(57)【要約】【課題】  アウタロータの安定した回転を実現できる内接歯車ポンプを提供する。【解決手段】  外歯を有し駆動軸により回転駆動されるインナロータ2aと、第１ハウジング4aに形成されたポンプ収容孔内に遊嵌状態で設置され、外歯と噛合する内歯を有するアウタロータ2bと、を備えたオイルポンプ1において、ポンプ収容孔内周の周方向所定位置に、ポンプ吐出圧を導入するオイル導入溝50を設けた。【選択図】  図３
2014173587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外歯を有し駆動軸により回転駆動されるインナロータと、
ハウジングに形成されたポンプ収容孔内に遊嵌状態で設置され、前記外歯と噛合する内歯を有するアウタロータと、
を備えた内接歯車ポンプにおいて、
前記ポンプ収容孔内周の周方向所定位置に、ポンプ吐出圧を導入するオイル導入溝を設けたことを特徴とする内接歯車ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の内接歯車ポンプにおいて、
前記アウタロータ外周に、吐出ポートから吐出されたオイルを前記オイル導入溝に導く環状の周方向溝を設けたことを特徴とする内接歯車ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の内接歯車ポンプにおいて、
前記ポンプ収容孔内周に、吐出ポートから吐出されたオイルを前記オイル導入溝に導く周方向溝を設けたことを特徴とする内接歯車ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内接歯車ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インナロータとアウタロータの噛み合いによりポンプ室を形成した内接歯車ポンプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2011-52632号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の内接歯車ポンプでは、アウタロータはインナロータの回転により噛み合い位置で駆動されているのみで、ハウジングのポンプ収容孔内でラジアル方向およびスラスト方向に自由に動くことができるため、ポンプ駆動時のアウタロータの回転が不安定であった。
本発明の目的は、アウタロータの安定した回転を実現できる内接歯車ポンプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明では、ポンプ収容孔内周の周方向所定位置に、ポンプ吐出圧を導入するオイル導入溝を設けた。
【発明の効果】
【０００６】
よって、ポンプ駆動時にはオイル導入溝に導入されたポンプ吐出圧によりアウタロータが所望の方向に付勢された状態となるため、アウタロータの安定した回転を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のトランスミッションケース100に設置されたオイルポンプ1の軸方向断面図である。
【図２】実施例１の第１ハウジング4aに設置されたポンプ部2の軸方向正面図である。
【図３】(a)は実施例１の第１ハウジング4aの軸方向正面図、(b)は実施例１の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。
【図４】実施例２の第１ハウジング4aの軸方向正面図である。
【図５】実施例３の第１ハウジング4aの軸方向正面図である。
【図６】(a)は実施例４の第１ハウジング4aの軸方向正面図、(b)は実施例４の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。
【図７】実施例４のアウタロータ2bの側面図である。
【図８】実施例５の第１ハウジング4aの軸方向正面図、(b)は実施例５の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。
【図９】実施例６の第１ハウジング4aの軸方向正面図、(b)は実施例６の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。
【図１０】実施例７の第１ハウジング4aの軸方向正面図、(b)は実施例７の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。
【図１１】アウタロータ外周の周方向溝の他の実施例である。
【図１２】ポンプ収容孔内周の周方向溝の他の実施例である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
〔実施例１〕
実施例１のオイルポンプ1は、電動モータにより駆動される電動オイルポンプであり、車両の油圧機器に適用される。具体的には、オイルポンプ1は、車両（自動車）に搭載される自動変速機（CVT）用の補助電動ポンプであり、自動変速機（CVT）の冷却用のオイル(CVTF)を吸入・吐出する。図１は、トランスミッションケース100に設置されたオイルポンプ1を、その軸心を通る平面で切った断面図である。オイルポンプ1へ吸入され、オイルポンプ1から吐出されるオイルの流れを矢印で示す。説明のため、オイルポンプ1の軸心（シャフト30）が延びる方向にx軸を設け、モータ部3に対しポンプ部2の側を正方向とする。
【０００９】
トランスミッションケース100は、自動変速機のハウジングであり、オイルポンプ1が嵌合設置される有底円筒状の凹部101が形成されている。凹部101にはオイルポンプ1の図示しない吸入油路が開口すると共に、凹部101の底部にはオイルポンプ1の吐出油路102が開口する。オイルポンプ1は、オイルを吸入・吐出するポンプ部2と、ポンプ部2を回転駆動するモータ部3と、ポンプ部2およびモータ部3が収容設置されるハウジング4とを有している。
【００１０】
ハウジング4は、第１ハウジング4aと第２ハウジング4bを有している。第１ハウジング4aは、内周側に有底円筒状のポンプ収容孔400を備えるポンプ収容部40と、ポンプ収容部40と一体に設けられてポンプ収容孔400の底部からポンプ収容孔400の軸方向反対側（x軸負方向側）に突出し、内周側にシャフト収容孔410を備える軸受部41と、軸受部41の外周面に対して径方向隙間を介して対向するようにポンプ収容部40の底部と一体に設けられ、内周側にステータ収容孔420を備えるモータ収容部42と、モータ収容部42の軸方向端部（x軸負方向端部）と一体に外径方向に広がるように設けられたフランジ部43と、を有している。ポンプ収容部40には、ポンプ収容孔400の底部に、吸入ポート401と吐出ポート402が凹溝状に設けられている。第２ハウジング4bは、吸入油路440が貫通形成された吸入部44と、吐出油路450が貫通形成された吐出部45とを有している。第２ハウジング4bにおける第１ハウジング4aとの接合面には、有底凹部460が形成されている。
【００１１】
ポンプ部2は、ギヤポンプ、具体的には静音性が比較的高い内接型ギヤポンプ（内接歯車ポンプ）であり、ポンプを構成する部材（ロータ）として、インナロータ2aとアウタロータ2bを有する。インナロータ2aはn枚（実施例では6個）の歯数を有する外歯歯車であり、その内周側にシャフト設置孔20が設けられている。シャフト設置孔20にはポンプ部2（インナロータ2a）の駆動軸としてのシャフト30の一端部（x軸正方向端部）が嵌合して設置され、インナロータ2aに固定される。インナロータ2aの歯形はトロコイド歯形である。アウタロータ2bはn+1枚（実施例では7個）の歯数を有する内歯歯車である。アウタロータ2bは、第１ハウジング4aに形成されたポンプ収容部40（ポンプ収容孔400）内に遊嵌状態で回転自在に収容設置される。アウタロータ2bの外周面はアウタロータ2bの中心軸（x軸）と略平行に設けられており、シャフト収容孔410の軸（x軸）と略平行に設けられたポンプ収容孔400の内周面に対して、径方向の僅かな隙間を介して対向する。アウタロータ2bの歯形はトロコイド歯形である。ポンプ収容孔400が開口する第１ハウジング4aのx軸正方向端面を覆うように第２ハウジング4bが設置され、第１ハウジング4aに対してボルト締結される。第２ハウジング4bの吸入油路440はポンプ部2の吸入領域と連通し、吐出油路450はポンプ部2の吐出領域と連通するように配置される。
【００１２】
モータ部3は、ロータ部3aとステータ部3bにより構成されるブラシレスDCモータである。ロータ部3aは、シャフト30と、マグネット31と、これらを連結するヨークとしてのロータコア32とを有する。マグネット31は円筒状の永久磁石（リング磁石）であり、周方向に複数の磁極を有する界磁石である。ロータコア32は磁性体であり、鉄系金属材料で形成されている。ロータコア32は、内周側に凹部320が設けられた有底円筒状であり、その底部にはシャフト設置孔321が貫通形成されている。ロータコア32の外周側にはマグネット設置部322が形成されている。マグネット設置部322にマグネット31が設置されることで、マグネット31がロータコア32に固定される。ステータ部3bは、界磁機構としてのステータ33およびコイル34を有する。ステータ33は、ステータコアと絶縁体（インシュレータ）331を有する。ステータコアの各ティース330には、絶縁体331を介してコイル34が巻回されている。コイル34に通電されることでステータ33が磁界を発生し、ロータ部3aを回転駆動する。
【００１３】
シャフト30は、軸受部41のシャフト収容孔410内に回転自在に収容設置される。軸受部41（シャフト収容孔410）は滑り軸受であり、吐出ポート402から切り欠き413を介して送られるオイルにより潤滑される。軸受部41（シャフト収容孔410）のロータ部3a側（x軸負方向側）の端部にはシール部材としてのオイルシール411が設置されている。オイルシール411がシャフト30の外周面に摺接することで、軸受部41（シャフト収容孔410）に供給されるオイルのモータ部3側への流出が遮断される。なお、軸受部41には、吸入ポート401とオイルシール411とを連通する連通路412が形成されており、軸受部41（シャフト収容孔410）に供給されたオイルは、連通路412を介して吸入ポート401へ戻される。シャフト30は、そのモータ部3側（x軸負方向側）の部分が軸受部41に回転可能に軸支されることでハウジング4に片持ち支持される。このように片持ち支持されることで、シャフト30の長さが短縮され、オイルポンプ1の軸方向寸法が抑制される。シャフト30のポンプ部2側（x軸正方向側）の一端部はインナロータ2aよりも若干x軸正方向側に突出し、第２ハウジング4bの有底凹部460内に収容される。軸受部41からポンプ部2と反対側（x軸負方向側）のモータ収容部42内に突出するシャフト30の他端部は、ロータコア32のシャフト設置孔321に設置され、ロータコア32に固定される。ロータコア32は軸受部41に帽子のように被さって設置される。ロータコア32の凹部320内に軸受部41の一部が収容されることで、シャフト30の長さが短縮され、オイルポンプ1の軸方向寸法が抑制される。ステータ33は、その外周面がステータ収容孔420の内周面に接するようにモータ収容部42に設置され、その内周面がロータ部3a（マグネット31）の外周面に対して僅かな径方向隙間を介して対向するように配置される。
【００１４】
以上のようにポンプ部2とモータ部3を収容したハウジング4は、トランスミッションケース100の凹部101に嵌合設置される。第２ハウジング4bの吐出部45はトランスミッションケース100の吐出油路102に嵌合設置される。ハウジング4のフランジ部43は凹部101を囲むようにトランスミッションケース100にボルト締結される。なお、カバー4cがフランジ部43にボルト締結され、ハウジング4のモータ収容部42の開口を塞ぐことで、モータ収容部42内の気密性が保たれる。ハウジング4の外周面とトランスミッションケース100（凹部101）の内周面との間の隙間（オイルが充填される吸入部）103は、凹部101の開口部に設置されたシール部材104により、自動変速機の外部との連通が遮断される。また、上記隙間（オイルが充填される吸入部）103は、吐出部45の外周面と吐出油路102の内周面との間に設置されたシール部材105により、吐出油路102との連通が遮断される。
【００１５】
図２は、第２ハウジング4bを取り除いた状態でポンプ部2を軸方向一方側（x軸正方向側）から見た正面図である。説明のため、インナロータ2a（シャフト30）の軸心Oを通るy軸とこれに直交するz軸を設ける。インナロータ2aおよびアウタロータ2bの回転方向を矢印で示す。また、yz座標において、インナロータ2aとアウタロータ2bとの歯型同士が噛み合う噛み合い部の回転角、すなわち、ポンプ室rの容積が最小となるポンプ室の回転角を0°とし、吸入領域と吐出領域とを遮断する閉じ込み部の回転角、すなわち、ポンプ室rの容積が最大となる回転角を180°とする。インナロータ2aは、アウタロータ2bの内周側にアウタロータ2bと噛み合うように設置される。アウタロータ2bは、インナロータ2aの回転により、インナロータ2aとの噛合い位置で回転駆動される。互いに噛み合うインナロータ2aの歯の内周面とアウタロータ2bの歯の内周面とで囲まれる領域にはポンプ室rが形成され、インナロータ2aの歯数と同数（計6個）のポンプ室r１〜r6が設けられている。インナロータ2aが図２の矢印の方向に回転すると、z軸よりもy軸負方向側のポンプ室r１〜r3の容積は拡大し、z軸よりもy軸正方向側のポンプ室r4〜r6の容積は縮小する。z軸よりもy軸負方向側の領域は吸入領域である。第１ハウジング4aの吸入ポート401は、吸入領域に存在するポンプ室r1〜r3と連通するよう、x軸方向から見て三日月状に設けられている。また、吸入領域には第２ハウジング4bの吸入油路440が連通する。z軸よりもy軸正方向側の領域は吐出領域である。第１ハウジング4aの吐出ポート402は、吐出領域に存在するポンプ室r4〜r6と連通するよう、x軸方向から見て三日月状に設けられている。また、吐出領域には第２ハウジング4bの吐出油路450が連通する。
【００１６】
図３(a)は実施例１の第１ハウジング4aの軸方向正面図、図３(b)は実施例１の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。図３(a)のy軸、z軸および回転角は、図２と対応する。
実施例１では、ポンプ収容孔400の内周（ポンプ収容孔内周）の回転角270°の位置であって、x軸方向に、ポンプ吐出圧を導入する凹溝状のオイル導入溝50を設けた。オイル導入溝50と吐出ポート402は、ポンプ収容孔400の底部に形成した径方向溝51により連通している。
【００１７】
次に、作用を説明する。
従来、内接ギヤポンプでは、ポンプ駆動時、ポンプ吐出圧による荷重によりインナロータが吐出ポート側から吸入ポート側（図２のy軸負方向）へと付勢されるのに対し、アウタロータは、吸入ポート側から吐出ポート側（図２のy軸正方向）へと付勢されるため、インナロータとの歯当たりによる歯打ち音や、スラスト方向におけるハウジングとの干渉音が発生する。
これに対し、実施例１では、ポンプ収容孔内周の回転角270°の位置に、ポンプ吐出圧を導入するオイル導入溝50を設けた。このため、ポンプ駆動時には、吐出ポート402からオイル導入溝50に導入されたポンプ吐出圧による荷重により、アウタロータ2bをy軸負方向に付勢する力が発生する。このオイル導入溝による付勢力により、上記ポンプ吐出圧によるy軸正方向の付勢力を低減できる。よって、インナロータ2aとの歯当たりによる歯打ち音や、第１ハウジング4aおよび第２ハウジング4bとの干渉音を低減できる。つまり、アウタロータ2bの安定した回転を実現できる。
【００１８】
実施例１は以下の効果を奏する。
(1) 外歯を有し駆動軸により回転駆動されるインナロータ2aと、第１ハウジング4aに形成されたポンプ収容孔内に遊嵌状態で設置され、外歯と噛合する内歯を有するアウタロータ2bと、を備えたオイルポンプ1において、ポンプ収容孔内周の周方向所定位置に、ポンプ吐出圧を導入するオイル導入溝50を設けた。
これにより、アウタロータ2bの安定した回転を実現できる。
【００１９】
〔実施例２〕
図４は、実施例２の第１ハウジング4aの軸方向正面図である。
実施例２では、オイル導入溝52を、回転角250°の位置に設けた点で実施例１と異なる。また、径方向溝53もオイル導入溝52に対応して回転角250°の位置に設けている。
よって、実施例２では、オイル導入溝52に導入されたポンプ吐出圧による荷重により、アウタロータ2bはyz座標の原点から回転角70°の方向に付勢される。これにより、実施例１と同様、ポンプ吐出圧によるy軸正方向の付勢力を低減できることに加え、噛み合い部におけるチップクリアランス（インナロータ2aの外歯とアウタロータ2bの内歯との両歯頂部間の閉じ込み隙間）を小さくできるため、容積効率を向上できる。
【００２０】
〔実施例３〕
図５は、実施例３の第１ハウジング4aの軸方向正面図である。
実施例３では、オイル導入溝54を、回転角290°の位置に設けた点で実施例１と異なる。また、径方向溝55もオイル導入溝54に対応して回転角290°の位置に設けている。
よって、実施例３では、オイル導入溝54に導入されたポンプ吐出圧による荷重により、アウタロータ2bはyz座標の原点から回転角110°の方向に付勢される。これにより、実施例１と同様、ポンプ吐出圧によるy軸正方向の付勢力を低減できることに加え、閉じ込み部におけるインナロータ2aの外歯とアウタロータ2bの内歯とのバックラッシュを減少させることができ、歯打ち音を低減できる。
【００２１】
〔実施例４〕
図６(a)は実施例４の第１ハウジング4aの軸方向正面図、図６(b)は実施例４の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。
実施例４では、図３に示した実施例１の構成（オイル導入溝50、径方向溝51）に対し、回転角0°と回転角180°の位置にもオイル導入溝56,57を追加した点で実施例１と異なる。また、実施例４では、図７に示すように、アウタロータ2bの外周の軸方向中央位置に、環状の周方向溝58を設けた。周方向溝58の溝幅は、オイル導入溝50,56,57の溝幅よりも細く設定している。
【００２２】
次に、作用を説明する。
実施例４では、ポンプ収容孔内周の回転角0°および回転角180°の位置に、ポンプ吐出圧を導入するオイル導入溝56,57を設けたため、アウタロータ2bにはz軸上で互いに逆方向の付勢力が作用する。これにより、アウタロータ2bをポンプ収容孔400のz軸方向中央位置でバランス良く回転させることができる。よって、容積効率の向上とバックラッシュ減少による歯打ち音の低減とを両立できる。
また、実施例４では、アウタロータ2bの外周に環状の周方向溝58を設けたため、吐出ポート402から離れたオイル導入溝56,57にポンプ吐出圧を供給できる。さらに、周方向溝58を通過するオイルが潤滑油として機能するため、アウタロータ2bのより滑らかな回転を実現できる。
なお、アウタロータ2bは周方向溝58を通過するオイルによる荷重が作用するものの、周方向溝58はオイル導入溝50,56,57と比較して溝幅が狭く、受圧面積が小さいため、オイル導入溝50,56,57の作用に影響は及ぼさない。
実施例４は、実施例１の効果(1)に加え、以下の効果を奏する。
(2) アウタロータ外周に、吐出ポート402から吐出されたオイルをオイル導入溝56,57に導く環状の周方向溝58を設けた。
これにより、吐出ポート402から離れたオイル導入溝56,57にポンプ吐出圧を供給できる。また、ポンプ吐出圧を潤滑油として機能させ、アウタロータ2bのより滑らかな回転を実現できる。
【００２３】
〔実施例５〕
図８(a)は実施例５の第１ハウジング4aの軸方向正面図、図６(b)は実施例５の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。
実施例５では、図６に示した実施例４の構成に対し、オイル導入溝57を省いた点で実施例４と異なる。
よって、実施例５では、オイル導入溝56に挿入されたポンプ吐出圧による荷重により、アウタロータ2bをz軸正方向に付勢する力が発生する。これにより、実施例３と同様、閉じ込み部におけるインナロータ2aの外歯とアウタロータ2bの内歯とのバックラッシュを減少させることができ、歯打ち音を低減できる。
【００２４】
〔実施例６〕
図９(a)は実施例６の第１ハウジング4aの軸方向正面図、図９(b)は実施例６の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。
実施例６では、図６に示した実施例４の構成に対し、オイル導入溝56を省いた点で実施例４と異なる。
よって、実施例６では、オイル導入溝57に挿入されたポンプ吐出圧による荷重により、アウタロータ2bをz軸負方向に付勢する力が発生する。これにより、実施例２と同様、噛み合い部におけるチップクリアランス（インナロータ2aの外歯とアウタロータ2bの内歯との両歯頂部間の閉じ込み隙間）を小さくできるため、容積効率を向上できる。
【００２５】
〔実施例７〕
図１０は実施例７の第１ハウジング4aの軸方向正面図、図１０(b)は実施例７の第１ハウジング4aの軸方向正面側斜視図である。
実施例７では、図６に示した実施例４の構成に対し、アウタロータ2bの周方向溝58を廃止すると共に、ポンプ収容孔内周に環状の周方向溝59を設けた点で実施例１と異なる。
【００２６】
次に、作用を説明する。
実施例７では、ポンプ収容孔内周に環状の周方向溝59を設けたため、吐出ポート402から離れたオイル導入溝56,57にポンプ吐出圧を供給できる。さらに、周方向溝59を通過するオイルが潤滑油として機能するため、アウタロータ2bのより滑らかな回転を実現できる。
実施例７は、実施例１の効果(1)に加え、以下の効果を奏する。
(3) ポンプ収容孔内周に、吐出ポート402から吐出されたオイルをオイル導入溝56,57に導く周方向溝59を設けた。
これにより、吐出ポート402から離れたオイル導入溝56,57にポンプ吐出圧を供給できる。また、ポンプ吐出圧を潤滑油として機能させ、アウタロータ2bのより滑らかな回転を実現できる。
【００２７】
〔他の実施例〕
以上、本発明を実施例に基づいて説明してきたが、各発明の具体的な構成は実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、アウタロータ外周の周方向溝の本数は任意である。図１１(a)は２本の周方向溝60a,60b、図１１(b)は３本の周方向溝61a,61b,61cを設けた例である。また、図１１(c)のように隣接する周方向溝61a,61b間および周方向溝61b,61c間をつなぐ油路62a,62bや、周方向溝61a,61cとアウタロータ2bの軸方向端縁とをつなぐ油路63a,63bを設けても良い。油路62a,62b,63a,63bの本数も任意である。
また、ポンプ収容孔内周の周方向溝の本数も任意である。図１２は２本の周方向溝64a,64bを設けた例である。
【符号の説明】
【００２８】
1  オイルポンプ
2a  インナロータ
2b  アウタロータ
4a  第１ハウジング
50  オイル導入溝
56  オイル導入溝
57  オイル導入溝
58  周方向溝
59  周方向溝
402  吐出ポート
【図１】
2014173587.tif 000003
【図２】
2014173587.tif 000004
【図３】
2014173587.tif 000005
【図４】
2014173587.tif 000006
【図５】
2014173587.tif 000007
【図６】
2014173587.tif 000008
【図７】
2014173587.tif 000009
【図８】
2014173587.tif 000010
【図９】
2014173587.tif 000011
【図１０】
2014173587.tif 000012
【図１１】
2014173587.tif 000013
【図１２】
2014173587.tif 000014