JPH02153281A

JPH02153281A - トロコイド型オイルポンプ

Info

Publication number: JPH02153281A
Application number: JP30696988A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Ichinose; 正信一瀬
Original assignee: Yamada Seisakusho KK
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-12-06
Filing date: 1988-12-06
Publication date: 1990-06-12
Anticipated expiration: 2012-10-29
Also published as: JP2669676B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は、駆動軸の低速回転時には、二組のトロコイド
ロータが流体の吸入、吐出を行い、駆動軸の高速回転時
には、−組のみのトロコイドロータにて流体の吸入、吐
出を行い、これを自動的にすることができ、駆動軸の低
速及び高速回転時の吐出量の変化を少なくしたトロコイ
ド型オイルポンプに関する。

〔従来の技術及びその課題〕

従来、１、す、ｌｌ：＋　、：＋イド歯に形成したアウ
ターロータとインナーロータよりなるトロコイド型オイ
Ｊ［ｊξンゾは、自動車等のエンンン潤滑系統にオイル
を圧送するものとして、特に、ギヤ型オイルポンプより
も構造が小型で、低騒音である利点があリ、一般の量産
エンジンでは多く使用されている。

ところで、そのトロコイド型オイルポンプは、自動車の
エンジンの出力軸にベルト及びベルト卓を介してエンジ
ンの始動と同時に動き始める。

方、稼動状態にあるエンジンは、自動車が停止している
ときのアイドリング状態、或いは低速走行時の回転数と
自動車が高速走行しているときの回転数とは極端に異な
り、通常アイドリング状態の回転数は、約７００乃至約
８０Ｏｒｐｍであるのに対し、高速走行時では、約２０
００乃至約３００Ｏｒｐｍである。その低速回転では、
クランクシャフト、カムシャフト、コンロッド等の摺動
部への油供給量がポンプ効率が悪いことから少なくなり
、騒音、焼付等の原因となる不都合があった。また、エ
ンジンの高速回転時には、低速回転時よりもオイルの流
量は増加するものではあるが、実際には、ポンプより吐
出するオイルの流量は、：Ｌンジンの潤滑に要するオイ
ル量に対し必要以上あり、リリーフ弁にて吸入側に戻し
ており、殆どのオイルが無駄となっている。また、単に
必要以上の量のオイルを循環することは、油圧上昇、油
温上昇、騒音の増大させることとなり、ひいては、油圧
機器の故障の原因となる等の課題があった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意。

研究を重ねた結果、その発明を、主ロータ室、副ロータ
室を有するケーシングの主ロータ室には、主アウターロ
ータ及び主インナーロータを、副ロータ室には、副アウ
ターロータ及び副インナーロータをそれぞれ内装し、ケ
ーシング内に軸支した駆動軸に主インナーロータと原動
磁石体とをそれぞれ固着し、該原動磁石体を、前記副イ
ンナーロータに設けた従動磁石部箇所に近接して設けた
トロコイド型オイルポンプとしたり、或いは、主ロータ
室、副ロータ室を有するケーシングの主ロータ室には、
主アウターロータ及び主インナーロータを、副ロータ室
には、副アウターロータ及び副インナーロータをそれぞ
れ内装し、ケーシング内に主ロータ駆動軸と副ロータ駆
動軸とを同軸状にそれぞれ軸支し、その主ロータ駆動軸
には主インナーロータを、副ロータ駆動軸には、副イン
ナーロータをそれぞれ固着し、その主ロータ駆動軸と副
ロータ駆動軸とを機械式又は電気式のクラッチにて連結
し、低速回転時のみ副ロータ駆動軸を回転可能としたト
ロコイド型オイルポンプとしたことにより、エンジンの
高速回転時にはオイルの吐出量が過剰とならず、また低
速回転時には、そのオイルの吐出量が不足とならず、エ
ンジンのあらゆる回転数における潤滑に要する最適のオ
イルを循環させることができ、前記課題を解決したもの
である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第１７図に基づいて
説明する。

Ａはケーシングであって、その内部に主ロータ室１及び
副ロータ室２が形成されている。ケーシングＡは、その
主ロータ室１と副ロータ室２との２箇所にて中間ボディ
ーＡ、と外側ボディーＡ２゜Ａ３とに分割可能に構成さ
れている。その主ロータ室１には、主アウターロータ３
と主インナーロータ４とが内装されている。また、副ロ
ータ室２には、副アウターロータ５と副インナーロータ
６とが内装されている。具体的には、その主ロータ室１
内には、内歯を設けた主アウターロータ３と、外歯を設
けた主インナーロータ４とが互いに噛合されつつ、偏心
されて内装されている。その主アウターロータ３と主イ
ンナーロータ４とは、歯がトロコイド曲線となっており
、主インナーロータ４の歯が主アウターロータ３の歯数
よりも、−枚少なく、主インナーロータ４が一回転する
と、主アウターロータ３は、−歯分遅れて回転する関係
に構成されている。また、主インナーロータ４は何れの
回転角度であっても、常に主インナーロータ４の歯先が
主アウターロータ３の歯先又は歯底に接触し、主インナ
ーロータ４の隣接する歯先と、主アウターロータ３との
間に空隙部Ｓが形成され、該空隙部Ｓが１回転中に、大
きくなったり、小さくなったりして、吸入、吐出が行わ
れる。

また、副ロータ室２においても、副アウターロータ５と
副インナーロータ６との構成は、前記主ロータ室１の主
アウターロータ３と主インナーロータ４との組合せと、
同様である。前記の主アウターロータ３と主インナーロ
ータ４よりなるポンプを主ポンプとし、副アウターロー
タ５と副インナーロータ６よりなるポンプを副ポンプと
する。

７ば駆動軸であって、主ロータ室１に貫通しており、主
インナーロータ４が固着されている。駆動軸７は、その
長手方向の一端側（第２図において左側）がケーシング
Ａの外部に突出して、入力部となっており、エンジンよ
り動力が伝達される。

その駆動軸７はケーシングＡからの突出側寄りに主ロー
タ室１が形成され、次に副ロータ室２が形成されたり（
第２図、第１４図参照）、その駆動軸７のケーシングＡ
からの突出側寄りに副ロータ室２が形成され、次に主ロ
ータ室１が形成されることがある（第１０図、第１３図
参照）。

さらに、副ロータ室２の内部において、その駆動軸７に
は原動磁石体８が固着されている。該原動磁石体８は、
副ロータ室２の内部において副インナーロータ６に設け
た従動磁石部９に近接し、且つ離間状態に構成されてい
る。その原動磁石体８と従動磁石部９との構成の実施例
は種々存在する。

その第１実施例としては、第１図、第２図に示すように
、主ロータ室１が駆動軸７のケーシングＡからの突出側
寄りに存在している場合であって、その駆動軸７が主ロ
ータ室１を貫通し、該主ロータ室１で主インナーロータ
４が固着され、副ロータ室２において、原動磁石体８が
固着されている。

該原動磁石体８は、中空円筒状に形成された磁石ボルダ
８ａの外周側面に、複数の細長板状の磁石片８ｂ、８ｂ
、・・・が軸長方向に配置固着されている。その原動磁
石体８が駆動軸７に固着されるものであるが、該駆動軸
７には、その軸端に段状部を介して螺子杆が形成されて
、該螺子杆に原動磁石体８内の中空孔が貫通されてナツ
ト等の固着具にて固着されている（第２図、第５図参照
）。

方、従動磁石部９は、第１図、第６図に示すように、副
インナーロータ６の中心箇所に設けられ円筒状をなして
いる。その従動磁石部９の内周ホルダ面９ａには、前記
原動磁石体８が遊挿可能となっている。その従動磁石部
９の内周ホルダ面９ａには原動磁石体８と同様に複数の
従動磁石片９ｂ９ｂ・・・が固着されている。

また、第７図に示すように、原動磁石体８は、全て永久
磁石で構成され（磁石ホルダ８ａが存在しない）、円周
側に複数のＮ極、Ｓ極とが交互に配置されている。これ
に対応して、第７図に示すように、従動磁石部９も、全
て永久磁石で構成され（内周ホルダ面９ａが存在しない
）、円周側に複数のＮ極、Ｓ極とが交互に配置されてい
る。

その従動磁石部９の外周面９ｃが副ロータ室２の被摺動
内壁２ａに挿入され、副ロータ室２の内部にて、その副
インナーロータ６が回転可能に設けられている（第２図
参照）。また、必要に応して従動磁石部９の外周面９ｃ
と副ロータ室２の被摺動内壁２ａとの間に軸受が設けら
れることもある。前記副インナーロータ６と従動磁石部
９とは一体的に形成されたり、或いはその副インナーロ
ータ６と従動磁石部９が別部材として形成されることも
あるが、何れの場合においても従動磁石部９の回転とと
もに副インナーロータ６が回転するものであり、副イン
ナーロータ６と従動磁石部９とが別材であるときには、
画材は確実に固着されている。

次に、その原動磁石体８と従動磁石部９との構成の第２
実施例としては、第１１図、第１２図に示すように、駆
動軸７の周囲に、鉄心にコイルを巻きつけた電磁石によ
るものとして、複数のＮ極Ｓ極とが交互に配置され、こ
れが原動磁石体８として構成されている。具体的実施例
としては、ケーシングＡの外部に設けたキャンプ１ｏ内
に土掻、極からの電源にて、ブラシ１１．１１及び、こ
れに接触する、駆動軸７の端部に設けた環状のスリップ
リング１２．１２を介して、電磁石に励磁されるもので
ある。また、そのスリップリング１２箇所は、ケーシン
グＡの外側のキャップ１０内に設け、その電磁石なる原
動磁石体８箇所を密封状態に構成されているが、そのス
リップリング１２箇所をケーシングＡの内部に設けるこ
ともある。

第１１図、第１２図においては、原動磁石体８のみを電
磁石としたが、従動磁石部９も電磁石とすることもある
し、その原動磁石体８又は従動磁石部９の何れか一方の
みを電磁石して構成することもある。

次に、その原動磁石体８と従動磁石部９との構成の第３
実施例としては、第８図、第９図に示すように、副イン
ナーロータ６の他側面に（第８図において左側）従動磁
石部９が、−側面（第８図において右側）に枢支軸１３
が突設されている。

その従動磁石部９は円柱状に形成され、その円周状の外
周側面に従動磁石片９ｂ、９ｂ・・・が固着されている
。そして副ロータ室２には、枢支孔２ｂが形成されてお
り、前記副インナーロータ６の枢支軸１３が遊挿され、
その副インナーロータ６が副ロータ室２内で回転可能と
なっている。駆動軸７の一端側（第８図において右側）
には、原動磁石体８が固着されている。該原動磁石体８
は、その磁石ホルダ８ａが、カップ状に形成され、その
内周面に複数の細長板状の磁石片８ｂ、８ｂ、・・・が
固着されている。そのカップ状に形成された磁石ホルダ
８ａの内周側面には、前記円柱状の従動磁石部９が遊挿
可能となっている。そして駆動軸７の回転と共にカップ
状の原動磁石体８が、従動磁石部９の外周面に近接し、
且つ離間して回転可能に設けられている。

さらに、図示しないが、第３実施例においても（第８図
、第９図参照）、原動磁石体８及び従動磁石部９を、第
１実施例と同様に全て永久磁石で構成することもあるし
、その原動磁石体８．従動磁石部９の少なくとも一方を
電磁石とすることもある。

前述した実施例のように原動磁石体８が駆動軸７に固着
されており、駆動軸７がエンジンより動力伝達を受けて
低速に回転することで、駆動軸７に固着された原動磁石
体８が回転し、原動磁石体８による磁界作用にて、副イ
ンナーロータ６の従動磁石部９を回転させ、これによっ
て、副インナーロータ６が回転するものである（第１６
図参照）。

その駆動軸７が高速回転（約２００Ｏｒｐｍ以上）とな
ると、脱調現象を生じ、原動磁石体８が回転していても
、従動磁石部９の回転は停止し、副インナーロータ６及
び副アウターローク５の回転が停止し、主インナーロー
タ４及び主アウターロータ３のみが駆動するものである
（第１７図参照）。

実験例では、第１５図の回転数−流量特性グラフに示す
ように、約２００Ｑｒｐｍまで、副ポンプが回転するよ
うにし、これ以上は主ポンプのみが駆動するように構成
されている。

その従動磁石部９の回転が停止する脱調状態となる回転
数は、磁石の材質、磁力等を考慮して適宜設計するもの
である。

次に、前述の原動磁石体８と従動磁石部９とを使用しな
い構成の第１実施例として、第１３図に示すように、前
記駆動軸７が、主ロータ側駆動軸７ａと副ロータ側駆動
軸７ｂとに分割されたものであり、主ロータ側が、ケー
シングＡの右側となり、副ロータが左側となって、その
主ロータ側駆動軸７ａ端に主インナーロータ４が固着さ
れ、パイプ状の副ロータ側駆動軸７ｂが、前記主ロータ
側駆動軸７ａに挿入され、その副ロータ側駆動軸７ｂの
一端に副インナーロータ６が固着されている。その副ロ
ータ側駆動軸７ｂの他端（第１３図において左側）と、
主ロータ側駆動軸７ａの他端（第１３図において左側）
とが、機械式（摩擦クラッチ等）又は電磁式（電磁クラ
ッチ等）のクラッチ１４にて連結されている。該クラッ
チ１４が電磁式の場合には、主ロータ側駆動軸７ａの回
転数を検出する検出機構を備えた制御回路が設けられ、
主ロータ側駆動軸７ａに設けたエンジンからの出力が伝
達されたプーリ１５の回転にて、その主ロータ側駆動軸
７ａの所望の回転数（例えば、約２０００ｒｐｍ）にな
るまで、励磁作用にて、副ロータ側駆動軸７ｂが回動し
、この回転数を越えると脱調作用にて、副ロータ側駆動
軸７ｂの駆動が停止するように構成されている。

また、機械式の場合には、その所望回転数になるまで連
結状態を保持し、これ以上の回転数になると、その連結
状態が解消されて、その副ロータ側駆動軸７ｂの駆動が
停止し、主ロータ側駆動軸７ａ、主ロータのみが駆動す
るように構成されている。

また、原動磁石体８と従動磁石部９とを使用しない構成
の第２実施例として、第１４図が存在刃る。この実施例
では、第１３図の場合と逆の構成となっている。即ち、
主ロータ側か、ケーシングＡの左側となり、副ロータが
右側となって、そのパイプ状の主ロータ側駆動軸７ａ端
に主インナロータ４が固着され、中軸状の副ロータ側駆
動軸７ｂが、前記主ロータ側駆動軸７ａ内に挿入され、
その副ロータ側駆動軸７ｂの一端に副インナーロータ６
が固着されている。その副ロータ側駆動軸７ｂの他端（
第１３図において左側）と、主ロク側駆動軸７ａの他端
（第１３図において左側）とが、機械式（摩擦クラッチ
等）又は電磁式（電磁クラッチ等）のクラッチ１４にて
連結されている。この作用は、前記第１実施例と同様で
ある。

〔発明の効果〕

請求項１の発明においては、主ロータ室１．副ロータ室
２を有するツノ゛−ンングＡの土ロータ室Ｉには、主ア
ウターロータ３及び主インナーロータ４を、副ロータ室
２には、副アウターロータ５及び副インナーロータ６を
それぞれ内装し、ケーシングＡ内に軸支した駆動軸７に
主インナーロータ４と原動磁石体８とをそれぞれ固着し
、該原動磁石体８を、前記副インナーロークロに設けた
従動磁石部９箇所に近接して設けたトロコイド型オイル
ポンプとしたことにより、まず第１にエンジンの低速回
転時と高速回転時においてそれぞれに適応する量のオイ
ルを循環供給することができるし、第２に構造が極めて
簡単であり、低価格にて提供することができる等の種々
の効果を奏する。

これらの効果について詳述すると、本発明のトロコイド
型オイルポンプは主ロータ室１に内装した主インナーロ
ータ４と駆動軸７とを固着しており、駆動軸７の回転と
ともに常時回転し、その主インナーロータ４の回転にて
主アウターロータ３とともに空隙部Ｓを形成し、オイル
等の流体を吸入、吐出してエンジンの潤滑用オイルを供
給している。また副ロータ室２においては、駆動軸７に
固着した原動磁石体８が駆動軸７とともに回転するもの
であるが、その原動磁石体８が回転することによって、
低速回転時においては、磁界作用にて、該原動磁石体８
に近接して設げられた従動磁石部９が、追動して回転す
ることとなる（第１６図参照）。即ち、同期して回転す
ることとなる。

しかるに、原動磁石体８が高速回転になろうとすると、
その副アウターロータ５及び副インナーロータ６には大
きな負荷が加わり、これによって、その副アウターロー
タ５及び副インナーロータ６は、回転が遅れ、同期状態
を脱し、脱調となり、同期が解除され、その副アウター
ロータ５及び副インナーロータ６は停止状態となる（第
１７図参照）。一方において、主アウターロータ３及び
王インナーロータ４は高速回転にて、ポンプ効率を向上
させることができる。

このような構成ゆえに、エンジンの低速回転Ｂ）には、
主ロータ室１と副ロータ室２において主アウターロータ
３と主インナーロータ４及び副アウターロータ５と副イ
ンナーロータ６とでオイル等の流体の流入、吐出を行い
、またエンジンの高速回転時には、主ロータ室１の主ア
ウターロータ３と主インナーロータ４のみでオイル等の
流体の流入、吐出を行うものであり、過剰なオイル等の
吐出がなく、これによって、油路回路の循環が良好で、
油圧上昇、油温上界、騒音の増大させること等の欠点を
防止できる利点がある。

また、その原動磁石体８．従動磁石部９の少なくとも一
方を電磁石として構成すれば、その磁力の変化によって
、その脱調時の回転数を任意の値にすることが可能であ
り、ポンプ効率をより上昇させることができる。

次に、本発明のトロコイド型オイルポンプでは、副ロー
タ室２の副インナーロータ６の回転を生じさせるのに、
駆動軸７に円筒状又は、円柱状の原動磁石体８を設けて
従動磁石部９に近接させた構造であり、極めて簡単な構
成であるのみならず、たとえ流体が浸入しても普通のモ
ータのように電気回路が介在していないので故障を殆ど
なくすことができる。

次に、請求項２の発明においては、主ロータ室１．副ロ
ータ室２を有するケーシングＡの主ロータ室１には、主
アウターロータ３及び主インナーロータ４を、副ロータ
室２には、副アウターロータ５及び副インナーロータ６
をそれぞれ内装し、ケーシングＡ内に主ロータ駆動軸７
ａと副ロータ駆動軸７ｂとを同軸状にそれぞれ軸支し、
その主ロータ駆動軸７ａには主インナーロータ４を、副
ロータ駆動軸７ａには、副インナーロータ６をそれぞれ
固着し、その主ロータ駆動軸７ａと副ロータ駆動軸７ｂ
とを機械式又は電気式のクラッチ１４にて連結し、低速
回転時のみ副ロータ駆動軸７ｂを回転可能としたトロコ
イド型オイルポンプとしたことにより、第１にケーシン
グＡ内の構成として、このロータ関係を磁石化した構造
としなくとも、そのクラッチ１４の作用にて、エンジン
の低速回転時には、主ロータと副ロータとで流入吐出を
行うことができ、エンジンの高速回転時には、主ロータ
室１の主ロータのみが駆動することとなり、請求項１の
発明と同様の作用及び効果を奏する。このため、ポンプ
効率を上昇させることができる。

特に、請求項２の発明では、ケーシングＡ内部に磁石構
成を設けないため、ケーシングＡ内構酸を比較的簡単で
にできる利点がある他の構成は、請求項１の発明と同様であり、これと同等
の効果を発揮しろる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであって、その第１図
は本発明の一部断面とした斜視図、第２図は第１図の縦
断面図、第３図は一部断面とした第２図の要部側面図、
第４図は中間ボディーの一部切除した斜視図、第５図は
原動磁石体付き駆動軸の斜視図、第６図は副アウターロ
ータの一部切除した斜視図、第７図は本発明の一部断面
とした要部断面図、第８図は本発明の別の実施例の縦断
面図、第９図は第８図の一部切除した要部斜視図、第１
０図はさらに別の実施例の本発明の縦断面図、第１１図
は原動磁石体を電磁石とした斜視図、第１２図は第１１
図の原動磁石体を使用した本発明の縦断面図、第１３図
、第１４図は本発明の別の実施例の縦断面図、第１５図
は回転数、流量特性のグラフ、第１６図は低速域状態の
本発明の作用図、第１７図は高速域状態の本発明の作用
図である。Ａ・・・・・・ケーシング、　　　１・・・・・・主ロ
ータ室、２・・・・・・副ロータ室、　　　３・・・・
・・主アウターロータ、４・・・主インナーロータ、５
・・・副アウターロータ、６・・・副インナーロータ、
７・・・・・・駆動軸、７ａ・・・主ロータ駆動軸、７
ｂ・・・・・・副ロータ駆動軸、８・・・・・・原動磁
石体、　　９・・・・・・従動磁石部。特　許　出　願　人　　株式会社山田製作所第１２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）主ロータ室、副ロータ室を有するケーシングの主
ロータ室には、主アウターロータ及び主インナーロータ
を、副ロータ室には、副アウターロータ及び副インナー
ロータをそれぞれ内装し、ケーシング内に軸支した駆動
軸に主インナーロータと原動磁石体とをそれぞれ固着し
、該原動磁石体を、前記副インナーロータに設けた従動
磁石部箇所に近接して設けたことを特徴としたトロコイ
ド型オイルポンプ。
（２）主ロータ室、副ロータ室を有するケーシングの主
ロータ室には、主アウターロータ及び主インナーロータ
を、副ロータ室には、副アウターロータ及び副インナー
ロータをそれぞれ内装し、ケーシング内に主ロータ駆動
軸と副ロータ駆動軸とを同軸状にそれぞれ軸支し、その
主ロータ駆動軸には主インナーロータを、副ロータ駆動
軸には、副インナーロータをそれぞれ固着し、その主ロ
ータ駆動軸と副ロータ駆動軸とを機械式又は電気式のク
ラッチにて連結し、低速回転時のみ副ロータ駆動軸を回
転可能としたことを特徴としたトロコイド型オイルポン
プ。