JP2015163029A - 電動オイルポンプの軸部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ性能を低下させることなく、回転軸へのマグネットの装着が簡易となる電動オイルポンプの軸部構造を提供する。【解決手段】ポンプ部に駆動力を伝達する回転軸１５と、極異方性に着磁され、回転軸１５においてポンプ部とは反対側の端部２２に外挿保持される筒状のマグネット３２と、を備え、回転軸１５の端部２２がマグネット３２の孔部３３の端部３４から引退した状態に配置され、回転軸の端部とマグネット３２の孔部３３の内周面３５とにより接着剤５０の充填部となる凹部３６が形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、電動オイルポンプの軸部構造に関する。

電動オイルポンプは、例えば車両の各種可動機構に対して潤滑油（オイル）を供給する際に用いられる。電動オイルポンプはポンプ部とモータ部とを備えており、ポンプ部に駆動力を伝達する回転軸には、その軸部周りにバックヨークを介してマグネットが装着されているものがある。コイルに電流を流すことで回転軸が駆動され、この駆動力がポンプ部に伝達される。

特許文献１の電動オイルポンプでは、筒状のバックヨークが回転軸の端部に外挿され、筒状のマグネットがバックヨークの外周側に固定されている。回転軸はバックヨークの孔部に圧入されて固定される。マグネットはバックヨークの外周面との間に塗布した接着剤によってバックヨークに固定されている。
特許文献２の電動オイルポンプでは、筒状のバックヨーク（ロータハウジング）が回転軸の端部に外挿され、バックヨークの内部にマグネットが配置されている。

特開２００３−２６９３４５号公報 特開２０１３−１４２３７１号公報

これらの電動オイルポンプでは、マグネットの磁路を形成するためにバックヨークが必要であり、バックヨークに対して回転軸を圧入しているため、回転軸の外径とバックヨークの孔部内径との間で高い寸法精度が要求される。また、特許文献１及び２のポンプでは、バックヨークと外周側にマグネットを接着するため、マグネットの内面側での接着剤の付着状態が外側から確認できない。

また、特許文献１のポンプでは、マグネットがバックヨークの外側に配置されている。ここで、高温時にはマグネットは収縮するのに対して、鉄材で構成されるバックヨークは膨張する。このように、マグネットとバックヨークとは線膨張性が異なることから、マグネットとバックヨークの空間壁とが過度に当接しないよう、両者の線膨張性を考慮したクリアランスが必要となる。クリアランスは空気層であってマグネットとバックヨークとの間に存在することから、マグネット及びバックヨークによる磁力が抑制されてポンプ性能が低下する。このように、従来の電動オイルポンプにあってはバックヨークを用いているため、電動オイルポンプを合理的に構成するには未だ改善すべき余地があった。

上記問題に鑑み、本発明は、ポンプ性能を低下させることなく、回転軸へのマグネットの装着が簡易となる電動オイルポンプの軸部構造を提供する。

本発明に係る電動オイルポンプの特徴構成は、ポンプ部に駆動力を伝達する回転軸と、極異方性に着磁にされ、前記回転軸において前記ポンプ部とは反対側の端部に外挿保持される筒状のマグネットと、を備え、前記回転軸の前記端部が前記マグネットの孔部の端部から引退した状態に配置され、前記回転軸の前記端部と前記マグネットの孔部の内周面とにより接着剤の充填部となる凹部が形成される点にある。

マグネットは極異方性に着磁されており、マグネットの周方向に複数の異方極が存在する。複数の異方極はマグネットの外周側に大きな磁界を形成するので、吸着力が大きくなる。これにより、極異方性に着磁されたマグネットは磁石だけで磁気回路を形成することができる。
オイルポンプではマグネットとして通常、等方性磁石が用いられる。等方性のマグネットでは吸着力は小さいため、バックヨークによって等方性のマグネットの吸着力を増幅して磁気回路を形成している。しかし、本構成のように、極異方性に着磁されたマグネットを用いることで、バックヨークが不要となり、オイルポンプの部品点数を削減することができる。

また、本構成では、回転軸の端部とマグネットの孔部の内周面とにより接着剤の充填部となる凹部が形成されている。凹部に接着剤を充填することで、回転軸の端部とマグネットの孔部の内周面とに亘って接着剤を行き渡らせて、回転軸とマグネットとを接着することができる。マグネットを回転軸の端部に接着させることで、回転軸に対してマグネットを簡易に固着することができる。従来、バックヨークに対して回転軸は圧入されるためには適切な嵌合力を発揮させる必要があるので、回転軸の外径とバックヨークの孔部の内径との間には厳密な寸法精度が要求される。しかし、本構成では、マグネットを回転軸の端部に接着させるので、回転軸がマグネットに対してがたつかない状態で挿入されればよい。したがって、回転軸の外径とマグネットの孔部の内径との間の寸法精度を緩和することができる。また、接着剤の充填部となる凹部は外部に露出する位置に形成されているので、目視により両者の接着状態を確認することもできる。

本発明に係る電動オイルポンプは、前記回転軸の前記端部の外周部が面取りしてあると好適である。

本構成のように、回転軸の端部の外周部が面取りされていると、接着剤が回転軸の端部の外周側に行き渡り易く、回転軸の端部の外周面とマグネットの内周面とにおける接着剤の接着面積を大きくすることができる。これにより、回転軸の端部とマグネットの孔部内周面との接着強度が向上する。

本発明に係る電動オイルポンプは、前記回転軸の前記端部に先端側ほど外径の小さい段部が形成してあると好適である。

本構成のように、回転軸の端部に先端側ほど外径の小さい段部が形成してあると、凹部において回転軸の端部の外周面とマグネットの孔部の内周面との間には円筒状の接着剤の充填領域が形成される。これにより、回転軸の外周面とマグネットの孔部の内周面との間に接着剤が充填され易くなり、両者の接着強度をさらに向上させることができる。

本発明に係る電動オイルポンプは、前記孔部の内周面が、前記回転軸と同径の小径部と、当該小径部よりも端部側に位置する大径部とを有し、前記凹部が、前記回転軸の前記端部と前記大径部及び前記小径部により構成されると好適である。

本構成のように、凹部が回転軸の端部とマグネットの孔部の内周面である大径部と小径部とによって構成してあると、接着部をマグネットの小径部から大径部まで連続して形成することができる。その場合には、小径部に充填された接着剤により回転軸の端部にマグネットを固定でき、さらに大径部に充填された接着剤を回転軸の端部からのマグネットの抜け止めとして利用できる。

本発明に係る電動オイルポンプは、前記接着剤がＵＶ硬化型接着剤であると好適である。

接着剤の充填部となる凹部は、回転軸の端部とマグネットの孔部の内周面によって形成されている。このように、接着剤の充填部は外部に露出した状態で形成されるので、本構成のように、接着剤としてＵＶ硬化型接着剤を用いることができる。ＵＶ硬化型接着剤は、一般的に熱硬化型接着剤よりも硬化までの時間が短いので、回転軸とマグネットとの接着に要する時間を短くすることができる。

オイルポンプの縦断面図である。 マグネットの極異方性を示す図である。 オイルポンプの要部断面図である。 第２実施形態の要部断面図である。 第３実施形態の要部断面図である。 第４実施形態の要部断面図である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
電動オイルポンプ１（以下、オイルポンプ）は、例えば車両のトランスミッションに配設され、トランスミッション内へオイルを圧送するものである。図１に示すように、オイルポンプ１は、ポンプ部１０とモータ部３０とを有する。

ポンプ部１０は、ポンプカバー１１とポンプハウジング１２とを備える。ポンプハウジング１２には一端面に円形の収納凹部１３が形成されている。ポンプカバー１１は、ポンプハウジング１２の収納凹部１３が形成された端面を覆うよう設けられている。ポンプハウジング１２には収納凹部１３に対して偏心する位置に軸受孔１４が形成されている。回転軸１５は軸受孔１４に挿入された状態で回転自在に支持されている。

収納凹部１３内に設けられたポンプ作動部１６は、外歯のインナロータ１７と、インナロータ１７と噛合する内歯のアウタロータ１８によって構成されている。アウタロータ１８は外周面が収納凹部１３に支持されて回転自在である。インナロータ１７は回転軸１５と同軸となるように回転軸１５のポンプ側端部２１に圧入固着されている。回転軸１５のインナロータ１７とは反対側の端部２２は、モータ部３０に突出している。

互いに噛合するインナロータ１７、アウタロータ１８の歯部の間には、ポンプ作動室２３が形成されている。ポンプ作動室２３の容積が増大する範囲に沿って吸入室２４が形成されており、吸入室２４は吸入ポート２５が連通している。ポンプ作動室２３の容積が減少する範囲に沿って吐出室２６が形成されており、吐出室２６は不図示の吐出ポートと連通している。

モータ部３０は、環状のステータ３１と、所定の隙間をおいてその内側に位置する円筒状のマグネット３２により構成されている。ステータ３１とマグネット３２はいずれも回転軸１５の軸芯と同軸芯である。回転軸１５の端部２２に対して筒状のマグネット３２が外挿保持されている。

マグネット３２は極異方性に着磁されており、図２に示すように、マグネット３２の周方向に複数の異方極が存在する。複数の異方極はマグネット３２の外周側に大きな磁界を形成するので、吸着力が大きくなる。そのため、マグネット３２は磁石だけで磁気回路を形成することができる。
オイルポンプではマグネットとして等方性磁石が用いられることが多く、マグネット自身の吸着力は小さいため、バックヨークによってマグネットの吸着力を増幅して磁気回路を形成している。しかし、本構成のように、極異方性に着磁されたマグネット３２を用いることで、バックヨークが不要となり、オイルポンプ１の部品点数を削減することができる。

図３に示すように、回転軸１５の端部２２はマグネット３２の孔部３３の端部３４から引退した状態に配置されている。回転軸１５の端部２２とマグネット３２の孔部３３の内周面３５とにより凹部３６が形成される。この凹部３６は接着剤の充填部となる。凹部３６に接着剤５０を充填することで、マグネット３２と回転軸１５の端部２２とを接着して、回転軸１５にマグネット３２を保持させることができる。なお、本実施形態では、マグネット３２のポンプ部１０側の端部３５ａが回転軸１５の外周縁に形成された段部１５ａに当接するよう構成されている。これにより、マグネット３２はポンプ部１０の側への移動が規制されている。

このように、マグネット３２の孔部３３に対して回転軸１５を圧入することなく、回転軸１５の端部２２にマグネット３２を固着できるので、回転軸１５の外径とマグネット３２の孔部３３の内径との寸法精度を緩和することができる。また、接着剤の充填部となる凹部３６は外部に露出する位置に形成されているので、目視により両者の接着状態を確認することもできる。

ステータ３１は電磁鋼板を積層したステータコア３７と絶縁体からなるコイル支持枠３８に巻回されたコイル３９から構成されている。モータ部３０は、ステータ３１の内周部に有底の筒状空間４０が形成されている。マグネット３２は筒状空間４０においてステータ３１と対向している。ポンプ部及びモータ部３０の側方にドライバ部６０が備えられている。ドライバ部６０は、ドライバ収容部６１内に基板６２を取付けてコイル３９と電気的に接続されている。

ドライバ部６０により制御される電流がコイル３９に印加されて回転磁界が生じることによりマグネット３２が回転する。マグネット３２の回転は回転軸１５を介してポンプ作動部１６のインナロータ１７に伝達され、インナロータ１７が回転する。これにより吸入ポート２５から吸入室２４を経てポンプ作動室２３内に吸入された潤滑油は、吐出室２６を経て吐出ポートから吐出される。

〔第２実施形態〕
図４に示すように、回転軸１５の端部２２の外周部２２ａが面取りされていてもよい。回転軸１５の端部２２の外周部２２ａが面取りされていると、接着剤５０が回転軸１５の端部２２の外周側に行き渡り易く、回転軸１５の端部２２の外周部２２ａとマグネット３２の内周面３５とにおける接着剤５０の接着面積が大きくなる。これにより、回転軸１５とマグネット３２との接着強度が向上する。

〔第３実施形態〕
図５に示すように、回転軸１５の端部２２に先端側ほど外径の小さい段部４１が形成されていてもよい。このような段部４１が形成してあると、凹部３６において回転軸１５の端部２２の外周部２２ａとマグネット３２の孔部３３の内周面３５との間には円筒状の接着剤の充填領域が形成される。これにより、回転軸１５の外周部２２ａとマグネット３２の内周面３５との間の接着面積が大きく確保でき、両者の接着強度をさらに向上させることができる。

〔第４実施形態〕
図６に示すように、マグネット３２の孔部３３の内周面３５が、回転軸１５と同径の小径部４２と、当該小径部４２よりも端部側に位置する大径部４３とを有してもよい。小径部４２と大径部４３とは段部４４を介して連続して形成されている。回転軸１５の端部２２は小径部４２の大径部４３側の端部４２ａよりも引退した位置に配置されている。こうして、凹部３６は回転軸１５の端部２２と小径部４２及び大径部４３とによって構成されている。

本構成において、大径部４３の位置まで接着剤５０を充填することで、接着剤５０の充填領域はマグネット３２の小径部４２から大径部４３まで連続して形成される。この場合、特に大径部４３に充填された接着剤５０のうち段部４４に係合する部位が、マグネット３２が回転軸１５から抜け出すのを阻止する抜け止め部５１となる。

〔他の実施形態〕
上記の第４実施形態では、マグネット３２の孔部３３の内周面３５の大径部４３が小径部４２から段部４４を介して拡径されて形成される例を示したが、マグネット３２の大径部４３は小径部４２から徐々に径が大きくなるよう傾斜する傾斜部によって構成されてもよい。

本発明は、バックヨークを備えない電動オイルポンプに広く用いることが可能である。

１０ ポンプ部
１５ 回転軸
２２ 端部
２２ａ 外周部
３２ マグネット
３３ 孔部
３４ 端部
３５ 内周面
３６ 凹部
４１ 段部
４２ 小径部
４２ａ 端部
４３ 大径部
５０ 接着剤

Claims (5)

1. ポンプ部に駆動力を伝達する回転軸と、
   極異方性に着磁され、前記回転軸において前記ポンプ部とは反対側の端部に外挿保持される筒状のマグネットと、を備え、
   前記回転軸の前記端部が前記マグネットの孔部の端部から引退した状態に配置され、前記回転軸の前記端部と前記マグネットの孔部の内周面とにより接着剤の充填部となる凹部が形成される電動オイルポンプの軸部構造。
2. 前記回転軸の前記端部の外周部が面取りしてある請求項１に記載の電動オイルポンプの軸部構造。
3. 前記回転軸の前記端部に先端側ほど外径の小さい段部が形成してある請求項１に記載の電動オイルポンプ。
4. 前記孔部の内周面が、前記回転軸と同径の小径部と、当該小径部よりも端部側に位置する大径部とを有し、前記凹部が、前記回転軸の前記端部と前記大径部及び前記小径部により構成される請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動オイルポンプの軸部構造。
5. 前記接着剤がＵＶ硬化型接着剤である請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動オイルポンプの軸部構造。

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