JP2009185734A - 内接ギヤポンプ及びこれを備えた電動ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】駆動効率を向上することができる内接ギヤポンプ及び電動ポンプを提供する。
【解決手段】内接ギヤポンプＰは、円筒状内周面２ｅを有するポンプハウジング２と、円筒状内周面２ｅに摺接する外周面９ｂを有するとともに内歯を有するアウターロータ９と、内歯に噛み合う外歯を有するインナーロータ８とを備えている。そして、円筒状内周面２ｅとアウターロータ９の間に隙間Ｓを形成するために、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄが、軸方向Ａに対して傾斜している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプハウジング内にインナーロータ及びアウターロータを備えた内接ギヤポンプ及びこれを備えた電動ポンプに関する。

一般に、自動車のトランスミッションへオイルを送り出すためのオイルポンプとしては、内歯を有する内歯歯車であるアウターロータと、外歯を有する外歯歯車であるインナーロータとを備えた内接ギヤポンプが使用される（例えば、特許文献１参照）。

より具体的には、電気自動車やハイブリッド車等の自動車は、図４に示すような電動ポンプＴを備えており、この電動ポンプＴは、内接ギヤポンプＱと、内接ギヤポンプＱを駆動するための電動モータＮとを備えている。

内接ギヤポンプＱは、図４乃至図６に示すように、円筒状内周面１０２ｅを有するポンプハウジング１０２と、円筒状内周面１０２ｅに摺接する外周面１０９ｂを有するとともに内歯１０９ａを有するアウターロータ１０９と、内歯１０９ａに噛み合う外歯１０８ａを有するインナーロータ１０８とを備えている。

また、電動モータＮは、回転磁界を発生させるステータ１０３と、回転磁界により回転するロータ１０７とから構成されるとともに、内接ギヤポンプＱを駆動するための駆動軸１０６にロータ１０７が設けられている。この駆動軸１０６はインナーロータ１０８の中心に固定されているため、駆動軸１０６が回転することによりインナーロータ１０８が回転する。また、外歯１０８ａと内歯１０９ａは噛み合っているため、インナーロータ１０８が回転することによってアウターロータ１０９も回転する。

そして、インナーロータ１０８とアウターロータ１０９の間に形成された隙間の容積がすることにより、ポンププレート１１０に形成された吸入口（不図示）からオイルを吸入して、ポンププレート１１０に形成された吐出口（不図示）からオイルを吐出する構成となっている。
特開２００１−１８２６６７号公報

ここで、上記従来の内接ギヤポンプＱにおいては、インナーロータ１０８とともに回転するアウターロータ１０９を滑り軸受のように支持するために、アウターロータ１０９の円筒状の外周面１０９ｂがポンプハウジング１０２の円筒状内周面１０２ｅと摺接する。この摺接に伴う摩擦が、内接ギヤポンプＱの駆動効率を低下させる要因であるという問題があった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動効率を向上することができる内接ギヤポンプ及び電動ポンプを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、円筒状内周面を有するポンプハウジングと、円筒状内周面に摺接する外周面を有するとともに内歯を有するアウターロータと、内歯に噛み合う外歯を有するインナーロータとを備える内接ギヤポンプにおいて、円筒状内周面とアウターロータの間に隙間を形成するために、軸方向における外周面の両端部の少なくとも一方の端部が、軸方向に対して傾斜していることを特徴とする。

同構成によれば、ポンプハウジングの円筒状内周面とアウターロータの間に隙間を形成するために、軸方向におけるアウターロータの外周面の両端部の少なくとも一方の端部が、軸方向に対して傾斜している。このため、外周面の一部のみがポンプハウジングの円筒状内周面と摺接する摺接面となり、軸方向に対して傾斜している外周面の一部はポンプハウジングの円筒状内周面と摺接しない非摺接面となる。従って、ポンプハウジングの円筒状内周面とアウターロータの外周面との摩擦を減らすことができ、内接ギヤポンプの駆動効率を向上させることができる。また、ポンプハウジングの円筒状内周面と摺接しない外周面の一部（即ち、非摺接面）は、軸方向におけるアウターロータの外周面の端部であるため、非摺接面を容易に形成することができる。なお、軸方向とは、アウターロータの回転の中心となる軸に平行な方向のことである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内接ギヤポンプであって、軸方向における外周面の両端部が、軸方向に対して傾斜していることを特徴とする。
同構成によれば、軸方向におけるアウターロータの外周面の両端部が、軸方向に対して傾斜しているため、ポンプハウジングの円筒状内周面とアウターロータの外周面との摩擦を効果的に減らすことができ、内接ギヤポンプの駆動効率を一層向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載された内接ギヤポンプと、内接ギヤポンプを駆動するための電動モータとを備えることを特徴とする。
同構成によれば、請求項１または請求項２に記載された内接ギヤポンプと、内接ギヤポンプを駆動するための電動モータとを備えるため、請求項１または請求項２に記載の発明と同じ効果を得ることができる。また、内接ギヤポンプの駆動効率が向上するため、従来の内接ギヤポンプに比し、小型軽量化を図ることができる。

本発明によれば、ポンプハウジングの円筒状内周面とアウターロータの外周面との摩擦を減らすことができ、内接ギヤポンプの駆動効率を向上させることができる。

以下に本発明に係る実施形態について、図１乃至図３を参照しながら説明する。本実施形態に係る電動ポンプＵは、電動モータＭによって内接ギヤポンプＰを駆動させて、自動車のトランスミッション（不図示）へオイルを供給するための小型のオイルポンプである。

有底円筒状のモータケース１には、電動モータＭが収納されるとともに、モータケース
１の開口端部１ａには、ポンプハウジング２が固定されている。従って、ポンプハウジング２によりモータケース１が封じられている。

モータケース１の内周１ｂには、略円筒状のステータコア３ａが圧入または接着されて設けられるとともに、このステータコア３ａに複数の導線（不図示）が巻かれている。ステータ３は、ステータコア３ａと、ステータコア３ａに巻かれた導線からなるコイル３ｂとから構成され、コイル３ｂに電気が適宜供給されることにより、ステータ３は回転磁界を発生させる。

また、モータケース１内の底部１ｃには、転がり軸受４を収容するための軸受収容部１ｄが形成されるとともに、モータケース１を封じたポンプハウジング２の底部２ａにも、モータケース１と同様に、転がり軸受５を収容するための軸受収容部２ｂが形成されている。

そして、軸受収容部１ｄ，２ｂに収容された一対の転がり軸受４，５によって、内接ギヤポンプＰを駆動するための駆動軸６が回転可能に支持されるとともに、駆動軸６のステータ３に対向する外周６ａには、ステータ３が発生させる回転磁界により回転するロータ７が接着されて設けられている。本実施形態におけるロータ７は、回転する方向に沿って磁極が交互に着磁されている円筒状の永久磁石である。

以上のように、モータケース１内には、ステータ３やロータ７や転がり軸受４，５が収納されており、電動モータＭは、ステータ３とロータ７とを備えるとともに、ステータ３を用いてロータ７を回転させることで、内接ギヤポンプＰを駆動するための駆動軸６を回転させる構成となっている。

また、ポンプハウジング２には、駆動軸６を挿通するための貫通孔２ｃが形成されるとともに、貫通孔に２ｃに挿通されてモータケース１から突出した駆動軸６は、図１及び図２に示すように、インナーロータ８の中心に固定されている。従って、駆動軸６が回転することによりインナーロータ８が回転する。

インナーロータ８は、トロコイド曲線の形状を歯の形状に利用した外歯８ａを有する外歯歯車である。また、インナーロータ８の外側には、トロコイド曲線を歯の形状に利用した内歯９ａを有する内歯歯車であるアウターロータ９が配設されている。外歯８ａと内歯９ａは噛み合っているため、インナーロータ８が回転することによってアウターロータ９も回転する。

内接ギヤポンプＰにおいては、図２に示すように、外歯８ａと内歯９ａの歯数は異なり、さらにアウターロータ９の回転の中心はインナーロータ８の回転の中心（即ち、駆動軸６の中心軸）に対して偏心している。このため、インナーロータ８とアウターロータ９の間には隙間が形成されており、この隙間の容積はインナーロータ８及びアウターロータ９が回転することによって変化する。

そして、インナーロータ８とともに回転するアウターロータ９を支持するために、図３に示すように、ポンプハウジング２には円形状の凹部２ｄが形成されている。従って、ポンプハウジング２は、滑り軸受のようにアウターロータ９の外周面９ｂに摺接してアウターロータ９を支持する円筒状内周面２ｅを有し、この円筒状内周面２ｅの内側の空間が、インナーロータ８及びアウターロータ９を収納する歯車収納部２ｆとなっている。

インナーロータ８及びアウターロータ９が収納された歯車収納部２ｆは、ポンプハウジング２に固定されたポンププレート１０によって封じられており、ポンププレート１０には、ポンプハウジング２内へ流体であるオイルを吸入するための吸入口（不図示）と、ポンプハウジング２内からオイルを吐出するための吐出口（不図示）とが形成されている。

ポンププレート１０に形成された吸入口及び吐出口は、それぞれ、インナーロータ８とアウターロータ９の隙間が大きくなる位置、インナーロータ８とアウターロータ９の隙間が小さくなる位置に形成されている。従って、ポンプハウジング２内のインナーロータ８とアウターロータ９が回転することにより、ポンププレート１０の吸入口から吐出口へオイルが送り出される。

以上のように、内接ギヤポンプＰは、円筒状内周面２ｅを有するポンプハウジング２と、円筒状内周面２ｅに摺接する外周面９ｂを有するとともに内歯９ａを有する略円筒状のアウターロータと、内歯９ａに噛み合う外歯８ａを有するインナーロータ８とを備えている。

ここで、本実施形態においては、ポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅとアウターロータ９の間に隙間Ｓを形成するために、アウターロータ９の回転の中心となる軸に平行な方向（図中の矢印Ａで示す軸方向Ａ）における外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄが、軸方向Ａに対して傾斜している点に特徴がある。

より具体的には、軸方向Ａにおける外周面９ｂの両端部である端部９ｃと端部９ｄの双方が、アウターロータ９の外径（即ち、図中の矢印Ｒで示す径方向において、アウターロータ９の中心から外周面９ｂまでの長さ）が小さくなるように、軸方向Ａに対してテーパ状に傾斜している。このように軸方向Ａに対して傾斜している外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄは、円筒状内周面２ｅと摺接しない非摺接面９ｆを有し、図２に示すように、アウターロータ９の全周に亘って傾斜している。

このように構成すれば、外周面９ｂの一部のみがポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅと摺接する摺接面９ｅとなり、軸方向Ａに対して傾斜している外周面９ｂの一部はポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅと摺接しない非摺接面９ｆとなる。また、ポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅと摺接しない外周面９ｂの一部である非摺接面９ｆは、軸方向Ａにおけるアウターロータ９の外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄであるため、例えば、焼結金属からなるアウターロータ９を研削することで、非摺接面９ｆを容易に形成することができる。

上記実施形態の内接ギヤポンプＰによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）内接ギヤポンプＰは、円筒状内周面２ｅを有するポンプハウジング２と、円筒状内周面２ｅに摺接する外周面９ｂを有するアウターロータ９と、インナーロータ８とを備え、円筒状内周面２ｅとアウターロータ９の間に隙間Ｓを形成するために、軸方向Ａにおける外周面９ｂの両端部である端部９ｃ，９ｄが、軸方向Ａに対して傾斜している。このため、上述のごとく、外周面９ｂの一部のみが円筒状内周面２ｅと摺接する摺接面９ｅとなり、軸方向Ａに対して傾斜している外周面９ｂの一部は円筒状内周面２ｅと摺接しない非摺接面９ｆとなる。従って、ポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅとアウターロータ９の外周面９ｂとの摩擦を効果的に減らすことができ、内接ギヤポンプＰの駆動効率を一層向上させることができる。また、ポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅと摺接しない外周面９ｂの一部である非摺接面９ｆは、軸方向Ａにおけるアウターロータ９の外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄであるため、非摺接面９ｆを容易に形成することができ、上記効果を奏する内接ギヤポンプＰを容易に得ることができる。

（２）アウターロータ９の全周にわたって、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄが、軸方向Ａに対して傾斜しているため、ポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅとアウターロータ９の外周面９ｂとの摩擦をさらに効果的に減らすことができ、内接ギヤポンプＰの駆動効率をより一層向上させることができる。

また、本実施形態に係る電動ポンプＵは、上記構成の内接ギヤポンプＰと、内接ギヤポンプＰを駆動するための電動モータＭとを備えているため、上記（１）、（２）の効果を得ることができ、内接ギヤポンプＰの駆動効率が向上するため、従来の内接ギヤポンプに比し、小型軽量化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の設計変更をすることが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態においては、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄは、軸方向Ａに対してテーパ状に傾斜していたが、アウターロータ９の外径が小さくなるのであれば、外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄの形状は適宜変更してもよい。例えば、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄは、軸方向Ａに対して曲率を有して傾斜していてもよい。即ち、外周面９ｂが鼓状となるように、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄにクラウニングが形成されていてもよい。このようにクラウニングが形成されていれば、アウターロータ９の外周面９ｂとポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅとが接触した際に、アウターロータ９の外周面９ｂに発生する応力の集中を緩和することができる。従って、アウターロータ９の外周面９ｂに傷が付きにくくなり（即ち、耐焼付き性が向上して）、アウターロータ９の耐久性を向上することができる。

・上記実施形態においては、アウターロータ９の全周にわたって、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄが、軸方向Ａに対して傾斜していたが、アウターロータ９の全周にわたって、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄの少なくとも一方の端部（即ち、端部９ｃまたは端部９ｄ）が、軸方向Ａに対して傾斜していてもよい。

・また、アウターロータ９の全周にわたって、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄが、軸方向Ａに対して傾斜していたが、アウターロータ９の一部において、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄが、軸方向Ａに対して傾斜していてもよい。このようにしても上記（１）の効果を得ることができる。

・上記実施形態においては、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄが、軸方向Ａに対して傾斜していたが、軸方向Ａにおける外周面９ｂの端部９ｃ，９ｄの少なくとも一方の端部（即ち、端部９ｃまたは端部９ｄ）が、軸方向Ａに対して傾斜していればよい。ポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅとアウターロータ９の外周面９ｂとの摩擦を減らすことができ、内接ギヤポンプＰの駆動効率を向上させることができる。また、ポンプハウジング２の円筒状内周面２ｅと摺接しない外周面９ｂの一部である非摺接面９ｆは、軸方向Ａにおけるアウターロータ９の外周面９ｂの端部９ｃまたは端部９ｄであるため、非摺接面９ｆを容易に形成することができ、上記効果を奏する内接ギヤポンプＰを容易に得ることができる。

次に、上記実施形態から把握できる技術的思想について、その効果とともに以下に追記する。
（付記１）前記アウターロータの全周にわたって、軸方向における前記外周面の両端部の少なくとも一方の端部が、軸方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内接ギヤポンプ。

同構成によれば、アウターロータの全周にわたって、軸方向における外周面の両端部のうち少なくとも一方の端部が、軸方向に対して傾斜しているため、ポンプハウジングの円筒状内周面とアウターロータの外周面との摩擦をさらに効果的に減らすことができ、内接ギヤポンプの駆動効率をより一層向上させることができる。

本発明の実施形態に係る内接ギヤポンプを備えた電動ポンプを示す概略構成図。 図１のＸ−Ｘ断面図。 本発明の実施形態に係る内接ギヤポンプを説明するための分解斜視図。 従来の内接ギヤポンプを備えた電動ポンプを示す概略構成図。 図４のＹ−Ｙ断面図。 従来の内接ギヤポンプを説明するための分解斜視図。

符号の説明

Ａ…軸方向、Ｕ…電動ポンプ、Ｐ…内接ギヤポンプ、Ｍ…電動モータ、Ｓ…アウターロータとインナーロータの隙間、１…モータケース、２…ポンプハウジング、２ｄ…凹部、２ｅ…円筒状内周面、２ｆ…歯車収納部、３…ステータ、４，５…転がり軸受、６…駆動軸、７…ロータ、８…インナーロータ、８ａ…外歯、９…アウターロータ、９ａ…内歯、９ｂ…外周面、９ｃ，９ｄ…軸方向におけるアウターロータの外周面の端部、９ｅ…摺接面、９ｆ…非摺接面、１０…ポンププレート。

Claims (3)

1. 円筒状内周面を有するポンプハウジングと、前記円筒状内周面に摺接する外周面を有するとともに内歯を有するアウターロータと、前記内歯に噛み合う外歯を有するインナーロータとを備える内接ギヤポンプにおいて、
   前記円筒状内周面と前記アウターロータの間に隙間を形成するために、軸方向における前記外周面の両端部の少なくとも一方の端部が、軸方向に対して傾斜していることを特徴とする内接ギヤポンプ。
2. 軸方向における前記外周面の両端部が、軸方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の内接ギヤポンプ。
3. 請求項１または請求項２に記載された内接ギヤポンプと、該内接ギヤポンプを駆動するための電動モータとを備えることを特徴とする電動ポンプ。

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