JP2005098158A

JP2005098158A - ギヤポンプ

Info

Publication number: JP2005098158A
Application number: JP2003330907A
Authority: JP
Inventors: Naoto Inama; 直人稲摩; Koichiro Horiuchi; 幸一郎堀内
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】吐出通路に高負荷が作用しているときに、起動性に難点のある電気モータが安定して確実に起動できる構造が簡単で安価なギヤポンプを提供する。
【解決手段】インナロータ１２の外周に形成された外歯１９とアウタロータ１３の内周に形成され外歯１９と噛合する内歯２０との間に形成される各歯間室２１が両ロータの回転につれて膨張する領域では吸入室２２から液体が吸入され、収縮する領域では液体が吐出室２３に送出される。ギヤポンプが始動されるときに、吐出通路２７に高負荷が作用していると、両ロータの低速回転により吐出室２３に吐出された液体は所定流路抵抗を有するバイパス路２８を通って吸入通路２６にバイパスされ、ギヤポンプ始動時の低回転数領域において吐出室２３の圧力上昇が抑制されて両ロータの回転抵抗が低減され、電気モータが安定して確実に起動できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、インナロータに形成した外歯とアウタロータに形成した内歯とが噛合するギヤポンプに関するものである。

市街地走行時に、交差点等で車両が停止した場合、所定の停止条件下でエンジンを自動停止させ、その後、所定の始動条件下でエンジンを再始動させることにより、燃費を向上し、排気エミッションを向上させるエンジン自動停止始動装置が知られている。特許文献１に記載されているように、自動変速機を搭載している車両では、エンジンが停止した後も、適切な変速段を成立させるたに自動変速機の液圧作動装置に所定圧力の液圧を供給する必要があるので、電動モータにより回転駆動される補助液圧ポンプをエンジンによって駆動される主液圧ポンプと並列に接続している。小型、軽量、低価格を達成するために補助液圧ポンプを駆動する電気モータとしてセンサレスブラシレスＤＣモータを用いることが有効である。

センサレスブラシレスＤＣモータは、回転子の回転速度に応じてコイルに発生する誘起電圧から回転子の回転位置を推定してコイルへの通電を切換える構成であるため、起動性が劣る難点がある。このため吐出通路に高負荷が作用している状態で起動すると、回転子の回転位置を正確に推定できる誘起電圧の発生に必要な回転速度が得られず、駆動が不安定、もしくは不能となり、起動に失敗したまま通電を継続すると、センサレスブラシレスＤＣモータに大電流が流れ続け、モータや半導体スイッチが破壊してしまう。特許文献１においては、自動変速機の液圧作動装置にエンジンにより駆動される主液圧ポンプの吐出通路を接続するとともに、センサレスブラシレスＤＣモータにより駆動される補助液圧ポンプの吐出通路を逆止弁を介して接続し、補助液圧ポンプの吐出通路を逆止弁より上流側で補助液圧ポンプの吸入通路にレリーフ弁を介して接続し、補助液圧ポンプの吐出通路に高負荷が作用していると吐出通路を吸入通路にレリーフすることが行われている。
特開２００２−３１０２７２号公報（第２頁、図１）

上記特許文献１に記載された装置では、逆止弁及びレリーフ弁を設けなければならず、重量が増加しコストアップになる問題があった。これを解決するために、図４に示すように、センサレスブラシレスＤＣモータにより駆動されるトロコイドポンプにおいて、アウタ及びインナロータの間に形成される各歯間室が両ロータの回転につれて膨張する領域及び収縮する領域に夫々対向して形成された吸入室１及び吐出室２の各中央部分に吸入穴３及び吐出穴４を形成し、吸入穴３及び吐出穴４と夫々交叉する吸入通路５及び吐出通路６を両ロータの回転平面と平行にハウジング７に穿設している。そして吸入穴３と吐出穴４とに交叉する連通路８を両ロータ回転平面と平行にハウジング７に穿設し、該連通路８の吸入穴３と吐出穴４との各接続部間に所定流路抵抗のオリフィス９を圧入し、連通路８の開口端を止栓１０で閉鎖している。

しかしながら、図４に示すトロコイドポンプでは、連通路８の加工、オリフィス９の圧入、連通路８開口端の止栓１０による閉鎖などに加工、部品が必要となりコスト高になる不具合があった。

本発明は、かかる従来の不具合を解消するためになされたもので、吐出通路に高負荷が作用しているときに、起動性に難点のある電気モータが安定して確実に起動できる構造が簡単で安価なギヤポンプを提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、回転軸に連結され外周に外歯が形成されたインナロータと内周に前記外歯と噛合する内歯が形成されたアウタロータとをハウジングとカバーとの間に回転可能に収納し、前記外歯と前記内歯との間に形成される各歯間室が前記両ロータの回転につれて膨張する領域及び収縮する領域に夫々対向して吸入室及び吐出室を形成したギヤポンプにおいて、前記吸入室及び前記吐出室のロータ回転方向の各下流側に吸入穴及び吐出穴をロータ回転平面と略直角に前記ハウジングに穿設し、前記吸入穴及び前記吐出穴と夫々交叉する吸入通路及び吐出通路を前記ロータ回転平面と平行に直線状に前記ハウジングに穿設し、前記吐出室の前記ロータ回転方向の上流側と前記吸入通路との間を所定流路抵抗を有するバイパス路により連通したことを特徴とするギヤポンプ。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記吸入通路及び吐出通路を前記吸入室と吐出室との間の中心線に対して傾斜した方向に互いに平行に穿設したことを特徴とするギヤポンプ。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記吸入穴及び前記吐出穴を前記吸入室及び前記吐出室の前記ロータ回転方向の各下流端部に穿設し、前記吸入通路及び前記吐出通路を前記吸入室と前記吐出室との間の中心線に対して略直角に互いに平行に穿設し、前記バイパス路を前記吐出室の前記ロータ回転方向の上流端部に前記ロータ回転平面と略直角に前記ハウジングに穿設したことである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、インナロータの外周に形成された外歯とアウタロータの内周に形成され前記外歯と噛合する内歯との間に形成される各歯間室が両ロータの回転につれて膨張する領域では吸入室から液体が吸入され、収縮する領域では液体が吐出室に送出される。ギヤポンプが始動されるときに、吐出通路に高負荷が作用していると、両ロータの低速回転により吐出室に吐出された液体は所定流路抵抗を有するバイパス路を通って吸入通路にバイパスされ、ギヤポンプ始動時の低回転数領域において吐出室の圧力上昇が抑制されて両ロータの回転抵抗が低減され、電気モータが安定して起動できる。このような吐出室を所定流路抵抗を有するバイパス路を介して吸入通路に連通するという簡単且つ安価な構成により、センサレスブラシレスＤＣモータなどの起動性に難点がある電気モータが、安定した制御に必要な回転速度で確実に起動できるギヤポンプを低コストで提供することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、吸入通路及び吐出通路は吸入室と吐出室との間の中心線に対して傾斜した方向に互いに平行に穿設されているので、加工が極めて容易になる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、吸入穴及び吐出穴は吸入室及び吐出室の両ロータ回転方向の各下流端部に穿設されている。吸入通路及び吐出通路は吸入室と吐出室との間の中心線に対して略直角に互いに平行に穿設されている。吐出室の両ロータ回転方向の上流端部がバイパス路により吸入通路に連通されている。これにより、吸入通路と吐出通路との間隔を広くすることができ、構造、加工が簡単になるとともに、通常運転時において吐出室からバイパス路を通って吸入通路に流れるバイパス流の影響を抑制することができる。

以下、自動変速機の液圧作動装置にエンジンにより駆動される主液圧ポンプと並列に接続され、センサレスブラシレスＤＣモータにより駆動される補助液圧ポンプとして使用されるギヤポンプに本発明を実施した実施形態を図面に基づいて説明する。図１，２に示すように、ハウジング１１の平坦な一側面には、インナロータ１２，アウタロータ１３を回転自在に収納する円形で一定深さの収納室１４が形成されている。１５は収納室１４の内底面に開口する中心穴で、収納室１４の中心に対し、両ロータ１２，１３の間の偏心量と同じ量だけ偏心して、ハウジング１１を貫通して穿設されている。カバー１６は平坦な一側面により収納室１４を液密的に覆うようにハウジング１１にボルト止めされている。中心孔１５に回転自在に軸承された駆動軸１７にインナロータ１２がスプライン嵌合されている。駆同軸１７はセンサレスブラシレスＤＣモータ１８などの起動性に難点がある電気モータの出力軸に回転連結されている。

インナロータ１２の外周にはトロコイド歯形、インボリュート歯形などの外歯１９が形成され、アウタロータ１３の内周には外歯１９より歯数が１歯多く外歯１９と噛合する内歯２０が形成されている。アウタロータ１３は収納室１４に回転可能に嵌合され、インナロータ１２は外歯１９が内歯２０と噛合した状態で収納室１４に収納され、駆動軸１７にスプライン嵌合されている。インナロータ１２及びアウタロータ１３の側面は収納室１３の底面及びカバー１６の側面により液密的に覆われている。これにより駆動軸１７に連結され外歯１９が形成されたインナロータ１２と外歯１９と噛合する内歯２０が形成されたアウタロータ１３とは、ハウジング１１とカバー１６との間に偏心して回転可能に収納されている。

インナロータ１２とアウタロータ１３との間には、各外歯１９と各内歯２０との間に複数の歯間室２１が形成され、各歯間室２１は、ロータ１２，１３の回転方向前方の吸入領域ではロータの回転につれて容積が増大し、後方の吐出領域では減少する。収納室１４の底面には吸入領域にある歯間室２１を形成する外歯１９及び内歯２０の側面に対向して円弧状の吸入室２２が形成され、吐出領域にある歯間室２１を形成する外歯１９及び内歯２０の側面に対向して円弧状の吐出室２３が設けられている。吐出領域の終了端と吸入領域の開始端とは、外歯１９と内歯２０の各ピッチ円の接点近傍の分離領域で分離され、分離領域から円周方向に１８０度離れた箇所には、最大容積に膨張した歯間室２１が吸入室２２、吐出室２３から遮断される密封領域が設けられている。

吸入室２２及び吐出室２３の両ロータ１２，１３の回転方向（ロータ回転方向）の各下流側、好ましくは各下流端部には、吸入穴２４及び吐出穴２５が両ロータ１２，１３の回転平面（ロータ回転平面）と略直角にハウジング１１に穿設されている。吸入穴２４及び吐出穴２５と夫々交叉する吸入通路２６及び吐出通路２７がロータ回転平面と平行に直線状にハウジング１１に穿設されている。図１，３に示すように、吐出室２３のロータ回転方向の上流側と吸入通路２６との間はロータ回転平面と略直角に穿設された所定流路抵抗を有するバイパス路２８により連通されている。

吸入通路２６及び吐出通路２７をハウジング１１に吸入室２２と吐出室２３との間の中心線に対して傾斜した方向、好ましくは直角に互いに平行に穿設し、バイパス路２８を吐出室２３のロータ回転方向の上流端部にロータ回転平面と略直角にハウジング１１に穿設すると、構造、加工が簡単になり、且つ両通路２６，２７の間隔を広くすることができるとともに、通常運転時に、吐出室２３から吐出通路２７を通って自動変速機の液圧作動装置２９に供給される圧力液体が、バイパス路２８を通って吸入通路２６に還流されるバイパス流の影響を受けることを抑制することができる。

次に、上記実施形態に係るギヤポンプの作動について説明する。車両が停止されエンジンが自動停止されると、センサレスブラシレスＤＣモータ１８が起動されて駆同軸１７が回転されインナロータ１２が回転される。インナロータ１２が回転されると、外歯１９と内歯２０との噛合によりアウタロータ１３も回転され、吸入領域にある歯間室２１の容積がロータ１２，１３の回転につれて増大し、タンクからの液体が吸入通路２６を通って吸入室２２から吸入され、吐出領域にある歯間室２１の容積が収縮されて液体が吐出室２３に吐出される。エンジンが自動停止されても液圧作動装置２９の液圧は直ぐには低下しないので、吐出通路２７には高負荷が作用している状態であるが、センサレスブラシレスＤＣモータ１８が起動されて、両ロータ１２，１３の低速回転により吐出室２３に吐出された低流量の液体は、所定流路抵抗を有するバイパス路２８を通って吸入通路２６にバイパスされる。これにより、ギヤポンプ始動時の低回転数領域において吐出室２３の圧力上昇が抑制されて両ロータ１２，１３の回転抵抗が低減され、センサレスブラシレスＤＣモータ１８が、回転子の回転位置を正確に推定できる誘起電圧の発生に必要な回転速度以上に迅速に起動することができる。

センサレスブラシレスＤＣモータ１８が確実に起動して所定回転数以上で回転すると、ギヤポンプからの吐出流量が所定流量以上となり、一部が所定流路抵抗を有するバイパス路２８を通って吸入通路２６に還流しても、吐出通路２７の液圧は所定圧以上に上昇することができて、自動変速機に選択された変速段を成立させるために必要な液圧を液圧作動装置２９に供給することができる。

なお、吸入室２２の終端部と吐出室２３との開始端との間の密封領域に、三日月形状の仕切りをインナロータ１２の外歯１９とアウタロータ１３の内歯２０との間に介在したギヤポンプに本発明を適用してもよい。

本発明に係る実施形態のギヤポンプの側面図。図１のＡ−Ａ方向から見た図。図２のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図。従来のトロコイドポンプの吸入室、吐出室の連通関係を示す図。

符号の説明

１１…ハウジング、１２…インナロータ、１３…アウタロータ、１４…収納室、１５…中心穴、１６…カバー、１７…駆同軸、１８…センサレスブラシレスＤＣモータ（電気モータ）、１９…外歯、２０…内歯、２１…歯間室、２２…吸入室、２３…吐出室、２４…吸入穴、２５…吐出穴、２６…吸入通路、２７…吐出通路、２８…バイパス路、２９…液圧作動装置。

Claims

回転軸に連結され外周に外歯が形成されたインナロータと内周に前記外歯と噛合する内歯が形成されたアウタロータとをハウジングとカバーとの間に回転可能に収納し、前記外歯と前記内歯との間に形成される各歯間室が前記両ロータの回転につれて膨張する領域及び収縮する領域に夫々対向して吸入室及び吐出室を形成したギヤポンプにおいて、前記吸入室及び前記吐出室のロータ回転方向の各下流側に吸入穴及び吐出穴をロータ回転平面と略直角に前記ハウジングに穿設し、前記吸入穴及び前記吐出穴と夫々交叉する吸入通路及び吐出通路を前記ロータ回転平面と平行に直線状に前記ハウジングに穿設し、前記吐出室の前記ロータ回転方向の上流側と前記吸入通路との間を所定流路抵抗を有するバイパス路により連通したことを特徴とするギヤポンプ。
請求項１において、前記吸入通路及び吐出通路を前記吸入室と吐出室との間の中心線に対して傾斜した方向に互いに平行に穿設したことを特徴とするギヤポンプ。
請求項２において、前記吸入穴及び前記吐出穴を前記吸入室及び前記吐出室の前記ロータ回転方向の各下流端部に穿設し、前記吸入通路及び前記吐出通路を前記吸入室と前記吐出室との間の中心線に対して略直角に互いに平行に穿設し、前記バイパス路を前記吐出室の前記ロータ回転方向の上流端部に前記ロータ回転平面と略直角に前記ハウジングに穿設したことを特徴とするギヤポンプ。