(57)【要約】【課題】回転軸に設けられたシール部材に加わる負圧を抑制し、吸入及び吐出するオイルの量を増加させることができるポンプ装置を提供するポンプ装置を提供する。【解決手段】流体を外部から吸入する吸入部(25a)と、吸入部(25a)によって吸入された流体を外部に吐出する吐出部(25b)と、吸入部(25a)及び吐出部(25b)に接続し、吐出部(25b)から外部に吐出される流体より少ない量の流体を吐出部(25b)から吸入部(25a)に循環させる流体循環部(46)と、吸入部(25a)と流体循環部(46)とを通油可能に接続する接続部(52)と、接続部(52)に設けられ、吸入部(25a)に負圧による圧力が発生すると開放する負圧弁(62)とを備える。【選択図】図２
2019116845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を外部から吸入する吸入部と、
前記吸入部によって吸入された流体を外部に吐出する吐出部と、
前記吸入部及び前記吐出部に接続し、前記吐出部から外部に吐出される流体より少ない量の流体を前記吐出部から前記吸入部に循環させる流体循環部と、
前記吸入部と前記流体循環部とを通油可能に接続する接続部と、
前記接続部に設けられ、前記吸入部に負圧による所定の圧力が発生すると開放する負圧弁と、を備えるポンプ装置。
【請求項２】
前記吐出部及び前記吸入部を稼動させるロータと、
前記ロータを駆動させる駆動部と、
前記ロータと前記駆動部とを連動させる回転軸と、
前記ロータと前記駆動部とを隔て、前記回転軸が貫通する貫通穴が設けられる遮蔽部と、
前記遮蔽部の貫通穴に設けられ、前記回転軸の回転を許容しつつ前記駆動部側に流体が侵入することを抑制するシール部材と、を備え、
前記シール部材は、前記吸入部に発生する負圧による所定の圧力に耐えうる、請求項１に記載のポンプ装置。
【請求項３】
前記負圧弁は、前記貫通穴に設けられる前記シール部材と同様の負圧弁用シール部材と、前記回転軸より細く、前記負圧弁用シール部材に挿入されるピンからなる、請求項２に記載のポンプ装置。
【請求項４】
前記負圧弁は、接続部を閉止する閉止蓋と、前記閉止蓋を前記吸入部側から前記所定の圧力で押圧する弾性部材からなる、請求項２に記載のポンプ装置。
【請求項５】
前記流体循環部に接する発熱体を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項６】
前記発熱体は、電気回路基板である、請求項５に記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポンプ装置に係り、特に回転軸に設けられるシール部材のシール性を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両に搭載されるオートマチックトランスミッションには、下部に設けられたオイルパンに溜まるオイルをオートマチックトランスミッションの上部に送るトロコイド式の電動オイルポンプが設けられる。
この電動オイルポンプは、モータが駆動することでロータが回転してオイルの吸入及び吐出を行うことができる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２１７３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１のようなトロコイド式の電動オイルポンプでは、オイルを吸入するためにモータが駆動することでロータが稼動して負圧が発生する。
このような負圧は、特に寒冷時のようなオイルの粘性が高いとき、ロータが稼動することで圧力が大きくなり、ロータとモータとを隔てる遮蔽部とモータの駆動力を伝達する回転軸との隙間に設けられたオイルシールのシール性を低下させる虞がある。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回転軸に設けられたシール部材に加わる負圧を抑制し、吸入及び吐出するオイルの量を増加させることができるポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明のポンプ装置は、流体を外部から吸入する吸入部と、前記吸入部によって吸入された流体を外部に吐出する吐出部と、前記吸入部及び前記吐出部に接続し、前記吐出部から外部に吐出される流体より少ない量の流体を前記吐出部から前記吸入部に循環させる流体循環部と、前記吸入部と前記流体循環部とを通油可能に接続する接続部と、前記接続部に設けられ、前記吸入部に負圧による所定の圧力が発生すると開放する負圧弁と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、吸入部に発生する負圧による所定の圧力によって開放する負圧弁が接続部に設けられることで、例えば吸入部に発生する負圧が所定の圧力以上の圧力となると故障する部材がポンプ装置内にあるとき、該部材にかかる圧力が所定の圧力を越えないようにすることが可能とされる。
その他の態様として、前記吐出部及び前記吸入部を稼動させるロータと、前記ロータを駆動させる駆動部と、前記ロータと前記駆動部とを連動させる回転軸と、前記ロータと前記駆動部とを隔て、前記回転軸が貫通する貫通穴が設けられる遮蔽部と、前記遮蔽部の貫通穴に設けられ、前記回転軸の回転を許容しつつ前記駆動部側に流体が侵入することを抑制するシール部材と、を備え、前記シール部材は、前記吸入部に発生する負圧による所定の圧力に耐えうるのが好ましい。
【０００８】
これにより、駆動部が駆動することによってロータが稼動し、回転軸と遮蔽部の貫通穴との間に負圧による所定の圧力が発生する場合であっても、シール部材が所定の圧力に耐えうることで、負圧弁が開放してシール部材に加わる圧力が所定の圧力を越えないので、遮蔽部から流体が侵入することを防止することが可能とされる。
その他の態様として、前記負圧弁は、前記貫通穴に設けられる前記シール部材と同様の負圧弁用シール部材と、前記回転軸より細く、前記負圧弁用シール部材に挿入されるピンからなるのが好ましい。
【０００９】
これにより、ピンと負圧弁用シール部材とのシール性が回転軸とシール部材とのシール性と比較して低くなることで、遮蔽部から流体が負圧によって侵入する前に流体循環部に流体を循環させることが可能とされる。
その他の態様として、前記負圧弁は、接続部を閉止する閉止蓋と、前記閉止蓋を前記吸入部側から前記所定の圧力で押圧する弾性部材からなるのが好ましい。
【００１０】
これにより、閉止蓋が弾性部材によって所定の圧力で押圧されるので、遮蔽部から流体が負圧によって侵入する前に閉止蓋が開放されて流体循環部に流体を循環させることが可能とされる。
その他の態様として、前記流体循環部に接する発熱体を有するのが好ましい。
これにより、発熱体が流体循環部に接することで、流体循環部を循環する流体を温めることが可能とされる。
【００１１】
その他の態様として、前記発熱体は、電気回路基板であるのが好ましい。
これにより、発熱体として設けられた電気回路基板と流体とが熱交換することで、流体を温めつつ電気回路基板を冷却することが可能とされる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のポンプ装置によれば、吸入部に発生する負圧による所定の圧力によって開放する負圧弁が接続部に設けられるので、例えば吸入部に発生する負圧が所定の圧力以上の圧力となると故障する部材がポンプ装置内にあるとき、該部材にかかる圧力が所定の圧力を越えないようにすることができる。
これにより、回転軸に設けられたシール部材に加わる負圧を抑制し、吸入及び吐出するオイルの量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】オイルポンプの斜視図である。
【図２】図１中のI-I断面の断面図である。
【図３】図２中の範囲Ａの拡大図である。
【図４】図１中のII-II断面の断面図である。
【図５】図２中の範囲Ｂの拡大図である。
【図６】別実施例における図２中の範囲Ｂの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１を参照すると、オイルポンプ（ポンプ装置）１の斜視図が示されている。オイルポンプ１は、ポンプ室１０及び基板室３０によって構成されるトロコイド式のポンプである。このオイルポンプ１は、基板室３０内の後述するモータ３２が駆動することによってポンプ室１０内の後述するインナロータ２４が回転するとき、オイル（流体）がポンプ室１０に吸入口３から吸入され、吐出口５から吐出される。また、一部のオイルは、基板室３０内を循環する。
【００１５】
図２を参照すると、図１中のI-I断面の断面図が示されている。
ポンプ室１０は、ポンプハウジング１２、アウタロータ（ロータ）２２及びインナロータ（ロータ）２４によって構成される。ポンプハウジング１２は、ポンプ室１０のケースであり、仕切部１４が設けられる。このポンプハウジング１２は、仕切部１４が設けられることで吸入室１６及び吐出室１８が形成されており、吸入室１６には吸入口３が、吐出室１８には吐出口５がそれぞれ接続される。
【００１６】
アウタロータ２２は、内径側に例えばトロコイド曲線状の歯が５つ設けられる内歯ギアであり、ポンプハウジング１２に回転可能に取付けられる。インナロータ２４は、外径側に例えばトロコイド曲線状の歯が４つ設けられるギアである。このようにインナロータ２４は、アウタロータ２２に対し歯が１つ少ないため、アウタロータ２２との噛合わない部分にオイルを保持することが可能である。
【００１７】
即ち、ポンプ室１０は、インナロータ２４が回転することでアウタロータ２２との噛合わない部分に保持するオイルを流動させて吸入室１６から吐出室１８に送ることが可能である。以降、アウタロータ２２とインナロータ２４とが噛合わない部分のうち、吸入室１６に接する部分をオイル吸入部（吸入部）２５ａ、吐出室（吐出部）１８に接する部分をオイル吐出部２５ｂという。
【００１８】
基板室３０は、モータ（駆動部）３２、電気回路基板（発熱体）６０及び基板ケース４０によって構成される。この基板室３０は、電気回路基板６０による制御によって、モータ３２が駆動する。
モータ３２は、基板ケース４０の後述するモータ支持部４２に取付けられる電動モータである。また、モータ３２は、シャフト（回転軸）３４がモータ支持部４２のシャフト貫通穴４２ａを貫通してインナロータ２４に接続される。これにより、モータ３２による駆動力がシャフト３４によってインナロータ２４に伝達することでインナロータ２４を回転させることが可能である。
【００１９】
図３を参照すると、図２中の範囲Ａの拡大図が示されている。モータ３２のシャフト３４には、オイルシール（シール部材）３６がモータ支持部（遮蔽部）４２のシャフト貫通穴（貫通穴）４２ａに取付けられる。このオイルシール３６は、リップ３６ａがシャフト３４と摺動可能に接しており、所定の負圧が吸入室１６に発生する場合であってもインナロータ２４側からモータ３２側にオイルが流入することを抑制することが可能である。
【００２０】
図２に戻り、基板ケース４０は、モータ支持部４２、基板支持部４４及びオイル循環部（流体循環部）４６が形成されたケースである。モータ支持部４２は、モータ３２が固定されて取り付けられることで、モータ３２を基板ケース４０に支持することが可能である。また、モータ支持部４２は、モータ３２とポンプ室１０とを隔て、オイルがモータ３２に流入することを防止している。基板支持部４４は、電気回路基板６０が設けられることで、電気回路基板６０を基板ケース４０に支持することが可能である。このモータ支持部４２及び基板支持部４４は、モータ３２と電気回路基板６０とを接続しつつ、オイル等の液体が流入しないように密閉している。
【００２１】
図４を参照すると、図１中のII-II断面の断面図が示されている。オイル循環部４６は、モータ支持部４２及び基板支持部４４を覆う外装部である。また、オイル循環部４６には、竪壁４８が配設される。竪壁４８は、基板支持部４４と接続し、上端に循環路４９が設けられる。このように、基板支持部４４、オイル循環部４６及び竪壁４８によってオイル流路４７が形成される。このオイル流路４７には、オイル吐出部２５ｂと通油可能に接続する循環吸入口５０及びオイル吸入部２５ａと通油可能に接続する循環吐出口（接続部）５２が竪壁４８を挟んでそれぞれ接続される。循環吸入口５０及び循環吐出口５２は、オイル吸入部２５ａ及びオイル吐出部２５ｂからオイル循環部４６に向かって延びるオイル流路である。
【００２２】
即ち、循環吸入口５０からオイル循環部４６にオイルが吸入されるとき、オイル流路４７は、オイルを竪壁４８を越えるように循環路４９を通してオイル循環部４６内を循環させることで電気回路基板６０と熱交換させたあと、循環吐出口５２に吐出する。これにより、オイル循環部４６は、電気回路基板６０が発する熱によってオイルを温めることができる。
【００２３】
循環吐出口５２には、ダミーシール弁（負圧弁）６２が取り付けられる。
図５を参照すると、図２中の範囲Ｂの拡大図が示されている。
このダミーシール弁６２は、オイル吸入部２５ａに所定の負圧が発生すると開放し、オイルが流通可能となる。また、ダミーシール弁６２は、吸入口３及び吐出口５よりも通油抵抗が高い。
【００２４】
詳しくは、ダミーシール弁６２は、ピン６４及びダミーシール（負圧弁用シール部材）６６によって構成される。ピン６４は、シャフト３４より細い円柱状の部材であり、一端が例えばモータ支持部４２から突出するステー６８に固定されており、他端がダミーシール６６に挿入される。ダミーシール６６は、オイルシール３６と同様のオイルシールである。即ち、ダミーシール弁６２は、シャフト３４より細いピン６４がオイルシール３６と同様のダミーシール６６に挿入されてなるので、シャフト３４とオイルシール３６に対し、ピン６４とダミーシール６６とに隙間があるためシール性が低い。故に、オイル吸入部２５ａにて負圧が発生すると、該負圧によってピン６４とダミーシール６６との隙間が広がることで、ダミーシール弁６２のシール性は、シャフト３４及びオイルシール３６のシール性が低下するより先に低下する。
【００２５】
以下、本実施形態による作用及び効果を説明する。
通常時、吸入口３から吸入室１６に吸入されるオイルは、モータ３２が駆動することでインナロータ２４が回転し、吐出室１８に流動して吐出口５から吐出される。
一方、例えば寒冷地においては、オイルの温度が低く粘度が高いため、モータ３２が駆動してインナロータ２４が回転するとオイル吸入部２５ａに負圧が生じる。このとき、ダミーシール弁６２は、負圧によって開放する。
【００２６】
ダミーシール弁６２が開放されると、オイルは、オイル吐出部２５ｂから循環吸入口５０、オイル循環部４６及び循環吐出口５２を介して循環する。これにより、オイル吸入部２５ａに生じる負圧が減少し、オイルシール３６に負圧がかかりシール性が低下することを抑制することができる。
次に、吸入口３から吸入されるオイルの量とオイル吐出部２５ｂからオイル循環部４６に吸入されるオイルの量の関係性について説明する。吸入口３から吸入されるオイルの量をＸ、オイル吐出部２５ｂからオイル循環部４６に吸入されるオイルの量をＹ、オイル吸入部２５ａに負圧が生じる原因であるインナロータ２４及びアウタロータ２２の通油抵抗をＡ、オイル循環部４６の通油抵抗をＢとすると、Ａ：Ｂ＝Ｙ：Ｘの関係が成り立つ。また、吐出口５から吐出されるオイルの量は、Ｘ−Ｙで求めることができる。
【００２７】
即ち、モータ３２を駆動させて吸入口３から吸入されるオイルの量（Ｘ）を例えば１０％増加させると、それに伴い、オイル循環部４６に吸入されるオイルの量（Ｙ）も１０％増加する。ここで、吐出口５から吐出されるオイルの量は、（Ｘ×１．１）−（Ｙ×１．１）となる。
また、循環吐出口５２は、ダミーシール弁６２であるピン６４及びダミーシール６６が設けられているため吐出口５よりも通油抵抗が高い。このため、インナロータ２４及びアウタロータ２２の通油抵抗（Ａ）＜オイル循環部４６の通油抵抗（Ｂ）の関係が成り立つ。これにより、Ａ＜Ｂ及びＡ：Ｂ＝Ｙ：Ｘの関係式より、Ｙ＜Ｘの関係が成り立つので、（Ｘ×１．１）−（Ｙ×１．１）＞Ｘ−Ｙの関係式が成り立ち、Ｘ×０．１＞Ｙ×０．１の関係式が成り立つ。
【００２８】
故に、１０％増加させた吸入口３から吸入されるオイルの量（Ｘ×１．１）は、元の吸入口３から吸入されるオイルの量（Ｘ）にオイル循環部４６に吸入されるオイルの量（Ｙ）のうち増加した分（Ｙ×０．１）を加算した値よりも大きくなる。
このようにして、モータ３２を駆動させて吸入口３から吸入されるオイルの量（Ｘ）を増加させることにより、オイル循環部４６に流入するオイルの量（Ｙ）もまた増加するが、吐出口５から吐出されるオイルの量（Ｘ−Ｙ）を増やすことができる。
【００２９】
図６を参照すると、別実施例における図２中の範囲Ｂの拡大図が示されている。別実施例では、ダミーシール弁６２に代わり、バネ閉止弁１６２が設けられる。
バネ閉止弁（負圧弁）１６２は、ピン１６４、係止部１６５、閉止蓋１６６、バネ（弾性部材）１６７及びステー１６８によって構成される。係止部１６５は、循環吐出口５２の側面から突出して形成される。閉止蓋１６６は、循環吐出口５２の係止部１６５よりオイル吸入部２５ａ側に設けられたステー１６８からオイル循環部４６に向かって延びるピン１６４に貫通され且つピン１６４と摺動可能に設けられる。この閉止蓋１６６は、係止部１６５と接触することで循環吐出口５２を閉止することができる。バネ１６７は、ピン１６４に挿入され、閉止蓋１６６とステー１６８とに挟まれるように設けられる。このバネ１６７は、閉止蓋１６６を係止部１６５に向かって所定の圧力で押圧する。
【００３０】
これにより、バネ閉止弁１６２は、閉止蓋１６６が係止部１６５から離れる方向に所定の圧力以上の油圧等の圧力によって押圧されるときに開放する。即ち、循環吐出口５２にバネ閉止弁１６２が設けられることで、オイル吸入部２５ａに所定の負圧が発生するとき、バネ閉止弁１６２が開放されてオイル循環部４６にオイルを循環させることができる。
以上説明したように、本発明に係るポンプ装置では、オイルを外部から吸入するオイル吸入部２５ａと、オイル吸入部２５ａによって吸入されたオイルを外部に吐出するオイル吐出部２５ｂと、オイル吸入部２５ａ及びオイル吐出部２５ｂに接続し、オイル吐出部２５ｂから外部に吐出されるオイルより少ない量のオイルをオイル吐出部２５ｂからオイル吸入部２５ａに循環させるオイル循環部４６と、オイル吐出部２５ｂとオイル循環部４６とを通油可能に接続する循環吐出口５２と、循環吐出口５２に設けられ、オイル吸入部２５ａに負圧による所定の圧力が発生すると開放するダミーシール弁６２とを備える。
【００３１】
従って、オイル吸入部２５ａに発生する負圧が所定の圧力になると開放するダミーシール弁６２が循環吐出口５２に設けられたので、例えばオイル吸入部２５ａに発生する負圧が所定の圧力以上の圧力となると故障する部材としてシャフト３４及びオイルシール３６にかかる圧力が所定の圧力を越えないようにすることができる。
特に、オイル吐出部２５ｂ及びオイル吸入部２５ａを稼動させるアウタロータ２２及びインナロータ２４と、インナロータ２４を駆動させるモータ３２と、インナロータ２４とモータ３２とを連動させるシャフト３４と、インナロータ２４とモータ３２とを隔て、シャフト３４が貫通するシャフト貫通穴４２ａが設けられるモータ支持部４２と、モータ支持部４２のシャフト貫通穴４２ａに設けられ、シャフト３４の回転を許容しつつモータ３２側にオイルが侵入することを抑制するオイルシール３６と、を備え、オイルシール３６は、オイル吸入部２５ａに発生する負圧による所定の圧力より大きい規定の負圧に耐えうる。
【００３２】
従って、モータ３２が駆動することによってアウタロータ２２及びインナロータ２４が稼動し、シャフト３４とモータ支持部４２のシャフト貫通穴４２ａとの間に負圧による所定の圧力が発生する場合であっても、オイルシール３６が所定の圧力に耐えうるので、ダミーシール弁６２が開放してオイル循環部４６にオイルが循環しオイルシール３６に加わる圧力が所定の圧力を越えないことにより、モータ支持部４２からオイルが侵入することを防止することができる。
【００３３】
そして、ダミーシール弁６２は、シャフト貫通穴４２ａに設けられるオイルシール３６と同様のダミーシール６６と、シャフト３４より細く、ダミーシール６６に挿入されるピン６４からなる。
従って、ピン６４とダミーシール６６とのシール性がシャフト３４とオイルシール３６とのシール性と比較して低くなるので、オイルシール３６及びシャフト貫通穴４２ａからオイルが負圧によってモータ３２側に侵入する前にダミーシール弁６２を開放してオイル循環部４６にオイルを循環させることができる。
【００３４】
そして、バネ閉止弁１６２は、オイル循環部４６のオイル吸入部２５ａに接続する部分を閉止する閉止蓋１６６と、閉止蓋１６６をオイル吸入部２５ａ側から所定の圧力で押圧するバネ１６７からなるので、モータ支持部４２からオイルが所定の負圧によって侵入する前に閉止蓋１６６が開放されてオイル循環部４６にオイルを循環させることができる。
そして、オイル循環部４６に接する発熱体として電気回路基板６０を有するので、オイル循環部４６を循環するオイルを温めることができる。
【００３５】
また、発熱体として設けられた電気回路基板６０とオイルとが熱交換することで、オイルを温めつつ基板を冷却することができる。
以上で本発明に係るポンプ装置の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本実施形態では、モータ３２によって駆動するオイルポンプ１を用いて説明したが、車両に搭載されるエンジンの駆動力によって駆動する駆動するポンプであってもよく、エンジン内のウォータージャケットを循環する冷却水を循環させるポンプであってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  オイルポンプ（ポンプ装置）
２２  アウタロータ（ロータ）
２４  インナロータ（ロータ）
２５ａ  オイル吸入部（吸入部）
２５ｂ  オイル吐出部（吐出部）
３２  モータ（駆動部）
３４  シャフト（回転軸）
３６  オイルシール（シール部材）
４２  モータ支持部（遮蔽部）
４２ａ  シャフト貫通穴（貫通穴）
４６  オイル循環部（流体循環部）
５２  循環吐出口（接続部）
６０  電気回路基板（発熱体）
６２  ダミーシール弁（負圧弁）
６６  ダミーシール（負圧弁用シール部材）
６４  ピン
１６２  バネ閉止弁（負圧弁）
１６６  閉止蓋
１６７  バネ（弾性部材）
【図１】
2019116845.tif 000003
【図２】
2019116845.tif 000004
【図３】
2019116845.tif 000005
【図４】
2019116845.tif 000006
【図５】
2019116845.tif 000007
【図６】
2019116845.tif 000008