JP6094074B2 - 電動ポンプユニット - Google Patents
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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。
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。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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
Claims (1)
- 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、溝が形成されおり、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ていることを特徴とする電動ポンプユニット。
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