JP2009057902A - 電動オイルポンプ及びポンプハウジングの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】内接型ギヤポンプを有する電動オイルポンプであって、内接型ギヤポンプの良好な潤滑性を確保しつつ、しかも、自動車用途等で求められている小型化を効果的に実現できる電動オイルポンプを提供すること。
【解決手段】ポンプハウジング11に収容され、インナーロータ21と、該インナーロータ21と互いに偏心した状態で噛合するアウターロータ22と、を具備する内接型ギヤポンプを備えた電動オイルポンプである。ポンプハウジング11には、アウターロータ22の回転時にその外周面が摺接する円筒状の摺接面23sが形成され、しかも、内接型ギヤポンプ2とポンプハウジング11を潤滑する作動油が導入される溝2f1〜2f4が摺接面23sにおいて径方向外方に弓状に凹んで形成されている。さらに、該溝2f1〜2f4は、その底面がアウターロータ22の外周面22sと同心円周面2mをなすように円弧状に形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】ポンプハウジング11に収容され、インナーロータ21と、該インナーロータ21と互いに偏心した状態で噛合するアウターロータ22と、を具備する内接型ギヤポンプを備えた電動オイルポンプである。ポンプハウジング11には、アウターロータ22の回転時にその外周面が摺接する円筒状の摺接面23sが形成され、しかも、内接型ギヤポンプ2とポンプハウジング11を潤滑する作動油が導入される溝2f1〜2f4が摺接面23sにおいて径方向外方に弓状に凹んで形成されている。さらに、該溝2f1〜2f4は、その底面がアウターロータ22の外周面22sと同心円周面2mをなすように円弧状に形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、インナーロータと、該インナーロータと互いに偏心した状態で噛合するインナーロータとを有して作動油を吸入・吐出する内接型ギヤポンプと、該ポンプを駆動する電動モータとを備えてなる電動オイルポンプ、及び、該電動オイルポンプに前記内接型ギヤポンプを収容すべく設けられたポンプハウジングの製造方法に関する。
近年、地球環境問題に対応し、自動車のトランスミッション(変速機)において、アイドルストップ時に低下する油圧を補助するための電動オイルポンプが幅広く活用されつつある。
この電動オイルポンプには、作動油を吸入・吐出するポンプ部と、該ポンプ部を駆動する電動モータとがユニット化(統合)されてなる電動オイルポンプが使用される場合がある。該電動オイルポンプでは、前記ポンプ部と電動モータのモータロータ(回転軸)とを兼用することにより、部品点数の削減、コンパクト化、製造コストの低減が実現されている(例えば、特許文献1参照)。
図4(a)及び図4(b)に示すように、この種の電動オイルポンプ1pには、ポンプ部が、有底円筒状のポンプハウジング11pに収容され、パラコイド(登録商標)歯形を有する外周が円形状のアウターロータ22と該アウターロータ22と噛み合わされたインナーロータ21とを有した内接型ギヤポンプ2を用いて構成されたものがある。一方、この内接型ギヤポンプ2を回転駆動する電動モータ3は、前記ポンプハウジング11pに連通一体化されたモータハウジング12に収容され、前記インナーロータ21を軸支するとともに円筒状のマグネット36を外周に具備するモータロータ37と、該モータロータ37を包囲して電磁力により回転させるステータ32とを備えている。
ここで、前記ポンプハウジング11pにおいては、アウターロータ22とインナーロータ21とを収容する円柱状の空洞部が電動モータ3の軸方向に厚みを有するポンププレート13によって封止され、円筒状のポンプ収容空間23pが形成されている。また、前記モータロータ37は、ポンプハウジング11pの底板を構成するモータ側壁部11aを貫通するとともにその中央部に設けられた第1転がり軸受5aとモータハウジング12の底板14の中央部に設けられた第2転がり軸受5bとを介して、前記ポンプハウジング11p及びモータハウジング12によって回転自在に支持されている。さらに、また、前記モータ側壁部11aの貫通孔の電動モータ3側の内面には、オイルシール5が取り付けられており、ポンプ収容空間23pを通る作動油が、モータハウジング12内で電動モータ3を収容する空間に滲入しないようにされている。
そして、前記インナーロータ21がその貫通孔21bにて前記モータロータ37により軸支されることによって当該インナーロータ21が電動モータ3により回転駆動されて両ロータ21,22がそれぞれ図4(b)の矢印A1,A2方向に回転し、作動油が吸入・吐出される。
詳しくは、図4(b)に示すように、前記インナーロータ21とアウターロータ22の各歯溝21a,…、22a,…の間には、両ロータ21,22の回転に伴って左右方向に相対的に低圧となる吸入部25Lと高圧となる吐出部25Hとに区分される円弧状のポンプ室25が形成されている。そして、該吸入部25Lによって外部の配管と接続される吸入ポート13aを通して外部のオイルパン等から作動油を吸入し、吐出部25Hから外部のトランスミッション等に作動油を外部の配管と接続される吐出ポート13bを通して吐出(圧送)するようにされている。尚、吸入ポート13a及び吐出ポート13bには、ポンププレート13を厚さ方向に貫通し、且つ、それぞれ前記吸入部25L及び吐出部25Hに連通するようにインナーロータ21とアウターロータ22の外周に沿って形成された三日月状の吸入側油路13ri及び吐出側油路13roが含まれる。
そして、図5に示すように、前記ポンプ収容空間23pには、前記アウターロータ22の回転時にその外周面22sが摺接する円筒状の摺接面23spが形成されている。さらに、該ポンプ収容空間23pには、前記内接型ギヤポンプ2とポンプハウジング11pとを作動油で効率的に潤滑させるとともに当該アウターロータ22にその外周面22sから径方向内方に向けて加わる作動油の圧力バランスをとることで、アウターロータ22の外周面22sと、ポンプハウジング11pのポンプ収容空間23pにおける摺接面23spとの間の潤滑性を確保すべく、前記作動油が導入される4個(複数)の溝20f1,…,20f4が、それぞれ、前記アウターロータ22の回転軸方向に沿って、且つ、前記摺接面23spを基準として径方向外方に弓状に凹んで形成されている。
詳しくは、前記弓状の溝20f1〜20f4は、前記円弧状のポンプ室25の左右方向について、前記摺接面23spを基準として2箇所ずつ対称に形成されている。即ち、該ポンプ室25の右方向(右側)には時計回り方向に溝20f1,20f2が形成されており、該ポンプ室25の左方向(左側)には同じく時計回り方向に溝20f3,20f4が形成されている。ここで、溝20f1は、ポンプ収容空間23p(アウターロータ22)の中心点0を通り、径方向に延びる一の軸線2c(アウターロータ22の半径部分の長さr[mm])を基準として左右対称に形成されている。そして、各溝20f1〜20f4は、前記ポンプ収容空間23pにおいて、アウターロータ22の外周(摺接面23sp)に沿って90°の等角度間隔で形成されている。
そして、前記インナーロータ21とアウターロータ22の回転による内接型ギヤポンプ2の吸入側から吐出側への作動油の輸送に伴い、主としてポンプ収容空間23pの底面23b(図4(a)参照)に沿って当該作動油が流れる。具体的には、両ロータ21,22とポンプハウジング11pのポンプ収容空間23sの底面との間に形成される間隔が数ミクロンの円板状の隙間を、ポンプ室25の吐出部25H側に位置する一対の溝20f3,20f4から、ポンプ室25の吸入部25L側に位置する一対の溝20f2,20f1側に向けて、作動油が流れる。詳しくは、溝20f4から溝20f1には、図5中に破線で示すFlow1,…に沿って層流状に流れるとともに、溝20f3から溝20f2には、Flow2,…に沿って層流状に流れ、これにより作動油がポンプ収容空間23s内にてそれぞれ循環(還流)するようにされている。そしてこの結果、特に内接型ギヤポンプ2とポンプハウジング11pの底面との間の潤滑性が確保されている。尚、このとき、各溝20f1〜20f4、及び、アウターロータ22の外周面22sと、ポンプハウジング11pのポンプ収容空間23pにおける摺接面23spとの間に形成される間隔が数ミクロン程度のリング状の隙間に導入される作動油によって、当該外周面22sと摺接面23sとの潤滑性が確保されている。
尚、図5に示すポンプハウジング11pでは、ポンププレート13と接合するシート面20sにおいて、前記したポンプ室25及び溝20f1〜20f4を通る作動油が外部に漏れ出ないように、前記アウターロータ22(摺接面23s)及び溝20f1〜20f4を取り囲む領域に、当該ポンプハウジング11pとポンププレート13との接合部分をシールするOリング26が配設されている。
このような電動オイルポンプ1pにおいて、ポンプハウジング11pに形成されたこうした溝20f1〜20f4は、内接型ギヤポンプ2とポンプハウジング11pとの良好な潤滑性、即ち、内接型ギヤポンプ2の良好な潤滑性を得るために、当該各溝20f1,…,20f4における作動油の通過流量を所定量以上に確保することが必要になる。そしてこのため、当該溝20f1〜20f4(後述の溝2f1〜2f4についても同様である)において摺接面23sを基準として凹んだ部分の断面積(作動油の通過方向[モータロータ37の軸方向]と直交する方向の断面積、以下、「有効断面積」と呼ぶ。)の総和を所定の面積以上とすることが必要になる。
特開2006−188968号公報
ところが、前記した弓状の溝20f1,…,20f4は、それぞれ、前記ポンプハウジング11pを鋳造法や鍛造で成形した後、切削加工用の工作機械に備えられた円柱状の切削工具を用い、当該溝20f1〜20f4の有効断面積の総和を確保できる深さになるように、該切削工具を旋回させ、ポンプ収容空間23pの摺接面23sの一部を削り出して形成している。このため、前記各溝20f1〜20f4の前記摺接面23sを基準とした径方向外方への張り出し量(図5の軸線2cの方向の寸法Δr1[mm]を参照。また、図5において、33.09mm≦R(=2×r)≦33.11mm、0.6mm≦Δr1≦1.4mmである。)が、前記切削工具の直径に支配されて長くなり、これに伴って、ポンプハウジング11pのサイズが大きくなり、電動オイルポンプ1pの小型化の妨げになっていた。
そしてこれは、昨今声高に叫ばれている地球環境問題に呼応し、益々強調されつつある自動車用途としての電動オイルポンプのコンパクト化と軽量化の要請に反する結果にもなっている。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、内接型ギヤポンプを有する電動オイルポンプであって、内接型ギヤポンプの良好な潤滑性を確保しつつ、しかも、小型化を効果的に実現できる電動オイルポンプを提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、ポンプハウジングに収容され、インナーロータと、該インナーロータと互いに偏心した状態で噛合するアウターロータとを具備する内接型ギヤポンプを備え、該内接型ギヤポンプは、前記インナーロータを電動モータの回転軸が軸支することで駆動されて作動油を吸入・吐出するようにされており、前記ポンプハウジングには、前記アウターロータの回転時にその外周面が摺接する円筒状の摺接面が形成され、さらに、前記内接型ギヤポンプとポンプハウジングとを潤滑するとともに当該アウターロータにその外周面から径方向内方に向けて加わる作動油の圧力バランスをとるべく、前記作動油が導入される溝が、前記アウターロータの回転軸方向に延びるように、且つ、前記摺接面に沿うように当該摺接面を基準として径方向外方に弓状に凹んで形成されている電動オイルポンプにおいて、前記弓状の溝は、その底面が前記アウターロータの外周面と同心円周面をなすように円弧状に形成されたものであり、前記ポンプハウジングは、鋳造法又は冷間鍛造法により成形されたものであり、且つ、前記円弧状の溝は、前記ポンプハウジングの成形時に型取りによって形成されたものであること、を要旨とする。
同構成によれば、ポンプハウジングには、円弧状の溝が、アウターロータの回転軸方向に延びるように、且つ、アウターロータの回転時にその外周面が摺接する円筒状の摺接面に沿うように当該摺接面を基準として径方向外方に凹んで形成されているので、該溝の摺接面を基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく、作動油が導入される当該溝の有効断面積の総和を大きくして内接型ギヤポンプの良好な潤滑性を確保することが可能となる。また、ポンプハウジングは、鋳造法又は冷間鍛造法により成形されたものであって、且つ、円弧状の溝は、ポンプハウジングの成形時に型取りによって形成されるので、該溝をアウターロータが摺接するポンプハウジングの摺接面を基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく、当該溝の有効断面積の総和が大きくなる形状、例えば、その底面が前記アウターロータの外周面と同心円周面をなすような形状とすることが簡単且つ確実に行えるようになる。
同構成によれば、ポンプハウジングには、円弧状の溝が、アウターロータの回転軸方向に延びるように、且つ、アウターロータの回転時にその外周面が摺接する円筒状の摺接面に沿うように当該摺接面を基準として径方向外方に凹んで形成されているので、該溝の摺接面を基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく、作動油が導入される当該溝の有効断面積の総和を大きくして内接型ギヤポンプの良好な潤滑性を確保することが可能となる。また、ポンプハウジングは、鋳造法又は冷間鍛造法により成形されたものであって、且つ、円弧状の溝は、ポンプハウジングの成形時に型取りによって形成されるので、該溝をアウターロータが摺接するポンプハウジングの摺接面を基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく、当該溝の有効断面積の総和が大きくなる形状、例えば、その底面が前記アウターロータの外周面と同心円周面をなすような形状とすることが簡単且つ確実に行えるようになる。
請求項2に記載の発明は、車両のトランスミッションにおいて、アイドルストップ時に低下する作動油圧を補助するための電動オイルポンプであって、請求項1に記載の電動オイルポンプを用いたこと、を要旨とする。
同構成によれば、自動車のトランスミッションにおいて、アイドルストップ時に低下する作動油圧を補助するための電動オイルポンプとして、請求項1に記載の電動オイルポンプを用いるので、内接型ギヤポンプの良好な潤滑性を確保でき、これにより自動車用途の電動オイルポンプとしての信頼性も維持されるとともに、その小型化が効果的に図れ、自動車用途で求められているコンパクト化と軽量化の要請にも応えることができるようになる。
請求項3に記載の発明は、アウターロータと、該アウターロータと互いに偏心した状態で噛合するインナーロータと、を具備する内接型ギヤポンプを収容するためのポンプハウジングであって、前記アウターロータの回転時にその外周面が摺接する円筒状の摺接面が形成され、さらに、前記内接型ギヤポンプとポンプハウジングとを潤滑するとともに当該アウターロータにその外周面から径方向内方に向けて加わる作動油の圧力バランスをとるべく、前記作動油が導入される溝が、前記アウターロータの回転軸方向に延びるように、且つ、前記摺接面に沿うように当該摺接面を基準として径方向外方に弓状に凹んで形成されているポンプハウジングの製造方法において、可動金型と固定金型で構成される金型の内部に溶融したアルミニウム合金を加圧注入する加圧注入工程と、前記金型の内部に充填されたアルミニウム合金を冷却し、固化させて所定の形状に形成する金属固化工程とを備え、前記作動油が導入される弓状の溝が、前記金属固化工程において前記金型による型取りにより形成されること、を要旨とする。
同構成によれば、ポンプハウジングを所謂ダイカスト鋳造法により成形するとともに、内接型ギヤポンプの良好な潤滑性を確保するために前記摺接面に沿って形成された弓状の溝を、ポンプハウジングの鋳造成形時に金型による型取りによって形成するので、当該弓状の溝を、アウターロータが摺接するポンプハウジングの摺接面を基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく当該溝の有効断面積の総和を大きくすることができる形状、例えば、当該溝の底面が前記アウターロータの外周面と同心円周面をなすような円弧形状とすることが簡単且つ確実に行えるようになる。
本発明の電動オイルポンプによれば、内接型ギヤポンプの良好な潤滑性を確保しつつ、しかも、自動車用途等で求められている小型化を効果的に図ることが可能となる。
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。
本実施形態の電動オイルポンプ1は、図4(a)に示した電動オイルポンプ1pと同様に、自動車のトランスミッションにおいて、アイドルストップ時に低下する作動油圧を補助するための電動オイルポンプとして用いられるものであり、その構造も以下に特に示す場合を除いて同様であり、構造や機能が共通する部位には同一又は対応する符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の電動オイルポンプ1は、図4(a)に示した電動オイルポンプ1pと同様に、自動車のトランスミッションにおいて、アイドルストップ時に低下する作動油圧を補助するための電動オイルポンプとして用いられるものであり、その構造も以下に特に示す場合を除いて同様であり、構造や機能が共通する部位には同一又は対応する符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、図1及び図2(a)に示すように、図5に示すポンプハウジング11pのポンプ収容空間23pにおける4個の溝20f1,…,20f4に対応する溝2f1,…,2f4が、それぞれの底面が内接型ギヤポンプ2のアウターロータ22の外周面22sと同心円周面2mをなすように前記ポンプ収容空間23の摺接面23sに沿って円弧状に形成されている点に特徴を有する。
詳しくは、図5に示したポンプハウジング11pと同様、本実施形態のポンプハウジング11では、内接型ギヤポンプ2のインナーロータ21とアウターロータ22との間には、両ロータ21,22の回転に伴って左右方向に吸入部25Lと吐出部25Hとに区分される円弧状のポンプ室25が形成されている。そして、前記円弧状の溝2f1〜2f4は、前記左右方向について対称に形成されている。
さらに詳しくは、図1及び図2(a)には、アウターロータ22の中心点Oを通り、互いに直交するとともに、それぞれ図1の水平方向と垂直方向に延びる水平軸線2hと垂直軸線2vが設定されている。また、前記中心点Oを通り、水平軸線2hと垂直軸線2vの直交する角度(90°)を図1及び図2(a)において右上がりに2分割する中心軸線2c1と右下がりに2分割する中心軸線2c2とが設定されている。ここで、中心軸線2c1,2c2と水平軸線2hとのなす角θはそれぞれθ=45°となる。
ここで、前記円弧状の溝2f1及び溝2f3は、それらの中心が前記中心軸線2c1を通るように形成されている。また、前記円弧状の溝2f2及び溝2f4は、それらの中心が前記中心軸線2c2を通るように形成されている。そして、前記溝2f1〜2f4は、それぞれ、前記中心軸線2c1,2c2を角度中心として時計回り及び反時計回り方向にそれぞれα[°]毎の角度領域に亘って、即ち、合計して2α[°]の角度領域(軸線2Lと2Rに挟まれた領域)に亘って、アウターロータ22の外周に沿って形成されている。つまり、該溝2f1〜2f4は、前記垂直軸線2vに対して左右対称に、且つ、90°の等角度間隔でそれぞれ同様な略台形形状に形成されている。
本実施形態では、前記円弧状の溝2f1〜2f4は、図1及び図2(a)における左右方向(垂直軸線2v)について対称に且つ各々2箇所ずつ形成されている。このため、図5に示すように、該ポンプ室25の吐出部25Hから吸入部25Lに向けて還流される作動油の流れを層流状であって、しかも、図1の上下方向(垂直軸線2vに沿う方向)にて対称且つ均一なものとし、特に内接型ギヤポンプ2とポンプハウジング11のポンプ収容空間23の底面との良好な潤滑性を安定に確保することを可能としている。
本実施形態においては、上述したとおり、前記円弧状の溝2f1〜2f4が、それぞれの底面が前記アウターロータ22の外周面22sと同心円周面2mをなすようにポンプ収容空間23の摺接面23sに沿って円弧状に形成されている。このため、各溝2f1〜2f4の前記摺接面23sを基準とした径方向外方への張り出し量(図1の軸線2c1の延長方向の寸法Δr2[mm]を参照)が小さくなる。即ち、Δr2<Δr1(図5参照)となり、その分、本実施形態のポンプハウジング11を図5に示すポンプハウジング11pに比してコンパクトにすることが可能となって、電動オイルポンプ1の小型化を図ることができる。
そして、本実施形態では、ポンプハウジング11におけるポンプ収容空間23の直径R(=2×r、r:ポンプ収容空間23の半径)は33.09mm≦R(=2×r)≦33.11mmである。この場合において、特にアウターロータ22の外周面22sとポンプハウジング11pのポンプ収容空間23における摺接面23sとの良好な潤滑性を得るために、前記円弧状の各溝2f1,…,2f4の有効断面積Sの総和ΣSは、36mm2≦ΣS≦47mm2の範囲内であることが好ましい。ここでは、電動オイルポンプ1の小型化を併せ実現する観点から、前記角度αについては、18°≦α≦20°であることがよく、且つ前記Δr2については、0.4mm≦Δr2≦0.5mm、さらに好ましくは0.3mm≦Δr2≦0.4mmであることがよい。
上述した如くの本実施形態のポンプハウジング11は、所謂ダイカスト鋳造法により成形されたものであり、且つ、前記円弧状の各溝2f1〜2f4は、いずれも当該ポンプハウジング11の成形時に型取りによって形成されたものである。
以下、図3を参照しつつ、該ポンプハウジング11の製造方法について説明すると、まず、従来周知の方法に従い、準備工程S1において、ポンプハウジング11の鋳型としての可動金型及び固定金型で構成される金型、ダイカスト機械、並びに成形材料としての溶融アルミニウム合金を準備する。
次の加圧注入工程S2において、前記金型のキャビティ(鋳型)内に、溶融アルミニウム合金を加圧注入する。
さらに、金属固化工程S3にて前記金型の内部に充填されたアルミニウム合金を冷却し、固化させて所定の形状に成形する。このとき、作動油が導入される円弧状の溝2f1〜2f4が、この金属固化工程S3においてポンプハウジング11の他の部分、例えば、ポンプ収容空間23と同時に、金型による型取りにより形成される。
さらに、金属固化工程S3にて前記金型の内部に充填されたアルミニウム合金を冷却し、固化させて所定の形状に成形する。このとき、作動油が導入される円弧状の溝2f1〜2f4が、この金属固化工程S3においてポンプハウジング11の他の部分、例えば、ポンプ収容空間23と同時に、金型による型取りにより形成される。
次いで、後処理工程S4において、成形品のバリ取り、表面の研磨、及び防錆のために表面のカチオン電極塗装を行う。
最後に、マッチング確認工程S5にて完成したポンプハウジング11のポンプ収容空間23内にアウターロータ22を嵌め入れ、ポンプハウジング11とアウターロータ22のマッチング、特にアウターロータ22の外周面22sとポンプハウジング11のポンプ収容空間23における摺接面23sとの摺動性(アウターロータ22のポンプ収容空間23内における回転の円滑性)を確認する。
最後に、マッチング確認工程S5にて完成したポンプハウジング11のポンプ収容空間23内にアウターロータ22を嵌め入れ、ポンプハウジング11とアウターロータ22のマッチング、特にアウターロータ22の外周面22sとポンプハウジング11のポンプ収容空間23における摺接面23sとの摺動性(アウターロータ22のポンプ収容空間23内における回転の円滑性)を確認する。
以上、本実施形態の電動オイルポンプ1によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、ポンプハウジング11には、円弧状の溝2f1〜2f4が、アウターロータ22の回転軸方向に延びるように、且つ、アウターロータ22の回転時にその外周面22sが摺接する円筒状の摺接面23sに沿うように当該摺接面23sを基準として径方向外方に凹んで形成されている。このため、該溝2f1〜2f4の前記摺接面23sを基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく作動油を導入するための当該溝2f1〜2f4の有効断面積Sの総和ΣSを大きくして内接型ギヤポンプ2の良好な潤滑性を確保することが可能となる。
(1)本実施形態では、ポンプハウジング11には、円弧状の溝2f1〜2f4が、アウターロータ22の回転軸方向に延びるように、且つ、アウターロータ22の回転時にその外周面22sが摺接する円筒状の摺接面23sに沿うように当該摺接面23sを基準として径方向外方に凹んで形成されている。このため、該溝2f1〜2f4の前記摺接面23sを基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく作動油を導入するための当該溝2f1〜2f4の有効断面積Sの総和ΣSを大きくして内接型ギヤポンプ2の良好な潤滑性を確保することが可能となる。
(2)本実施形態では、ポンプハウジング11は、アルミニウム合金を用いたダイカスト鋳造法により成形されたものであって、且つ、円弧状の溝2f1〜2f4は、ポンプハウジング11の成形時に金型による型取りによって形成される。このため、該溝2f1〜2f4をアウターロータ22が摺接するポンプハウジング11の摺接面23sを基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく、当該溝2f1〜2f4の有効断面積Sの総和ΣSを大きくすることができる形状、例えば、その底面が前記アウターロータ22の外周面22sと同心円周面をなすような形状とすることが簡単且つ確実に行えるようになる。
(3)本実施形態では、円弧状の溝2f1〜2f4が、インナーロータ21とアウターロータ22との間に形成される円弧状のポンプ室25の左右方向(図1の垂直軸線2v)について対称に形成されている。このため、該ポンプ室25の吐出側から吸入側に向けて還流される作動油の流れを層流状のものとし、特に内接型ギヤポンプ2とポンプハウジング11のポンプ収容空間23の底面との良好な潤滑性を安定に確保することが可能となる。
(4)本実施形態では、ポンプハウジング11をダイカスト鋳造法により成形するとともに、内接型ギヤポンプ2の良好な潤滑性を確保するために前記摺接面23sに沿って形成された弓状の溝2f1〜2f4を、ポンプハウジング11の鋳造成形時に金型による型取りによって形成する。このため、当該弓状の溝2f1〜2f4を、アウターロータ22が摺接するポンプハウジング11の摺接面23sを基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく作動油を導入するために有効断面積Sの総和ΣSを大きくすることができる形状、例えば、当該溝の底面が前記アウターロータ22の外周面22sと同心円周面をなすような円弧形状とすることが簡単且つ確実に行えるようになる。
(5)本実施形態では、電動オイルポンプ1を、自動車のトランスミッションにおいて、アイドルストップ時に低下する作動油圧を補助するための電動オイルポンプとして用いる。このため、内接型ギヤポンプ2の良好な潤滑性を確保し、これにより自動車用途の電動オイルポンプとしての信頼性も維持されるとともに、その小型化が効果的に図れ、自動車用途で求められているコンパクト化と軽量化の要請にも応えることができるようになる。
尚、上記実施形態は以下のように変形してもよい。
・上記実施形態では、内接型ギヤポンプ2のポンプハウジング11を材料にアルミニウム合金を使用したダイカスト鋳造法で製造した。しかしこれに限られず、ポンプ収容空間23に形成される溝2f11〜2f14が前記アウターロータ22の外周面と同心円周面をなすように、成形後に切削等の機械加工を要することなく寸法精度よく形成しうる製造方法であれば、その他の製造方法、例えば、高い寸法精度が要求される部材の成形に適する冷間鍛造法により製造することも可能である。さらに、材料としてアルミニウム合金以外の鋳物の製造に適する合金材料、例えば、銅合金を使用することも勿論可能である。
・上記実施形態では、内接型ギヤポンプ2のポンプハウジング11を材料にアルミニウム合金を使用したダイカスト鋳造法で製造した。しかしこれに限られず、ポンプ収容空間23に形成される溝2f11〜2f14が前記アウターロータ22の外周面と同心円周面をなすように、成形後に切削等の機械加工を要することなく寸法精度よく形成しうる製造方法であれば、その他の製造方法、例えば、高い寸法精度が要求される部材の成形に適する冷間鍛造法により製造することも可能である。さらに、材料としてアルミニウム合金以外の鋳物の製造に適する合金材料、例えば、銅合金を使用することも勿論可能である。
・上記実施形態では、ポンプ収容空間23の摺接面23sに沿って形成した円弧状の各溝2f1,2f2(垂直軸線2vを基準として右半分のみを示し、左半分は省略する。)は、図1及び図2(a)に示すように、垂直軸線2vに対して左右対称に、且つ、90°の等角度間隔でそれぞれ形成した。しかしこれに限られず、当該円弧状の溝は、それぞれの底面が前記アウターロータ22の外周面22sと同心円周面2mをなすようにポンプ収容空間23の摺接面23sに沿って円弧状に、しかも、垂直軸線2vに対して各々左右対称になるように、例えば、以下に示す(A)溝2f11,…,2f14、又は、(B)溝2f21として形成することもできる(ここで、(A)及び(B)のいずれも垂直軸線2vを基準として右半分のみについて説明する)。
(A)図2(b)に示すように、アウターロータ22の中心点Oを通り、互いに直交するとともに、それぞれ図1の水平方向と垂直方向に延びる水平軸線2hと垂直軸線2vが設定されている。また、前記中心点Oを通り、水平軸線2hに対して上方向に2θ1、θ1[°](図2(b)においてθ1=35°)ずつ傾斜した中心軸線2g1、2g2(2g1と垂直軸線2vのなす角θ2=20°)、前記中心点Oを通り、水平軸線2hに対して下方向にθ1、2θ1[°]ずつ傾斜した中心軸線2g3、2g4が設定されている。ここで、前記円弧状の溝2f11〜2f14は、それぞれ、それらの中心が前記中心軸線2g1〜2g4を通るように形成されている。そして、前記各溝2f11〜2f14は、それぞれ、前記中心軸線2c1,2c2を角度中心として時計回り及び反時計回り方向にそれぞれβ[°]毎の角度領域に亘って、即ち、合計して2β[°]の角度領域(軸線2Lと2Rに挟まれた領域)に亘って、アウターロータ22の外周に沿って形成されている。つまり、該各溝2f11〜2f14は、前記垂直軸線2vに対して左右対称に、且つ、左右の領域でそれぞれ4個ずつ同じ形状に形成されている。
(B)図2(c)に示すように、前記円弧状の溝2f21は、その中心が前記水平軸線2hを通るように形成されている。そして、前記溝2f21は、前記水平軸線2hを角度中心として時計回り及び反時計回り方向にそれぞれγ[°]毎の角度領域に亘って、即ち、合計して2γ[°]の角度領域(軸線2Lと2Rに挟まれた領域)に亘って、アウターロータ22の外周に沿って形成されている。つまり、該溝2f21は、前記垂直軸線2vに対して左右対称に、且つ、左右の領域でそれぞれ1個ずつ同じ形状に形成されている。
上記(A)及び(B)のいずれの場合においても、ポンプ収容空間23に形成された円弧状の溝の摺接面23sを基準とした径方向外方への張り出しを大きくすることなく、作動油を内接型ギヤポンプ2の潤滑に用いうるように効率的に導入するために溝の有効断面積Sの総和ΣSを大きくすることができ、内接型ギヤポンプ2の潤滑性を良好に確保することを可能としている。
尚、上記(A)及び(B)に示す変形例において、電動オイルポンプ1の小型化を併せ実現する観点から、前記角度β、γについては、それぞれ、9°≦β≦11°、22°≦γ≦24°の範囲内とすることが好ましい。
また、上記(A)及び(B)に示す変形例において、円弧状の各溝は、同じ形状に形成したが、互いに異なる形状、即ち、例えば、前記中心軸線や水平軸線等を角度中心として時計回り及び反時計回り方向にそれぞれ異なる角度領域に亘って形成しても勿論よい。
ただし、円弧状の各溝は、ポンプ室25の吐出部25H及び吸入部25L(図1の垂直軸線2v)に跨って形成することは、当該吐出部25H及び吸入部25Lへの作動油の円滑な循環を確保する観点から、好ましくない。
・上記実施形態では、電動オイルポンプ1を、自動車のトランスミッションにおいて、アイドルストップ時に低下する作動油圧を補助するための電動オイルポンプとして用いた。しかしこれに限られず、本発明の電動オイルポンプ1は、その他の自動車用途、例えば、自動車のステアリング操作を補助するステアリングポンプとして用いることも可能であり、こうした自動車用途以外の用途に広く用いることも可能である。
・上記実施形態では、ポンプ部がパラコイド(登録商標)歯形を有するアウターロータと、該アウターロータと互いに偏心した状態で噛合するインナーロータとから構成されるトロコイド歯形を用いた内接型ギヤポンプである例について説明した。しかし、これに限定されず、当該ポンプ部が、外接歯車としてのアウターロータと内接歯車としてのインナーロータとから構成されるその他の内接型ギヤポンプ、例えば、所謂トロコイドポンプであっても勿論よい。
さらに、前記した実施形態及び変形例より把握できる技術的思想について以下に記載する。
さらに、前記した実施形態及び変形例より把握できる技術的思想について以下に記載する。
○請求項1に記載の電動オイルポンプにおいて、前記インナーロータとアウターロータとの間には、両ロータの回転に伴って左右方向に吸入部と吐出部とに区分される円弧状のポンプ室が形成され、前記円弧状の溝が、前記左右方向について対称に形成されている電動オイルポンプ。
同構成によれば、円弧状の溝が、インナーロータとアウターロータとの間に形成されるポンプ室の左右方向について対称に形成されているので、該ポンプ室の吐出側から吸入側に向けて還流される作動油の流れを層流化し、特に内接型ギヤポンプとポンプハウジングの底面との良好な潤滑性をより安定に確保することが可能となる。
○上記電動オイルポンプにおいて、前記円弧状の溝が、前記左右方向について各々2箇所ずつ形成されている電動オイルポンプ。
同構成によれば、円弧状の溝が、ポンプ室の左右方向について対称に、且つ、各々2箇所ずつ形成されているので、ポンプ室の吐出側から吸入側に向けて還流され、アウターロータを収容する有底円筒状のポンプ収容空間の底面に沿う作動油の流れを層流状であって、ポンプ室の上下方向にて対称且つ均一なものとし、特に内接型ギヤポンプとポンプハウジングの底面との良好な潤滑性をさらに安定に確保することが可能となる。
同構成によれば、円弧状の溝が、ポンプ室の左右方向について対称に、且つ、各々2箇所ずつ形成されているので、ポンプ室の吐出側から吸入側に向けて還流され、アウターロータを収容する有底円筒状のポンプ収容空間の底面に沿う作動油の流れを層流状であって、ポンプ室の上下方向にて対称且つ均一なものとし、特に内接型ギヤポンプとポンプハウジングの底面との良好な潤滑性をさらに安定に確保することが可能となる。
1,1p…電動オイルポンプ、2…内接型ギヤポンプ、3…電動モータ、11,11p…ポンプハウジング、12…モータハウジング、13…ポンププレート、2f1〜2f4(20f1〜20f4)…円弧状(弓状の下位概念の意味)の溝、21…インナーロータ、22…アウターロータ,21a,22a…歯溝(パラコイド(登録商標)歯形)、22s…アウターロータの外周面、23,23p…ポンプ収容空間、23s,23sp…摺接面、25…ポンプ室、25L…低圧部、25H…高圧部、37…モータロータ。
Claims (3)
- ポンプハウジングに収容され、インナーロータと、該インナーロータと互いに偏心した状態で噛合するアウターロータとを具備する内接型ギヤポンプを備え、
該内接型ギヤポンプは、前記インナーロータを電動モータの回転軸が軸支することで駆動されて作動油を吸入・吐出するようにされており、
前記ポンプハウジングには、前記アウターロータの回転時にその外周面が摺接する円筒状の摺接面が形成され、さらに、前記内接型ギヤポンプとポンプハウジングとを潤滑するとともに当該アウターロータにその外周面から径方向内方に向けて加わる作動油の圧力バランスをとるべく、前記作動油が導入される溝が、前記アウターロータの回転軸方向に延びるように、且つ、前記摺接面に沿うように当該摺接面を基準として径方向外方に弓状に凹んで形成されている電動オイルポンプにおいて、
前記弓状の溝は、その底面が前記アウターロータの外周面と同心円周面をなすように円弧状に形成されたものであり、
前記ポンプハウジングは、鋳造法又は冷間鍛造法により成形されたものであり、且つ、前記円弧状の溝は、前記ポンプハウジングの成形時に型取りによって形成されたものであることを特徴とする電動オイルポンプ。 - 車両のトランスミッションにおいて、アイドルストップ時に低下する作動油圧を補助するための電動オイルポンプであって、請求項1に記載の電動オイルポンプを用いたことを特徴とする電動オイルポンプ。
- アウターロータと、該アウターロータと互いに偏心した状態で噛合するインナーロータと、を具備する内接型ギヤポンプを収容するためのポンプハウジングであって、前記アウターロータの回転時にその外周面が摺接する円筒状の摺接面が形成され、さらに、前記内接型ギヤポンプとポンプハウジングとを潤滑するとともに当該アウターロータにその外周面から径方向内方に向けて加わる作動油の圧力バランスをとるべく、前記作動油が導入される溝が、前記アウターロータの回転軸方向に延びるように、且つ、前記摺接面に沿うように当該摺接面を基準として径方向外方に弓状に凹んで形成されているポンプハウジングの製造方法において、
可動金型と固定金型で構成される金型の内部に溶融したアルミニウム合金を加圧注入する加圧注入工程と、
前記金型の内部に充填されたアルミニウム合金を冷却し、固化させて所定の形状に形成する金属固化工程とを備え、
前記作動油が導入される弓状の溝が、前記金属固化工程において前記金型による型取りにより形成されることを特徴とするポンプハウジングの製造方法。
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JP2007226226A JP2009057902A (ja) | 2007-08-31 | 2007-08-31 | 電動オイルポンプ及びポンプハウジングの製造方法 |
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WO2011073852A1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | Casappa S.P.A. | Core for moulds for casting |
WO2018159178A1 (ja) * | 2017-02-28 | 2018-09-07 | 株式会社ミクニ | ポンプ装置 |
-
2007
- 2007-08-31 JP JP2007226226A patent/JP2009057902A/ja active Pending
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CN110366639A (zh) * | 2017-02-28 | 2019-10-22 | 株式会社三国 | 泵装置 |
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