JP7063227B2

JP7063227B2 - 電動オイルポンプ

Info

Publication number: JP7063227B2
Application number: JP2018197707A
Authority: JP
Inventors: 敏成佐野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2022-05-09
Anticipated expiration: 2038-10-19
Also published as: JP2020063730A

Description

本発明は、電動オイルポンプに関する。

特許文献１には、吸入口に対して吸入ポートを回転軸の反対側に設け、吸入口から吸入したオイルを、電動モータ内部を経由して吸入ポートへと導入する油路を設けることにより、電動モータを冷却することができる電動オイルポンプが開示されている。

特開２０１３－１８３６０３号公報

特許文献１を始めとする従来の電動オイルポンプは、例えば図３のような構成を備えている。同図に示した電動オイルポンプ１０１は、ポンプケース１１１内に配置されたギヤポンプ１２と、当該ギヤポンプ１２を回転駆動するモータ１７と、ポンプケース１１１の下部のポンププレート１１３に設けられた吸入配管１４および吐出配管１５と、を備えている。このような電動オイルポンプ１０１では、低温時にはオイルの粘度が上昇し、吐出配管１５に接続されている潤滑配管内の抵抗が増加する。そのため、オイル供給先（例えば車両のトランスアクスル）の撹拌損失が増加するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、オイル供給先の撹拌損失の増加を抑制することができる電動オイルポンプを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る電動オイルポンプは、ポンプケース内に配置されたギヤポンプと、モータケース内に配置され、前記ギヤポンプを回転駆動するモータと、前記ポンプケースの下部に設けられた吸入配管および吐出配管と、を備える電動オイルポンプにおいて、前記ポンプケース内のオイルを前記モータケース内に供給する第一のオイル経路と、前記モータケース内と前記吐出配管とを接続し、前記モータケース内のオイルを前記吐出配管に供給する第二のオイル経路と、を備えることを特徴とする。

これにより、本発明に係る電動オイルポンプは、第一のオイル経路と第二のオイル経路とを備えることにより、モータの発熱によりモータケース内のオイルを加熱し、加熱したオイルを、吐出配管を通じて、オイル供給先である車両のトランスアクスル等の各部に供給することができる。

本発明に係る電動オイルポンプによれば、オイル供給先の撹拌損失の増加を抑制することができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る電動オイルポンプの構成を模式的に示す断面図である。図２は、本発明の第二実施形態に係る電動オイルポンプの構成を模式的に示す断面図である。図３は、従来の電動オイルポンプの構成を模式的に示す断面図である。

本発明の実施形態に係る電動オイルポンプについて、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、以下で参照する図面では、発明の説明に必要な構成のみを具体的に図示し、その他の構成の図示は省略している。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態に係る電動オイルポンプ１について、図１を参照しながら説明する。本実施形態に係る電動オイルポンプ１は、例えば車両のトランスアクスルに内蔵されるトランスアクスル内蔵型の電動オイルポンプである。電動オイルポンプ１は、トランスアクスル内のギヤ噛み合い部、軸受等の潤滑、モータの冷却等に利用される。

本実施形態に係る電動オイルポンプ１は、ポンプケース１１と、ギヤポンプ１２と、ポンププレート１３と、吸入配管１４と、吐出配管１５と、モータケース１６と、モータ１７と、ドライバ室１８と、を備えている。なお、電動オイルポンプ１は、下部がオイル（潤滑油）に浸漬されている。同図では、ポンププレート１３よりも下側の部分がオイルに浸漬されている状態を例示している。

ポンプケース１１内に設けられた油室１１ａには、ギヤポンプ１２が配置されている。このギヤポンプ１２は、モータ１７に連結された回転軸１２１と、ギヤ部１２２と、を備えている。ポンプケース１１の下部には、ポンププレート１３が設けられている。このポンププレート１３には、吸入配管１４と吐出配管１５とが設けられている。吸入配管１４および吐出配管１５は、回転軸１２１に対して対称の位置に設けられている。

吸入配管１４は、図示しないストレーナによって濾過された、電動オイルポンプ１の周囲のオイルを吸入し、油室１１ａ内に供給する。吐出配管１５は、トランスアクスルにおける図示しない潤滑配管に接続されており、油室１１ａ内のオイルを吐出し、潤滑配管に供給する。

モータケース１６内に設けられたモータ室１６ａには、モータ１７が配置されている。モータ１７は、例えばブラシレスモータであり、ギヤポンプ１２の回転軸１２１を回転駆動する。ドライバ室１８は密閉されており、その内部には、モータ１７の動作を制御する図示しないモータドライバが設けられている。

ここで、前記した従来の電動オイルポンプ１０１（図３参照）において、発熱時のモータ１７は、ポンプケース１１１内に滞留するオイルによって冷却される。そのため、高負荷運転時にはモータ１７の発熱による温度上昇が大きくなるため、ポンプ稼働負荷領域が、予め設定されたモータ１７の制限温度に制約されるという問題があった。また、低温時には、オイルの粘度上昇により、吐出配管１５に接続されている潤滑配管内の抵抗が増加するため、オイル供給先であるトランスアクスル内の撹拌損失が増加するという問題があった。

そこで、本実施形態に係る電動オイルポンプ１では、図１に示すように、ポンプケース１１内のオイルをモータケース１６内のモータ室１６ａに供給するオイル経路（第一のオイル経路）１９と、モータケース１６内のモータ室１６ａと吐出配管１５とを接続し、モータ室１６ａ内のオイルを吐出配管１５に供給するオイル経路（第二のオイル経路）２０と、を設けることとした。

オイル経路１９およびオイル経路２０は、ポンププレート１３内、ポンプケース１１内およびモータケース１６に亘って形成されている。また、オイル経路１９およびオイル経路２０は、回転軸１２１に対して対称の位置に設けられている。オイル経路１９は、矢印Ａに示すように、電動オイルポンプ１の周囲のオイルをモータ室１６ａ内に供給する。また、オイル経路２０は、矢印Ｂに示すように、モータ室１６ａ内のオイルを、吐出配管１５に供給する。なお、オイル経路２０は、下側が二又に分岐しており、分岐の一方（紙面左側）が吐出配管１５に接続され、分岐の他方（紙面右側）が封鎖されている。

電動オイルポンプ１は、上記のようなオイル経路１９，２０を備えることにより、高負荷運転時には、オイル経路１９，２０の配管流速を利用した負圧効果等により、モータ室１６ａの少量のオイルを循環させ、モータ１７を冷却（抜熱）する。これにより、高負荷運転時におけるポンプ稼働負荷領域を増加させることができる。

また、電動オイルポンプ１は、上記のようなオイル経路１９，２０を備えることにより、低温時には、モータ１７の発熱を利用して、吐出配管１５から吐出されるオイルの温度を上昇させ、オイルの粘度を低下させる。これにより、吐出配管１５に接続されている潤滑配管内の抵抗が低減し、オイル供給先であるトランスアクスル内の撹拌損失を低減することができる。

電動オイルポンプ１では、具体的には、吐出側のオイルの流速を利用して、吐出配管１５にモータ室１６ａ内のオイルを吸い込ませる。これにより、油没しているポンププレート１３に設けられた吸入配管１４からオイルが導入され、モータ室１６ａ内のオイルが循環を始める。このように、モータ室１６ａ内のオイルを循環させることにより、高負荷運転時にはモータ１７を冷却し、低温時には温まったオイルを効率的に吐出することが可能となる。

また、電動オイルポンプ１では、負圧（圧力差）効果を利用することにより、図１に示すように、別途の動力を用いることなく、モータ室１６ａ内のオイルをポンプケース１１内で時計回りに循環させることができる。このようなオイルの循環は、モータ１７が高回転となって流速が増加した際に特に顕著となる。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態に係る電動オイルポンプ１Ａについて、図２を参照しながら説明する。本実施形態に係る電動オイルポンプ１Ａの構成は、を除いて、前記した電動オイルポンプ１と同様である。従って、以下の説明では、電動オイルポンプ１と共通する構成については説明を省略する。

前記した電動オイルポンプ１では、吸入配管１４および吐出配管１５の径が一定に形成されていた。一方、本実施形態に係る電動オイルポンプ１Ａでは、吐出配管１５Ａの径が一定ではなく、吐出配管１５Ａの一部に、他の部分よりも径の大きい拡径部１５１が設けられている。また、電動オイルポンプ１Ａのオイル経路１９は、下側が二又に分岐しており、分岐の一方（紙面左側）が封鎖され、分岐の他方（紙面右側）が吸入配管１４に接続されている。

電動オイルポンプ１Ａでは、このように吐出配管１５Ａの一部の断面積を変更することにより、吸入配管１４を流れるオイルと吐出配管１５Ａを流れるオイルとの間に流速差（圧力差）を発生させる。これにより、モータ室１６ａ内のオイルをポンプケース１１内で反時計回りに循環させ、前記した電動オイルポンプ１と同様に、高負荷運転時にはモータ１７を冷却し、低温時には温まったオイルを効率的に吐出することが可能となる。

以上説明したような本実施形態に係る電動オイルポンプ１，１Ａによれば、オイル経路１９，２０を備えることにより、モータ１７の発熱によりモータケース１６内（モータ室１６ａ内）のオイルを加熱し、加熱したオイルを、吐出配管１５，１５Ａを通じて、オイル供給先である車両のトランスアクスル等の各部に供給することができる。従って、電動オイルポンプ１，１Ａによれば、オイル供給先の撹拌損失の増加を抑制することができる。

以上、本発明に係る電動オイルポンプについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。

例えば、前記した電動オイルポンプ１，１Ａでは、オイル経路１９，２０の直径を調整することにより、オイルの循環流量をごく少量とすることが好ましい。これにより、ポンプ損失の増加を抑制することができる。

また、前記した電動オイルポンプ１Ａでは、吐出配管１５Ａの一部の断面積を変更することにより、吸入配管１４を流れるオイルと吐出配管１５Ａを流れるオイルとの間で積極的に流速差を生じさせていたが、一定の断面積を有する吐出配管１５を用いた場合であっても、例えば吸入配管１４と吐出配管１５とで常に流速差が発生するように設計することにより、時計回りまたは反時計回りにオイルの循環流を発生させることが可能である。

１，１Ａ，１０１電動オイルポンプ
１１，１１１ポンプケース
１１ａ油室
１２ギヤポンプ
１２１回転軸
１２２ギヤ部
１３，１１３ポンププレート
１４吸入配管
１５，１５Ａ吐出配管
１５１拡径部
１６モータケース
１６ａモータ室
１７モータ
１８ドライバ室
１９オイル経路（第一のオイル経路）
２０オイル経路（第二のオイル経路）

Claims

ポンプケース内に配置されたギヤポンプと、モータケース内に配置され、前記ギヤポンプを回転駆動するモータと、前記ポンプケースの下部に設けられた吸入配管および吐出配管と、を備える電動オイルポンプにおいて、
前記ポンプケース内のオイルを前記モータケース内に供給する第一のオイル経路と、
前記モータケース内と前記吐出配管とを接続し、前記モータケース内のオイルを前記吐出配管に供給する第二のオイル経路と、
を備え、
前記第二のオイル経路と、前記ギヤポンプと前記吐出配管とを接続するオイル経路とが、別々に設けられていることを特徴とする電動オイルポンプ。