JP2002031065A

JP2002031065A - 電動ポンプユニット

Info

Publication number: JP2002031065A
Application number: JP2000306527A
Authority: JP
Inventors: Yousuke Shimizu; 要祐清水; Takatoshi Sakata; 隆敏阪田; Koji Nagano; 浩司永野; Hiroharu Yoshinami; 弘治吉浪
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-01-31

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、モータユニットとポンプユニットを別構
成して互いに組み合わせており、部品点数が多い。大型
でコストも高い。【解決手段】電動モータ２の回転軸４とポンプ３の回転
軸５とを単一のシャフト６により兼用する。シャフト６
を第１及び第２の転がり軸受２４，２５により支持す
る。シャフト６の連結部６ｄをポンプ３の駆動ギヤ１３
の連結孔３８に挿通し、スプライン、セレーション又は
キー等により結合させる。モータハウジング７の端壁９
によりポンプハウジング１０の端壁を兼用する。ポンプ
３のサイドプレート１５を１枚のみとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータによってポ
ンプを駆動する電動ポンプユニットに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車における省エネの要請は顕
著となっており、駆動源としてエンジンと電動モータを
併用するいわゆるハイブリッドカーが出現している。こ
のような技術の流れに伴って、補機を駆動するための油
圧を発生するポンプを電動化して、必要なときに必要な
出力を得るとともに、必要でないときには出力を抑えた
り停止させたりして省エネを図ることが考えられてい
る。

【０００３】従来、この種の電動ポンプでは、ポンプユ
ニットと、モータユニットとを別体に形成し、ポンプの
回転軸とモータの回転軸とを例えばオルダムジョイント
等の継ぎ手を用いて駆動伝達可能に連結している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この場
合、各回転軸を構成する一対のシャフトが別々に形成さ
れることから、両シャフトを互いに連結するための継ぎ
手が必要であり、また、一対のシャフトにそれぞれ対応
して軸受やオイルシールを設けている。したがって、部
品点数が多く、その結果、装置が大型になり製造コスト
も高くなる。また、従来では、ポンプユニットのハウジ
ングと、モータユニットのハウジングとが別体で形成さ
れており、この点からも部品点数が多くなり、装置が大
型で高価になる。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、本発明の目的は小型で安価な電動ポンプユニット
を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するため、本発明はモータの回転軸とポンプの回
転軸を単一のシャフトにより兼用することを特徴とする
ものである。本構成では、従来必要であった一対のシャ
フト間の継ぎ手を廃止することができ、部品点数の削減
を通じて小型で安価な電動ポンプユニットが得られる。
特に、従来は各シャフトに対応して軸受やオイルシール
を設けていたが、これらを共用化することもでき、この
点からも部品点数を削減することができる。

【０００７】また、一対のシャフトを用いる従来の場合
には、シャフト間を連結する継ぎ手により、モータとポ
ンプの軸心のずれを吸収しているが、本発明のようにシ
ャフトを共用化して継ぎ手を廃止する場合には、上記シ
ャフトとポンプのロータとの連結部は、シャフトとロー
タの軸方向相対移動を許容しつつ両者の相対回転を規制
する規制部を含み、上記シャフトを支持する複数の軸受
は、一つを除いてシャフトとの間に隙間を設けているこ
とが好ましい。

【０００８】というのは、シャフトとポンプのロータと
の連結部はラジアル方向への実質的な遊びを設けないこ
とがポンプの耐久性からみて好ましいという知見を得て
おり、このように連結部にラジアル方向の遊びを設けな
い場合においてシャフトとロータがこじれずにアキシャ
ル方向にスムーズに相対移動できるようにするために
は、複数の軸受のうちの一つで主にシャフトを支持し、
残りはシャフトに対してルーズフィットとしてシャフト
との間の軸心のずれを吸収することが必要となるからで
ある。

【０００９】ここで、上記の規制部としては、シャフト
の軸方向に平行で且つシャフトの回転方向と交差する少
なくとも一つの平坦面の他、回転方向と交差する湾曲面
であって且つその母線がシャフトの軸方向に平行である
湾曲面を例示することができる。前者の規制部を含む連
結部は、スプライン、セレーション、いわゆる異形断面
部又はキーの何れかを含んでいる。異形断面部の断面形
状は、いわゆるＤ形形状であっても良いし、四角形、六
角形および八角形等の多角形形状であっても良い。

【００１０】また、上記シャフトの連結部のモータハウ
ジング側の端部に隣接して連結部よりも小径のくびれ部
を設けてあれば好ましい。スプライン又はセレーション
を形成する場合において、これらを形成するための工具
としてのホブや転造用ラックがシャフトの他の部分と干
渉しないようにすることができる。また、上記シャフト
の軸方向に所定間隔隔てて配置される一対の転がり軸受
を介してシャフトを支持していれば好ましい。本構成で
は、例えばギヤポンプ等の場合に用いられるサイドプレ
ートにギヤの支軸を支持する軸受の機能を果たさせる必
要がなくなり、製造コストを安くすることができる。

【００１１】上記一対の転がり軸受はポンプハウジング
の液密空間内に配置される転がり軸受を含んでいれば好
ましい。本構成では、液密空間内の転がり軸受は、摩擦
による熱を作動油に放熱できるので、温度上昇を抑制で
きる。その結果、転がり軸受の寿命を向上でき、ひいて
は電動ポンプユニットの寿命を向上できる。またポンプ
の高回転化にも対応できる。また、液密空間内の転がり
軸受はグリース密封型でないオープン型で良く、コスト
を安くすることができる。

【００１２】また、本発明は、モータハウジングの端壁
によってポンプウジングの端壁を兼用していることを特
徴とするものである。この場合、部品点数の削減を通じ
て小型化およびコストダウンを図ることができる。上記
ポンプは互いに噛み合う一対のギヤを有するギヤポンプ
からなっていれば好ましい。ギヤポンプであれば、小型
且つ安価で高出力が得られるので、自動車への搭載に適
している。

【００１３】上記一対のギヤを両側から挟む一対の部材
の何れか一方のみが、ポンプハウジングのキャビティ内
に浮動状に収容されるサイドプレートであれば好まし
い。この場合、他方のサイドプレートを、当該サイドプ
レートに装着されるサイドシール等と共に削減すること
ができ、製造コストを低減することができる。上記一対
のギヤはシャフトに一体回転可能に連結される駆動ギヤ
と、この駆動ギヤに噛み合う従動ギヤとを含み、従動ギ
ヤはその支持孔に挿通される支軸に摺動自在に支持され
ていれば好ましい。この場合、支軸が従動ギヤの摺動負
荷を受ける滑り軸受として機能するので、支軸の端部を
支える滑り軸受の負荷を減じることができる。その結
果、支軸の端部を支える滑り軸受の軸方向長さを短くす
ることができ、ポンプハウジングを小型化することが可
能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を添
付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の
形態に係る電動ポンプユニットの内部構成を示す模式的
断面図である。図１を参照して、本電動ポンプユニット
１は、電動モータ２とポンプ３を組み合わせて一体のユ
ニットとして構成しており、電動モータ２の回転軸４と
ポンプの回転軸５とが共通のシャフト６により構成され
ている。

【００１５】電動モータ２は、モータハウジング７を備
えており、モータハウジング７は、回転軸４を同心に取
り囲む有底円筒からなる第１ハウジング８と、この第１
ハウジング８の開放部を塞ぐ端壁９とを含んでいる。図
示していないが、モータハウジング７内には、回転軸４
に一体回転するロータと、第１ハウジング８により支持
されロータの周囲を取り囲むステータとが配置されてい
る。一方、ポンプ３は、ポンプハウジング１０を備えて
おり、ポンプハウジング１０は有底円筒からなる第２ハ
ウジング１１と、上記端壁９とを含んでいる。３１は第
２ハウジング１１を端壁９に固定するためのねじであ
る。

【００１６】ポンプハウジング１０内に区画される長円
形断面を有するキャビティ１２内には、互いに噛み合う
ロータとしての駆動ギヤ１３および従動ギヤ１４が収容
され、これらのギヤ１３，１４の側面１３ａ，１４ａと
端壁９との間に、例えばアルミニウム合金製のサイドプ
レート１５が嵌め入れられている。サイドプレート１５
はシャフト６の後述する中径部６ｂを貫通させる挿通孔
１６と、従動ギヤ１４の支軸１７を回転自在に支持する
支持孔１８とを形成している。支軸１７は従動ギヤ１４
と一体もしくは別体で形成されている。別体での結合方
法は駆動ギヤと同様の方法、又は軸が固定され、従動ギ
ヤが回転自在に支持される方法が用いられる。後者の例
としては、従動ギヤ中空内径部に軸受を取り付けた状態
で、軸に挿通して従動ギヤが回転自在に支持される。第
２ハウジング１１の端壁部１１ａには、シャフト６の後
述する軸端部６ｅと支軸１７とをそれぞれ対応するすべ
り軸受１９，２０を介して支持する支持孔２１，２２が
形成されている。

【００１７】サイドプレート１５のギヤ側側面１５ａの
背面１５ｂとこれに対向する端壁９の面９ａとの間に
は、サイドシールとしての略３の字形形状のシール３０
が介在しており、このシール３０は、キャビティ１２内
を高圧エリアＨと低圧エリアＬに仕切っている（図４参
照）。シャフト６は、モータハウジング７により第１お
よび第２の転がり軸受２４，２５を介して回転自在に支
持される大径部６ａと、この大径部６ａに連続し端壁９
の挿通孔２６を貫いてポンプハウジング１０に進入する
中径部６ｂと、この中径部６ｂに連続するくびれ部６ｃ
と、スプライン、セレーション、異形断面部又はキー溝
からなる連結部６ｄと、連結部６ｄに連続する軸端部６
ｅとを順次に備えている。異形断面部は、Ｄ形形状であ
っても良いし、四角形、六角形および八角形等の多角形
形状であっても良い。

【００１８】連結部６ｄとしては、シャフト６及び駆動
ギヤ１３の両者の軸方向相対移動を許容しつつ両者の相
対回転を規制できる規制部を含んでいれば良い。規制部
としては、シャフト６の軸方向に平行で且つシャフト６
の回転方向と交差する少なくとも一つの平坦面であって
も良いし、回転方向と交差する湾曲面であって且つその
母線がシャフトの軸方向に平行である湾曲面であっても
良い。上記の連結部６ｄとして挙げた上記のスプライ
ン、セレーション、異形断面部又はキー溝等の例は、前
者の平坦面からなる規制部を含む例である。

【００１９】第１の転がり軸受２４は第１ハウジング８
の端壁部８ａに形成された保持部３２に保持されてい
る。端壁９の挿通孔２６は、大径部２７と中径部２８と
小径部２９とを順次に有している。大径部２７は第２の
転がり軸受２５を保持する。挿通孔２６の中径部２８と
シャフト６の中径部６ｂとの間には、両者間を密封する
オイルシール２３が介在している。挿通孔２６の小径部
２９とシャフト６の中径部６ｂとの間には、隙間が設け
られている。

【００２０】上記の連結部６ｄは駆動ギヤ１３の連結孔
３８の内周面に形成された対応する規制部、例えばスプ
ライン、セレーション、異形断面部又はキーに結合さ
れ、これにより、シャフト６に含まれる回転軸５と駆動
ギヤ１３とが一体回転可能に連結される。次いで、図１
のII−II線に沿う断面図である図２には、駆動ギヤ１３
およびこれに連動する従動ギヤ１４の回転方向が矢符に
より示してあり、両ギヤ１３，１４の噛み合い位置を挟
んだ両側には、前記回転方向側に吸込室３３が、反回転
方向側に吐出室３４が形成されている。これら吸込室３
３および吐出室３４は、第１ハウジング１１の対応位置
に開口する吸込口３５および吐出口３６を介して、ポン
プハウジング１０外の図示しない吸込先および吐出先に
それぞれ接続されるようにしてある。なお、図２におい
て断面のハッチングを一部省略してある。

【００２１】次いで、図１のIII −III 線に沿う断面図
である図３において、サイドプレート１５のギヤ側側面
１５ａには、両ギヤ１３，１４の噛み合い位置から吸込
室３３側へ延びる逃げ溝６３および吐出室３６側へ延び
る逃げ溝６４が形成されている。これらの逃げ溝６３，
６４は、両ギヤ１３，１４の噛み合い位置で流体がサイ
ドプレート１５と各噛合ギヤ歯とで形成される閉塞領域
に閉じ込められる、いわゆる閉じ込みの発生を防止する
ためのものである。６５は挿通孔１６および支持孔１８
と吸込室３３とをそれぞれ連通する連通溝である。

【００２２】一方、図４において、サイドプレート１５
の背面（反ギヤ側側面）１５ｂには、略３の字形形状の
収容溝３７に上記のシール３０を収容しており、このシ
ール３０を境界として、互いに対向するサイドプレート
１５と端壁９との間の空間が、吸込室３３側に連通する
低圧エリアＬと吐出室３４側に連通する高圧エリアＨと
に仕切られている。また、上記背面１５ｂには、上記低
圧エリアＬにおいて挿通孔１６および支持孔１８と吸込
室３３側とをそれぞれ連通する各一対の連通溝６６が形
成されている。

【００２３】本実施の形態によれば、単一のシャフト６
の一部分により電動モータ２の回転軸４を構成し、他の
部分によりポンプ３の回転軸５を構成するので、従来必
要であった継ぎ手を廃止することができ、部品点数の削
減を通じて小型で安価な電動ポンプユニットを提供する
ことができる。また、従来は各回転軸を構成するシャフ
トに対応して軸受やオイルシールを設けていたが、これ
らを共用化することができ、この点からも部品点数を削
減することができる。

【００２４】また、スプライン等からなる連結部６ｄに
関しては、ラジアル方向の遊びを設けないようにしてポ
ンプの耐久性を向上していると共に、転がり軸受２４に
て主にシャフト６を支持し、転がり軸受２５と滑り軸受
１９についてはシャフト６との間に隙間を設けている。
この隙間によりシャフト６と軸受１９，２５との間の軸
心のずれを吸収し、シャフト６と駆動ギヤ１３がアキシ
ャル方向にスムーズに相対移動できるようにしている。

【００２５】また、シャフト６の連結部６ｄに隣接して
小径のくびれ部６ｃを設けてあるので、連結部６ｄのス
プライン又はセレーションを形成するための工具として
のホブや転造用ラックが、シャフト６の他の部分と干渉
することを防止できる。また、シャフト６を軸方向に所
定間隔隔てて配置される第１および第２の転がり軸受２
４，２５を介してモータハウジング７により支持するの
で、サイドプレート１５の挿通孔１６に、ポンプ３の回
転軸５（具体的にはサイドプレート１５の挿通孔１６を
貫通するシャフトの中径部６ｄ）を支持する軸受の機能
を果たさせる必要がなくなる。その結果、サイドプレー
トを安価に製造することができる。

【００２６】また、モータハウジング７の端壁９によっ
てポンプウジング１０の端壁を兼用しているので、部品
点数の削減を通じて小型化およびコストダウンを図るこ
とができる。また、通例、ギヤポンプでは、一対のギヤ
を両側から挟む一対のサイドプレートが用いられるが、
本実施の形態では、一方のサイドプレート１５のみとす
るので、部品点数を削減して製造コストを低減すること
ができる。

【００２７】次いで、図５は本発明の別の実施の形態を
示している。図５を参照して、本実施の形態が図１の実
施の形態と主に異なるのは、下記の１）〜４）である。
１）端壁９に取り付けられてシャフト６を支持する転が
り軸受２５と、端壁９と挿通孔２６とシャフト６との間
を密封するオイルシール２３との位置関係を逆にし、転
がり軸受２５をオイルシール２３よりもシャフト６の先
端寄りに配置してある。これにより、転がり軸受２５が
ポンプハウジング１０内の液密空間に配置される。転が
り軸受２５の摩擦による熱を作動油に放熱できるので、
転がり軸受２５の温度上昇を抑制できる。その結果、転
がり軸受２５の寿命を長くでき、ひいては電動ポンプユ
ニットの寿命を向上できる。また、ポンプの高回転化に
も十分に対応できる。また、液密空間内の転がり軸受２
５としては、グリース密封型でないオープン型を用いれ
ば良く、コストを安くすることができる。

【００２８】２）シャフト６の先端を支持する滑り軸受
１９を廃止してある。これにより、コストを安くするこ
とができる。３）従動ギヤ３９は支持孔４０を有し、こ
の支持孔４０に挿通される支軸４１に摺動自在に支持さ
れている。この場合、支軸４１が従動ギヤ３９の摺動負
荷を受ける滑り軸受として機能するので、支軸４１の端
部を支える滑り軸受２０の負荷を減じることができる。
その結果、支軸４１の端部を支える滑り軸受２０の軸方
向長さを短くすることができ、支軸４１の軸方向に関し
てポンプハウジング１０を小型化することが可能とな
る。

【００２９】逆に、支軸４１の軸方向に関してポンプハ
ウジング１０が同一サイズであっても、滑り軸受２０の
軸長を短くした分だけ、従動ギヤ３９の歯幅を長くする
ことができ、ポンプの高出力化に対応することができ
る。なお、同じ出力のポンプの場合、高吐出圧低吐出量
のポンプよりも低吐出圧高吐出量のポンプのほうが、ギ
ヤの歯幅を長くとることができ軸受負荷容量が大きくな
るため、本軸受構造（従動ギヤを支軸により摺動支持す
る軸受構造）の効果を顕著なものとすることができる。

【００３０】４）従動ギヤ３９の支持孔４０の内周面と
支軸４１の外周面との間には所定の隙間が設けられてお
り、従動ギヤ３９は支軸４１の径方向に若干量移動でき
るようになっている。この場合、ポンプ作動時の発生圧
力で、従動ギヤ３９の外径部がキャビティ１２の内面に
強く押圧され、従動ギヤ３９の周方向に作動油が漏れる
ことを防止することができるので、高いポンプ効率を得
ることができる。また、支軸４１や回転軸５の中心をキ
ャビティ１２の対応するギヤ収容孔の中心からオフセッ
トしておいても、同様にギヤの周方向に作動油が漏れる
ことを防止して、高いポンプ効率を得ることができる。

【００３１】他の構成については、図１の実施の形態と
同様であるので、図に同一符号を付して、その説明を省
略する。なお、本発明は上記各実施の形態に限定される
ものではなく、例えば、一対のギヤの両側にサイドプレ
ートを用いても良いし、また、サイドプレートを一切廃
止しても良い。また、第２の転がり軸受２５を、滑り軸
受２９の位置に滑り軸受２９に代えて配置することもで
きる。滑り軸受１９を廃止することもできる。第２の転
がり軸受２５を廃止し、第１の転がり軸受２４と、サイ
ドプレート１５とによってシャフト６を支持するように
しても良い。その他、本発明の範囲で種々の変更を施す
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の電動ポンプユニットの
断面図である。

【図２】図１のII−II線に沿う断面図であり、ハッチン
グを一部省略してある。

【図３】図１のIII −III 線に沿う断面図である。

【図４】図１のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】本発明の別の実施の形態の電動ポンプユニット
の断面図である。

【符号の説明】

１電動ポンプユニット２電動モータ 3 ポンプ４，５回転軸６シャフト７モータハウジング８第１ハウジング９端壁１０ポンプハウジング１１第２ハウジング１２キャビティ１３駆動ギヤ１４従動ギヤ１５サイドプレート２３オイルシール２４第１の転がり軸受２５第２の転がり軸受３０略３の字形形状のシール（サイドシール）３９従動ギヤ４０支持孔４１支軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０４Ｂ 21/00 Ｑ (72)発明者永野浩司大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内 (72)発明者吉浪弘治大阪市中央区南船場三丁目５番８号光洋精工株式会社内Ｆターム(参考） 3H041 AA02 BB02 CC15 DD01 DD05 DD07 DD09 DD10 DD24 DD34 DD38 3H044 AA02 BB02 CC14 DD01 DD04 DD05 DD06 DD08 DD18 DD19 DD28 3H071 AA03 BB02 CC33 DD42 DD46 3H075 AA02 BB06 CC34 DA02 DB03 DB04 DB22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モータの回転軸とポンプの回転軸を単一の
シャフトにより兼用することを特徴とする電動ポンプユ
ニット。
【請求項２】上記シャフトとポンプのロータとの連結部
は、シャフトとロータの軸方向相対移動を許容しつつ両
者の相対回転を規制する規制部を含み、上記シャフトを支持する複数の軸受は、一つを除いてシ
ャフトとの間に隙間を設けていることを特徴とする請求
項１記載の電動ポンプユニット。
【請求項３】上記シャフトの連結部のモータハウジング
側の端部に隣接して連結部よりも小径のくびれ部を設け
てあることを特徴とする請求項２記載の電動ポンプユニ
ット。
【請求項４】上記シャフトの軸方向に所定間隔隔てて配
置される一対の転がり軸受を介してシャフトを支持する
ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の電動ポンプ
ユニット。
【請求項５】上記一対の転がり軸受はポンプハウジング
の液密空間内に配置される転がり軸受を含むことを特徴
とする請求項４記載の電動ポンプユニット。
【請求項６】モータハウジングの端壁によってポンプハ
ウジングの端壁を兼用することを特徴とする電動ポンプ
ユニット。
【請求項７】上記ポンプは互いに一対のギヤを有するギ
ヤポンプからなることを特徴とする請求項１ないし６の
何れか一つに記載の電動ポンプユニット。
【請求項８】上記一対のギヤを両側から挟む一対の部材
の何れか一方のみが、ポンプハウジングのキャビティ内
に浮動状に収容されるサイドプレートであることを特徴
とする請求項７記載の電動ポンプユニット。
【請求項９】上記一対のギヤはシャフトに一体回転可能
に連結される駆動ギヤと、この駆動ギヤに噛み合う従動
ギヤとを含み、従動ギヤはその支持孔に挿通される支軸
に摺動自在に支持されることを特徴とする請求項７又は
８記載の電動ポンプユニット。