JP2017218981A - オイルポンプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】外方からの浸水を効果的に防止できるオイルポンプユニットを提供する。【解決手段】駆動軸部１６と、駆動軸部１６により回転駆動されるポンプロータ２２，２３と、ポンプロータ２２，２３を内周側に収容する環状のスペーサ２０と、駆動軸部１６に沿う方向におけるスペーサ２０の一端側及び他端側から夫々外嵌してスペーサ２０を保持する第１カバー部材１１及び第２カバー部材１２と、スペーサ３０の外周側に配置され、第１カバー部材１１と第２カバー部材１２との境界部分Ｂをシールするシール部２８と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動軸部からの駆動力を受けて回転駆動されるオイルポンプユニットに関する。

オイルポンプは、例えば車両の各種可動機構に対して作動油（オイル）を供給する際に用いられる。オイルポンプは、ポンプ部とモータ部とを備え、モータ部によって回転軸が駆動され、その駆動力を受けて回転駆動されるものや、内燃機関によって駆動される回転部の回転力を利用して回転駆動されるものが存在する。

特許文献１には、内燃機関のクランク軸に連結された駆動軸によって回転駆動されるオイルポンプ（ベーンポンプ）のポンプユニットが開示されている。このポンプユニットは、カム面を有するカムリングと、カムリングを挟持する一対のサイドプレートとを有し、カムリングとサイドプレートとによって挟まれた空間にポンプ室が形成される。カムリングとサイドプレートとは、ポンプボディの凹部に収容され、凹部の開口にポンプカバーが配置されている。ポンプボディの凹部の開口と当該開口に対向するポンプカバーとの間にシールプレートが配置され、ポンプボディに対してシールプレート及びポンプカバーがボルトによって固定されている。

特開２００２−２１７４２号公報

特許文献１のポンプユニットでは、ポンプ室がカムリング及びサイドプレートによって形成され、ポンプカバーとサイドプレートとの合わせ面がシールされている。しかし、合わせ面の周囲はポンプユニットの外方に対して露出しているため、Ｏリングを用いてシールした場合には外方から合わせ面に水が浸入することがある。合わせ面に水が浸入すると、その水がポンプ室に浸入する可能性が高まるため、ポンプ室に対するシール性が低下する。

そこで、外方からの浸水をより効果的に防止できるポンプユニットが望まれている。

本発明に係るオイルポンプユニットの特徴構成は、駆動軸部と、前記駆動軸部により回転駆動されるポンプロータと、前記ポンプロータを内周側に収容する環状のスペーサと、前記駆動軸部に沿う方向における前記スペーサの一端側及び他端側から夫々外嵌された状態で前記スペーサを保持する第１カバー部材及び第２カバー部材と、前記スペーサの外周側に配置され、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材との境界部分をシールするシール部と、を備える点にある。

本構成によれば、ポンプロータを内周側に収容する環状のスペーサが、第１カバー部材及び第２カバー部材によって駆動軸部に沿う方向で外嵌された状態で、スペーサの外周側であって第１カバー部材と第２カバー部材との境界部分にシール部が配置されている。これにより、境界部分は外方からスペーサの外周面に向けて形成されることとなり、境界部分に存在する浸水経路にスペーサの外周面が対向する。こうして、外方からポンプ室への浸水経路が複雑になるため、外方からシール部を通過して境界部分に水が浸入したとしても、スペーサの外周面によってさらなる浸水を抑制することができる。その結果、ポンプ室に対するシール性を安定的に維持することができる。

本発明に係るオイルポンプユニットの他の特徴構成は、前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材の外周側において両カバー部材に亘って設けられ前記シール部の外周側を覆う第３カバー部材を備える点にある。

本構成によれば、第１カバー部材と第２カバー部材との境界部分をシールするシール部の外周側に第３カバー部材が備えられる。第３カバー部材は、第１カバー部材と第２カバー部材の外周側において両カバー部材に亘って設けられているので、シール部の外周側は第３カバー部材によって全体が覆われた状態となる。これにより、外方からシール部の外周側への直接的な水の浸入が第３カバー部材によって遮られるため、ポンプ室に対するシール性が十分に確保される。

本発明に係るオイルポンプユニットの他の特徴構成は、前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材の一方が、前記シール部の外周側と前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材の他方の外周側とを覆う延長カバー部を有する点にある。

本構成によれば、第１カバー部材及び第２カバー部材の一方が有する延長カバー部が、シール部の外周側と第１カバー部材及び第２カバー部材の他方の外周側とを覆う。これにより、外方からシール部の外周側への直接的な水の浸入が延長カバー部によって遮られるため、ポンプ室に対するシール性が十分に確保される。また、第１カバー部材及び第２カバー部材の一方が延長カバー部を有する構成であるため、シール部の外周側を覆う部材を個別に設ける必要はない。

本発明に係るオイルポンプユニットの他の特徴構成は、前記第３カバー部材において、前記第１カバー部材、前記第２カバー部材、及び前記シール部を介して前記スペーサの外周面に対向する領域を重複領域としたときに、前記重複領域における前記駆動軸部に沿う方向において、前記シール部が前記第３カバー部材の先端側よりも前記第３カバー部材の基端側に近くなるよう配置されている点にある。

シール部の外周側を覆う第３カバー部材が存在することで、シール部の外周側に対する直接的な水の浸入が防止される。このとき、本構成では、第３カバー部材において、第１カバー部材、第２カバー部材、及びシール部を介してスペーサの外周面に対向する領域を重複領域としたときに、重複領域における駆動軸部に沿う方向において、シール部が第３カバー部材の先端側よりも第３カバー部材の基端側に近くなるよう配置されている。これにより、シール部は第３カバー部材の先端側から離れた位置に設けることができるため、ポンプ室に対するシール性がさらに高まる。

本発明に係るオイルポンプユニットの他の特徴構成は、前記ポンプロータの駆動により吸入される作動油を貯留する吸入ポートが、前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材のうち前記駆動軸部に沿う方向において前記ポンプロータに対向する位置に夫々形成され、前記スペーサが、前記駆動軸部に沿って貫通し、前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材に形成された夫々の前記吸入ポートを連通させる肉抜き部を有する点にある。

本構成の如く、スペーサが、駆動軸部に沿って貫通し、第１カバー部材及び前記第２カバー部材に形成された夫々の吸入ポートを連通させる肉抜き部を有することで、肉抜き部をポンプ部の吸入油路として利用することできる。これにより、ポンプ部の吸入油路の領域が増すため、吸入ポートにおける負圧を低減させることができ、キャビテーション（局部的な負圧による気泡の発生）を抑制することができる。また、吸入ポートにおける負圧が低減することで、ポンプ部が回転するための駆動力を小さくすることができる。

第１実施形態に係るオイルポンプの縦断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ矢視部分断面図である。 図２のＶ−Ｖ矢視部分断面図である。 第２実施形態に係るオイルポンプユニットの縦断面図である。

以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
図１〜図５を参照して、オイルポンプユニット２の構成について説明する。オイルポンプユニット２を有するオイルポンプ１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作動油（オイル）を圧送するものである。図１に示すオイルポンプ１は、ポンプ部１０とモータ部３０とを有する。

図１に示すように、ポンプ部１０は、ポンプハウジング１１（第１カバー部材の一例）とポンプカバー１２（第２カバー部材の一例）とを備える。ポンプハウジング１１には、端面に円柱状の第１収容凹部１３が形成されている。ポンプカバー１２には、端面において第１収容凹部１３に対向する位置に円柱状の第２収容凹部１４が形成されている。ポンプハウジング１１には第１収容凹部１３に対して偏心する位置に軸受孔１５が形成されている。回転軸１６（駆動軸部の一例）は軸受孔１５に挿入された状態で回転自在に支持されている。ポンプハウジング１１において第１収容凹部１３の外周側に位置し基部から突出する第１周壁部１７と、ポンプカバー１２において第２収容凹部１４の外周側に位置し基部から突出する第２周壁部１８とは、回転軸１６に沿う方向において対向する。

第１収容凹部１３及び第２収容凹部１４には、環状のスペーサ２０が配置される。スペーサ２０の内周側に、外歯を有するインナロータ２２（ポンプロータの一例）と、インナロータ２２と噛合する内歯を有するアウタロータ２３（ポンプロータの一例）とが配置されている。アウタロータ２３は外周面がスペーサ２０に支持されて回転自在である。インナロータ２２は回転軸１６と同軸芯となるように回転軸１６のポンプ側端部１６ａに圧入固着されている。回転軸１６のインナロータ２２とは反対側の端部１６ｂは、モータ部３０に位置する。インナロータ２２は回転軸１６により回転駆動される。

図１、図３、図５に示すように、互いに噛合するインナロータ２２、アウタロータ２３の歯部の間には、ポンプ室２４が形成されている。ポンプ室２４の容積が増大する範囲に沿って吸入室２５が形成されており、吸入室２５は吸入ポート２６が連通している。ポンプ室２４の容積が減少する範囲に沿って吐出室２７が形成されており、吐出室２７は吐出ポート２９と連通している。

図１に示すように、モータ部３０は、環状のステータ３１と、ステータ３１の内側に隙間を有して配置される円筒状のロータ３２とにより構成されている。ステータ３１とロータ３２とはいずれも回転軸１６と同軸芯である。ロータ３２は、電磁鋼板を積層した円筒状のロータヨークの内部にマグネットを埋め込んで固着したものである。ロータ３２は、ロータヨークが回転軸１６の端部１６ｂに圧入されることにより固着されている。ステータ３１は電磁鋼板を積層したステータコア３３とコイル支持枠３４に巻回されたコイル３５から構成されている。

オイルポンプ１の作動について説明する。図示しないドライバ部により制御される電流がコイル３５に印加されて回転磁界が生じることによりロータ３２が回転する。ロータ３２の回転は回転軸１６を介してインナロータ２２に伝達され、インナロータ２２が回転する。これにより、作動油は、吸入ポート２６（２６ｂ）から吸入室２５を経てポンプ室２４内に吸入され、吐出室２７を経て吐出ポート２９から吐出される。

スペーサ２０は、回転軸１６に沿う方向において、モータ部３０の側（スペーサ２０の一端側）がポンプハウジング１１によって外嵌された状態になり、モータ部３０とは反対側（スペーサ２０の他端側）がポンプカバー１２によって外嵌された状態になる。こうして、スペーサ２０は、ポンプハウジング１１及びポンプカバー１２によって保持される。

図２〜図４に示すように、スペーサ２０は、ポンプハウジング１１及びポンプカバー１２に対してノックピン１９Ａ及びボルト１９Ｂを用いて固定される。複数のボルト孔４１（図３では４つ）が、スペーサ２０の周方向に分散されて回転軸１６に沿う方向に貫通して形成されている。スペーサ２０には、ボルト孔４１の他に別に回転軸１６に沿う方向にノックピン孔４２が１つ形成されている。また、ポンプハウジング１１及びポンプカバー１２には、スペーサ２０と同数のボルト孔１１ａ，１２ａと、１つのノックピン孔１１ｂ、１２ｂが設けられている。

ポンプハウジング１１及びポンプカバー１２にスペーサ２０を組付けるには、まず、ノックピン１９Ａをポンプカバー１２に設けられたノックピン孔１２ｂに圧入する。次に、ノックピン１９Ａをスペーサ２０のノックピン孔４２に挿入しつつポンプカバー１２の第２収容凹部１４とスペーサ２０の外周とを位置合わせする。同様にして、ノックピン１９Ａをポンプハウジング１１に設けられたノックピン孔１１ｂに挿入しつつポンプハウジング１１の第１収容凹部１３とスペーサ２０の外周とを位置合わせする。その後、ポンプハウジング１１の側からボルト１９Ｂを締結する。これにより、スペーサ２０をポンプハウジング１１及びポンプカバー１２に固定する。こうして、スペーサ２０がポンプハウジング１１及びポンプカバー１２に固定されると、スペーサ２０に収容されるポンプロータ２２，２３が安定的に支持されるため、ポンプ室２４からの作動油の漏出を抑制することができる。

図１、図４、及び図５に示すように、スペーサ２０の外周側に存在する、ポンプハウジング１１とポンプカバー１２との境界部分Ｂには、境界部分Ｂをシールするシール部２８が配置される。シール部２８は例えばＯリングによって構成されている。境界部分Ｂは外方からスペーサ２０の外周面２０ｃに向けて形成され、境界部分Ｂに存在する浸水経路にスペーサ２０の外周面２０ｃが対向する。これにより、外方からポンプ室２４への浸水経路が複雑になるため、外方からシール部２８を通過して境界部分Ｂに水が浸入したとしても、スペーサ２０の外周面２０ｃによってさらなる浸水を抑制することができる。その結果、ポンプ室２４に対するシール性を安定的に維持することができる。

モータ部３０はモータケース３６（第３カバー部材の一例）を備える（図１参照）。モータケース３６は、モータ部３０からポンプ部１０に向けて延長され、ポンプハウジング１１及びポンプカバー１２に亘って設けられる。これにより、ポンプハウジング１１及びポンプカバー１２の外周側と、境界部分Ｂに配置されるシール部２８の外周側とが、モータケース３６によって覆われる。これにより、外方からシール部２８の外周側への直接的な水の浸入がモータケース３６によって遮られるため、ポンプ室２４に対するシール性が十分に確保される。

モータケース３６は、回転軸１６に沿う方向においてポンプカバー１２に固着される。モータケース３６の固着部位３６ａはポンプカバー１２の外縁部分である。境界部分Ｂに配置されるシール部２８は、外方からの水の浸入を抑制する上で、固着部位３６ａから離れている方が好ましい。

そこで、本実施形態では、モータケース３６において、ポンプハウジング１１、ポンプカバー１２、及びシール部２８を介してスペーサ２０の外周面２０ｃに対向する領域を重複領域Ｄとしたときに、重複領域Ｄにおける回転軸１６に沿う方向において、シール部２８がモータケース３６の先端側である固着部位３６ａよりもモータケース３６の基端側の部位３６ｂに近くなるよう配置されている。これにより、シール部２８は当該固着部位３６ａ（モータケース３６の先端側）から離れた位置に設けることができるため、ポンプ室２４に対するシール性がさらに高まる。

図３及び図５に示すように、スペーサ２０には、ボルト孔４１及びノックピン孔４２とは重ならない位置に複数の肉抜き部４３が形成されている。肉抜き部４３は、スペーサ２０において回転軸１６に沿う方向に形成されて貫通する。肉抜き部４３は、例えば図３に示すように、スペーサ２０において周方向に隣接するボルト孔４１の間に設けられ、周方向に延びる長孔状に形成されている。肉抜き部４３は長孔以外の形状であってもよい。スペーサ２０に肉抜き部４３を設けることでスペーサ２０の軽量化を図ることができる。

図１及び図５に示すように、吸入ポート２６ａ，２６ｂが、ポンプハウジング１１及びポンプカバー１２のうち回転軸１６に沿う方向においてインナロータ２２及びアウタロータ２３に対向する位置に夫々形成されている。吸入ポート２６ａ，２６ｂにおいて、インナロータ２２及びアウタロータ２３の駆動により吸入される作動油が貯留される。図５に示すように、複数の肉抜き部４３のうちの１つ（４３Ａ）は、ポンプハウジング１１の吸入ポート２６ａとポンプカバー１２の吸入ポート２６ｂとに連通されている。

こうすることで、スペーサ２０に形成された肉抜き部４３Ａをポンプ部１０の吸入油路として利用することができる。これにより、ポンプ部１０は吸入油路の領域が増加するため、吸入ポート２６における負圧を低減させることができ、キャビテーション（局部的な負圧による気泡の発生）を抑制することができる。また、吸入ポート２６における負圧が低減することで、ポンプ部１０が回転するための駆動力を小さくすることができる。また、肉抜き部４３Ａはスペーサ２０の内周側近くに形成され、肉抜き部４３Ａを除く複数の肉抜き部４３はスペーサ２０の外周側近くに形成されている。スペーサ２０の両端面２０ａ，２０ｂにおいて、肉抜き部４３，４３Ａの周囲は、ポンプハウジング１１及びポンプカバー１２の何れかとの当接領域である。これにより、スペーサ２０の径方向において肉抜き部４３Ａからスペーサ２０の外周側に向けて十分な当接領域が確保されるため、肉抜き部４３Ａを流れる作動油がスペーサ２０の外方に漏出し難くなる。

〔第２実施形態〕
本実施形態では、図６に示すように、モータケース３６はポンプ部１０を被覆していない。モータケース３６に代えて、ポンプ部１０は、ポンプハウジング１１の第１周壁部１７が、シール部２８の外周側及びポンプカバー１２の第２周壁部１８の外周側を覆う延長カバー部４４を有する。これにより、外方からシール部２８の外周側への直接的な水の浸入が延長カバー部４４によって遮られるため、ポンプ室２４に対するシール性が十分に確保される。また、ポンプハウジング１１が延長カバー部４４を有する構成であるため、シール部２８の外周側を覆う部材を個別に設ける必要はない。

延長カバー部４４とポンプカバー１２との間にシール部が配設されていてもよい。また、延長カバー部４４はポンプカバー１２に直接固着されていてもよい。さらに、図示しないが、上記構成に代えて、ポンプカバー１２の第２周壁部１８が、シール部２８の外周側及びポンプハウジング１１の第１周壁部１７の外周側を覆う延長カバー部を有する構成でもよい。

〔別実施形態〕
（１）上記の実施形態では、モータ部３０によってポンプ部１０の回転軸１６が回転する例を示したが、ポンプ部１０の回転軸１６は、エンジンのクランク軸等の他の回転軸に連結されて回転するものでもよい。

（２）上記の実施形態では、ノックピン１９Ａを用いてポンプハウジング１１及びポンプカバー１２に対してスペーサ２０の位置決めを行う例を示したが、ノックピン１９Ａを用いずにボルト１９Ｂ及びボルト孔１１ａ，１２ａによってスペーサ２０の位置決めを行ってもよい。

本発明は、車両及び車両以外に搭載されるオイルポンプユニットに広く用いることができる。

１ ：オイルポンプ
２ ：オイルポンプユニット
１０ ：ポンプ部
１１ ：ポンプハウジング（第１カバー部材）
１２ ：ポンプカバー（第２カバー部材）
１３ ：第１収容凹部
１４ ：第２収容凹部
１６ ：回転軸（駆動軸部）
１７ ：第１周壁部
１８ ：第２周壁部
２０ ：スペーサ
２０ｃ ：外周面
２２ ：インナロータ（ポンプロータ）
２３ ：アウタロータ（ポンプロータ）
２４ ：ポンプ室
２６，２６ａ，２６ｂ ：吸入ポート
２８ ：シール部
３０ ：モータ部
３６ ：モータケース（第３カバー部材）
３６ａ ：固着部位（先端側の部位）
３６ｂ ：基端側の部位
４３,４３Ａ ：肉抜き部
４４ ：延長カバー部
Ｂ ：境界部分
Ｄ ：重複領域

Claims (5)

1. 駆動軸部と、
   前記駆動軸部により回転駆動されるポンプロータと、
   前記ポンプロータを内周側に収容する環状のスペーサと、
   前記駆動軸部に沿う方向における前記スペーサの一端側及び他端側から夫々外嵌された状態で前記スペーサを保持する第１カバー部材及び第２カバー部材と、
   前記スペーサの外周側に配置され、前記第１カバー部材と前記第２カバー部材との境界部分をシールするシール部と、を備えるオイルポンプユニット。
2. 前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材の外周側において両カバー部材に亘って設けられ前記シール部の外周側を覆う第３カバー部材を備える請求項１に記載のオイルポンプユニット。
3. 前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材の一方が、前記シール部の外周側と前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材の他方の外周側とを覆う延長カバー部を有する請求項１に記載のオイルポンプユニット。
4. 前記第３カバー部材において、前記第１カバー部材、前記第２カバー部材、及び前記シール部を介して前記スペーサの外周面に対向する領域を重複領域としたときに、
   前記重複領域における前記駆動軸部に沿う方向において、前記シール部が前記第３カバー部材の先端側よりも前記第３カバー部材の基端側に近くなるよう配置されている請求項２記載のオイルポンプユニット。
5. 前記ポンプロータの駆動により吸入される作動油を貯留する吸入ポートが、前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材のうち前記駆動軸部に沿う方向において前記ポンプロータに対向する位置に夫々形成され、
   前記スペーサが、前記駆動軸部に沿って貫通し、前記第１カバー部材及び前記第２カバー部材に形成された夫々の前記吸入ポートを連通させる肉抜き部を有する請求項１から４のいずれか一項に記載のオイルポンプユニット。

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