JP6152759B2 - オイルポンプ - Google Patents
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Description
またロータ130の外周部には、径方向外側に付勢された複数のベーン131が設けられており、ロータ130の外周面と外周部材140の内周面と、第1プレート110及び第2プレートと、ベーン131とで囲まれた10個の搬送室130Vが形成されている。
図8において、ロータ130が時計回り方向に回転すると、吸入ポート110in(または吸入ポート111in)を含む吸入領域110K(または吸入領域111K)を通過する搬送室130Vは徐々に容積が大きくなり、吸入ポート110in(または吸入ポート111in)から作動油を吸入する。
また吐出ポート110ex(または吐出ポート111ex)を含む吐出領域110T(または吐出領域111T)を通過する搬送室130Vは徐々に容積が小さくなり、吐出ポート110ex(または吐出ポート111ex)に作動油を吐出する。
また吸入ポート110in(または吸入ポート111in)の終端部を通過した搬送室130Vが吐出ポート110ex(または吐出ポート111ex)の開始端部に達するまでの領域である封止領域110F(または封止領域111F)を通過中の搬送室130Vの容積はほとんど変化しない。
より確実にエロージョンを防止するには、一方の端面の側のみから搬送室内に吐出ポートの高圧の作動油を流入させるのではなく、両端面の側から搬送室内に吐出ポートの高圧の作動油を流入させるほうが、より好ましい。
しかし、ただ単純に両端面の側から搬送室内に吐出ポートの高圧の作動油を導いた場合、一方の端面の側から流入させる作動油の圧力と、他方の端面の側から流入させる作動油の圧力との圧力差が大きくなり、キャビテーションの発生を助長しかねない。高速回転するオイルポンプにおける作動油の動的な流れが発生している状況下では、圧力徐変溝(または浅底部とV字谷部)を同一形状・同一サイズに構成しても、種々の要因で圧力差が発生する場合がある。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、ロータの両端面の側の吐出ポートの近傍に圧力徐変溝を有するオイルポンプにおいて、一方の端面の側の圧力徐変溝から流入させる作動油の圧力と、他方の端面の側の圧力徐変溝から流入させる作動油の圧力と、の圧力差をより低減してキャビテーションの発生をより抑制することができるオイルポンプを提供することを課題とする。
まず、本発明の第1の発明は、回転駆動するロータと、略円筒状の形状を有して前記ロータを収容する外周部材と、略円筒状の前記外周部材の一方の端面の側の開口部を覆うように配置される第1プレートと、略円筒状の前記外周部材の他方の端面の側の開口部を覆うように配置される第2プレートと、を有し、前記ロータの外周面と前記外周部材の内周面との間には隙間が設けられており、当該隙間は、前記ロータの周方向において複数の搬送室に区切られており、前記搬送室のそれぞれは、前記ロータの回転によって容積が徐々に変化し、前記第1プレート及び前記第2プレートにおける前記搬送室と対向している面には、前記搬送室の容積が徐々に大きくなる領域の少なくとも一部を含むように、吸入ポートが凹状に形成され、前記第1プレートに形成されている吸入ポートと前記第2プレートに形成されている吸入ポートは、互いに対向する位置に形成されており、前記第1プレート及び前記第2プレートにおける前記搬送室と対向している面には、前記搬送室の容積が徐々に小さくなる領域の少なくとも一部を含むように、吐出ポートが凹状に形成され、前記第1プレートに形成されている吐出ポートと前記第2プレートに形成されている吐出ポートは、互いに対向する位置に形成されており、前記第1プレートの前記吐出ポートには、作動油を吐出する吐出経路が接続されており、前記第2プレートの前記吐出ポートは、当該吐出ポートに達している前記搬送室と前記第1プレートの前記吐出ポートとを経由して前記吐出経路に接続されており、前記第1プレート及び前記第2プレートのそれぞれにおいて、前記吸入ポートの終端部に達した後の前記搬送室が前記吐出ポートの開始端部に達するまでに通過する領域である封止領域に、前記封止領域を通過中の前記搬送室に、前記吐出ポートの作動油を徐々に供給する圧力徐変溝が、前記吐出ポートから前記吸入ポートに向かって延びるように設けられている、オイルポンプである。
そして、前記第1プレートに設けられている前記圧力徐変溝である第1圧力徐変溝において前記封止領域を通過中の前記搬送室と連通されている位置の流路の面積である第1流路面積よりも、前記第2プレートに設けられている前記圧力徐変溝である第2圧力徐変溝において前記封止領域を通過中の前記搬送室と連通されている位置の流路の面積である第2流路面積のほうが大きくなるように、前記第1圧力徐変溝と前記第2圧力徐変溝が形成されている。
この構成では、高速回転するオイルポンプにおいて、第2プレートの吐出ポートよりも吐出経路に近い第1プレートの吐出ポートのほうが、作動油の圧力が高くなる傾向がある。従って、第1プレートに設けられた第1圧力徐変溝と、第2プレートに設けられた第2圧力徐変溝と、を同一形状・同一サイズとした場合、第1圧力徐変溝から搬送室内に流入する作動油の圧力のほうが、第2圧力徐変溝から搬送室内に流入する作動油の圧力よりも高くなる。
そこで、第1圧力徐変溝の第1流路面積よりも、第2圧力徐変溝の第2流路面積のほうが大きくなるように、第1圧力徐変溝と第2圧力徐変溝を形成する。
これにより、第1圧力徐変溝から搬送室内に流入させる作動油の圧力と、第2圧力徐変溝から搬送室内に流入させる作動油の圧力と、の圧力差をより低減してキャビテーションの発生をより抑制することができる。
これにより、第2流路面積を第1流路面積よりも大きくすることを容易に実現することが可能であり、第1圧力徐変溝と第2圧力徐変溝の加工も比較的容易である。
●[オイルポンプ1の概略構造(図1)と、オイルポンプがポンプハウジングに組み付けられた状態(図2)]
図1の分解斜視図に示すように、オイルポンプ1は、第1プレート10、ロータ30、外周部材40、第2プレート20等にて構成されている。
ロータ30は、回転軸Z50回りに回転するシャフト50によって回転駆動される。
外周部材40は、略円筒状の形状を有してロータ30を収容している。
またロータ30の外周面と外周部材40の内周面との間には、部分的に隙間が形成されるように、外周部材40の内周面は略楕円状に形成されている(図4参照)。
またロータ30の外周部には、径方向外側に付勢される複数のベーン31が設けられている。
第1プレート10は、外周部材40の一方の端面の側の開口部を覆うように配置されている。
第2プレート20は、外周部材40の他方の端面の側の開口部を覆うように配置されている。
またポンプハウジング52には、第1プレート10と第2プレート20とロータ30と外周部材40とで構成されるオイルポンプが吐出する作動油を流す経路である吐出経路52Kが設けられている。
そして吐出経路52Kは、図3(B)に示す第1プレート10の吐出ポート10exに設けられた連通孔10R、吐出ポート11exに設けられた連通孔11Rにて、吐出ポート10exと吐出ポート11exに連通している。
なお図2において、オイルポンプに流入させる作動油の経路である吸入経路については図示省略している。
図3(A)は、図1においてAA方向から見た第2プレート20の外観を示しており、図3(B)は図1においてBB方向から見た第1プレート10の外観を示している。
図3(A)に示すように、第2プレート20における外周部材及びロータとの対向面には、凹状に形成された吸入ポート20in、21inと、凹状に形成された吐出ポート20ex、21exと、凹状に形成されたベーン用油路20Bと、貫通孔20Xが形成されている。
また吐出ポート20exの開始端部(図3(A)における吐出ポート20exの右側)には、吸入ポート20inに向かって延びるように第2圧力徐変溝20Mが設けられており、吐出ポート21exの開始端部(図3(A)における吐出ポート21exの左側)には、吸入ポート21inに向かって延びるように第2圧力徐変溝21Mが設けられている。
また吐出ポート10exの開始端部(図3(B)における吐出ポート10exの左側)には、吸入ポート10inに向かって延びるように第1圧力徐変溝10Mが設けられており、吐出ポート11exの開始端部(図3(B)における吐出ポート11exの右側)には、吸入ポート11inに向かって延びるように第1圧力徐変溝11Mが設けられている。
また、ベーン31は、ベーン用油路10B、20Bから供給される作動油によって径方向外側に付勢される。
図4は、図1におけるCC方向から見たロータ30、外周部材40、第1プレート10において、各搬送室30Vの位置と、吸入ポート10in、11inの位置及び吐出ポート10ex、11exの位置等を説明する図である。なお図4に示す例では、ロータ30は時計回り方向に回転する。
ここで、ロータ30の回転によって搬送室30Vの容積が徐々に大きくなる領域であって吸入ポート10in(または吸入ポート11in)と搬送室30Vが接して吸入ポート10in(または吸入ポート11in)から作動油を搬送室30V内に吸入する領域を、吸入領域10K(または吸入領域11K)とする。吸入ポート10in(または吸入ポート11in)は、搬送室30Vの容積が徐々に大きくなる領域の少なくとも一部に設けられている。
また、ロータ30の回転によって搬送室30Vの容積が徐々に小さくなる領域であって吐出ポート10ex(または吐出ポート11ex)と搬送室30Vが接して吐出ポート10ex(または吐出ポート11ex)へ搬送室30V内の作動油を吐出する領域を、吐出領域10T(または吐出領域11T)とする。吐出ポート10ex(または吐出ポート11ex)は搬送室30Vの容積が徐々に小さくなる領域の少なくとも一部に設けられている。また第1プレート10の吐出ポート10ex(または吐出ポート11ex)の終端部には、吐出経路(図2に示す吐出経路52K)に連通する連通孔10R(または連通孔11R)が設けられている。
そして封止領域10F(または封止領域11F)において吐出ポート10ex(または吐出ポート11ex)の開始端部には、吸入ポート10in(または吸入ポート11in)に向かって延びるように第1圧力徐変溝10M(または第1圧力徐変溝11M)が設けられている。
図5は、図4におけるD−D断面図であり、封止領域を通過中であって第1圧力徐変溝10Mと第2圧力徐変溝20Mの位置に達した搬送室30Vと、吐出経路52Kの位置等を説明する図である。
図5に示す吐出ポート10exと吐出ポート20exは、吐出領域を通過中の搬送室によって連通されており(図4参照)、吐出ポート10exは連通孔10Rを介して吐出経路52Kと連通されている。
また図6(A)は、図5のE−E断面における第2圧力徐変溝20Mの断面を示しており、図6(B)は、図5のE−E断面における第1圧力徐変溝10Mの断面を示している。
従って、図5において、吐出ポート20exから第2圧力徐変溝20Mを介して搬送室30Vに流入させる作動油の量と、吐出ポート10exから第1圧力徐変溝10Mを介して搬送室30Vに流入させる作動油の量と、を同じとした場合、流入させる作動油の圧力差によってキャビテーションが発生する可能性が考えられる。
それを実現する構成として、第1圧力徐変溝10Mにおいて封止領域を通過中の搬送室30Vと連通(接続)されている位置(図5におけるE−E断面となる位置)の流路の面積である第1流路面積(図6(B)における第1流路面積S10)よりも、第2圧力徐変溝20Mにおいて封止領域を通過中の搬送室30Vと連通(接続)されている位置(図5におけるE−E断面となる位置)の流路の面積である第2流路面積(図6(A)における第2流路面積S20)のほうが大きくなるように、第1圧力徐変溝10Mと第2圧力徐変溝20Mが形成されている。
なお、第1流路面積に対する第2流路面積の比率は、オイルポンプの種類や各寸法等に応じて最適な比率が異なり、封止領域を通過中の搬送室に、第1圧力徐変溝から流入させる作動油の圧力と、第2圧力徐変溝から流入させる作動油の圧力と、が同等となるように、第1流路面積に対する前記第2流路面積の比率が設定されていることが、より好ましい。
しかし、図7(A)及び(B)に示すように、第2圧力徐変溝20AM、20BMの本数を増やすことで、第2流路面積(第2流路面積S20A+第2流路面積S20B)を、第1流路面積S10よりも大きくなるように形成してもよい。この場合、第2圧力徐変溝の加工が比較的容易となり、オイルポンプの製造が比較的容易となる。
また、本実施の形態の説明では、本実施の形態にて説明した構造のオイルポンプに限定されず、例えば、内周面に複数の歯を有するアウタロータに、外周面に複数の歯を有するインナロータを偏心させて内接させた、内接式ギアポンプに適用することも可能である。
10 第1プレート
10ex、11ex 吐出ポート
10in、11in 吸入ポート
10M、11M 第1圧力徐変溝
10R、11R 連通孔
10K、11K 吸入領域
10F、11F 封止領域
10T、11T 吐出領域
10S 第1流路面積
20 第2プレート
20ex、21ex 吐出ポート
20in、21in 吸入ポート
20M、21M 第2圧力徐変溝
20S 第2流路面積
30 ロータ
31 ベーン
40 外周部材
50 シャフト
51、52 ポンプハウジング
52K 吐出経路
Claims (3)
- 回転駆動するロータと、
略円筒状の形状を有して前記ロータを収容する外周部材と、
略円筒状の前記外周部材の一方の端面の側の開口部を覆うように配置される第1プレートと、
略円筒状の前記外周部材の他方の端面の側の開口部を覆うように配置される第2プレートと、を有し、
前記ロータの外周面と前記外周部材の内周面との間には隙間が設けられており、当該隙間は、前記ロータの周方向において複数の搬送室に区切られており、
前記搬送室のそれぞれは、前記ロータの回転によって容積が徐々に変化し、
前記第1プレート及び前記第2プレートにおける前記搬送室と対向している面には、前記搬送室の容積が徐々に大きくなる領域の少なくとも一部を含むように、吸入ポートが凹状に形成され、前記第1プレートに形成されている吸入ポートと前記第2プレートに形成されている吸入ポートは、互いに対向する位置に形成されており、
前記第1プレート及び前記第2プレートにおける前記搬送室と対向している面には、前記搬送室の容積が徐々に小さくなる領域の少なくとも一部を含むように、吐出ポートが凹状に形成され、前記第1プレートに形成されている吐出ポートと前記第2プレートに形成されている吐出ポートは、互いに対向する位置に形成されており、
前記第1プレートの前記吐出ポートには、作動油を吐出する吐出経路が接続されており、前記第2プレートの前記吐出ポートは、当該吐出ポートに達している前記搬送室と前記第1プレートの前記吐出ポートとを経由して前記吐出経路に接続されており、
前記第1プレート及び前記第2プレートのそれぞれにおいて、前記吸入ポートの終端部に達した後の前記搬送室が前記吐出ポートの開始端部に達するまでに通過する領域である封止領域に、前記封止領域を通過中の前記搬送室に、前記吐出ポートの作動油を徐々に供給する圧力徐変溝が、前記吐出ポートから前記吸入ポートに向かって延びるように設けられている、オイルポンプであって、
前記第1プレートに設けられている前記圧力徐変溝である第1圧力徐変溝において前記封止領域を通過中の前記搬送室と連通されている位置の流路の面積である第1流路面積よりも、前記第2プレートに設けられている前記圧力徐変溝である第2圧力徐変溝において前記封止領域を通過中の前記搬送室と連通されている位置の流路の面積である第2流路面積のほうが大きくなるように、前記第1圧力徐変溝と前記第2圧力徐変溝が形成されている、
オイルポンプ。 - 請求項1に記載のオイルポンプであって、
前記第1プレートに設けられている前記第1圧力徐変溝の本数よりも、前記第2プレートに設けられている前記第2圧力徐変溝の本数を多くすることで、前記第1流路面積よりも前記第2流路面積のほうが大きくなるように形成されている、
オイルポンプ。 - 請求項1または2に記載のオイルポンプであって、
前記封止領域を通過中の前記搬送室に、前記第1圧力徐変溝から流入する作動油の圧力と、前記第2圧力徐変溝から流入する作動油の圧力と、が同等となるように、前記第1流路面積に対する前記第2流路面積の比率が設定されている、
オイルポンプ。
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