JPH073034Y2 - トロコイド型オイルポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、アウターロータとインナロータとによって形
成し、リリーフバルブによる設定圧よりも低圧で、圧力
調整でき、且つポート間仕切部箇所の吸入側より吐出側
に移る空隙部で、負圧となる箇所において、キャビテー
ションの発生によるロータ及び吐出ポート等の侵食を防
止することができる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〕

従来より、トロコ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ルポンプは、自
動車等のエンジ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
音である等の利点があり、一般の量産エンジンでは多く
使用されている。

その多くのトロコイド型オイルポンプは、アウターロー
タと、該アウターロータより歯数は一つ少ないインナー
ロータとで形成する空隙部がアウターロータが１回転す
る間に吸入ポート側の始点から終点まで次第に大きくな
り，また吐出ポートの始点から終点まで次第に小さくな
り、オイル等の流体の吸入，吐出を行っている。

ところで、その空隙部は、吸入ポートより吐出ポートに
移動するときに容積が最大となり、しかもそこでは吸入
ポート及び吐出ポートの何れにも一般に連通していない
ので吸入ポートより流入した流体は、圧力が下がり内部
に含有する気体が気泡となって現れる所謂キャビテーシ
ョンを生じ、そのような流体を含んだ空隙部が吐出ポー
トに達すると、空隙部内の流体と吐出ポート内の流体と
の間に大きな圧力差が生じるため、その空隙部と吐出ポ
ートとの間の流体の流出入が急激に行われ、そのときに
衝撃が起こるとともに、ロータ室内においてロータ及び
吐出ポートが流体により侵食されるという事態となり、
機器の効率を低下するのみならず、最悪の場合には機器
を破損することもあった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで考案者は、前記課題を解決すべく、鋭意，研究を
重ねた結果、その考案を、吐出ポートに設けたリリーフ
バルブのバイパスと吐出ポートとの間のリリーフ孔部
に、帰還路基部とこれに連通するボディー側帰還溝から
なる低圧帰還路の帰還路基部端を連結し、吸入ポートと
吐出ポートとの間のポート間仕切部で、且つアウターロ
ータとインナーロータにて形成する空隙部箇所に、前記
低圧帰還路のボディー側帰還溝端を配置したトロコイド
型オイルポンプとしたり、或いは、吐出ポートに設けた
リリーフバルブのバイパスと吐出ポートとの間のリリー
フ孔部に、帰還路基部とこれに連通するカバー側帰還溝
からなる低圧帰還路の帰還路基部端を連結し、吸入ポー
トと吐出ポートとの間のポート間仕切部で、且つアウタ
ーロータとインナーロータにて形成する空隙部箇所に相
当する位置のポンプカバー内面に、前記低圧帰還路のカ
バー側帰還溝端を配置したトロコイド型オイルポンプと
したことにより、圧力調整をより微調整でき、さらに、
ポンプ内でのキャビテーションの発生による悪影響を防
止し、上記課題を解決したものである。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を第１図乃至第12図に基づいて説
明する。

Ａはケーシングであって、ポンプボディー１とポンプカ
バー２とかた分割可能に構成されている（第４図参
照）。そのケーシングＡの内部にはロータ室３が形成さ
れている。具体的には、ポンプボディー１に凹部が形成
され、ポンプボディー１にポンプカバー２を固着したと
きにその凹部がロータ室３として構成されている。該ロ
ータ室３内に内歯を設けたアウターロータ４と外歯を設
けたインナーロータ５とが互いに歯合しつつ偏心して内
装されている（第１図鎖線参照）。

そのアウターロータ４とインナーロータ５とは、歯がト
ロコイド曲線となっており、インナーロータ５の歯がア
ウターロータ４の歯数よりも一枚少なく、インナーロー
タ５が一回転するとアウターロータ４は、一歯分遅れて
回転する関係に構成されている。またインナーロータ５
は、何れの回転角度であっても常にインナーロータ５の
歯先がアウターロータ４の歯先又は歯底に接触し、イン
ナーロータ５の隣接する歯先とアウターロータ４との間
に複数の空隙部s,s,…が形成され、それぞれの空隙部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（第１図鎖線参照）。

前記ポンプボディー１のロータ室３の円形面1aの上下両
側（第１図において、上下側参照）には、吐出ポート７
及び吸入ポート６がそれぞれ形成され、その間にポート
間仕切部8,8が形成されている。そして該ポート間仕切
部８は、第１図に示すように、円形面1aの左右に存在
し、アウターロータ４とインナーロータ５とが、第１図
において時計方向に回転し、且つ円形面1aの下側に吸入
ポート６が、上側に吐出ポート７が形成されている場合
では、その空隙部ｓは円形面1aの左上側のポート間仕切
部８を通過するときに最大容積となる。

その吸入ポート６には、吸入口6aが、また吐出ポート７
には、吐出口7aがそれぞれケーシングＡの外方に通ずる
ように構成されている（第１図，第３図参照）。

９はリリーフバルブであって、ポンプボディー１の吐出
口7aの中間に設けられている。具体的には、そのリリー
フバルブ９のリリーフ孔部9aの先端が、前記吐出口7aに
連通するように設けられている。そのリリーフ孔部9a内
には、先端側よりバルブ本体9bが孔方向に適宜摺動可能
に設けられ、そのリリーフ孔部9aの外端側の内螺子に、
圧力調節ネジ9cが螺合され、該圧力調節ネジ9cと、前記
バルブ本体9bとの間にバルブスプリング9dが介在されて
いる。そのリリーフ孔部9aの内部側で、バルブ本体9bの
摺動する範囲箇所と、前記吸入ポート６との間にバイパ
ス10が穿設されている。

Ｂは低圧帰還路であって、第３図に示すように、リリー
フ孔部9aの内部側で、バルブ本体9bの摺動する範囲箇所
で、且つバイパス10の位置よりもさらに吐出口7a側位置
に設けられている。その低圧帰還路Ｂの他端側は、吸入
ポート６から吐出ポート７に向かう側のポート間仕切部
８箇所又はポート間仕切部８に相当する箇所に位置する
ように形成されている。そのバイパス10は、バイパス溝
を介して、前記吸入ポート６に連通するように構成され
ている。

具体的には、低圧帰還路Ｂは、２種類存在し、その第１
実施例は、第１図，第３図，第４図乃至第７図に示すよ
うに、帰還路基部11とボディー側帰還溝12とから形成さ
れている。即ち、帰還路基部11が、そのリリーフ孔部9a
に連通して穿設され、該帰還路基部11の端より、ロータ
室３の吸入ポート６から吐出ポート７に向かう側のポー
ト間仕切部８箇所まで溝としてポンプボディー１の外面
にボディー側帰還溝12が刻設されている。該ボディー側
帰還溝12の他端は、空隙部ｓに連通状態となるように設
けられている。即ち、低圧帰還路Ｂの他端は、空隙部ｓ
の略中心箇所又は吐出ポート７側寄り箇所に対応するポ
ート間仕切部８面上に形成されている。

また、低圧帰還路Ｂの第２実施例では、第８図，第９図
に示すように、帰還路基部11とカバー側帰還溝13とから
形成されている。即ち、前記帰還路基部11の端より、ロ
ータ室３の吸入ポート６から吐出ポート７に向かう側の
ポート間仕切部８に相当する箇所まで溝としてポンプカ
バー２の内面に、カバー側帰還溝13が刻設されている。
該カバー側帰還溝13の他端は、空隙部ｓに連通状態とな
るように設けられている。即ち、低圧帰還路Ｂの他端
は、空隙部ｓの略中心箇所又は吐出ポート７側寄り箇所
に対応するポート間仕切部８に相当する面上に形成され
ている。

また、第10図に示すように、その低圧帰還路Ｂが、帰還
路基部11とボディー側帰還溝12とカバー側帰還溝13とで
構成されることもある。

さらに、第11図に示すように、その帰還路基部11がリリ
ーフ孔部9aに連通し、且つロータ室３の底部に連通し、
ここから溝としてのボディー側帰還溝12が形成されて構
成されることもある。この場合のボディー側帰還溝12の
端は、空隙部ｓに連通状態となるように設けられている
ことは勿論である。

〔作用〕

先ずアウターロータ４とインナーロータ５とによって形
成された空隙部ｓが吸入ポート６より流体を受けて吐出
ポート７側に回転する（第１図において時計方向に回転
する）。その吐出ポート７側で空隙部ｓは、次第に容積
が減少して内部の流体も吐出ポート７より吐出口7aから
の吐出される。このとき、吐出圧が通常の圧力よりも少
し高くなった場合に、リリーフバルブ９のバルブ本体9b
が、第３図，第12図において、僅かに下降して、帰還路
基部11に達したときに、その高くなった圧液が、帰還路
基部11及びボディー側帰還溝12又はカバー側帰還溝13に
流入される。

一方、空隙部ｓは、吸入ポート６と吐出ポート７との間
のポート間仕切部８を通過するときに略最大容積とな
り、且つ流体は負圧となり、内部に含有されている気体
がキャビテーション（気泡）となって発生する（第12図
の上側参照）。ここで空隙部ｓ内の流体は負圧であるた
めボディー側帰還溝12又はカバー側帰還溝13に流入した
帰還流体が空隙部ｓに流入し（第12図の上側参照）、そ
のキャビテーションを崩壊するように帰還流体が作用
し、且つその空隙部ｓ内の流体量を増加させる。そして
空隙部ｓ内の流体の圧力と吐出ポート７内の流体の圧力
差を少なくし、空隙部ｓが吐出ポート７に達したとき
に、空隙部ｓと吐出ポート７との間の急激な流体の流出
入を防止するものである。

〔考案の効果〕

まず、請求項１の考案においては、吐出ポート７に設け
たリリーフバルブ９のバイパス10と吐出ポート７との間
のリリーフ孔部9aに、帰還路基部11とこれに連通するボ
ディー側帰還溝12からなる低圧帰還路Ｂの帰還路基部11
端を連結し、吸入ポート６と吐出ポート７との間のポー
ト間仕切部８で、且つアウターロータ４とインナーロー
タ５にて形成する空隙部ｓ箇所に、前記低圧帰還路Ｂの
ボディー側帰還溝12端を配置したトロコイド型オイルポ
ンプとしたことにより、先ず第１にポンプ内におけるキ
ャビテーションによるロータ及び吐出ポート７等の流体
による侵食を防止することができるし、第２に所定の吐
出圧にて常時吐出でき、第３に構造が極めて簡単にでき
る等の効果を奏する。

これらの効果について詳述すると、まず、アウターロー
タ４とインナーロータ５とが形成する空隙部ｓは、吸入
ポート６側で次第に容積が増加し、負圧度が大きくなっ
て、吸入ポート６より流体を吸い込むものであるし、一
方、吐出ポート７側では空隙部ｓは、容積が次第に減少
し、負圧に対して正圧度を増加させ、流体を吐出ポート
７側に吐き出すものであるが、このとき、吸入ポート６
側よりも圧力の高い吐出ポート７からの吐出流体におい
て、該吐出圧が、通常の圧力よりも少し高くなった場合
に、リリーフバルブ９のバルブ本体9bが、第３図，第12
図において、僅かに下降して、帰還路基部11に達したと
きに、その高くなった圧液が、帰還路基部11及びボディ
ー側帰還溝12を介して、略最大容積で且つ内部の流体が
負圧状態となっている空隙部ｓ（第12図の上側位置）に
圧液が流入する。吸入ポート６より吐出ポート７に向か
って回転する位置で、且つポート間仕切部８位置までの
空隙部ｓ内の流体は、常時負圧であり、該空隙部ｓは、
吐出圧よりも低い圧力であるので、帰還流体は、自動的
に帰還路基部11及びボディー側帰還溝12からなる低圧帰
還路Ｂを通って負圧流体を有する空隙部ｓに送られ、吐
出ポート７に達する直前の空隙部ｓ内の流体の圧力を増
加せしめ、その空隙部ｓ内のキャビテーションを崩壊さ
せ、且つ流体量も増加させ、空隙部ｓ内の流体と吐出ポ
ート７内の流体との圧力差を少なくできる。従って、空
隙部ｓ内の流体と、吐出ポート７内の流体との間では、
大きな圧力差がなくなるために、急激な流体の流出入が
なく、そのときの衝撃を防止するとともに、ロータ室３
内でのアウターロータ４とインナーロータ５及び吐出ポ
ート７が流体によって侵食されることを防止することが
できる利点がある。

このようなことは、その略最大容積となる空隙部ｓで、
負圧となり、且つこの箇所が負圧から正圧となる位置で
あり、この箇所は、圧力差が大きくなっており、これが
ため、飽和蒸気圧になることが多く発生し、キャビテー
ションが生じているが、本考案のように、その低圧帰還
路Ｂを介して、その空隙部ｓ内に、帰還流体で補充し、
且つその位置の圧力差を減少させるとともに、僅かでは
あるがキャビテーション（気泡）となったのを埋め合わ
せるように流体の補充ができ、これによって、本来生じ
ていたようなキャビテーションによるポンプ効率の低下
を防止することができる。

また、本考案では、この帰還流体は、吐出ポート７に設
けたリリーフバルブ９のバイパス10と吐出ポート７との
間のリリーフ孔部9aに形成した低圧帰還路Ｂを介してい
るため、従来のようなリリーフバルブ９で作用する圧力
によりさらに低圧の状態で、帰還流体がキャビテーショ
ンが発生する空隙部ｓに送り込み、その吐出圧をさらに
所定値に近い値にでき、吐出圧を精度の高い圧力にでき
る効果がある。

以上のように、本考案では、キャビテーション防止を図
ると同時に、吐出圧を正確にできる利点をもつものを提
供できる。

さらに、本考案では、このように、キャビテーションが
発生しにくくなると、ポンプボディー１及びポンプカバ
ー２のキャビテーションによる損傷（侵食）等がなくな
り、長期の使用に耐えうることができる。

次に、請求項２の考案においては、その帰還路基部11と
これに連通するカバー側帰還溝13からなる低圧帰還路Ｂ
のカバー側帰還溝13端を、吸入ポート６と吐出ポート７
との間のポート間仕切部８で、且つアウターロータ４と
インナーロータ５にて形成する空隙部箇所に相当する位
置のポンプカバー２内面に配置したことにより、効果の
点からは請求項１の考案と略同等であるが、万が一、破
損等した場合に、ポンプカバー２の方が安価で取り替え
やすい利点があるし、鋳造等で製造する場合には、構成
も簡単となるし、鋳込みも簡単で安価にできる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すものであって、その第１図
はポンプカバーを外した本考案の正面図、第２図は第１
図II−II矢視断面図、第３図は第１図III−III矢視断面
図、第４図は本考案の第１実施例の略示断面図、第５図
はポンプボディーの一部切除した斜視図、第６図，第７
図はリリーフバルブ箇所に低圧帰還路を形成した本考案
の第１実施例の要部斜視図、第８図は本考案の第２実施
例の略示断面図、第９図は第８図に使用したポンプカバ
ーの斜視図、第10図は低圧帰還路をポンプボディー及び
ポンプカバーに形成した略示断面図、第11図は本考案の
第１実施例を変形した略示断面図、第12図は本考案の作
用状態を示す構成図である。 ２…ポンプカバー、４……アウターロータ、５…インナ
ーロータ、、６……吸入ポート、７…吐出ポート、８…
ポート間仕切部、９…リリーフバルブ、9a……リリーフ
孔部、10…バイパス、11…帰還路基部、12…ボディー側
帰還溝、13…カバー側帰還溝。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吐出ポートに設けたリリーフバルブのバイ
   パスと吐出ポートとの間のリリーフ孔部に、帰還路基部
   とこれに連通するボディー側帰還溝からなる低圧帰還路
   の帰還路基部端を連結し、吸入ポートと吐出ポートとの
   間のポート間仕切部で、且つアウターロータとインナー
   ロータにて形成する空隙部箇所に、前記低圧帰還路のボ
   ディー側帰還溝端を配置したことを特徴としたトロコイ
   ド型オイルポンプ。
2. 【請求項２】吐出ポートに設けたリリーフバルブのバイ
   パスと吐出ポートとの間のリリーフ孔部に、帰還路基部
   とこれに連通するカバー側帰還溝からなる低圧帰還路の
   帰還路基部端を連結し、吸入ポートと吐出ポートとの間
   のポート間仕切部で、且つアウターロータとインナーロ
   ータにて形成する空隙部箇所に相当する位置のポンプカ
   バー内面に、前記低圧帰還路のカバー側帰還溝端を配置
   したことを特徴としたトロコイド型オイルポンプ。