WO2015137055A1

WO2015137055A1 - 電動オイルポンプの取付構造

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Publication number: WO2015137055A1
Application number: PCT/JP2015/054273
Authority: WO
Inventors: 硲伸一郎; 磯谷真介; 横井俊之; 橋本崇史
Original assignee: アイシン精機株式会社
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2015-09-17
Also published as: EP3118489A4; EP3118489A1; US20170016442A1; EP3118489B1

Abstract

　流通管を介することなく電動オイルポンプ（１）を配設する電動オイルポンプ（１）の取付構造を提供する。該電動オイルポンプ（１）は、内接型ギアポンプ（１４）を有するポンプ部（１０）と、ポンプ部（１０）に隣接して配置されて内接型ギアポンプ（１４）を回転させるセンサレスブラシレスＤＣモータ（３１）を有するモータ部（３０）とを備えている。トランスミッション（７０）は、電動オイルポンプ（１）を内部に収容すると共に、オイルパン（７４）を有するトランスミッションケース（７２）を備えている。電動オイルポンプ（１）のうち少なくとも作動油をポンプ部に供給するための貫通孔（６２）が、オイルパン（７４）に貯留された作動油に没した状態でトランスミッションケース（７２）に取り付けられている。

Description

電動オイルポンプの取付構造

　本発明は、自動車等の車両に用いる電動オイルポンプの取付構造に関する。

　近年、地球の環境問題に配慮し、交差点等での短時間停止時にエンジンをストップし、排気ガスの排出やガソリンの消費を抑制するアイドリングストップ機能が搭載された自動車等の車両が提案されている。アイドリングストップ機能の作動時にはエンジンが作動していないが、その場合でもトランスミッションの油圧保持は必要であるため、エンジンが作動していなくても駆動可能でオイル（作動油の一例）を供給し、循環させることのできる電動オイルポンプを使用して油圧保持を実現している。

　通常、電動オイルポンプはトランスミッションケースの外側の壁面（外壁）に取付けられている。電動オイルポンプのオイル吸入口とオイルが貯留されているオイルパンとの間は流通管で繋がっており、流通管の先端はオイルの中に浸漬している。電動オイルポンプが回転することで発生する負圧により、貯留されているオイルが流通管に吸い上げられ、流通管の内部を通ってオイルが吸入口から電動オイルポンプの内部に流入する。そして、ポンプ内部でオイルを加圧し、加圧されたオイルを吐出口からトランスミッション内部に圧送して循環させている。電動オイルポンプはモータ部を構成するモータにより駆動されている。

　特許文献１には、電動オイルポンプの設置構造が開示されている。この設置構造においては、電動オイルポンプはミッションケースの外側面下部に設けられており、オイルをミッションケースのオイル貯留部（オイルパン）から吸入油路（流通管）を介して吸入しトランスミッションに供給している。

特開２０１０－２７６０３５号公報

　オイルが流通管内を流通する時には流通管の内壁との摩擦による抵抗（以下、配管抵抗と称する）が発生するので、電動オイルポンプへのオイルの供給が流通管を介して行われる場合には、オイル自身の粘性抵抗に加えて配管抵抗を考慮して、電動オイルポンプを駆動するモータの出力を決める必要があった。そのため、本来必要なオイルの粘性抵抗のみを考慮した場合よりも大きいモータ出力が必要となり、大型のモータを用いる必要があった。ただし、大型のモータを用いると、コスト高になるだけでなく、体積、重量が大きくなり占有スペースも大きくなってしまい、自動車への搭載に不利になるという問題があった。

　配管抵抗はオイルの粘度に比例する。オイルが低温になるとその粘度が大きくなり、これに伴い配管抵抗が更に大きくなるため、特にモータの起動時の負荷が大きくなり、最悪の場合には起動できないおそれがあった。

　このように、流通管を介して電動オイルポンプを配設することについては、更なる改善の余地があった。

　通常、電動オイルポンプはトランスミッションケースの外壁から張り出すように取り付けられている。そして、トランスミッションの周囲の空間は車種によって異なっている。このため、電動オイルポンプの張り出す体積分の空間を確保できない車種の場合は、電動オイルポンプが取り付けられない場合があった。

　また、電動オイルポンプにおいては、通常、モータ部とポンプ部のポンプハウジングとポンプカバーとはネジにより締結、一体化されて構成されている。そして、電動オイルポンプのトランスミッションケースの外壁への取り付けは、別のネジで締結して行っている。従って、ネジによる締結工程が２工程存在し、工数増によるコストアップにつながるおそれがあった。

　更に、上記構成の電動オイルポンプにおいては、ネジで締結されている構成部品間の境界、すなわち、モータ部とポンプハウジングの境界、及び、ポンプハウジングとポンプカバーの境界からオイルが漏出するおそれがある。電動オイルポンプがトランスミッションの外側に取り付けられていると、電動オイルポンプからオイルが漏出した場合、オイル漏れの問題を引き起こす。このオイル漏れを防止するためには、上述した各境界にオイル漏出防止用の環状シールを取り付けることが必要となり、製品のコストアップにつながるという問題があった。

　このように、トランスミッションの外側に電動オイルポンプを取り付けることについても、更なる改善の余地があった。

　上記問題に鑑み、流通管を介することなく電動オイルポンプを配設することが求められている。また、トランスミッション周囲の空間の広狭に関わらず電動オイルポンプを搭載できる構造が求められている。

　上記課題を解決するために、本発明に係る電動オイルポンプの取付構造の特徴構成は、ポンプを有するポンプ部と、前記ポンプ部に隣接して配置されて前記ポンプを回転させるモータを有するモータ部と、前記モータ部の少なくとも一部を収容するモータケースと、前記モータケース又は前記ポンプ部に形成され作動油を前記ポンプ部に供給するための吸入口と、を備えた電動オイルポンプと、前記電動オイルポンプを内部に収容すると共に、オイルパンを有するトランスミッションケースと、を備え、前記電動オイルポンプは、少なくとも前記吸入口が前記オイルパンに貯留された前記作動油に没した状態で、前記トランスミッションケースに取り付けられている点にある。

　このような特徴構成とすれば、電動オイルポンプは吸入口から直接作動油を取り込むので、従来のような流通管を経由してオイルを吸入する必要がなく配管抵抗をゼロにすることができる。従って、作動油の粘性抵抗のみを考慮してモータの出力を決めることができるので、モータを小型化にすることができ、より安価な電動オイルポンプを提供することが可能になる。

　本発明に係る電動オイルポンプの取付構造においては、前記電動オイルポンプは前記モータの回転を制御するドライバ部を更に有し、前記ドライバ部は、前記トランスミッションケースの外側であって前記トランスミッションケースに対して前記モータ部と反対側に配置されていると好適である。

　このような構成とすれば、作動油がドライバ部に付着することがなく、作動油の付着により引き起こされるドライバ部の異常が発生するおそれがない。また、ドライバ部がトランスミッションケースより外側にあるため、ドライバ部で生じる熱の放出が容易となる。

　本発明に係る電動オイルポンプの取付構造においては、前記吸入口にストレーナ用のスクリーンが取り付けられていると好適である。

　従来、流通管から作動油を吸入していたときには、オイルパンに浸漬された流通管の先端にストレーナ用のスクリーンを取り付け、更に、電動オイルポンプの吸入通路と流通管の境界にストレーナ用のスクリーンよりも目の粗いオイルフィルタを取り付けていた。しかし、本発明に係る取付構造のように、電動オイルポンプを作動油に没した状態で取り付ければ、作動油中の異物等の除去のためには吸入口にストレーナ用のスクリーンを取り付けるだけでよく、目の粗いオイルフィルタが不要になる。従って、更に電動オイルポンプのコストダウンを図ることができる。

　本発明に係る電動オイルポンプの取付構造においては、前記ポンプ部は、インナロータと、前記インナロータと噛合して前記インナロータの回転に対して連れ回りするアウタロータと、前記インナロータと前記アウタロータが収容されるハウジングと、を有し、前記インナロータと前記アウタロータとを異なる材料で形成し、前記アウタロータを前記ハウジングの材料よりも線膨張係数の大きい材料で形成すると好適である。

　常温時におけるアウタロータの厚み及び外径とハウジングの深さ及び内径のクリアランスは、いずれも通常ポンプとして適正に設けられるクリアランスよりも大きくする。このクリアランスでは、吸入した作動油が、ポンプに形成されているポンプ室間でリークしてしまい、ポンプでの作動油の加圧が十分にできない。しかし、電動オイルポンプが起動されて温度が上昇すると、ハウジングとアウタロータはいずれも熱膨張する。このとき、アウタロータにはハウジングよりも線膨張係数の高い材質が用いられているので、アウタロータはハウジングよりも大きく膨張し、この結果、クリアランスが小さくなる。このクリアランスは、電動オイルポンプが定常作動しているときの温度で、ポンプとして適正な値になるように設定されている。従って、このような構成にすることにより、ポンプ室間でのオイルのリーク量が少なくなり、電動オイルポンプの容積効率を向上させることができる。

　本発明に係る電動オイルポンプの取付構造においては、前記電動オイルポンプは前記モータ部の回転を制御するドライバ部を更に有し、前記ドライバ部は、前記モータから出力される、前記モータの回転数に応じた第１信号を受信して、上位のＥＣＵに第２信号として出力し、前記ＥＣＵは前記第２信号に基づいて、前記モータの回転数が正常範囲か否かを判断する場合において、前記ドライバ部は、受信した前記第１信号が前記正常範囲の回転数から所定の回転数以内の回転数だけ外れて前記モータが回転したことを示す信号であっても、前記第１信号に対して補正を行って前記正常範囲に含まれるようにし、前記補正を行った後の信号を前記第２信号として前記ＥＣＵに出力すると好適である。

　電動オイルポンプが駆動しているときは、モータから送られる回転数に関する第１信号はドライバ部で算出され、回転数に応じた周波数のパルス信号である第２信号に変換して上位のＥＣＵに送信されている。しかし、トランスミッションに供給するために必要な電動オイルポンプの作動油の油圧は、自動車の車種によっても、又は、周囲温度等の環境条件によっても変わってくる。しかし、ＥＣＵの正常回転の範囲はこれらの条件に関わらず固定されていることが多い。そのため、電動オイルポンプが必要な油圧を供給できていたとしても、モータの回転数が正常範囲から外れている場合には、回転異常と判断される。しかし、ドライバ部は、受信した第１信号が正常範囲の回転数から所定の回転数以内の回転数だけ外れてモータが回転したことを示す信号であっても、第１信号に対して補正を行って正常範囲に含まれるようにし、補正を行った後の信号を第２信号としてＥＣＵに出力する。このような構成でモータの回転数管理を行うことにより、モータの出力を上げることなく、必要な油圧をトランスミッションに供給しつつ、正常範囲内でモータが回転しているとＥＣＵに判断させることができる。

　本発明に係る電動オイルポンプの取付構造においては、前記補正は、前記第１信号が前記正常範囲から低回転側に外れたときに行われると好適である。

　モータの回転数が高回転側に外れたとの第１信号を受信したときは、モータの空転が考えられる。この場合は本当の異常であるため、ドライバ部は補正した第２信号を出してはいけない。しかし、回転数が低回転側に外れた場合には、モータの回転数は低いものの、電動オイルポンプは必要な油圧を供給できていることが多い。そこで、特に低回転側に回転数が外れた場合にドライバ部が補正を行って正常範囲の第２信号をＥＣＵに出力することにより、モータの出力を上げることなく、必要な油圧をトランスミッションに供給しつつ、正常範囲内でモータが回転しているとＥＣＵに判断させることができる。

　本発明に係る電動オイルポンプの取付構造においては、前記吸入口が前記モータ部を挟んで前記ポンプ部と反対側に形成されており、前記作動油は前記モータ部の内部を流通して前記ポンプ部に供給されると好適である。

　このような構成とすれば、ポンプは、モータ部の内部を流通した作動油を吸入するような流路構成となっているので、モータの駆動による発熱で温度が高くなり低粘度となった作動油を吸入することができる。これにより、ポンプを滑らかに回転させることが可能になる。また、逆に作動油がモータ部３０の内部を流通するとモータが発する熱を作動油が吸収するので、モータが過度に高温になることがなく、モータの回転効率が低下するおそれもない。

　本発明に係る電動オイルポンプの取付構造においては、前記ポンプ部は、互いに隣接配置されたポンプハウジング及びポンプカバーを有し、前記トランスミッションケースの内壁には、前記ポンプハウジングと前記モータ部とが一体的に取り付けられ、前記ポンプカバーは前記トランスミッションケースに形成されていると好適である。

　このような構成とすれば、電動オイルポンプの体積の大部分を占めるポンプハウジングとモータ部とがトランスミッションの内側であるトランスミッションケースの内壁に取り付けられることによりトランスミッションの外側に張り出さないので、トランスミッション周囲の空間の広狭により電動オイルポンプの搭載が左右されることはない。従って、自動車の車種に関係なく電動オイルポンプを搭載することができる。

　本発明に係る電動オイルポンプの取付構造においては、前記トランスミッションケースの外壁には凹部が形成されており、前記ドライバ部は前記凹部に収容されていると好適である。

　このような構成とすれば、ドライバ部もトランスミッションの外壁よりも外側に張り出さないので、トランスミッションの周囲の空間の広狭により搭載が左右されることは全くなくなる。従って、電動オイルポンプを搭載することができる車種を更に拡大することができる。

は、第１実施形態に係る電動オイルポンプの取付構造を表す断面図である。は、図１のIIa部分の拡大図である。は、図２ＡのIIb-IIb線断面図である。は、ドライバ部によるセンサレスブラシレスＤＣモータの回転数管理を表す説明図である。は、第１実施形態の変形例に係る電動オイルポンプの取付構造を表す断面図である。は、第２実施形態に係る電動オイルポンプの取付構造を表す断面図である。

　１．第１実施形態
〔電動オイルポンプの構造〕
（１）ポンプ部の構造
　以下、本発明の第１実施形態に係る電動オイルポンプ１を図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電動オイルポンプ１は、ポンプ部１０とモータ部３０から構成されている。ポンプ部１０は、ポンプハウジング１１と、内接型ギアポンプ１４と、ポンプカバー４０を備えている。ポンプハウジング１１とポンプカバー４０はハウジングの一例であり、内接型ギアポンプ１４はポンプの一例である。

　図１に示すように、ポンプハウジング１１は、外形が円柱状で、一方の端面に有底且つ断面が円形の収容凹部１２が形成されている。収容凹部１２の底面には吸入ポート４１ａと吐出ポート４２ａとが更に形成されている。吸入ポート４１ａの底面からはポンプハウジング１１を貫通する孔である吸入通路４３が形成されている。ポンプハウジング１１の収容凹部１２の軸心から偏心した箇所には軸受孔１９が形成され、回転軸１３が該軸受孔１９と内接型ギアポンプ１４のインナロータ１５を貫通するように挿入されている。回転軸１３は軸受孔１９によって回転自在に支持され、回転軸１３とインナロータ１５は共通の回転軸心Ｘを持ち一体となって回転する。

　内接型ギアポンプ１４は、収容凹部１２に収容され、インナロータ１５とアウタロータ１６とを備えている。図２Ｂに示すように、内接型ギアポンプ１４は、インナロータ１５に形成された外歯とアウタロータ１６に形成された内歯とが噛合するように構成され、インナロータ１５の回転に伴い、アウタロータ１６がインナロータ１５の周囲を連れ回りする。インナロータ１５の歯部とアウタロータ１６の歯部の間には、回転に伴い容積が増減する多数のポンプ室１７が形成されている。

　ポンプカバー４０は、ポンプハウジング１１に隣接して配置されており、ポンプハウジング１１と同じ外径を有している。ポンプカバー４０とポンプハウジング１１とは不図示のネジにより締結され、一体化されている。ポンプカバー４０は、収容凹部１２を挟んで吸入ポート４１ａと反対側に吸入ポート４１ｂ、吐出ポート４２ａと反対側に吐出ポート４２ｂを備えている。吐出ポート４２ｂから外方に向かって吐出通路４４が延出している。

　吸入ポート４１ａ、４１ｂは図２Ｂに示すような三日月形状の溝であって、内接型ギアポンプ１４のポンプ室１７の容積が増大する範囲に沿ってポンプ室１７と連通するように形成されている。同様に、吐出ポート４２ａ、４２ｂも図２Ｂに示すような三日月状の溝であって、内接型ギアポンプ１４のポンプ室１７の容積が減少する範囲に沿ってポンプ室１７と連通するように形成されている。

　本実施形態においては、インナロータ１５とアウタロータ１６とは異なる材質が用いられており、且つ、アウタロータ１６にはポンプハウジング１１及びポンプカバー４０よりも線膨張係数の高い材質が用いられている。このような材料の組み合わせとしては、例えば、インナロータ１５として鉄系焼結材、アウタロータ１６としてアルミ又はアルミ合金、ポンプハウジング１１及びポンプカバー４０として鉄を用いる場合が挙げられる。また、インナロータ１５として鉄系焼結材、アウタロータ１６として樹脂、ポンプハウジング１１及びポンプカバー４０としてアルミ又はアルミ合金を用いる場合が挙げられる。

　図２Ａに示すように、内接型ギアポンプ１４が収容される、収容凹部１２とポンプカバー４０とで構成される空間の回転軸心Ｘに沿った方向及び径方向の大きさは、常温時において、アウタロータ１６の回転軸心Ｘに沿った厚み及び外径よりも大きくなっている。すなわち、該空間とアウタロータ１６との間には、回転軸心Ｘ方向のクリアランス１２ａと径方向のクリアランス１２ｂが存在する。常温時におけるクリアランス１２ａとクリアランス１２ｂの大きさは通常ポンプとして適正に設けられるクリアランスよりも大きく、吸入したオイル（作動油の一例）がポンプ室１７間でリークしてしまい、オイルへの加圧が十分にできなくなる程度である。

　この状態では、電動オイルポンプ１の容積効率が低下するとも考えられるが、電動オイルポンプ１が起動されると、駆動によるモータ部３０の発熱、オイルの温度上昇等で内接型ギアポンプ１４の温度が上昇し、クリアランス１２ａ、１２ｂが小さくなる。そして、その状態で使用されるので、常温でクリアランス１２ａ、１２ｂが大きいことについて実使用上の問題はない。逆に、クリアランス１２ａ、１２ｂによりアウタロータ１６とポンプハウジング１１及びポンプカバー４０の間のフリクションが減少するので、高温時に比べてオイルの粘度が大きい常温時でも電動オイルポンプ１の負荷が増大せず、起動性が損なわれない。また、常温よりも低い温度では、オイルの粘度が更に大きくなるものの、クリアランス１２ａ、１２ｂも更に大きくなるので、電動オイルポンプ１の起動性は維持される。このように、アウタロータ１６にポンプハウジング１１及びポンプカバー４０よりも線膨張係数の高い材質を用いると、起動時の周囲温度によらず、電動オイルポンプ１を安定して起動させることができる。

　次に、実際に電動オイルポンプ１を作動させたときにクリアランス１２ａ、１２ｂが小さくなることについて具体的に説明する。電動オイルポンプ１が起動されて温度が上昇すると、ポンプハウジング１１、ポンプカバー４０、アウタロータ１６はいずれも熱膨張する。このとき、アウタロータ１６にはポンプハウジング１１及びポンプカバー４０よりも線膨張係数の高い材質が用いられているので、アウタロータ１６はポンプハウジング１１及びポンプカバー４０よりも大きく膨張し、この結果、クリアランス１２ａ、１２ｂは小さくなる。クリアランス１２ａ、１２ｂは、電動オイルポンプ１が定常作動しているときの温度で、ポンプとして適正な値になるように設定されている。これにより、ポンプ室１７間でのオイルのリーク量が少なくなり、電動オイルポンプ１の容積効率が向上する。

（２）モータ部の構造
　図１に示すように、モータ部３０はポンプ部１０に隣接して配置されている。モータ部３０は、センサレスブラシレスＤＣモータ３１を備えている。センサレスブラシレスＤＣモータ３１は、モータの一例である。センサレスブラシレスＤＣモータ３１は、円筒状のロータ３６と、多少の隙間をおいてその外側に位置する環状のステータ３２とにより構成されている。ロータ３６とステータ３２はいずれも回転軸心Ｘと同軸心である。

　ロータ３６は、電磁鋼板を積層した円筒状のロータヨーク３７の内部にマグネット３８を埋め込んで固着したものであり、回転軸１３と一体となって回転する。ステータ３２は、電磁鋼板を積層したステータコア３３と、ステータコア３３のティースを覆う絶縁体のコイル支持枠３５と、コイル支持枠３５の上から巻回されたコイル３４とから構成されている。コイル３４には後述する外部のドライバ部５０からの電力供給により、交流電流が印加される。センサレスブラシレスＤＣモータ３１は、ホール素子等の磁極センサを備えておらず、コイル３４に誘起される誘起電圧を利用してロータ３６の回転位置を検出し、それに基づいて得られた磁極位置情報から３相巻線の各相への通電を切り換える。交流電流によるコイル３４とマグネット３８との吸引、反発の繰り返しによりロータ３６が回転し、それに伴いインナロータ１５が回転する。

（３）モータケースの構造
　図１に示すように、ポンプ部１０とモータ部３０は、鉄、アルミ等の金属からなる有底円筒形状のモータケース６０の内側空間に収容されている。ステータ３２、ポンプハウジング１１、ポンプカバー４０の外周面は溶接や接着等の方法で、モータケース６０の内側壁面に固定されている。ポンプカバー４０の外周面には全周に亘って溝が形成され、環状シール４６が挿入されている。環状シール４６により、モータケース６０とポンプカバー４０の間の隙間からオイルが浸入するのを防止している。また、吐出通路４４がモータケース６０の側面を貫通しているが、この貫通している箇所においては、ここからモータケース６０の内部へオイルの浸入が発生しないようにシール４７が施されている。

　モータケース６０の底面には貫通孔６２が形成されている。貫通孔６２は、吸入口の一例である。従って、貫通孔６２を介して、電動オイルポンプ１の外部空間と、モータ部３０が配設されたモータケース６０の内部空間とが連通している。また、モータケース６０の内部空間は、ポンプハウジング１１の吸入通路４３に繋がっており、その先の吸入ポート４１ａを介して内接型ギアポンプ１４とも繋がっている。

　モータケース６０の貫通孔６２の外側には、ストレーナ用のスクリーン６４が取り付けられている。スクリーン６４は、金属を編み込んだメッシュ状のフィルタであり、オイル中の異物を捕捉して除去する。これにより、貫通孔６２を通って電動オイルポンプ１の内部に吸入されたオイルに異物が混ざらないようにしている。

　モータケース６０の開口側の端部は、径方向外側に折り曲げられた鍔状のフランジ６６を有しており、フランジ６６の周方向に沿って等間隔に複数の貫通孔６８が形成されている。貫通孔６８は電動オイルポンプ１をトランスミッションケース７２の壁面に取付けるために形成されている。

〔電動オイルポンプの取付構造〕
　図１に示すように、電動オイルポンプ１は、フランジ６６に形成された貫通孔６８をネジ６９が貫通し、トランスミッションケース７２の内側の側壁である内壁７２ａにネジ固定することにより取り付けられている。ここは、オイルが貯留されているオイルパン７４でもあり、電動オイルポンプ１はオイルの油面１００より下側にあって、完全にオイルに浸漬している。油面１００はトランスミッション７０内をオイルが循環している状態の空気との境界であるが、このとき、電動オイルポンプ１の一部が油面１００よりも上に露出していてもよい。ただし、貫通孔６２は、電動オイルポンプ１の作動中は、常に油面１００より下にある必要があり、不図示の車両（自動車）が傾斜面を走行するときの油面１００に対する電動オイルポンプ１の傾き等を考慮して内壁７２ａへの取り付け位置が決められる。以下、電動オイルポンプ１の作動中に、電動オイルポンプ１のうち少なくとも貫通孔６２がオイルの油面１００より下側にある状態のことを、「油没」と称する。

　トランスミッションケース７２の内壁７２ａを挟んで電動オイルポンプ１と反対側、すなわち、トランスミッションケース７２の外側には、ドライバ部５０が取り付けられている。ドライバ部５０は、電動オイルポンプ１のセンサレスブラシレスＤＣモータ３１に駆動のための電力を供給すると共に、センサレスブラシレスＤＣモータ３１の駆動、回転、停止等の動作を制御する。更に、コイル３４で発生した誘起電圧を入力としてセンサレスブラシレスＤＣモータ３１の回転数を算出し、その回転数を上位のＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０に向けて送信（出力）している。ドライバ部５０は、マイコン、コンデンサ、コンパレータ、スイッチング素子等の電子部品を基板５２に実装したものであり、脚部５４を介してトランスミッションケース７２の外側の側壁である外壁７２ｂに取り付けられている。ドライバ部５０とコイル３４との間の電力供給や電気信号による通信は、コネクタや半田付け等の方法で接続された被覆ケーブル５６や接続ピンを用いて行われている。図１においては、被覆ケーブル５６がトランスミッションケース７２やモータケース６０を貫通しているが、この貫通している箇所においては、ここからトランスミッション７０の外部や電動オイルポンプ１の内部へオイルの滲出が発生しないように不図示のシールが施されている。

〔電動オイルポンプの動作〕
　次に、電動オイルポンプ１を作動させたときの動作について説明する。図１に示すように、電動オイルポンプ１は油没しているので、停止している状態であっても、オイルパン７４に貯留しているオイルが、スクリーン６４と貫通孔６２を通ってモータケース６０の内部のモータ部３０、ポンプ部１０に浸入している。すなわち、モータケース６０の内部はオイルが充満している。この状態で、ＥＣＵ８０からの命令によりドライバ部５０からコイル３４に電力が供給されると、センサレスブラシレスＤＣモータ３１のコイル３４に印加されて回転磁界が生じることによりロータ３６が回転する。ロータ３６の回転は回転軸１３を介して内接型ギアポンプ１４のインナロータ１５に伝達され、インナロータ１５が回転する。これにより、吸入ポート４１ａ、４１ｂに対向しているポンプ室１７においては負圧が発生する。その結果、オイルパン７４に貯留されたオイルがスクリーン６４と貫通孔６２を通り、モータ部３０内に吸入され、ロータ３６とステータ３２の隙間、隣接するステータコア３３、３３に巻回されたコイル３４、３４の隙間等を流通し、吸入通路４３から、吸入ポート４１ａに到達する。吸入ポート４１ａ、４１ｂからポンプ室１７内に吸入されたオイルは吐出ポート４２ａ、４２ｂに圧送され、吐出ポート４２ｂから吐出通路４４へと吐出される。吐出されたオイルは、不図示のトランスミッション７０の内部その他の箇所にオイルを供給する。供給されたオイルは当該箇所の潤滑や冷却を行い、その後、還流されて再びオイルパン７４に貯留される。なお、モータ部３０に吸入されたオイルの一部はポンプハウジング１１の軸受孔１９と回転軸１３の間に入り軸支部の潤滑を行う。

　本実施形態においては、電動オイルポンプ１を油没させるようにして取り付けて貫通孔６２から直接オイルを取り込むので、従来のような流通管を経由してオイルを吸入する必要がなく配管抵抗はゼロになる。従って、オイルの粘性抵抗のみを考慮してセンサレスブラシレスＤＣモータ３１の出力を決めることができるので、センサレスブラシレスＤＣモータ３１を小型化にすることができ、より安価な電動オイルポンプ１を提供することが可能になる。

　流通管からオイルを吸入していたときには、オイルパン７４に浸漬された流通管の先端にストレーナ用スクリーンを取り付け、更に、電動オイルポンプ１の吸入通路４３と流通管の境界にストレーナ用スクリーンよりも目の粗いオイルフィルタを取り付けていた。しかし、本実施形態のように電動オイルポンプ１を油没させた状態で取り付ければ、オイル中の異物等の除去のためには貫通孔６２の外側にスクリーン６４を取り付けるだけでよく、目の粗いオイルフィルタが不要になる。この点からも電動オイルポンプ１の更なるコストダウンを図ることができる。

　本実施形態において、内接型ギアポンプ１４は、モータ部３０の内部を流通したオイルを吸入するような流路構成となっているので、センサレスブラシレスＤＣモータ３１の駆動による発熱で温度が高くなり低粘度となったオイルを吸入することができる。これにより、内接型ギアポンプ１４を滑らかに回転させることが可能になる。また、逆にオイルのモータ部３０の内部流通によりセンサレスブラシレスＤＣモータ３１が発する熱をオイルが吸収するので、センサレスブラシレスＤＣモータ３１が過度に高温になることがなく、センサレスブラシレスＤＣモータ３１の回転効率が低下するおそれもない。

　本実施形態においては、貫通孔６２をモータケース６０の底面に形成したがこれに限られるものではない。モータケース６０の側面のポンプ部１０から離れた場所に貫通孔６２を形成し、貫通孔６２の開口の向きが図１の下方（オイルパン７４の底と対向する方向）になるように電動オイルポンプ１を取り付けるようにしてもよい。

〔センサレスブラシレスＤＣモータの回転数管理〕
　アイドリングストップ機能の作動時によりエンジンがストップしているとき、電動オイルポンプ１がトランスミッション７０に適切な油圧を供給するためには、電動オイルポンプ１のセンサレスブラシレスＤＣモータ３１が適切な回転数で回転していることが必要である。センサレスブラシレスＤＣモータ３１の回転数はドライバ部５０で算出され、回転数に応じた周波数のパルス信号に変換して上位のＥＣＵ８０に送信されている。図３に示すように、ＥＣＵ８０はドライバ部５０から送られてきた回転数が予め決められた所定範囲内（図３のＡHz～ＢHz）にあれば、正常回転、回転数が所定範囲より高ければ高回転異常、回転数が所定範囲より低ければ低回転異常と判断する。

　上述したように、センサレスブラシレスＤＣモータ３１は、ホール素子等の磁極センサを備えておらず、コイル３４に誘起される誘起電圧を利用してロータ３６の回転位置を検出している。従って、センサレスブラシレスＤＣモータ３１の回転数に応じたパルス信号は、この誘起電圧の周期に基づいて算出される。なお、コイル３４に誘起される誘起電圧は第１信号の一例であり、ＥＣＵ８０に送信されるパルス信号は第２信号の一例である。　

　ところで、トランスミッション７０に供給するために必要な電動オイルポンプ１の油圧は、自動車の車種によっても、又は、周囲温度等の環境条件によっても変わってくる。しかし、ＥＣＵ８０の正常回転の範囲（以下、「正常範囲」と称する）はこれらの条件に関わらず固定されていることが多い。そのため、電動オイルポンプ１が必要な油圧が供給できていたとしても、センサレスブラシレスＤＣモータ３１の回転数が正常範囲より低い場合には、低回転異常と判断される。異常と判断されるとアイドルストップ機能が作動しなくなる。

　そこで、本実施形態におけるセンサレスブラシレスＤＣモータ３１の回転数管理においては、トランスミッション７０に必要な油圧を電動オイルポンプ１が供給できている場合で、センサレスブラシレスＤＣモータ３１の回転数がＥＣＵ８０の正常範囲より低い場合には、ドライバ部５０で正常範囲と判断される周波数のパルス信号に補正してＥＣＵ８０に送信する。すなわち、誘起電圧から算出される回転数に応じた周波数のパルス信号を補正して、より高い周波数のパルス信号をＥＣＵ８０に向けて送信する。これにより、ＥＣＵ８０は、電動オイルポンプ１のセンサレスブラシレスＤＣモータ３１は正常範囲の回転数で回転していると判断し、低回転異常と判断することはない。

　ドライバ部５０では、自動車の車種や周囲温度等の環境条件に応じて、トランスミッション７０に必要な油圧を供給できるセンサレスブラシレスＤＣモータ３１の回転数に関するデータをテーブルとして保有している。センサレスブラシレスＤＣモータ３１が当該回転数以上で回転していれば、すなわち、ＥＣＵ８０の正常範囲から所定の回転数の範囲内で正常範囲から外れていた場合には、正常範囲と判断される周波数のパルス信号をＥＣＵ８０に送信する。

　上記のようなセンサレスブラシレスＤＣモータ３１の回転数管理を行うことにより、センサレスブラシレスＤＣモータ３１の出力を上げることなく、必要な油圧をトランスミッション７０に供給しつつ、正常範囲内でセンサレスブラシレスＤＣモータ３１が回転しているとＥＣＵ８０に判断させることができる。

２．第１実施形態の変形例
　以下、本発明の第１実施形態の変形例に係る電動オイルポンプ１の取付構造について図４に基づいて説明する。本変形例の説明においては、第１実施形態と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。本変形例の電動オイルポンプ１の取付構造においては、第１実施形態と異なり、トランスミッションケース７２の内側がポンプカバー４０を構成すると共に、トランスミッションケース７２の電動オイルポンプ１が取り付けてある箇所が内側に向けて窪んだ凹部７６となっており、ドライバ部５０が凹部７６内に収容されている。更に、凹部７６にはカバー７８が取り付けられている。その他の箇所の構成は第１実施形態と同じである。

　本変形例においても、電動オイルポンプ１は油没しており、オイルを貫通孔６２から直接取り込むので、配管抵抗を考慮せず、オイルの粘性抵抗のみを考慮してセンサレスブラシレスＤＣモータ３１の出力を決めることができる。従って、センサレスブラシレスＤＣモータ３１を小型化にすることができ、より安価な電動オイルポンプ１を提供することが可能になる。また、電動オイルポンプ１を油没させた状態で取り付ければ、オイル中の異物等の除去のためには貫通孔６２の外側にスクリーン６４を取り付けるだけでよく、目の粗いオイルフィルタが不要になる。この点からも電動オイルポンプ１の更なるコストダウンを図ることができる。

３．第２実施形態
〔電動オイルポンプの構造〕
　次に、本発明の第２実施形態に係る電動オイルポンプ１について図５に基づいて説明する。本実施形態の説明においては、第１実施形態及び第１実施形態の変形例と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。

（１）ポンプ部の構造
　本実施形態において、ポンプハウジング１１の外周側面から径方向外側に向かって張り出すようにステー１８が形成されている。ステー１８は、ポンプハウジング１１の外周に沿って１８０度間隔で２ヶ所形成されている。ステー１８には後述するネジ６９が貫通する貫通孔６８が形成されている。なお、ステー１８は３ヶ所以上形成されていてもよい。

　ポンプカバー４０は、ポンプハウジング１１に隣接して配置されており、第１実施形態の変形例と同様、トランスミッションケース７２の一部として、トランスミッションケース７２の内側の側壁である内壁７２ａに加工されて構成されている。トランスミッションケース７２のうち、ポンプカバー４０に該当する箇所は厚くなっており、トランスミッション７０の内方に向かって張り出している。ポンプカバー４０は、収容凹部１２を挟んで吸入ポート４１ａと反対側に吸入ポート４１ｂ、吐出ポート４２ａと反対側に吐出ポート４２ｂを備えている。

　吸入ポート４１ｂから外方に向かって吸入通路４３が延出し、吐出ポート４２ｂから外方に向かって吐出通路４４が延出している。吸入通路４３の外方端部は、オイルパン７４に貯留されたオイルに浸漬しており、内接型ギアポンプ１４の回転によりポンプ室１７に発生する負圧により、オイルパン７４のオイルを電動オイルポンプ１の内部（吸入ポート４１ａ、４１ｂ）に吸入する。また、吸入通路４３の外方端部には、ストレーナ９２用のスクリーン６４が取り付けられており、オイル中の異物が電動オイルポンプ１の内部に入り込むことを防いでいる。なお、本実施形態において、吸入通路４３は吸入口の一例である。

　ポンプカバー４０の外周側面から径方向外側に向かって張り出すようにステー４９が形成されている。ステー４９は、ポンプカバー４０の外周に沿って１８０度間隔で２ヶ所形成されている。ステー４９には後述するネジ６９が締結されるネジ溝が形成されている。ステー４９は、ポンプハウジング１１のステー１８と重なるように配置されている。

（２）モータ部の構造
　本実施形態のモータ部３０においては、ステータコア３３の外周側面から径方向外側に向かって張り出すようにステー３９が形成されている。ステー３９は、ステータコア３３の外周に沿って１８０度間隔で２ヶ所形成されている。ステー３９には後述するネジ６９が貫通する貫通孔６８が形成されている。ステー３９は、ポンプハウジング１１のステー１８、ポンプカバー４０のステー４９と重なるように配置されている。

（３）モータケースの構造
　図５に示すように、本実施形態においては、鉄、アルミ等の金属からなる有底円筒形状のモータケース６０は、モータ部３０の一部（図５の右方部分）を収容するように配置されている。モータケース６０の外周側面から径方向外側に向かって張り出すようにステー６１が形成されている。ステー６１は、モータケース６０の外周に沿って１８０度間隔で２ヶ所形成されている。ステー６１には後述するネジ６９が貫通する貫通孔６８が形成されている。ステー６１は、ポンプハウジング１１のステー１８、ポンプカバー４０のステー４９、及び、ステータコア３３のステー３９と重なるように配置されている。

〔電動オイルポンプの取付構造〕
　図５に示すように、電動オイルポンプ１は、ステー４９、ステー１８、ステー３９、ステー６１が重なった状態でネジ６９がステー６１、ステー３９、ステー１８に形成された貫通孔６８を通り、ステー４９のネジ溝と締結されている。このような構造とすることにより、ポンプハウジング１１とモータ部３０とを一体化してトランスミッションケース７２の内壁７２ａに取り付けた電動オイルポンプ１を得ることができる。

　第１実施形態及び第１実施形態の変形例と同様、電動オイルポンプ１は、オイルの油面１００より下側にあって、完全にオイルに浸漬している。油面１００はトランスミッション７０内をオイルが循環している状態の空気との境界であるが、このとき、電動オイルポンプ１の一部が油面１００よりも上に露出していてもよい。ただし、オイルを取り込む吸入通路４３の外方端部は、電動オイルポンプ１の作動中は、常に油面１００より下にある必要があり、自動車が傾斜面を走行するときの油面１００に対する電動オイルポンプ１の傾き等を考慮して内壁７２ａへの取り付け位置が決められる。本実施形態において、電動オイルポンプ１の作動中に、電動オイルポンプ１のうち少なくとも吸入通路４３の外方端部がオイルの油面１００より下側にある状態のことを、「油没」と称する。

　本実施形態の電動オイルポンプ１においては、第１実施形態の変形例と同様に、トランスミッションケース７２の外側の側壁である外壁７２ｂに凹部７６が形成されており、そこにドライバ部５０が収容されている。また、凹部７６にはカバー７８が取り付けられている。

　図５に示すように、ドライバ部５０とコイル３４との間は接続ピン５８を介して電気的な接続がなされている。ドライバ部５０側においては、接続ピン５８は基板５２を貫通し配線パターンのランドに半田付けされることにより接続されている。コイル３４側においては、接続ピン５８はコイル支持枠３５を貫通して保持され、コイル支持枠３５に沿って引き出されたコイル３４のコイル線を接続ピン５８に絡げて半田付けすることにより接続されている。図５においては接続ピン５８がトランスミッションケース７２を貫通しているが、この貫通している箇所においては、ここからトランスミッション７０の外部にオイルの滲出が発生しないように不図示のシールが施されている。

〔電動オイルポンプの動作〕
　次に、電動オイルポンプ１を作動させたときの動作について説明する。図５に示すように、電動オイルポンプ１は油没しているので、停止している状態であっても、オイルパン７４に貯留しているオイルが、スクリーン６４と吸入通路４３を通って、吸入ポート４１ａ、４１ｂに流入している。この状態で、ＥＣＵ８０からの命令によりドライバ部５０からコイル３４に電力が供給されると、センサレスブラシレスＤＣモータ３１のコイル３４に印加されて回転磁界が生じることによりロータ３６が回転する。ロータ３６の回転は回転軸１３を介して内接型ギアポンプ１４のインナロータ１５に伝達され、インナロータ１５が回転する。これにより、吸入ポート４１ａ、４１ｂに対向しているポンプ室１７においては負圧が発生する。その結果、吸入ポート４１ａ、４１ｂからポンプ室１７内に吸入されたオイルは吐出ポート４２ａ、４２ｂに圧送され、吐出ポート４２ｂから吐出通路４４へと吐出される。吐出されたオイルは、不図示のトランスミッション７０の内部にオイルを供給する。供給されたオイルで当該箇所に油圧を発生させ、その後、還流されて再びオイルパン７４に貯留される。

　本実施形態においても、電動オイルポンプ１を油没させるようにして取り付けてポンプカバー４０の側面から吸入通路４３に直接オイルを取り込むので、配管抵抗はゼロになる。従って、本実施形態においても、センサレスブラシレスＤＣモータ３１の出力を決めるときには、配管抵抗を考慮せず、オイルの粘性抵抗のみを考慮すればいいので、センサレスブラシレスＤＣモータ３１を小型化にすることができ、より安価な電動オイルポンプ１を提供することが可能になる。

　本発明は、自動車等の車両に用いる電動オイルポンプの取付構造に利用することが可能である。

　１　　　　　電動オイルポンプ
　１０　　　　ポンプ部
　１１　　　　ポンプハウジング（ハウジング）
　１４　　　　内接型ギアポンプ（ポンプ）
　１５　　　　インナロータ
　１６　　　　アウタロータ
　３０　　　　モータ部
　３１　　　　センサレスブラシレスＤＣモータ（モータ）
　４０　　　　ポンプカバー（ハウジング）
　５０　　　　ドライバ部
　６０　　　　モータケース
　６２　　　　貫通孔（吸入口）
　６４　　　　スクリーン
　７２　　　　トランスミッションケース
　７２ａ　　　内壁
　７４　　　　オイルパン
　７６　　　　凹部
　８０　　　　ＥＣＵ

Claims

　ポンプを有するポンプ部と、前記ポンプ部に隣接して配置されて前記ポンプを回転させるモータを有するモータ部と、前記モータ部の少なくとも一部を収容するモータケースと、前記モータケース又は前記ポンプ部に形成され作動油を前記ポンプ部に供給するための吸入口と、を備えた電動オイルポンプと、
　前記電動オイルポンプを内部に収容すると共に、オイルパンを有するトランスミッションケースと、を備え、
　前記電動オイルポンプは、少なくとも前記吸入口が、前記オイルパンに貯留された前記作動油に没した状態で、前記トランスミッションケースに取り付けられている、電動オイルポンプの取付構造。
　前記電動オイルポンプは前記モータの回転を制御するドライバ部を更に有し、
　前記ドライバ部は、前記トランスミッションケースの外側であって前記トランスミッションケースに対して前記モータ部と反対側に配置されている、請求項１に記載の電動オイルポンプの取付構造。
　前記吸入口にストレーナ用のスクリーンが取り付けられている、請求項１又は２に記載の電動オイルポンプの取付構造。
　前記ポンプ部は、インナロータと、前記インナロータと噛合して前記インナロータの回転に対して連れ回りするアウタロータと、前記インナロータと前記アウタロータが収容されるハウジングと、を有し、
　前記インナロータと前記アウタロータとを異なる材料で形成し、
　前記アウタロータを前記ハウジングの材料よりも線膨張係数の大きい材料で形成した、請求項１～３のいずれか一項に記載の電動オイルポンプの取付構造。
　前記電動オイルポンプは前記モータの回転を制御するドライバ部を更に有し、
　前記ドライバ部は、前記モータから出力される、前記モータの回転数に応じた第１信号を受信して、上位のＥＣＵに第２信号として出力し、
　前記ＥＣＵは前記第２信号に基づいて、前記モータの回転数が正常範囲か否かを判断する場合において、
　前記ドライバ部は、受信した前記第１信号が前記正常範囲の回転数から所定の回転数以内の回転数だけ外れて前記モータが回転したことを示す信号であっても、前記第１信号に対して補正を行って前記正常範囲に含まれるようにし、前記補正を行った後の信号を前記第２信号として前記ＥＣＵに出力する、請求項１～４のいずれか一項に記載の電動オイルポンプの取付構造。
　前記補正は、前記第１信号が前記正常範囲から低回転側に外れたときに行われる、請求項５に記載の電動オイルポンプの取付構造。
　前記吸入口が前記モータ部を挟んで前記ポンプ部と反対側に形成されており、前記作動油は前記モータ部の内部を流通して前記ポンプ部に供給される、請求項１～６のいずれか一項に記載の電動オイルポンプの取付構造。
　前記ポンプ部は、互いに隣接配置されたポンプハウジング及びポンプカバーを有し、
　前記トランスミッションケースの内壁には、前記ポンプハウジングと前記モータ部とが一体的に取り付けられ、
　前記ポンプカバーは前記トランスミッションケースに形成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の電動オイルポンプの取付構造。
　前記トランスミッションケースの外壁には凹部が形成されており、
　前記ドライバ部は前記凹部に収容されている、請求項８に記載の電動オイルポンプの取付構造。