JP5878786B2 - オイルポンプ - Google Patents

Description

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

Claims (8)

1. ハウジングと、前記ハウジングに支持された回転軸と、前記ハウジング内において前記回転軸と一体的に回転するインナーロータと、前記ハウジング内において前記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、
   前記ハウジング内に嵌め込まれて、前記インナーロータ及びアウターロータを収容すると共に前記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、
   前記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、
   前記サイドプレートを前記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と、
   を含む、ことを特徴するオイルポンプ。
2. 前記ロータケースは、前記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、
   ことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ。
3. 前記サイドプレートは、前記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、
   ことを特徴とする請求項２に記載のオイルポンプ。
4. 前記回転軸の軸線方向における前記ロータケースの幅寸法をＷｃ、前記回転軸の軸線方向における前記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、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記載のオイルポンプ。
5. 前記ハウジングは、前記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、前記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、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一つに記載のオイルポンプ。
6. 前記インナーロータ及びアウターロータは、前記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、
   前記ロータケースは、前記上流側ロータを収容する上流側収容部と、前記下流側ロータを収容する下流側収容部と、前記上流側収容部と前記下流側収容部との間に介在する中間壁部を含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかひとつに記載のオイルポンプ。
7. 前記インナーロータ及びアウターロータは、前記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、
   前記ロータケースは、前記上流側ロータを収容する上流側ロータケースと、前記下流側ロータを収容する下流側ロータケースを含み、
   前記上流側ロータケースと前記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、
   ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一つに記載のオイルポンプ。
8. 前記スペーサ部材は、前記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、
   ことを特徴とする請求項７に記載のオイルポンプ。
   

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