JP7452282B2 - 電動ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、電動ポンプに関する。

モータ部のシャフトにインナーロータが連結された構造を有する電動ポンプが知られている。例えば、特許文献１には、そのような電動ポンプとして、車両用無段変速機のミッションケース内に配置されるオイルポンプが記載されている。

特開平１１－０５０９７２号公報

上記のような電動ポンプにおいては、電動ポンプのケースにインナーロータを径方向に位置決めする部分を設ける場合がある。しかし、この場合、ケースの寸法精度が悪い場合、またはケースの組み付け精度が悪い場合等に、インナーロータの径方向位置がずれて、モータ部のシャフトに対してインナーロータを軸精度よく配置できない虞があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、シャフトに対するインナーロータの軸精度を向上できる構造を有する電動ポンプを提供することを目的の一つとする。

本発明の電動ポンプの一つの態様は、軸方向に延びる中心軸を中心として回転可能な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、前記シャフトに連結されたポンプ部と、を備える。前記ポンプ部は、前記シャフトに連結されたインナーロータと、前記インナーロータを囲み、前記インナーロータと噛み合うアウターロータと、を有する。前記インナーロータは、前記シャフトの一部が挿入された穴部を有する。前記シャフトは、前記中心軸を中心とする径方向に前記インナーロータを支持する支持部と、前記インナーロータにトルクを伝達するトルク伝達部と、を有する。前記穴部は、前記支持部が内部に嵌め合わされた嵌合穴部と、前記トルク伝達部が内部に挿入され、かつ、前記トルク伝達部が前記中心軸回りに連結する連結穴部と、を有する。

本発明の一つの態様によれば、電動ポンプにおいて、シャフトに対するインナーロータの軸精度を向上できる。

図１は、本実施形態の電動ポンプを示す断面図である。 図２は、本実施形態の電動ポンプの一部を示す断面図であって、図１における部分拡大図である。 図３は、本実施形態のシャフトの一部およびインナーロータを示す斜視図である。 図４は、本実施形態のシャフトおよびポンプ部を示す断面図であって、図２におけるIV－IV断面図である。

以下の説明においては、各図に示すＺ軸が延びる方向を上下方向とし、Ｚ軸方向における正の側（＋Ｚ側）を「上側」と呼び、Ｚ軸方向の負の側（－Ｚ側）を「下側」と呼ぶ。各図に示す中心軸Ｊの軸方向は、Ｚ軸方向、すなわち上下方向と平行である。中心軸Ｊの軸方向と平行な方向、すなわちＺ軸方向を単に「軸方向」と呼ぶ。また、中心軸Ｊを中心とする径方向を単に「径方向」と呼び、中心軸Ｊを中心とする周方向を単に「周方向」と呼ぶ。本実施形態において下側は、「軸方向一方側」に相当する。

なお、上下方向、上側、および下側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

図１に示す本実施形態の電動ポンプ１０は、例えば、車両に搭載される。電動ポンプ１０は、車両の内部において流体を送る。電動ポンプ１０によって送られる流体は、例えば、オイルである。オイルは、例えば、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）である。図１に示すように、本実施形態の電動ポンプ１０は、モータ部２０と、ケース３０と、ポンプ部４０と、ベアリング５１，５２と、バスバーユニット６０と、センサマグネット７０と、オイルシール８０と、を備える。

モータ部２０は、ロータ２０ａと、ステータ２０ｂと、を有する。ロータ２０ａは、シャフト２１と、ロータ本体２２と、を有する。つまり、モータ部２０は、シャフト２１と、ロータ本体２２と、を有する。図示は省略するが、ロータ本体２２は、シャフト２１の外周面に固定されたロータコアと、ロータコアに固定されたロータマグネットと、を有する。

シャフト２１は、中心軸Ｊに沿って軸方向に延びている。シャフト２１は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円柱状である。シャフト２１は、軸方向に延びる中心軸Ｊを中心として回転可能である。シャフト２１は、ベアリング５１，５２によって中心軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。ベアリング５１，５２は、例えば、ボールベアリングである。シャフト２１は、小径シャフト部２１ａと、被取付部２１ｂと、大径シャフト部２１ｃと、支持部２１ｄと、トルク伝達部２１ｅと、を有する。

小径シャフト部２１ａの外周面には、ロータ本体２２が固定されている。小径シャフト部２１ａは、ロータ本体２２よりも軸方向両側に突出している。小径シャフト部２１ａの上側の端部は、ベアリング５２によって中心軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。つまり、ベアリング５２は、シャフト２１のうちロータ本体２２よりも上側に位置する部分を回転可能に支持している。

被取付部２１ｂは、小径シャフト部２１ａの上側に段差を介して繋がっている。被取付部２１ｂの外径は、小径シャフト部２１ａの外径よりも小さい。本実施形態において被取付部２１ｂの上側の端部は、シャフト２１の上側の端部である。被取付部２１ｂの軸方向の寸法は、例えば、小径シャフト部２１ａの軸方向の寸法よりも小さい。被取付部２１ｂには、取付部材７１を介してセンサマグネット７０が取り付けられている。

大径シャフト部２１ｃは、小径シャフト部２１ａの下側に段差を介して繋がっている。大径シャフト部２１ｃの外径は、小径シャフト部２１ａの外径よりも大きい。大径シャフト部２１ｃの軸方向の寸法は、例えば、小径シャフト部２１ａの軸方向の寸法よりも小さい。大径シャフト部２１ｃの上側部分は、ベアリング５１によって中心軸Ｊ回りに回転可能に支持されている。つまり、ベアリング５１は、シャフト２１のうちロータ本体２２よりも下側に位置する部分を回転可能に支持している。

支持部２１ｄは、大径シャフト部２１ｃの下側に段差を介して繋がっている。支持部２１ｄの外径は、例えば、大径シャフト部２１ｃの外径よりも小さい。支持部２１ｄの外径は、例えば、小径シャフト部２１ａの外径と同じである。支持部２１ｄの軸方向の寸法は、例えば、大径シャフト部２１ｃの軸方向の寸法よりも小さい。図２に示すように、支持部２１ｄは、後述するインナーロータ４１の嵌合穴部４４ａの内部に嵌め合わされている。支持部２１ｄは、中心軸Ｊを中心とする径方向にインナーロータ４１を支持している。

本実施形態においてトルク伝達部２１ｅは、支持部２１ｄの下側に段差を介して繋がっている。つまり、トルク伝達部２１ｅは、支持部２１ｄよりも下側に位置する。本実施形態においてトルク伝達部２１ｅの下側の端部は、シャフト２１の下側の端部である。本実施形態においてトルク伝達部２１ｅの外径は、支持部２１ｄの外径よりも小さい。トルク伝達部２１ｅの軸方向の寸法は、例えば、支持部２１ｄの軸方向の寸法よりも小さい。

図３に示すように、トルク伝達部２１ｅは、外周面に複数の外歯部２１ｆを有する。外歯部２１ｆは、径方向外側に突出している。複数の外歯部２１ｆは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。外歯部２１ｆは、軸方向に延びている。図２に示すように、外歯部２１ｆは、例えば、トルク伝達部２１ｅのうち支持部２１ｄよりも僅かに下側に離れた部分から、トルク伝達部２１ｅの下端まで延びている。本実施形態においてトルク伝達部２１ｅは、スプラインシャフト部である。

トルク伝達部２１ｅは、後述する穴部４４を介してインナーロータ４１よりも下側に突出している。トルク伝達部２１ｅの下側の端部は、下側に向かうに従って外径が小さくなるテーパ部２１ｇを有する。本実施形態においてテーパ部２１ｇは、トルク伝達部２１ｅのうち外歯部２１ｆが設けられた部分に設けられている。トルク伝達部２１ｅのうち外歯部２１ｆが設けられた部分における外径は、例えば、複数の外歯部２１ｆの外周面を通る仮想円筒の内径である。図３に示すように、テーパ部２１ｇは、例えば、複数の外歯部２１ｆの下端部にそれぞれ設けられた縮径部２１ｈを含む。縮径部２１ｈの径方向外側面は、下側に向かうに従って径方向内側に位置する。縮径部２１ｈにおける外歯部２１ｆの径方向突出高さは、下側に向かうに従って小さくなっている。

図１に示すように、ステータ２０ｂは、ロータ２０ａと径方向に隙間を介して対向している。本実施形態においてステータ２０ｂは、ロータ２０ａの径方向外側に位置する。ステータ２０ｂは、ステータコア２３と、インシュレータ２４と、複数のコイル２５と、を有する。ステータコア２３は、ロータ本体２２を囲む環状である。図示は省略するが、ステータコア２３は、中心軸Ｊを中心とする円筒状のコアバックと、コアバックから径方向内側に延びる複数のティースと、を有する。複数のコイル２５は、複数のティースのそれぞれにインシュレータ２４を介して取り付けられている。

ケース３０は、モータ部２０およびポンプ部４０を内部に収容している。本実施形態においてケース３０は、ケース本体３１と、環状部材３２と、ポンプカバー３３と、を有する。ケース本体３１と環状部材３２とポンプカバー３３とは、例えば、互いに別部材である。ケース本体３１と環状部材３２とポンプカバー３３とは、例えば、アルミニウム製である。なお、ケース本体３１を構成する材料、環状部材３２を構成する材料、およびポンプカバー３３を構成する材料は、特に限定されない。ケース本体３１と環状部材３２とポンプカバー３３とは、例えば、樹脂製であってもよいし、鋳鉄製であってもよい。また、例えば、ケース本体３１および環状部材３２が金属製で、ポンプカバー３３が樹脂製であってもよい。

ケース本体３１は、上側に開口する筒状である。ケース本体３１は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円筒状である。ケース本体３１は、内部にモータ部２０を収容している。ケース本体３１は、底部３１ａと、外筒部３１ｂと、内筒部３１ｃと、フランジ部３１ｈと、を有する。底部３１ａは、ロータ本体２２およびステータ２０ｂの下側に位置する。底部３１ａは、径方向に広がっている。底部３１ａは、例えば、軸方向に見て、中心軸Ｊを中心とする円形状である。底部３１ａは、底部３１ａを軸方向に貫通する中央孔３１ｇを有する。中央孔３１ｇは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円形状の孔である。中央孔３１ｇには、シャフト２１の下側部分が通されている。

外筒部３１ｂは、底部３１ａの径方向外周縁部から上側に延びる筒状である。外筒部３１ｂは、例えば、中心軸Ｊを中心とし、上側に開口する円筒状である。外筒部３１ｂは、ロータ２０ａおよびステータ２０ｂの径方向外側に位置する。外筒部３１ｂの内周面には、ステータコア２３が固定されている。フランジ部３１ｈは、外筒部３１ｂの上側の端部から径方向外側に突出している。フランジ部３１ｈは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。

内筒部３１ｃは、底部３１ａから上側に延びる筒状である。内筒部３１ｃは、例えば、中心軸Ｊを中心とし、上側に開口する円筒状である。内筒部３１ｃは、外筒部３１ｂの径方向内側に位置する。内筒部３１ｃは、軸方向に見て、中央孔３１ｇを囲んでいる。内筒部３１ｃの上側の端部は、外筒部３１ｂの上側の端部よりも下側に位置する。内筒部３１ｃの径方向内側には、シャフト２１が軸方向に通されている。内筒部３１ｃは、ベアリング保持部３１ｄと、オイルシール保持部３１ｅと、シャフト嵌合部３１ｆと、を有する。ベアリング保持部３１ｄとオイルシール保持部３１ｅとシャフト嵌合部３１ｆとは、上側から下側に向かってこの順に繋がっている。

ベアリング保持部３１ｄの径方向内側には、ベアリング５１が保持されている。ベアリング保持部３１ｄの上側の端部は、内筒部３１ｃの上側の端部である。オイルシール保持部３１ｅの内径は、例えば、ベアリング保持部３１ｄの内径よりも小さい。内筒部３１ｃの内周面においてベアリング保持部３１ｄとオイルシール保持部３１ｅとの間には、段差が設けられている。当該段差とベアリング５１との軸方向の間には、例えば、ベアリング５１に予圧を加えるウェーブワッシャが配置されている。オイルシール保持部３１ｅの径方向内側には、オイルシール８０が保持されている。

オイルシール８０は、シャフト２１を囲む環状である。オイルシール８０は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。オイルシール８０は、全周に亘ってシャフト２１の外周面に接触している。より詳細には、オイルシール８０は、全周に亘って大径シャフト部２１ｃの外周面に接触している。オイルシール８０は、オイルシール保持部３１ｅの内周面とシャフト２１の外周面との間を封止している。オイルシール８０によって、後述するポンプ室４３内に流入した流体がケース本体３１の内部に漏れ出すことが抑制されている。

シャフト嵌合部３１ｆは、底部３１ａに繋がっている。シャフト嵌合部３１ｆの下側の端部は、内筒部３１ｃの下側の端部である。シャフト嵌合部３１ｆの径方向内側には、シャフト２１が嵌め合わされている。より詳細には、シャフト嵌合部３１ｆの径方向内側には、大径シャフト部２１ｃの下側の端部が隙間嵌めされている。シャフト嵌合部３１ｆの内径は、例えば、オイルシール保持部３１ｅの内径よりも小さい。内筒部３１ｃの内周面においてオイルシール保持部３１ｅとシャフト嵌合部３１ｆとの間には、段差が設けられている。シャフト嵌合部３１ｆの内径は、中央孔３１ｇの内径よりも大きい。

環状部材３２は、ケース本体３１の下側に位置する。環状部材３２は、中心軸Ｊを囲む環状である。環状部材３２の外周縁は、軸方向に見て、例えば、中心軸Ｊを中心とする円形状である。図４に示すように、環状部材３２の内周縁は、軸方向に見て、例えば、中心軸Ｊに対して径方向に偏心した偏心軸Ｅを中心とする円形状である。偏心軸Ｅは、中心軸Ｊと平行である。図１に示すように、環状部材３２の上側の面は、底部３１ａの下側の面に接触している。環状部材３２の外径は、例えば、底部３１ａの外径と同じである。

ポンプカバー３３は、環状部材３２の下側に位置する。ポンプカバー３３は、カバー本体部３３ａと、カバーフランジ部３３ｂと、ノズル部３３ｃと、を有する。カバー本体部３３ａは、環状部材３２の内部を下側から覆っている。カバー本体部３３ａの上側の面は、環状部材３２の下側の面のうち径方向内周縁部と接触している。カバー本体部３３ａは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円柱状である。カバー本体部３３ａの外径は、環状部材３２の内径よりも大きい。

カバーフランジ部３３ｂは、カバー本体部３３ａの上側の端部から径方向外側に突出している。カバーフランジ部３３ｂは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。カバーフランジ部３３ｂは、例えば、板面が軸方向を向く板状である。カバーフランジ部３３ｂの上側の面は、環状部材３２の下側の面の径方向外側部分と接触している。カバーフランジ部３３ｂの上側の面は、カバー本体部３３ａの上側の面と滑らかに繋がり、軸方向と直交する平坦面を構成している。

カバーフランジ部３３ｂの外径は、例えば、環状部材３２の外径と同じである。カバーフランジ部３３ｂは、複数のボルト３６によって環状部材３２の下側の面に固定されている。ボルト３６は、カバーフランジ部３３ｂおよび環状部材３２を軸方向に貫通して、ケース本体３１に下側から締め込まれている。これにより、複数のボルト３６によって環状部材３２およびポンプカバー３３が、ケース本体３１に対して共締めされている。複数のボルト３６は、周方向に沿って間隔を空けて設けられている。

図２に示すように、本実施形態においては、ケース本体３１と環状部材３２とポンプカバー３３とによって、ポンプ室４３が構成されている。ポンプ室４３は、後述するインナーロータ４１およびアウターロータ４２を内部に収容する部分である。ポンプ室４３の内側面のうち上側に位置する面は、底部３１ａの下側の面によって構成されている。ポンプ室４３の内側面のうち下側に位置する面４３ａは、カバー本体部３３ａの上側の面によって構成されている。ポンプ室４３の内側面のうち径方向外側に位置する面は、環状部材３２の内周面によって構成されている。図４に示すように、ポンプ室４３は、軸方向に見て、例えば、偏心軸Ｅを中心とする円形状である。図２に示すように、ポンプ室４３には、シャフト２１の一部が挿入されている。より詳細には、ポンプ室４３には、支持部２１ｄの下側部分およびトルク伝達部２１ｅの上側部分が挿入されている。本実施形態においてシャフト２１は、ポンプ室４３を軸方向に貫通している。

図１に示すように、ノズル部３３ｃは、カバー本体部３３ａから下側に突出している。ノズル部３３ｃは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円柱状である。ノズル部３３ｃの外径は、カバー本体部３３ａの外径よりも小さい。

ポンプカバー３３は、インポート３４ａと、アウトポート３４ｂと、を有する。インポート３４ａは、カバー本体部３３ａに設けられている。インポート３４ａは、カバー本体部３３ａのうちノズル部３３ｃよりも径方向外側に位置する部分を軸方向に貫通している。インポート３４ａの上側の端部は、環状部材３２の内部に開口している。つまり、インポート３４ａの上側の端部は、ポンプ室４３の内部に開口している。アウトポート３４ｂは、カバー本体部３３ａとノズル部３３ｃとに跨って設けられている。アウトポート３４ｂは、第１流路部３４ｃと、第２流路部３４ｄと、を有する。

第１流路部３４ｃは、カバー本体部３３ａの上側の面から下側斜め径方向内側に延びている。第１流路部３４ｃの上側の端部は、環状部材３２の内部に開口している。つまり、アウトポート３４ｂの上側の端部は、ポンプ室４３の内部に開口している。第１流路部３４ｃは、例えば、インポート３４ａとの間で中心軸Ｊを径方向に挟む位置に設けられている。

第２流路部３４ｄは、第１流路部３４ｃの下側の端部から下側に延びている。第２流路部３４ｄは、カバー本体部３３ａからノズル部３３ｃまで延びて、ノズル部３３ｃを軸方向に貫通している。第２流路部３４ｄにおける軸方向と直交する断面は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円形状である。第２流路部３４ｄの下側の端部は、ノズル部３３ｃの下側の面に開口している。第２流路部３４ｄが設けられることで、ノズル部３３ｃは、中心軸Ｊを中心とする円筒状となっている。

図２に示すように、ポンプカバー３３は、ポンプカバー３３の上側の面から下側に窪む凹部３５を有する。本実施形態において凹部３５は、カバー本体部３３ａの上側の面のうちポンプ室４３の内側面の一部を構成する部分から下側に窪んでいる。つまり、ポンプ室４３の内側面のうち下側の面４３ａには、凹部３５が設けられている。凹部３５の内周縁は、軸方向に見て、例えば、中心軸Ｊを中心とする円形状である。凹部３５は、インポート３４ａとアウトポート３４ｂとの径方向の間に位置する。凹部３５の内部には、シャフト２１の下側の端部が収容されている。凹部３５は、大径部３５ａと、小径部３５ｂと、を有する。

大径部３５ａは、凹部３５の上側部分である。小径部３５ｂは、凹部３５の下側部分である。小径部３５ｂの内径は、大径部３５ａの内径よりも小さい。大径部３５ａの内周面と小径部３５ｂの内周面との軸方向の間には、段差が設けられている。大径部３５ａの内部には、トルク伝達部２１ｅが軸方向に通されている。小径部３５ｂの内部には、上側からトルク伝達部２１ｅの下側の端部が挿入されている。つまり、小径部３５ｂの内部には、シャフト２１の下側の端部が挿入されている。小径部３５ｂの底面は、シャフト２１の下側の端部と軸方向に隙間を介して対向している。小径部３５ｂの底面は、凹部３５の底面であり、凹部３５の内側面のうち下側に位置する面である。

図１に示すように、バスバーユニット６０は、モータ部２０およびケース３０の上側に位置する。バスバーユニット６０は、ケース本体３１の上側の開口を塞いでいる。バスバーユニット６０は、バスバーホルダ６１と、バスバー６２と、回路基板６３と、磁気センサ６４と、を有する。バスバーホルダ６１は、例えば、樹脂製である。本実施形態においてバスバーホルダ６１は、ベアリング５２を保持している。バスバーホルダ６１は、回路基板６３を収容する収容部を有する。回路基板６３は、シャフト２１の上側に位置する。回路基板６３は、板面が軸方向を向く板状である。

バスバー６２は、バスバーホルダ６１に保持されている。バスバー６２の一部は、バスバーホルダ６１に埋め込まれている。バスバー６２は、例えば、回路基板６３に接続されたバスバー６２と、ステータ２０ｂのコイル２５に電気的に接続されたバスバー６２と、を含む。

磁気センサ６４は、回路基板６３の下側の面に取り付けられている。磁気センサ６４は、センサマグネット７０の上側に隙間を空けて対向して配置されている。磁気センサ６４は、センサマグネット７０の磁界を検出可能である。磁気センサ６４によってセンサマグネット７０の磁界を検出することで、ロータ２０ａの回転を検出できる。磁気センサ６４は、例えば、磁気抵抗素子である。なお、磁気センサ６４は、ホールＩＣ等のホール素子であってもよい。

ポンプ部４０は、モータ部２０の下側に位置する。ポンプ部４０は、シャフト２１に連結されている。ポンプ部４０は、インナーロータ４１と、アウターロータ４２と、ポンプ室４３と、を有する。インナーロータ４１は、シャフト２１に連結されている。インナーロータ４１は、シャフト２１が回転することによって中心軸Ｊ回りに回転させられる。図２および図３に示すように、インナーロータ４１は、インナーロータ本体部４１ａと、突出部４１ｂと、を有する。

インナーロータ本体部４１ａは、ポンプ室４３内に位置する。インナーロータ本体部４１ａの軸方向の寸法は、ポンプ室４３の軸方向の寸法とほぼ同じである。図３および図４に示すように、インナーロータ本体部４１ａは、径方向外側面に外歯歯車部４１ｃを有するギヤである。外歯歯車部４１ｃは、径方向外側に突出する複数の歯部４１ｄを有する。複数の歯部４１ｄは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。外歯歯車部４１ｃの歯形は、例えば、トロコイド歯形である。外歯歯車部４１ｃの外形は、軸方向に見て、例えば、トロコイド曲線からなる。

図３に示すように、突出部４１ｂは、インナーロータ本体部４１ａから軸方向に突出している。本実施形態において突出部４１ｂは、インナーロータ本体部４１ａの下側の面から下側に突出している。突出部４１ｂは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円柱状である。突出部４１ｂの軸方向の寸法は、例えば、インナーロータ本体部４１ａの軸方向の寸法よりも小さい。

図２に示すように、本実施形態において突出部４１ｂは、凹部３５の内部に挿入されている。より詳細には、突出部４１ｂは、大径部３５ａの内部に挿入されている。突出部４１ｂの外径は、インナーロータ本体部４１ａの外径および大径部３５ａの内径よりも小さく、小径部３５ｂの内径よりも大きい。突出部４１ｂの外周面と大径部３５ａの内周面との径方向の間には、例えば、全周に亘って隙間が設けられている。突出部４１ｂの下側の面は、大径部３５ａと小径部３５ｂとの間に設けられた段差における上側を向く段差面の上側に離れて位置する。

インナーロータ４１は、シャフト２１の一部が挿入された穴部４４を有する。穴部４４は、インナーロータ４１の上側の面から下側に窪んでいる。穴部４４は、例えば、中心軸Ｊを中心とする円形状の穴である。穴部４４は、軸方向に見て、中央孔３１ｇと重なっている。本実施形態において穴部４４は、インナーロータ４１を軸方向に貫通している。より詳細には、穴部４４は、インナーロータ本体部４１ａと突出部４１ｂとを軸方向に貫通している。つまり、本実施形態において穴部４４は、インナーロータ本体部４１ａと突出部４１ｂとに跨って設けられている。穴部４４には、シャフト２１の下側部分が軸方向に通されている。本実施形態においてシャフト２１の下側の端部は、穴部４４を介してインナーロータ４１よりも下側に突出している。穴部４４は、嵌合穴部４４ａと、連結穴部４４ｂと、を有する。

本実施形態において嵌合穴部４４ａは、穴部４４の上側部分である。嵌合穴部４４ａは、上側に開口している。嵌合穴部４４ａの上側の開口は、中央孔３１ｇの下側の開口と軸方向に対向している。嵌合穴部４４ａは、インナーロータ本体部４１ａに設けられている。嵌合穴部４４ａの下側の端部は、インナーロータ本体部４１ａの下側の面よりも上側に位置する。

嵌合穴部４４ａの内径は、例えば、中央孔３１ｇの内径とほぼ同じである。嵌合穴部４４ａの内径は、例えば、中央孔３１ｇの内径よりも僅かに小さい。本実施形態において嵌合穴部４４ａの内径は、突出部４１ｂの外径よりも小さい。言い換えれば、本実施形態において突出部４１ｂの外径は、嵌合穴部４４ａの内径よりも大きい。嵌合穴部４４ａの内部には、支持部２１ｄが嵌め合わされている。これにより、支持部２１ｄは、嵌合穴部４４ａの内周面を介して、インナーロータ４１を径方向に支持している。支持部２１ｄは、嵌合穴部４４ａ内に隙間嵌めされている。より詳細には、支持部２１ｄの下側部分が、嵌合穴部４４ａの上側部分の内部に隙間嵌めされている。

本実施形態において連結穴部４４ｂは、穴部４４の下側部分である。連結穴部４４ｂは、嵌合穴部４４ａの下側に繋がっている。連結穴部４４ｂは、下側に開口している。本実施形態において連結穴部４４ｂは、インナーロータ本体部４１ａと突出部４１ｂとに跨って設けられている。連結穴部４４ｂは、突出部４１ｂを軸方向に貫通している。連結穴部４４ｂが設けられることで、突出部４１ｂは、中心軸Ｊを中心とする円環状となっている。連結穴部４４ｂの内径は、嵌合穴部４４ａの内径および小径部３５ｂの内径よりも小さい。連結穴部４４ｂの内部には、トルク伝達部２１ｅが挿入されている。連結穴部４４ｂの軸方向の寸法は、例えば、嵌合穴部４４ａの軸方向の寸法よりも小さい。

嵌合穴部４４ａと連結穴部４４ｂとの軸方向の間には、段差４４ｄが設けられている。段差４４ｄは、上側を向く段差面４４ｅを有する。段差面４４ｅは、軸方向と直交する平坦面である。段差面４４ｅは、例えば、中心軸Ｊを中心とする円環状である。段差面４４ｅは、インナーロータ本体部４１ａの下側の面よりも上側に位置する。段差面４４ｅは、突出部４１ｂの外周面よりも径方向内側に位置する。

図３および図４に示すように、連結穴部４４ｂは、内周面に複数の内歯部４４ｃを有する。内歯部４４ｃは、径方向内側に突出している。複数の内歯部４４ｃは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。内歯部４４ｃは、軸方向に延びている。内歯部４４ｃは、例えば、連結穴部４４ｂの上側の端部から下側の端部まで延びている。複数の内歯部４４ｃは、複数の外歯部２１ｆと互いに噛み合っている。これにより、外歯部２１ｆが内歯部４４ｃに周方向に引っ掛かり、シャフト２１のトルク伝達部２１ｅが連結穴部４４ｂに中心軸Ｊ回りに連結される。これにより、本実施形態においてトルク伝達部２１ｅは、外歯部２１ｆおよび内歯部４４ｃを介して、インナーロータ４１にトルクを伝達可能となっている。したがって、シャフト２１の中心軸Ｊ回りの回転に伴って、インナーロータ４１も中心軸Ｊ回りに回転する。

本実施形態において連結穴部４４ｂは、スプライン穴部である。つまり、本実施形態においてシャフト２１とインナーロータ４１とは、スプラインシャフト部であるトルク伝達部２１ｅとスプライン穴部である連結穴部４４ｂとが噛み合うスプライン結合によって連結されている。

なお、本明細書において「トルク伝達部が連結穴部に中心軸回りに連結する」とは、トルク伝達部が中心軸回りに回転した際に、トルク伝達部からインナーロータに連結穴部を介して中心軸回りのトルクが伝達可能となっていればよい。本明細書において「トルク伝達部が連結穴部に中心軸回りに連結する」とは、トルク伝達部と連結穴部とが互いに中心軸回りの周方向に接触可能な部分を有することを含む。本実施形態では、複数の外歯部２１ｆと複数の内歯部４４ｃとが、中心軸Ｊ回りの周方向に接触可能である。

図２に示すように、アウターロータ４２は、ポンプ室４３内に位置する。アウターロータ４２は、インナーロータ４１を囲んでいる。アウターロータ４２は、インナーロータ４１の径方向外側に位置する。図４に示すように、アウターロータ４２は、偏心軸Ｅを中心とする環状である。つまり、アウターロータ４２とポンプ室４３とは、同軸に配置されている。アウターロータ４２は、ポンプ室４３内に嵌め合わされている。アウターロータ４２は、ポンプ室４３内において、偏心軸Ｅ回りに回転可能に配置されている。

アウターロータ４２は、径方向内側面に内歯歯車部４２ａを有するギヤである。内歯歯車部４２ａは、径方向内側に突出する複数の歯部４２ｂを有する。複数の歯部４２ｂは、周方向に沿って一周に亘って等間隔に配置されている。内歯歯車部４２ａの歯形は、例えば、トロコイド歯形である。内歯歯車部４２ａの内縁は、軸方向に見て、例えば、トロコイド曲線からなる。内歯歯車部４２ａは、外歯歯車部４１ｃと噛み合っている。より詳細には、周方向の一部において、外歯歯車部４１ｃの歯部４１ｄと内歯歯車部４２ａの歯部４２ｂとが互いに噛み合っている。これにより、アウターロータ４２は、インナーロータ４１と噛み合っている。

シャフト２１によってインナーロータ４１が中心軸Ｊ回りに回転させられると、外歯歯車部４１ｃおよび内歯歯車部４２ａを介してアウターロータ４２にトルクが伝達され、アウターロータ４２が偏心軸Ｅ回りに回転する。これにより、ポンプ室４３内における外歯歯車部４１ｃと内歯歯車部４２ａとの隙間にインポート３４ａから流体が吸入される。吸入された流体は、インナーロータ４１およびアウターロータ４２の回転に伴って周方向に送られ、アウトポート３４ｂから排出される。このようにして、ポンプ部４０は、インポート３４ａからアウトポート３４ｂへと流体を送ることができる。

本実施形態によれば、シャフト２１は、中心軸Ｊを中心とする径方向にインナーロータ４１を支持する支持部２１ｄを有し、インナーロータ４１の穴部４４は、支持部２１ｄが内部に嵌め合わされた嵌合穴部４４ａを有する。そのため、シャフト２１の一部である支持部２１ｄによって、インナーロータ４１を径方向に位置決めできる。これにより、ケース３０の寸法精度およびケース３０の組み付け精度等によらず、シャフト２１に対してインナーロータ４１を径方向に位置決めできる。また、シャフト２１によって直接的にインナーロータ４１を径方向に位置決めできるため、ケース３０等の他の部材にインナーロータ４１を位置決めする部分を設ける場合に比べて、シャフト２１とインナーロータ４１とを軸精度よく配置できる。以上により、シャフト２１に対するインナーロータ４１の軸精度を向上できる。そのため、シャフト２１のトルク伝達部２１ｅによって、インナーロータ４１に好適にトルクを伝達することができる。これにより、電動ポンプ１０を効率よく駆動できる。

また、インナーロータ４１を径方向に支持する部分には、流体の圧力等によって比較的大きな力が掛かりやすい。そのため、インナーロータ４１をシャフト２１以外の他の部材によって径方向に支持するためには、他の部材を比較的強度が高い材料で構成する必要がある。具体的に、例えば、ポンプカバー３３に上側に突出する柱部を設け、当該柱部をインナーロータ４１に設けられた穴に挿入してインナーロータ４１を径方向に支持する場合、ポンプカバー３３を比較的強度が高い材料で構成する必要がある。

これに対して、本実施形態によれば、インナーロータ４１を径方向に支持する部材がシャフト２１であるため、シャフト２１以外の他の部材を比較的強度が低い材料で作ることができる。具体的には、例えば、ポンプカバー３３によってインナーロータ４１を径方向に支持する必要がないため、ポンプカバー３３を、アルミニウムおよび樹脂等の比較的強度が低い材料で構成することができる。これにより、ポンプカバー３３の設計自由度を向上できる。

また、例えば、インナーロータ４１の穴部にシャフト２１を圧入してインナーロータ４１とシャフト２１とを固定する場合、シャフト２１が圧入された穴部を介して、シャフト２１によってインナーロータ４１を径方向に位置決めできるとともに、シャフト２１からインナーロータ４１にトルクを伝達できる。しかし、この場合、シャフト２１からインナーロータ４１に伝達できる最大トルクが小さくなりやすい。また、穴部にシャフト２１を圧入する必要があるため、電動ポンプ１０の組み立て性が低下しやすい。

これに対して、本実施形態によれば、シャフト２１に、インナーロータ４１にトルクを伝達するトルク伝達部２１ｅと、インナーロータ４１を位置決めする支持部２１ｄと、が設けられている。これにより、支持部２１ｄによってインナーロータ４１を位置決めできるため、トルク伝達部２１ｅにおいては、インナーロータ４１を位置決めする必要がない。したがって、トルク伝達部２１ｅをインナーロータ４１に圧入する必要がなく、トルク伝達部２１ｅとインナーロータ４１との連結方法として、圧入よりも伝達可能な最大トルクが大きい連結方法を採用することができる。これにより、支持部２１ｄを介してインナーロータ４１を径方向に好適に位置決めしつつ、シャフト２１からインナーロータ４１に伝達可能なトルクを大きくできる。また、圧入と異なり、シャフト２１を穴部４４に単に挿し込むことによって、シャフト２１に対してインナーロータ４１を径方向に位置決めしつつ、シャフト２１とインナーロータ４１とを連結しやすい。そのため、電動ポンプ１０の組み立て性を向上できる。また、圧入と異なり、シャフト２１とインナーロータ４１との径方向の隙間にポンプ室４３内に流入した流体が入り込みやすい。そのため、流体がオイルである場合等に、シャフト２１とインナーロータ４１とが接触する際の衝撃等を流体によって緩衝できる。

また、本実施形態によれば、トルク伝達部２１ｅは、外周面に複数の外歯部２１ｆを有し、連結穴部４４ｂは、内周面に複数の外歯部２１ｆと互いに噛み合う複数の内歯部４４ｃを有する。そのため、複数の外歯部２１ｆと複数の内歯部４４ｃとの噛み合いによってシャフト２１からインナーロータ４１に好適にトルクを伝達することができる。したがって、シャフト２１からインナーロータ４１に伝達できる最大トルクを好適に大きくできる。

また、本実施形態によれば、インナーロータ４１は、インナーロータ本体部４１ａと、インナーロータ本体部４１ａから軸方向に突出する突出部４１ｂと、を有する。穴部４４は、インナーロータ本体部４１ａと突出部４１ｂとに跨って設けられている。そのため、インナーロータ本体部４１ａの軸方向の寸法を大きくすることなく、突出部４１ｂが設けられている分だけ、穴部４４の軸方向の寸法を大きくできる。これにより、穴部４４の一部を嵌合穴部４４ａとしても、連結穴部４４ｂの軸方向の寸法を十分に確保しやすい。したがって、連結穴部４４ｂを介して、インナーロータ４１をシャフト２１に対して好適に連結することができる。そのため、トルク伝達部２１ｅを介して、シャフト２１からインナーロータ４１にトルクを伝達しやすくできる。

また、本実施形態によれば、嵌合穴部４４ａは、インナーロータ本体部４１ａに設けられ、連結穴部４４ｂは、インナーロータ本体部４１ａと突出部４１ｂとに跨って設けられている。そのため、嵌合穴部４４ａと連結穴部４４ｂとの境界部が、突出部４１ｂが設けられた面、すなわちインナーロータ本体部４１ａの下面よりも上側に配置されている。具体的に本実施形態では、嵌合穴部４４ａと連結穴部４４ｂとの境界部である段差面４４ｅが、インナーロータ本体部４１ａの下面よりも上側に配置されている。これにより、段差面４４ｅが、インナーロータ本体部４１ａの下面と軸方向において同じ位置、またはインナーロータ本体部４１ａの下面よりも下側に位置する場合に比べて、インナーロータ本体部４１ａと突出部４１ｂとの接続部分を肉厚にしやすい。したがって、インナーロータ４１の剛性を向上できる。

また、本実施形態によれば、連結穴部４４ｂの内径は、嵌合穴部４４ａの内径よりも小さく、トルク伝達部２１ｅの外径は、支持部２１ｄの外径よりも小さい。そのため、トルク伝達部２１ｅをシャフト２１の下端部に設けて、穴部４４に上側から挿し込む組み立て方法を採用できる。また、トルク伝達部２１ｅをシャフト２１の下端部に設けることができるため、トルク伝達部２１ｅがシャフト２１の軸方向中間部に設けられる場合に比べて、機械加工等によってトルク伝達部２１ｅを作りやすい。

また、本実施形態によれば、突出部４１ｂの外径は、嵌合穴部４４ａの内径よりも大きい。そのため、突出部４１ｂの外径が嵌合穴部４４ａの内径以下である場合に比べて、インナーロータ本体部４１ａと突出部４１ｂとの接続部分を肉厚にしやすい。したがって、インナーロータ４１の剛性をより向上できる。

また、本実施形態によれば、ポンプ室４３の内側面のうち下側の面には、突出部４１ｂを内部に収容する凹部３５が設けられている。そのため、凹部３５によって、軸方向に突出する突出部４１ｂを逃がすことができる。これにより、突出部４１ｂを設けても、ポンプ室４３の軸方向の寸法を大きくする必要がない。したがって、電動ポンプ１０全体が軸方向に大型化することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、凹部３５は、内部に突出部４１ｂが挿入された大径部３５ａと、内部にシャフト２１の下側の端部が挿入され、内径が大径部３５ａの内径よりも小さい小径部３５ｂと、を有する。そのため、シャフト２１の下端部および突出部４１ｂを凹部３５によって逃がしつつ、凹部３５が設けられる領域を小さくしやすい。これにより、凹部３５が設けられる部材、すなわち本実施形態ではポンプカバー３３の剛性が低下することを抑制しやすい。特に、本実施形態のようにインポート３４ａとアウトポート３４ｂとの間に凹部３５が設けられる場合、インポート３４ａと凹部３５との間およびアウトポート３４ｂと凹部３５との間を肉厚にできる。そのため、ポンプカバー３３に、インポート３４ａ、アウトポート３４ｂ、および凹部３５を設けても、ポンプカバー３３の剛性が低下することを抑制できる。

また、本実施形態によれば、トルク伝達部２１ｅは、穴部４４を介してインナーロータ４１よりも下側に突出し、トルク伝達部２１ｅの下側の端部は、下側に向かうに従って外径が小さくなるテーパ部２１ｇを有する。トルク伝達部２１ｅの下側の端部にテーパ部２１ｇが設けられることで、トルク伝達部２１ｅを上側から穴部４４に通しやすくできる。そのため、電動ポンプ１０の組み立て性を向上できる。また、テーパ部２１ｇにおいてはトルク伝達部２１ｅの外径が小さくなるため、テーパ部２１ｇは、連結穴部４４ｂと好適に連結しにくい場合がある。具体的に本実施形態では、外歯部２１ｆの下端部における突出高さが低くなるため、外歯部２１ｆの下端部は、内歯部４４ｃと噛み合いにくい場合がある。これに対して、本実施形態によれば、テーパ部２１ｇが設けられた部分をインナーロータ４１よりも下側に突出させることができるため、テーパ部２１ｇを設けた場合であっても、トルク伝達部２１ｅと連結穴部４４ｂとを好適に連結できる。したがって、トルク伝達部２１ｅを介して、シャフト２１からインナーロータ４１にトルクを伝達しやすくできる。

本発明は上述の実施形態に限られず、本発明の技術的思想の範囲内において、他の構成および他の方法を採用することもできる。トルク伝達部と連結穴部との中心軸回りの連結方法は、特に限定されない。トルク伝達部と連結穴部とに互いに対向する平坦面をそれぞれ設けることで、トルク伝達部と連結穴部とが中心軸回りに連結されていてもよい。この場合、トルク伝達部と連結穴部とは、例えば、Ｄカット部によって中心軸回りに連結されていてもよい。支持部の外径およびトルク伝達部の外径は、特に限定されない。トルク伝達部の外径は、支持部の外径より大きくてもよい。トルク伝達部の外径と支持部の外径とは、同じであってもよい。

支持部とトルク伝達部との軸方向位置は、特に限定されない。上述した実施形態において支持部２１ｄとトルク伝達部２１ｅとの軸方向位置が逆になっていてもよい。つまり、支持部２１ｄがトルク伝達部２１ｅの下側に位置してもよい。この場合、支持部２１ｄの外径がトルク伝達部２１ｅの外径より小さく、嵌合穴部の内径が連結穴部の内径より小さくてもよい。シャフトは、支持部とトルク伝達部との軸方向の間に別の部分を有してもよい。トルク伝達部は、テーパ部を有しなくてもよい。支持部の軸方向の寸法およびトルク伝達部の軸方向の寸法は、特に限定されない。支持部の軸方向の寸法とトルク伝達部の軸方向の寸法とは、互いに同じであってもよい。支持部の軸方向の寸法は、トルク伝達部の軸方向の寸法より小さくてもよい。

嵌合穴部がインナーロータ本体部と突出部とに跨って設けられ、連結穴部が突出部に設けられてもよい。嵌合穴部がインナーロータ本体部と突出部とに跨って設けられ、連結穴部がインナーロータ本体部に設けられてもよい。嵌合穴部および連結穴部は、共にインナーロータ本体部と突出部とに跨らずに設けられてもよい。つまり、嵌合穴部は、インナーロータ本体部と突出部との一方に設けられ、連結穴部は、インナーロータ本体部と突出部との他方に設けられてもよい。突出部の外径は、嵌合穴部の内径と同じであってもよいし、嵌合穴部の内径より小さくてもよい。インナーロータは、突出部を有しなくてもよい。

嵌合穴部の軸方向の寸法および連結穴部の軸方向の寸法は、特に限定されない。嵌合穴部の軸方向の寸法と連結穴部の軸方向の寸法とは、互いに同じであってもよい。嵌合穴部の軸方向の寸法は、連結穴部の軸方向の寸法より小さくてもよい。インナーロータに設けられた穴部は、インナーロータを軸方向に貫通しなくてもよい。つまり、穴部は、底部を有する穴であってもよい。穴部は、嵌合穴部と連結穴部との軸方向の間に他の部分を有してもよい。ポンプ室の内側面に設けられた凹部は、軸方向の全体に亘って内径が均一であってもよい。凹部は、設けられてなくてもよい。

本発明が適用される電動ポンプの用途は、特に限定されない。電動ポンプは、車両以外の機器に搭載されてもよい。電動ポンプによって送られる流体は、特に限定されず、例えば、水等であってもよい。以上に本明細書において説明した各構成および各方法は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０…電動ポンプ、２０…モータ部、２０ａ…ロータ、２１…シャフト、２１ｄ…支持部、２１ｅ…トルク伝達部、２１ｆ…外歯部、２１ｇ…テーパ部、２２…ロータ本体、３５…凹部、３５ａ…大径部、３５ｂ…小径部、４０…ポンプ部、４１…インナーロータ、４１ａ…インナーロータ本体部、４１ｂ…突出部、４２…アウターロータ、４３…ポンプ室、４４…穴部、４４ａ…嵌合穴部、４４ｂ…連結穴部、４４ｃ…内歯部、Ｊ…中心軸

Claims (7)

1. 軸方向に延びる中心軸を中心として回転可能な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、前記シャフトに連結されたポンプ部と、
   を備え、
   前記ポンプ部は、
   前記シャフトに連結されたインナーロータと、
   前記インナーロータを囲み、前記インナーロータと噛み合うアウターロータと、
   を有し、
   前記インナーロータは、前記シャフトの一部が挿入された穴部を有し、
   前記シャフトは、
   前記中心軸を中心とする径方向に前記インナーロータを支持する支持部と、
   前記インナーロータにトルクを伝達するトルク伝達部と、
   を有し、
   前記穴部は、
   前記支持部が内部に嵌め合わされた嵌合穴部と、
   前記トルク伝達部が内部に挿入され、かつ、前記トルク伝達部が前記中心軸回りに連結する連結穴部と、
   を有し、
   前記インナーロータは、
   インナーロータ本体部と、
   前記インナーロータ本体部から軸方向に突出する突出部と、
   を有し、
   前記穴部は、前記インナーロータ本体部と前記突出部とに跨って設けられ、
   前記嵌合穴部は、前記インナーロータ本体部に設けられ、
   前記連結穴部は、前記インナーロータ本体部と前記突出部とに跨って設けられている、電動ポンプ。
2. 前記トルク伝達部は、外周面に複数の外歯部を有し、
   前記連結穴部は、内周面に前記複数の外歯部と互いに噛み合う複数の内歯部を有する、請求項１に記載の電動ポンプ。
3. 前記連結穴部の内径は、前記嵌合穴部の内径よりも小さく、
   前記トルク伝達部の外径は、前記支持部の外径よりも小さい、請求項１又は請求項２に記載の電動ポンプ。
4. 前記突出部の外径は、前記嵌合穴部の内径よりも大きい、請求項３に記載の電動ポンプ。
5. 前記ポンプ部は、前記インナーロータおよび前記アウターロータを内部に収容するポンプ室を有し、
   前記ポンプ室の内側面のうち軸方向一方側の面には、前記突出部を内部に収容する凹部が設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の電動ポンプ。
6. 前記穴部は、前記インナーロータを軸方向に貫通し、
   前記シャフトの軸方向一方側の端部は、前記インナーロータよりも軸方向一方側に突出し、かつ、前記凹部の内部に収容され、
   前記凹部は、
   内部に前記突出部が挿入された大径部と、
   内部に前記シャフトの軸方向一方側の端部が挿入され、内径が前記大径部の内径よりも小さい小径部と、
   を有する、請求項５に記載の電動ポンプ。
7. 前記穴部は、前記インナーロータを軸方向に貫通し、
   前記トルク伝達部は、前記支持部よりも軸方向一方側に位置し、かつ、前記穴部を介して前記インナーロータよりも軸方向一方側に突出し、
   前記トルク伝達部の軸方向一方側の端部は、軸方向一方側に向かうに従って外径が小さくなるテーパ部を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の電動ポンプ。

Images