JP7426570B2 - ベーンポンプ - Google Patents

Description

本発明は、各種機械に冷却油または潤滑油を供給するベーンポンプに関する。

ベーンポンプは、ＥＶ車において車両駆動用のモータへの冷却油の供給、軸受への潤滑油の供給、および減速機やディファレンシャルギヤ等のギヤへの潤滑油の供給などを行う冷却・潤滑システムの油供給源として用いられている。

従来のベーンポンプは、特許文献１のように、ケーシングと、ケーシングの内部に配置され動力源により回転するロータと、ロータの外周面に放射状に形成された複数のスリットに収容され、ケーシングの内周面に当接してリングの内側に複数の圧縮室を形成する複数のベーンとを有していた。特許文献１のベーンポンプでは、ケーシングに油の吸入口と吐出口とが１つずつ形成されていた。

特開昭６２－１７６４９３号公報

しかしながら、従来のベーンポンプを冷却・潤滑システムに用いる場合、モータへ冷却油を供給するベーンポンプと、軸受へ潤滑油を供給するベーンポンプと、ギヤへ潤滑油を供給するベーンポンプとがそれぞれ別個に必要となり、車両内のレイアウトが制限されるとともに製造コストが大きくなる問題があった。

本発明は前記の問題点を解決するためになされたものであり、一つのベーンポンプでＥＶ車の冷却・潤滑システムへ油を供給することのできるベーンポンプを提供することを課題とする。

本発明のベーンポンプは、ケーシングと、ケーシングの内部空間に回転可能に配置され、外周面に複数のスリットを形成されたロータと、ケーシングの内周面に当接するように、複数のスリットに進退可能に配置された複数のベーンとを有するベーンポンプであって、ケーシングには、油を導入する第一の吸入口と、第一の吸入口から導入した油を車両駆動用のモータへ送出する第一の吐出口と、油を導入する第二の吸入口と、第二の吸入口から導入した油を軸受へ送出する第二の吐出口と、油を導入する第三の吸入口と、第三の吸入口から導入した油をギヤへ送出する第三の吐出口とが形成されており、第一の吐出口を、モータに連通する油路と、第一の吸入口、第二の吸入口または第三の吸入口のうち少なくとも一つに連通する還流路とのいずれか一方へ選択的に接続する流路切替弁を設け、第一の吐出口は通常モータに連通する油路に接続されているが、モータの冷却が不要な場合、流路切替弁により第一の吐出口を還流路に接続することを特徴とする。

本発明のベーンポンプによれば、一つのベーンポンプでモータの冷却、軸受の潤滑およびギヤの潤滑を実現することができるため、コンパクトな冷却・潤滑システムを提供することができる。

本発明の第一実施形態に係るベーンポンプを示す断面図である。 本発明の第二実施形態に係るベーンポンプを示す断面図である。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の実施形態に係るベーンポンプについて、図面を用いて説明する。このベーンポンプ１０はＥＶ車において要冷却部や要潤滑部への油供給源として用いられるものであり、図１に示すように、内部空間を有するケーシング１２と、ケーシング１２の内部空間に配置された筒状のロータ１４とを有している。

ロータ１４の中心にはシャフト１６が挿入され、ロータ１４がシャフト１６と一体的に周方向に回転できるようにスプライン結合されている。ロータ１４の外周面には、径方向に形成された複数のスリット１８が周上等間隔に配列されている。それぞれのスリット１８には、ベーン２０が径方向に進退可能に収容されている。

ケーシング１２には側面視で略正三角形の内部空間が形成され、ケーシング１２の内周面には、ロータ１４の回転方向の６０度ごとにロータ１４に近接した部分とロータ１４から離間した部分とが連続的に形成されている。内部空間の軸方向両端は、図示しない側壁によって覆われている。このため、ロータ１４が回転するとベーン２０が遠心力によってケーシング１２の内周面に当接し、隣り合う一対のベーン２０，２０、ロータ１４、ケーシング１２の内周面および側壁で区切られた複数の圧縮室２２が形成される。側壁には、シャフト１６が貫通する図示しない孔が形成されている。

また、側壁には、内部空間の三角形の頂点部２４，２６，２８を挟み込むように、油を導入する吸入口と、油を送出する吐出口とが形成されている。すなわち、ベーンポンプ１０には、ロータ１４の回転方向に沿って順に、第一の吸入口３０と、第一の吐出口３２と、第二の吸入口３４と、第二の吐出口３６と、第三の吸入口３８と、第三の吐出口４０とが設けられている。

第一の吸入口３０、第二の吸入口３４、および第三の吸入口３８には、図示しないオイルリザーバに接続された一つの油路４２から分岐した油路４４，４６，４８がそれぞれ接続されている。第一の吐出口３２は、油路５０を介して図示しない車両駆動用のモータに冷却油を供給する。第二の吐出口３６は、油路５２を介して図示しない車両内の軸受に潤滑油を供給する。第三の吐出口４０は、油路５４を介して、図示しない減速機や車輪のディファレンシャルギヤ等のギヤに潤滑油を供給する。

第一の吐出口３２の下流には、流路切替弁５６が設けられている。流路切替弁５６は、スプール５８の移動によって、第一の吐出口３２を、モータに連通する油路５０または第二の吸入口３４の上流の油路４６に連通する還流路６０の一方に選択的に接続するソレノイドバルブとなっている。なお、還流路６０を油路４６に連通させる代わりに、油路４２、油路４４または油路４８に連通させてもよい。

以下に、ベーンポンプ１０の動作について説明する。ロータ１４が回転すると、第一の吸入口３０と頂点部２４との間の圧縮室２２の容積が増大するにしたがって、第一の吸入口３０から油が導入される。その後、頂点部２４と第一の吐出口３２との間で圧縮室２２の容積が減少するにしたがって、第一の吐出口３２から油が送出される。同様に、第二の吸入口３４から導入された油が第二の吐出口３６から油が送出され、第三の吸入口３８から導入された油が第三の吐出口４０から送出される。

第一の吐出口３２は通常モータに連通する油路５０に接続されているが、モータ始動直後の低温時のようにモータの冷却が不要な場合、流路切替弁５６への通電により還流路６０に接続される。

本実施形態のベーンポンプ１０は、三つの吐出口３２，３６，４０を有することにより、一つのベーンポンプでモータの冷却、ギヤの潤滑および軸受の潤滑を実現することができるため、コンパクトな冷却・潤滑システムを提供することができる。

また、流路切替弁５６を設けたことにより、モータの冷却が不要な場合に第一の吐出口３２から送出された油を第二の吸入口３４に供給することができるため、冷却・潤滑システムのエネルギ効率を向上させることができる。

本実施形態のベーンポンプ１０は、車両駆動用のモータを回転動力源とするＭＯＰ（機械式オイルポンプ）と専用のモータを回転動力源とするＥＯＰ（電動式オイルポンプ）とのいずれとして構成してもよいが、車両駆動用のモータから独立したオンオフが可能で、レイアウトの自由度も高いＥＯＰがより好適である。

本実施形態の変形例として、吸入口および吐出口の配置順を変更し、ロータ１４の回転方向に沿って、モータへ冷却油を供給する第一の吐出口３２、軸受へ潤滑油を供給する第三の吐出口４０、ギヤへ潤滑油を供給する第二の吐出口３６の順で形成してもよい。

＜第二実施形態＞
第一実施形態のベーンポンプ１０では、ケーシング１２の内部空間が側面視で略正三角形になるよう形成し、第一から第三の吐出口３２，３６，４０の吐出量が等しくしていたが、第二実施形態のベーンポンプ７０は、第一の吐出口３２の吐出量が第二および第三の吐出口３６，４０の吐出量よりも大きくなるように形成されたことを特徴とする。

図２に示すように、第二実施形態のベーンポンプ７０は側面視で略二等辺三角形の内部空間を有し、第一の吸入口３０から第一の吐出口３２までの領域内の頂点部７４におけるロータ１４の回転中心からケーシング１２の内周面までの高さが、他の頂点部７６，７８よりも高く形成されている。したがって、頂点部７４の位置における圧縮室２２の容積が他の頂点部７６，７８の位置よりも大きくなるため、第一の吐出口３２の吐出量を他の吐出口３６，４０の吐出量よりも多くすることができる。

一般にモータの冷却には軸受の潤滑やギヤの潤滑よりも多量の油が必要となるが、本実施形態のベーンポンプ７０によれば、特別な流量調整装置を設けることなく、モータに軸受やギヤよりも多量の油を供給することができる。

１０ ベーンポンプ
１２ ケーシング
１４ ロータ
１６ シャフト
１８ スリット
２０ ベーン
２２ 圧縮室
２４，２６，２８ 頂点部
３０，３４，３８ 吸入口
３２，３６，４０ 吐出口
４２，４４，４６，４８，５０，５２，５４ 油路
５６ 流路切替弁
５８ スプール
６０ 還流路
７０ ベーンポンプ
７４，７６，７８ 頂点部

Claims (2)

1. ケーシングと、
   前記ケーシングの内部空間に回転可能に配置され、外周面に複数のスリットを形成されたロータと、
   前記ケーシングの内周面に当接するように、前記複数のスリットに進退可能に配置された複数のベーンとを有するベーンポンプであって、
   前記ケーシングには、
   油を導入する第一の吸入口と、前記第一の吸入口から導入した油を車両駆動用のモータへ送出する第一の吐出口と、
   油を導入する第二の吸入口と、前記第二の吸入口から導入した油を軸受へ送出する第二の吐出口と、
   油を導入する第三の吸入口と、前記第三の吸入口から導入した油をギヤへ送出する第三の吐出口とが形成されており、
   前記第一の吐出口を、前記モータに連通する油路と、前記第一の吸入口、前記第二の吸入口または前記第三の吸入口のうち少なくとも一つに連通する還流路とのいずれか一方へ選択的に接続する流路切替弁を設け、
   前記第一の吐出口は通常前記モータに連通する油路に接続されているが、前記モータの冷却が不要な場合、前記流路切替弁により前記第一の吐出口を前記還流路に接続することを特徴とするベーンポンプ。
2. 前記ロータの回転中心から前記ケーシングの内周面までの高さが、前記第一の吸入口から前記第一の吐出口までの領域内において最大となることを特徴とする請求項１記載のベーンポンプ。
   

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