WO2013172409A1 - 多段オイルポンプ - Google Patents

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宏行 小田
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株式会社ミクニ
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    • F05C2201/02—Light metals
    • F05C2201/021—Aluminium

Definitions

  • the present invention relates to a multistage oil pump particularly used for automobiles and the like.
  • Patent Document 1 a multistage oil pump in which a plurality of rotors are connected in series has been provided (for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 1, the trochoid pumps (rotors) 4 and 5 are directly housed in a bottomed cylindrical housing body 1.
  • the above structure has a problem that it is heavy because it is an iron-based material.
  • This invention aims at providing the multistage oil pump which can solve the said subject.
  • the multi-stage oil pump of the present invention is a multi-stage oil pump in which a plurality of rotors are connected in series, and is connected to a rotor case that is axially connected and partitioned by a spacer inside.
  • the plurality of rotors are accommodated, the rotor case is divided in an axial direction, and the spacer is made of a material having a specific gravity smaller than that of the rotor.
  • the present invention is characterized in that the rotor is iron-based and the spacer is aluminum-based.
  • the present invention is characterized in that the rotor case is configured such that a spacer is interposed between the rotor case units, and the spacer and each of the rotor case units are joined by dowel pins.
  • the spacer is a material having a specific gravity smaller than that of the rotor, so that the weight can be reduced.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2. It is a figure which shows the flow of the oil in a multistage oil pump.
  • the multistage oil pump 1 includes a housing 2, a cover 3 for closing the housing 2, a rotor case 4 accommodated in the housing 2, and a rotor case 4 accommodated in a row and connected to each other.
  • the first and second rotors 6 and 7 are provided.
  • the housing 2 has a bottomed cylindrical shape and includes a pump discharge port 21 and a fitting hole 22.
  • a fitting hole 31 is formed in the cover 3.
  • the rotor case 4 is divided into a first rotor case 41 and a second rotor case 42 in the axial direction, and the first rotor case 41 and the second rotor case 42 are partitioned by a spacer 5.
  • the first rotor case 41 accommodates the first rotor 6, and the second rotor case 42 accommodates the second rotor 7.
  • the first rotor case 41 is formed with a circular first rotor accommodation hole 411 having a shaft eccentric with respect to the first rotor case 41 and a fitting hole 412.
  • the second rotor case 42 is formed with a circular second rotor accommodation hole 421 having a shaft eccentric with respect to the second rotor case 42 and a fitting hole 422.
  • the first rotor case 41 and the second rotor case 42 are disposed in the housing 2 with the first rotor accommodation hole 411 and the second rotor accommodation hole 421 offset in the axis.
  • the spacer 5 is a disc having the same outer diameter as that of the first rotor case 41 and the second rotor case 42, an insertion hole 51 of the drive shaft 11, a first rotor discharge port 52, a second rotor suction port 53, and a first rotor suction.
  • a port 54 is provided.
  • the first rotor discharge port 52 is formed on one surface of the spacer 5, and the second rotor suction port 53 is formed on the other surface of the spacer 5, and communicates with each other.
  • Dowel pins 8 project from one side and the other side of the spacer 5, respectively.
  • the dowel pin 8 is made of SUJ (high carbon bearing steel).
  • the spacer 5 is made of an aluminum material having a specific gravity smaller than that of the first and second rotors 6 and 7.
  • ADC12, ADC10, ADC14 (for die casting), AC2A, AC4B (for sand casting), A2014, A2017 and the like can be used.
  • the side plate 9 and the sealing material 12 are arranged in this order from the first rotor case 41 side.
  • the side plate 9 is configured by providing an insertion hole 91, a purge port 92, and a fitting hole 94 of the drive shaft 11 on a disk having the same outer diameter as the first rotor case 41.
  • the sealing material 12 seals between the cover 3 and the side plate 9.
  • the dowel pin 8 protruding from one surface of the spacer 5 is fitted into the fitting hole 422 of the second rotor case 42 and the fitting hole 22 of the housing 2, and the second rotor case 42 and the housing 2 are connected as shown in FIG. 7. It is joined to the spacer 5.
  • the dowel pin 8 protruding from the other surface of the spacer 5 is fitted into the fitting hole 412 of the first rotor case 41, the fitting hole 94 of the side plate 9, and the fitting hole 31 of the cover 3.
  • the side plate 9 and the cover 3 are joined to the spacer 5.
  • the first rotor 6 is configured by disposing a first inner rotor 62 inside the first outer rotor 61, and is formed of an iron-based material. Specifically, iron-copper-carbon (JPMA standard), SMF4030, or the like can be used as the iron-based material.
  • the first outer rotor 61 is configured by providing an oil filling hole 611 in a disc having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the first rotor accommodation hole 411, and is rotatably arranged in the first rotor accommodation hole 411. Has been.
  • the oil filling hole 611 is disposed so that the first outer rotor 61 and the shaft center coincide with each other.
  • An oil storage chamber is configured.
  • the first inner rotor 62 is fixed to the drive shaft 11 and is disposed in the first outer rotor 61 with the axis of the drive shaft 11 aligned with the axis of the first rotor case 41.
  • the second rotor 7 is configured by arranging a second inner rotor 72 inside the second outer rotor 71.
  • the second outer rotor 71 has the same shape as the first outer rotor 61 and is rotatably disposed in the second rotor accommodation hole 421.
  • the second inner rotor 72 has the same shape as the first inner rotor 62 and is arranged in the second outer rotor 71 such that the axis of the drive shaft 11 coincides with the axis of the second rotor case 42. Has been.
  • the drive shaft 11 is inserted into the spacer 5 and positioned with a pin, the inner rotor is assembled to the drive shaft 11, and the outer rotors 61 and 71 are fitted to the inner rotors 62 and 72.
  • the dowel pin 8 is attached to the spacer 5
  • the rotor cases 41 and 42 are assembled to one surface and the other surface of the spacer 5
  • the side plate 9 is assembled to the second rotor case 42.
  • the cover 3 is accommodated in the housing 2 and the cover 3 is attached in the housing 2.
  • oil is supplied from the first rotor suction port 54 to the oil storage chamber of the first rotor 6.
  • the first outer rotor 61 is rotated in the rotation direction of the drive shaft 11 by the first inner rotor 62, and the oil storage chamber also moves around the drive shaft 11.
  • the oil storage chamber increases in volume as it moves away from the drive shaft 11, and sucks that much oil from the first rotor suction port 54. Further, the oil storage chamber decreases in volume as it approaches the drive shaft 11, and the corresponding amount of oil is discharged from the purge port 92 and the first rotor discharge port 52.
  • Oil is supplied to the oil storage chamber of the second outer rotor 71 from the second rotor suction port 53.
  • the second outer rotor 71 is rotated in the rotation direction of the drive shaft 11 by the second inner rotor 72, and the oil storage chamber also moves around the drive shaft 11.
  • the oil storage chamber increases in volume as it moves away from the drive shaft 11, and sucks that much oil from the second rotor suction port 53.
  • the oil storage chamber decreases in volume as it approaches the drive shaft 11, and the oil corresponding to that volume is discharged from the oil discharge port 21.
  • the oil discharged from the first rotor discharge port 52 by the oil storage chamber of the first rotor 6 is sucked from the second rotor suction port 53 into the oil storage chamber of the second rotor 7. Since the first rotor accommodating hole 411 is offset with respect to the second rotor accommodating hole 421, the oil accommodating chamber of the second rotor 7 increases in volume as the oil accommodating chamber of the first rotor 6 increases in volume. Decrease. Therefore, the oil discharged from the first rotor discharge port 52 is directly sucked from the second rotor suction port 53 by the oil storage chamber of the second rotor 7 that increases the volume.
  • the spacer 5 is a material having a specific gravity smaller than that of the rotors 6 and 7, the weight can be reduced.
  • the rotors 6 and 7 are iron-based and the spacer 5 is aluminum-based, it is possible to suppress seizure between the rotors 6 and 7 and the spacer 5.
  • the spacer 5 is made of aluminum.
  • the spacer 5 may be made of magnesium.
  • the joining method of the spacer 5 and the rotor cases 41 and 42 with the dowel pins 8 is arbitrary.
  • the outer diameter of the spacer 5 is made smaller than the outer diameter of the rotor cases 41 and 42,
  • the inner peripheral portion is provided with a step fitted to the outer peripheral portion of the spacer 5, and the pins such as the dowel pins 8 are fixed to the fitting portions of both from the outside of the rotor cases 41, 42, so that the rotor cases 41, 42 and the spacer 5 It is good also as a structure which performs rotation prevention between.
  • the said embodiment demonstrated the case where oil was supplied to the oil storage chamber in the 1st outer rotor 61 from the spacer 5 side of the side surface of the rotor case 4, it is good also as a structure supplied from the cover 3 side. .
  • the oil may be supplied from the cover 3 through the housing 2 into the oil storage chamber.

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Abstract

　従来の多段オイルポンプでは、全て鉄系材料の為、重量が大きいという問題点があった。　多段オイルポンプ１は、ローター６，７が直列接続されている。ローターケース２は、第１ロータケース及び第２ロータケース４１が軸方向に接続され、内部がスペーサー５で仕切られている。第１ロータケース４１及び第２ロータケース４２は、ダウエルピン８でスペーサー５に接合されている。ローター６，７は鉄系、スペーサー５はアルミ系の材料で形成されている。

Description

多段オイルポンプ
　本発明は、特に自動車等に用いられる多段オイルポンプに関する。
　従来より、複数のローターが直列接続された多段オイルポンプが提供されている（例えば、特許文献１）。当該図１に記載の如く、トロコイドポンプ（ローター）４，５は有底筒状のハウジング本体１に直接収納されている。
特開２００６－１６１６１４号公報
　しかしながら、上記構造では全て鉄系材料の為、重量が大きいという問題点があった。
　本発明は、上記課題を解決できる多段オイルポンプを提供することを目的とする。
　このような課題を解決するために、本発明の多段オイルポンプは、複数のローターが直列接続された多段オイルポンプであって、軸方向に接続され、且つ内部にスペーサーで仕切られたローターケースに前記複数のローターが収容され、該ローターケースは軸方向に分割され、前記スペーサーは、ローターよりも比重が小さい材料であることを特徴とする。
　また、本発明は、前記ローターは鉄系で、前記スペーサーはアルミ系であることを特徴とする。
　また、本発明は、前記ローターケースは、ローターケースユニットの間に、スペーサーが介在されて、該スペーサーと各前記ローターケースユニットはダウエルピンにより接合され構成されたことを特徴とする。
　本発明によれば、前記スペーサーは、ローターよりも比重が小さい材料であるので、軽量化することが出来る。
本発明の一実施形態の多段オイルポンプの斜視図である。 図１の多段オイルポンプの正面図である。 図１の多段オイルポンプをカバー側から見た分解斜視図である。 図１の多段オイルポンプをハウジング側から見た分解斜視図である。 図１の多段オイルポンプをカバー側から見た分解斜視図である。 図１の多段オイルポンプをハウジング側から見た分解斜視図である。 図２のＡ－Ａ矢視断面図である。 多段オイルポンプでのオイルの流れを示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明の最良の形態を説明する。
　多段オイルポンプ１は、図１～６に示すように、ハウジング２と、ハウジング２を塞ぐカバー３と、ハウジング２に収納されたロータケース４と、ロータケース４に収容されて互いが列接続された第１，第２ローター６，７とを備えている。
　ハウジング２は、有底筒状を呈しており、ポンプ吐出ポート２１と嵌合孔２２とを備えている。カバー３には、嵌合孔３１が形成されている。ロータケース４は、第１ロータケース４１と第２ロータケース４２とに軸方向に分割されており、第１ロータケース４１と第２ロータケース４２とがスペーサー５で仕切られている。
　第１ロータケース４１には第１ローター６が、第２ロータケース４２には第２ローター７がそれぞれ収容されている。第１ロータケース４１には、第１ロータケース４１に対して軸心を偏心させた円形の第１ロータ収容孔４１１と、嵌合孔４１２とが形成されている。第２ローターケース４２には、第２ローターケース４２に対して軸心を偏心させた円形の第２ロータ収容孔４２１と、嵌合孔４２２とが形成されている。第１ロータケース４１と第２ローターケース４２とは、第１ロータ収容孔４１１と第２ロータ収容孔４２１とが軸心をオフセットさせて、ハウジング２内に配置される。
　スペーサー５は、第１ロータケース４１及び第２ローターケース４２と同じ外径の円板に駆動軸１１の挿通孔５１、第１ロータ吐出ポート５２、第２ロータ吸入ポート５３、及び第１ロータ吸入ポート５４を設けて構成されている。第１ロータ吐出ポート５２はスペーサー５の一面に、第２ロータ吸入ポート５３はスペーサー５の他面にそれぞれ形成されており、互いに連通している。スペーサー５の一面及び他面からはそれぞれダウエルピン８が突出している。ダウエルピン８は、ＳＵＪ（高炭素軸受鋼）で形成されている。
　スペーサー５は、第１，第２ローター６，７よりも比重が小さいアルミ系の材料で形成されている。また、アルミ系の材料としては、具体的には、ＡＤＣ１２，ＡＤＣ１０，ＡＤＣ１４（ダイカスト用）、ＡＣ２Ａ，ＡＣ４Ｂ（砂型鋳物用）、Ａ２０１４，Ａ２０１７等を用いることができる。
　第１ロータケース４１とカバー３との間には、サイドプレート９及びシール材１２が第１ロータケース４１側からこの順で配置される。サイドプレート９は、第１ロータケース４１と同じ外径の円板に駆動軸１１の挿通孔９１、パージポート９２、及び嵌合孔９４を設けて構成されている。シール材１２は、カバー３とサイドプレート９との間をシールする。
　スペーサー５の一面から突出したダウエルピン８は、第２ローターケース４２の嵌合孔４２２及びハウジング２の嵌合孔２２に嵌合し、図７に示すように、第２ローターケース４２及びハウジング２をスペーサー５に接合している。スペーサー５の他面から突出したダウエルピン８は、第１ローターケース４１の嵌合孔４１２、サイドプレート９の嵌合孔９４、及びカバー３の嵌合孔３１に嵌合し、第１ローターケース４１、サイドプレート９、及びカバー３をスペーサー５に接合している。
　第１ローター６は、第１アウターローター６１の内側に第１インナーローター６２を配置して構成されており、鉄系の材料で形成されている。鉄系の材料としては、具体的には、鉄－銅－炭素系（ＪＰＭＡ規格）、ＳＭＦ４０３０等を用いることができる。第１アウターローター６１は、第１ロータ収容孔４１１の内径とほぼ等しい外径を有した円板にオイル充填孔６１１を設けて構成されており、第１ロータ収容孔４１１内に回転自在に配置されている。オイル充填孔６１１は、第１アウターローター６１と軸心を一致させて配置されている。
　第１アウターローター６１と第１インナーローター６２との間には、オイル充填孔６１１の内周面と、第１インナーローター６２の外周面と、スペーサー５及びサイドプレート９とで仕切られた４つのオイル収容室が構成されている。
　第１インナーローター６２は、駆動軸１１に固定されており、駆動軸１１の軸心を第１ロータケース４１の軸心と一致させて、第１アウターローター６１内に配置されている。
　第２ローター７は、第２アウターローター７１の内側に第２インナーローター７２を配置して構成されている。第２アウターローター７１は、第１アウターローター６１と同様の形状を有しており、第２ロータ収容孔４２１内に回転自在に配置されている。第２インナーローター７２は、第１インナーローター６２と同様の形状を有しており、駆動軸１１の軸心を第２ローターケース４２の軸心と一致させて、第２アウターローター７１内に配置されている。
　第２アウターローター７１と第２インナーローター７２との間には、オイル充填孔６１１の内周面と、第２インナーローター７２の外周面と、ハウジング２とで仕切られた４つのオイル収容室が構成されている。
　次に、多段オイルポンプ１の組立方法を説明する。
　まず、駆動軸１１をスペーサー５に挿通させてピンで位置決めし、インナーロータを駆動軸１１に組み付け、インナーロータ６２，７２にアウターロータ６１，７１を嵌め合わせる。続いて、スペーサー５にダウエルピン８を取り付けて、スペーサー５の一面及び他面にロータケース４１，４２を組み付け、更に第２ロータケース４２にサイドプレート９を組み付ける。このようにして仮組みをした後、ハウジング２内に収容し、カバー３をハウジング２内に取り付ける。
　次に、多段オイルポンプ１の動作を説明する。
　第１ローター６のオイル収容室には、図８に示すように、第１ロータ吸入ポート５４からオイルが供給されている。駆動軸１１が回転すると、第１アウターローター６１が第１インナーローター６２により駆動軸１１の回転方向に回転させられ、オイル収容室も駆動軸１１の回りを移動する。オイル収容室は、駆動軸１１から遠ざかるのに伴い容積を増大させ、第１ロータ吸入ポート５４からその分のオイルを吸入する。また、オイル収容室は、駆動軸１１に近づくのに伴い容積を減少させ、その分のオイルをパージポート９２と第１ロータ吐出ポート５２から吐出する。
　第２アウターローター７１のオイル収容室には、第２ロータ吸入ポート５３からオイルが供給されている。駆動軸１１が回転すると、第２アウターローター７１が第２インナーローター７２により駆動軸１１の回転方向に回転させられ、オイル収容室も駆動軸１１の回りを移動する。オイル収容室は、駆動軸１１から遠ざかるのに伴い容積を増大させ、第２ロータ吸入ポート５３からその分のオイルを吸入する。また、オイル収容室は、駆動軸１１に近づくのに伴い容積を減少させ、その分のオイルをオイル吐出ポート２１から吐出する。
　第１ローター６のオイル収容室が第１ロータ吐出ポート５２から吐出させたオイルは、第２ローター７のオイル収容室に第２ロータ吸入ポート５３から吸入される。第１ロータ収容孔４１１が第２ロータ収容孔４２１に対してオフセットされていることから、第１ローター６のオイル収容室が容積を増大させるのに伴い、第２ローター７のオイル収容室が容積を減少させる。このため、第１ロータ吐出ポート５２から吐出されたオイルは、容積をを増大させる第２ローター７のオイル収容室により、そのまま第２ロータ吸入ポート５３から吸入される。
　本実施形態によれば、スペーサー５がローター６，７よりも比重が小さい材料であるので、軽量化することが出来る。
　また、本実施形態によれば、ローター６，７が鉄系で、スペーサー５がアルミ系であることから、ロータ６，７とスペーサー５との間で焼き付きが生じるのを抑えられる。
　上記実施形態では、スペーサー５がアルミ系である場合について説明したが、スペーサー５がマグネシウム系であってもよい。また、スペーサー５とローターケース４１，４２とのダウエルピン８での接合方法は任意であり、例えば、スペーサー５の外径をロータケース４１，４２の外径より小さくして、ロータケース４１，４２の内周部にはスペーサー５の外周部に嵌め合わされる段差を設け、ロータケース４１，４２の外側から両者の嵌合部にダウエルピン８等のピンを止めて、ロータケース４１，４２とスペーサー５との間での回り止めを行う構成としてもよい。
　また、上記実施形態では、ロータケース４の側面のスペーサー５側から第１アウターローター６１内のオイル収容室にオイルが供給された場合について説明したが、カバー３側から供給される構成としても良い。また、カバー３からハウジング２を通してオイルがオイル収容室内に供給される構成としてもよい。
１　　　多段オイルポンプ
１１　　駆動軸
１２　　シール材
２　　　ハウジング
２１　　ポンプ吐出ポート
２２　　嵌合孔
３　　　カバー
３１　　嵌合孔
４　　　ロータケース
４１　　第１ロータケース
４１１　第１ロータ収容孔
４１２　嵌合孔
４２　　第２ロータケース
４２１　第２ロータ収容孔
４２２　嵌合孔
５　　　スペーサー
５１　　挿通孔
５２　　第１ロータ吐出ポート
５３　　第２ロータ吸入ポート
５４　　第１ロータ吸入ポート
６　　　第１ローター
６１　　第１アウターローター
６１１　オイル充填孔
６２　　第１インナーローター
７　　　第２ローター
７１　　第２アウターローター
７１１　オイル充填孔
７２　　第２インナーローター
８　　　ダウエルピン
９　　　サイドプレート
９１　　挿通孔
９２　　パージポート
９４　　嵌合孔

Claims (3)

  1. 　複数のローターが直列接続された多段オイルポンプであって、
    　軸方向に接続され、且つ内部にスペーサーで仕切られたローターケースに前記複数のローターが収容され、
    　該ローターケースは軸方向に分割され、
    前記スペーサーは、ローターよりも比重が小さい材料であることを特徴とする多段オイルポンプ。
  2. 　前記ローターは鉄系で、前記スペーサーはアルミ系であることを特徴とする請求項１記載の多段オイルポンプ。
  3. 　前記ローターケースは、ローターケースユニットの間に、スペーサーが介在されて、該スペーサーと各前記ローターケースユニットはダウエルピンにより接合され構成されたことを特徴とする請求項1又は２に記載の多段オイルポンプ。　
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