JP2017082723A - 電動オイルポンプ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ステータコアの支持剛性を高めてステータコアの共振の発生を抑制することが可能な電動オイルポンプ装置を提供する。
【解決手段】電動オイルポンプ装置１は、ポンプ部２と、ポンプ部２を作動させるモータ部３と、ポンプ部２を収容する金属製のポンプハウジング４と、油路が形成された金属製のポンププレート５と、モータ部３をポンプハウジング４に締結するボルト６とを備える。ボルト６は、モータ部３のステータコア３０、ポンプハウジング４、及びポンププレート５にそれぞれ形成された貫通孔３０３ａ，４ａ，５ａに挿通され、モールド樹脂部材３８にステータコア３０と共にモールドされたナット部材３７に螺合する。ステータコア３０における貫通孔３０３ａの一方の開口端面３０ａはボルト６の締結力によってナット部材３７の端面３７ａに当接し、他方の開口端面３３ｂはボルト６の締結力によってポンプハウジング４の軸方向端面４ｂに当接する。
【選択図】図１

Description

本発明は、通電により作動してオイルの吸入及び吐出を行う電動オイルポンプ装置に関する。

従来、通電により作動してオイルの吸入及び吐出を行う電動オイルポンプ装置が、例えば自動車のトランスミッション用油圧ポンプとして用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の電動オイルポンプ装置は、オイルを吸入して吐出するポンプと、ポンプを作動させる電動モータとを備えている。ポンプを収容するポンプハウジングと電動モータのステータコアとは、樹脂からなるインシュレータを介して締結ボルトによって締結されている。インシュレータには、ステータコアに巻き回されたコイルと、締結ボルトが螺合するナット部材とが、インサート成型により埋設（モールド）されている。このインシュレータは、さらに樹脂からなる本体ケースにモールドされている。

また、インシュレータには、締結ボルトを挿通させる挿通用穴に隣接して貫通穴が形成され、この貫通穴に締結ボルトの締結力を規制する複数の平行ピンが締結ボルトと平行に挿着されている。平行ピンの両端部は、それぞれポンプハウジングの底面およびステータコアのポンプ側表面に接触し、ポンプハウジングとインシュレータとの間に僅かな隙間が形成されている。この構成により、ポンプハウジングの金属面にインシュレータが押し付けられることによるインシュレータのクリープ変形が抑制され、作動音の増大やポンプの出力の低下が抑えられている。

特開２０１３−６４３５６号公報

特許文献１に記載の電動オイルポンプ装置は、ポンプハウジングとインシュレータとの間の隙間によって締結ボルトによるステータコアのポンプハウジングへの支持剛性が低下し、使用状況によっては電動モータの回転に伴ってステータに共振が発生してしまうおそれがある。そして、電動オイルポンプ装置が例えば車両に搭載された場合には、ステータの共振に起因する騒音によって車室内の静粛性が低下してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、ステータコアの支持剛性を高め、以ってステータコアの共振の発生を抑制することが可能な電動オイルポンプ装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するため、オイルの吸入及び吐出を行うポンプ部と、前記ポンプ部を作動させる回転駆動力を発生するモータ部と、前記ポンプ部を収容する金属製のポンプハウジングと、前記オイルの油路が形成された金属製のポンププレートと、前記モータ部を前記ポンプハウジング及び前記ポンププレートに締結するボルトとを備え、前記モータ部は、軟磁性金属からなる環状のステータコアと、前記ステータコアに装着されたインシュレータと、前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻き回されたコイルと、前記コイルへの通電により発生する磁力によって前記ステータコアに対して回転するロータシャフトと、前記ボルトに螺合するナット部材と、前記ナット部材をモールドして前記ステータコアに固定するモールド樹脂部材とを有し、前記ボルトは、前記ステータコア、前記ポンプハウジング、及び前記ポンププレートにそれぞれ形成された貫通孔に挿通され、その先端部が前記ナット部材に螺合し、前記ステータコアにおける前記貫通孔の両開口端面のうち一方の開口端面が前記ボルトの締結力によって前記ナット部材の端面に当接すると共に、他方の開口端面が前記ボルトの締結力によってポンプハウジングの軸方向端面に当接している、電動オイルポンプ装置を提供する。

本発明によれば、電動オイルポンプ装置のモータ部におけるステータコアの支持剛性が高まり、ステータコアの共振の発生を抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る電動オイルポンプ装置を示す断面図である。 図１に示すＡ−Ａ断面における電動オイルポンプ装置の断面図である。 電動オイルポンプ装置のポンプ部を示す、図１に示すＢ−Ｂ断面における断面図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態に係る電動オイルポンプ装置について、図１乃至図３を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る電動オイルポンプ装置を示す断面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ断面における電動オイルポンプ装置の断面図である。図３は、電動オイルポンプ装置のポンプ部を示す、図１に示すＢ−Ｂ断面における断面図である。

この電動オイルポンプ装置１は、自動車のトランスミッションに用いられ、トランスミッションケースのオイルパンに貯留されたオイルに没した状態で取り付けられる。以下の説明では、説明の便宜上、図１の上下に対応して「上」「下」の語を用いるが、この「上」「下」は、必ずしもトランスミッションケースに取り付けられた状態での鉛直方向の上下を特定するものではない。

電動オイルポンプ装置１は、オイルの吸入及び吐出を行うポンプ部２と、ポンプ部２を作動させる回転駆動力を発生するモータ部３と、ポンプ部２を収容するポンプハウジング４と、オイルの油路が形成されたポンププレート５と、モータ部３をポンプハウジング４及びポンププレート５に締結する複数（本実施の形態では３つ）のボルト６とを備えて構成されている。ポンプハウジング４及びポンププレート５は、例えばアルミニウム合金からなる金属製である。

本実施の形態では、ポンプ部２が内接ギヤポンプによって構成されている。ポンプ部２は、図３に示すように、複数の内歯２１０を有するアウタロータ２１と、アウタロータ２１の内周側に配置され、複数の外歯２２０を有するインナロータ２２とを備えている。アウタロータ２１は、インナロータ２２の外歯２２０の数よりも１つ多い数の内歯２１０を有し、インナロータ２２の回転中心に対して偏心した位置を中心に、ポンプハウジング４内で回転自在となるように配置されている。

インナロータ２２は、複数の外歯２２０のうち一部の外歯２２０がアウタロータ２１の内歯２１０に噛み合うとともに、それぞれの外歯２２０がアウタロータ２１の内面に内接しながら回転する。また、インナロータ２２は、後述するモータ部３のロータシャフト３５と連結され、ロータシャフト３５と共に回転する。

ロータシャフト３５が回転駆動されると、ポンプ部２のアウタロータ２１とインナロータ２２との間隙の容積が、インナロータ２２の回転によって拡大と縮小を繰り返すので、これらの間隙に通じる吸入口５１０から吐出口５２０に向けてオイルを送り出すポンプ動作が行われる。

モータ部３は、軟磁性金属からなる環状のステータコア３０と、ステータコア３０に装着された第１及び第２のインシュレータ３１，３２と、第１及び第２のインシュレータ３１，３２を介してステータコア３０に巻き回されたコイル３３と、ステータコア３０の内側に配置されたロータコア３４及びロータシャフト３５と、ロータコア３４に固定された複数の永久磁石３６と、ボルト６に螺合するナット部材３７と、ナット部材３７をモールドしてステータコア３０に固定するモールド樹脂部材３８とを有している。以下、ロータシャフト３５の回転軸線Ｏに平行な方向を軸方向という。

ステータコア３０は、例えば複数の電磁鋼板を積層してなり、図２に示すように、円環板状の環状ヨーク部３０１と、環状ヨーク部３０１の内方に突出して設けられた複数（本実施の形態では６つ）のティース部３０２と、環状ヨーク部３０１の外方に突出して設けられた複数（本実施の形態では３つ）の突部３０３とを一体に有している。突部３０３には、ステータコア３０を軸方向に貫通し、ボルト６を挿通させる貫通孔３０３ａが形成されている。図１は、図２におけるＣ−Ｃ線断面を示している。

第１及び第２のインシュレータ３１，３２は、樹脂からなる絶縁部材である。第１のインシュレータ３１は、ステータコア３０に軸方向の一側（上側）から装着され、第２のインシュレータ３２は、ステータコア３０に軸方向の他側（下側）から装着されている。

コイル３３は、例えば銅からなる導体の外周面にエナメルからなる絶縁被覆層が形成されたエナメル線であり、ステータコア３０の複数のティース部３０２のそれぞれに巻き回されている。コイル３３とステータコア３０との間には、第１及び第２のインシュレータ３１，３２が介在する。

ロータコア３４は、ステータコア３０の内側に配置され、その外周面に複数の永久磁石３６が固定されている。本実施の形態では、ロータコア３４の外周面に８つの永久磁石３６が固定部材３９によって固定されている。これらの永久磁石３６は、ティース部３０２にＳ極が対向するものとＮ極が対向するものとが、ロータコア３４の周方向に交互に配置されている。

ロータシャフト３５は、軸方向の一端部がロータコア３４の中心部に形成された嵌合穴３４ａに例えば圧入によって嵌合固定され、ロータコア３４と一体に回転する。ロータコア３４及びロータシャフト３５は、コイル３３への通電により発生する磁力によってステータコア３０に対して回転する。ロータシャフト３５の他端部は、インナロータ２２の中心部に形成された嵌合穴２２ａに嵌合されている。これにより、インナロータ２２は、ロータシャフト３５及びロータコア３４と共に回転する。

ナット部材３７は、ステータコア３０の３つの突部３０３のそれぞれに対応して配置されている。すなわち、本実施の形態では、３つのナット部材３７がモールド樹脂部材３８に埋設（モールド）されている。図１では、このうち１つのナット部材３７を図示している。本実施の形態では、ナット部材３７が有底円筒状の袋ナットであり、下方に向かって開口している。ナット部材３７の内部空間は、突部３０３の貫通孔３０３ａに連通する。

モールド樹脂部材３８は、第１及び第２のインシュレータ３１，３２、コイル３３、及び３つのナット部材３７をモールドするモールド樹脂からなる。すなわち、モータ部３は、第１及び第２のインシュレータ３１，３２及びコイル３３がモールド樹脂部材３８にモールドされてステータコア３０及びナット部材３７と一体化されている。モールド樹脂部材３８の材質としては、ＰＡ６６（ナイロン６６）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）あるいはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂材料を用いることができる。

ナット部材３７は、第１のインシュレータ３１よりもステータコア３０の径方向の外側に、第１のインシュレータ３１の一部と軸方向にオーバーラップして配置されている。つまり、ステータコア３０から上方に突出した第１のインシュレータ３１の一部とナット部材３７との軸方向の位置が重複しており、第１のインシュレータ３１とナット部材３７とが間隔を空けてステータコア３０の径方向に並んでいる。

モールド樹脂部材３８は、ポンプ部２とは反対側のロータシャフト３５の他方の端部を覆う円盤状の蓋部３８１を有している。これにより、モールド樹脂部材３８は、モータ部３を覆うモータケースを構成する。

ポンプハウジング４には、アウタロータ２１及びインナロータ２２を収容する収容部４０がポンププレート５との合わせ面４ｃから上方に向かって凹窪形成され、この収容部４０に連通してロータシャフト３５を挿通させる中心孔４０ａが軸方向に延在して形成されている。中心孔４０ａの内面とロータシャフト３５との間には、オイルシール７０が配置されている。また、ポンプハウジング４には、ボルト６を挿通させる３つの貫通孔４ａが形成されている。貫通孔４ａは、ポンプハウジング４を軸方向に貫通している。

ポンププレート５には、吸入口５１０（図３に示す）に連通する吸入油路５１と、吐出口５２０（図３に示す）に連通する吐出油路５２とが形成されている。また、ポンププレート５には、ボルト６を挿通させる３つの貫通孔５ａが形成されている。貫通孔５ａは、ポンププレート５を軸方向に貫通している。またさらに、ポンププレート５には、取付対象であるトランスミッションケースへの取り付けのための一対のフランジ部５３（図２に示す）が設けられている。

ボルト６は、ナット部材３７に螺合する雄ねじ６１０が先端部に形成された軸部６１と、軸部６１よりも大径の頭部６２とを一体に有している。頭部６２には、六角レンチ等の回転工具が嵌合する嵌合部６２０が形成されている。頭部６２とポンププレート５との間には、平座金６３及びばね座金６４が介在している。ボルト６は、雄ねじ６１０がナット部材３７に螺合することにより軸力（軸方向の締付力）を発生させる。

ステータコア３０、ポンプハウジング４、及びポンププレート５は、軸方向に並んで配置されている。ボルト６は、軸部６１がステータコア３０の突部３０３に形成された貫通孔３０３ａ、ポンプハウジング４に形成された貫通孔４ａ、ポンププレート５に形成された貫通孔５ａに挿通され、軸部６１の先端部の雄ねじ６１０がナット部材３７に螺合している。つまり、ステータコア３０は、ボルト６によってポンプハウジング４及びポンププレート５に締結されている。

ステータコア３０における貫通孔３０３ａの一方（上側）の開口端面３０ａは、ボルト６の締結力によってナット部材３７の端面３７ａに当接している。また、ステータコア３０における貫通孔３０３ａの他方（下側）の開口端面３０ｂは、ボルト６の軸力によってポンプハウジング４の軸方向端面４ｂ（上面）に当接している。ここで、開口端面とは、ステータコア３０の軸方向端面における貫通孔３０３ａの開口の周辺部をいう。また、当接とは、直接接触し、かつボルト６の軸力によって押し付けられていることをいう。

また、ポンプハウジング４とポンププレート５とは、ボルト６の軸力によって、それぞれの合わせ面４ｃ，５ｂ同士が互いに押し付けられている。これにより、ポンプハウジング４とポンププレート５とが相互に締結されている。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、以下に述べる作用及び効果が得られる。

（１）ステータコア３０における貫通孔３０３ａの両開口端面のうち一方の開口端面３０ａがボルト６の締結力によってナット部材３７の端面３７ａに当接すると共に、他方の開口端面３０ｂがボルト６の締結力によってポンプハウジング４の軸方向端面４ｂに当接する。これにより、ステータコア３０は、樹脂部材を介することなくナット部材３７からボルト６の軸力を直接的に受け、開口端面３０ｂとポンプハウジング４の軸方向端面４ｂとの間に摩擦力が発生する。そして、この摩擦力によりステータコア３０の支持剛性が高まり、ステータコア３０の共振の発生が抑制される。つまり、ロータコア３４が永久磁石３６と共にステータコア３０に対して回転すると、ステータコア３０の各ティース３０２が永久磁石３６との接近及び離間に伴って径方向の力を受け、ステータコア３０の支持剛性が十分でない場合には、この径方向の力によってステータコア３０が振動し、騒音発生の原因となり得る。しかし、本実施の形態では、ステータコア３０の支持剛性が高められることにより、このようなステータコア３０の振動や騒音の発生が抑制される。

（２）ナット部材３７は、第１のインシュレータ３１よりもステータコア３０の径方向の外側に、第１のインシュレータ３１の一部と軸方向にオーバーラップして配置されているので、電動オイルポンプ装置１の軸方向の長さが抑制され、小型化を図ることが可能となる。

（３）モータ部３は、第１及び第２のインシュレータ３１，３２ならびにコイル３３がモールド樹脂部材３８にモールドされてステータコア３０及びナット部材３７と一体化されているので、組み付けが容易となる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。電動オイルポンプ装置１の用途についても、自動車のトランスミッション用に限らず、例えばパワーステアリング装置用に電動オイルポンプ装置１を用いてもよい。

また、本実施の形態では、ステータコア３０に３つの突部３０３が形成された場合について説明したが、これに限らず、ステータコア３０に２つ又は４つ以上の突部３０３を形成してもよい。また、ボルト６をステータコア３０の軸方向に挿通させる貫通孔を、環状ヨーク部３０１に形成してもよい。この場合、突部３０３は不要であり、ステータコア３０の外周面は軸方向視において円形となる。

１…電動オイルポンプ装置
２…ポンプ部
３…モータ部
３０…ステータコア
３０３ａ…貫通孔
３０ａ，３０ｂ…開口端面
３１，３２…第１及び第２のインシュレータ
３３…コイル
３５…ロータシャフト
３７…ナット部材
３８…モールド樹脂部材
４…ポンプハウジング
４ａ…貫通孔
４ｂ…軸方向端面
５…ポンププレート
５ａ…貫通孔
６…ボルト

Claims (3)

1. オイルの吸入及び吐出を行うポンプ部と、
   前記ポンプ部を作動させる回転駆動力を発生するモータ部と、
   前記ポンプ部を収容する金属製のポンプハウジングと、
   前記オイルの油路が形成された金属製のポンププレートと、
   前記モータ部を前記ポンプハウジング及び前記ポンププレートに締結するボルトとを備え、
   前記モータ部は、軟磁性金属からなる環状のステータコアと、前記ステータコアに装着されたインシュレータと、前記インシュレータを介して前記ステータコアに巻き回されたコイルと、前記コイルへの通電により発生する磁力によって前記ステータコアに対して回転するロータシャフトと、前記ボルトに螺合するナット部材と、前記ナット部材をモールドして前記ステータコアに固定するモールド樹脂部材とを有し、
   前記ボルトは、前記ステータコア、前記ポンプハウジング、及び前記ポンププレートにそれぞれ形成された貫通孔に挿通され、その先端部が前記ナット部材に螺合し、
   前記ステータコアにおける前記貫通孔の両開口端面のうち一方の開口端面が前記ボルトの締結力によって前記ナット部材の端面に当接すると共に、他方の開口端面が前記ボルトの締結力によってポンプハウジングの軸方向端面に当接している、
   電動オイルポンプ装置。
2. 前記ナット部材は、前記インシュレータよりも前記ステータコアの径方向の外側に、前記インシュレータの一部と軸方向にオーバーラップして配置された、
   請求項１に記載の電動オイルポンプ装置。
3. 前記モータ部は、前記インシュレータ及び前記コイルが前記モールド樹脂部材にモールドされて前記ステータコア及び前記ナット部材と一体化されている、
   請求項１又は２に記載の電動オイルポンプ装置。

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