軟質材料により形成されている場合、その損耗、経時的劣化等を生じやすく、耐久性に問題がある。

実願昭62−156057号(実開平1−61477号)のマイクロフィルム

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、摺動抵抗の低減、駆動トルクの低減、経時劣化の抑制等を図りつつ、インナーロータ及びアウターロータの両側面におけるサイドクリアランスの変化を防止して、容積効率(ポンプ性能)を安定させて、耐久性に優れたオイルポンプを提供することにある。

本発明に係るオイルポンプは、ハウジングと、ハウジングに支持された回転軸と、ハウジング内において回転軸と一体的に回転するインナーロータと、ハウジング内においてインナーロータに連動して回転するアウターロータと、を備えたオイルポンプであって、上記ハウジング内に嵌め込まれて、インナーロータ及びアウターロータを収容すると共にアウターロータの外周面を摺動自在に支持するロータケースと、ロータケースの少なくとも一方の環状端面に当接するように配置されたサイドプレートと、サイドプレートをロータケースの環状端面に押し付ける付勢力を及ぼす弾性部材を含む、構成となっている。 この構成によれば、回転軸と一緒にインナーロータが回転すると、インナーロータを内接させるアウターロータ(の外周面)がロータケース(の内周面)を摺動するようにして)連動して回転し、オイルが、両者のポンプ作用により、(吸入口)から吸入されて、圧縮され、(吐出口から)吐出されて種々の潤滑領域に供給される。 ここで、ハウジングにはロータケースが嵌め込まれ、ロータケース内においてインナーロータ及びアウターロータが回転するように配置され、回転軸の軸線方向において、ロータケースの少なくとも一方の環状端面に対して、サイドプレートが弾性部材により付勢されて当接しているため、例えば、ハウジングが熱膨張した場合であっても、弾性部材の付勢力により、ロータケースは常にハウジング(の一方側の内壁面)とサイドプレートの間に挟まれた状態にあり、それ故に、ロータケース内に収容されたインナーロータ及びアウターロータの両側面は、ハウジング(の一方側の内壁面)とサイドプレートとの間において摺動し得る一定の隙間(サイドクリアランス)を維持することができ、隙間からのオイルの漏れを生じることなく、安定した容積効率(ポンプ性能)を得ることができ、又、インナーロータ及びアウターロータの両側面には弾性部材の付勢力が加わらないため、従来のオイルポンプに比べて、摺動抵抗及び駆動トルクを低減することができ、耐久性を向上させることができる。

上記構成において、ロータケースは、インナーロータ及びアウターロータと同一の熱膨張係数をもつ材料により形成されている、構成を採用することができる。 この構成によれば、ハウジング、ロータケース、インナーロータ及びアウターロータがそれぞれ熱膨張等により変形しても、ロータケースとインナーロータ及びアウターロータとの間の相対的な寸法関係は一定に維持されるため、熱変形等の影響を受けることなく、より確実に所期のポンプ性能を維持することができる。

上記構成において、サイドプレートは、ハウジングと同一の熱膨張係数をもつ材料により形成されている、構成を採用することができる。 この構成によれば、サイドプレートとハウジングとが同一の熱変形(熱膨張)を生じても、サイドプレートは弾性部材により軸線方向に付勢されているため、インナーロータ及びアウターロータの両側面とハウジング(の内壁面)及びサイドプレートとの接触関係を所期の状態に維持することができ、特に、ハウジングとサイドプレートとを軽量材料等により形成する際に、軽量化を達成しつつ、所期のポンプ性能を維持できるというメリットがある。

上記構成において、回転軸の軸線方向におけるロータケースの幅寸法をWc、回転軸の軸線方向におけるインナーロータ及びアウターロータの幅寸法をWrとするとき、 Wc>Wr を満たすように形成されている、構成を採用することができる。 この構成によれば、インナーロータ及びアウターロータの両側面が、ロータケースの両端(両側の環状端面)から軸線方向に突出しない状態で、ハウジング(の内壁面)及びサイドプレートとの間に一定の隙間ΔC(=Wc−Wr)をもって対面する関係が維持されるため、摺動抵抗をさらに低減しつつ所期のポンプ性能を確保することができる。

上記構成において、ハウジングは、ロータケース及びサイドプレートを収容する凹部を有するハウジング本体と、ハウジング本体の開口を閉鎖するべく連結されるハウジングカバーとを含む、構成を採用することができる。 この構成によれば、ハウジング本体に対して、インナーロータ及びアウターロータを収容したロータケース、サイドプレート、弾性部材を配置し、その上からハウジングカバーを取り付けるだけで、全体の組み付けを行うことができ、簡単に組付け作業を行うことができる。

上記構成において、インナーロータ及びアウターロータは、回転軸の軸線方向において隣接して配置された,第1インナーロータ及び第1アウターロータからなる上流側ロータと、第2インナーロータ及び第2アウターロータからなる下流側ロータを含み、ロータケースは、上流側ロータを収容する上流側収容部と、下流側ロータを収容する下流側収容部と、上流側収容部と下流側収容部との間に介在する中間壁部を含む、構成を採用することができる。 この構成によれば、上流側ロータが上流側収容部に配置され、かつ、下流側ロータが下流側収容部に配置された二段式のトロコイドポンプが形成されるため、上記の如く軸線方向における隙間(サイドクリアランス)を一定に維持しつつも、高負荷時における吐出抵抗を低減、すなわち、最終吐出圧の低下を抑えて、所望の吐出量を確保でき、より高いポンプ性能を得ることができる。 ここでは、ロータケースが、上流側収容部、下流側収容部、及び中間壁部をもつように一体的に形成されているため、部品点数を削減でき、取り扱いの便利性を高めることができる。

上記構成において、インナーロータ及びアウターロータは、回転軸の軸線方向において隣接して配置された,第1インナーロータ及び第1アウターロータからなる上流側ロータと、第2インナーロータ及び第2アウターロータからなる下流側ロータを含み、ロータケースは、上流側ロータを収容する上流側ロータケースと、下流側ロータを収容する下流側ロータケースを含み、上流側ロータケースと下流側ロータケースとの間には、スペーサ部材が配置されている、構成を採用することができる。 この構成によれば、上流側ロータが上流側ロータケースに配置され、かつ、下流側ロータが下流側ロータケースに配置され、上流側ロータと下流側ロータの間がスペーサ部材により規定された二段式のトロコイドポンプが形成されるため、上記の如く軸線方向における隙間(サイドクリアランス)を一定に維持しつつも、高負荷時における吐出抵抗を低減、すなわち、最終吐出圧の低下を抑えて、所望の吐出量を確保でき、より高いポンプ性能を得ることができる。 ここでは、ロータケースが、上流側ロータケース及び下流側ロータケースを含み、それらの間に独立したスペーサ部材が介在しているため、上流側ロータの両側面及び下流側ロータの両側面での隙間を、それぞれ独立して高精度に一定に維持することができる。

上記構成において、スペーサ部材は、ハウジングと同一の熱膨張係数をもつ材料により形成されている、構成を採用することができる。 この構成によれば、スペーサ部材とハウジングとが同一の熱変形(熱膨張)を生じても、スペーサ部材は、弾性付勢されるサイドプレートとハウジング(の内壁面)を介して、上流側ロータケースと下流側ロータケースとの間に挟持されるため、上流側ロータ及び下流側ロータの両側面とハウジング(の内壁面),スペーサ部材,及びサイドプレートとの接触関係を所期の状態に維持することができ、特に、ハウジングとスペーサ部材とを軽量材料等により形成する際に、軽量化を達成しつつ、所期のポンプ性能を維持できるというメリットがある。

上記構成をなすオイルポンプによれば、摺動抵抗の低減、駆動トルクの低減、経時劣化の抑制等を達成しつつ、インナーロータ及びアウターロータの両側面におけるサイドクリアランスの変化を防止して、容積効率(ポンプ性能)を安定させて、耐久性に優れたオイルポンプを提供することができる。

本発明に係るオイルポンプの一実施形態を示す正面図である。

図1に示すオイルポンプの内部を示す断面図である。

図1に示すオイルポンプの一部をなすハウジング本体を示す正面図である。

図1に示すオイルポンプの一部をなすハウジングカバーを示すものであり、(a)は後方R側(内面側)から見た平面図、(b)は(a)中のE1−E1における断面図である。

図1に示すオイルポンプの一部をなすロータケースを示す断面図である。

図5に示すロータケースの端面図を示すものであり、(a)は前方F側から見た端面図、(b)は後方R側から見た端面図である。

図1に示すオイルポンプの一部をなすサイドプレートを示すものであり、(a)は前方F側から見た平面図、(b)は(a)中のE2−E2における断面図である。

図1に示すオイルポンプの一部をなすインナーロータ及びアウターロータを示すものであり、(a)は第1インナーロータ及び第1アウターロータからなる上流側ロータを後方R側から見た平面図、(b)は第2インナーロータ及び第2アウターロータからなる下流側ロータを前方F側から見た平面図である。

本発明に係るオイルポンプの他の実施形態を示す内部の断面図である。

図9に示すオイルポンプの一部をなすロータケース(上流側ロータケース、下流側ロータケース)及びスペーサ部材を示す分解断面図である。

図9に示すオイルポンプの一部をなすサイドプレートを示すものであり、(a)は後方R側から見た平面図、(b)は(a)中のE3−E3における断面図である。

図9に示すオイルポンプの一部をなすハウジングカバーを示すものであり、(a)は後方R側(内面側)から見た平面図、(b)は(a)中のE4−E4における断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。 この実施形態に係るオイルポンプは、図1及び図2に示すように、ハウジングをなすハウジング本体10及びハウジングカバー20、ハウジングにより軸線S回りに回転自在に支持された回転軸30、ハウジング内に組み込まれたロータケース40、ロータケース40の環状端面に当接するサイドプレート50、サイドプレート50を軸線S方向においてロータケース40の環状端面に押し付ける付勢力を及ぼす弾性部材としてのOリング60、ロータケース40内に収容された第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72からなる上流側ロータ70、軸線S方向において上流側ロータ70に隣接してロータケース40内に収容された第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82からなる下流側ロータ80等を備えている。

ハウジング本体10は、軽量化等のためアルミニウム材料等を用いて、上流側ロータ70及び下流側ロータ80を収容したロータケース40及びサイドプレート50を収容する凹部をなすように形成されており、図2及び図3に示すように、回転軸30の一端部31を軸受Gを介して回動自在に支持する軸受孔11、ロータケース40を嵌め込む円筒状の内周面12、内周面12の奥側に段差をなすように縮径して形成された環状の端面13、内周面12の一部を径方向外側に肉抜き及びドリル加工して形成されてオイルを吸入する吸入通路14、底側に形成されて加圧されたオイルを吐出する吐出通路15、サイドプレート50を位置決めする位置決め穴16、ハウジングカバー20を接合する接合面17、ハウジングカバー20を締結するボルトBを捩じ込むネジ穴18、ハウジングカバー20を位置決めする位置決め穴19等を備えている。

ハウジングカバー20は、軽量化等のためハウジング本体10と同一のアルミニウム材料等により形成されており、図1、図2、図4に示すように、回転軸30の他端部32を軸受Gを介して回動自在に支持する軸受孔21、吸入口44bと軸線S方向において対面する凹部22、連通口44eと軸線S方向において対面する凹部23、吸入されたオイルに混入する空気(空気混入オイル)を排出するための排出口24、ボルトBを通す円孔25、ハウジング本体10との位置決めを行う位置決め穴26、ロータケース40を位置決めする位置決め穴27等を備えている。

そして、ハウジングカバー20は、ハウジング本体10の開口を閉鎖するべく、位置決め穴19に嵌合された位置決めピンを位置決め穴26に嵌め込むようにかつロータケース40の位置決め穴45aに嵌合された位置決めピンを位置決め穴27に嵌め込むようにして接合面17に接合され、ボルトBを外側から円孔25に通してネジ穴18に捩じ込むことで、ハウジング本体10に連結されるようになっている。 このように、ハウジングをハウジング本体10とハウジングカバー20とにより構成したことにより、ハウジング本体10に対して、上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第2アウターロータ72)及び下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)を収容したロータケース40、サイドプレート50、Oリング60を配置し、その上からハウジングカバー20を取り付けるだけで、全体の組み付けを行うことができ、簡単に組付け作業を行うことができる。

回転軸30は、鋼、焼結鋼、あるいは鉄等を用いて、図2に示すように、軸線S方向に伸長して形成されており、ハウジング本体10の軸受孔11に軸受Gを介して支持される一端部31、ハウジングカバー20の軸受孔21に軸受Gを介して支持される他端部32、上流側ロータ70の第1インナーロータ71を一体的に回転させる軸部33、下流側ロータ80の第2インナーロータ81を一体的に回転させる軸部34、ロータケース40の軸受孔45に支持される軸部35等を備え、エンジンの一部をなす回転部材等に連結されて回転駆動されるようになっている。

ロータケース40は、鋼、焼結鋼、鉄等を用いて形成されており、図2、図5、図6に示すように、軸線Sを中心とする円筒部41、円筒部41の内側において軸線Sから所定量だけ偏倚した軸線L1を中心とする内周面をもつ上流側収容部42、円筒部41の内側において軸線Sから所定量だけ偏倚した軸線L2を中心とする内周面をもつ下流側収容部43、軸線S方向において上流側収容部42と下流側収容部43との間に介在する中間壁部44、中間壁部44に設けられた軸受孔44a、中間壁部44に設けられた吸入口44b、中間壁部44に設けられた上流側ロータ吐出口44c、中間壁部44に設けられた下流側ロータ吸入口44d、上流側ロータ吐出口44cと下流側ロータ吸入口44dとが互いに連通する連通口44e、ハウジングカバー20が当接する環状端面45、環状端面45に形成された位置決め穴45a、サイドプレート50が当接する環状端面46、環状端面46に形成された位置決め穴46a等を備えている。

円筒部41は、ハウジング本体10の内周面12に密接しつつハウジング本体10とロータケース40との熱変形量(膨張、収縮)の違いに応じて軸線S方向に相対的に移動し得るように嵌め込まれる外径寸法に形成されている。 上流側収容部42は、上流側ロータ70の第1アウターロータ72を軸線L1回りに回動(摺動)自在に内接させる内周面を規定する寸法に形成されている。 下流側収容部43は、下流側ロータ80の第2アウターロータ82を軸線L2回りに回動(摺動)自在に内接させる内周面を規定する寸法に形成されている。 吸入口44bは、吸入通路14に連通すると共に、上流側ロータ70(のポンプ室P)に臨むように形成されている。 連通口44eは、上流側ロータ吐出口44cと下流側ロータ吸入口44dとを連通させて、上流側ロータ70から吐出されたオイルを下流側ロータ80に導くように形成されている。 そして、ロータケース40は、回転軸30と共に上流側収容部42に上流側ロータ70及び下流側収容部43に下流側ロータ80を収容した状態で、端面13と協働して、Oリング60及びサイドプレート50を挟み込みつつ位置決め穴16に嵌合された位置決めピンを位置決め穴46aに嵌め込むようにして、ハウジング本体10の内周面12に組み付けられる(嵌め込まれる)ようになっている。 ここでは、ロータケース40が、上流側収容部42、下流側収容部43、及び中間壁部44をもつように一体的に形成されているため、部品点数を削減でき、取り扱いの便利性を高めることができる。

サイドプレート50は、軽量化等のためハウジング(10,20)と同一のアルミニウム材料等により形成されており、図2及び図7に示すように、回転軸30を通す円孔51、下流側ロータ80により加圧されたオイルを吐出する吐出口52、位置決め孔53、軸受孔11を画定する筒状部を受け入れる凹部54等を備えている。 そして、サイドプレート50は、ハウジング本体10の位置決め穴16に嵌合された位置決めピンを位置決め孔53に通して、端面13との間にOリング60を挟み込むようにしてハウジング本体10に組み付けられるようになっている。

Oリング60は、弾性変形可能なゴム材料等により環状に形成されており、ハウジング本体10の端面13とサイドプレート50との間に配置されて、サイドプレート50をロータケース40の環状端面46に向けて付勢するべく、軸線S方向において所定の圧縮量だけ圧縮されて組み付けられるようになっている。

上流側ロータ70は、ロータケース40と同様に、鋼、焼結鋼、鉄等を用いて形成されており、図8(a)に示すように、第1インナーロータ71と、第1アウターロータ72とから構成されている。 第1インナーロータ71は、回転軸30の軸部33を嵌合させる嵌合孔71aを有すると共にその外周に4つの山及び谷(凹み)をもつ外歯車として形成されている。 第1アウターロータ72は、ロータケース40の上流側収容部42(の内周面)に摺動自在に嵌合される外周面72aを有すると共にその内周において第1インナーロータ71の4つの山(外歯)及び谷(凹み)と噛み合う5つの山(内歯)及び谷(凹み)をもつ内歯車として形成されている。 すなわち、上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)は、4葉5節のトロコイドポンプを構成するものである。

そして、第1インナーロータ71が回転軸30と一緒に、軸線Sを中心として矢印方向(図8(a)中の反時計回り)に回転すると、第1アウターロータ72が連動して軸線L1を中心として矢印方向(図8(a)中の反時計回り)に回転することで、両者により画定されるポンプ室Pの容積が変化し、オイルが吸入口44bから吸い込まれ、続いて圧縮され、圧縮の過程で空気混入オイルが排出口24から排出され、続いて残りのオイルが上流側ロータ吐出口44cから下流側ロータ80に向けて吐出され、この行程が連続的に繰り返されるようになっている。

下流側ロータ80は、ロータケース40と同様に、鋼、焼結鋼、鉄等を用いて形成されており、図8(b)に示すように、第2インナーロータ81と、第2アウターロータ82とから構成されている。 第2インナーロータ81は、回転軸30の軸部34を嵌合させる嵌合孔81aを有すると共に外周に4つの山及び谷(凹み)をもつ外歯車として形成されている。 第2アウターロータ82は、ロータケース40の下流側収容部43(の内周面)に摺動自在に嵌合される外周面82aを有すると共に内周において第2インナーロータ81の4つの山(外歯)及び谷(凹み)と噛み合う5つの山(内歯)及び谷(凹み)をもつ内歯車として形成されている。 すなわち、下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)は、4葉5節のトロコイドポンプを構成するものである。

そして、第2インナーロータ81が回転軸30と一緒に、軸線Sを中心として矢印方向(図8(b)中の時計回り)に回転すると、第2アウターロータ82が連動して軸線L2を中心として矢印方向(図8(b)中の時計回り)に回転することで、両者により画定されるポンプ室Pの容積が変化し、オイルが下流側吸入口44dから吸い込まれ、続いて圧縮され、続いてオイルが吐出口52から外部の潤滑領域に向けて吐出され、この行程が連続的に繰り返されるようになっている。 このように、上流側ロータ70及び下流側ロータ80の二段のトロコイド式ポンプを採用するため、装置の外径寸法の小型化を達成しつつ、高負荷時における吐出抵抗を低減、すなわち、最終吐出圧の低下を抑えて、所望の吐出量を確保でき、より高いポンプ性能を得ることができる。

上記構成においては、ハウジング(10,20)にはロータケース40が嵌め込まれ、ロータケース40内において上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)及び下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)が回転するように配置され、回転軸30の軸線S方向において、ロータケース40の一方の環状端面46に対して、サイドプレート50がOリング(弾性部材)60により付勢されて当接しているため、例えば、ハウジング(10,20)が熱膨張した場合であっても、Oリング60の付勢力により、ロータケース40は常にハウジング(20)の内壁面とサイドプレート50の間に挟まれた状態にある。 したがって、ロータケース40内に収容された上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)の両側面及び下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)の両側面は、ハウジング(20)の内壁面とサイドプレート50及び中間壁部44との間において摺動し得る一定の隙間(サイドクリアランス)を維持することができ、隙間からのオイルの漏れを生じることなく、安定した容積効率(ポンプ性能)を得ることができる。また、上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)及び下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)の両側面にはOリング60の付勢力が加わらないため、従来のオイルポンプに比べて、摺動抵抗及び駆動トルクを低減することができ、耐久性を向上させることができる。

また、ロータケース40は、上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)及び下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)と同一の熱膨張係数をもつ材料により形成されているため、ハウジング(10,20)、ロータケース40、上流側ロータ70及び下流側ロータ80がそれぞれ熱膨張等により変形しても、ロータケース40と上流側ロータ70及び下流側ロータ80との間の相対的な寸法関係は一定に維持される(すなわち、サイドクリアランスが一定に維持される)ため、熱変形等の影響を受けることなく、より確実に所期のポンプ性能を維持することができる。 さらに、サイドプレート50は、ハウジング(10,20)と同一の熱膨張係数をもつ材料により形成されているため、ハウジング(10,20)とサイドプレート50とを軽量材料等により形成して軽量化を達成でき、仮にサイドプレート50とハウジング(10,20)とが同一の熱変形(熱膨張)を生じても、サイドプレート50はOリング60により軸線S方向に付勢されており、上流側ロータ70及び下流側ロータ80の両側面とハウジング(20)の内壁面及びサイドプレート50との接触関係を所期の状態に維持することができため、所期のポンプ性能を維持することができる。

特に、ロータケース40、上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)及び下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)の寸法関係においては、回転軸30の軸線S方向におけるロータケース40の幅寸法をWc、回転軸30の軸線S方向における上流側ロータ70及び下流側ロータ80の幅寸法をWrとするとき、Wc>Wrを満たすように形成されている。 これによれば、上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)及び下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)の両側面が、ロータケース40の両端(両側の環状端面45,46)から軸線S方向に突出しない状態で、ハウジング(20)の内壁面及びサイドプレート50との間に一定の隙間ΔC(=Wc−Wr)をもって対面する関係が維持されるため、摺動抵抗をさらに低減しつつ所期のポンプ性能を確保することができる。

次に、オイルポンプの動作について、図8(a),(b)を参照しつつ説明する。 先ず、エンジンにより回転軸30が回転駆動されると、上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)が、図8(a)において反時計回りに回転することにより、オイルが、吸入通路14→吸入口44bを経て、上流側ロータ70のポンプ室P内に吸い込まれる。 そして、上流側ロータ70の連続的な回転により、ポンプ室Pに吸入されたオイルは圧縮され、この圧縮過程で空気混入オイルが積極的に排出口24から外部に排出され、さらに、残りのオイルが、上流側ロータ吐出口44c→連通口44e→下流側ロータ吸入口44dを経て、下流側ロータ80に導かれる。

続いて、下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)が、図8(b)において時計回りに回転することにより、オイルが、下流側ロータ吸入口44dから下流側ロータ80のポンプ室P内に吸い込まれる。 そして、下流側ロータ80の連続的な回転により、ポンプ室Pに吸入されたオイルは圧縮され、吐出口52→吐出通路15を経て、外部の潤滑領域に供給される。

実際には、上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)と下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)との協働作用により、それぞれのポンプ室が連続して、オイルの吸入、オイルの圧縮、混入した空気(空気混じりのオイル)の排出、オイルの吐出を行っている。

ここで、ハウジング(10,20)が熱膨張した場合であっても、Oリング60の付勢力により、ロータケース40は常にハウジング(20)の内壁面とサイドプレート50の間に挟まれた状態にあり、それ故に、ロータケース40内に収容された上流側ロータ70及び下流側ロータ80の両側面は、ハウジング(20)の内壁面とサイドプレート50との間において摺動し得る一定の隙間(サイドクリアランス)を維持することができ、隙間からのオイルの漏れを生じることなく、安定した容積効率(ポンプ性能)を得ることができ、又、上流側ロータ70及び下流側ロータ80の両側面にはOリング60の付勢力が加わらないため、従来のオイルポンプに比べて、摺動抵抗及び駆動トルクを低減することができ、耐久性を向上させることができる。

図9ないし図12は、本発明に係るオイルポンプの他の実施形態を示すものであり、ロータケース、サイドプレート、ハウジングカバーを変更した以外は、前述の実施形態と同一である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 この実施形態においては、図9及び10に示すように、ロータケースが、上流側ロータケース40´と下流側ロータケース40´´とにより構成されており、両者の間にスペーサ部材90が配置されている。 また、ハウジングカバー20´に当接するようにサイドプレート50´が配置されており、ハウジングカバー20´とサイドプレート50´との間に弾性部材としてのOリング60が配置されている。

上流側ロータケース40´は、鋼、焼結鋼、鉄等を用いて形成されており、図10に示すように、軸線Sを中心とする円筒部41、円筒部41の内側において軸線Sから所定量だけ偏倚した軸線L1を中心とし上流側ロータ70の第1アウターロータ72を軸線L1回りに回動(摺動)自在に内接させる内周面をもつ上流側収容部42、サイドプレート50´と当接する環状端面45、スペーサ部材90と当接する環状端面45´等を備えている。 環状端面45´には、スペーサ部材90との位置決めを行う位置決めピンを嵌め込む位置決め穴が形成されている。 そして、上流側ロータケース40´は、図9に示すように、上流側ロータ70を(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72の両側面が軸線S方向において突出しないように)収容して保持するように形成されている。

下流側ロータケース40´´は、鋼、焼結鋼、鉄等を用いて形成されており、図10に示すように、軸線Sを中心とする円筒部41、円筒部41の内側において軸線Sから所定量だけ偏倚した軸線L2を中心とし下流側ロータ80の第2アウターロータ82を軸線L2回りに回動(摺動)自在に内接させる内周面をもつ下流側収容部43、ハウジング本体10の端面13と当接する環状端面46、スペーサ部材90と当接する環状端面46´等を備えている。 環状端面46´には、スペーサ部材90との位置決めを行う位置決めピンを嵌め込む位置決め穴が形成されている。 そして、下流側ロータケース40´´は、図9に示すように、下流側ロータ80を(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82の両側面が軸線S方向において突出しないように)収容して保持するように形成されている。

スペーサ部材90は、軽量化等のためハウジング(10,20)と同一のアルミニウム材料等により形成されており、軸受孔44a、吸入口44b、上流側ロータ吐出口44c、下流側ロータ吸入口44d、連通する連通口44e、上流側ロータケース40´及び下流側ロータケース40´´との位置決めを行う位置決めピンを嵌め込む位置決め穴等を備えている。

サイドプレート50´は、軽量化等のためハウジング(10,20)と同一のアルミニウム材料等により形成されており、図11に示すように、回転軸30を通す円孔51´、吸入口44bと軸線S方向において対面する凹部52´、連通口44eと軸線S方向において対面する凹部53´、吸入されたオイルに混入する空気(空気混入オイル)を排出するための排出口54´、ハウジングカバー20´及び上流側ロータケース40´との位置決めを行う位置決め孔55´、Oリング60の一部を収容する環状凹部56´等を備えている。

ハウジングカバー20´は、軽量化等のためハウジング本体10と同一のアルミニウム材料等により形成されており、図9及び図12に示すように、軸受孔21、吸入されたオイルに混入する空気(空気混入オイル)を排出するための排出口24、ボルトBを通す円孔25、ハウジング本体10との位置決めを行う位置決め穴26、サイドプレート50´を位置決めする位置決め穴27´等を備えている。

この実施形態においても、上流側ロータ70が上流側ロータケース40´内に配置され、かつ、下流側ロータ80が下流側ロータケース40´´内に配置され、上流側ロータ70と下流側ロータ80の間がスペーサ部材90により規定された二段式のトロコイドポンプが形成されるため、上記の如く軸線S方向における隙間(サイドクリアランス)を一定に維持しつつも、高負荷時における吐出抵抗を低減、すなわち、最終吐出圧の低下を抑えて、所望の吐出量を確保でき、より高いポンプ性能を得ることができる。 ここでは、特に、ロータケースが、上流側ロータケース40´及び下流側ロータケース´´を含み、それらの間に独立したスペーサ部材90が介在しているため、上流側ロータ70の両側面及び下流側ロータ80の両側面での隙間を、それぞれ独立して高精度に一定に維持することができる。 また、スペーサ部材90は、ハウジング(10,20´)と同一の熱膨張係数をもつ材料により形成されているため、スペーサ部材90とハウジング(10,20´)とが同一の熱変形(熱膨張)を生じても、スペーサ部材90は、弾性付勢されるサイドプレート50´とハウジング(10)の内壁面を介して、上流側ロータケース40´と下流側ロータケース40´´との間に挟持されるため、上流側ロータ70及び下流側ロータ80の両側面とハウジング(10)の内壁面,スペーサ部材90,及びサイドプレート50´との接触関係を所期の状態に維持することができ、特に、ハウジング(10,20´)とスペーサ部材90とを軽量材料等により形成する際に、軽量化を達成しつつ、所期のポンプ性能を維持できる。

上記実施形態においては、上流側ロータ70(第1インナーロータ71及び第1アウターロータ72)及び下流側ロータ80(第2インナーロータ81及び第2アウターロータ82)を備えた二段のトロコイド式ポンプにおいて、本発明を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、一組のインナーロータ及びアウターロータを備えた構成において、本発明を適用してもよい。 上記実施形態においては、ハウジングをハウジング本体とハウジングカバーとに分離した構成において、本発明を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、それぞれ凹部を画定する二分割の第1ハウジング半体及び第2ハウジング半体からなるハウジングを備えた構成において、本発明を適用してもよい。 上記実施形態においては、オイルポンプとして、トロコイドポンプを示したが、これに限定されるものではなく、内接ギヤ式のオイルポンプあるいは外接ギヤ式のオイルポンプ等において、本発明を採用してもよい。

以上述べたように、本発明のオイルポンプによれば、摺動抵抗の低減、駆動トルクの低減、経時劣化の抑制等を達成しつつ、インナーロータ及びアウターロータの両側面におけるサイドクリアランスの変化を防止して、容積効率(ポンプ性能)を安定させて、耐久性を向上させることができるため、自動車等に搭載されるエンジンに適用できるのは勿論のこと、二輪車、その他のエンジンを搭載する車両、あるいは、潤滑油の圧送を必要とする他の機構等にも有用である。

10 ハウジング本体(ハウジング) 11 軸受孔 12 内周面 13 端面 14 吸入通路 15 吐出通路 16 位置決め穴 17 接合面 18 ネジ穴 19 位置決め穴 20,20´ ハウジングカバー(ハウジング) 21 軸受孔 22 凹部 23 凹部 24 排出口 25 円孔 26 位置決め穴 27,27´ 位置決め穴 30 回転軸 S 軸線 31 一端部 32 他端部 33,34,35 軸部 40 ロータケース 40´ 上流側ロータケース 40´´ 下流側ロータケース 41 円筒部 42 上流側収容部 43 下流側収容部 44 中間壁部 44a 軸受孔 44b 吸入口 44c 上流側ロータ吐出口 44d 下流側ロータ吸入口 44e 連通口 45 環状端面 45a 位置決め穴 46 環状端面 46a 位置決め穴 50,50´ サイドプレート 51,51´ 円孔 52 吐出口 52´ 凹部 53 位置決め孔 53´ 凹部 54 凹部 54´ 排出口 55´ 位置決め孔 56´ 環状凹部 60 Oリング(弾性部材) 70 上流側ロータ P ポンプ室 71 第1インナーロータ 71a 嵌合孔 72 第1アウターロータ L1 軸線 72a 外周面 80 下流側ロータ P ポンプ室 81 第2インナーロータ 81a 嵌合孔 82 第2アウターロータ L2 軸線 82a 外周面 90 スペーサ部材