JP2010180730A - 電動ポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 吸入ポートおよび吐出ポートの位置が対象となる装置の吸入穴および吐出穴の位置と一致していなくても油の流動に支障をきたすことがなく、部品の共通化が可能な電動ポンプユニットを提供する。
【解決手段】 電動ポンプユニットは、電動モータ3により駆動されるポンプ2のポンプ室10を塞ぐポンププレート6に、ポンプ室10と外部を連通する吸入ポート29および吐出ポート30が形成されており、ポンププレート6の外側端面6aが、シール部材33を介して、吸入穴31および吐出穴32が形成された対象装置8の端面8aに取り付けられるものである。ポンププレート6の外側端面6aにおいて、吸入ポート29の周囲が取り除かれて、吸入ポート29より広範囲にわたる吸入穴連通部29aが形成されるとともに、吐出ポート30の周囲が取り除かれて、吐出ポート30より広範囲にわたる吐出穴連通部30aが形成されており、吸入穴連通部29aの周囲および吐出穴連通部30aの周囲が、シール部材33により密封されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、たとえば自動車のトランスミッションなどに油圧を供給する油圧ポンプとして使用される電動ポンプユニットに関する。

近年、自動車の油圧ポンプとして、その起動・停止をきめ細かく制御して省エネルギを図るため、また、アイドリングストップによりエンジンが停止しているときにもトランスミッションなどの駆動系への油圧供給を確保するために、電動ポンプユニットが使用されるようになっている。

自動車用電動ポンプユニットは、車体の限られたスペースに搭載されるため、コンパクト化が要求され、また、軽量化およびコスト低減も要求される。この要求に応える電動ポンプユニットとして、共通のユニットハウジング内にポンプ、ポンプ駆動用電動モータおよびモータのコントローラが一体に組み込まれたものが提案されている（たとえば特許文献１参照）。

特開２００８−１５１０６５号公報

上記の電動ポンプユニットでは、ポンプ室を塞ぐポンププレートに、ポンプ室と外部を連通する吸入ポートおよび吐出ポートが形成される。

ポンプユニットは、トランスミッションに直接取り付けられることがある。この場合、ポンプポートの外側端面が、吸入ポートに対応する吸入穴および吐出ポートに対応する吐出穴が形成されたトランスミッションの端面に取り付けられる。

電動ポンプユニットにおける吸入ポートおよび吐出ポートの形状、位置などは、電動ポンプの仕様によって決まる。一方、トランスミッションにおける吸入穴および吐出穴の位置は、トランスミッションの仕様によって決まる。このため、トランスミッションの種類が変わると、吸入ポートと吸入穴の相対位置や吐出ポートと吐出穴の相対位置にずれが生じ、油の流動に支障をきたすことがある。

これを避けるには、トランスミッションの種類に応じて、構成の異なる専用のポンププレートを使用する必要がある。また、場合によっては、ポンププレートの構成を変えるだけでは対処できず、電動ポンプユニットにおけるポンプの構成まで変える必要がある。このため、部品の共通化ができず、これがコストアップにつながっている。

自動車のトランスミッション以外の油圧を供給する電動ポンプユニットの場合にも、同様の問題がある。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、吸入ポートおよび吐出ポートの位置が対象となる装置の吸入穴および吐出穴の位置と一致していなくても油の流動に支障をきたすことがなく、部品の共通化が可能な電動ポンプユニットを提供することにある。

この発明による電動ポンプユニットは、電動モータにより駆動されるポンプのポンプ室を塞ぐポンププレートに、ポンプ室と外部を連通する吸入ポートおよび吐出ポートが形成されており、ポンププレートの外側端面が、シール部材を介して、吸入穴および吐出穴が形成された対象装置の端面に取り付けられる電動ポンプユニットにおいて、ポンププレートの外側端面において、吸入ポートの周囲が取り除かれて、吸入ポートより広範囲にわたる吸入穴連通部が形成されるとともに、吐出ポートの周囲が取り除かれて、吐出ポートより広範囲にわたる吐出穴連通部が形成されており、吸入穴連通部の周囲および吐出穴連通部の周囲が、シール部材により密封されていることを特徴とするものである。

対象装置とは、電動ポンプユニットから油圧が供給される装置、すなわち、油圧供給の対象となる装置を指す。

電動ポンプユニットが対象装置に取り付けられると、ポンププレートの吸入ポートが吸入穴連通部を介して対象装置の吸入穴に連通するとともに、ポンププレートの吐出ポートが吐出穴連通部を介して対象装置の吐出穴に連通し、シール部材が対象装置の端面に圧接する。吸入穴連通部は吸入ポートより広範囲にわたるものであるから、吸入ポートと吸入穴の位置がずれていても、吸入穴全体が吸入穴連通部と連通している限り、油の流動に支障をきたすことがない。同様に、吐出穴連通部は吐出ポートより広範囲にわたるものであるから、吐出ポートと吐出穴の位置がずれていても、吐出穴全体が吐出穴連通部と連通している限り、油の流動に支障をきたすことがない。このため、使用できる対象装置の吸入穴および吐出穴の位置の範囲が広くなり、ポンププレートなどの部品の共通化が可能になる。

たとえば、吸入穴連通部の周囲を密封する環状のシール部材と、吐出穴連通部の周囲を密封するシール部材とが、別々に設けられる。吸入穴連通部および吐出穴連通部を含む部分を囲む環状部と、両端が環状部に一体に連結されて両連通部の間に位置する連結部とからなるシール部材が用いられてもよい。シール部材は、たとえば、ポンププレートの端面に形成されたみぞにはめられる。

この発明の電動ポンプユニットにおいて、たとえば、吸入穴連通部と吐出穴連通部が、直線状の隔壁部により分離されており、シール部材が、隔壁部に面する部分を除く吸入穴連通部および吐出穴連通部の周囲に配置された環状部と、両端部が環状部に一体に連結されて隔壁部に配置された連結部とからなるものである。

このようにすれば、吸入穴連通部および吐出穴連通部をより広範囲にして、使用できる対象装置の吸入穴および吐出穴の位置の範囲をより広くすることができる。また、１つのシール部材で、吸入穴連通部と吐出穴連通部の周囲を密封することができる。

たとえば、ポンププレートの外側端面に、吸入穴連通部と吐出穴連通部を含む部分を囲む環状みぞが形成されるとともに、隔壁の端面に環状みぞと連通する連絡みぞが形成され、シール部材が、これらのみぞにはめられて、対象装置の端面に圧接させられる。

上記の電動ポンプユニットにおいて、たとえば、隔壁部に面する部分を除く吸入穴連通部の周囲のポンププレートの端面および隔壁部の両端部にみぞが形成されており、シール部材の環状部が、隔壁部に面する部分を除く吐出穴連通部内の周囲およびみぞ内に配置され、シール部材の連結部が、吐出穴連通部内の隔壁部に接する部分に配置されている。

ポンプが作動しているとき、吸入ポートおよび吸入穴連通部内の圧力は大気圧より小さく、吐出ポートおよび吐出穴連通部内の圧力は大気圧より大きい。吐出穴連通部内に位置するシール部材の部分はみぞにはまっていないが、吐出穴連通部内の大きな圧力により外向きに付勢され、隔壁部および吐出穴連通部の周壁に圧接して、吐出穴連通部の周囲を確実に密封する。一方、吸入穴連通部内は負圧になるが、吸入穴連通部の周囲のシール部材の部分は、隔壁部とみぞによって確実に保持され、吸入穴連通部の周囲を確実に密封する。

この場合、シール部材を保持するためのみぞを最少にすることができる。

上記の電動ポンプユニットにおいて、たとえば、吸入穴連通部および吐出穴連通部が半円形状をなし、両連通部を合わせた部分が円形状をなす。

この場合、シール部材は、円形の環状部が連結部で連結された単純な形状となる。

シール部材は、たとえば、Ｏリングである。

この発明の電動ポンプユニットによれば、上記のように、吸入ポートおよび吐出ポートの位置が対象となる装置の吸入穴および吐出穴の位置と一致していなくても油の流動に支障をきたすことがなく、部品の共通化が可能で、それにより、コスト低減が可能になる。

図１は、この発明の実施形態を示す電動ポンプユニットの縦断面図である。 図２は、図１のII−II線に沿う断面図である。

以下、図面を参照して、この発明を自動車の油圧ポンプに使用される電動ポンプユニットに適用した実施形態について説明する。

図１はこの発明の実施形態を示す電動ポンプユニットの縦断面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図である。なお、以下の説明において、図面の左側を前、同右側を後とする。

電動ポンプユニットは、ユニットハウジング(1)内に、ポンプ(2)と、ポンプ(2)を回転駆動する電動モータ(3)が一体に組み込まれたものである。モータ(3)のコントローラ(4)も、ハウジング(1)内に組み込まれている。この例では、ポンプ(2)はトロコイドポンプ、モータ(3)は３相巻線を有するＤＣブラシレスセンサレスモータである。

ユニットハウジング(1)は、ポンプハウジング(5)、ポンププレート(6)、モータハウジング(7)および蓋(8)よりなり、ポンプハウジング(5)、モータハウジング(7)および蓋(8)により防水ハウジング(9)が構成されている。

ポンプハウジング(5)は、前後方向と直交する方向に広がりを持つ厚肉板状のものであり、その中心に、前部が開口したポンプ室(10)が形成されている。ポンプハウジング(5)の前面に、ポンププレート(6)がＯリング(11)を介して固定され、ポンプ室(10)の前面が塞がれている。ポンプ室(10)内に、ポンプ(2)を構成するアウタギヤ(12)が回転自在に収容され、アウタギヤ(12)の内側に、これとかみ合うインナギヤ(13)が配置されている。

モータハウジング(7)は、円筒状をなし、その前端が、シール(14)を介してポンプハウジング(5)の後面外周寄りの部分に固定されている。モータハウジング(7)の後端開口が、蓋(8)により塞がれている。

ポンプハウジング(5)の後端面の中心に、モータハウジング(7)より小径の円筒部(5a)が一体に形成され、円筒部(5a)内の後部に設けられた軸受装置(15)により、前後方向にのびるポンプ駆動モータ軸(16)が片持ち支持されている。この例では、軸受装置(15)は、前後に隣接する２個の転がり軸受である玉軸受(17)よりなり、各軸受(17)の内輪(17a)がモータ軸(16)に固定され、外輪(17b)が円筒部(5a)に固定されている。モータ軸(16)の前部は、ポンプハウジング(5)の後壁に形成された穴(18)の部分を貫通してポンプ室(10)内に進入し、その前端がインナギヤ(13)に連結されている。円筒部(5a)内の軸受装置(15)より前側の部分とモータ軸(16)の間に、シール(19)が設けられている。

円筒部(5a)より後方に突出したモータ軸(16)の後端部に、モータ(3)を構成するモータロータ(20)が固定されている。ロータ(20)は、モータ軸(16)の後端から半径方向にのびかつ軸受装置(15)の外周を囲む円筒状のものであり、その外周に永久磁石(21)が設けられている。モータ軸(16)、ロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にある。この例では、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にある。

ロータ(20)に対向するモータハウジング(7)の内周に、モータ(3)を構成するモータステータ(22)が固定状に設けられている。ステータ(22)は、積層鋼板よりなるコア(23)にインシュレータ（合成樹脂製絶縁体）(24)が組み込まれ、インシュレータ(24)の部分にコイル(25)が巻きつけられたものである。この例では、ステータ(22)は、コア(23)の外周において接着などの適宜な手段によりモータハウジング(7)の内周に固定されている。

インシュレータ(24)の後端に、コントローラ(4)の基板(26)が固定され、基板(26)に、コントローラ(4)を構成する部品(27)が取り付けられている。部品は基板(26)の前面および後面の少なくとも一方の所定位置に配置されるが、図面には、基板(26)の後面に取り付けられた部品(27)が１個示されている。

詳細な図示は省略したが、ポンププレート(6)が複数のボルトにより対象装置であるトランスミッション(28)の端面(28a)に取付けられ、ポンププレート(6)の外側端面(6a)がトランスミッション端面(28a)に密着させられる。

ポンププレート(6)には、ポンプ室(10)と外部を連通する吸入ポート(29)および吐出ポート(30)が貫通状に形成され、トランスミッション端面(28a)には、吸入ポート(29)に連通する吸入穴(31)および吐出ポート(30)に連通する吐出穴(32)が形成されている。吸入ポート(29)および吐出ポート(30)は弧状をなす。

ポンププレート端面(6a)において、吸入ポート(29)の周囲が取り除かれて、吸入ポート(29)より広範囲にわたる吸入穴連通部(29a)が形成されるとともに、吐出ポート(30)の周囲が取り除かれて、吐出ポート(30)より広範囲にわたる吐出穴連通部(30a)が形成されている。そして、吸入ポート(29)が吸入穴連通部(29a)を介して吸入穴(31)に連通するとともに、吐出ポート(30)が吐出穴連通部(30a)を介して吐出穴(32)に連通している。

ポンプポート(6)には、トランスミッション端面(28a)に圧接して吸入穴連通部(29a)の周囲および吐出穴連通部(30a)の周囲を密封するシール部材であるＯリング(33)が取り付けられている。両連通部(29a)(30a)のポンププレート端面(6a)からの深さは、Ｏリング(33)を構成するゴムなどの弾性材料の自然状態における直径より少し小さい。

両連通部(29a)(30a)は、これらを分離する直線状の隔壁部(34)を残した形で、ほぼ同じ大きさの半円形状に形成され、両連通部(29a)(30a)を合わせた部分が円形状をなす。隔壁部(34)に面する部分を除く吸入穴連通部(29a)の周囲のポンププレート端面(6a)および隔壁部(34)の両端部に半円形状のみぞ(35)が形成されている。

Ｏリング(33)は、円形状の環状部(33a)と、両端が環状部(33a)のほぼ対称位置に一体に連結された連結部(33b)とから単純な形状のものである。シール部材(33)の環状部(33a)が、隔壁部(34)に面する部分を除く吐出穴連通部(30a)内の周囲およびみぞ(35)内に配置され、シール部材(33)の連結部(33b)が、吐出穴連通部(30a)内の隔壁部(34)に接する部分に配置されている。ポンププレート(6)がトランスミッション端面(28a)に取付けられていない状態では、Ｏリング(33)の一部がポンププレート端面(6a)より少し外に出ており、ポンププレート(6)がトランスミッション端面(28a)に取り付けられると、Ｏリング(33)がトランスミッション端面に圧接して、吸入穴連通部(29a)の周囲および吐出穴連通部(30a)の周囲を密封する。

ポンプ(2)が作動しているとき、吸入ポート(29)および吸入穴連通部(29a)内の圧力は大気圧より小さく、吐出ポート(30)および吐出穴連通部(30a)内の圧力は大気圧より大きい。吐出穴連通部(30a)内に位置するシール部材(33)の部分はみぞにはまっていないが、吐出穴連通部(30a)内の大きな圧力により外向きに付勢され、隔壁部(34)および吐出穴連通部(30a)の周壁に圧接して、吐出穴連通部(30a)の周囲を確実に密封する。一方、吸入穴連通部(29a)内は負圧になるが、吸入穴連通部(29a)の周囲のシール部材(33)の部分は、隔壁部(34)とみぞ(35)によって確実に保持され、吸入穴連通部(29a)の周囲を確実に密封する。

上記の電動ポンプユニットにおいて、吸入穴連通部(29a)は吸入ポート(29)より広範囲にわたるものであるから、吸入ポート(29)と吸入穴(31)の位置がずれていても、吸入穴(31)全体が吸入穴連通部(29a)と連通している限り、油の流動に支障をきたすことがない。同様に、吐出穴連通部(30a)は吐出ポート(30)より広範囲にわたるものであるから、吐出ポート(30)と吐出穴(32)の位置がずれていても、吐出穴(32)全体が吐出穴連通部(30a)と連通している限り、油の流動に支障をきたすことがない。このため、使用できるトランスミッション(28)の端面(28a)の吸入穴(31)および吐出穴(32)の位置の範囲が広くなり、ポンププレート(6)などの部品の共通化が可能になる。

上記の電動ポンプユニットでは、モータ軸(16)の軸方向１箇所が軸受装置(15)により片持ち支持され、その軸受装置(15)の外周を囲むようにモータロータ(20)が設けられている構造であるから、モータ軸(16)の長さが短くてすみ、さらなるコンパクト化が可能である。また、モータ軸(16)、モータロータ(20)およびポンプ(2)のインナギヤ(13)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(15)の軸方向範囲内にあるから、回転部分を安定良く回転支持することができる。さらに、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(15)を構成する２個の玉軸受(17)の間にあるから、回転部分をより安定良く回転支持することができる。また、ポンプハウジング(5)に一体に形成された円筒部(5a)だけで軸受装置(15)を支持することができ、他に軸受装置(15)を支持するための部材が不要である。このため、さらなる部品点数の低減が可能であり、さらなる軽量化およびコスト低減が可能である。

電動ポンプユニットの全体構成および各部の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。

たとえば、上記実施形態では、軸受装置が転がり軸受で構成されているが、軸受装置はすべり軸受で構成されてもよい。

また、この発明は、自動車用電動ポンプユニット以外の電動ポンプユニットにも適用できる。

(2) ポンプ
(3) 電動モータ
(6) ポンププレート
(6a) ポンププレートの外側端面
(10) ポンプ室
(28) トランスミッション（対象装置）
(28a) トランスミッションの端面
(29) 吸入ポート
(29a) 吸入穴連通部
(30) 吐出ポート
(30a) 吐出穴連通部
(31) 吸入穴
(32) 吐出穴
(33) Ｏリング（シール部材）
(33a) Ｏリングの環状部
(33b) Ｏリングの連結部
(34) 隔壁部
(20) ロータ
(21) 永久磁石
(28) ロータ本体
(29) 永久磁石保持部材
(30) 回り止め凹部
(31) 円環部
(32) 連結部
(33) 回り止め凸部
(34) 棒状部
(35) みぞ

Claims (3)

1. 電動モータにより駆動されるポンプのポンプ室を塞ぐポンププレートに、ポンプ室と外部を連通する吸入ポートおよび吐出ポートが形成されており、ポンププレートの外側端面が、シール部材を介して、吸入穴および吐出穴が形成された対象装置の端面に取り付けられる電動ポンプユニットにおいて、
   ポンププレートの外側端面において、吸入ポートの周囲が取り除かれて、吸入ポートより広範囲にわたる吸入穴連通部が形成されるとともに、吐出ポートの周囲が取り除かれて、吐出ポートより広範囲にわたる吐出穴連通部が形成されており、吸入穴連通部の周囲および吐出穴連通部の周囲が、シール部材により密封されていることを特徴とする電動ポンプユニット。
2. 吸入穴連通部と吐出穴連通部が、直線状の隔壁部により分離されており、シール部材が、隔壁部に面する部分を除く吸入穴連通部および吐出穴連通部の周囲に配置された環状部と、両端部が環状部に一体に連結されて隔壁部に配置された連結部とからなるものであることを特徴とする請求項１の電動ポンプユニット。
3. 隔壁部に面する部分を除く吸入穴連通部の周囲のポンププレートの端面および隔壁部の両端部にみぞが形成されており、シール部材の環状部が、隔壁部に面する部分を除く吐出穴連通部内の周囲およびみぞ内に配置され、シール部材の連結部が、吐出穴連通部内の隔壁部に接する部分に配置されていることを特徴とする請求項３の電動ポンプユニット。

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