(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量化およびコンパクト化を図るとともに、軸受装置の軸受支持剛性を高め、モータ軸およびモータロータの傾きを低減できる電動ポンプユニットを提供する。【解決手段】油の吸入および吐出を行うポンプ2のポンプ本体5に、ポンプ駆動用電動モータ3を内蔵したモータハウジング6が固定されている。ポンプ本体5に形成されてモータハウジング内にのびる円筒部7bの内側に、軸受装置17が設けられている。電動モータが、軸受装置により支持されたポンプ駆動モータ軸18と、モータ軸の一方の自由端部から半径方向外方にのびかつ軸受装置の外周を囲む円筒状のモータロータ23と、モータステータ27とを備えている。モータ軸18の他方の自由端部に、ポンプロータ12が固定されている。軸受装置17が、密封部材20を挟んで軸方向に隣接する２個の玉軸受21,22であり、ポンプ2側の玉軸受21が開放型である。【選択図】図１
2012189015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油の吸入および吐出を行うポンプのポンプ本体に、ポンプ駆動用電動モータを内蔵したモータハウジングが固定され、ポンプ本体内に、ポンプロータを収容したポンプ室が形成され、ポンプ本体に形成されてモータハウジング内にのびる円筒部の内側に軸受装置が設けられており、電動モータが、軸受装置により支持されたポンプ駆動モータ軸と、モータ軸の一方の自由端部から半径方向外方にのびかつ軸受装置の外周を囲む円筒状のモータロータと、モータハウジングに固定状に設けられたモータステータとを備え、ポンプ室内に進入したモータ軸の他方の自由端部にポンプロータが固定されている電動ポンプユニットにおいて、
軸受装置が、密封部材を挟んで軸方向に隣接する２個の転がり軸受であり、ポンプ側の転がり軸受が開放型であることを特徴とする電動ポンプユニット。
【請求項２】
ポンプ側の転がり軸受の内輪がモータ軸にすきまばめされ、同外輪が円筒部にしまりばめされており、反対側の転がり軸受の内輪および外輪がモータ軸および円筒部にそれぞれしまりばめされていることを特徴とする請求項１の電動ポンプユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば自動車のトランスミッション（変速機）などに油圧を供給する油圧ポンプとして使用される電動ポンプユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のトランスミッションには油圧ポンプにより油圧が供給されるが、省エネルギなどの観点から停車時にエンジンを停止するいわゆるアイドルストップ（アイドリングストップ）を行う自動車では、アイドルストップ時にもトランスミッションへの油圧供給を確保するために、電動油圧ポンプが使用されるようになっている。
【０００３】
自動車のトランスミッション用電動油圧ポンプは、車体の限られたスペースに搭載されるため、コンパクト化が要求され、また、軽量化およびコスト低減も要求される。このような要求に応えるため、ポンプ、ポンプ駆動用電動モータおよび電動モータのコントローラが共通のユニットハウジング内に組み込まれた電動ポンプユニットが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００４】
このような従来の電動ポンプユニットでは、ポンプを構成するポンプ本体にモータハウジングが連結され、モータハウジング内に形成された密閉状のモータ室に電動モータおよびコントローラが内蔵されている。電動モータはモータ室内のポンプ本体側に配置され、ポンプ本体と反対側の電動モータの端面にコントローラの基板が固定されている。そして、基板には、コントローラを構成するコンデンサ、ＦＥＴなどの複数の電装部品（電気部品および電子部品）が取り付けられている。
【０００５】
電動モータは、軸受装置により支持されたポンプ駆動モータ軸の一方の自由端部から径方向外方にのびかつ軸受装置の外周を囲む円筒状のモータロータと、モータハウジングに固定状に設けられたモータステータとを備えている。ポンプ本体の内部に、ポンプ室が形成されている。ポンプ本体には、モータハウジングの内側にのびる円筒部が形成され、この円筒部の内側にモータ軸の軸受装置が設けられている。モータ軸の他方の自由端部は、モータ室内に侵入し、その先端部にポンプのポンプロータが固定されている。ポンプが内接歯車ポンプの場合、内側ポンプロータであるインナギヤがモータ軸の先端部に固定される。
【０００６】
軸受装置は、軸方向に並べて配置された２個の単列深みぞ玉軸受を備えている。ポンプ本体の円筒部内には、ポンプ室と軸受装置との間を密封するオイルシールが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１６９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の従来の電動ポンプユニットでは、小型化を図るため、軸受装置の２個の転がり軸受を隣接させている。また、コスト低減を図るため、２個の転がり軸受を単列深みぞ玉軸受とし、さらに、組立コスト削減のため、玉軸受をすきまばめとしている。２個の玉軸受は、潤滑の必要があるため、グリース潤滑の密封型となっている。そして、オイルシールの密封性を高めるために、そのしめ代を大きくしている。
【０００９】
ポンプが内接歯車ポンプの場合、インナギヤと外側ポンプロータであるアウタギヤのかみ合い部分に対応するポンプハウジングの対称位置に、油吸入ポートと油吐出ポートが形成される。
【００１０】
ポンプの作動時、ポンプ室の油吸入ポートは低圧であるが、油吐出ポートは高圧になる。このため、インナギヤが固定された片持ち支持のモータ軸の先端部に径方向の力が作用する。前記のように、軸受装置の２個の転がり軸受が並べて配置された単列深みぞ玉軸受で、すきまばめであるから、軸受支持剛性が低く、モータ軸に傾きが発生する。モータ軸の傾きにより、インナギヤが傾き、モータハウジングに接触した状態で回転する。このため、騒音が発生し、モータロータおよびモータハウジングに摩耗が発生する。また、オイルシールのしめ代が大きいので、回転トルクが大きいという問題もある。
【００１１】
この発明の目的は、上記の問題を解決し、軽量化およびコンパクト化を図るとともに、軸受装置の軸受支持剛性を高め、モータ軸およびモータロータの傾きを低減できる電動ポンプユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明による電動ポンプユニットは、油の吸入および吐出を行うポンプのポンプ本体に、ポンプ駆動用電動モータを内蔵したモータハウジングが固定され、ポンプ本体内に、ポンプロータを収容したポンプ室が形成され、ポンプ本体に形成されてモータハウジング内にのびる円筒部の内側に軸受装置が設けられており、電動モータが、軸受装置により支持されたポンプ駆動モータ軸と、モータ軸の一方の自由端部から半径方向外方にのびかつ軸受装置の外周を囲む円筒状のモータロータと、モータハウジングに固定状に設けられたモータステータとを備え、ポンプ室内に進入したモータ軸の他方の自由端部にポンプロータが固定されている電動ポンプユニットにおいて、軸受装置が、密封部材を挟んで軸方向に隣接する２個の転がり軸受であり、ポンプ側の転がり軸受が開放型であることを特徴とするものである。
【００１３】
ポンプ本体に、ポンプ駆動用電動モータを内蔵したモータハウジングが固定されており、電動モータが上記のような構成を有するので、電動ポンプユニットの軽量化およびコンパクト化を図ることができる。
【００１４】
モータハウジング内の円筒部の密封部材よりポンプ側の部分には、ポンプ室から漏れた油が溜まる。通常、この油は、低圧の油吸入ポートに逃がされるようになっているが、電動モータ側への進入を防ぐために密封部材が必要である。
【００１５】
軸受装置を構成する２個の転がり軸受が、密封部材を挟んで配置されているため、両軸受の間隔が広がり、その分、軸受支持剛性が高くなる。それにより、モータ軸およびポンプロータの傾きを減少させることができる。軸受装置とポンプ室の間を密封する密封部材の位置を、２個の軸受の間にしたものであるから、軸方向の寸法が増大することがない。
【００１６】
ポンプ側の転がり軸受は、ポンプ室から漏れた油によって潤滑されるので、開放型とすることができる。また、このポンプ側の軸受があることで、ポンプ室から漏れた油が密封部材に作用する油圧が下がるため、密封部材のしめ代を小さくして、回転トルクを低減することができる。
【００１７】
たとえば、軸受装置の２個の転がり軸受は、単列深みぞ玉軸受である。そうしても、上記の理由により、軸受支持剛性を高めることができ、単列深みぞ玉軸受とすることで、コスト低減ができる。
【００１８】
たとえば、ポンプ側の転がり軸受の内輪がモータ軸にすきまばめされ、同外輪が円筒部にしまりばめされており、反対側の転がり軸受の内輪および外輪がモータ軸および円筒部にそれぞれしまりばめされている。
【００１９】
この場合、ポンプ側の転がり軸受の外輪および反対側の転がり軸受の内外輪がしまりばめされていることにより、軸受支持剛性をさらに高くすることができる。また、ポンプ側の転がり軸受の内輪がすきまばめされているため、圧入による内輪の中心と外輪の中心のずれを吸収することができ、しかもすきまを小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の電動ポンプユニットによれば、上記のように、軽量化およびコンパクト化を図るとともに、軸受装置の軸受支持剛性を高めて、モータ軸およびポンプロータの傾きを減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、この発明の実施形態を示す電動ポンプユニットの主要部の縦断面図である。
【図２】図２は、図１の電動ポンプユニットの主要部の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、この発明を自動車のトランスミッション用電動ポンプユニットに適用した実施形態について説明する。
【００２３】
図１は、この発明の実施形態を示す電動ポンプユニットの主要部の縦断面図である。以下の説明において、図１の左側を前、右側を後とする。
【００２４】
電動ポンプユニットは、ユニットハウジング(1)内に、油の吸入および吐出を行うポンプ(2)、ポンプ駆動用電動モータ(3)ならびに電動モータ(3)のコントローラ(4)が一体に組み込まれたものである。この例では、ポンプ(2)は内接歯車ポンプ、モータ(3)は３相巻線を有するセンサレス制御ＤＣブラシレスモータである。
【００２５】
ユニットハウジング(1)は、ポンプ(2)のポンプ本体(5)ならびに電動モータ(3)およびコントローラ(4)を内蔵したモータハウジング(6)よりなる。
【００２６】
ポンプ本体(5)は、後側のポンプハウジング(7)と前側のポンププレート(8)よりなる。ポンプハウジング(7)は、前後方向と直交する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(9)が形成されている。ポンプハウジング(7)の前面に、ポンププレート(8)がＯリング(10)を介して固定され、ポンプ室(9)の前面が塞がれている。ポンプ室(9)内に、外側ポンプロータであるアウタギヤ(11)が回転自在に収容され、アウタギヤ(11)の内側に、これとかみ合う内側ポンプロータであるインナギヤ(12)が配置されている。ポンプハウジング(7)およびポンププレート(8)は、たとえば、アルミニウム合金製である。
【００２７】
モータハウジング(6)は、円筒状の合成樹脂製モータケース(13)と、モータケース(13)の後端に固定された円板状の蓋(14)とからなる。モータケース(13)の前端が、Ｏリング(15)を介してポンプハウジング(7)の後面に固定されている。ポンププレート(8)、ポンプハウジング(7)およびモータケース(13)は、それらの外周から径方向外側に突出するように一体に形成された複数の連結部(8a)(7a)(13a)の部分において、ボルト(16)により互いに固定されている。モータケース(13)の後端開口が、蓋(14)により塞がれている。
【００２８】
ポンプハウジング(7)の後端面の中心に、モータケース(13)より小径の円筒部(7b)が一体に形成されて、モータケース(13)内にのびており、円筒部(7b)内に設けられた軸受装置(17)により、前後方向にのびるポンプ駆動軸であるモータ軸(18)が支持されている。モータ軸(18)の前部は、ポンプハウジング(7)の後壁に形成された穴(19)の部分を貫通してポンプ室(9)内に進入し、その前端部（自由端部）にインナギヤ(12)が嵌合固定されている。軸受装置(17)は、密封部材であるオイルシール(20)を挟んで前後に隣接する２個の転がり軸受である玉軸受(21)(22)よりなる。オイルシール(20)は、円筒部(7b)とモータ軸(18)の間を密封する。両軸受(21)(22)の内輪(21a)(22a)がモータ軸(18)に固定され、外輪(21b)(22b)が円筒部(7b)に固定されている。ポンプ(2)側である前側の軸受(21)は開放型単列深みぞ玉軸受、反対側の後側の軸受(22)はグリース潤滑の密封型単列深みぞ玉軸受である。前側の開放型玉軸受(21)の内輪(21a)はモータ軸(18)にすきまばめされ、外輪(21a)は円筒部(7b)にしまりばめされている。後側の密封型玉軸受(22)の内輪(22a)および外輪(22b)は、モータ軸(18)および円筒部(7b)にそれぞれしまりばめされている。また、オイルシール(20)のしめ代は、従来より若干小さい。
【００２９】
円筒部(7b)より後方に突出したモータ軸(18)の後端部（自由端部）に、モータ(3)を構成するモータロータ(23)が固定されている。ロータ(23)は、モータ軸(18)の後端から半径方向にのびかつ軸受装置(17)の外周を囲む円筒状のロータ本体(24)の外周部に合成樹脂製の永久磁石保持部材(25)が固定状に設けられ、保持部材(25)を周方向に等分する複数箇所にセグメント形状の永久磁石(26)が保持されたものである。モータ軸(18)、ロータ(23)およびポンプ(2)のインナギヤ(12)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(17)の軸方向範囲内にある。この例では、上記重心の軸方向位置が、軸受装置(17)を構成する２個の玉軸受(21)(22)の間にある。
【００３０】
ロータ(23)に対向するモータケース(13)の内周に、モータ(3)を構成するモータステータ(27)が固定状に設けられている。ステータ(27)は、積層鋼板よりなるステータコア(28)にインシュレータ（合成樹脂製絶縁体）(29)が組み込まれ、インシュレータ(29)の部分にステータコイル(30)が巻きつけられたものである。この例では、ステータ(27)は、モータケース(13)の内周部に一体にモールドされている。
【００３１】
インシュレータ(29)の後端に、コントローラ(4)の基板(31)が固定され、基板(31)に、コントローラ(4)を構成する部品(32)が取り付けられている。図１には基板(31)の前面に取り付けられた部品(32)が１個だけ示されているが、部品は基板(31)の前面および後面の少なくとも一方の所定位置に配置される。図１に示された部品(32)は、たとえば電解コンデンサである。
【００３２】
図２は、モータケース(13)とステータ(27)の成型体を示す横断面図（後から見た横断面図）である。
【００３３】
図２に示すように、コア(28)は、環状部(28a)の内周を周方向に等分する複数箇所（この例では６箇所）に径方向内側に突出した極部(歯部）(28b)が一体に形成されたものである。各極部(28b)の先端部は周方向両側にのび、その内周面は１つの円筒面を形成している。
【００３４】
インシュレータ(29)は、前後１対の半体(33)(34)よりなる。各半体(33)(34)は、たとえばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などの合成樹脂により成型され、環状部(28a)の外周面と極部(28b)の内周面を除くコア(28)の表面を覆うように、コア(28)に前後両側から組み込まれている。各半体(33)(34)には、コア(28)の極部(28b)の内周面を除く部分を覆うコイル装着部(33a)(34a)が形成されている。コア(28)の各極部(28b)において、両半体(33)(34)のコイル装着部(33a)(34a)で覆われた部分に、コイル(30)が巻かれている。後側半体(34)のコイル装着部(34a)の径方向外側の部分を周方向に等分する複数箇所（この例では６箇所）に、後方にのびた基板用突起部(34b)が一体に形成されている。各突起部(34b)の後端部の内側に、内周にめねじが形成された金属製めねじ部材(35)が埋め込まれている。
【００３５】
モータケース(13)は、型を用いてたとえばＰＡ６６（ポリアミド６６）などの合成樹脂をステータ(27)の外周側の部分にモールドすることにより、ステータ(27)と一体化されている。コア(28)の極部(28b)の内周面、インシュレータ(29)のコイル装着部(33a)(34a)の内周面および突起部(34b)の後端面を除いて、ステータ(27)の表面がモータケース(13)で覆われている。モータケース(13)の外周に、複数のピン(36)を備えたコネクタ(37)が一体に形成されている。
【００３６】
蓋(14)は、合成樹脂製で、熱溶着などの適宜な手段により、モータケース(13)の後端に固定されている。
【００３７】
コントローラ(4)の基板(31)は、インシュレータ(29)の突起部(34b)のめねじ部材(35)にねじはめられたねじ(39)によりインシュレータ(29)に固定されている。図示は省略したが、インシュレータ(29)とモータケース(13)の成型体には複数のバスバーが組み込まれており、これらのバスバーを用いて、ステータ(27)のコイル(30)が互いに電気的に接続されるとともに、基板(31)に電気的に接続されている。コネクタ(37)のピン(36)も、基板(31)に電気的に接続されている。
【００３８】
ポンプ(2)のインナギヤ(12)とアウタギヤ(11)のかみ合い部分（この例では下側のかみ合い部分）に対応するポンプハウジング(7)とポンププレート(8)の対向壁に、油吸入ポート(40)(41)が形成されている。ポンプ(2)のインナギヤ(12)とアウタギヤ(11)のかみ合い部分（この例では上側のかみ合い部分）に対応するポンプハウジング(7)とポンププレート(8)の対向壁に、油吐出ポート(42)(43)が形成されている。ポンププレート(8)には、油吸入ポート(41)に連通する油吸入穴(44)および油吐出ポート(43)に連通する油吐出穴(44)が形成されている。ポンプ室(9)に面するポンプハウジング(7)の壁に、穴(19)と油吸入ポート(40)を連通する油逃がしみぞ(46)が形成されている。
【００３９】
電動モータ(3)によりポンプ(2)が駆動されて、インナギヤ(12)およびアウタギヤ(11)が回転するとき、油吸入ポート(40)(41)は低圧で、油吐出ポート(42)(43)は高圧になる。このため、インナギヤ(12)は、径方向（この例では下向き）の力を受ける。軸受装置(17)を構成する２個の玉軸受(21)(22)が、オイルシール(20)を挟んで配置されているため、両軸受(21)(22)の間隔が広がり、その分、軸受支持剛性が高くなる。したがって、片持ち支持のモータ軸(18)が径方向の力を受けても、傾きが小さい。前側の軸受(21)の外輪(21b)および後側の軸受(22)の内外輪(22a)(22b)がしまりばめであるため、軸受支持剛性がさらに高くなる。両軸受(21)(22)の内輪(21a)(22a)および外輪(21b)(22b)を全てしまりばめにする場合、圧入により、内輪(21a)(22a)の中心と外輪(21b)(22b)の中心にずれが生じる。ポンプ(2)側の軸受(21)の内輪(21a)をすきまばめにすることにより、上記のずれを吸収することができ、しかもすきまを小さくすることができる。２個の軸受(21)(22)の間のオイルシール(20)は、ポンプ(2)側にあった従来のオイルシールの位置を変えたものであるから、軸方向の寸法が増大することがない。
【００４０】
ポンプ(2)の作動中、油吐出ポート(42)内の油の一部が、ポンプハウジング(7)とインナギヤ(12)の間から穴(19)内に入るが、穴(19)の内側が油逃がしみぞ(46)により低圧の油吸入ポート(40)と連通しているため、穴(19)内の油が高圧になることはない。この油により、ポンプ(2)側の軸受(21)が潤滑されるため、この軸受(21)を開放型にすることができる。このポンプ(2)側の軸受(21)により、穴(19)内の油がオイルシール(20)に作用する油圧が下がるため、オイルシール(20)のしめ代を小さくして、回転トルクを低減することができる。
【００４１】
上記の実施形態では、モータ軸(18)の軸方向１箇所が軸受装置(17)により支持され、その軸受装置(17)の外周を取り囲むようにモータロータ(23)が設けられている構造であるから、モータ軸(18)の長さが短くてすみ、さらなるコンパクト化が可能である。また、モータ軸(18)、モータロータ(23)およびポンプ(2)のインナギヤ(12)を含む回転部分の重心の軸方向位置が、軸受装置(17)の軸方向範囲内にあるから、回転部分を安定良く回転支持することができる。さらに、上記重心位置が、軸受装置(17)を構成する２個の玉軸受(21)(22)の間にあるから、回転部分をより安定良く回転支持することができる。また、ポンプハウジング(7)に一体に形成された円筒部(7b)だけで軸受装置(17)を支持することができ、他に軸受装置を支持する構成が不要である。このため、さらなる部品点数の低減が可能であり、さらなる軽量化およびコンパクト化が可能である。さらに、モータステータ(27)がモータハウジング(6)を構成する合成樹脂製モータケース(13)に一体に成形されているので、モータケース(13)の寸法管理が容易で、組立工数が低減する。
【００４２】
上記の実施形態では、モータロータ(23)が、円筒状のロータ本体(24)の外周部に固定状に設けられた合成樹脂製の永久磁石保持部材(25)に、複数の永久磁石(26)が保持されているものであるから、永久磁石(26)をロータ本体(24)に接着剤で固定する必要がなく、永久磁石(26)の剥がれのおそれがない。
【００４３】
電動ポンプユニットの全体構成および各部の構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。
【００４４】
また、この発明は、トランスミッション用電動ポンプユニット以外の電動ポンプユニットにも適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
(2)    ポンプ
(3)    電動モータ
(5)    ポンプ本体
(6)    モータハウジング
(7b)    円筒部
(9)    ポンプ室
(12)    インナギヤ（ポンプロータ）
(17)    軸受装置
(18)    モータ軸
(20)    オイルシール（密封部材）
(21)(22)    玉軸受
(23)    モータロータ
(27)    モータステータ
【図１】
2012189015.tif 000003
【図２】
2012189015.tif 000004