JP2013241838A - Fluid pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポンプロータと、ポンプロータを回転させる回転軸と、ポンプロータを内包するとともに回転軸の軸支部を有するハウジングと、を備えた流体ポンプに関する。 The present invention relates to a fluid pump including a pump rotor, a rotating shaft that rotates the pump rotor, and a housing that includes the pump rotor and includes a shaft support portion of the rotating shaft.
流体ポンプは、例えば回転軸の一方の端部に回転子(モータロータ)を備え、回転軸の他方の端部にポンプモータを備えており、回転軸の中間部はハウジングに設けられた軸支部によって軸支されている(例えば特許文献1参照)。 The fluid pump includes, for example, a rotor (motor rotor) at one end of the rotating shaft and a pump motor at the other end of the rotating shaft, and an intermediate portion of the rotating shaft is supported by a shaft support provided in the housing. It is pivotally supported (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の流体ポンプでは、回転軸のモータ側の端部に当接するボールが設けられている。回転軸に当接するボールは回転軸の回転を許容しつつ、回転軸の当接位置からモータハウジングの底部の側への移動を規制している。このように、回転軸の端部にボールを当接させて、固定子と回転子とが軸方向にずれて流体ポンプの性能が低下しないよう、電動ポンプが構成されている。
In the fluid pump of
しかしながら、特許文献1の流体ポンプのように、回転軸の端部にボールが当接する構成の場合、モータの作動中に回転軸の回転軸芯がブレを起こす可能性がある。回転軸芯がブレを起こすと、固定子と回転子との間の距離が不均一な状態となって流体モータの回転が不安定になる。また、回転子がモータハウジングに接触し、電動ポンプの部材が損傷する虞もある。
However, when the ball is in contact with the end of the rotating shaft as in the fluid pump of
本発明は、モータロータの回転を支持する回転軸の回転軸芯のブレを抑制できる流体ポンプを提供することを目的としている。 An object of this invention is to provide the fluid pump which can suppress the blurring of the rotating shaft center of the rotating shaft which supports rotation of a motor rotor.
本発明の流体ポンプの第1特徴構成は、内歯を備え、第1回転軸芯の周りに回転駆動されるアウタロータと、
前記アウタロータの内歯と噛み合う外歯を備え、前記第1回転軸芯とは異なる第2回転軸芯の周りに回転するインナロータと、
前記アウタロータおよび前記インナロータを保持すると共に、前記アウタロータと前記インナロータとの間に形成される空間に流体を吸入する吸入ポート、および、前記吸入ポートの回転方向下手側で前記空間から流体を吐出する吐出ポートが設けられたハウジングとを備え、
前記インナロータが、当該インナロータ自身から互いに反対方向に延出する回転軸を備えると共に、一方の回転軸の端部と前記ハウジングとの間に軸支部が形成され、当該軸支部が、前記一方の回転軸の端部および前記ハウジングに対して各別に形成した、前記第2回転軸芯の方向に沿って突出する先細部と、当該先細部の傾斜面を支持する凹状受面とを備えている点にある。
The first characteristic configuration of the fluid pump of the present invention includes an outer rotor that includes an internal tooth and is driven to rotate around a first rotation axis.
An inner rotor having outer teeth meshing with the inner teeth of the outer rotor, and rotating around a second rotation axis different from the first rotation axis;
A suction port that holds the outer rotor and the inner rotor, sucks fluid into a space formed between the outer rotor and the inner rotor, and discharges fluid from the space on the lower side in the rotational direction of the suction port A housing provided with a port,
The inner rotor includes a rotating shaft that extends in the opposite direction from the inner rotor itself, and a shaft support portion is formed between an end portion of one rotating shaft and the housing, and the shaft supporting portion is configured to rotate the one rotor. A point that is formed separately for each end of the shaft and the housing and protrudes along the direction of the second rotation axis, and a concave receiving surface that supports the inclined surface of the tip. It is in.
本構成によれば、インナロータから延出された一方の回転軸の端部とハウジングとの間に軸支部が形成され、当該軸支部が、一方の回転軸の端部およびハウジングに対して各別に形成した、第2回転軸芯の方向に沿って突出する先細部と、当該先細部の傾斜面を支持する凹状受面とを備える。インナロータにおける一方の回転軸の端部とハウジングとは、軸支部において先細部の傾斜面に凹状受面が当接する。これにより、先細部の傾斜面が凹状受面に支持される。一方の回転軸は、その端部において凹状受面により点支持ではなく面支持される。これにより、一方の回転軸は安定的に支持されて、回転軸の回転軸芯のブレが抑制される。その結果、電動ポンプのモータは安定的に回転する。また、モータロータがその周囲のモータハウジングに接触する可能性も低くなるため、電動ポンプの耐久性が向上する。 According to this configuration, the shaft support portion is formed between the end portion of the one rotary shaft extending from the inner rotor and the housing, and the shaft support portion is separately provided with respect to the end portion of the one rotary shaft and the housing. A tapered portion that protrudes along the direction of the second rotation axis and a concave receiving surface that supports the inclined surface of the tapered portion are provided. The end of one rotating shaft of the inner rotor and the housing abut the concave receiving surface against the inclined surface of the tapered portion at the shaft support portion. Thereby, the inclined surface of a taper is supported by the concave receiving surface. One rotating shaft is supported by the concave receiving surface at its end, not by point support. Thereby, one rotating shaft is supported stably and the blurring of the rotating shaft center of a rotating shaft is suppressed. As a result, the motor of the electric pump rotates stably. In addition, since the possibility that the motor rotor contacts the surrounding motor housing is reduced, the durability of the electric pump is improved.
本発明の流体ポンプの第2特徴構成は、前記先細部が、前記インナロータに対して前記吐出ポートとは反対側に形成してある点にある。 A second characteristic configuration of the fluid pump according to the present invention is that the tapered portion is formed on the side opposite to the discharge port with respect to the inner rotor.
電動ポンプの吐出ポートでは流体の吐出圧が存在するため、インナロータは吐出圧によって吐出ポートとは反対の側に流体圧を受けることとなる。そこで、本構成の如く、先細部が、インナロータに対して吐出ポートとは反対側に形成してあると、吐出圧によってインナロータの一方の回転軸をハウジングの側に容易に当接させることできる。これにより、先細部の傾斜面と凹状受面との当接状態が良好となり、回転軸を安定的に支持することができる。 Since there is a fluid discharge pressure at the discharge port of the electric pump, the inner rotor receives the fluid pressure on the side opposite to the discharge port due to the discharge pressure. Therefore, as in the present configuration, when the tapered portion is formed on the side opposite to the discharge port with respect to the inner rotor, one rotating shaft of the inner rotor can be easily brought into contact with the housing side by the discharge pressure. As a result, the contact state between the tapered surface of the tapered portion and the concave receiving surface is improved, and the rotating shaft can be stably supported.
本発明の流体ポンプの第3特徴構成は、前記一方の回転軸の端部に前記先細部を形成してあり、前記ハウジングに前記凹状受面を形成してある点にある。 A third characteristic configuration of the fluid pump according to the present invention is that the tapered portion is formed at an end of the one rotating shaft, and the concave receiving surface is formed in the housing.
軸支部を構成する回転軸の端部とハウジングとを比較した場合、加工領域の大きいハウジングの方が加工し易い。また、回転軸の端部においては、凹状受面よりも先細部の方が形成し易い。そこで、本構成の如く、一方の回転軸の端部に先細部を形成し、ハウジングに凹状受面を形成する。これにより、先細部と凹状受面とで構成される軸支部を容易に形成することができる。 When the housing is compared with the end of the rotating shaft that constitutes the shaft support, the housing with a larger processing area is easier to process. In addition, the end portion of the rotating shaft is easier to form the tapered portion than the concave receiving surface. Therefore, as in the present configuration, a taper is formed at the end of one rotating shaft, and a concave receiving surface is formed in the housing. Thereby, the axial support part comprised by a taper and a concave receiving surface can be formed easily.
本発明の流体ポンプは、ポンプ本体に設けた吸引ポートから吸引した流体を吐出ポートから吐出すべく、ポンプ本体に収容したポンプロータと、ポンプロータを駆動させる駆動部とを有する。
以下、本発明に係る流体ポンプの一例である電動ポンプを図面に基づいて説明する。
The fluid pump of the present invention includes a pump rotor housed in the pump body and a drive unit that drives the pump rotor so that the fluid sucked from the suction port provided in the pump body is discharged from the discharge port.
Hereinafter, an electric pump which is an example of a fluid pump according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔基本構成〕
図1〜図3に示すように、流体としてのオイルを吸引して排出するポンプユニットPと、このポンプユニットPを駆動するモータユニットMとをポンプハウジングHの内部空間Sに収容して電動ポンプが構成されている。
[Basic configuration]
As shown in FIGS. 1 to 3, a pump unit P that sucks and discharges oil as a fluid and a motor unit M that drives the pump unit P are accommodated in an internal space S of a pump housing H, and an electric pump. Is configured.
この電動ポンプは、自動車のエンジン等の潤滑用のオイルを供給するために使用されるものである。尚、この電動ポンプはオイル以外の流体の供給に使用するものでも良い。 This electric pump is used to supply lubricating oil for automobile engines and the like. The electric pump may be used for supplying fluid other than oil.
〔ハウジング〕
ポンプハウジングHは、樹脂製のハウジング本体1と、このハウジング本体1の開口部1Aに嵌め込まれることで位置決め状態で取り付けられる樹脂製の蓋体2とで構成され、ハウジング本体1に対して超音波溶着の技術や、接着の技術により蓋体2を固着して内部空間Sが密閉されている。ハウジング1本体は、底壁部1Bと、この底壁部1Bを取り囲む領域において底壁部1Bから立ち上がる姿勢の縦壁部1Cとを有し、この縦壁部1Cの突出端位置で開放する開口部1Aを形成した椀状に成形されている。
〔housing〕
The pump housing H includes a resin housing
蓋体2は、開口部1Aの内周面と密接するように寸法を設定した外周面2Aを形成しており、図1に示す回転軸20の回転軸芯Yに沿う方向への相対移動により、開口部1Aへの蓋体2の嵌め込みが可能となる。このように嵌め込んだ状態では、ハウジング本体1の開口部1Aと蓋体2の外周面2Aとが密接するため、ハウジング本体1と蓋体2との回転軸芯Yと直交する方向への相対移動が阻止され位置決め状態に達する。
The
ハウジング本体1の底壁部1BにはポンプユニットPが嵌め込まれる凹状のポンプ収容空間Spが形成され、このポンプ収容空間Spの底部には、ポンプ収容空間Spに連通する吸引ポート4と吐出ポート5とが形成されている。また、ポンプ収容空間Spの底部には、モータユニットMの回転軸20の一端を回転自在に支持する凹状の本体側支持部1Sが形成されている。
A concave pump housing space Sp into which the pump unit P is fitted is formed in the
蓋体2の内面側の内壁部2Bには回転軸20の他端を回転自在に支持する凹状の蓋体側支持部2Sが形成されている。この本体側支持部1Sと蓋体側支持部2Sとは回転軸20の回転軸芯Yと同軸芯で形成されている。また、蓋体2の内壁部2Bには回転軸芯Yを中心とする円形の溝が形成され、この溝にシールリング6が嵌め込まれている。
A concave lid side support portion 2S that rotatably supports the other end of the
〔ポンプユニット〕
ポンプユニットPは、回転軸20が嵌合する嵌合孔7Aを有したインナロータ7と、このインナロータ7の外周の歯部7Gに対し、その内周の歯部8Gが咬合するアウタロータ8とを備えて内接型のポンプとしてのトロコイド型に構成されている。
〔Pumping unit〕
The pump unit P includes an
このポンプユニットPは、回転軸芯(第2回転軸芯)Yと同軸芯上にインナロータ7の軸芯が配置されると共に、この回転軸芯Yと偏位する位置にアウタロータ8の回転軸芯(第1回転軸芯)Xが配置される。そして、回転軸20が駆動回転した場合にはインナロータ7が回転し、この回転に伴ってアウタロータ8が回転し、吸引ポート4からオイルを吸引し、吐出ポート5からオイルを吐出する。
In the pump unit P, the axis of the
〔モータユニット〕
モータユニットMは、回転軸20に連結する円盤状のモータロータ11と、このモータロータ11を取り囲む位置に配置された励磁部12とを備えてブラシレス型に構成されている。モータロータ11とポンプユニットPとの境界位置には円盤状の樹脂シートで成るシールプレート13が備えられている。モータロータ11は外周にN極とS極とが交互に現れる永久磁石として構成され、外面が滑らかに仕上げられている。励磁部12は、積層磁性鋼板製の複数のコア12Aに導体で成るコイル12Bを巻回すると共に、これらをインサート成形等の技術により絶縁性の樹脂12Cに封入することでリング状に形成した構成を有している。
[Motor unit]
The motor unit M is configured as a brushless type including a disk-shaped
励磁部12は、ハウジング本体1に収容した状態で外周が縦壁部1Cの内面に接触する外径寸法(回転軸芯Yを中心にする半径方向の寸法)に設定され、この収容状態で蓋体2をハウジング本体1の開口部1Aに嵌め込んだ状態では、ハウジング本体1の底壁部1Bと蓋体2の内壁部2Bに接触するように厚さの寸法(回転軸芯Yに沿う方向の寸法)が設定されている。
The
モータユニットMは、モータロータ11の外径を、ポンプ収容空間Spの開口径より大きい寸法に設定することにより、このポンプ収容空間Spの開口をモータロータ11で閉塞できるように構成されている。また、前述したシールプレート13を備えているため、このシールプレート13がポンプ収容空間Spの開口を閉塞することになり、ポンプ収容空間Spからモータロータ11の方向への圧油の漏出を抑制する。
The motor unit M is configured such that the opening of the pump housing space Sp can be closed by the
尚、モータロータ11は円盤状のヨークの外周に永久磁石を取り付けた構成であっても良い。また、シールプレート13として金属板を用いることが可能であり、シールプレート13を備えずにモータロータ11で直接的にポンプ収容空間Spの開口を閉塞するように構成しても良い。
The
図面には示していないが、この電動ポンプは、モータロータ11の回転位相を検出する検出手段を有し、励磁部12の複数のコイル12Bに選択的に電力を供給する電力制御部を有したモータ制御回路が外部に備えられている。このモータ制御回路から励磁部12のコイル12Bに電力を供給することで、励磁部12からモータロータ11に磁力を作用させモータロータ11を回転させる。この回転によりインナロータ7の歯部7Gが回転し、歯部7Gに咬合する歯部8Gを有するアウタロータ8が従動回転する結果、吸引ポート4からオイルを吸引し、吐出ポート5からオイルを吐出する作動が実現する。
Although not shown in the drawings, this electric pump has a detecting means for detecting the rotational phase of the
本実施形態では、インナロータ7が回転軸20として、当該インナロータ7自身から互いに反対方向に延出する回転軸21,22を備える。一方の回転軸21はインナロータ7における吐出ポート5とは反対の側に延出し、他方の回転軸22はインナロータ7における吐出ポート5の側に延出する。図4に示すように、一方の回転軸21の端部と蓋体2との間には回転軸21の軸支部30が形成されている。軸支部30は、一方の回転軸21の端部21aに形成され、回転軸芯(第2回転軸芯)Yの方向に沿って突出する先細部31と、蓋体2に形成され、先細部31の傾斜面32を支持する凹状受面33とで構成されている。
In the present embodiment, the
インナロータ7における一方の回転軸21の端部21aと蓋体(ポンプハウジング)2とは、軸支部30において先細部31の傾斜面32に凹状受面33が当接している。これにより、先細部31の傾斜面32が凹状受面33に支持される。回転軸21は、その端部21aにおいて凹状受面33により点支持ではなく面支持される。これにより、回転軸21が安定的に支持されて、回転軸21が回転軸芯Yのブレが抑制される。その結果、電動ポンプのモータは安定的に回転する。また、モータロータ11がその周囲のモータハウジングに接触する可能性も低くなるため、電動ポンプの耐久性が向上する。
In the
端部21aに先細部31が形成された一方の回転軸21が、インナロータ7に対して吐出ポート5とは反対側に備えてある。電動ポンプの吐出ポート5では流体の吐出圧が存在する。このため、インナロータ7は吐出圧によって吐出ポート5とは反対の側への押圧力を受けることとなる。この押圧力を利用することでインナロータ7の一方の回転軸21をポンプハウジングHの蓋体2の側に容易に当接させることできる。その結果、先細部31の傾斜面32と凹状受面33との当接状態が良好となり、一方の回転軸21を安定的に支持することができる。
One
軸支部30を構成する回転軸21の端部21aとポンプハウジングHとを比較した場合、加工領域の大きいポンプハウジングHの方が加工し易い。また、回転軸21の端部21aを加工する場合、凹状受面33よりも先細部31の方が形成し易い。
When comparing the pump housing H with the
[他の実施形態]
(1)上記の実施形態では、一方の回転軸21の端部21aに先細部31を形成し、ポンプハウジングHに凹状受面33を形成した例を示したが、図5に示すように、ポンプハウジングHに先細部31を形成し、回転軸21の端部21aに凹状受面33を形成してもよい。ただし、軸支部30を構成する回転軸21の端部21aとポンプハウジングHとを比較した場合、加工領域の大きいポンプハウジングHの方が加工し易い。また、回転軸21の端部21aを加工する場合、凹状受面33よりも先細部31の方が形成し易い。
[Other embodiments]
(1) In the above embodiment, an example in which the tapered
(2)凹状受面33における先細部31の傾斜面32に当接する部位は、傾斜面32に面接触する面形状であってもよい。傾斜面32と凹状受面33とが面接触することで、軸支部30による回転軸21の支持領域が大きくなり回転軸21を安定的に支持することができる。また、先細部31の傾斜面32と、凹状受面33における傾斜面32に接触する部位とは夫々曲面形状であってもよい。
(2) The portion of the
本発明の流体ポンプは、オイルポンプの他、液体を圧送する各種ポンプに適用可能である。 The fluid pump of the present invention can be applied to various pumps that pump a liquid in addition to an oil pump.
1 ハウジング本体(ハウジング)
2 蓋体(ハウジング)
4 吸引ポート
5 吐出ポート
7 インナロータ
7G 外歯
8 アウタロータ
8G 内歯
20 回転軸
21 一方の回転軸
21a 端部
22 他方の回転軸
30 軸支部
31 先細部
32 傾斜面
33 凹状受面
H ポンプハウジング
X 第1回転軸芯
Y 回転軸芯(第2回転軸芯)
1 Housing body (housing)
2 Lid (housing)
4
Claims (3)
前記アウタロータの内歯と噛み合う外歯を備え、前記第1回転軸芯とは異なる第2回転軸芯の周りに回転するインナロータと、
前記アウタロータおよび前記インナロータを保持すると共に、前記アウタロータと前記インナロータとの間に形成される空間に流体を吸入する吸入ポート、および、前記吸入ポートの回転方向下手側で前記空間から流体を吐出する吐出ポートが設けられたハウジングとを備え、
前記インナロータが、当該インナロータ自身から互いに反対方向に延出する回転軸を備えると共に、一方の回転軸の端部と前記ハウジングとの間に軸支部が形成され、当該軸支部が、前記一方の回転軸の端部および前記ハウジングに対して各別に形成した、前記第2回転軸芯の方向に沿って突出する先細部と、当該先細部の傾斜面を支持する凹状受面とを備えている流体ポンプ。 An outer rotor having inner teeth and driven to rotate about the first rotation axis;
An inner rotor having outer teeth meshing with the inner teeth of the outer rotor, and rotating around a second rotation axis different from the first rotation axis;
A suction port that holds the outer rotor and the inner rotor, sucks fluid into a space formed between the outer rotor and the inner rotor, and discharges fluid from the space on the lower side in the rotational direction of the suction port A housing provided with a port,
The inner rotor includes a rotating shaft that extends in the opposite direction from the inner rotor itself, and a shaft support portion is formed between an end portion of one rotating shaft and the housing, and the shaft supporting portion is configured to rotate the one rotor. A fluid comprising a tapered portion formed along the end of the shaft and the housing and projecting along the direction of the second rotating shaft core, and a concave receiving surface that supports an inclined surface of the tapered portion. pump.
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
US20190055941A1 (en) * | 2016-02-22 | 2019-02-21 | Gkn Sinter Metals Engineering Gmbh | Pump Assembly Having an Axial-Flux Electric Drive |
WO2022169550A1 (en) * | 2021-02-08 | 2022-08-11 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Split power gerotor pump |
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