(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプを駆動するモータ部、該モータ部のシャフトと嵌合され、両端が軸支持されたポンプ部シャフト、前記ポンプ部シャフトに嵌入され、外周にｎ枚の外歯を備えたインナギヤ、該インナギヤと噛合うように内周にｎ＋１枚の内歯を備えたアウタギヤ、前記両ギヤを収容するギヤ収納部を備えたケース、及び前記両ギヤの対向空間である容積室に連通する吸入口及び吐出口が設けられ、前記ギヤ収納部の一側を塞ぐプレートを備え、前記インナギヤと前記アウタギヤとは偏心した状態で噛合うように配置される電動オイルポンプにおいて、前記両ギヤの中心間距離を下式にて表される歯形から決まる偏心量、
偏心量Ｃ＝（インナギヤ歯先径（最大径）−インナギヤ歯底径（最小径））／４
より小さくし、前記両ギヤで形成されるシール点の隙間が、偏心量Ｃのときの隙間より小さくなるように前記両ギヤを配置する構成としたことを特徴とする電動オイルポンプ。
【請求項２】
ポンプを駆動するモータ部、該モータ部のシャフトの一端に挿入され、外周にｎ枚の外歯を備えたインナギヤ、該インナギヤと噛合うように内周にｎ＋１枚の内歯を備えたアウタギヤ、前記両ギヤを収納するギヤ収納部を備えたケース、及び前記両ギヤの対向空間である容積室に連通する吸入口及び吐出口が設けられ、前記ギヤ収納部の一側を塞ぐプレートを備え、前記インナギヤと前記アウタギヤとは偏心した状態で噛合うように配置される電動オイルポンプにおいて、前記両ギヤの中心間距離を下式にて表される歯形から決まる偏心量、
偏心量Ｃ＝（インナギヤ歯先径（最大径）−インナギヤ歯底径（最小径））／４
より小さくし、前記両ギヤで形成されるシール点の隙間が、偏心量Ｃのときの隙間より小さくなるように前記両ギヤを配置する構成としたことを特徴とする電動オイルポンプ。
【請求項３】
前記アウタギヤの外周と前記ギヤ収納部の隙間を３０〜５５μmに設定した請求項１または請求項２に記載の電動オイルポンプ。
【請求項４】
前記インナギヤ及び前記アウタギヤの歯形から決まるシール点の隙間（クリアランス）Ｄは、
クリアランスＤ＝（アウタギヤ歯先径（最小径）＋アウタギヤ歯底径（最大径））／２−インナギヤ歯先径（最大径）
ただし、Ｄ＞０
で表されるものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電動オイルポンプ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インナギヤと、インナギヤと互いに偏心した状態で噛合するアウタギヤとを有してオイルを吸入・吐出する内接ギヤ式ポンプと、ポンプを駆動する電動モータとを備えてなる電動オイルポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車などの燃費向上や排出ガス規制が強化される中、比較的簡便で燃費向上及び排出ガス低減効果が大きい技術として、自動車の一時停止時、あるいは低速走行時にエンジンを停止させ、再発進時にエンジンを再始動させるアイドルストップシステムの採用が増加している。アイドルストップ技術では、エンジン再始動直後の発進ショックを軽減させるために、アイドルストップ時に電動オイルポンプを駆動してトランスミッション内に圧力を発生させておくか、あるいはトランスミッション内をオイルで満たしておく必要があり、発進ショック低減を実現しながらアイドルストップ時の電動オイルポンプの作動音低減が求められている。
【０００３】
特許文献１にもあるように、電動オイルポンプの作動音を抑制するための手段として、電動オイルポンプのギヤ仕様を、１回転当たりの吐出流量がなるべく大きいギヤを採用し、ポンプに要求される流量を確保しつつ、搭載車輌から要求される作動音の閾値以下となるように、モータ回転数を制御する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１５７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の発明では、１回転あたりの吐出流量がなるべく大きいギヤ仕様を採用し、モータ回転数を抑えていることから、ポンプの容積効率が低くなり、モータ出力に対するポンプの実仕事が低下し、ポンプ効率が悪化するという問題があった。さらに、ギヤ仕様が大きくなることにより、ポンプ部の負荷が大きくなり、モータ部の電流が増加することにより、発熱が増加するという問題があった。また、この問題を解決するためには、モータ出力増加が必要であり、これは、モータサイズ大型化に繋がるため、電動オイルポンプの小型化を図ることが困難であった。
【０００６】
この発明は、このような問題を解決するためになされたもので、１回転当たりの吐出流量がなるべく大きいギヤ仕様を採用し、回転数を下げることなく、作動音を低減することができ、要求流量に見合った最適なギヤ仕様及び回転数を用いることにより、高効率な電動オイルポンプを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る電動オイルポンプは、ポンプを駆動するモータ部、該モータ部のシャフトと嵌合され、両端が軸支持されたポンプ部シャフト、前記ポンプ部シャフトに嵌入され、外周にｎ枚の外歯を備えたインナギヤ、該インナギヤと噛合うように内周にｎ＋１枚の内歯を備えたアウタギヤ、前記両ギヤを収容するギヤ収納部を備えたケース、及び前記両ギヤの対向空間である容積室に連通する吸入口及び吐出口が設けられ、前記ギヤ収納部の一側を塞ぐプレートを備え、前記インナギヤと前記アウタギヤとは偏心した状態で噛合うように配置される電動オイルポンプにおいて、前記両ギヤの中心間距離を下式にて表される歯形から決まる偏心量、
偏心量Ｃ＝（インナギヤ歯先径（最大径）−インナギヤ歯底径（最小径））／４
より小さくし、前記両ギヤで形成されるシール点の隙間が、偏心量Ｃのときの隙間より小さくなるように前記両ギヤを配置する構成としたものである。 
【０００８】
また、この発明に係る電動オイルポンプは、ポンプを駆動するモータ部、該モータ部のシャフトの一端に挿入され、外周にｎ枚の外歯を備えたインナギヤ、該インナギヤと噛合うように内周にｎ＋１枚の内歯を備えたアウタギヤ、前記両ギヤを収納するギヤ収納部を備えたケース、及び前記両ギヤの対向空間である容積室に連通する吸入口及び吐出口が設けられ、前記ギヤ収納部の一側を塞ぐプレートを備え、前記インナギヤと前記アウタギヤとは偏心した状態で噛合うように配置される電動オイルポンプにおいて、前記両ギヤの中心間距離を下式にて表される歯形から決まる偏心量、
偏心量Ｃ＝（インナギヤ歯先径（最大径）−インナギヤ歯底径（最小径））／４
より小さくし、前記両ギヤで形成されるシール点の隙間が、偏心量Ｃのときの隙間より小さくなるように前記両ギヤを配置する構成としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、両ギヤの中心間距離を歯形から決まる偏心量より小さくなるように両ギヤを配置し、シール点を接近させることにより、シール点におけるギヤ間クリアランスが小さくなり、吐出圧変動によるギヤ振動時の振幅を低減でき、ギヤの当接音を低減できるため、ギヤ仕様を流量が大きいサイズに変更し、回転数を低減することなく、電動オイルポンプの作動音を低減することができる。
【００１０】
また、ギヤ振動時の振幅を抑制できることより、ギヤ当接時の衝撃を低減することができ、ギヤ歯面の耐久性向上が期待できる。
【００１１】
また、両ギヤの中心位置をギヤ歯形から決まる偏心量より小さくなるようにずらした構成にすることにより、シール点付近のクリアランスが小さくなり、シール点付近での吐出側から吸入側へのオイルの漏れを低減でき、ポンプ性能を向上させることができる。
【００１２】
さらに、ギヤ仕様を大きくし、回転数を低減することなく、作動音を低減できることより、要求流量に見合った最適なギヤ仕様及び最適な回転数を使用することが出来るため、電動オイルポンプの高効率化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電動オイルポンプの構造を示す断面図である。
【図２】図１のａ―ａ線における断面を矢印方向に見た図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る電動オイルポンプの構造を示す断面図である。
【図４】一般的な電動オイルポンプのインナギヤ及びアウタギヤの配置説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１、図2はこの発明の実施の形態１に係る電動オイルポンプの構造を示す図である。
内接ギヤ式の電動オイルポンプは、外周に外歯を備えたインナギヤ１と、インナギヤ１と噛合い点Ａにて噛合うように一定の偏心量を設けて配置された、内周に内歯を備えたアウタギヤ２を、ケース３に設けられたギヤ収納部３ａ内に挿入し、吸入ポート４ａ及び吐出ポート４ｂを備えたプレート４にて、ギヤ収納部３ａの一側を塞ぐことにより、ポンプ部
が構成されている。吸入ポート４ａ及び吐出ポート４ｂは、それぞれ、吸入開口部4d及び吐出開口部4eを介してインナギヤ１とアウタギヤ２との対向空間である容積室１０に連通している。
【００１５】
インナギヤ１は、ケース３に設けられた軸受６及びプレート４に設けられた軸受７にて両端が支持されたポンプ部シャフト５に、Ｈカット等にて嵌入されている。また、本オイルポンプを駆動するモータ部８には、ブラシレスモータ等を用い、ポンプ部シャフト５とモータ部シャフト９とはＨカット等にて嵌合することにより、電動オイルポンプを構成している。なお、ギヤ両端面と対向するギヤ収納部上面３ｃ、及びプレート上面４ｃには、吸入開口部３ｄ、４ｄ及び吐出開口部３ｅ、４ｅが設けられている。また、ケース３、プレート４、モータ８は図示しないネジ止め等にて固定されている。
【００１６】
ここで先ず、図４に示す一般的な内接ギヤ式の電動オイルポンプについて説明する。なお、図４に示す一般的な内接ギヤ式の電動オイルポンプの各構成要素には図１と同一の符号を付すことにより、各要素の説明は省略する。ここで、インナギヤ１の回転中心をＯｉ、アウタギヤ２の回転中心をＯｏとする。インナギヤ１とアウタギヤ２は、インナギヤ１とアウタギヤ２が噛合うように下式で表されるように一定の偏心量Ｃ（ＯｉとＯｏとの距離）、
偏心量Ｃ＝（インナギヤ歯先径（最大径）−インナギヤ歯底径（最小径））／４
を設けて配置され、インナギヤ１とアウタギヤ２は噛合い点Ａで噛合い、噛合い点Ａの反対側にあるシール点Ｂにて、吸入部と吐出部をシールしており、シール点Ｂでは、微小なクリアランスＤ（例えば８０μm程度）が設けられている。クリアランスＤはインナギヤ
１とアウタギヤ２の歯形から決まるもので、
クリアランスＤ＝（アウタギヤ歯先径（最小径）＋アウタギヤ歯底径（最大径））／２−インナギヤ歯先径（最大径）
ただし、Ｄ＞０
で表される値である。
【００１７】
一般的な内接ギヤ式ポンプの作動原理を図４により説明する。ポンプ駆動源であるモータ部８に電圧を印加することにより、モータ部シャフト９、及びポンプ部シャフト５を介してインナギヤ１が回転し、噛合い点Ａにてインナギヤ１と噛合うアウタギヤ２が噛合い、両ギヤが回転する。このとき、インナギヤ１とアウタギヤ２で構成される複数の容積室１０の容積を変化させ、オイルを吸入・吐出する。
【００１８】
吸入行程では、回転に伴って、容積室１０の容積が増加することにより、吸入ポート４ａ及び吸入開口部４ｄを介して容積室１０にオイルが充填され、吐出行程では、回転に伴って、容積室１０の容積が減少することで、容積室１０に充填されたオイルが押出され、吐出開口部４ｅ及び吐出ポート４ｂを介してオイルを吐出する。
【００１９】
このとき、インナギヤ１及びアウタギヤ２には吸入部と吐出部の差圧により、図４の二重矢印Ｆ方向に荷重が発生する。またこの荷重はポンプの圧力脈動により変化する。このことから、ポンプ作動中において、インナギヤ１とアウタギヤ２は、シール点ＢのクリアランスＤの幅で振動し、これが作動音増加の原因になると考えられる。
【００２０】
これに対して、この発明の実施の形態１では、ギヤ収納部３ａの中心を図２のように両ギヤ中心間距離が、歯形から決まる偏心量Ｃより小さくなる方向、例えばＯｏとＯｉを結ぶ線に対して４５度の方向に微小量Ｅ（例えば５０μｍ）ずらし、アウタギヤ２の中心が、インナギヤ１及びアウタギヤ２の歯形から決まるアウタギヤ中心ＯｏからＯｏ’となるように配置し、シール点Ｂのクリアランスが小さくなるように構成している。なお、上述の、アウタギヤ中心Ｏｏ’の位置は、両ギヤの中心間距離Ｏｉ〜Ｏｏ’＜偏心量Ｃ（Ｏｉ〜Ｏｏ間距離）となる位置であり、ＯｏとＯｉを結ぶ線に対して４５度の方向に限るものではない。従って、シール点Ｂにおけるクリアランスは（Ｄ−Ｅ）となる。なお、図２（ｂ）は図２（ａ）の中心部を拡大して示す図である。
【００２１】
本実施の形態１では、上記構造をとることから、シール点Ｂのクリアランスが（Ｄ−Ｅ）となり、一般的な内接式ギヤポンプに対して、シール点Ｂのクリアランスを４０％程度に設定することになり、ポンプ作動によるギヤ振動時の振幅を抑えることができ、同圧力で同流量のポンプ特性を確保する際に、作動音を３〜５ｄＢＡ程度低減することが可能となることが実験により検証されている。
【００２２】
また、一般的に、微小隙間からの流体の漏れ量は、隙間の３乗に比例することが知られているが、上記構造では、シール点Ｂのクリアランスを４０％程度にしていることから、シール点からのオイル漏れ量が、一般的な内接ギヤ式ポンプに対して６％程度に減少することから、ポンプ効率の向上を図ることが可能となる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態２の構成を図４にて説明する。この発明の実施の形態２では、ポンプを駆動するための駆動源であるモータ部８、モータ部シャフト１１の一端に嵌入された外周に外歯を備えたインナギヤ１、インナギヤ１と噛合い点Ａで噛合うように一定の偏心量Ｃを設けて配置される、内周に内歯を備えたアウタギヤ２を、ケース３に設けられたギヤ収納部３ａに挿入し、吸入ポート４ａ及び吐出ポート４ｂを備えたプレート４にて、挟み込み、モータ部８、ケース３、プレート４をネジ止め等にて固定している。このとき、実施の形態１同様、両ギヤ中心間距離が前記偏心量Ｃより小さくなる方向に、ギヤ収納部３ａの中心をずらし、アウタギヤ中心をインナギヤ１とアウタギヤ２からなるシール点Ｂのクリアランスが小さくなる構成としている。
【００２４】
本実施の形態２では、実施の形態１同様に作動音の低減およびポンプ効率の向上が図られると共に、ポンプ部シャフトとモータ部シャフトを嵌合する箇所が不要となることから、小型化が可能となる。
【００２５】
なお、上記実施の形態１、２において、アウタギヤ２の外周とギヤ収納部３ａとの隙間(片側)は、一般的に５０〜７５μmの設定となっているが、３０〜５５μmと小さく設定することにより、アウタギヤ２の振幅をさらに低減することができるため、作動音のさらなる低減が可能となる。また、このときの隙間の設定下限値は、オイル中に含まれる微小な異物に対する耐性等を考慮すると、３０μmは確保しておく必要があることが実験にて確
認されている。
【符号の説明】
【００２６】
１  インナギヤ、              ２  アウタギヤ、
３  ケース、                  ３ａ  ギヤ収納部、
３ｃ  ギヤ収納部上面、        ３ｄ  吸入開口部、
３ｅ  吐出開口部、            ４  プレート、
４ａ  吸入ポート、            ４ｂ  吐出ポート、
４ｃ  プレート上面、          ４ｄ  吸入開口部、
４ｅ  吐出開口部、            ５  ポンプ部シャフト、
６  軸受、                    ７  軸受、
８  モータ部、                ９  モータ部シャフト、
１０  容積室、                １１  モータ部シャフト。
【図１】
0005444292.tif 000002
【図２】
0005444292.tif 000003
【図３】
0005444292.tif 000004
【図４】
0005444292.tif 000005