JP4420682B2 - Trochoid pump - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a trochoid pump that forms a pump chamber by meshing an outer rotor and an inner rotor housed in an internal combustion engine or the like and accommodated in a pump casing, and supplies lubricating oil to a required portion such as a sliding portion.
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)。
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。 The pump casing is attached to a cylinder block, and the pump casing is usually made of aluminum, whereas the rotor is made of iron-based sintered metal, and there is a difference in thermal expansion coefficient between them. The pump casing has a higher coefficient of thermal expansion than the rotor.
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。 For this reason, when the oil temperature is increased by driving the engine, the clearance between the pump casing and the rotor increases, and oil leakage into the clearance increases.
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。 In particular, the increase in clearance between the sliding surfaces of the pump casing and the outer rotor promotes the leakage of oil leaking into the clearance from the high-pressure side discharge oil passage to the low-pressure side suction oil passage, thereby reducing pump efficiency. There is.
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。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to suppress the expansion of the outer peripheral clearance of the outer rotor with respect to the temperature rise and suppress the oil leakage from the high pressure side to the low pressure side. The point is to provide a trochoid pump capable of maintaining the efficiency.
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る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。
In order to achieve the above object, the invention according to
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。
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。
Since the collar interposed between the outer rotor and the pump casing has a coefficient of thermal expansion larger than that of the outer rotor and smaller than that of the pump casing, an increase in clearance between the outer rotor collar and the outer rotor collar is suppressed with respect to temperature rise, The oil leaking into the clearance can be prevented from leaking from the high-pressure side discharge port to the low-pressure side suction port, and the pump efficiency can be prevented from being lowered.
Since the collar is loosely fitted in the pump casing so as to be able to rotate with the outer rotor, the sliding resistance with the collar of the outer rotor can be further reduced.
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。 According to a second aspect of the present invention, in the trochoidal pump according to the first aspect, grooves oriented in the circumferential direction are formed on the inner peripheral surface of the collar or the outer peripheral surface of the outer rotor.
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。 Since the groove oriented in the circumferential direction is formed on the inner peripheral surface of the collar or the outer peripheral surface of the outer rotor, the contact area between the two can be reduced and the sliding resistance can be reduced.
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。
An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a main part of a vehicle
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。
The
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。
Referring to FIG. 1, an
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。
In the oil pan 4, a
A part of the casing of the
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。
One
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。
An oil pump 10 is provided at one end of the
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。
A
A
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。
Further, a half portion of the
The
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。
The other half of the
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。
A
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。
Therefore, the oil accumulated in the oil pan 4 by the rotation of the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
Inside the
The
The
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。
Since the
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。
When the
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。
The opening through which the
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。
The
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。
In FIG. 1, the
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。
Therefore, when the
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。
The clearances between the
Further, there is almost no clearance between the outer periphery of the
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。
By forming this lubricating oil film with the clearance set appropriately, smooth rotation of the
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。
Here, the thermal expansion coefficient of the
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。
Therefore, when the oil temperature rises due to the drive of the
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。
Further, since the
In the present embodiment, the
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。
Furthermore, since the
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。
The
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。
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Oil pump, 11 ... Pump casing, 12 ... Casing body, 13 ... Cover member, 15 ... Circular recessed part, 16 ... Strainer, 17 ... Communication oil path, 18 ... Suction oil path, 19 ... First suction port, 20 ... Second suction port, 21 ... first discharge port, 22 ... second discharge port, 23 ... discharge oil passage, 24 ... oil passage,
30 ... Inner rotor, 31 ... Outer rotor, 32 ... Pump chamber, 33 ... Color.
Claims (2)
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る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。 An outer rotor in which inner teeth are formed on the inner peripheral surface and an inner rotor in which outer teeth are formed that are eccentrically engaged with the inner teeth of the outer rotor to form a pump chamber are rotatably accommodated in a pump casing. In the trochoid pump in which the outer rotor is driven to rotate by rotational drive,
Between the inner peripheral surface of the pump casing and the outer peripheral surface of the outer rotor, a cylindrical collar that is loosely fitted to the pump casing so as to be able to rotate with the outer rotor is interposed,
The trochoid pump characterized in that the collar has a thermal expansion coefficient smaller than that of the pump casing and larger than that of the outer rotor.
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