JP7103342B2 - ポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ポンプ装置に関する。

近年、車両に搭載された変速機に使用される電動ポンプ装置は、変速機に送り込む作動油の量を調整することが重要となる。

例えば、特許文献１には、作動油の量を調整可能な電動ポンプ装置が開示される。この電動ポンプ装置は、ポンプケースに軸受を有し、吐出口を中心軸と同軸上に配置し、吸入口をモータケースの側面に配置する。吸入口から吸入される作動油は、モータ室内を介してポンプケースに配置されたポンプに供給される。ポンプケースにはモータ室とポンプケースとを連通する連通孔を有する。連通孔は、ポンプケース及びモータケースを軸方向に一体的に回転させることで、連通孔の上下位置が調整されて、ポンプケースを介して吐出口から吐出される作動油の量を調整することができる。

特開２０１３－１６３９８８号公報

特許文献１に記載のポンプは、トロコイドポンプであり、シャフトの軸方向一方側端部に固定されたインナギアと、インナギアの径方向外側に配置されたアウタギアと、を有する。このポンプのインナギアを固定するシャフトは、モータ側が軸受で支持されるが、吐出口側は支持されていない。すなわち、インナギアを固定するシャフトは、片持ち支持された状態である。このため、車両走行時に発生する振動が変速機を介してポンプに伝わった場合、インナギアを固定するシャフトが撓んで、インナギアがポンプケースに接触して、ポンプロータ回転時の摺動抵抗（フリクショントルク）が増大する虞が生じる。また、車両走行時の振動だけでなく、インナギアが作動油による圧力を受けると、インナギアがポンプケースのポンプボディ、もしくはポンプカバーのサイド面に押し付けられて、回転による摺動抵抗（フリクショントルク）が増大する。

そこで、インナギアを固定するシャフトを吐出口側へ延ばして支持する方法が考えられる。しかしながら、インナギアから吐出口側へ延ばすシャフトをベアリングで支持した場合には、部品点数が増えてコストの増大を招く。また、シャフトをすべり軸受けで支持した場合には、シャフトとすべり軸受けとの間の摩擦によって、熱の発生及び摩耗等の不都合が生じる。

本発明の目的は、コストの増大を抑制し、熱の発生及び摩耗等の不都合の発生を抑えるとともに、ポンプロータ回転時の摺動抵抗（フリクショントルク）の増大を抑制可能なポンプ装置を提供することである。

本願の例示的な第１発明は、軸方向に延びる中心軸を中心として回転可能に支持されたシャフトを有するモータ部と、前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部によって前記シャフトを介して駆動されオイルを吐出するポンプ部と、を有するポンプ装置である。前記ポンプ部は、前記モータ部から突出する前記シャフトと共に回転するポンプロータと、前記ポンプロータを収容する収容部を有したポンプハウジングと、を有する。前記ポンプハウジングは、前記シャフトを回転自在に支持する第１軸受部を有するポンプボディと、前記ポンプボディに対して軸方向一方側から覆うことで、前記ポンプボディとの間に前記収容部が配されるポンプカバーと、を有する。前記ポンプカバーは、前記オイルの吐出吸入する流路を有する。前記ポンプカバーは、前記シャフトを回転自在に支持し、前記流路と連通した第２軸受部を有する。前記シャフトの軸方向一方側端部が前記第２軸受部若しくは前記流路内に配置される。

本願の例示的な第１発明によれば、コストの増大を抑制し、熱の発生及び摩耗等の不都合の発生を抑えるとともに、ポンプロータ回転時の摺動抵抗（フリクショントルク）の増大を抑制可能なポンプ装置を提供できる。

第１実施形態に係るポンプ装置の断面図である。 第１実施形態に係るポンプ装置の要部の拡大断面図である。 第１実施形態に係る軸部の要部断面図である。 第１実施形態に係る吐出流路を有したポンプカバーの部分断面図である。 第１実施形態に係るポンプハウジングの要部断面図である。 第１実施形態の変形例に係るポンプハウジングの要部断面図である。 第１実施形態の他の変形例に係るポンプ装置の断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係るポンプ装置について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示された構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲を前述した内容に限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは一義的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度及び距離をもって相対的に変位した状態も表すものとする。例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在した状態も表すものとする。例えば、四角形状及び円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状及び円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部及び面取り部等を含む形状も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

また、図面においては、適宜３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、図１に示す中心軸Ｊの軸方向と平行な方向とする。Ｘ軸方向は、図１に示すポンプ装置の短手方向と平行な方向、すなわち、図１の上下方向とする。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向とＺ軸方向との両方と直交する方向とする。

また、以下の説明においては、Ｚ軸方向の正の側（＋Ｚ側）を「フロント側」と記し、Ｚ軸方向の負の側（－Ｚ側）を「リア側」と記す。なお、リア側及びフロント側とは、単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係や方向を限定しない。また、特に断りのない限り、中心軸Ｊに平行な方向（Ｚ軸方向）を単に「軸方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と記し、中心軸Ｊを中心とする周方向、すなわち、中心軸Ｊの軸周り（θ方向）を単に「周方向」と記す。

なお、本明細書において、軸方向に延びる、とは、厳密に軸方向（Ｚ軸方向）に延びる場合に加えて、軸方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。また、本明細書において、径方向に延びる、とは、厳密に径方向、すなわち、軸方向（Ｚ軸方向）に対して垂直な方向に延びる場合に加えて、径方向に対して、４５°未満の範囲で傾いた方向に延びる場合も含む。

図１は、第１実施形態に係るポンプ装置の斜視図である。図２は、ポンプ装置の要部の拡大断面図である。

[第１実施形態]
本実施形態のポンプ装置１は、図１に示すように、モータ部１０と、ポンプ部３０と、を有する。モータ部１０は、軸方向に延びる中心軸Ｊに沿って配置されたシャフト５を有する。ポンプ部３０は、モータ部１０の軸方向一方側に位置し、モータ部１０によってシャフト５を介して駆動されオイルを吐出する。つまり、モータ部１０とポンプ部３０とは、軸方向に沿って並んで設けられる。以下、構成部材毎に詳細に説明する。

＜モータ部１０＞
モータ部１０は、図１に示すように、ハウジング２１と、ロータ１１と、シャフト５と、ステータ１５と、ベアリング２３と、を有する。

モータ部１０は、例えば、インナーロータ型のモータであり、ロータ１１がシャフト５の外周面に固定され、ステータ１５がロータ１１の径方向外側に位置する。また、ベアリング２３は、シャフト５の軸方向リア側（－Ｚ側）端部に配置され、シャフト５を回転可能に支持する。

（ハウジング２１）
ハウジング２１は、図１に示すように、有底の薄肉円筒状であり、底面部２１ａと、ステータ保持部２１ｂと、ポンプボディ保持部２１ｃと、側壁部２１ｄと、フランジ部２４，２５と、を有する。底面部２１ａは、有底部分をなし、ステータ保持部２１ｂ、ポンプボディ保持部２１ｃ及び側壁部２１ｄは、中心軸Ｊを中心とする円筒形状の側壁面をなす。本実施形態においては、ステータ保持部２１ｂの内径は、ポンプボディ保持部２１ｃの内径よりも大きい。ステータ保持部２１ｂの内側面には、ステータ１５の外側面、すなわち、後述するコアバック部１６の外側面が嵌め合わされる。これにより、ハウジング２１にステータ１５が収容される。

フランジ部２４は、側壁部２１ｄのフロント側（＋Ｚ側）の端部から径方向外側に拡がる。一方、フランジ部２５は、ステータ保持部２１ｂのリア側（－Ｚ側）の端部から径方向外側に拡がる。フランジ部２４及びフランジ部２５は、互いに対向され、図示しない締結手段によって締結される。これにより、ハウジング２１内にモータ部１０及びポンプ部３０がシールして固定される。

ハウジング２１の材質としては、例えば、亜鉛－アルミニウム－マグネシウム系合金等を用いることができ、具体的には、溶融亜鉛－アルミニウム－マグネシウム合金めっき鋼板及び鋼帯を用いることができる。ハウジング２１は、金属製であるので、熱伝導率が大きく表面積が大きいため、放熱効果が高い。また、底面部２１ａには、ベアリング２３を保持するためのベアリング保持部２７が設けられる。

（ロータ１１）
ロータ１１は、ロータコア１２と、ロータマグネット１３と、を有する。ロータコア１２は、シャフト５を軸周り（θ方向）に囲んで、シャフト５に固定される。ロータマグネット１３は、ロータコア１２の軸周り（θ方向）に沿った外側面に固定される。ロータコア１２及びロータマグネット１３は、シャフト５と共に回転する。

（ステータ１５）
ステータ１５は、ロータ１１を軸周り（θ方向）に囲み、ロータ１１を中心軸Ｊ周りに回転させる。ステータ１５は、コアバック部１６と、ティース部１７と、コイル１８と、インシュレータ（ボビン）１９と、を有する。

コアバック部１６の形状は、シャフト５と同心の円筒状である。ティース部１７は、コアバック部１６の内側面からシャフト５に向かって延びる。ティース部１７は、複数設けられ、コアバック部１６の内側面の周方向に均等な間隔で配置される。コイル１８は、インシュレータ（ボビン）１９の周囲に設けられ、導電線５３ａが巻回されてなる。インシュレータ（ボビン）１９は、各ティース部１７に装着される。

（ベアリング２３）
ベアリング２３は、ロータ１１及びステータ１５のリア側（－Ｚ側）に配置され、ベアリング保持部２７に保持される。ベアリング２３は、シャフト５を支持する。ベアリング２３の形状、構造等は、特に限定されず、いかなる公知のベアリングも用いることができる。

（シャフト５）
シャフト５は、中心軸Ｊに沿って延びてモータ部１０を貫通する。シャフト５のフロント側（＋Ｚ側）は、モータ部１０から突出してポンプ部３０内に延びる。シャフト５のフロント側（＋Ｚ側）の端部は、後述するポンプカバー４０の流路４３内に配置される。シャフト５のリア側（－Ｚ側）は、モータ部１０から突出してバスバーホルダ５０内に装着されたベアリング２３に支持される。図示した実施形態では、ベアリング２３はボールベアリングである。

＜ポンプ部３０＞
ポンプ部３０は、モータ部１０の軸方向一方側、詳細にはフロント側（＋Ｚ側）に位置する。ポンプ部３０は、モータ部１０によってシャフト５を介して駆動される。ポンプ部３０は、ポンプロータ３１と、ポンプハウジング３５と、を有する。ポンプハウジング３５は、ポンプボディ３６と、ポンプカバー４０と、を有する。以下、各部品について詳細に説明する。

（ポンプボディ３６）
ポンプボディ３６は、モータ部１０のフロント側（＋Ｚ側）においてハウジング２１のフロント側（＋Ｚ側）内に固定される。ポンプボディ３６は、ポンプロータ３１を収容し側面及びモータ部１０の軸方向他方側に位置する底面を有する収容部３７を有する。収容部３７は、フロント側（＋Ｚ側）に開口してリア側（－Ｚ側）に窪む。収容部３７の軸方向から視た形状は、円形状である。

ポンプボディ３６は、中心軸Ｊに沿って貫通する貫通孔３６ａを有する。貫通孔３６ａは軸方向両端が開口してシャフト５が通され、フロント側（＋Ｚ側）の開口が収容部３７に開口し、リア側（－Ｚ側）の開口がモータ部１０側に開口する。貫通孔３６ａは、シャフト５を回転可能に支持するすべり軸受として機能する。この貫通孔３６ａを、以下、第１軸受部３８と記す。

（ポンプロータ３１）
ポンプロータ３１は、シャフト５に取り付けられる。より詳細には、ポンプロータ３１は、シャフト５のフロント側（＋Ｚ側）に取り付けられる。ポンプロータ３１は、シャフト５に取り付けられるインナーロータ３１ａと、インナーロータ３１ａの径方向外側を囲むアウターロータ３１ｂと、を有する。インナーロータ３１ａは、円環状である。インナーロータ３１ａは、径方向外側面に歯を有する歯車である。

インナーロータ３１ａは、シャフト５に固定される。より詳細には、インナーロータ３１ａの内側にシャフト５のフロント側（＋Ｚ側）の端部が圧入される。インナーロータ３１ａは、シャフト５と共に軸周り（θ方向）に回転する。アウターロータ３１ｂは、インナーロータ３１ａの径方向外側を囲む円環状である。アウターロータ３１ｂは、径方向内側面に歯を有する歯車である。

インナーロータ３１ａとアウターロータ３１ｂとは互いに噛み合い、インナーロータ３１ａが回転することでアウターロータ３１ｂが回転する。すなわち、シャフト５の回転によりポンプロータ３１は回転する。言い換えると、モータ部１０とポンプ部３０とは同一の回転軸を有する。これにより、電動ポンプ装置が軸方向に大型化することを抑制できる。また、インナーロータ３１ａとアウターロータ３１ｂとが回転することで、インナーロータ３１ａとアウターロータ３１ｂの噛み合わせ部分の間の容積が変化する。容積が減少する領域が加圧領域Ａｐなり、容積が増加する領域が負圧領域Ａｎとなる。ポンプロータ３１の負圧領域Ａｎの軸方向一方側（フロント側）には、吸入ポート４２が配置される。また、ポンプロータ３１の加圧領域Ａｐの軸方向一方側（フロント側）には、吐出ポート４４が配置される。ここで、ポンプカバー４０に設けられた吸入口４１から収容部３７内に吸入されるオイルは、インナーロータ３１ａとアウターロータ３１ｂの間の容積部分に収容され、加圧領域Ａｐに送られる。その後、オイルは、流路４３から吐出される。

（ポンプカバー４０）
ポンプカバー４０は、ポンプボディ３６に対して軸方向一方側（フロント側）から覆うことで、ポンプボディ３６との間に収容部３７を設ける。図１に示す実施形態では、ポンプカバー４０は、ポンプボディ３６のフロント側（＋Ｚ側）に取り付けられて、収容部３７の軸方向フロント側（＋Ｚ側）に開口する開口部３７ａを閉塞することで、ポンプカバー４０とポンプボディ３６との間に収容部３７を設ける。ポンプカバー４０は、径方向に拡がる円板状のカバー本体部４０ａを有する。カバー本体部４０ａは、収容部３７のフロント側（＋Ｚ側）の開口部３７ａを閉塞する。

カバー本体部４０ａは、軸方向フロント側（＋Ｚ側）に突出する第１段部４０ｂ及び第２段部４０ｃを有する。第１段部４０ｂは円筒状であり、中心軸Ｊと略同軸上に設けられて、カバー本体部４０ａの軸方向フロント側（＋Ｚ側）の面４０ａ１の中心軸側端部に繋がる。カバー本体部４０ａは中心軸Ｊに沿った貫通孔４０ａ２を有する。貫通孔４０ａ２は、ポンプカバー４０の軸方向の両端部間を貫通する。貫通孔４０ａ２内にシャフト５が通される。貫通孔４０ａ２は、軸方向フロント側（＋Ｚ側）に径が拡がる流路４３を有する。流路４３は、ポンプロータ３１から供給されるオイルを吐出する。つまり、図示した実施形態では、流路４３は吐出口として機能する。

ポンプカバー４０に設けられた貫通孔４０ａ２は、フロント側（＋Ｚ側）に流路４３を有し、リア側（－Ｚ側）の開口が収容部３７に対向して開口する。貫通孔４０ａ２は、シャフト５を回転可能に支持するすべり軸受として機能する。この貫通孔４０ａ２を、以下、第２軸受部３９と記す。

第２段部４０ｃは、中心軸Ｊと略同軸上に設けられ、第１段部４０ｂの直径よりも小径な円筒状である。第２段部４０ｃは、第１段部４０ｂの軸方向フロント側（＋Ｚ側）の面４０ｂ１の中心軸側端部に繋がる。第２段部４０ｃは中心軸Ｊに沿った流路４３を有する。即ち、流路４３は、第１段部４０ｂ及び第２段部４０ｃに跨って設けられる。

図２に示すように、ポンプカバー４０に設けられた貫通孔４０ａ２は、第２軸受部３９であり、すべり軸受として機能する。このため、貫通孔４０ａ２の内径φ２はシャフト５の外径φＳよりも大きい。したがって、貫通孔４０ａ２内に通されたシャフト５と貫通孔４０ａ２との間には隙間４５が設けられる。この隙間４５は、図１に示す収容部３７内のオイルを流路４３に送出する送出流路４６として機能する。また、シャフト５の軸方向一方側端部５ａは、流路４３内に配置される。図示した実施形態では、軸方向一方側端部５ａは、流路４３内に延びて配置される。なお、シャフト５の軸方向一方側端部５ａが流路４３のリア側端４３ａに接する位置に配置される場合も、シャフト５の軸方向一方側端部５ａが流路４３内に配置される場合に含まれる。

また、シャフト５の軸方向一方側端部５ａは、第２軸受部３９内に配置されてもよい。即ち、シャフト５は、流路４３内に突出するのではなく、シャフト５の軸方向一方側端部５ａが貫通孔４０ａ２内に配置されてもよい。

ポンプカバー４０は、図１に示すように、吐出ポート４４と流路４３とを繋ぐ吐出流路４７を有する。このため、収容部３７から供給されるオイルは、吐出流路４７を介して流路４３に供給される。また、ポンプカバー４０は、吸入ポート４２に繋がる吸入口４１を有する。図示した実施形態では、吸入口４１は、リア側端が吸入ポート４２に開口し、フロント側端が第１段部４０ｂのフロント側（＋Ｚ側）の面４０ｂ１に開口する。

＜ポンプ装置１の作用・効果＞
次に、ポンプ装置１の作用・効果について説明する。図１に示すように、ポンプ装置１のモータ部１０が駆動すると、モータ部１０のシャフト５が回転して、ポンプロータ３１のインナーロータ３１ａの回転にともなってアウターロータ３１ｂも回転する。ポンプロータ３１が回転すると、ポンプ部３０の吸入口４１から吸引されたオイルは、ポンプ部３０の収容部３７内を移動して、吐出ポート４４、吐出流路４７を介して流路４３から吐出される。

ここで、本実施形態に係るポンプ部３０は、ポンプロータ３１よりもモータ部１０側へ延びるシャフト５が第１軸受部３８で支持され、ポンプロータ３１よりもポンプカバー４０側へ延びるシャフト５が第２軸受部３９で支持される。即ち、ポンプロータ３１は、ポンプロータ３１を中央にしてポンプロータ３１の両側から延びるシャフト５の夫々が回転自在に支持される。このため、ポンプロータ３１の回転時に、ポンプロータ３１に振動等の外力が作用したり、インナーロータ３１ａがオイルによる圧力を受けたりした場合でも、シャフト５が中心軸に対して振れる虞を抑制することができる。したがって、シャフト５に固定されたインナーロータ３１ａが収容部３７に接触する虞を抑制することができる。よって、ポンプロータ３１の回転時の摺動抵抗（フリクショントルク）の増大を抑制することができる。

また、シャフト５の軸方向一方側端部５ａが流路４３内に配置されるので、収容部３７内のオイルの一部が、シャフト５と第２軸受部３９との間の隙間４５を通って流路４３側へ流れる。即ち、シャフト５の回転時には、収容部３７から供給されるオイルは吐出流路４７を介して流路４３から吐出されるが、流路４３からのオイルの吐出時には、流路４３内の圧力は低下する。また、オイルは粘性がある。このため、シャフト５の回転時には、シャフト５の側面に付着するオイルが、シャフト５の側面に沿って周方向に移動しながら流路４３側へ移動して、シャフト５の軸方向一方側端部５ａに到達する。シャフト５の軸方向一方側端部５ａに移動したオイルは、シャフト５の回転による遠心力によって流路４３内に飛ばされる。流路４３内に飛ばされたオイルは、吐出流路４７を介して流路４３内に流入するオイルとともに流路４３から吐出される。

このため、シャフト５の回転時には、シャフト５と第２軸受部３９との間の送出流路４６にオイルが流通する。したがって、オイルによって、シャフト５と第２軸受部３９との接触によって発生する熱及び摩耗等を軽減することができる。また、第２軸受部３９は貫通孔４０ａ２であり簡易な構成であるので、ポンプ装置１のコストの増大を抑制することができる。

なお、シャフト５の軸方向一方側端部５ａが貫通孔４０ａ２内に配置された場合には、シャフト５の回転時にシャフト５の側面に付着するオイルは、シャフト５の側面に沿って周方向に移動しながらシャフト５の軸方向一方側端部５ａに到達する。シャフト５の軸方向一方側端部５ａに移動したオイルは、圧力が低下した流路４３から吸引される。このため、シャフト５と第２軸受部３９との間の送出流路４６にオイルが流通するので、シャフト５と第２軸受部３９との接触によって発生する熱及び摩耗等を軽減することができる。

（傾斜面５ｂ１）
図３は、第１実施形態に係る軸部の要部断面図である。図３に示すように、シャフト５の軸方向一方側端部５ａは、軸方向一方側に向かうにつれて縮径する傾斜面５ｂ１を有する隅部５ｂを有する。シャフト５の軸方向一方側端面５ａ１は、シャフト５の直径φＳよりも小径の先端面である。貫通孔４０ａ２の内径φ２は、軸方向一方側端面５ａ１の直径φ３よりも大きい。即ち、φ２＞φ３である。

このため、図１及び図３を参照しながら説明すると、ポンプボディ３６にポンプカバー４０を装着する際に、ポンプボディ３６から延びるシャフト５の先端部をポンプカバー４０に設けられた貫通孔４０ａ２に挿入する。シャフト５の挿入時に、シャフト５の中心軸Ｊが貫通孔４０ａ２の中心軸に対してずれていてもシャフト５の傾斜面５ｂ１が貫通孔４０ａ２のモータ部側の開口縁部に接触して、ポンプカバー４０のポンプボディ３６への接近移動に伴って傾斜面５ｂ１がシャフト５を貫通孔４０ａ２内に案内する。このため、モータ部１０から延びるシャフト５の先端部をポンプカバー４０に設けられた貫通孔４０ａ２に容易に挿入することができる。よって、ポンプカバー４０とポンプボディ３６の組立性を向上させることができる。

（貫通孔４０ａ２）
また、貫通孔４０ａ２の内径φ２は、傾斜面５ｂ１の軸方向他方側端の直径φＳよりも大きい。本実施形態では、傾斜面５ｂ１の軸方向他方側端の直径φＳをシャフト５の直径φＳと同一である場合を示している。ここで、傾斜面５ｂ１の軸方向他方側端の直径φＳが内径φ２と略同一寸法を有して、シャフト５の軸方向他方側端を貫通孔４０ａ２内に挿入する場合には、シャフト５の中心軸Ｊの方向が貫通孔４０ａ２の中心軸に対して傾くと、傾斜面５ｂ１の軸方向他方側端が貫通孔４０ａ２に引っ掛かる虞を生じる。このため、貫通孔４０ａ２の内径φ２が、傾斜面５ｂ１の軸方向他方側端の直径φＳよりも大きくすることで、シャフト５を貫通孔４０ａ２に挿入する際に、傾斜面５ｂ１の軸方向他方側端が貫通孔４０ａ２に引っ掛かる虞を抑制することができる。よって、ポンプカバー４０とポンプボディ３６の組立性を向上させることができる。

なお、貫通孔４０ａ２は、シャフト５を回動自在に支持するすべり軸受として機能するため、φ２とφＳとの寸法差は、すべり軸受けが実現可能な寸法差、例えば、すき間ばめに準じた寸法差を有する。

（吐出流路４７）
図４は、第１実施形態に係る吐出流路を有したポンプカバーの部分断面図である。図１に示すように、ポンプカバー４０は、ポンプロータ３１から供給されるオイルを吐出する吐出ポート４４と、吐出ポート４４と流路４３とを連通する吐出流路４７とを有する。流路４３は、図４Ａに示すように、流路４３の軸方向他方側端部の隅部に軸方向一方側に向かうにつれて拡径する環状の流路側面取り面４３ｂと、流路側面取り面４３ｂの軸方向一方側端に繋がって軸方向一方側へ延びる筒状面４３ｃとを有する。吐出流路４７は、流路側面取り面４３ｂの軸方向他方側端よりも軸方向一方側に繋がる。

図示した実施形態では、吐出流路４７は、流路側面取り面４３ｂの軸方向他方側端よりも軸方向一方側（フロント側）に繋がるとともに、吐出流路４７の一部は、流路側面取り面４３ｂの軸方向一方側端よりも軸方向一方側（フロント側）へ延びる筒状面４３ｃに繋がる。

したがって、ポンプカバー４０に、流路４３及び吐出流路４７を切削加工（例えば、ボール盤）で設ける場合、流路４３を切削した後に吐出流路４７を切削するときに、切削刃となるドリルを流路４３から挿入してドリルの先端を流路側面取り面４３ｂに当てることができる。このとき、流路側面取り面４３ｂは、軸方向一方側に向かって拡径する向きに傾斜するので、ドリルを傾けて流路４３から挿入すると、ドリルを流路側面取り面４３ｂに対して略直交する方向に向けて当てることができる。よって、ドリルの先端の位置決めが容易となり、吐出流路４７の切削作業の作業性を向上させることができる。

また、図４Ｂに示すように、吐出流路４７は、筒状面４３ｃに繋がるようにしてもよい。この場合には、吐出流路４７の筒状面４３ｃに開口する開口部４７ａを、貫通孔４０ａ２の流路４３側の開口部４０ａ３から離れた位置に設けることができる。したがって、ポンプカバー４０とポンプボディ３６の組み立て時に、シャフト５の先端部が吐出流路４７の筒状面４３ｃに開口する開口部４７ａに引っ掛かる虞を小さくすることができる。よって、ポンプカバー４０とポンプボディ３６の組立作業の作業性を向上することができる。

（ポンプロータ側面取り面４０ａ５）
図５は、第１実施形態に係るポンプハウジングの要部断面図である。図５に示すように、貫通孔４０ａ２の収容部３７側の開口部４０ａ４の隅部には、貫通孔４０ａ２の軸方向一方側に向かうにつれて縮径する環状のポンプロータ側面取り面４０ａ５が設けられる。ポンプロータ側面取り面４０ａ５の軸方向深さｄ１は、流路側面取り面４３ｂの軸方向深さｄ２よりも小さい。即ち、ｄ１＜ｄ２である。

ポンプロータ側面取り面４０ａ５の軸方向深さｄ１を増大すると、第２軸受部３９の軸方向長さが短くなり、送出流路４６を流れるオイルの流路抵抗が小さくなってオイルの流量が増大する。したがって、収容部３７内を流れるオイルが減少して、吐出流路４７から流路４３を介して吐出されるオイルの流量が減少する。しかしながら、ポンプロータ側面取り面４０ａ５の軸方向深さｄ１を、流路側面取り面４３ｂの軸方向側深さｄ２よりも小さくすることで、送出流路４６を流れるオイルの流量の増大が抑制される。したがって、吐出流路４７を介して流路４３から吐出されるオイルの流量の減少を防止することができる。

（第１軸受部３８及び第２軸受部３９の長さ）
前述したように、ポンプロータ３１を支持するシャフト５は、図１に示すように、ポンプボディ３６側に設けられた第１軸受部３８と、ポンプカバー４０側に設けられた第２軸受部３９によって支持される。ここで、第１軸受部３８及び第２軸受部３９（以下、これらを併せて「軸受３８、３９」と記す）の夫々の軸受面３８ａ、３９ａの軸方向長さＬ１、Ｌ２は、同一の長さを有する。即ち、Ｌ１＝Ｌ２である。

ポンプロータ３１の駆動時には、ポンプロータ３１に作用する油圧が、シャフト５と軸受３８、３９との間を介して軸受３８、３９の軸受面３８ａ、３９ａに作用する。この油圧が軸受面３８ａ、３９ａに作用する単位面積当たりの荷重、即ち面圧が軸受３８、３９の材料強度を超えると、軸受３８、３９が損傷する虞が生じる。そこで、面圧が軸受３８、３９の材料強度以下となるように第１軸受部３８及び第２軸受部３９の夫々の軸受面３８ａ、３９ａの軸受長さを設定する必要がある。

また、ポンプロータ３１に作用する油圧によってポンプロータ３１のインナーロータ３１ａがシャフト５に対して傾いて収容部３７の壁面に接触すると、フリクショントルクが増大する。一方、軸受３８、３９の軸方向長さが長くなると、シャフト５と軸受３８、３９との接触面積が増大して摺動抵抗が増大する。したがって、軸受３８、３９の軸受面３８ａ、３９ａの長さは短い方がよい。しかしながら、軸受３８、３９の軸受面３８ａ、３９ａの長さを短くすると、ポンプロータ３１の支持が不安定化する虞が増大する。

そこで、軸受３８、３９の軸受面３８ａ、３９ａの軸方向長さは、面圧が材料強度以下となる長さのうち必要最低限の長さとするのが好ましい。図示した実施形態では、ポンプカバー４０とポンプボディ３６の材料がともに同じ材料、例えば、鋳鉄とした場合、第１軸受部３８及び第２軸受部３９の夫々の軸受面３８ａ、３９ａの軸方向長さＬ１、Ｌ２は、同一長さである。即ち、Ｌ１＝Ｌ２である。なお、ポンプカバー４０及びポンプボディ３６を形成する材料が相違する場合には、必要最低限の長さが相違するので、軸方向長さＬ１、Ｌ２は同一ではなくなる。

また、第１軸受部３８及び第２軸受部３９の夫々の軸受面３８ａ、３９ａの軸方向長さＬ１、Ｌ２は、ポンプロータ３１の軸方向長さＬ３よりも長くするのが好ましい。即ち、Ｌ１、Ｌ２＞Ｌ３である。

ポンプロータ３１からシャフト５に作用する力は、ポンプロータ３１の大きさに依存する。シャフト５に作用する力は、シャフト５を介して第１軸受部３８及び第２軸受部３９に作用するが、この力によって第１軸受部３８及び第２軸受部３９に作用する面圧が材料強度以下となる必要がある。ここで、第１軸受部３８及び第２軸受部３９の夫々の軸受面３８ａ、３９ａの軸方向長さＬ１、Ｌ２をポンプロータ３１の軸方向長さよりも長くした場合、ポンプロータ３１からシャフト５に作用する力によって軸受面３８ａ、３９ａに作用する面圧を低減することができる。したがって、ポンプロータ３１の大きさが異なる複数のポンプ装置を設計する場合、複数のポンプ装置の夫々の第１軸受部３８及び第２軸受部３９の面圧が材料強度以下となるようなポンプ装置の設計を容易化することができる。

なお、前述した実施形態では、図１に示すように、吸入ポート４２をシャフト５の軸方向に対して左右方向一方側に配置し、吐出ポート４４をシャフト５の軸方向に対して左右方向他方側に配置した場合を示したが、吸入ポート４２をシャフト５の左右方向他方側に配置し、吐出ポート４４をシャフト５の左右方向一方側に配置してもよい。この場合には、ポンプロータ３１の二点鎖線で示す加圧領域Ａｐは、シャフト５の軸方向に対して左右方向一方側に配置され、二点鎖線で示す負圧領域Ａｎは、シャフト５の軸方向に対して左右方向他方側に配置される。また、流路４３は吸入口として機能し、吸入口４１は吐出口として機能する。したがって、ポンプロータ３１の回転時には、オイルは、流路４３内に吸入された後に、吐出流路４７を介して負圧領域Ａｎ側に流れてインナーロータ３１ａとアウターロータ３１ｂの間の容積部分に収容され、加圧領域Ａｐ側に送られる。その後、オイルは、吸入口４１から吐出される。

[第１実施形態の変形例]
図６は、第１実施形態の変形例に係るポンプハウジングの要部断面図である。図６に示すように、ポンプロータ３１の加圧領域Ａｐの軸方向他方側（リア側）のポンプボディ３６には、加圧したオイルを第１軸受部３８側へ供給するための供給ポート５３が設けられる。また、ポンプロータ３１の負圧領域Ａｎの軸方向他方側（リア側）のポンプボディ３６には、シャフト５に付着したオイルを回収するための回収ポート５５が設けられる。

図示した実施形態では、供給ポート５３は、ポンプロータ３１の加圧領域Ａｐの軸方向リア側（－Ｚ側）に対向する収容部３７の底面に開口してモータ部１０側へ窪む。供給ポート５３は、ポンプロータ３１の加圧領域Ａｐからシャフト５側へ延びてシャフト５の側面に対向する位置の貫通孔３６ａの内面に開口する。

一方、回収ポート５５は、ポンプロータ３１の負圧領域Ａｎの軸方向他方側（リア側）に対向する収容部３７の底面に開口してモータ部１０側へ窪む。回収ポート５５には、第１軸受部３８により支持されたシャフト５に供給されたオイルを回収するための回収流路５６が連通する。図示した実施形態では、回収流路５６は、一端が回収ポート５５に開口し、他端側がポンプボディ３６内をシャフト５の軸方向に沿ってモータ部１０側へ延びてシャフト５側へ向きを変え、第１軸受部３８により支持されたシャフト５のモータ部側端部の側面の周囲を囲むようにして対向する貫通孔３６ａの内面に他端が開口する。

なお、回収流路５６の他端側の開口よりもモータ部１０側のシャフト５には、モータ部１０側へのオイルの侵入を防止するためのオイルシール５８が装着される。

変形例に係るポンプ装置１は、シャフト５が回転すると、加圧領域Ａｐから供給されるオイルの一部を、供給ポート５３を介して回転するシャフト５に供給する。シャフト５は、すべり軸受けとして機能する第１軸受部３８により回転自在に支持されるので、シャフト５と第１軸受部３８との間には隙間がある。また、シャフト５の回転時には、ポンプロータ３１の負圧領域Ａｎに繋がる回収ポート５５及び回収流路５６が負圧状態になるため、隙間も負圧状態になる。したがって、供給ポート５３からシャフト５に供給されたオイルは、隙間を通って回収流路５６を流れて回収ポート５５に回収される。そして、回収ポート５５に回収されたオイルは、収容部３７内を流れてポンプロータ３１の加圧領域Ａｐ側へ移動する。

したがって、シャフト５の回転時に、第１軸受部３８により支持されたシャフト５にオイルを供給することができる。このため、オイルによって、シャフト５と第１軸受部３８との接触による熱の発生及び摩耗等を軽減することができる。また、第１軸受部３８は貫通孔３６ａであり、簡易な構成であるので、ポンプ装置１のコストの増大をさらに抑制することができる。

[第１実施形態の他の変形例]
図７は、第１実施形態の他の変形例に係るポンプ装置の断面図である。他の変形例については、前述した第１実施形態との相違点のみについて説明し、第１実施形態と同一態様部分については、同一符号を附してその説明を省略する。

図７に示すように、ポンプカバー４０の軸方向他方側（リア側）には、ポンプロータ３１を収容する収容部３７が設けられる。収容部３７は、軸方向他方側端部が開口する開口部３７ａを有する。この開口部３７ａは、ポンプボディ３６の軸方向一方側端面によって覆われる。

ポンプボディ３６は、中心軸Ｊに沿って貫通孔３６ａを有し、貫通孔３６ａの軸方向一方側（フロント側）がポンプボディ３６の軸方向一方側端面に開口し、貫通孔３６ａの軸方向他方側（リア側）がポンプボディ３６の軸方向他方側端面に開口する。

このように、ポンプロータ３１を収容する収容部３７をポンプカバー４０に設けることで、前述した第１実施形態のポンプ装置１と同様の効果、即ち、オイルによって、シャフト５と第２軸受部３９との接触で発生する熱及び摩耗等を軽減することができる。また、第２軸受部３９は貫通孔４０ａ２であり簡易な構成であるので、ポンプ装置１のコストの増大を抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１ ポンプ装置
５ シャフト
５ａ 軸方向一方側端部
５ａ１ 軸方向一方側端面
５ｂ 隅部
５ｂ１ 傾斜面
１０ モータ部
３０ ポンプ部
３１ ポンプロータ
３１ａ インナーロータ
３１ｂ アウターロータ
３５ ポンプハウジング
３６ ポンプボディ
３７ 収容部
３８ 第１軸受部
３８ａ、３９ａ 軸受部
３９ 第２軸受部
４０ ポンプカバー
４０ａ２ 貫通孔
４０ａ５ ポンプロータ側面取り面
４３ 流路
４３ｂ 流路側面取り面
４３ｃ 筒状面
４４ 吐出ポート
４６ 送出流路
４７ 吐出流路
Ｊ 中心軸
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 軸方向長さ

Claims (10)

1. 軸方向に延びる中心軸を中心として回転するシャフトを有するモータ部と、
   前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部によって前記シャフトを介して駆動されオイルを吐出するポンプ部と、を有するポンプ装置であって、
   前記ポンプ部は、
   前記モータ部から突出する前記シャフトと共に回転するポンプロータと、
   前記ポンプロータを収容する収容部を有したポンプハウジングと、を有し、
   前記ポンプハウジングは、
   前記シャフトを回転自在に支持する第１軸受部を有するポンプボディと、
   前記ポンプボディに対して軸方向一方側から覆うことで、前記ポンプボディとの間に前記収容部が配されるポンプカバーと、を有し、
   前記ポンプカバーは、
   前記オイルを吸入する吸入口と前記オイルを吐出する吐出口として機能する流路と、
   
   前記シャフトを回転自在に支持し、前記流路と連通した第２軸受部と、を有し、
   前記シャフトの軸方向一方側端部が前記第２軸受部若しくは前記流路内に配置され、
   前記第２軸受部は、前記収容部と前記流路とを連通する貫通孔であり、前記貫通孔内に前記シャフトを回転自在に支持するすべり軸受けであり、
   前記ポンプカバーは、前記ポンプロータから供給される前記オイルを吐出する吐出ポートと、前記吐出ポートと前記流路とを連通する吐出流路とを有し、
   前記流路は、前記流路の軸方向他方側端部の隅部に軸方向一方側に向かうにつれて拡径する環状の流路側面取り面と、前記流路側面取り面の軸方向一方側端に繋がって軸方向一方側へ延びる筒状面とを有し、
   前記吐出流路は、前記流路側面取り面の軸方向他方側端よりも軸方向一方側に繋がるポンプ装置。
2. 軸方向に延びる中心軸を中心として回転するシャフトを有するモータ部と、
   前記モータ部の軸方向一方側に位置し、前記モータ部によって前記シャフトを介して駆動されオイルを吐出するポンプ部と、を有するポンプ装置であって、
   前記ポンプ部は、
   前記モータ部から突出する前記シャフトと共に回転するポンプロータと、
   前記ポンプロータを収容する収容部を有したポンプハウジングと、を有し、
   前記ポンプハウジングは、
   前記シャフトを回転自在に支持する第１軸受部を有するポンプボディと、
   前記ポンプボディに対して軸方向一方側から覆うことで、前記ポンプボディとの間に前記収容部が配されるポンプカバーと、を有し、
   前記ポンプカバーは、
   前記オイルを吸入する吸入口と前記オイルを吐出する吐出口として機能する流路と、
   前記シャフトを回転自在に支持し、前記流路と連通した第２軸受部と、を有し、
   前記シャフトの軸方向一方側端部が前記第２軸受部若しくは前記流路内に配置され、
   前記第２軸受部は、前記収容部と前記流路とを連通する貫通孔であり、前記貫通孔内に前記シャフトを回転自在に支持するすべり軸受けであり、
   前記ポンプカバーは、前記ポンプロータから供給される前記オイルを吐出する吐出ポートと、前記吐出ポートと前記流路とを連通する吐出流路とを有し、
   前記流路は、前記流路の軸方向他方側端部の隅部に軸方向一方側に向かうにつれて拡径する環状の流路側面取り面と、前記流路側面取り面の軸方向一方側端に繋がって軸方向一方側へ延びる筒状面とを有し、
   前記吐出流路は、前記筒状面に繋がるポンプ装置。
3. 前記貫通孔に通された前記シャフトと前記貫通孔との間に、前記収容部内の前記オイルを前記流路に送出する送出流路が設けられる請求項１又は２に記載のポンプ装置。
4. 前記シャフトの前記軸方向一方側端部は、軸方向一方側に向かうにつれて縮径する傾斜面を有する隅部を有し、
   前記シャフトの軸方向一方側端面は、前記シャフトの直径よりも小径の先端面であり、
   前記貫通孔の内径が、前記軸方向一方側端面の直径よりも大きい請求項１から３いずれか一項に記載のポンプ装置。
5. 前記貫通孔の内径は、前記傾斜面の軸方向他方側端の直径よりも大きい請求項４に記載のポンプ装置。
6. 前記貫通孔の前記収容部側の開口部の隅部には、前記貫通孔の軸方向一方側に向かうにつれて縮径する環状のポンプロータ側面取り面が設けられ、
   前記ポンプロータ側面取り面の軸方向深さは、前記流路側面取り面の軸方向深さよりも小さい請求項１から５に記載のポンプ装置。
7. 前記ポンプロータは、前記シャフトに取り付けられたインナーロータと、前記インナーロータの径方向外側を囲むアウターロータと、を有して、前記インナーロータ及び前記アウターロータの回転によって前記収容部内の容積が拡大及び縮小されることで前記オイルを吐出する容積型ポンプである請求項６に記載のポンプ装置。
8. 前記吐出ポートは、前記インナーロータ及び前記アウターロータの前記回転に伴って前記収容部内の前記容積が減少する領域に位置する請求項７に記載のポンプ装置。
9. 前記第２軸受部の前記シャフトを支持する軸受面の軸方向長さは、前記第１軸受部の前記シャフトを支持する軸受面の軸方向長さと同一の長さである請求項１から８のいずれか１項に記載のポンプ装置。
10. 前記第１軸受部及び前記第２軸受部の夫々の前記軸受面の軸方向長さは、前記ポンプロータの軸方向長さよりも長い請求項９に記載のポンプ装置。

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