(57)【要約】【課題】  駆動効率及び運転効率を向上させることができる内接ギヤポンプ及びこれを用いた電動ポンプを提供する。【解決手段】  本発明の内接ギヤポンプは、アウターロータ３６の外周面に形成された回転軌道面３７ａと、ロータハウジング本体３３の円筒状内周面３３ｄに形成された固定軌道面３７ｂと、両軌道間に転動自在に配置された複数の針状ころ３７ｃとを備えた転がり軸受部３７を有し、ロータハウジング本体３３は、転がり軸受部３７によってアウターロータ３６を支持している。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されるとともに外歯を有するインナーロータと、前記外歯に噛み合う内歯を有するアウターロータと、内側に前記アウターロータが挿入されて前記アウターロータを回転可能に支持しているロータハウジングと、を備えた内接ギヤポンプにおいて、
前記ロータハウジングは、転がり軸受によって前記アウターロータを支持していることを特徴とする内接ギヤポンプ。
【請求項２】
前記転がり軸受は、前記アウターロータの外周面に形成された回転軌道面と、前記ロータハウジングの内側に形成された固定軌道面と、両軌道面間に転動自在に配置された複数の転動体とを備えている請求項１記載の内接ギヤポンプ。
【請求項３】
前記転がり軸受は、針状ころ軸受である請求項１又は２に記載の内接ギヤポンプ。
【請求項４】
回転駆動されるとともに外歯を有するインナーロータと、前記外歯に噛み合う内歯を有するアウターロータと、内側に前記アウターロータが挿入されて前記アウターロータを回転可能に支持するロータハウジングと、を備えた内接ギヤポンプと、
前記インナーロータを回転駆動するモータ部と、を有する電動ポンプにおいて、
前記ロータハウジングは、転がり軸受によって前記アウターロータを支持することを特徴とする電動ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車のトランスミッションの潤滑油用ポンプとして好適な内接ギヤポンプ及びこれを用いた電動ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車などのトランスミッション内の潤滑油を圧送するためのポンプとしては、トロコイドポンプ等の内接ギヤポンプをモータで回転駆動する電動ポンプが使用されている。この内、内接ギヤポンプは、モータによって回転駆動されるとともに外歯を有するインナーロータと、前記外歯に噛み合う内歯を有するアウターロータと、内側に前記アウターロータが挿入されて前記アウターロータを回転可能に支持しているロータハウジングと、を備えている。このアウターロータは、その内歯が回転駆動されるインナーロータの外歯に噛み合い、ロータハウジングの内周面上で回転するように構成されている。アウターロータの外周面と、ロータハウジングの内周面とは、滑り軸受を構成しており、ロータハウジングはこの滑り軸受によってアウターロータを回転可能に支持している。
上記滑り軸受は、アウターロータが一定速度で回転している時には、このポンプが圧送する潤滑油が介在することで流体潤滑状態となり、油膜を介してアウターロータを支持している。
一方、電動ポンプが停止状態、すなわちアウターロータが停止状態にある場合においては、アウターロータの外周面とロータハウジングの内周面とは金属接触しており、この状態から電動ポンプを起動すると、アウターロータの外周面とロータハウジングの内周面との間には過大な摩擦力が発生し、回転トルクが増大したり、両者の間で焼き付きを起こす恐れがあった。
そこで、前記アウターロータの外周面及び前記ロータハウジングの内周面に無電解ニッケルめっき層を形成し、耐焼き付き性を向上させることによって、内接ギヤポンプの耐久性を向上させる試みがなされていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４４９６４号公報（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来例のようにアウターロータの外周面及びロータハウジングの内周面に無電解ニッケルめっき層を形成すればポンプの耐久性は向上するが、依然としてアウターロータは滑り軸受によってロータハウジングに支持されているので、その滑り摩擦に伴う回転トルクは高いものであり、内接ギヤポンプの駆動効率を低下させるとともに、電動ポンプ全体としての運転効率をも低下させていた。
また、特に電動ポンプを停止状態から起動する際、ポンプを回転させるためには、上述したようにアウターロータとロータハウジングとの金属接触に起因する過大な摩擦力による高い回転トルクとともに、モータ自身を起動回転させるための回転トルクをも要するので、モータには非常に高い負荷が作用する。このため、モータ部には瞬間的に大きな突入電流が流れ、この電動ポンプが取り付けられる車両の他の電子機器に悪影響を与える恐れもあった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、回転トルクを低減することで、駆動効率及び運転効率を向上させることができる内接ギヤポンプ及び電動ポンプの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、回転駆動されるとともに外歯を有するインナーロータと、前記外歯に噛み合う内歯を有するアウターロータと、内側に前記アウターロータが挿入されて前記アウターロータを回転可能に支持するロータハウジングと、を備えた内接ギヤポンプにおいて、前記ロータハウジングは、転がり軸受によって前記アウターロータを支持することを特徴としている。
【０００６】
上記のように構成された内接ギヤポンプによれば、アウターロータを転がり軸受によって支持しているので、従来例のような滑り軸受の場合と比較して、前記アウターロータと前記ロータハウジングとの間の摩擦抵抗を低減でき、その回転抵抗を小さくすることができる。よって、内接ギヤポンプを駆動したときの回転トルクを低減することができる。
また、当該内接ギヤポンプは、前記転がり軸受によって、内接ギヤポンプを停止状態から駆動を開始する際の、前記アウターロータと前記ロータハウジングとの間の回転抵抗をも小さくできるので、駆動開始時の当該ポンプの回転トルクを低減できる。
【０００７】
上記内接ギヤポンプにおいて、前記転がり軸受は、前記アウターロータの外周面に形成された回転軌道面と、前記ロータハウジングの内周面に形成された固定軌道面と、両軌道間に転動自在に配置された複数の転動体とを備えていることが好ましい。
この場合、前記アウターロータ及び前記ロータハウジングは、それぞれ前記転がり軸受の回転輪及び固定輪を兼ねて構成されているので、その構造を簡略化できる。従って、当該内接ギヤポンプの製造コストの上昇を抑えることができる。
【０００８】
また、上記内接ギヤポンプにおいて、前記転がり軸受は、針状ころ軸受であることが好ましい。
この場合、当該転がり軸受をコンパクトなものにできるので、当該内接ギヤポンプの径寸法が大きくなるのを防止できる。
さらに、前記転がり軸受を針状ころ軸受としたことで、上記のように前記アウターロータ及び前記ロータハウジングが、それぞれ前記転がり軸受の回転輪及び固定輪を兼ねて構成された場合、軌道面としては、軸方向に平行な円筒面状に形成すればよく、例えば玉軸受の場合のように断面半円状の軌道面を形成する必要がないので、前記アウターロータ及び前記ロータハウジングに対する両軌道面の加工を容易にできる。
【０００９】
また、本発明は、回転駆動されるとともに外歯を有するインナーロータと、前記外歯に噛み合う内歯を有するアウターロータと、内側に前記アウターロータが挿入されて前記アウターロータを回転可能に支持するロータハウジングと、を備えた内接ギヤポンプと、前記インナーロータを回転駆動するモータ部と、を有する電動ポンプにおいて、前記ロータハウジングは、転がり軸受によって前記アウターロータを支持することを特徴としている。
この場合、内接ギヤポンプは、上述したように、回転トルクが低減されるので、前記モータ部に対する負荷が低減され、このモータ部の電流値が過度に上昇するのを防止することができる。従って、当該電動ポンプの運転時における、モータ部の消費電力を減少させることができる。
また、当該電動ポンプを停止状態から起動する際においても、前記内接ギヤポンプによって、モータ部に対する負荷が低減される。従って、電動ポンプを起動する際に発生する突入電流を抑制することができ、他の電子機器への悪影響を排除することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の内接ギヤポンプによれば、回転トルクが低減されるので、その駆動効率を向上させることができる。
また、本発明の電動ポンプによれば、上記内接ギヤポンプを用いることによって、モータ部の負荷を低減し、消費電力を減少させることができる。その結果、電動ポンプとしての運転効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施形態である電動ポンプの構成を示す断面図である。この電動ポンプ１０は、比較的低い吐出圧力しか要求されない自動車などのトランスミッション内の潤滑油を圧送するためのポンプとして用いられるものであり、モータ部２０とポンプ部３０とを備えている。
【００１２】
モータ部２０は、有底筒状に形成された金属製のモータハウジング２１と、その内部にモータ部２０の出力軸として回転可能に配置されてポンプ部３０を駆動する主軸２２と、この主軸２２に一体回転可能に固定された回転子２３と、この回転子２３に対してわずかな隙間を空けて対向するようにモータハウジング２１の内周面に固定された固定子２４と、を備えている。
【００１３】
モータハウジング２１の底部には、転がり軸受２５が固定されており、主軸２２の一端部を支持している。主軸２２の他端部は、モータハウジング２１の開口をシール部材２６によって密封状態で閉塞するように取り付けられたポンプ部３０に連結されつつ、ポンプ部３０に取り付けられた転がり軸受３３ｈによって支持されている。
【００１４】
ポンプ部３０は、モータハウジング２１に直接取り付けられたロータハウジング本体３３と、このロータハウジング本体３３にシール部材３３ａによって密封しつつボルト部材３４ａで連結されている蓋部３４と、により構成されたロータハウジング３１を有している。
ロータハウジング本体３３は、その厚さ方向（主軸２２の軸方向）へ凹んで形成されて、後述するインナーロータ３５やアウターロータ３６を収容している凹部３３ｃを、蓋部３４と接している端面３３ｂ側に有している。この凹部３３ｃは主軸２２の軸心に対して偏心した円筒形状に形成されている。凹部３３ｃの底面３３ｅの中央には、モータ部２０側へ向かってロータハウジング本体３３の厚さ方向（主軸２２の軸方向）に貫通する貫通孔３３ｆが形成されている。この貫通孔３３ｆには、主軸２２が挿通されており、貫通孔３３ｆのモータ部２０側の端部には、主軸２２とロータハウジング本体３３との間をシールするためのシール部材３３ｇ及び上述した転がり軸受３３ｈが取り付けられている。
【００１５】
図２は、ポンプ部３０の構成を示すための、図１中ＩＩ−ＩＩ線断面図である。ポンプ部３０は、トロコイドポンプを構成しており、主軸２２の他端部に形成されたスプライン２２ａによって一体回転可能に連結されモータ部２０により回転駆動されるとともに外歯３５ａを有するインナーロータ３５と、外歯３５ａに噛み合う内歯３６ａを有するアウターロータ３６と、アウターロータ３６が挿入された凹部３３ｃ（図１）が形成されたロータハウジング本体３３と、凹部３３ｃの円筒状内周面３３ｄとアウターロータ３６の外周面との間に介装された転がり軸受部３７と、を含んでいる。
【００１６】
転がり軸受部３７は、アウターロータ３６の外周面に形成された回転軌道面３７ａと、円筒状内周面３３ｄに形成された固定軌道面３７ｂと、両軌道間に転動自在に配置された複数の転動体としての針状ころ３７ｃと、この針状ころ３７ｃを周方向に一定間隔に保持している保持器３７ｄとを含んでおり、針状ころ軸受を構成している。
この転がり軸受部３７によって、ロータハウジング本体３３は、凹部３３ｃ内に挿入されたアウターロータ３６を主軸２２に対して偏心した状態で回転自在に支持している。
【００１７】
また、アウターロータ３６及びロータハウジング本体３３は、それぞれ転がり軸受部３７における回転輪及び固定輪を兼ねて構成されているので、例えば、通常の内外輪を有する転がり軸受を用いてアウターロータ３６を支持した場合と比較して、部品点数を減らすことができ、その構造を簡略化できる。従って、当該ポンプ部３０の製造コストの上昇を抑えることができる。
また、転がり軸受部３７は、針状ころ軸受を構成しているので、コンパクトなものにできる。従って、ポンプ部３０の径寸法が、転がり軸受部３７を有することで、従来例と比較して極端に大きくなるのを防止できる。
さらに、転がり軸受部３７を針状ころ軸受としたことで、上記のようにアウターロータ３６及びロータハウジング本体３３が、それぞれ転がり軸受部３７の回転輪及び固定輪を兼ねて構成された場合、軌道面としては、軸方向に平行な円筒面状に形成すればよく、例えば玉軸受の場合のように断面半円状の軌道面を形成する必要がないので、アウターロータ３６及びロータハウジング本体３３に対する両軌道面３７ａ，３７ｂの加工を容易にできる。
【００１８】
インナーロータ３５が、モータ部２０によって回転駆動されると、これと噛み合っているアウターロータ３６も主軸２２に対して偏心した状態で回転する。このとき、外歯３５ａおよび内歯３６ａによって形成される空間の容積変化によってポンプ作用が生じる。なお、インナーロータ３５とアウターロータ３６との間には図示しない吸入口から潤滑油が吸入され、図示しない吐出口から潤滑油が吐出される。
【００１９】
このように構成された本実施形態によれば、ポンプ部３０は、アウターロータ３６を転がり軸受部３７によって支持しているので、従来例のような滑り軸受の場合と比較して、アウターロータ３６とロータハウジング本体３３との間の摩擦抵抗を低減でき、その回転抵抗を小さくすることができる。従って、ポンプ部３０を駆動したときの回転トルクを低減することができ、その駆動効率を向上させることができる。
また、このポンプ部３０は、停止状態の場合にも、転がり軸受部３７によって、ポンプ部３０を停止状態から駆動を開始する際の、アウターロータ３６とロータハウジング本体３３との間の回転抵抗をも小さくできるので、駆動開始時のポンプ部３０の回転トルクを低減できる。
【００２０】
尚、本願の発明者らは、定格吐出圧力０．２ＭＰａ、基本吐出量１．５ｃｃ／ｍｉｎのトロコイドポンプを用い、検証試験を実施した。その結果、従来例のようにアウターロータを滑り軸受で支持した場合に、基本吐出量を維持しながらインナーロータを回転させるのに必要な軸トルクは０．０５Ｎ．ｍであったのに対して、本実施形態では、前記軸トルクは０．０４Ｎ．ｍ以下となり、その駆動効率は２０％以上向上することを確認している。
【００２１】
また、本実施形態の電動ポンプ１０によれば、ポンプ部３０の回転トルクが低減されるので、モータ部２０に対する負荷が低減され、このモータ部２０の電流値が過度に上昇するのを防止することができる。従って、電動ポンプ１０の運転時における、モータ部２０の消費電力を減少させることができ、その運転効率を向上させることができる。
さらに、電動ポンプ１０を停止状態から起動する際においても、ポンプ部３０によって、モータ部２０に対する負荷が低減される。従って、電動ポンプ１０を起動する際に発生する突入電流を抑制することができ、この電動ポンプ１０が取り付けられる車両の他の電子機器への悪影響を排除することができる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。例えば、転がり軸受部３７には、外輪をロータハウジング本体の凹部３３ｃに嵌合し、内輪をアウターロータの外周面に嵌合することで、通常の内外輪を有する転がり軸受を用いることもできる。さらに、本実施形態では、転がり軸受部３７として針状ころ軸受を構成したが、例えば、玉軸受や、円筒ころ軸受等、他の形式の転がり軸受を構成することもできる。
また、上記実施形態では、モータ部によって駆動される内接ギヤポンプを示したが、例えば、他の動力源によって駆動される内接ギヤポンプにも適用することができる。
また、本発明の内接ギヤポンプ及び電動ポンプの用途としては、トランスミッション内の潤滑油の圧送用に限定されることはなく、例えば、内燃機関の燃料ポンプとしてや、他の一般産業用装置等に用いられている内接ギヤポンプ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態である電動ポンプの構成を示す断面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０    電動ポンプ
２０    モータ部
３０    ポンプ部
３１    ロータハウジング
３５    インナーロータ
３５ａ  外歯
３６    アウターロータ
３６ａ  内歯
３７    転がり軸受部
３７ａ  回転軌道面
３７ｂ  固定軌道面
３７ｃ  針状ころ（転動体）
【図１】
2006274927.tif 000003
【図２】
2006274927.tif 000004