JP2011032892A - トロコイド式回転ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】アウタロータの外周面への溝加工のみで、前記アウタロータをハウジング内の中心に位置させることができるトロコイド式回転ポンプを提供する。
【解決手段】アウタロータ３の外周面３ｂに、一定間隔でオイル溝１２が形成され、該オイル溝１２は、その左，右の辺部１２ａ，１２ａが前記アウタロータ３の外周面３ｂの軸方向端部から中心に向かうにつれて回転方向９の上流側に位置するよう斜めに形成され、さらに、その底部１２ｂが前記回転方向９の最上流側に位置するＶ字形状をなしている。
【選択図】図８

Description

本発明は、インナロータとアウタロータとを備えたトロコイド式回転ポンプに関し、特にアウタロータの偏り，傾きの改善に関する。

自動車等の車両に搭載される自動変速機は、各種の油圧制御や潤滑油の供給のために、油圧を発生させるオイルポンプを備えている。

このようなオイルポンプには、ポンプハウジングのロータ収納部に回転可能に収容されたアウタロータと、これの内歯に噛合する外歯を有し、該アウタロータ内に回転駆動可能に配置されたインナロータとを有し、前記内歯と外歯とで移動油室を形成し、吸入孔から吸入したオイルを圧縮加圧して吐出孔から吐出するトロコイド式回転ポンプが採用されている。

この種のトロコイド式回転ポンプでは、アウタロータが、吐出圧により、駆動軸方向においては、ポンプカバー側あるいはポンプハウジング側に押し付けられ、また、半径方向においては、吸入側に押し付けられるため、前記アウタロータの偏りや傾きが発生するという問題がある。

前記偏りや傾きにより、油膜のせん断抵抗や金属摩耗が増加し、また、オイルポンプの駆動トルクが増加するとともにポンプの耐久性が低下するという問題がある。

前記問題点の解決方法として、例えば、特許文献１には、アウタロータとハウジングとの間に円筒部材を介在させ、該円筒部材の内周面にポート（吸入側、吐出側）を形成するとともに、前記アウタロータの端面にポンプ室と前記ポートとを連通する逃がし溝を形成する構造が開示されている。この構造では、前記ポンプ室からの油圧を前記ポートに導き前記アウタロータ外周を潤滑し、吸気側ポートの対向面積を増やして前記アウタロータを吐出側に押し返すようになっている。

また、特許文献２には、アウタロータの外周面に、軸方向に細長い複数の油だまりを周方向に所定間隔を置いて設け、該油だまりの端部とアウタロータの外周縁部の間に僅かなランド部を設けるとともに、隣接する前記油だまりが周方向に相互に重複するように形成する構造が開示されている。この構造ではアウタロータとハウジングとの間の摺動面の潤滑性を向上させ、異物を前記油だまりに捕集するようになっている。

実開平６−７３３８５号公報 実開平６−２８２８５号公報

ところが、前記特許文献１のトロコイド式回転ポンプでは、円筒部材の内周面にポートを形成するとともに、アウタロータの端面に逃し溝を形成するといった複雑な加工が必要であり、また、アウタロータをハウジング内の中心に位置させるための対向面積の設定が困難であるという問題がある。

また、前記特許文献２のトロコイド式回転ポンプでは、構造上、アウタロータをハウジング内の中心に位置させることができない。そのため、アウタロータの偏り，傾きが生じ、ポンプ駆動トルクの増加，耐久性低下の問題がある。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、アウタロータの外周面への溝加工のみで、前記アウタロータをハウジング内の中心に位置させることができるトロコイド式回転ポンプを提供することを課題としている。

請求項１の発明は、ハウジングと、内歯を有し、前記ハウジング内に回転可能に配置されたアウタロータと、前記内歯と噛合する外歯を有し、前記アウタロータ内に回転可能にかつ該アウタロータの回転軸と偏心させて配置されたインナロータとを備えたトロコイド式回転ポンプにおいて、前記アウタロータの外周面に、一定間隔でオイル溝が形成され、該オイル溝は、アウタロータの外周面の軸方向端部から中心に向かうにつれて回転方向上流側に位置するよう斜めに形成されていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載のトロコイド式回転ポンプにおいて、前記オイル溝は、その底部が回転方向上流側に位置するＶ字形状をなしていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、アウタロータの外周面に、一定間隔でオイル溝が形成され、該オイル溝は、アウタロータの外周面の軸方向端部から中心に向かうにつれて回転方向上流側に位置するよう斜めに形成されている。そのため該アウタロータの回転に伴い、外周面のオイルを、該アウタロータの外周面の軸方向中心部に集中させることができ、該アウタロータの外周面全周に一定の油膜を確保することができる。その結果アウタロータの偏り、傾きを抑制することが可能であり、ポンプの駆動トルクの増加、耐久性の低下を抑制できる。

また、アウタロータの外周面に溝加工を施すだけで済み、構造がシンプルで、生産性も良好である。

請求項２の発明によれば、前記オイル溝は、その底部が回転方向上流側に位置するＶ字形状をなしているので、前記アウタロータの回転に伴い、外周面のオイルを、前記アウタロータの外周面の軸方向中心部に、より確実に集中させることができ、前記アウタロータの偏り、傾きを、より一層抑制することが可能である。

本発明の実施例１によるトロコイド式回転ポンプの正面図である。 前記トロコイド式回転ポンプの断面側面図（図１のII−II線断面図）である。 前記トロコイド式回転ポンプのハウジングの正面図である。 前記トロコイド式回転ポンプのアウタロータの正面図である。 前記アウタロータの側面図である。 前記アウタロータの外周面のオイル溝の形状を示す側面図である。 前記アウタロータ外周面のオイル溝の形状を示す正面図である。 前記アウタロータの斜視図である。 前記アウタロータ外周面の軸方向両端部から中心部へのオイルの流れを示す摸式図である。 前記実施例１における油圧均衡時の、ハウジング内における前記アウタロータの半径方向の位置関係を示す摸式図である。 前記油圧均衡時の、ハウジング内における前記アウタロータの半径方向及び軸方向の位置関係を示す摸式図である。 本発明の実施例２によるトロコイド式回転ポンプのアウタロータの斜視図である。

図１ないし図１１は、本発明の実施例１によるトロコイド式回転ポンプを説明するための図である。

図において、１はトロコイド式回転ポンプを示しており、該ポンプ１は、ハウジング２と、該ハウジング２のロータ室２ａ内に回転軸Ｘ廻りに回転可能に配置されたアウタロータ３と、該アウタロータ３内に回転軸Y廻りに回転可能に配置されたインナロータ４とを有する。

前記ハウジング２は、前記ロータ室２ａが凹設されたハウジング本体２ｂと、これに着脱可能に装着されたハウジングカバー２ｃとを有する。

前記アウタロータ３はリング状をなし、全歯シールが可能な複数枚の内歯３ａを有する。前記インナロータ４はリング状をなし、前記内歯３ａに噛合し、かつ該内歯３ａより１枚少ない枚数の外歯４ａを有する。このインナロータ４は、駆動軸５に嵌合され、キー５ａにより固定されており、該駆動軸５の回転軸Yが前記アウタロータ３の回転軸Ｘに対して、偏心した状態でアウタロータ３内に組み付けられている。

前記アウタロータ３の内歯３ａと、インナロータ４の外歯４ａと、前記ハウジング２とで複数の閉じた空隙部１０ａが形成されている。この空隙部１０ａは、前記インナロータ４の回転に伴って、前記アウタロータ３とインナロータ４のそれぞれの回転軸Ｘ，Yを通る直線の右側部分では徐々に大きくなり、左側部分では徐々に小さくなる。そして前記ハウジング２の前記右側部分，左側部分には、吸入ポート６，吐出ポート７が形成されている。該吸入ポート６は、吸入通路６ａに接続され、前記右側部分の複数の空隙部１０ａ’に連通している。前記吐出ポート７は吐出通路７ａに接続され、前記左側部分の複数の空隙部１０ａ’’に連通している。

前記インナロータ４が前記駆動軸５により前記インナロータ４の回転軸Y廻りに矢印９方向に回転駆動されると、アウタロータ３は回転軸Ｘ廻りに従動回転する。これにより、前記右側部分の空隙部１０ａ’は徐々に大きくなり、前記左側部分の空隙部１０ａ’’は徐々に小さくなる。

また、前記複数の前記空隙部１０ａのうち、体積が最大となる空隙部１０ａは、前記吸入ポート６及び吐出ポート７の何れにも連通しない位置に形成されており、これにより前記吸入ポート６における吸入圧と、前記吐出ポート７における吐出圧との差圧が保持される。

前記アウタロータ３の外周面３ｂには複数のオイル溝１２が一定間隔で形成されている。該オイル溝１２は、Ｖ字形状をなしており、その左，右の辺部１２ａ，１２ａは前記アウタロータ３の外周面の軸方向端部から中心に向かうにつれて回転方向９の上流側に位置するよう斜めに形成されており、従って、その底部１２ｂが回転方向９の最も上流側に位置している。また、前記オイル溝１２の両端１２ｃ，１２ｃは、アウタロータ３の左，右の側面３ｃ，３ｃに開口し、前記ロータ室２ａに臨んでいる。

前記インナロータ４及びアウタロータ３が回転すると、外部からのオイルが前記吸入通路６ａ及び吸入ポート６を介して前記空隙部１０ａ’に吸入され、前記空隙部１０ａ’’内のオイルが前記吐出ポート７及び吐出通路７ａを介して外部へ吐出される。

前記吐出ポート７に送られたオイルの一部は、該吐出ポート７から、前記アウタロータ３と前記ハウジング２のロータ室２ａとの隙間１１を通って、前記アウタロータ３の外周面３ｂに導かれる。

前記外周面３ｂに導かれたオイルは、前記アウタロータ３の回転に伴う遠心力と前記オイル溝１２がＶ字形状をなしていることにより、矢印１３（図９参照）方向へ導かれ、前記アウタロータ３の外周面の軸方向中心部１４に集中し、前記隙間１１全周に渡って一定の油膜を形成する。この油膜により半径方向の油圧バランスが一定に保たれ、前記アウタロータ３の半径方向の偏りが抑制される（図１０参照）。

さらに、前記吐出ポート７から前記隙間１１に供給されたオイルの一部は、半径方向の油圧バランスを一定に保持した状態で、前記オイル溝１２を介して、前記ハウジング本体２ｂと前記アウタロータ３の側面３ｃとの隙間１５、及び、ハウジングカバー２ｃと前記アウタロータ３の側面３ｃとの隙間１６にそれぞれ供給される。これにより、前記隙間１５及び隙間１６における軸方向の油圧バランスが一定に保たれる（図１１参照）。その結果、前記アウタロータ３の半径方向の偏りが抑制されるとともに、軸方向の偏り及び傾きが抑制される。

なお、前記アウタロータ３の外周面３ｂに一定間隔で形成されている前記オイル溝１２は、Ｖ字形状のものに限らない。図１２は本発明の実施例２によるトロコイド式回転ポンプのアウタロータを示す。本実施例２では、アウタロータ３の外周面３ｂに、オイル溝２２が軸方向端部から中心に向かうにつれて回転方向９の上流側に位置するよう斜めに形成されており、各オイル溝２２は、一定間隔をあけて、かつ千鳥配置されている。

本実施例によれば、前記アウタロータ３の外周面３ｂに、一定間隔で形成されているオイル溝２２は、前記アウタロータ３の外周面３ｂの軸方向端部から中心に向かうにつれて回転方向９の上流側に位置するよう斜めに形成されているので、前記アウタロータ３の回転に伴い、外周面３ｂのオイルが、該アウタロータ３の外周面３ｂの軸方向中心部１４に集中し、該アウタロータ３の外周面３ｂの全周に渡って一定の油膜を確保することができ、該アウタロータ３の偏り、傾きを抑制することができる。

１ トロコイド式回転ポンプ
２ ハウジング
３ アウタロータ
３ａ 内歯
３ｂ 外周面
４ インナロータ
４ａ 外歯
１２ オイル溝
１２ｂ 底部
Ｘ アウタロータ回転軸
Ｙ インナロータ回転軸

Claims (2)

1. ハウジングと、内歯を有し、前記ハウジング内に回転可能に配置されたアウタロータと、前記内歯と噛合する外歯を有し、前記アウタロータ内に回転可能にかつ該アウタロータの回転軸と偏心させて配置されたインナロータとを備えたトロコイド式回転ポンプにおいて、
   前記アウタロータの外周面に、一定間隔でオイル溝が形成され、
   該オイル溝は、アウタロータの外周面の軸方向端部から中心に向かうにつれて回転方向上流側に位置するよう斜めに形成されている
   ことを特徴とするトロコイド式回転ポンプ。
2. 請求項１に記載のトロコイド式回転ポンプにおいて、
   前記オイル溝は、その底部が回転方向上流側に位置するＶ字形状をなしていることを特徴とするトロコイド式回転ポンプ。

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