JP2013199875A

JP2013199875A - 電動オイルポンプ装置

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Publication number: JP2013199875A
Application number: JP2012068596A
Authority: JP
Inventors: Junichi Miyaki; 淳一宮木; Hiroharu Yoshinami; 弘治吉浪
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-03

Abstract

【課題】モータを径方向に大きくすることなく、車両への搭載性を向上できる電動オイルポンプ装置を提供する。
【解決手段】金属製のオイルポンプ２のポンプハウジング１３とブラシレスモータ３のモータハウジング１５とは、モータハウジング１５内にオイルポンプ側に軸線方向に突出してモールドされた金属製の締結リング２２を介して、オイルポンプ２のポンププレート１４側から挿入されたボルト１９で締結固定されている。このとき、ボルト１９はブラシレスモータ３の外径より内側に配置される。また、ボルト１９の軸力は締結リング２２により受け止められる。締結リング２２の内周面にテーパを設け樹脂で被覆し、テーパ内周面とポンプハウジング１３の段差の肩部と小径部との間でボルト１９の位置より径方向内側に装着したＯリング２６を挟み込む。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動オイルポンプ装置に関するものである。

従来、電動オイルポンプ装置の具体的一例には、流体（油）を循環させるオイルポンプとオイルポンプを駆動する電動モータとを組み合わせたものがある。電動モータは、回転するロータと、このロータの外周面の外側に固定されたステータとで構成される。ロータは、回転駆動軸の外周面に複数個の永久磁石を周方向に沿って並べて配置したものであり、回転駆動軸は、電動モータとオイルポンプとで共用する回転軸である。また、モータハウジングから挿入されたボルトをオイルポンプのハウジングにねじ止めにより、電動モータのステータを固定するようにした電動オイルポンプ装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、電動モータのステータは、コアに装着されたインシュレータにコイルが巻回されて形成され、樹脂成形されたモータハウジングに一体成形されている。

特開２００３−１２９９６６号公報

しかしながら、上記電動オイルポンプ装置において、オイルポンプと電動モータとをボルトで締結する場合、モータハウジングのモータ外径の外側周囲にフランジを設ける必要がある。これにより、車両に搭載するとき、フランジが突出し車両と干渉する場合がある。また、モータハウジングの樹脂とポンプハウジングの金属面との接触部分が経年変化等により、いわゆるクリープ変形することを防止するため、フランジに金属リングを一体で取り付けてボルトを挿通する対策を取る必要がある。さらには外部からモータハウジングの樹脂とポンプハウジングの金属面との境界面を通してモータ内部へ水が浸入する可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モータを径方向に大きくすることなく、車両への搭載性を向上できる電動オイルポンプ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ポンププレートとポンプハウジングとの間に形成されたポンプ室にポンプロータが回転軸線回りに回転可能に支承されたオイルポンプと、前記オイルポンプに前記回転軸線方向に隣接して設けられ、前記ポンプロータを回転駆動する電動モータと、を備え、前記ポンプハウジングの外周縁部を前記ポンププレートと、前記電動モータのモータハウジングとの間で挟持した電動オイルポンプ装置であって、前記外周縁部と当接する当接面が露出するように樹脂製の前記モータハウジングのポンプ側外周部分にインサート成形で一体化された金属製の環状固定部材と、前記ポンププレートおよび前記外周縁部に前記回転軸線方向に穿設されたボルト穴を貫通して前記環状固定部材に形成された雌ねじと螺合し前記ポンププレート、前記外周縁部および前記環状固定部材を締結する複数の締結ねじ部材と、を備えたことを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動オイルポンプ装置において、前記環状固定部材は、前記回転軸線と同軸上に前記電動モータ側に向かって径が小さくなるテーパ内周面を備え、前記テーパ内周面が小径側から大径側に向かって前記インサート成形された樹脂で被覆され、前記ポンプハウジングは、前記軸線方向に前記テーパ内周面と対向するように段差が形成され、前記段差の肩部および小径部と前記テーパ内周面との間でシール部材を挟持したことを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電動オイルポンプ装置において、前記環状固定部材の前記テーパ内周面の大径側から前記回転軸線方向に延在する嵌合内周面と、前記ポンプハウジングの前記外周縁部の小径側から前記回転軸線方向に延在する嵌合外周面とは、インロー嵌合されていることを要旨とする。

請求項１に係る発明によれば、金属製のポンププレートとポンプハウジングとは、樹脂製の電動モータのモータハウジングにインサート成形された金属製の環状固定部材に複数の締結ねじ部材で締結固定されているので、電動モータが径方向に大きくなることがなく、電動オイルポンプ装置の車両への搭載性が向上する。また、金属製のポンプハウジングと接触する樹脂製のモータハウジングのクリープ変形を防止でき、外部からの水の浸入を防止できる。

請求項２に係る発明によれば、環状固定部材の内周側にテーパ面を設け、テーパ内周面は、小径側から大径側に向かって樹脂で被覆されている。この樹脂で被覆されたテーパ内周面と、ポンプハウジングの段差の肩部と小径部との間でシール部材を挟み込むので、テーパ内周面を被覆する樹脂がシール部材より外側まで存在することとなり、電動モータ外部からの水の浸入がなくなる。

請求項３に係る発明によれば、環状固定部材の内周側の嵌合内周面とポンプハウジングの外周縁部の嵌合外周面とをインロー嵌合し、回転中心と同軸上に嵌め合わせたので、ポンプハウジングとモータハウジングの芯出し精度が向上する。

本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプ装置の正面図。図１におけるＸ−Ｘ方向から見た電動オイルポンプ装置の概略構成を示す縦断面図。は、本発明の一実施形態に係る固定部材の正面図。は、固定部材の軸方向側面図。

次に、本発明の一実施形態に係る電動オイルポンプ装置について、図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による電動オイルポンプ装置の正面図、図２は、図１におけるＸ−Ｘ方向から見た電動オイルポンプ装置の概略構成を示す縦断面図、図３は、本発明の一実施形態に係る締結リング２２の正面図、図４は、同じく締結リング２２の軸方向側面図である。なお、以下の説明において、図面の左側を前、同右側を後とする。図１および図２に示すように、電動オイルポンプ装置１は、自動車のトランスミッション用油圧ポンプとして用いられ、オイルポンプ（例えば、内接ギヤポンプ）２とオイルポンプ２を回転駆動する電動モータ（以下、ブラシレスモータという）３とが隣接してユニット化（一体化）されている。なお、図２に示すブラシレスモータ３は、ダブルスター結線された３相巻線を有するセンサレスブラシレスモータである。電動オイルポンプ装置１は、ポンププレート１４の端面に突出した複数のフランジ部を介して図示しないトランスミッションケースに取付け穴３５を通してねじ止め固定されている。本実施例では、軸線中心に対して周方向に配置された３本の図示しないボルトで締結している。

オイルポンプ２のハウジング１６を構成するポンププレート１４、ポンプハウジング１３、および締結リング（環状固定部材）２２は、金属製の非磁性材料（例えば、アルミダイカスト）により形成される。ブラシレスモータ３を収容するモータハウジング１５およびカバー３１は、熱可塑性樹脂材料（例えば、ナイロン樹脂）により形成される。電動オイルポンプ装置１のハウジング本体は、上記ポンププレート１４，ポンプハウジング１３、締結リング２２、モータハウジング１５、およびカバー３１により構成されている。ここで、モータハウジング１５およびカバー３１は、防水カバーを形成している。

オイルポンプ２は、ここではトロコイド曲線型ポンプを用いていて、トロコイド歯形を有する内歯を備えたポンプ用アウタロータ（以下、アウタロータという）１０の内周側に、外歯を備えたポンプ用インナロータ（以下、インナロータという）１１を噛み合わせ、ポンプハウジング１３内にこれらのアウタロータ１０およびインナロータ１１を偏心して回転自在に配置したポンプ室１２を構成したものである。

インナロータ１１は、回転駆動軸（回転軸）７におけるロータ６を形成した部分より前方に寄った部分に外嵌固着されて、この回転駆動軸７とともに回転するようになっている。アウタロータ１０は、このインナロータ１１の外歯よりも１歯多い内歯を備え、回転駆動軸７に対して偏心した位置を中心にポンプハウジング１３内で回転自在となるように配置されている。また、インナロータ１１は、外歯がこのアウタロータ１０の内歯に全周の一部で噛み合うとともに、各外歯がこのアウタロータ１０の内面に全周の各所でそれぞれほぼ内接しながら回転するようになっている。

したがって、ブラシレスモータ３により回転駆動軸７が回転駆動されると、このオイルポンプ２のアウタロータ１０の内歯とインナロータ１１の外歯との間隙の容積がこの回転駆動軸７の１回転の間に拡大と縮小を繰り返すので、これらの間隙に通じるポンププレート１４に設けられた図示しないインポートからアウトポートに向けて油を送り出すポンプ動作が行われることになる。

モータハウジング１５は、円筒状をなし、その前端が、オイルシール２７を介してポンプハウジング１３の後面外周寄りの部分に固定されている。モータハウジング１５の後端開口が、ケース３１により塞がれている。

ポンプハウジング１３は、径方向に広がりを持つ厚肉板状のものであり、その中心に、前部が開口したポンプ室１２が形成されている。ポンプハウジング１３の前面に、ポンププレート１４がＯリング２５を介して固定され、ポンプ室１２の前面が塞がれている。ポンプ室１２内に、オイルポンプ２を構成するアウタロータ１０が回転自在に収容され、アウタロータ１０の内側に、これと噛み合うインナロータ１１が配置されている。ポンププレート１４には、軸線方向に貫通する図１に示す吸入口２３および吐出口２４が設けられている。

次に、ブラシレスモータ３は、回転するモータ用ロータ（以下、ロータという）６と、このロータ６の外周面の外側に固定されたモータ用ステータ（以下、ステータという）５とで構成される。ロータ６は、回転駆動軸７の外周面に、例えば、複数個の永久磁石８を周方向に沿って並べて配置して形成したものである。回転駆動軸７は、ブラシレスモータ３とオイルポンプ２とで共用する回転軸である。

ポンプハウジング１３の後端面の中心に、モータハウジング１５より小径の円筒部が一体に形成され、円筒部内の後部に設けられた軸受３２，３３により、前後方向に延びる回転駆動軸７が片持ち支持されている。この例では、軸受３２，３３は、前後に隣接する２個の転がり軸受である玉軸受よりなり、各軸受３２，３３の内輪が回転駆動軸７に固定され、外輪が円筒部に固定されている。回転駆動軸７の前部は、ポンプハウジング１３の後壁に形成された穴の部分を貫通してポンプ室１２内に進入し、その前端がインナロータ１１に連結されている。円筒部内周の軸受３２，３３より前側の部分と回転駆動軸７との間に、オイルシール２７が設けられている。

円筒部より後方に突出した回転駆動軸７の後端部に、ブラシレスモータ３を構成するロータ６が固定されている。ロータ６は、回転駆動軸７の後端から半径方向に延びかつ軸受３２，３３の外周を囲む円筒状のものであり、その外周に永久磁石８が設けられている。さらに詳しくは、ロータ６は、ロータコア２８の穴あき円板部と、その外周に一体に形成された円筒部とからなり、円板部の内周が回転駆動軸７に固定され、円筒部の外周に永久磁石８が設けられている。回転駆動軸７、ロータ６およびオイルポンプ２のインナロータ１１を含む回転部分の重心の軸線方向位置が、軸受３２，３３の軸線方向範囲内にある。本実施形態では、上記重心の軸線方向位置が、軸受３２，３３を構成する２個の玉軸受の間にある。

ステータ５は、ロータ６の外周面の外側にわずかなエアギャップを介して分割されたステータコア９の内向きの図示しないティースを複数個（例えば、本実施形態では６個）配置している。このステータコア９の各ティースには、コイル１７をステータコア９から絶縁するための樹脂製（例えば、ＰＰＳ）のインシュレータ２１が軸線方向両端から装着されそれぞれ３相のコイル１７が巻回されてステータサブアッシーを形成している。また、ステータ５は、上記複数のステータサブアッシーから構成され、モータハウジング１５と一体にモールドされモータハウジング１５の内周に固定されている。

また、モータハウジング１５の側面には図１に示すコネクタシェル３０がモータハウジング１５と一体に設けられ、コイル１７の端部は配線によりコネクタシェル３０内部のコネクタピンと電気的に接続されている。

モータハウジング１５のポンプ側の端面には、円筒状薄肉の金属製の締結リング２２が軸線方向に突出して配置されインサート成形により埋設されている。締結リング２２の内周面は、一様に樹脂コーティングよる膜が形成されたテーパ状のインローが形成されて、ポンプハウジング１３の外周面と当接している。ここで、ポンプハウジング１３の外周面側に溝部が形成され、溝部にＯリング２６を装着しモータハウジング１５とのシール性が保たれる。そして、ポンププレート１４側からポンププレート１４とポンプハウジング１３の外周縁部のボルト穴を通して挿入されたボルト（締結ねじ部材）１９をモータハウジング１５に埋設された締結リング２２に設けた複数（例えば、本実施形態では４個）のねじ穴（雌ねじ）２０に挿通し、ねじ止めすることにより、ポンプハウジング１３にブラシレスモータ３のステータ５が固定されている。本実施形態では、回転中心に対して周方向に等間隔に４個のねじ穴２０が配置されている。

また、本実施形態の電動オイルポンプ装置１には、ブラシレスモータ３を制御するための図示しないコントローラがハーネスを介してモータハウジング１５のコネクタシェル３０内のコネクタピンに接続されている。コントローラには、直流電源を交流に変換してブラシレスモータ３の各コイル１７に駆動電流を供給するインバータ回路、およびこのインバータ回路を制御する制御回路からなる制御回路部が搭載されている。

ともに樹脂材料により形成されたモータハウジング１５とカバー３１とは、ここでは、合わせ面にシール材を塗布し接合されている。さらに、ロータ６をモータハウジング１５の中心部に挿入し、ポンプハウジング１３およびポンププレート１４を取り付け締結リング２２に固定して電動オイルポンプ装置１が組み付けられている。

そして、上記構成により、外部のコントローラによって制御された駆動電流がブラシレスモータ３の各コイル１７に供給される。これにより、コイル１７に回転磁界が発生し、永久磁石８にトルクが生じてロータ６が回転駆動される。このようにして、インナロータ１１が回転駆動されると、アウタロータ１０がこれに従動して回転し、これらのアウタロータ１０の内歯と，インナロータ１１の外歯の間隙が拡縮を繰り返すので、インポートおよびアウトポートを通じて油を吸入・吐出するポンプ動作が行われる。

次に、上記のように構成された本実施形態の電動オイルポンプ装置１の作用および効果について説明する。

上記構成によれば、金属製のオイルポンプ２のポンププレート１４とポンプハウジング１３とブラシレスモータ３の樹脂製のモータハウジング１５とは、モータハウジング１５内にオイルポンプ側に回転中心と同軸上に軸線方向に突出してモールドされた金属製の締結リング２２を介して、ポンププレート１４側から挿入されたボルト１９で締結リング２２のねじ孔２９で締結固定されている。このとき、ボルト１９はブラシレスモータ３の外径より内側に配置される。また、ボルト１９の軸力は締結リング２２により受け止められる。また、締結リング２２の内周面にテーパ面を設け、このテーパ内周面の小径側から大径側に向かって樹脂で被覆し、テーパ内周面と対向するポンプハウジング１３の段差の肩部と小径部と、テーパ内周面との間でボルト１９の位置より径方向内側に装着したＯリング２６を挟み込んで、ポンプハウジング１３と締結リング２２とを嵌合する。さらに、締結リング２２のテーパ内周面の嵌合内周面とポンプハウジング１３の外周縁部の嵌合外周面とをインロー嵌合し、回転中心と同軸上に嵌め合わせる。

これにより、電動オイルポンプ装置１は、ブラシレスモータ３の径方向に大きくなることがなくなる。また、金属製のポンプハウジング１３との接触により生ずる樹脂製のモータハウジング１５のクリープ変形を防止できる。また、締結リング２２のテーパ内周面を被覆する樹脂がＯリング２６より外側まで存在するため、外部からブラシレスモータ３内部への水の浸入がなくなる。さらに、締結リング２２の円筒部をインローとしたのでポンプハウジング１３の各アウタロータ１０、インナロータ１１とモータハウジング１５のステータ５の芯出し精度が向上する。その結果、オイルポンプ２のポンプハウジング１３とモータハウジング１５とのシール性を確保し、ポンプ室１２内の各ロータ１０，１１とモータステータ５とを容易に組み付けることができ、またブラシレスモータ３の径方向の小型化により車両への搭載性が向上する。

以上のように、本実施形態によれば、モータを径方向に大きくすることなく、車両への搭載性を向上できる電動オイルポンプ装置を提供できる。

以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明はさらに他の形態で実施することも可能である。

上記実施形態では、締結リング２２に４個のねじ穴２０を回転中心に対し周方向に等間隔で配置してボルト１９で締結するようにしたが、これに限らず、均等にボルト１９の締結力が規制されれば、より少ない個数（例えば、３個を１２０度の等間隔で配置）であってもよい。

また、上記実施形態では、オイルポンプ２として内接ギヤ式ポンプを用いる場合を示したが、これに限らず、ベーン駆動や外接ギヤなどを用いた回転ポンプであってもよい。さらに、内接ギヤポンプとして、アウタロータ１０の内周側に内歯を設け、外歯を備えたインナロータ１１と噛み合わせながら偏心して回転させることにより、アウタロータ１０とインナロータ１１との間の内接する部分で仕切られた間隙の容積が拡縮変化を繰り返す内接ギヤポンプであれば、必ずしも上述のようなトロコイド曲線型ポンプには限定されない。また、アウタロータ１０の内歯やインナロータ１１の外歯は、必ずしも明確ないわゆる歯形に形成されたものに限らず、突出部、突起部または係合部であってもよい。

上記実施形態では、ブラシレスモータ３を電動オイルポンプ装置１に適用する場合を示したが、これに限定されるものでなく、同様のブラシレスモータ３を用いた他の装置に適用してもよい。さらに、ブラシ付モータも適用が可能である。

また、上記実施形態では、ブラシレスモータ３のロータ６として、回転駆動軸７の外周部に複数個の永久磁石８を配置し固着する場合を示したが、リング状の永久磁石を固着したものを用いるようにしてもよい。

上記実施形態では、ブラシレスモータ３と別体でコントローラを設ける場合を示したが、これに限定されるものでなく、コントローラを電動オイルポンプ装置１のハウジング内に組み込み、基板をモータハウジング１５の後方端部に固定する構成であってもよい。

１：電動オイルポンプ装置、２：オイルポンプ、３：ブラシレスモータ（電動モータ）、５：モータ用ステータ、６：モータ用ロータ、７：回転駆動軸（回転軸）、８：永久磁石、９：ステータコア、１０：ポンプ用アウタロータ、１１：ポンプ用インナロータ、１２：ポンプ室、１３：ポンプハウジング、１４：ポンププレート、１５：モータハウジング、１６：ハウジング、１７：モータコイル、１９：ボルト（締結ねじ部材）、２０：ボルト用ねじ穴（雌ねじ）、２１：インシュレータ、２２：締結リング（環状固定部材）、
２３：吸入口、２４：吐出口、２５，２６：Ｏリング、２７：オイルシール、２８：ロータコア、３０：コネクタシェル、３１：カバー、３２，３３：軸受、３４:締結リング穴、３５：取付け穴

Claims

ポンププレートとポンプハウジングとの間に形成されたポンプ室にポンプロータが回転軸線回りに回転可能に支承されたオイルポンプと、
前記オイルポンプに前記回転軸線方向に隣接して設けられ、前記ポンプロータを回転駆動する電動モータと、を備え、
前記ポンプハウジングの外周縁部を前記ポンププレートと、前記電動モータのモータハウジングとの間で挟持した電動オイルポンプ装置であって、
前記外周縁部と当接する当接面が露出するように樹脂製の前記モータハウジングのポンプ側外周部分にインサート成形で一体化された金属製の環状固定部材と、
前記ポンププレートおよび前記外周縁部に前記回転軸線方向に穿設されたボルト穴を貫通して前記環状固定部材に形成された雌ねじと螺合し前記ポンププレート、前記外周縁部および前記環状固定部材を締結する複数の締結ねじ部材と、を備えたことを特徴とする電動オイルポンプ装置。
請求項１に記載の電動オイルポンプ装置において、
前記環状固定部材は、前記回転軸線と同軸上に前記電動モータ側に向かって径が小さくなるテーパ内周面を備え、前記テーパ内周面が小径側から大径側に向かって前記インサート成形された樹脂で被覆され、
前記ポンプハウジングは、前記軸線方向に前記テーパ内周面と対向するように段差が形成され、
前記段差の肩部および小径部と前記テーパ内周面との間でシール部材を挟持したことを特徴とする電動オイルポンプ装置。
請求項２に記載の電動オイルポンプ装置において、
前記環状固定部材の前記テーパ内周面の大径側から前記回転軸線方向に延在する嵌合内周面と、前記ポンプハウジングの前記外周縁部の小径側から前記回転軸線方向に延在する嵌合外周面とは、インロー嵌合されていることを特徴とする電動オイルポンプ装置。