JP2014015888A - Electric pump unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、たとえば自動車のトランスミッション(変速機)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。 The present invention relates to an electric pump unit used as a hydraulic pump for supplying hydraulic pressure to a transmission (transmission) of an automobile, for example.
自動車のトランスミッションには油圧ポンプにより油圧が供給されるが、省エネルギなどの観点から停車時にエンジンを停止するいわゆるアイドルストップ(アイドリングストップ)を行う自動車では、アイドルストップ時にもトランスミッションへの油圧供給を確保するために、電動油圧ポンプが使用されるようになっている。 Oil pressure is supplied to the vehicle's transmission by a hydraulic pump, but for vehicles that perform so-called idle stop (idling stop) that stops the engine when the vehicle is stopped from the standpoint of energy saving, etc., ensure that the hydraulic pressure is supplied to the transmission even during idle stop. In order to do so, an electric hydraulic pump is used.
自動車のトランスミッション用電動油圧ポンプは、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。このような要求に応えるため、ポンプおよびポンプ駆動用電動モータが共通のユニットハウジング内に組み込まれた電動ポンプユニットが提案されている(たとえば特許文献1参照)。 Since an electric hydraulic pump for an automobile transmission is mounted in a limited space of a vehicle body, it is required to be compact, and to be light and reduce costs. In order to meet such a demand, an electric pump unit in which a pump and an electric motor for driving a pump are incorporated in a common unit housing has been proposed (for example, see Patent Document 1).
このような従来の電動ポンプユニットでは、ポンプを構成するポンプ本体の後側にモータハウジングが連結され、モータハウジング内に形成された密閉状のモータ室に電動モータが内蔵されている。 In such a conventional electric pump unit, a motor housing is connected to the rear side of the pump body constituting the pump, and the electric motor is built in a sealed motor chamber formed in the motor housing.
ポンプが内接ギヤポンプの場合、インナギヤとアウタギヤのかみ合い部分に対応するポンプハウジングの対称位置に、油吸入ポートと油吐出ポートが形成される。ポンプの作動時、ポンプ室の吸入ポートは低圧であるが、吐出ポートは高圧になる。 When the pump is an internal gear pump, an oil suction port and an oil discharge port are formed at symmetrical positions of the pump housing corresponding to the meshing portion of the inner gear and the outer gear. When the pump is operating, the suction port in the pump chamber is at a low pressure, but the discharge port is at a high pressure.
上記の従来の電動ポンプユニットでは、電動ポンプの効率を上げることが課題となっている。ポンプ効率は、機械効率と容積効率との積(ポンプ効率=機械効率×容積効率)で表される。機械効率向上には、サイドクリアランス(内接ギヤポンプとポンプ本体の内接ギヤポンプに対向する面との間に形成される隙間)を広くすることで可能である。しかしながら、この場合には、油漏れが増加して、容積効率が減少し、機械効率と容積効率とは、通常相反するものとなっている。 In the conventional electric pump unit described above, raising the efficiency of the electric pump is an issue. Pump efficiency is represented by the product of mechanical efficiency and volumetric efficiency (pump efficiency = mechanical efficiency × volumetric efficiency). The mechanical efficiency can be improved by widening the side clearance (the gap formed between the internal gear pump and the surface of the pump body facing the internal gear pump). However, in this case, oil leakage increases and the volumetric efficiency decreases, and mechanical efficiency and volumetric efficiency are usually in conflict.
この発明の目的は、機械効率を向上させるとともに、容積効率の減少を抑えた電動ポンプユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electric pump unit that improves mechanical efficiency and suppresses a decrease in volumetric efficiency.
この発明による電動ポンプユニットは、内接ギヤポンプを収容したポンプ室が形成されたポンプハウジングおよび前記ポンプハウジングの一端側に設けられたポンプレートを有するポンプ本体と、前記ポンプハウジングの他端側に固定されかつポンプ駆動用電動モータを内蔵したモータハウジングとを備えている電動ポンプユニットにおいて、前記ポンプ本体の前記内接ギヤポンプに対向する面に、吐出ポートと吸入ポートとの境界部を避けて、溝が形成されていることを特徴とするものである。 An electric pump unit according to the present invention includes a pump housing in which a pump chamber accommodating an inscribed gear pump is formed, a pump body having a pump rate provided on one end side of the pump housing, and fixed to the other end side of the pump housing. And an electric pump unit comprising a motor housing incorporating a pump driving electric motor, and a groove on the surface of the pump body facing the inscribed gear pump, avoiding a boundary between the discharge port and the suction port. Is formed.
ポンプ本体の内接ギヤポンプに対向する面に、溝が形成されていることにより、ポンプ本体と内接ギヤポンプとの接触面積が減少し、摩擦抵抗が減少することで機械効率が向上する。吐出ポートと吸入ポートとの境界部に溝を設けた場合、吐出ポートから溝を経由して吸入ポートに至るという油漏れの通路が形成される可能性がある。吐出ポートと吸入ポートとの境界部を避けて溝が形成されることで、溝を設けたことに伴う油漏れの増加が抑えられ、容積効率の減少が抑えられる。 By forming a groove on the surface of the pump body facing the inscribed gear pump, the contact area between the pump body and the inscribed gear pump is reduced, and the frictional resistance is reduced, thereby improving the mechanical efficiency. When a groove is provided at the boundary between the discharge port and the suction port, an oil leakage path from the discharge port to the suction port through the groove may be formed. By forming the groove while avoiding the boundary between the discharge port and the suction port, an increase in oil leakage due to the provision of the groove is suppressed, and a decrease in volumetric efficiency is suppressed.
前記溝は、吐出側において相対的に小さく、吸入側において相対的に大きくなされていることが好ましい。 The groove is preferably relatively small on the discharge side and relatively large on the suction side.
この発明の電動ポンプユニットによれば、上記のように、機械効率を向上させて、容積効率の減少を抑えることができる。 According to the electric pump unit of the present invention, as described above, it is possible to improve the mechanical efficiency and suppress the decrease in the volumetric efficiency.
以下、図面を参照して、この発明を自動車のトランスミッション用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。以下の説明において、図1の左側を前、右側を後とする。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electric pump unit for an automobile transmission will be described with reference to the drawings. In the following description, the left side of FIG.
電動ポンプユニット(1)は、ユニットハウジング(2)内に、油の吸入および吐出を行う内接ギヤポンプ(3)ならびにポンプ駆動用電動モータ(4)が一体に組み込まれたものである。 In the electric pump unit (1), an internal gear pump (3) for sucking and discharging oil and an electric motor (4) for driving the pump are integrally incorporated in a unit housing (2).
ユニットハウジング(2)は、内接ギヤポンプ(3)を内蔵したポンプ本体(5)と、モータ(4)を内蔵したモータハウジング(6)とよりなる。 The unit housing (2) is composed of a pump body (5) incorporating an internal gear pump (3) and a motor housing (6) incorporating a motor (4).
ポンプ本体(5)は、後側のポンプハウジング(7)と前側のポンププレート(8)よりなる。ポンプハウジング(7)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(9)が形成されている。ポンプハウジング(7)の前面に、ポンププレート(8)がOリング(10)を介して固定され、ポンプ室(9)の前面が塞がれている。ポンプ室(9)内に、外側ポンプロータであるアウタギヤ(11)が回転自在に収容され、アウタギヤ(11)の内側に、これとかみ合う内側ポンプロータであるインナギヤ(12)が配置されている。ポンプハウジング(7)およびポンププレート(8)は、たとえば、アルミニウム合金製である。 The pump body (5) includes a rear pump housing (7) and a front pump plate (8). The pump housing (7) has a thick plate shape that extends in a direction orthogonal to the front-rear direction, and a pump chamber (9) having an open front is formed at the center thereof. A pump plate (8) is fixed to the front surface of the pump housing (7) via an O-ring (10), and the front surface of the pump chamber (9) is closed. An outer gear (11) that is an outer pump rotor is rotatably accommodated in the pump chamber (9), and an inner gear (12) that is an inner pump rotor that meshes with the outer gear (11) is disposed inside the outer gear (11). The pump housing (7) and the pump plate (8) are made of, for example, an aluminum alloy.
モータ(4)は、前後方向にのびるポンプ駆動軸であるモータ軸(13)を有している。モータ軸(13)は、段付き状に形成されており、左右の転がり軸受(14)(15)によって支持されている。モータ軸(13)の前部は、ポンプハウジング(7)の中央部を貫通してポンプ室(9)内に進入している。 The motor (4) has a motor shaft (13) which is a pump drive shaft extending in the front-rear direction. The motor shaft (13) is formed in a stepped shape and is supported by left and right rolling bearings (14) and (15). The front part of the motor shaft (13) penetrates the central part of the pump housing (7) and enters the pump chamber (9).
左の転がり軸受(14)とインナギヤ(12)との間に、ポンプハウジング(7)とモータ軸(13)の間を密封するオイルシール(16)が配置されている。インナギヤ(12)は、モータ軸(13)と一体で回転するように、モータ軸(13)の前端部に嵌め入れられている。 An oil seal (16) for sealing between the pump housing (7) and the motor shaft (13) is disposed between the left rolling bearing (14) and the inner gear (12). The inner gear (12) is fitted into the front end of the motor shaft (13) so as to rotate integrally with the motor shaft (13).
モータ軸(13)に、モータ(4)を構成するモータロータ(17)が一体に設けられており、モータロータ(17)に対向するモータハウジング(6)の内周に、モータ(4)を構成するモータステータ(18)が固定されている。 A motor rotor (17) constituting the motor (4) is integrally provided on the motor shaft (13), and the motor (4) is constituted on the inner periphery of the motor housing (6) facing the motor rotor (17). The motor stator (18) is fixed.
モータ(4)の回転力が内接ギヤポンプ(3)に伝達されると、図2に示すように、アウタギヤ(11)およびインナギヤ(12)は、それぞれ矢印A1およびA2で示す方向に、内歯と外歯の異なる組み合わせを採りながら噛合しつつ回転し、内歯と外歯の歯面間に形成されるポンプ室(9)の容積変化によって油(流体)が吸入・吐出する。 When the rotational force of the motor (4) is transmitted to the internal gear pump (3), as shown in FIG. 2, the outer gear (11) and the inner gear (12) move in the directions indicated by arrows A1 and A2, respectively. The oil (fluid) is sucked and discharged by the volume change of the pump chamber (9) formed between the tooth surfaces of the inner teeth and the outer teeth.
ポンププレート(8)には、図3に示すように、三日月状の吸入ポート(19)および三日月状の吐出ポート(20)が形成されている。 As shown in FIG. 3, the pump plate (8) is formed with a crescent-shaped intake port (19) and a crescent-shaped discharge port (20).
ポンプ室(9)内には、アウタギヤ(11)およびインナギヤ(12)の回転に伴い、吸入側に低圧部(9a)、吐出側に高圧部(9b)が形成され、ポンププレート(8)に形成された吸入ポート(19)および吐出ポート(20)を通って油が送液されるようになっている。 In the pump chamber (9), as the outer gear (11) and the inner gear (12) rotate, a low pressure portion (9a) is formed on the suction side and a high pressure portion (9b) is formed on the discharge side, and the pump plate (8) Oil is fed through the formed suction port (19) and discharge port (20).
モータ(4)により内接ギヤポンプ(3)が駆動されて、アウタギヤ(11)およびインナギヤ(12)が回転するとき、吸入ポート(19)は低圧で、吐出ポート(20)は高圧になる。 When the internal gear pump (3) is driven by the motor (4) and the outer gear (11) and the inner gear (12) rotate, the suction port (19) has a low pressure and the discharge port (20) has a high pressure.
この実施形態の電動ポンプユニット(1)では、図3に示すように、ポンププレート(8)のアウタギヤ(11)に対向する面に、溝(21)(22)が形成されている。溝(21)(22)は、吸入ポート(19)の外周に沿うように円弧状に設けられた吸入側の溝(21)が1つと、吐出ポート(20)の外周に沿うように円弧状に設けられた吐出側の溝(22)が1つとされている。各溝(21)(22)は、アウタギヤ(11)の外周縁部に対向している。図3において、ポンププレート(8)のアウタギヤ(11)に対向する面(8a)とアウタギヤ(11)とは、両者間の間隙(サイドクリアランス)を狭くする方が、油漏れが少なくなり、容積効率に優れている。しかしながら、この場合には、接触による摩擦抵抗で機械効率が低下する。吸入側の溝(21)および吐出側の溝(22)は、摩擦抵抗を低減することができ、これにより、サイドクリアランスを広くするのと同じ効果が得られている。 In the electric pump unit (1) of this embodiment, as shown in FIG. 3, grooves (21) and (22) are formed on the surface of the pump plate (8) facing the outer gear (11). The grooves (21) and (22) have one suction-side groove (21) provided in an arc shape along the outer periphery of the suction port (19) and an arc shape so as to follow the outer periphery of the discharge port (20). There is one discharge-side groove (22) provided in the. Each groove (21) (22) faces the outer peripheral edge of the outer gear (11). In FIG. 3, the surface (8a) facing the outer gear (11) of the pump plate (8) and the outer gear (11) have less oil leakage when the gap (side clearance) between them is narrowed. Excellent efficiency. However, in this case, the mechanical efficiency decreases due to the frictional resistance caused by the contact. The suction-side groove (21) and the discharge-side groove (22) can reduce the frictional resistance, thereby obtaining the same effect as widening the side clearance.
吐出ポート(20)と吸入ポート(19)との間には、所要の大きさの境界部が設けられており、吸入側の溝(21)および吐出側の溝(22)は、この境界部を避けて設けられている。吐出ポート(20)と吸入ポート(19)との境界部に溝を設けた場合、吐出ポート(20)から溝を経由して吸入ポート(19)に至るという油漏れの通路が形成される可能性がある。そこで、吐出ポート(20)と吸入ポート(19)との境界部を避けて溝(21)(22)が形成され、これにより、溝(21)(22)を設けたことに伴う油漏れの増加が抑えられ、容積効率の減少が抑えられている。 A boundary portion of a required size is provided between the discharge port (20) and the suction port (19), and the suction side groove (21) and the discharge side groove (22) Is provided to avoid. When a groove is provided at the boundary between the discharge port (20) and the suction port (19), an oil leakage path from the discharge port (20) to the suction port (19) can be formed. There is sex. Therefore, the grooves (21) and (22) are formed avoiding the boundary between the discharge port (20) and the suction port (19), so that oil leakage caused by providing the grooves (21) and (22) can be prevented. The increase is suppressed and the decrease in volumetric efficiency is suppressed.
吸入側の溝(21)および吐出側の溝(22)の断面形状については、図4(a)に示すように、断面が長方形であってもよく、図4(b)に示すように、両側に傾斜面(21a)(22a)が形成された台形状であってもよく、図4(c)に示すように、傾斜面(21b)(22b)が円弧状とされてもよい。 The cross-sectional shapes of the suction side groove (21) and the discharge side groove (22) may be rectangular as shown in FIG. 4 (a), and as shown in FIG. 4 (b), A trapezoidal shape in which inclined surfaces (21a) and (22a) are formed on both sides may be used, and as shown in FIG. 4 (c), the inclined surfaces (21b and 22b) may be arcuate.
吸入側の溝(21)および吐出側の溝(22)の平面形状については、特に限定されるものではなく、吸入側の溝(21)と吐出側の溝(22)とは、対称に設けられてもよい。図示した例では、吐出側の溝(22)が相対的に小さく、吸入側の溝(21)が相対的に大きくなされている。 The planar shape of the suction side groove (21) and the discharge side groove (22) is not particularly limited, and the suction side groove (21) and the discharge side groove (22) are provided symmetrically. May be. In the illustrated example, the discharge-side groove (22) is relatively small, and the suction-side groove (21) is relatively large.
高圧となる吐出ポート(20)と相対的に低圧の吸入ポート(19)とを比較した場合、吐出ポート(20)からの油漏れが相対的に大きくなる。そこで、吐出側の溝(22)が相対的に小さくされることで、吐出ポート(20)からの油漏れが抑えられている。吸入側の溝(21)については、相対的に大きくされたとしても、油漏れの増加は少ない。こうして、油漏れに起因する容積効率の減少が抑えられている。一方、溝(21)(22)の大きさについては、大きくすることで、サイドクリアランスを広くするのと同じ効果が得られ、機械効率向上の点で有利となる。そこで、吸入側の溝(21)が吐出側の溝(22)よりも相対的に大きくされることで、吐出側および吸入側において溝が同じ大きさにされているものに比べて、ポンプ効率=機械効率×容積効率を大きくすることができる。 When the discharge port (20) having a high pressure is compared with the suction port (19) having a relatively low pressure, oil leakage from the discharge port (20) becomes relatively large. Therefore, oil leakage from the discharge port (20) is suppressed by relatively reducing the discharge side groove (22). Even if the groove (21) on the suction side is relatively large, the increase in oil leakage is small. In this way, a decrease in volumetric efficiency due to oil leakage is suppressed. On the other hand, by increasing the size of the grooves (21) and (22), the same effect as widening the side clearance can be obtained, which is advantageous in improving the mechanical efficiency. Therefore, the suction side groove (21) is made relatively larger than the discharge side groove (22), so that the pump efficiency is higher than that in which the grooves are the same size on the discharge side and the suction side. = Mechanical efficiency x volumetric efficiency can be increased.
なお、吸入側の溝(21)および吐出側の溝(22)は、いずれも、周方向に長い1つの溝とされているが、1つでなく、1つの溝がディンプル状とされた複数の溝としてもよい。 Each of the suction-side groove (21) and the discharge-side groove (22) is a single groove that is long in the circumferential direction, but not a single groove. It is good also as a groove | channel.
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。 The overall configuration of the electric pump unit and the configuration of each unit are not limited to those of the above-described embodiment, and can be changed as appropriate.
また、この発明は、トランスミッション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。 Moreover, this invention is applicable also to electric pump units other than the electric pump unit for transmissions.
(1):電動ポンプユニット、(3):内接ギヤポンプ、(4):電動モータ、(5):ポンプ本体、(6):モータハウジング、(7):ポンプハウジング、(8):ポンププレート、(9):ポンプ室、(11):アウタギヤ、(12):インナギヤ、(13):モータ軸、(19):吸入ポート、(20):吐出ポート、(21):吸入側の溝、(22):吐出側の溝 (1): Electric pump unit, (3): Internal gear pump, (4): Electric motor, (5): Pump body, (6): Motor housing, (7): Pump housing, (8): Pump plate , (9): Pump chamber, (11): Outer gear, (12): Inner gear, (13): Motor shaft, (19): Suction port, (20): Discharge port, (21): Suction side groove, (22): Groove on the discharge side
Claims (2)
前記ポンプ本体の前記内接ギヤポンプのアウタギヤに対向する面に、吐出ポートと吸入ポートとの境界部を避けて、溝が形成されていることを特徴とする電動ポンプユニット。 A pump housing in which a pump chamber containing an internal gear pump is formed, a pump body having a pump rate provided at one end of the pump housing, and an electric motor for driving the pump fixed to the other end of the pump housing. In the electric pump unit having a built-in motor housing,
An electric pump unit characterized in that a groove is formed on a surface of the pump body facing the outer gear of the internal gear pump so as to avoid a boundary portion between a discharge port and a suction port.
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