CN106481545A - 泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种泵，可以进行机械驱动和电动驱动这两种驱动。泵具备：具有线圈(22)的圆环状的定子(2)、具备永久磁铁(24)的圆筒状的外转子(3)、偏心位于外转子(3)的内周侧的内转子(4)、连结外转子(3)和内转子(4)的6个连结板(5)、安装有内转子(4)的驱动轴(6)。通过外转子(3)和内转子(4)旋转，得到抽吸作用。连结板(5)具有对称的截面形状，无论外转子(3)为驱动侧还是内转子(4)为驱动侧，均可同样地进行转矩传递。

Description

泵

技术领域

本发明涉及例如作为内燃机或自动变速器的油泵等使用的液体用的泵，特别是，涉及可进行机械驱动和采用电气的驱动这两个系统的驱动。

背景技术

专利文献1中公开有一种作为混合动力车辆的自动变速器用油泵使用的摆线泵(トロコイドポンプ)。该摆线泵以将内燃机的输出经由单向离合器传递给内转子的方式构成，另一方面，构成为在外转子外周面设置永久磁铁，通过与配置于外转子外周侧的定子线圈的协作，作为电动机发挥作用。即，在混合动力车辆的内燃机工作的期间，通过内燃机的输出旋转驱动内转子，作为一种机械泵发挥作用。而且，在内燃机停止的期间，利用由外转子的永久磁铁和外周侧的定子线圈构成的电动机旋转驱动外转子，作为一种电动泵发挥作用。

另外，专利文献2中公开有一种与摆线泵不同形式的旋转型容积泵(其被称作是摆动型泵等)。其被构成为具备与驱动轴一体旋转的内转子、伴随该内转子的旋转而在凸轮环内旋转的外转子，其中，多个连结板以从内周侧的内转子向外周侧的外转子传递旋转力的方式配置于两者间。利用该多个连结板连结内转子和外转子，并且将在外转子和内转子之间形成的空间划分成多个腔室。外转子相对于内转子偏心存在，因此，通过两者旋转，得到类似于叶片泵的抽吸作用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－72368号公报

专利文献2：日本特开2015－117695号公报

发明内容

(发明要解决的技术问题)

专利文献1所公开的摆线泵为具有n个凸起(ローブ)的内转子与具有n+1个凹部的外转子啮合的一般的结构，但在这样的摆线泵中要使外转子侧旋转驱动并使内转子从动时，旋转的传递主要通过一个凸起的啮合进行，因此，不能向内转子顺畅地传递驱动力。特别是，由于内转子的转速比外转子的转速大(取决于凸起和凹部的个数比)，所以外转子以使内转子增速的形式驱动，因此，滑动阻力非常大。因此，实际的特性会在旋转驱动内转子侧的状态和旋转驱动外转子侧的状态下而有很大的不同。

另一方面，专利文献2的形式的泵仍旧是可通过旋转驱动外转子侧而实现抽吸作用，但是，在旋转驱动内转子侧而外转子随之从动的情况、和旋转驱动外转子侧而内转子随之从动的情况下，即使旋转方向相同，连结板上的转矩传递方向也处于相反的关系。公知的连结板具有仅考虑到向一方进行的转矩传递的非对称的截面形状，因此，在使外转子和内转子之间的转矩传递方向为双方向的情况下，任意一方的效率会降低。

(解决技术问题的技术方案)

本发明的泵，其特征在于，具备：外壳，其具有吸入端口以及排出端口，并且具备圆环状的定子；圆筒状的外转子，其可旋转地配置于所述定子的内周侧，并且以与所述定子协作构成电动机部的方式在外周面具备多个永久磁铁，并且在内周面形成有多个沿轴向延伸的截面C字形的板保持槽；内转子，其在所述外转子的内周侧配置于相对于该外转子偏心的位置，在与该外转子之间构成与所述吸入端口以及所述排出端口连通的空间，并且在外周面放射状地形成有多个切槽；驱动轴，其与所述内转子连接，并且通过第二驱动源旋转驱动；多个连结板，其截面大致圆形的头部可摆动地嵌合于所述板保持槽，并且截面大致三角形的鼓出部可滑动地嵌合于所述切槽，将所述空间划分成多个腔室。所述连结板以在所述外转子和所述内转子之间相互传递旋转力的方式在所述鼓出部的两面具备转矩传递面，并且具有夹着穿过所述头部的摆动中心的平面而对称的截面形状。

这种结构中，通过使用由外壳侧的定子和外转子侧的永久磁铁构成的电动机部旋转驱动外转子，内转子经由多个连结板从动，通过向由连结板划分成的多个腔室的周向的移动而得到抽吸作用。另外，通过利用第二驱动源旋转驱动驱动轴，内转子旋转，外转子经由多个连结板从动。通过向由连结板划分成的多个腔室的周向的移动，同样地得到抽吸作用。无论哪一个驱动方向，在外转子旋转1圈的期间，内转子都旋转1圈。

在此，就多个连结板而言，头部可摆动地支承于外转子内周面的板保持槽，截面大致三角形的鼓出部在切槽内进退并进行摆动，进行外转子和内转子之间的转矩传递。在外转子由电动机部驱动时，鼓出部的一侧的面的转矩传递面向周向按压内转子的切槽的一侧的内壁面。在内转子由第二驱动源驱动时，切槽的另一侧的内壁面向周向按压鼓出部的另一侧的面的转矩传递面。由于连结板具有对称的截面形状，所以无论在哪一方向都能够进行良好的转矩传递。

在本发明的具体的一方式中，决定所述鼓出部的形状，使得在各连结板处于相对于所述外转子和所述内转子的偏心方向确定的第一动力传递角度范围时，该连结板的一侧的转矩传递面与所述切槽的一侧的内壁面大致平行地面接触，在处于第二动力传递角度范围时，该连结板的另一侧的转矩传递面与所述切槽的另一侧的内壁面大致平行地面接触。即，在转矩传递面和切槽的内壁面处于大致平行地面接触的状态时，在连结板和切槽之间传递最大的转矩。因此，仅在以得到这种相对的姿势的特定的位置(角度位置)为中心的一定的动力传递角度范围内，进行经由连结板的转矩传递。在外转子和内转子的任一方被驱动时，在第一动力传递角度范围进行转矩传递，在另一方被驱动时，在第二动力传递角度范围进行转矩传递。由于连结板具有对称的截面形状，所以第一动力传递角度范围和第二动力传递角度范围成为夹着所述偏心方向大致对称地产生并且相互相等的大小的角度范围。

在本发明优选的一个方式中，在所述驱动轴上安装所述内转子，并且所述驱动轴经由单向离合器通过内燃机的输出被机械地驱动。在这样的结构中，例如在混合动力车辆等中，如果内燃机在以电动机部未被电驱动的状态下旋转，则经由驱动轴驱动内转子。而且，在内燃机停止的状态下，电动机部驱动外转子，由此，单向离合器空转，在内燃机停止的状态下电动驱动泵。

或者，也可以如下构成：代替单向离合器而经由可从外部进行连接/释放控制的离合器机构通过内燃机的输出机械地驱动内转子。

(发明的效果)

根据本发明，可以提供一种能够进行使用了电动机部的电动驱动和利用第二驱动源的机械驱动这两种驱动的泵，特别是能够通过电动驱动和机械驱动来确保同等的效率以及特性。

附图说明

图1是以拆下了盖的状态表示本发明的油泵的平面图。

图2是沿着图1的A－A线的油泵整体的剖面图。

图3是该油泵的分解立体图。

图4是表示连结板的截面形状的放大图。

图5是表示用于驱动轴的离合器机构的一实施例的剖面图。

符号说明

1…外壳

2…定子

3…外转子

4…内转子

5…连结板

5a…头部

5b…鼓出部

5e…角部

6…驱动轴

21…定子铁心

22…线圈

24…永久磁铁

26…板保持槽

29…单向离合器

32…切槽

50…转矩传递面。

具体实施方式

以下，基于附图详细说明本发明的一实施例。图1～图3表示将本发明作为例如混合动力车辆中的自动变速器用的油泵应用的一实施例。如图3所示，该油泵以安装于自动变速器或内燃机的适宜位置的中空圆盘状的外壳1、收容于该外壳1的圆环状的定子2、配置于该定子2的内周侧的圆筒状的外转子3、在该外转子3的内周侧配置于相对于该外转子3偏心的位置的内转子4、将外转子3和内转子4连结的多个(例如6个)连结板5、支承于上述外壳1的驱动轴6作为主体构成。

上述外壳1被分割成形成有定子收容室13作为凹部的主体11、和与该主体11组合而关闭定子收容室13的开口面的盖12而构成，这些主体11和盖12通过多个螺栓14相互紧固。在定子收容室13的中央部形成有侧板部15作为圆形的凸部，在该侧板部15的端面分别月牙形地形成有吸入端口16以及排出端口17。另外，如图2所示，在盖12的中央部也形成有侧板部18作为圆形的凸部。此外，在盖12侧的侧板部18也可以设置吸入端口以及排出端口。即，吸入端口只要位于两个侧板部15、18的至少一方即可，排出端口只要位于相同的两个侧板部15、18的至少一方即可。另外，也可以由与外壳1自身分体的板部件构成具有吸入端口或排出端口的侧板。驱动轴6被可旋转地支承在主体11和盖12的两个部位，一端部贯通主体11从底面11a突出。该驱动轴6配置在相对于侧板部15、18的中心偏心规定量的位置。此外，本说明书中的“轴向”是指沿着驱动轴6的中心轴线的方向。

定子2是与外转子3一同构成电动机部的构成要素，通过包含多个例如9个极杆21a和圆环状的轭铁21b并且由层叠铁心构成的9槽的定子铁心21、和分别卷绕于极杆21a上的线圈22构成。该定子2在外壳1的定子收容室13内以同心状地包围侧板部15、18的方式配置。

外转子3与内转子4一同构成泵部，并且是相当于电动机部的转子的构成要素，作为整体形成圆筒状，并且在外周面等间隔地安装有弯曲成圆弧形的呈板状的多个例如6个永久磁铁24。这些永久磁铁24以与上述定子2协作构成电动机部的方式成为N极和S极交替的配置，经由极小的气隙与定子2的极杆21a的内周面对置。另外，就圆筒状的外转子3而言，设于一端部的稍大径的轴承部3a(参照图2)可旋转地嵌合于上述主体11的侧板部15外周，由此被外壳1可旋转地支承。

在外转子3的内周面3b以等间隔在多个部位例如6个部位形成有截面圆形或者截面C字形地凹陷的板保持槽26。各板保持槽26沿外转子3的轴向延伸，两端分别向外转子3的端面开口。

配置于外转子3的内周侧的内转子4以外周面4a的周向的局部接近外转子3的内周面3b的方式从外转子3的中心偏心存在，并且以与该驱动轴6一体旋转的方式安装于驱动轴6。即，内转子4可通过驱动轴6旋转驱动。在驱动轴6的端部，经由单向离合器29连接有通过成为第二驱动源的内燃机的内燃机输出进行旋转的内燃机侧驱动轴28。该单向离合器29在内燃机运转而内燃机侧驱动轴28旋转驱动内转子4的状态下成为连结状态，在内燃机侧驱动轴28停止而内转子4(即驱动轴6)被电动机部电动驱动时，即驱动轴6的旋转速度高于内燃机侧驱动轴28的旋转速度时，成为空转即释放状态。

在内转子4的外周面4a，以等间隔放射状地形成有与板保持槽26相对应的数量即6个矩形的切槽32。详细而言，切槽32具有相互平行的一对内壁面，该一对内壁面以与内转子4的半径线平行的方式沿着该半径线分别形成。各切槽32沿内转子4的轴向延伸，两端分别在内转子4的端面开口。

如上述，内转子4相对于外转子3的内周面3b偏心，其结果，如图1所示，在两者间形成月牙形的空间。而且，该月牙形的空间进一步分别被6个连结板5划分成6个腔室34。上述连结板5形成具有近似大致三角形的所谓摆动型的截面形状的板状，外周端的呈截面圆形的头部5a可摆动地嵌合于上述外转子3的板保持槽26，并且，向内周侧的周向鼓出的鼓出部5b可滑动地插入内转子4的切槽32内。

从图1可容易地理解，外转子3的内周面3b和内转子4的外周面4a之间的距离根据相互偏心的外转子3以及内转子4的旋转位置发生变化，由连结板5划分的各腔室34的容积进行增减变化。因此，通过外转子3以及内转子4向图1的顺时针旋转方向旋转，得到从设于侧板部15、18的吸入端口16向排出端口17压送油的抽吸作用。

在具有内燃机和行驶用电动发电机作为车辆的驱动源的混合动力车辆中，内燃机仅在需要时驱动，在不需要时为停止状态。在内燃机的动作中，如上所述，经由单向离合器29，通过内燃机侧驱动轴28旋转驱动驱动轴6，因此，在构成泵部的外转子3和内转子4中，内转子4成为驱动侧，外转子3从动。即，伴随内转子4的旋转，切槽32的内壁面将嵌合于该切槽32的连结板33向周向按压。而且，由于连结板5的头部5a与板保持槽26连结，所以向外转子3传递转矩，该外转子3与内转子4一同旋转。由此，得到上述的抽吸作用。

另外，在内燃机的停止中，通过由具有永久磁铁24的外转子3和定子2构成的电动机部旋转驱动外转子3。即，在上述实施例中，通过线圈22和永久磁铁24构成三相6极9槽的电动机部，通过经由包含逆变器的适宜的电动机驱动电路驱动线圈22，能够使外转子3在定子2内旋转。因此，在构成泵部的外转子3和内转子4中，外转子3成为驱动侧，内转子4从动。即，伴随外转子3的旋转，被支承于板保持槽26的连结板5将切槽32的内壁面向周向按压，向内转子4传递转矩。由此，内转子4与外转子3一同旋转，得到与上述完全相同的抽吸作用。

图4中更具体地表示在外转子3和内转子4之间相互传递旋转力的连结板5的截面形状。此外，连结板5遍及轴向的全长具有一定的截面形状，因此，图1中看到的端部的外形状和截面形状没有变化。如上所述，该连结板5具备可摆动地嵌合于板保持槽26的呈截面圆形的头部5a、和大致三角形地鼓出的鼓出部5b。更详细而言，在头部5a和鼓出部5b之间，为了较大地确保相对于板保持槽26的摆动角度而具备中间变细的颈部5c，与该颈部5c相邻，具备向图4中左右方向稍微突出的一对肩部5d。而且，在肩部5d与成为鼓出部5b的外周端的一对角部5e之间，成为呈大致直线状的转矩传递面50。此外，在区别左右的转矩传递面50的情况下，将图4的左侧的转矩传递面称作第一转矩传递面50L，将右侧的转矩传递面称作第二转矩传递面50R。转矩传递面50的外周侧部分(图4的下侧部分)以及与其连续的角部5e形成朝向外侧凸出的平缓的曲面，以如图1所示在具有平行的宽度的切槽32内进行摆动时，左右的两个部位可以沿着切槽32的内壁面动作。换而言之，以在连结板5为相对于切槽32倾斜的姿势时，保持一对角部5e附近的两点与切槽32的左右的内壁面实质上相接的状态的方式，设定鼓出部5b的图下侧部分的弯曲形状。

在此，图4所示的连结板5的截面形状形成夹着穿过头部5a的摆动中心O的平面PL而左右对称的形状。因此，第一转矩传递面50L和第二转矩传递面50R夹着平面PL对称形成。

这样，由于连结板5具有左右对称的截面形状，从而上述实施例的油泵在通过内燃机的输出旋转驱动内转子4时和通过电动机部旋转驱动外转子4时，得到同等顺利的作用，并且得到同等的效率。

即，如上所述，由于内转子4相对于外转子3的内周面3b偏心，所以如上述构成的连结板5根据旋转位置在切槽32内进退并且摆动。假如为连结板5在一对角部5e附近与切槽32的一对内壁面相接，并且左右的转矩传递面50远离切槽32的内壁面的状态(换言之，为连结板5的中心平面PL沿着内转子4的半径线的姿势)，则连结板5在切槽32内可以自由摆动，因此，不能进行在两者间的转矩传递。而且，作为连结板5和切槽32的位置关系，在转矩传递面50与切槽32的内周面大致平行地面接触时，进行最大的转矩传递。因此，在各连结板5移动360°的期间，仅在处于特定的角度范围时可以进行实质的转矩传递。

详细而言，在旋转驱动内转子4并且外转子3从动时，在连结板5位于图1所示的第一动力传递角度范围θ1时，进行经由该连结板5的转矩传递。即，在连结板5位于该第一动力传递角度范围θ1的大致中央的角度位置时，连结板5的第一转矩传递面50L与切槽32的一侧的内壁面(相对于顺时针旋转方向的旋转为后侧的面)大致平行地面接触。由于作为驱动侧的内转子4向图1的顺时针旋转方向旋转，所以通过切槽32的内壁面将连结板5的第一转矩传递面50L向周向按压，向外转子3传递转矩。

另一方面，在旋转驱动外转子3并且内转子4从动时，在连结板5位于图1所示的第二动力传递角度范围θ2时，进行经由该连结板5的转矩传递。即，在连结板5位于第二动力传递角度范围θ2的大致中央的角度位置时，连结板5的第二转矩传递面50R与切槽32的另一侧的内壁面(相对于顺时针旋转方向的旋转为前侧的面)大致平行地面接触。由于作为驱动侧的外转子3向图1的顺时针旋转方向旋转，所以通过连结板5的第二转矩传递面50R将切槽32的内壁面向周向按压，向内转子4传递转矩。

由于第一转矩传递面50L和第二转矩传递面50R对称地形成，因此，在图1中，第一动力传递角度范围θ1和第二动力传递角度范围θ2成为以沿着内转子4相对于外转子3的偏心方向的角度位置为中心相互取得对称，并且相互相等的角度范围。因此，无论内转子4为驱动侧还是外转子3为驱动侧，都能够以相互相等的效率进行转矩传递，得到同样的特性。

其次，图5表示代替上述实施例的单向离合器29而在通过内燃机的输出进行驱动的驱动侧61和内转子4之间设置可进行外部控制的离合器机构的实施例。在该实施例中，驱动侧61未被固定于内转子4，而可旋转地嵌合于内转子4的中心孔。而且，在驱动侧61的外周配置有形成离合器机构的主体的圆筒状的离合器部件62。该离合器部件62通过例如花键结合或键结合等而以相对于驱动侧61为非旋转并且沿轴向可滑动的方式嵌合，可以与驱动侧61一同可旋转地保持于上述的外壳1的主体11的轴承孔65。在该离合器部件62的前端和内转子4之间分别形成有相对于驱动侧61的中心轴以适宜的角度倾斜的锥状的啮合面63a、63b。这些啮合面63a、63b具有相互啮合的沿着半径方向的齿部。

离合器部件62通过螺旋弹簧64相对于驱动侧61被向后退方向施力，以使上述的啮合面63a、63b相互分开。而且，面向离合器部件62的端面，在驱动侧61和轴承孔65之间形成油压室66，通过从外部向该油压室66导入指示油压，切换离合器机构。

即，在内燃机停止而通过电动机部进行电动驱动的情况下，通过使指示油压降低，释放啮合面63a、63b的啮合，驱动侧61和内转子4可以相互相对旋转。

与之相对，在通过内燃机的输出进行机械驱动的情况下，通过将规定的指示油压导入油压室66，啮合面63a、63b相互卡合。由此，通过内燃机的输出旋转驱动内转子4。

Claims (4)

1.一种泵，其特征在于，具备：

外壳，其具有吸入端口以及排出端口，并且具备圆环状的定子；

圆筒状的外转子，其可旋转地配置于所述定子的内周侧，并且以与所述定子协作构成电动机部的方式在外周面具备多个永久磁铁，并且在内周面形成有多个沿轴向延伸的截面C字形的板保持槽；

内转子，其在所述外转子的内周侧配置于相对于该外转子偏心的位置，在与该外转子之间构成与所述吸入端口以及所述排出端口连通的空间，并且在外周面放射状地形成有多个切槽；

驱动轴，其与所述内转子连接，并且通过第二驱动源旋转驱动；

多个连结板，其截面大致圆形的头部可摆动地嵌合于所述板保持槽，并且截面大致三角形的鼓出部可滑动地嵌合于所述切槽，将所述空间划分成多个腔室，

所述连结板以在所述外转子和所述内转子之间相互传递旋转力的方式在所述鼓出部的两面具备转矩传递面，并且具有夹着穿过所述头部的摆动中心的平面而对称的截面形状。

2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，

在所述驱动轴上安装所述内转子，并且所述驱动轴经由单向离合器通过内燃机的输出被机械地驱动。

3.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，

所述驱动轴通过内燃机的输出被机械地驱动，该驱动轴的旋转经由可从外部控制连接/释放的离合器机构向内转子传递。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的泵，其特征在于，

决定所述鼓出部的形状，使得在各连结板处于相对于所述外转子和所述内转子的偏心方向确定的第一动力传递角度范围时，该连结板的一侧的转矩传递面与所述切槽的一侧的内壁面大致平行地面接触，在处于第二动力传递角度范围时，该连结板的另一侧的转矩传递面与所述切槽的另一侧的内壁面大致平行地面接触。