JP2000329074A - 回転装置の組付方法及び治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 オイルポンプ１０の区画室１８内にインナー
ロータ１４とアウターロータ１６を収容した後に、イン
ナーロータ１４に形成した貫通孔２０にクランクシャフ
ト３０を接合する際に、貫通孔２０の位置が多少ずれて
いてもインナーロータ１４を簡単にクランクシャフト３
０と接合できるようにすること。 【解決手段】 クランクシャフト３０の先端に外表面に
先細となるテーパを備えた治具４０を取り付けて、イン
ナーロータ１４を治具４０によって案内されるようにし
たこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オイルポンプ、ウ
ォータポンプ等の外部からの回転力によって回転軸を駆
動し流体を加圧する回転装置、又は油圧モータ等の加圧
された流体によって回転軸を回転駆動する回転装置の組
付方法及び回転装置の組付に用いる治具に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回転軸と、ハウジングに形成
される区画室と、前記区画室に流体を導く導入孔と、前
記区画室から流体を排出する排出孔と、前記回転軸を前
記区画室に挿入可能な孔と、前記孔と対向する補助孔
と、前記回転軸に一体で回転可能に前記区画室内に配置
されたロータとからなる回転装置は、多数提案されてい
る。例えば、ハウジングに形成した区画室内に外歯を備
えたインナーロータと、インナーロータの外歯に嵌合可
能な内歯を備えたアウターロータを偏心配置して、回転
軸と一体に回転するインナーロータの回転によって、導
入孔に連通する吸入ポートと排出孔に連通する吐出ポー
トの容積変化を行って流体を加圧するトロコイドタイプ
のオイルポンプに関しては、特開昭６３−２２３３８２
号（以下、第１の従来技術という）や特開平１０−７７
９７３号（以下、第２の従来技術という）がある。これ
らの従来技術に開示された技術を始め全ての回転装置
は、区画室内でロータが回転することによって吸入ポー
トと吐出ポートの容積変化を行っているので、区画室内
に配置されたロータの外側には空間が存在する。この空
間の存在によって、回転装置の組付時、つまりロータと
回転軸とを接合する前の状態においては、ロータは区画
室内で位置が固定されていない状態となっている。ま
た、ロータと回転軸との接合は、ロータと回転軸とが相
対回転しないように、ロータに回転軸が貫通する貫通孔
を設け、貫通孔の内径と回転軸の外径とのそれぞれにス
プライン溝を形成して回転軸をロータに挿入したり、貫
通孔の内径に突出部を設けた異円形状とし且つ回転軸の
外径も同様の形状として回転軸をロータに挿入してい
る。一方、区画室に回転軸を挿入するための孔の大きさ
は、区画室内部の流体を外部に漏らさないために、回転
軸の外径よりも若干大きな大きさとして、回転軸と孔と
の間にシール材（オイルシール等）を配置しているのが
一般的である。従って、回転装置の組付は、区画室内に
ロータを配置した後に、ハウジングの外側から回転軸を
ハウジングに形成した孔を介して挿入し、更に回転軸を
ロータの貫通孔に挿入して、ロータを区画室内で回転軸
と連動して回転させることができるように組付られる。

【０００３】このような組付を行うにあたり、第1の従
来技術においては、回転軸を挿入した際に、ロータの貫
通孔の位置がハウジングに設けた孔の内径と合致するよ
うに、ロータの側面に回転軸の軸方向に突出した環状リ
ングを形成し、このリングの外周をハウジングに設けた
孔の内径に噛み合わせている。この噛み合いによって、
回転軸の挿入前であっても、ロータはハウジングに設け
た区画室内で所定の位置から移動することを規制されて
いる。また、第２の従来技術においては、ロータの貫通
孔の内側に２つの向かい合う突出部を形成して二面幅部
を設け、この二面幅部に回転軸の軸方向に突出した円弧
状の突起を形成して、この突起の外側壁をハウジングに
設けた孔の内径に微少隙間を介して当接可能となってい
る。詳しく説明すると、第２の従来技術に開示される技
術は、第１の従来技術に開示される環状リングがハウジ
ングに設けた孔の内径に噛み合っていることによって、
オイルポンプの作動時に摺動抵抗が発生することを防止
するために、突起の外側壁とハウジングに設けた孔の内
径との間で微少の隙間を設定したものである。従って、
組付の容易さとポンプ作動時の摺動抵抗の面に関して第
２の従来技術は、回転軸をロータに挿入して接合する際
に、微少隙間の範囲でロータの貫通孔の位置は所定の位
置からずれる可能性があるものの、ポンプの作動時には
ロータに設けた突起とハウジングに設けた孔の内径との
摺動による抵抗を抑えることができるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の説明
から明らかなように、第１の従来技術、第２の従来技術
のそれぞれに開示されるロータに設けた回転軸の軸方向
に突出する突起は、オイルポンプの組付性を向上させる
ために区画室内でロータの移動を規制するものである。
従って、第１の従来技術のようにこの突起をハウジング
に設けた孔の内径に当接するようにすれば、組付性は最
良のものとなるが、ポンプ作動時に摺動抵抗を発生させ
る。第２の従来技術のようにこの突起とハウジングに設
けた孔の内径との間で隙間を形成するようにすれば、ポ
ンプ作動時の摺動抵抗はなくなるが、ロータの位置が固
定されないために組付性が劣るものとなる。

【０００５】そこで本発明は、組付性と摺動抵抗の相反
する問題を一挙に解決した、回転装置の組付方法及びそ
のための治具を提供することを、その技術的課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るため、本発明による回転装置の組付方法は、回転軸
と、ハウジングに形成される区画室と、区画室に流体を
導く導入孔と、区画室から流体を排出する排出孔と、回
転軸を区画室に挿入可能なハウジングに形成される孔
と、区画室に配置され且つ回転軸に一体回転可能に接合
されたロータとからなる回転装置の組付方法であって、
回転軸はロータに設けた貫通孔に貫通して接合されるも
のであり、接合時に回転軸の端部に設けたテーパ部でロ
ータを案内することで区画室内のロータの位置決めを行
うものである。この発明の基本的な考え方は、回転軸を
ロータに設けた貫通孔に貫通して接合する前の段階にお
いては、ロータの移動を区画室内で規制しないことによ
りロータの区画室内での移動は許容している。しかし、
ハウジングに形成される孔とロータに形成される貫通孔
が合致していないまでも、一般的にはハウジングに形成
される孔の中に、ロータに形成される貫通孔の一部は少
なからず位置している。このことに着眼し、孔と貫通孔
の重複部分に回転軸の端部に設けたテーパ部により、ロ
ータの区画室内での位置を案内してロータを回転軸と接
合可能とする位置に移動し得る。

【０００７】好ましくは、ハウジングには孔と対向する
補助孔が形成され、テーパ部が補助孔を貫通してハウジ
ングから突出するようにすると良い。テーパ部が補助孔
を貫通することによりテーパ部の長さを大きくすること
が可能となり、テーパ部の先端から回転軸に近いテーパ
部の根元までテーパ角度を小さくして、ロータの移動を
徐々に所定の位置に移動させることが可能となる。ま
た、テーパ部の先端を小径とすることも可能であり、仮
に孔と貫通孔の重複部分が小さな領域となってもこの重
複部分にテーパ部を挿入してロータを案内し得る。

【０００８】好ましくは、テーパ部は前記回転軸の一端
に取付られた別部材であり、区画室内のロータの位置決
め後に、回転軸から取り外されるようにすると良い。テ
ーパ部を別部材として、回転軸の端部に取付可能で、且
つ回転軸とロータとを接合後に取り外し可能とすること
で、テーパ部を有する別部材の繰り返し使用が可能とし
得る。更に、組付が完了した後には回転装置の機能と無
関係な部材、部位がないことで、回転装置を軽量化し得
る。

【０００９】また、本発明による回転装置の組付方法
は、回転軸と、ハウジングに形成される区画室と、区画
室に流体を導く導入孔と、区画室から流体を排出する排
出孔と、回転軸を区画室に挿入可能なハウジングに形成
した孔と、孔と対向する補助孔と、回転軸に一体で回転
可能に区画室内に配置されたロータとからなる回転装置
の組付方法であって、回転軸は前記ロータに設けた貫通
孔に貫通して接合されるものであり、回転軸と前記ロー
タとの接合が、回転軸の先端に取付可能なテーパ部を有
する治具を取付ける第１工程と、ロータの前記回転軸と
の接合部を治具のテーパ部に案内されて区画室内のロー
タの位置決めを行う第２工程と、治具を補助孔側から回
転軸から取り外す第３工程によって接合されるようにす
るとよい。この３つの工程を経て組付られる回転装置で
あれば、ハウジングの区画室にロータを配置した回転装
置のサブアッセンブリを完了した後に、回転軸にロータ
を接合する場所に移動して回転装置を容易に組付け得
る。

【００１０】また、本発明の回転装置の組付方法に用い
る治具は、回転軸と、ハウジングに形成される区画室
と、区画室に流体を導く導入孔と、区画室から流体を排
出する排出孔と、回転軸を前記区画室に挿入可能なハウ
ジングに形成される孔と、孔と対向する補助孔と、区画
室内に配置され且つ回転軸の挿入を許容する貫通孔を具
備したロータとからなる回転装置の組付時、特に回転軸
とロータとを接合する際に区画室内における前記ロータ
の位置決めを行う治具であって、回転軸の一端に係脱可
能な取付部と、取付部の外径を最大径とするテーパ部と
を備えているものであると良い。この発明による治具
は、取付部によって回転軸の一端に取り付け、取り外し
が可能であり、回転装置の組付時のみ利用することが可
能であり、且つ治具に設けたテーパ部でロータの区画室
内の位置決めができる。

【００１１】更に、好ましくは、治具のテーパ部の長さ
は、ロータの厚さよりも大きくすると良い。治具の大き
さをロータの厚さ以上とすることで、テーパ部の角度を
小さくしてロータの位置決めのための移動の摺動抵抗を
小さくし得る。また、テーパ部先端の大きさを小さくす
ることができ、ハウジングに形成される孔とロータに形
成される貫通孔の重複部分が小さくても、治具がこの重
複部分に挿入可能となり容易にロータを案内し得る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましい実施の形
態を図面を参照して説明する。

【００１３】図１には、本発明による組付方法により組
付されるオイルポンプ１０の断面図を示している。この
オイルポンプ１０は、ハウジング１２と、ハウジング内
部に配置したインナーロータ１４と、アウターロータ１
６とを主要構成部材とするものである。ハウジング１２
には、区画室を形成する円形状の凹部１８を形成し、凹
部１８内にはアウターロータ１６が配置される。アウタ
ーロータ１６の外周は凹部１８の内壁に摺動可能に回転
可能であり、アウターロータ１６の内周には複数の内歯
１７が形成されている。インナーロータ１４はアウター
ロータ１６の回転中心Ｃ１から、図１にＬで示す所定量
離れた回転中心Ｃ２を有する位置に配置され、その外周
にはアウターロータ１６の内歯１７と噛み合い可能な外
歯１５が形成されている。また、インナーロータ１４の
中心には、エンジンのクランクシャフト３０の挿入を許
容する貫通孔２０が設けられ、この貫通孔２０にはクラ
ンクシャフト３０が貫通している。クランクシャフト３
０の外周とインナーロータ１４の貫通孔２０には、共に
２つの平面部３２、２２が設けられており、クランクシ
ャフト３０が回転することによってインナーロータ１４
は相対回転することなくクランクシャフト３０と一体的
に回転する。なお、インナーロータの貫通孔２０の形状
は、平面部２２を形成するために、平面部２２の領域の
み径方向内側に突出している。また、ハウジング１２に
は、ハウジング１２に形成される凹部１８を略２分割す
るように、吸入ポート２４と吐出ポート２６が形成され
ており、吸入ポート２４はハウジング１２に形成した通
路２５を介して図示しないオイルパンに連通し、吐出ポ
ート２６はハウジング１２に形成した通路２７を介して
オイルポンプ１０で加圧されたオイルを必要とする図示
しない各機関に連通している。なお、図５乃至図７に示
すように、ハウジング１２にはクランクシャフト３０
と、後述するキャップ（治具）４０及びクランクシャフ
ト３０が貫通できる孔２８及び補助孔２９が設けられて
いる。また、図５乃至図７に示すように、オイルポンプ
１０のハウジング１２は、アルミ系材料で鋳造される本
体部１２ａと蓋部１２ｂとから構成されており、本体部
１２ａと蓋部１２ｂとは複数のボルト１３によって固定
されている。

【００１４】図１に示したオイルポンプ１０は、図１に
矢印Ｙで示す方向にクランクシャフト３０が回転するこ
とによってインナーロータ１４が一体に回転し、インナ
ーロータ１４の外歯１５と噛み合うアウターロータ１６
の内歯１７によってアウターロータ１６が連動して回転
する。このとき、吸入ポート２４の範囲では、インナー
ロータ１４の外歯１５とアウターロータ１６の内歯１７
との間に形成されるポンプ室１９の容積が回転に伴って
大きくなることにより、通路２５を介してオイルパンか
らオイルを吸入する。逆に、吐出ポート２６の範囲で
は、インナーロータ１４の外歯１５とアウターロータ１
６の内歯１７との間に形成されるポンプ室１９の容積が
回転に伴って小さくなることにより、通路２７を介して
加圧したオイルを各機関に向けて吐出する。

【００１５】図２は、クランクシャフト３０の端部の拡
大図を示している。図２に示すように、クランクシャフ
トの先端には、クランクシャフトの回転を図示しないエ
ンジンのカムシャフト等の別の部材に伝達するためのタ
イミングプーリ（図示省略）を取り付けるための小径部
３４と、インナーロータ１４に形成される貫通孔２０に
嵌合する中径部３６が形成されている。また、中径部３
６には、貫通孔２０の平面部２２に嵌合する平面部３２
が形成されている。なお、小径部３４には、後述する治
具４０の内孔４２に形成する凹部４４に挿入可能な凸条
突起３８が軸方向に設けられている。

【００１６】図３乃至図４は、本発明の組付方法に用い
る治具４０の単品図を示している。治具４０は、鉄系の
材料で形成されるインナーロータ１４に形成する貫通孔
２０を案内するので、鉄系の材料又は鉄系の材料よりも
堅い材料を用いている。図３に示すように、治具４０の
内部にはクランクシャフト３０の小径部３４を覆うこと
ができる空洞（内孔）４２が形成されており、この空洞
４２の断面形状は図４に示すようにクランクシャフト３
０の小径部３４の断面形状にほぼ一致している。即ち、
クランクシャフト３０の小径部３２の径とほぼ同径の円
筒部分と、クランクシャフト小径部の外周に設けた凹部
４４が形成されている。また、治具４０の外周には、ク
ランクシャフト３０の平面部３２の位置に対応する位置
に平面部４６が形成されている。更に、治具４０の先端
は半球形状の先端部４１を有し、治具４０の外形は空洞
４２が開口している取付端面４３を最大径として先端部
４１に向けて徐々に径が小さくなる先細形状となってい
る。この先細形状に伴って、図３に示すように治具４０
の外周に形成される平面部４６の形状も先端部４１に近
づくに連れて軸方向の幅は小さくなっている。

【００１７】次に、図５乃至図７に基づいて、オイルポ
ンプ１０をクランクシャフト３０に固定する本発明の組
付の工程を説明する。なお、図５乃至図７に示されるオ
イルポンプ１０は、図１のＢ−Ｂ断面図のオイルポンプ
を示している。

【００１８】先ず、オイルポンプ１０のハウジング１２
の本体部１２ａに形成された円形状の凹部１８の中に、
インナーロータ１４とアウターロータ１８とを配置し、
蓋部１２ｂをボルト１３で本体部１２ａに固定する。

【００１９】次いで、クランクシャフト３０の小径部３
４を覆うように治具４０をクランクシャフト３０の先端
部に取り付ける。このとき、小径部３４に設けた凸条突
起３８を、治具４０の空洞４２に形成した凹部４４に沿
って挿入することで、治具４０の平面部４６とクランク
シャフト３０の平面部３２との位置合わせが容易にでき
る。

【００２０】その後、クランクシャフト３０に取り付け
た治具４０の先端部４１をインナーロータ１４の貫通孔
２０とハウジング１２に設けた孔２８との重複部分に挿
入する。このとき、アウターロータ１６はハウジング１
２に形成した円形状の凹部１８と略同一径である外周と
なっているので凹部１８内で移動することはないが、イ
ンナーロータ１４はインナーロータ１４の外側に複数の
ポンプ室１９を形成しているのでアウターロータ１６の
内歯１７内で自由に移動できる状況となっている。しか
しながら、複数のポンプ室１９を形成する領域に比べ
て、インナーロータ１４に形成される貫通孔２０及びハ
ウジング１２の蓋部１２ｂに形成される孔２８の領域は
充分に大きくなっており、インナーロータ１４の貫通孔
２０とハウジング１２に設けた孔２８との重複部分は必
ず確保でき、且つこの重複部分に治具４０の先端部４１
が挿入可能となっている。このように、図５に示すよう
に、オイルポンプ１０を治具４０に挿入することによっ
て、インナーロータ１４の貫通孔２０も治具４０に挿入
され、治具４０の基端部４３に近づくに連れてインナー
ロータ１４の位置が本来配置されるべく設定位置に近づ
く。そして、図６に示すように、治具４０の基端部４３
の外径とクランクシャフト３０の中径部３６の外径とが
同一径となっているので、治具４０に案内されたオイル
ポンプ１０をクランクシャフト３０の中径部３６に簡単
に乗り移らせることができる。そして、図７に示すよう
に、オイルポンプ１０がクランクシャフト３０の中径部
３６の最も奥の位置まで案内されて、クランクシャフト
３０とオイルポンプ１０との接合位置が決定する。

【００２１】最後に、治具４０をクランクシャフト３０
から取り外すことで、クランクシャフト３０とオイルポ
ンプ１０との接合が完了する。

【００２２】なお、本実施の形態によれば、治具４０の
外周に平面部４６を形成し、この平面部４６を治具４０
のクランクシャフト３０への取付時にクランクシャフト
３０の平面部３２と位置合わせを行うので、インナーロ
ータ１４の貫通孔２０に形成した平面部２２とクランク
シャフト３０の平面部３２との位置合わせが容易に行う
ことができる。

【００２３】また、本実施の形態においては、トロコイ
ドタイプのオイルポンプを用いて本発明の組付方法を説
明したが、本発明の組付方法及び治具は、トロコイドタ
イプのオイルポンプに限定されることなく、ベーン式等
の他の形式のオイルポンプ、他の用途のための容積型ポ
ンプに適用できる。更に、本発明の組付方法及び治具
は、ポンプのみならず、加圧された流体を供給して回転
軸を回転されるモータ、例えばエンジンの冷却水を冷却
するためのラジエターに風を供給するためのファンを回
転させるために用いる油圧モータ等にも適用できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、回転装置の区画室内に
配置されるロータに回転軸に組付するために、区画室内
でのロータの移動を規制するための突起等の回転装置の
回転時に回転抵抗を増大させる部材を設ける必要がな
く、且つ簡単にインナーロータを回転軸に組付すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の組付方法により組付されるオイルポン
プの断面を示した断面図である。

【図２】オイルポンプのインナーロータに接合されるク
ランクシャフトの端部を示す図面である。

【図３】本発明の組付方法に用いる治具の単品図であ
る。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】本発明の組付方法によるオイルポンプの取付状
態を示す図面であり、オイルポンプが治具により案内さ
れている状態を示している。

【図６】本発明の組付方法によるオイルポンプの取付状
態を示す図面であり、オイルポンプが治具からクランク
シャフトに乗り移る状態を示している。

【図７】本発明の組付方法によるオイルポンプの取付状
態を示す図面であり、オイルポンプがクランクシャフト
の所定位置に案内された状態を示している。

【符号の説明】

１０ オイルポンプ（回転装置） １２ ハウジング １４ インナーロータ（ロータ） １８ 凹部（区画室） ２０ 貫通孔 ２４ 吸入ポート（導入孔） ２６ 吐出ポート（排出孔） ２８ 孔 ２９ 補助孔 ４０ 治具

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸と、ハウジングに形成される区画
   室と、前記区画室に流体を導く導入孔と、前記区画室か
   ら流体を排出する排出孔と、前記回転軸を前記区画室に
   挿入可能な前記ハウジングに形成された孔と、前記区画
   室に配置され且つ前記回転軸に一体回転可能に接合され
   たロータとからなる回転装置の組付方法であって、前記
   回転軸は前記ロータに設けた貫通孔に貫通して接合され
   るものであり、当該接合時に前記回転軸の端部に設けた
   テーパ部で前記ロータを案内することで前記区画室内の
   前記ロータの位置決めを行うことを特徴とする回転装置
   の組付方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ハウジングには前記孔と対向する補助孔が形成さ
   れ、前記テーパ部が前記補助孔を貫通して前記ハウジン
   グから突出していることを特徴とする回転装置の組付方
   法。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記テーパ部は前記
   回転軸の一端に取付られた別部材であり、前記区画室内
   の前記ロータの位置決め後に、前記回転軸から取り外さ
   れることを特徴とする回転装置の組付方法。
4. 【請求項４】 回転軸と、ハウジングに形成される区画
   室と、前記区画室に流体を導く導入孔と、前記区画室か
   ら流体を排出する排出孔と、前記回転軸を前記区画室に
   挿入可能な前記ハウジングに形成した孔と、前記孔と対
   向する補助孔と、前記回転軸に一体で回転可能に前記区
   画室内に配置されたロータとからなる回転装置の組付方
   法であって、前記回転軸は前記ロータに設けた貫通孔に
   貫通して接合されるものであり、前記回転軸と前記ロー
   タとの接合が、前記回転軸の先端に取付可能なテーパ部
   を有する治具を取付ける第１工程と、前記ロータの前記
   回転軸との接合部を前記治具のテーパ部に案内されて前
   記区画室内の前記ロータの位置決めを行う第２工程と、
   前記治具を前記補助孔側から前記回転軸から取り外す第
   ３工程によって接合されることを特徴とする回転装置の
   組付方法。
5. 【請求項５】 回転軸と、ハウジングに形成される区画
   室と、前記区画室に流体を導く導入孔と、前記区画室か
   ら流体を排出する排出孔と、前記回転軸を前記区画室に
   挿入可能な前記ハウジングに形成される孔と、前記孔と
   対向する補助孔と、前記区画室内に配置され且つ前記回
   転軸の挿入を許容する貫通孔を具備したロータとからな
   る回転装置の組付時、特に前記回転軸と前記ロータとを
   接合する際に前記区画室内における前記ロータの位置決
   めを行う治具であって、前記回転軸の一端に係脱可能な
   取付部と、当該取付部の外径を最大径とするテーパ部と
   を備えていることを特徴とする治具。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記テーパ部の長さ
   は、前記ロータの厚さよりも大きいことを特徴とする治
   具。