JP6369194B2

JP6369194B2 - 電動ポンプユニット

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Publication number: JP6369194B2
Application number: JP2014149734A
Authority: JP
Inventors: 宮川　裕豊; 裕豊宮川; 典之岡本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2018-08-08
Anticipated expiration: 2034-07-23
Also published as: US10400767B2; CN105298837B; CN105298837A; US20160025092A1; JP2016023616A

Description

本発明は、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の電動油圧ポンプは、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、軽量化及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、ポンプ及びポンプ駆動用の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（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載される電動ポンプユニットは、電動モータのモータ軸を支持する軸受が、小型化のために転がり軸受でなく、すべり軸受を使用している。円筒状のすべり軸受とモータ軸との間を潤滑するため、この電動ポンプユニットは、モータ軸の先端から軸方向に延びる第１油通路と、第１油通路からモータ軸の外周面に達する複数の第２油通路とを設けている。モータ軸の先端から供給される潤滑油は、第１油通路及び第２油通路を通ってすべり軸受を潤滑している。

特開２０１２−２６３４９号公報

しかしながら、上記の電動ポンプユニットは、すべり軸受へ供給する潤滑油の油通路がモータ軸の中に設けられているので、油通路を加工する難易度が高く、高コスト化している。そこで、電動ポンプユニットは、すべり軸受の潤滑性能を確保するとともに、簡易な構造により油通路を形成して低コスト化を図ることが課題となっていた。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、すべり軸受の潤滑性能を確保するとともに、簡易な構造により油通路を形成して低コスト化を図ることができる電動ポンプユニットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る電動ポンプユニットの構成上の特徴は、ポンプハウジングのポンプ室内に配置されたロータがポンプ室の軸方向両端壁に摺接して回転することにより油の吸入及び吐出を行うポンプと、前記ロータに連結されたモータ軸を有するポンプ駆動用の電動モータと、を備えている電動ポンプユニットにおいて、前記モータ軸が前記ポンプハウジングとの間に介装された円筒状のすべり軸受によりすべり回転支持され、前記すべり軸受を挟んで前記ポンプ室の反対側であって、前記ポンプハウジングと前記モータ軸との間にシール部材が設けられており、前記すべり軸受の内周面には、軸方向に直線状に貫通する給油溝が形成されていることである。

請求項１の電動ポンプユニットによれば、ポンプ室内の油の一部は、ポンプ室の端壁とこれに摺接するロータの端面との間から給油溝の端部に到達し、給油溝を軸方向に流れ、すべり軸受の内周面に供給される。この油によりすべり軸受の潤滑性能を確保することができる。そして、給油溝は、すべり軸受の内周面を旋削加工や成型などによる塑性加工により、容易に形成することができる。これにより、この電動ポンプユニットでは、すべり軸受の潤滑性能を確保するとともに、簡易な構造により油通路を形成して低コスト化を図ることができる。

さらに請求項１に係る電動ポンプユニットの構成上の特徴は、前記ポンプ室の軸方向両端壁には、油を吸入する吸入ポートと、油を吐出する吐出ポートとが周方向に長い長丸穴形状で形成され、前記給油溝は、前記吸入ポートの周方向中央と前記吐出ポートの周方向中央とを結ぶ線に径方向で直交する線上であって、前記モータ軸を中心に対向する位置に一対のみで設けられることである。

さらに請求項１の電動ポンプユニットによれば、ポンプ作動時のポンプ室内では、吸入ポート側が油圧の低圧側となり、吐出ポート側が油圧の高圧側となる。そして、ポンプ室内のロータに対して、高圧側から低圧側へ径方向の力が作用するので、ロータが径方向の低圧側へ僅かに移動する。ロータの移動に伴い、モータ軸が僅かに低圧側の吸入ポート側へ倒れる。そして、給油溝は、モータ軸の倒れ方向に対して直交する線上に一対のみで設けられているので、モータ軸が倒れたときに給油溝への干渉を確実に防止できる。よって、モータ軸の回転が不安定になることはなく、安定して回転することができる。

請求項２に係る電動ポンプユニットの構成上の特徴は、前記すべり軸受の軸方向の端部と、これに隣接する前記ロータとの間に環状の油溜まり部を設けたことである。

請求項２の電動ポンプユニットによれば、ポンプ室内の油の一部は、ポンプ室の端壁とこれに摺接するロータの端面との間から油溜まり部に入り、この油をすべり軸受の内周面に安定して供給でき、すべり軸受の潤滑性能を確保することができる。そして、油溜まり部は、すべり軸受を装着するときの軸方向の位置を調整することにより、容易に設けることができる。これにより、この電動ポンプユニットでは、すべり軸受の潤滑性能を確保するとともに、簡易な構造により油通路を形成して低コスト化を図ることができる。

請求項３に係る電動ポンプユニットの構成上の特徴は、軸方向内方側の前記吐出ポートから前記油溜まり部に通じる給油通路を設けたことである。

請求項３の電動ポンプユニットによれば、吐出ポートから油溜まり部に通じる給油通路を設けたので、吐出ポートの油をすべり軸受の内周面に安定して供給でき、すべり軸受の潤滑性能を確保することができる。そして、給油通路は、ポンプハウジングと一体に成型などにより塑性加工できるので、容易に形成することができる。

本発明によれば、すべり軸受の潤滑性能を確保するとともに、簡易な構造により油通路を形成して低コスト化を図ることができる電動ポンプユニットを提供できる。

本発明の一実施形態である電動ポンプユニットの断面図である。図１のＡ−Ａ矢視図である。図１のＢ−Ｂ矢視図である。

以下、本発明の電動ポンプユニットを具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、図１の左側を前、右側を後とする。
図１は、本発明の一実施形態である電動ポンプユニット１の断面図である。図１に示すように、例えば自動車のトランスミッション用の電動ポンプユニット１は、ユニットハウジング７内にポンプ２及びポンプ駆動用の電動モータ３が一体に組み込まれたものである。この例では、ポンプ２は内接歯車ポンプ、電動モータ３は３相巻線を有するＤＣブラシレスモータである。

ユニットハウジング７は、ポンププレート７１、ポンプハウジング８、モータハウジング７２及び蓋７３から構成される。

ポンププレート７１は、板状からなり、電動ポンプユニット１の前端部に装着されている。ポンプハウジング８は、周壁部８１の後端に後壁部８２が一体に形成されて、前部が開口した圧肉円筒状からなり、周壁部８１の前端面がポンププレート７１の後端面７１ａにＯリング１１を介して固定されている。

モータハウジング７２は、円筒状からなり、その前端が、シール部材１２を介してポンプハウジング８の後面外周寄りの部分に固定されている。モータハウジング７２の後端開口が、蓋７３により塞がれている。

ポンププレート７１で塞がれたポンプハウジング８の前面に、略円柱状に窪んだポンプ室２３が形成されている。ポンプ室２３は、ポンプハウジング８に形成された周壁２４及び後側端壁２５と、ポンププレート７１の後端面７１ａとにより区画されている。ポンプ室２３内には、ロータ２０が回転自在に収容されている。ロータ２０は、複数の内歯を有するアウタロータ２２と、アウタロータ２２の内側に、これとかみ合う複数の外歯を有するインナロータ２１とからなる。

アウタロータ２２は、ポンプ室２３の周壁２４及び後側端壁２５と、ポンププレート７１の後端面７１ａとに摺接して回転する。インナロータ２１は、内周が後述する電動モータ３のモータ軸３３に嵌合され、前後両端面がポンプ室２３の後側端壁２５と、ポンププレート７１の後端面７１ａとに摺接して回転する。インナロータ２１の後端面と後側端壁２５との間には僅かな隙間が設けられている。図示は省略したが、ポンププレート７１には、ポンプ室２３に連通する油吸入口及び油吐出口が設けられている。

ポンプハウジング８の後壁部８２の中心部から後方へ突出し、ポンプ室２３に連通する円筒状の軸受支持部８４が一体に形成されている。軸受支持部８４の内周には、後述する電動モータ３のモータ軸３３を回転自在に支持する円筒状のすべり軸受５が嵌合されている。軸受支持部８４の内周後端の内径が大きくなった部分には、オイルシール６（シール部材）が固定されている。

電動モータ３は、前後方向に延びるモータ軸３３と、モータ軸３３の後部に固定されたモータロータ３１と、モータロータ３１の周囲に配置されたモータステータ３２と、を備えている。

モータステータ３２は、積層鋼板よりなるコア３２ａにインシュレータ３２ｂが組み込まれ、インシュレータ３２ｂにステータコイル３２ｃが巻きつけられたものである。この例では、モータステータ３２は、接着などの手段によりモータハウジングの内周に固定されている。

モータ軸３３は、ポンプハウジング８の軸受支持部８４内に挿入され、その中間部がすべり軸受５によりすべり回転支持されている。モータ軸３３の前部は、ポンプハウジング８の軸受支持部８４を貫通してポンプ室２３内に進入し、その前端部が、インナロータ２１の内周面に圧入により固定されている。オイルシール６は、すべり軸受５より後側の軸受支持部８４とモータ軸３３との間を密封している。

モータロータ３１は、円筒状のロータ本体３１ａの外周に合成樹脂製の保持部材３１ｂが固定して設けられ、保持部材３１ｂを周方向に等分する複数個所にセグメント形状の永久磁石３１ｃが保持されたものである。ロータ本体３１ａは例えば金属の焼結体で、モータ軸３３の後端部に圧入により固定されたフランジ部３１ｄと、フランジ部３１ｄの外周縁に一体に形成されてモータ軸３３を囲むようにモータステータ３２の内側を前方に延びた円筒部３１ｅとからなる。

モータステータ３２のインシュレータ３２ｂの後端に、コントローラ４の基板４１が固定され、基板４１にコントローラ４を構成する部品４２が取り付けられている。部品４２は、基板４１の前面及び後面の少なくとも一方の所定位置には位置されるが、図面には、基板４１の後面に取り付けられた部品４２が１個示されている。

すべり軸受５の内周面には、軸方向に貫通する給油溝５１が形成されている。また、すべり軸受５の前端部とインナロータ２１との間には、環状の油溜まり部９が形成されている。

図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。図２に示すように、すべり軸受５は、ポンプハウジング８の軸受支持部８４の内周面に嵌合され、モータ軸３３の外周面３３ａとの間に僅かな隙間を設けて、モータ軸３３を回転可能に支持している。そして、すべり軸受５の内周面には、周方向の２箇所に給油溝５１が形成されている。すべり軸受５は、銅系の焼結体であって、給油溝５１が一体に成型などにより塑性加工される。なお、給油溝５１は旋削加工によって形成してもよい。

図３は、図１のＢ−Ｂ矢視図である。ポンプハウジング８の前面には、ポンプ室２３を形成する後側端壁２５からさらに窪んだ吐出ポート８５及び吸入ポート８６が形成されている。吐出ポート８５及び吸入ポート８６は、周方向に長い長丸穴形状で形成される。また、ポンプハウジング８の前面には、吐出ポート８５の周方向中央から油溜まり部９に通じる給油通路８７が形成されている。給油通路８７は、ポンプハウジング８と一体に成型などにより塑性加工される。なお、図示は省略したが、ポンプ室２３を形成するポンププレート７１の後端面７１ａには、吐出ポート８５及び吸入ポート８６と同様に、吐出ポート及び吸入ポートが形成されている。

次に、前述のように構成された電動ポンプユニット１におけるポンプ作用について説明する。
図１〜図３に示す電動ポンプユニット１では、自動車の走行中、電動モータ３は停止し、ポンプ２が停止している。

自動車の停止中、電動モータ３が動作し、ポンプ２が動作する。ポンプ２が動作すると、図示しない油吸入管などを通して、油が油吸入口からポンプ室２３内に吸入され、油吐出口から吐出され、図示しない油吐出管などを通して、トランスミッションの所要箇所に供給される。

電動モータ３によってポンプ２が駆動されることにより、ポンプ室２３内では、吸入ポート８６側が油圧の低圧側となり、吐出ポート８５側が油圧の高圧側となる。高圧の油の一部は、ポンプ室２３の後側端壁２５とこれに摺接するインナロータ２１の後端面との間の隙間から油溜まり部９に入るとともに、吐出ポート８５を介して給油通路８７を通り油溜まり部９に入る。油溜まり部９に入った油は、給油溝５１を軸方向に流れるとともに、すべり軸受５の内周面とモータ軸３３の外周面３３ａとの間の隙間に供給される。この油により、すべり軸受５が潤滑される。すべり軸受５に供給された油は、すべり軸受５の後方にオイルシール６があるため、油がポンプハウジング８外に流出することはない。また、図示は省略したが、ポンプハウジング８には、すべり軸受５とオイルシール６との間から吸入ポート８６に通じる戻り油通路が設けられている。ポンプ室２３内の高圧の油は、すべり軸受５を潤滑し、前記戻り油通路を通って吸入ポート８６を介してポンプ室２３に戻る。

このように構成される電動ポンプユニット１によれば、ポンプ室２３内の高圧の油の一部が、ポンプ室２３の後側端壁２５とインナロータ２１の後端面との間の隙間から油溜まり部９に入って溜められる。油溜まり部９に溜まった油は、すべり軸受５の内周面とモータ軸３３の外周面３３ａとの間の隙間に供給される。また、油溜まり部９に溜まった油は、給油溝５１を軸方向に流れ、給油溝５１からすべり軸受５の内周面とモータ軸３３の外周面３３ａとの間の隙間に供給される。このように、油が油溜まり部９に溜められるので、すべり軸受５へ安定して油を供給することができる。また、油が給油溝５１を軸方向に流れるので、すべり軸受５へ軸方向に均衡のとれた状態で油を供給でき、すべり軸受５の潤滑性能を確保することができる。

そして、油溜まり部９は、すべり軸受５を装着するときの軸方向の位置を調整することにより、容易に設けることができる。そして、給油溝５１は、すべり軸受５の内周面を旋削加工や成型などによる塑性加工により、容易に形成することができる。

また、電動ポンプユニット１によれば、吐出ポート８５から油溜まり部９に通じる給油通路８７を設けたので、ポンプ室２３内の油をすべり軸受５の内周面に安定して供給でき、すべり軸受５の潤滑性能を確保することができる。また、給油通路８７は、ポンプハウジング８と一体に成型などにより塑性加工できるので、容易に形成することができる。

また、電動ポンプユニット１によれば、電動モータ３によりポンプ２が駆動されるとポンプ室２３内では、吸入ポート８６側が油圧の低圧側となり、吐出ポート８５側が油圧の高圧側となる。そして、ポンプ室２３内のロータ２０に対して、高圧側から低圧側へ径方向の力が作用するので、ロータ２０が径方向の低圧側へ僅かに移動する。ロータ２０の移動に伴い、モータ軸３３が僅かに低圧側の吸入ポート側の矢印で示す方向Ｆ１へ倒れる。そして、給油溝５１は、モータ軸３３の倒れ方向に対して直交する線上に一対で設けられているので、モータ軸３３が倒れたときに給油溝５１への干渉を確実に防止できる。よって、モータ軸３３の回転が不安定になることはなく、安定して回転することができる。また、各給油溝５１が、モータ軸３３を中心に対向する一対で設けているので、すべり軸受５の内周面が周方向で均衡のとれた状態で油を供給でき、すべり軸受５の潤滑性能を確保することができる。

なお、本発明は本実施形態に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施することができる。
本実施形態では、給油通路８７を設ける構成としたが、それに限るものではなく、例えば、給油通路８７を設けない構成に適用してもよい。

また、本実施形態では、油溜まり部９を設ける構成としたが、それに限るものではなく、例えば、油溜まり部９を設けない構成に適用してもよい。

１：電動ポンプユニット、２：ポンプ、３:電動モータ、４：コントローラ、５：すべり軸受、６：オイルシール（シール部材）、７：ユニットハウジング、８：ポンプハウジング、９：油溜まり部、１１：Ｏリング、１２：シール部材、２０：ロータ、２１：インナロータ、２２：アウタロータ、２３：ポンプ室、２４：周壁、２５：後側端壁、３１：モータロータ、３１ａ：ロータ本体、３１ｂ：保持部材、３１ｃ：永久磁石、３１ｄ：フランジ部、３１ｅ：円筒部、３２：モータステータ、３２ａ：コア、３２ｂ：インシュレータ、３２ｃ：ステータコイル、３３：モータ軸、３３ａ：外周面、４１：基板、４２：部品、５１：給油溝、７１：ポンププレート、７１ａ：後端面、７２：モータハウジング、７３：蓋、８１：周壁部、８２：後壁部、８４：軸受支持部、８５：吐出ポート、８６：吸入ポート、８７：給油通路

Claims

ポンプハウジングのポンプ室内に配置されたロータがポンプ室の軸方向両端壁に摺接して回転することにより油の吸入及び吐出を行うポンプと、前記ロータに連結されたモータ軸を有するポンプ駆動用の電動モータと、を備えている電動ポンプユニットにおいて、
前記モータ軸が前記ポンプハウジングとの間に介装された円筒状のすべり軸受によりすべり回転支持され、
前記すべり軸受を挟んで前記ポンプ室の反対側であって、前記ポンプハウジングと前記モータ軸との間にシール部材が設けられており、
前記すべり軸受の内周面には、軸方向に直線状に貫通する給油溝が形成されており、
前記ポンプ室の軸方向両端壁には、油を吸入する吸入ポートと、油を吐出する吐出ポートとが周方向に長い長丸穴形状で形成され、
前記給油溝は、前記吸入ポートの周方向中央と前記吐出ポートの周方向中央とを結ぶ線に径方向で直交する線上であって、前記モータ軸を中心に対向する位置に一対のみで設けられることを特徴とする電動ポンプユニット。
前記すべり軸受の軸方向の端部と、これに隣接する前記ロータとの間に環状の油溜まり部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電動ポンプユニット。
軸方向内方側の前記吐出ポートから前記油溜まり部に通じる給油通路を設けたことを特徴とする請求項２に記載の電動ポンプユニット。